TW202316475A - 半導體製程設備及其阻抗匹配方法 - Google Patents
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Abstract
一種半導體製程設備及其阻抗匹配方法，用以解決現有的半導體製程過程中阻抗匹配效率較低的問題。該方法包括：製程準備步：獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，阻抗匹配數據包括半導體製程設備阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位；根據參數調節位，調節參數可調器件的參數值；製程啟輝步：通過阻抗匹配器向半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率，同時通過阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件的當前參數調節位；根據當前參數調節位，更新阻抗匹配數據。
Description
本申請涉及半導體技術領域，尤其涉及一種半導體製程設備及其阻抗匹配方法。
電感耦合等離子體源應用於半導體製程裝備製造領域的蝕刻、薄膜沉積、離子注入摻雜等領域。等離子體反應腔室內有電感耦合線圈及靜電卡盤，在蝕刻領域，電感耦合等離子體源的主要原理為：射頻電流流經電感耦合線圈，從而在反應腔室內產生電磁場，電磁場激發反應腔室內通入的氣體產生等離子體，偏壓源控制離子轟擊能量使等離子體加速到達晶圓，實現蝕刻。其中，晶圓通過靜電吸附固定在靜電卡盤上。
典型的射頻放電等離子體發生系統中，射頻電源的輸出阻抗一般為50歐姆，而等離子體反應腔室的等效阻抗一般不會是50歐姆，且在不同製程條件下，等離子體反應腔室的等效阻抗也互不相同。傳輸線理論指出，當射頻電源的輸出阻抗與負載阻抗（即等離子體反應腔室的等效阻抗）不同時，射頻電源輸出功率會產生損耗，無法使輸出效率達到最大，導致能源浪費，還會對射頻電源本身造成損害，甚至導致局部熱量過高引發火災等安全問題。且由於負載阻抗的大小與產生等離子體的製程條件相關，因此在使用電感耦合等離子體源過程中，需要在射頻電源和等離子體反應腔室之間增加能自動調節負載阻抗的阻抗匹配器，阻抗匹配器可根據等離子體反應腔室在不同製程條件下的實際阻抗，通過阻抗匹配器內置的感測器及控制系統控制改變參數可調器件（如可調電容器）的實際值，從而使負載阻抗等於50歐姆，實現阻抗匹配，以避免出現上述問題。
現有的阻抗匹配器通常的工作方式為：位於阻抗匹配器內部的感測器會即時監測電路中當前阻抗值，當射頻電源的能量傳輸入阻抗匹配器時，阻抗匹配器會根據感測器即時反饋的當前阻抗模值及相位大小，在阻抗匹配器預置演算法作用下，控制可調電容器的電容值，從而實現將阻抗匹配器和等離子體反應腔室的阻抗值調節為50歐姆，以實現阻抗匹配。採用此種工作方式，實現阻抗匹配與可調電容器的初始電容值選取緊密相關，若可調電容器的初始電容值選取不合適，則可能出現無法實現阻抗匹配、阻抗匹配效率低等問題。並且，由於等離子體反應腔室內部易損耗器件在使用過程中逐漸被消耗，導致相同製程條件下其阻抗值會不斷變化，因此當可調電容器的初始電容值固定不變時，會出現阻抗匹配過程逐漸不一致的情況，且使得阻抗匹配效率越來越低。
本申請實施例的目的是提供一種半導體製程設備及其阻抗匹配方法，用以解決現有的半導體製程過程中阻抗匹配效率較低的問題。
為解決上述技術問題，本申請實施例是這樣實現的：
一方面，本申請實施例提供一種應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法，該方法包括：
製程準備步：獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，該阻抗匹配數據包括該半導體製程設備阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位；根據該參數調節位，調節該參數可調器件的參數值；
製程啟輝步：通過該阻抗匹配器向該半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率，同時通過該阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定該參數可調器件的當前參數調節位；根據該當前參數調節位，更新該阻抗匹配數據。
另一方面，本申請實施例提供一種半導體製程設備，包括射頻電源、阻抗匹配器和製程腔室；其中，
該射頻電源，用於通過該阻抗匹配器向該製程腔室載入射頻功率；
該阻抗匹配器包括控制器和參數可調器件，該控制器，用於在製程準備步中，獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，該阻抗匹配數據包括該半導體製程設備阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位；根據該參數調節位，調節該參數可調器件的參數值；在製程啟輝步中，在該射頻電源通過該阻抗匹配器向該半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率時，調節該參數可調器件以達到阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定該參數可調器件的當前參數調節位；根據該當前參數調節位，更新該阻抗匹配數據。
