一種阻抗匹配裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體設(shè)備制造領(lǐng)域，具體地，涉及一種阻抗匹配裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體加工設(shè)備中，匹配器一般連接于射頻電源和反應(yīng)腔室之間，用于調(diào)節(jié)射頻電源的負(fù)載導(dǎo)納，使射頻電源的負(fù)載導(dǎo)納與輸出導(dǎo)納相匹配，從而避免產(chǎn)生功率反射。
[0003]圖1為現(xiàn)有的匹配器的示意框圖。如圖1所示，匹配器I包括檢測(cè)單元2、運(yùn)算和控制單元3、執(zhí)行單元4和匹配網(wǎng)絡(luò)5。其中，執(zhí)行單元4為步進(jìn)電機(jī)；匹配網(wǎng)絡(luò)5由多個(gè)可變電容和電感等阻抗可調(diào)元件組成。具體地，在工藝過(guò)程中，檢測(cè)單元2檢測(cè)射頻電源的輸出電壓和電流等信號(hào)，并向運(yùn)算和控制單元3發(fā)送檢測(cè)信號(hào)；運(yùn)算和控制單元3根據(jù)該檢測(cè)信號(hào)通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算方法計(jì)算出匹配網(wǎng)絡(luò)5中阻抗可調(diào)元件所需的調(diào)整量，并向執(zhí)行單元4發(fā)送控制信號(hào)；執(zhí)行單元4根據(jù)該控制信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)5中阻抗可調(diào)元件的阻抗值，以使射頻電源的負(fù)載導(dǎo)納與其輸出導(dǎo)納匹配。
[0004]由于上述匹配器I是通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)5的阻抗值，這使得匹配器I的調(diào)節(jié)速度受限于步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，從而在反應(yīng)腔室的導(dǎo)納變化較大時(shí)，匹配器I的調(diào)節(jié)速度相對(duì)較慢，難以適應(yīng)反應(yīng)腔室的導(dǎo)納的變化速度，進(jìn)而往往造成失配，使工藝無(wú)法進(jìn)行。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中也有使用掃頻電源在預(yù)設(shè)頻率范圍內(nèi)掃描，以使掃頻電源的負(fù)載導(dǎo)納的虛部與輸出導(dǎo)納的虛部在一定頻率下相匹配，從而最終實(shí)現(xiàn)掃頻電源的負(fù)載導(dǎo)納與輸出導(dǎo)納的匹配。
[0006]但是，由于上述掃頻電源的掃頻范圍一般較小，這使得可以實(shí)現(xiàn)匹配的工藝窗口較小，即，其只能在較小的變化范圍內(nèi)，快速地實(shí)現(xiàn)掃頻電源的負(fù)載導(dǎo)納與輸出導(dǎo)納的匹配，從而無(wú)法滿足負(fù)載變化較大的工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提出了一種阻抗匹配裝置，其可以在反應(yīng)腔室的導(dǎo)納的虛部(和/或?qū)嵅?變化較快或在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，快速地實(shí)現(xiàn)電源的負(fù)載導(dǎo)納與輸出導(dǎo)納的匹配。
[0008]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而提供一種阻抗匹配裝置，其連接于電源和反應(yīng)腔室之間，且包括匹配網(wǎng)絡(luò)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)包括可變電容和第一可變電容單元，所述第一可變電容單元包括相互并聯(lián)的多個(gè)支路，在每條所述支路上設(shè)置有固定電容和用于接通或斷開該支路的通斷開關(guān)；通過(guò)按預(yù)設(shè)規(guī)則選擇性地開啟所有支路中的至少一個(gè)支路上的所述通斷開關(guān)，來(lái)調(diào)節(jié)第一可變電容單元的總?cè)葜怠?br>[0009]其中，所述可變電容用于調(diào)節(jié)電源負(fù)載導(dǎo)納的實(shí)部的大小，其串接于電源與反應(yīng)腔室之間；所述第一可變電容單元用于調(diào)節(jié)電源負(fù)載導(dǎo)納的虛部的大小，其每個(gè)支路的第一端連接于電源和可變電容之間，第二端接地。
