專利名稱：等離子體處理設(shè)備及其射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于等離子體處理設(shè) 備的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明還涉及一種包括上述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的等離 子體處理設(shè)備。
技術(shù)背景等離子體處理設(shè)備是在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的加工設(shè) 備。不同的等離子體處理設(shè)備之間存在較大的差異(該差異通常表現(xiàn) 在射頻電源的數(shù)目、具體結(jié)構(gòu)形式等方面)，下面僅以其中一種為例對(duì) 其進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。請(qǐng)參考圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的等離子體處理設(shè)備的 結(jié)構(gòu)示意圖。等離子體處理裝置通常包括殼體(圖中未添加附圖標(biāo)記)，其中具有反應(yīng)腔室11。反應(yīng)腔室11的頂部設(shè)有無(wú)源電極12,反應(yīng)腔室11 的底部設(shè)有射頻驅(qū)動(dòng)電極15。無(wú)源電極12接地，且其與地線之間串接調(diào)整開關(guān)121。通過(guò)調(diào)整 開關(guān)121，無(wú)源電極12可以選擇并串接低通濾波器181、高通濾波器 182、高通濾波器183三者之一；也可以選擇通過(guò)旁路184直接接地。射頻驅(qū)動(dòng)電極15分別連接第一射頻電源171和第二射頻電源 172，當(dāng)然，也可以在射頻驅(qū)動(dòng)電極15上連接三個(gè)甚至三個(gè)以上的射 頻電源。第一射頻電源171具有較低的頻率，其中心頻率的范圍通常 是1MHZ至5MHZ，可以選用2MHz;第二射頻電源172具有較高的 頻率，其中心頻率通常應(yīng)大于IOMHZ，可以選用60MHz。通常，第 一射頻電源171和第二射頻電源172的頻率可以以上述中心頻率為基 準(zhǔn)在5%的范圍內(nèi)波動(dòng)。等離子體處理設(shè)備工作時(shí)，將加工件(通常包括晶片、玻璃基板 以及與兩者具有相同加工原理的其他加工件；下文所述加工件的含義 與此相同)設(shè)置于反應(yīng)腔室11的底部，并通過(guò)分子泵等真空獲得裝置(圖中未示出)在反應(yīng)腔室11中制造并維持接近真空的狀態(tài)。在此狀 態(tài)下，通過(guò)氣體輸入裝置(圖中未示出)向反應(yīng)腔室11中輸入工藝氣體，并由第一射頻電源171以及第二射頻電源172在無(wú)源電極12與射 頻驅(qū)動(dòng)電極15之間輸入適當(dāng)?shù)纳漕l電壓，以激活所述工藝氣體，進(jìn)而 在所述加工件的表面產(chǎn)生并維持具有適當(dāng)密度以及能量的等離子體環(huán) 境。由于具有強(qiáng)烈的刻蝕以及淀積能力，所述等離子體可以與所述加 工件發(fā)生刻蝕或者淀積等物理化學(xué)反應(yīng)，以獲得所需要的刻蝕圖形或 者淀積層。上述物理化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物由所述真空獲得裝置從反應(yīng)腔 室11中抽出。由于上述第一射頻電源171以及第二射頻電源172的能量通常很 難完全輸入，部分能量因此將被反射；這將造成能源的浪費(fèi)，更為嚴(yán) 重的是，上述被反射入射頻輸入電路的能量可能會(huì)導(dǎo)致射頻輸入電路 發(fā)熱甚至燒毀。因此，應(yīng)當(dāng)在第一射頻電源171以及第二射頻電源172 與射頻驅(qū)動(dòng)電極15之間設(shè)置射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，以使射頻輸入電路的阻抗 與負(fù)載的阻抗(主要是反應(yīng)腔室11的阻抗)互為共軛復(fù)阻抗，此時(shí)即 實(shí)現(xiàn)了阻抗匹配，射頻的反射率最低，能量可以順利地輸入。此外，不同的具體工藝過(guò)程對(duì)反應(yīng)腔室11中等離子體狀態(tài)的要求 各不相同，反應(yīng)腔室11本身的狀態(tài)參數(shù)在不同的具體工藝條件下也各 不相同；因此，要提高等離子體處理設(shè)備的適應(yīng)性，即要在同一等離 子體處理設(shè)備中實(shí)現(xiàn)不同的具體工藝過(guò)程，就必須在不同的具體工藝 條件下均實(shí)現(xiàn)上述阻抗匹配。上述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)通常由電感和電容等元件組成，為了在不同的 具體工藝條件下均實(shí)現(xiàn)上述阻抗匹配，可以將上述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)中的 電容設(shè)置為可變電容，進(jìn)而能夠在較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)上述阻抗匹配。 