本申請根據(jù)美國法典第35卷第119條(e)款的規(guī)定，要求于2015年5月22日提交的第62/165，477號美國臨時申請的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容清楚地結(jié)合至本申請作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，更具體地，涉及在半導(dǎo)體制造中控制等離子體的裝置和方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體器件用于諸如個人電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和其它電子設(shè)備的各種電子應(yīng)用中。通常通過以下步驟來制造半導(dǎo)體器件：在半導(dǎo)體襯底上方順序沉積絕緣或介電層、導(dǎo)電層和半導(dǎo)體材料層；并且使用光刻圖案化各個材料層以在其上形成集成電路(IC)和元件。隨著技術(shù)的進(jìn)步，新一代的IC比前幾代的IC具有更復(fù)雜的電路。然而，為了實現(xiàn)這些進(jìn)步，需要在IC處理和制造過程中的類似發(fā)展。

在制造半導(dǎo)體器件期間，使用不同的工藝步驟以在半導(dǎo)體晶圓上制造集成電路。在朝著更小的器件尺寸和更高的電路密度持續(xù)發(fā)展的過程中的最困難的因素之一是在預(yù)定的錯誤窗(error windows)中一致地形成具有較小關(guān)鍵尺寸的電路。例如，半導(dǎo)體特征尺寸經(jīng)常在光刻圖案化和刻蝕之后經(jīng)受光學(xué)或電學(xué)計量的檢查，以確定電路尺寸在可接受的范圍之內(nèi)。

盡管用于執(zhí)行工藝步驟的現(xiàn)有方法和器件通常能滿足其預(yù)期目的，但是這些方法和設(shè)備不是在所有的方面都完全符合要求。因此，期望提供一種在半導(dǎo)體制造操作中用于工藝控制的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種等離子體處理系統(tǒng)，包括：遠(yuǎn)程等離子體模塊，連接至導(dǎo)管的上游端部并且被配置為生成等離子體；處理室，連接至所述導(dǎo)管的下游端部并且被配置為接收來自所述遠(yuǎn)程等離子體模塊的所述等離子體以用于等離子體工藝；化合物混合室，包括被構(gòu)造作為所述導(dǎo)管的一部分的流動路徑；以及檢測模塊，連接至所述流動路徑并且被配置為監(jiān)控所述流動路徑中的所述等離子體的至少一個參數(shù)。

優(yōu)選地，所述化合物混合室位于所述處理室外部，并且被構(gòu)造為所述導(dǎo)管的另一部分的輸氣管道連接在所述化合物混合室與所述處理室之間。

優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程等離子體模塊通過被構(gòu)造為所述導(dǎo)管的又一部分的輸氣管道連接至所述化合物混合室。

優(yōu)選地，所述化合物混合室還包括：觀察窗，在第一交叉點處與所述流動路徑相接，其中，所述檢測模塊通過所述觀察窗連接至所述化合物混合室；進(jìn)氣口，在第二交叉點處與所述流動路徑相接；以及處理氣體供應(yīng)單元，通過所述進(jìn)氣口連接至所述流動路徑并且被配置為將處理氣體供應(yīng)至所述流動路徑，其中，所述第一交叉點位于所述第二交叉點的上游。

優(yōu)選地，所述檢測模塊包括：分光光度計，被配置為監(jiān)控所述等離子體；襯底，連接至所述分光光度計；以及密封構(gòu)件，位于所述襯底與所述化合物混合室之間并且被配置為密封所述流動路徑。

優(yōu)選地，所述檢測模塊通過測量所述化合物混合室中的等離子體的光學(xué)波長來監(jiān)控所述等離子體的所述至少一個參數(shù)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種等離子體處理系統(tǒng)，包括：遠(yuǎn)程等離子體模塊，被配置為生成等離子體；化合物混合室，被配置為接收所述等離子體；處理室，被配置為接收來自所述化合物混合室的用于處理的所述等離子體；檢測模塊，被配置為監(jiān)控所述化合物混合室中的所述等離子體。

