JP2016540340A - プラズマ処理中の放電を監視するための装置および方法 - Google Patents

プラズマ処理中の放電を監視するための装置および方法 Download PDF

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Abstract

電力発生器(14)から当該電力発生器の周期的に変化する出力信号(19)によって電力の供給を受けるプラズマ処理中の放電を監視する方法および装置であって、前記放電は特に、陰極スパッタリング装置(13)の電極(11,12)間の放電であり、前記方法は、a.少なくとも1つのプラズマ給電信号(19)の少なくとも1周期内の少なくとも1つの第1の期間中に、当該プラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの第1の信号推移(2)を取得するステップと、b.少なくとも1つのプラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの別の周期内の、前記第1の期間に対応する位置にある少なくとも1つの第2の期間中に、当該プラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの第2の信号推移(6)を取得するステップと、c.前記第2の信号推移(6)が少なくとも、最小時間差(22)と最小信号振幅差(21)とを示す間隔だけ前記第1の信号推移から偏差する場合、検出信号を生成するステップとを有する。上述の方法により、特にアークを非常に高信頼性かつ非常に迅速に識別することができる。

Description

本発明は、電力発生器から、当該電力発生器の周期的に変化する出力信号によって電力の供給を受けるプラズマ処理中の放電を監視するための装置および方法に関し、当該放電は特に、陰極スパッタリング装置の電極間の放電である。
プラズマ処理での基板のコーティング、たとえば陰極スパッタリングを用いたガラス面のコーティングは、たとえば建築用ガラスコーティング技術から公知であり、同技術からは反応性および通常のスパッタリングの双方が公知である。かかるコーティングを行うためには、電流源または電圧源を用いてプラズマを生成し、このプラズマがターゲットから材料を削り取り、この材料が基板上に、たとえばガラス板上に堆積する。この堆積前に、所望のコーティングに応じて、原子が反応プロセス中に気体原子または気体分子と結合することもできる。
とりわけ反応プロセスでは、中間周波数発生器(MF発生器)を使用することが多く、この中間周波数発生器は通常、10〜500kHzの周波数で動作するものである。また、パルス発生器、とりわけバイポーラパルス発生器も公知である。これらの発生器はすべて、電力供給のための出力信号が周期的に変化する「電力発生器」との概念にまとめられる。かかる発生器の出力電圧はしばしば、プラズマ処理チャンバ内の、交互に陰極と陽極として動作する2つの電極へ伝送されることが多く、これらの電極は双方とも、それぞれターゲットに接続されている。いわゆる自由振動発生器、または、周波数が制御されて動作する発生器が存在する。とりわけ反応プロセスの場合、かかる発生器では、しばしば次の電圧反転によりまたは少なくとも数周期後に自然に消失することが多い弧絡が、いわゆるマイクロアークが生じる。また、より高エネルギーかつより長い持続時間の弧絡、いわゆるアークも生じ得る。このアークを確実に、高信頼性かつ迅速に識別することが重要である。アークはしばしば、出力電圧の電圧降下の有無を検査することにより、または、出力電流の電流上昇の有無の検査により識別されることが多い。これに代えて択一的に、各電極における電流の差に基づいてアークを識別することもできる。アークを識別するための境界値は、オペレータによって設定することができる。ここで問題となるのは、電力発生器の出力信号が周期的に変化する場合、電圧降下または電流上昇に対応する固定値を規定できないことである。というのも、電流および電圧はその原理に起因して常時変化するものだからである。上述の識別を行うため、従来は種々の手法が開発されていた。1つの手法は、電流および電圧の実効値を求めるというものである。この求める手法は、複数の周期にわたって行わなければならないので、このようにして行われるアークの識別は通常、格段に低速となり、しばしば数百msの領域となる。
しかし、上述の発生器を半導体製造プロセスにおいて、特にフラットパネルディスプレイ(FPD)製造において使用すると、発生器に課される要求が高くなり、アークを数ms以内で識別しなければならず、または、1ms未満で識別しなければならないこともある。
欧州特許出願公開第1801946号明細書に、解析信号が基準値を上回るないしは下回る期間を求めるアーク識別手法が記載されている。このステップは、次に同一極性の半波が来るときに繰り返される。各対応する期間の差が、予め定められた許容誤差を上回ると、アークが存在すると判断する。この手法では、アークを高信頼性で識別するために複数の基準値を設け、各基準値ごとに複数の許容誤差を設定しなければならず、このことは面倒である。基準値の数が非常に多かったり、許容誤差が非常に良好に調整されている場合でも、当該手法はアークを誤って検出し得る。
本発明の課題は、より迅速かつより高信頼性で動作し、かつ簡単に設定し得る、プラズマ処理中の放電を監視する方法および装置を実現することである。
前記課題は、請求項1に記載の特徴を有する発明、および、他の従属請求項に記載の特徴を有する発明によって解決される。従属請求項に本発明の有利な実施形態が記載されている。
同項では、周期的に変化する出力信号によって電力発生器が電力を供給するプラズマ処理中の放電を監視する監視装置を特定しており、当該放電は特に、陰極スパッタリング装置の電極間の放電であり、当該監視装置は、
a.少なくとも1つのプラズマ給電信号の少なくとも1周期内の少なくとも1つの第1の期間中に、当該プラズマ給電信号の少なくとも1つの第1の信号推移を取得するための信号取得装置と、
b.少なくとも1つのプラズマ給電信号の少なくとも1つの別の周期内の、前記第1の期間に対応する位置にある少なくとも1つの第2の期間中に、当該プラズマ給電信号の少なくとも1つの第2の信号推移を取得するための信号取得装置と、
c.前記第2の信号推移が前記第1の信号推移から少なくとも1つの間隔だけ偏差している場合、検出信号を生成するように構成された検出信号生成装置と
を有し、
前記検出信号生成装置は、最小時間差と最小信号振幅差とをまとめることにより前記間隔を求めるように構成された間隔算定装置を有する。
前記課題はまた、上述の装置が、閾値曲線算出装置を用いて第1の信号推移から閾値曲線を算出する検出信号生成装置であって、第2の信号推移が当該閾値曲線に達した場合に検出信号を生成するように構成された検出信号生成装置を有することによっても解決される。この閾値曲線算出装置は、閾値曲線を算出するために第1の信号推移に最小時間差および最小信号振幅差の双方を加えるように構成されたものである。
上記課題はまた、
a.少なくとも1つのプラズマ給電信号の少なくとも1周期内の少なくとも1つの第1の期間中に、当該プラズマ給電信号の少なくとも1つの第1の信号推移を取得するステップと、
b.少なくとも1つのプラズマ給電信号の少なくとも1つの別の周期内の、前記第1の期間に対応する位置にある少なくとも1つの第2の期間中に、当該プラズマ給電信号の少なくとも1つの第2の信号推移を取得するステップと、
