CN103026800B - Rf功率分配装置和rf功率分配方法 - Google Patents

Rf功率分配装置和rf功率分配方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种RF功率分配装置和RF功率分配方法。所述装置包括：阻抗匹配网络，其传送来自RF功率源的功率；以及功率分配单元，其向至少一个产生容性耦合等离子体的电极分配来自阻抗匹配网络的输出功率。功率分配单元包括：第一电抗元件，其串联连接至第一电极；可变电容器，其一端与所述第一电抗元件和所述第一电极并联连接，且另一端接地；以及第二电抗元件，其一端连接至第一节点，且另一端连接至第二节点，其中，所述可变电容器的一端和所述第一电抗元件的一端在第一节点处彼此接触，第二电极和所述阻抗匹配网络的输出端在第二节点处连接。

Description

RF功率分配装置和RF功率分配方法
技术领域
本发明涉及一种RF功率分配装置，并且更具体地，涉及一种通过单一匹配网络将经过阻抗匹配的RF功率分配给多个电极或电极的多个位置的RF功率分配装置。
背景技术
容性耦合RF等离子体装置（capacitively-coupledRFplasmadevice）包括布置在真空容器内部的上电极、源RF功率源（sourceRFpowersource）、用于保持基底的基底支撑部件以及偏压RF功率源（biasRFpowersource）。源RF功率源施加在上电极上，偏压RF功率源施加在基底支撑部件上。然而，当源RF功率源和偏压RF功率源使用相同的频率时，相互干扰使得很难稳定地执行等离子体处理。在另一种容性耦合RF等离子体装置中，RF功率源只施加在位于真空容器内的上电极和基底支撑部件中的一个上。遗憾的是，当电极被分为多个电极以调整均匀性或功率在多个位置施加在一个电极上时，没有合适的功率分配装置。
发明内容
技术问题
本发明的实施例提供一种用于通过功率分配同时地或相继地产生容性耦合等离子体的功率分配装置。
技术方案
在本发明的实施例中，功率分配装置可包括：阻抗匹配网络，其配置为传送来自RF功率源的功率；以及功率分配单元，其配置为向至少一个产生容性耦合等离子体的电极分配来自阻抗匹配网络的输出功率。功率分配单元可包括：第一电抗元件，其串联连接至第一电极；可变电容器，其一端并联连接至第一电抗元件和第一电极，且另一端接地；以及第二电抗元件，其一端连接至第一节点，且另一端连接至第二节点，其中，可变电容器的一端和第一电抗元件的一端在第一节点处彼此接触，第二电极和阻抗匹配网络的输出端在第二节点处连接。
本发明的实施例提供一种用于通过功率分配同时地或相继地产生容性耦合等离子体的功率分配方法。在本发明的实施例中，功率分配方法可包括：设置流向布置在真空容器内部以产生容性耦合等离子体的第一电极的第一功率、第一电压或第一电流和设置供给布置在真空容器内部的第二电极的第二功率、第二电压或第二电流；通过阻抗匹配网络向第一电极和第二电极提供来自RF功率源的功率；通过操作阻抗匹配网络执行匹配；测量流经第一电极和第二电极的电流、电压和功率中的至少一个；以及通过使用功率分配单元控制将要提供给第一电极和第二电极的设置的功率、设置的电压或设置的电流。
技术效果
如以上所描述，根据本发明实施例的RF功率分配装置包括一个RF功率源和一个阻抗匹配网络。RF功率分配装置可以防止RF功率源之间的互相干扰，并且能够稳定地向多个电极分配RF功率。此外，尽管功率分配会变化，因为总阻抗相对恒定，所以阻抗匹配网络可以稳定地工作。
附图说明
结合附图和与之相随的详细说明将更加直观地了解本发明。本发明中描述的实施例以示例而非限制形式提供，其中相同的附图标记指代同一或类似部件。附图并非用于度量，相反，重点在于对本发明方面进行说明。
图1和图2表示根据本发明实施例的功率分配装置。
图3-5是根据本发明实施例的功率分配装置的史密斯圆图。
图6-8是表示根据本发明构思的实施例的功率分配装置的功率分配比例、总阻抗的实部和虚部。
图9表示根据本发明另一个实施例的功率分配单元。
图10和图11表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。
图12和图13表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。
图14-16表示根据本发明其它实施例的功率分配装置。
图17和图18表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。
