JP7370377B2 - 基板処理システムにおけるマッチレスプラズマ源のための直接周波数同調 - Google Patents
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Description
本願は、2018年8月17日出願の米国仮出願第62/765,245号の利益を主張する。上記出願の全ての開示は、参照として本明細書に援用される。
[形態1]
基板処理システムの構成部品にRF電力を供給するための駆動回路であって、
第1の周波数で動作するプラズマ源と、
インピーダンス回路網と、
前記基板処理システムの前記構成部品を含む負荷であって、前記インピーダンス回路網は、前記プラズマ源を前記負荷に接続する、負荷と、
前記プラズマ源の出力における電流を検出する電流センサと、
前記プラズマ源の前記出力における電圧を検出する電圧センサと、
同調周波数演算器を含むコントローラであって、前記同調周波数演算器は、
前記電圧、前記電流、および前記インピーダンス回路網の構成に基づいて前記プラズマ源の同調周波数を計算し、
前記同調周波数に基づいて前記第1の周波数を調節するように構成されている、コントローラと、
を備える、駆動回路。
[形態2]
形態1に記載の駆動回路であって、
前記プラズマ源は、前記基板処理システムのコイルにRFプラズマ電力を供給する、駆動回路。
[形態3]
形態1に記載の駆動回路であって、
前記プラズマ源は、前記基板処理システムの基板支持体にRFバイアスを供給する、駆動回路。
[形態4]
形態1に記載の駆動回路であって、
前記プラズマ源は、マッチレスプラズマ源を含む、駆動回路。
[形態5]
形態4に記載の駆動回路であって、
前記マッチレスプラズマ源は、
前記第1の周波数でクロック信号を生成するクロック発生器と、
前記クロック信号を受信するゲートドライバと、
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の端子、および第2の端子を有する第1のスイッチと、
前記ゲートドライバに接続された制御端子、前記第1のスイッチの前記第2の端子および出力ノードに接続された第1の端子、ならびに第2の端子を有する第2のスイッチと、を含む、ハーフブリッジ回路と、
前記ハーフブリッジ回路に接続されたDC電源と、
を備える、駆動回路。
[形態6]
形態5に記載の駆動回路であって、
前記DC電源は、
前記第1のスイッチの前記第1の端子に第1の電圧電位を供給する第1のDC電源と、
前記第2のスイッチの前記第2の端子に第2の電圧電位を供給する第2のDC電源と、を含み、
前記第1の電圧電位および前記第2の電圧電位は逆極性を有し、大きさはほぼ等しい、駆動回路。
[形態7]
形態5に記載の駆動回路であって、
前記クロック信号は、方形波信号を含む、駆動回路。
[形態8]
形態1に記載の駆動回路であって、
前記コントローラは、さらに、
前記電圧と前記電流との間の位相オフセットを計算する位相オフセット演算器と、
前記同調周波数演算器を用いて前記第1の周波数を調節した後に前記位相オフセットに基づいて前記第1の周波数を調節するクロック調節器と、
を備える、駆動回路。
[形態9]
形態8に記載の駆動回路であって、
前記クロック調節器は、前記電流が前記電圧より進むときは前記第1の周波数を増加させ、前記電圧が前記電流より進むときは前記第1の周波数を低減させる、駆動回路。
[形態10]
形態1に記載の駆動回路であって、
前記コントローラは、さらに、前記同調周波数演算器を用いて前記第1の周波数を調節した後に前記電流の大きさを増加させるように前記第1の周波数を繰り返し調節する周波数調節器を備える、駆動回路。
[形態11]
基板処理システムの構成部品にRF電力を供給するための方法であって、
プラズマ源と負荷との間にインピーダンス回路網を配置する工程であって、前記プラズマ源は第1の周波数で動作し、前記負荷は前記基板処理システムの前記構成部品を含む、工程と、
前記プラズマ源の出力における電流を検出する工程と、
前記プラズマ源の前記出力における電圧を検出する工程と、
前記電圧、前記電流、および前記インピーダンス回路網の構成に基づいて前記プラズマ源の同調周波数を計算する工程と、
前記同調周波数に基づいて前記第1の周波数を調節する工程と、
を含む、方法。
[形態12]
形態11に記載の方法であって、さらに、
前記基板処理システムのコイルにRFプラズマ電力を供給する工程を含む、方法。
[形態13]
形態11に記載の方法であって、さらに、
前記基板処理システムの基板支持体にRFバイアスを供給する工程を含む、方法。
[形態14]
形態11に記載の方法であって、
前記プラズマ源は、マッチレスプラズマ源を含む、方法。
[形態15]
形態14に記載の方法であって、
前記マッチレスプラズマ源は、
前記第1の周波数でクロック信号を生成するクロック発生器と、
前記クロック信号を受信するゲートドライバと、
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の端子、および第2の端子を有する第1のスイッチと、
前記ゲートドライバに接続された制御端子、前記第1のスイッチの前記第2の端子および出力ノードに接続された第1の端子、ならびに第2の端子を有する第2のスイッチと、を含む、ハーフブリッジ回路と、
前記ハーフブリッジ回路に接続されたDC電源と、
を備える、方法。
[形態16]
形態15に記載の方法であって、
前記DC電源は、
前記第1のスイッチの前記第1の端子に第1の電圧電位を供給する第1のDC電源と、
前記第2のスイッチの前記第2の端子に第2の電圧電位を供給する第2のDC電源と、を含み、
前記第1の電圧電位および前記第2の電圧電位は逆極性を有し、大きさはほぼ等しい、方法。
[形態17]
形態15に記載の方法であって、
前記クロック信号は方形波信号を含む、方法。
[形態18]
形態11に記載の方法であって、さらに、
前記電圧と前記電流との間の位相オフセットを計算する工程と、
前記同調周波数に基づいて前記第1の周波数を調節した後に前記位相オフセットに基づいて前記第1の周波数を調節する工程と、
