灭弧方法和具有功率转换器的功率供送系统技术方案

一种用于在等离子体系统(1)的等离子体腔室(6)中的灭弧的灭弧方法，包括以下方法步骤：a.在等离子体操作期间产生功率，以便在所述等离子体腔室中生成等离子体和以便使用所生成的等离子体来进行等离子体处理过程，其中，数字-模拟转换器(DAC)(41)生成要提供到放大器路径(31、32)并在那里放大的模拟信号；b.借助于电弧检测针对电弧的产生来监测等离子体系统；c.如果在步骤b中检测到电弧：通过电弧检测装置以使DAC的模拟输出信号被改变的方式来控制DAC。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种在等离子体系统的等离子体腔中灭弧的方法，包括方法步骤： a.在等离子体操作期间产生等离子体操作功率，以便在所述等离子体腔中产生等 离子体，并使用所产生的等离子体来实施等离子体处理过程； b.针对电弧的产生来监测等离子体系统； c.如果在步骤b中检测到电弧： i.产生小于等离子体操作功率的灭弧功率，以便在灭弧操作期间向等离子体腔供 送灭弧功率。 本专利技术还涉及一种具有功率转换器的功率供送系统，所述功率转换器可与等离子 体腔连接，以便向等离子体处理供送功率。
技术介绍
等离子体代表由气体产生的特定聚集情况。每种气体大体是由原子和/或分子构 成的。在等离子体中，气体的主要部分是电离的。这意味着能量的供给将使原子或分子分 裂成正和负电荷载体，即分裂成离子和电子。等离子体适合于加工工件，因为带电粒子高程 度地起化学反应，且也可以被电场所影响。带电粒子可通过电场被加速到物体上，其中，带 电粒子可以在碰撞时由带电粒子分成单个原子。分离的原子可以借助于气流带走（蚀刻） 或存储在其他物体上作为涂层（制造薄膜）。这种过程通过等离子体被应用，特别是在要 处理极薄的层、尤其是在几个原子层范围内的层时。典型的应用是半导体技术（涂层、蚀刻 等）、平面显示器（类似于半导体技术）、太阳能电池（类似于半导体技术），建筑玻璃涂层 (热保护、眩光保护等）、存储介质（⑶、DVD、硬盘驱动器）、装饰层（有色玻璃等）和工具硬 化。这些应用对精度和工艺稳定性的要求高。等离子体也可用于激光器的激发。 为了从气体产生等离子体，气体必须被供给能量。这可以以不同的方式、例如通过 光、热、电能来实现。用于处理工件的等离子体通常在等离子体腔室中被点燃并保持在那 里。为此，惰性气体、例如氩气，通常在低压下被引入到等离子体腔室。该气体然后经由电 极和/或天线暴露于电场。等离子体在多个条件得到满足时产生或被点燃。少量的自由电 荷载体必须首先存在，由此使用通常在很小的程度上存在的自由电子。自由电荷载体被电 场强烈加速，使得它们在与惰性气体的原子或分子撞击下分离更多的电子，从而产生更多 的带正电荷的离子和更多的带负电荷的电子。附加的自由电荷载体进而被加速并在撞击下 产生更多的离子和电子。这将引发雪崩效应。离子和电子的持续产生通过这些粒子与等离 子体腔室的壁或其他物体的碰撞过程中的放电以及通过自然重组（即电子被离子吸引并 重新结合形成电中性的原子或分子）而被消减。一旦等离子体被点燃，它就因此必须被不 断地给予能量以维持被点燃。 这种能量提供可以通过直流0)0或交流（AC)电源功率供送来实现。用交流电源 发生等离子体激发时的频率可达到千MHz的范围。 短期或长期的闪络（所谓的电弧）可能会发生在等离子体中，这是不期望的。当 检测到这种电弧，必须保证该电弧被尽可能快地消灭，即，使它不能充分发展。 已知的是在检测到电弧时完全关掉能源供送以执行灭弧。这种方法的一个缺点 是，等离子体处理被中断，并且，它需要经过一段时间，然后等离子体才可在消灭电弧后重 新被点燃以及等离子体处理可以继续。通常也无法肯定地确定电弧是否已经消灭。因此设 想适当长的时间，之后电弧通常会被消灭。然而，这将导致等离子体处理过程中的更长的中 断。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于在等离子体腔室中灭弧的方法，通过该方法可在无 需不必要地影响等离子体处理过程的情况下实现更快且更可靠的灭弧。本专利技术的另一目的 是提供一种功率供送系统，通过该功率供送系统可实施根据本专利技术的方法。 该任务根据本专利技术通过一种用于在等离子体系统的等离子体腔室中灭弧的灭弧 方法来解决，包括以下方法步骤： a.在等离子体操作期间产生等离子体操作功率，以便在所述等离子体腔室中生成 等离子体和以便使用所生成的等离子体来进行等离子体处理过程； b.