图19和图20表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。
图21是表示根据本发明实施例的功率分配方法的流程图。
210：RF功率源
220：阻抗匹配网络
230：功率分配单元
260：真空容器
270：控制器
272：第一测量单元
276：开关
具体实施方式
容性耦合等离子体广泛地应用于用于太阳能电池的多晶硅沉积、氧化物层的蚀刻等。然而，随着基底的直径趋于变大，出现了等离子体空间上的均匀性和清洁的问题。当RF功率源分别向多个电极提供功率时，如果RF功率源的频率彼此相等，RF功率源的互相干扰导致阻抗匹配困难。因此，需要有效地、稳定地向电极分配功率的功率分配装置。
根据本发明的实施例，功率分配装置可向多个电极分配功率或在多个位置向电极提供功率。当电极布置在同一平面上时，功率分配装置可提高等离子体的均匀性或处理的均匀性。当电极布置在不同的平面上时，功率分配装置可向多个电极分配来自RF功率源的功率以产生等离子体。功率分配装置可使用单一的阻抗匹配网络以简化系统的结构。
在根据本发明实施例的功率分配装置中，布置在RF功率源和功率分配单元之间的阻抗匹配网络执行阻抗匹配。在这种情况下，不管功率分配单元的电抗怎样变化，从阻抗匹配网络的输出端看过去的功率分配单元的阻抗相对恒定。也就是说，从阻抗匹配网络的输出端看过去功率分配单元的阻抗受功率分配单元的影响很小。因此，阻抗匹配网络可执行稳定的阻抗匹配，提高了处理的稳定性和可靠性。并且，功率分配单元随可变元件的电容线性变化，且在可变元件的变化范围内，功率分配单元具有宽功率分配比例。
以下参照附图更详细地描述本发明。但是，还可以以各种不同形式实现本发明，本发明并不局限于本文所述的实施例。更确切地说，提供这些实施例以便对于本领域技术人员来说，本发明的公开内容是详尽和完整的，并且充分表达本发明的范围。
在实施例中，为了避免对本发明模糊的解释，将不再详细地描述已知的处理、已知的装置结构和已知的技术。同一附图标记自始至终指代同一元件。
图1和图2表示根据本发明实施例的功率分配装置。
根据图1和图2，功率分配装置包括：阻抗匹配网络（220），其传送RF功率源（210）的功率；以及功率分配单元（230），其向产生容性耦合等离子体的第一、第二电极（240、250）中的至少一个分配阻抗匹配网络（220）的输出功率。
功率分配单元（230）包括：第一电抗元件（234），其串联连接至第一电极（240）；可变电容器（236），其一端并联连接至所第一电抗元件（234）和第一电极（240），且另一端接地；以及第二电抗元件（232），其一端连接至第一节点（N1），且另一端连接至第二节点（N2），其中，可变电容器（236）的一端和所述第一电抗元件（234）的一端在第一节点（N1）处彼此接触，第二电极（250）和所述阻抗匹配网络（220）的输出端231在第二节点（N2）处连接。
RF功率源（210）可输出单频正弦波，且频率可以是约0.1MHz~约200MHz。阻抗匹配网络（220）可以是用于向负载最大地传送功率的装置。
真空容器（260）可由金属材料制成，且真空容器（260）的盖（262）可以是金属板。
第一电极（240）和第二电极（250）可布置为彼此相对。基底（252）可安装在第二电极（250）上。第一电极（240）可产生容性耦合等离子体。第一电极（240）可包括气体分配装置。第一电极（240）可通过功率分配单元（230）接收功率。
第二电极（250）可产生容性耦合等离子体并向基底（252）施加偏压。第二电极（250）可以是基底支撑部件。基底（252）可以是半导体基底或玻璃基底。
第一测量单元（272）可测量第一电极（240）的功率、电流和电压中的至少一个。第二测量单元（274）可测量第二电极（250）的功率、电流和电压中的至少一个。第一、第二测量单元（272、274）可包括用于测量流向第一、第二电极（240、250）的电流的拾波线圈（pick-upcoil）和用于测量电压的电压测量电极。
控制器（270）可接收第一测量单元（272）和第二测量单元（274）的输出，并控制功率分配单元（230）和RF功率源（210），从而控制流向第一电极（240）和第二电极（250）的功率或电流的比例。控制器（270）可通过计算流向第一电极（240）和/或第二电极（250）的功率、电压或电流控制功率分配单元（230）和/或RF功率源（210）。因此，第一电极（240）和第二电极（250）可接收设置的功率、电压或电流。也就是说，控制器（270）不仅向第一电极（240）和第二电极（250）提供分配的相对功率，还向第一电极（240）和第二电极（250）提供绝对功率。提供给第二电极（250）的功率可决定DC偏压。
