蚀刻速率模拟及其在室内和室对室匹配中的用途制造技术

本发明专利技术涉及蚀刻速率模拟及其在室内和室对室匹配中的用途。具体而言，一种用于进行室对室匹配的方法包括接收在第一等离子体系统的射频发生器的输出处测量的电压和电流。所述方法进一步包括计算多项的总和。第一项是系数与所述电压的函数的第一乘积。第二项是系数与所述电流的函数的第二乘积。第三项是系数、所述电压的函数和所述电流的函数的第三乘积。所述方法进一步包括确定所述总和为与所述第一等离子体系统相关的蚀刻速率并且调节来自第二等离子体系统的射频发生器的功率输出以达到与所述第一等离子体系统相关的蚀刻速率。

【技术实现步骤摘要】
蚀刻速率模拟及其在室内和室对室匹配中的用途
本实施方式涉及蚀刻速率模拟及其在室内和室对室匹配中的用途。
技术介绍
等离子体室用作多种处理，例如，清洁晶片、在晶片上沉积材料等。等离子体用于执行这些处理。例如，射频(RF)发生器产生射频信号以输送到等离子体室，从而在等离子体室内产生等离子体。射频发生器可以2兆赫兹(MHz)的射频发生器、27MHz射频发生器或60MHz射频发生器。另一种处理包括蚀刻晶片。然而，当在等离子体室中蚀刻晶片时，晶片的蚀刻速率在等离子体室内随着时间的变化而变化。例如，当27MHz射频发生器用于供应射频功率到等离子体室以蚀刻晶片时，蚀刻速率存在0.85％的变化。又例如，当60MHz射频发生器用于供应射频功率到等离子体室以蚀刻晶片时，蚀刻速率存在1.08％的变化。此外，当晶片在多个等离子体室中蚀刻时，作用在晶片上的蚀刻速率可以不同。例如，当27MHz射频发生器用于供应射频功率到等离子体室以蚀刻晶片时，蚀刻速率在室与室之间的变化可以是3.3％。作为另一个实例，当60MHz射频发生器用于供应射频功率到等离子体室以蚀刻晶片时，蚀刻速率在室与室之间的变化可以是4.8％。正是在这种背景下提出本专利技术中描述的实施方式。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供了用于蚀刻速率模拟及其在室内匹配和室对室(chamber-to-chamber)匹配中的用途的设备、方法和计算机程序。应当理解，本专利技术的实施方式可以用多种方式实施，例如，方法、设备、系统、装置或计算机可读的介质上的方法。以下描述几个实施方式。在一些实施方式中，模拟蚀刻速率以便于蚀刻速率的室对室匹配和/或室内匹配。例如，蚀刻速率被确定为系数与电压和/或电流的函数。所确定的蚀刻速率用于维持等离子体系统恒定的蚀刻速率或者在多个等离子体系统之间维持恒定的蚀刻速率。在各种实施方式中，描述了一种用于根据蚀刻速率模拟进行蚀刻速率的室对室匹配的方法。所述方法包括接收在第一等离子体系统的射频(RF)发生器的输出处在第一时间测量的电压和电流并且计算第一项、第二项和第三项的总和。所述第一项是系数与所述电压的函数的第一乘积，并且所述第二项是系数与所述电流的函数的第二乘积，并且所述第三项是系数、所述电压的函数和所述电流的函数的第三乘积；所述方法进一步包括确定所述总和为与所述第一等离子体系统相关的蚀刻速率并且调节来自第二等离子体系统的射频发生器的功率输出以达到与所述第一等离子体系统相关的蚀刻速率。所述方法由处理器执行。在几个实施方式中，描述了一种用于根据蚀刻速率模拟进行蚀刻速率的室内匹配的方法。所述方法包括接收在等离子体系统的射频发生器的输出处在第一时间测量的电压和电流并且计算第一项、第二项和第三项的总和。所述第一项是系数与所述电压的函数的第一乘积，并且所述第二项是系数与所述电流的函数的第二乘积，并且所述第三项是系数、所述电压的函数和所述电流的函数的第三乘积；所述方法进一步包括确定所述总和为与所述等离子体系统相关的蚀刻速率并且调节来自等离子体系统的射频发生器的在第二时间的功率输出以达到与所述蚀刻速率。所述方法由处理器执行。在一些实施方式中，描述了一种用于模拟蚀刻速率的等离子体系统。第一等离子体系统包括用于产生射频信号的射频发生器。射频发生器包括便于传输射频信号的输出。