[發(fā)明專利]在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間使用射頻值減小反射功率的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710123568.6
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN107293467B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 亞瑟·M·霍瓦爾德;約翰·C·小瓦爾考;安德魯·方;大衛(wèi)·霍普金
• 申請（專利權(quán)）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(wù)所 31263
• 代理人: 李獻(xiàn)忠;張靜

本發(fā)明涉及在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間使用射頻值減小反射功率的系統(tǒng)和方法。描述了用于針對每個狀態(tài)轉(zhuǎn)變以逐步方式調(diào)諧阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)和方法。通過針對每個狀態(tài)轉(zhuǎn)變以逐步方式調(diào)諧阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，而不是直接獲得用于每個狀態(tài)的組合可變電容的最優(yōu)值，使用經(jīng)調(diào)諧的最優(yōu)值處理晶片變得可行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施方式涉及在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間通過使用射頻值減小反射功率的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

等離子體系統(tǒng)用于控制等離子體處理。等離子體系統(tǒng)包含多個射頻(RF)源、阻抗匹配和等離子體反應(yīng)器。工件放置在等離子體室內(nèi)，并在等離子體室中產(chǎn)生等離子體以處理工件。重要的是，工件以相似或均勻的方式進(jìn)行處理。為了以類似或均勻的方式處理工件，重要的是調(diào)節(jié)RF源和阻抗匹配。

正是在這樣的背景下，產(chǎn)生在本公開中所描述的實(shí)施方式。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的實(shí)施方式提供了在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間通過使用射頻值減小反射功率的裝置、方法和計(jì)算機(jī)程序。應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式可以以多種方式(例如，工藝、裝置、系統(tǒng)、硬件零件或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的方法)來實(shí)現(xiàn)。若干實(shí)施方式在下文描述。

在一些實(shí)施方式中，調(diào)諧阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和RF產(chǎn)生器。包括阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的模型的模型系統(tǒng)計(jì)算調(diào)諧軌跡。控制阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)和RF產(chǎn)生器的主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被編程為控制阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的電動機(jī)驅(qū)動的可變電容器，并且在RF產(chǎn)生器的兩個連續(xù)狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變期間向RF產(chǎn)生器提供頻率設(shè)定點(diǎn)。

在多種實(shí)施方式中，控制由RF產(chǎn)生器產(chǎn)生的RF信號的RF脈沖邊緣形狀。RF脈沖邊緣是兩個連續(xù)狀態(tài)之間的邊緣。

在若干實(shí)施方式中，在初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變(例如，狀態(tài)轉(zhuǎn)變ST1或狀態(tài)轉(zhuǎn)變ST2等)期間計(jì)算將應(yīng)用到RF產(chǎn)生器的RF值。使用模型系統(tǒng)和使用應(yīng)用在模型系統(tǒng)的輸出端處的負(fù)載阻抗值計(jì)算RF值。計(jì)算RF值以最小化模型系統(tǒng)的輸入端處的反射系數(shù)的值。根據(jù)在使用等離子體系統(tǒng)的初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間計(jì)算的參數(shù)值(例如負(fù)載阻抗值、電壓反射系數(shù)值等)來確定負(fù)載阻抗值。在與初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變的類型相同的隨后的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間將RF值應(yīng)用到RF產(chǎn)生器。

本文所述的系統(tǒng)和方法的一些優(yōu)點(diǎn)包括在初始狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間確定RF值，以及在隨后的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間應(yīng)用RF值。將RF值應(yīng)用于隨后的狀態(tài)轉(zhuǎn)變有助于最小化朝向RF產(chǎn)生器反射的功率，并提高處理晶片的效率。此外，模型系統(tǒng)用于確定RF值。與等離子體系統(tǒng)的使用相比，模型系統(tǒng)的使用提高了確定RF值的速度。

具體而言，本發(fā)明的一些方面可以闡述如下：

1.一種用于通過使用射頻值在狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間減小反射功率的方法，其包括：

在射頻產(chǎn)生器的第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間，當(dāng)所述射頻產(chǎn)生器在第一多個射頻值下操作并且阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)具有第一可變電容時，接收在所述射頻產(chǎn)生器的輸出端與所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端之間感測到的第一多個電壓反射系數(shù)值；

針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，將一個或多個模型初始化為具有所述第一可變電容和所述第一多個射頻值，其中所述一個或多個模型包括所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的模型；

當(dāng)所述一個或多個模型具有所述第一可變電容和所述第一多個射頻值時，根據(jù)所述第一多個電壓反射系數(shù)值使用所述一個或多個模型，針對所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變，來計(jì)算第一多個負(fù)載阻抗值；

使用所述第一多個負(fù)載阻抗值和所述一個或多個模型來計(jì)算第一多個有利的射頻值，其中對于所述第一多個有利的射頻值中的每一個，在所述一個或多個模型的輸入端處的用于所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變的反射系數(shù)是最小的；

在所述第一類型的狀態(tài)轉(zhuǎn)變期間控制所述射頻產(chǎn)生器以在所述第一多個有利的射頻值下操作。