再一方面，本申請實施例提供一種阻抗匹配設備，包括處理器和與該處理器電連接的存儲器，該存儲器存儲有電腦程式，該處理器用於從該存儲器調用並執行該電腦程式以實現上述應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法。
再一方面，本申請實施例提供一種存儲介質，用於存儲電腦程式，該電腦程式能夠被處理器執行以實現上述應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法。
採用本申請實施例的技術方案，通過在製程準備步中，獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，阻抗匹配數據包括半導體製程設備阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位，從而根據參數調節位，調節參數可調器件。由於參數可調器件的不同參數調節位對應不同的參數值，因此，採用該技術方案實現了在製程準備步自動調節參數可調器件的參數值的效果。並且，在製程啟輝步中，通過阻抗匹配器向半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率，同時通過阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件的當前參數調節位，根據當前參數調節位，更新阻抗匹配數據。可見，該技術方案能夠在製程啟輝步達到阻抗匹配時，根據阻抗匹配時的參數可調器件的參數調節位，不斷更新製程啟輝步對應的阻抗匹配數據中的參數調節位，從而在再次執行相同的製程啟輝步之前，能夠根據阻抗匹配數據中的參數調節位準確的自動調節參數可調器件，實現了在半導體製程過程中反饋調節阻抗匹配數據中的參數調節位的效果，大大縮短了阻抗匹配時間，提高了阻抗匹配效率。
以下揭露提供用於實施本揭露之不同構件之許多不同實施例或實例。下文描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且非意欲限制。舉例而言，在以下描述中之一第一構件形成於一第二構件上方或上可包含其中該第一構件及該第二構件經形成為直接接觸之實施例，且亦可包含其中額外構件可形成在該第一構件與該第二構件之間，使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各個實例中重複參考數字及/或字母。此重複出於簡化及清楚之目的且本身不指示所論述之各個實施例及/或組態之間的關係。
此外，為便於描述，諸如「下面」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及類似者之空間相對術語可在本文中用於描述一個元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中圖解說明。空間相對術語意欲涵蓋除在圖中描繪之定向以外之使用或操作中之裝置之不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或按其他定向)且因此可同樣解釋本文中使用之空間相對描述詞。
儘管陳述本揭露之寬泛範疇之數值範圍及參數係近似值，然儘可能精確地報告特定實例中陳述之數值。然而，任何數值固有地含有必然由於見於各自測試量測中之標準偏差所致之某些誤差。再者，如本文中使用，術語「大約」通常意謂在一給定值或範圍之10%、5%、1%或0.5%內。替代地，術語「大約」意謂在由此項技術之一般技術者考量時處於平均值之一可接受標準誤差內。除在操作/工作實例中以外，或除非以其他方式明確指定，否則諸如針對本文中揭露之材料之數量、時間之持續時間、溫度、操作條件、數量之比率及其類似者之全部數值範圍、數量、值及百分比應被理解為在全部例項中由術語「大約」修飾。相應地，除非相反地指示，否則本揭露及隨附發明申請專利範圍中陳述之數值參數係可根據需要變化之近似值。至少，應至少鑑於所報告有效數位之數目且藉由應用普通捨入技術解釋各數值參數。範圍可在本文中表達為從一個端點至另一端點或在兩個端點之間。本文中揭露之全部範圍包含端點，除非另有指定。
圖1是根據本申請一實施例的一種應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法的示意性流程圖。如圖1所示，圖1的方法可包括：
S102，製程準備步：獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，該阻抗匹配數據包括半導體製程設備阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位；根據參數調節位，調節參數可調器件的參數值。
其中，半導體製程中每一涉及等離子體啟輝的製程步一般都是由製程準備步與製程啟輝步組成。各製程啟輝步對應各自的阻抗匹配數據。通過調節參數可調器件的參數調節位，可實現對參數可調器件的參數值的調整。本實施例中，製程準備步用於設置製程腔室中的製程氣體及氣壓、加熱靜電卡盤溫度、調節阻抗匹配器中參數可調器件等製程條件，當製程條件達到製程配方中的要求後，進入製程啟輝步。
