TW202102861A - 高側電流監視器 - Google Patents

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唐納德 恩津納
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美商先驅能源工業公司
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Abstract

用於電流監測的系統、方法及設備被揭示。一種電流監視器包括一高電壓側，其被配置以獲得指出通過一導體的電流的一信號，並且施加不同位準的增益至所述信號的不同的頻帶以產生一經調整的信號。所述電流監視器的一低電壓側是與所述高電壓側電性隔離，並且被配置以分開所述經調整的信號以產生複數個輸出信號，其分別指出在所述不同的頻帶中之一的電流的一位準。一隔離放大器是被配置以在電性隔離所述高電壓側與所述低電壓側時，從所述高電壓側傳遞所述經調整的信號至所述低電壓側。

Description

高側電流監視器
本發明大致是有關於監測電力，並且更具體而言是有關於一種用於監測被提供至一負載的電流之方法及設備。
本專利申請案主張名稱為“高側電流監視器”的臨時申請案號62/862,459的優先權，其是在2019年6月17日申請並且被讓與給本案的受讓人，並且藉此明確被納入在此作為參考。
監測電流在許多情形中是重要的。例如，靜電夾具(electrostatic chuck)在各種製程系統中是被用來支撐工件(例如，晶圓)。例如，在一沉積系統中，一靜電夾具可被用來在一薄膜被沉積在一晶圓上時，將所述晶圓夾鉗在適當處。作為另一例子的是在一蝕刻系統中，一靜電夾具可被用來在材料正從一晶圓被化學蝕刻時，將所述晶圓夾鉗在適當處。
靜電夾具是利用靜電力以將所述工件保持在適當處。一靜電夾具具有利用一夾鉗電壓激勵的電極，其靜電地夾鉗所述工件至所述靜電夾具的表面。在所述靜電夾具中的電極是耦接至一靜電電源以及一控制器。所述靜電電源是從所述控制器接收所述控制信號，並且產生適配於利用一夾鉗力來夾鉗所述基板的一夾鉗電壓。
在典型的工件製程之前、期間、以及之後的各種時點，所述工件相對於所述靜電夾具的適當的定位是重要的。例如，在施加所述夾鉗電壓之前先確定一工件是被適當地載入到所述靜電夾具之上是重要的。作為另一例子的是，在某些時點判斷所述工件是被夾鉗或是未被夾鉗可能是所期望的。
所述靜電電源可包含一直流(DC)電壓產生器，其被配置以產生用於所述靜電夾具的夾鉗電極組件的一DC夾鉗電壓、以及一交流(AC)電壓產生器，其被配置以產生一AC信號。所述工件的位置可以藉由監測所述工件以及所述靜電夾具的一組合的一電容來加以偵測。例如，當所述工件被適當地定位在所述靜電夾具上時，所感測到的電容可以是高於當所述工件未被適當地定位時。
被提供至所述靜電夾具的變化的位準的電流(響應於所述AC電壓的施加)是使得所述靜電夾具的電容能夠加以監測，並且因此所述工件的位置可以藉由監測被提供至所述靜電夾具的電流來加以監測。
用以監測的習知技術的方式通常是利用在所述靜電夾具電源的一返回側上(在所述靜電夾具及接地之間)的一分流電阻器，因為輸出側需要運作在數千伏特的範圍中。低側的感測是避免將所述高電壓與量測輸出隔離的問題，但經常是以雜訊作為代價的。高側電流感測是避免雜訊的問題，但是需要一隔離的機制。隔離放大器是可供利用的，其可以分開所述靜電夾具電源的高電壓輸出與所量測的信號，但不幸的是，隔離放大器通常具有許多電性雜訊，其限制所述系統的最低可能的解析度。
由於製程技術持續移向具有更高輸出電流的更高功率的放大器，因此有需要藉由降低增益來縮放電流量測系統以接納一更大的信號。當所述電流監視器亦用於電容感測時，降低增益是驅使所述相當小的電容信號低於雜訊底。此在電容量測能力的解析度上造成一不能接受的縮減。因此，用以監測電流的習知技術的方式並非所要的，而且在未來幾乎當然會是不能接受的。
