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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung von zumindest zwei
HF-Leistungsgeneratoren, die einen Plasmaprozess mit HF-Leistung
versorgen, gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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HF-Plasmaprozesse
werden beispielsweise zum Ätzen,
Beschichten und Veraschen verwendet. Bislang wurden in solchen Prozessen
relativ kleine Flächen
bearbeitet. In Plasmaprozessen sollen jedoch immer größere Flächen, beispielsweise
größere Wafer
in der Halbleiterindustrie oder größere Flatpaneldisplays, bearbeitet
werden. Während
es bisher relativ einfach möglich
war, ein homogenes Plasma über
der zu bearbeitenden Fläche
zu erzeugen, so gelangen die Dimensionen der nunmehr zu beschichtenden
oder zu ätzenden
Flächen
in den Bereich der Wellenlänge
der Anregungssignale des Plasmas oder der Harmonischen der Anregungssignale.
Dadurch kommt es zu Wellenstrukturen im Plasma und sind homogene
Plasmabearbeitungen nur sehr schwer möglich.
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Um
dem entgegenzuwirken ist es bekannt, mehrere HF-Plasmageneratoren
zu verwenden, die bei unterschiedlichen oder gleichen Frequenzen
betrieben werden. Aus der
US
5,698,062 A ist beispielsweise eine HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung
bekannt geworden, die eine Niederspannungsquelle und einen Frequenzteiler
aufweist. Über
den Frequenzteiler werden zwei HF-Verstärker, die auch als HF-Leistungsgeneratoren
betrachtet werden können,
angesteuert. Diese Speisen an unterschiedlichen Stellen HF-Leistung
in den Plasmaprozess ein.
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Aus
der
US 5,824,606 A ist
es bekannt, zwei HF-Leistungsgeneratoren mit derselben Frequenz anzusteuern
und über
diese HF-Leistungsgeneratoren an unterschiedlichen Stellen im Plasmaprozess HF-Leistung
einzuspeisen. Über
einen Phasenschieber wird die Phasenlage der von den HF-Leistungsgeneratoren
abgegebenen Signale zueinander eingestellt.
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Die
US 6,673,724 B2 beschreibt
eine Anordnung, bei der in einem ersten Signalgenerator unter Verwendung
einer DC-Spannungsversorgung und eines ersten Signalformmodulators
ein erstes Signal für
eine erste Elektrode erzeugt wird und in einem zweiten Signalformgenerator
unter Verwendung eines HF-Leistungsgenerators und eines zweiten
Signalformmodulators ein zweites Signal für eine zweite Elektrode einer
Plasmakammer erzeugt.
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Aus
der
US 5,928,528 A ist
es bekannt, eine Elektrode einer Plasmakammer zur Plasmaerzeugung
mit einem gepulsten HF-Signal zu versorgen. Weiterhin ist es bekannt,
ein Substrat mit einer gepulsten Gleichspannung zu versorgen. Das
Ansteuersignal ist ein Gleichsignal, welches über ein Pulssignal gepulst
wird und dann an das Substrat gegeben wird. Diese Versorgung des
Substrats mit einer gepulsten Spannung dient lediglich dazu, eine
Vorspannung an dem Substrat zu erzeugen. Durch diese Spannung wird
kein Plasma erzeugt.
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Aus
der
DE 41 22 624 A1 ist
es bekannt, ein HF-Signal zu erzeugen, mit welchem ein Plasmaprozess
versorgt wird. Bei Leistungsfehlanpassung kann der Hochfrequenzgenerator
im Schutzbetrieb gefahren werden, wobei die Ausgangsleistung gepulst oder
getaktet wird.
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Aus
der
EP 1 589 793 A1 ist
es bekannt, mit mehreren HF-Leistungsgeneratoren
einen Plasmaprozess mit HF-Leistung zu versorgen. Über einen Oszillator
wird auch ein HF-Ansteuersignal erzeugt, durch das die HF-Leistungsgeneratoren
angesteuert werden.
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Die
DE 43 22 608 C2 offenbart,
entweder über
eine Halbbrücke
oder eine Vollbrücke
ein HF-Leistungssignal zu erzeugen und einen Plasmaprozess mit dieser
HF-Leistung zu versorgen.
