專利名稱：阻抗匹配器、半導(dǎo)體設(shè)備和阻抗匹配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種阻抗匹配器、半導(dǎo)體設(shè)備和阻抗匹配方法。
背景技術(shù)：
等離子體被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)過程中。在等離子體設(shè)備中，射頻電源向反應(yīng)腔室提供射頻信號能量以產(chǎn)生等離子體。等離子體中含有大量的電子、離子、激發(fā)態(tài)的原子、分子和自由基等活性粒子，這些活性粒子與置于反應(yīng)腔室內(nèi)并曝露在等離子體環(huán)境下的晶片相互作用，使晶片表面發(fā)生各種物理和化學(xué)反應(yīng)，從而使晶片表面性能發(fā)生變化，完成晶片的刻蝕或者其他工藝過程。為了使射頻電源的輸出阻抗和反應(yīng)腔室的阻抗相匹配，需要在射頻電源和反應(yīng)腔室之間設(shè)置一個阻抗匹配器(Impedance Match)，射頻電源通過阻抗匹配器向反應(yīng)腔室提供射頻信號能量，射頻電源的射頻信號能量通過阻抗匹配器加載到反應(yīng)腔室中。圖1為一種阻抗匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該阻抗匹配器可包括阻抗傳感器51、與阻抗傳感器51連接的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)52、與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)52連接的運算控制單元53和與運算控制單元53連接的執(zhí)行單元54，其中，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)52還與反應(yīng)腔室55和射頻電源56連接。阻抗傳感器51用于對阻抗匹配器的輸入端進行測量得出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)52的輸入阻抗相關(guān)信號，運算控制單元53根據(jù)射頻電源56的輸出阻抗對輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理生成阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，執(zhí)行單元54根據(jù)阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對阻抗網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)以使調(diào)節(jié)后的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)52的輸入阻抗和射頻電源56的輸出阻抗共軛匹配。其中，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗為阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端到反應(yīng)腔室的阻抗。執(zhí)行單元54根據(jù)阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)使得阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和射頻電源的輸出阻抗共軛匹配，從而達到阻抗匹配的目的。例如:若射頻電源的輸出阻抗為50 Ω，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗為40 Ω，則可根據(jù)阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)阻抗匹配器內(nèi)部的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)使得阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗為50Ω，從而使阻抗匹配 網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和射頻電源的輸出阻抗共軛匹配，以達到阻抗匹配的目的。在等離子體刻蝕工藝中，隨著對工藝要求的提高，越來越多的等離子體設(shè)備采用雙頻方式的上下電極結(jié)構(gòu)。圖2為一種等離子體設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，該等離子體設(shè)備包括反應(yīng)腔室1、靜電卡盤6、電感耦合線圈8、第一阻抗匹配器2、高頻電源3、第二阻抗匹配器4和低頻電源5，靜電卡盤6設(shè)置于反應(yīng)腔室I內(nèi)，靜電卡盤6上安裝有晶片9。反應(yīng)腔室I上方設(shè)置有介質(zhì)窗口 7，電感耦合線圈8位于介質(zhì)窗口 7的上方。高頻電源3通過第一阻抗匹配器2與靜電卡盤6連接，低頻電源5通過第二阻抗匹配器4與電感耦合線圈8連接。其中，低頻電源5的頻率可以為2MHz，高頻電源3的頻率可以為13.56MHz。第一阻抗匹配器2和第二阻抗匹配器4可采用圖1中的阻抗匹配器，區(qū)別在于:第一阻抗匹配器2和第二阻抗匹配器4的輸入阻抗是不同的。但是，等離子體設(shè)備采用雙射頻電源的結(jié)構(gòu)，兩個射頻電源會產(chǎn)生雙頻干擾效應(yīng)，雙頻干擾效應(yīng)使阻抗傳感器無法準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配器的輸入阻抗，例如:高頻干擾信號會干擾第二阻抗匹配器中的阻抗傳感器，使該阻抗傳感器無法準(zhǔn)確的測量出第二阻抗匹配器的輸入阻抗相關(guān)信號；低頻干擾信號會干擾第一阻抗匹配器中的阻抗傳感器，使該阻抗傳感器無法準(zhǔn)確的測量出第一阻抗匹配器的輸入阻抗相關(guān)信號，降低了阻抗傳感器的測量精度，從而使阻抗匹配器無法實現(xiàn)阻抗匹配。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種阻抗匹配器、半導(dǎo)體設(shè)備和阻抗匹配方法，其能夠消除由于采用雙頻上下電極結(jié)構(gòu)的等離子體刻蝕裝備時，阻抗傳感器受到雙頻信號的干擾而無法準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號的問題，提高阻抗傳感器的測量精度，精確調(diào)節(jié)所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，從而使阻抗匹配器準(zhǔn)確的實現(xiàn)阻抗匹配。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種阻抗匹配器，包括阻抗傳感器、與射頻電源和所述阻抗傳感器連接的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、與所述阻抗傳感器連接的運算控制單元和與所述運算控制單元以及所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的執(zhí)行單元，所述阻抗傳感器包括:與所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的采樣模塊、與所述采樣模塊連接的濾波模塊和與所述濾波模塊以及所述運算控制單元連接的信號處理模塊；所述采樣模塊，用于對所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量，得出阻抗測量信號;所述濾波模塊，用于對所述阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除所述阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號；所述信號處理模塊，用于對濾波處理后的阻抗測量信號進行運算處理，生成所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號；所述運算控制單元，用于根據(jù)所述射頻電源的輸出阻抗對所述輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；所述執(zhí)行單元，用于根據(jù)所述阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和所述射頻電源的輸出阻抗共軛匹配。