在一個實施例中，參數可調器件包括可調電容器和/或可調電感。參數可調器件的參數值可包括可調電容器的電容值、可調電感的電感值等，參數可調器件的參數調節位可包括可調電容器的電容位置、可調電感的電感位置等。其中，參數可調器件不同的參數調節位對應不同的參數值，即可調電容器不同的電容位置對應不同的電容值，可調電感不同的電感位置對應不同的電感值。例如，參數可調器件為可調電容器，可調電容器的電容值在50pf（皮法）-500pf之間可調，對應的電容位置為0至1000，在電容位置為0時，可調電容器的電容值為50pf，在電容位置為1000時，可調電容器的電容值為500pf，以此類推，電容位置在0-1000之間線性變化，則可調電容器的電容值在50pf-500pf之間隨之線性改變。
S104，製程啟輝步：通過阻抗匹配器向半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率，同時通過阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件的當前參數調節位；根據當前參數調節位，更新阻抗匹配數據。
其中，通過阻抗匹配器進行阻抗匹配的原理會在圖4對應的實施例中、結合阻抗匹配器內部的具體器件進行說明，此處不另贅述。
採用本申請實施例的技術方案，通過在製程準備步中，獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，該阻抗匹配數據包括半導體製程設備的阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位，從而根據參數調節位，調節參數可調器件的參數值。由於參數可調器件的不同參數調節位對應不同的參數值，因此，採用該技術方案實現了在製程準備步自動調節參數可調器件的參數值的效果。並且，在製程啟輝步中，通過阻抗匹配器向半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率，同時通過阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件的當前參數調節位，根據當前參數調節位，更新阻抗匹配數據。可見，該技術方案能夠在製程啟輝步達到阻抗匹配時，根據阻抗匹配時的參數可調器件的參數調節位，不斷更新製程啟輝步對應的阻抗匹配數據中的參數調節位，從而在再次執行相同的製程啟輝步之前，能夠根據阻抗匹配數據中的參數調節位準確的自動調節參數可調器件，實現了在半導體製程過程中反饋調節阻抗匹配數據中的參數調節位的效果，大大縮短了阻抗匹配時間，提高了阻抗匹配效率。
在一個實施例中，執行S102之前，半導體製程設備可讀取當前執行的半導體製程的製程配方，確定執行半導體製程的各製程步時，阻抗匹配器的工作模式是否為Auto Preset模式（自動預設模式），當製程配方中記錄的、執行當前製程步時阻抗匹配器的工作模式為Auto Preset模式時，才執行上述的S102-S104。其中，Auto Preset模式下可包括manual模式（手動模式）和Auto模式（自動模式）。
在一個實施例中，阻抗匹配器的工作模式可包括自動匹配模式和非自動匹配模式。在製程準備步中，將阻抗匹配器設置為非自動匹配模式；在製程啟輝步中，將阻抗匹配器設置為自動匹配模式。
其中，非自動匹配模式可為上述的manual模式，自動匹配模式可為上述的Auto模式。在製程配方中記錄的、執行當前製程步時阻抗匹配器的工作模式為Auto Preset模式後，可根據製程配方中記錄的射頻功率值，確定當前製程步處於製程準備步還是製程啟輝步。在射頻功率值等於0時，可確定當前製程步處於製程準備步，此時，需將阻抗匹配器的工作模式設置為manual模式，當阻抗匹配器的工作模式為manual模式時，可獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，從而根據阻抗匹配數據中參數可調器件對應的參數調節位，調節參數可調器件的參數值。需要說明的是，當阻抗匹配器的工作模式為manual模式時，阻抗匹配器無法進行自動匹配，在根據參數調節位調節參數可調器件的參數值之後，參數可調器件的參數調節位保持不變。
其中，半導體製程設備可根據當前製程步的標識資訊，從存儲的learn檔（用於存儲阻抗匹配數據）中獲取當前製程步對應的目標learn文件，從而獲取目標learn文件中記錄的參數可調器件對應的參數調節位。當前製程步的標識信息可為該製程步的製程步名稱和步數。例如，半導體製程為蝕刻製程，該蝕刻製程包括沉積步1-1、蝕刻步1-1、沉積步2-1和蝕刻步2-1。若當前製程步為蝕刻步1-1，則該製程步的標識信息為蝕刻步1-1。
其中，各製程步分別對應各自的learn檔。以阻抗匹配器中的參數可調器件為可調電容器C1為例，C1對應的learn檔中可包括如下參數：（1）C1PresetLearned，該參數的含義為C1匹配位置，即實現阻抗匹配時，C1的電容位置；（2）C1PresetConstl，該參數的含義為C1預設推薦參數，該參數為負數；該參數可通過預設得到，或者通過實驗測得（在後續實施例中進行了詳細說明），能夠實現對半導體製程的所有製程步對應的參數調節位的微調；（3）C1PresetOffset，該參數的含義為C1預設位置修正，對於不同的製程步該參數可相同或不同，從而能夠實現對單個製程步對應的參數調節位的靈活微調，在具體的半導體製程過程中該參數可以設置為0或其他值；（4）C1Calculate，該參數的含義為C1預設位置推薦值，該參數由C1PresetLearned、C1PresetConstl和C1PresetOffset三者加和得到。
針對首次執行的半導體製程，半導體製程設備通過讀取當前執行的半導體製程的製程配方，可根據製程配方中各製程步的標識信息，新建各製程步分別對應的learn文件，此時，各learn文件中記錄的參數可調器件對應的參數調節位為設定的預設值。針對多次執行過的半導體製程，各learn文件中記錄的參數可調器件對應的參數調節位為多次更新後的值。
