射頻發生器的離線檢測裝置的製作方法

2023-06-02 05:13:56

專利名稱：射頻發生器的離線檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及對射頻發生器進行檢測的裝置。
背景技術：
在半導體薄膜澱積工藝中，常常需要使用射頻發生器。在物理氣相沉積(PVD)中，
採用射頻發生器，通過匹配電路，對陰極靶材施加高/中頻電壓，用以使所生長的材料由固
體轉化為氣體，所生長材料的蒸汽經過一個低壓區域，在襯底表面上凝結，形成薄膜。而在
等離子體化學氣相沉積(CVD)中，射頻發生器提供高/中頻電壓，用以使電離的混合氣體加
速，創造等離子體氣體環境。申請號為02105328. 6、名稱為"降低對電纜長度的敏感性的射
頻功率發生器的控制器"的中國專利申請中就公開了一種射頻功率發生器，該射頻功率發
生器與負載相連接，產生一個正向功率反饋信號以及一個反向功率反饋信號。 在半導體薄膜澱積工藝中，大多數射頻發生器只有在正常運作時，可以通過微處
理器在線地對其狀態或參數進行監控，例如，檢測輸出功率是否正常等。然而，當射頻發生
器處於離線狀態下，例如說，出現故障或者需要校準時，很難對射頻發生器進行監測，更無
從校準。儘管有的射頻發生器上具有可輸出信號的接口，但是由於接口類型和外型的限制，
測量極為不方便， 一種現有技術通過導線將可輸出信號引出進行測量，但此種方式對於多
次測量而言，存在較多困難。

發明內容
本發明要解決的問題是提供一種可對處於離線狀態下的射頻發生器方便地、多次 進行及時檢測的裝置。 基於上述目的，本發明提供了一種射頻發生器的離線檢測裝置，包括接口件，用 於連接待測射頻發生器並提供信號的傳輸通道；控制單元，耦接於所述接口件，用於產生控 制待測射頻發生器的工作狀態及其輸出的信號的控制信號。 可選的，所述控制單元包括開關單元，用於控制所述待測射頻發生器高頻部分開 始工作或者停止工作；控制電壓單元，用於根據所述工作電壓，獲得多等級的控制電壓；分 級控制單元，用於從所述控制電壓單元獲得的多等級的控制電壓中進行選擇，根據選擇結 果產生控制信號的分級信號。 可選的，所述控制單元還包括校正單元，用於校正所述選擇結果對應的分級信號。
可選的，所述校正開關包括測試單元，用於測試所述分級信號的實際值；調整單 元，耦接於所述分級控制單元，用於根據所述測試單元的結果，調節所述分級信號的實際 值，將其調節至預定值。 可選的，所述校正開關包括測試單元，用於測試所述分級信號的實際值；調整單 元，耦接於所述控制電壓單元，用於根據所述選擇結果調整控制電壓，以將所述分級信號的 實際值調節至預定值。 可選的，所述分級控制單元包括分級旋鈕開關，用於選擇控制電壓的等級。
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可選的，所述控制單元還包括用於接收電源信號，提供所述離線檢測裝置各單元 工作的工作電壓。 可選的，所述電壓處理單元耦接於所述接口件，所述電源信號由所述待測射頻發 生器提供。 可選的，所述電壓處理單元，還包括電源信號單元，用於接收電源信號，提供所述 離線檢測裝置各單元工作的工作電壓；電路保護單元，耦接於所述電源信號單元，用於避免 所述離線檢測裝置由於過流現象而產生損壞。 可選的，所述離線檢測裝置還包括測量接口件，耦接於所述接口件，用於提供待 測射頻發生器輸出信號的測量通道。 可選的，所述輸出信號包括正向輸出信號和反饋輸出信號。 可選的，所述測量接口件包括正向測量接口，用於提供正向輸出信號的測量通 道；反饋測量接口，用於提供反饋輸出信號的測量通道。
