一種射頻電源外部輸入信號相位同步的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種射頻電源外部輸入信號相位同步的方法，包括：使所述射頻電源具有多個射頻信號輸出端一個射頻信號輸入端；使所述多個射頻信號輸出端和所述一個射頻信號輸入端均與射頻信號發(fā)生器相連，且連接的同軸電纜長度一致；所述射頻信號輸入端與自身其中之一的射頻信號輸出端之間采用同軸電纜連接，且同一機臺的多個射頻電源之間連接的同軸電纜長度一致。本發(fā)明針對射頻電源使用的射頻信號所經(jīng)歷的路徑，設(shè)置傳輸射頻信號的同軸電纜長度保持一致，因此消除同一機臺上的各射頻電源之間的信號相位差，保持相位同步，避免串擾，提高工藝穩(wěn)定性；本發(fā)明只需要保證外部連接的同軸電纜長度、材質(zhì)相同即可實現(xiàn)相位同步，不僅成本低，而且方便快捷。
【專利說明】一種射頻電源外部輸入信號相位同步的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及射頻電源【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種射頻電源外部輸入信號相位同步的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]射頻電源是用于產(chǎn)生射頻功率信號的裝置，屬于半導體工藝設(shè)備的核心部件，所有產(chǎn)生等離子體進行材料處理的設(shè)備都需要射頻電源提供能量。在集成電路、太陽能電池和LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)的工藝制造設(shè)備，例如刻蝕機、PVD(Physical Vapor Deposition,物理氣相沉積)、PECVD (Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition,等離子體增強化學氣相沉積)、ALD (Atomic Layer Deposition,原子層沉積)等設(shè)備，均裝備有不同功率規(guī)格的射頻電源。
[0003]射頻電源一般由射頻信號發(fā)生器、射頻功率放大電路、供電線路和射頻功率檢測器組成。其中，射頻信號發(fā)生器用于產(chǎn)生和/或調(diào)理射頻信號，射頻功率放大電路將來自射頻信號發(fā)生器的射頻信號進行功率放大，射頻功率檢測器測量來自射頻功率放大電路的射頻功率信號并且輸出射頻功率信號，供電線路向各部件提供電力。
[0004]在產(chǎn)生等離子體進行材料處理的工藝中，存在等離子體放電過程，而等離子體放電的形式包括容性放電和感性放電。采用感性放電方式的半導體工藝設(shè)備，例如刻蝕機，可連接2臺射頻電源。其中，一臺射頻電源獨立控制離子通量、中性粒子通量，另一臺則射頻電源獨立控制離子能量。然而，2臺射頻電源的輸出射頻功率信號波形因自身的器件差異必然會存在一定的相位差，從而產(chǎn)生串擾，造成腔室內(nèi)的等離子體不穩(wěn)定，進而影響工藝過程，對晶圓產(chǎn)生不可修復的損傷，使得加工線寬無法保證。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)采用的方案是從射頻電源的射頻信號發(fā)生器引出一路射頻信號至面板接口形成射頻信號同步輸出端，在面板上還設(shè)有射頻信號同步輸入端，并且在射頻信號發(fā)生器中設(shè)置與射頻信號同步輸入端相連的外部信號輸入線路和多路選擇開關(guān)。當判斷外部信號輸入線路已接入時，多路選擇開關(guān)選擇啟用外部信號而放棄自身產(chǎn)生的射頻信號；反之，當判斷外部信號輸入線路懸空時，多路選擇開關(guān)選擇啟用自身產(chǎn)生的射頻信號。通常，在半導體工藝設(shè)備中的兩臺射頻電源之間的相位同步是利用同軸電纜，將一臺射頻電源的射頻信號同步輸出端與另一臺射頻電源的射頻信號同步輸入端相連接，從而使得兩臺射頻電源利用同一個射頻信號，期望能夠消除相位差，避免串擾；但是，即使兩臺射頻電源都處于同一機柜(或機臺)，連接這兩臺射頻電源的同軸電纜的長度也至少幾十厘米。