[发明专利]阻抗匹配方法、阻抗匹配器及半导体加工设备

说明书

本发明提供一种阻抗匹配方法、阻抗匹配器及半导体加工设备。阻抗匹配方法包括以下步骤：步骤S1，获取驱动机构的第一调节量；步骤S2，调节驱动机构的位置；步骤S3，获取驱动机构的实际位置；步骤S4，判断驱动机构的实际位置是否到达期望位置，若否，则获取所述驱动机构的第二调节量，并转至步骤S2；若是，则执行步骤S5；步骤S5，判断负载阻抗和射频电源的输出阻抗是否匹配，若是，则执行步骤S6；若否，则执行步骤S1；步骤S6，判断工艺是否结束，若否，则执行步骤S5，若是，则结束工艺。该阻抗匹配方法可避免匹配点漂移问题，从而提高阻抗匹配器的稳定性、可靠性和重复性。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，涉及射频电源阻抗匹配，具体涉及一种阻抗匹配方法、阻抗匹配器及半导体加工设备。

背景技术

在利用射频电源作为等离子体激发源的半导体加工设备中，需在射频电源与等离子体腔室之间设置阻抗匹配器以使射频电源输出端的阻抗匹配。

图1为目前比较常见的一种阻抗匹配器的原理图。如图1所示，阻抗匹配器包括测量单元11、控制单元12、执行单元13和匹配电路单元14，其中，测量单元11用于测量输电线路上的电压和电流；控制单元12根据输电线路上的电压和电流得出匹配电路单元14中电容15、16的调节值；执行单元13依据调节值调节电容15、16的阻抗值，从而使射频电源输出端的阻抗匹配。目前，执行单元13为伺服步进电机，而且，伺服步进电机的位置与电容15、16的阻抗值存在一一对应关系，调节伺服步进电机的位置即可获得所需的阻抗值。

目前，这种阻抗匹配器的工作流程大致如下：首先，测量单元11将获得的电压和电流发送控制单元12；其次，控制单元12计算出电容的调节值和与之对应的伺服步进电机的调节量；第三，执行单元13控制伺服步进电机运行至相应位置；第四，判断输出阻抗是否匹配，若是，则实施工艺，若否，则重复前述过程。

在匹配过程中，伺服步进电机由于扭矩的选取和共振等问题容易引起丢步现象，导致阻抗匹配器的匹配点发生漂移，这降低了阻抗匹配器的稳定性和可靠性，从而影响产品的质量。

图2示出了阻抗匹配器重复匹配25次过程中匹配点漂移的曲线。在图2中，横坐标表示重复匹配次数，纵坐标表示电容15、16的位置。从图2可知，电容的匹配点应该在520位置，但随着重复匹配次数的增加，电容越来越偏离匹配点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种阻抗匹配方法，该方法避免了因步进电机丢步导致的匹配点漂移问题，提高了阻抗匹配器的稳定性和可靠性。

解决上述技术问题的所采用的技术方案是提供一种阻抗匹配方法，通过驱动机构调节阻抗匹配器中可变阻抗的阻抗值以使负载阻抗和射频电源的输出阻抗匹配，包括以下步骤：

步骤S1，获取所述驱动机构的第一调节量，所述第一调节量是指达到阻抗匹配时所述驱动机构的期望位置与当前位置的距离差，其与所述可变阻抗的调节值相对应；

步骤S2，调节所述驱动机构的位置；

步骤S3，获取所述驱动机构的实际位置；

步骤S4，判断所述驱动机构的实际位置是否到达所述期望位置，若否，则获取所述驱动机构的第二调节量，然后转至步骤S2；若是，则执行步骤S5；

步骤S5，判断所述负载阻抗和射频电源的输出阻抗是否匹配，若是，则执行步骤S6；若否，则执行步骤S1；

步骤S6，判断工艺是否结束，若否，则执行步骤S5，若是，则结束工艺。

其中，在步骤S1中，所述驱动机构的第一调节量是通过以下步骤获得：

获得射频电源与负载之间的输电线路上的电压和电流；

根据所述电压和电流计算出负载阻抗；