TWI662865B - 用於射頻產生器中受控制過衝之設備 - Google Patents

用於射頻產生器中受控制過衝之設備 Download PDF

Info

Publication number
TWI662865B
TWI662865B TW106102402A TW106102402A TWI662865B TW I662865 B TWI662865 B TW I662865B TW 106102402 A TW106102402 A TW 106102402A TW 106102402 A TW106102402 A TW 106102402A TW I662865 B TWI662865 B TW I662865B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
generator
power
time period
power supply
switching state
Prior art date
Application number
TW106102402A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201731349A (zh
Inventor
唐恩 凡 札爾
Original Assignee
新加坡商Ａｅｓ全球公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 新加坡商Ａｅｓ全球公司 filed Critical 新加坡商Ａｅｓ全球公司
Publication of TW201731349A publication Critical patent/TW201731349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI662865B publication Critical patent/TWI662865B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32137—Radio frequency generated discharge controlling of the discharge by modulation of energy
    • H01J37/32146—Amplitude modulation, includes pulsing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/32174—Circuits specially adapted for controlling the RF discharge
    • H01J37/32183—Matching circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
    • H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
    • H03F1/0211—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers with control of the supply voltage or current
    • H03F1/0244—Stepped control
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/189—High-frequency amplifiers, e.g. radio frequency amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • H03F3/24—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages
    • H03F3/245—Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers of transmitter output stages with semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F2200/00—Indexing scheme relating to amplifiers
    • H03F2200/451—Indexing scheme relating to amplifiers the amplifier being a radio frequency amplifier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本文提供一種產生一受控制過衝之射頻(radio-frequency；RF)產生器。一個具體實例包括：一RF功率放大器及一直流(direct-current；DC)電源供應器，該直流電源供應器包括一主要DC電源供應器、一輔助DC電源供應器、一半橋電路及一控制電路。該半橋電路，在一第一切換狀態中時以電力方式將該輔助DC電源供應器與該主要DC電源供應器串聯地連接，且在一第二切換狀態中時以電力方式將該輔助DC電源供應器自該主要DC電源供應器斷開。該控制電路針對一第一時間段將該半橋電路置於該第一切換狀態中且針對一第二時間段將該半橋電路置於該第二切換狀態中，從而在整個該第一時間段中在由該RF產生器產生之該功率中產生一受控制過衝。

Description

用於射頻產生器中受控制過衝之設備
本發明大體上係關於射頻(radio-frequency；RF)產生器，且更特定言之係關於用於改良採用平衡功率放大器以向電漿處理室供電之RF產生器之性能的設備及技術。
如藉由K Kurokawa(Design theory of balanced transistor amplifiers,」Bell System Technical Journal,1965年10月)所描述，通常在用於電漿處理室之電源供應器系統中使用平衡放大器。不同於傳統單個放大器，當使用脈衝功率來維持電漿時，平衡放大器提供更加合乎需要的脈衝形狀。平衡放大器亦提供更佳地電漿穩定性且進一步獨立於負載阻抗產生前向功率。換言之，針對功率放大器之給定控制輸入，前向功率並不由於負載阻抗改變(例如，由於電漿密度或其他電漿特性改變)而改變。
然而，平衡放大器亦產生並放大與傳統單個放大器相關的問題。舉例而言，當存在負載失配時(例如，在電漿之引燃或重燃期間，在阻抗大幅度改變的情況下)，功率耗散在構成平衡放大器之兩個放大器之間的分佈變得不均勻，其可損害耗散更多功率之放大器。此問題之傳統解決方案為降低平衡放大器之功率輪廓(例如，在高負載反射係數量值處降低負載功率)，使得並不損害耗散更多功率的放大器。在電漿引燃應用中，此 為主要缺點，此係因為電漿引燃一般需要將大量功率輸送至非匹配負載中的放大器。
因此，在本領域中需要向電漿處理室供電之改良RF產生器。
在下文中概括圖式中所展示之本發明之例示性具體實例。此等及其他具體實例更充分地描述於【實施方式】部分中。然而，將瞭解，並不意欲將本發明限制於此【發明內容】或【實施方式】中所描述之形式。熟習此項技術者可認識到，存在屬於如申請專利範圍中所表述之本發明精神及範疇內的多種修改、均等物及替代性構造。