c.前記第1の信号推移からの前記第2の信号推移の偏差が少なくとも、最小時間差と最小信号振幅差とを示す間隔である場合、検出信号を生成するステップと
を有する上述の形式の方法によっても解決される。
上記間隔は、第2の信号推移および/または第1の信号推移のどの時点においても、最小時間差および最小信号振幅差を有することができる。
上述の予め設定可能な間隔は、最小時間差および最小信号振幅差を設定することにより、特に、最小時間差および最小信号振幅差を第1の信号推移に加えることにより、算出することができる。
上記課題はまた、
a.少なくとも1つのプラズマ給電信号の少なくとも1周期内の少なくとも1つの第1の期間中に、当該プラズマ給電信号の少なくとも1つの第1の信号推移を取得するステップと、
b.少なくとも1つのプラズマ給電信号の少なくとも1つの別の周期内の、前記第1の期間に対応する位置にある少なくとも1つの第2の期間中に、当該プラズマ給電信号の少なくとも1つの第2の信号推移を取得するステップと、
c.前記第1の信号推移から閾値曲線を求めるステップと、
d.前記第2の信号推移が前記閾値曲線に達した場合、検出信号を生成するステップと
を有する上述の形式の方法であって、
最小時間差および最小信号振幅差の双方を前記第1の信号推移に加えることによって、前記閾値曲線を求める
方法によっても解決される。
上述の方法により、特にアークを非常に高信頼性かつ非常に迅速に識別することができる。
前記間隔は、予め設定可能な間隔とすることができる。特に監視装置は、最小時間差と最小信号振幅差とを設定するための入力インタフェースを有することができる。
これに代えて択一的に、またはこれと併用して、監視装置は、不変の最小間隔を求めるための大きさを設定するための入力インタフェースを有することもできる。この大きさはたとえば、最小時間差の2乗と最小信号振幅差の2乗との和とすることができる。とりわけ、この和からさらに平方根も形成することによって、上述の大きさを計算することもできる。このようにして、上述の大きさと計算規則とを用いて、流動的な間隔を求めることができる。この計算規則は、以下の通りとすることができる:第1の信号曲線の1点において勾配を求め、当該勾配に対して垂直方向の大きさを描写し、これにより、間隔ないしは閾値曲線の1点を求めよ。これに代えて択一的に、計算規則を以下の通りとすることもできる:第2の信号曲線の1点において勾配を求め、当該勾配に対して垂直方向の大きさを描写し、これにより、間隔を求めよ。かかる計算規則を、すべての選択された他の点について繰り返せ。
監視装置は、最小時間差ならびに/もしくは最小信号振幅差の事前設定された値または大きさを有することができ、特に、複数の異なるプラズマ処理ステップごとに、最小時間差および/または最小信号振幅差の事前設定された値を有することができる。
監視装置は、検出されたプラズマ状態の数に応じた上述の大きさの自動追従制御を、および/または、最小時間差および/または最小信号振幅差の自動追従制御を具備することもできる。上述の間隔は、算定可能なものとすることもできる。
プラズマ給電信号の第2の周期中の、第1の期間に相当する位置にある第2の期間は、第1の期間と同じ位相を有することができる。正および負の成分を有する交流信号の場合、ゼロ交差からの時間間隔を等しくすることができる。
上述の間隔は、時間方向における第1の信号推移からの最小間隔が最小時間差を示し、かつ、信号振幅方向における当該第1の信号推移からの最小間隔が最小信号振幅差を示すことにより、求めることができる。
閾値曲線が時間方向における前記第1の信号推移からの最小間隔として最小時間差を示し、かつ、信号振幅方向における当該第1の信号推移からの最小間隔として最小信号振幅差を示すように、第1の信号推移と、最小時間差と、最小信号振幅差とから計算を行うことにより、閾値曲線を求めることができる。
上記間隔が時間方向において少なくとも最小時間差となり、かつ、当該間隔が信号振幅方向において少なくとも最小信号振幅差となるように、第1の信号推移と最小時間差と最小信号振幅差とから計算を行うことにより、上記間隔または閾値曲線を求めることができる。
最小時間差と最小信号振幅差を第1の信号推移に加算し、および/または第1の信号推移から減算することにより、間隔ないしは閾値曲線を求めることができる。その際には、この加算ないしは減算をベクトルで行うことができる。このベクトルでの加算ないしは減算とは、最小時間差を時間方向において加算ないしは減算し、最小信号振幅差を信号振幅方向において加算ないしは減算する、ということである。加算ないしは減算はそれぞれ、信号推移の上昇エッジまたは下降エッジに合わせて、ないしは、信号推移の正の区間または負の区間に合わせて適合して行うことができる。上述の方法および装置により、第1の信号推移のどの点においても、プラズマ給電信号の推移がどの程度急峻または平坦であるかに依存せずに、第1の信号推移からの間隔が最小間隔を示すことが保証される。
プラズマ給電信号の取得された信号推移を時間軸上に示すグラフでは、第1の信号推移と閾値曲線との間に上述の「間隔」が存在することが明らかである。この間隔は、信号推移中にて時間方向に最小幅として、上述の最小時間差を示す。またこの間隔は、同一の信号推移中にて信号振幅方向に最小高さとして、上述の最小信号振幅差も示す。かかる間隔は、上述の大きさとすることもできる。その場合、第1または第2の信号推移のどの点においても、当該第1ないしは第2の信号推移の当該点に中心点が位置する同一の大きさの円が示されることが明らかである。この円の半径は、上述の大きさに相当する。
本発明では一般的には、求める対象の間隔が、時間方向においては最小時間差より大きいものであり、しかし最小時間差を下回らないことが可能である、ということが成り立つ。また、求めるべき間隔は信号振幅方向において、最小信号振幅差より大きいものであり、しかし最小信号時間差を下回らないことが可能である、ということも成り立つ。
上述の検出信号は、プラズマ処理における任意の状態またはエラーを示すものとすることができる。特に、検出信号をアーク検出信号とすることができる。
第1の信号推移の取得は、少なくとも1つのプラズマ給電信号のちょうど1つの周期内における第1の期間中の当該プラズマ給電信号を取得することによって行うことができる。このようにすると、取得が特に簡単になる。
第1の信号推移の取得は、少なくとも1つのプラズマ給電信号の複数の周期内における複数の期間中の当該プラズマ給電信号を取得することによって行うことができる。その際には、第1の信号推移はたとえば、この複数の期間における平均推移を表すことができる。このようにして、第1の信号推移の取得時におけるノイズを低減することができる。第1の信号推移はたとえば、複数の期間における最大推移または最小推移を表すことができる。このようにして、監視の感度を調整することができる。第2の信号推移の取得についても、同様のことが当てはまる。
第2の信号推移を取得する他の(1つまたは複数の)周期は、(1つまたは複数の)第1の周期の直後でなくてもよいが、第1の周期の直後とすることができる。このようにすると、監視が非常に高速になる。
上述のプラズマ給電信号は、プラズマ給電電圧、プラズマ給電電流、プラズマ給電インピーダンス、プラズマ給電電力、もしくは、プラズマにより反射された電力と所定の関係にある信号、または、プラズマ給電と関連する他の値と所定の関係にある信号とすることができる。また、上述のパラメータのうち複数を組み合わせたものとすることもできる。また、複数のプラズマ給電信号を取得して組み合わせて、1つの信号推移にすることもできる。また特に、上述の方法および装置を用いて、プラズマ信号を1つの信号とすることもでき、特に、プラズマ給電電圧と所定の関係にある信号とすることができ、特にプラズマ給電電圧そのものとすることができる。