一特點可被描述特徵為一種電流監視器，其包含高電壓側，所述高電壓側被配置以獲得指出通過導體的電流的信號，並且施加不同位準的增益至所述信號的不同的頻帶以產生經調整的信號。低電壓側是與所述高電壓側電性隔離，並且被配置以分開所述經調整的信號以產生複數個輸出信號，其中所述複數個輸出信號的每一個是指出在所述不同的頻帶中之一的電流位準。隔離放大器是被配置以在電性隔離所述高電壓側與所述低電壓側時，從所述高電壓側傳遞所述經調整的信號至所述低電壓側。
另一特點是一種用於監測電流之方法，其包括獲得指出通過導體的電流的信號、分開所述信號成為至少兩個頻帶，以獲得至少兩個高電壓側的信號、以及分開地施加增益至所述至少兩個高電壓側的信號的每一個。所述至少兩個高電壓側的信號是被組合以產生一經調整的信號，所述經調整的信號是經由電流隔離的路徑來傳遞至低電壓側。所述經調整的信號是在所述低電壓側上被分開成為至少兩個頻帶，以獲得至少兩個輸出信號，並且所述至少兩個輸出信號中的一或多個是被利用以監測在所述導體中的所述電流。
又一特點是一種用於電流監測之系統，其包括電源，所述電源是被配置以施加電壓至靜電夾具，所述電壓包括直流(DC)成分以及交流(AC)成分。所述系統亦包括電流監視器，其包括用於獲得指出通過導體的電流的信號之裝置，所述導體是將所述電源耦接至所述靜電夾具。所述系統亦包括用於分開所述信號成為至少兩個頻帶以獲得至少兩個高電壓側的信號之裝置、用於分開地施加增益至所述至少兩個高電壓側的信號的每一個之裝置、以及用於組合所述至少兩個高電壓側的信號以產生一經調整的信號之裝置。此外，所述系統包括用於經由電流隔離的路徑來傳遞所述經調整的信號至低電壓側之裝置、以及用於在所述低電壓側上分開所述經調整的信號成為至少兩個頻帶以獲得至少兩個輸出信號之裝置。所述系統亦包括用於利用所述至少兩個輸出信號中的一或多個以監測在所述導體中的所述電流之裝置。
所述字詞“範例的”是在此被使用來表示“作為一個例子、實例、或是說明”。任何在此被敘述為“範例的”實施例並不必然被解釋為相對其它實施例為較佳或是有利的。
首先參考圖1，所展示的是一範例的靜電夾持系統100，其是在此揭露的高側電流監視器的實施例可被利用於其中的一環境。如同所描繪的，所述靜電夾持系統100包含一靜電夾具電源102、一高側電流監視器103、以及一靜電夾具104。如圖所示，所述靜電夾具104是被設置在一電漿處理室106之內，並且一工件110被展示為夾鉗至所述靜電夾具104。亦展示的是一工件位置模組107，其被配置以根據藉由所述高側電流監視器103量測的電流來提供所述工件110的一位置的一指示。
在此範例的應用中，所述電漿處理室106可以藉由具有實質習知結構的室(例如，其包含藉由一或多個泵(未顯示)而被抽空的一真空殼體)來實現。並且如同具有此項技術的通常知識者將會體認到的，在所述電漿處理室106中的電漿激勵可以藉由包含例如是螺旋類型電漿源的各種來源的任一個來加以達成，其包含磁性的線圈及天線以在所述反應器中點火及維持一電漿114，並且一氣體入口可被設置以用於將一氣體引入所述電漿處理室106中。
如同所描繪的，所述待處理的工件110(例如，半導體晶圓)是至少部分藉由所述靜電夾具104來加以支撐，並且電力是經由一或多個導體(例如，電纜線)而被施加至所述靜電夾具104。為了簡化起見，只有單一導體116被展示耦接所述靜電夾具104，但應該體認到的是在此所述的特點可適用於單極的夾具以及多極的夾具。舉例而言，所述技術中具有通常技能者將會體認到相關六極的靜電夾具、六個電源線以及六個對應的高側電流監視器可被採用。
所述靜電夾具電源102可以藉由各種已知或尚未被開發出的電源的任一種來加以實現，其能夠施加一包含DC及AC成分的電壓。例如，所述靜電夾具電源102可以是能夠施加1000伏特DC以及在1kHz的10到20伏特AC(波峰至波峰)，但是這些電壓及頻率只是範例的而已，並且可以依據許多因素而變化。如上所論述，所述DC電壓是在所述靜電夾具104實現一DC夾鉗電壓，其將所述工件110吸引至所述靜電夾具，而所述AC電壓可被利用以偵測所述工件110相對於所述靜電夾具104的一位置。
