專利名稱：：用于檢測(cè)和分類發(fā)弧的基于電流的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明一般涉及用于檢測(cè)和分類設(shè)備中的發(fā)弧的方法和設(shè)備，尤其涉及在物理氣相沉積過程中通過4企測(cè)電流和電壓以及計(jì)時(shí)每個(gè)超過一個(gè)或多個(gè)閾值的持續(xù)時(shí)間來檢測(cè)和分類發(fā)弧的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
：諸如物理氣相沉積(PVD)等濺鍍沉積是用以將薄且高度均勻的各種材料層沉積到許多物體上的處理，例如，沉積一金屬層到基板上，諸如形成集成電路(IC)時(shí)所使用的晶圓等。在直流電(DC)濺鍍處理中，欲沉積的材料(目標(biāo))和將接受被沉積的材料(晶圓)的基板被置放在專用真空室中。將真空室排空，接著以低壓填滿諸如氬等惰性氣體。將晶圓電連接到高壓電源的陽極(或其附近)，陽極通常在大地電位或接近大地電位。濺鍍室的墻壁亦處于此電位。將典型上由金屬形成的目標(biāo)置放于真空室并且電連接到高壓電源的陰極。目標(biāo)亦可由絕緣材料形成。通過電源在目標(biāo)(陰極)和陽極之間產(chǎn)生電場(chǎng)。當(dāng)陽才及和陰極之間的電位到達(dá)200-400伏特時(shí)，在眾所皆知的Paschen(帕申)曲線的超導(dǎo)區(qū)域的惰性氣體中建立輝光放電。當(dāng)在Paschen(帕申)曲線的超導(dǎo)區(qū)域中操作輝光放電時(shí)，從氣體分裂出價(jià)電子且流向陽極(接地)，而最后的正電荷離子化氣體原子(即，等離子體)被加速越過電場(chǎng)的電位且以足夠的能量沖擊陰極(目標(biāo))，藉以使目標(biāo)材料的分子能夠與目標(biāo)實(shí)際分離，或"濺鍍"。被噴出原子實(shí)際上暢通無阻地行進(jìn)過低壓氣體和等離子體，其中某一些降落在基板上且在基板上形成目標(biāo)材料的涂層。在理想條件下，結(jié)果是在室中有一大群均勻的目標(biāo)分子，留下均勻厚度的最后沉積在室和其內(nèi)容物(如，晶圓)上。此涂層通常是各向同性的，符合室中的物體形狀。此作用的自然結(jié)果是目標(biāo)材料隨著濺鍍更多材料會(huì)變得更薄。和目標(biāo)材料的真空室被小心地設(shè)計(jì)成試圖維持統(tǒng)一的電場(chǎng)，及再次根據(jù)Paschen曲線，輝光放電原則上可維持在電場(chǎng)力的一范圍上。然而，無法完全維持電場(chǎng)的統(tǒng)一，并且一些因素會(huì)影響目標(biāo)上的輝光放電的統(tǒng)一和耗損，這些因素包括室中產(chǎn)生的熱電流和其他機(jī)械異常，諸如目標(biāo)校準(zhǔn)失當(dāng)?shù)?。為了補(bǔ)償這些異常，商業(yè)用PVD濺鍍機(jī)器通常結(jié)合在目標(biāo)上以固定速度旋轉(zhuǎn)大磁鐵的機(jī)構(gòu)。此旋轉(zhuǎn)用于干擾室中的電磁場(chǎng)，將等離子體撞打在目標(biāo)的區(qū)域集中于較小和移動(dòng)區(qū)上。在以固定速率旋轉(zhuǎn)磁鐵的同時(shí)維持室中的固定功率可提高目標(biāo)的耗損的統(tǒng)一，增加目標(biāo)壽命，及通常將室中分子目標(biāo)材料分布維持的更均勻。當(dāng)磁鐵在目標(biāo)上旋轉(zhuǎn)時(shí)，局部幾何、熱、及其他變化使室的集總電阻抗產(chǎn)生變化。由于被組配成運(yùn)送固定功率到輝光放電的電源，維持固定功率所需的室電壓和電流之間的關(guān)系根據(jù)阻抗變化而改變。若監(jiān)^L室電壓和電流，則可觀察到清楚的室電壓和電流的周期變化，周期等于磁鐵的旋轉(zhuǎn)周期。甚至以旋轉(zhuǎn)磁鐵機(jī)構(gòu)適當(dāng)?shù)卦噲D穩(wěn)定輝光放電，特定條件仍會(huì)導(dǎo)致電場(chǎng)的局部集中，使輝光放電能夠通過Paschen曲線的超導(dǎo)區(qū)域到發(fā)弧區(qū)。PVD期間的發(fā)弧導(dǎo)致經(jīng)由等離子體中的電子或離子從陽極到目標(biāo)的不想要的低阻抗路徑，不想要的路徑通常包括接地，及由于諸多因素所導(dǎo)致的發(fā)弧，諸如目標(biāo)材料的污染(即，內(nèi)含物)、目標(biāo)的結(jié)構(gòu)(如，表面)內(nèi)的內(nèi)含物、不適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)校直(alignment)(如，陰極和陽極的校直不當(dāng))、真空漏泄、及/或來自諸如真空油脂等其他來源的污染等因素。目標(biāo)污染包括&02或A1203。PVD期間的發(fā)弧是在半導(dǎo)體晶圓上形成集成電路時(shí)產(chǎn)量降低缺陷的其中一原因。盡管一般金屬沉積典型上低于l微米(micron)厚，但是發(fā)弧導(dǎo)致晶圓上的金屬局部較厚的沉積。當(dāng)發(fā)弧出現(xiàn)時(shí)，室的電磁場(chǎng)的能量集中9在比想要的小的目標(biāo)的區(qū)域(如，目標(biāo)缺陷的附近)，如此會(huì)移開目標(biāo)的固體片段。所移開的目標(biāo)材料的固體片段可能比晶圓上預(yù)期的均勻涂層厚度大，若大片段落在晶圓上，則可能導(dǎo)致欲在那位置形成的集成電路的故障。隨后的照相平版印刷處理根據(jù)想要的電路圖案蝕刻掉所沉積的金屬層的各種區(qū)域，留下金屬導(dǎo)體路徑。因?yàn)榘l(fā)弧導(dǎo)致具有比周遭金屬大的厚度的局部缺陷(區(qū)域)，所以在隨后處理中不可能完全蝕刻缺陷區(qū)，導(dǎo)致不想要的電路路徑(即，短路)在芯片上。半導(dǎo)體芯片具有由絕緣體層所分開的多個(gè)金屬層，藉由如上述的沉積、圖案化、及蝕刻金屬層形成各個(gè)金屬位準(zhǔn)(level)。一層中的局部缺陷亦可能扭曲在隨后照相平版印刷步驟中成像到晶圓上的覆蓋圖案，因此導(dǎo)致覆蓋層中的缺陷。制造目前集成電路的晶圓涉及上千個(gè)個(gè)別處理步驟、通過各個(gè)處理步驟增加的晶圓的值和最后的各個(gè)個(gè)別集成電路晶粒(die)。被用于將晶圓處理成集成電路的PVD濺鍍?cè)O(shè)備中的發(fā)弧可能使得晶圓的部分無法用于其想要的目的，因此增加制造成本。使用沒有發(fā)弧產(chǎn)生的內(nèi)含物的目標(biāo)材料是最小化集成電路制造缺陷的其中一方法，但是目標(biāo)材料可能在其制造期間或之后遭到污染。在濺鍍操作之前發(fā)現(xiàn)目標(biāo)污染以防止發(fā)弧缺陷無論在時(shí)間和費(fèi)用二者上都所費(fèi)不貲。而就隨機(jī)產(chǎn)量損失而言未以實(shí)時(shí)方法發(fā)現(xiàn)發(fā)弧缺陷也是同樣昂貴的，例如由制造商操作沉積室，直到產(chǎn)生發(fā)弧的目標(biāo)內(nèi)含物凈皮徹底濺鍍?yōu)橹?。而且，?dāng)在發(fā)弧期間移開目標(biāo)的固體片段時(shí)，目標(biāo)的表面會(huì)被進(jìn)一步破壞，并且那附近的未來發(fā)弧可能性增加。缺乏實(shí)時(shí)發(fā)弧檢測(cè)，改善行動(dòng)是依據(jù)可得到的參數(shù)數(shù)據(jù)。測(cè)量由于發(fā)弧所導(dǎo)致的缺陷層數(shù)量相當(dāng)昂貴，例如通過被設(shè)計(jì)成發(fā)現(xiàn)短路的電測(cè)試，或藉由在金屬沉積之后以激光掃描晶圓的表面。這些測(cè)試要花時(shí)間運(yùn)作，延遲生產(chǎn)，或由于時(shí)間延長(zhǎng)而發(fā)生不想要的產(chǎn)量損失。因?yàn)橹T如任何程度的短路等缺陷可能影響集成電路功能，所以想要避免由于賊鍍沉積期間的發(fā)弧所導(dǎo)致的破壞。因此，實(shí)時(shí)發(fā)弧檢測(cè)能夠較快識(shí)別生產(chǎn)損失的來源，并檢測(cè)處理工具或目標(biāo)本身內(nèi)的最初故障，此二者可使集成電路制造應(yīng)用更有效。如上述，發(fā)弧可能將固體材料投進(jìn)室內(nèi)，假設(shè)下落在集成電路的晶圓上的固體材料的任何此種片段具有破壞至少一集成電路的高度可能。因此，對(duì)集成電路的晶圓的可能破壞的一統(tǒng)計(jì)指示是處理步驟期間所發(fā)生的發(fā)弧10數(shù)目。假設(shè)因?yàn)槊土业陌l(fā)弧可能比相對(duì)"溫和"的發(fā)弧延展更多的固體材料到更廣的區(qū)域，所以由個(gè)別發(fā)弧對(duì)集成電路晶圓所導(dǎo)致的預(yù)期破壞是遞送到發(fā)弧的能量的單調(diào)增加函數(shù)也是合理的。因此，可以估算PVD濺鍍處理步驟期間發(fā)生的發(fā)弧數(shù)目與實(shí)時(shí)的發(fā)弧的嚴(yán)重性二者的系統(tǒng)在估算特定PVD賊鍍步驟所導(dǎo)致的可能破壞上是有效的工具。眾所周知，當(dāng)在輝光放電處理中發(fā)弧發(fā)生時(shí)，室的集總阻抗數(shù)值快速遞減。當(dāng)此發(fā)生時(shí)，包含電源和互連機(jī)構(gòu)的電力運(yùn)送系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)阻抗中的串聯(lián)電感的存在會(huì)導(dǎo)致室的陽極和陰極間所觀察到的電壓數(shù)值快速下降。觀察室電壓并且將它與固定閾值比較是檢測(cè)發(fā)弧的存在的普遍方法，可藉由將一般示波器裝附到陰極及將示波器探針的地線裝附到室來快速完成此。有了可藉由使用自由運(yùn)轉(zhuǎn)的示波器來觀察電壓而可用肉眼看得到的平均室處理電壓的估算，可將示波器的觸發(fā)點(diǎn)設(shè)定在比預(yù)期電壓大的電壓(以此種方式所觀察到的電壓相對(duì)于示波器參考值而言是負(fù)的)。當(dāng)示波器觸發(fā)時(shí)，由于發(fā)弧所導(dǎo)致的最后電壓波形可被觀察到，并且亦可同時(shí)經(jīng)由適當(dāng)電流探針來觀察到電流。已研發(fā)出模擬檢測(cè)發(fā)弧的此方法和計(jì)算在處理步驟的進(jìn)程中所如此獲得的發(fā)生數(shù)目的系統(tǒng)。此途徑的已知缺點(diǎn)是隨著室電壓因?yàn)槿缟鲜鲭S著磁鐵旋轉(zhuǎn)而周期性變化，與由于熱和其他考量的PVD處理步驟的過程中的變化，必須謹(jǐn)慎地設(shè)定固定觸發(fā)電平。因此，此種系統(tǒng)可能錯(cuò)失數(shù)值小但仍會(huì)導(dǎo)致破壞的發(fā)弧。能夠更加遵循真實(shí)、瞬間預(yù)期到的室電壓的系統(tǒng)能夠使這些發(fā)弧更快速被檢測(cè)到，提供更準(zhǔn)確的破壞估算。在用于生產(chǎn)集成電路的PVD處理中，一般觀察到持續(xù)小于1微秒的發(fā)弧條件。這些短持續(xù)時(shí)間的發(fā)弧通常被稱作微發(fā)弧。以電子控制的模擬或開關(guān)電源無法在微發(fā)弧期間對(duì)室阻抗中的此快速變化做出反應(yīng)。由于串聯(lián)電感的自然結(jié)果，在微發(fā)弧期間電源運(yùn)送幾近固定的電流到室。假設(shè)在發(fā)弧條件期間，由電源所運(yùn)送的所有能量集中在發(fā)弧上，則運(yùn)送到個(gè)別發(fā)弧的能量可由電源電壓乘上(被假設(shè)固定)發(fā)弧的間距期間的電流的乘積的整數(shù)(interval)來估算。此外，存在有能夠捕獲發(fā)弧條件期間的室電壓和電流波形的數(shù)字示波器。存在有能夠使數(shù)字式儲(chǔ)存的波形被上載到電腦的諸如Tektronix"Wavestar，，等電腦軟件，其中隨后能夠逐相乘被捕獲的電壓決定發(fā)弧所運(yùn)送的整個(gè)能量。盡管對(duì)增加PVD應(yīng)用時(shí)的發(fā)弧環(huán)境的了解有用，但是使用示波器和后處理電腦來計(jì)算發(fā)弧和發(fā)弧能量的此方法對(duì)生產(chǎn)應(yīng)用上只有一點(diǎn)價(jià)值。即使現(xiàn)代手持式示波器也是相當(dāng)龐大的儀器，且集成電路清潔室的不動(dòng)產(chǎn)也是極為昂貴的。獨(dú)立性后處理電腦亦占用昂貴的樓面空間，且可能必須位在清潔室外而以網(wǎng)絡(luò)連接到示波器，增加示波器和電腦之間的數(shù)據(jù)移轉(zhuǎn)的延遲。而且，沒有將個(gè)別發(fā)弧持續(xù)時(shí)間或發(fā)弧出現(xiàn)的頻率講清楚(tella-priori)的方法，留下如何準(zhǔn)確設(shè)定示波器的控制的問題。示波器亦只具有有限的波形儲(chǔ)存能力，因此當(dāng)在處理期間有許多發(fā)弧活動(dòng)時(shí)，示波器在最需要它時(shí)傾向會(huì)遺失信息。如此組配的系統(tǒng)將使實(shí)時(shí)控制和決定變得不可能。本發(fā)明的各方面解決上述缺點(diǎn)，亦提供對(duì)其他應(yīng)用也有用的發(fā)弧檢測(cè)方法和配置。除了所討論的問題之外，當(dāng)計(jì)算發(fā)弧只當(dāng)作電壓閾值違犯時(shí)，若電源以降低的運(yùn)送功率來反應(yīng)發(fā)弧，則可能會(huì)遺失一些信息或模糊不清。降低功率的結(jié)果是電壓和電流二者的下降。本發(fā)明是用于解決上述的問題和其他問題，并且用于提供習(xí)知此類型系統(tǒng)未提供的優(yōu)點(diǎn)和觀點(diǎn)。參考附圖加以進(jìn)行的下面詳細(xì)說明闡釋本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)的完整討論。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)觀點(diǎn)，本發(fā)明旨在用以檢測(cè)等離子體產(chǎn)生期間的發(fā)弧的設(shè)備與方法，其提出上述挑戰(zhàn)和提供控制膜沉積處理的反饋方法。以一些實(shí)施和應(yīng)用示例本發(fā)明，將其中一些摘要如下。根據(jù)本發(fā)明的一示例實(shí)施例，等離子體產(chǎn)生設(shè)備包括被通訊式耦合到電源電路的發(fā)弧檢測(cè)配置。電源電路具有被圍在室中的陰極，且被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生功率相關(guān)參數(shù)。發(fā)弧檢測(cè)配置被設(shè)計(jì)成藉由比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值來估計(jì)室中的發(fā)弧嚴(yán)重性。根據(jù)本發(fā)明的其他觀點(diǎn)，發(fā)弧檢測(cè)配置被設(shè)計(jì)成估算發(fā)弧強(qiáng)度、發(fā)弧持續(xù)期間及/或發(fā)弧能量。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，使用可編程邏輯控制器(PLC)來實(shí)施發(fā)12弧檢測(cè)配置。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，PLC與發(fā)弧檢測(cè)配置協(xié)同操作來計(jì)算自適應(yīng)發(fā)弧閾值以響應(yīng)PVD室的阻抗的一^:變化，該實(shí)時(shí)自適應(yīng)發(fā)弧閾值由PLC以幾近實(shí)時(shí)地通訊到發(fā)弧檢測(cè)設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，響應(yīng)于PVD室的阻抗的一般變化的自適應(yīng)發(fā)弧閾值是由發(fā)弧檢測(cè)配置本身利用幾近實(shí)時(shí)地通訊到PLC的有關(guān)發(fā)弧活動(dòng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和自適應(yīng)發(fā)弧閾值函數(shù)來計(jì)算的。實(shí)際微發(fā)弧(例如，如示波器上所捕獲者)顯示出電壓數(shù)值的快速減少(之后回復(fù)到正常值)和同時(shí)地電流數(shù)值的快速增加(之后亦回復(fù)到正常值)。因此，觀看尖峰的電流電平，及觀看同步減少的電壓電平大幅增加"真，，發(fā)弧檢測(cè)的成功率或置信度。本發(fā)明提供用以檢測(cè)此種發(fā)弧事件和用以檢測(cè)與分類其他發(fā)弧事件的方法和設(shè)備的實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，將電流轉(zhuǎn)換器的輸出饋入發(fā)弧檢測(cè)單元的可編程閾值比較器。在此實(shí)施例中，由發(fā)弧檢測(cè)單元就電流駐足在閾值上方多少次和就電流在閾值上方所消逝的時(shí)間來測(cè)量發(fā)弧事件。有關(guān)發(fā)弧的嚴(yán)重性的其他信息是可藉由放置一個(gè)以上的閾值(各個(gè)都在不同的電平)在標(biāo)稱工作點(diǎn)上方并且為不同的閾值電平比較發(fā)弧事件計(jì)數(shù)和消逝的時(shí)間來獲得的。根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，設(shè)備包括依據(jù)來自電源接口的電壓和電流通道二者的組合數(shù)據(jù)來分類發(fā)弧事件的邏輯。另外，設(shè)備為出現(xiàn)在發(fā)弧事件的特定類級(jí)中的事件計(jì)算掃描能量和發(fā)弧能量。根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，提供用以檢測(cè)和分類物理汽相沉積處理中的發(fā)弧的方法。方法包含監(jiān)視等離子體產(chǎn)生設(shè)備的電源電壓和電流。依據(jù)此監(jiān)視，方法包括當(dāng)電壓下降在預(yù)定第一電壓閾值之下時(shí)檢測(cè)每個(gè)實(shí)例，電壓下降在預(yù)定第一電壓閾值之下時(shí)計(jì)時(shí)每個(gè)實(shí)例的持續(xù)期間，電流尖峰在預(yù)定第一電流閾值之上時(shí)檢測(cè)每個(gè)實(shí)例，及電流尖峰在預(yù)定第一電流閾值之上時(shí)計(jì)時(shí)每個(gè)實(shí)例的持續(xù)期間?？梢詴r(shí)鐘周期來測(cè)量電壓下降的持續(xù)期間和電流尖峰的持續(xù)期間。然后，方法包含分類電壓下降到預(yù)定第一電壓閾值之下時(shí)的每個(gè)實(shí)例及電流尖峰在預(yù)定第一電流閾值之上時(shí)的每個(gè)實(shí)例當(dāng)作發(fā)弧事件。因此，發(fā)弧事件可從所檢測(cè)到的電壓下降及/或電流尖峰來確定發(fā)生。方法另外包括決定電源電壓是否為穩(wěn)定模式、上升過渡模式、或下降過渡模式的其中之一?？捎?jì)數(shù)發(fā)弧事件或?yàn)檫@些每個(gè)種類分開分析。例如，方法可包括維持當(dāng)電壓是在穩(wěn)定模式時(shí)出現(xiàn)的發(fā)弧事件和對(duì)應(yīng)的持續(xù)期間的計(jì)數(shù)，維持當(dāng)電壓是在上升過渡模式時(shí)出現(xiàn)的發(fā)弧事件和對(duì)應(yīng)的持續(xù)期間的計(jì)數(shù)，和電壓是在下降過渡模式時(shí)出現(xiàn)的發(fā)弧事件和對(duì)應(yīng)的持續(xù)期間的計(jì)數(shù)。可依據(jù)從監(jiān)視等離子體產(chǎn)生設(shè)備的電源電壓和電流所獲得的數(shù)據(jù)將發(fā)弧事件分類成不同類別。根據(jù)一例子，在諸如PLC或其他計(jì)算裝置或邏輯配置或電路系統(tǒng)的掃描循環(huán)等預(yù)定時(shí)間周期期間，方法包括將電壓下降和電流尖峰同時(shí)發(fā)生(coincidental)的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第一類別；此外，方法另外包括將沒有相應(yīng)的具有低于預(yù)定時(shí)間的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電流尖峰的一或多個(gè)電壓下降的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第二類別；將沒有相應(yīng)的具有大于預(yù)定時(shí)間的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電流尖峰的一或多個(gè)電壓下降的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第三類別。有關(guān)感測(cè)到的電流發(fā)弧事件，方法同樣地包括將沒有相應(yīng)的具有低于預(yù)定時(shí)間的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電壓下降的一或多個(gè)電流尖峰的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第四類別；以及將沒有對(duì)應(yīng)的具有大于預(yù)定時(shí)間的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電壓下降的一或多個(gè)電流尖峰的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第五類別。就各種類別的每一個(gè)而言，方法可包括為所指定的發(fā)弧事件計(jì)算掃描能量。檢測(cè)發(fā)弧事件通常導(dǎo)致電源下降(即，進(jìn)入到下降過渡模式)。為了避免在此下降過渡模式的同時(shí)包括或計(jì)算瞬變結(jié)果當(dāng)作在穩(wěn)定模式中，方法另外包括禁止為電壓下降在預(yù)定的第一閾值之下的每個(gè)檢測(cè)之后的過渡保留周期檢測(cè)預(yù)定的第一閾值之下的電壓下降，及禁止為電流峰值在預(yù)定的第一閾值之上的各個(gè)檢測(cè)之后的過渡保留周期檢測(cè)預(yù)定的第一閾值之上的電流峰值。