CN107256821B - 阻抗匹配系统、阻抗匹配方法及半导体加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种阻抗匹配系统及方法。本发明提供的阻抗匹配系统包括阻抗匹配器，分别与连续波射频电源和反应腔室相连，用于自动对连续波射频电源输出阻抗和反应腔室的输入阻抗进行阻抗匹配；选择开关和负载电路，选择开关用于使连续波射频电源选择性地与反应腔室或负载电路相连；控制单元，用于按照预设时序控制选择开关在与反应腔室相连和与负载电路相连之间切换，以通过阻抗匹配器将射频电源的连续波输出转换成脉冲输出后加载至反应腔室。本发明提供的阻抗匹配系统及方法，不仅不需要昂贵的具有脉冲模式功能的射频电源，从而降低成本，还能够在脉冲模式下阻抗匹配器自动进行阻抗匹配，有效改善在脉冲模式下的匹配不稳定和不重复的现象。

Description

阻抗匹配系统、阻抗匹配方法及半导体加工设备

技术领域

本发明属于微电子加工技术领域，具体涉及一种阻抗匹配系统、阻抗匹配方法及半导体加工设备。

背景技术

在等离子体加工系统中，射频电源将射频能量传输至反应腔室中，以激发反应腔室中的反应气体形成含有大量活性粒子的等离子体，等离子体和晶片相互作用，完成刻蚀或沉积等的工艺过程。在射频能量传输的过程中，射频电源的输出阻抗一般为50欧姆，而反应腔室的输入阻抗不等于50欧姆，因而若直接将射频能量传输至反应腔室，会因传输路径的阻抗不匹配而发生射频能量的反射，导致无法正常激发反应腔室内的反应气体形成等离子体。因此，需要在射频电源与反应腔室之间连接一个匹配装置，该匹配装置可以使射频电源的输出阻抗与反应腔室的输入阻抗一致，从而保证射频能量的正常传输。

图1为现有的匹配装置的原理框图。请参阅图1，射频系统用于向反应腔室20提供射频能量，其包括射频电源10和匹配装置30。其中，射频电源10具有脉冲功能。匹配装置30连接在射频电源10与反应腔室20之间，其具有自动匹配功能和固定匹配位置功能，具体包括检测单元1、阻抗调节单元2、控制单元3和两个控制电机4和5，其中，检测单元1用于检测阻抗调节单元前端的传输线上的信号，并将其发送至控制单元3；阻抗调节单元2的内部结构如图2所示，其具有两个可变电容C2和C3以及固定电容C1和固定电感L1和L2，两个控制电机4和5用于在控制单元3的控制下，分别调节两个可变电容C2和C3。在工艺开始时，首先使射频电源10切换至连续波模式，以输出连续波功率，同时检测单元1将实时检测到的输入信号及反射功率值发送至控制单元3。控制单元3根据算法控制两个控制电机4和5分别调节两个可变电容C2和C3，在调节过程中，控制单元3判断由检测单元1发送而来的反射功率值是否在较小的阈值范围内，若是，则确定射频电源10的输出阻抗与反应腔室20的输入阻抗匹配，并在等离子体保持稳定之后，控制阻抗调节单元2处于固定(Hold)模式，即，两个可变电容C2和C3的电容值及其它各项参数均保持不变；与此同时，控制单元3控制射频电源10切换至脉冲波模式进行工艺，在工艺进行至一定阶段后，控制单元3判断是否需要切换至下一个工艺步骤，若否，则继续进行该工艺直至结束。若是，则因所有的工艺条件发生变化而需要控制射频电源10重新切换至连续波模式，且匹配装置30重新进行匹配工作。待匹配完成后，阻抗调节单元2重新处于固定模式，同时射频电源10切换至脉冲波模式进行新的工艺。以此类推直至整个工艺过程结束。

上述匹配装置30在实际应用中不可避免地存在以下问题：

其一，上述射频电源10在输出脉冲功率时会出现过冲现象，导致射频系统的阻抗突变，而由于阻抗调节单元2在射频电源10处于脉冲波模式下时处于固定状态，因而无法及时地对所发生的阻抗突变做出响应，从而造成匹配不稳定、不重复，进而影响工艺结果。

