本发明专利技术提供一种用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的方法及其装置，包括以下步骤：预设第一射频脉冲信号发生器中的第一反射功率标准值和第二射频脉冲信号发生器中的反射功率标准值；采用自学习循环方式来搜索最小反射功率对应的第一射频频率和第二射频频率，本发明专利技术的用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的方法及其装置通过自动调节射频脉冲频率，采用自学习循环方式，并且针对小范围精确扫频，获得射频功率的反馈，来搜索最小反射射频功率，本发明专利技术的实现的成本低廉，不需要增加过多的设备成本，而且，不存在一定时延，在此段时间内负载得到的功率可控，不会影响刻蚀工艺进行。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的方法及其装置，包括以下步骤：预设第一射频脉冲信号发生器中的第一反射功率标准值和第二射频脉冲信号发生器中的反射功率标准值；采用自学习循环方式来搜索最小反射功率对应的第一射频频率和第二射频频率，本专利技术的用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的方法及其装置通过自动调节射频脉冲频率，采用自学习循环方式，并且针对小范围精确扫频，获得射频功率的反馈，来搜索最小反射射频功率，本专利技术的实现的成本低廉，不需要增加过多的设备成本，而且，不存在一定时延，在此段时间内负载得到的功率可控，不会影响刻蚀工艺进行。【专利说明】一种用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的方法及其装
本专利技术涉及射频脉冲刻蚀领域，特别涉及一种用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的方法及其装置。
技术介绍
等离子装置广泛地应用于制造集成电路(IC)或MEMS器件的制造工艺中。其中一个显著的用途就是电感耦合等离子体(ICP)装置。等离子体中含有大量的电子、离子、激发态的原子、分子和自由基等活性粒子，这些活性粒子和晶圆相互作用使材料表面发生各种物理和化学反应，从而使材料表面性能获得变化。ICP装置在半导体制造方面能够完成多种工艺，如各向异性、等向性刻蚀和CVD(化学气相沉积Chemical Vapor Deposition)等。对于各向异性刻蚀,ICP装置用于产生高密度的等离子体，等离子产生时通常需要通过低压高射频进行激发。正离子在射频产生的偏压电场作用下垂直向晶圆作加速运动。离子轰击晶圆产生物理和化学刻蚀或材料沉积，如对多晶硅、二氧化硅进行刻蚀。各项异性刻蚀用于在集成电路制造中生成垂直的侧壁。ICP装置还用于等向性化学刻蚀如剥离光刻胶。在各向异性刻蚀工艺中，一般需要若干个步骤,例如贯穿步骤break thought(BT)、主刻步骤main etch (ME)、过刻步骤over etch (OE)等等。在每个步骤中所用气体成分和压力变化很小，而在不同步骤之间气体成分和压力变化很大。对于射频电源来说，当气体成分、压力变化时，相当于负载阻抗变化，而电源的内阻为固定的50欧姆，负载的复阻抗一般为实部几十欧，虚部正几百欧，且为变量。根据物理规律，当负载阻抗与电源阻抗共轭时功率能够不反射传输，否则功率会反射回电源。电源所能吸收的反射功率有一个上限(一般为输出功率的20%左右)，超出就会导致损坏。反射功率，具体来说就是当负载与设备不处于理想匹配状态时，入射功率中的一部分不能被负载吸收，而是消耗在设备的输出电路中，称为反射功率。反射功率对设备有较大损害。现有的技术方案为:射频电源工作于forward模式，既是说，输出功率恒定不变，而负载得到的实际功率随匹配器的匹配情况而变化。匹配器具有自动调谐功能，在监测到没有完全匹配电源和负载阻抗的情况下会根据一些事先确定的算法持续调节可变电容的容值，直到完全匹配，反射功率为零时为止。如果负载阻抗发生变化，则被匹配器的传感器感知后匹配器控制系统会发出相应指令驱动马达使可变电容容值变化，在经过一段时间后重新达到匹配状态。1、自动匹配器原理复杂，成本高，从而增加了整套设备的成本；2、从检测到负载变化到马达驱动电容完成调谐，存在一定时延，在此段时间内负载得到的功率不可控，是影响工艺结果的潜在因素。现有实验显示:把金属平板前非均匀等离子体层简化为分层均匀的平板模型，采用等效输入阻抗方法，计算大气或真空边界入射波的总功率反射系数，分析其影响因素。其计算结果表明:电子数密度大小、等离子体层厚度、入射波频率和入射角是功率反射系数的主要影响因素，适当调整其中任何一个，都可以达到降低功率反射系数的效果。有鉴于此，本专利技术提供了一个通过自动调节射频脉冲频率(改变信号发生器的频率)，获得射频功率的反馈，来搜索最小反射射频功率的用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的方法及其装置。