TW201732864A - 用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置及半導體加工裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供了一種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置及半導體加工裝置。該裝置包括功率分配電路和阻抗匹配電路,該阻抗匹配電路的輸入端用於與射頻電源電連接,該功率分配電路包括至少兩條支路,每條該支路包括上游端和下游端,每條該支路的上游端與該阻抗匹配電路的輸出端相連,且其下游端用於與外接裝置相連,每條該支路上均串聯有功率分配單元,該功率分配單元僅包括一個第一可變電容。本發明提供的裝置及半導體加工裝置,不僅成本低,而且集成度高,體積減小。
Description
本發明屬於微電子加工技術領域,具體涉及一種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置及半導體加工裝置。
半導體裝置通常採用射頻電源作為電漿激發源,為了將射頻電源的功率盡可能完全地傳遞至半導體裝置的反應腔室內,需要在射頻電源和反應腔室之間串聯阻抗匹配器,以實現射頻電源的輸入阻抗和輸出阻抗相匹配。
第1圖為典型的半導體裝置的結構示意圖。請參閱第1圖,該半導體裝置包括阻抗匹配器10、電流分配器和反應腔室100,在反應腔室100的頂壁上方設置有對應於反應腔室100內的中心區域的內線圈12和對應於反應腔室100內的邊緣區域的外線圈13。阻抗匹配器10的輸入端與射頻電源11電連接,輸出端與電流分配器相連,用於實現射頻電源11的輸入阻抗和輸出阻抗的匹配。電流分配器分別與內線圈12和外線圈13電連接。具體地,如第1圖所示,電流分配器包括電流分配電路,該電流分配電路包括第一電感L1、第一可變電容C1、第一阻抗R1和第二阻抗R2,其中:第一電感L1和第一可變電容C1並聯後,再依次串聯內線圈12和第一阻抗R1,形成第一支路;外線圈13和第二阻抗R2串聯,形成第二支路。第一支路和第二支路並聯在阻抗匹配器10的輸出端和地之間。通過調節第一可變電容C1可以將射頻電流在內線圈12和外線圈13之間進行分配,從而將射頻電源11輸出的功率在內線圈12和外線圈13之間進行分配,以便在反應腔室100內的中心區域和邊緣區域形成均勻的電漿分佈。
第2圖為第1圖中電流分配電路的另一種電路圖。請參閱第2圖,電流分配電路包括第二電感L2、第三阻抗R3、第三電感L3、第二可變電容C2和第四阻抗R4。其中,第二電感L2、內線圈12和第三阻抗R3依次串聯,形成第一支路;第三電感L3和第二可變電容C2並聯後再依次與外線圈13、第四阻抗R4串聯,形成第二支路。第一支路和第二支路並聯在阻抗匹配器10的輸出端和地之間。在此情況下,通過調節第二可變電容C2可以將射頻電源11輸出的功率在內線圈12和外線圈13之間進行分配調節。
由第1圖和第2圖可以直接看出:第1圖中的電流分配電路由4個電子裝置(即,第一電感L1、第一可變電容C1、第一阻抗R1和第二阻抗R2)組成;第2圖中的電流分配電路由5個電子裝置(即,第二電感L2、第三阻抗R3、第三電感L3、第二可變電容C2和第四阻抗R4)組成。電子裝置的數量較多,導致用於實現阻抗匹配和功率分配功能的電路結構比較分散,集成度低,且成本較高。
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一,提出了一種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置及半導體加工裝置。
為解決上述問題之一,本發明提供了一種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,其包括功率分配電路和阻抗匹配電路,該阻抗匹配電路的輸入端用於與射頻電源電連接,該功率分配電路包括至少兩條支路,每條該支路包括上游端和下游端,每條該支路的上游端與該阻抗匹配電路的輸出端相連,且其下游端用於與外接裝置相連,每條該支路上均串聯有功率分配單元,該功率分配單元僅包括一個第一可變電容。