其二，上述阻抗调节单元2在射频电源处于连续波模式下的匹配位置与在射频电源处于脉冲波模式下的匹配位置被默认为是相同的，但是，在实际应用中，在相同的工艺条件下，上述两种模式应用时射频系统的阻抗存在差异，这会影响匹配装置的匹配精度甚至导致射频电源的输出阻抗与反应腔室的输入阻抗二者失配，从而造成匹配不稳定、不重复，进而影响工艺结果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种阻抗匹配系统，不仅能够在连续模模式下模拟脉冲模式，不需要昂贵的具有脉冲模式功能的射频电源，从而可以降低成本、提高经济效益，还能够在模拟的脉冲模式下阻抗匹配器自动进行匹配，从而有效改善在脉冲模式下的匹配不稳定和不重复的现象，也就提高了在脉冲模式下的快速稳定性和重复性，同时避免了向反应腔室加载脉冲射频功率信号时发生的过冲现象。

为解决上述问题之一，本发明提供了一种阻抗匹配系统，包括：阻抗匹配器，分别与连续波射频电源和反应腔室相连，用于自动对所述连续波射频电源的输出阻抗和反应腔室的输入阻抗进行阻抗匹配；选择开关和负载电路，所述选择开关用于使所述连续波射频电源选择性地与所述反应腔室或所述负载电路相连；控制单元，用于按照预设时序控制所述选择开关在与所述反应腔室相连和与所述负载电路相连之间切换，以通过所述阻抗匹配器将射频电源的连续波输出转换成脉冲输出后加载至所述反应腔室。

优选地，所述控制单元，还用于在所述选择开关切换至与所述反应腔室相连时，使所述阻抗匹配器的初始匹配位置为上一次所述选择开关切换至与所述反应腔室相连时的最后时刻的匹配位置。

优选地，所述负载电路上设置有可调负载；所述选择开关与所述阻抗匹配器的输出端相连；所述控制单元包括：第一控制模块，用于按照预设时序控制所述选择开关在与所述反应腔室相连和与所述负载电路相连之间切换；第二控制模块，用于在所述选择开关切换至与所述负载电路连接时，调节所述可调负载的阻抗为预设阻抗，所述预设阻抗为在所述选择开关上一次切换至与所述反应腔室连接时的最后时刻的所述反应腔室的输入阻抗。

优选地，所述控制单元还包括匹配控制模块，所述阻抗匹配器包括：阻抗调节单元，其设置在所述连续波射频电源和所述反应腔室之间的传输线上；检测单元，用于检测所述阻抗调节单元前端的所述传输线上的信号并发送至所述匹配控制模块；所述匹配控制模块，用于根据所述检测单元发送来的信号获得控制信号并发送至执行单元；执行单元，用于根据所述控制信号调节所述阻抗调节单元的阻抗，以进行阻抗匹配。

优选地，所述选择开关的初始状态预设为所述选择开关与所述反应腔室连接；所述匹配控制模块，还用于在所述选择开关为初始状态条件下根据所述检测单元发送来的信号实时判断当前是否匹配成功，若是，则向所述第一控制模块发送启动指令；若否，则继续进行阻抗匹配。

优选地，所述阻抗调节单元包括可调电容；所述执行单元包括驱动电机，用于调节所述可调电容接入电路中的电容值。

优选地，所述选择开关包括：两个开关，用于分别导通或断开所述反应腔室与所述阻抗匹配器以及所述负载电路与所述阻抗匹配器；所述第一控制模块，用于根据所述预设时序选择控制两个所述开关中的一个导通另一个断开。

