TWI711345B - 脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法和裝置 - Google Patents

脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法和裝置 Download PDF

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Abstract

本發明公開了一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法和裝置。該方法連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，將前一脈衝在搜尋匹配頻率過程中讀取到的特定調配頻率賦給下一脈衝，將其作為下一脈衝的初始頻率，如此，相當於增加了一個脈衝週期的第一射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個脈衝的第一射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。此外，本發明還公開了一種電漿處理裝置。

Description

脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法和裝置
本發明涉及脈衝射頻電漿領域，尤其涉及一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法和裝置。
脈衝射頻電漿的射頻功率存在高、低兩種輸出功率；與此對應，電漿的阻抗也存在高、低兩種狀態的阻抗。在調頻匹配電漿技術中，為了降低射頻頻率大範圍跳躍引起的頻率失配問題，需要兩個不同的匹配射頻頻率來匹配電漿的高低兩種狀態的阻抗。如此就要求自動調頻阻抗匹配技術需要在脈衝射頻功率的高功率和低功率階段下分別搜尋到相應的匹配頻率。
現有的自動調頻阻抗匹配技術需要數次或數十次調頻(大約在5-10μs左右的時間內)才能搜尋到匹配頻率。這種調頻速率已經可以充分滿足中低脈衝頻率(如100-1000Hz)的脈衝射頻電漿的高、低功率階段的阻抗匹配。但是，對於較高脈衝頻率如5000Hz的脈衝射頻電漿，由於其脈衝寬度較窄，每個脈衝週期內的調頻次數較少，因此，利用現有的自動調頻阻抗匹配技術很難在較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的單脈衝區段內搜尋到匹配頻率，進而無法實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
有鑑於此，本發明提供了一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法和裝置，以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
為了解決上述技術問題，本發明採用了如下技術解決方案：本發明的第一態樣提供了一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，包括：提供脈衝射頻功率到電漿反應腔，脈衝射頻功率包括n個脈衝週期，每個脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數；獲取第i個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率；i<n，且i為正整數；根據第一初始頻率連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個脈衝週期的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期中，相鄰兩個脈衝週期的前一脈衝週期的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一脈衝週期的第一射頻功率階段的初始頻率；將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
作為一種可能的實現方式，第一初始頻率為手動賦值頻率或先前自動調頻所得頻率。
作為一種可能的實現方式，特定調頻頻率為其所在脈衝週期的第一射頻功率階段中搜尋到的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率，或者，為其所在脈衝週期的第一射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率。
作為一種可能的實現方式，位於第i個脈衝週期後面的複數個脈衝週期為與第i個脈衝週期相鄰的複數個連續的脈衝週期。
作為一種可能的實現方式，位於第i個脈衝週期後面的複數個脈衝週期為與第i個脈衝週期間隔至少一個脈衝週期且其間間隔至少一個脈衝週期的複數個脈衝週期。
本發明的第二態樣提供了一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，預先將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻路徑，每個射頻調頻路徑中包括至少兩個不相鄰的脈衝週期；每個脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數； 該方法包括：分別對每個射頻調頻路徑中的脈衝射頻電漿進行阻抗匹配；其中，對一個射頻調頻路徑的脈衝射頻電漿進行阻抗匹配，具體包括：獲取一個射頻調頻路徑中的第j個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率；設定射頻調頻路徑中包括的脈衝週期個數為m，則m<n，j<m，且j、m均為正整數；根據第一初始頻率連續在射頻調頻路徑中的第j個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個脈衝週期的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在射頻調頻路徑中的第j個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期中，相鄰兩個脈衝週期的前一脈衝週期的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一脈衝週期的第一射頻功率階段的初始頻率；將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為射頻調頻路徑中的脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
作為一種可能的實現方式，第一初始頻率為手動賦值頻率或先前自動調頻所得頻率。
作為一種可能的實現方式，特定調頻頻率為其所在脈衝週期的第一射頻功率階段中搜尋到的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率，或者，為其所在脈衝週期的第一射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率。
作為一種可能的實現方式，每個射頻調頻路徑中包括的至少兩個不相鄰的脈衝週期為複數個等間距的不相鄰的脈衝週期。
本發明的第三態樣提供了一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，包括：將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為K個相鄰的射頻調頻區間，每個射頻調頻區間中包括至少一個脈衝週期；脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數，K≧2，且K為正整數；獲取第k個射頻調頻區間的第一初始頻率，k<K，且k為正整數；根據第一初始頻率連續在第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間內的各個脈衝週期內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個射頻調頻區間的各個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個射頻調頻區間的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間中，相鄰兩個射頻調頻區間的前一射頻調頻區間的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一射頻調頻區間的第一射頻功率階段的初始頻率；將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
作為一種可能的實現方式，第一初始頻率為手動賦值頻率或先前自動調頻所得頻率。
作為一種可能的實現方式，特定調頻頻率為其所在射頻調頻區間的各個脈衝週期的第一射頻功率階段中搜尋到的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率，或者，為其所在射頻調頻區間的各個脈衝週期的第一射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率。
作為一種可能的實現方式，每個射頻調頻區間的脈衝週期個數設置為任意整數值。
本發明的第四態樣提供了一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，包括：提供單元，用於提供脈衝射頻功率到電漿反應腔，脈衝射頻功率包括n個脈衝週期，每個脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數；獲取單元，用於獲取第i個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率；i<n，且i為正整數；搜尋單元，用於根據第一初始頻率連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個脈衝週期的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期中，相鄰兩個脈衝週期的前一脈衝週期的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一脈衝週期的第一射頻功率階段的初始頻率；確定單元，用於將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
本發明的第五態樣提供了一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，包括：劃分單元，用於預先將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻路徑，每個射頻調頻路徑中包括至少兩個不相鄰的脈衝週期；每個脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數；阻抗匹配單元，用於分別對每個射頻調頻路徑中的脈衝射頻電漿進行阻抗匹配；阻抗匹配單元具體包括：獲取單元，用於獲取一個射頻調頻路徑中的第j個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率；設定射頻調頻路徑中包括的脈衝週期個數為m，則m<n，j<m，且j、m均為正整數；搜尋單元，用於根據第一初始頻率連續在射頻調頻路徑中的第j個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個脈衝週期的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在射頻調頻路徑中的第j個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期中，相鄰兩個脈衝週期的前一脈衝週期的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一脈衝週期的第一射頻功率階段的初始頻率；確定單元，用於將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為射頻調頻路徑中的脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
