CN114446758A - 半导体工艺腔室及半导体工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半导体工艺腔室及半导体工艺方法，半导体工艺腔室的多个电源一一对应的与多个匹配部件电连接，负载与至少一个匹配部件电连接，电源用于通过对应的匹配部件向负载输出电能；至少一个匹配部件和负载之间设置有对应的检测部件，检测部件分别与对应的匹配部件和负载电连接，且与控制单元电连接，检测部件用于对自对应的负载耦合向对应的匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元；控制单元和与检测部件对应的匹配部件电连接，用于接收并根据检测结果控制与检测部件对应的匹配部件中的可变电容的位置。本发明提供的半导体工艺腔室及半导体工艺方法能够提高射频稳定性，从而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

Description

半导体工艺腔室及半导体工艺方法

技术领域

本发明涉及半导体设备技术领域，具体地，涉及一种半导体工艺腔室及半导体工艺方法。

背景技术

电感耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma，简称ICP)以其高选择性、高各项异性以及高刻蚀速率等优势广泛应用于半导体领域。为了满足不同的工艺需求，ICP半导体工艺腔室除了需要配置激发工艺气体产生等离子体的射频源，还需要同时配置其它多种射频源，例如，为了满足高深宽比刻蚀，需要配置低频射频源，而为了满足清洗工艺，需要配置高频射频源，因此，现有的一种ICP半导体工艺腔室需要配置至少两个射频源，并且，每个射频源均需要通过匹配器输出射频，以避免输出的射频发生反射。

但是，由于等离子体属于导电介质，或者多个射频源可能与同一电路电连接，因此，其中一个射频源输出的射频可能会耦合至其它的射频源和匹配器，导致其它的匹配器中的可变电容的位置可能会发生改变，造成匹配失败，影响其它射频源输出的射频的稳定性，对等离子体的稳定性以及半导体工艺的稳定性造成影响。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种半导体工艺腔室及半导体工艺方法，其能够提高射频稳定性，从而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

为实现本发明的目的而提供一种半导体工艺腔室，包括多个负载、多个电源、多个匹配部件、控制单元和至少一个检测部件，其中，多个所述电源一一对应的与多个所述匹配部件电连接，所述负载与至少一个所述匹配部件电连接，所述电源用于通过对应的所述匹配部件向所述负载输出电能；

至少一个所述匹配部件和所述负载之间设置有对应的所述检测部件，所述检测部件分别与对应的所述匹配部件和所述负载电连接，且与所述控制单元电连接，所述检测部件用于对自对应的所述负载耦合向对应的所述匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向所述控制单元；

所述控制单元和与所述检测部件对应的所述匹配部件电连接，用于接收所述检测结果，并根据所述检测结果控制与所述检测部件对应的所述匹配部件中的可变电容的位置。

可选的，所述半导体工艺腔室包括腔体，多个所述负载包括线圈组件和承载部件，其中，所述腔体用于为所述半导体工艺提供工艺环境；所述线圈组件设置在所述腔体的顶部，用于将经与其电连接的所述匹配部件匹配的电能耦合至所述腔体内；所述承载部件设置在所述腔体内，用于承载晶圆。

可选的，至少两个所述匹配部件通过同一电路与所述承载部件电连接。

可选的，所述检测部件包括电流检测电路、电压检测电路和转换单元，其中，所述电流检测电路与对应的所述负载电连接，并与所述转换单元电连接，用于检测耦合向对应的所述匹配部件的电流信号，并传输向所述转换单元；

所述电压检测电路与对应的所述负载电连接，并与所述转换单元电连接，用于检测耦合向对应的所述匹配部件的电压信号，并传输向所述转换单元；

所述转换单元与所述控制单元电连接，用于将所述电流信号和所述电压信号转换计算为电流值和电压值，并传输向所述控制单元。

可选的，所述电流检测电路包括电连接件、导线、电阻和滤波部件，所述电连接件呈环状，所述导线缠绕于呈环状的所述电连接件上，所述导线的一端接地，所述导线的另一端与所述电阻的一端电连接，并通过所述滤波部件与所述转换单元电连接，所述电阻的另一端接地。

