Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungsanordnung für mehrere Plasmaerzeuger, eine Plasmaerzeugungseinrichtung mit einer solchen Stromversorgungsanordnung und ein Verfahren zur Steuerung mehrerer Plasmaprozesse mit einer solchen Stromversorgungsanordnung.

Die Plasmaerzeugungseinrichtungen können hier insbesondere jeweils ausgelegt sein, ein Gas örtlich entfernt von einer Plasmabearbeitung zu einem Gas-Plasma anzuregen. Solche Plasmaerzeuger sind auch als „Remote Plasma Source" bekannt. Ein solcher Plasmaerzeuger ist z.B. in WO2014/016335 Al oder US2007/0103092 Al beschrieben.

Die Stromversorgungsanordnung wird häufig als Einheit mit dem Plasmaerzeuger, also der Plasmakammer angeboten, in der das Gas-Plasma erzeugt wird. Bei der Bearbeitung und/oder Herstellung von Materialien in einer Bearbeitungskammer werden oftmals mehrere solcher örtlich entfernter Gas-Plasma-Erzeuger benötigt. Diese können z.B. zur Anregung von Gas eingesetzt werden, wobei das angeregte Gas bei der Bearbeitung eingesetzt wird. Ebenso können diese z.B. zur Anregung von Gas eingesetzt werden, wobei das aus der Bearbeitungskammer austretende Gas angeregt wird.

Mehrere Einheiten bestehend aus Stromversorgungsanordnung und Plasmaerzeuger sind kostspielig und die Gefahr, dass eine der Einheiten ausfällt, ist bei zunehmender Anzahl solcher Einheiten ansteigend. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stromversorgungsanordnung, eine Plasmaerzeugungseinrichtung und/oder ein Verfahren zur Steuerung mehrerer Plasmaprozesse zur Verfügung zu stellen, bei dem diese Nachteile überwunden werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Stromversorgungsanordnung nach Anspruch 1, eine Plasmaerzeugungseinrichtung nach Anspruch 11 und/oder ein Verfahren nach Anspruch 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen und/oder in der Beschreibung offenbart.

Demnach ist in einem Aspekt zur Lösung der Aufgabe eine Stromversorgungsanordnung für mehrere Plasmaerzeuger offenbart, die insbesondere jeweils ausgelegt sind, ein Gas örtlich entfernt von einer Plasmabearbeitung zu einem Gas- Plasma anzuregen, mit: a) einem Leistungseingangsanschluss zum Anschluss einer Versorgungsleistung, b) einem Datenanschluss zum Anschluss an eine Steuerung, c) wobei die Stromversorgungsanordnung ausgelegt ist, Leistung von dem Leistungseingangsanschluss mit einer Wechselspannungserzeugerstufe in eine Wechselspannungsleistung umzuwandeln, d) wobei die Stromversorgungsanordnung eingerichtet ist, über den Datenanschluss:

• sicherzustellen, dass die Wechselspannungsleistung an eine erste Last als eine erste Wechselspannungsleistung und an eine zweite von der ersten örtlich entfernten Last als eine zweite Wechselspannungsleistung geliefert werden kann, wobei insbesondere die beiden Lasten nicht gleichzeitig versorgt werden, und

• derart ansteuerbar zu sein, dass die erste und die zweite Wechselspannungsleistung zumindest bei einem oder mehreren der folgenden Steuerwerte unterschiedliche Charakteristika aufweisen kann:

• Ausgangsstrom,

• Ausgangsspannung,

• Ausgangsfrequenz,

• Ausgangsleistung,

• Ausgangs-Verlauf von Strom und/oder Spannung, und e) wobei die Stromversorgungsanordnung eingerichtet ist, ein Ansteuersignal für eine Impedanzanpassungsvorrichtung, die einer der Wechselspannungsleistungen zugeordnet ist, auszugeben.

Mit , Charakteristika für Steuerwerte' sind konkrete vorgegebene Werte für einen oder mehrere der Steuerwerte gemeint.

Beispielsweise kann für die erste Wechselspannungsleistung die Ausgangsleistung 3 kW, die Ausgangsfrequenz 30 kHz, und der Ausgangsverlauf von Strom rechteckförmige Pulse mit einem Pulspausenverhältnis von 70% und 100 Hz Wiederholrate sein. Und beispielsweise kann für die zweite Wechselspannungsleistung die Ausgangsleistung 4 kW, die Ausgangsfrequenz 35 kHz, und der Ausgangsverlauf von Strom so wie bei der ersten Wechselspannungsleistung rechteckförmige Pulse mit einem Pulspausenverhältnis von 70% und 100 Hz Wiederholrate sein.

Es kann als Steuerwert-Charakteristikum auch zusätzlich oder alternativ für eine oder mehrere der Steuerwerte ein Extremwert, also ein Wert, der nicht überschritten werden soll, vorgegeben werden, z.B. ein Maximalstrom von 10 A oder eine Minimalleistung von 100 W.

In zumindest einem dieser Steuerwert-Charakteristika unterscheiden sich die erste und die zweite Wechselspannungsleistung.

In einem Aspekt unterscheiden sich die Steuerwert-Charakteristika in mindestens zwei dieser Steuerwert-Charakteristika, besonders bevorzugt in mindestens drei.

Mit Impedanzanpassungsvorrichtung ist hier eine Vorrichtung gemeint, die eine Ausgangsimpedanz, die an ihrem Ausgang z.B. in Richtung Last angeschlossen ist, so umwandeln kann, dass an ihrem Eingang eine vorgebbare Impedanz einstellbar ist. Es gibt viele Arten von Impedanzanpassungsvorrichtungen. Beschreibungen von solchen finden sich z.B. in WO 2016/177766 Al, WO 2017/072087 Al, WO 2019/185423 Al, WO 2021/255250 Al Häufig weisen sie sowohl variable als auch nicht variable Reaktanzen, also Induktivitäten und Kapazitäten auf. Bekannt sind auch Impedanz-verändernde Elemente wie Leitungsabschnitte (transmission lines), Widerstände, Übertrager, Balun, Koppler. Die variablen Elemente können elektronisch ansteuerbar variabel sein. Dabei können z.B. Vakuumkondensatoren mittels Motoren veränderbar sein, oder Reaktanzen zu und wegschaltbar sein.

Mit Wechselspannungserzeugerstufe ist ein elektronischer Schaltkreis gemeint, der eingerichtet ist, eine erste elektrische Leistung, z.B. eine Gleichstromleistung, in eine Wechselstromleistung umzuwandeln. Die Wechselstromleistung zeichnet sich dadurch aus, dass die Spannung und der Strom ihr Vorzeichen periodisch ändern. Dabei können Strom- und Spannung unterschiedliche Verläufe aufweisen. Die Spannung und/oder der Strom können z.B. näherungsweise sinusförmig sein, oder näherungsweise rechteckförmig. Im letzteren Fall spricht man auch häufig von einer Bipolar-Spannungserzeugerstufe. Eine solche Wechselspannungserzeugerstufe weist häufig eine Brückenschaltung aus Schaltelementen, insbesondere Transistoren, bevorzugt MOSFET oder IGBT auf.

In einem Aspekt weist die Stromversorgungsanordnung ferner auf: a) einen ersten Leistungsausgangsanschluss zur Lieferung der ersten Wechselspannungsleistung an die erste Last, b) einen zweiten Leistungsausgangsanschluss zur Lieferung der zweiten Wechselspannungsleistung an die zweite von der ersten örtlich entfernten Last.

In einem Aspekt weist die Stromversorgungsanordnung ferner eine Umschalteinheit auf, die insbesondere Teil der Stromversorgungsanordnung ist, wobei die Stromversorgungsanordnung eingerichtet ist, über den Datenanschluss derart ansteuerbar zu sein, dass die Umschalteinheit die von der Wechselspannungserzeugerstufe erzeugte Wechselspannungsleistung jeweils einem der Leistungsausgangsanschlüsse und/oder Lasten zuschalten kann, und dabei die unterschiedlichen Charakteristika der jeweiligen Wechselspannungsleistung einstellen kann. Mit Umschalteinheit ist hier ein elektronisches Bauelement gemeint, das eingerichtet ist, ein elektrisches Signal in einer ersten Einstellung von einem ersten seiner Kontakte zu einem zweiten seiner Kontakte durchzuleiten und in einer zweiten Einstellung diese Durchleitung zu behindern, insbesondere zu unterbinden. Vorteilhafterweise kann die Umschalteinheit in der zweiten Einstellung das elektrische Signal in der zweiten Stellung vom ersten Kontakt an einen dritten Kontakt durchleiten und in der ersten Einstellung diese Durchleitung behindern, insbesondere unterbinden. Eine Umschalteinheit kann ein Transistor, insbesondere ein Leistungstransistor, vorteilhafterweise ein IGBT oder MOSFET sein. Auch andere Ausführungsformen wie PIN-Dioden, oder elektromechanische Schalter sind denkbar.

