專利名稱：一種雙輸出匹配器及一種等離子體發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙輸出匹配器及一種等離子 體發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
在用于半導(dǎo)體制造工藝的等離子體設(shè)備的研發(fā)中，最重要的因素是在大襯底上工 作的能力，以便提高產(chǎn)率，以及，執(zhí)行用于制造高度集成器件工藝的能力。隨著近年來晶片 尺寸從200mm增大到300mm，對等離子體密度、均勻性、穩(wěn)定性等也提出了更高的要求。目前常用的電感耦合等離子體發(fā)生裝置如圖1所示，該裝置采用并聯(lián)電感耦合線 圈1和線圈2，該線圈分別與用于提供RF電流的RF發(fā)生器11通過雙輸出匹配器12相連， 在該裝置中，雙輸出匹配器12不僅具有匹配功能，以保證RF傳輸線上的射頻功率為零，將 RF發(fā)生器11產(chǎn)生的功率全部輸送給等離子體腔室13 ；還具有電流比例調(diào)節(jié)功能，即其在輸 出端使用的是電流傳感器。然而，這種雙輸出匹配器只能檢測線圈1、2上的電流信號，無法知道相關(guān)的阻抗 信息。只能根據(jù)匹配器輸入端檢測出匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗，故必須迭代進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)匹配和 電流調(diào)節(jié)功能，直至既保證匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗等于RF發(fā)生器的恒定輸出阻抗，二者達(dá)到 匹配，又將并聯(lián)電感耦合線圈中的電流值調(diào)到了用戶的設(shè)定值。這就導(dǎo)致了匹配器需要在 其內(nèi)部反復(fù)調(diào)整，大大延長了系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間，甚至存在系統(tǒng)最終無法穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)。因此，目前需要本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切解決的一個(gè)技術(shù)問題就是如何能夠創(chuàng)新地 提出一種雙輸出匹配器，以盡量縮短系統(tǒng)穩(wěn)定的時(shí)間。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙輸出匹配器及一種等離子體發(fā)生 裝置，用以盡量縮短系統(tǒng)穩(wěn)定的時(shí)間。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種雙輸出匹配器，包括設(shè)置在輸入端的檢測器件，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗；分別設(shè)置在兩個(gè)輸出端的阻抗傳感器，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端的阻抗；控制器，用于根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前阻抗值，以及， 所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗 元件的調(diào)整量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元 件的阻抗值；與各阻抗傳感器相連的電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所 述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元件的阻抗值。優(yōu)選的，所述雙輸出匹配器的輸入端通過一信號傳輸線與射頻發(fā)生器相連，所述 檢測器件包括
4[0014]功率傳感器，用于檢測射頻傳輸線上的射頻功率參數(shù)；阻抗信息計(jì)算單元，用于依據(jù)所述射頻功率參數(shù)計(jì)算當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻 抗。優(yōu)選的，所述射頻發(fā)生器具有恒定的輸出阻抗，所述控制器包括當(dāng)前阻抗獲取單元，用于獲取所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng) 前阻抗值；目標(biāo)阻抗計(jì)算單元，用于在所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗不等于射頻發(fā)生器恒定的 輸出阻抗時(shí)，依據(jù)所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 中可變阻抗元件的目標(biāo)阻抗值；調(diào)整量計(jì)算單元，用于依據(jù)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前 阻抗值和目標(biāo)阻抗值，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的調(diào)整量。優(yōu)選的，所述雙輸出匹配器的兩個(gè)輸出端分別與并聯(lián)電感耦合線圈(61)與線圈 (62)相連，所述電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括電流調(diào)節(jié)單元，用于依據(jù)可變阻抗元件的阻抗調(diào)整值， 相應(yīng)調(diào)節(jié)所述并聯(lián)電感耦合線圈(61)與線圈(62)中的電流值。優(yōu)選的，所述射頻功率參數(shù)包括電壓值、電流值、前向功率和反向功率。