專利名稱:Rf功率放大器穩(wěn)定性網絡的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及用于穩(wěn)定等離子體處理系統(tǒng)中的射頻(RF)功率放大器的系統(tǒng)和方法。
背景技術:
本部分的描述僅提供與本發(fā)明有關的背景信息,而不構成現(xiàn)有技術。等離子體處理系統(tǒng)被使用在半導體制造中。該系統(tǒng)采用改變原料(例如硅)的電特性的等離子體室以制造半導體部件。這種部件的實例包括晶體管、介質和大規(guī)模電感器、 微處理器及隨機存取存儲器。等離子體室在制造過程中能執(zhí)行濺射、等離子體蝕刻、等離子體沉積和/或反應離子蝕刻。在操作中,等離子體室容納半導體工件。然后氣體在低壓下被導入等離子體室。RF 功率發(fā)生器向等離子體室施加RF功率。RF功率改變氣體的氣態(tài)為等離子體。等離子體包括與半導體工件的曝光區(qū)域反應的帶電離子。這些操作的組合被執(zhí)行在工件上以產生特定的半導體部件。現(xiàn)在參考圖1,典型的等離子體處理系統(tǒng)10的部分被示出。RF功率發(fā)生器包括一個或多個輸出晶體管12。直流(DC)電源向晶體管12提供電能B+。在一些實施例中,DC電源包括開關式電源或功率放大器(PA)。輸出晶體管12根據RF驅動信號14產生RF功率。 RF功率與阻抗匹配網絡16連通。阻抗匹配網絡16的輸出與等離子體室20的輸入連通,典型地,等離子體室20具有50歐姆的輸入阻抗。一些裝置包括連接在晶體管12與顯示為等離子體室20的負載之間的饋給線中的一個或多個耗散帶通濾波器22。典型地,晶體管12在單個中心頻率&產生RF功率。在操作期間,因為等離子體的固有特性,等離子體室20的輸入阻抗連續(xù)且自發(fā)地變化。這些輸入阻抗變化引起晶體管 12與等離子體室20之間的功率耦合效率的下降。輸入阻抗變化還引起RF能量從等離子體室20反射回晶體管12。反射的RF能量可引起功率傳輸系統(tǒng)不穩(wěn)定并且損壞晶體管12。 濾波器22可用于耗散反射的能量,該能量在以中心頻率&為中心的通頻帶之外的頻率發(fā)生。濾波器22的實例被若拉(Chawla)等人在No. 5,187,457、名為“諧波和分諧波濾波器 (Harmonic and Subharmonic Filter) ”的美國專利中公開,其中該專利被轉讓給本發(fā)明的專利權受讓人。在B+由開關式電源提供的應用中,反射的RF能量還可引起電源不穩(wěn)定。解決該問題的濾波器22的實例被波特(Porter)等人在No. 5,747, 935、名為“用于穩(wěn)定開關式電源的RF等離子體處理的方法和裝置(Method and Apparatus for Stabilizing Switch Mode Powered RF Plasma Processing) ” 的美國專利中公開。現(xiàn)在參考圖2,試驗測量結果的非限制性實例示出等離子體的阻抗的變化對系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響。水平軸表示中心在頻率&周圍的范圍上的頻率。垂直軸表示耦合到等離子體室20中的功率。峰值44表示在中心頻率&耦合的期望功率。等離子體室輸入阻抗變化導致在高于中心頻率&的頻率的峰值46,以及在低于中心頻率&的頻率的峰值48。峰值46和48表示除了基本頻率44之外的通常不被期望的頻率的功率。圖3繪出了表示晶體管12與等離子體20之間的阻抗匹配的變化特性的史密斯(Smith)圓圖50。阻抗匹配的曲線51在點53和55上穿過史密斯圓圖50的實際(水平)軸。相交點表示室20中的諧振?,F(xiàn)在參考圖4,試驗測量結果的非限制性實例示出諧波失真的實例,該諧波失真引起RF功率在頻率范圍上的保真度的丟失。保真度通常指從晶體管12到等離子體室20的輸入之間的RF功率的非失真?zhèn)鞑?。水平軸表示頻率,垂直軸表示功率放大器輸出的功率。 第一峰值54發(fā)生在中心頻率f0。第二峰值56、第三峰值58及第四峰值60發(fā)生在中心頻率fo的遞增的整數(shù)倍。第二峰值56、第三峰值58及第四峰值60的大小遞增地小于第一峰值54的大小。第二峰值56、第三峰值58及第四峰值60處的能量表示RF功率會在沒有另外的濾波的情況下在等離子體室20中失真。所以保真度是小于理想情況的。