を含む、方法。
[形態19]
形態18に記載の方法であって、さらに、
前記電流が前記電圧より進むときは前記第1の周波数を増加させ、前記電圧が前記電流より進むときは前記第1の周波数を低減させる工程を含む、方法。
[形態20]
形態11に記載の方法であって、さらに、
前記第1の周波数を調節した後に前記電流の大きさを増加させるように前記第1の周波数を繰り返し調節する工程を含む、方法。
Claims (14)
- 基板処理システムの構成部品にRF電力を供給するための駆動回路であって、
第1の周波数で動作するプラズマ源であって、マッチレスプラズマ源を含むプラズマ源と、
インピーダンス回路網と、
前記基板処理システムの前記構成部品を含む負荷であって、前記インピーダンス回路網は、前記プラズマ源を前記負荷に接続する、負荷と、
前記プラズマ源の出力における電流を検出する電流センサと、
前記プラズマ源の前記出力における電圧を検出する電圧センサと、
同調周波数演算器を含むコントローラであって、前記同調周波数演算器は、
前記電圧、前記電流、および前記インピーダンス回路網の構成に基づいて前記プラズマ源の同調周波数を計算し、
前記同調周波数に基づいて前記第1の周波数を調節するように構成されている、コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、さらに、
前記電圧と前記電流との間の位相オフセットを計算する位相オフセット演算器と、
前記同調周波数演算器を用いて前記第1の周波数を調節した後に前記位相オフセットに基づいて前記第1の周波数を調節するクロック調節器と、
を備える、駆動回路。 - 請求項1に記載の駆動回路であって、
前記プラズマ源は、前記基板処理システムのコイルにRFプラズマ電力を供給する、駆動回路。 - 請求項1に記載の駆動回路であって、
前記プラズマ源は、前記基板処理システムの基板支持体にRFバイアスを供給する、駆動回路。 - 請求項1に記載の駆動回路であって、
前記マッチレスプラズマ源は、
前記第1の周波数でクロック信号を生成するクロック発生器と、
前記クロック信号を受信するゲートドライバと、
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の端子、および第2の端子を有する第1のスイッチと、
前記ゲートドライバに接続された制御端子、前記第1のスイッチの前記第2の端子および出力ノードに接続された第1の端子、ならびに第2の端子を有する第2のスイッチと、を含む、ハーフブリッジ回路と、
前記ハーフブリッジ回路に接続されたDC電源と、
を備える、駆動回路。 - 請求項4に記載の駆動回路であって、
前記DC電源は、
前記第1のスイッチの前記第1の端子に第1の電圧電位を供給する第1のDC電源と、
前記第2のスイッチの前記第2の端子に第2の電圧電位を供給する第2のDC電源と、を含み、
前記第1の電圧電位および前記第2の電圧電位は逆極性を有し、大きさはほぼ等しい、駆動回路。 - 請求項4に記載の駆動回路であって、
前記クロック信号は、方形波信号を含む、駆動回路。 - 請求項1に記載の駆動回路であって、
前記クロック調節器は、前記電流が前記電圧より進むときは前記第1の周波数を増加させ、前記電圧が前記電流より進むときは前記第1の周波数を低減させる、駆動回路。 - 請求項1に記載の駆動回路であって、
前記コントローラは、さらに、前記同調周波数演算器を用いて前記第1の周波数を調節した後に前記電流の大きさを増加させるように前記第1の周波数を繰り返し調節する周波数調節器を備える、駆動回路。 - 基板処理システムの構成部品にRF電力を供給するための方法であって、
プラズマ源と負荷との間にインピーダンス回路網を配置する工程であって、前記プラズマ源は第1の周波数で動作し、前記負荷は前記基板処理システムの前記構成部品を含み、前記プラズマ源は、マッチレスプラズマ源を含む、工程と、
前記プラズマ源の出力における電流を検出する工程と、
前記プラズマ源の前記出力における電圧を検出する工程と、
前記電圧、前記電流、および前記インピーダンス回路網の構成に基づいて前記プラズマ源の同調周波数を計算する工程と、
前記同調周波数に基づいて前記第1の周波数を調節する工程と、
を含み、
前記第1の周波数を調節した後に前記電流の大きさを増加させるように前記第1の周波数を繰り返し調節する工程を含む、方法。 - 請求項9に記載の方法であって、さらに、
前記基板処理システムのコイルにRFプラズマ電力を供給する工程を含む、方法。 - 請求項9に記載の方法であって、さらに、
前記基板処理システムの基板支持体にRFバイアスを供給する工程を含む、方法。 - 請求項9に記載の方法であって、
前記マッチレスプラズマ源は、
前記第1の周波数でクロック信号を生成するクロック発生器と、
前記クロック信号を受信するゲートドライバと、
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の端子、および第2の端子を有する第1のスイッチと、
前記ゲートドライバに接続された制御端子、前記第1のスイッチの前記第2の端子および出力ノードに接続された第1の端子、ならびに第2の端子を有する第2のスイッチと、を含む、ハーフブリッジ回路と、
前記ハーフブリッジ回路に接続されたDC電源と、
を備える、方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
前記DC電源は、
前記第1のスイッチの前記第1の端子に第1の電圧電位を供給する第1のDC電源と、
前記第2のスイッチの前記第2の端子に第2の電圧電位を供給する第2のDC電源と、を含み、
前記第1の電圧電位および前記第2の電圧電位は逆極性を有し、大きさはほぼ等しい、方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
前記クロック信号は方形波信号を含む、方法。
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