针对电弧的产生来监测等离子体系统； c.如果在步骤b中检测到电弧： i.产生小于等离子体操作功率的灭弧功率，以便在灭弧操作期间向等离子体腔供 送灭弧功率，其中，等离子体操作功率和灭弧功率至少部分地由以下方式产生：数字模拟转 换器（DAC)依据针对电弧的产生来监测等离子体系统而被控制，并在随后的放大器路径上 放大DAC的模拟输出信号，至少放大成离子体功率或灭弧功率的一部分。 这种灭弧方法比传统灭弧方法快许多倍。在其调整方面也更加灵活。该灭弧方法 在闪络（电弧）发生在等离子体腔室中时实现对功率转换器的有效保护。功率也可在检测 到电弧之后被快速地再次接通，所以能够减少对等离子体处理的基底的影响。 迄今为止，通常在等离子体应用中在闪络过程中一旦检测到电弧就断开功率供 送。这样做的目的是，一方面在腔室中消灭闪络和保护腔室中存在的基底，且另一方面保护 功率转换器中的有效器件。利用可靠的半导体和相应的快速控制意味着根据本专利技术功率仅 被降低，直至闪络完全消灭。等离子体操作功率可以仅降低到灭弧功率，直至闪络完全消 灭。功率然后可立即恢复到100%，即完全等离子体操作功率可被供送至等离子体腔室。这 具有的优点是，与现有技术的方法相比，完全等离子体点火可以在腔室内更快速地恢复。闪 络以及断开功率的影响因此明显地降低了。 依据等离子体系统监测，一个或多个另外的DAC可以被控制，以检测电弧的发生， 且DAC的相应模拟输出信号可在随后的放大器路径上被放大成等离子体功率或灭弧功率 的一部分。多个放大器路径可以以这种方式进行并行操作。这意味着，没有过多的功率需 要在单独的放大器路径上产生，从而对用于放大器路径的器件成本产生有利的影响。 该任务根据本专利技术也通过一种用于在等离子体系统的等离子体腔室中灭弧的灭 弧方法来解决，包括以下方法步骤： a.在等离子体操作期间产生功率，以便在所述等离子体腔室中生成等离子体和以 便使用所生成的等离子体来进行等离子体处理过程，其方式是：模拟信号由数字模拟转换 器产生、被供送至放大器路径、并在所述放大器路径上被放大； b.通过电弧检测装置针对电弧的产生来监测等离子体系统； c.如果在步骤b中检测到电弧： 通过所述电弧检测装置来控制所述数字模拟转换器，从而改变数字模拟转换器的 模拟输出信号。 尤其地，电弧检测信号（数字模拟转换器（DAC)可通过该电弧检测信号被直接控 制）可以通过电弧检测装置生成。这意味着，不浪费时间在例如通过逻辑电路发送电弧检 测信号，在所述逻辑电路处处理电弧检测信号。电弧检测信号因此优选直接供送至DAC，而 无需中间逻辑电路。这使得能够实现非常快的反应，例如当检测到闪络时关断，其方式是： 供送至放大器路径的模拟信号被改变。等离子体供给系统以这种方式被保护。因此，在传 感器和功率控制器之间使用耗时的逻辑电路（这将导致长的反应时间以及对电弧的缓慢 反应）可被避免。 这种灭弧方法比传统灭弧方法快许多倍。该灭弧方法在闪络（电弧）发生在等离 子体室中时实现了对功率转换器的有效保护。 一个或多个另外的DAC可以在检测到电弧时通过电弧检测装置来控制。作为对检 测到电弧的反应，功率可以例如被降低直至闪络完全消灭。一旦电弧消灭，功率可以相对迅 速地恢复。如果提供了多个DAC，也可以提供并行操作的多个放大器路径。这意味着，没有 过多的功率需要在单独的放大器路径上产生，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在等离子体系统(1)的等离子体腔室(6)中的消灭电弧的灭弧方法，包括以下方法步骤：a.在等离子体操作期间产生功率，以便在所述等离子体腔室(6)中生成等离子体和以便使用所生成的等离子体来进行等离子体处理过程，其中，数字‑模拟转换器(41)生成要供送到放大器路径(31、32)，并在放大器路径(31、32)放大的模拟信号；b.借助于电弧检测装置针对电弧的产生来监测等离子体系统；c.如果在步骤b中检测到电弧：通过电弧检测装置用使数字‑模拟转换器(DAC)(41)的模拟输出信号被改变的方式来控制DAC(41)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·格雷德，D·克劳瑟，A·拉班茨，C·托默，A·佩娜维达尔，
申请(专利权)人：通快许廷格两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE