件中。自动校平例程自动选择下一样本频率并且重复上述过程。下一频率可主要与较大测量分开。
[0096]申请人已发现，令人惊讶的是，在65离散频率间隔(64子带)下的衰减器测量结果可能足以改进需要在现有技术校准中使用的每个标称4096频率下的功率测量和衰减器调节的现有技术。新的技术已经在典型800MHz至1GHz扫频频带上得到证实。应当理解，在多倍频程TWT以及无源部件在更宽操作带宽上具有更大的可变性的情况下，可能需要更离散的频率水平。本发明的优点在于，策略采样将是更有效的校准方法。
[0097]1307 —旦例程完成对频率扫描的必需采样，它将自动生成自动校平表格。1308这个表格随后被自动下载至控制系统。所有上述操作是自动的，并且无需操作人员干涉。
[0098]新的自动校平工艺的独特且新颖的能力是:1.改进的功率对频率的保真度，如图14A和图14B所示；2.完全自动操作；3.针对维护历史而自动生成诊断文件；4.通过对频率/功率分布图的策略采样更快速地完成而非逐点完成；以及5.与先前自动校平的文件格式的兼容性。
[0099]实例
[0100]通过策略采样生成自动校平表格的新颖方法包括使用基于样条的表面拟合例程。1307表面拟合例程接受表示作为衰减设定(行)和驱动频率(列)函数的观察到的正向功率的数据的二维阵列。曲线拟合例程将C样条拟合至输入数据，并且提取具有在恒定功率下作为频率的函数的衰减设定的自动校平文件。
[0101]在当前配置中，C样条曲线拟合用于生成3D自动校平数据表面。还可使用替代曲线拟合例程。应当了解，在当前配置中，算法可被集成或作为子例程单独运行。
[0102]系统控制:自动功率调节。申请人已发现，具有热敏感性的微波控制系统内存有另外部件，这些部件由于它们的大小和功率要求而实际上无法在受控环境中隔离。此外，这些部件(如高功率放大器)中一些具有并非根据环境的基于时间的漂移，如图15所示。
[0103]实例
[0104]为了确保稳定且可重复的功率，申请人开发出新颖控制例程，如图16所示。这种控制例程提供自动功率调节以便提供校正驱动水平。如果出于任何原因，所测量的正向功率信号20a’为高或低，那么功率调节器161输出将添加至当当前功率命令，以便生成改进功率设定值点。
[0105]功率控制算法是依赖于正向功率测量的准确性。这意味着，上文所提及的隔离正向功率测量51、火炉加热的晶体检波器19’、PAD偏移、放大/接地隔离装置54与算法的成功实施有关。
[0106]功率控制算法包含两个重要功能。第一个是对功率调节速率的限制，以便避免响应过快。第二个是防止调节超过预设量的传感器“约束”。警报被设定来通知主控制台:系统无法维持准确功率控制。
【主权项】
1.一种宽带微波加热装置，所述宽带微波加热装置包括: 施加器空腔，所述施加器空腔用于将工件暴露于微波能量； 微波电源，所述微波电源连接至所述空腔，所述电源包括: 小信号RF源，所述小信号RF源至少包括电压受控的微波振荡器和电压受控的衰减器，两者在高于环境的选定温度下是热稳定的； 高功率微波放大器，所述高功率微波放大器将所述小信号放大至有用功率水平以进行加热； 正向和反射功率检波器，所述检波器通过微波隔离器彼此分开；以及使用功率调节器的控制系统，所述控制系统使用所检出的正向功率而非使用所需正向功率来调整输出功率。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述小信号RF源进一步包括固定衰减器和带通滤波器。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述小信号RF源中的所有部件安装在公共热平台上，使得所述所有部件全部维持于高于环境的公共温度。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述正向和反射功率检波器是在高于环境的选定温度下是热稳定的。5.一种宽带微波电源，所述宽带微波电源包括: 小信号RF源，所述小信号RF源至少包括电压受控的微波振荡器和电压受控的衰减器，两者在高于环境的选定温度下是热稳定的； 高功率微波放大器，所述高功率微波放大器将所述小信号放大至有用功率水平以进行加热； 正向和反射功率检波器，所述检波器通过微波隔离器彼此分开；以及包括功率调节器的控制系统，所述控制系统使用所检出的正向功率而非使用所需正向功率来调整输出功率。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述小信号RF源进一步包括固定衰减器和带通滤波器。7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述小信号RF源中的所有部件安装在公共热学平台上，使得所述所有部件全部维持于高于环境的公共温度。8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述正向和反射功率检波器在高于环境的选定温度下是热稳定的。9.一种集成、低功率微波源，所述集成、低功率微波源包括: 电压受控的振荡器(VCO); 电压受控的衰减器(VCA); 加热器和温度控制电路；以及 封装，所述封装包含所述VCO、VCA、加热器以及温度控制电路并且具有用于DC功率、DC频率控制电压、DC振幅控制电压以及RF信号输出的外部连接。10.根据权利要求9所述的微波源，其中，所述封装包括印刷电路板。11.根据权利要求9所述的微波源，其中，所述封装包括混合电路模块。12.一种使用宽带微波功率来加热材料的方法，所述方法包括以下步骤: 将选定工件置于多模微波施加器空腔中； 提供与所述空腔连通的微波电源，所述电源包括小信号RF生成电路、高功率微波放大器、以及正向和反射功率检波器，所述检波器通过隔离器彼此分开； 将所述小信号RF电路的部件中的至少一些部件加热至高于环境的选定温度；以及 提供控制系统，以便执行以下功能: 运行自动校平例程，以便自动生成自动校平表格并且将所述自动校平表格下载至所述控制系统； 提供自动功率控制系统，以便限制功率调节速率；以及 在所述控制系统控制下，将微波功率施加至所述施加器空腔以加热所述工件。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述自动校平例程包括基于样条的表面拟合例程。14.根据权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括以下步骤:加热所述正向和反射功率检波器至高于环境的选定温度。15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述自动功率控制系统进一步包括限制器，所述限制器防止超过预设量的调整。16.根据权利要求12所述的方法，其中，所述自动功率控制系统包括警报功能，用以在所述系统无法维持准确功率控制情况下，通知主控制台。
【专利摘要】一种材料处理系统包括热处理腔室和宽带微波电源。所述电源包括恒温箱型小信号RF电路、高功率微波放大器、以及彼此由隔离器来分开的正向和反射功率检波器。所述功率检波器也优选地是恒温箱型(ovenized)。控制系统提供控制信号给小信号电路中的热稳定的VOC和VCA，从而基于所检出的正向功率而非基于所需正向功率来控制输出功率。所述系统可在开环或闭环模式下运行。
【IPC分类】H05B6/66
【公开号】CN105379416
【申请号】CN201480027265
【发明人】克莱顿·R·德卡米里斯, 约瑟夫·M·万德斯, 理查德·C·黑兹尔赫斯特, 迈克尔·L·汉普顿
【申请人】应用材料公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年4月3日
【公告号】US20140305934, WO2014172104A1