專利名稱：射頻功率應(yīng)用中的電弧檢測(cè)和處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及射頻功率傳送，更特別地涉及在射頻供電的等離 子體工藝中檢測(cè)和避免電弧。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體、平板顯示器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備的制造以及其他的工業(yè)應(yīng)
用中，普遍地使用射頻(RF)供電的等離子體工藝。盡管RF電源典型 地可以很好地防止負(fù)載阻抗的突變，但是通常沒有將它們?cè)O(shè)計(jì)成檢測(cè) 和響應(yīng)于由工藝腔內(nèi)的電弧引起的等離子體阻抗的變化。結(jié)果，RF 電源可能繼續(xù)向在等離子體工藝內(nèi)形成的起始電弧饋入能量，這又可 能嚴(yán)重?fù)p害工件的表面或者甚至損害處理設(shè)備本身。
在DC供電的等離子體工藝中，已經(jīng)對(duì)電弧問題進(jìn)行了長(zhǎng)期的研 究，尤其是在反應(yīng)濺射應(yīng)用中。在反應(yīng)濺射工藝中，電弧經(jīng)常源于沉 積在濺射目標(biāo)或腔壁上的介電膜表面上的電荷積累和最終電擊穿。通 過使用復(fù)雜的電弧處理系統(tǒng)已經(jīng)解決了 DC等離子體工藝中的電弧問 題，其中這種復(fù)雜的電弧處理系統(tǒng)能夠檢測(cè)電弧，并且利用了許多技 術(shù)，例如暫時(shí)中斷功率或使輸出電壓的極性反向來減輕它們的嚴(yán)重程 度。在關(guān)鍵的應(yīng)用中，應(yīng)該考慮移除輸出電壓所需要的時(shí)間以調(diào)整處 理時(shí)間，以便于控制并限制傳送給等離子體的總能量。在DC系統(tǒng)中， 很久就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到將DC輸出脈動(dòng)或者以某一重復(fù)頻率和占空比將輸 出極性反向可以減小電弧形成的趨勢(shì)。
RF電源一直被看作是替代技術(shù)，其可以用于直接濺射絕緣體， 同時(shí)完全避免了在DC濺射工藝中的電弧問題。但是，僅僅在最近才 認(rèn)識(shí)到在RF工藝中也會(huì)偶然出現(xiàn)電弧，對(duì)于敏感的膜屬性或幾何形 狀來講，該RF電弧也會(huì)帶來同樣的損害。RF供電系統(tǒng)中的電弧可能是由半導(dǎo)體晶片或腔表面的聚合體涂層上的柵極圖案兩端的電荷 積累造成的。其他因素包括反應(yīng)器或腔硬件中的缺陷，保護(hù)腔陽極氧
化層的老化，工具部件兩端的電勢(shì)差，或者甚至僅僅是施加的RF電 源的幅值。在任何情況下，處理和避免電弧要求具有快速檢測(cè)電弧的 發(fā)生并且快速中斷或移除輸出功率的能力，從而減少傳送至電弧的能
在一種方法中，已經(jīng)嘗試基于確定功率傳送參數(shù)，例如反射功率 的預(yù)定閾值來檢測(cè)和避免RF系統(tǒng)中的電弧。電弧的發(fā)生從超過預(yù)定 閾值的反射功率的突然上升或尖峰推斷出來。然而，在系統(tǒng)的功率傳 送正在調(diào)諧時(shí)，即在系統(tǒng)的反射功率進(jìn)入低于預(yù)定閾值的穩(wěn)態(tài)值之 前，該方法無效。該閾值方法也受限制于RF處理應(yīng)用中的電弧不總 是導(dǎo)致反射功率增加。取決于匹配網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，電弧實(shí)際上可能會(huì)減 少反射功率，并由此不會(huì)觸發(fā)簡(jiǎn)單的閾值電路中的電弧檢測(cè)。
RF電弧檢測(cè)的另一種方法是將功率傳送參數(shù)的導(dǎo)數(shù)，或時(shí)間變 化率與電弧狀況相關(guān)聯(lián)。然而， 一些RF電弧可能在1毫秒或更長(zhǎng)的 時(shí)間段中慢慢形成，因此導(dǎo)數(shù)檢測(cè)器可能檢測(cè)不到。并且，隨著頻率 達(dá)到某個(gè)點(diǎn)，導(dǎo)數(shù)檢測(cè)器具有越來越大的增益，其中實(shí)際的限制約束 了帶寬。結(jié)果，導(dǎo)數(shù)檢測(cè)器變得對(duì)更高操作頻率的噪聲更加敏感。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了檢測(cè)和減小RF功率傳送應(yīng)用中的電弧的方法和系 統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，RF功率發(fā)生器將功率施加于負(fù)載，例 如等離子體處理系統(tǒng)中的等離子體。針對(duì)一個(gè)參數(shù)的測(cè)量值，計(jì)算動(dòng) 態(tài)邊界，該參數(shù)表示或者與從功率發(fā)生器向負(fù)載傳送的功率相關(guān)。隨 后測(cè)量的該參數(shù)的值超過計(jì)算的該參數(shù)的動(dòng)態(tài)邊界則指示檢測(cè)到電 弧。在檢測(cè)到電弧后，中斷或者調(diào)整發(fā)生器的功率傳送，或者采取其 他的措施，直到電弧熄滅。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，等離子體處理系統(tǒng)包括RF功率發(fā)生 器，其將功率通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)給等離子體負(fù)載。在匹配網(wǎng)絡(luò)正
