【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種特別是用于等離子體應用或等離子體處理工具的射頻（rf）發生器。
技術介紹
1、等離子體處理是一種非常通用和精確的材料表面改性技術，特別是在半導體芯片的制造中。在整個半導體晶圓處理期間通過使用等離子體處理工具多次采用這樣的處理，所述等離子體處理工具通常以頻率在從0.3mhz至300mhz的范圍內以及功率水平為500w和更高的射頻（rf）功率操作。
2、在這樣的處理系統中，射頻功率用于激發氣態化合物，使得形成自由電子、離子和自由基。根據各種處理參數，可以精確地控制等離子體組成，即離子、電子和各種自由基的量。這樣的等離子體處理優選地用于在半導體晶圓上沉積層或用于蝕刻半導體晶圓的表面，這兩種情況都具有高均勻性并且都在整個表面上非常精確。
3、射頻功率發生器通常與其他電子設備一起設置在19英寸的機架中。為了高吞吐量，最先進的等離子體處理工具可以包括用于多個晶圓的并行處理的多個等離子體處理室。另外，通常，等離子體處理可以利用兩個或更多個射頻發生器來操作，例如一個用于為等離子體源供電，不同的一個用于向晶圓施加射頻偏壓。此外，特殊的等離子體處理可以同時使用來自不同射頻功率發生器的多個射頻頻率操作。因此，可能需要將多個射頻發生器裝配到一個19英寸的機架中。由于晶圓制造空間成本高昂，因此射頻發生器的尺寸應盡可能小。對于較低的射頻功率水平，例如1至2kw，通常需要將兩個射頻發生器并排裝配到19英寸的機架中，而對于較高的功率水平，例如超過5kw，一個發生器可能占據整個19英寸插槽的整個寬度。
4、然
5、這些尺寸限制導致現代射頻發生器中的功率密度高，并且需要子模塊（例如，射頻功率級或組合器）被實現為多層或堆疊布置。另外，當產生射頻功率時，必須使用先進的冷卻概念來去除由不可避免的損失（通常在20%和更高的范圍內）產生的熱量。
6、術語“散熱片”是指將熱量從電子電路傳遞到流體介質（例如，空氣或液體冷卻劑）的熱交換器。散熱片的一部分通常通過具有擴大的表面積的冷卻結構（例如，通常借助于冷卻翅片或尖端或高表面波紋）使與流體介質的接觸最大化，并且因此使到流體介質的熱傳遞最大化。術語“冷板”是指液體冷卻劑循環通過的熱交換器，通常是具有冷卻劑流過的嵌入管的厚板。散熱片和冷板通常由金屬材料制成，如鋁、銅或金屬合金，但陶瓷和其他具有良好導熱性的材料也是可能的。
7、在下文中，術語“冷卻元件”用于所有類型的具有翅片或類似的擴大表面積的空氣冷卻式熱交換器、用于液體冷卻式冷板以及用于散熱器與空氣冷卻式散熱片或液體冷卻式冷板的組合，包括如熱電冷卻或熱管的可能的增強。
8、在高功率射頻發生器中，射頻區段的各個部分（例如，功率放大級和組合器）通常布置在如上所述的冷卻元件的表面上，使得所產生的熱量被有效地去除，并且電子電路和部件的工作溫度保持在安全工作區域內。在具有翅片或尖端的空氣冷卻式散熱片的情況下，電子電路和部件通常布置在與具有冷卻結構的表面相對的表面上。例如，在散熱片的相對于冷卻結構的背面上。
9、為了生成高功率射頻信號，可以使用各種架構來組合多個功率放大器的信號，例如在四個功率級的情況下，可以在一對第一組合器中組合兩對，然后在第二組合網絡中將這兩個第一組合器的輸出組合成一個信號。這樣，通過經由兩個組合級對各自具有1.25至1.5kw的4個功率級進行組合，可以產生5至6kw的總輸出。多個功率放大器和組合網絡的機械布置通常會這樣進行，即，將功率放大器直接連接到第一組合器級的輸入端，并且將第一組合器級的輸出端直接連接到第二組合器級的輸入端。這意味著，兩個組合器級彼此鄰近地并聯布置并且它們的輸出端直接連接到功率組合器的適當間隔的輸入端連接器。
10、不幸的是，所描述的可以很好地在19英寸的全寬上實現的布置需要太多空間以裝配到19/2英寸寬的外殼中。實現功率水平高于1kw的小射頻功率級是困難的，特別是在低于50mhz的頻率下，因為電路結構和部件的尺寸與頻率成反比。例如，上述的5至6kw布置的尺寸僅允許將兩個1.25kw或1.5kw放大器與第一組合器級以優選的組合布置，但是用于將兩個所得的2.5kw或3kw組合進行組合的第二功率組合級不適合外殼的19/2英寸寬度。
11、因此，第二功率組合級必須被放置在冷卻元件上的其他地方，對于該冷卻元件，通常在大于1kw的功率水平下，可以使用水冷式冷板。這需要更長的連接（例如10cm以上）以橋接子模塊之間的距離。因此，需要一種滿足以下要求的連接：
12、占地面積小，以裝配到具有有限尺寸的外殼的剩余空間中；
13、易于連接，例如使用標準的連接器和焊接或螺紋連接；
14、能夠承載>1kw的功率；
15、低損耗和適當的冷卻。
16、用于在一定距離上連接射頻功率電路的標準方案是使用射頻同軸電纜。然而，對于幾千瓦的功率水平，必須使用較大的電纜直徑來將電纜溫度保持在合理的極限內。這樣的電纜由于其允許的最小彎曲半徑以及需要射頻連接器來實現最佳耦合而需要相對較大的空間。使用具有射頻連接器的電纜增加了成本并且在子模塊上需要用于配合連接器的空間。另外，由于電纜在電力操作中可能變熱，因此需要有效冷卻，例如，通過風扇。
17、另一種最先進的方法是使用金屬帶、支架或橋，例如其由具有銀飾面的銅或類似物制成。這樣的零件可以以成本效益高且空間減小的方式生產和組裝，例如通過使用各種pcb上方的空間。然而，這樣的零件僅足以滿足較小的間隙，例如直接并排設置的子模塊之間。在均具有50歐姆輸入和輸出阻抗的子模塊之間的距離較大的情況下，連接必須是阻抗匹配的。這要求帶或橋平行于接地平面或平行于具有類似尺寸的第二帶以一定距離延伸，從而形成類似于傳輸線的結構。因此，最終需要具有特定邊界條件的更多空間和幾何上更復雜的連接布置。此外，必須確保連接器與其周圍的適當絕緣，以避免對近距離的部件產生電暈和電弧效應。
