本发明专利技术涉及一种阻抗匹配装置。该阻抗匹配装置与等离子体负载进行阻抗匹配。该阻抗匹配装置包括：第一频率阻抗匹配电路单元，该第一频率阻抗匹配电路单元工作在第一频率，向等离子体负载传送第一频率RF功率源单元的输出；以及第二频率阻抗匹配电路单元，该第二频率阻抗匹配电路单元工作在高于第一频率的第二频率，向等离子体负载传送第二频率RF功率源单元的输出。其中，第一频率阻抗匹配电路单元包括T型匹配电路，并且第二频率阻抗匹配电路单元包括标准L型匹配电路或Π型匹配电路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种阻抗匹配装置，更具体的，涉及一种双频阻抗匹配装置。
技术介绍
传统上，电容耦合等离子体设备已用于半导体制造工艺或平板显示器制造工艺。通过将具有不同频率的射频(RF)功率连接到电极可提高等离子体工艺的特性。双频阻抗匹配装置向等离子体负载提供具有两个不同频率的RF功率。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种双频阻抗匹配装置，该双频阻抗匹配装置可提供没有干扰的宽匹配范围。 在本专利技术的一方面中提供用于与等离子体负载进行阻抗匹配的阻抗匹配装置。所述阻抗匹配装置可包括第一频率阻抗匹配电路单元和第二频率阻抗匹配电路单元。所述第一频率阻抗匹配电路单元工作在第一频率，设置为向等离子体负载传送第一频率RF功率源单元的输出；第二频率阻抗匹配电路单元工作在高于所述第一频率的第二频率，设置为向等离子体负载传送第二频率RF功率源单元的输出。所述第一频率阻抗匹配电路单元包括T型匹配电路，并且所述第二频率阻抗匹配电路单元包括标准L型匹配电路或n型匹配电路。在本专利技术的实施例中，所述T型匹配电路可包括第一可变电容器、第二可变电容器和第一电感器。所述第一可变电容器连接至接收所述第一频率RF功率源单元的功率的输入端Nun ;所述第二可变电容器一端连接至所述第一可变电容器，且另一端连接至输出所述第一频率RF功率源单元的功率的输出端Num ;所述第一电感器一端连接至所述第一可变电容器和所述第二可变电容器的连接端，且另一端接地。在本专利技术的实施例中，第一频率可以为0. I"14MHz中的一个频率，以及第二频率可以为1(T200MHz中的一个频率。在本专利技术的实施例中，所述第一频率阻抗匹配电路单元可进一步包括第一频率输出滤波单元，该第一频率输出滤波单元布置在所述T型匹配电路和所述等离子体负载之间。所述第一频率输出滤波单元可包括固定电容器，所述固定电容器的一端连接至T型阻抗匹配电路的输出端，且另一端连接至等离子体负载；以及并联连接至所述固定电容器的电感器。所述第一频率输出滤波单元可以是通过LC谐振阻断第二频率分量的带阻滤波器。在本专利技术的实施例中，在所述第二频率处，所述第一频率输出滤波器可具有-1000欧姆或更低的电抗。在本专利技术的实施例中，所述T型匹配电路可进一步包括第二电感器，所述第二电感器耦合于所述连接端和所述第二可变电容器之间。在本专利技术的实施例中，所述T型匹配电路可进一步包括固定电容器，所述固定电容器一端连接至输出端n_t，且另一端接地。在本专利技术的实施例中，阻抗匹配装置可进一步包括第一频率输入滤波单元，所述第一频率输入滤波单元布置在所述第一频率阻抗匹配电路单元和所述第一频率RF功率源单元之间。所述第一频率输入滤波单元可包括电感器，其布置在所述第一频率RF功率源单元的输出端和所述T型匹配电路的输入端之间；第一固定电容器，其一端连接至所述第一频率RF功率源单元的输出端，且另一端接地；以及第二固定电容器，其一端连接至所述第二 T型匹配电路的所述输入端，且 另一端接地。在本专利技术的实施例中，所述标准L型匹配电路可包括第一可变电容器，其耦合于接收所述第二频率RF功率源单元的功率的输入端Nhin和地之间；以及第二可变电容器，其具有一端连接至所述输入端Nhin,且另一端连接至传送所述第二频率RF功率源单元的所述功率的输出端Nhott。在本专利技术的实施例中，所述第二频率阻抗匹配电路单元可进一步包括第二频率输出滤波单元，所述第二频率输出滤波单元布置在所述标准L型匹配电路和所述等离子体负载之间。