由于半導體工藝設(shè)備中常用的射頻頻率為13.56MHz，也就是說在真空中波長僅為22.12米，而在同軸電纜中的波長則更短，一般只有16米左右，劃分360度，即4.4厘米就相差I(lǐng)度，因此幾十厘米的同軸電纜也會引起較大的相位差，在某些情況下，這一相位差很可能會引發(fā)等離子體振蕩，輝光不穩(wěn)定，工藝無法正常進行，最終導致加工失敗。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種射頻電源外部輸入信號相位同步的方法，采用該方法，能夠使得在同一組機臺工作且要求相位同步的多個射頻電源所使用的射頻信號相位保持一致，消除各射頻電源之間的信號相位差，避免串擾，提高工藝穩(wěn)定性。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種射頻電源外部輸入信號相位同步的方法，包括:
[0008]步驟1:使所述射頻電源具有多個射頻信號輸出端一個射頻信號輸入端；
[0009]步驟2:使所述多個射頻信號輸出端和所述一個射頻信號輸入端均與射頻信號發(fā)生器相連，且連接的同軸電纜長度一致；
[0010]步驟3:所述射頻信號輸入端與自身其中之一的射頻信號輸出端之間采用同軸電纜連接，且同一機臺的多個射頻電源之間連接的同軸電纜長度一致。
[0011]進一步地，本發(fā)明還具有如下特點:所述步驟2中的連接的同軸電纜長度一致，還包括:連接的同軸電纜的材質(zhì)一致。
[0012]進一步地，本發(fā)明還具有如下特點:所述步驟3中的連接的同軸電纜長度一致，還包括:連接的同軸電纜的材質(zhì)一致。
[0013]進一步地，本發(fā)明還具有如下特點:所述射頻信號輸出端和射頻信號輸入端設(shè)置在射頻電源的后面板上。
[0014]進一步地，本發(fā)明還具有如下特點:所述射頻信號輸出端和射頻信號輸入端為BNC接頭。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016]1、由于本發(fā)明針對射頻電源使用的射頻信號所經(jīng)歷的路徑，設(shè)置傳輸射頻信號的同軸電纜長度保持一致，因此消除同一機臺上的各射頻電源之間的信號相位差，保持相位同步，避免串擾，提聞工藝穩(wěn)定性；
[0017]2、本發(fā)明無需添加其它電子線路，也不必設(shè)置復雜的相位檢測模塊，也不必打開機箱重新設(shè)置射頻信號同軸電纜，只需要保證外部連接的同軸電纜長度、材質(zhì)相同即可實現(xiàn)相位同步，不僅成本低，而且方便快捷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實施例中的一種射頻電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例中的一種射頻電源外部輸入信號相位同步的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0020]為了深入了解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021]如圖1所述，本發(fā)明實施例中公開了一種射頻電源，該射頻電源一般可為電子管式的射頻電源或晶體管式的射頻電源，具體而言，所述射頻電源包括射頻信號發(fā)生器、射頻功率放大電路、供電線路和射頻功率檢測器。其中，射頻信號發(fā)生器分別與射頻功率放大電路相連，射頻功率放大電路與射頻功率檢測器相連接，此外供電線路分別與射頻信號發(fā)生器、射頻功率放大器和射頻功率檢測器相連接。其中，射頻電源的工作頻率可為2MHz、
13.56MHz、27.12MHz、40.68MHz 或 60MHz。
[0022]如圖2所示，本發(fā)明實施例中公開了一種射頻電源外部輸入信號相位同步的方法流程。本發(fā)明包括如下步驟:
[0023]步驟1:使所述射頻電源具有多個射頻信號輸出端一個射頻信號輸入端；
[0024]步驟2:使所述多個射頻信號輸出端和所述一個射頻信號輸入端均與射頻信號發(fā)生器相連，且連接的同軸電纜長度一致；
