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Hintergrund der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Signalverarbeitungssystem zur Ermittlung und Verfügungstellung eines einen Plasmaprozess beschreibenden Datenstroms. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Leistungsversorgungseinrichtung mit einem solchen Signalverarbeitungssystem.
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Bei stabilen Plasmaprozessen im Dauerstrichbetrieb bildet sich nach dem Zünden des Plasmas eine konstante Lastimpedanz (Plasmaimpedanz) aus, die wenig variiert. Ein automatisches Impedanzanpassnetzwerk (Matchbox) gleicht diese Impedanz aus und präsentiert dem Generator, der die Leistung zum Zünden und Betreiben des Plasmas generiert, seine Nennimpedanz. Brennt das Plasma jedoch instabil, sei es aufgrund ungünstiger Kammergeometrie, Prozesschemie, Arcing oder ähnlichem, führen verschiedene stochastische Prozesse dazu, dass die Plasmaimpedanz und damit die in das Plasma eingekoppelte Leistung ständig variieren.
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Eine Matchbox kann dies nicht ausgleichen, sodass Fehlanpassung am Generatorausgang/Matchboxeingang entsteht. In der industriellen Anwendung von HF Generatoren und Matchboxen wird oftmals davon ausgegangen, dass ein Plasma nur dann stabil ist, wenn dieses System aus Generator, Matchbox, Plasma so eingestellt werden konnte, dass die reflektierte Leistung nahe Null ist. Es hat sich deshalb in der Industrie eingebürgert, dass reflektierte Leistung ungleich Null mit instabilem Plasma gleichgesetzt wird.
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Bei Plasmaanwendungen, die sich mit einer bestimmten Wiederholfrequenz ändern, beispielsweise bei modulierten oder gepulsten Plasmaanwendungen kommt es hingegen Prinzip bedingt durch Ein- und Ausschwingvorgänge sowie Zündvorgängen z.B. am Anfang und am Ende jedes Pulses, zu reflektierter Leistung. Diese kann häufig nicht durch Matchboxen ausgeglichen werden, da die Änderungen im Plasma für diese zu schnell erfolgen. Bei großen Pulsfrequenzen oder kurzen Tastverhältnissen wird diese signifikant. Besitzt jeder Puls einen identischen Kurvenverlauf für Vorwärtsleistung Pi und reflektierte Leistung Pr, oder Spannung und Strom, so kann dennoch von einem stabilen Prozess ausgegangen werden. Die reflektierte Leistung als Maß für die Stabilität des Plasmas funktioniert hier somit nicht. Bei instabilem Plasma kommt es jedoch vor, dass beispielsweise einzelne Pulse nicht Zünden oder die Pulse sich zueinander unterscheiden.
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Mit anderen Worten dient bei Plasmaanlagen der Betrag der mittleren reflektierten Leistung häufig als Indikator für die Qualität des Anpassvorgangs einer automatischen Matchbox und gleichzeitig als Stabilitätskriterium für das Plasma. Bei (schnell) gepulsten Anwendungen treten zu Beginn und Ende jedes Pulses Ein- und Ausschwingvorgänge auf, die trotz stabilem Prozess und bestmöglicher Anpassung zu reflektierter Leistung führen.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Kennzahl bereitzustellen, die die Stabilität des Plasmas zuverlässiger beschreibt
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Beschreibung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Signalverarbeitungssystem zur Ermittlung und Verfügungstellung eines einen Plasmaprozess beschreibenden Datenstroms, aufweisend
- a) eine Erfassungseinrichtung, die eingerichtet ist zur Erfassung eines in einem vorgegebenen Zeitintervall sich wiederholenden Signalverlaufs, der sich in Abhängigkeit von einem Plasmaprozess-Zustand verändert,
- b) eine Ermittlungseinrichtung, die eingerichtet ist, den Datenstrom basierend auf zumindest zwei in je einem Zeitintervall erfassten Signalverläufen zu erzeugen, wobei der Datenstrom eine kontinuierlich ermittelte Stabilitätskennzahl für den Plasmaprozess aufweist.
