CN101641604A - 使用分路开关对等离子腔电源进行无过压的电弧恢复 - Google Patents

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CN101641604A CN200880009384A CN200880009384A CN101641604A CN 101641604 A CN101641604 A CN 101641604A CN 200880009384 A CN200880009384 A CN 200880009384A CN 200880009384 A CN200880009384 A CN 200880009384A CN 101641604 A CN101641604 A CN 101641604A
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Abstract

描述了用于过压保护的系统和方法。在本发明的一个实施例中，一种装置包括输出端口，配置为向等离子腔输送功率以激励等离子。该装置还包括：分路开关，其与所述输出端口并联；以及处理器，配置为接收所述等离子中的电弧的指示。所述处理器配置为将所述分路开关闭合一段时间以使得电流转向离开所述电弧。所述处理器还配置为触发所述分路开关的脉冲，以限制与所述电弧相关联的电压增加情况中的电压。

Description

使用分路开关对等离子腔电源进行无过压的电弧恢复
技术领域
本发明涉及等离子腔电源。具体而非限制地，本发明涉及等离子腔电源的过压保护。
背景技术
许多用于等离子腔的电源包括输出滤波器级，其由诸如电感器和电容器的能量存储部件组成。这些输出滤波器级通常用来例如减小电源的输出电压的波动。如果正在从这种电源接收功率的等离子腔内出现等离子电弧，则可以使用分路开关来使能量在电源的能量存储部件内循环一段时间，以消除该等离子电弧。然而，在消除等离子电弧之后，在电源内循环的能量可能导致例如过压情况，而如果将该能量释放给等离子腔，则过压情况可能损害电源和/或等离子腔。
已经将许多种过压保护电路用在电源中，来防止电源和/或等离子腔在消除等离子电弧之后受到过压情况的损害。一些简单的过压保护电路的设计包括无源部件，例如，RC缓冲电路、瞬态电压抑制电路，或用来消散能量的金属氧化物变阻器。然而，许多这样的部件必须大，从而来处理可能出现的大量等离子电弧，并且与一个或更多等离子电弧相关联的能量被消散，而未被电源使用。尽管可以将一些电路设计为通过将与等离子电弧相关联的能量传输回电源的输入总线来使用该能量，但是这些设计通常是非常复杂并且昂贵的。换言之，目前许多电源设计尽管能够实现这样的功能，但是都太复杂、昂贵和/或低效。因此，需要方法和装置来解决目前技术的这些缺点，并提供其它新的和创新的特征。因此，需要改善等离子腔电源的过压保护方法与装置。
发明内容
下面概述了在附图中示出的本发明的示例性实施例。在详细描述部分更完整地描述了这些和其它实施例。然而，应该理解，并不旨在将本发明限制在发明内容部分或详细描述部分中所描述的形式。本领域技术人员可以认识到，存在许多修改、等同方案和替换结构，它们均落入权利要求书表达的本发明的精神和范围内。
本发明可以提供用于对等离子腔电源进行过压保护的系统和方法。在本发明的一个实施例中，一种装置包括输出端口，配置为向等离子腔输送功率以激励(ignite)等离子。该装置还包括：分路开关，其与所述输出端口并联；以及处理器，配置为接收所述等离子中的电弧的指示。所述处理器配置为将所述分路开关闭合一段时间以使得电流转向离开所述电弧。所述处理器还配置为触发所述分路开关的脉冲，以限制与所述电弧相关联的电压增加情况中的电压。