若為過渡模式進(jìn)行進(jìn)一步分析則仍可保留信息。方法又考慮到對(duì)出現(xiàn)在穩(wěn)定模式中的濺鍍沉積處理期間的電源電壓的緩慢變化(即，相對(duì)于發(fā)弧事件)。就此點(diǎn)而言，方法另外包括調(diào)整掃描循環(huán)期間的預(yù)定的第一電壓閾值以追蹤電源電壓中的緩慢變化。根據(jù)一例子，可建立方法以提供有關(guān)發(fā)弧嚴(yán)重性的額外信息。就此點(diǎn)而言，方法可包括檢測(cè)電壓下降到預(yù)定的第二電壓閾值之下的每個(gè)發(fā)弧事件實(shí)例，及檢測(cè)電流尖峰到達(dá)預(yù)定的第二電流閾值之上的每個(gè)發(fā)弧事件實(shí)14例。同樣地也可利用其他閾值提供甚至更加精確的信息。根據(jù)本發(fā)明的另一例子，決定等離子體產(chǎn)生設(shè)備中的發(fā)弧事件的方法包含監(jiān)視電源電流、獲得指示被監(jiān)視電流的電流信號(hào)、及決定電流信號(hào)是否在指示發(fā)弧事件的預(yù)定電流閾值之外的步驟。同樣地，方法可另外包含監(jiān)視電源的電壓、獲得指示被監(jiān)視電壓的電壓信號(hào)、及決定電壓信號(hào)是否在指示發(fā)弧事件的預(yù)定電壓閾值之外。另外，方法可包括計(jì)時(shí)當(dāng)電流在預(yù)定電流閾值之外和當(dāng)電壓在預(yù)定電壓閣值之外時(shí)所出現(xiàn)的每個(gè)發(fā)弧事件的持續(xù)期間。再者，可分類每個(gè)發(fā)弧事件，及可計(jì)算掃描能量和發(fā)弧能量。根據(jù)本發(fā)明的另一例子，用以檢測(cè)等離子體產(chǎn)生設(shè)備中的發(fā)弧的方法包含提供電源到等離子體產(chǎn)生設(shè)備以在目標(biāo)和晶圓之間建立離子化氣體、提供用以檢測(cè)電源電壓和電源電流的接口、在設(shè)定的頻率中比較電壓與電壓閾值、及在設(shè)定的頻率中比較電流與電流閾值。此外，方法包含從比較電壓與電壓閾值和從比較電流與電流閾值中決定是否發(fā)生發(fā)弧事件。方法另外包括將比較電壓與電壓闊值和電流與電流閾值延遲達(dá)發(fā)弧事件的每個(gè)檢測(cè)之后的過渡延遲周期之久。另夕卜，方法可包括觀看其他參數(shù)(除了電壓或電流閾值交叉點(diǎn)之外)以提供任何發(fā)弧的進(jìn)一步信息。此可包括有關(guān)發(fā)弧事件嚴(yán)重性的進(jìn)一步信息。根據(jù)一例子，方法可另外包括產(chǎn)生功率相關(guān)參數(shù)、比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值以決定等離子體產(chǎn)生設(shè)備中的發(fā)弧嚴(yán)重性、及測(cè)量響應(yīng)于比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值的發(fā)弧持續(xù)期間的步驟。根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，設(shè)置一用以檢測(cè)等離子體產(chǎn)生室中的發(fā)弧事件的設(shè)備。設(shè)備包含電源接口模塊，被組配成檢測(cè)施加到等離子體產(chǎn)生室的電源電壓和電流；及發(fā)弧檢測(cè)單元，被通訊式耦合到電源接口模塊，發(fā)弧檢測(cè)單元包括閾值比較器電路，此閾值比較器電路被配置成比較電壓與第一電壓閾值以決定發(fā)弧事件是否發(fā)生和比較電流與第一電流閾值以決定發(fā)弧事件是否發(fā)生。發(fā)弧檢測(cè)單元包括具有模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)較佳。此外，設(shè)備的發(fā)弧檢測(cè)單元包括或被耦合至邏輯電路系統(tǒng)，此邏輯電路系統(tǒng)被配置成依據(jù)閾值比較器電路的輸出來決定發(fā)弧事件。邏輯電路系統(tǒng)可以是可編程邏輯控制器(PLC)或其他類似的計(jì)算裝置。而且，在一些實(shí)例中，DSP可包括執(zhí)行本文所揭示的一些或全部的功能的邏輯。閾值比較器電路可被程序化以讓使用者能夠設(shè)定最初電壓閾值和最初電流閾值較佳。此外，電壓和電流可使用分開的組件。閾值比較器電路是模擬電路較佳。閾值電平產(chǎn)生于DSP，及以DSP中的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器將發(fā)弧信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字。DSP包含參數(shù)是由PLC或其他邏輯電路系統(tǒng)或配置所控制的軟件的固體。設(shè)備的邏輯電路系統(tǒng)被用于一些功能。例如，邏輯電路系統(tǒng)被配置成決定電壓是否為穩(wěn)定模式、上升過渡模式、及下降過渡模式的其中之一。此外，邏輯電路系統(tǒng)被配置成維持當(dāng)電壓是在穩(wěn)定模式中時(shí)所發(fā)生的發(fā)弧事件的計(jì)數(shù)、維持當(dāng)電壓是在上升過渡模式中時(shí)所發(fā)生的發(fā)弧事件的計(jì)數(shù)、及維持當(dāng)電壓是在下降過渡模式中時(shí)所發(fā)生的發(fā)弧事件的計(jì)數(shù)。邏輯電路系統(tǒng)亦被配置成依據(jù)下降到第一電壓閾值之下的電壓來決定發(fā)弧事件的持續(xù)期間，依據(jù)尖峰上達(dá)第一電流閾值之上的電流來決定發(fā)弧事件的持續(xù)期間。持續(xù)期間典型上以可被轉(zhuǎn)換成時(shí)間單位的依據(jù)頻率的時(shí)鐘周期來測(cè)量。邏輯電路系統(tǒng)另外被配置成依據(jù)閾值比較器電路的輸出和每個(gè)發(fā)弧事件的持續(xù)期間來分類發(fā)弧事件。分類是針對(duì)預(yù)定時(shí)間循環(huán)，諸如PLC掃描循環(huán)等。邏輯電路系統(tǒng)可被組配成例如將電壓下降和電流尖峰同時(shí)發(fā)生的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第一類別；將沒有相應(yīng)的具有低于第一預(yù)定時(shí)間周期的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電流尖峰的一或多個(gè)電壓下降的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第二類別；將沒有相應(yīng)的具有大于第一預(yù)定時(shí)間周期的持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電流尖峰的一或多個(gè)電壓下降的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第三類別；將沒有相應(yīng)的具有低于第二預(yù)定時(shí)間周期的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電壓下降的一或多個(gè)電流尖峰的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第四類別；將沒有對(duì)應(yīng)的具有大于第二預(yù)定時(shí)間周期的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電壓下降的一或多個(gè)電流尖峰的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第五類別。邏輯電路系統(tǒng)亦可計(jì)算發(fā)弧的各種參數(shù)。此可包括掃描能量和發(fā)弧能量。根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，用以檢測(cè)等離子體產(chǎn)生設(shè)備中的發(fā)弧的設(shè)備包含被通訊式耦合至電源的電流的發(fā)弧檢測(cè)單元。發(fā)弧;險(xiǎn)測(cè)單元包括閾值比較器電路，其被組配成比較電流與第一電流閾值；及邏輯電路系統(tǒng)，被配置成依據(jù)閾值比較器電路中的電流與電流閾值的比較來檢測(cè)發(fā)弧事件。發(fā)弧檢測(cè)單元亦可被通訊式耦合至電源的電壓。在此實(shí)例中，閾值比較器電路被另外組配成比較電壓與第一電壓閾值，而邏輯電路系統(tǒng)被另外發(fā)弧檢測(cè)單元另外包含計(jì)時(shí)電路，其被配置成依據(jù)電流與電流閾值的比較來計(jì)算被檢測(cè)的發(fā)弧事件的持續(xù)期間。計(jì)時(shí)電路亦被配置成依據(jù)電壓與電壓閾值的比較來計(jì)算被檢測(cè)的發(fā)弧事件的持續(xù)期間。閾值比較器電路可被組配成比較電流與不同于第一電流閾值的第二電流閾值(或多個(gè)其他的閾值電平)。閾值比較器電路同樣可被組配成比較電壓與一或多個(gè)其他的閾值?？蔀楦鱾€(gè)閾值計(jì)算電流或電壓在特定閾值之外的持續(xù)期間。根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，用以檢測(cè)等離子體產(chǎn)生設(shè)備中的發(fā)弧事件的設(shè)備包含電源接口模塊，其被通訊式耦合至等離子體產(chǎn)生設(shè)備用的電源的電壓和電流；發(fā)弧檢測(cè)單元，具有用以接收指示電壓的信號(hào)的第一通道，及用以接收指示電流的信號(hào)的第二通道；及閾值比較器電路，位在發(fā)弧檢測(cè)單元中，被配置成比較電壓信號(hào)與電壓閾值和比較電流信號(hào)與電流閾值。設(shè)備可另外包含邏輯電路系統(tǒng)，用以依據(jù)閾值比較器電路的輸出來決定發(fā)弧事件是否發(fā)生。邏輯電路系統(tǒng)亦可被配置成計(jì)算供應(yīng)到等離子體產(chǎn)生設(shè)備的功率的相關(guān)參數(shù)。邏輯電路系統(tǒng)亦可比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值以決定等離子體產(chǎn)生設(shè)備中的發(fā)弧嚴(yán)重性。本發(fā)明增加實(shí)時(shí)決定何時(shí)發(fā)生發(fā)弧以采取改善行動(dòng)的能力。此可提高晶圓產(chǎn)量和降低缺陷。在某些實(shí)例中，主要觀看電壓和電流的設(shè)備將計(jì)算發(fā)弧和最后的電壓下降(即，發(fā)源自響應(yīng)到發(fā)弧的降低電源)二者，如此將產(chǎn)生不準(zhǔn)確的計(jì)數(shù)。本發(fā)明另外提供更準(zhǔn)確計(jì)算和分類發(fā)弧的方法和設(shè)備。也就是說，藉由計(jì)算發(fā)弧當(dāng)作電流閾值違犯，甚至在電力降低事件存在時(shí)，將以發(fā)弧計(jì)數(shù)和時(shí)間統(tǒng)計(jì)更準(zhǔn)確呈現(xiàn)發(fā)弧。從連同下面附圖的下面說明將可更加明白本發(fā)明的的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在將參考附圖及經(jīng)由例子說明本發(fā)明以了解之圖1為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的一示例實(shí)施例的方塊17圖2為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的電源接口模塊(PSIM)部位的一示例實(shí)施的方塊圖3為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的PSIM電壓感測(cè)電路部位的一示例實(shí)施的電路圖4為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的PSIM電流感測(cè)電路部位的一示例實(shí)施的電路圖5為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的PSIM電源電路部位的一示例實(shí)施的電路圖6為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的發(fā)弧檢測(cè)器單元(ADU)部位的一示例實(shí)施的方塊圖7為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的ADU電壓濾波器部位的一示例實(shí)施的電路圖8為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的ADU可編程閾值比較器部位的一示例實(shí)施的電路圖9為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的ADU發(fā)弧檢測(cè)邏輯單元(ADLU)部位的一示例實(shí)施的方塊圖IO為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的ADLU計(jì)數(shù)器單元部位的一示例實(shí)施的方塊圖11為根據(jù)本發(fā)明的時(shí)鐘邏輯單元(CLU)時(shí)鐘產(chǎn)生的一示例實(shí)施的時(shí)序圖12為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的ADLU數(shù)字信號(hào)處理接口邏輯配置部位的一示例實(shí)施的邏輯圖13為PVD室組配的橫剖面圖14為具有發(fā)弧事件的典型PVD電壓信號(hào)對(duì)時(shí)間的標(biāo)繪圖(plot);圖15為本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)單元中的PVD電壓信號(hào)的標(biāo)繪圖16為當(dāng)進(jìn)及出發(fā)弧情況的發(fā)弧檢測(cè)單元的邏輯電平狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖17為發(fā)弧通道信號(hào)傳播的方塊圖18為PLC程序主控制的方塊圖19為穩(wěn)定帶監(jiān)視器變量對(duì)時(shí)間的標(biāo)繪圖20為功率和點(diǎn)火邏輯的方塊圖21為點(diǎn)火時(shí)間的標(biāo)繪18圖22為發(fā)弧類別的方塊圖23為發(fā)弧類別的表格；圖24為晶圓處理發(fā)弧可變時(shí)序圖25為晶圓處理閾值時(shí)序圖26為邏輯的執(zhí)行的發(fā)弧檢測(cè)次序的方塊圖27為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置的發(fā)弧檢測(cè)器單元部位的另一示例實(shí)施的方塊盡管經(jīng)由附圖中的例子圖示本發(fā)明的特定細(xì)節(jié)并且詳細(xì)說明之，但是本發(fā)明仍可經(jīng)得起各種修正和其他形式的檢驗(yàn)。然而，應(yīng)注意的是，本發(fā)明并不局限于所說明的特定實(shí)施例。相反地，意在涵蓋落在附錄于后的權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范疇內(nèi)的所有修正、同等物及選擇。具體實(shí)施例方式雖然本發(fā)明可有許多不同形式的實(shí)施例，但是附圖中圖示有并且此處將詳細(xì)說明本發(fā)明的較佳實(shí)施例，應(yīng)了解本揭示應(yīng)被視作本發(fā)明的原則的示例而非將本發(fā)明的廣義局限于所圖解說明的實(shí)施例。本發(fā)明相信可被應(yīng)用到不同等離子體產(chǎn)生設(shè)備類型，并且發(fā)現(xiàn)特別適用于膜沉積應(yīng)用，后者從響應(yīng)于等離子體環(huán)境的產(chǎn)生期間所檢測(cè)到的發(fā)弧的技術(shù)得到益處。本文所說明的示例實(shí)施例包含PVD濺鍍技術(shù)；但是，本發(fā)明可連同各種系統(tǒng)一起實(shí)施，包括那些使用諸如等離子體蝕刻或等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)(PECVD)等等離子體產(chǎn)生技術(shù)者。盡管從來無法完全避免發(fā)弧事件，但是獲得有關(guān)濺鍍處理期間所發(fā)生的發(fā)弧嚴(yán)重性的某些詳細(xì)數(shù)據(jù)提供有用的信息以決定補(bǔ)償處理。例如，經(jīng)由小數(shù)值的單一發(fā)弧的實(shí)時(shí)檢測(cè)，可懷疑在受到影響的集成電路晶粒上由于發(fā)弧而產(chǎn)生最小缺陷的存在。相反地，從大量發(fā)弧的實(shí)時(shí)檢測(cè)，或高嚴(yán)重性的發(fā)弧，可懷疑許多缺陷的存在，或許甚至達(dá)成整個(gè)處理步驟有缺陷例如，由于檢測(cè)到發(fā)弧嚴(yán)重性或明顯數(shù)量的發(fā)弧而將處理步驟視作有缺陷，可在進(jìn)一步破壞發(fā)生之前終止PVD處理步驟。在PVD處理步驟的結(jié)束時(shí)，在開始進(jìn)一步處理步驟之前，可根據(jù)補(bǔ)救或丟棄晶圓的決定來決定終止或正常完成。若經(jīng)由明顯發(fā)弧的實(shí)時(shí)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)最初處理步驟有缺陷，則制造晶圓的本階段的處理成本是低的，丟棄晶圓是具有成本效益的。若在后面處理步驟期間發(fā)生發(fā)弧，則化學(xué)蝕刻或物理拋光晶圓以去除缺陷的沉積層和重新處理晶圓是具有成本效益的。此外，根據(jù)觀察沒有或最小先前發(fā)弧活動(dòng)的個(gè)別PVD系統(tǒng)的晶圓對(duì)晶圓來檢測(cè)發(fā)弧活動(dòng)可以是起初設(shè)備錯(cuò)誤條件的發(fā)展的指示，可在有規(guī)劃的設(shè)備不活動(dòng)期間藉由規(guī)劃適當(dāng)?shù)脑O(shè)備維修來校正。重點(diǎn)是及時(shí)識(shí)別由于發(fā)弧所增加的缺陷可能性。就特別PVD系統(tǒng)而言，驅(qū)動(dòng)處理的電源試圖調(diào)整輸送到室的功率。包括陽極、陰極、及陽極和陰極之間的室環(huán)境的室元件的阻抗與等離子體產(chǎn)生電源電路的阻抗串聯(lián)。在等離子體中維持固定功率的電壓和電流間的關(guān)系是視室元件的阻抗而定，包括經(jīng)過由于濺鍍處理的變化的特定目標(biāo)材料本身的傳導(dǎo)性。當(dāng)發(fā)弧在濺鍍室中發(fā)展時(shí)，室的阻抗數(shù)值快速下降，因此改變等離子體產(chǎn)生電源電路的阻抗。電源和分布電路包含明顯的串聯(lián)電感，限制電流在電路中可變化的比率。因此，由于此感應(yīng)組件，室阻抗的快速下降導(dǎo)致室電壓的阻抗快速減少。在可能產(chǎn)生對(duì)室、電源、或目標(biāo)的嚴(yán)重破壞之前，室電壓數(shù)值的此崩塌通常足以使發(fā)弧條件消失并且重新建立輝光放電。典型上，發(fā)弧事件比能夠響應(yīng)調(diào)節(jié)電源的電子更快發(fā)生(或消失)，因此，即使由電子開始改善行動(dòng)，仍可能對(duì)晶圓有一些破壞。如上述，由于各個(gè)發(fā)弧事件，會(huì)增加被涂布的項(xiàng)目將遭受諸如晶圓上的不均勻涂布等一些缺陷形式的可能性。因?yàn)槭译妷涸诎l(fā)弧事件發(fā)生時(shí)快速下降，所以可使用預(yù)定或根據(jù)一示例實(shí)例，描述發(fā)弧事件的存在的電壓閾值可能是依據(jù)改變室電壓的標(biāo)稱上所施加的(即，非發(fā)弧)時(shí)間。施加至生產(chǎn)輝光;^文電的非發(fā)弧室電壓是依據(jù)許多因素，包括目標(biāo)的條件和組成(影響電路阻抗)。所有其他電路阻抗維持固定，使用相對(duì)較低傳導(dǎo)的目標(biāo)材料來產(chǎn)生輝光放電需要較高的室電壓，而相反地，使用相對(duì)較高傳導(dǎo)的目標(biāo)材料來產(chǎn)生輝光放電需要較低的室電壓。例如，在一濺鍍室實(shí)例中，均勻沉積鋁所需的室電壓幾乎是沉積銅所需的室電壓兩倍。均勻沉積鋁所需的室電壓亦可能從室到室而變化，是依據(jù)包括電源和其他室元件的電路阻抗的平衡而定。而且，當(dāng)目標(biāo)老化及濺鍍更多材料時(shí)，維持均勻沉積率所需的功率必須被修改(即，增加)。當(dāng)所需的施加電壓變化時(shí)，4妻著亦應(yīng)改變決定發(fā)弧條件的相關(guān)閾值電壓。根據(jù)本發(fā)明的一般示例實(shí)施例，等離子體產(chǎn)生設(shè)備包括被通訊式耦合至電源電路的發(fā)弧^r測(cè)配置。電源電路具有被圍在室中的陰極，及電源電路被設(shè)計(jì)成產(chǎn)生功率相關(guān)參數(shù)(即，電壓信號(hào))。發(fā)弧檢測(cè)配置被設(shè)計(jì)成藉由比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值來評(píng)估室中的發(fā)弧嚴(yán)重性。決定發(fā)弧嚴(yán)重性的參數(shù)是處理上相依的，包括發(fā)弧量、發(fā)弧率、發(fā)弧強(qiáng)度、發(fā)弧持續(xù)期間、^J或發(fā)弧度能量，但并不局限于此。根據(jù)一實(shí)例，每當(dāng)室電壓數(shù)值下降至預(yù)設(shè)發(fā)弧電壓閾值以下時(shí)，用于濺鍍處理的發(fā)弧檢測(cè)配置監(jiān)視賊鍍室電壓和檢測(cè)發(fā)弧條件。根據(jù)一觀點(diǎn)，功率相關(guān)參數(shù)(如，電壓)閾值在功率相關(guān)參數(shù)值范圍上是多變的。任何閾值可被編程化，及可由邏輯配置來控制，例如，由遠(yuǎn)端邏輯配置電子式控制。在一示例實(shí)施例中，計(jì)算有關(guān)發(fā)弧發(fā)生的電壓閾值以響應(yīng)標(biāo)稱室電壓數(shù)值的估算，標(biāo)稱室電壓數(shù)值是非發(fā)弧條件期間產(chǎn)生輝光放電(即，產(chǎn)生等離子體)所需的室電壓。