KR20150096427A - 아크 제거 방법 및 전력 변환기를 갖는 전력 공급 시스템 - Google Patents

아크 제거 방법 및 전력 변환기를 갖는 전력 공급 시스템 Download PDF

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Abstract

플라즈마 시스템(1)의 플라즈마 챔버(6)에서 아크들을 제거하기 위한 아크 제거 방법은: a. 상기 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 사용하여 플라즈마-프로세싱 프로세스를 수행하기 위해 플라즈마 동작 동안에 전력을 생성하는 단계로서, 디지털-아날로그 변환기(41)는 증폭기 경로(31, 32)에 공급되고 그 안에서 증폭되는 아날로그 신호를 생성하는, 전력 생성 단계; b. 아크 식별부에 의해 아크의 존재에 관련하여 상기 플라즈마 시스템을 모니터링하는 단계; c. 아크가 단계 b에서 식별되면, DAC의 아날로그 출력 신호가 수정되는 방식으로, 아크 식별부에 의해 DAC를 제어하는 단계를 포함한다.

Description

아크 제거 방법 및 전력 변환기를 갖는 전력 공급 시스템{ARC EXTINGUISHING METHOD AND POWER SUPPLY SYSTEM HAVING A POWER CONVERTER}
본 발명은 플라즈마 시스템의 플라즈마 챔버에서 아크(arc)를 제거하기 위한 아크 제거 방법에 관한 것이며, 상기 방법은:
a. 상기 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 사용하여 플라즈마-프로세싱 프로세스를 수행하기 위해 플라즈마 동작 동안에 플라즈마 동작 전력을 생성하는 단계;
b. 아크의 존재에 관련하여 플라즈마 시스템을 모니터링하는 단계;
c. 단계 b에서 아크가 검출되면,
i. 아크 제거 동작 동안에 아크 제거 전력을 플라즈마 챔버에 공급하기 위해, 플라즈마 동작 전력보다 작은 아크 제거 전력을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 전력을 플라즈마 프로세스에 공급하기 위해 플라즈마 챔버와 접속될 수 있는 전력 변환기를 갖는 전력 공급 시스템에 관한 것이다.
플라즈마는 가스로부터 생성된 특정 응집 상태(specific aggregate condition)를 나타낸다. 모든 가스는 원칙적으로 원자들 및/또는 분자들로 구성된다. 플라즈마에서, 가스의 주요 부분은 이온화된다. 이것은, 에너지 공급이 원자들 또는 분자들을 포지티브 및 네거티브 전하 캐리어들, 즉, 이온들 및 전자들로 분리시킬 것이라는 것을 의미한다. 전기적으로 하전 입자들이 고도로 화학적으로 반응하고 또한 전기장들에 의해 영향을 받을 수 있기 때문에, 플라즈마는 공작물들(work pieces)을 프로세싱하기에 적합하다. 하전 입자들은 전기장에 의해 물체로 가속화될 수 있고, 여기서 하전 입자들은 충돌 시에 이들로부터 개별적인 원자들을 분리할 수 있다. 분리된 원자들은 가스 흐름(에칭)에 의해 이송되거나 코팅(박막들의 생성)으로서 다른 물체들 상에 저장될 수 있다. 그러한 프로세스들은, 특히 소수의 원자 층들의 범위 내의, 특히, 극히 얇은 층들이 프로세싱될 때, 플라즈마에 의해 적용된다. 통상적인 애플리케이션들은 반도체 기술들(코팅, 에칭 등), 평판 스크린 모니터들(반도체 기술과 유사함), 태양 전지들(반도체 기술과 유사함), 건축용 유리 코팅들(방열, 눈부심 방지 등), 저장 매체(CD, DVD, 하드 드라이브들), 장식층들(decorative layers)(색유리 등) 및 공구 경화(tool hardening)이다. 이러한 애플리케이션들은 높은 정확성 및 프로세스 안정성을 요구한다. 플라즈마는 또한 레이저들의 여기(excitation)를 위한 역할을 할 수 있다.
가스로부터 플라즈마를 생성하기 위해, 가스에 에너지가 공급되어야 한다. 이것은 상이한 방식들로, 예를 들면, 광, 열, 전기 에너지에 의해 실현될 수 있다. 공작물들을 프로세싱하기 위한 플라즈마는 통상적으로 플라즈마 챔버에서 점화되어, 그 안에서 유지된다. 이를 위해, 불활성 가스, 예를 들면, 아르곤이 보통 저압에서 플라즈마 챔버로 도입된다. 그 후, 가스는 전극들 및/또는 안테나를 통해 전기장에 노출된다. 몇몇의 상태들이 달성될 때, 플라즈마가 생성 또는 점화된다. 소수의 자유 전하 캐리어들이 먼저 제공되어야 하고, 이로써 일반적으로 매우 작은 정도로 제공되는 자유 전자들이 사용되고 있다. 자유 전하 캐리어들은 전기장에 의해 매우 강하게 가속화되고, 자유 전하 캐리어들은 불활성 가스의 원자들 또는 분자들과 충돌 시에 전기장에 의해 추가로 전자들을 분리시키고, 원자들 또는 분자들은 추가의 포지티브 하전 이온들 및 추가의 네거티브 하전 전자들을 생성한다. 부가적인 자유 전하 캐리어들은 결국 가속화되고, 충돌 시에 추가의 이온들 및 전자들을 생성한다. 이것은 애벌란시 효과(avalanche effect)를 개시할 것이다. 이온들 및 전자들의 연속적인 생성은 플라즈마 챔버의 벽 또는 다른 물체들과의 이러한 입자들의 충돌 동안에 방전들뿐만 아니라 자연적인 재결합에 의해 방해되는데, 즉, 전자들은 이온들에 의해 끌어 당겨지고, 전기적으로 중성의 원자들 또는 분자들을 형성하도록 재결합한다. 따라서, 일단 플라즈마가 점화되면, 이를 유지하기 위해 플라즈마에 에너지가 계속해서 공급되어야 한다.
이러한 에너지 공급은 직류(DC) 또는 교류(AC) 전력 공급기를 통해 실현될 수 있다. AC 전력 공급기에서 플라즈마 여기 동안에 발생하는 주파수들은 기가헤르츠 범위들에 도달할 수 있다.
아크들로 불리는 단기간 또는 장기간 플래시오버들(flashovers)이 플라즈마에서 발생할 수 있고, 이것은 바람직하지 않다. 그러한 아크가 검출될 때, 아크가 가능한 빨리 제거되는 것, 즉, 아크가 완전히 발전할 수 없다는 것이 보장되어야 한다.
아크의 제거를 실시하기 위해, 아크의 검출 시에 에너지 공급을 완전히 스위칭 오프하는 것이 알려져 있다. 이러한 접근법의 하나의 단점은, 플라즈마 프로세스가 중단되고, 아크를 제거한 후에 플라즈마가 재점화될 수 있고 플라즈마 프로세싱이 계속될 수 있기 전에, 일정 시간이 걸린다는 것이다. 아크가 제거되었는지를 확실히 확인하는 것은 종종 불가하다. 따라서, 대략 장기간들이 예상되고, 이후에 아크가 정상적으로 제거될 것이다. 그러나, 이것은 플라즈마 프로세싱 프로세스의 더 긴 중단들을 야기한다.
본 발명의 목적은 플라즈마 챔버에서 아크들을 제거하기 위한 방법을 제공하는 것이며, 이를 통해, 플라즈마 프로세싱 프로세스에 불필요하게 영향을 주지 않고서, 더 빠르고 더 신뢰할 수 있는 아크들의 제거가 실현될 수 있다. 본 발명의 추가의 목적은, 본 발명에 따른 방법이 수행될 수 있는 전력 공급 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 과제는 플라즈마 시스템의 플라즈마 챔버에서 아크들을 제거하기 위한 아크 제거 방법에 의해 본 발명에 따라 해결되며, 상기 방법은:
a. 상기 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 사용하여 플라즈마-프로세싱 프로세스를 수행하기 위해 플라즈마 동작 동안에 플라즈마 동작 전력을 생성하는 단계;
b. 아크의 존재에 관련하여 플라즈마 시스템을 모니터링하는 단계;
c. 아크가 단계 b에서 검출되면,
i. 아크 제거 동작 동안에 아크 제거 전력을 플라즈마 챔버에 공급하기 위해, 플라즈마 동작 전력보다 더 작은 아크 제거 전력을 생성하는 단계를 포함하고,
디지털 아날로그 변환기(DAC)가 아크의 발생에 대해 플라즈마 시스템을 모니터링하는 것에 의존하여 제어되고, DAC의 아날로그 출력 신호가 후속 증폭기 경로 상에서 플라즈마 전력 또는 아크 제거 전력 중 적어도 일부분으로 증폭되면서, 플라즈마 동작 전력 및 아크 제거 전력이 적어도 부분적으로 생성된다.
그러한 제거 방법은 종래의 아크 제거 방법들보다 몇배 더 빠르다. 이것은 또한 제거 방법의 조정에서 훨씬 더 유연하다. 아크 제거 방법은, 플래시오버들(아크들)이 플라즈마 챔버에서 발생할 때 전력 변환기의 효과적인 보호를 실현한다. 전력은 또한 아크들을 검출한 후에 빠르게 다시 스위칭 온될 수 있어서, 플라즈마 프로세스의 기판에 대한 효과들이 감소될 수 있다.
