專(zhuān)利名稱(chēng)：雙向諧波耗散系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高功率RF放大器系統(tǒng)，諸如用于半導(dǎo)體等離子處理應(yīng)用中采用的那些系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
包括等離子體反應(yīng)器的等離子體處理裝置，在半導(dǎo)體制造業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。等離子體反應(yīng)器用于在類(lèi)似分立晶體管、中等規(guī)模和大規(guī)模集成電路、微處理器和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器這樣的半導(dǎo)體基電元件的制造過(guò)程中改變?cè)牧?例如硅)的電特性。利用等離子體反應(yīng)器進(jìn)行的典型工作包括濺射、等離子刻蝕、等離子淀積和反應(yīng)性離子刻蝕。
在工作中，半導(dǎo)體工件放入反應(yīng)器中。其次，在低壓下將氣體引入等離子體反應(yīng)器。然后，將射頻功率提供給氣體從而將氣體轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體。等離子體包括與半導(dǎo)體工件暴露的區(qū)域反應(yīng)的荷電離子。作為許多這種操作的結(jié)果，電路就在半導(dǎo)體工件上產(chǎn)生了。
用于半導(dǎo)體制造業(yè)的等離子處理裝置通常包括RF發(fā)生器、耦合在RF發(fā)生器一個(gè)末端的RF功率電纜、阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、和連接到等離子體反應(yīng)器的電極的一對(duì)銅片或RF功率電纜。在工作過(guò)程中，等離子體反應(yīng)器的阻抗受到基本的變化。在點(diǎn)火之前，反應(yīng)器中的氣體沒(méi)有電離因而不導(dǎo)電。一旦施加RF功率，氣體就開(kāi)始電離并且負(fù)載阻抗下降，因?yàn)樵诜磻?yīng)器中產(chǎn)生了電荷載流子。啟動(dòng)階段之后，最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)工作條件。
等離子體流量(等離子體的密度與等離子體電荷速率的乘積)的變化即使在穩(wěn)態(tài)工作中還能引起負(fù)載阻抗中顯著的瞬態(tài)現(xiàn)象。此外，在點(diǎn)火過(guò)程中及達(dá)到穩(wěn)態(tài)之前，所遇到的基本的阻抗變化可能導(dǎo)致顯著的功率被反射回RF發(fā)生器使其變得不穩(wěn)定并可能使等離子體處理過(guò)程不穩(wěn)定或損壞RF發(fā)生器。這尤其是高“Q”等離子體處理中的情形。如將要進(jìn)一步說(shuō)明的那樣，對(duì)于所遇到的工藝的整個(gè)范圍的穩(wěn)定工作，標(biāo)準(zhǔn)無(wú)耗散濾波器配置是不夠的。
在等離子體淀積或?yàn)R射技術(shù)中，例如，過(guò)程由達(dá)到幾千瓦水平的、在相對(duì)恒定的頻率或諸如例如13.56MHz，±5％的頻帶所提供的射頻能量驅(qū)動(dòng)，典型地，有一個(gè)耦合到等離子體室的RF發(fā)生器，所述等離子體室具有一個(gè)插在它們之間以便使等離子體室的阻抗與RF發(fā)生器輸出源阻抗相匹配的匹配網(wǎng)絡(luò)，其典型的為50歐姆。
RF能量傳送系統(tǒng)可以包括RF發(fā)生器、匹配網(wǎng)絡(luò)和負(fù)載。頻率靈巧(frequency agile)等離子系統(tǒng)通常正變得更加理想，因?yàn)樗鼈冊(cè)试S更大的自由度以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的等離子體阻抗匹配并因而允許固定的或可變的匹配網(wǎng)絡(luò)。所述頻率靈巧等離子系統(tǒng)在預(yù)定的頻率帶寬上而不是恒定的頻率上工作，例如代表大約在±5％到±10％之間的波動(dòng)的帶寬。
因?yàn)榈入x子體表現(xiàn)不象線(xiàn)性歐姆電阻，通過(guò)RF發(fā)生器將RF能量施加給等離子體室產(chǎn)生帶外的能量，其能夠是源頻率的倍數(shù)(諧波)或是其中的一小部分(次-諧波)。