接著參考圖2，所展示的是一範例的高側電流監視器203，其可被用來實現在圖1中所示的高側電流監視器103。如圖所示，一分流阻抗Z是沿著一導電路徑而被設置，所述導電路徑包含一導體216，其耦接一例如是所述靜電夾具電源102的電源至在上述分流阻抗Z的一側的一節點v1。所述導電路徑亦包含所述分流阻抗Z、以及所述導體216的另一部分，其在節點v2將所述分流阻抗Z的另一側耦接至所述靜電夾具104。因此，所述分流阻抗Z是被設置在從一電源(例如，所述靜電夾具電源102)至一負載(例如，所述靜電夾具104)的一電流路徑中。因此，橫跨所述分流阻抗Z(在節點v1及v2之間)的電壓是隨著被提供至所述靜電夾具104的電流而改變；因此，在節點v1及v2之間的電壓可被使用作為一信號，其指出被提供至所述電性負載(例如，所述靜電夾具104)的電流。如圖所示，第一引線220是耦接至所述節點v1，並且第二引線221是耦接至所述節點v2。因此，所述信號(指出所述電流)在圖2的實施例中是藉由耦接所述引線220、221以橫跨被設置在所述導體216的電流路徑中的分流阻抗Z來獲得的。如上所論述的，被施加至v1的電壓可以是約1000VDC，並且在v2的電壓是一浮接的接地，其是隨著一電源(例如所述靜電夾具電源102)的輸出電壓變化的一本地的參考。例如，在v2的浮接的接地可以是與被施加在節點v1的電壓不同約1伏特。
一般而言，所述分流阻抗Z是一複數的量，其包含電阻成分以及電抗成分，但是在許多實施方式中，所述分流阻抗Z可被實施為一電阻器，其具有實質零的電抗。舉例而言，在非限制性下，所述分流阻抗Z可以藉由一100歐姆的電阻器來實現，並且通過所述分流阻抗Z的一最大規模的電流可以是10毫安培。因此，橫跨所述分流阻抗Z的電壓可以是約1伏特或更小。因為在v1及v2之間的電壓差是由於所述電流，因此在v1相對於v2的一正電壓是指出電流正流入所述靜電夾具104。
應該體認到的是，所述分流阻抗Z只是一種感測及獲得一指出通過所述導體216的電流的信號的方式而已，並且有數種其它方式來感測電流，例如是霍耳效應感測器、通量閘(Fluxgate)感測器、以及變壓器。
如圖所示，所述節點v1是經由所述引線220來耦接至一高電壓側頻帶分離器218，並且所述高電壓側頻帶分離器218是耦接至一增益構件222，所述增益構件222是耦接至一加總器224。所述加總器224的輸出是耦接至一隔離放大器226的一高電壓側，並且所述隔離放大器226的一低電壓側是耦接至一低電壓側頻帶分離器228，其提供包含第一輸出信號230以及第二輸出信號232的複數個輸出信號。應該體認到的是，所描繪的構件是欲表達邏輯功能，並且所述功能可以藉由常見的基礎物理構件來加以實施、或是藉由物理構件的一分布來加以達成。例如，一濾波器及增益放大器可以藉由一常見的運算放大器(opamp)來加以實施、或是可以藉由分開的物理構件來加以實施。亦應該體認到的是，所描繪的功能可以藉由硬體、或是硬體及軟體的一組合來加以實施。
一般而言，所述隔離放大器226是作用以電流隔離所述電流監視器203的高電壓側與所述電流監視器203的低電壓側，同時容許信號資訊能夠在輸入與輸出之間無任何歐姆路徑下跨越一阻障。
隔離可以利用一全類比的隔離放大器來加以實施。或者是，由一非隔離的放大器所構成的一子電路，接著是一類比至數位轉換器以及隔離器(其可以利用光學、電容性、磁性的原理)可被利用。與所述靜電夾具電源102無關的一隔離電源可被用來供電所述隔離放大器的構件。作為一特定的例子，所述隔離放大器226可以藉由德州儀器公司所販售的被標示以零件編號ISO224ADWVR的一隔離放大器來加以實現，其可以是藉由村田製作所股份有限公司所販售的被標示以零件編號NMS0515C的一隔離電源所供電的，但應該體認到的是來自其它來源的其它零件可被利用以實現所述隔離放大器226，並且提供電力給所述隔離放大器226。