可选的，所述滤波部件包括第一电感和第一电容，所述第一电感的一端与所述导线的另一端电连接，所述第一电容的第一端以及所述转换单元均与所述第一电感的另一端电连接，所述第一电容的第二端接地。

可选的，所述电压检测电路包括电能馈入柱、第二电感、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容，所述电能馈入柱插入呈环状的所述电连接件中，所述第二电容的一端与所述电能馈入柱电连接，另一端分别与第二电感的一端和第三电容的一端电连接，所述第三电容的另一端接地，所述第二电感的另一端分别与所述第四电容的一端和第五电容的一端电连接，所述第四电容的另一端接地，所述第五电容的另一端与转换单元电连接。

可选的，所述第二电容和所述第三电容均为可变电容。

可选的，所述电源为射频源或者微波源。

本发明还提供一种半导体工艺方法，应用于如本发明提供的所述半导体工艺腔室，所述半导体工艺方法包括以下步骤：

通过所述检测部件对自对应的所述负载耦合向对应的所述匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向所述控制单元；

通过所述控制单元接收所述检测结果，并判断所述检测结果是否小于预设值；

若所述检测结果小于所述预设值，则通过所述控制单元控制与所述检测部件对应的所述匹配部件的可变电容的位置不改变；

若所述检测结果大于或等于所述预设值，则通过所述控制单元控制与所述检测部件对应的所述匹配部件的可变电容的位置改变。

可选的，所述通过所述检测部件对自对应的所述负载耦合向对应的所述匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向所述控制单元包括通过所述检测部件对自对应的所述负载耦合向对应的所述匹配部件的电压进行检测，并将检测电压传输向所述控制单元；

所述通过所述控制单元接收所述检测结果，并判断所述检测结果是否小于预设值包括通过所述控制单元判断所述检测电压是否等于0；

若所述检测电压等于0，则通过所述控制单元控制与所述检测部件对应的所述匹配部件的可变电容的位置不改变；

若所述检测电压大于0，则通过所述控制单元根据所述检测电压和所述检测部件的基数进行计算，并判断计算结果是否小于所述预设值；

若所述计算结果小于所述预设值，则通过所述控制单元控制与所述检测部件对应的所述匹配部件的可变电容的位置不改变；

若所述计算结果大于或等于所述预设值，则通过所述控制单元控制与所述检测部件对应的所述匹配部件的可变电容的位置改变。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的半导体工艺腔室，通过在至少一个匹配部件和负载之间设置对应的检测部件，并将检测部件与控制单元电连接，且将与检测部件对应的匹配部件和控制单元电连接，可以在有电能自与检测部件对应的负载耦合向对应的匹配部件时，能够借助检测部件对耦合向对应的匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元，并借助控制单元接收检测结果，并根据检测结果控制与检测部件对应的匹配部件中的可变电容的位置，以能够避免与检测部件的对应的匹配部件中的可变电容的位置，由于有自另一个电源依次通过另一个匹配部件、另一个负载和与检测部件对应的负载耦合来的电能而发生改变，从而能够避免因匹配部件中的可变电容的位置的不断调整变化无法固定在某个位置而导致的在与该匹配部件电连接的电源输出电能(功率)后，匹配部件的电容位置并非合适的预设位置所导致的匹配失败，以及避免前述耦合来的电能对与该匹配部件电连接的电源发生损坏，继而能够提高射频稳定性，进而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

本发明提供的半导体工艺方法，借助本发明提供的半导体工艺腔室，通过检测部件对自对应的负载耦合向对应的匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元，通过控制单元接收检测结果，并根据检测结果控制与检测部件对应的匹配部件中的可变电容的位置，以能够避免与检测部件的对应的匹配部件中的可变电容的位置，由于有自另一个电源通过另一个匹配部件、另一个负载和与检测部件对应的负载耦合来的电能而发生改变，从而能够避免因匹配部件中的可变电容的位置的不断调整变化无法固定在某个位置而导致的在与该匹配部件电连接的电源输出电能(功率)后，匹配部件的电容位置并非合适的预设位置所导致的匹配失败，以及避免前述耦合来的电能对与该匹配部件电连接的电源发生损坏，继而能够提高射频稳定性，进而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的半导体工艺腔室的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的半导体工艺腔室的检测部件的电路结构示意图；

