DE4127505A1

DE4127505A1 - Arc suppression circuitry for gas discharge device - esp. plasma sputtering unit, allowing high coating rates of e.g. silica

Info

Publication number: DE4127505A1
Application number: DE19914127505
Authority: DE
Inventors: Johannn Stuermer; Goetz Dipl Ing Teschner
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Oerlikon Deutschland Holding GmbH
Priority date: 1991-08-20
Filing date: 1991-08-20
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: DE4127505C2

Abstract

Equipment for suppressing arcing in a gas discharge device comprises two electrodes (6,7), connected to the voltage source (10), and a circuit (11) with two branches (15,25) which are connected in parallel to the voltage source (10) and which can be short-circuited in different current flow directions. USE/ADVANTAGE - The arc suppression equipment is useful in sputtering units e.g. for Si02 coating of glass, plastics foils or silicon wafers. It allows high coating rates, even when sputtering difficult materials (e.g. SiO2 by reactive sputtering), since the sputtering process is interrupted only for very short times.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenunterdrückungsschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an arc suppression circuit according to the preamble of Claim 1.

In der Gasentladungstechnik ist es erforderlich, ein Gas in einen Plasmazustand zu bringen, ohne daß es zu Bogenentladungen kommt. Beispielsweise dürfen bei der Glasbeschichtung, wo SiO₂ durch Sputtern auf ein Trägermaterial, ein sogenanntes Substrat, aufgebracht wird, keine Überschläge stattfinden, weil sonst sowohl das Target als auch das Substrat zerstört werden. Wegen der zahlreichen physikalischen Ursachen, die zu einer Bogenentladung führen können, ist es extrem schwierig, die Bogenentladung als solche zu verhindern. Es ist jedoch möglich, die Ausbildung einer Bogenentladung mit hoher Stromstärke zu unterdrücken.In gas discharge technology, it is necessary to turn a gas into a plasma state bring without causing arc discharges. For example, with glass coating, where SiO₂ is applied by sputtering to a substrate, a so-called substrate there will be no rollovers, because otherwise both the target and the Substrate will be destroyed. Because of the numerous physical causes that lead to a Arc discharge, it is extremely difficult to discharge as such prevent. However, it is possible to form an arc discharge with high current to suppress.

Besondere Probleme treten bei Sputteranlagen auf, die zwei Kathoden aufweisen und mit Wechselstrom versorgt werden. Bei diesen Anlagen wechseln die Polaritäten an den Kathoden bzw. Anoden ständig. Ist für zwei Kathoden nur eine Anode vorgesehen, so springen eventuell Bogenentladungen fortwährend von einer Kathode auf die andere.Special problems occur with sputter systems that have two cathodes and with AC are supplied. In these systems, the polarities change Cathodes or anodes constantly. If only one anode is provided for two cathodes, then arc discharges may continually jump from one cathode to the other.

Wie nähere Untersuchungen der Bogenentladungen ergeben haben, führen nicht alle Entladungen zum sofortigen Zusammenbrechen des Isolationsvermögens. Es treten vielmehr auch Spannungsverläufe auf, bei denen erst einige Millisekunden nach einem ersten Rückgang der Spannung auf 150 bis 300 V der Zusammenbruch auf die Lichtbogenbremsspannung erfolgt. Diese in Stufen sich herausbildenden Spannungszusammenbrüche werden von einfachen Schwingkreisen nicht erkannt, die üblicherweise zum Löschen eingesetzt werden. Wegen ihrer langen Brenndauer und ihres damit verbundenen hohen Energieinhalts führen die mehrstufigen Lichtbögen schnell zur Zerstörung der Targetoberfläche.As closer investigations of the arc discharges have shown, not all discharges lead for instant breakdown of insulation. Rather, they occur also voltage curves in which only a few milliseconds after an initial decline the voltage to 150 to 300 V the breakdown to the arc braking voltage he follows. These tension collapses that develop in stages are not recognized by simple resonant circuits, which are usually used for extinguishing will. Because of their long burning time and the associated high energy content the multi-stage arcs quickly destroy the target surface.

