压强批量补偿以稳定修整和沉积工艺的CD变化的制作方法

压强批量补偿以稳定修整和沉积工艺的cd变化
相关申请的交叉引用
1.本技术要求于2019年12月4日申请的美国临时申请no.62/943,515的优先权。上述引用的申请其全部公开内容都通过引用合并于此。
技术领域
2.本公开内容涉及原子层沉积衬底处理室中的双重图案化工艺。


背景技术：

3.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。
4.衬底处理系统可用于处理衬底，例如半导体晶片。衬底处理的示例包含蚀刻、沉积、光致抗蚀剂去除等等。在处理期间，衬底被布置在衬底支撑件上，例如静电卡盘上，且一或多种处理气体可导入处理室。
5.该一或多种处理气体可通过气体输送系统输送至处理室。在一些系统中，气体输送系统包含歧管，其通过一或多条导管连接至位于该处理室中的喷头。在一些示例中，该工艺利用原子层沉积(ald)以在衬底上沉积薄膜。


技术实现要素：

6.一种控制器包括：累积确定器，其被配置为确定指示处理室内的表面上的材料累积量的第一累积值；和压强控制器，其被配置为获得所述第一累积值，获得与蚀刻步骤相关的设定点压强和所述蚀刻步骤的持续时间中的至少一者，以及为了在所述蚀刻步骤期间控制所述处理室内的所述压强，基于(i)所述第一累积值和(ii)所述设定点压强和所述蚀刻步骤的所述持续时间中的至少一者来调整控制参数。
7.在其他特征中，所述控制参数是所述压强的量，并且，所述压强控制器被设置成使用所存储的数据确定对应于所述第一累积值的第一调整系数以及根据所述第一调整系数调整所述压强的所述量。所存储的所述数据是将所述累积值与所述相应的调整系数相关联的多项式。所述第一调整系数是补偿所述累积所需的压强的量比所述设定点压强的比率。所述压强控制器被设置成将所述设定点压强乘以所述第一调整系数以调整所述控制参数。
8.在其他特征中，所述累积确定器被设置成基于在所述处理室内执行的蚀刻步骤的次数、在所述处理室内所执行的蚀刻步骤和沉积步骤的循环次数、在所述处理室内所执行的蚀刻步骤和沉积步骤的总持续时间、以及在所述处理室内被处理的衬底的数量中的至少一者，计算所述第一累积值。所述控制参数是所述蚀刻步骤的所述持续时间，并且所述压强控制器被设置成使用所存储的数据来确定对应于所述第一累积值的第一调整系数，以及根据所述第一调整系数来调整所述蚀刻步骤的所述持续时间。
9.在其他特征中，所述第一调整系数对应于用于增加所述蚀刻步骤的所述持续时间
的量，以补偿所述累积。所述压强控制器被设置成将所述蚀刻步骤的所述持续时间乘以所述第一调整系数以调整所述控制参数。所述蚀刻步骤是修整步骤。一种系统包括控制器，所述控制器还被设置成在所述修整步骤之后在所述处理室内执行间隔层沉积步骤。
10.一种方法包括：获得指示处理室内的表面上的材料累积量的第一累积值；获得与蚀刻步骤相关的设定点压强和所述蚀刻步骤的持续时间中的至少一者，以及为了在所述蚀刻步骤期间控制所述处理室内的所述压强，基于(i)所述第一累积值和(ii)所述设定点压强和所述蚀刻步骤的所述持续时间中的至少一者来调整控制参数。
11.在其他特征中，所述控制参数是所述压强的量。所述方法还包括：使用所存储的数据确定对应于所述第一累积值的第一调整系数以及根据所述第一调整系数调整所述压强的所述量。所存储的所述数据是将所述累积值与所述相应的调整系数相关联的多项式。所述第一调整系数是补偿所述累积所需的所述压强的量比所述设定点压强的比率。所述的方法还包括将所述设定点压强乘以所述第一调整系数以调整所述控制参数。
12.在其他特征中，所述方法还包括基于在所述处理室内执行的蚀刻步骤的次数、在所述处理室内所执行的蚀刻步骤和沉积步骤的循环次数、在所述处理室内所执行的蚀刻步骤和沉积步骤的总持续时间、以及在所述处理室内被处理的衬底的数量中的至少一者，确定所述第一累积值。所述控制参数是所述蚀刻步骤的所述持续时间，并且所述方法还包括：使用所存储的数据来确定对应于所述第一累积值的第一调整系数，以及根据所述第一调整系数来调整所述蚀刻步骤的所述持续时间。
