射頻電源系統(tǒng)和利用射頻電源系統(tǒng)進行阻抗匹配的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種射頻電源系統(tǒng)，該射頻電源系統(tǒng)包括射頻電源、電連接在所述射頻電源與等離子體腔室之間的自動阻抗匹配器，其中，所述射頻電源的頻率能夠在最小預(yù)定頻率和最大預(yù)定頻率之間調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)所述射頻電源的頻率以及通過所述自動阻抗匹配器調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗能夠使得匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與所述射頻電源的恒定輸出阻抗相等。本發(fā)明還提供一種利用射頻電源系統(tǒng)進行阻抗匹配的方法。利用本發(fā)明所提供的射頻電源系統(tǒng)可以在較短的時間內(nèi)即可達到阻抗匹配。
【專利說明】射頻電源系統(tǒng)和利用射頻電源系統(tǒng)進行阻抗匹配的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及阻抗匹配【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種射頻電源系統(tǒng)和一種利用該射 頻電源系統(tǒng)進行阻抗匹配的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 典型的射頻等離子發(fā)生裝置中，恒定輸出阻抗的射頻電源10產(chǎn)生固定頻率的射 頻波，為等離子體腔室30提供射頻功率，以激發(fā)產(chǎn)生用于刻蝕或用于其它工藝的等離子 體。其中射頻發(fā)生器的恒定輸出阻抗通常為50Ω，產(chǎn)生的固定頻率通常為13. 56MHz。通常 情況下，等離子體腔室30的非線性負載阻抗與射頻電源10的恒定輸出阻抗并不相等，所 以，在射頻電源10與等離子體腔室30之間會存在比較嚴(yán)重的阻抗失配，從而使得位于射頻 電源10與等離子體腔室30之間的射頻傳輸線上存在較大的反射功率，造成射頻電源10產(chǎn) 生的功率無法全部輸送給等離子體腔室30。
[0003] 為了解決這一問題，現(xiàn)有技術(shù)中通常在射頻電源10與等離子腔室之間設(shè)置一個 自動阻抗匹配器20,如圖1所示。該自動阻抗匹配器20包括阻抗傳感器22、控制器21以 及執(zhí)行機構(gòu)23,其中執(zhí)行機構(gòu)23中進一步包括匹配網(wǎng)絡(luò)中的可變阻抗元件以及改變可變 阻抗元件值的驅(qū)動裝置。這里所提到的匹配網(wǎng)絡(luò)是指由可變阻抗元件以及等離子體腔室30 的非線性負載阻抗組成的網(wǎng)絡(luò)。阻抗傳感器22檢測位于自動阻抗匹配器20與射頻電源10 之間的射頻傳輸線上的電壓、電流、前向功率以及反向功率等參數(shù)，為控制器21提供匹配 控制算法所需要的輸入量。該輸入量通常是根據(jù)電壓、電流、前向功率以及反向功率等參數(shù) 進一步計算出的參數(shù)。其中，反向功率即前面所介紹的反射功率，同時阻抗傳感器22還用 于檢測匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗，輸出給控制器21?？刂破?1根據(jù)阻抗傳感器22提供的輸入 量以及匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗，通過某種匹配控制算法，及刪除可變阻抗元件的調(diào)整量，并輸 出給執(zhí)行機構(gòu)23中的驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置根據(jù)來自控制器21的調(diào)整量改變可變阻抗元件 的阻抗，從而使得匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與射頻電源10的恒定輸出阻抗相等，即，達到阻抗 匹配。這樣，射頻傳輸線上的反射功率為零，射頻發(fā)生器產(chǎn)生的功率全部輸送到了等離子體 腔室30。
[0004] 由于可調(diào)元件較少，整個匹配系統(tǒng)的匹配范圍較窄，若選用可變范圍大的元件，響 應(yīng)速度較慢，且成本較高。因此，如何調(diào)高阻抗匹配系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍以及提高阻抗匹配系統(tǒng) 的響應(yīng)速度成為本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種射頻電源系統(tǒng)和一種利用該射頻電源系統(tǒng)進行阻抗 匹配的方法，所述射頻電源系統(tǒng)可以快速完成阻抗匹配。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個方面，提供一種射頻電源系統(tǒng)，該射頻電源 系統(tǒng)包括射頻電源和電連接在所述射頻電源與等離子體腔室之間的自動阻抗匹配器，其 中，所述射頻電源的頻率能夠在最小預(yù)定頻率和最大預(yù)定頻率之間調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)所述射 頻電源的頻率以及通過所述自動阻抗匹配器調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗能夠使得匹配網(wǎng)絡(luò) 的輸入阻抗與所述射頻電源的恒定輸出阻抗相等。
