TW201944450A - 用於頻率產生器的共同激勵的方法與設備 - Google Patents

Abstract

用於供應射頻(RF)功率至處理腔室的方法與設備。RF產生器經配置為具有能力以獨立於參考頻率由RF功率輸出操作或使RF輸出功率與參考頻率同步。在頻率位於解鎖狀態中時，使用時脈勻變改變RF輸出功率的RF功率輸出頻率以與參考頻率匹配。在RF功率輸出頻率到達參考頻率時，RF功率輸出可被鎖定至參考頻率。

Description

用於頻率產生器的共同激勵的方法與設備

本揭示內容的具體實施例大體相關於半導體處理。

半導體腔室可使用氣體電漿以處理半導體基板。使用射頻（RF）電源供應器產生電漿，以在處理期間點燃和維持電漿。一些腔室還使用第二RF電源供應器來偏壓基板。腔室在RF電源供應器之後使用匹配網路，以幫助匹配腔室的阻抗以提高功率傳輸效率。RF電源供應器還可以進行頻率調諧，以幫助匹配匹配網路的阻抗，從而實現更好的功率傳輸。

向基板提供RF偏壓功率的RF電源供應器的頻率，應與向電漿提供RF功率的RF電源供應器完全相同。如若兩個頻率不同，則差異將在電漿腔室中造成拍頻效應(beat effect)，其拍頻等於兩個RF電源供應器頻率的差。為了防止拍頻效應，將參考信號饋送到兩個RF電源供應器，使得RF電源供應器以相同的精確頻率操作。參考頻率（亦稱為共同激勵頻率或CEX頻率）由RF電源供應器的主頻率產生器提供給其他RF電源供應器的一或更多個從頻率產生器。但是，如若從頻率產生器進行頻率調諧，則來自主頻率產生器的CEX頻率可能導致頻率突然變化，從而使系統不穩定。另外，因為主頻率產生器將RF輸出頻率作為CEX頻率發送，所以當主頻率產生器進行頻率調諧時，從頻率產生器從主頻率產生器接收不斷變化的參考頻率。因此，必須藉由CEX啟用/禁用功能告知從頻率產生器何時遵循參考頻率，此增加了系統的複雜性。

因此，發明人提供了用於控制多產生器系統中的RF功率頻率的改進方法和設備。

方法和裝置藉由允許主或從產生器獨立於系統參考頻率的RF輸出操作，來提供對於使用在半導體處理腔室中的RF功率的控制。

在一些具體實施例中，一種供應射頻(RF)功率至處理腔室的方法，包含以下步驟：在第一RF產生器中產生參考頻率；以及在第一RF產生器的第一RF功率輸出的第一輸出頻率未與該參考頻率同步時，將第一RF產生器的第一RF功率輸出與參考頻率去耦。

在一些具體實施例中，方法可進一步包含：在第一輸出頻率與參考頻率同步時，使用第一時脈勻變將第一輸出頻率與參考頻率調整至新參考頻率；在第一輸出頻率與參考頻率去耦時，使用第二時脈勻變調整第一輸出頻率至參考頻率以該第一輸出頻率耦合至參考頻率；以及在第一輸出頻率與參考頻率同步時，將第一輸出頻率耦合至參考頻率；在參考頻率隨著時間改變時，使用複數個第二時脈勻變將第一輸出頻率調整至參考頻率；在更新時間段中，基於在更新時間段的時間處的參考頻率，改變至複數個第二時脈勻變中之另一者；由第二RF產生器接收來自第一RF產生器的參考頻率，以及在第二RF產生器的第二RF功率輸出的第二輸出頻率未與參考頻率同步時，將第二RF產生器的第二RF功率輸出與參考頻率去耦；由第二RF產生器，獨立於第二RF功率輸出以輸出參考頻率到至少一第三RF產生器；及（或）在第二輸出頻率與參考頻率去耦時，使用第二時脈勻變調整第二輸出頻率至參考頻率以將第二輸出頻率耦合至參考頻率，以及在第二輸出頻率與參考頻率同步時，將第二輸出頻率耦合至參考頻率。

在一些具體實施例中，一種由至少一組RF產生器供應射頻(RF)功率至至少一個處理腔室的方法，包含以下步驟：在主RF產生器中產生參考頻率；從主RF產生器傳輸參考頻率至從RF產生器；配置從RF產生器為獨立於從RF功率輸出以重新傳輸參考頻率；對主RF產生器的主RF功率輸出產生主輸出頻率；在主RF產生器的主RF功率輸出的主輸出頻率不同於參考頻率時，將主RF產生器的主RF功率輸出與參考頻率去耦；以及在從RF產生器的從RF功率輸出的從輸出頻率未與參考頻率同步時，將從RF產生器的從RF功率輸出與參考頻率去耦。