在一示例實(shí)施例中，任何閾值可以是遲滯的，或可被編程化成是具有不同于"超過"值的"重設(shè)"值的遲滯。根據(jù)本發(fā)明的一觀點(diǎn)，發(fā)弧檢測(cè)配置被另外設(shè)計(jì)成響應(yīng)至少一閾值來計(jì)數(shù)發(fā)弧條件(事件)?？勺源藳Q定所檢測(cè)到的發(fā)弧條件發(fā)生率。根據(jù)另一觀點(diǎn)，發(fā)弧檢測(cè)配置被另外設(shè)計(jì)成比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值來測(cè)量發(fā)弧持續(xù)期間。例如，在一實(shí)施中，發(fā)弧檢測(cè)配置包括時(shí)鐘和數(shù)字計(jì)數(shù)配置。時(shí)鐘提供具有固定周期的時(shí)鐘信號(hào)，及數(shù)字計(jì)數(shù)配置被設(shè)計(jì)成以比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值來計(jì)算時(shí)鐘信號(hào)周期。根據(jù)本發(fā)明的另一觀點(diǎn)，藉由比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值來估算發(fā)弧條件的持續(xù)期間。根據(jù)一示例實(shí)施，發(fā)弧條件的持續(xù)期間在固定周期期間是累計(jì)的。根據(jù)另一示例實(shí)施，發(fā)弧條件的持續(xù)期間被累計(jì)直到到達(dá)持續(xù)期間閾值為止，或直到累計(jì)持續(xù)期間被重設(shè)為止。根據(jù)另一觀點(diǎn)，發(fā)弧檢測(cè)配置被另外設(shè)計(jì)成以比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值來測(cè)量發(fā)弧強(qiáng)度。在一示例實(shí)施中，發(fā)弧檢測(cè)配置被設(shè)計(jì)成比較功率相關(guān)參數(shù)與以不同值排列的多個(gè)閾值，藉以確定發(fā)弧事件期間功率相關(guān)參數(shù)的變化(從標(biāo)稱開始)的范圍或程度。在一示例實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于最大所觀察到的電壓數(shù)值下降的閾值提供下邊界給能量估計(jì)，而下一較大的電壓下降閾值(系統(tǒng)被觀察到不超過的)提供上邊界給能量估計(jì)。21根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，發(fā)弧檢測(cè)配置被設(shè)計(jì)成以比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值來測(cè)量發(fā)弧持續(xù)期間和強(qiáng)度。在一實(shí)施中，發(fā)弧檢測(cè)配置被另外設(shè)計(jì)成以比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一閾值來測(cè)量發(fā)弧能量，發(fā)弧能量與發(fā)弧持續(xù)期間和發(fā)弧強(qiáng)度的乘積成比例，及發(fā)弧嚴(yán)重性的估算是發(fā)弧能量的函數(shù)(即，發(fā)弧強(qiáng)度和發(fā)弧持續(xù)期間的乘積)。根據(jù)一特定實(shí)施，多個(gè)閾值被用于決定多個(gè)持續(xù)期間，以估計(jì)由于發(fā)弧而使電壓下降期間的(即，近似或積分)電壓相關(guān)參數(shù)(即，室電壓)對(duì)時(shí)間的標(biāo)繪所界定的區(qū)域。各個(gè)發(fā)弧事件的與所界定的區(qū)域成比例的發(fā)弧能量被用于估算發(fā)弧嚴(yán)重性。根據(jù)另一實(shí)施，發(fā)弧檢測(cè)配置被另外設(shè)計(jì)成通過多個(gè)發(fā)弧事件來累計(jì)發(fā)弧能量，例如，藉由對(duì)發(fā)弧強(qiáng)度和發(fā)弧持續(xù)期間的乘積求和以估算發(fā)弧嚴(yán)重性。根據(jù)另一示例實(shí)施，發(fā)弧檢測(cè)配置包括功率相關(guān)參數(shù)頻帶限制濾波器當(dāng)作防止數(shù)字化功率相關(guān)參數(shù)之前的混疊的手段。一般了解的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)被應(yīng)用到此數(shù)字化功率相關(guān)參數(shù)以降低或突出功率相關(guān)參數(shù)的某些頻率響應(yīng)特性。然后，可將此數(shù)字式信號(hào)處理參數(shù)與至少一閾值的同樣數(shù)字化版本直接比較。根據(jù)另一示例實(shí)施，上述的數(shù)字式信號(hào)處理參數(shù)被用于，以PVD處理的過程中的一或多個(gè)功率相關(guān)參數(shù)的某些觀察到的特性來計(jì)算改變閾值的至少一時(shí)間。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，在估算上述發(fā)弧嚴(yán)重性時(shí)，比較多個(gè)功率相關(guān)參數(shù)與多個(gè)閾值。例如，除了室電壓之外，電源電流被監(jiān)視并且被用于檢測(cè)發(fā)弧事件，每當(dāng)電流數(shù)值超過預(yù)設(shè)電流閾值時(shí)決定發(fā)弧事件。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，邏輯配置被通訊式耦合至發(fā)弧檢測(cè)配置，并且被設(shè)計(jì)成處理發(fā)弧檢測(cè)配置所收集的發(fā)弧數(shù)據(jù)。在一實(shí)施中，邏輯配置被設(shè)計(jì)成與發(fā)弧檢測(cè)配置接合，邏輯配置具有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和其他外部裝置，諸如處理控制器、監(jiān)視器、及邏輯配置等。在一特別應(yīng)用中，邏輯配置是可編程邏輯控制器(PLC)。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，藉由定時(shí)由比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一發(fā)弧強(qiáng)度閾值所衍生的發(fā)弧持續(xù)期間、及將此發(fā)弧持續(xù)期間增加到累計(jì)的發(fā)弧持續(xù)期間來估算等離子體產(chǎn)生室中的發(fā)弧嚴(yán)重性。該方法的另一示例實(shí)施包括測(cè)量非發(fā)弧等離子體產(chǎn)生期間的功率相關(guān)參數(shù)和以測(cè)量功率相關(guān)參數(shù)來自動(dòng)調(diào)整發(fā)弧強(qiáng)度閾值；計(jì)數(shù)發(fā)弧發(fā)生；及/或按照發(fā)弧強(qiáng)度、發(fā)弧持續(xù)期間的函數(shù)、及/或其乘積估算發(fā)弧嚴(yán)重性。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，藉由決定由比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一發(fā)弧強(qiáng)度閾值所衍生的發(fā)弧強(qiáng)度、以比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一發(fā)弧強(qiáng)度閾值來計(jì)時(shí)發(fā)弧持續(xù)期間、按照發(fā)弧強(qiáng)度和發(fā)弧持續(xù)期間的函數(shù)計(jì)算發(fā)弧能量、然后將發(fā)弧能量增加到累計(jì)的發(fā)弧能量來估算等離子體產(chǎn)生室中的發(fā)弧嚴(yán)重性。該方法的另一示例實(shí)施包括測(cè)量非發(fā)弧等離子體產(chǎn)生期間的功率相關(guān)參數(shù)及以測(cè)量功率相關(guān)參數(shù)來自動(dòng)調(diào)整至少一發(fā)弧強(qiáng)度閾值；以比較功率相關(guān)參數(shù)與至少一發(fā)弧強(qiáng)度閾值來計(jì)數(shù)發(fā)弧發(fā)生；及/或利用遲滯發(fā)弧強(qiáng)度閾值；及/或通過共享數(shù)據(jù)路徑以命令傳送表示發(fā)弧的信息到邏輯配置，信息是選自包括發(fā)弧發(fā)生的量、累計(jì)的發(fā)弧持續(xù)期間的組中之一。在一特定實(shí)施中，功率相關(guān)參數(shù)是等離子體產(chǎn)生室電壓的函數(shù)；在另一實(shí)施中，功率相關(guān)參數(shù)被形成為等離子體產(chǎn)生室的操作特性的數(shù)字表示。在描述下面本發(fā)明的特定示例實(shí)施時(shí)，將參考附圖的圖1-27,其中相似數(shù)字表示本發(fā)明的類似特征。圖1圖解本發(fā)明的發(fā)弧檢測(cè)配置100的示例實(shí)施例。發(fā)弧檢測(cè)配置100被例如用在集成電路制造的壓力氣相沉積(PVD)處理步驟中或想要均勻材料沉積的其他處理中。PVD'減鍍系統(tǒng)包括低壓的含有諸如氬等氣體15的沉積(真空)室10。由金屬所形成的目標(biāo)20被置放在真空室10中，并且通過獨(dú)立電源接口模塊(PSIM)40被當(dāng)作陰極電耦合至電源30。根據(jù)一示例實(shí)施，使用同軸互連電纜35來耦合電源30和室10?；?晶圓,)25經(jīng)由通地連接被當(dāng)作陽極耦合至電源30。典型上，真空室亦被耦合至大地電位。根據(jù)另一示例實(shí)施，陽極被直接耦合至電源30。包括操縱等離子體的旋轉(zhuǎn)-茲鐵27以維持均勻的目標(biāo)磨損。PSIM40包括緩沖電壓衰減器44,其被設(shè)計(jì)成感測(cè)室電壓，和通過電壓信號(hào)路徑42提供模擬信號(hào)到發(fā)弧檢測(cè)單元(ADU)50以響應(yīng)于室電壓。PSIM亦包4舌基于霍爾效應(yīng)的電流感測(cè)器46,其^皮^1計(jì)成感測(cè)流到室的電流，并且通過電流信號(hào)路徑48提供模擬信號(hào)到ADU以響應(yīng)室電流。在另一示例實(shí)施中，目標(biāo)是由絕緣材料所形成。通過局部數(shù)據(jù)接口70將ADU50通訊式耦合至邏輯配置60,例如，可編程邏輯控制器(PLC)或通訊頂帽(tophat)?？蓪⑦壿嬇渲?0耦合至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)80，例如，諸如乙太網(wǎng)絡(luò)上的EGModbus-PIusTCP-IP等高級(jí)處理控制網(wǎng)絡(luò)。藉由電源使真空室中的氣體產(chǎn)生離子化而在目標(biāo)(陰極)和陽極之間產(chǎn)生電場(chǎng)。離子化的氣體原子(即，等離子體)被加速橫跨電場(chǎng)的電位并且以高速?zèng)_擊目標(biāo)，使目標(biāo)材料的分子能夠與目標(biāo)實(shí)際上分離，或"濺鍍"。被噴出的分子實(shí)際上暢通無阻地行進(jìn)過低壓氣體和等離子體，其中某一些降落在基板上且在基板上形成目標(biāo)材料的涂層。用以濺鍍鋁的典型目標(biāo)電壓是大約直流450伏特(VDC)的穩(wěn)態(tài)數(shù)值。圖2圖解PSIM40的一示例實(shí)施例。PSIM40衍生表示室電壓和電流的信號(hào)。同軸電纜35電耦合電源到室。電纜35具有標(biāo)稱在大地(地面)電位的外部導(dǎo)體210,及相對(duì)外部導(dǎo)體負(fù)向偏壓的中央導(dǎo)體215。使用霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)換器220或其他電流轉(zhuǎn)換裝置測(cè)量電纜35中的電流。轉(zhuǎn)換器220被配置成選擇性測(cè)量流動(dòng)在中央導(dǎo)體215中(表示流動(dòng)到室的總電流)的電流。電纜35的中央導(dǎo)體215通過霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)換器220的孔隙225。為了露出中央導(dǎo)體215，外部導(dǎo)體210被中斷在轉(zhuǎn)換器220附近，及通過耦合至外部導(dǎo)體210的電流分流器230將外部導(dǎo)體電流引導(dǎo)向孔隙225四周?；魻栃?yīng)轉(zhuǎn)換器220的配置簡(jiǎn)化PSIM的封裝，同時(shí)在電纜35與轉(zhuǎn)換器220的輸出信號(hào)之間提供高度的電流隔離。本發(fā)明并不局限于使用霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)換器。亦可考慮衍生響應(yīng)于從室10流動(dòng)到電源30的電流的信號(hào)的其他機(jī)構(gòu)，包括含具有適當(dāng)電壓隔離的電流分流器的配置，及依據(jù)特定壓阻電流轉(zhuǎn)換器的機(jī)構(gòu)，但并不局限于此。轉(zhuǎn)換器220具有帶有電流信號(hào)I-的第一輸出端子222和帶有信號(hào)I+的第二輸出端子224。第一和第二轉(zhuǎn)換器輸出端子被電耦合至Isense電路配置240，第一轉(zhuǎn)換器輸出端子222被耦合至Isense電路第一輸入端子242,而第二轉(zhuǎn)換器輸出端子224被耦合至Isense電路第二輸入端子244。Isense電路配置240亦具有帶有信號(hào)IPSIM-的第一輸出端子246和帶有信號(hào)IPSIM+的第二輸出端子248。Isense電路接收電流信號(hào)I+及I-,及在信號(hào)IPSIM+和IPSIM-之間產(chǎn)生差動(dòng)電壓以響應(yīng)從室流到電源的電流。Vsense電路250測(cè)量中央導(dǎo)體215與外部導(dǎo)體210之間的電位差，及產(chǎn)生響應(yīng)于電位差的差分。Vsense電路包括耦合至內(nèi)部導(dǎo)體215且?guī)в须妷盒盘?hào)V-的第一輸入端子252。Vsense電路又包括耦合至外部導(dǎo)體210且?guī)в须妷盒盘?hào)V+的第二輸入端子254。Vsense電路具有帶有輸出電壓信號(hào)VPISM-的第一輸出端子256和帶有輸出電壓信號(hào)VPSIM+的第二輸出端子24258。在一示例實(shí)施中，以標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)用UHF型連接器終止連接電源30至真空室10的同軸電纜35。根據(jù)本發(fā)明的一觀點(diǎn)，PSIM40的機(jī)械包裝被配置和組配成電纜35可以在一端解除終止，插入經(jīng)過PSIM40的孔隙225,并且重新終止以完成電源30和室IO之間的電路。在另一實(shí)施中，PSIM40包括UHF型連接器，使得PSIM40可被插入在電源30和室10之間的電纜35的電路中。圖3圖解提供差動(dòng)輸出電壓信號(hào)以響應(yīng)PVD系統(tǒng)的陰極和陽極之間的瞬間電壓差異的Vsense電路250的一示例實(shí)施。圖3所示的示例Vsense電路在存在于其輸入端子的電壓信號(hào)和其輸出端子所提供的電壓信號(hào)之間提供非常高的阻抗。從外部導(dǎo)體210衍生正輸入電壓信號(hào)254(V+)，及從電源電纜35的內(nèi)部導(dǎo)體215衍生負(fù)電壓信號(hào)252(V-)。根據(jù)所圖解的示例實(shí)施，有關(guān)基準(zhǔn)面，GNDANALOG，電阻器網(wǎng)絡(luò)R3及R4提供500:1的衰減因子給每個(gè)相應(yīng)的輸入電壓信號(hào)。每個(gè)電阻器網(wǎng)絡(luò)R3及R4在網(wǎng)絡(luò)感測(cè)端子(接腳1)和基準(zhǔn)面(4妄腳3)之間具有大約20百萬歐姆的標(biāo)稱電阻。可使用例如諸如OhmcraftP/NCN-470等厚膜高壓分壓器網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)電阻網(wǎng)絡(luò)R3及R4。252(+)和254(-)之間的1000伏特施加電壓使25微安培的電流能夠流入R4的接腳1和從R3的接腳1流出。這些電壓衰減器(即電阻網(wǎng)絡(luò))中每個(gè)的接腳3被耦合至基準(zhǔn)面，GNDANALOG。因?yàn)槊總€(gè)電壓衰減器提供500:1衰減，所以以500:1衰減每個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)的接腳2之間所測(cè)量的差動(dòng)電壓(即，R4的接腳2中的衰減信號(hào)VPSA+和R3的接腳2中的衰減信號(hào)VPSA-之間)，及此測(cè)量是獨(dú)立于V+和GNDANALOG或V-和GNDANALOG之間的電壓差異之外的。在一示例實(shí)施中，PVD濺鍍室10具有所施加的射頻(RF)能量以使等離子體穩(wěn)定。Vsense電路250的電容器C2、C3及C5明顯使此高頻率"噪聲"衰減(即，濾波)。根據(jù)一示例實(shí)施，C2及C3的組合在大約22kHz中具有有效極點(diǎn)。如上述，VPSA-和VPSA+之間的差動(dòng)電壓是出現(xiàn)在V-與V+之間的信號(hào)的頻帶受限表示，具有標(biāo)稱DC衰減因子500:1。VPSA-和VPSA+之間的等效DCThevenin源阻抗是高的(在80kOhms的數(shù)量級(jí))，因此并不適合在大距離間傳輸或進(jìn)入低阻抗負(fù)載。因此，例如LT1920儀器運(yùn)算放大器等25差動(dòng)儀器運(yùn)算放大器U2被結(jié)合在Vsense電路中以充作低阻抗電壓跟隨器。運(yùn)算放大器U2提供高阻抗輸入(接腳2及3),其將不明顯地載入衰減器R3及R4的輸出。電阻網(wǎng)絡(luò)R3的接腳2被耦合至U2的反向輸入(接腳2),及電阻網(wǎng)絡(luò)R4的接腳2被耦合至U2的非反向輸入(接腳3)。在一示例實(shí)施例中，電阻器RG2設(shè)定U2的電壓增益并且被選擇產(chǎn)生1V/V的增益。U2的結(jié)果輸出(接腳6)是相對(duì)于GNDANALOG的單端低阻抗電壓源，其緊密跟隨VPSA-和VPSA+之間所變化(develope)的電壓。U2的輸出(接腳6)被耦合至BNC型連接器J2的中央端子，并且?guī)в行盘?hào)VPSIM+258。BNC型連接器J2的外部連接器帶有信號(hào)VPSIM-256，并且被耦合至基準(zhǔn)面GNDANALOG。信號(hào)VPSIM+與VPSIM-之間的所得差動(dòng)電壓是有關(guān)差動(dòng)輸入信號(hào)V+和V-所限制的頻帶，且具有2mV/V的標(biāo)稱DC響應(yīng)。在一實(shí)施例中，當(dāng)耦合至位于信號(hào)244(1+)及242(1-)之間的適當(dāng)負(fù)載阻抗時(shí)，霍爾效應(yīng)型DC電流轉(zhuǎn)換器220產(chǎn)生響應(yīng)于流動(dòng)在內(nèi)部電源導(dǎo)體215中的電流的電流。在一特定實(shí)施例中，使用由LEM制造的型號(hào)LA25-P霍爾效應(yīng)型DC電流轉(zhuǎn)換器，由DC電流轉(zhuǎn)換器220所得到的電流信號(hào)約與通過孔隙220的總電流成1000:1的比例。因此，在DC電流轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)的限制內(nèi)，通過孔隙220的1安培信號(hào)產(chǎn)生流過位于244(1+)及242(1-)之間的阻抗的1mA的恒定電流。圖4圖解電流感測(cè)配置的一示例實(shí)施。Isense電路240產(chǎn)生響應(yīng)于由示例LA25-P霍爾效應(yīng)型DC電流轉(zhuǎn)換器所得到的電流的電壓。在此例中，信號(hào)I-被耦合至PSIM40的基準(zhǔn)面GNDANALOG。包含與包含電阻器R7和電容器C10的低通濾波器并聯(lián)的100Ohm電阻器R6的阻抗凈皮耦合在I+與I-之間。忽略低通濾波器的相對(duì)高阻抗，電流I+流經(jīng)電阻器R6并且經(jīng)由I-回到電流轉(zhuǎn)換器220。包含電流轉(zhuǎn)換器220和電阻器R6的電路的凈結(jié)果是橫跨與流經(jīng)孔隙222的電流成比例的R6的電壓，及具有比例常數(shù)100mV/Ampere。包含電阻器R7及C10的低通濾波器具有23kHz的標(biāo)稱3dB截止頻率，其用以去除來自電流信號(hào)的任何雜散噪聲，包括上述所包括的一些RF組件以使輝光放電穩(wěn)定。低通濾波器輸出(圖4中的VIL)是由電流轉(zhuǎn)換器220所產(chǎn)生的橫跨R6的電壓的頻帶受限表示。諸如LT1920等儀器型放大器U3充作響應(yīng)于藉由耦合V仏到U3的非反向輸入(接腳3)的信號(hào)VIL的低阻抗電壓跟隨器，U3具有經(jīng)由電阻器R5耦合至GNDANALOG的U3(接腳2)的反向輸入。在本例中，電阻器RG1用以設(shè)定將儀器型放大器U3的增益設(shè)定成1V/V。U3的輸出端子(接腳6)帶有信號(hào)IPSIM+且被耦合至BNC型連接器J3的中央導(dǎo)體。BNC型連接器J3的外部導(dǎo)體被耦合至GNDANALOG以及指定信號(hào)IPSIM-。在IPSIM+和IPSIM-之間得到的電壓因此是響應(yīng)于在孔隙220中流動(dòng)的電流的信號(hào)，限制到約23kHz的截止頻率的頻帶及具有大約100mV/Ampere的比例常數(shù)。圖5圖解PSIM電源電路500(未圖示在圖2)的一示例實(shí)施并且需要偏壓儀器運(yùn)算放大器U2及U3。例如Astrodyne型號(hào)FDC10-24D15的雙電源模塊Ul產(chǎn)生用以偏置PSIM放大器U2、U3和電流感測(cè)器CS1的標(biāo)稱+15VDC及-15VDC。