TW201435964A - 用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法及其裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法及其裝置，包括以下步驟：預設第一射頻脈衝信號發生器中的第一反射功率標準值及第二射頻脈衝信號發生器中的反射功率標準值；採用自學習循環方式來搜索最小反射功率對應的第一射頻頻率及第二射頻頻率，本發明的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法及其裝置通過自動調節射頻脈衝頻率，採用自學習循環方式，並且針對小範圍精確掃頻，獲得射頻功率的反饋，來搜索最小反射射頻功率，本發明的實現的成本低廉，不需要增加過多的設備成本，而且，不存在一定時延，在此段時間內負載得到的功率可控，不會影響刻蝕工藝進行。

Description

用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法及其裝置

本發明係關於一種射頻脈衝刻蝕領域，特別係關於一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法及其裝置。

等離子裝置廣泛地應用於製造集成電路（IC）或MEMS器件的製造工藝中。其中一個顯著的用途就是電感耦合等離子體（ICP）裝置。等離子體中含有大量的電子、離子、激發態的原子、分子及自由基等活性粒子，這些活性粒子及晶圓相互作用使材料表面發生各種物理及化學反應，從而使材料表面性能獲得變化。

ICP裝置在半導體製造方面能夠完成多種工藝，如各向異性、等向性刻蝕及CVD（化學氣相沉積Chemical Vapor Deposition）等。對於各向異性刻蝕，ICP裝置用於產生高密度的等離子體，等離子產生時通常需要通過低壓高射頻進行激發。正離子在射頻產生的偏壓電場作用下垂直向晶圓作加速運動。離子轟擊晶圓產生物理及化學刻蝕或材料沉積，如對多晶矽、二氧化矽進行刻蝕。各項異性刻蝕用於在集成電路製造中生成垂直的側壁。ICP裝置還用於等向性化學刻蝕如剝離光刻膠。

在各向異性刻蝕工藝中，一般需要若干個步驟，例如貫穿步驟break thought（BT）、主刻步驟main etch（ME）、過刻步驟over etch（OE）等等。在每個步驟中所用氣體成分及壓力變化很小，而在不同步驟之間氣體成分及壓力變化很大。對於射頻電源來說，當氣體成分、壓力變化時，相當於負載阻抗變化，而電源的內阻為固定的50歐姆，負載的複阻抗一般為實部幾十歐，虛部正幾百歐，且為變量。根據物理規律，當負載阻抗與電源阻抗共軛時功率能夠不反射傳輸，否則功率會反射回電源。電源所能吸收的反射功率有一個上限（一般為輸出功率的20%左右），超出就會導致損壞。

反射功率，具體來說就是當負載與設備不處於理想匹配狀態時，入射功率中的一部分不能被負載吸收，而是消耗在設備的輸出電路中，稱為反射功率。反射功率對設備有較大損害。

現有的技術方案為：射頻電源工作於forward模式，既是說，輸出功率恒定不變，而負載得到的實際功率隨匹配器的匹配情況而變化。匹配器具有自動調諧功能，在監測到沒有完全匹配電源及負載阻抗的情況下會根據一些事先確定的算法持續調節可變電容的容值，直到完全匹配，反射功率為零時為止。如果負載阻抗發生變化，則被匹配器的傳感器感知後匹配器控制系統會發出相應指令驅動馬達使可變電容容值變化，在經過一段時間後重新達到匹配狀態。

1、自動匹配器原理複雜，成本高，從而增加了整套設備的成本；2、從檢測到負載變化到馬達驅動電容完成調諧，存在一定時延，在此段時間內負載得到的功率不可控，是影響工藝結果的潛在因素。

現有實驗顯示：把金屬平板前非均勻等離子體層簡化為分層均勻的平板模型，採用等效輸入阻抗方法，計算大氣或真空邊界入射波的總功率反射係數，分析其影響因素。其計算結果表明：電子數密度大小、等離子體層厚度、入射波頻率及入射角是功率反射係數的主要影響因素，適當調整其中任何一個，都可以達到降低功率反射係數的效果。

有鑑於此，本發明提供了一個通過自動調節射頻脈衝頻率（改變信號發生器的頻率），獲得射頻功率的反饋，來搜索最小反射射頻功率的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法及其裝置。

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法及其裝置，克服了現有技術的困難，能夠通過簡單的設備，便捷而迅速地通過調整射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率，來獲得最小反射功率。