13.在其他特征中，所述第一调整系数对应于用于增加所述蚀刻步骤的所述持续时间的量，以补偿所述累积。所述蚀刻步骤是修整步骤，并且所述方法还包括在所述修整步骤之后在所述处理室内执行间隔层沉积步骤。
14.一种控制器包括：累积确定器，其被配置为确定指示处理室内的表面上的材料累积量的第一累积值；和压强控制器，其被配置为获得所述第一累积值，获得与沉积步骤相关的设定点压强和所述沉积步骤的持续时间中的至少一者，以及为了在所述沉积步骤期间控制所述处理室内的所述压强，基于(i)所述第一累积值和(ii)所述设定点压强和所述沉积步骤的所述持续时间中的至少一者来调整控制参数。
15.在其他特征中，压强分布对应于沉积量的变化范围。所述压强控制器被配置为随着第一累积值根据所述压强分布增加而增加所述处理室内的压强。所述压强控制器被配置为随着第一累积值根据所述压强分布减小而减小所述处理室内的压强。
16.根据详细描述、权利要求和附图，本公开内容的适用性的进一步的范围将变得显而易见。详细描述和具体示例仅用于说明的目的，并非意在限制本公开的范围。
附图说明
17.根据详细描述和附图将更充分地理解本公开，其中：
18.图1为根据本公开内容的衬底处理系统的一个示例的功能框图；
19.图2a至2k根据本公开内容显示了双重图案化原子层沉积工艺的一个示例；
20.图3a至3d根据本公开内容显示了自对准双重图案化工艺的一个示例性修整步骤；
21.图4为根据本公开内容的用于补偿处理室中的累积以将修整步骤中晶片与晶片间(wtw)变化性最小化的示例性方法；
22.图5为根据本公开内容的被设置成补偿处理室中的累积的示例性控制器。
23.图6为根据本公开内容的用于补偿处理室中的累积以将沉积步骤中晶片与晶片间(wtw)变化性最小化的示例性方法；
24.在附图中，可以重复使用附图标记来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
25.在诸如原子层沉积(ald)之类的膜沉积工艺中，所沉积的膜的各种特性在空间(即，水平面的x-y坐标)分布上变化。例如，衬底处理工具可具有膜厚度不均匀性(nu)的相应规格。膜厚度nu可作为测量值集合的全范围、半范围和/或标准偏差来计量，该测量值集合是在半导体衬底的表面上的预定位置处测得。在一些示例中，可通过例如解决nu的直接原因而使nu减小。也可以通过引入抵消性nu以补偿和消除现有nu来解决nu。在一些示例中，可特意地不均匀地沉积材料，以补偿在工艺中的其他(例如先前或后续的)步骤的已知不均匀性。材料也可能被有意不均匀地去除。
26.双重图案化(dpt)ald工艺(例如自对准双重图案化(或sadp)工艺)可包含包括(但不限于)下列各项的步骤：各种沉积步骤、光刻步骤、修整步骤以及牺牲间隔层沉积步骤。每一步骤可具有影响整体关键尺寸(cd)的nu和不平衡性的相关nu。例如，修整步骤可在光刻步骤与间隔层沉积步骤之间加以执行，以使cd减小。然而，修整nu可能导致不均匀的双重图案化。不均匀的双重图案化使得cd不平衡性现象增加并导致不良的良率。修整nu可被表征为径向nu和方位nu。
27.特定衬底的cd nu和不平衡性可以晶片内(wiw)变化性来表征。反之，不同衬底间的cd nu及不平衡性可以晶片与晶片间(wtw)变化性来表征。在dpt工艺中，将cd nu及不平衡性方面的wtw变化性最小化可能是困难的。举例而言，修整步骤和后续间隔物沉积步骤可在相同处理室中执行以增加处理产量。沉积步骤会导致材料累积在处理室内的表面上(例如内壁)。另外，蚀刻副产物(例如修整步骤的副产物)会累积在处理室的表面上。在处理室内的该材料累积改变处理室的整体阻抗。整体阻抗的改变进而会影响蚀刻速率。因此，材料的累积以及所导致的室阻抗的变化增加了修整步骤的wtw变化性。
