[发明专利]用于远程感测等离子体的系统和方法

权利要求书

1.一种用于远程及非侵入性地监测等离子体腔室中的等离子体源的系统，所述系统包括：

磁场天线，所述磁场天线位于等离子体源的近电磁场中，其中，所述磁场天线是磁环天线，在使用中，所述磁环天线置于所述近电磁场中、离所述等离子体腔室远、并被电感地耦合到所述等离子体源，以及其中，所述磁环天线被适配用于测量从所述等离子体源发射的近场信号，其中所述系统被布置用于校准所述磁环天线，以使得能够计算与所述等离子体相关联的电流和感应天线信号之间的取决于频率的耦合因子，

其中，所述近场信号包括近H场信号，所述近场信号包括近E场信号，所述系统包括：第一磁环天线，用于测量近H场信号；以及第二磁环天线，用于测量近E场信号。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述系统被适配用于使用无线电发射光谱RES分析所述等离子体源的近场无线电发射。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中，在使用中，所述近H场信号强度随着距离且作为所述磁场天线与所述等离子体源之间的距离的函数而下降。

4.如权利要求3所述的系统，其中，在使用中，所述信号强度随距离且作为1/r³的函数而下降，其中，r是所述磁场天线与所述等离子体源之间的距离。

5.如权利要求1或2所述的系统，所述系统包括如下的模块，其用于对所述近场信号中存在的高次谐波进行频率分析，以提供取决于所述等离子体源的等离子体参数的谐振性能，和所述系统被布置用于基于所述频率分析而输出所述等离子体源的状态。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述模块被布置以针对不同的操作压力进行所述频率分析。

7.如权利要求1或2所述的系统，所述系统包括如下模块，其中，所述模块被布置用于通过在远离近场的适当点处选择的在线背景减法来从所述信号中去除噪声。

8.如任权利要求1或2所述的系统，其中，所述系统包括无线电系统，该无线电系统被配置用于分析宽频带上的低功率近场信号电平。

9.如权利要求8所述的系统，其中，所述磁环天线被布置以测量所述等离子体腔室中被局部化到视口的附近的近场信号，以使得实现对所述等离子体源的信号隔离。

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述系统被适配，以测量谐振等离子体频率和电子中性碰撞频率，和通过对驱动频率的高次谐波上所存在的谐振特征进行拟合而相关经测量的频率。

11.如权利要求10所述的系统，其中，所述系统被布置，以相关经测量的所述谐振等离子体频率和经测量的所述电子中性碰撞频率，以提供用于标识以下项中的一个或多个的因子：与所述等离子体源相关联的电弧、泵、或匹配失效事件。

12.如权利要求1所述的系统，所述系统包括模块，所述模块被配置用于对所述近H场信号和所述近E场信号中存在的高次谐波进行频率分析，以提供取决于所述等离子体源的等离子体参数的谐振行为。

13.一种用于远程及非侵入性地监测等离子体腔室中的等离子体源的方法，所述方法包括以下步骤：

将磁场天线定位在等离子体源的近电磁场中，其中，所述磁场天线是磁环天线；

将所述磁环天线置于所述近电磁场中，离所述等离子体腔室远，并电感地将所述磁环天线耦合到所述等离子体源；

用所述磁环天线来测量从所述等离子体源发射的近场信号；及

测量谐振等离子体频率和电子中性碰撞频率；以及

通过对驱动频率的高次谐波上所存在的谐振特征进行拟合来关联所述频率测量值，

其中，所述近场信号包括近H场信号，所述近场信号包括近E场信号，所述磁环天线包括第一磁环天线，用于测量近H场信号，以及第二磁环天线，用于测量近E场信号。