In einem Aspekt ist eine Stromversorgungsanordnung offenbart für mehrere Plasmaerzeuger, die insbesondere jeweils ausgelegt sind, ein Gas örtlich entfernt von einer Plasmabearbeitung zu einem Gas-Plasma anzuregen, mit: a) einem Leistungseingangsanschluss zum Anschluss einer Versorgungsleistung, b) einem Datenanschluss zum Anschluss an eine Steuerung, die insbesondere innerhalb oder außerhalb der Stromversorgungsanordnung angeordnet sein kann, c) wobei die Stromversorgungsanordnung ausgelegt ist, Leistung von dem Leistungseingangsanschluss mit einer Wechselspannungserzeugerstufe in eine erste und eine zweite Wechselspannungsleistung umzuwandeln, d) einem ersten Leistungsausgangsanschluss zur Lieferung der ersten Wechselspannungsleistung an eine erste Last, e) einem zweiten Leistungsausgangsanschluss zur Lieferung der zweiten Wechselspannungsleistung an eine zweite von der ersten örtlich entfernten Last, f) wobei die Stromversorgungsanordnung eingerichtet ist, über den Datenanschluss derart ansteuerbar zu sein, dass die erste und die zweite Wechselspannungsleistung zumindest bei einem oder mehreren der folgenden Steuerwerte unterschiedliche Charakteristika aufweisen kann:

• Ausgangsstrom,

• Ausgangsspannung,

• Ausgangsfrequenz,

• Ausgangsleistung,

• Ausgangs-Verlauf von Strom und/oder Spannung, und g) wobei die Stromversorgungsanordnung eingerichtet ist, ein Ansteuersignal, insbesondere mehrere Ansteuersignale, für eine, insbesondere für je eine, Impedanzanpassungsvorrichtung, die einer der Wechselspannungsleistungen zugeordnet ist, auszugeben.

So können mehrere Plasmaprozesse oder mehrere Plasmaerzeuger mit einer Stromversorgungsanordnung betrieben werden. Das erhöht die Ausfallsicherheit und reduziert die Kosten erheblich. Dadurch dass ein oder mehrere Ansteuersig- nal(e) für die den Plasmaerzeuger(n) zugeordneten Impedanzanpassungsvorrich- tung(en) vorgesehen ist, kann/können auch diese individuell angepasst für die jeweilige Wechselspannungsleistung an dem jeweiligen Plasmaerzeuger bereitgestellt werden.

In einem Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung eine, insbesondere mehrere, Umschalteinheit(en) aufweisen, wobei die Stromversorgungsanordnung eingerichtet ist, über den Datenanschluss sicherzustellen, dass die Umschaltein- heit(en) die von der Wechselspannungserzeugerstufe erzeugte Wechselspannungsleistung jeweils einem der Leistungsausgangsanschlüsse zuschaltet, und die Stromversorgungsanordnung kann ferner eingerichtet sein, die unterschiedlichen Charakteristika der jeweiligen Wechselspannungsleistung einstellen zu können. So kann die eine Stromversorgungsanordnung die einzelnen Plasmaerzeuger mit einer Wechselspannungserzeugerstufe versorgen. Das spart erheblich Kosten.

In einem Aspekt kann/können außerhalb der Stromversorgungsanordnung eine, insbesondere mehrere, Umschalteinheit(en) angeordnet sein, wobei die Stromversorgungsanordnung eingerichtet ist, diese über den Datenanschluss derart ansteuern zu können, dass die Umschalteinheit(en) die von der Wechselspannungserzeugerstufe erzeugte Wechselspannungsleistung jeweils einem der Leistungsausgangsanschlüsse zuschaltet und dabei die unterschiedlichen Charakteristika der jeweiligen Wechselspannungsleistung einstellen kann. So kann die eine Stromversorgungsanordnung die einzelnen Plasmaerzeuger mit einer Wechselspannungserzeugerstufe versorgen. Das spart erheblich Kosten und ist zudem sehr flexibel auf den entsprechenden Anwendungsfall anpassbar.

Zwischen Impedanzanpassungsvorrichtung(en) und einer Stromversorgungsanordnung können jeweils eine Verbindungsleitung zur Übertragung der Wechselspannungsleistung mit 1 m Länge oder mehr, insbesondere 3 m Länge oder mehr angeordnet sein. Das macht den Einsatz der Stromversorgungsanordnung besonders flexibel und damit kostengünstig.

In einem Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung ausgelegt sein, dass die Nennleistungen aller an die Lasten lieferbaren, insbesondere ausgebbaren, Wechselspannungsleistungen addiert größer ist als die Nennleistung der Wechselspannungserzeugerstufe. So kann eine Wechselspannungserzeugerstufe mit relativ niedriger Nennleistung verwendet werden, um mehrere Plasmaerzeuger zu versorgen, die alle jeweils einzeln nicht mehr Nennleistung benötigen als die Wechselspannungserzeugerstufe an Nennleistung zur Verfügung stellen kann und zugleich aber die alle addiert zusammengenommen eine deutlich höhere Nennleistung benötigen würden. Das funktioniert deshalb, weil die Plasmaerzeuger zeitlich sequenziell versorgt werden können, also niemals alle gleichzeitig.

In einem Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung eingerichtet sein, unterschiedliche Ansteuersignale für mehrere Impedanzanpassungsvorrichtungen, die jeweils einer der Wechselspannungsleistungen zugeordnet sind, auszugeben.

In einem Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung eingerichtet sein, ein und/oder mehrere Plasma-Signale, insbesondere ein und/oder mehrere Plasma- Spannungen, von einem der Plasmaerzeuger übermittelt zu bekommen.

Mit Plasma-Signal ist ein Signal gemeint, das in oder in unmittelbarer Nähe des erzeugten Plasmas ermittelt, also z.B. gemessen, wird. Dies kann z.B. ein Signal sein, dass auf der Windungsseite des Anregungs-Transformators gemessen wird, mit der das Plasma angeregt wird. Es kann auch ein gemessenes Lichtsignal, elektromagnetische Welle im nicht-sichtbaren Bereich, z.B. UV-, Röntgen-Bereich, elektrisches oder magnetisches Feld, Geräusch-, Vibrations-, Ultraschall- Signal sein. Besonders bevorzugt ist es eine Plasma-Spannung, die insbesondere an oder auf der Windungsseite des Anregungs-Transformators messbar ist.

In einem Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung eingerichtet sein, eine oder mehrere der übermittelten Plasma-Signale den Charakteristika der Wechselspannungsleistungen zuzuordnen, insbesondere die Charakteristika der Wechselspannungsleistungen in Abhängigkeit der jeweiligen Plasma-Signale einzustellen. Damit lassen sich alle Plasmaerzeuger sehr genau und zuverlässig individuell von einer Stromversorgungsanordnung steuern.

In einem Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung eingerichtet sein, eine und/oder mehrere Spannungen und/oder Stromstärken von einem Strom- und/oder Spannungs-Messaufnehmer, der angeordnet und eingerichtet ist, Strom und/oder Spannung der Wechselspannungsleistung zu messen, übermittelt zu bekommen. Insbesondere kann dabei die Stromversorgungsanordnung ferner eingerichtet sein, eine oder mehrere der übermittelten Spannungen und/oder Stromstärken den Charakteristika der Wechselspannungsleistungen zuzuordnen, insbesondere die Charakteristika der Wechselspannungsleistungen in Abhängigkeit der jeweiligen Spannungen und/oder Stromstärken einzustellen.

Damit lassen sich alle Plasmaerzeuger sehr genau und zuverlässig individuell von einer Stromversorgungsanordnung steuern.