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Aus
der
DE 103 09 711
A1 ist es bekannt, zur Plasmaerzeugung einen Plasmagenerator
durch einen Pulsgeber anzusteuern. Hierdurch entsteht eine gepulste
Plasmaleistung, also ein gepulstes HF-Leistungssignal zur Versorgung
eines Plasmaprozesses. Weiterhin ist aus der
DE 103 09 711 A1 bekannt,
einen Substratleistungsgenerator zu pulsen. Diese Leistung wird
nicht zur Versorgung des Plasmaprozesses mit HF-Leistung verwendet.
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In
der FPD-Herstellung laufen Versuche, Plasma mit MF (10 kHz bis 1
MHz) anzuregen. Dazu werden mehrere Elektrodenpaare in unmittelbarer Nähe zu weiteren
Elektrodenpaaren angeordnet. Jedes Elektrodenpaar wird von einem
MF-Generator versorgt. Die MF-Generatoren laufen nicht synchron und
nicht zwingend mit der gleichen Frequenz. Deswegen kann es zu hohen
Spannungen und Schwebungen zwischen zwei benachbarten Elektrodenpaaren
kommen. Diese hohen Spannungen können
zu Arcs zwischen den benachbarten Elektrodenpaaren führen, die
höchst
unerwünscht
sind. Es wäre
vorteilhaft, wenn die Generatoren synchronisiert werden könnten und
die Phase der einzelnen Generatoren eingestellt werden könnten.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung
bereitzustellen, mit denen eine möglichst flexible Leistungsversorgung
unterschiedlicher Elektroden einer Plasmakammer ermöglicht wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß auf besonders
einfache und überraschende
Art und Weise durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Es wird zumindest ein Pulssignal erzeugt und unter Verwendung von
jeweils einem Ansteuersignal und einem Pulssignal durch jeden HF-Leistungsgenerator
ein gepulstes HF-Leistungssignal erzeugt. Dadurch ist es möglich, unterschiedliche
Elektroden, die an jeweils einen HF-Leistungsgenerator angeschlossen
sind, mit nahezu beliebig einstellbaren Leistungssignalen zu versorgen. Über das Ansteuersignal,
das beispielsweise einen oder mehrere schaltenden Elemente des HF-Leistungsgenerators
schaltet, kann beispielsweise die Signalform und/oder die Frequenz
eines von einem HF-Leistungsgenerator abgegebenen HF-Leistungssignals eingestellt
werden. Durch das Pulssignal kann das HF-Leistungssignal gepulst werden. Dies
kann beispielsweise dadurch geschehen, dass schon das Ansteuersignal
gepulst wird, also quasi in Abhängigkeit von
dem Pulssignal ein – und
ausgeschaltet wird. Das Pulsverhalten des gepulsten HF-Leistungssignals
kann durch das Pulssignal eingestellt werden. Somit werden einem
Benutzer eine Vielzahl von Parametern an die Hand gegeben, um die
einem Plasmaprozess zugeführte
Leistung zu beeinflussen. Grundsätzlich
ist es denkbar, dasselbe Ansteuersignal für alle HF-Leistungsgeneratoren
zu generieren und unterschiedliche Pulssignale für die HF-Leistungsgeneratoren
zu erzeugen. Andererseits ist es denkbar, für jeden HF-Leistungsgenerator
ein eigenes Ansteuersignal zu generieren und für alle HF-Leistungsgeneratoren
dasselbe Pulssignals zu verwenden.
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Bei
einer besonders bevorzugten Verfahrensvariante kann vorgesehen sein,
dass für
jeden HF-Leistungsgenerator ein Pulssignal erzeugt wird. Dadurch
ist es möglich,
am Ausgang jedes HF-Leistungsgenerators unterschiedlich gepulste
HF-Leistungssignale zu generieren.
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Eine
weitere Flexibilität
in der Generierung von gepulsten HF-Leistungssignalen ergibt sich, wenn
die Pulsfrequenz und/oder das Tastverhältnis und/oder die Phasenlage
eines oder mehrerer Pulssignale eingestellt wird. Somit entsteht
eine Vielzahl von Möglichkeiten
der Leistungsbeeinflussung in einem Plasmaprozess. Das Tastverhältnis kann
dabei im Bereich 0–100%
eingestellt werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Phasenlage und/oder eine Frequenzbeziehung
von unterschiedlichen HF-Leistungsgeneratoren zugeordneten Pulssignalen
eingestellt wird. Somit kann eine für einen Plasmaprozess optimale
und abgestimmte Leistungszufuhr über
unterschiedliche Elektroden erfolgen. Dadurch ist es auch möglich, die Pulssignale bei
Bedarf zu synchronisieren. Beispielsweise können die Pulssignale mit derselben
Frequenz erzeugt werden, jedoch jeweils einen Phasenversatz zueinander
aufweisen. Beispielsweise können
sie gleichphasig, gegenphasig oder in einer beliebigen Phase zueinander
sein. Weiterhin ist es denkbar, dass zumindest zwei Pulssignale
unterschiedliche Frequenzen aufweisen. Dabei können die Frequenzen beliebig
gewählt
werden oder in einer bestimmten mathematischen Beziehung zueinander
stehen.