一態樣可經表徵為在其功率輸出中產生受控制過衝的射頻(radio-frequency；RF)產生器。RF產生器包括：RF功率放大器、主要DC電源供應器、輔助DC電源供應器、半橋電路及控制電路。主要及輔助DC電源供應器向RF功率放大器供電。控制電路將半橋電路置於第一切換狀態中以串聯地連接主要及輔助DC電源供應器，從而在整個第一時間段中在RF產生器之輸出功率中產生受控制過衝。控制電路在整個第二時間段中將半橋電路置於將輔助DC電源供應器自主要DC電源供應器斷開的第二切換狀態中。
另一態樣可經表徵為直接或經由一或多個匹配網路間接地向電漿處理室中之電漿負載供電的RF產生器。將RF產生器之輸出功率中之受控制過衝用於電漿引燃係與此態樣相關。
另一態樣可經表徵為包括控制電路之RF產生器，該控制電路又包括儲存程式指令以執行方法之非暫時性有形的機器可讀取媒體。該 方法包括：針對第一時間段將半橋電路置於第一切換狀態中以在整個第一時間段中在由RF產生器產生之功率中產生受控制過衝，且針對第二時間段將半橋電路置於第二切換狀態中。
在另一態樣中，RF產生器之控制電路藉由觀測負載之一或多個特性的改變來判定受控制過衝之持續時間。
100‧‧‧電漿處理系統
105‧‧‧RF產生器
110‧‧‧一或多個匹配網路
115‧‧‧電漿處理室
205‧‧‧DC電源供應器
210‧‧‧DC電源供應器
215‧‧‧半橋電路
220‧‧‧RF功率放大器
225‧‧‧控制電路
230‧‧‧電晶體
235‧‧‧電晶體
240‧‧‧二極體
245‧‧‧二極體
300‧‧‧功率波形圖
305‧‧‧受控制脈衝
310‧‧‧標稱功率位準
315‧‧‧功率波形
400‧‧‧方法
405‧‧‧區塊
410‧‧‧區塊
500‧‧‧方法
505‧‧‧區塊
510‧‧‧區塊
515‧‧‧決策區塊
520‧‧‧區塊
612‧‧‧顯示器部分
620‧‧‧非揮發性記憶體
622‧‧‧匯流排
624‧‧‧隨機存取記憶體
626‧‧‧處理部分
627‧‧‧場可程式化閘陣列
628‧‧‧收發器組件
圖1展示根據本揭示之一具體實例之電漿處理系統之方塊圖。
圖2為根據本揭示之一具體實例之射頻(radio-frequency；RF)產生器之示意圖。
圖3為說明根據本揭示之一具體實例之RF產生器之操作的功率波形圖。
圖4為用於控制根據本揭示之一具體實例之RF產生器之方法的流程圖。
圖5為用於控制根據本發明之另一具體實例之RF產生器之方法的流程圖。
圖6為描繪可用以實現本文所描述之控制電路之具體實例的組件的方塊圖。
若藉由射頻(radio-frequency；RF)產生器(特定言之採用平衡RF放大器之射頻產生器)輸出之功率包括受控制過衝，則該RF產生器可在諸如引燃或重燃電漿處理室中之電漿的應用中更加有效地執行。「受 控制過衝」意謂RF產生器針對一時間段輸出超出標稱位準的預定位準之功率。在一些具體實例中，受控制過衝在由RF產生器產生之功率脈衝的前緣處出現。
一種用以產生此受控制過衝之有效且便宜的方法為：針對所需時間段將兩個DC電源供應器串聯地連接以將受控制但比普通位準之功率更高的位準之功率供應至RF放大器，且隨後，將DC電源供應器中之一者自RF放大器斷開以將所供應之DC功率恢復至標稱位準。在一些具體實例中，RF放大器為平衡放大器。
現參看圖式，其中在數個視圖中，相同的參考標號指定相同或類似元件，且尤其參看圖1，其為根據本揭示之一具體實例之電漿處理系統之方塊圖。在圖1中，電漿處理系統100包括RF產生器105，該RF產生器直接或經由一或多個匹配網路110間接地向電漿處理室115中之電漿負載輸出電力。
圖2為根據本揭示之一具體實例之RF產生器105之示意圖。在圖2中，主要DC電源供應器205及輔助DC電源供應器210經由半橋電路215與RF功率放大器220電連接。在一些具體實例中，主要DC電源供應器205及輔助DC電源供應器210中之任一者或兩者為可變的。在一具體實例中，可藉由對一般熟習此項技術者而言已知的平衡放大器來實現RF功率放大器。
半橋電路215包括：用作切換器之一對電晶體230及235以及一對二極體240及245。在一個具體實例中，電晶體230及235為50-V/50-A金屬氧化物半導體場效電晶體(metal-oxide-semiconductor field-effect transistors；MOSFET)，且二極體240及245為MOSFET之固有內接二極體。在其他具體實例中，可省去二極體240及245，例如，在MOSFET經不具有固有內接二極體之GaN HEMT裝置替換時。當電晶體230切換至其「接通」狀態且電晶體235切換至其「斷開」狀態時，主要DC電源供應器205及輔助DC電源供應器210串聯地電連接，從而將其組合電力供應至RF功率放大器220。此切換狀態在本文中將被稱作半橋電路215之「第一切換狀態」。當電晶體230切換至其「斷開」狀態且電晶體235切換至其「接通」狀態時，輔助DC電源供應器210自電路斷開，且僅主要DC電源供應器將電力供應至RF功率放大器220。此切換狀態在本文中將被稱作半橋電路215之「第二切換狀態」。
可藉由針對對應於過衝之所需持續時間之第一時間段將半橋電路215置於第一切換狀態中來在由RF產生器105輸出之功率中產生受控制過衝。在第二時間段期間，半橋電路215經置於第二切換狀態中，從而將由RF產生器105輸出之功率恢復至標稱位準。在一個具體實例中，受控制過衝出現在功率脈衝之前緣處，且對應於標稱輸出功率之第二時間段緊跟在受控制過衝之後(參看下文之圖3)。
在圖2中所展示的具體實例中，控制電路225控制半橋電路215之切換狀態以產生所需受控制過衝。如圖中所展示，控制電路225與電晶體230及235之閘極電連接，以便按需要切換電晶體「接通」及「斷開」。控制電路225包括：量測並控制受控制過衝之持續時間的計時電路或邏輯(圖2中未示)，及用於驅動電晶體230及235之閘極驅動電路(圖2中未示)。取決於特定具體實例，可使用以下各者實施控制電路225：離散組件； 執行儲存於有形非暫時性機器可讀取儲存媒體中之程式指令的微處理器或微控制器；場可程式化閘陣列(field-programmable gate array；FPGA)；或其他架構。
圖3為說明根據本揭示之一具體實例之RF產生器105之操作的功率波形圖300。在圖3中，供應至電漿處理室115之功率脈衝包括持續時間t pk 之受控制過衝305。在時間段t pk 期間，RF產生器105輸出超出標稱功率位準310 P pk (過衝)之功率。將標稱功率位準310維持受控制過衝305後之時間段t n 。因此，時間段t pk 對應於如上文結合圖2所論述之「第一時間段」(及半橋電路215之第一切換狀態)，且時間段t n 對應於如上文所論述之「第二時間段」(及半橋電路215之第二切換狀態)。
如圖3中所展示，在不同時間處，藉由RF產生器105輸出之功率可與分別對應於受控制過衝305及標稱功率位準310之輸出功率位準不同。舉例而言，標記為315之功率波形之部分表示與受控制過衝305及標稱功率位準310兩者之功率位準不同的功率位準。在其他具體實例中，僅分別對應於過衝305及標稱功率位準310之兩個功率位準係藉由RF產生器305輸出。換言之，在對應於RF產生器105之輸出之功率波形中，時間段t pk (受控制過衝305)及t n (標稱功率位準310)可後接零個、一個或多於一個額外時間段，在該等時間段期間，RF產生器105產生與在t pk (受控制過衝305)及t n (標稱功率位準310)兩者期間產生之功率量不同的功率量。亦應注意，在圖3所描繪之具體實例中，受控制過衝305出現在功率脈衝之前緣處。另外，圖3說明，在一些具體實例中，可使第一、第二及額外時間段以預定模式重複以形成一脈衝串。