在調(diào)諧，以及在充分調(diào)諧后，穩(wěn)態(tài)傳送功率時(shí)，測(cè)量發(fā)生器和負(fù)載之間的反射功率的瞬時(shí)值?？刂破麟娐穭?dòng)態(tài)計(jì)算和評(píng)估邊界，該邊界包 括關(guān)于測(cè)量值的反射功率的上限值和下限值。如果反射功率的隨后測(cè) 量值超過上方邊界界限或下方邊界界限，則指示出現(xiàn)電弧?？刂破麟?路在很短的時(shí)間間隔內(nèi)中斷從發(fā)生器到負(fù)載的功率，以熄滅電弧。如 果反射功率回落到邊界界限內(nèi)，則恢復(fù)正常的功率傳送。
在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，多個(gè)可用的功率傳送參數(shù)或信號(hào)中的 任意一個(gè)可以單獨(dú)使用或者組合使用上述功率傳送參數(shù)或信號(hào)，以檢測(cè)RF供電的等離子體系統(tǒng)中的電弧。除了反射功率外，可以基于下 述參數(shù)的測(cè)量值來計(jì)算本發(fā)明的動(dòng)態(tài)邊界，但不限于此，這些參數(shù)包 括負(fù)載阻抗；電壓，電流和相位；正向功率，傳送的功率，VSWR 或反射系數(shù)；諧波輸出的幅值電平的變化；在工藝工件或目標(biāo)上形成 的DC偏置；RP頻譜諧波的變化或聲波干擾；或者離子飽和電流， 電子碰撞率，或等離子體內(nèi)電子密度的變化。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，RF功率傳送系統(tǒng)采用了并行的電弧 檢測(cè)電路。使用功率傳送參數(shù)的慢速濾波后的測(cè)量值，并結(jié)合一個(gè)或 多個(gè)用以確定檢測(cè)電路靈敏度的用戶選擇的常數(shù)，來計(jì)算動(dòng)態(tài)電弧檢 測(cè)邊界。將功率傳送參數(shù)的快速濾波后的值與計(jì)算的檢測(cè)邊界進(jìn)行比 較，以檢測(cè)電弧狀況的出現(xiàn)。這樣，在慢速濾波器的截止點(diǎn)和快速濾 波器的截止點(diǎn)之間產(chǎn)生平坦的通帶。結(jié)果，例如與基于導(dǎo)數(shù)技術(shù)的電 弧檢測(cè)相比，可以在輸入頻率的范圍內(nèi)保持最優(yōu)的靈敏度。
通過采用電弧檢測(cè)邊界的動(dòng)態(tài)計(jì)算，本發(fā)明允許在RF功率傳送 系統(tǒng)中處理電弧，而不管該系統(tǒng)是否已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定的功率傳送狀況。 在RF應(yīng)用中連續(xù)監(jiān)視和處理電弧現(xiàn)象能夠獲得改善的工藝質(zhì)量和更 高產(chǎn)量的生產(chǎn)能力。


圖1舉例說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的等離子體處理系統(tǒng)；
圖2舉例說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于RF功率傳送應(yīng)用 中的電弧檢測(cè)和處理的工藝和電路；以及
圖3a和3b舉例說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的RF功率傳送應(yīng)用中的電弧檢測(cè)和處理。
具體實(shí)施例方式
圖1舉例說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的等離子體處理系統(tǒng)。處
理系統(tǒng)IO包括RF功率發(fā)生器12，其通過阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)14向等離子 體腔18內(nèi)的等離子體16傳送RF功率。在發(fā)生器12的輸出端，測(cè) 量正向功率Pf和反射功率Pr的瞬時(shí)值，并將它們傳遞至控制邏輯電 路20，該控制邏輯電路20控制功率發(fā)生器12的輸出端處的切斷電 路。