發(fā)明內容
一種向等離子體室施加RF功率的射頻(RF)發(fā)生器包括DC電源。射頻晶體管在中心頻率產生所述RF功率。低通耗散終接網絡連接在所述DC電源與所述晶體管之間,并包括小于所述中心頻率的第一截止頻率。一種向等離子體室施加RF功率的RF發(fā)生器也可包括DC電源、在中心頻率產生所述RF功率的射頻晶體管以及與所述RF功率串聯(lián)的高通濾波器。所述高通濾波器包括小于所述中心頻率的截止頻率。應用性的另外方面通過此處提供的描述將變得明顯。應當理解的是,描述和特定實例僅是用于示意,而并不意在限制本發(fā)明的范圍。
此處描述的附圖僅用于示意,而不意在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖I為根據現(xiàn)有技術的等離子體處理系統(tǒng)的功能框圖;圖2為由于輸出晶體管與負載之間的帶外交互而導致的功率擾動的試驗測量結果;圖3為等離子體處理系統(tǒng)中的功率反射的實例的史密斯圓圖;圖4為由于諧波失真而導致的功率耦合的試驗測量結果;圖5為包括穩(wěn)定性網絡的等離子體處理系統(tǒng)的功能框圖;圖6為圖5的等離子體處理系統(tǒng)的功能框圖,其中穩(wěn)定性網絡包括高通終接網絡和低通諧波負載隔離濾波器;圖7為穩(wěn)定性網絡的示意圖;圖8為在具有穩(wěn)定性網絡的等離子體處理系統(tǒng)中的功率反射的史密斯圓圖;圖9為由于具有穩(wěn)定性網絡的等離子體室中的寄生輸入阻抗變化而導致的功率干擾的試驗測量結果;
圖10為具有連線方式隔離和離線諧波終接的大負載諧波失真的試驗測量結果圖11為推拉等離子體處理系統(tǒng)的功能框圖;圖12為第二推拉等離子體處理系統(tǒng)的功能框圖;以及圖13繪出具有多個功率放大器的等離子體處理系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式各實施例的下列描述本質上僅是示例性的,決不意圖限制本發(fā)明的啟示、應用或用途。整個申請文件中,相同的附圖標記表示相似的元件?,F(xiàn)在參考圖5,等離子體處理系統(tǒng)100的若干實施例中的一個被示出。直流(DC) 電壓B+可由半橋和/或全橋開關式電源產生。與DC饋給連線的低通終接DC饋給網絡 (low-pass terminated DC feed network) (LPT 網絡)101 連接 B+ 至 RF 晶體管 102 的漏極和集電極。LPT網絡101在頻帶中是電抗性的,并耗散在第一截止頻率fel以下發(fā)生的RF 功率。在各個實施例中,第一截止頻率G通常小于中心頻率下面將更詳細描述LPT網絡 101。晶體管102被示出為單個金屬氧化硅場效應晶體管(MOSFET),然而應當理解的是,其它的晶體管布置和類型也可以被使用。例如,晶體管102可以是任何三個端子的半導體器件,端子中的一個控制通過其它兩個端子的電導和/或其它兩個端子上的電壓。晶體管102也可以被實施為單芯片和/或單片MOSFET晶體管。在一些實施例中,晶體管102可以被實施為多片千瓦功率晶體管(KPT)。晶體管102還可以被實施為一個或多個絕緣柵雙極性晶體管(IGBT)。基于諸如期望的RF功率大小、B+電壓、RF功率的頻率范圍以及耗散反射的能量的能力之類的因素,可以選擇晶體管102的具體的布置和類型。晶體管102的柵極或基極在中心頻率&接收RF驅動信號103。當系統(tǒng)100使用 FM時,驅動信號103的頻率調制為高于和低于中心頻率在一些實施例中,調制的范圍大約在中心頻率&的+/-5%與+/-10%之間,但根據不同的實施例,它能包括較大的范圍。