[发明专利]匹配装置、匹配方法及半导体加工设备

权利要求书

1.一种匹配装置，包括匹配器，用于使射频电源的输出阻抗与反应腔室的输入阻抗相匹配，其特征在于，还包括固定负载和控制装置，其中，

所述固定负载的阻抗与所述射频电源的输出阻抗相等；

所述控制装置用于按预设时序在匹配模式与固定模式之间进行切换，以实现将射频电源的连续波输出转换成脉冲输出后通过匹配器加载至反应腔室，其中，所述匹配模式为：所述控制装置控制由所述射频电源输出的连续波功率通过所述匹配器加载至所述反应腔室；所述固定模式为：所述控制装置控制由所述射频电源输出的连续波功率加载至所述固定负载。

2.根据权利要求1所述的匹配装置，其特征在于，所述控制装置包括第一开关、第二开关和控制单元，其中，

所述第一开关用于接通或断开所述射频电源与所述匹配器之间的电路；

所述第二开关用于接通或断开所述射频电源与所述固定负载之间的电路；

所述控制单元用于在切换至所述匹配模式时，接通所述第一开关，同时断开所述第二开关；在切换至所述固定模式时，接通所述第二开关，同时断开所述第一开关。

3.根据权利要求2所述的匹配装置，其特征在于，所述第一开关包括继电器、二极管开关或者射频开关；所述第二开关包括继电器、二极管开关或者射频开关。

4.根据权利要求2所述的匹配装置，其特征在于，所述预设时序的设定方式为：根据按工艺所需的脉冲的频率和占空比，分别计算所述第一开关接通所述射频电源与所述匹配器之间的电路的频率和时间，所述第二开关接通所述射频电源与所述固定负载之间的电路的频率和时间。

5.根据权利要求1所述的匹配装置，其特征在于，所述控制装置包括选择开关和控制单元，其中，

所述选择开关用于选择性地将所述射频电源与所述匹配器之间的电路或者所述射频电源与所述固定负载之间的电路接通；

所述控制单元用于在所述匹配模式下，控制所述选择开关将所述射频电源与所述匹配器之间的电路接通；在所述固定模式下，控制所述选择开关将所述射频电源与所述固定负载之间的电路接通。

6.根据权利要求5所述的匹配装置，其特征在于，所述预设时序的设定方式为：根据按工艺所需的脉冲的频率和占空比，分别计算所述选择开关接通所述射频电源与所述匹配器之间的电路的频率和时间，以及接通所述射频电源与所述固定负载之间的电路的频率和时间。

7.根据权利要求2-6任意一项所述的匹配装置，其特征在于，所述匹配装置还包括检测单元，所述检测单元用于实时检测所述射频电源的输入信号和反射功率值，并将其发送至所述控制单元；

所述控制单元用于在所述匹配模式下，根据所述反射功率值和匹配算法进行计算，并根据计算结果控制所述匹配器进行阻抗匹配。

8.根据权利要求7所述的匹配装置，其特征在于，所述匹配器包括可变电容和控制电机，其中，

所述控制电机用于调节所述可变电容的电容值；

所述控制单元基于所述反射功率值和匹配算法进行计算而获得所述可变电容的电容目标值，并控制所述控制电机将所述可变电容的电容值调节至等于所述电容目标值；所述电容目标值为满足所述射频电源的输出阻抗与所述反应腔室的输入阻抗相匹配时，所述可变电容的电容值。

9.一种匹配方法，其特征在于，采用权利要求1-8任意一项所述的匹配装置对射频电源的输出阻抗与反应腔室的输入阻抗进行匹配，包括以下步骤：

S1，在开始当前工艺时，首先进行所述匹配模式，同时控制所述匹配器进行阻抗匹配，直至所述射频电源的输出阻抗与反应腔室的输入阻抗相匹配；

S2，按预设时序在匹配模式与固定模式之间进行切换，同时控制所述匹配器保持当前匹配位置不变，直至完成所述当前工艺；

S3，判断是否需要切换工艺步骤，若是，则进入步骤S1；若否，则关闭所述射频电源；

其中，所述射频电源在整个过程中始终输出连续波功率。

10.一种半导体加工设备，其包括反应腔室、射频电源和匹配装置，所述匹配装置用于对所述射频电源的输出阻抗与所述反应腔室的输入阻抗进行匹配，其特征在于，所述匹配装置采用权利要求1-8任意一项所述的匹配装置。