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Eine
Verfahrensvariante zeichnet sich dadurch aus, dass die Pulsfrequenz
kleiner ist als die Frequenz des demselben HF-Leistungsgenerator
zugeordneten Ansteuersignals. Beispielsweise kann die Pulsfrequenz
im Bereich 1 Hz–1
MHz und die Frequenz des Ansteuersignals im Bereich 10 kHz–300 MHz
gewählt
werden.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass die Pulsfrequenz synchron oder asynchron
zu der Frequenz des demselben HF-Leistungsgenerator zugeordneten
Ansteuersignals eingestellt wird. Beispielsweise können das
Pulssignal und das Ansteuersignal so aufeinander abgestimmt werden,
dass das Ansteuersignal nur zu Beginn oder zum Ende einer vollständigen Periode
des Ansteuersignals gepulst wird. Zum Beispiel kann vorgesehen sein,
dass die steigenden und/oder fallenden Flanken des Pulssignals nur
bei einem Nulldurchgang des Ansteuersignals auftreten.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn für
jeden HF-Leistungsgenerator ein Ansteuersignal erzeugt wird. Dadurch
kann eine besonders flexible Leistungszufuhr in den Plasmaprozess
erfolgen.
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Bei
einer Verfahrensvariante kann vorgesehen sein, dass die Ansteuersignale
und/oder die Pulssignale unter Verwendung je eines Funktionsgenerators,
insbesondere digitalen Funktionsgenerators, bevorzugt digitalen
Sinusgenerators, erzeugt werden. Durch die Verwendung je eines digitalen Funktionsgenerators,
die jeder für
sich unabhängig einstellbar
sind, bei der Erzeugung der Ansteuersignale und/oder Pulssignale
ist es möglich,
nahezu beliebige Ansteuersignale und/oder Pulssignale zu erzeugen.
Insbesondere lassen sich die Frequenz und die Phasenlage jedes einzelnen
Ansteuersignals und/oder Pulssignals sowie unterschiedliche Beziehungen
der unterschiedlichen Ansteuersignale und/oder Pulssignale zueinander
einstellen. Dies führt
dazu, dass die HF-Leistungseinspeisung
in den Plasmaprozess gezielt eingestellt und variiert werden kann.
Somit ist es möglich,
eine geeignete Kombination von Ansteuersignalen und/oder Pulssignalen
für unterschiedliche
HF-Leistungsgeneratoren
zu erzeugen, so dass es wiederum möglich ist, das Plasma auch
bei einer großflächigen Beschichtung
oder bei großflächigen Ätzprozessen
zu homogenisieren. Im Sinne dieser Erfindung wird unter Hochfrequenz
eine Frequenz im Bereich 10 kHz–300
MHz verstanden.
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Bei
einer bevorzugten Verfahrensvariante wird eine Phasen- und/oder
Frequenzbeziehung der Ansteuersignale zueinander eingestellt. Hierbei
sind verschiedene Szenarien, je nach Anwendungsbereich, denkbar.
Beispielsweise können
die Ansteuersignale mit derselben Frequenz erzeugt werden, jedoch
jeweils einen Phasenversatz zueinander aufweisen. Dadurch kann beispielsweise
die Spannungsdifferenz zwischen zwei Elektroden eingestellt werden.
Dies hat Einfluss auf die Impedanz der HF-Leistungsgeneratoren am Ausgang, die
Ausgangsleistung für
eine vorgegebene DC-Spannung, das Arc-Verhalten und die Ionenenergie
in Plasma.
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Weiterhin
ist es denkbar, dass zumindest zwei Ansteuersignale und/oder Pulssignale
unterschiedliche Frequenzen aufweisen. Dabei können die Frequenzen beliebig
gewählt
werden oder in einer bestimmten mathematischen Beziehung zueinander
stehen. Beispielsweise können
die Frequenzen als Vielfache einer Grundfrequenz gewählt werden.