本发明的另一实施例是一种装置，其包括分路开关，配置为将电流转向离开等离子腔中的电弧。所述分路开关配置为根据脉冲参数值以脉冲方式进行控制。所述分路开关的脉冲限制了与所述电弧相关联的电压增加情况中的电压。所述装置还包括处理器，其配置为接收等离子系统参数值。所述分路开关和所述处理器与电源单元相关联。所述等离子系统参数值与所述电源单元相关联，并且所述处理器配置为基于所述等离子系统参数值来计算所述脉冲参数值。
在又一实施例中，一种方法包括：从电源单元向等离子腔输送功率以激励和维持等离子，并检测所述等离子中的电弧。通过在第一时刻将所述电源单元内的分路开关闭合一段时间，来实质上在所述电弧开始处将与所述电弧相关联的电流转向离开所述等离子。所述分路开关在所述一段时间结束时的第二时刻断开，当所述分路开关断开时触发电压增加情况。在所述分路开关在所述第二时刻断开之后，以脉冲方式进行控制所述分路开关，以限制所述电压增加情况中的电压。
如前文所述，上述实施例和实现仅用于说明的目的。本领域技术人员根据下文描述和所附权利要求书容易认识到本发明的多种其它实施例、实现和细节。
附图说明
结合附图通过参考以下详细描述和所附权利要求书，可以清楚并且更加容易认识到本发明的各种目标与优点以及对其更完整的理解，在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的电源单元；
图2A是示出根据本发明的实施例的等离子腔内的等离子电压的示意图；
图2B是示出根据本发明的实施例的等离子腔内的等离子电流的示意图；
图2C是示出根据本发明的实施例的用于向等离子腔供电的电源单元内的分路开关的开关状态的示意图；
图3是示出根据本发明的实施例以脉冲方式进行控制(pulsing)分路开关的方法的流程图；
图4是示出根据本发明的实施例的配置为提供功率并消除等离子腔内的电弧的多个电源单元的示意图；
图5A是示出根据本发明的实施例的等离子腔内的等离子电压的示意图；
图5B是示出根据本发明的实施例的电源单元的分路开关的开关状态的示意图；以及
图5C是示出根据本发明的实施例的电源单元的分路开关的开关状态的示意图。
具体实施方式
现在参照附图，其中，在全部数幅图内用相同的标号来标明相同或类似的元件，并且具体参照图1，其示出了根据本发明的实施例的电源单元150。如所示出的，电源单元150内的直流(DC)电源110配置为通过输出140(也称为输出端口)并经由电缆120来提供功率，以激励和/或维持等离子腔180内的等离子。在一些实施例中，等离子腔180例如用来在半导体工艺步骤中将薄膜沉积在硅半导体衬底上。
电源单元150的处理器120配置为触发(例如，反转(toggle))分路开关106的一个或更多脉冲周期，以降低在使用分路开关106消除等离子腔180内的微电弧之后出现过电压的可能性。根据一个或更多脉冲参数值(例如，在指定时刻、持续指定持续时间或开启时间、具有指定的关闭时间、具有指定的间隔)来触发每个脉冲周期。分路开关106的一个或更多脉冲减小了电压的增加，这种电压的增加可能是由存储在例如电感器102和/或电容器104内的微电弧释放的能量所造成的。在执行了分路开关106的脉冲之后，电源单元150返回到常规工作模式直到出现另一微电弧为止。
当等离子腔180内发生放电时(例如，在其中已经积累了电荷的绝缘体上的一点与等离子源/阴极上的一点之间发生)，微电弧(也可以被称为电弧或阴极电弧)可以在等离子腔180内进行常规操作期间发展出来。如果未在足够短的时间段内消除该微电弧，则微电弧可能通过级联效应发展成强电弧。尽管强电弧的功率密度大于微电弧的功率密度，但是这两种电弧都可能对例如等离子腔100和/或等离子腔100内的物体(例如，半导体衬底)有不利的影响。