圖4為用於控制根據本揭示之一具體實例之RF產生器105之方法400的流程圖。在此具體實例中，藉由控制電路225執行方法400。在區塊405處，控制電路225藉由針對時間段t pk (參看圖3)將半橋電路215置於第一切換狀態(參看上文圖2之論述)中以在RF產生器105之輸出功率中產生受控制過衝305。在區塊410處，控制電路225藉由針對時間段t n 將半橋電路215置於第二切換狀態中以將輸出功率位準恢復至標稱功率位準310。
圖5為用於控制根據本發明之另一具體實例之RF產生器105之方法500的流程圖。在區塊505處，控制電路225將半橋電路215置於第一切換狀態中以在RF產生器105之功率輸出中產生受控制過衝305。在此特定具體實例中，控制電路225監測負載(例如，自電漿負載反射之功率)之一或多個特性以識別指示受控制過衝305應終止之觀測到的特性或多個特性之改變，而非受控制過衝305持續一固定時間段t pk 。此反映於區塊510中。舉例而言，在諸如圖1中所展示之電漿處理室具體實例中，控制電路225可藉由觀測自電漿負載反射之功率的快速降低來偵測電漿之引燃或重燃已出現。當以此方式偵測到引燃或重燃時，可結束受控制過衝305。在決策區塊515處，控制電路225判定所監測之特性或多個特性是否指示已出現電漿處理室115中之電漿的引燃(亦即，將指示引燃或重燃之特性已出現所期望的改變)。若為否，則控制電路225繼續監測負載特性或多個負載特性。若為是，則在區塊520處，控制電路225藉由將半橋電路215置於第二切換狀態中，從而將由RF產生器105輸出之功率恢復至標稱功率位準310來結束受控制過衝305。
在一個說明性具體實例中，當主要DC電源供應器205供應160V軌及50A電流時，採用平衡RF功率放大器之RF產生器105在第二切換狀態中產生6kW。在此具體實例中，30-V輔助DC電源供應器210足以在受控制過衝305期間使RF功率增加40%。若此額外功率需要10%之時間，則30-V輔助DC電源供應器210所需之功率僅為約177W。在此特定具體實例中，輔助DC電源供應器210需要200V接地隔離(假定在一些應用中主要DC供電電壓可自160V提高至200V)，且若分流輔助DC電源供應器210之電容器足夠大，則輔助DC電源供應器210僅需要供應6安培。
結合本文所揭示之具體實例描述的方法可直接實施於以下各者中：硬體、經編碼於非暫時性機器可讀取媒體中之處理器可執行指令或兩者之組合。舉例而言，參看圖6，展示描繪可用以實現根據例示性具體實例之控制電路225的實體組件之方塊圖。如所展示，在此具體實例中，顯示器部分612及非揮發性記憶體620耦接至匯流排622，該匯流排亦耦接至隨機存取記憶體(random access memory；「RAM」)624、處理部分(包括N個處理組件)626、場可程式化閘陣列(field programmable gate array；FPGA)627及包括N個收發器之收發器組件628。儘管圖6中描繪之組件表示實體組件，但圖6並不意欲為詳細硬體圖；因此，可藉由常用建構實現或在額外實體組件中分佈圖6中描繪之許多組件。此外，預期其他存在且可進一步採用研發出之實體組件及架構來實施參考圖6描述之功能組件。
此顯示器部分612一般操作以向使用者提供使用者介面，且在若干實施中，藉由觸控式螢幕顯示器來實現該顯示器。一般而言，非揮發性記憶體620為用於儲存(例如，持久地儲存)資料及機械可讀取(例 如，處理器可執行)碼(包括與實現本文所描述之方法相關聯的可執行碼)的非暫時性記憶體。舉例而言，在一些具體實例中，非揮發性記憶體620包括開機載入程式碼、作業系統碼、檔案系統碼及非暫時性處理器可執行碼，從而促進參考在本文中進一步描述之圖4及圖5所描述之方法的執行。
在許多實施中，非揮發性記憶體620係藉由快閃記憶體(例如，NAND或ONENAND記憶體)實現，但亦預期可採用其他記憶體類型。儘管有可能執行來自非揮發性記憶體620之程式碼，但通常非揮發性記憶體中之可執行碼經載入至RAM 624中且藉由處理部分626中之N個處理組件中之一或多者執行。
在操作中，與RAM 624結合之N個處理組件可一般操作以執行儲存於非揮發性記憶體620中之指令以實現控制電路225之功能。舉例而言，用以實現參考圖4及圖5所描述之方法的非暫時性處理器可執行指令可持久地儲存於非揮發性記憶體620中且藉由與RAM 624結合之N個處理組件執行。如一般熟習此項技術者將瞭解，處理部分626可包括：視訊處理器、數位信號處理器(digital signal processor；DSP)、圖形處理單元(graphics proccssing unit；GPU)及其他處理組件。
此外，或在替代例中，場可程式化閘陣列(FPGA)627可經組態以實現本文所描述之方法中之一或多個態樣(例如，參考圖4及圖5所描述之方法)。舉例而言，非暫時性FPGA組態指令可持久地儲存於非揮發性記憶體620中且藉由FPGA 627(例如，在啟動期間)存取以組態FPGA 627從而實現控制電路225之功能。
輸入組件可操作以接收指示輸出功率之一或多個態樣(例 如，圖3中描繪之功率波形)之信號(例如，經由感測器在RF PA 220之輸出端處)。在輸入組件處接收之信號可包括(例如)電壓、電流、前向功率、反射功率及電漿負載阻抗。輸出組件一般操作以提供一或多個類比或數位信號以實現產生器之操作性態樣。舉例而言，輸出部分可將信號閘極驅動至電晶體230及235以開啟及關閉由電晶體230及235形成之傳導路徑。
所描繪之收發器組件628包括N條收發器鏈，其可用於經由無線或有線網路與外部裝置通信。N條收發器鏈中之每一者可表示與特定通信方案(例如，WiFi、乙太網、現場匯流排(Profibus)等)相關聯的收發器。
提供所揭示之具體實例的先前描述以使任何熟習此項技術者能夠製作或使用本發明。對此等具體實例之各種修改對於熟習此項技術者而言將顯而易見，且可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下將本文中所定義之一般原理應用於其他具體實例。因此，本發明並不意欲限於本文中所展示的具體實例，而應符合與本文中所揭示原理及新穎特徵相一致的最廣泛範疇。

Claims (19)

  1. 一種射頻(RF)產生器，其包含：一RF功率放大器；及一直流(DC)電源供應器，其與該RF功率放大器電連接以將電力供應至該RF功率放大器，該DC電源供應器包括：一主要DC電源供應器；一輔助DC電源供應器；一半橋電路，其在一第一切換狀態中時將該輔助DC電源供應器與該主要DC電源供應器串聯地電連接，且在一第二切換狀態中時將該輔助DC電源供應器自該主要DC電源供應器電斷開；及一控制電路，其針對一第一時間段將該半橋電路置於該第一切換狀態中且針對一第二時間段將該半橋電路置於該第二切換狀態中，從而在整個該第一時間段中在由該RF產生器產生之該功率中產生一受控制過衝。
  2. 如申請專利範圍第1項之RF產生器，其中該RF功率放大器為一平衡RF功率放大器。
  3. 如申請專利範圍第1項之RF產生器，其中該RF產生器直接或經由一或多個匹配網路間接地將電力供應至一電漿負載。
  4. 如申請專利範圍第1項之RF產生器，其中將由該RF產生器產生之該功率中之該受控制過衝用於電漿引燃。