優(yōu)選地，所述化合物混合室位于所述處理室外部，并且所述處理室通過輸氣管道連接至所述化合物混合室。

優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程等離子體模塊通過輸氣管道連接至所述化合物混合 室。

優(yōu)選地，所述化合物混合室包括：流動路徑，所述等離子體沿著所述流動路徑流經(jīng)所述化合物混合室；以及觀察窗，連接至所述流動路徑，其中，所述檢測模塊通過所述觀察窗連接至所述化合物混合室。

優(yōu)選地，所述化合物混合室包括：第一進(jìn)氣口，連接至所述流動路徑并且被配置為接收來自所述遠(yuǎn)程等離子體模塊的所述等離子體；第二進(jìn)氣口，連接至所述流動路徑并且被配置為接收來自所述處理氣體供應(yīng)單元的處理氣體；其中，所述觀察窗與所述流動路徑的交叉點比所述第二進(jìn)氣口與所述流動路徑的交叉點更靠近所述第一進(jìn)氣口。

優(yōu)選地，所述檢測模塊連接至所述流動路徑并且包括：分光光度計，被配置為監(jiān)控所述等離子體；襯底，連接至所述分光光度計；以及密封構(gòu)件，位于所述襯底與所述化合物混合室之間并且被配置為密封所述觀察窗。

優(yōu)選地，所述檢測模塊通過測量所述化合物混合室中的所述等離子體的光學(xué)波長來監(jiān)控所述等離子體。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于控制半導(dǎo)體制造中的等離子體的方法，包括：通過遠(yuǎn)程等離子體模塊生成所述等離子體；將來所述自遠(yuǎn)程等離子體模塊的所述等離子體引導(dǎo)至化合物混合室中；獲取所述化合物混合室中的所述等離子體的參數(shù)數(shù)據(jù)；將所述參數(shù)數(shù)據(jù)與預(yù)定參數(shù)規(guī)格進(jìn)行比較；以及如果所述參數(shù)數(shù)據(jù)落在所述預(yù)定參數(shù)規(guī)格之外，則結(jié)束所述遠(yuǎn)程等離子體模塊的操作。

優(yōu)選地，該方法還包括：在所述等離子體進(jìn)入處理室以用于等離子體工藝之前，將所述等離子體與至少一種處理氣體混合。

優(yōu)選地，在所述等離子體與所述處理氣體混合之前，獲取所述等離子體的參數(shù)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，通過測量所述化合物混合室中的所述等離子體的光學(xué)波長來獲取所述參數(shù)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，該方法還包括：在結(jié)束所述遠(yuǎn)程等離子體模塊的操作之后，用另一遠(yuǎn)程等離子體模塊來替換所述遠(yuǎn)程等離子體模塊。

優(yōu)選地，所述等離子體用于在半導(dǎo)體晶圓上形成材料層。優(yōu)選地，所 述等離子體用于清潔工藝室。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時，根據(jù)下面詳細(xì)的描述可以更好地理解本發(fā)明的各個方面。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實踐，各種部件沒有被按比例繪制。實際上，為了清楚的討論，各種部件的尺寸可以被任意增加或減少。

圖1是根據(jù)一些實施例的半導(dǎo)體制造的處理系統(tǒng)的框圖；

圖2A是根據(jù)一些實施例的氣體混合室的正視圖；

圖2B是根據(jù)一些實施例的氣體混合室的后視圖；

圖3A是根據(jù)一些實施例的檢測模塊安裝在氣體混合室之前的爆炸圖；

圖3B時根據(jù)一些實施例的檢測模塊安裝在氣體混合室上的截面圖；

圖4是根據(jù)一些實施例的用于將等離子體材料供給到處理室中的方法的流程圖；以及

圖5是示出了光的波長的光譜的強(qiáng)度的關(guān)于工藝時間的示圖。

具體實施方式

以下公開內(nèi)容提供了許多不同實施例或?qū)嵗糜趯崿F(xiàn)所提供主題的不同特征。以下將描述組件和布置的特定實例以簡化本發(fā)明。當(dāng)然，這些僅是實例并且不意欲限制本發(fā)明。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸的實施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之間的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接觸的實施例。另外，本發(fā)明可以在多個實例中重復(fù)參考標(biāo)號和/或字符。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關(guān)系。