优选地，所述开关为继电器、二极管或射频开关。

优选地，所述可调负载的初始阻抗预设为所述匹配控制模块在所述选择开关为初始状态条件下匹配成功时所述反应腔室的输入阻抗。

本发明还提供一种阻抗匹配方法，应用于阻抗匹配系统，用于对连续波射频电源的输出阻抗与反应腔室的输入阻抗进行阻抗匹配，所述阻抗匹配方法包括以下步骤：按照预设时序控制所述连续波射频电源在与所述反应腔室相连和与负载电路相连之间切换，以通过所述阻抗匹配器将射频电源的连续波输出转换成脉冲输出后加载至所述反应腔室；在切换至与所述反应腔室相连时，所述阻抗匹配器自动进行阻抗匹配。

优选地，阻抗匹配方法还包括：在切换至与所述反应腔室相连时，使所述阻抗匹配器的初始匹配位置为上一次切换至与所述反应腔室相连时的最后时刻的匹配位置。

优选地，所述按照预设时序控制所述连续波射频电源在与所述反应腔室相连和与负载电路相连之间切换包括：按照预设时序控制所述连续波射频电源和所述阻抗匹配器在与所述反应腔室相连和与负载电路相连之间切换；所述在切换至与所述反应腔室相连时，使所述阻抗匹配器的初始匹配位置为上一次切换至与所述反应腔室相连时的最后时刻的匹配位置包括：在切换至与所述负载电路连接时，调节所述负载电路的阻抗为预设阻抗，所述预设阻抗为上一次切换至与所述反应腔室连接时的最后时刻的所述反应腔室的输入阻抗。

本发明还提供一种半导体加工设备，包括阻抗匹配系统、连续波射频电源和反应腔室，所述阻抗匹配系统设置在所述连续波射频电源和所述反应腔室之间，所述阻抗匹配系统采用本发明提供的上述阻抗匹配系统。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的阻抗匹配系统及方法，射频电源始终工作在连续波模式下，通过按照预设时序控制选择开关在与反应腔室相连和与负载电路相连之间切换，在反应腔室的一侧看，反应腔室实际获得的是脉冲调制的射频功率信号(即，脉冲射频功率信号)，因此，本发明提供的阻抗匹配系统可在采用连续波射频电源的情况下模拟射频电源工作在脉冲模式下，这与现有技术相比，第一，由于不采用射频电源直接输出脉冲射频功率信号，因此，可以避免向反应腔室加载脉冲射频功率信号时发生的过冲现象；第二，由于阻抗匹配器在射频电源切换至与反应腔室相连时自动进行阻抗匹配，因此，在模拟的脉冲模式下可改善匹配不稳定、不重复的现象，从而可以保证匹配精度；第三，由于不需要昂贵的具有脉冲模式功能的射频电源，从而可以降低成本、提高经济效益。

本发明提供的半导体加工设备，其采用本发明另一技术方案提供的阻抗匹配系统，不仅能够在连续模模式下模拟脉冲模式，不需要昂贵的具有脉冲模式功能的射频电源，从而可以降低成本、提高经济效益，还能够在模拟脉冲模式下阻抗匹配器采用自动模式快速实现匹配，从而有效避免了在脉冲模式下的匹配不稳定和不重复的现象，也就提高了在脉冲模式下的快速稳定性和重复性，同时避免了向反应腔室加载脉冲射频功率信号时发生的过冲现象。

附图说明

图1为现有的匹配装置的原理框图；

图2为匹配器的内部结构示意图；

图3为本发明实施例2提供的阻抗匹配系统的原理框图；

图4为图3中连续波射频电源的输出信号、脉冲调制信号和反应腔室的实际输入信号的对比图；以及

图5为本发明实施例提供的阻抗匹配系统的工作流程图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的阻抗匹配系统及方法、半导体加工设备的进行详细描述。

实施例1

本发明实施例提供的阻抗匹配系统包括：阻抗匹配器、选择开关、负载电路和控制单元。其中，阻抗匹配器，分别与连续波射频电源和反应腔室相连，用于自动对连续波射频电源输出阻抗和反应腔室的输入阻抗进行阻抗匹配；选择开关和负载电路，选择开关用于使连续波射频电源选择性地与反应腔室或负载电路相连；控制单元，用于按照预设时序控制选择开关在与反应腔室相连和与负载电路相连之间切换，以通过阻抗匹配器将连续波射频电源的连续波输出转换成脉冲输出后加载至反应腔室。