  5. 一種射頻(RF)產生器，其包含：一RF功率放大器；及一直流(DC)電源供應器，其與該RF功率放大器電連接以將電力供應至該RF功率放大器，該DC電源供應器包括：一主要DC電源供應器；一輔助DC電源供應器；一半橋電路，其在一第一切換狀態中時將該輔助DC電源供應器與該主要DC電源供應器串聯地電連接，且在一第二切換狀態中時將該輔助DC電源供應器自該主要DC電源供應器電斷開；及一控制電路，其包括編碼有指令以執行一方法之非暫時性有形的機器可讀取媒體，該方法包括：針對一第一時間段將該半橋電路於在該第一切換狀態中以在整個該第一時間段中在由該RF產生器產生之該功率中產生一受控制過衝；及針對一第二時間段將該半橋電路置於該第二切換狀態中。
  6. 如申請專利範圍第5項之RF產生器，其中該第一時間段在由該RF產生器產生之一功率脈衝之一前緣處開始且該第二時間段緊跟在該第一時間段之後。
  7. 如申請專利範圍第5項之RF產生器，其中該第一時間段及該第二時間段後接零個時間段、一個額外時間段或複數個額外時間段，在該一個額外時間段或該複數個額外時間段期間，該RF產生器產生與在該第一時間段及該第二時間段期間不同的一功率量。
  8. 如申請專利範圍第7項之RF產生器，其中該第一時間段、該第二時間段及該複數個額外時間段以一預定模式重複以形成一脈衝串。
  9. 如申請專利範圍第5項之RF產生器，其中該第一時間段為固定的。
  10. 如申請專利範圍第5項之RF產生器，其中由該控制電路以指令所執行的該方法進一步包括：藉由觀測與該RF產生器之一輸出端連接之一負載之特性的一改變來判定該第一時間段。
  11. 如申請專利範圍第5項之RF產生器，其中該RF產生器直接或經由一或多個匹配網路間接地將電力供應至一電漿負載，且將由該RF產生器產生之該功率中之該受控制過衝用於電漿引燃。
  12. 一種射頻(RF)產生器，其包含：用於放大RF功率之裝置；用於將直流(DC)功率供應至用於放大RF功率之該裝置的裝置，用於供應DC功率之該裝置包括用於供應DC功率之主要裝置及用於供應DC功率之輔助裝置；用於切換之裝置，該裝置在一第一切換狀態中時，將用於供應DC功率之該輔助裝置與用於供應DC功率之該主要裝置串聯地電連接，且在一第二切換狀態中時，將用於供應DC功率之該輔助裝置自用於供應DC功率之該主要裝置電斷開；及用於控制用於切換之該裝置的裝置，用於控制之該裝置針對一第一時間段將用於切換之該裝置置於該第一切換狀態中且針對一第二時間段將用於切換之該裝置置於該第二切換狀態中，從而在整個該第一時間段中在由該RF產生器產生之該功率中產生一受控制過衝。
  13. 如申請專利範圍第12項之RF產生器，其中用於控制用於切換之該裝置的該裝置經組態以使得該第一時間段在由該RF產生器產生之一功率脈衝之一前緣處開始且使得該第二時間段緊跟在該第一時間段之後。
  14. 如申請專利範圍第12項之RF產生器，其中用於控制用於切換之該裝置的該裝置經組態以促使該第一時間段及該第二時間段後接零個時間段、一個額外時間段或複數個額外時間段，在該一個額外時間段或該複數個額外時間段期間，該RF產生器產生與在該第一時間段及該第二時間段期間不同的一功率量。
  15. 如申請專利範圍第14項之RF產生器，其中用於控制用於切換之該裝置的該裝置經組態以使得該第一時間段、該第二時間段及該複數個額外時間段以一預定模式重複以形成一脈衝串。
  16. 如申請專利範圍第12項之RF產生器，其中該第一時間段為固定的。
  17. 如申請專利範圍第12項之RF產生器，其中用於控制用於切換之該裝置的該裝置經組態以藉由觀測連接至該RF產生器之一輸出端之一負載之該等特性的一改變來判定該第一時間段。
  18. 如申請專利範圍第12項之RF產生器，其中該RF產生器直接或經由一或多個匹配網路間接地將電力供應至一電漿負載。
  19. 如申請專利範圍第12項之RF產生器，其中將由該RF產生器產生之該功率中之該受控制過衝用於電漿引燃。
TW106102402A 2016-02-18 2017-01-23 用於射頻產生器中受控制過衝之設備 TWI662865B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/046,563 2016-02-18
US15/046,563 US9577516B1 (en) 2016-02-18 2016-02-18 Apparatus for controlled overshoot in a RF generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201731349A TW201731349A (zh) 2017-09-01
TWI662865B true TWI662865B (zh) 2019-06-11

Family

ID=58017832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106102402A TWI662865B (zh) 2016-02-18 2017-01-23 用於射頻產生器中受控制過衝之設備

Country Status (8)

Country Link
US (2) US9577516B1 (zh)
EP (1) EP3417543A4 (zh)
JP (1) JP6640368B2 (zh)
KR (1) KR102148642B1 (zh)
CN (1) CN108886345B (zh)
DE (1) DE17753626T1 (zh)
TW (1) TWI662865B (zh)
WO (1) WO2017142695A1 (zh)

Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9577516B1 (en) * 2016-02-18 2017-02-21 Advanced Energy Industries, Inc. Apparatus for controlled overshoot in a RF generator
US9800719B1 (en) * 2017-07-11 2017-10-24 Premergy, Inc. Systems and methods for managing power for a mobile device
EP3718129B8 (en) 2017-11-29 2023-07-19 Comet Technologies USA, Inc Retuning for impedance matching network control
US10555412B2 (en) 2018-05-10 2020-02-04 Applied Materials, Inc. Method of controlling ion energy distribution using a pulse generator with a current-return output stage
CN110504149B (zh) * 2018-05-17 2022-04-22 北京北方华创微电子装备有限公司 射频电源的脉冲调制系统及方法
US10515781B1 (en) 2018-06-13 2019-12-24 Lam Research Corporation Direct drive RF circuit for substrate processing systems
JP6846387B2 (ja) * 2018-06-22 2021-03-24 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