當參照圖2時，同時亦參考到圖3，其是描繪可以相關在圖2中描繪的實施例來通過的一範例的方法的流程圖。在操作上，當一例如是所述靜電夾具電源102的電源施加電力給一例如是所述靜電夾具104的負載時(區塊302)，通過所述分流阻抗Z的電流將會在所述v1節點產生一電壓信號，其指出流過所述分流阻抗Z的電流位準(區塊304)。所述電壓信號(在此亦更單純被稱為一信號)是被提供至所述高電壓側頻帶分離器218，並且接著藉由所述高電壓側頻帶分離器218而分開成為至少兩個頻帶以獲得至少兩個高電壓側的信號(區塊306)。如同所描繪的，所述高電壓側頻帶分離器218可包含兩個或多個濾波器，並且所述增益構件222可包含相同數量的增益放大器以產生兩個或多個信號，所述信號是藉由所述加總器224來加總以產生一經調整的電壓信號，其被施加在所述隔離放大器226的高電壓側。
在圖2描繪的實施例中，所述高電壓側頻帶分離器218包含兩個濾波器：一高通濾波器234，其用以通過所述信號的高於第一頻率的頻率(以獲得針對於第一頻帶的第一信號238)、以及一低通濾波器236，其用以通過所述信號的低於第二頻率的頻率以獲得針對於第二頻帶的第二信號240。此外，在圖2中描繪的電流監視器203包含第一增益放大器242，其用以施加第一增益位準至所述第一信號238、以及第二增益放大器244，其用以施加第二增益位準至所述第二信號240。如圖所示，所述加總器224是被設置且配置以結合所述增益被調整的第一信號以及所述增益被調整的第二信號，以產生一被施加至所述隔離放大器226的經調整的信號。
在某些實施方式中，所述低通濾波器236可以通過低於10Hz的DC資訊，並且所述高通濾波器234可以通過高於100Hz的AC資訊。在許多實施方式中，所述濾波是在類比域中藉由各種類比濾波技術的任一種，例如Sallen-Key濾波而被執行，但是其它類型的主動濾波及/或被動濾波亦可被利用。在某些實施方式中，所述高通濾波器234以及相關的第一增益放大器242(增益=x的放大器)可被實施為單一運算放大器電路，並且所述低通濾波器236以及相關的第二增益放大器244(增益=y的放大器)可被實施為另一運算放大器電路。亦被思及的是，在v1的電壓信號可被轉換為一數位信號，並且接著在數位域中被濾波、數位地放大、以及加總。換言之，所述高通濾波器234、所述低通濾波器236、所述第一增益放大器242、所述第二增益放大器244、以及所述加總器224可以藉由數位構件來加以實現。
再次參照圖3，增益是分開地施加至所述至少兩個高側的電壓信號(區塊308)。在圖2描繪的實施方式中，施加一增益等於x的第一增益放大器242是耦接至所述高通濾波器234，並且具有一增益等於y的第二增益放大器244是耦接至所述低通濾波器236(其中x可以是等於或不等於y)；因此，所述DC資訊(例如，低於10Hz)以及所述AC資訊(例如，高於100Hz)可以在不同的增益值下分開地被放大。
在所述靜電夾持系統100的背景中，所述分開的放大是有利地容許所述較高頻帶的資訊(亦被稱為AC電流資訊)能夠被放大到一高許多的位準，以更正確地偵測在AC電流上的變化(其指出在所述工件110及靜電夾具104的電容上的變化)。再者，所述電壓信號的構成的成分的放大是有利地在所述隔離放大器226之前被執行，使得在後續的級中的增益並非必須的，因而任何因為所述隔離放大器226而產生的雜訊不會進一步被放大。