進一步地，所述濾波模塊包括低通濾波電路、高頻帶通濾波電路或者高頻帶阻濾波電路，所述特定頻率的干擾信號包括高頻干擾信號。進一步地，若所述濾波模塊包括低通濾波電路，所述低通濾波電路包括第一電感和第一電容；所述第一電感的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第一電感的輸出端連接至所述第一電容的輸入端和所述信號處理模塊，第一電容的輸入端連接至所述信號處理模塊，所述第一電容的輸出端接地。進一步地,若所述濾波模塊包括高頻帶通濾波電路,所述高頻帶通濾波電路包括第二電容、第二電感、第三電容、第三電感、第四電容和第四電感；所述第二電容的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第二電容的輸出端連接至所述第二電感的輸入端，所述第二電感的輸出端、所述第三電容的輸入端、所述第三電感的輸入端和所述第四電容的輸入端相互連接，所述第三電容的輸出端接地，所述第三電感的輸出端接地，所述第四電容的輸出端連接至所述第四電感的輸入端，所述第四電感的輸出端連接至所述信號處理模塊。進一步地，若所述濾波模塊包括所述高頻帶阻濾波電路，所述高頻帶阻電路包括第五電容、第五電感、第六電容、第六電感、第七電容和第七電感；所述第五電感和所述第五電容并聯(lián)連接，所述第七電感和所述第七電容并聯(lián)連接，所述第五電感的輸入端和所述第五電容的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第五電感的輸出端、所述第五電容的輸出端、所述第六電容的輸入端、所述第七電感的輸入端和所述第七電容的輸入端相互連接，所述第六電容的輸出端連接至所述第六電感的輸入端，所述第六電感的輸出端接地，所述第七電容的輸出端和所述第七電感的輸出端連接至所述信號處理模塊。進一步地，所述濾波模塊包括高通濾波電路、低頻帶通濾波電路或者低頻帶阻濾波電路，所述特定頻率的干擾信號包括低頻干擾信號。進一步地，若所述濾波模塊包括高通濾波電路，所述高通濾波電路包括第八電容和第八電感；所述第八電容的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第八電容的輸出端連接至所述第八電感的輸入端和所述信號處理模塊，第八電感的輸入端連接至所述信號處理模塊，所述第八電感的輸出端接地。進一步地，若 所述濾波模塊包括低頻帶通濾波電路，所述低頻帶通濾波電路包括第九電容、第九電感、第十電容、第十電感、第i^一電容和第i^一電感；所述第九電容的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第九電容的輸出端連接至所述第九電感的輸入端，所述第九電感的輸出端、所述第十電容的輸入端、所述第十電感的輸入端和所述第十一電容的輸入端相互連接，所述第十電容的輸出端接地，所述第十電感的輸出端接地，所述第十一電容的輸出端連接至所述第十一電感的輸入端，所述第十一電感的輸出端連接至所述信號處理模塊。進一步地，若所述濾波模塊包括低頻帶阻濾波電路，所述低頻帶阻電路包括第十二電容、第十二電感、第十三電容、第十三電感、第十四電容和第十四電感；所述第十二電感和所述第十二電容并聯(lián)連接，所述第十四電感和所述第十四電容并聯(lián)連接，所述第十二電感的輸入端和所述第十二電容的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第十二電感的輸出端、所述第十二電容的輸出端、所述第十三電容的輸入端、所述第十四電感的輸入端和所述第十四電容的輸入端相互連接，所述第十三電容的輸出端連接至所述第十三電感的輸入端，所述第十三電感的輸出端接地，所述第十四電容的輸出端和所述第十四電感的輸出端連接至所述信號處理模塊。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括:反應(yīng)腔室、第一阻抗匹配器、高頻電源，第二阻抗匹配器和低頻電源，所述高頻電源通過所述第一阻抗匹配器向所述反應(yīng)腔室提供高頻信號能量，所述低頻電源通過所述第二阻抗匹配器向所述反應(yīng)腔室提供低頻信號能量；所述第一阻抗匹配器包括第一阻抗傳感器、與所述高頻電源和所述第一阻抗傳感器連接的第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、與所述第一阻抗傳感器連接的第一運算控制單元和與所述第一運算控制單元以及所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的第一執(zhí)行單元，所述第一阻抗傳感器包括:與所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的第一采樣模塊、與所述第一采樣模塊連接的第一濾波模塊和與所述第一濾波模塊以及所述第一運算控制單元連接的第一信號處理模塊；所述第一采樣模塊用于對所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量，得出第一阻抗測量信號；所述第一濾波模塊用于對所述第一阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除所述第一阻抗測量信號中的低頻干擾信號；所述第一信號處理模塊用于對濾波處理后的第一阻抗測量信號進行運算處理，生成所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的第一輸入阻抗相關(guān)信號；所述第一運算控制單元用于根據(jù)所述高頻電源的輸出阻抗對所述第一輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成第一阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；所述第一執(zhí)行單元用于根據(jù)所述第一阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和所述高頻電源的輸出阻抗共軛匹配；所述第二阻抗匹配器包括第二阻抗傳感器、與所述低頻電源和所述第二阻抗傳感器連接的第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、與所述第二阻抗傳感器連接的第二運算控制單元和與所述第二運算控制單元以及所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的第二執(zhí)行單元，所述第二阻抗傳感器包括:與所述高頻電源和所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的第二采樣模塊、與所述第二采樣模塊連接的第二濾波模塊和與所述第二濾波模塊以及所述第二運算控制單元連接的第二信號處理模塊；所述第二采樣模塊用于對所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量，得出第二阻抗測量信號；所述第二濾波模塊用于對所述第二阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除所述第二阻抗測量信號中的高頻干擾信號；所述第二信號處理模塊用于對濾波處理后的第二阻抗測量信號進行運算處理，生成所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的第二輸入阻抗相關(guān)信號；所述第二運算控制單元用于根據(jù)所述高頻電源的輸出阻抗對所述第二輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成第二阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；所述第二執(zhí)行單元用于根據(jù)所述第二阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和所述高頻電源的輸出阻抗共軛匹配。