圖2舉例說明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的RF功率傳送應(yīng)用中的 電弧檢測(cè)和處理的工藝和電路。正向功率Pf和反射功率Pr的測(cè)量值 通過濾波器102、 104和106濾波。絕對(duì)偏移量O,和02以及乘數(shù)Id 和k2是用戶選擇的輸入，其決定了電弧檢測(cè)電路的靈敏度。慢速濾 波后的反射功率的偏移量與濾波后的正向功率乘以乘數(shù)k,的乘積 之和設(shè)定了動(dòng)態(tài)邊界120的反射功率的上限，而偏移量02與濾波后 的正向功率乘以乘數(shù)k2的乘積之和，經(jīng)反向器108反向后設(shè)定了動(dòng) 態(tài)邊界的反射功率的下限。響應(yīng)于Pp和Pn的變化，連續(xù)重新計(jì)算并 動(dòng)態(tài)更新動(dòng)態(tài)邊界120的上限和下限。比較器110和112分別比較反
射功率PK的快速濾波后的值和動(dòng)態(tài)邊界上下限之間的差。響應(yīng)于比
較器110和112產(chǎn)生的比較結(jié)果，控制邏輯電路114控制RF功率發(fā) 生器的切斷開關(guān)116。
在圖2的實(shí)施例中，落在動(dòng)態(tài)邊界120的上下限外部的反射功率 PK的快速濾波后的值指示在該工藝或應(yīng)用中檢測(cè)到電弧狀況。圖3a 舉例說明了引起反射功率Pn超過動(dòng)態(tài)邊界202、 204的電弧狀況206 和208的示例。再次參照?qǐng)D2，響應(yīng)于比較器110或112報(bào)告的電弧 檢測(cè)信號(hào)，控制邏輯電路114通過打開切斷開關(guān)116來中斷從RF功 率發(fā)生器的功率傳送。將功率傳送中斷一段足夠滅弧的時(shí)間，在該時(shí) 間后，控制邏輯電路114命令切斷開關(guān)116閉合，以及恢復(fù)正常的功 率傳送。
設(shè)定動(dòng)態(tài)邊界界限，以使得電弧檢測(cè)的靈敏度最大化，同時(shí)使得
出現(xiàn)錯(cuò)誤的正檢測(cè)最小化。在代表性的RF等離子體處理應(yīng)用中，例 如，為了可接受的電弧檢測(cè)性能，需要在千瓦的范圍內(nèi)，且反射功率 的偏移量為50-100瓦，正向功率的乘數(shù)為4%的條件下傳送RF功率。 類似地，基于性能折衷來選擇施加于例如正向和反射功率等功率傳送 參數(shù)的測(cè)量值的濾波時(shí)間常數(shù)。這樣，例如，即使一些電弧可能花費(fèi) 一毫秒形成，但是由于阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧作用，它們形成得仍然比 提供給發(fā)生器的阻抗的期望自然變化要快得多。因此，可以將慢速濾 波器設(shè)置為具有一或兩毫秒的時(shí)間常數(shù)，且該慢速濾波器仍然跟隨等 離子體特性的正常變化。典型地基于噪聲因素，選擇快速濾波器的時(shí) 間常數(shù)，但是其通常比慢速濾波器的時(shí)間常數(shù)長(zhǎng)至少10倍。這樣， 即使慢速濾波器的時(shí)間常數(shù)是lms的數(shù)量級(jí)，那么通常能夠在快速 濾波器的時(shí)間常數(shù)的若干分之幾內(nèi)檢測(cè)到電弧。
圖3a舉例說明了本發(fā)明的另一個(gè)能力，即在調(diào)諧或其他非穩(wěn)態(tài) 的功率傳送狀況期間檢測(cè)并響應(yīng)于電弧狀況。為了在匹配網(wǎng)絡(luò)還在調(diào) 諧時(shí)，或者在永遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)完美調(diào)諧的系統(tǒng)，例如具有可變頻率RF 發(fā)生器的固定匹配系統(tǒng)中檢測(cè)到電弧，本發(fā)明的實(shí)施例利用了針對(duì)被 監(jiān)視的信號(hào)的標(biāo)稱值所設(shè)定的動(dòng)態(tài)界限。當(dāng)開始從RF發(fā)生器向等離 子體負(fù)載施加功率時(shí)，例如，在負(fù)載阻抗和發(fā)生器的輸出阻抗之間典 型地存在阻抗不匹配。因此，反射功率在開始時(shí)很高。操作阻抗匹配 網(wǎng)絡(luò)來調(diào)諧系統(tǒng)，以通過減少反射功率來改善功率傳送，如所示出的 減少圖3的反射功率曲線200。連續(xù)計(jì)算動(dòng)態(tài)電弧檢測(cè)邊界的上限202和下限204，并跟蹤反射功率的瞬時(shí)水平。結(jié)果，可以在功率調(diào)諧期 間檢測(cè)和處理電弧狀況206和208，而無需等待功率傳送達(dá)到穩(wěn)態(tài)的 狀況。并且，如果負(fù)載狀況改變以及系統(tǒng)出現(xiàn)重新調(diào)諧，那么電弧檢 測(cè)和處理持續(xù)運(yùn)行。
