射频发生器制造技术

描述了一种射频发生器(40)，其包括：包括至少一个功率放大器(42)的功率放大器模块(41)、与至少一个功率放大器的输出端连接以生成至少一个拾取信号的至少一个拾取模块(44)、以及被配置为与至少一个放大器的相应的输出端连接并被配置为输出至少一个射频输出信号的至少一个输出端(RF

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】射频发生器


[0001]本公开总体涉及一种射频发生器以及一种包括该射频发生器的等离子体处理系统。还公开了一种用于操作发生器控制器的方法、一种相关联的计算机程序元件、以及一种计算机可读介质。

技术介绍

[0002]高功率射频(RF)发生器是众所周知的，例如用于半导体等离子体处理应用。发生器提供的功率用于例如使真空室中的处理气体电离，并且利用产生的等离子体，可以执行用于半导体制造的各种处理步骤。
[0003]射频发生器可用于为各种应用提供电力，包括半导体制造工具(例如使用等离子体对薄膜进行沉积、蚀刻和改性)，而且还包括医疗装置(例如电外科装置和医学成像机器，例如磁共振成像、MRI机器)、食品包装、工业表面改性和涂层。产生射频功率的发生器在上述每种应用中都很有用。在此，术语“射频”是指20千赫兹至300吉赫兹范围内的任何频率。
[0004]文章“Power supply and impedance matching to drive technological radio
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frequency plasmas with customized voltage waveforms(电源和阻抗匹配以通过定制电压波形驱动技术射频等离子体)”(Franek等人，AIP Review of Scientific Instruments 86,053504(2015)；doi 10.1063/1.4921399)讨论了多频RF电源和例如用于三个连续谐波的阻抗匹配。这使得能使用多频带RF信号产生等离子体。
[0005]US2008/0251207A1讨论了一种用于等离子体制造系统的RF发生器，该等离子体制造系统具有由控制器控制的多个RF信号发生器。RF信号发生器的输出被组合。组合的RF信号在施加到等离子体处理室之前经过过滤。启用或停用每个RF信号发生器能够控制施加到等离子体处理室的波形。
[0006]US2013/0214682A1讨论了一种对多RF发生器系统进行调谐的方法。特别地，低频和高频RF发生器在“学习”阶段在相对较长的时间内进行调谐。在制造阶段，可以将在学习阶段学习的参数用于在制造过程中准确地设置低频和高频RF发生器的工作频率，其速度比没有学习阶段时可能的速度高得多。
[0007]US2014/0320013A1讨论了一种用于等离子体蚀刻系统的RF发生器，其中两个独立的RF电源以主/从模式进行频率和相位控制。
[0008]然而，上述文献中描述的系统可以进一步改进。
[0009]因此，希望提供一种能够更有效地控制多个RF频率的RF发生器控制方法。此外，根据结合附图和本专利技术的
技术介绍
的本专利技术的随后详细描述和所附权利要求，本专利技术的其他期望的特征和特点将变得清楚。

技术实现思路

[0010]根据第一方面，提供了一种射频发生器，包括：功率放大器模块，其包括至少一个功率放大器；至少一个拾取模块，其与至少一个功率放大器的输出端连接以生成至少一个
拾取信号；至少一个输出端，其被配置为与至少一个放大器的相应的输出端连接并被配置为输出至少一个射频输出信号；以及控制器。
[0011]控制器包括：测量模块，其被配置为接收至少一个拾取信号并基于至少一个拾取信号生成至少一个测量信号；以及射频信号生成模块，其被配置为生成不同频率的两个或更多个载波信号，并将至少一个驱动信号作为输入提供给功率放大器模块；以及调节模块，其被配置为接收至少一个测量信号，并基于至少一个测量信号调节至少一个射频输出信号的功率。
[0012]因此，可以使用发生器的单个控制器而不是分布在独立的发生器单元(独立意味着发生器作为独立机箱中的单独单元提供，例如具有独立的电源、外部接口和控制布置)上的多个控制器来向最终用途提供多频RF功率输出。这可以降低RF发生器的成本，因为避免了重复的AC电路(用于从AC主电源向放大器模块生成DC电源电压)、外部通信接口和外壳。
[0013]此外，对同一RF发生器内RF功率的多个频率的共同控制意味着需要同步的多个信号可以快速而有效地同步。这对于例如需要快速反馈回路的信号(例如，对于电弧的抑制或影响输出功率的其他故障状况的抑制)具有优势。如稍后将解释的，优势主要来自于比使用独立发生器时更快的通信协议。以前，提供多个频率的独立RF发生器已通过例如“PROFIBUS”(TM)接口进行控制，但这种协议的通信延迟意味着无法足够快地抵消电弧控制或高频应用中可能出现的其他故障。
[0014]优选地，调节模块被配置为通过基于至少一个测量信号调整两个或更多个载波信号中的至少一个载波信号的幅度和/或相位来调节至少一个射频输出信号的功率。
[0015]由于不同频率的信号由同一控制器生成，因此，单个控制器可以提供更准确且在需要时同步的信号控制。
[0016]优选地，功率放大器模块还包括至少一个第二功率放大器。
[0017]优选地，两个或更多个功率放大器被配置为以公共的DC电源电压工作。
[0018]因此，从AC市电(AC mains)生成必要的DC电源电压不如生成多个DC电源电压要复杂。
[0019]优选地，两个或更多个功率放大器被配置为以单独的DC电源电压工作。
[0020]因此，可以为每个功率放大器提供更高或更低的DC电源电压。这允许对射频发生器的每个功率放大器的输出功率进行额外控制。
[0021]优选地，调节模块被配置为以至少两个独立的调节回路(regulation loops)工作。
[0022]优选地，控制器被配置为基于来自调节模块的至少一个测量信号来调整至少一个功率放大器的DC电源电压。
[0023]优选地，至少一个功率放大器为宽频带功率放大器，射频信号生成模块还被配置为生成两个或更多个载波信号作为多载波驱动信号。
[0024]优选地，至少一个功率放大器为多频带功率放大器，射频信号生成模块还被配置为生成两个或多个载波信号作为多载波驱动信号。
[0025]优选地，功率放大器模块、至少一个拾取模块和控制器在公共(common)外壳内实现。
[0026]优选地，射频发生器包括第一外壳和与第一外壳物理分离的第二外壳，第一外壳
包括至少两个功率放大器中的第一功率放大器，第二外壳包括至少两个功率放大器中的第二功率放大器。
[0027]优选地，射频信号生成模块中生成的载波信号的数量与射频发生器的输出端的数量相对应。
[0028]优选地，射频信号生成模块中生成的载波信号的数量与拾取模块的输出端的数量相对应。
[0029]优选地，射频信号生成模块中生成的载波信号的数量与功率放大器模块中的功率放大器的数量相对应。
[0030]优选地，射频发生模块还包括用于使射频输出功率与其他发生器同步的外部接口，所述其他发生器可以包括一个或多个其他射频发生器或DC发生器或中频发生器。
[0031]因此，各种信号可以在相位、频率或功率上同步。
[0032]优选地，射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种射频发生器，包括：功率放大器模块，其包括至少一个功率放大器；至少一个拾取模块，其与所述至少一个功率放大器的输出端连接以生成至少一个拾取信号；至少一个输出端，其被配置为：与所述至少一个放大器的相应的输出端连接并被配置为输出至少一个射频输出信号；以及控制器，其包括：
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测量模块，其被配置为：接收所述至少一个拾取信号并基于所述至少一个拾取信号生成至少一个测量信号；以及
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射频信号生成模块，其被配置为：生成不同频率的两个或更多个载波信号，并将至少一个驱动信号作为输入提供给所述功率放大器模块；
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调节模块，其被配置为：接收所述至少一个测量信号，并基于所述至少一个测量信号调节所述至少一个射频输出信号的功率。2.根据权利要求1所述的射频发生器，其中，所述控制器被配置为：通过基于所述测量信号调整所述两个或更多个载波信号中的至少一个载波信号的幅度和/或相位，来调节所述至少一个射频输出信号的功率。3.根据权利要求1所述的射频发生器，其中，所述调节模块被配置为：通过调整所述射频信号生成模块生成的两个或更多个载波信号的幅度/或相位来调节所述至少一个射频输出信号的功率。4.根据前述任一项权利要求所述的射频发生器，其中，所述功率放大器模块还包括至少一个第二功率放大器。5.根据权利要求4所述的射频发生器，其中，所述调节模块被配置为：以至少两个独立的调节回路工作。6.根据权利要求4所述的射频发生器，其中，所述功率放大器模块的至少两个功率放大器被配置为以公共的DC电源电压工作。7.根据权利要求4所述的射频发生器，其中，所述功率放大器模块的所述至少两个功率放大器被配置为以单独的DC电源电压运行。8.根据前述任一项权利要求所述的射频发生器，其中，所述功率放大器模块、所述至少一个拾取模块和所述控制器在公共外壳内实现。9.根据权利要求4至8中任一项所述的射频发生器，所述射频发生器还包括第一外壳以及与所述第一外壳物理分离的第二外壳，其中所述第一外壳包括所述至少两个功率放大器中的第一功率放大器，并且所述第二外壳包括所述至少两个功率放大器中的第二功率放大器。10.根据前述任一项权利要求所述的射频发生器，其中，所述控制器还被配置为：调整所述功率放大器模块的至少一个功率放大器的DC电源电压。11.根据前述任一项权利要求所述的射频发生器，其中，所述射频信号生成模块中生成的载波信号的数量与所述射频发生器的输出端的数量相对应。12.根据前述任一项权利要求所述的射频发生器，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔，
申请(专利权)人：康姆艾德公司，
类型：发明
国别省市：