플라즈마 적용 동안에 아크가 검출되자마자, 플래시오버들 동안에 전력 공급기를 차단(blank out)하는 것이 이제까지 일반적이었다. 이것은, 챔버에서 플래시오버를 제거하고, 한편에 챔버에 존재하는 기판들을 보호하고, 다른 한편으로 전력 변환기 내의 능동 컴포넌트들을 보호할 목적으로 이루어진다. 강인한 반도체들의 사용 및 이에 대응하여 고속 제어는, 플래시오버가 완전히 제거될 때까지만 전력이 본 발명에 따라 감소된다는 것을 의미한다. 플라즈마 동작 전력은, 플래시오버가 완전히 제거될 때까지만 아크 제거 전력으로 감소될 수 있다. 그후, 전력은 즉시 100 %로 복원될 수 있는데, 즉, 완전한 플라즈마 동작 전력이 플라즈마 챔버에 공급될 수 있다. 이것은, 완전한 플라즈마 점화가 종래 기술의 방법들과 비교하여 챔버 내에서 더 빠르게 복원될 수 있다는 이점을 갖는다. 따라서, 플래시오버의 효과들, 및 따라서 전력의 차단이 명백히 감소된다.
플라즈마 시스템 모니터링에 의존하여, 아크의 발생을 검출하기 위해 하나 이상의 추가의 DAC들이 제어될 수 있고, DAC의 관련 아날로그 출력 신호는 후속 증폭기 경로 상에서 플라즈마 전력 또는 아크 제거 전력의 부분으로 증폭될 수 있다. 몇몇의 증폭기 경로들은 이러한 방식으로 동시에 동작될 수 있다. 이것은, 개별적인 증폭기 경로들 상에서 어떠한 초과의 전력이 생성될 필요가 없다는 것을 의미하고, 이것은 증폭기 경로에 사용되는 컴포넌트들에 대한 유리한 비용 효과를 갖는다.
이러한 과제는 또한 플라즈마 시스템의 플라즈마 챔버에서 아크들을 제거하기 위한 아크 제거 방법에 의해 본 발명에 따라 해결되며, 상기 방법은:
a. 아날로그 신호가 디지털 아날로그 변환기를 통해 생성되고, 증폭기 경로에 공급되고 그 안에서 증폭되면서, 상기 플라즈마 챔버에서 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마를 사용하여 플라즈마-프로세싱 프로세스를 수행하기 위해 플라즈마 동작 동안에 전력을 생성하는 단계;
b. 아크 검출부를 통해 아크의 존재에 관련하여 플라즈마 시스템을 모니터링하는 단계;
c. 아크가 단계 b에서 검출되면, 디지털 아날로그 변환기의 아날로그 출력 신호가 변경되는 방식으로, 아크 검출부를 통해 디지털 아날로그 변환기를 제어하는 단계를 포함한다.
특히, 아크 검출 신호는 아크 검출부를 통해 생성될 수 있고, 아크 검출 신호를 통해 디지털 아날로그 변환기(DAC)가 직접적으로 제어될 수 있다. 이것은, 예를 들면, 논리 회로를 통해 아크 검출 신호를 라우팅할 때 어떠한 시간도 손실되지 않는다는 것을 의미하고, 논리 회로에서 아크 검출 신호가 프로세싱된다. 따라서, 아크 검출 신호는 중간 논리 없이 DAC에 직접적으로 공급되는 것이 바람직하다. 이것은, 증폭기 경로에 공급된 아날로그 신호가 변경되면서, 플래시오버들이 검출될 때, 매우 빠른 반응, 예를 들면, 스위치-오프를 가능하게 한다. 플라즈마 공급 시스템은 이러한 방식으로 보호된다. 따라서, 장시간 반응 및 따라서 아크에 대한 느린 반응을 발생시킬, 센서들과 전력 제어기 사이의 시간-집약적인 논리의 사용이 회피될 수 있다.
그러한 아크 제거 방법은 종래의 아크 제거 방법들보다 몇배 더 빠르다. 아크 제거 방법은, 플래시오버들(아크들)이 플라즈마 챔버에서 발생할 때 전력 변환기의 효과적인 보호를 실현한다.
아크 검출부를 통한 아크의 검출 시에, 하나 이상의 추가의 DAC들이 제어될 수 있다. 아크의 검출에 대한 반응으로서, 전력은, 예를 들면, 플래시오버가 완전히 제거될 때까지 감소될 수 있다. 일단 아크가 제거되면, 전력은 비교적 빠르게 회복될 수 있다. 몇몇의 DAC들이 제공되면, 동시에 동작되는 몇몇의 증폭기 경로들이 또한 제공될 수 있다. 이것은, 어떠한 초과의 전력이 개별적인 증폭기 경로들 상에서 생성될 필요가 없다는 것을 의미하고, 이것은 증폭기 경로에 사용된 컴포넌트들에 대해 유리한 비용 효과를 갖는다. 몇몇의 증폭기 경로들에 할당된 몇몇의 DAC들의 제어는 또한 아크의 발생에 대한 빠른 반응을 가능하게 할 수 있다.
관련된 후속 증폭기 경로들 상의 적어도 2 개의 DAC들의 아날로그 출력 신호들은 상이하게 증폭될 수 있거나, 증폭기 경로들에 대해 상이한 사이클 시간들이 실현될 수 있다. 따라서, 상이한 증폭기 경로들의 사용은, 개별적인 증폭기 경로들의 출력 전력들의 연결 또는 결합으로부터 발생되는 총 전력의 설정을 가능하게 할 수 있다. 이러한 방식으로 플라즈마 챔버에 공급되는 전력은, 단지 하나의 증폭기 경로를 사용하는 경우 또는 정확히 동일한 출력 전력을 생성하는 증폭기 경로들을 사용할 때보다 훨씬 더 유연하게 설정될 수 있다.
DAC의 기준 신호 입력은 아크 검출부에 의해 제어될 수 있다. 입력 전압 또는 입력 전류는 특히 기준 신호 입력에서 변경될 수 있다. 기준 신호는 DAC의 출력 신호에 영향을 주기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방식에서, DAC의 출력 신호에 매우 빠르게 영향을 주고, 따라서 플라즈마 챔버에 공급된 전력을 매우 빠르게 변경하는 것이 가능하다. 플라즈마 챔버에 공급되는 전력은 특히 아크를 제거하기 위해 감소될 수 있다.
DAC의 아날로그 출력 신호는 특히, DAC에 일련의 디지털 값들이 공급될 때, 매우 빠르고 신뢰할 수 있게 설정될 수 있다. 디지털 값들은 메모리, 특히 이를 위해 기준 테이블(룩-업-테이블)에 저장될 수 있다.
연관된 DAC의 아날로그 출력 신호는 적어도 하나의 증폭기 경로에 대한 일정한 증폭률에 의해 증폭될 수 있다. 이러한 방식에서 그 증폭기 경로 상에서 사용된 증폭기들은 특히 간단하게 설계될 수 있다.
아크가 검출되는지 여부에 상관없이, 적어도 하나의 DAC에 동일한 일련의 디지털 값들이 공급될 수 있다. 따라서, 아크의 검출에 대한 반응은 공급되는 일련의 디지털 값들을 따르지 않지만, 특정 상황들 하에서 변경된 일련의 디지털 값들로 인해 DAC의 아날로그 출력 신호의 변화보다 더 빠를 수 있는 몇몇의 다른 방식으로 실시될 수 있다.
어떠한 아크도 검출되지 않을 때보다 아크가 검출될 때, 상이한 기준 신호가 적어도 하나의 DAC에 공급될 수 있다. 기준 신호는 DAC의 출력 신호에 영향을 주기 위해 사용될 수 있다. 기준 신호를 통해 DAC를 제어하는 것은, 공급된 일련의 디지털 값들에 대한 변화보다 DAC 출력 신호에 대한 명백히 더 빠른 변화를 유도할 수 있다.
아크 제거 동작 동안에서와 같이, 플라즈마 동작 동안에 동일한 기준 신호가 적어도 하나의 DAC에 공급되면, 변경된 일련의 디지털 값들이 공급되면서, DAC의 아날로그 출력 신호에 대한 변화가 실현될 수 있다.
검출된 아크가 제거되었는지가 모니터링될 수 있고, 아크 제거의 검출 시에, 아크 검출 신호가 더 이상 DAC에 공급되지 않는다. 따라서, 전력이 한번 더 플라즈마 챔버에 공급될 수 있을 때까지 대기하는데 소비된 어떠한 미리 결정된 시간도 존재하지 않을 것이다. 그러한 미리 결정된 시간은, 특정 상황들 하에서 아크를 제거하기 위해 사실상 요구된 시간보다 더 길 수 있다. 그에 반해서, 아크가 제거되었는지가 모니터링되면, 아크가 제거되자마자, 전력이 한번 더 플라즈마 챔버에 공급될 수 있다. 따라서, 플라즈마 프로세스의 중단 시간이 최소로 유지될 수 있다.
DAC의 적어도 하나의 아날로그 출력 신호는 DAC를 포함하는 DDS((direct digital synthesis)) 컴포넌트에 의해 생성될 수 있다. DDS 컴포넌트를 통해 아날로그 출력 신호의 특히 빠른 생성을 실시하는 것이 가능하다. 아크의 제거 및 따라서 플라즈마 챔버에 공급된 전력의 최소화는, DDS 컴포넌트의 기준 신호 출력이 제어되고, 특히 기준 신호 입력에서의 입력 전압이 변경, 특히, 증가되면서, 실현될 수 있다. DDS 컴포넌트의 그러한 제어를 통해, 아날로그 출력 신호 및 따라서 플라즈마 챔버에 공급되는 전력을 매우 빠르게 변경하는 것이 가능하다.
