[发明专利]半导体工艺设备及其阻抗匹配方法

说明书

本申请实施例公开了一种半导体工艺设备及其阻抗匹配方法，用以解决现有的半导体工艺过程中阻抗匹配效率较低的问题。所述方法包括：工艺准备步：获取当前存储的工艺起辉步对应的阻抗匹配数据，阻抗匹配数据包括半导体工艺设备阻抗匹配器中参数可调器件对应的参数调节位；根据参数调节位，调节参数可调器件；工艺起辉步：通过阻抗匹配器向半导体工艺设备的工艺腔室加载射频功率，同时通过阻抗匹配器进行阻抗匹配，并在达到阻抗匹配时确定参数可调器件的当前参数调节位；根据当前参数调节位，更新阻抗匹配数据。该技术方案能够根据阻抗匹配数据中的参数调节位准确的自动调节参数可调器件，缩短了阻抗匹配时间，提高了阻抗匹配效率。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体工艺设备及其阻抗匹配方法。

背景技术

电感耦合等离子体源应用于半导体装备制造领域的刻蚀、薄膜沉积、离子注入掺杂等领域。等离子体反应腔室内有电感耦合线圈及静电卡盘，在刻蚀领域，电感耦合等离子体源的主要原理为：射频电流流经电感耦合线圈，从而在反应腔室内产生电磁场，电磁场激发反应腔室内通入的气体产生等离子体，偏压源控制离子轰击能量使等离子体加速到达硅片，实现刻蚀。其中，硅片通过静电吸附固定在静电卡盘上。

典型的射频放电等离子体发生系统中，射频电源的输出阻抗一般为50欧姆，而等离子体反应腔室的等效阻抗一般不会是50欧姆，且在不同工艺条件下，等离子体反应腔室的等效阻抗也互不相同。传输线理论指出，当射频电源的输出阻抗与负载阻抗(即等离子体反应腔室的等效阻抗)不同时，射频电源输出功率会产生损耗，无法使输出效率达到最大，导致能源浪费，还会对射频电源本身造成损害，甚至导致局部热量过高引发火灾等安全问题。且由于负载阻抗的大小与产生等离子体的工艺条件相关，因此在使用电感耦合等离子体源过程中，需要在射频电源和等离子体反应腔室之间增加能自动调节负载阻抗的阻抗匹配器，阻抗匹配器可根据等离子体反应腔室在不同工艺条件下的实际阻抗，通过阻抗匹配器内置的传感器及控制系统控制改变参数可调器件(如可调电容器)的实际值，从而使负载阻抗等于50欧姆，实现阻抗匹配，以避免出现上述问题。

现有的阻抗匹配器通常的工作方式为：位于阻抗匹配器内部的传感器会实时监测电路中当前阻抗值，当射频电源的能量传输入阻抗匹配器时，阻抗匹配器会根据传感器实时反馈的当前阻抗模值及相位大小，在阻抗匹配器预置算法作用下，控制可调电容器的电容值，从而实现将阻抗匹配器和等离子体反应腔室的阻抗值调节为50欧姆，以实现阻抗匹配。采用此种工作方式，实现阻抗匹配与可调电容器的初始电容值选取紧密相关，若可调电容器的初始电容值选取不合适，则可能出现无法实现阻抗匹配、阻抗匹配效率低等问题。并且，由于等离子体反应腔室内部易损耗器件在使用过程中逐渐被消耗，导致相同工艺条件下其阻抗值会不断变化，因此当可调电容器的初始电容值固定不变时，会出现阻抗匹配过程逐渐不一致的情况，且使得阻抗匹配效率越来越低。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种半导体工艺设备及其阻抗匹配方法，用以解决现有的半导体工艺过程中阻抗匹配效率较低的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施例是这样实现的：

一方面，本申请实施例提供一种应用于半导体工艺设备中的阻抗匹配方法，所述方法包括：

工艺准备步：获取当前存储的工艺起辉步对应的阻抗匹配数据，所述阻抗匹配数据包括所述半导体工艺设备阻抗匹配器中参数可调器件对应的参数调节位；根据所述参数调节位，调节所述参数可调器件；

工艺起辉步：通过所述阻抗匹配器向所述半导体工艺设备的工艺腔室加载射频功率，同时通过所述阻抗匹配器进行阻抗匹配，并在达到阻抗匹配时确定所述参数可调器件的当前参数调节位；根据所述当前参数调节位，更新所述阻抗匹配数据。

另一方面，本申请实施例提供一种半导体工艺设备，包括射频电源、阻抗匹配器和工艺腔室；其中，

所述射频电源，用于通过所述阻抗匹配器向所述工艺腔室加载射频功率；