TW201909232A - 用於提供單極脈衝直流電源的脈衝直流電源供應器、濺射沉積系統及脈衝直流電源供應器之操作方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供脈衝直流電源供應器。脈衝直流電源供應器配置為提供單極脈衝直流電源。脈衝直流電源包括脈衝單元，用於交替地在脈衝直流電源的單極脈衝週期的開啟週期期間設定標稱開啟週期直流電壓，以及在關閉週期期間設定標稱關閉週期電壓。 脈衝直流電源供應器包括一電流測量單元以及一零線確定單元。電流測量單元被配置為在關閉週期期間測量關閉週期電流。零線確定單元被配置為確定所測量的關閉週期電流的零線條件的存在。 脈衝單元被配置為在確定測量的關閉週期電流的零線條件的存在時設定標稱開啟週期直流電壓。

Description

用於提供單極脈衝直流電源的脈衝直流電源供應器、濺射沉積系統及脈衝直流電源供應器之操作方法

實施例係有關於一種用於提供單極脈衝直流電源之脈衝直流電源供應器及此類脈衝直流電源供應器之操作方法。其他實施例係有關於一種包括此類脈衝直流電源供應器之沉積系統(例如是濺射沉積系統)。

脈衝直流電(DC)濺射為應用於(例如是)半導體及塗佈工業中的物理氣相沉積製程(Physical Vapor Deposition, PVD)。與交流電流相反，「DC」的縮寫表示直流電流。脈衝直流濺射對於金屬及電介質塗佈之濺射特別有效，且通常與反應濺射使用(其中在蒸發的靶材材料與離子化氣體(例如是氧氣)之間於電漿之中發生化學反應以形成沉積分子(例如是矽的氧化物)。在傳統的直流電濺射(例如是在鋁、鈦或矽之反應濺射)中，靶材可變為帶電，且可形成電弧，使得所沉積的膜層的品質大幅降低。

將直流電壓之脈衝施加於靶材，減少電弧的情形。電弧可由於在沉積製程的過程中電荷累積於電介質層上所造成。在沉積處理剛開始的時候，電弧可能不會有很大的問題，但後續卻可能明顯產生問題，導致塗佈應用之製程失效。電弧可使得所沉積的膜層的品質劣化，且可能讓施加至濺射靶材的電力不穩定。

在單極的脈衝直流濺射中，脈衝的直流電壓是在開啟週期(on-cycle)(工作週期(duty cycle))的期間開啟時發生濺射，亦即是假定為典型上幾百電壓的負值。取決於製程(亦可能還取決於基板)，在接續的脈衝直流電壓的關閉週期期間，靶材係放電。在關閉週期的期間，電壓值可以為零或幾十伏特的正值，通常稱為逆向脈衝。製程條件可隨著製程時間改變(例如是電荷累積於靶材上的方式)，且脈衝直流電壓典型上是不足以完全防止電弧。因此，脈衝直流電壓供應可包括電弧抑制電路，透過靶材電壓的改變偵測電弧的形成，且立即啟動一或多個額外的關閉時期(off-period)，典型上一或多個逆向脈衝，以抑制電弧。一旦電弧受到抑制，正常的脈衝直流電週期便重新開始。

脈衝頻率以及開啟週期與關閉週期之長度是藉由操作者設定於脈衝直流電壓供應器中。這些製程參數的設定是基於操作者的經驗。如果操作者的經驗不足以適當地設定這些製程參數，或如果濺射製程以預期之外的方式表現，或隨著時間簡單改變，將可能形成多次電弧，而需要藉由電弧抑制電路來抑制電弧的形成，或在濺射發生期間準時的時間過短，濺射沉積製程的沉積速率將受到負面的影響。

因此，需要改善的脈衝直流電壓供應，其之操作方法及採用此類直流電壓供應的沉積系統。

鑑於上述，提供了根據申請專利範圍之獨立項的裝置和方法。進一步的細節可以在附屬項、說明書和附圖中找到。

根據一實施例，提供了一種脈衝直流電源供應器。脈衝直流電源供應器可以配置用於提供單極脈衝直流電源。脈衝直流電源包括脈衝單元，用於在脈衝直流電源的單極脈衝週期交替地在開啟週期期間設定標稱開啟週期直流電壓，以及在關閉週期期間設定標稱關閉週期電壓。脈衝直流電源供應器包括：電流測量單元，被配置為在關閉週期期間測量關閉週期電流；以及零線確定單元，被配置為確定所測量的關閉週期電流的零線條件的存在。脈衝單元被配置為在確定測量的關閉週期電流的零線條件的存在時設定標稱開啟週期直流電壓。

根據另一實施例，提供了一種脈衝直流電源。脈衝直流電源可以配置用於提供單極脈衝直流電源供應器。脈衝直流電源供應器包括脈衝單元，該脈衝單元被配置為在脈衝直流電源供應器的單極脈衝週期的開啟週期期間設定標稱開啟週期直流電壓，並且被配置為在脈衝直流電源供應器的單極脈衝週期的關閉週期期間設定標稱關閉週期電壓。脈衝直流電源供應器包括測量單元，該測量單元被配置為測量脈衝直流電源供應器的至少一個電量。脈衝直流電源供應器包括評估單元，該評估單元被配置為根據測量的至少一個電量的測量值的評估來確定預定條件的存在。脈衝單元被配置為在確定存在預定條件時設定標稱開啟週期直流電壓。

又，提供濺射沉積系統。濺射沉積系統包括根據本文所述實施例的濺射靶材和脈衝直流電源供應器。脈衝直流電源供應器連接到濺射靶材。

根據另一實施例，提供了一種脈衝直流電源供應器的操作方法。脈衝直流電源供應器可以是根據本文所述實施例的一些或所有特徵。脈衝直流電源供應器提供單極脈衝直流電源。該方法包括為脈衝直流電源供應器的第一脈衝週期設定標稱開啟週期直流電壓，並藉由脈衝直流電源供應器輸出開啟週期直流電壓和開啟週期直流電流。該方法包括設定標稱關閉週期直流電壓以觸發第一脈衝週期的關閉週期，以及藉由脈衝直流電源供應器測量第一脈衝週期的關閉週期的關閉週期電流。該方法包括根據關閉週期電流的測量來確定關閉週期電流的零線條件的存在。該方法包括當確定存在第一脈衝週期的關閉週期電流的零線條件時，為第二脈衝週期設定標稱開啟週期直流電壓。