根據本發明的一個方面，提供一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法，所述真空處理腔室具有兩個射頻脈衝信號發生器連接至其下電極，包括以下步驟：A、預設第一射頻脈衝信號發生器中的第一反射功率標準值及第二射頻脈衝信號發生器中的第二反射功率標準值，並預設射頻頻率掃描範圍△f；B、循環獲取第一射頻頻率為f1時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率，掃描第一射頻脈衝信號發生器的射頻頻率範圍內最低反射功率，將最低反射功率所對應的射頻頻率f1’的頻率值賦予f1，直到反射功率小於或等於第一反射功率標準值；C、循環獲取第二射頻頻率為f2時的第二射頻脈衝信號發生器的反射功率，掃描第二射頻脈衝信號發生器的射頻頻率範圍內最低反射功率，將最低反射功率所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，直到反射功率小於或等於第二反射功率標準值；D、儲存第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f1及第二射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f2。

優選地，所述步驟B中包括以下步驟：B1、獲取第一射頻頻率為f1時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率；B2、判斷此刻反射功率是否小於或等於第一反射功率標準值，若是，則執行步驟C；若否，則執行步驟B3；B3、掃描第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率範圍為（f1-△f/2)至(f1+△f/2），搜索掃描範圍內的最低反射功率；B4、將最低反射功率所對應的射頻頻率f1’的頻率值賦予f1，執行步驟B1。

優選地，所述步驟C中包括以下步驟：C1、獲取第一射頻頻率為f2時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率；C2、判斷此刻反射功率是否小於或等於第一反射功率標準值，若是，則執行步驟D；若否，則執行步驟C3；C3、掃描第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率範圍為（f2-△f/2)至(f2+△f/2），搜索掃描範圍內的最低反射功率；C4、將最低反射功率所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，執行步驟C1。

優選地，所述射頻頻率掃描範圍△f為0.1至1兆赫茲。

優選地，所述第一反射功率標準值及/或第二反射功率標準值的取值範圍是0至100瓦。

優選地，所述第一射頻脈衝信號發生器的反射功率及/或第二射頻脈衝信號發生器的反射功率的範圍是0至600瓦。

優選地，所述第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f1及/或第二射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f2的範圍是200千赫茲至80兆赫茲。

根據本發明的另一個方面，還提供一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的裝置，包括：一等離子體處理腔室，其內設有一上電極及一下電極，所述腔室中放置有基片；一第一射頻脈衝信號發生器分別連接所述下電極及一反射功率監控模塊；以及一第二射頻脈衝信號發生器分別連接所述下電極及所述反射功率監控模塊；所述反射功率監控模塊預設第一射頻脈衝信號發生器中的第一反射功率標準值及第二射頻脈衝信號發生器中的第二反射功率標準值，並預設射頻頻率掃描範圍△f；循環獲取第一射頻頻率為f1時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率，掃描第一射頻脈衝信號發生器的射頻頻率範圍內最低反射功率，將最低反射功率所對應的射頻頻率f1’的頻率值賦予f1，直到反射功率小於或等於第一反射功率標準值；循環獲取第二射頻頻率為f2時的第二射頻脈衝信號發生器的反射功率，掃描第二射頻脈衝信號發生器的射頻頻率範圍內最低反射功率，將最低反射功率所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，直到反射功率小於或等於第二反射功率標準值；以及儲存第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率及第二射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率。

優選地，所述射頻頻率掃描範圍△f為0.1至1兆赫茲。

優選地，所述第一反射功率標準值及/或第二反射功率標準值的取值範圍是0至100瓦。

優選地，所述第一射頻脈衝信號發生器的反射功率及/或第二射頻脈衝信號發生器的反射功率的範圍是0至600瓦。

優選地，所述第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f1及/或第二射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f2的範圍是200千赫茲至80兆赫茲。

由於使用了以上技術，本發明的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法及其裝置通過自動調節射頻脈衝頻率，採用自學習循環方式，並且針對小範圍精確掃頻，獲得射頻功率的反饋，來搜索最小反射射頻功率，本發明的實現的成本低廉，不需要增加過多的設備成本，而且，不存在一定時延，在此段時間內負載得到的功率可控，不會影響刻蝕工藝進行。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及附呈圖式作進一步之說明。

