DE102013110883B3

DE102013110883B3 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess

Info

Publication number: DE102013110883B3
Application number: DE102013110883.0A
Authority: DE
Inventors: Daniel Leypold; Ulrich Richter; Fabian Wunn
Original assignee: Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Current assignee: Trumpf Huettinger GmbH and Co KG
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2015-01-15
Anticipated expiration: 2033-10-02
Also published as: CN105637611B; WO2015049213A1; US20160217975A1; KR20160064171A; TWI646867B; KR101946126B1; CN105637611A; TW201517697A; JP2016540340A; JP6328234B2; US10181392B2

Abstract

Überwachungsvorrichtung (7) zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess, insbesondere zwischen Elektroden (11, 12) einer Kathodenzerstäubungsanordnung (13), dem ein Leistungsgenerator (14) mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal (19) des Leistungsgenerators Leistung zuführt, wobei die Überwachungsvorrichtung (7) aufweist: a. eine Signalerfassungsvorrichtung (8) zum Erfassen zumindest eines ersten Signalverlaufs (2) zumindest eines Plasmaversorgungssignals (19) innerhalb zumindest eines ersten Zeitintervalls innerhalb zumindest einer Periode des Plasmaversorgungssignals (19), b. eine Signalerfassungsvorrichtung (8) zum Erfassen zumindest eines zweiten Signalverlaufs (6) zumindest eines Plasmaversorgungssignals (19) innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls, das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in zumindest einer weiteren Periode des Plasmaversorgungssignals (19) liegt, und c. eine Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung (17) ausgelegt zur Generierung eines Erkennungssignals (5) bei Abweichung des zweiten Signalverlaufs um mindestens einen Abstand vom ersten Signalverlauf, wobei die Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung eine Abstandsermittlungsvorrichtung aufweist, die ausgelegt ist, den Abstand mittels Zusammenführen einer Mindestzeitdifferenz (22) und Mindestsignalamplitudendifferenz (21) zu ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess, insbesondere zwischen Elektroden einer Kathodenzerstäubungsanordnung, dem von einem Leistungsgenerator mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal des Leistungsgenerators Leistung zugeführt wird.
Die Beschichtung von Substraten, z.B. von Glasflächen mittels Kathodenzerstäuben (Sputtern) in Plasmaprozessen, und zwar sowohl reaktiv als auch konventionell, ist z. B. aus der Architekturglasbeschichtung bekannt. Dazu wird mit einer Strom- oder Spannungsquelle ein Plasma erzeugt, das von einem Target Material abträgt, welches sich auf dem Substrat, z.B. der Glasscheibe, ablagert. Vor der Ablagerung können sich die Atome je nach gewünschter Beschichtung in einem reaktiven Prozess noch mit Gasatomen oder -molekülen verbinden.
Insbesondere bei reaktiven Prozessen werden häufig Mittelfrequenzgeneratoren (MF-Generatoren) eingesetzt, die üblicherweise bei einer Frequenz von 10–500 kHz arbeiten. Bekannt sind auch gepulste Generatoren, insbesondere bipolar gepulste Generatoren. All diese Generatoren werden mit dem Begriff Leistungsgenerator mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal des Leistungsgenerators zur Leistungszufuhr zusammengefasst. Die Ausgangsspannung dieser Generatoren wird häufig an zwei Elektroden in einer Plasmaprozesskammer geführt, die wechselseitig als Kathode und Anode arbeiten und die beide mit je einem Target verbunden sind. Es gibt sogenannte frei schwingende Generatoren oder Generatoren, die mit einer gesteuerten Frequenz arbeiten. Insbesondere bei reaktiven Prozessen kommt es auch bei diesen Generatoren zu Überschlägen, die oft mit der nächsten Spannungsumkehr oder zumindest nach wenigen Perioden von selbst verlöschen, zu sogenannten Mikro-Arcs. Es können aber auch energiereichere und länger andauernde Überschläge, sogenannte Arcs auftreten. Es ist wichtig, solche Arcs sicher, zuverlässig und schnell zu erkennen. Häufig werden Arcs erkannt durch Überprüfen der Ausgangsspannung auf einen Spannungseinbruch oder durch Überprüfen des Ausgangsstroms auf einen Stromanstieg. Alternativ kann ein Arc an der Differenz zwischen den Strömen zu den einzelnen Elektroden erkannt werden. Ein Grenzwert für die Erkennung von Arcs kann vom Betreiber eingestellt werden. Problematisch ist, dass sich bei sich periodisch veränderndem Ausgangssignal des Leistungsgenerators kein fester Wert für einen Spannungseinbruch oder Stromanstieg festlegen lässt, da sich Strom und Spannung prinzipbedingt ständig ändern sollen. Für die Erkennung wurden in der Vergangenheit unterschiedliche Methoden entwickelt. Bei einer Methode wird der Effektivwert von Strom und Spannung ermittelt. Da eine solche Ermittlung über mehrere Perioden erfolgen muss, ist diese Art der Erkennung eines Arcs in der Regel deutlich zu langsam und liegt häufig im Bereich einiger hundert Millisekunden.
Bei der Verwendung der Generatoren im Halbleiterfertigungsprozess, insbesondere in der Flat-Panel-Display(FPD)-Herstellung, werden aber erhöhte Anforderungen an die Generatoren gestellt. Hier sollen Arcs innerhalb weniger Mikrosekunden oder sogar unterhalb einer Mikrosekunde erkannt werden.
In US 4 694 402 A wird eine Erkennungsvorrichtung zur Erkennung von Störungen in elektromagnetischen Wechselstromwellenformen beschrieben. Die Erkennungsvorrichtung weist einen Analog-Digital-Converter auf, der die Wellenform digitalisiert und mehrere Wellenformen digital speichert. Die Erkennungsvorrichtung erkennt Störungen durch Vergleich von einer Wellenform mit einer gespeicherten korrespondierenden Wellenform. Dabei werden die Amplituden der Signale miteinander verglichen.
In EP 1 801 946 A1 wird ein Verfahren zur Arcerkennung beschrieben, bei dem Zeitintervalle bestimmt werden, innerhalb derer ein Auswertesignal Referenzwerte über- bzw. unterschreitet. Dieser Schritt wird bei einer folgenden Halbwelle der gleichen Polarität wiederholt. Ein Arc wird erkannt, wenn sich jeweils entsprechende Zeitintervalle um mehr als eine vorgegebene Toleranz unterscheiden. Bei diesem Verfahren müssen für eine zuverlässige Erkennung von Arcs mehrere Referenzwerte vorgesehen werden und für jeden Referenzwert mehrere Toleranzen eingestellt werden, was aufwändig ist. Auch bei einer sehr hohen Anzahl von Referenzwerten und sehr gut eingestellten Toleranzen kann dieses Verfahren zu fälschlicherweise erkannten Arcs führen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess bereitzustellen, die schneller und zuverlässiger arbeitet und einfach einzurichten ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und weiterer nebengeordneter Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Vorgesehen ist eine Überwachungsvorrichtung zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess, insbesondere zwischen Elektroden einer Kathodenzerstäubungsanordnung, dem ein Leistungsgenerator mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal Leistung zuführt, wobei die Überwachungsvorrichtung aufweist:

a. eine Signalerfassungsvorrichtung zum Erfassen zumindest eines ersten Signalverlaufs zumindest eines Plasmaversorgungssignals innerhalb zumindest eines ersten Zeitintervalls innerhalb zumindest einer Periode des Plasmaversorgungssignals,
b. eine Signalerfassungsvorrichtung zum Erfassen zumindest eines zweiten Signalverlaufs zumindest eines Plasmaversorgungssignals innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls, das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in zumindest einer weiteren Periode des Plasmaversorgungssignals liegt, und
c. eine Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung ausgelegt zur Generierung eines Erkennungssignals bei Abweichung des zweiten Signalverlaufs um mindestens einen Abstand vom ersten Signalverlauf, wobei die Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung eine Abstandsermittlungsvorrichtung aufweist, die ausgelegt ist, den Abstand mittels Zusammenführen einer Mindestzeitdifferenz und Mindestsignalamplitudendifferenz zu ermitteln.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst, wenn die oben genannte Vorrichtung eine Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung aufweist, die ausgelegt ist zur Ermittlung einer Schwellwertkurve aus dem ersten Signalverlauf mittels einer Schwellwertkurvenermittlungsvorrichtung und zur Generierung eines Erkennungssignals beim Erreichen der Schwellwertkurve durch den zweiten Signalverlauf, wobei die Schwellwertkurvenermittlungsvorrichtung ausgelegt ist, zur Ermittlung der Schwellwertkurve sowohl eine Mindestzeitdifferenz als auch eine Mindestsignalamplitudendifferenz zum ersten Signalverlauf hinzuzufügen.
Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Verfahren der oben genannten Art umfassend die Verfahrensschritte:

a. Erfassen zumindest eines ersten Signalverlaufs zumindest eines Plasmaversorgungssignals innerhalb zumindest eines ersten Zeitintervalls innerhalb zumindest einer Periode des Plasmaversorgungssignals,
b. Erfassen zumindest eines zweiten Signalverlaufs zumindest eines Plasmaversorgungssignals innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls, das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in zumindest einer weiteren Periode des Plasmaversorgungssignals liegt,
c. Generierung eines Erkennungssignals, wenn der zweite Signalverlauf um mindestens einen Abstand vom ersten Signalverlauf abweicht,

Dabei kann der Abstand zu jedem Zeitpunkt des zweiten und/oder des ersten Signalverlaufs eine Mindestzeitdifferenz und eine Mindestsignalamplitudendifferenz aufweisen.
Der vorgebbare Abstand kann ermittelt werden, indem eine Mindestzeitdifferenz und eine Mindestsignalamplitudendifferenz vorgesehen werden, insbesondere indem eine Mindestzeitdifferenz und eine Mindestsignalamplitudendifferenz zum ersten Signalverlauf hinzugefügt werden.
Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren der oben genannten Art umfassend die Verfahrensschritte:

a. Erfassen zumindest eines ersten Signalverlaufs zumindest eines Plasmaversorgungssignals innerhalb zumindest eines ersten Zeitintervalls innerhalb zumindest einer Periode des Plasmaversorgungssignals,
b. Erfassen zumindest eines zweiten Signalverlaufs zumindest eines Plasmaversorgungssignals innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls, das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in zumindest einer weiteren Periode des Plasmaversorgungssignals liegt,
c. Ermittlung einer Schwellwertkurve aus dem ersten Signalverlauf,
d. Generierung eines Erkennungssignals, wenn der zweite Signalverlauf die Schwellwertkurve erreicht,

Insbesondere Arcs können auf diese Weise sehr zuverlässig und sehr schnell erkannt werden.
Der Abstand kann ein vorgebbarer Abstand sein. Insbesondere kann die Überwachungsvorrichtung eine Eingabeschnittstelle aufweisen zur Vorgabe der Mindestzeitdifferenz und der Mindestsignalamplitudendifferenz.
Alternativ oder zusätzlich kann die Überwachungsvorrichtung eine Eingabeschnittstelle aufweisen zur Vorgabe eines Betrags zur Ermittlung eines gleichbleibenden Minimalabstands. Dieser Betrag kann beispielsweise die Summe aus Mindestzeitdifferenz im Quadrat und Mindestsignalamplitudendifferenz im Quadrat betragen. Insbesondere kann sich der Betrag berechnen, indem auch noch die Quadratwurzel aus der Summe gebildet wird. Der fließende Abstand kann dann mittels dieses Betrages und einer Rechenvorschrift ermittelt werden. Die Rechenvorschrift könnte lauten: Ermittle zu einem Punkt der ersten Signalkurve die Steigung und bilde den Betrag senkrecht zu dieser Steigung ab und ermittle so einen Abstand bzw. einen Punkt der Schwellwertkurve. Alternativ könnte die Rechenvorschrift lauten: Ermittle zu einem Punkt der zweiten Signalkurve die Steigung und bilde den Betrag senkrecht zu dieser Steigung ab und ermittle so einen Abstand. Wiederhole die Rechenvorschrift für jeden gewählten weiteren Punkt.
Die Überwachungsvorrichtung kann voreingestellte Werte für die Mindestzeitdifferenz und/oder die Mindestsignalamplitudendifferenz und/oder den Betrag aufweisen und insbesondere für unterschiedliche Plasmaprozessschritte voreingestellte Werte für die Mindestzeitdifferenz und/oder die Mindestsignalamplitudendifferenz aufweisen.
Die Überwachungsvorrichtung kann auch eine automatische Nachführung der Mindestzeitdifferenz und/oder der Mindestsignalamplitudendifferenz und/oder des Betrags abhängig von der Anzahl erkannter Plasmazustände aufweisen. Der Abstand kann also auch ermittelbar sein.
Das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in einer zweiten Periode des Plasmaversorgungssignals liegende zweite Zeitintervall kann die gleiche Phasenlage wie das erste Zeitintervall aufweisen. Es kann bei einem Wechselsignal mit positivem und negativem Anteil den gleichen zeitlichen Abstand zum Nulldurchgang aufweisen.
Der Abstand kann ermittelt werden, indem der minimale Abstand vom ersten Signalverlauf in Zeitrichtung die Mindestzeitdifferenz aufweist und der minimale Abstand vom ersten Signalverlauf in Signalamplitudenrichtung die Mindestsignalamplitudendifferenz aufweist.
Die Ermittlung der Schwellwertkurve kann erfolgen, indem eine Berechnung aus erstem Signalverlauf, Mindestzeitdifferenz und Mindestsignalamplitudendifferenz dergestalt durchgeführt wird, dass die Schwellwertkurve als minimalen Abstand vom ersten Signalverlauf in Zeitrichtung die Mindestzeitdifferenz aufweist und als minimalen Abstand vom ersten Signalverlauf in Signalamplitudenrichtung die Mindestsignalamplitudendifferenz aufweist.
Die Ermittlung des Abstands oder der Schwellwertkurve kann erfolgen indem eine Berechnung aus erstem Signalverlauf, Mindestzeitdifferenz und Mindestsignalamplitudendifferenz dergestalt durchgeführt wird, dass der Abstand in Zeitrichtung mindestens die Mindestzeitdifferenz beträgt und der Abstand in Signalamplitudenrichtung mindestens die Mindestsignalamplitudendifferenz beträgt.
Die Ermittlung des Abstands bzw. der Schwellwertkurve kann durch Addition und/oder Subtraktion der Mindestzeitdifferenz und der Mindestsignalamplitudendifferenz zu oder von dem ersten Signalverlauf erfolgen. Dabei kann die Addition bzw. die Subtraktion vektoriell erfolgen. Das soll bedeuten: die Mindestzeitdifferenz wird in Zeitrichtung und die Mindestsignalamplitudendifferenz wird in Signalamplitudenrichtung addiert bzw. subtrahiert. Addition bzw. Subtraktion kann jeweils angepasst an steigende oder fallende Flanke bzw. positive oder negative Abschnitte des Signalverlaufs erfolgen. Das Verfahren und die Vorrichtung stellen sicher, dass der Abstand zum ersten Signalverlauf in jedem Punkt des ersten Signalverlaufs einen Minimalabstand aufweist, unabhängig davon, wie steil oder flach das Plasmaversorgungssignal verläuft.
Anschaulich befindet sich in einer Grafik, in der ein erfasster Signalverlauf des Plasmaversorgungssignals über die Zeit aufgetragen wird, zwischen erstem Signalverlauf und Schwellwertkurve der ‚Abstand‘. Dieser Abstand weist während des Signalverlaufs in Zeitrichtung als Mindestbreite die Mindestzeitdifferenz auf. Dieser Abstand weist aber gleichzeitig auch während des Signalverlaufs in Signalamplitudenrichtung als Mindesthöhe die Mindestsignalamplitudendifferenz auf. Dieser Abstand kann auch der Betrag sein. Anschaulich wird dann in jedem Punkt des ersten oder zweiten Signalverlaufs ein gleichgroßer Kreis mit Mittelpunkt im Punkt des ersten bzw. zweiten Signalverlaufs gezeichnet. Der Radius des Kreises entspricht dann dem Betrag.
Allgemein gilt für die Erfindung, dass der zu ermittelnde Abstand in Zeitrichtung größer sein kann als die Mindestzeitdifferenz aber nicht kleiner. Genauso kann der zu ermittelnde Abstand in Signalamplitudenrichtung größer sein als die Mindestsignalamplitudendifferenz aber nicht kleiner.
Das Erkennungssignal kann einen beliebigen Zustand oder Fehler im Plasmaprozess anzeigen. Insbesondere kann es ein Arcerkennungssignal sein.
Die Erfassung des ersten Signalverlaufs kann durch Erfassen zumindest eines Plasmaversorgungssignals innerhalb eines ersten Zeitintervalls innerhalb genau einer Periode des Plasmaversorgungssignals erfolgen. Dann ist die Erfassung besonders einfach.
Das Erfassen des ersten Signalverlaufs kann auch durch Erfassen zumindest eines Plasmaversorgungssignals innerhalb mehrerer Zeitintervalle innerhalb mehrerer Perioden des Plasmaversorgungssignals erfolgen. Dann kann der erste Signalverlauf beispielsweise einen mittleren Verlauf über die Zeitintervalle darstellen. So können Störungen bei der Erfassung des ersten Signalverlaufs vermindert werden. Der erste Signalverlauf kann beispielsweise auch einen maximalen oder einen minimalen Verlauf über die Zeitintervalle darstellen. So kann die Empfindlichkeit der Überwachung beeinflusst werden. Das gleiche gilt für die Erfassung des zweiten Signalverlaufs.
Die weitere(n) Periode(n) zur Erfassung des zweiten Signalverlaufs müssen nicht, können aber unmittelbar auf die erste(n) Periode(n) folgen. Dann ist die Überwachung sehr schnell.