在射頻功率值大於0時，可確定當前製程步處於製程啟輝步，此時，需將阻抗匹配器的工作模式設置為Auto模式，當阻抗匹配器的工作模式為Auto模式時，能夠通過阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件的當前參數調節位，根據當前參數調節位，更新阻抗匹配數據。
在本實施例中，由於在製程準備步，阻抗匹配器不需要進行阻抗匹配工作，因此將阻抗匹配器的工作模式調整到非自動匹配模式，不僅節省電能，還可避免在製程準備步開啟阻抗匹配工作所導致的製程錯亂，確保了半導體製程的準確執行。
在一個實施例中，阻抗匹配數據中的參數調節位可包括第一參數調節位、參數修正值和第二參數調節位。第二參數調節位為第一參數調節位和參數修正值之和。其中，各製程步分別對應各自的參數修正值。
本實施例中，第一參數調節位可為上述learn檔中的C1PresetLearned，參數修正值可為上述learn檔中的C1PresetOffset。在執行S102時，可根據第二參數調節位，調節參數可調器件的參數值。
在本實施例中，由於參數修正值能夠實現對相應的製程步所對應的參數調節位的靈活微調，因此根據第二參數調節位，調節參數可調器件的參數值，能夠得到更加貼合各製程步中參數可調器件實際參數值的參數值，從而在後續阻抗匹配器進行阻抗匹配時，縮短阻抗匹配時間，提高阻抗匹配效率。
在一個實施例中，在參數調節位包括第一參數調節位、參數修正值和第二參數調節位的情況下，執行S104時，可根據當前參數調節位，更新第一參數調節位，從而根據更新後的第一參數調節位和參數修正值，更新第二參數調節位。
在本實施例中，通過在第一參數調節位更新之後，同步更新第二參數調節位，從而當再次執行該製程步時，能夠根據更新後的第二參數調節位，調節參數可調器件的參數值，使得對參數可調器件的參數值調節更加準確，實現了準確的自動調節參數可調器件的參數值的效果。
在上一實施例的基礎上，參數調節位還可包括預設參數匹配值。此時，第二參數調節位為第一參數調節位、預設參數匹配值和參數修正值之和。在根據第二參數調節位，調節參數可調器件的參數值後，阻抗匹配器的阻抗匹配資訊滿足預設條件。其中，阻抗匹配資訊包括以下至少一項：阻抗匹配總時長、各製程啟輝步對應的阻抗匹配時長之間的差距。預設條件包括以下至少一項：阻抗匹配總時長最短、各製程啟輝步對應的阻抗匹配時長之間的差距最小。
本實施例中，預設參數匹配值可為上述learn檔中的C1PresetConstl，從而第二參數調節位可為上述learn檔中的C1Calculate。
在一個實施例中，在執行S102之前，可通過下述步驟A1-A4，確定出阻抗匹配總時長最短、各製程啟輝步對應的阻抗匹配時長之間的差距最小時的預設參數匹配值：
步驟A1，確定參數可調器件對應的多個待篩選參數匹配值。
本實施例中，可採用樣本製程元件進行實驗，以確定出預設參數匹配值。其中，可選取多個樣本製程元件，從而提高最終確定出的預設參數匹配值的適用性；也可選取一個樣本製程元件，以提高預設參數匹配值的確定速度。
步驟A2，分別根據各待篩選參數匹配值對應的第二參數調節位調節參數可調器件的參數調節位。
其中，在參數可調器件對應的參數調節位包括第一參數調節位、預設參數匹配值和參數修正值的情況下，各待篩選參數匹配值對應的第二參數調節位為第一參數調節位、待篩選參數匹配值和參數修正值之和；在參數可調器件對應的參數調節位包括第一參數調節位和預設參數匹配值的情況下，各待篩選參數匹配值對應的第二參數調節位為第一參數調節位和待篩選參數匹配值之和。
步驟A3，在每次調節參數可調器件的參數調節位之後，進行一次啟輝，確定各個待篩選參數匹配值對應的阻抗匹配時長。
步驟A4，根據確定的多個阻抗匹配時長，確定符合預設條件的阻抗匹配時長對應的待篩選參數匹配值為預設參數匹配值。
在本實施例中，通過將阻抗匹配總時長最短、各製程啟輝步對應的阻抗匹配時長之間的差距最小時對應的待篩選參數匹配值作為預設參數匹配值，使得根據加入了該預設參數匹配值的第二參數調節位，調節參數可調器件後，在進行阻抗匹配時，阻抗匹配器的阻抗匹配資訊能夠滿足預設條件。
在一個實施例中，根據上述步驟A1-A4，經過大量樣本製程元件的實驗，在阻抗匹配器中的參數可調器件包括第一可調電容器C1和第二可調電容器C2的情況下，C1PresetConstl= - 45、C2PresetConst2= - 75時，阻抗匹配器實現阻抗匹配的阻抗匹配總時長最短、各製程啟輝步對應的阻抗匹配時長之間的差距最小。
圖2是根據本申請另一實施例的一種應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法的示意性流程圖。如圖2所示，圖2的方法可包括：
S201，讀取當前執行的半導體製程的製程配方，確定執行該半導體製程的當前製程步時，阻抗匹配器的工作模式是否為Auto Preset模式；若是，則執行S202；若否，則結束流程。
S202，根據製程配方中記錄的射頻功率值，確定當前是否處於製程啟輝步；若否，則執行S203；若是，則執行S205。
其中，在射頻功率值等於0時，可確定當前處於製程準備步；在射頻功率值大於0時，可確定當前處於製程啟輝步。
S203，將阻抗匹配器的工作模式設置為非自動匹配模式。
其中，非自動匹配模式可為manual模式。
