利用rf 平衡的多站式等離子體反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明總體上涉及半導(dǎo)體處理領(lǐng)域，更具體地涉及利用RF平衡的多站式等離子體反應(yīng)器
【背景技術(shù)】
[0001]半導(dǎo)體器件的制造涉及在半導(dǎo)體處理反應(yīng)器中的半導(dǎo)體晶片的處理。典型的處理涉及晶片上的材料的沉積和去除(即蝕刻)。在商業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)中，每個晶片包含被制造的特定半導(dǎo)體器件的許多拷貝，并且許多晶片被要求達(dá)到所需的器件容積。半導(dǎo)體處理操作的商業(yè)可行性在很大程度上取決于處理?xiàng)l件的晶片內(nèi)均勻性和晶片到晶片的可重復(fù)性。因此，已努力確保給定晶片和每個晶片的被處理的每個部分都暴露于相同的處理?xiàng)l件。處理?xiàng)l件的變化通常會造成沉積和蝕刻速率的導(dǎo)致在整個處理和產(chǎn)品中的不可接受的變化的變化。要求使處理的變化最小化的技術(shù)和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]在一些實(shí)施方案中，可以提供了一種多個站中的等離子體輔助半導(dǎo)體沉積的方法。該方法可以包括:a)在所述多個站中的每一個處提供襯底；b)分配RF功率至多個站，從而在這些站內(nèi)產(chǎn)生等離子體，其中，所述RF功率根據(jù)被調(diào)節(jié)以減小站到站(stat1n tostat1n)的變化的RF功率參數(shù)來分配；c)調(diào)諧所述RF功率的頻率，以及d)在每一個站的所述襯底上沉積薄膜。調(diào)諧所述頻率可以包括:i)測量所述等離子體的阻抗，ii)根據(jù)在操作⑴中測得的所述阻抗判定所述RF功率的所述頻率的變化，以及iii)調(diào)節(jié)所述RF功率的所述頻率。
[0003]在一些實(shí)施方案中，所述方法判定用于調(diào)節(jié)在操作(b)期間輸送到每個站的所述RF功率參數(shù)的調(diào)整。所述調(diào)整可以包括:測量在每個站的RF功率參數(shù)；將在每個站的所述RF功率參數(shù)與用于每個站的設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較；以及判定RF調(diào)節(jié)器的變化以調(diào)節(jié)在每個站的所述RF功率參數(shù)，使得測量結(jié)果和設(shè)定點(diǎn)之間的差減小。
[0004]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，操作(i)可以包含測量從所述RF功率的源來看的阻抗，以及操作(ii)可以包括判定所述RF功率的所述頻率的變化，使得所述頻率的所述變化將導(dǎo)致從所述RF功率的所述源來看的所述阻抗的相位具有零值。
[0005]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，在所述沉積的操作期間在每個站的所述RF功率可以是基本相同的。
[0006]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，所分配的所述RF功率可以處于固定頻率下。在一些這樣的實(shí)施方案中，所述固定頻率可以是為約13.56MHz的頻率。在一些這樣的實(shí)施方案中，所述固定頻率可以是預(yù)先設(shè)定的頻率。在一些其它或另外的實(shí)施方案中，操作(i)可以包含測量從所述RF功率的源來看的阻抗，并且所述預(yù)先設(shè)定的頻率是所計(jì)算的導(dǎo)致具有約50歐姆的值的從所述RF功率的所述源來看的所述阻抗的幅值。
[0007]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，調(diào)諧所述RF功率的頻率可以在10秒或10秒以下、1秒或1秒以下、500毫秒或500毫秒以下、或者150毫秒或150毫秒以下的持續(xù)時間執(zhí)行。
[0008]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，所述薄膜可以在單個ALD循環(huán)產(chǎn)生。在一些這樣的實(shí)施方案中，每次在新的ALD循環(huán)期間重復(fù)執(zhí)行操作(a)至(d)。在一些這樣的實(shí)施方案中，在所述多個ALD循環(huán)期間，所述RF功率參數(shù)的所述站到站的分配可以不變化。在一些其它或另外的實(shí)施方案中，在操作(c)中所述調(diào)諧可以產(chǎn)生在一個ALD循環(huán)的第一 RF功率頻率和在另一個ALD循環(huán)的第二 RF功率頻率，使得所述第一 RF功率頻率和所述第二 RF功率頻率是不同的。
