[发明专利]具有模拟和数字检测器的射频功率发生器

说明书

本发明提供了一种射频功率发生器，其包括：功率放大器；至少一个采样器，其被配置为对功率放大器的输出端处的射频信号进行采样；RF输出端，其被配置为从发生器输出RF信号；信号发生器，其被配置为生成RF输入信号并将RF输入信号提供给功率放大器；控制器，其包括数字控制部分和模拟控制部分，其中数字控制部分和模拟控制部分中的一个或两个被配置为至少控制功率放大器和/或信号发生器；在至少一个采样器和控制器之间的模拟反馈路径，该模拟反馈路径使来自至少一个采样器的信号的模拟信号表示能够被提供给控制器；以及在至少一个采样器和控制器之间的数字反馈路径，该数字反馈路径使来自至少一个采样器的信号的数字信号表示能够被提供给控制器。

技术领域

本公开总体涉及一种发生器以及一种包括该发生器的等离子体处理系统。还公开了一种用于操作发生器控制器的方法。

背景技术

例如，在半导体等离子体处理应用中使用的高功率RF发生器是已知的。例如，US7,750,645B2涉及一种用于通过监测电弧放电事件来监测等离子体腔室消耗品的下降的方法，并且提出了使用数字控制器来检测等离子体反应腔室的不同部分中的电弧放电事件。

US8,264,237B2涉及一种用于在等离子体制造过程期间监测等离子体放电事件的方法。使用阻抗匹配网络和RF传感器将RF发生器与等离子体腔室进行阻抗匹配。来自RF传感器的信号由模数转换器转换，并用作分析模块的输入。诸如使来自RF传感器的数字化信号相关之类的数字信号处理技术能够检测电弧事件。

WO2014/036169A1提供了一种电弧管理系统，其具有能量存储装置，该能量存储装置在检测到等离子体负载中的电弧时，向等离子体负载施加与施加到等离子体负载的通常极性相反的极性的电压。

然而，前述文献中描述的系统可以进行进一步改进。

因此，期望提供一种发生器控制方法，其可以例如更有效地解决等离子负载中的电弧事件或其他能量不连续性。此外，从随后结合附图和本发明的背景进行的本发明和所附权利要求的详细描述，本发明的其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

根据第一方面，提供了一种发生器，其包括：输出端，其被配置为输出RF功率信号；信号发生器，其用于生成RF输入信号；RF功率级，其接收RF输入信号并在其输出端处生成放大的RF功率信号；至少一个采样器，其被配置为对RF功率级的输出端处的RF信号进行采样；控制器，其包括数字控制部分和模拟控制部分；在至少一个采样器和控制器之间的模拟反馈路径，该模拟反馈路径使来自至少一个采样器的信号的模拟信号表示能够被提供给控制器；以及在至少一个采样器和控制器之间的数字反馈路径，该数字反馈路径使来自至少一个采样器的信号的数字信号表示能够被提供给控制器。

控制器被配置为基于模拟信号表示和/或数字信号表示将RF输出端处的RF信号从第一状态调整为第二状态。

效果是数字控制部分提供了高精度以及可选的软件的灵活性。模拟控制部分提供了高动态范围和高速响应，这在抑制突然和不可预测的事件(例如，电弧放电事件)时是重要的。两种技术的结合带来了高精度和灵活性，同时能够对意外故障状况进行适当控制。

在实施方式中，至少一个采样器包括级联连接至RF功率级的输出端的第一采样器和第二采样器。第一采样器为数字反馈路径提供预数字化信号，而第二采样器将来自至少一个采样器的模拟信号表示提供给模拟反馈路径。

效果是提高了精度。分离器的有限隔离降低了最终在高精度数字处理中使用的信号的准确性。因此，当使用不同的采样器进行模拟和数字处理时，观察到精度的提高。