使用电子可变电容器的交互调变失真减缓器制造技术

本发明专利技术提供一种系统匹配网络，其具有非线性负载且由在第一频率操作的第一射频电源供应以及在第二频率操作的第二射频电源供应来供电。匹配网络包含第一匹配网络部分，其用于在第一电源供应与负载之间提供阻抗匹配。匹配网络还包含第二匹配网络部分，其用于在第二电源供应与负载之间提供阻抗匹配。第一匹配网络部分包含第一可变电抗，且可变电抗根据在由第一射频电源供应施加至负载的信号中测得的交互调变失真来控制。可变电抗根据交互调变失真来调整以减少检测到的交互调变失真。来调整以减少检测到的交互调变失真。来调整以减少检测到的交互调变失真。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用电子可变电容器的交互调变失真减缓器
[0001]相关申请案之交互参照
[0002]本申请案主张于2020年10月19日提交的美国实用专利申请案第17/073,709号的优先权，并且还主张于2019年10月21日提交的美国临时申请案第62/923,959号的效益。上述申请案的全部揭露内容于此并入全文作为参考。


[0003]本揭露系关于改善驱动非线性负载的电源供应系统的操作，以及响应于反射交互调变失真(intermodulation distortion，IMD)的电源供应系统的操作。

技术介绍

[0004]电浆制造(plasma fabrication)常用于半导体制造。在电浆制造蚀刻中，离子由电场(electric field)加速，以从基板的表面蚀刻材料或将材料沉积至基板的表面上。在一个基本的实施方式中，电场是基于由功率递送系统的相应的射频(Radio Frequency，RF)或直流(Direct Current，DC)产生器所产生的射频或直流功率信号而产生。由产生器所产生的射频功率信号必须要受到精确控制，以有效地执行电浆蚀刻。
[0005]提供于此的先前技术描述是为了总体上呈现本案的背景。目前命名为专利技术人的工作、在此先前技术部分中描述该工作的程度、以及在提交时原本可以不被当成习知技术的描述的态样既不能明确地也不能暗示地被当成驳回本揭露的习知技术。
附图说明
[0006]匹配网络包含第一可变电抗部分。第一可变电抗部分是配置以响应于匹配网络与负载之间的阻抗来进行调整。第一可变电抗部分调整在第一频率下产生第一射频信号的第一射频功率源与负载之间的阻抗。匹配网络包含第二可变电抗部分。第二可变电抗部分是配置以响应于匹配网络与负载之间的阻抗来进行调整。第二可变电抗部分调整在第二频率下产生第二射频信号的第二射频功率源与负载之间的阻抗。匹配网络包含第三可变电抗部分。第三可变电抗部分是配置以响应于由第一射频信号与第二射频信号之间的相互作用所产生的反射交互调变失真来进行调整。第三可变电抗部分的调整减少了反射交互调变失真。
[0007]匹配网络还包含第一电抗部分，其配置以提供第一电抗以控制在第一频率下产生第一射频信号的第一射频功率源与负载之间的阻抗。匹配网络还包含第二可变电抗部分，响应于第一射频信号与第二射频信号之间在阻抗上的相互作用的交互调变失真，其配置以调整第二电抗以控制阻抗。
[0008]一种射频电源供应包含射频功率源。射频电源供应还包含在射频功率源与负载之间的匹配网络。匹配网络还包含第一电抗部分，其配置以提供第一电抗以控制在第一频率下产生第一射频信号的第一射频功率源与负载之间的阻抗。第一电抗为固定的或可变的。第二可变电抗部分，响应于第一射频信号与在第二频率下工作的第二射频信号之间在阻抗
上的相互作用的交互调变失真，配置以调整第二电抗以引入电抗补偿来控制阻抗。射频系统还包含控制器，其配置以与第二可变电抗部分通信，且配置以产生控制信号以调整响应于触发信号的第二电抗以控制阻抗。电抗补偿根据第二射频信号而变化。