开关（276、278）可直接连接至第一、第二电极（240、250）中的至少一个。开关（276、278）可切换提供给第一电极（240）或第二电极（250）的功率。开关（276、278）的每一个可以是使用螺线管的机械继电器（mechanicalrelay）开关或使用PIN二极管的电子开关。
第一电抗元件（234）是电感器，且第二电抗元件（232）是固定电容器。辅助电容器（237）可设置在第二电极（250）和第二节点（N2）之间。辅助电容器可用于调节第一电极和第二电极之间的相位。辅助电容器可以是连接至马达的可变电容器。辅助电容器可用于在一定范围内调整第一电极和第二电极之间的相位。
可变电容器（236）可以是真空电容器。真空电容器可以连接至马达（239）以改变电容。马达（239）可由控制器（270）控制。
第一测量单元（272）可布置在第一电极（240）和第一电抗元件（234）之间。第一测量单元（272）可测量第一电极（240）的功率、电压或电流中的至少一个。第二测量单元（274）可布置在第二电极（250）第二节点（N2）之间。第二测量单元（274）可测量第二电极（250）的功率、电压或电流中的至少一个。通过计算第一电极（240）的功率和/或第二电极（250）的功率，控制器（270）可通过马达（239）控制可变电容器（236），使得设置的功率施加在第一电极（240）上。另外，控制器（270）可控制功率分配单元（230）和RF功率源（210），使得设置的功率、电压或电流施加在第二电极（250）上。
第一开关（276）可布置在第一电极（240）和第一电抗元件（234）之间。第一开关（276）可串联连接至第一测量单元（272）。第二开关（278）可布置在第二电极（250）第二节点（N2）之间。第二开关（278）可串联连接至第二测量单元（274）。
控制器（270）可控制第一开关（276），第一开关（276）可切换功率分配单元（230）和第一电极（240）之间的电连接。另外，控制器（270）可控制第二开关（278），从而切换功率分配单元（230）和第二电极（250）之间的电连接。
从第二节点（N2）看过去的第一电极（240）的有效阻抗（Zeff=R+jX）由下面的方程式（1）给出。
方程式（1）：
Z eff = R + jX
= R 1 X p 2 R 1 2 + ( X 1 + X S 1 + X p ) 2 + j [ X S 2 + X p { R 1 2 + ( X 1 + X S 1 ) ( X 1 + X S 1 + X p ) } R 1 2 + ( X 1 + X S 1 + X p ) 2 ]
在方程式（1）中，第一电极（240）的阻抗表示为Z1=R1+jX1，第二电极（250）的阻抗表示为Z2=R2+jX2，第一电抗元件（234）的阻抗表示为jXS1，第二电抗元件（232）的阻抗表示为jXS2，可变电容器（236）的阻抗表示为jXP。并且在方程式（1）中，R代表有效阻抗（Zeff）的实部，X代表其虚部。
图3-5表示根据本发明实施例的功率分配装置产生的阻抗变化的史密斯圆图。
在大面积电极的情况下，等离子体负载的真实电阻（realresistance）具有约0.1欧姆~1欧姆的较小值，这使得流过的电流过大。因此，因为施加给匹配电路的电压增加，阻抗匹配网络和装置的稳定性降低。结果，优选电感器作为第一电抗元件（234）以增加总阻抗的真实电阻。
根据图3，当第一电极（240）和第一电抗元件（234）的阻抗总和的虚部为负号时，由可变电容器（236）造成的阻抗变化在等导纳圆（constantconductancecircle）上顺时针旋转。因此，阻抗的真实电阻可进一步减小，从而产生装置的稳定操作变坏的担忧。
根据图4，第一电抗元件（234）可使用电感器，使得第一电极（240）和第一电抗元件（234）的阻抗总和的虚部具有正号。在这种情况下，由可变电容器（236）产生的阻抗变化可增加真实电阻以稳定地控制阻抗匹配网络等。
从阻抗匹配网络（220）的输出端看过去的总阻抗（Z12）可以是Z2和Zeff的并联连接。当Z2和Zeff阻抗的虚部具有相反的符号时，会发生并联谐振。在这种情况下，阻抗匹配网络（220）不能执行阻抗匹配。然而，如上所描述，如果第一电极（240）、第一电抗元件（234）和可变电容器（236）的阻抗总和的虚部调整为具有正号，第二电极（250）的阻抗的虚部具有负号，因此可发生并联谐振。
