一种可调长度的射频电缆网络阵列的制作方法

1.本发明属于电感耦合等离子技术领域，尤其涉及一种可调长度的射频电缆网络阵列。


背景技术：

2.icp(inductive coupled plasma，电感耦合等离子)装置常用于产生等离子体。icp装置通常包括射频电源、射频电缆、射频匹配器、射频线圈和机台腔室等部分。在使用icp装置产生等离子体的过程中，一般使用射频电缆连接射频电源和射频匹配器，将射频电源产生的射频能量通过射频电缆传输和射频匹配器匹配后传输到射频线圈上，通过电磁感应在机台腔室的气体中产生等离子体。
3.其中，在脉冲模式下，射频匹配器的匹配能力和射频电缆的长度有密切联系，因此，在使用脉冲模式匹配的情况下，通常采用改变射频电缆长度的方式，来提高射频匹配器的匹配能力使反射功率最小。但是在实际工艺过程中，发现每个不同品牌的射频电源其最佳射频电缆长度不同，且同一品牌射频电源每台之间对应的射频电缆长度也有差别，想实时改变射频电缆长度是不现实的，这需要准备很多长度不同的射频电缆。此外，现有射频电缆长度是固定的，包括射频电缆接头1和射频电缆2，如图1所示，在使用icp装置做等离子体加工晶片的工艺时，当射频电源输出脉冲功率时，由于射频电缆长度是固定，自动射频匹配器往往无法匹配到最小的反射功率，从而影响工艺效果。


技术实现要素：

4.基于现有技术存在的问题，本发明提供了一种可调长度的射频电缆网络阵列，以解决无法实时改变射频电缆长度，快速匹配到最小反射功率的技术问题。
5.为了实现上述目的，本发明提出一种可调长度的射频电缆网络阵列，其连接于射频电源和射频匹配器之间，可调长度的射频电缆网络阵列包括栅格单元，栅格单元包括至少三个射频电缆；栅格单元中任意相邻的两个射频电缆相互连接；射频电缆包括电缆本体以及设置于电缆本体上的多个公接头、多个母接头和控制器，控制器用于控制电缆本体的连通或断开；通过断开或闭合控制器以调节连接于射频电源和射频匹配器之间的射频电缆长度。
6.优选地，射频电缆上的公接头和母接头的数量相同。
7.优选地，射频电缆上的公接头和母接头分别为两个，电缆本体具有相间隔设置的一端和另一端，电缆本体的一端和另一端分别设置一公接头和一母接头，电缆本体的一端和另一端之间设置另一个公接头和另一母接头。
8.优选地，控制器为继电器开关。
9.优选地，射频电缆的长度≤λ/8，其中，λ为射频电源发射的射频信号的波长。
10.优选地，可调长度的射频电缆网络阵列中，各射频电缆的长度相同。
11.优选地，栅格单元的数量为多个，多个栅格单元呈阵列排布以形成可调长度的射
频电缆网络阵列，其中，相邻的两个栅格单元相互连接，各栅格单元的形状相同。
12.优选地，多个栅格单元沿同一方向延伸设置以形成行或列。
13.优选地，多个栅格单元形成的行或列中，位于行或列的其中一个端部的射频电缆连接于射频电源和射频匹配器之间。
14.优选地，栅格单元的形状为三角形、矩形、平行四边形或者五边形。
15.与现有技术相比较，本发明提供的一种可调长度的射频电缆网络阵列，具有以下技术效果：
16.1、通过在电缆本体上设置多个公接头和多个母接头，使得多个射频电缆连接形成栅格单元以构成可调长度的射频电缆网络阵列。
17.2、通过在电缆本体上设置控制电缆本体的连通或断开的控制器，来调节连接于射频电源和射频匹配器之间射频电缆长度，从而实现了无需重新更换不同长度的射频电缆即可更改总长度的效果。
18.3、本发明可调长度的射频电缆网络阵列具有调节简单且快捷的优点。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为现有射频电缆的结构示意图。
21.图2为依据本技术的可调长度的射频电缆网络阵列的结构示意图。
22.图3为依据本技术的可调长度的射频电缆网络阵列中的射频电缆的结构示意图。
23.图4为依据本技术的可调长度的射频电缆网络阵列的连接示意图。
24.附图中的附图标记如下：1、射频电缆接头；2、射频电缆；10、射频电源；11、射频匹配器；12、射频电缆；13、电缆本体；14、公接头；15、母接头；16、控制器。
