[發明專利]等離子體處理裝置的阻抗匹配方法

有效

• 申請號: 201410857334.0
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN105810547B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 葉如彬;梁潔
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01L21/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 應戰,駱蘇華

1.一種等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，包括：

提供阻抗匹配裝置連接在等離子處理裝置和可變頻功率源之間，所述阻抗匹配裝置包括可變頻功率源、第一可變電容、第二可變電容和電感，所述可變頻功率源用于向所述等離子處理裝置提供在第一輸出頻率到第二輸出頻率范圍內可變的射頻功率輸出，所述第一可變電容與所述可變頻功率源串聯，所述第二可變電容與所述可變頻功率源并聯，所述電感與所述可變頻功率源和第一可變電容串聯；

獲取所述等離子處理裝置的諧振頻率范圍，所述諧振頻率范圍與所述可變頻功率源的輸出頻率范圍至少部分重疊；

進行頻率調節模式，所述頻率調節模式中包括多個頻率調節步驟，所述頻率調節步驟包括：根據檢測到的當前等離子處理裝置的反射功率信號，獲得下一步驟中所述可變頻功率源的輸出頻率；

如果所獲得的下一步驟中的輸出頻率不在所述諧振頻率范圍內，則循環執行所述頻率調節步驟，使可變頻功率源輸入到等離子處理裝置的反射功率變小直到最小化；

如果所獲得的下一步驟中的輸出頻率進入所述諧振頻率范圍內，停止頻率調節模式，進入電容調節模式，所述電容調節模式包括至少一個電容調節步驟，所述電容調節步驟包括：根據檢測到的當前等離子處理裝置的反射功率信號調節第一可變電容，以減小等離子處理裝置的反射功率。

2.如權利要求1所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，獲取所述等離子體處理裝置的諧振頻率范圍的方法包括：檢測所述等離子處理裝置，獲取所述等離子處理裝置的諧振峰值頻率；根據所述諧振峰值頻率獲取諧振基頻，所述諧振基頻或諧振基頻的偶數倍數等于所述諧振峰值頻率；根據所述諧振峰值頻率獲取諧振頻率范圍，所述諧振頻率范圍包括所述諧振基頻。

3.如權利要求2所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述諧振峰值頻率是所述諧振基頻的整數倍。

4.如權利要求2所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，根據所述諧振峰值頻率獲取諧振頻率范圍的步驟包括：獲取所述諧振峰值頻率對應的負載阻抗峰值；獲取阻抗峰值范圍，所述阻抗峰值范圍為所述負載阻抗峰值減去偏移阻抗的值至所述負載阻抗峰值；獲取所述阻抗負載范圍對應的諧振峰值頻率范圍；根據所述諧振峰值頻率范圍獲取包括諧振基頻的所述諧振頻率范圍。

5.如權利要求4所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述偏移阻抗大于或等于所述負載阻抗峰值的5％。

6.如權利要求1或2所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述可變頻功率源的頻率變化范圍為基準頻率減去偏移頻率至基準頻率加上偏移頻率。

7.如權利要求6所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述基準頻率的范圍為2MHz～60MHz；所述偏移頻率的范圍為所述基準頻率的5％～10％。

8.如權利要求1所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述電容調節模式中，循環執行所述電容調節步驟，調節所述第一可變電容，使等離子處理裝置的反射功率變小直到最小化。

9.如權利要求1所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，執行至少一次電容調節步驟后，如果諧振頻率范圍發生偏移，停止所述電容調節模式，重新進入所述頻率調節模式。

10.如權利要求1所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述第二可變電容的一端連接于可變頻功率源和第一可變電容之間；或者，所述第二可變電容的一端連接于第一可變電容和等離子體處理裝置之間。

11.如權利要求10所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述可變頻功率源、第一可變電容和第二可變電容構成L型電路、逆L型電路或π型電路。

12.如權利要求1所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述電感兩端分別與所述可變頻功率源和第一可變電容連接；或者，所述電感兩端分別與第一可變電容和等離子體處理裝置連接。

13.如權利要求1所述的等離子體處理裝置的阻抗匹配方法，其特征在于，所述第二可變電容的一端接地；所述可變頻功率源的一端接地。