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Mit einem Signalverlauf ist gemeint: der Verlauf eines Signals proportional zu einer Hüllkurve, zu einer Effektivwert-Kurve, einer Root-Mean-Squared (RMS)-Kurve, oder zu einer Extremwertkurve eines MF- oder HF-Signals oder der Verlauf eines DC Signals, der sich kontinuierlich ändern kann.
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Die Stabilitätskennzahl kann einerseits abhängig von der reflektierten Leistung sein, aber zudem abhängig von weiteren Parametern, d.h. sie kann nicht ausschließlich von der reflektierten Leistung abhängig sein. Weiterhin kann die Stabilitätskennzahl unabhängig von der reflektierten Leistung sein und insbesondere ihr Maximum erreichen, auch wenn die reflektierte Leistung ungleich Null ist. Mit der erfindungsgemäß ermittelten Stabilitätskennzahl kann eine höhere Aussagekraft über die Stabilität des Plasmas getroffen werden.
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Der Datenstrom stellt eine kontinuierliche Zurverfügungstellung von ständig aktualisierten Daten, insbesondere Stabilitätskennzahlen, dar.
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Dabei kann der Datenstrom derart ausgestaltet sein, dass aktualisierte Daten der Stabilitätskennzahl immer nach einem vorgegebenen Datenstrom-Intervall ausgegeben werden. Das Datenstromintervall kann unabhängig vom vorgegebenen Zeitintervall des sich wiederholenden Signalverlaufs sein. Das Datenstrom-Intervall kann insbesondere größer als das Zeitintervall des sich wiederholenden Signalverlaufs sein. Das Datenstromintervall kann ca. 1 ms bis hin zu ca. 1 s betragen. Es kann einer übergeordneten Plasma-Prozesskontrolleinheit zur Verfügung gestellt werden. Die übergeordnete Plasma-Prozesskontrolleinheit kann eingerichtet sein, diese Stabilitätskennzahl in seine Prozessverbesserungsregelung einzubeziehen und beispielsweise Gaszufuhr, Gasgemisch, Druck, elektrische Parameter wie Frequenz, Leistung, Spannung, Strom, Modulation oder Pulsfrequenz, so einzustellen, dass die Stabilitätskennzahl einen günstigeren Wert aufweist.
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Der Datenstrom kann durch Vergleich der zumindest zwei in je einem Zeitintervall erfassten Signalverläufe erzeugt werden. Dieser Vergleich kann beispielsweise eine Korrelation oder eine Subtraktion sein.
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Ein Ausgabewert des Datenstroms, also eine solche Stabilitätskennzahl kann auf mehreren solcher Vergleiche mit mehreren erfassten Signalverläufen basieren.
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Die Stabilitätskennzahl kann als ein statistischer Wert, also z.B. ein Mittel oder ein Maximalwert aus mehreren solcher Vergleiche ermittelt werden.
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Es können mehrere Datenströme mit mehreren unterschiedlichen Stabilitätskennzahlen nach unterschiedlichen statistischen Auswertungen ermittelt werden.
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Seltene Ereignisse, die aber sehr ausgeprägt sind, können z.B. an einem hohen Maximalwert und niedrigen Mittelwert erkannt werden.
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Die ermittelten Stabilitätskennzahlen können alleine und/oder in Kombination mit anderen Daten für Anwendungen der KI (Künstliche Intelligenz) und/oder zum maschinellen Lernen sowohl als Test- als auch als Lerndaten eingesetzt werden und so die Prozesse noch stabiler machen.
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Die Erzeugung des Datenstroms kann derart ausgestaltet sein, dass ein zur Ermittlung der Stabilitätskennzahl verwendetes Zeitfenster mindestens so lange ist wie das Datenstromintervall, bevorzugt aber länger als dieses, insbesondere mindestens zweimal so lange. Damit wird dem Verlust von Informationen vorgebeugt.
