[发明专利]一种等离子体射频调节方法及等离子处理装置

说明书

本发明公开了一种等离子体射频调节方法，所述调节方法通过一射频功率发生器进行，所述射频功率发生器包括一自动调频装置，所述射频功率发生器输出一脉冲射频周期信号，一控制器设置若干个连续射频调节区间，每个射频调节区间包括至少一个脉冲射频周期，所述自动调频装置在每个所述射频调节区间内进行至少一次自动调频，每个所述射频调节区间包括一开始频率和一结束频率，每一射频调节区间的开始频率为前一射频调节区间的结束频率，所述第一射频调节区间的开始频率为预设频率。本发明所述的方法可以快速调节频率，对于脉冲射频周期可以迅速找到最小反射功率对应的射频功率。

技术领域

本发明涉及一种等离子体射频调节方法及等离子处理装置，更具体地，涉及一种用于给等离子处理装置供应脉冲射频功率的匹配调节技术领域。

背景技术

现有半导体加工中广泛采用等离子加工设备对半导体基片(wafer)进行加工，获得微观尺寸的半导体器件及导体连接。等离子设备常见的有电容耦合型(CCP)和电感耦合型(ICP)的反应腔，这些设备一般具有两个射频电源，其中一个用来电离通入反应腔内的反应气体使之产生等离子体，另一个射频电源用来控制入射到基片表面的离子能量。

目前很多等离子体处理工艺需要用到脉冲式等离子体加工技术，即在部分工艺时段的射频电源不是持续供电的而是开通-关闭的交替进行或者高功率-低功率射频交替进行，其输出功率的波形呈脉冲式故称脉冲式等离子体加工。射频脉冲信号的脉冲频率通常大于100HZ，脉冲信号的占空比可以在10％-90％范围内根据需要进行设定。每次开通、关闭或者高功率、低功率切换都会造成反应腔内阻抗迅速变化，而且每次变化的时间都是毫秒甚至微秒级的，在这种需求下，传统的采用匹配电路由于反应时间远不能达到毫秒级，难以达到脉冲式等离子体加工的需求。

因此基于上述原因，业界需要一种能够满足高频率脉冲射频周期匹配的技术。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种等离子体射频调节方法，所述调节方法通过一射频功率发生器进行，所述射频功率发生器包括一自动调频装置，所述调节方法包括如下步骤：所述射频功率发生器输出-脉冲射频周期；设置若干个连续射频调节区间，每个射频调节区间包括至少一个脉冲射频周期；所述自动调频装置在每个所述射频调节区间内进行至少一次自动调频，每个所述射频调节区间包括一开始频率和一结束频率，每一射频调节区间的开始频率为前一射频调节区间的结束频率，所述第一射频调节区间的开始频率为预设频率。

进一步的，所述开始频率包括一开始高电平频率和一开始低电平频率，所述结束频率包括一结束高电平频率和一结束低电平频率。

进一步的，所述自动调频方法为：赋予所述射频功率发生器一预设频率，对应获得第一反射功率，将预设频率增加一步长赋予所述射频功率发生器，对应获得第二反射功率，比较所述第一反射功率和第二反射功率，若第二反射功率大于所述第一反射功率，则向相反方向增加步长，若第二反射功率小于第一反射功率，则继续将预设频率增加两个步长赋予所述射频功率发生器，调节得到更小的反射功率。

进一步的，所述预设频率为能够保证等离子体点燃的频率。

进一步的，所述预设频率的获得方法为：设置射频功率源输出连续射频功率信号，并计算获得连续射频输出阶段最小反射功率，将该最小反射功率对应的频率作为预设频率。

进一步的，所述每个射频调节区间包括至少两个脉冲射频周期，所述自动调频装置在每个脉冲射频周期内进行若干次自动调频。所述自动调频装置在同一射频调节区间的不同脉冲射频周期内具有相同的开始频率和结束频率。

进一步的，所述自动调频装置在同一射频调节区间的不同脉冲射频周期内具有相同的开始频率和不同的结束频率。

进一步的，所述射频调节区间的时间通过一控制器进行设定。

进一步的，所述控制器读取所述自动调频装置的结束频率并将该结束频率作为下一个射频调节区间的开始频率赋予所述自动调频装置。