模塊Ul經(jīng)由連接器Jl、接腳1及3從外部標(biāo)稱24VDC電源衍生其偏置電源，接腳1比接腳3被偏壓至更正向。連接器Jl的接腳3被耦合至電源模塊Ul的-Vin端子。經(jīng)由肖特基勢(shì)壘二極管D2將連接器Jl的接腳3耦合至電源模塊Ul的+Vin端子以保護(hù)模塊Ul免于由于電源到連接器Jl的極性偶然被顛倒的破壞。電源才莫塊U1具有三個(gè)輸出端子+Vo、-Vo及Com。在端子+Vo提供+15VDC信號(hào)及在端子-Vo提供-15VDC信號(hào)。端子Com被耦合至基準(zhǔn)面GNDANALOG。在一應(yīng)用中視需要將連接器Jl的接腳2亦耦合至GNDANALOG當(dāng)作公共電位。電阻器Rl及R2及發(fā)光二極管D1被串聯(lián)耦合在+15VDC偏壓和-15VDC偏壓之間以提供工作著PSIM電源電路500的指示。將發(fā)弧定義作與閾值電壓交叉的室電壓數(shù)值中的崩塌。當(dāng)發(fā)生發(fā)弧時(shí)，從穩(wěn)態(tài)(即，非發(fā)弧)條件起，室(目標(biāo))電壓數(shù)值快速減少(即，較接近大地電位)，及由于串聯(lián)電感，室電流增加得更慢。被編程化的閾值電壓是預(yù)定的室電壓，在此預(yù)定室電壓中或之下決定發(fā)弧狀態(tài)，此預(yù)定室電壓可以是固定值或標(biāo)稱的時(shí)間變化函數(shù)，預(yù)期、可能隨時(shí)間變化的室電壓。當(dāng)室電壓在閾值電壓之上時(shí)決定發(fā)生非發(fā)弧狀態(tài)。根據(jù)另一示例實(shí)施，從包括非發(fā)弧狀態(tài)的周期決定閾值電壓，及每當(dāng)室電壓在電壓閾值之下時(shí)定義發(fā)弧狀態(tài)發(fā)生?？墒褂枚鄠€(gè)閾值電壓決定發(fā)弧的數(shù)值(即，電壓下降或"嚴(yán)重性")。例如，與-200V閾值交叉但不與-100V閾值交叉的發(fā)弧的嚴(yán)重性可被視作比與兩閾值交叉的發(fā)弧嚴(yán)重性小。ADU50包括數(shù)字信號(hào)處理器以處理從PSIM接收的信號(hào)，藉以分別提27供室電壓和電流信號(hào)的數(shù)字式濾波表示(如，數(shù)字信號(hào))到邏輯配置。根據(jù)一示例實(shí)施，ADU包括模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)。ADU另外被設(shè)計(jì)成設(shè)定至少一可編程發(fā)弧閾值電壓。在另一實(shí)施中，ADU亦被設(shè)計(jì)成設(shè)定至少一遲滯閾值電壓。根據(jù)一觀點(diǎn)，各個(gè)閾值可被設(shè)定在沿著連續(xù)頻譜的任一點(diǎn)；此可被控制比較器電路配置的電位器設(shè)定所影響。根據(jù)另一示例實(shí)施，通過數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器或通過藉由將特定電路組件交換成比較器電路配置所達(dá)成的多個(gè)分離閾值電平來數(shù)字式設(shè)定各閾值，例如藉由選擇電阻網(wǎng)絡(luò)的組配。為了識(shí)別遲滯閾值，ADU提供可編程遲滯函數(shù)以檢測(cè)緩慢證實(shí)本身的發(fā)弧?？蓪l(fā)弧(電壓)閾值和遲滯函數(shù)二者直接設(shè)定或編程在ADU中，或可由被通訊式耦合至ADU的遠(yuǎn)端裝置選擇性控制閾值，例如，經(jīng)由通過乙太網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)量通訊頂帽(topcap),ModbusPlus,Devicenet,或其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。在一示例實(shí)施中，將ADU穩(wěn)固地耦合至可編程邏輯控制器(PLC)，諸如通過高速專屬串聯(lián)接口的動(dòng)量Ml-E等，及PLC可被程序化成根據(jù)實(shí)時(shí)自適應(yīng)演算法實(shí)時(shí)連續(xù)采用發(fā)弧電壓閾值和遲滯函數(shù)。圖6圖解依據(jù)數(shù)字信號(hào)處理器和控制器(DSPC)630的發(fā)弧檢測(cè)單元(ADU)的一示例實(shí)施例，其包括數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)集成電路，諸如可從美國德州達(dá)拉斯的TexasInstrumentsInc.購得的型號(hào)TMS320F2407，及用于獲得信號(hào)以控制和與外部裝置通訊的其他市面上可購得的集成電路裝置等。此種裝置的例子是地址譯碼器，其一般用于將DSP的地址空間分割成數(shù)個(gè)范圍，及選擇多個(gè)外部集成電路裝置的其中之一用于進(jìn)出DSP的數(shù)據(jù)移轉(zhuǎn)。使用集成電路的這些信號(hào)的獲得是根據(jù)當(dāng)存取外部裝置時(shí)的數(shù)字信號(hào)處理器的時(shí)序需求，并且為精于設(shè)計(jì)和實(shí)施基于微處理器和微控制器的系統(tǒng)的技藝的人士所知。所圖解的DSP包括可由整合性IO位模擬對(duì)數(shù)字轉(zhuǎn)換器635來數(shù)字化和樣本化的16模擬輸入通道。諸如信號(hào)ICH616及VCH614等隨后將討論表示這些模擬輸入通道的信號(hào)可以使用者可編程比率由DSP來數(shù)字化和樣本化。在一示例實(shí)施中，該可編程比率可增大至每通道10kHz。在另一示例實(shí)施中可在DSP內(nèi)執(zhí)行的軟件程序提供多個(gè)數(shù)字有限脈沖響應(yīng)濾波器的其中之一的選擇和應(yīng)用給樣本化的數(shù)據(jù)信號(hào)。DSPC630亦提供控制信號(hào)給可編程閾值比較器函數(shù)620以設(shè)定可編程閾值比較器的闊值和遲滯值。此外，DSPC630提供進(jìn)出高速發(fā)弧檢測(cè)邏輯單元(ADLU)640的控制和數(shù)據(jù)路徑，其連同可編程閾值比較器620—起運(yùn)作以累計(jì)發(fā)弧統(tǒng)計(jì)，諸如發(fā)弧數(shù)量和總發(fā)弧時(shí)間等。DSPC630通過例如專屬ATII接口等局部數(shù)據(jù)接口70與諸如網(wǎng)絡(luò)式通訊頂帽或可編程邏輯控制器(PLC)等外部邏輯配置60通訊。可從ADU供應(yīng)到外部邏輯配置60的信息的例子是已濾波的室電壓和電流、個(gè)別發(fā)弧事件的數(shù)量、及指出發(fā)弧嚴(yán)重性的其他值，如發(fā)弧檢測(cè)器單元640所決定的。可由ADU從外部邏輯配置接收的數(shù)據(jù)的例子是瞬時(shí)發(fā)弧閾值電壓和遲滯，及控制發(fā)弧檢測(cè)邏輯單元的邏輯控制信號(hào)。發(fā)弧檢測(cè)單元50的基本感測(cè)處理輸入是來自PSIM40的Vsense電路(VPSIM+及VPSIM-)及Isense電路(IPSIM+及IPSIM-)的差分輸出信號(hào)。再次參考圖6，這些信號(hào)驅(qū)動(dòng)模擬信號(hào)調(diào)節(jié)器610。模擬信號(hào)調(diào)節(jié)器610將相應(yīng)差分模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成ADU的剩余部分可使用的單個(gè)結(jié)束信號(hào)。信號(hào)調(diào)節(jié)器610亦提供頻帶限制濾波器給相應(yīng)輸入模擬信號(hào)，使得DSPC630可應(yīng)用數(shù)字信號(hào)采樣和處理演算法而無須通稱作"混疊，，的環(huán)境。模擬信號(hào)調(diào)節(jié)器610包括三個(gè)輸出端子提供信號(hào)VcH，的輸出端子612,提供信號(hào)VcH的輸出端子614,及提供信號(hào)IcH的輸出端子616。信號(hào)VcH，是發(fā)源自PSIM且衍生自信號(hào)Vp，+及信號(hào)Vp謹(jǐn).的信號(hào)的單端版本，且供給可編程閾值比較器620。信號(hào)Vch是由PSIM40的Vsense電路250所獲得的差分信號(hào)VPSIM+及VPSIM-的頻帶限制、單端版本。信號(hào)Ich是由PSIM40的Isense電路240所獲得的差分信號(hào)IPSIM+及IPSIM-的頻帶限制、單端版本。將信號(hào)Ich和VcH輸入到DSPC630的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器635。隨后將更詳細(xì)討論由數(shù)字信號(hào)處理器和控制器630在這些模擬信號(hào)上所執(zhí)行的處理。圖7圖解使用諸如用于U27:A-D的模擬型號(hào)AD824等市面上可購得的四運(yùn)算放大器集成電路的信號(hào)調(diào)節(jié)器610的電壓濾波器部位700的一示例實(shí)施。放大器U27A和電阻器R108、R107、R115及R116形成差分放大器，其將Vps腿+及VpsML之間的差分電壓轉(zhuǎn)換成相對(duì)于放大器U27A的輸出(接腳l)的基準(zhǔn)面GNDANALOG的單端電壓。放大器U27A的輸出是圖6中的信號(hào)612并且標(biāo)明為Vch，。將VcH，耦合至包含形成具有約2500Hz的3dB交叉的六極點(diǎn)Butterworth(巴特威士)濾波器的放大器U27B、U27C、及U27D和剩下的無源電阻器的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。在圖6中被標(biāo)明作614(VcH)的此濾波器的輸出是被提供到DSPC630的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器635的信號(hào)。假設(shè)模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器635的10kHz采樣率，則圖7所示的6極點(diǎn)Butterworth(巴特威士)濾波器將優(yōu)于-80dB的5kHz的Nyquist比率之上的信號(hào)衰減，因此最小化混疊信號(hào)對(duì)采樣化電壓信號(hào)的作用。從PSIM信號(hào)IPSIM+及IPSIM-產(chǎn)生信號(hào)IcH的信號(hào)調(diào)節(jié)器610的電流濾波器部位在拓樸上與電壓濾波器完全相同，但是在示例實(shí)施例中并不使用等同VcH，的電流信號(hào)。電流濾波器的輸出(IcH)同樣地由具有在約2500Hz的穿越3dB的完全相同的Butterworth(巴特威士)濾波器來頻帶限制。再次參考圖6，功能性可編程閾值比較器620比較信號(hào)Vch，與DSPC630所設(shè)定和控制的可編程電壓值以響應(yīng)來自PSIM的室電壓信號(hào)之間的差異數(shù)值?？删幊涕撝当容^器620的輸出622是信號(hào)VUIC。每當(dāng)感測(cè)的差分室電壓數(shù)值超過程序化閾值時(shí)可編程閾值比較器622確立XARC為邏輯"1"值，每當(dāng)感測(cè)的差分室電壓數(shù)值低于程序化閾值時(shí)可編程閾值比較器622確立VARC為邏輯"0"值?？删幊踢t滯以稍后將i^明的方式施加到程序化閾值，藉以最小化應(yīng)用到可編程閾值比較器620的噪聲Vch，信號(hào)的作用。下面，信號(hào)、ARC(即，"非ARC，，)是在邏輯"0"狀態(tài)的條件(室電壓在預(yù)定閾值之下)被稱作ARCING條件，及XARC信號(hào)是在邏輯"1"狀態(tài)的條件(室電壓在預(yù)定閾值之上)被稱作NON—ARCING條件。圖8圖解可編程閾值比較器620的一示例實(shí)施?？删幊涕撝当容^器620包括市面上可購得的模擬比較器集成電路U12:A,諸如LM319M等。GNDANALOG是模擬基準(zhǔn)面；DGND是DSPC630和其他裝置的邏輯信號(hào)所使用的數(shù)字基準(zhǔn)面，及集成電路偏壓是在+5V。功能上，模擬比較器U12:A具有輸出端子(接腳12)、反向輸入端子lIM-(接腳5)、非反向輸入端子1IN+(接腳4)。U12:A的輸出端子(接腳12)產(chǎn)生圖6中的信號(hào)622并且標(biāo)明作VVRC。名義上，每當(dāng)非反向輸入中的信號(hào)是在比反向輸入端子的信號(hào)的電壓高的電壓中時(shí)，存在于輸出端子的邏輯信號(hào)被表示作邏輯"1"。相反地，每當(dāng)非反向輸入中的信號(hào)是在比反向輸入端子的信號(hào)的電壓低的電壓中時(shí)，存在于輸出端子中的邏輯信號(hào)是邏輯"0"。每當(dāng)輸入端子中的兩各自信號(hào)完全相同時(shí)的存在于輸出端子的信號(hào)未被定義。在本申請(qǐng)案的實(shí)施例中，裝置U12:A被配置成具有集電極開路輸出。電阻器R27是上拉電阻器，被耦合至用于供給DSP、ADLU、及其他電路系統(tǒng)供電的+3.3V偏壓供應(yīng)。電阻器R25在標(biāo)稱上是200k-ohms及提供最小遲滯電平到模擬比較器U12:A以當(dāng)U12:A遇到緩慢變化的輸入信號(hào)時(shí)達(dá)到平順邏輯狀態(tài)過渡而無振蕩。連同連接至R26的精確性3.00伏特參考電壓源，電阻器R28、R29、及R26—起提供形式的比例、瞬時(shí)室電壓信號(hào)VcH，的仿射變換VCS=0.6VCH+1.0(等式1)其中VCS即為出現(xiàn)在圖8中的模擬比較器U12:A的接腳4、非反向輸入的信號(hào)。因此，根據(jù)等式1，在Vch，的0V信號(hào)出現(xiàn)當(dāng)作模擬比較器U12:A的接腳4中的IV信號(hào)，且在Vch，的2.5V信號(hào)出現(xiàn)當(dāng)作模擬比較器U12:A的接腳4中的2.5V信號(hào)。藉由模擬比較器制造商保證在0及-1250伏特之間的室操作電壓的范圍中線性操作以將此仿射變換應(yīng)用到維持模擬比較器U12:A的輸入在所需的范圍內(nèi)。在一特定實(shí)施例中，以市面上可購得的NationalSemiconductor(國際半導(dǎo)體)所制造的調(diào)整器型號(hào)REF193來提供用于內(nèi)部模擬對(duì)數(shù)字轉(zhuǎn)換器的3.00伏特參考。提供可編程閾值電壓信號(hào)Vra到模擬比較器U12:A(接腳5)的反向輸入以設(shè)定ADU過渡在NON一ARCING及ARCING狀態(tài)之間的室電壓。以后述的方式所產(chǎn)生的可編程遲滯值允許VTH的值可成為模型。使用者指定值可被程序化以設(shè)定系統(tǒng)從NON—ARCING過渡到ARCING狀態(tài)的室電壓數(shù)值Vthna，及第二電壓數(shù)值VTHAN以設(shè)定系統(tǒng)從ARCING過渡到NON一ARCING狀態(tài)的電壓。裝置U13是雙14位數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器(DAC),例如，AnalogDevice,Inc(模擬器件公司)所制造的型號(hào)AD5322,其被用以設(shè)定VTH的兩個(gè)值。其具有兩輸出端子，被標(biāo)明為V0—A及Vc)j,由使用整合至DSP的標(biāo)準(zhǔn)串聯(lián)外設(shè)接口(SPI)特征的DSP來設(shè)定其電壓值。標(biāo)稱為SPISIMO、SPICLK、\DAC1—SELECT及MX)AC的信號(hào)是由DSPC630所使用的信號(hào)以為用于兩DAC通道的每一個(gè)程序化范圍在0及4095之間的數(shù)字值。上述的精確3.00伏特基準(zhǔn)被施加到U13,結(jié)果每個(gè)DAC輸出產(chǎn)生0-3.00伏特范圍中的獨(dú)立模擬輸出，與程序化的數(shù)字值對(duì)最大值4095的比成比例。從U13的DACB所產(chǎn)生的輸出端子Voj(接腳6)被耦合至運(yùn)算放大器U14:A的非反向輸入，及被標(biāo)明為VoB。如隨后所示一般，信號(hào)Vob決定比較器U12:A從NON—ARCING過渡到ARCING狀態(tài)的電壓閾值Vthna。由U13(接腳5)的DACA的輸出所產(chǎn)生的信號(hào)VoA被耦合至才莫擬開31關(guān)U15:D的輸入端子，及如隨后所示一般，連同信號(hào)VoB—起用來設(shè)定比較器U12:A從ARCING過渡到NON—ARCING狀態(tài)的電壓閾值VTHAN。根據(jù)一示例實(shí)施，U15:D是四模擬開關(guān)的一部份，例如，Intersil所制造的DG201HS和其他。此模擬開關(guān)的輸出出現(xiàn)在U15:D的接腳15并且在圖8中被標(biāo)明作Vsw。在運(yùn)算放大器U14:A的輸出接腳l中產(chǎn)生狀態(tài)過渡閾值電壓VTH。假設(shè)釆用理想運(yùn)算放大器U14:A,很容易顯示出輸出信號(hào)Vth與信號(hào)Vqb和信號(hào)V，的關(guān)系VTH=2V0—b-Vsw(等式2)信號(hào)Vsw的瞬時(shí)值是依據(jù)U15:D的開關(guān)控制輸入(接腳16)的邏輯狀態(tài)。當(dāng)模擬開關(guān)U15:D的開關(guān)控制輸入(接腳16)中的信號(hào)是在邏輯"0"狀態(tài)時(shí)，Vsw跟隨DACU13所產(chǎn)生且被連接到U15:D的輸入端子接腳14的信號(hào)Voa。當(dāng)模擬開關(guān)U15:D的開關(guān)控制輸入(接腳16)中的控制信號(hào)是在邏輯"1"狀態(tài)時(shí)，模擬開關(guān)U15:D的電路系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)輸出端子(接腳15)處在非常高的阻抗?fàn)顟B(tài)，及由于電阻器R30的低電阻值和運(yùn)算放大器U14的極小輸入偏置電流，所以Vsw緊緊跟隨VoB。通訊到U15:D的開關(guān)控制輸入的信號(hào)是由邏輯OR門U16:A所提供。到OR門U16:A的輸入信號(hào)是來自DSPC630的遲滯使能控制輸出(XHYSEN)及來自模擬比較器U12:A(接腳12)的輸出的信號(hào)。在DSP軟件控制之下產(chǎn)生信號(hào)XHYSEN的邏輯狀態(tài)并且在正常操作下被維持在邏輯"0"狀態(tài)中。只有在某些制造系統(tǒng)校準(zhǔn)和測(cè)試程序以隔離遲滯產(chǎn)生信號(hào)Voa與Vsw期間，將信號(hào)VHYSEN設(shè)定成邏輯"1"狀態(tài)。如上述，由于模擬開關(guān)U15:D的狀態(tài)而模型化Vsw的值和因此模型化Vra的值，模擬開關(guān)U15:D的狀態(tài)是依據(jù)模擬比較器U12:A(接腳12)的輸出端子中的數(shù)字信號(hào)VVRC的狀態(tài)而定?，F(xiàn)在將導(dǎo)出二者皆由DACU13所獲得的信號(hào)VOA及VOB與比較器鬮值Vthna及VTHAN之間的關(guān)系。首先假設(shè)模擬比較器U12:A的輸出信號(hào)最初是在邏輯高狀態(tài)。藉由定義NON—ARCING狀態(tài)，此需要U12:A的接腳4上的電平移位室電壓信號(hào)Vcs成為比U12:A的接腳5上的目前閾值電壓VTH高的電平。在該方案中，模擬開關(guān)U15:D的輸出端子呈現(xiàn)高阻抗，及如上述，由于R30的低阻抗值和運(yùn)算放大器U14:A的低輸入偏置電流，Vsw被迫采用值VoB。在此條件下，運(yùn)算放大器U14:A的輸出端子中的信號(hào)跟隨VoB,且從等式2，VTH亦采用值VoB。因此，根據(jù)等式3電壓信號(hào)VoB直接設(shè)定比較器U12:A從NON—ARCING過渡到ARCING狀態(tài)的比例、電平移位電壓VTHna=V0b(等式3)一旦比例、移位室電壓數(shù)值VCS下降到根據(jù)等式3所產(chǎn)生的閾值電壓VTH的程序化NON—ARCING到ARCING狀態(tài)過渡值Vthna之下，則比較器U12:A的輸出中的信號(hào)從邏輯T狀態(tài)(NONARCING)過渡到邏輯"0"(ARCING)狀態(tài)。假設(shè)VHYSEN控制信號(hào)是在邏輯"0"狀態(tài)中，(使可編程遲滯函數(shù)生效)，如上述，模擬開關(guān)U15:D閉合并且模擬開關(guān)U15:D的輸出Vsw跟隨由U13的DACA所確立的模擬開關(guān)U15:D的輸入VoA。根據(jù)V0B被設(shè)定成Vthna的等式2,最后的閾值VTH變成VTH=2Vthna-V0A(等式4)若遲滯的程序化值(按比例以反應(yīng)PSIM的增益和電平移位網(wǎng)絡(luò))是VHYSS，則根據(jù)等式5設(shè)定VoA:Voa=Vthna-Vhyss(等式5)及置換到等式4提供Vthan=Vthna+Vhyss(等式6)根據(jù)等式5設(shè)定Voa使得當(dāng)ADU是在ARCING狀態(tài)中時(shí)能夠?qū)⒐潭ㄟt滯電壓值Vhyss増加至NON—ARCING到ARCING狀態(tài)過渡電壓VTHNa以產(chǎn)生ARCING到NON_ARCING過渡電壓值VTHan。總之，在此實(shí)施例中，根據(jù)等式1,DACB輸出信號(hào)V0B被用于直接設(shè)定可編程比較器從NON—ARCING過渡到ARCING狀態(tài)的室電壓，而在等式5指出演算法以33決定用于DACA的值以增加遲滯值到VTHNA以產(chǎn)生從ARCING到NON一ARCING狀態(tài)的相關(guān)但是可能較高的過渡電壓VTHAN。根據(jù)一實(shí)施，可編程比較器620從NON—ARCING過渡到ARCING狀態(tài)的想要的室電壓閾值電壓值、及欲增加至此室電壓閾值以定義可編程比較器從ARCING過渡到NON—ARCING狀態(tài)的室電壓值的想要電壓可通過局部數(shù)據(jù)接口70從邏輯配置60通訊到DSPC630,及DSPC630可計(jì)算正確的數(shù)字值以發(fā)送到DACU13，藉以由于使用被儲(chǔ)存整合至DSP存儲(chǔ)器的適當(dāng)?shù)陌幢壤捌瞥?shù)的仿射變換來產(chǎn)生適當(dāng)?shù)男盘?hào)Vqa及V0B。