[0007] 優(yōu)選地，所述自動阻抗匹配器包括阻抗傳感器、控制器和執(zhí)行機構(gòu)，所述阻抗傳感 器用于檢測所述執(zhí)行機構(gòu)的初始阻抗以及所述射頻電源的初始頻率，并將所述執(zhí)行機構(gòu)的 初始阻抗以及所述射頻電源的初始頻率發(fā)送給所述控制器，所述控制器能夠根據(jù)所述執(zhí)行 機構(gòu)的初始阻抗、所述射頻電源的初始頻率以及所述等離子體腔室的等效阻抗計算所述匹 配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗，并且根據(jù)該初始輸入阻抗調(diào)節(jié)所述射頻電源的頻率以及控制執(zhí)行 機構(gòu)的阻抗。
[0008] 優(yōu)選地，所述執(zhí)行機構(gòu)包括阻抗可調(diào)元件和可調(diào)匝數(shù)比的變壓器，通過調(diào)節(jié)該變 壓器的匝數(shù)比能夠調(diào)節(jié)所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗的阻抗值的實部，通過調(diào)節(jié)所述阻抗可調(diào) 元件的阻抗能夠調(diào)節(jié)所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗的阻抗值的虛部。
[0009] 優(yōu)選地，所述阻抗可調(diào)元件包括第一電容和電感，該第一電容和電感與所述等離 子體腔室串聯(lián)，所述第一電容為可調(diào)電容，和/或所述電感為可調(diào)電感。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一電容和所述電感均串聯(lián)在所述變壓器的輸入端。
[0011] 優(yōu)選地，所述阻抗可調(diào)元件均設(shè)置在所述變壓器的輸出端，且所述阻抗可調(diào)元件 包括第二電容和第三電容，所述第二電容為可調(diào)電容，且該第二電容與所述等離子體腔室 并聯(lián)，所述第三電容與所述等離子體腔室串聯(lián)。
[0012] 作為本發(fā)明的另一個方面，提供一種利用射頻電源系統(tǒng)進行阻抗匹配的方法，所 述的射頻電源系統(tǒng)射頻電源、電連接在所述射頻電源與等離子體腔室之間的自動阻抗匹配 器，其中，所述射頻電源的頻率能夠在最小預(yù)定頻率和最大預(yù)定頻率之間調(diào)節(jié)，所述自動阻 抗匹配方法包括：
[0013] 步驟100、利用自動阻抗匹配器檢測獲取預(yù)先確定的等離子體腔室的等效阻抗，并 計算匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗；
[0014] 步驟200、調(diào)節(jié)所述射頻電源的頻率，并利用所述自動阻抗匹配器調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的 輸入阻抗，以使得所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與所述射頻電源的恒定輸出阻抗相等。
[0015] 優(yōu)選地，所述自動阻抗匹配器包括阻抗傳感器、控制器和執(zhí)行機構(gòu)；
[0016] 所述步驟100包括利用所述阻抗傳感器檢測所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗以及 所述射頻電源的初始頻率，并將所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗以及所述射頻電源的初始頻 率發(fā)送給所述控制器，利用所述控制器計算所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗；
[0017] 所述步驟200包括利用所述控制器根據(jù)所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗調(diào)節(jié)所述 射頻電源的頻率以及控制執(zhí)行機構(gòu)的阻抗。
[0018] 優(yōu)選地，所述執(zhí)行機構(gòu)包括阻抗可調(diào)元件和可調(diào)匝數(shù)比的變壓器；
[0019] 所述步驟200包括：
[0020] 步驟210、調(diào)節(jié)所述變壓器的匝數(shù)比，以使得所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗的阻抗值的 實部等于所述射頻電源的恒定輸出阻抗；
[0021] 步驟220、調(diào)節(jié)所述阻抗可調(diào)元件的阻抗和所述射頻電源的頻率，以使所述匹配網(wǎng) 絡(luò)的輸入阻抗的阻抗值的虛部為零。
[0022] 優(yōu)選地，所述步驟220包括：
[0023] 步驟221、根據(jù)所述匹配初始阻抗和所述射頻電源的初始射頻之間的關(guān)系確定當(dāng) 所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與所述射頻電源的恒定輸出阻抗相等時所述射頻電源的匹配頻 率；
[0024] 步驟222、對所述阻抗可調(diào)元件進行調(diào)節(jié)，以使得所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與所述 射頻電源的恒定輸出阻抗相等。