Das Plasmaversorgungssignal kann ein Signal sein, das in Beziehung steht zu einer Plasmaversorgungsspannung, zu einem Plasmaversorgungsstrom, zu einer Plasmaversorgungsimpedanz, zu einer Plasmaversorgungsleistung, zu einer vom Plasma reflektierten Leistung oder zu einer anderen Größe, die mit der Plasmaversorgung in Zusammenhang steht. Es kann auch eine Kombination aus mehreren dieser Größen darstellen. Es können auch mehrere Plasmaversorgungssignale erfasst werden und zu einem Signalverlauf kombiniert werden. Insbesondere kann aber mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung das Plasmaversorgungssignal ein einziges Signal sein, insbesondere ein Signal, das in Beziehung steht zu einer Plasmaversorgungsspannung, insbesondere die Plasmaversorgungsspannung selbst.
Die Erfassung des ersten Signalverlaufs kann auch durch Erfassen zumindest eines Plasmaversorgungssignals innerhalb mehrerer ersten Zeitintervalle innerhalb einer Periode des Plasmaversorgungssignals erfolgen. So kann beispielsweise eine Periode in mehrere Zeitintervalle aufgeteilt werden, die jeweils einzeln überwacht werden. Für jedes Zeitintervall kann individuell ermittelt oder vorgegeben werden, ob die Ermittlung des Abstands durch Mindestzeitdifferenz, durch Mindestsignalamplitudendifferenz oder durch Zusammenführen der Mindestzeitdifferenz und der Mindestsignalamplitudendifferenz erfolgt. Das gleiche gilt für die Erfassung des zweiten Signalverlaufs.
Die Signalerfassungsvorrichtung zum Erfassen des zumindest zweiten Signalverlaufs kann die gleiche insbesondere dieselbe Signalerfassungsvorrichtung zum Erfassen des zumindest ersten Signalverlaufs sein. Eine Vorrichtung oder ein Verfahren der beschriebenen Art hat den Vorteil, dass nur zwei Werte vorgegeben werden müssen, nämlich die Mindestsignalamplitudendifferenz und die Mindestzeitdifferenz, und die Erkennungssignalgenerierung dann über den vollständigen Verlauf des sich periodisch verändernden Ausgangssignals mit hoher Zuverlässigkeit erkannt werden kann. In den Bereichen, in der die Flankensteilheit des sich periodisch verändernden Ausgangssignals hoch ist, wird mit der Mindestzeitdifferenz sichergestellt, dass geringe Schwankungen, die nicht durch einen Fehler, z.B. einen Arc im Plasma, erzeugt werden, nicht zu einer falschen Erkennung, insbesondere Fehlererkennung führen. In den Bereichen, in denen das sich periodisch verändernde Ausgangssignal einen flachen Verlauf einnimmt, wird mit der Mindestsignalamplitudendifferenz sichergestellt, dass geringe Schwankungen, die nicht durch einen Fehler, z.B. einen Arc im Plasma, erzeugt werden, nicht zu einer falschen Erkennung, insbesondere Fehlererkennung führen.
Zur Erfassung der Signalverläufe kann die Spannung zwischen Leistungsgenerator und Plasmaprozess gemessen werden. Üblicherweise laufen zwei Leitungen vom Leistungsgenerator zum Plasmaprozess und verbinden den Plasmaprozess mit dem Leistungsgenerator und Leistung wird dem Plasma über diese Leitungen zugeführt. Je eine dieser Leitungen ist mit je einer Elektrode in der Plasmakammer verbunden. Die Plasmakammer selbst ist üblicherweise an Bezugsmasse angeschlossen. Die beiden Elektroden weisen jeweils einen Spannungsverlauf gegenüber dieser Masse auf. Zur Erfassung der Signalverläufe kann die Spannung zwischen einer Elektrode und Bezugsmasse gemessen werden.
Insbesondere kann an mehreren Elektroden die Spannung gegenüber Bezugsmasse gemessen werden.
Insbesondere kann an jeder Elektrode die Spannung gegenüber Bezugsmasse gemessen werden.
Die Messung der Spannung gegen Bezugsmasse kann mittels eines Widerstands-Spannungsteilers erfolgen.
Der Widerstands-Spannungsteiler kann mit durchschlagfesten Hochspannungs-Schutzimpedanzen ausgeführt sein. Dann wird einer nachfolgenden Spannungsmessvorrichtung sichere Niedrigspannung zur Verfügung gestellt. Insbesondere können mehrere solcher Schutzimpedanzen in Reihe geschaltet werden. Dann wird einer nachfolgenden Spannungsmessvorrichtung sichere Niedrigspannung zur Verfügung gestellt, auch wenn der Hochspannungsschutz einer Schutzimpedanz versagt.
Der Widerstands-Spannungsteiler kann insbesondere zusätzlich kapazitiv abgestimmt sein. Dadurch werden schnelle Spannungsänderungen nicht bedämpft sondern mit geringem Zeitverlust einer Spannungsmessvorrichtung zugeführt. Das erhöht die Geschwindigkeit der Erkennung von Änderungen im Plasma.
Die Messung der Spannung gegen Bezugsmasse kann mittels eines kapazitiven Spannungsteilers erfolgen. Dann kann die Spannungsmessung galvanisch getrennt von der Plasmakammerspannung erfolgen. Auch so kann einer nachfolgenden Spannungsmessvorrichtung sichere Niedrigspannung zur Verfügung gestellt werden.
Zur Erfassung der Signalverläufe kann ein hochauflösender Analog-Digitalwandler (ADC) verwendet werden. Der ADC kann mit einer zeitlichen Auflösung größer gleich 10 Megasample / s, insbesondere größer gleich 40 Megasample / s, besonders bevorzugt mit einer Auflösung größer gleich 80 Megasample / s arbeiten.
Der ADC kann mit einer Amplitudenauflösung größer gleich 8 bit insbesondere größer gleich 10 bit, weiter bevorzugt 12 bit, besonders bevorzugt mit einer Auflösung größer gleich 14 bit arbeiten.
Als ADC kann ein SAR Wandler zum Einsatz kommen, das ist ein Wandler mit Successive Approximation Register. Dann wird die Fehlererkennung besonders schnell.
Die Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung kann in einem programmierbaren Logikbaustein (PLD) untergebracht sein und die Generierung des Erkennungssignals kann in diesem erfolgen. Insbesondere kann die Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung in einem FPGA (Field Programmable Gate Array) untergebracht sein und die Generierung des Erkennungssignals kann in diesem erfolgen. Damit lässt sich der Abstand bzw. die Schwellwertkurve besonders schnell berechnen.
Die vom ADC digitalisierten Daten können mit Hilfe eines Parallelbusses dem PLD oder dem FPGA zugeführt werden. Das kann dann besonders schnell mit relativ niedrigen Übertragungsraten erfolgen.
Die vom ADC digitalisierten Daten können mittels serieller Datenübertragung dem PLD oder dem FPGA zugeführt werden. Das kann zum Beispiel mittels Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung z.B. mit LVDS (Low Voltage Differential Signaling) erfolgen. PLD oder FPGA Bausteine besitzen oftmals einen speziellen Eingang für eine solche serielle Datenschnittstelle. So können die Anzahl von Leitungen reduziert werden und es werden Anschlüsse am PLD bzw. FPGA frei.
Die Ermittlung der Schwellwertkurve kann in den folgenden Schritten erfolgen:

a) Auswahl eines ersten Auswahlpunktes aus dem erfassten ersten Signalverlauf,
b) Ermitteln eines dritten Zeitintervalls das sich erstreckt von einem ersten Zeitpunkt zu einem zweiten Zeitpunkt wobei der erste Zeitpunkt sich errechnet zum Zeitpunkt des Auswahlpunktes abzüglich der Mindestzeitdifferenz und wobei der zweite Zeitpunkt sich errechnet zum Zeitpunkt des Auswahlpunktes zuzüglich der Mindestzeitdifferenz,
c) Ermitteln einer Extremwertamplitude durch Bilden des Minimalwerts des ersten Signalverlaufs innerhalb des dritten Zeitintervalls,
d) Ermitteln des ersten Schwellwertkurvenpunktes durch Subtraktion der Mindestsignalamplitudendifferenz von der Extremwertamplitude und Übertragen des Zeitpunkts des Auswahlpunktes zum Zeitpunkt des Schwellwertkurvenpunktes,
e) Fortführen der Schritte a) bis d) für weitere Auswahlpunkte aus dem erfassten ersten Signalverlauf.

Anstatt der Ermittlung des niedrigsten Wertes kann auch jeweils der höchste Wert ermittelt werden. Anstelle der Subtraktion der Mindestsignalamplitudendifferenz von der Extremwertamplitude kann insbesondere dann eine Addition der Mindestsignalamplitudendifferenz zur Extremwertamplitude erfolgen.
