[发明专利]一种补偿直流自偏压的系统和方法

权利要求书

1.一种补偿直流自偏压的系统，包括等离子体处理设备的下电极、匹配网络、激励电源、直流电源，所述激励电源经由匹配网络与所述下电极相连，以向其施加激励功率；所述直流电源向所述下电极输出给定电压，所述等离子体处理设备还包括工艺模块控制器，所述工艺模块控制器用于控制工艺过程，其特征在于：所述系统还包括检测模块和节点微控制器，所述节点微控制器包括通信单元和控制模块，其中

所述检测模块用于检测与等离子体处理设备中的直流自偏压存在对应关系的表征参量，并将其测量值传输至控制模块；

所述通信单元用于将来自工艺模块控制器的直流电源输出设定值发送至所述控制模块；

所述控制模块根据来自所述检测模块的测量值和来自所述工艺模块控制器的直流电源输出设定值产生第一控制信号，并将其传输至直流电源；

所述直流电源根据来自所述控制模块的第一控制信号调整其输出电压，以对直流自偏压进行补偿。

2.如权利要求1所述的补偿直流自偏压的系统，其特征在于：

所述控制模块包括变换求值单元和第一控制算法单元，其中

所述变换求值单元中存储有所述表征参量与直流自偏压之间的对应关系，当所述变换求值单元接收到来自检测模块的表征参量测量值后，将所述表征参量测量值转换为与之对应的直流自偏压测量值，并将其传输至第一控制算法单元；

所述第一控制算法单元用于根据直流自偏压测量值和直流电源输出设定值产生第一控制信号，并将所述第一控制信号传输至直流电源，以对直流电源的实际输出电压进行调整，从而对直流自偏压进行补偿。

3.如权利要求1所述的补偿直流自偏压的系统，其特征在于：所述表征参量为激励信号的电压、电流、功率、阻抗和相角这些参量其中之一；相应地，所述检测模块包括与所述表征参量相对应的检测 元件。

4.如权利要求2所述的补偿直流自偏压的系统，其特征在于：所述控制模块还包括第二控制算法单元，其用于接收来自变换求值单元的直流自偏压测量值，并根据该测量值和直流自偏压设定值产生第二控制信号，并将所述第二控制信号传输至激励电源，以调整激励电源向下电极输出的激励功率，从而实现对直流自偏压的闭环负反馈控制。

5.如权利要求2或4所述的补偿直流自偏压的系统，其特征在于还包括：模/数转换电路和数/模转换电路，其中

所述模/数转换电路用于将来自检测模块的表示表征参量测量值的模拟信号转换为相应的数字信号，并将其传输至所述变换求值单元；

所述数/模转换电路用于将来自所述第一控制算法单元的数字量第一控制信号转换为模拟量第一控制信号，并将其最终传输至直流电源；和/或将来自所述第二控制算法单元的数字量第二控制信号转换为模拟量第二控制信号，并将其传输至激励电源。

6.如权利要求5所述的补偿直流自偏压的系统，其特征在于：所述系统还包括电压变换单元，其设置于所述数/模转换电路和直流电源之间，用于将来自所述数/模转换电路的模拟量第一控制信号进行放大，以便直流电源根据该放大后的控制信号调整输出电压。

7.如权利要求6所述的补偿直流自偏压的系统，其特征在于：所述电压变换单元包括电压放大电路和/或可调电源。

8.一种补偿直流自偏压的方法，其特征在于包括下述步骤：

1)检测与等离子体处理设备中直流自偏压存在对应关系的表征参量；

2)从工艺模块控制器获取直流电源输出设定值；

3)根据步骤1)得到的测量值和步骤2)得到的来自所述工艺模块控制器的直流电源输出设定值产生第一控制信号；

4)根据第一控制信号调整直流电源的输出电压，以对直流自偏 压进行补偿。

9.如权利要求8所述的补偿直流自偏压的方法，其特征在于：所述步骤3)具体包括下述步骤：

31)将所述表征参量测量值转换为与之对应的直流自偏压测量值；

32)根据直流自偏压测量值和直流电源输出设定值产生第一控制信号，并将所述第一控制信号传输至直流电源，以对直流电源的实际输出电压进行调整，从而对直流自偏压进行补偿。