提供设备和方法以检测和控制施加在等离子室（４０）中用以处理半导体晶片（４６）的电势（６８）。该等离子室包括电路（８２），用以监测和调节待施加到该等离子室内的卡盘（６６）的脉冲化ＲＦ偏压信号（６８），其中该卡盘配置为安装该晶片用于处理。进一步包括的是反馈电路，用以根据该反馈信号和该ＲＦ偏压信号所需的电压值之间的差调节施加到该卡盘的脉冲化ＲＦ偏压信号的电压。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体制造设备，更具体地，本专利技术涉及方法、电路和系统，其控制与至处理室或电极的脉沖RF功率传送相关的信号 的应用、测量、反々贵和处理。
技术介绍
在半导体制造中，集成电路器件由经过许多处理工序的 半导体晶片制造。这些工序许多通常在处理室中执行，其中多个层 (如介电和金属化材料)一个接一个涂覆并且图案化以形成多层结 构。例如，这些层的某些(例如，Si02)通常在化学气相沉积(CVD) 室中沉积，然后旋转涂敷光刻胶材料，并且经过光刻图案化。当光 刻胶掩模在具体表面形成时，将该半导体晶片设置在等离子蚀刻室 中以〗更去除(即，蚀刻)下层材料没有4皮该光刻力交掩才莫覆盖的部分。处理室可用来蚀刻材料或者将材料沉积到晶片的表面或 层上，或将材料植入这些表面或层。在一些蚀刻、沉积或植入室的 实际实王见中，4吏用射频功率(RF)。例力口，在处理室，可通过向电 感线圈施加RF功率来生成等离子，通常施加的RF功率为13.56MHz。该晶片安装在该室内的电才及上，与该电感线圈分开。为 了工艺控制，如控制晶片的时刻、沉积或者4直入，别的(或第二) RF功率单独通到该室，具体地时间在安装晶片的电极上。该处理室的具体实例是配置为这种电感线圈与电极;波此分开的那些，其中该 电招j妄受这种第二RF功率，并且用脉沖方式传送该第二RF功率。 精确控制在传送到该室的卡盘电极时脉冲RF功率所施加的电压等 纟及的方法和系统在"i午多方面存在不足。那么所需要的是测量和确定晶片上RF偏压的设备、电路 和方法，这种确定和测量不会受到该脉沖化RF偏压信号的占空比影 响或者不随该占空比改变。还需要的是这样的设备、电路和方法， 其中该晶片上RF偏压值的确定与脉沖化RF偏压信号的占空比无 关。进一步需要的是这样的设备、电路和方法，其中确定该晶片上 的RF偏压的值并不基于脉冲RF偏置的OFF模式。
技术实现思路
—般而言，本专利技术的实施例通过提供配置为测量和确定 该晶片上RF偏压的半导体制造设备、电路、固件、软件和方法来满 足这些需求。在一个实施例中，该确定不受该RF偏压1言号的占空比 的影响或者不是其函数。更详细地，这种实施例提供设备、电路、 固件和方法，其中该晶片上RF偏压值的确定与该脉冲化RF偏压信 号的占空比无关。这种实施例提供设备、电路和方法，其中该晶片 上RF偏压值的确定不基于该脉冲化RF偏压信号的OFF冲莫式。在一个 这样的实施例中该晶片上RF偏压值的确定基于该脉沖化RF偏压信 号的脉冲在这些脉冲的ON模式期间的峰间电压值。在一个实施例中，4是供处理半导体晶片的等离子室。该 等离子室包括电3各，用于监测和调节待施加到该等离子室内卡盘上 的月永沖化RF偏压信号，其中该卡盘配置为安装该晶片用以处理。该 电^各包括RF偏压4全波器，用以;险测施加到卡盘上的该力永沖化RF偏 压信号的单个脉冲。提供定时电路用以确定采样每个单个祐j企脉冲的时间，和采样保持电路。该采样保持电路在该采样时间触发用以采样每个单个被检脉冲以确定和保持表示每个单个被检脉沖的峰 值峰间电压值的电压值，该采样保持电路配置为提供表示至少 一个 被检脉冲的峰值峰间电压值的反馈信号。进一步包括的是反馈电 ^各，用以4艮据该反々责信号和该RF偏压信号所需电压值之间的差调节施加到该卡盘上的脉沖化RF偏压信号的电压。在另一实施例中，提供一种方法，用以4企测和调节待施 加到等离子室内卡盘上以处理半导体晶片的脉冲化RF偏压信号的 方法。该方法包括-4全测施加到该卡盘的乐:K沖^:RF偏压的单个"永冲的 电压值，和确定采样每个单个^皮斥企月永冲的时间。然后，在关于每个 单个的一企测到的采样时间，采样各个单个#皮4全脉沖的特定电压值并 保持该特定电压值。每个特定电压值表示每个单个纟皮4全脉冲的峰值 峰间电压值。然后，生成反馈信号，其至少表示单个被检脉沖之一 的电压包线的峰值峰间电压值。然后，该方法包括根据该反馈信号 和该脉沖化RF偏压信号所需电压值之间的差调节施加到该卡盘的 脉沖化RF偏压信号的电压。