本發明的第六態樣提供了一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，包括：劃分單元，用於將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為K個相鄰的射頻調頻區間，每個射頻調頻區間中包括至少一個脈衝週期；脈衝週期包括第一射頻功 率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數，K≧2，且K為正整數；獲取單元，用於獲取第k個射頻調頻區間的第一初始頻率，k<K，且k為正整數；搜尋單元，用於根據第一初始頻率連續在第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間內的各個脈衝週期內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個射頻調頻區間的各個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個射頻調頻區間的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間中，相鄰兩個射頻調頻區間的前一射頻調頻區間的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一射頻調頻區間的第一射頻功率階段的初始頻率；確定單元，用於將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
本發明的第七態樣提供了一種電漿處理裝置，包括：電漿處理腔和射頻功率產生器；電漿處理腔用於容納並處理基片；射頻功率產生器用於輸出脈衝射頻功率到電漿反應腔，脈衝射頻功率包括n個脈衝週期，每個脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數；其中，射頻功率產生器包括自動調頻裝置，自動調頻裝置用於執行上述第一態樣任一可能的實現方式的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法。
作為一種可能的實現方式，電漿處理裝置還包括： 隨機命令產生器，用於設置射頻調頻區間的時長，並將設置的射頻調頻區間的時長訊號發送至射頻功率產生器，以使射頻功率產生器根據射頻調頻區間的時長訊號劃分射頻調頻區間。
相較於現有技術，本發明具有以下有益效果：基於以上技術解決方案可知，本發明提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法中，首先獲取第i個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率，然後根據該第一初始頻率連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的射頻頻率對應的阻抗參數達到極值，最後將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
其中，連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，將前一脈衝在搜尋匹配頻率過程中讀取到的特定調配頻率賦給下一脈衝，將其作為下一脈衝的初始頻率，如此，相當於增加了一個脈衝週期的第一射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個脈衝的第一射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
P,P1,P2,P3:反射功率
f,f匹配，f0(h),f1(h),f2(h),f11(h),f12(h),f13(h):頻率
31:高射頻功率階段
32:低射頻功率階段
T1~Tn:脈衝週期
S201~S204,S401~S410,S40E,S601~S610,S60E,S801~S805,S8041~S8048,S804E,S8051~S8058,S804E,S1301~S1304,S1401~S1411,S140E:步驟
501,701,901,1501:脈衝射頻功率
502,702,902,1502:RF射頻頻率
503,703,903,1503:反射功率
1601:提供單元
1602,17021,1802:獲取單元
1603,17022,1803:搜尋單元
1604,17023,1804:確定單元
1701,1801:劃分單元
1702:阻抗匹配單元
1901:電漿處理腔
1902:射頻功率產生器
19021:自動調頻裝置
1903:隨機命令產生器
1904:阻抗匹配網路
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術解決方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明中記載的一些實施例，對於本領域具有通常知識者而言，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
第1圖為反射功率與RF射頻源頻率的關係示意圖；第2圖為本發明實施例提供的一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的流程圖；第3圖為本發明實施例提供的脈衝射頻功率的示意圖；第4圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的一種實施方式的流程圖；第5圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的一種實施方式的原理示意圖；第6圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的另一種實施方式的流程圖；第7圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的另一種實施方式的原理示意圖；第8圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的再一種實施方式的流程圖；第9圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的再一種實施方式的原理示意圖；第10圖為本發明實施例提供的第一匹配頻率的獲取方法流程圖；第11圖為本發明實施例提供的第二匹配頻率的獲取方法流程圖；第12a圖為申請實施例提供的將脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻區間的一種實施方式的示意圖；第12b圖為申請實施例提供的將脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻區間的另一種實施方式的示意圖；第13圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的又一種實施方式的流程圖； 第14圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的一種實施方式的流程圖；第15圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的一種實施方式的原理示意圖；第16圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置的一種實施方式的結構示意圖；第17圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置的另一種實施方式的結構示意圖；第18圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置的又一種實施方式的結構示意圖；第19圖為本發明實施例提供的電漿處理裝置的結構示意圖。
在介紹本發明具體實施方式之前，首先介紹射頻功率傳輸系統的負載阻抗的相關資訊。
射頻功率傳輸系統的負載阻抗由傳輸線、阻抗匹配網路和電漿腔體的阻抗確定。經過實驗驗證，與電漿反應腔負載阻抗相關的任意一個參數與RF射頻源的頻率的關係為非線性函數關係，並且該非線性函數為具有極值的非線性函數。並且當負載阻抗與RF射頻源的阻抗匹配時，與負載阻抗相關的任意一個參數在此時達到極值。
與電漿反應腔負載阻抗相關的阻抗參數很多，例如可以為反射功率、反射係數或阻抗。作為示例，第1圖示出了反射功率與RF射頻源頻率的關係示意圖。從第1圖中可以看出，反射功率與RF射頻源頻率的關係為具有極小值的 非線性函數關係，當負載阻抗與RF射頻源阻抗相匹配時，反射功率達到最小值。並且可以認為，匹配頻率與其對應的反射功率為關係曲線的曲線彎曲點。
本發明提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法就是基於上述原理實現的。下面結合附圖對本發明提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的具體實施方式進行詳細描述。
針對脈衝射頻電漿的射頻功率包括高功率射頻階段和低功率射頻階段，當低功率射頻階段的射頻功率為零時，僅需要對高功率射頻階段的電漿阻抗進行匹配；當低功率射頻階段的射頻功率不為零時，不僅需要對高功率射頻階段的電漿阻抗進行匹配，還需要對低功率射頻階段的電漿阻抗進行匹配。而且，如先前技術部分所述，為了降低射頻頻率大範圍跳躍引起的頻率失配問題，需要對高功率射頻階段和低功率射頻階段進行獨立調頻。
然而，現有的自動調頻阻抗匹配技術所需的調頻時間相對於高脈衝頻率的射頻功率的脈衝週期較長，其無法在單脈衝區段內搜尋到匹配頻率，進而無法實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
表1列出了不同脈衝頻率下單個低功率脈衝內的頻率調節次數。需要說明，在表1中，每次調頻的調頻時間為10μs為例進行示例。
Figure 108144432-A0305-02-0012-2
 從表1可以看出，對於某些高脈衝頻率的脈衝電漿而言，單個脈衝的調頻次數甚至少於10次，自動調頻很難在單脈衝區段內搜尋到匹配頻率。
導致上述問題產生的原因是，功率產生器產生頻率的速率無法跟上調頻頻率的調節速率，如此，出現了功率產生器頻率失配的問題。為了解決上述技術問題，功率產生器的頻率讀取並賦值的功能變得尤為重要。
基於此，本發明提供了一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法。在該方法中，首先獲取第i個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率，然後根據該第一初始頻率連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的射頻頻率對應的阻抗參數達到極值，最後將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為與脈衝射頻功率的第一射頻功率階段的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
其中，連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的中，將前一脈衝在搜尋匹配頻率過程中讀取到的特定調配頻率賦給下一脈衝，將其作為下一脈衝的初始頻率，如此，相當於增加了一個脈衝週期的第一射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個脈衝的第一射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
為使本發明的技術問題、技術解決方案和有益效果更加清楚、完整，下面結合附圖對本發明提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的具體實現方式進行詳細描述。
請參見第2圖，該圖為本發明實施例提供的一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的流程圖。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，包括：
S201：提供脈衝射頻功率到電漿反應腔。
需要說明，提供到電漿反應腔內的脈衝射頻功率包括n個脈衝週期，其中，每個脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數。