進一步地，所述第一濾波模塊包括高通濾波電路、低頻帶通濾波電路或者低頻帶阻濾波電路，所述第二濾波模塊包括低通濾波電路、高頻帶通濾波電路或者高頻帶阻濾波電路。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種阻抗匹配方法，所述方法基于阻抗匹配器，所述阻抗匹配器包括阻抗傳感器、與射頻電源和所述阻抗傳感器連接的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、與所述阻抗傳感器連接的運算控制單元和與所述運算控制單元以及所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的執(zhí)行單元，所述阻抗傳感器包括:與所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的采樣模塊、與所述采樣模塊連接的濾波模塊和與所述濾波模塊以及所述運算控制單元連接的信號處理模塊；所述方法包括:所述采樣模塊對所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量，得出阻抗測量信號；所述濾波模塊對所述阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除所述阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號；所述信號處理模塊對濾波處理后的阻抗測量信號進行運算處理，生成所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號；所述運算控制單元根據(jù)所述射頻電源的輸出阻抗對所述輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；所述執(zhí)行單元根據(jù)所述阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和所述射頻電源的輸出阻抗共軛匹配。本發(fā)明具有以下有益效果:1.本發(fā)明的阻抗匹配器、半導(dǎo)體設(shè)備和阻抗匹配方法，能夠提高阻抗傳感器的測量精度，使阻抗傳感器精確調(diào)節(jié)所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，從而使阻抗匹配器準(zhǔn)確的實現(xiàn)阻抗匹配。2.本發(fā)明的阻抗匹配器、半導(dǎo)體設(shè)備和阻抗匹配方法，通過在阻抗傳感器中設(shè)置濾波電路，使阻抗匹配器結(jié)構(gòu)簡單，具有低成本、高性能、易維護、小型化等特點，能夠最簡單的解決雙頻信號干擾問題。3.本發(fā)明的阻抗匹配器、半導(dǎo)體設(shè)備和阻抗匹配方法，通過在阻抗傳感器中設(shè)置濾波電路，而不是將濾波電路設(shè)置于主電路中，使得對濾波電路本身的結(jié)構(gòu)要求更加簡單，承受的電路負載更少，使用壽命更長。


圖1為一種阻抗匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為一種等離子體設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一提供的阻抗匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖3中另一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖3中另一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖3中另一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖3中另一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圖3中另一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實施例七提供的一種半導(dǎo)體設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為圖10中第一阻抗匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為圖10中第二阻抗匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明實施例八提供的一種阻抗匹配方法的流程圖。
具體實施例方式為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的阻抗匹配器、半導(dǎo)體設(shè)備和阻抗匹配方法進行詳細描述。圖3為本發(fā)明實施例一提供的阻抗匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，該阻抗匹配器包括阻抗傳感器11、與射頻電源和阻抗傳感器11連接的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12、與阻抗傳感器11連接的運算控制單元13和與運算控制單元13以及阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12連接的執(zhí)行單元14，阻抗傳感器11包括:與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12連接的采樣模塊111、與采樣模塊111連接的濾波模塊112和與濾波模塊112以及運算控制單元13連接的信號處理模塊113。其中，射頻電源(圖中未示出)可向阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12提供射頻信號能量。采樣模塊111用于對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12的輸入端121進行測量，得出阻抗測量信號。本實施例中，阻抗測量信號為模擬信號。濾波模塊112用于對阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號。信號處理模塊113用于對濾波處理后的阻抗測量信號進行運算處理，生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號。本實施例中，輸入阻抗相關(guān)信號為模擬信號。運算控制單元13用于根據(jù)射頻電源的輸出阻抗對輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)。執(zhí)行單元14用于根據(jù)阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12的輸入阻抗和射頻電源的輸出阻抗共軛匹配，從而使阻抗匹配器實現(xiàn)阻抗匹配。本實施例中，阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)為數(shù)字信號。本發(fā)明通過在阻抗傳感器中設(shè)置濾波電路，使阻抗匹配器結(jié)構(gòu)簡單，具有低成本、高性能、易維護、小型化等特點，能夠最簡單的解決雙頻信號干擾問題。另外，由于濾波電路沒有設(shè)置于主電路中，使得對濾波電路本身的結(jié)構(gòu)要求更加簡單，承受的電路負載更少，使用壽命更長。本實施例中，射頻電源為低頻電源，該低頻電源向阻抗匹配器12提供低頻信號能量，則高頻干擾信號會干擾阻抗傳感器，造成阻抗傳感器無法準(zhǔn)確的對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12進行測量。因此，濾波模塊112濾除的特定頻率的信號為高頻干擾信號。圖4為圖3中一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，濾波模塊112為低通濾波電路，該低通濾波電路包括第一電感LI和第一電容Cl,第一電感LI的輸入端Ila連接至米樣模塊111，第一電感LI的輸出端IIb連接至第一電容Cl的輸入端Ilc和信號處理模塊113,第一電容Cl的輸入端Ilc連接至信號處理模塊113，第一電容Cl的輸出端Ild接地。