WO1999010912A1 - Method and system for supplying several electrodes for plasma processes with alternating voltages of predefined phase position - Google Patents

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WO1999010912A1
WO1999010912A1 PCT/EP1998/005308 EP9805308W WO9910912A1 WO 1999010912 A1 WO1999010912 A1 WO 1999010912A1 EP 9805308 W EP9805308 W EP 9805308W WO 9910912 A1 WO9910912 A1 WO 9910912A1
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Harald Tobies
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    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32155—Frequency modulation
    • H01J37/32165—Plural frequencies

Definitions

  • Plasma processes in vacuum are widely used in surface technology, e.g. B. for the production of thin layers by sputtering.
  • Alternating electromagnetic fields are often used to excite the gas discharge, in which several cathodes are in operation at the same time (simultaneous sputtering). It is known to operate several high-frequency generators simultaneously for the supply of the electrodes. Usually with high-frequency voltages (e.g. the industrial frequency
  • the high-frequency generators are usually coupled in a phase-locked manner (common exciter, see, for example, US-A-5, 345, 145).
  • common exciter see, for example, US-A-5, 345, 145.
  • the phase position cannot be adjusted or only a phase shifter to be set manually is provided.
  • the phase position has a serious influence on the process with its electrical parameters, the stability and the tendency to arcing. This influence cannot be adequately controlled with manually shifted phase shifters.
  • the frequently used automatic adaptation networks generate
  • Phase shifts that change as you tune Each setting on the phase shifter calls a tuning process and This results in a new phase shift, the result of which the operator does not know. A clear adjustment strategy with reproducible results is therefore not possible.
  • the object of the invention is to enable reproducible operation and to open up new possibilities for optimizing the processes. This is achieved by the method according to claim 1 and preferably the methods and arrangements according to the subclaims.
  • a method for supplying a plurality of electrodes for plasma processes with alternating voltages of a predetermined phase position is characterized in that the phase position between at least two electrodes is regulated according to a desired value.
  • the phase position is understood to mean the phase angle between two electrodes to be compared with one another or the totality of the phase differences between the electrodes.
  • the setpoint is the phase position that is to be determined by the control. It is compared by the controller with the actual value, which is formed by comparing the AC voltage signal derived from an electrode with a reference signal. If electrodes are mentioned in the following and in the claims, they are to be understood as those electrodes for which the phase position is to be determined by regulation. This can include not only sputter cathodes, but also other parts such as a substrate table (bias). It should not be ruled out that additional electrodes are present which are not subject to the phase position control.
  • the alternating voltage signal of an electrode is preferably used as a reference signal and the phase position control to be carried out on the further electrode or electrodes is related to this reference signal.
  • a controller for phase regulation of the AC voltage supplied to them is then assigned only to these further electrodes.
  • the reference signal can also be obtained in another way, for example from a generator specially provided for this purpose, and the AC voltages of all electrodes can be phase-controlled as a function thereof.
  • the AC voltage signals which are to be fed to a controller as a reference or actual signal, are expediently tapped directly at the electrodes or at such a point on the supply line (oscillator, amplifier, possibly matching network, electrode, plasma) at the tension in
  • phase-shifting components there is no phase shift in the signal, just as in the case where one or more components, which in their entirety are connected, are connected between the location of the tap and the electrode Generate zero phase shift.
  • components can also be connected between the tap and the electrode, which, although generating a non-zero but known phase shift, are taken into account when determining the actual value of the phase position (phase shift at the relevant electrode in relation to the reference signal) can.
  • An electronic unit measures the actual value of the phase position, i. H. the phase shift of an electrode compared to the reference. This shift is compared to the setpoint. According to known principles, the comparison results in a driver signal which is used as a control for the electrode regulated in this way. This makes it possible to specify a setpoint or setpoints for the phase position, compliance with which is ensured by the arrangement according to the invention. This ensures reproducibility at the relevant points, namely the electrodes.
  • the setpoint or setpoints can be set (if necessary independently of one another). On the one hand, in this way se the operating conditions are adapted to the possibly changing requirements. On the other hand, this also enables a targeted examination and adjustment of the influences on further process parameters, in particular those parameters which regulate the plasma stability, the etching or coating properties (in particular thickness, density, adhesive strength) or the power become.