在一示例實(shí)施例中，為了提供高度準(zhǔn)確的閾值，為個(gè)別模塊計(jì)算該按比例和偏移的常數(shù)值以解決校準(zhǔn)例程在電子組件(如，電阻器容限值)中所遇到的距離標(biāo)稱值的正常偏差。這些校準(zhǔn)常數(shù)值被儲(chǔ)存在整合至DSPC630的串聯(lián)EEPROM。根據(jù)一示例實(shí)施，DSP630的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器的采樣率是在每通道10kHz等級(jí)上，或每100uS的已濾波的室電壓和電流信號(hào)Vch及Ich的一完整采樣。在此采樣率中，luS或更小的持續(xù)期間的隨機(jī)發(fā)生的微發(fā)弧被DSP檢測(cè)到的可能性小于1%,及如上述，luS等級(jí)上的微發(fā)弧都常見到并且可能在集成電路制造中產(chǎn)生破壞。為了可靠地檢測(cè)持續(xù)期間中的luS或更小等級(jí)上的微發(fā)弧，ADU50包括高速發(fā)弧檢測(cè)器邏輯單元(ADLU)640，有關(guān)PVD處理期間的發(fā)弧的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。參考圖6，DSPC630提供控制信號(hào)和系統(tǒng)脈沖信號(hào)SYSCLK650到ADLU640并且以隨后將討論的方式從ADLU640讀取數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)至ADLU640。ADLU640包括第一高速計(jì)數(shù)器，被設(shè)計(jì)成計(jì)數(shù)VARC信號(hào)從NON_ARCING邏輯狀態(tài)過渡到ARCING邏輯狀態(tài)的次數(shù)，如同可編程閾值比較器620的程序化電壓閾值和室10的陰極和陽極之間的電壓所決定一般。如上述，與電壓下降和電流增加的數(shù)值一樣，發(fā)弧的持續(xù)期間是其嚴(yán)重性的一指示。因此，ADLU640亦包括計(jì)時(shí)器，其被設(shè)計(jì)成測(cè)量可編程閾值比較器自以隨后將討論的方式所設(shè)定的最后計(jì)時(shí)器重設(shè)起在ARCING狀態(tài)中所花的持續(xù)期間。根據(jù)一示例實(shí)施，計(jì)時(shí)器是將時(shí)鐘信號(hào)循環(huán)表格化的計(jì)數(shù)器。根據(jù)一特定示例實(shí)施，固定的時(shí)鐘工作在30MHz。計(jì)數(shù)器累計(jì)室已在生產(chǎn)循環(huán)期間的發(fā)弧條件中的與總時(shí)間(自最后的重設(shè)起)成比例的(計(jì)數(shù))值。維持在ARCING狀態(tài)已發(fā)生的系34統(tǒng)時(shí)鐘循環(huán)的數(shù)目的操作計(jì)數(shù)提供關(guān)于在發(fā)弧條件中濺鍍處理已花的總時(shí)間的一測(cè)量。根據(jù)一特定例子，ADLU包括以地址和數(shù)據(jù)總線的形式的到DSPC630的接口機(jī)構(gòu)，且從DSPC630接受控制信號(hào)，使得DSPC630可從裝置讀取和寫入數(shù)據(jù)。ADLU包括寄存器，其允許DSPC630控制某些ADLU功能，諸如計(jì)數(shù)器的重設(shè)、使能、及禁止等，并且亦包括額外的寄存器和控制邏輯以使DSPC630能夠從ADLU讀取狀態(tài)信息。圖9圖解使用已利用眾所皆知的FPLA設(shè)計(jì)工具加以程序化的通用型現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(FPLA)的本發(fā)明的ADLU640的一示例實(shí)施。圖9中被圖示成在ADLU640外部的信號(hào)表示存在于FPLA的實(shí)體接腳上的信號(hào)，信號(hào)在制造FPLA期間被預(yù)先分配FPLA的特定接腳，或使用在制造時(shí)預(yù)先定義的整合性FPLA程序接口910由啟動(dòng)的DSP下載到FPLA的FPLA"程序"來定義。ADLU640包含由內(nèi)部數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)950耦合至DSP接口邏輯配置960的計(jì)數(shù)器單元(CU)920、計(jì)數(shù)器控制寄存器(CCR)930、及計(jì)數(shù)器狀態(tài)緩沖器(CSB)940。如上述，信號(hào)XARC622是由可編程閾值比較器620所產(chǎn)生的到ADLU的邏輯輸入。系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)SYSCLK650是30MHz。邏輯方波信號(hào)是由DSPC630所提供并且提供時(shí)間基礎(chǔ)給ADLU。圖10圖解本發(fā)明的CU920的一示例實(shí)施。CU920包含16位異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(ACC)1010、32位異步二進(jìn)制計(jì)數(shù)器(ATC)1020、三個(gè)16位鎖存器(ACC鎖存器1030、ATC高鎖存器1040、及ATC低鎖存器1050),及三個(gè)16位三狀態(tài)緩沖器(ACC三狀態(tài)緩沖器1060、ATC高三狀態(tài)緩沖器1070、及ATC低3狀態(tài)緩沖器1080)。從計(jì)數(shù)器控制寄存器930提供三數(shù)字信號(hào)計(jì)數(shù)器設(shè)定(CRST)、使能(ENB)、及快照(SNP)以分別控制ACC和ATC計(jì)數(shù)器的操作。當(dāng)由CCR930確立時(shí)，CRST信號(hào)使ACC及ATC計(jì)數(shù)器能夠重設(shè)到零，并且在確立的同時(shí)將計(jì)數(shù)器保留在重設(shè)條件中。當(dāng)CCR930釋出CRST信號(hào)時(shí)，分別使能計(jì)數(shù)器，及它們的各自時(shí)鐘(CLK)信號(hào)的每個(gè)高至低過渡上的增加輸入。藉由計(jì)數(shù)通過其最大量容量和回到零，每個(gè)計(jì)數(shù)器具有應(yīng)被確立(及被鎖定)為特定計(jì)數(shù)器出錯(cuò)(rollover)的相應(yīng)的溢出位(OVF)。OVF信號(hào)維持為高直到由CRST信號(hào)的確立來清除。ACC計(jì)數(shù)器1010是由信號(hào)ACCLK所驅(qū)動(dòng)，ACCLK是衍生自D觸發(fā)器1090的輸出端子1092。ATC計(jì)數(shù)器1020是由信號(hào)ATCLK所驅(qū)動(dòng)，其源自NAND(與非)門1094的輸出端子。圖ll為ADLU640的各種信號(hào)之間的關(guān)系的時(shí)序圖。參考圖lO及l(fā)l,反相器1096反轉(zhuǎn)DSPC系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)SYSCLK650而變成、SYSCLK1120。信號(hào)、SYSCLK驅(qū)動(dòng)D觸發(fā)器1090的脈沖輸入端子1091。在來自DSP的SYSCLK信號(hào)的每個(gè)高至低過渡上，出現(xiàn)在D輸入端子1093中的值被鎖定到D觸發(fā)器，及在短的傳播延遲之后出現(xiàn)在觸發(fā)器10卯的Q輸出端子1092。存在于D觸發(fā)器1090的D輸入端子1093的信號(hào)是由AND門1098所驅(qū)動(dòng)。到AND1098的輸入信號(hào)是從計(jì)數(shù)器控制寄存器930所提供的信號(hào)ENB1130，及來自反相器1097的信號(hào)VARC622(WARCU50)的反轉(zhuǎn)，信號(hào)、ARC622是由可編程比較器620提供。當(dāng)信號(hào)ENB1130是在邏輯低(FALSE)狀態(tài)或在、ARC信號(hào)是在高狀態(tài)(指出NON一ARCING室條件的檢測(cè))時(shí)，D輸入端子1093中的信號(hào)是在邏輯低狀態(tài)。相反地，當(dāng)ENB信號(hào)是在邏輯高狀態(tài)(藉以使計(jì)數(shù)生效)，及、ARC信號(hào)是在邏輯低狀態(tài)(指出ARCING室條件的檢測(cè))時(shí)，D輸入端子1093中的信號(hào)是在邏輯高狀態(tài)。因此，假設(shè)計(jì)數(shù)被使能(信號(hào)ENB1130是在邏輯高狀態(tài))，則當(dāng)在NON一ARCING條件中檢測(cè)室時(shí)，在SYSCLK的隨后高至低過渡上ACCLK信號(hào)1160將在邏輯低狀態(tài)。當(dāng)ARCING條件被檢測(cè)時(shí)，例如如圖11中的1180所指出一般(及假設(shè)計(jì)數(shù)仍然被使能)，VARC信號(hào)被確立是低的。在SYSCLK信號(hào)的下一高至低過渡上(如圖11中的1182所指出一般)，ACCLK信號(hào)將從低過渡到高邏輯狀態(tài)，及經(jīng)過隨后的SYSCLK信號(hào)仍維持在高邏輯狀態(tài)，直到ARCING條件不再被檢測(cè)到(及VARC信號(hào)回到如圖11中的1184所指出一般的邏輯高狀態(tài))。每當(dāng)CRST信號(hào)被確立是低的時(shí)，ACC計(jì)數(shù)器1010在其CLK輸入端子的信號(hào)的每個(gè)低至高過渡中增加。因此，在ENB信號(hào)被確立是高的同時(shí)(使計(jì)數(shù)生效)，ACC計(jì)數(shù)器1010有效計(jì)數(shù)從NON一ARCING條件到ARCING條件的室過渡數(shù)量。在一示例實(shí)施例中，ACC計(jì)數(shù)器IOIO可使用具有30MHz等級(jí)上的頻率的SYSCLK信號(hào)，由可編程比較器620(產(chǎn)生、ARC信號(hào))所檢測(cè)到的微發(fā)弧可以分辨(resolve)至短如33nS。較高的分辨度是可藉由增加時(shí)鐘率來達(dá)成。ATC計(jì)數(shù)器1020被用于估計(jì)由可編程比較器620所決定的室在ARCING條件中的總時(shí)間。每當(dāng)CRST信號(hào)被確立是低的時(shí)，ATC計(jì)數(shù)器1020在其CLK輸入端子的信號(hào)的每個(gè)低至高過渡中增加。ATC計(jì)數(shù)器1020提供的信號(hào)ATCLK1170所驅(qū)動(dòng)。每當(dāng)計(jì)數(shù)被使能(ENB信號(hào)1130是高的)并且室ARCING條件被檢測(cè)到(VARC信號(hào)1140是低的)時(shí)，信號(hào)ATCLK1170開始追蹤SYSCLK信號(hào)1110，例如在圖11中的1186。之后，ATC計(jì)數(shù)器1020計(jì)數(shù)在可編程閾值比較器是在ARCING狀態(tài)的同時(shí)(指出PVD室中的發(fā)弧)所持留的ATCLK信號(hào)1170的時(shí)鐘循環(huán)。使用30MHz系統(tǒng)時(shí)鐘，每個(gè)ARCING條件的持續(xù)期間可被分辨到33nS增加量?jī)?nèi)。ACC1030、ATC高1040、及ATC低1050鎖定快照寄存器允許ACC計(jì)數(shù)器1010值、ATC計(jì)數(shù)器1020高階字，及ATC計(jì)數(shù)器1020低階字的值能夠被分別實(shí)時(shí)立即按命令捕獲。此使DSPC630能夠在特定頃刻讀取計(jì)數(shù)器的狀態(tài)，保留用于DSPC630隨后檢索的那些值，同時(shí)允許ACC及ATC計(jì)數(shù)器能夠持續(xù)根據(jù)上述它們各自的邏輯來操作。如將討論一般，在DSPC630的控制之下，這些三16位寄存器每個(gè)被配置并且組配成捕獲由計(jì)數(shù)器控制寄存器930所提供的SNP信號(hào)的低至高過渡的瞬時(shí)對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器值。每個(gè)快照寄存器的輸出信號(hào)是由ACC1060A、TC高1070及ATC低1080三狀態(tài)緩沖器三狀態(tài)緩沖到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線950。DSP接口邏輯960確立到ACC三狀態(tài)緩沖器1060的RACC1086上的使能信號(hào)以提供內(nèi)部總線950上的ACC鎖定快照寄存器1030的被捕獲值；確立到ATC高三狀態(tài)緩沖器1070的RATH1087上的使能信號(hào)以提供內(nèi)部總線950上的ATC高鎖定快照寄存器1040的被捕獲值；及確立到ATC低三狀態(tài)緩沖器1080的RATL1088上的使能信號(hào)以提供內(nèi)部總線950上的ATC低鎖定快照寄存器1050的被捕獲值。再次參考圖9，CCR鎖定寄存器930產(chǎn)生SNP、CRST、及ENB信號(hào)。DSP接口邏輯960提供適當(dāng)?shù)牡刂纷g碼和定時(shí)信號(hào)，確立內(nèi)部數(shù)據(jù)總線950上的SNP、CRST、及ENB信號(hào)的被命令值，及當(dāng)由DSPC630命令如此作時(shí)，產(chǎn)生信號(hào)WCCR以鎖定這些值到CCR內(nèi)。計(jì)數(shù)器狀態(tài)緩沖器(CSB)940是被配置和組配成經(jīng)由確認(rèn)信號(hào)RCSB，當(dāng)由DSP接口邏輯960命令時(shí)，確立到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線950上的CRST、ENB、ACCLK、COVF、及TOVF信號(hào)的目前值的三狀態(tài)緩沖器。DSP接口邏輯960隨后確立由DSPC630使用的到DSPC參:據(jù)總線上的這些信號(hào)。再次參考圖9，根據(jù)由DSP630所確立以幫助與諸如ADLU640等外部裝置通訊的信號(hào)XSTRB、W/R、及地址線AD0-AD15的作用，以數(shù)據(jù)總線線DB0-SB15形式從外部供應(yīng)的信號(hào)提供進(jìn)出DSPC630的數(shù)據(jù)的雙向通訊。這些數(shù)據(jù)線從內(nèi)部直接被有效地結(jié)合到ADLU640的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線950。當(dāng)試圖與諸如ADLU640等任何外部周邊裝置通訊時(shí)，DSPC630確立、STRB信號(hào)是低的。當(dāng)試圖從裝置讀取時(shí)，DSPC630亦確立信號(hào)W/R是低的，及當(dāng)試圖寫入到裝置時(shí)是高的。這些是由DSPC630所確立的通用型信號(hào)以與任何裝置通訊。特別是在從ADLU640讀取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)到ADLU640時(shí)，信號(hào)VARLUj:S被DSPC630確立是低的。DSP接口邏輯960被包括在ADLU640內(nèi)以由DSPC630—經(jīng)命令就根據(jù)控制信號(hào)、STRB、W/R的操作和地址信號(hào)ADO及AD1的i奪碼來產(chǎn)生時(shí)序和控制信號(hào)WCCR、RCSB、RACC、RATL、及RATH。信號(hào)WCCR被用于將到由DSPC630所確立到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線950上的ENB、CRST、及SNP的值鎖定到CCR930內(nèi)。信號(hào)RCSB使CSB940中的值能夠被確立到隨后DSPC630將讀取的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上。信號(hào)RACC、RATL、及RATH如上述分別使能ACC三狀態(tài)緩沖器1060、ATC高三狀態(tài)緩沖器1080、及ATC低三狀態(tài)緩沖器1070以確立到隨后將由DSPC630所讀取的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線950上的鎖存器ACCLATCH1030、ATCLOWLATCH1050、及ATCHIGHLATCH1040中的值。圖12圖解產(chǎn)生圖9所示的信號(hào)WCCR、RCSB、RACC、RATL、及RATH的本發(fā)明的ADLU640的DSP接口邏輯960的一示例實(shí)施。到DSP接口邏輯960的內(nèi)部，控制邏輯單元(CLU)1210通過反相器1220將由DSP630所確立的WTRB信號(hào)反相以形成內(nèi)部信號(hào)WSTRB。當(dāng)DSPC630正試圖與任何外部裝置通訊時(shí)，信號(hào)WSTRB是邏輯高的。當(dāng)試圖寫入到外部裝置時(shí)，根據(jù)DSPC630確立是高的輸入信號(hào)W/R及信號(hào)WSTRB,在AND門1230的輸出提供WR信號(hào)。通過反相器1240將W/R信號(hào)反相以形成信號(hào)UV/R,當(dāng)DSP接口邏輯960正試圖從任何外部裝置讀取時(shí)，信號(hào)VW/R被確立是高的。當(dāng)DSPC630正從外部裝置讀取時(shí)，從輸入信號(hào)WSTRB及VW/R而在AND門1250的輸出中所提供的RD信號(hào)結(jié)果被確立是高的。譯碼以產(chǎn)生用于ADLU640的控制信號(hào)的地址由地址譯碼器在功能上提供，例如，圖12所示的2至4二進(jìn)制地址譯碼器1260。如上述，當(dāng)從ADLU640讀取或?qū)懭氲紸DLU640時(shí)，DSPC630確立ADLU640的38\ADLU—CS端子上的邏輯是0。當(dāng)VVDLU一CS信號(hào)被設(shè)定到邏輯高狀態(tài)時(shí)，在譯碼器1260的輸出端子中的所有四個(gè)信號(hào)Q0，...，Q3被設(shè)定到邏輯低狀態(tài)。當(dāng)UDLUJ^S信號(hào)由DSPC630確立在邏輯狀態(tài)中時(shí)，譯碼器1260將輸出端子中的信號(hào)的其中之一準(zhǔn)確地設(shè)定成邏輯高狀態(tài)，從DSPC630所確立的AO及Al位的目前值所決定并且根據(jù)表1，特定輸出被設(shè)定成邏輯高的，其中在表1中的"0"是邏輯低，"1"是邏輯高的，及"X"是無關(guān)系的狀態(tài)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage39</column></row><table>0000101輸入輸出AO輸出確立是高的X無0Q01Ql0Q21利用上述的譯碼器邏輯，表2定義在圖12中的每個(gè)功能選擇輸出中的產(chǎn)生信號(hào)的邏輯以及DSPC630在ADLU上所執(zhí)行的操作。表2信號(hào)名稱邏輯DSPC630功能WCCRQ0與WR寫入計(jì)數(shù)器控制寄存器值RCSBQ0與RD讀取計(jì)數(shù)器狀態(tài)緩沖器RACCQl與RD讀取ACC鎖存器值RATLQ2與RD讀取ATC低鎖存器值RATHQ3與RD讀取ATC高鎖存器值現(xiàn)在將詳細(xì)討論由模擬信號(hào)調(diào)節(jié)器610所產(chǎn)生的信號(hào)Ich和VcH的處理。再次參考圖6,由模擬信號(hào)調(diào)節(jié)器610所產(chǎn)生的信號(hào)IcH和VcH響應(yīng)于39室電壓和電流，但是由模擬信號(hào)調(diào)節(jié)器610調(diào)節(jié)以最小化在比約10kHz大的采樣頻率中的混疊。整合至結(jié)合在DSPC630中的TMS320F2407DSP是16通道、雙IO位模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器模塊，其將其輸入通道中的電壓轉(zhuǎn)換成范圍在O和1023之間的數(shù)目，與參考電壓成比例，及可以固定采樣率采樣直到16個(gè)輸入電壓的軟件控制下的內(nèi)部時(shí)序機(jī)制。在一特定實(shí)施例中，用于內(nèi)部模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器的參考電壓是由市面上可購得的NationalSemiconductor(國導(dǎo)半導(dǎo)體)制造的能帶隙調(diào)整器型號(hào)REF193所提供。此調(diào)整器提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確的3.00伏特源到模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器。因此，設(shè)置在DSPC630的數(shù)字信號(hào)處理器中的整合性模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)以下等式將時(shí)變信號(hào)IcH(t)及VcH(t)轉(zhuǎn)換成范圍在0和10"之間的數(shù)目序列{NICH}A{NVCH}:NICH(n)=FIX(ICH(nT)/VREF)*1024(等式8)及NVCH(n)=FIX(VCH(nT)/VREF)*1024(等式9)其中函數(shù)FIX(arg)將其自變量"arg"的值舍位變成最接近的整數(shù)，n指出DSPC630從參考時(shí)間所采用的第n樣本，及T是采樣周期。在一特定實(shí)施例中，DSP被程序化成以速率10kHz轉(zhuǎn)換模擬信號(hào)Vch及Ich,產(chǎn)生數(shù)目(NvcH)及(NK:h)的樣本化數(shù)據(jù)序列以響應(yīng)于室電壓和電流。在一特定實(shí)施例中，到DSP內(nèi)部的軟件提供使用者可選擇數(shù)字有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器應(yīng)用到此序列，分別產(chǎn)生已濾波序列(FvoJ及(FK:h),但是可應(yīng)用其他信號(hào)處理技術(shù)到此序列而不會(huì)損及一般性。