專利名稱：用于局部化功率傳送的分布式功率裝置的制作方法
用于局部化功率傳送的分布式功率裝置
背景技術(shù)：
[段1]半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是高度競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)。因而，ic制造商使浪費(fèi)最小以及使基片實(shí)際晶面使用最大的能力可賦予ic制造商競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)?；幚硗ǔＪ菑?fù)雜的過(guò)程，其涉及許多參數(shù)。制造優(yōu)良器件的能力依賴于ic制造商對(duì)不同處理參數(shù)的精細(xì)控制能力。導(dǎo)致缺
陷器件的一般原因是在基片處理期間缺乏一致性。 一個(gè)影響一致性的因素是對(duì)該處理環(huán)境的功率分配。[段2]為了便于討論，圖1A示出簡(jiǎn)化的功率裝置100的簡(jiǎn)化框圖，其中單個(gè)功率源連接到單個(gè)電極，如提供RF功率至靜電卡盤的RF(射頻)功率。傳統(tǒng)上，功率源距等離子處理系統(tǒng)一定距離。為了將來(lái)自RF(射頻)發(fā)生器104的功率發(fā)送至匹配網(wǎng)絡(luò)118，可經(jīng)由傳輸線路116發(fā)送功率。通常，傳輸線路116是50-歐姆傳輸線路。
[段3]參照?qǐng)Dl，來(lái)自AC線路102的輸入AC功率可發(fā)送到RF發(fā)生器104。在RF發(fā)生器104內(nèi)，AC-DC轉(zhuǎn)換器106可將輸入AC功率轉(zhuǎn)換為直流(DC)功率。 一旦轉(zhuǎn)換了該AC功率，該DC功率可由功率放大器110變換。為了調(diào)制所轉(zhuǎn)換的DC功率，功率放大器(PA)110可采用濾波(114)以去除寄生噪聲成分，如高頻諧波。在RF發(fā)生器104內(nèi)部還可以是控制器108，其可用來(lái)控制可利用RF發(fā)生器104進(jìn)行的不同工藝并且與外部控制接口 。
[段4]測(cè)量探針112可配置在傳輸線路的輸入或輸出端，其可以是50-歐姆(IC制造中通常采用的)或75-歐姆傳輸鏈路(通信中通常采用的)，以識(shí)別輸出的功率、電壓和/或可輸出的電流的量。[段5]匹配網(wǎng)絡(luò)118可用來(lái)將該RF發(fā)生器的輸出阻抗與處理室120內(nèi)的處理環(huán)境的阻抗匹配。匹配網(wǎng)絡(luò)118可配置有測(cè)量探針以監(jiān)測(cè)功率、電壓和/或電流，以便執(zhí)行該匹配。通常為電容和電感環(huán)境兩者監(jiān)測(cè)功率。然而，通常在電容環(huán)境中監(jiān)測(cè)電壓而在電感環(huán)境中監(jiān)測(cè)電流。[段6]由匹配網(wǎng)絡(luò)118，將RF功率傳送至處理室120。在圖1的示例中，處理室120是不對(duì)稱室，S卩，接地電極具有相比供電電極不同的有效面積。然而，如果需要，室120可以是對(duì)稱室。功率可經(jīng)由上部電極分配進(jìn)處理室120，如電容電極122。處理室120和電容電極122可形成平行板布局。或者，功率可經(jīng)由單個(gè)電感天線124分配進(jìn)該處理室，如圖1B所示。[段7]或者，圖1C示出簡(jiǎn)化電容耦合功率裝置的簡(jiǎn)化框圖，其中單個(gè)功率源是平衡的(例如，推拉構(gòu)造)。圖1D示出類似的平衡布置，除了該功率裝置是電感裝置。在平衡的環(huán)境中，等同面積的一組電極130(圖1C)或一組天線132(圖1D)同時(shí)施加負(fù)的和正的電勢(shì)。因此，接地的凈電流為零。這個(gè)布置可降低與接地回路有關(guān)的問(wèn)題，并且降低處理室120中可能發(fā)生的濺射。[段8]圖1A、B、 1C和1D中描述的功率裝置中，用戶幾乎不能或者根本不能控制功率如何分配進(jìn)該處理室，除非以全局的方式。換句話說(shuō)，用戶不能將不同量的功率引導(dǎo)進(jìn)該處理室的不同區(qū)域以控制等離子的一致性。結(jié)果，圖1A、1B、1C和1D中描述的功率裝置的構(gòu)造沒(méi)有為用戶提供對(duì)基片處理一致性的充分的控制能力。并且，隨著室規(guī)模擴(kuò)大(scale),
