[发明专利]用于控制高效生成器源阻抗的系统和方法

说明书

一种功率供应系统利用两个放大器实时地控制生成器的源阻抗，该两个放大器具有相对于标称负载阻抗非对称的功率分布，其相对于标称负载阻抗是径向相反的。通过对放大器中的每一个使用不同的拓扑或实现相位延迟网络，可实现功率分布中的变化。来自第一和第二放大器的输出功率可使用组合器线路或装置组合，并且来自组合器的输出功率被传送到等离子体负载。每个放大器的输出功率可被独立地控制，以改变由单独的放大器提供的输出功率信号的一个或多个特性。通过改变第一放大器的输出功率与第二放大器的输出功率的比率，生成器的源阻抗可实时变化。

相关申请的交叉引用

本专利合作条约(PCT)申请与美国专利申请第62/660,893号、2018年4月20日提交的、标题为“SYSTEM AND METHOD FOR CONTROL OF HIGH EFFICIENCY GENERATOR SOURCEIMPEDANCE”相关，并要求其优先权，其全部内容为了所有目的在此通过引用并入本文。

技术领域

本公开的各方面涉及控制功率供应并且，特别地，涉及等离子体处理系统中的控制功率供应和等离子体负载之间的相互作用。

背景技术

在半导体制造领域，以及其他领域中，等离子体系统具有各种可能的用途。例如，等离子体-增强化学气相沉积是用于使用等离子体系统在基底上沉积薄膜的过程。典型的等离子体处理系统，在高水平中，涉及处理腔室和在腔室内部点燃并维持等离子体的功率运送系统。等离子体可表征为具有由功率生成器驱动的阻抗的负载。等离子体的负载阻抗典型地约为50欧姆，但是将会依据过程条件和其他变量而变化。例如，等离子体负载阻抗可依据生成器频率、功率、腔室压力、气体成分和等离子体点燃而变化。在等离子体阻抗中的这些变化可对来自生成器的功率运送产生不利影响；并且由于等离子体在不同功率水平处物理属性中的改变，还可导致过程变量(诸如蚀刻或沉积速率)的不期望的漂移或扰动。配备有阻抗匹配机构或电路(其匹配功率运送系统的源阻抗到等离子体负载阻抗)的等离子体处理系统可减少对等离子体处理的这种不利影响。

正是考虑到这些观察以及其他，构思了本公开的各方面。

发明内容

根据一个方面，用于提供功率到等离子体负载的功率供应系统包含：第一功率放大器，其包含第一放大器输入和第一放大器输出，所述第一功率放大器具有第一可控输出功率第一非对称功率分布，所述第一非对称功率分布具有相对于负载阻抗的第一峰值功率偏移；以及第二功率放大器，其包含第二放大器输入和第二放大器输出，所述第二功率放大器具有第二可控输出功率第二非对称功率分布，所述第二非对称功率分布具有相对于负载阻抗的第二峰值功率偏移。功率供应系统还可包含控制器，其与第一功率放大器和第二功率放大器中的至少一个通信，第一可控输出功率与第二可控输出功率组合以限定组合输出功率，控制器调节第一可控输出功率或第二可控输出功率中的至少一个，以控制组合输出功率的源阻抗。

根据另一方面，提供用于操作等离子体处理系统的方法。所述方法可包含，在包含提供具有第一功率分布的第一功率信号的第一放大器和提供具有第二功率分布的第二功率信号的第二放大器的功率供应中，以及响应于负载的阻抗测量，控制第一功率信号或第二功率信号中的至少一个，以限定组合输出功率信号，这是基于负载的阻抗测量的。

根据又一方面，功率供应控制器包含处理器和非暂时性存储器，其包括指令，当所述指令由处理器执行时是可操作的，以调节功率供应的输出信号的源阻抗。指令是可操作的，指示第一功率放大器基于耦合到功率供应的负载的确定的负载阻抗，改变来自功率生成器的输入功率信号，并提供具有第一功率分布的第一可变输出功率信号，以及指示第二功率放大器基于负载的确定的负载阻抗，改变来自功率生成器的输入功率信号，并提供具有与第一功率分布不同的第二功率分布的第二可变输出功率信号。第一可变输出功率信号和第二可变输出功率信号可被组合，以生成传送到负载的组合输出功率信号，所述组合输出功率信号包括基于负载的负载阻抗的组合功率分布和源阻抗。

附图说明