本實(shí)用新型還公開了一種等離子體發(fā)生裝置，包括依次連接的射頻發(fā)生器、雙輸 出匹配器及并聯(lián)電感耦合線圈，用于將射頻發(fā)生器產(chǎn)生的射頻功率通過并聯(lián)電感耦合線圈 全部傳送給等離子體腔室，其中，所述雙輸出匹配器包括與射頻發(fā)生器相連的檢測器件，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗；分別與所述并聯(lián)電感耦合線圈相連的阻抗傳感器，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端 的阻抗；控制器，用于根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前阻抗值，以及， 所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗 元件的調(diào)整量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元 件的阻抗值；與各阻抗傳感器相連的電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所 述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元件的阻抗值；以及，電流調(diào)節(jié)單元，用于依據(jù)可變阻抗元件的阻 抗調(diào)整值，相應(yīng)調(diào)節(jié)所述并聯(lián)電感耦合線圈中的電流值。優(yōu)選的，所述雙輸出匹配器通過一信號傳輸線與射頻發(fā)生器相連，所述檢測器件 包括功率傳感器，用于檢測射頻傳輸線上的射頻功率參數(shù)；阻抗信息計(jì)算單元，用于依據(jù)所述射頻功率參數(shù)計(jì)算當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻 抗。優(yōu)選的，所述射頻發(fā)生器具有恒定的輸出阻抗，所述控制器包括當(dāng)前阻抗獲取單元，用于獲取所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng) 前阻抗值；目標(biāo)阻抗計(jì)算單元，用于在所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗不等于射頻發(fā)生器恒定的 輸出阻抗時(shí)，依據(jù)所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的目標(biāo)阻抗值；調(diào)整量計(jì)算單元，用于依據(jù)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前 阻抗值和目標(biāo)阻抗值，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的調(diào)整量。優(yōu)選的，所述射頻功率參數(shù)包括電壓值、電流值、前向功率和反向功率。優(yōu)選的，所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗為射頻發(fā)生器的負(fù)載阻抗，所述射頻發(fā)生器 的恒定輸出阻抗為50 Q。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型通過在匹配器的雙輸出端設(shè)置阻抗優(yōu)傳感器，以直接檢測當(dāng)前匹配網(wǎng) 絡(luò)輸出端的阻抗，從而在阻抗失配的情形下只需進(jìn)行一次調(diào)整，即可使得當(dāng)前阻抗匹配，并 滿足電流比例調(diào)節(jié)的功能，而無需迭代進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)匹配和電流比例調(diào)節(jié)的操作，不僅大大縮 短了系統(tǒng)穩(wěn)定所需的時(shí)間，還提高了電流幅度分布的均勻性，使得電磁場和耦合的射頻功 率的分布更加均勻，進(jìn)一步提高等離子體密度分布的均勻性。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中一種常用的電感耦合等離子體發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的雙輸出匹配器的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型的一種雙輸出匹配器的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型的一種一種等離子體發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖和具 體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。阻抗匹配(Impedance matching)是指負(fù)載阻抗與激勵(lì)源內(nèi)部阻抗互相適配，得到 最大功率輸出的一種工作狀態(tài)。阻抗匹配是微波電子學(xué)里的一部分，主要用于傳輸線上，來 達(dá)至所有高頻的微波信號皆能傳至負(fù)載點(diǎn)的目的，不會有信號反射回來源點(diǎn)，從而提升能 源效益。例如，在典型的RF(Radio Frequency，射頻)等離子體發(fā)生裝置中，恒定輸出阻抗 (通常為50Q)的RF發(fā)生器產(chǎn)生固定頻率(通常為13. 56MHz)的RF波，向等離子體腔室提 供RF功率，以激發(fā)用于刻蝕或其他工藝的等離子體。一般來講，等離子體腔室的非線性負(fù) 載的阻抗與RF發(fā)生器的恒定輸出阻抗并不相等，故在RF發(fā)生器和等離子體腔室之間具有 嚴(yán)重的阻抗失配，使得RF傳輸線上存在較大的反射功率，RF發(fā)生器產(chǎn)生的功率無法全部輸 送給等離子體腔室。為解決該問題，可以在RF發(fā)生器和等離子體腔室之間插入阻抗匹配器。隨著電 子技術(shù)的發(fā)展，目前較常使用的阻抗匹配器為雙輸出匹配器(即帶有雙輸出端的阻抗匹配 器)，現(xiàn)有技術(shù)中，這種雙輸出匹配器的典型結(jié)構(gòu)可以參考圖2，具體由傳感器21、控制器 22、執(zhí)行機(jī)構(gòu)23、電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)24和25，以及電流傳感器26和27組成。其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)23 包括匹配網(wǎng)絡(luò)中的可變阻抗元件(一般采用兩個(gè)電容C1和C2)和改變其阻抗的驅(qū)動(dòng)裝置 (如步進(jìn)電機(jī)，圖中未示出)；電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)24和25包括可變阻抗元件和改變其阻抗的驅(qū) 動(dòng)裝置(圖中未示出)。