图3为本发明实施例提供的半导体工艺方法的流程示意图；

附图标记说明：

1-腔体；2-线圈组件；3-承载部件；41-第一电源；42-第一匹配部件；51-第二电源；52-第二匹配部件；61-第三电源；62-第三匹配部件；7-检测部件；71-转换单元；721-电连接件；722-电阻；723-第一电感；724-第一电容；725-导线；726-电能馈入柱；731-第二电感；732-第二电容；733-第三电容；734-第四电容；735-第五电容；8-晶圆。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的半导体工艺腔室及半导体工艺方法进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种半导体工艺腔室，包括多个负载、多个电源、多个匹配部件、控制单元(图中未示出)和至少一个检测部件7，多个电源一一对应的与多个匹配部件电连接，负载与至少一个匹配部件电连接，电源用于通过对应的匹配部件向负载输出电能，至少一个匹配部件和负载之间设置有对应的检测部件7，检测部件7分别与对应的匹配部件和负载电连接，且与控制单元电连接，检测部件7用于对自对应的负载耦合向对应的匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元；控制单元和与检测部件7对应的匹配部件电连接，用于接收检测结果，并根据检测结果控制与检测部件7对应的匹配部件中的可变电容的位置。

本发明实施例提供的半导体工艺腔室，通过在至少一个匹配部件和负载之间设置对应的检测部件7，并将检测部件与控制单元电连接，且将与检测部件对应的匹配部件和控制单元电连接，可以在有电能自与检测部件对应的负载耦合向对应的匹配部件时，能够借助检测部件7对耦合向对应的匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元，并借助控制单元接收检测结果，并根据检测结果控制与检测部件对应的匹配部件中的可变电容的位置，以能够避免与检测部件的对应的匹配部件中的可变电容的位置，由于有自另一个电源依次通过另一个匹配部件、另一个负载和与检测部件对应的负载耦合来的电能而发生改变，从而能够避免因匹配部件中的可变电容的位置的不断调整变化无法固定在某个位置而导致的在与该匹配部件电连接的电源输出电能(功率)后，匹配部件的电容位置并非合适的预设位置所导致的匹配失败，以及避免前述耦合来的电能对与该匹配部件电连接的电源发生损坏，继而能够提高射频稳定性，进而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

如图1所示，半导体工艺腔室可以包括腔体1，多个负载可以包括线圈组件2和承载部件3，其中，腔体1用于为半导体工艺提供工艺环境；线圈组件2设置在腔体1的顶部，用于将经与其电连接的匹配部件传输的电能耦合至腔体1内；承载部件3设置在腔体1内，用于承载晶圆8。

如图1所示，可选的，与线圈组件2电连接的匹配部件为第一匹配部件42，与第一匹配部件42电连接的电源为第一电源41，与承载部件3电连接的匹配部件为第二匹配部件52，与第二匹配部件52电连接的电源为第二电源51。在实际应用中，第一电源41输出的电能通过第一匹配部件42的匹配输出向线圈组件2，线圈组件2将输出至其中的电能耦合至腔体1内，以激发腔体1的工艺气体形成等离子体，第二电源51输出的电能通过第二匹配部件52的匹配输出向承载部件3，以在承载部件3上形成偏压吸引腔体1内的等离子体，对承载于承载部件3上的晶圆8进行半导体工艺。

由于等离子体属于导电介质，且承载部件位于腔体1内会与等离子体直接接触，线圈组件2耦合至腔体1内的电能经过等离子体和承载部件3耦合向第二匹配部件52的概率较大，第一匹配部件42和第二匹配部件52在半导体工艺中可能通过线圈组件2和承载部件3存在电导通，可能使得第一电源41输出的电能依次通过第一匹配部件42、线圈组件2、等离子体和承载部件3耦合向第二匹配部件52，在未设置检测部件7的情况下，会导致第二匹配部件52采集到电信号(电路以及电压)就会调整电容位置，使得第二匹配部件52中的可变电容的位置发生改变不断调整无法固定在某一个位置处，而在第二电源51输出的电能(功率)后，由于第二匹配部件52中电容位置并非合适的预设位置，最终导致匹配失败，且耦合向第二匹配部件52的电能也会损坏第二电源51。