該低通濾波電路可濾除阻抗測量信號中的高頻干擾信號以防止阻抗測量信號中的高頻干擾信號傳輸至信號處理模塊113，信號處理模塊113接收到的阻抗測量信號中不包括起干擾作用的高頻干擾信號，使信號處理模塊113可準(zhǔn)確的生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，從而使阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號。本發(fā)明實施例二提供了一種阻抗匹配器，圖5為圖3中另一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3和圖5所示，本實施例中的阻抗匹配器與上述實施例一的區(qū)別在于:濾波模塊112為高頻帶通濾波電路，該高頻帶通濾波電路包括第二電容C2、第二電感L2、第三電容C3、第三電感L3、第四電容C4和第四電感L4，第二電容C2的輸入端12a連接至采樣模塊111，第二電容C2的輸出端12b連接至第二電感L2的輸入端12c，第二電感L2的輸出端12d、第三電容C3的輸入端13a、第三電感L3的輸入端13b和第四電容C4的輸入端14a相互連接，第三電容C3的輸出端13c接地，第三電感L3的輸出端13d接地，第四電容C4的輸出端14b連接至第四電感L4的輸入端14c，第四電感L4的輸出端14d連接至信號處理模塊113。該高頻帶通濾波電路可濾除阻抗測量信號中的高頻干擾信號以防止阻抗測量信號中的高頻干擾信號傳輸至信號處理模塊113，信號處理模塊113接收到的阻抗測量信號中不包括起干擾作用的高頻干擾信號，使信號處理模塊113可準(zhǔn)確的生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，從而使阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號。該高頻帶通濾波電路為多級濾波電路，采用高頻帶通濾波電路的濾波模塊具有更加良好的頻率選擇性，可以更好的減少高頻干擾信號，使阻抗傳感器更加準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號。本發(fā)明實施例三提供了一種阻抗匹配器，圖6為圖3中另一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3和圖6所示，本實施例中的阻抗匹配器與實施例一的區(qū)別在于:濾波模塊為高頻帶阻濾波電路，該高頻帶阻電路包括第五電容C5、第五電感L5、第六電容C6、第六電感L6、第七電容C7和第七電感L7，第五電感L5和第五電容C5并聯(lián)連接，第七電感L7和第七電容C7并聯(lián)連接,第五電感L5的輸入端15a和第五電容C5的輸入端15c連接至米樣模塊111，第五電感L5的輸出端15b、第五電容C5的輸出端15d、第六電容C6的輸入端16a、第七電感L7的輸入端17a和第七電容C7的輸入端17c相互連接，第六電容C6的輸出端16b連接至第六電感L6的輸入端16c，第六電感L6的輸出端16d接地，第七電容C7的輸出端17b和第七電感L7的輸出端17d連接至信號處理模塊113。該高頻帶阻濾波電路可濾除阻抗測量信號中的高頻干擾信號以防止阻抗測量信號中的高頻干擾信號傳輸至信號處理模塊，信號處理模塊接收到的阻抗測量信號中不包括起干擾作用的高頻干擾信號，使信號處理模塊可準(zhǔn)確的生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，從而使阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號。本發(fā)明實施例四提供了一種阻抗匹配器，圖7為圖3中另一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3和圖7所示，本實施例中的阻抗匹配器與上述實施例一的區(qū)別在于:本實施例中，射頻電源為高頻電源，該高頻電源向阻抗匹配器12提供高頻信號能量，則高頻干擾信號會干擾阻抗傳感器，造成阻抗傳感器無法準(zhǔn)確的對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12進行測量。因此，濾波模塊112濾除的特定頻率的信號為低頻干擾信號。濾波模塊112為高通濾波電路，該高通濾波電路包括第八電容C8和第八電感L8，第八電容C8的輸入端18b連接至采樣模塊111，第八電容C8的輸出端18b連接至第八電感L8的輸入端18c和信號處理模塊113，第八電感L8的輸入端18c連接至信號處理模塊113，第八電感L8的輸出端18d接地。該高通濾波電路可濾除阻抗測量信號中的低頻干擾信號以防止阻抗測量信號中的低頻干擾信號傳輸至信號處理模塊113，信號處理模塊113接收到的阻抗測量信號中不包括起干擾作用的低頻干擾信號，使信號處理模塊113可準(zhǔn)確的生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，從而使阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號。本發(fā) 明實施例五提供了一種阻抗匹配器，圖8為圖3中另一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3和圖8所示，本實施例中的阻抗匹配器與上述實施例一的區(qū)別在于:本實施例中，射頻電源為高頻電源，該高頻電源向阻抗匹配器12提供高頻信號能量，則高頻干擾信號會干擾阻抗傳感器，造成阻抗傳感器無法準(zhǔn)確的對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12進行測量。因此，濾波模塊112濾除的特定頻率的信號為低頻干擾信號。濾波模塊112為低頻帶通濾波電路，該低頻帶通濾波電路包括第九電容C9、第九電感L9、第十電容C10、第十電感L10、第i^一電容Cll和第i^一電感Lll，第九電容C9的輸入端19a連接至采樣模塊111，第九電容C9的輸出端19b連接至第九電感L9的輸入端19c，第九電感L9的輸出端19d、第十電容ClO的輸入端20a、第十電感LlO的輸入端20b和第^ 電容Cll的輸入端21a相互連接,第十電容ClO的輸出端20c接地，第十電感LlO的輸出端20d接地，第i^一電容Cll的輸出端21b連接至第十一電感Lll的輸入端21c，第十一電感Lll的輸出端21c連接至信號處理模塊113。該低頻帶通濾波電路可濾除阻抗測量數(shù)據(jù)中的低頻功率以防止阻抗測量數(shù)據(jù)中的低頻功率傳輸至信號處理模塊113，信號處理模塊113接收到的阻抗測量信號中不包括起干擾作用的低頻干擾信號，使信號處理模塊113可準(zhǔn)確的生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，從而使阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號。該低頻帶通濾波電路為多級濾波電路，采用低頻帶通濾波電路的濾波模塊具有更加良好的頻率選擇性，可以更好的減少高頻干擾信號，使阻抗傳感器更加準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號。本發(fā)明實施例六提供了一種阻抗匹配器，圖9為圖3中另一種濾波模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3和圖9所示，本實施例中的阻抗匹配器與實施例一的區(qū)別在于:本實施例中，射頻電源為高頻電源，該高頻電源向阻抗匹配器12提供高頻信號能量，則高頻干擾信號會干擾阻抗傳感器，造成阻抗傳感器無法準(zhǔn)確的對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)12進行測量。因此，濾波模塊112濾除的特定頻率的信號為低頻干擾信號。