CN115485808A - 提高在收容器中的等离子体均匀性 - Google Patents

Abstract

一种用于形成等离子体的装置可包括一或更多耦合端口以接收RF电流。该装置可额外地包括收容器以容纳一种或更多种气体，其中收容器沿着第一轴定向。该装置可额外地包括定位于平面且基本上围绕收容器的RF耦合结构，RF耦合结构可配置成传导RF电流以导致收容器内等离子体的形成。该装置可进一步包括耦合至RF耦合结构的一个或更多个连接件，其可使得RF耦合结构的平面能围绕第二轴枢转以致使RF耦合结构的平面朝向第一轴倾斜。

Description

提高在收容器中的等离子体均匀性

通过引用并入

PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。

背景技术

集成电路设备的制造可涉及于半导体处理室中的半导体晶片的处理。典型的处理可涉及沉积，其中例如可通过逐层处理的方式将半导体结构建立在衬底上或上方。典型的处理还可涉及从半导体晶片的特定区域移除(例如蚀刻)材料。于商业规模的生产工艺中，每一晶片包含成组的半导体设备的许多复制品，而许多的晶片可用于获得所需的半导体设备数量。因此，半导体处理操作的商业可行性可取决于处理条件下的晶片内均匀性和晶片间重复性。因此，努力确保给定晶片的每一部分以及半导体处理室中所处理的每一晶片经历严格控制的处理条件。处理条件的变化可能造成沉积和蚀刻速率的不期望的变化。这些变化在整体制造工艺中带来不可接受的变化。制造工艺的变化可能降低电路性能，其进而可能导致使用集成电路设备的更高级系统的性能发生不可接受的变化。因此，用于执行具有增强控制的半导体工艺的技术继续是活跃的研究领域。

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

发明内容

简言之，一种实现方案可包括用于形成等离子体的装置，其可以包含用于容纳一种或更多种气体的收容器，所述收容器沿着第一轴定方位。所述装置还包括RF耦合结构，其基本上定位于平面内且基本上围绕所述收容器，所述RF耦合结构可以被配置成传导RF电流，以导致所述收容器内所述等离子体的形成。所述装置还包括一个或更多个连接件，其耦合至所述RF耦合结构以使得所述RF耦合结构的所述平面能围绕第二轴从中间位置枢转，以便使所述RF耦合结构的所述平面朝向所述第一轴倾斜。

在一些实现方案中，所述装置的所述一个或更多个连接件可以使得所述RF耦合结构的所述平面能从中间位置枢转，以将所述RF耦合结构的一部分和所述收容器之间的间隔调整介于约0.1cm和约3cm之间。在一些实现方案中，所述装置还可以包含方向可调喷嘴，其被配置成导入温度调节气体，所述温度调节气体在操作期间调节所述收容器的外表面的指定区域的温度。在一些实现方案中，所述装置可以被配置成使得在当所述温度调节气体流入所述收容器内时的操作期间，所述收容器的所述外表面的至少所述部分的温度维持在介于约150℃和约400℃之间。在一些实施方案中，所述方向可调喷嘴被配置成将所述温度调节气体导向所述收容器的所述表面上的指定区域。在一些实现方案中，所述指定区域能沿着所述收容器的第一维度选择。在一些实现方案中，所述指定区域能沿着所述收容器的第一维度和第二维度两者选择。在一些实现方案中，所述第一轴垂直于在中间位置的所述RF耦合结构的所述平面，且其中所述第二轴基本上垂直于所述第一轴。在一些实现方案中，所述装置还可以包含RF功率产生器，其耦合至所述RF耦合结构。在一些实现方案中，所述RF耦合结构被配置成在操作于感应模式中的所述收容器内形成所述等离子体。在一些实现方案中，所述收容器包含石英容器，所述石英容器被配置成将所述等离子体分散至半导体处理室中。在一些实现方案中，所述收容器被配置成容纳压强介于约0.25kPa和1.33kPa之间的一种或更多种气体。在一些实现方案中，所述RF耦合结构包含一个或者多个导体，所述导体被配置成形成导电环。在一些实现方案中，所述装置的所述一个或更多个连接件包含铰链，所述铰链被配置成使得所述导电环的一部分能朝向所述收容器倾斜。在一些实现方案中，所述装置还可以包含气流控制器，所述气流控制器被配置成响应于接收到所述收容器的表面的一定区域的温度测量值，而将气流从方向可调喷嘴导向所述收容器的所述表面上的所述区域。在一些实现方案中，所述气流控制器额外地被配置成响应于接收到所述收容器的所述表面的所述区域的温度测量值，修改气流体积和气流温度。

一种实现方案可以包括一种半导体处理工具，其包含一个或更多个输入端口，其被配置成从RF功率产生器接收相应数量的输出信号。所述半导体处理工具还包括一个或更多个处理站，每一者被配置成接收和处理半导体晶片。所述半导体处理工具还包括一个或更多个收容器，其被配置成接收来自气体源的气体，并将接收到的所述气体转变成等离子体，以将所述等离子体分散至所述一个或更多个处理站。所述半导体处理工具还包括一个或更多个耦合结构，其每一者基本上定位在平面中，并且被配置成从所述RF功率产生器传导足以把所述气体转变成所述一个或更多个收容器内的所述等离子体的电流，所述一个或更多个耦合结构中的每一者具有连接件，以使得所述一个或更多个耦合结构的所述平面相对于至少大致垂直于所述一个或更多个收容器的主轴的轴旋转。

在一些实现方案中，所述半导体处理工具可以包含至少2个处理站。在一些实现方案中，所述至少2个处理站各自可以包含所述一个或更多个收容器中的收容器以及所述一个或更多个耦合结构中的耦合结构。在一些实现方案中，半导体处理工具可包括4个处理站。在一些实现方案中，所述一个或更多个耦合结构的所述平面的旋转从中间位置开始，其中操作所述旋转以将所述一个或更多个耦合结构的一部分和相应收容器的外表面之间的间隔修改介于约0.1cm和约3cm之间。所述的半导体处理工具还可以包含方向可调喷嘴，其被配置成对形成于所述一个或更多个收容器中的等离子体复合成所述气体进行控制。在一些实现方案中，所述方向可调喷嘴被配置成将温度调节气体导向所述一个或更多个收容器中的相应的收容器的外表面上的可选择位置。所述半导体处理工具还可以包含一个或更多个气流控制器，其每一者被配置成接收来自一个或更多个温度传感器的信号，所述一个或更多个温度传感器被配置成测量所述一个或更多个收容器的表面的区域处的温度。在一实现方案中，所述半导体处理工具的所述一个或更多个气流控制器被配置成响应于接收到来自所述一个或更多个温度传感器的信号，将气流导向所述一个或更多个收容器的所述表面的所述区域。在一实现方案中，所述半导体处理工具的所述一个或更多个气流控制器被配置成响应于接收到来自所述一个或更多个温度传感器的信号而调整气流体积或气流温度。

在一实现方案中，一种在半导体处理工具的等离子体形成收容器内提高等离子体形成均匀性的方法包含：将RF信号耦合至接近所述半导体处理工具的室的RF耦合结构。所述方法还包括：检测形成于所述等离子体形成收容器内的等离子体的非均匀性，所述等离子体形成收容器与所述处理工具的所述室流体连通。所述方法还包括：调整所述RF耦合结构的一部分和所述等离子体形成收容器之间的间隔距离，以降低所检测的所形成的所述等离子体的非均匀性。