耗散濾波器通常在通信作業(yè)中采用，例如，作為在接收器前端的第一下轉(zhuǎn)換器后的窄帶通I.F.濾波器。耗散濾波器被采用來(lái)改善性能，其中需要提供適當(dāng)?shù)氖芸亟K結(jié)給帶外信號(hào)。然而，因?yàn)闆](méi)有提供等效的無(wú)損耗濾波器的陡峭衰減斜率，耗散濾波器還沒(méi)有受到偏愛(ài)。因此，由于淺衰減斜率和能量耗散問(wèn)題，電路設(shè)計(jì)人員不愿意在RF功率可達(dá)到幾千瓦的RF傳送系統(tǒng)中放入這種類(lèi)型的濾波器。
如美國(guó)專(zhuān)利5,187,457中所說(shuō)明的，耗散諧波濾波器可放入發(fā)生器和匹配網(wǎng)絡(luò)之間以處理由等離子體負(fù)載的非線(xiàn)性產(chǎn)生的帶外的信號(hào)的問(wèn)題。以前這樣的嘗試通常包括反射型無(wú)損耗濾波器，其反射而不是吸收諧波。然而，這沒(méi)有解決與特定處理?xiàng)l件相關(guān)的等離子體室穩(wěn)定性的問(wèn)題，尤其是高“Q”方法中，因?yàn)榫哂星斜妊┓?Chebyshev)或橢圓結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)反射濾波器不提供諧波的耗散終結(jié)。在這些結(jié)構(gòu)防止諧波通過(guò)負(fù)載同時(shí)，它們通過(guò)另外的途徑將諧波接地。在接地途徑中的諧波產(chǎn)生諧波接地電流，即通常所說(shuō)的引起附加?xùn)?源電壓差的“熱接地”，其潛在的對(duì)MOSFET電路片是有害的。諧波接地電流的存在還產(chǎn)生在MOSFET柵極的諧波疊加的(super-imposed)基頻波形，因而影響其開(kāi)關(guān)特性。這導(dǎo)致了在給定電源電壓下對(duì)于同樣的輸出功率不一致的驅(qū)動(dòng)水平需求。因此在低通濾波器的輸入具有終結(jié)的高通濾波器的雙工器也可以被放入RF發(fā)生器內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)器輸出和放大器輸入之間。
諸如美國(guó)專(zhuān)利5,187,457中引用的那些級(jí)聯(lián)濾波器是耗散型的，并且由于在所需帶寬上過(guò)量的功率損失、耗散的功率的去除以及相關(guān)的尺寸，其僅僅適用于固定頻率等離子體系統(tǒng)。此外，這些濾波器缺乏足夠的諧波抑制，并且因此，額外地，需要用于所期望的等離子體系統(tǒng)諧波抑制水平的無(wú)損耗濾波器。
半導(dǎo)體等離子體處理設(shè)備工業(yè)要求更低的成本和更小尺寸的等離子體發(fā)生器，因?yàn)橹圃炜臻g現(xiàn)在非常珍貴。具有創(chuàng)新的電路拓?fù)涞母邏篗OSFET，其使用表面安裝技術(shù)和改善的制冷方法，被認(rèn)為代表著一個(gè)滿(mǎn)足這個(gè)要求的可能的解決方案。但是，高壓MOSFET對(duì)由開(kāi)關(guān)模式的驅(qū)動(dòng)器輸出和從等離子體室反射的能量引起的諧波接地電流很敏感。接地諧波電流的出現(xiàn)可能使RF功率放大器a)為了相對(duì)于功率增益和效率所需的性能而反復(fù)無(wú)常地開(kāi)關(guān)；b)變得不穩(wěn)定并且輸送相對(duì)于設(shè)定點(diǎn)的不正確的功率；c)引起等離子體流量漏失；并且，d)增加可引起MOSFET電路片損壞的柵-源差電壓。
這些現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)通過(guò)本發(fā)明得以克服。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明指向用于RF發(fā)生器系統(tǒng)的雙向雙工器諧波耗散濾波器，包括輸入端子，其耦合到提供預(yù)定頻率范圍的射頻信號(hào)的電源；輸出端子，用于在預(yù)定頻率范圍內(nèi)將射頻信號(hào)提供給負(fù)載；低通濾波器，具有輸入和輸出，該低通濾波器連接在所述輸入端子和輸出端子之間；多個(gè)高通濾波器，其耦合到低通濾波器，其中多個(gè)高通濾波器耗散超過(guò)預(yù)定頻率范圍的信號(hào)并且多個(gè)高通濾波器具有選自包括電容和電感的組的預(yù)定電路效應(yīng)，并且結(jié)果的效應(yīng)被低通濾波器在輸入和輸出抵消并吸收。