Es ist also eine Synchronisation der Ansteuersignale möglich.
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Die
Einstellung der Ansteuersignale und/oder der Pulssignale kann vorzugsweise über mindestens
eine digitale Schnittstelle der HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung
erfolgen. Dabei kann vorgesehen sein, dass mehrere Funktionsgeneratoren
durch eine einzige Schnittstelle beeinflussbar sind. Es versteht
sich, dass auch für jeden
Funktionsgenerator eine Schnittstelle vorgesehen sein kann.
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Vorteilhafterweise
erfolgt die Einstellung der Ansteuersignale und/oder der Pulssignale über einen programmierbaren
Logikbaustein, insbesondere einen FPGA oder Prozessor.
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Wenn
die Frequenzen der Ansteuersignale als ganzzahlige Vielfache einer
festen Frequenz im Bereich 1–6
MHz, insbesondere als ganzzahlige Vielfache von 3,39 MHz gewählt werden,
kann das Verfahren besonders vorteilhaft bei Ätzprozessen eingesetzt werden.
Durch eine Multiplikation der Frequenz von 3,39 MHz mit dem Faktor
4 gelangt man zu der besonders bevorzugten ISM (Industrial, Scientific, and
Medical)-Frequenz von 13,56 MHz und durch eine Multiplikation mit
dem Faktor 8 zu der ISM-Frequenz
von 27,12 MHz. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es dabei insbesondere
möglich,
ein Ansteuersignal bei einer ISM-Frequenz und ein anderes Ansteuersignal
bei einem anderen Vielfachen der Frequenz 3,39 MHz zu erzeugen.
Vorteilhafterweise ist die Taktfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches
der besonders bevorzugten ISM-Frequenz 13,56 MHz, so können die
besonders bevorzugten ISM-Frequenzen besonders einfach eingestellt
werden.
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Vorteilhafterweise
werden die digitalen Frequenzgeneratoren durch eine gemeinsame Taktfrequenz
angesteuert. Durch diese Maßnahme
lässt sich
die Frequenz und Phasenbeziehung zweier Ansteuersignale zueinander
besonders einfach einstellen. Weiterhin ist es denkbar, dass auch
ein Prozessor, der die Funktionsgeneratoren ansteuert ebenfalls
mit der gemeinsamen Taktfrequenz versorgt wird, so dass sichergestellt
ist, dass Daten von dem Prozessor in den Funktionsgeneratoren synchron übernommen
werden.
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In
den Rahmen der Erfindung fallen außerdem eine HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 18 und eine HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung
mit den Merkmalen des Anspruchs 19. Dadurch kann die Homogenität eines
Plasmas nahezu beliebig eingestellt werden.
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Ein
hoher Integrationsgrad ergibt sich, wenn die Pulssignalerzeugungsanordnung(en)
in der Ansteuereinrichtung angeordnet sind.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform kann
vorgesehen sein, dass die Ansteuersignalerzeugungsanordnungen und/oder
die Pulssignalerzeugungsanordnungen jeweils einen insbesondere digitalen
Funktionsgenerator, insbesondere Sinusgenerator, aufweisen. Mit
einer derartigen Anordnung wird eine vielfältige Erzeugung von Ansteuersignalen möglich. Insbesondere
können
Phasenlage und Frequenz jedes einzelnen Signals frei eingestellt
werden. Somit ergeben sich viele Möglichkeiten, die HF-Leistungsgeneratoren
und damit den Plasmaprozess zu beeinflussen. Besonders bevorzugt
ist der AD9959 von Analog Devices, in dem gleich vier digitale Funktionsgeneratoren
integriert sind.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn der Funktionsgenerator als DDS (Direct Digital
Synthesizer) ausgebildet ist. Mit einem DDS kann insbesondere ein
stufenförmiges
Sinussignal erzeugt werden. Die Phasenlage kann dabei im Wesentlichen
frei eingestellt werden. Die Frequenz kann je nach Leistungsfähigkeit
des DDS in einem weiten Bereich ebenfalls eingestellt werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Ansteuersignalerzeugungsanordnungen
und/oder die Pulssignalerzeugungsanordnungen eine dem digitalen
Funktionsgenerator nachgeschaltete Filtereinrichtung aufweisen.
