[发明专利]可变输出阻抗RF发生器

说明书

公开了无需匹配网络的各种RF等离子体系统。在一些实施例中，所述RF等离子体系统包括：能量存储电容器；开关电路，其与所述能量存储电容器耦合，所述开关电路产生具有脉冲幅度和脉冲频率的多个脉冲，所述脉冲幅度大于100伏特；谐振电路，其与所述开关电路耦合。在一些实施例中，所述谐振电路包括：变压器，其具有初级侧和次级侧；和电容器、电感器和电阻器中的至少一个。在一些实施例中，所述谐振电路具有实质上等于所述脉冲频率的谐振频率，并且所述谐振电路将所述脉冲幅度增加到大于2kV的电压。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年11月30日提交的题为“VARIABLE OUTPUT IMPEDANCE RFGENERATOR”的美国临时专利申请No.62/774,078的优先权，其以其全文通过引用并入。

背景技术

薄膜制造技术中的RF激励气体放电的应用已经变为标准。最常使用的最简单几何形状是之间施加电压的两个平面电极的几何形状。在图1中示出这种平面RF等离子体反应器的示意性表示。等离子体与每个电极由等离子体鞘分离。

等离子体体积中产生的正离子加速跨越等离子体鞘并到达具有由跨越鞘的依赖于时间的电势差的幅度和波形、气体压力、反应器的实体几何形状和/或其他因素确定的离子能量分布函数(IEDF)的电极。这种离子轰击能量分布可以确定离子撞击引起的对表面的损伤等的薄膜蚀刻量的各向异性的程度。

发明内容

一些实施例包括一种RF系统，其包括能量存储电容器、开关电路、谐振电路和能量恢复电路。在一些实施例中，所述开关电路可以与所述能量存储电容器耦合。在一些实施例中，所述开关电路产生具有脉冲幅度和脉冲频率的多个脉冲，其中，所述脉冲幅度可以大于100伏特。在一些实施例中，所述谐振电路可以与所述开关电路耦合，并且可以包括：变压器，其具有初级侧和次级侧；和电容器、电感器和电阻器中的至少一个。在一些实施例中，所述谐振电路具有实质上等于所述脉冲频率的谐振频率，并且所述谐振电路将所述脉冲幅度增加到大于2kV的电压。在一些实施例中，所述能量恢复电路可以与所述能量存储电容器和所述变压器的所述次级侧耦合，并且所述能量恢复电路包括二极管和电感器。

在一些实施例中，所述RF系统包括等离子体室，其与所述谐振电路耦合。在一些实施例中，所述开关电路包括全桥驱动器或半桥驱动器。

在一些实施例中，所述谐振电路包括电感器，并且所述谐振频率包括其中，所述电感L包括所述变压器的任何杂散电感和所述电感器的电感，并且所述电容C包括所述变压器的任何杂散电容。

在一些实施例中，所述谐振电路包括电容器，并且所述谐振频率包括其中，所述电感L包括所述变压器的任何杂散电感，并且所述电容C包括所述变压器的任何杂散电容和所述电容器的电容。

一些实施例包括一种RF系统，其包括能量存储电容器、开关电路、谐振电路和等离子体室。在一些实施例中，所述开关电路可以与所述能量存储电容器耦合。在一些实施例中，所述开关电路产生具有脉冲幅度和脉冲频率的多个脉冲，其中，所述脉冲幅度可以大于100伏特。在一些实施例中，所述谐振电路可以与所述开关电路耦合，并且可以包括：变压器，其具有初级侧和次级侧；和电容器、电感器和电阻器中的至少一个。在一些实施例中，所述谐振电路具有实质上等于所述脉冲频率的谐振频率，并且所述谐振电路将所述脉冲幅度增加到大于2kV的电压。在一些实施例中，所述等离子体室与所述谐振电路耦合。

在一些实施例中，所述RF等离子体系统可以包括变压器，其与所述谐振电路耦合。在一些实施例中，所述RF等离子体系统可以包括电阻输出级。在一些实施例中，所述RF等离子体系统可以包括能量恢复级。在一些实施例中，所述RF等离子体系统可以包括偏置补偿电路。

在一些实施例中，所述变压器的电感(L)和/或电容(C)之一或二者根据下式确定所述谐振频率：