4該功率裝置(如前面提到的附圖中描述的)會(huì)變得低效和/或昂貴，因?yàn)樵撗b置往往需要 較大的匹配網(wǎng)絡(luò)以優(yōu)化功率傳送。[段9]為了提供更多的控制，采用多個(gè)如前所述的功率裝置。然而，這樣一種裝置 的實(shí)現(xiàn)變得非常昂貴且復(fù)雜。[段IO]圖2A示出說(shuō)明具有單個(gè)功率源的多電極裝置的簡(jiǎn)化圖。類似于圖1A，功 率裝置200可包括連接到RF發(fā)生器204的AC線路202，該發(fā)生器包括AC-DC轉(zhuǎn)換器206、 控制器208、功率放大器210和測(cè)量探針212。功率可轉(zhuǎn)化、調(diào)制并經(jīng)由傳輸線路216發(fā)送 到匹配網(wǎng)絡(luò)218。[段11]在多電極布局中，為了生成多個(gè)輸出，匹配網(wǎng)絡(luò)218往往是復(fù)雜的匹配網(wǎng) 絡(luò)。為了管理該匹配網(wǎng)絡(luò)，還可以采用控制器208，如控制器208和匹配網(wǎng)絡(luò)218之間匹配 控制路徑230所示的。在這個(gè)示例中，可產(chǎn)生兩個(gè)輸出(K和V》。匹配網(wǎng)絡(luò)218和處理室 220之間可建立非平衡的電路266，其可接地。該電路可以是非平衡的，因?yàn)橹岭娙莅?24 的電壓輸出(V》可小于(例如，幅度更小)至電容板222的電壓輸出(V2)。為了匹配這兩 個(gè)電壓輸出，可操作匹配網(wǎng)絡(luò)218將電壓輸出改變?yōu)橹岭娙莅?24或電容板222。
[段12]或者，RF功率可流過(guò)一對(duì)非平衡的電感天線(272和274)，如圖2B所示。 類似于圖1C，功率裝置200還可實(shí)現(xiàn)為平衡的推拉布局，其中一對(duì)電容板(圖2C的282和 284)或一對(duì)電感天線(圖2D的292和294)可用來(lái)創(chuàng)建電路。[段13]單個(gè)發(fā)生器到多電極的功率分配裝置通常涉及電流導(dǎo)引(即，選擇在每 個(gè)電極是不是應(yīng)當(dāng)有或多或少的電流發(fā)生)。在一個(gè)示例中，在平衡的電感裝置(如圖2D) 中，電流導(dǎo)引可發(fā)生在這一對(duì)天線之間以便能夠操縱流過(guò)該基片的電流。然而，導(dǎo)引該電流 以便創(chuàng)建一致的處理環(huán)境需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、龐大的匹配網(wǎng)絡(luò)。[段14]在一個(gè)示例中，在平衡的電感環(huán)境(如圖2D所示)中，會(huì)需要復(fù)雜而龐大 的匹配網(wǎng)絡(luò)以容納多個(gè)電氣部件，如至該組天線的傳輸線路帶條(fl、 f2、 f3和f4)。為了 保持對(duì)稱性以及確保接地回路，該電氣部件可通過(guò)外殼屏蔽。[段15]前面提到的如圖2A-2D所示的功率裝置隨著執(zhí)行電流導(dǎo)引所需的電器部 件的數(shù)量增加會(huì)變得非常復(fù)雜、非常棘手以及非常昂貴，難以建立并保持。為了確定實(shí)際輸 出到每組電極/天線的功率，附加部件(如測(cè)量探針)可能必須包括在該匹配網(wǎng)絡(luò)中，由此 導(dǎo)致該匹配網(wǎng)絡(luò)變得更加復(fù)雜/龐大并更昂貴。據(jù)此，往往將元件的數(shù)量限制為非常少，如 僅一個(gè)或兩個(gè)，因此高度精細(xì)控制是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
[段16]在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及分布式功率裝置以在基片處理過(guò)程中在 等離子處理系統(tǒng)中提供局部功率傳送。該分布式功率裝置包括一組直流(DC)功率供應(yīng)單 元。該分布式功率裝置還包括多個(gè)功率發(fā)生器，其配置為接受來(lái)自該組DC功率供應(yīng)單元的 功率。該多個(gè)功率發(fā)生器的每個(gè)功率發(fā)生器耦接至一組電氣元件，由此使得該多個(gè)功率發(fā) 生器的每個(gè)功率發(fā)生器可控制局部功率傳送。[段17]上述概要只涉及這里所公開(kāi)的本發(fā)明許多實(shí)施方式的一個(gè)并且不是為了 限制本發(fā)明的范圍，這里在權(quán)利要求中闡述該范圍。本發(fā)明的這些和其他特征在下面對(duì)本 發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明中結(jié)合附圖更詳細(xì)的描述。


[段18]在附圖中，本發(fā)明作為示例而不是作為限制來(lái)說(shuō)明，其中類似的參考標(biāo)號(hào) 指出相似的元件，其中[段19]圖1A示出簡(jiǎn)化的功率裝置的簡(jiǎn)化框圖，其中單個(gè)功率源連接到單端電極。
