射频电源电路.doc

射频电源电路

主要技术性能
射频源：
板极电压：200～1500V连续可调
板极电流：≦0.36A
板极直流消耗功率：≦0.58KW。
输出功率：6～500W连续可调。
频率：13.56MHz
匹配箱：
阻抗匹配范围：（2.7～45）Ω～j(0～70)Ω
具有手动调节网络参数达到匹配之功能。
网络参数由耦合和调谐旋钮刻度读出。
使用方法
逆时针调节“Ua调节”电位器到最低位置（因没开电源，没有指示，以调不动为止），功率计开关置于2kW档。
插上电源插头，打开电源开关预热5分钟左右，红色灯应该亮。
按下“Ua—ON”开关，绿指示灯应该亮，缓缓调节“Ua调节”到500V左右，Ia、功率计应有指示，然后反复调节耦合和调谐旋钮，直至反映室起辉。起辉后自偏压应有指示。
反复调节耦合和调谐旋钮使反射功率减到最小。Ia约为100mA（在Ua为500V时）。切忌反射功率太大，否则易损坏机件。
调节Ua至所需功率，注意随时调节匹配网络使反射功率接近0。
自偏压的大小和反应室及工艺条件有关，仅供参考。
重复工作时，只要负载不变，每次只要关断和接通Ua即可。
工作完毕后，Ua调到最低，关断电源开关。
安装与调试
电子管的安装打开机箱上盖，将电子管垂直向下插入管座，插到底，然后顺时针旋转大约60度（有限位），套上接线卡子，将螺钉旋紧一些，再盖上机箱的上盖。注意用手拿电子管时，不能碰陶瓷部位，以免手上汗迹沾在陶瓷部位降低管子的耐压。
接线如图，注意射频电缆接头要旋紧，电缆弯曲尽量自然一些。
电源的检查在未正式与设备连调之前，或在工作过程中有异常，比如不起辉、不稳定、反向功率大等，可单独检查电源。方法：用假负载替代真实负载，接通电源→开启开关→当红色小灯亮后→“Ua调节”旋钮逆时针调到头→按下“Ua—ON”开关→顺时针调Ua到200伏（此时各表头均有指示）→调匹配器（反复调）使反射功率最小，如果这时Ua、Ia、功率都正常，则可认为电源工作正常。Ua×Ia×80%≈入射功率。
起辉在确认射频源正常后，即可接上真实负载进行调试。第一次起辉时，可将Ua调到400~500V，如果未起辉，反射功率会很大，调节耦合和调谐旋钮使之起辉，暂且先不管反射功率有多大。如果不起辉，可降低真空度。磁控溅射真空度可降到数Pa。真空度低些容易起辉。如还不起辉，可采取短时间加大功率的方法。比如Ua加到700V，如果不起辉，马上把Ua降一点，再调一下匹配器电容，再略加高Ua，如此重复进行，直到起辉为止。即如果再不起辉，应检查反应室及接线部分是否有问题。起辉后，调匹配器之电容使反射功率减小直到接近零。如果起辉时真空度较低，起辉后可逐渐提高真空度.
加功率在起辉正常后，可提高功率，这里要注意的是，在初次起辉时，可能由于反应或工作气体不干净，设计上欠合理等因素而使反应室内打火，这种情况功率不能提高。第二，在正常工作时，通常靶上所加功率为5~10W/cm2,极限功率约为20W/cm2，所加功率不要超过极限值，否则会烧毁靶。
几个参考数据射频功率源驻波比≤1.5磁控溅射功率密度5～10W/cm2磁控溅射压强0.5～数Pa自偏压:100V～500V（自偏压与真空度、功率密度、磁控强度、靶材等有关）
几种故障的判断在正常工作时，如果发生跳闸现象，则直流供电部分出现故障。Ua突然变大时，电子管损坏的可能性大。有Ua无Ia时，驱动板有故障或高频插头接触不良。
故障现象及维修
故障现象：有Ua无Ia原因及解决办法：Ua接线断、表头上虽有Ua而电子管上没有；
故障现象：有Ua，Ia小，无Pf和Pr。原因及解决办法：一般是连接射频源和匹配器或功率计的电缆插头与插座接触不良或根本没有接触上，用钳子或镊子将插座芯往里挟一下，用洒精棉球把插头擦干净再插上即可解决。
故障现象：有Ua，Ia较小，有Pf和Pr，但较大，调不下来，不起辉。原因及解决办法：1)匹配器输出电缆插头座之间接触不上，解决办法同“2）”；2)输出电缆与电极接触不良；3)电极与外壳短路；
故障现象：有Ua，Ia很大。原因及解决办法：Ug1无激励。
射频功率源及其它仪表的安装射频功率源通常用于和等离子设备配套，该设备除主机及射频源以外，还有其它真空仪表，如质量流量计、真空计、分子泵、温控仪表、微机等，如果安装不合理，射频源会干扰这些真空仪表。
射频源的安装：要将匹配器的机箱与真空室尽可能靠近，匹配器安装在机柜内的，要将机柜与真空室尽可能靠近，能直接与真空室或工作台接触最好，如无法接触，要用纺织线以最短的距离将它们连接起来（功率较大的射频源已与真空室接触好）
其它仪表的安装：a.测量线、控制线要用屏蔽线；b.电源输入要加电源滤波器；c.质量流量计的控制盒与真空室的连接，如可能的话，用绝缘管道。
从真空室里引到真空室外的导线，如照明线、加热线、测量控制线