作為示例，第3圖示例出脈衝射頻功率的示意圖。如第3圖所示，該脈衝射頻功率包括n個脈衝週期，其中，每個週期包括高射頻功率階段31和低射頻功率階段32。
因高射頻功率階段和低射頻功率階段的頻率需要單獨調頻，因此，在本發明實施例中，第一射頻功率階段可以為高射頻功率階段31，也可以為低射頻功率階段32。
S202：獲取第i個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率；i<n，且i為正整數。
第i個脈衝週期可以是脈衝射頻功率中的第1個脈衝週期至第n-1個脈衝週期的任一個脈衝週期。
作為示例，本發明實施例可以以第1個脈衝週期作為第i個脈衝週期為例進行說明。
第一初始頻率可以採用多種獲取方式，作為一示例，第一初始頻率可以為手動賦值頻率。作為另一示例，第一初始頻率可以為先前自動調頻所得頻率。
S203：根據第一初始頻率連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的射頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個脈衝週期的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期中，相鄰兩個脈衝週期的前一脈衝週期的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一脈衝週期的第一射頻功率階段的初始頻率。
作為示例，S203可以具體為：
S203a：根據第一初始頻率在第i個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，讀取並保存獲得的特定調頻頻率頻率，將其記為第一調頻頻率。
需要說明，在搜尋匹配頻率的過程中，可以根據調頻時間以及第一射頻功率階段的脈衝寬度對射頻頻率進行多次調整，從而得到複數個調頻頻率。
S203b：判斷搜尋過程中的複數個調頻頻率對應的阻抗參數是否達到極值。若是，則執行S204；若否，則執行S203c。
S203c：將第一調頻頻率賦給第i+k個脈衝週期的第一射頻功率階段，將其作為第i+k個脈衝週期的第一射頻功率階段的第二初始頻率；i+k
Figure 108144432-A0305-02-0015-3
n，且k為正整數。
S203d：根據第二初始頻率在第i+k個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，讀取並保存獲得的特定調頻頻率，將其記為第二調頻頻率。
該搜尋匹配頻率的過程與S203a的搜尋匹配頻率過程相同，為了簡要起見，在此不再詳細描述。
S203e：判斷搜尋過程中的調頻頻率對應的阻抗參數是否達到極值。若是，則執行S204；若否，則執行S203f。
需要說明，本步驟所述的搜尋過程是指從第i個脈衝週期的首次搜尋開始一直到當前時刻所經歷的所有脈衝週期內的搜尋過程。
S203f：根據i=i+k更新i值，並將第二調頻頻率作為第i+k個脈衝週期的第一射頻功率階段的第二初始頻率，並返回執行S203d。
作為一示例，位於第i個脈衝週期後面的複數個脈衝週期可以為與第i個脈衝週期相鄰的複數個連續的脈衝週期。作為另一示例，位於第i個脈衝週期後面的複數個脈衝週期還可以為與第i個脈衝週期間隔至少一個脈衝週期，且其間間隔至少一個脈衝週期的複數個脈衝週期。
其中，當位於第i個脈衝週期後面的複數個脈衝週期可以為與第i個脈衝週期相鄰的複數個連續的脈衝週期時，該複數個脈衝週期可以為第i+1個脈衝週期、第i+2個脈衝週期、......、第i+m個脈衝週期，其中，I+m
Figure 108144432-A0305-02-0016-4
n，且m為正整數。
為了便於解釋和說明，下面將以第i個脈衝週期為第1個脈衝週期為例說明。位於第1個脈衝週期後的複數個脈衝週期可以為第2個脈衝週期、第3個脈衝週期、......、第t個脈衝週期，其中，t
Figure 108144432-A0305-02-0016-5
n，且t為正整數。
當位於第i個脈衝週期後面的複數個脈衝週期還可以為與第i個脈衝週期間隔至少一個脈衝週期，且其間間隔至少一個脈衝週期的複數個脈衝週期時，該複數個脈衝週期可以為第i+k個脈衝週期、第i+2k個脈衝週期、......、第i+Nk個脈衝週期，其中，i+Nk
Figure 108144432-A0305-02-0016-6
n，且k為正整數。
為了便於解釋和說明，下面將以第i個脈衝週期為第1個脈衝週期和以間隔一個脈衝週期為例說明。位於第1個脈衝週期後面的複數個脈衝週期可以為第3個脈衝週期、第5個脈衝週期、......、第2K-1個脈衝週期，其中，2K-1
Figure 108144432-A0305-02-0016-7
n，且K為正整數。
需要說明，在本發明實施例中，阻抗參數可以為反射功率，也可以為反射係數，還可以為阻抗。當阻抗參數不同時，阻抗參數與RF射頻頻率之間的非線性函數關係可能具有極大值，也有可能具有極小值，因此，相應地，阻抗參數的極值可能是極小值，也可能是極大值。例如，當阻抗參數為反射功率時，阻抗參數的極值為極小值。
另外，在本發明實施例中，特定調頻頻率可以為搜尋匹配頻率過程中的不同頻率值。作為一示例，特定調頻頻率可以為其所在脈衝週期的第一射頻功率階段中搜尋到的與電漿與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。作為另一示例，特定調頻頻率為其所在脈衝週期的第一射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率。
S204：將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
以上為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的實現方式。在該實現方式中，首先獲取第i個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率，然後根據該第一初始頻率連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，最後將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
其中，連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，將前一脈衝在搜尋匹配頻率過程中讀取到的特定調配頻率賦給下一脈衝，將其作為下一脈衝的初始頻率，如此，可以彌補功率產生器產生頻率的速率無法跟上調頻頻率的調節速率，這種賦值方式相當於增加了一個脈衝週期的第一射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個脈衝的第一射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，從而使得電漿的阻抗匹配不再局限於單個脈衝內完成，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
而且，在該實現方式中，第一射頻功率階段可以為高射頻功率階段，也可以為低射頻功率階段。因此，在該實現方式中，可以在高射頻功率階段和低射頻功率階段設置不同的初始頻率，獨立進行調頻匹配，從而高、低功率階段的大範圍頻率跳躍。
為了更加清楚地理解本發明的具體實施方式，下面以高射頻功率階段的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率的過程為例進行說明。其中，在下述實施例中，阻抗參數以反射功率作為示例進行說明。
下面將依序介紹本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的三種具體實施方式。
下面將結合第4圖和第5圖，對本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的一種實施方式進行具體介紹。其中，第4圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的一種實施方式的流程圖；第5圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的一種實施方式的原理示意圖。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，可以具體為：
S401：提供脈衝射頻功率到電漿反應腔。
作為示例，脈衝射頻功率可以是第5圖提供的脈衝射頻功率501。
S402：獲取第1個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率f0(h)。
作為示例，初始頻率f0(h)可以是第5圖提供的RF射頻頻率502的f0(h)頻率。
S403：根據初始頻率f0(h)在第1個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率f1(h)。
其中，匹配頻率f1(h)可以是在第1個脈衝週期的高射頻功率階段內，搜尋到的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
作為示例，S403可以具體為：
S403a：在第1個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率，並在搜尋過程中，對頻率進行多次調頻。
作為示例，在第5圖提供的第1個脈衝週期內，RF射頻頻率進行了3次調頻，其中，調頻頻率依序是f11(h)、f12(h)和f13(h)。
S403b：在第1個脈衝週期的高射頻功率階段內，選擇使反射功率達到極小值的調頻頻率作為匹配頻率f1(h)。
反射功率是隨著調頻頻率的變換而變化的，不同的調頻頻率對應不同的反射功率。
例如，第5圖提供的反射功率503的值是隨著RF射頻頻率的變化而變化的。而且，當調頻頻率為f11(h)時，反射功率為P1；當調頻頻率為f12(h)時，反射功率為P2；當調頻頻率為f13(h)時，反射功率為P3。
作為示例，S403b可以具體為：在第5圖中，若調頻頻率f12(h)對應的反射功率P2為極小值時，則將調頻頻率f12(h)作為第1個脈衝週期的高射頻功率階段內的匹配功率f1(h)。
需要說明的是，在本發明實施例中，在每個脈衝週期內均採用上述方法獲取匹配頻率。
S404：讀取並保存第1個脈衝週期的高射頻功率階段內獲得的匹配頻率f1(h)。
S405：判斷搜尋過程中的複數個調頻頻率對應的反射功率值是否達到極小值。
如果是，則執行S40E；如果否，則執行S406。
S406：將匹配頻率f1(h)作為第2個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率。
S407：根據初始頻率f1(h)在第2個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率。
S408：讀取並保存第2個脈衝週期的高射頻功率階段內獲得的匹配頻率f2(h)。
S409：判斷搜尋過程中的複數個調頻頻率對應的反射功率值是否達到極小值。
如果是，則執行S40E；如果否，則執行S410。
需要說明，本步驟的搜尋過程包括第1個脈衝週期和第2個脈衝週期的搜尋過程。
S410：將匹配頻率f2(h)作為第3個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率。
以此類推，當在前一個脈衝週期的高射頻功率階段內讀取的匹配頻率對應的反射功率未達到極小值，則重複進行上述將前一個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率作為與其相鄰的下一個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率，並在與其相鄰的下一個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率的步 驟，直到與讀取的匹配頻率相對應的反射功率達到極小值結束循環，可以執行S40E。
