基于状态的功率和频率调节制造技术

本发明专利技术描述了用于基于状态的功率和频率调节的系统和方法。系统的主发生器包括用于将主射频（RF）信号提供给电极的主功率供应器。主发生器进一步包括自动频率控制单元（AFC）以在脉冲信号处于第一状态时将第一频率输入提供给主功率供应器。该系统的从发生器包括用于将从RF信号提供给电极的从功率供应器。从发生器还包括AFC以在脉冲信号处于第一状态时将第二频率输入提供给从功率供应器。从发生器包括AFC以在脉冲信号处于第二状态时将第三频率输入提供给从功率供应器。该系统包括用于产生脉冲信号的数字脉冲源。

【技术实现步骤摘要】
基于状态的功率和频率调节
本专利技术的实施方式涉及改善对等离子体阻抗的改变的响应时间，更具体地涉及用于基于状态的功率和频率调节的装置、方法和计算机程序。
技术介绍
在一些等离子体处理系统中，多个射频（RF）信号被提供给等离子体室中的一或多个电极。RF信号帮助在等离子体室内生成等离子体。该等离子体被用于各种操作，例如，清洁位于下电极上的衬底、蚀刻该衬底，等等。在产生RF信号的RF供应器和等离子体室之间，通常设置了阻抗匹配电路。阻抗匹配电路使负载（例如等离子体室内的等离子体）的阻抗与源（例如RF功率供应器）的阻抗相匹配。但是，在某些情形下，阻抗匹配对响应等离子体的阻抗的改变而言不够快。在这一背景下，出现了本公开中所描述的实施方式。
技术实现思路
本公开的实施方式提供了用于基于状态的功率和频率调节的装置、方法和计算机程序。应当知道的是，这些实施方式可被实现为多种形式，例如，工序、装置、系统、设备或计算机可读介质上的方法。下面将描述若干实施方式。在一实施方式中，随着数字脉冲信号的状态的改变，由多个RF源产生的RF信号的功率和/或频率被改变。举例来说，当数字脉冲信号的状态是S1时，第一RF源产生具有第一功率值和第一频率的功率信号，而第二RF源产生具有第二功率值和第二频率的功率信号。状态S1的接收触发具有第一功率值且具有第一频率的功率信号的产生和具有第二功率值且具有第二频率的功率信号的产生。在该实施例中，当数字脉冲信号的状态是S0时，第一RF源产生具有第三功率值和第三频率的功率信号，第三频率可以与第一频率相同也可以不同。此外，在该实施例中，当数字脉冲信号的状态是S0时，第二RF源产生具有第四功率值和第四频率的功率信号，第四频率可以与第二频率相同也可以不同。状态S0的接收触发具有第三功率值且具有第三频率的功率信号的产生和具有第四功率值且具有第四频率的功率信号的产生。所述触发导致较短的用于响应等离子体室内的等离子体阻抗的改变的响应时间。在一实施方式中，第二功率值和第四功率值相同。在一实施方式中，一种系统包括耦合到电极的主发生器。所述主发生器包括用于将主射频（RF）信号提供给所述电极的主功率供应器。所述主发生器进一步包括自动频率控制单元（AFC）以在脉冲信号处于第一状态时将第一频率输入提供给所述主功率供应器。所述系统还包括耦合到所述电极的从发生器。所述从发生器包括用于将从RF信号提供给所述电极的从功率供应器。所述从发生器还包括AFC以在所述脉冲信号处于所述第一状态时将第二频率输入提供给所述从功率供应器。所述从发生器包括AFC以在所述脉冲信号处于第二状态时将第三频率输入提供给所述从功率供应器。所述系统包括用于产生所述脉冲信号的数字脉冲源。在一实施方式中，一种系统包括等离子体室，所述等离子体室进一步包括具有用于支撑衬底的表面的下电极。所述等离子体室包括位于所述下电极上方的上电极。所述上电极被电气接地。所述系统包括耦合到所述下电极的主发生器。所述主发生器包括用于将主射频（RF）信号提供给所述下电极的主功率供应器。所述系统还包括耦合到所述下电极的从发生器。所述从发生器包括用于将从RF信号提供给所述下电极的从功率供应器。所述系统包括用于产生脉冲信号的数字脉冲源。所述数字脉冲源被耦合到所述主发生器和所述从发生器。所述主发生器包括第一自动频率控制单元（AFC）以在所述脉冲信号处于第一状态时将第一频率输入提供给所述主功率供应器。所述从发生器包括第二AFC以在所述脉冲信号处于所述第一状态时将第二频率输入提供给所述从功率供应器。此外，所述从发生器包括第三AFC以在所述脉冲信号处于第二状态时将第三频率输入提供给所述从功率供应器。