可選的，所述接口件包括9針的D型超小型接口 。 可選的，所述離線檢測裝置還可包括顯示單元，用於與所述測量接口件相連接， 顯示所述測量接口件的輸出結果。 相較於現有技術，本發明提供可連接至射頻發生器的用戶埠的接口件，以及產 生控制信號的控制單元，所述控制信號可以通過接口件傳輸至射頻發生器，實現對射頻發 生器工作狀態以及所輸出的信號的控制。因此，在本發明的輔助下，可以在離線狀態下對射 頻發生器進行檢測和校準，不僅可以掌握射頻發生器是否正常工作，而且可以對其輸出進 行校準。 另外，本發明利用待測射頻發生器自身的用戶埠進行工作，有效地利用了待測 射頻發生器的輔助電壓，並且也可方便地多次對射頻發生器進行檢測，操作簡便。


圖1是本發明射頻發生器的離線檢測裝置實施方式的結構示意圖； 圖2是本發明射頻發生器的離線檢測裝置具體實施方式
的結構示意圖； 圖3是圖2中電壓處理單元的結構示意圖； 圖4是圖2中控制單元的結構示意圖； 圖5是圖4中校正單元的結構示意圖； 圖6是本發明射頻發生器的離線檢測裝置另一種實施方式的結構示意圖； 圖7是本發明射頻發生器的離線檢測裝置又一種實施方式的結構示意圖； 圖8是本發明射頻發生器的離線檢測裝置具體實施例的結構示意圖。
具體實施例方式
本發明的實施方式提供了一種射頻發生器的離線檢測裝置，可提供檢測射頻發生 器所需的控制信號，以控制所述射頻發生器的穩定輸出，可實現方便地對射頻發生器反覆 進行檢測，操作簡便；並且，離線檢測裝置還可提供待測射頻發生器正向輸出信號和反饋輸 出信號的測量通道；此外，本發明射頻發生器的離線檢測裝置利用射頻發生器自身的輔助 電壓，不需要額外的外部電源，實施簡單。
下面結合附圖和實施例對本發明的具體實施方式
作詳細地說明。
參考圖l，本發明實施方式提供一種射頻發生器的離線檢測裝置，包括接口件
Dl，用於連接待測射頻發生器並提供信號的傳輸通道；控制單元D2，耦接於所述接口件Dl，
用於產生控制待測射頻發生器的工作狀態及其輸出的信號的控制信號。 在本發明的另一種射頻發生器離線檢測裝置的實施方式中，參考圖2，可包括 接口件201，用於連接待測射頻發生器並傳輸信號。 具體地來說，所述接口件201可為與待測射頻發生器的用戶埠相匹配的接口，
用於與待測射頻發生器相連接，並傳輸與待測射頻發生器之間通信的信號。 電壓處理單元202，耦接於所述接口件201，用於接收電源信號，提供使離線檢測
裝置正常工作的穩定電壓。 參考圖3，所述電壓處理單元202可包括電源信號單元300，耦接於所述接口件 201 ，用於接收電源信號，提供所述離線檢測裝置各單元工作的工作電壓。進一步地，所述電 壓處理單元202還可包括電路保護單元301 ，耦接於電源信號單元300，用於避免所述離線 檢測裝置由於過流現象而產生損壞。具體地，所述電源信號可由待測射頻發生器提供，這樣 在檢測操作中，不必額外提供所述離線檢測裝置的外部電源，從而使檢測操作更加方便。所 述電路保護單元301可為分壓電阻。 控制單元203，用於產生檢測待測射頻發生器的控制信號。其中，所述控制信號可 包括用於控制所述待測射頻發生器開始工作的開啟信號或者控制所述待測射頻發生器停 止工作的關閉信號，以及用於控制所述待測射頻發生器輸出功率或電壓的分級信號。在檢 測過程中，控制單元203將所述控制信號通過接口件201發送至待測射頻發生器，控制待測 射頻發生器，以進行檢測。 具體地來說，參考圖4，所述控制單元203可進一步包括開關單元400 ，用於控制該 待測射頻發生器高頻部分開始工作或者停止工作。其中，所述開關單元400可包括開關按 鈕和開關電路，其中開關按鈕包括開啟和關閉兩種狀態。當開關按鈕處於開啟狀態時，開關 電路通過接口件向所述待測射頻發生器發送開啟信號，使待測射頻發生器的高頻部分開始 工作，所述待測射頻發生器通過所述接口件向所述離線檢測裝置傳輸信號；當開關按鈕處 於關閉狀態時，開關電路通過接口件向所述待測射頻發生器發送關閉信號，使待測射頻發 生器的高頻部分停止工作，並停止通過所述接口件向所述待測射頻發生器傳輸信號。
