制造半导体器件的方法和使用EtherCAT的衬底处理设备技术

一种制造半导体器件的方法的示例包括：在使用等离子体处理衬底时，通过Ether CAT实时从反应器获取RF波形，RF波形是与要施加到RF板的电功率相关的波形；以及通过使用RF波形来调节要施加到RF板的电功率。节要施加到RF板的电功率。节要施加到RF板的电功率。

【技术实现步骤摘要】
制造半导体器件的方法和使用Ether CAT的衬底处理设备


[0001]描述了与制造半导体器件的方法和衬底处理设备相关的示例。

技术介绍

[0002]在常规PEALD设备中，一种被称为PLC记录器的器件用来监测与等离子体发射相关的模拟数据。换句话说，与等离子体发射相关的数据可以说是与RF相关的数据。例如，关于等离子体发射的强度(电压)的数据仅由PLC记录器获取。
[0003]该PLC记录器捕获与等离子体发射相关的模拟数据，例如其中时间分辨率为50毫秒，然后将监测数据报告给过程模块控制器(PMC)。PMC将数据保存在日志文件中。该系统不能向作为主机控制器的唯一平台控制器(UPC)实时报告要监测的模拟数据，并导致集中报告每个过程的数据。因此，除了稍后通过时间戳检查等离子体发射的强度等，别无选择。
[0004]正因为如此，UPC不能将与等离子体发射相关的模拟数据与趋势数据实时关联。换句话说，不能给配方控制提供反馈。
[0005]此外，由于在PLC记录器中捕获数据并确定警报的必要性，所以在常规的衬底处理设备中需要用于PLC记录器的软件。此外，当执行监测时，PLC记录器需要与PMC的配方执行单元同步，因此，当用于监测的功能扩展时，会出现各种限制。例如，在期望更精细地监测与配方设置中的等离子体相关的模拟数据的情况下，PLC记录器不能接收配方的内容，因此，有必要添加用于将附加设置传输到PLC记录器的信息。然后，有必要在每次添加新设置时对软件进行重大更改。