本揭露開還涉及用於進行所揭露的方法的設備，包括用於進行所述方法的每個所述特徵的設備部件。這些方法特徵可以藉由硬件組件，由適當軟體所編程的電腦、藉由兩者的任何組合或以任何其他方式來執行。 另外的方面還涉及根據所述方法操作或製造或使用所描述的脈衝直流電源供應器或濺射沉積系統。 該方法可以包括用於執行脈衝直流電源供應器或濺射沉積系統的每個功能的方法部件。

因此，可以詳細地理解上述特徵的方式，可以通過參考實施例來獲得更具體的描述。 所附圖式有關於實施例，並描述如下：

現在將對於本發明的各種實施例進行詳細說明，本發明的一或多個例子係繪示於圖中。提供各個例子只是用以解釋本發明，而非欲用以限制本發明。例如，作為一個實施例的一部分而被繪示或敘述的特徵可用於或結合其他實施例，以產生又一實施例。本揭露意欲包含這樣的調整及變化。

在下列圖式之描述中，相同的元件符號表示相同或類似的元件。一般而言，僅描述關於個別實施例的差異。圖式中所示的結構不需以實際的尺寸或角度所繪示，且可能誇大特徵以較佳地理解對應的實施例。

第1圖顯示可在濺射沉積製程中藉由脈衝直流電源供應器施加至濺射靶材的單極脈衝直流電壓的特性。時間t顯示於橫坐標上，電壓U顯示於縱座標上，使用任意單位(Arbitrary unit)。在第1圖中，電壓在開啟週期(工作週期)的期間為負常數值，開啟週期(on-cycle)的開啟時期(on-period)(亦即是開啟週期持續的長度)是標示為T_on 。在第1圖中，電壓在關閉週期(逆向脈衝)的期間為小的正常數值，關閉週期的關閉時期(亦即是關閉週期持續的長度)是標示為T_off 。一脈衝是由一開啟週期及一關閉週期所組成，或者換言之是由一開啟脈衝及一逆向脈衝所組成。由於脈衝之重複的圖案，本文中的脈稱亦稱作脈衝週期。脈衝時期或脈衝長度(亦即是脈衝持續的時間長度)是標示為T_pulse ，且為T_on 與T_off 的總和。操作頻率或脈衝頻率標示為F_pulse ，是脈衝時期的倒數。

脈衝頻率、開啟週期的長度(工作週期的時期)及關閉週期的長度(逆向脈衝的時期)可藉由操作者經由操作者之經驗進行設定。例如，操作者可設定一標稱脈衝頻率，且可設定開啟週期的長度、或開啟週期的長度及關閉週期的長度之間的比值、及上文所解釋的T_pulse 、T_on 及T_off 所遵循的數學式。如果此種單極性脈衝直流電壓是由一脈衝直流電壓供應器輸出，並施加至濺射靶材。由於濺射靶材放電，當逆向脈衝減少電弧時，濺射可在開啟週期的期間發生。但如果脈衝直流電壓供應的操作參數，例如是脈衝頻率及逆向脈衝時期沒有適當地設定，或濺射製程處理的條件隨著時間而改變，或以不可預期的方式表現，仍可變得頻繁地產生電弧。頻繁的電弧形成可能降低效率及可能降低濺射沉積的品質，可能必須要頻繁使用額外的方法，例如是藉由特殊的電弧抑制電路進行電弧抑制。

在本文所述的實施例中，用於提供單極性脈衝直流電源的脈衝直流電源供應器是在電流脈衝週期的期間(特別是在電流脈衝週期的關閉週期的期間)，基於測量一或多個電量，決定何時開始下一個脈衝週期的開啟週期的條件。當脈衝直流電源供應器提供單極性脈衝直流電源給濺射沉積製程時，此何時開始下一個脈衝週期的開啟週期的條件可以是一電荷移除條件(charge removal condition)，亦即是表示已藉由關閉週期之關閉週期電壓(逆向脈衝電壓)將累積於一或多個濺射靶材上的電荷移除的條件。僅有在電荷移除條件完成之後，下一個脈衝週期接著由開啟週期開始。相對於第1圖所示的條件，關閉週期的長度(亦即是關閉週期時期)可依據所量測的實際電量(例如是實際電流及/或實際電壓)改變。在第1圖中，僅在操作者不同地設定標稱操作參數(nominal operating parameter)時(例如是標稱操作頻率(及因而為標稱脈衝長度)或關閉週期或開啟週期的標稱長度)，關閉週期的長度可改變。

根據本文所述之實施例的脈衝直流電源供應器因而並非藉由操作者設定之操作參數所預定的時間而簡單設定標稱開啟週期電壓及標稱關閉週期電壓，而是當藉由脈衝直流電源供應器察覺時可對於實際發生的製程條件智能地反應。由於電流脈衝週期的關閉週期維持至實際電量的特定條件已完成，特別是電荷移除條件表示電荷由濺射靶材(一或多個)移除，即使濺射沉積製程的製程條件改變，脈衝直流電源供應器可一直保證充分的或至少足夠的電荷移除以減少或甚至防止電弧。

電荷移除條件可以是藉由脈衝直流電源供應器所量測的實際關閉週期電流的零線條件。這表示開啟週期直流電壓再次設定，一旦脈衝直流電源供應器決定所量測之關閉週期電流為零或足以接近零，以啟動下一個脈衝週期的開啟週期。不希望受任何特定理論的束縛，相信實際的關閉週期電流的這種零線條件的存在，即表示從濺射靶材移除足夠的電荷。

由於取決於由脈衝直流電源供應器測量的實際電量，關閉週期期間從脈衝週期到脈衝週期是可變的，標稱開啟週期期間T_on 和可變關閉週期期間T_off 之總和不一定等於標稱脈衝週期T_pulse ，標稱脈衝週期T_pulse 是標稱脈衝頻率F_pulse 的倒數。根據一些實施例，調整開啟週期期間(第一機制)。開啟週期期間可以調整，使得開啟週期時期與關閉週期時期的總和收斂(converge)到標稱脈衝週期，或者至少平均等於或接近標稱週期。根據其他實施例，替代地調整脈衝頻率並因此調整脈衝時期(第二機制)。兩種機制也可以聯合實施，由特定條件協調何時應用第一機制以及何時應用第二機制。第一種機制(對開啟週期時期的調整)可以是默認機制(default mechanism)，並用於微調脈衝直流電源供應器的輸出。第二機制(脈衝頻率的調整)可以更少使用，用於更粗略的調整，例如，如果通過第一機制的精細調整不能滿足某些品質條件。