Bei einem bekannten Kathoden-Lichtbogenbeschichtungsverfahren, bei dem ein Lichtbogen auf ein Target trifft und dort geladene Teilchen herausschlägt, die auf ein Substrat gelangen, sinkt die Impedanz zwischen den Elektroden, zwischen denen der Lichtbogen auftritt, sehr stark ab. Um diese Impedanz am Ende eines Bearbeitungsvorgangs wieder zu erhöhen, ist es bekannt, die aus dem Target herausgeschlagenen Teilchen verstärkt in Richtung Substrat durch ein entsprechendes elektrisches Potential abzusaugen (US-PS 49 36 960). Nachteilig ist indessen bei diesem bekannten Verfahren, daß es nur bei der Lichtbogenbeschichtung sowie bei Gleichstrom zwischen den Lichtbogenelektroden einerseits und dem Target bzw. Substrat andererseits anwendbar ist. Auch für eine Anordnung mit zwei Elektroden ist das bekannte Verfahren zur Impedanzerhöhung und damit zur Löschung eines Lichtbogens nicht geeignet. Die übliche Methode, Lichtbogenbildung zu unterbinden, besteht deshalb darin, die Stromversorgung für eine bestimmte Zeit abzuschalten.In a known cathode arc coating method in which an arc hits a target and knocks out charged particles that hit a substrate reach, the impedance between the electrodes, between which the arc decreases occurs very strongly. To get this impedance back at the end of a machining operation increase, it is known to amplify the particles knocked out of the target in the direction Suck off substrate by an appropriate electrical potential (US-PS 49 36 960). A disadvantage of this known method, however, is that it is only used for arc coating as well as with direct current between the arc electrodes on the one hand and the target or substrate is applicable on the other hand. Also for an arrangement with two electrodes is the known method for increasing impedance and thus for quenching an arc is not suitable. The usual method of arcing too prevent, therefore, consists of switching off the power supply for a certain time.

Weiterhin ist es bekannt, beim Auftreten einer Bogenentladung einer Anlage die geringstmögliche Energie zuzuführen bzw. die Energiezufuhr ganz zu unterbinden. Dabei soll die Energiezufuhr so lange unterbunden bleiben, bis sich die gesamte Zone um die Bogenentladung herum stabilisiert hat (D. S. Schatz, The MDX as a Strategic Tool in Reducing Arcing, Schrift der Advanced Energy Industries, Inc., 1985). Eine weitere bekannte Maßnahme, um die Wahrscheinlichkeit der Lichtbogenbildung zu verringern, besteht darin, die Welligkeit der Energiezufuhr zu vermindern, und zwar über den gesamten Impedanzbereich. Auch die Verwendung schneller Regeleinrichtungen wurde vorgeschlagen, um die Abweichungen der Versorgungsspannung vom Soll-Wert schnell anzugleichen (D. S. Schatz, a. a. O.). Zur Löschung von Lichtbögen wird eine Umschwingschaltung vorgeschlagen, wie sie in der Thyristortechnik üblich ist.Furthermore, it is known to have the lowest possible when an arc discharge occurs in a system To supply energy or to completely stop the supply of energy. Thereby the Energy supply is cut off until the entire zone around the arc discharge around the world (D. S. Schatz, The MDX as a Strategic Tool in Reducing Arcing, pamphlet of Advanced Energy Industries, Inc., 1985). Another known measure To reduce the likelihood of arcing, the To reduce ripple in the energy supply over the entire impedance range. The use of fast control devices has also been suggested to the Quickly adjust deviations of the supply voltage from the target value (D. S. Honey, a. a. O.). A reversing circuit is proposed to extinguish arcs, as is common in thyristor technology.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Schaltungsanordnung zum Löschen von Lichtbögen in Plasma-Vorrichtungen zu schaffen. The invention has for its object to provide an improved circuit arrangement To create arc extinguishing in plasma devices.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved in accordance with the features of patent claim 1.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß auch beim Sputtern von schwierigen Materialien, z. B. von SiO₂, hohe Beschichtungsraten möglich sind, weil der Sputtervorgang nur für sehr kurze Zeit unterbrochen wird. Beim SiO₂-Sputtern werden aus einem Target aus Reinst-Silizium, das sich in einer Argon-Sauerstoff-Atmosphäre von 10^-3 bis 10^-1 mbar befindet, durch Ionen Si-Atome herausgeschlagen, die sich mit Sauerstoff zu SiO₂ verbinden, das sich auf einem Substrat niederschlägt.The advantage achieved with the invention is in particular that even when sputtering difficult materials, eg. B. of SiO₂, high coating rates are possible because the sputtering process is interrupted only for a very short time. In SiO₂ sputtering, a target made of high-purity silicon, which is in an argon-oxygen atmosphere of 10 ^-3 to 10 ^-1 mbar, is knocked out by ions Si atoms, which combine with oxygen to form SiO₂ precipitates on a substrate.

