JP2023505922A - 電子可変キャパシタを使用する相互変調ひずみの軽減 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2020年10月19日に出願した米国実用特許出願第17/073,709号の優先権を主張し、同じく、2019年10月21日に出願した米国仮出願第62/923,959号の利益を主張する。上記の出願の開示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
ω=2πfは、デュアル周波数システムの低周波数(f=ω1)であり、
Φは、周波数間の相対位相である。
snという用語は、シース振動の振幅であり、式(2)、
Inはωnに関連する駆動電流であり、
neは電子密度であり、
Aは電極放電領域であり、
eは電子電荷である。
ε0は自由空間の電子電荷誘電率であり、
e、neおよびs2(t)は上記で説明したとおりである。
112 プラズマチャンバ
114 プラズマ
116 内部コイル
118 外部コイル
120 電源
122 電源
124 誘電体窓
126 基板
128 電源
210 容量結合プラズマ(CCP)システム
212 プラズマチャンバ
214 プラズマ
216 電極
218 電極
220 電源
222 電源
310 デュアル電力入力プラズマシステム
312 第1の電極
314 接地
316 第2の電極
318 RF電源
320 第2の電力源
322 プラズマ
324 プラズマチャンバ
326 表面積
328 表面積
330 シース
332 接地シース
334 給電シース
410 中央ピーク、発生器ピーク
412 ピーク
414 ピーク
510 無線周波数(RF)発生器、電源システム
512a 電源、RF発生器
512b 電源、RF発生器
514a RF電源、増幅器
514b RF電源、増幅器
516a RFセンサ
516b RFセンサ
518 デュアル整合ネットワーク
518a 整合ネットワーク
518b 整合ネットワーク
520a プロセッサ、コントローラ、制御モジュール
520b プロセッサ、コントローラ、制御モジュール
520' コントローラ
522a RF電力信号
522b RF電力信号
524a X信号
524b Y信号
526a X信号
526b Y信号
528a フィードバック制御信号
528b フィードバック制御信号
530a リンク
530b リンク
532 負荷、リアクタ
534 可変キャパシタンス、可変リアクタンス
610a 波形、プロット
610b 波形、プロット
612a 波形
612b 波形
614a 波形
614b 波形
616a 波形
616b 波形
718 デュアル整合ネットワーク
718a 第1の可変リアクタンスセクション、第1の整合ネットワーク
718b 第2の可変リアクタンスセクション、第2の整合ネットワーク
732 負荷、リアクタ、プラズマチャンバ
740a 負荷キャパシタ
740b 負荷キャパシタ
742a 同調キャパシタ
742b 同調キャパシタ
744a 出力インダクタ
744b 出力インダクタ
746b インダクタ
748b インダクタ
750b キャパシタ
752a 可変リアクタンスまたは可変キャパシタンス回路
754a 可変キャパシタ
755 整合ネットワークセンサ
756a キャパシタ
758a キャパシタンスコントローラ
760a 再生モジュール
762a オフセットモジュール、キャパシタンス調整モジュール
764a 更新モジュール
766a 増幅器
818a 整合ネットワーク
820a 入力キャパシタ
840a 負荷キャパシタ
842a 同調キャパシタ
854a 可変キャパシタンスセル
870a 変圧器
872a 入力巻き線
874a 出力巻き線
876a ブロッキングキャパシタ
878a ノード
954a 可変キャパシタンスセル
956a 増幅器
980a 抵抗器
980a' 抵抗器
982a インダクタ
982a' インダクタ
984a アノード接続バラクタ
984a' アノード接続バラクタ
986 インダクタ
988 出力抵抗器
990a ブロッキングキャパシタ
990a' ブロッキングキャパシタ
992 ノード
1054a キャパシタンスセル
1056a 増幅器
1084a バラクタダイオード
1084a' バラクタダイオード
1094a インダクタ
1094a' インダクタ
1096 キャパシタ
1098 ブリーダ抵抗器
1184a ダイオード
1184a' ダイオード
1194a インダクタ
1194a' インダクタ
1196 キャパシタ
1210 波形
1212 波形
1212a 波形
1212b 波形
1214 波形
1214a 波形
1214b 波形
1216 波形
1216a 波形
1216b 波形
1218 波形
1218a 波形
1218b 波形
1310 波形
1310a ピーク
1310b ピーク
1410 制御モジュール
1412 キャパシタンス制御モジュール
1414 インピーダンス整合モジュール
1416 再生モジュール
1418 キャパシタンス調整モジュール
1420 キャパシタンス更新モジュール
Claims (40)
- 第1の周波数において動作する第1のRF信号を生成する第1のRF電源と負荷との間のインピーダンスを制御するために第1のリアクタンスを提供するように構成された第1のリアクタンスセクションと、
前記インピーダンス上の前記第1のRF信号と第2のRF信号との間の相互作用からの相互変調ひずみ(IMD)に応答してインピーダンスを制御するために、第2のリアクタンスを調整するように構成された第2の可変リアクタンスセクションと