然而，由于作為分離元件的可變電容通常具有較大的體積和較高的成 本，這會(huì)增大射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的體積，并顯著增加成本。解決上述問(wèn)題的途徑是避免在上述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)中使用可變電 容等可變?cè)瓷漕l匹配網(wǎng)絡(luò)4又由恒值電容和恒值電感組成。這樣， 就可實(shí)現(xiàn)減小射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的體積、降低成本的目的。但是，該技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)是以犧牲等離子體處理設(shè)備的適應(yīng)性為代價(jià)的，由于射頻 匹配網(wǎng)絡(luò)自身的阻抗僅能夠隨射頻頻率發(fā)生較小的改變，因此其阻抗 匹配的范圍比較小，只能在較小的范圍內(nèi)滿足阻抗匹配的要求，等離 子體處理設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)的工藝過(guò)程較少。因此，接照目前的主流觀點(diǎn)，射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的體積、成本與阻抗 匹配的可實(shí)現(xiàn)范圍還很難兼顧。如何在保持較大匹配范圍的前提下減 小射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的體積、降低其成本是本領(lǐng)域的技術(shù)人員目前需要解 決的技術(shù)問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用于等離子體處理設(shè)備的射頻匹配網(wǎng) 絡(luò)，在保持相對(duì)較大的匹配范圍的前提下具有相對(duì)較小的體積以及較 低的成本。本發(fā)明還提供一種包括上述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的等離子體處理 設(shè)備。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，用于等離 入端口 ，以及向所述等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔室輸出射頻的射頻輸出端口，所述射頻輸入端口與射頻輸出端口之間連接匹配電路；所述 匹配電^各包括至少一個(gè)由第一'1"亙值電感和第一'I"亙值電容串接而成的匹 配支路，該匹配支路的至少一端設(shè)有接地的第二恒值電容；進(jìn)一步包 括第一支路；所述第一支路包括相串聯(lián)的第一恒值附加電容和第一開 關(guān)，且與所述第一恒值電容、第二恒值電容中任意一者相并聯(lián)。進(jìn)一步，所述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步包括第二支路；所述第二支路 包括相串聯(lián)的第二恒值附加電容與第二開關(guān)，且所述第二支路、所述 第 一支路分別與所述第 一恒值電容、第二恒值電容相并聯(lián)。進(jìn)一步，所述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步包括至少一個(gè)第三支路；所述 第三支路包括相串聯(lián)的第三恒值附加電容與第三開關(guān)，且所述第三支 路至少與所述第一支路和第二支路之一并聯(lián)。進(jìn)一步，各所述射頻輸入端口與相對(duì)應(yīng)的射頻電源之間串接帶通率相適應(yīng)。進(jìn)一步，各所述射頻輸入端口與地線之間串接帶阻濾波電路，所 進(jìn)一步，所述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)具有兩個(gè)射頻電源，即第一射頻電源和第二射頻電源；其中第一射頻電源的射頻輸入端口與地線之間串接第一濾波電路，所述第一濾波電路的通頻帶與所述第二射頻電源的頻率相適應(yīng)；所述第二射頻電源的射頻輸入端口與地線之間串接第二濾 波電路，所述第二濾波電路的通頻帶與所述第一射頻電源的頻率相適 應(yīng)。進(jìn)一步，所述第一'l"亙值電感和第一'1"亙值電容組成的匹配支i 各同所 述第二恒值電容形成L型、T型或者Ji型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，所述第一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān)均為高頻繼電器開關(guān)。本發(fā)明還提供一種等離子體處理設(shè)備，包括上述任一項(xiàng)所述的射 頻匹配網(wǎng)《各。進(jìn)一步，所述等離子體處理設(shè)備具體為等離子體刻蝕設(shè)備或者等 離子體淀積設(shè)備。相對(duì)于上述背景技術(shù)，本發(fā)明所提供的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)中的電容均 為恒值電容、電感均為恒值電感，整個(gè)射頻匹配網(wǎng)絡(luò)中不存在可變?cè)?件，因此射頻匹配網(wǎng)絡(luò)可以具有較小的體積以及4交低的成本。