[段20]圖1B示出簡(jiǎn)化的功率裝置的簡(jiǎn)化框圖，其中單個(gè)功率源連接到單端天線。
[段21]圖1C示出簡(jiǎn)化的功率裝置的簡(jiǎn)化框圖，其中單個(gè)功率源連接到一對(duì)平衡 電極。[段22]圖1D示出簡(jiǎn)化的功率裝置的簡(jiǎn)化框圖，其中單個(gè)功率源連接到一對(duì)平衡 的天線。[段23]圖2A示出說(shuō)明具有單個(gè)功率源的多電極布置的簡(jiǎn)圖。[段24]圖2B示出說(shuō)明具有單個(gè)功率源的多天線布置的簡(jiǎn)圖。[段25]圖2C示出說(shuō)明具有單個(gè)功率源的平衡多電極布置的簡(jiǎn)圖。[段26]圖2D示出說(shuō)明具有單個(gè)功率源的平衡多天線布置的簡(jiǎn)圖。[段27]圖3A和3B示出，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，分布式RF裝置，其中分布該功
率放大器(例如，RF傳送)。[段28]圖4示出，在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式中，分布式集成RF裝置網(wǎng)絡(luò)。
具體實(shí)施例方式[段29]現(xiàn)在將根據(jù)其如在附圖中說(shuō)明的幾個(gè)實(shí)施方式來(lái)具體描述本發(fā)明。在下 面的描述中，闡述許多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的徹底理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員， 顯然，本發(fā)明可不利用這些具體細(xì)節(jié)的一些或者全部而實(shí)施。在有的情況下，公知的工藝步 驟和/或結(jié)構(gòu)沒(méi)有說(shuō)明，以避免不必要的混淆本發(fā)明。[段30]這里描述了各種實(shí)施方式，包括方法和技術(shù)。應(yīng)當(dāng)記住，本發(fā)明還覆蓋包 括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的制造品，在該介質(zhì)上存儲(chǔ)有用于實(shí)施該創(chuàng)新性技術(shù)的實(shí)施方式的計(jì)算 機(jī)可讀指令。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括，例如，半導(dǎo)體、光磁、光學(xué)或其他形式的用于存儲(chǔ)計(jì) 算機(jī)可讀代碼的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。進(jìn)而，本發(fā)明還覆蓋執(zhí)行本發(fā)明的設(shè)備或系統(tǒng)。這種設(shè) 備包括專用和/或可編程電路以執(zhí)行與本發(fā)明實(shí)施方式有關(guān)的操作。這種設(shè)備的示例包括 適當(dāng)編程的通用目的計(jì)算機(jī)和/或?qū)Ｓ糜?jì)算裝置，并且包括計(jì)算機(jī)/計(jì)算裝置和適于與本 發(fā)明實(shí)施方式有關(guān)的各種操作的專用/可編程電路的組合。[段31]本發(fā)明一個(gè)方面中，發(fā)明人認(rèn)識(shí)到為了實(shí)現(xiàn)更一致的處理需要對(duì)功率傳 送的局部控制。發(fā)明人認(rèn)識(shí)到可能影響所生成以處理基片的等離子的一致性的關(guān)鍵因素可 能是傳送進(jìn)該處理室具體區(qū)域中的功率的量?，F(xiàn)有技術(shù)中，假設(shè)是單個(gè)功率源，控制至該處 理室具體區(qū)域的功率傳送很困難。即使局部功率傳送可以進(jìn)行，控制該局部功率傳送的機(jī) 制對(duì)于工程師往往是困難且昂貴的，尤其當(dāng)必須將功率從單個(gè)RF發(fā)生器傳遞到較大的電 容/電感元件陣列時(shí)。按照本發(fā)明的實(shí)施方式，提供分布式功率裝置以執(zhí)行局部功率傳送 及其控制。本發(fā)明的實(shí)施方式包括多個(gè)局部功率(例如，RF)發(fā)生器，其局部安裝在每組電 極/天線處或與之非常接近以能夠進(jìn)行局部功率傳送。如果需要，該局部RF發(fā)生器可遠(yuǎn)程 操作，并且功率可經(jīng)由傳輸線路傳輸通過(guò)該室。