S204，獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，阻抗匹配數據包括半導體製程設備阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位，從而根據參數調節位，調節參數可調器件的參數值。
其中，在S204執行完畢後，結束流程。然後，根據S202，當製程配方中記錄的射頻功率值大於0時，執行S205。
在一個實施例中，參數調節位可包括第一參數調節位、參數修正值和第二參數調節位。第二參數調節位為第一參數調節位和參數修正值之和。在執行S204時，可根據第二參數調節位，調節參數可調器件的參數值。
在一個實施例中，參數調節位可包括第一參數調節位、參數修正值、第二參數調節位和預設參數匹配值。第二參數調節位為第一參數調節位、預設參數匹配值和參數修正值之和。在根據第二參數調節位，調節參數可調器件的參數值後，阻抗匹配器的阻抗匹配總時長最短、各製程啟輝步對應的阻抗匹配時長之間的差距最小。
S205，將阻抗匹配器的工作模式設置為自動匹配模式。
其中，自動匹配模式可為Auto模式。
S206，通過阻抗匹配器向半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率，同時通過阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件的當前參數調節位；根據當前參數調節位，更新S204中的阻抗匹配數據。然後結束流程。
上述S201-S206的具體過程在上述實施例中已進行詳細說明，此處不再贅述。
採用本申請實施例的技術方案，通過在製程準備步中，獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，阻抗匹配數據包括半導體製程設備阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位，從而根據參數調節位，調節參數可調器件的參數值。由於參數可調器件的不同參數調節位對應不同的參數值，因此，採用該技術方案實現了在製程準備步自動調節參數可調器件的參數值的效果。並且，在製程啟輝步中，通過阻抗匹配器向半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率，同時通過阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件的當前參數調節位，根據當前參數調節位，更新阻抗匹配數據。可見，該技術方案能夠在製程啟輝步達到阻抗匹配時，根據阻抗匹配時的參數可調器件的參數調節位，不斷更新製程啟輝步對應的阻抗匹配數據中的參數調節位，從而在再次執行相同的製程啟輝步之前，能夠根據阻抗匹配數據中的參數調節位準確的自動調節參數可調器件，實現了在半導體製程過程中反饋調節阻抗匹配數據中的參數調節位的效果，大大縮短了阻抗匹配時間，提高了阻抗匹配效率。
綜上，已經對本主題的特定實施例進行了描述。其它實施例在所附申請專利範圍內。在一些情況下，在請求項中記載的動作可以按照不同的順序來執行並且仍然可以實現期望的結果。另外，在附圖中描繪的過程不一定要求示出的特定順序或者連續順序，以實現期望的結果。在某些實施方式中，多工處理和並行處理可以是有利的。
以上為本申請實施例提供的應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法，基於同樣的思路，本申請實施例還提供一種半導體製程設備。
圖3是根據本申請一實施例的一種半導體製程設備的結構示意圖。如圖3所示，半導體製程設備可包括射頻電源310、阻抗匹配器320和製程腔室330；其中，
射頻電源310，用於通過阻抗匹配器320向製程腔室330載入射頻功率；
阻抗匹配器320包括控制器321和參數可調器件322，控制器321，用於在製程準備步中，獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，阻抗匹配數據包括半導體製程設備阻抗匹配器320中參數可調器件322對應的參數調節位；根據參數調節位，調節參數可調器件322的參數值；在製程啟輝步中，在射頻電源310通過阻抗匹配器320向半導體製程設備的製程腔室330載入射頻功率時，調節參數可調器件322以達到阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件322的當前參數調節位；根據當前參數調節位，更新阻抗匹配數據。
在一個實施例中，阻抗匹配器320的工作模式包括自動匹配模式和非自動匹配模式；
控制器321，還用於在製程準備步中，將阻抗匹配器320設置為非自動匹配模式；在製程啟輝步中，將阻抗匹配器320設置為自動匹配模式。
在一個實施例中，參數調節位包括第一參數調節位、參數修正值和第二參數調節位，第二參數調節位為第一參數調節位和參數修正值之和；
控制器321，還用於根據第二參數調節位，調節參數可調器件322的參數值。
在一個實施例中，控制器321還用於：
根據當前參數調節位，更新第一參數調節位；
根據更新後的第一參數調節位和參數修正值，更新第二參數調節位。
在一個實施例中，參數調節位還包括預設參數匹配值；第二參數調節位為第一參數調節位、預設參數匹配值和參數修正值之和；
在根據第二參數調節位，調節參數可調器件322後，阻抗匹配器320的阻抗匹配資訊滿足預設條件；
阻抗匹配資訊包括以下至少一項：阻抗匹配總時長、各製程啟輝步對應的阻抗匹配時長之間的差距；
預設條件包括以下至少一項：阻抗匹配總時長最短、各製程啟輝步對應的阻抗匹配時長之間的差距最小。