모든 DAC에는 그 자신의(개별적인) 일련의 디지털 값들이 공급될 수 있다. 이러한 방식으로 생성된 DAC의 출력 신호는 개별적으로 설정될 수 있다. 상이한 증폭기 경로들에는 특히 상이한 아날로그 입력 신호들이 공급될 수 있다. 따라서, 플라즈마 챔버에 공급되는 총 전력은 특히 유연한 방식으로 설정될 수 있다.
일련의 디지털 값들은 중앙 논리 조립체로 구성된 메모리로부터 판독될 수 있다. 그러한 메모리는 소위 룩-업-테이블들일 수 있다.
신호 데이터 메모리에 저장된 신호 데이터 값이 진폭 데이터 메모리에 저장된 진폭 데이터 값과 곱셈되면서, 일련의 디지털 값들이 생성될 수 있다. 신호 데이터 메모리에 저장된 일련의 신호 데이터 값들이 카운터의 도움으로 판독되고, 그후 이러한 일련의 신호 데이터 값들이 곱셈기에 공급되고, 진폭 데이터 메모리로부터 판독된 진폭 데이터 값으로 이러한 곱셈기에 의해 곱셈되면서, 일련의 디지털 값들이 특히 생성될 수 있다. 아날로그 신호는 여기서 아날로그 전압으로 구성될 수 있다. 따라서, DAC에서 생성될 아날로그 신호의 신호 형태 및 진폭에 관한 정보를 포함하는 디지털 신호를 간단한 방식으로 생성하는 것이 가능하다. 이것은, 특히, 몇몇의 아날로그 신호들이 동시에 생성될 때, 이점들을 갖고, 그후 몇몇의 아날로그 신호들은 결합기를 통해 결합되어, 결합될 신호들이 용이하고 빠르게 서로에 적응될 수 있다.
이러한 방식으로 생성된 아날로그 신호를 통해 제어되는 증폭기 경로들은 몇몇의 증폭기 경로들의 병렬 동작에 특히 매우 적합하다. 이러한 방식으로 생성된 전력은 증폭기 경로들의 출력에서 용이하게 결합될 수 있다. 이것은 매우 빠르고 정확하게 조정 가능한 전력 변환기의 총 전력을 발생시킨다.
아크 검출부는 아크 관리 회로를 제어할 수 있고, 이는 이어서 DAC 또는 DAC들을 직접적으로 또는 간접적으로 제어할 수 있다. DAC는, 검출된 아크에 매우 빠르게 반응하기 위해 아크 검출 시에 생성된 아크 검출 신호를 통해 먼저 제어될 수 있다. 아크의 처리에 관한 추가의 결정들이 이루어지면서, 아크 관리 회로에 의한 이러한 빠른 아크 검출은 보충될 수 있다.
진폭 데이터 메모리에 저장된 진폭 데이터 값이 변경되면서, 아크 관리 회로는 아날로그 신호의 진폭에 영향을 줄 수 있다. 진폭 변조는 이러한 방식으로 매우 빠르게 수행될 수 있다. 증폭기 경로들 서로의 동기화가 동시에 영향을 받지 않으면서, 몇몇의 증폭기 경로들의 출력 전력들이 또한 매우 빠르게 변경될 수 있다.
신호 데이터 메모리에 저장된 신호 데이터 값이 변경되면서, 아크 관리 회로는 아날로그 신호의 진폭에 영향을 줄 수 있다. 진폭 변조는 또한 이러한 방식으로 빠르게 수행될 수 있다. 몇몇의 증폭기 경로들의 출력 전력은 또한 매우 빠르게 변경될 수 있고, 비선형 증폭 및 위상 변위는 증폭기들의 아날로그 신호의 상이한 진폭들을 고려할 수 있다.
플라즈마에 공급되는 전력(Pi) 및/또는 플라즈마에 의해 반사된 전력(Pr) 및/또는 플라즈마로 흐르는 전류 및/또는 플라즈마에 인가된 전압에 관한 신호가 기록되고, 아크 검출 신호가 아크 검출부에 의해 상기 신호로부터 생성되면서, 플라즈마 시스템의 모니터링은 아크의 발생을 포함할 수 있다. 특히, 기록된 신호는 아날로그-디지털 변환기(ADC)에 의해 디지털화된 값들로 변환될 수 있고, 한편 이러한 디지털화된 값들이 논리 회로, 특히, 프로그래밍 가능 논리 컴포넌트에 공급될 수 있고, 프로그래밍 가능 논리 컴포넌트는 이러한 디지털화된 값들을 평가하고 아크 검출 신호를 생성한다. 그러한 최적화되고 특수화된 논리를 통해, 아크 검출의 속도가 상당히 증가될 수 있다. 게다가, 이러한 경우에, 단일 신호는 아크의 존재를 통지하고, 예를 들면, 플라즈마 시스템을 스위칭 오프하기에 충분할 것이다. DAC를 통한 아크 검출 신호의 직접적인 접속을 통해, 아크는 사실상 지연 없이 인지될 수 있다. 이것은 사실상 플라즈마 시스템 신호들의 실시간 모니터링과 동일하고, 플래시오버들이 발생할 때, 시스템의 매우 빠른 스위치-오프를 가능하게 한다. 센서들과 시스템 제어기 사이의 시간-집약적인 논리의 사용은 긴 반응 시간 및 따라서 느린 반응을 유도하고, 이것은 본 발명에 회피된다. 아크 검출 신호를 전송하기 위한 특정 라인을 사용함으로써, 최소의 지연이 실현될 수 있다.
특히 1 MHz보다 큰 주파수를 갖는 고주파수 전력이 생성되고, DAC 또는 DAC들이 이러한 주파수를 갖는 신호를 생성하는 그러한 방식으로 DAC 또는 DAC들이 제어되면서, 전력이 생성될 수 있다.
기록된 신호는 1 MHz보다 큰 주파수로 ADC에 의해 샘플링될 수 있고, 프로그래밍 가능 논리 컴포넌트는 1 MHz보다 큰 주파수의 클록 신호와 클로킹될 수 있다. 동일한 클록 신호는 ADC 및 프로그래밍 가능 논리 컴포넌트에 공급될 수 있다. 이러한 방식으로 가장 빠른 가능한 신호 프로세싱이 보장될 수 있다.
DAC에 의해 디지털 신호로부터 생성된 아날로그 신호가 적어도 하나의 증폭기 경로에 공급될 수 있다. 아날로그 신호는 증폭기 경로 상의 고주파수 전력 신호로 증폭될 수 있다. 신호 데이터 메모리에 저장된 신호 데이터 값이 진폭 데이터 메모리에 저장된 진폭 데이터 값과 곱셈되면서, 디지털 신호가 특히 생성될 수 있다. 이것은 아크 검출에 대한 매우 빠른 반응을 가능하게 한다.
신호 데이터 메모리에 저장된 일련의 신호 데이터 값들이 카운터의 도움으로 판독되고, 그후 이러한 일련의 신호 데이터 값들이 곱셈기에 공급되고, 진폭 데이터 메모리로부터 판독된 진폭 데이터 값과 이러한 곱셈기에 의해 곱셈되면서, 일련의 디지털 값들이 특히 생성될 수 있다.
하나의 디지털 신호 각각으로부터 DAC로부터 각각 생성되는 아날로그 신호가 적어도 2 개의 증폭기 경로들에 공급될 수 있다. 아날로그 신호들은 하나의 증폭기 경로 상의 고주파수 전력 신호로 각각 증폭될 수 있다. 신호 데이터 메모리에 저장된 신호 데이터 값이 진폭 데이터 메모리에 저장된 진폭 데이터 값과 곱셈되면서, 디지털 신호들이 생성될 수 있다. 이것은 아크 검출에 대한 매우 빠르고 유연한 반응을 가능하게 할 것이다.
진폭 데이터 메모리에 저장된 진폭 데이터 값들은, 플라즈마 동작 전력을 생성하는 것으로부터 아크 제거 전력을 생성하는 것으로 스위칭하도록 변경될 수 있다. 이러한 방식으로 증폭기 경로 출력 전력은 빠르게 변경될 수 있고, 증폭기 경로들 서로의 동기화는 동시에 영향을 받지 않게 된다.
진폭 데이터 메모리들에 저장된 진폭 데이터 값들과 신호 값 메모리들에 저장된 신호 데이터 값들의 곱셈은 DDS 컴포넌트에서 발생할 수 있다. 이것은 컴포넌트들의 수뿐만 아니라 비용들을 감소시킬 것이다.