具体实施方式
25.下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
26.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
27.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该
理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
28.本发明提出一种可调长度的射频电缆网络阵列，其连接于射频电源和射频匹配器之间，可调长度的射频电缆网络阵列包括栅格单元，栅格单元包括至少三个射频电缆；栅格单元中任意相邻的两个射频电缆相互连接；射频电缆包括电缆本体以及设置于电缆本体上的多个公接头、多个母接头和控制器，控制器用于控制电缆本体的连通或断开；通过断开或闭合控制器以调节连接于射频电源和射频匹配器之间的射频电缆长度。
29.优选地，射频电缆上的公接头和母接头的数量相同。射频电缆上的公接头和母接头分别为两个，电缆本体具有相间隔设置的一端和另一端，电缆本体的一端和另一端分别设置一公接头和一母接头，电缆本体的一端和另一端之间设置另一个公接头和另一母接头。进一步地，控制器为继电器开关。射频电缆的长度≤λ/8，其中，λ为射频电源发射的射频信号的波长。
30.此外，可调长度的射频电缆网络阵列中，各射频电缆的长度相同。栅格单元的数量为多个，多个栅格单元呈阵列排布，以形成可调长度的射频电缆网络阵列，其中相邻的两个栅格单元相互连接，各栅格单元的形状相同。多个栅格单元沿同一方向延伸设置以形成行或列。多个栅格单元形成的行或列中，位于行或列的其中一个端部的射频电缆连接于射频电源和射频匹配器之间。
31.优选地，栅格单元的形状为三角形、矩形、平行四边形或者五边形。
32.为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
33.如图2和图3所示，本发明实施例提供了一种可调长度的射频电缆网络阵列，连接于射频电源10和射频匹配器11之间，可调长度的射频电缆网络阵列包括栅格单元，栅格单元包括至少三个射频电缆12；栅格单元中任意相邻的两个射频电缆12相互连接；射频电缆包括电缆本体13以及设置于电缆本体13上的多个公接头14、多个母接头15和控制器16，控制器16用于控制电缆本体13的连通或断开；通过断开或闭合控制器16以调节连接于射频电源10和射频匹配器11之间的射频电缆长度。
34.应用本技术的技术方案，通过在电缆本体13上设置多个公接头14和多个母接头15，使得多个射频电缆12连接形成栅格单元以构成可调长度的射频电缆网络阵列，同时通过在电缆本体13上设置控制电缆本体的连通或断开的控制器16，来调节连接于射频电源10和射频匹配器11之间射频电缆长度，从而实现了无需重新更换不同长度的射频电缆即可更改总长度的效果；本发明具有调节简单且快捷的优点。
35.具体地，如图3所示，射频电缆12上设置有控制器16，射频电缆12上还具有多个公接头14和多个母接头15，不同的射频电缆12能够通过公接头14与母接头15进行连接，此外，公接头14和母接头15还能够用于与外部设备连接。例如，可调长度的射频电缆网络阵列中包括三个射频电缆12，三个射频电缆12首尾相接形成三角形的栅格单元，其中一个射频电缆12的两端分别与射频电源10和射频匹配器11连接，当使位于射频电源10和射频匹配器11之间射频电缆12上控制器16闭合，其余两个射频电缆12上控制器16断开时，射频电源10和射频匹配器11之间的射频电缆长度为射频电缆12的长度；当使位于射频电源10和射频匹配器11之间射频电缆12上控制器16断开，其余两个射频电缆12上控制器16闭合时，射频电源
10和射频匹配器11之间的射频电缆长度为两个射频电缆12的长度之和。
36.需要说明的是，本发明实施例提供的可调长度的射频电缆网络阵列可应用于不同的icp设备，如icp 200mm晶圆设备、icp 300mm晶圆设备；依据工艺模式不同，本发明实施例提供的可调长度的射频电缆网络阵列可用于连续波模式和脉冲模式；依据射频匹配器模式不同，本发明实施例提供的可调长度的射频电缆网络阵列可用于自动匹配器和固定匹配器。
