CN117497391A - 半导体加工电路、方法、装置、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请属于半导体技术领域,尤其涉及一种半导体加工电路、方法、装置、设备及介质,电路包括等离子体反应腔;能源电路;射频源;以及,控制器,用于根据射频源输入至等离子体反应腔的实际直流分量和待加工工艺的理论直流分量调整射频源的输出,以补偿实际直流分量相对于理论直流分量的偏离。本申请通过控制器对等离子体反应腔内的实际直流分量进行补偿,以减少或消除代加工对象在等离子体加工过程中,由于不同设备间参数差异或设备元件误差积累造成的相同射频源输出能量下等离子体参数不一致,及其进而导致的加工一致性较差的问题,提升半导体加工精度和产品良率。
Description
技术领域
本申请属于半导体技术领域,尤其涉及一种半导体加工电路、方法、装置、设备及介质。
背景技术
现有的基于等离子体的半导体加工设备存在着设备间差异,这将导致相同工艺条件下晶圆加工出来存才差异。进而限制了加工的精度和良率。尽管这些设备在半导体行业中扮演着关键角色,但它们确实存在着一些挑战和问题,例如不同设备的加工参数并不完全一致,造成这种问题的原因包括但不限于:
工艺不稳定性:不同设备在加工过程中可能会受到气体供应、电磁场分布、反应室设计等因素的影响,导致工艺参数的不稳定性。这可能导致不同设备之间在加工结果和加工速率等方面存在差异。
反应室设计差异:不同制造商的设备可能具有不同的反应室设计和结构,导致等离子体中的等离子体密度、离子能量分布等参数存在差异,从而影响了加工结果的一致性。
体处理和功率供应不同:不同设备的气体处理系统、功率供应和等离子体激发方式可能存在差异,这些因素会直接影响到等离子体的特性和加工效果。
物理/化学反应的复杂性:等离子体刻蚀过程涉及复杂的物理和化学反应,不同设备中可能采用不同的气体组合、功率密度和处理时间等参数,这可能会导致加工结果的差异。
类似地,同一设备不同批次的加工参数也存在不完全一致的可能性,造成这种问题的原因包括但不限于:
设备磨损和老化:长期使用会导致设备零部件的磨损和老化,例如等离子体刻蚀设备中的电极、隔板等组件可能会随时间而产生不可避免的物理/化学变化,导致设备性能的微小变化,从而影响加工参数。
环境条件:工厂环境中的变化(如温度、湿度等)可能会对设备的性能产生影响,尤其是对精密设备来说,环境因素可能引起微小但重要的变化。
使用材料的差异:即使是相同类型的材料,也可能存在微小的差异,这可能会在加工过程中引起不同批次之间的性能差异。
误差积累:在连续的加工过程中,即使设备的参数保持不变,也可能由于工艺中的微小误差或偏差的积累而导致加工参数的微小变化,这种误差可能在不同批次中表现为参数差异。
因此,如何提供一种更为可靠的半导体加工电路、方法、装置、设备及介质成为了业内亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种半导体加工电路、方法、装置、设备及介质,旨在解决传统的半导体加工设备中存在的加工参数一致性差的问题。
本申请实施例的第一方面提了一种半导体加工电路,包括:
等离子体反应腔,用于容置待加工对象并基于等离子体执行所述待加工对象的待加工工艺;
能源电路,用于接入能量至所述等离子体反应腔;
射频源,用于输出能量至所述能源电路;以及,
控制器,用于根据所述射频源输入至所述等离子体反应腔的实际直流分量和所述待加工工艺的理论直流分量调整所述射频源的输出,以补偿所述实际直流分量相对于所述理论直流分量的偏离。
上述电路通过控制器对等离子体反应腔内的实际直流分量进行补偿,以减少或消除代加工对象(例如,晶圆)在等离子体加工(例如,等离子体刻蚀)过程中,由于不同设备间参数差异(当然,这种差异是被允许且客观存在的)或设备元件误差积累造成的相同射频源输出能量下等离子体参数不一致,及其进而导致的加工一致性较差的问题,提升半导体加工精度和产品良率。
在第一方面的一种可选的实施方式中,所述控制器包括:
控制信号生成单元,用于生成第i指令,其中,i为不大于N的整数,N为所述射频源的分支数;
N个控制电路,第i个所述控制电路用于根据所述第i指令调整所述射频源的第i个分支的相位并输出;
其中,在N个分支的输出相位的限制下,所述射频源的输出信号被至少部分地抵消、加强或维持。
上述电路为了更为灵活地调节射频源的输出信号(即能量)幅值,引入多个控制电路和射频源分支,基于控制信号生成单元根据加工需要生成的第i指令分别调整各分支的信号相位,以使得各具有相位差分支信号汇聚时能够得以至少部分地抵消、加强或维持。
在第一方面的一种可选的实施方式中,所述半导体加工电路还包括:
探测器,用于获取所述射频源经能源电路输出至等离子体反应腔内待加工对象的实际直流分量。
上述电路通过在加工设备的基础上外接探测器,能够获得更为准确的实际直流分量数据,为后续的补偿提供了良好的数据基础,有利于提升半导体加工的一致性。
在第一方面的一种可选的实施方式中,所述探测器包括:
与所述等离子体反应腔的指定电极处电连接的第一端;
接地的第二端;
用于输出探测信号的第三端;
依次设置在所述第一端和所述第二端之间的第一电容和第二电容;以及,
设置在电容节点和所述第三端之间的匹配电阻;其中,所述电容节点是指所述第一电容和所述第二电容之间的节点。
上述电路通过匹配电阻匹配探测器后端的负载功率,从而减少或消除信号反射(尤其是高频信号);同时,通过第一电容和第二电容的容量比例调整经由电容节点输出信号的衰减比例,为后续探测器数据的运算提供了调整接口,进一步提升了数据获取的准确性和便捷性。
在第一方面的一种可选的实施方式中,所述探测器还包括:
输入端与所述第三端电连接的第一滤波器;
输入端与所述第一滤波器的输出端电连接的乘法器,所述第一滤波器的输出值通过所述乘法器与自身相乘,以构成所述乘法器输出的至少一部分;
输入端与所述乘法器的输出端电连接的第二滤波器;以及,
输入端与所述第二滤波器的输出端电连接的加法器,所述加法器用于根据所述第二滤波器的输出和预设加法参数计算补偿值,所述预设加法参数的绝对值与所述理论直流分量的绝对值正相关;