S40E：將反射功率值達到極小值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的高射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法中，透過連續在第i個脈衝週期及位於其後的相鄰的複數個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率，將前一脈衝在搜尋匹配頻率過程中搜尋到的匹配頻率賦給下一脈衝，將其作為下一脈衝的初始頻率，如此，相當於增加了一個脈衝週期的高射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個脈衝的第一射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，從而使得電漿的阻抗匹配不再局限於單個脈衝內完成，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
而且，該具體實施方式將前一脈衝的高射頻功率階段的匹配頻率作為下一脈衝的初始調頻頻率，如此，可以降低調頻次數，提高調頻效率。
在以上提供的實施方式中，每個脈衝週期的高射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率為其所在脈衝週期的高射頻功率階段中搜尋到的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率，且調頻過程中採用的脈衝週期為連續脈衝週期為例進行說明的。
作為本發明實施例的延伸，每個脈衝週期的高射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率還可以為其所在脈衝週期的高射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率，下面將對該實現方式進行具體的詳細介紹和說明。
下面將結合第6圖和第7圖，對本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的另一種實施方式進行具體介紹。其中，第6圖為本發明實施例 提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的另一種實施方式的流程圖；第7圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的另一種實施方式的原理示意圖。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，可以具體為：
S601：提供脈衝射頻功率到電漿反應腔。
作為示例，脈衝射頻功率可以是第7圖提供的脈衝射頻功率701。
S602：獲取第1個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率f0(h)。
作為示例，初始頻率f0(h)可以是第7圖提供的RF射頻頻率702的f0(h)頻率。
S603：根據初始頻率f0(h)在第1個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率。
S604：隨機讀取並保存第1個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率過程中的調頻頻率f1(h)。
作為示例，在第7圖提供的第1個脈衝週期內，RF射頻頻率進行了3次調頻，其中，調頻頻率依序是f11(h)、f12(h)和f13(h)，則S604可以具體為：隨機讀取到的調頻頻率可以為f11(h)、f12(h)和f13(h)中的任一個。
需要說明的是，在本發明實施例中，在每個脈衝週期內均採用上述方法讀取調頻頻率。
S605：判斷搜尋過程中的調頻頻率f1(h)對應的反射功率值是否達到極小值。如果是，則執行S60E；如果否，則執行S606。
S606：將隨機讀取的調頻頻率f1(h)作為第2個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率。
S607：根據初始頻率f1(h)在第2個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率，並在搜尋過程中，對頻率進行多次調頻。
S608：隨機讀取並保存第2個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率過程中的調頻頻率f2(h)。
S609：判斷搜尋過程中的調頻頻率對應的反射功率值是否達到極小值。如果是，則執行S60E；如果否，則執行S610。
S610：將隨機讀取的調頻頻率f2(h)作為第3個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率。
以此類推，當在前一個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中的調頻頻率對應的反射功率未達到極小值，則重複進行上述將前一個脈衝週期的高射頻功率階段內隨機讀取到的調頻頻率作為與其相鄰的下一個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率，並在與其相鄰的下一個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率的步驟，直到搜尋匹配頻率的過程中的調頻頻率相對應的反射功率達到極小值結束循環，可以執行S60E。
S60E：將反射功率值達到極小值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的高射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
本發明實施例提供了脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的另外一種不同的實施方式。在該實施方式中，每個脈衝週期的高射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率為其所在脈衝週期的高射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率。該方法也可以，透過連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，將前一脈衝在搜尋匹配頻率過程中隨機讀取到的調配頻率賦給下一脈衝，將其作為下一脈衝的初始頻率，如此，相當於增加了一個脈衝週期的高射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個脈衝的高射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
在以上提供的兩種實施方式中，調頻用到的複數個脈衝週期為複數個連續的脈衝週期為例進行說明的。實際上，另外，調頻用到的複數個脈衝週期還可以為不連續的複數個脈衝週期。該複數個脈衝週期可以為至少間隔一個脈衝週期的複數個脈衝週期。
作為一種實施方式，當複數個脈衝週期為不連續的複數個脈衝週期時，則可以透過預先將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻路徑，並分別對每個射頻調頻路徑中的脈衝射頻電漿進行阻抗匹配，進而得到每個射頻調頻路徑中與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
為了便於解釋和說明，下面將以劃分為兩條射頻調頻路徑為例進行具體的介紹和說明。
下面將結合第8圖和第9圖，對本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的再一種實施方式進行具體介紹。其中，第8圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的再一種實施方式的流程圖；第9圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的再一種實施方式的原理示意圖。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，可以具體為：
S801：提供脈衝射頻功率到電漿反應腔。
作為示例，脈衝射頻功率可以是第9圖提供的脈衝射頻功率901。
S802：獲取第1個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率f0(h)。
初始頻率f0(h)可以為手動賦值頻率，也可以為先前自動調頻所得頻率。
作為示例，初始頻率f0(h)可以是第9圖提供的RF射頻頻率902的f0(h)頻率。
S803：獲取第2個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率f0(h)。
初始頻率f0(h)可以為手動賦值頻率，也可以為先前自動調頻所得頻率。
作為示例，初始頻率f0(h)可以是第9圖提供的RF射頻頻率902的f0(h)頻率。
需要說明，在本發明實施例中，初始頻率f0(h)和初始頻率f0(h)可以相等，也可以不相等。
S804：根據初始頻率f0(h)獲取第一匹配頻率。
該步驟的具體實現方式將在下面詳細描述。
S805：根據初始頻率f0(h)獲取第二匹配頻率。
該步驟的具體實現方式將在下面詳細描述。
需要說明的是，在本發明實施例中，S802與S803沒有先後順序，可以先執行S802，再執行S803；也可以先執行S803，再執行S802。而且，S804與S805沒有先後順序，可以先執行S804，再執行S805；也可以先執行S805，再執行S804。
下面將依序介紹S804、S805和S806的具體實施方式。
S804的具體實施方式如下：參見第10圖，該圖為本發明實施例提供的第一匹配頻率的獲取方法流程圖。
作為示例，S804可以具體為：
S8041：根據初始頻率f0(h)在第1個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率f1(h)。
需要說明的是，在本發明實施例中，在每個脈衝週期內均採用相同的方法搜尋匹配頻率。
S8042：讀取並保存第1個脈衝週期的高射頻功率階段內的匹配頻率f1(h)。
S8043：判斷搜尋過程中的複數個調頻頻率對應的反射功率值是否達到極小值。
如果是，則執行S804E；如果否，則執行S8044。
其中，反射功率可以是第9圖提供的反射功率903。
S8044：將匹配頻率f1(h)作為第3個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率。
S8045：根據初始頻率f1(h)在第3個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率。
S8046：讀取並保存第3個脈衝週期的高射頻功率階段內的匹配頻率f2(h)。
S8047：判斷搜尋過程中的複數個調頻頻率對應的反射功率值是否達到極小值。
如果是，則執行S804E；如果否，則執行S8048。
S8048：將匹配頻率f2(h)作為第5個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率。
以此類推，當在前一個脈衝週期的高射頻功率階段內讀取的匹配頻率對應的反射功率未達到極小值，則重複進行上述將前一個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率作為與其間隔一個脈衝週期的下一個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率，並在與間隔一個脈衝週期的下一個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率的步驟，直到與搜尋到的調頻頻率相對應的反射功率達到極小值結束循環，可以執行S804E。
S804E：將反射功率值達到極小值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的高射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的第一匹配頻率。
以上為S804的具體實施方式。在S804中，可以利用複數個連續的第奇數個脈衝週期來獲得脈衝射頻功率的高射頻功率階段的與電漿阻抗相匹配的第一匹配頻率。
需要說明，在上述S804的具體實施方式中，賦給下一個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率是以上一脈衝週期的高射頻功率階段內的匹配頻率為例進行說明的。實際上，賦給下一個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率還可以是上一脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配過程中隨機讀取到的一個調頻頻率。該具體實現過程與上述第6圖所示的具體實現方式類似，為了簡要起見，在此不再詳細描述。