此外，為了便于描述，本文中可以使用諸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等空間關(guān)系術(shù)語以描述如圖所示的一個元件或部件與另一元件或部件的關(guān)系。除圖中所示的方位之外，空間關(guān)系術(shù)語意欲包括使用或操作過程中的器件的不同的方位。裝置可以 以其它方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空間關(guān)系描述符可同樣地作相應(yīng)地解釋。應(yīng)該理解，可以在方法之前、期間和之后提供附加的操作，并且對于方法的其他實施例，可以代替或消除描述的一些操作。

圖1示出了根據(jù)一些實施例的等離子體處理系統(tǒng)1的示意圖。等離子體處理體統(tǒng)1被配置為處理一個或多個晶圓5。將要被處理的晶圓5可以包括半導(dǎo)體、導(dǎo)體和/或絕緣體。在一些實施例中，晶圓5包括層狀半導(dǎo)體。實例包括絕緣體上半導(dǎo)體層的分層，諸如絕緣體上硅(SOI)襯底、藍(lán)寶石上硅襯底或絕緣體上硅鍺襯底；或玻璃上半導(dǎo)體的分層，以產(chǎn)生薄膜晶體管(TFT)。在形成完整的管芯之前，晶圓5可以經(jīng)歷若干處理步驟，諸如光刻、蝕刻和/或摻雜。

在一些實施例中，等離子體處理系統(tǒng)1包括遠(yuǎn)程等離子體模塊10、化合物混合室20、處理室30、檢測模塊40、控制模塊50、等離子體氣體供應(yīng)單元71以及數(shù)個處理氣體供應(yīng)單元72和73?？梢栽诰A處理系統(tǒng)中添加附加部件，以及在晶圓處理系統(tǒng)的其他實施例中可以替換或去除下文描述的一些部件。

遠(yuǎn)程等離子體模塊10被配置為供應(yīng)并且控制至少一種等離子體以用于處理室30中的工藝應(yīng)用。在一些實施例中，遠(yuǎn)程等離子體模塊10包括電源、控制模塊和等離子體室。鄰近等離子體室設(shè)置的一個或多個電感線圈單元耦合至射頻(RF)等離子體電源。當(dāng)?shù)入x子體源氣體60供應(yīng)至遠(yuǎn)程等離子體模塊10中時，來自等離子體氣體供應(yīng)單元71的等離子體源氣體(非等離子體相)60激發(fā)為等離子體60'。遠(yuǎn)程等離子體模塊10還將等離子體60'輸送至化合物混合室20。在一些實施例中，遠(yuǎn)程等離子體模塊10將許多不同的等離子體供應(yīng)并且輸送至處理室30。

在一些實施例中，等離子體氣體供應(yīng)單元71包括存儲罐711和氣體控制器712。存儲罐711被配置為存儲將要被輸送至遠(yuǎn)程等離子體模塊10的等離子體源氣體60。等離子體源氣體60可以選自由O₂、H₂O、NH₃、N₂、和H₂組成的組。氣體控制器712被配置為控制到遠(yuǎn)程等離子體模塊10的等離子體源氣體60的連接和輸送流量。氣體控制器712可以包括諸如閥門、 流量計、傳感器等的器件。在一些實施例中，氣體控制器712由控制模塊50控制并且接收來自該模塊的指令。

在一些實施例中，處理氣體供應(yīng)單元72和73包括與等離子體氣體供應(yīng)單元71類似的組件。例如，處理氣體供應(yīng)單元72包括存儲罐721和氣體控制器722。存儲罐721被配置為包含處理氣體61。氣體控制器722被配置為控制到化合物混合室20的處理氣體61的連接和輸送流量。處理氣體供應(yīng)單元73包括存儲罐731和氣體控制器732。存儲罐731被配置為包含處理氣體62。氣體控制器732被配置為控制到化合物混合室20的處理氣體62的連接和輸送流量。

從處理氣體供應(yīng)單元72和73供應(yīng)的處理氣體61和62可以與從等離子體氣體供應(yīng)單元71供應(yīng)的等離子體源氣體60相同或不同。在一些實施例中，等離子體源氣體60是氮，處理氣體61包括硅烷(SiH₄)，以及處理氣體62包括六氟化鎢(WF₆)。在一些實施例中，處理氣體61和62供應(yīng)至化合物混合室20中而未被轉(zhuǎn)換為如來自等離子氣體供應(yīng)單元71的等離子體60'的等離子體(即，非等離子體相)。