濾波模塊為低頻帶阻濾波電路，該低頻帶阻電路包括第十二電容C12、第十二電感L12、第十三電容C13、第十三電感L13、第十四電容C14和第十四電感L14，第十二電感L12和第十二電容C12并聯(lián)連接，第十四電感L14和第十四電容C14并聯(lián)連接，第十二電感L12的輸入端22a和第十二電容C12的輸入端22c連接至采樣模塊111，第十二電感L12的輸出端22b、第十二電容C12的輸出端22d、第十三電容C13的輸入端23a、第十四電感L14的輸入端24a和第十四電容C14的輸入端24c相互連接，第十三電容C13的輸出端23b連接至第十三電感L13的輸入端23c，第十三電感L13的輸出端23d接地，第十四電容C14的輸出端24d和第十四電感L14的輸出端24b連接至信號處理模塊113。該低頻帶阻濾波電路可濾除阻抗測量信號中的低頻干擾信號以防止阻抗測量信號中的低頻干擾信號傳輸至信號處理模塊，信號處理模塊接收到的阻抗測量信號中不包括起干擾作用的低頻干擾信號，使信號處理模塊可準(zhǔn)確的生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，從而使阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號。本發(fā)明上述各實施例提供的阻抗匹配器包括阻抗傳感器、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、運算控制單元和執(zhí)行單元，阻抗傳感器包括:采樣模塊、濾波模塊和信號處理模塊，采樣模塊用于對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量得出阻抗測量信號，濾波模塊用于對阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號，信號處理模塊用于對濾波處理后的阻抗測量信號進行運算處理，生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號；運算控制單元用于根據(jù)射頻電源的輸出阻抗對輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；執(zhí)行單元用于根據(jù)阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和所述射頻電源的輸出阻抗共軛匹配。阻抗匹配器中的濾波模塊可濾除阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號以防止阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號傳輸至信號處理模塊，信號處理模塊接收到的阻抗測量信號中不包括起干擾作用的特定頻率的干擾信號，使信號處理模塊可準(zhǔn)確的生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，使阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，提高了阻抗傳感器的測量精度，從而使阻抗匹配器準(zhǔn)確的實現(xiàn)阻抗匹配。與現(xiàn)有技術(shù)相比上述各實施例中僅在阻抗傳感器中增設(shè)了濾波模塊，因此該阻抗傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、易于維護、成本低、小型化以及高性能等特點，易于實現(xiàn)。由于上述各實施例中阻抗傳感器中的濾波模塊濾除了起干擾作用的干擾信號，從而使阻抗匹配器準(zhǔn)確的實現(xiàn)阻抗匹配，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比上述各實施例極大的提高了進入反應(yīng)腔室的射頻電源提供的能量信號的大小。本發(fā)明中，當(dāng)將上述實施例中的阻抗匹配器應(yīng)用于具有雙頻結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體設(shè)備中時，對于圖5所示的高頻帶通濾波電路中各個電感的電感值和各個電容的電容值，可根據(jù)高頻電源的頻率和低頻電源的頻率預(yù)先計算出高頻帶通濾波電路中各個電感的電感值和各個電容的電容值，以使高頻帶通濾波電路具備濾除高頻干擾信號的能力；對于圖8所示的低頻帶通濾波電路中各個電感的電感值和各個電容的電容值，可根據(jù)高頻電源的頻率和低頻電源的頻率預(yù)先計算出低頻帶通濾波電路中各個電感的電感值和各個電容的電容值，以使低頻帶通濾波電路具備濾除低頻干擾信號的能力；對于圖6所示的高頻帶阻濾波電路中各個電感的電感值和各個電容的電容值，可根據(jù)高頻電源的頻率和低頻電源的頻率預(yù)先計算出高頻帶阻濾波電路中各個電感的電感值和各個電容的電容值，以使高頻帶阻濾波電路具備濾除高頻干擾信號的能力；對于圖9所示的低頻帶阻濾波電路中各個電感的電感值和各個電容的電容值，可根據(jù)高頻電源的頻率和低頻電源的頻率預(yù)先計算出低頻帶阻濾波電路中各個電感的電感值和各個電容的電容值，以使低頻帶阻濾波電路具備濾除低頻干擾信號的能力。圖10為本發(fā)明實施例七提供的一種半導(dǎo)體設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖10所示，該半導(dǎo)體設(shè)備包括:反應(yīng)腔室1、第一阻抗匹配器2、高頻電源3，第二阻抗匹配器4和低頻電源5，高頻電源3通過第一阻抗匹配器2向反應(yīng)腔室I提供高頻信號能量，低頻電源5通過第二阻抗匹配器4向反應(yīng)腔室I提供低頻信號能量。本實施例中，低頻電源的頻率可以為2MHz，高頻電源的頻率可以為13.56MHz ;或者，低頻電源的頻率可以為2MHZ，高頻電源的頻率可以為27.2MHZ ;或者，低頻電源的頻率可以為2MHz，高頻電源的頻率可以為60MHz。圖11為圖10中第一阻抗匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖11所示，第一阻抗匹配器2包括第一阻抗傳感器21、與高頻電源3和第一阻抗傳感器21連接的第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)22、與第一阻抗傳感器21連接的第一運算控制單元23和與第一運算控制單元23以及第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)22連接的第一執(zhí)行單元24，第一阻抗傳感器21包括:與第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)22連接的第一采樣模塊211、與第一采樣模塊211連接的第一濾波模塊212和與第一濾波模塊212以及第一運算控制單元24連接的第一信號處理模塊213 ;第一采樣模塊211用于對第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)22的輸入端221進行測量，得出第一阻抗測量信號；第一濾波模塊212用于對第一阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除第一阻抗測量信號中的低頻干擾信號；第一信號處理模塊213用于對濾波處理后的第一阻抗測量信號進行運算處理，生成第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)22的第一輸入阻抗相關(guān)信號；第一運算控制單元23用于根據(jù)高頻電源3的輸出阻抗對第一輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成第一阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；第一執(zhí)行單元24用于根據(jù)該第一阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)22進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和高頻電源3的輸出阻抗共軛匹配。其中，第一濾波模塊212可包括高通濾波電路、低頻帶通濾波電路或者低頻帶阻濾波電路，具體地可采用實施例四至實施例六中任一所述的濾波模塊，此處不再贅述。