在一些具體實施例中，方法進一步包含：在主輸出頻率與參考頻率同步時，使用第一時脈勻變將主輸出頻率與參考頻率調整至新參考頻率；在主輸出頻率與參考頻率去耦時，使用第二時脈勻變調整主輸出頻率至參考頻率以將主輸出頻率耦合至參考頻率，以及在主輸出頻率與參考頻率同步時，將主輸出頻率耦合至參考頻率；在從輸出頻率與參考頻率去耦時，使用第三時脈勻變調整從輸出頻率至參考頻率以將從輸出頻率耦合至參考頻率，以及在從輸出頻率與參考頻率同步時，將從輸出頻率耦合至參考頻率。

在一些具體實施例中，一種供應射頻(RF)功率至處理腔室的設備，包含：RF功率產生器，RF功率產生器具有RF功率輸出，RF功率產生器經配置以獨立於參考頻率以調整RF功率輸出的RF功率輸出頻率，並在RF功率輸出與參考頻率解鎖時，使用第一時脈勻變以將RF功率輸出的RF功率輸出頻率改變為匹配參考頻率而將RF功率輸出鎖定至參考頻率。

在一些具體實施例中，設備可進一步包含：其中RF功率產生器具有第一頻率產生器以產生參考頻率，且RF功率產生器具有第二頻率產生器以產生RF功率輸出頻率；其中在RF功率輸出頻率進行頻率調諧或勻變時，RF功率產生器使RF功率輸出與參考頻率去耦；其中在RF功率輸出鎖定至參考頻率時，RF功率產生器在參考頻率改變時使用第二時脈勻變改變RF功率輸出頻率與參考頻率以由參考頻率調整RF功率輸出；其中RF功率產生器對變化參考頻率確定頻率改變速率，並週期性更新用於使RF功率輸出頻率收斂至變化參考頻率的時脈勻變；其中RF功率產生器接收參考頻率，並獨立於RF功率輸出以輸出參考頻率；其中RF功率產生器在沒有啟用/禁用共同激勵頻率(CEX)輸入之下操作；其中RF功率產生器操作在一組主/從RF頻率產生器中，此組主/從RF頻率產生器鏈接至雙處理腔室的另一組主/從RF頻率產生器。

以下揭示了其他和進一步的具體實施例。

允許用於處理腔室的頻率產生器由獨立於系統參考頻率的RF輸出操作。藉由將RF輸出與系統參考頻率去耦，頻率產生器可以執行頻率調諧或勻變(ramping)到目標頻率，而不會影響系統參考頻率（當作為主頻率產生器操作時）或在系統同步時迫使頻率立即跳躍到達參考頻率。用於處理腔室的主頻率產生器和從頻率產生器可以在與系統參考頻率去耦下，獨立地執行通常會影響系統參考頻率的功能。與系統參考頻率的去耦減少了躍頻，並允許RF輸出的輸出頻率在將RF輸出耦合或重新鎖定（同步）到系統參考頻率之前勻變上升或勻變下降到系統參考頻率。當RF輸出鎖定到系統參考頻率時，RF輸出具有與系統參考頻率相同的頻率，且RF輸出與系統參考頻率之間具有相同的相位或相位延遲。對於主頻率產生器，去耦允許所傳輸的系統參考頻率穩定化，因為在（例如）頻率調諧期間系統參考頻率不再試圖跟隨RF輸出。由主頻率產生器輸出的穩定系統參考頻率，使得從頻率產生器容易遵循穩定的系統參考頻率。在一些具體實施例中，從頻率產生器獨立於從頻率產生器的RF輸出而重新發送系統參考頻率，從而穩定對於所鏈接的其他從頻率產生器的系統參考頻率。

設備和方法的一些具體實施例，使用第一時脈來產生勻變（變化率）以在頻率產生器鎖定到參考頻率時改變到新的參考頻率，並使用第二時脈產生另一勻變以用於將RF輸出從解鎖狀態重新鎖定到參考頻率。當使用第一時脈產生勻變時，此勻變稱為第一時脈勻變。當使用第二時脈產生勻變時，此勻變稱為第二時脈勻變，依此類推。在一些具體實施例中勻變是線性的，並且在一些具體實施例中勻變可以是非線性的。一些具體實施例允許由主頻率產生器獨立控制（與系統控制分開），以判定實施哪個時脈勻變及（或）何時實施時脈勻變以增加供應給處理腔室的RF功率的穩定性。一些具體實施例併入時脈勻變到變化參考頻率的能力，藉由週期性判定參考頻率的當前值並更新時脈勻變直到RF輸出收斂至參考頻率為止，將RF輸出從解鎖狀態至鎖定狀態到參考頻率的轉變平滑化。

在一些具體實施例中，頻率產生器可以成對使用：主頻率產生器提供RF功率以在處理腔室中產生電漿，且從頻率產生器向基板供應偏壓RF功率。圖1描繪了根據一些具體實施例的適合於使用設備及或適合於執行共同激勵多個RF產生器的方法的處理腔室100。本發明的設備和方法可以與利用RF功率的任何類型的處理腔室結合使用，此RF功率由RF電源提供，例如（諸如）處理腔室100和RF電源118或偏壓電源122。