所述控制單元203還可包括控制電壓單元401，用於根據來自電壓處理單元202 的工作電壓，獲得多等級的控制電壓Vc ;分級控制單元402，所述分級控制單元402用於從 多等級的控制電壓中進行選擇，根據選擇結果產生作為控制信號的分級信號。在檢測過程 中，分級控制單元402將所述分級信號通過接口件201發送至所述待測射頻發射器。所述 分級信號為基於所選擇的不同等級控制電壓的不同等級控制信號，用於控制所述待測射頻 發生器的輸出功率或電壓。 檢測所述待測射頻發生器的輸出是否穩定，通常，只需要檢測在一定範圍的功率 內，待測射頻發生器是否可以保持穩定輸出。 一般地，可採用線性測試的方法，即將待測射 頻發生器在一定範圍內的輸出信號可近似地以若干個等級的線性輸出的組合來代替，通過 檢測待測射頻發生器的輸出信號是否可跟隨其控制信號的線性變化進行線性穩定輸出，進 而檢測該待測射頻發生器是否可以穩定輸出。因此，具體來說，控制電壓單元401所輸出的
5控制電壓被劃分為若干個等間距的等級，分級控制單元402選擇不同等級的控制電壓，根 據所述選擇結果，產生分級信號，並將所述分級信號發送至所述待測射頻發生器，使所述待 測射頻發生器輸出與所述分級信號相對應的功率信號。在具體實施中，可包括產生控制電
壓，然後以控制電壓的10%為間隔，將控制電壓劃分為十個等級，分級控制單元402選擇不 同等級的控制電壓，基於所選擇的控制電壓，產生分級信號，並將所述分級信號發送至所述 待測射頻發生器，使待測射頻發生器輸出不同的功率。 其中，具體來說，控制電壓單元401可為電位器；分級控制單元402可包括分級旋 鈕開關，用於選擇指定等級的控制電壓，作為分級信號。 控制單元203還可包括校正單元403，用於校正所述選擇結果對應的分級信號。控 制電壓單元401將所述控制電壓分為若干等級，分級控制單元402從所獲得的多等級控制 電壓中進行選擇，並根據選擇結果產生指定等級的分級信號，但隨著使用時間的增加，每個 所述分級信號的實際輸出值可能會較其預定值有所偏離。所述校正單元403正是用於校正 分級信號可能存在的偏離值。參考圖5，所述校正單元403可包括測試單元501和調整單 元502。在具體實施例中，所述測試單元501，用於測試所述分級信號的實際值；所述調整單 元502，耦接於所述分級控制單元，用於根據所述測試單元501的結果，調節所述分級信號 的實際值，將其調節至預定值。在其它的實施例中，所述調整單元502可與所述控制電壓單 元401相連，並通過調節控制電壓的偏離值，使所述分級控制單元402選擇不同等級時，分 級信號的實際輸出值與其預定值相符。 舉個例子，分級信號為電壓信號，當分級控制單元402處於等級4時，分級信號對 應於4伏的電壓值，也就是說在正常工作情況下，所述離線檢測裝置應該對應地向所述待 測射頻檢測裝置輸出4伏電壓。接下來，測試單元501對所述離線檢測裝置向所述待測射 頻檢測裝置輸出的電壓值進行檢測，若檢測結果為4伏，則表明分級控制單元中等級4所對 應的分級信號工作正常；若檢測結果低於或者高於4伏，則可通過調節所述調整單元502進 行調整。 在一種具體實施例中，控制電壓單元401包括轉柄式電位器，分級控制單元402包 括旋鈕式波段開關，調整單元502可包括轉柄式電位器的轉柄。將所接收的工作電壓經過 轉柄式電位器進行分壓，根據旋鈕式波段開關的等級，選擇對應的控制電壓，並輸出對應的 分級信號。當所輸出的分級信號與預定值有偏差時，通過轉柄調節旋鈕式波段開關該等級 在電位器中所對應的阻值，使得所對應的分級信號為預定值。 所述調整單元502還可包括與所述轉柄式電位器相連的螺絲。當所述旋鈕式波段 開關位於每個等級位置時，在所對應的控制電壓都為預定值的情況下，採用螺絲對設定好 的轉柄式電位器進行鎖定，從而保證了校正之後，當所述旋鈕式波段開關位於每個等級位 置時，都對應穩定、準確的控制電壓值。 參考圖6，本發明離線檢測裝置的其它實施方式中，還可包括測量接口件603，耦 接於所述接口件D1，用於提供所述待測射頻發生器輸出信號的測量通道。其中，所述輸出信 號包括正向輸出信號和反饋輸出信號。 待測射頻發生器的輸出信號通過接口件傳輸至所述離線檢測裝置，測量接口件 603提供了所述輸出信號的測量通道。根據測量得到的所述正向輸出信號以及反饋輸出信 號的大小，可通過所述反饋輸出信號值佔所述正向輸出信號值的比例，判斷所述待測射頻
