用于监测等离子体处理部中的放电的装置和方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及用于监测等离子体处理部(plasma process)中的放电的装置和方法，具体而言，涉及用于监测在阴极溅射器件的电极之间的放电的装置和方法，电力发生器利用电力发生器的周期性变化的输出信号向等离子体处理部供给功率。
【背景技术】
[0002]例如从建筑玻璃涂层获知以反应的方式和以常规方式两者在等离子体处理部中通过阴极溅射对衬底(例如，玻璃面)的涂覆。为此，产生具有电流源或电压源的等离子体，其从靶将沉积在衬底(例如，玻璃板)上的材料运送离开。在沉积之前，根据期望的涂层，在反应过程中，原子仍然可以连接到气体原子或分子。
[0003]特别是在反应过程中，常常使用通常在从1kHz至500kHz的频率下工作的中频发生器(MF发生器)。也存在公知的脉冲发生器，具体而言双极性脉冲发生器。术语电力发生器包括所有这些发生器，该电力发生器具有用于功率供给的电力发生器的周期性变化的输出信号。常常利用等离子体处理腔中的两个电极来导引这些发生器的输出电压，该两个电极交替地操作为阴极和阳极并且两者都连接到相应的靶。存在所谓的自激发生器或者以受控频率工作的发生器。特别是在反应过程中，在这些发生器中也产生了在下一个电压反转的情况下或至少在几个周期之后常常自己熄灭的飞弧(所谓的微电弧)。然而，更剧烈且持续时间更长的飞弧(所谓的电弧)也可能出现。安全、可靠且快速地识别这些电弧很重要。通常，通过针对电压击穿检查输出电压或者通过针对电压增大检查输出电流来识别电弧。替代地，可以通过到个体电极的电流之间的差异来识别电弧。可以由操作员来调节用于识别电弧的极限值。问题在于，对于电力发生器的周期性变化的输出信号，不可能针对电压击穿或电流增大确定固定值，因为原则上电流和电压旨在连续地变化。在过去，已经开发了用于进行识别的不同方法。在一个方法中，确定了电流和电压的有效值。由于必须在多个周期内执行这种确定，所以对电弧的这种类型的识别通常实质上太慢并且常常在几百毫秒左右。
[0004]然而，当发生器用于半导体生产过程(特别是平板显示器(FH))生产)中时，对发生器提出了提高的要求。在此，电弧旨在在几微妙或者甚至小于一微妙的时间内被识别。
[0005]EPl801946A1公开了一种用于识别电弧的方法，其中，存在确定的时间范围，在该时间范围内评估信号超过参考值或降到参考值以下。在随后相同极性的半波中重复这个步骤。如果相应的时间范围相差大于预先确定容差，那么电弧被识别。在这个方法中，为了可靠地识别电弧必须提供多个参考值，并且必须针对各个参考值设定多个容差，这较为复杂。在很大数量的参考值和经很好地调节的容差的情况下，这个方法还可能导致错误地识别的电弧。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供用于监测等离子体处理部中的放电的方法和装置，该方法操作更快速和可靠，该装置易于建立。
[0007]通过具有权利要求1以及其它独立权利要求的特征的主题来实现这个目的。在从属权利要求中阐述了本发明的有利实施例。
[0008]提供了用于监测等离子体处理部中的放电的监测装置，具体而言，提供了用于监测阴极溅射器件的电极之间的放电的监测装置，电力发生器利用周期性变化的输出信号向等离子体处理部供给功率，其中，该监测装置具有:
[0009]a.信号检测装置，该信号检测装置用于对至少一个等离子体源信号的在等离子体源信号的至少一个周期内的至少第一时间范围内的至少第一信号路径进行检测，
[0010]b.信号检测装置，该信号检测装置用于对至少一个等离子体源信号的在等离子体源信号的至少另外一个周期中的至少第二时间范围内的至少第二信号路径进行检测，该至少第二时间范围位于与第一时间范围相对应的点处，以及
[0011]c.识别信号发生装置，该识别信号发生装置被配置为如果第二信号路径偏离第一信号路径至少一距离，则生成识别信号，其中，该识别信号发生装置具有距离确定装置，该距离确定装置被配置为通过结合最小时间差和最小信号振幅差来确定距离。
[0012]如果上述装置具有识别信号发生装置，则也实现了该目的，该识别信号发生装置被配置为借助于阈值线确定装置根据第一信号路径确定阈值线，并且在第二信号路径达到阈值线时生成识别信号，其中，阈值线确定装置被配置为将最小时间差和最小信号振幅差加到第一信号路径以便确定阈值线。
[0013]进一步通过上述类型的方法来实现该目的，该方法包括以下方法步骤:
[0014]a.检测至少一个等离子体源信号的在等离子体源信号的至少一个周期内的至少第一时间范围内的至少第一信号路径，