검출된 아크가 제거되는 그러한 방식으로 아크 제거 전력이 선택될 수 있다. 플래시오버의 검출 시에 전력을 차단하고, 그후 플래시오버가 제거되었다는 가정 하에 전력을 다시 스위칭 온하는 것이 이제까지 일반적이었지만, 본 발명에 따라 플라즈마 챔버에 공급되는 전력을 플라즈마 동작 전력으로부터 아크 제거 전력으로 감소시키는 것이 가능하다. 챔버로의 아크 제거 전력의 계속적인 공급을 통해, 플래시오버가 분명히 제거되었는지가 식별되고, 플래시오버가 분명히 제거되었다고 보장될 수 있다. 아크가 분명히 제거되었다는 것이 검출되자마자, 아크 제거 전력은 한번 더 플라즈마 동작 전력으로 증가될 수 있다. 특히, 낮은 프로세스 에너지에서 점화하는 프로세스들은, 플라즈마 프로세스 전력의 감소로 인해 초기에 낮은 에너지 레벨(예를 들면, 더 낮은 가속화 레이트) 상에서 계속해서 실행될 수 있다. 일단 아크의 제거가 안전하게 식별되었다면, 프로세스 동작은 오리지널 파라미터들로 계속될 수 있다. 이것은, 플라즈마 챔버 및 매칭 네트워크에 의해 전력 변환기로 반사되는 에너지를 감소시키고, 따라서 전력 변환기의 작업 수명을 증가시킬 것이다.
적어도 하나의 증폭기 경로 상의 연관된 DAC의 아날로그 출력 신호는 플라즈마 동작 동안에뿐만 아니라 아크 제거 동작 동안에 일정한 증폭률로 증폭될 수 있다. 이러한 방식으로 증폭기 경로 상에 사용되는 증폭기들은 특히 간단히 설계될 수 있다. 동일한 증폭률이 플라즈마 동작 동안 및 아크 제거 동작 동안에 사용된다는 것이 추가로 예상될 수 있다.
플라즈마 동작 동안에 및 아크 제거 동작 동안에 동일한 일련의 디지털 값들이 적어도 하나의 DAC에 공급될 수 있다. 따라서, 플라즈마 동작 전력으로부터 아크 제거 전력으로의 변화는 공급되는 일련의 디지털 값들에 의해 실현되지 않지만, 몇몇의 다른 방식으로 실시될 수 있고, 이것은 특정 상황들 하에서 변경된 일련의 디지털 값들로 인해 DAC의 아날로그 출력 신호를 변경하는 것보다 더 빠를 수 있다.
적어도 하나의 DAC를 통해, 상이한 아날로그 출력 신호가 아크 제거 동작 동안에보다는 플라즈마 동작 동안에 생성될 수 있다. 이것은, 아크 제거 전력이 아크 제거 동작 동안에 특히 용이한 방식으로 설정될 수 있다는 것을 의미한다.
아크 제거 동작 동안에보다는 플라즈마 동작 동안에 상이한 기준 신호가 적어도 하나의 DAC에 공급될 수 있다. 기준 신호는 DAC의 출력 신호에 영향을 주기 위해 사용될 수 있다. 기준 신호를 통해 DAC를 제어하는 것은, 공급된 일련의 디지털 값들의 변화보다 DAC 출력 신호의 명백히 더 빠른 변화를 발생시킬 수 있다.
플라즈마 동작 동안에 아크 제거 동작 동안과 동일한 기준 신호가 적어도 하나의 DAC에 공급되는 경우에, 변경된 일련의 디지털 값들이 공급되면서, 아날로그 DAC 출력 신호의 변화가 실현될 수 있다.
플라즈마 동작 동안에 동일한 플라즈마 동작 기준 신호가 모든 DAC들에 공급된다는 것이 추가로 예상될 수 있다. 아크 제거 동작 동안에 동일한 아크 제거 기준 신호가 모든 DAC들에 또한 공급될 수 있다. 따라서, 상이한 기준 신호가 DAC에 공급되면서, 플라즈마 동작 전력으로부터 아크 제거 전력으로의 변경은 특히 용이하게 실현될 수 있다.
검출된 아크가 제거되었는지가 모니터링될 수 있고, 아크의 제거 검출 시에, 플라즈마 동작 전력이 한번 더 생성되고, 플라즈마 챔버에 공급될 수 있다. 따라서, 플라즈마 동작 전력이 한번 더 플라즈마 챔버에 공급될 수 있기 전에, 미리 결정된 시간을 대기할 필요성이 없다. 그러한 미리 결정된 시간은 특정 상황들 하에서 아크를 제거하기 위해 사실상 요구된 시간보다 훨씬 더 길 수 있다. 대신에, 아크가 제거되었는지가 모니터링되면, 아크가 제거되자마자, 플라즈마 동작 전력이 한번 더 플라즈마 챔버에 공급될 수 있다. 이러한 방식으로 플라즈마 프로세스의 중단이 최소화될 수 있다.
아크의 검출 시에, 플라즈마 동작 전력은 단계적으로 또는 점진적으로 아크 제거 전력으로 변경될 수 있다. 플라즈마 챔버에서 과도하게 큰 전력 변화들이 이러한 방식으로 회피될 수 있다.
아크를 검출한 후에, 특히, 검출된 아크가 제거되었는지가 모니터링될 수 있고, 아크가 제거되었다고 검출될 때까지 아크 제거 전력이 단계적으로 또는 점진적으로 감소될 수 있다. 따라서, 아크가 여전히 제거되지 않을 때만, 아크 제거 전력이 추가로 감소될 수 있다. 이러한 방식으로 아크 제거 전력이 너무 많이 감소되는 것이 방지될 수 있다.
아크의 검출 시에, 플라즈마 동작 전력은 0 와트보다 큰 아크 제거 전력으로 스위칭될 수 있다. 이러한 방식으로 전력 공급기가 완전히 차단되지는 않지만, 아크 제거 동작 동안에서조차 일정량의 전력이 여전히 플라즈마 챔버에 공급될 수 있다.
스텝핑 전환(stepped transition)의 단계들의 수 또는 크기 또는 점진적인 전환의 기울기(gradient)는 조정 가능할 수 있다. 이러한 방식으로 플라즈마 동작 전력으로부터 아크 제거 전력으로의 전환은 수행되는 플라즈마 프로세스에 의존하여 선택될 수 있다.
DAC의 적어도 하나의 아날로그 출력 신호는 DAC를 포함하는 DDS(Direct Digital Synthesis) 컴포넌트에 의해 생성될 수 있다. 아날로그 출력 신호의 특히 빠른 생성은 DDS 컴포넌트를 통해 실현될 수 있다. DDS 컴포넌트의 기준 신호 입력이 제어되고, 특히 입력 전압이 기준 신호 입력에서 증가되면서, 플라즈마 동작 전력으로부터 아크 제거 전력으로의 전환이 실현될 수 있다. DDS 컴포넌트의 그러한 제어를 통해, 아날로그 출력 신호 및 따라서 플라즈마 챔버에 공급되는 전력이 특히 빠르게 변경될 수 있다.
모든 DAC에는 그 자신의(개별적인) 일련의 디지털 값들이 공급될 수 있다. 이러한 방식으로 DAC의 생성된 출력 신호가 개별적으로 설정될 수 있다. 상이한 증폭기 경로들에는 특히 상이한 아날로그 입력 신호들이 공급될 수 있다. 이러한 방식으로 플라즈마 챔버에 공급되는 총 전력이 특히 유연하게 설정될 수 있다.
일련의 디지털 값들은 중앙 논리 조립체로 구성된 메모리로부터 판독될 수 있다. 그러한 메모리는 소위 룩-업-테이블들일 수 있다.
고주파수 신호를 생성하고, 플라즈마 프로세스에 고주파수 전력을 공급하기 위해 플라즈마 챔버에 접속될 수 있는 전력 변환기를 갖는 전력 공급 시스템은 또한 본 발명의 부분을 형성하고, 전력 변환기는 DAC에 의해 생성된 아날로그 신호가 공급되는 제 1 증폭기 경로를 포함하고, DAC는 아크 검출부와 적어도 간접적으로 접속된다. 이것은, 아크 검출부가 직접적인 신호를 DAC로 발행할 수 있는 것을 의미한다. 대안적으로, 아크 검출부가 추가의 컴포넌트들, 예를 들면, 제어 컴포넌트를 통해 DAC와 접속되는 것이 실현 가능하다. 그러나, 아크 검출부가 DAC와 직접적으로 접속되고, 따라서 DAC에 의해 생성된 출력 신호에 직접적으로 영향을 주면서, 아크의 검출에 대한 특히 빠른 반응이 실현될 수 있다.
DAC는 디지털 신호 입력 및 기준 신호 입력을 포함할 수 있다. 제어 회로는 또한 아크 검출부에 의해 기록된 아크 검출 신호에 의존하여 DAC의 입력에 대한 적어도 하나의 입력 신호를 생성하도록 예상될 수 있다. 아크 검출부는 특히 기준 신호 입력에 공급되는 기준 신호를 변경할 수 있다. DAC에 공급되는 일련의 디지털 값들이 계속 동일할지라도, DAC에 의해 생성되는 출력 신호는 여전히 영향을 받을 수 있다. 이러한 방식으로 플라즈마 동작 전력으로부터 아크 제거 전력으로의 특히 빠른 감소가 실현될 수 있다.
전력 변환기는 몇몇의 증폭기 경로들을 포함할 수 있고, 관련 증폭기 경로에 아날로그 신호를 공급하는 DAC가 이들 각각에 할당된다. 이러한 방식으로 전력 신호가 몇몇의 증폭기 경로들 상에서 동시에 생성될 수 있다. 증폭기 경로들에 대해 동일한 증폭기가 생성될 수 있거나, 상이한 전력 신호들이 생성될 수 있다.