[段32]本文使用RF作為示例討論了各種不同的實(shí)現(xiàn)。然而，本發(fā)明不限于RF并 可包括任何類型的功率(例如，微波功率)。相反，這些討論作為示例，并且本發(fā)明不是由所 列舉的示例所限制。[段33]現(xiàn)有技術(shù)中，采用單個(gè)功率發(fā)生器將功率分配至處理系統(tǒng)的電容/電感元 件。與現(xiàn)有技術(shù)不同，在一個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)功率發(fā)生器(大于兩個(gè)，如三個(gè)、四個(gè)等)可 用來(lái)將功率分配到一組電容/電感元件。如這里所采用的術(shù)語(yǔ)，該多個(gè)功率發(fā)生器指的是 該功率發(fā)生器的數(shù)量大于兩個(gè)(如三個(gè)、四個(gè)等)。在又一實(shí)施方式中，該多個(gè)功率發(fā)生器 可分布為靠近該處理室，以便當(dāng)該功率從該功率發(fā)生器傳輸?shù)矫總€(gè)電容/電感元件最小化 功率損失以及每個(gè)匹配補(bǔ)償(consideration)。換句話說(shuō)，不是使該功率發(fā)生器在傳輸線路 和匹配網(wǎng)絡(luò)上傳輸(如之前在現(xiàn)有技術(shù)中描述的)，該多個(gè)功率發(fā)生器可直接耦接(經(jīng)由。
[段34]在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)局部功率(例如，RF)發(fā)生器的功率可由直流 (DC)功率供應(yīng)單元提供。在一個(gè)實(shí)施方式中，該DC功率供應(yīng)單元可沿共同的軌道將該功率 分配至每個(gè)局部功率(例如，RF)發(fā)生器。在另一實(shí)施方式中，該DC功率供應(yīng)單元還可利 用在局部功率放大器處執(zhí)行的功率控制局部分配到每個(gè)功率放大器。在一個(gè)示例中，每個(gè) 局部RF發(fā)生器可與單獨(dú)的功率供應(yīng)單元配對(duì)。通過(guò)分布該DC功率供應(yīng)單元，提供一種控 制方法以操縱分配至每個(gè)局部RF發(fā)生器的功率量。[段35]在一個(gè)實(shí)施方式中、功率放大器(PA)模塊(如RF功率放大器模塊)可應(yīng) 用于每個(gè)局部功率(例如，RF)發(fā)生器內(nèi)以接收和轉(zhuǎn)換該輸入DC功率。由于局部分配該功 率，所以分配到每個(gè)局部功率(例如，RF)發(fā)生器的功率比現(xiàn)有RF發(fā)生器顯著降低。
[段36]為了將該處理室的輸入阻抗與該局部功率(例如，RF)發(fā)生器的輸出 阻抗匹配，可采用一個(gè)或多個(gè)匹配部件。在一個(gè)實(shí)施方式中，該匹配部件可以是固定的 匹配部件，其能夠?qū)崿F(xiàn)不同的匹配技術(shù)，包括但不限于，可變頻率、電子交換和反射吸收 (reflectionabsorption)。由于只需要該匹配部件支持總功率的一部分，并且為了使復(fù)雜 度和成本最低，簡(jiǎn)單的匹配部件(每個(gè)具有幾個(gè)簡(jiǎn)單的固定元件)是優(yōu)選的。該匹配部件 相當(dāng)緊湊，具有最低的工程設(shè)計(jì)要求。[段37]由于功率負(fù)載分布到許多局部功率發(fā)生器，所以該局部功率發(fā)生器的工
程設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和制造成本可大大降低。進(jìn)而，每個(gè)局部功率發(fā)生器可建立為模塊化單元，
從而每個(gè)局部功率發(fā)生器具有相同的構(gòu)造。換句話說(shuō)，如果必須替換一個(gè)局部功率發(fā)生器，
技術(shù)人員可快速去除舊的局部功率發(fā)生器并用新的模塊化單元來(lái)替換它。[段38]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，局部控制器(其位于每個(gè)局部功率發(fā)生器
內(nèi))可與主控制器交互。這個(gè)交互使得該主控制器能夠監(jiān)測(cè)該局部功率發(fā)生器并在需要時(shí)
發(fā)送指令至該局部控制器。在一個(gè)示例中，將關(guān)于每個(gè)局部功率發(fā)生器的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至
該主控制器，其可監(jiān)測(cè)異常的輸入數(shù)據(jù)。進(jìn)而，如果需要，該主控制器可用來(lái)同步該分布式