在一特定實(shí)施例中，仿射變換被應(yīng)用到此序列(Fvch)及(Fk;h)，產(chǎn)生數(shù)目(SFvcW及(SF!cH)的序列，其為室電壓和電流的按比例的整數(shù)估計(jì)序列。在一例子中，仿射變換是使得1000伏特的連續(xù)應(yīng)用的室電壓產(chǎn)生一連串每個(gè)具有值1000的整數(shù)，及按比例縮小的其他電壓值。同樣地，在此例中，應(yīng)用到由樣本化和轉(zhuǎn)換IcH信號(hào)所導(dǎo)出的此序列的仿射變換考慮到PSIM和模擬信號(hào)調(diào)節(jié)電路的各種增益和偏移，產(chǎn)生10.00安培的電流出現(xiàn)當(dāng)作整數(shù)1000,而其他值成比例的變換。在一示例實(shí)施中，序列的目前值通過高速通訊接口70通訊到邏輯配置60,其中邏輯配置60使用目前和過去的值計(jì)算可編程閣值比較器620將使用的自適應(yīng)發(fā)弧閾值電壓值。接著通過高速通訊接口70從邏輯配置60將此適應(yīng)發(fā)弧閾值電壓值和想要的遲滯電平通訊回到DSPC630。DSPC630然后根據(jù)可編程閾值比較器620的操作將想要的閾值轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)腄AC值。此途徑產(chǎn)生幾近實(shí)時(shí)的自適應(yīng)閾值。在另一示例實(shí)施例中，產(chǎn)生自適應(yīng)閾值的演算法駐留在DSPC630本身中，產(chǎn)生具有最小延遲的自適應(yīng)電壓閾值。產(chǎn)生自適應(yīng)發(fā)弧電壓閾值的一示例演算法是依據(jù)在DSPC630所計(jì)算的電壓序列的移動(dòng)平均上的所計(jì)算閾值，移動(dòng)平均的長(zhǎng)度被選定成比發(fā)弧的預(yù)期持續(xù)期間長(zhǎng)，但是比操縱磁鐵的旋轉(zhuǎn)周期短。以10kHz采樣率，可使用統(tǒng)一加權(quán)64點(diǎn)FIR濾波器來計(jì)算移動(dòng)平均，濾波器輸出中的序列呈現(xiàn)電壓測(cè)量的前一6.4mS的平均。在一實(shí)施中，藉由從移動(dòng)平均減掉固定電壓來計(jì)算自適應(yīng)發(fā)弧閾值。在另一示例實(shí)施中，自適應(yīng)閾值被計(jì)算當(dāng)作移動(dòng)平均的固定百分比。這些已濾波、已變換的序列亦可被用于提供指出處理的整個(gè)健康狀況的信息。在一例子中，以電壓序列的瞬時(shí)值乘上電流序列的瞬時(shí)值提供瞬時(shí)功率序列，其可被用于證明輸送到真空室的實(shí)際功率是由電源所輸送的。此種序列可被用于決定例如電纜損壞發(fā)生、在真空室四周分流電流。這些序列的使用的另一例子是它們可被使用當(dāng)作獨(dú)立的機(jī)構(gòu)以估計(jì)操縱磁鐵的旋轉(zhuǎn)速度。如上述，已觀察到，當(dāng)室阻抗由于幾何和其他考量而變化時(shí)，室電壓和電流隨著操縱磁鐵周期而周期性改變。在一例子中，將按比例的電壓或電流序列通過數(shù)字高通濾波器以去除DC成分。然后由數(shù)字相位鎖定回路追蹤最后的AC序列，自此估計(jì)操縱磁鐵的旋轉(zhuǎn)頻率。在另一示例實(shí)施中，離散付立葉變換被應(yīng)用到電壓或電流序列，及從最后的頻譜來決定磁鐵旋轉(zhuǎn)頻率。若所估計(jì)的旋轉(zhuǎn)速度明顯不同于預(yù)期的旋轉(zhuǎn)速度，則機(jī)械或電力問題可能是原因。此信息可被用于檢測(cè)機(jī)械或電力系統(tǒng)中的最初缺陷。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，復(fù)制上述的組件和操作來監(jiān)視多個(gè)室或以依據(jù)應(yīng)用到單一室電壓和電流信號(hào)的額外閾值來檢測(cè)ARCING。在特定示例實(shí)施例中，提供由單一DSPC630所控制的四個(gè)獨(dú)立的操作ADU函^:。ADU的四室版本可^L組配成通過四PSIM來同時(shí)監(jiān)一見四個(gè)獨(dú)立的室，或藉由將用于多個(gè)室的對(duì)應(yīng)VPSIM+、VPSIM-、IPSIM+、及IPSIM-ADU輸入信號(hào)并聯(lián)聯(lián)接電線，單一PSIM可驅(qū)動(dòng)多個(gè)ADU室輸入。在示例實(shí)施例中，當(dāng)所有四個(gè)ADU函數(shù)通過單一PSIM正監(jiān)^L單一室并且以此方式聯(lián)接電線時(shí)，可為單一室程序化四個(gè)不同的閾值。由對(duì)應(yīng)的可編程比較器620和ADLU640的組合來維持每個(gè)程序化閾值中的發(fā)弧數(shù)目和發(fā)弧持續(xù)期間的計(jì)數(shù)。在一實(shí)施例中，DSPC630具有到所有四ADLU函數(shù)的存取，及發(fā)弧條件可被分辨成對(duì)應(yīng)于四個(gè)獨(dú)立的程序化閾值的四電平的其中之一。例如，在利用裝附至如上的單一PSIM的四個(gè)獨(dú)立的監(jiān)^L器的系統(tǒng)中，及以100，200，300，及400伏特程序化的電壓閾值數(shù)值，具有最小的電壓數(shù)值250伏特的單一發(fā)弧將出現(xiàn)在具有以300及400伏特程序化的閾值的監(jiān)視器上，但是未出現(xiàn)在以100及200伏特程序化的閾值的監(jiān)視器上。而且，若系統(tǒng)以此方式正捕獲單一發(fā)弧，則室電壓崩塌在300伏特電平之下的周期將同時(shí)出現(xiàn)在對(duì)應(yīng)于300及400伏特電平的ADLU發(fā)弧時(shí)間計(jì)數(shù)器中，而室電壓崩塌是在300及400伏特之間的周期將只出現(xiàn)在對(duì)應(yīng)于400伏特電平的ADLU發(fā)弧時(shí)間計(jì)數(shù)器。然后可將發(fā)弧事件分辨成兩發(fā)弧時(shí)間-在200及300伏特之間所花的發(fā)弧時(shí)間，其直接/人對(duì)應(yīng)于300伏特閾值的ADLU的發(fā)弧時(shí)間計(jì)數(shù)器讀取，加上在300及400伏特之間所花的發(fā)弧時(shí)間，其藉由分別采用對(duì)應(yīng)于400伏特和300伏特的ADLU發(fā)弧時(shí)間計(jì)數(shù)器之間的差異來計(jì)算的。視需要，可為不同強(qiáng)度的其他發(fā)弧重復(fù)此演算法。在一特定示例實(shí)施例中，DSPC630以10kHz速率采樣四個(gè)ADLU寄存器設(shè)定，及通過高速通訊接口70為所有四個(gè)通道將發(fā)弧計(jì)數(shù)和發(fā)弧時(shí)間計(jì)數(shù)通訊到邏輯配置60。DSPC630亦將標(biāo)稱上、已濾波的室電流IcH,和已濾波的室電壓VcH采樣和移轉(zhuǎn)到邏輯配置60,其執(zhí)行分辨如上發(fā)弧所需的算術(shù)運(yùn)算且計(jì)算發(fā)弧能量的估計(jì)?？捎缮鲜龅难由熳赃m應(yīng)地計(jì)算所有四發(fā)弧電壓閾值。在另一示例實(shí)施例中，DSPC630在內(nèi)部執(zhí)行計(jì)算，將諸如每個(gè)閾值中的發(fā)弧時(shí)間等發(fā)弧相關(guān)參數(shù)的最后估計(jì)和所估計(jì)的發(fā)弧能量傳輸?shù)竭壿嬇渲?0。根據(jù)一示例實(shí)施，邏輯配置60是外部邏輯配置，例如，可編程邏輯控制器(PLC)、頂帽、或類似計(jì)算裝置。根據(jù)一更特定的實(shí)施例，邏輯配置60是ScheniderAutomationMl-EPLC。根據(jù)本發(fā)明的一觀點(diǎn)，ADU被并入動(dòng)量形式因子內(nèi)，并且被設(shè)計(jì)成與動(dòng)量頂帽和可編程邏輯控制器(PLC)通訊。在一實(shí)施中，記錄邏輯配置60所收集的數(shù)據(jù)。在邏輯配置60上執(zhí)行42的軟件將數(shù)據(jù)、圖表數(shù)據(jù)記成日志，且可提供基于網(wǎng)絡(luò)的警報(bào)以響應(yīng)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)控制器提供等離子體產(chǎn)生應(yīng)用的實(shí)時(shí)控制。當(dāng)發(fā)弧計(jì)數(shù)及/或發(fā)弧持續(xù)期間超過每一沉積的選定的量時(shí)，邏輯配置60才艮據(jù)預(yù)定演算法決定在材料沉積期間發(fā)弧正破壞基板，及與系統(tǒng)控制器通訊以終止沉積。邏輯配置60亦可指出被處理的基板由于發(fā)弧而產(chǎn)量減少。除了為每個(gè)沉積計(jì)數(shù)發(fā)弧和發(fā)弧的累計(jì)持續(xù)期間之外，在其他實(shí)施中，邏輯配置60被用于執(zhí)行發(fā)弧信息的其他實(shí)時(shí)分析。例如，諸如記錄用于目標(biāo)的發(fā)弧總數(shù)目(及持續(xù)期間)、記錄發(fā)弧強(qiáng)度(參考接近大地電位，指出直接短路)，及檢測(cè)持續(xù)的發(fā)弧等分析，其指出目標(biāo)中的可能缺陷需要關(guān)掉全部的工具以維修。在另一實(shí)施中，系統(tǒng)控制器依據(jù)發(fā)弧率，發(fā)弧持續(xù)期間，發(fā)弧率/持續(xù)期間的變化率，或依據(jù)發(fā)弧"品質(zhì)"，與持續(xù)期間、量、及發(fā)弧強(qiáng)度(即，數(shù)值)或嚴(yán)重牲(例如由發(fā)弧持續(xù)期間和數(shù)值的乘積所得到的測(cè)量)成比例的發(fā)弧品質(zhì)來提供信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一示例實(shí)施例，方法實(shí)時(shí)整合發(fā)弧檢測(cè)器與需要告知使用者濺鍍?cè)从袉栴}且新處理的晶圓產(chǎn)量降低的硬件。因此，本發(fā)明的各種實(shí)施例可被實(shí)現(xiàn)以在其他等離子體產(chǎn)生控制應(yīng)用中提供發(fā)弧檢測(cè)，諸如箱體硬化鋼等。通常，無論等離子體產(chǎn)生室或其同等物是否被實(shí)施仍可應(yīng)用本發(fā)明的電路配置和方法。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，發(fā)弧檢測(cè)單元50'(如圖27所示)被組配成亦藉由觀察施加到等離子體產(chǎn)生設(shè)備1300的電流中的尖峰(spike)來檢測(cè)發(fā)弧事件。依據(jù)此信息與從檢測(cè)電壓下降的發(fā)弧事件信息，發(fā)弧檢測(cè)單元50，將發(fā)弧事件分類成各種類別。設(shè)備亦可計(jì)算用于特定發(fā)弧事件類別的掃描能量和發(fā)弧能量。圖1所示的組件的基本配置和圖27的ADU50'被用于實(shí)施此實(shí)施例。圖13圖解用于沉積各種材料的薄的、高度均勻?qū)拥交迳系腜VD處理的等離子體產(chǎn)生設(shè)備1300的典型基本室組配。低壓氣體，典型上是氬氣，被離子化以形成等離子體1302并被加速從陽極表面1304(室壁及基板)到源材料的陰極偏壓目標(biāo)1306(陰極被圖示作1308)。目標(biāo)材料的最后原子電平噴灑涂布所有接近表面，包括制造的基板或晶圓1310。典型陽極-陰極電壓落在300V-600V范圍(具有直到1500V的尖峰)，而電流的范圍從2A到IOOA。遞送到室的最后功率可^^如幾kW和高如80kW。此處理的一主要應(yīng)用是在制造集成電路(IC)時(shí)沉積金屬層于硅晶圓基板上。如上述，此處理容易"發(fā)弧"。發(fā)弧從目標(biāo)射出巨量粒子污染。某些此污染材料會(huì)降落在晶圓上，產(chǎn)生生產(chǎn)瑕疵和涂布上的不均勻，負(fù)面影響制造者的收益。發(fā)弧是可由(i)目標(biāo)雜質(zhì)或內(nèi)含物，(ii)目標(biāo)或附件老化和物理容限改變，或(iii)晶圓校準(zhǔn)而產(chǎn)生。PVD處理期間的發(fā)弧是起因于從陽極到目標(biāo)的非故意低阻抗路徑。當(dāng)發(fā)弧發(fā)生時(shí)，室阻抗的數(shù)值快速減少，通常對(duì)電源太快而無法響應(yīng)。室的陽極和陰極之間的電壓數(shù)值的快速下降可被觀察到。結(jié)果，比較室電壓與閾值可早期提供發(fā)弧的檢測(cè)。經(jīng)由此種早期檢測(cè)，制造商可解決發(fā)弧產(chǎn)生的根本原因而不必承受由于發(fā)弧產(chǎn)生的缺陷所導(dǎo)致的高收益損失。如圖4所示，通常觀察到持續(xù)1微秒等級(jí)上的有害發(fā)弧條件1402。這些短持續(xù)期間發(fā)弧1402被通稱為微發(fā)弧。由于非常短的持續(xù)期間，所以檢測(cè)微發(fā)弧需要高速電子。除了微發(fā)弧之外，具有毫秒或幾十毫秒等級(jí)上的持續(xù)期間的巨量電源事件亦發(fā)生在PVD系統(tǒng)中。圖14圖示標(biāo)纟會(huì)的典型PVD室電壓1404對(duì)時(shí)間。電壓1404的翁:值亦被圖示，因?yàn)殛帢O電壓相對(duì)接地是負(fù)的。有發(fā)弧1402之處，就有電壓朝接地地突然且快速減少。一旦短路事件結(jié)束，電壓再次回到標(biāo)稱室電壓。在恢復(fù)期間可能的超調(diào)和欠調(diào)未圖示在附圖中。在發(fā)弧事件期間電流同樣地響應(yīng)，雖然快速增加，然后減少，可了解一但事件結(jié)束，條件回到正常。PSIM40被用于將來自電源30的高電壓和高電流讀凄t轉(zhuǎn)換成用于輸入到ADU50，的0-10V范圍。0-10V信號(hào)與室電壓和電流成線性比例。此提供指示電源30電壓的電壓信號(hào)，和指示電源30電流的電流信號(hào)。參考圖27,ADU50，被設(shè)計(jì)成監(jiān)視用于高速瞬變(無論是上還是下)的0-10V信號(hào)。在ADU50，內(nèi)，高速模擬比較器620、621決定電壓信號(hào)是否已橫跨線。內(nèi)部邏輯單元640將模擬比較器輸出622，623轉(zhuǎn)換成指出是否已橫跨線的邏輯電平值。而且，其計(jì)數(shù)已橫跨線(發(fā)弧嚴(yán)重性的指示)的邏輯單元時(shí)鐘循環(huán)的數(shù)目(即，持續(xù)期間)。在其許多功能中，可編程邏輯控制器(PLC)或其他邏輯配置或電路系統(tǒng)60從ADU讀取數(shù)據(jù)，將DSP時(shí)鐘循環(huán)轉(zhuǎn)換成微秒，重設(shè)發(fā)弧計(jì)數(shù)器，及使數(shù)據(jù)可利用在乙太網(wǎng)絡(luò)上。PLC亦發(fā)送命令參^:到ADU-何時(shí)尋找發(fā)弧事件，閾值是多少，游逸(excursion)應(yīng)在閾值上還是閾值下等。圖15描劃相對(duì)于閾值電平1502的典型室電壓數(shù)值1500對(duì)時(shí)間。在電壓的例子中，當(dāng)瞬時(shí)電壓讀數(shù)下降到閾值1502之下時(shí)發(fā)弧條件1402發(fā)生。需注意的是，閾值1502是自適應(yīng)的，因?yàn)槠浯_實(shí)追蹤室電壓1500中的緩慢變化。ADU50，計(jì)數(shù)次數(shù)和閾值1502被通過的數(shù)目，及電壓在閾值之下的就其30MHz時(shí)鐘循環(huán)而言的持續(xù)期間。為了說明噪聲或跳動(dòng)的影響，發(fā)弧事件不會(huì)結(jié)束直到瞬間電壓上升在閾值1502加上遲滯值之上為止。圖16為當(dāng)ADU50，進(jìn)入發(fā)弧條件時(shí)和其存在相同條件時(shí)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。依循路徑A,電壓開始于標(biāo)稱值VNOM。一旦其落在閾值電壓VTH之下，依循路徑B，ADU邏輯電平過渡到TRUE。當(dāng)電壓再次上升返回到標(biāo)稱條件時(shí)，依循路徑C。一旦電壓橫過閾值加上遲滯勢(shì)壘VTH+VHYS,依循路徑D,ADU邏輯電平過渡到FALSE。當(dāng)時(shí)間行進(jìn)時(shí)，室是在標(biāo)稱電壓和ADU等待引導(dǎo)到過渡B的下一路徑A。較佳的是，遲滯是無法經(jīng)由軟件調(diào)整的小的固定硬件決定值。就上述實(shí)施例而言，遲滯值約是10000mV刻度上的6mV。然而，就一些實(shí)施例而言，遲滯值可被設(shè)定成零。ADU50，具有四過渡監(jiān)視(發(fā)弧)通道，及四輔助通道。(輔助通道可^皮用于記錄相關(guān)數(shù)據(jù)但是無法計(jì)數(shù)發(fā)弧，輔助通道用在升級(jí)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)收集)。參考圖27，第一發(fā)弧通道是由2700和2702之間的相對(duì)電壓差所形成，及第二發(fā)弧通道是形成在2704與2706之間(剩下兩通道可被用于監(jiān)視另一電壓和電流)。如上述，ADU50，比較PSIM信號(hào)與閾值并且報(bào)告游逸在之上還是之下(在PLC邏輯中由控制位設(shè)定)。就發(fā)弧通道2700/2702和2704/2706而言，信號(hào)傳播和濾波是如圖17所示，在圖17中，由電源30遞送到室并且由PSIM的轉(zhuǎn)換器來測(cè)量的電壓V和電流I被圖示在進(jìn)入系統(tǒng)1700的圖式的左側(cè)。電壓和電流轉(zhuǎn)換器二者都具有相關(guān)的模擬頻寬，然而，兩者在PSIM40的輸出中都是超過40kHz濾波器1702的數(shù)值幾個(gè)數(shù)量級(jí)，適當(dāng)藉由設(shè)計(jì)以減少來自DC電源的開關(guān)噪聲的影響。40kHz截止是任意的及可在工廠藉由改變輸出比例電阻器來調(diào)整。此信號(hào)被直接饋送到模擬可編程閾值比較器1704,其決定是否有閾值違犯或不在ADU邏輯電平形式中。每33ns或以30MHz的速率，執(zhí)行發(fā)弧計(jì)數(shù)邏輯的ADU的部分從模擬比較器讀取ADU邏輯電平。PSIMV及I信號(hào)亦經(jīng)由模擬六階Butterworth(巴特威士)濾波器1706傳播，此濾波器1706的目的是當(dāng)將信號(hào)饋入到ADU的ft字部分時(shí)防止信號(hào)^皮混疊。此濾波器的截止頻率是2.5kHz。然后，ADU運(yùn)行V及I信號(hào)經(jīng)過一組可選擇FIR濾波器1708。默認(rèn)系數(shù)被設(shè)定成八個(gè)濾波器的每一個(gè)都是具有變化的長(zhǎng)度的移動(dòng)平均。PLC讀取V及I當(dāng)作頻帶限制、濾波的信號(hào)，自此，以約30Hz的速率計(jì)算閾值。這些計(jì)算的基礎(chǔ)是指數(shù)加權(quán)移動(dòng)平均(EWMA)濾波器1701。這些被以工廠默認(rèn)設(shè)定是2.5kHz(這相同控制器執(zhí)行FIR濾波)的可組配速率搡作的ADU比較器控制器1712往下饋送回。96030處理器。通過標(biāo)準(zhǔn)18接腳MonentumTM連接器以RG-178同軸電纜進(jìn)行到ADU50，的信號(hào)連接(來自PSIMBNC連^^妄器)。PLC60通過標(biāo)準(zhǔn)MonentumTMATII硬件接口接合到ADU50，。ATII接口將32寄存器支撐在每個(gè)方向。b32寄存器被分割成8寄存器的四個(gè)完全相同群組，每一通道用一群組。PLC60由掃描循環(huán)的原則來操作。在一掃描循環(huán)期間，PLC60執(zhí)行其每個(gè)指令一次并且刷新其I/0寄存器(經(jīng)由此與ADU50，通訊)一次。因此，然后依據(jù)從狀態(tài)寄存器最新讀取的數(shù)據(jù)來執(zhí)行其自己的控制程序。PLC程序包含重復(fù)四次的邏輯，每ADU通道一次(主要電壓、主要電流，從屬電壓，及從屬電流)。程序亦包含在各對(duì)通道(主要和從屬)上執(zhí)行的邏輯，因?yàn)槠涿恳浑娫唇Y(jié)合來自兩通道(電流和電壓)的數(shù)據(jù)。當(dāng)PLC60從ADU50，讀取狀態(tài)寄存器(每ADU通道8寄存器)時(shí)，PLC程序依賴每一ADU通道的數(shù)據(jù)的四個(gè)主要片段。四個(gè)變量是狀態(tài)寄存器(尤其是，位9，無論ADU是在測(cè)量發(fā)弧的時(shí)刻與否)，PSIM信號(hào)，發(fā)弧計(jì)數(shù)、及發(fā)弧時(shí)間。需注意的是，PSIM信號(hào)1714(如圖17所示)是由兩低通模擬濾波器已頻帶限制的實(shí)際室電壓或電流的64點(diǎn)移動(dòng)平均(在2.5kHz構(gòu)成25.6ms窗口)，第一具有截止頻率40kHz及第二具有截止頻率2.5kHz。參考圖18的方塊圖，穩(wěn)定頻帶監(jiān)視器1802比較最新的PSIM信號(hào)1804與穩(wěn)定上頻帶(SUB)和穩(wěn)定下頻帶(SLB)值1806。若PSIM信號(hào)1804落在SUB之上，則系統(tǒng)將那看成步階增加的指示及邏輯處理在上升過渡模式中。若PSIM信號(hào)1804低于SLB，則假設(shè)是為電源被關(guān)掉或減少功率，及程序操作在下降過渡模式中。若PSIM信號(hào)1804落在由SUB和SLB界定的范圍內(nèi)，操作模式是穩(wěn)定的(除非等待過渡保留延遲期滿)。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入兩過渡模式的其中之一時(shí)，其保持在當(dāng)PSIM信號(hào)1804再次落在SUB和SLB限制內(nèi)時(shí)的時(shí)間的過渡保留延遲周期的過渡模式中。只要PSIM信號(hào)1804落在SUB及SLB所界定的范圍外，穩(wěn)定標(biāo)志就從邏輯正確(值l)落到邏輯錯(cuò)誤(值O)，無論系統(tǒng)進(jìn)入上升過渡還是下降過渡模式。