[0047]匹配方面，傳感器21檢測RF發(fā)生器20傳輸線上的電壓、電流、前向功率、反向功 率等相關(guān)參數(shù)，提供匹配控制算法所需的輸入量；控制器22根據(jù)輸入量，實(shí)現(xiàn)某種匹配控 制算法，并給出執(zhí)行機(jī)構(gòu)23中可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)整量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)23根據(jù)控制器 22給出的調(diào)整量，改變可變阻抗元件的阻抗值，從而使得匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗等于RF發(fā)生 器20的恒定輸出阻抗，二者達(dá)到匹配。此時(shí)，RF傳輸線上的射頻功率為零，RF發(fā)生器產(chǎn)生 的功率全部輸送給了等離子體腔室。電流調(diào)節(jié)方面，該匹配器的兩個(gè)輸出端分別串聯(lián)電流傳感器al、電流傳感器a2， 用于檢測線圈1、2上的電流值，提供給控制器22，作為電流調(diào)節(jié)的輸入量；控制器22根據(jù) 輸入量，計(jì)算當(dāng)前電流值和由用戶設(shè)定的電流值的差值，并根據(jù)該差值給出電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 24和25中可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)整量；電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)24和25根據(jù)控制器給出的調(diào) 整量改變可變阻抗元件的阻抗值，從而改變并聯(lián)電感耦合線圈中的電流值，直至滿足用戶 要求。然而，這種雙輸出匹配器只能檢測線圈1、2上的電流信號，無法知道相關(guān)的阻抗 信息。只能根據(jù)匹配器輸入端檢測出匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗，故必須迭代進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)匹配和 電流調(diào)節(jié)功能，例如當(dāng)電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的可變阻抗元件值發(fā)生變化時(shí)，傳感器檢測出的 RF傳輸線上的電壓、電流、前向功率、反向功率等相關(guān)參數(shù)必將發(fā)生變化，此時(shí)控制器根據(jù) 新的輸入量，給出執(zhí)行機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)整量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)將根據(jù)控制器給 出的調(diào)整量再一次改變可變阻抗元件的阻抗值。本實(shí)用新型正是針對上述雙輸出匹配器做出的改進(jìn)，參考圖3所示的一種雙輸出 匹配器的結(jié)構(gòu)圖，具體可以包括如下部件設(shè)置在輸入端的檢測器件31，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗；分別設(shè)置在兩個(gè)輸出端的阻抗傳感器32和33，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端的 阻抗；控制器34，用于根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)35和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)36和37中可變阻抗元件的當(dāng)前 阻抗值，以及，所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)35和電流調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)36和37中可變阻抗元件的調(diào)整量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)35，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗 元件的阻抗值；與各阻抗傳感器32和33相連的電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)36和37，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝 置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元件的阻抗值?？梢岳斫?，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述雙輸出匹配器包括分別設(shè)置在輸入端和 輸出端的檢測器件31和阻抗傳感器32和33，以及，控制器34、執(zhí)行機(jī)構(gòu)35、電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 36和37，其中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)35中包括可變阻抗元件及可用于改變其阻抗的驅(qū)動(dòng)裝置(圖中 未示出)。電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)36和37中也包括可變阻抗元件及可用于改變其阻抗的驅(qū)動(dòng)裝置 (圖中未示出)。在具體實(shí)現(xiàn)中，所述雙輸出匹配器的輸入端可以通過一信號傳輸線與射頻發(fā)生器 30相連，所述檢測器件31可以包括如下子部件功率傳感器，用于檢測射頻傳輸線上的射頻功率參數(shù)；如電壓值、電流值、前向功 率和反向功率等相關(guān)參數(shù)。