第1の信号推移の取得は、少なくとも1つのプラズマ給電信号の1周期内の複数の第1の期間内における当該プラズマ給電信号の取得によっても、行うことができる。たとえば、1周期を複数の期間に分割し、これらの各期間をそれぞれ個別に監視することができる。各期間ごとに個別に、間隔を最小時間差によって求めるか、または最小信号振幅差によって求めるか、または、最小時間差と最小信号振幅差とをまとめることによって間隔を求めるかを、算定または設定することができる。第2の信号推移の取得についても、同様のことが当てはまる。
前記少なくとも1つの第2の信号推移を取得するための信号取得装置は、前記少なくとも1つの第1の信号推移を取得するための信号取得装置と同一とすることができ、特に、当該信号取得装置そのものとすることができる。
上述の態様の装置または方法は、最小信号振幅差と最小時間差という2つの値のみを設定すればよく、これにより検出信号生成を、周期的に変化する出力信号の推移全体にわたって高い信頼性で識別できるという利点を奏する。周期的に変化する出力信号のエッジ勾配が大きい領域では、上述の最小時間差により、たとえばプラズマ中のアーク等のエラーによって生成されるものではない小さいゆらぎによって、誤った検出、特にエラー検出がなされないことが保証される。周期的に変化する出力信号が平坦な推移をとる領域では、上述の最小信号振幅差により、たとえばプラズマ中のアーク等のエラーによって生成されるものではない小さいゆらぎによって、誤った検出、特にエラー検出が生じないことが保証される。
信号推移を取得するために、電力発生器とプラズマ処理部との間の電圧を測定することができる。通常は、電力発生器からプラズマ処理部まで2つの線路が延在しており、プラズマ処理部を電力発生器に接続し、電力がこれらの線路を介してプラズマへ供給される。これらの各線路は、プラズマチャンバ内のそれぞれ1つの電極に接続されている。プラズマチャンバ自体は、通常は参照接地電位に接続されている。両電極はそれぞれ、この接地に対する電圧推移を示す。信号推移を取得するために、電極と参照接地電位との間の電圧を測定することができる。
とりわけ、複数の電極において参照接地電位に対する電圧を測定することができる。
とりわけ、各電極においてそれぞれ、参照接地電位に対する電圧を測定することができる。
参照接地電位に対する電圧の測定は、抵抗分圧器を用いて行うことができる。
抵抗分圧器は、絶縁破壊耐性を有するサージ電圧保護インピーダンスを用いて実現することができる。かかる構成により、後続の電圧測定装置へ安全な低電圧が供給される。とりわけ、かかる保護インピーダンスのうち複数を直列接続することができる。このような構成により、保護インピーダンスのサージ電圧保護が機能不全であっても、後続の電圧測定装置へ安全な低電圧が供給される。
抵抗分圧器は、特に追加的に容量によって整合することができる。かかる整合により、迅速な電圧変化が減衰されることなく、小さい時間損失で電圧測定装置へ供給される。このような供給により、プラズマの変化の検出速度が速くなる。
参照接地電位に対する電圧の測定は、容量分圧器を用いて行うことができる。かかる構成により、電圧測定をプラズマチャンバ電圧から直流分離して行うことができる。かかる構成によっても、後続の電圧測定装置へ安全な低電圧が供給される。
信号推移を取得するために、高分解能のアナログデジタル変換器(ADC)を用いることができる。このADCは、10MS/s(Megasample / s)以上の時間分解能で、特に40MS/s以上の時間分解能で、特に有利には80MS/s以上の分解能で動作することができる。
ADCは、8ビット以上の振幅分解能で、特に10ビット以上の振幅分解能で、さらに有利には12ビットの振幅分解能で、特に有利には14ビット以上の分解能で動作することができる。
ADCとしては、SAR変換器を使用することができる。これは、逐次比較形レジスタを備えた変換器である。このようにすると、エラー検出が特に高速になる。
検出信号生成装置は、プログラマブルロジックモジュール(PLD)内に収容することができ、検出信号の生成はこのモジュール内で行うことができる。特に、検出信号生成装置をFPGA(Field Programmable Gate Array)内に収容し、検出信号の生成をこのFPGA内で行うことができる。これにより、間隔ないしは閾値曲線を特に高速で計算することができる。
ADCによってデジタル変換されたデータは、パラレルバスを用いてPLDまたはFPGAへ供給することができる。このようにして、かかる供給を比較的低い転送レートで特に高速で行うことができる。
ADCによってデジタル変換されたデータは、シリアルデータ転送を用いて、PLDまたはFPGAへ供給することができる。これはたとえば、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)を用いた高速データ転送を使用することにより行うことができる。PLDまたはFPGAモジュールはしばしば、かかるシリアルデータインタフェースに対応した特殊な入力端を有することが多い。これにより、線路数を低減することができ、PLDないしはFPGAの端子を空けることができる。
閾値曲線は、以下のステップで求めることができる:
a)取得された第1の信号推移から第1の選択点を選択するステップ。
b)前記選択点の時点から最小時間差を減算して算出される第1の時点から、当該選択点の時点に最小時間差を加算して算出される第2の時点までに及ぶ第3の期間を算出するステップ。
c)前記第3の期間における前記第1の信号推移の最小値を形成することにより極値振幅を求めるステップ。
d)前記極値振幅から前記最小信号振幅差を減算することにより、第1の閾値曲線点を求め、当該閾値曲線点の時点における選択点の時点を転送するステップ。
e)前記取得された第1の信号推移から他の選択点を求めるため、前記ステップa)ないしd)を引き続き行うステップ。
最小値を求める代わりに、それぞれ最大値を求めることも可能である。特にその際には、極値振幅から最小信号振幅差を減算する代わりに、極値振幅に最小信号振幅差を加算することができる。
これは、特に負の半波の場合に意義を有する。また、信号を用いて、アーク検出時における電流推移の監視の場合のように信号が上昇をとるときに検出する監視を行う場合には、正の半波の場合にも上述のことは有意義となる。
前記課題は、電力発生器を備えたプラズマ電力供給システムであって、当該電力発生器は、当該電力発生器の周期的に変化する出力信号により、プラズマ処理に電力を供給するように構成されており、前記プラズマ電力供給システムは上述の態様の監視装置を有する、プラズマ電力供給システムによっても解決される。
前記課題はさらに、電力発生器を備えたプラズマ処理システムであって、当該電力発生器は、当該電力発生器の周期的に変化する出力信号により、プラズマ処理に電力を供給するように構成されており、前記プラズマ処理システムは上述の態様の監視装置を有する、プラズマ処理システムによっても解決される。
電力発生器の上述の周期的に変化する出力信号は、交流信号とすることができる。特に、正および負の半波を有する交流信号とすることができる。
上記交流信号は、電流源特性を有する交流信号とすることができる。
電力発生器は、自由振動MF(中間周波数)発生器とすることができる。