In einem Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung eingerichtet sein, eine und/oder mehrere Spannungen und/oder Stromstärken von einem Strom- und/oder Spannungs-Messaufnehmer, der angeordnet und eingerichtet ist, Strom und/oder Spannung in oder an einer Impedanzanpassungsvorrichtung zu messen, übermittelt zu bekommen. Insbesondere kann dabei die Stromversorgungsanordnung ferner eingerichtet sein, eine oder mehrere der übermittelten Spannungen und/oder Stromstärken den Charakteristika der Wechselspannungsleistungen zuzuordnen, insbesondere die Charakteristika der Wechselspannungsleistungen in Abhängigkeit der jeweiligen Spannungen und/oder Stromstärken einzustellen. Damit lassen sich alle Plasmaerzeuger sehr genau und zuverlässig individuell von einer Stromversorgungsanordnung steuern.

In einem Aspekt kann die Steuerung in der Stromversorgungsanordnung integriert sein. Das ermöglicht eine weiteren Kostenersparnis und damit lassen sich alle Plasmaerzeuger sehr genau und zuverlässig individuell von einer Stromversorgungsanordnung steuern.

In einem Aspekt kann eine Plasmaerzeugungseinrichtung aufweisen: a) eine Stromversorgungsanordnung wie zuvor beschrieben sowie b) mehrere Plasmaerzeuger, die an die Stromversorgungsanordnung, insbesondere an die Leistungsausgangsanschlüsse derselben, angeschlossen sind, und die jeweils gemäß der Steuerwert-Charakteristika betrieben werden können.

In einem Aspekt kann die Plasmaerzeugungseinrichtung eine erste Transformatoranordnung, insbesondere für jeden Plasmaerzeuger je eine Transformatoranordnung, aufweisen zum Koppeln der Wechselspannungsleistung an die Last, wobei bevorzugt die Transformatoranordnung in unmittelbarer Nähe der Last angeordnet ist. Das ermöglicht eine weitere Kostenersparnis und damit lassen sich alle Plasmaerzeuger sehr genau und zuverlässig individuell von einer Stromversorgungsanordnung steuern. Dabei ist mit Transformatoranordnung ein elektrisches induktives Bauelement gemeint, das eine erste Windung und eine zweite Windung aufweist und eine an die erste Windung (Primärwindung) angelegte Wechselleistung auf die zweite Windung (Sekundärwindung) übertragen kann. Es gibt viele unterschiedliche Aufbaumöglichkeiten für eine solche Transformatoranordnung, die Windungen können z.B. auf einen magnetischen Kern gewickelt sein, sie können planar auf eine Leiterkarte angeordnet sein oder eine Kombination von beiden Konstruktionsweisen darstellen, wobei noch weitere Varianten möglich sind. Eine mögliche zweite , Windung' kann z.B. auch selbst das erzeugte Plasma sein. Ein Beispiel für eine solche Transformatoranordnung ist z.B. in US 9,368,328 B2 als „transformer 35" offenbart.

In einem Aspekt kann die Plasmaerzeugungseinrichtung eine Impedanzanpassungsvorrichtung aufweisen, insbesondere mehrere Impedanzanpassungsvorrichtungen, wobei bevorzugt jeweils eine Impedanzanpassungsvorrichtung zwischen Stromversorgungsanordnung und Plasmaerzeuger angeordnet ist. Das ermöglicht eine weitere Kostenersparnis und damit lassen sich alle Plasmaerzeuger sehr genau und zuverlässig individuell von einer Stromversorgungsanordnung steuern.

In einem Aspekt kann die Plasmaerzeugungseinrichtung zwischen Impedanzanpassungsvorrichtung und Stromversorgungsanordnung eine Verbindungsleitung von 1 m Länge oder mehr, insbesondere 3 m Länge oder mehr aufweisen. Das macht die Plasmaerzeugungseinrichtung besonders flexibel einsetzbar.

In einem Aspekt kann die Plasmaerzeugungseinrichtung einen Plasmaerzeuger zur Nachbehandlung eines Gases, das aus einer Plasmabearbeitungseinrichtung austritt, verwendet werden. In einem Aspekt kann die Plasmaerzeugungseinrichtung einen Plasmaerzeuger zur Vorbehandlung eines Gases, das in eine Plasmabearbeitungseinrichtung eingeleitet wird, verwendet werden. Insbesondere kann Plasmaerzeugungseinrichtung beider Plasmaerzeuger aufweisen.

In einem Aspekt kann/können die Impedanzanpassungsvorrichtung(en) ein oder mehrere der folgenden Bauteile aufweisen: a) Induktivitäten, b) Kapazitäten, wobei die Induktivitäten und/oder Kapazitäten einstellbar sein können, angesteuert durch ein Signal mit Verbindung zum Datenanschluss. Das ermöglicht eine weitere Kostenersparnis und damit lassen sich alle Plasmaerzeuger sehr genau und zuverlässig individuell von einer Stromversorgungsanordnung steuern.

In einem Aspekt kann ein, insbesondere können mehrere der Plasmaerzeuger ausgelegt sein, ein Gas örtlich entfernt von einer Plasmabearbeitung zu einem Gas-Plasma anzuregen. Also vorteilhaft als sogenannte Remote Plasma Sources eingesetzt werden.

In einem Aspekt kann ein Verfahren zur Steuerung mehrerer Plasmaprozesse, die insbesondere jeweils ausgelegt sind, ein Gas örtlich entfernt von einer Plasmabearbeitung zu einem Gas-Plasma anzuregen, mit den folgenden Schritten vorgesehen sein: a) Versorgen einer Stromversorgungsanordnung mit elektrischer Versorgungsleistung, b) Umwandeln der elektrischen Versorgungsleistung in eine erste Wechselspannungsleistung und Lieferung der ersten Wechselspannungsleistung an eine erste Last eines ersten Plasmaerzeugers, c) Umwandeln der elektrischen Versorgungsleistung in eine zweite Wechselspannungsleistung und Lieferung der zweiten Wechselspannungsleistung an eine zweite Last eines zweiten Plasmaerzeugers, wobei insbesondere Schritt b) und c) nicht zur gleichen Zeit erfolgen, d) Steuern der Wechselspannungsleistungen nach unterschiedlichen Charakteristika bei einem oder mehreren der folgenden Steuerwerte:

• Ausgangsstrom,

• Ausgangsspannung,

• Ausgangsfrequenz,

• Ausgangsleistung,

• Ausgangs-Verlauf von Strom und/oder Spannung, und e) Generierung und Ausgabe eines Ansteuersignals für eine Impedanzanpassungsvorrichtung, die einer der Wechselspannungsleistungen zugeordnet ist.

So können mehrere Plasmaprozesse oder mehrere Plasmaerzeuger mit einer Stromversorgungsanordnung betrieben werden. Das erhöht die Ausfallsicherheit und reduziert die Kosten erheblich. Dadurch dass ein oder mehrere Ansteuersig- nal(e) für die den Plasmaerzeuger(n) zugeordneten Impedanzanpassungsvorrich- tung(en) vorgesehen ist/sind, kann/können auch diese individuell angepasst für die jeweilige Wechselspannungsleistung an dem jeweiligen Plasmaerzeuger bereitgestellt werden. Alle zuvor beschriebenen Merkmale der Vorrichtung(en) können sinngemäß auch das Verfahren weiterbilden.

In einem Aspekt kann das Verfahren mehrere Wechselspannungsleistungen an jeweils eine Last eines zugehörigen Plasmaerzeugers liefern, wobei die Lieferung der Wechselspannungsleistungen an die Lasten nicht zeitgleich erfolgt und jede Last mit dem ihr zugehörigen Steuerungs-Charakteristikum betrieben wird und insbesondere mehrere Ansteuersignale für Impedanzanpassungsvorrichtungen, die einer der Wechselspannungsleistungen zugeordnet sind, generieren und ausgeben.

In einem Aspekt kann die erste und/oder zweite Wechselspannungsleistung jeweils über eine Verbindungsleitung mit 1 m Länge oder mehr, insbesondere 3 m Länge oder mehr übertragen werden. Das macht das Verfahren sehr flexibel und damit kostengünstig.

In einem Aspekt kann ein Computerprogrammprodukt vorgesehen sein zur Steuerung einer zuvor beschriebenen Stromversorgungsanordnung, insbesondere für die Merkmale g) und f), und/oder für die Verfahrensschritte d) und e).