在處理期間，RF電源118提供功率以點燃氣體混合物150，並在處理腔室100中維持電漿155。偏壓電源122還向處理腔室提供RF功率以偏壓基板114。RF電源118和偏壓電源122被同步以在相同頻率（系統參考頻率）下操作，以防止在處理腔室100中發生拍頻效應（在相同腔室上操作的RF源之間的頻率差）。設備和方法還可以與利用具有單個或多個頻率的偏壓功率的任何類型的處理腔室結合使用。示例性處理腔室包括用於蝕刻處理的任何處理腔室，例如（諸如）可以從美國加州聖克拉拉市的應用材料公司購得的CENTRIS®或ADVANTEDGE™，或其他處理腔室。可以類似地使用其他處理腔室，包括來自其他製造商的處理腔室。

RF電源118可以具有頻率調諧器160，頻率調諧器160有助於在RF電源118和負載（例如電漿155）之間實現最佳阻抗。RF電源118還可以包括控制器162和記憶體164，記憶體164用於儲存與頻率調諧有關的資訊，諸如（例如）頻率、阻抗及（或）功率位準。當電源的頻率產生器進行頻率調諧時，頻率產生器將忽略RF頻率設定點（例如參考頻率等），並且將試圖最小化在頻率產生器的輸出處測量得的反射功率，以獲得阻抗匹配。反射功率通常降低到RF功率源118提供的正向功率的約0％的目標，以實現調諧狀態。在一些具體實施例中，取決於腔室設計，可將可允許的反射功率頻帶認為是調諧狀態。在一些具體實施例中，資訊可以由與RF電源118和偏壓電源122鏈接的控制器140儲存，例如儲存在控制器140的記憶體142中。處理腔室100可被單獨利用，或可作為整合式半導體基板處理系統或叢集工具（諸如美國加州聖塔克拉拉市的應用材料公司所提供的CENTURA®整合式半導體基板處理系統）的處理模組來使用。合適的蝕刻反應器的範例，包括亦可從應用材料公司獲得的CENTRIS®SYM3™ Etch、ADVANTEDGE™系列蝕刻反應器（如AdvantEdge G3或AdvantEdge G5）、DPS®系列蝕刻反應器（如DPS®、DPS® II、DPS® AE、DPS® HT、DPS® G3多晶矽蝕刻器）或其他蝕刻反應器。也可適當地使用其他處理腔室及（或）叢集工具。

處理腔室100具有在導電體或壁130內的基板支座116（包括陰極）和控制器140。處理腔室100可以提供有平坦的介電質頂板120。或者，處理腔室100可以具有其他類型的頂板，例如圓頂形頂板。頂板120上方設置了包括至少一個感應線圈元件112的天線（示出了至少一個感應線圈元件112的兩個同軸元件）。至少一個感應線圈元件112透過第一匹配網路119耦合到RF電源118。在頻率調諧期間保持第一匹配網路119。在一些具體實施例中，由於不同處理的不同固定位置，可以使用第一匹配網路119。在一些具體實施例中，RF電源118能夠以可調頻率產生高達3000 W，其範圍為頻率產生器輸出的約正負5％至約正負10％。例如，13.56 MHz RF電源可產生可調頻率，其範圍為13.56 MHz的約正負5％至約正負10％。RF電源118可以包括RF產生器166、頻率調諧器160和控制器162，控制器162包括用於儲存處理資訊的記憶體164。在一些具體實施例中，RF電源118可以由控制器140控制。

基板支座116可以包括用於保持基板114的靜電吸盤，並且透過第二匹配網路124耦合至偏壓電源122，第二匹配網路具有匹配網路輸出（陰極輸入）125。在一些具體實施例中，偏壓電源122可能夠在約13.56 MHz的頻率下產生上至1500 W。偏壓功率可以是連續功率或脈衝功率。在一些具體實施例中，偏壓電源122可以是DC或脈衝DC源。在一些具體實施例中，探針127可設置在處理腔室100內靠近基板支座116的位置，以在處理腔室100內提供測量（例如上述基板的第一DC電壓測量）。探針127可以經由設置在處理腔室100的壁130中的通口141被送出處理腔室100。在一些具體實施例中，控制器129可以耦合到探針127，以便於記錄或顯示探針127的測量結果。

