[发明专利]一种射频阻抗匹配器

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺设备技术领域，特别涉及一种射频阻抗匹配器。

背景技术

阻抗匹配是指激励源内部阻抗、传输线的特性阻抗及负载阻抗互相适配，达到最大功率输出的一种工作状态，具体而言就是将负载阻抗转换成一个合适的阻抗或阻抗范围，此阻抗或阻抗范围能使射频电源处于正常的运行状态，从负载方面看是能够使负载尽可能获得大功率的同时又保证负载能正常工作。

在半导体工艺设备中，RF（射频）发生装置（恒定输出阻抗等于传输线的特性阻抗50Ω）向等离子体腔室提供固定频率（通常为13.56MHz）的RF波，用于激发半导体工艺的等离子体。通常情况下，等离子体腔室的阻抗与传输线的特性阻抗（半导体工艺设备中一般为50Ω）不一致，其原因是在传输线上除了入射波外，还会出现反射波，反射波的存在意味着RF发生器产生的功率不能全部输送给等离子体腔室，使传输效率降低，造成匹配失配。为了使等离子体腔室的阻抗与传输线的特性阻抗一致，需在射频传输线与等离子体腔室之间插入射频阻抗匹配器，其用途是实现阻抗变换，即将给定的负载阻抗值变换成传输线的特性阻抗值，实现无反射传输。

在半导体工艺设备中，尤其是在感性负载中，负载线圈的品质因数Q值往往会比较高，需要精确的电容才能找到匹配点，现有的空气电容手动匹配器如图1所示，每一角度的电容变化值大，不能满足高Q值下的匹配要求，且在阻抗匹配调节时很难稳定在匹配点。

发明内容

为了解决现有射频阻抗匹配器调节精度低，匹配过程困难等问题，本发明提供了一种射频阻抗匹配器，包括第一可变空气电容、第二可变空气电容、电感，还包括第三可变空气电容，所述第二可变空气电容和第三可变空气电容并联后与所述电感串联，再与所述第一可变空气电容并联。

所述第二可变空气电容的容值大于所述第三可变空气电容的容值。

本发明提供的射频阻抗匹配器，能够对高品质因数Q值的负载进行精确的阻抗匹配，阻抗匹配电路结构简单，匹配过程方便快捷，实现了负载阻抗的纯阻性，满足了半导体工艺的制备要求。

附图说明

图1是现有技术射频阻抗匹配器的电路原理图；

图2是本发明实施例的射频阻抗匹配器的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明技术方案作进一步描述。

参见图2，本发明实施例提供了一种射频阻抗匹配器，该射频阻抗匹配器位于射频电源与等离子体腔室之间，包括第一可变空气电容C1、第二可变空气电容C2、电感L和第三可变空气电容C3；其中，第二可变空气电容C2和第三可变空气电容C3并联后与电感L串联，再与第一可变空气电容C1并联；第二可变空气电容C2的容值大于第三可变空气电容C3的容值。

具体的匹配网络参数如下：第一可变空气电容C1为1000pF，第二可变空气电容C2为100pF，第三可变空气电容C3为50pF，串联电感L为145nH。

本实施例中，第一可变空气电容C1用于调整负载阻抗的实部，电感L、第二可变空气电容C2和第三可变空气电容C3用于调整调整负载阻抗的虚部。在匹配过程中，调整第一可变空气电容C1使负载阻抗的实部为50欧姆；调整第二可变空气电容C2进行粗调，待接近匹配点时再调整第三可变空气电容C3，使负载阻抗的虚部为零；经过上述调整之后，负载阻抗为纯阻性的50欧姆。

本发明实施例提供的射频阻抗匹配器，采用“L”型电路结构，能够对高品质因数Q值的负载进行精确的阻抗匹配，阻抗匹配电路结构简单，匹配过程方便快捷，实现了负载阻抗的纯阻性，满足了半导体工艺的制备要求。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。