電力発生器をバイポーラパルス発生器とすることができる。特に、かかる発生器の場合には、上述の正および負の各半値の時間長および振幅を、個別に設定することができる。
電力発生器は、交流電圧を生成するためのブリッジ回路を有することができる。
電力発生器は、出力振動回路を有するMF発生器とすることができる。
出力振動回路は並列振動回路を有することができる。並列振動回路は、双方ともにブリッジ回路の出力端に並列接続された容量とインダクタンスとを有することができる。
追加の直列容量を、並列振動回路とプラズマ処理との間に直列接続することができる。
出力振動回路は直列振動回路を有することができる。直列振動回路は、ブリッジ回路の出力端とプラズマ処理との間に直列接続された容量とインダクタンスとを有することができる。
上述の直列振動回路とプラズマ処理部とを接続する2つの線路間に、追加の容量を並列接続することができる。
アークが検出された場合には、電力発生器の周期的に変化する出力信号を生成する、回路装置のすべてのスイッチング素子を、オフに切り替えることができる。特に、ブリッジ回路の、交流信号を生成するすべてのスイッチング素子をオフに切り替えることができる。
本発明の電力発生器および監視装置を備えたプラズマ処理システムを示す図である。 プラズマ放電を監視する方法の各ステップを示す図である。 第1の態様の方法による閾値曲線点を求めるための複数のステップを示す図である。 閾値曲線を求めるための複数の閾値曲線点を求める方法の各ステップを示す図である。 一実施形態の電力発生器を備えたプラズマ処理システムを示す図である。 第1の実施形態の出力振動回路を示す図である。 第2の実施形態の出力振動回路を示す図である。 交流電圧生成装置の一実施形態を示す図である。 アーク消去装置の一実施形態を示す図である。 一実施形態の信号取得装置を備えた、図5と同様のプラズマ処理システムを示す図である。 プラズマの点弧時の陰極における電圧の時間的推移を示す図である。 非均衡改善時のプラズマチャンバ内の電極間の電圧推移を示す図である。 他の1つの態様による、閾値曲線を求めるための複数の閾値曲線点を求める方法の各ステップを示す図である。 第2の信号推移が第1の信号推移から少なくとも1つの間隔だけ偏差していることを検出するための方法の各ステップを示す図である。
図1に、本発明の電力発生器14および監視装置7を備えたプラズマ処理システム1を示す。電力発生器14は、周期的に変化する出力信号により、プラズマ処理へ電力を供給する。この出力信号は、本実施例ではプラズマ給電信号19である。電力発生器14の出力信号は、本実施例では、正および負の半波を有する交流信号である。
電力発生器14は、自由振動MF(中間周波数)発生器とすることができる。
また、電力発生器14をバイポーラパルス発生器とすることもできる。特に、上述の正および負の各半値を、個別に設定することができる。
電力発生器14は、交流電圧を生成するためのブリッジ回路を有することができる。
電力は2つの各線路15,16を介して、プラズマチャンバ内のそれぞれ1つの電極11,12へ供給される。このプラズマチャンバはたとえば、陰極スパッタリング装置13として構成することができる。
線路15,16上の電圧が、信号取得装置8を用いて測定される。この電圧は、線路15,16において電圧測定装置8a,8bを用いて取得される。信号取得装置8はADコンバータ(ADC)を有する。データバス9を介して、監視装置7のデジタル変換された測定結果が転送される。信号取得装置8は、監視装置7の他の部分から離れた位置に配置することも可能である。
信号取得装置8は、プラズマ給電信号19の第1の周期内の第1の期間中の当該プラズマ給電信号19の第1の信号推移2と、プラズマ給電信号の第2の期間内において当該第1の期間に相当する位置にある第2の期間中の当該プラズマ給電信号の第2の信号推移とを取得する。
監視装置7は検出信号5を出力する。この検出信号5は、電力供給部14へ、または、たとえばアーク消去装置4等の他の構成要素へ供給することができる。
第1の信号推移2からの第2の信号推移6の偏差が1つの間隔より大きいことを検出信号生成装置17が検出すると、上述の検出信号5はアクティブに切り替えられる。こうするために、検出信号生成装置17は間隔算定装置18を有し、この間隔算定装置18は、最小時間差22(TIME MARGIN)と最小信号振幅差21(SIGNAL MARGIN)とをまとめることにより間隔を算出するように構成されている。
また、第2の信号推移が閾値曲線3に達したと検出信号生成装置17が判定した場合にも、上述の検出信号5はアクティブに切り替えられる。閾値曲線3は、閾値曲線算定装置18’を用いて第1の信号推移2から求められる。その際には閾値曲線算定装置18’は、最小時間差22(TIME MARGIN)および最小信号振幅差21(SIGNAL MARGIN)の双方を第1の信号推移に加える。
視覚化のため、閾値曲線算定装置18’内に、半波の電圧Vを時間軸t上に示すグラフを挿入している。グラフ中には第1の信号推移2を示している。さらに、閾値曲線3も示している。上述の間隔は、第1の信号推移2と閾値曲線3との間の最小間隔である。これはグラフ中にて、最小時間差区間23と最小信号振幅差区間20とによって改めて示されている。
本実施例では、最小時間差22は1.5μsに設定されている。この数値は、多くのプラズマ処理において非常に良好な結果が得られる実用的な値である。良い値は0.5μsから5μsまでであり、特に有利なのは、0.7μsから2μsまでの値である。
本実施例では、最小信号振幅差21は150Vに設定されている。この数値も、多くのプラズマ処理において非常に良好な結果が得られる実用的な値である。
良い値は50Vから200Vまでであり、特に有利なのは、100Vから150Vまでの値である。
上述の値は、相対表示することもできる。たとえば、最小時間差22を1半波または1周期の時間長の割合として表すことができ、たとえば0.3%と表すことができる。このようにすると、周波数が変化する場合、最小時間差22を再調整しなくてもよい。たとえば、最小信号振幅差21を出力信号の実効値またはピーク値の割合として表すことができ、たとえば20%と表すことができる。このようにすると、周波数が変化する場合、最小信号振幅差21を再調整しなくてもよい。
図2は、プラズマ放電を監視する方法の各ステップを示す図である。ステップ31において、プラズマ給電信号の第1の周期内の第1の期間中に、当該プラズマ給電信号の第1の信号推移2を取得する。ステップ32において、プラズマ給電信号の第2の周期内の、前記第1の期間に対応する位置にある第2の期間中に、当該プラズマ給電信号の第2の信号推移6を取得する。ステップ33において、前記第1の信号推移2からの前記第2の信号推移6の偏差が少なくとも、最小時間差22と最小信号振幅差21とを示す間隔を越える場合、検出信号5を生成する。
ステップ33は、複数のサブステップに分けて記載することも可能である。サブステップ34において、第1の信号推移2から閾値曲線3を求める。当該サブステップでは、最小時間差22および最小信号振幅差21の双方を第1の信号推移2に加える。上記にて説明したように、このステップは、最小時間差区間23と最小信号振幅差区間20とによって視覚化されている。サブステップ35において、第2の信号推移6と閾値曲線3とを比較する。サブステップ36では、第2の信号推移6が閾値曲線を下回る時点で検出信号5を生成する。