Die Erfindung kann vorzugsweise bei Plasma-Anlagen eingesetzt werden, die mit Wechselstrom betrieben werden. Sie ist jedoch auch bei Anlagen einsetzbar, die nur eine Kathode aufweisen und mit Gleichstrom betrieben werden. Der Kathode liegt in einem solchen Fall eine separate Anode oder eine als Anode dienende Kesselwand gegenüber.The invention can preferably be used in plasma systems with AC operated. However, it can also be used in systems that only have one Have cathode and are operated with direct current. The cathode is in one Case opposite a separate anode or a boiler wall serving as an anode.

Auch eine Anwendung der Erfindung auf Dreiphasen-Wechselstrombetrieb ist möglich, wenn sechs elektronische Schalter mit einer separaten Zündelektronik vorgesehen sind.An application of the invention to three-phase AC operation is also possible if six electronic switches with separate ignition electronics are provided.

Eine weitere Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß die Augenblicksspannung mit einer Kondensatorspannung verglichen wird und durch die Anordnung eines Zündkreises gesichert ist, so daß stets der richtige elektronische Schalter geschlossen bzw. geöffnet wird.Another special feature of the invention is that the instantaneous voltage with a capacitor voltage is compared and by the arrangement of an ignition circuit is secured so that the correct electronic switch is always closed or opened becomes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and is described in more detail below. Show it:

Fig. 1 eine Sputteranlage mit einer Thyristoranordnung zum Abschalten einer Energieversorgung; Fig. 1 is a sputtering system with a thyristor for turning off a power supply;

Fig. 2 eine Abschaltanordnung mit Feldeffekt-Transistorschalter; Fig. 2 is a Abschaltanordnung field effect transistor switch;

Fig. 3 eine Abschaltanordnung mit GTO- oder Abschaltthyristoren. Fig. 3 shows a shutdown arrangement with GTO or shutdown thyristors.