적어도 하나의 증폭기 경로에는 DAC에 의해 디지털 신호로부터 생성된 아날로그 신호가 공급될 수 있다. DAC에 공급되는 디지털 신호를 생성하기 위한 논리 회로 유닛은 특히 여기서 DAC로부터 업스트림에 설치될 수 있다. 논리 회로 유닛은 특히 다음의 유닛들:
- 아날로그 신호 형태를 생성하기 위한 신호 데이터 값들이 저장되는 신호 데이터 메모리,
- 아날로그 신호들의 진폭들에 영향을 주기 위한 진폭 데이터 값들이 저장되는 진폭 데이터 메모리, 및
- 신호 데이터 값들과 진폭 데이터 값들을 곱셈하기 위한 곱셈기
중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이러한 방식으로 아크 검출에 대해 매우 빠르게 반응하는 것이 가능하다.
적어도 2 개의 증폭기 경로들 각각에는, DAC에 의해 디지털 신호로부터 생성된 아날로그 신호가 공급될 수 있다. 이를 위해, 각각의 DAC에 공급되는 디지털 신호를 생성하기 위한 논리 회로 유닛은 특히 여기서 DAC로부터 업스트림에 설치될 수 있다. 논리 회로 유닛은 특히 이를 위해 다음의 유닛들:
- 아날로그 신호 형태를 생성하기 위한 신호 데이터 값들이 저장된 신호 데이터 메모리,
- 아날로그 신호들의 진폭들에 영향을 주기 위한 진폭 데이터 값들이 저장되는 진폭 데이터 메모리, 및
- 신호 데이터 값들과 진폭 데이터 값들을 곱셈하기 위한 곱셈기
중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이러한 방식으로 아크 검출에 대해 매우 빠르게 반응하는 것이 가능하고, 한편 개별적인 증폭기 경로들은 계속해서 동기적으로 작동할 것이다. 유닛들은 DDS에 통합될 수 있다.
아크 검출부는, 그가 진폭 데이터 메모리에 영향을 줄 수 있도록 논리 회로 유닛과 접속될 수 있다. 이러한 방식으로 아크 검출에 대해 특히 빠르게 반응하는 것이 가능하고, 한편 개별적인 증폭기 경로들은 계속해서 동기적으로 작동할 것이다.
유닛들은 DDS 컴포넌트에 통합될 수 있다. 이것은 컴포넌트들의 수뿐만 아니라 비용들을 감소시킬 수 있다.
증폭기 경로들은 증폭기 경로들 상에서 생성된 전력을 총 전력에 연결하기 위한 연결기 또는 결합기와 접속될 수 있다. 상대적으로 낮은 전력은 이러한 방식으로 몇몇의 증폭기 경로들 상에서 동시에 생성될 수 있고, 이것은 후속으로 결합기를 통해 연결된다. 따라서, 결합기에서 공급되는 총 전력은 특히 유연하고 비용 효율적으로 생성될 수 있다.
결합기는, 상이한 세기들의 입력 신호들에 대한 임피던스들을 등화하고 그리고/또는 증폭기 경로들에서 생성된 전력을 연결하기 위한 위상 조정(phasing) 없이, 설계될 수 있다. 이것은 결합기의 특히 용이하고 비용 효율적인 구조를 발생시킨다.
증폭기 경로들은 LDMOS 기술 트랜지스터들을 포함할 수 있다. LDMOS 트랜지스터들은 극히 높은 전류 로드 레이팅을 특징으로 한다. 그러나, LDMOS 트랜지스터들은, 그들이 단지 상대적으로 낮은 전압들에서 동작될 수 있다는 단점을 갖고, 이것은 산업적인 플라즈마 생성을 위해 요구된 그러한 종류의 전력에 충분하지 않을 것이다. 몇몇의 증폭기 경로들 및 간단한 결합기를 갖는 전력 변환기의 이점은, 증폭 트랜지스터(특히 LDMOS 트랜지스터) 상의 높은 전류를 갖는 낮은 전압만이 각각의 경로에 인가될 수 있고, 즉, 낮은 임피던스들을 갖는 신호가 생성된다는 것이다. 그러한 신호들 중 몇몇은 플라즈마 프로세스를 위해 요구된 총 전력을 형성하기 위해 결합기에 의해 연결될 수 있다.
제어 회로는 FPGA로서 설계될 수 있고, 이것은 증폭기 경로들의 DAC와 접속되거나 이에 통합될 수 있다. FPGA로서 설계된 제어 회로는 특히 빠르게 작동할 수 있다.
FPGA는 디지털 신호 프로세서(DSP)에 의해 제어될 수 있다. 특히 빠른 신호 프로세싱 및 이에 따른 플라즈마 챔버 내의 아크의 검출에 대한 빠른 반응이 또한 이로부터 기인한다.
플라즈마 프로세서에 전력을 공급하기 위해 플라즈마 챔버와 접속될 수 있는 전력 변환기를 갖는 전력 공급 시스템은 또한 본 발명의 부분을 형성하고, 전력 변환기는 DAC에 의해 생성되는 아날로그 신호가 공급되는 제 1 증폭기 경로를 포함하고, DAC는 아크 검출부와 접속된다. DAC는 특히 상호 접속된 논리 없이 곧바로, 즉, 직접적으로 아크 검출부와 접속될 수 있다. 이것은, 아크 검출이 신호를 DAC에 직접적으로 공급한다는 것을 의미한다. 이것은, 아크의 검출에 대한 특히 빠른 반응이 가능하다는 것을 의미한다. 따라서, DAC에 의해 생성되는 출력 신호는 직접적으로 영향을 받을 수 있다.
신호 라인은 논리 조립체를 통해 아크 검출부로부터 DAC로 루핑될 수 있다. 논리 조립체는 무-아크 범위(arc-free range) 내에서 DAC를 제어하는 역할을 할 수 있다. 신호 라인이 논리 조립체를 통해 루핑되는 경우에, 부가적인 라인의 "레잉(laying)"이 회피될 수 있다. 논리 조립체를 통해 루핑되는 신호 라인을 통한 아크 검출 신호의 전송은 본 발명의 의미에서 아크 검출부와 DAC의 직접적인 접속으로서 이해될 것이지만, 왜냐하면 아크 검출 신호가 논리 조립체에서 추가로 프로세싱 및 평가되지 않기 때문이다.
아크 검출부가 통합되는 측정 디바이스가 제공될 수 있다. 측정 디바이스는 전류, 전압 및/또는 전력, 특히, 전송 및 반환 전력, 즉, 반사된 전력을 기록하도록 설계될 수 있다. 측정 디바이스는 특히 측정된 신호들의 매립된 디지털화 및 프로세싱부를 구비할 수 있다. 부가적인 논리 컴포넌트들은 그 안에서 직접적으로 아크 검출부의 생성을 가능하게 할 수 있다.
측정 디바이스는 지향성 연결기(directional coupler)를 포함할 수 있다. 지향성 연결기는 전력, 특히, 전송 및 반환 전력을 기록하도록 설계될 수 있다.
측정 디바이스는 전력 변환기를 포함할 수 있다. 전력 변환기는, 예를 들면, 로고스키 코일(Rogowsky coil)로서 설계될 수 있다. 로고스키 코일은 팬케이크 설계일 수 있다.
측정 디바이스는 ADC를 포함할 수 있다. 측정 디바이스 및 ADC는 특히 회로 보드 상에 위치될 수 있다. 측정 디바이스는 평판 구조일 수 있다. 필터는 특히 ADC와 측정 디바이스 사이에 위치될 수 있다.
필터는 또한 ADC 및 측정 디바이스와 동일한 회로 보드 상에 위치될 수 있다.
측정 디바이스는 아크 검출 신호를 생성하기 위한 논리 회로를 포함할 수 있다. 논리 회로는 프로그래밍 가능 논리 회로(PLD)일 수 있다. 이것은, 논리 회로가 사용자에 의해 변경, 특히 프로그래밍될 수 있다는 이점을 갖는다. 프로그래밍 가능 논리 회로들은 이를 위해, 예를 들면, 소위 FPGA(Field Programmable Gate Array)로서 설계될 수 있다. 이러한 논리 조립체는 측정 디바이스 및 ADC와 동일한 회로 보드 상에 위치될 수 있다. ADC 및 논리 회로는 특히 하나의 컴포넌트로서 실현될 수 있다. 클로킹은 또한 이러한 회로 보드 상에서 실현될 수 있다. 대안적으로, 클록 사이클은 외부적으로 생성될 수 있다. 클로킹은 전력 신호의 주파수와 동기적으로 실현될 수 있다.
클록 신호의 주파수는 1 MHz보다 클 수 있다.
아크 검출부 및 적어도 하나의 DAC와 접속된 아크 관리 회로가 제공될 수 있다. 아크 관리 회로가 아크 검출부와 접속된다는 사실은, 아크가 식별될 때, 동일하게 통지된다는 것을 의미한다. 아크 검출부가 DAC를 직접적으로 제어할 수 있고 이러한 방식으로 전력 감소를 유발할 수 있다면, 아크 관리 회로는 추가의 데이터 프로세싱을 수행하고, 특히, 아크가 제거되었는지 여부를 기록하고, 또한 이에 따라 DAC를 제어할 수 있다.