28.根据本公开内容的原理的系统和方法被设置成降低(例如在修整步骤中的)wtw沉积和蚀刻变化性，该wtw蚀刻变化性是由处理室的内表面上的材料累积所导致的。例如，沉积速率和蚀刻速率会进一步受到处理室内压强的影响。因此，在一个示例中，当沉积速率或蚀刻速率由于累积而改变(例如，增大或减小)时，可以调整压强的控制参数以补偿改变的沉积速率和/或蚀刻速率。换言之，可以调节压强以维持期望的沉积速率和蚀刻速率。作为示例，可以确定累积值。累积值表示材料在处理室内的表面上的累积量。基于累积值调整对应于处理室内的期望压强的设定点压强。因此，减少了由处理室的阻抗变化引起的变化。在另一个示例中，控制参数是沉积的持续时间(例如，相应的沉积步骤的持续时间)。在另一示例中，控制参数是蚀刻的持续时间(例如，相应修整步骤的持续时间)。因此，可以基于累积值增加或减少沉积或蚀刻的持续时间以补偿改变的速率。
29.现在参照图1，显示了根据本发明的包含衬底支撑件(例如ald基座)104的衬底处理系统100的示例。衬底支撑件104被设置在处理室108内。在处理期间，衬底112被设置在衬底支撑件104上。
30.气体输送系统120包含气体源122-1、122-2、...、和122-n(统称为气体源122)，其被连接至阀124-1、124-2、
…
、和124-n(统称为阀124)和质量流量控制器126-1、126-2、...、和126-n(统称为mfc 126)。mfc 126控制由气体源122至歧管128的气体流动，在歧管128处气体进行混合。歧管128的输出经由选择性的压强调节器132而供应至歧管136。歧管136的输出被输入至气体分配设备，例如多注入器喷头140。虽然显示歧管128和136，但可使用单一的歧管。
31.在一些示例中，可利用电阻式加热器160以控制衬底支撑件104的温度。衬底支撑件104可包含冷却剂通道164。冷却流体从流体贮存装置168和泵170供应至冷却剂通道164。可将压强传感器172、174分别设置在歧管128或歧管136中以测量压强。阀178和泵180可用于将反应物从处理室108中排空。阀178和泵180还可用于控制处理室108内的压强。
32.控制器182包含配料控制器184，其控制由多注入器喷头140所提供的配料。控制器182还控制来自气体输送系统120的气体输送。控制器182利用阀178和泵180以控制处理室中的压强。控制器182利用阀178和泵180以控制反应物的排空。控制器182基于衬底支撑件中的温度反馈(例如来自传感器(未图示)和/或测量冷却剂温度的传感器(未图示))来控制衬底支撑件104和衬底112的温度。
33.在一些示例中，衬底处理系统100可被设置成在相同处理室108内对衬底112进行蚀刻。例如，如下文更详细描述的，根据本公开内容，衬底处理系统100可被设置成执行修整步骤以及间隔物沉积步骤两者。因此，衬底处理系统100可以包含rf生成系统188，rf生成系统188被设置成生成并提供rf功率(例如，电压源、电流源等等)至下电极(例如如所示地，衬底支撑件104的底板)和上电极(例如喷头140)。仅举例而言，rf生成系统188的输出将在此处描述为rf电压。下电极和上电极可以dc接地、ac接地、或浮置。举例而言，rf生成系统188可包含rf产生器192，其被设置成生成由匹配和分配网络196馈送的rf电压以在处理室108内生成等离子体以蚀刻衬底112。在其他示例中，等离子体可感应地或远程地生成。如为了示例目的所示的，尽管rf生成系统188对应于电容耦合等离子体(ccp)系统，然而本公开内容的原理也可在其他合适的系统中实现。举例而言，本公开内容的原理可以在变压器耦合等离子体(tcp)系统、ccp阴极系统、远程微波等离子体生成和运输系统等等中实现。
34.根据本公开内容的控制器182还被配置为调整处理室108内的压强的控制参数，以补偿由处理室108内的表面上的材料积累导致的蚀刻和沉积速率的变化。控制器182还可以被配置为调整蚀刻(例如修整)或沉积步骤的持续时间以补偿由累积导致的蚀刻和沉积速率的变化。控制参数可以对应于例如压强的量。可以通过控制阀178和/或泵180来控制压强的量。换句话说，控制器182控制泵180以调节处理室108内的压强。