其中,該裝置還包括輸入埠和與該支路一一對應的輸出埠組,該阻抗匹配電路通過該輸入埠與該射頻電源相連,每個該輸出埠組均包括第一輸出埠和第二輸出埠,該第一輸出埠分別與相對應的支路的下游端以及該支路所對應的外接裝置的一端電連接,該第二輸出埠分別與電平地以及外接裝置的另一端電連接。
其中,該至少兩條支路所對應的外接裝置依次套置,並且至少是在位於最邊緣的該外接裝置所對應的該輸出埠組的第二輸出埠與該電平地之間串聯有第一固定電容。 【00010】 其中,除了與位於中心的該外接裝置所對應的該輸出埠組之外,在其餘每個該輸出埠組的第二輸出埠與該電平地之間均串聯有第一固定電容。 【00011】 其中,該阻抗匹配電路包括:第二可變電容,其串聯在該阻抗匹配電路的輸入端和輸出端之間;第三可變電容,其一端與該阻抗匹配電路的輸入端相連,另一端接電平地。 【00012】 其中,該阻抗匹配電路還包括第一電感,該第一電感與該第二可變電容彼此串聯並連接在該阻抗匹配電路的輸入端和輸出端之間。 【00013】 其中,該阻抗匹配電路還包括:第二固定電容,其並聯設置在該第二可變電容的兩端或並聯設置在該第三可變電容的兩端。 【00014】 其中,用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置還包括第一檢測器、第二檢測器、控制器和執行機構。該第一檢測器用於檢測每條該支路的電流,並將檢測結果發送至該控制器;該第二檢測器與該輸入埠、該阻抗匹配電路的輸入端和該控制器分別相連,用於檢測該射頻電源的負載阻抗,並將檢測結果發送至該控制器;該控制器與該執行機構相連,用於根據該第一檢測器檢測到的電流和該第二檢測器檢測到的負載阻抗向該執行機構發送調節信號;該執行機構用於根據該調節信號調節每個該第一可變電容和該阻抗匹配電路中的阻抗可調元件。 【00015】 其中,該第一檢測器包括與該支路一一對應的電流感測器,該電流感測器串聯在相應的該支路上。 【00016】 作為另一個技術方案,本發明還提供一種半導體加工裝置,其包括本發明上述各方案提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置。 【00017】 本發明具有以下有益效果: 本發明提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,其每條支路上的功率分配單元僅包括一個第一可變電容,因此,當反應腔室的頂壁上部設置有兩個外接裝置(即,內線圈和外線圈)時,功率分配電路僅需要兩個第一可變電容即可,與現有技術中需要4~5個電子裝置相比,減少了電子裝置的數量,提高了該用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的結構緊湊性和集成度,同時降低了成本。尤其是在外接裝置的數量越多時,電子裝置的數量減少得越明顯,上述優勢也就越盡顯。 【00018】 本發明提供的半導體加工裝置,其採用本發明提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,不僅可以降低成本,而且可以提高裝置的集成度,減小裝置的體積。
【00020】 為使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案,下面結合附圖來對本發明提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置及半導體加工裝置進行詳細描述。 【00021】 第3圖為本發明實施例提供的第一種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置應用於反應腔室時的結構示意圖。請參閱第3圖,反應腔室30包括介質窗31和氣體噴嘴32,氣體噴嘴32自反應腔室30的外部穿過介質窗31而延伸至反應腔室30內,用於向反應腔室30內輸送製程氣體;反應腔室30內的底部區域設置有用於承載晶片S的下電極基座33,下電極基座33通過匹配器36與射頻電源37電連接,射頻電源37用於向晶片S提供負偏壓;介質窗31的上方設置有對應於反應腔室30內的中心區域的內線圈34和對應於反應腔室30內的邊緣區域的外線圈35。 