[0025] 在本發(fā)明中，自動阻抗匹配器可以調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗。與現(xiàn)有技術(shù)中相似， 自動阻抗匹配器也可以包括阻抗可調(diào)元件，通過調(diào)節(jié)阻抗可調(diào)元件的阻抗來調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò) 的輸入阻抗。通過調(diào)節(jié)射頻電源的頻率與自動阻抗匹配器對匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)相結(jié)合，可以 增加整個射頻電源系統(tǒng)的匹配范圍。并且，在利用本發(fā)明所提供的射頻電源系統(tǒng)進行自動 阻抗匹配時，可以無需增加自動阻抗匹配器中阻抗可調(diào)元件的調(diào)節(jié)范圍，從而使得在較短 的時間內(nèi)即可達到阻抗匹配。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0027] 圖1是現(xiàn)有的射頻自動阻抗匹配器的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2是本發(fā)明所述的射頻電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3是本發(fā)明所述的射頻電源系統(tǒng)的第一種實施方式的示意圖；
[0030] 圖4是本發(fā)明所述的射頻電源系統(tǒng)的第二種實施方式的示意圖；
[0031] 圖5是本發(fā)明所述的射頻電源系統(tǒng)的第三種實施方式的示意圖；
[0032] 圖6是本發(fā)明所述的射頻電源系統(tǒng)的第四種實施方式的示意圖；
[0033] 圖7是本發(fā)明所述的射頻電源系統(tǒng)的第五種實施方式的示意圖；
[0034] 圖8是本發(fā)明所述的利用該射頻電源系統(tǒng)進行阻抗匹配的方法的流程圖；
[0035] 圖9是展示圖8中所述的方法中的步驟200的流程圖。
[0036] 附圖標(biāo)記說明
[0037] 10:射頻電源 20:自動阻抗匹配器
[0038] 21 :控制器 22 :阻抗傳感器
[0039] 23 :執(zhí)行機構(gòu) 30 :等離子體腔室
[0040] 23a:變壓器 23b :阻抗可調(diào)元件
[0041] 231b:電感 232b :第一電容
[0042] 233b:第二電容234b:第三電容

【具體實施方式】
[0043] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0044] 如圖2所示，作為本發(fā)明的一個方面，提供一種射頻自動匹配系統(tǒng)，該射頻自動匹 配系統(tǒng)包括射頻電源10、等離子體腔室30和電連接在射頻電源10與等離子體腔室30之 間的自動阻抗匹配器20,其中，射頻電源10的頻率能夠在最小預(yù)定頻率f min和最大預(yù)定頻 率fmax之間調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)射頻電源10的頻率，以及通過自動阻抗匹配器20調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò) 的輸入阻抗能夠使得匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與射頻電源10的恒定輸出阻抗相等（即，阻抗匹 配)。
[0045] 在本發(fā)明中，自動阻抗匹配器20可以調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗。與現(xiàn)有技術(shù)中相 似，自動阻抗匹配器20也可以包括阻抗可調(diào)元件，通過調(diào)節(jié)阻抗可調(diào)元件的阻抗來調(diào)節(jié)匹 配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗。通過將調(diào)節(jié)射頻電源10的頻率與自動阻抗匹配器20對匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào) 節(jié)相結(jié)合，可以增加整個射頻電源系統(tǒng)的匹配范圍。并且，在利用本發(fā)明所提供的射頻電源 系統(tǒng)進行自動阻抗匹配時，可以無需增加自動阻抗匹配器20中阻抗可調(diào)元件的調(diào)節(jié)范圍， 從而使得在較短的時間內(nèi)即可達到阻抗匹配。
[0046] 此外，在本發(fā)明中，可以通過數(shù)字調(diào)節(jié)的方式調(diào)節(jié)射頻電源10的頻率。即，通過控 制器對射頻電源10進行設(shè)定，即可調(diào)整射頻電源10的頻率。
[0047] 通常，通過機械調(diào)節(jié)的形式調(diào)節(jié)阻抗可調(diào)元件的阻抗。即，通常可調(diào)元件包括可調(diào) 電容和可調(diào)電感。可調(diào)電容包括電容量調(diào)節(jié)裝置，可調(diào)電感包括電感量調(diào)節(jié)裝置，在這種情 況下，自動阻抗匹配器20還包括與可調(diào)電容的電容量調(diào)節(jié)裝置相連的電容調(diào)節(jié)電機以及 與可調(diào)電感的電感調(diào)節(jié)裝置相連的電感調(diào)節(jié)電機?？梢酝ㄟ^電容調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)可 調(diào)電容的電容量，可以通過電感調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)可調(diào)電感的電感值。
[0048] 而數(shù)字調(diào)節(jié)的速度比機械調(diào)節(jié)的速度快，因此，本發(fā)明中，利用頻率可調(diào)的射頻電 源以及自動阻抗匹配器20可以進一步縮短阻抗匹配所需的時間。
[0049] 由于射頻電源的調(diào)節(jié)范圍較大，因此，在利用本發(fā)明所提供的射頻電源進行自動 阻抗匹配時，可以先調(diào)節(jié)射頻電源的頻率，以將匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗調(diào)節(jié)至匹配阻抗附近， 然后通過微調(diào)自動阻抗匹配器，使匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與射頻電源10的恒定輸出阻抗相 等，從而可以進一步縮短阻抗匹配所需的時間。
