调节多等离子体处理站的阻抗或功率的组合器和分配器制造技术

本发明专利技术涉及调节多等离子体处理站的阻抗或功率的组合器和分配器。具体而言，描述了用于调节多等离子体处理站的阻抗或功率或其组合的系统和方法。该系统中的一种包括：第一射频(RF)发生器，其产生具有第一频率的第一RF信号；第二RF发生器，其被配置为产生具有第二频率的第二RF信号；以及第一匹配网络，其耦合到第一RF发生器以接收第一RF信号。第一阻抗匹配网络在接收到第一RF信号时输出第一经修改的RF信号。系统还包括第二匹配网络，其耦合到第二RF发生器以接收第二RF信号。第二匹配网络被配置为在接收到第二RF信号时输出第二经修改的RF信号。系统还包括组合器和分配器，其耦合到第一匹配网络的输出和第二匹配网络的输出。

A combiner and distributor for regulating the impedance or power of a multi plasma processing station

The present invention relates to a combiner and distributor for regulating the impedance or power of a multi plasma processing station. In particular, a system and method for regulating the impedance or power of a multi plasma processing station or the combination of the multiple plasma processing stations is described. A including the system: the first radio frequency (RF) generator, the RF generates a first signal having a first frequency; second RF generator configured to generate a second RF signal with a second frequency; and the first matching network coupled to the first RF to receive the first RF signal generator. The first impedance matching network outputs the first modified RF signal when the first RF signal is received. The system also includes a second matching network, which is coupled to a second RF generator to receive a second RF signal. The second matching network is configured to output a modified RF signal when the second RF signal is received. The system also includes a combiner and a distributor, which are coupled to the output of the first matching network and the output of the second matching network.

