一种射频自动阻抗匹配器及其实现方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种射频自动阻抗匹配器实现方法，在控制器与负载接地电容之间设置一个用于控制负载接地电容的驱动装置；控制器获取当前的工艺条件，根据预先确定并存储的不同工艺条件下对应的最优负载接地电容值，确定与所述工艺条件对应的最优负载接地电容值；所述控制器控制所述驱动装置将所述负载接地电容的当前值调整为所述确定的最优负载接地电容值。本发明专利技术实施例同时公开了一种射频自动阻抗匹配器。应用本发明专利技术实施例所述的射频自动阻抗匹配器实现方法及射频自动阻抗匹配器，能够将当前的负载接地电容值自动调整为与当前工艺条件对应的最优值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阻抗匹配技术，特别涉及一种射频自动阻抗匹配器及其实现 方法。
技术介绍
在典型的射频(RF， Radio Frequency )等离子体发生装置中，恒定输出阻 抗的RF发生器产生固定频率的RF波，为等离子体腔室提供RF功率，以激发 产生用于刻蚀或用于其它工艺的等离子体。其中，RF发生器的恒定输出阻抗通 常为50Q，产生的固定频率通常为13.56MHz。通常情况下，等离子体腔室的 负载阻抗与RF发生器的恒定输出阻抗并不相等，所以，在RF发生器与等离子 体腔室之间会存在比较严重的阻抗失配，从而使得位于RF发生器与等离子体 腔室之间的RF传输线上存在较大的反射功率，造成RF发生器产生的功率无法 全部输送给等离子体腔室。为解决这一问题，现有技术中在RF发生器与等离子体腔室之间设置一个 射频自动阻抗匹配器，如图1所示，图1为现有射频自动阻抗匹配器组成结构 示意图。其中的负载即代表等离子体腔室的负载阻抗。由图1可见，该射频自 动阻抗匹配器主要由传感器、控制器以及执行机构三部分组成；其中的执行机置。这里所提到的匹配网络是指由可变阻抗元件以及等离子体腔室的负载阻抗 组成的网络。传感器检测位于射频自动阻抗匹配器与RF发生器之间的RF传输 线上的电压、电流、前向功率以及反向功率等参数，提供匹配控制算法所需的 输入量。这里所提到的反向功率即为反射功率。控制器根据传感器提供的输入 量，通过预先确定的匹配控制算法，计算得出可变阻抗元件的调整量，并输出给执行机构中的驱动装置；驱动装置根据接收自控制器的调整量改变可变阻抗元件的阻抗值，从而使得匹配网络的输入阻抗与RF发生器的恒定输出阻抗相等，即达到阻抗匹配。这样，RF传输线上的发射功率为零，RF发生器产生的功率全部输送到了等离子体腔室。如图1所示，在现有的射频自动阻抗匹配器中，除了执行机构内包括的受驱动装置驱动能够改变自身阻抗值的可变阻抗元件外，通常还会在负载输出端和地之间串接一可变电容C3,作为负载接地电容。该负载接地电容从结构上说位于射频自动阻抗匹配器内。通过改变负载接地电容的值，可以将负载阻抗调整至射频自动阻抗匹配器的匹配范围中，以使得射频自动阻抗匹配器能够自动匹配。 一般情况下，在负载阻抗不跳出射频自动阻抗匹配器的匹配范围的情况下，负载接地电容值一经确定，就不会再作改动。虽然通过调整负载接地电容的值可以实现阻抗匹配，但是在实际应用中，现有的负载接地电容调整方式也带来了 一系列的问题，比如首先，为了保证工艺处理的速度以及准确度，射频自动阻抗匹配器必须能在多种工艺条件下实现快速、精确匹配。负载接地电容值的确定，需要建立在多项工艺实验的结果和个人经验的基础上，只有经过了多项工艺实验的验证，才能保证该项工艺下，射频自动阻抗匹配器可以正常工作，即可以完成阻抗匹配。而用户要求的工艺结果决定了工艺条件， 一旦当其它条件发生变化，导致某项工艺下的负载阻抗跳出射频自动阻抗匹配器的匹配范围时，如果要保证与之前同样的工艺结果，比如，要求刻蚀出的线条深度一样等，就需要调整负栽接地电容值，以便将负载阻抗再次调整至射频自动阻抗匹配器的匹配范围内，使得射频自动阻抗匹配器仍旧可以快速、精确地匹配。调整负载接地电容虽然能够解决上述问题，但是需要在该工艺条件下进行大量的实验，并且需要重新验证在其它工艺条件下，调整后的负载接地电容值是否仍然使用，即，当负栽接地电容设置为当前值时，在其它工艺条件下，是否也能够正确地完成阻抗匹配。另外，虽然负载接地电容值在一定范围内可变，但是当需要改变负载接地电容的值时，需要在射频自动阻抗匹配器外部由用户进行手动调整，所以不可能作到实时，只能根据实际工艺步骤进行调整。再有，按照现有技术确定出的负载接地电容值，虽然经过了各项工艺实验的验证，但该值只是综合了各项工艺条件，权衡利弊后，选择的一个"中间值"，而不是适合于特定工艺条件下的"最优值"。