所述第二频率输出滤波单元可包括固定电容器，所述固定电容器布置在所述标准L型匹配电路的输出端和所述等离子体负载之间。所述第二频率输出滤波单元可以是使所述第二频率分量通过的高通滤波器，并且在所述第一频率处，所述第二频率输出滤波单元的阻抗绝对值可以为1000欧姆或更大。在本专利技术的实施例中，所述第二频率匹配电路单元可进一步包括第二频率输入滤波单元，所述第二频率输入滤波单元布置在所述标准L型匹配电路的输入端和所述第二频率RF功率源单元的输出端之间。所述第二频率输入滤波单元可包括第一电容器，其一端连接至所述第二频率RF功率源单元的输出端；第二电容器，其一端连接至所述第二频率匹配电路单元的输入端，且另一端连接至所述第一电容器的另一端；以及电感器，其一端连接至所述第一电容器和所述第二电容器的连接端N9，且另一端接地。在本专利技术的实施例中，所述标准L型匹配电路可进一步包括电感器，所述电感器串联连接至所述第二可变电容器，并且所述电感器一端连接至所述输入端。在本专利技术的实施例中，所述标准L型匹配电路可进一步包括电感器，所述电感器串联连接至所述第一可变电容器，并且所述电感器一端接地。附图说明结合附图和与之相随的详细说明将更加直观地了解本专利技术。本专利技术描述的实施例以示例而非限制形式提供，其中相同的附图标记指代同一或类似部件。附图并非用于度量，相反，重点在于对本专利技术方面进行说明。图I至图3分别表示标准L型匹配电路、该标准L型匹配电路的史密斯圆图以及该匹配电路的等效电路图。图4和图5分别表示反向L型匹配电路和该反向L型匹配电路的史密斯圆图。图6和图7分别表示T型匹配电路和该T型匹配电路的史密斯圆图。图8和图9分别表示标准L型匹配电路和该标准L型匹配电路的史密斯圆图。图10和图11分别表示n型匹配电路和该n型匹配电路的史密斯圆图。图12表示根据本专利技术实施例的阻抗匹配装置。图13至图15分别表示根据本专利技术其它实施例的T型匹配电路。图16和图17分别示出根据本专利技术实施例的第一频率输出滤波器的阻抗的绝对值和相位。图18至图20表示根据本专利技术其它实施例的标准L型匹配电路。图21至图24表示图12中阻抗匹配电路的散射矩阵(S)参数的特性。图25表示根据本专利技术另一实施例的n型匹配电路。具体实施例方式下面将参考附图更全面地对本专利技术进行描述。其中，附图示出本专利技术的优选实施例。然而，本专利技术在此可以多种不同的形式展现。当然，提供这些实施例将使本专利技术更加详尽和完整，并且将充分地向本领域技术人员传达本专利技术的范围。在附图中，相同的数字指代同一附图标记。 图I至图3分别表示标准L型匹配电路、该标准L型匹配电路的史密斯圆图以及该匹配电路的等效电路图。根据图I和图2，第一可变电容器(Cl) 11耦合于输入端Nin和地之间。第二可变电容器(C2)13串联耦合于输入端Nin和输出端Ntm之间。电感器13的电感可以为IOii H。当向输入端Nin提供的频率为2MHz时，电感器13的电感为Iu H，第一可变电容器11的电容为100-1000pF，且第二可变电容器12的电容为50-500pF，史密斯圆图中的“A”区域表示能够满足电路的匹配条件的负载阻抗范围。因此，在频率为2MHz处，第一可变电容器11和第二可变电容器12的电容在关于任何负载均可实现阻抗匹配方面受限制。通常，标准L型匹配电路由于其容易控制而被经常使用。当负载阻抗的实部为50欧姆或更大时，标准L型匹配电路不能提供阻抗匹配。根据图3，针对任何负载(Zfr+jx)，存在两个满足匹配的解，串联连接元件的电抗Xs和并联连接元件的电抗Xp由以下等式(I)给出等式(I)Xs =+/-'//'(Zk -厂)—X(两种符号不分先后顺序)另一个解Xp由以下等式(2)给出等式(2)JL p =本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：金宰显，李相元，李容官，
申请(专利权)人：株式会社普来马特，
类型：发明
国别省市：
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