AutoMatch 0613 用户手册第二版.docx
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AutoMatch0613用户手册第二版
用户手册
Auto-Match0613
13.56MHz600W
目录
第一章产品简介及理论简介3
第一节产品简介3
第二节拓扑结构4
图1-1所示为基本的L型拓扑结构。
4
图1-2所示为Auto-Match自动匹配器常用的L型拓扑结构。
4
图1-3所示为基本的Gamma型拓扑结构。
5
第二章产品规格6
第一节产品外观及尺寸6
图2-1所示为Auto-Match0613的前面板外观图及尺寸。
6
图2-2所示为Auto-Match0613的侧面板外观图及尺寸。
6
图2-3所示为Auto-Match0613的后面板外观图及尺寸。
7
第二节产品使用间距的要求7
第三节产品规格表格7
表2-1所示为Auto-Match0613的尺寸。
8
第四节产品电气规格表8
表2-2示为Auto-Match0613的电气规格8
第五节散热及环境规格9
表2-3示为Auto-Match0613的散热及环境规格。
9
第三章产品的通讯接口及控制9
图3-1示为UserPort15个脚的图示。
10
第四章产品安装及调试11
第一节产品安装的基本考虑12
第二节产品安装的接地连接12
第三节安装时与电极的连接13
第四节安装方式13
第五节调试及使用13
第六节手动匹配调节14
表4-1示为前面板上五个开关的功能说明。
14
第五章故障修理及售后服务14
第六章产品安全规范16
第一节用户手册中安全标识17
第二节安全指引及安全标志17
第三节安全使用条件17
第一章产品简介及理论简介
本章将主要介绍Auto-Match0613包括产品简介及理论简介。
第一节产品简介
●Auto-Match自动匹配器是设计用来将等离子体腔体工作时的阻抗（容性或感性）自动转换成为能使射频功率源输出最大功率的状态。
Auto-Match自动匹配器是设计为频率范围为1MHz至81MHz，功率范围为100W至10kW的射频功率源提供能使其输出最大功率的阻抗。
●Auto-Match自动匹配器采用了优化算法能在根据负载的阻抗调节电容转速的同时避免目前PECVD设备中普遍存在的多匹配器之间的干扰问题，达到更快更精确的匹配效果而且提高了Auto-Match自动匹配器的稳定性及使用寿命，能在0.5至3秒内完全匹配，能使反射功率不高于入射功率的1%。
（详情参看第一章）
●Auto-Match自动匹配器主要采用L型拓扑结构（详情参看第一章第三节），具有较宽的匹配范围（详情参看第二章），甚至是很小的阻抗；能广泛地使用与各种容性或感性的阻抗；典型应用于等离子体刻蚀，PECVD，射频溅射、平行板、射频激光、ICP、RIE、CVD和PVD等半导体及太阳能薄膜的典型工艺；
●Auto-Match自动匹配器使用能耐大电流，高电压的真空功率器件，使其能工作在大电流和高电压的情况下，同时这些真空功率器件能为Auto-Match自动匹配器提供比空气电容更加精准的匹配，从而大幅度地减少了反射功率。
●Auto-Match自动匹配器能实时监控等离子腔体的自偏压，为射频功率源提供实时的自偏压信号；
第二节拓扑结构
阻抗匹配有多种不同的拓扑结构，包括L型，π型，Gamma型，T型等不同拓扑结构。
Auto-Match自动匹配器使用了两种不同的拓扑结构。
第一种为L型拓扑结构，第二种为Gamma型拓扑结构。
L型拓扑结构
图1-1所示为基本的L型拓扑结构。
基本的L型拓扑结构采用了两个可调元器件，并联可调电容和串联可调电感，来调节阻抗匹配。
图1-2所示为Auto-Match自动匹配器常用的L型拓扑结构。
Auto-Match自动匹配器在基本的L型拓扑结构的基础上增加了可抽头电感和串联可调电容，有效地增大了Auto-Match自动匹配器
阻抗匹配范围和提高了能有效工作的功率。
Gamma型拓扑结构
图1-3所示为基本的Gamma型拓扑结构。
Gamma型拓扑结构将串联可调电容调整到并联可调电容之前。
第二章产品规格
本章将主要介绍Auto-Match0613的产品规格。
第一节产品外观及尺寸
图2-1所示的Auto-Match0613前面板上的Auto/Manual选择开关，SeriesCap&ShuntCap显示屏，Up&Down选择开关均可根据客户的具体需要选择保留或通过UserPort来控制。
图2-1所示为Auto-Match0613的前面板外观图及尺寸。
图2-2所示的Auto-Match0613侧面板上风扇可根据客户阻抗所需的匹配器散热需求选择。
图2-2所示为Auto-Match0613的侧面板外观图及尺寸。
图2-3所示的Auto-Match0613后面板上RFOUT及GND的具体位置需根据客户使用的具体要求改变做到使匹配器的RFOUT尽可能靠近等离子体腔体。
图2-3所示为Auto-Match0613的后面板外观图及尺寸。
第二节产品使用间距的要求