同時(shí)， 本發(fā)明所提供的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)包括由第三恒值電容與第一開關(guān)組成的 第一支路，所述第一支路與所述第一恒值電容、第二恒值電容中任意 一者相并聯(lián)；因此，通過(guò)控制上述第一開關(guān)的開閉即可以顯著地改變 射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗，這樣，當(dāng)?shù)入x子體處理設(shè)備反應(yīng)腔室中的工藝 條件發(fā)生較大改變，即負(fù)載阻抗發(fā)生較大改變時(shí)，本發(fā)明所提供的射 頻匹配網(wǎng)絡(luò)仍然能夠?qū)崿F(xiàn)阻抗匹配，使射頻輸入電路的阻抗與負(fù)載的 阻抗互為共扼復(fù)阻抗。也就是說(shuō)，本發(fā)明所提供的等離子體處理設(shè)備 的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，在保持較大阻抗匹配范圍的同時(shí)，具有體積較小、 成本較低等優(yōu)點(diǎn)。顯然，本發(fā)明所提供的包括上述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的等離子體處理設(shè)備也具有上述優(yōu)點(diǎn)。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的等離子體處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明所提供射頻匹配網(wǎng)絡(luò)第一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖3為本發(fā)明所提供匹配支路與第二恒值電容一種連接方式示意圖；圖4為本發(fā)明所提供匹配支路與第二恒值電容另一種連接方式示 意圖；圖5為本發(fā)明所提供射頻匹配網(wǎng)絡(luò)第二種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖6為本發(fā)明所提供射頻匹配網(wǎng)絡(luò)第三種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖7為本發(fā)明所提供射頻匹配網(wǎng)絡(luò)第四種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖8為本發(fā)明所提供射頻匹配網(wǎng)絡(luò)第五種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示 意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的核心是提供 一 種用于等離子體處理設(shè)備的射頻匹配網(wǎng) 絡(luò)，在保持較大匹配范圍的前提下具有較小的體積和較低的成本。本 發(fā)明的另 一核心是提供一種包括上述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的等離子體處理設(shè) 備。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖 和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明?，F(xiàn)有技術(shù)中的等離子體處理設(shè)備大多將射頻驅(qū)動(dòng)電極設(shè)置于其 反應(yīng)腔室的底部，并將無(wú)源電極設(shè)置于反應(yīng)腔室的頂部；但是，也可 以對(duì)調(diào)兩者的位置，即將射頻驅(qū)動(dòng)電核J殳置于反應(yīng)腔室的頂部，而將 無(wú)源電極設(shè)置于反應(yīng)腔室的底部。鑒于此，本文僅以射頻驅(qū)動(dòng)電極設(shè)置于反應(yīng)腔室底部的情形為例，對(duì)本發(fā)明的所提供的技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明；但是，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)包括射頻驅(qū)動(dòng)電極設(shè)置于反應(yīng)腔室頂部這一具體情形。根據(jù)本 文所公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)即可 以得到射頻驅(qū)動(dòng)電極設(shè)置于反應(yīng)腔室頂部時(shí)的技術(shù)方案。此外，以下^又以雙頻系統(tǒng)為例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明，本 領(lǐng)域的技術(shù)人員不必付出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)即可將其擴(kuò)展至具有一個(gè)、 三個(gè)或者三個(gè)以上射頻電源的系統(tǒng)中。請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供射頻匹配網(wǎng)絡(luò)第一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。在第一種具體實(shí)施方式