  • the results can be stored in databases and used to optimize process stability or other parameters in a knowledge-based control system. This is a system that, based on the data from previous processes, is able to determine target values for the phase position, with which the desired result is more likely to be achieved than with the previous processes used setpoints. By varying the target values from process to process and comparing the results obtained in each case with a desired result, the method continuously improves itself with regard to the desired result, without the need for the cooperation of a user.
  • a fuzzy control system can also be used. It is a logic circuit which, in addition to the values 0 and 1, is also able to process intermediate values and thus to solve particularly complex control problems better than conventional circuits.
  • bias-up potential This is a direct voltage component of the voltage applied to the substrate, if this is also subjected to high-frequency power to improve the layer adhesion and the layer properties (bias supply).
  • the DC voltage component arises due to the diode characteristics of the plasma path. It is often desirable to keep the bias-U D potential constant, as is the case with known arrangements happens by regulating the generator power. With the arrangement according to the invention, it is possible to keep the bias-upc potential constant by regulating the phase position without the generator power having to be constantly adjusted.
  • High-frequency systems with several units that are out of phase can have adverse crosstalk effects. According to the invention, these can be avoided or reduced by constantly varying the phase position by modulating the setpoint or setpoints. Any form of modulation, for example a sine or rectangular shape, can be used.
  • a special form of this setpoint modulation is the rocket form, in which the setpoint and thus the phase position between an electrode and a reference electrode continuously increases from an initial value with a constant rate of change to an end value and then jumps back to the initial value. If the ramp length is 2 ⁇ , there is a constant phase shift with respect to the reference electrode for the controlled electrode. This is equivalent to a constant frequency difference. Despite the same generator frequency, this results in a constantly different frequency of the alternating voltages at the electrodes. A frequency shift in the order of magnitude of 1 kHz has proven itself, for example, if the generator frequency is 13.56 MHz (industrial frequency).
  • the frequency shift need not be constant; it can advantageously be modulated again itself.
  • the plasma chamber 1 expediently connected to ground contains the two electrodes 2 and 3, between which a predetermined phase position is to be set.
  • the oscillator 4 forms, together with the amplifier 5, a generator which supplies the electrodes 2 with AC voltage. This voltage is across that from the capacitors 8 and 9 existing voltage divider tapped and fed to the controller 7 as a reference signal ("Ref").
  • the actual signal (“actual”) is obtained by tapping the voltage applied to the electrode 3 via the voltage divider formed by the capacitors 10 and 11 and fed to the controller 7.
  • the controller 7 generates an AC output voltage and adjusts it with the aid of a comparison of the setpoint value given to it with the difference between the reference and the actual signal in such a way that the compared values are matched.
  • the voltages generated by the oscillator 4 and the controller 7 can have frequencies from 10 kHz to 1 GHz, the industrial frequency of 13.56 MHz being particularly suitable.

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Abstract

The invention relates to a method and system for supplying several electrodes used for plasma processes with alternating voltages of predefined phase position. The invention is characterized by regulation of the phase position of said electrodes. The voltages applied to the electrodes (2, 3) can be tapped directly at the level of the electrodes via voltage dividers (8, 9; 10, 11). The set-point values can be adjusted independently of one another and be defined by control systems or a modulator circuit. The arrangement can also be used for controlling other electrical parameters, for example the bias UDC potential.

Description

Verfahren und Anordnung zur Versorgung mehrerer Elektroden für Plasmaprozesse mit Wechselspannungen vorgegebener Phasenlage Method and arrangement for supplying several electrodes for plasma processes with alternating voltages in a predetermined phase position
Plasmaprozesse im Vakuum (Niederdruck-Gasentladungen) finden weite Anwendung in der Oberflächentechnik, z. B. zur Herstellung dünner Schichten durch Kathodenzerstäubung (Sputtern). Zur Anregung der Gasentladung werden dabei häufig elektromagnetische Wechselfelder verwendet, bei denen mehrere Kathoden gleichzeitig in Betrieb sind ( Simultan-Sputtern) . Es ist bekannt, für die Versorgung der Elektroden mehrere Hochfrequenzgeneratoren gleichzeitig zu betreiben. Meist wird mit Hochfrequenzspannungen (bspw. der IndustriefrequenzPlasma processes in vacuum (low pressure gas discharges) are widely used in surface technology, e.g. B. for the production of thin layers by sputtering. Alternating electromagnetic fields are often used to excite the gas discharge, in which several cathodes are in operation at the same time (simultaneous sputtering). It is known to operate several high-frequency generators simultaneously for the supply of the electrodes. Mostly with high-frequency voltages (e.g. the industrial frequency
13,56 MHz) gearbeitet. Da die verwendbaren Frequenzen aber auch den kHz-Bereich umfassen, wird im folgenden allgemeiner von Wechselspannungen gesprochen.13.56 MHz) worked. However, since the frequencies that can be used also encompass the kHz range, AC voltages are referred to more generally below.