[0025]步驟3:所述射頻信號輸入端與自身其中之一的射頻信號輸出端之間采用同軸電纜連接，且同一機臺的多個射頻電源之間連接的同軸電纜長度一致。
[0026]具體而言:
[0027]步驟101，對現(xiàn)有射頻電源的外部接口進行改造，使其具有N個射頻信號輸出端和I個射頻信號輸入端，一般情況下，N的取值范圍可為2至10，優(yōu)選地N可為2或3 ;射頻信號輸出端和射頻信號輸入端通常設(shè)置在射頻電源的后面板上，全部采用BNC接頭；
[0028]步驟102，對現(xiàn)有射頻電源的內(nèi)部線路進行改造，在射頻電源的射頻信號發(fā)生器上，由射頻信號發(fā)生器的石英晶體振蕩器向外輸出多路射頻信號，這些射頻輸出信號的輸出是利用同軸電纜連接設(shè)置在射頻信號發(fā)生器上的射頻輸出端子與設(shè)置在射頻電源后面板的射頻信號輸出端來實現(xiàn)，這些同軸電纜的長度保持一致，材質(zhì)保持一致；而射頻信號發(fā)生器還設(shè)置有射頻輸入端子，專用于射頻輸入信號，射頻輸入端子與射頻信號輸入端也利用同軸電纜相連，這一同軸電纜的長度和材質(zhì)也與連接射頻輸出端子、射頻信號輸出端的同軸電纜相同，因此，即使本臺射頻電源為信號發(fā)出源，射頻信號發(fā)生器的石英晶體振蕩器也不直接連接至信號驅(qū)動放大級，而是經(jīng)由輸出端輸出，再通過輸入端接入，最后才連接至信號驅(qū)動放大級；
[0029]步驟103，信號發(fā)出源的射頻電源的射頻信號輸入端與自身其中之一的射頻信號輸出端之間用同軸電纜相連，該臺射頻電源的其它射頻信號輸出端也利用相同長度和材質(zhì)的同軸電纜連接同一機臺上需要相位同步的其它同型號射頻電源的射頻信號輸入端；由于各臺射頻電源的機箱內(nèi)的同軸電纜的長度、材質(zhì)相同，機箱外的同軸電纜長度、材質(zhì)相同，因此從射頻信號源發(fā)出的射頻信號經(jīng)歷的路徑長度相同，所采用的同軸電纜均為同一材質(zhì)，確保了射頻信號源發(fā)出的射頻信號在各臺射頻電源內(nèi)使用時相位嚴格一致，進而避免串擾，提聞工藝穩(wěn)定性。
[0030]本發(fā)明無需添加其它電子線路，也不必設(shè)置復雜的相位檢測模塊，也不必打開機箱重新設(shè)置射頻信號同軸電纜，只需要保證外部連接的同軸電纜長度、材質(zhì)一致就可實現(xiàn)相位同步，不僅成本低，而且方便快捷。
[0031]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的本質(zhì)和基本原理之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種射頻電源輸入信號相位同步的方法，其特征在于: 步驟1:使所述射頻電源具有多個射頻信號輸出端一個射頻信號輸入端； 步驟2:使所述多個射頻信號輸出端和所述一個射頻信號輸入端均與射頻信號發(fā)生器相連，且連接的同軸電纜長度一致； 步驟3:所述射頻信號輸入端與自身其中之一的射頻信號輸出端之間采用同軸電纜連接，且同一機臺的多個射頻電源之間連接的同軸電纜長度一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟2中的連接的同軸電纜長度一致,還包括:連接的同軸電纜的材質(zhì)一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述步驟3中的連接的同軸電纜長度一致,還包括:連接的同軸電纜的材質(zhì)一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述射頻信號輸出端和射頻信號輸入端設(shè)置在射頻電源的后面板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述射頻信號輸出端和射頻信號輸入端為BNC接頭。
【文檔編號】H03L7/18GK103856214SQ201210496827
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月28日
【發(fā)明者】李勇滔, 李英杰, 夏洋, 王文東 申請人:中國科學院微電子研究所