中，本發(fā)明實(shí)施例所提供的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2設(shè)置于射頻驅(qū)動(dòng)電極與射頻電源之間。射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2包括射頻輸出端口 A,以及射頻輸入端口 B和射 頻輸入端口 C;射頻輸出端口 A連接所述等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔 室，射頻輸入端口 B和射頻輸入端口 C分別連接第一射頻電源和第二 射頻電源。第一射頻電源的頻率較低，在此其中心頻率具體可以為 2MHZ，第二射頻電源的頻率較高，在此其中心頻率具體可以為 60MHz,兩者的頻率通常可以以上述中心頻率為基準(zhǔn)在5%的范圍內(nèi) 波動(dòng)。射頻輸出端口 A和射頻輸入端口 B之間串4妄至少一個(gè)匹配支路 20,匹配支路20由第一'1"亙值電感Ll和第一'度值電容C1組成。匹配 支路20的至少一端接有接地第二恒值電容C2,圖2中第二接地電容 C2設(shè)置于匹配支路20與射頻輸出端口 A之間，也可以將其設(shè)置于匹 配支路20與射頻輸入端口 B之間。此外，匹配支路20與第二恒值電容C2的連接方式可以是上文所 述的L型、倒L型，還可以是圖3所示的Ji型或者圖4所示的T型。 圖3中第二恒值電容C2的數(shù)目具體是兩個(gè)；圖4中匹配支路20的數(shù) 目具體是兩個(gè)。請(qǐng)繼續(xù)參考圖2。射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2進(jìn)一步包括第一支路21,第一 支路21至少由第一恒值附加電容C3與第一開關(guān)Kl串接而成。圖2所示具體實(shí)施方式
中，第一支路21與第二恒值電容C2并聯(lián)，顯然， 第一支路21也可以與第一恒值電容C1并聯(lián)。第一開關(guān)Kl以及下文即將描述的第二開關(guān)K2、第三開關(guān)K3具體可以是高頻繼電器開關(guān)。射頻輸出端口 A和射頻輸入端口 C之間的結(jié)構(gòu)與射頻輸出端口 A 和射頻輸入端口 B之間的結(jié)構(gòu)相同，在此不贅。在不設(shè)置上述第一支路21的情況下，通過(guò)精確選擇恒值電容和 恒值電感的參數(shù)可以在較窄的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)阻抗改變，從而在上述較窄 范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)整個(gè)等離子體處理設(shè)備的阻抗匹配。例如，在匹配電鴻J又為一個(gè)恒值電容和一個(gè)恒值電感串聯(lián)而成的情況下，假設(shè)電容值為"^—,電感值為2L。當(dāng)射頻電源的頻率為其中心頻率"Q時(shí)，整個(gè)匹配電路的阻抗為z = _/w。i:;當(dāng)射頻電源的頻率為 (w。+A")時(shí)，整個(gè)匹配電路的阻抗為z"2"+Aw)i:-y "°2z ;當(dāng)射< 。 +頻電源的頻率為(w。 - A")時(shí)，整個(gè)匹配電路的阻抗為 Z"2^。-A豐"'^^;即|AZ| = 4AM+ 2A,^w。 _ Aw (w。 + A(w)(ty。 一可見，由于通常射頻電源以其中心頻率"。為基準(zhǔn)僅在5%的范圍 內(nèi)波動(dòng)，因此上例中匹配電路的阻抗Z變化范圍較小，即只能實(shí)現(xiàn)阻 抗的"微調(diào)"，在等離子體處理設(shè)備中的工藝條件(比如等離子體的能 量、密度等)變化范圍不大時(shí)尚能滿足阻抗匹配的要求。然而有時(shí)， 比如通孔(Via)工藝結(jié)束后需要進(jìn)行去膠工藝(PR Strip)時(shí)，等離 子體處理設(shè)備中的工藝條件需要發(fā)生較大改變，反應(yīng)腔室中等離子體 的密度、能量以及反應(yīng)氣體都存在較大差異，此時(shí)設(shè)備負(fù)載的阻抗變 化范圍較大，上例中的匹配網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)無(wú)法滿足阻抗匹配的要求了 。本發(fā)明所提供的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2進(jìn)一步具有第一支路21，可以通 過(guò)第一開關(guān)Kl選擇是否將第一恒值附加電容C3連入電路。第一恒值 附加電容C3的連入或者脫離將對(duì)射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2的阻抗帶來(lái)十分顯著的改變，即射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2的阻抗可以在兩個(gè)"檔位"之間大幅變 動(dòng)，在各個(gè)"檔位，，下射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2的阻抗還可以實(shí)現(xiàn)上述"微調(diào)"。 