DAC는 디지털 신호 입력 및 기준 신호 입력을 포함할 수 있고, 아크 관리 회로는 아크 검출부에 의해 기록된 아크 검출 신호에 의존하여 DAC의 입력에 대한 적어도 하나의 입력 신호를 생성할 수 있다. 아크 관리 회로는 특히 기준 신호 입력에 공급되는 기준 신호를 변경할 수 있다. 따라서, DAC에 공급되는 일련의 디지털 값들이 계속해서 동일할지라도, DAC에 의해 생성되는 출력 신호는 이러한 방식으로 영향을 받을 수 있다.
전력 변환기는 몇몇의 증폭기 경로들을 포함할 수 있고, 증폭기 경로들에는 관련 증폭기 경로에 아날로그 신호를 공급하는 DAC가 각각 할당된다. 따라서, 전력 신호는 몇몇의 증폭기 경로들 상에서 동시에 생성될 수 있다. 동일한 전력 신호가 모든 증폭기 경로들 상에서 생성될 수 있거나, 상이한 전력 신호들이 생성될 수 있다. 증폭기 경로들의 병렬 배열은 높은 출력 전력을 위한 특히 간편한 구조를 발생시킨다. 그러한 전력 변환기는 조정하기에 특히 용이하다.
증폭기 경로들은, 증폭기 경로들 상에서 생성된 전력을 총 전력에 결합하기 위한 결합기와 접속될 수 있다. 비교적 간단한 결합기들이 이를 위해 사용될 수 있고, 이것은 생산하기에 더 저렴하지만, 입력 신호들의 위상 조정, 진폭들 및 주파수들에 관련한 높은 요건들을 갖는다. 전력 변환기는 이러한 방식으로 특히 간편한 방식으로 및/또는 비용 효율적으로 구성될 수 있다.
결합기는, 상이한 세기들의 입력 신호들에 대한 임피던스들의 등화 및/또는 증폭기 경로들 상에서 생성된 전력을 결합하기 위한 위상 조정 없이, 설계될 수 있다. 그러한 결합기는 특히 에너지 절약 및 비용 효율적이다. 그러한 결합기는 또한 몇몇의 컴포넌트들을 사용하여 매우 간편한 방식으로 구성될 수 있다.
증폭기 경로들은 LDMOS 기술 트랜지스터들을 포함할 수 있다. LDMOS는 "측면 분산 금속 산화물 반도체(laterally-diffused metal oxide semiconductor)"를 나타낸다. 이들은 지금까지 그 GHz 범위 내에서 주로 사용된 MOSFET들이다. 200 MHz 미만의 범위에서 이러한 트랜지스터들의 사용은 이제까지 알려져 있지 않다. 플라즈마 프로세스에 공급될 전력을 생성하기 위해 증폭기들에서 이러한 트랜지스터들을 사용하면서, 놀랍게도, 이러한 LDMOS 기술 트랜지스터들이 비교할만한 종래의 MOSFET들보다 훨씬 더 신뢰할 수 있게 작동한다는 것이 발견되었다. 이것은 매우 훨씬 더 높은 전류 로드 레이팅으로 인한 것일 수 있다. 몇몇의 증폭기 경로들에서 그리고 3.4 MHz, 13 MHz, 27 MHz, 40 MHz 및 162 MHz의 주파수들에서의 시험들은 특히, 이러한 트랜지스터 타입들이 극히 신뢰할 수 있다는 것을 보여주었다. 종래의 MOSFET들과 비교하여 이러한 트랜지스터 타입들의 추가의 이점들은, 동일한 트랜지스터들이 상기 주파수들(3.4 MHz, 13 MHz, 27 MHz, 40 MHz 및 162 MHz)에서 사용될 수 있다는 사실로 구성된다. 이것은, 1 MHz 내지 200 MHz의 범위 내의 수십 단위들(several decades)을 커버하는 주파수들에서 사용될 증폭기들 및 전력 공급 시스템들이 매우 유사하거나 심지어 동일한 토폴로지(topology)로 이제 구성될 수 있다는 것을 의미한다. 이들은 플라즈마 프로세스들에서 그리고 가스 레이저 여기를 위해 종종 사용되는 주파수들이다. 주파수는 DAC들의 제어를 간단히 변경함으로써 설정될 수 있고, 진폭은 디지털 메모리 상의 또는 기준 테이블들(룩-업-테이블들) 내의 값들을 변경함으로써 설정될 수 있다. 종래의 MOSFET들은, 플라즈마 프로세스에 공급되는 너무 많은 전력이 다시 반사되는 플라즈마 프로세스들 동안에, 이러한 주파수들에서 동작되는 경우에 문제점들을 종종 갖는다. 따라서, 반사된 전력이 임계 한계를 초과하여 증가하지 않는다는 것을 보장하기 위해, 전력 생성이 종종 제한되어야 한다. 이러한 방식으로 플라즈마 프로세스들은 항상은 아니지만 원하는 전력 범위 내에서 안전하게 점화 또는 동작될 수 있다. 복합 제어 가능 임피던스 조정 회로들 및 결합기들은 또한 이러한 단점들을 교정하도록 예상되었다. LDMOS 트랜지스터들의 사용은, 예를 들면, 플라즈마 프로세스들의 공급의 경우에서와 같이, 상당한 전력 반사가 예상되어야 하는 경우에, 특히 이롭다. 앞서 언급된 결합기들과 관련하여 LDMOS 트랜지스터들의 이점은, 훨씬 더 높은 전력 반사들이 트랜지스터들로부터 흡수될 수 있다는 사실로 구성된다. 이러한 방식으로 부가적인 중간 전력 공급 시스템들 및 로드 스위치 임피던스 매칭 네트워크들에 관한 요건들이 감소되고, 그러한 임피던스 매칭 네트워크들을 통해 컴포넌트들 및 제어에 대한 비용들이 절약될 수 있다.
제어 회로는, 증폭기 경로들의 DAC와 접속된 FPGA로서 설계될 수 있거나, FPGA에 통합될 수 있다. FPGA로서 설계된 제어 회로는 특히 매우 빠르게 작동할 수 있다. FPGA는 디지털 신호 프로세서(DSP)에 의해 제어될 수 있다. 이것은 또한 특히 빠른 신호 프로세싱 및 이에 따른 플라즈마 챔버 내의 아크의 검출에 대한 빠른 반응을 발생시킨다. FPGA는 아크 관리 회로를 포함할 수 있다.
전력 변환기는 1 MHz보다 큰 주파수에서 고주파수 전력을 생성할 수 있고, DAC로부터 증폭기 경로에 공급되는 아날로그 신호는 이러한 주파수를 갖는 신호일 수 있다.
본 발명의 추가의 특성들 및 이점들은 하기의 설명, 도면들, 본 발명의 주요 세부사항들 및 청구항들로부터 야기된다. 개별적인 특성들은 단독으로 각각, 또는 본 발명의 변형예에서 임의의 조합으로 몇몇과 함께 실현될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예는 도면에 개략적으로 예시되고, 도면들을 참조하여 아래에 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 전력 공급 시스템을 갖는 플라즈마 시스템의 매우 개략적인 예시도이다.
도 2는 전력 공급 시스템의 블록도이다.
도 3은 DDS 컴포넌트의 블록도이다.
도 4는, 예를 들면, 아크를 검출하기 위해 생성될 수 있는 기준 신호의 곡선을 예시한 도면이다.
도 5는 전력 공급 시스템의 블록도이다.
도 1은 전력 공급 시스템(2)을 포함하는 플라즈마 시스템(1)을 도시한다. 전력 공급 시스템(2)은 이어서 전압 공급 네트워크(4)와 접속될 수 있는 전력 변환기(3)를 포함한다. 전력 변환기(3)의 출력에서 생성된 전력은 임피던스 매칭 네트워크(5)를 통해 플라즈마 챔버(6)에 공급되고, 여기서 플라즈마가 생성되고, 임피던스 매칭 네트워크(5)의 도움으로, 플라즈마 프로세싱이 플라즈마 챔버(6)에서 수행될 수 있다. 공작물이 특히 에칭될 수 있거나, 재료층이 기판에 도포된다.
도 2는 전력 공급 시스템(20)의 매우 개략적인 예시를 도시한다. 전력 공급 시스템(20)은, 로드, 예를 들면, 플라즈마 프로세스 또는 레이저 여기에 공급될 수 있는 출력 전력을 생성하는 전력 변환기(30)를 포함한다. 몇몇의 증폭기 경로들(31-36)이 전력 변환기(30)에 제공된다. 증폭기 경로들(31-36)은 주로 동일하게 구성된다. 따라서, 우리는 아래에 증폭기 경로(31)만을 설명할 것이다. 증폭기 경로들(31-36)은 아날로그 신호를 증폭하기에 적합한 몇몇의 증폭기들(37, 38)을 포함한다. 증폭기 경로들(31-36)의 단부에서, 적어도 하나의 LDMOS 트랜지스터를 각각 갖는 증폭기(39)가 제공되고, 증폭기(39)의 출력은, 예를 들면, 임피던스 매칭 멤버 및/또는 필터를 통해, 결합기(40)에 직접적으로 또는 간접적으로 접속된다. 모든 증폭기 경로들(31-36)의 모든 출력들은 특히 동일한 방식으로 특히 결합기(40)에 접속된다. 증폭기 경로들(31-36)로부터의 개별적인 전력 공급들은 결합기(40)에 의해 총 전력에 연결된다.