一旦檢測(cè)到電弧，對(duì)于處理和熄滅電弧有許多選擇。例如，可以 中斷功率傳送，或僅僅是減少功率傳送。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中， 在開始檢測(cè)到電弧后，中斷功率傳送50至lOOlis，這個(gè)值能夠使典 型的處理等離子體返回其正常(即非電弧)狀態(tài)。如果沒有使電弧熄 滅，那么進(jìn)一步觸發(fā)更長(zhǎng)時(shí)間的中斷，例如第一中斷時(shí)間段的長(zhǎng)度的兩倍。該時(shí)間的增加一直持續(xù)到電弧被熄滅或者預(yù)定次數(shù)的試圖滅弧 已經(jīng)失敗，在這種情況下，發(fā)生器關(guān)閉以保護(hù)系統(tǒng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在這
種典型的應(yīng)用中，RF功率傳送可能中斷10毫秒，且等離子體的阻抗 快速地(大約20ii s)返回至中斷前呈現(xiàn)的值。
在本發(fā)明的另一方面中，在電弧檢測(cè)電路中設(shè)置采樣和保持部 件，以便解決出現(xiàn)持續(xù)電弧或"硬"電弧。參照?qǐng)D2，在本發(fā)明的一 個(gè)實(shí)施例中，配置控制邏輯電路114以在檢測(cè)到電弧現(xiàn)象后向慢速濾 波器104傳送"保持"信號(hào)。該"保持"信號(hào)使得慢速濾波器104的 輸出保持在即將出現(xiàn)電弧之前所存在的值。如圖3b所示，反射功率 的快速濾波后的值與基于慢速濾波器所保持的標(biāo)稱值的電弧檢測(cè)的 恒定上下邊界作比較，以便于確定該系統(tǒng)的狀況是否已經(jīng)返回了出現(xiàn) 電弧之前的狀態(tài)。
已經(jīng)參照用于等離子體處理應(yīng)用的功率傳送系統(tǒng)描述了本發(fā)明， 其中該功率傳送系統(tǒng)以射頻(例如13.56MHz)供應(yīng)千瓦范圍內(nèi)的功 率。然而，可以在以任意交流電流頻率供應(yīng)功率的裝置、應(yīng)用或工藝 中使用本發(fā)明的電弧檢測(cè)和處理技術(shù)。本發(fā)明的電弧檢測(cè)和處理電路 可以全部或部分地在功率發(fā)生器或匹配網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)，或者作為替換， 與其他系統(tǒng)部件單獨(dú)提供和/或工作。雖然本發(fā)明用于在功率傳送系 統(tǒng)的調(diào)諧期間，或者在永遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)完美調(diào)諧的其他情況下，檢測(cè)和 處理電弧，但是本發(fā)明不需要存在或使用阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。
選擇功率傳送參數(shù)，以確保在可接受的誤檢率內(nèi)可靠地檢測(cè)電 弧，其中基于該功率傳送參數(shù)計(jì)算動(dòng)態(tài)電弧的檢測(cè)邊界。第二考慮因 素包括費(fèi)用，便于使用，以及分類、計(jì)數(shù)和報(bào)告電弧現(xiàn)象的能力。盡 管已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施例，其中基于正向和反射功率的測(cè)量值計(jì) 算動(dòng)態(tài)電弧檢測(cè)邊界，但是本發(fā)明的其他實(shí)施例可以基于其他的功率 傳送參數(shù)來計(jì)算動(dòng)態(tài)邊界，例如負(fù)載阻抗；電壓，電流和相位；VS曹 或反射系數(shù)；諧波輸出的幅值電平的變化；RF頻譜諧波的變化或聲 波干擾；或者甚至是電子碰撞率或電子密度的變化。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，基于在工藝工件或目標(biāo)上形成的DC 偏置，計(jì)算動(dòng)態(tài)電弧檢測(cè)邊界。除了快速和可靠之外，該方法是有利
的，這是因?yàn)楣β蕚魉鸵呀?jīng)被中斷后連續(xù)存在的DC偏置會(huì)給出一個(gè) 直接的指示，即電弧還沒有熄滅。在沒有形成自然DC偏置的情況下, 為了檢測(cè)電弧，使用DC電源來注入DC偏置。 一個(gè)潛在的復(fù)雜情況 是偏置檢測(cè)必須在匹配的腔側(cè)上完成(即，檢測(cè)會(huì)并入在匹配中)，同 時(shí)必須將電弧檢測(cè)信號(hào)提供給RF發(fā)生器。
雖然這里舉例說明并描述了特定的結(jié)構(gòu)和操作細(xì)節(jié)，但是應(yīng)該理 解的是這些描述是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神 和保護(hù)范圍的情況下，可以很容易作出替換的實(shí)施例和等價(jià)物。相應(yīng) 地，本發(fā)明旨在包括所有落入后附權(quán)利要求的精神和保護(hù)范圍內(nèi)的這 樣的替換物和等價(jià)物。
權(quán)利要求
1、一種向負(fù)載傳送射頻功率的方法，包括a)提供將射頻功率傳送至負(fù)載的RF功率發(fā)生器；b)測(cè)量與從所述RF功率發(fā)生器向所述負(fù)載傳送的功率相關(guān)的參數(shù)的值；c)針對(duì)所述參數(shù)的值，計(jì)算動(dòng)態(tài)邊界；d)測(cè)量所述參數(shù)的隨后的值；以及e)如果所述參數(shù)的所述隨后的值超過了所述動(dòng)態(tài)邊界，則指示出現(xiàn)了電弧。
