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DE07842153T1 - Verfahren und vorrichtung zur umschaltung zwischen passenden impedanzen - Google Patents

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DE07842153T1
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Germany
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impedance
load
electrical device
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switched
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DE07842153T
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Jack A. Fort Collins Gilmore
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Advanced Energy Industries Inc
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Advanced Energy Industries Inc
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Abstract

Elektrische Vorrichtung zum Umschalten zwischen angepassten Impedanzen, die Folgendes umfasst:
ein geschaltetes Element, das für eine selektive Kopplung mit der elektrischen Vorrichtung konfiguriert ist;
ein Anpassungsnetz, das so konfiguriert ist, dass es bewirkt, dass eine Eingangsimpedanz der elektrischen Vorrichtung mit einer vorbestimmten Quellenimpedanz übereinstimmt, wenn eine Impedanz einer an einem Ausgang der elektrischen Vorrichtung angeschlossenen Last auf einem ersten vorbestimmten Wert ist und das geschaltete Element von der elektrischen Vorrichtung abgekoppelt ist;
ein Phasenschiebernetz, das so konfiguriert ist, dass es bewirkt, dass die Eingangsimpedanz der elektrischen Vorrichtung mit der vorbestimmten Quellenimpedanz übereinstimmt, wenn die Impedanz der am Ausgang der elektrischen Vorrichtung angeschlossenen Last auf einem zweiten vorbestimmten Wert ist und das geschaltete Element mit der elektrischen Vorrichtung gekoppelt ist;
einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er zwischen der Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert und der Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten...

Claims (18)