在一实现方案中，调整所述RF耦合结构的所述部分和所述等离子体形成收容器之间的所述间隔距离包含：将所述RF耦合结构的平面围绕轴枢转。在一实现方案中，所述导电环的所述平面从中间位置开始的枢转包括将所述等离子体形成收容器的一部分和所述RF耦合结构之间的间隔减少介于约0.5cm至约1.5cm之间。在一实现方案中，所述方法还可以包含调整导向所述等离子体形成收容器的温度调节气体的流动方向和/或体积，以额外地降低所检测的所形成的所述等离子体的密度的非均匀性。所述方法还可以包括调整温度调节气体的流动方向和/或体积以导致约150℃和约400℃之间的所述等离子体形成收容器的外表面的至少一部分的温度。所述方法还可以包含从位于所述等离子体形成收容器处或接近所述等离子体形成收容器的温度传感器接收一个或更多个信号，并且响应于接收到的所述一个或更多个信号而将温度调节气体导向所述等离子体形成收容器的表面的特定区域。

一种实现方案可以包括一种被配置成形成等离子体的装置。该装置可以包含收容器，其被配置成接收一种或更多种气体。该装置还可以包含RF耦合结构，其以导电环的形状配置，所述RF耦合结构可以被配置成接收RF信号。该装置还可以包含：至少一个连接件，其被配置成使得所述RF耦合结构的一部分能在朝向所述收容器的方向枢转。

在一些实现方案中，所述装置的所述至少一个连接件可以被配置成使得所述RF耦合结构的所述部分能朝向所述收容器枢转介于0.1cm和3cm之间。所述装置的所述连接件可以包含铰链。在一些实现方案中，所述装置还可以包含至少一个方向可调喷嘴，所述至少一个方向可调喷嘴被配置成在所述收容器的所述方向上提供气流。所述至少一个方向可调喷嘴可以被配置成提供所述气流，以将所述收容器的一部分维持在介于150℃和400℃之间的温度。所述装置还可以包含气流控制器，所述气流控制器被配置成响应于接收到位于所述收容器的温度传感器的输出信号而修改体积或气流温度。

附图说明

在附图的图中，以示例的方式而非以限制的方式说明本文所公开的多种实现方案，其中类似的附图标记是指类似的元件。

图1显示了根据一实现方案用于使用任意数量的工艺沉积或蚀刻衬底上或上方的膜的示例性装置。

图2为根据一实现方案的气体输送系统的示意图，该气体输送系统与多站集成电路制造室以及用于形成离子化等离子体材料的装备一起使用。

图3为根据一实现方案显示涉及离子化等离子体材料的形成的部件中的一些的透视图。

图4A显示了根据一实现方案用于在制造室中增加等离子体分布均匀性的导电环和连接件。

图4B和4C显示了根据一实现方案的导电环的平面经由连接件从中间位置倾斜。

图5A为根据一实现方案显示了方向可调喷嘴的侧视图，方向可调喷嘴用于引导温度调节气体以减少收容器中的离子化等离子体材料的复合。

图5B为根据一实现方案显示了方向可调喷嘴的透视图，方向可调喷嘴用于引导温度调节气体以减少收容器中离子化等离子体材料的复合。

图5C为根据实现方案502显示气流控制器的框图。

图6显示了根据一实现方案的方法的流程图，该方法增加半导体处理工具的等离子体形成收容器中等离子体形成的均匀性。

具体实施方式

在例如使用多站集成电路制造室的衬底上沉积膜之类的晶片制造工艺期间，可将射频(RF)信号耦合至室的处理站中。充足能量的RF信号的耦合至处理站中可产生或增强离子化等离子体材料的形成。离子化等离子体材料的原子可和一或更多种其他气体交互作用以形成前体气体的自由基物质。当前体气体的这种自由基物质与出现在进行处理中的半导体衬底的表面上的材料发生接触时，在半导体衬底的表面可发生材料的薄层(例如，具有可与单一原子或分子的厚度相当的厚度的层)的沉积。将衬底暴露于离子化等离子体材料后，可将制造室清扫并容许第二气体材料进入制造室，以致使半导体衬底暴露于第二气体材料。在第二气体前体材料从制造室清除后，接着可再次将离子化等离子体材料导入制造室，其可造成额外材料薄(例如，原子)层的形成。在某些情况下，可在数百或数千个循环(或甚至更多数量的循环)过程中重复此工艺，直到具有所期望厚度的膜已形成或沉积于衬底上或上方。

在某些情况下，RF耦合结构可以包括围绕包含气体材料的收容器的导电环。可将收容器中的气体材料加压至约0.25kPa和约1.33kPa之间的压强。响应于充足RF能量从RF耦合结构传递进入收容器中，可形成气体离子化等离子体材料。离子化等离子体材料可接着例如通过扩散器从收容器流入集成电路制造室的处理站中。

然而，在使用RF产生器形成用于集成电路制造室中的离子化等离子体材料可能呈现灵敏的工艺。例如，在某些情况下，收容器中的等离子体形成可能未在等离子体形成收容器内的所有子容积中均匀地发生。在如此情况下，形成于收容器的第一子容积处的离子化等离子体材料可能具有比形成于收容器的第二子容积处的离子化等离子体材料更大的密度。在这些情况下，即使在离子化等离子体材料离开收容器后的扩散之后，等离子体密度的非均匀性仍可能持续存在。这些离子化等离子体材料的密度的持续存在的非均匀性可能造成制造室中离子化前体气体的不均匀分布。制造室中离子化前体气体的非均匀性可能导致半导体衬底上的材料沉积速率或发生于半导体衬底范围的其他工艺的速率有不期望的变化。

此外，即使可以均匀地形成等离子体且收容器的子容积之间没有等离子体密度的明显变化，收容器的外表面的温度变化也可能引入等离子体密度的变化。这些额外的变化可能经由收容器中离子化等离子体材料的复合而产生。例如，响应于等离子体形成收容器的外表面的过度加热，接触收容器的内部表面的离子化氢(H⁺)回到例如双原子氢(H₂)之类的不反应态。这样的离子化等离子体材料的复合可能导致等离子体密度的局部变化，该变化在离子化等离子体材料从等离子体形成收容器扩散或分散后可能持续存在。如先前所描述的，制造室中离子化前体气体的非均匀性可能导致半导体衬底上的材料沉积速率(或其他工艺在半导体衬底发生的速率)有不期望的变化。

因此，集成电路制造工艺以及其他类型的工艺可受益于增加收容器的子容积中等离子体的密度的均匀性。对于增加收容器中等离子体密度的均匀性的一种方案涉及RF耦合结构的使用，该RF耦合结构可实施为导电环，该导电环可配置成相对于等离子体形成收容器重新定位。在这样的布置中，响应于等离子体形成收容器中等离子体密度的变化的检测，可以将RF耦合结构的第一部分重新定位为变得更靠近等离子体形成收容器。该第一部分相对于收容器的如此重新定位可导致RF耦合结构的第二部分相对于等离子体形成收容器的间隔增加。在特定的实现方案中，可经由连接件来实现RF耦合结构相对于等离子体形成收容器的重新定位，连接件意指铰链、枢轴、转环、线轴、轴、支点、销、或其任意组合。可将RF耦合结构实施为基本上定向于一平面的导电环。还可将RF耦合结构实施为不形成导电环的结构，例如一或更多个电气小偶极子或其他导体的配置。如本文进一步所述的，连接件可容许RF耦合结构的平面从中间位置围绕轴倾斜或旋转。这样的倾斜或旋转会将RF耦合结构的平面向等离子体形成收容器的主轴牵引。在一些实现方案中，这样的倾斜或旋转可操作以重新定位RF耦合结构的一部分，该重新定位减少RF耦合结构的一部分和等离子体形成收容器之间的间隔。RF耦合结构的一部分和等离子体形成收容器之间的间隔可减少约0.5cm和约1.5cm之间的量。在一些实现方案中，RF耦合结构可围绕大致垂直(即，+10％)于等离子体形成收容器的主轴的轴倾斜或旋转。