[0015]b.检测至少一个等离子体源信号的在等离子体源信号的至少另外一个周期中的至少第二时间范围内的至少第二信号路径，该至少第二时间范围位于与第一时间范围相对应的点处，
[0016]c.如果第二信号路径偏离第一信号路径至少一距离，则生成识别信号，
[0017]其中，该距尚具有最小时间差和最小彳目号振幅差。
[0018]该距离可以具有第二信号路径和/或第一信号路径的任意时刻的最小时间差和最小信号振幅差。
[0019]可以通过所提供的最小时间差和最小信号振幅差来确定可预先确定的距离，具体而言，通过将最小时间差和最小信号振幅差加到第一信号路径来确定可预先确定的距离。
[0020]还通过上述类型的方法来实现该目的，该方法包括以下方法步骤:
[0021]a.检测至少一个等离子体源信号的在等离子体源信号的至少一个周期内的至少第一时间范围内的至少第一信号路径，
[0022]b.检测至少一个等离子体源信号的在等离子体源信号的至少另外一个周期中的至少第二时间范围内的至少第二信号路径，该至少第二时间范围位于与第一时间范围相对应的点处，
[0023]c.根据第一信号路径确定阈值线，
[0024]d.如果第二信号路径达到阈值线，则生成识别信号，
[0025]其中，通过将最小时间差和最小信号振幅差两者加到第一信号路径来确定阈值线。
[0026]特别地，由此可以以非常可靠和非常快速的方式来识别电弧。
[0027]该距离可以是可预先确定的距离。特别地，监测装置可以具有用于指定最小时间差和最小信号振幅差的输入界面。
[0028]替代地或另外地，监测装置可以具有用于指定用于确定恒定的最小距离的值的输入界面。这个值例如可以是包括最小时间差的平方和最小信号振幅差的平方的总和。具体而言，可以通过也是进一步由该总和构成的平方根来计算该值。然后，可以借助于这个值和计算规则来确定流动间隔(flowing interval)。该计算规则可以是:在第一信号线的点处确定间距并且标记垂直地相对于这个间距的值，并且由此确定阈值线的距离或点。替代地，计算规则可以是:在第二信号线的点处确定间距并且标记垂直地相对于这个间距的值，并且由此确定距离。针对每个所选择的附加点重复该计算规则。
[0029]监测装置可以具有最小时间差和/或最小信号振幅差的预设值和/或该值，并且具体而言可以针对不同的等离子体处理步骤具有最小时间差和/或最小信号振幅差的预设值。
[0030]监测装置还可以根据识别的等离子体态的数量具有对最小时间差和/或最小信号振幅差和/或值的自动跟踪。因此，也能够确定距离。
[0031]等离子体源信号的第二周期中的第二时间范围，可以具有与第一时间范围相同的相长度，该第二时间范围位于与第一时间范围相对应的点处。从具有正的部分和负的部分的交变信号的交叉点开始，该第二时间范围可以具有相同的时间间隔。
[0032]可以通过具有最小时间差的在时间方向上离第一信号路径的最小距离以及具有最小信号振幅差的在信号振幅方向上离第一信号路径的最小距离，来确定该距离。
[0033]阈值线的确定可以通过计算来执行，该计算是按照以下方式根据第一信号路径、最小时间差和最小信号振幅差来执行的:阈值线具有在时间方向上离第一信号路径为最小距离的最小时间差，以及在信号振幅方向上离第一信号路径为最小距离的最小信号振幅差。
[0034]距离或阈值线的确定可以通过计算来执行，该计算是按照以下方式根据第一信号路径、最小时间差和最小?目号振幅差来执行的:在时间方向上的距尚为至少最小时间差，并且在信号振幅方向上的距离为至少最小信号振幅差。
[0035]可以通过将最小时间差和最小信号振幅差加到第一信号路径和/或从第一信号路径减去最小时间差和最小信号振幅差，来执行距离或阈值线的确定。在这种情况下，可以矢量地执行该加法或减法。其旨在表不:分别在时间方向上加上或减去最小时间差，以及在?目号振幅方向上加上或减去最小信号振幅差。可以在适于信号路径的上升边缘或下降边缘或者正的部分或负的部分的状态中执行该加法或减法。该方法和装置确保，离第一信号路径的距离在第一信号路径的每个点处都具有最小距离，而不论等离子体源信号多么陡峭地或平缓地延伸。
[0036]在图中清晰地阐述了第一信号路径与阈值线之间的“距离”，在该图中示出了等离子体源信号的检测到的信号路径随时间的变化。该距离具有为最小宽度的在时间方向上在信号路径期间的最小时间差。然而，该距离同时也具有在信号振幅方向上在信号路径期间为最小幅值的最小信号振幅差。该距离也可以是所述值。然后在第一信号路径或第二信号路径的每个点处清晰地标示了具有位于第一信号路径或第二信号路径的点处的中心点的相同尺寸的圆圈。该圆圈的半径则对应于所述值。
[0037]通常适用于本发明的是，讲要确定的距离在时间方向上可以大于