晶體管102的源極或發(fā)射極104接地。其漏極連接至輸出網絡106的輸入端。在一些實施例中,輸出網絡106保持在晶體管102的漏極上產生的RF功率的保真度。下面提供輸出網絡 106的細節(jié)。輸出網絡106與高通分諧波負載隔離濾波器(high-pass sub-harmonic load isolation filter) (HPSH濾波器)108的輸入端通信。HPSH濾波器108傳輸大于第二預定截止頻率f;2的頻率分量。在各個實施例中,第二預定截止頻率f;2通常小于中心頻率&,并且大約可以等于fel。下面提供HPSH濾波器108的細節(jié)。晶體管102的漏極還與離線短路器(offline short) 112連通。典型地,離線短路器112在小于中心頻率&的頻率工作,而且在一些實施例中,在頻率fjl下工作。下面將更詳細地描述離線短路器112。HPSH濾波器108的輸出端與等離子體室110的輸入端連通。 在一些實施例中,如圖I所示的阻抗匹配網絡可與等離子體室110的輸入端串聯(lián)連接。LPT網絡101和HPSH濾波器108通常提供圍繞晶體管102的一對網絡,他們協(xié)作以幫助提供不因負載即等離子體室110中的變化而受影響的受控式帶外頻率響應。LPT網絡101提供與RF通路離線的低通結構,這能為晶體管102提供低頻阻抗控制。LPT網絡101 與HPSH濾波器108結合工作。HPSH濾波器108提供與RF連線的高通電路,以在受控制的分諧波頻率使負載隔離。LPT網絡101和HPSH濾波器108的組合允許晶體管102承受LPT網絡101呈現(xiàn)給它的阻抗。這允許分諧波阻抗的控制獨立于負載變化。因此LPT網絡101 和HPSH濾波器108以贈送方式工作以提高處理系統(tǒng)100的穩(wěn)定性。在一些實施例中,不需要通過LPT網絡101饋給向晶體管102施加的DC分量。進一步地,為了提供阻抗匹配功能, HPSH濾波器108可以被部分或全部集成在輸出網絡106中。由于阻抗根據頻率變化,因此圖5的結構使晶體管102能在分諧波區(qū)域中的受控式負載獨立的實際阻抗下工作。這防止負載即等離子體室110產生的高頻和分諧波諧振被傳輸?shù)骄w管102的輸出節(jié)點。這有效地在工作頻率以下就將負載即等離子體室110與晶體管102隔離。因此,LPT 101和HPSH濾波器108協(xié)作以提高處理系統(tǒng)100的穩(wěn)定性。離線短路器112能進一步地與LPT 101和HPSH濾波器108協(xié)作以進一步地調節(jié)晶體管102 在分諧波頻率的阻抗,從而進一步提高處理系統(tǒng)100的穩(wěn)定性?,F(xiàn)在參考圖6,處理系統(tǒng)100的若干實施例中的一個被示為具有高通終接網絡 (high-pass terminated network) (HPT 網絡)120 和低通諧波負載隔離濾波器(low-pass harmonic load isolation filter) (LPHI 濾波器)122。HPT 網絡 120 連接至輸出網絡 106 的輸出端。LPHI濾波器122連接在輸出網絡106與HPSH濾波器108之間。HPT網絡120耗散在第三預定截止頻率fe3以上的頻率發(fā)生的RF功率。在一些實施例中,第三預定截止頻率f;3通常在fo至的頻率范圍內。LPHI濾波器122傳輸在第四預定截止頻率f;4以下發(fā)生的RF能量。在各個實施例中,第四預定截止頻率fe4大于&且通??梢源蠹s等于f;3。 LPT網絡101、輸出網絡106、HPSH濾波器108、HPT網絡120以及LPHI濾波器122總起來被稱為穩(wěn)定性網絡。本領域技術人員應當理解的是,圖6的部件可以被布置為不同的結構。 也應當理解的是,圖6的部件的布置可能導致各部件的不同拓撲結構。如上所述,當LPT網絡101和HPSH濾波器108向晶體管102提供分諧波隔離時, HPT網絡120和LPHI濾波器122協(xié)作以在工作頻率以上向晶體管120提供隔離。該協(xié)作提高處理系統(tǒng)100的輸出的保真度同時需要最小的另外的濾波器部件。在一些實施例中, HPT網絡120和LPHI濾波器122以贈送方式工作以提供高頻阻抗調節(jié)和終接。圖6的系統(tǒng)在工作頻率以上和工作頻率以下都將負載與晶體管隔離,并在工作帶寬內向晶體管102提供受控制的實際阻抗。在一些實施例中,連線電路(inline circuit)、LPHI濾波器122和 HPSH濾波器108能被配置成彼此補償,從而允許放大器系統(tǒng)在工作頻率以下和工作頻率以下都實現(xiàn)寬帶操作和的高度負載隔離。進一步地,在一些實施例中,連線部件、LPHI濾波器 122和HPSH濾波器108可以被設計成例如通過相位補償來彼此補償,以便工作頻帶下的阻抗作為頻率的函數(shù)仍保持恒定。這種贈送式網絡使處理系統(tǒng)100能夠在頻率的寬范圍上保持通常一致的效率?,F(xiàn)在參考圖7,該示意圖示出穩(wěn)定性網絡的各個實施例。LPT網絡101包括串聯(lián)連接的電感器LI、電感器L2、電感器L3及電感器L4。B+與電感器LI的一端和電容器Cl的一端連通。電容器Cl的另一端接地。電阻器Rl與電容器C2的串聯(lián)組合連接在地與電感器LI和L2的結點之間。在一些實施例中,電阻器Rl可以被工作在預先選擇的頻率的合適的耗散元件代替。這些耗散元件可通過合適地選擇LPT網絡101中的電抗性元件被提供。 電容器C3連接在地與電感器L2和L3的結點之間。電容器C4連接在地與電感器L3和L4 的結點之間。電感器L4的另一端是LPT網絡101的輸出端,并與晶體管102的漏極相連。 電感器L1-L4和電容器C1-C4的值能根據G的選擇被確定。
輸出網絡106包括連接在地與晶體管102的漏極之間的電容器C5。電感器L6連接在晶體管102的漏極與電容器C7和C8的第一端之間。電容器C7的第二端接地。電容器CS的第二端連接至電感器L7的一端,并提供輸出網絡106的輸出端。電感器L7的另一端接地。離線短路器112包括連接在地與晶體管102的輸出之間的電感器L5和電容器C6 的串聯(lián)諧振組合。電感器L5和電容器C6形成分流網絡以在分諧波帶中的特定頻率,例如分諧波0. 5*f0分流RF電流到地。預定頻率根據各種設計考慮被選擇。例如,一些功率放大器系統(tǒng)顯示特定的預定頻率的不期望結果,并且期望清除這些頻率。因此,在一些實施例中,電感器L5和電容器C6的值能被選擇以便電感器L5和電容器C6在0. 5*f0下諧振。圖 8示出了史密斯圓圖114,該圖以示例的方式示出了離線短路器112的效果。曲線116示出離線短路器112通常將分諧波0. 5*f0短路至地?,F(xiàn)在回到圖7,HPT網絡120包括串聯(lián)連接的電容器C12、電容器C13及電容器C14。 電阻器R2連接在地與電容器C14的另一端之間。電感器Lll連接在地與電容器C13和電容器C14的結點之間。在一些實施例中,電阻器R2可以被工作在預選選擇的頻率的合適的耗散元件代替。這種耗散元件可以通過合適地選擇HPT網絡120中的電抗性元件被提供。 電感器10連接在地與電容器C12和電容器C13的結點之間。電容器C12的另一端是HPT 網絡120的輸入端。在一些實施例中,電感器L10-L12和電容器C12-14的值能基于fe3和 R2被確定。HPSH濾波器108包括由電容器ClO和電容器Cll的串聯(lián)連接形成的T型網絡。串聯(lián)連接的中心接頭與電感器L9的一端相連。電感器L9的另一端接地。電容器ClO的另一端是HPSH濾波器108的輸入端。電容器Cll的另一端是HPSH濾波器108的輸出端。LPHI濾波器122包括電感器L8、電容器C9、電感器L7及電容器C12。因此,電感器L7是輸出網絡濾波器122和HPSH濾波器108的部件。因此,類似地,電容器C12是LPHI 濾波器122和HPT 20的部件。電感器L8的第一端與電感器L7連通,且是LPHI濾波器122 的輸入端。