In einem Aspekt kann ein nichtflüchtiges Speichermedium vorgesehen sein, mit auf ihm abgelegten Instruktionen zur Ausführung mit einem Prozessor oder zum Konfigurieren eines programmierbaren Logikbausteins zur Durchführung der Steuerung einer zuvor beschriebenen Stromversorgungsanordnung, insbesondere für die Merkmale g) und f), und/oder für die Verfahrensschritte d) und e).

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.

In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Plasmaerzeugungseinrichtung mit einer ersten Stromversorgungsanordnung;

Fig. 2 eine zweite Plasmaerzeugungseinrichtung mit einer zweiten Stromversorgungsanordnung;

Fig. 3 Zeitdiagramme der Ausgangsleistung an einem ersten Leistungsausgangsanschluss ;

Fig. 4 Zeitdiagramme der Ausgangsleistung an einem zweiten Leistungsausgangsanschluss ;

Fig. 5 eine Gleichrichter-Brückenschaltung;

Fig. 6 eine bipolare Leistungswandlerbrücke;

Fig. 7 eine erste Ausführungsform einer Umschalteinheit;

Fig. 8 eine zweite Ausführungsform einer Umschalteinheit;

Fig. 9 ein Ablaufdiagramm für einen Verfahrensverlauf.

In Fig. 1 ist eine erste Plasmaerzeugungseinrichtung 1 mit einer ersten Stromversorgungsanordnung 10 und beispielhaft drei Plasmaerzeugern 17a, 17b, ... 17n dargestellt. Die Plasmaerzeugungseinheiten 17a, 17b, 17n umfassen jeweils eine Last 9a, 9b, ... 9n, die jeweils über eine Impedanzanpassungsvorrichtung 15a, 15b, ... 15n mit einem Leistungsausganganschluss 3a, 3b, . . 3n verbunden ist. Für die Übersicht wurden nur jeweils drei Plasmaerzeugungseinheiten 17a, 17b, 17n mit jeweils einer Impedanzanpassungsvorrichtung 15a, 15b, ... 15n dargestellt. Selbstverständlich können das auch mehr als drei solcher Vorrichtungen sein. Dies wird durch die drei Punkte z.B. zwischen den Leistungsausganganschlüssen 3b und 3n angedeutet. An den Leistungsausganganschlüssen 3a, 3b, ... 3n befinden sich jeweils Messaufnehmer CTla, CTlb, ... CTln, z.B. für Strom- und/oder Spannungs-Messungen. Über einen Datenbus 16 werden die dort ermittelten Signale einem Datenanschluss 13 zugeführt, der mit der Steuerung 4 verbunden ist. Möglich sind hier auch Messaufnehmer für Frequenz, Phase, Leistung, insbesondere Vorwärts- und/oder reflektierte Leistung.

Die Lasten 9a, 9b, ... 9n sind hier insbesondere sogenannte , Remote Plasma Sources', RPS. Das sind spezielle Plasmaerzeuger 17a, lb, ... 17n, die eingerichtet sind, ein Gas örtlich entfernt von einer Plasmabearbeitung zu einem Gas- Plasma anzuregen. Vorteilhaft werden für die Plasmaanregung dieser Art Transformatoranordnungen Tla, Tlb, ... Tin eingesetzt. An der dem Plasma zugewandten Sekundärseite dieser Transformatoranordnungen können mehrere Plasma-Signale CT4a, CT4b, CT4n erfasst werden, insbesondere ein und/oder mehrere Plasma-Spannungen. Auch diese können über den Datenbus 16 dem Datenanschluss 13 übermittelt werden.

Zumindest ein Plasmaerzeuger 17a ist über eine Impedanzanpassungsvorrichtung 15a mit einem Leistungsausganganschluss 3a der Stromversorgungsanordnung 10 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind alle Plasmaerzeuger 17a, 17b, ... 17n über jeweils eine Impedanzanpassungsvorrichtung 15a, 15b, ... 15n mit je einem Leistungsausganganschluss 3a, 3b, .. 3n der Stromversorgungsanordnung 10 verbunden.

Die Impedanzanpassungsvorrichtungen 15a, 15b, ... 15n weisen beispielhaft mehrere zuschaltbare Induktivitäten Lia, L2a, L3a, Llb, L2b, L3b, Lin, L2n, L3n auf. Diese sind insbesondere parallel zu den Verbindungsleitungen zwischen Plasmaerzeuger 17a, 17b, ... 17n und dem Leistungsausganganschluss 3a, 3b, .. 3n der Stromversorgungsanordnung 10 zuschaltbar vorgesehen sind. Damit kann die Impedanzanpassung sehr schnell in Stufen vorgenommen werden. Der Strom durch diese Induktivitäten Lia, L2a, L3a, Llb, L2b, L3b, Lin, L2n, L3n kann mit Messaufnehmern CT2a, CT2b, ... CT2n ermittelt werden. Diese ermittelten Signale können ebenfalls dem Datenbus 16 zugeführt werden.

Die Impedanzanpassungsvorrichtungen 15a, 15b, ... 15n weisen beispielhaft je eine Kapazität Cla, Clb, ... Cln auf. Diese kann insbesondere eine einstellbare Kapazität sein, z.B. mittels eines Verstellbaren Vakuumkondensators. Die Kapazitäten können, wie hier dargestellt, seriell zwischen Plasmaerzeuger 17a, 17b, ... 17n und dem Leistungsausganganschluss 3a, 3b, .. 3n der Stromversorgungsanordnung 10 vorgesehen sein. Damit kann die Impedanzanpassung sehr zuverlässig vorgenommen werden.

Eine weitere Induktivität L4a, L4b, L4n kann ebenfalls, wie hier dargestellt seriell zwischen Plasmaerzeuger 17a, 17b, ... 17n und dem Leistungsausganganschluss 3a, 3b, .. 3n der Stromversorgungsanordnung 10 vorgesehen sein. Dies kann zumindest teilweise durch die Streuinduktivität der Transformatoranordnungen Tla, Tlb, Tin realisiert sein.

Am Ausgang oder innerhalb der Impedanzanpassungsvorrichtungen 15a, 15b, ... 15n können weitere Messaufnehmer CT4a, CT4b, CT4n vorgesehen sein, die geeignet sind Strom, Spannung, Phase, Impedanz, und/oder Leistung zu erfassen. Diese erfassten Signale können ebenfalls dem Datenbus 16 zugeführt werden.

Die Stromversorgungsanordnung 10 umfasst einen Leistungseingangsanschluss 2 zum Anschluss an eine elektrische Versorgungsleistung 7.

Die Stromversorgungsanordnung 10 umfasst ferner eine erste Leistungswandlerstufe 5, die so konfiguriert ist, dass sie die Eingangsleistung an dem Leistungseingangsanschluss 2 in eine Zwischenleistung, vorzugsweise in eine DC- Zwischenkreisleistung 12, umwandelt. Es können auch mehrere erste Leistungswandlerstufen 5 zur Umwandlung der Eingangsleistung am Leistungseingangsanschluss 2 in eine Zwischenleistung, vorzugsweise in Zwischenkreisleistung 12, Teil der Stromversorgungsanordnung 10 sein und vorzugsweise parallel geschaltet werden.

Die Stromversorgungsanordnung 10 umfasst insbesondere ferner eine Wechselspannungserzeugerstufe 6, die der ersten Leistungswandlerstufe 5 nachgeschaltet ist und dazu konfiguriert ist, die Zwischenleistung von der ersten Leistungswandlerstufe in eine bipolare Ausgangsleistung umzuwandeln. Zwischen der Leistungswandlerstufe 5 und der weiteren Wechselspannungserzeugerstufe 6 kann insbesondere ein Energiespeicherelement, wie z.B. eine Induktivität oder ein Kondensator, zur Glättung des Stroms bzw. der Spannung implementiert sein.

Die Stromversorgungsanordnung 10 umfasst ferner mehrere Umschalteinheiten 8a, 8b, . . . 8n angeordnet hier beispielsweise zwischen der Wechselspannungserzeugerstufe 6 und den Leistungsausgangsanschlüssen 3a, 3b, . . 3n.