37.在一些实施例中，公接头14与母接头15分别为螺柱和螺孔。
38.在其他优选实施例中，依据射频电缆12材质不同，公接头14与母接头15亦可以采用快插接头。
39.需要说明的是，可调长度的射频电缆网络阵列中的栅格单元为一个、两个或者多个，在此不做限定。在实际使用中，考虑到控制器16本身的尺寸及接触电阻可能对电缆阻抗产生影响，优选栅格单元数量不超过10个。当可调长度的射频电缆网络阵列中设置多个栅格单元时，通过调整不同射频电缆12上的控制器16状态，能够在调节射频电源10和射频匹配器11之间形成不同长度射频电缆，从而获取最佳射频电缆长度。
40.如图3所示，一些实施例中的射频电缆12上的公接头14和母接头15的数量相同，以便规范化生产加工制造。
41.在其他实施例中，射频电缆12上的公接头14和母接头15数量可以不同。例如，公接头14数量为三个，母接头15数量为两个。
42.如图3所示，一些实施例中的公接头14和母接头15分别为两个，电缆本体13具有相间隔设置的一端和另一端，电缆本体13的一端和另一端分别设置一公接头14和一母接头15，电缆本体13的一端和另一端之间设置另一个公接头14和另一母接头15。
43.需要说明的是，公接头14和母接头15设置在电缆本体13上位置可根据实际需要进行确定。如图3所示，一些实施例中的控制器16为继电器开关。通过继电器开关可以实现远程操控。控制器16也可为按键开关。
44.如图3所示，一些实施例中，为保证调节的精度，射频电缆12的长度≤λ/8，其中，λ为射频电源发射的射频信号的波长。
45.如图2所示，一些实施例中，可调长度的射频电缆网络阵列中，各射频电缆12的长度相同。为了方便计算，各射频电缆12的长度相同，如，射频电缆12的长度为l，当然，多个射频电缆12的长度也可以不同，在此不作限定。
46.如图2所示，一些实施例中的栅格单元的数量为多个，多个栅格单元呈阵列排布以形成可调长度的射频电缆网络阵列，各栅格单元的形状相同。
47.需要说明的是，当可调长度的射频电缆网络阵列中包括多个栅格单元时，多个栅格单元可以为相同形状，也可以为不同形状，或者其中部分栅格单元为相同形状，可根据实际情况确定，在此不作限定。
48.一些实施例中，多个栅格单元形成的可调长度的射频电缆网络阵列可以呈矩形、环形、放射形等等，在此不作限定。例如，多个栅格单元成行或/和列排布形成矩形可调长度的射频电缆网络阵列。
49.如图2所示，一些实施例中的多个栅格单元沿同一方向延伸设置以形成行或列。
50.具体地，可调长度的射频电缆网络阵列中包括多个栅格单元，为方便计算和调整
射频电源10和射频匹配器11之间的射频电缆长度，将多个栅格单元水平排列成一行，或者将多个栅格单元竖直排列成一列。
51.如图2所示，一些实施例中的多个栅格单元形成的行或中，位于行或列的其中一个端部的射频电缆12连接于射频电源10和射频匹配器11之间。
52.在一些实施例中，如图2所示，可调长度的射频电缆网络阵列中包括多个栅格单元时，多个栅格单元为相同形状，如矩形，多个栅格单元竖直排列成一列，其中，位于该列最上端的一个射频电缆12的两端分别连接射频电源10和射频匹配器11。
53.如图2所示，一些实施例中的栅格单元的形状为三角形、矩形、平行四边形或者五边形。
54.在一些实施例中，可调长度的射频电缆网络阵列中的栅格单元为多边形，如三角形、矩形、平行四边形或者五边形，等等。
55.该实施例提供了一种可调长度的射频电缆网络阵列的连接及调节方法，如图3和图4所示，包括：
56.将多个射频电缆12中的每个射频电缆12水平设置，且水平设置的多个射频电缆12相互间隔并沿竖直方向成列布置；将相邻的两个水平设置的射频电缆12两端通过竖直设置的射频电缆12进行连接，以形成可调长度的射频电缆网络阵列；再将位于最上方的水平设置的射频电缆12两端分别与射频电源10和射频匹配器11连接。其中，每个射频电缆12的电缆本体13由rg393材质制成，其长度为l，该射频电缆12上设置有两个公接头14、两个母接头15和一个继电器开关，如图4所示，该可调长度的射频电缆网络阵列中包括成列排列的多个“口”字形栅格单元；对于每个长度为l的射频电缆12，当射频电缆12上带自动开合功能的继电器开关状态为on时，电流可通过，当继电器开关状态为off时，电流不可通过。