電感器L8的第二端連接至電容器C9的一端和HPLI 108的輸入端。電容器C9 的另一端接地。仿真結果證明了通過晶體管102所示的此處描述系統(tǒng)對于穩(wěn)定性網絡的輸入阻抗⑵的有效性。仿真可包括用具有0入、1/8入、1/4入、1/2入及3/4入的長度的相應非終接饋給線(unterminated feed line)分別代替等離子體室110。拉姆達(A )是中心頻率 f0的波長。在一些仿真中,第一和第二截止頻率G和f;2可以被設置為0. 6*4,第三和第四截止頻率fe3和fe4可以被設置為I. 66*4。移除等離子體室110在HPSH濾波器108的輸出端提供無窮到I的電壓駐波比(VSWR)。無窮到I的VSWR表示具有最壞情況負載的穩(wěn)定性網絡,這是因為非終接饋給線完全是電抗性的并反射所有的RF功率。根據各種仿真,在最低頻率,由于LPT網絡101提供的耗散負載,阻抗Z保持相對恒定。HPSH濾波器108也在最低頻率幫助隔離非終接負載和晶體管102。由于離線短路器 112的影響,阻抗Z在0. 5*f0處急劇下降。又由于LPT網絡101和HPSH濾波器108,阻抗Z 在0. 5*f0與0. 6*f0之間又上升。在0. 6*f0與I. 66*f0之間,阻抗Z根據頻率和非終接饋給線的長度變化。在該頻率范圍內變化的阻抗Z表示RF功率被連接至負載。由于HPT網絡120提供的耗散負載,阻抗Z又在I. 66*f0以上的頻率穩(wěn)定。LPHI濾波器122還在I. 66*f0以上的頻率幫助隔離非終接負載與晶體管102。因此,各種仿真證明,穩(wěn)定性網絡在fel以下與f;3以上的頻率范圍內向RF晶體管102提供未調節(jié)的穩(wěn)定負載。在G與f;3之間的頻率,穩(wěn)定性網絡連接晶體管102至等離子體室110?,F(xiàn)在參考圖9,采用非限制性的實例,各個實施例的試驗測量結果示出缺少能引起 RF功率中的保真度丟失的偽失真。水平軸表示頻率。垂直軸表示連接到等離子體室20內的功率。第一峰值156發(fā)生在中心頻率在除了 &之外的頻率的能量表示RF功率在等離子室20被失真。圖9中的保真度表示相對于圖4的試驗測量結果的保真度的提高?,F(xiàn)在參考圖10,采用非限制性的實例,各個實施例的試驗測量結果示出具有連線負載隔離和離線諧波終接的匹配負載諧波失真。水平軸表示頻率。垂直軸表示連接到等離子體室20內的功率。如圖10所示,第一峰值162出現(xiàn)在中心頻率fQ。第二峰值164出現(xiàn)在fo的諧波頻率,而第三峰值166出現(xiàn)在中心頻率&的另外的諧波處。因此,圖10證明組合的連線負載隔離和離線諧波終接的有效性。因此,圖10證明具有組合的連線負載隔離和離線諧波終接的匹配負載諧波失真的提高?,F(xiàn)在參考圖11,一對穩(wěn)定性網絡被示為應用于推拉結構的RF等離子體處理系統(tǒng)。 第一晶體管102-1提供RF功率,并與穩(wěn)定性網絡的第一個相連。第二晶體管102-2提供超出第一晶體管102-1的相位180度的RF功率。第二晶體管102-2與穩(wěn)定性網絡的第二個相連。不平衡變壓器160組合在穩(wěn)定性網絡的輸出端出現(xiàn)的RF功率,并向等離子體室110 施加組合的RF功率。在一些實施例中,不平衡變壓器160可包括變壓器?,F(xiàn)在參考圖12,穩(wěn)定性網絡被示為應用于第二推拉結構的RF等離子體處理系統(tǒng)。 第一晶體管102-1與第一輸出網絡106-1相連。第二晶體管102-2與第二輸出網絡106-2 相連。第一、第二輸出網絡106的各個輸出被施加于不平衡變壓器160的輸入端。不平衡變壓器160的輸出端與HPT網絡120和LPHI濾波器122的輸入端連通。LPHI濾波器122 的輸出端與HPSH濾波器108的輸入端連通。HPSH濾波器108的輸出端與等離子體室110 的輸入端連通。第一晶體管102-1和第二晶體管102-2的漏極通過各個LPT網絡101接收
B+o圖13示出利用多個功率放大器172a、172b和172c向等離子體室110提供功率的功率發(fā)生系統(tǒng)170。如同利用圖5和/或圖6的附圖標記100和/或圖11和/或圖12的結構所描述的那樣,功率放大器172a、172b和172c通常能被具體實現(xiàn)。輸入電壓/電流模塊174向功率放大器172a、172b和172c的每個提供輸入電壓/電流。各個功率放大器 172a、172b和172c分別接收輸入電壓/電流,并放大輸入以產生放大的輸出施加到組合器 176。組合器176組合放大器172a、172b和172c的各自的功率輸出,并且給等離子體室110 產生驅動輸入。系統(tǒng)控制器178產生控制信號以至少控制功率放大器172a、172b和172c, 并且在一些實施例中,提供控制輸入和/或從各個功率放大器172a、172b和172c、輸入電壓/電流模塊174以及組合器176中的每個接收監(jiān)控信號。本領域技術人員將理解的是, 圖13通常意在示出圖5、6、11和/或12中描繪的各個電路的組合,以給等離子體室110提供用于產生功率的另外的選擇。此處的描述本質是僅為示例性的,因此,不違背描述要點的變化意在包含在本教導的范圍內。這些變化不被認為是背離本教導的精神和范圍。
權利要求
1.一種向等離子體室施加RF功率的射頻發(fā)生器,包括DC電源;在中心頻率產生所述RF功率的射頻晶體管;以及穩(wěn)定性網絡,所述穩(wěn)定性網絡包括與所述DC電源和所述晶體管連線連接的低通終接網絡,所述低通終接網絡具有小于所述中心頻率的第一截止頻率;和與所述RF功率連線的高通濾波器,所述高通濾波器具有小于所述中心頻率的第二截止頻率,低通終接網絡和高通濾波器與所述低通終接網絡協(xié)作以在低于所述中心頻率的預定工作頻率上控制所述晶體管處的阻抗。
2.根據權利要求I所述的射頻發(fā)生器,其中所述第二截止頻率大約等于所述中心頻率的O. 6倍。
3.根據權利要求I所述的射頻發(fā)生器,其中所述高通耗散終接網絡包括耗散元件。
4.根據權利要求I所述的射頻發(fā)生器,進一步包括保真性網絡,所述保真性網絡包括 與所述RF功率離線連接并具有大于所述中心頻率的第三截止頻率的高通終接網絡;以及與所述RF功率連線的低通濾波器,所述低通濾波器具有大于所述中心頻率的第四截止頻率,所述高通終接網絡和所述低通濾波器協(xié)作以在高于所述中心頻率的預定工作頻率上控制所述晶體管處的阻抗。
5.根據權利要求4所述的射頻發(fā)生器,其中所述高通耗散終接網絡在預定的工作頻率范圍內呈現(xiàn)電抗。
6.根據權利要求4所述的射頻發(fā)生器,其中所述第三截止頻率大約等于所述中心頻率的I. 66倍。
7.根據權利要求4所述的射頻發(fā)生器,其中所述第四截止頻率大約等于所述中心頻率的I. 66倍。
8.根據權利要求4所述的射頻發(fā)生器,進一步包括被連接至所述RF功率并包括小于所述中心頻率的帶通中心頻率的帶通濾波器。
9.根據權利要求8所述的射頻發(fā)生器,其中所述帶通中心頻率是所述中心頻率的O.5倍。
10.一種向等離子體室施加RF功率的射頻發(fā)生器,包括在中心頻率產生RF功率的射頻晶體管;被連接在所述晶體管中的相應晶體管與相關聯(lián)的DC電源之間的低通耗散終接網絡;以及基于來自所述射頻晶體管的所述RF功率產生RF功率信號的組合器,其中所述RF功率信號被施加到所述負載;并且其中所述低通耗散終接網絡具有小于所述中心頻率的第一截止頻率。
11.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,其中所述低通耗散終接網絡包括相應的耗散元件。
12.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,其中所述低通耗散終接網絡在預定的頻率范圍內呈現(xiàn)電抗。
13.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,其中所述第一截止頻率大約等于所述中心頻率的O. 6倍。
