【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體，尤其涉及一種阻抗匹配方法和半導體設備。
技術介紹
1、電感耦合等離子體源（icp）廣泛應用于半導體裝備制造領域。其主要原理為：射頻電源輸出的射頻功率，由射頻電流形式經感性負載線圈（coil）在腔室內產生交變電磁場，從而通過產生的渦旋電場激發氣體產生等離子體，放置晶圓（wafer）的靜電吸附卡盤（esc）則連接偏壓射頻源控制離子轟擊能量。在電感耦合等離子體源放電系統中，輸出阻抗有感性負載線圈，有容性負載靜電吸附卡盤。射頻傳輸線理論指出，在射頻電源的特征阻抗與輸出阻抗不同時，在整個射頻回路（rf?loop）中會產生駐波效應，即較大射頻功率的反射，造成功率浪費，等離子體（plasma）震蕩，甚至有可能造成電源損壞等安全事故。因此需要在射頻電源與輸出負載之間增加阻抗匹配器，用以自動匹配負載端的變化阻抗，從而實現射頻功率的穩定高效率的傳輸和等離子體的穩定放電。
2、在阻抗匹配器的運行過程中，其匹配速度及匹配效果強關聯等離子體的放電狀態，直接決定設備腔室中等離子體的密度，均勻性，穩定性等，對于機臺的工藝處理結果及處理效率至關重要。但現有方案在實際運行中，存在諸多問題；比較嚴重的問題是在應對一些活潑特殊氣體時，其匹配速度較慢，對工藝結果的穩定性造成很大影響。
技術實現思路
1、本專利技術提供了一種阻抗匹配方法和半導體設備，可以實現快速、穩定、高效的阻抗匹配，提高工藝結果的穩定性。
2、根據本專利技術的一方面，提供了一種阻抗匹配方法，阻抗匹配電路包括：
3、阻抗匹配方法包括：
4、確定匹配器的輸入端的預設幅值和預設相位；預設幅值和預設相位使得電源的輸出阻抗與設備腔室的負載阻抗相匹配；
5、采集匹配器的輸入端的幅值和相位；
6、在幅值與預設幅值的差值小于第一差值，相位與預設相位的差值小于第二差值的情況下，確定在當前時間段內的電源的反射功率的平均值；其中，第一差值為幅值與預設幅值的誤差范圍的絕對值，第二差值為相位與預設相位的誤差范圍的絕對值；
7、確定電源的反射功率的平均值小于反射功率不良臨界值；
8、獲取在當前時間段內的匹配器的輸出端的所有電壓值或所有電流值；
9、確定每一電壓值大于電壓閾值的第一風險次數，或者每一電流值大于電流閾值的第二風險次數；
10、在第一風險次數或者第二風險次數小于或等于預設風險次數的情況下，幅值和相位使得電源的輸出阻抗與設備腔室的負載阻抗相匹配。
11、可選的，確定電源的反射功率的平均值小于反射功率不良臨界值之后，還包括：
12、獲取在當前時間段內的電源的所有反射功率；
13、確定每一反射功率大于反射功率風險臨界值的第三風險次數；
14、確定第三風險次數小于或等于預設風險次數。
15、可選的，匹配器包括第一可變電容和第二可變電容；確定電源的反射功率的平均值小于反射功率不良臨界值之后，還包括：
16、獲取在當前時間段內的電源的所有反射功率；
17、確定每一反射功率大于反射功率風險臨界值的第三風險次數；
18、在第三風險次數大于預設風險次數的情況下，對匹配器的第一可變電容和第二可變電容進行調節；
19、確定調節后的匹配器的輸入端的幅值和相位，使得第三風險次數小于或等于預設風險次數。
20、可選的，確定在當前時間段內的電源的反射功率的平均值，包括：
21、獲取在當前時間段內的電源的所有反射功率；
22、根據獲取的所有反射功率進行計算，得到當前時間段內的電源的反射功率的平均值。
23、可選的，匹配器包括第一可變電容和第二可變電容；在幅值與預設幅值的差值小于第一差值，相位與預設相位的差值小于第二差值的情況下，確定在當前時間段內的電源的反射功率的平均值之后，還包括：
24、在電源的反射功率的平均值大于或等于反射功率不良臨界值的情況下，對匹配器的第一可變電容和第二可變電容進行調節；
25、確定調節后的匹配器的輸入端的幅值和相位，使得電源的反射功率的平均值小于反射功率不良臨界值。
26、可選的，獲取在當前時間段內的匹配器的輸出端的所有電壓值或所有電流值，包括：
27、通過電壓傳感器獲取在當前時間段內的匹配器的輸出端的所有電壓值；或者，
28、通過電流傳感器獲取在當前時間段內的匹配器的輸出端的所有電流值。
29、可選的，匹配器包括第一可變電容和第二可變電容；確定每一電壓值大于電壓閾值的第一風險次數，或者每一電流值大于電流閾值的第二風險次數之后，還包括：
30、在第一風險次數或第二風險次數大于預設風險次數的情況下，對匹配器的第一可變電容和第二可變電容進行調節；
31、確定調節后的匹配器的輸入端的幅值和相位，使得第一風險次數或第二風險次數小于或等于預設風險次數。
32、可選的，匹配器包括第一可變電容和第二可變電容；在采集匹配器的輸入端的幅值和相位之后，還包括：
33、在幅值與預設幅值的差值大于或等于第一差值，相位與預設相位的差值大于或等于第二差值的情況下，對匹配器的第一可變電容和第二可變電容進行調節；
34、確定調節后的匹配器的輸入端的幅值和相位，使得調節后的幅值與預設幅值的差值小于第一差值，調節后的相位與預設相位的差值小于第二差值。
35、可選的，采集匹配器的輸入端的幅值和相位，包括：
36、通過幅值相位傳感器采集匹配器的輸入端的幅值和相位。
