[發明專利]在等離子體處理系統中同步RF脈沖的方法和裝置

有效

• 申請號: 201380010617.5
• 申請日: 2013-02-07
• 公開（公告）號: CN104160789B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 約翰·瓦爾考;哈梅特·辛格;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: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;H05H1/46
• 代理公司: 上海勝康律師事務所31263
• 代理人: 李獻忠

優先權主張

本申請主張由John C,Vakore,Jr.于2012年2月22日提交的名稱為"METHODS AND APPARATUS FOR SYNCHRONIZING R.F PULSES IN A PLASMA PROCESSING SYSTEM"的美國臨時申請號為61/602,041的共同擁有的臨時專利申請的優先權，其全部內容通過引用并入本文。

背景技術

等離子體處理長期以來被用于處理襯底(例如，晶片或平板或其它襯底)以創建電子設備(例如，集成電路或平板顯示器)。在等離子體處理中，將襯底置于等離子體處理室中，該等離子體處理室采用一個或多個電極將源氣體(其可以是蝕刻劑源氣體或沉積源氣體)激發成用于處理該襯底的等離子體?？梢酝ㄟ^RF信號激勵該電極，例如，該RF信號是通過RF發生器供應的。

在一些等離子體處理系統中，可以向一個或多個電極提供多個RF信號以產生等離子體，該多個RF信號中的一些可以具有相同的RF頻率或者具有不同的RF頻率。例如，在電容耦合等離子體處理系統中，為了產生預期的等離子體，可以向頂部電極、底部電極、或者可以向它們兩者提供一個或多個RF信號。

在一些應用中，可以向RF信號施加脈沖。對于任何給定的RF信號，RF脈沖涉及將RF信號導通和截止，通常是在相同的RF信號周期內，但可以跨越多個RF信號周期。此外，RF脈沖可以在信號之間同步。例如，如果兩個信號RF1和RF2是同步的，則對于信號RF2的每個主動脈沖都有信號RF1的主動脈沖。這兩個RF信號的脈沖可以是同相的，或者一個RF脈沖的上升沿可以滯后于另一個RF脈沖的上升沿，或者一個RF脈沖的下降沿可以滯后于另一個RF脈沖的下降沿，或者RF脈沖可以是異相的。

在現有技術中，多個RF信號的脈沖同步通常涉及通信網絡以便在各種RF發生器之間控制通信。為了便于討論，圖1是典型的脈沖RF等離子體處理系統102的通用的現有技術實施方案的高級圖。脈沖RF等離子體處理系統102包括兩個RF發生器104和106。在圖1的實施例中，RF發生器104代表2MHz的發生器，而RF發生器106代表60MHz的發生器。

主計算機110實現工具控制并且從阻抗匹配網絡114接收反饋信號112以分別經由路徑118和路徑120將功率設定值數據提供(經由數字或模擬通信接口116)至RF發生器104和RF發生器106。反饋信號112涉及源和負載之間的阻抗不匹配，并且被用來控制RF發生器104和RF發生器106的輸出功率電平或者正向功率電平以使功率輸出最大化并使反射功率最小化。

主計算機110還向脈沖同步器和控制器130提供脈沖啟動信號160。響應于該脈沖啟動信號160，該脈沖同步器和控制器130向RF發生器104和RF發生器106提供(經由外部同步接口140和外部同步接口142)同步控制信號170和同步控制信號172，以指示RF發生器104和RF發生器106分別使用功率控制器150和功率控制器152來對它的RF信號施加脈沖以產生脈沖RF信號162和脈沖RF信號164。然后經由阻抗匹配網絡114將脈沖RF信號162和脈沖RF信號164傳遞到等離子體室161中的負載。

雖然圖1中的脈沖RF同步方案可以為RF發生器提供同步脈沖功能，但是有缺點。例如，圖1中的各個RF發生器的脈沖功能的同步需要使用網絡以在主計算機110、脈沖同步器/控制器130、以及RF發生器104和RF發生器106中的外部同步接口140和外部同步接口142之間通信。此外，圖1中的各個RF發生器的脈沖功能的同步需要在各個發生器中實現外部同步接口(例如140和142)。實現這些外部同步接口給RF發生器的設計增加了額外的一層復雜性，并使得現有的RF發生器不能被用于RF同步脈沖。

鑒于上述情況，需要用于在等離子體處理系統中實現同步RF脈沖的改進的技術和系統。

附圖說明

本發明在附圖中的圖形是通過舉例的方式而不是通過限制的方式示出，其中相同的附圖標記表示相同的元件，并且其中：

圖1是典型的脈沖RF等離子體處理系統的通用的現有技術實施方案的高級圖。

圖2示出了2MHz RF信號的脈沖的時序圖，以說明當一個RF發生器對其RF信號施加脈沖時，另一個RF發生器的伽馬值的變化。

圖3根據本發明的實施方式示出了同步脈沖RF的實施方式的簡化電路框圖。

圖4是根據本發明的實施方式的用于提供同步RF脈沖能力的DPRF發生器的示例性的實施方式。

具體實施方式