図3において、閾値曲線3を求めるための可能な方法の流れを説明する。ステップ41において、第1の信号推移2のうち複数の選択点P1,P2,P3,P4,P5およびP6を選択する。これらの点の時間間隔は、本実施例では等間隔である。このことは必須ではない。第1の信号推移2のすべての標本点を選択する必要はなく、10番目ごとまたは100番目ごとまたは1000番目ごとの標本点を選択することができる。検出信号の生成の精度を高くすることと速度を高速にすることとの良好なバランスを見出さなければならない。どの選択点P1〜PN(N=2,3,4,5・・・)においても、閾値曲線3の閾値曲線点S1〜SN(N=2,3,4,5・・・)を求めることができる。これはたとえば、FPGAにおいて求められる。これは、特に高速で行う必要はない。よって、FPGAにおいて可能な限り簡単、確実かつ高速で結果が得られる計算手法を選択する。こうするためには、ステップ42において最小時間差区間23を、時間方向において点P2の時点に向かって一度加算して一度減算する。このようにして、第3の期間を定める2つの新たな時点が求められる。これについては、ステップ42において2つの垂直方向の直線G1,G2によって示している。これらの2つの時点においてそれぞれ、第1の信号推移2の信号振幅の値が求められる。これについては、ステップ45において示している。本実施例では、第1の信号推移2は、測定された電圧の正の半波である。この場合、かかる推移が閾値曲線3を下回るか否かを観察しなければならない。それゆえ、信号振幅の上述の2つの求められた値のうち小さい方を求める。これは本実施例では、信号推移2が振幅点D2において達する値である。ここで重要なのは、振幅点D2の振幅値のみである。振幅点D2の時点は、これ以降のステップでは必要ない。次のステップ44において、上述の振幅値から最小信号振幅差区間20を減算する。このようにして、閾値曲線3の最初に求められた第1の閾値曲線点S2が算出される。この第1の閾値曲線点S2は、次のようにして算出される:
時点(S2)=選択された選択点P2の時点
振幅(S2)=振幅点D2の振幅から最小信号振幅差区間20を差し引いたもの
ここで、振幅点D2については以下のことが適用される:
選択された選択点P2の時点から最小時間差区間23を差し引いて得られる時点から、当該選択された選択点P2に最小時間差区間23を加えて得られる時点までに及ぶ時間領域における最小値ないしは最大値。
図4は、図3に示された方法により閾値曲線3の複数の閾値曲線点S2〜S5を求める態様を示す図である。最初のステップ45として、図3に示された、選択点P2から閾値曲線点S2を求めるためのステップ41〜44をまとめている。ステップ46〜48において、基本的には同じ手法により、選択点P3ないしP5から閾値曲線点S3ないしS5を求める。これらの閾値曲線点S3からS5間を補間することにより、また場合によっては、その前後の閾値曲線点を補間することにより、閾値曲線3を求めることができる。
図5に、本発明の電力発生器14および監視装置7を備えたプラズマ処理システム1を示しており、同図では、一実施形態の電力発生器14の細部を示している。電力発生器14は交流電流‐直流電流変換コンバータ51(AC‐DCコンバータ)を有し、これは、配電網から供給された交流電圧を直流電圧に変換するものである。
配電網から供給される交流電圧は、通常は50Hzまたは60Hzの周波数を有する。この交流電圧は2相以上で、特に3相で、配電網から供給することができる。高出力を実現するため、複数のAC‐DC変換モジュールを設け、特に並列接続することができる。AC‐DCコンバータ51は、配電網から供給された交流電圧が高調波によって可能な限り少ないノイズを有するようにすべく、パッシブフィルタとアクティブの力率改善要素(PFC要素)を有することができる。
配電網から供給される交流電圧の実効電圧は、通常は200Vから500Vまでの範囲内である。プラズマを点弧して維持するためには、大抵はそれより高い電圧と高い周波数が必要となる。それゆえ、交流電圧生成装置52において直流電圧を交流電圧に変換する。この交流電圧生成装置52は、ブリッジ回路を有することが多い。高出力を実現するため、複数のブリッジ回路を設け、特に並列動作させることができる。
電力発生器14は、出力振動回路53を有するMF発生器とすることができる。以下、出力振動回路53の可能な構成を説明する。
通常、電力発生器14は、上位のコントローラ54を備えている。このコントローラ54は、AC‐DCコンバータ51および交流電圧生成装置52に対応した共用のコントローラとすることができる。コントローラ54は、1つまたは複数の閉ループ制御部を有することもでき、たとえば出力電圧の閉ループ制御、出力周波数の閉ループ制御、出力電流の閉ループ制御または出力電力の閉ループ制御のための閉ループ制御部を有することができる。入力電流を閉ループ制御することもできる。かかる制御を行うため、制御対象のパラメータの瞬時値を取得する1つまたは複数の測定値センサを設けることができる。さらに、上述の閉ループ制御の目標値を設定するため、および/または、電力発生器14の監視ならびに/もしくは制御を行うため、1つまたは複数のユーザインタフェースを設けることもできる。
アーク消去装置4は、電力発生器14の外部に配置することができ、または、拡張された電力発生器14aの構成要素とすることもできる。特にこの場合、アーク消去装置4をコントローラ54によって制御することができる。
電圧測定装置8a,8bは、電力発生器14または14aの外部に配置することができ、または、拡張された電力発生器14bの構成要素とすることもできる。監視装置7は、電力発生器14、14aまたは14bの外部に配置することができ、または、電力発生システム14cの構成要素とすることもできる。監視装置7は、コントローラ54の一部とすることもできる。
図6に、第1の実施形態の出力振動回路53aを示す。この出力振動回路53aは、図1および図5において出力振動回路53として設けることができるものと同様のものである。出力振動回路53aは並列振動回路60を有することができる。並列振動回路60は、双方ともにブリッジ回路の出力端に並列接続された容量61とインダクタンス62とを有することができる。インダクタンス62は、トランスの一部とすることができる。
追加の直列容量63を、並列振動回路60とプラズマ処理との間に直列接続することができる。
図7に、第2の実施形態の出力振動回路53bを示す。この出力振動回路53bは、図1および図5において出力振動回路53として設けることができるものと同様のものである。出力振動回路53bは直列振動回路64を有することができる。直列振動回路64は、ブリッジ回路とプラズマ処理との間に直列接続された容量66とインダクタンス65とを有することができる。
上述の直列振動回路とプラズマ処理部とを接続する2つの線路間に、追加の並列容量67を並列接続することができる。
図8に、一実施形態の交流電圧生成装置52aを示す。この交流電圧生成装置52aは、図1および図5において交流電圧生成装置52として設けることができるものと同様のものである。交流電圧生成装置52aはブリッジ回路70を有し、本実施形態ではこのブリッジ回路70は、4つのスイッチング素子72,73,74,75を備えたフルブリッジ回路として構成されている。これらのスイッチング素子は、有利にはトランジスタとすることができる。特に有利なのは、IGBTまたはMOSFETである。ブリッジ回路70には、容量71に接続された2つの線路を介して、一定波形の電圧が供給される。これは、電圧制御されるブリッジ回路の典型的な構成である。また、電圧制御されるブリッジ回路に代えて、電流制御されるブリッジ回路を設けることも可能である。電流制御されるブリッジ回路の場合には、並列接続される容量71に代えて、直流電流を供給する上記線路の一方または双方に、直列接続されるインダクタンスを接続することとなる。