7[0059]阻抗信息計(jì)算單元，用于依據(jù)所述射頻功率參數(shù)計(jì)算當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻 抗。在實(shí)際中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以依據(jù)實(shí)際需求，將所述阻抗信息計(jì)算單元可以集 成在功率傳感器中，或置入控制器34內(nèi)。在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述控制器34具體可以包括以下單元當(dāng)前阻抗獲取單元，用于獲取所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng) 前阻抗值；目標(biāo)阻抗計(jì)算單元，用于在所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗不等于射頻發(fā)生器恒定的 輸出阻抗時(shí)，依據(jù)所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 中可變阻抗元件的目標(biāo)阻抗值；調(diào)整量計(jì)算單元，用于依據(jù)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前 阻抗值和目標(biāo)阻抗值，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的調(diào)整量。需要說明的是，本實(shí)施例中所述當(dāng)前阻抗獲取單元的阻抗值可以通過硬件直接檢 測得到，例如，在電機(jī)和電容的連接軸上加裝多圈光電碼盤來實(shí)時(shí)檢測可變阻抗元件值；當(dāng) 然也可以通過軟件計(jì)算得到。在這種情況下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)35的可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)控制器給出的調(diào)整量， 即可改變可變阻抗元件的阻抗值，從而使匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗等于RF發(fā)生器的恒定輸出 阻抗，二者達(dá)到匹配。作為一種優(yōu)選應(yīng)用，所述雙輸出匹配器的兩個(gè)輸出端可以分別與并聯(lián)電感耦合線 圈61與線圈62相連，所述電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)36和37中還可以包括電流調(diào)節(jié)單元，用于依據(jù)可 變阻抗元件的阻抗調(diào)整值，相應(yīng)調(diào)節(jié)所述并聯(lián)電感耦合線圈61與線圈62中的電流值，以將 并聯(lián)電感耦合線圈中的電流值調(diào)到用戶的設(shè)定值。即在本實(shí)施例中，控制器34根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的可變阻抗元件的 當(dāng)前阻抗值，以及，所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗值，根據(jù)匹配網(wǎng)絡(luò)的電氣結(jié)構(gòu)，即 可計(jì)算得到執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中的可比阻抗元件的目標(biāo)阻抗值，該目標(biāo)阻抗值既能 滿足匹配網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗等于RF發(fā)生器輸出阻抗(通常為50 Q)的要求，又能使線圈61、62 的電流比例調(diào)節(jié)到設(shè)定值?？梢钥闯觯緦?shí)用新型無需經(jīng)過多次迭代，只需一次調(diào)整，即可改變當(dāng)前阻抗失配 的情形，同時(shí)滿足電流比例調(diào)節(jié)的功能，從而提高電流幅度分布的均勻性，使得電磁場和耦 合的射頻功率的分布更加均勻，進(jìn)一步提高等離子體密度分布的均勻性。雖然一般的射頻發(fā)生器都是用于產(chǎn)生固定頻率的射頻波，例如13. 56MHZ，以及恒 定的輸出阻抗(如50Q)，但是本實(shí)用新型并不限于此，上述參數(shù)僅僅是工程常用參數(shù)而已， 僅僅供本實(shí)用新型用以說明。并且，匹配器中的可變阻抗元件，可以是可變電容，也可以是 可變電感。匹配網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫问娇梢允荓型、倒L型等由兩個(gè)可變阻抗元件組成的任意形 式。另外，需要說明的是，本實(shí)用新型所要求的所述輸入阻抗等于射頻發(fā)生器的輸出 阻抗，并不一定是絕對數(shù)值意義上(或者說數(shù)學(xué)意義)上的絕對相等，實(shí)際上，二者在一定 的誤差范圍內(nèi)，就可以滿足實(shí)際的傳輸需要，則就可以認(rèn)為二者是相等的。因?yàn)榻^對意義上 的阻抗匹配是難以達(dá)到的，甚至不可能達(dá)到，阻抗匹配的解決方案都是使其盡可能的一致，本實(shí)用新型也是如此。等離子體發(fā)生裝置廣泛地應(yīng)用于制造集成電路(IC)或MEMS器件的制造工藝中。 適用于刻蝕、沉積或其他工藝的等離子體發(fā)生裝置的發(fā)展，對于半導(dǎo)體制造工藝和設(shè)施的 發(fā)展來說至關(guān)重要?，F(xiàn)今廣泛應(yīng)用于等離子體設(shè)備的為電感耦合等離子體發(fā)生裝置(ICP)， 在ICP中，使氣體產(chǎn)生電離形成等離子體所需要的射頻(RF)功率來自于電感耦合線圈。這 種方式可以在較低工作氣壓下獲得高密度的等離子體，而且結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，可以同時(shí)對 產(chǎn)生等離子體的射頻源(決定等離子體密度)與基片臺射頻源(決定入射到晶片上的粒子 能量)獨(dú)立控制。