为避免上述情况出现，如图1所示，本发明实施例提供的半导体工艺腔室，通过在承载部件3与第二匹配部件52之间设置对应的检测部件7，并使检测部件7分别与第二匹配部件52和承载部件3电连接，且使检测部件7与控制单元电连接，且使控制单元与第二匹配部件52电连接，当第一电源41输出的电能依次通过第一匹配部件42、线圈组件2、等离子体和承载部件3耦合向第二匹配部件52时，可以借助检测部件7对自承载部件3耦合向第二匹配部件52的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元，并借助控制单元接收检测结果，并根据检测结果控制第二匹配部件52中的可变电容的位置，以能够避免第二匹配部件52中的可变电容的位置，由于自第一电源41依次通过第一匹配部件42、线圈组件2、等离子体和承载部件3耦合来的电能而发生改变，从而能够避免在第二电源51输出电能后，第二匹配部件52匹配失败，继而能够提高能量的稳定性，进而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

但是，由于等离子体属于导电介质，第一匹配部件42和第二匹配部件52在半导体工艺中可能通过线圈组件2和承载部件3存在电导通，因此，还可能使得第二电源51输出的电能依次通过第二匹配部件52、承载部件3、等离子体和线圈组件2耦合向第一匹配部件42，导致第一匹配部件42中的可变电容的位置发生改变，造成在第一电源41输出电能后，第一匹配部件42匹配失败。因此，本发明实施例提供的半导体工艺腔室，并不限于在承载部件3与第二匹配部件52之间设置对应的检测部件7，例如，还可以在线圈组件2与第一匹配部件42之间设置对应的检测部件7，并使检测部件7分别与第一匹配部件42和线圈组件2电连接，且使检测部件7与控制单元电连接，且使控制单元与第一匹配部件42电连接。

这样当第二电源51输出的电能依次通过第二匹配部件52、承载部件3、等离子体和线圈组件2耦合向第一匹配部件42时，可以借助检测部件7对自线圈组件2耦合向第一匹配部件42的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元，并借助控制单元接收检测结果，并根据检测结果控制第一匹配部件42中的可变电容的位置，以能够避免第一匹配部件42中的可变电容的位置，由于自第二电源51依次通过第二匹配部件52、承载部件3、等离子体和线圈组件2耦合来的电能而发生改变，从而能够避免在第一电源41输出电能后，第一匹配部件42匹配失败，继而能够提高能量的稳定性，进而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

但是，由于线圈组件2位于腔体1外不会与腔体1内的等离子体直接接触，因此，承载部件3上的电能经过等离子体和线圈组件2耦合向第一匹配部件42的概率较小，第一匹配部件42和线圈组件2之间也可以不设置检测部件7，从而可以降低半导体工艺腔室的成本。

可选的，第一电源41可以包括射频电源或微波电源。

可选的，第二电源51可以包括射频电源或微波电源。

可选的，检测部件7可以包括射频检测部件或微波检测部件。

可选的，第一匹配部件42可以包括射频匹配器或微波匹配器。

可选的，第二匹配部件52可以包括射频匹配器或微波匹配器。

可选的，线圈组件2可以包括射频耦合线圈或微波耦合线圈。

可选的，承载部件3可以包括静电卡盘。

如图1所述，在本发明一优选实施例中，可以至少两个匹配部件通过同一电路与承载部件3电连接。

如图1所示，可选的，与承载部件3电连接的匹配部件为两个，分别为第二匹配部件52和第三匹配部件62，与第二匹配部件52电连接的电源为第二电源51，与第三匹配部件62电连接的电源为第三电源61。在半导体工艺中，第三电源61输出的射频通过第三匹配部件62的匹配输出向承载部件3，借助第二电源51和第三电源61可以向承载部件3输出不同的电能，以满足半导体工艺的不同需求，例如，第二电源51和第三电源61均为射频电源，则可以借助第二电源51向承载部件3输出低频射频，满足高深宽比刻蚀，借助第三电源61向承载部件3输出高频射频，可以满足半导体工艺中的清洗工艺。