[0050] 本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，可以單獨控制射頻電源10的頻率。例如，可以在 所述射頻電源系統(tǒng)中設(shè)置單獨控制射頻電源的頻率的控制面板。
[0051] 或者，可以利用自動阻抗匹配器20實現(xiàn)對射頻電源10的頻率的控制，從而便于實 現(xiàn)自動阻抗匹配。并且，在本發(fā)明中，對自動阻抗匹配器20的具體結(jié)構(gòu)并沒有特殊限制，只 要可以調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗即可。具體地，如圖2所示，自動阻抗匹配器20可以包括阻抗 傳感器22、控制器21和執(zhí)行機構(gòu)23,阻抗傳感器22用于檢測執(zhí)行機構(gòu)初始阻抗以及射頻 電源10的初始頻率，并將執(zhí)行機構(gòu)的初始阻抗以及射頻電源10的初始頻率發(fā)送給控制器 21?？刂破?1可以根據(jù)等離子體腔室30的等效阻抗、執(zhí)行機構(gòu)23的初始阻抗以及射頻電 源10的初始頻率計算所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗。隨后控制器21可以根據(jù)計算得到的 所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗調(diào)節(jié)射頻電源10的頻率以及控制執(zhí)行機構(gòu)23的阻抗，以達 到阻抗匹配。
[0052] 通常，所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗Z的形式為Z=Za+Zb，其中，Z a為輸入阻抗Z的實 部，Zb為輸入阻抗Z的虛部。實現(xiàn)阻抗匹配后，需要滿足輸入阻抗Z的實部Z a為射頻電源 10的恒定輸出阻抗，而輸入阻抗Z的虛部Zb為零。
[0053] 因此，在利用本發(fā)明所提供的射頻電源系統(tǒng)實現(xiàn)自動阻抗匹配時，可以先將匹配 網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗的實部Z a調(diào)節(jié)至射頻電源10的恒定輸出阻抗，再將匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗 的虛部Zb調(diào)節(jié)為零。
[0054] 作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，執(zhí)行機構(gòu)23可以包括可調(diào)匝數(shù)比的變壓器23a和阻 抗可調(diào)元件23b?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)變壓器23a的匝數(shù)比可以將匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗的阻抗值 的實部Za調(diào)節(jié)至射頻電源10的恒定輸出阻抗。
[0055] 通過調(diào)節(jié)阻抗可調(diào)元件23b的阻抗可以將匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗的阻抗值的虛部Zb 調(diào)節(jié)為零。
[0056] 在本發(fā)明中，對阻抗可調(diào)元件23b的具體結(jié)構(gòu)并沒有特殊限定，只要可以將匹配 網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗的虛部調(diào)節(jié)為零即可，例如，如圖3至圖6中所示，阻抗可調(diào)元件23b包括 第一電容232b和電感231b，該第一電容232b和電感231b與所述等離子體腔室30串聯(lián)，第 一電容232b為可調(diào)電容，和/或電感231b為可調(diào)電感。
[0057] 下面通過具體的實施方式介紹可調(diào)匝數(shù)比的變壓器23a的工作原理。
[0058] 如圖3所示，在本發(fā)明所提供的射頻電源系統(tǒng)的第一種實施方式中，第一電容 232b為可調(diào)電容，電感23Ib為固定電感（S卩，電感值不可調(diào))，阻抗可調(diào)元件23b包括第一電 容232b和電感231b，該第一電容232b和電感231b與所述等離子體腔室30串聯(lián)，所述第一 電容232b為可調(diào)電容。設(shè)定此時等離子體腔室30的等效阻抗為R+jX。
[0059] 因此，圖中變壓器右側(cè)部分的輸入阻抗為：

【權(quán)利要求】
1. 一種射頻電源系統(tǒng)，該射頻電源系統(tǒng)包括射頻電源和電連接在所述射頻電源與等離 子體腔室之間的自動阻抗匹配器，其特征在于，所述射頻電源的頻率能夠在最小預(yù)定頻率 和最大預(yù)定頻率之間調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)所述射頻電源的頻率以及通過所述自動阻抗匹配器調(diào) 節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗能夠使得匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與所述射頻電源的恒定輸出阻抗相 等。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻電源系統(tǒng)，其特征在于，所述自動阻抗匹配器包括阻抗 傳感器、控制器和執(zhí)行機構(gòu)，所述阻抗傳感器用于檢測所述執(zhí)行機構(gòu)的初始阻抗以及所述 射頻電源的初始頻率，并將所述執(zhí)行機構(gòu)的初始阻抗以及所述射頻電源的初始頻率發(fā)送給 所述控制器，所述控制器能夠根據(jù)所述執(zhí)行機構(gòu)的初始阻抗、所述射頻電源的初始頻率以 及所述等離子體腔室的等效阻抗計算所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗，并且根據(jù)該初始輸入 阻抗調(diào)節(jié)所述射頻電源的頻率以及控制執(zhí)行機構(gòu)的阻抗。