一種射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法及射頻脈沖系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法，該方法包括：S1、根據(jù)預先獲取的阻抗匹配時所述反應腔的阻抗變化規(guī)律和當前脈沖期間阻抗匹配時所述反應腔的阻抗值，獲得在下一個脈沖期間且阻抗匹配時，所述反應腔的阻抗的預測范圍；S2、根據(jù)所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍，調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率和/或所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得在下一個脈沖期間所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與所述反應腔的阻抗匹配。相應地，本發(fā)明還提供一種射頻脈沖系統(tǒng)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)射頻脈沖系統(tǒng)中脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與反應腔的阻抗的快速匹配，同時能夠延長匹配網(wǎng)絡(luò)中真空電容的使用壽命。
【專利說明】-種射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法及射頻脈沖系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域中的脈沖射頻技術(shù)，尤其涉及一種射頻脈沖系統(tǒng)的阻 抗匹配方法及射頻脈沖系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在半導體制造領(lǐng)域中，常需要用射頻激發(fā)等離子體來完成相應工藝，其應用環(huán)境 通常如圖1所示，射頻電源1將射頻能量射頻電源將射頻能量通過匹配器2傳輸至反應腔 3,在反應腔3內(nèi)射頻能量將具有一定氣壓的氣體巧日氮氣、氮氣等）激發(fā)為等離子體進行相 應的刻蝕、清洗、鍛膜等工藝。通常，射頻電源的輸出阻抗為某一特定阻值(一般為50 Q )，而 反應腔的阻抗不等于射頻電源的輸出阻抗，該樣射頻功率將不能全部傳輸至反應腔，導致 等離子體激發(fā)效率變低甚至不能激發(fā)等離子體，匹配器的作用就是使得反應腔與射頻電源 之間的阻抗匹配，W將射頻電源功率全部輸送至反應腔。
[0003] 現(xiàn)有的阻抗匹配技術(shù)如圖2所示，其中Z1和Z2阻抗可調(diào)元件，該現(xiàn)有技術(shù)的工作 原理是幅值相位檢測模塊4不斷的對射頻環(huán)路進行阻抗檢測并將檢測結(jié)果傳輸至控制單 元5,控制單元5通過檢測結(jié)果，控制電機6和電機7轉(zhuǎn)動W調(diào)節(jié)Z1和Z2的阻抗值，使得射 頻環(huán)路與射頻電源的阻抗匹配。
[0004] 在某些特定的工藝中，通過射頻脈沖系統(tǒng)來激發(fā)等離子體，即W脈沖形式發(fā)送射 頻。然而，上述現(xiàn)有技術(shù)依靠的是由電機帶動的機械調(diào)節(jié)，匹配時間較長，應用在射頻脈沖 系統(tǒng)的阻抗匹配時，其匹配速度往往跟不上脈沖的變化，會造成系統(tǒng)失配。例如，當脈沖頻 率為化Hz時要求匹配速度為1ms，而機械調(diào)節(jié)的方式無法滿足該一要求。此外，上述現(xiàn)有技 術(shù)應用于射頻脈沖匹配時，真空電容會長時間的持續(xù)轉(zhuǎn)動，導致真空電容的使用壽命縮短。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法和一種射頻 脈沖系統(tǒng)，已能夠?qū)崿F(xiàn)射頻脈沖系統(tǒng)中脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與反應腔的阻抗的 快速匹配。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法，所述射頻脈沖 系統(tǒng)包括脈沖掃頻電源、反應腔和匹配網(wǎng)絡(luò)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)電連接在所述脈沖掃頻電源與 所述反應腔之間，所述脈沖掃頻電源的頻率能夠在預設(shè)頻率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)包 括阻抗可調(diào)元件，所述阻抗匹配方法包括：
[0007] S1、根據(jù)預先獲取的阻抗匹配時所述反應腔的阻抗變化規(guī)律和當前脈沖期間阻抗 匹配時所述反應腔的阻抗值，獲得在下一個脈沖期間且阻抗匹配時，所述反應腔的阻抗的 預測范圍；
[0008] S2、根據(jù)所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍，調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻 電源的頻率和/或所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得在下一個脈沖期間所述脈沖掃頻電源 和所述匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與所述反應腔的阻抗匹配。
[0009] 優(yōu)選地，所述SI之前，還包括：