但是，由于第三匹配部件62和第二匹配部件52通过同一电路与承载部件3电连接，使得第三匹配部件62和第二匹配部件52可能通过同一电路在半导体工艺中存在电导通，因此，第二电源51输出的电能可能会通过第三匹配部件62和第二匹配部件52电连接的同一电路耦合向第三匹配部件62，导致第三匹配部件62中的可变电容的位置发生改变，造成在第三电源61输出电能后，第三匹配部件62匹配失败。

而如图1所示，本发明实施例提供的半导体工艺腔室，通过在第三匹配部件62和承载部件3之间设置检测部件7，并使检测部件7分别与第三匹配部件62和承载部件3电连接，且使检测部件7与控制单元电连接，且使控制单元与第三匹配部件62电连接，当第二电源51输出的电能通过第三匹配部件62和第二匹配部件52电连接的同一电路耦合向第三匹配部件62时，可以借助检测部件7对自承载部件3耦合向第三匹配部件62的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元，并借助控制单元接收检测结果，并根据检测结果控制第三匹配部件62中的可变电容的位置，以能够避免第三匹配部件62中的可变电容的位置，由于自第二电源51通过第三匹配部件62和第二匹配部件52电连接的同一电路耦合来的电能而发生改变，从而能够避免在第三电源61输出电能后，第三匹配部件62匹配失败，继而能够提高射频稳定性，进而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

并且，如图1所示，本发明实施例提供的半导体工艺腔室，通过在第二匹配部件52和承载部件3之间设置检测部件7，并使检测部件7分别与第二匹配部件52和承载部件3电连接，且使检测部件7与控制单元电连接，且使控制单元与第二匹配部件52电连接，当第三电源61输出的电能通过第三匹配部件62和第二匹配部件52电连接的同一电路耦合向第二匹配部件52时，可以借助检测部件7对自承载部件3耦合向第二匹配部件52的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元，并借助控制单元接收检测结果，并根据检测结果控制第二匹配部件52中的可变电容的位置，以能够避免第二匹配部件52中的可变电容的位置，由于自第三电源61通过第三匹配部件62和第二匹配部件52电连接的同一电路耦合来的电能而发生改变，从而能够避免在第二电源51输出电能后，第二匹配部件52匹配失败，继而能够提高能量稳定性，进而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

如图2所示，在本发明一优选实施例中，检测部件7可以包括电流检测电路、电压检测电路和转换单元71，其中，电流检测电路与对应的负载电连接，并与转换单元71电连接，用于检测耦合向对应的匹配部件的电流信号，并传输向转换单元71；电压检测电路与对应的负载电连接，并与转换单元71电连接，用于检测耦合向对应的匹配部件的电压信号，并传输向转换单元71；转换单元71与控制单元电连接，用于将电流信号和电压信号转换计算为电流值和电压值，并传输向控制单元。

通过将电流检测电路与对应的负载电连接，可以借助电流检测电路检测经对应的负载耦合向对应的匹配部件的电流信号，通过将电流检测电路与转换单元71电连接，可以使电流检测电路能够将检测到的耦合向对应的匹配部件的电流信号传输向转换单元71，再借助转换单元71将电流信号转换计算为电流值并传输向控制单元。通过将电压检测电路与对应的负载电连接，可以借助电压检测电路检测经对应的负载耦合向对应的匹配部件的电压信号，通过将电压检测电路与转换单元71电连接，可以使电压检测电路能够将检测到的耦合向对应的匹配部件的电压信号传输向转换单元71，再借助转换单元71将电压信号转换计算为电压值并传输向控制单元。从而可以借助控制单元接收检测结果，并根据检测结果控制与检测部件7对应的匹配部件中的可变电容的位置。

可选的，转换单元71可以包括模拟数字转换器(简称A/D转换器)。

如图2所示，在本发明一优选实施例中，电流检测电路可以包括电连接件721、电能馈入柱726、导线725、电阻722和滤波部件，电连接件721呈环状，电能馈入柱726穿设于呈环状的电连接件721中，电能馈入柱726的一端与对应的负载电连接，电能馈入柱726的另一端接地，导线725缠绕于呈环状的电连接件721上，导线725的一端接地，导线725的另一端与电阻722的一端电连接，并通过滤波部件与转换单元71电连接，电阻722的另一端接地。