同樣公開(kāi)的是用于激勵(lì)負(fù)載的頻率靈巧RF發(fā)生器系統(tǒng)的雙向諧波耗散濾波器，包括RF功率放大器；輸出端子，其耦合到在預(yù)定的頻率范圍提供射頻信號(hào)的RF功率放大器；低通濾波器，具有輸入和輸出，輸入阻抗和輸出阻抗，所述低通濾波器耦合到輸出端子；高通濾波器，耦合到低通濾波器輸出上，其中高通濾波器接收和耗散超出預(yù)定頻率帶的從負(fù)載反射的諧波信號(hào)并且其中高通濾波器對(duì)低通濾波器輸出阻抗上的影響被抵消；以及濾波器裝置，用于管理RF功率放大器產(chǎn)生的諧波信號(hào)，該濾波器裝置耦合到低通濾波器輸入，其中濾波器裝置對(duì)低通濾波器的輸入阻抗的影響被抵消。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案的頻率靈巧RF等離子體系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
圖2是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案的雙向雙工器的系統(tǒng)框圖。
圖3是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案的雙向雙工器的示意圖。
圖4是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的雙向雙工器的示意圖。
發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明參考附圖且開(kāi)始參考圖1，用來(lái)使用高功率射頻(RF)能量的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案包括具有RF功率放大器10和雙向雙工器16的RF發(fā)生器9。RF功率放大器10在本例中以高達(dá)3000瓦的功率、在例如13.56MHz的±5％到±10％的射頻帶內(nèi)提供交流電流。RF功率放大器10具有50歐姆的有效輸出阻抗。RF能量被供給施加一個(gè)RF負(fù)載的等離子體室12。負(fù)載阻抗在工作中可以變化，并且是非線(xiàn)性的，因而將優(yōu)選頻率帶內(nèi)的輸入RF能量的頻率轉(zhuǎn)化成處于該輸入頻率的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)的頻率的能量。根據(jù)本發(fā)明，為了將等離子體室12的阻抗匹配到RF功率放大器10的50歐姆阻抗，把阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)14放入雙向雙工器16和等離子體室負(fù)載12之間。
為了通過(guò)例如以13.56MHz頻率為中心±5％的通頻帶內(nèi)的能量，而耗散超出通頻帶的能量，根據(jù)本發(fā)明的雙向雙工器16優(yōu)選地與RF功率放大器10和匹配網(wǎng)絡(luò)14串聯(lián)放置。通頻帶之下的次諧波能量和低頻通過(guò)RF功率放大器10中沒(méi)有畫(huà)出的其它濾波器網(wǎng)絡(luò)在電阻終結(jié)內(nèi)耗散。這里說(shuō)明的雙向雙工器16，是在RF功率放大器10和匹配網(wǎng)絡(luò)14之間串聯(lián)的，但是預(yù)計(jì)它還可以放置在系統(tǒng)內(nèi)其它合適的位置，例如在RF功率發(fā)生器9內(nèi)。所給定的它的相對(duì)較小的電路尺寸，對(duì)于雙向雙工器16在系統(tǒng)內(nèi)放置的這個(gè)或其它選項(xiàng)是可能的。
圖2是框圖，其說(shuō)明了雙向雙工器16的系統(tǒng)元件。雙向雙工器16包括接收來(lái)自RF功率放大器10的輸出25的低通濾波器20和至少兩個(gè)用來(lái)接收和耗散諧波能量的高通濾波器27a和27b。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，為了整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍上保持-50dBc或較低諧波含量和穩(wěn)定的工作，RF功率放大器10的輸出25所通過(guò)的雙工器16包括5階0.1dB通頻帶波紋橢圓響應(yīng)低通濾波器20和多個(gè)5階0.1dB通頻帶波紋切比雪夫響應(yīng)高通濾波器。圖2中，高通濾波器27a和27b被示出。視具體應(yīng)用而定，更高階的濾波器，例如7或9階濾波器也可以使用。低通濾波器20具有16.4MHz的截止頻率，具有典型的-43dBc的抑制下限。來(lái)自這個(gè)濾波器的二次諧波抑制典型的是-42dBc。三次諧波抑制典型的是-62dBc。然而，對(duì)于等離子體應(yīng)用中的RF發(fā)生器，通過(guò)低通濾波器20的對(duì)諧波的抑制是不夠的，且必須采取步驟以耗散諧波能量。