其中,所述加法器的输出端与所述控制器电连接。
上述电路通过第一滤波器获取基频信号,通过第二滤波器获取直流分量,提供了可靠的数据噪声消除手段,并在此基础上通过乘法器和加法器的简洁架构实现基于实际直流分量的补偿值运算,降低了电路成本的同时,提升了电路的可靠性。
在第一方面的一种可选的实施方式中,所述能源电路包括:
用于接入所述射频源的整流器;
输入端与所述整流器的输出端电连接的DC-DC变换器;
至少两个功率放大器,所述功率放大器的电源端与所述DC-DC变换器的输出端电连接,所述功率放大器的输入端与所述控制器电连接;
输入端与所述功率放大器的输出端电连接的功率合成器;以及,
输入端与所述功率合成器的输出端电连接的阻抗匹配电路;
其中,所述阻抗匹配电路的输出端与所述等离子体反应腔电连接。
上述电路利用功率放大器实现射频源的多分支输出和控制,通过整流器提供了场地电源至直流源的转换,并在此基础上通过DC-DC变换器实现指定参数的电能输出,实现了可靠且可控的电源供给。
本申请实施例的第二方面提了一种半导体加工方法,包括:
以预设方式运行射频源,并获取所述射频源经能源电路输出至等离子体反应腔内待加工对象的实际直流分量;
根据所述实际直流分量和所述理论直流分量的差值得到补偿值;其中,所述理论直流分量是根据所述待加工对象的待加工工艺确定的;
基于所述补偿值调整所述射频源的输出,至少部分地修正所述实际直流分量相对于所述理论直流分量的偏离。
上述方法通过控制器对等离子体反应腔内的实际直流分量进行补偿,以减少或消除代加工对象(例如,晶圆)在等离子体加工(例如,等离子体刻蚀)过程中,由于不同设备间参数差异(当然,这种差异是被允许且客观存在的)或设备元件误差积累造成的相同射频源输出能量下等离子体参数不一致,及其进而导致的加工一致性较差的问题,提升半导体加工精度和产品良率。
在第二方面的一种可选的实施方式中,所述以预设方式运行射频源,包括:
根据射频信息生成用于控制所述射频源的驱动指令,以在指定时段通过所述射频源输出指定电平;其中,所述射频信息包括根据所述待加工工艺获取的射频源输出参数。
在第二方面的一种可选的实施方式中,所述驱动指令至少包括第i指令,其中,i为不大于N的整数,N为所述射频源的分支数;所述第i指令用于调整射频信号的第i个分支的相位;
所述在指定时段通过所述射频源输出指定电平,包括:
在所述指定时段控制N个所述分支的射频信号相位,至少部分地抵消、加强或维持所述射频信号的幅值后,输出所述指定电平。
上述方法为了更为灵活地调节射频源的输出信号(即能量)幅值,引入多个控制电路和射频源分支,基于控制信号生成单元根据加工需要生成的第i指令分别调整各分支的信号相位,以使得各具有相位差分支信号汇聚时能够得以至少部分地抵消、加强或维持。
在第二方面的一种可选的实施方式中,所述射频源至少包括第一源和第二源;
所述以预设方式运行射频源,包括:
运行所述第一源输出第一脉冲和同步指令;
响应于所述同步指令,运行所述第二源输出第二脉冲。
上述方法通过在第一源和第二源间添加同步指令逻辑,提供了稳定可靠的同步信号输出。
在第二方面的一种可选的实施方式中,所述获取所述射频源经能源电路输出至等离子体反应腔内待加工对象的实际直流分量,包括:
获取所述等离子体反应腔的指定电极处的第一信号;
获取所述第一信号中的基频部分,得到第二信号;
滤波与自身相乘后的所述第二信号,得到直流分量的第三信号;其中,所述第三信号在数值上等于所述实际直流分量的一半。
上述方法通过基频信号滤波获取直流分量,提供了可靠的数据噪声消除手段,并在此基础上通过乘法器的简洁架构实现实际直流分量的运算,降低了电路成本的同时,提升了电路的可靠性。
在第二方面的一种可选的实施方式中,所述以预设方式运行射频源,包括:
获取射频信息;所述射频信息包括输出强度,所述输出强度是以所述理论直流分量为输入值,根据直流映射关系计算得到的;
其中,所述直流映射关系是根据所述等离子体反应腔的结构和所述能源电路的结构得到的,且所述直流映射关系是所述理论直流分量至所述输出强度的映射关系。
上述方法通过建立直流映射关系的方式提供设备的初始运行射频信息,该直流映射关系的建立过程关联于实际用于加工的设备或设备组,能够最大程度地提供接近于实际需求的加工参数,至少部分地降低了后续基于设备性能差异的补偿难度。
本申请实施例的第三方面提了一种半导体加工装置,包括:
运行模块,用于以预设方式运行射频源,并获取所述射频源经能源电路输出至等离子体反应腔内待加工对象的实际直流分量;
计算模块,用于根据所述实际直流分量和所述理论直流分量的差值得到补偿值;其中,所述理论直流分量是根据所述待加工对象的待加工工艺确定的;
补偿模块,用于基于所述补偿值调整所述射频源的输出,至少部分地修正所述实际直流分量相对于所述理论直流分量的偏离。
本申请实施例的第四方面提了一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述方法的步骤。
本申请实施例的第五方面提了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
本申请实施例的第六方面提了一种计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
可以理解,上述第三至第六方面的有益效果可以参考上述第一、第二方面的说明,在此不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的半导体加工电路结构示意图;
图2为本申请实施例提供的另一半导体加工电路的测试连接结构示意图;
图3为本申请实施例提供的探测器电路结构示意图;
图4为本申请实施例提供的补偿控制电路结构示意图;
图5为本申请实施例提供的射频源电路结构示意图;
图6为本申请实施例提供的半导体加工方法的流程示意图;
图7为本申请实施例提供的门级驱动信号的示意图;
图8为本申请实施例提供的电源输出信号的示意图;
图9为本申请实施例提供的同步信号的示意图;
