420的RF信号以产生电磁场，从而能够产生等离子体。天线单元410可有多条天线。在一实施例中，天线单元410可具有第一天线411和第二天线413。另一方面，天线单元410可具有三条或更多条天线。第一天线411和第二天线413中的每一个均可实施为具有多个圈数的线圈。第一天线411和第二天线413可电连接至RF电源420以接收RF功率。第一天线411和第二天线413可设置在与基板W相对的位置上。例如，第一天线411和第二天线413可设置在处理腔室100上方。第一天线411和第二天线413可为环形。在此，第一天线411的半径可小于第二天线413的半径。第一天线411可位于处理腔室100顶表面的中心区域中。第二天线413可位于处理腔室100顶表面的边界区域中。
[0056]在一实施例中，第一天线411和第二天线413可设置在处理腔室100的侧壁上。在一实施例中，第一天线411和第二天线413中的一个可设置在处理腔室100上方，而另一个可设置在处理腔室100的侧壁上。只要多条天线能在处理腔室100内产生等离子体即可，天线的位置可不受限制。
[0057]第一天线411和第二天线413可接收来自RF电源420的RF功率以在处理腔室100中产生时变电磁场，从而能够使提供至处理腔室100的工艺气体被激发为等离子体态。
[0058]功率分配器430可将来自RF电源420的功率分配到天线上。在一实施例中，当多条天线中的一条阻抗增加但其它天线的阻抗降低时，功率分配器430可以容易地控制提供至每条天线的功率量以及它们的比例。
[0059]图3为图2所示的等离子体产生单元400的电路图。等离子体产生单元400可进一步包括阻抗匹配器440。阻抗匹配器440可连接至RF电源420的输出端以使负载侧的输入阻抗与电源侧的输出阻抗相匹配。在一实施例中，阻抗匹配器440可通过电源线425连接在RF电源420和天线单元410之间。阻抗匹配器440可包括第一传感器441、第二传感器442、电感器443、第一可变电容器444和第二可变电容器445。第一传感器441可连接至输入端。第一传感器441可测量输入阻抗^^入。第二传感器442可连接至输出端。第二传感器442可测量输出阻抗。电感器443可通过电源线425连接在第一传感器441和第二传感器442之间。第一可变电容器444可串联连接至电感器443。如图2所示，第一可变电容器444可连接在电感器443和第二传感器442之间。第二可变电容器445可并联连接至第一可变电容器444。第二可变电容器445可通过分配线426连接在分配点P和地之间。分配线426可从电源线425上的分配点P处分开。分配线426的末端可接地。分配线426可位于电感器443和第一传感器441之间。
[0060]控制器450可将控制信号传输至阻抗匹配器440。控制器450可控制阻抗匹配器440的匹配阻抗Z_。在一实施例中，控制器450可控制第一可变电容器444的值C1和第二可变电容器445的值C2。
[0061]图4为根据相关现有技术的一般匹配控制方法的流程图。在传统的基板处理装置中，用于测量电阻值的传感器可连接至阻抗匹配器的输入端。基板处理装置可使用连接至输入端的第一传感器441测量输入阻抗(S10)o基板处理装置可计算匹配阻抗ZEK(S20)，然后可计算输出阻抗(S30)。基板处理装置可设置第一可变容器的值Cl和第二可变容器的值C2，以便使计算的输出阻抗^^对应于特性阻抗ZWtt (S40)。在此，由于没有考虑阻抗匹配器中的寄生电容和电感的阻抗，使得基板处理装置需反复搜寻最终的匹配值，从而增加了匹配时间并造成工艺失败。此外，当处理腔室中的压力改变时，需要大约3秒的匹配时间。
[0062]图5为根据本发明构思的实施例的匹配控制方法的流程图。基板处理装置10可使用第二传感器442测量输出阻抗(S100)。在输出阻抗被测量后，控制器450可画出满足匹配阻抗Z_的条件的阻抗图。在此，匹配阻抗ZEK可以为特性阻抗Zwt4与输出阻抗Z输出之差。在一实施例中，特性阻抗Zwt4可以是50 Ω。因此，基板处理装置10可在短时间内控制出满足阻抗的相和量级的第一可变容器的值C1和第二可变容器的值C2 (S200)。此夕卜，当处理腔室100中的压力改变时，需要大约0.7秒的匹配时间。
[0063]挡板单元500可位于壳体110的内侧壁和基板支撑单元200之间。挡板单元500可包括形成有穿孔的挡板。单板可为环形。提供在壳体100中的工艺气体可通过挡板上的穿孔排出至排气孔102。工艺气体流可根据挡板和穿孔的形状进行控制。
[0064]前面提及的可变元件可以接收控制器450的控制信号以改变可变元件的值。控制器450可以基于采用等离子体的工艺通过调整可变元件的值来控制等离子体特征以使其适用于相应的工艺。