【00022】 本發明實施例提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置設置在射頻電源RF和內線圈34、外線圈35之間,用以實現射頻電源RF的輸入阻抗和輸出阻抗的匹配以及射頻電源RF輸出的射頻功率在內線圈34和外線圈35之間的分配,以使射頻功率經由該內線圈34和外線圈35分別耦合至反應腔室30內的中心區域和邊緣區域,從而將中心區域和邊緣區域內的製程氣體激發形成電漿,借助電漿與晶片S表面發生物理和/或化學反應,以對晶片S進行刻蝕、沉積或者其他製程操作。 【00023】 在本實施例中,用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置包括功率分配電路23、阻抗匹配電路24、第一檢測器、第二檢測器26、控制器27和執行機構28。 【00024】 其中,阻抗匹配電路24的輸入端用於與射頻電源RF電連接,射頻電源RF的頻率可以為400kHz、2MHz、13MHz、27MHz、4MHz、60MHz中的任意一種。功率分配電路23包括至少兩條支路(231和231’),其中,支路(231,231’)的上游端與阻抗匹配電路24的輸出端相連,支路(231,231’)的下游端用於與外接裝置相連。所謂支路(231,231’)的上游端,指的是支路(231,231’)中的與阻抗匹配電路24相連的那一端;所謂支路(231,231’)的下游端,指的是支路(231,231’)中的與外接裝置相連的那一端。即所謂上下游,是沿電路中功率的傳輸方向而言的。在本實施例中,外接裝置包括內線圈34和外線圈35,這時,支路231與內線圈34相連,支路231’與外線圈35相連。其中,內線圈34或外線圈35的結構包括但不限於平面線圈結構、立體線圈結構或部分平面部分立體的線圈結構。 【00025】 另外,每條支路(231,231’)上均串聯有功率分配單元,該功率分配單元僅包括一個第一可變電容(C11,C11’)。即,支路231上串聯有第一可變電容C11,支路231’上串聯有第一可變電容C11’。 【00026】 由上可知,本發明實施例提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,在反應腔室30的上方設置有兩個外接裝置(即,內線圈34和外線圈35)的情況下,功率分配電路23對應地僅需要兩個電子裝置(即,僅需兩個第一可變電容(C11和C11’),其中第一可變電容C11對應於內線圈34,第一可變電容C11’對應於外線圈35)即可,這與現有技術中需要4~5個電子裝置相比,減少了電子裝置的數量,提高了該用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的結構緊湊性和集成度,同時降低了成本。尤其是在外接裝置的數量越多時,電子裝置的數量減少得越明顯,上述優勢也就越盡顯。 【00027】 如第3圖所示,該用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置還包括輸入埠20和與支路(231,231’)一一對應的輸出埠組(21,22)。在本實施例中,阻抗匹配電路24的輸入端通過輸入埠20與射頻電源RF相連。功率分配電路23包括兩條支路(231和231’),相應地,該裝置包括對應於支路231的輸出埠組21和對應於支路231’的輸出埠組22。其中,輸出埠組21包括第一輸出埠211和第二輸出埠212,第一輸出埠211分別與支路231的下游端以及該支路231所對應的外接裝置(即,內線圈34)的一端電連接,第二輸出埠212分別與電平地以及外接裝置(即,內線圈34)的另一端電連接;輸出埠組22包括第一輸出埠221和第二輸出埠222,第一輸出埠221分別與支路231’的下游端以及該支路231’所對應的外接裝置(即,外線圈35)的一端電連接,第二輸出埠222與外接裝置(即,外線圈35)的另一端電連接,以及經由第一固定電容C21與電平地電連接。上述輸入埠20、輸出埠組21的第一輸出埠211和第二輸出埠212、輸出埠組22的第一輸出埠221和第二輸出埠222均可以設置為插拔式的埠,因此,將輸出埠組21與內線圈34電連接、將輸出埠組22與外線圈35電連接、以及將輸入埠20與射頻電源電連接或斷開時,均可以採用插拔的方式進行,以便於結構整體的安裝和維護。 