[发明专利]可切换电抗单元、可变电抗、HF发生器和具有可切换电抗单元的阻抗匹配布置

说明书

本发明涉及一种可切换电抗单元(100，101)，所述可切换电抗单元具有HF连接部(112)和电路布置(116)，所述HF连接部用于连接到传输线路(114)上，所述传输线路用于在范围1‑200MHz中的频率的情况下传输信号，所述电路布置具有多个并联置入的切换元件(T1‑T3)，所述切换元件分别具有操控连接部(G)，其特征在于，每个切换元件通过分配给所述切换元件的、与所述切换元件串联连接的至少一个单个电抗(C11‑C13，C21‑C23)连接到所述HF连接部(12)上，其中，所述切换元件通过所述切换元件的操控连接部能够这样操控或者这样操控，使得所述切换元件同时进行切换。还公开一种可变电抗(18，20，22)，所述可变电抗具有可切换电抗单元(100)。还公开一种阻抗匹配布置(11)，所述阻抗匹配布置具有可切换电抗单元(100，101)并且具有控制装置(32)。还公开一种HF功率发生器(40)，所述HF功率发生器具有至少一个可变电抗(18，20，22)。还公开一种等离子体供给系统(1)，所述等离子体供给系统具有HF功率发生器(40)、负载(28)和阻抗匹配布置(11)，所述负载呈以高频(HF)运行的、用于对衬底进行涂覆或者蚀刻的等离子体过程的形式。还公开一种用于例如在等离子体供给系统(1)中运行阻抗匹配布置(11)和/或HF功率发生器(40)的方法。

技术领域

本发明涉及一种可切换电抗单元(switchable reactance unit)，所述可切换电抗单元具有高频连接部(HF连接部)和电路布置，该高频连接部用于将所述可切换电抗单元连接到传输线路上，该传输线路用于在范围1-200MHz中的频率的情况下传输信号，所述电路布置具有多个并联置入的切换元件，所述切换元件分别具有操控连接部。可切换电抗单元指的是电路单元，借助该电路单元可以接入或者断开电抗，例如电容和/或电感。其通常具有所述电抗和切换元件，例如晶体管、PIN二极管或者相似的电子构件。

本发明还包括一种可变电抗，所述可变电抗具有至少一个、尤其是多个这样的可切换电抗单元。

本发明还包括一种阻抗匹配布置，所述阻抗匹配布置具有一个、尤其是多个这样的可切换电抗单元和/或一个、尤其是多个这样的可变电抗。

本发明还包括一种高频功率发生器(HF功率发生器)，所述高频功率发生器具有至少一个、尤其是多个这样的可切换电抗单元和/或至少一个、尤其是多个这样的可变电抗。

本发明还包括一种等离子体供给系统，所述等离子体供给系统具有这样的阻抗匹配布置和/或HF功率发生器，所述阻抗匹配布置和/或所述HF功率发生器分别具有至少一个、尤其是多个这样的可切换电抗单元和/或至少一个、尤其是多个这样的可变电抗。此外，这样的阻抗匹配布置可以具有控制装置并且可以尤其具有与该控制装置连接的测量装置。

本发明还包括一种在前述等离子体供给系统中运行前述阻抗匹配布置和/或前述HF功率发生器的方法。

背景技术

阻抗匹配布置通常在HF激励的等离子体过程中使用。HF激励的等离子体过程例如用于在生产建筑玻璃、半导体、光伏元件、平面屏蔽、显示器等时对衬底进行涂覆(溅射)和/或蚀刻。在这样的工艺中的阻抗通常非常快速地发生变化，因此，通常应非常快速地(在几毫秒或者更短时间内)匹配阻抗匹配。这样的工艺的功率为几百W(例如300W及以上)，但也不乏几千瓦或者几十kW。在这样的功率的情况下，阻抗匹配布置内的电压通常为几百V(例如300V及以上)，也不乏1000V及以上。这样的电路中的电流可以是几安培、通常是几十A，有时也可以是100A及以上。在这样的电压和电流的情况下实现阻抗匹配布置，就已经一直是一种巨大的挑战。这种阻抗匹配电路中的电抗的快速可改变性是附加的、非常高的挑战。

这样的阻抗匹配布置例如在DE 10 2015 220 847 A1中示出并且在那里被称为阻抗匹配网络。在那里示出的电抗18、20、22能够以可变的方式调设，以便能够调设阻抗匹配。可变的调设的一种可能性在于，借助电子操控的半导体开关接入和断开不同值的电抗。