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Die Stabilitätskennzahl(en) kann/können bei einem Plasmaprozess, der z.B. auf Grund einer instabilen Last oder Umgebungsbedingungen, eine Basis-Instabilität aufweist, zur Regelung des Plasmaprozesses sehr vorteilhaft eingesetzt werden. So kann eine Basis-Instabilität anhand der einen oder mehreren Stabilitätskennzahl(en) ermittelt werden, und versucht werden, den Prozess in dieser Basis-Instabilität zu halten, und mit der oder den Stabilitätskennzahl(en) zu erkennen, wann der Prozess in eine veränderte Instabilität gerät, die von der Basis-Instabilität abweicht, und falls diese veränderte Instabilität unerwünscht ist, Maßnahmen zu ergreifen, um zurück zu der Basis-Instabilität zu kommen.
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Die Erfassungseinrichtung kann einen Analog-Digital-Wandler (ADC) aufweisen und Daten in einem Speicher ablegen. Dabei können alle Daten eines Zeitintervalls in einem ersten Speicherabschnitt (array) abgelegt werden, die Daten eines nachfolgenden Zeitintervalls in einem weiteren Speicherabschnitt. Es können mehr als zwei solcher Speicherabschnitte vorgesehen sein. Wenn der letzte vorgesehene Speicherabschnitt beschrieben ist, kann als nächster wieder der erste Speicherabschnitt beschrieben werden und die dort befindlichen Daten überschrieben werden.
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Das kann alles die Erfassungseinrichtung erledigen. Die Erfassungseinrichtung kann einen fest verdrahteten oder programmierbaren Logikbaustein aufweisen, insbesondere einen FPGA. Dies hat den Vorteil, dass eine schnelle Datenverarbeitung möglich ist. Es können immer gleiche Routinen ausführt werden. Ein weiterer Vorteil ist die Konfigurierbarkeit eines FPGA.
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Die Ermittlungseinrichtung kann eingerichtet sein, um auf die Speicherabschnitte lesend zuzugreifen, insbesondere immer auf die Speicherabschnitte, die von der Erfassungseinrichtung gerade nicht beschrieben werden. Die Ermittlungseinrichtung kann als Mikroprozessor ausgestaltet sein, oder einen solchen aufweisen. Ein Mikroprozessor kann eingerichtet sein, weitere Aufgaben einer Steuerung auszuführen.
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Vorzugsweise wird der Plasmaprozess durch ein HF- Leistungssignal angeregt. Der Signalverlauf kann sich wiederholen. Der Signalverlauf kann sich insbesondere periodisch mit einer Signalverlauffrequenz wiederholen. Der Signalverlauf kann sich mit der Periodendauer des Zeitintervalls im Normalbetrieb wiederholen, also z.B. ein periodisch moduliertes Signal, oder ein periodisch gepulstes Signal oder eine Kombination aus diesen sich wiederholenden Signalverläufen sein.
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Das HF- Leistungssignal kann eine deutlich höhere Frequenz als die Signalverlauffrequenz aufweisen, typischerweise eine um den Faktor 4, 10, 50, 100 oder mehr höhere Frequenz. Das HF Leistungssignal kann bei Frequenzen größer oder gleich 4 MHz liegen, insbesondere bei Frequenzen, die zugleich kleiner oder gleich 80 MHz sind, insbesondere im Frequenzbereich von 10 bis 50 MHz liegen, besonders bevorzugt bei 13,56 MHz.
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Die Frequenz des sich wiederholenden Signalverlaufs (=Signalverlauffrequenz) kann bei Frequenzen größer gleich 10 kHz liegen. Die Frequenz des sich wiederholenden Signalverlaufs (=Signalverlauffrequenz) kann bei Frequenzen kleiner gleich 500 kHz liegen. Sie kann hervorgerufen sein durch einen modulierten oder gepulsten Betrieb des HF- Leistungssignals. Sie kann hervorgerufen sein durch einen modulierten oder gepulsten Betrieb einer anderen Leistungsversorgung, die ebenfalls an den Plasmaprozess angeschlossen ist, z.B. einer Bias-Leistungsversorgung. Sie kann hervorgerufen sein durch eine periodische Veränderung einer Impedanzanpassungsanordnung. Sie kann hervorgerufen sein durch eine periodische Veränderung im Plasmaprozess. Das kann eine Bewegung des Substrats im Plasmaprozess sein, z.B. Vorschub des Substrats, oder die Bewegung mehrerer Substrate auf einem Drehteller.