圖12為圖10中第二阻抗匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖12所示，第二阻抗匹配器4包括第二阻抗傳感器41、與低頻電源5和第二阻抗傳感器41連接的第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)42、與第二阻抗傳感器41連接的第二運算控制單元43和與第二運算控制單元43以及第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)42連接的第二執(zhí)行單元44，第二阻抗傳感器41包括:與低頻電源5和第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)42連接的第二采樣模塊411、與第二采樣模塊411連接的第二濾波模塊412和與第二濾波模塊412以及第二運算控制單元43連接的第二信號處理模塊413 ;第二采樣模塊411用于對第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)42的輸入端進行測量，得出第二阻抗測量信號；第二濾波模塊412用于對第二阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除第二阻抗測量信號中的高頻干擾信號；第二信號處理模塊413用于對濾波處理后的第二阻抗測量信號進行運算處理，生成第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)42的第二輸入阻抗相關(guān)信號；第二運算控制單元43用于根據(jù)低頻電源5的輸出阻抗對第二輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成第二阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；第二執(zhí)行單元44用于根據(jù)第二阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)42進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)42的輸入阻抗和低頻電源5的輸出阻抗共軛匹配。其中，第二濾波模塊412可包括低通濾波電路、高頻帶通濾波電路或者高頻帶阻濾波電路，具體地可采用實施例一至實施例三中任一所述的濾波模塊，此處不再贅述。本實施例中，該半導(dǎo)體設(shè)備還可以包括:靜電卡盤6、介質(zhì)窗口 7和電感耦合線圈8，靜電卡盤6設(shè)置于反應(yīng)腔室I內(nèi)，靜電卡盤6上安裝有晶片9。反應(yīng)腔室I上方設(shè)置有介質(zhì)窗口 7,電感稱合線圈8位于介質(zhì)窗口 7的上方。第一阻抗匹配器2與靜電卡盤6連接，第二阻抗匹配器4與電感耦合線圈8連接。本實施例提供的半導(dǎo)體設(shè)備中，第一阻抗傳感器中的第一濾波模塊可濾除第一阻抗測量信號中的低頻干擾信號以防止第一阻抗測量信號中的低頻干擾信號傳輸至第一信號處理模塊，第一信號處理模塊接收到的第一阻抗測量信號中不包括起干擾作用的低頻干擾信號，使第一信號處理模塊可準(zhǔn)確的生成第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，使第一阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，提高了第一阻抗傳感器的測量精度，從而使第一阻抗匹配器準(zhǔn)確的實現(xiàn)阻抗匹配；第二阻抗傳感器中的第二濾波模塊可濾除第二阻抗測量信號中的高頻干擾信號以防止第二阻抗測量信號中的高頻干擾信號傳輸至第二信號處理模塊，第二信號處理模塊接收到的第二阻抗測量信號中不包括起干擾作用的高頻干擾信號，使第二信號處理模塊可準(zhǔn)確的生成第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗，使第二阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，提高了第二阻抗傳感器的測量精度，從而使第二阻抗匹配器準(zhǔn)確的實現(xiàn)阻抗匹配。本發(fā)明實施例八提供了一種半導(dǎo)體設(shè)備，本實施例中的半導(dǎo)體設(shè)備與實施例七中的區(qū)別在于:高頻電源通過第一阻抗匹配器連接至電感耦合線圈，低頻電源通過第二阻抗匹配器連接至靜電卡盤。此種情況不再具體畫出。本發(fā)明實施例八提供了一種阻抗匹配方法，該方法基于阻抗匹配器，阻抗匹配器包括阻抗傳感器、與射頻電源和阻抗傳感器連接的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、與阻抗傳感器連接的運算控制單元和與運算控制單元以及阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的執(zhí)行單元，阻抗傳感器包括:與阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的采樣模塊、與采樣模塊連接的濾波模塊和與濾波模塊以及運算控制單元連接的信號處理模塊。圖13為本發(fā)明實施例八提供的一種阻抗匹配方法的流程圖，如圖13所示，該阻抗匹配方法包括:步驟101、采樣模塊對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量，得出阻抗測量信號。步驟102、濾波模塊對阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號。步驟103、信號處理模塊對濾波處理后的阻抗測量信號進行運算處理，生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號。步驟104、運算控制單元根據(jù)射頻電源的輸出阻抗對輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)。
步驟105、執(zhí)行單元根據(jù)阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和射頻電源的輸出阻抗共軛匹配。本實施例提供的阻抗匹配方法可采用上述實施例提供的阻抗匹配器來執(zhí)行。本實施例提供的阻抗匹配方法中，濾波模塊濾除了阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號以防止阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號傳輸至信號處理模塊，信號處理模塊接收到的阻抗測量信號中不包括起干擾作用的特定頻率的干擾信號，使信號處理模塊可準(zhǔn)確的生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，使阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，提高了阻抗傳感器的測量精度，從而使阻抗匹配器準(zhǔn)確的實現(xiàn)阻抗匹配。本發(fā)明提供的阻抗匹配器、半導(dǎo)體設(shè)備和阻抗匹配方法的技術(shù)方案中，阻抗匹配器包括阻抗傳感器、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、運算控制單元和執(zhí)行單元，阻抗傳感器包括:采樣模塊、濾波模塊和信號處理模塊，采樣模塊用于對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量得出阻抗測量信號，濾波模塊用于對阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號，信號處理模塊用于對濾波處理后的阻抗測量信號進行運算處理，生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號；運算控制單元用于根據(jù)射頻電源的輸出阻抗對輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；執(zhí)行單元用于根據(jù)阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和所述射頻電源的輸出阻抗共軛匹配。