[0010]其中，所述第一可變電容單元用于調(diào)節(jié)電源負(fù)載導(dǎo)納的實(shí)部的大小，其多個(gè)支路串接于電源和反應(yīng)腔室之間；所述可變電容用于調(diào)節(jié)電源負(fù)載導(dǎo)納的虛部的大小，其第一端連接于所述電源和所述第一可變電容單元之間，第二端接地。
[0011]其中，在所述第一可變電容單元中，不同支路上的固定電容的容值不同；并且所述預(yù)設(shè)規(guī)則為:按待接通的各個(gè)支路上固定電容的容值由小至大的先后順序，依次開啟所述待接通的各個(gè)支路上的所述通斷開關(guān)；以及，按已接通的各個(gè)支路上的固定電容的容值由大至小的先后順序，依次關(guān)閉所述已接通的各個(gè)支路上的所述通斷開關(guān)。
[0012]其中，每個(gè)固定電容的容值是所有固定電容的容值中的最小容值的2"倍，其中，η為容值小于該固定電容的容值的所有固定電容的數(shù)量；所述預(yù)設(shè)規(guī)則為:開啟容值最小的固定電容所在支路上的通斷開關(guān)，或者，開啟某一支路上的通斷開關(guān)，同時(shí)關(guān)閉多個(gè)固定電容中容值小于該支路上的固定電容的固定電容所在支路上的通斷開關(guān)，使多個(gè)支路的總?cè)葜抵鸩竭f增，且每次遞增的容值為所述最小容值；以及，關(guān)閉容值最小的固定電容所在支路上的通斷開關(guān)，或者，關(guān)閉某一支路上的通斷開關(guān)，同時(shí)開啟多個(gè)固定電容中容值小于該支路上的固定電容的固定電容所在支路上的通斷開關(guān)，使多個(gè)支路的總?cè)葜抵鸩竭f減，且每次遞減的容值為所述最小容值。
[0013]其中，所述匹配網(wǎng)絡(luò)為L(zhǎng)型、T型或π型。
[0014]本發(fā)明還提供另一種阻抗匹配裝置，其連接于電源和反應(yīng)腔室之間，且包括匹配網(wǎng)絡(luò)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)包括用于調(diào)節(jié)所述電源負(fù)載導(dǎo)納的大小的第一、第二可變電容單元，其中，所述第一、第二可變電容單元各自包括相互并聯(lián)的多條支路，在每條所述支路上設(shè)置有固定電容以及用于接通或斷開該支路的通斷開關(guān)；通過(guò)按預(yù)設(shè)規(guī)則選擇性地開啟所有支路中的至少一個(gè)支路上的所述通斷開關(guān)，來(lái)分別調(diào)節(jié)第一、第二可變電容單元的總?cè)葜怠?br>[0015]其中，在所述第一可變電容單元中，不同支路上的固定電容的容值不同；和/或，在所述第二可變電容單元中，不同支路上的固定電容的容值不同；并且，所述預(yù)設(shè)規(guī)則為:按待接通的各個(gè)支路上固定電容的容值由小至大的先后順序，依次開啟所述待接通的各個(gè)支路上的所述通斷開關(guān)；以及，按已接通的各個(gè)支路上的固定電容的容值由大至小的先后順序，依次關(guān)閉所述已接通的各個(gè)支路上的所述通斷開關(guān)。
[0016]其中，每個(gè)固定電容的容值是所有固定電容的容值中的最小容值的2"倍，其中，η為容值小于該固定電容的容值的所有固定電容的數(shù)量；并且所述預(yù)設(shè)規(guī)則為:開啟容值最小的固定電容所在支路上的通斷開關(guān)，或者，開啟某一支路上的通斷開關(guān)，同時(shí)關(guān)閉多個(gè)固定電容中容值小于該支路上的固定電容的固定電容所在支路上的通斷開關(guān)，使多個(gè)支路的總?cè)葜抵鸩竭f增，且每次遞增的容值為所述最小容值；以及，關(guān)閉容值最小的固定電容所在支路上的通斷開關(guān)，或者，關(guān)閉某一支路上的通斷開關(guān)，同時(shí)開啟多個(gè)固定電容中容值小于該支路上的固定電容的固定電容所在支路上的通斷開關(guān)，使多個(gè)支路的總?cè)葜抵鸩竭f減，且每次遞減的容值為所述最小容值。