在该实施例中，将电源单元150配置为在DC电源110内具有电感器102和电容器104。在该实施例中，根据本领域普通技术人员已知的技术，使用与输出140串联的电感102来实现电源单元150内的高度依从性。在一些实施例中，电缆120的电感用于替换DC电源110内的电感器104。电容器104(也称为输出电容器104)与DC电源110并联，并且设计为存储相对少量的能量，同时还为电源单元150提供充分的滤波。在一些实现中，将电容器104设计为足够小，以限制当出现微电弧时电源单元150的输出电流的升高，从而降低微电弧将发展成强电弧的可能性。
电源单元150的处理器120配置为检测等离子腔180的等离子内微电弧(或强电弧)的产生，并且配置为将电流临时转向离开微电弧，以使用分路开关106来消除微电弧。将电流转向的原因在于，可以通过将经由微电弧的电流降到零(例如，基本为零)或者某个预先确定的低阈值来消除微电弧。转向的电流在DC电源110的电感器102和电源单元150的分路开关106内循环。
电源单元150的处理器120配置为：通过首先触发闭合分路开关106将电流分路离开等离子而进入DC电源110，来使电流转向。在将分路开关106闭合了一段时间之后，随后断开分路开关106以重新向等离子腔180内的等离子提供电流。检测之后开始闭合以消除微电弧和断开以重新向等离子腔180提供电流的这段时间可以称为消除周期。
在消除了电弧并将分路开关106断开之后，存储在电感器102和/或电容器104内的能量被释放给等离子。由于电流在短时间内的极大变化，因此，这种能量释放可能在输出140上产生极高的输出电压。可能产生过压情况的这种电流在短时间内的变化可能对电源单元150和/或等离子腔180造成损害。
在已经执行了消除周期之后，处理器120配置为触发分路开关106的脉冲(例如，断开与闭合)，以通过限制电源的输出电压来防止或降低出现过压情况的可能性。特别地，在分路开关106在消除周期的结束时刻闭合之后，使用分路开关106来触发的脉冲(例如，脉冲周期)降低当释放存储在电感器102内的能量时输出140的输出电压。在已经根据定义的脉冲参数值执行了分路开关106的脉冲之后，电源单元150返回到常规工作模式，分路开关106保持断开。在一些实施例中，分路开关106是绝缘栅双极晶体管(IGBT)、场效应晶体管(FET)，或其它合适的开关。在图2A到2C和图5A到5C中示出了消除周期和分路开关的脉冲的特定实例。
尽管在该实施例中未示出，但是电源单元150还可以配置为包括过压保护电路，其可以用来在出现过压情况时提供对电源单元150和/或等离子腔180的保护。在一些实现中，处理器120配置为直接使分路开关106断开和闭合，而在其它实现中，处理器120配置为发送由单独组件(未示出)用来断开和闭合分路开关106的触发信号。
在图1中描绘的实施例内，电源单元150包括存储器130，其配置为存储由处理器120用来触发一个或更多消除周期和/或一个或更多脉冲周期的信息。存储器130包含用来触发和定义消除周期的限定值和/或参数。例如，存储器130可以包含用来触发消除周期的阈值条件(例如，电压电平、持续时间)，和用来定义消除周期的持续时间的参数值。存储器130还包括分别用来触发和定义分路开关106的脉冲的阈值限定值和/或脉冲参数值。脉冲参数值包括例如：脉冲宽度(例如，开启时间)、脉冲周期、脉冲数，和/或关闭时间。
可以基于等离子系统参数值(例如，电源单元150的输出电感、电源单元150的输出电容、电源单元150的输出电压，或者电源单元150的输出电流)来定义脉冲参数值。例如，当电源单元150具有高输出电流和/或DC电源110的输出电容小时，可以定义和使用窄脉冲的脉冲参数值来排除过压情况或者降低出现过压情况的可能性。相反地，当电源单元150具有低输出电流和/或DC电源110的输出电容高时，可以定义和使用宽脉冲的脉冲参数值来排除过压情况或者降低出现过压情况的可能性。在一些实现中，可以根据例如电源单元150的输出电流和/或例如电源单元150的输出电容的大小，来预测/计算电压升高的速度。在一些实施例中，基于电压升高的速度的计算/预测来定义脉冲参数值。