可通过用于温度调节气体的方向可调喷嘴的使用来进一步增加形成于收容器中的等离子体的密度的均匀性。可以利用提高的精确度将方向可调喷嘴导向等离子体形成收容器。在一示例中，可以在等离子体形成收容器周围以角度增量定位的6个方向可调喷嘴可以使得能对接触收容器的温度调节气体(例如过滤空气)的流动进行控制。因此，响应于检测到等离子体形成收容器中可能因收容器的一部分的过度加热而导致的等离子体密度的降低，可以增加来自方向可调喷嘴的温度调节气体的流动。气流的增加可降低收容器的表面的一部分的温度，由此减少离子化等离子体材料复合成一或更多种相对非反应性气体。在特定的实现方案中，可将等离子体形成收容器的外表面的一部分维持在介于约150℃和约400℃之间的温度。在某些其他的实现方案中，可将等离子体形成收容器的外表面的一部分维持在不同的温度范围内，例如介于约200℃和约350℃之间的范围。

一些实现方案可以与例如各种等离子体增强原子层沉积(PEALD)工艺、各种等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺之类的一些晶片制造工艺一起使用，或是可在单一沉积工艺期间即时使用。在一些实现方案中，具有多个输出端口的RF功率产生器可在任何信号频率下使用，例如在介于300kHz和60MHz之间的频率，其可包括350kHz、400kHz、440kHz、1MHz、2MHz、13.56MHz、以及27.12MHz的频率下使用。然而，在其他实现方案中，具有多个输出端口的RF功率产生器可以在任何信号频率下操作，该任何信号频率可包括相对低的频率，例如介于50kHz和300kHz之间，以及较高的频率，例如介于约60MHz和约100MHz之间的频率。

本文所述的特定实现方案可显示和/或描述包含4个处理站的多站半导体制造室。然而，所公开的实现方案旨在包含包括任意数量的处理站的多站集成电路制造室。因此，在一些实现方案中，可以将RF功率产生器的输出信号在制造室的例如2个处理站或3个处理站中分配。在基本上无任何限制的情况下，可以将RF功率产生器的输出功率信号分配至更多数量的处理站中，例如至5个处理站、6个处理站、8个处理站、10个处理站中等等。本文所述的特定实现方案可显示和/或描述单一的相对低频RF信号(例如介于约300kHz和约2MHz之间的频率)结合单一的相对高频RF信号(例如介于2MHz和100MHz之间的频率)的使用。然而，所公开的实现方案旨在包括任意数目的射频的使用，例如低于约2MHz的频率以及高于约2MHz的射频的使用。

半导体设备的制造可以涉及在与集成电路制造工艺相关的平面或非平面衬底上或上方沉积或蚀刻一个以上薄膜。在集成电路制造工艺的某些方面中，沉积符合独特衬底形貌的薄膜可能是有用的。在许多情况下有用的一种反应类型可以涉及化学气相沉积(CVD)。在某些CVD工艺中，引入反应室的站的气相反应物同时经历气相反应。气相反应的产物沉积在衬底表面上。该类型的反应可通过等离子体的存在而被驱动或增强，在这种情况下，该工艺可称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD)反应。如此处所使用的，除非另外指出，否则术语CVD旨在包括PECVD。

在另一示例中，如先前所提起的，一些沉积工艺涉及多个膜沉积循环，其中每个沉积循环产生离散的膜厚度。例如，在原子层沉积(ALD)中，沉积层的厚度可能受到可吸附在衬底表面上的一种以上的膜前体反应物的量限制，以在成膜化学反应本身之前形成吸附受限层。因此，ALD的特征涉及形成薄膜层，例如以重复和连续方式使用的具有单一原子或分子宽度的层。随着设备和特征尺寸在尺度上继续减小，以及随着三维设备和结构在集成电路(IC)设计中变得越来越普遍，沉积薄保形膜(例如，相对于下伏结构的形状具有均匀厚度的材料膜)的能力在重要性方面持续增加。因此，鉴于作为其中每个沉积循环操作以沉积材料的单个原子或分子层的成膜技术的ALD，ALD会相当适合于保形膜的沉积。在一些情况下，涉及ALD的设备制造工艺可以包括多个ALD循环，其数量可以是成百上千个，然后可以用来形成几乎任何期望厚度的膜。此外，就薄且保形的每一层而言，由这种工艺产生的膜可以符合任何下伏的设备结构的形状。在一些实现方案中，ALD循环可以包括以下步骤：

使衬底表面暴露于第一前体。

清扫衬底所在的反应室。

衬底表面的反应的激活，例如通过将衬底表面暴露于等离子体和/或第二前体。

清扫衬底所在的反应室。

每个ALD循环的持续时间至少在特定的实现方案中可以小于约25秒或小于约10秒或小于约5秒。ALD循环的一个或多个等离子体暴露步骤可以具有短的持续时间，例如约1秒或更短的持续时间。

现在转至附图，图1显示了一示例性装置，其根据一实现方案可配置成或适用于使用任意数量的工艺在衬底上或上方沉积或蚀刻膜。图1的处理装置100描绘了处理室的单一处理站102，其在内部容积中具有单一衬底保持器108(例如，基座)，该内部容积可以通过真空泵118保持在真空下。喷头106和气体输送系统130(其可与处理室流体连接)可以允许输送例如膜前体，以及载体和/或清扫和/或工艺气体、二级反应物、离子化等离子体材料等等。图1中还显示在处理室内用于等离子体产生的设备。图1中示意性描绘的装置可特别适合于执行等离子体增强CVD。

在图1中，气体输送系统130包括混合容器104，其用于混合和/或调节工艺气体以输送至喷头106。一个以上的混合容器入口阀120可以控制工艺气体向混合容器104的引入。特定的反应物可以在汽化以及随后输送至处理室的处理站102之前以液体形式储存。图1的实现方案包括汽化点103，其用于汽化将被供应到混合容器104的液态反应物。在一些实现方案中，汽化点103可以包括加热的液体注入模块。在一些其他实现方案中，汽化点103可以包括加热的汽化器。在还有的其他实现方案中，可以从处理站消除汽化点103。在一些实现方案中，汽化点103上游的液体流量控制器(LFC)可提供用于控制用于汽化并输送至处理站102的液体的质量流量。

喷头106可操作以将工艺气体和/或反应物(例如，膜前体)朝在处理站处的衬底112的方向分配，其流量可以由喷头上游的一个以上的阀(例如，阀120、120A，105)控制。在图1所示的实现方案中，衬底112被描绘为位于喷头106下方，并且显示为放置在基座108上。喷头106可以是任何合适的形状，并且可以包括任何合适数量和布置的端口以将工艺气体分配至衬底112。在具有2个或更多个站的一些实现方案中，气体输送系统130包括在喷头上游的阀或其他流量控制结构，其可以独立地控制向每个站的工艺气体和/或反应物的流动，以使得气体流能流向一站且同时禁止气体流向第二站。此外，气体输送系统130可以配置为独立地控制在多站式装置中输送到每个站的工艺气体和/或反应物，使得提供给不同站的气体组成是不同的(例如，在相同时间，气体成分的分压会在多个站之间变化)。

在图1中，将喷头106描绘为与等离子体形成收容器160流体连通。响应使用来自等离子体气体源161的气体的收容器160内离子化等离子体材料的形成，可例如经由扩散器162将离子化等离子体材料扩散至喷头106。扩散器162可包括在收容器160的圆形端部中形成的通孔阵列。在这样的实现方案中，可通过控制收容器160内气体的气体压力和/或气体浓度、RF功率产生器114的输出功率、匹配网络116的部件的并联导纳和/或串联电抗中的一者或多者(例如，经由具有适当的机器可读指令和/或控制逻辑的系统控制器)来调整经由等离子体形成收容器160形成的离子化等离子体材料的密度。气体容积107被描绘为位于喷头106的下方。在一些实现方案中，可升高或降低基座108以将衬底112暴露于气体容积107中和/或改变气体容积107的大小。可选地，在沉积工艺的部分期间，可降低和/或升高基座108以调节气体容积107内的工艺压力、反应物浓度等。