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻電源系統(tǒng)，其特征在于，所述執(zhí)行機構(gòu)包括阻抗可調(diào)元 件和可調(diào)匝數(shù)比的變壓器，通過調(diào)節(jié)該變壓器的匝數(shù)比能夠調(diào)節(jié)所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗 的阻抗值的實部，通過調(diào)節(jié)所述阻抗可調(diào)元件的阻抗能夠調(diào)節(jié)所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗的 阻抗值的虛部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻電源系統(tǒng)，其特征在于，所述阻抗可調(diào)元件包括第一電 容和電感，該第一電容和電感與所述等離子體腔室串聯(lián)，所述第一電容為可調(diào)電容，和/或 所述電感為可調(diào)電感。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻電源系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電容和所述電感均串 聯(lián)在所述變壓器的輸入端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻電源系統(tǒng)，其特征在于，所述阻抗可調(diào)元件均設(shè)置在所 述變壓器的輸出端，且所述阻抗可調(diào)元件包括第二電容和第三電容，所述第二電容為可調(diào) 電容，且該第二電容與所述等離子體腔室并聯(lián)，所述第三電容與所述等離子體腔室串聯(lián)。
7. -種利用射頻電源系統(tǒng)進行阻抗匹配的方法，所述的射頻電源系統(tǒng)射頻電源、電連 接在所述射頻電源與等離子體腔室之間的自動阻抗匹配器，其特征在于，所述射頻電源的 頻率能夠在最小預(yù)定頻率和最大預(yù)定頻率之間調(diào)節(jié)，所述自動阻抗匹配方法包括： 步驟100、利用自動阻抗匹配器檢測獲取預(yù)先確定的等離子體腔室的等效阻抗，并計算 匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗； 步驟200、調(diào)節(jié)所述射頻電源的頻率，并利用所述自動阻抗匹配器調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入 阻抗，以使得所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與所述射頻電源的恒定輸出阻抗相等。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述自動阻抗匹配器包括阻抗傳感器、控 制器和執(zhí)行機構(gòu)； 所述步驟100包括利用所述阻抗傳感器檢測所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗以及所述 射頻電源的初始頻率，并將所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗以及所述射頻電源的初始頻率發(fā) 送給所述控制器，利用所述控制器計算所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗； 所述步驟200包括利用所述控制器根據(jù)所述匹配網(wǎng)絡(luò)的初始輸入阻抗調(diào)節(jié)所述射頻 電源的頻率以及控制執(zhí)行機構(gòu)的阻抗。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述執(zhí)行機構(gòu)包括阻抗可調(diào)元件和可調(diào) 匝數(shù)比的變壓器； 所述步驟200包括： 步驟210、調(diào)節(jié)所述變壓器的匝數(shù)比，以使得所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗的阻抗值的實部 等于所述射頻電源的恒定輸出阻抗； 步驟220、調(diào)節(jié)所述阻抗可調(diào)元件的阻抗和所述射頻電源的頻率，以使所述匹配網(wǎng)絡(luò)的 輸入阻抗的阻抗值的虛部為零。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述步驟220包括： 步驟221、根據(jù)所述匹配初始阻抗和所述射頻電源的初始射頻之間的關(guān)系確定當(dāng)所述 匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與所述射頻電源的恒定輸出阻抗相等時所述射頻電源的匹配頻率； 步驟222、對所述阻抗可調(diào)元件進行調(diào)節(jié)，以使得所述匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗與所述射頻 電源的恒定輸出阻抗相等。
【文檔編號】H05H1/46GK104349567SQ201310322341
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】張璐 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司