증폭기 경로들(31-36)이 주로 동일하게 구성된다는 사실은, 증폭기 경로들(31-36)이 동일한 증폭을 갖는다는 것을 반드시 의미하지는 않는다. 회로들의 구성 동안에 컴포넌트 다양성 및 허용오차들은 증폭기 경로들(31-36) 상에서 생성되는 고주파수 전력 신호들의 위상 및/또는 진폭에서 상당한 차이들을 발생시킬 수 있고, 한편 입력 신호는 동일하다.
논리 회로 유닛(42)이 할당된 DAC(41)는 각각의 증폭기 경로(31-36)의 업스트림에 설치된다. 논리 회로 유닛(42)으로부터의 일련의 디지털 값들이 특히 DAC(41)에 공급되고, DAC(41)는 일련의 디지털 값들로부터 아날로그 출력 신호를 생성하고, 이는 ― 가능하게는 선택적인 필터(55)를 통한 필터링 후에 ― 증폭기 경로(31-36)에 공급된다. DAC(41) 및 논리 회로 유닛(42)은 소위 DDS(direct digital synthesis) 컴포넌트(43)(또한 다이렉트 디지털 신시사이저라 불림)에 통합될 수 있다. 증폭기 경로들(31-36) 각각에는 자신의 DDA 컴포넌트(43) 및 대응하는 DAC(41)뿐만 아니라 논리 회로 유닛(42)이 할당된다.
도 3의 DDS 컴포넌트(43)가 예로서 설명된다.
여기서 논리 회로 유닛(42)은:
1. 아날로그 신호 형태를 생성하기 위한 신호 데이터 값들이 저장되는 신호 데이터 메모리(61),
2. 아날로그 신호들의 진폭들에 영향을 주기 위한 진폭 데이터 값들이 저장되는 진폭 데이터 메모리(62),
3. 신호 데이터 값들과 진폭 데이터 값들의 곱셈을 위한 곱셈기(63), 및
4. 신호 데이터 값들이 미리 결정된 간격들로 신호 데이터 메모리(61)로부터 판독되고, 곱셈기에 공급되는 것을 보장하는 카운터(64)를 포함한다.
신호 데이터 메모리(61)뿐만 아니라 진폭 데이터 메모리(62)는 소위 룩-업 테이블들(LUT들)로서 설계될 수 있다.
DAC(41)는, 기준 신호를 생성하기 위한, 제어 회로(45)로부터 다운스트림에 있을 수 있는 기준 신호 입력(44)을 추가로 포함한다. 제어 회로(45)는 이제 설명될 디지털 논리 회로(프로그래밍 가능 논리 디바이스(PLD))(46)에서 실현될 수 있다. 디지털 논리 회로는 필드 프로그래밍 가능 (논리) 게이트 장치(필드 프로그래밍 가능 논리 게이트 어레이(FPGA))로서 설계될 수 있다. 제어 회로(45)는 또한 FPGA로서 설계되거나 FPGA의 컴포넌트일 수 있다.
기준 신호 입력(44)에 입력되는 기준 신호는 출력 신호, 즉, DAC(41)의 생성된 아날로그 신호에 영향을 줄 수 있다. 특히 룩-업-테이블(LUT)로서 설계된 메모리(47)를 포함하는 디지털 논리 회로(46)는 DDS 컴포넌트(43)로부터 업스트림에 위치된다. 메모리(47)에 의해 진폭 데이터 메모리(62)에 기록될 수 있는 진폭 데이터 값들은 상기 메모리(47)에 저장될 수 있다. 위상 정정 데이터가 또한 저장될 수 있다. 메모리(47)에 저장된 값들은 증폭기 경로들(31-36)에서 또는 결합기들(40)의 다운스트림에서 차이들을 보상하는 역할을 한다. 상기 값들은 논리 회로 유닛(42), 특히, 진폭 데이터 메모리(62)로 전송될 수 있다. 디지털 논리 회로(46)는 디지털 프로세서, 특히, 데이터 버스(50)를 통해 시스템 제어기(49)와 접속된 디지털 신호 프로세서(DSP)(48)에 의해 제어된다.
디지털 프로세서, 특히, 디지털 신호 프로세서(DSP)(48), 메모리(47) 및 논리 회로 유닛들(42)은 논리 컴포넌트(58)에서 실현될 수 있다. 논리 컴포넌트(58)는 디지털 논리 회로(PLD), 특히 FPGA로서 설계될 수 있다. DAC(41)가 또한 통합되면, 이것은 간편한 논리 컴포넌트(57)를 발생시킬 것이다. 디지털 프로세서, 특히, DSP(48), 메모리(47), DDS 컴포넌트들(48), 메모리(47), DDS 컴포넌트들(43) 및 또한 DAC들(41)뿐만 아니라 필터들(55) 및 제 1 증폭기들(37)은 회로 보드(56) 상에서 실현될 수 있다. 상이한 용량들, 상이한 주파수들 및 상이한 공급 로드들(레이저, 플라즈마 등)을 갖는 다수의 상이한 전력 공급 시스템들에서 동일한 회로 보드(56)가 사용될 수 있다.
결합기(40)의 출력 전력이 지향성 연결기(51)를 통해 로드, 예를 들면, 플라즈마 프로세스에 공급된다. 지향성 연결기(51)는 공급된 전력 및 로드에 의해 반사된 전력을 기록할 수 있다. 측정 신호 프로세싱은 지향성 연결기(51)와 접속된 측정 수단(52)을 통해 실현된다. 측정 수단(52)은 이어서 시스템 제어기(49)와 접속된다. 따라서, 기록된 출력 전력 및 기록된 반사된 전력의 도움으로 시스템 제어기(49)에 의해, 어떠한 출력 전력이 결합기(40)에 의해 생성되는지가 결정될 수 있다. 시스템 제어기(49)는 DSP(48)를 제어하고, DSP(48)는 이어서 이러한 조건에 따라 FPGA(46)를 제어한다.
아크 검출부는 측정 수단에서 실현될 수 있다. 아크에 대한 빠른 반응을 보장하기 위해, 아크 검출부, 즉, 측정 수단은 DAC(41), 특히 그의 기준 신호 입력(44) 또는 제어 회로(45)와 직접적으로 접속될 수 있다.
진폭 정보뿐만 아니라 위상 및 가능하게는 또한 주파수 정보를 포함하는 디지털 값들은 메모리들(47)에 저장되어, 미리 결정된 진폭, 주파수 및 위상 위치를 갖는 아날로그 신호가 DAC(41)의 출력에서 생성될 수 있다. 이러한 방식으로, 개별적인 증폭기 경로들(31-36)의 출력 신호들을 서로 매칭하는 것이 가능하여, 개선된 출력 전력을 위해 출력 신호들이 결합기(40)에서 연결될 수 있다. 매우 간단한 결합기들(40)은 특히, 임피던스들의 등화를 유도하는 손실 없이 그리고 전력 손실들이 작게 유지되는 이러한 방식으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 이러한 방식으로 아날로그 신호를 생성하는 것은 결합기(40)의 출력에서의 전력에 매우 빠르게 영향을 주고 이를 변경하는 것을 가능하게 한다.
도 4의 도면은, 시간에 걸쳐 DAC의 기준 신호 입력에서의 입력 신호와 동일한 전압을 도시한다. 위치(t1)에서, 플래시오버가 검출된다. 그후, 기준 신호의 전압이 증가되고, 이것은 참조 번호(12)로 표시된다. 도시된 경우에서, 기준 신호의 전압이 램프 업(ramp up)된다. 이것은 DAC의 출력 신호가 감소되는 것을 발생시킨다. 기준 신호를 램프 업하는 것 대신에, 기준 신호가 또한 단계적으로 최대값으로 증가될 수 있고, 이것은 아크 제거 전력이 또한 단계적으로 설정되는 것을 발생시킬 것이다. 위치(t3)에서, 아크의 제거가 식별된다. 결과적으로, 기준 신호의 전압은, 참조 번호(14)로 표시된 바와 같이, 감소된다. 따라서, DAC의 이전에 설정된 출력 전력이 회복된다.
도 5의 블록도에 도시된 전력 공급 시스템(20)은 도 2로부터의 전력 공급 시스템(20)의 약간 수정된 예시이다. 동일한 컴포넌트들에 동일한 참조 번호들이 할당되었다. 전력 공급 시스템(20)은 여기서 출력 전력을 생성하는 전력 변환기(30)를 한번 더 포함하고, 출력 전력은 로드, 예를 들면, 플라즈마 프로세스 또는 레이저 여기에 공급될 수 있다. 몇몇의 증폭기 경로들(31, 32)이 전력 변환기(30)에 제공되고, 여기서 단지 2 개의 증폭기 경로들이 도시되고, 증폭기 경로(32)는 증폭기 경로(31)와 거의 동일하게 구성된다.
결합기(40)의 출력 전력은, 지향성 연결기(51)를 포함하는 측정 수단(70)을 통해 로드, 예를 들면, 플라즈마 프로세스에 공급된다. 지향성 연결기(51)는 전력 출력 및 로드에 의해 반사된 전력을 기록할 수 있다. 지향성 연결기에 대한 대안으로서 또는 게다가, 다른 연결 해제 수단, 예를 들면, 전류를 측정하기 위한 전송 수단 및/또는 전압을 측정하기 위한 전압 분리기(voltage separator)가 사용될 수 있다.
