優先權要求

本申請要求遞交于2012年12月31日且名稱為“TCCT?Match?Circuit?for?Plasma?Etch?Chambers”的申請號為61/747,919的美國臨時申請的優先權。本申請作為遞交于2012年10月23日且名稱為“Faraday?Shield?Having?Plasma?Density?Decoupling?Structure?Between?TCP?Coiling?Zones”申請號為13/658,652的美國專利申請的部分連續案要求優先權，而該美國專利申請13/658,652作為遞交于2011年8月4日且名稱為“Internal?Faraday?Shield?Having?Distributed?Chevron?Patterns?and?Correlated?Positioning?Relative?to?External?Inner?and?Outer?TCP?Coil”申請號為13/198,683的美國專利申請的部分連續案要求優先權，而該申請13/198,683要求遞交于2011年4月28日且名稱為“Internal?Faraday?Shield?Having?Distributed?Chevron?Patterns?and?Correlated?Positioning?Relative?to?External?Inner?and?outer?TCP?Coil”申請號為61/480,314的美國臨時專利申請的優先權。這些申請的全部公開內容為所有目的通過引用合并于本文中。

技術領域

本發明總體涉及半導體制造，并且更特別地涉及用于等離子體蝕刻腔室的TCCT匹配電路。

背景技術

在半導體制造中，蝕刻工藝通常重復地實施。如本領域技術人員所公知的，存在兩種類型的蝕刻工藝：濕法蝕刻和干法蝕刻。一種類型的干法蝕刻是使用感應耦合式等離子體蝕刻裝置執行的等離子體蝕刻。

等離子體包含各種類型的自由基以及正離子和負離子。各種自由基、正離子和負離子的化學反應用于蝕刻晶片的特征、表面和材料。在蝕刻處理期間，腔室線圈執行與變壓器中的初級線圈的功能類似的功能，而等離子體執行與變壓器中的次級線圈的功能類似的功能。

現有的變壓器耦合電容調諧（TCCT）匹配設計遭遇若干問題，尤其當用于對磁電阻隨機存取存儲器（MRAM）執行制造工藝時。問題包括有限的TCCT范圍、有限的變壓器耦合等離子體（TCP）功率、高的線圈電壓和線圈電弧放電。結果，電抗器腔室的處理窗會極其有限，意味著不能適應各種配方。如果處理窗之外的配方被迫運行，其可能由于過電壓和/或過電流互鎖而中止，并且甚至更壞地，會導致TPC線圈的電弧放電以及陶瓷窗和陶瓷十字架（cross）的破壞。此外，當端子電壓不太均衡時，由于通過TCP線圈的電容耦合引起的陶瓷窗的濺射效應會隨時間而發展。其結果是，顆粒從陶瓷窗濺射出，隨后沉積在晶片上，會導致產量損失。該效應會將電抗器的操作壽命限制為例如500RF操作小時。

鑒于上述情況，對于用于等離子體蝕刻腔室的改進的TCCT匹配電路存在需求。

發明內容

公開了一種用于在半導體器件制造期間蝕刻半導體襯底以及形成在半導體襯底上的層的裝置。該裝置由TCCT匹配電路限定，其控制在其中執行蝕刻的等離子體處理腔室的TCP線圈的操作。

在一個實施例中，提供了一種耦合在RF源和等離子體腔室之間的匹配電路，所述匹配電路包括以下部分：功率輸入電路，所述功率輸入電路與RF源耦合；內線圈輸入電路，其耦合在所述功率輸入電路和內線圈的輸入端子之間，所述內線圈輸入電路包括電感器和與所述電感器串聯地耦合的電容器，所述電感器與功率輸入電路連接，并且電容器與內線圈的輸入端子連接，第一節點限定在功率輸入電路和內線圈輸入電路之間；內線圈輸出電路，其耦合在內線圈的輸出端子和地之間，所述內線圈輸出電路限定與地的直接貫通連接；外線圈輸入電路，其耦合在第一節點和外線圈的輸入端子之間；外線圈輸出電路，其耦合在外線圈的輸出端子和地之間。

在一個實施例中，電容器為具有在大約150pF至大約1500pF之間的值的可變電容器；并且所述電容器具有在大約0.3uH至大約0.5uH之間的值。

在一個實施例中，外線圈輸入電路包括第二電容器。

在一個實施例中，第二電容器為具有在大約150pF至大約1500pF之間的額定值的可變電容器。