【技术实现步骤摘要】
调节多等离子体处理站的阻抗或功率的组合器和分配器
本文的实施方式涉及用于调节在多个等离子体处理站之间的阻抗或功率或其组合的系统和方法。
技术介绍
通常，使用工艺反应器来处理晶片(例如硅晶片)上的操作。这些晶片通常在各种反应器中被多次处理，以在其上形成集成电路。这些处理操作中的一些涉及例如将材料沉积在晶片的选定表面或层上。一种这样的反应器是等离子体增强化学气相沉积(PECVD)反应器。例如，可以使用PECVD反应器来沉积绝缘膜，例如氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、碳氧化硅(SiOC)等。这种材料膜可以包括铝(Al)合金。根据沉积的膜的类型，将特定的反应气体引入PECVD反应器中，同时提供射频(RF)功率以产生能够实现沉积的等离子体。RF功率由RF发生器产生并经由匹配盒提供给PECVD反应器的电极。就是在这种背景下，出现了在本公开中描述的实施方式。
技术实现思路
本公开的实施方式提供了用于调节多个等离子体处理站之间的阻抗或功率或其组合的系统和方法。应当理解，本文的实施方式可以以许多方式实现，例如，在计算机可读介质上以工艺、装置、系统、设备或方法实现。下面描述若干实施方式。在多种实施方式中，提供了一些系统和方法，以将多个非50欧姆源信号分割到共享真空环境的多个衬底站，从而选择性地将功率转移到这些衬底站中的特定的衬底站，并且在特定的一个衬底站上点燃、启用或控制等离子体。这包括在电容耦合等离子体系统环境中使用有源可调元件对衬底站中的预先选择的特定衬底站进行等离子体处理以及射频(RF)原位平衡站与站之间的衬底工艺变异性控制。在一些实施方式中，将同轴和非同轴型输出在多种阻抗范围和多种功率电平下提供给衬底站。在多种实施方式中，提供了一种用于具有适当调谐范围的多个频率以适应在多步骤过程中在多个衬底站中的各种阻抗变换的组合器和分配器。组合器和分配器从有源调谐匹配网络输出接收多个具有多种阻抗范围和多种功率电平的非50欧姆功率信号作为输入。此外，组合器和分配器中的诸如基于真空继电器的开关等开关将功率转移到用于不需要功率的衬底站的虚拟阻抗。组合器和分配器将多个频率的信号引入每个衬底站。此外，组合器和分配器改变通向每个衬底站的多个频率的信号。组合器和分配器包括滤波器，例如直流(DC)阻隔电容器、电感器等，用于将这些频率彼此隔离并使到组合器和分配器的输入的反馈最小化。在一些实施方式中，组合器和分配器在其输出中的每一个处包括平衡电感器，以用RF功率控制等离子体鞘电容变化，并且还控制在等离子体点火和其它工艺配方转换期间的谐振频率偏移。在多种实施方式中，提供自动化控制装置(例如探针控制装置和系统控制装置等)以在有源RF工艺期间改变用于衬底站中的每一个的组合器和分配器的调谐元件(例如电容器等)的位置，从而提供阻抗变换。在一些实施方式中，提供了一种在等离子体处理期间移动和控制可变电容器(例如真空电容器等)以使得能够以变化的阻抗变换运行多层处理的方法。通过控制RF信号的幅值和相位，对调谐元件中的有源变化的自动控制可以帮助有源补偿。在多种实施方式中，组合器和分配器被远程安装，并且组合器和分配器的输出被同轴电缆连接到衬底站的电极输入端。在几个实施方式中，诸如复电压和电流探针等参数探针连接到衬底站中的每一个以监测并提供反馈给探针控制装置和系统控制装置。探针控制装置和系统控制装置使用一种机制来运行闭环系统以进行功率控制。在一些实施方式中，组合器和分配器使得能对多层处理进行处理而不用关闭RF功率。在多种实施方式中，组合器和分配器能对衬底站中的每一个的RF信号电平进行有源改变，以改善站与站的匹配或在衬底站中的每一个中获得期望的处理结果。在若干实施方式中，对调谐元件中的变化的自动化控制通过控制RF信号幅值和相位来帮助有源补偿。在一些实施方式中，描述了一种用于调节在多个等离子体处理站之间的阻抗或功率或其组合的系统。该系统包括：产生具有第一频率的第一RF信号的第一RF发生器，产生具有第二频率的第二RF信号的第二RF发生器，以及耦合到第一RF发生器以接收第一RF信号的第一匹配网络。第一阻抗匹配网络在接收到第一RF信号时输出第一经修改的RF信号。该系统还包括耦合到第二RF发生器以接收第二RF信号的第二匹配网络。第二匹配网络在接收到第二RF信号时输出第二经修改的RF信号。该系统还包括耦合到第一匹配网络的输出和第二匹配网络的输出的组合器和分配器。组合器和分配器组合第一经修改的RF信号和第二经修改的RF信号以向等离子体处理站提供组合的RF信号。组合器和分配器具有耦合到等离子体处理站的多个输出。组合器和分配器包括用于第一和第二频率的多个调谐电路，以基于在组合器和分配器的输出处测得的参数来调谐与等离子体处理站相关联的阻抗。在几个实施方式中，描述了组合器和分配器。组合器和分配器包括第一频率电路，该第一频率电路经由第一匹配网络耦合到第一RF发生器以从第一匹配网络接收第一频率的第一经修改的RF信号。第一频率电路在接收到第一经修改的RF信号时输出多个RF信号。组合器和分配器还包括第二频率电路，该第二频率电路经由第二匹配网络耦合到第二RF发生器，以从第二匹配网络接收第二频率的第二经修改的RF信号。第二频率电路在接收到第二经修改的RF信号时输出多个RF信号。第二频率电路耦合到第一频率电路。组合器和分配器包括耦合到第二频率电路的输出电路。输出电路将从第一频率电路输出的RF信号中的每一个与从第二频率电路输出的RF信号中的对应的一个组合，以向等离子体处理站提供多个组合的RF信号。输出电路具有耦合到等离子体处理站的多个输出。第一频率电路包括针对第一频率的多个第一频率调谐电路，以基于在输出电路的输出处测得的参数来调谐与等离子体处理站相关联的阻抗或功率。第二频率电路包括针对第二频率的多个第二频率调谐电路，以基于在输出电路的输出处测量的参数来调谐与等离子体处理站相关联的阻抗或功率。在一些实施方式中，提供了一种用于调节等离子体处理站之间的阻抗的系统。该系统包括组合器和分配器。组合器和分配器包括第一频率电路，该第一频率电路经由第一匹配网络耦合到第一RF发生器以从第一匹配网络接收第一频率的第一经修改的RF信号。第一频率电路在接收到第一经修改的RF信号时输出多个RF信号。组合器和分配器还包括第二频率电路，该第二频率电路经由第二匹配网络耦合到第二RF发生器，以从第二匹配网络接收第二频率的第二经修改的RF信号。第二频率电路在接收到第二经修改的RF信号时输出多个RF信号。第二频率电路耦合到第一频率电路。组合器和分配器包括耦合到第二频率电路的输出电路。输出电路将从第一频率电路输出的RF信号中的每一个与从第二频率电路输出的RF信号中的对应的一个组合，以向等离子体处理站提供多个组合的RF信号。输出电路具有耦合到等离子体处理站的多个输出。第一频率电路包括针对第一频率的所述多个第一频率调谐电路，而第二频率电路包括针对第二频率的所述多个第二频率调谐电路。系统还包括耦合到组合器和分配器的系统控制器，例如探针控制装置和系统控制装置等。系统控制器基于在组合器和分配器电路的输出处测得的参数来调谐第一频率调谐电路。系统控制器基于在输出电路的输出测得的参数来调谐第二频率调谐电路。组合器和分配器的若干优点包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：第一射频(RF)发生器，其被配置为生成具有第一频率的第一RF信号；第二RF发生器，其被配置为产生具有第二频率的第二RF信号；第一匹配网络，其耦合到所述第一RF发生器以接收所述第一RF信号，其中所述第一阻抗匹配网络被配置为在接收到所述第一RF信号时输出第一经修改的RF信号；第二匹配网络，其耦合到所述第二RF发生器以接收所述第二RF信号，其中所述第二匹配网络被配置为在接收到所述第二RF信号时输出第二经修改的RF信号；和组合器和分配器，其耦合到所述第一匹配网络的输出和所述第二匹配网络的输出，其中所述组合器和分配器被配置为组合所述第一经修改的RF信号和所述第二经修改的RF信号以将组合的RF信号提供给多个等离子体处理站，其中所述组合器和分配器具有耦合到所述等离子体处理站的多个输出，其中所述组合器和分配器包括针对所述第一频率和所述第二频率的多个调谐电路，以基于在所述组合器和分配器的输出处测得的参数调谐与所述等离子体处理站相关联的阻抗。