아크 검출부로서 고려될 수 있는 측정 수단(70)은 ADC(59)를 추가로 포함한다. 지향성 연결기(51) 및 ADC(59)는 이를 위해 동일한 회로 보드 상에 위치될 수 있다. 지향성 연결기(51)는 평판 구조로서 설계될 수 있다. 측정 수단(70)은 DDS(43)에 직접적으로 공급되는 아크 검출 신호를 생성하기 위한 논리 회로(53)를 추가로 포함한다. 이러한 직접적인 공급은 화살표(54)에 의해 표시된다. 이것은 특히, 아크 검출 신호의 케이블이 디지털 논리 회로(46)를 통해 루핑될 수 있다는 것을 나타낸다. 논리 회로(53), 지향성 연결기(51) 및 ADC(59)는 하나의 회로 보드 상에서 실현될 수 있다. ADC(59) 및 논리 회로(53)는 하나의 컴포넌트에서 실현될 수 있다.
FPGA로서 설계될 수 있는 디지털 논리 회로(46)에 위치된 아크 관리 회로(60)가 이러한 실시예에서 또한 제공된다. 논리 회로(46)에 위치된 바와 같이, 아크 관리 회로는 또한 DDS(43) 또는 DAC(41)와 접속된다. 아크 관리 회로(60)는, 여기에 도시된 바와 같이, 논리 회로 유닛(42)과 접속될 수 있다. 대안적으로, DAC(41)는 기준 신호 입력 이외에 디지털 신호 입력을 포함할 수 있고, 디지털 신호 입력은 디지털 논리 회로(46), 특히, 아크 관리 회로(60)와 접속된다.
디지털 논리 회로(46)는, 참조 번호(61)로 표시된 추가의 논리 연산자(logic operator)를 포함할 수 있다. 참조 번호(54)로 표시된 라인은, 신호가 이를 통해 특히 빠르게 DAC(41)에 공급될 수 있는 특정 라인으로서 이해될 수 있다.
아크 검출 신호의 준비(preparation)는, 아크 검출 신호의 생성에서 디지털 논리 회로(46)의 추가의 논리 컴포넌트들의 참여 없이, 측정 수단(70)에서 직접적으로 발생한다. 따라서, 단일 신호는 아크의 존재에 관하여 시스템에 통지하기에 충분하다. 아크 검출 신호와 DAC(41)의 직접적인 접속은, 아크가 사실상 지연 없이 인지될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 "초사실적인 아크 처리 루틴"은 부가적인 논리, 예를 들면, 아크 관리 회로(60)로 보충될 수 있고, 아크 관리 회로(60)는 더 높은 랭킹의 결정을 구현하지만, 실질적으로 더 느리게 반응한다.

Claims (19)

  1. 플라즈마 시스템(1)의 플라즈마 챔버(6)에서 아크(arc)를 제거(extinguishing)하기 위한 아크 제거 방법에 있어서,
    a. 상기 플라즈마 챔버(6)에서 플라즈마를 생성하고, 상기 생성된 플라즈마를 사용하여 플라즈마-프로세싱 프로세스를 수행하기 위해 플라즈마 동작 동안에 전력을 생성하는 단계로서, 디지털-아날로그 변환기(41)가, 증폭기 경로(31, 32)에 공급되어 그 안에서 증폭되는 아날로그 신호를 생성하는, 전력 생성 단계;
    b. 아크 검출부에 의해 아크의 존재에 관련하여 상기 플라즈마 시스템(1)을 모니터링하는 단계; 및
    c. 단계 b에서 아크가 검출되면, 상기 디지털-아날로그 변환기(DAC)(41)의 아날로그 출력 신호가 수정되는 방식으로, 상기 아크 검출부에 의해 상기 DAC(41)를 제어하는 단계
    를 포함하는, 아크 제거 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 디지털-아날로그 변환기들(41)은 아크의 검출 시에 상기 아크 검출부에 의해 제어되는 것인, 아크 제거 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 아크 검출부는 아크 관리 회로(60)를 제어하고, 상기 아크 관리 회로(60)는 이어서 상기 DAC(들)(41)를 직접적으로 또는 간접적으로 제어하는 것인, 아크 제거 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마에 공급되는 전력(Pi) 및/또는 상기 플라즈마에 의해 반사된 전력(Pr) 및/또는 상기 플라즈마로 흐르는 전류 및/또는 상기 플라즈마에 인가되는 전압이 관련 신호로서 기록되고, 이로부터 아크 검출 신호가 생성되면서, 아크의 발생에 대한 상기 플라즈마 시스템(1)의 모니터링이 수행되는 것인, 아크 제거 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 기록된 신호는 아날로그-디지털 변환기(ADC)(59)에 의해 디지털화된 값들로 변환되고, 이러한 디지털화된 값들은 논리 회로(53), 특히, 프로그래밍 가능 논리 컴포넌트(PLD)에 공급되며, 상기 PLD는 이러한 디지털화된 값들을 평가하고 아크 검출 신호를 생성하는 것인, 아크 제거 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    특히 1 MHz보다 큰 주파수를 갖는 고주파수 전력이 생성되고, 상기 DAC(들)(41)가 이러한 주파수를 갖는 신호를 생성하는 방식으로 상기 DAC(들)(41)이 제어되면서, 상기 전력의 생성이 실현되는 것인, 아크 제거 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기록된 신호는 1 MHz보다 큰 주파수로 상기 ADC(59)에 의해 샘플링되고,
    상기 PLD는 1 MHz보다 큰 주파수의 클록 신호로 클로킹되는(clocked) 것인, 아크 제거 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 ADC(59) 및 상기 PLD는 동일한 클록 신호를 공급받는 것인, 아크 제거 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    플라즈마 동작 전력보다 작은 아크 제거 전력은, 아크 제거 동작 동안에 상기 플라즈마 챔버(6)에 아크 제거 전력을 공급하기 위해 단계 c에서 생성되고,
    디지털-아날로그 변환기(DAC)(41)가 아크의 발생에 관련하여 상기 플라즈마 시스템을 모니터링하는 것에 의존하여 제어되고, 후속 증폭기 경로들(31-36) 중 하나의 증폭기 경로 상의 DAC(41)의 아날로그 입력 신호가 상기 플라즈마 전력 또는 상기 아크 제거 전력 중 적어도 일부로 증폭되면서, 상기 플라즈마 동작 전력 및 상기 아크 제거 전력이 적어도 부분적으로 생성되는 것인, 아크 제거 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 추가의 디지털-아날로그 변환기들(41)은 아크의 발생에 관련하여 상기 플라즈마 시스템을 모니터링하는 것에 의존하여 제어되고,
    후속 증폭기 경로들(31-36) 중 하나의 증폭기 경로 상의 디지털-아날로그 변환기들(41)의 관련 아날로그 출력 신호는 상기 플라즈마 전력 또는 상기 아크 제거 전력의 일부로 증폭되는 것인, 아크 제거 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    관련 증폭기 경로들(31-36) 상의 적어도 2 개의 DAC들(41)의 아날로그 출력 신호들은 상이하게 증폭되거나, 상기 증폭기 경로들(31-36)에 의해 상이한 사이클 시간들에 영향을 받는 것인, 아크 제거 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 증폭기 경로(31-36)는, DAC(41)에 의해 디지털 신호로부터 생성되어 상기 증폭기 경로 상에서 고주파수 전력 신호로 증폭되는 아날로그 신호를 공급받고,
    디지털 데이터 메모리(61)에 저장된 신호 데이터 값이 진폭 데이터 메모리(62)에 저장된 진폭 데이터 값에 의해 곱셈되면서, 상기 디지털 신호가 생성되는 것인, 아크 제거 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 진폭 데이터 메모리(62)에 저장된 진폭 데이터 값들은, 플라즈마 동작 전력을 생성하는 것으로부터 아크 제거 전력을 생성하는 것으로 스위칭하도록 변경되는 것인, 아크 제거 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    플라즈마 동작 동안에 그리고 아크 제거 동작 동안에 적어도 하나의 DAC(41)는 동일한 일련의 디지털 값들을 공급받는 것인, 아크 제거 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상이한 아날로그 출력 신호가 아크 제거 동작 동안보다는 플라즈마 동작 동안에 적어도 하나의 DAC(41)에 의해 생성되는 것인, 아크 제거 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 DAC(41)는 아크 제거 동작 동안보다는 플라즈마 동작 동안에 상이한 기준 신호를 공급받는 것인, 아크 제거 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    플라즈마 동작 전력으로부터 아크 제거 전력으로의 스텝핑된(stepped) 또는 램핑된(ramped) 이동은 아크의 검출 시에 발생하는 것인, 아크 제거 방법.
  18. 전력 공급 시스템(20)에 있어서,
    플라즈마 프로세스에 고주파수 전력을 공급하기 위해 플라즈마 챔버(6)와 접속 가능하고, 고주파수 신호를 생성하는 전력 변환기(30)를 갖고,
    상기 전력 변환기(30)는 DAC(41)에 의해 생성된 아날로그 신호가 공급되는 제 1 증폭기 경로(31-36)를 포함하고,
    상기 DAC(41)는 아크 검출부와 적어도 간접적으로, 그러나 특히 직접적으로 접속되는 것인, 전력 공급 시스템(20).
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 아크 검출부가 통합된 측정 수단(70)이 제공되고,
    상기 측정 수단(70)은 ADC(59)를 포함하고,
    상기 측정 수단(70)은 아크 검출 신호를 생성하기 위한 논리 회로(53)를 포함하는 것인, 전력 공급 시스템(20).
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