在一些实施例中，存储器130包含阈值条件(例如，时间段)，其用来触发基于一个或更多脉冲参数值的组所定义的一个或更多脉冲。在一些变型中，与消除周期相关联的限定值、参数值，等离子系统参数值，和/或脉冲参数值在存储器130中存储为可以由处理器120检索和处理的表或文本文件。
在一些实施例中，可以在电源单元150中包括的多于一个处理器和/或硬件与/或软件模块的组合上执行由处理器120执行的功能。在一些实施例中，将存储器130嵌入到处理器120内，作为例如小型高速缓冲存储器，或者在其它实施例中，存储器130是分离的存储器设备，例如，随机存取存储器(RAM)或可移动存储设备。
图2A到2C是示出根据本发明实施例的，使用诸如图1中所示的电源单元这样的电源单元来消除电弧(例如，微电弧)和防止过压情况的示意图。具体而言，图2A是示出根据本发明实施例的等离子腔内的等离子电压的示意图，而图2B是示出根据本发明实施例的等离子腔内的等离子电流的示意图。图2C是示出根据本发明的实施例的用于向等离子腔供电的电源单元内的分路开关的开关状态的示意图。时间在每幅图的x轴上向右增加。
图2A示出了这样的情况，即，在等离子腔内形成电弧之后，等离子电压在时间t0处开始从电压值X下降到几乎为零。电压值X是电源单元的输出电压设定点。电压的这种下降对应于图2B中示出的同样在时间t0处开始的等离子电流的增加。在时间t1处，例如，电源单元基于等离子电流的测量值超过等离子电流限定值的阈值，或者基于等离子电压的测量值降至等离子电压限定值的阈值之下，检测到电弧。在一些实施例中，连接等离子腔与电源单元的电缆的电感会导致电弧的检测的延迟。
图2B示出使用如图1中所示的与等离子腔和电感器(例如，连接电源单元和等离子腔的电感)并联的供电单元的电感器来使电弧自然显现(ring out)。可以将时间段250称为显现时间段。在显现时间段期间，等离子电流从电源单元在输出电压设定点X(在图2A中示出)处产生的等离子电流Y(在图2B中示出)短时地增加，如电弧的曲线212所示。关于电弧的显现的更多细节在共同拥有和受让的美国专利no.6,943,317“Apparatus and Method for Fast Arc Extinction with Early shunting of ArcCurrent in Plasma”中阐述，通过引用将其全部内容并入本文。
响应于检测到电弧，电源单元在时间t2处开始电弧消除周期222。在时间t2和t3之间的消除周期222期间，通过使用电源单元的分路开关将电流转向离开该电弧，来基本上或者完全消除等离子腔内的电弧。如图2B中所示，在电弧消除周期222期间，在分路开关导通(即，闭合、接通)之后，在时间t2和t3之间的等离子电流下降。在一些实施例中，将消除周期222的开启时间的持续时间定义为消除或者基本上消除例如具有指定电流水平的特定类型的电弧。
如图2A中所示，当分路开关在如图2C中所示的电弧消除周期222的结束时刻关闭(即，断开)时，等离子腔内的电压在时间t3处显著增加。这种电压的显著增加可以称为电压增加情况。等离子腔内电压的增加是在时间t3(在图2B中示出)处将电流从例如电源单元内在消除周期222期间存储能量的电感器释放给等离子腔的结果。
如图2C中所示，在两个脉冲(脉冲224和226)内导通分路开关，以降低等离子腔的升高的电压。第一脉冲224在时间t4处开始，在时间t5处结束，而第二脉冲226在时间t6处开始，在时间t7处结束。如图2A中所示，等离子腔内的电压分别在脉冲224和226期间，即在时间t4与t5之间以及时间t6与t7之间降低。当分路开关在脉冲期间(例如，在时间t5与t6之间)断开时，等离子腔的电压增加。此外，如图2B中所示，在脉冲224和226的开启时间内，等离子电流降低，如214和216所示。