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Der Signalverlauf kann ein im Wesentlichen konstanter Wert sein. Es kann z.B. ein konstantes HF-Leistungssignal vom Leistungsgenerator auf ein Plasma-prozess mit einem zuvor beschriebenen Drehteller mit einer Drehgeschwindigkeit von 1 Umdrehung in 10 s sein. Dann wäre das HF Leistungssignal im Wesentlichen konstant, aber der Prozessbetreiber weiß, dass es eine beeinflussende Größe gibt, die sich mit Zeitintervall von 10 s wiederholt. Dieses Zeitintervall könnte vorgegeben werden.
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Das vorgegebene Zeitintervall des sich wiederholenden Signalverlaufs und/oder das Datenstromintervall kann durch Prozessschwankungen des Plasmaprozesses vorgegeben sein. Solche Prozessschwankungen können verursacht sein durch einen oder mehrere Zwischenräume zwischen mehreren Substraten, z.B. in einer Durchlaufbeschichtungsanlage oder in einer Anlage mit rotierenden Targets oder rotierenden Substraten durch Unebenheiten oder Unregelmäßigkeiten dieser Vorrichtungen. Anlagen dieser Art und Gründe für solche Prozessschwankungen sind z.B. in
WO2020/152097 A1 mit dem Titel „Verfahren zur Kompensation von Prozessschwankungen eines Plasmaprozesses und Regler für einen Leistungsgenerator zur Versorgung eines Plasmaprozesses“ beschrieben.
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Das Signalverarbeitungssystem kann eingerichtet sein, dass das Zeitintervall von extern vorgegeben werden kann, z.B. von einem Leistungsgenerator, einer Impedanzanpassungsanordnung oder von einer den Plasmaprozess beeinflussenden anderen Einheit, wie beispielsweise eine niederfrequente, modulierte oder gepulste weitere an den Plasmaprozess angeschlossene Stromversorgung, insbesondere eine Bias-Stromversorgung. Das Zeitintervall kann auch durch den Vorschub oder die Drehgeschwindigkeit des Substrats im Plasma bzw. in der Plasmakammer vorgegeben werden.
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Das Signalverarbeitungssystem kann eingerichtet sein, das Zeitintervall selbst zu ermitteln, insbesondere mittels der Erfassungseinrichtung oder der Ermittlungseinrichtung. Das kann z.B. durch Autokorrelation erfolgen, also z.B. durch Korrelation des Signalverlaufs mit dem Signalverlauf selbst zu einem früheren Zeitpunkt. Alternativ könnte das Zeitintervall mittels Frequenzanalyse bestimmt werden, also z.B. durch die Suche nach Frequenzen ungleich, insbesondere niedriger als die Anregungsfrequenz des Plasmaprozesses.
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Das Signalverarbeitungssystem kann eingerichtet sein, dass der Datenstrom basierend auf einem Vergleich zweier Signalverläufe aufeinander folgender Zeitintervalle erzeugt wird. Dabei müssen die aufeinander folgenden Zeitintervalle nicht unbedingt unmittelbar aufeinander folgende Zeitintervalle sein. Es können auch mehrere erste Signalverläufe von mehreren ersten Zeitintervallen mit einem Signalverlauf eines nachfolgenden Zeitintervalls verglichen werden und zur Erzeugung des Datenstroms herangezogen werden. So kann aus mehreren ersten Signalverläufen von mehreren ersten Zeitintervallen beispielsweise ein Mittelwert-Verlauf oder ein Maximalwert-Verlauf gebildet werden und dieser zum Vergleich herangezogen werden.
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Das Signalverarbeitungssystem kann eine Speichereinrichtung zum Aufzeichnen der Signalverläufe aufweisen. Dadurch ist es möglich, Signalverläufe und/oder daraus ermittelte Werte miteinander zu vergleichen. Außerdem ist eine Mittelwertbildung möglich. Auch das Erzeugen von Hüllkurven ist möglich. Für jedes Zeitintervall können Extremwerte des Signalverlaufs ermittelt und gespeichert werden. Die Speichereinrichtung kann als Ringspeicher ausgebildet sein.