第2圖繪示脈衝直流電源供應器的操作方法。橫坐標顯示時間t，由脈衝直流電源供應器設定的標稱電壓U_nominal 及由脈衝直流電源供應器測量的實際電流I_actual 在縱坐標上以任意單位示意性地示出。在第2圖中示例性地示出了5個脈衝週期。在脈衝週期的開啟週期期間，標稱電壓被設置為恆定的開啟週期電壓，其值為負，例如幾百伏。在脈衝週期的關閉週期(逆向脈衝)期間，標稱電壓被設置為恆定的關閉週期電壓，其值為正並且至少比開啟週期電壓小一個數量級，例如，幾十伏。脈衝直流電源供應器至少在每個關閉週期期間測量實際電流I_actual ，只有當脈衝直流電源供應器根據測量的實際電流I_actual 確定存在實際電流I_actual 的零線條件(zero-line condition)時，從開啟週期開始觸發下一個脈衝週期。這種模式可見於顯示5個脈衝週期的第2圖中，一旦根據測量結果確定實際電流I_actual 為零或實質上為零，標稱電壓U_nominal 就設定為負的開啟週期電壓。

可以看出(例如由第2圖所示的第二脈衝週期看出)，一旦標稱脈衝週期結束，標稱電壓不必設定至開啟週期電壓，如第1圖中的條件那樣。由於第二個脈衝週期的實際脈衝週期更長，標稱脈衝時期用箭頭表示，第二個脈衝週期用虛線表示。原因是實際電流I_actual 僅在標稱脈衝週期結束後才滿足零線條件。 脈衝直流電源供應器等待觸發下一個第三個脈衝週期的開啟週期，直到實際確定存在零線條件，而不管標稱脈衝週期如何。

在第2圖所示的實施例中，脈衝電源供應器確定第二脈衝週期的關閉週期的長度，即第二脈衝週期的關閉週期期間。對於第三個脈衝週期，脈衝直流電源供應器使開啟週期時期縮短，例如是藉由將開啟週期時期T_on 設定為標稱脈衝時期與第二脈衝週期之確定的關閉週期時期之間的差值。相反地，如第2圖的第四和第五脈衝週期所示，脈衝直流電源供應器可以使開啟週期時期更長。在第四脈衝週期中，在標稱脈衝週期(再次使用箭頭及虛線表示)過去之前，達到實際電流I_actual 的零線條件。通過將開啟週期時期T_on 設定為標稱脈衝週期與所確定的第四脈衝週期的關閉週期時期之間的差值，開啟週期時期T_on 在第五脈衝週期期間變更長。在第2圖所示的脈衝週期期間，標稱脈衝時期T_pulse 和標稱脈衝頻率F_pulse = 1 / T_pulse 不會改變。只有開啟週期適應於可變的關閉週期時期(第一機制)。

當脈衝直流電源供應器用於提供單極脈衝直流電源供應器於濺射沉積製程時，濺射僅在開啟週期(工作週期)的期間進行。因此，如第2圖所示，由於確保滿足零線條件形式的電荷去除條件，脈衝直流電源供應器輸出單極脈衝直流電源可以減少電弧，並且由於在給定的標稱脈衝週期時期的約束下將開啟週期時期最大化，可以提高濺射沉積製程。 工作因子(duty factor)最大化，無需操作員干預。 工作因子應理解為開啟週期時期與標稱脈衝時期之間的比值。

第3圖繪示脈衝直流電源供應器的另一種操作方法。顯示3個脈衝週期，其中前兩個脈衝週期與第2圖中的相同。省略其進一步的描述。如第2圖所示，脈衝直流電源供應器確定第二脈衝週期的關閉週期的長度，即第二脈衝週期的關閉週期時期。與第2圖所示的操作方法相反，標稱脈衝頻率降低，因此標稱脈衝時期設定為較第三脈衝週期和隨後的脈衝週期更長，直到根據第二機制再次改變標稱脈衝頻率。具體地，標稱脈衝週期可以被設置為開啟週期時期和第二脈衝的確定的關閉週期時期之總和，如第3圖所示。設定標稱脈衝頻率或標稱脈衝時期至一新值可以通過脈衝直流電源供應器自動完成，或者在可能被通知的操作員確認後完成，例如是藉由顯示。

在第3圖中，標稱脈衝頻率減小，因此標稱脈衝週期T_pulse 增加。標稱操作頻率也可增加，標稱脈衝期間可變短。為了說明，假想在第2圖中的第4個脈衝之後，藉由將標稱脈衝週期設定為第4個脈衝之開啟週期時期與關閉週期時期的總和，而不是採用如第2圖所示的開啟週期時期，可以縮短第5個脈衝的標稱脈衝時期。然而，關於製程的穩定性方面，相較於增加標稱脈衝頻率，降低標稱脈衝頻率被認為風險較小。但是，例如，如果已知特定的濺射沉積製程可以在一定範圍內可容忍的標稱脈衝頻率內穩定工作，則只要標稱脈衝頻率可以保持在可容許的標稱脈衝頻率範圍內，標稱脈衝頻率就可以增加或減少。

關於第3圖描述的第二機制是藉由確定零線條件作為電荷移除條件的形式來確保濺射靶材被充分放電，並且為實際電流提供足夠的時間來實現，以在關閉週期的期間達成零線條件。

第2圖中所示的第一機制與第3圖中所示的第二機制也可以在脈衝直流電源供應器中聯合使用。 第一機制可以用作默認機制，並且如果滿足某些操作參數不匹配條件，則使用第二機制。例如，如果使用第一機制導致開啟週期變得不可接受地短暫的條件，或者換言之，工作因子及因而此濺射沉積製程效率變得不可接受地低，這可能表示標稱脈衝頻率設定得太高。 然後，脈衝直流電源供應器可以切換，藉由操作員進行自動或半自動確認，以在回去使用第一機制(再作為默認機制)之前使用第二機制。

脈衝直流電源供應器可以基於電流測量和評估測量結果是否滿足特定條件，自動或半自動地確保從濺射靶移除足夠的電荷，使開啟週期的長度最佳化(亦即是最佳化工作因子)，並設定適當的標稱脈衝頻率。因此可以提高濺射沉積製程的效率和穩定性，並且可以顯著減少電弧。當然，脈衝直流電源供應器還可以另外包括專用的電弧抑制電路，一旦藉由專用的電弧抑制電路檢測到電弧的形成便予以抵消。藉由專用的電弧抑制電路觸發一個或多個逆向脈衝以抑制所檢測到的電弧，而能優先於本文所述的常規單極脈衝發生而進行。