如圖所示，所述至少兩個高電壓側的信號是藉由所述加總器224來加以組合，以產生一經調整的信號(區塊310)。在類比域中，如同具有此項技術的通常知識者將會體認到的，所述加總器224亦可被實施為一運算放大器。所述隔離放大器226接著被用來在電性隔離所述高電壓側與所述低電壓側時，從所述高電壓側傳遞所述經調整的信號至所述低電壓側(區塊312)。所述隔離放大器226是操作以藉由產生如同此項技術中已知的電流隔離來分開所述低電壓側與所述高電壓側。有利的是，所述隔離放大器226分開所述電流監視器203的高電壓側(在所述浮接的接地下操作)與所述電流監視器203的低電壓側(其參考大地接地來操作)；因此，其保護所述低電壓側免於損壞。
如圖所示，在所述低電壓側上的經調整的電壓信號(亦被稱為一低電壓側組合的信號)是藉由所述低電壓側頻帶分離器228而被分開，以獲得至少兩個低電壓側輸出信號(區塊314)。所述低電壓側頻帶分離器228可以相關所使用的頻帶數目來鏡射所述高電壓側頻帶分離器218。如同在圖2中所示，所述低電壓側頻帶分離器228包含一高通濾波器246以及一低通濾波器248，其可以具有分別和所述高電壓側頻帶分離器218的高通濾波器234以及低通濾波器236相同的頻率響應。此外，在所述低電壓側的所述高通濾波器246以及所述低通濾波器248可以利用、或是可以不利用和在所述高電壓的濾波器側的所述高通濾波器234以及低通濾波器236相同的技術來加以實施。再次參照圖3，所述至少兩個低電壓側輸出信號中的一或多個可被用來監測通過所述導體216的電流(區塊316)。而且，在所述靜電夾持系統100的背景中，所監測的較高頻電流(如同藉由所述第一輸出信號230所指出)可被所述工件位置模組107使用來評估所述工件110的一位置，並且所監測的較低頻電流(如同藉由所述第二輸出信號所指出)可被用來評估在所述靜電夾具104中的漏電流。
作為所述靜電夾持系統100的整體方法的一個例子，假設通過所述分流阻抗Z的DC電流是10毫安培，並且所述分流阻抗Z的阻抗是100歐姆(不具有任何電抗成分)以產生橫跨所述分流阻抗Z的1伏特。進一步假設y的增益是被設定為等於1.0，並且x的增益是被設定為等於50.0。所述低通濾波器236將會產生一個1VDC的電壓信號，並且所述對應的第二增益放大器244將會施加單位增益以產生1VDC。於是，所述隔離放大器226將會呈現1VDC作為一輸出，並且在所述低電壓側上的低通濾波器248將會產生相對於大地接地的1VDC。
有關所述AC成分(用於計算電容)，假設一1kHz信號被插入(例如，藉由所述靜電夾具電源102)以橫跨所述分流阻抗Z產生1kHz的AC電流。若一1毫安培的波峰至波峰的電流被產生，則所述高通濾波器234將會在1VDC之上“看見”100毫伏AC，並且通過100毫伏AC，其藉由所述第二增益放大器244而被放大50倍以產生一具有波峰至波峰5伏特的信號。給定所述隔離放大器226的輸出是+/-10伏特，所述AC信號可被放大以佔用所述隔離放大器226的一較大的範圍。在所述低電壓側的輸出可以有兩個信號：一個1伏特DC信號、以及一個5伏特AC的波峰至波峰的信號。有利的是，所述高通及低通處理鏈的增益可被設定成使得當一具有最大的DC電流之最大的電容性負載被觀察到時，所述隔離放大器226的軌並不超過所述隔離放大器226的規格(因而截波並不會發生)。此功能對比習知技術的方式是單純容許每安培有一設定的伏特。再者，習知技術的系統是在一隔離放大器之後利用增益放大，其放大所述隔離放大器的固有的雜訊。
為了在所述靜電夾持系統100的背景中偵測所述工件110的一位置，在工件的電容及位置之間的關係可以憑經驗地加以判斷，並且臨界電容可被建立，其例如指出所述工件110在適當處、或是所述工件110受到夾鉗。所述臨界電容值可以相關工件位置資料而被儲存在非揮發性記憶體中，以致能在電容值以及工件位置之間的對映。所述工件位置模組107可以相關所述電流量測(例如，從所述第一輸出信號230獲得的較高頻量測)來利用所述憑經驗獲得的資料，以獲得在所述靜電夾具104所見到的一電容。如同所述技術中具有通常技能者輕易體認到的，一負載的電容可以如下根據所述時變的AC電壓及電流來加以判斷出：
Figure 02_image001
。