US11476145B2 (en) 2018-11-20 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Automatic ESC bias compensation when using pulsed DC bias
CN109327197B (zh) * 2018-11-28 2021-08-17 电子科技大学 一种耗尽型GaN-HEMT功放的控制电路
JP7451540B2 (ja) 2019-01-22 2024-03-18 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド パルス状電圧波形を制御するためのフィードバックループ
US11508554B2 (en) 2019-01-24 2022-11-22 Applied Materials, Inc. High voltage filter assembly
US10886104B2 (en) * 2019-06-10 2021-01-05 Advanced Energy Industries, Inc. Adaptive plasma ignition
US11527385B2 (en) 2021-04-29 2022-12-13 COMET Technologies USA, Inc. Systems and methods for calibrating capacitors of matching networks
US11114279B2 (en) 2019-06-28 2021-09-07 COMET Technologies USA, Inc. Arc suppression device for plasma processing equipment
US11596309B2 (en) 2019-07-09 2023-03-07 COMET Technologies USA, Inc. Hybrid matching network topology
US11107661B2 (en) 2019-07-09 2021-08-31 COMET Technologies USA, Inc. Hybrid matching network topology
US12002611B2 (en) 2019-08-28 2024-06-04 COMET Technologies USA, Inc. High power low frequency coils
US12027351B2 (en) 2020-01-10 2024-07-02 COMET Technologies USA, Inc. Plasma non-uniformity detection
US11830708B2 (en) 2020-01-10 2023-11-28 COMET Technologies USA, Inc. Inductive broad-band sensors for electromagnetic waves
US11887820B2 (en) 2020-01-10 2024-01-30 COMET Technologies USA, Inc. Sector shunts for plasma-based wafer processing systems
US11670488B2 (en) 2020-01-10 2023-06-06 COMET Technologies USA, Inc. Fast arc detecting match network
US11521832B2 (en) 2020-01-10 2022-12-06 COMET Technologies USA, Inc. Uniformity control for radio frequency plasma processing systems
US11605527B2 (en) 2020-01-20 2023-03-14 COMET Technologies USA, Inc. Pulsing control match network
US11961711B2 (en) 2020-01-20 2024-04-16 COMET Technologies USA, Inc. Radio frequency match network and generator
US11688584B2 (en) 2020-04-29 2023-06-27 Advanced Energy Industries, Inc. Programmable ignition profiles for enhanced plasma ignition
US11462389B2 (en) 2020-07-31 2022-10-04 Applied Materials, Inc. Pulsed-voltage hardware assembly for use in a plasma processing system
US11373844B2 (en) 2020-09-28 2022-06-28 COMET Technologies USA, Inc. Systems and methods for repetitive tuning of matching networks
US11901157B2 (en) 2020-11-16 2024-02-13 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US11798790B2 (en) 2020-11-16 2023-10-24 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for controlling ion energy distribution
US12057296B2 (en) 2021-02-22 2024-08-06 COMET Technologies USA, Inc. Electromagnetic field sensing device
US11495470B1 (en) 2021-04-16 2022-11-08 Applied Materials, Inc. Method of enhancing etching selectivity using a pulsed plasma
US11948780B2 (en) 2021-05-12 2024-04-02 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11791138B2 (en) 2021-05-12 2023-10-17 Applied Materials, Inc. Automatic electrostatic chuck bias compensation during plasma processing
US11967483B2 (en) 2021-06-02 2024-04-23 Applied Materials, Inc. Plasma excitation with ion energy control
US20220399185A1 (en) 2021-06-09 2022-12-15 Applied Materials, Inc. Plasma chamber and chamber component cleaning methods