RF功率产生器114和匹配网络116可在任何合适的RF功率电平下操作，其可导致具有所期望的自由基气体物质组成的离子化等离子体材料的形成。在特定的实现方案中，可将匹配网络116的输出端口耦合至例如导电环150之类的RF耦合结构。响应于充足电流耦合至导电环150的输入端口，可以在等离子体形成收容器160内产生时变磁场(H场)。时变磁场被操作以从出现在等离子体形成收容器160内的气体材料的一个或更多轨道剥离电子。可经由扩散器162将所产生的离子化等离子体材料分散至喷头106。

应注意的是，虽然显示了将等离子体形成收容器160定方位以使收容器的扁平端和导电环150的平面相交，但在某些其他实现方案中，可将导电环150的平面定位成与收容器160的不同部分相交。在一示例中，导电环150的平面可以与收容器160靠近扩散器162的部分相交。应另外注意的是，至少在特定的实现方案中，RF功率产生器114可提供具多个频率成分的RF功率，例如低频成分(例如低于约2MHz)和高频成分(例如高于约2MHz)的RF功率。

在图1的实现方案中，加热器110可放置于基座108下方。可使用电阻加热线圈的加热器110可导致对基座108以及衬底112的加热。因此，在一些实现方案中，喷头106(和/或替代的等离子体形成RF耦合结构)和加热器110可合作以增强离子化等离子体材料的形成，因此可加速发生于处理站102中的材料沉积和/或材料移除(例如蚀刻)工艺。

在一些实现方案中，经由适当的硬件和/或适当的系统控制器可访问的机器可读指令来控制导致离子化等离子体材料的形成和保持的条件。机器可读指令可包括编码于计算机可读介质上的输入/输出控制(IOC)指令的非瞬时序列。在一示例中，以工艺配方的等离子体活化配方的形式提供产生或保持离子化等离子体材料的指令。在某些情况下，可按顺序安排工艺配方，使得用于工艺的至少某些指令可同时地执行。在一些实现方案中，可将用于设定一或更多个等离子体参数的指令包含在等离子体形成工艺之前的配方中。例如，第一配方可包括用于设定惰性气体(例如氦气)和/或反应物气体的流率的指令、用于将RF功率产生器设定至功率设定点的指令以及用于第一配方的时延指令。在某些沉积工艺中，等离子体激励的持续时间可能对应于几秒的持续时间，例如从约3秒至约15秒，或可涉及较长的持续期间，例如例如长达约30秒的持续时间。在某些本文所述的实现方案中，在处理循环期间可应用短得多的等离子体激励。

为简单起见，在图1中将处理装置100描绘为用于维持低压环境(例如介于约0.25kPa和约1.33kPa之间)的处理室的独立站(102)。然而，应可理解在多站处理工具环境中可包括多个处理站，例如图2所示，其描绘了根据多种实现方案的示例性多站处理工具的示意图。处理工具200采用包括多个处理站的集成电路制造室225。处理站可用于在经由例如图1的基座108之类的特定处理站处的晶片保持器保持的衬底上执行处理操作。在图2的示例中，显示了集成电路制造室225包括4个处理站251、252、253和254。其他类似的多站处理装置可包括更多或更少的处理站，具体取决于实现方案以及例如平行晶片处理的期望程度、尺寸/空间的限制、成本的限制等等。图2中还显示衬底支托机械手275，其在系统控制器290的控制下进行操作，衬底搬运机械手275被配置成或适用于从晶片盒(图2未显示)搬动衬底。来自晶片盒的衬底可从装载端口280移入多站集成电路制造室225中，并且移至处理站251、252、253、和/或254中的一站上。

图2还描绘了用于控制处理工具200的工艺条件和操作状态的系统控制器290的实现方案。系统控制器290可以包括一或更多个存储器设备、一或更多大容量储存设备、以及一个或更多处理器。该一个或更多处理器可以包含中央处理单元、模拟和/或数字输入/输出连接件、步进马达控制器电路等。在一些实现方案中，系统控制器290控制处理工具200的所有活动。系统控制器290执行储存在大容量储存设备中的系统控制软件，可将系统控制软件加载至存储器设备中，并由系统控制器的处理器执行。由系统控制器290的处理器执行的软件可包括用于以下操作的指令：控制时序、气体的混合、制造室和/或站压力、制造室和/或站温度、晶片温度、衬底基座、卡盘和/或托座位置、在一或更多衬底上执行的循环次数、以及通过处理工具200执行的特定工艺的其它参数。这些程序化的工艺可包含多种类型的工艺，包括但不限于与确定室内部的表面上累计物的量相关的工艺、与衬底上膜的沉积相关的工艺(包括ALD循环的次数、确定和获取补偿循环的次数)、以及与清洁室相关的工艺。可由系统控制器290的一个或更多处理器执行的系统控制软件可以任何适当的方式进行配置。例如，可撰写多种处理工具部件子程序或控制对象，以控制执行多种工具工艺所需的处理工具部件的操作。

在一些实现方案中，通过系统控制器290的处理器执行的软件可以包括用于控制上述各种参数的输入/输出控制(IOC)测序指令。例如，衬底的沉积和沉积循环的每一阶段可以包括由系统控制器290所执行的一个或更多指令。用于设定针对ALD保形膜沉积工艺阶段的工艺条件的指令可包含在对应的ALD保形膜沉积配方阶段中。在一些实现方案中，可按顺序安排配方阶段，使得用于工艺阶段的所有指令与该工艺阶段同时执行。

在一些实现方案中，可采用储存于系统控制器290的大容量储存设备和/或系统控制器290可访问的存储器设备上的其他计算机软件和/或程序。用于此目的的程序或程序片段的示例可包括衬底定位程序、工艺气体控制程序、压力控制程序、加热器控制程序、以及等离子体控制程序。衬底定位程序可以包括用于处理工具组件的程序代码，处理工具组件用于将衬底装载至(图1的)基座108上，并且用于控制衬底和处理工具200的其他部分之间的间隔。定位程序可以包括用于根据在衬底上沉积膜、蚀刻衬底、以及清洁室的需要适当地将衬底移入和移出反应室的指令。

工艺气体控制程序可包括用于控制气体组成和/或流率、以及用于在沉积之前控制气体进入一个或更多个处理站中的流动的编码，控制气体的流动可使处理站中压力的稳定。在一些实现方案中，工艺气体控制程序包括用于在反应室中的衬底上形成膜期间引入气体的指令。这可以包括对于不同数量的循环，针对批量衬底中的一个或多个衬底引入气体。压力控制程序可以包括程序代码，其用于通过调节例如在处理站的排放系统中的节流阀、流入处理站的气体流量等等来控制处理站中的压力。压力控制程序可以包括用于在批量处理期间在一个或多个衬底上不同数量的循环的沉积期间保持相同的压力的指令。

系统控制器290可额外地控制和/或管理RF功率产生器114的操作，RF功率产生器114可产生RF功率并经由RF功率输入端口230传送RF功率至多站集成电路制造室225。如此操作可涉及确定待输送至集成电路制造室225的RF功率的上阈值和下阈值、RF功率启动/停用时间、RF功率开(on)/关(off)持续时间、占空比、操作频率等等。另外，系统控制器290可确定待经由RF功率输入端口230输送至集成电路制造室225的RF功率的成组常态操作参数。这些参数可以包括例如，就反射系数(例如，散射参数S₁₁)和/或电压驻波比而言在匹配网络116的方向从集成电路制造室225反射的RF功率的上阈值和下阈值。这些参数也可以包括施加至RF功率输入端口230的电压的上阈值和下阈值、经由RF功率输入端口230所传导的电流的上阈值和下阈值、以及经由RF功率输入端口230所传导的电压与电流之间的相位角幅值的上阈值。这些阈值可用于定义“超出范围”的RF信号特性。例如，大于上阈值的反射功率可指示超出范围的RF功率参数。同样，具有低于下阈值或大于上阈值的数值的施加电压或传导电流可指示超出范围的RF信号特性。