【技术特征摘要】
2016.06.17 US 62/351,879;2016.09.01 US 15/254,7691.一种系统，其包括：第一射频(RF)发生器，其被配置为生成具有第一频率的第一RF信号；第二RF发生器，其被配置为产生具有第二频率的第二RF信号；第一匹配网络，其耦合到所述第一RF发生器以接收所述第一RF信号，其中所述第一阻抗匹配网络被配置为在接收到所述第一RF信号时输出第一经修改的RF信号；第二匹配网络，其耦合到所述第二RF发生器以接收所述第二RF信号，其中所述第二匹配网络被配置为在接收到所述第二RF信号时输出第二经修改的RF信号；和组合器和分配器，其耦合到所述第一匹配网络的输出和所述第二匹配网络的输出，其中所述组合器和分配器被配置为组合所述第一经修改的RF信号和所述第二经修改的RF信号以将组合的RF信号提供给多个等离子体处理站，其中所述组合器和分配器具有耦合到所述等离子体处理站的多个输出，其中所述组合器和分配器包括针对所述第一频率和所述第二频率的多个调谐电路，以基于在所述组合器和分配器的输出处测得的参数调谐与所述等离子体处理站相关联的阻抗。2.根据权利要求1所述的系统，其还包括被配置为基于所述参数来调节所述调谐电路中的一个或多个调谐电路的变量的系统控制器。3.根据权利要求1所述的系统，其还包括系统控制器，所述系统控制器被配置为调节所述调谐电路中的一个或多个调谐电路的变量，使得所述阻抗中的与所述等离子体处理站中的一个相关联的一个阻抗和所述阻抗中的与所述等离子体处理站中的另一个相关联的另一个阻抗相差是在预定的范围内。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述调谐电路中的一个包括被调谐以改变提供给所述等离子体处理站中的一个等离子体处理站的所述第一频率的功率电平的电容器，而所述调谐电路中的另一个是被调谐以改变提供给所述等离子体处理站中的所述一个等离子体处理站的所述第二频率的功率电平的电容器，其中所述第一频率的所述功率电平和所述第二频率的所述功率电平基于所述阻抗中的与所述等离子体处理站中的另一个等离子体处理站相关联的一个阻抗而改变。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述组合器和分配器包括：阻隔电路，其被配置为对所述第二频率进行滤波，使得所述第二频率不影响所述第一RF发生器。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述组合器和分配器包括：对应于所述等离子体处理站的多个假负载；多个开关，其中所述开关中的每一个被配置为耦合到所述假负载中的对应一个或所述组合器和分配器的所述输出中的对应一个，其中当开关中的一个耦合到所述假负载中的一个时，在所述等离子体处理站中的与所述输出中的一个耦合的一个等离子体处理站中禁用等离子体，其中当开关中的一个耦合到所述组合器和分配器的所述输出中的所述一个时，在所述等离子体处理站中的与所述输出中的所述一个耦合的一个等离子体处理站中启用等离子体；系统控制器，其耦合到所述开关，以在所述开关耦合到所述组合器和分配器的输出和所述开关耦合到所述假负载之间修改所述开关的位置；和多个直流(DC)阻隔电容器，其中所述DC阻隔电容器中的每一个耦合到所述假负载中的对应的一个，以阻隔DC功率施加到所述假负载中的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏尼尔·卡普尔，乔治·托马斯，亚思万斯·兰吉内尼，爱德华·奥古斯蒂尼克，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国,US