件中。自動校平例程自動選擇下一樣本頻率并且重復(fù)上述過程。下一頻率可主要與較大測量分開。
[0096]申請人已發(fā)現(xiàn)，令人驚訝的是，在65離散頻率間隔(64子帶)下的衰減器測量結(jié)果可能足以改進(jìn)需要在現(xiàn)有技術(shù)校準(zhǔn)中使用的每個標(biāo)稱4096頻率下的功率測量和衰減器調(diào)節(jié)的現(xiàn)有技術(shù)。新的技術(shù)已經(jīng)在典型800MHz至1GHz掃頻頻帶上得到證實(shí)。應(yīng)當(dāng)理解，在多倍頻程TWT以及無源部件在更寬操作帶寬上具有更大的可變性的情況下，可能需要更離散的頻率水平。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，策略采樣將是更有效的校準(zhǔn)方法。
[0097]1307 —旦例程完成對頻率掃描的必需采樣，它將自動生成自動校平表格。1308這個表格隨后被自動下載至控制系統(tǒng)。所有上述操作是自動的，并且無需操作人員干涉。
[0098]新的自動校平工藝的獨(dú)特且新穎的能力是:1.改進(jìn)的功率對頻率的保真度，如圖14A和圖14B所示；2.完全自動操作；3.針對維護(hù)歷史而自動生成診斷文件；4.通過對頻率/功率分布圖的策略采樣更快速地完成而非逐點(diǎn)完成；以及5.與先前自動校平的文件格式的兼容性。
[0099]實(shí)例
[0100]通過策略采樣生成自動校平表格的新穎方法包括使用基于樣條的表面擬合例程。1307表面擬合例程接受表示作為衰減設(shè)定(行)和驅(qū)動頻率(列)函數(shù)的觀察到的正向功率的數(shù)據(jù)的二維陣列。曲線擬合例程將C樣條擬合至輸入數(shù)據(jù)，并且提取具有在恒定功率下作為頻率的函數(shù)的衰減設(shè)定的自動校平文件。
[0101]在當(dāng)前配置中，C樣條曲線擬合用于生成3D自動校平數(shù)據(jù)表面。還可使用替代曲線擬合例程。應(yīng)當(dāng)了解，在當(dāng)前配置中，算法可被集成或作為子例程單獨(dú)運(yùn)行。
[0102]系統(tǒng)控制:自動功率調(diào)節(jié)。申請人已發(fā)現(xiàn)，具有熱敏感性的微波控制系統(tǒng)內(nèi)存有另外部件，這些部件由于它們的大小和功率要求而實(shí)際上無法在受控環(huán)境中隔離。此外，這些部件(如高功率放大器)中一些具有并非根據(jù)環(huán)境的基于時間的漂移，如圖15所示。
[0103]實(shí)例
[0104]為了確保穩(wěn)定且可重復(fù)的功率，申請人開發(fā)出新穎控制例程，如圖16所示。這種控制例程提供自動功率調(diào)節(jié)以便提供校正驅(qū)動水平。如果出于任何原因，所測量的正向功率信號20a’為高或低，那么功率調(diào)節(jié)器161輸出將添加至當(dāng)當(dāng)前功率命令，以便生成改進(jìn)功率設(shè)定值點(diǎn)。
[0105]功率控制算法是依賴于正向功率測量的準(zhǔn)確性。這意味著，上文所提及的隔離正向功率測量51、火爐加熱的晶體檢波器19’、PAD偏移、放大/接地隔離裝置54與算法的成功實(shí)施有關(guān)。
[0106]功率控制算法包含兩個重要功能。第一個是對功率調(diào)節(jié)速率的限制，以便避免響應(yīng)過快。第二個是防止調(diào)節(jié)超過預(yù)設(shè)量的傳感器“約束”。警報被設(shè)定來通知主控制臺:系統(tǒng)無法維持準(zhǔn)確功率控制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種寬帶微波加熱裝置，所述寬帶微波加熱裝置包括: 施加器空腔，所述施加器空腔用于將工件暴露于微波能量； 微波電源，所述微波電源連接至所述空腔，所述電源包括: 小信號RF源，所述小信號RF源至少包括電壓受控的微波振蕩器和電壓受控的衰減器，兩者在高于環(huán)境的選定溫度下是熱穩(wěn)定的； 高功率微波放大器，所述高功率微波放大器將所述小信號放大至有用功率水平以進(jìn)行加熱； 正向和反射功率檢波器，所述檢波器通過微波隔離器彼此分開；以及使用功率調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)使用所檢出的正向功率而非使用所需正向功率來調(diào)整輸出功率。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述小信號RF源進(jìn)一步包括固定衰減器和帶通濾波器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述小信號RF源中的所有部件安裝在公共熱平臺上，使得所述所有部件全部維持于高于環(huán)境的公共溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述正向和反射功率檢波器是在高于環(huán)境的選定溫度下是熱穩(wěn)定的。