在一些实现方案中，RF功率产生器114可操作以产生两频率，例如约400kHz的第一频率以及约13.56MHz的第二频率。然而应注意的是，RF功率产生器114可能能够产生额外的频率，例如介于约300kHz和约100MHz之间的频率，且在这方面的实现方案是不受限制的。在特定的实现方案中，由RF功率产生器114产生的信号可包括至少一低频(LF)，可将LF定义为介于约300kHz和约2MHz之间的频率。RF功率产生器114可额外地产生至少一高频(HF)，可将HF定义为高于约2MHz但低于约100MHz的频率。

在一些实现方案中，可存在与系统控制器290相关联的用户接口。用户接口可包括显示屏幕、处理工具和/或工艺条件的图形软件显示、以及例如指向设备、键盘、触控屏幕、麦克风等等用户输入设备。

在一些实现方案中，由系统控制器290调整的参数可涉及工艺条件。非限制性的示例可包括工艺气体组成和流率、温度、压力、等离子体条件等。这些参数可以配方的形式提供给使用者，其可利用用户接口输入。为解决在处理该批次的过程中的厚度趋势，用于整批衬底的配方可以包括针对该批次内的一个或更多衬底的补偿循环计数。

可通过系统控制器290的模拟和/或数字输入连接提供来自各种处理工具传感器的用于监测制造工艺的信号。可通过处理工具200的模拟和/或数字输出连接来传送用于控制工艺的信号。可受监测的处理工具传感器的非限制性示例包括质量流量控制器、压力传感器(例如压力计)、热电偶等。还可包括用来监测和确定室内部的一个或更多表面上的累积和/或室内的衬底上的材料层的厚度的传感器。经适当程序化的反馈与控制算法可与来自这些传感器的数据一起使用，以维持工艺条件。

系统控制器290可提供程序指令，以实施以上所述的沉积工艺。这些程序指令可控制各种工艺参数，例如DC功率电平、压力、温度、针对衬底的循环次数、在室内部的至少一个表面上的累积量等等。这些指令可以控制参数以根据本文所述的实现方案来操作薄膜堆叠件的原位沉积。

例如，系统控制器290可包括用于执行本文所述技术的控制逻辑，例如确定(a)当前在沉积室内部的至少一个内部区域上的沉积材料累积量。此外，系统控制器290可包括用于下列操作的控制逻辑：将在(a)中确定的沉积材料累积量或从其中衍生出的参数应用于(i)实现目标沉积物厚度所需的ALD循环次数和(ii)代表沉积材料累积量的变量之间的关系，以便获得ALD循环的补偿数，以用于在当前沉积室的内部区域上的给定沉积材料累积量下产生目标沉积物厚度。系统控制器290还可包括用于在批次衬底中的一或更多衬底上执行ALD循环数量的控制逻辑。系统控制器290还可包括用于确定室中的累积已达累积极限并响应于该确定而停止该批次衬底的处理的控制逻辑、以及用于启动室内部的清洁操作的控制逻辑。

如先前关于图1所讨论的，例如导电环150之类的RF耦合结构可用于在收容器160内形成离子化等离子体材料。可将离子化等离子体材料扩散至适当的混合设备，例如处理站的喷头106。因此，图3为一透视图，其根据实现方案300显示了涉及离子化等离子体材料的形成的部件中的一些。在图3中，收容器160的一部分显示为嵌套或设置在喷头106的中央部分内。离子化等离子体材料可经由扩散器162从收容器160流入喷头106中。导电环150可以由金属导体(例如铜)形成以及可以有能力传导例如介于25A和150A之间的电流。导电环150可配置为圆形或椭圆形以围绕(或至少基本上围绕)收容器160。如先前所述的，例如关于图1的导电环150的平面可与收容器160也许在靠近扩散器162的位置处相交。

响应于具有充足幅值的RF电流(I)而产生靠近导电环的磁(或H)场。响应于磁场的形成，等离子体形成收容器160中的至少一部分气体转变为离子化等离子体材料。然而，收容器160内这样的离子化等离子体材料的转变在收容器160内的所有子容积处可能并非是完全均匀的。因此，如本文进一步讨论的，可以将导电环150的平面从中间位置倾斜或旋转，使得导电环150的第一部分(例如图3中的部分A)朝收容器160移动。导电环150的倾斜或旋转可额外地将导电环150的第二部分(例如图3中的部分B)移动远离收容器160。

图4A示出了实现方案400，其包括根据实现方案400在制造室内用于增加等离子体分布均匀性的导电环和连接件。如图4A所示，在中间位置，导电环150基本上定位在XY平面。连接件405和406可容许导电环150的平面围绕轴410旋转倾斜介于1°和10°之间的量。如图4A所示，当导电环150的平面围绕轴410旋转或倾斜时，可将第一部分A朝向收容器160牵引。当将部分A朝向收容器160牵引时，会将部分B牵引远离收容器160。由于导电环150的平面如此的倾斜或旋转，形成于收容器160的某些子容积(例如位于靠近导电环150的部分A的那些子容积)中的等离子体会在密度上增加。此外，形成于收容器160的某些其他子容积(例如靠近导电环150的部分B的那些子容积)中的等离子体会在密度上降低。

虽然容许导电环150的平面旋转或倾斜的连接件405和406被显示为具类似圆柱的形状，但连接件405和406可对应任何类型的结构。容许导电环150的平面旋转或倾斜的合适结构可以包括铰链、枢轴、转环、线轴、轴、支点、销、或其任意组合。连接件405和406可经由为连接件提供机械支撑的支架或其他结构固定于制造室壁420。虽然图4A并未显示，但在一实现方案中，导电环150的平面的精确角度位移可由连接件405和406的手动调整造成。在另一实现方案中，导电环150的平面的角度位移可由步进马达的使用造成，步进马达可由图2的系统控制器290控制。在特定的实现方案中，导电环150的平面从中间位置的旋转可导致导电环的部分A被朝向收容器160牵引介于约0.5cm和约1.5cm之间的距离。因此，可将导电环150的部分B牵引远离收容器160介于约0.5cm和约1.5cm之间。然而，在其他实现方案中，连接件405和406可容许部分A被朝向等离子体形成收容器160牵引不同的量，例如介于0.1cm和3cm之间，而部分B被牵引远离收容器160对应的量。

应注意的是，虽然导电环150的平面与等离子体形成收容器160是在收容器的扁平端部相交，但在其他实现方案中，可将收容器160重新定方位于沿着z轴的任意位置。在一示例中，可沿着+z轴将收容器160重新定方位，使得导电环150的平面与收容器160在至少大致对应扩散器162所在处的位置相交。此外，虽然图4A将导电环150的平面经由连接件405和406的旋转描绘成允许导电环的部分A和部分B相对于收容器160的相对移动，但其他实现方案可采用替代的方案以允许导电环的一个或更多部分相对于收容器160的移动。

图4B和4C显示了根据实现方案401，导电环的平面经由连接件405的倾斜。在图4B的实现方案中，导电环150的平面被显示在中间位置并且基本上定位在XY平面。在一些实现方案中，该XY平面至少大致垂直于等离子体形成收容器160的主轴(例如Z轴)。此外，导电环150的平面被显示为与等离子体形成收容器160在扩散器162和收容器160的一端部之间的位置相交。连接件405允许围绕延伸进出页面的轴410的旋转。在图4B中，将导电环150的部分A和部分B被描绘为与收容器160大致上等距。