具体地，所谓连续波射频电源是指具有连续波模式的射频电源，其连续输出射频功率信号，如图4中所示的射频电源输出的信号。

上述预设时序可以按照如下方式设置：根据工艺所需脉冲射频信号的脉冲调制信号的脉冲频率和占空比，分别计算选择开关使连续波射频电源与反应腔室连通的频率和时间，以及使连续波射频电源与负载电路连通之间的电路的频率和时间。最终地，该预设时序类似于脉冲调制信号。

本发明实施例提供的阻抗匹配系统，采用连续波射频电源(即，射频电源始终工作在连续波模式下)，通过按照预设时序控制选择开关在与反应腔室相连和与负载电路相连之间切换，在反应腔室的一侧看，反应腔室实际获得的是脉冲调制的射频功率信号(即，脉冲射频功率信号)，因此，本实施例提供的阻抗匹配系统可在采用连续波射频电源的情况下模拟射频电源工作在脉冲模式下，这与现有技术相比，第一，由于不采用射频电源直接输出脉冲射频功率信号，因此，可以避免向反应腔室加载脉冲射频功率信号时发生的过冲现象；第二，由于阻抗匹配器在射频电源切换至与反应腔室相连时自动进行阻抗匹配，因此，在模拟的脉冲模式下可改善匹配不稳定、不重复的现象，从而可以保证匹配精度；第三，由于不需要昂贵的具有脉冲模式功能的射频电源，从而可以降低成本、提高经济效益。

实施例2

本实施例提供的阻抗匹配系统为上述实施例1提供的阻抗匹配系统的一种优选的实施方式，具体地，控制单元，还用于在选择开关切换至与所述反应腔室相连时，使所述阻抗匹配器的初始匹配位置为上一次选择开关切换至与所述反应腔室相连时的最后时刻的匹配位置。这样，在模拟的脉冲模式下阻抗匹配器采用自动模式可以快速地实现匹配，从而进一步有效避免了在脉冲模式下的匹配不稳定和不重复的现象，也就进一步提高了在脉冲模式下的快速稳定性和重复性。

下面结合图3详细描述本发明实施例2提供的阻抗匹配系统的具体实现方式。请参阅图3，该阻抗匹配系统20包括阻抗匹配器21、选择开关22、负载电路和控制单元24，负载电路上设置有可调负载23。其中，阻抗匹配器21，分别与连续波射频电源和反应腔室相连，用于自动进行阻抗匹配；选择开关22与阻抗匹配器21的输出端相连；控制单元24包括：第一控制模块241，用于按照预设时序控制选择开关22在与反应腔室相连和与所述负载电路相连之间切换；第二控制模块242，用于在选择开关22切换至与负载电路连接时，调节可调负载23的阻抗为预设阻抗，预设阻抗为在选择开关22上一次切换至与反应腔室连接时的最后时刻的反应腔室的输入阻抗，下文称之为“上次反应腔室的输入阻抗”。

预设时序与工艺所需的脉冲调制信号相同，如图3中所示，具体地，第一控制模块241在其高电平时控制选择开关22切换至与反应腔室连接，此时，向反应腔室输入射频功率信号；在其低电平时控制选择开关22切换至与可调负载23连接，此时，反应腔室未接收到射频功率信号，因此，反应腔室的实际输入信号如图3中所示，即，反应腔室实际接收到的是脉冲调制的射频功率信号。当然，在实际应用中，第一控制模块241也可以在低电平时控制选择开关22切换至反应腔室连接，在高电平时控制选择开关22切换至与可调负载23连接。