35.现在参照图2a-2k，其描述了示例性的sadp处理。图2a显示了包含例如形成于其上的衬底200的硬掩模层204。仅举例而言，衬底200包含硅(si)衬底。硬掩模层204可以由硅氮化物(si3n4)制成，但也可使用其他材料。多个核心层(例如心轴层)208、212和216被沉积于硬掩模层204上(例如利用化学气相沉积(cvd)、等离子体增强cvd(pecvd)、原子层沉积(ald)等)。仅举例而言，核心层208、212和216可包含非晶硅(a-si)。在一些示例中，核心层208、212和216可具有约50-150nm(例如100nm)的高度。图案化层(例如图案化光致抗蚀剂层或掩模)220被形成于核心层216上。图案化层220利用光刻技术图案化。
36.将包含硬掩模层204、核心层208、212和216以及掩模220的衬底200设置于处理室
(例如蚀刻工具的感应耦合式等离子体室)内。如图2b所示，对核心层216进行蚀刻(例如利用各向异性蚀刻或其他处理)以形成多个心轴224。在蚀刻核心层216期间，掩模220保护核心层216的对应于心轴224的部分。如果掩模220为光致抗蚀剂掩模，则可利用含氧等离子体将掩模220移除。如果掩模220为与如下述的间隔层228相似的材料，则掩模220可保留在心轴224上，并且可在蚀刻间隔层228期间对掩模220进行蚀刻。
37.在图2c中，间隔层228被沉积于衬底200上(即，核心层212和心轴224上)。仅举例而言，可利用ald以保形地沉积间隔层228.ald可以包括氧化物型沉积(使用包括四氯化硅(sicl4)、硅烷(sih4)等的前体)、氮化物型沉积(使用包括分子氮、氨(nh3)等的前体)和/或基于碳的沉积(使用包括甲烷(ch4)、氟甲烷(ch3f)等的前体)。
38.在一示例中，在存在o2的情况下利用sicl4前体以沉积间隔层228。执行间隔层228的沉积的其他示例性工艺参数包含在低于10℃的最小温度至120℃之间的温度变化、介于200至1800w之间的等离子体功率、从0至约1000伏特的偏压、以及介于2mtorr至2000mtorr之间的室压强。
39.在一些示例中，在沉积间隔层228之前，可在心轴224上执行修整步骤。例如，在修整步骤中，可对心轴224进行蚀刻以调整心轴224的宽度及间隔层228的尺寸。
40.在图2d中，对间隔层228进行蚀刻(例如利用各向异性蚀刻处理)以将间隔层228的部分从核心层212和心轴224的上表面移除，并且同时使得间隔层228的侧壁部分232能够保留。在一些示例中，在图2d中所述的蚀刻之后，可执行穿透步骤(例如含氟化物等离子体处理)。此外，根据间隔层228的材料，可以在含氟化物等离子体处理之前执行含氧等离子体处理。在图2e中，将心轴224移除(例如利用各向异性蚀刻)。因此，侧壁部分232保持形成于衬底200上。
41.如图2f所示，对核心层212进行蚀刻(例如利用各向异性蚀刻或其他处理)，以形成多个心轴236。在蚀刻核心层212期间，侧壁部分232用作掩模以保护核心层212的对应于心轴236的部分。可在额外的等离子体蚀刻步骤中、在如下述的间隔层240的蚀刻期间等将侧壁部分232移除。
42.在图2g中，间隔层240被沉积于衬底200上(即，核心层208和心轴236上)。仅举例而言，可以相似于间隔层228的方式而利用ald来保形地沉积间隔层240。在一些示例中，在沉积间隔层240之前，可在心轴236上执行修整步骤。
43.在图2h中，对间隔层240进行蚀刻(例如利用各向异性蚀刻处理)以将间隔层240的部分从核心层208和心轴236的上表面移除，并且同时使得间隔层240的侧壁部分244能够保留。在一些示例中，在图2h中所述的蚀刻之后，可执行穿透步骤(例如含氟化物等离子体处理)。另外，根据间隔层240的材料，可在含氟化物等离子体处理之前执行含氧等离子体处理。在图2i中，将心轴236移除(例如利用各向异性蚀刻)。因此，侧壁部分244保持形成于衬底200上。
44.如图2j所示，对核心层208进行蚀刻(例如利用各向异性蚀刻或其他处理)，以形成多个心轴248。在蚀刻核心层208期间，侧壁部分244用作掩模以保护核心层208的对应于心轴248的部分。可在例如额外的等离子体蚀刻步骤中将侧壁部分244移除，如图2k所示。
45.如图2k所示，sadp处理造成在衬底200上(例如在硬掩模层204上)以间隔图案形成的心轴248。心轴248之间的间距是根据图2i中所示的侧壁部分244之间的间距来确定。侧壁