控制器140（例如系統控制器）大抵包括中央處理單元（CPU）144、記憶體142和用於CPU 144的支援電路146，並且便於控制處理腔室100的部件。為了便於控制處理腔室100，控制器140可以是任何形式的通用電腦處理器之一者，其可以在工業環境中用於控制各種腔室和子處理器。CPU 144的記憶體142或電腦可讀取媒體，可為一或更多種可輕易取得的記憶體，諸如隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、磁碟機、硬碟、或位於本端或遠端的任何其他形式的數位儲存器。支援電路146耦合到CPU 144以支援處理器。該等電路包含快取、電源供應器、時脈電路、輸入輸出電路系統、與子系統等等。此處描述的方法通常作為軟體常式儲存在記憶體142中。軟體常式亦可被由第二CPU（未圖示）儲存及或執行，第二CPU位於由CPU 144控制的硬體的遠端處。

在處理腔室100的示例性操作中，基板114放置在基板支座116上，並且處理氣體透過入口通口126從氣體分配盤138供應並形成氣體混合物150。藉由將來自RF電源118和偏壓電源122的電力分別施加到至少一個電感線圈元件112和基板支座116上的基板114，在處理腔室100中將氣體混合物150點燃產生電漿155。使用節流閥131和真空泵136控制處理腔室100內部的壓力。通常，壁130耦合到電接地134。可以使用穿過壁130的含液導管（未示出）來控制壁130的溫度。

在一些具體實施例中，可以藉由穩定基板支座116的溫度來控制基板114的溫度。在一些具體實施例中，來自氣體源148的氣體被經由氣體導管149提供到形成在基板114下方的基座表面中的通道（未示出）。氣體用於促進基板支座116和基板114之間的熱傳遞。在處理期間，可由基板支座116內的電阻加熱器（未示出）將基板支座116加熱到穩態溫度，隨後氦氣促進基板114的均勻加熱。

圖2描繪了可以與圖1的處理腔室100一起使用的RF功率產生系統200。RF功率產生系統200包括主RF產生器202，主RF產生器202向主匹配網路206提供主RF輸出204。在一些具體實施例中，RF功率產生系統200還包括從RF產生器208，從RF產生器208提供從RF輸出210給從匹配網路212。主RF產生器202將參考頻率（例如13.56 MHz）或共同激勵頻率（CEX）輸出214提供給從RF產生器208，從RF產生器208接收參考頻率作為CEX輸入216。在一些具體實施例中，主RF產生器202和從RF產生器208可以由系統控制器218控制，系統控制器218可以提供操作命令和其他控制。在一些具體實施例中，主RF產生器202可以包括控制器220，控制器220允許主RF產生器202獨立於系統控制器218執行操作。例如，控制器220可以獨立地判定採用哪個時脈勻變及（或）何時更新/使用時脈勻變。在一些具體實施例中，主RF產生器202可以在RF電源118中實施，且從RF產生器208可以在圖1的偏壓電源122中實施。主/從命名法用於指示哪個RF產生器產生參考頻率以及哪個RF產生器接收參考頻率。

在一般的腔室處理中，參考頻率（例如CEX OUT）是固定頻率。當產生器進行頻率調諧或頻率勻變時，CEX OUT保持為固定頻率，而不是如同當前產業中的作法：隨著主頻率產生器輸出（例如RF OUT）變化。發明人發現到，當RF OUT用作CEX OUT時，頻率調諧或頻率勻變期間的波動，導致接收CEX OUT的從頻率產生器的穩定性問題。CEX OUT的不穩定性導致產生器頻率改變時間增加，及（或）對於阻抗匹配的產生器頻率調諧不完全等等。如若CEX OUT不斷跳躍，則阻抗匹配無法跟上並產生反射功率。藉由允許RF OUT獨立於主產生器中的CEX OUT，發明人發現RF產生系統有利地更為穩定，並且允許阻抗匹配跟上，而減少或消除了反射功率。

當主頻率產生器處於解鎖狀態（RF OUT未與CEX OUT同步）時，主頻率產生器可進行頻率調諧及（或）頻率勻變而不影響CEX OUT。當主頻率產生器達到目標頻率時，RF OUT可以在鎖定狀態下與CEX OUT同步並支援潛在的相位延遲。當CEX OUT的頻率線性改變時，對第一時脈勻變使用固定頻率勻變對時間函數。第一時脈勻變支援固定頻率平滑變化的情況，以用於系統及（或）處理優化目的。例如，如若系統控制器命令CEX OUT發生變化，則主頻率產生器與CEX OUT一起勻變到新頻率。隨後可以採用第一時脈勻變將RF OUT頻率和CEX OUT頻率平滑地改變為新的（目標）CEX OUT頻率。

當頻率產生器從解鎖狀態被命令進入鎖定狀態時，對第二時脈勻變使用可變固定頻率勻變對時間函數。第二時脈勻變支援上次使用的頻率平滑變化至固定頻率或CEX OUT的情況，以用於系統及（或）處理優化目的。例如，如若頻率產生器（主頻率產生器或從頻率產生器）在處於解鎖狀態（例如用於阻抗匹配的頻率調諧等）時被命令進入鎖定狀態（RF OUT = CEX OUT/IN），則頻率產生器在進入鎖定狀態之前，將採用第二時脈勻變平滑地返回固定頻率（CEX OUT）。藉由使用第二時脈勻變平滑地改變RF OUT，不會發生RF OUT的突然變化，從而增加系統的穩定性。