本領域技術人員理解，本領域技術人員結合現有技術以及上述實施例可以實現所述變化例，在此不予贅述。這樣的變化例並不影響本發明的實質內容，在此不予贅述。

圖1示出根據本發明的一個具體實施方式的，本發明的一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法的流程圖。如圖1所示，本發明的一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法，所述真空處理腔室具有兩個射頻脈衝信號發生器連接至其下電極，包括以下步驟：S100：預設第一射頻脈衝信號發生器中的第一反射功率標準值Spec-RFP1及第二射頻脈衝信號發生器中的第二反射功率標準值Spec-RFP2，並預設射頻頻率掃描範圍△f。

S110：循環獲取第一射頻頻率為f1時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率RFP1，掃描第一射頻脈衝信號發生器的射頻頻率範圍內最低反射功率RFP1，將最低反射功率RFP1所對應的射頻頻率f1’的頻率值賦予f1，直到反射功率RFP1小於或等於第一反射功率標準值Spec-RFP1。

S120：循環獲取第二射頻頻率為f2時的第二射頻脈衝信號發生器的反射功率RFP2，掃描第二射頻脈衝信號發生器的射頻頻率範圍內最低反射功率RFP2，將最低反射功率RFP2所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，直到反射功率RFP2小於或等於第二反射功率標準值Spec-RFP2。

S130：儲存第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f1及第二射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f2。

其中，所述第一反射功率標準值Spec-RFP1的範圍及第二反射功率標準值Spec-RFP2的範圍都是0至100瓦。其中，第一反射功率標準值Spec-RFP1及第二反射功率標準值Spec-RFP2是由用戶主動設定的，並且可以根據實際需求進行修改。

所述第一反射功率標準值Spec-RFP1及第二反射功率標準值Spec-RFP2是脈衝時一定功率電平下所允許的最大反射功率的標準值。Spec-RFP1是較高脈衝功率階段下所允許的反射功率。Spec-RFP2是較低脈衝功率階段下所允許的反射功率。它們的正常值為：10W到150W（或功率設置點的2％至10%）。所述第一反射功率標準值Spec-RFP1及第二反射功率標準值Spec-RFP2一旦設定，則在整個過程中維持不變。根據匹配過程的具體需要，用戶可以改變他們，但必須在搜索開始前改變。

所述第一射頻脈衝信號發生器的反射功率RFP1的範圍及第二射頻脈衝信號發生器的反射功率RFP2的範圍都是0至600瓦。反射功率RFP1及反射功率RFP2是越小越好，反射功率越小，則負載阻抗與功率源阻抗共軛時功率能夠不反射傳輸，功率不會反射回功率源，能有效保護功率源。本發明中的反射功率RFP1及反射功率RFP2分別是從第一射頻脈衝信號發生器及第二射頻脈衝信號發生器上直接讀取的數值。

所述第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f1的範圍及第二射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f2的範圍是200千赫茲至80兆赫茲。本發明中的射頻頻率f1及射頻頻率f2分別是從第一射頻脈衝信號發生器及第二射頻脈衝信號發生器上直接讀取的數值。

所述射頻頻率掃描範圍△f可以由用戶可以改變他們，但必須在搜索開始前改變，通常為0.1至1兆赫茲。

圖2示出根據本發明的一個具體實施方式的，本發明的一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法中步驟S110的詳細流程圖。如圖2所示，步驟S110中包括以下步驟：S111:獲取第一射頻頻率為f1時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率RFP1。

S112:判斷此刻反射功率RFP1是否小於或等於第一反射功率RFP1標準值Spec-RFP1，若是，則執行步驟S120。若否，則執行步驟S113。

S113:掃描第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率範圍為（f1-△f/2)至(f1+△f/2），搜索掃描範圍內的最低反射功率RFP1。

S114:將最低反射功率RFP1所對應的射頻頻率f1’的頻率值賦予f1，執行步驟S111。

圖3示出根據本發明的一個具體實施方式的，本發明的一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法中步驟S120的詳細流程圖。如圖3所示，步驟S120中包括以下步驟：S121、獲取第一射頻頻率為f2時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率RFP2。

S122、判斷此刻反射功率RFP2是否小於或等於第一反射功率RFP2標準值Spec-RFP1，若是，則執行步驟S130。若否，則執行步驟S123。

S123、掃描第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率範圍為（f2-△f/2)至(f2+△f/2），搜索掃描範圍內的最低反射功率RFP2。