一旦所述負載(例如，所述靜電夾具104以及所述工件110的組合)的電容獲得之後，所述工件110的位置可以從非揮發性記憶體加以獲得。
所述第二輸出信號232有利地提供通過所述導體216的低頻電流的一指示，其通常提供在所述靜電夾具104中的低頻(例如，低於10Hz)漏電流的一位準的一指示。在許多實例中，所述低頻電流(指出漏電流)可以是低於1Hz。
如上所述，相關在此揭露的實施例所述的功能及方法可以利用硬體、用非暫態的機器可讀取的媒體中編碼的處理器可執行的指令、或是用所述兩者的一組合來加以完成。例如參照圖4，所展示的是描繪可被利用以實現所述高側電流監視器103以及其各種實施例(例如所述電流監視器203)的一或多個特點的物理構件的方塊圖。再者，在圖4中描繪的計算裝置的多個實例可被實施於在此所述的系統中。如圖所示，在此實施例中，一顯示器1112以及非揮發性記憶體1120是耦接至一匯流排1122，所述匯流排1122亦耦接至隨機存取記憶體(“RAM”)1124、一處理部分(其包含N個處理構件)1126、一場可程式化的閘陣列(FPGA)或微控制器1127、以及包含N個收發器的一收發器構件1128。儘管在圖4中描繪的構件代表物理構件，但圖4並不欲為詳細的硬體圖；因此，在圖4中描繪的許多構件可以藉由常見的結構來實現、或是被分散在額外的物理構件之間。再者，所思及的是其它現有以及尚未被開發出的物理構件及架構可被利用以實施參考圖4所述的功能構件。
所述顯示器1112大致是操作以提供一使用者介面給使用者，並且在數個實施方式中，所述顯示器1112是藉由一觸控螢幕顯示器來加以實現。例如，顯示器1112可被實施為所述高側電流監視器103的一部分，以使得使用者能夠控制所述第一增益放大器242及第二增益放大器244的增益設定、及/或所述高通濾波器234及低通濾波器236的時間常數。所述顯示器1112亦可被利用作為所述工件位置監視器的一部分，以顯示有關所述工件110的位置的資訊。
一般而言，所述非揮發性記憶體1120是作用以儲存(例如，持續地儲存)資料以及機器可讀取的(例如，處理器可執行的)碼(包含和達成在此所述的方法相關的可執行的碼)的非暫態的記憶體。在某些實施例中，例如所述非揮發性記憶體1120包含系統啟動加載器碼、作業系統碼、檔案系統碼、以及非暫態的處理器可執行的碼，以使得以上參考圖3所述的方法的執行變得容易。所述非揮發性記憶體1120亦可被用來儲存將工件位置關聯到電容資料的憑經驗獲得的資料。
在許多實施方式中，所述非揮發性記憶體1120是藉由快閃記憶體(例如，NAND或ONENAND記憶體)來實現，但所思及的是其它的記憶體類型亦可被利用。儘管從所述非揮發性記憶體1120執行所述碼可以是可行的，但是在所述非揮發性記憶體中的可執行的碼通常是被載入RAM 1124，並且藉由在所述處理部分1126中的N個處理構件中的一或多個來加以執行。
在操作上，相關RAM 1124的所述N個處理構件一般可以運作以執行在非揮發性記憶體1120中所儲存的指令，以實現所述高側電流監視器103及/或所述工件位置模組107的實施例的一或多個構件的功能。如同具有此項技術的通常知識者將會體認到的，所述處理部分1126可包含一視訊處理器、數位信號處理器(DSP)、圖形處理單元(GPU)、以及其它處理構件。在數位實施方式中，一DSP可被用來達成在圖2中描繪的高通濾波器234、低通濾波器236、第一增益放大器242、以及第二增益放大器244。
額外或替代的是，所述場可程式化的閘陣列(FPGA)1127可被配置以達成在此所述的功能及方法的一或多個特點。例如，非暫態的FPGA配置指令可以持續被儲存在非揮發性記憶體1120中，並且藉由所述FPGA 1127(例如，在開機期間)加以存取以配置所述FPGA 1127來達成所述電流監視器103的功能。