14.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,進一步包括與來自所述晶體管的相應RF功率串聯(lián)并具有小于所述中心頻率的第二截止頻率的高通濾波器。
15.根據權利要求14所述的射頻發(fā)生器,其中所述第二截止頻率大約等于所述中心頻率的O. 6倍。
16.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,進一步包括被連接至來自所述晶體管的相應 RF功率并包括大于所述中心頻率的第三截止頻率的高通耗散終接網絡。
17.根據權利要求16所述的射頻發(fā)生器,其中所述高通耗散終接網絡包括相應的耗散元件。
18.根據權利要求16所述的射頻發(fā)生器,其中所述高通耗散終接網絡在預定的頻率范圍呈現(xiàn)電抗。
19.根據權利要求16所述的射頻發(fā)生器,其中所述第三截止頻率大約等于所述中心頻率的I. 66倍。
20.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,進一步包括與來自所述晶體管的相應RF功率串聯(lián)并包括大于所述中心頻率的第四截止頻率的低通濾波器。
21.根據權利要求20所述的射頻發(fā)生器,其中所述第四截止頻率大約等于所述中心頻率的I. 66倍。
22.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,進一步包括被連接至來自所述晶體管的相應 RF功率并包括小于所述中心頻率的帶通中心頻率的帶通濾波器。
23.根據權利要求22所述的射頻發(fā)生器,其中所述帶通中心頻率是所述中心頻率的 O. 5 倍。
24.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,進一步包括與所述RF功率信號串聯(lián)并包括小于所述中心頻率的第二截止頻率的高通濾波器。
25.根據權利要求24所述的射頻發(fā)生器,其中所述第二截止頻率大約等于所述中心頻率的O. 6倍。
26.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,進一步包括被連接至所述RF功率信號并包括大于所述中心頻率的第三截止頻率的高通耗散終接網絡。
27.根據權利要求26所述的射頻發(fā)生器,其中所述高通耗散終接網絡包括耗散元件。
28.根據權利要求26所述的射頻發(fā)生器,其中所述高通耗散終接網絡在預定的頻率范圍內呈現(xiàn)電抗。
29.根據權利要求26所述的射頻發(fā)生器,其中所述第三截止頻率大約等于所述中心頻率的I. 66倍。
30.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,進一步包括與所述RF功率信號串聯(lián)并包括大于所述中心頻率的第四截止頻率的低通濾波器。
31.根據權利要求30所述的射頻發(fā)生器,其中所述第四截止頻率大約等于所述中心頻率的I. 66倍。
32.根據權利要求10所述的射頻發(fā)生器,進一步包括被連接至所述RF功率信號并包括小于所述中心頻率的帶通中心頻率的帶通濾波器。
33.根據權利要求32所述的射頻發(fā)生器,其中所述帶通中心頻率是所述中心頻率的 O. 5 倍。
34.一種向等離子體室施加RF功率的射頻發(fā)生器,包括在中心頻率產生RF功率的射頻晶體管;與來自所述晶體管的相應RF功率串聯(lián)并包括小于所述中心頻率的第一截止頻率的高通濾波器;以及基于來自所述射頻晶體管的所述RF功率產生RF功率信號的組合器,其中所述RF功率信號被施加到所述等離子體發(fā)生器。
35.根據權利要求34所述的射頻發(fā)生器,其中所述第一截止頻率大約等于所述中心頻率的O. 6倍。
36.根據權利要求34所述的射頻發(fā)生器,進一步包括被連接至來自相應晶體管的所述 RF功率并包括大于所述中心頻率的第二截止頻率的高通耗散終接網絡。