[0010] 根據(jù)預設(shè)的所述阻抗可調(diào)元件的初始阻抗值W及所述脈沖掃頻電源的初始頻率， 獲得在第一個脈沖期間且阻抗匹配時所述反應腔的初始阻抗，在所述步驟S1中，根據(jù)所述 反應腔的初始阻抗值獲取后續(xù)脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍。
[0011] 優(yōu)選地，所述S2具體包括：
[0012] S21、根據(jù)當前脈沖周期所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值W及所述脈沖掃頻電源能夠 調(diào)節(jié)的所述預設(shè)頻率范圍，得到當前脈沖周期所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配 的反應腔阻抗范圍；
[0013] S22、比較所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍和所述當前脈沖周 期所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔阻抗范圍；
[0014] S23、根據(jù)所述S22中的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率和/或所述阻抗可 調(diào)元件的阻抗值，使得在下一個脈沖期間所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與所述 反應腔的阻抗匹配。
[0015] 優(yōu)選地，當所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍和所述當前脈沖周 期所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的所述反應腔的阻抗范圍存在交集時，所述 S23具體包括：
[0016] 在當前脈沖關(guān)斷時調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率，使得所述脈沖掃頻電源和所述 匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的所述反應腔的阻抗值位于所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的 預測范圍內(nèi)。
[0017] 優(yōu)選地，當所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍和所述當前脈沖周 期所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的所述反應腔的阻抗范圍不存在交集時，所 述S23具體包括：
[0018] 在當前脈沖關(guān)斷時調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率和所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值， 使得所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的所述反應腔的阻抗值位于所述下一個 脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍內(nèi)。
[0019] 優(yōu)選地，所述S24具體包括：
[0020] 在當前脈沖關(guān)斷時調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率，使得所述脈沖掃頻電源和所述 匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的阻抗值與所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍之間的 差值最小，再調(diào)節(jié)所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能 夠匹配的阻抗值位于所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍內(nèi)。
[0021] 優(yōu)選地，所述阻抗可調(diào)元件組成的匹配電路為L型，或n型，或T型。
[0022] 相應地，本發(fā)明還提供一種射頻脈沖系統(tǒng)，所述射頻脈沖系統(tǒng)包括脈沖掃頻電源、 反應腔和匹配網(wǎng)絡(luò)，所述脈沖掃頻電源的頻率能夠在預設(shè)頻率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，所述匹配網(wǎng)絡(luò) 電連接在所述脈沖掃頻電源與所述反應腔之間，所述匹配網(wǎng)絡(luò)包括阻抗可調(diào)元件和控制 器，所述脈沖掃頻電源與所述控制器直接相連，且所述控制器能夠執(zhí)行：
[0023] S1、根據(jù)預先獲取的所述反應腔的阻抗變化規(guī)律W及當前脈沖期間且阻抗匹配時 所述反應腔的阻抗值，獲得在下一個脈沖期間且阻抗匹配時所述反應腔的阻抗的預測范 圍；
[0024] S2、根據(jù)所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗范圍，調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的 頻率和/或所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得在下一個脈沖期間所述脈沖掃頻電源和所述 匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與所述反應腔的阻抗匹配。
