用于重复调谐匹配网络的系统和方法技术方案

一种用于在射频等离子体处理设备中重复调谐匹配网络的方法，所述方法包括检测匹配网络内的状况并确定所述状况是否是所述匹配网络的已知状况。此外，当所述状况是所述匹配网络的已知状况时，查找所述状况的先前解决方案；以及在所述匹配网络中复制所述状况的先前解决方案。解决方案。解决方案。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于重复调谐匹配网络的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年9月28日提交的美国非临时专利申请第17/035,392号的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]射频(radio frequency，RF)等离子体增强处理广泛用于半导体制造中，以蚀刻不同类型的膜，在低至中等处理温度下沉积薄膜，并执行表面处理和清洁。这些过程的特征是等离子体(即，部分电离的气体)的使用，其用于从反应室内的前体产生中性物质和离子，为离子轰击提供能量，和/或执行其他动作。射频等离子体增强处理由已知的射频处理设备执行。
[0004]射频处理设备可以包括向等离子体反应室传输信号的射频发生器。可以具有可变阻抗的射频匹配设备可以位于射频发生器和等离子体反应室之间。可以通过改变射频匹配设备的阻抗来控制或以其他方式调谐射频匹配设备。调谐射频匹配设备减少了来自等离子体反应室和/或射频匹配设备的反射功率，这可以增加从射频发生器传递到等离子体反应室并进入等离子体过程的功率。
附图说明
[0005]当与附图一起阅读时，从以下详细描述可以最好地理解本公开。需要强调的是，根据行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为了讨论清楚，可以任意增加或减少各种特征的尺寸。
[0006]图1是根据本公开的实施例的射频等离子体处理设备的示意图。
[0007]图2是根据本公开的实施例的匹配网络的示意图。
[0008]图3是根据本公开的实施例的等离子体处理设备的示意图。
[0009]图4是示出在实施本公开的实施例之前的电容器位置的曲线图。
[0010]图5是示出根据本公开的实施例的电容器位置的曲线图。
[0011]图6是根据本公开的实施例的用于调谐射频等离子体处理设备中的匹配网络的方法的流程图。
[0012]图7是根据本公开的一个或更多个示例的具有硬件处理器和可访问机器可读指令的示例计算设备
[0013]图8是可用于实现根据本公开的一个或更多个示例的功能和过程的计算机处理设备的示意图。
具体实施方式
[0014]现在将公开以下要求保护的主题的说明性示例。为了清楚起见，本说明书中并未描述实际实现的所有特征。应理解，在任何这样的实际实现的开发中，可以做出许多特定于实现的决策来实现开发者的特定目标，例如遵守与系统相关的和与业务相关的约束，所述
约束在不同的实现中会有所不同。此外，将理解，这种开发工作即使复杂且耗时，对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说也是例行业务。
[0015]此外，如本文所用，“一个(a)”一词在专利技术中具有其通常含义，即“一个或更多个”。本文中，除非另有明确规定，否则术语“大约(about)”在应用于数值时通常指在用于产生数值的装备的公差范围内，或在某些示例中，指加或减10％、或者加或减5％、或者加或减1％。此外，在本文中，本文中使用的术语“基本上(substantially)”是指大多数，或几乎全部，或全部，或具有例如约51％至约100％范围的量。此外，本文中的示例仅旨在是说明性的，并且出于讨论目的而非以限制性的方式呈现。
[0016]本公开的实施例可以提供用于调谐和以其他方式控制射频等离子体处理设备中的匹配网络的系统和方法。在操作期间，可以为射频发生器通电以在反应室内形成等离子体。等离子体可以在源气体被注入反应室中并且由射频发生器在反应室内提供功率之后产生。
[0017]在某些状况下，供应到反应室的功率可能会从反应室反射回来。当功率被反射回来时，处理效率可能会降低，并且/或者正在处理的晶圆(wafer)可能会损坏。反射功率的原因可能是射频发生器的阻抗与由反应室内等离子体形成的负载不匹配。为了有助于防止反射功率，可以在射频发生器和反应室之间设置匹配网络。这样的匹配网络可以包括多个可变电容器或其他阻抗元件。可以调谐可变电容器，使得反应室内的复合负载阻抗与射频发生器的阻抗匹配。
[0018]虽然使用了多种控制或以其他方式调谐匹配网络的方法，但这些方法可能无法可靠且有效地实现阻抗匹配。调谐匹配网络的方法可以包括控制匹配网络以控制电流分流比，这可以最小化在射频发生器处见到的反射功率。电流分流比是例如内部源线圈和外部源线圈之间的电流分流。某些可变电容器可用于将电流分流比控制在期望的操作范围内。
[0019]使用电流分流比的匹配网络可能有几个缺点，包括例如限定的电流分流比范围、高线圈电压、线圈电弧等。使用当前未调谐的电流分流比的电流匹配网络可能导致操作效率降低、射频处理设备部件损坏，以及由于反应室内晶圆上不期望的颗粒沉积而导致产率降低。