Um Instabilitäten durch Oszillation der Differenzfrequenzen zu vermeiden, werden die Hochfrequenzgeneratoren meist phasenstarr gekoppelt (common exciter, s. bspw. US-A-5 , 345 , 145 ) . Meist ist die Phasenlage nicht einstellbar oder es ist nur ein manuell einzustellender Phasenschieber vorgesehen. Es ist aber bekannt, daß die Phasenlage einen gravierenden Einfluß auf den Prozeß mit seinen elektrischen Parametern, der Stabilität und der Neigung zu Überschlägen (Arcing) hat. Dieser Einfluß ist mit manuell einzustellenden Phasenschiebern nicht hinreichend beherrschbar. Zum Beispiel erzeugen die häufig verwendeten automatischen Anpassungsnetzwerke (Matchboxen)In order to avoid instabilities due to oscillation of the differential frequencies, the high-frequency generators are usually coupled in a phase-locked manner (common exciter, see, for example, US-A-5, 345, 145). In most cases, the phase position cannot be adjusted or only a phase shifter to be set manually is provided. However, it is known that the phase position has a serious influence on the process with its electrical parameters, the stability and the tendency to arcing. This influence cannot be adequately controlled with manually shifted phase shifters. For example, the frequently used automatic adaptation networks (matchboxes) generate
Phasenverschiebungen, die sich beim Abstimmen verändern. Jede Einstellung am Phasenschieber ruft einen Abstimmvorgang und damit eine neue Phasenverschiebung hervor, deren Ergebnis der Bediener nicht kennt. Eine klare Einstellstrategie mit reproduzierbaren Ergebnissen ist damit nicht möglich.Phase shifts that change as you tune. Each setting on the phase shifter calls a tuning process and This results in a new phase shift, the result of which the operator does not know. A clear adjustment strategy with reproducible results is therefore not possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen reproduzierbaren Betrieb zu ermöglichen und neue Optimierungsmöglichkeiten für die Prozesse zu erschließen. Dies gelingt durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie vorzugsweise die Verfahren und Anordnungen gemäß den Unteransprüchen.The object of the invention is to enable reproducible operation and to open up new possibilities for optimizing the processes. This is achieved by the method according to claim 1 and preferably the methods and arrangements according to the subclaims.
Danach ist ein Verfahren zur Versorgung mehrerer Elektroden für Plasmaprozesse mit Wechselspannungen vorgegebener Phasenlage dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage zwischen mindestens zwei Elektroden gemäß einem Sollwert geregelt wird. Unter Phasenlage ist dabei der Phasenwinkel zwischen zwei miteinander zu vergleichenden Elektroden bzw. die Gesamtheit der Phasendifferenzen zwischen den Elektroden zu verstehen. Der Sollwert ist diejenige Phasenlage, die durch die Regelung bestimmt werden soll. Er wird vom Regler mit dem Ist-Wert verglichen, der aus dem Vergleich des von einer Elektrode abgeleiteten Wechselspannungssignals mit einem Referenzsignal gebildet wird. Wenn im folgenden und in den Ansprüchen von Elektroden die Rede ist, so sind darunter diejenigen Elektroden zu verstehen, für die die Phasenlage durch Regelung be- stimmt werden soll. Dazu können nicht nur Sputterkathoden, sondern auch andere Teile wie etwa ein Substrattisch (Bias) gehören. Es soll hiermit nicht ausgeschlossen werden, daß zusätzliche Elektroden vorhanden sind, die der Phasenlagenrege- lung nicht unterworfen sind.According to this, a method for supplying a plurality of electrodes for plasma processes with alternating voltages of a predetermined phase position is characterized in that the phase position between at least two electrodes is regulated according to a desired value. The phase position is understood to mean the phase angle between two electrodes to be compared with one another or the totality of the phase differences between the electrodes. The setpoint is the phase position that is to be determined by the control. It is compared by the controller with the actual value, which is formed by comparing the AC voltage signal derived from an electrode with a reference signal. If electrodes are mentioned in the following and in the claims, they are to be understood as those electrodes for which the phase position is to be determined by regulation. This can include not only sputter cathodes, but also other parts such as a substrate table (bias). It should not be ruled out that additional electrodes are present which are not subject to the phase position control.