Das macht z. B. Sinn für eine negative Halbwelle. Es macht auch Sinn bei einer positiven Halbwelle, wenn die Überwachung mit einem Signal erfolgen soll, bei der eine Erkennung erfolgen soll, wenn das Signal einen Anstieg erzeugt, wie z. B. bei Überwachung eines Stromverlaufs bei Arcerkennung.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Plasmaleistungsversorgungssystem mit einem Leistungsgenerator, der ausgelegt ist, mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal des Leistungsgenerators einem Plasmaprozess Leistung zuzuführen, wobei das Plasmaleistungsversorgungssystem eine Überwachungsvorrichtung der oben genannten Art aufweist.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Plasmaprozesssystem mit einem Leistungsgenerator, der ausgelegt ist, mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal des Leistungsgenerators einem Plasmaprozess Leistung zuzuführen, wobei das Plasmaprozesssystem eine Überwachungsvorrichtung der oben genannten Art aufweist.
Beim dem sich periodisch verändernden Ausgangssignal des Leistungsgenerators kann es sich um ein Wechselsignal handeln. Insbesondere kann es sich um ein Wechselsignal mit positiver und negativer Halbwelle handeln.
Insbesondere kann es sich bei dem Wechselsignal um ein Wechselsignal mit Stromquellencharakteristik handeln.
Der Leistungsgenerator kann ein freischwingender MF-Generator sein.
Der Leistungsgenerator kann ein bipolar gepulster Generator sein. Insbesondere kann bei solchen Generatoren die Dauer und die Amplitude für die positive und die negative Halbwelle individuell eingestellt werden.
Der Leistungsgenerator kann eine Brückenschaltung zur Erzeugung der Wechselspannung aufweisen.
Der Leistungsgenerator kann ein MF-Generator mit einem Ausgangsschwingkreis sein.
Der Ausgangsschwingkreis kann einen Parallelschwingkreis aufweisen. Der Parallelschwingkreis kann eine Kapazität und eine Induktivität, die beide parallel an den Ausgang der Brückenschaltung angeschlossen sind, aufweisen.
Eine zusätzliche Serienkapazität kann in Reihe zwischen Parallelschwingkreis und Plasmaprozess geschaltet sein.
Der Ausgangsschwingkreis kann einen Serienschwingkreis aufweisen. Der Serienschwingkreis kann eine Kapazität und eine Induktivität, die in Reihe zwischen den Ausgang der Brückenschaltung und Plasmaprozess angeschlossen sind, aufweisen.
Eine zusätzliche Kapazität kann parallel zwischen die beiden Leitungen geschaltet sein, die den Serienschwingkreis und Plasmaprozess verbinden.
Beim Erkennen eines Arcs können alle schaltenden Elemente einer Schaltungsanordnung, die das sich periodisch verändernde Ausgangssignal des Leistungsgenerators erzeugt, ausgeschaltet werden. Insbesondere können alle schaltenden Elemente einer Brückenschaltung, die das Wechselsignal erzeugt, ausgeschaltet werden.
Figurenbeschreibung
1 zeigt ein Plasmaprozesssystem mit einem Leistungsgenerator und einer Überwachungsvorrichtung gemäß der Erfindung;
2 zeigt die Schritte des Verfahrens zur Überwachung einer Plasmaentladung;
3 zeigt Verfahrensschritte zur Ermittlung eines Schwellwertkurvenpunkts nach einer ersten Verfahrensvariante;
4 zeigt Verfahrensschritte zur Ermittlung mehrerer Schwellwertkurvenpunkte zur Ermittlung einer Schwellwertkurve;
5 zeigt ein Plasmaprozesssystem mit einer Ausführungsform eines Leistungsgenerators;
6 zeigt eine erste Ausführungsform eines Ausgangsschwingkreises;
7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Ausgangsschwingkreises;
8 zeigt eine Ausführungsform einer Wechselspannungserzeugungsvorrichtung;
9 zeigt eine Ausführungsform für eine Arclöscheinrichtung.
10 zeigt ein Plasmaprozesssystem wie in 5 mit einer Ausführungsform einer Signalerfassungsvorrichtung;
11 zeigt den zeitlichen Verlauf der Spannung an einer Kathode beim Zünden des Plasmas;
12 zeigt den Spannungsverlauf zwischen den Elektroden in der Plasmakammer bei Korrektur von Asymmetrien;
13 zeigt Verfahrensschritte zur Ermittlung mehrerer Schwellwertkurvenpunkte zur Ermittlung einer Schwellwertkurve nach einer weiteren Verfahrensvariante;
14 zeigt Verfahrensschritte zur Ermittlung einer Abweichung des zweiten Signalverlaufs um mindestens einen Abstand vom ersten Signalverlauf;
1 zeigt ein Plasmaprozesssystem 1 mit einem Leistungsgenerator 14 und einer Überwachungsvorrichtung 7 gemäß der Erfindung. Der Leistungsgenerator 14 führt dem Plasmaprozess Leistung mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal zu. Dieses Ausgangssignal ist im vorliegenden Fall das Plasmaversorgungssignal 19. Das Ausgangssignal des Leistungsgenerators 14 ist im vorliegenden Beispiel ein Wechselsignal mit positiver und negativer Halbwelle.
Der Leistungsgenerator 14 kann ein freischwingender MF-Generator sein.
Der Leistungsgenerator 14 kann auch ein bipolar gepulster Generator sein. Insbesondere kann dann die positive und die negative Halbwelle individuell eingestellt werden.
Der Leistungsgenerator 14 kann eine Brückenschaltung zur Erzeugung der Wechselspannung aufweisen.
Die Leistung wird über zwei Leitungen 15, 16 zu jeweils einer Elektrode 11, 12 in der Plasmakammer, die zum Beispiel als Kathodenzerstäubungsanordnung 13 ausgeführt sein kann, zugeführt.
Die Spannung auf den Leitungen 15, 16 wird mit einer Signalerfassungsvorrichtung 8 gemessen. Die Spannung wird mittels Spannungsmessvorrichtungen 8a, 8b an den Leitungen 15, 16 abgegriffen. Die Signalerfassungsvorrichtung 8 weist einen ADC auf. Über einen Datenbus 9 werden die digitalisierten Messergebnisse der Überwachungsvorrichtung 7 übergeben. Die Signalerfassungsvorrichtung 8 kann auch örtlich entfernt vom Rest der Überwachungsvorrichtung 7 angeordnet sein.
Die Signalerfassungsvorrichtung 8 erfasst einen ersten Signalverlauf 2 eines Plasmaversorgungssignals 19 innerhalb eines ersten Zeitintervalls innerhalb einer ersten Periode des Plasmaversorgungssignals 19 und einen zweiten Signalverlauf eines Plasmaversorgungssignals innerhalb eines zweiten Zeitintervalls, das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in einer zweiten Periode des Plasmaversorgungssignals liegt.
Die Überwachungsvorrichtung 7 gibt ein Erkennungssignal 5 aus. Dieses kann der Leistungsversorgung 14 oder anderen Komponenten, wie zum Beispiel einer Arclöscheinrichtung 4, zur Verfügung gestellt werden.
Das Erkennungssignal 5 wird dann aktiv geschaltet, wenn die Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung 17 eine Abweichung des zweiten Signalverlaufs 6 um mehr als einen Abstand vom ersten Signalverlauf 2 ermittelt. Die Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung 17 weist dafür eine Abstandsermittlungsvorrichtung 18 auf, die ausgelegt ist den Abstand mittels Zusammenführen einer Mindestzeitdifferenz 22 (TIME MARGIN) und Mindestsignalamplitudendifferenz 21 (SIGNAL MARGIN) zu ermitteln.
Das Erkennungssignal 5 wird auch dann aktiv geschaltet, wenn die Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung 17 ein Erreichen einer Schwellwertkurve 3 durch den zweiten Signalverlauf feststellt. Die Schwellwertkurve 3 wird aus dem ersten Signalverlauf 2 mittels einer Schwellwertkurvenermittlungsvorrichtung 18‘ ermittelt, wobei die Schwellwertkurvenermittlungsvorrichtung 18‘ sowohl eine Mindestzeitdifferenz 22 (TIME MARGIN) als auch eine Mindestsignalamplitudendifferenz 21 (SIGNAL MARGIN) zum ersten Signalverlauf hinzufügt.
Zur Veranschaulichung ist innerhalb der Schwellwertkurvenermittlungsvorrichtung 18‘ ein Graf mit der Spannung V über der Zeit t einer Halbwelle dargestellt. In diesem Graf ist der erste Signalverlauf 2 dargestellt. Weiter ist die Schwellwertkurve 3 dargestellt. Der Abstand ist der minimale Abstand zwischen dem ersten Signalverlauf 2 und der Schwellwertkurve 3. Das ist im Grafen nochmals veranschaulicht durch den Mindestzeitdifferenzabstand 23 und den Mindestsignalamplitudendifferenzabstand 20.
Im vorliegenden Beispiel ist die Mindestzeitdifferenz 22 auf 1,5 µs eingestellt, was einen praktikablen Wert darstellt, der für viele Plasmaprozesse sehr gute Ergebnisse liefert. Gute Werte liegen von 0,5 µs bis zu 5 µs, besonders bevorzugt sind Werte zwischen 0,7 µs und 2 µs.
