基板处理设备以及阻抗匹配方法组成比例

提供一种基板处理设备和阻抗匹配方法。该基板处理设备包括：高频功率源，其用于产生高频功率；处理室，其用于通过使用高频功率来执行等离子体处理；匹配电路，其用于对处理室的变化阻抗进行补偿；以及变压器，其被设置在处理室和匹配电路之间，以减少处理室的阻抗。

【技术实现步骤摘要】

本文中公开的本专利技术涉及，并且更特别地，涉及用于在等离子体处理期间进行阻抗匹配的。
技术介绍
由于在等离子体处理期间使用高频功率来使用等离子体处理基板，所以阻抗匹配是至关重要的。阻抗匹配是:等同地控制在功率的发送终端和接收终端处的阻抗，以便有效地传送功率。等离子体处理需要在提供高频功率的功率源与接收高频功率的室之间的阻抗匹配，以产生和保持等离子体。由于等离子体的阻抗基于不同变量(例如源气体的类型、温度和压力)而确定，所以在处理期间室的阻抗持续变化。因此，在等离子体处理期间阻抗匹配通过具有电容器和电感器的匹配电路而对室的变化阻抗进行补偿。然而，由于当通过对电容量或电感量进行调整而补偿阻抗时存在响应速度的限制，所以在阻抗匹配期间发生了时间延迟。特别地，当在初始处理期间产生等离子体而使室的阻抗剧烈变化时，由于对室阻抗的非足够快响应产生了反射波，因而出现了室中的等离子体的密度偏离和电弧。
技术实现思路
本专利技术提供了一种执行快速阻抗匹配的基板处理设备以及基板处理方法。本专利技术还提供一种在宽频带中的高频功率上执行阻抗匹配的基板处理设备以及基板处理方法。本专利技术实施例提供了基板处理设备，包括:高频功率源，其用于产生高频功率；处理室，其通过使用高频功率来执行等离子体处理；匹配电路，其用于对处理室的变化阻抗进行补偿；以及变压器，其被设置在处理室和匹配电路之间，以减少处理室的阻抗。在一些实施例中，变压器可以是Ruthroff变压器。在其它实施例中，Ruthroff变压器可以是1: 4不平衡-不平衡(unbalanced-to-unbalanced)变压器。在仍其它实施例中，该设备还可以包括:阻抗测量单元，其用于测量处理室的阻抗；反射功率测量单元，其用于测量反射功率；以及控制器，其基于阻抗测量单元和反射功率测量单元的测量值来控制匹配电路。在甚至其它实施例中，匹配电路可以包括彼此平行设置的多个电容器和分别连接到该多个电容器的多个开关；并且控制器基于测量值来产生控制信号；并且匹配电路响应于该控制信号来断开/闭合多个开关。在另外其它实施例中，匹配电路可以是倒L型电路。在另外实施例中，处理室可以包括:壳体，其提供执行等离子体处理的空间；以及等离子体生成器，其通过使用高频功率而向壳体提供等离子体。在仍另外实施例中，等离子体生成器可以是电容耦合等离子体(CCP)生成器，其包括在壳体中彼此间隔开的多个电极。在甚至另外实施例中，高频功率、匹配电路、和变压器可以是多个；高频功率源可以产生不同频率的高频功率；可以将该不同频率施加到该多个电极；并且匹配电路和变压器可以与高频功率所施加到的每个电极相连。在本专利技术的其它实施例中，在通过使用高频功率来执行等离子体处理的基板处理设备中的阻抗匹配方法可以包括:在等离子体处理期间通过变压器来减小处理室的变化阻抗，其中变压器被设置在匹配电路和处理室之间；并且通过匹配电路来对减小的阻抗进行补偿，以执行阻抗匹配。在一些实施例中，变压器可以是1: 4变压器；并且匹配电路可以对变为1/4的处理室阻抗进行补偿，以执行阻抗匹配。附图说明结合附图来提供对本专利技术的进一步理解，附图被纳入本说明书中并构成其一部分。附图示出了本专利技术的示例性实施例，并连同说明书一起用以解释本专利技术的原理。在附图中:图1是基板处理设备的视图；图2是示出根据本专利技术实施例的图1的基板处理设备的图；图3是示出根据本专利技术实施例的图2的匹配电路的电路图；图4是示出根据另一实施例的图2的匹配电路的电路图；图5是示出根据又一实施例的图2的匹配电路的电路图；图6是示出根据实施例的图2的变压器的电路图；图7是示出根据实施例的图6的变压器的俯视图；图8是当连接多个图6的变压器时的视图；图9是示出通过图6的变压器的电流变化的图示；图10是示出通过图6的变压器的电压变化的图示；图11是示出通过图6的变压器的阻抗变化的图示；图12至图14是示出图1的基板处理设备的变型的图；并且图15是示出图14的基板处理设备中的阻抗匹配的图示。具体实施例方式以下将参照附图来更加详细地描述本专利技术的优选实施例。然而，本专利技术可以以不同形式体现，并且不应被解释为受限于本文所阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开是彻底和完整的，并且将本专利技术的范围充分传达给本领域技术人员。在下文中，将描述根据本专利技术的基板处理设备100。基板处理设备100执行处理。