參考圖4，示出了本實(shí)用新型的一種等離子體發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)圖，所述等離子體發(fā) 生裝置包括依次連接的射頻發(fā)生器11、雙輸出匹配器200及并聯(lián)電感耦合線圈61和62，用 于將射頻發(fā)生器11產(chǎn)生的射頻功率通過并聯(lián)電感耦合線圈61和62全部傳送給等離子體 腔室13，其中，所述雙輸出匹配器包括200 與射頻發(fā)生器11相連的檢測器件211，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗；分別與所述并聯(lián)電感耦合線圈61和62相連的阻抗傳感器212和213，用于檢測當(dāng) 前匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端的阻抗；控制器214，用于根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)215和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)216和217中可變阻抗元件的 當(dāng)前阻抗值，以及，所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)215和電 流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)216和217中可變阻抗元件的調(diào)整量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)215，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗 元件的阻抗值；與各阻抗傳感器212和213相連的電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)216和217，包括可變阻抗元件驅(qū) 動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元件的阻抗值；以及，電流調(diào)節(jié)單元，用于依 據(jù)可變阻抗元件的阻抗調(diào)整值，相應(yīng)調(diào)節(jié)所述并聯(lián)電感耦合線圈中的電流值。在本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施例中，所述雙輸出匹配器通過一信號傳輸線與射頻 發(fā)生器相連，所述檢測器件211可以包括如下子部件功率傳感器，用于檢測射頻傳輸線上的射頻功率參數(shù)；如電壓值、電流值、前向功 率和反向功率等。阻抗信息計(jì)算單元，用于依據(jù)所述射頻功率參數(shù)計(jì)算當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻 抗。一般而言，所述射頻發(fā)生器具有恒定的輸出阻抗，為實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，所述控制器 214具體可以包括如下子部件當(dāng)前阻抗獲取單元，用于獲取所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng) 前阻抗值；目標(biāo)阻抗計(jì)算單元，用于在所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗不等于射頻發(fā)生器恒定的 輸出阻抗時(shí)，依據(jù)所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 中可變阻抗元件的目標(biāo)阻抗值；調(diào)整量計(jì)算單元，用于依據(jù)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前 阻抗值和目標(biāo)阻抗值，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的調(diào)整量?？梢岳斫獾氖?，所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗即為射頻發(fā)生器的負(fù)載阻抗。
9[0087]由于本實(shí)施例基本相應(yīng)于圖3所示的實(shí)施例，故本實(shí)施例的描述中未詳盡之處， 可以參見圖3所示實(shí)施例中的相關(guān)說明，在此就不贅述了。以上對本實(shí)用新型所提供的一種生產(chǎn)線設(shè)備的監(jiān)控方法及一種生產(chǎn)線設(shè)備的監(jiān) 控系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡 述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對于本領(lǐng) 域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之 處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求一種雙輸出匹配器，其特征在于，包括設(shè)置在輸入端的檢測器件，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗；分別設(shè)置在兩個(gè)輸出端的阻抗傳感器，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端的阻抗；控制器，用于根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前阻抗值，以及，所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的調(diào)整量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元件的阻抗值；與各阻抗傳感器相連的電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元件的阻抗值。
2.如權(quán)利要求1所述的雙輸出匹配器，其特征在于，所述雙輸出匹配器的輸入端通過 一信號傳輸線與射頻發(fā)生器相連，所述檢測器件包括功率傳感器，用于檢測射頻傳輸線上的射頻功率參數(shù)；阻抗信息計(jì)算單元，用于依據(jù)所述射頻功率參數(shù)計(jì)算當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗。
3.如權(quán)利要求2所述的雙輸出匹配器，其特征在于，所述射頻發(fā)生器具有恒定的輸出 阻抗，所述控制器包括當(dāng)前阻抗獲取單元，用于獲取所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前阻 抗值；目標(biāo)阻抗計(jì)算單元，用于在所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗不等于射頻發(fā)生器恒定的輸出 阻抗時(shí)，依據(jù)所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可 變阻抗元件的目標(biāo)阻抗值；調(diào)整量計(jì)算單元，用于依據(jù)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前阻抗 值和目標(biāo)阻抗值，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的調(diào)整量。