In der Fig. 1 ist eine Vakuumkammer 1 dargestellt, die einen Stutzen 2 zum Evakuieren der Kammer und einen Stutzen 3 für die Zufuhr von Gasen aufweist. In der Kammer 1 befindet sich ein Substrathalter 4, auf dem ein Substrat 5 angeordnet ist. Das Substrat 5 besteht beispielsweise aus Glas oder ist eine Kunststoffolie bzw. ein Silizium-Wafer aus der Mikroelektronikfertigung. Oberhalb des Substrats 5 und nebeneinander sind zwei Elektroden 6, 7 vorgesehen, die jeweils ein Target 8, 9 tragen. Beispielsweise bestehen diese Targets aus Reinst-Silizium in poly- oder einkristalliner Form. Es sind auch andere und jeweils verschiedene Materialien für die beiden Targets 8, 9 denkbar. Beide Elektroden 6, 7 werden aus einer Wechselstromquelle 10 versorgt, wobei sich zwischen dieser Wechselstromquelle 10 und den Elektroden 6, 7 eine spezielle Schaltungsanordnung 11 befindet. Diese Schaltungsanordnung weist einen mit der Wechselstromquelle 10 verbundenen Transformator 12 auf, zu dessen Sekundärwicklung eine aus einem Kondensator 13 und einer Spule 14 bestehende Serienschaltung parallel geschaltet ist. Parallel zu dieser Serienschaltung liegt ein Thyristor 15, der mit seiner Kathode mit der Spule 14 und mit seiner Anode mit dem Kondensator 13 in Verbindung steht. Die Steuerelektrode dieses Thyristors 15 ist mit der Kathode einer Diode 16 verbunden, deren Anode mit einem Anschluß einer Primärwicklung 17 eines Transformators 18 gekoppelt ist, dessen Sekundärwicklung 19 Teil einer Serienschaltung ist, die noch einen Kondensator 20 und eine Primärwicklung 21 eines weiteren Transformators 22 aufweist. Die Sekundärwicklung 23 dieses weiteren Transformators 22 ist einerseits mit der Primärwicklung 21 und dem Kondensator 13 und andererseits mit der Anode einer Diode 24 verbunden. Die Kathode dieser Diode 24 liegt an der Steuerelektrode eines Thyristors 25, dessen Kathode mit der Elektrode 6 und dessen Anode mit der Elektrode 7 verbunden ist.In Fig. 1, a vacuum chamber 1 is shown, which has a nozzle 2 for evacuating the chamber and a nozzle 3 for the supply of gases. In the chamber 1 there is a substrate holder 4 on which a substrate 5 is arranged. The substrate 5 consists, for example, of glass or is a plastic film or a silicon wafer from microelectronic production. Above the substrate 5 and next to one another, two electrodes 6, 7 are provided, each of which carries a target 8, 9 . For example, these targets consist of ultra-pure silicon in polycrystalline or single-crystal form. Other and different materials for the two targets 8, 9 are also conceivable. Both electrodes 6, 7 are supplied from an alternating current source 10 , a special circuit arrangement 11 being located between this alternating current source 10 and the electrodes 6, 7 . This circuit arrangement has a transformer 12 connected to the alternating current source 10 , to the secondary winding of which a series circuit consisting of a capacitor 13 and a coil 14 is connected in parallel. Parallel to this series connection is a thyristor 15 , which is connected with its cathode to the coil 14 and with its anode to the capacitor 13 . The control electrode of this thyristor 15 is connected to the cathode of a diode 16 , the anode of which is coupled to a connection of a primary winding 17 of a transformer 18 , the secondary winding 19 of which is part of a series circuit which also has a capacitor 20 and a primary winding 21 of a further transformer 22 . The secondary winding 23 of this further transformer 22 is connected on the one hand to the primary winding 21 and the capacitor 13 and on the other hand to the anode of a diode 24 . The cathode of this diode 24 lies on the control electrode of a thyristor 25 , the cathode of which is connected to the electrode 6 and the anode of which is connected to the electrode 7 .

Eine Bogenentladung, bei der eine Brennspannung zwischen dem geerdeten Substraträger 4 und den Elektroden 6, 7 von 20 Volt und ein über alle Grenzen ansteigender Strom auftritt, wird durch die Schaltungsanordnung 11 im wesentlichen dadurch vermieden, daß dieser ansteigende Strom durch die Thyristoren 15 und 25 von der Gasentladung abgetrennt wird und daß durch das Zünden eines Thyristors 15, 25 der Löschschwingkreis, bestehend aus der Spule 14 und dem Kondensator 13, sicher zum Umschwingen und damit zur Stromlöschung angeregt wird. Da die Brennspannung der Thyristoren unter 2 Volt liegt, ist eine sichere Ableitung des Stroms gewährleistet.An arc discharge, in which a burning voltage between the grounded substrate support 4 and the electrodes 6, 7 of 20 volts and a current rising above all limits occurs, is essentially avoided by the circuit arrangement 11 in that this increasing current through the thyristors 15 and 25 is separated from the gas discharge and that by quenching a thyristor 15, 25 the quenching circuit, consisting of the coil 14 and the capacitor 13 , is surely excited to swing around and thus to extinguish the current. Since the burning voltage of the thyristors is below 2 volts, a safe discharge of the current is guaranteed.

