[發明專利]匹配器及等離子體設備

無效

• 申請號: 200810240188.1
• 申請日: 2008-12-18
• 公開（公告）號: CN101754567A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 陳鵬
• 申請（專利權）人: 北京北方微電子基地設備工藝研究中心有限責任公司
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46;H01J37/32
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 趙鎮勇

技術領域

本發明涉及一種等離子體設備，尤其涉及一種等離子體設備的匹配器。

背景技術

阻抗匹配器是用于半導體、平板顯示、太陽能電池制造等領域的等離子體設備的關鍵部件。如圖1所示，射頻電源輸出射頻功率以將反應室中的氣體激發為等離子體，但由于射頻電源的輸出阻抗為某一特定阻值(一般為50Ω)，而反應室的阻抗不等于射頻電源的輸出阻抗，會造成很大的功率反射。將匹配器連接于射頻電源與反應室之間，通過調節匹配器中的可變電抗元件，能夠使得從匹配器輸入端向輸出端看去的阻抗等于射頻電源的輸出阻抗，從而使得射頻電源的輸出功率能夠最多地傳送到反應室中進行等離子體激發。

現有技術中的阻抗匹配器的結構，如圖2所示：

利用相位/幅值傳感器檢測出通過匹配器輸入端的射頻功率的相位/幅值信號，并將該信號送至控制系統，控制系統利用其特定的控制方式對相位/幅值信號進行判斷和運算處理，并根據處理的結果通過電機來驅動可變電抗元件Z1、Z2(電容或電感)；而后相位/幅值信號相應發生變化，控制系統再次進行判斷和運算，然后驅動可變電抗元件；如此反復，直至所檢測的相位/幅值信號與所定標的一致，達到匹配狀態，電抗元件停止運轉。

上述現有技術至少存在以下缺點：

由于需要對待激發態的氣體阻抗進行匹配，而此時阻抗變化非常劇烈，會使得匹配時間較長。

發明內容

本發明的目的是提供一種阻抗匹配時間短的匹配器及等離子體設備。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明的匹配器，該匹配器自輸入端至輸出端依次設有傳感器、匹配網絡，所述輸入端與輸出端之間設有變壓器。

本發明的等離子體設備，包括射頻源、反應室，所述射頻源與所述反應室之間連接有上述的匹配器。

由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明所述的匹配器及等離子體設備，由于匹配器的輸入端與輸出端之間設有變壓器，可以通過變壓器預先設置匹配工作點，實現快速匹配，減少阻抗匹配時間。

附圖說明

圖1為現有技術中等離子體設備的結構示意圖；

圖2為現有技術中匹配器的電路原理圖；

圖3為本發明的匹配器的具體實施例一的電路原理圖；

圖4為本發明的匹配器的具體實施例二的電路原理圖；

圖5為本發明的匹配器的具體實施例三的電路原理圖。

具體實施方式

本發明的匹配器，其較佳的具體實施方式是，該匹配器自輸入端至輸出端依次設有傳感器、匹配網絡，輸入端與輸出端之間設有變壓器。可以通過變壓器預先設置匹配工作點，實現快速匹配，減少阻抗匹配時間。

具體實施例一，如圖3所示，變壓器可以設于傳感器與匹配網絡之間。

具體實施例二，如圖4所示，變壓器可以設于匹配網絡之后。

具體實施例三，如圖5所示，變壓器可以設于匹配網絡之內。

上述的匹配網絡可以包括串聯可變電抗元件、并聯可變電抗元件，其中，串聯可變電抗元件串聯于傳感器與匹配器的輸出端之間；并聯可變電抗元件的一端與主線路連接，另一端接地。在具體實施例三中，變壓器可以設于串聯可變電抗元件與并聯可變電抗元件之間。

具體變壓器的設置不限于上述三實施例中的位置，也可以設于其它的位置，只要能起到預先設置匹配工作點的目的就可以了。

本發明中的變壓器的初級線圈和次級線圈可以至少一個是可變線圈，也可以兩個都是可變線圈，可以根據工藝氣體和工況的不同進行調整。對于工況單一的設備來說，也可以根據預先的設計采用不變線圈。

具體可變線圈可以包括多個抽頭，可以根據需要選擇連接不同的抽頭，實現調整變化，可以利用繼電器等進行抽頭的選擇控制。也可以將線圈設計成連續變化的形式。

上述的可變電抗元件可以為電感或電容，也可以是其它的可變元件。匹配器中包括控制器，控制器接收傳感器檢測到的信號，并進行處理，并根據處理的結果控制可變電抗元件的變化，實現匹配。

本發明的等離子體設備，其較佳的具體實施方式是，包括射頻源、反應室，射頻源與反應室之間連接有上述的匹配器。可以通過預先設置匹配器的起輝阻抗工作點，使得等離子體能夠快速匹配，減少了阻抗匹配時間，有效避免了等離子體的熄滅。