等離子清洗機(jī)射頻匹配器的作用

文章出處：等離子清洗機(jī)廠家 | 深圳納恩科技有限公司| 發(fā)表時(shí)間：2022-08-17

等離子清洗機(jī)主要進(jìn)行等離子體清洗、材料表面活化及改進(jìn)材料表面的附著力的功能，應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、微電子封裝和生命科學(xué)設(shè)備等方面。它由13.56MHz射頻電源發(fā)生器、電子控制系統(tǒng)、自動(dòng)匹配器和等離子體放電腔體四部分構(gòu)成。外接真空泵系統(tǒng)可通入不同氣體，例如氬氣、氧氣、及氟化氣體等。

容性耦合等離子清洗機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

射頻電源作為等離子體發(fā)生系統(tǒng)的能量提供者，通常并不能直接與等離子體電極相連，需要通過(guò)匹配器將負(fù)載阻抗匹配到最佳狀態(tài)，才能實(shí)現(xiàn)輸出功率傳輸?shù)淖畲蠡?br />
在射頻放電回路中，不同的放電條件下，放電區(qū)的阻抗是變化的，為了保護(hù)振蕩器，需要在射頻電源和放氣反應(yīng)器之間增加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。射頻電路與直流電路不同，其負(fù)載與電源匹配的條件是外電路的負(fù)載電阻與電源內(nèi)阻相等。

假設(shè)電源內(nèi)阻抗為（即輸出阻抗）（a+jbΩ），那么為了在負(fù)載上獲得最大的功率輸出，就得使負(fù)載阻抗與高頻發(fā)生器阻抗“共軛匹配”。共軛匹配的結(jié)果是把總阻抗變成純電阻的，這就是說(shuō)負(fù)載阻抗（a-jbΩ）。實(shí)際上射頻等離子放電區(qū)域的阻抗多為電容性阻抗，匹配的基本思路就是整個(gè)回路的阻抗成阻性，因此匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗應(yīng)為電感性阻抗，具體的實(shí)現(xiàn)方式就是在反應(yīng)器的兩端并聯(lián)一個(gè)R、L、C組成的電路，從而使得整個(gè)電路達(dá)到諧振狀態(tài)。

實(shí)際上射頻電源在設(shè)計(jì)時(shí)，為了減小回路中流過(guò)的電流，一般按標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載50Ω設(shè)計(jì)，但在使用中，反應(yīng)器中的放電區(qū)域阻抗為容性阻抗，這會(huì)造成阻抗網(wǎng)絡(luò)適配，射頻源的輸出電壓加到負(fù)載上，會(huì)產(chǎn)生較大的反射，功率轉(zhuǎn)換效率很低，因此需要調(diào)節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的阻抗，使匹配網(wǎng)絡(luò)與負(fù)載的阻抗最終等于50Ω。