在一個實施例中，控制器321還用於：
確定參數可調器件322對應的多個待篩選參數匹配值；
分別根據各待篩選參數匹配值對應的第二參數調節位調節參數可調器件322的參數調節位；
在每次調節參數可調器件322的參數調節位之後，進行一次啟輝，確定各個待篩選參數匹配值對應的阻抗匹配時長；
根據確定的多個阻抗匹配時長，確定符合預設條件的阻抗匹配時長對應的待篩選參數匹配值為預設參數匹配值。
具體的，控制器321可以基於PLC（Programmable Logic Controller，可程式設計邏輯控制器）、下位機、上位機等各種具有處理能力的硬體或它們的組合實現。
在一個實施例中，參數可調器件322包括可調電容器和/或可調電感。
採用本申請實施例的裝置，通過在製程準備步中，獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，阻抗匹配數據包括半導體製程設備阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位，從而根據參數調節位，調節參數可調器件的參數值。由於參數可調器件的不同參數調節位對應不同的參數值，因此，採用該裝置實現了在製程準備步自動調節參數可調器件的參數值的效果。並且，在製程啟輝步中，通過阻抗匹配器向半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率，同時通過阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件的當前參數調節位，根據當前參數調節位，更新阻抗匹配數據。可見，該裝置能夠在製程啟輝步達到阻抗匹配時，根據阻抗匹配時的參數可調器件的參數調節位，不斷更新製程啟輝步對應的阻抗匹配數據中的參數調節位，從而在再次執行相同的製程啟輝步之前，能夠根據阻抗匹配數據中的參數調節位準確的自動調節參數可調器件，實現了在半導體製程過程中反饋調節阻抗匹配數據中的參數調節位的效果，大大縮短了阻抗匹配時間，提高了阻抗匹配效率。
圖4是根據本申請一實施例的一種半導體製程設備的示意性框圖，如圖4所示，半導體製程設備可包括依次連接的射頻電源310、阻抗匹配器320和製程腔室330。
其中，阻抗匹配器320包括相互連接的感測器323、控制器321以及參數可調器件。感測器323與射頻電源310連接，且通過參數可調器件與製程腔室330連接。
其中，射頻電源310和製程腔室330分別接地。參數可調器件包括第一可調電容器3221和第二可調電容器3222。第一可調電容器3221並聯於感測器323和地之間，第二可調電容器3222串聯於感測器323和製程腔室330之間，第一可調電容器3221和第二可調電容器3222分別與控制器321連接。第二可調電容器3222和製程腔室330之間還連接有電感324，在電感324的作用下，阻抗匹配器320的阻抗特性和製程腔室330的阻抗特性一致。
採用圖4所示的半導體製程設備在實現阻抗匹配時，通過感測器323採集阻抗匹配器320和製程腔室330的阻抗之和，作為第一阻抗，並將第一阻抗發送至控制器321，控制器321根據第一阻抗與射頻電源310的輸出阻抗之間的差異，確定可調電容器的目標電容值，並將目標電容值傳輸至可調電容器中的電容控制模組（未在圖4中示出），以使電容控制模組將可調電容器的電容值調整為目標電容值，實現阻抗匹配。
需要說明的是，圖4和圖3所示的半導體製程設備中標號相同的各器件所起到的作用一致，為避免重複，此處不另贅述。
本領域的技術人員應可理解，圖3和圖4中的半導體製程設備能夠用來實現前文所述的應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法，其中的細節描述應與前文方法部分描述類似，為避免繁瑣，此處不另贅述。
基於同樣的思路，本申請實施例還提供一種阻抗匹配設備，如圖5所示。阻抗匹配設備可因配置或性能不同而產生比較大的差異，可以包括一個或一個以上的處理器501和存儲器502，存儲器502中可以存儲有一個或一個以上存儲應用程式或數據。其中，存儲器502可以是短暫存儲或持久存儲。存儲在存儲器502的應用程式可以包括一個或一個以上模組（圖示未示出），每個模組可以包括對阻抗匹配設備中的一系列電腦可執行指令。更進一步地，處理器501可以設置為與存儲器502通信，在阻抗匹配設備上執行存儲器502中的一系列電腦可執行指令。阻抗匹配設備還可以包括一個或一個以上電源503，一個或一個以上有線或無線網路介面504，一個或一個以上輸入輸出介面505，一個或一個以上鍵盤506。
具體在本實施例中，阻抗匹配設備包括有存儲器，以及一個或一個以上的程式，其中一個或者一個以上程式存儲於存儲器中，且一個或者一個以上程式可以包括一個或一個以上模組，且每個模組可以包括對阻抗匹配設備中的一系列電腦可執行指令，且經配置以由一個或者一個以上處理器執行該一個或者一個以上套裝程式含用於進行以下電腦可執行指令：
製程準備步：獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，阻抗匹配數據包括半導體製程設備阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位；根據參數調節位，調節參數可調器件的參數值；
製程啟輝步：通過阻抗匹配器向半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率，同時通過阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件的當前參數調節位；根據當前參數調節位，更新阻抗匹配數據。