在图4C(实现方案402)中，将导电环150的平面描绘为围绕轴410以顺时针方向旋转或倾斜。围绕轴410的顺时针旋转减少了导电环150的部分A和等离子体形成收容器160之间的间隔。导电环150从中间位置的顺时针旋转可将导电环的平面朝向z轴牵引，等离子体形成收容器160的主轴沿着z轴定向。导电环150的平面的顺时针旋转还造成导电环150的部分B和等离子体形成收容器160之间间隔的增加。在图4C的实现方案中，导电环150的平面的旋转将部分A和收容器160之间的间隔减去多达约1.5cm的量。导电环150的平面的旋转可将部分B和收容器160之间的间隔增加多达约1.5cm。然而，在某些其他的实现方案中，导电环150的平面的旋转可将导电环的第一部分和收容器之间的间隔减少其他量，例如减去多达约1.75cm、2.0cm、2.25cm、2.5cm、或其他所期望的量。导电环150的平面的旋转可将导电环的第二部分和收容器之间的间隔增加类似的量。

如先前所提及的，在特定的实现方案中，操作导电环的平面从中间位置的旋转或倾斜以将导电环的第一部分朝向收容器牵引。导电环的第一部分朝向收容器的牵引还将导电环的第二部分移动远离收容器。导电环和收容器之间的间隔的这种增加和减少可导致收容器内所形成的等离子体的密度在均匀性上的增加。还如先前所提及的，在一些实现方案中，对等离子体形成收容器的表面温度进行控制可额外地增加等离子体密度的均匀性。等离子体密度的均匀性上的这种额外增加是通过减少离子化等离子体材料的复合来发生的。为此目的，图5A显示了根据实现方案500，用于提供温度调节气体以减少收容器内离子化等离子体材料的复合的方向可调喷嘴。

在图5A中，方向可调喷嘴510被显示为设置于制造室壁420内。在特定的实现方案中，可调整方向可调喷嘴510以允许将例如过滤空气之类的温度调节气体导向等离子体形成收容器160的表面区域。在一些实现方案中，方向可调喷嘴510的角度取向可以是可调整的，以便引导温度调节气体以介于0°和α₁或α₂之间的角度流动。响应于检测到等离子体形成中可能由离子化等离子体材料的复合所造成的非均匀性，可以将方向可调喷嘴510引导朝向等离子体形成收容器160。响应于等离子体形成收容器160的外表面区域的温度控制，通过离子化等离子体材料的复合的减少可增加等离子体密度的均匀性。

例如，如图5A所示，一个或更多个方向可调喷嘴510能够将温度调节气体沿着等离子体形成收容器160的区域560的方向引导。区域560可响应于角度α₁的调整而在z方向(例如，图5A中的竖直方向)上移动，该角度α₁的调整可通过步进马达或任何其他类型的电动控制器进行控制。区域560也可以在步进马达或其他电动控制设备的控制下在x方向(例如，图5A中的水平方向)上移动。除了经由进行对于方向可调喷嘴510的方向控制来控制区域560的位置外，喷嘴510还可额外地调节例如过滤空气之类的气体混合物的体积和温度。因此，在一些实现方案中，经由控制方向可调喷嘴510的方位角和仰角以及温度调节气体的流动体积和温度，喷嘴510可精确地控制等离子体形成收容器的表面的特定区域的温度。

在特定的实现方案中，对于等离子体形成收容器160的一个或更多个区域的表面温度的精确控制可允许对与半导体晶片上材料沉积相关的工艺的更多控制。例如，在特定的实现方案中，可通过将区域560定位在收容器160的底部来增强进行处理的半导体晶片的边缘部分处的材料沉积。相反，可通过将区域560定位为远离扩散器162(例如，靠近等离子体形成收容器160的扁平端)来减少进行处理的半导体晶片的边缘部分处的材料沉积。因此，在一些实现方案中，可将晶片沉积轮廓定制为其中半导体晶片的边缘或圆周部分形成为比半导体晶片的中心部分厚。可经由对于等离子体形成收容器的外表面的温度分布的精确控制来控制厚度的差异。

应注意，虽然图5A仅显示了两个方向可调喷嘴，但在其他实现方案中，可使用不同数量的方向可调喷嘴，例如3个方向可调喷嘴、4个方向可调喷嘴、5个方向可调喷嘴、6个方向可调喷嘴、或任何其他数量的方向可调喷嘴。此外，虽然方向可调喷嘴510被配置成移动或铰接以沿着等离子体形成收容器160的z轴集中降温气体，但在其他实现方案中，方向可调喷嘴510可具有在其他方向(例如沿着y轴)上移动的能力。此外，方向可调喷嘴510可结合变速马达或其他类型的叶轮，其可操作以调整温度调节气体的流动的速率。

图5B为显示方向可调喷嘴的透视图，根据实现方案501，该方向可调喷嘴用于引导温度调节气体以减少收容器中离子化等离子体材料的复合。如图5B所示，可将室壁420固定至喷头106。因此，如图所示的，室壁420的位置505A与喷头106的位置505B匹配或连接。类似地，室壁420的位置506A与喷头106的位置506B匹配或连接。类似地，室壁420的位置507A与喷头106的位置507B匹配或连接。类似地，室壁420的位置508A与喷头106的位置508B匹配或连接。响应于室壁420和喷头106的连接，方向可调喷嘴510可提供温度调节气体至沿着等离子体形成收容器160的外表面的几乎任何区域的流动。因此，如先前关于图5A所提及的，经由方向可调喷嘴510的方位角和高度控制，等离子体形成收容器160的外表面的几乎任何部分都可与温度调节气体流进行接触。此外，通过对温度调节气体的体积和温度执行控制，可精确地调整等离子体形成收容器160的外表面的温度分布。

可以理解，可通过对导电环的元件之间的间隔的精确控制而降低或几乎消除等离子体形成的非均匀性。还可理解的是，对等离子体形成收容器的外表面温度的精确控制也降低等离子体形成的非均匀性。因此，在特定的实现方案中，响应于无法将等离子体密度的非均匀性降至低于所期望的阈值，方向可调喷嘴510可提供用于降低等离子体密度的非均匀性的额外方案。

图5C为显示根据实现方案502的气流控制器的框图。实现方案502的气流控制器可至少部分经由来自靠近等离子体形成收容器的传感器的温度反馈进行控制。如图5C所示，可将一个或更多温度传感器565贴附于例如等离子体形成收容器160的外表面的区域。在某些实现方案中，温度传感器565可对应于电阻温度检测器(RTD)。在RTD中，感测元件的电阻响应于感测元件的温度变化而改变。在特定的实现方案中，温度传感器565可对应于热电偶。在热电偶中，热传感器暴露于热源导致“热”接点和“冷”接点之间的电流传导。温度传感器565可采用例如红外线感测之类的其他方案以提供信号，该信号可关联于等离子体形成收容器160的外表面的部分的温度。

可以在气流控制器575处接收来自温度传感器565的信号，气流控制器575可以使用耦合至存储器的处理器，并且可操作以执行对方向可调喷嘴510的控制。虽然图5C中仅显示了三个方向可调喷嘴510，但可使用任意数量的喷嘴，例如3个喷嘴、4个喷嘴、5个喷嘴、6个喷嘴、8个喷嘴、10个喷嘴、12个喷嘴、或任何其他数量的喷嘴，例如，15个或20个喷嘴。另外，气流控制器575可增加由每一方向可调喷嘴510所提供的温度调节气体(例如过滤空气)的体积。气流控制器575可以使用温度控制元件以调整导向等离子体形成收容器160的温度调节气体的温度。因此，可将定量(例如容积流量)的温度调节气体在预定温度下导向等离子体形成收容器160的表面上的基本上任何区域。如关于图5A和5B所讨论的，对于温度调节气体的温度、量和定位的精确控制可导致等离子体形成收容器160的外表面的定制的温度分布。等离子体形成收容器的外表面的定制的温度分布可导致能定制使用等离子体形成收容器160来进行处理的半导体晶片的沉积轮廓。

应注意，等离子体形成收容器可以是例如具有钟罩形状的容器。在一些实施方案中，等离子体形成收容器可基本上由石英制成。在一些实施方案中，等离子体形成收容器可基本上由陶瓷材料制成，例如由氧化铝(Al₂O₃)制成。可理解的是，可用于等离子体形成收容器的多种材料可以具有多种益处。例如，基本上由石英制成的等离子体形成收容器可高度抵抗热应力。作为另一示例，基本上由氧化铝制成的等离子体形成收容器可以是抗腐蚀的。