這樣，當(dāng)?shù)入x子體處理設(shè)備反應(yīng)腔室中的工藝條件發(fā)生較大改變，即 負(fù)載的阻抗發(fā)生較大改變時(shí)，本發(fā)明所提供的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)仍然能夠 實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，使射頻輸入電路的阻抗與負(fù)載的阻抗互為共軛復(fù)阻抗。另一方面，本發(fā)明所提供的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2中的電容均為恒值電 容、電感均為恒值電感，整個(gè)射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2中不存在可變?cè)?，?此射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2可以具有較小的體積以及較低的成本。也就是說(shuō)， 本發(fā)明所提供的用于等離子體處理設(shè)備的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2，在保持較 大阻抗匹配范圍的同時(shí)，具有體積較小、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。請(qǐng)參考圖5，圖5為本發(fā)明所提供射頻匹配網(wǎng)絡(luò)第二種具體實(shí)施 方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明第二種具體實(shí)施方式
是在上述第一種具體實(shí)施方式
的基 礎(chǔ)上所作的改進(jìn)。在第二種具體實(shí)施方式
中，除了第一支路21之外，射頻匹配網(wǎng) 絡(luò)2進(jìn)一步具有第二支路22，第二支路22至少包括相串聯(lián)的第二恒 值附加電容C4與第二開關(guān)K2。上述第一支路21與第二支路22分別 與第一恒值電容Cl和第二恒值電容C2相并聯(lián)。圖5所示具體實(shí)施方式
中，第一支路21具體與第二恒值電容C2 相并聯(lián)，第二支路22具體與第一恒值電容C1相并聯(lián)；顯然第一支路 21與第二支路22的位置可以互換。設(shè)置第二支路22之后，通過(guò)第二開關(guān)K2可以方便地選擇是否將 第二恒值附加電容C4連入電路，第二恒值附加電容C4的連入或者脫 離可以進(jìn)一步改變射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2的阻抗，射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2的阻抗因 此可以在多個(gè)"檔位，，之間大幅變動(dòng)，因此可以在更大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn) 阻抗匹配。請(qǐng)參考圖6,圖6為本發(fā)明所提供射頻匹配網(wǎng)絡(luò)第三種具體實(shí)施 方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明第三種具體實(shí)施方式
是在上述第一或者第二種具體實(shí)施方式
的基礎(chǔ)上所作的改進(jìn)。射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)第三支路23，每一第三 支路23至少包括相串聯(lián)的第三恒值附加電容C5與第二開關(guān)K3,第 三開關(guān)K3可以方便地選擇是否將第三恒值附加電容C5連入電路。至 少一個(gè)第三支路23與上述第一支路21或者第二支路22之一相并聯(lián)； 第一支路21與第二支路22還可以同時(shí)并聯(lián)第三支路23,且兩者中任 意一者都可以并聯(lián)多個(gè)第三支路23。圖6所示射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2具體僅在第一支路21上并聯(lián)有第三支 路23，并且僅在第一支路21上并聯(lián)一個(gè)第三支路23;根據(jù)上段的描 述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)第三支路23的設(shè)置位置以及數(shù)目祐丈出相 應(yīng)的調(diào)整。設(shè)置第三支路23的目的是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2阻抗的多 極調(diào)整，以進(jìn)一步拓寬阻抗匹配的范圍；這樣，在負(fù)載阻抗大范圍變 動(dòng)的情況下仍然能夠?qū)崿F(xiàn)阻抗匹配，同一等離子體處理設(shè)備中因此可 以完成更多的工藝過(guò)程。請(qǐng)參考圖7，圖7為本發(fā)明所提供射頻匹配網(wǎng)絡(luò)第四種具體實(shí)施 方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明第四種具體實(shí)施方式