根據本文描述的實施例，提供了脈衝直流電源供應器。脈衝直流電源供應器是配置為提供單極脈衝直流電源。 提供單極脈衝直流電源可以是脈衝直流電源供應器的一種操作模式。脈衝直流電源供應器可具有其他操作模式，例如雙極脈衝直流電源模式。脈衝直流電源供應器可以是壓控脈衝直流電源供應器(voltage-controlled pulsed DC power supply)。 脈衝直流電源供應器可以配置為驅動單極脈衝直流電濺射沉積製程。脈衝直流電源供應器可以連接到濺射沉積系統，具體地可連接到一個或多個濺射靶材。

脈衝直流電源供應器包括脈衝單元。 脈衝直流電源供應器可以包括作為個別的元件的直流電壓源。或者，脈衝單元可包括直流電壓源。 脈衝單元和直流電壓源可以彼此為一體。脈衝單元可以被配置為藉由直流電壓源對輸出的直流電壓進行塑形，以便形成單極脈衝直流電壓。脈衝直流電源供應器的輸出的實際單極脈衝直流電壓可以取決於脈衝直流電源所連接的系統的電特性。對於脈衝直流電源供應器，連接脈衝直流電源供應器的系統可能表現為與時間相關的複合值阻抗。這種系統可以是濺射沉積系統，但可以是模擬沉積系統性質的測試裝置。

脈衝單元被配置為設定標稱開啟週期直流電壓並設定標稱關閉週期直流電壓。標稱量是脈衝直流電源設定的操作參數，可通過脈衝直流電源供應器本身或由操作者設定。脈衝單元可以交替地設定標稱開啟週期電壓和標稱關閉週期電壓。標稱開啟週期直流電壓在開啟週期期間設定。開啟週期是從標稱開啟週期直流電壓設定的時刻持續到隨後的標稱關閉週期直流電壓設定的時刻。開啟週期的時間長度稱為開啟時期。在關閉週期期間設定標稱關閉週期直流電壓。關閉週期從標稱關閉週期直流電壓設定的時刻持續到隨後的標稱開啟週期直流電壓設定的時刻。關閉週期的時間長度稱為關閉時期。關閉週期也可以稱為逆向脈衝，關閉週期時期也可以稱為反轉脈衝長度或關閉時間。因此，標稱單極脈衝直流電壓具有方波圖案，而實際的單極脈衝直流電壓可能受到脈衝直流電源供應器耦合的系統的反作用的干擾。

一個開啟週期和一個直接跟隨著的關閉週期形成單極脈衝週期，也簡稱為脈衝週期。脈衝週期的時間長度稱為脈衝時期。脈衝時期的倒數稱為脈衝頻率。標稱脈衝頻率也稱為脈衝直流電源供應器的操作頻率。脈衝單元可以被配置為用於交替地在脈衝直流電源供應器的單極脈衝週期的開啟週期的期間設定標稱開啟週期直流電壓，以及在關閉週期的期間設定標稱關閉週期電壓。

標稱開啟週期直流電壓可以設定為-100V至-1000V範圍內的值，例如是-100V至-200V。標稱關閉週期直流電壓可以設定為在零伏特高達具有反向符號的標稱開啟週期直流電壓的值的範圍內，例如高達100 V至1000V的正電壓。標稱關閉週期直流電壓可以在0V至100V的範圍內，例如0至20V或5至20V。相較於標稱開啟直流電壓的絕對值，標稱關閉週期直流電壓的絕對值可以至少小5倍，或甚至小至少十倍甚至至少小20倍。標稱脈衝頻率(操作頻率)可以具有100Hz至200KHz範圍內的值，特別是100Hz至100KHz範圍內的值，例如1kHz至100kHz。因此，標稱脈衝頻率之倒數的標稱脈衝時期可以具有10000μs至5μs範圍內的值，更具體地10000μs至10μs範圍內的值，例如1000μs至10μs。

脈衝直流電源供應器包括電流測量單元。電流測量單元可以被配置為至少在關閉週期期間測量實際電流，並且可能另外亦在開啟週期期間測量實際電流。關閉週期期間的實際電流稱為關閉週期電流。電流測量單元被配置為在關閉週期期間測量關閉週期電流。電流測量單元可以是具有類比輸出(analog output)的類比設備。或者，電流測量單元可以包括類比數位轉換器，用於將類比測量值轉換成相應的數值。然後，由於輸出數位值，電流測量單元被視為數位裝置。

電流測量單元可以是電流探針，具體是直流電流探針，或者可以包括這樣的電流探針。電流探針可包括一個或多個霍爾感測器。電流探針可以生成類比測量值。電流探針可以產生與測量電流成比例的探針電壓，特別是所測量的關閉週期電流。電流測量單元可以包括類比數位轉換器，該類比數位轉換器被配置為對探針電壓或表示關閉週期電流的其他類比測量值進行採樣和數位化。

脈衝直流電源供應器包括零線確定單元(zero-line determination unit)。電流測量單元可以被配置為將測量值(例如類比值或數位值)傳遞給零線確定單元。如果類比值被傳遞到零線確定單元，即，如果電流測量單元是類比裝置，則零線確定單元可以包括類比數位轉換器，用於將接收的類比測量值轉換成相應的數位數值。零線確定單元被配置為確定所測量的關閉週期電流的零線條件的存在。如果關閉週期電流為零或至少實質上為零，或者在預定範圍內，則存在零線條件。預定範圍可以包括零的電流值，但是(例如)如果施加一些偏壓可以替代地排除零。

如果電流值處於零線條件範圍內(例如在-0.1A和0.1A之間)，則可以說關閉週期電流實質上為零。由於關閉週期電流可以由測量值表示(例如是電流探針的探針電壓)，探針電壓與測量的關閉週期電流成比例的條件下，如果這些值為零或實質上為零，則可以確定零線條件存在。在此上下文中，實質上為零意味著表示關閉週期電流值的測量值在特定範圍內，使得測量值表示的關閉週期電流值在零線條件範圍內。例如，如果電流探針的探針電壓是測量的關閉週期電流的k倍，k是比例常數，那麼如果探針電壓在-k *0.1 V至k*0.1 V的範圍內，則確定存在零線條件。

零線確定單元可以被配置為分析測量的關閉週期電流的測量值(例如是採樣及數位化電流探針的測量值)。零線確定單元可以被配置為確定來自電流探針的探針電壓何時為零或至少實質上為零。如果發現表示關閉週期電流的探針電壓或其他測量值為零或至少實質上為零，則零線確定單元確定存在測量的關閉週期電流的零線條件。零線確定單元可以生成表示存在零線條件的信號(例如數位信號)，其可以小到1位元(例如邏輯1)。信號可以饋送到脈衝單元。

