[發明專利]在等離子體室中檢測電弧的方法和裝置

在審

• 申請號: 201310124037.0
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103474321A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 崔相敦
• 申請（專利權）人: 株式會社新動力等離子體
• 主分類號: H01J37/32
• 分類號: H01J37/32;H01J37/244
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 戚傳江;穆德駿

技術領域

本發明涉及檢測在消耗功率的負載中產生的電弧的方法和裝置，更具體地，涉及檢測在使用射頻(RF)功率來產生等離子體的等離子體處理室中產生的電弧的方法和裝置。

背景技術

在消耗功率的負載中產生的電弧可能對電源或該負載產生損害。盡管優選的是基本上防止電弧的產生，但是電弧可能由于各種因素而產生。因此，已經繼續技術努力來檢測電弧的產生，以阻斷電弧連續產生。

特別地，對于使用RF功率的等離子體工藝，所產生的電弧可能損傷等離子體室并污染要被處理的材料。在這方面，已經提出用于檢測在該室中產生的電弧并將其快速阻斷的技術。例如，存在一種工藝，其包括，檢測反射功率中的意外變化，檢查電弧是否產生，并阻斷或減小所供應的RF功率。然而，由于等離子體室中產生的電弧不必然導致反射功率的增加，因此難以增加其可行性。

使用等離子體的半導體制造工藝需要非常高的精確性。因此，需要精確檢測該室中產生的電弧并快速控制功率供應的方法和裝置。

發明內容

本發明的目的是提供用于檢測等離子體室中的電弧的方法和裝置，其能夠精確檢測等離子體室中產生的電弧。

本發明的一個方面是針對用于檢測等離子體室中電弧的裝置。該裝置包括：電壓傳感器，其用于檢測由電源供應到等離子體室的射頻(RF)功率的電壓值；電流傳感器，其用于檢測RF功率的電流值；電壓和電流比例檢測電路，其用于接收由電壓傳感器和電流傳感器檢測到的電壓和電流值，以計算電壓和電流比例；以及控制器，其用于基于在電壓和電流比例檢測電路中計算的電壓和電流比例來確定電弧是否產生。

根據本發明的一個示例性實施例，當控制器確定在等離子體室中產生電弧時，其控制以減小來自電源的RF功率的供應。

根據本發明的另一個示例性實施例，當控制器確定在等離子體室中產生電弧時，其控制以阻斷來自電源的RF功率的供應。

根據本發明的再一個示例性實施例，當控制器確定在等離子體室中產生電弧時，其首先控制減小來自電源的RF功率的供應，然后阻斷該功率的供應。

根據本發明的又一個示例性實施例，其進一步包括：反射功率檢測器，其用于檢測從電源供應到等離子體室的RF功率的反射功率；比較器電路，其用于將由反射功率檢測器檢測到的反射功率值與參考值比較；以及邏輯電路，其用于邏輯計算在比較器電路中比較的值以及來自電壓和電流比例檢測電路的電壓和電流比例的值，并將最終的邏輯值提供到控制器。

根據本發明的又一個示例性實施例，控制器基于由邏輯電路提供的邏輯值執行對電源的控制。

本發明的另一方面是針對用于檢測等離子體室中的電弧的方法，包括步驟：檢測從電源供應到等離子體室的RF功率的電壓值；檢測RF功率的電流值；利用所檢測到的電壓和電流值計算電壓和電流比例的值；以及，基于所計算電壓和電流比例的值確定等離子體室中是否產生了電弧。

根據本發明的一個示例性實施例，當確定電弧產生時，確定電弧是否產生的步驟進一步包括控制來自電源的RF功率的供應。

根據本發明的另一個示例性實施例，控制RF功率的供應包括減小RF功率的供應。

根據本發明的再一個示例性實施例，控制RF功率的供應包括阻斷RF功率的供應。

根據本發明的又一個示例性實施例，控制RF功率的供應包括減小并隨后阻斷RF功率的供應。

根據本發明的又一個示例性實施例，其進一步包括：檢測從電源供應到等離子體室的RF功率的反射功率值的步驟，以及基于所檢測的反射功率值確定電弧是否產生的步驟。

根據本發明的檢測等離子體室中的電弧的方法和裝置檢測供應到等離子體室的RF功率的電壓和電流比例的變化來檢查電弧的產生，并且然后，當需要控制電源時，快速減小或阻斷從電源輸出的RF功率以防止電弧的產生對等離子體室的損傷對要被處理的材料的污染。

附圖說明

為了使本領域技術人員充分理解本發明的目的、特征和優點，在下文中結合附圖利用具體的實施例描述本發明，附圖中：

圖1是顯示了根據本發明的第一實施例的用于檢測等離子體室中的電弧的裝置的框圖。

圖2是顯示了用于圖1的電弧檢測裝置的操作過程的流程圖。

圖3是顯示了根據本發明的第二實施例的用于檢測等離子體室中的電弧的裝置的框圖。

圖4是顯示了用于圖3的電弧檢測裝置的操作過程的流程圖。

具體實施方式