2、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參數(shù)是反射功率。
3、 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述參數(shù)是DC偏置。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中基于所述參數(shù)的濾波值，計(jì) 算所述動(dòng)態(tài)邊界。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中基于至少兩個(gè)與從所述RF 功率發(fā)生器向所述負(fù)載傳送的所述功率相關(guān)的參數(shù)的值，計(jì)算所述動(dòng) 態(tài)邊界。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)邊界包括上限和下限。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其中基于所述參數(shù)的用戶定義的 偏移量，計(jì)算所述動(dòng)態(tài)邊界。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括熄滅電弧的步驟。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述熄滅電弧的步驟包括中 斷向所述負(fù)載傳送功率。
10、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述熄滅電弧的步驟包括減 少傳送至所述負(fù)載的功率。
11、 如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述熄滅電弧的步驟出現(xiàn)在 對(duì)從所述RF功率發(fā)生器向所述負(fù)載傳送的功率進(jìn)行調(diào)諧的期間。
12、 如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括在所述熄滅電弧的步 驟期間，保持所述動(dòng)態(tài)邊界恒定的步驟。
13、 一種射頻功率傳送系統(tǒng)，包括a) RF功率發(fā)生器，其中所述RF功率發(fā)生器提供與從所述RF功 率發(fā)生器向負(fù)載傳送的功率相關(guān)的參數(shù)的測(cè)量值；b) 電弧檢測(cè)電路，其針對(duì)所述參數(shù)的值計(jì)算動(dòng)態(tài)邊界；c) 響應(yīng)于所述電弧檢測(cè)電路的控制器邏輯電路，其中如果所述參 數(shù)的隨后的值超過了所述動(dòng)態(tài)邊界，則所述控制器邏輯電路指示出現(xiàn) 了電弧。
14、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述參數(shù)是反射功率。
15、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述參數(shù)是DC偏置。
16、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述電弧檢測(cè)電路基于所 述參數(shù)的濾波后的值計(jì)算所述動(dòng)態(tài)邊界。
17、 如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述電弧檢測(cè)電路包括快 速濾波器和慢速濾波器，并且其中所述電弧檢測(cè)電路基于由所述慢速 濾波器濾波后的所述參數(shù)，計(jì)算所述動(dòng)態(tài)邊界，并且如果由所述快速 濾波器濾波后的所述參數(shù)的隨后的值超過了所述動(dòng)態(tài)邊界，則所述控 制器邏輯電路指示出現(xiàn)了電弧。
18、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述電弧檢測(cè)電路基于至 少兩個(gè)與從所述RF功率發(fā)生器向所述負(fù)載傳送的功率相關(guān)的參數(shù)的 值，計(jì)算所述動(dòng)態(tài)邊界。
19、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述動(dòng)態(tài)邊界包括上限和 下限。
20、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述電弧檢測(cè)電路基于所 述參數(shù)的用戶定義的偏移量，計(jì)算所述動(dòng)態(tài)邊界。
21、 如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括響應(yīng)于所述控制器 邏輯電路的開關(guān)，其進(jìn)行動(dòng)作以便熄滅電弧。