脈衝單元被配置為在確定所測量的關閉週期電流的零線條件存在時設定標稱開啟週期直流電壓。這意味著，可以在檢測到存在零線條件時觸發下一個由開啟週期開始的脈衝週期。當從零線確定單元接收指示存在測量的關閉週期電流的零線條件的信號時，脈衝單元可以設定標稱開啟週期直流電壓。零線確定單元可以是脈衝單元的子元件或分離的元件。

第4圖顯示脈衝直流電源供應器100，以繪示本文描述的實施例。脈衝直流電源供應器100被配置為提供單極脈衝直流電源(例如是用於濺射沉積製程)。脈衝直流電源供應器100包括脈衝單元110，電流測量單元120和零線確定單元130。為了說明各個功能，顯示具有標稱脈衝直流電壓的示意圖的脈衝單元110，顯示具有實際電流的示意圖的電流測量單元120，並且顯示具有表示實際電流的零線條件的存在的觸發點的示意圖的零線確定單元130。脈衝直流電源供應器100和脈衝單元110，電流測量單元120和零線確定單元130可以如在此描述的實施例中那樣配置。

脈衝直流電源供應器可以被配置為根據關閉週期的標稱關閉週期電壓的設定與確定零線條件存在之間的時間差來確定關閉週期的關閉週期時期。脈衝直流電源供應器可以被配置為從標稱脈衝時期和確定的關閉週期時期之間的時間差確定開啟週期的開啟時期。標稱脈衝時期是脈衝直流電源供應器的標稱脈衝頻率的倒數。可以藉由脈衝單元進行確定。脈衝單元可以被配置為在確定的開啟時期期間(至少在脈衝週期之後的後續脈衝週期期間)，基於該脈衝週期的確定，保持標稱開啟週期直流電壓。關於第2圖描述的第一機制是如何可以從脈衝週期到脈衝週期進行開啟週期的確定和調整的範例。

脈衝直流電源可以被配置為從設定第一脈衝週期的標稱開啟週期直流電壓與設定在確定存在零線條件時的後續第二脈衝週期的標稱開啟週期直流電壓之間的時間差確定第一脈衝週期的實際脈衝時期。可以藉由脈衝單元進行確定。脈衝單元可以被配置為將脈衝直流電源供應器的標稱操作頻率設定為對應於所確定的第一脈衝週期的實際脈衝時期的倒數。

脈衝單元可以被配置為如果所確定的第一脈衝的實際脈衝週期的倒數在可容許的標稱操作頻率的範圍內，則以這種方式設定標稱操作頻率。可容忍的標稱操作頻率的範圍可取決於脈衝直流電源供應器提供單極脈衝直流電源的特定濺射沉積製程。可容忍的標稱操作頻率範圍可以例如由操作員選擇和設定的初始標稱工作頻率的(例如是由±20kHz或±10kHz內的頻率組成)。由於對於濺射沉積製程的穩定性而言，降低操作頻率被認為比增加操作頻率更安全，因此可容許的標稱操作頻率的範圍可以選為不對稱地圍繞由操作者選擇和設定的初始標稱操作。例如，可容忍的標稱操作頻率範圍可以從F₀ -20 kHz到F₀ +5 kHz，其中F₀ 是初始標稱操作頻率。

或者，脈衝單元可以被配置為僅當第一脈衝的確定的實際脈衝時期的倒數低於電流標稱操作時，將標稱操作頻率設定為所確定的第一脈衝的實際脈衝時期的倒數。這意味著，脈衝單元只能自動降低標稱操作頻率。為了提高操作頻率，需要確認操作員。關於第3圖描述的第二機制是如何將標稱操作頻率(標稱脈衝頻率)設定為不同值的範例。

脈衝直流電源可以被配置為基於前一脈衝週期的關閉週期的長度來調整脈衝週期的開啟時期或者調整標稱脈衝頻率(標稱操作頻率)，其中決定是否應調整開啟週期時期或標稱脈衝頻率取決於一個或多個特定條件，這裡稱為操作參數不匹配條件。

脈衝直流電源供應器可以被配置為根據設定關閉週期的標稱關閉週期電壓和確定零線條件的存在之間的時間差來確定關閉週期的關閉週期時期。脈衝直流電源供應器被配置為執行以下評估和相應的動作。如果取決於所確定的關閉週期時期的操作參數不匹配條件不存在，則脈衝直流電源供應器根據脈衝時期和關閉週期時期之間的差確定開啟週期的開啟時期。脈衝週期是脈衝直流電源供應器的標稱操作頻率的倒數。脈衝直流電源供應器的脈衝單元接著在確定的開啟週期時期的期間保持標稱開啟週期直流電壓。如果存在操作參數不匹配條件，則脈衝直流電源自動改變標稱操作頻率或通知可能確認或不讓標稱操作頻率變化的操作員。標稱操作頻率可以以本文描述的方式改變。

開啟週期的調整可以是默認動作(default action)，並且可以僅在存在(亦即是達成)操作參數不匹配條件時進行標稱操作頻率的調整。一個操作參數不匹配條件可以是低於閾值工作因數的下降的工作因數。閾值工作因數可以選自0.8至0.95的範圍，例如0.8或0.85。脈衝直流電源供應器可以評估後續脈衝週期的開啟週期時期的調整是否會導致工作因數低於閾值工作因數。如果是這種條件(亦即，如果確定了操作參數不匹配條件)，則改變標稱脈衝頻率，並另外調整開啟週期時期。可以替代地或另外地指定其他操作參數不匹配條件，以便協調何時使用開啟週期的調整以及何時使用標稱操作頻率的調整。

脈衝直流電源可以包括操作員介面。操作員介面可以包括至少一個輸入設備(例如鍵盤、滑鼠、觸控螢幕等等)，以及至少一個輸出設備(例如顯示器或觸控螢幕)。輸出裝置可以被配置為向操作員輸出通知或警報，可能請求操作員輸入於輸入裝置。輸出裝置可以被配置為輸出脈衝直流電源供應器的狀態，包括例如當前設定的標稱操作參數(例如標稱工作頻率、標稱開啟週期電壓、標稱關閉週期電壓等)，並且可能包括瞬時或者時間平均的變量值(例如關閉週期時期、開啟週期時間等)。由於變量的瞬時變化對於操作者來說可能太快而無法看到，時間平均可能是有益的。脈衝直流電源供應器可以包括用於存儲(例如當前設定的標稱操作參數)的記憶體，以及要應用的條件(例如操作不匹配條件、電荷移除條件等)。脈衝直流電源供應器可以配置成使得操作員可以改變這些條件和/或可以(例如藉由輸入裝置)改變標稱操作參數。記憶體還可以存儲監測的濺射沉積製程的日誌檔(log file)，例如用於分析目的。