Vorzugsweise wird das Wechselspannungssignal einer Elektrode als Referenzsignal verwendet und wird die an der oder den weiteren Elektroden vorzunehmende Phasenlagenregelung auf dieses Referenzsignal bezogen. Nur dieser weiteren bzw. die- sen weiteren Elektroden ist dann ein Regler zur Phasenregelung der ihnen zugeführten Wechselspannung zugeordnet. Das Referenzsignal kann aber auch auf andere Weise gewonnen werden, beispielsweise von einem hierfür besonders vorgesehenen Generator, und die Wechselspannungen sämtlicher Elektroden können davon abhängig phasengeregelt werden.The alternating voltage signal of an electrode is preferably used as a reference signal and the phase position control to be carried out on the further electrode or electrodes is related to this reference signal. A controller for phase regulation of the AC voltage supplied to them is then assigned only to these further electrodes. However, the reference signal can also be obtained in another way, for example from a generator specially provided for this purpose, and the AC voltages of all electrodes can be phase-controlled as a function thereof.
Der Abgriff der Wechselspannungssignale, die einem Regler als Referenz- oder Ist-Signal zuzuführen sind, erfolgt zweckmäßigerweise direkt an den Elektroden bzw. an einer solchen Stelle der Versorgungslinie (Oszillator, Verstärker, ggf. Anpas- sungsnetzwerk, Elektrode, Plasma), an der die Spannung imThe AC voltage signals, which are to be fed to a controller as a reference or actual signal, are expediently tapped directly at the electrodes or at such a point on the supply line (oscillator, amplifier, possibly matching network, electrode, plasma) at the the tension in
Vergleich mit der Spannung an der Elektrode nicht oder in bekannter Weise phasenverschoben ist. Wenn der Abgriff direkt an der Elektrode ohne zwischengeschaltete, phasenverschiebende Bauelemente erfolgt, liegt keine Phasenverschiebung im Si- gnal vor, ebenso wie in dem Fall, daß zwischen der Stelle des Abgriffs und der Elektrode ein oder mehrere Bauelemente geschaltet sind, die in ihrer Gesamtheit eine Phasenverschiebung vom Betrag Null erzeugen. Es können aber auch Bauelemente zwischen der Abgriffsstelle und der Elektrode geschaltet sein, die zwar eine von Null verschiedene, aber bekannte Phasenverschiebung erzeugen, die bei der Ermittlung des Ist- Werts der Phasenlage (Phasenverschiebung an der betreffenden Elektrode in bezug auf das Referenzsignal) berücksichtigt werden kann.Comparison with the voltage at the electrode is not or out of phase in a known manner. If the tap is carried out directly on the electrode without interposed, phase-shifting components, there is no phase shift in the signal, just as in the case where one or more components, which in their entirety are connected, are connected between the location of the tap and the electrode Generate zero phase shift. However, components can also be connected between the tap and the electrode, which, although generating a non-zero but known phase shift, are taken into account when determining the actual value of the phase position (phase shift at the relevant electrode in relation to the reference signal) can.
Eine elektronische Einheit mißt den Ist-Wert der Phasenlage, d. h. der Phasenverschiebung einer Elektrode gegenüber der Referenz. Diese Verschiebung wird mit dem Sollwert verglichen. Aus dem Vergleich resultiert nach bekannten Grundsätzen ein Treibersignal, welches als Ansteuerung für die so geregelte Elektrode verwendet wird. Hiermit ist es möglich, einen Sollwert bzw. Sollwerte für die Phasenlage vorzugeben, deren Einhaltung durch die erfindungsgemäße Anordnung sichergestellt wird. Damit ist die Reproduzierbarkeit an den relevan- ten Stellen, nämlich den Elektroden, gewährleistet.An electronic unit measures the actual value of the phase position, i. H. the phase shift of an electrode compared to the reference. This shift is compared to the setpoint. According to known principles, the comparison results in a driver signal which is used as a control for the electrode regulated in this way. This makes it possible to specify a setpoint or setpoints for the phase position, compliance with which is ensured by the arrangement according to the invention. This ensures reproducibility at the relevant points, namely the electrodes.