図9に、一実施形態のアーク消去装置4を示す。このアーク消去装置4は、図1および図5においてアーク消去装置4として設けることができるものと同様のものである。この実施例では、エネルギー蓄積器85はキャパシタとして構成されている。前記エネルギー蓄積器85は、IGBTとして構成されたスイッチ81と、該スイッチ81に逆並列接続されたダイオード84とを介して、給電線セグメント16.2に接続されている。さらに前記エネルギー蓄積器85は、IGBTとして構成されたスイッチ82と、該スイッチ82に逆並列接続されたダイオード83とを介して、給電線セグメント16.3にも接続されている。特に有利なのは、スイッチにIGBTを使用できる他に、MOSFETも使用できることである。エネルギー蓄積器85の他方の端子は、ダイオード86を介して給電線セグメント16.2に接続されており、かつ、ダイオード87を介して給電線セグメント16.3に接続されている。ダイオード86,87は逆直列接続されている。スイッチ81とダイオード84とは1つのスイッチ装置を構成し、スイッチ82とダイオード83とは1つのスイッチ装置を構成する。エネルギー蓄積器85は、ダイオード86,87の接続点と、前記2つのスイッチ装置の接続点との間に接続されている。ダイオード86,87のカソードは接続点において接続されている。ダイオード86のアノードは前記給電線セグメント16.2に接続されている。ダイオード87のアノードは前記給電線セグメント16.3に接続されている。
アークが検出された場合、通常動作時には閉成されているスイッチ81,82が開放される。このことにより、ダイオード83,84とスイッチ81,82とに電流が流れなくなり、ダイオード86,87を介してダイオード83,84へ電流が流れる。給電線15,16と陰極スパッタリング装置13内部とに存在するエネルギーは、エネルギー蓄積器85へチャージされる。非線形の素子であるスイッチ81,82のスイッチング状態と、ダイオード83,84,86,87の配置構成とにより、エネルギー蓄積器85からエネルギーが給電線15,16へ戻ること、特に陰極スパッタリング装置13へ戻ることが阻止される。この阻止を行うためには、特に、それぞれ1つのスイッチ81または82と2つのダイオード83,84または86,87を有する、同一構成のモジュールを2つ使用するだけでよい。エネルギーをエネルギー蓄積器85に移し替えることは、交流電圧のどちらの半波が陰極スパッタリング装置13に現在印加されているかに関係なく、ないしは、陰極スパッタリング装置13の電流が流れる方向に関係なく実現される。
監視装置7は検出信号5を出力する。この検出信号5は、スイッチ81,82をオン制御するために使用することができる。
エネルギー蓄積器85には、充電装置88が並列に配置されている。この充電装置88は、エネルギー蓄積器85の事前充電を行えるようにするため、直流電圧源または直流電流源を有することができる。さらに、充電装置88は前記エネルギー蓄積器85に対して並列に放電回路を、たとえばスイッチと抵抗とを有することができ、これを介してエネルギー蓄積器85の放電を行うことができる。充電装置88はさらに、エネルギー蓄積器85の充電状態を監視する電圧監視部も有することができ、予め定められた電圧値に達した場合には電圧監視部は上述の放電装置を作動し、または、第2の予め定められた電圧値に達した場合には電圧監視部は放電装置を非作動状態に戻す。放電装置は、トランス、直流電圧変換器、または、これに類する、給電電圧の回路部を介して、放電すべきエネルギーの少なくとも一部を供給するように構成することもできる。
アーク消去装置4は、エネルギー蓄積器85を用いず、またダイオード86,87を用いず、また充電装置88を用いずに動作することも可能である。特に本実施例では、各トランジスタごとに電圧制限回路を設けることができる。この各電圧制限回路は、それぞれZダイオード(ツェナーダイオード)89a,89bによって図示されている。通常動作時には、上述のトランジスタは導通状態に切り替えられている。しかし、電圧が所定の値を超えたことを電圧制限回路が検出すると直ちに、Zダイオード89a,89bは導通状態になって、トランジスタも導通状態に切り替え、これによりトランジスタは過電圧から保護される。
アークが検出された場合には、電力発生器の周期的に変化する出力信号を生成する、回路装置のすべてのスイッチング素子を、オフに切り替えることができる。特に、ブリッジ回路の、交流信号を生成するすべてのスイッチング素子をオフに切り替えることができる。
アークが検出された場合には更に、たとえば欧州特許第1720195号明細書に記載されたような接続エレメント80を、オン状態に切り替えることもできる。
図10は、一実施形態の信号取得装置8を備えた、図5と同様のプラズマ処理システムを示す図である。両電極11,12の各電極において、それぞれ測定データ取得装置91,90を用いて、参照接地電位92に対する電圧が測定される。これらの各電圧はプラズマ給電信号として、信号推移を更に取得するために記録することができる。両電極11,12間に生じた電圧を求めるためには、第2の測定データ取得装置90の第2の電圧から、第1の測定データ取得装置91の第1の電圧を減算することができる。この減算の結果をプラズマ給電信号として、信号推移の更なる取得のために記録することもできる。この結果は特に低雑音である。というのも、特にコモンモード雑音が上述の減算によって低減するからである。
上記方法および装置は、プラズマ検出に用いることも可能である。プラズマ処理における放電を監視する監視装置については、プラズマが点弧したかまたは未だ点弧していないかを判別することが重要である。特に、プラズマが点弧していない場合には、上記の方法によってアークが検出された場合であっても、アーク処理を抑制することができる。プラズマが点弧されたか否かの判断は、たとえば、第1の測定データ取得装置91の第1の電圧を用いて行うことができる。こうするためには、当該電圧の直流成分を監視する。所定の直流成分閾値に達した場合には、プラズマが点弧されたと判定する。これについては、電力発生器の出力端における正弦波交流電圧に基づいて説明する。
図11は、プラズマの点弧時の陰極における電圧の時間的推移95を示す図である。同図では、時間t軸上に電圧Vを示している。たとえば、MF発生器において点弧補助部またはアーク検出部を作動させるためには、プラズマが既に点弧されているか否かを判断しなければならない。
他の用途も同様に可能であり、たとえば、プラズマが点弧されたか否かのメッセージをプラズマ処理オペレータに対して、その処理の制御のために行うことも可能である。