[00巧]優(yōu)選地，所述阻抗可調(diào)元件組成的匹配電路為L型，或n型，或T型。
[0026] 優(yōu)選地，所述阻抗可調(diào)元件為電容，或電阻，或電容與電阻的組合。
[0027] 可見，本發(fā)明通過獲取下一個脈沖期間且阻抗匹配時反應腔的阻抗的預測范圍， 并結(jié)合當前脈沖掃頻電源及匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔的阻抗范圍，能夠選擇較優(yōu)的方式 調(diào)節(jié)脈沖掃頻電源的頻率和/或阻抗可調(diào)元件的阻抗值，W實現(xiàn)阻抗匹配。與現(xiàn)有技術(shù)相 比，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)射頻脈沖系統(tǒng)中脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與反應腔的阻抗的快 速匹配，同時能夠延長匹配網(wǎng)絡(luò)中真空電容的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0029] 圖1為射頻等離子體應用環(huán)境示例圖；
[0030] 圖2為現(xiàn)有的阻抗匹配技術(shù)示例圖；
[0031] 圖3為本發(fā)明所提供的射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法流程圖；
[0032] 圖4為本發(fā)明所提供的脈沖掃頻電源和/或阻抗可調(diào)元件調(diào)節(jié)方法流程圖；
[0033] 圖5為本發(fā)明所提供的方法在L型匹配電路的應用示例圖；
[0034] 圖6為本發(fā)明所提供的射頻脈沖系統(tǒng)示例圖。
[00巧]附圖標記說明
[003引 1-射頻電源；2-匹配器；3、30-反應腔；4-幅值相位檢測模塊；5、21-控制器；6、 7-電機；10-脈沖掃頻電源；20-匹配網(wǎng)絡(luò)；22-匹配電路；23-電機。

【具體實施方式】
[0037] W下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0038] 作為本發(fā)明的一個方面，提供一種射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法，其中，射頻脈沖 系統(tǒng)包括脈沖掃頻電源、反應腔和匹配網(wǎng)絡(luò)，匹配網(wǎng)絡(luò)電連接在脈沖掃頻電源和反應腔之 間，脈沖掃頻電源的頻率能夠在預設(shè)頻率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，匹配網(wǎng)絡(luò)包括阻抗可調(diào)元件，如圖3 所示，該方法可W包括步驟S1至S2。
[0039] S1、根據(jù)預先獲取的阻抗匹配時所述反應腔的阻抗變化規(guī)律和當前脈沖期間阻抗 匹配時所述反應腔的阻抗值，獲得在下一個脈沖期間，阻抗匹配時，所述反應腔的阻抗的預 測范圍。其中，阻抗匹配即為脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與反應腔的阻抗匹配。
[0040] S2、根據(jù)所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍，調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻 電源的頻率和/或所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得在下一個脈沖期間所述脈沖掃頻電源 和所述匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與所述反應腔的阻抗匹配。
[0041] 為了能夠提高阻抗匹配的效率和速度，本發(fā)明所提供的方法根據(jù)下一個脈沖期間 反應腔的阻抗的預測范圍獲得相應的阻抗調(diào)節(jié)策略，使得能夠W最快的速度實現(xiàn)阻抗匹 配。下一個脈沖期間反應腔的阻抗的預測范圍，可W根據(jù)預先獲取的阻抗匹配時反應腔的 阻抗變化規(guī)律和當前脈沖期間且阻抗匹配時反應腔的阻抗值來獲得。其中，阻抗匹配時反 應腔的阻抗受到反應腔內(nèi)工藝氣體的壓力、氣體種類、晶片位置W及電源功率等因素的影 響，可W預先進行試驗，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)通過數(shù)學建模得到各個脈沖期間且阻抗匹配時，上 述因素與反應腔的阻抗之間的建模關(guān)系，并可W進一步地根據(jù)該建模關(guān)系得到各個脈沖期 間且阻抗匹配時反應腔的阻抗的變化規(guī)律。
[0042] 更進一步地，在上述步驟S1之前，還可W包括下述步驟：
[0043] 根據(jù)預設(shè)的所述阻抗可調(diào)元件的初始阻抗值W及所述脈沖掃頻電源的初始頻率， 獲得在第一個脈沖期間且阻抗匹配時所述反應腔的初始阻抗，在所述步驟S1中，根據(jù)所述 反應腔的初始阻抗值獲取后續(xù)脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍。
[0044] 上述阻抗可調(diào)元件的初始阻抗值W及脈沖掃頻電源的初始頻率可W根據(jù)預設(shè)的 射頻脈沖系統(tǒng)的工藝條件(例如反應腔內(nèi)工藝氣體的壓力、氣體種類、晶片位置W及電源功 率等因素）設(shè)定，W使得在第一個脈沖期間脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗能夠與反應腔 的阻抗匹配。在得到阻抗可調(diào)元件的初始阻抗值W及脈沖掃頻電源的初始頻率后，可W結(jié) 合具體的匹配電路，計算出第一個脈沖期間且阻抗匹配時反應腔的初始阻抗，之后，在步驟 S1中，便可W結(jié)合阻抗匹配時反應腔的阻抗變化規(guī)律獲取后續(xù)各個脈沖期間且阻抗匹配時 反應腔的阻抗的預測范圍。