Der Sollwert bzw. die Sollwerte können (ggf. unabhängig voneinander) eingestellt werden. Zum einen können auf diese Wei- se die Betriebsbedingungen den möglicherweise wechselnden Erfordernissen angepaßt werden. Zum anderen wird dadurch aber auch eine gezielte Untersuchung und Einstellung der Einflüsse auf weitere Prozeßparameter möglich, insbesondere solcher Pa- rameter, durch die die Plasmastabilität, die Ätz- oder Be- sc ichtungseigenschaften (insb. Dicke, Dichte, Haftfestigkeit) oder die Leistung geregelt werden. Die Ergebnisse können in Datenbasen gespeichert und zur Optimierung der Prozeßstabilität oder anderer Parameter in einem wissensbasierten Regelsystem eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um ein System, das auf der Basis der Daten vorangegangener Prozesse in der Lage ist, Sollwerte für die Phasenlage zu bestimmen, mit denen das gewünschte Ergebnis mit hoher Wahrscheinlichkeit besser erreicht werden kann, als mit dem in den vorange- gangenen Prozessen benutzten Sollwerten. Durch Variieren der Sollwerte von Prozeß zu Prozeß und Vergleich der jeweils erzielten Ergebnisse mit einem gewünschten Ergebnis verbessert sich das Verfahren im Hinblick auf das gewünschte Ergebnis ständig selbst, ohne daß es der Mitwirkung eines Anwenders bedarf.The setpoint or setpoints can be set (if necessary independently of one another). On the one hand, in this way se the operating conditions are adapted to the possibly changing requirements. On the other hand, this also enables a targeted examination and adjustment of the influences on further process parameters, in particular those parameters which regulate the plasma stability, the etching or coating properties (in particular thickness, density, adhesive strength) or the power become. The results can be stored in databases and used to optimize process stability or other parameters in a knowledge-based control system. This is a system that, based on the data from previous processes, is able to determine target values for the phase position, with which the desired result is more likely to be achieved than with the previous processes used setpoints. By varying the target values from process to process and comparing the results obtained in each case with a desired result, the method continuously improves itself with regard to the desired result, without the need for the cooperation of a user.
Anstelle eines wissensbasierten Regelsystems kann auch ein Fuzzy-Regelsystem verwendet werden. Dabei handelt es sich um eine Logikschaltung, die imstande ist, neben den Werten 0 und 1 auch dazwischenliegende Werte zu verarbeiten und dadurch besonders komplexe Regelungsprobleme besser zu lösen als herkömmliche Schaltungen.Instead of a knowledge-based control system, a fuzzy control system can also be used. It is a logic circuit which, in addition to the values 0 and 1, is also able to process intermediate values and thus to solve particularly complex control problems better than conventional circuits.
Einer der weiteren Parameter, die mit der erfindungsgemäßen Anordnung durch Regelung der Phasenlage eingestellt werden können, ist das sogenannte Bias-Upc-Potential. Bei diesem handelt es sich um einen Gleichspannungsanteil an der am Substrat anliegenden Spannung, falls dieses zur Verbesserung der Schichthaftung und der Schichteigenschaften ebenfalls mit Hochfrequenzleistung beaufschlagt wird (Bias-Versorgung) . Der Gleichspannungsanteil entsteht aufgrund der Diodencharakteristik der Plasmastrecke. Oft ist es erwünscht, das Bias-UD - Potential konstant zu halten, was bei bekannten Anordnungen durch eine Regelung der Generatorleistung geschieht. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, das Bias-Upc- Potential durch Regelung der Phasenlage konstant zu halten, ohne daß die Generatorleistung ständig angepaßt werden muß.One of the further parameters that can be set with the arrangement according to the invention by regulating the phase position is the so-called bias-up potential. This is a direct voltage component of the voltage applied to the substrate, if this is also subjected to high-frequency power to improve the layer adhesion and the layer properties (bias supply). The DC voltage component arises due to the diode characteristics of the plasma path. It is often desirable to keep the bias-U D potential constant, as is the case with known arrangements happens by regulating the generator power. With the arrangement according to the invention, it is possible to keep the bias-upc potential constant by regulating the phase position without the generator power having to be constantly adjusted.