根据图5，为了避免并行并联谐振，第二电抗元件（232）必须选为电容，其中电容Zeff的虚部具有负号。
此外，考虑以下因素选择元件的值：功率分配比例根据第一电抗元件（234）和第二电抗元件（232）的值改变。当Zeff大于Z2时，总阻抗Z12与低阻抗Z2趋于一致。因此，总阻抗（Z12）变得相对恒定。尽管可变电容器（236）的阻抗发生变化，总阻抗（Z12）相对恒定使得阻抗匹配网络（220）工作稳定。也就是说，功率分配单元（230）设计为使得Zeff比Z2大很多。因此，当功率分配单元（230）不分配功率时，优选功率分配单元（230）不向第一电极（240）分配功率。功率分配单元（230）可根据第一电抗元件（234）和第二电抗元件（232）以及可变电容器（236）的电容使电流分配比例（I2/I1）为线性。
流经第一电极（240）的第一电流I1和流经第二电极（250）的第二电流I2通过下面的方程式（2）给出。
方程式（2）：
| I 1 | 2 = R R 1 ( P | Z 2 | 2 R | Z 2 | 2 + R 2 | Z eff | 2 )
| I 2 | 2 = ( P | Z eff | 2 R | Z 2 | 2 + R 2 | Z eff | 2 )
| I 2 | | I 1 | = R 1 R ( | Z eff | | Z 2 | )
在方程式（2）中，P代表通过阻抗匹配网络提供的入射功率（incidentpower）。
功率分配单元（230）可只向第二电极（250）提供功率或同时向第一电极（240）和所述第二电极（250）提供功率。可根据时间调整功率分配比例或电流分配比例（I2/I1）。
图6-8是表示根据本发明构思的实施例的功率分配装置的电流分配比例、总阻抗的实部和虚部。
根据图6-8，当RF功率的频率是13.56MHz时，第一电极（240）的阻抗是（10-j100）欧姆，第二电极（250）的阻抗是（10-j100）欧姆，第一电抗元件（234）的电容值是120欧姆，且第二电抗元件（232）的电容值是-230欧姆，示出了根据可变电容器（236）的电容的电流分配比例以及从阻抗匹配网络的输出端看过去的总阻抗Z12的实部和虚部。当可变电容器（236）的电容从300pF变化到1000pF时，电流比例（I2/I1）在0.6~3.5的范围内变化。当可变电容器（236）的电容从300pF变化到1000pF时，总阻抗（Z12）的实部相对地恒定在8欧姆附近。并且，当可变电容器（236）的电容从300pF变化到1000pF时，总阻抗（Z12）的虚部相对地稳定在70欧姆附近。
第一RF功率源可通过单一的阻抗匹配网络向第一电极施加功率，第二RF功率源可通过单一的阻抗匹配网络施加功率。在这种情况下，因为第一RF功率源的变化对第二RF功率源产生影响，第二RF功率源在短时间内不能执行阻抗匹配。因此，削弱了处理的稳定性。
然而，因为在根据本发明实施例的功率分配装置中，总阻抗（Z12）相对恒定，即使在功率没有施加在第一电极（240）上或功率随时间改变的情况下，仍可保持阻抗匹配以实现稳定的工作。
根据本发明的改进实施例，功率分配单元可扩展为适用于三个或更多个互相并联连接的负载。
图9表示根据本发明另一个实施例的功率分配单元。将省略与图2中那些相同的解释。
根据图9，功率分配单元（230）包括：第一电抗元件（234），其串联连接至第一电极（240）；可变电容器（236），其一端并联连接至第一电抗元件（234a）和第一电极（240），且另一端接地；以及第二电抗元件（232a），其一端连接至第一节点（N1），且另一端连接至第二节点（N2），其中，可变电容器（236）的一端和第一电抗元件（234a）的一端在第一节点（N1）处彼此接触，第二电极（250）和阻抗匹配网络的输出端（331）在第二节点（N2）处彼此连接。第一电抗元件（234a）可以是固定电容器，且第二电抗元件（232a）可以是电感器。
返回图3，在该实施例中，因为第一电极（240）和第一电抗元件（234a）的阻抗总和的虚部是负数，由可变电容器（236）造成的阻抗变化使得实部很小。因此，阻抗匹配网络的输出端处的电流会增加，从而削弱了装置的稳定性。然而，因为在传统的用于半导体的容性耦合等离子体装置中，等离子体阻抗的实部足够大（5欧姆~50欧姆），使用容性耦合等离子体装置时可无须担心电流增加。
确定第一电抗元件（234a）和第二电抗元件（232a）的值，使得Z2和Zeff虚部的阻抗成为负数，以防止Z2和Zeff的并联谐振。