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Es kann eine Synchronisationseinrichtung zur Synchronisierung der Erfassungseinrichtung auf die Signalverlauffrequenz vorgesehen sein. Dadurch ist es möglich, dass ganze Signalverläufe, Pulse oder Pulsanfänge aufgezeichnet und verglichen werden. Alternativ könnten mehrere Prozessstarts und Zündvorgänge aufgezeichnet werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn ein Prozess dazu neigt, nicht zu zünden oder beim Start in einen „schlechten“ Zustand zu gehen.
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Es kann eine Vergleichseinrichtung vorgesehen sein, die eingerichtet ist, aufgezeichnete Signalverläufe und/oder daraus ermittelte Werte miteinander oder mit einer Referenz zu vergleichen.
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Die Ermittlungseinrichtung kann eingerichtet sein, einen mittleren Signalverlauf über mehrere Zeitintervalle zu ermitteln. Dadurch kann ein mittlerer Signalverlauf ermittelt werden. Jeder neue Signalverlauf geht entsprechend gewichtet in den mittleren Signalverlauf ein. Die Ermittlungseinrichtung kann ausgebildet sein, insbesondere gleichzeitig, zu ermitteln, wie weit der neue Signalverlauf von dem mittleren Signalverlauf abweicht, insbesondere eine Abweichung eines Samples eines Signalverlaufs von einem mittleren Signalverlauf ermitteln. Als Maß für die (In)Stabilität kann dann das Maximum dieser Abweichung oder ihr Mittelwert dienen. Dieser Wert wird für die N Zeitintervalle aufgezeichnet und der Maximalwert dieser oder der Mittelwert ausgegeben. Ohne Aufzeichnung ließe sich auch ein Extrem-Wert verwenden, der bei jedem neuen Zeitintervall abklingt, bis er nach N Zeitintervallen bei Null ankommt.
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Die Ermittlungseinrichtung kann eingerichtet sein, eine Hüllkurve, insbesondere der Minimal- und Maximal-Werte der der sich entsprechenden Samples mehrerer Zeitintervalle, zu bestimmen und daraus eine Stabilitätskennzahl zu ermitteln. Es können beispielsweise N Pulse aufgezeichnet werden. Bei Erfassen des N+1-ten Pulses wird der älteste wieder überschrieben (Ringpuffer). Über alle diese Pulse in dem Ringpuffer werden für jedes Sample der Maximal- und Minimalwert ermittelt. Es entsteht eine Hüllkurve aus Maximal und Minimalwerten. Durch Bilden des mittleren Abstands von den Maximal- und-Minimalwerten lässt sich ebenfalls ein Maß für die Instabilität bestimmen.
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Um Ressourcen zu sparen, muss nicht jeder Signalverlauf in einem Zeitintervall aufgezeichnet werden. Es können während der Ermittlung auch einzelne Zeitintervalle ausgelassen werden.
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In einem Aspekt betrifft die Erfindung eine Leistungsversorgungseinrichtung zur Erzeugung eines elektrischen Hochfrequenzleistungssignals (HF-Leistungssignal) für ein Plasma, mit einem Leistungsgenerator, einer mit dem Leistungsgenerator verbundenen Impedanzanpassungsanordnung und mit einem erfindungsgemäßen Signalverarbeitungssystem.
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Das Signalverarbeitungssystem kann in der Leistungsversorgungseinrichtung angeordnet sein. Alternativ kann es in der Impedanzanpassungsanordnung angeordnet sein. Weiterhin ist es denkbar, dass es extern, also weder in der Leistungsversorgungseinrichtung noch in der Impedanzanpassungsanordnung angeordnet ist.
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Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
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Figurenliste
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- 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Leistungsversorgungseinrichtung;
- 2 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung einer ersten Vorgehensweise zur Ermittlung eines Datenstroms mit einer Stabilitätskennzahl;
- 3 zeigt ein Diagramm zur Verdeutlichung einer zweiten Vorgehensweise zur Ermittlung eines Datenstroms mit einer Stabilitätskennzahl.