Eine oder mehrere Umschalteinheiten können auch außerhalb der Stromversorgungsanordnung 10 angeordnet sein, insbesondere in der Nähe, unmittelbar vor oder nach oder intern in einer der Impedanzanpassungsvorrichtungen 15a, 15b, ... 15n (nicht gezeigt). Da der Datenbus 16 ohnehin eine Verbindung außerhalb der Stromversorgungsanordnung 10 aufweist, ist die Ansteuerung der Umschalteinheiten auch außerhalb der Stromversorgungsanordnung 10 möglich.

Die Stromversorgungsanordnung 10 umfasst ferner eine Steuerung 4, die dazu ausgebildet ist, die Stromversorgungsanordnung 10 zur Abgabe der bipolaren Ausgangsleistung an die Leistungsausgangsanschlüsse 3a, 3b, 3n unter Verwendung von mindestens einem der folgenden Steuerparametern einzustellen: Leistung, Spannung, Strom, Erregerfrequenz oder Schwellenwert für Schutzmaßnahmen, so dass mindestens einer der Steuerparameter an einem ersten Leistungsausgangsanschluss 3a sich von dem entsprechenden Steuerparameter an einem anderen Leistungsausgangsanschluss 3b, . . . 3n unterscheidet.

In diesem Beispiel hat die Steuerung 4 Verbindungen zu den Leistungswandlerstufen 5 und den Umschalteinheiten 8a, 8b, . . . 8n. Einige dieser Anschlüsse können optional sein, wie z. B. der Anschluss an die Leistungswandlerstufe 5. Die Steuerung 4 kann so konfiguriert sein, dass sie eine Umschalteinheit 8a, 8b, . . . 8n nur dann von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand umschaltet, wenn der Absolutwert des Stroms durch den Schalter kleiner als ein Ampere, vorzugsweise null, ist. Dies hat den Vorteil, dass Umschalteinheiten 8a, 8b, . . . 8n verwendet werden können, die nicht für das Schalten höherer Ströme ausgelegt sein müssen. Dadurch wird das Gerät noch preiswerter. Die Plasmaerzeugungseinrichtung 1 kann eine Steuerung außerhalb der Stromversorgungsanordnung 10 umfassen. Diese externe Steuerung kann auch den Plasmaprozess in den Lasten 9a, 9b, . . 9n steuern.

Die Steuerung 4 kann auch so konfiguriert sein, dass sie eine Umschalteinheit 8a, 8b, . . . 8n nur dann von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand umschaltet, wenn der Absolutwert der Spannung entlang des offenen Schalters kleiner als 20 Volt, vorzugsweise null, ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Umschalteinheit verwendet werden kann, die nicht zum Schalten höherer Spannungen ausgelegt sein muss. Dies macht das Gerät noch preiswerter.

Die Stromversorgungsanordnung 10 ist in der Lage, eine elektrische Eingangsleistung in eine bipolare Ausgangsleistung umzuwandeln und diese Ausgangsleistung an mindestens zwei unabhängige Lasten 9a, 9b, ... 9n zu liefern, wobei die Stromversorgungsanordnung Folgendes umfasst:

- einen Leistungseingangsanschluss 2 zum Anschluss an eine elektrische Versorgungsleistung 7,

- mindestens zwei, vorzugsweise mehr als zwei, Leistungsausgangsanschlüsse 31, 3b, ... 3n, jeweils zum Anschluss an eine der Lasten 9a, 9b, ... 9n,

- eine Steuerung 4, die so konfiguriert ist, dass sie die Stromversorgungsanordnung steuert, um die bipolare Ausgangsleistung an die Leistungsausgangsanschlüsse zu liefern, unter Verwendung von mindestens einem der folgenden Steuerparamatern:

Leistung, Spannung, Strom, Anregungsfrequenz, oder Schwellenwert für Schutzmaßnahmen durch Erhalten einer vollständigen Menge Sollwerte für die Parameter der Leistungsausgangsanschlüsse, wobei die Steuerung 4 insbesondere ferner dazu ausgelegt ist, zu berechnen, ob die Stromversorgungsanordnung in der Lage ist jeden Sollwert zu jedem Leistungsausgangsanschluss zu liefern, und, wenn das zutreffend ist, eine Sequenz von Pulsen für die Leistungslieferung zu den Leistungsausgangsanschlüssen zu errechnen, um die Leistung für den Plasmaprozess bereitzustellen.

In einem weiteren Aspekt kann die Steuerung 4 konfiguriert sein, um die Stromversorgungsanordnung 10 so zu steuern, dass mindestens einer der Steuerparameter an einem ersten Leistungsausgangsanschluss 3a, 3b, ... 3n ungleich ist vom entsprechenden Steuerparameter eines anderen Leistungsausgangsanschlusses. Dadurch kann eine einzelne Stromversorgungsanordnung mit gegebener Maximalleistung anstatt mehrerer verwendet werden.

Mit bipolarer Ausgangsleistung ist in dieser Offenlegung eine Ausgangsleistung mit einem Wechselstrom gemeint, bei dem der Strom seine Richtung mit einer Frequenz ändert, die den Plasmaprozess anregen kann (Anregungsfrequenz). Regelparameter können Messwerte oder Sollwerte der genannten Parameter sein.

Die Mess- und Sollwerte können Absolutwert, Momentanwert, Effektivwert, wie z.B. ein RMS (root mean square)-Wert, oder Extremwert (z. B. Maximal- oder Minimalwert) sein.

Die Eingangsleistung kann eine elektrische Leistung sein, die aus einem AC-Netz geliefert wird. Es kann auch eine DC-Leistungsleitung sein (AC: Wechselstrom; DC: Gleichstrom).

Die Steuerung 4 kann aus einem Mikrocontroller bestehen, auf dem ein Softwareprogramm läuft, wenn die Stromversorgungsanordnung in Betrieb ist.

Die Steuerung 4 kann mehrere Schnittstellen haben, wie z. B. Datenverbindungen zu externen Komponenten, Monitoren, Tastaturen, die drahtgebunden oder drahtlos angeschlossen werden können.

Die Steuerung kann einen Rechenteil und einen Speicherteil haben. Der Speicherteil kann für verschiedene Zwecke unterteilt sein, z. B. als Monitorspeicher, RAM, Datenspeicher, Programmspeicher.

Ein Schwellenwert kann ein Wert sein, der zur Erkennung der Zündung oder des Zusammenbruchs des Plasmas verwendet wird. Er kann für jeden Ausgangsport unterschiedlich festgelegt werden und sich über die Zeit ändern.

Die bipolare Ausgangsleistung kann ein Leistungswert von mehr als 1 kW, vorzugsweise mehr als 10 kW sein. Die bipolare Ausgangsleistung kann eine Frequenz von mehr als 1 kHz, vorzugsweise mehr als 10 kHz, vorzugsweise mehr als 50 kHz, aufweisen.

In einem weiteren Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung 10 eine Leistungswandlerstufe 5 umfassen, die dazu ausgebildet ist, dass sie die Eingangsleistung in eine Zwischenleistung, vorzugsweise in eine DC-Zwischenkreisleis- tung, umwandelt.

In einem weiteren Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung mindestens eine Wechselspannungserzeugerstufe 6 umfassen, die dazu ausgebildet ist, die Zwischenleistung von der ersten Leistungswandlerstufe 5 in die bipolare Ausgangsleistung umzuwandeln.

In einem weiteren Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung 10 mindestens zwei weitere Wechselspannungserzeugerstufen 6a, 6b,... 6n umfassen, die dazu ausgebildet sind, die Zwischenleistung von der ersten Leistungswandlerstufe 5 in mehrere bipolare Ausgangsleistungssignale umzuwandeln und diese Leistungen zu den Leistungsausgangsanschlüssen zu führen.

In einem weiteren Aspekt kann die Steuerung 4 dazu ausgebildet sein, die Leistungswandlerstufe 5 und/oder Wechselspannungserzeugerstufen 6, 6a, 6b, ... 6n so zu steuern, dass, während der Benutzung, die Stromversorgungsanordnung 10 zu einem ersten Zeitpunkt ein erstes Leistungsausgangssignal insbesondere an einem ersten Leistungsausgangsanschluss für einen ersten Zeitrahmen und zu einem zweiten Zeitpunkt ein zweites Leistungsausgangssignal insbesondere an einem zweiten Leistungsausgangsanschluss für einen zweiten Zeitrahmen liefert, wobei der erste Zeitpunkt anders ist als der zweite Zeitpunkt und/oder der erste Zeitrahmen anders als der zweite Zeitrahmen.