在本優(yōu)選的實(shí)施方案中，諧波的耗散終結(jié)通過(guò)至少兩個(gè)高通濾波器27a和27b得到，一個(gè)加在所述輸入之前的連接點(diǎn)15上，一個(gè)加在低通濾波器20的輸出之后的連接點(diǎn)17上。諧波能量可以以?xún)煞N方式之一進(jìn)入系統(tǒng)。它可以通過(guò)RF功率放大器10產(chǎn)生，或者也可以在由等離子體介質(zhì)的電離產(chǎn)生的瞬態(tài)流量過(guò)程中從等離子體室12反射回來(lái)。來(lái)自RF功率放大器10的諧波耗散由在低通濾波器20的輸入的高通濾波器27a提供。朝著RF功率放大器10返回，從等離子體室12反射回來(lái)的諧波的耗散，由高通濾波器27b接收并耗散。
雙工器16，即高通/低通濾波器裝置，典型的使諧波畸變最小化，且具有對(duì)在高通濾波器27a和27b輸入接收的諧波的耗散諧波終結(jié)。本實(shí)施方案的低通/高通濾波器組合形成雙向雙工器16，其對(duì)起源于RF功率放大器輸出和從等離子體室負(fù)載反射回的諧波能量二者進(jìn)行耗散。
其它雙向諧波濾波器裝置，包括高通和低通濾波器，是可以預(yù)計(jì)的并屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，多于兩個(gè)的高通濾波器可以在有或沒(méi)有附加低通濾波器時(shí)使用以提高諧波能量的耗散。而且，為耗散從等離子體室反射回的能量，僅一個(gè)連接在低通濾波器輸出和負(fù)載之間的高通濾波器的使用，可以結(jié)合其它用于對(duì)從RF功率放大器產(chǎn)生的諧波能量進(jìn)行管理例如耗散、反射和/或接地的裝置使用。換句話(huà)說(shuō)，只使用在低通濾波器輸出的單個(gè)高通濾波器，不使用低通濾波器輸入的第二高通濾波器，但是使用反射型濾波器或級(jí)聯(lián)耗散型濾波器的雙工器，其位于例如RF發(fā)生器電路內(nèi)的其它地方，諸如合并到RF功率放大器電路中，或作為分離的諧波濾波器電路串聯(lián)于RF發(fā)生器和匹配網(wǎng)絡(luò)之間以提供在工作過(guò)程中通過(guò)RF發(fā)生器產(chǎn)生的諧波的反射、耗散或接地。
本優(yōu)選實(shí)施方案中，來(lái)自RF功率放大器和/或等離子室的諧波在高通濾波器的27a和27b電阻終結(jié)被耗散，而對(duì)處于例如用于頻率靈巧等離子體系統(tǒng)的13.56MHz±5％之間帶寬內(nèi)的信號(hào)沒(méi)有可觀(guān)的影響。高通濾波器27a和27b減少了諧波接地電流并因而保護(hù)RF發(fā)生器使其不會(huì)變得不穩(wěn)定和/或使其不在比設(shè)定點(diǎn)低得多的水平輸送RF功率給等離子體室12并因而不會(huì)引起等離子體中的斷流。諧波接地電流較低的水平還保護(hù)電源中的MOSFET管芯不受到過(guò)量的典型的不超過(guò)±30伏規(guī)格界限的柵-源電壓差。這樣，與低頻和次諧波電阻終結(jié)結(jié)合，本優(yōu)選的雙向雙工器16提供RF功率放大器10在整個(gè)電壓駐波比(VSWR)的范圍上和系統(tǒng)的全部動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)穩(wěn)定的工作。這對(duì)于執(zhí)行高“Q”處理的等離子體系統(tǒng)的穩(wěn)定性特別重要。
優(yōu)選實(shí)施方案中的高通濾波器27a和27b具有五階0.1dB通頻帶波紋、切比雪夫響應(yīng)和高至大約500瓦的功率的耗散。高通濾波器的截止頻率是在20.4MHz具有3dB點(diǎn)的23.2MHz。視具體應(yīng)用而定，也可以使用更高階的濾波器，如7階或9階濾波器。盡管更高階的濾波器將對(duì)相關(guān)的低通濾波器的頻率響應(yīng)和阻抗有更小的影響，但電路尺寸的增加是可觀(guān)的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可想到對(duì)于可應(yīng)用這里所說(shuō)明的過(guò)程的高通濾波器的其它詳細(xì)說(shuō)明。