【00028】 通過研究發現:若第二輸出埠222直接接電平地,會造成外線圈35兩端電壓不相等,從而造成反應腔室30內的對應於外線圈35的邊緣區域的電漿分佈不均勻,不利於製程的均勻性。而在本實施例中,第二輸出埠222與電平地之間還串聯有第一固定電容C21,即,與外線圈35對應的支路231’上的第一可變電容C11’先串聯外線圈35再串聯第一固定電容C21,使得該支路231’與電平地之間形成阻抗由負到正再負的結構,從而使得外線圈35上的電流和電壓均是對稱分佈的,進而可以實現反應腔室30內的邊緣區域的電漿的均勻分佈。 【00029】 另外,在本發明實施例提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置中,電容串聯電感(即,第一可變電容C11串聯內線圈34後接電平地)的結構很容易達到串聯諧振的效果,而在這種諧振效果下相應支路231上的電流最大,第一可變電容C11和內線圈34連接點的電勢最高。由於電勢越高起輝越好,且內線圈34與氣體噴嘴32位置接近,因而擴大了電漿的起輝視窗,從而增大了反應腔室30的應用視窗。 【00030】 阻抗匹配電路24包括第二可變電容C12、第三可變電容C13和第一電感L1。第二可變電容C12與第一電感L1彼此串聯並連接在阻抗匹配電路24的輸入端和輸出端之間;第三可變電容C13的一端與阻抗匹配電路24的輸入端相連,另一端接電平地。 【00031】 第一檢測器包括兩個電流感測器25。支路231和支路231’上各自均設置有一個電流感測器25,用於分別檢測所在支路(231或231’)的電流,並將檢測到的結果發送至控制器27。 【00032】 第二檢測器26與輸入埠20、阻抗匹配電路24的輸入端和控制器27分別相連,用於檢測射頻電源RF的負載阻抗,並將檢測到的負載阻抗發送至控制器27。 【00033】 控制器27與執行機構28相連,用於根據該第一檢測器檢測到的電流和第二檢測器26檢測到的負載阻抗向執行機構28發送調節信號;執行機構28用於根據該調節信號調節每個第一可變電容(C11、C11’)和阻抗匹配電路24中的阻抗可調元件,所謂阻抗可調元件是指通過調節能夠改變阻抗匹配電路24的阻抗大小的元件,在本實施例中,該阻抗可調元件包括第二可變電容C12和第三可變電容C13。執行機構28用於根據該調節信號調節第一可變電容(C11、C11’)、第二可變電容C12和第三可變電容C13,即,調節第一可變電容(C11、C11’)、第二可變電容C12和第三可變電容C13的活動端的位置,以改變各自串聯在電路中的阻抗值。具體地,執行機構28包括步進電機。 【00034】 需要說明的是,現有技術中,通常借助兩個控制器來分別控制阻抗匹配電路24進行阻抗匹配和功率分配電路23進行功率分配,而在本實施例中,使用同一個控制器27來控制阻抗負載匹配電路24和功率分配電路23,這與現有技術相比,可以更進一步降低成本並提高集成度。 【00035】 下面結合第4圖詳細說明本實施例提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的工作過程,其具體包括以下步驟: 【00036】 步驟S1,第二檢測器26、控制器27、執行機構28和阻抗匹配電路24配合以進行阻抗匹配。具體地,控制器27根據第二檢測器26檢測到的負載阻抗計算第二可變電容C12和第三可變電容C13各自需要調節的調節量,並發送相應的調節信號至執行機構28,執行機構28根據該調節信號調節第二可變電容C12和第三可變電容C13的活動端的位置。 【00037】 步驟S2,控制器27即時根據第二檢測器26檢測到的負載阻抗判斷當前是否實現阻抗匹配,若是,則進入步驟S3;若否,則返回步驟S1。 【00038】 步驟S3,第一檢測器、控制器27、執行機構28和功率分配電路23配合開始進行功率分配。