第一等离子体系统进一步包括：复阻抗传感器，其连接至输出上，用于测量射频信号的复电压和复电流；等离子体室，其用于在接收到射频信号时产生等离子体；以及阻抗匹配电路，其经由电缆连接至射频发生器并且经由射频传输线连接至等离子体室。第一等离子体系统包括处理器，该处理器连接至所述复阻抗传感器，以接收来自所述复阻抗传感器的复电压和复电流的测量值。所述处理器用于接收在第二等离子体系统的射频发生器的输出处测量的电压和电流并且计算第一项、第二项和第三项的总和。所述第一项是系数与在所述第二等离子体系统的所述射频发生器的所述输出处测量的电压的函数的第一乘积。所述第二项是系数与在所述第二等离子体系统的所述射频发生器的所述输出处测量的所述电流的函数的第二乘积。所述第三项是系数、在所述第二等离子体系统的所述射频发生器的所述输出处测量的电压的函数以及在所述第二等离子体系统的所述射频发生器的所述输出处测量的所述电流的函数的第三乘积。所述处理器进一步用于确定所述总和为与所述第二等离子体系统相关的蚀刻速率，并且调节在第一等离子体系统的射频发生器的输出处测量的功率以达到与所述第二等离子体系统相关的蚀刻速率。根据复电压和复电流完成功率的调节。上述实施方式的一些优点包括提供蚀刻速率的模型。例如，蚀刻速率被确定为系数与电压和/或电流的函数。作为另一个实例，蚀刻速率被确定为系数与电压的函数、或电流的函数、或电压的函数和电流的函数的组合的乘积的总和。模型是可行的并且使用处理器较少的计算时间和较少的资源，例如，较少数量的蚀刻速率测量装置(ERMD)等，来维持蚀刻速率。例如，没必要使用ERMS来测量蚀刻速率以达到室内蚀刻速率均匀性。作为另一个实例，没必要在例如室对室等多个等离子体系统中使用多个ERMD以在处理半导体衬底的同时实现蚀刻速率均匀性。另外，蚀刻速率的室内或室对室均匀性提供了独立于在等离子体系统中的射频发生器供应电压和/或电流以蚀刻晶片的时间的蚀刻速率的确定性。结合附图，从以下详细描述会明白其他方面。附图说明结合附图，参照以下描述可以最好地理解实施方式。图1是用于图示根据本专利技术描述的一些实施方式的作为电压和电流的函数的模型蚀刻速率的示意图。图2A是图示根据本专利技术描述的一些实施方式的用于确定模型蚀刻速率的等离子体系统的实施方式的示意图。图2B是图示根据本专利技术描述的多个实施方式的等离子体系统的实施方式的示意图，该系统包括与图2A的等离子体系统的工具类型相同或相似的工具。图3是根据本专利技术描述的几个实施方式的射频(RF)传输线的结构的实施方式的示意图。图4A是图示根据本专利技术描述的一些实施方式的用于确定供确定蚀刻速率用的电压和电流的系数的等离子体系统的实施方式的方框图。图4B是图示根据本专利技术描述的多个实施方式的用于确定供确定蚀刻速率用的电压和电流的系数的另一个等离子体系统的实施方式的方框图。图5是描绘了根据本专利技术描述的几个实施方式的当z兆赫兹(MHz)的射频发生器是可操作的并且x和yMHz的射频发生器是不可操作的时候使用蚀刻速率测量装置(ERMD)确定的蚀刻速率模型的平均值与测量的蚀刻速率的平均值的关系的坐标图的实施方式。图6是描绘了根据本专利技术描述的一些实施方式的当zMHz射频发生器是可操作的并且x和yMHz射频发生器是不可操作的时候蚀刻速率模型的平均值与平均蚀刻速率的误差的关系的坐标图的实施方式。图7A示出了根据本专利技术描述的一些实施方式的当27MHz射频发生器是可操作的时候测量的蚀刻速率的平均值与模型的蚀刻速率的坐标图的实施方式，以图示测量的蚀刻速率与模型的蚀刻速率之间的一般线性关系。图7B示出了根据本专利技术描述的一些实施方式的当60MHz射频发生器是可操作的时候测量的蚀刻速率的平均值与模型的蚀刻速率的坐标图的实施方式，以图示测量的蚀刻速率与模型的蚀刻速率之间的一般线性关系。具体实施方式以下实施方式描述了用于使用功率控制模式进行室匹配的系统和方法。本实施方式可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，其包括：接收在第一等离子体系统的射频(RF)发生器的输出处测量的电压和电流；计算第一项、第二项和第三项的总和，其中所述第一项是系数与所述电压的函数的第一乘积，所述第二项是系数与所述电流的函数的第二乘积，并且所述第三项是系数、所述电压的函数和所述电流的函数的第三乘积；将所述总和确定为与所述第一等离子体系统相关的蚀刻速率；并且调节来自第二等离子体系统的射频发生器的功率输出以达到与所述第一等离子体系统相关的蚀刻速率，其中所述方法由处理器执行。