穩(wěn)定標(biāo)志維持在邏輯錯(cuò)誤直到PSIM信號(hào)1804落在SUB-SLB范圍內(nèi)并且維持在那里達(dá)整個(gè)過渡保留延遲為止。如下面將詳細(xì)討論一般，依據(jù)由PLC所見一般(增加另一濾波器到電壓或電流讀取中)的PSIM信號(hào)的EWMA已濾波版本來計(jì)算SUB及SLB。濾波器將追蹤PSIM信號(hào)中在穩(wěn)定模式中的緩慢的變化和在兩過渡模式任一個(gè)中的較快變化。與兩隨后的功率步階(第二大于第一)相對(duì)地，穩(wěn)定標(biāo)志的時(shí)間演進(jìn)SUB及SLB連同過渡保留延遲1902的記法一起圖示在圖19。需注意的是，穩(wěn)定頻帶監(jiān)視器1802是分開不可避免的步階的端頭的發(fā)弧計(jì)數(shù)和時(shí)間(在閾值是之下的電壓通道上)與真正發(fā)弧計(jì)數(shù)和時(shí)間的機(jī)制。發(fā)弧計(jì)數(shù)及時(shí)間類別邏輯部分1808采用來自ADU50，的最新的發(fā)弧計(jì)數(shù)和發(fā)弧時(shí)間讀數(shù)1810,及若新的發(fā)弧計(jì)數(shù)和發(fā)弧時(shí)間已出現(xiàn)，則將它們?cè)黾拥饺齈LC發(fā)弧計(jì)數(shù)和時(shí)間種類的其中之一(只有若狀態(tài)寄存器的狀態(tài)位9必須讀取邏輯假，則指出ADU50，不在發(fā)弧的開始和結(jié)束之間)。三種類是穩(wěn)定、過渡上升、及過渡下降。若穩(wěn)定標(biāo)志是邏輯真，則新的發(fā)弧計(jì)數(shù)被增加到穩(wěn)定發(fā)弧計(jì)數(shù)總數(shù)及新的發(fā)弧時(shí)間被增加到穩(wěn)定發(fā)弧時(shí)間總數(shù)。若穩(wěn)定標(biāo)志是邏輯假，則PLC60追蹤過渡是否是上升還是下降。依據(jù)過渡正發(fā)生，發(fā)弧計(jì)數(shù)和發(fā)弧時(shí)間被增加到適當(dāng)?shù)陌l(fā)弧計(jì)數(shù)過渡和發(fā)弧時(shí)間過渡總數(shù)，上升或下降。重要的是，注意穩(wěn)定和過渡模式的原因是為當(dāng)電源步階變化或關(guān)掉將發(fā)生時(shí)，本系統(tǒng)事先不知道。因?yàn)锳DU50，正尋找電壓通道上的發(fā)弧當(dāng)作電壓下降到閾值之下的點(diǎn)，當(dāng)其能夠降低閾值或使ADU50無法計(jì)數(shù)發(fā)弧時(shí)，其將總是產(chǎn)生發(fā)弧計(jì)數(shù)和一些發(fā)弧時(shí)間，直到下一PLC掃描循環(huán)為止。在真正微秒發(fā)弧事件期間，來自電力下降事件的發(fā)弧時(shí)間典型上大幅大于發(fā)弧時(shí)間。因此，沒有自明的方法或步階持續(xù)信息之下，PLC60進(jìn)入過渡模式和分開在過渡期間所發(fā)現(xiàn)的發(fā)弧時(shí)間與在穩(wěn)定處理期間所發(fā)現(xiàn)的發(fā)弧時(shí)間。提供過渡保留延遲1卯2欲在安頓等離子體點(diǎn)火過渡期間的空白周期。47過渡保留延遲1902參數(shù)和過渡模式是降低數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤出現(xiàn)(positive)的方法。單位變換部分1812僅由對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)常數(shù)和校準(zhǔn)百分比值乘上PSIM信號(hào)以將0-10000mVPSIM信號(hào)轉(zhuǎn)換成伏特或安培的真實(shí)世界工程單位(如，上述的0-10V)。校準(zhǔn)常數(shù)參數(shù)是PSIM硬件的函數(shù)，應(yīng)只若PSIM分壓器電阻器變化或若電流轉(zhuǎn)換器和其增益變化時(shí)才改變。若校準(zhǔn)百分比參數(shù)想要匹配電壓和電流(或功率)讀術(shù)與來自不同源頭、來自PVD設(shè)備本身、或其他組件的類似讀數(shù)，則調(diào)整校準(zhǔn)百分比參數(shù)將被調(diào)整。EWMA濾波器1710提供追蹤PSIM信號(hào)的方法。EWMA濾波器的輸出1814被用于調(diào)整閾值SUB及SLB。在穩(wěn)定模式中，追蹤是慢的，使得四個(gè)被調(diào)整參數(shù)亦在PSIM信號(hào)設(shè)定點(diǎn)中慢慢地適應(yīng)性飄移或緩慢變化。在過渡模式中，追蹤較快，因?yàn)樵O(shè)定點(diǎn)已改變并且PSIM信號(hào)快速向上或向下躍跳以達(dá)成新的設(shè)定電平?？刂艵WMA濾波器的等式如下y(k)=Vl00*PSIMSignal(k)+(1-X/l00)*y(k-l)其中y是在濾波器的輸出的值，k是PLC掃描循環(huán)索引(每次PLC開始新的掃描時(shí)，以l增加k)，及人是濾波系數(shù)。若穩(wěn)定標(biāo)志是邏輯真時(shí)，貝"是穩(wěn)定過渡系數(shù)。若穩(wěn)定標(biāo)志是邏輯假時(shí)，則入等于過渡濾波系統(tǒng)。需注意的是，入可采用0及100之間的值，表示百分比電平。X越接近100，最近的讀數(shù)越多，PSIM信號(hào)(k)影響濾波輸出y(k)，及濾波器更快速追蹤快速變化的電壓或電流電平。人越接近0，PSIM信號(hào)影響y(k)的最近樣本越少，PSIM信號(hào)決定y(k)的先前樣本的指數(shù)型衰退平均越多，及濾波器將非常緩慢地依循PSIM信號(hào)中的步階變化。需注意的是，PSIM信號(hào)被解釋成兩電壓和電流是正數(shù)量(即，在從陰極到陽極測(cè)量時(shí)，室電壓是非負(fù)值的絕對(duì)值數(shù)量)。YTH及YHYS計(jì)算部分1816采用濾波器1710的輸出y,及在PLC掃描循環(huán)的下一讀/寫相位中計(jì)算閾值以寫入到ADU50，。閾值電平等于以穩(wěn)定標(biāo)志所決定的適當(dāng)百分比乘上y、穩(wěn)定閾值百分比或過渡閾值百分比。在穩(wěn)定頻帶計(jì)算1818中，EWMA濾波器1710的輸出y以穩(wěn)定頻帶百分比乘上然后加到y(tǒng)以產(chǎn)生SUB及將其/人y減掉以產(chǎn)生SLB。若y和穩(wěn)定頻帶百分比的乘積低于穩(wěn)定頻帶最小(SBM),則SBM被加到y(tǒng)并且從y減掉以分別產(chǎn)生SUB和SLB。ENB/CRST區(qū)塊1820執(zhí)行三功能(l)告知ADU50，是否尋找發(fā)弧，(2)在晶圓1310的末端將ADU50，重設(shè)，及(3)記錄總處理時(shí)間。為了執(zhí)行第一功能，當(dāng)PSIM信號(hào)大于使能電平時(shí)，ENB/CRST區(qū)塊1820設(shè)定ADU控制寄存器使能位ENB(位l)為高的。只要PSIM信號(hào)低于使能電平，ENB位就被設(shè)定成低的。第二功能是重設(shè)ADU50',當(dāng)ADU50，未被使能達(dá)到達(dá)重設(shè)延遲的一段時(shí)間時(shí)進(jìn)行此功能。在大多數(shù)PVD處理中，晶圓1310之間的時(shí)間超過電源關(guān)掉的晶圓處理期間的方法(recipe)步驟的時(shí)間。因此，為了在晶圓1310之間適當(dāng)重設(shè)ADU50'，重設(shè)延遲應(yīng)被設(shè)定到大于內(nèi)部方法電源關(guān)掉時(shí)間及小于晶圓之間的電源關(guān)掉時(shí)間的值(以秒)。第三功能是追蹤總處理時(shí)間者，從第一電力打開到到最后電力關(guān)掉。在結(jié)束上述邏輯部分之后(及其他邏輯部分也一樣，雖然它們不影響寫入到ADU50，的任何變量)，在掃描循環(huán)的下一讀取/寫入相位中，將閾值和控制寄存器寫入到ADU50，。在圖20及圖22中圖示由PLC于60所執(zhí)行的其他邏輯。其圖示系統(tǒng)從產(chǎn)自用于個(gè)別通道的單位轉(zhuǎn)換邏輯的電壓和電流讀數(shù)來計(jì)算電源(主要或從屬)的功率。此外，藉由測(cè)量電壓使能和功率上升到功率設(shè)定點(diǎn)的90%之間的時(shí)間差異來計(jì)算點(diǎn)火時(shí)間。在圖21中，點(diǎn)火時(shí)間如繪畫般呈現(xiàn)對(duì)相對(duì)于電壓的時(shí)間和其使能電平、電流、功率、和其90°/。功率設(shè)定點(diǎn)電平圖22描畫邏輯的最后部分。此部分看著用于單一電源(主要或從屬)的發(fā)弧統(tǒng)計(jì)和將發(fā)弧分類成五等級(jí)的其中之一，如圖23的表格所示一般。來自電壓通道2202和電流通道2204的發(fā)弧計(jì)數(shù)和時(shí)間被饋入到發(fā)弧類別邏輯部分2206。自最后PCL掃描起，兩電壓和電流通道2202，2204上的發(fā)弧計(jì)數(shù)顯示出增加，不管它們對(duì)應(yīng)的發(fā)弧時(shí)間如何(及發(fā)弧位、狀態(tài)寄存器，位9不高)，PLC60以下面式子增加發(fā)弧等級(jí)1計(jì)數(shù)和計(jì)算掃描能量ScanEnergy(k"[yv(k)-YvTH(k)]氺[Y!TH(k)-y"k)]承[t肌v(k)+t肌!(k)]/2其中k是PCL掃描循環(huán)索引，yV是用于電壓通道的EWMA濾波器輸出，YvTH是用于電壓通道的闊值，yl是電流通道的EWMA濾波器輸出，tarcV是用于電壓通道的發(fā)弧時(shí)間(用于非累計(jì)的最新PLC掃描)，及tarcl是用于電流通道的發(fā)弧時(shí)間(再次用于最新的PLC掃描)。掃描能量實(shí)際上是在它們從它們的標(biāo)稱(或EWMA已濾波)值脫離的電壓曲線下的面積和在電流曲線下的面積的乘積。掃描能量計(jì)算中的時(shí)間因子是在兩通道上可見的時(shí)間的平均。發(fā)弧能量是掃描能量的累計(jì)總和。若從最后掃描起只有電壓發(fā)弧計(jì)數(shù)已改變，則^r查有關(guān)在500(as中的邊界的發(fā)弧時(shí)間。(此邊界是硬編碼在PLC中的)。若發(fā)弧時(shí)間低于邊界值，則發(fā)弧等級(jí)2計(jì)數(shù)器被增加。若發(fā)弧時(shí)間大于或等于邊界值，則發(fā)弧等級(jí)3計(jì)數(shù)器被增加。若只有電流發(fā)弧計(jì)數(shù)寄存器從最后PLC掃描起已改變，則發(fā)弧時(shí)間被檢查及發(fā)弧等級(jí)4或發(fā)弧等級(jí)5計(jì)數(shù)器被增加，分別依據(jù)發(fā)弧時(shí)間是低于邊界或大于或等于邊界值而定。在圖23給予五等級(jí)每一個(gè)的實(shí)體解釋。在晶圓的末端重設(shè)發(fā)弧能量和所有五個(gè)發(fā)弧等級(jí)。為了總結(jié)PLC程序如何運(yùn)作，圖24給予時(shí)序圖，就一完整晶圓(晶圓l)和下一晶圓的開始(晶圓2)，圖示4步階處理(相對(duì)于電源電壓)。第一步階具有緩和電平的電壓，第二步階是高電壓步階，第三步階具有電力關(guān)斷，及第四步階具有三電力接通步階中的最低電壓。如感測(cè)器所計(jì)數(shù)的總處理時(shí)間是從第一步階的開始到第四步階的結(jié)束。需注意的是，在步階1開始之前，晶圓l進(jìn)入室中，并且在步階4結(jié)束之后短時(shí)間存在室中。當(dāng)電壓從一電平過渡到下一電平時(shí)，PLC60看見大的步階變化(超過穩(wěn)定頻帶)，及使系統(tǒng)成為過渡模式，從邏輯真到假給出穩(wěn)定標(biāo)志。穩(wěn)定標(biāo)志維持假，及系統(tǒng)在過渡模式中，直到在新的穩(wěn)定頻帶中電壓穩(wěn)定之后時(shí)間等于過渡保留延遲為止。此延遲的目的是(l)避免計(jì)數(shù)點(diǎn)火過渡當(dāng)作穩(wěn)定發(fā)弧，及(2)為了加速處理電壓電平的追蹤(其影響閾值電平多快追隨該處理)，使得一旦達(dá)成穩(wěn)定，則閾值電壓是在想要的電平。雖然未圖示在圖3、4、6，但是系統(tǒng)在上升和下降過渡之間有差異。ADU50，如ADU使能位所示使能，ADU使能位在電壓超過使能電平的所有時(shí)間都是高的。由電壓發(fā)弧計(jì)數(shù)、發(fā)弧能量圖示有限的一組數(shù)據(jù)，發(fā)弧等級(jí)1和發(fā)弧等級(jí)2描繪在該圖的底部。在步階1的中間，同時(shí)發(fā)生兩電壓和電流(未圖示)通道上的發(fā)弧計(jì)數(shù)(在相同PLC掃描內(nèi))，因此，電壓發(fā)弧計(jì)數(shù)被圖示成增加，如發(fā)弧等級(jí)l一般。對(duì)應(yīng)的是，在每一(2)中的計(jì)算中發(fā)弧能量增加。在步階2的中間，另一發(fā)弧事件發(fā)生，這個(gè)只在電壓通道上。由于發(fā)弧時(shí)間(未圖示)低于500)is，所以事件寄存器當(dāng)作發(fā)弧等級(jí)2事件。需注意自晶圓的開始起發(fā)弧計(jì)數(shù)如何成i弧計(jì)數(shù)的累計(jì)總和。當(dāng)電源關(guān)掉一段重設(shè)延遲持續(xù)時(shí)間時(shí)，ADU重設(shè)變高且所有發(fā)弧事件相關(guān)變量重設(shè)。圖24所示的重設(shè)的變量是發(fā)弧計(jì)數(shù)、發(fā)弧能量、發(fā)弧等級(jí)l、及發(fā)弧等級(jí)2。當(dāng)晶圓2開始(如感測(cè)器所見到當(dāng)作第一增加電壓過渡一般)時(shí)，ADU重設(shè)回到邏輯假和ADU使能變成邏輯真。最后，圖25圖示相對(duì)于處理電壓的閾值的適應(yīng)。在該圖的開始，電壓是關(guān)掉的(讀數(shù)非常接近零)，及是穩(wěn)定閾值百分*￡，八濾波器輸出的閾值亦非常接近零(由于ADU未使能，閾值當(dāng)作ADU50，之處不計(jì)數(shù)發(fā)弧也沒關(guān)系)。SUB及SLB在電壓之上和之下，并且或許由穩(wěn)定頻帶最小而非由穩(wěn)定頻帶百分比所支配。當(dāng)用于第一時(shí)間的電壓增加時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入上升過渡模式，應(yīng)用過渡濾波系數(shù)和過渡閾值百分比。由于過渡濾波系數(shù)是較大的值，所以EWMA濾波器加權(quán)更多在PSIM信號(hào)的最近樣本上，因此閾值快速上升以響應(yīng)電壓中的步階變化。一旦電壓穩(wěn)定，閾值亦穩(wěn)定在過渡閾值百分比所規(guī)定的電平中。在處理電壓落在SUB及SLB內(nèi)一段等于過渡保留延遲的時(shí)間周期，系統(tǒng)回復(fù)到穩(wěn)定閾值百分比和穩(wěn)定過渡系數(shù)應(yīng)用的穩(wěn)定模式。從過渡模式交換到穩(wěn)定模式是由閾值百分比從穩(wěn)定交換到過渡的閾值的跳躍所完成。在電壓的第二上升過渡中見到類似前進(jìn)。當(dāng)電壓下降到關(guān)斷狀態(tài)時(shí)，前進(jìn)再次重復(fù)在下降過渡中，唯一的不同是在此周期所產(chǎn)生的任何過渡發(fā)弧計(jì)數(shù)和時(shí)間被寫成日志當(dāng)作下降過渡發(fā)弧事件統(tǒng)計(jì)的一部分。在系統(tǒng)沒有有關(guān)處理過渡何時(shí)發(fā)生的信息的獨(dú)立性模式中，見到電壓通道上的下降過渡發(fā)弧計(jì)數(shù)和時(shí)間是正常的。見到電流通道上的上升過渡發(fā)弧計(jì)數(shù)和時(shí)間亦是正常的。在兩種情況中，信號(hào)突然在ADU50，尋找突然過渡的方向中移動(dòng)。直到PLC60(以30Hz)可趕上ADU50，(30MHz)并且給予改變閾值的命令為止，ADU50，將計(jì)數(shù)步階變化當(dāng)作發(fā)弧。因此，需要將數(shù)據(jù)分成穩(wěn)定和過渡成分。系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)被調(diào)整成發(fā)弧計(jì)數(shù)、發(fā)弧時(shí)間、發(fā)弧能量、發(fā)弧等級(jí)、處理過渡、點(diǎn)火時(shí)間、和處理時(shí)間數(shù)據(jù)(以及輸出數(shù)據(jù)的剩余物，但是上述設(shè)定包含臨界數(shù)據(jù)點(diǎn))都被系統(tǒng)最佳化報(bào)告。目標(biāo)是捕捉影響晶圓品質(zhì)的"真正發(fā)弧"的數(shù)據(jù)。包含在系統(tǒng)中的各種變量和參數(shù)以圖式圖解在圖26。兩最重要的變量是閾值和穩(wěn)定標(biāo)志。發(fā)弧計(jì)數(shù)、發(fā)弧時(shí)間、發(fā)弧能量、及發(fā)弧等級(jí)變量都依據(jù)閾值。若閾值太接近工作電壓或電流，則系統(tǒng)將報(bào)告假警報(bào)發(fā)弧事件。若閾值離工作電壓或電流太遠(yuǎn)，則系統(tǒng)可能錯(cuò)過報(bào)告一些較短的微發(fā)弧事件。穩(wěn)定標(biāo)志以兩方式影響閾值，經(jīng)由閥值百分比的選擇(穩(wěn)定或過渡)及藉由調(diào)整EWMA濾波器的頻寬，其輸出直接饋入到閾值計(jì)算。圖26揭示邏輯的幾個(gè)路徑功率和點(diǎn)火時(shí)間路徑、ADU使能路徑、閾值路徑、處理時(shí)間路徑、及穩(wěn)定標(biāo)志/發(fā)弧計(jì)數(shù)/發(fā)弧能量/發(fā)弧等級(jí)路徑。每個(gè)路徑的起點(diǎn)是從ADU(讀自)寄存器所讀取的一或多個(gè)值。每個(gè)路徑的結(jié)束點(diǎn)將是一或多個(gè)值以寫入到ADU(寫入)寄存器或系統(tǒng)變量，統(tǒng)計(jì)式說明一或多個(gè)發(fā)弧事件。需注意的是在圖26中，因?yàn)殡娏魍ǖ肋壿嫺S與電壓通道邏輯相同的結(jié)構(gòu)和流動(dòng)，所以被圖示成縮寫。此類似部分是由矩形虛線來界定。在功率和點(diǎn)火時(shí)間路徑中，用于主要電源PSIM(或從屬)的電壓和電流被組合以產(chǎn)生被計(jì)算的功率。接著被用于計(jì)算點(diǎn)火時(shí)間。在圖26中以斜體字圖示在每個(gè)變量的計(jì)算中所使用的參數(shù)。電流和電壓二者都以校準(zhǔn)常數(shù)和校準(zhǔn)百分比乘上PSIM信號(hào)所產(chǎn)生。點(diǎn)火時(shí)間是當(dāng)ADU使能變高直到所計(jì)算的功率上升的功率設(shè)定點(diǎn)的90%上的時(shí)間差的結(jié)果。校準(zhǔn)常數(shù)和校準(zhǔn)百分比被用于調(diào)整電流和電壓。校準(zhǔn)常數(shù)反映PSIM硬件，因此不應(yīng)被改變，除非PSIM硬件被改變。若電流或電壓需要微調(diào)以匹配來自諸如工具控制器等制造時(shí)的另一來源的數(shù)據(jù)，則只調(diào)整校準(zhǔn)百分比。功率設(shè)定點(diǎn)應(yīng)被調(diào)整成等于方法中的第一步驟的功率電平(以瓦特)。(可為方法中的每個(gè)步驟計(jì)算點(diǎn)火時(shí)間，然而，PLC程序?qū)⒈仨殢拇宋募f明的版本加以修正)。ADU使能路徑?jīng)Q定ADU何時(shí)積極尋找發(fā)弧。由使能電平和使能延遲參數(shù)控制之。當(dāng)PSIM信號(hào)上升到使能電平之上時(shí)，PLC將命令A(yù)DU50'開始藉由設(shè)定控制寄存器中的使能位來尋找發(fā)弧。使能電平應(yīng)在關(guān)掉狀態(tài)讀凄t之上并且在由PVD工具所操作的方法中的最4氐電壓或電流電平之下(等效PSIM信號(hào)單位)。若想要在PSIM信號(hào)上升到使能電平上之后使ADU50，保持不活動(dòng)達(dá)一段時(shí)間之久，則可增加使能延遲。實(shí)際上，使能電平條件(與穩(wěn)定對(duì)過渡模式組合)是足夠的，因此在PVD應(yīng)用中，使能延遲將可能從不需要被調(diào)整。在閾值路徑中，PSIM信號(hào)被饋入到由穩(wěn)定濾波系數(shù)或過渡濾波系數(shù)所支配的EWMA濾波器，如穩(wěn)定標(biāo)志的狀態(tài)所決定的。濾波系數(shù)參數(shù)可從O52變化到100。高值增加濾波器的帶寬，容許快速響應(yīng)追蹤步階變化(不良的噪聲射出)。當(dāng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)，或在穩(wěn)定模式期間，系統(tǒng)應(yīng)被設(shè)定成具有閾值(記得閾值=閾值百分比*濾波器輸出)，其中與DC電源信號(hào)中的噪聲耦合的閾值中的噪聲將不產(chǎn)生假發(fā)弧計(jì)數(shù)。然后將濾波器的輸出饋入到以穩(wěn)定頻帶百分比乘上濾波器輸出的穩(wěn)定上頻帶/穩(wěn)定下頻帶(SUB/SLB)計(jì)算。若此乘積低于穩(wěn)定頻帶最小參數(shù)，則穩(wěn)定頻帶最小被加到濾波器輸出和從濾波器輸出減掉以分別產(chǎn)生SUB及SLB。不然，將乘積加到濾波器輸出及從濾波器輸出減掉以給出SUB及SLB。SUB及SLB然后被用在下一PLC掃描的開始以決定穩(wěn)定標(biāo)志是真還是假。穩(wěn)定頻帶百分比應(yīng)足夠低到確保方法步驟之間的最小步階變化能夠使系統(tǒng)進(jìn)入過渡模式，應(yīng)足夠高到可能存在的任何功率損耗事件不使系統(tǒng)在應(yīng)是單一方法步驟的中間進(jìn)入過渡模式。穩(wěn)定頻帶百分比最初可從已知方法電壓和電流概況來設(shè)定，但是必須藉由檢驗(yàn)每個(gè)處理所操作的多個(gè)晶圓的數(shù)據(jù)以憑經(jīng)驗(yàn)來驗(yàn)證。穩(wěn)定頻帶最小應(yīng)被設(shè)定成當(dāng)系統(tǒng)在電力關(guān)掉狀態(tài)時(shí)，穩(wěn)定標(biāo)志不在真和假之間來回改變。其可藉由觀察關(guān)掉狀態(tài)噪聲和使所觀察的變化成三倍來筒單設(shè)定。濾波器輸出亦被饋入到閾值計(jì)算。