图10为本申请实施例提供的同步多级补偿信号的示意图;
图11为本申请实施例提供的半导体加工装置的结构示意图;
图12是本发明实施例提供的终端设备的示意图。
附图标记:
等离子体反应腔1;能源电路2;射频源3;控制器4;示波器5;源匹配器101;石英天板102;静电吸盘103;定向耦合器201;偏置匹配器202;探测器203;第一端2031;第二端2032;第三端2033;电容节点2034;第一电容2035;第二电容2036;匹配电阻2037;三相电源301;整流器302;数字模块401;补偿控制模块402;功率合成器403;阻抗匹配电路404;第一滤波器4011;乘法器4012;第二滤波器4013;加法器4014;DC-DC变换控制器4021;DC-DC变换器4022;功率放大器4023;运行模块1101;计算模块1102;补偿模块1103;终端设备12;处理器1201;存储器1202;计算机程序1203。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
图1示出了本申请较佳实施例提供的半导体加工电路的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
本实施例提供的一种半导体加工电路,包括:
等离子体反应腔1,用于容置待加工对象并基于等离子体执行所述待加工对象的待加工工艺;
能源电路2,用于接入能量至所述等离子体反应腔1;
射频源3,用于输出能量至所述能源电路2;以及,
控制器4,用于根据所述射频源3输入至所述等离子体反应腔1的实际直流分量和所述待加工工艺的理论直流分量调整所述射频源3的输出,以补偿所述实际直流分量相对于所述理论直流分量的偏离。
本实施例中,待加工对象可以为指定的至少包含一部分半导体的对象,例如晶圆,又如通过蚀刻/沉积等方法添加了元器件(例如,VCSEL激光器)或元器件结构(例如电极,这里的电极可能是金属的,即代加工对象并不一定完全由半导体构成)的对象。
换言之,本实施例提供的半导体加工设备能够应用于包含半导体的器件的任何可选的制备步骤,而不局限于初步加工。
进一步地,本实施例中提供的术语模块中:
等离子体反应腔1是用于加工半导体的容置腔和加工腔,同时,等离子体反应腔1也可以被认为是半导体加工设备的一部分。
类似地,射频源3作为半导体加工的能量来源,同样可以被认为是半导体加工设备的一部分,在另一些可选的理解中,射频源3也可以被理解为用于为半导体加工设备提供能量的独立设备。
能源电路2应当做广义理解,自射频源3提供的能量至等离子体反应腔1的电学结构中,至少一部分通路可以被理解为能源电路2。
控制器4的理解与上类似。
在此基础上,本申请提供的半导体加工电路中各模块的划分是基于功能的,并不能将控制器4、射频源3、能源电路2以及本申请后续实施例中的一些模块划分理解为一个个单独的物理硬件。
同时,在一些实际应用场景中,可以通过对传统的半导体加工设备进行改造,以得到本申请实施例的加工电路,在这种情况下,改造过程中额外添加的物理硬件(或者物理硬件的一部分)可以结合原始设备(或者原始设备的一部分)被理解为上述描述中的控制器4、射频源3、能源电路2等。
在一些常见的情况下,传统半导体加工设备通常具有等离子体反应腔这一结构,但这种传统设备中的等离子体反应腔并不能够严格对应到本申请提供的等离子体反应腔1,原因在于本申请实施例为了解决如下技术问题,可能对等离子体反应腔进行了适应性的改进(这种改进至少包括用于获取实际直流分量的改进结构,例如在等离子体反应腔内接入额外电极和探测结构)。
本实施例主要解决的技术问题包括:
现有的基于等离子体的半导体加工设备存在着设备间差异,这将导致相同工艺条件下晶圆加工出来存才差异。进而限制了加工的精度和良率。
这里的设备间差异,可以理解为不同设备间的差异(例如,一条半导体生产线上的等离子体加工设备A和等离子体加工设备B,由于设备制造过程中的随机误差,以同样的参数—例如射频电源参数—进行加工时,可能产生不同的加工结果),也可以被理解为同样设备在不同生产过程中的差异(例如,等离子体加工设备A在连续工作时,第一次加工和第二次的加工对象一致且加工参数一致,但由于设备本身的原因—例如热量的积累导致的电导变化、寄生电容变化或者环境参数变化等—同样可能产生不同的加工结果)。
为了对本实施例及本申请后续实施例提供的电路效果进行测试和验证,可以基于图2示出的架构搭建测试电路,图2示出的测试电路同样提供了本实施例的一些可选实施方式(例如,等离子体反应腔1包括源匹配器101、石英天板102、静电吸盘10的架构、能源电路2的架构等)。
参考图1和图2,本实施例提供的射频源3的数量和电路拓扑位置并不固定,且能源电路2中的结构也不一定对称,在一些未在图中示出的电路拓扑结构中,能源电路2可能包含其它构件,且能源电路2既可以如图1和图2中示出的分别与等离子体反应腔1电连接形成两部分结构,又可以为单独的一部分结构(例如,等离子体反应腔1的一端可能直接接地)。
图2示出的测试电路中,能够实现本实施例提供的功率补偿功能,还可以进一步实现后续实施例中详细描述的多级脉冲和同步脉冲功能,亦即图2的测试电路为一种多级脉冲同步Vdc(即直流分量)功率补偿的射频电源测试架构。其中包含源射频源3,源匹配器101,等离子体反应腔1,信号探测(双向)定向耦合器201,偏置射频电源和偏置匹配器202。
由于图2示出的架构用于测试,故定向耦合器201和探测器203被引入以实现电源端的信号检测和等离子体反应腔1的信号检测,在生产应用场景或试验测试场景下,同样可以采用类似的信号检测结构(但可能无需接入示波器5),故在图2中这些信号检测结构被归纳为能源电路2的一部分。
在一个可选的实施方式中,所述半导体加工电路还包括:
探测器203,用于获取所述射频源3经能源电路2输出至等离子体反应腔1内待加工对象的实际直流分量。
具体到图2示出的示例性测试结构中,探测器203(用于探测等离子体反应腔1内的电学参数,在本申请的一些实施方式中也称为VPP或VPP探测器203)安置在腔体下电极来探测下电极的射频信号的峰峰值从而来近似表征晶圆表面电学信号。