如若CEX頻率固定，則可以容易地確定可變固定勻變或第二時脈勻變。例如，基於產生器的當前頻率、固定頻率（CEX頻率）以及頻率變化應該發生的持續時間，來確定斜率或勻變。頻率的變化除以時間的變化給出了第二時脈勻變的斜率。第二時脈勻變的推導，可以由系統控制器及（或）頻率產生器中的控制器確定。如若CEX頻率正在勻變（隨時間變化），則可以重新計算可變固定勻變或第二時脈勻變，例如當執行控制演算法時或者當確定更新時。換言之，頻率變化率（例如，kHz/s）可以在演算法決策點更新，或週期性以更新率更新。藉由使用隨時間更新的複數個第二時脈勻變，RF OUT將收斂到CEX頻率，從而允許RF OUT平滑地變為CEX頻率（CEX OUT/IN）並與CEX頻率鎖定。第二時脈勻變的實施，可以擴展到非線性CEX變化，因為隨著第二時脈勻變週期性更新，RF OUT將收斂至變化的目標。

從頻率產生器可以表現得類似於主頻率產生器，除了參考頻率是CEX IN（CEX頻率、CEX OUT，由主頻率產生器傳送到從頻率產生器）。從頻率產生器可以不使用第一時脈勻變或固定頻率勻變時間，因為從頻率產生器跟隨主頻率產生器。藉由當從頻率產生器未進行頻率調諧以進行阻抗匹配或不進行勻變以滿足參考頻率時（當從頻率產生器處於解鎖狀態時）直接跟隨主頻率產生器，從頻率產生器有效地隨著主頻率產生器一起勻變（CEX OUT到CEX IN）。本文揭示的本發明的設備和方法，允許從屬頻率產生器放棄由CEX啟用/禁用功能控制。藉由消除CEX啟用/禁用控制，RF產生系統更加強健並節省了控制頻寬。如若從頻率產生器鏈接到另一個從頻率產生器，則對於CEX傳播，從頻率產生器可以設置為直通(pass-through)（從CEX OUT = 從CEX IN）。從頻率產生器RF OUT將獨立於CEX IN/OUT。本文揭示的本發明的設備和方法，還允許頻率產生器以創造性的方式操作，或者可以設置為先前的操作版本。

實施本發明的裝置和方法的頻率產生器可以構造成以任一模式操作，使頻率產生器向後兼容並且能夠用較舊的設備操作。在一些具體實施例中，雙頻產生器可以用在RF電源供應器中。在創造性狀態下，第一頻率產生器可以產生或維持系統參考頻率，而第二頻率產生器可以用於產生或維持RF OUT頻率。如若RF電源供應器切換到在先前操作版本中操作，則RF OUT可以從使用第二頻率產生器切換到使用第一頻率產生器，使得RF OUT遵循系統參考頻率。切換到先前操作版本還可以啟用CEX啟用/禁用控制。雙功能性可用於允許RF電源供應器向下兼容。本文揭示的本發明的設備和方法，也可以用單個處理腔室（N個頻率產生器）及（或）雙腔室（2×N個頻率產生器）等等來實施。

圖3是根據一些具體實施例的控制主頻率產生器的方法300。在方塊302中由主RF產生器產生系統參考頻率。系統參考頻率可以是例如大約13.56 MHz。藉由使用系統參考頻率產生施加到腔室的RF功率，將消除由頻率差異產生的拍頻效應，從而在腔室內提供穩定的電漿。系統參考頻率的突然或固定變化，導致RF產生器波動並影響腔室中的電漿產生。當在方塊304中主RF產生器未鎖定到系統參考頻率（鎖定狀態）時，主RF產生器輸出頻率與系統參考頻率去耦。去耦允許主RF產生器調整RF輸出而不會使系統參考頻率不穩定。主RF產生器可以執行操作，例如（諸如）頻率調諧和勻變，而不改變系統參考頻率以及隨後從主RF產生器接收系統參考頻率的任何從產生器。

在方塊306中，如若在系統參考頻率改變時主系統RF產生器輸出頻率耦合到系統參考頻率（鎖定狀態）（例如系統控制器確定應調整系統參考頻率），則主RF產生器輸出頻率保持耦合到系統參考頻率（鎖定狀態），頻率調整目標被設為新的系統參考頻率，且基於頻率調整目標使用第一時脈勻變調整系統參考頻率（連同主RF產生器輸出頻率）。第一時脈勻變控制給定時間內的頻率變化量，並被調整以允許系統參考頻率和主RF產生器輸出頻率平滑轉變到新的系統參考頻率。