Auto-Match自动匹配器在使用中需要足够的使用间距以满足连接和散热的要求。
前面板射频输入连接
●如果射频输入接头采用直接头，需要预留200mm的空间；
●如果射频输入接头采用弯接头，需要预留100mm的空间；
后面板射频输出连接
●如果射频输出接头采用直接头，需要预留200mm的空间；
●如果射频输出接头采用弯接头，需要预留80mm的空间；
散热空间要求
匹配器的上下左右各需至少100mm的空间来保证良好的散热。
第三节产品规格表格
表2-1所示为Auto-Match0613的尺寸。
描述
产品规格
匹配器安装
直接安装到等离子体腔体上；
或者安装到预留的安装板上
尺寸
480mmX330mmX135mm
（长X宽X高）
连接接头规格
前面板上UserPort接头
DB15母头
前面板上RFIN输入接头
50欧姆N型同轴连接器母头
后面板上RFOUT输出接头
7/16同轴连接器母头
前面板上ACMAINS输入
IEC320连接器
内部电感规格及拓扑结构
拓扑结构
L型，如图1-2所示
抽头电感
3圈，带有三个抽头
输出电感
3至14圈不等，根据客户需求选择
第四节产品电气规格表
表2-2示为Auto-Match0613的电气规格
描述
产品规格
工作频率
13.56MHz
ACMAINS输入电压
100VAC至240VAC单相
描述
产品规格
ACMAINS输入频率
50Hz至60Hz
ACMAINS输入电流
0.7A至1.0A
最高传输功率
1500W
最大RF负载电压
4000Vpk
射频功率源的输入阻抗
50欧姆
匹配时间
0.5s至3s
匹配范围
实部：
+1Ω至+45Ω
虚部：
-220jΩ至+100jΩ
（需根据客户的负载情况由GeneratorResearch技术人员确定具体所需的阻抗范围）
不同功率下匹配器
的安全范围
GeneratorResearch技术人员将根据客户具体使用的阻抗范围确定匹配器在不同功率工作下的安全范围
第五节散热及环境规格
表2-3示为Auto-Match0613的散热及环境规格。
描述
规格
冷却方式
风冷
最小空气流量
150平方米每小时
运行环境温度
+5℃至+40℃
运行环境湿度
5%至70%
运行环境气压
78kPa至106kPa
第三章产品的通讯接口及控制
本章将主要介绍Auto-Match0613的通讯接口及控制。
Auto-Match0613的通讯接口为前面板上的UserPort,采用的是DB15，母头，能为Auto-Match自动匹配器提供模拟和数字的控制及监视。
客户可通过UserPort对Auto-Match自动匹配器进行自动和手动模式的选择，能够手动地调节并联可调电容和串联可调电容，并能监视两个电容的位置及Auto-Match自动匹配器匹配的情况。
图3-1示为UserPort15个脚的图示。
表3-1示为UserPort15个脚的说明
编号
信号类型
信号说明
1
电源供电
Auto/manual切换开关
2
信号输出
调低Series电容的位置（管脚接地）
3
信号输入
调高Series电容的位置（管脚接地）
4
信号输入
Series电容的位置（0V至10V）
5
信号输入
调高Shunt电容的位置（管脚接地）
6
信号输入
调低Shunt电容的位置（管脚接地）
7
信号输入
Shunt电容的位置（0V至10V）
8
信号输入
+5VDC供电
9
信号输出
NC
10
信号输出
NC
11
NC
NC
12
信号输出
GND接地
13
信号输出
GND接地
14
信号输入
NC
15
信号输入
直流自偏压指示（0V至10V）
第四章产品安装及调试
本章将主要介绍Auto-Match0613的安装和调试
第一节产品安装的基本考虑
自动匹配器与等离子体腔体之间的正确连接是影响整个RF系统的性能的主要因素。
◆自动匹配器和等离子体腔体之间有较大的RF电流，比射频电源和自动匹配器之间的50欧姆同轴电缆之间的电流大。
等离子体腔体的实部通常在0.5欧姆至10欧姆之间。
◆频率在13.56MHz，必须考虑趋肤效应。
RF电流只在导体的表面流动，最深仅为10至20微米。
为了降低传导损耗，设计时需考虑在优化直径的同时优化导体的表面。
◆大电流流经导体至等离子腔体会导致RF功率辐射及功率损耗。
需根据客户的实际应用，尽可能地减小导体的长度和增大导体的横截面积。
第二节产品安装的接地连接
对于接地连接，尽可能在自动匹配器和等离子腔体之间实现最好的RF连接。
接地回路必须提供低阻抗RF回路。
如果RF接地不够正确，流经导体的RF电流会导致产生接地阻抗，会导致自动匹配器的接地和等离子腔体的接地之间存在电势。
将会导致下面的情况发生：
1.RF辐射
2.自动匹配器的控制系统的误操作；
3.自动匹配器机柜上会产生对人体的电气威胁；
第三节安装时与电极的连接
Auto-Match0613使用7/16母头同轴连接器作为RF输出。
这个连接器应使用最短的同轴电缆连接到等离子腔体（高于1kW的功率时，同轴电缆的长度少于1米）。
我们推荐使用耐高压，大电流和阻燃的同轴电缆，比如RG-393.