Das Ausgangssignal des digitalen Funktionsgenerators kann stufenförmig sein, insbesondere
eine stufenförmige
Sinusform aufweisen. Wird dieses Signal an eine Filtereinrichtung
gegeben, so kann die Kurve dadurch geglättet werden, so dass ein analoges
Sinussignal entsteht. Mit einem solchen Sinussignal können bestimmte
HF-Leistungsgeneratoren angesteuert werden.
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Um
ein Ansteuersignal für
neuere HF-Leistungsgeneratoren oder ein Pulssignal zu erzeugen, ist
es vorteilhaft, wenn die Ansteuersignalerzeugungsanordnungen und/oder
die Pulssignalerzeugungsanordnungen einen das jeweilige Ansteuersignal
oder das Pulssignal erzeugenden Komparator aufweisen. Durch einen
Komparator kann beispielsweise aus einem geglätteten Sinussignal ein Rechtecksignal
gewonnen werden, mit dem der HF-Leistungsgenerator angesteuert werden
kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Funktionsgenerator selbst
einen Komparator aufweist, so dass das digitalisierte Sinussignal
zunächst
auf eine Filtereinrichtung gegeben wird, wo es geglättet wird,
und das dort erhaltene Signal wieder an den Funktionsgenerator übergeben
wird, wo es dem Komparator des Funktionsgenerators zugeführt wird.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn ein Prozessor zur Ansteuerung der Ansteuersignal- und/oder
Pulssignalerzeugungsanordnungen vorgesehen ist. Dadurch besteht
die Möglichkeit,
die Funktionsgeneratoren der Signalgeneratoranordnungen gezielt
zu programmieren. Der Prozessor kann über eine oder mehrere Schnittstellen
steuerbar und/oder programmierbar sein. Ein Prozessor (derselbe
oder ein anderer) kann auch Bestandteil der Pulssignalerzeugungsanordnungen
sein, indem er die Pulssignale erzeugt.
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Eine
Synchronisation wird möglich,
wenn ein Oszillator zur Erzeugung eines Taktsignals vorgesehen ist,
der mit den Signalerzeugungsanordnungen und/oder dem Prozessor verbunden
ist.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann zumindest
eine Schnittstelle, insbesondere eine digitale Schnittstelle und/oder
Benutzerschnittstelle (Bedienpanel), vorgesehen sein. Dadurch ist
es möglich,
insbesondere über
den Prozessor, auf die Funktionsgeneratoren zuzugreifen. So kann
beispielsweise die Frequenz oder die Phase in einem vorgegebenen
Bereich durch einen Benutzer geändert
werden. Mithilfe solcher Schnittstellen ist es außerdem möglich, eine
automatische Regelung der Ansteuersignale und/oder der Pulssignale, insbesondere
der Frequenzen und Phasenlagen der Signale, durchzuführen. Es
kann vorgesehen sein, dass mindestens zwei Signalgeneratoranordnungen von
einer Schnittstelle steuerbar sind. Dabei sind jeweils beide Signalgeneratoranordnungen
steuerbar und können
sowohl in Frequenz als auch in Phase jeweils unabhängig oder
abhängig
voneinander eingestellt werden.
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Die
HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung kann weiterhin oder alternativ
zu dem Prozessor einen programmierbaren digitalen Logikbaustein, insbesondere
einen FPGA, aufweisen, der an die Schnittstelle(n) und/oder an die
Signalgeneratoranordnungen angeschlossen ist, wobei der digitale
Logikbaustein als Prozessor ausgebildet sein kann. Insbesondere
können
ihm zumindest ein Pulssignal und zumindest ein Ansteuersignal zugeführt sein.
In diesem Fall kann der Logikbaustein die Signale synchronisieren.