图10和图11表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。
根据图10和图11，功率分配装置包括：阻抗匹配网络（220），其传送来自RF功率源（210）的功率；以及产生容性耦合等离子体的第一和第二电极（240、250）中的至少一个；以及功率分配单元（230），其分配阻抗匹配网络（220）的输出功率。
功率分配单元（230）包括：第一电抗元件（234），其串联连接至第一电极（240）；可变电容器（236），其一端并联连接至第一电抗元件（234）和第一电极（240），且另一端接地；以及第二电抗元件（232），其一端连接至第一节点（N1），且另一端连接至第二节点（N2），其中，可变电容器（236）的一端和第一电抗元件（234）的一端在第一节点（N1）处彼此接触，第二电极（250）和阻抗匹配网络（220）的输出端（231）在第二节点（N2）处彼此连接。第一电抗元件（234）可以是电感器，且第二电抗元件（232）可以是固定电容器。
功率分配单元（230）可在彼此电连接的第一和第二电极（240、250）的多个位置提供功率。第一电极（240）和第二电极（250）可彼此电连接或彼此物理连接。
当RF功率源（210）的频率很高且电极的尺寸很大时，电极的电场强度可导致驻波效应（standingwaveeffect）。也就是说，当功率施加在电极的中心时，电极中心处的电场和电极边缘处的电场的相位和强度可能不同。因此，电极需要在多个位置接收功率以抵消驻波效应。然而，简单地在多个位置提供功率对抵消驻波效应的能力是有限的。为此，根据位置而在多个位置提供不同的功率可提高等离子体的均匀性或处理的均匀性。
四个第一功率供给线（245a）可布置在第一电极（240）的边缘部，且第二功率供给线（243a）可布置在第二电极（250）的中心。通过第二功率供给线（243a）提供的功率可大于通过第一功率供给线（245a）提供的功率。
图12和图13表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。
根据图12和图13，功率分配装置包括：阻抗匹配网络（220），其传送RF功率源（210）的功率；以及功率分配单元（230），其向至少一个产生容性耦合等离子体的电极分配阻抗匹配网络（220）的输出功率。功率分配单元（230）包括：第一电抗元件（234），其串联连接至第一电极（240）；可变电容器（236），其一端并联连接至第一电抗元件（234）和第一电极（240），且另一端接地；以及第二电抗元件（232），其一端连接至第一节点（N1），且另一端连接至第二节点（N2），其中，可变电容器（236）的一端和第一电抗元件（234）的一端在第一节点（N1）处彼此接触，第二电极（250）和阻抗匹配网络（220）的输出端（231）在第二节点（N2）处彼此连接。
第一电极（240）和第二电极（250）布置为在同一平面上彼此相邻。第一电极（240）和/或第二电极（250）可分别被分为子电极（242、252）。功率分配单元（230）向第一电极（240）和第二电极（250）分配功率。组成第一电极（240）的子电极（242）可互相并联连接，且组成第二电极（250）的子电极（252）可互相并联连接。
例如，在电极排列成3×3的正方形的电极结构中，第一电极（240）可布置在角部，第二电极（250）可交叉地布置。第一电极（240）可包括第1-第4子电极（242），第二电极（250）可包括第1-第5子电极（252）。可用绝缘体填充子电极之间的空间。
根据提供给第一电极（240）和第二电极（250）的功率可提高等离子体密度的均匀性和处理的均匀性。第一电极（240）和/或第二电极（250）可进一步包括气体分配单元。为了增加等离子体的密度，第一电极（240）和/或第二电极（250）可包括用于空心阴极放电（hollowcathodedischarge）的孔（未示出）和沟道（未示出）。
图14表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。
根据图14，功率分配装置包括：阻抗匹配网络（220），其传送RF功率源（210）的功率；以及功率分配单元（230），其向至少一个产生容性耦合等离子体的电极分配阻抗匹配网络（220）的输出功率。