57.在上述可调长度的射频电缆网络阵列中，当位于最上面的长度为l的射频电缆12的继电器开关开启，其它所有射频电缆12的继电器开关关闭时，此时射频电源10和射频匹配器11之间的射频电缆总长度为l；
58.当位于最上面的长度为l的射频电缆12的继电器开关关闭，第一个“口”字形栅格单元中其它三个长度为l的射频电缆12的继电器开关开启时，此时射频电缆总长度为l+l+l＝3l；
59.依次类推，每多加一个“口”字形栅格单元，射频电缆总长度就会增加2l。
60.具体的调节方法如图4和表1所示：
61.sw1sw2sw3sw4
…
sw(3n-1)sw(3n)sw(3n+1)电缆长度onoffoffoff
…
offoffoffloffononon
…
offoffoff3loffononoff
…
ononon(2n+1)l
62.表1
63.表1中，继电器开关sw(3n-1)、继电器开关sw(3n)、继电器开关sw(3n+1)中的n是指可调长度的射频电缆网络阵列中包括n个栅格单元，n大于等于1，栅格单元中的射频电缆12长度为l，如图4所示，其中，继电器开关sw1设置于可调长度的射频电缆网络阵列中最上面的射频电缆12，继电器开关sw(3n-1)和继电器开关sw(3n)分别设置于同一“口”字形栅格单元中竖直设置的两个射频电缆12上，继电器开关sw(3n+1)设置于除设置有继电器开关sw1
外的水平设置的射频电缆12上，且继电器开关sw(3n-1)、继电器开关sw(3n)和继电器开关sw(3n+1)设置于同一“口”字形栅格单元中。
64.如图4所示，当继电器开关sw1处于on状态，其他继电器开关处于off状态时，电缆阵列总长度为l，
65.当继电器开关sw2、继电器开关sw3、继电器开关sw4处于on状态，其他继电器处于off状态时，电缆阵列总长度为3l；
66.当继电器开关sw2、继电器开关sw5、
…
、sw(3n-1)处于on状态，继电器开关sw3、继电器开关sw6、
…
、继电器开关sw(3n)处于on状态，继电器开关sw(3n+1)处于on状态，其他继电器处于off状态时，电缆阵列总长度为(2n+1)l。
67.对于脉冲模式，当射频电源10开启rf on时，此时射频电源10输出相应脉冲频率和占空比的射频脉冲，同时产生相应的前向功率和反射功率，此时整个可调长度的射频电缆网络阵列自动扫描不同组合的射频电缆12的总长度下的前向功率和反射功率，扫描方式按照上述包括多个“口”字形栅格单元的可调长度的射频电缆网络阵列的调节方法进行。当扫描进行到系统反射系数低于设定阈值|γ|
th
时，认为此时系统反射功率可接受。在此处停止扫描，记录并保持此时可调长度的射频电缆网络阵列中的各继电器开关的状态，此时可调长度的射频电缆网络阵列中射频电源10和射频匹配器11之间的射频电缆总长度为该条件下最佳射频电缆长度；
68.完成调节后，进行下一轮工艺即可，此时可调长度的射频电缆网络阵列中射频电源10和射频匹配器11的射频电缆总长度不变；若改变射频电源10输出的功率、脉冲频率或占空比，可调长度的射频电缆网络阵列中会再次自动扫描并自动选择最佳长度，无需进行其他硬件动作。
69.在本技术的一些实施例中，设置射频电缆12的长度l为λ/64，其中，λ为射频电源发射的射频信号的波长。在进行等离子体加工晶片工艺过程中，当射频电缆总长度为5λ/64时，系统反射功率最小。因此按照上述调节方法，需要控制继电器开关sw2、sw3、sw5、sw6、sw7导通，其他继电器开关断开，此时可调长度的射频电缆网络阵列中射频电缆12组成的总长度为5λ/64，满足工艺要求。
70.综上所述，本发明的实施例提供了一种可调长度的射频电缆网络阵列，至少具有以下有益效果：
