[发明专利]用于半导体晶片制造的无匹配器等离子体源

权利要求书

1.一种用于提供射频(RF)功率至等离子体室的电极的无匹配器等离子体源，所述等离子体室用于处理衬底，所述无匹配器等离子体源包含：

控制器；

信号产生器，其被配置以响应于所述控制器的设定而提供在操作频率下的输入RF信号；

栅极驱动器，其被配置以接收所述输入RF信号，且产生多个方波信号；

放大电路，其被配置以从所述栅极驱动器接收所述方波信号，并产生放大方波形，所述放大电路具有敏捷式直流(DC)轨道，所述敏捷式DC轨道与所述控制器接合，

其中所述控制器被配置以便为所述敏捷式DC轨道设定电压值，以使所述放大方波形以由整形电压信号所限定的整形包络从所述放大电路输出；

电抗电路，其被配置以从所述放大方波形提取整形正弦波形，所述整形正弦波形基于由所述整形电压信号所限定的所述整形包络而输出；以及

电极，其被配置以从所述整形正弦波形接收RF功率，以产生等离子体以用于所述衬底的所述处理。

2.根据权利要求1所述的无匹配器等离子体源，其中从所述栅极驱动器接收的所述方波信号中的每一个为脉冲波形，其在介于低电平与高电平之间的所述操作频率下脉冲。

3.根据权利要求1所述的无匹配器等离子体源，其中所述放大电路为半桥式晶体管电路或全桥式H电路，其中所述电极为天线。

4.根据权利要求3所述的无匹配器等离子体源，其中所述半桥式晶体管电路包含多个场效应晶体管或多个绝缘栅极双极晶体管。

5.根据权利要求4所述的无匹配器等离子体源，其中通过冷却板来冷却所述场效应晶体管。

6.根据权利要求4所述的无匹配器等离子体源，其中所述场效应晶体管以推挽式配置的方式设置，其中，在所述推挽式配置中，当所述场效应晶体管中的第二场效应晶体管为关断时，所述场效应晶体管中的第一场效应晶体管为导通，而当所述第一场效应晶体管为关断时，所述第二场效应晶体管为导通。

7.根据权利要求4所述的无匹配器等离子体源，其中所述场效应晶体管具有容许所述场效应晶体管中的每一个瞬时关断和导通的电阻，以使所述导通和所述关断的延迟减少。

8.根据权利要求7所述的无匹配器等离子体源，其中，在使所述场效应晶体管中的一个关断的时段期间，所述场效应晶体管中的另一个导通，其中，在使所述场效应晶体管中的所述另一个关断的时段期间，所述场效应晶体管中的所述一个导通。

9.根据权利要求4所述的无匹配器等离子体源，其中所述场效应晶体管由硅碳化物和镓氮化物中的至少一者制成。

10.根据权利要求1所述的无匹配器等离子体源，其中所述放大电路包含晶体管的树，其中设置所述树的大小以实现期望的功率电平。

11.根据权利要求1所述的无匹配器等离子体源，其中所述敏捷式DC轨道具有DC电压源，其中所述放大电路包含具有多个场效应晶体管的半桥式晶体管电路，其中所述敏捷式DC轨道耦合至所述多个场效应晶体管的源极端子或漏极端子，具体取决于所述场效应晶体管为p型还是n型。

12.根据权利要求1所述的无匹配器等离子体源，其中所述敏捷式DC轨道具有DC电压源，所述DC电压源被配置以产生具有所述电压值的所述整形电压信号，以根据所述整形电压信号而对所述放大方波形进行整形。

13.根据权利要求1所述的无匹配器等离子体源，其中所述放大方波形被整形以具有所述整形包络。

14.根据权利要求1所述的无匹配器等离子体源，其中所述整形包络为多状态脉冲形包络、或三角形包络、或连续形包络、或任意形包络。