22、 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中所述開關(guān)中斷傳送至所述 負(fù)載的功率以熄滅電弧。
23、 一種等離子體處理系統(tǒng)，包括a) 等離子體處理腔；b) RF功率發(fā)生器，其向所述等離子體處理腔中的等離子體傳 送RF功率；c) 針對(duì)參數(shù)的值計(jì)算動(dòng)態(tài)邊界的電弧檢測(cè)電路；以及d) 響應(yīng)于所述電弧檢測(cè)電路的控制器邏輯電路，其中如果所述 參數(shù)的隨后的值超過了所述動(dòng)態(tài)邊界，則所述控制器邏輯電路指示出 現(xiàn)了電弧。
24、 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述參數(shù)是反射功率。
25、 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述參數(shù)是DC偏置。
26、 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述電弧檢測(cè)電路基于所 述參數(shù)的濾波后的值計(jì)算所述動(dòng)態(tài)邊界。
27、 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中所述電弧檢測(cè)電路包括快 速濾波器和慢速濾波器，并且其中所述電弧檢測(cè)電路基于由所述慢速 濾波器濾波后的所述參數(shù)，計(jì)算所述動(dòng)態(tài)邊界，并且如果由所述快速 濾波器濾波后的所述參數(shù)的隨后的值超過了所述動(dòng)態(tài)邊界，則所述控 制器邏輯電路指示出現(xiàn)了電弧。
28、 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述電弧檢測(cè)電路基于至 少兩個(gè)與從所述RF功率發(fā)生器向所述負(fù)載傳送的功率相關(guān)的參數(shù)的 值，計(jì)算所述動(dòng)態(tài)邊界。
29、 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述動(dòng)態(tài)邊界包括上限和 下限。
30、 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其中所述電弧檢測(cè)電路基于所 述參數(shù)的用戶定義的偏移量，計(jì)算所述動(dòng)態(tài)邊界。
31、 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括響應(yīng)于所述控制器 邏輯電路的開關(guān)，其進(jìn)行動(dòng)作以便熄滅電弧。
32、 如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中所述開關(guān)中斷傳送至所述 負(fù)載的功率以熄滅電弧。
33、 如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述RF功 率發(fā)生器和所述等離子體處理腔之間的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。
34、如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括設(shè)置在所述RF功 率發(fā)生器和所述等離子體處理腔之間的阻抗匹配網(wǎng)路，并且其中所述 開關(guān)在所述阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧期間進(jìn)行動(dòng)作以熄滅電弧。
全文摘要
射頻功率傳送系統(tǒng)包括RF功率發(fā)生器、電弧檢測(cè)電路以及響應(yīng)于電弧檢測(cè)電路的控制邏輯電路。針對(duì)一個(gè)參數(shù)的測(cè)量值，計(jì)算動(dòng)態(tài)邊界，其中該參數(shù)表示或與從功率發(fā)生器傳送至負(fù)載的功率相關(guān)。隨后測(cè)量的該參數(shù)的值超過該參數(shù)的計(jì)算的動(dòng)態(tài)邊界，則指示檢測(cè)到電弧。在檢測(cè)到電弧后，中斷或調(diào)整功率發(fā)生器的功率傳送，或者采取其他的措施，直到電弧熄滅。通過采用電弧檢測(cè)邊界的動(dòng)態(tài)計(jì)算，本發(fā)明允許在RF功率傳送系統(tǒng)中處理電弧，而不管該系統(tǒng)是否已經(jīng)達(dá)到穩(wěn)定的功率傳送狀況。
文檔編號(hào)G06F19/00GK101203858SQ200680022298
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者G·J·范齊爾 申請(qǐng)人:先進(jìn)能源工業(yè)公司