这一实施方式通过在加工设备的基础上外接探测器203,能够获得更为准确的实际直流分量数据,为后续的补偿提供了良好的数据基础,有利于提升半导体加工的一致性。
本实施例的有益效果在于:
通过控制器4对等离子体反应腔1内的实际直流分量进行补偿,以减少或消除代加工对象(例如,晶圆)在等离子体加工(例如,等离子体刻蚀)过程中,由于不同设备间参数差异(当然,这种差异是被允许且客观存在的)或设备元件误差积累造成的相同射频源3输出能量下等离子体参数不一致,及其进而导致的加工一致性较差的问题,提升半导体加工精度和产品良率。
根据上述实施例,在又一实施例中:
所述探测器203包括:
与所述等离子体反应腔1的指定电极处电连接的第一端2031;
接地的第二端2032;
用于输出探测信号的第三端2033;
依次设置在所述第一端2031和所述第二端2032之间的第一电容2035和第二电容2036;以及,
设置在电容节点2034和所述第三端2033之间的匹配电阻2037;其中,所述电容节点2034是指所述第一电容2035和所述第二电容2036之间的节点。
图3示出了本实施例提供的探测器203结构的示意图,其中第一电容2035和第二电容2036可以被理解为两个等效分压电容,即实际电路构成中,第一电容2035和第二电容2036应当分别被理解为一个或多个具有电容特性的元器件的组合,通过设计第一电容2035的等效电容值和第二电容2036的等效电容值能够实现第一端2031至电容节点2034处(相对于第一端2031至第二端2032)的分压调节,亦即实现第三端2033处输出信号相对于第一端2031的输入信号的衰减比例调节。
进一步地,匹配电阻2037在实际电路构成中同样应当被理解为一个或多个具有电阻特性或电抗特性的元器件的组合。
更进一步地,取决于探测器203和被检测信号的适用条件(例如,适用的信号频率),还可以在本实施例提供的结构中添加额外的元器件(例如,添加信号频率对应的带通滤波器)。
在一个优选的实施方式中:
VPP探测器203由分压电容C1和C2组成,可以根据电容容量来调整VPP探测器203的输入输出信号衰减比例。同时输出端口需要增加一个端口匹配电阻2037,一般情况下该电阻约为50Ohm。另外,不同使用频率的VPP探测器203需要适配的在端口匹配电阻2037前面加上相应的带通滤波器来表征在测量频率信号带宽内信号的准确性。
本实施例的有益效果在于:
通过匹配电阻2037匹配探测器203后端的负载功率,从而减少或消除信号反射(尤其是高频信号);同时,通过第一电容2035和第二电容2036的容量比例调整经由电容节点2034输出信号的衰减比例,为后续探测器203数据的运算提供了调整接口,进一步提升了数据获取的准确性和便捷性。
根据上述任一实施例,在又一实施例中:
所述探测器203还包括:
输入端与所述第三端2033电连接的第一滤波器4011;
输入端与所述第一滤波器4011的输出端电连接的乘法器4012,所述第一滤波器4011的输出值通过所述乘法器4012与自身相乘,以构成所述乘法器4012输出的至少一部分;
输入端与所述乘法器4012的输出端电连接的第二滤波器4013;以及,
输入端与所述第二滤波器4013的输出端电连接的加法器4014,所述加法器4014用于根据所述第二滤波器4013的输出和预设加法参数计算补偿值,所述预设加法参数的绝对值与所述理论直流分量的绝对值正相关;
其中,所述加法器4014的输出端与所述控制器4电连接。
图4提供了本实施例中探测器203的部分结构的示意图。
图4示出的结构中,第三端2033输出的信号经由第一滤波器4011滤波后,通过乘法器4012进行运算以得到直流分量的中间值,这一中间值经由第二滤波器4013滤波后得到采信的直流分量,并进一步通过加法器4014与功率预设值进行组合计算,并输出结果至DC-DC变换控制器40214,以实现对射频电源参数的调整,从而补偿偏差。
DC-DC变换控制器40214利用上述组合计算结果控制DC-DC变换器4022并经由功率放大器4023实现调整后的等离子体反应腔1能量输入。
具体设置中,乘法器4012、加法器4014、第一电容2035、第二电容2036的参数配合第一滤波器4011、第二滤波器4013的功能调节,可以实现偏差量的准确量测和补偿量的准确控制,在一个可选的实施方式中:
探测器203输出信号(即第三端2033的输出信号)先通过低通滤波器1(即第一滤波器4011)来滤除杂散信号和其余谐波分量信号,从而保证信号输出均为基频信号。经过低通滤波器1处理后,信号通过乘法器4012与自身相乘,再通过低通滤波器2(即第二滤波器4013)来得到一个直流分量(Vdc),从数学上来讲,该直流分量为原来VPP探测器203输出信号的峰峰值的一半。在等离子体腔体应用中,往往Vdc为负值并且近似为晶圆表面信号峰峰值的一半,因为由于等离子体电动势很小可以忽略不计,因此该等效成立。
在工程应用中,由于腔体是不一样的,因此射频电源输入相同功率时候体现在晶圆表面Vdc是不一样的,因此在使用Vdc控制功能时候,需要做一个功率和晶圆表面Vdc的映射表格。如此做后,Vdc和射频电源输入功率的关系可以被工艺工程师获得,从而可以根据不同工艺来设定预设值。
之后通过加法器4014将预设值和功率补偿值(Vdc-预设值)做和(一些情况下,可以以功率补偿值的负值作为求和两端的因子之一),将输出结果送给DC-DC变换控制器40214从而控制DC-DC变换器4022,继而改变射频电源输出功率来满足相应的测量Vdc等级。
以上内容实现了通过VPP探测器203来实现Vdc控制,从而实现相同工艺下每一片晶圆表面上的Vdc都是近似相等的,从而优化了相同腔体的自身差异带来的工艺误差。
本实施例的有益效果在于:
通过第一滤波器4011获取基频信号,通过第二滤波器4013获取直流分量,提供了可靠的数据噪声消除手段,并在此基础上通过乘法器4012和加法器4014的简洁架构实现基于实际直流分量的补偿值运算,降低了电路成本的同时,提升了电路的可靠性。