部分244之间的间距进而根据图2e中所示的侧壁部分232之间的间距来确定。心轴236和心轴236的宽度确定侧壁部分244之间和侧壁部分232之间的各自的间距，并因此确定心轴248之间的间距。因此，可在心轴236和心轴236上执行修整步骤，以确保心轴248之间的均匀间距。例如，可对心轴236的相应宽度进行修整以实现均匀的间距，使得a＝b＝c，如图2k所示。
46.现参照图3a、3b、3c和3d，描述了sadp处理的示例性修整步骤。为了简单起见，仅显示了单一的核心层300和心轴304。在图3a中，显示在修整步骤之前的心轴304(例如在用于在核心层300上形成心轴304的蚀刻步骤之后，例如图2b中所示)。心轴304的宽度对应于关键尺寸cd1。如图3b所示而对心轴304进行修整，以调整心轴304的宽度。因此，将心轴304的关键尺寸减小至cd2。在图3c中，将间隔层308沉积在核心层300和心轴304上。例如间隔层308利用如上述的ald而保形地沉积。
47.图3d显示了在执行一或更多蚀刻步骤以移除间隔层308的部分和心轴304之后残留在核心层300上的间隔层308的侧壁部分312。侧壁部分312之间的间隔(例如s1、s2等)对应于心轴304的各自宽度(例如cd2)。因此，可将侧壁部分312的节距定义为s1 s2 2l，其中l对应于线宽(即，侧壁部分312中的一个的宽度)。
48.各种不均匀性影响在处理期间材料沉积(例如在ald步骤期间)和移除(例如在蚀刻步骤期间)的量。举例而言，如图3c中所示的间隔层308的沉积以及如图3b中所示的修整步骤期间心轴304的蚀刻造成材料沉积在处理室的表面上(例如在内壁上)。该沉积材料的累积改变处理室的阻抗以及后续蚀刻工艺步骤期间的蚀刻率，造成修整步骤的wtw变化性。例如，随着处理室中材料的累积增加，蚀刻量400(例如针对预定持续时间的修整步骤，以埃为单位)下降。更具体而言，随着累积增加并导致处理室的阻抗改变，有效压强降低。换言之，有效压强小于期望(例如，设定点)压强。累积可以计量为相对于最后一次清洁处理室的修整/沉积循环的数量。相反，蚀刻量随着压强的增加而增加。该增加通常可以是线性的。
49.根据本公开内容的控制器182被设置成基于累积量提高设定点压强(例如将压强从预定的默认设定值提高到经调整的压强)。举例而言，设定点压强根据压强调整系数进行调整。当累积量低的时候(例如低于900埃)，压强调整系数介意为1.0000。换言之，当累积量低的时候，调整设定点压强可能不必要。相反，随着累积量增加，压强调整系数从1.0000增加到大于1.0000的值(例如1.01、1.02、
…
、1.06等等)。
50.例如，如果在累积3900埃时所需压强为7.00托，7.00托的设定点压强的有效压强对应于7.00*0.94或6.58托。因此，设定点压强根据对应于累积3900埃的压强调节系数1.06增加，使得有效压强保持在由设定点压强指示的期望压强。换言之，设定点压强根据7.00*1.06＝7.42托进行调整。可以在大于3900埃的累积水平以类似的方式调整压强(例如，直到累积1.5μm或更大。
51.可以在各种累积值下计算或确定压强调整系数。累积值可以对应于测量的、估计或确定的累积量。在一些示例中，压强调整系数可拟合曲线和/或以公式表示。在一个示例中，曲线以三次多项式表示。控制器182被设置成基于该累积量、期望的设定点压强(例如如来自使用者、工艺配方等等作为输入而接收的)以及该公式来计算经调整的设定值功率。在其他示例中，控制器182可储存数据(例如：查找表)，其将多个累积值与相应的压强调整系数相关联。
52.现在参考图4，一种补偿处理室中的累积以将修整步骤中晶片与晶片间(wtw)变化