[0045] 更進一步地，如圖4所示，上述步驟S2具體可W包括：
[0046] S21、根據(jù)當前脈沖周期所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值W及所述脈沖掃頻電源能夠 調(diào)節(jié)的所述預設(shè)頻率范圍，得到當前脈沖周期所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配 的反應腔阻抗范圍；
[0047] S22、比較所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍和所述當前脈沖周 期所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔阻抗范圍；
[0048] S23、根據(jù)所述S22中的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率和/或所述阻抗可 調(diào)元件的阻抗值，使得在下一個脈沖期間所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與所述 反應腔的阻抗匹配。
[0049] 上述步驟S21至S23將當前脈沖周期脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔 阻抗范圍與下一個脈沖期間反應腔的阻抗的預測范圍進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進行相應 的調(diào)節(jié)。具體地，由于調(diào)節(jié)脈沖掃頻電源的頻率屬于電子調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)速度較快，而調(diào)節(jié)阻 抗可調(diào)元件通常是通過電機轉(zhuǎn)動控制阻抗可調(diào)元件的參數(shù)值(例如調(diào)節(jié)電容的電容值或調(diào) 節(jié)電感的電感值）W調(diào)節(jié)其阻抗值，該種方式屬于機械調(diào)節(jié)，速度較慢，因此，為了進一步提 高匹配速度，可WW電子調(diào)節(jié)為主機械調(diào)節(jié)為輔的方式進行相應調(diào)節(jié)。
[0050] 具體地，如圖4所示，上述步驟S23可W采用下述方法進行調(diào)節(jié)：
[0051] 當所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍和所述當前脈沖周期所述 脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔阻抗范圍存在交集時，在當前脈沖關(guān)斷時 調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率，使得所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的阻抗值 位于所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍內(nèi)；
[0052] 當所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍和所述當前脈沖周期所述 脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔阻抗范圍不存在交集時，在當前脈沖關(guān)斷 時調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率和所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得所述脈沖掃頻電源和 所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的阻抗值位于所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍 內(nèi)。
[0053] 上述即為根據(jù)步驟S22中的比較結(jié)果得到的調(diào)節(jié)策略，具體地，若下一個脈沖期 間反應腔的阻抗的預測范圍和當前脈沖周期脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔 阻抗范圍存在交集，調(diào)節(jié)脈沖掃頻電源的頻率即可使脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的 阻抗值位于下一個脈沖期間反應腔的阻抗的預測范圍內(nèi)，從而使得在下一個脈沖期間，脈 沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與反應腔的阻抗匹配；若不存在交集，則可W調(diào)節(jié)脈沖掃頻 電源的頻率和阻抗可調(diào)元件的阻抗值W實現(xiàn)阻抗匹配。采用上述方法，能夠使得在下一個 脈沖期間反應腔的阻抗的預測范圍和當前脈沖周期脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的 反應腔阻抗范圍存在交集時，僅需調(diào)節(jié)脈沖掃頻電源的頻率即可實現(xiàn)阻抗匹配，提高了阻 抗匹配速度。
