[发明专利]脉冲射频等离子体的阻抗匹配方法和装置有效
申请号: | 201811495777.4 | 申请日: | 2018-12-07 |
公开(公告)号: | CN111293022B | 公开(公告)日: | 2023-01-24 |
发明(设计)人: | 雷仲礼;叶如彬;涂乐义 | 申请(专利权)人: | 中微半导体设备(上海)股份有限公司 |
主分类号: | H01J37/32 | 分类号: | H01J37/32 |
代理公司: | 北京集佳知识产权代理有限公司 11227 | 代理人: | 赵秀芹;王宝筠 |
地址: | 201201 上海市浦东新*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 脉冲 射频 等离子体 阻抗匹配 方法 装置 | ||
本申请公开了一种脉冲射频等离子体的阻抗匹配方法和装置。该方法连续在所述第i个脉冲周期及位于其后的多个脉冲周期的第一射频功率阶段内搜寻匹配频率的过程中,将前一脉冲在搜寻匹配频率过程中阻抗参数最小的调频频率赋给下一脉冲,将其作为下一脉冲的初始频率,如此,相当于增加了一个脉冲周期的第一射频功率阶段的宽度,因而,通过对该多个脉冲的第一射频功率阶段的连续调频,可以搜寻到较高脉冲频率的脉冲射频等离子体的匹配频率,进而实现对较高脉冲频率的等离子体的阻抗匹配。此外,本申请还公开了一种等离子体处理装置。
技术领域
本申请涉及脉冲射频等离子体领域,尤其涉及一种脉冲射频等离子体的阻抗匹配方法和装置。
背景技术
脉冲射频等离子体的射频功率存在高、低两种输出功率;与此对应,等离子体的阻抗也存在高、低两种状态的阻抗。在调频匹配等离子体技术中,为了降低射频频率大范围跳跃引起的频率失配问题,需要两个不同的匹配射频频率来匹配等离子体的高低两种状态的阻抗。如此就要求自动调频阻抗匹配技术需要在脉冲射频功率的高功率和低功率阶段下分别搜寻到相应的匹配频率。
现有的自动调频阻抗匹配技术需要数次或数十次调频(大约在5-10μs左右的时间内)才能搜寻到匹配频率。这种调频速率已经可以充分满足中低脉冲频率(如100-1000Hz)的脉冲射频等离子体的高-低功率阶段的阻抗匹配。但是,对于较高脉冲频率如5000Hz的脉冲射频等离子体,由于其脉冲宽度较窄,每个脉冲周期内的调频次数较少,因此,利用现有的自动调频阻抗匹配技术很难在较高脉冲频率的脉冲射频等离子体的单脉冲区段内搜寻到匹配频率,进而无法实现对较高脉冲频率的等离子体的阻抗匹配。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种脉冲射频等离子体的阻抗匹配方法和装置,以搜寻到较高脉冲频率的脉冲射频等离子体的匹配频率,进而实现对较高脉冲频率的等离子体的阻抗匹配。
为了解决上述技术问题,本申请采用了如下技术方案:
本申请的第一方面提供了一种脉冲射频等离子体的阻抗匹配方法,包括:
提供脉冲射频功率到等离子反应腔,所述脉冲射频功率包括n个脉冲周期,每个脉冲周期包括第一射频功率阶段;所述第一射频功率阶段为高射频功率阶段或低射频功率阶段;n为正整数;
获取第i个脉冲周期的第一射频功率阶段内的第一初始频率;in,且i为正整数;
根据所述第一初始频率连续在所述第i个脉冲周期及位于其后的多个脉冲周期的第一射频功率阶段内搜寻匹配频率,直至搜寻到的调频频率对应的阻抗参数达到极值,并在每个脉冲周期的第一射频功率阶段内搜寻匹配频率的过程中,读取每个脉冲周期的第一射频功率阶段搜寻匹配频率过程中的各个调频频率及其对应的阻抗参数,并比较各个阻抗参数的大小,以获得阻抗参数最小的调频频率;其中,在第i个脉冲周期及位于其后的多个脉冲周期中,相邻两个脉冲周期的前一脉冲周期的第一射频功率阶段的阻抗参数最小的调频频率作为后一脉冲周期的第一射频功率阶段的初始频率;
将阻抗参数达到极值时对应的调频频率确定为所述脉冲射频功率的第一射频功率阶段与等离子体阻抗相匹配的匹配频率。
可选地,所述第一初始频率为手动赋值频率或先前自动调频所得频率。
可选地,位于第i个脉冲周期后面的多个脉冲周期为与第i个脉冲周期相邻的多个连续的脉冲周期。
可选地,位于第i个脉冲周期后面的多个脉冲周期为与所述第i个脉冲周期间隔至少一个脉冲周期且其间间隔至少一个脉冲周期的多个脉冲周期。
可选地,所述阻抗参数为反射功率、反射系数或阻抗。
本申请的第二方面提供了一种脉冲射频等离子体的阻抗匹配方法,包括:
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