化合物混合室20被配置為接收來自不同的源的氣體和等離子體并且將化合物引導(dǎo)至處理室30。在一些實施例中，化合物混合室20被配置為接收來自不同的源的氣體和等離子體并且在它們到達(dá)處理室30之前將所有化合物混合。在一些實施例中，沒有供應(yīng)至化合物混合室20中的氣體，但是通過化合物混合室20將一種或多種不同的等離子體供應(yīng)至處理室30。

在一些實施例中，化合物混合室20包括形成在其中的流動路徑21以使得氣體或等離子體流通。在一些實施例中，化合物混合室20還包括許多進(jìn)氣口(諸如進(jìn)氣口22、25和26)、觀察窗23和出氣口24。進(jìn)氣口22、25和26、觀察窗23和出氣口24連接至流動路徑21。

在一些實施例中，化合物混合室20通過進(jìn)氣口22連接至遠(yuǎn)程等離子體模塊10。如圖1所示，輸氣管道11連接在遠(yuǎn)程等離子體模塊10與化合物混合室20的進(jìn)氣口22之間。另外，化合物混合室20通過出氣口24連接至處理室30。如圖1所示，輸氣管道12連接在處理室30與化合物混合室20的出氣口24之間。輸氣管道11和12可以是管道、導(dǎo)管或類似的器 件。在一些實施例中，輸氣管道11和12可拆卸地連接至化合物混合室20并且通過諸如螺釘?shù)暮线m的方式固定在化合物混合室20上。在一些實施例中，進(jìn)氣口22和出氣口24形成在流動路徑21的兩端。

在一些實施例中，化合物混合室20通過進(jìn)氣口25連接至處理氣體供應(yīng)單元72，并且化合物混合室20通過進(jìn)氣口26連接至處理氣體供應(yīng)單元73。如圖1所示，進(jìn)氣口25在交叉點P1處連接至流動路徑21，并且進(jìn)氣口26在交叉點P2處連接至流動路徑21。交叉點P1位于交叉點P2的上游。然而，應(yīng)該理解，可以對本發(fā)明的實施例做出其他變化和更改。在一些實施例中，例如，交叉點P1和交叉點P2布置在相同的位置處。

觀察窗23連接至流動路徑21以使得在等離子體60'通過交叉點P1和P2之前檢測等離子體60'。在一些實施例中，如圖1所示，觀察窗23在交叉點P0處連接至流動路徑21。交叉點P0位于交叉點P1和P2的上游。即，交叉點P1和P2比交叉點P0更遠(yuǎn)離進(jìn)氣口22。結(jié)果，在通過進(jìn)氣口22將等離子體60'供應(yīng)至化合物混合室20之后，等離子體60'首先流經(jīng)交叉點P0，然后流經(jīng)交叉點P1和P2。之后，等離子體60'通過出氣口24離開化合物混合室20。

圖2A示出了根據(jù)一些實施例的化合物混合室20的正視圖。在一些實施例中，化合物混合室20包括主體200。進(jìn)氣口22和出氣口24形成在主體200的相同的外部表面上，諸如主體200的正面201。進(jìn)氣口22形成為鄰近主體200的頂端，并且出氣口24形成為鄰近主體200的底端。

圖2B示出了根據(jù)一些實施例的化合物混合室20的后視圖。在一些實施例中，兩個附加的進(jìn)氣口25和26形成在主體200的一個外部表面(諸如背面202)上，并且觀察窗23也形成在主體200的一個外部表面(諸如背面202)上。兩個附加的進(jìn)氣口25和26形成為鄰近主體200的底端，并且觀察窗23形成為鄰近主體200的頂端。在一些實施例中，進(jìn)氣口22和觀察窗23形成在主體200的兩個相對的外部表面處。另外，進(jìn)氣口22與觀察窗23對準(zhǔn)。結(jié)果，沿著相同的軸布置進(jìn)氣口22和觀察窗23。