控制单元24还包括匹配控制模块243，阻抗匹配器21包括阻抗调节单元、检测单元211和执行单元。其中，阻抗调节单元设置在连续波射频电源和反应腔室之间的连接线上；检测单元211用于检测阻抗调节单元前端的连接线上的信号并发送至匹配控制模块243，具体地，检测连接线上的电压信号和电流信号；匹配控制模块243用于根据检测单元211发送来的信号获得控制信号并发送至执行单元，具体地，根据检测单元发送的电压信号和电流信号进行阻抗匹配运算来计算射频电源的当前负载阻抗，并将该当前负载阻抗值与射频电源的特征阻抗(通常为50Ω)相比较来获得控制信号；执行单元用于根据控制信号调节阻抗调节单元的阻抗，以进行阻抗匹配。

优选地，阻抗调节单元包括可调电容C1和C2；执行单元包括驱动电机M1和M2，用于分别调节可调电容C1和C2接入电路中的电容值。

在本实施例中，上次反应腔室的输入阻抗采用以下方式获得：匹配控制模块243根据获得的当前射频电源的负载阻抗以及当前阻抗调节单元的阻抗进行计算来获得当前反应腔室的输入阻抗，并发送至第二控制模块242。

另外优选地，选择开关22包括：两个开关，用于分别导通或断开反应腔室与阻抗匹配器21以及负载电路与阻抗匹配器21；第一控制模块241，用于根据预设时序控制两个开关中的一个导通另一个断开，从而实现反应腔室和可调负载23选择性地与阻抗匹配器21连通。进一步优选地，开关为诸如继电器、二极管或射频开关等的电子开关。

另外，在本实施例中，选择开关22的初始状态预设为选择开关22与反应腔室连接；匹配控制模块243，还用于在选择开关22为初始状态条件下根据检测单元发211送来的信号实时判断当前是否匹配成功，若是，则向第一控制模块241发送启动指令，第一控制模块241接收到该启动指令之后开始根据预设时序控制选择开关22在与反应腔室连接和与可调负载23连接之间切换；若否，则继续进行阻抗匹配。

由此可知，本实施例是在连续波模式下实现阻抗匹配之后再进行脉冲模式，在这种情况下，优选地，可调负载23的初始阻抗预设为在匹配控制模块243在选择开关22为初始状态条件下匹配成功时反应腔室的输入阻抗。该初始阻抗采用以下方式获得：匹配控制模块243根据匹配时的阻抗调节单元的当前阻抗以及射频电源的特征阻抗计算获得；当然，也可以根据匹配时该射频电源的当前负载阻抗和阻抗调节单元的当前阻抗计算获得。

下面结合图5详细描述本发明实施例提供的阻抗匹配系统20是如何快速实现脉冲阻抗匹配的。具体地，其包括以下步骤：

步骤S1，在第一控制模块241内预先设置预设时序(即，工艺所需的脉冲调制信号)，预设选择开关22的初始状态为与反应腔室连接。

步骤S2，开启连续波射频电源，阻抗匹配器21开始自动进行阻抗匹配。

步骤S3，匹配控制模块243判断当前是否匹配成功，若是，向第一控制模块241发送启动指令，当前阻抗匹配器21的阻抗定义为匹配阻抗一，当前反应腔室的阻抗定义为腔室阻抗一，则进入步骤S4，若否，则返回至步骤S2。

步骤S4，第一控制模块241接收到该启动指令之后开始工作，也就开始进入模拟的脉冲模式，选择开关22保持与反应腔室连接，相当于在第一个pulse on时，连续波射频电源继续连续输出射频功率信号；阻抗匹配器21继续自动自匹配阻抗一进行阻抗匹配；在该pulse on的最后时刻，阻抗匹配器21的阻抗定义为匹配阻抗二，而反应腔室的阻抗定义为腔室阻抗二；可调负载23的初始阻抗为腔室阻抗一。

在第一个pulse off时，选择开关22切换至与可调负载23连接，即，匹配目标切换为可调负载23，连续波射频电源继续连续输出射频功率信号；第二控制模块242调节可调负载23的阻抗自腔室阻抗一至腔室阻抗二；阻抗匹配器21继续自匹配阻抗二自动进行阻抗匹配，而由于在该pulse off的最后时刻可调负载23的阻抗为腔室阻抗二，因此，在该pulseoff的最后时刻阻抗匹配器21的阻抗仍然为匹配阻抗二，也就是说，在该pulse off时阻抗匹配器21的匹配位置保持不变。

