JP2006253150A - 真空プラズマ発生器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】配電網への接続のための配電端子2と、配電整流器3と、配電整流器3に接続された第1のコンバータ4と、基本周波数で第1の位相位置の第1の信号を発生する、中間回路電圧に接続された第1のHF信号発生器6と、基本周波数で第2の位相位置の第2の信号を発生する、中間回路電圧に接続された第2のHF信号発生器7と、3dB結合器13と、発生器出力側14を有し、3dB結合器13は第1及び第2の信号を出力信号に結合し発生器出力側14に直接若しくは間接的に供給するように構成する。
【選択図】図1
Description
LK=Z0/(2πf)
CK=1/(2πfZ0)
この場合前記LKは結合インダクタンス
前記CKは結合キャパシタンス
前記Z0は波動抵抗
前記fは周波数
例えば周波数が13MHzで波動抵抗Z0が50Ωの場合、結合インダクタンスLKは約600nH、結合キャパシタンスCKは約200pFとなる。
図1には真空プラズマ発生器が示されている。この真空プラズマ発生器1は、配電端子2を有しており、該配電端子2を介して配電電圧が配電整流器3に供給されている。配電整流器3の前後には、配電網からの過電圧に対する配電入力側フィルタと保護回路が集積されていてもよい。配電整流器3内で生成されるDC電圧は、コンバータ4に供給され、該コンバータ4は中間回路電圧を生成し、該電圧は線路5に印加される。このコンバータ4は、例えばDC/DCコンバータとして構成され得る。中間回路電圧は、それぞれ第1及び第2のHF信号発生器6,7に供給される。当該実施例では、HF信号発生器6,7がインバータとして構成されている。これらのHF信号発生器6,7はコンデンサ8,9を介してパルス波形整形回路網10,11に接続されている。開ループ及び/又は閉ループ制御装置12は、HF信号発生器6,7を制御している。この開ループ及び/又は閉ループ制御装置12を介してHF信号発生器6,7の出力信号の振幅も位相も設定が可能である。その他に開ループ及び/又は閉ループ制御装置12(これらは論理アセンブリとして構成されている)を介してHF信号発生器6,7の出力信号の周波数も設定可能である。特にHF信号発生器6,7の出力信号の位相位置は次のように設定される。すなわち3dB結合器13に印加される信号が90°の位相ずれを伴うように設定される。それにより最適な電力結合が出力側14において達成される。負荷補償抵抗15においては、最適な位相位置と整合された負荷のもとではエネルギーの消費はない。さらにインピーダンス整合のためにインピーダンス整合回路網16が前記3dB結合器13と真空チャンバ17の間に設けられてもよい。
2 配電端子
3 配電整流器
4,4a コンバータ
6,7 HF信号発生器(インバータ)
8,9 コンデンサ
10,11 パルス波形整形回路網
12 開ループ及び/又は閉ループ制御装置
13 3dB結合器
14 発生器出力側
15 負荷補償抵抗
16 インピーダンス整合回路網
17 真空チャンバ
Claims (14)
- 真空チャンバ内の工作物の処理のための真空プラズマ発生器において、
配電網への接続のための配電端子(2)と、
少なくとも1つの配電整流器(3)と、
該配電整流器(3)に接続された少なくとも1つの中間回路電圧を発生するための少なくとも1つの第1のコンバータ(4,4a)と、
基本周波数で特に1〜30MHzの周波数範囲にある第1の位相位置の第1の信号を発生する、少なくとも1つの中間回路電圧に接続された第1のHF信号発生器(6,7,20,40,50)と、
基本周波数で第2の位相位置の第2の信号を発生する、中間回路電圧に接続された第2のHF信号発生器(6,7,20,40,50)と、
少なくとも1つの3dB結合器(13,77−91)と、
発生器出力側(14,92)を有しており、
前記3dB結合器(13,77−91)は、第1及び第2の信号を出力信号に結合し、前記発生器出力側(14,92)に直接若しくは間接的に供給するように構成されていることを特徴とする真空プラズマ発生器。 - 前記第1及び第2の信号発生器(6,7,20,40,50)は、それぞれインバータとして構成され、それらが開ループ及び/又は閉ループ制御装置(12)によって駆動制御される、請求項1記載の真空プラズマ発生器。
- 前記インバータは、それぞれ1つのハーフブリッジ若しくはフルブリッジを有している、請求項2記載の真空プラズマ発生器。
- 少なくとも1つのコンデンサ(8,9,51,52)がガルバニック減結合のために設けられている、請求項1から3いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
- 前記第1及び第2の信号発生器(6,7,20,40,50)にそれぞれ1つのパルス波形整形回路網(10,11,31)が後置接続されている、請求項1から4いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
- 前記3dB結合器(13,77−91)は、相互に離間され容量的及び誘導的に相互結合された少なくとも1つの第1及び第2の電気線路を有しており、この場合第1の電気線路は変成器の一次側を表し、第2の電気線路は変成器の二次側を表し、第1及び第2の電気線路はそれぞれ1つの巻回数n>1を有している、請求項1から5いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
- 前記3dB結合器(13,77−91)は、相互に離間され容量的及び誘導的に相互結合された少なくとも1つの第1及び第2の電気線路を有しており、この場合第1の電気線路は変成器の一次側を表し、第2の電気線路は変成器の二次側を表し、さらに結合領域において線路のインダクタンスを高めるために少なくとも1つのインダクタンス増加素子が設けられている、請求項1から6いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
- 前記第1及び/又は第2の電気線路のうちの少なくとも一方の長さがλ/4よりも短く、有利にはλ/8、特に有利にはλ/10よりも短い、請求項1から7いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
- 前記3dB結合器(13,77−91)は、50Ωよりも小さい造波抵抗、有利には20Ωよりも小さい造波抵抗を有している、請求項1から8いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
- 少なくとも2つのコンバータ(4,4a)が中間回路電圧の生成のために設けられており、前記各コンバータ(4,4a)は、少なくとも1つのHF信号発生器(6,7,20,40,50)に対応付けられている、請求項1から9いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
- 少なくとも1つのコンバータ(4,4a)は、開ループ及び/又は閉ループ制御装置(12)の接続のための入力側(18,18a)を有している、請求項1から10いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
- 前記開ループ及び/又は閉ループ制御装置(12)は、プログラミング可能な論理アセンブリ、特にDSPとして構成されている、請求項1から11いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
- 前記真空プラズマ発生器(1,1a,60)に、当該発生器(1,1a,60)とプラズマ負荷のインピーダンス整合のためにインピーダンス整合回路(16)が設けられている、請求項1から12いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
- 前記コンバータ(4,4a)は、逓昇及び/又は逓降変換器として構成されている、請求項1から13いずれか1項記載の真空プラズマ発生器。
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