Im vorliegenden Beispiel ist die Mindestsignalamplitudendifferenz 21 auf 150 V eingestellt, was ebenfalls einen praktikablen Wert darstellt, der für viele Plasmaprozesse sehr gute Ergebnisse liefert.
Gute Werte liegen von 50 V bis zu 200 V, besonders bevorzugt sind Werte zwischen 100 V und 150 V.
Die Werte können auch relativ angegeben werden. Beispielsweise kann die Mindestzeitdifferenz 22 als Anteil der Dauer einer Halbwelle oder Periode angeben werden, z.B. 0,3%. Dann muss bei einer Frequenzveränderung die Mindestzeitdifferenz 22 nicht nachgeregelt werden. Beispielsweise kann die Mindestsignalamplitudendifferenz 21 als Anteil des Effektivwerts oder des Spitzenwerts des Ausgangssignals angeben werden, z.B. 20%. Dann muss bei einer Amplitudenveränderung die Mindestsignalamplitudendifferenz 21 nicht nachgeregelt werden.
2 zeigt die Schritte des Verfahrens zur Überwachung einer Plasmaentladung. In Verfahrensschritt 31 wird ein erster Signalverlauf 2 eines Plasmaversorgungssignals innerhalb eines ersten Zeitintervalls innerhalb einer ersten Periode des Plasmaversorgungssignals erfasst. In Verfahrensschritt 32 wird ein zweiter Signalverlauf 6 eines Plasmaversorgungssignals innerhalb eines zweiten Zeitintervalls, das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in einer zweiten Periode des Plasmaversorgungssignals liegt, erfasst. In Verfahrensschritt 33 wird ein Erkennungssignal 5 generiert, wenn der zweite Signalverlauf 6 um mehr als einen Abstand vom ersten Signalverlauf 2 abweicht, wobei der Abstand eine Mindestzeitdifferenz 22 und eine Mindestsignalamplitudendifferenz 21 aufweist.
Der Verfahrensschritt 33 kann auch in mehrere Unterverfahrensschritte aufgeteilt beschrieben werden. In Unterverfahrensschritt 34 wird aus dem ersten Signalverlauf 2 eine Schwellwertkurve 3 ermittelt. Dabei werden sowohl eine Mindestzeitdifferenz 22 als auch eine Mindestsignalamplitudendifferenz 21 zum ersten Signalverlauf 2 hinzugefügt. Veranschaulicht ist dieser Schritt mit dem Mindestzeitdifferenzabstand 23 und dem Mindestsignalamplitudendifferenzabstand 20, wie oben beschrieben. In Unterverfahrensschritt 35 wird der zweite Signalverlauf 6 mit der Schwellwertkurve 3 verglichen. In Unterverfahrensschritt 36 wird ein Erkennungssignal 5 zu dem Zeitpunkt generiert, wenn der zweite Signalverlauf 6 die Schwellwertkurve unterschreitet.
In 3 ist ein möglicher Verfahrensverlauf zur Ermittlung der Schwellwertkurve 3 beschrieben. In Verfahrensschritt 41 werden von einem ersten Signalverlauf 2 mehrere Auswahlpunkte P1, P2, P3, P4, P5 und P6 ausgewählt. Der zeitliche Abstand dieser Punkte ist im vorliegenden Fall äquidistant. Das ist nicht zwingend erforderlich. Es ist nicht erforderlich jeden Sample-Punkt des ersten Signalverlaufs 2 zu wählen. Jeder zehnte oder jeder hundertste oder jeder tausendste Sample-Punkt kann gewählt werden. Es muss eine gute Balance zwischen hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit der Generierung des Erkennungssignals gefunden werden. Zu jedem der Auswahlpunkte P1 – PN (N = 2, 3, 4, 5...) wird nun ein Schwellwertkurvenpunkt S1 – SN (N = 2, 3, 4, 5...) für die Schwellwertkurve 3 ermittelt. Diese Ermittlung erfolgt z.B. in einem FPGA. Sie muss besonders schnell erfolgen. Deswegen wird eine Berechnungsmethode gewählt, die in einem FPGA möglichst einfach, sicher und schnell zu einem Ergebnis führt. Dazu wird in Verfahrensschritt 42 der Mindestzeitdifferenzabstand 23 in Zeitrichtung zu dem Zeitpunkt des Punktes P2 einmal hinzuaddiert und einmal abgezogen. Das ergibt zwei neue Zeitpunkte, die ein drittes Zeitintervall festlegen. Dieses ist mittels zweier senkrechter Geraden G1, G2 in Verfahrensschritt 42 dargestellt. Bei beiden Zeitpunkten wird je ein Wert der Signalamplitude des ersten Signalverlaufs 2 ermittelt. Dies ist in Verfahrensschritt 45 dargestellt. Der erste Signalverlauf 2 ist im vorliegenden Beispiel eine positive Halbwelle einer gemessenen Spannung. Dieser Verlauf soll hier auf Unterschreiten der Schwellwertkurve 3 beobachtet werden. Deswegen wird nun der kleinere der beiden ermittelten Werte der Signalamplitude ermittelt. Im vorliegenden Fall ist das der Wert, den der Signalverlauf 2 beim Amplitudenpunkt D2 erreicht. Wesentlich ist hier nur der Amplitudenwert des Amplitudenpunkts D2. Der Zeitpunkt des Amplitudenpunkts D2 wird für die weiteren Schritte nicht benötigt. In dem darauf folgenden Verfahrensschritt 44 wird von diesem Amplitudenwert der Mindestsignalamplitudendifferenzabstand 20 subtrahiert. Der erste ermittelte Schwellwertkurvenpunkt S2 der Schwellwertkurve 3 ist nun errechnet. Er errechnet sich zu:
Zeit (S2) = Zeit des gewählten Auswahlpunkts P2, und
Amplitude (S2) = Amplitude des Amplitudenpunkts D2 abzüglich des Mindestsignalamplitudendifferenzabstands 20,
wobei für den Amplitudenpunkt D2 gilt:
Minimal- bzw. Maximalwert in einem Zeitbereich, der sich erstreckt von der Zeit des gewählten Auswahlpunkts P2 abzüglich des Mindestzeitdifferenzabstands 23 bis zur Zeit des gewählten Auswahlpunkts P2 zuzüglich des Mindestzeitdifferenzabstands 23.
4 zeigt die Ermittlung mehrerer Schwellwertkurvenpunkte S2–S5 der Schwellwertkurve 3 nach dem Verfahren aus 3. Als erster Verfahrensschritt 45 sind die Verfahrensschritte 41 bis 44 aus 3 zusammengefasst zur Bestimmung des Schwellwertkurvenpunkts S2 aus dem Auswahlpunkt P2. In den Verfahrensschritten 46 bis 48 werden nach dem gleichen Prinzip die Schwellwertkurvenpunkte S3 bis S5 aus den Auswahlpunkten P3 bis P5 ermittelt. Die Schwellwertkurve 3 kann zwischen den Schwellwertkurvenpunkten S3 bis S5 und gegebenenfalls vorhergehenden und folgenden Schwellwertkurvenpunkten interpoliert werden.
5 zeigt ein Plasmaprozesssystem 1 mit einem Leistungsgenerator 14 und einer Überwachungsvorrichtung 7, mit einer Ausführungsform und einer detaillierten Sicht auf den Leistungsgenerator 14. Der Leistungsgenerator 14 weist einen Wechselstrom-Gleichstromwandler-Wandler 51 (AC-DC-Wandler) auf, der die vom Netz gelieferte Wechselspannung in Gleichspannung wandelt.
Die vom Netz gelieferte Wechselspannung weist üblicherweise eine Frequenz von 50 Hz oder 60 Hz auf. Sie kann zweiphasig oder mehrphasig, insbesondere dreiphasig vom Netz zur Verfügung gestellt werden. Für hohe Leistungen können mehrere AC-DC-Wandlermodule vorgesehen insbesondere parallel geschaltet werden. AC-DC-Wandler 51 können passive Filter und aktive Power Factor Correction Glieder (PFC-Glieder) aufweisen, um die vom Netz gelieferte Wechselspannung möglichst geringfügig mit Oberwellen zu stören.
Die vom Netz gelieferte Wechselspannung liegt üblicherweise im Bereich von 200 bis 500 V Effektivspannung. Zum Zünden des Plasmas und zur Aufrechterhaltung sind zumeist höhere Spannungen und höhere Frequenzen notwendig. Deswegen wird in einer Wechselspannungserzeugungsvorrichtung 52 die Gleichspannung in Wechselspannung gewandelt. Die Wechselspannungserzeugungsvorrichtung 52 weist häufig eine Brückenschaltung auf. Für hohe Leistungen können auch mehrere Brückenschaltungen vorgesehen werden und insbesondere parallel betrieben werden.
Der Leistungsgenerator 14 kann ein MF-Generator mit einem Ausgangsschwingkreis 53 sein. Mögliche Ausgestaltungen des Ausgangsschwingkreises 53 sind weiter unten beschrieben.