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Eine
HF-Plasmaanregungsanordnung kann wenigstens zwei HF-Leistungsgeneratoren,
die durch eine oben beschriebene HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung
angesteuert sind, umfassen. Dabei können HF-Plasmaanregungsanordnungen solche
sein, wie sie beispielsweise in der FPD-Herstellung bei Frequenzen
von 3,39 MHz und deren Vielfachen eingesetzt werden. Außerdem können solche
HF-Plasmaanregungsanordnungen
auch Beschichtungsanlagen im Bereich von 10 kHz bis 1 MHz sein,
in denen mehrere Elektrodenpaare in unmittelbarer Nähe angeordnet
sind und in denen die Ausgangssignale benachbarter Generatoren synchronisiert
werden und deren Phasenlage gegeneinander eingestellt wird.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche
Einzelheiten zeigen, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale
können
je einzeln für
sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante
der Erfindung verwirklicht sein.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und
werden nachfolgend mit Bezug zu den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer HF-Plasmaanregungsanordnung;
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2a eine erste Ausführungsform einer HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung;
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2b eine
zweite Ausführungsform
einer HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung;
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2c eine
dritte Ausführungsform
einer HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung;
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3 eine
Darstellung von Signalverläufen an
den Stellen A, B, C der 2;
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4a–4c beispielhaft
mehrere mögliche
Kombinationen von Ansteuersignalen;
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5a–5d beispielshaft
mehrere Pulssignale;
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6a, 6b Signalverläufe gepulster HF-Signale;
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7a, 7b Diagramme
zur Darstellung eines mit einem Pulssignal synchronisierten Ansteuersignals
und eines zu einem Pulssignal asynchronen Ansteuersignals.
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Die 1 zeigt
eine HF-Plasmaanregungsanordnung 1, die eine noch näher zu beschreibende HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung 2 aufweist,
die im Ausführungsbeispiel
zwei Ansteuersignale C, D und zwei Pulssignale E, F für einen
ersten und einen zweiten HF-Leistungsgenerator 3, 4 generiert.
Unter Verwendung dieser Signale erzeugen die HF-Leistungsgeneratoren 3, 4 an
ihren Ausgängen gepulste
HF-Leistungssignale G, H, wie sie beispielsweise in den 6a, 6b dargestellt
sind.
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Die
Pulssignale E, F können
mit den Ansteuersignalen C, D synchronisiert sein, was in 7a gezeigt
ist. Dies bedeutet, dass die Phasenlage der Grundfrequenz (Ansteuersignal)
in Bezug auf die Phasenlage des Pulssignals fest eingestellt ist.
Die Phasenbeziehung bleibt also gleich.
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7b zeigt
den anderen möglichen
Fall, wo das Ansteuersignal C und das Pulssignal E asynchron sind,
d. h. die Phasenbeziehung ändert
sich.
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Die
gepulsten HF-Leistungssignale G, H werden über ein Anpassungsnetzwerk 5, 6 Elektroden 32, 33 einer
Plasmakammer 7 zugeführt.
In dieser wird durch Einspeisen von HF-Leistung über die zwei HF-Leistungsgeneratoren 3, 4 ein
Plasmaprozess durchgeführt.
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In
der 2a ist die HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung 2 dargestellt.
Diese umfasst im Ausführungsbeispiel
zwei Ansteuersignalgeneratoranordnungen 10, 11 zur
Erzeugung der Ansteuersignale. Über
einen Prozessor 12 wird den Ansteuersignalgeneratoranordnungen 10, 11 vorgegeben, welche
Art von Ansteuersignal erzeugt werden soll. Insbesondere werden
die Frequenz und Phase des Ansteuersignals vorgegeben. Aufgrund
dieser Vorgabe wird in digitalen Funktionsgeneratoren 13, 14 ein Signal
erzeugt, wie dies beispielsweise durch das Signal A (3,
das Signal A entspricht dem Signal an der Stelle A der 2) dargestellt ist. Da das Signal A digital
erzeugt wird, ist es stufenförmig.
Dieses Signal wird einer Filtereinrichtung 15 beziehungsweise 16 zugeführt, wo
eine Glättung
erfolgt, so dass beispielsweise ein sinusförmiges Signal B erzeugt wird. Dieses
kann nun wiederum einem Komparator 17, 18 zugeführt werden,
der daraus ein Rechtecksignal gemäß Signal C erzeugt.
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Die
HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung 2 umfasst im Ausführungsbeispiel
weiterhin zwei Pulssignalgeneratoranordnungen 21, 22 zur
Erzeugung von Pulssignalen. Über
einen Prozessor 12 wird den Pulssignalgeneratoranordnungen 21, 22 vorgegeben,
welche Art von Pulssignal erzeugt werden soll. Insbesondere werden
die Frequenz und Phase des Pulssignals vorgegeben. Aufgrund dieser Vorgabe
wird in digitalen Funktionsgeneratoren 23, 24 ein
Signal erzeugt. Dieses Signal wird einer Filtereinrichtung 25 beziehungsweise 26 zugeführt, wo eine
Glättung
erfolgt, so dass beispielsweise ein sinusförmiges Signal erzeugt wird.