[0020]本公开的实施例可以提供用于使用电流分流比值重复调谐匹配网络的系统和方法，该系统和方法最小化或至少解决上述当前遇到的问题。在某些实施例中，可以学习调谐阻抗点的电容器位置，使得当存在状况时，例如电流分流比落在期望的操作范围之外、反射功率中存在尖峰等，可以自动调整电容器。自动调整可以作为学习的电容器位置的结果而发生，所述学习的电容器位置可以用于校正等离子体处理设备内发生的状况。通过学习校正某些状况的电容器位置，当检测到状况时，可以通过应用校正状况的已知解决方案来自动调谐匹配网络。例如，已知解决方案可以包括调整匹配网络内的一个或更多个电容器的特性。
[0021]通过允许对匹配网络进行更快和更准确的调整，这些实施例可以提高等离子体处理的效率。这样，匹配网络可以在处理期间被重复调谐，从而当检测到状况时，应用已知解决方案，而不需要额外的时间，否则会对等离子体处理产生不利影响。此外，当出现不存在已知解决方案的状况时，可以调整电容器，并且当解决了该状况时，可以存储该解决方案以供将来假如该状况随后发生时使用。因为可以存储解决方案，所以匹配网络可以访问不断
发展的解决方案和配方(recipe)的数据库，该数据库允许等离子体处理变得越来越高效。下面提供了示例性系统和方法。
[0022]转到图1，示出了根据本公开的实施例的射频等离子体处理系统100的侧视示意图。射频等离子体处理系统100包括第一射频发生器105和第二射频发生器110、第一阻抗匹配网络115、第二阻抗匹配网络120、护套125、等离子体供电设备(例如喷头130或等效供电元件(例如电极))和基座135。如本文所使用的，等离子体供电设备可以是指引入功率以产生等离子体的任何设备，并且可以包括例如喷头130和/或其他类型的电极以及天线等。
[0023]射频等离子体处理系统100可以包括通过一个或更多个阻抗匹配网络115、120向反应室140输送功率的一个或更多个第一射频发生器和第二射频发生器105、110。射频功率从第一射频发生器105通过第一阻抗匹配网络115流向喷头130，进入反应室140中的等离子体，流向除喷头130之外的电极(未示出)，或流向电磁地向等离子体提供功率的感应天线(未示出)。之后，功率从等离子体流向地和/或基座135和/或第二阻抗匹配网络120。通常，第一阻抗匹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在射频等离子体处理设备中重复调谐匹配网络的方法，所述方法包括：检测所述匹配网络内的状况；确定所述状况是否是所述匹配网络的已知状况；当所述状况是所述匹配网络的已知状况时，查找所述状况的先前解决方案；以及在所述匹配网络中复制所述状况的先前解决方案。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述已知状况是使用经验数据集确定的。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述经验数据集包括电流分流比。4.根据权利要求3所述的方法，还包括将所述经验数据存储在能够由连接到所述匹配网络的可编程逻辑控制器访问的存储介质中。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述先前解决方案包括被调谐到已知阻抗点的电容器位置。6.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述状况在所述匹配网络内发生时，所述检测、确定、查找和复制是自动的。7.根据权利要求1所述的方法，还包括确定所述状况不满足阈值以确定所述状况是否是所述匹配网络的已知状况，并且中断用于调谐所述匹配网络的方法。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复制所述先前解决方案包括基于反射功率的百分比来控制电容器速度。9.根据权利要求1所述的方法，还包括允许至少一个电容器以预定义速度以反射功率调谐。10.根据权利要求1所述的方法，还包括记录所检测的状况的电容器位置。11.根据权利要求10所述的方法，还包括将所记录的所检测的状况的电容器位置与所述先前解决方案相关联。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述先前解决方案减少了所述匹配网络中的调谐时间。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述先前解决方案在操作期间防止电容器排挤。14.一种射频等离子体处理设备，包括：反应室；射频发生器，用于向所述反应室中的等离子体提供射频功率；匹配网络，包括：匹配支路，具有第一可变电容器和第二可变电容器；以及分路器...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖理，
申请(专利权)人：科米特技术美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：