基本上由氧化铝制成的等离子体形成收容器相比于基本上由石英制成的等离子体形成收容器，可能较易受热应力影响(例如裂开)。如同以上结合图5C所描述的，例如，可以使用方向可调喷嘴(例如图5A、5B和5C所示的方向可调喷嘴510)将(例如在预定温度下的)温度调节气体导向基本上由氧化铝制成的等离子体形成收容器的特定区域。通过产生等离子体形成收容器的外表面的定制的温度分布(例如，如同上文结合图5C所描述的)，可防止等离子体形成收容器因热应力而裂开。在一些实施方案中，相对于不使用方向可调喷嘴的情况，使用方向可调喷嘴将温度调节气体导向实质上由氧化铝制成的等离子体形成收容器的特定区域可容许使用更高的RF功率(例如，至少约3KW)。

图6显示了根据实现方案600的方法的流程图，该方法增加半导体处理工具的等离子体形成收容器中等离子体形成的均匀性。虽然图6的方法显示操作的特定序列，但其他实现方案可包括超出图6所标识的操作，和/或可包括以不同于图6所标识的顺序来执行的操作。图6的方法可始于610，其包括将RF信号耦合至接近半导体处理工具的等离子体形成收容器的RF耦合结构。使用于610的RF耦合结构可包括加热至温度介于150℃和约400℃之间的例如钟罩之类的容器。在一些实现方案中，该容器可实质上由石英制成。在一些实现方案中，该容器可以基本上由陶瓷材料制成，例如由氧化铝制成。可通过来自RF耦合结构的RF信号加热该容器。使用于610的耦合结构可以包括具有平面的导电环，该平面基本上定位于沿着收容器的长度与等离子体形成收容器相交的方向上。该方法可以在620继续，其中检测等离子体形成收容器内所形成的等离子体的非均匀性。等离子体形成收容器可与处理工具的一个或更多制造室流体连通。在630，可调整RF耦合结构的一部分和等离子体形成收容器之间的间隔距离。可操作间隔距离的调整以降低收容器内所形成的等离子体的非均匀性。在特定的实现方案中，630可以包括旋转或倾斜导电环的平面以减少导电环的第一部分和等离子体形成收容器之间的间隔，同时增加导电环的第二部分和等离子体形成收容器之间的间隔。

现回到图2，整体上，控制器290可以定义为电子器件，电子器件具有接收指令、发出指令、控制操作、启用清洁操作、启用端点测量等的各种集成电路、逻辑、存储器和/或软件。集成电路可以包括存储程序指令的固件形式的芯片、数字信号处理器(DSP)、定义为专用集成电路(ASIC)的芯片、和/或执行程序指令(例如，软件)的一个或多个微处理器、或微控制器或场域可编程门阵列(FPGA)或具有片上系统(SoC)的FPGA。程序指令可以是以各种单独设置(或程序文件)的形式发送到控制器的指令，单独设置(或程序文件)定义用于在半导体晶片或系统上或针对半导体晶片或系统执行特定处理的操作参数。在一些实施方案中，操作参数可以是由工艺工程师定义的配方的一部分，以在一或多个(种)层、材料、金属、氧化物、硅、二氧化硅、表面、电路和/或晶片的管芯的制造期间完成一个或多个处理步骤。

在一些实现方案中，控制器可以是与系统集成、耦合到系统、以其它方式联网到系统或其组合的计算机的一部分或耦合到该计算机。例如，控制器可以在“云”中或是晶片厂(fab)主机系统的全部或一部分，其可以允许对晶片处理的远程访问。计算机可以实现对系统的远程访问以监视制造操作的当前进展、检查过去制造操作的历史、检查多个制造操作的趋势或性能标准，改变当前处理的参数、设置处理步骤以跟随当前的处理、或者开始新的处理。在一些示例中，远程计算机(例如服务器)可以通过网络(其可以包括本地网络或因特网)向系统提供工艺配方。远程计算机可以包括使得能够输入或编程参数和/或设置的用户界面，然后将该参数和/或设置从远程计算机发送到系统。在一些示例中，控制器接收数据形式的指令，其指定在一个或多个操作期间要执行的每个处理步骤的参数。应当理解，参数可以特定于要执行的工艺的类型和工具的类型，控制器被配置为与该工具接口或控制该工具。因此，如上所述，控制器可以是例如通过包括联网在一起并朝着共同目的(例如本文所述的工艺和控制)工作的一个或多个分立的控制器而呈分布式。用于这种目的的分布式控制器的示例是在与远程(例如在平台级或作为远程计算机的一部分)的一个或多个集成电路通信的室上的一个或多个集成电路，其组合以控制在室上的工艺。

在前面的详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对所呈现的实施方案或实现方案的透彻理解。可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实现所公开的实施方案或实现方案。在其他情况下，没有详细描述公知的工艺操作，以免不必要地使所公开的实施方案或实现方案模糊。尽管结合具体实施方案或实现方案描述了所公开的实施方案或实现方案，但是应当理解，这种描述并不旨在限制所公开的实施方案或实现方案。

出于描述所公开的方面的目的，前述详细描述针对某些实施方案或实现方案。然而，可以以多种不同方式来应用和实施此处的教导。在前面的详细描述中，参考了附图。尽管充分详细地描述了所公开的实施方案或实现方案以使本领域技术人员能够实践这些实施方案或实现方案，但是应当理解，这些示例不是限制性的；在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以使用其他实施方案或实现方案，并且可以对所公开的实施方案或实现方案进行改变。另外，应该理解的是，除非另有说明，否则在适当的情况下，连接词“或”在本文中旨在呈包容意义；例如，用语“A、B、或C”旨在包括以下可能性：“A”、“B”、“C”、“A和B”、“B和C”、“A和C”以及“A、B和C”。

在本申请中，术语“半导体晶片”、“晶片”、“衬底”、“晶片衬底”以及“部分制造的集成电路”可互换使用。本领域技术人员应理解，术语“部分制造的集成电路”可以指在其上的集成电路制造的许多阶段的任何阶段期间的硅晶片。半导体设备工业中使用的晶片或衬底可以包括200mm、或300mm、或450mm的直径。前述详细描述假定实施方案或实现方案是在晶片上、或结合与形成或制造晶片相关联的处理而实施。然而，公开的实现方案不限于这些实现方案。工件可以具有各种形状、尺寸以及材料。除了半导体晶片之外，可以利用所主张的主题的其他工件可以包括各种物品，例如印刷电路板，或印刷电路板的制造等等。

除非本公开的上下文清楚地另外要求，否则在整个说明书和权利要求中，词语“包括”、“包含”等应以包含性含义来解释，而不是排他性或穷举性；也就是说，“包括，但不限于”的含意。使用单数或复数的词语通常也分别包括复数或单数。当“或”一词用于指2个以上项目的清单时，该词涵盖该词的以下所有解释：列表中的项目中的任一者、列表中的所有项目、以及列表中的项目的任一组合。术语“实现方案”是指此处描述的技术和方法的实现方案，以及体现这种结构和/或结合此处描述的技术和/或方法的物理对象。

Claims (40)