採用本申請實施例的設備，通過在製程準備步中，獲取當前存儲的製程啟輝步對應的阻抗匹配數據，阻抗匹配數據包括半導體製程設備阻抗匹配器中參數可調器件對應的參數調節位，從而根據參數調節位，調節參數可調器件。由於參數可調器件的不同參數調節位對應不同的參數值，因此，採用該設備實現了在製程準備步自動調節參數可調器件的參數值的效果。並且，在製程啟輝步中，通過阻抗匹配器向半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率，同時通過阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定參數可調器件的當前參數調節位，根據當前參數調節位，更新阻抗匹配數據。可見，該設備能夠在製程啟輝步達到阻抗匹配時，根據阻抗匹配時的參數可調器件的參數調節位，不斷更新製程啟輝步對應的阻抗匹配數據中的參數調節位，從而在再次執行相同的製程啟輝步之前，能夠根據阻抗匹配數據中的參數調節位準確的自動調節參數可調器件，實現了在半導體製程過程中反饋調節阻抗匹配數據中的參數調節位的效果，大大縮短了阻抗匹配時間，提高了阻抗匹配效率。
本申請實施例還提出了一種存儲介質，該存儲介質存儲一個或多個電腦程式，該一個或多個電腦程式包括指令，該指令當被包括多個應用程式的電子設備執行時，能夠使該電子設備執行上述應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法實施例的各個過程，且能達到相同的技術效果，為避免重複，這裡不再贅述。
上述實施例闡明的系統、裝置、模組或單元，具體可以由電腦晶片或實體實現，或者由具有某種功能的產品來實現。一種典型的實現設備為電腦。具體的，電腦例如可以為個人電腦、膝上型電腦、蜂窩電話、相機電話、智慧型電話、個人數字助理、媒體播放機、導航設備、電子郵件設備、遊戲控制台、平板電腦、可穿戴設備或者這些設備中的任何設備的組合。
為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當然，在實施本申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟體和/或硬體中實現。
本領域內的技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本申請可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本申請可採用在一個或多個其中包含有電腦可用程式碼的電腦可用存儲介質（包括但不限於磁碟存儲器、CD-ROM、光學存儲器等）上實施的電腦程式產品的形式。
本申請是參照根據本申請實施例的方法、設備（系統）、和電腦程式產品的流程圖和／或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和／或方框圖中的每一流程和／或方框、以及流程圖和／或方框圖中的流程和／或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用電腦、專用電腦、嵌入式處理機或其他可程式設計數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過電腦或其他可程式設計數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
這些電腦程式指令也可存儲在能引導電腦或其他可程式設計數據處理設備以特定方式工作的電腦可讀存儲器中，使得存儲在該電腦可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
這些電腦程式指令也可裝載到電腦或其他可程式設計數據處理設備上，使得在電腦或其他可程式設計設備上執行一系列操作步驟以產生電腦實現的處理，從而在電腦或其他可程式設計設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和／或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
在一個典型的配置中，計算設備包括一個或多個處理器（CPU）、輸入/輸出介面、網路介面和存儲器。
存儲器可能包括電腦可讀介質中的非永久性存儲器，隨機存取存儲器（RAM）和/或非易失性存儲器等形式，如唯讀存儲器（ROM）或快閃存儲器（flash RAM）。存儲器是電腦可讀介質的示例。
電腦可讀介質包括永久性和非永久性、可移動和非可移動媒體可以由任何方法或技術來實現資訊存儲。資訊可以是電腦可讀指令、數據結構、程式的模組或其他數據。電腦的存儲介質的例子包括，但不限於相變存儲器（PRAM）、靜態隨機存取存儲器（SRAM）、動態隨機存取存儲器（DRAM）、其他類型的隨機存取存儲器（RAM）、唯讀存儲器（ROM）、電可擦除可程式設計唯讀存儲器（EEPROM）、快閃存儲器或其他存儲器技術、唯讀光碟唯讀存儲器（CD-ROM）、數字多功能光碟（DVD）或其他光學存儲、磁盒式磁帶，磁帶磁磁片存儲或其他磁性存放裝置或任何其他非傳輸介質，可用於存儲可以被計算設備訪問的資訊。按照本文中的界定，電腦可讀介質不包括暫存電腦可讀媒體（transitory media），如調製的數據信號和載波。