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的方法及其装置，克服了现有技术的困难，能够通过简单的设备，便捷而迅速地通过调整射频脉冲信号发生器中的射频频率，来获得最小反射功率。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的方法，所述真空处理腔室具有两个射频脉冲信号发生器连接至其下电极，包括以下步骤:A、预设第一射频脉冲信号发生器中的第一反射功率标准值和第二射频脉冲信号发生器中的第二反射功率标准值，并预设射频频率扫描范围Λ f ；B、循环获取第一射频频率为Π时的第一射频脉冲信号发生器的反射功率，扫描第一射频脉冲信号发生器的射频频率范围内最低反射功率，将最低反射功率所对应的射频频率H’的频率值赋予Π，直到反射功率小于或等于第一反射功率标准值；C、循环获取第二射频频率为f2时的第二射频脉冲信号发生器的反射功率，扫描第二射频脉冲信号发生器的射频频率范围内最低反射功率，将最低反射功率所对应的射频频率f2’的频率值赋予f2，直到反射功率小于或等于第二反射功率标准值；D、储存第一射频脉冲信号发生器中的射频频率fl和第二射频脉冲信号发生器中的射频频率f2。优选地，所述步骤B中包括以下步骤:B1、获取第一射频频率为Π时的第一射频脉冲信号发生器的反射功率；B2、判断此刻反射功率是否小于或等于第一反射功率标准值，若是，则执行步骤C ;若否，则执行步骤B3;B3、扫描第一射频脉冲信号发生器中的射频频率范围为(f 1- Λ f/2)至(fl+Λ f/2)，搜索扫描范围内的最低反射功率；B4、将最低反射功率所对应的射频频率fl’的频率值赋予fl，执行步骤BI。优选地，所述步骤C中包括以下步骤:Cl、获取第一射频频率为f2时的第一射频脉冲信号发生器的反射功率；C2、判断此刻反射功率是否小于或等于第一反射功率标准值，若是，则执行步骤D ;若否，则执行步骤C3;C3、扫描第一射频脉冲信号发生器中的射频频率范围为(f2_ Λ f/2)至(f2+Λ f/2)，搜索扫描范围内的最低反射功率；C4、将最低反射功率所对应的射频频率f2’的频率值赋予f2，执行步骤Cl。优选地，所述射频频率扫描范围Λ f为0.1至I兆赫兹。优选地，所述第一反射功率标准值和/或第二反射功率标准值的取值范围是O至100 瓦。优选地，所述第一射频脉冲信号发生器的反射功率和/或第二射频脉冲信号发生器的反射功率的范围是O至600瓦。优选地，所述第一射频脉冲信号发生器中的射频频率f I和/或第二射频脉冲信号发生器中的射频频率f2的范围是200千赫兹至80兆赫兹。根据本专利技术的另一个方面，还提供一种用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的装置，包括:一等离子体处理腔室，其内设有一上电极和一下电极，所述腔室中放置有基片;一第一射频脉冲信号发生器分别连接所述下电极和一反射功率监控模块；以及一第二射频脉冲信号发生器分别连接所述下电极和所述反射功率监控模块；所述反射功率监控模块预设第一射频脉冲信号发生器中的第一反射功率标准值和第二射频脉冲信号发生器中的第二反射功率标准值，并预设射频频率扫描范围Λ f ;循环获取第一射频频率为Π时的第一射频脉冲信号发生器的反射功率，扫描第一射频脉冲信号发生器的射频频率范围内最低反射功率，将最低反射功率所对应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于真空处理腔室的射频脉冲功率匹配的方法，所述真空处理腔室具有两个射频脉冲信号发生器连接至其下电极，其特征在于，包括以下步骤：A、预设第一射频脉冲信号发生器中的第一反射功率标准值和第二射频脉冲信号发生器中的第二反射功率标准值，并预设射频频率扫描范围△f；B、循环获取第一射频频率为f1时的第一射频脉冲信号发生器的反射功率，扫描第一射频脉冲信号发生器的射频频率范围内最低反射功率，将最低反射功率所对应的射频频率f1’的频率值赋予f1，直到反射功率小于或等于第一反射功率标准值；C、循环获取第二射频频率为f2时的第二射频脉冲信号发生器的反射功率，扫描第二射频脉冲信号发生器的射频频率范围内最低反射功率，将最低反射功率所对应的射频频率f2’的频率值赋予f2，直到反射功率小于或等于第二反射功率标准值；D、储存第一射频脉冲信号发生器中的射频频率f1和第二射频脉冲信号发生器中的射频频率f2。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄智林，席朝晖，叶如彬，徐蕾，
申请(专利权)人：中微半导体设备上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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