如图2所示，图2中虚线为耦合来的电能流经检测部件7的路径，点IN为耦合来的电能馈入点，与检测部件7对应的负载可以通过该电能馈入点电连接，线OUT为耦合来的电能馈出线，与检测部件7对应的匹配部件可以通过该电能馈出线电连接。通过将电能馈入柱726的一端与电能馈入点电连接，可以实现电能馈入柱726的一端与对应的负载电连接，通过将电能馈入柱726穿设于呈环状的电连接件721中，并将导线725缠绕于呈环状的电连接件721上，当有电能自与检测部件7对应的负载耦合向对应的匹配部件时，耦合来的电能会经电能馈入点加载至电能馈入柱726上，电能馈入柱726上的电流会使呈环状的电连接件721中产生感应磁场，从而在缠绕在连接件上的导线725上产生感应电场，感应电场加载到电阻722上会产生流过电阻722的电流信号，并在电阻722上形成与电流信号对应的电压信号，通过滤波部件对电压信号进行滤波后，转换单元71将电压信号转换为电压值并计算出相应电流值。

如图2所示，在本发明一优选实施例中，滤波部件可以包括第一电感723和第一电容724，第一电感723的一端与导线725的另一端电连接，第一电容724的第一端以及转换单元71均与第一电感723的另一端电连接，第一电容724的第二端接地。

如图2所示，在本发明一优选实施例中，电压检测电路可以包括第二电感731、第二电容732、第三电容733、第四电容734和第五电容735，第二电容732的一端与对应的负载电连接，并与电能馈入柱726的一端电连接，第二电容732的另一端分别与第二电感731的一端和第三电容733的一端电连接，第三电容733的另一端接地，第二电感731的另一端分别与第四电容734的一端和第五电容735的一端电连接，第四电容734的另一端接地，第五电容735的另一端与转换单元71电连接。

如图2所示，以实现通过将第二电容732的一端与电能馈入点电连接，可以实现第二电容732的一端与对应的负载电连接，并与电能馈入柱726的一端电连接，当有电能自与检测部件7对应的负载耦合向对应的匹配部件时，耦合来的电能会经电能馈入点加载至第二电容732的一端，通过第二电容732和第三电容733分压形成电压信号，电压信号经过第二电感731、第四电容734和第五电容735传送至转换单元71，转换单元71将电压信号转换为电压值。

在本发明一优选实施例中，第二电容732和第三电容733可以均为可变电容。

这样的设计可以在检测部件7检测到的电压值过小时，通过调节第二电容732和第三电容733，来调节第二电容732和第三电容733的电压值，从而调节第二电容732和第三电容733的分压比，以能够适用于电压较小的电路并能够区别本底噪声，例如，电压值为100V以下的电路，从而可以提高检测精度，使检测部件7的检测精度可以到达16比特(BinaryDigit，简称bit)甚至更高。

可选的，第五电容735可以包括隔直电容。

如图3所示，本发明实施例还提供一种半导体工艺方法，应用于如本发明实施例提供的半导体工艺腔室，半导体工艺方法包括以下步骤：

S1，通过检测部件7对自对应的负载耦合向对应的匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元；

S2，通过控制单元接收检测结果，并判断检测结果是否小于预设值；

若检测结果小于预设值，则S3，通过控制单元控制与检测部件7对应的匹配部件的可变电容的位置不改变；

若检测结果大于或等于预设值，则S4，通过控制单元控制与检测部件7对应的匹配部件的可变电容的位置改变。

本发明实施例提供的半导体工艺方法，借助本发明实施例提供的半导体工艺腔室，通过检测部件7对自对应的负载耦合向对应的匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元，通过控制单元接收检测结果，并根据检测结果控制与检测部件7对应的匹配部件中的可变电容的位置，以能够避免与检测部件7的对应的匹配部件中的可变电容的位置，由于有自另一个电源通过另一个匹配部件、另一个负载和与检测部件7对应的负载耦合来的电能而发生改变，从而能够避免与检测部件7的对应的匹配部件对对应的电源匹配失败，继而能够提高射频稳定性，进而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

在本发明一优选实施例中，S1，通过检测部件7对自对应的负载耦合向对应的匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向控制单元可以包括通过检测部件7对自对应的负载耦合向对应的匹配部件的电压进行检测，并将检测电压传输向控制单元；