可以定义图2C中示出的脉冲224和226的开启时间与关闭时间的持续时间，从而以特定方式来影响等离子电压(在图2A中示出)和等离子电流(在图2B中示出)。例如，可以定义脉冲224和226的开启时间中的一个或更多的增加，从而在触发脉冲224和226中的任意一个时使得等离子电压有更大的降低。开启时间的增加可能导致等离子腔内可以使用的等离子电流的减少。在一些实施例中，可以定义图2C中描绘的脉冲224和226，以使得等离子电压不超过如图2A中所示的电压值Z处的电压限定值270。在一些实现中，脉冲224和/或226的开启时间为几微秒，并且脉冲224和226的关闭时间为几微秒。
尽管在图2A到2C中示出了两个脉冲，但是在一些实施例中，可以触发不同数量的脉冲。例如，在一些实施例中，可以触发三个或更多脉冲，或者触发一个脉冲。在一些实现中，基于消除周期(例如，消除周期222)的持续时间、被消除的电弧的水平(例如，电流的水平)、在消除电弧之后电压增加的速度等，来确定脉冲数和/或脉冲参数值的组。在一些变型中，基于一个或更多定义的条件，从存储在存储器(例如，存储器130)内的脉冲参数值的库中选择和/或检索脉冲参数值的组。
在时间t7处，电源单元返回到常规工作模式，分路开关断开，如图2C中所示。如图2A中所示，等离子电压在时间t7处开始由电源单元进行控制，直到输出电压达到设定点X。当输出电压如图2A中所示达到设定点时，电源单元产生的等离子电流为Y，如图2B中所示。在一些实施例中，在最后一个脉冲(例如，脉冲226)的开启时间之后，电源单元在特定时间段之后返回到常规工作模式。
图3是示出根据本发明的实施例的，用于以脉冲方式进行控制分路开关(例如，分路开关106)来排除和/或降低在消除了等离子腔(例如，等离子腔180)内的电弧之后出现过压情况的可能性的方法的流程图。
如图3中所示，功率从电源单元(例如，电源单元150)内的电源(例如，电源110)输送到等离子腔，以激励和/或维持等离子腔内的等离子(框310)。在一些实施例中，电源单元配置为控制等离子腔的功率、电流或电压水平。
如图3中所示，当等离子腔中检测到电弧时(框320)，通过在一段时间内导通(例如，接通)分路开关来使电流转向离开等离子腔内的等离子(框330)。在一些实施例中，电弧是微电弧，当在其中已经积累了电荷的绝缘体上的一点与等离子腔内的阴极上的一点之间发生放电时，该微电弧在等离子腔内发展。在一些实现中，使用与电源单元的处理器连接的电流和/或电压传感器来检测电弧。
如参照图2A-2C所讨论的，其间开始将到电弧的电流转向的时间段可以称为电弧消除周期(例如，电弧消除周期222)。在一些实施例中，将电流转向离开等离子的同时，该电流在电源单元的DC电源内循环。
在电弧消除周期的结束时刻，分路开关关闭(例如，断开)，并且等离子腔内的电压增加(框340)(例如，因为电弧消除周期期间存储的能量作为电流释放到等离子腔)。在分路开关在电弧消除周期的结束时刻断开之后的电压的增加可以称为电压增加情况。以脉冲方式进行控制分路开关来限制电压增加情况的电压的增加(框350)。对电压增加情况的电压进行限制，以降低出现过压情况的可能性和/或防止过压情况的出现。
如果消除了电弧(框360)，则电源单元恢复常规工作(框380)。在常规工作模式中，关闭(例如，断开)分路开关，直到检测到另一电弧。
如图3中所示，如果检测到电弧，则将分路开关导通一段时间，或者以脉冲方式将分路开关导通一次或更多次(框370)。在一些实施例中，如果检测到电弧，则开始电弧消除周期。在一些实现中，持续以脉冲方式进行控制分路开关，直到不再检测到过压情况为止，而在其它实现中，根据在框360中是否检测到电压增加情况，都以脉冲方式进行控制分路开关。在一些实施例中，基于电压增加情况中电压的电平，来定义分路开关的脉冲的开启时间和/或关闭时间的持续时间。