US11810760B2 (en) 2021-06-16 2023-11-07 Applied Materials, Inc. Apparatus and method of ion current compensation
US11569066B2 (en) 2021-06-23 2023-01-31 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US11923175B2 (en) 2021-07-28 2024-03-05 COMET Technologies USA, Inc. Systems and methods for variable gain tuning of matching networks
US11476090B1 (en) 2021-08-24 2022-10-18 Applied Materials, Inc. Voltage pulse time-domain multiplexing
US11694876B2 (en) 2021-12-08 2023-07-04 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for delivering a plurality of waveform signals during plasma processing
US12040139B2 (en) 2022-05-09 2024-07-16 COMET Technologies USA, Inc. Variable capacitor with linear impedance and high voltage breakdown
US11657980B1 (en) 2022-05-09 2023-05-23 COMET Technologies USA, Inc. Dielectric fluid variable capacitor
US11972924B2 (en) 2022-06-08 2024-04-30 Applied Materials, Inc. Pulsed voltage source for plasma processing applications
US12051549B2 (en) 2022-08-02 2024-07-30 COMET Technologies USA, Inc. Coaxial variable capacitor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61276769A (ja) * 1985-05-31 1986-12-06 Toa Seiki Kk 非キ−ホ−ル形プラズマア−ク溶接における主プラズマア−クの点弧方法
US5717293A (en) * 1995-10-20 1998-02-10 Eni Technologies, Inc. Strike enhancement circuit for a plasma generator
JPH11254144A (ja) * 1998-03-09 1999-09-21 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd プラズマ加工装置のアーク点火装置
US20030231062A1 (en) * 2002-06-03 2003-12-18 Israel Bar-David Efficient supply enhancement circuitry for power amplifiers
TW200803139A (en) * 2006-06-23 2008-01-01 Anpec Electronics Corp Driving circuit for switching DC power
TWI494967B (zh) * 2011-07-28 2015-08-01 Advanced Energy Ind Inc 用於以電漿為基礎之處理的系統、裝置、方法

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5423078A (en) * 1993-03-18 1995-06-06 Ericsson Ge Mobile Communications Inc. Dual mode power amplifier for analog and digital cellular telephones
US5643639A (en) * 1994-12-22 1997-07-01 Research Triangle Institute Plasma treatment method for treatment of a large-area work surface apparatus and methods
US5965034A (en) 1995-12-04 1999-10-12 Mc Electronics Co., Ltd. High frequency plasma process wherein the plasma is executed by an inductive structure in which the phase and anti-phase portion of the capacitive currents between the inductive structure and the plasma are balanced
JP2845209B2 (ja) * 1996-08-23 1999-01-13 日本電気株式会社 圧電トランスインバータ及びその制御回路並びに駆動方法
JP3572942B2 (ja) * 1998-05-22 2004-10-06 日新電機株式会社 放電ガス処理装置
US6469919B1 (en) 1999-07-22 2002-10-22 Eni Technology, Inc. Power supplies having protection circuits
EP1102409B1 (en) * 1999-11-18 2006-10-04 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Method and apparatus for generating a RF signal
US6492867B2 (en) 2000-03-10 2002-12-10 Paragon Communications Ltd. Method and apparatus for improving the efficiency of power amplifiers, operating under a large peak-to-average ratio
DE60100753T2 (de) * 2000-03-10 2004-07-01 Paragon Communications Ltd. Verfahren und vorrichtung zur erhöhung des wirkungsgrades von leistungsverstärkern bei signalen mit hohem spitzenwert- zu mittelwertverhältnis
