半导体加工电路、方法、装置、设备及介质与流程

本技术属于半导体，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：

1、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：

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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：

7、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。

8、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。

9、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。

10、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。

11、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。

技术实现思路

1、本技术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。

2、本技术实施例的第一方面提了一种半导体加工电路，包括：

3、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；

4、能源电路，用于接入能量至所述等离子体反应腔；

5、射频源，用于输出能量至所述能源电路；以及，

6、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。

7、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。

8、在第一方面的一种可选的实施方式中，所述控制器包括：

9、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；

10、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；

11、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。

12、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。

13、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：

14、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。

15、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。

16、在第一方面的一种可选的实施方式中，所述探测器包括：

17、与所述等离子体反应腔的指定电极处电连接的第一端；

18、接地的第二端；

19、用于输出探测信号的第三端；

20、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，

21、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。

22、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。

23、在第一方面的一种可选的实施方式中，所述探测器还包括：

24、输入端与所述第三端电连接的第一滤波器；

25、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；

26、输入端与所述乘法器的输出端电连接的第二滤波器；以及，

27、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；

28、其中，所述加法器的输出端与所述控制器电连接。

29、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。

30、在第一方面的一种可选的实施方式中，所述能源电路包括：

31、用于接入所述射频源的整流器；

32、输入端与所述整流器的输出端电连接的dc-dc变换器；

33、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；

34、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，

35、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；

36、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。

37、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。

38、本技术实施例的第二方面提了一种半导体加工方法，包括：

39、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；

40、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；

41、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。

42、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。

43、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：

44、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。

45、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；

46、所述在指定时段通过所述射频源输出指定电平，包括：

47、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。

48、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。

49、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；

50、所述以预设方式运行射频源，包括：

51、运行所述第一源输出第一脉冲和同步指令；

52、响应于所述同步指令，运行所述第二源输出第二脉冲。

53、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。

54、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：

55、获取所述等离子体反应腔的指定电极处的第一信号；

56、获取所述第一信号中的基频部分，得到第二信号；

57、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。

58、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。

59、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：

60、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；

61、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。

62、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。

63、本技术实施例的第三方面提了一种半导体加工装置，包括：

64、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；

65、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；

66、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。

67、本技术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。

68、本技术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。

69、本技术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。

70、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。