穩(wěn)定標(biāo)志決定應(yīng)用哪一模式，穩(wěn)定還是過渡。然后，閾值是以穩(wěn)定閾值百分比或過渡閾值百分比乘上濾波器輸出。閾值是數(shù)據(jù)中的兩最重要的變量其中之一。經(jīng)由穩(wěn)定闊值百分比的閾值應(yīng)在各種處理方法和功率設(shè)定點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)操作期間被上下調(diào)整以識(shí)別電源波紋，記得波紋將隨著時(shí)間和室的改變而改變。穩(wěn)定閾值百分比必須被設(shè)定成閾值在電源波紋之下，但是仍足夠高到捕捉短持續(xù)時(shí)間發(fā)弧。提醒PSIM包含60kHz濾波器在其電路系統(tǒng)中(藉由設(shè)計(jì)以減輕電源開關(guān)噪聲的影響)，其時(shí)間常數(shù)是2.6ps。假定用于真發(fā)弧的電壓過渡采用來自處理設(shè)定點(diǎn)到零大大小于lps的電壓，及假設(shè)發(fā)弧可由方波函數(shù)來表示(相對(duì)方向和相等的數(shù)值的兩步階變化)，時(shí)間常數(shù)和穩(wěn)定閾值百分比將決定可由系統(tǒng)纟僉測(cè)到的最短的發(fā)弧。例如，在圖5.4中，3ps的發(fā)弧相對(duì)于閾值被圖示當(dāng)作電源電壓和頻帶限制PSIM信號(hào)。即使ADU接收的信號(hào)是頻帶限制的，發(fā)弧仍被計(jì)數(shù)當(dāng)作在閾值之外的游逸。藉由比較，已被降至l|iis的發(fā)弧不被具有60%穩(wěn)定閾值百分比的ADU來計(jì)數(shù)。然而，若穩(wěn)定閾值百分比被設(shè)定成80%時(shí)，應(yīng)被計(jì)數(shù)當(dāng)作發(fā)弧事件。因此，穩(wěn)定閾值百分比應(yīng)被設(shè)定在ADU計(jì)數(shù)噪聲當(dāng)作發(fā)弧事件的電平之下，然而不是如此低到真正發(fā)弧事件的大百分比不能使PSIM信號(hào)橫跨閾值。過渡閾值百分比應(yīng)同樣被設(shè)定，記得點(diǎn)火周期本質(zhì)上是噪聲，因此其值將可能低于穩(wěn)定閾值百分比。過渡保留延遲可被用于延長(zhǎng)或縮短過渡閾值百分比應(yīng)用的期間的周期。在處理時(shí)間路徑中，唯一計(jì)算是處理時(shí)間本身。處理時(shí)間是從當(dāng)PSIM信號(hào)超過使能電平到PSIM信號(hào)落在使能電平之下的時(shí)間，并且維持在之下達(dá)至少等于重設(shè)延遲的時(shí)間之久(需注意的是，當(dāng)超過使得處理時(shí)間反映用于晶圓的第一ADU使能真條件和最后ADU使能真條件之間的差時(shí)從處理時(shí)間減掉重設(shè)延遲)。在PLC程序中可以另一裝置指出晶圓處理已結(jié)束并且數(shù)據(jù)可被重設(shè)的信號(hào)取代系統(tǒng)的重設(shè)邏輯，藉以使重設(shè)延遲不需要。最后，穩(wěn)定標(biāo)志/發(fā)弧計(jì)數(shù)/發(fā)弧能量/發(fā)弧等級(jí)路徑包含最后的兩參數(shù)，過渡保留延遲和發(fā)弧等級(jí)邊界。穩(wěn)定標(biāo)志再次是兩最重要系統(tǒng)變量的其中之一。若PSIM信號(hào)從前一PLC掃描落在SUB和SLB所定義的范圍內(nèi)，則其是真。不然，其是假并且維持假直到PSIM信號(hào)再次落在SUB-SLB范圍內(nèi)達(dá)過渡保留延遲時(shí)間周期之久。穩(wěn)定標(biāo)志影響EWMA濾波器、闞值、及發(fā)弧計(jì)數(shù)的到穩(wěn)定、上升過渡、及下降過渡種類的貯藏(bin)。為了調(diào)整過渡保留延遲，在穩(wěn)定標(biāo)志是假的期間和緊接之后，調(diào)整其值和比較發(fā)弧計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)的所有三種類。若在處理或步驟的一開始，緊接在穩(wěn)定標(biāo)志變成真之后規(guī)律地發(fā)生穩(wěn)定發(fā)弧計(jì)數(shù)，則應(yīng)增加過渡保留延遲。盡管以圖解和說明特定實(shí)施例，但是只要不明顯違背本發(fā)明的精神可有許多修正，及所要保護(hù)的范疇僅是由附屬的權(quán)利要求書的范疇所限定。權(quán)利要求1.一種在物理氣相沉積處理中檢測(cè)和分類發(fā)弧的方法，該方法包括監(jiān)視等離子體產(chǎn)生設(shè)備的電源電壓和電流；當(dāng)所述電壓下降到預(yù)定第一電壓閾值之下時(shí)，檢測(cè)每一實(shí)例；當(dāng)所述電壓下降到預(yù)定第一電壓閾值之下時(shí)，計(jì)時(shí)每一實(shí)例的持續(xù)時(shí)間；當(dāng)電流尖峰在預(yù)定第一電流閾值之上時(shí)，檢測(cè)每一實(shí)例；當(dāng)電流尖峰在預(yù)定第一電流閾值之上時(shí)，計(jì)時(shí)每一實(shí)例的持續(xù)時(shí)間；將電壓下降到預(yù)定第一電壓閾值之下時(shí)的每一實(shí)例及電流尖峰在預(yù)定第一電流閾值之上時(shí)的每一實(shí)例分類當(dāng)作發(fā)弧事件。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟決定電壓是否為穩(wěn)定模式、上升過渡模式和下降過渡模式的其中之一。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括步驟維持當(dāng)電壓是在穩(wěn)定模式中時(shí)所發(fā)生的發(fā)弧事件的計(jì)數(shù)和對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間；維持當(dāng)電壓是在上升過渡模式中時(shí)所發(fā)生的發(fā)弧事件的計(jì)數(shù)和對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間；以及維持當(dāng)電壓是在下降過渡模式中時(shí)所發(fā)生的發(fā)弧事件的計(jì)數(shù)和對(duì)應(yīng)的持續(xù)時(shí)間。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟基于監(jiān)視等離子體產(chǎn)生設(shè)備的電源電壓和電流分類發(fā)弧事件。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括步驟在預(yù)定時(shí)間周期期間將電壓下降和電流尖峰同時(shí)發(fā)生的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第一類別；將沒有相應(yīng)的具有低于預(yù)定時(shí)間的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電流尖峰的一或多個(gè)電壓下降的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第二類別；將沒有相應(yīng)的具有大于預(yù)定時(shí)間的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電流尖峰的一或多個(gè)電壓下降的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第三類別；將沒有相應(yīng)的具有低于預(yù)定時(shí)間的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電壓下降的一或多個(gè)電流尖峰的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第四類別；將沒有對(duì)應(yīng)的具有大于預(yù)定時(shí)間的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電壓下降的一或多個(gè)電流尖峰的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第五類別。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述方法，還包括步驟計(jì)算第一類別的發(fā)弧事件實(shí)例的掃描能量。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟在每次檢測(cè)到電壓下降到預(yù)定第一閾值之后的過渡保持周期內(nèi)，禁止檢測(cè)預(yù)定第一閾值之下的電壓下降；以及在每次檢測(cè)到預(yù)定第一閾值之上的電流尖峰之后的過渡保持周期內(nèi)，禁止檢測(cè)預(yù)定第一閾值之上的電流尖峰。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步-彈在掃描循環(huán)期間調(diào)整預(yù)定第一電壓閾值以追蹤電源電壓中的緩慢變化。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在時(shí)鐘周期中測(cè)量所述電壓下降的持續(xù)時(shí)間和電流尖峰的持續(xù)時(shí)間。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟當(dāng)電壓下降在預(yù)定第二電壓閾值之下時(shí)，檢測(cè)每一發(fā)弧事件實(shí)例；當(dāng)電流尖峰在預(yù)定第二電流閾值之上時(shí)，檢測(cè)每一發(fā)弧事件實(shí)例。11、一種在等離子體產(chǎn)生設(shè)備中決定一發(fā)弧事件的方法，該方法包括步驟監(jiān)碎見電源電流;獲取指示所監(jiān)視的電流的電流信號(hào)；以及決定所述電流信號(hào)是否超出指示一發(fā)弧信號(hào)的預(yù)定電流閾值。12、根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括步驟監(jiān)視電源的電壓；獲取指示所監(jiān)視的電壓的電壓信號(hào)；以及決定所述電壓信號(hào)是否超出指示一發(fā)弧信號(hào)的預(yù)定電壓閾值。13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，還包括步驟計(jì)時(shí)當(dāng)所述電流超出預(yù)定電流閾值時(shí)所發(fā)生的每一發(fā)弧事件的持續(xù)時(shí)間。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括步驟計(jì)時(shí)當(dāng)所述電壓超出預(yù)定電壓閾值時(shí)所發(fā)生的每一發(fā)弧事件的持續(xù)時(shí)間。15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括步驟分類每一發(fā)弧事件。16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括步驟計(jì)算第一類發(fā)弧事件的掃描能量。17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括步驟計(jì)算一發(fā)弧能量，其中所述發(fā)弧能量是多個(gè)掃描能量的累積總和。18、一種在等離子體產(chǎn)生設(shè)備中檢測(cè)發(fā)弧的方法，該方法包括步驟向所述等離子體產(chǎn)生設(shè)備提供電源以在目標(biāo)和晶圓之間建立離子化氣體；提供用于檢測(cè)電源電壓和電源電流的接口；在設(shè)定的頻率處將所述電壓與電壓閾值相比較；以及在所述設(shè)定的頻率處將所述電流與電流閾值相比較；依照所述電壓與所述電壓閾值的比較和依照所述電流與所述電流閾值的比較決定是否發(fā)生一發(fā)弧事件。19、根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括步驟在發(fā)弧事件每一檢測(cè)之后，將所述電壓與所述電壓閾值的比較和所述電流與所述電流閾值的比較延遲一過渡延遲周期。20、根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括步驟生成功率相關(guān)參數(shù)；將所述功率相關(guān)參數(shù)與至少一個(gè)閾值相比較以決定在等離子體產(chǎn)生設(shè)備中發(fā)弧的嚴(yán)重性；以及響應(yīng)于所述電功率相關(guān)參數(shù)與所述至少一個(gè)閾值的比較而測(cè)量發(fā)弧的持續(xù)時(shí)間。21、一種在等離子體產(chǎn)生室中檢測(cè)一發(fā)弧事件的設(shè)備，該設(shè)備包括電源接口模塊，配置為檢測(cè)施加到所述等離子體產(chǎn)生室中的電源電壓和電-充；以及發(fā)弧檢測(cè)單元，其通訊地耦接到所述電源接口模塊，該發(fā)弧檢測(cè)單元包括設(shè)置為將所述電壓與第一電壓閾值相比較和將所述電流與第一電流閾值相比較的閾值比較器電路。22、根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，還包括邏輯電路，該邏輯電路設(shè)置為基于所述閾值比較器電路的輸出來決定一發(fā)弧事件。23、根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述閾值比較器電路是可編程的以使得用戶能夠設(shè)定初始電壓閾值和初始電流閾值。24、根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述邏輯電路設(shè)置為決定所述電壓是否是穩(wěn)定模式、上升過渡模式和下降過渡模式的其中之一。25、根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述邏輯電路設(shè)置為維持當(dāng)所述電壓在穩(wěn)定模式時(shí)所發(fā)生的發(fā)弧事件的計(jì)數(shù)；維持當(dāng)所述電壓在上升過渡模式時(shí)所發(fā)生的發(fā)弧事件的計(jì)數(shù)；以及維持當(dāng)所述電壓在下降過渡模式時(shí)所發(fā)生的發(fā)弧事件的計(jì)數(shù)。26、根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述邏輯電路設(shè)置為基于下降到所述第一電壓閾值之下的所述電壓決定一發(fā)弧的持續(xù)時(shí)間；基于上升到所述第一電流閾值之上的所述電流尖峰決定一發(fā)弧的持續(xù)時(shí)間。27、根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中，所述邏輯電路設(shè)置為基于所述閾值比較器電路的輸出和每一發(fā)弧事件的持續(xù)時(shí)間分類各個(gè)發(fā)弧事件。28、根據(jù)權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，所述邏輯電路設(shè)置為在預(yù)定時(shí)間周期期間，將電壓下降和電流尖峰同時(shí)發(fā)生的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第一類別；將沒有相應(yīng)的具有低于第一預(yù)定時(shí)間周期的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電流尖峰的一或多個(gè)電壓下降的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第二類別；將沒有相應(yīng)的具有大于第一預(yù)定時(shí)間周期的持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電流尖峰的一或多個(gè)電壓下降的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第三類別；將沒有相應(yīng)的具有低于第二預(yù)定時(shí)間周期的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電壓下降的一或多個(gè)電流尖峰的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第四類別；將沒有對(duì)應(yīng)的具有大于第二預(yù)定時(shí)間周期的累計(jì)持續(xù)時(shí)間的同時(shí)發(fā)生的電壓下降的一或多個(gè)電流尖峰的發(fā)弧事件實(shí)例分配到第五類別。29、根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，所述邏輯電路設(shè)置為計(jì)算發(fā)弧能量。30、根據(jù)權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中，所述發(fā)弧檢測(cè)單元包括數(shù)字信號(hào)處理器。31、一種在等離子體產(chǎn)生設(shè)備中檢測(cè)發(fā)弧的設(shè)備，該設(shè)備包括發(fā)弧;險(xiǎn)測(cè)單元，其通訊地耦接到電源的電流，該發(fā)弧;險(xiǎn)測(cè)單元包括配置為將所述電流與第一電流閾值相比較的閾值比較器電路；和設(shè)置為基于在閾值比較器電路中的所迷電流與所述電流閾值的比較檢測(cè)一發(fā)弧事件的邏輯電路。32、根據(jù)權(quán)利要求31所迷的設(shè)備，還包括在所述發(fā)弧檢測(cè)單元中的計(jì)時(shí)電路，其設(shè)置為基于所述電流和所述電流閾值的比較計(jì)算檢測(cè)到的發(fā)弧事件的持續(xù)時(shí)間。33、根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中，所述閾值比較器電路配置為將所述電流與不同于所述第一電流閾值的第二電流閾值相比較。34、根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，還包括通訊地耦接到電源電壓的所述發(fā)弧檢測(cè)單元，其中所述閾值比較器電路還配置為將所述電壓與第一電壓閾值相比較，其中所述邏輯電路還設(shè)置為基于在所述閾值比較器電路中的所述電壓與所述電壓閾值的比較;險(xiǎn)測(cè)一發(fā)弧事件。35、根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，所述發(fā)弧;險(xiǎn)測(cè)單元中的所述計(jì)時(shí)電路還設(shè)置為基于所述電壓與所述電壓閾值的比較計(jì)算檢測(cè)到的發(fā)弧事件的持續(xù)時(shí)間。36、根據(jù)權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中，所述邏輯電路還設(shè)置為分類每一發(fā)弧事件。37、一種在等離子體產(chǎn)生設(shè)備中檢測(cè)一發(fā)弧事件的設(shè)備，該設(shè)備包括電源接口模塊，通訊地耦接到用于所述等離子體產(chǎn)生設(shè)備的電源的電壓和電流;發(fā)弧檢測(cè)單元，其具有用于接收指示所述電壓的信號(hào)的第一通道和用于接收指示所述電流的信號(hào)的第二通道；以及在所述發(fā)弧檢測(cè)單元中的閾值比較器電路，其設(shè)置為將所述電壓信號(hào)與電壓閾值相比較以決定是否發(fā)生一發(fā)弧事件以及將所述電流信號(hào)與電流閾值相比較以決定是否發(fā)生一發(fā)弧事件。38、根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，還包括所述發(fā)弧;險(xiǎn)測(cè)單元中的計(jì)時(shí)電路，其用于計(jì)時(shí)當(dāng)所述電壓信號(hào)下降到所述電壓閾值之下時(shí)所發(fā)生的一發(fā)弧事件的持續(xù)時(shí)間和計(jì)時(shí)當(dāng)所述電流信號(hào)上升到所述電流閾值之上時(shí)所發(fā)生的一發(fā)弧事件的持續(xù)時(shí)間。39、根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其具有用于分類檢測(cè)到的發(fā)弧事件的邏輯電路。40、根據(jù)權(quán)利要求37所述的設(shè)備，該設(shè)備包括邏輯電路，其設(shè)置為計(jì)參數(shù)與至少一個(gè)閾值相比較以決定等離子體產(chǎn)生設(shè)備中的發(fā)弧的嚴(yán)重性。全文摘要提供一種用于使用電源電路和發(fā)弧檢測(cè)裝置產(chǎn)生等離子體的設(shè)備和技術(shù)。電源電路具有包括被圍在室中的陰極并且適于產(chǎn)生功率相關(guān)參數(shù)。發(fā)弧檢測(cè)配置通訊地耦接到電源電路并且適于通過比較功率相關(guān)參數(shù)與之少一個(gè)閾值來估計(jì)室中的發(fā)弧的嚴(yán)重性。根據(jù)各種實(shí)施，響應(yīng)于功率相關(guān)參數(shù)與之少一個(gè)閾值的比較測(cè)量發(fā)弧出現(xiàn)、發(fā)弧持續(xù)時(shí)間、嚴(yán)重性和/或能量。根據(jù)另一實(shí)施，上述測(cè)量的數(shù)量被累計(jì)和/或進(jìn)一步處理。還提供用于當(dāng)電流尖峰在閾值電平之上時(shí)檢測(cè)發(fā)弧的設(shè)備和方法。該方法和設(shè)備還用于基于電壓和電流信號(hào)以及每一個(gè)信號(hào)超出閾值的持續(xù)時(shí)間來分類發(fā)弧事件。文檔編號(hào)H01J37/32GK101473403SQ200780018007公開日2009年7月1日申請(qǐng)日期2007年3月16日優(yōu)先權(quán)日2006年3月17日發(fā)明者保羅·R·布達(dá),艾倫·F·克勞斯,雷蒙德·W·哈里斯申請(qǐng)人:施耐德自動(dòng)化公司