[發(fā)明專利]可切換的射頻功率源系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010130648.2
• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN102202454A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 尹志堯;陳金元;杜志游;歐陽亮;飯塚浩
• 申請（專利權(quán)）人: 中微半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及運用于等離子體處理腔的射頻功率供應(yīng)裝置，尤其是指，一種能實現(xiàn)在多頻率的射頻功率之間切換應(yīng)用的射頻功率供應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

運用雙重射頻頻率輸入的等離子體處理腔在現(xiàn)有技術(shù)中被熟知。通常，雙重射頻頻率輸入的等離子體處理腔接受頻率在大約15MHz之下的偏置射頻功率和具有更高頻率(通常40MHz-200MHz)的等離子體源射頻功率。在本文中，偏置射頻功率指用于控制等離子體離子能量和離子能量分布的射頻功率。等離子體源射頻功率指用于控制等離子體的離子解離或等離子體密度的射頻功率。作為一些具體例子，在現(xiàn)有技術(shù)中，等離子體刻蝕處理腔工作在2MHz或13MHz的偏置射頻下和工作在27MHz、60MHz、100MHz或更高頻率的源射頻下。

最近有提議將等離子體處理腔工作于一個偏置頻率和兩個源頻率下。例如，有人提出將等離子體刻蝕處理腔工作于2MHz的偏置頻率和工作于27MHz和60MHz的兩個源頻率下。照此設(shè)置，使用兩個源射頻功率可以控制不同種類離子的解離度。但是，在這些現(xiàn)有技術(shù)中，每個頻率均由一個單獨的射頻功率供應(yīng)裝置提供。欲知詳情，可以參考美國專利6,281,469、6,703,080、7,144,521、7,503,996、7,602,127和美國公開的專利申請2005/0264218和2007/0044715。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明內(nèi)容部分僅提供對本發(fā)明的一些方面和特征的基本理解性介紹，而非本發(fā)明的整體概括，其并非特別地用于確定本發(fā)明關(guān)鍵或主要的原理或者限定本發(fā)明的范圍，其目的僅用于以簡化形式呈現(xiàn)本發(fā)明的一些概念，以作為下文更多細節(jié)描述的前序。

本發(fā)明的各方面提供具有可切換的射頻功率源的等離子體處理腔。使用此創(chuàng)新的系統(tǒng)，一個單一的射頻功率發(fā)生器可以被用于施加不同的頻率給等離子體。該被施加的射頻頻率可以在任何時候被切換，包括在工藝處理期間。例如，當(dāng)在需要高轟擊能量時，處理腔可以被操作于使用2MHz的射頻偏置功率，而當(dāng)需要更小能量的離子轟擊時，處理腔可以被操作于使用13MHz的射頻偏置功率。本發(fā)明公開了各種各樣的具體的實施方式，其中，被切換的元件可以是振蕩器、直接數(shù)字式合成器(Direct?DigitalSynthesizer，DDS)、放大器、輸出端等等。

根據(jù)本發(fā)明的方面，提供一種可切換的射頻功率源系統(tǒng)，包括：提供頻率信號的振蕩器；接收該頻率信號和以一第一頻率或以一第二頻率輸出射頻信號的射頻功率源組件(RF?power?sourcearrangement)；一寬帶放大器，用于接收和放大該具有第一頻率或第二頻率的射頻信號，從而提供一個具有該第一頻率或第二頻率的被放大的射頻信號；以及一切換機制，用于在該第一頻率或第二頻率之間切換。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，該射頻功率源組件包括一第一直接數(shù)字式合成器(DDS)和一第二直接數(shù)字式合成器(DDS)，以及，其中該切換機制包括一第一開關(guān)和一第二開關(guān)，該第一開關(guān)接收該頻率信號并選擇性地將該頻率信號提供給該第一直接數(shù)字式合成器或第二直接數(shù)字式合成器中的一個；該第二開關(guān)選擇性地將源自該第一直接數(shù)字式合成器或第二直接數(shù)字式合成器的射頻信號提供給該寬帶放大器。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該射頻功率源組件包括一第一直接數(shù)字式合成器和一第二直接數(shù)字式合成器，以及，其中該切換機制包括一開關(guān)，該開關(guān)選擇性地將源自該第一直接數(shù)字式合成器或第二直接數(shù)字式合成器的射頻信號提供給該寬帶放大器。

根據(jù)本發(fā)明的另外方面，該系統(tǒng)可以進一步包括匹配網(wǎng)絡(luò)，并且，該切換機制包括一開關(guān)，用于選擇性地給該網(wǎng)絡(luò)提供一個具有該第一頻率或該第二頻率的射頻信號。

根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施方式，提供一種可切換的射頻功率源系統(tǒng)，包括：提供頻率信號的振蕩器；射頻功率源組件，接收所述頻率信號和以一第一頻率或一第二頻率輸出一射頻信號；接收和放大該具有第一頻率的射頻信號的第一窄頻帶放大器和接收和放大該具有第二頻率的射頻信號的第二窄頻帶放大器，從而提供一個被放大的具有第一頻率或第二頻率的射頻信號；以及，一切換機制，用于在該第一頻率和第二頻率之間切換。該切換機制可以包括一第一開關(guān)和一第二開關(guān)，該第一開關(guān)接收該頻率信號并選擇性地將該具有第一頻率的射頻信號提供給該第一窄頻帶放大器和將該具有第二頻率的射頻信號提供給該第二窄頻帶放大器；該第二開關(guān)選擇性地從第一窄頻帶放大器或第二窄頻帶放大器接收輸出信號。

附圖說明