Üblicherweise weist ein Leistungsgenerator 14 eine übergeordnete Steuerung 54 auf. Diese kann eine gemeinsame Steuerung für den AC-DC-Wandler 51 und die Wechselspannungserzeugungsvorrichtung 52 sein. Die Steuerung 54 kann auch eine oder mehrere Regelungen aufweisen, zum Beispiel zur Regelung der Ausgangsspannung, der Ausgangsfrequenz, des Ausgangsstroms oder der Ausgangsleistung. Auch der Eingangsstrom kann geregelt werden. Zur Regelung können eine oder mehrere Messwertaufnehmer vorgesehen sein, die die Istwerte der zu regelnden Größen erfassen. Außerdem kann eine oder mehrere Benutzerschnittstellen vorgesehen sein, zur Einstellung von Sollwerten für die Regelung und / oder zur Überwachung und /oder zur Steuerung des Leistungsgenerators 14.
Die Arclöscheinrichtung 4 kann extern von dem Leistungsgenerator 14 angeordnet sein oder Bestandteil von einem erweiterten Leistungsgenerator 14a sein. Die Arclöscheinrichtung 4 kann insbesondere dann von der Steuerung 54 mit angesteuert werden.
Die Spannungsmessvorrichtungen 8a, 8b können extern von dem Leistungsgenerator 14 oder 14a angeordnet sein oder Bestandteil von einem erweiterten Leistungsgenerator 14b sein. Die Überwachungsvorrichtung 7 kann extern von dem Leistungsgenerator 14, 14a oder 14b angeordnet sein oder Bestandteil von einem Leistungsgeneratorsystem 14c sein. Die Überwachungsvorrichtung 7 kann dann Bestandteil von der Steuerung 54 sein.
6 zeigt eine erste Ausführungsform eines Ausgangschwingkreises 53a wie er an in 1 und 5 als Ausgangsschwingkreis 53 vorgesehen sein kann. Der Ausgangsschwingkreis 53a kann einen Parallelschwingkreis 60 aufweisen. Der Parallelschwingkreis 60 kann eine Kapazität 61 und eine Induktivität 62, die beide parallel an den Ausgang der Brückenschaltung angeschlossen sind, aufweisen. Die Induktivität 62 kann Teil eines Transformators sein.
Eine zusätzliche Serienkapazität 63 kann in Reihe zwischen Parallelschwingkreis 60 und Plasmaprozess geschaltet sein.
7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Ausgangschwingkreises 53b wie er an in 1 und 5 als Ausgangsschwingkreis 53 vorgesehen sein kann. Der Ausgangsschwingkreis 53b kann einen Serienschwingkreis 64 aufweisen. Der Serienschwingkreis 64 kann eine Kapazität 66 und eine Induktivität 65, die in Reihe zwischen den Ausgang der Brückenschaltung und Plasmaprozess angeschlossen sind, aufweisen.
Eine zusätzliche Parallelkapazität 67 kann parallel zwischen die beiden Leitungen geschaltet sein, die den Serienschwingkreis und Plasmaprozess verbinden.
8 zeigt eine Ausführungsform einer Wechselspannungserzeugungsvorrichtung 52a wie sie in 1 und 5 als Wechselspannungserzeugungsvorrichtung 52 vorgesehen sein kann. Sie weist eine Brückenschaltung 70 auf, die bei dieser Ausführungsform als Vollbrückenschaltung mit vier schaltenden Elementen 72, 73, 74, 75 ausgestattet ist. Die schaltenden Elemente können vorzugsweise Transistoren sein. Besonders bevorzugt sind IGBT oder MOS-FET. Der Brückenschaltung 70 wird über zwei Leitungen, an die eine Kapazität 71 angeschlossen ist, eine gleichförmige Spannung zugeführt. Das ist der typische Aufbau für eine spannungsgeführte Brückenschaltung. Es ist auch möglich anstatt einer spannungsgeführten Brückenschaltung eine stromgeführte Brückenschaltung vorzusehen. Für eine stromgeführte Brückenschaltung würde anstatt der parallel angeschlossenen Kapazität 71 eine in Serie geschaltete Induktivität in einer oder beiden der Gleichstrom zuführenden Leitungen geschaltet sein.
9 zeigt eine Ausführungsform für eine Arclöscheinrichtung 4, wie sie in 1 und 5 als Arclöscheinrichtung 4 vorgesehen sein kann. Ein Energiespeicher 85 ist im Ausführungsbeispiel als Kondensator ausgebildet Der Energiespeicher 85 ist über einen als IGBT ausgebildeten Schalter 81 und eine dazu antiparallel geschaltete Diode 84 mit einem Zuleitungsabschnitt 16.2 verbunden. Weiterhin ist er über den als IGBT ausgebildeten Schalter 82 und die dazu antiparallel geschaltete Diode 83 mit dem Zuleitungsabschnitt 16.3 verbunden. Besonders bevorzugt sind für die Schalter neben IGBT auch MOS-FET verwendbar. Der andere Anschluss des Energiespeichers 85 ist zum einen über die Diode 86 mit dem Zuleitungsabschnitt 16.2 und über die Diode 87 mit dem Zuleitungsabschnitt 16.3 verbunden. Die Dioden 86, 87 antiseriell geschaltet. Der Schalter 81 bildet mit der Diode 84 eine Schalteranordnung und der Schalter 82 bildet mit der Diode 83 eine Schalteranordnung. Der Energiespeicher 85 ist zwischen den Verbindungspunkt der Dioden 86, 87 und den Verbindungspunkt der Schalteranordnungen geschaltet. Die Kathoden der Dioden 86, 87 sind in einem Verbindungspunkt verbunden. Die Anode der Diode 86 ist mit dem Zuleitungsabschnitt 16.2 verbunden. Die Anode der Diode 87 ist mit dem Zuleitungsabschnitt 16.3 verbunden.
Im Falle einer Arc-Erkennung werden die im Normalbetrieb geschlossenen Schalter 81, 82 geöffnet. Dadurch fließt ein Strom nicht mehr über die Dioden 83, 84 und Schalter 81, 82 sondern über die Dioden 86, 87 zu den Dioden 83, 84. Energie in den Zuleitungen 15, 16 und in der Kathodenzerstäubungsanordnung 13 wird in den Energiespeicher 85 geladen. Aufgrund des Schaltzustands der Schalter 81, 82, die nichtlineare Bauelemente darstellen, und der Anordnung der Dioden 83, 84, 86, 87 wird ein Rückfluss von Energie aus dem Energiespeicher 85 in die Zuleitungen 15, 16 und insbesondere in die Kathodenzerstäubungsanordnung 13 verhindert. Dabei können insbesondere nur zwei baugleiche Module verwendet werden, die je einen Schalter 81 und 82 und je zwei Dioden 83, 84 und 86, 87 aufweisen. Die Umladung von Energie in den Energiespeicher 85 funktioniert unabhängig davon, welche Halbweile der Wechselspannung gerade an der Kathodenzerstäubungsanordnung 13 anliegt bzw. unabhängig von der Richtung des Stromflusses in der Kathodenzerstäubungsanordnung 13.
Die Überwachungsvorrichtung 7 gibt ein Erkennungssignal 5 aus. Dies kann zur Ansteuerung der Schalter 81, 82 verwendet werden.
Parallel zum Energiespeicher 85 ist eine Ladungsvorrichtung 88 angeordnet. Diese kann eine Gleichspannungs- oder Gleichstromquelle aufweisen, um den Energiespeicher 85 vorladen zu können. Weiterhin kann sie parallel zum Energiespeicher 85 eine Entladeschaltung aufweisen, zum Beispiel einen Schalter und einen Widerstand, über die der Energiespeicher 85 entladen werden kann. Sie kann weiter eine Spannungsüberwachung aufweisen, die den Ladungszustand des Energiespeichers 85 überwacht und die Entladungsvorrichtung aktiviert, wenn ein vorgegebener Spannungswert erreicht wird, oder sie auch wieder deaktivieren, wenn ein zweiter vorgegebener Spannungswert erreicht wird. Die Entladungsvorrichtung kann auch ausgelegt sein, die zu entladende Energie zumindest teilweise über einen Transformator, einen Gleichspannungswandler oder ähnliche Schaltungsteile der Versorgungsspannung wieder zur Verfügung zu stellen.
Die Arclöscheinrichtung 4 kann auch ohne Energiespeicher 85 und ohne Dioden 86, 87 und ohne Ladungsvorrichtung 88 betrieben werden. Insbesondere in diesem Fall kann für jeden Transistor eine Spannungsbegrenzerschaltung vorgesehen sein, die mit jeweils einer Z-Diode 89a, 89b angedeutet ist. Im Normalbetrieb sind die Transistoren leitend geschaltet. Sobald die Spannungsbegrenzerschaltung eine Spannung feststellt, die einen vorgegebenen Wert überschreitet, werden die Z-Dioden 89a, 89b leitend und schalten damit auch die Transistoren wieder leitend, so dass die Transistoren vor Überspannung geschützt werden.
Beim Erkennen eines Arc können alle schaltenden Elemente einer Schaltungsanordnung, die das sich periodisch verändernde Ausgangssignal des Leistungsgenerators erzeugt, ausgeschaltet werden. Insbesondere können alle schaltenden Elemente einer Brückenschaltung, die das Wechselsignal erzeugt, ausgeschaltet werden.