在第二个pulse on时，选择开关22切换至与反应腔室连接，即，匹配目标切换为反应腔室；连续波射频电源继续连续输出射频功率信号；阻抗匹配器21继续自动自匹配阻抗二进行阻抗匹配，在该pulse on的最后时刻的阻抗匹配器21的阻抗定义为匹配阻抗三，反应腔室的阻抗定义为腔室阻抗三；可调负载23的阻抗保持不变，为腔室阻抗二。

在第二个pulse off时，选择开关22切换至与可调负载23连接，连续波射频电源继续连续输出射频功率信号；第二控制模块242调节可调负载23的阻抗自腔室阻抗二至腔室阻抗三；阻抗匹配器21继续自动自匹配阻抗三进行阻抗匹配，而由于在该pulse off的最后时刻可调负载23的阻抗为腔室阻抗三，因此，在该pulse off的最后时刻阻抗匹配器21的阻抗仍然为匹配阻抗三，也就是说，在该pulse off时阻抗匹配器21的匹配位置保持不变。

类似地，在后续的第N个pulse on时，连续波射频电源继续连续输出射频功率信号，选择开关22切换至与反应腔室连接；阻抗匹配器21继续自动自匹配阻抗N进行阻抗匹配，在该pulse on的最后时刻，阻抗匹配器21的阻抗定义为匹配阻抗N+1，反应腔室的阻抗定义为腔室阻抗N+1；可调负载23的阻抗保持不变，为腔室阻抗N。

在第N个pulse off时，连续波射频电源继续连续输出射频功率信号；选择开关22切换至与可调负载23连接，同时第二控制模块242调节可调负载23的阻抗自腔室阻抗N至腔室阻抗N+1；阻抗匹配器21继续自动自匹配阻抗N+1进行阻抗匹配，同样地，由于该pulseoff的最后时刻可调负载23的阻抗为腔室阻抗N+1，因此，在该pulse off的最后时刻阻抗匹配器21的阻抗仍然为匹配阻抗N+1，也就是说，在该pulse off时阻抗匹配器21的匹配位置保持不变。

步骤S5，控制单元24判断当前是否需要切换工艺步骤，若是，则进入步骤S1，若否，则进入步骤S6。

步骤S6，控制单元24判断本次工艺是否结束，若是，则进入步骤S7，若否，则返回步骤S4。

步骤S7，控制单元24控制连续波射频电源关闭，本次工艺结束。

值得在此说明的是，尽管在上述步骤S4中，是以进入脉冲模式的第一个时间段为pulse on为例进行描述；但是，本发明并不局限于此，在实际应用中，在上述步骤S4中，还可以设置进入脉冲模式的第一时间段为pulse off，其与上述过程原理相同，在此不再详述。

另外，在本实施例中，由于本发明实施例先在连续波模式下实现阻抗匹配之后再进入模拟的脉冲模式，并且在连续波模式下和在脉冲模式下实现阻抗匹配时的反应腔室的阻抗相差不大，因此，设置可调负载23的初始阻抗为在连续波模式下实现阻抗匹配时的反应腔室的阻抗，可以更进一步快速地在脉冲模式下实现匹配。

实施例3

作为另外一个技术方案，本发明实施例还提供一种半导体加工设备，包括阻抗匹配系统、连续波射频电源和反应腔室，所述阻抗匹配系统设置在所述连续波射频电源和所述反应腔室之间，所述阻抗匹配系统采用本发明上述实施例提供的阻抗匹配系统。

半导体加工设备包括电感耦合等离子体加工设备、电容耦合等离子体加工设备。

本发明实施例提供的半导体加工设备，其通过采用上述实施例提供的阻抗匹配系统，可实现在脉冲模式下阻抗匹配器采用自动模式快速实现匹配，从而有效避免了在脉冲模式下的匹配不稳定和不重复的现象，也就提高了在脉冲模式下的快速稳定性和重复性。

