一种带扫频匹配功能的射频电源和射频装置的制作方法

本技术涉及领域，特别是涉及一种带扫频匹配功能的射频电源和射频装置。

背景技术：

1、射频电源是半导体加工领域刻蚀、光刻和真空镀膜等工艺中核心零部件之一，主要用来产生高频高压电场激发等离子体，进而用于等离子体化学气相沉积、晶片刻蚀、清洗和高能激光产生等工艺步骤。射频电源与一般的直流电源和交流电源的区别在于，能产生更高频的电流信号，为更宽范围的物质提供电离。但是射频也具有其独特的特性，在输出端负载阻抗不匹配的情况下，输出的射频电流会反射回到发射端，导致能量无法输入到电离场中，同时，反射的电流会进入射频功率产生系统，导致热量急剧升高，烧毁设备。

2、因此，射频电源所要解决的首要问题，就是负载端的阻抗匹配。现有技术中，需要采用闭环控制算法(例如pid算法)驱动电机转动阻抗匹配器中的真空电容，改变阻抗匹配器中的阻抗，使检测到的负载端反射功率达到最小的那一点，即完成阻抗自动匹配任务。然而，自动阻抗匹配器所能匹配的范围有限，通常不能达到完美的阻抗匹配。此外，阻抗自动匹配的总过程需要3-4秒，耗时较长。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于，提供一种带扫频匹配功能的射频电源和射频装置，使射频电源更快达到最优匹配状态。

2、本实用新型提供一种带扫频匹配功能的射频电源，包括dds扫频源模块、射频放大模块、数据采集及处理单元和定向耦合单元；

3、所述dds扫频源模块为所述射频放大模块提供不同频率的射频输入信号；

4、所述定向耦合单元监测所述射频放大模块的不同输出功率并将所述输出功率上传至所述数据采集及处理单元；

5、所述数据采集及处理单元根据扫频算法确认最优输出功率对应的最优频率，调节所述dds扫频源模块输出所述最优频率的射频输入信号。

6、进一步的，所述数据采集及处理单元还与所述射频放大模块相连，所述数据采集及处理单元根据反射功率的大小控制所述射频放大模块的开断。

7、进一步的，所述数据采集及处理单元包括fpga处理器。

8、进一步的，所述定向耦合单元内包括双定向耦合器。

9、进一步的，还包括水冷散热单元，所述水冷散热单元设置在所述射频放大模块内。

10、本实用新型还提供一种带扫频匹配功能的射频装置，包括壳体和供电接口；

11、带扫频匹配功能的射频电源设置在所述壳体内，所述壳体的任一表面上设有所述供电接口。

12、进一步的，所述壳体的任一表面上还设有通信接口。

13、进一步的，所述壳体的任一表面上还设有人机交互界面。

14、相比于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：

15、本实用新型通过dds扫频源模块为射频放大模块提供不同频率的射频输入信号，定向耦合单元监测射频放大的输出功率并将输出功率的值上传至数据采集及处理单元，数据采集及处理单元根据输出功率调节dds扫频源模块为射频放大模块提供不同频率的射频输入信号，调节射频放大模块的反向功率达到最小，快速实现阻抗匹配。

16、进一步的，通过fpga处理器实现对于射频输出功率的计算，并根据扫频算法确认反向功率值，从而调整dds扫频源输出的射频输入信号的大小，提高阻抗匹配的精准性。

技术特征：

1.一种带扫频匹配功能的射频电源，其特征在于，包括dds扫频源模块、射频放大模块、数据采集及处理单元和定向耦合单元；

2.如权利要求1所述的带扫频匹配功能的射频电源，其特征在于，所述数据采集及处理单元还与所述射频放大模块相连，所述数据采集及处理单元根据反射功率的大小控制所述射频放大模块的开断。

3.如权利要求1所述的带扫频匹配功能的射频电源，其特征在于，所述数据采集及处理单元包括fpga处理器。

4.如权利要求1所述的带扫频匹配功能的射频电源，其特征在于，所述定向耦合单元内包括双定向耦合器。

5.如权利要求1所述的带扫频匹配功能的射频电源，其特征在于，还包括水冷散热单元，所述水冷散热单元设置在所述射频放大模块内。

6.一种带扫频匹配功能的射频装置，其特征在于，包括壳体和供电接口；

7.如权利要求6所述的带扫频匹配功能的射频装置，其特征在于，所述壳体的任一表面上还设有通信接口。

8.如权利要求6所述的带扫频匹配功能的射频装置，其特征在于，所述壳体的任一表面上还设有人机交互界面。

技术总结
本技术提供一种带扫频匹配功能的射频电源和射频装置，包括DDS扫频源模块、射频放大模块、数据采集及处理单元和定向耦合单元；DDS扫频源模块为所述射频放大模块提供不同频率的射频输入信号；定向耦合单元监测所述射频放大模块的不同输出功率并将输出功率上传至数据采集及处理单元；数据采集及处理单元根据扫频算法确认最优输出功率对应的最优频率，调节DDS扫频源模块输出所述最优频率的射频输入信号，实现射频放大模块的反向功率达到最小，快速实现阻抗匹配。

技术研发人员：杨洋,刘玲
受保护的技术使用者：焱行科技（上海）有限公司
技术研发日：20230411
技术公布日：2024/1/13