6發生器的輸出狀態。如果反饋輸出信號小於正向輸出信號的1 % ，則該待測射頻發生器輸出 正常，如果反饋輸出信號過大，例如大於正向輸出信號的功率的50%，也就是說該待測射頻 發生器的大部分正向輸出信號都被反饋回來，而沒有消耗在負載上，說明該待測射頻發生 器的輸出存在問題。 在具體的實施方式中，待測射頻發生器將輸出的功率信號轉化為對應的電壓信 號，通過接口件D1輸出至所述離線檢測裝置。所述測量接口件603可包括正向測量接口，用 於提供正向輸出信號的測量通道，以及反饋測量接口，用於提供反饋輸出信號的測量通道。 一般地，所述正向輸出信號與所述反饋輸出信號都為兩路信號。其中，所述正向輸出信號兩 路信號中，一路為正向輸出信號，一路為參考信號，即為所述正向輸出信號提供一個公共參 考電位；所述反饋輸出信號的兩路信號中，一路為反饋輸出信號，一路為參考信號，即為所 述反饋輸出信號提供一個公共參考電位。 參考圖7，在本發明的其它實施方式中，所述離線檢測裝置除了包括接口件D1、控 制單元D2、測量接口件D3之外，還可包括顯示單元D4，用於與所述測量接口件D3相連接， 顯示所述測量接口件D3的輸出結果。具體地來說，所述顯示單元D4可包括顯示電路和顯 示屏。當通過所述接口件，接收到來自待測射頻發生器的所述正向輸出信號和所述反饋輸 出信號之後，控制單元D2將正向輸出信號和反饋輸出信號通過所述顯示電路在所述顯示 屏上顯示出來，還可以實現對所述正向輸出信號以及反饋輸出信號大小的比較，並顯示比 較結果。 下面以射頻發生器PDX1400為例，進一步介紹本發明離線檢測裝置具體實施例的 工作過程。PDX1400常用於PVD或CVD過程中，用以輸出範圍在235KHz到375KHz之間的頻率。 參考圖8，以射頻發生器PDX1400為例，採用本發明離線檢測裝置的具體實施例對 其進行離線檢測。 首先，待測的射頻發生器PDX1400通電，並與負載730相連接。PDX1400機身上包括 一個用戶埠 720，提供輔助電源信號，以及PDX1400的正向輸出信號和反饋輸出信號，將 此用戶埠與本實施例離線檢測裝置的接口 701相連，接口 701可為與PDX1400的用戶接 口 720所匹配的9針的D型超小型接口 。本實施例離線檢測裝置通過接口 701從PDX1400 所接收到的電源信號為使所述離線檢測裝置工作的直流電壓。所述直流電壓經過控制電壓 單元702，產生所述待測射頻發生器的控制電壓。 PDX1400的前面板上具有顯示屏721，通過顯示電路722與用戶埠 720相連接， 可顯示是否開始進行射頻輸出以及輸出功率大小。打開離線檢測裝置上的開關703，開關 電路704通過接口 701向PDX1400發送開啟信號，使PDX1400的高頻部分723開始工作，並 通過接口 701向所述離線檢測裝置傳輸信號。如果PDX1400顯示屏721上無顯示，則說明 PDX1400的供電出現問題；如果PDX1400顯示屏721有顯示，則繼續檢測。