S805的具體實施方式如下： 參見第11圖，該圖為本發明實施例提供的第二匹配頻率的獲取方法流程圖。
作為示例，S805可以具體為：
S8051：根據初始頻率f0(h)在第2個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率f1(h)。
S8052：讀取並保存第2個脈衝週期的高射頻功率階段內獲得的匹配頻率f1(h)。
S8053：判斷搜尋過程中的複數個調頻頻率對應的反射功率值是否達到極小值。
如果是，則執行S805E；如果否，則執行S8054。
S8054：將匹配頻率f1(h)作為第4個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率。
S8055：根據初始頻率f1(h)在第4個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率。
S8056：讀取並保存第4個脈衝週期的高射頻功率階段內的匹配頻率F2(h)。
S8057：判斷搜尋過程中的複數個調頻頻率對應的反射功率值是否達到極小值。
如果是，則執行S805E；如果否，則執行S8058。
S8058：將匹配頻率F2(h)作為第6個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率。
以此類推，當在前一個脈衝週期的高射頻功率階段內讀取的匹配頻率對應的反射功率未達到極小值，則重複進行上述將前一個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率作為與其間隔一個脈衝週期的下一個脈衝週期的高射頻功率階段內的初始頻率，並在與間隔一個脈衝週期的下一個脈衝週期的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率的步驟，直到與讀取的匹配頻率相對應的反射功率達到極小值結束循環，可以執行S805E。
S805E：將反射功率值達到極小值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的高射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的第二匹配頻率。
以上是S805的具體實施方式。在S805中，可以利用複數個連續的第偶數個脈衝週期來獲得脈衝射頻功率的高射頻功率階段的與電漿阻抗相匹配的第二匹配頻率。
需要說明的是，該實施方式中，設置有兩條射頻調頻路徑，最終結果由該兩條射頻調頻路徑的調頻結果來決定。實際上，作為本發明實施例的延伸，還可以僅根據其中一條射頻調頻路徑進行調頻匹配，最終得到脈衝射頻功率的高射頻功率階段的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
此外，在上述實施方式中，每個射頻調頻路徑用到的複數個脈衝週期還為不連續的複數個脈衝週期，並且該不連續的複數個脈衝週期為間隔一個脈衝週期的複數個脈衝週期。實際上，作為本發明實施例的延伸，還可以設置3條或3條以上的射頻調頻路徑，每條射頻調頻路徑用到的複數個脈衝週期還為不連續的複數個脈衝週期，並且該不連續的複數個脈衝週期為間隔兩個或兩個以上脈衝週期的複數個脈衝週期。該設置3條或3條以上射頻調頻路徑的具體實施方式與上述實施方式類似，在此不再贅述。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法中，透過連續在第i個脈衝週期及位於其後的間隔至少一個脈衝週期的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，將前一脈衝在搜尋匹配頻率過程中讀取到的特定調配頻率賦給下一脈衝，將其作為下一脈衝的初始頻率，如此，相當於增加了一個脈衝週期的第一射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個脈衝的第一射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
以上提供的三種實施方式中，均是將一個脈衝週期的特定調頻頻率作為另一個脈衝週期的初始頻率，以便另一個脈衝週期能夠基於該初始頻率進一步進行頻率調節。另外，為了進一步提高匹配頻率的準確率，本發明還可 以透過將包括至少一個脈衝週期的射頻調頻區間的特定調頻頻率作為另一個射頻調頻區間的初始頻率，以便另一個射頻調頻區間能夠基於該初始頻率進一步進行頻率調節。
其中，射頻調頻區間是透過將n個脈衝週期進行劃分獲得的，而且每個射頻調頻區間中包括至少一個脈衝週期。
為了便於解釋和說明，下面將結合附圖對射頻調頻區間進行解釋和說明。
參見第12a圖，該圖為申請實施例提供的將脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻區間的一種實施方式的示意圖。
作為一種實施方式，如第12a圖所示，當脈衝射頻功率包括n個脈衝週期時，射頻調頻區間可以將n個脈衝週期進行平均劃分，以便得到K個相鄰的射頻調頻區間。此時，每個射頻調頻區間均包括2個脈衝週期。
參見第12b圖，該圖為申請實施例提供的將脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻區間的另一種實施方式的示意圖。
作為另一種實施方式，如第12b圖所示，當脈衝射頻功率包括n個脈衝週期時，射頻調頻區間可以將n個脈衝週期進行隨機劃分，以便得到K個相鄰的射頻調頻區間。此時，不同射頻調頻區間內數目不等的脈衝週期，例如，第一射頻調頻區間包括2個脈衝週期，第二個射頻調頻區間包括4個脈衝週期以及第K個射頻調頻區間包括6個脈衝週期。
基於上述提供的射頻調頻區間，本發明還提供了一種基於射頻調頻區間進行頻率調節的方法。下面將結合附圖進行解釋和說明。
參見第13圖，該圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的又一種實施方式的流程圖。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，可以具體為：
S1301：將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為K個相鄰的射頻調頻區間，每個射頻調頻區間中包括至少一個脈衝週期；脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數，K≧2，且K為正整數。
S1302：獲取第k個射頻調頻區間的第一初始頻率，k<K，且k為正整數。
第k個射頻調頻區間可以是第1個射頻調頻區間至第K-1個射頻調頻區間中的任一個射頻調頻區間。
作為示例，本發明實施例可以以第1個射頻調頻區間作為第k個射頻調頻區間為例進行說明。
第一初始頻率可以採用多種獲取方式，作為一示例，第一初始頻率可以為手動賦值頻率。作為另一示例，第一初始頻率可以為先前自動調頻所得頻率。
S1303：根據第一初始頻率連續在第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間內的各個脈衝週期內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個射頻調頻區間的各個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個射頻調頻區間的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間中，相鄰兩個射頻調頻區間的前一射頻調頻區間的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一射頻調頻區間的第一射頻功率階段的初始頻率。
作為示例，S1303可以具體為：
S13031：根據第一初始頻率在第k個射頻調頻區間的各個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，讀取並保存特定調頻頻率，將其記為第一區間的調頻頻率。
需要說明的是，搜索匹配頻率的過程，可以具體為：根據上述實施例提供的任一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，獲取第k個射頻調頻區間中的脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率，並將該匹配頻率作為特徵調頻頻率。
S13032：判斷搜尋過程中的複數個射頻調頻區間對應的阻抗參數是否達到極值。若是，則執行S1304；若否，則執行S13033。
S13033：將第一區間的調頻頻率賦給第k+m個射頻調頻區間的第一射頻功率階段，將其作為第k+m個射頻調頻區間的第一射頻功率階段的第二初始頻率；k+m
Figure 108144432-A0305-02-0030-8
K，且m為正整數。
S13034：根據第二初始頻率在第k+m個射頻調頻區間的各個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，讀取並保存特定調頻頻率，將其記為第二區間的調頻頻率。
需要說明的是，該搜尋匹配頻率的過程與S13031的搜尋匹配頻率過程相同，為了簡要起見，在此不再詳細描述。
S13035：判斷搜尋過程中的複數個射頻調頻區間對應的阻抗參數是否達到極值。若是，則執行S1304；若否，則執行S13036。
需要說明，本步驟所述的搜尋過程是指從第k個射頻調頻區間的首次搜尋開始一直到當前時刻所經歷的所有脈衝週期內的搜尋過程。
S13036：根據k=k+m更新k值，並將第二區間的調頻頻率作為第k+m個射頻調頻區間的第一射頻功率階段的第二初始頻率，並返回執行S13034。
作為一示例，位於第k個射頻調頻區間後面的複數個射頻調頻區間可以為與第k個射頻調頻區間相鄰的複數個連續的射頻調頻區間。作為另一示例，位於第k個射頻調頻區間後面的複數個射頻調頻區間可以為與第k個射頻調頻區間間隔至少一個射頻調頻區間，且其間間隔至少一個射頻調頻區間的複數個射頻調頻區間。
其中，當第k個射頻調頻區間後面的複數個射頻調頻區間可以為與第k個射頻調頻區間相鄰的複數個連續的射頻調頻區間時，該複數個射頻調頻區間可以為第k+1個射頻調頻區間、第k+2個射頻調頻區間、......、第k+s個射頻調頻區間，其中，k+s
Figure 108144432-A0305-02-0031-9
K，且s為正整數。
為了便於解釋和說明，下面將以第k個射頻調頻區間為第1個射頻調頻區間例說明。位於第1個射頻調頻區間後的複數個射頻調頻區間可以為第2個射頻調頻區間、第3個射頻調頻區間、......、第z個射頻調頻區間，其中，z
Figure 108144432-A0305-02-0031-10
K，且z為正整數。
當位於第k個射頻調頻區間後面的複數個射頻調頻區間可以為與第k個射頻調頻區間間隔至少一個射頻調頻區間，且其間間隔至少一個射頻調頻區間的複數個射頻調頻區間時，該複數個射頻調頻區間可以為第k+m個射頻調頻區間、第k+2m個射頻調頻區間、......、第k+Nm個射頻調頻區間，其中，k+Nm
Figure 108144432-A0305-02-0031-12
K，且m為正整數。
為了便於解釋和說明，下面將以第k個射頻調頻區間為第1個射頻調頻區間和以間隔一個射頻調頻區間為例進行說明。位於第1個射頻調頻區間後面的複數個射頻調頻區間可以為第3個射頻調頻區間、第5個射頻調頻區間、......、第2M-1個射頻調頻區間，其中，2M-1
Figure 108144432-A0305-02-0031-11
K，且M為正整數。
S1304：將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
以上為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的實現方式。在該實現方式中，首先將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為K個相鄰的射頻調頻區間，其次，獲取第k個射頻調頻區間的第一初始頻率，然後，根據第一初始頻率連續在第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間內的各個脈衝週期內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，最後，將將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
