[发明专利]用于实现阻抗匹配和功率分配的装置及半导体加工设备

说明书

本发明提供了一种用于实现阻抗匹配和功率分配的装置及半导体加工设备。该装置包括一个输入端、至少两个输出端、功率分配电路和阻抗匹配电路，所述输入端用于与射频电源电连接；每个输出端包括用于与外接器件的两端相连的第一端口和第二端口，第二端口为接地端；所述功率分配电路包括与所述输出端一一对应的支路，所述支路的一端作为与之对应的所述输出端的第一端口，支路的另一端与阻抗匹配电路相连，阻抗匹配电路还与输入端相连；每条所述支路上串接有功率分配单元，所述功率分配单元仅包括一个第一可调电容。本发明提供的装置及半导体加工设备，不仅成本低，而且集成度高，体积减少。

技术领域

本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种用于实现阻抗匹配和功率分配的装置及半导体加工设备。

背景技术

半导体设备通常采用射频电源作为等离子体激发源，如物理气相沉积设备、化学气相沉积等，为了实现将射频电源的功率尽可能完全地传递至腔室内，需要在射频电源和反应腔室之间串接阻抗匹配器，以实现射频电源的输入阻抗和输出阻抗相匹配。

图1为典型的半导体设备的结构示意图。请参阅图1，在反应腔室100的顶壁上方设置有分别对应反应腔室100的中心区域和边缘区域的内线圈12和外线圈13，反应腔室还包括阻抗匹配器10和电流分配器，其中，阻抗匹配器10的一端与射频电源11电连接，另一端与电流分配器相连，电流分配器与内线圈12和外线圈13相连，具体地，如图1所示，电流分配器包括电流分配电路，其包括第一支路和第二支路，其中，第一支路上先串接并联的第一电感L1和第一可调电容C1，再与内线圈12的一端相连，最后串接第一阻抗R1后接地；第二支路先与外线圈13的一端相连，再串接第二阻抗R2后接地。其中，上述阻抗匹配器10用于实现射频电源11的输入阻抗和输出阻抗匹配，另外，通过调节第一可调电容C1可以实现将射频电源11输出的功率在内线圈12和外线圈13进行分配调节，以相应地将功率信号耦合至腔室与之对应的中心区域和边缘区域，来激发对应区域的工艺气体而形成等离子体。

图2为图1中电流分配电路的另一种电路图。请参阅图2，电流分配电路同样包括第一支路和第二支路，其中，第一支路先串接第二电感L2、再与内线圈12的一端相连，最后串接第三阻抗R3后接地；第二支路先串接并联的第三电感L3和第二可调电容C2，再与外线圈13的一端相连，最后串接第四阻抗R4后接地。在此情况下，通过调节第二可调电容C2可以实现将射频电源11输出的功率在内线圈12和外线圈13进行分配调节。

由图1和图2可以直接看出：图1中的电流分配电路由第一电感L1、第一可调电容C1、第一阻抗R1和第二阻抗R2组成，其需要4个器件组成；图2中的电流分配电路由第二电感L2、第三阻抗R3、第三电感L3、第二可调电容C2和第四阻抗R4组成，其需要5个器件组成，也就是说，现有的电流分配电路通常需要4～5个电子器件(包括可调电容、电感、阻抗)，元器件较多，成本较高。另外，由于电流分配器和阻抗匹配器10为相互独立的两个部件，比较分散，集成度低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种用于实现阻抗匹配和功率分配的装置及半导体加工设备。

为解决上述问题之一，本发明提供了一种用于实现阻抗匹配和功率分配的装置，其包括一个输入端、至少两个输出端、功率分配电路和阻抗匹配电路，所述输入端用于与射频电源电连接；每个输出端包括用于分别与外接器件的两端相连的第一端口和第二端口，所述第二端口为接地端；所述功率分配电路包括与所述输出端一一对应的支路，所述支路的一端作为与之对应的所述输出端的第一端口；所述支路的另一端与所述阻抗匹配电路相连，所述阻抗匹配电路还与所述输入端相连；每条所述支路上串接有功率分配单元，所述功率分配单元仅包括一个第一可调电容。

优选地，在至少一个所述输出端的第二端口与地之间还串接有第一电容。