性最小化的示例性方法800开始于804。在808，方法800确定在处理室内材料累积的增加(以及处理室的阻抗的对应变化)与给定修整步骤的蚀刻量的变化之间的相关性。举例而言，方法800收集并储存第一数据，其指明蚀刻量下降(例如以埃为单位)和累积量增加之间的相关性。例如累积可以以自从上一次清洁处理室以来修整/沉积循环的次数计量，其中一个循环对应于一个修整步骤和随后的一个间隔层沉积步骤。在其他示例中，累积可以另一方式计量。例如累积可以以自从上次清洁处理室以来，在处理室内所执行的蚀刻及沉积的总持续时间；自从上次清洁处理室以来，所处理的衬底的总数量；自从上次清洁处理室以来已经经过的时间量等等来计量。仅举例而言，所收集的第一数据对应于累积值和蚀刻量。
53.在812，方法800确定蚀刻量和处理室内的压强之间的相关性。举例而言，方法800收集并且存储第二数据，其指示在修整步骤期间提供的压强的变化与蚀刻量的对应的变化之间的相关性。仅举例而言，所收集的第二数据可对应于压强与蚀刻量的相关关系。一般来说，增加的压强使蚀刻量增加，而降低的压强使蚀刻量减小。
54.在816，方法800使用所收集的第一数据和第二数据以计算所需的压强以在不同的累积值下达到目标蚀刻量。举例而言，方法800计算用于给定累积值的有效压强、有效压强比设定点压强的比率、以及压强调整系数(例如补偿该累积所需的压强比设定点压强的比率)。在820，方法800使用压强调整系数以计算并存储各种累积值与对应的压强调整系数之间的相关性。举例而言，累积值与压强调整系数之间的相关性可对应于所存储的数据、诸如代表曲线708的多项式之类的公式等等。仅举例而言，控制器182可存储该公式。
55.在824，方法800根据所存储的累积值与压强调整系数之间的相关性来执行修整步骤。举例而言，在修整步骤之前，方法800(例如控制器182、900)确定累积，以及根据累积和所存储的公式的压强调整系数。方法800使用压强调整系数来调整期望的设定点压强。方法800使用由压强调整系数所调整的设定点压强来执行修整步骤。方法800结束于828。
56.现在参考图5，其显示了根据本公开内容设置以补偿处理室中的累积的示例性控制器900。控制器900包括在根据本公开内容的修整步骤期间控制处理室内的压强的压强控制器或控制模块904。例如，压强控制器904选择性地向阀178和泵180提供信号以调整处理室108内的压强。
57.压强控制器904接收期望的设定点压强(例如，基于由控制器900所执行的工艺配方、来自用户接口908等等)以及累积值(例如来自如上所述设置以确定处理室内的累积量的累积确定器或计算模块912)。压强控制模块904从存储器916检索所存储的数据。举例而言，所存储的数据对应于指出各累积值与对应压强调整系数之间的相关性的公式。压强控制器904基于确定的累积、设定点压强和检索到的数据来计算经调整的压强。压强控制模块904相应地控制处理室108内的压强。
58.在另一示例中，控制器900可被设置成不是调整压强的量，而是调整修整步骤的持续时间，以补偿由处理室内的累积量所造成的蚀刻速率的下降。替代地，控制器900可以被配置为除了调整压强的量外，还调整修整步骤的持续时间以补偿蚀刻速率的下降。特别是，可增加修整步骤的持续时间以补偿蚀刻速率的下降。举例而言，压强控制器904接收期望的设定点压强、修整步骤的持续时间、以及累积值。压强控制器904从存储器916检索存储的数据，该数据指出各累积值和对应的修整步骤持续时间调整系数之间的相关性。在工艺配方指出修整步骤持续时间d的一示例中，压强控制器904被设置成根据调整的持续时间d
adj
＝
(持续时间调整系数)*d来调整持续时间d。举例而言，持续时间调整系数可基于累积值，根据将各累积值与对应的持续时间调整系数相关联的公式，以类似于如上所述的压强调整系数的计算方式进行计算。
59.尽管上文在图4-6中描述的系统和方法对应于减少由材料在处理室的内表面上的累积引起的wtw蚀刻变化性，但本公开的原理也可以被实施以便以类似方式减少wtw沉积变化性。举例而言，沉积可能会受到处理室内的压强的影响。因此，当沉积速率由于累积而改变(例如，增加或减小)时，可以调整压强的控制参数以补偿改变的沉积速率。因此，可以调整压强以维持期望的沉积速率并减少由处理室的阻抗变化导致的变化性。在其他示例中，可以增加或减少沉积步骤的持续时间以补偿改变的沉积速率。