を含む、整合ネットワーク。 - トリガ信号に応答するように構成された再生モジュールであって、前記トリガ信号は前記IMDに従って変動し、前記再生モジュールは、前記トリガ信号に応答して前記第2の可変リアクタンスセクションを制御するようにさらに構成される、再生モジュールと、
前記第2の可変リアクタンスセクションに対する調整を決定するように構成されたリアクタンス調整モジュールと
を含むキャパシタンスコントローラをさらに含む、請求項1に記載の整合ネットワーク。 - 前記IMDは、前記負荷の電極に対するプラズマシースの位置に従って変動し、
前記インピーダンスは前記IMDに従って変動する、請求項1に記載の整合ネットワーク。 - 前記第2のリアクタンスは、キャパシタンスまたはインダクタンスのうちの少なくとも1つを含み、
前記キャパシタンスまたは前記インダクタンスのうちの前記少なくとも1つは、ダイオードまたはバラクタのうちの少なくとも1つを制御することに従って変動される、請求項1に記載の整合ネットワーク。 - 前記ダイオードまたは前記バラクタのうちの前記少なくとも1つは、前記ダイオードまたは前記バラクタのうちの前記少なくとも1つの端子に印加されたバイアス電圧に従って制御される、請求項4に記載の整合ネットワーク。
- 前記第2の可変リアクタンスセクションは、制御信号を出力するように構成されたコントローラを含み、
前記制御信号は、前記ダイオードまたは前記バラクタのうちの前記少なくとも1つの前記バイアス電圧を変動させる、請求項5に記載の整合ネットワーク。 - 前記第2の可変リアクタンスセクションは、ダイオードまたはバラクタのうちの前記少なくとも1つに印加された前記バイアス電圧を変動させる制御信号を出力するように構成されたコントローラを含む、請求項5に記載の整合ネットワーク。
- 第2の周波数において前記第2のRF信号を生成する第2のRF電源と前記負荷との間のインピーダンスを制御するために第3のリアクタンスを提供するように構成された第3のリアクタンスセクションをさらに含む、請求項1に記載の整合ネットワーク。
- 前記第1の周波数は、前記第2の周波数より大きく、
前記第2の可変リアクタンスセクションは、前記第1のリアクタンスセクションと電気的に通信するように構成される、請求項8に記載の整合ネットワーク。 - 前記第1のリアクタンスセクションは、前記第1のRF電源と前記負荷との間の前記インピーダンスを制御するように構成された第1の可変リアクタンスをさらに含む、請求項1に記載の整合ネットワーク。
- 前記第3のリアクタンスセクションは、前記第2のRF電源と前記負荷との間の前記インピーダンスを制御するように構成された第3の可変リアクタンスをさらに含む、請求項9に記載の整合ネットワーク。
- 前記第1の周波数は、前記第2の周波数より大きく、
前記第2の可変リアクタンスセクションは、前記第1のリアクタンスセクションと電気的に通信するように構成される、請求項11に記載の整合ネットワーク。 - 無線周波数(RF)電源システムであって、
RF電源と、
前記RF電源と負荷との間の整合ネットワークであって、
第1の周波数において動作する第1のRF信号を生成する第1のRF電源と前記負荷との間のインピーダンスを制御するために第1のリアクタンスを提供するように構成された第1のリアクタンスセクションであって、前記第1のリアクタンスは、固定または可変のいずれかである、第1のリアクタンスセクションと、
前記インピーダンス上の前記第1のRF信号と第2の周波数において動作する第2のRF信号との間の相互作用からの相互変調ひずみ(IMD)に応答してインピーダンスを制御するためのリアクタンスオフセットを導入するように第2のリアクタンスを調整するように構成された第2の可変リアクタンスセクションと
を含む、整合ネットワークと、
前記第2の可変リアクタンスセクションと通信するように構成され、前記インピーダンスを制御するためのトリガ信号に応答して前記第2のリアクタンスを調整するための制御信号を生成するように構成されたコントローラと
を含み、
前記リアクタンスオフセットは、前記第2のRF信号に従って変動する、RF電源システム。 - 前記第1のRF信号は、前記負荷に適用されるソースRF信号であり、
前記第2のRF信号は、前記負荷に適用されるバイアスRF信号であり、
前記負荷はプラズマチャンバである、請求項13に記載のRF電源システム。 - 前記リアクタンスオフセットは、前記トリガ信号に従って変動するタイミングに従って変動し、
前記トリガ信号は、前記第1のRF信号に対する前記第2のRF信号の位置を示す、請求項13に記載のRF電源システム。 - 前記コントローラは、メモリから前記リアクタンスオフセットを検索するように、または前記リアクタンスオフセットを計算するように構成される、請求項13に記載のRF電源システム。
- 前記リアクタンスオフセットは、前記トリガ信号に従って所定の順序およびタイミングで出力される複数のリアクタンスを含む、請求項13に記載のRF電源システム。
- 前記コントローラは、前記第2のRF信号に従って前記リアクタンスオフセットを更新するように構成される、請求項13に記載のRF電源システム。
- 前記リアクタンスオフセットは、前記第2のRF信号によって引き起こされた相互変調ひずみに従って変動する、請求項13に記載のRF電源システム。
- 前記第1の周波数は、前記第2の周波数より大きい、請求項13に記載のRF電源システム。
- 前記コントローラは再生モジュールをさらに含み、
前記再生モジュールは前記トリガ信号を検出するように構成され、