值得特别说明的是,本申请各实施例中功能模块的划分同样是基于功能的,具体而言,数字模块401和补偿控制模块402在物理实现上既可以配置为探测器203的一部分,也可以配置为控制器4的一部分。
下面将就本申请提供的半导体加工电路结合至半导体加工设备时的具体物理实现进行示例性说明,这些示例仅提供一些可选的设备组合思路,并不构成对本申请保护范围的限制。
一些情况下,半导体加工设备(含射频电源,例如本申请提供的射频源3)本身就足以完成传统方式下的半导体加工,例如晶圆蚀刻,附加后续提到的其它功能模块的目的之一在于提供(更好的)等离子体参数补偿控制,从而提升不同设备的加工一致性和同一设备不同加工周期内的一致性。
具体地,射频电源可以包括一个射频信号发生器(在一些场景下,本申请中的射频源3可以作为一个独立的物理设备提供这一部分功能,在另一些场景下,本申请的射频源3作为一个独立的物理设备时,包括了该射频信号发生器以及后续说明的至少一部分组件,例如整流器302、阻抗匹配电路404等),该射频源3根据半导体加工设备所在的实际环境,可以为三相电源301(这种情况下,三相电源301仅提供射频电源的能量来源,并不直接产生射频信号,因此,射频源3的命名不能理解为对该部件保护范围的限制,一些情况下,射频源3可能不直接产生射频信号,而是通过后续组件配合生成射频信号)或者其它可选的射频信号发生器。
进一步地,参考图5,三相电源301的例子中,后续可以配合整流器302实现三相电源301信号的整流,并通过DC-DC变换器4022实现整流信号的变换(以得到所需参数—包括指定的频率、波形、幅值等的射频信号,或者指定电压范围的程控直流信号等—的信号),随后,DC-DC变换器4022的输出通路被连接至至少两个功率放大器4023(在一个可选的实施方式中,功率放大器4023为射频功率放大器4023),以实现射频电源的分支,不同的功率放大器4023在DC-DC变换控制器40214(本申请提供的控制器4的至少一部分)的控制信号(例如,第i指令)的控制下,实现各分支相位的控制,以至少部分地抵消、加强或维持DC-DC变换器4022的输出信号(称之为射频源3的输出信号),随后,射频源3的输出信号还可以通过功率合成器403和/或阻抗匹配电路404进行信号调整(在另一些可选的实施方式中,用于信号调整的组件还可以包括其它电路,或者不包括用于信号调整的组件,直接经由至少两个功率放大器4023实现信号输出),构成射频输出。
详细地说,这一示例的实际运行过程可以为:
208V三相电先通过整流桥将其整流成约为300V的直流电压,后方通过DC-DC桥式逆变器将300V直流电压改为30~200V程控直流电压源,继而将直流电压供给到两个射频功率放大器4023上。两个功率放大器4023通过功率合成器403和阻抗匹配电路404后将能量馈入到负载中。其中,门级驱动电路包含射频信息,控制射频功率放大器4023中的MOSFET的开关来实现直流能量逆变。
在图5提供的三相电源301示例方案的基础上,设备的物理构成可以为:
1、三相电源301和整流器302构成射频源3的独立设备,并保留用于连接DC-DC变换器4022的接口;
2、DC-DC变换器4022、DC-DC变换控制器40214(图5未示出)、功率放大器4023(每个功率放大器4023作为一个分支电路)、功率合成器403以及阻抗匹配电路404构成控制器4的独立设备,并保留用于连接功率放大器4023的接口;
3、数字模块401配合第一端2031、第二端2032、第三端2033、第一电容2035、第二电容2036以及匹配电阻2037构成探测器203的独立设备,并在第一端2031处保留与等离子体反应腔1的接口、在数字模块401的加法器4014输出端保留与DC-DC变换控制器40214的接口。
也就是说,在一个可选的实施方式中,所述能源电路2包括:
用于接入所述射频源3的整流器302;
输入端与所述整流器302的输出端电连接的DC-DC变换器4022;
至少两个功率放大器4023,所述功率放大器4023的电源端与所述DC-DC变换器4022的输出端电连接,所述功率放大器4023的输入端与所述控制器4电连接;
输入端与所述功率放大器4023的输出端电连接的功率合成器403;以及,
输入端与所述功率合成器403的输出端电连接的阻抗匹配电路404;
其中,所述阻抗匹配电路404的输出端与所述等离子体反应腔1电连接。
本实施方式的有益效果在于:
利用功率放大器4023实现射频源3的多分支输出和控制,通过整流器302提供了场地电源至直流源的转换,并在此基础上通过DC-DC变换器4022实现指定参数的电能输出,实现了可靠且可控的电源供给。
类似地,在另一个可选的实施方式中,所述控制器4包括:
控制信号生成单元,用于生成第i指令,其中,i为不大于N的整数,N为所述射频源3的分支数;
N个控制电路,第i个所述控制电路用于根据所述第i指令调整所述射频源3的第i个分支的相位并输出;
其中,在N个分支的输出相位的限制下,所述射频源3的输出信号被至少部分地抵消、加强或维持。
本实施方式的有益效果在于:
为了更为灵活地调节射频源3的输出信号(即能量)幅值,引入多个控制电路和射频源3分支,基于控制信号生成单元根据加工需要生成的第i指令分别调整各分支的信号相位,以使得各具有相位差分支信号汇聚时能够得以至少部分地抵消、加强或维持。
更进一步地,在上述电路实施例的基础上,为了实现电路中补偿控制的具体算法逻辑,本申请实施例还提供了一种半导体加工方法,如图6所示,包括:
步骤602,以预设方式运行射频源3,并获取所述射频源3经能源电路2输出至等离子体反应腔1内待加工对象的实际直流分量;
步骤604,根据所述实际直流分量和所述理论直流分量的差值得到补偿值;其中,所述理论直流分量是根据所述待加工对象的待加工工艺确定的;
步骤606,基于所述补偿值调整所述射频源3的输出,至少部分地修正所述实际直流分量相对于所述理论直流分量的偏离。
本实施例的执行主体为附加在半导体加工设备上的具备运算处理能力的结构,这些结构既可以是通过软件程序的运行实现本实施例步骤,又可以是通过电路设计和输入信号自然地实现本实施例步骤。在一些可选的实施方式中,本实施例的执行主体可以具体为CPU、MCU、单片机、逻辑电路等。
