[發(fā)明專利]匹配裝置、匹配方法及半導(dǎo)體加工設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610169274.2
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN107256820B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 衛(wèi)晶;李興存;韋剛;成曉陽
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H05H1/46
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張?zhí)焓?/td>

1.一種匹配裝置，包括匹配器，用于使射頻電源的輸出阻抗與反應(yīng)腔室的輸入阻抗相匹配，其特征在于，還包括固定負(fù)載和控制裝置，其中，

所述固定負(fù)載的阻抗與所述射頻電源的輸出阻抗相等；

所述控制裝置用于按預(yù)設(shè)時序在匹配模式與固定模式之間進(jìn)行切換，以實現(xiàn)將射頻電源的連續(xù)波輸出轉(zhuǎn)換成脈沖輸出后通過匹配器加載至反應(yīng)腔室，其中，所述匹配模式為：所述控制裝置控制由所述射頻電源輸出的連續(xù)波功率通過所述匹配器加載至所述反應(yīng)腔室；所述固定模式為：所述控制裝置控制由所述射頻電源輸出的連續(xù)波功率加載至所述固定負(fù)載。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的匹配裝置，其特征在于，所述控制裝置包括第一開關(guān)、第二開關(guān)和控制單元，其中，

所述第一開關(guān)用于接通或斷開所述射頻電源與所述匹配器之間的電路；

所述第二開關(guān)用于接通或斷開所述射頻電源與所述固定負(fù)載之間的電路；

所述控制單元用于在切換至所述匹配模式時，接通所述第一開關(guān)，同時斷開所述第二開關(guān)；在切換至所述固定模式時，接通所述第二開關(guān)，同時斷開所述第一開關(guān)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的匹配裝置，其特征在于，所述第一開關(guān)包括繼電器、二極管開關(guān)或者射頻開關(guān)；所述第二開關(guān)包括繼電器、二極管開關(guān)或者射頻開關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的匹配裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)時序的設(shè)定方式為：根據(jù)按工藝所需的脈沖的頻率和占空比，分別計算所述第一開關(guān)接通所述射頻電源與所述匹配器之間的電路的頻率和時間，所述第二開關(guān)接通所述射頻電源與所述固定負(fù)載之間的電路的頻率和時間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的匹配裝置，其特征在于，所述控制裝置包括選擇開關(guān)和控制單元，其中，

所述選擇開關(guān)用于選擇性地將所述射頻電源與所述匹配器之間的電路或者所述射頻電源與所述固定負(fù)載之間的電路接通；

所述控制單元用于在所述匹配模式下，控制所述選擇開關(guān)將所述射頻電源與所述匹配器之間的電路接通；在所述固定模式下，控制所述選擇開關(guān)將所述射頻電源與所述固定負(fù)載之間的電路接通。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的匹配裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)時序的設(shè)定方式為：根據(jù)按工藝所需的脈沖的頻率和占空比，分別計算所述選擇開關(guān)接通所述射頻電源與所述匹配器之間的電路的頻率和時間，以及接通所述射頻電源與所述固定負(fù)載之間的電路的頻率和時間。

7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任意一項所述的匹配裝置，其特征在于，所述匹配裝置還包括檢測單元，所述檢測單元用于實時檢測所述射頻電源的輸入信號和反射功率值，并將其發(fā)送至所述控制單元；

所述控制單元用于在所述匹配模式下，根據(jù)所述反射功率值和匹配算法進(jìn)行計算，并根據(jù)計算結(jié)果控制所述匹配器進(jìn)行阻抗匹配。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的匹配裝置，其特征在于，所述匹配器包括可變電容和控制電機(jī)，其中，

所述控制電機(jī)用于調(diào)節(jié)所述可變電容的電容值；

所述控制單元基于所述反射功率值和匹配算法進(jìn)行計算而獲得所述可變電容的電容目標(biāo)值，并控制所述控制電機(jī)將所述可變電容的電容值調(diào)節(jié)至等于所述電容目標(biāo)值；所述電容目標(biāo)值為滿足所述射頻電源的輸出阻抗與所述反應(yīng)腔室的輸入阻抗相匹配時，所述可變電容的電容值。

9.一種匹配方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-8任意一項所述的匹配裝置對射頻電源的輸出阻抗與反應(yīng)腔室的輸入阻抗進(jìn)行匹配，包括以下步驟：

S1，在開始當(dāng)前工藝時，首先進(jìn)行所述匹配模式，同時控制所述匹配器進(jìn)行阻抗匹配，直至所述射頻電源的輸出阻抗與反應(yīng)腔室的輸入阻抗相匹配；

S2，按預(yù)設(shè)時序在匹配模式與固定模式之間進(jìn)行切換，同時控制所述匹配器保持當(dāng)前匹配位置不變，直至完成所述當(dāng)前工藝；

S3，判斷是否需要切換工藝步驟，若是，則進(jìn)入步驟S1；若否，則關(guān)閉所述射頻電源；

其中，所述射頻電源在整個過程中始終輸出連續(xù)波功率。

10.一種半導(dǎo)體加工設(shè)備，其包括反應(yīng)腔室、射頻電源和匹配裝置，所述匹配裝置用于對所述射頻電源的輸出阻抗與所述反應(yīng)腔室的輸入阻抗進(jìn)行匹配，其特征在于，所述匹配裝置采用權(quán)利要求1-8任意一項所述的匹配裝置。