等离子体处理可以包括等离子体沉积处理、等离子体蚀刻处理、等离子灰化处理、以及等离子体清洁处理。在例如等离子体处理期间，高频功率被施加到源气体以产生等离子体。当然，除了上面示例之外，基板处理设备100还可以执行各种等离子体处理。此外，本文中的基板包括平板显示器(FPD)和还用于制造在薄膜上具有电路图案的产品的所有基板。图1是基板处理设备100的视图。参照图1，基板处理设备100包括:处理室1000、高频功率源2000、阻抗匹配装置3000、以及传输线110。处理室1000通过使用高频功率来执行等离子体处理。高频功率源2000产生高频功率并且传输线110将高频功率源2000与处理室1000相连，并将高频功率发送到处理室1000。阻抗匹配装置3000与在高频功率源2000和处理室1000之间的阻抗匹配。在下文中，将描述根据本专利技术实施例的基板处理设备100。图2是示出根据本专利技术实施例的图1的基板处理设备100的图。处理室1000包括壳体1100和等离子体生成器1200。壳体1100提供了执行等离子体处理的空间。等离子体生成器1200向壳体1100提供等离子体。等离子体生成器1200将高频功率施加到源气体以产生等离子体。电容耦合等离子体生成器(CCPG) 1200a可以用作等离子体生成器1200。CCPG 1200a可以包括在壳体1100中的多个电极。例如，CCPG 1200a可以包括:第一电极1210和第二电极1220。第一电极1210被设置在壳体1100顶部内侧，而第二电极1220被设置在壳体1100底部内侧。第一电极1210和第二电极1220在竖直方向彼此平行地设置。高频功率通过传输线110而被施加到第一电极1210和第二电极1220中的一个，并且另一个接地。一旦施加了高频功率，就在第一电极1210和第二电极1220之间形成电容性电场。在第一电极1210和第二电极1220之间的源气体通过从该电容性电场接收电能而被电离，并成为等离子体状态。此外，这样的源气体可以从外部的气体供给源(未示出)流至壳体1100。高频功率源2000产生高频功率。此处，高频功率源2000可以以脉冲模式产生高频功率。高频功率源2000可以产生特定频率的高频功率。例如，高频功率源2000可以产生2Mhz、13.56Mhz、或IOOMhz频率的功率。当然，除了上述频率之外，高频功率源2000也可以产生另外频率的高频功率。传输线110将高频功率从高频功率源2000发送到处理室1000。当高频功率以这种方式通过传输线110发送时，如果在其功率的发送终端和接收终端处的阻抗失配，则出现反射波，从而造成反射功率。在高频功率的情况中，在传输处理期间延迟功率出现在非消耗性的电路(例如电容或电容器或电感器)中，使得反射波由于相位差而出现。一旦这样的反射波出现，就会使功率传输效率下降。此外，从高频功率源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板处理设备，包括：高频功率源，其用于产生高频功率；处理室，其用于通过使用所述高频功率来执行等离子体处理；匹配电路，其用于对所述处理室的变化阻抗进行补偿；以及变压器，其被设置在所述处理室和所述匹配电路之间，以便减少所述处理室的阻抗。

【技术特征摘要】
2011.10.31 KR 10-2011-0112415;2011.12.22 KR 10-201.一种基板处理设备，包括: 高频功率源，其用于产生高频功率； 处理室，其用于通过使用所述高频功率来执行等离子体处理； 匹配电路，其用于对所述处理室的变化阻抗进行补偿；以及 变压器，其被设置在所述处理室和所述匹配电路之间，以便减少所述处理室的阻抗。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述变压器是RuthiOfT变压器。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述RuthiOfT变压器是1: 4不平衡-不平衡变压器。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的设备，还包括: 阻抗测量单元，其用于测量所述处理室的阻抗； 反射功率测量单元，其用于测量反射功率；以及 控制器，其用于基于所述阻抗测量单元和所述反射功率测量单元的测量值来控制所述匹配电路。5.根据权利要求4所述的设备，其中， 所述匹配电路包括彼此平行设置的多个电容器和分别连接到所述多个电容器的多个开关; 所述控制器基于所述测量值来产生控制信号；并且 所述匹配电路响应于所述控制信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈鲁秋恩·梅利基扬，孙德铉，朴源泽，成晓星，
申请(专利权)人：细美事有限公司，
类型：发明
国别省市：