[發明專利]功率和頻率的基于阻抗的調節

有效

• 申請號: 201310057803.6
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103295866A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 約翰·C·小瓦爾考;布拉德福德·J·林達克
• 申請（專利權）人: 朗姆研究公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 李獻忠

技術領域

本實施方案涉及改善對等離子體阻抗的變化的響應時間和/或提高穩定等離子體的精度，并且更特別地涉及用于功率和頻率的基于阻抗的調節的裝置、方法和計算機程序。

背景技術

在一些等離子體處理系統中，多個射頻（RF）信號被提供給等離子體腔室內的一個或多個電極。RF信號幫助在等離子體腔室內產生等離子體。等離子體用于各種操作，例如，清潔置于下方電極上的基板，蝕刻基板，等等。

在產生射頻（RF）信號的驅動器放大器系統（driver?and?amplifier?system）與等離子體腔室之間，通常放置有阻抗匹配電路。阻抗匹配電路將負載（例如等離子體腔室內的等離子體）的阻抗與源（例如產生RF信號的驅動器放大器系統）的阻抗匹配。然而，在一些情形下，阻抗匹配不能足夠迅速以響應于等離子體阻抗的變化。

而且，盡管一些系統足夠迅速以響應于該變化，這些系統可能不能使得精確地調節功率和/或頻率以穩定等離子體。

在該背景下，產生了本公開中所描述的實施方案。

發明內容

公開的實施方案提供了用于功率和頻率的基于狀態的調節的裝置、方法和計算機程序。應當理解的是，本實施方案能夠以多種方式來實施，例如，工藝、裝置、系統、器件、或計算機可讀介質上的方法。下文將描述多個實施方案。

在實施方案中，系統包括用于收容等離子體的等離子體腔室。所述等離子體腔室包括電極。該系統包括驅動器放大器（DA）系統，該驅動器放大器系統與等離子體腔室耦合以向電極提供射頻（RF）信號。該DA系統經由傳輸線與等離子體腔室耦合。該系統進一步包括與DA系統耦合的選擇器、與所述選擇器耦合的第一自動頻率控制器（AFC），以及與該選擇器耦合的第二AFC。所述選擇器被配置為基于在傳輸線上感測到電流和電壓的值來選擇第一AFC或第二AFC。

在一個實施方案中，系統包括與電極耦合的主生成器。所述主生成器包括用于向電極供應主射頻（RF）信號的主驅動器放大器。所述主生成器進一步包括主自動調頻器（AFT）以便當脈沖信號處于第一狀態時向主驅動器放大器提供第一主頻率輸入。該主AFT被配置為當脈沖信號處于第二狀態時向所述主驅動器放大器提供第二主頻率輸入。所述系統進一步包括與所述電極耦合的輔生成器。

在該實施方案中，所述輔生成器包括用于向所述電極供應輔RF信號的輔驅動器放大器。輔生成器進一步包括與所述輔驅動器放大器耦合的第一輔AFT。輔生成器包括與所述輔驅動器放大器耦合的第二輔AFT。該輔生成器還包括處理器，該處理器與第一輔AFT和第二輔AFT耦合。輔生成器進一步包括與所述電極耦合的傳感器。所述傳感器用于感測在第一狀態和第二狀態期間在輔生成器和電極之間傳遞的電流和電壓。所述處理器被配置為基于電流和電壓來生成參數并且被配置為判定對于第一狀態的參數中的第一個是否超過第一界限以及對于第二狀態的參數中的第二個是否超過第二界限。第一輔AFT被配置為在接收到第一參數超過第一界限的判定時向輔驅動器放大器提供第一輔頻率輸入，并且第二輔AFT被配置為在接收到第二參數超過第二界限的判定時向輔驅動器放大器提供第二輔頻率輸入。

在實施方案中，說明了包括用于生成脈沖信號的數字脈沖源的系統。該系統包括主生成器。所述主生成器包括與電極耦合的主驅動器放大器，用于向所述電極供應主射頻（RF）信號。主生成器還包括一個或多個主處理器，所述主處理器與脈沖源耦合以用于接收脈沖信號。一個或多個主處理器被配置為識別脈沖信號的兩種狀態中的第一個以及兩種狀態中的第二個，判定為當脈沖信號處于第一狀態時向主驅動器放大器提供主功率值，并且判定為當脈沖信號處于第一狀態時提供主RF信號的主頻率值。

在該實施方案中，所述系統進一步包括輔生成器，所述輔生成器包括輔驅動器放大器，所述輔驅動器放大器與所述電極耦合以用于向所述電極供應輔RF信號。輔生成器進一步包括一個或多個輔處理器，所述一個或多個輔處理器與脈沖源耦合以用于接收脈沖信號。一個或多個輔處理器被配置為：當脈沖信號處于第一狀態時判定與等離子體相關聯的參數是否超過第一界限，當脈沖信號處于第二狀態時判定該參數是否超過第二界限，并且判定為響應于判定出該參數超過第一界限而向輔驅動器放大器提供第一輔功率值。一個或多個輔處理器被進一步配置為響應于判定出該參數超過第二界限而判定為向輔驅動器放大器提供第二輔功率值，響應于判定出該參數超過第一界限而判定為向輔驅動器放大器提供第一輔頻率值，并且響應于判定出該參數超過第二界限而判定為向輔驅動器放大器提供第二輔頻率值。