37.根據權利要求36所述的射頻發(fā)生器,其中所述高通耗散終接網絡包括相應的耗散元件。
38.根據權利要求36所述的射頻發(fā)生器,其中所述高通耗散終接網絡在預定的頻率范圍內呈現(xiàn)電抗。
39.根據權利要求36所述的射頻發(fā)生器,其中所述第二截止頻率大約等于所述中心頻率的I. 66倍。
40.根據權利要求34所述的射頻發(fā)生器,進一步包括與來自相應晶體管的所述RF功率串聯(lián)并包括大于所述中心頻率的第三截止頻率的低通濾波器。
41.根據權利要求40所述的射頻發(fā)生器,其中所述第三截止頻率大約等于所述中心頻率的I. 66倍。
42.根據權利要求34所述的射頻發(fā)生器,進一步包括被連接至來自相應晶體管的所述 RF功率并包括小于所述中心頻率的帶通中心頻率的帶通濾波器。
43.根據權利要求42所述的射頻發(fā)生器,其中所述帶通中心頻率是所述中心頻率的 O. 5 倍。
44.一種向等離子體室施加RF功率的射頻發(fā)生器,包括在中心頻率產生RF功率的射頻晶體管;基于來自所述射頻晶體管的所述RF功率產生RF功率信號的組合器;以及穩(wěn)定性網絡,所述穩(wěn)定性網絡包括與所述RF功率連線并緊密接近所述射頻晶體管的輸出端被設置的高通濾波器,所述高通濾波器具有小于所述中心頻率的第一截止頻率。
45.根據權利要求44所述的射頻發(fā)生器,進一步包括與所述DC電源和所述晶體管連線連接的低通終接網絡,所述低通終接網絡具有小于所述中心頻率的第二截止頻率,所述低通終接網絡和所述高通濾波器與所述低通終接網絡協(xié)作以在低于所述中心頻率的預定工作頻率上控制所述晶體管處的阻抗。
46.根據權利要求44所述的射頻發(fā)生器,其中所述第一截止頻率大約等于所述中心頻率的O. 6倍。
47.根據權利要求44所述的射頻發(fā)生器,進一步包括與所述RF功率信號離線連接并包括大于所述中心頻率的第三截止頻率的高通耗散終接網絡。
48.根據權利要求47所述的射頻發(fā)生器,其中所述高通耗散終接網絡包括耗散元件。
49.根據權利要求47所述的射頻發(fā)生器,其中所述高通耗散終接網絡在預定的頻率范圍內呈現(xiàn)電抗。
50.根據權利要求47所述的射頻發(fā)生器,其中所述第三截止頻率大約等于所述中心頻率的I. 66倍。
51.根據權利要求45所述的射頻發(fā)生器,進一步包括與所述RF功率信號連線并包括大于所述中心頻率的第四截止頻率的低通濾波器。
52.根據權利要求51所述的射頻發(fā)生器,其中所述第四截止頻率大約等于所述中心頻率的I. 66倍。
53.根據權利要求45所述的射頻發(fā)生器,進一步包括被連接至所述RF功率信號并包括小于所述中心頻率的帶通中心頻率的帶通濾波器。
54.根據權利要求53所述的射頻發(fā)生器,其中所述帶通中心頻率是所述中心頻率的O.5 倍。
全文摘要
一種向等離子體室施加RF功率的射頻(RF)發(fā)生器包括DC電源(B+)。射頻開關在中心頻率f0產生所述RF功率。低通耗散終接網絡連接在所述DC電源(B+)與所述開關之間,并包括在第一截止頻率工作。所述開關向改進系統(tǒng)保真度的輸出網絡輸出信號。所述輸出網絡產生饋給高通分諧波負載隔離濾波器的輸出信號,所述濾波器傳輸預定頻率以上的RF功率。低通諧波負載隔離濾波器可被插在所述輸出網絡與所述高通分諧波負載隔離濾波器之間,高通終接網絡可以連接至所述輸出網絡的輸出端。所述高通終接網絡耗散在預定頻率以上的RF功率。離線短路器或分流網絡可連接在所述開關的輸出端與所述輸出網絡的輸入端之間,以用于在預定的頻率將所述開關的輸出端短路。
文檔編號H03F3/217GK102595761SQ20121002620
公開日2012年7月18日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權日2007年1月25日
發(fā)明者薩爾瓦托雷·波利佐 申請人:Mks儀器有限公司