S124、將最低反射功率RFP2所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，執行步驟S121。

在步驟S110及步驟S120中，所述射頻頻率掃描範圍△f設置的越小，更有利於更精細的掃頻，能夠獲得更精確的最小反射功率對應的第一射頻頻率。

而且，f1’及f2’是頻率掃描期間的中間頻率，在頻率掃描期間首次發現最小反射功率。但如果反射功率仍然不低於標準值（Spec-RFP1或Spec-RFP2），系統將進入一個更精細的掃描以尋找反射功率更低的頻率。當發現最小反射功率低於標準值時，將與最小反射功率相對應的頻率輸出作為最終頻率f10及f20。實驗的數據表明，這兩頻率可以相差到0.7mhz。

相比對於簡單的通過頻率搜索最低反射功率而言，本發明處在較高（功率）電平。現有技術方法的當前狀態用於連續模式（連續波）。等離子體中僅有一個狀態，即，單功率輸出電平下的連續打開狀態。本發明用於脈衝調製的等離子體。如果有兩個頻率的射頻（即60MHz及2MHz，或一般標在上圖中的高頻及低頻以及如何對這兩個射頻功率進行脈衝，對於等離子體來說可能有2到4個不同的狀態。

本發明的方法可以很容易地應用到具有多個射頻功率的脈衝調製等離子體的其他組合。只需在模擬實際步驟的方法的開始時添加更多的學習步驟（類似於這裡所說的步驟），來尋找最佳頻率。

而自動頻率調諧的自學習過程（或搜索過程）中，本發明通過記錄反射功率的變化，其間，高頻功率始終是在高電平。本發明的方法中的兩種等離子體狀態（高頻功率為連續波功率及低頻功率為連續脈衝功率），則頻率掃描是在兩個不同的週期進行的，即低頻功率、高電平或是低頻功率、低電平。由於低頻功率的電平差異顯著，這些狀態可以非常獨特的等離子態。當在高頻頻率時，甚至是在連續模式可能仍然難以實現最佳匹配狀態（根據實驗數據顯示每個狀態的最佳頻率可以相差0.7mhz）。本發明中所使用到的頻率調諧技術，相比傳統的移動電容或電感匹配技術能提供更快速的方法來匹配這兩種狀態。在很短的脈衝週期（在毫秒級）或高脈衝率，它仍然是難以做到在比較大的頻率範圍內進行實時頻率調諧。週期性兩種狀態之間的過渡狀態可能導致等離子態不穩定或等離子淬火。

本發明提出了提供了一個切實可行的辦法來確定這些頻率，通過一個學習的過程，在一個單獨的處理程式或在實際工藝配方之前的步驟使用脈衝調製等離子體。由於這是一個學習的過程，時間跨度主要根據需求來確定（比如說10秒內）。而頻率掃描是在兩種狀態下單獨進行的，最終將找到兩個最佳頻率f10andf20。系統軟件將通過這些頻率，由此產生的生成脈衝調製等離子體，來實現最佳匹配。在實際的脈衝調製的等離子體的步驟中，不是最佳頻率f10及f20被匹配使用，就是在一個較小的頻率範圍進行精確調諧頻率，使得在兩種狀態下均能達到最小反射功率。

本發明的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法可以很容易地應用到其他組合脈衝調製等離子體與多個射頻功率中去，只需添加更多的學習步驟（類似於在這裡建議）在開始的頻率模擬實際的步驟來尋找最佳頻率。

圖4示出了本發明的一個實施例，本發明提供了一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的裝置的結構圖。如圖4所示，本發明的一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的裝置。等離子體處理腔室100具有一個處理腔體102，處理腔體102基本上為柱形，且處理腔體側壁基本上垂直，處理腔體102內具有相互平行設置的上電極109及下電極。通常，在上電極109與下電極之間的區域為處理區域P，該區域P將形成高頻能量以點燃及維持等離子體。在靜電夾盤106上方放置待要加工的基片W，該基片W可以是待要刻蝕或加工的半導體基片或者待要加工成平板顯示器的玻璃平板。其中，所述靜電夾盤106用於夾持基片W。等離子體限制環107位於靜電夾盤106兩側，用於將等離子體約束在支撐區域內，通過接地器件108將等離子體限制環接地。反應氣體從氣體源103中被輸入至處理腔體102內。