[0054] 更進一步地，當所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍和所述當前脈 沖周期所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔阻抗范圍不存在交集時，可W 采用下述方法調(diào)節(jié)脈沖掃頻電源的頻率和阻抗可調(diào)元件的阻抗值：
[00巧]在當前脈沖關(guān)斷時調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率，使得所述脈沖掃頻電源和所述 匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的所述反應腔的阻抗值與所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預 測范圍之間的差值最小，再調(diào)節(jié)所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得所述脈沖掃頻電源和所 述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的阻抗值位于所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍內(nèi)。
[0056] 當下一個脈沖期間反應腔的阻抗的預測范圍和當前脈沖周期脈沖掃頻電源和匹 配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔阻抗范圍不存在交集時，除調(diào)節(jié)脈沖掃頻電源的頻率外還需調(diào)節(jié) 阻抗可調(diào)元件的阻抗值W實現(xiàn)阻抗匹配。由于機械調(diào)節(jié)的速度慢于電子調(diào)節(jié)，為了能夠盡 量提高匹配速度，可W先調(diào)節(jié)脈沖掃頻電源的頻率，使得脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹 配的反應腔的阻抗值盡可能接近下一個脈沖期間反應腔的阻抗的預測范圍（即與下一個脈 沖期間反應腔的阻抗的預測范圍之間的差值最小)，之后再調(diào)節(jié)阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使 脈沖掃頻電源和匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔的阻抗值位于下一個脈沖期間反應腔的阻抗 的預測范圍。上述方法可W使得阻抗可調(diào)元件所需的調(diào)節(jié)量最小，能夠盡量提高匹配速度。
[0057] 更進一步地，阻抗可調(diào)元件組成的匹配電路為L型，或n型，或T型。
[0058] 下面結(jié)合圖5所示L型匹配電路示例對上述本發(fā)明所提供的方法進行進一步描 述，如圖5所示，Ci、C2和L分別為第一電容、第二電容和電感，其中Ci、C2的電容值可調(diào)，該 L型匹配的電路的輸入端（IN端)可W連接脈沖掃頻電源，輸出端（OUT端)可W連接反應腔。 在脈沖掃頻電源開始發(fā)送射頻脈沖前，可W根據(jù)預先獲取的試驗數(shù)據(jù)值預先設(shè)定C,的 初始電容值，使得在發(fā)送第一個脈沖時，脈沖掃頻電源和該L型匹配電路的阻抗能夠與反 應腔的阻抗匹配。假設(shè)脈沖掃頻電源的內(nèi)阻為50歐，則可W得到，在阻抗匹配時，反應腔的 阻抗為Z為：
[0059]

【權(quán)利要求】
1. 一種射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法，所述射頻脈沖系統(tǒng)包括脈沖掃頻電源、反應腔 和匹配網(wǎng)絡(luò)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)電連接在所述脈沖掃頻電源與所述反應腔之間，所述脈沖掃頻 電源的頻率能夠在預設(shè)頻率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)包括阻抗可調(diào)元件，其特征在于，所 述阻抗匹配方法包括： 51、 根據(jù)預先獲取的阻抗匹配時所述反應腔的阻抗變化規(guī)律和當前脈沖期間阻抗匹配 時所述反應腔的阻抗值，獲得在下一個脈沖期間且阻抗匹配時，所述反應腔的阻抗的預測 范圍； 52、 根據(jù)所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍，調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源 的頻率和/或所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得在下一個脈沖期間所述脈沖掃頻電源和所 述匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與所述反應腔的阻抗匹配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法，其特征在于，所述S1之前，還 包括： 根據(jù)預設(shè)的所述阻抗可調(diào)元件的初始阻抗值W及所述脈沖掃頻電源的初始頻率，獲得 在第一個脈沖期間且阻抗匹配時所述反應腔的初始阻抗，在所述步驟S1中，根據(jù)所述反應 腔的初始阻抗值獲取后續(xù)脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法，其特征在于，所述S2具體包 括： 521、 根據(jù)當前脈沖周期所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值W及所述脈沖掃頻電源能夠調(diào)節(jié) 的所述預設(shè)頻率范圍，得到當前脈沖周期所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反 應腔阻抗范圍； 522、 比較所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍和所述當前脈沖周期所 述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的反應腔阻抗范圍； 523、 根據(jù)所述S22中的比較結(jié)果調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率和/或所述阻抗可調(diào)元 件的阻抗值，使得在下一個脈沖期間所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗與所述反應 腔的阻抗匹配。