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1 zeigt eine Leistungsversorgungseinrichtung 1 zur Erzeugung eines insbesondere gepulsten elektrischen Hochfrequenzleistungssignals zur Erzeugung eines Plasmas in einer Plasmakammer 4. Die Leistungsversorgungseinrichtung 1 umfasst einen Leistungsgenerator 2 und eine mit dem Leistungsgenerator 2 verbundene Impedanzanpassungsanordnung 6, über die der Leistungsgenerator 2 mit der Plasmakammer 4 verbunden ist.
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Eine Erfassungseinrichtung 10 ist eingerichtet zur Erfassung eines in einem vorgegebenen Zeitintervall sich wiederholenden Signalverlaufs, der sich in Abhängigkeit vom Plasmaprozess-Zustand verändert. Die Erfassungseinrichtung 10 ist zwischen dem Leistungsgenerator 2 und der Impedanzanpassungsanordnung 6 angeordnet. Sie kann beispielsweise als Messeinrichtung zur Messung von Strom und/oder Spannung ausgebildet sein, oder als Richtkoppler ausgebildet sein, um eine Leistung zu erfassen.
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Eine Ermittlungseinrichtung 12, 14 kann in dem Leistungsgenerator 2 oder der Impedanzanpassungsanordnung 6 angeordnet sein (es sind zwei Ermittlungseinrichtungen 12, 14 dargestellt, eine ist jedoch ausreichend). Es ist auch denkbar, dass die Ermittlungseinrichtung 12, 14 an anderer Stelle angeordnet ist. Sie ist eingerichtet, einen Datenstrom basierend auf zumindest einem in einem Zeitintervall erfassten Signalverlauf zu erzeugen, wobei der Datenstrom eine kontinuierlich ermittelte Stabilitätskennzahl für den Plasmaprozess aufweist.
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Die von der Erfassungseinrichtung 10 erfassten Signalverläufe können in einer Speichereinrichtung 16 gespeichert werden und von dort der Ermittlungseinrichtung 12, 14 zur Verfügung gestellt werden. Die Speichereinrichtung 16 kann als Ringspeicher ausgebildet sein.
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Der Vergleich der aufgezeichneten Signalverläufe und/oder daraus ermittelter Werte miteinander oder mit Referenzwerten kann durch eine Vergleichseinrichtung 20 erfolgen. Aufgrund des Vergleichs kann ein Datenstrom, der eine Stabilitätskennzahl aufweist, erzeugt und ausgegeben werden, insbesondere einem Benutzer angezeigt werden.
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Die Erfassung der Signalverläufe kann synchronisiert erfolgen. Zur Synchronisierung der Erfassung der Signalverläufe ist eine Synchronisationseinrichtung 18 vorgesehen, die sowohl mit der Erfassungseinrichtung 10 als auch mit einer Steuerung 22 verbunden sein kann. Die Steuerung 22 kann sowohl den Leistungsgenerator 2 als auch die Synchronisationseinrichtung 18 steuern.
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Die 2 zeigt einen einer gepulsten Hochfrequenzleistung entsprechenden ersten Signalverlauf 100, der von dem Leistungsgenerator 2 geliefert wird, und einen einer reflektierten Leistung entsprechenden zweiten Signalverlauf 101. Die Signalverläufe 100, 101 werden in den Zeitintervallen n=T1...T8 erfasst und in der Speichereinrichtung 16 gespeichert. In jedem Zeitintervall n=T1...T8 werden von den Signalverläufe 100, 101 m=1...8 Samples genommen.
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2 zeigt ein gepulstes HF Signal, ein gepulstes DC-Bias-Signal oder ähnliches Signal. Dabei ist die Hüllkurve des Pulssignals zu sehen. Diese kann eine Frequenz von z.B. 10 KHz bis zu 500 kHz betragen. Ein HF Signal, das mit dieser Pulsform gepulst ist, hat eine deutlich höhere Frequenz, z.B. 10 MHz oder mehr. Es ist in 2 nicht gezeigt.
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In den Zeitintervallen T1-T4 sind die Signalverläufe 100, 101 normal. Im Zeitintervall T5 gibt es eine Diskontinuität in Form eines Pulsaussetzers oder eines unerwünschten Ereignisses. Die Zeitintervalle T6-T8 entsprechen einer Erholungsphase.