Beim Erkennen eines Arc kann zusätzlich ein Verbindungselement 80, wie z.B. in EP1720195 beschrieben, eingeschaltet werden.
10 zeigt ein Plasmaprozesssystem wie in 5 mit einer Ausführungsform einer Signalerfassungsvorrichtung 8. An jeder der beiden Elektroden 11, 12 wird die Spannung mit je einer Messdatenerfassungsvorrichtung 91, 90 gegenüber Bezugsmasse 92 gemessen. Jede dieser Spannungen kann als Plasmaversorgungssignal zur weiteren Erfassung von Signalverläufen aufgenommen werden. Um die Spannung, die zwischen den beiden Elektroden 11, 12 anliegt, zu ermitteln, kann die erste Spannung der ersten Messdatenerfassungsvorrichtung 91 von der zweiten Spannung der zweiten Messdatenerfassungsvorrichtung 90 subtrahiert werden. Das Ergebnis der Subtraktion kann auch als Plasmaversorgungssignal zur weiteren Erfassung von Signalverläufen aufgenommen werden. Dies Ergebnis ist besonders störungsarm, weil insbesondere Gleichtaktstörungen durch die Subtraktion vermindert werden.
Das Verfahren und die Vorrichtung können auch zur Plasmaerkennung eingesetzt werden. Es ist für die Überwachungsvorrichtung zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess wichtig zu erkennen, ob ein Plasma gezündet ist oder noch nicht gezündet ist. Insbesondere kann bei nichtgezündetem Plasma eine Arc-Behandlung auch bei Arc-Erkennung nach dem oben beschriebenen Verfahren unterdrückt werden. Die Erkennung, ob ein Plasma gezündet ist, kann beispielsweise mit der ersten Spannung der ersten Messdatenerfassungsvorrichtung 91 durchgeführt werden. Dazu wird der Gleichanteil dieser Spannung überwacht. Beim Erreichen eines bestimmten Gleichanteilschwellwertes wird ein gezündetes Plasma erkannt. Dies soll anhand einer Sinuswechselspannung am Ausgang des Leistungsgenerators erläutert werden.
11 zeigt den zeitlichen Verlauf 95 der Spannung an einer Kathode beim Zünden des Plasmas. Aufgetragen ist die Spannung V über der Zeit t. Beispielsweise für die Aktivierung der Zündhilfe oder einer Arc-Erkennung bei MF-Generatoren muss erkannt werden, ob das Plasma schon gezündet ist oder nicht.
Ebenso sind andere Anwendungen denkbar. Beispielsweise Meldung an den Plasmaprozessbetreiber, ob das Plasma gezündet ist für die Steuerung seines Prozesses.
Durch die Auswertung des arithmetischen Mittelwertes der Spannung an einer Plasmaelektrode gegen Erde kann der gezündete vom ungezündeteten Betreib unterschieden werden. Bei brennendem Plasma ergibt sich an einer Elektrode ein negativer arithmetischer Mittelwert der Spannung gegen Erde. Brennt kein Plasma ist der arithmetische Mittelwert der Spannung ungefähr Null. Alternativ oder zusätzlich kann der zeitliche Verlauf 95 der Spannung auf die Spitzenwerte der Spannung untersucht werden. Ein Abnehmen der Spitzenwerte der positiven Spannung deutet ebenfalls auf eine Plasmaerkennung hin. Auch der Unterschied zwischen den positiven und negativen Spitzenwerten kann zur Plasmaerkennung genutzt werden. Die an der Messdatenerfassungsvorrichtung 90 ermittelte Spannung bei nicht gezündetem Plasma und bei einer Sinuswechselspannung am Ausgang des Leistungsgenerators ist in 11 gezeigt. Die Ermittlung eines arithmetischen Mittelwerts der Spannung ergibt in etwa einen Kurvenverlauf 97. Dieser Kurvenverlauf wird mit einer Schwelle 99 verglichen. Beim Erreichen dieser Schwelle wird erkannt, dass das Plasma gezündet hat. In 11 zündet das Plasma im Bereich 96. Das ist an der veränderten Kurvenverlauf zu erkennen. Der arithmetische Mittelwert sinkt langsam auf negative Werte. Zum Zeitpunkt 98 erreicht der Kurvenverlauf 97 die Schwelle 99. Zur Erkennung, dass das Plasma erloschen ist, kann eine weitere Schwelle 99a vorgesehen sein. So ergibt sich eine Hysterese bei Erkennung „Plasma nicht gezündet“ zu „Plasma gezündet“ im Zeitpunkt 98 und weiter zu „Plasma erloschen“. Realisieren lässt sich das mit einem Vergleicher mit Hysterese.
12 zeigt einen Spannungsverlauf 100 zwischen den Elektroden 11, 12 in einer Plasmakammer insbesondere der Kathodenzerstäubungsanordnung 13 bei Korrektur von Asymmetrien. Aufgetragen ist die Spannung V über der Zeit t. Bei einer Kathodenzerstäubungsanordnung 13 insbesondere bei einer Dual-Magnetron Kathodenzerstäubungsanordnung kann es zu Asymmetrien der beiden Kathoden 11, 12 insbesondere der daran angeschlossenen Targets kommen. Dadurch wird das Kathodenzerstäubungs-(Sputter-)Ergebnis der beiden Kathoden unterschiedlich sein, begründet durch ungleiche Stöchiometrie.
Durch das aktive Verschieben des Gleichspannungsanteils eines Wechselspannungssignals, das an den Plasmaprozess geliefert wird, kann die Symmetrie der Kathoden wieder hergestellt werden. Mit Hilfe einer vorgegebenen Beeinflussung einer Arclöscheinrichtung 4, kann der Mittelwert der Spannungen der Kathoden gegen Erde geregelt werden.
Zusätzlich kann die Wechselspannungserzeugungsvorrichtung 52, 52a gezielt beeinflusst werden, insbesondere können die schaltenden Elemente 72 bis 75 einer Brückenschaltung 70 gezielt beeinflusst werden.
Insbesondere kann die Spannung an einer oder an beiden Kathoden 11, 12, wie in 10 gezeigt gegen Bezugsmasse 92 gemessen werden, um die Symmetrierung zu überwachen.
Um eine Verschiebung zu erzeugen, würde mit Hilfe der Arclöscheinrichtung 4 eine Halbwelle an einer Kathode ausgeblendet. Dazu würde nur ein Schalter 81 oder 82 ausgeschaltet. Das kann zum Beispiel für die Dauer einer Halbwelle erfolgen. Das kann aber auch für mehrere Halbwellen erfolgen. Im gezeigten Beispiel erfolgt es im Zeitbereich zwischen den Zeitpunkten 101 und 102. Gleichzeitig kann die Brückenschaltung 70 so gezielt beeinflusst werden, dass für die Halbwelle(n) keine Energie in den Schwingkreis geleitet wird. Dieser Vorgang kann innerhalb von ca. hundert Wellen bis zu einigen zehnmal wiederholt werden. Im Mittelwert über die hundert Wellen könnte so eine Gleichspannungskorrektur von einigen 10 % erreicht werden.
13 zeigt Verfahrensschritte zur Ermittlung mehrerer Schwellwertkurvenpunkte 116 zur Ermittlung einer Schwellwertkurve 3 nach einer weiteren Verfahrensvariante. In einem ersten Verfahrensschritt 110 werden wie in Verfahrensschritt 41 in 3 von einem ersten Signalverlauf 2 mehrere Auswahlpunkte P1, P2, P3, P4, P5 und P6 ausgewählt. In einem zweiten Verfahrensschritt 111 werden um diese Auswahlpunkte Kreise 114 mit einem ermittelten oder vorgegebenen Betrag gelegt. Der Mittelpunkt des Kreises 114 liegt auf dem jeweiligen Auswahlpunkt. Die Kreise können auch ellipsenförmig sein. In einem dritten Verfahrensschritt 112 wird senkrecht zu der Steigung des ersten Signalverlaufs 2 in einem ersten Auswahlpunkt ein Vektor 115 mit der Länge des Betrags also bis zum Rand des Kreises 114 eingefügt. Die Spitze des Pfeiles bzw. Vektors 115 zeigt nun auf den ermittelten Schwellwertkurvenpunkt 116. Dies wird für alle Auswahlpunkte durchgeführt. Auf diese Weise erhält man für jeden Auswahlpunkt einen Schwellwertkurvenpunkt. Die Schwellwertkurvenpunkte werden nun mit einer Interpolation verbunden. Auf diese Weise erhält man die Schwellwertkurve 3.