US6459067B1 (en) * 2001-04-06 2002-10-01 Eni Technology, Inc. Pulsing intelligent RF modulation controller
US6920312B1 (en) * 2001-05-31 2005-07-19 Lam Research Corporation RF generating system with fast loop control
JP2003229729A (ja) * 2002-02-04 2003-08-15 Shimadzu Corp Ｉｃｐ高周波電源
US6703080B2 (en) 2002-05-20 2004-03-09 Eni Technology, Inc. Method and apparatus for VHF plasma processing with load mismatch reliability and stability
JP4846190B2 (ja) * 2003-05-16 2011-12-28 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理装置およびその制御方法
KR100524639B1 (ko) * 2003-06-25 2005-10-28 성일경 무전극 방전등 점등용 기동회로
US7755300B2 (en) * 2003-09-22 2010-07-13 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for preventing instabilities in radio-frequency plasma processing
DE102004018502B3 (de) * 2004-04-14 2006-01-12 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Vorrichtung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung
US7243706B2 (en) * 2004-05-28 2007-07-17 Ixys Corporation Heatsink for power devices
US7214934B2 (en) * 2004-07-22 2007-05-08 Varian Australia Pty Ltd Radio frequency power generator
JP2006254345A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Mitsubishi Electric Corp 送信機の電力増幅装置
US7305311B2 (en) 2005-04-22 2007-12-04 Advanced Energy Industries, Inc. Arc detection and handling in radio frequency power applications
EP1783904B1 (de) * 2005-10-17 2008-04-16 HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG HF-Plasmaversorgungseinrichtung
CN101529551B (zh) * 2006-10-31 2011-06-22 Mks仪器股份有限公司 防止射频等离子体处理中的不稳定性的方法和装置
JP2008178284A (ja) * 2006-12-22 2008-07-31 Tokyo Electric Power Co Inc:The 電力変換器
JP5606312B2 (ja) 2007-07-23 2014-10-15 トゥルンプフ ヒュッティンガー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト プラズマ給電装置
US8847561B2 (en) 2008-05-07 2014-09-30 Advanced Energy Industries, Inc. Apparatus, system, and method for controlling a matching network based on information characterizing a cable
JP4777481B2 (ja) * 2008-08-11 2011-09-21 住友精密工業株式会社 プラズマ制御装置
US8344704B2 (en) 2008-12-31 2013-01-01 Advanced Energy Industries, Inc. Method and apparatus for adjusting the reference impedance of a power generator
US8258874B2 (en) 2008-12-31 2012-09-04 Advanced Energy Industries, Inc. Dual-mode control of a power generator
US8344559B2 (en) 2009-05-05 2013-01-01 Advanced Energy Industries, Inc. Multi-feed RF distribution systems and methods
US8716984B2 (en) 2009-06-29 2014-05-06 Advanced Energy Industries, Inc. Method and apparatus for modifying the sensitivity of an electrical generator to a nonlinear load
JP4891384B2 (ja) 2009-12-10 2012-03-07 株式会社新川 プラズマ発生装置
US8330432B2 (en) * 2009-12-22 2012-12-11 Advanced Energy Industries, Inc Efficient active source impedance modification of a power amplifier
US8559898B2 (en) * 2010-04-20 2013-10-15 Rf Micro Devices, Inc. Embedded RF PA temperature compensating bias transistor
US9222997B2 (en) * 2010-06-17 2015-12-29 Koninklijke Philips N.V. Gradient coil power supply and a magnetic resonance imaging system
JP5946227B2 (ja) * 2011-01-04 2016-07-05 アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッドＡｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ， Ｉｎｃ． 電力送達システム、電力制御システム、および、電力を送達するまたは電力制御する方法