[0009]一种减少阻抗不匹配的方法包含提供第一电抗以控制在第一频率下产生第一射频信号的第一射频功率源与负载之间的阻抗。此方法还包含提供第二可变电抗，响应于第一射频信号与第二射频信号之间在阻抗上的相互作用的交互调变失真，以调整第二电抗以控制阻抗。
[0010]一种非瞬时计算机可读介质，其储存指令包含检测触发信号。此指令进一步包含响应于触发信号，调整可变电抗以控制第一射频功率源与负载之间的阻抗，阻抗根据交互调变失真而变化，交互调变失真是由第一射频功率源输出的第一射频信号与第二射频信号之间的相互作用所造成。
[0011]本揭露之适用性(applicability)的进一步领域将于详细描述、申请专利范围以及所附图式中变得显而易见。详细描述和具体实例仅旨在用于说明之目的，并不旨在限制本揭露的范围。
[0012]附图说明
[0013]本揭露将从详细描述及所附图式中变得更全面地理解。
[0014]图1系绘示电感耦合电浆系统的表示图；
[0015]图2系绘示电容耦合电浆系统的表示图；
[0016]图3系绘示根据本揭露的各种实施例排列的电浆系统的总体表示图；
[0017]图4系为对非线性反应器施加两个不同频率的信号所产生的交互调变失真的实例绘图；
[0018]图5系为根据本揭露的各种实施例具有排列的多个电源的功率递送系统的示意图；
[0019]图6系表示变容体的电容与反向偏置电压的关系的波形；
[0020]图7系为具有可变电容的匹配网络及用于可变电容的控制系统的示意性方块图；
[0021]图8系为包含隔离电路的匹配网络的一部分的示意图；
[0022]图9系为根据本揭露的各种实施例具有阳极连接的二极管及驱动电路的背对背二极变容体的示意图；
[0023]图10系为根据本揭露的各种实施例具有阳极连接的二极管的背对背二极变容体的示意图；
[0024]图11系为根据本揭露的各种实施例具有阴极连接的二极管的背对背二极变容体的示意图；
[0025]图12系绘示根据本揭露的各种实施例的电源供应系统操作的时域中的波形。
[0026]图13系绘示根据本揭露的各种实施例的电源供应系统操作的频域中的波形。
[0027]图14系表示根据本揭露的各种实施例之实例控制模块的功能方块图；以及
[0028]图15系为根据本揭露的各种实施例中控制可变电容以响应交互调变失真的流程图。
[0029]在所附图式中，可重复使用组件符号以标识相似及/或相同的组件。
具体实施方式
[0030]功率系统可包含直流或射频功率产生器、匹配网络及负载(诸如具有固定或可变阻抗的非线性负载、处理容室、电浆容室或反应器)。功率产生器产生由匹配网络或阻抗优化控制器或电路接收的直流或射频功率信号。匹配网络或阻抗优化控制器或电路将匹配网络的输入阻抗(input impedance)匹配于功率产生器与匹配网络之间的传送线路的特性阻抗。此阻抗匹配有助于最大化正向到匹配网络的功率(正向功率(forward power))，且最小化从匹配网络反射回功率产生器的功率(反向功率(reverse power))。当匹配网络的输入阻抗匹配于传送线路的特性阻抗，正向功率可最大化以及反向功率可最小化。
[0031]在功率源或功率供应电场(supply field)中，通常有两种方式来施加功率信号到负载。第一种较为传统的方式是将连续功率信号(continuous power signal)施加于负载。在连续模式或连续波模式下，连续功率信号通常为恒定直流或正弦射频功率信号，其由功率源连续输出至负载。在连续模式的方法中，功率信号是采用恒定直流或正弦输出，且可改变功率信号的振幅及/或(射频功率信号的)频率，以改变施加至负载的输出功率。