S2，通过控制单元接收检测结果，并判断检测结果是否小于预设值可以包括通过控制单元判断检测电压是否等于0；

若检测电压等于0，则通过控制单元控制与检测部件7对应的匹配部件的可变电容的位置不改变；

若检测电压大于0，则通过控制单元根据检测电压和检测部件7的基数进行计算，并判断计算结果是否小于预设值；

若计算结果小于预设值，则通过控制单元控制与检测部件7对应的匹配部件的可变电容的位置不改变；

若计算结果大于或等于预设值，则通过控制单元控制与检测部件7对应的匹配部件的可变电容的位置改变。

可选的，检测部件7的基数可以通过检测部件7中的电容和电感等元器件得到，检测部件7中的每个电路均具有本底噪声，本底噪声的大小却决于检测部件7中的每个电路所采用的电容和电感等元器件，检测部件7在离线状态，并无射频干扰条件下，且在不加载功率的情况下，在相同的时间段内连续检测n次电压值，并计算出在相同的时间段内连续检测n次电压值的变化斜率，从而可以取相同的时间段内连续检测n次电压值的变化斜率的平均值为检测部件7的基数，即，检测部件7的基数k＝(ΔV/Δt)/n。

检测部件7的基数一般很小，以检测部件7的基数为十六进制为例，一般可以为EE到FF之间，并可以记1count＝检测部件7的基数，根据半导体工艺和机台的不同，预设值可以为0.5count-20count，若检测到的耦合向对应的匹配部件的电压和检测部件7的基数的计算结果小于预设值时，则认为其为本底噪声，发送指令控制对应的匹配部件的可变电容的位置不改变，若检测到的耦合向对应的第二匹配部件的电压和检测部件7的基数的计算结果大于或等于预设值时，则发送指令控制对应的匹配部件的可变电容的位置改变。

举例来说，以预设值为1count为例，且第一电源41以及第二电源51均为射频电源为例，当第二电源51和第三电源61不输出射频，第一电源41输出功率为3000W的射频时，第一匹配部件42中的可变电容的位置调节发生改变进行阻抗匹配，射频经射频耦合线圈耦合至腔体1内激发工艺气体形成等离子体，并经等离子体耦合向第二匹配部件52和第三匹配部件62时，设置于第二匹配部件52和承载部件3之间的检测部件7，以及设置于第三匹配部件62和承载部件3之间的检测部件7能够检测到耦合的射频电压为500mV，经计算500/FF＝0.2Count，其中，FF为十六进制的检测部件7的基数，换算成十进制为255，则测到的耦合向第二匹配部件52和第三匹配部件62的射频电压和检测部件7的基数的计算结果小于预设值，则控制第二匹配部件52和第三匹配部件62的可变电容的位置不改变。

再举例来说，以预设值为1count为例，当第二电源51输出射频时，第二电源51输出的射频经第三匹配部件62和第二匹配部件52电连接的同一电路耦合向第三匹配部件62时，设置于第三匹配部件62和承载部件3之间的检测部件7能够检测到耦合的射频电压为1000mV，经计算1000/FF＝0.4Count，其中，FF为十六进制的检测部件7的基数，换算成十进制为255，则测到的耦合向第三匹配部件62的射频电压和检测部件7的基数的计算结果小于预设值，则控制第三匹配部件62的可变电容的位置不改变。

综上所述，本发明实施例提供的半导体工艺腔室及半导体工艺方法能够提高射频稳定性，从而提高等离子体稳定性，提高半导体工艺稳定性。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种半导体工艺腔室，其特征在于，包括多个负载、多个电源、多个匹配部件、控制单元和至少一个检测部件，其中，多个所述电源一一对应的与多个所述匹配部件电连接，所述负载与至少一个所述匹配部件电连接，所述电源用于通过对应的所述匹配部件向所述负载输出电能；

至少一个所述匹配部件和所述负载之间设置有对应的所述检测部件，所述检测部件分别与对应的所述匹配部件和所述负载电连接，且与所述控制单元电连接，所述检测部件用于对自对应的所述负载耦合向对应的所述匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向所述控制单元；