局部功率發(fā)生器，并且?guī)椭鷪?zhí)行至該室的所需的功率分布模式。[段39]參照附圖和下面的討論，將更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。[段40]圖3A示出，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中的分布式功率裝置，其中分布功率
放大器。在分布式功率裝置300中，AC線路302連接到主模塊304。主模塊304可包括主
控制器306和DC功率供應(yīng)單元308。主控制器306可與該等離子處理系統(tǒng)交互以便取得關(guān)
于工藝進(jìn)程、制法等的信息。
[段41] DC功率供應(yīng)單元308可包括AC-DC轉(zhuǎn)換器以將輸入AC功率轉(zhuǎn)換為DC功 率。注意該輸入功率不限于AC功率并可包括其他類型的功率，包括DC功率(這種情況下 不需要AC轉(zhuǎn)換)。功率沿軌道310從DC功率供應(yīng)單元308分配到多個(gè)不同的局部RF發(fā)生 器(312、314和316)。[段42]在一個(gè)實(shí)施方式中，可局部分布該DC功率供應(yīng)單元。換句話說(shuō)，不是采用 位于主模塊的單個(gè)功率供應(yīng)單元，而是多個(gè)DC功率供應(yīng)單元可靠近需要該功率的電感和/ 或電容元件局部分布。由于更小并且復(fù)雜度低，因此這樣的分布是可能的。在一個(gè)實(shí)施方 式中，DC功率供應(yīng)單元可位于每個(gè)局部RF發(fā)生器內(nèi)。在另一實(shí)施方式中、DC功率供應(yīng)單 元可位于每個(gè)局部RF發(fā)生器附近。通過(guò)分布該DC功率供應(yīng)單元，可實(shí)現(xiàn)對(duì)該局部RF功率 傳送的更好控制，因?yàn)槊總€(gè)局部RF功率傳送現(xiàn)在可以獨(dú)立控制。換句話說(shuō)，通過(guò)分布該DC 功率供應(yīng)單元，分配到每個(gè)功率放大器的DC電壓的量更少，使得該功率的控制和管理更簡(jiǎn) 單。在該局部RF功率供應(yīng)，可備選地或者另外地進(jìn)行DC調(diào)節(jié)。[段43]如前所提到的，可采用多個(gè)局部RF發(fā)生器以將該功率非配到多組電極。 在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)局部RF發(fā)生器可將功率提供到一組電極(例如，一組電極342，組
[段44]因?yàn)榉稚F傳輸，每個(gè)局部RF發(fā)生器可具有比現(xiàn)有技術(shù)的RF發(fā)生器小 得多尺寸和/或低得多的復(fù)雜度和/或更便宜?？梢詫?shí)現(xiàn)的局部RF發(fā)生器的數(shù)量可取決 于用戶的需求。更大數(shù)量的RF發(fā)生器從成本立場(chǎng)、經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看也是有好處的，并且每個(gè) 的成本低使得它們?nèi)菀滋鎿Q，由此提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。[段45]每個(gè)局部RF發(fā)生器可包括RF功率放大器(PA)模塊(例如，RF PA模塊 324、 RF PA模塊326和RF PA模塊328)。不同于現(xiàn)有技術(shù)，局部分配的功率的量顯著小于 現(xiàn)有技術(shù)，因?yàn)樵摴β适怯稍S多局部RF發(fā)生器分配的。在一個(gè)示例中、通常的現(xiàn)有RF發(fā)生 器生成3千瓦功率，而一個(gè)局部RF發(fā)生器只需要生成大約200-300瓦特功率。由于每個(gè)局 部RF發(fā)生器的功率的量顯著降低，可以簡(jiǎn)化該局部RF發(fā)生器的工程設(shè)計(jì)。在一個(gè)示例中， 可基本上取消屏蔽該功率的外殼或制作為更簡(jiǎn)單/更緊湊/更便宜，因?yàn)樗鶄魉偷脑摴β?大大小于由現(xiàn)有技術(shù)的RF發(fā)生器所傳送的功率。[段46]如所提到的，在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)局部RF發(fā)生器可包括匹配部件(例 如，匹配318、匹配320、匹配322等)，以便至少局部將處理室360的輸入阻抗與該局部RF 發(fā)生器的輸出阻抗匹配?，F(xiàn)有技術(shù)中，該匹配網(wǎng)絡(luò)是龐大而復(fù)雜的，以便容納提供功率至多 個(gè)不同電極的各種不同電容/電感元件的復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)。[段47]在一個(gè)實(shí)施方式中，該匹配部件可以是固定匹配。