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Zu erkennen ist, dass die Zeitintervalle T1...T8 auf die steigende Flanke eines Pulses des HF-Leistungssignals synchronisiert sind, d.h. die Erfassung der Signalverläufe 100, 101 erfolgt durch die Synchronisationseinrichtung 18 synchronisiert auf das Pulssignal, das das Pulsen des HF-Leistungssignals bewirkt.
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Es wird durch die Ermittlungseinrichtung 12, 14 beispielsweise der gleitende Mittelwert des Signalverlaufs 100 über n Zeitintervalle gebildet, sodass ein mittlerer Signalverlauf entsteht. Jedes neue Zeitintervall geht entsprechend gewichtet in den mittleren Signalverlauf ein. Weiterhin wird bestimmt, wie weit jedes Sample des neuen Zeitintervalls vom mittleren Signalverlauf abweicht. Als Maß für die Stabilität des Plasmaprozesses kann dann das Maximum dieser Abweichung oder ihr Mittelwert dienen. Alternativ kann die Kreuzkorrelation zwischen dem neuen Zeitintervall und dem gebildeten Mittelwert herangezogen werden. Diese Stabilitätskennzahl kann für die n Zeitintervalle aufgezeichnet und der Maximalwert oder der Mittelwert davon ausgegeben werden. Dies stellt den oben beschriebenen Datenstrom dar.
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Alternativ können auch nur die zeitlich korrespondierende Abtastpunkte (Samples) zweier Zeitintervalle verglichen werden, z.B. durch Subtraktion, und ein Maximalwert gespeichert werden. Dieser Maximalwert klingt bei jedem neuen Zeitintervall ab, sofern keine Diskontinuität auftaucht, bis er nach N Zeitintervallen bei null ankommt.
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Entsprechend würde für die Zeitintervalle T1-T4 eine Stabilitätskennzahl ermittelt und ausgegeben, die einer hohe Stabilität zuzuordnen wäre, da die Samples wenig von einem mittleren Signalverlauf abweichen, während für die Zeitintervalle T5-T8 eine Stabilitätskennzahl ermittelt und ggf. ausgegeben werden würde, die einer niedrigen Stabilität zuzuordnen wäre.
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Bei der Ausführungsform gemäß der 3 ist der Signalverlauf 101 erneut dargestellt. Der Signalverlauf 101 wurde in den Zeitintervallen n=T11...T14 erfasst und in der Speichereinrichtung 16 gespeichert. In jedem Zeitintervall n=T11...T14 werden von dem Signalverlauf mehrere Samples genommen.
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Zu erkennen ist, dass die Zeitintervalle n=T11...T14 auf die steigende Flanke eines Pulses des HF-Leistungssignals synchronisiert sind, d.h. die Erfassung des Signalverlaufs 101 erfolgt durch die Synchronisationseinrichtung 18 synchronisiert auf das Pulssignal, das das Pulsen des HF-Leistungssignals bewirkt.
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Für jedes Sample wird ein Maximalwert und ein Minimalwert über die Zeitintervalle hinweg gebildet, sodass eine Hüllkurve 103 erzeugt werden kann. Eine Stabilitätskennzahl kann beispielsweise aus dem Mittelwert, aus Maximal und Minimalwert sich entsprechender Samples der Zeitintervalle ermittelt werden. Wenn demnach die Hüllkurve 103 eng an dem Signalverlauf 101 liegt, wie in den Intervallen T11-T13, liegt eine große Stabilität vor. Entsprechend würde für die Zeitintervalle T11-T13 eine Stabilitätskennzahl ermittelt und ausgegeben, die einer hohen Stabilität zuzuordnen wäre. Wenn die Hüllkurve wie im Intervall T14 einen großen Abstand zum Signalverlauf 101 aufweist, liegt geringe Stabilität vor. Entsprechend würde für das Zeitintervall T14 eine Stabilitätskennzahl ermittelt und ausgegeben, die einer niedrigeren Stabilität zuzuordnen wäre..
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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