[发明专利]基板处理装置和阻抗匹配方法

说明书

公开了一种用于处理基板的装置。该装置包括：RF电源；处理腔室，其利用从RF电源施加的功率执行等离子体处理；和阻抗匹配单元，其设置在RF电源和处理腔室之间并执行匹配，其中，RF电源包括测量在处理腔室和阻抗匹配单元的方向上的阻抗的第一传感器，并且阻抗匹配单元通过反映在RF电源中经由第一传感器测量的阻抗来执行阻抗匹配。

技术领域

本发明涉及一种基板处理装置和一种阻抗匹配方法。

背景技术

在最近的等离子体蚀刻工艺中，一般使用多个RF频率的等离子体控制。当使腔室为真空时，注入气体并施加RF电压，然后由加速电子形成等离子体。在此过程中，为了使RF电源为腔室提供最大功率，须使阻抗匹配单元位于腔室和RF电源之间。

在阻抗匹配单元的阻抗匹配原理中，负载端的根据等离子体状态实时变化的阻抗(Z_L(t)＝R+jX))由位于阻抗匹配单元输出侧的传感器21测量，并且控制内部电路，使测量的阻抗与输入端的阻抗相同。通常，为了最小化阻抗匹配单元和处理腔室之间的阻抗变化，阻抗匹配单元和处理腔室可以彼此附接。另外，为了减少RF电源和阻抗匹配单元之间的干扰影响，可以选择并连接与RF频率的半波长长度(约几十米)对应的线缆。

现有基板处理装置的构造如图3所示。

然而，现有基板处理装置产生的问题如下。

没有制造与RF电源的RF频率的半波长对应的线缆，从而出现匹配错误。因此，当使用商用线缆时，需要额外校正出现的阻抗偏差。此外，当设置设备时，可能存在如下问题，即线缆的布置根据位置和空间而改变或者在设置设备时线缆弯曲。特别地，当线缆的布置改变或线缆弯曲时，电感会根据线缆的形状而改变。在这种情况下，问题在于实际上不可能在产品发布阶段评价和测试基板处理装置。

即，在图3所示的现有基板处理装置的构造中，即使在阻抗匹配单元和处理腔室端中通过阻抗匹配满足最大功率传输条件Z_G＝Z_m，考虑到约几十米线缆阻抗的总阻抗为Z_T(x，t)＝50+Z_c(x)≠Z_G，使得产生沿RF电源方向等的功率反射。另外，随着蚀刻技术的最近发展，RF电源的需求功率为数万瓦，因此线缆造成的干扰影响进一步增大。干扰效应会造成严重的影响，例如蚀刻效率降低和RF电源的操作错误。

因此，在相关技术中，当仅通过专注于阻抗匹配单元和处理腔室之间的阻抗匹配来执行阻抗匹配时，存在的问题是从RF电源观察的实际总阻抗Z_T不满足最大功率传输条件Z_G＝Z_T。

发明内容

本发明致力于提供与相关技术相比能够更精确地匹配阻抗的装置和方法。

本发明要解决的问题不限于上述问题。本领域技术人员通过以下描述将清楚地理解未提及的问题。

本发明的示例性实施方式提供一种用于处理基板的装置。

所述装置包括：RF电源；处理腔室，所述处理腔室通过使用从所述RF电源施加的功率来执行等离子体处理；和阻抗匹配单元，所述阻抗匹配单元设置在所述RF电源和所述处理腔室之间并执行匹配，其中，所述RF电源包括测量在所述处理腔室和所述阻抗匹配单元的方向上的阻抗的第一传感器，并且所述阻抗匹配单元通过反映在所述RF电源中经由所述第一传感器测量的阻抗来执行阻抗匹配。

根据示例性实施方式，所述阻抗匹配单元可以包括测量在所述处理腔室的方向上的阻抗的第二传感器。

根据示例性实施方式，所述阻抗匹配单元可以包括测量在所述RF电源的方向上的阻抗的第三传感器。

根据示例性实施方式，所述阻抗匹配单元可以通过使用由所述第二传感器测量的值来执行一次阻抗匹配，并且通过使用由所述第一传感器测量的值来执行校正差值的二次阻抗匹配。