高通濾波器27a和27b以及低通濾波器20更詳細(xì)的示于圖3的示意圖中，其中低通濾波器20可以調(diào)整到13.56MHz的±5％之間。低通濾波器20可以是橢圓結(jié)構(gòu)，其具有短路帶外較高頻率的電容器C1、C3和C5，以及并聯(lián)LC共振路徑A和B，所述并聯(lián)LC共振路徑A和B具有電感L1和L2以及電容C2和C4，其阻擋帶外較高頻率的并使13.56MHz和其上例如±5％帶寬的放大的純凈的RF信號(hào)通過(guò)。盡管圖3中所說(shuō)明的是橢圓結(jié)構(gòu)，低通濾波器還可以采用切比雪夫結(jié)構(gòu)，其具有并聯(lián)輸入-輸出電容或輸入-輸出電感拓?fù)洹?br> 高通濾波器27a和27b各自由一系列分別是C6、C7和C8以及C9、C10和C11的電容器構(gòu)成，其對(duì)較高頻率(諧波)短路，且開(kāi)路，阻擋低頻電流到達(dá)終結(jié)電阻R1和R2。電感L3和L4以及L5和L6表現(xiàn)為對(duì)較低頻率的短路和對(duì)較高頻率的開(kāi)路。在高通濾波器27a和27b中，包括二次、三次、四次、五次等諧波的被旁路的較高頻率分量?jī)?yōu)選地輸送給50歐姆耗散電阻R1和R2。低于預(yù)定帶的頻率落在高通濾波器的27a和27b抑制帶中。
圖3的優(yōu)選實(shí)施方案中，高通濾波器的27a和27b各自有電容輸出，分別以電容器C6和C9表示。雖然圖3中的高通濾波器的27a和27b在結(jié)構(gòu)上是切比雪夫式，還可以預(yù)計(jì)這些在結(jié)構(gòu)上還可以是橢圓的。低通濾波器20包括電容輸入和輸出，分別是C1和C5，以補(bǔ)償抑制帶中高通濾波器27a和27b的電容性輸入。因此本發(fā)明預(yù)計(jì)通過(guò)低通濾波器的20輸入和輸出電路抵消高通濾波器27a和27b對(duì)阻抗的電容性影響以恢復(fù)所需基頻帶內(nèi)的性能。
例如，所選擇的高通濾波器拓?fù)?利用串聯(lián)的輸入電容器)在抑制帶具有電容性輸入阻抗，其導(dǎo)致在預(yù)定的頻率帶內(nèi)如±5％13.56MHz的帶寬等效的電容值。高通濾波器27a和27b的這個(gè)等效輸入電容能通過(guò)降低低通濾波器20輸入-輸出電容而被抵消從而高通濾波器等效輸入電容被低通濾波器吸收。在低通濾波器20的兩個(gè)輸入-輸出端子這種等效輸入電容的適當(dāng)?shù)窒a(chǎn)生了恢復(fù)所需輸入-輸出電容和頻率響應(yīng)的結(jié)果。
圖4說(shuō)明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案。低通濾波器100使用電感輸入L1和電感輸出L3，連同電感L2、L4和L5以及電容器C1和C2。高通濾波器200和300采用電感輸入L6和L9，以及電感L7、L8和L10和L11，與電容器C3和C4以及C5和C6相串聯(lián)，終結(jié)在用于諧波耗散的每個(gè)具有50歐姆電阻值的電阻R1和R2處。在預(yù)定的頻率帶(例如，13.56MHz，±5％)，高通濾波器200和300可以在它們的輸入端口有等效的電感值。通過(guò)調(diào)節(jié)在低通濾波器20輸入和輸出的電感值這種電感效應(yīng)能被輸入和輸出端口串聯(lián)低通濾波器20的輸入電感抵消和吸收。
這種諧波濾波器的各種變型視所期望的應(yīng)用是可能的。例如，如果合適的話(huà)，電阻器、電感器和電容器能被匹配到不是50歐姆的阻抗。
而且，該雙向雙工器還能在其它高功率、高頻率的應(yīng)用中使用，其中非線(xiàn)性源利用高VSWR驅(qū)動(dòng)線(xiàn)性或非線(xiàn)性負(fù)載。
雖然本發(fā)明是就本發(fā)明的上述實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但是應(yīng)該明白本發(fā)明不限于這些明確的實(shí)施方案。許多變型和變化在不脫離附加的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍和精神的情形下將呈現(xiàn)給本領(lǐng)域中具有普通技術(shù)人員。
權(quán)利要求