图4是示出根据本发明的实施例的配置为向等离子腔400供电并提供电弧管理的电源单元420与430的示意图。将电源单元420与430并联来向等离子腔400供电。电源单元420包括DC电源422、处理器424、存储器426以及分路开关428。类似地，电源单元430包括DC电源432、处理器434、存储器436以及分路开关438。在一些实施例中，电源单元420与430是不同的电源单元。例如，电源单元420可以是25千瓦的电源单元，而电源单元430可以是50千瓦的电源单元。
电源单元420与430的每个配置为：当在等离子腔400中检测到电弧时，分别使用分路开关428与438在电弧消除周期期间消除电弧。电源单元420与430还配置为：在消除电弧之后，通过以脉冲方式进行控制各自的分路开关428与438，来限制与等离子腔400相关联的电压增加情况。
在一些实施例中，对与电源单元420与430相关联的电弧消除周期和/或脉冲周期进行协调。例如，将电源单元420与430的每个的电弧消除周期实现为同时开始或者在不同时刻开始。在一些实施例中，电源单元420是主电源单元，其直接控制和/或触发作为从电源单元的电源单元430的电弧消除周期和/或脉冲周期。
在一些实现中，电源单元430是主电源单元，其配置为检测与电源单元420相关联的等离子系统参数值，例如，功率输出能力、电弧消除能力，和/或过压保护能力。电源单元430可以使用这些等离子系统参数值来定义、直接控制和/或触发电源单元420和/或电源单元430的电弧消除周期和/或脉冲周期(例如，脉冲的参数值)。
基于一组规则和/或基于与电源单元420和/或电源单元430相关联的算法来计算一个或更多电弧消除周期和/或一个或更多脉冲周期的定义(例如，持续时间和/或定时)。例如，作为主电源单元的电源单元420可以基于与电源单元430相关联的等离子系统参数值(例如，电源单元430的额定功率和/或分量)，来计算电源单元430实现的脉冲的脉冲参数值(例如，定时和持续时间)。基于这些脉冲参数值的定义，电源单元420可以触发电源单元430的分路开关438以脉冲方式进行控制，从而降低与等离子腔400的电压增加情况相关联的电压。
在一些实施例中，与电源单元430和/或电源单元420相关联的一个或更多电弧消除周期和/或一个或更多脉冲周期的定义(例如，持续时间和/或定时)存储在电源单元430的存储器436中和/或从其中被访问。在一些变型中，电源单元430配置为检测与添加的电源单元(未示出)相关联的等离子系统参数值(例如，功率输出能力、电弧消除能力和/或过压保护能力)，该添加的电源单元与电源单元430和/或电源单元420串联或并联。
图5A到5C是示出根据本发明的实施例的使用图4中示出的电源单元420与430来消除电弧(例如，微电弧)并防止过压情况的示意图。特别地，图5A是示出根据本发明的实施例的等离子腔400内的等离子电压500的示意图。图5B是示出根据本发明的实施例的电源单元420的分路开关428的开关状态的示意图，而图5C是示出根据本发明的实施例的电源单元430的分路开关438的开关状态的示意图。时间在每幅图的x轴上向右增加。
图5A示出这样的情况，即，在等离子腔内形成电弧之后，等离子电压在时间t0处开始从电压P下降到几乎为零，其中，电压P是电源单元的输出电压设定点。在时间t1处，例如，电源单元420基于等离子电流的测量值超过等离子电流限定值的阈值，或者基于等离子电压的测量值降至等离子电压限定值的阈值之下，检测到电弧。
如图5B和5C中所示，当检测到电弧时，电源单元420和电源单元430的电弧消除周期510和520分别在时间t1处同时开始，并且在时间t2处同时结束。在其它实施例中，电源单元420与430的电弧消除周期510与520在不同时刻开始、具有不同的持续时间，和/或在不同时刻结束。