在一实施方式中，一种系统包括用于产生脉冲信号的数字脉冲源。所述系统进一步包括主发生器。所述主发生器包括耦合到电极用于将主射频（RF）信号提供给所述电极的主功率供应器。所述主发生器包括耦合到所述脉冲源用于接收所述脉冲信号的主处理器。所述主处理器用于识别所述脉冲信号的两个状态中的第一状态和所述两个状态中的第二状态。所述主发生器还包括耦合到所述主处理器以基于所述脉冲信号是处于所述第一状态还是所述第二状态确定是否将主功率值提供给所述主功率供应器的功率控制器。所述主发生器包括耦合到所述主处理器以从所述主处理器接收状态识别信息的自动频率控制单元（AFC）。所述AFC被配置来在所述脉冲信号处于所述第一状态时提供所述主RF信号的频率。在该实施方式中，所述系统进一步包括从发生器。所述从发生器包括耦合到所述电极用于将从RF信号提供给所述电极的从功率供应器。所述从发生器包括耦合到所述脉冲源用于接收所述脉冲信号以识别所述脉冲信号是处于所述第一状态还是所述第二状态的从处理器。所述从发生器还包括耦合到所述从处理器以在所述脉冲信号处于所述第一状态时将第一从功率值提供给所述从功率供应器的第一功率控制器。所述从发生器包括耦合到所述从处理器以在所述脉冲信号处于所述第二状态时将第二从功率值提供给所述从功率供应器的第二功率控制器。所述从发生器进一步包括耦合到所述从处理器以从所述从处理器接收状态识别信息的第一AFC。所述第一AFC被配置来在所述脉冲信号处于所述第一状态时提供所述从RF信号的第一频率输入。所述从发生器包括耦合到所述从处理器以从所述从处理器接收状态识别信息的第二AFC。所述第二AFC被配置来在所述脉冲信号处于所述第二状态时提供所述从RF信号的第二频率输入。在一实施方式中，一种系统包括等离子体室，所述等离子体室进一步包括具有用于支撑衬底的表面的下电极。所述等离子体室包括位于所述下电极上方的上电极。所述上电极被电气接地。所述系统包括用于产生在两个状态之间转变的脉冲信号的数字脉冲源。所述系统进一步包括主发生器。所述主发生器包括耦合到所述下电极用于将主射频（RF）信号提供给所述下电极的主功率供应器。所述主发生器进一步包括耦合到所述脉冲源用于接收所述脉冲信号的主处理器。所述主处理器用于识别所述脉冲信号的所述两个状态中的第一状态和所述两个状态中的第二状态。所述主发生器还包括耦合到所述主处理器以基于所述脉冲信号是处于所述第一状态还是所述第二状态确定是否将主功率值提供给所述主功率供应器的功率控制器。所述主发生器包括耦合到所述主处理器以从所述主处理器接收状态识别信息的自动频率控制单元（AFC）。所述AFC被配置来在所述脉冲信号处于所述第一状态时提供所述主RF信号的频率。在该实施方式中，所述系统进一步包括从发生器。所述从发生器包括耦合到所述下电极用于将从RF信号提供给所述下电极的从功率供应器。所述从发生器包括耦合到所述脉冲源用于接收所述脉冲信号以识别所述脉冲信号是处于所述第一状态还是所述第二状态的从处理器。所述从发生器进一步包括耦合到所述从处理器以在所述脉冲信号处于所述第一状态时将第一从功率值提供给所述从功率供应器的第一功率控制器。所述从发生器还包括耦合到所述从处理器以在所述脉冲信号处于所述第二状态时将第二从功率值提供给所述从功率供应器的第二功率控制器。所述从发生器包括耦合到所述从处理器以从所述从处理器接收状态识别信息的第一AFC。所述第一AFC被配置来在所述脉冲信号处于所述第一状态时提供所述从RF信号的频率。所述从发生器包括耦合到所述从处理器以从所述从处理器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：耦合到电极的主发生器，所述主发生器包括用于将主RF信号提供给所述电极的主功率供应器，所述主发生器进一步包括自动频率控制单元以在脉冲信号处于第一状态时将第一频率输入提供给所述主功率供应器；耦合到所述电极的从发生器，所述从发生器包括用于将从RF信号提供给所述电极的从功率供应器，所述从发生器包括自动频率控制单元以在所述脉冲信号处于所述第一状态时将第二频率输入提供给所述从功率供应器，所述从发生器包括自动频率控制单元以在所述脉冲信号处于第二状态时将第三频率输入提供给所述从功率供应器；以及用于产生所述脉冲信号的数字脉冲源。

【技术特征摘要】