Die Bogenentladung besteht aus einem Lichtbogen zwischen definierter Kathode 6 oder 7 und Anode 4, wobei der Strom des Lichtbogens zuerst durch den äußeren Kreis 11 begrenzt wird. In der Anfangszeit eines Lichtbogens entsteht ein heißer Fleck (= "hot spot") auf dem Target 8, 9 mit einem diffusen Ende im Plasma. Je früher man diese heißen Flecke an einem Spannungsrückgang erkennt, desto geringer ist die hineingeflossene Energie und damit die Wahrscheinlichkeit, daß eine Zerstörung durch Lichtbogenbildung auftritt.The arc discharge consists of an arc between the defined cathode 6 or 7 and anode 4 , the current of the arc first being limited by the outer circle 11 . In the beginning of an arc, a hot spot (= "hot spot") is formed on the target 8, 9 with a diffuse end in the plasma. The sooner these hot spots can be recognized by a drop in voltage, the lower the energy that flows into them and thus the likelihood that they will be destroyed by arcing.

Der Substratträger 4 hat keine galvanische Verbindung zum Sputterstromkreis. Es ist für das Funktionsprinzip der Erfindung unerheblich, ob der Substratträger 4 an das Gehäuse 1 angeschlossen ist oder nicht, d. h. ob er auf das Schutzleiterpotential gelegt wurde oder ob er sich durch die Ankopplung an das Plasma auf ein wechselndes Potential ("floating potential") einstellt. Üblicherweise wird beim SiO₂-Sputtern eine direkte elektrische Verbindung des Sputterstromkreises mit einem Schutzleiter vermieden. Die Lichtbögen zwischen den Elektroden 6 und 7 und dem Substratträger 4 sind dadurch nur über Umwege möglich und entsprechend energiearm.The substrate carrier 4 has no galvanic connection to the sputter circuit. It is irrelevant to the functional principle of the invention whether the substrate carrier 4 is connected to the housing 1 or not, ie whether it has been connected to the protective conductor potential or whether it is connected to an alternating potential ("floating potential") by coupling to the plasma. sets. Usually, a direct electrical connection of the sputtering circuit with a protective conductor is avoided in SiO₂ sputtering. The arcs between the electrodes 6 and 7 and the substrate carrier 4 are therefore only possible via detours and are accordingly low in energy.

Bei Wechselstrombetrieb, wie er in der Fig. 1 dargestellt ist, besteht indessen eine Schwierigkeit darin, daß die Polarität der Elektroden 6, 7 nach jeder Halbwelle der anliegenden Wechselspannung wechselt. Deshalb muß zur Lichtbogenlöschung der jeweils richtig gepolte Thyristor der beiden antiparallel geschalteten Thyristoren 15, 25 gezündet werden. Dies geschieht dadurch, daß der Spannungszusammenbruch über dem Kondensator 20 differenziert wird und in den beiden Transformatoren 18, 22 in einen Zündimpuls für die beiden Thyristoren 15, 25 umgewandelt wird. Die Dioden 16 und 24 sorgen im Zusammenwirken mit den Thyristoren 15, 25 dafür, daß nur ein positiver Impuls denjenigen Thyristor zünden kann, der im Augenblick des Spannungszusammenbruchs eine positive Anodenspannung hat. Die Löschung der gezündeten Thyristoren 15, 25 erfolgt je nach Zündzeitpunkt entweder durch den Nulldurchgang der Wechselspannung oder dadurch, daß eine in der Thyristortechnik bekannte Zwangskommutierungs-Schaltung, bestehend aus der Spule 14 und dem Kondensator 13, durch das Zünden eines Thyristors 15, 25 zum Umschwingen angestoßen wird.In AC operation, as shown in FIG. 1, there is a difficulty, however, in that the polarity of the electrodes 6, 7 changes after every half-wave of the AC voltage present. Therefore, the correct polarity of the thyristor of the two antiparallel connected thyristors 15, 25 must be ignited to extinguish the arc. This is done by differentiating the voltage breakdown across the capacitor 20 and converting it in the two transformers 18, 22 into an ignition pulse for the two thyristors 15, 25 . The diodes 16 and 24, in cooperation with the thyristors 15, 25, ensure that only a positive pulse can ignite the thyristor which has a positive anode voltage at the moment of the voltage breakdown. The quenching of the fired thyristors 15, 25 takes place depending on the ignition timing either by the zero crossing of the AC voltage or by the fact that a forced commutation circuit known in thyristor technology, consisting of the coil 14 and the capacitor 13 , by firing a thyristor 15, 25 to Swinging around is initiated.