一第一射頻脈衝信號發生器104分別連接所述下電極及一反射功率監控模塊101，以及一第二射頻脈衝信號發生器110分別連接所述下電極及所述反射功率監控模塊101。所述第一射頻脈衝信號發生器104及第二射頻脈衝信號發生器110同時被施加在下電極上，用以將射頻功率輸送到下電極上，（當然也可以根據刻蝕的實際需要，所述第一射頻脈衝信號發生器104及第二射頻脈衝信號發生器110同時被分別地施加在上電極109與下電極上，用以將射頻功率輸送到上電極109與下電極上）從而在處理腔體102內部產生大的電場。

大多數電場線被包含在上電極109及下電極之間的處理區域P內，此電場對少量存在於處理腔體102內部的電子進行加速，使之與輸入的反應氣體的氣體分子碰撞。這些碰撞導致反應氣體的離子化及等離子體的激發，從而在處理腔體102內產生等離子體。反應氣體的中性氣體分子在經受這些強電場時失去了電子，留下帶正電的離子。帶正電的離子向著下電極方向加速，與被處理的基片中的中性物質結合，激發基片加工，即刻蝕、澱積等。在等離子體處理腔室100的合適的某個位置處設置有排氣區域，排氣區域與外置的排氣裝置（例如真空泵105）相連接，用以在處理過程中將用過的反應氣體及副產品氣體抽出腔室。

所述反射功率監控模塊101預設第一射頻脈衝信號發生器104中的第一反射功率標準值Spec-RFP1及第二射頻脈衝信號發生器110中的第二反射功率標準值Spec-RFP2，並預設射頻頻率掃描範圍△f。循環獲取第一射頻頻率為f1時的第一射頻脈衝信號發生器104的反射功率RFP1，掃描第一射頻脈衝信號發生器104的射頻頻率範圍內最低反射功率RFP1，將最低反射功率RFP1所對應的射頻頻率f1’的頻率值賦予f1，直到反射功率RFP1小於或等於第一反射功率標準值Spec-RFP1。循環獲取第二射頻頻率為f2時的第二射頻脈衝信號發生器110的反射功率RFP2，掃描第二射頻脈衝信號發生器110的射頻頻率範圍內最低反射功率RFP2，將最低反射功率RFP2所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，直到反射功率RFP2小於或等於第二反射功率標準值Spec-RFP2。以及儲存第一射頻脈衝信號發生器104中的射頻頻率及第二射頻脈衝信號發生器110中的射頻頻率。

其中，所述射頻頻率掃描範圍△f為0.1至1兆赫茲。所述第一反射功率標準值Spec-RFP1及/或第二反射功率標準值Spec-RFP2的取值範圍是0至100瓦。所述第一射頻脈衝信號發生器104的反射功率RFP1及/或第二射頻脈衝信號發生器110的反射功率RFP2的範圍是0至600瓦。所述第一射頻脈衝信號發生器104中的射頻頻率f1及/或第二射頻脈衝信號發生器110中的射頻頻率f2的範圍是200千赫茲至80兆赫茲。 本發明的具體實施情況如下：

繼續參考附圖4，將基片4放置在等離子體處理腔室1中的下電極3上，第一射頻脈衝信號發生器104及第二射頻脈衝信號發生器110分別輸出射頻脈衝至下電極3，進行雙射頻脈衝刻蝕製程。

繼續參考附圖1至3，其中，第一射頻脈衝信號發生器104的起始頻率為60Mhz，第二射頻脈衝信號發生器110的起始頻率為13Mhz。

預設第一射頻脈衝信號發生器104中的第一反射功率標準值Spec-RFP1為30瓦及第二射頻脈衝信號發生器110中的反射功率標準值Spec-RFP2為5瓦。並且預設射頻頻率掃描範圍△f，所述射頻頻率掃描範圍△f的範圍為1兆赫茲。

獲取第一射頻頻率為f1=60Mhz時的第一射頻脈衝信號發生器104的反射功率為34瓦。

經過比較可知，此刻反射功率（34瓦）大於第一反射功率標準值（30瓦）。

掃描第一射頻脈衝信號發生器104中的射頻頻率範圍為（60-0.5=59.5)Mhz至（60+0.5=60.5)Mhz，搜索掃描範圍內的最低反射功率為29.5瓦，且最低反射功率所對應的射頻頻率f1’=59.7Mhz。