Bei Hochfrequenzanlagen mit mehreren phasenverschoben arbeitenden Einheiten kann es zu nachteiligen Übersprecheffekten kommen. Nach der Erfindung können diese dadurch vermieden oder vermindert werden, daß die Phasenlage durch Modulation des Sollwerts bzw. der Sollwerte ständig variiert wird. Dabei können beliebige Modulationsformen, beispielsweise eine Sinus- oder Rechteckform, eingesetzt werden.High-frequency systems with several units that are out of phase can have adverse crosstalk effects. According to the invention, these can be avoided or reduced by constantly varying the phase position by modulating the setpoint or setpoints. Any form of modulation, for example a sine or rectangular shape, can be used.
Eine Sonderform dieser Sollwertmodulation stellt die Ra pen- form dar, bei der der Sollwert und damit die Phasenlage zwischen einer Elektrode und einer Referenzelektrode fortdauernd von einem Anfangswert mit konstanter Änderungsgeschwindigkeit auf einen Endwert ansteigt und dann auf den Anfangswert zurückspringt. Wenn die Rampenlänge 2π beträgt, ergibt sich bei der geregelten Elektrode eine ständig stattfindende Phasenverschiebung gegenüber der Referenzelektrode. Das ist gleichbedeutend mit einer konstanten Frequenzdifferenz. Trotz gleicher Generatorfrequenz ergibt sich so eine konstant unterschiedliche Frequenz der Wechselspannungen an den Elektroden. Bewährt hat sich beispielsweise eine Frequenzverschiebung in der Größenordnung von 1 kHz, wenn die Generatorfrequenz 13,56 MHz (Industriefrequenz) beträgt.A special form of this setpoint modulation is the rocket form, in which the setpoint and thus the phase position between an electrode and a reference electrode continuously increases from an initial value with a constant rate of change to an end value and then jumps back to the initial value. If the ramp length is 2π, there is a constant phase shift with respect to the reference electrode for the controlled electrode. This is equivalent to a constant frequency difference. Despite the same generator frequency, this results in a constantly different frequency of the alternating voltages at the electrodes. A frequency shift in the order of magnitude of 1 kHz has proven itself, for example, if the generator frequency is 13.56 MHz (industrial frequency).
Die Frequenzverschiebung braucht nicht konstant zu sein; sie kann mit Vorteil selbst wieder moduliert sein.The frequency shift need not be constant; it can advantageously be modulated again itself.
Ein einfaches Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Die zweckmäßigerweise an Masse gelegte Plasmakammer 1 enthält die beiden Elektroden 2 und 3, zwischen denen eine vorbestimmte Phasenlage eingestellt werden soll. Der Oszillator 4 bildet zusammen mit dem Verstärker 5 einen Generator, der die Elektroden 2 mit Wechselspannung versorgt. Diese Spannung wird über den aus den Kondensatoren 8 und 9 bestehenden Spannungsteiler abgegriffen und dem Regler 7 als Referenzsignal ("Ref" ) zugeführt. Das Ist-Signal ("Ist") wird durch Abgriff der an der Elektrode 3 anliegenden Spannung über den aus den Kondensatoren 10 und 11 gebildeten Spannungsteiler gewonnen und dem Regler 7 zugeführt. Der Regler 7 erzeugt eine Ausgangswechselspannung und paßt diese mit Hilfe eines Vergleichs des ihm vorgegebenen Sollwerts mit der Differenz zwischen dem Referenz- und dem Ist-Signal in der Weise an, daß die verglichenen Werte zur Übereinstimmung ge- bracht werden. Die von dem Oszillator 4 und dem Regler 7 erzeugten Spannungen können Frequenzen von 10 kHz bis 1 GHz haben, wobei sich insbesondere die Industriefrequenz von 13,56 MHz anbietet. A simple embodiment is explained below with reference to the drawing. The plasma chamber 1 expediently connected to ground contains the two electrodes 2 and 3, between which a predetermined phase position is to be set. The oscillator 4 forms, together with the amplifier 5, a generator which supplies the electrodes 2 with AC voltage. This voltage is across that from the capacitors 8 and 9 existing voltage divider tapped and fed to the controller 7 as a reference signal ("Ref"). The actual signal (“actual”) is obtained by tapping the voltage applied to the electrode 3 via the voltage divider formed by the capacitors 10 and 11 and fed to the controller 7. The controller 7 generates an AC output voltage and adjusts it with the aid of a comparison of the setpoint value given to it with the difference between the reference and the actual signal in such a way that the compared values are matched. The voltages generated by the oscillator 4 and the controller 7 can have frequencies from 10 kHz to 1 GHz, the industrial frequency of 13.56 MHz being particularly suitable.