【技术特征摘要】
2013.07.26 US 61/858,985;2014.04.02 US 14/243,705;1.一种用于模拟蚀刻速率的方法，其包括：接收在第一等离子体系统的射频(RF)发生器的输出处测量的电压和电流；计算第一项、第二项和第三项的总和，其中所述第一项是系数与所述电压的函数的第一乘积，所述第二项是系数与所述电流的函数的第二乘积，并且所述第三项是系数、所述电压的函数和所述电流的函数的第三乘积；将所述总和确定为与所述第一等离子体系统相关的蚀刻速率；并且调节来自第二等离子体系统的射频发生器的功率输出以达到与所述第一等离子体系统相关的蚀刻速率，其中所述方法由处理器执行。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一等离子体系统的射频发生器经由电缆连接至阻抗匹配电路，并且其中所述阻抗匹配电路经由射频传输线连接至等离子体室。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一乘积或所述第三乘积中的所述电压的函数包括在所述第一等离子体系统的所述射频发生器的所述输出处测量的所述电压的数学幂函数，并且所述第二乘积或所述第三乘积中的所述电流的函数包括在所述第一等离子体系统的所述射频发生器的所述输出处测量的所述电流的数学幂函数。4.根据权利要求1所述的方法，其中接收在所述第一等离子体系统的所述射频发生器的所述输出处测量的所述电压和所述电流是使用所述第一等离子体系统的等离子体室中的假晶片来执行。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一等离子体系统的所述射频发生器的所述输出连接至阻抗匹配电路的输入，其中所述输出便于将射频信号经由所述阻抗匹配电路传输到等离子体室。6.根据权利要求1所述的方法，其中调节来自所述第二等离子体系统的所述射频发生器的所述功率输出是在所述第二等离子体系统用于蚀刻半导体晶片时执行。7.根据权利要求1所述的方法，其中调节所述功率输出包括增大或减小来自所述第二等离子体系统的所述射频发生器的功率输出。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一等离子体系统包括功能上与所述第二等离子体系统的工具相同并且具有与所述第二等离子体系统的工具的标识符不同的标识符的工具。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一等离子体系统包括结构上与所述第二等离子体系统的工具相同并且具有与所述第二等离子体系统的工具的标识符不同的标识符的工具。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一等离子体系统包括结构和功能上与所述第二等离子体系统的工具相同并且具有与所述第二等离子体系统的工具的标识符不同的标识符的工具。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述总和是泰勒级数。12.一种用于模拟蚀刻速率的方法，其包括：接收在等离子体系统的射频(RF)发生器的输出处在第一时间测量的电压和电流；计算第一项、第二项和第三项的总和，其中所述第一项是系数与所述电压的函数的第一乘积，并且所述第二项是系数与所述电流的函数的第二乘积，并且所述第三项是系数、所述电压的函数和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·C·小瓦尔考，哈梅特·辛格，亨利·波沃尼，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：美国;US