JP7359789B2 - 基板処理システムのための直接駆動rf回路 - Google Patents
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Description
本願は、2018年6月13日出願の米国特許出願第16/007,481号に基づく優先権を主張する。上記の出願の開示全体が、参照によって本明細書に組み込まれる。
本開示は、基板処理システムに関し、特に、基板処理システム内でRFプラズマ電力またはRFバイアスを供給するための駆動回路に関する。
Claims (20)
- 基板処理システムの構成要素にRF電力を提供するための直接駆動回路であって、
第1周波数のクロック信号を生成するためのクロック発生器と、
前記クロック信号を受信するためのゲートドライバと、
ハーフブリッジ回路であって、
前記ゲートドライバに接続された制御端子、第1端子、および、第2端子を備えた第1スイッチと、
前記ゲートドライバに接続された制御端子、前記第1スイッチの前記第2端子と出力ノードとに接続された第1端子、および、第2端子を備えた第2スイッチと、を備える、ハーフブリッジ回路と、
前記第1スイッチの前記第1端子に第1電位を供給するための第1DC電源と、
前記第2スイッチの前記第2端子に第2電位を供給するための第2DC電源であって、前記第1電位および前記第2電位は、反対の極性を有し、ほぼ等しい大きさである、第2DC電源と、を備え、
前記直接駆動回路は、さらに、
前記出力ノードでの電流を検知して、電流信号を生成するための電流センサと、
前記出力ノードでの電圧を検知して、電圧信号を生成するための電圧センサと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記電圧信号と前記電流信号との間の位相オフセットを計算するための位相オフセット計算器と、
前記位相オフセットに基づいて前記第1周波数を調整するためのクロック調整器と、
を備える、直接駆動回路。 - 請求項1に記載の直接駆動回路であって、前記クロック調整器は、前記電流が前記電圧よりも先行した場合に前記第1周波数を上げ、前記電圧が前記電流よりも先行した場合に前記第1周波数を下げる、直接駆動回路。
- 請求項1に記載の直接駆動回路であって、さらに、前記出力ノードを前記基板処理システムの前記構成要素に接続する第1回路を備える、直接駆動回路。
- 請求項3に記載の直接駆動回路であって、前記第1回路は、
前記出力ノードに接続された第1キャパシタと、
前記第1キャパシタと直列に接続された第1インダクタと、
を備える、直接駆動回路。 - 請求項4に記載の直接駆動回路であって、前記第1回路は、さらに、
前記出力ノードに接続された第1端子を有する第2インダクタと、
前記第2インダクタの第2端子に接続された第1端子を有する第3インダクタと、
前記第2インダクタと並列に接続された第2キャパシタと、
前記第3インダクタの第2端子に接続された第1端子を有する第3キャパシタと、
を備える、直接駆動回路。 - デュアル周波数駆動回路であって、
請求項3の前記直接駆動回路と、
前記基板処理システムの前記構成要素に接続され、前記第1周波数とは異なる第2周波数で動作するさらなる駆動回路と、
を備える、デュアル周波数駆動回路。 - 請求項6に記載のデュアル周波数駆動回路であって、前記さらなる駆動回路は、請求項3の前記直接駆動回路の第2回路を備える、デュアル周波数駆動回路。
- 請求項6に記載のデュアル周波数駆動回路であって、前記さらなる駆動回路は、前記第2周波数のRF信号を生成するRF発生器を備える、デュアル周波数駆動回路。
- 請求項8に記載のデュアル周波数駆動回路であって、前記さらなる駆動回路は、さらに、前記RF発生器のインピーダンスを前記構成要素に整合させるための整合回路を備えた出力回路を備える、デュアル周波数駆動回路。
- 請求項9に記載のデュアル周波数駆動回路であって、前記出力回路は、
前記RF発生器の出力に接続された第1インダクタと、
第2インダクタと、
前記出力に接続された第1端子および前記第2インダクタに接続された第2端子を有する第1可変キャパシタと、
を備える、デュアル周波数駆動回路。 - 請求項10に記載のデュアル周波数駆動回路であって、前記出力回路は、さらに、
前記出力に接続された第1端子を有する第3インダクタと、
前記第3インダクタの第2端子に接続された第1端子を有する第2可変キャパシタと、
前記第2可変キャパシタの第2端子に接続された第1端子を有する第4インダクタと、