[0032]第二种方式是将功率信号施加至负载，此方法涉及使射频信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种匹配网络，其包含：一第一电抗部分，被配置以提供一第一电抗以控制在一第一频率操作下产生一第一射频信号的一第一射频功率源与一负载之间的一阻抗；以及一第二可变电抗部分，响应于该第一射频信号与一第二射频信号之间在该阻抗上的相互作用的一交互调变失真，被配置以调整一第二电抗以控制该阻抗。2.如权利要求1所述的匹配网络，进一步包含一电容控制器，其包含：一回放模块，被配置以响应一触发信号，该触发信号根据该交互调变失真而变化，响应于该触发信号，该回放模块进一步配置以控制该第二可变电抗部分；以及一电抗调节模块，被配置以决定对该第二可变电抗部分的调整。3.如权利要求1所述的匹配网络，其中该交互调变失真根据电浆鞘层相对于该负载的电极的位置而变化，且该阻抗根据该交互调变失真而变化。4.如权利要求1所述的匹配网络，其中该第二电抗包含一电容或一电感中的至少一个，且该电容或该电感中的该至少一个根据控制一二极管或一变容体中的至少一个而变化。5.如权利要求4所述的匹配网络，其中根据施加至该二极管或该变容体中的该至少一个的端点的一偏置电压，来控制该二极管或该变容体中的该至少一个。6.如权利要求5所述的匹配网络，其中该第二可变电抗部分包含配置以输出一控制信号的一控制器，该控制信号改变该二极管或该变容体中的该至少一个的该偏置电压。7.如权利要求5所述的匹配网络，其中该第二可变电抗部分包含配置以输出一控制信号的一控制器，该控制信号改变施加至该二极管或该变容体中的该至少一个的该偏置电压。8.如权利要求1所述的匹配网络，进一步包含：一第三电抗部分，被配置以提供一第三电抗以控制在一第二频率下产生该第二射频信号的一第二射频功率源与该负载之间的一阻抗。9.如权利要求8所述的匹配网络，其中该第一频率大于该第二频率，且该第二可变电抗部分被配置以与该第一电抗部分电性通信。10.如权利要求1所述的匹配网络，其中该第一电抗部分进一步包含一第一可变电抗，该第一可变电抗被配置以控制该第一射频功率源与该负载之间的该阻抗。11.如权利要求9所述的匹配网络，其中该第三电抗部分进一步包含一第三可变电抗，该第三可变电抗被配置以控制该第二射频功率源与该负载之间的该阻抗。12.如权利要求11所述的匹配网络，其中该第一频率大于该第二频率，且该第二可变电抗部分被配置以与该第一电抗部分电性通信。13.一种射频电源供应系统，其包含：一射频功率源；以及一匹配网络，设置于该射频功率源与一负载之间，其包含：一第一第一电抗部分，被配置以提供一第一电抗以控制在一第一频率下产生一第一射频信号的一第一射频功率源与该负载之间的一阻抗，其中该第一电抗为固定的或可变的其中之一；以及一第二可变电抗部分，响应于该第一射频信号与在一第二频率操作下的一第二射频信号之间在该阻抗上的相互作用的一交互调变失真，被配置以调整一第二电抗以引入一电抗
补偿来控制该阻抗；以及一控制器，被配置以与该第二可变电抗部分通信，且配置以产生一控制信号以调整响应于一触发信号的该第二电抗以控制该阻抗；其中该电抗补偿根据该第二射频信号而变化。14.如权利要求13所述的射频电源供应系统，其中该第一射频信号为施加至该负载的一源射频信号，且该第二射频信号为施加至该负载的一偏置射频信号，且该负载为一电浆容室。15.如权利要求13所述的射频电源供应系统，其中该电抗补偿随着依据该触发信号变化的一时序而变化，其中该触发信号指示该第二射频信号相对于该第一射频信号的位置。16.如权利要求13所述的射频电源供应系统，其中该控制器被配置以从一内存中获取该电抗补偿或计算该电抗补偿。17.如权利要求13所述的射频电源供应系统，其中该电抗补偿包含根据该触发信号以一预定顺序及一时序输出的多个电抗。18.如权利要求13所述的射频电源供应系统，其中该控制器被配置以根据该第二射频信号来更新该电抗补偿。19.如权利要求13所述的射频电源供应系统，其中该电抗补偿根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：许金，亚伦，
申请(专利权)人：MKS仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：