[發明專利]阻抗傳感器及半導體設備

在審

• 申請號: 202010475324.6
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN111610368A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 韋剛;衛晶
• 申請（專利權）人: 北京北方華創微電子裝備有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;H01J37/32
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 姚琳潔;朱文杰

本申請實施例公開了一種阻抗傳感器及半導體設備。阻抗傳感器包括導體、圍繞導體設置的磁環骨架以及環繞磁環骨架設置的導電組件；導電組件包括繞制在磁環骨架外側的第一導電件，以及，沿磁環骨架的主軸設置且與所述第一導電件連接的第二導電件；第二導電件和第一導電件用于耦合導體內的電流；第一導電件耦合的第一電流在磁環骨架的主軸方向上的電流分量和第二導電件耦合的第二電流的大小相等且方向相反。本申請實施例提供的半導體設備解決了半導體設備中的射頻電源與負載阻抗不匹配的問題。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種阻抗傳感器及半導體設備。

背景技術

等離子體設備廣泛用于半導體、太陽能電池和平板顯示等制作工藝中，如各種薄沉積膜，或等離子體刻蝕等。目前的等離子體產生方式很多，對所施加的功率從頻段上來分，通常包括直流、射頻和微波，而射頻又分為低頻(30kHz-300kHz)、中頻(300kHz-2MHz)、高頻(2MHz-30MHz)和超高頻(30MHz-300MHz)。

眾所周知，采用的射頻電源本身有其自身的特性阻抗，通常為50歐姆，而對于等離子體負載，其負載阻抗一般不會是50歐姆，根據傳輸線理論，當電源的特性阻抗與負載的阻抗不共軛，即阻抗不匹配時，射頻電源輸出功率無法加載到負載上，導致功率反射，從而造成功率浪費，同時反射回射頻電源的功率會對電源本身有損害。因此，如何使射頻電源與負載的阻抗匹配成為目前亟需解決的問題之一。

發明內容

本申請實施例的目的是提供一種阻抗傳感器及半導體設備，用以解決半導體設備中的射頻電源與負載阻抗不匹配的問題。

為解決上述技術問題，本申請實施例是這樣實現的：

一方面，本申請實施例提供一種阻抗傳感器，包括導體、圍繞所述導體設置的磁環骨架以及環繞所述磁環骨架設置的導電組件；

所述導電組件包括繞制在所述磁環骨架外側的第一導電件，以及，沿所述磁環骨架的主軸設置且與所述第一導電件連接的第二導電件；

所述第二導電件和所述第一導電件用于耦合所述導體內的電流；所述第一導電件耦合的第一電流在所述磁環骨架的主軸方向上的電流分量和所述第二導電件耦合的第二電流的大小相等且方向相反。

另一方面，本申請實施例提供一種半導體設備，包括依次連接的射頻電源、阻抗匹配器及腔室；其中：

所述射頻電源，用于為所述腔室供電；

所述阻抗匹配器，包括如上述任一方面所述的阻抗傳感器；用于檢測所述射頻電源的電流信號，根據所述射頻電源的電壓信號、所述電流信號以及所述腔室的阻抗信息確定阻抗匹配調節參數，以及，根據所述阻抗匹配調節參數調節所述阻抗匹配器的輸出阻抗，以使調節后的所述輸出阻抗與所述腔室的阻抗信息相匹配。

采用本發明實施例的技術方案，通過在半導體設備的射頻電源與腔室之間連接一阻抗匹配器，通過阻抗匹配器中的阻抗傳感器的電路結構，使得阻抗傳感器能夠檢測射頻電源的電流信號，并根據射頻電源的電壓信號、檢測到的電流信號以及腔室阻抗信息確定阻抗匹配調節參數，以及根據阻抗匹配調節參數調節輸出阻抗，以使調節后的輸出阻抗與腔室阻抗信息相匹配，避免功率反射情況，實現了射頻電源與腔室之間的阻抗匹配。其中，基于阻抗傳感器中的導電組件結構，能夠抵消掉繞制在磁環骨架外側的第一導電件因繞制方向偏差所產生的骨架主軸方向上的電流分量，從而確保電流檢測的準確性，進一步確保了阻抗匹配調節的準確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是根據本發明一實施例的一種阻抗傳感器的示意性結構圖；