具體地,第一檢測器檢測每條支路(231,231’)的電流,並將檢測結果發送至控制器27,控制器27基於每條支路(231,231’)的電流計算每條支路(231,231’)的功率,並基於該功率值計算每個第一可變電容(C11,C11’)需要調節的調節量,並發送相應的調節信號至執行機構28,執行機構28根據該調節信號調節每個第一可變電容(C11,C11’)的活動端的位置。 【00039】 步驟S4,控制器27根據每條支路(231,231’)上的功率即時判斷當前是否達到要求的功率分配比例,若是,則進入步驟S5;若否,則返回步驟S3。 【00040】 步驟S5,控制器27根據第二檢測器26檢測到的負載阻抗判斷當前是否實現阻抗匹配;若是,則進入步驟S6;若否,則返回步驟S1。 【00041】 步驟S6,控制器27判斷製程是否完成,若是,製程結束;若否,進入步驟S5。 【00042】 在步驟S4中,可以根據流過兩條支路(231,231’)的電流比例(即,流過外線圈35和內線圈34的電流比例)是否達到要求的電流分配比例,判斷兩條支路(231,231’)上的功率是否達到要求的功率分配比例。不同製程中所要求的流過外線圈35和內線圈34的電流比例也有所不同,如某製程A要求的流過外線圈35的電流與流過內線圈34的電流之比為1:3,製程B要求的流過外線圈35的電流與流過內線圈34的電流之比為1:1,製程C要求的流過外線圈35的電流與流過內線圈34的電流之比為3:1,等等,這個比例可以根據具體製程要求而被限定在一定範圍內(例如,流過外線圈35的電流與流過內線圈34的電流之比為1:9到9:1的範圍)的任意比例值。通過改變流過內線圈34的電流和流過外線圈35的電流,形成均勻的電磁場分佈,進而形成均勻的電漿分佈,從而使得製程完成後晶片S的均勻性滿足要求。 【00043】 需要說明的是,儘管在本實施例中阻抗匹配電路24採用第3圖所示的電路結構,但是,本發明並不侷限於此,在實際應用中,阻抗匹配電路24還可以採用其他電路結構,舉例如下: 請參閱第5圖,其中示出了本發明實施例提供的第二種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的結構示意圖。與第3圖所示的阻抗匹配電路24相比,第5圖中的阻抗匹配電路24省去了第3圖中的第一電感L1,其同樣可以實現阻抗匹配,而且電子裝置更少,因此,本實施例提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的體積會進一步減小,成本會進一步降低。 【00044】 請參閱第6圖,其中示出了本發明實施例提供的第三種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的結構示意圖。與第5圖相比,第6圖中的阻抗匹配電路24還包括第二固定電容C22,第二固定電容C22並聯設置在第二可變電容C12的兩端,從而可以進行更高精度的阻抗匹配調整,減少了超調問題的發生,使得阻抗匹配調整過程的穩定性更好。 【00045】 請參閱第7圖,其中示出了本發明實施例提供的第四種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的結構示意圖。與第5圖相比,第7圖中的阻抗匹配電路24還包括第二固定電容C22,第二固定電容C22並聯設置在第三可變電容C13的兩端,從而可以減小對第二可變電容C12的電流限制,實現了該裝置的高功率應用。 【00046】 另外需要說明的是,本發明實施例提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,並不侷限於應用兩個外接裝置的情況,也可以用於至少三個外接裝置的情況,具體電路設計原理與應用兩個外接裝置時的設計原理相類似,在此不再詳述;並且,外接裝置並不侷限於線圈的這種情況,還可以為其他能夠採用的裝置。 【00047】 進一步需要說明的是,當至少三個外接裝置依次套置時,至少三個外接裝置分別對應於反應腔室30的沿徑向劃分的一個中心區域和至少兩個環形區域,每個外接裝置均用以激發相應區域內的氣體形成電漿。與上文的工作原理相同,為了提高反應腔室30內的電漿的均勻性,至少在位於最邊緣的該外接裝置對應的該輸出埠組的第二輸出埠與電平地之間串聯有第一固定電容C21;為了進一步提高反應腔室30內的電漿分佈的均勻性,除了與位於中心的該外接裝置對應的該輸出埠組,在其餘每個該輸出埠組的第二輸出埠與電平地之間均串聯有第一固定電容C21。 