技術實現思路
1、因此，本專利技術的目的是提供一種緊湊且提供高功率輸出的射頻發生器。
2、給定的技術問題通過根據權利要求1的射頻發生器來解決。
3、根據本專利技術的特別是用于等離子體應用的射頻發生器包括冷卻元件。冷卻元件可以通過有效方式（例如水或空氣流）冷卻，以便消散由射頻發生器產生的熱量。此外，射頻發生器至少包括具有第一輸出端的第一射頻功率級和具有第二輸出端的第二射頻功率級。其中，第一射頻功率級和第二射頻功率級安裝到冷卻元件的表面上。為了增加射頻發生器的輸出功率，可以在相同的冷卻元件上采用和實現附加的射頻功率級。每個射頻功率級包括一個或多個功率放大器以放大由驅動器控制的射頻信號。此外，通過射頻組合網絡，第一射頻功率級的輸出端和第二射頻功率級的輸出端以及特別是每個另外的射頻功率本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種射頻發生器，即射頻發生器，特別是用于等離子體應用，所述射頻發生器包括：
2.根據權利要求1所述的射頻發生器，其特征在于，所述多個導體中的每個導體的長度為10cm以上。
3.根據權利要求1或2所述的射頻發生器，其特征在于，所述導體具有相同的長度。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的射頻發生器，其特征在于，所述第一射頻功率級和所述第二射頻功率級在它們的輸出端處提供同相射頻信號。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的射頻發生器，其布置在殼體內，其中所述殼體優選地具有標準化的19/2英寸大小或19英寸大小。
6.根據權利要求5所述的射頻發生器，其中，所述射頻分配元件平行于所述殼體的長邊布置，并且優選地直接鄰近所述殼體的長邊布置。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的射頻發生器，其特征在于，所述導體被構建為微帶或帶狀線。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的射頻發生器，其特征在于，所述導體形成在所述印刷電路板的表面上和/或內部。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的射頻發生器，其特征在
10.根據權利要求9所述的射頻發生器，其特征在于，所述導體的寬度小于或等于所述導體與所述金屬層之間的距離。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的射頻發生器，其特征在于，所述射頻分配元件包括連接到所述印刷電路板的散熱器，其中所述射頻分配元件的所述散熱器與所述冷卻元件接觸以將熱量從所述導體傳遞到所述冷卻元件。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的射頻發生器，其特征在于，所述射頻分配元件通過粘合劑、夾緊螺釘、導熱界面材料、焊料接合或接合片中的一種或多種連接到所述冷卻元件。
13.根據權利要求1至12中任一項所述的射頻發生器，其特征在于，所述射頻分配元件通過支架或螺釘連接到所述第一射頻功率級的所述第一輸出端、所述第二射頻功率級的所述第二輸出端、所述射頻組合網絡的所述第一輸入端和所述第二輸入端。
14.根據權利要求1至13中任一項所述的射頻發生器，其特征在于，所述導體的偶模阻抗和奇模阻抗為50歐姆+/-10%。
...【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
1.一種射頻發生器，即射頻發生器，特別是用于等離子體應用，所述射頻發生器包括：
2.根據權利要求1所述的射頻發生器，其特征在于，所述多個導體中的每個導體的長度為10cm以上。
3.根據權利要求1或2所述的射頻發生器，其特征在于，所述導體具有相同的長度。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的射頻發生器，其特征在于，所述第一射頻功率級和所述第二射頻功率級在它們的輸出端處提供同相射頻信號。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的射頻發生器，其布置在殼體內，其中所述殼體優選地具有標準化的19/2英寸大小或19英寸大小。
6.根據權利要求5所述的射頻發生器，其中，所述射頻分配元件平行于所述殼體的長邊布置，并且優選地直接鄰近所述殼體的長邊布置。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的射頻發生器，其特征在于，所述導體被構建為微帶或帶狀線。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的射頻發生器，其特征在于，所述導體形成在所述印刷電路板的表面上和/或內部。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的射頻發生器，其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：亞當·加洛斯，安德烈·格雷德，丹尼爾·格魯納，安德烈亞斯·哈特曼，安東·拉班茨，凱·潘克拉茨，勒內·呂特格斯，羅蘭·西斯特米希，
申請(專利權)人：康姆艾德公司，
類型：發明
國別省市：
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