37、根據本專利技術的另一方面，提供了一種半導體設備，采用本專利技術任意實施例所述的阻抗匹配方法進行匹配。
38、本專利技術實施例技術方案提供的阻抗匹配方法包括：確定匹配器的輸入端的預設幅值和預設相位，預設幅值和預設相位使得電源的輸出阻抗與設備腔室的負載阻抗相匹配；采集匹配器的輸入端的幅值和相位；在幅值與預設幅值的差值小于第一差值，相位與預設相位的差值小于第二差值的情況下，確定在當前時間段內的電源的反射功率的平均值；其中，第一差值為幅值與預設幅值的誤差范圍的絕對值，第二差值為相位與預設相位的誤差范圍的絕對值；確定電源的反射功率的平均值小于反射功率不良臨界值；獲取在當前時間段內的匹配器的輸出端的所有電壓值或所有電流值；確定每一電壓值大于電壓閾值的第一風險次數，或者每一電流值大于電流閾值的第二風險次數；在第一風險次數或者第二風險次數小于或等于預設風險次數的情況下，幅值和相位使得電源的輸出阻抗與設備腔室的負載阻抗相匹配。本專利技術實施例中的幅值和相位先與預設幅值和預設相位進行比較，幅值與預設幅值的差值小于第一差值，相位與預設相位的差值小于第二差值；再對電源反射功率的判斷，電源的反射功率的平均值小于反射功率不良臨界值；最后對匹配器的輸出本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種阻抗匹配方法，其特征在于，阻抗匹配電路包括：電源、匹配器和設備腔室；所述設備腔室包括線圈和負載阻抗，所述電源與所述匹配器的輸入端連接，所述匹配器的輸出端與所述設備腔室的線圈連接；
2.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，確定所述電源的反射功率的平均值小于反射功率不良臨界值之后，還包括：
3.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述匹配器包括第一可變電容和第二可變電容；確定所述電源的反射功率的平均值小于反射功率不良臨界值之后，還包括：
4.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，確定在當前時間段內的所述電源的反射功率的平均值，包括：
5.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述匹配器包括第一可變電容和第二可變電容；在所述幅值與所述預設幅值的差值小于第一差值，所述相位與所述預設相位的差值小于第二差值的情況下，確定在當前時間段內的所述電源的反射功率的平均值之后，還包括：
6.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，獲取在當前時間段內的所述匹配器的輸出端的所有電壓值或所有電流值，
7.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述匹配器包括第一可變電容和第二可變電容；確定每一電壓值大于電壓閾值的第一風險次數，或者每一電流值大于電流閾值的第二風險次數之后，還包括：
8.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述匹配器包括第一可變電容和第二可變電容；在采集所述匹配器的輸入端的幅值和相位之后，還包括：
9.據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，采集所述匹配器的輸入端的幅值和相位，包括：
10.一種半導體設備，其特征在于，采用權利要求1-9任一項所述阻抗匹配方法進行匹配。
...【技術特征摘要】
1.一種阻抗匹配方法，其特征在于，阻抗匹配電路包括：電源、匹配器和設備腔室；所述設備腔室包括線圈和負載阻抗，所述電源與所述匹配器的輸入端連接，所述匹配器的輸出端與所述設備腔室的線圈連接；
2.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，確定所述電源的反射功率的平均值小于反射功率不良臨界值之后，還包括：
3.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述匹配器包括第一可變電容和第二可變電容；確定所述電源的反射功率的平均值小于反射功率不良臨界值之后，還包括：
4.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，確定在當前時間段內的所述電源的反射功率的平均值，包括：
5.根據權利要求1所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述匹配器包括第一可變電容和第二可變電容；在所述幅值與所述預設幅值的差值小于第一差值，所述相位與所述預設相位的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳元明，邢浩，楊永博，孫文彬，
申請(專利權)人：無錫邑文微電子科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。