前記再生モジュールは前記リアクタンスオフセットのRF出力への導入を開始するように構成される、請求項13に記載のRF電源システム。 - 前記コントローラは参照テーブルをさらに含み、
前記参照テーブルは、前記再生モジュールによって導入された前記リアクタンスオフセットを記憶するように構成される、請求項21に記載のRF電源システム。 - 前記コントローラは更新モジュールをさらに含み、
前記更新モジュールは、前記第1のRF信号の電気的特性に従って前記リアクタンスオフセットを更新するように構成される、請求項22に記載のRF電源システム。 - インピーダンス不整合を低減するための方法であって、
第1の周波数において動作する第1のRF信号を生成する第1のRF電源と負荷との間のインピーダンスを制御するために第1のリアクタンスを提供するステップと、
前記インピーダンス上の前記第1のRF信号と第2のRF信号との間の相互作用からの相互変調ひずみ(IMD)に応答してインピーダンスを制御するために、第2のリアクタンスを調整するために第2の可変リアクタンスを提供するステップと
を含む、方法。 - 前記IMDに従って変動するトリガ信号に応答して前記第2のリアクタンスを調整して、前記トリガ信号に応答して前記第2の可変リアクタンスを調整するステップと、
前記IMDに従って前記第2の可変リアクタンスに対する調整を決定するステップと
をさらに含む、請求項24に記載の方法。 - 前記IMDは、前記負荷の電極に対するプラズマシースの位置に従って変動し、
前記インピーダンスは前記IMDに従って変動する、請求項24に記載の方法。 - 前記第2のリアクタンスは、キャパシタンスまたはインダクタンスのうちの少なくとも1つを含み、
前記キャパシタンスまたはインダクタンスのうちの前記少なくとも1つは、ダイオードまたはバラクタのうちの少なくとも1つを制御することに従って変動される、請求項24に記載の方法。 - 前記ダイオードまたは前記バラクタのうちの前記少なくとも1つは、前記ダイオードまたは前記バラクタのうちの前記少なくとも1つの端子に印加されたバイアス電圧に従って制御される、請求項27に記載の方法。
- 前記第2の可変リアクタンスは、制御信号を出力するように構成されたコントローラを含み、
前記制御信号は、前記ダイオードまたは前記バラクタのうちの前記少なくとも1つの前記バイアス電圧を変動させる、請求項28に記載の方法。 - 第2の周波数において前記第2のRF信号を生成する第2のRF電源と前記負荷との間のインピーダンスを制御するために第3のリアクタンスを提供するステップをさらに含む、請求項24に記載の方法。
- 前記第1の周波数は、前記第2の周波数より大きく、
前記第2の可変リアクタンスは、前記第1のリアクタンスと電気的に通信する、請求項30に記載の方法。 - 前記第1のリアクタンスは、前記第1のRF電源と前記負荷との間の前記インピーダンスを制御するように構成された第1の可変リアクタンスをさらに含む、請求項24に記載の方法。
- 第2のRF電源と前記負荷との間の前記インピーダンスを制御するために第3の可変リアクタンスを提供するステップをさらに含む、請求項32に記載の方法。
- 前記第1の周波数は、第2の周波数より大きく、
前記第2の可変リアクタンスは、前記第1のリアクタンスと電気的に接続される、請求項33に記載の方法。 - 命令を記憶した非一時的コンピュータ可読記録媒体であって、前記命令は、
トリガ信号を検出することと、
前記トリガ信号に応答して、第1のRF電源と、前記第1のRF電源によって出力された第1のRF信号と第2のRF信号との間の相互作用からの相互変調ひずみ(IMD)に従って変動する負荷との間のインピーダンスを制御するために可変リアクタンスを調整することと
を含む、非一時的コンピュータ可読記録媒体。 - 前記命令は、
前記可変リアクタンスの前記調整を決定するシーケンスを再生することと、
前記シーケンスをメモリから取得することと
をさらに含む、請求項35に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。 - 前記IMDは、前記負荷の電極に対するプラズマシースの位置に従って変動し、
前記インピーダンスは前記IMDに従って変動する、請求項35に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。 - 前記可変リアクタンスを前記調整することは、
キャパシタンスまたはインダクタンスのうちの少なくとも1つを調整することと、
ダイオードまたはバラクタのうちの少なくとも1つを制御することに従って、前記キャパシタンスまたは前記インダクタンスのうちの前記少なくとも1つを変動させることと
を含む、請求項35に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。 - 前記命令は、前記ダイオードまたは前記バラクタのうちの前記少なくとも1つの端子に印加されるバイアス電圧を調整することをさらに含む、請求項38に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
- 前記命令は、
前記第1のRF電源と前記負荷との間のインピーダンスを制御するために第2の可変リアクタンスを調整することと、
前記第2のRF信号を生成する第2のRF電源と前記負荷との間のインピーダンスを制御するために第3の可変リアクタンスを調整することと
のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項35に記載の非一時的コンピュータ可読記録媒体。
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