实施例4

本发明实施例提供一种阻抗匹配方法，应用于阻抗匹配系统，该阻抗匹配系统包括阻抗匹配器，阻抗匹配器分别与连续波射频电源和反应腔室相连，用于对连续波射频电源的输出阻抗与反应腔室的输入阻抗进行阻抗匹配，该阻抗匹配方法包括以下步骤：

按照预设时序控制所述连续波射频电源在与所述反应腔室相连和与负载电路相连之间切换，以通过所述阻抗匹配器将射频电源的连续波输出转换成脉冲输出后加载至所述反应腔室。

在切换至与反应腔室相连时，阻抗匹配器自动进行阻抗匹配。

与上述实施例1相类似，本发明实施例提供的阻抗匹配方法，与现有技术相比，第一，由于不采用射频电源直接输出脉冲射频功率信号，因此，可以避免向反应腔室加载脉冲射频功率信号时发生的过冲现象；第二，由于阻抗匹配器在射频电源切换至与反应腔室相连时自动进行阻抗匹配，因此，在模拟的脉冲模式下可改善匹配不稳定、不重复的现象，从而可以保证匹配精度；第三，由于不需要昂贵的具有脉冲模式功能的射频电源，从而可以降低成本、提高经济效益。

在本实施例中，优选地，阻抗匹配方法还包括：

在切换至与所述反应腔室相连时，使所述阻抗匹配器的初始匹配位置为上一次切换至与所述反应腔室相连时的最后时刻的匹配位置。

该阻抗匹配方法与上述实施例2提供的阻抗匹配系统的原理相类似，在此不再赘述。因此，在该情况下，在模拟的脉冲模式下阻抗匹配器采用自动模式可以快速地实现匹配，从而进一步有效避免了在脉冲模式下的匹配不稳定和不重复的现象，也就进一步提高了在脉冲模式下的快速稳定性和重复性。

具体地，上述按照预设时序控制所述连续波射频电源在与所述反应腔室相连和与负载电路相连之间切换包括：

按照预设时序控制所述连续波射频电源和所述阻抗匹配器在与所述反应腔室相连和与负载电路相连之间切换。

所述在切换至与所述反应腔室相连时，使所述阻抗匹配器的初始匹配位置为上一次切换至与所述反应腔室相连时的最后时刻的匹配位置包括：

在切换至与所述负载电路连接时，调节所述负载电路的阻抗为预设阻抗，所述预设阻抗为上一次切换至与所述反应腔室连接时的最后时刻的所述反应腔室的输入阻抗。

该具体实现方式与上述实施例2提供的阻抗匹配系统的优选地具体实现方式的原理相类似，在此不再赘述。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种阻抗匹配系统，其特征在于，包括：

阻抗匹配器，分别与连续波射频电源和反应腔室相连，用于自动对所述连续波射频电源的输出阻抗和反应腔室的输入阻抗进行阻抗匹配；

选择开关和负载电路，所述选择开关用于使所述连续波射频电源选择性地与所述反应腔室或所述负载电路相连；

控制单元，用于按照预设时序控制所述选择开关在与所述反应腔室相连和与所述负载电路相连之间切换，以通过所述阻抗匹配器将射频电源的连续波输出转换成脉冲输出后加载至所述反应腔室。

2.根据权利要求1所述的阻抗匹配系统，其特征在于，所述控制单元，还用于在所述选择开关切换至与所述反应腔室相连时，使所述阻抗匹配器的初始匹配位置为上一次所述选择开关至与所述反应腔室相连时的最后时刻的匹配位置。

3.根据权利要求2所述的阻抗匹配系统，其特征在于，所述负载电路上设置有可调负载；

所述选择开关与所述阻抗匹配器的输出端相连；

所述控制单元包括：

第一控制模块，用于按照预设时序控制所述选择开关在与所述反应腔室相连和与所述负载电路相连之间切换；

第二控制模块，用于在所述选择开关切换至与所述负载电路连接时，调节所述可调负载的阻抗为预设阻抗，所述预设阻抗为在所述选择开关上一次切换至与所述反应腔室连接时的最后时刻的所述反应腔室的输入阻抗。