4.如權(quán)利要求3所述的雙輸出匹配器，其特征在于，所述雙輸出匹配器的兩個(gè)輸出端 分別與并聯(lián)電感耦合線圈(61)與線圈(62)相連，所述電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括電流調(diào)節(jié)單元， 用于依據(jù)可變阻抗元件的阻抗調(diào)整值，相應(yīng)調(diào)節(jié)所述并聯(lián)電感耦合線圈(61)與線圈(62) 中的電流值。
5.如權(quán)利要求2所述的雙輸出匹配器，其特征在于，所述射頻功率參數(shù)包括電壓值、電 流值、前向功率和反向功率。
6.一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于，包括依次連接的射頻發(fā)生器、雙輸出匹配器及 并聯(lián)電感耦合線圈，用于將射頻發(fā)生器產(chǎn)生的射頻功率通過并聯(lián)電感耦合線圈全部傳送給 等離子體腔室，其中，所述雙輸出匹配器包括與射頻發(fā)生器相連的檢測器件，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗；分別與所述并聯(lián)電感耦合線圈相連的阻抗傳感器，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端的阻抗；控制器，用于根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前阻抗值，以及，所述 匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件 的調(diào)整量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元件的阻抗值； 與各阻抗傳感器相連的電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào) 整量調(diào)整其可變阻抗元件的阻抗值；以及，電流調(diào)節(jié)單元，用于依據(jù)可變阻抗元件的阻抗調(diào) 整值，相應(yīng)調(diào)節(jié)所述并聯(lián)電感耦合線圈中的電流值。
7.如權(quán)利要求6所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于，所述雙輸出匹配器通過一信 號傳輸線與射頻發(fā)生器相連，所述檢測器件包括功率傳感器，用于檢測射頻傳輸線上的射頻功率參數(shù)；阻抗信息計(jì)算單元，用于依據(jù)所述射頻功率參數(shù)計(jì)算當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗。
8.如權(quán)利要求6或7所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于，所述射頻發(fā)生器具有恒定 的輸出阻抗，所述控制器包括當(dāng)前阻抗獲取單元，用于獲取所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前阻 抗值；目標(biāo)阻抗計(jì)算單元，用于在所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗不等于射頻發(fā)生器恒定的輸出 阻抗時(shí)，依據(jù)所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可 變阻抗元件的目標(biāo)阻抗值；調(diào)整量計(jì)算單元，用于依據(jù)所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前阻抗 值和目標(biāo)阻抗值，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的調(diào)整量。
9.如權(quán)利要求7所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于，所述射頻功率參數(shù)包括電壓 值、電流值、前向功率和反向功率。
10.如權(quán)利要求8所述的等離子體發(fā)生裝置，其特征在于，所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗 為射頻發(fā)生器的負(fù)載阻抗，所述射頻發(fā)生器的恒定輸出阻抗為50 Ω。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙輸出匹配器，包括設(shè)置在輸入端的檢測器件，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的阻抗；分別設(shè)置在兩個(gè)輸出端的阻抗傳感器，用于檢測當(dāng)前匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端的阻抗；控制器，用于根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的當(dāng)前阻抗值，以及，所述匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端的阻抗，分別計(jì)算所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中可變阻抗元件的調(diào)整量；執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元件的阻抗值；與各阻抗傳感器相連的電流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，包括可變阻抗元件驅(qū)動(dòng)裝置，用于按照所述調(diào)整量調(diào)整其可變阻抗元件的阻抗值。本實(shí)用新型可以縮短系統(tǒng)穩(wěn)定的時(shí)間。
文檔編號H05H1/46GK201601886SQ20092027835
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者武曄 申請人: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