【00048】 作為另外一個技術方案,本實施例還提供一種半導體加工裝置,其採用本發明上述實施例提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置。 【00049】 本發明實施例提供的半導體體加工裝置,由於其採用了上述實施例提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,因此不僅可以降低成本,而且可以提高裝置的集成度,減小裝置的體積。 【00050】 可以理解的是,以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式,然而本發明並不侷限於此。對於本領域內的普通技術人員而言,在不脫離本發明的精神和實質的情況下,可以做出各種變型和改進,這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。
【00051】
10‧‧‧阻抗匹配器
11‧‧‧射頻電源
12‧‧‧內線圈
13‧‧‧外線圈
20‧‧‧輸入埠
21、22‧‧‧輸出埠組
23‧‧‧功率分配電路
24‧‧‧阻抗匹配電路
25‧‧‧電流感測器
26‧‧‧檢測器
27‧‧‧控制器
28‧‧‧執行機構
30‧‧‧反應腔室
31‧‧‧介質窗
32‧‧‧氣體噴嘴
33‧‧‧下電極基座
34‧‧‧內線圈
35‧‧‧外線圈
36‧‧‧匹配器
37、RF‧‧‧射頻電源
100‧‧‧反應腔室
211、212、221、222‧‧‧輸出埠
231、231’‧‧‧支路
C1、C2、C11、C11’、C12、C13‧‧‧可變電容
C21、C22‧‧‧固定電容
L1、L2、L3‧‧‧電感
R1、R2、R3、R4‧‧‧阻抗
S‧‧‧晶片。
S1、S2、S3、S4、S5、S6‧‧‧步驟
10‧‧‧阻抗匹配器
11‧‧‧射頻電源
12‧‧‧內線圈
13‧‧‧外線圈
20‧‧‧輸入埠
21、22‧‧‧輸出埠組
23‧‧‧功率分配電路
24‧‧‧阻抗匹配電路
25‧‧‧電流感測器
26‧‧‧檢測器
27‧‧‧控制器
28‧‧‧執行機構
30‧‧‧反應腔室
31‧‧‧介質窗
32‧‧‧氣體噴嘴
33‧‧‧下電極基座
34‧‧‧內線圈
35‧‧‧外線圈
36‧‧‧匹配器
37、RF‧‧‧射頻電源
100‧‧‧反應腔室
211、212、221、222‧‧‧輸出埠
231、231’‧‧‧支路
C1、C2、C11、C11’、C12、C13‧‧‧可變電容
C21、C22‧‧‧固定電容
L1、L2、L3‧‧‧電感
R1、R2、R3、R4‧‧‧阻抗
S‧‧‧晶片。
S1、S2、S3、S4、S5、S6‧‧‧步驟
【00019】 第1圖為典型的半導體裝置的結構示意圖; 第2圖為第1圖中電流分配電路的另一種電路示意圖; 第3圖為本發明實施例提供的第一種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置應用於反應腔室時的結構示意圖; 第4圖為本發明實施例提供的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的工作流程圖; 第5圖為本發明實施例提供的第二種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的結構示意圖; 第6圖為本發明實施例提供的第三種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的結構示意圖;以及 第7圖為本發明實施例提供的第四種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置的結構示意圖。
20‧‧‧輸入埠
21、22‧‧‧輸出埠組
23‧‧‧功率分配電路
24‧‧‧阻抗匹配電路
25‧‧‧電流感測器
26‧‧‧檢測器
27‧‧‧控制器
28‧‧‧執行機構
30‧‧‧反應腔室
31‧‧‧介質窗
32‧‧‧氣體噴嘴
33‧‧‧下電極基座
34‧‧‧內線圈
35‧‧‧外線圈
36‧‧‧匹配器
37、RF‧‧‧射頻電源