化合物混合室20的配置可以變化。在一些實施例中，觀察窗23形成在主體的任一外部表面上，諸如背面203或?qū)⒅黧w200的正面201連接至 背面203的側(cè)面。

參考圖1，處理室30被配置為使用來自化合物混合室20的氣體來處理一個或多個晶圓5。在一些實施例中，處理室30使用遠(yuǎn)程等離子體(諸如等離子體60')和處理氣體(諸如處理氣體61和62)來在放置在處理室30中的晶圓5上形成沉積的層。然而，盡管參考沉積工藝對實施例進(jìn)行了描述，但是實施例不限于此。并且，使用等離子體的任何工藝(諸如等離子體輔助蝕刻工藝、等離子體處理工藝等)都可以受益于該實施例。所有這些等離子體工藝和遠(yuǎn)程等離子體工藝都預(yù)期地完全包括在該實施例的范圍內(nèi)。

在一些實施例中，處理室30包括安裝平臺31和噴頭32。諸如靜電吸盤(ESC)的安裝平臺31位于本發(fā)明的處理室30中以用于支撐晶圓5。安裝平臺31可以旋轉(zhuǎn)并且可以包括加熱機(jī)制以在沉積工藝期間加熱襯底5。應(yīng)該理解，盡管圖1中示出了單個安裝平臺31，但是處理室30內(nèi)可以附加地包括任何數(shù)量的安裝平臺31。

在一些實施例中，噴頭32被配置為接收來自化合物混合室20的氣體并且將氣體薄而均勻地分布在處理室30的周圍。噴頭32可以具有圓形設(shè)計，其中，各開口均勻地分布在噴頭32周圍。可以通過泵來控制處理室30內(nèi)的諸如壓力的工藝條件。

圖3A是根據(jù)一些實施例的檢測模塊在安裝在氣體混合室之前的分解圖。在一些實施例中，檢測模塊40是光學(xué)電直讀光譜儀。然而，可以對本發(fā)明的實施例做出其他變化和更改。在一些實施例中，例如，檢測模塊40包括固定發(fā)射機(jī)和可調(diào)接收器(FTTR)。FTTR被配置為實時檢測流動路徑21中的等離子體60'的狀態(tài)。

根據(jù)一些實施例，檢測模塊40包括計算機(jī)41(圖1)、信號線42和探測裝置43。探測裝置43通過信號線42連接至計算機(jī)41。探測裝置43包括分光光度計431、襯底432和密封構(gòu)件433。分光光度計431根據(jù)光束的顏色(波長)來測量光束的強(qiáng)度。分光光度計431電連接至信號線42并且物理連接至襯底432。襯底432包括透明玻璃。

諸如O型環(huán)的密封構(gòu)件433位于襯底432的與設(shè)置分光光度計431的 表面相對的表面和化合物混合室20之間。具體地，如圖3A所示，觀察窗23包括沿著直軸M延伸的通道。通道包括第一內(nèi)壁231、第二內(nèi)壁232和第三內(nèi)壁233。第一內(nèi)壁231將背面202連接至第二內(nèi)壁232，并且第三內(nèi)壁233將第二內(nèi)壁232連接至流動路徑21。第一和第三內(nèi)壁231和233平行于直軸M延伸。第二內(nèi)壁232垂直于第一和第三內(nèi)壁231和233布置。圓形槽234形成在第二內(nèi)壁232的外圍上。密封構(gòu)件233位于圓形槽234中。然而，可以對本發(fā)明的實施例做出其他變化和更改。在其他一些未示出的實施例中，例如，槽形成在襯底432上，并且密封構(gòu)件433位于襯底432的槽中。

組裝的密封構(gòu)件433位于化合物混合室20上，并且對應(yīng)于化合物混合室20的觀察窗來設(shè)置探測裝置43。在一些實施例中，利用合適的方式，探測裝置43通過分光光度計431安裝在化合物混合室20上。例如，如圖3A所示，通過許多螺釘434將分光光度計431固定在背面202上。每一個螺釘434都穿過形成在分光光度計431上的貫通孔4311并且通過背面202上的內(nèi)螺紋與孔204相配。