此外,本实施例的执行主体可以示例性地设置在半导体加工设备的控制器4中,以作为控制器4硬件的至少一部分。
在本实施例的一个可选实施方式中,用于执行本实施例步骤的实体设备包括图5示出的示例性架构,则第一门级驱动信号和第二门级驱动信号可以为图7示出的方波形式,以控制两个功率放大器4023的输出信号。
即使在不同于图5示出的示例性架构的其它设备中,射频源3作为能量来源,其参数(例如波形、频率、幅值等)同样需要具备调节空间以适应不同的加工需求,因此,不论是步骤602中的“以预设方式运行射频源3”还是步骤606中“基于所述补偿值调整所述射频源3的输出”的具体执行,都有赖于驱动信号对射频源3实际输出值的控制,故在一个可选的实施方式中:
所述以预设方式运行射频源3,包括:
根据射频信息生成用于控制所述射频源3的驱动指令,以在指定时段通过所述射频源3输出指定电平;其中,所述射频信息包括根据所述待加工工艺获取的射频源3输出参数。
在另一个可选的实施方式中,所述基于所述补偿值调整所述射频源3的输出,包括:
根据调整信息生成用于控制所述射频源3的驱动指令,以补偿所述实际直流分量相对于所述理论直流分量的偏差。
本实施例的有益效果在于:
通过控制器4对等离子体反应腔1内的实际直流分量进行补偿,以减少或消除代加工对象(例如,晶圆)在等离子体加工(例如,等离子体刻蚀)过程中,由于不同设备间参数差异(当然,这种差异是被允许且客观存在的)或设备元件误差积累造成的相同射频源3输出能量下等离子体参数不一致,及其进而导致的加工一致性较差的问题,提升半导体加工精度和产品良率。
根据上述方法实施例,在又一实施例中:
所述驱动指令至少包括第i指令,其中,i为不大于N的整数,N为所述射频源3的分支数;所述第i指令用于调整射频信号的第i个分支的相位;
所述在指定时段通过所述射频源3输出指定电平,包括:
在所述指定时段控制N个所述分支的射频信号相位,至少部分地抵消、加强或维持所述射频信号的幅值后,输出所述指定电平。
仍然以图5示出的示例性结构作为本实施例方法运行的说明基础,则可以理解:
图7介绍了两组功率放大器4023的控制门级信号相位差的定义与关系。θ定义为门级驱动1与门级驱动2之间的相位差,根据上述射频电源架构来说,当θ为0°的时候,也就是两组射频功率放大器4023是同相位,则在相同直流供电前提下输出功率为最大值;反之,当θ为180°的时候,当一组MOSFET打开的时候刚好另一组MOSFET关闭,因此两组射频功率放大器4023刚好相互短路,因此输出功率到负载端的为0。
因此,通过不同相位差,可实现不同功率等级的多级脉冲。如图8所示,在一定的输出方波(VDD)下相位差为0°的时候输出功率最高,相位差180°的时候为0输出功率,相位差为Φ1°,Φ2°,Φ3°时候功率等级在0输出和最大功率等级之间。
在不同于图5的其它结构中,射频源3的分支电路可以通过其它方法控制各分支的信号相位,例如锁相环PLL、信号变换器等,又如通过调整分支电路的信号传递路径长度差从而实现延迟线路等。
本实施例的有益效果在于:
为了更为灵活地调节射频源3的输出信号(即能量)幅值,引入多个控制电路和射频源3分支,基于控制信号生成单元根据加工需要生成的第i指令分别调整各分支的信号相位,以使得各具有相位差分支信号汇聚时能够得以至少部分地抵消、加强或维持。
根据上述任一方法实施例,在又一实施例中:
所述射频源3至少包括第一源和第二源;
所述以预设方式运行射频源3,包括:
运行所述第一源输出第一脉冲和同步指令;
响应于所述同步指令,运行所述第二源输出第二脉冲。
本实施例中,当射频源3处于脉冲输出状态时候,为了使得不同的射频源3实现同步脉冲,因此主源进入脉冲状态后同时会输出一个与射频脉冲相同脉冲频率和占空比的高低电平脉冲(即同步指令)。次源会根据主源输出的高低电平脉冲也做同样的射频脉冲频率和占空比。
参考图9提供的优选实施方式,主源输出射频脉冲并且输出同步信号给次源,次源会输出同步的射频脉冲,当然主源和次源的射频功率等级是需要提前输入的。
本实施例的有益效果在于:
通过在第一源和第二源间添加同步指令逻辑,提供了稳定可靠的同步信号输出。
此外,方法实施例部分同样可以存在类似于电路实施例中有关探测器203和控制器4的控制逻辑。
例如,在第一个可选的实施方式中,所述获取所述射频源3经能源电路2输出至等离子体反应腔1内待加工对象的实际直流分量,包括:
获取所述等离子体反应腔1的指定电极处的第一信号;
获取所述第一信号中的基频部分,得到第二信号;
滤波与自身相乘后的所述第二信号,得到直流分量的第三信号;其中,所述第三信号在数值上等于所述实际直流分量的一半。
在第二个可选的实施方式中,所述以预设方式运行射频源3,包括:
获取射频信息;所述射频信息包括输出强度,所述输出强度是以所述理论直流分量为输入值,根据直流映射关系计算得到的;
其中,所述直流映射关系是根据所述等离子体反应腔1的结构和所述能源电路2的结构得到的,且所述直流映射关系是所述理论直流分量至所述输出强度的映射关系。
上述第一个可选的实施方式可以通过电路实施例中第一滤波器4011、乘法器4012、第二滤波器4013、加法器4014的包含逻辑电路元件的结构实现,也可以通过计算机程序等方式实现。
上述第二个可选的实施方式中,直流映射关系既可以是拟合得到的函数形式,也可以是如上述电路实施例中提到的,以映射表格的形式实现。
当本申请的方法或电路实施例结合使用时,可以实现多级脉冲同步Vdc功率补偿。其相关波形如图10所示。但是在一个可选的实施方式中,实现该功能前需要提前对主次射频电源的脉冲方式进行设置,其设置参数为:多级脉冲个数(图10设置为5级脉冲,因为会存在5中不同相位差做循环);脉冲之间的占空比,值得注意的是,5种脉冲占空比之和一定等于100%。设定5种状态后,同步脉冲信号会根据不同的脉冲状态做高低电平脉冲切换。次源也会因为提前输入的5种脉冲状态做脉冲状态切换,值得注意的是,次源会根据同步脉冲信号的第一次高电平开始做状态1脉冲,之后依次根据高低电平做不同脉冲状态切换输出,从而实现多级脉冲同步。