根據另外的實施例，提供了一種濺射沉積系統。濺射沉積系統包括根據本文描述的實施例的濺射靶材和脈衝直流電源供應器。脈衝直流電源供應器連接到濺射靶材，以向濺射靶材提供單極脈衝直流電源。

第5圖顯示用於說明的濺射沉積系統500。濺射沉積系統500包括連接到脈衝直流電源供應器210的濺射靶材510，以及連接到脈衝直流電源供應器220的濺射靶材520。濺射靶材510與520可以是可旋轉的濺射靶材，如所示軸A和濺射靶材510中繪示的箭頭。來自濺射靶材510和濺射靶材520的濺射材料可以沉積在基板10上。

濺射沉積系統可以包括N個濺射靶材和N個對應的脈衝直流電源供應器，其中N可以在1到30的範圍內(例如從1到24或從2到24)。N脈衝直流電源供應器可以集成到一個脈衝直流電源系統中，服務所有的N個濺射靶材。濺射靶材(一或多個)可以在濺射沉積製程的期間充當陰極(一或多個)。濺射沉積系統可包括一個或多個陽極(例如陽極棒)，其可設置在濺射靶材之間。或者，濺射腔室可以形成陽極，例如電性接地的濺射腔室。每個脈衝直流電源供應器可以連接到濺射靶材和陽極以閉合(close)電路。

根據另外的實施例，提供了一種脈衝直流電源供應器的操作方法。 該方法特徵可以由脈衝直流電源供應器自動執行，具體可以由本文所述的單元執行(例如測量單元，如電流探針)，評估單元(如零線條件確定單元和脈衝單元)。 一些方法特徵可以在從操作員輸入之後半自動地執行。 脈衝直流電源供應器至少在脈衝直流電源供應器的一種操作模式下提供單極脈衝直流電源。 脈衝直流電源可以連接到濺射沉積系統的濺射靶。

第6圖繪示脈衝直流電源的操作方法600。該方法包括為第一脈衝週期設定標稱開啟週期直流電壓，如元件符號610所示。該方法可包括藉由脈衝直流電源供應器輸出實際的開啟週期直流電壓和實際的開啟週期直流電流。該方法包括設定標稱關閉週期直流電壓，如元件符號620所示，觸發第一脈衝週期的關閉週期，以及測量關閉週期電流，如元件符號630所示。關閉週期電流為第一脈衝週期的關閉週期的實際關閉週期電流。該方法包括(如元件符號640所示)，由測量確定關閉週期電流的零線條件的存在(亦即是由關閉週期電流的測量)。該方法包括(如元件符號650所示)，當確定存在零線條件時，為第二脈衝週期設定標稱開啟週期直流電壓。

可以藉由脈衝直流電源供應器的脈衝單元來設定第一脈衝週期的標稱開啟週期直流電壓。如果脈衝單元不包括內部直流電壓源，輸出開啟週期直流電壓和開啟週期直流電流則可能受到脈衝單元的影響，可能與外部直流電壓源的輸出相關。可以藉由脈衝單元設定標稱關閉週期直流電壓。可以藉由測量單元來測量第一脈衝週期的關閉週期的關閉週期電流。可以藉由零線確定單元確定零線條件的存在。可以藉由脈衝單元設定第二脈衝週期的標稱開啟週期直流電壓。

該方法可以包括根據設定標稱關閉週期直流電壓和確定零線條件存在的時刻之間的時間差確定關閉週期。該方法可以包括根據標稱脈衝時期和確定的關閉週期時期之間的差確定開啟週期時期。標稱脈衝時期是脈衝直流電源供應器的標稱操作頻率的倒數。可以藉由零線確定單元或脈衝單元進行確定。該方法可以包括在所確定的開啟週期時期的期間維持第二脈衝週期的標稱開啟週期直流電壓。該方法可以包括設定標稱關閉週期直流電壓以在確定的開啟週期時期到期時觸發第二脈衝週期的關閉週期。

該方法可以包括從設定第一脈衝週期的標稱開啟週期直流電壓和設定第二脈衝週期的標稱開啟週期直流電壓之間的時間差確定第一脈衝週期的實際脈衝週期。該方法可以包括將標稱操作頻率設定為對應於所確定的第一脈衝週期的實際脈衝時期的倒數。

該方法可以包括根據將設定關閉週期的標稱關閉週期直流電壓與確定零線條件的存在之間的時間差來確定關閉週期時期。該方法可更包括下列步驟：如果不存在取決於所確定的關閉週期時期的操作參數不匹配條件，則根據標稱脈衝時期和所確定的關閉週期時期之間的差確定開啟週期時期，以及在所確定的開啟週期時期的期間保持第二脈衝週期的標稱週期直流電壓，並且如果存在操作參數不匹配條件則改變標稱操作頻率。

如果試驗性(tentative)工作因數大於或等於一閾值工作因數，則可能不存在操作參數不匹配條件，即，不存在或沒有達成。試驗性工作因數是標稱脈衝時期和確定的關閉週期時期之間的差值除以標稱脈衝時期。如果試驗性工作因數小於閾值工作因數，則存在操作​​參數不匹配條件。如果改變標稱操作頻率，則可以為隨後的脈衝週期保持標稱操作頻率，直到再次改變標稱操作頻率。

該方法可以包括以下特徵：在確定零線條件的存在之中，設定用於當前的脈衝週期之開啟週期的開啟週期直流電壓，設定當前的脈衝週期的關閉週期的關閉週期直流電壓，測量當前的脈衝週期的關閉週期的關閉週期電流，以及確定當前的脈衝週期的關閉週期電流的零線條件的存在。一旦確定零線條件的存在，下一個脈衝週期就變成當前的脈衝週期，並且可以重複這些特徵。

作為又一範例，提供了一種脈衝直流電源供應器。脈衝直流電源供應器配置為輸出單極脈衝直流電源。脈衝直流電源供應器被配置為基於對脈衝直流電源供應器的至少一個電量的測量來停止脈衝週期的關閉週期。停止可以包括開始後續脈衝週期的開啟週期。脈衝直流電源供應器可以被配置為基於對脈衝直流電源供應器的至少一個電量的測量來調整脈衝週期的關閉週期時期。脈衝直流電源供應器可以被配置為調整每個脈衝週期的關閉週期時期。可以由脈衝週期至脈衝週期調整關閉週期。取決於至少一個電量的測量值，關閉週期的長度可以是可變的。