60.例如，可以根据所选择的沉积分布来执行沉积步骤。例如，沉积分布可以基于在整个衬底上的沉积量(即，沉积厚度)的范围。每个沉积分布可以针对特定的处理室、工艺等和各种工艺参数进行优化，以在整个衬底上实现期望的沉积厚度。例如，可以计算沉积分布以在整个衬底上实现均匀的沉积厚度，以最小化沉积厚度的径向和/或方位角变化(即，最小化沉积厚度范围和最大化范围稳定性)。此外，可优化沉积分布以最小化在同一处理室内处理的批量衬底的各自变化性范围内的差异。
61.然而，随着处理室内材料的累积增加，沉积速率也会发生变化。因此，在同一处理室内处理的各个衬底上沉积厚度的变化范围会随着累积的增加而不同。换言之，在第一累积水平下优化的沉积分布可能不会针对第二累积水平优化。批量衬底的范围稳定性的差异会相应改变。例如，使用沉积分布在处理室中处理的第一衬底可以具有第一范围的沉积厚度变化性，而使用相同的沉积分布并且在相同的累积水平下处理的第二衬底可以具有第二范围的变化性。第一范围和第二范围之间的差异在不同的累积水平之间变化。
62.对于不同的累积水平，沉积厚度可能在多个整个上具有不同的变化范围。可以针对高水平的累积(例如，大于10,000埃的累积)优化沉积分布。变化范围和在变化范围之间的差异通常在越低的累积水平(例如，在小于10,000埃的累积)下越大。变化范围和在这些范围之间的差异随着累积的增加而减小。举例而言，在较低的累积水平(例如，小于3,000埃)，这些范围之间的最大差异可能为约1埃。相反，在更高的累积水平(例如，超过24,000埃)，这些范围之间的最大差异可能小于0.5埃。
63.批量的处理过的衬底的变化范围和在批量的处理过的衬底的各自变化范围之间的差异与累积水平成反比。相反，在沉积分布针对低水平的积累(例如，小于10,000埃)而被优化的示例中，批量的处理过的衬底的变化范围和在批量的处理过的衬底的各自变化范围之间的差异可以与累积水平成正比。换言之，在沉积轮廓针对低累积水平而被优化的示例中，随着处理室内的累积水平增加，批量的处理过的衬底的变化范围和在批量的处理过的衬底的各自变化范围之间的差异会增大。
64.因此，可变压强可用于补偿累积水平的变化。例如，在低累积(例如，小于3000埃)下，压强可以保持在相对低的水平(例如，小于1.5托)。随着积累的增加，压强1也相应增加。举例而言，随着累积增加到大约15,000埃，压强增大。在大于15,000埃的累积水平时，压强可能会趋于平稳并保持在相对恒定的水平。压强的增大通常可以是线性的或非线性的(例如，步进式的)。
65.因此，对于越低的累积水平，处理室内的压强越低，导致变化范围越小，并且变化
范围之间的差异越小。
66.现在参考图6，根据本公开的用于补偿处理室中的累积以最小化沉积步骤中的wtw变化性的示例性方法1000开始于1004。在1008，方法1000确定处理室内材料累积的增加(以及处理室阻抗的相应变化)和沉积工艺和/或步骤的沉积变化范围的变化之间的相关性。方法1000可以确定对应的沉积分布。在1012，方法1000确定沉积的变化范围与处理室内的各种积累水平的压强之间的相关性。例如，方法1000收集并存储指示处理室内的压强变化与沉积变化的相应范围之间的相关性的第二数据。
67.在1016，方法1000使用所收集的第一数据和第二数据来计算和存储对应于不同累积值的压强分布。在1020，方法1000根据压强分布和处理室内累积的增加在批量的衬底上执行沉积工艺。例如，在给定衬底上执行的沉积工艺或步骤之前，方法1000(例如，控制器182、900)确定累积。方法1000根据存储的压强分布确定压强。方法1000使用根据压强分布确定的设定点压强执行沉积。在一些示例中，方法1000可以使用如上文在图4-6中描述的压强调整系数来调整设定点压强。方法1000在1024结束。