此外,VPP功率补偿信号表征了测试点的功率等级,射频电源同时会根据提前设定好的参考功率VPP做反馈,直到测试点的VPP与参考VPP相等并跟随。
在这种结合的实施方式能够解决如下复合问题:
基于等离子体的半导体加工设备存在着设备间差异,这将导致相同工艺条件下晶圆加工出来存才差异。进而限制了加工的精度和良率。与此同时,在一些先进工艺中,需要源射频电源和偏执射频电源做同步脉冲和多级脉冲。
解决该主要问题的逻辑思路为:
通过多级脉冲和同步脉冲的射频电源提供电源功率为硬件基础,增加高端工艺基础。其次,通过建立功率和晶圆表面Vdc的映射表格获知调整幅度,根据调整幅度来调整机台之间的差异性,使其加工晶圆表面一致,从而使得不同设备具有一致性。
应理解,上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
对应于上文实施例所述的半导体加工方法,图11示出了本申请实施例提供的半导体加工装置的结构框图,为了便于说明,仅示出了与本申请实施例相关的部分。
本申请实施例提供一种半导体加工装置,如图11所示,包括:
运行模块1101,用于以预设方式运行射频源3,并获取所述射频源3经能源电路2输出至等离子体反应腔1内待加工对象的实际直流分量;
计算模块1102,用于根据所述实际直流分量和所述理论直流分量的差值得到补偿值;其中,所述理论直流分量是根据所述待加工对象的待加工工艺确定的;
补偿模块1103,用于基于所述补偿值调整所述射频源3的输出,至少部分地修正所述实际直流分量相对于所述理论直流分量的偏离。
在一个可选的实施方式中,所示运行模块1101包括:
射频信息单元,用于根据射频信息生成用于控制所述射频源3的驱动指令,以在指定时段通过所述射频源3输出指定电平;其中,所述射频信息包括根据所述待加工工艺获取的射频源3输出参数。
在一个可选的实施方式中,所述驱动指令至少包括第i指令,其中,i为不大于N的整数,N为所述射频源3的分支数;所述第i指令用于调整射频信号的第i个分支的相位;
所述射频信息单元包括:
调控子单元,用于在所述指定时段控制N个所述分支的射频信号相位,至少部分地抵消、加强或维持所述射频信号的幅值后,输出所述指定电平。
在一个可选的实施方式中,所述射频源3至少包括第一源和第二源;
所述运行模块1101包括:
主源单元,用于运行所述第一源输出第一脉冲和同步指令;
次源单元,用于响应于所述同步指令,运行所述第二源输出第二脉冲。
在一个可选的实施方式中,所述运行模块1101包括:
第一信号单元,用于获取所述等离子体反应腔1的指定电极处的第一信号;
第二信号单元,用于获取所述第一信号中的基频部分,得到第二信号;
第三信号单元,用于滤波与自身相乘后的所述第二信号,得到直流分量的第三信号;其中,所述第三信号在数值上等于所述实际直流分量的一半。
在一个可选的实施方式中,所述运行模块1101包括:
获取单元,用于获取射频信息;所述射频信息包括输出强度,所述输出强度是以所述理论直流分量为输入值,根据直流映射关系计算得到的;
其中,所述直流映射关系是根据所述等离子体反应腔1的结构和所述能源电路2的结构得到的,且所述直流映射关系是所述理论直流分量至所述输出强度的映射关系。
图12是本申请一实施例提供的终端设备的示意图。如图12所示,该实施例的终端设备12包括:处理器1201、存储器1202以及存储在所述存储器1202中并可在所述处理器1201上运行的计算机程序1203,例如半导体加工程序。所述处理器1201执行所述计算机程序1203时实现上述各个半导体加工方法实施例中的步骤,例如图6所示的步骤602至606。或者,所述处理器1201执行所述计算机程序1203时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能,例如图11所示运行模块1101、计算模块1102、补偿模块1103的功能。
示例性的,所述计算机程序1203可以被分割成一个或多个模块/单元,所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器1202中,并由所述处理器1201执行,以完成本申请。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述所述计算机程序1203在所述终端设备12中的执行过程。例如,所述计算机程序1203可以被分割成不同于图11的其它功能模块。
所述终端设备12可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括,但不仅限于,处理器1201、存储器1202。本领域技术人员可以理解,图12仅仅是终端设备12的示例,并不构成对终端设备12的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器1201可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器1202可以是所述终端设备12的内部存储单元,例如终端设备12的硬盘或内存。所述存储器1202也可以是所述终端设备12的外部存储设备,例如所述终端设备12上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器1202还可以既包括所述终端设备12的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器1202用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器1202还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成,即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中,上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。另外,各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置/终端设备和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通讯连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种半导体加工电路,其特征在于,包括:
等离子体反应腔,用于容置待加工对象并基于等离子体执行所述待加工对象的待加工工艺;
能源电路,用于接入能量至所述等离子体反应腔;
射频源,用于输出能量至所述能源电路;以及,
控制器,用于根据所述射频源输入至所述等离子体反应腔的实际直流分量和所述待加工工艺的理论直流分量调整所述射频源的输出,以补偿所述实际直流分量相对于所述理论直流分量的偏离。
2.如权利要求1所述的半导体加工电路,其特征在于,所述控制器包括:
控制信号生成单元,用于生成第i指令,其中,i为不大于N的整数,N为所述射频源的分支数;
N个控制电路,第i个所述控制电路用于根据所述第i指令调整所述射频源的第i个分支的相位并输出;
其中,在N个分支的输出相位的限制下,所述射频源的输出信号被至少部分地抵消、加强或维持。
3.如权利要求1或2所述的半导体加工电路,其特征在于,所述半导体加工电路还包括:
探测器,用于获取所述射频源经能源电路输出至等离子体反应腔内待加工对象的实际直流分量。
4.如权利要求3所述的半导体加工电路,其特征在于,所述探测器包括:
与所述等离子体反应腔的指定电极处电连接的第一端;
接地的第二端;
用于输出探测信号的第三端;
依次设置在所述第一端和所述第二端之间的第一电容和第二电容;以及,
设置在电容节点和所述第三端之间的匹配电阻;其中,所述电容节点是指所述第一电容和所述第二电容之间的节点。
5.如权利要求4所述的半导体加工电路,其特征在于,所述探测器还包括:
输入端与所述第三端电连接的第一滤波器;
输入端与所述第一滤波器的输出端电连接的乘法器,所述第一滤波器的输出值通过所述乘法器与自身相乘,以构成所述乘法器输出的至少一部分;
输入端与所述乘法器的输出端电连接的第二滤波器;以及,
输入端与所述第二滤波器的输出端电连接的加法器,所述加法器用于根据所述第二滤波器的输出和预设加法参数计算补偿值,所述预设加法参数的绝对值与所述理论直流分量的绝对值正相关;
其中,所述加法器的输出端与所述控制器电连接。
6.如权利要求1、2、4或5所述的半导体加工电路,其特征在于,所述能源电路包括:
用于接入所述射频源的整流器;
输入端与所述整流器的输出端电连接的DC-DC变换器;
至少两个功率放大器,所述功率放大器的电源端与所述DC-DC变换器的输出端电连接,所述功率放大器的输入端与所述控制器电连接;
输入端与所述功率放大器的输出端电连接的功率合成器;以及,
输入端与所述功率合成器的输出端电连接的阻抗匹配电路;
其中,所述阻抗匹配电路的输出端与所述等离子体反应腔电连接。
7.一种半导体加工方法,其特征在于,包括:
以预设方式运行射频源,并获取所述射频源经能源电路输出至等离子体反应腔内待加工对象的实际直流分量;
根据所述实际直流分量和所述理论直流分量的差值得到补偿值;其中,所述理论直流分量是根据所述待加工对象的待加工工艺确定的;
基于所述补偿值调整所述射频源的输出,至少部分地修正所述实际直流分量相对于所述理论直流分量的偏离。
8.如权利要求7所述的半导体加工方法,其特征在于,所述以预设方式运行射频源,包括:
根据射频信息生成用于控制所述射频源的驱动指令,以在指定时段通过所述射频源输出指定电平;其中,所述射频信息包括根据所述待加工工艺获取的射频源输出参数。
9.如权利要求8所述的半导体加工方法,其特征在于,所述驱动指令至少包括第i指令,其中,i为不大于N的整数,N为所述射频源的分支数;所述第i指令用于调整射频信号的第i个分支的相位;
所述在指定时段通过所述射频源输出指定电平,包括:
在所述指定时段控制N个所述分支的射频信号相位,至少部分地抵消、加强或维持所述射频信号的幅值后,输出所述指定电平。
10.如权利要求7所述的半导体加工方法,其特征在于,所述射频源至少包括第一源和第二源;
所述以预设方式运行射频源,包括:
运行所述第一源输出第一脉冲和同步指令;
响应于所述同步指令,运行所述第二源输出第二脉冲。
11.如权利要求7至10中任一项所述的半导体加工方法,其特征在于,所述获取所述射频源经能源电路输出至等离子体反应腔内待加工对象的实际直流分量,包括:
获取所述等离子体反应腔的指定电极处的第一信号;
获取所述第一信号中的基频部分,得到第二信号;
滤波与自身相乘后的所述第二信号,得到直流分量的第三信号;其中,所述第三信号在数值上等于所述实际直流分量的一半。
12.如权利要求7至10中任一项所述的半导体加工方法,其特征在于,所述以预设方式运行射频源,包括:
获取射频信息;所述射频信息包括输出强度,所述输出强度是以所述理论直流分量为输入值,根据直流映射关系计算得到的;
其中,所述直流映射关系是根据所述等离子体反应腔的结构和所述能源电路的结构得到的,且所述直流映射关系是所述理论直流分量至所述输出强度的映射关系。
13.一种半导体加工装置,其特征在于,包括:
运行模块,用于以预设方式运行射频源,并获取所述射频源经能源电路输出至等离子体反应腔内待加工对象的实际直流分量;
计算模块,用于根据所述实际直流分量和所述理论直流分量的差值得到补偿值;其中,所述理论直流分量是根据所述待加工对象的待加工工艺确定的;
补偿模块,用于基于所述补偿值调整所述射频源的输出,至少部分地修正所述实际直流分量相对于所述理论直流分量的偏离。
14.一种终端设备,包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求7至12任一项所述方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至12任一项所述方法的步骤。
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