所述控制单元和与所述检测部件对应的所述匹配部件电连接，用于接收所述检测结果，并根据所述检测结果控制与所述检测部件对应的所述匹配部件中的可变电容的位置。

2.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述半导体工艺腔室包括腔体，多个所述负载包括线圈组件和承载部件，其中，所述腔体用于为所述半导体工艺提供工艺环境；所述线圈组件设置在所述腔体的顶部，用于将经与其电连接的所述匹配部件传输的电能耦合至所述腔体内；所述承载部件设置在所述腔体内，用于承载晶圆。

3.根据权利要求2所述的半导体工艺腔室，其特征在于，至少两个所述匹配部件通过同一电路与所述承载部件电连接。

4.根据权利要求1所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述检测部件包括电流检测电路、电压检测电路和转换单元，其中，所述电流检测电路与对应的所述负载电连接，并与所述转换单元电连接，用于检测耦合向对应的所述匹配部件的电流信号，并传输向所述转换单元；

所述电压检测电路与对应的所述负载电连接，并与所述转换单元电连接，用于检测耦合向对应的所述匹配部件的电压信号，并传输向所述转换单元；

所述转换单元与所述控制单元电连接，用于将所述电流信号和所述电压信号转换计算为电流值和电压值，并传输向所述控制单元。

5.根据权利要求4所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述电流检测电路包括电连接件、电能馈入柱、导线、电阻和滤波部件，所述电连接件呈环状，所述电能馈入柱穿设于呈环状的所述电连接件中，所述电能馈入柱的一端与对应的所述负载电连接，所述电能馈入柱的另一端接地，所述导线缠绕于呈环状的所述电连接件上，所述导线的一端接地，所述导线的另一端与所述电阻的一端电连接，并通过所述滤波部件与所述转换单元电连接，所述电阻的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述滤波部件包括第一电感和第一电容，所述第一电感的一端与所述导线的另一端电连接，所述第一电容的第一端以及所述转换单元均与所述第一电感的另一端电连接，所述第一电容的第二端接地。

7.根据权利要求5所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述电压检测电路包括第二电感、第二电容、第三电容、第四电容和第五电容，所述第二电容的一端与对应的所述负载电连接，并与所述电能馈入柱的一端电连接，所述第二电容的另一端分别与第二电感的一端和第三电容的一端电连接，所述第三电容的另一端接地，所述第二电感的另一端分别与所述第四电容的一端和第五电容的一端电连接，所述第四电容的另一端接地，所述第五电容的另一端与转换单元电连接。

8.根据权利要求7所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述第二电容和所述第三电容均为可变电容。

9.根据权利要求1-8任一所述的半导体工艺腔室，其特征在于，所述电源为射频源或者微波源。

10.一种半导体工艺方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9任意一项所述的半导体工艺腔室，所述半导体工艺方法包括以下步骤：

通过所述检测部件对自对应的所述负载耦合向对应的所述匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向所述控制单元；

通过所述控制单元接收所述检测结果，并判断所述检测结果是否小于预设值；

若所述检测结果小于所述预设值，则通过所述控制单元控制与所述检测部件对应的所述匹配部件的可变电容的位置不改变；

若所述检测结果大于或等于所述预设值，则通过所述控制单元控制与所述检测部件对应的所述匹配部件的可变电容的位置改变。

11.根据权利要求10所述的半导体工艺方法，其特征在于，所述通过所述检测部件对自对应的所述负载耦合向对应的所述匹配部件的电能进行检测，并将检测结果传输向所述控制单元包括通过所述检测部件对自对应的所述负载耦合向对应的所述匹配部件的电压进行检测，并将检测电压传输向所述控制单元；

所述通过所述控制单元接收所述检测结果，并判断所述检测结果是否小于预设值包括通过所述控制单元判断所述检测电压是否等于0；

若所述检测电压等于0，则通过所述控制单元控制与所述检测部件对应的所述匹配部件的可变电容的位置不改变；

若所述检测电压大于0，则通过所述控制单元根据所述检测电压和所述检测部件的基数进行计算，并判断计算结果是否小于所述预设值；

若所述计算结果小于所述预设值，则通过所述控制单元控制与所述检测部件对应的所述匹配部件的可变电容的位置不改变；

若所述计算结果大于或等于所述预设值，则通过所述控制单元控制与所述检测部件对应的所述匹配部件的可变电容的位置改变。

Images