2012.02.22 US 61/602,040;2012.06.22 US 13/531,4911.一种用于基于状态的功率和频率调节的系统，其包括：耦合到电极的主发生器，所述主发生器包括用于将主射频信号提供给所述电极的主功率供应器，所述主发生器进一步包括第一自动频率控制单元以在脉冲信号处于第一状态时将第一频率输入提供给所述主功率供应器；耦合到所述电极的从发生器，所述从发生器包括用于将从射频信号提供给所述电极的从功率供应器，所述从发生器包括第二自动频率控制单元以在所述脉冲信号处于所述第一状态时将第二频率输入提供给所述从功率供应器，所述从发生器包括第三自动频率控制单元以在所述脉冲信号处于第二状态时将第三频率输入提供给所述从功率供应器，其中，在训练例程期间，所述第二频率输入和所述第三频率输入是预定的；以及数字时钟脉冲源，其用于产生所述脉冲信号并耦合到所述主发生器和从发生器。2.如权利要求1所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述从发生器包括选择器以将接收自数字信号处理器的所述第二频率输入传递给所述从功率供应器或者将接收自所述数字信号处理器的所述第三频率输入传递给所述从功率供应器。3.一种用于基于状态的功率和频率调节的系统，其包括：等离子体室，其包括具有用于支撑衬底的表面的下电极以及位于所述下电极上方的上电极，所述上电极被电气接地；耦合到所述下电极的主发生器，所述主发生器包括用于将主射频信号提供给所述下电极的主功率供应器；耦合到所述下电极的从发生器，所述从发生器包括用于将从射频信号提供给所述下电极的从功率供应器；用于产生脉冲信号的数字脉冲源，所述数字脉冲源被耦合到所述主发生器和所述从发生器，其中所述脉冲信号在两个状态之间转变，所述主发生器包括第一自动频率控制单元以在所述脉冲信号处于第一状态时将第一频率输入提供给所述主功率供应器；所述从发生器包括第二自动频率控制单元以在所述脉冲信号处于所述第一状态时将第二频率输入提供给所述从功率供应器；所述从发生器包括第三自动频率控制单元以在所述脉冲信号处于第二状态时将第三频率输入提供给所述从功率供应器，其中，在训练例程期间，所述第二频率输入和所述第三频率输入是预定的。4.如权利要求3所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其进一步包括耦合在所述数字脉冲源和所述第二自动频率控制单元及第三自动频率控制单元之间的选择器以在所述第二自动频率控制单元和所述第三自动频率控制单元之间进行选择以将所述第二频率输入或所述第三频率输入提供给所述从功率供应器，所述选择器被配置来基于所述脉冲信号的所述状态在所述第二自动频率控制单元和所述第三自动频率控制单元之间进行选择。5.如权利要求3所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述两个状态中的一个是导通状态而所述两个状态中的另一个是截止状态。6.如权利要求3所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述主射频信号比所述从射频信号具有较低的频率。7.如权利要求3所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述主射频信号在所述脉冲信号处于所述第一状态时处于第一功率电平而在所述脉冲信号处于所述第二状态时处于第二功率电平，其中所述第一功率电平高于所述第二功率电平，其中所述从射频信号在所述脉冲信号处于所述第一状态时处于第三功率电平而在所述脉冲信号处于所述第二状态时处于第四功率电平，所述第三功率电平低于所述第四功率电平。8.如权利要求7所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述第三功率电平是零或正数。9.如权利要求3所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述主射频信号在所述脉冲信号处于所述第一状态时处于第一功率电平而在所述脉冲信号处于所述第二状态时处于第二功率电平，其中所述第一功率电平高于所述第二功率电平，其中所述从射频信号在所述脉冲信号处于所述第一状态时处于第三功率电平而在所述脉冲信号处于所述第二状态时处于第四功率电平，所述第三功率电平与所述第四功率电平相同。