在方塊308中，如若主RF產生器輸出頻率與系統參考頻率去耦（解鎖狀態），則當與系統參考頻率去耦時當主RF產生器被命令（例如藉由系統控制器或其他操作參數（例如頻率調諧完成等））到鎖定狀態時，頻率調整目標被設為系統參考頻率，主RF產生器輸出頻率基於調整目標和第二時脈勻變被調整，且隨後當主RF產生器輸出頻率達到系統參考頻率（目標）時主RF產生器輸出頻率與系統參考頻率被鎖定。例如，如若主RF產生器進行頻率調諧，則主RF產生器可以在主RF產生器輸出頻率與系統參考頻率之間具有大的差異。可以與第一時脈勻變不同的第二時脈勻變，被用於將主RF產生器輸出頻率平滑地調整到系統參考頻率。當主RF產生器輸出頻率達到系統參考頻率時，主RF產生器輸出頻率被鎖定到系統參考頻率。儘管在上述範例中使用了RF產生器，但是一些具體實施例也可以與非RF產生器一起使用。

圖4是描繪根據一些具體實施例的當參考信號固定時控制主RF產生器的方法的圖表400。在第一時間段406中，主RF產生器的RF輸出402被鎖定到參考頻率404。在第二時間段408期間，RF輸出402和參考頻率404被解鎖。RF輸出402和參考頻率404的去耦，允許主RF產生器頻率調諧RF輸出402，同時參考頻率404在第二時間段408期間保持固定。在第三時間段410的開始處命令主RF產生器將RF輸出402鎖定到參考頻率404。隨後，主RF產生器使用第二時脈勻變在第三時間段410結束時將RF輸出402平滑地勻變到參考頻率402。在第四時間段412的開始，RF輸出402等於參考頻率並且耦合（鎖定）到參考頻率404。

圖5是描繪根據一些具體實施例的當參考信號改變時控制主RF產生器的方法的圖表500。圖表500示出了當參考頻率504隨時間變化時調整RF輸出502。在第一時間段506中，主RF產生器的RF輸出502被鎖定到參考頻率504。在第二時間段508期間，RF輸出502和參考頻率504被解鎖。RF輸出502和參考頻率504的去耦，允許（例如）主RF產生器頻率調諧RF輸出502，同時參考頻率504在第二時間段508期間持續改變。在第三時間段510的開始處，命令主RF產生器將RF輸出502鎖定到參考頻率504。隨後，主RF產生器使用複數個第二時脈勻變，在第三時間段510結束時將RF輸出502平滑地勻變到參考頻率502。例如，在第三時間段510的開始處在第一參考點514a處，主RF產生器執行週期性演算法，此演算法確定將RF輸出502勻變到在此第一時間點處參考頻率504的值514b的第二時脈勻變。

當在第二參考點516a處演算法第二次執行時，主RF產生器確定另一個第二時脈勻變，此第二時脈勻變將RF輸出502勻變到在此第二時間點處參考頻率504的值516b。當在第三參考點518a處演算法第三次執行時，主RF產生器確定另一個第二時脈勻變，此第二時脈勻變將RF輸出502勻變到在此第三時間點處參考頻率504的值518b。當在第四參考點520a處演算法第四次執行時，主RF產生器確定另一個第二時脈勻變，此第二時脈勻變將RF輸出502勻變到在此第四時間點處參考頻率504的值520b。在第四時間段512中，RF輸出502等於參考頻率並且耦合（鎖定）到參考頻率504。儘管在上面的實例中，使用了四個參考點和四個時間段，但是在一些具體實施例中，參考點和時間段的數量可以多於或少於四個。

圖6是根據一些具體實施例的控制從頻率產生器的方法600。在方塊602中由從RF產生器產生系統參考頻率。系統參考頻率可以是例如大約13.56 MHz。當在方塊604中從RF產生器未鎖定到系統參考頻率（鎖定狀態）時，從RF產生器輸出頻率與系統參考頻率去耦。去耦允許從RF產生器調整RF輸出而不會受到系統參考頻率干擾。從RF產生器可以執行操作（例如（諸如）頻率調諧），而不影響系統參考頻率也不會受系統參考頻率影響。在一些具體實施例中，系統參考頻率可以無阻礙地通過從RF產生器至鏈接到從RF產生器的任何其他從產生器。

在方塊606中，如若從RF產生器輸出頻率與系統參考頻率去耦（解鎖狀態），則當與系統參考頻率去耦時當從RF產生器被命令（例如藉由系統控制器或其他操作參數（例如頻率調諧完成等））到鎖定狀態時，頻率調整目標被設為系統參考頻率，從RF產生器輸出頻率基於調整目標和第三時脈勻變被調整，且隨後當調整目標達到系統參考頻率時從RF產生器輸出頻率與系統參考頻率被鎖定。例如，如若從RF產生器進行頻率調諧，則從RF產生器可以在從RF產生器輸出頻率與系統參考頻率之間具有大的差異。可以與第一時脈勻變不同的第三時脈勻變（在一些具體實施例中可以與第二時脈勻變相同），被用於將從RF產生器輸出頻率平滑地調整到系統參考頻率。當從RF產生器輸出頻率達到系統參考頻率時，從RF產生器輸出頻率被鎖定到系統參考頻率。儘管在上述範例中使用了RF產生器，但是一些具體實施例也可以與非RF產生器一起使用。