[0017]其中，所述匹配網(wǎng)絡(luò)為L(zhǎng)型、T型或π型。
[0018]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019]本發(fā)明提供的一種阻抗匹配裝置，其通過(guò)可選擇地將第一可變電容單元中多個(gè)支路的至少一個(gè)支路上的通斷開關(guān)接通或斷開來(lái)調(diào)節(jié)第一可變電容單元的總?cè)葜?，可以在較大的范圍內(nèi)快速地調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納的虛部(或?qū)嵅?，從而使本發(fā)明提供的阻抗匹配裝置可以在反應(yīng)腔室的導(dǎo)納的虛部(或?qū)嵅?變化范圍較大，而實(shí)部(或虛部)變化范圍不大時(shí)，實(shí)現(xiàn)電源的負(fù)載導(dǎo)納與輸出導(dǎo)納的匹配的速度與反應(yīng)腔室的導(dǎo)納變化速度相適應(yīng)，避免在反應(yīng)腔室的導(dǎo)納的虛部(或?qū)嵅?變化速度較快，和/或，反應(yīng)腔室的導(dǎo)納的虛部(或?qū)嵅?變化范圍較大時(shí)產(chǎn)生失配。
[0020]本發(fā)明提供的另一種阻抗匹配裝置，其通過(guò)可選擇地將第一可變電容單元和第二可變電容單元中多個(gè)支路的至少一個(gè)支路上的通斷開關(guān)接通或斷開來(lái)調(diào)節(jié)第一可變電容單元和第二可變電容單元的總?cè)葜担梢栽谳^大的范圍內(nèi)快速地調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納的實(shí)部和虛部的大小，從而使本發(fā)明提供的阻抗匹配裝置可以在反應(yīng)腔室的導(dǎo)納變化范圍較大時(shí)，實(shí)現(xiàn)電源的負(fù)載導(dǎo)納與輸出導(dǎo)納的匹配的速度與反應(yīng)腔室的導(dǎo)納變化速度相適應(yīng)，避免在反應(yīng)腔室的導(dǎo)納變化速度較快，和/或，反應(yīng)腔室的導(dǎo)納的實(shí)部或虛部變化范圍較大時(shí)產(chǎn)生失配。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為現(xiàn)有的匹配器的示意框圖；
[0022]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的阻抗匹配裝置的電路示意圖；以及
[0023]圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例提供的阻抗匹配裝置的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明提供的阻抗匹配裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0025]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例提供的阻抗匹配裝置的電路示意圖。請(qǐng)參看圖2，阻抗匹配裝置20連接于電源21和反應(yīng)腔室22之間，用于調(diào)節(jié)電源21的負(fù)載導(dǎo)納，使其與電源21的輸出導(dǎo)納相匹配。具體地，阻抗匹配裝置20包括檢測(cè)單元201、第一控制單元202和匹配網(wǎng)絡(luò)203。其中，檢測(cè)單元201用于檢測(cè)電源21輸出線路上的電壓、電流等信號(hào)，通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算方法獲得電源21的負(fù)載導(dǎo)納的模值和相位等參數(shù)，并向第一控制單元202發(fā)送檢測(cè)信號(hào)。第一控制單元202根據(jù)該檢測(cè)信號(hào)，計(jì)算出電源21的