另外，在每個射頻調頻區間的各個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，將前一個射頻調頻區間的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中讀取到的特定調頻頻率賦給下一個射頻調頻區間，將其作為下一個射頻調頻區間的初始頻率，如此，可以進一步彌補功率產生器產生頻率的速率無法跟上調頻頻率的調節速率，這種賦值方式相當於增加了一個射頻調頻區間內複數個第一射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個射頻調頻區間的第一射頻功率階段的調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，從而使得電漿的阻抗匹配不再局限於單個脈衝內完成，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
為了更加清楚地理解本發明的具體實施方式，下面以高射頻功率階段的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率的過程為例進行說明。其中，在下述實施例中，阻抗參數以反射功率作為示例進行說明。
下面將結合第14圖和第15圖進行解釋和說明。其中，第14圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的一種實施方式的流程圖，第15圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法的一種實施方式的原理示意圖。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，可以具體為：
S1401：提供脈衝射頻功率到電漿反應腔。
作為示例，脈衝射頻功率可以是第15圖中的脈衝射頻功率1501。
S1402：將脈衝射頻功率劃分為K個相鄰的射頻調頻區間：第1個射頻調頻區間、第2個射頻調頻區間、......、第K個射頻調頻區間。
S1403：獲得第1個射頻調頻區間的初始頻率f0(h)。
作為示例，初始頻率f0(h)可以是第15圖提供的RF射頻頻率1502的f0(h)頻率。
S1404：根據初始頻率f0(h)在第1個射頻調頻區間的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率f1(h)。
作為一種實施方式，S1404可以利用上述實施例提供的任一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，獲得第1射頻調頻區間的高射頻功率階段的匹配頻率f1(h)。
S1405：讀取並保存第1個射頻調頻區間的高射頻功率階段內獲得的匹配頻率f1(h)。
S1406：判斷搜尋過程中的複數個調頻頻率對應的反射功率值是否達到極小值。
如果是，則執行S140E；如果否，則執行S1407。
S1407：將匹配頻率f1(h)作為第2個射頻調頻區間的高射頻功率階段內的初始頻率。
S1408：根據初始頻率f1(h)在第2個射頻調頻區間的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率f2(h)。
S1409：讀取並保存第2個射頻調頻區間的高射頻功率階段內獲得的匹配頻率f2(h)。
S1410：判斷搜尋過程中的複數個調頻頻率對應的反射功率值是否達到極小值。
如果是，則執行S140E；如果否，則執行S1411。
需要說明，本步驟所述的搜尋過程包括第1個射頻調頻區間和第2個射頻調頻區間的搜尋過程。
S1411：將匹配頻率f2(h)作為第3個射頻調頻區間的高射頻功率階段內的初始頻率。
以此類推，當在前一個射頻調頻區間的高射頻功率階段內讀取的匹配頻率對應的反射功率未達到極小值，則重複進行上述將前一個射頻調頻區間的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率作為與其相鄰的下一個射頻調頻區間的高射頻功率階段內的初始頻率，並在與其相鄰的下一個射頻調頻區間的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率的步驟，直到與讀取的匹配頻率相對應的反射功率達到極小值結束循環，可以執行S140E。
S140E：將反射功率值達到極小值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的高射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法中，透過連續在第k個射頻調頻區間及位於其後的相鄰的複數個射頻調頻區間的高射頻功率階段內搜尋匹配頻率，將前一射頻調頻區間在搜尋匹配頻率過程中搜尋到的匹配頻率賦給下一射頻調頻區間，將其作為下一射頻調頻區間的初始頻率，如此，相當於增加了一個射頻調頻區間內複數個高射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個射頻調頻區間的第一射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，從而使得電漿的阻抗匹配不再局限於單個射頻調頻區間內完成，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
而且，該具體實施方式將前一射頻調頻區間的高射頻功率階段的匹配頻率作為下一射頻調頻區間的初始調頻頻率，如此，可以降低調頻次數，提高調頻效率。
在以上提供的實施方式中，調頻用到的複數個射頻調頻區間為複數個連續的射頻調頻區間為例進行說明的。實際上，另外，調頻用到的複數個射頻調頻區間還可以為不連續的複數個射頻調頻區間。該複數個射頻調頻區間可以為至少間隔一個脈衝週期的複數個射頻調頻區間。
基於上述實施例提供的一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，本發明實施例還提供了一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，而且，本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置可以採用多種實施方式，下面將依序結合附圖進行解釋和說明。
參見第16圖，該圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置的一種實施方式的結構示意圖。
作為一種實施方式，如第16圖所示，本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，包括：提供單元1601，用於提供脈衝射頻功率到電漿反應腔，脈衝射頻功率包括n個脈衝週期，每個脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數；獲取單元1602，用於獲取第i個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率；i<n，且i為正整數；搜尋單元1603，用於根據第一初始頻率連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個脈衝週期的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期中，相鄰兩個脈衝週期的前一脈衝週期的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一脈衝週期的第一射頻功率階段的初始頻率； 確定單元1604，用於將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，包括：提供單元1601、獲取單元1602、搜尋單元1603和確定單元1604。在該裝置中，首先獲取第i個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率，然後根據該第一初始頻率連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，最後將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
其中，連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，將前一脈衝在搜尋匹配頻率過程中讀取到的特定調配頻率賦給下一脈衝，將其作為下一脈衝的初始頻率，如此，可以彌補功率產生器產生頻率的速率無法跟上調頻頻率的調節速率，這種賦值方式相當於增加了一個脈衝週期的第一射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個脈衝的第一射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，從而使得電漿的阻抗匹配不再局限於單個脈衝內完成，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
在以上提供的實施方式中，調頻用到的複數個脈衝週期為複數個連續的脈衝週期。另外，調頻用到的複數個脈衝週期還可以為不連續的複數個脈衝週期。該複數個脈衝週期可以為至少間隔一個脈衝週期的複數個脈衝週期。
作為一種實施方式，當複數個脈衝週期為不連續的複數個脈衝週期時，則可以透過預先將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻路徑，並分別對每個射頻調頻路徑中的脈衝射頻電漿進行阻抗匹配，進而得到每個射頻調頻路徑中與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
因而，本發明實施例還提供了脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置的另一種實施方式，下面將結合附圖進行解釋和說明。
參見第17圖，該圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置的另一種實施方式的結構示意圖。
作為一種實施方式，如第17圖所示，本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，包括：劃分單元1701，用於預先將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻路徑，每個射頻調頻路徑中包括至少兩個不相鄰的脈衝週期；每個脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數；阻抗匹配單元1702，用於分別對每個射頻調頻路徑中的脈衝射頻電漿進行阻抗匹配；阻抗匹配單元1702具體包括：獲取單元17021，用於獲取一個射頻調頻路徑中的第j個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率；設定阻抗射頻調頻路徑中包括的脈衝週期個數為m，則m<n，j<m，且j、m均為正整數；搜尋單元17022，用於根據第一初始頻率連續在射頻調頻路徑中的第j個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個脈衝週期的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在射頻調頻路徑中的第j個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期中，相鄰兩個脈衝週期的前一脈衝週期的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一脈衝週期的第一射頻功率階段的初始頻率； 確定單元17023，用於將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為射頻調頻路徑中的脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，包括：劃分單元1701和阻抗匹配單元1702，且阻抗匹配單元1702包括：獲取單元17021、搜尋單元17022和確定單元17023。在該裝置中，透過連續在第i個脈衝週期及位於其後的間隔至少一個脈衝週期的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，將前一脈衝在搜尋匹配頻率過程中讀取到的特定調配頻率賦給下一脈衝，將其作為下一脈衝的初始頻率，如此，相當於增加了一個脈衝週期的第一射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個脈衝的第一射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