脈衝直流電源供應器可以包括用於測量脈衝直流電源供應器的至少一個電量的測量單元。可以在脈衝直流電源供應器的輸出處測量至少一個電量。所述至少一個電量可以是選自由其之電壓、電流及時間導數組成的群組中的至少一個量。脈衝直流電源供應器可以包括評估單元，該評估單元被配置為評估測量單元的測量值並確定電荷去除條件的存在。脈衝直流電源供應器可以包括脈衝單元，脈衝單元用於在脈衝週期的開啟週期期間設定標稱開啟週期直流電壓，以及用於在脈衝週期的關閉週期期間設定標稱關閉週期電壓。脈衝單元可以被配置為在確定電荷去除條件的存在時設定標稱開啟週期直流電壓。

至少一個電量可以是電流，特別至少是關閉週期電流。測量單元可以包括電流探針，電流探針用於至少在如本文所述的關閉週期期間測量電流。電荷去除條件可以是本文所述的零線條件。

電荷去除條件可以替代地與零線條件不同。例如，電荷去除條件可以是逆向脈衝的零能量條件(zero-energy condition)。這意味著，脈衝直流電源供應器可以被配置為確定何時在脈衝直流電源供應器提供單極脈衝直流電源的系統中剩餘零能量或實質上零能量。逆向脈衝的零能量條件可以藉由隨著時間的電壓與電流的乘積的積分來確定。當該積分為零或實質上為零時，可確定零能量條件存在。測量單元可包括電壓測量裝置和電流測量裝置。評估單元可以被配置為評估來自電壓測量裝置的電壓測量值和來自電流測量裝置的電流測量值，並確定零能量條件的存在。

脈衝直流電源供應器可以進一步被配置為基於前一脈衝週期的關閉週期時期來調整脈衝週期的開啟週期時期。脈衝直流電源供應器可以被配置為基於脈衝週期時期的關閉週期來調整脈衝直流電源的標稱脈衝頻率。脈衝直流電源供應器可以包括或表現出本文關於實施例描述的所有其他特徵，包括基於如本文所述的特定條件調整開啟週期時期、標稱脈衝頻率、或者開啟週期時期及標稱脈衝頻率兩者的機制。

根據又一範例，提供了一種這種脈衝直流電源供應器的操作方法。該方法包括基於對脈衝直流電源供應器的至少一個電量的測量來停止單極脈衝週期的關閉週期。停止關閉週期可以包括在確定達到電荷移除條件時停止關閉週期。電荷去除條件的達成取決於至少一個電量的測量。電荷去除條件可以如上文所述。

該方法可以包括執行如本文所述的脈衝直流電源供應器的一些或所有功能。又，提供了濺射沉積系統的操作方法，其可以包括執行本文所述的濺射沉積系統的一些或所有功能。又一方面涉及使用脈衝直流電源供應器來提供單極脈衝直流電源，例如提供給如本文所述的濺射沉積系統的濺射靶材。該用途可包括自動確定標稱電壓的單極脈衝週期的關閉週期(亦即是關閉週期時期)的長度，如上所述。又一方面涉及使用如本文所述的濺射沉積系統濺射基板的方法。

本文使用的術語和表達用作描述的術語而非限制，並且在使用這些術語和表達時，無意排除所示和所述特徵的任何同等物或其之部分。雖然前述內容針對實施例，但是可以在不脫離範圍的情況下設計其他和進一步的實施例，並且保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧基板

100‧‧‧脈衝直流電源供應器

110‧‧‧脈衝單元

120‧‧‧電流測量單元

130‧‧‧零線確定單元

210、220‧‧‧脈衝直流電源供應器

500‧‧‧濺射沉積系統

510、520‧‧‧濺射靶材

600‧‧‧方法

610、620、630、640、650‧‧‧步驟

F_pulse‧‧‧標稱脈衝頻率

I_actual‧‧‧實際電流

t‧‧‧時間

T_off‧‧‧關閉週期時期

T_on‧‧‧開啟週期時期

T_pulse‧‧‧標稱脈衝時期

U‧‧‧電壓

U_nominal‧‧‧標稱電壓

第1圖繪示單極脈衝直流電壓之特性的示意圖。 第2至3圖繪示依照本文實施例的脈衝直流電源供應器的操作方法的示意圖。 第4圖繪示依照本文實施例的脈衝直流電源供應器的示意圖。 第5圖繪示依照本文實施例的濺射沉積系統的示意圖。 第6圖繪示依照本文實施例的脈衝直流電源供應器的操作方法的示意圖。

Claims (20)

