[发明专利]用于局部化功率传送的分布式功率装置

说明书

背景技术

[段1]半导体产业是高度竞争的市场。因而，IC制造商使浪费最小以及使基片实际晶面使用最大的能力可赋予IC制造商竞争优势。基片处理通常是复杂的过程，其涉及许多参数。制造优良器件的能力依赖于IC制造商对不同处理参数的精细控制能力。导致缺陷器件的一般原因是在基片处理期间缺乏一致性。一个影响一致性的因素是对该处理环境的功率分配。 

[段2]为了便于讨论，图1A示出简化的功率装置100的简化框图，其中单个功率源连接到单个电极，如提供RF功率至静电卡盘的RF(射频)功率。传统上，功率源距等离子处理系统一定距离。为了将来自RF(射频)发生器104的功率发送至匹配网络118，可经由传输线路116发送功率。通常，传输线路116是50-欧姆传输线路。 

[段3]参照图1，来自AC线路102的输入AC功率可发送到RF发生器104。在RF发生器104内，AC-DC转换器106可将输入AC功率转换为直流(DC)功率。一旦转换了该AC功率，该DC功率可由功率放大器110变换。为了调制所转换的DC功率，功率放大器(PA)110可采用滤波(114)以去除寄生噪声成分，如高频谐波。在RF发生器104内部还可以是控制器108，其可用来控制可利用RF发生器104进行的不同工艺并且与外部控制接口。 

[段4]测量探针112可配置在传输线路的输入或输出端，其可以是50-欧姆(IC制造中通常采用的)或75-欧姆传输链路(通信中通常采用的)，以识别输出的功率、电压和/或可输出的电流的量。 

[段5]匹配网络118可用来将该RF发生器的输出阻抗与处理室120内的处理环境的阻抗匹配。匹配网络118可配置有测量探针以监测功率、电压和/或电流，以便执行该匹配。通常为电容和电感环境两者监测功率。然而，通常在电容环境中监测电压而在电感环境中监测电流。 

[段6]由匹配网络118，将RF功率传送至处理室120。在图1的示例中，处理室120是不对称室，即，接地电极具有相比供电电极不同的有效面积。然而，如果需要，室120可以是对称室。功率可经由上部电极分配进处理室120，如电容电极122。处理室120和电容电极122可形成平行板布局。或者，功率可经由单个电感天线124分配进该处理室，如图1B所示。 

[段7]或者，图1C示出简化电容耦合功率装置的简化框图，其中单个功率源是平衡的(例如，推拉构造)。图1D示出类似的平衡布置，除了该功率装置是电感装置。在平衡的环境中，等同面积的一组电极130(图1C)或一组天线132(图1D)同时施加负的和正的电势。因此，接地的净电流为零。这个布置可降低与接地回路有关的问题，并且降低处理室120中可能发生的溅射。 

[段8]图1A、B、1C和1D中描述的功率装置中，用户几乎不能或者根本不能控制功率如何分配进该处理室，除非以全局的方式。换句话说，用户不能将不同量的功率引导进该处理室的不同区域以控制等离子的一致性。结果，图1A、1B、1C和1D中描述的功率装置的构造没有为用户提供对基片处理一致性的充分的控制能力。并且，随着室规模扩大(scale)，该功率装置(如前面提到的附图中 描述的)会变得低效和/或昂贵，因为该装置往往需要较大的匹配网络以优化功率传送。 

[段9]为了提供更多的控制，采用多个如前所述的功率装置。然而，这样一种装置的实现变得非常昂贵且复杂。 

[段10]图2A示出说明具有单个功率源的多电极装置的简化图。类似于图1A，功率装置200可包括连接到RF发生器204的AC线路202，该发生器包括AC-DC转换器206、控制器208、功率放大器210和测量探针212。功率可转化、调制并经由传输线路216发送到匹配网络218。 

[段11]在多电极布局中，为了生成多个输出，匹配网络218往往是复杂的匹配网络。为了管理该匹配网络，还可以采用控制器208，如控制器208和匹配网络218之间匹配控制路径230所示的。在这个示例中，可产生两个输出(V₁和V₂)。匹配网络218和处理室220之间可建立非平衡的电路266，其可接地。该电路可以是非平衡的，因为至电容板224的电压输出(V₁)可小于(例如，幅度更小)至电容板222的电压输出(V₂)。为了匹配这两个电压输出，可操作匹配网络218将电压输出改变为至电容板224或电容板222。