无传感器RF阻抗匹配网络的制作方法

专利检索2026-05-06  4


本公开的实施例总体涉及用于处理基板的方法和设备,并且例如,涉及使用无传感器射频(rf)阻抗匹配网络的方法和设备。


背景技术:

1、已知在等离子体基板(晶片)处理期间使用的阻抗匹配网络。例如,传统的rf阻抗匹配网络包括定位在rf源和等离子体反应器(腔室)之间以优化功率效率的电路。例如,在调谐匹配点,最大rf功率被传送(前向功率(forward power))到等离子体负载,并且接近零的功率被反射回(反射功率)到rf源。常规的阻抗匹配网络需要一个或多个传感器用来测量和监控阻抗。通常,在阻抗匹配网络的输入和输出处使用电压和电流探针和/或幅度和相位检测器来做阻抗测量。在一些情况下,可在rf匹配网络输入端口使用传感器。收集的阻抗幅度和相位信息用于控制阻抗匹配网络的一个或多个机动化(motorized)可变电容器。虽然常规的阻抗匹配网络适用于将最大功率输送传送到等离子体中,但是这样的网络使用复杂且相对昂贵的硬件并且需要在使用前校准传感器。


技术实现思路

1、本文提供了用于等离子体处理基板的方法和设备。在一些实施例中,例如,一种用于等离子体处理基板的方法包括以下步骤:从rf电源供应第一功率水平的rf功率,所述第一功率水平适合用于在等离子体处理腔室的处理空间内点燃和维持等离子体;在rf电源处测量在第一功率水平下的反射功率;将测量的反射功率与第一阈值比较;将与第一阈值的比较的结果传输到匹配网络的控制器;基于在第一功率水平下测量的反射功率与第一阈值的比较,在匹配网络处将至少一个可变电容器设置到第一位置;从rf电源供应第二功率水平的rf功率,第二功率水平不同于第一功率水平,第二功率水平用于等离子体处理设置在等离子体处理腔室内的基板;在rf电源处测量在第二功率水平下的反射功率;将在第二功率水平下测量的反射功率与第二阈值比较,第二阈值不同于所述第一阈值;将第二阈值的比较的结果传输到匹配网络的控制器;基于在第二功率水平下测量的反射功率与第二阈值的比较,在匹配网络处将至少一个可变电容器设置到第二位置;以及继续供应第二功率水平的rf功率以用于等离子体处理基板。

2、根据至少一些实施例,一种非瞬态计算机可读存储介质具有存储在其上的指令,所述指令在由处理器执行时执行用于等离子体处理基板的方法。所述方法包括以下步骤:从rf电源供应第一功率水平的rf功率,所述第一功率水平适合用于在等离子体处理腔室的处理空间内点燃和维持等离子体;在rf电源处测量在第一功率水平下的反射功率;将测量的反射功率与第一阈值比较;将与第一阈值的比较的结果传输到匹配网络的控制器;基于在第一功率水平下测量的反射功率与第一阈值的比较,在匹配网络处将至少一个可变电容器设置到第一位置;从rf电源供应第二功率水平的rf功率,第二功率水平不同于第一功率水平,第二功率水平用于等离子体处理设置在等离子体处理腔室内的基板;在rf电源处测量在第二功率水平下的反射功率;将在第二功率水平下测量的反射功率与第二阈值比较,第二阈值不同于第一阈值;将第二阈值的比较的结果传输到匹配网络的控制器;基于在第二功率水平下测量的反射功率与第二阈值的比较,在匹配网络处将至少一个可变电容器设置到第二位置;以及继续供应第二功率水平的rf功率以用于等离子体处理基板。

3、根据至少一些实施例,一种用于处理基板的系统包括:rf电源,所述rf电源配置成供应rf功率;气源,所述气源配置成将处理气体供应到等离子体处理腔室的处理空间中;匹配网络,所述匹配网络配置成基于从rf电源接收的比较的结果来设置至少一个可变电容器;以及控制器,所述控制器配置成用于:从rf电源供应第一功率水平的rf功率,所述第一功率水平适合用于在等离子体处理腔室的处理空间内点燃和维持等离子体;在rf电源处测量在第一功率水平下的反射功率;将测量的反射功率与第一阈值比较;将与第一阈值的比较的结果传输到匹配网络的匹配控制器;基于在第一功率水平下测量的反射功率与第一阈值的比较,在匹配网络处将至少一个可变电容器设置到第一位置;从rf电源供应第二功率水平的rf功率,第二功率水平不同于第一功率水平,第二功率水平用于等离子体处理设置在等离子体处理腔室内的基板;在rf电源处测量在第二功率水平下的反射功率;将在第二功率水平下测量的反射功率与第二阈值比较,第二阈值不同于第一阈值;将第二阈值的比较的结果传输到匹配网络的匹配控制器;基于在第二功率水平下测量的反射功率与第二阈值的比较,在匹配网络处将至少一个可变电容器设置到第二位置;以及继续供应第二功率水平的rf功率以用于等离子体处理基板。