211、212、221、222‧‧‧輸出埠
231、231’‧‧‧支路
C11、C11’、C12、C13‧‧‧可變電容
C21‧‧‧固定電容
L1‧‧‧電感
S‧‧‧晶片
Claims (10)
- 一種用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,包括功率分配電路和阻抗匹配電路,該阻抗匹配電路的輸入端用於與射頻電源電連接,該功率分配電路包括至少兩條支路,每條該支路包括上游端和下游端,每條該支路的上游端與該阻抗匹配電路的輸出端相連,且其下游端用於與外接裝置相連,其特徵在於,每條該支路上均串聯有功率分配單元,該功率分配單元僅包括一個第一可變電容。
- 如申請專利範圍第1項所述的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,其特徵在於,該裝置還包括輸入埠和與該支路一一對應的輸出埠組,該阻抗匹配電路通過該輸入埠與該射頻電源相連,每個該輸出埠組均包括第一輸出埠和第二輸出埠,該第一輸出埠分別與相對應的支路的下游端以及該支路所對應的外接裝置的一端電連接,該第二輸出埠分別與電平地以及外接裝置的另一端電連接。
- 如申請專利範圍第2項所述的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,其特徵在於,該至少兩條支路所對應的外接裝置依次套置,並且至少是在位於最邊緣的該外接裝置所對應的該輸出埠組的第二輸出埠與該電平地之間串聯有第一固定電容。
- 如申請專利範圍第3項所述的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,其特徵在於,除了與位於中心的該外接裝置所對應的該輸出埠組之外,在其餘每個該輸出埠組的第二輸出埠與該電平地之間均串聯有第一固定電容。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中任意一項所述的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,其特徵在於,該阻抗匹配電路包括: 第二可變電容,其串聯在該阻抗匹配電路的輸入端和輸出端之間; 第三可變電容,其一端與該阻抗匹配電路的輸入端相連,另一端接電平地。
- 如申請專利範圍第5項所述的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,其特徵在於,該阻抗匹配電路還包括第一電感,該第一電感與該第二可變電容彼此串聯並連接在該阻抗匹配電路的輸入端和輸出端之間。
- 如申請專利範圍第5項所述的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,其特徵在於,該阻抗匹配電路還包括: 第二固定電容,其並聯設置在該第二可變電容的兩端或並聯設置在該第三可變電容的兩端。
- 如申請專利範圍第2項至第4項中任意一項所述的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,其特徵在於,該裝置還包括第一檢測器、第二檢測器、控制器和執行機構, 該第一檢測器用於檢測每條該支路的電流,並將檢測結果發送至該控制器; 該第二檢測器與該輸入埠、該阻抗匹配電路的輸入端和該控制器分別相連,用於檢測該射頻電源的負載阻抗,並將檢測結果發送至該控制器; 該控制器與該執行機構相連,用於根據該第一檢測器檢測到的電流和該第二檢測器檢測到的負載阻抗向該執行機構發送調節信號; 該執行機構用於根據該調節信號調節每個該第一可變電容和該阻抗匹配電路中的阻抗可調元件。
- 如申請專利範圍第8項所述的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置,其特徵在於,該第一檢測器包括與該支路一一對應的電流感測器,該電流感測器串聯在相應的該支路上。
- 一種半導體加工裝置,其特徵在於,包括如申請專利範圍第1項至第9項中任意一項所述的用於實現阻抗匹配和功率分配的裝置。
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