技术实现思路

[0006]本文描述的一些示例可以解决上述问题。本文所述的一些示例可以提供制造半导体器件的方法和可以实时监测等离子体发射的强度的衬底处理设备。
[0007]在一些示例中，一种制造半导体器件的方法，包括：在使用等离子体处理衬底时，通过Ether CAT实时从反应器获取RF波形，RF波形是与要施加到RF板的电功率相关的波形；以及通过使用RF波形来调节要施加到RF板的电功率。
附图说明
[0008]图1示出了衬底处理设备的配置示例；
[0009]图2示出了处理电路的配置示例；
[0010]图3示出了处理电路的另一配置示例；
[0011]图4示出了过程的调节示例；以及
[0012]图5示出了过程的另一调节示例。
具体实施方式
[0013]图1示出了衬底处理设备的配置示例。衬底处理设备包括反应器10。反应器10具有
平行板结构，其包括例如基座10a和RF板10b。根据一示例，反应器10包括用于向基座10a和RF板10b之间的空间提供气体的气体供应系统。此外，提供了向RF板10b施加高频功率的RF单元10c。根据一示例，RF单元10c包括RF发生器和将RF发生器与RF板10b连接的匹配盒。
[0014]各种类型的反应器对应于反应器10，其通过向RF板施加电功率来使衬底经受等离子体处理。例如，反应器可以向RF板施加两种不同的高频功率，或者可以通过设置在RF板中的狭缝向衬底提供用于衬底处理的气体。
[0015]该反应器10通过模拟输入单元(AI单元)12连接到PMC14，该AI单元12是以太网控制自动化技术(Ether CAT)从设备。根据一示例，PMC14包括配方执行单元14a。配方执行单元14a包括处理电路，并且处理电路可以是专用硬件或执行存储在存储器中的程序的CPU(也称为中央处理单元、中央处理器、处理单元、算术单元、微处理器、微型计算机、处理器或DSP)。
[0016]图2是在处理电路是专用硬件的情况下的配方执行单元14a的框图。配方执行单元包括接收器20a、处理电路20b和输出设备20c。接收器20a接收在使用配方的衬底处理中测量的模拟数据。接收器20a例如通过Ether CAT实时从反应器10获取RF波形，其是与要施加到RF板10b的电功率相关的波形。RF波形是例如行波功率、反射波功率、施加到RF板的电压值或流过RF板的电流值的波形。
[0017]处理电路20b对应于例如单个电路、复合电路、编程处理器、并行编程处理器、ASIC、FPGA或其组合。
[0018]配方执行单元的各个功能可以由各个处理电路实现，或者各个功能可以由处理电路共同实现。根据一示例，处理电路20b用作控制器，其通过使用已经由接收器20a获取的RF波形来调节要施加到RF板10b的电功率。
[0019]输出设备20c基本基于配方的内容向RF单元10c发出命令。根据一示例，该命令包括RF功率、RF功率的施加时间段、RF功率的施加周期以及RF功率的施加次数。此外，当处理电路20b已经如上所述调节施加的功率时，输出设备20c向RF单元10c输出用于实现调节的命令。根据一示例，输出设备20c经由被称为ADS板18的接口向RF单元10c发出与RF相关的所有指令。
[0020]图3是示出在处理电路是CPU的情况下配方执行单元14a的配置示例的框图。在这种情况下，上述一系列过程由程序控制。自动执行基于配方对RF单元10c的命令和对要施加到RF板10b的电功率的调节。当处理电路30b是如图3所示的CPU时，配方执行单元14a的每个功能由软件、固件或软件和固件的组合来实现。软件或固件被描述为程序，并且存储在计算机可读存储介质30c中。用于上述功率调节的信息也存储在存储介质30c中。根据一示例，程序使计算机执行基于配方向RF单元10c发出命令，并向RF单元10c发出反映上述功率调节的命令。
[0021]在图2和3的任何配置中，配方执行单元14a向RF单元10c发出用于执行配方的命令和用于调节等离子体处理的命令。
[0022]在图1中，示出了连接到PMC14的UPC16。根据一示例，UPC16存储并监测由PMC14创建的模拟数据的趋势数据。根据一示例，PMC14用作异常检测控制器。PMC14可以包括计算单元、存储单元、警报确定单元和传感器监测单元。根据一示例，当通过Ether CAT从反应器10实时获取的RF波形超过预先确定的范围时，PMC14发出警报。根据一示例，UPC16从PMC14接
收警报信号，并显示或记录这种警报。
[0023]图4是示出要施加到RF板10b的电压的调节示例的电压波形图。实线的波形是目标波形。在时间t1，RF功率开始施加到RF板10b。PMC14通过Ether CAT实时从反应器10获取施加到RF板10b的电功率的RF波形。PMC14已获取的电压波形由虚线示出。在目标波形中，出现这样的尖峰，即电压从时间t1急剧上升到时间t2，此后，保持电压Vp。根据一示例，电压Vp是用于产生等离子体的足够电压。
[0024]PMC14实时获取RF波形，并且通过使用RF波形，同时确定是否需要调节要施加到RF板10b的电功率。在图4的示例中，PMC14将从电功率已经开始施加到RF板10b的时间t1到预先确定的第一时间t2的RF波形与预先确定的目标波形进行比较；并且如果RF波形的值小于目标波形的值，则确定需要调节要施加到RF板的电功率。在图4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造半导体器件的方法，包括：在使用等离子体处理衬底时，通过Ether CAT实时从反应器获取RF波形，RF波形是与要施加到RF板的电功率相关的波形；以及通过使用RF波形来调节要施加到RF板的电功率。2.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中，所述RF波形的获取包括通过所述Ether CAT实时获取RF波形，RF波形是从开始向所述RF板施加电功率起直到预先确定的第一时间施加到RF板的RF波形；以及所述调节包括将RF波形与预先确定的目标波形进行比较，并且当RF波形的功率值小于目标波形的功率值时，增加施加到RF板的电功率，使得在所述第一时间之后施加到RF板的电功率接近目标。3.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中，每次在PEALD过程中向所述RF板施加电功率时，执行所述RF波形的获取和所述调节。4.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，其中，以短于50毫秒的时间分辨率获取所述RF波形。5.根据权利要求1所述的制造半导体器件的方法，还包括当通过所述Ether CAT实时从所述反应器获取的RF波形超过预先确定的范围时发出警报。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：大森拓，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：