在以上提供的兩種實施方式中，均是透過一個射頻調頻區間獲取與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。另外，為了進一步提高匹配頻率的準確率，本發明還可以依序透過複數個射頻調頻區間獲得與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
因而，本發明實施例提供了脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置的又一種實施方式，下面將結合附圖進行解釋和說明。
參見第18圖，該圖為本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置的又一種實施方式的結構示意圖。
作為一種實施方式，如第18圖所示，本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，包括：劃分單元1801，用於將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為K個相鄰的射頻調頻區間，每個射頻調頻區間中包括至少一個脈衝週期；脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數，K≧2，且K為正整數； 獲取單元1802，用於獲取第k個射頻調頻區間的第一初始頻率，k<K，且k為正整數；搜尋單元1803，用於根據第一初始頻率連續在第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間內的各個脈衝週期內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個射頻調頻區間的各個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個射頻調頻區間的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的特定調頻頻率；其中，在第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間中，相鄰兩個射頻調頻區間的前一射頻調頻區間的第一射頻功率階段的特定調頻頻率作為後一射頻調頻區間的第一射頻功率階段的初始頻率；確定單元1804，用於將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
本發明實施例提供的脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，包括：劃分單元1801、獲取單元1802、搜尋單元1803和確定單元1804。在該裝置中，首先將包括n個脈衝週期的脈衝射頻功率劃分為K個相鄰的射頻調頻區間，其次，獲取第k個射頻調頻區間的第一初始頻率，然後，根據第一初始頻率連續在第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間內的各個脈衝週期內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，最後，將將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
另外，在每個射頻調頻區間的各個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，將前一個射頻調頻區間的第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中讀取到的特定調頻頻率賦給下一個射頻調頻區間，將其作為下一個射頻調頻區間的初始頻率，如此，可以進一步彌補功率產生器產生頻率的速 率無法跟上調頻頻率的調節速率，這種賦值方式相當於增加了一個射頻調頻區間內複數個第一射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個射頻調頻區間的第一射頻功率階段的調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，從而使得電漿的阻抗匹配不再局限於單個脈衝內完成，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
基於上述實施例提供的一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法以及一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，本發明實施例還提供了一種電漿處理裝置，下面將結合附圖進行解釋和說明。
參見第19圖，該圖為本發明實施例提供的電漿處理裝置的結構示意圖。
本發明實施例提供的電漿處理裝置，包括：電漿處理腔1901和射頻功率產生器1902；電漿處理腔1901用於容納並處理基片；射頻功率產生器1902用於輸出脈衝射頻功率到電漿反應腔，脈衝射頻功率包括n個脈衝週期，每個脈衝週期包括第一射頻功率階段；第一射頻功率階段為高射頻功率階段或低射頻功率階段；n為正整數；其中，射頻功率產生器1902包括自動調頻裝置19021，自動調頻裝置19021用於執行上述實施例提供的任一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法。
作為一種實施方式，電漿處理裝置還包括：隨機命令產生器1903，用於設置射頻調頻區間的時長，並將設置的射頻調頻區間的時長訊號發送至射頻功率產生器1902，以使射頻功率產生器1902根據射頻調頻區間的時長訊號劃分射頻調頻區間。
作為另一種實施方式，為了提高功率饋入到電漿處理腔1901的效率，可以在射頻功率產生器1902與電漿處理腔1901之間設置一個阻抗匹配網路1904。
本發明實施例提供的電漿處理裝置，包括：電漿處理腔1901和射頻功率產生器1902，且射頻功率產生器1902包括自動調頻裝置19021。該裝置中，首先獲取第i個脈衝週期的第一射頻功率階段內的第一初始頻率，然後根據該第一初始頻率連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的射頻頻率對應的阻抗參數達到極值，最後將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為脈衝射頻功率的第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
其中，連續在第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，將前一脈衝在搜尋匹配頻率過程中讀取到的特定調配頻率賦給下一脈衝，將其作為下一脈衝的初始頻率，如此，相當於增加了一個脈衝週期的第一射頻功率階段的寬度，因而，透過對該複數個脈衝的第一射頻功率階段的連續調頻，可以搜尋到較高脈衝頻率的脈衝射頻電漿的匹配頻率，進而實現對較高脈衝頻率的電漿的阻抗匹配。
S201~S204:步驟

Claims (20)

  1. 一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，其包括：提供一脈衝射頻功率到一電漿反應腔，該脈衝射頻功率包括n個脈衝週期，每個該脈衝週期包括一第一射頻功率階段；該第一射頻功率階段為一高射頻功率階段或一低射頻功率階段；n為正整數；獲取一第i個脈衝週期的該第一射頻功率階段內的一第一初始頻率；i<n，且i為正整數；根據該第一初始頻率連續在該第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的該第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個該脈衝週期的該第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個該脈衝週期的該第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的一特定調頻頻率；其中，在該第i個脈衝週期及位於其後的該複數個脈衝週期中，相鄰兩個該脈衝週期的前一該脈衝週期的該第一射頻功率階段的該特定調頻頻率作為後一該脈衝週期的該第一射頻功率階段的一初始頻率；將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為該脈衝射頻功率的該第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該第一初始頻率為手動賦值頻率或先前自動調頻所得頻率。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該特定調頻頻率為其所在該脈衝週期的該第一射頻功率階段中搜尋到的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率，或者，為其所在該脈衝週期的該第一 射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的方法，其中，該特定調頻頻率為其所在該脈衝週期的該第一射頻功率階段中搜尋到的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率，或者，為其所在該脈衝週期的該第一射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的方法，其中，位於該第i個脈衝週期後面的該複數個脈衝週期為與該第i個脈衝週期相鄰的連續的該複數個脈衝週期。
  6. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的方法，其中，位於該第i個脈衝週期後面的該複數個脈衝週期為與該第i個脈衝週期間隔至少一脈衝週期且其間間隔該至少一脈衝週期的該複數個脈衝週期。
  7. 一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，其中，預先將包括n個脈衝週期的一脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻路徑，每個該射頻調頻路徑中包括至少兩個不相鄰的一脈衝週期；每個該脈衝週期包括一第一射頻功率階段；該第一射頻功率階段為一高射頻功率階段或一低射頻功率階段；n為正整數；該方法包括：分別對每個該射頻調頻路徑中的脈衝射頻電漿進行阻抗匹配；其中，對一個該射頻調頻路徑的脈衝射頻電漿進行阻抗匹配，具體包括：獲取一個該射頻調頻路徑中的一第j個脈衝週期的該第一射頻功率階段內的一第一初始頻率；設定該射頻調頻路徑中包括的該脈衝週期個數為m，則m<n，j<m，且j、m均為正整數； 根據該第一初始頻率連續在該射頻調頻路徑中的該第j個脈衝週期及位於其後的該複數個脈衝週期的該第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個該脈衝週期的該第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個該脈衝週期的該第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的一特定調頻頻率；其中，在該射頻調頻路徑中的該第j個脈衝週期及位於其後的該複數個脈衝週期中，相鄰兩個該脈衝週期的前一該脈衝週期的該第一射頻功率階段的該特定調頻頻率作為後一該脈衝週期的該第一射頻功率階段的初始頻率；將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為該射頻調頻路徑中的該脈衝射頻功率的該第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中，該第一初始頻率為手動賦值頻率或先前自動調頻所得頻率。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中，該特定調頻頻率為其所在該脈衝週期的該第一射頻功率階段中搜尋到的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率，或者，為其所在該脈衝週期的該第一射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的方法，其中，該特定調頻頻率為其所在該脈衝週期的該第一射頻功率階段中搜尋到的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率，或者，為其所在該脈衝週期的該第一射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率。