儘管前述內容係關於本原理的具體實施例，但可發想原理的其他與進一步的具體實施例而不脫離前述內容的基本範圍。

100‧‧‧處理腔室

112‧‧‧感應線圈元件

114‧‧‧基板

116‧‧‧基板支座

118‧‧‧RF電源

119‧‧‧第一匹配網路

120‧‧‧介電質頂板

122‧‧‧偏壓電源

124‧‧‧第二匹配網路

125‧‧‧匹配網路輸出（陰極輸入）

126‧‧‧入口通口

127‧‧‧探針

129‧‧‧控制器

130‧‧‧壁

131‧‧‧節流閥

134‧‧‧電接地

136‧‧‧真空泵

138‧‧‧氣體分配盤

140‧‧‧控制器

141‧‧‧通口

142‧‧‧記憶體

144‧‧‧中央處理單元（CPU）

146‧‧‧支援電路

148‧‧‧氣體源

149‧‧‧氣體導管

150‧‧‧氣體混合物

155‧‧‧電漿

160‧‧‧頻率調諧器

162‧‧‧控制器

164‧‧‧記憶體

166‧‧‧RF產生器

200‧‧‧RF功率產生系統

202‧‧‧主RF產生器

204‧‧‧主RF輸出

206‧‧‧主匹配網路

208‧‧‧從RF產生器

210‧‧‧從RF輸出

212‧‧‧從匹配網路

214‧‧‧共同激勵頻率（CEX）輸出

216‧‧‧CEX輸入

218‧‧‧系統控制器

220‧‧‧控制器

300‧‧‧方法

302-308‧‧‧方塊

400‧‧‧圖表

402‧‧‧RF輸出

404‧‧‧參考頻率

406‧‧‧第一時間段

408‧‧‧第二時間段

410‧‧‧第三時間段

412‧‧‧第四時間段

500‧‧‧圖表

502‧‧‧RF輸出

504‧‧‧參考頻率

506‧‧‧第一時間段

508‧‧‧第二時間段

510‧‧‧第三時間段

512‧‧‧第四時間段

514a‧‧‧第一參考點

514b‧‧‧值

516a‧‧‧第二參考點

516b‧‧‧值

518a‧‧‧第三參考點

518b‧‧‧值

520a‧‧‧第四參考點

520b‧‧‧值

藉由參照繪製於附加圖式中的本原理的說明性具體實施例，可瞭解於上文簡短總結並於下文更詳細論述的原理的具體實施例。然而，附加圖式僅圖示說明原理的典型具體實施例，且因此不應被視為限制原理的範圍，因為原理可允許其他等效的具體實施例。

圖1描繪了根據本原理的一些具體實施例的適合於執行用於共同激勵多個RF產生器以向處理腔室供應同步RF功率的方法的處理腔室。

圖2描繪了根據本原理的一些具體實施例的具有多個頻率產生器的RF功率系統。

圖3是根據本原理的一些具體實施例的控制主頻率產生器的方法。

圖4是描繪根據本原理的一些具體實施例的當參考信號固定時控制主頻率產生器的方法的圖表。

圖5是描繪根據本原理的一些具體實施例的當參考信號變化時控制主頻率產生器的方法的圖表。

圖6是根據本原理的一些具體實施例的控制從頻率產生器的方法。

為了協助瞭解，已儘可能使用相同的元件符號標定圖式中共有的相同元件。圖式並未按照比例繪製，並可被簡化以為了清楚說明。一個具體實施例的元件與特徵，可無需進一步的敘述即可被有益地併入其他具體實施例中。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無

Claims (20)