該固定匹配使得用戶 在該等離子系統(tǒng)中具有多個(gè)可變部件時(shí)能夠預(yù)先設(shè)定不同的范圍。在一個(gè)實(shí)施方式中，該 匹配部件可以是固定的匹配部件，其可與不同的匹配技術(shù)一起使用，包括但不限于，可變頻 率、電子交換、功率吸收、反射吸收等。可以采用這些不同的匹配技術(shù)都是已知的，并且不再 進(jìn)一步討論。[段48] —個(gè)或多個(gè)局部RF發(fā)生器可包括探針(例如，探針330、探針332和探針 334)。在一個(gè)實(shí)施方式中，該探針可用來(lái)測(cè)量電壓、電流、相位等以得出傳輸?shù)皆摻M電極的 功率的量。這些測(cè)量和/或得出的值(功率、阻抗等)可用作控制參數(shù)以使得控制方案能 夠根據(jù)需要控制分配進(jìn)該室的功率。來(lái)自該探針的數(shù)據(jù)可被該匹配部件用來(lái)管理該處理室 和該RF發(fā)生器組件之間的阻抗差。當(dāng)反射導(dǎo)致功率損失時(shí)，探針的實(shí)現(xiàn)在執(zhí)行校準(zhǔn)時(shí)尤其
8有用。[段49]每個(gè)局部RF發(fā)生器還可包括局部控制器(例如，局部控制器336、局部控 制器338和局部控制器340)。每個(gè)局部控制器可通過(guò)例如路徑348與主控制器306交互。 在一個(gè)示例中，主控制器306可發(fā)送指令至每個(gè)局部控制器。指令可包括，但不限于，啟動(dòng) 局部RF發(fā)生器的條件、關(guān)閉該局部RF發(fā)生器的條件，脈沖所產(chǎn)生的功率、電壓或電流的水 平等。在一個(gè)實(shí)施方式中，主控制器306可發(fā)送出同步信號(hào)至該局部控制器，以便在局部RF 發(fā)生器之間創(chuàng)建一致的處理環(huán)境。[段50]如可從前述描述中認(rèn)識(shí)到的，該分布式RF裝置提供用于執(zhí)行局部RF傳送 的方法和系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，因?yàn)槊總€(gè)局部RF發(fā)生器可局部安裝，所以可基本上不 需要傳輸線路。[段51]利用局部RF發(fā)生器，可精密控制分配到每組電極或天線的功率、電壓或 電流的量，由此提供對(duì)基片處理更加局部的控制?？紤]這種情況，例如，其中正在處理基片。 通常，在利用現(xiàn)有RF發(fā)生器處理期間，縱貫該基片該等離子會(huì)不一致。所以，處理結(jié)果會(huì)不 一致。利用局部RF發(fā)生器，分配到每組電極或天線的功率的量可單獨(dú)控制。因此，如果需 要，更多的功率可分配到電極組342(其傳輸功率至基片的邊緣)而更少的分配到別的組， 以便創(chuàng)建更一致的等離子。[段52]因此，利用局部控制，功率的量可局部調(diào)節(jié)以處理輸入非一致的基片(尤 其是那些之前通過(guò)如光刻技術(shù)鑒別的)。在一個(gè)示例中，通過(guò)采用局部補(bǔ)償，該蝕刻工藝可 變化以解決該基片的非一致形貌，由此導(dǎo)致更一致的輸出基片。[段53]在一個(gè)實(shí)施方式中，主控制器306配置為通過(guò)該局部控制器對(duì)該分布式 RF發(fā)生器進(jìn)行診斷。考慮這種情況，例如，其中局部控制器發(fā)送關(guān)于該局部RF發(fā)生器的狀 態(tài)數(shù)據(jù)至主控制器306。在一個(gè)實(shí)施方式中，預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)以識(shí)別潛在的問(wèn)題。在一個(gè)示例 中，主控制器306配置為監(jiān)測(cè)每個(gè)局部RF發(fā)生器內(nèi)的匹配狀況。如果匹配條件落在可以接 受的范圍之外，主控制器306會(huì)發(fā)送警告給操作者。因?yàn)樵摼植縍F發(fā)生器可建立為模塊化 單元，所以替換無(wú)法工作的RF發(fā)生器需要最少的時(shí)間和資源?？商峁┳栽\斷以精確確定多 個(gè)局部RF供應(yīng)源的哪一個(gè)需要在問(wèn)題發(fā)生之前維護(hù)/替換。[段54]前述實(shí)施方式描述基于具有不連續(xù)電容/電感元件的分布式RF裝置的局 部RF傳輸。然而，局部RF傳輸還可實(shí)現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)布局。圖4示出，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式 中、分布式集成功率(例如，RF)裝置網(wǎng)絡(luò)400。