  11. 如申請專利範圍第7項至第10項中任一項所述的方法，其 中，每個該射頻調頻路徑中包括的至少兩個不相鄰的該脈衝週期為等間距的且不相鄰的該複數個脈衝週期。
  12. 一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法，其包括：將包括n個脈衝週期的一脈衝射頻功率劃分為相鄰的K個射頻調頻區間，每個該射頻調頻區間中包括至少一脈衝週期；該脈衝週期包括一第一射頻功率階段；該第一射頻功率階段為一高射頻功率階段或一低射頻功率階段；n為正整數，K≧2，且K為正整數；獲取一第k個射頻調頻區間的一第一初始頻率，k<K，且k為正整數；根據該第一初始頻率連續在該第k個射頻調頻區間及位於其後的複數個射頻調頻區間內的各個該脈衝週期內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個該射頻調頻區間的各個該脈衝週期的該第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個該射頻調頻區間的該第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的一特定調頻頻率；其中，在該第k個射頻調頻區間及位於其後的該複數個射頻調頻區間中，相鄰兩個該射頻調頻區間的前一該射頻調頻區間的該第一射頻功率階段的該特定調頻頻率作為後一該射頻調頻區間的該第一射頻功率階段的一初始頻率；將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為該脈衝射頻功率的該第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中，該第一初始頻率為手動賦值頻率或先前自動調頻所得頻率。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項所述的方法，其中，該特定調頻頻率為其所在該射頻調頻區間的各個該脈衝週期的該第一射頻功率階段中搜尋到的與電漿阻抗相匹配的匹配頻率，或者，為其所在該射頻調頻區間的各個該脈衝週期的該第一射頻功率階段中搜尋匹配頻率過程中隨機讀取的調頻頻率。
  15. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中，每個該射頻調頻區間的該脈衝週期個數設置為任意整數值。
  16. 一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，其包括：一提供單元，用於提供一脈衝射頻功率到一電漿反應腔，該脈衝射頻功率包括n個脈衝週期，每個該脈衝週期包括一第一射頻功率階段；該第一射頻功率階段為一高射頻功率階段或一低射頻功率階段；n為正整數；一獲取單元，用於獲取一第i個脈衝週期的該第一射頻功率階段內的一第一初始頻率；i<n，且i為正整數；一搜尋單元，用於根據該第一初始頻率連續在該第i個脈衝週期及位於其後的複數個脈衝週期的該第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個該脈衝週期的該第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個該脈衝週期的該第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的一特定調頻頻率；其中，在該第i個脈衝週期及位於其後的該複數個脈衝週期中，相鄰兩個該脈衝週期的前一該脈衝週期的該第一射頻功率階段的該特定調頻頻率作為後一該脈衝週期的該第一射頻功率階段的一初始頻率；一確定單元，用於將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定 為該脈衝射頻功率的該第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
  17. 一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，其包括：一劃分單元，用於預先將包括n個脈衝週期的一脈衝射頻功率劃分為複數個射頻調頻路徑，每個該射頻調頻路徑中包括至少兩個不相鄰的該脈衝週期；每個該脈衝週期包括一第一射頻功率階段；該第一射頻功率階段為一高射頻功率階段或一低射頻功率階段；n為正整數；一阻抗匹配單元，用於分別對每個該射頻調頻路徑中的脈衝射頻電漿進行阻抗匹配；該阻抗匹配單元具體包括：一獲取單元，用於獲取一個該射頻調頻路徑中的一第j個脈衝週期的該第一射頻功率階段內的一第一初始頻率；設定該射頻調頻路徑中包括的該脈衝週期個數為m，則m<n，j<m，且j、m均為正整數；一搜尋單元，用於根據該第一初始頻率連續在該射頻調頻路徑中的該第j個脈衝週期及位於其後的該複數個脈衝週期的該第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個該脈衝週期的該第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個該脈衝週期的該第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的一特定調頻頻率；其中，在該射頻調頻路徑中的該第j個脈衝週期及位於其後的該複數個脈衝週期中，相鄰兩個該脈衝週期的前一該脈衝週期的該第一射頻功率階段的該特定調頻頻率作為後一該脈衝週期的該第 一射頻功率階段的一初始頻率；一確定單元，用於將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為該射頻調頻路徑中的該脈衝射頻功率的該第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的匹配頻率。
  18. 一種脈衝射頻電漿的阻抗匹配裝置，其包括：一劃分單元，用於將包括n個脈衝週期的一脈衝射頻功率劃分為相鄰的K個射頻調頻區間，每個該射頻調頻區間中包括至少一脈衝週期；該脈衝週期包括一第一射頻功率階段；該第一射頻功率階段為一高射頻功率階段或一低射頻功率階段；n為正整數，K≧2，且K為正整數；一獲取單元，用於獲取一第k個射頻調頻區間的一第一初始頻率，k<K，且k為正整數；一搜尋單元，用於根據該第一初始頻率連續在該第k個射頻調頻區間及位於其後的該複數個射頻調頻區間內的各個該脈衝週期內搜尋匹配頻率，直至搜尋到的調頻頻率對應的阻抗參數達到極值，並在每個該射頻調頻區間的各個該脈衝週期的該第一射頻功率階段內搜尋匹配頻率的過程中，讀取每個該射頻調頻區間的該第一射頻功率階段搜尋匹配頻率過程中的一特定調頻頻率；其中，在該第k個射頻調頻區間及位於其後的該複數個射頻調頻區間中，相鄰兩個該射頻調頻區間的前一該射頻調頻區間的該第一射頻功率階段的該特定調頻頻率作為後一該射頻調頻區間的該第一射頻功率階段的一初始頻率；一確定單元，用於將阻抗參數達到極值時對應的射頻頻率確定為該脈衝射頻功率的該第一射頻功率階段與電漿阻抗相匹配的 匹配頻率。
  19. 一種電漿處理裝置，其包括：一電漿處理腔和一射頻功率產生器；該電漿處理腔用於容納並處理一基片；該射頻功率產生器用於輸出一脈衝射頻功率到一電漿反應腔，該脈衝射頻功率包括n個脈衝週期，每個該脈衝週期包括一第一射頻功率階段；該第一射頻功率階段為一高射頻功率階段或一低射頻功率階段；n為正整數；其中，該射頻功率產生器包括一自動調頻裝置，該自動調頻裝置用於執行申請專利範圍第1項至第14項中任一項所述的脈衝射頻電漿的阻抗匹配方法。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的電漿處理裝置，其中，該電漿處理裝置還包括：一隨機命令產生器，用於設置一射頻調頻區間的時長，並將設置的該射頻調頻區間的時長訊號發送至該射頻功率產生器，以使該射頻功率產生器根據該射頻調頻區間的時長訊號劃分該射頻調頻區間。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200947850A (en) * 2008-02-01 2009-11-16 Mks Instr Inc Radio frequency power delivery system
TW201333188A (zh) * 2011-09-25 2013-08-16 Theranos Inc 用於多重分析的系統和方法
TW201415519A (zh) * 2012-06-22 2014-04-16 Lam Res Corp 用以控制電漿處理系統中之電漿的方法及設備
US9595423B2 (en) * 2013-11-11 2017-03-14 Applied Materials, Inc. Frequency tuning for dual level radio frequency (RF) pulsing

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6472822B1 (en) * 2000-04-28 2002-10-29 Applied Materials, Inc. Pulsed RF power delivery for plasma processing
JP5319150B2 (ja) * 2008-03-31 2013-10-16 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
JP2011525682A (ja) * 2008-05-14 2011-09-22 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Ｒｆ電力供給のための時間分解チューニングスキームを利用したパルス化プラズマ処理の方法及び装置
US8952765B2 (en) * 2012-03-23 2015-02-10 Mks Instruments, Inc. System and methods of bimodal automatic power and frequency tuning of RF generators
EP3029711B1 (en) * 2014-12-03 2019-10-16 Comet AG Frequency tuning of a RF-generator within a plasma process
CN105826154B (zh) * 2015-01-06 2017-12-19 北京北方华创微电子装备有限公司 针对脉冲射频电源的阻抗匹配方法及装置
US9741539B2 (en) * 2015-10-05 2017-08-22 Applied Materials, Inc. RF power delivery regulation for processing substrates

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200947850A (en) * 2008-02-01 2009-11-16 Mks Instr Inc Radio frequency power delivery system
TW201333188A (zh) * 2011-09-25 2013-08-16 Theranos Inc 用於多重分析的系統和方法
TW201415519A (zh) * 2012-06-22 2014-04-16 Lam Res Corp 用以控制電漿處理系統中之電漿的方法及設備
US9595423B2 (en) * 2013-11-11 2017-03-14 Applied Materials, Inc. Frequency tuning for dual level radio frequency (RF) pulsing

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