可选地，可平均超过一个峰值峰间电压值以生成该反々贵 信号。进而，可选地在每个电压包线中可以才企测和保持超过一个峰 间电压值。进而，该处理可以由电^各(才莫拟或数字或其组合)、固 件、软件、固件和软件的组合以及固件、软件和硬件的组合。在任 一种实施例中，该处理能够精确调节施加到该卡盘的该脉冲化RF 偏压信号的电压。本专利技术的其他实施例可测量施加到晶片处理室的偏置电 极的脉冲化RF偏压信号。检波器可以配置为响应该脉冲化RF偏压 信号，该脉冲化RF偏压信号由一对被OFF模式分开的ON模式脉沖 组成，该检波器可以配置为生成包含连续包线的检波器信号。当然， 如上所述，只需要一个包线，^f旦是这个实施例示出具有两个或更多 连续包线的示例。因此，各个包线的波幅可以与峰间电压^f直成比例，是各个ON模式脉沖的时间的函数。可以提供采样保持电路以采样每个连续的包线。该采样识别该包线的波幅之一。所识别的这个波幅表示对应该包线的各自ON才莫式脉沖的特征峰间电压值。在一些 实施例中，其可以是最大或一个或多个较大的峰间电压。该电路生成与所识别波幅成比例的iir出信号。本专利技术的别的实施例可测量施加到该偏置电极的脉冲化 RF偏压信号。；险波器可以配置为响应该力永冲化RF偏压信号，该月永 沖化RF偏压信号由成对的ON模式脉冲组成，每对由一个OFF模式 分开。每个ON模式脉沖可由多个周期组成，每个周期特征在于电 压波幅关于时间变化。该检波器可以这样配置，即其响应是对每个 0N才莫式^O中并用以生成连续包线形式的4企波器信号。 一个包线波 幅由与各个ON模式脉冲的周期的峰间电压值成比例的波幅值组 成。各个包线的波幅可以仅在各个ON模式脉冲期间与时间有关， 每个包线与该脉沖化RF偏压信号频率和占空比无关。附图说明通过下面结合附图的详细描述，将容易理解本专利技术，以 及类似的参考标号指出相似的元件。图1是示出本专利技术控制至处理室的脉沖RF功率传送相关 信号的应用、测量、反馈和处理的设备的实施例的示意图。图2是示出时间(X轴)对电压(Y轴)的图表，说明脉 冲化RF偏压信号可以是一个RF偏置脉冲之后接着一个零电压状态 (无信号)再接另一个RF偏置脉沖的形式。图3是示出本专利技术实施例的设备的示意图，该设备包括 RF发生器，其将第二RF偏压信号单独地通到该室。图4是示出时间(X轴)对电压(Y轴)的图表，说明具 有与第二RF偏压信号的示范性脉冲的周期对应的峰间(PTP)电压 1直的包线，i兌明该包线的上升部分。图5是示出时间(X轴)对电压(Y轴)的图表，说明表 示在上升部分结束之后有定时电3各强加的第二时延的时刻之间的 差，还i兌明在第二时延期间，该包线的电压值变得更稳、定并且适于釆样。图6是示出定时电路的示意图，该电路配置为触发采样保 持电路从而采样识别改变该包线的峰值PTP电压值。图表，说明该信号具有多个波幅。图8是对计算机进行编程以采样多个包线并且输出平均 值的才莫块的示意图。图9至15说明本专利技术的方法多个实施例的流程图，这些方 法用于确定4要照本专利技术一个实施例时间在RF偏置电4及上的"永沖4匕 RF偏压信号的峰间电压值。图16是示出配置有用于4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在处理半导体晶片的等离子室中用以监测和调节待施加到等离子室中的卡盘的脉冲化ＲＦ偏压信号的电路，该卡盘配置为安装晶片以用于处理，该电路包括： ＲＦ偏压检波器，用以检测施加到该卡盘的脉冲化ＲＦ偏压信号的单个脉冲； 定时电路，用以 确定采样每个单个被检脉冲的时间； 采样和保持电路，在采样每个单个被检脉冲的采样时间触发以确定和保持表示每个单个被检脉冲的特征峰间电压值的电压值，其中该采样保持电路配置为提供表示至少一个被检脉冲的特征峰间电压值的反馈信号；和 反馈 电路，用以根据该反馈信号和该ＲＦ偏压信号所需的电压之间的差调节施加到该卡盘的脉冲化ＲＦ偏压信号的电压。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德拉斯库蒂，斯蒂文黄，詹姆斯C维特尔，格雷格艾伦施泰因，图安恩戈，王荣彬，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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