[0009]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，提供了一種在多個站中的等離子體輔助半導(dǎo)體沉積的方法，該方法可以包括:在所述多個站中的每一個處提供襯底，其中，所述多個站在室內(nèi)；并且執(zhí)行至少第一沉積工藝和第二沉積工藝，以生產(chǎn)具有不同材料的第一層和第二層，所述不同材料具有不同的內(nèi)在特性值。所述第一沉積工藝可以是根據(jù)第一配方執(zhí)行的，所述第一配方具有針對RF功率參數(shù)的第一站到站的調(diào)整，所述第二沉積工藝可以是根據(jù)第二配方執(zhí)行的，所述第二配方具有針對所述RF功率參數(shù)的第二站到站的調(diào)整，并且針對所述第一配方的所述RF功率參數(shù)的所述第一調(diào)整可以不同于針對所述第二配方的所述RF功率參數(shù)的所述第二調(diào)整。每個沉積工藝可以包括:a)分配RF功率至所述多個站，使得所述RF功率根據(jù)被調(diào)節(jié)以減小站到站的變化的RF功率參數(shù)來分配；b)調(diào)諧所述RF功率的頻率；以及c)在每一個站的所述襯底上沉積薄膜。調(diào)諧所述頻率包括:i)測量等離子體的阻抗，?)根據(jù)在操作⑴中測得的所述阻抗判定所述RF功率的所述頻率的變化，以及iii)調(diào)節(jié)所述RF功率的所述頻率。
[0010]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，所述方法還可以包括判定用于調(diào)節(jié)在操作(b)期間輸送到每個站的所述RF功率參數(shù)的調(diào)整。判定所述調(diào)整可以包括:測量在每個站的RF功率參數(shù)；將在每個站的所述RF功率參數(shù)與每個站的設(shè)定點(diǎn)進(jìn)行比較；以及判定RF調(diào)節(jié)器的變化以調(diào)節(jié)在每個站的所述RF功率參數(shù)，使得測量結(jié)果和設(shè)定點(diǎn)之間的差減小。
[0011]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，操作(i)可以包含測量從所述RF功率的源來看的阻抗，以及操作(ii)可以包括判定所述RF功率的所述頻率的變化，使得所述頻率的所述變化將導(dǎo)致從所述RF功率的所述源來看的阻抗的相位具有零值。
[0012]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，所述第一沉積工藝和所述第二沉積工藝可以是ALD沉積工藝。
[0013]在某些實(shí)施方案中，可以提供一種用于等離子體輔助半導(dǎo)體沉積的裝置。該裝置可以包括:多個沉積站；功率源，其被構(gòu)造成提供RF功率至所述室，以產(chǎn)生和維持等離子體；阻抗傳感器，其被配置為測量等離子體阻抗；RF頻率調(diào)諧器，其被配置成調(diào)諧所述RF功率的頻率；一個或多個RF功率調(diào)節(jié)器，其被配置成調(diào)節(jié)被分配給所述多個沉積站的所述RF功率，從而減少站到站的變化；以及一個或多個控制器。每個沉積站可以包括至少一個晶片支撐件并且被配置為接收至少一個襯底。所述多個沉積站可以在室內(nèi)。所述一個或多個控制器、所述功率源、所述阻抗傳感器、所述RF頻率調(diào)節(jié)器以及所述RF功率調(diào)節(jié)器可以被能通信地連接。所述控制器可以被配置成:調(diào)諧所述RF功率頻率，以及指示所述一個或多個RF功率調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)被分配給每個站的所述RF功率以減小站到站的變化。調(diào)諧所述RF功率頻率可以包括:i)通過由所述阻抗傳感器測得的所述等離子體阻抗判定所述等離子體的所述阻抗；ii)根據(jù)在操作⑴中測得的所述阻抗，判定所述RF功率的所述頻率的變化；以及iii)經(jīng)由所述RF頻率調(diào)諧器調(diào)節(jié)所述RF功率的所述頻率。
[0014]在一些這樣的實(shí)施方案中，操作(ii)可以包括判定所述RF功率的所述頻率的變化，使得所述頻率的所述變化將導(dǎo)致所述阻抗的相位具有零值。