在一些實施例中，如圖3B所示，在將分光光度計431固定在化合物混合室20上之后，密封構(gòu)件433被壓縮變形。結(jié)果，密封了化合物混合室20的觀察窗23，并且防止氣體在流動路徑21中泄露。

在一些實施例中，襯底432的寬度大于觀察窗23的寬度。另外，在與軸M(觀察窗23沿著該軸延伸)垂直的方向上，分光光度計431的寬度大于襯底432的寬度。

計算機(jī)41被配置為確定流動路徑21內(nèi)的光的波長的光譜的相對強(qiáng)度。在操作中，等離子體60'流經(jīng)流動路徑21中的交叉點P0，并且透過觀察窗23可被分光光度計431看到。如圖5所示，計算機(jī)41隨后存儲并且分析獲得的光學(xué)發(fā)射光譜數(shù)據(jù)，以及輸出與流動路徑21內(nèi)的光的波長的光譜的強(qiáng)度對應(yīng)的實時檢測結(jié)果。

控制模塊50(見圖1)被配置為控制處理系統(tǒng)1的若干參數(shù)。在一些實施例中，基于來自檢測模塊40的計算機(jī)41的輸出，控制模塊50控制遠(yuǎn)程等離子體模塊10。例如，如果流動路徑21內(nèi)的光波長的光譜的強(qiáng)度在 預(yù)定范圍外，則控制模塊50觸發(fā)關(guān)閉遠(yuǎn)程等離子體模塊10的信號并且發(fā)出報警信號。結(jié)果，等離子體60'被停止供應(yīng)至化合物混合室20中，并且請求操作員執(zhí)行對遠(yuǎn)程等離子體模塊10的維護(hù)。在一些實施例中，以另一遠(yuǎn)程等離子體模塊10來替換遠(yuǎn)程等離子體模塊10，以繼續(xù)供應(yīng)用于等離子體工藝的等離子體60'。

圖4是根據(jù)一些實施例示出用于清潔晶圓或使用等離子體來形成材料層的方法100的流程圖。為了說明的目的，連同圖1至圖3所示的示意圖一起來描述流程圖。對于不同的實施例，可以替換或去除所描述的一些階段。

方法100開始于操作101，其中，通過遠(yuǎn)程等離子體模塊(諸如遠(yuǎn)程等離子體模塊10)生成等離子體。在一些實施例中，遠(yuǎn)程等離子體模塊10將來自等離子體氣體供應(yīng)單元71的等離子體氣體60(非等離子體相)變?yōu)榈入x子體60'。來自等離子體供應(yīng)單元71的等離子體氣體可以是氮。在一些實施例中，遠(yuǎn)程等離子體模塊10在預(yù)定的時間段內(nèi)連續(xù)生成等離子體60'。然而，可以對本發(fā)明的實施例做出若干變化和更改。在一些實施例中，例如，遠(yuǎn)程等離子體模塊10周期性地生成等離子體60'，并且在每個獨立的周期之間，沒有等離子體或有由其他化合物激發(fā)的不同的等離子體。

在操作102中，來自遠(yuǎn)程等離子體模塊10的等離子體60'被引導(dǎo)至化合物混合室(諸如化合物混合室20)。在一些實施例中，化合物混合室20位于遠(yuǎn)程等離子體模塊10外部并且相距一定距離。通過輸氣管道11將等離子體60'輸送至化合物混合室20。輸氣管道11將遠(yuǎn)程等離子體模塊10的出氣口連接至化合物混合室20的進(jìn)氣口22。

在一些實施例中，在傳輸至化合物混合室20之后，等離子體60'流經(jīng)化合物混合室20中的流動路徑21并且流至處理室30以用于等離子體工藝。通過輸氣管道12將等離子體60'輸送至處理室30。輸氣管道12將遠(yuǎn)程等離子體模塊10的出氣口24連接至處理室30的進(jìn)氣口。處理室30的進(jìn)氣口可以直接連接至處理室30的噴頭32。

