[发明专利]用于等离子体均匀性调谐的多射频阻抗控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主题涉及于2011年11月21日申请的，名称为“TRIODE REACTOR DESIGN WITH MULTIPLE RADIOFREQUENCY POWERS”的美国专利申请No.13/301,725，其所有内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明的实施方式涉及晶片处理装置，更具体地涉及用于处理在晶片处理装置中的晶片的装置、方法、以及计算机程序。

背景技术

集成电路的制造包括插入含有掺杂的硅区域的硅衬底（晶片）到化学反应性的等离子体中，其中亚微米级的器件特征（例如，晶体管、电容器等）被蚀刻在表面上。一旦制造了第一层后，在该第一层之上构建一些绝缘（电介质）层，其中孔（也称为通孔）和沟槽被蚀刻到用于放置导电互连件的材料中。

目前在半导体晶片制造中使用的等离子体处理系统依赖于高度相互依存的控制参数来控制传递到晶片上的自由基分离、自由基通量、离子能量、以及离子通量。例如，目前的等离子体处理系统尝试通过在晶片的存在下控制产生的单个的等离子体来实现必要的自由基分离、自由基通量、离子能量、和离子通量。不幸的是，化学解离和自由基形成与离子产生和等离子体密度耦合，并往往不会为实现所需的等离子体处理条件而协同作用。

一些半导体处理设备可用于很广泛的应用范围。然而，这些应用中的每个的要求可能有很大差异，并且让没有足够的控制以配置晶片处理工艺（例如，以控制室中的等离子体化学物）的相同的处理设备适应所有的应用是困难的。缺乏室中的离子能量的控制限制了所需的处理化学物的控制。如果控制是不足够的，可能会导致晶片上的非均匀沉积以及非均匀蚀刻。

在这种背景下，出现了这些实施方式。

发明内容

本公开的实施方式提供了用于处理晶片的电路、方法、系统和计算机程序。应当理解的是，这些实施方式可以以多种方式实现，例如工艺、装置、系统、设备或在计算机可读介质上的方法。下面将描述若干实施方式。

在一种实施方式中，晶片处理装置包括处理室的上电极和下电极、第一射频（RF）功率源、第二RF功率源、第三RF功率源、第四RF功率源，和一个或多个谐振电路。所述第一、第二和第三RF功率源与所述下电极耦合。所述上电极可以耦合到第四RF功率源、电气接地，或该一个或多个谐振电路。该一个或多个谐振电路中的每个在与所述下电极耦合的RF功率源的频率中的一个频率下谐振。在一种实施方式中，第一谐振器耦合在所述上电极和电气接地之间，第一谐振电路包括调谐元件，该调谐元件能操作以改变所述第一谐振电路的频率相关的阻抗。所述晶片处理装置可以被配置为选择用于晶片处理操作的RF功率源，以及到上电极的连接件，以提供用于晶片的等离子体和蚀刻均匀性。

在另一实施方式中，晶片处理装置包括处理室的上电极和下电极、第一射频（RF）功率源、第二RF功率源、第三RF功率源、第四RF功率源，第一谐振电路、第一开关、第二开关和第三开关。所述第一、第二、和第三RF功率源耦合到所述下电极。此外，所述第一开关能操作以使所述上电极与所述第四RF功率源耦合，所述第二开关能操作以使所述上电极与所述第一谐振电路耦合，且所述第三开关能操作以使所述上电极与第一电压耦合。在一种实施方式中，所述第一电压是电气接地的。

在又一实施方式中，一种用于处理晶片处理装置中的晶片的方法，所述晶片处理装置包括处理室的上电极和下电极，所述方法包括接收用于处理所述晶片的配方的操作，以及根据所述配方启用或禁用第一射频（RF）功率、第二射频功率、第三射频功率和第四射频功率中的每个的操作。所述第一、第二和第三功率与所述下电极耦合。而且，根据所述配方设置第一开关的位置以使所述上电极与所述第四射频功率耦合或解耦，以及根据所述配方设置第二开关的位置以使所述上电极与所述第一谐振电路耦合或解耦。所述方法进一步包括根据所述配方设置第三开关的位置以使所述上电极与电气接地耦合或解耦的操作，以及处理所述晶片的操作。

从下面的结合附图进行的详细描述中，本发明的其它方面会变得显而易见。

附图说明

参考以下的结合附图进行的描述，可以最好地理解本发明的实施方式。

图1示出了根据一种实施方式的蚀刻室。

图2A-2E示出了具有一个或多个谐振电路的蚀刻室的一些实施方式。

图3A示出了根据一种实施方式的谐振电路。

图3B示出了用于计算根据一种实施方式的谐振电路的阻抗的公式。