阻抗匹配器中的濾波模塊可濾除阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號以防止阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號傳輸至信號處理模塊，信號處理模塊接收到的阻抗測量信號中不包括起干擾作用的特定頻率的干擾信號，使信號處理模塊可準(zhǔn)確的生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，使阻抗傳感器實現(xiàn)了準(zhǔn)確的測量出阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號，提高了阻抗傳感器的測量精度，從而使阻抗匹配器準(zhǔn)確的實現(xiàn)阻抗匹配?？梢岳斫獾氖?，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)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(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種阻抗匹配器，包括阻抗傳感器、與射頻電源和所述阻抗傳感器連接的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、與所述阻抗傳感器連接的運算控制單元和與所述運算控制單元以及所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的執(zhí)行單元，其特征在于，所述阻抗傳感器包括:與所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的采樣模塊、與所述采樣模塊連接的濾波模塊和與所述濾波模塊以及所述運算控制單元連接的信號處理模塊； 所述采樣模塊，用于對所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量，得出阻抗測量信號； 所述濾波模塊，用于對所述阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除所述阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號； 所述信號處理模塊，用于對濾波處理后的阻抗測量信號進行運算處理，生成所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號； 所述運算控制單元，用于根據(jù)所述射頻電源的輸出阻抗對所述輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)； 所述執(zhí)行單元，用于根據(jù)所述阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和所述射頻電源的輸出阻抗共軛匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗匹配器，其特征在于，所述射頻電源包括低頻電源，所述濾波模塊包括低通濾波電路、高頻帶通濾波電路或者高頻帶阻濾波電路，所述特定頻率的干擾信號包括高頻干擾信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻抗匹配器，其特征在于，若所述濾波模塊包括低通濾波電路，所述低通濾波電路包括第一電感和第一電容； 所述第一電感的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第一電感的輸出端連接至所述第一電容的輸入端和所述信號處理模塊，第一電容的輸入端連接至所述信號處理模塊，所述第一電容的輸出端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻抗匹配器，其特征在于，若所述濾波模塊包括高頻帶通濾波電路，所述高頻帶通濾波電路包括第二電容、第二電感、第三電容、第三電感、第四電容和第四電感； 所述第二電容的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第二電容的輸出端連接至所述第二電感的輸入端，所述第二電感的輸出端、所述第三電容的輸入端、所述第三電感的輸入端和所述第四電容的輸入端相互連接，所述第三電容的輸出端接地，所述第三電感的輸出端接地，所述第四電容的輸出端連接至所述第四電感的輸入端，所述第四電感的輸出端連接至所述信號處理模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻抗匹配器，其特征在于，若所述濾波模塊包括所述高頻帶阻濾波電路，所述高頻帶阻電路包括第五電容、第五電感、第六電容、第六電感、第七電容和第七電感； 所述第五電感和所述第五電容并聯(lián)連接，所述第七電感和所述第七電容并聯(lián)連接，所述第五電感的輸入端和所述第五電容的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第五電感的輸出端、所述第五電容的輸出端、所述第六電容的輸入端、所述第七電感的輸入端和所述第七電容的輸入端相互連接，所述第六電容的輸出端連接至所述第六電感的輸入端，所述第六電感的輸出端接地，所述第七電容的輸出端和所述第七電感的輸出端連接至所述信號處理模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻抗匹配器，其特征在于，所述射頻電源包括高頻電源，所述濾波模塊包括高通濾波電路、低頻帶通濾波電路或者低頻帶阻濾波電路，所述特定頻率的干擾信號包括低頻干擾信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻抗匹配器，其特征在于，若所述濾波模塊包括高通濾波電路，所述高通濾波電路包括第八電容和第八電感； 所述第八電容的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第八電容的輸出端連接至所述第八電感的輸入端和所述信號處理模塊，第八電感的輸入端連接至所述信號處理模塊，所述第八電感的輸出端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻抗匹配器，其特征在于，若所述濾波模塊包括低頻帶通濾波電路，所述低頻帶通濾波電路包括第九電容、第九電感、第十電容、第十電感、第i^一電容和第i^一電感； 所述第九電容的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第九電容的輸出端連接至所述第九電感的輸入端，所述第九電感的輸出端、所述第十電容的輸入端、所述第十電感的輸入端和所述第十一電容的輸入端相互連接，所述第十電容的輸出端接地，所述第十電感的輸出端接地，所述第十一電容的輸出端連接至所述第十一電感的輸入端，所述第十一電感的輸出端連接至所述信號處理模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻抗匹配器，其特征在于，若所述濾波模塊包括低頻帶阻濾波電路，所述低頻帶阻電路包括第十二電容、第十二電感、第十三電容、第十三電感、第十四電容和第十四電感； 所述第十二電感和所述第十二電容并聯(lián)連接，所述第十四電感和所述第十四電容并聯(lián)連接，所述第十二電感的輸入端和所述第十二電容的輸入端連接至所述采樣模塊，所述第十二電感的輸出端、所述第十二電容的輸出端、所述第十三電容的輸入端、所述第十四電感的輸入端和所述第十四電容的`輸入端相互連接，所述第十三電容的輸出端連接至所述第十三電感的輸入端，所述第十三電感的輸出端接地，所述第十四電容的輸出端和所述第十四電感的輸出端連接至所述信號處理模塊。
