最後更新:2026年10月8日設備零組件・耗材電漿腔體零組件・耗材中國大陸:射频电源

RF 電源(射頻電源)是什麼

RF Generator

RF 電源(射頻電源)是將產生與維持電漿所需的高頻功率供應至腔體的設備零組件。標準做法是採用多頻配置,以 13.56MHz 頻段控制電漿密度、以數百kHz~2MHz 頻段控制離子能量。近年來,以數kHz 進行開關的脈衝調變,能同時提升選擇比並降低充電損傷,已成為主流控制方式。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

RF 電源(射頻電源、RF 產生器)是將產生與維持電漿所需的高頻功率供應至腔體的設備零組件。蝕刻、PECVD、PEALD、濺鍍等所有使用電漿的製程都會用到它;由於輸入功率的穩定度與響應速度決定了電漿密度與離子能量,因此是直接左右製程結果的子系統。

使用頻率依用途區分。基本為工業科學醫療用(ISM)頻段的 13.56MHz;想提高電漿密度時使用 27MHz、60MHz、100MHz 級的高頻,想控制離子能量時則使用 400kHz~2MHz 級的低頻。在 CCP 蝕刻設備中,以高頻控制電漿密度、以低頻獨立控制偏壓(離子入射能量)的 2 頻、3 頻配置已成為標準。

近年的核心技術是脈衝調變。不採用連續波(CW),而是以數kHz 反覆開關,便能在時間軸上控制電子溫度以及自由基與離子的比例,對提升選擇比、降低充電損傷、控制高深寬比蝕刻的輪廓都有效果。讓多台 RF 電源同步的脈衝控制(同步脈衝)也已實用化。

電源所需的性能包括輸出精度(±1% 級)、上升時間(數十μs 起)以及對負載變動的追隨性。電漿在點燃瞬間阻抗會劇烈變化,屬於非線性負載,因此需要一邊偵測反射波加以保護,一邊迅速穩定到目標功率的控制。為了準確掌握實際輸入功率,電源端與匹配端會以 VI(電壓・電流)探棒進行量測。

主要廠商有 Advanced Energy、MKS Instruments、DAIHEN、京三製作所等。設備廠商會將這些電源與匹配網路組合來設計腔體,因此電源是左右製程配方可移植性的重要採購零組件。

RF 電源(射頻電源)的常見問題

RF 電源為什麼要使用多個頻率?
為了獨立控制電漿密度與離子能量。13.56MHz 以上的高頻主要影響電漿密度(蝕刻速率),400kHz~2MHz 級的低頻則主導離子入射晶圓的能量(非等向性・選擇比),因此 2 頻、3 頻配置成為標準。
脈衝調變有什麼效果?
以數kHz 反覆開關,便能在時間軸上控制電子溫度以及自由基與離子的比例。結果可帶來提升選擇比、降低充電損傷、改善高深寬比蝕刻輪廓等效果。

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