在一些實施例中，通過導(dǎo)管將等離子體從遠(yuǎn)程等離子體模塊10傳輸至處理室30。因此，導(dǎo)管由輸氣管道11、流動路徑21和輸氣管道12順序構(gòu) 成。遠(yuǎn)程等離子體模塊10連接至導(dǎo)管的上游端部，而處理室30連接至導(dǎo)管的下游端部。

在操作103中，一種或多種處理氣體供應(yīng)至化合物混合室20中。在一些實施例中，同時執(zhí)行處理氣體的供應(yīng)和來自遠(yuǎn)程等離子體模塊10的等離子體或其他化合物的供應(yīng)。例如，處理氣體61和62供應(yīng)至化合物混合室20中，同時來自遠(yuǎn)程等離子體模塊10的等離子體60'或另一化合物供應(yīng)至化合物混合室20中。因此，在化合物混合室20的流動路徑21中混合處理氣體61和62以及等離子體60'或化合物。

然而，可以對本發(fā)明的實施例做出其他變化和更改。在其他的一些實施例中，例如，可以在將等離子體60'傳輸至化合物混合室20之前開始處理氣體的供應(yīng)?？蛇x地，可以在遠(yuǎn)程等離子體模塊10停止供應(yīng)任何化合物之后開始處理氣體的供應(yīng)。來自遠(yuǎn)程等離子體模塊10的等離子體60'未與其他氣體混合并且輸送至處理室30。在一些實施例中，省略了操作103，因此沒有氣體供應(yīng)至化合物混合室20中。

在操作104中，通過檢測模塊(諸如檢測模塊40)獲取化合物混合室中的等離子體60'的參數(shù)數(shù)據(jù)。在一些實施例中，檢測模塊40通過測量形成在化合物混合室20中的流動路徑21的上游的等離子體60'的光學(xué)波長來監(jiān)控等離子體60'。例如，觀察窗23(檢測模塊40通過該觀察窗可以看見等離子體60')直接面向用于接收來自遠(yuǎn)程等離子體模塊10的等離子體60'的進(jìn)氣口21。由于在等離子體60'與流動路徑21中的其他化合物混合之前獲取了等離子體60'的參數(shù)數(shù)據(jù)，所以提高了檢測結(jié)果的精確度。

然而，檢測模塊40的布置不應(yīng)該限制于以上實施例。在一些實施例中，例如，在等離子體60'與流動路徑21中的其他化合物混合之后獲取等離子體60'的參數(shù)數(shù)據(jù)，并且檢測模塊40監(jiān)控流動路徑21中的等離子體60'和處理氣體61和62的混合物的狀態(tài)。

在操作105中，比較參數(shù)數(shù)據(jù)與預(yù)定的參數(shù)規(guī)格。在一些實施例中，通過檢測模塊40的計算機(jī)41處理參數(shù)數(shù)據(jù)?？梢詫τ嬎銠C(jī)41進(jìn)行編程以解譯參數(shù)數(shù)據(jù)，諸如來自探測裝置43的等離子體的電子密度和/或等離子體的電子碰撞率。在一些實施例中，在等離子體工藝期間和/或貫穿整個等 離子體工藝，計算機(jī)41將參數(shù)數(shù)據(jù)與預(yù)先編入計算機(jī)41的預(yù)定參數(shù)規(guī)格進(jìn)行連續(xù)比較。

在操作106中，如果參數(shù)數(shù)據(jù)落在預(yù)定參數(shù)規(guī)格之外，則結(jié)束遠(yuǎn)程等離子體模塊10的操作。在一些實施例中，測量的參數(shù)數(shù)據(jù)漂移至規(guī)格的上限或下限之外，因此適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸至控制模塊50，控制模塊50結(jié)束遠(yuǎn)程等離子體模塊10的操作或反應(yīng)室32的操作。結(jié)果，可以避免由于供應(yīng)有不適當(dāng)?shù)牡入x子體而導(dǎo)致的襯底5的失敗。在一些實施例中，如圖5所示，預(yù)定參數(shù)規(guī)格是由檢測模塊40檢測的波長的強(qiáng)度范圍。在檢測氮等離子體氣體的情況下，強(qiáng)度范圍從約2.5(a.u.)至約4.5(a.u.)。