5.一種寬帶微波電源，所述寬帶微波電源包括: 小信號RF源，所述小信號RF源至少包括電壓受控的微波振蕩器和電壓受控的衰減器，兩者在高于環(huán)境的選定溫度下是熱穩(wěn)定的； 高功率微波放大器，所述高功率微波放大器將所述小信號放大至有用功率水平以進(jìn)行加熱； 正向和反射功率檢波器，所述檢波器通過微波隔離器彼此分開；以及包括功率調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)使用所檢出的正向功率而非使用所需正向功率來調(diào)整輸出功率。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述小信號RF源進(jìn)一步包括固定衰減器和帶通濾波器。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述小信號RF源中的所有部件安裝在公共熱學(xué)平臺上，使得所述所有部件全部維持于高于環(huán)境的公共溫度。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述正向和反射功率檢波器在高于環(huán)境的選定溫度下是熱穩(wěn)定的。9.一種集成、低功率微波源，所述集成、低功率微波源包括: 電壓受控的振蕩器(VCO); 電壓受控的衰減器(VCA); 加熱器和溫度控制電路；以及 封裝，所述封裝包含所述VCO、VCA、加熱器以及溫度控制電路并且具有用于DC功率、DC頻率控制電壓、DC振幅控制電壓以及RF信號輸出的外部連接。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微波源，其中，所述封裝包括印刷電路板。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微波源，其中，所述封裝包括混合電路模塊。12.一種使用寬帶微波功率來加熱材料的方法，所述方法包括以下步驟: 將選定工件置于多模微波施加器空腔中； 提供與所述空腔連通的微波電源，所述電源包括小信號RF生成電路、高功率微波放大器、以及正向和反射功率檢波器，所述檢波器通過隔離器彼此分開； 將所述小信號RF電路的部件中的至少一些部件加熱至高于環(huán)境的選定溫度；以及 提供控制系統(tǒng)，以便執(zhí)行以下功能: 運(yùn)行自動校平例程，以便自動生成自動校平表格并且將所述自動校平表格下載至所述控制系統(tǒng)； 提供自動功率控制系統(tǒng)，以便限制功率調(diào)節(jié)速率；以及 在所述控制系統(tǒng)控制下，將微波功率施加至所述施加器空腔以加熱所述工件。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述自動校平例程包括基于樣條的表面擬合例程。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括以下步驟:加熱所述正向和反射功率檢波器至高于環(huán)境的選定溫度。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述自動功率控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括限制器，所述限制器防止超過預(yù)設(shè)量的調(diào)整。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述自動功率控制系統(tǒng)包括警報功能，用以在所述系統(tǒng)無法維持準(zhǔn)確功率控制情況下，通知主控制臺。
【專利摘要】一種材料處理系統(tǒng)包括熱處理腔室和寬帶微波電源。所述電源包括恒溫箱型小信號RF電路、高功率微波放大器、以及彼此由隔離器來分開的正向和反射功率檢波器。所述功率檢波器也優(yōu)選地是恒溫箱型(ovenized)?？刂葡到y(tǒng)提供控制信號給小信號電路中的熱穩(wěn)定的VOC和VCA，從而基于所檢出的正向功率而非基于所需正向功率來控制輸出功率。所述系統(tǒng)可在開環(huán)或閉環(huán)模式下運(yùn)行。
【IPC分類】H05B6/66
【公開號】CN105379416
【申請?zhí)枴緾N201480027265
【發(fā)明人】克萊頓·R·德卡米里斯, 約瑟夫·M·萬德斯, 理查德·C·黑茲爾赫斯特, 邁克爾·L·漢普頓
【申請人】應(yīng)用材料公司
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2014年4月3日
【公告號】US20140305934, WO2014172104A1