10.如权利要求9所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述第三功率电平是正数。11.如权利要求3所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述主射频信号在所述脉冲信号处于所述第一状态时处于第一功率电平而在所述脉冲信号处于所述第二状态时处于第二功率电平，其中所述第一功率电平高于所述第二功率电平，其中所述从射频信号在所述脉冲信号处于所述第一状态时处于第三功率电平而在所述脉冲信号处于所述第二状态时处于第四功率电平，所述第三功率电平高于所述第四功率电平。12.如权利要求11所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述第三功率电平是零或正数。13.如权利要求3所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述数字脉冲源包括时钟振荡器或晶体管-晶体管逻辑电路。14.如权利要求3所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述第一频率输入不同于所述第二频率输入和所述第三频率输入。15.如权利要求4所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述选择器包括复用器。16.一种用于基于状态的功率和频率调节的系统，其包括：用于产生脉冲信号的数字脉冲源；主发生器，其包括：耦合到电极用于将主射频信号提供给所述电极的主功率供应器；耦合到所述数字脉冲源用于接收所述脉冲信号的主处理器，所述主处理器用于识别所述脉冲信号的两个状态中的第一状态和所述两个状态中的第二状态；耦合到所述主处理器以基于所述脉冲信号是处于所述第一状态还是所述第二状态确定是否将主功率值提供给所述主功率供应器的功率控制器；以及耦合到所述主处理器以从所述主处理器接收状态识别信息的自动频率控制单元，所述自动频率控制单元被配置来在所述脉冲信号处于所述第一状态时提供所述主射频信号的频率；从发生器，其包括：耦合到所述电极用于将从射频信号提供给所述电极的从功率供应器；耦合到所述数字脉冲源用于接收所述脉冲信号以识别所述脉冲信号是处于所述第一状态还是所述第二状态的从处理器；耦合到所述从处理器以在所述脉冲信号处于所述第一状态时将第一从功率值提供给所述从功率供应器的第一功率控制器；耦合到所述从处理器以在所述脉冲信号处于所述第二状态时将第二从功率值提供给所述从功率供应器的第二功率控制器；耦合到所述从处理器以从所述从处理器接收状态识别信息的第一自动频率控制单元，所述第一自动频率控制单元被配置来在所述脉冲信号处于所述第一状态时提供所述从射频信号的第一频率输入；以及耦合到所述从处理器以从所述从处理器接收状态识别信息的第二自动频率控制单元，所述第二自动频率控制单元被配置来在所述脉冲信号处于所述第二状态时提供所述从射频信号的第二频率输入，其中，在训练例程期间，所述第一频率输入和所述第二频率输入是预定的。17.如权利要求16所述的用于基于状态的功率和频率调节的系统，其中所述从发生器包括选择器以将接收自所述从处理器的所述第一频率输入传递给所述从功率供应器或者将接收自所述从处理器的所述第二频率输入传递给所述从功率供应器。18.一种用于基于状态的功率和频率调节的系统，其包括：等离子体室，其包括具有用于支撑衬底的表面的下电极以及位于所述下电极上方的上电极，所述上电极被电气接地；用于产生脉冲信号的数字脉冲源，其中所述脉冲信号在两个状态之间转变；主发生器，其包括：耦合到所述下电极用于将主射频信号提供给所述下电极的主功率供应器；耦合到所述数字脉冲源用于接收所述脉冲信号的主处理器，所述主处理器用于识别所述脉冲信号的所述两个状态中的第一状态和所述两个状态中的第二状态；...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·C·小瓦尔考，布拉德福德·J·林达克，
申请(专利权)人：朗姆研究公司，
类型：发明
国别省市：