如图5B和5C中所示，与电源单元420相关联的脉冲512与514和与电源单元430相关联的脉冲522与524是交错的。例如，脉冲512在时间t3处开始，而脉冲522在脉冲512已经在时间t4处结束之后的时间t5处开始。此外，脉冲512与514具有和脉冲522与524不同的开启时间。图5A中在时间t2与t10之间示出的等离子电压500的降低分别对应于电源单元420与430的分路开关428与438的每个的开关状态(例如，以脉冲方式进行控制)。
在一些实施例中，与电源单元420和430的每个相关联的一个或更多脉冲可以被同时触发，和/或可以具有重叠的开启时间。此外，在一些实现中，例如电源单元420和/或电源单元430的每个脉冲周期的开启时间和/或关闭时间是不同的。
本发明的一些实施例涉及具有计算机可读介质的计算机存储产品，该计算机可读介质在其上具有用于执行各种计算机实现的操作的指令或计算机代码。该介质与计算机代码可以是针对特定目的或多种目的特别设计和构建的介质与计算机代码。计算机可读介质的实例包括但不限于：磁存储介质，例如，硬盘、软盘和磁带；光存储介质，例如，紧致盘/数字视频盘(“CD/DVD”)、紧致盘只读存储器(“CD-ROM”)和全息设备；磁光存储介质，例如，光磁软盘；载波信号；以及特别配置为存储和执行程序代码的硬件设备，例如，专用集成电路(“ASIC”)、可编程逻辑器件(“PLD”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)以及ROM与RAM器件。
计算机代码的实例包括但不限于：例如由编译器产生的微码或微指令、机器指令，和包含由计算机使用解释器来执行的更高级的指令的文件。例如，本发明的实施例可以使用Java、C++或其它面向对象的编程语言及开发工具来实现。计算机代码的其它实例包括但不限于：控制信号、加密代码和压缩代码。
总之，本发明提供了用于使用分路开关的电源进行过压保护的系统和方法，该分路开关跨接向等离子供电的电源的输出。本领域技术人员可以容易认识到，可以在本发明中作出许多变化和替换，这些变化和替换的使用与配置可以实现与本文所描述的实施例所实现的结果基本相同的结果。因此，并不旨在将本发明限制于公开的示例性形式。许多变化、修改和替代结构都落入所附权利要求书中表达的公开的发明的范围和精神内。

Claims (24)

1、一种装置，包括：
输出端口，其配置为向等离子腔输送功率以激励等离子；
分路开关，其与所述输出端口并联；以及
处理器，其配置为接收所述等离子中的电弧的指示，所述处理器配置为将所述分路开关闭合一段时间以使电流转向离开所述电弧，所述处理器还配置为触发所述分路开关的脉冲，以限制与所述电弧相关联的电压增加情况中的电压。
2、根据权利要求1所述的装置，其中，所述电压增加情况在与所述电弧相关联的电弧恢复时间段期间出现。
3、根据权利要求1所述的装置，其中，所述电压增加情况是当所述分路开关在闭合了所述一段时间之后断开时被触发的，所述分路开关基本上是在所述电弧开始时闭合的。
4、根据权利要求1所述的装置，其中，所述分路开关的所述脉冲基于脉冲参数值，所述脉冲参数值包括脉冲宽度、脉冲周期、脉冲数或关闭时间中的至少一个。
5、根据权利要求1所述的装置，其中，所述分路开关的所述脉冲基于脉冲参数值，所述处理器配置为基于等离子系统参数值来计算所述脉冲参数值，所述等离子系统参数值包括电源单元的输出电感、所述电源单元的输出电容、所述电源单元的输出电流，或所述电源单元的输出电压中的至少一个。
6、根据权利要求1所述的装置，还包括存储器，其配置为存储与所述脉冲相关联的脉冲参数值。
7、根据权利要求1所述的装置，其中，所述输出端口、所述分路开关和所述处理器包括在电源单元中。
8、根据权利要求1所述的装置，其中，所述电压增加情况是当所述分路开关在微电弧定时器到时之后断开时被触发的。
9、一种装置，包括：
分路开关，配置为将电流转向离开等离子腔中的电弧，所述分路开关配置为根据脉冲参数值以脉冲方式进行控制，所述分路开关的脉冲限制了与所述电弧相关联的电压增加情况中的电压；以及