14 zeigt Verfahrensschritte zur Ermittlung einer Abweichung des zweiten Signalverlaufs 6 um mindestens einen Abstand vom ersten Signalverlauf 2, wobei der Abstand einen Mindestzeitdifferenzabstand 23 und einen Mindestsignalamplitudendifferenzabstand 20 aufweist. In einem ersten Verfahrensschritt 120 wird der erste Signalverlauf 2 erfasst. In einem zweiten Verfahrensschritt 121 wird der zweite Signalverlauf 6 erfasst. Für den zweiten Signalverlauf 6 werden mehrere Auswahlpunkte 125a, 125b, 125c, 125d, 125e ausgewählt. Der zeitliche Abstand dieser Punkte ist im vorliegenden Fall äquidistant. Das ist nicht zwingend erforderlich. Es ist auch nicht erforderlich, jeden Sample-Punkt des zweiten Signalverlaufs 6 zu wählen. Jeder zehnte oder jeder hundertste oder jeder tausendste Sample-Punkt kann gewählt werden. Es muss eine gute Balance zwischen hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit der Generierung des Erkennungssignals gefunden werden. In einem dritten Verfahrensschritt 121 wird um jeden Auswahlpunkt 125a, 125b, 125c, 125d, 125e ein geometrischer Körper 126a bis 126e gelegt, der den Mindestzeitdifferenzabstand 23 und einen Mindestsignalamplitudendifferenzabstand 20 repräsentiert. Das kann beispielsweise ein Rechteck oder wie im vorliegenden Fall eine Ellipse sein. Der geometrische Körper 126 weist Abmessungen in Zeitrichtung von zweimal Mindestzeitdifferenzabstand 23 und Abmessungen in Amplitudenrichtung von zweimal Mindestsignalamplitudendifferenzabstand 20 auf. Die Ermittlung einer Abweichung des zweiten Signalverlaufs 6 um mindestens den oben beschriebenen Abstand vom ersten Signalverlauf 2 wird beim Auswahlpunkt 125e erkannt, bei dem der geometrische Körper 126 die Teile des ersten Signalverlaufs 2 nicht mehr einschließt.

Claims

Überwachungsvorrichtung (7) zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess, insbesondere zwischen Elektroden (11, 12) einer Kathodenzerstäubungsanordnung (13), dem ein Leistungsgenerator (14) mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal (19) des Leistungsgenerators Leistung zuführt, wobei die Überwachungsvorrichtung (7) aufweist: a. eine Signalerfassungsvorrichtung (8) zum Erfassen zumindest eines ersten Signalverlaufs (2) zumindest eines Plasmaversorgungssignals (19) innerhalb zumindest eines ersten Zeitintervalls innerhalb zumindest einer Periode des Plasmaversorgungssignals (19), b. eine Signalerfassungsvorrichtung (8) zum Erfassen zumindest eines zweiten Signalverlaufs (6) zumindest eines Plasmaversorgungssignals (19) innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls, das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in zumindest einer weiteren Periode des Plasmaversorgungssignals (19) liegt, und c. eine Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung (17) ausgelegt zur Generierung eines Erkennungssignals (5) bei Abweichung des zweiten Signalverlaufs um mindestens einen Abstand vom ersten Signalverlauf, wobei die Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung eine Abstandsermittlungsvorrichtung aufweist, die ausgelegt ist, den Abstand mittels Zusammenführen einer Mindestzeitdifferenz (22) und Mindestsignalamplitudendifferenz (21) zu ermitteln.
Überwachungsvorrichtung (7) zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess, insbesondere zwischen Elektroden (11, 12) einer Kathodenzerstäubungsanordnung (13), dem ein Leistungsgenerator (14) mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal (19) des Leistungsgenerators Leistung zuführt, wobei die Überwachungsvorrichtung (7) aufweist: a. eine Signalerfassungsvorrichtung (8) zum Erfassen zumindest eines ersten Signalverlaufs (2) zumindest eines Plasmaversorgungssignals (19) innerhalb zumindest eines ersten Zeitintervalls innerhalb zumindest einer Periode des Plasmaversorgungssignals (19), b. eine Signalerfassungsvorrichtung (8) zum Erfassen zumindest eines zweiten Signalverlaufs (6) eines Plasmaversorgungssignals (19) innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls, das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in zumindest einer weiteren Periode des Plasmaversorgungssignals (19) liegt, und c. eine Erkennungssignalgenerierungsvorrichtung (17), die ausgelegt ist zur Ermittlung einer Schwellwertkurve (3) aus dem ersten Signalverlauf (2) mittels einer Schwellwertkurvenermittlungsvorrichtung und zur Generierung eines Erkennungssignals beim Erreichen der Schwellwertkurve durch den zweiten Signalverlauf, wobei die Schwellwertkurvenermittlungsvorrichtung ausgelegt ist, zur Ermittlung der Schwellwertkurve sowohl eine Mindestzeitdifferenz (22) als auch eine Mindestsignalamplitudendifferenz (21) zum ersten Signalverlauf hinzuzufügen.
Überwachungsvorrichtung (7) nach Anspruch 1, wobei die Abstandsermittlungsvorrichtung dergestalt ausgelegt ist, dass der Abstand als minimalen Abstand vom ersten Signalverlauf (2) in Zeitrichtung die Mindestzeitdifferenz (22) aufweist und als minimalen Abstand vom ersten Signalverlauf (2) in Signalamplitudenrichtung die Mindestsignalamplitudendifferenz (21) aufweist.
Überwachungsvorrichtung (7) nach Anspruch 2, wobei die Schwellwertkurvenermittlungsvorrichtung dergestalt ausgelegt ist, dass die Schwellwertkurve (3) als einen minimalen Abstand vom ersten Signalverlauf (2) in Zeitrichtung die Mindestzeitdifferenz (22) aufweist und als einen minimalen Abstand vom ersten Signalverlauf (2) in Signalamplitudenrichtung die Mindestsignalamplitudendifferenz (21) aufweist.
Überwachungsvorrichtung (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Überwachungsvorrichtung (7) eine Eingabeschnittstelle aufweist zur Vorgabe der Mindestzeitdifferenz (22) und der Mindestsignalamplitudendifferenz (21) oder eine Eingabeschnittstelle aufweist zur Vorgabe eines Betrags zur Ermittlung eines fließenden Abstands.
Verfahren zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess, insbesondere zwischen Elektroden einer Kathodenzerstäubungsanordnung (13), dem von einem Leistungsgenerator (14) mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal des Leistungsgenerators Leistung zugeführt wird, umfassend die Verfahrensschritte: a. Erfassen zumindest eines ersten Signalverlaufs (2) zumindest eines Plasmaversorgungssignals (19) innerhalb zumindest eines ersten Zeitintervalls innerhalb zumindest einer Periode des Plasmaversorgungssignals (19), b. Erfassen zumindest eines zweiten Signalverlaufs (6) zumindest eines Plasmaversorgungssignals (19) innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls, das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in zumindest einer weiteren Periode des Plasmaversorgungssignals (19) liegt, c. Generierung eines Erkennungssignals, wenn der zweite Signalverlauf (6) um mindestens einen Abstand vom ersten Signalverlauf abweicht, wobei der Abstand eine Mindestzeitdifferenz (22) und eine Mindestsignalamplitudendifferenz (21) aufweist.
Verfahren zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess, insbesondere zwischen Elektroden einer Kathodenzerstäubungsanordnung (13), dem von einem Leistungsgenerator (14) mit einem sich periodisch verändernden Ausgangssignal des Leistungsgenerators Leistung zugeführt wird, umfassend die Verfahrensschritte: a. Erfassen zumindest eines ersten Signalverlaufs (2) eines Plasmaversorgungssignals (19) innerhalb zumindest eines ersten Zeitintervalls innerhalb zumindest einer Periode des Plasmaversorgungssignals (19), b. Erfassen zumindest eines zweiten Signalverlaufs (6) eines Plasmaversorgungssignals (19) innerhalb zumindest eines zweiten Zeitintervalls, das an der dem ersten Zeitintervall entsprechenden Stelle in zumindest einer weiteren Periode des Plasmaversorgungssignals (19) liegt, c. Ermittlung einer Schwellwertkurve (3) aus dem ersten Signalverlauf (2), d. Generierung eines Erkennungssignals, wenn der zweite Signalverlauf (6) die Schwellwertkurve (3) erreicht, wobei die Schwellwertkurve ermittelt wird, indem sowohl eine Mindestzeitdifferenz (22) als auch eine Mindestsignalamplitudendifferenz (21) zum ersten Signalverlauf (2) hinzugefügt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Ermittlung des Abstands oder der Schwellwertkurve (3) durch Addition und/oder Subtraktion der Mindestzeitdifferenz (22) und der Mindestsignalamplitudendifferenz (21) zu oder von dem ersten Signalverlauf (2) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Ermittlung des Abstands oder der Schwellwertkurve (3) erfolgt, indem eine Berechnung aus erstem Signalverlauf (2), Mindestzeitdifferenz (22) und Mindestsignalamplitudendifferenz (21) dergestalt durchgeführt wird, dass der Abstand in Zeitrichtung mindestens die Mindestzeitdifferenz (22) beträgt und der Abstand in Signalamplitudenrichtung mindestens die Mindestsignalamplitudendifferenz (21) beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Mindestzeitdifferenz (22) und Mindestsignalamplitudendifferenz (21) von einem Benutzer vorgebbar sind.