In einem weiteren Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung eine oder mehrere Umschalteinheit(en) 8a, 8b,... 8n zwischen der/den Leistungswandlerstufe(n) und den Leistungsausgangsanschlüssen 3a, 3b,... 3n umfassen. In einem weiteren Aspekt werden die Umschalteinheiten 8a, 8b, ... 8n von der Steuerung 4 gesteuert.

In einem weiteren Aspekt kann die Steuerung 4 so ausgebildet sein, die Leistungswandlerstufe 5, und/oder Wechselspannungserzeugerstufen 6, 6a, 6b, ... 6n und/oder die Umschalteinheiten 8a, 8b, ... 8n derart zu steuern, dass die Stromversorgungsanordnung im Betrieb zu einem ersten Zeitpunkt ein erstes Ausgangsleistungssignal an dem ersten Leistungsausgangsanschluss für einen ersten Zeitrahmen und zu einem zweiten Zeitpunkt ein zweites Leistungssignal an dem zweiten Leistungsausgangsanschluss für einen zweiten Zeitrahmen liefert, wobei der erste Zeitpunkt von dem zweiten Zeitpunkt verschieden ist und/oder der erste Zeitrahmen von dem zweiten Zeitrahmen verschieden ist.

In einem weiteren Aspekt sind die Umschalteinheiten 8a, 8b, ... 8n so ausgestaltet, dass sie Strom in zwei entgegengesetzte Richtungen leiten können.

In einem weiteren Aspekt kann die Steuerung 4 so konfiguriert sein, dass sie eine Umschalteinheit 8a, 8b, ... 8n nur dann von einem geschlossenen Zustand in einen offenen Zustand umschaltet, wenn der Betrag des Stroms durch den Schalter kleiner als ein Ampere, vorzugsweise null, ist.

In einem weiteren Aspekt kann die Steuerung 4 so konfiguriert sein, dass sie eine Umschalteinheit von einem offenen Zustand in einen geschlossenen Zustand nur dann aktiviert, wenn der Betrag der Spannung entlang des offenen Schalters niedriger als 20 Volt, vorzugsweise null, ist.

In einem weiteren Aspekt umfasst mindestens eine der Leistungswandlerstufe 5 und/oder Wechselspannungserzeugerstufen 6, 6a, 6b, ... 6n eine Brückenschaltung, vorzugsweise eine Vollbrückenschaltung.

Eine Brückenschaltung kann eine Gleichrichter-Brückenschaltung sein, die in der Lage ist, eine Wechselstromleistung gleichzurichten. Eine Brückenschaltung kann eine bipolare Ausgangsleistung erzeugende Schaltbrückenschaltung sein.

In einem weiteren Aspekt kann die Stromversorgungsanordnung 10 ein Gehäuse umfassen, das alle anderen Teile der Einheit umschließt.

In einem weiteren Aspekt können die Eingangsanschlüsse direkt mit dem Schaltschrank verbunden sein.

In einem weiteren Aspekt können die Leistungsausgangsanschlüsse 3a, 3b, ... 3n direkt mit dem Gehäuse verbunden sein.

In einem weiteren Aspekt kann eine Plasmabearbeitungseinrichtung 1 umfassen:

- zwei, vorzugsweise mehr als zwei, Lasten 9a, 9b, ... 9n,

- eine elektrische Stromversorgungsanordnung 10 wie oben beschrieben.

Jede Last 9a, 9b, ... 9n kann mit einem der Leistungsausgangsanschlüsse 3a, 3b, ... 3n der Stromversorgungsanordnung verbunden sein.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch gelöst durch eine Steuerung 4 zur Steuerung mehrerer Plasmaprozesse in mehreren Lasten durch Umwandlung einer elektrischen Eingangsleistung in eine bipolare Ausgangsleistung und Abgabe dieser Ausgangsleistung an die Lasten, wobei die Steuerung ausgelegt ist, eine Stromversorgungsanordnung zur Abgabe der bipolaren Ausgangsleistung an die Leistungsausgänge zu steuern, unter Verwendung von mindestens einem der folgenden Steuerparametern :

Leistung, Spannung, Strom, Anregungsfrequenz oder Schwellenwert für Schutzmaßnahmen durch Erhalten einer vollständigen Menge Sollwerte für die Parameter der Leistungsausgangsanschlüsse, wobei die Steuerung ferner dazu ausgelegt ist zu berechnen, ob die Stromversorgungsanordnung in der Lage ist, jeden Sollwert zu jedem Leistungsausgangsanschluss zu liefern, und, wenn das zutreffend ist, eine Sequenz von Pulsen für die Leistungslieferung zu den Leistungsausgangsanschlüssen zu errechnen, um die Leistung für den Plasmaprozess bereitzustellen.

In einer weiteren Ausführungsform der Steuerung 4 kann die vollständige Menge Sollwerte durch eine Schnittstellenverbindung bereitgestellt werden, bevorzugt von einer Steuerung außerhalb der Stromversorgungsanordnung, wobei die externe Steuerung auch den Plasmaprozess in den Plasmakammern steuert.

In einer weiteren Ausführungsform der Steuerung 4 kann die Berechnung die Ermittlung der maximalen Sollleistung zu allen Zeitpunkten und den Vergleich zur Maximalleistung der Stromversorgungsanordnung umfassen.

In einer weiteren Ausführungsform der Steuerung 4 kann eine Fehlermeldung gegeben werden, wenn das Ergebnis der Berechnung ergibt, dass es keine Möglichkeit der Leistungslieferung des Sollwerts zu jedem Leistungsausgangsanschluss gibt.

In einer weiteren Ausführungsform der Steuerung 4 kann eine oder mehrere Möglichkeiten, den Prozess mit einer neuen Menge Sollwerte zu ändern, gegeben werden für den Fall, dass das Ergebnis der Berechnung ist, dass es keine Möglichkeit der Leistungslieferung des Sollwerts zu jedem Leistungsausgangsanschluss gibt.

In einer weiteren Ausführungsform der Steuerung 4 kann die Steuerung die Stromversorgungsanordnung so ansteuern, dass mindestens ein Steuerparameter einer ersten Plasmakammer ungleich einem entsprechenden Steuerparameter einer anderen Plasmakammer ist.

Die Plasmaprozesse in den verschiedenen Lasten 9a, 9b, ... 9n können unterschiedlich oder gleich sein. Sie können gleich sein, aber in einem unterschiedlichen Status, d.h. der Plasmaprozess in einer ersten Last befindet sich z.B. in einem ersten Gas-Anregungs-Status, während der Plasmaprozess in einer anderen Last zu Beginn im Gas-Umwandlungs-Status ist. Für die Umschalteinheiten 8a, 8b, . . . 8n können bipolare Transistoren 81, 82, 91, 92 verwendet werden, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt. Diese Bipolartransistoren sind wesentlich preiswerter als MOSFETs. Die bipolaren Transistoren 81, 82, 91, 92 können IGBTs sein, das sind kostengünstige Transistoren, die hohe Ströme mit geringem Energieverlust führen. Dies macht die Stromversorgungsanordnung 1 noch preiswerter, da keine teuren Kühlgeräte benötigt werden.

In Fig. 7 und 8 sind zusätzliche Dioden 83, 84, 93, 94 zur Stromführung in die gewünschte Richtung und zur Stromsperre in die unerwünschte Richtung angeschlossen.

Die Leistungswandlerstufe 5 kann eine Gleichrichterschaltung, vorzugsweise eine Gleichrichter-Brückenschaltung 50, wie in Fig. 5 gezeigt, umfassen. Vier Gleichrichterdioden 52, 53, 54, 55 sind in einer Brückenschaltung geschaltet, um den Wechselstrom vom ersten Anschluss 51 zum zweiten Anschluss 56 gleichzurichten. Am ersten Anschluss 51 kann zusätzlich mindestens eines der folgenden Elemente angeschlossen sein: ein Filter, eine Überspannungsschutzschaltung, eine Überstromschutzschaltung. Ein Filter kann aus einem oder mehreren energiespeichernden Elementen wie Kondensatoren oder Induktivitäten bestehen.