接下來，通過調節分級控制單元705選擇不同等級的控制電壓，作為分級信號，並 將所述分級信號通過接口 701傳輸至待測射頻發生器PDX1400，對其輸出功率進行調節。通 過PDX1400面板上的顯示屏721觀察當前輸出信號的功率值與所設定的分級對應的輸出信 號的功率值，兩者一致表明輸出正常，反之則不能穩定輸出。例如，當分級控制單元705位 於2V的位置時，表示此時的控制電壓應為2V，對應PDX1400的輸出功率應為280W，若面板顯示屏中顯示數據與此相同，則表明輸出正常。 控制電壓單元702將所述的控制電壓，分為十個等距分布的等級，比如具有1級至 10級這樣的十個等級，所述分級控制單元705選擇對應的等級，分別對應得到控制電壓為1 伏、2伏、3伏、4伏、5伏、6伏、7伏、8伏、9伏和10伏，所述分級控制單元705將所得到的控 制電壓作為分級信號，並通過接口件輸出至PDX1400。當分級信號呈線性變化時，如果待測 射頻發生器的輸出功率也隨之線性變化，也就是說，所述待測射頻發生器的輸出功率隨分 級信號的線性增加呈線性增加，或者輸出功率隨分級信號的線性減小呈線性減小，也就表 明，待測射頻發生器的線性輸出正常，則繼續進行檢測。如果待測射頻發生器的輸出功率不 隨控制電壓的線性變化而線性變化時，首先通過校正單元706確認所述分級控制單元705 各等級分級信號所對應的控制電壓是否與設定值一致，如果有偏離，將其調整為預定值，然 後重新測試。如果待測射頻發生器的輸出功率仍然不隨分級信號的線性變化而線性變化， 則說明該待測的射頻發生器將不能穩定輸出。 接下來，在該待測射頻發生器的線性輸出正常的情況下，進行一個半小時老化測 試之後，通過測試埠 707檢測該待測的射頻發生器正向輸出信號以及反饋輸出信號。由 於PDX1400自身具有顯示屏，因此可通過PDX1400自身的顯示屏721顯示PDX1400的輸出 信號，以監測所述正向輸出信號的功率以及反饋輸出信號的功率是否正常；而當待測射頻 發生器自身不具有顯示屏時，或者當射頻發生器自身的顯示屏出現問題時，可採用萬用表 等外接檢測裝置708與測試埠 707相連接，測量PDX1400的輸出信號，或者通過測試埠 707外接顯示單元709，監控PDX1400的輸出狀態。在PDX1400輸出正常的情況下，顯示結 果應該與通過測試埠 707所得到的測量結果一致。 如果反饋輸出信號的功率接近於零，或者小於正向輸出信號的1%，則該待測射頻 發生器輸出正常，如果反饋輸出信號的功率很大，甚至大於或接近於正向輸出信號的功率 的50%，也就是說該待測射頻發生器的大部分正向輸出信號都被反饋回來，而沒有消耗在 負載730上，在負載730工作良好的情況下，說明該待測射頻發生器的輸出存在問題。
上述實施方式提供了一種射頻發生器的離線檢測裝置，提供產生控制信號的控制 單元以及連接射頻發生器、作為控制信號傳輸通道的接口件，實現對射頻發生器工作狀態 及其輸出的信號的控制。本發明實施方式可在離線狀態下，檢測射頻發生器是否正常工作， 並且還可以檢測其正向輸出信號和反饋輸出信號，操作方便。另外，本發明實施方式提供的 離線檢測裝置利用射頻發生器自身的用戶埠 ， 一方面可以獲得使離線檢測裝置工作的電 壓，不需要額外的外部電源，實施簡單，另一方面本發明的實施方式便於連接和拆卸，可方 便地對所述待測射頻發生器的輸出信號進行多次測量，從而對待測射頻發生器的輸出狀態 進行檢測和控制。 雖然本發明已通過較佳實施例說明如上，但這些較佳實施例並非用以限定本發 明。本領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，應有能力對該較佳實施例做出各 種改正和補充，因此，本發明的保護範圍以權利要求書的範圍為準。
權利要求
一種射頻發生器的離線檢測裝置，其特徵在於，包括接口件，用於連接待測射頻發生器並提供信號的傳輸通道；控制單元，耦接於所述接口件，用於產生控制待測射頻發生器的工作狀態及其輸出的信號的控制信號。
2. 如權利要求1所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述控制單元包括 開關單元，用於控制所述待測射頻發生器高頻部分開始工作或者停止工作； 控制電壓單元，用於根據所述工作電壓，獲得多等級的控制電壓；分級控制單元，用於從所述控制電壓單元獲得的多等級的控制電壓中進行選擇，根據 選擇結果產生控制信號的分級信號。