Dieses kann nun wiederum einem Komparator 27, 28 zugeführt werden,
der daraus ein Rechtecksignal erzeugt.
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Die
HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtung 2 umfasst weiterhin
einen Oszillator 19, der einen gemeinsamen Takt vorgibt.
Insbesondere liefert der Oszillator 19 seinen Takt an die
digitalen Funktionsgeneratoren 13, 14, 23, 24 die
im Ausführungsbeispiel
als so genannte DDS ausgeführt
sind, und an den Prozessor 12. Um die Erzeugung der Ansteuersignale
und Pulssignale beeinflussen zu können, können Schnittstellen 20 vorgesehen
sein, von denen in der 2 nur eine
dargestellt ist. Beispielsweise kann einem Benutzer dadurch die
Möglichkeit
gegeben werden, die Phasenlage und/oder die Frequenz der Ansteuersignale
und der Pulssignale einzustellen beziehungsweise zu verstellen.
Im Prozessor 12 kann dabei beispielsweise ein über die Schnittstelle 20 eingegebenes
Signal im Bereich zwischen 0–5
V auf eine Phase im Bereich zwischen 0–360° abgebildet werden. Es ist jedoch
auch denkbar, dass ein vorgegebener Spannungsbereich auf eine Frequenz
im Bereich 10 kHz–300
MHz oder auf einen Bereich von Multiplikatoren, mit denen eine Grundfrequenz
von zum Beispiel 3,39 MHz multipliziert wird, abgebildet wird. Alternativ
kann ein vorgegebener Spannungsbereich auf ganzzahlige Teiler abgebildet
werden, mit denen eine vorgegebene Grundfrequenz von beispielsweise
27,12 MHZ dividiert wird.
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In
der 2b sind im Unterschied zur 2a keine
separaten Pulssignalgeneratoranordnungen vorgesehen. Die Funktion
einer Pulssignalgeneratoranordnung übernimmt der Prozessor 12 (Mikroprozessor),
der unmittelbar die Pulssignale E, F generiert.
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In
der Ausführungsform
der 2c ist weiterhin ein als FPGA ausgebildeter programmierbarer Logikbaustein 40 vorgesehen,
dem die von dem Prozessor 12 erzeugten Pulssignale ebenso
zugeführt sind
wie die Ansteuersignale C, D. Durch den Logikbaustein 40 werden
die Pulssignale mit den Ansteuersignalen C, D synchronisiert, so
dass synchronisierte Pulssignale E, F am Ausgang des Logikbausteins 40 anliegen.
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In
den 4a–4c sind
unterschiedliche Verläufe
für Ansteuersignale
C, D gezeigt. In der 4a sind die Signale C, D miteinander
synchronisiert, wobei das Ansteuersignal C im Vergleich zum Ansteuersignal
D die doppelte Frequenz aufweist.
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In
der 4b haben die Signale C, D dieselbe Frequenzbeziehung,
d. h. Signal C hat die doppelte Frequenz des Signals D, jedoch ist
das Signal D gegenüber
den Signal C phasenverschoben.
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In
der 4c haben die Signale C, D unterschiedliche Frequenzen
und keine bestimmte Phasenbeziehung. Insbesondere hat das Signal
D eine Frequenz, die von der des Signals C abweicht. Keines der
Signale C, D ist ein ganzzahliges Vielfaches des jeweils anderen
Signals C, D.
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In
den 5a–5d sind
beispielhaft Pulssignale E, F gezeigt, wie sie an den Stellen E,
F der 2 anliegen. Hier ist anzumerken,
dass sich die Pulssignale E, F der 5a, 5b überlappen, während zwischen
der fallenden Flanke des Signals E der 5c und
der steigenden Flanke des Signals F der 5d eine
Pause liegt, so dass sich diese Signale nicht überlappen.
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Die
Erfindung wurde anhand von zwei HF-Leistungsgeneratoren und zwei
Ansteuersignalen C, D sowie zwei Pulssignalen E, F erläutert. Er versteht
sich, dass HF-Leistungsgeneratoransteuereinrichtungen 2 mit
mehr als zwei Ansteuersignalerzeugungsanordnungen 10, 11 und
mehr als zwei Pulssignalerzeugungsanordnungen 21, 22 ausgestattet
werden können,
um entsprechend mehr Ansteuersignale C, D und Pulssignale E, F zu
erzeugen, die bezüglich
Frequenz und Phase in unterschiedlichen Beziehungen zueinander stehen
können.