[发明专利]具有辅助频率和次谐波变量的RF阻抗匹配网络

权利要求书

1.一种用于物理气相沉积的匹配网络，包括：

第一RF发生器，通过具有第一调谐电路的第一阻抗匹配网络耦合至沉积腔室靶，其中所述第一RF发生器被配置为向所述沉积腔室靶引入第一AC信号；以及

第二RF发生器，通过第二阻抗匹配网络耦合至沉积腔室基座并且被配置为向所述沉积腔室基座引入第二AC信号，

其中所述第一调谐电路被配置为改变所述第二AC信号对在所述沉积腔室靶和所述沉积腔室基座之间形成的等离子体的影响。

2.根据权利要求1所述的匹配网络，其中所述第二阻抗匹配网络包括第二调谐电路，被配置为修改所述第一AC信号对所述等离子体的影响。

3.根据权利要求1所述的匹配网络，其中第一调谐电路包括耦合至所述沉积腔室靶的V/I探针和耦合至所述V/I探针的滤波器阵列。

4.根据权利要求3所述的匹配网络，其中所述V/I探针和所述滤波器阵列耦合至系统控制器，所述系统控制器被配置为调节所述滤波器阵列的阻抗。

5.根据权利要求3所述的匹配网络，其中所述V/I探针包括：

电压传感器，被配置为通过设置在所述第一阻抗匹配网络的输出端处的RF杆感测AC信号的电压；

RMS至DC电压转换器，经由低通滤波器、衰减器和过冲箝位器耦合至电压获取，其中所述RMS至DC电压转换器被配置为将滤波、衰减和箝位的AC电压转换成DC电压；

缓冲电压放大器，经由DC缩放电路和偏置调节电路耦合至所述电压转换器，其中所述缓冲电压放大器被配置为输出电压幅值信号；

电流传感器，被配置为感测AC信号的电流；

RMS至DC电流转换器，经由低通滤波器、衰减器和过冲箝位器耦合至电流获取，其中所述RMS至DC电流转换器被配置为将滤波、衰减和箝位的AC电流转换至DC电流；以及

缓冲电流放大器，经由DC缩放电路和偏置调节电路耦合至所述RMS至DC电流转换器，其中所述缓冲电流放大器被配置为输出电流幅值信号。

6.根据权利要求5所述的匹配网络，进一步包括相位检测电路，所述相位检测电路耦合至缓冲电压放大器、缓冲电流放大器中的至少一个或者两者，其中所述相位检测电路被配置为输出AC信号的相位。

7.根据权利要求3所述的匹配网络，其中所述滤波器阵列包括并联连接并且各自具有可调节阻抗的低通滤波器、高通滤波器和陷波滤波器。

8.根据权利要求7所述的匹配网络，其中所述低通滤波器包括两个或者更多个级联LC部分，每个LC部分包括与可变电容器串联连接的电感器；

其中所述高通滤波器包括两个或者更多个级联LC部分，每个LC部分包括与电感器串联连接的可变电容器；以及

其中所述陷波滤波器包括两个或者更多个级联分流m导出式半节，每个m导出式分流半节包括由与可变电容器并联的电感器提供的串联阻抗和由固定电容器提供的分流导纳。

9.一种用于控制物理气相沉积的方法，包括:

通过具有第一调谐电路的第一阻抗匹配网络向物理气相沉积腔室的靶引入第一AC信号；

通过第二阻抗匹配网络向设置在所述腔室中的基座引入第二AC信号以偏置所述基座；

将气体引入至所述腔室内以促进在所述靶和所述基座之间形成等离子体；以及

用所述第一调谐电路改变第二AC信号的基频对等离子体的影响，从而调节等离子体壳层以促进离子化轨迹控制。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括用所述第一调谐电路改变第二AC信号的二次谐波和三次谐波对等离子体的影响。

11.根据权利要求9所述的方法，其中改变第二AC信号的基频的影响包括通过调节其中的可变电容器的电容值来调节所述第一调谐电路的阻抗。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述可变电容器是手动调节的。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述可变电容器用连接至系统控制器的电机进行调节。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括参照查找表以确定所述第一调谐电路的期望阻抗，其中所述可变电容器的电容值通过所述电机被改变以匹配来自查找表的值。