前記第4インダクタの第2端子に接続された第1端子および前記構成要素に接続された第2端子を有する第1キャパシタと、
を備える、デュアル周波数駆動回路。 - 基板処理システムの構成要素にRF電力を提供するための駆動回路であって、
前記基板処理システムの前記構成要素に接続された第1直接駆動回路であって、
第1周波数の第1クロック信号を生成するための第1クロック発生器と、
前記第1クロック信号を受信するための第1ゲートドライバと、
前記第1ゲートドライバと第1出力ノードとの間に接続された第1ハーフブリッジ回路であって、前記第1ハーフブリッジ回路は、第1DC電源および第2DC電源によってバイアスされ、前記第1DC電源によって供給される第1電位および前記第2DC電源によって供給される第2電位は、反対の極性を有し、ほぼ等しい大きさである、第1ハーフブリッジ回路と、
前記第1出力ノードを前記基板処理システムの前記構成要素に接続すると共に、前記第1周波数とは異なる第2周波数を遮断するための第1遮断回路と、を備える、第1直接駆動回路と、
前記基板処理システムの前記構成要素に接続され、前記第2周波数で動作する第2駆動回路と、
を備え、
前記駆動回路は、さらに、
前記第1出力ノードでの電流を検知して、電流信号を生成するための電流センサと、
前記第1出力ノードでの電圧を検知して、電圧信号を生成するための電圧センサと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記電圧信号と前記電流信号との間の位相オフセットを計算するための位相オフセット計算器と、
前記位相オフセットに基づいて前記第1周波数を調整するためのクロック調整器と、
を備える、駆動回路。 - 請求項12に記載の駆動回路であって、前記クロック調整器は、前記電流が前記電圧よりも先行した場合に前記第1周波数を上げ、前記電圧が前記電流よりも先行した場合に前記第1周波数を下げる、駆動回路。
- 請求項12に記載の駆動回路であって、前記第1遮断回路は、
前記第1出力ノードに接続された第1キャパシタと、
前記第1キャパシタと直列に接続された第1インダクタと、
を備える、駆動回路。 - 請求項14に記載の駆動回路であって、前記第1遮断回路は、さらに、
前記第1出力ノードに接続された第1端子を有する第2インダクタと、
前記第2インダクタの第2端子に接続された第1端子を有する第3インダクタと、
前記第2インダクタと並列に接続された第2キャパシタと、
前記第3インダクタの第2端子に接続された第1端子を有する第3キャパシタと、
を備える、駆動回路。 - 請求項12に記載の駆動回路であって、前記第2駆動回路は、前記第2周波数のRF信号を生成するためのRF発生器を備える、駆動回路。
- 請求項16に記載の駆動回路であって、前記第2駆動回路は、さらに、前記RF発生器のインピーダンスを前記構成要素に整合させるための調整可能な整合回路を備えた第1出力回路を備える、駆動回路。
- 請求項17に記載の駆動回路であって、前記第1出力回路は、
前記RF発生器に接続された第1インダクタと、
第2インダクタと、
前記RF発生器に接続された第1端子および前記第2インダクタに接続された第2端子を有する第1可変キャパシタと、
を備える、駆動回路。 - 請求項18に記載の駆動回路であって、前記第1出力回路は、さらに、
前記RF発生器に接続された第1端子を有する第3インダクタと、
前記第3インダクタの第2端子に接続された第1端子を有する第2可変キャパシタと、
前記第2可変キャパシタの第2端子に接続された第1端子を有する第4インダクタと、
前記第4インダクタの第2端子に接続された第1端子および前記構成要素に接続された第2端子を有する第1キャパシタと、
を備える、駆動回路。 - 請求項12に記載の駆動回路であって、前記第2駆動回路は、
前記第2周波数の第2クロック信号を生成するための第2クロック発生器と、
前記第2クロック信号を受信するための第2ゲートドライバと、
前記第2ゲートドライバと第2出力ノードとの間に接続された第2ハーフブリッジ回路を備えた第2ハーフブリッジ回路であって、前記第2ハーフブリッジ回路は、第3DC電源および第4DC電源によってバイアスされ、前記第3DC電源によって供給される第1電位および前記第4DC電源によって供給される第2電位は、反対の極性を有し、ほぼ等しい大きさである、第2ハーフブリッジ回路と、
前記第2出力ノードを前記基板処理システムの前記構成要素に接続すると共に、前記第1周波数を遮断するための第2遮断回路と、
を備える、駆動回路。
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