若所述計算裝置1100是被實施以實現所述工件位置模組107(作為一與所述高側電流監視器103分開的構件)，則所述輸入構件可以運作以接收信號(例如，從所述高側電流監視器103)，其指出所監測的電流。所述輸出構件大致操作以提供一或多個類比或數位信號，以達成在此所述的構件的一操作特點。例如，若所述計算裝置1100是被實施為所述高側電流監視器103的一部分，則所述輸出部分可以發送指出電流位準的輸出信號(例如，第一輸出信號230以及第二輸出信號232)至所述工件位置模組107。
所描繪的收發器構件1128包含N個收發器鏈，其可被使用於經由無線或有線線路的網路來和外部的裝置通訊。所述N個收發器鏈的每一個可以代表和一特定的通訊設計(例如，WiFi、乙太網路、程序總線網路(Profibus)、等等)相關的一收發器。
所揭露的實施例的先前的說明是被提供以使得任何熟習此項技術者都能夠完成或是利用本發明。各種對於這些實施例的修改對於熟習此項技術者而言都將會是相當明顯的，並且在此定義的一般原理可被應用至其它實施例，而不脫離本發明的精神或範疇。因此，本發明並不欲受限於在此所示的實施例，而是欲被授予和在此揭露的原理及新穎的特點一致的最廣範疇。
100:靜電夾持系統 102:靜電夾具電源 103:高側電流監視器 104:靜電夾具 106:電漿處理室 107:工件位置模組 110:工件 114:電漿 116:導體 203:高側電流監視器 216:導體 218:高電壓側頻帶分離器 220:第一引線 221:第二引線 222:增益構件 224:加總器 226:隔離放大器 228:低電壓側頻帶分離器 230:第一輸出信號 232:第二輸出信號 234:高通濾波器 236:低通濾波器 238:第一信號 240:第二信號 242:第一增益放大器 244:第二增益放大器 246:高通濾波器 248:低通濾波器 302:區塊 304:區塊 306:區塊 308:區塊 310:區塊 312:區塊 314:區塊 316:區塊 1112:顯示器 1120:非揮發性記憶體 1122:匯流排 1124:隨機存取記憶體 1126:處理部分 1127:場可程式化的閘陣列或微控制器 1128:收發器構件 Z:分流阻抗
[圖1]是描繪一高側電流監視器可被利用於其中的一範例的環境的方塊圖；
[圖2]是描繪在圖1中所描繪的高側電流監視器的一範例實施例的方塊圖；
[圖3]是描繪可以相關在此揭露的實施例來通過的一種方法的流程圖；以及
[圖4]是描繪可以相關在此揭露的實施例而被利用的處理構件的方塊圖。
203:高側電流監視器
216:導體
218:高電壓側頻帶分離器
220:第一引線
221:第二引線
222:增益構件
224:加總器
226:隔離放大器
228:低電壓側頻帶分離器
230:第一輸出信號
232:第二輸出信號
234:高通濾波器
236:低通濾波器
238:第一信號
240:第二信號
242:第一增益放大器
244:第二增益放大器
246:高通濾波器
248:低通濾波器

Claims (19)

  1. 一種電流監視器，其包括： 高電壓側，其被配置以獲得指出通過導體的電流的信號，並且施加不同位準的增益至所述信號的不同的頻帶以產生經調整的信號； 低電壓側，其與所述高電壓側電性隔離，並且被配置以分開所述經調整的信號以產生複數個輸出信號，所述複數個輸出信號的每一個是指出在所述不同的頻帶中之一的電流位準；以及 隔離放大器，其被配置以在電性隔離所述高電壓側與所述低電壓側時，從所述高電壓側傳遞所述經調整的信號至所述低電壓側。
  2. 如請求項1之電流監視器，其中所述高電壓側是被配置以藉由耦接橫跨被設置在所述導體的電流路徑中的分流阻抗的引線來獲得所述信號。
  3. 如請求項1之電流監視器，其中所述高電壓側是被配置以從被設置在所述導體的電流路徑中的霍爾(Hall)感測器獲得所述信號。
  4. 如請求項1之電流監視器，其中所述高電壓側包括： 高通濾波器，其用以通過所述信號的高於第一頻率的頻率，以獲得針對於第一頻帶的第一信號；以及 低通濾波器，其用以通過所述信號的低於第二頻率的頻率，以獲得針對於第二頻帶的第二信號。