前述內容概括數項實施例之特徵，使得熟習此項技術者可更佳地理解本揭露之態樣。熟習此項技術者應瞭解，其等可容易地使用本揭露作為用於設計或修改用於實行本文仲介紹之實施例之相同目的及/或達成相同優點之其他製程及結構之一基礎。熟習此項技術者亦應瞭解，此等等效構造不背離本揭露之精神及範疇，且其等可在不背離本揭露之精神及範疇之情況下在本文中作出各種改變、置換及更改。
310:射頻電源
320:阻抗匹配器
321:控制器
322:參數可調器
323:傳感器
324:電感
330:製程腔室
501:處理器
502:存儲器
503:電源
504:有線或無線網絡介面
505:輸入輸出介面
506:鍵盤
3221:第一可調電容器
3222:第二可調電容器
S102,S104:S201-S206
當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述最佳理解本揭露之態樣。應注意，根據產業中之標準實踐，各種構件未按比例繪製。事實上，為了論述的清楚起見可任意增大或減小各種構件之尺寸。
圖1是根據本申請一實施例的一種應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法的示意性流程圖；
圖2是根據本申請另一實施例的一種應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法的示意性流程圖；
圖3是根據本申請一實施例的一種半導體製程設備的結構示意圖；
圖4是根據本申請一實施例的一種半導體製程設備的示意性框圖；
圖5是根據本申請一實施例的一種阻抗匹配設備的結構示意圖。
S102,S104:步驟
Claims (10)
- 一種應用於半導體製程設備中的阻抗匹配方法，其中，該方法包括： 一製程準備步：獲取當前存儲的一製程啟輝步對應的一阻抗匹配數據，該阻抗匹配數據包括該半導體製程設備的阻抗匹配器中一參數可調器件對應的一參數調節位；根據該參數調節位，調節該參數可調器件的參數值； 一製程啟輝步：通過該阻抗匹配器向該半導體製程設備的一製程腔室載入一射頻功率，同時通過該阻抗匹配器進行阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定該參數可調器件的一當前參數調節位；根據該當前參數調節位，更新該阻抗匹配數據。
- 如請求項1所述的方法，其中，該阻抗匹配器的工作模式包括一自動匹配模式和一非自動匹配模式； 在該製程準備步中，將該阻抗匹配器設置為該非自動匹配模式； 在該製程啟輝步中，將該阻抗匹配器設置為該自動匹配模式。
- 如請求項1所述的方法，其中，該參數調節位包括一第一參數調節位、一參數修正值和一第二參數調節位，該第二參數調節位為該第一參數調節位和該參數修正值之和； 該根據該參數調節位，調節該參數可調器件的參數值，包括： 根據該第二參數調節位，調節該參數可調器件的參數值。
- 如請求項3所述的方法，其中，該根據該當前參數調節位，更新該阻抗匹配數據，包括： 根據該當前參數調節位，更新該第一參數調節位； 根據更新後的該第一參數調節位和該參數修正值，更新該第二參數調節位。
- 如請求項3或4所述的方法，其中，該參數調節位還包括一預設參數匹配值；該第二參數調節位為該第一參數調節位、該預設參數匹配值和該參數修正值之和； 在根據該第二參數調節位，調節該參數可調器件的參數值後，該阻抗匹配器的阻抗匹配資訊滿足預設條件； 該阻抗匹配資訊包括以下至少一項：一阻抗匹配總時長、各該製程啟輝步對應的該阻抗匹配時長之間的差距； 該預設條件包括以下至少一項：該阻抗匹配總時長最短、各該製程啟輝步對應的該阻抗匹配時長之間的差距最小。
- 如請求項5所述的方法，其中，還包括： 確定該參數可調器件對應的多個待篩選參數匹配值； 分別根據各該待篩選參數匹配值對應的該第二參數調節位調節該參數可調器件的參數調節位； 在每次調節該參數可調器件的參數調節位之後，進行一次啟輝，確定各個該待篩選參數匹配值對應的阻抗匹配時長； 根據確定的多個該阻抗匹配時長，確定符合該預設條件的該阻抗匹配時長對應的該待篩選參數匹配值為該預設參數匹配值。
- 如請求項1所述的方法，其中，該參數可調器件包括一可調電容器和/或一可調感。
- 一種半導體製程設備，其中，包括一射頻電源、一阻抗匹配器和一製程腔室；其中， 該射頻電源，用於通過該阻抗匹配器向該製程腔室載入一射頻功率； 該阻抗匹配器包括一控制器和一參數可調器件，該控制器，用於在一製程準備步中，獲取當前存儲的一製程啟輝步對應的一阻抗匹配數據，該阻抗匹配數據包括該半導體製程設備阻抗匹配器中一參數可調器件對應的一參數調節位；根據該參數調節位，調節該參數可調器件的參數值；在製程啟輝步中，在該射頻電源通過該阻抗匹配器向該半導體製程設備的製程腔室載入射頻功率時，調節該參數可調器件以達到阻抗匹配，並在達到阻抗匹配時確定該參數可調器件的一當前參數調節位；根據該當前參數調節位，更新該阻抗匹配數據。
- 如請求項8所述的半導體製程設備，其中，該阻抗匹配器的工作模式包括一自動匹配模式和一非自動匹配模式； 該控制器，還用於在該製程準備步中，將該阻抗匹配器設置為該非自動匹配模式；在該製程啟輝步中，將該阻抗匹配器設置為該自動匹配模式。
- 如請求項8所述的半導體製程設備，其中，該參數調節位包括一第一參數調節位、一參數修正值和一第二參數調節位，該第二參數調節位為該第一參數調節位和該參數修正值之和； 該控制器，還用於根據該第二參數調節位，調節該參數可調器件的參數值。
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