1.一種用于射頻發(fā)生器系統(tǒng)的雙向諧波耗散濾波器，所述系統(tǒng)用于在能夠在預(yù)定頻率范圍內(nèi)提供射頻信號(hào)的功率源和負(fù)載之間耦合，所述濾波器包括輸入端子，耦合在預(yù)定頻率范圍內(nèi)提供射頻信號(hào)的功率源上，；輸出端子，耦合所述負(fù)載，用于在預(yù)定頻率范圍向所述負(fù)載提供射頻信號(hào)；具有輸入和輸出的低通濾波器，低通濾波器連接在輸入端子和輸出端子之間；并且多個(gè)耦合到低通濾波器的高通濾波器，其中多個(gè)高通濾波器耗散超過(guò)預(yù)定頻率范圍的信號(hào)，并且多個(gè)高通濾波器具有預(yù)定的選自包含電容和電感的組中的電路效應(yīng)，所述效應(yīng)通過(guò)低通濾波器在輸入和輸出被抵消。
2.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中多個(gè)高通濾波器包括第一高通濾波器和第二高通濾波器，第一高通濾波器連接到所述輸入端子和低通濾波器輸入之間的連接點(diǎn)上，并且第二高通濾波器連接到低通濾波器輸出和所述輸出端子之間的連接點(diǎn)上。
3.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中功率源包括RF功率放大器。
4.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中負(fù)載包括等離子體室。
5.如權(quán)利要求4中的濾波器，其中輸出端子通過(guò)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)被耦合到等離子體室。
6.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中預(yù)定的頻率范圍是大約13.56MHz的±5％。
7.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中低通濾波器包括切比雪夫結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中低通濾波器包括橢圓結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中低通濾波器包括并聯(lián)輸入和輸出電容值。
10.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中低通濾波器包括串聯(lián)輸入和輸出電感值。
11.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中高通濾波器包括大約50歐姆的相關(guān)電阻值。
12.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中所述多個(gè)高通濾波器包括切比雪夫或橢圓結(jié)構(gòu)中的一個(gè)。
13.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中高通濾波器具有大約500瓦的功率耗散容量。
14.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中在預(yù)定頻率范圍內(nèi)所述多個(gè)高通濾波器的每個(gè)具有預(yù)定電容值的電容輸入。
15.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中在預(yù)定頻率范圍內(nèi)所述多個(gè)高通濾波器具有預(yù)定電感值的電感輸入。
16.如權(quán)利要求1中的濾波器，其中高通濾波器包括第五階0.1dB通頻帶波紋，-22dBc最低抑制切比雪夫結(jié)構(gòu)。
17.一種雙向諧波耗散濾波器，用于頻率靈巧RF發(fā)生器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)具有用于激勵(lì)負(fù)載的RF功率放大器和RF發(fā)生器，所述系統(tǒng)包括用于在預(yù)定頻率范圍內(nèi)提供射頻信號(hào)的RF功率放大器，所述濾波器包括輸入端子，耦合到RF功率放大器用于接收在所述預(yù)定頻率范圍內(nèi)的所述射頻信號(hào)；輸出端子，用于在預(yù)定頻率范圍內(nèi)通過(guò)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)向負(fù)載提供射頻信號(hào)；低通濾波器，具有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出，一個(gè)輸入阻抗和一個(gè)輸出阻抗，該低通濾波器連接在輸入端子和輸出端子之間；高通濾波器，耦合到低通濾波器輸出，其中高通濾波器接收并耗散超出預(yù)定頻率的從負(fù)載反射的諧波信號(hào)，并且其中高通濾波器對(duì)在低通濾波器輸出的阻抗具有預(yù)定的電路效應(yīng)，該效應(yīng)選自包括電容和電感的組中，且該效應(yīng)通過(guò)低通濾波器在輸出被抵消；濾波器裝置，用于管理由RF功率放大器產(chǎn)生的諧波信號(hào)，該濾波器裝置耦合到低通濾波器的輸入，其中該濾波器裝置補(bǔ)償?shù)屯V波器的輸入阻抗。