第四节安装方式
Auto-Match0613的安装将由GeneratorResearch专门为客户设计最适合的安装方式，综合考虑自动匹配器的电气性能、RF连接及客户使用时的便利。
第五节调试及使用
Auto-Match自动匹配器只需要ACMAINS连接，并将其接入射频功率源和等离子体腔体之间，就可以正常工作了，所需的所有的本地操作均可由面板上的按钮完成，另外还可以使用前面板上的模拟接口进行远程控制。
Auto-Match自动匹配器可以工作在自动匹配模式和手动匹配模式。
1.自动匹配模式
将前面板上的Auto/Manual选择开关Auto端按下，或者通过面板上的模拟接口，将接口的第7脚电压设定为低电平（0V－0.5V），Auto-Match自动匹配器将工作与自动匹配模式
2.手动匹配模式
将前面板上的Auto/Manual选择开关Manual端按下，或者通过面板上的模拟接口，将接口的第X脚电压设定为高电平（13.5V－15V），Auto-Match自动匹配器将工作与手动匹配模式；
第六节手动匹配调节
Auto-Match自动匹配器的手动匹配调节主要通过前面板上的按钮及前面板上的模拟接口实现。
前面板上有共有五个开关，功能如下所示。
表4-1示为前面板上五个开关的功能说明。
开关名称
开关类型
开关功能
Auto/Manual选择开关
船型开关
Auto/Manual选择
SeriesCap_Up
不闭锁开关
调高Series电容的位置
SeriesCap_Down
不闭锁开关
调低Series电容的位置
ShuntCap_Up
不闭锁开关
调高Shunt电容的位置
ShuntCap_Down
不闭锁开关
调低Shunt电容的位置
第五章故障修理及售后服务
本章将主要介绍Auto-Match0613的故障修理和服务。
请按照下面的步骤检查Auto-Match0613的故障检查。
◆不带电故障检查包括
1.确认自动匹配器的电源是不带电的；
2.检查自动匹配器，电缆及连接器是否有显而易见的损坏；
3.确认所有的连接器安装正确并连接紧；
4.确认所有的接地充分并且安全；
◆带电故障检查包括
1.接上ACMAINS给匹配器供电；
2.将射频电源的功率调节到100W左右，并将匹配器的调节模式设定为自动匹配模式；
3.观察等离子腔体的反应，看是否有辉光，如果没有辉光，需检查整个系统的射频是否正确，如果确保射频连接正确，可适当调高射频电源的入射功率至200W,如果仍然没有辉光，需检查整个系统的设计和安装是否正确；
4.检查等离子腔体内的辉光是否稳定；如果不稳定，可使用前面板上的Auto/Manual开关将自动匹配器的工作模式切换到手动匹配模式；如果等离子在手动模式下稳定了，请记录下前面板上两个电容的位置，并反馈给GeneratorResearch，我们将派专业技术服务人员解决问题；
5.确认面板上电容的位置是否在改变？
如果没有，先确认ACMAINS是否连接正确，然后选择手动匹配模式。
如果电容的位置在手动模式改变而在自动模式不变，确认射频连接是否正确以及射频电源是否输出功率；如果射频连接正确并且射频电源输出了功率，请与GeneratorResearch联系。
第六章产品安全规范
本章将主要介绍Auto-Match0613的安全规范。
为了确保安全安装和调试Auto-Match自动匹配器，安装和调试之前请务必阅读并按照本章的安全指引来操作。
第一节用户手册中安全标识
这个标志是GeneratorResearch用来标明或其他设备或对人体造成伤害。
第二节安全指引及安全标志
安装和调试之前请务必阅读本章的安全指引
●安装和调试设备之前必须要经过适当的培训；
●确保设备正确接地（第五章的设备接地）；
●确保所有的电缆正确连接；
●设备上电之前请确认输入的电压和电流是否在规格范围内（参看第二章的电气规格）
●采取适当的ESD预防措施；
●在设备周围请时刻保持警惕；
Auto-Match自动匹配器主要采用下面三种安全标志。
1.接地标志
2.高压标志
3.CE标志（可选）
第三节安全使用条件
为了安全使用本设备，请务必按照下面的使用条件安全使用。
●在设备连接之前，设备必须先接地；
●对自动匹配器的安装和操作必须符合国际国内安全标准的要求；
●自动匹配器的工作场地必须符合本说明书规定的工作环境的要求；
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