[发明专利]进行调谐以改善等离子稳定性的方法

说明书

本文描述的实施方式涉及在半导体工艺内进行调谐以改善等离子体稳定性的方法。在这些实施方式中，提供多个匹配网络。所述匹配网络中的每一个匹配网络将射频(RF)源耦接到位于电极上的多个连接点中的一个连接点。基于调谐参数信息和物理几何信息，控制器确定所述多个匹配网络的调谐顺序。如此，所述匹配网络中的一些匹配网络被调谐，而其他匹配网络被锁定。使用多个匹配网络使处理腔室的处理空间内产生更均匀的等离子体。改善的等离子体均匀性使基板缺陷更少且器件性能更好。此外，在这些实施方式中，用于以一种顺序调谐所述匹配网络中的每一个匹配网络的能力减少或防止在所述匹配网络之间发生干扰。

背景

技术领域

本文描述的实施方式总体涉及在半导体工艺内进行调谐的方法，并且更特别地，涉及在半导体工艺内进行调谐以改善等离子体稳定性的方法。

背景技术

等离子体腔室通常用于执行用于制造电子器件诸如半导体、显示器和太阳能电池的工艺。这样的等离子体制造工艺包括：在基板的表面上对半导体、导体或介电层的等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或对在基板表面上的这些层的选定部分的蚀刻。在基板的表面之上以高空间均匀性(spatial uniformity)执行等离子体制造工艺是关键的。沉积工艺应当执行得使沉积的材料在基板的表面上的所有位置处具有均匀的厚度和品质。同样地，蚀刻工艺应当在所有这样的位置处以均匀速率蚀刻材料。

在常规的射频(RF)等离子体处理(诸如在许多半导体器件的制造阶段期间使用的那种)中，RF能量经由RF能量源提供到基板处理腔室。由于在形成在处理腔室中的等离子体与RF能量源的阻抗之间的不匹配，RF能量被反射回RF能量源，从而造成RF能量的使用效率低下和能量浪费，这导致了对处理腔室或RF能量源的潜在损害，以及关于基板处理的潜在不一致性/不可重复性问题。如此，RF能量经常通过固定的或可调谐的匹配网络被耦合到处理腔室中的等离子体，该固定的或可调谐的匹配网络运行成通过更精密地匹配等离子体的阻抗与RF能量源的阻抗来最小化反射的RF能量。

匹配网络试图并确保RF源的输出高效地耦合到等离子体，以最大化耦合到等离子体的能量的量(例如，称为“调谐”)。然而，在常规工艺中，经常仅使用一个RF匹配网络。当使用一个RF匹配网络时，尤其是对于诸如用于显示器和太阳能应用的大基板腔室，等离子体不均匀性是经常遇到的问题。尝试使用具有多个馈电器(feed)的多个RF匹配网络的工艺经常引起等离子体稳定性问题，因为在匹配网络之间经常发生干扰。当前的途径(诸如相位控制(phase control))未解决所有干扰问题，并且在调谐时经常造成不良结果。

因此，本领域需要在半导体工艺内进行调谐以改善等离子体稳定性的方法。

发明内容

本文描述的一个或多个实施方式总体涉及在半导体工艺内进行调谐以改善等离子体稳定性的方法。

在一个实施方式中，一种在等离子体处理工艺期间进行调谐的方法包括：由控制器从多个匹配网络中的每个匹配网络接收调谐参数信息，其中所述多个匹配网络中的每个匹配网络将射频(RF)电源耦接到电极的多个连接点中的一个连接点；基于由所述控制器接收到的所述调谐参数信息，确定用于所述多个匹配网络的调谐顺序(tuning sequence)；以及调谐所述多个匹配网络中的一个匹配网络，而同时地锁定所述多个匹配网络的每个剩余匹配网络。

在另一个实施方式中，一种在等离子体处理工艺期间进行调谐的方法包括：由控制器从多个匹配网络接收物理几何信息，其中所述多个匹配网络中的每个匹配网络将射频(RF)电源耦接到电极的多个连接点中的一个连接点；基于由所述控制器接收到的所述物理几何信息，确定用于所述多个匹配网络的调谐顺序；以及将所述多个匹配网络中的一对匹配网络一起进行调谐，而同时地锁定所述多个匹配网络的每个剩余匹配网络。