  5. 如請求項4之電流監視器，其中所述高通濾波器是被配置以通過高於50Hz的頻率，並且所述低通濾波器是被配置以通過低於20Hz的頻率。
  6. 如請求項4之電流監視器，其中所述高通濾波器是被配置以通過高於100Hz的頻率，並且所述低通濾波器是被配置以通過低於10Hz的頻率。
  7. 如請求項4之電流監視器，其中所述高電壓側包括： 第一增益放大器，其用以施加第一增益位準至所述第一信號； 第二增益放大器，其用以施加第二增益位準至所述第二信號；以及 加總器，其用以結合所述第一信號以及所述第二信號以產生所述經調整的信號。
  8. 如請求項7之電流監視器，其中所述低電壓側包括： 高通濾波器，其用以通過所述經調整的信號的高於所述第一頻率的頻率，以獲得所述複數個輸出信號的第一輸出信號；以及 低通濾波器，其用以通過所述經調整的信號的低於所述第二頻率的頻率，以獲得所述複數個輸出信號的第二輸出信號。
  9. 如請求項4之電流監視器，其包括工件位置模組，所述工件位置模組是被配置以接收所述複數個輸出信號中的至少一個，並且提供藉由在所述第一頻帶中的電流而被保持在適當處的工件的位置的指示。
  10. 如請求項1之電流監視器，其中所述隔離放大器包括光學、電容性、以及磁性的耦合中的一或多個，以從所述高電壓側傳遞所述經調整的信號至所述低電壓側。
  11. 一種用於監測電流之方法，其包括： 獲得指出通過導體的電流的信號； 分開所述信號成為至少兩個頻帶，以獲得至少兩個高電壓側的信號； 分開地施加增益至所述至少兩個高電壓側的信號的每一個； 組合所述至少兩個高電壓側的信號以產生一經調整的信號； 經由電流隔離的路徑來傳遞所述經調整的信號至低電壓側； 在所述低電壓側上分開所述經調整的信號成為至少兩個頻帶，以獲得至少兩個輸出信號；以及 利用所述至少兩個輸出信號中的一或多個以監測在所述導體中的所述電流。
  12. 如請求項11之方法，其中傳遞所述經調整的信號包含經由光學、電容性、以及磁性的耦合中的一或多個來傳遞所述經調整的信號。
  13. 如請求項11之方法，其包括： 在所述低電壓側上分開所述經調整的信號成為高頻帶以及低頻帶；以及 監測所述高頻帶以評估靜電夾具的電容。
  14. 如請求項13之方法，其包括： 評估所述電容以判斷工件的位置。
  15. 一種用於電流監測之系統，其包括： 電源，其被配置以施加電壓至靜電夾具，所述電壓包括直流(DC)成分以及交流(AC)成分；以及 電流監視器，其包括： 用於獲得指出通過導體的電流的信號之裝置，所述導體是將所述電源耦接至所述靜電夾具； 用於分開所述信號成為至少兩個頻帶以獲得至少兩個高電壓側的信號之裝置； 用於分開地施加增益至所述至少兩個高電壓側的信號的每一個之裝置； 用於組合所述至少兩個高電壓側的信號以產生一經調整的信號之裝置； 用於經由電流隔離的路徑來傳遞所述經調整的信號至低電壓側之裝置； 用於在所述低電壓側上分開所述經調整的信號成為至少兩個頻帶以獲得至少兩個輸出信號之裝置；以及 用於利用所述至少兩個輸出信號中的一或多個以監測在所述導體中的所述電流之裝置。
  16. 如請求項15之系統，其中所述用於傳遞所述經調整的信號之裝置包含用於經由光學、電容性、以及磁性的耦合中的一或多個來傳遞所述經調整的信號之裝置。
  17. 如請求項15之系統，其包括： 用於在所述低電壓側上分開所述經調整的信號成為高頻帶以及低頻帶之裝置；以及 用於監測所述高頻帶以評估靜電夾具的電容之裝置。
  18. 如請求項16之系統，其包括： 用於評估電容以判斷工件的位置之裝置。
  19. 如請求項15之系統，其中所述用於獲得指出電流的信號之裝置包含分流電阻器或是霍爾感測器中的至少一個。
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