3. 如權利要求2所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述控制單元還包括 校正單元，用於校正所述選擇結果對應的分級信號。
4. 如權利要求3所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述校正單元包括 測試單元，用於測試所述分級信號的實際值；調整單元，耦接於所述分級控制單元，用於根據所述選擇結果調節所述分級信號的實 際值，將其調節至預定值。
5. 如權利要求3所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述校正單元包括 測試單元，用於測試所述分級信號的實際值；調整單元，耦接於所述控制電壓單元，用於根據所述選擇結果調整控制電壓，以將所述 分級信號的實際值調節至預定值。
6. 如權利要求2所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述分級控制單元包括分級旋鈕 開關，用於選擇控制電壓的等級。
7. 如權利要求1所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述控制單元還包括 電壓處理單元，用於接收電源信號，提供所述離線檢測裝置各單元工作的工作電壓。
8. 如權利要求7所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述電壓處理單元耦接於所述接 口件，所述電源信號由所述待測射頻發生器提供。
9. 如權利要求7所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述電壓處理單元包括 電源信號單元，用於接收電源信號，提供所述離線檢測裝置各單元工作的工作電壓； 電路保護單元，耦接於所述電源信號單元，用於避免所述離線檢測裝置由於過流現象而產生損壞。
10. 如權利要求l所述的離線檢測裝置，其特徵在於，還包括測量接口件，耦接於所述接口件，用於提供待測射頻發生器輸出信號的測量通道。
11. 如權利要求IO所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述測量接口件包括 正向測量接口，用於提供正向輸出信號的測量通道；反饋測量接口 ，用於提供反饋輸出信號的測量通道。
12. 如權利要求1所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述接口件包括9針的D型超小 型接口。
13. 如權利要求1所述的離線檢測裝置，其特徵在於，所述離線檢測裝置還包括顯示 單元，用於與所述測量接口件相連接，顯示所述測量接口件的輸出結果。
全文摘要
本發明提供了一種射頻發生器的離線檢測裝置，提供產生控制信號的控制單元以及連接射頻發生器、作為控制信號傳輸通道的接口件，實現對射頻發生器工作狀態及其輸出的信號的控制。本發明射頻發生器的離線檢測裝置利用射頻發生器自身的用戶埠將射頻發生器自身的輔助電壓作為自身的工作電壓，不需要額外的外部電源，實施簡單。另外，本發明便於方便地對所述待測射頻發生器的輸出信號多次進行操作，從而對待測射頻發生器的輸出狀態進行檢測和控制。
文檔編號G05F1/66GK101736315SQ20081020353
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月27日 優先權日2008年11月27日
發明者黃國偉 申請人:中芯國際集成電路製造(上海)有限公司