分布式集成功率裝置網(wǎng)絡(luò)400可包括帶條 網(wǎng)絡(luò)，其可在每個(gè)節(jié)點(diǎn)供電。[段55]該分布式集成功率(例如，RF)裝置網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造可包括，但不限于，六角密 集、同心環(huán)、直線布局等。考慮這種情況，例如，其中分布式集成RF裝置網(wǎng)絡(luò)400配置為分 段的同心環(huán)。局部RF發(fā)生器位于每個(gè)節(jié)點(diǎn)上(402、404、406和408)。分布式集成RF裝置 網(wǎng)絡(luò)400可提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)分布式節(jié)點(diǎn)陣列的局部功率控制。[段56]盡管本發(fā)明依照多個(gè)實(shí)施方式描述，但是存在落入本發(fā)明范圍內(nèi)的改變、 置換和各種替代等同物。盡管這里提供多個(gè)不同示例，但是意圖是這些示例是說(shuō)明性的并 不是對(duì)本發(fā)明的限制。[段57]并且，這里為了方便提供標(biāo)題和概要，不應(yīng)當(dāng)用來(lái)解釋這里的權(quán)利要求的 范圍。進(jìn)而，摘要是以高度概括的形式撰寫的并且在這里為了方便而提供，因此不應(yīng)當(dāng)用來(lái)解釋或者限制在權(quán)利要求中表述的總的發(fā)明。如果這里使用了術(shù)語(yǔ)"組"，這種術(shù)語(yǔ)意圖是 具有數(shù)學(xué)意義上的一般理解，涵蓋零個(gè)、一個(gè)或多于一個(gè)元素。還應(yīng)當(dāng)注意，有許多實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明方法和設(shè)備的方式。所以，其意圖是下面所附的權(quán)利要求解釋為包括所有這樣的落入 本發(fā)明主旨和范圍內(nèi)的改變、置換和各種替代等同物。
權(quán)利要求
一種在基片處理過(guò)程中在等離子處理系統(tǒng)中提供局部功率傳送的分布式功率裝置，包括一組直流(DC)功率供應(yīng)單元；和多個(gè)功率發(fā)生器，所述多個(gè)功率發(fā)生器配置為接受來(lái)自該組DC功率供應(yīng)單元的功率，其中所述多個(gè)功率發(fā)生器的每個(gè)功率發(fā)生器耦接至一組電氣元件，由此使得所述多個(gè)功率發(fā)生器的所述每個(gè)功率發(fā)生器能夠控制所述局部功率傳送。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式功率裝置，其中該組DC功率供應(yīng)單元是單個(gè)DC功率 供應(yīng)單元，其中DC功率經(jīng)由軌道裝置分配至所述多個(gè)功率發(fā)生器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式功率裝置，其中該組DC功率供應(yīng)單元包括多于一個(gè) DC功率供應(yīng)單元，該組DC功率供應(yīng)單元的每個(gè)DC功率供應(yīng)單元耦接到所述多個(gè)功率發(fā)生 器的一個(gè)功率發(fā)生器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式功率裝置，其中該組DC功率供應(yīng)單元的DC功率供應(yīng) 單元位于所述多個(gè)功率發(fā)生器的所述每個(gè)功率發(fā)生器內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的分布式功率裝置，其中所述多個(gè)功率發(fā)生器是多個(gè)射頻(RF) 發(fā)生器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式功率裝置，其中所述多個(gè)功率發(fā)生器是多個(gè)微波發(fā)生器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式功率裝置，其中功率放大器位于所述多個(gè)功率發(fā)生器 的所述每個(gè)功率發(fā)生器內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的分布式功率裝置，其中匹配部件位于所述多個(gè)功率發(fā)生器的 所述每個(gè)功率發(fā)生器內(nèi)，所述匹配部件配置為將所述每個(gè)功率發(fā)生器內(nèi)的阻抗與所述等離 子處理系統(tǒng)的處理室的阻抗匹配。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的分布式功率裝置，其中所述匹配部件配置為執(zhí)行不同的匹配 技術(shù)，包括可變頻率和電子交換。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式功率裝置，其中探針耦接至所述多個(gè)功率發(fā)生器的 所述每個(gè)功率發(fā)生器。