[0065]虽然参照示例性实施例描述了本发明构思，但对本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离本发明的精神及范围的情况下，可得到各种改变和变型。因此，可以理解的是，上述实施例并非限制性的，而是示例性的。
【主权项】
1.一种基板处理装置，其特征在于，包括: 处理腔室； 支撑单元，用于支撑所述处理腔室内的基板； 气体供应单元，用于向所述处理腔室内供应工艺气体；和 等离子体产生单元，用于由所述处理腔室内供应的工艺气体产生等离子体， 其中，所述等离子体产生单元包括: 尚频电源； 天线单元，通过电源线连接至所述高频电源；和 阻抗匹配器，通过所述电源线连接在所述高频电源和所述天线单元之间，并配置为匹配阻抗， 其中，所述阻抗匹配器包括: 第一传感器，连接至输入端，并配置为测量输入阻抗；和 第二传感器，连接至输出端，并配置为测量输出阻抗。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阻抗匹配器进一步包括: 电感器，通过所述电源线连接在所述第一传感器和所述第二传感器之间； 第一可变电容器，连接在所述电感器和所述第二传感器之间；和 第二可变电容器，并联连接至所述第一可变电容器。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述等离子体产生单元进一步包括:控制器，所述控制器配置为将控制信号传输至所述阻抗匹配器， 其中，在使用所述第二传感器测量所述输出阻抗后，所述控制器控制所述第一可变电容器和所述第二可变电容器的值。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二可变电容器连接在所述电源线的分配点和地之间。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述分配点位于所述第一传感器和所述电感器之间。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述天线单元包括: 第一天线，通过所述电源线连接至所述高频电源；和 第二天线，并联连接至所述第一天线。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一天线和所述第二天线中的每一个均为环形， 其中，所述第一天线的半径小于所述第二天线的半径。8.一种等离子体产生单元，其特征在于，包括: 尚频电源； 天线单元，通过电源线连接至所述高频电源；和 阻抗匹配器，通过所述电源线连接在所述高频电源和所述天线单元之间，并配置为匹配阻抗， 其中，所述阻抗匹配器包括: 第一传感器，连接至输入端，并配置为测量输入阻抗；和 第二传感器，连接至输出端，并配置为测量输出阻抗。9.根据权利要求8所述的等离子体产生单元，其特征在于，所述阻抗匹配器进一步包括: 电感器，通过所述电源线连接在所述第一传感器和所述第二传感器之间； 第一可变电容器，连接在所述电感器和所述第二传感器之间；和 第二可变电容器，并联连接至所述第一可变电容器。10.根据权利要求9所述的等离子体产生单元，其特征在于，所述等离子体产生单元进一步包括: 控制器，所述控制器配置为将控制信号传输至所述阻抗匹配器， 其中，在使用所述第二传感器测量所述输出阻抗后，所述控制器控制所述第一可变电容器和所述第二可变电容器的值。11.根据权利要求10所述的等离子体产生单元，其特征在于，所述第二可变电容器连接在所述电源线的分配点和地之间。12.根据权利要求11所述的等离子体产生单元，其特征在于，所述分配点位于所述第一传感器和所述电感器之间。
【专利摘要】本发明公开了一种基板处理装置和一种等离子体产生设备。基板处理装置包括：处理腔室；支撑单元，用于支撑处理腔室内的基板；气体供应单元，用于向处理腔室内供应工艺气体；和等离子体产生单元，用于由处理腔室内供应的工艺气体产生等离子体，其中，等离子体产生单元包括：高频电源；天线单元，通过电源线连接至高频电源；和阻抗匹配器，通过电源线连接在高频电源和天线单元之间，并匹配阻抗，其中，阻抗匹配器包括第一传感器和第二传感器，第一传感器连接至输入端并测量输入阻抗，第二传感器连接至输出端并测量输出阻抗。
【IPC分类】H01L21/67, H01J37/32, H05H1/46
【公开号】CN105304444
【申请号】CN201510437687
【发明人】孙德铉, 李贞换
【申请人】细美事有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年7月23日
【公告号】US20160027617