利用包含等离子体的开式谐振腔谐振频率的变化来测量电子密度并控制等离子体处理的系统

摘要

一种用于测量等离子体电子密度(比如在10¹⁰至10¹²cm^－3范围)并控制等离子体发生器的系统。等离子体电子密度的测量被用作等离子体的辅助处理过程,诸如淀积或蚀刻过程中的反馈控制的一部分。等离子体测量方法和系统两者产生控制电压,该控制电压接着控制等离子体发生器。可编程的频率源顺序地激发置于等离子体处理设备中的开式谐振腔的一些谐振模。谐振模的谐振频率,依赖于反射镜与开式谐振腔间的空间中等离子体电子密度。该设备自动确定开式谐振腔任意选定的谐振模中谐振频率的增加,该增加是因引入等离子体而产生的,并把测量的频率与先前输入的数据比较。比较是用以下装置中的任一种完成的:(1)专用电路,(2)数字信号处理器,和(3)专门编程的通用计算机。比较器对用于修正等离子体发生器的功率输出的控制信号进行计算,这是为获得需要的等离子体电子密度所必须的。

主权项

1.一种测量等离子体室中等离子体电子密度的系统，该系统包括：包含等离子体的等离子体室；频率源，用于(a)向等离子体室提供下降的频率，和(b)在提供下降频率之后，向等离子体室提供上升的频率；谐振频率检测器，用于(a)检测由下降频率激发的第一组谐振频率，和(b)检测由上升频率激发的第二组谐振频率；比较器，用于确定第一组中和第二组中一些频率之间的差；条纹阶计算器，用于计算等离子体的条纹阶；和密度计算器，用于根据条纹阶确定等离子体的等离子体电子密度。