一种射频电源的驱动装置、射频电源、半导体工艺设备的制作方法

专利2025-11-12  1


本发明涉及半导体工艺设备,特别是涉及一种射频电源的驱动装置、一种射频电源、一种半导体工艺设备。


背景技术:

1、在半导体行业中,射频电源是半导体工艺设备的核心部件。随着刻蚀材料的变化和刻蚀工艺的改进可以应用在较宽频率范围内。但是目前的射频电源都是单频,如只能在13.56mhz频率中进行使用,无法复用到其他主频率,导致射频电源的开发周期延长。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种射频电源的驱动装置、一种射频电源、一种半导体工艺设备。

2、为了解决上述问题,在本发明的第一个方面,本发明实施例公开了一种射频电源的驱动装置,包括:

3、射频驱动信号输入模块,用于输出射频驱动信号;

4、门级驱动放大模块,其输入端与所述射频驱动信号输入模块输出端连接,用于对所述射频驱动信号进行初级放大;

5、可控选频网络模块,其输入端与所述门级驱动放大模块输出端连接,所述可控选频网络模块基于内部元件的数值对应目标频率,用于选通与所述目标频率匹配的射频驱动信号;

6、阻抗变换模块,其输入端与所述可控选频网络模块输出端连接;

7、二级驱动放大模块,其输入端与所述阻抗变换模块输出端连接,用于对初级放大后的射频驱动信号进行二次放大,输出射频功率;

8、所述阻抗变换模块用于对所述门级驱动放大模块和所述二级驱动放大模块进行阻抗匹配。

9、可选地,所述门级驱动放大模块包括:

10、门级同相驱动放大电路,其输入端与所述射频驱动信号输入模块输出端连接,输出端与所述可控选频网络模块连接;

11、门级反相驱动放大电路,其输入端与所述射频驱动信号输入模块输出端连接,输出端与所述阻抗变换模块连接。

12、可选地,所述门级同相驱动放大电路包括:

13、第一门驱动芯片,其输入端与所述射频驱动信号输入模块输出端连接,输出端与所述可控选频网络模块连接;

14、第一电阻,位于所述第一门驱动芯片输入端与所述射频驱动信号输入模块输出端之间;

15、所述门级反相驱动放大电路包括:

16、第二门驱动芯片,其输入端与所述射频驱动信号输入模块输出端连接,输出端与所述阻抗变换模块连接;所述第二门驱动芯片与所述第一门驱动芯片相互反相;

17、第二电阻,位于所述第二门驱动芯片输入端与所述射频驱动信号输入模块输出端之间。

18、可选地,所述可控选频网络模块包括:

19、电感电容选频电路,串联于所述门级驱动放大模块和所述阻抗变换模块之间。

20、可选地,所述电感电容选频电路包括:

21、可变电感,一端与所述门级驱动放大模块连接;

22、可变电容,一端与所述可变电感连接,另一端与所述阻抗变换模块连接。

23、可选地,所述可控选频网络模块还包括:

24、控制单元,与所述可变电感、所述可变电容连接,用于调整所述可变电感的电感值,和/或,所述可变电容的电容值。

25、可选地,所述阻抗变换模块包括:

26、第一阻抗变换电路,其输入端与所述可控选频网络模块连接,输出端与所述二级驱动放大模块连接;

27、第二阻抗变换电路,其输入端与所述门级反相驱动放大电路连接,输出端与所述二级驱动放大模块连接。

28、可选地,所述第一阻抗变换电路与所述第二阻抗变换电路相同,所述第一阻抗变换电路和所述第二阻抗变换电路包括:

29、平面变压器,所述平面变压器初级线圈与所述可控选频网络模块或所述门级反相驱动放大电路连接,所述平面变压器次级线圈与所述二级驱动放大模块连接。

30、可选地,所述平面变压器包括:平面变压器上磁芯、平面变压器下磁芯、变压器初级线圈和变压器次级线圈,

31、所述平面变压器上磁芯和所述平面变压器下磁芯对扣,形成磁通路;

32、所述变压器初级线圈和所述变压器次级线圈为平面线圈,且位于所述磁通路中。

33、可选地,所述平面线圈通过印刷电路板金属线形成。

34、可选地,所述二级驱动放大模块包括:

35、全桥整流电路,输入端与所述第一阻抗变换电路、所述第二阻抗变换电路连接。

36、可选地,所述射频驱动信号输入模块、所述门级驱动放大模块、所述可控选频网络模块、所述阻抗变换模块和所述二级驱动放大模块铺设于散热金属板上,所述散热金属板与所述平面线圈所在的印刷电路板成t型结构。

