[发明专利]对等离子体过程的供电期间出现的电弧进行检测的方法、等离子体电源的控制单元、以及等离子体电源

说明书

一种用于为等离子体室(30)中的等离子体过程供电的等离子体电源(10)，包括：a、DC源(15)；b、输出信号发生器(16)，该输出信号发生器(16)连接到DC源(15)；c、第一信号序列测量设备(20)，该第一信号序列测量设备(20)用于测量存在于DC源(15)与输出信号发生器(16)之间的信号序列；d、第二信号序列测量设备(18、19)，该第二信号序列测量设备(18、19)用于测量存在于输出信号发生器(16)的输出端处的信号序列；e、控制单元(14)，该控制单元(14)连接到第一和第二信号序列测量设备(18、19、20)。

技术领域

本发明涉及：对等离子体室中的等离子体过程的供电期间出现的电弧进行检测的方法、用于为等离子体室中的等离子体过程供电的等离子体电源的控制单元，电源包括DC源和输出信号发生器，其中，控制单元被供应有存在于DC源与输出信号发生器之间的第一信号序列以及存在于输出信号发生器的输出端处的第二信号序列。

本发明还涉及用于为等离子体室中的等离子体过程供电的等离子体电源。

背景技术

通过等离子体过程中的阴极溅射对衬底(例如，玻璃)的涂覆是公知的。溅射可以常规地完成或使用反应气体来完成。在这种情况下，溅射被称为反应溅射。为此目的，电流或电压源产生等离子体，其从靶上去除材料，该靶随后被涂覆在衬底(例如，玻璃衬底)上。如果使用反应过程，则根据所期望的涂覆，靶原子可以与气体原子或分子结合。

具体来说，如果正在使用反应过程，则电弧可能在等离子体过程中出现。这种电弧可能对于等离子体过程是有害的，并且甚至可能破坏涂覆。因此，快速且可靠地检测出电弧是必要的。通常，通过监测电源的输出电压来检测电弧。如果在输出电压中存在快速下降，则检测到电弧。另一方面，可以监测电流。如果在输出电流中存在瞬时上升，则其也指示电弧。具体来说，可以分别监测输出电流和输出电压，并分别将它们与阈值进行比较。然而，输出电流和输出电压可能由于其它原因(即，在不出现电弧的情况下)在等离子体处理期间发生变化。

电源可以是电流调节和/或电压调节和/或功率调节的电源。电流、电压或功率的设定点值从外部给出，例如由用户给出。电源随后被调节以在输出端处获得设定点值。例如，如果电源处于对于功率具有期望的设定点、对于电流具有最大设定点、以及对于电压具有最大设定点的功率调节模式，则难以确定电弧检测的良好的阈值，这是因为电压或电流的绝对值随着等离子体阻抗变化。因此，如果使用固定阈值来检测电弧，则电弧检测不是非常可靠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种允许较迅速且较可靠的电弧检测的方法、控制单元、以及电源。

根据本发明，通过对等离子体室中的等离子体过程的供电期间出现的电弧进行检测来解决问题，包括以下方法步骤：

a、由信号序列测量设备确定存在于DC源与输出信号发生器之间的第一信号序列；

b、由第二信号序列测量设备确定存在于输出信号发生器的输出端处的第二信号序列；

c、基于第一信号序列和第二信号序列中的一个来确定参考信号序列；

d、将参考信号序列与第一信号序列和第二信号序列中的没有用于确定参考信号序列的信号序列进行比较；

e、如果参考信号序列和没有用于确定参考信号序列的信号序列交叉，则检测到电弧。

因此，根据本发明，不同的信号用于生成参考信号序列以及用于与参考信号序列比较，以便判断是否已经出现电弧。这种方法比根据现有技术使用的方法更加可靠。具体来说，可以经常避免错误的电弧检测。信号序列和参考信号序列的交叉可以是信号序列上升到参考信号序列上方或者信号序列下降到参考信号序列下方。

第一信号序列、第二信号序列和参考信号序列中的至少一个可以在数字域中被数字化或确定。这允许数字信号处理，其导致较快速的电弧检测。