68.前面的描述本质上仅仅是说明性的，并且绝不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以各种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应当被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求时，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不变化本公开的原理的情况下，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时地)执行。此外，虽然每个实施方案在上面被描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施方案描述的那些特征中的任何一个或多个，可以在任何其它实施方案的特征中实现和/或与任何其它实施方案的特征组合，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施方案不是相互排斥的，并且一个或多个实施方案彼此的置换保持在本公开的范围内。
69.使用各种术语来描述元件之间(例如，模块之间、电路元件之间、半导体层之间等)的空间和功能关系，各种术语包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“紧挨”、“在...顶部”、“在...上面”、“在...下面”和“设置”。除非将第一和第二元件之间的关系明确地描述为“直接”，否则在上述公开中描述这种关系时，该关系可以是直接关系，其中在第一和第二元件之间不存在其它中间元件，但是也可以是间接关系，其中在第一和第二元件之间(在空间上或功能上)存在一个或多个中间元件。如本文所使用的，短语“a、b和c中的至少一个”应当被解释为意味着使用非排他性逻辑或(or)的逻辑(a或b或c)，并且不应被解释为表示“a中的至少一个、b中的至少一个和c中的至少一个”。
70.在一些实现方式中，控制器是系统的一部分，该系统可以是上述示例的一部分。这样的系统可以包括半导体处理设备，半导体处理设备包括一个或多个处理工具、一个或多个室、用于处理的一个或多个平台、和/或特定处理部件(晶片基座、气体流系统等)。这些系统可以与用于在半导体晶片或衬底的处理之前、期间和之后控制它们的操作的电子器件集成。电子器件可以被称为“控制器”，其可以控制一个或多个系统的各种部件或子部件。根据处理要求和/或系统类型，控制器可以被编程以控制本文公开的任何工艺，包括处理气体的输送、温度设置(例如加热和/或冷却)、压力设置、真空设置、功率设置、射频(rf)产生器设置、rf匹配电路设置、频率设置、流率设置、流体输送设置、位置和操作设置、晶片转移进出工具和其他转移工具和/或与具体系统连接或通过接口连接的装载锁。
71.概括地说，控制器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/或一个或多个微处理器、或执行程序指令(例如，软件)的微控制器。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工艺的操作参数。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。
72.在一些实现方式中，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，变化当前处理的参数、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。
73.示例系统可以包括但不限于等离子体蚀刻室或模块、沉积室或模块、旋转漂洗室或模块、金属电镀室或模块、清洁室或模块、倒角边缘蚀刻室或模块、物理气相沉积(pvd)室或模块、化学气相沉积(cvd)室或模块、原子层沉积(ald)室或模块、原子层蚀刻(ale)室或模块、离子注入室或模块、轨道室或模块、以及可以与半导体晶片的制造和/或制备相关联或用于半导体晶片的制造和/或制备的任何其它半导体处理系统。
74.如上所述，根据将由工具执行的一个或多个处理步骤，控制器可以与一个或多个其他工具电路或模块、其它工具部件、群集工具、其他工具接口、相邻工具、邻近工具、位于整个工厂中的工具、主计算机、另一控制器、或在将晶片容器往返半导体制造工厂中的工具位置和/或装载口运输的材料运输中使用的工具通信。