1.一种用于形成等离子体的装置，其包含：

收容器，其被配置成容纳一种或更多种气体，所述收容器沿着第一轴定方位；

射频(RF)耦合结构，其基本上定位于平面内且基本上围绕所述收容器，所述RF耦合结构被配置成传导RF电流，以导致所述收容器内所述等离子体的形成；以及

一个或更多个连接件，其耦合至所述RF耦合结构，所述一个或更多个连接件被配置成使得所述RF耦合结构的所述平面能围绕第二轴枢转，以使所述RF耦合结构的所述平面朝向所述第一轴倾斜。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述一个或更多个连接件被配置成使得所述RF耦合结构的所述平面能从中间位置枢转，以将所述RF耦合结构的一部分和所述收容器之间的间隔调整介于约0.1cm和约3cm之间。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其还包含方向可调喷嘴，所述方向可调喷嘴被配置成导入温度调节气体，所述温度调节气体在操作期间调节所述收容器的外表面的至少一部分的温度。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述装置被配置成使得在当所述温度调节气体流入所述收容器内时的操作期间，所述收容器的所述外表面的至少所述部分的温度维持在介于约150℃和400℃之间。

5.根据权利要求3所述的装置，其中所述方向可调喷嘴被配置成将所述温度调节气体导向所述收容器的所述外表面上的指定区域。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述指定区域能沿着所述收容器的第一维度选择。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述指定区域能沿着所述收容器的第一维度和第二维度两者选择。

8.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其中所述第一轴垂直于设置在中间位置的所述RF耦合结构的所述平面，且其中所述第二轴基本上垂直于所述第一轴。

9.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其还包含RF功率产生器，其耦合至所述RF耦合结构。

10.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其中所述RF耦合结构被配置成在操作于感应模式中的所述收容器内形成所述等离子体。

11.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其中所述收容器包含石英容器，所述石英容器被配置成将所述等离子体分散至半导体处理室中。

12.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其中所述收容器包含氧化铝容器，所述氧化铝容器被配置成将所述等离子体分散至半导体处理室中。

13.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其中所述收容器被配置成容纳压强介于约0.25kPa和1.33kPa之间的一种或更多种气体。

14.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其中所述RF耦合结构包含导体，所述导体被配置为形成导电环。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述一个或更多个连接件中的至少一者包含铰链，所述铰链被配置成使得所述导电环的一部分能朝向所述收容器倾斜。

16.根据权利要求1或2中任一项所述的装置，其还包含气流控制器，所述气流控制器被配置成响应于接收到所述收容器的表面的一定区域的温度测量值，将气流从方向可调喷嘴导向所述收容器的所述表面上的所述区域。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述气流控制器额外地被配置成响应于接收到所述收容器的所述表面的所述区域的所述温度测量值，修改气流体积和气流温度。

18.一种半导体处理工具，其包含：

一个或更多个输入端口，其被配置成从RF功率产生器接收相应数量的输出信号；

一个或更多个处理站，其每一者被配置成接收和处理半导体晶片；

一个或更多个收容器，其被配置成接收来自气体源的气体，并将接收到的所述气体转变成等离子体，以将所述等离子体分散至所述一个或更多个处理站；以及

一个或更多个耦合结构，其每一者基本上定位在平面中，并且被配置成从所述RF功率产生器传导足以将所述气体转变成所述一个或更多个收容器内的所述等离子体的电流，所述一个或更多个耦合结构中的每一者具有连接件，以使得所述一个或更多个耦合结构的所述平面能相对于至少大致垂直于所述一个或更多个收容器的主轴的轴旋转。

19.根据权利要求18所述的半导体处理工具，其中所述一个或更多个处理站包含至少2个处理站。

20.根据权利要求18或19中任一项所述的半导体处理工具，其中所述一个或更多个处理站包含4个处理站。

21.根据权利要求19所述的半导体处理工具，其中所述至少2个处理站中的每一者包含所述一个或更多个收容器中的收容器以及所述一个或更多个耦合结构中的耦合结构。

22.根据权利要求21所述的半导体处理工具，其中所述一个或更多个耦合结构的所述平面的所述旋转从中间位置开始，操作所述旋转以将所述一个或更多个耦合结构的一部分和相应收容器的外表面之间的间隔修改介于约0.1cm和约3cm之间。

23.根据权利要求21所述的半导体处理工具，其还包含方向可调喷嘴，所述方向可调喷嘴被配置成对形成于所述一个或更多个收容器中的等离子体复合成所述气体进行控制。

24.根据权利要求23所述的半导体处理工具，其中所述方向可调喷嘴被配置成将温度调节气体导向所述一个或更多个收容器中的相应的收容器的外表面上的可选择位置。

25.根据权利要求21所述的半导体处理工具，其还包含一个或更多个气流控制器，其每一者被配置成接收来自一个或更多个温度传感器的信号，所述一个或更多个温度传感器被配置成测量所述一个或更多个收容器的表面的区域处的温度。

26.根据权利要求25所述的半导体处理工具，其中所述一个或更多个气流控制器被配置成响应于接收到来自所述一个或更多个温度传感器的信号，将气流导向所述一个或更多个收容器的所述表面的所述区域。

27.根据权利要求25所述的半导体处理工具，其中所述一个或更多个气流控制器被配置成响应于接收到来自所述一个或更多个温度传感器的信号而调整气流体积或气流温度。

28.一种在半导体处理工具的等离子体形成收容器内提高等离子体形成均匀性的方法，其包含：

将RF信号耦合至接近所述半导体处理工具的室的RF耦合结构；

检测形成于所述等离子体形成收容器内的等离子体的非均匀性，所述等离子体形成收容器与所述半导体处理工具的所述室流体连通；以及

调整所述RF耦合结构的一部分和所述等离子体形成收容器之间的间隔距离，以降低所检测的所形成的所述等离子体的非均匀性。

29.根据权利要求28所述的方法，其中调整所述RF耦合结构的所述部分和所述等离子体形成收容器之间的所述间隔距离包含：将所述RF耦合结构的平面从中间位置围绕延伸穿过所述RF耦合结构的所述平面的轴枢转。

30.根据权利要求28或29中任一项所述的方法，其中所述RF耦合结构包含导电环，且其中操作所述导电环的所述平面的枢转以将所述等离子体形成收容器的一部分和所述RF耦合结构之间的间隔减少介于约0.1cm至约3cm之间。

31.根据权利要求28或29中任一项所述的方法，其还包含调整导向所述等离子体形成收容器的温度调节气体的流动方向和/或体积，以额外地降低所检测的所形成的所述等离子体的密度的非均匀性。

32.根据权利要求31所述的方法，其中调整导向所述等离子体形成收容器的所述温度调节气体的流动方向和/或体积包含：将所述温度调节气体导向所述等离子体形成收容器的表面的特定区域。

33.根据权利要求31所述的方法，其中所述调整温度调节气体的所述流动方向和/或体积导致介于约150℃和约400℃之间的所述等离子体形成收容器的外表面的至少一部分的温度。

34.根据权利要求28或29中任一项所述的方法，其还包含从位于所述等离子体形成收容器处或接近所述等离子体形成收容器的温度传感器接收一个或更多个信号，并且响应于接收到的所述一个或更多个信号而将温度调节气体导向所述等离子体形成收容器的表面的特定区域。

35.一种被配置成形成等离子体的装置，其包含：

收容器，其被配置成接收一种或更多种气体；

RF耦合结构，其以导电环的形状配置，所述RF耦合结构被配置成接收RF信号；以及

至少一个连接件，其被配置成使得所述RF耦合结构的一部分能在朝向所述收容器的方向枢转。

36.根据权利要求35所述的装置，其中所述至少一个连接件被配置成使得所述RF耦合结构的所述部分能朝向所述收容器枢转介于0.1cm和3cm之间。

37.根据权利要求35或36中任一项所述的装置，其中所述至少一个连接件包含铰链。

38.根据权利要求35或36中任一项所述的装置，其还包含至少一个方向可调喷嘴，所述至少一个方向可调喷嘴被配置成在所述收容器的所述方向上提供气流。

39.根据权利要求38所述的装置，其中所述至少一个方向可调喷嘴被配置成提供所述气流，以将所述收容器的一部分维持在介于150℃和400℃之间的温度。

40.根据权利要求38所述的装置，其还包含气流控制器，所述气流控制器被配置成响应于接收到位于所述收容器的温度传感器的输出信号而修改体积或气流温度。

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