將最低反射功率所對應的射頻頻率f1’的頻率值賦予f1，即f1=59.7Mhz。

獲取第一射頻頻率為f1=59.7Mhz時的第一射頻脈衝信號發生器104的反射功率為29.5瓦。

經過比較可知，此刻反射功率（29.5瓦）小於第一反射功率標準值（30瓦）。則f1=59.7Mhz就是第一射頻脈衝信號發生器104最低反射功率對應的射頻頻率。

獲取第二射頻頻率為f2=13Mhz時的第二射頻脈衝信號發生器110的反射功率為6瓦。

經過比較可知，此刻反射功率（9瓦）大於第二反射功率標準值（5瓦）。

掃描第二射頻脈衝信號發生器110中的射頻頻率範圍為（13-0.5=12.5)Mhz至（13+0.5=13.5)Mhz，搜索掃描範圍內的最低反射功率為7瓦，且最低反射功率所對應的射頻頻率f2’=12.3Mhz。

將最低反射功率所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，即f2=7Mhz。

獲取第二射頻頻率為f2=12.3Mhz時的第二射頻脈衝信號發生器110的反射功率為7瓦。

經過比較可知，此刻反射功率（7瓦）仍然大於第二反射功率標準值（5瓦）。

繼續掃描第二射頻脈衝信號發生器110中的射頻頻率範圍為（12.3-0.5=11.8)Mhz至（12.3+0.5=12.8)Mhz，搜索掃描範圍內的最低反射功率為6.3瓦，且最低反射功率所對應的射頻頻率f2’=11.9Mhz。

將最低反射功率所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，即f2=11.9Mhz。

獲取第二射頻頻率為f2=11.9Mhz時的第二射頻脈衝信號發生器110的反射功率為6.3瓦。

經過比較可知，此刻反射功率（6.3瓦）仍然大於第二反射功率標準值（5瓦）。

繼續掃描第二射頻脈衝信號發生器110中的射頻頻率範圍為（11.9-0.5=11.4)Mhz至（11.9+0.5=12.4)Mhz，搜索掃描範圍內的最低反射功率為4.8瓦，且最低反射功率所對應的射頻頻率f2’=11.5Mhz。

將最低反射功率所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，即f2=11.5Mhz。

獲取第二射頻頻率為f2=11.5Mhz時的第二射頻脈衝信號發生器110的反射功率為4.8瓦。

經過比較可知，此刻反射功率（4.8瓦）小於第二反射功率標準值（5瓦）。則f2=11.5Mhz就是第二射頻脈衝信號發生器110最低反射功率對應的射頻頻率。

最後，儲存第一射頻脈衝信號發生器104中的射頻頻率f1=59.7Mhz及第二射頻脈衝信號發生器110中的射頻頻率f2=11.5Mhz。，持續以這樣的射頻頻率分別輸入下電極3，進行製程，可以最大限度地避免反射功率對功率源的損壞，延長功率源及等離子體處理腔室1等的使用壽命，並且有利於保證刻蝕工藝的產品質量。

綜上可知，本發明的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法及其裝置通過自動調節射頻脈衝頻率，採用自學習循環方式，並且針對小範圍精確掃頻，獲得射頻功率的反饋，來搜索最小反射射頻功率，本發明的實現的成本低廉，不需要增加過多的設備成本，而且，不存在一定時延，在此段時間內負載得到的功率可控，不會影響刻蝕工藝進行。

以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。

100．．．等離子體處理腔室

101．．．反射功率監控模塊

102．．．處理腔體

103．．．氣體源

104．．．第一射頻脈衝信號發生器

105．．．真空泵

106．．．靜電夾盤

107．．．等離子體限制環

108．．．接地器件

109．．．上電極

110．．．第二射頻脈衝信號發生器

W．．．基片

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的及優點將會變得更明顯： 圖1示出根據本發明的一個具體實施方式的，本發明的一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法的流程圖； 圖2示出根據本發明的一個具體實施方式的，本發明的一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法中步驟S110的詳細流程圖； 圖3示出根據本發明的一個具體實施方式的，本發明的一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法中步驟S120的詳細流程圖；以及 圖4示出了本發明的一個實施例，本發明提供了一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的裝置的結構圖。

無

Claims (12)