37、可选地,所述平面线圈的平面与所述散热金属板平行,用于在通电时提供磁场。

38、在本发明的第二个方面,本发明实施例公开了一种射频电源,所述射频电源包括如上所述的射频电源的驱动装置、功率放大器和射频电源传感器,所述驱动装置输出端与所述功率放大器输入端连接;所述功率放大器输出端与所述射频电源传感器输入端连接;所述射频电源传感器用于检测所述射频功率。

39、在本发明的第三个方面,本发明实施例公开了一种半导体工艺设备,所述半导体工艺设备包括射频电源、射频匹配器、工艺腔室,所述射频电源为上述的射频电源,所述射频电源用于产生射频功率,所述射频匹配器用于在所述射频功率与所述工艺腔室的负载间进行阻抗匹配;所述工艺腔室用于基于承载待加工晶圆。

40、本发明实施例包括以下优点:

41、本发明实施例通过射频驱动信号输入模块输出射频驱动信号;门级驱动放大模块输入端与所述射频驱动信号输入模块输出端连接,对所述射频驱动信号进行初级放大;所述可控选频网络模块基于内部元件的数值对应目标频率,用于基于选通与所述目标频率匹配的射频驱动信号;阻抗变换模块输入端与所述可控选频网络模块输出端连接;二级驱动放大模块输入端与所述阻抗变换模块输出端连接,对初级放大后的射频驱动信号进行二次放大,输出射频功率;阻抗变换模块对所述门级驱动放大模块和所述二级驱动放大模块进行阻抗匹配。通过射频驱动信号输入模块、门级驱动放大模块、可控选频网络模块、阻抗变换模块和二级驱动放大模块共同实现对射频电源的驱动,并且通过可控选频网络模块选通指定频率的射频驱动信号;使得驱动装置可以复用到不同主频率的射频电源。



技术特征:

1.一种射频电源的驱动装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述门级驱动放大模块包括:

3.根据权利要求2所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述门级同相驱动放大电路包括:

4.根据权利要求1或2所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述可控选频网络模块包括:

5.根据权利要求4所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述电感电容选频电路包括:

6.根据权利要求5所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述可控选频网络模块还包括:

7.根据权利要求2或3所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述阻抗变换模块包括:

8.根据权利要求7所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述第一阻抗变换电路与所述第二阻抗变换电路相同,所述第一阻抗变换电路和所述第二阻抗变换电路包括:

9.根据权利要求8所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述平面变压器包括:平面变压器上磁芯、平面变压器下磁芯、变压器初级线圈和变压器次级线圈,

10.根据权利要求9所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述平面线圈通过印刷电路板金属线形成。

11.根据权利要求7所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述二级驱动放大模块包括:

12.根据权利要求9所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,所述射频驱动信号输入模块、所述门级驱动放大模块、所述可控选频网络模块、所述阻抗变换模块和所述二级驱动放大模块铺设于散热金属板上,所述散热金属板与所述平面线圈所在的印刷电路板成t型结构。

13.根据权利要求12所述的射频电源的驱动装置,其特征在于,

14.一种射频电源,其特征在于,所述射频电源包括如权利要求1-11任一项所述的射频电源的驱动装置、功率放大器和射频电源传感器,所述驱动装置输出端与所述功率放大器输入端连接;所述功率放大器输出端与所述射频电源传感器输入端连接;所述射频电源传感器用于检测所述射频功率。

15.一种半导体工艺设备,其特征在于,所述半导体工艺设备包括射频电源、射频匹配器、工艺腔室,所述射频电源为权利要求12所述的射频电源,所述射频电源用于产生射频功率,所述射频匹配器用于在所述射频功率与所述工艺腔室的负载间进行阻抗匹配;所述工艺腔室用于基于承载待加工晶圆。


技术总结
本发明实施例提供了一种射频电源的驱动装置、射频电源、半导体工艺设备;包括射频驱动信号输入模块输出射频驱动信号;门级驱动放大模块输入端与射频驱动信号输入模块输出端连接,对射频驱动信号进行初级放大;可控选频网络模块输入端与门级驱动放大模块输出端连接,选通与所述目标频率匹配的射频驱动信号;阻抗变换模块输入端与可控选频网络模块输出端连接;二级驱动放大模块,其输入端与阻抗变换模块输出端连接,对初级放大后的射频驱动信号进行二次放大,输出射频功率;阻抗变换模块对门级驱动放大模块和二级驱动放大模块进行阻抗匹配;本发明实施例通过可控选频网络模块选通指定频率的射频驱动信号;使得驱动装置复用不同主频率的射频电源。

技术研发人员:李冠军
受保护的技术使用者:北京华丞电子有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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