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种射频自动阻抗匹配器，能够根据工艺条件的变化，自动将当前负载接地电容的值调整为适合当前工艺条件的最优值。本专利技术实施例提供一种射频自动阻抗匹配器实现方法，能够根据工艺条件的变化，自动将当前负载接地电容的值调整为适合当前工艺条件的最优值。本专利技术实施例的技术方案是这样实现的一种射频自动阻抗匹配器，包括传感器以及执行机构，所述射频自动阻抗匹配器还包括控制器、驱动装置以及负载接地电容；所述控制器，用于获取当前的工艺条件，根据预先确定并存储的不同工艺条件下对应的最优负载接地电容值，确定与所述当前工艺条件对应的最优负载接地电容值，并控制所述驱动装置将所述负载接地电容的当前值调整为所述确定的最优负载接地电容值；所述驱动装置，用于在所述控制器的控制下，将所述负载接地电容的当前值调整为所述控制器确定的最优负载接地电容值；所述负载接地电容，用于在所述驱动装置的控制下，改变自身电容值。一种射频自动阻抗匹配器实现方法，在控制器与负载接地电容之间设置一个用于控制负载接地电容的驱动装置；该方法包括控制器获取当前的工艺条件，根据预先确定并存储的不同工艺条件下对应的最优负载接地电容值，确定与所述当前工艺条件对应的最优负载接地电容值；所述控制器控制所述驱动装置将所述负栽接地电容的当前值调整为所 述确定的最优负载接地电容值。可见，采用本专利技术实施例的技术方案，在控制器与负载接地电容之间设置一个用于控制负载接地电容的驱动装置；当需要进行阻抗匹配时，控制器 获取当前的工艺条件，根据预先确定并存储的不同工艺条件下对应的最优负 载接地电容值，确定与当前工艺条件对应的最优负载接地电容值，并控制驱 动装置将负载接地电容的当前值调整为所确定的最优负载接地电容值。与现 有技术相比，本专利技术实施例所述方案中，能够根据工艺条件的变化，自动将 当前负载接地电容的值调整为适合当前工艺条件的最优值。附图说明图1为现有射频自动阻抗匹配器组成结构示意图。图2为本专利技术射频自动阻抗匹配器实施例的组成结构示意图。图3为本专利技术实施例中控制器的组成结构示意图。图4为本专利技术射频自动阻抗匹配器实现方法实施例的流程图。具体实施例方式为解决现有技术中存在的问题，本专利技术实施例中提出 一 种新的射频自动 阻抗匹配器及其实现方法，即，在控制器与负载接地电容之间设置一个用于 控制负载接地电容的驱动装置；当需要进行阻抗匹配时，控制器获取当前的 工艺条件，根据预先确定并存储的不同工艺条件下对应的最优负载接地电容 值，确定与该工艺条件对应的最优负载接地电容值；然后，控制器控制驱动 装置将负载接地电容的当前值调整为所确定的最优负载接地电容值。为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实 施例，对本专利技术作进一步地详细说明。图2为本专利技术射频自动阻抗匹配器实施例的组成结构示意图。如图2所 示，该射频自动阻抗匹配器包括控制器201 、驱动装置202以及负载接地电容203;此外，该射频自动阻抗匹配器中进一步包括传感器204以及执行 机构205。其中控制器201,用于获取当前的工艺条件，根据预先确定并存储的不同工 艺条件下对应的最优负载接地电容值，确定与该工艺条件对应的最优负载接 地电容值，并控制驱动装置202将负载接地电容203的当前值调整为确定出 的最优负载接地电容值；驱动装置202本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频自动阻抗匹配器，包括：传感器以及执行机构，其特征在于，所述射频自动阻抗匹配器还包括：控制器、驱动装置以及负载接地电容；　所述控制器，用于获取当前的工艺条件，根据预先确定并存储的不同工艺条件下对应的最优负载接地电容值，确定与所述 当前工艺条件对应的最优负载接地电容值，并控制所述驱动装置将所述负载接地电容的当前值调整为所述确定的最优负载接地电容值；　所述驱动装置，用于在所述控制器的控制下，将所述负载接地电容的当前值调整为所述控制器确定的最优负载接地电容值；　 　所述负载接地电容，用于在所述驱动装置的控制下，改变自身电容值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武晔，
申请(专利权)人：北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]