[发明专利]具有辅助频率和次谐波变量的RF阻抗匹配网络

说明书

本申请要求2010年10月20日提交的序列号为12/908,745的美国专利申请的优先权。该优先权申请在与本申请一致的范围内以全文引用的方式并入本申请。

背景技术

在形成半导体装置时，薄膜通常在真空淀积腔室中使用物理气相淀积（PVD）或者溅射来进行沉积。传统PVD使用惰性气体（例如氩气）的原子，所述惰性气体通过电场和低压进行离子化以轰击靶材料。通过用惰性气体轰击靶的释放，中性靶原子移动至半导体衬底并且与来自靶的其它原子共同形成薄膜。通过如在离子化PVD（iPVD）（另一种类型的溅射）中所完成的那样，离子化由靶释放的原子，窄通孔可以通过由电场和磁场控制从靶释放的离子化原子的路径的能力来接收薄膜沉积，并且因此，其中所述原子沉积在半导体衬底上。

然而，在传统PVD系统中，离子化的原子的精确控制受到限制。因此，需要一种用于在物理气相沉积腔室中精确控制离子轨迹的系统和方法。

发明内容

本公开的实施例可以用于物理气相沉积的匹配网络。匹配网络可以包括通过具有第一调谐电路的第一阻抗匹配网络耦合至沉积腔室的靶的第一RF发生器。第一RF发生器可以被配置为向沉积腔室的靶引入第一AC信号。匹配网络还可以包括通过第二阻抗匹配网络耦合至沉积腔室的基座的第二RF发生器。第二RF发生器可以被配置为向沉积腔室的基座引入第二AC信号。第一调谐电路可以被配置为修改在沉积腔室的靶和沉积腔室的基座之间形成的等离子体上的第二AC信号的影响。

本公开的实施例可以进一步提供用于控制物理气相沉积的方法。该方法可以包括通过具有第一调谐电路的第一阻抗匹配网络将第一AC信号引入至物理气相沉积腔室的靶，以及通过第二阻抗匹配网络将第二AC信号引入至设置在腔室中的基座以偏置基座。该方法还可以包括将气体引入至腔室内以促进在靶和基座之间形成等离子体。该方法可以进一步包括用第一调谐电路修改等离子体上第二AC信号的基频的影响，从而调节等离子体壳层以帮助离子化轨迹控制。

本公开的实施例可以进一步提供用于控制物理气相沉积的方法。该方法可以包括通过具有调谐电路的第一阻抗匹配网络将第一AC信号引入至物理气相沉积系统的腔室的靶，以及将第二AC信号引入至设置在腔室中的基座以偏置基座。该方法还可以包括将气体引入至腔室内以促进在靶和基座之间形成等离子体。该方法可以进一步包括用第一调谐电路修改等离子体上第二AC信号的基频的影响，从而调节等离子体壳层以帮助离子化轨迹控制，并且自动调谐调谐电路。自动调谐调谐电路可以包括确定第二AC信号的电压幅值和电流幅值，以及修改调谐电路的可变滤波器部件的阻抗以根据所确定的电压幅值和电流幅值进一步调节等离子体壳层。

附图说明

当结合附图阅读时，根据以下详细描述可更好地理解本公开。应当强调的是，根据工业中的标准操作，各种特征并非按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚，可以任意地增加或者减小各种特征的尺寸。

图1示出了根据本公开一个或者多个实施例的示例性物理气相沉积系统的示意图。

图2示出了根据本公开一个或者多个实施例的示例性调谐电路的示意图。

图3示出了根据本公开一个或者多个实施例的示例V/I探针的示意图。

图4示出了根据本公开一个或者多个实施例的设置在图2中描述的调谐电路中的示例性滤波器阵列的示意图。

图5示出了根据本公开一个或者多个实施例的通过在图1中描述的腔室和调谐电路的示例性电流路径的示意图。

图6示出了根据本公开一个或者多个实施例的用于控制自动气相沉积的示例性方法的流程图。

具体实施方式

应当理解的是，以下公开描述了用于实现本发明不同特征、结构或者功能的若干示例性实施例。下面描述了组件、布置和配置的示例性实施例以简化本公开；然而，这些示例性实施例仅作为例子提供，并不旨在限制本发明的范围。另外，在这里提供的各种示例性的实施例和附图中本公开可以重复附图标记和/或字母。这些重复是为了简明和清楚而其本身并不指定各种附图中讨论的各种示例性的实施例和/或配置之间的关系。此外，在以下说明中，在第二特征上形成第一特征可以包括其中第一和第二特征的形成直接相关的实施例，并且还可以包括在第一特征和第二特征之间还形成有附加特征的实施例，从而第一和第二特征可以不直接相关。最后，下面给出的示例性实施例可以以任意组合方式组合，也就是说，来自示例性实施例的任意元件可以使用于任何其他示例性实施例，而不脱离本公开的范围。