71.(1)通过在电缆本体13上设置多个公接头14和多个母接头15，使得多个射频电缆12连接形成栅格单元以构成可调长度的射频电缆网络阵列，同时通过在电缆本体13上设置控制电缆本体的连通或断开的控制器16，来调节连接于射频电源10和射频匹配器11之间射频电缆长度，从而实现了无需重新更换不同长度的射频电缆即可更改总长度的效果；
72.(2)调节简单快捷，在整个调节过程中，通过自动扫描和继电器开关自动开合即可实现射频电缆长度的快速组合。
73.本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
74.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法
实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
75.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种可调长度的射频电缆网络阵列，其特征在于，其连接于射频电源和射频匹配器之间，所述可调长度的射频电缆网络阵列包括栅格单元，所述栅格单元包括至少三个射频电缆；所述栅格单元中任意相邻的两个所述射频电缆相互连接；所述射频电缆包括电缆本体以及设置于所述电缆本体上的多个公接头、多个母接头和控制器，所述控制器用于控制所述电缆本体的连通或断开；通过断开或闭合所述控制器以调节连接于所述射频电源和所述射频匹配器之间的射频电缆长度。2.根据权利要求1所述的可调长度的射频电缆网络阵列，其特征在于，所述射频电缆上的所述公接头和所述母接头的数量相同。3.根据权利要求2所述的可调长度的射频电缆网络阵列，其特征在于，所述射频电缆上的所述公接头和所述母接头的数量分别为两个，所述电缆本体具有相间隔设置的一端和另一端，所述电缆本体的一端和另一端分别设置一所述公接头和一所述母接头，所述电缆本体的一端和另一端之间设置另一个所述公接头和另一所述母接头。4.根据权利要求1所述的可调长度的射频电缆网络阵列，其特征在于，所述控制器为继电器开关。5.根据权利要求1所述的可调长度的射频电缆网络阵列，其特征在于，所述射频电缆的长度≤λ/8，其中，λ为所述射频电源发射的射频信号的波长。6.根据权利要求1所述的可调长度的射频电缆网络阵列，其特征在于，所述可调长度的射频电缆网络阵列中，各所述射频电缆的长度相同。7.根据权利要求6所述的可调长度的射频电缆网络阵列，其特征在于，所述栅格单元的数量为多个，多个栅格单元呈阵列排布，以形成可调长度的射频电缆网络阵列，其中相邻的两个所述栅格单元相互连接，各所述栅格单元的形状相同。8.根据权利要求7所述的可调长度的射频电缆网络阵列，其特征在于，多个所述栅格单元沿同一方向延伸设置以形成行或列。9.根据权利要求8所述的可调长度的射频电缆网络阵列，其特征在于，多个所述栅格单元形成的所述行或所述列中，位于所述行或所述列的其中一个端部的所述射频电缆连接于所述射频电源和所述射频匹配器之间。10.根据权利要求7所述的可调长度的射频电缆网络阵列，其特征在于，所述栅格单元的形状为三角形、矩形、平行四边形或者五边形。

技术总结
本实用新型提供了一种可调长度的射频电缆网络阵列，其连接于射频电源和射频匹配器之间，其包括栅格单元，栅格单元包括至少三个射频电缆；栅格单元中任意相邻的两个射频电缆相互连接；射频电缆包括电缆本体以及设置于电缆本体上的多个公接头、多个母接头和控制器，控制器用于控制电缆本体的连通或断开；通过断开或闭合控制器以调节连接于射频电源和射频匹配器之间的射频电缆长度。本实用新型通过在电缆本体上设置多个公接头、多个母接头以及控制器，并通过控制器的断开或闭合来调节多个射频电缆构成的可调长度的射频电缆网络阵列在射频电源和射频匹配器之间射频电缆长度，从而实现了无需重新更换不同长度的射频电缆即可更改总长度的效果。改总长度的效果。改总长度的效果。


技术研发人员：王雄
受保护的技术使用者：盛吉盛半导体科技（北京）有限公司
技术研发日：2023.01.17
技术公布日：2023/9/3