[发明专利]用于频率产生器的共同激励的方法与设备

说明书

用于将射频(RF)功率供应至处理腔室的方法与设备。RF产生器经配置为具有能力以独立于参考频率由RF功率输出操作或使RF输出功率与参考频率同步。在频率位于解锁状态中时，使用时钟匀变改变RF输出功率的RF功率输出频率以与参考频率匹配。在RF功率输出频率到达参考频率时，RF功率输出可被锁定至参考频率。

技术领域

本原理的具体实施例大体相关于半导体处理。

背景技术

半导体腔室可使用气体等离子体以处理半导体基板。使用射频(RF)电源供应器产生等离子体，以在处理期间点燃和维持等离子体。一些腔室还使用第二RF电源供应器来偏压基板。腔室在RF电源供应器之后使用匹配网络，以帮助将阻抗与腔室匹配以提高功率传输效率。RF电源供应器还提供频率调谐，以帮助匹配匹配网络的阻抗，从而实现更好的功率传输。

向基板提供RF偏压功率的RF电源供应器的频率，应与向等离子体提供RF功率的RF电源供应器完全相同。如若两个频率不同，则该不同将在等离子体腔室中造成拍频效应(beat effect)，其拍频等于两个RF电源供应器频率的差。为了防止拍频效应，将参考信号馈送到两个RF电源供应器，使得RF电源供应器以相同的精确频率操作。参考频率(也称为共同激励频率或CEX频率)由RF电源供应器的主频率产生器提供给其他RF电源供应器的一个或更多个从频率产生器。但是，如若从频率产生器进行频率调谐，则来自主频率产生器的CEX频率可能导致频率突然变化，从而使系统不稳定。另外，因为主频率产生器将RF输出频率作为CEX频率发送，所以当主频率产生器进行频率调谐时，从频率产生器从主频率产生器接收不断变化的参考频率。因此，必须由CEX启用/禁用功能告知从频率产生器何时遵循参考频率，这增加了系统的复杂性。

因此，发明人提供了用于控制多产生器系统中的RF功率频率的改进方法和设备。

发明内容

方法和设备通过允许由主或从产生器提供的关于系统参考频率独立的RF输出操作，来提供对于在半导体处理腔室中使用的RF功率的控制。

在一些实施例中，一种将射频(RF)功率供应至处理腔室的方法，包含：在第一RF产生器中产生参考频率；以及在第一RF产生器的第一RF功率输出的第一输出频率与该参考频率不同步时，将第一RF产生器的第一RF功率输出与参考频率去耦。

在一些实施例中，方法可进一步包含：在第一输出频率与参考频率同步时，使用第一时钟匀变将第一输出频率与参考频率调整至新参考频率；在第一输出频率与参考频率去耦时，使用第二时钟匀变将第一输出频率调整至参考频率以将该第一输出频率耦合至频率参考以及在第一输出频率与参考频率同步时，将第一输出频率耦合至参考频率；在参考频率随着时间改变时，使用多个第二时钟匀变将第一输出频率调整至参考频率；在更新时间段中，基于在更新时间段的时间处的参考频率，改变至多个第二时钟匀变中的另一个；由第二RF产生器接收来自第一RF产生器的参考频率，以及在第二RF产生器的第二RF功率输出的第二输出频率不与参考频率同步时，将第二RF产生器的第二RF功率输出与参考频率去耦；由第二RF产生器，独立于第二RF功率输出将参考频率输出到至少第三RF产生器；以及/或在第二输出频率与参考频率去耦时，使用第二时钟匀变调整第二输出频率至参考频率以将第二输出频率耦合至参考频率，以及在第二输出频率与参考频率同步时，将第二输出频率耦合至参考频率。

在一些实施例中，一种由至少一组RF产生器将射频(RF)功率供应至至少一个处理腔室的方法，包含：在主RF产生器中产生参考频率；从主RF产生器传输参考频率至从RF产生器；配置从RF产生器为独立于从RF功率输出以重新传输参考频率；对主RF产生器的主RF功率输出产生主输出频率；在主RF产生器的主RF功率输出的主输出频率与参考频率不同步时，将主RF产生器的主RF功率输出与参考频率去耦；以及在从RF产生器的从RF功率输出的从输出频率不与参考频率同步时，将从RF产生器的从RF功率输出与参考频率去耦。