1. 一種用於提供單極脈衝直流電源的脈衝直流電源供應器(100)，包括： 　　一脈衝單元(110)，用於交替地於該脈衝直流電源供應器之單極脈衝週期的複數個開啟週期的期間設定一標稱開啟週期直流電壓及在複數個關閉週期的期間設定一標稱關閉週期電壓； 　　一電流測量單元(120)，配置用於在該些關閉週期的一關閉週期的期間測量一關閉週期電流；以及 　　一零線確定單元(130)，配置用以確定所測量的該關閉週期電流的一零線條件的存在； 　　其中該脈衝單元是配置用以在確定所測量的該關閉週期電流的該零線條件存在時，設定該標稱開啟週期直流電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之脈衝直流電源供應器，其中該脈衝直流電源供應器是配置為根據設定該關閉週期的該標稱關閉週期電壓與確定該零線條件存在之間之時間差，以確定該關閉週期的一關閉週期時期，且該脈衝直流電源供應器是配置為根據一標稱脈衝時期與確定的該關閉週期時期之間之時間差，以確定該些開啟週期的一開啟週期的一開啟週期時期，該標稱脈衝時期為該脈衝直流電源供應器之一標稱脈衝頻率的倒數；以及 　　其中該脈衝單元是配置以在確定的該開啟週期時期的期間維持該標稱開啟週期直流電壓。
3. 如申請專利範圍第1項所述之脈衝直流電源供應器，其中該脈衝直流電源供應器是配置為根據設定用於一第一脈衝週期之該標稱開啟週期直流電壓與在確定該零線條件存在時設定後續一第二脈衝週期之該標稱開啟週期直流電壓之間之時間差，確定該第一脈衝週期的一實際脈衝時期，以及 　　其中該脈衝直流電源供應器是配置以設定該脈衝直流電源供應器之一標稱操作頻率，以對應於該第一脈衝週期之確定的該實際脈衝時期的倒數。
4. 如申請專利範圍第1項所述之脈衝直流電源供應器，其中，該脈衝單元被配置為根據設定該關閉週期的該標稱關閉週期電壓和確定該零線條件的存在之間的時間差來確定該關閉週期的一關閉週期時期；以及 　　如果不存在取決於所確定的該關閉週期時期的一操作參數不匹配條件，則從一標稱脈衝時期和一關閉週期時期之間的時間差確定一開啟週期的一開啟週期時期，該標稱脈衝時期是該脈衝直流電源供應器的一標稱操作頻率的倒數，並且在確定的該開啟週期時期的期間保持該標稱開啟週期直流電壓;以及 　　　如果存在該操作參數不匹配條件則改變該標稱操作頻率。
5. 如申請專利範圍第1項所述之脈衝直流電源供應器，其中該電流測量單元包括下列中的至少一個：用於測量該關閉週期電流並輸出表示該關閉週期電流的相應測量值的一電流探針，以及用於將表示該關閉週期電流的測量值轉換為數位值的一類比數位轉換器。
6. 如申請專利範圍第2項所述之脈衝直流電源供應器， 其中該電流測量單元包括下列中的至少一個：用於測量該關閉週期電流並輸出表示該關閉週期電流的相應測量值的一電流探針，以及用於將表示該關閉週期電流的測量值轉換為數位值的一類比數位轉換器。
7. 如申請專利範圍第3項所述之脈衝直流電源供應器，其中該電流測量單元包括下列中的至少一個：用於測量該關閉週期電流並輸出表示該關閉週期電流的相應測量值的一電流探針，以及用於將表示該關閉週期電流的測量值轉換為數位值的一類比數位轉換器。
8. 如申請專利範圍第4項所述之脈衝直流電源供應器，其中該電流測量單元包括下列中的至少一個：用於測量該關閉週期電流並輸出表示該關閉週期電流的相應測量值的一電流探針，以及用於將表示該關閉週期電流的測量值轉換為數位值的一類比數位轉換器。
9. 如申請專利範圍第1項所述之脈衝直流電源供應器，其中當表示所測量的該關閉週期電流的測量值為零或在預定範圍內時，藉由該零線確定單元確定該零線條件的存在。
10. 如申請專利範圍第2至5項所述之脈衝直流電源供應器，其中當表示所測量的該關閉週期電流的測量值為零或在預定範圍內時，藉由該零線確定單元確定該零線條件的存在。
11. 一種用於提供單極脈衝直流電源的脈衝直流電源供應器，包括： 　　一脈衝單元，被配置為在該脈衝直流電源供應器的一單極脈衝週期的一開啟週期的期間設定一標稱開啟週期直流電壓，並且被配置為在該脈衝直流電源供應器的一單極脈衝週期的一關閉週期的期間設定一標稱關閉週期電壓； 　　一測量單元，被配置為測量該脈衝直流電源供應器的至少一個電量；以及 　　一評估單元，被配置為根據所測量的該至少一個電量的測量值的評估來確定一預定條件的存在， 　　其中該脈衝單元被配置為在確定存在該預定條件時設定該標稱開啟週期直流電壓。
12. 如申請專利範圍第11項所述之脈衝直流電源供應器，其中 　　(a)所測量的該至少一個電量包括電壓和電流，並且該預定條件是零能量條件，或 　　(b)其中該至少一個電量包括一關閉週期電流，並且該預定條件是測量的該關閉週期電流的一零線條件。
13. 一種濺射沉積系統(500)，包括： 　　一濺射靶材(510，520)；以及 　根據申請專利範圍1至9中任一項所述的一脈衝直流電源供應器(100； 210，220)， 　　　　其中該脈衝直流電源供應器連接到該濺射靶材，以向該濺射靶提供單極脈衝直流電源。
14. 一種濺射沉積系統(500)，包括： 　　一濺射靶材(510，520)；以及 　　如申請專利範圍第10項所述的一脈衝直流電源供應器(100； 210，220)， 　　其中該脈衝直流電源供應器連接到該濺射靶材，以向該濺射靶材提供單極脈衝直流電源。
15. 一種提供單極脈衝直流電源的一脈衝直流電源供應器的操作方法(600)，該方法包括： 　　設定(610)該脈衝直流電源供應器的一第一脈衝週期的一標稱開啟週期直流電壓，並藉由該脈衝直流電源供應器輸出一開啟週期直流電壓和一開啟週期直流電流； 　　設定(620)一標稱關閉週期直流電壓以觸發該第一脈衝週期的一關閉週期； 　　藉由該脈衝直流電源供應器測量(630)一關閉週期電流； 　　確定(640)來自測量的該關閉週期電流的一零線條件的存在；以及 　　當確定存在該零線條件時，設定(650)一第二脈衝週期的一標稱開啟週期直流電壓。
16. 如申請專利範圍第15項所述之方法，包括： 根據設定該標稱關閉週期直流電壓與確定該零線條件的存在之間的時間差確定一關閉週期時期； 根據一標稱脈衝時期與該關閉週期時期之間的差值確定一開啟週期時期，該標稱脈衝時期是該脈衝直流電源供應器的一標稱操作頻率的倒數；以及 在確定的該開啟週期時期的期間保持該第二脈衝週期的該標稱開啟週期直流電壓。
17. 如申請專利範圍第15項所述之方法，包括： 根據設定該第一脈衝週期的該標稱開啟週期直流電壓及設定該第二脈衝週期的該標稱開啟週期直流電壓之間的時間差確定該第一脈衝週期的一實際脈衝時期；以及 設定一標稱操作頻率以對應於確定的該實際脈衝時期的倒數。
18. 如申請專利範圍第15項所述之方法，包括： 根據設定該關閉週期的該標稱關閉週期直流電壓與確定該零線條件的存在之間的時間差確定一關閉週期時期； 如果不存在取決於所確定的該關閉週期時期的一操作參數不匹配條件，則根據一標稱脈衝時期與所確定的該關閉週期時期之間的差確定一個開啟週期時期，該標稱脈衝時期是該脈衝直流電源供應器之一標稱操作頻率的倒數，並將該第二脈衝週期的該標稱開啟週期直流電壓維持與確定的該開啟週期時期相對應的時間長度；以及 如果存在該操作參數不匹配條件，則改變標稱操作頻率。
19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中如果一試驗性工作因數大於或等於一閾值工作因數，則不存在該操作參數不匹配條件，其中該試驗性工作因數是該標稱脈衝時期與確定的該關閉週期時期之間的時間差除以該標稱脈衝時期，如果該試驗性工作因數小於該閾值工作因數，則存在該操作參數不匹配條件。
20. 如申請專利範圍第15至19項所述之方法，其中藉由該脈衝直流電源供應器測量該關閉週期電流包括產生表示該關閉週期電流的複數個測量值，並且其中確定該關閉週期電流的該零線條件的存在包括評估該些測量值是否為零或者在預定範圍內。