接地に対するプラズマ電極における電圧の数値平均値の解析により、点弧状態と非点弧状態とを判別することができる。プラズマが点弧している場合には、接地に対する電極の電圧の数値平均値は負となる。プラズマが点弧していない場合、電圧の数値平均値はほぼ0となる。これに代えて択一的に、またはこれと併用して、電圧の時間的推移95における当該電圧のピーク値の有無を検査することもできる。正の電圧のピーク値が検出された場合、このことはプラズマが検出されたことも示唆するものである。正のピーク値と負のピーク値との差も、プラズマ検出に使用することができる。プラズマが点弧していない状態であって電力発生器の出力端に正弦波交流電圧が存在する場合に測定データ取得装置90において求められる電圧を、図11に示す。電圧の数値平均値を求めると、ほぼ曲線推移97となる。この曲線推移は、閾値99と比較される。この閾値に達すると、プラズマが点弧したと判定される。図11では、プラズマは領域96において点弧している。これは、曲線推移の変化に基づいて判定できるものである。数値平均値は、緩慢に負の値まで低下していき、時点98において曲線推移97は閾値99に達する。プラズマが消失したことを判定するため、別の閾値99aを設けることができる。このようにして、時点98では、「プラズマ未点弧」と「プラズマ点弧」との判別、さらに「プラズマ消失」との判別におけるヒステリシスが得られる。このことは、ヒステリシスを有する比較器を用いて実現することができる。
図12に、特に、非均衡改善時の陰極スパッタリング装置13のプラズマチャンバ内の電極11,12間の電圧推移100を示す。同図では、時間t軸上に電圧Vを示している。陰極スパッタリング装置13、特にデュアルマグネトロン陰極スパッタリング装置の場合、両陰極11,12が、特にこれに接続されたターゲットが不均衡になり得る。これにより、両陰極の陰極スパッタリング結果が異なることとなる。これは不均等な化学量論比に起因する。
プラズマ処理へ供給される交流電圧信号の直流成分を能動的にシフトさせると、陰極を均衡状態に戻すことができる。アーク消去装置4の予め定められた調整により、接地に対する陰極の電圧の平均値を制御することができる。
さらに、交流電圧生成装置52,52aを規定通りに調整することもでき、特に、ブリッジ回路70のスイッチング素子72ないし75を規定通りに調整することができる。
とりわけ、均衡化を監視するため、参照接地電位92に対する両陰極11,12のうち一方または双方の電圧を、図10に示されたように測定することができる。
シフトを生じさせるためには、アーク消去装置4を用いて1つの陰極における半波を消失させる。こうするためには、スイッチ81または82のみをスイッチオフする。このスイッチオフは、1半波の時間長にわたって行うことができる。また、上述のスイッチオフを、たとえば複数の半波にわたって行うこともできる。図中の実施例では、時点101と102との間の時間領域において行う。それと同時に、当該(1つまたは複数の)半波にわたって振動回路にエネルギーが引き込まれないように、ブリッジ回路70を規定通りに調整することもできる。かかるプロセスは、約100から数十倍までの波数において繰り返すことができる。このようにして、100個の波数にわたる平均値では、数十%の直流電圧補正を実現することができる。
図13は、他の1つの態様による、閾値曲線3を求めるための複数の閾値曲線点116を求める方法の各ステップを示す図である。最初のステップ110において、図3のステップ41と同様、第1の信号推移2のうち複数の選択点P1,P2,P3,P4,P5およびP6を選択する。第2のステップ111において、これらの各選択点を中心として、求められた大きさまたは予め定められた大きさの円114を置く。この円114の中心点は、各選択点上に位置する。この円は楕円形とすることもできる。第3のステップ112において、第1の選択点における第1の信号推移2の勾配に対して垂直に、上記大きさの長さを有するベクトル115、すなわち、上記円114の縁辺までの長さのベクトル115を挿入する。矢印ないしはベクトル115の先端は、求められる閾値曲線点116を向いている。このことは、全ての選択点について行われる。このようにして、各選択点について閾値曲線点が得られる。ここで、各閾値曲線点を補間によって繋げる。かかる補間により、閾値曲線3が得られる。
図14に、第2の信号推移6が第1の信号推移2から、少なくとも、最小時間差間隔23と最小信号振幅差間隔20とを示す間隔だけ偏差したことを特定するための方法の各ステップを示す。最初のステップ120において、第1の信号推移2を取得する。第2のステップ121において、第2の信号推移6を取得する。第2の信号推移6について、複数の選択点125a,125b,125c,125d,125eを選択する。これらの点の時間間隔は、本実施例では等間隔である。このことは必須ではない。また、第2の信号推移6のすべての標本点を選択する必要もなく、10番目ごとまたは100番目ごとまたは1000番目ごとの標本点を選択することができる。検出信号の生成の精度を高くすることと速度を高速にすることとの良好なバランスを見出さなければならない。第3のステップ121において、各選択点125a,125b,125c,125d,125eを中心として、最小時間差間隔23と最小信号振幅差間隔20とを表す幾何学的な体126aないし126eを置く。これはたとえば、方形とするか、または本実施例のように楕円形とすることができる。幾何学的な体126の時間方向における寸法は、最小時間差間隔23を2倍にしたものであり、振幅方向における寸法は、最小信号振幅差間隔20を2倍にしたものである。第2の信号推移6が第1の信号推移2から少なくとも上述の間隔だけ偏差していることが検出されたことは、当該幾何学的な体126が第1の信号推移2のいずれの部分も包含しなくなる選択点125eにおいて、判定される。
よって、最小時間差と最小信号振幅差とをまとめることにより間隔を求めるように構成された間隔算定装置は、当該最小時間差と最小信号振幅差とのベクトル加算によってまとめることにより求めるように構成することができる。

Claims (16)

  1. 電力発生器(14)の周期的に変化する出力信号(19)によって電力を当該電力発生器(14)が供給するプラズマ処理中の放電を監視する監視装置(7)であって、
    前記放電は特に、陰極スパッタリング装置(13)の電極(11,12)間の放電であり、
    前記監視装置(7)は、
    a.少なくとも1つのプラズマ給電信号(19)の少なくとも1周期内の少なくとも1つの第1の期間中に、当該プラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの第1の信号推移(2)を取得するための信号取得装置(8)と
    b.少なくとも1つのプラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの別の周期内の、前記第1の期間に対応する位置にある少なくとも1つの第2の期間中に、当該プラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの第2の信号推移(6)を取得するための信号取得装置(8)と、
    c.前記第2の信号波形が前記第1の信号推移から少なくとも1つの差分だけ偏差している場合、検出信号(5)を生成するように構成された検出信号生成装置(17)であって、前記検出信号生成装置は、最小時間差(22)と最小信号振幅差(21)とをまとめることにより前記差分を求めるように構成された間隔算定装置を有する検出信号生成装置(17)と
    を有することを特徴とする監視装置(7)。
  2. 周期的に変化する出力信号(19)によって電力を電力発生器(14)が供給するプラズマ処理中の放電を監視する監視装置(7)であって、
    前記放電は特に、陰極スパッタリング装置(13)の電極(11,12)間の放電であり、
    前記監視装置(7)は、
    a.少なくとも1つのプラズマ給電信号(19)の少なくとも1周期内の少なくとも1つの第1の期間中に、当該プラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの第1の信号推移(2)を取得するための信号取得装置(8)と、
