[发明专利]阻抗匹配方法及阻抗匹配系统

说明书

技术领域

本发明属于半导体加工技术领域，具体涉及一种阻抗匹配方法及阻抗匹配系统。

背景技术

在半导体器件的制备工艺中，通常采用射频电源激发反应腔室内的工艺气体形成等离子体，以对被加工工件的表面进行沉积、刻蚀等的工艺。在进行工艺的过程中，通常需要借助阻抗匹配系统对射频电源的输出阻抗和负载阻抗进行匹配，以消除功率反射，从而保证反应腔室可以从射频电源获得最大功率。

图1为现有的阻抗匹配系统的原理框图。请参阅图1，该阻抗匹配系统包括阻抗检测单元、控制单元和执行单元。其中，阻抗检测单元用于检测射频电源输出的射频功率信号是否存在，并检测匹配控制算法的参数；控制单元在射频电源输出的射频功率信号存在时，根据阻抗检测单元发送的参数进行匹配控制算法并向执行单元发送匹配指令，执行单元根据控制单元发送的匹配指令对射频电源的输出阻抗和负载阻抗进行匹配；控制单元在射频电源输出的射频功率信号不存在时，向执行单元发送返回预设指令，执行单元根据控制单元发送的返回预设指令停止工作且返回预设匹配位置。

然而，采用上述阻抗匹配系统在进行阻抗匹配的过程中不可避免的存在以下问题，即：当射频电源以脉冲的形式输出射频功率信号时，如图2所示，为射频电源输出的射频功率信号的示意图，例如，射频信号的频率为13.56MHz，脉冲频率为100Hz，占空比为50%，当射频电源的当前输出状态为射频功率信号不存在时，停止工作且返回预设匹配位置，当射频电源的当前输出状态为射频功率信号存在时，从预设匹配位置开始对射频电源的输出阻抗和负载阻抗进行匹配，这使得阻抗匹配系统的阻抗匹配速度过慢，从而往往导致在每次射频功率信号存在时无法完成阻抗匹配，进而导致在整个工艺过程中均无法实现阻抗匹配。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供了一种阻抗匹配方法及阻抗匹配系统，其可以提高阻抗匹配的速率，从而可以避免在整个工艺过程中无法实现阻抗匹配。

本发明提供一种阻抗匹配方法，其用于对射频电源的输出阻抗与负载阻抗进行匹配，包括以下步骤：S1，采集所述射频电源的输出信号，并根据所述输出信号判断所述射频电源输出的射频功率信号是否存在，若是，则执行步骤S2；否则，执行步骤S3；S2，对所述射频电源的输出阻抗和负载阻抗从当前匹配位置开始进行匹配；S3，控制电机停止匹配工作且保持在当前匹配位置不变。

其中，步骤S2还包括以下步骤：S21，检测匹配控制算法所需的参数；S22，根据匹配控制算法，对所述射频电源的输出阻抗和负载阻抗从当前匹配位置开始进行匹配。

其中，在步骤S1之前还包括步骤S0，检测所述射频电源是否开启，若是，则进入步骤S1；若否，则控制电机返回预设匹配位置。

其中，所述步骤S1包括下列步骤：S11，根据所述输出信号获得脉冲检测信号，所述脉冲检测信号为由表示所述射频电源输出的射频功率信号是否存在的标志位形成的信号，根据所述脉冲检测信号获取当前标志位；S12，若所述标志位为高电平或者低电平，则判定所述射频功率信号存在；S13，若所述标志位为低电平或者高电平，则判定所述射频功率信号不存在。

其中，在所述步骤S3中，不需要经过匹配控制算法，直接给所述电机发送停止指令，所述电机根据所述停止指令停止匹配工作且保持在当前匹配位置不变。

其中，在所述步骤S1中，若所述射频电源具有同步信号，则根据所述同步信号判断所述射频电源输出的射频功率信号是否存在，若是，则执行步骤S2；否则，则执行步骤S3。

本发明还提供一种阻抗匹配系统，其包括阻抗匹配器，用以对射频电源的输出阻抗和负载阻抗进行匹配，还包括脉冲检测单元，用以采集所述射频电源输出信号，并根据所述输出信号判断所述射频电源输出的射频功率信号是否存在，且向所述阻抗匹配器发送表示所述射频功率信号存在或不存在的标志位；所述阻抗匹配器用于当接收到表示所述射频功率信号存在的所述标志位时，对所述射频电源的输出阻抗和负载阻抗从当前匹配位置开始进行匹配；当接收到表示所述射频功率信号不存在的所述标志位时，停止匹配工作且保持在当前匹配位置不变。