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Versorgung mehrerer Elektroden für Plasmaprozesse mit Wechselspannungen vorgegebener Phasenlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage zwischen mindestens zwei Elektroden gemäß einem Sollwert geregelt wird.1. A method for supplying a plurality of electrodes for plasma processes with alternating voltages of a predetermined phase position, characterized in that the phase position between at least two electrodes is regulated according to a setpoint.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselspannungssignal einer Elektrode als Referenzsignal verwendet und die Phasenlage zwischen dieser Elektrode und der/den weiteren Elektrode (n) an der der/den weiteren Elektrode(n) zugeführten Wechselspannung(en) geregelt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the alternating voltage signal of an electrode is used as a reference signal and the phase position between this electrode and the / the further electrode (s) on the / the further electrode (s) supplied AC voltage (s) is regulated .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert bzw. die Sollwerte abhängig von weiteren Verfahrensparametern wie Plasmastabilität, Be- schichtungseigenschaften oder Leistung verändert wird/werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the setpoint or the setpoints is / are changed depending on further process parameters such as plasma stability, coating properties or performance.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bias-UD£-Potential bei konstanter Generatorleistung über die Phasenlage geregelt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the bias-U D £ potential is controlled with constant generator power over the phase position.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Veränderung des Sollwerts bzw. der Sollwerte ein wissensbasiertes Regelsystem verwendet wird.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that a knowledge-based control system is used for changing the setpoint or setpoints.
6. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Veränderung des Sollwerts bzw. der Sollwerte ein Fuzzy-Regelsystem verwendet wird. 6. The method according to claim 3 or 4, characterized in that a fuzzy control system is used for changing the setpoint or setpoints.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert bzw. die Sollwerte moduliert werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the setpoint or the setpoints are modulated.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen rampenförmigen Sollwertverlauf eine Frequenzverschiebung erzeugt wird.8. The method according to claim 7, characterized in that a frequency shift is generated by a ramp-shaped setpoint curve.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzverschiebung moduliert wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the frequency shift is modulated.
10. Anordnung zur Versorgung mehrerer Elektroden (2,3) für Plasmaprozesse mit Wechselspannungen vorbestimmter Phasenlage, dadurch gekennzeichnet, daß jeder phasengere- gelten Elektrode (3) ein Regler (7) zugeordnet ist.10. Arrangement for supplying a plurality of electrodes (2, 3) for plasma processes with alternating voltages of a predetermined phase position, characterized in that a regulator (7) is assigned to each phase-regulated electrode (3).
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff der Wechselspannungssignale jeweils an einer Stelle erfolgt, an der die Spannung im Vergleich mit der Spannung an der Elektrode nicht oder in bekannter Weise phasenverschoben ist.11. The arrangement according to claim 10, characterized in that the tapping of the AC voltage signals takes place in each case at a point at which the voltage is not phase-shifted or in a known manner in comparison with the voltage at the electrode.
12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß für den Abgriff der Wechselspannungssignale elektrische Spannungsteiler (8,9; 10,11) vorgesehen sind.12. The arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that electrical voltage dividers (8,9; 10,11) are provided for tapping the AC voltage signals.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwerte der Phasenlagen unab- hängig voneinander einstellbar sind.13. Arrangement according to one of claims 10 to 12, characterized in that the setpoints of the phase positions can be set independently of one another.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Sollwerte ein wissensbasiertes Regelsystem vorgesehen ist. 14. Arrangement according to one of claims 10 to 13, characterized in that a knowledge-based control system is provided for setting the target values.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Sollwerte ein Fuzzy-Regelsystem vorgesehen ist. 5. Arrangement according to one of claims 10 to 14, characterized in that a fuzzy control system is provided for setting the target values.
PCT/EP1998/005308 1997-08-27 1998-08-20 Method and system for supplying several electrodes for plasma processes with alternating voltages of predefined phase position WO1999010912A1 (en)

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