Die Wechselspannungserzeugerstufe 6 kann eine Schaltbrücke, vorzugsweise eine Vollbrückenschaltung 60, wie in Fig. 6 dargestellt, umfassen. Diese Vollbrückenschaltung 60 umfasst vier Umschalteinheiten 62, 63, 64, 65. Diese Umschalteinheiten können Transistoren, Bipolartransistoren, IGBTs und besonders bevorzugt MOSFETs sein. Am Eingang der zweiten Wechselspannungserzeugerstufe 6 kann eine Filterschaltung mit einem oder mehreren Energiespeicherelementen wie einem Kondensator 61 und/oder Induktivitäten 66, 67 liegen. Die Vollbrückenschaltung 60 kann weiterhin einige Dioden in der gezeigten Weise umfassen.

Die Stromversorgungsanordnung 10 kann ein Gehäuse umfassen, das alle anderen Teile der Stromversorgungsanordnung 10 umschließt. Es kann aus Metall bestehen und somit einen guten Schutz gegen elektromagnetische Störwellen bieten. Der Leistungseingangsanschluss 2 kann direkt mit dem Gehäuse verbunden sein. Die Leistungsausgangsanschlüsse 3a, 3b, . . . 3n können ebenfalls direkt mit dem Gehäuse 10 verbunden sein. In einer Stromversorgungsanordnung 10 kann die Stromführungsfähigkeit aller Umschalteinheiten 8a, 8b . . . 8n zusammen höher sein als die maximale Stromlieferfähigkeiten der Leistungswandlerstufe 5 .

In Fig. 2 ist eine zweite Plasmaerzeugungseinrichtung 1' mit einer zweiten Stromversorgungsanordnung 10' dargestellt. Die zweite Stromversorgungsanordnung 10' ist eine Alternative zur ersten Stromversorgungsanordnung 10, wie in Fig. 1 gezeigt. Alle Elemente, die mit denen in Fig. 1 übereinstimmen, haben die gleichen Bezugsziffern. Die in Fig. 2 dargestellte Stromversorgungsanordnung 10' enthält anstelle der Umschalteinheit(en) 8a, 8b, . . . 8n mehrere Leistungswandlerstufen 6a, 6b, . . 6n, die dazu ausgebildet sind, die DC-Zwischenleistung 12 aus der ersten Leistungswandlerstufe 5 in mehrere bipolare Ausgangsleistungssignale umzuwandeln und diese Leistungen zu den Leistungsausgangsanschlüssen 3a, 3b, . . 3n zu führen. Alle Leistungswandlerstufen 6a, 6b, . . 6n sind durch die Steuerung 4 steuerbar. Alle Leistungswandlerstufen 6a, 6b, . . 6n können aus Vollbrücken 60 und Filterelementen 61, 66, 67 bestehen, wie in Fig. 6 dargestellt.

An den Leistungsausgangsanschlüssen 3a, 3b, ... 3n können Messaufnehmer CTla, CTlb, CTln zur Erfassung von Spannung, Strom, Frequenz oder Leistung angeschlossen sein. Zur Stromversorgungsanordnung 1 können auch mehrere Leistungswandlerstufen 5 gehören, die zur Umwandlung der Eingangsleistung am Leistungseingangsanschluss 2 in eine Zwischenleistung, vorzugsweise in DC-Zwi- schenkreisleistung 12, ausgebildet sind und vorzugsweise parallel geschaltet sind.

Die Verbindungsleitungen zur Übertragung der Wechselspannungsleistung zwischen Spannungsversorgungsanordnung 10 und einer oder mehrerer Impedanzanpassungsvorrichtungen 15a, 15b, ... 15n können 1 m Länge oder mehr, insbesondere 3 m Länge oder mehr aufweisen. Diese Kabel können insbesondere eine vorgegebene Impedanz aufweisen, die bevorzugt eine reelle Impedanz ohne Imaginärteil sein kann und besonders bevorzugt im Bereich von 45 bis 80 Q liegen kann. Für solche Fälle sind eine oder mehrere Impedanzanpassungsvorrich- tung(en) 15a, 15b, ... 15n und das bzw. die Ansteuersignal(e) für diese besonders hilfreich. Fig. 3 zeigt ein Zeitdiagramm der Ausgangsleistung an einem ersten Leistungsausgangsanschluss 3a. Die Achse t ist die Zeitachse und die Achse S30 kann zum Beispiel die Spannungs-, Strom- oder Leistungsachse sein. Während die Achse S30 für die Ist-Werte dieser Parameter steht, steht die Achse S31 für einen Effektivwert dieser Parameter. Im ersten Diagramm von Fig. 3 mit der Achse S30 ist das bipolare Signal in zwei Signalfolgen 31, 32 dargestellt. Die Signalfolge 31 hat eine Anregungsfrequenz mit einer Periode von 2/11 des Zeitfensters, das zum Zeitpunkt T31 beginnt und zum Zeitpunkt T32 endet. Die Signalfolge 32 hat eine Anregungsfrequenz mit einer Periode von 2/11 des Zeitfensters, das zum Zeitpunkt T33 beginnt und zum Zeitpunkt T34 endet. In diesem Beispiel sind diese Frequenzen gleich, aber es ist möglich, dass diese Frequenzen unterschiedlich sein können. Im zweiten Diagramm von Fig. 3 mit der Achse S31 sind die Effektivwerte der beiden Signalfolgen 31, 32 in zwei Signalfolgen 33, 34 dargestellt. In diesem Diagramm sind auch zwei Schwellwertlinien 35, 36 eingezeichnet. Sie können zur Erkennung eines Plasmazusammenbruchs, wie z. B. eines Lichtbogens oder einer Zündung des Plasmas, verwendet werden, wenn der Effektivwert eines der Parameter Leistung, Spannung oder Strom eine solche Schwelle überschreitet.

In einer Stromversorgungsanordnung 1' kann die Stromführungsfähigkeit aller Leistungswandlerstufen 6a, 6b,... 6n zusammen höher sein als die maximalen Stromlieferfähigkeiten aller Leistungswandlerstufen 5 zusammen.

Fig. 4 zeigt ein Zeitdiagramm der Ausgangsleistung an einem anderen Leistungsausgangsanschluss 3b, . 3n. Die Achse t ist die Zeitachse und die Achse S40 kann zum Beispiel die Spannungs-, Strom- oder Leistungsachse sein. Während die Achse S40 für die Istwerte dieser Parameter steht, steht die Achse S41 für einen Effektivwert dieser Parameter. Im ersten Diagramm von Fig. 4 mit der Achse S40 ist das bipolare Signal in zwei Signalfolgen 41, 42 dargestellt. Die Signalfolge 41 hat eine Anregungsfrequenz mit einer Periode von 1/7 des Zeitfensters, das zum Zeitpunkt T41 beginnt und zum Zeitpunkt T42 endet. Zum Zeitpunkt T43 beginnt ein zweiter Impuls 44, dessen Ende in diesem Diagramm nicht zu sehen ist. Zum Zeitpunkt T43 beginnt die zweite Signalfolge 42. Aus diesem Beispiel ist zu erkennen, dass die Frequenzen der Signalfolgen 31, 32 und der Signalfolgen 41, 42 unterschiedlich sind, wobei die Frequenz der Signalfolgen 41, 42 höher ist als die Frequenz der Signalfolgen 31, 32.

Zusätzlich oder alternativ zur Anregung mit unterschiedlichen Frequenzen kann auch die Leistung, die Spannung, der Strom oder der Schwellenwert für Schutzmaßnahmen zwischen zwei verschiedenen Leistungsausgangsanschlüssen 3a, 3b, . 3n oder an zwei verschiedenen Lasten 9a, 9b, . . 9n unterschiedlich sein.

In diesem Diagramm sind auch zwei Schwellwertlinien 45, 46 dargestellt. Sie können zur Erkennung eines Plasmazusammenbruchs, wie z. B. eines Lichtbogens oder einer Zündung des Plasmas, verwendet werden, wenn der Effektivwert eines der Parameter Leistung, Spannung oder Strom einen solchen Schwellenwert überschreitet.