JP5534365B2 (ja) * 2012-06-18 2014-06-25 株式会社京三製作所 高周波電力供給装置、及び反射波電力制御方法
TWI592978B (zh) * 2012-06-22 2017-07-21 蘭姆研究公司 用以處理在電漿處理腔室中之基板的方法
US9685297B2 (en) * 2012-08-28 2017-06-20 Advanced Energy Industries, Inc. Systems and methods for monitoring faults, anomalies, and other characteristics of a switched mode ion energy distribution system
US8742668B2 (en) * 2012-09-05 2014-06-03 Asm Ip Holdings B.V. Method for stabilizing plasma ignition
TWI599272B (zh) * 2012-09-14 2017-09-11 蘭姆研究公司 根據三個或更多狀態之功率及頻率調整
JP5449593B1 (ja) * 2013-03-05 2014-03-19 三菱電機株式会社 車載電子制御装置及びその給電制御方法
US9748864B2 (en) * 2014-06-30 2017-08-29 Mks Instruments, Inc. Power supply circuits incorporating transformers for combining of power amplifier outputs and isolation of load voltage clamping circuits
GB2528980A (en) * 2014-08-08 2016-02-10 Reinhausen Maschf Scheubeck Voltage balancing in series connected power switches
US9577516B1 (en) * 2016-02-18 2017-02-21 Advanced Energy Industries, Inc. Apparatus for controlled overshoot in a RF generator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61276769A (ja) * 1985-05-31 1986-12-06 Toa Seiki Kk 非キ−ホ−ル形プラズマア−ク溶接における主プラズマア−クの点弧方法
US5717293A (en) * 1995-10-20 1998-02-10 Eni Technologies, Inc. Strike enhancement circuit for a plasma generator
JPH11254144A (ja) * 1998-03-09 1999-09-21 Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd プラズマ加工装置のアーク点火装置
US20030231062A1 (en) * 2002-06-03 2003-12-18 Israel Bar-David Efficient supply enhancement circuitry for power amplifiers
TW200803139A (en) * 2006-06-23 2008-01-01 Anpec Electronics Corp Driving circuit for switching DC power
TWI494967B (zh) * 2011-07-28 2015-08-01 Advanced Energy Ind Inc 用於以電漿為基礎之處理的系統、裝置、方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102148642B1 (ko) 2020-08-27
CN108886345A (zh) 2018-11-23
KR20180113599A (ko) 2018-10-16
JP2019512150A (ja) 2019-05-09
JP6640368B2 (ja) 2020-02-05
WO2017142695A1 (en) 2017-08-24
TW201731349A (zh) 2017-09-01
US10074518B2 (en) 2018-09-11
CN108886345B (zh) 2022-06-21
EP3417543A4 (en) 2019-08-07
US9577516B1 (en) 2017-02-21
DE17753626T1 (de) 2019-03-21
US20170243723A1 (en) 2017-08-24
EP3417543A1 (en) 2018-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI662865B (zh) 用於射頻產生器中受控制過衝之設備
TWI585814B (zh) 提供電力至電漿處理室之方法、電源供應器以及非暫態的實體電腦可讀取的儲存媒體
US10749488B2 (en) Programmably configured switchmode audio amplifier
KR101689508B1 (ko) 고주파 전원장치 및 플라즈마 착화방법
JP2017528994A5 (zh)
US10491202B2 (en) RF generator
US10615755B2 (en) Non-linear high-frequency amplifier arrangement
JP2011171967A (ja) デジタルアンプ
TWI678082B (zh) 電源延續控制電路
KR101946115B1 (ko) 전력 증폭기 오프 상태 성능을 가능하게 하는 디바이스 및 방법
US10187055B2 (en) Output discharge techniques for load switches
JP2008227598A (ja) 増幅装置
WO2015056509A1 (ja) プラズマ生成用電源装置の制御方法
US20150054474A1 (en) Power supply apparatus with reducing voltage overshooting
JP5866229B2 (ja) 過電流保護回路及び過電流保護方法
JP7384206B2 (ja) バイアス回路、増幅器及びバイアス電圧制御方法
US9184706B2 (en) High-frequency amplifier
KR100821563B1 (ko) 고밀도 에너지의 레이저 발생을 위한 레이저발생장치의ｑ-스위칭 드라이버
JP2012209770A (ja) 固定音発生装置及びスイッチング増幅器
KR102264904B1 (ko) 전자 부품 구동 장치
KR100541452B1 (ko) 돌입전류 제한회로
JP2000269747A (ja) 高周波パルス電力増幅器
JP2012199747A (ja) 過入力保護回路及び過入力保護方法
JP2001102193A (ja) 無電極放電ランプ点灯装置及び水処理装置