Neues Arc-Managementsystem

Ob im Halbleiter- oder Photovoltaikbereich, in der Flachbildschirm- oder Architektur-
glasbeschichtung - überall dort, wo dünnste Schichten benötigt werden, ist die Plasmabeschichtung das Verfahren der Wahl. Die Aufbringung der dünnen Schichten in der Plasmakammer kann jedoch von elektrischen Überschlägen, Arcs genannt, empfindlich gestört werden. Ein neuer Arc-Schalter, den HÜTTINGER Elektronik derzeit entwickelt, bringt hier Fortschritte. Durch ihn können Stromversorgungen Arcs zukünftig in kürzerer Zeit erkennen und effizienter bekämpfen.

Bei plasmagestützten Beschichtungsverfahren zündet der Anwender in einer Vakuumkammer in einem dünnen Gasgemisch ein Plasma. In diesem Plasma laufen chemische Reaktionen ab. Die daraus resultierenden Produkte scheiden sich als dünne Schicht auf dem Werkstück ab. Zwischen den Elektroden kommt es jedoch oft und ohne Vorwarnung zu elektrischen Überschlägen. Diese sogenannten Arcs können sowohl die aufgetragenen Schichten als auch das zu zerstäubende Material (Target) beschädigen. Typischerweise treten Arcs 40 bis 50 Mal pro Sekunde auf, in Extremfällen können sie sich aber auch mehrere tausend Mal pro Sekunde ereignen. Um das Werkstück zu schützen, muss die eingesetzte Stromversorgung auftretende Arcs möglichst schnell erkennen und die Energiezufuhr abschalten, um die Entladung zu löschen.

Um Arcs zu erkennen überwacht die Stromversorgung mit einer integrierten Detektionselektronik die Spannungs- und Strom­aufnahme des Plasmas in der Prozess­kammer. Bei einem abrupten Spannungsabfall und einem Anstieg des Stromes über ein definiertes Maß geht man davon aus, dass ein Arc vorliegt. In die­sem Fall wird die Energiezufuhr in den Prozess durch Austasten des Generators unterbrochen.

Allerdings kann die Stromversorgung ihre Leistung nicht sprunghaft komplett herunterfahren. Auch nach dem Abschalten speist sie Restenergie in die Plasmakammer ein, welche die Entladung aufrechterhält. Es kann einige hundert Millionstel Sekunden dauern, bis der Arc ganz verlischt. Diese kurze Zeitspanne genügt jedoch um große Schäden anzurichten.