在一些實施例中，在操作105之后，由另一遠(yuǎn)程等離子體模塊10來替換遠(yuǎn)程等離子體模塊10。與原來的遠(yuǎn)程等離子體模塊10類似，新的遠(yuǎn)程等離子體模塊10連接至化合物混合室20以將等離子體供應(yīng)至處理室30以用于等離子體工藝。也通過檢測模塊40來連續(xù)地監(jiān)控由新的等離子體模塊10供應(yīng)的等離子體，以確在保處理室中執(zhí)行的等離子體工藝的適當(dāng)?shù)奶幚斫Y(jié)果。

以上描述的半導(dǎo)體制造中的控制等離子體的實施例使用檢測模塊以用于對化合物混合室中的由遠(yuǎn)程等離子體模塊供應(yīng)的等離子體進(jìn)行實時監(jiān)控。如果測量的等離子體參數(shù)數(shù)據(jù)未在編程的/預(yù)定等離子體參數(shù)規(guī)格內(nèi)，則遠(yuǎn)程等離子體模塊停止供應(yīng)等離子體。因此，穩(wěn)定了等離子體工藝的特性。另外，與計算膜的蝕刻速率(通過來自遠(yuǎn)程等離子體模塊的等離子體來蝕刻)的傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明的方法降低了由供應(yīng)具有不適當(dāng)?shù)拿芏鹊牡入x子體而導(dǎo)致的失敗的風(fēng)險。結(jié)果，提高了產(chǎn)量，并且降低了制造成本。

根據(jù)一些實施例，提供一種等離子體處理系統(tǒng)。系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程等離子體模塊。遠(yuǎn)程等離子體模塊連接至導(dǎo)管的上游端部并且被配置為生成等離子體。該系統(tǒng)還包括處理室。處理室連接至導(dǎo)管的下游端部并且被配置為接收來自遠(yuǎn)程等離子體模塊的等離子體以用于等離子體工藝。系統(tǒng)還包括化合物混合室。化合物混合室包括被構(gòu)造為導(dǎo)管的一部分的流動路徑。另外，系統(tǒng)包括檢測模塊。檢測模塊連接至流動路徑并且被配置為監(jiān)控流動 路徑中的等離子體的至少一個參數(shù)。

根據(jù)一些實施例，提供一種等離子體處理系統(tǒng)。系統(tǒng)包括被配置為生成等離子體的遠(yuǎn)程等離子體模塊。系統(tǒng)還包括被配置為接收等離子體的化合物混合室。系統(tǒng)還包括被配置為接收來自化合物混合室的用于處理的等離子體的處理室。另外，系統(tǒng)包括被配置為監(jiān)控化合物混合室中的等離子體的檢測模塊。

根據(jù)一些實施例，提供了一種用于在半導(dǎo)體制造中的等離子體的方法。方法包括通過遠(yuǎn)程等離子體模塊生成等離子體。方法還包括將來自遠(yuǎn)程等離子體模塊的等離子體引導(dǎo)至化合物混合室中。方法還包括獲取化合物混合室中的等離子體的參數(shù)數(shù)據(jù)。另外，該方法包括比較參數(shù)數(shù)據(jù)與預(yù)定參數(shù)規(guī)格。如果參數(shù)數(shù)據(jù)落在預(yù)定參數(shù)規(guī)格之外，則結(jié)束遠(yuǎn)程等離子體模塊的操作。

雖然詳細(xì)描述了實施例及它們的優(yōu)勢，但應(yīng)該理解，在不背離所附權(quán)利要求限定的實施例的精神和范圍的情況下，對本發(fā)明可作出各種變化、替代和修改。此外，本申請的范圍不旨在限制于說明書中所述的工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、工具、方法和步驟的特定實施例。作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地從本發(fā)明中理解，根據(jù)本發(fā)明，可以利用現(xiàn)有的或今后將被開發(fā)的、執(zhí)行與本文所述的對應(yīng)實施例基本相同的功能或?qū)崿F(xiàn)基本相同的結(jié)果的工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、工具、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、工具、方法或步驟包括在它們的范圍內(nèi)。此外，每一個權(quán)利要求都構(gòu)成一個單獨的實施例，且不同權(quán)利要求和實施例的組合都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。