11. 根據(jù)權(quán)利要求io所述的分布式功率裝置，其中所述探針配置為至少測(cè)量至該組電氣元件的所述局部功率傳送。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式功率裝置，其中該組電氣元件是一組電極。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式功率裝置，其中該組電氣元件是一組天線。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式功率裝置，進(jìn)一步包括主控制器，所述主控制器配置 為與所述等離子處理系統(tǒng)交互。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的分布式功率裝置，其中局部控制器位于所述多個(gè)功率發(fā)生 器的所述每個(gè)功率發(fā)生器內(nèi)，所述局部控制器配置為與所述主控制器交互，其中交互包括 從所述主控制器接受指令。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的分布式功率裝置，其中所述主控制器配置為通過(guò)接受來(lái)自 所述局部控制器的與所述每個(gè)功率發(fā)生器有關(guān)的狀態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)測(cè)所述每個(gè)功率發(fā)生器的 狀態(tài)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式功率裝置，其中所述多個(gè)功率發(fā)生器的所述每個(gè)功率發(fā)生器是模塊化單元，所述每個(gè)功率發(fā)生器包括功率放大器模塊、匹配部件、探針和局部 控制器的至少一個(gè)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式功率裝置，其中所述多個(gè)功率發(fā)生器配置為能夠?qū)?網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的分布式節(jié)點(diǎn)陣列進(jìn)行局部功率控制。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的分布式功率裝置，其中所述多個(gè)功率發(fā)生器配置為分段的 同心環(huán)，其中功率發(fā)生器設(shè)在所述分布式節(jié)點(diǎn)陣列的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處。
20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的分布式功率裝置，其中所述多個(gè)功率發(fā)生器配置為直線布 局，其中功率發(fā)生器設(shè)在所述分布式節(jié)點(diǎn)陣列的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處。
全文摘要
提供一種分布式功率裝置以在基片處理過(guò)程中在等離子處理系統(tǒng)中提供局部功率傳送。該分布式功率裝置包括一組直流(DC)功率供應(yīng)單元。該分布式功率裝置還包括多個(gè)功率發(fā)生器，其配置為接受來(lái)自該組DC功率供應(yīng)單元的功率。該多個(gè)功率發(fā)生器的每個(gè)功率發(fā)生器耦接至一組電氣元件，由此使得該多個(gè)功率發(fā)生器的每個(gè)功率發(fā)生器可控制局部功率傳送。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK101720499SQ200880022323
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2008年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者尼爾·本杰明 申請(qǐng)人:朗姆研究公司