功率分配单元（230）包括：第一电抗元件（234），其串联连接至第一电极（240）；可变电容器（236），其一端并联连接至第一电抗元件（234）和第一电极（240），且另一端接地；以及第二电抗元件（232），其一端连接至第一节点（N1），且另一端连接至第二节点（N2），其中，可变电容器（236）的一端和第一电抗元件（234）的一端在第一节点（N1）处彼此接触，第二电极（350）和阻抗匹配网络（220）的输出端231在第二节点（N2）处彼此连接。
第二电极350可布置在真空容器（260）的内侧壁上，且功率分配单元（230）可向第一电极（240）和第二电极（350）分配功率。
第一电极（240）可布置为与基底保持部件（255）相对，基底（252）安装在基底保持部件（255）上。第二电极（350）可布置为与真空容器（260）的内侧壁相邻。当执行等离子体处理时，第二电极（350）可用于提高等离子体的均匀性。当执行真空容器（260）的清洁处理时也可使用第二电极（350）。
图15表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。
根据图15，功率分配装置可进一步包括第三电极（250b）和向第三电极（250b）分配功率的辅助功率分配单元（230b）。辅助功率分配单元（230b）可从功率分配单元（230）的第一节点（N1）获取功率。辅助功率分配单元（230b）具有与功率分配单元（230）相同的结构。
图16表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。
根据图16，功率分配装置可进一步包括第三电极（250c）和向第三电极（250c）分配功率的辅助功率分配单元（230c）。辅助功率分配单元（230c）可从功率分配单元（230）的第二节点（N2）获取功率。辅助功率分配单元（230c）具有与功率分配单元（230）相同的结构。
图17和图18表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。
根据图17和图18，功率分配装置包括：双频阻抗匹配网络（220a），其传送RF功率源（210a、210b）的功率；以及功率分配单元（230），其向至少一个产生容性耦合等离子体的电极分配阻抗匹配网络（220a）的输出功率。
功率分配单元（230）包括：第一电抗元件（234），其串联连接至第一电极（240）；可变电容器（236），其一端并联连接至第一电抗元件（234）和第一电极（240），且另一端接地；以及第二电抗元件（232），其一端连接至第一节点（N1），且另一端连接至第二节点（N2），其中，可变电容器（236）的一端和第一电抗元件（234）的一端在第一节点（N1）处彼此接触，第二电极（250）和阻抗匹配网络（220a）的输出端在第二节点（N2）处彼此连接。
RF功率源（210a、210b）可包括：低频RF功率源（220a），其输出低频率；高频RF功率源（220b），其输出高频率。低频RF功率源（220a）和高频RF功率源（220b）的输出提供给阻抗匹配网络（220a）。当提高等离子体密度时，具有不同频率的多个RF功率源可调整DC偏压。
第一电极（240）和第二电极（250）布置为彼此相对。基底（252）可安装在第二电极（250）上。功率分配单元（230）可向第一电极（240）和第二电极（250）分配功率。
第一RF功率源（210a）的功率分配比例和第二RF功率源（210b）的功率分配比例可根据功率分配单元（230）的可变电容器（236）而彼此不同。
图19表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。将省略与图18相同部分的解释。
根据图19，功率分配单元（230）在第一电极（240）和第二电极（340）的多个位置提供功率，第一电极（240）和第二电极（340）彼此电连接。提供给第一电极（240）的功率与提供给第二电极340的功率的比例可根据频率而不同。基底（252）安装在基底保持部件（250c）上。
图20表示根据本发明另一个实施例的功率分配装置。将省略与图18那些相同的解释。
根据图20，第一电极（240）和第二电极（250）布置为在同一平面上彼此相邻。第一电极（240）或第二电极（250）可被分为子电极。功率分配单元（220）向第一电极（240）和第二电极（250）分配功率。
图21表示根据本发明实施例的功率分配方法的流程图。