4.根据权利要求3所述的阻抗匹配系统，其特征在于，所述控制单元还包括匹配控制模块，所述阻抗匹配器包括：

阻抗调节单元，其设置在所述连续波射频电源和所述反应腔室之间的传输线上；

检测单元，用于检测所述阻抗调节单元前端的所述传输线上的信号并发送至所述匹配控制模块；

执行单元，用于根据控制信号调节所述阻抗调节单元的阻抗，以进行阻抗匹配；

其中，所述控制信号由匹配控制模块根据所述检测单元发送来的信号获得，并发送至执行单元。

5.根据权利要求4所述的阻抗匹配系统，其特征在于，所述选择开关的初始状态预设为所述选择开关与所述反应腔室连接；

所述匹配控制模块，还用于在所述选择开关为初始状态条件下根据所述检测单元发送来的信号实时判断当前是否匹配成功，若是，则向所述第一控制模块发送启动指令；若否，则继续进行阻抗匹配。

6.根据权利要求4所述的阻抗匹配系统，其特征在于，所述阻抗调节单元包括可调电容；

所述执行单元包括驱动电机，用于调节所述可调电容接入电路中的电容值。

7.根据权利要求3所述的阻抗匹配系统，其特征在于，所述选择开关包括：

两个开关，用于分别导通或断开所述反应腔室与所述阻抗匹配器以及所述负载电路与所述阻抗匹配器；

所述第一控制模块，用于根据所述预设时序选择控制两个所述开关中的一个导通另一个断开。

8.根据权利要求7所述的阻抗匹配系统，其特征在于，所述开关为继电器、二极管或射频开关。

9.根据权利要求5所述的阻抗匹配系统，其特征在于，所述可调负载的初始阻抗预设为所述匹配控制模块在所述选择开关为初始状态条件下匹配成功时所述反应腔室的输入阻抗。

10.一种阻抗匹配方法，应用于阻抗匹配系统，该阻抗匹配系统包括阻抗匹配器，所述阻抗匹配器分别与连续波射频电源和反应腔室相连，用于对所述连续波射频电源的输出阻抗与所述反应腔室的输入阻抗进行阻抗匹配，其特征在于，所述阻抗匹配方法包括以下步骤：

按照预设时序控制所述连续波射频电源在与所述反应腔室相连和与负载电路相连之间切换，以通过所述阻抗匹配器将射频电源的连续波输出转换成脉冲输出后加载至所述反应腔室；

在切换至与所述反应腔室相连时，所述阻抗匹配器自动进行阻抗匹配。

11.根据权利要求10所述的阻抗匹配方法，其特征在于，还包括：

在切换至与所述反应腔室相连时，使所述阻抗匹配器的初始匹配位置为上一次切换至与所述反应腔室相连时的最后时刻的匹配位置。

12.根据权利要求11所述的阻抗匹配方法，其特征在于，所述按照预设时序控制所述连续波射频电源在与所述反应腔室相连和与负载电路相连之间切换包括：

按照预设时序控制所述连续波射频电源和所述阻抗匹配器在与所述反应腔室相连和与负载电路相连之间切换；

所述在切换至与所述反应腔室相连时，使所述阻抗匹配器的初始匹配位置为上一次切换至与所述反应腔室相连时的最后时刻的匹配位置包括：

在切换至与所述负载电路连接时，调节所述负载电路的阻抗为预设阻抗，所述预设阻抗为上一次切换至与所述反应腔室连接时的最后时刻的所述反应腔室的输入阻抗。

13.一种半导体加工设备，包括阻抗匹配系统、连续波射频电源和反应腔室，所述阻抗匹配系统设置在所述连续波射频电源和所述反应腔室之间，其特征在于，所述阻抗匹配系统采用权利要求1-9任意一项所述的阻抗匹配系统。