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法，其特征在于，當所述下一個 脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍和所述當前脈沖周期所述脈沖掃頻電源和所述匹 配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的所述反應腔的阻抗范圍存在交集時，所述S23具體包括： 在當前脈沖關(guān)斷時調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率，使得所述脈沖掃頻電源和所述匹配 網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的所述反應腔的阻抗值位于所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測 范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法，其特征在于，當所述下一個 脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍和所述當前脈沖周期所述脈沖掃頻電源和所述匹 配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的所述反應腔的阻抗范圍不存在交集時，所述S23具體包括： 在當前脈沖關(guān)斷時調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率和所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得 所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的所述反應腔的阻抗值位于所述下一個脈沖 期間所述反應腔的阻抗的預測范圍內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法，其特征在于，所述S24具體包 括： 在當前脈沖關(guān)斷時調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率，使得所述脈沖掃頻電源和所述匹配 網(wǎng)絡(luò)能夠匹配的阻抗值與所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍之間的差值 最小，再調(diào)節(jié)所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得所述脈沖掃頻電源和所述匹配網(wǎng)絡(luò)能夠匹 配的阻抗值位于所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗的預測范圍內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的射頻脈沖系統(tǒng)的阻抗匹配方法，其特征在于， 所述阻抗可調(diào)元件組成的匹配電路為L型，或n型，或T型。
8. -種射頻脈沖系統(tǒng)，所述射頻脈沖系統(tǒng)包括脈沖掃頻電源、反應腔和匹配網(wǎng)絡(luò)，所述 脈沖掃頻電源的頻率能夠在預設(shè)頻率范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，所述匹配網(wǎng)絡(luò)電連接在所述脈沖掃頻電 源與所述反應腔之間，所述匹配網(wǎng)絡(luò)包括阻抗可調(diào)元件和控制器，其特征在于：所述脈沖掃 頻電源與所述控制器直接相連，且所述控制器能夠執(zhí)行： 51、 根據(jù)預先獲取的所述反應腔的阻抗變化規(guī)律W及當前脈沖期間且阻抗匹配時所述 反應腔的阻抗值，獲得在下一個脈沖期間且阻抗匹配時所述反應腔的阻抗的預測范圍； 52、 根據(jù)所述下一個脈沖期間所述反應腔的阻抗范圍，調(diào)節(jié)所述脈沖掃頻電源的頻率 和/或所述阻抗可調(diào)元件的阻抗值，使得在下一個脈沖期間所述脈沖掃頻電源和所述匹配 網(wǎng)絡(luò)的阻抗與所述反應腔的阻抗匹配。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的射頻脈沖系統(tǒng)，其特征在于，所述阻抗可調(diào)元件組成的匹配 電路為L型，或n型，或T型。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的射頻脈沖系統(tǒng)，其特征在于，所述阻抗可調(diào)元件為電容，或 電阻，或電容與電阻的組合。
【文檔編號】H01J37/32GK104465290SQ201310438823
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】師帥濤, 王東 申請人:北京北方微電子基地設(shè)備工藝研究中心有限責任公司