Die Erfindung arbeitet dergestalt, dass sie mehrere Plasmaprozesse in den mehreren Lasten 9a, 9b, . . . 9n mit der Steuerung 4 steuert, indem eine elektrische Eingangsleistung in eine bipolare Ausgangsleistung, wie in den Signalfolgen 31, 32, 41, 42 dargestellt, umgewandelt wird und diese Ausgangsleistung an die Lasten 9a, 9b, . . 9n abgegeben wird. Die Steuerung 4 steuert die Stromversorgungsanordnung 1 zur Abgabe der bipolaren Ausgangsleistung an die Leistungsausgangsanschlüsse 3a, 3b, . 3n unter Verwendung von mindestens einem der folgenden Steuerparameter: Leistung, Spannung, Strom, Anregungsfrequenz oder Schwellenwert für Schutzmaßnahmen, durch Erhalten einer vollständigen Menge Sollwerte für die Parameter der Leistungsausgangsanschlüsse 3a, 3b, ... 3n, wobei die Steuerung 4 ferner dazu ausgelegt ist, zu berechnen, ob die Stromversorgungsanordnung 1,1' in der Lage ist, jeden Sollwert zu jedem Leistungsausgangsanschluss 3a, 3b, ... 3n zu liefern, und, wenn das zutreffend ist, eine Sequenz von Pulsen für die Leistungslieferung zu den Leistungsausgangsanschlüssen 3a, 3b, ... 3n zu errechnen, um die Leistung für den Plasmaprozess bereitzustellen.

Dazu kann die Steuerung 4 die Leistungswandlerstufen 6, 6a, 6b, . . .6n oder die Umschalteinheiten 8a, 8b, . . . 8n so steuern, dass die Einheit 1 im Betrieb zu einem ersten Zeitpunkt T31 ein erstes Ausgangsleistungssignal an dem ersten Leistungsausgangsanschluss 3a für einen ersten Zeitrahmen T31-T32 und zu einem zweiten Zeitpunkt T41 ein zweites Leistungssignal an einem zweiten Leistungsausgangsanschluss 3b, . 3n für einen zweiten Zeitrahmen T41-T42 liefert, wobei der erste Zeitpunkt T31, T41 sich von dem zweiten Zeitpunkt T32, T42 unterscheidet und/oder der erste Zeitrahmen T31-T32 sich von dem zweiten Zeitrahmen T41-T42 unterscheidet.

Eine Plasmaerzeugungseinrichtung 1, wie in Fig. 1 und eine Plasmaerzeugungseinrichtung 1' wie in Fig. 2 erlegen dem simultanen Betrieb von mehr als einem Leistungsausgangsanschluss 3a, 3b, ... 3n Beschränkungen auf. Für Plasmaerzeugungseinrichtungen l' wie in Fig. 2 entstehen diese Beschränkungen, wenn z.B. die Gesamtleistung oder Verarbeitungskapazität der Ausgangsstufe verbunden mit einer Eingangsstufe die Leistung oder die momentane Kapazität dieser Eingangsstufe überschreiten, sodass die Maximalausgangsleistung nicht zeitgleich an allen Leistungsausgangsanschlüssen 3a, 3b, ... 3n bereitgestellt werden kann. Für Plasmaerzeugungseinrichtungen wie in Fig. 1 kann die Maximalausgangsleistung nur an einem Leistungsausgangsanschluss 3a, 3b, ... 3n, oder ein Teil der Leistung an mehr als einem Leistungsausgangsanschluss 3a, 3b, ... 3n bereitgestellt werden. Für den Fall, dass der unabhängige Betrieb von verschiedenen Plasmaprozessen notwendig ist, kann dies so lange erreicht werden, wie der gesamte Arbeitszyklus aller Prozesse plus die Zeit für den Wechsel zwischen Ausgängen kleiner als die gesamte Zykluszeit ist.

Diese Beschränkungen definieren Bereiche, in denen Betrieb möglich ist, und Bereiche, in denen kein Betrieb möglich ist, im Raum der oben genannten Parameter. Für jede Nachfrage, bei der Stromversorgung Leistung bei einem Ausgang oder einer Menge von Leistungsausgangsanschlüssen 3a, 3b, ... 3n bereitzustellen, ist die Lage im oder außerhalb des Bereichs, in denen Betrieb möglich ist, festzulegen. Daraus resultiert der Bedarf einer Ablaufsteuerung.

Eine Ablaufsteuerung 14 kann Teil der Steuerung 4 sein. Deren Algorithmus legt für jede Nachfrage zur Stromversorgungsanordnung 1 oder für eine Nachfrage zur Änderung von einem oder mehreren Parametern, ob die Nachfrage im möglichen Betriebsbereich liegt, die zu liefernde Ausgangsleistung für jeden der Leistungsausgangsanschlüsse fest. Für einen wie in Fig. 3 und 4 gezeigten Prozess, bei dem Leistung zu den Leistungsausgangsanschlüssen 3a, 3b, ... 3n geliefert wird, wobei die verschiedenen Leistungsausgangsanschlüsse 3a, 3b, ... 3n mit unterschiedlichen Leistungen betrieben, mit unterschiedlichen Pulsarbeitszyklen oder unterschiedlichen Pulsfrequenzen werden, stellt die Ablaufsteuerung sicher, dass:

- die Pulsfrequenzen ganzzahlige Vielfache voneinander sind, um Pulsüberlappungen zu vermeiden (für Plasmaeinrichtungen 1' wie in Fig. 2)

- für überlappende Pulse die gesamt nachgefragte Leistung und Strom nicht das mögliche Maximum übertrifft (für Plasmaeinrichtungen l' wie in Fig. 2)

- falls mögliche Maxima für einen begrenzten Zeitraum im Zyklus übertroffen werden, ein Muster ohne dieses Übertreffen gefunden wird (für Plasmaeinrichtungen l' wie in Fig. 2)

- die Summe der Pulse in Zeitpunkten plus die Zeit für das Wechseln zwischen Ausgängen kleiner ist als die kleinste Pulszyklusfrequenz (für Plasmaeinrichtungen 1 wie in Fig. 1)

- ein neu nachgefragtes Ausgangspulsmuster in einem bestimmten Ausgang zu einer richtigen Zeit aktiviert ist, um in existierende Pulsmuster anderer Ausgänge zu passen (für Plasmaeinrichtungen 1 wie in Fig. 1)

- Gesamtdurchschnittsleistungslimits und -Ströme nicht überschritten werden

- Eine Warnung dem Benutzer ausgegeben wird, wenn die nachgefragte Sequenz außerhalb des möglichen Bereichs liegt

- Eine mögliche modifizierte Sequenz dem Benutzer empfohlen wird.

In Fig. 9 ist ein Ablaufdiagramm für einen Verfahrensverlauf dargestellt. Das Verfahren kann sich insbesondere auszeichnen durch seine Eignung zur Steuerung mehrerer Plasmaprozesse, die insbesondere jeweils ausgelegt sind, ein Gas örtlich entfernt von einer Plasmabearbeitung zu einem Gas-Plasma anzuregen, also zur Steuerung mehrerer sogenannter , Remote Plasma Sources' RPS, mit den folgenden Schritten:

Schritt 71 : Versorgen einer Stromversorgungsanordnung 10 mit elektrischer Versorgungsleistung,

Schritt 72: Umwandeln der elektrischen Versorgungsleistung in eine erste Wechselspannungsleistung und Lieferung der ersten Wechselspannungsleistung an eine erste Last 9a eines ersten Plasmaerzeugers 17a, Schritt 73: Umwandeln der elektrischen Versorgungsleistung in eine zweite Wechselspannungsleistung und Lieferung der zweiten Wechselspannungsleistung an eine zweite Last 9b eines zweiten Plasmaerzeugers 17b, wobei Schritt 73 und 72 nicht zur gleichen Zeit erfolgen, Schritt 74: Steuern der Wechselspannungsleistungen nach unterschiedlichen Charakteristika bei einem oder mehreren der folgenden Steuerwerte:

• Ausgangsstrom,

• Ausgangsspannung,

• Ausgangsfrequenz, • Ausgangsleistung,

• Ausgangs-Verlauf von Strom und/oder Spannung, und

Schritt 75: Generierung und Ausgabe eines Ansteuersignals für eine Impedanzanpassungsvorrichtung 15a, 15b, 15n, die einer der Wechselspannungsleistungen zugeordnet ist.