根据图1和图21，功率分配方法包括：设置流向布置在真空容器（260）内部以产生容性耦合等离子体的第一电极（240）的第一功率、第一电压或第一电流以及设置施加在布置在真空容器内部的第二电极（250）的第二功率、第二电压或第二电流（S110）；通过阻抗匹配网络（220）向第一电极（240）和第二电极（250）提供来自RF功率源（210）的功率（S120）；通过操作阻抗匹配网络（220）执行匹配（S130）；测量流经第一电极（240）和第二电极（250）的电流、电压和功率中的至少一个（S140）；以及通过使用功率分配单元（230）控制将要提供给第一电极（240）和第二电极（250）的设置的功率、设置的电压或设置的电流（S200）。
控制将要提供给第一电极（240）和第二电极（250）的设置的功率、设置的电压或设置的电流的步骤包括：比较流向第一电极（240）的功率与第一功率（S210）；调整功率分配单元（230）（S220）；比较流向第二电极（250）的功率与第二功率（S230）；以及改变RF功率源（210）的输出功率（S240）。RF功率源（210）可以是具有不同频率的多个RF功率源。
尽管结合附图中所示的本发明的实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于此。本领域技术人员应当明白，可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下进行各种替换、修改和变化。

Claims (12)

1.一种功率分配装置，其包括：
阻抗匹配网络，其配置为传送来自RF功率源的功率；以及
功率分配单元，其配置为向至少一个产生容性耦合等离子体的电极分配来自所述阻抗匹配网络的输出功率，
其中，所述功率分配单元包括：
第一电抗元件，其串联连接至第一电极；
可变电容器，其一端并联连接至所述第一电抗元件和所述第一电极，且另一端接地；以及
第二电抗元件，其一端连接至第一节点，且另一端连接至第二节点，其中，所述可变电容器的所述一端和所述第一电抗元件的一端在所述第一节点处彼此接触，第二电极和所述阻抗匹配网络的输出端在所述第二节点处连接，
其中，所述第一电抗元件是电感器，且所述第二电抗元件是固定电容器，
其中，有效阻抗是从所述第二节点看过去的所述第一电极的阻抗，所述第二电抗元件为阻抗的虚部为负号的固定电容器。
2.如权利要求1所述的功率分配装置，其中，所述功率分配单元在所述第一电极和所述第二电极的多个位置提供功率，所述第一电极和所述第二电极彼此电连接。
3.如权利要求1所述的功率分配装置，其中，所述第一电极和所述第二电极布置为彼此相对，
其中，基底安装在所述第二电极上，以及
其中，所述功率分配单元向所述第一电极和所述第二电极分配功率。
4.如权利要求1所述的功率分配装置，其中，所述第一电极和所述第二电极布置为在同一平面上彼此相邻，且所述第一电极和所述第二电极被分为多个子电极，并且
其中，所述功率分配单元向所述第一电极和所述第二电极分配功率。
5.如权利要求1所述的功率分配装置，其中，所述第二电极毗邻于真空容器的内侧壁布置，并且
其中，所述功率分配单元向所述第一电极和所述第二电极分配功率。
6.如权利要求1所述的功率分配装置，进一步包括：
测量单元，其配置为测量所述电极的负载的功率、电流和电压中的至少一个；以及
控制器，其配置为接收所述测量单元的输出，并控制所述功率分配单元和所述RF功率源，从而控制流向所述电极的所述功率的比例或所述电流的比例。
7.如权利要求1所述的功率分配装置，其中，进一步包括：
开关，其串联连接至所述电极，且配置为切换供给所述电极的所述功率。
8.如权利要求1所述的功率分配装置，其中，所述电极包括基底支撑部件，基底安装在所述基底支撑部件上。
9.如权利要求1所述的功率分配装置，其中，所述RF功率源包括：输出低频率的低频RF功率源和输出高频率的高频RF功率源，并且
其中，所述低频RF功率源和所述高频RF功率源的输出被提供给所述阻抗匹配网络。
10.如权利要求9所述的功率分配装置，其中，所述功率分配单元在所述第一电极和所述第二电极的多个位置提供功率，所述第一电极和所述第二电极彼此电连接。
11.如权利要求9所述的功率分配装置，其中，所述第一电极和所述第二电极布置为彼此相对，
其中，基底安装在所述第二电极上，以及
其中，所述功率分配单元向所述第一电极和所述第二电极分配功率。
12.如权利要求9所述的功率分配装置，其中，所述第一电极和所述第二电极布置为在同一平面上彼此相邻，且所述第一电极和所述第二电极被分为多个子电极，并且
其中，所述功率分配单元向所述第一电极和所述第二电极分配功率。
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