[发明专利]调节多等离子体处理站的阻抗或功率的组合器和分配器

说明书

本发明涉及调节多等离子体处理站的阻抗或功率的组合器和分配器。具体而言，描述了用于调节多等离子体处理站的阻抗或功率或其组合的系统和方法。该系统中的一种包括：第一射频(RF)发生器，其产生具有第一频率的第一RF信号；第二RF发生器，其被配置为产生具有第二频率的第二RF信号；以及第一匹配网络，其耦合到第一RF发生器以接收第一RF信号。第一阻抗匹配网络在接收到第一RF信号时输出第一经修改的RF信号。系统还包括第二匹配网络，其耦合到第二RF发生器以接收第二RF信号。第二匹配网络被配置为在接收到第二RF信号时输出第二经修改的RF信号。系统还包括组合器和分配器，其耦合到第一匹配网络的输出和第二匹配网络的输出。

技术领域

本文的实施方式涉及用于调节在多个等离子体处理站之间的阻抗或功率或其组合的系统和方法。

背景技术

通常，使用工艺反应器来处理晶片(例如硅晶片)上的操作。这些晶片通常在各种反应器中被多次处理，以在其上形成集成电路。这些处理操作中的一些涉及例如将材料沉积在晶片的选定表面或层上。一种这样的反应器是等离子体增强化学气相沉积(PECVD)反应器。

例如，可以使用PECVD反应器来沉积绝缘膜，例如氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)、碳化硅(SiC)、碳氧化硅(SiOC)等。这种材料膜可以包括铝(Al)合金。根据沉积的膜的类型，将特定的反应气体引入PECVD反应器中，同时提供射频(RF)功率以产生能够实现沉积的等离子体。RF功率由RF发生器产生并经由匹配盒提供给PECVD反应器的电极。

就是在这种背景下，出现了在本公开中描述的实施方式。

发明内容

本公开的实施方式提供了用于调节多个等离子体处理站之间的阻抗或功率或其组合的系统和方法。应当理解，本文的实施方式可以以许多方式实现，例如，在计算机可读介质上以工艺、装置、系统、设备或方法实现。下面描述若干实施方式。

在多种实施方式中，提供了一些系统和方法，以将多个非50欧姆源信号分割到共享真空环境的多个衬底站，从而选择性地将功率转移到这些衬底站中的特定的衬底站，并且在特定的一个衬底站上点燃、启用或控制等离子体。这包括在电容耦合等离子体系统环境中使用有源可调元件对衬底站中的预先选择的特定衬底站进行等离子体处理以及射频(RF)原位平衡站与站之间的衬底工艺变异性控制。

在一些实施方式中，将同轴和非同轴型输出在多种阻抗范围和多种功率电平下提供给衬底站。

在多种实施方式中，提供了一种用于具有适当调谐范围的多个频率以适应在多步骤过程中在多个衬底站中的各种阻抗变换的组合器和分配器。组合器和分配器从有源调谐匹配网络输出接收多个具有多种阻抗范围和多种功率电平的非50欧姆功率信号作为输入。此外，组合器和分配器中的诸如基于真空继电器的开关等开关将功率转移到用于不需要功率的衬底站的虚拟阻抗。组合器和分配器将多个频率的信号引入每个衬底站。此外，组合器和分配器改变通向每个衬底站的多个频率的信号。组合器和分配器包括滤波器，例如直流(DC)阻隔电容器、电感器等，用于将这些频率彼此隔离并使到组合器和分配器的输入的反馈最小化。

在一些实施方式中，组合器和分配器在其输出中的每一个处包括平衡电感器，以用RF功率控制等离子体鞘电容变化，并且还控制在等离子体点火和其它工艺配方转换期间的谐振频率偏移。

在多种实施方式中，提供自动化控制装置(例如探针控制装置和系统控制装置等)以在有源RF工艺期间改变用于衬底站中的每一个的组合器和分配器的调谐元件(例如电容器等)的位置，从而提供阻抗变换。

在一些实施方式中，提供了一种在等离子体处理期间移动和控制可变电容器(例如真空电容器等)以使得能够以变化的阻抗变换运行多层处理的方法。通过控制RF信号的幅值和相位，对调谐元件中的有源变化的自动控制可以帮助有源补偿。

在多种实施方式中，组合器和分配器被远程安装，并且组合器和分配器的输出被同轴电缆连接到衬底站的电极输入端。