4、在下文中描述本公开的其他和进一步的实施例。



技术特征:

1.一种用于等离子体处理基板的方法,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的方法,其中将所述至少一个可变电容器设置到所述第一位置和所述第二位置的步骤包括使用以下各项中的至少一项:基于梯度的方法、无导数方法、基于模型的方法或基于学习的调谐算法。

3.如权利要求1所述的方法,其中所述第一阈值是在所述第一功率水平下的所述反射功率的约10%。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述第二阈值小于所述第一功率水平。

5.如权利要求1所述的方法,其中供应所述第二功率水平的所述rf功率的步骤包括以脉冲模式供应所述rf功率。

6.如权利要求1至3或5中任一项所述的方法,其中所述脉冲模式为单电平脉冲模式。

7.如权利要求1至3或5中任一项所述的方法,其中所述脉冲模式为多电平脉冲模式。

8.如权利要求1所述的方法,其中将测量的所述反射功率与所述第一阈值比较的所述步骤或者将测量的所述反射功率与所述第二阈值比较的所述步骤中的至少一者进一步包括执行频率调谐。

9.如权利要求1至3、5或8中任一项所述的方法,其中将所述至少一个可变电容设置到所述第一位置和所述第二位置的步骤包括设置串联可变电容器或并联可变电容器中的至少一者。

10.一种非瞬态计算机可读存储介质,所述非瞬态计算机可读存储介质具有存储在其上的指令,所述指令在由处理器执行时执行用于等离子体处理基板的方法,所述方法包括以下步骤:

11.如权利要求10所述的非瞬态计算机可读存储介质,其中将所述至少一个可变电容器设置到所述第一位置和所述第二位置的步骤包括使用以下各项中的至少一项:基于梯度的方法、无导数方法、基于模型的方法或基于学习的调谐算法。

12.如权利要求10所述的非瞬态计算机可读存储介质,其中所述第一阈值是在所述第一功率水平下的所述反射功率的约10%。

13.如权利要求10至12中任一项所述的非瞬态计算机可读存储介质,其中所述第二阈值小于所述第一功率水平。

14.如权利要求10所述的非瞬态计算机可读存储介质,其中供应所述第二功率水平的所述rf功率的步骤包括以脉冲模式供应所述rf功率。

15.如权利要求10至12或14中任一项所述的非瞬态计算机可读存储介质,其中所述脉冲模式为单电平脉冲模式。

16.如权利要求10至12或14中任一项所述的非瞬态计算机可读存储介质,其中所述脉冲模式为多电平脉冲模式。

17.如权利要求10所述的非瞬态计算机可读存储介质,其中将测量的所述反射功率与所述第一阈值比较的所述步骤或者将测量的所述反射功率与所述第二阈值比较的所述步骤中的至少一者进一步包括执行频率调谐。

18.如权利要求10至12、14或17中任一项所述的非瞬态计算机可读存储介质,其中将所述至少一个可变电容设置到所述第一位置和所述第二位置的步骤包括设置串联可变电容器或并联可变电容器中的至少一者。

19.一种用于处理基板的系统,包括:

20.如权利要求19所述的系统,进一步包括:


技术总结
本文提供了用于等离子体处理基板的方法和设备。所述方法包括以下步骤:从RF电源供应RF功率;在RF电源处测量在第一功率水平下的反射功率;将测量的反射功率与第一阈值比较;将比较的结果传输到控制器;基于在第一功率水平下测量的反射功率与第一阈值的比较,将至少一个可变电容器设置到第一位置;从RF电源供应第二功率水平的RF功率以用于等离子体处理基板;在RF电源处测量在第二功率水平下的反射功率;将在第二功率水平下测量的反射功率与第二阈值比较,第二阈值不同于第一阈值;传输比较的结果;在匹配网络处将至少一个可变电容器设置到第二位置。

技术研发人员:郭岳,K·拉马斯瓦米,杨扬
受保护的技术使用者:应用材料公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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