是在上述第一、第二或者第三種具體 實(shí)施方式的基礎(chǔ)上所作的改進(jìn)。改進(jìn)的目的，是進(jìn)一步加強(qiáng)各射頻電 源之間的隔離效果。由于各射頻電源均需要輸入等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔室中，因 此各射頻電源必然連接。以雙頻系統(tǒng)為例，在高頻射頻與低頻射頻的 交匯點(diǎn)，兩者的能量并非完全進(jìn)入等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔室，有 一部分能量將互相進(jìn)入對(duì)方，這是十分有害的。為了提高射頻電源之間的隔離效果，射頻匹配網(wǎng)絡(luò)2可以進(jìn)一步 包括帶通濾波電路24，帶通濾波電路24至少包括相串聯(lián)的第二恒值 電感L2和第三恒值電容C6。帶通濾波電路24的數(shù)目與射頻電源的 數(shù)目相同。通過(guò)選擇第二恒值電感L2和第三恒值電容C6的參數(shù)，可以使帶通濾波電路24的通頻帶與同其相對(duì)應(yīng)的射頻電源的頻率相適應(yīng)；也即 圖7中左側(cè)的帶通濾波電路24的通頻帶同與射頻輸入端口 B連接的 第 一 射頻電源的頻率相適應(yīng)，圖7中右側(cè)的帶通濾波電路2 4的通頻帶 同與射頻輸入端口 C連"t妄的第二射頻電源的頻率相適應(yīng)。上述第二射頻電源的部分能量可以被圖6左側(cè)的帶通濾波電路24 隔離，上述第一射頻電源的部分能量可以被圖6右側(cè)的帶通濾波電路 24隔離；因此，可以確保兩射頻電源互不干擾。本文不再描述適用于多個(gè)射頻電源的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)圖6可以直接推知。請(qǐng)參考圖8,圖8為本發(fā)明所提供射頻匹配網(wǎng)絡(luò)第五種具體實(shí)施 方式的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明第五種具體實(shí)施方式
同樣是在上述第一、第二或者第三種具體實(shí)施方式
的基礎(chǔ)上所作的改進(jìn)。改進(jìn)的目的，同樣是進(jìn)一步加強(qiáng) 各射頻電源之間的隔離效果。可以在射頻輸入端口 B與地線之間串接帶阻濾波電路25，帶阻濾 波電路25至少包括相串接的第三恒值電感L3和第四恒值電容C7， 帶阻濾波電路25的數(shù)目與射頻電源的數(shù)目相同。通過(guò)選擇第三恒值電感L3和第四恒值電容C7的參數(shù)，可以使帶 阻濾波電路25的阻頻帶與同其相對(duì)應(yīng)的射頻電源的頻率相適應(yīng)；也即 圖8中左側(cè)的帶阻濾波電路25的阻頻帶同與射頻輸入端口 B連接的 第一射頻電源的頻率相適應(yīng)，圖8中右側(cè)的帶阻濾波電路25的阻頻帶 同與射頻輸入端口 C連接的第二射頻電源的頻率相適應(yīng)。由于圖8中左側(cè)的帶阻濾波電路25的阻頻帶同第一射頻電源的 頻率相適應(yīng)，因此第一射頻電源自射頻輸入端口 B進(jìn)入后不會(huì)因直接 接地而損失；圖8中右側(cè)的帶阻濾波電路25對(duì)于第一射頻電源來(lái)說(shuō)是 低阻抗，第二射頻電源對(duì)第一射頻電源來(lái)說(shuō)是高阻抗，因此部分進(jìn)入 圖8中右側(cè)電路的第 一射頻電源的能量將通過(guò)右側(cè)的帶阻濾波電路25 接地。同理，第二射頻電源的部分能量將通過(guò)左側(cè)的帶阻濾波電路25 接地。這樣，就實(shí)現(xiàn)了第一射頻電源與第二射頻電源的隔離。本文不再描述適用于多個(gè)射頻電源的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)， 本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)圖8可以直接推知。此外，對(duì)于雙頻系統(tǒng)而言，還可以通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)兩射頻電源的隔離在第一射頻電源的射頻輸入端口 (例如射頻輸入端口 B)與地線 之間串接第一濾波電路，所述第一濾波電路的通頻帶與所述第二射頻 電源的頻率相適應(yīng)；所述第二射頻電源的射頻輸入端口 (例如射頻輸 入端口 c)與地線之間串接第二濾波電路，所述第二濾波電路的通頻 帶與所述第 一射頻電源的頻率相適應(yīng)。上述第一射頻電源的能量在到達(dá)所述第二射頻電源之前由所述 第二濾波電路接地，同樣，上述第二射頻電源的能量在到達(dá)所述第一 射頻電源之前由所述第一濾波電路接地；因此，第一射頻電源與第二 射頻電源也可以實(shí)現(xiàn)較為可靠的隔離。本發(fā)明還提供一種等離子體處理設(shè)備，包括上述任一項(xiàng)所述的射 頻匹配網(wǎng)絡(luò)，具體結(jié)構(gòu)不再贅述。上述等離子體處理設(shè)備具體可以是等離子體刻蝕設(shè)備或者等離 子體淀積設(shè)備，當(dāng)然也可以是其他常用的設(shè)備。以上對(duì)本發(fā)明所提供的等離子體處理設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出， 對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下， 還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明 權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，用于等離子體處理設(shè)備，包括至少兩個(gè)與不同頻率的射頻電源相連接的射頻輸入端口，以及向所述等離子體處理設(shè)備的反應(yīng)腔室輸出射頻的射頻輸出端口，所述射頻輸入端口與射頻輸出端口之間連接匹配電路；所述匹配電路包括至少一個(gè)由第一恒值電感和第一恒值電容串接而成的匹配支路，該匹配支路的至少一端設(shè)有接地的第二恒值電容；其特征在于，進(jìn)一步包括第一支路；所述第一支路包括相串聯(lián)的第一恒值附加電容和第一開關(guān)，且與所述第一恒值電容、第二恒值電容中任意一者相并聯(lián)。