10.一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括:反應(yīng)腔室、第一阻抗匹配器、高頻電源，第二阻抗匹配器和低頻電源，所述高頻電源通過所述第一阻抗匹配器向所述反應(yīng)腔室提供高頻信號能量，所述低頻電源通過所述第二阻抗匹配器向所述反應(yīng)腔室提供低頻信號能量，其特征在于， 所述第一阻抗匹配器包括第一阻抗傳感器、與所述高頻電源和所述第一阻抗傳感器連接的第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、與所述第一阻抗傳感器連接的第一運算控制單元和與所述第一運算控制單元以及所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的第一執(zhí)行單元，所述第一阻抗傳感器包括:與所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的第一采樣模塊、與所述第一采樣模塊連接的第一濾波模塊和與所述第一濾波模塊以及所述第一運算控制單元連接的第一信號處理模塊；所述第一采樣模塊用于對所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量，得出第一阻抗測量信號；所述第一濾波模塊用于對所述第一阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除所述第一阻抗測量信號中的低頻干擾信號；所述第一信號處理模塊用于對濾波處理后的第一阻抗測量信號進行運算處理，生成所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的第一輸入阻抗相關(guān)信號；所述第一運算控制單元用于根據(jù)所述高頻電源的輸出阻抗對所述第一輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成第一阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；所述第一執(zhí)行單元用于根據(jù)所述第一阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的所述第一阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和所述高頻電源的輸出阻抗共軛匹配； 所述第二阻抗匹配器包括第二阻抗傳感器、與所述低頻電源和所述第二阻抗傳感器連接的第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、與所述第二阻抗傳感器連接的第二運算控制單元和與所述第二運算控制單元以及所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的第二執(zhí)行單元，所述第二阻抗傳感器包括:與所述低頻電源和所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的第二采樣模塊、與所述第二采樣模塊連接的第二濾波模塊和與所述第二濾波模塊以及所述第二運算控制單元連接的第二信號處理模塊；所述第二采樣模塊用于對所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量，得出第二阻抗測量信號；所述第二濾波模塊用于對所述第二阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除所述第二阻抗測量信號中的高頻干擾信號；所述第二信號處理模塊用于對濾波處理后的第二阻抗測量信號進行運算處理，生成所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的第二輸入阻抗相關(guān)信號；所述第二運算控制單元用于根據(jù)所述低頻電源的輸出阻抗對所述第二輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成第二阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；所述第二執(zhí)行單元用于根據(jù)所述第二阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的所述第二阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和所述低頻電源的輸出阻抗共軛匹配。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體設(shè)備，其特征在于，所述第一濾波模塊包括高通濾波電路、低頻帶通濾波電路或者低頻帶阻濾波電路，所述第二濾波模塊包括低通濾波電路、聞頻帶通濾波電路或者聞頻帶阻濾波電路。
12.一種阻抗匹配方法，其特征在于，所述方法基于阻抗匹配器，所述阻抗匹配器包括阻抗傳感器、與射頻電源和所述阻抗傳感器連接的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、與所述阻抗傳感器連接的運算控制單元和與所述運算控制單元以及所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的執(zhí)行單元，所述阻抗傳感器包括:與所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)連接的采樣模塊、與所述采樣模塊連接的濾波模塊和與所述濾波模塊以及所述運算控制單元連接的信號處理模塊； 所述方法包括: 所述采樣模塊對所述 阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量，得出阻抗測量信號； 所述濾波模塊對所述阻抗測量信號進行濾波處理，以濾除所述阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號； 所述信號處理模塊對濾波處理后的阻抗測量信號進行運算處理，生成所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號； 所述運算控制單元根據(jù)所述射頻電源的輸出阻抗對所述輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理，生成阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)； 所述執(zhí)行單元根據(jù)所述阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)，以使調(diào)節(jié)后的所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和所述射頻電源的輸出阻抗共軛匹配。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻抗匹配器、半導(dǎo)體設(shè)備和阻抗匹配方法。阻抗匹配器包括阻抗傳感器、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、運算控制單元和執(zhí)行單元，阻抗傳感器包括采樣模塊、濾波模塊和信號處理模塊；采樣模塊用于對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入端進行測量得出阻抗測量信號；濾波模塊用于濾除阻抗測量信號中的特定頻率的干擾信號；信號處理模塊用于對濾波處理后的阻抗測量信號進行運算處理生成阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗相關(guān)信號；運算控制單元用于對輸入阻抗相關(guān)信號進行運算處理生成阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)；執(zhí)行單元用于根據(jù)阻抗調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)對阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)進行調(diào)節(jié)以使調(diào)節(jié)后的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗和射頻電源的輸出阻抗共軛匹配。本發(fā)明使阻抗匹配器準(zhǔn)確的實現(xiàn)阻抗匹配。
文檔編號H03H7/38GK103166595SQ20111040932
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者成曉陽 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