[0015]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，所述RF調(diào)節(jié)器可以選自由可變電容器和可變線圈電感器組成的群組。
[0016]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，所述阻抗傳感器可以被配置為測量從所述功率源來看的阻抗，以及操作(ii)可以包括判定所述RF功率的所述頻率的變化，使得所述頻率的所述變化將導(dǎo)致從所述RF功率的所述源來看的阻抗的相位具有零值。
[0017]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，所提供的所述RF功率可以是在固定頻率下。在一些這樣的實(shí)施方案中，所述阻抗傳感器可以被配置為測量通過所述功率源所看到的阻抗，以及所述固定頻率是所計(jì)算的導(dǎo)致具有約50歐姆的值的從所述功率源來看的所述阻抗的幅值。在一些這樣的其他的或者附加的實(shí)施方案中，所述固定頻率可以是約13.56MHz的頻率。
[0018]在一些其它或另外的實(shí)施方案中，調(diào)諧所述RF功率的頻率可以在10秒或10秒以下、1秒或1秒以下、500毫秒或500毫秒以下、或者150毫秒或150毫秒以下的持續(xù)時間執(zhí)行。在某些實(shí)施方案中，可以提供一種用于等離子體輔助半導(dǎo)體沉積的裝置。該裝置可以包括:多個沉積站；功率源，其被構(gòu)造成提供RF功率至所述室，以產(chǎn)生和維持等離子體；阻抗傳感器，其被配置為測量等離子體阻抗；RF頻率調(diào)諧器，其被配置成調(diào)諧所述RF功率的頻率；一個或多個RF功率調(diào)節(jié)器，其被配置成調(diào)節(jié)被分配給所述多個沉積站的所述RF功率，從而減少站到站的變化；以及一個或多個控制器。每個沉積站可以包括至少一個晶片支撐件并且被配置為接收至少一個襯底。所述多個沉積站可以在室內(nèi)。所述一個或多個控制器、所述功率源、所述阻抗傳感器、所述RF頻率調(diào)節(jié)器以及所述RF功率調(diào)節(jié)器可以被能通信地連接。所述控制器可以被配置成:執(zhí)行至少第一沉積工藝和第二沉積工藝，以生產(chǎn)具有有不同的內(nèi)在特性值的不同材料的第一層和第二層，使得所述第一沉積工藝是根據(jù)第一配方執(zhí)行的，所述第一配方具有所分配的所述RF功率的第一站到站的調(diào)整，并且所述第二沉積工藝是根據(jù)第二配方執(zhí)行的，所述第二配方具有所分配的所述RF功率的第二站到站的調(diào)整；調(diào)諧所述RF功率頻率；以及指示所述一個或多個RF功率調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)被分配給每個站的所述RF功率以減小站到站的變化。調(diào)諧所述RF功率頻率可以包括:i)通過由所述阻抗傳感器測得的所述等離子體阻抗判定所述等離子體的所述阻抗；ii)根據(jù)在操作(i)中測得的所述阻抗，判定所述RF功率的所述頻率的變化；以及iii)經(jīng)由所述RF頻率調(diào)諧器調(diào)節(jié)所述RF功率的所述頻率。根據(jù)所述第一配方對所分配的所述RF功率的所述第一調(diào)整可以不同于根據(jù)所述第二配方對所分配的所述RF功率的所述第二調(diào)整。
【附圖說明】
[0019]圖1示出了用于在半導(dǎo)體襯底上沉積膜的襯底處理裝置。
[0020]圖2示出了可以利用等離子體平衡硬件的示例性多站式襯底處理裝置。
[0021]圖3是示出了在示例性的具有多個站的多站式等離子體反應(yīng)器中的各種部件的示意圖，該多個站共用利用RF頻率調(diào)諧的RF功率源。
[0022]圖4A是利用RF頻率調(diào)諧和RF功率參數(shù)調(diào)整的多站式沉積工藝的工藝流程圖。
[0023]圖4B是利用RF頻率調(diào)諧的多站式沉積工藝的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]在以下的詳細(xì)描述中，闡述了許多具體的實(shí)施方案。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯而易見的是，在本文公開的技術(shù)和裝置可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)或通過使用替代元件或工藝的情況下實(shí)施。在其它情況下，公知的工藝、程序和部件沒有詳細(xì)描述，以免不必要地使本公開內(nèi)容的方面難以理解。
[0025]本文所公開的是，在涉及多個膜沉積循環(huán)