18.如權(quán)利要求17的濾波器，其中高通濾波器連接在所述低通濾波器輸出和所述輸出端子之間的連接點(diǎn)上。
19.如權(quán)利要求17的濾波器，其中高通濾波器包括第一高通濾波器且濾波器裝置包括連接在所述輸入端子和低通濾波器輸入之間的連接點(diǎn)上的第二高通濾波器。
20.如權(quán)利要求17的濾波器，其中濾波器裝置包括位于RF功率放大器的雙工器。
21.如權(quán)利要求17的濾波器，其中濾波器裝置包括位于RF功率放大器的級(jí)聯(lián)濾波器。
22.如權(quán)利要求17的濾波器，其中濾波器裝置包括反射濾波器。
23.如權(quán)利要求17的濾波器，其中負(fù)載包括等離子體室且輸出端子通過(guò)阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)耦合到等離子體室。
24.如權(quán)利要求17的濾波器，其中預(yù)定頻率帶為13.56MHz的大約±10％的范圍。
25.如權(quán)利要求17的濾波器，其中預(yù)定頻率范圍是13.56MHz的大約±5％。
26.如權(quán)利要求17的濾波器，其中低通濾波器包括切比雪夫結(jié)構(gòu)。
27.如權(quán)利要求17的濾波器，其中低通濾波器包括橢圓結(jié)構(gòu)。
28.如權(quán)利要求17的濾波器，其中低通濾波器包括并聯(lián)輸入和輸出電容值。
29.如權(quán)利要求17的濾波器，其中低通濾波器包括串聯(lián)輸入和輸出電感。
30.如權(quán)利要求17的濾波器，其中高通濾波器具有大約50歐姆的電阻值。
31.如權(quán)利要求17的濾波器，其中高通濾波器具有大約500瓦的功率耗散容量。
32.如權(quán)利要求17的濾波器，其中多個(gè)高通濾波器的每個(gè)具有在預(yù)定頻率范圍具有預(yù)定電容值的電容輸入。
33.如權(quán)利要求17的濾波器，其中高通濾波器具有在預(yù)定頻率范圍具有預(yù)定電感值的電感輸入。
34.如權(quán)利要求33的濾波器，其中低通濾波器具有在預(yù)定頻率范圍具有預(yù)定電感值的電感輸出。
35.如權(quán)利要求32的濾波器，其中低通濾波器具有一個(gè)有著預(yù)定電容值的電容輸出。
36.如權(quán)利要求35的濾波器，其中高通濾波器的電容值對(duì)阻抗的影響在低通濾波器輸出被抵消。
37.如權(quán)利要求34的濾波器，其中高通濾波器的電感值對(duì)阻抗的影響在低通濾波器輸出被抵消。
全文摘要
公開(kāi)了一種設(shè)備,其中雙向諧波耗散濾波器包括耦合到在預(yù)定頻率范圍內(nèi)提供射頻信號(hào)的RF功率放大器的輸入端子,用于在預(yù)定頻率范圍內(nèi)向負(fù)載提供射頻信號(hào)的輸出端子,在輸入端子和輸出端子之間連接的低通濾波器,和多個(gè)耦合到低通濾波器的高通濾波器,其中多個(gè)高通濾波器接收并耗散超出預(yù)定頻率范圍的信號(hào),并且其中多個(gè)高通濾波器對(duì)阻抗的影響在低通濾波器輸入和輸出被抵消。通過(guò)從RF功率放大器提供RF信號(hào)、把具有超出預(yù)定頻率范圍來(lái)自RF功率放大器的信號(hào)轉(zhuǎn)移到第一高通濾波器、耗散超出預(yù)定頻率范圍的信號(hào)、以及從等離子體室接收諧波能量給第二高通濾波器并耗散諧波能量來(lái)實(shí)現(xiàn)RF發(fā)生器系統(tǒng)的能量耗散。
文檔編號(hào)H03H7/01GK1384604SQ02105948
公開(kāi)日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2002年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月11日
發(fā)明者Y·K·喬拉, D·弗雷斯 申請(qǐng)人:恩尼技術(shù)公司