    b.少なくとも1つのプラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの別の周期内の、前記第1の期間に対応する位置にある少なくとも1つの第2の期間中に、当該プラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの第2の信号推移(6)を取得するための信号取得装置(8)と、
    c.閾値曲線を算出するために前記第1の信号推移に最小時間差(22)および最小信号振幅差(21)の双方を加えるように構成された閾値曲線算出装置を用いて、前記第1の信号推移(2)から閾値曲線(3)を算出するように構成された検出信号生成装置(17)であって、前記第2の信号推移が当該閾値曲線に達した場合に検出信号を生成するように構成された検出信号生成装置(17)と
    を有することを特徴とする監視装置(7)。
  3. 前記間隔算定装置は、前記間隔が、時間方向における前記第1の信号推移(2)からの最小間隔として前記最小時間差(22)を示し、かつ、信号振幅方向における当該第1の信号推移(2)からの最小間隔として前記最小信号振幅差(21)を示すように、構成されている、
    請求項1記載の監視装置(7)。
  4. 前記閾値曲線算定装置は、前記閾値曲線(3)が、時間方向における前記第1の信号推移(2)からの最小間隔として前記最小時間差(22)を示し、かつ、信号振幅方向における当該第1の信号推移(2)からの最小間隔として前記最小信号振幅差(21)を示すように、構成されている、
    請求項2記載の監視装置(7)。
  5. 前記監視装置(7)は、前記最小時間差(22)および前記最小信号振幅差(21)を設定するための入力インタフェースを有するか、または、流動的な間隔を求めるための大きさを設定するための入力インタフェースを有する、
    請求項1から4までのいずれか1項記載の監視装置(7)。
  6. 電力発生器(14)から当該電力発生器の周期的に変化する出力信号(19)によって電力の供給を受けるプラズマ処理中の放電を監視する方法であって、
    前記放電は特に、陰極スパッタリング装置(13)の電極(11,12)間の放電であり、
    前記方法は以下の構成を有する。
    a.少なくとも1つのプラズマ給電信号(19)の少なくとも1周期内の少なくとも1つの第1の期間中に、当該プラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの第1の信号推移(2)を取得するステップと、
    b.少なくとも1つのプラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの別の周期内の、前記第1の期間に対応する位置にある少なくとも1つの第2の期間中に、当該プラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの第2の信号推移(6)を取得するステップと、
    c.前記第2の信号推移(6)が少なくとも、前記最小時間差(22)と最小信号振幅差(21)とを示す間隔だけ前記第1の信号推移から偏差する場合、検出信号を生成するステップと
    を有することを特徴とする方法。
  7. 電力発生器(14)から当該電力発生器の周期的に変化する出力信号(19)によって電力の供給を受けるプラズマ処理中の放電を監視する方法であって、
    前記放電は特に、陰極スパッタリング装置(13)の電極(11,12)間の放電であり、
    前記方法は、
    a.少なくとも1つのプラズマ給電信号(19)の少なくとも1周期内の少なくとも1つの第1の期間中に、当該プラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの第1の信号推移(2)を取得するステップと、
    b.少なくとも1つのプラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの別の周期内の、前記第1の期間に対応する位置にある少なくとも1つの第2の期間中に、当該プラズマ給電信号(19)の少なくとも1つの第2の信号推移(6)を取得するステップと、
    c.前記第1の信号推移(2)から閾値曲線(3)を求めるステップと、
    d.前記第2の信号推移(6)が前記閾値曲線(3)に達した場合、検出信号を生成するステップと
    を有し、 前記閾値曲線は、最小時間差(22)および最小信号振幅差(21)の双方を前記第1の信号推移(2)に加えることによって求められる
    ことを特徴とする方法。
  8. 前記最小時間差(22)と前記最小信号振幅差(21)を前記第1の信号推移(2)に加算し、および/または前記第1の信号推移(2)から減算することにより、前記間隔または前記閾値曲線(3)を求める、
    請求項6または7記載の方法。
  9. 前記間隔が時間方向において少なくとも前記最小時間差(22)となり、かつ、当該間隔が信号振幅方向において少なくとも前記最小信号振幅差(21)となるように、前記第1の信号推移(2)と前記最小時間差(22)と前記最小信号振幅差(21)とから計算を行うことにより、前記間隔または前記閾値曲線(3)を求める、
    請求項6から8までのいずれか1項記載の方法。
  10. 前記最小時間差(22)および前記最小信号振幅差(21)は、ユーザにより設定可能なものである、
    請求項6から9までのいずれか1項記載の方法。
  11. 電力発生器(14)を備えたプラズマ処理システム(1)であって、
    前記電力発生器(14)は、当該電力発生器(14)の周期的に変化する出力信号により、プラズマ処理に電力を供給するように構成されており、
    前記プラズマ処理システム(1)は、請求項1から6までのいずれか1項記載の監視装置(7)を有する
    ことを特徴とするプラズマ処理システム(1)。
  12. 前記電力発生器(14)は、自由振動中間周波数(MF)発生器である、
    請求項11記載のプラズマ処理システム(1)。
  13. 前記電力発生器(14)は、交流電圧を生成するためのブリッジ回路(70)を有する、
    請求項11または12記載のプラズマ処理システム(1)。
  14. 前記プラズマ処理システム(1)は、信号取得装置(8)を有し、
    前記信号取得装置(8)は、前記プラズマ処理の2つの各電極(11,12)において、それぞれ測定データ取得装置(91,90)を用いて、参照接地電位(92)に対する電圧を測定するように構成されている、
    請求項11から13までのいずれか1項記載のプラズマ処理システム(1)。
  15. 前記信号取得装置(8)はアナログデジタル変換器(ADC)を有し、
    前記アナログデジタル変換器(ADC)は、10MS/s以上の時間分解能、特に40MS/s以上の時間分解能、特に有利には80MS/s以上の時間分解能と、8ビット以上の振幅分解能、特に10ビット以上の振幅分解能、さらに有利には12ビット以上の振幅分解能、特に有利には14ビット以上の振幅分解能とを有する、
    請求項1から6までのいずれか1項記載の監視装置(7)。
  16. 前記検出信号生成装置(17)は、プログラマブルロジックモジュール(PLD)内に収容されている、
    請求項1から6までのいずれか1項または請求項15記載の監視装置(7)。
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