1. 一種供應射頻(RF)功率至一處理腔室的方法，包含以下步驟： 產生步驟，在一第一RF產生器中產生一參考頻率；以及 去耦步驟，在該第一RF產生器的一第一RF功率輸出的一第一輸出頻率不同於該參考頻率時，將該第一RF產生器的該第一RF功率輸出與該參考頻率去耦。
2. 如請求項1所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 調整步驟，在該第一輸出頻率與該參考頻率同步時，使用一第一時脈勻變將該第一輸出頻率與該參考頻率調整至一新參考頻率。
3. 如請求項1所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 調整步驟，在該第一輸出頻率與該參考頻率去耦時，使用一第二時脈勻變調整該第一輸出頻率至該參考頻率以將該第一輸出頻率耦合至該參考頻率；以及 耦合步驟，在該第一輸出頻率與該參考頻率同步時，將該第一輸出頻率耦合至該參考頻率。
4. 如請求項3所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 調整步驟，在該參考頻率隨著時間改變時，使用複數個第二時脈勻變將該第一輸出頻率調整至該參考頻率。
5. 如請求項4所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 在一更新時間段中，基於在該更新時間段的一時間處的該參考頻率，改變至該複數個第二時脈勻變中之另一者。
6. 如請求項1所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 接收步驟，由一第二RF產生器接收來自該第一RF產生器的該參考頻率；以及 去耦步驟，在該第二RF產生器的一第二RF功率輸出的一第二輸出頻率未與該參考頻率同步時，將該第二RF產生器的該第二RF功率輸出與該參考頻率去耦。
7. 如請求項6所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 輸出步驟，由該第二RF產生器，獨立於該第二RF功率輸出以輸出該參考頻率到至少一第三RF產生器。
8. 如請求項6所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 調整步驟，在該第二輸出頻率與該參考頻率去耦時，使用一第二時脈勻變調整該第二輸出頻率至該參考頻率以將該第二輸出頻率耦合至該參考頻率；以及 耦合步驟，在該第二輸出頻率與該參考頻率同步時，將該第二輸出頻率耦合至該參考頻率。
9. 一種由至少一組RF產生器供應射頻(RF)功率至至少一個處理腔室的方法，包含以下步驟： 產生步驟，在一主RF產生器中產生一參考頻率； 傳輸步驟，從該主RF產生器傳輸該參考頻率至一從RF產生器； 配置步驟，配置該從RF產生器為獨立於一從RF功率輸出以重新傳輸該參考頻率； 產生步驟，對該主RF產生器的一主RF功率輸出產生一主輸出頻率； 去耦步驟，在該主RF產生器的該主RF功率輸出的該主輸出頻率不同於該參考頻率時，將該主RF產生器的該主RF功率輸出與該參考頻率去耦；以及 去耦步驟，在該從RF產生器的一從RF功率輸出的一從輸出頻率不同於該參考頻率時，將該從RF產生器的該從RF功率輸出與該參考頻率去耦。
10. 如請求項9所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 調整步驟，在該主輸出頻率與該參考頻率同步時，使用一第一時脈勻變將該主輸出頻率與該參考頻率調整至一新參考頻率。
11. 如請求項9所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 調整步驟，在該主輸出頻率與該參考頻率去耦時，使用一第二時脈勻變調整該主輸出頻率至該參考頻率以將該主輸出頻率耦合至該參考頻率；以及 耦合步驟，在該主輸出頻率與該參考頻率同步時，將該主輸出頻率耦合至該參考頻率。
12. 如請求項9所述之方法，該方法進一步包含以下步驟： 調整步驟，在該從輸出頻率與該參考頻率去耦時，使用一第三時脈勻變調整該從輸出頻率至該參考頻率以將該從輸出頻率耦合至該參考頻率；以及 耦合步驟，在該從輸出頻率與該參考頻率同步時，將該從輸出頻率耦合至該參考頻率。
13. 一種供應射頻(RF)功率至一處理腔室的設備，包含： 一RF功率產生器，該RF功率產生器具有一RF功率輸出，該RF功率產生器經配置以獨立於一參考頻率以調整該RF功率輸出的一RF功率輸出頻率，並在該RF功率輸出與該參考頻率解鎖時，使用一第一時脈勻變以將該RF功率輸出的該RF功率輸出頻率改變為匹配該參考頻率而將該RF功率輸出鎖定至該參考頻率。
14. 如請求項13所述之設備，其中該RF功率產生器具有一第一頻率產生器以產生該參考頻率，且該RF功率產生器具有一第二頻率產生器以產生該RF功率輸出頻率。
15. 如請求項13所述之設備，其中在該RF功率輸出頻率進行頻率調諧或勻變時，該RF功率產生器使該RF功率輸出與該參考頻率去耦。
16. 如請求項13所述之設備，其中在該RF功率輸出鎖定至該參考頻率時，該RF功率產生器在該參考頻率改變時使用一第二時脈勻變改變該RF功率輸出頻率與該參考頻率以由該參考頻率調整該RF功率輸出。
17. 如請求項13所述之設備，其中該RF功率產生器對一變化參考頻率確定一頻率改變速率，並週期性更新用於使該RF功率輸出頻率收斂至該變化參考頻率的一時脈勻變。
18. 如請求項13所述之設備，其中該RF功率產生器接收該參考頻率，並獨立於該RF功率輸出以輸出該參考頻率。
19. 如請求項13所述之設備，其中該RF功率產生器在沒有一啟用/禁用共同激勵頻率(CEX)輸入之下操作。
20. 如請求項13所述之設備，其中該RF功率產生器操作在一組主/從RF頻率產生器中，該組主/從RF頻率產生器鏈接至一雙處理腔室的另一組主/從RF頻率產生器。