1. 一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法，所述 真空處理腔室具有兩個射頻脈衝信號發生器連接至其下電極，該方法包括以下步驟：   A、預設第一射頻脈衝信號發生器中的第一反射功率標準值及第二射頻脈衝信號發生器中的第二反射功率標準值，並預設射頻頻率掃描範圍△f；   B、循環獲取第一射頻頻率為f1時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率，掃描第一射頻脈衝信號發生器的射頻頻率範圍內最低反射功率，將最低反射功率所對應的射頻頻率f1’的頻率值賦予f1，直到反射功率小於或等於第一反射功率標準值；   C、循環獲取第二射頻頻率為f2時的第二射頻脈衝信號發生器的反射功率，掃描第二射頻脈衝信號發生器的射頻頻率範圍內最低反射功率，將最低反射功率所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，直到反射功率小於或等於第二反射功率標準值；以及   D、儲存第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f1及第二射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f2。
2. 如請求項1所述的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的方法，其中所述步驟B中包括以下步驟： B1、獲取第一射頻頻率為f1時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率； B2、判斷此刻反射功率是否小於或等於第一反射功率標準值，若是，則執行步驟C；若否，則執行步驟B3； B3、掃描第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率範圍為（f1-△f/2)至(f1+△f/2），搜索掃描範圍內的最低反射功率； B4、將最低反射功率所對應的射頻頻率f1’的頻率值賦予f1，執行步驟B1。
3. 如請求項2所述的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配 的方法，其中所述步驟C中包括以下步驟： C1、獲取第一射頻頻率為f2時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率； C2、判斷此刻反射功率是否小於或等於第一反射功率標準值，若是，則執行步驟D；若否，則執行步驟C3； C3、掃描第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率範圍為（f2-△f/2)至(f2+△f/2），搜索掃描範圍內的最低反射功率； C4、將最低反射功率所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，執行步驟C1。
4. 如請求項3所述的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配 的方法，其中所述射頻頻率掃描範圍△f為0.1至1兆赫茲。
5. 如請求項3所述的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配 的方法，其中所述第一反射功率標準值及/或第二反射功率標準值的取值範圍是0至100瓦。
6. 如請求項3所述的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配 的方法，其中所述第一射頻脈衝信號發生器的反射功率及/或第二射頻脈衝信號發生器的反射功率的範圍是0至600瓦。
7. 如請求項3所述的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配 的方法，其中所述第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f1及/或第二射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f2的範圍是200千赫茲至80兆赫茲。
8. 一種用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配的裝置，包含：  一等離子體處理腔室，其內設有一上電極及一下電極，所述腔室中放置有基片；  一第一射頻脈衝信號發生器分別連接所述下電極及一反射功率監控模塊；以及  一第二射頻脈衝信號發生器分別連接所述下電極及所述反射功率監控模塊；  其中所述反射功率監控模塊預設第一射頻脈衝信號發生器中的第一反射功率標準值及第二射頻脈衝信號發生器中的第二反射功率標準值，並預設射頻頻率掃描範圍△f；循環獲取第一射頻頻率為f1時的第一射頻脈衝信號發生器的反射功率，掃描第一射頻脈衝信號發生器的射頻頻率範圍內最低反射功率，將最低反射功率所對應的射頻頻率f1’的頻率值賦予f1，直到反射功率小於或等於第一反射功率標準值；循環獲取第二射頻頻率為f2時的第二射頻脈衝信號發生器的反射功率，掃描第二射頻脈衝信號發生器的射頻頻率範圍內最低反射功率，將最低反射功率所對應的射頻頻率f2’的頻率值賦予f2，直到反射功率小於或等於第二反射功率標準值；以及儲存第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率及第二射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率。
9. 如請求項8所述的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹配 的裝置，其中所述射頻頻率掃描範圍△f為0.1至1兆赫茲。
10. 如請求項8所述的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹 配的裝置，其中所述第一反射功率標準值及/或第二反射功率標準值的取值範圍是0至100瓦。
11. 如請求項8所述的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹 配的裝置，其中所述第一射頻脈衝信號發生器的反射功率及/或第二射頻脈衝信號發生器的反射功率的範圍是0至600瓦。
12. 如請求項8所述的用於真空處理腔室的射頻脈衝功率匹 配的裝置，其中所述第一射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f1及/或第二射頻脈衝信號發生器中的射頻頻率f2的範圍是200千赫茲至80兆赫茲。