处理器，配置为接收等离子系统参数值，所述分路开关和所述处理器与电源单元相关联，所述等离子系统参数值与所述电源单元相关联，所述处理器配置为基于所述等离子系统参数值来计算所述脉冲参数值。
10、根据权利要求8所述的装置，其中，所述分路开关是第一分路开关，所述电源单元是第一电源单元，所述处理器配置为触发与第二电源单元相关联的第二分路开关的脉冲，所述第二分路开关是与所述第一分路开关串连或基本并联中的至少一种。
11、根据权利要求8所述的装置，其中，所述电源单元是第一电源单元，所述等离子系统参数值与所述第一电源单元相关联，所述处理器配置为检测第二电源单元，所述处理器还配置为基于与所述第二电源单元相关联的等离子系统参数值来计算所述脉冲参数值。
12、根据权利要求8所述的装置，其中，所述等离子系统参数值是脉冲宽度，所述等离子系统参数值是电源单元的功率水平。
13、根据权利要求8所述的装置，其中，所述分路开关是第一分路开关，所述处理器配置为计算第二分路开关的脉冲参数值，所述第二分路开关与所述第一分路开关并联。
14、根据权利要求8所述的装置，其中，所述分路开关是第一分路开关，所述处理器配置为触发第二分路开关的脉冲，所述第二分路开关与所述第一分路开关并联，所述第一分路开关的所述脉冲的至少一部分与所述第二分路开关的所述脉冲的至少一部分是异相的。
15、根据权利要求8所述的装置，其中，所述电源单元是第一电源单元，所述处理器配置为接收与第二电源单元相关联的等离子系统参数值。
16、根据权利要求8所述的装置，其中，所述电源单元是第一电源单元，所述脉冲参数值是第一脉冲参数值，所述处理器配置为将第二脉冲参数值发送给第二电源单元。
17、一种方法，包括：
从电源单元向等离子腔输送功率以激励和维持等离子；
检测所述等离子中的电弧；
通过在第一时刻将所述电源单元内的分路开关闭合一段时间，来基本上在所述电弧开始时将与所述电弧相关联的电流转向离开所述等离子，所述分路开关在所述一段时间结束时的第二时刻断开，当所述分路开关断开时触发电压增加情况；以及
在所述分路开关在所述第二时刻断开之后，以脉冲方式进行控制所述分路开关，以限制所述电压增加情况中的电压。
18、根据权利要求16所述的方法，其中，所述电弧是微电弧。
19、根据权利要求16所述的方法，其中，所述以脉冲方式进行控制包括根据脉冲参数值以脉冲方式进行控制，所述脉冲参数值包括脉冲宽度、脉冲周期、脉冲数或关闭时间中的至少一个。
20、根据权利要求16所述的方法，其中，所述以脉冲方式进行控制包括根据脉冲参数值以脉冲方式进行控制，
所述方法还包括：
基于等离子系统参数值来计算所述脉冲参数值。
21、根据权利要求16所述的方法，其中，所述电源单元是第一电源单元，所述分路开关是第一分路开关，
所述方法还包括：
从第二电源单元接收等离子系统参数值，所述等离子系统参数值用来计算所述第一分路开关的脉冲参数值或所述第二分路开关的脉冲参数值中的至少一个。
22、根据权利要求16所述的方法，其中，所述分路开关是第一分路开关，所述以脉冲方式进行控制包括：在与第二分路开关的脉冲的至少一部分异相的情况下，以脉冲方式进行控制。
23、根据权利要求16所述的方法，其中，所述分路开关的所述脉冲基于脉冲参数值，所述处理器配置为基于等离子系统参数值来计算所述脉冲参数值，所述等离子系统参数值包括所述电源单元的输出电感、所述电源单元的输出电容、所述电源单元的输出电流，或所述电源单元的输出电压中的至少一个。
24、根据权利要求16所述的方法，还包括：
在第三时刻检测是否已经消除了所述电弧，所述第二时刻在所述以脉冲方式进行控制步骤中的至少一个脉冲之后；以及
当还未消除所述电弧时，在第四时刻闭合所述分路开关，所述第三时刻在所述第二时刻之后。
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