2、 如權(quán)利要求1所述的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，進(jìn)一步包 括第二支路；所述第二支路包括相串聯(lián)的第二恒值附加電容與第二開 關(guān)，且所述第二支路、所述第一支路分別與所述第一恒值電容、第二 恒值電容相并聯(lián)。
3、 如權(quán)利要求2所述的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，進(jìn)一步包 括至少一個(gè)第三支路；所述第三支路包括相串聯(lián)的第三恒值附加電容 與第三開關(guān)，且所述第三支路至少與所述第一支路和第二支路之一并 聯(lián)。
4、 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，其特征在于， 各所述射頻輸入端口與相對(duì)應(yīng)的射頻電源之間串接帶通濾波電路，所
5、 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，其特征在于， 各所述射頻輸入端口與地線之間串接帶阻濾波電路，所述帶阻濾波電 路的阻頻帶與同其相對(duì)應(yīng)的射頻電源的頻率相適應(yīng)。
6、 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，其特征在于， 所述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)具有兩個(gè)射頻電源，即第 一射頻電源和第二射頻電 源；其中第 一射頻電源的射頻輸入端口與地線之間串接第 一濾波電路， 所述第一濾波電路的通頻帶與所述第二射頻電源的頻率相適應(yīng)；所述 第二射頻電源的射頻輸入端口與地線之間串接第二濾波電路，所述第 二濾波電路的通頻帶與所述第 一射頻電源的頻率相適應(yīng)。
7、 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述第一恒值電感和第一恒值電容組成的匹配支路同所述第二恒值電 容形成L型、T型或者JT型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
8、 如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，其特征在于， 所述第一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān)均為高頻繼電器開關(guān)。
9、 一種等離子體處理設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至3 任一項(xiàng)所述的射頻匹配網(wǎng)絡(luò)。
10、 如權(quán)利要求9所述的等離子體處理設(shè)備，其特征在于，具體 為等離子體刻蝕設(shè)備或者等離子體淀積設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射頻匹配網(wǎng)絡(luò)，包括射頻輸出端口以及至少兩個(gè)射頻輸入端口，所述射頻輸入端口與射頻輸出端口之間的匹配電路包括由第一恒值電感和第一恒值電容串接而成的匹配電路，該匹配電路的一端設(shè)有接地的第二恒值電容；所述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步包括第一支路；所述第一支路包括相串聯(lián)的第一恒值附加電容和第一開關(guān)，且與所述第一恒值電容、第二恒值電容中任意一者相并聯(lián)。本發(fā)明還公開了一種包括上述射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的等離子體處理設(shè)備。由于各元件均為恒值元件，射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的體積較小、成本較低且匹配速度較快。同時(shí)，通過(guò)第一開關(guān)即可以顯著改變射頻匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗，負(fù)載阻抗發(fā)生較大改變時(shí)等離子體處理設(shè)備仍然能夠順利實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
文檔編號(hào)H05H1/46GK101325837SQ20081011536
公開日2008年12月17日 申請(qǐng)日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月20日
發(fā)明者南建輝, 宋巧麗 申請(qǐng)人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責(zé)任公司