  1. Elektrische Vorrichtung zum Umschalten zwischen angepassten Impedanzen, die Folgendes umfasst: ein geschaltetes Element, das für eine selektive Kopplung mit der elektrischen Vorrichtung konfiguriert ist; ein Anpassungsnetz, das so konfiguriert ist, dass es bewirkt, dass eine Eingangsimpedanz der elektrischen Vorrichtung mit einer vorbestimmten Quellenimpedanz übereinstimmt, wenn eine Impedanz einer an einem Ausgang der elektrischen Vorrichtung angeschlossenen Last auf einem ersten vorbestimmten Wert ist und das geschaltete Element von der elektrischen Vorrichtung abgekoppelt ist; ein Phasenschiebernetz, das so konfiguriert ist, dass es bewirkt, dass die Eingangsimpedanz der elektrischen Vorrichtung mit der vorbestimmten Quellenimpedanz übereinstimmt, wenn die Impedanz der am Ausgang der elektrischen Vorrichtung angeschlossenen Last auf einem zweiten vorbestimmten Wert ist und das geschaltete Element mit der elektrischen Vorrichtung gekoppelt ist; einen Sensor, der so konfiguriert ist, dass er zwischen der Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert und der Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten Wert unterscheidet; und ein Steuerelement, das konfiguriert ist zum: Abkoppeln des geschalteten Elementes von der elektrischen Vorrichtung, wenn der Sensor ermittelt, dass die Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert ist; und Koppeln des geschalteten Elementes mit der elektrischen Vorrichtung, wenn der Sensor ermittelt, dass die Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten Wert ist.
  2. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich das Phasenschiebernetz zwischen dem geschalteten Element und dem Anpassungsnetz befindet.
  3. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich das Phasenschiebernetz zwischen dem Anpassungsnetz und der Last befindet.
  4. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Phasenschiebernetz mit dem Anpassungsnetz integriert ist.
  5. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Anpassungsnetz ein variables Anpassungsnetz ist, wobei die elektrische Vorrichtung ferner Folgendes umfasst: einen Eingangssensor an einem Eingang der elektrischen Vorrichtung, wobei der Eingangssensor so konfiguriert ist, dass er das variable Anpassungsnetz steuert.
  6. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das geschaltete Element in einer Parallelschaltkonfiguration ist.
  7. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das geschaltete Element in einer Serienschaltkonfiguration ist.
  8. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das geschaltete Element ein Kondensator oder ein Induktor ist.
  9. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Phasenschiebernetz eine T- oder eine Pi-Topologie hat und das Phasenschiebernetz einen Hochpassfrequenzgang oder einen Tiefpassfrequenzgang hat.
  10. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Anpassungsnetz eine Hochpass-T-, Tiefpass-T-, L-Anpassungs- oder Gamma-Anpassungstopologie hat.
  11. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Quellenimpedanz ein Widerstand von 50 Ohm ist.
  12. Elektrische Vorrichtung zum Umschalten zwischen übereinstimmenden Impedanzen, die Folgendes umfasst: Mittel zum Anpassen einer Eingangsimpedanz der elektrischen Vorrichtung an eine vorbestimmte Quellenimpedanz, wenn eine Impedanz einer an einem Ausgang der elektrischen Vorrichtung angeschlossenen Last auf einem ersten vorbestimmten Wert ist und ein reaktives Element von der elektrischen Vorrichtung abgekoppelt ist; Mittel zum Bewirken, dass die Eingangsimpedanz der elektrischen Vorrichtung mit der vorbestimmten Quellenimpedanz übereinstimmt, wenn die Impedanz der am Ausgang der elektrischen Vorrichtung angeschlossenen Last auf einem zweiten vorbestimmten Wert ist und das reaktive Element mit der elektrischen Vorrichtung gekoppelt ist; Mittel zum Unterscheiden zwischen der Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert und der Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten Wert; und Mittel zum selektiven Koppeln des reaktiven Elementes mit der elektrischen Vorrichtung, wobei das Mittel zum selektiven Koppeln konfiguriert ist zum: Abkoppeln des reaktiven Elementes von der elektrischen Vorrichtung, wenn das Mittel zum Unterscheiden zwischen der Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert und der Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten Wert ermittelt, dass die Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert ist; und Koppeln des reaktiven Elementes mit der elektrischen Vorrichtung, wenn das Mittel zum Unterscheiden zwischen der Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert und der Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten Wert ermittelt, dass die Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten Wert ist.
  13. Elektrische Vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine RF-(Radiofrequenz)-Stromversorgung mit einer vorbestimmten Quellenimpedanz; eine Last mit einer dynamisch variierenden Impedanz; und eine Impedanzanpassungsschaltung, die die RF-Stromversorgung elektrisch mit der Last koppelt, wobei die Impedanzanpassungsschaltung Folgendes beinhaltet: ein geschaltetes Element, das zum selektiven Koppeln mit der Impedanzanpassungsschaltung konfiguriert ist; ein Anpassungsnetz, das so konfiguriert ist, dass es bewirkt, dass eine Eingangsimpedanz der Impedanzanpassungsschaltung mit der vorbestimmten Quellenimpedanz übereinstimmt, wenn die dynamisch variierende Impedanz der Last auf einem ersten vorbestimmten Wert ist und das geschaltete Element von der Impedanzanpassungsschaltung abgekoppelt ist; ein Phasenschiebernetz, das so konfiguriert ist, dass es bewirkt, dass die Eingangsimpedanz der Impedanzanpassungsschaltung mit der vorbestimmten Quellenimpedanz übereinstimmt, wenn die dynamisch variierende Impedanz der Last auf einem zweiten vorbestimmten Wert ist und das geschaltete Element mit der Impedanzanpassungsschaltung gekoppelt ist; einen Sensor, der zum Unterscheiden zwischen der dynamisch variierenden Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert und der dynamisch variierenden Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten Wert konfiguriert ist; und ein Steuerelement, das konfiguriert ist zum: Abkoppeln des geschalteten Elementes von der Impedanzanpassungsschaltung, wenn der Sensor ermittelt, dass die Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert ist; und Koppeln des geschalteten Elementes mit der Impedanzanpassungsschaltung, wenn der Sensor ermittelt, dass die Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten Wert ist.
  14. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die elektrische Vorrichtung ein Sputtermagnetron und die Last ein Plasma ist.
  15. Verfahren zum Anpassen einer dynamisch variierenden Impedanz einer Last an eine vorbestimmte Quellenimpedanz einer Quelle, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: Anpassen eines ersten vorbestimmten Wertes der dynamisch variierenden Lastimpedanz an die vorbestimmte Quellenimpedanz; und Bewirken einer Phasenverschiebung zwischen der Quelle und der Last, die es zulässt, dass ein zweiter vorbestimmter Wert der dynamisch variierenden Lastimpedanz durch Zuschalten eines einzelnen reaktiven Elementes zwischen der Quelle und der Last an die vorbestimmte Quellenimpedanz angepasst wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, das ferner Folgendes umfasst: Unterscheiden zwischen der dynamisch variierenden Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert und der dynamisch variierenden Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten Wert; Weglassen des einzelnen reaktiven Elementes zwischen der Quelle und der Last aus einer Impedanzanpassungsschaltung, wenn die dynamisch variierende Impedanz der Last auf dem ersten vorbestimmten Wert ist; und Einbeziehen des einzelnen reaktiven Elementes zwischen der Quelle und der Last in eine Impedanzanpassungsschaltung, wenn die dynamisch variierende Impedanz der Last auf dem zweiten vorbestimmten Wert ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das einzelne reaktive Element in einer Parallelschaltkonfiguration zugeschaltet wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das einzelne reaktive Element in einer Serienschaltkonfiguration zugeschaltet wird.
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