In der Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung zum Unterdrücken von Lichtbögen dargestellt, die anstelle von Thyristoren Feldeffekttransistoren als Schaltelemente aufweist.In FIG. 2 is a circuit arrangement for suppressing arcs in place of field effect transistors having thyristors as switching elements.

Mit 26 und 27 ist jeweils eine du/dt-Triggerschaltung bezeichnet, die an der Sekundärwicklung des Transformators 12 liegt. Diese Triggerschaltung 26, 27 steuern jeweils eine Impulsformerstufe 28, 29 an, die pro Lichtbogen einen Einzelimpuls abgibt. Die Impulse werden über jeweils einen Anpassungs- und Potentialtrennverstärker 30, 31 auf die Steuerelektroden von Leistungs-Feldeffekttransistoren 32, 33 gegeben, die zwischen den beiden Elektroden 6, 7 liegen und mit jeweils einer Elektrode 6 bzw. 7 über eine Diode 34 bzw. 35 verbunden sind. Hierbei sind die beiden Dioden 34, 35, die einen Inversbetrieb der Transistoren 32, 33 verhindern, antiparallel geschaltet, wobei die Anode der Diode 35 an der Elektrode 7 und die Anode der Diode 34 an der Elektrode 6 liegt.With 26 and 27 a du / dt trigger circuit is designated, which is located on the secondary winding of the transformer 12 . These trigger circuits 26, 27 each control a pulse shaper stage 28, 29 , which emits a single pulse per arc. The pulses are applied to the control electrodes of power field effect transistors 32, 33 , which lie between the two electrodes 6, 7 and each have an electrode 6 or 7 via a diode 34 or 35 , via an adaptation and potential isolation amplifier 30, 31 are connected. Here, the two diodes 34, 35 , which prevent inverse operation of the transistors 32, 33 , are connected antiparallel, the anode of the diode 35 being connected to the electrode 7 and the anode of the diode 34 being connected to the electrode 6 .

Die Triggerschaltungen 26, 27 weisen jeweils einen Operationsverstärker 36, 37, eine Diode 38, 39, einen Kondensator 40, 41 und vier Widerstände 42 bis 45 bzw. 46 bis 49 auf. Die Dioden sind mit ihren Anoden an die Sekundärseite des Transformators 12 und mit ihren Kathoden an die Verstärker 36, 37 angeschlossen.The trigger circuits 26, 27 each have an operational amplifier 36, 37 , a diode 38, 39 , a capacitor 40, 41 and four resistors 42 to 45 and 46 to 49, respectively. The diodes are connected with their anodes to the secondary side of the transformer 12 and with their cathodes to the amplifiers 36, 37 .

In der Fig. 3 ist eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt, bei welcher GTO-Thyristoren als Schaltelemente verwendet sind.In the Fig. 3 shows a further variant of the arrangement according to the invention are used in which GTO thyristors as switching elements.

Die Ansteuerschaltungen für die Steuerelektroden 50, 51 der GTO-Thyristoren 52, 53 sind ähnlich aufgebaut wie die Ansteuerschaltungen für die Steuerelektrode der Feldeffekttransistoren 32, 33 gemäß Fig. 2. Sie weisen ebenfalls Triggerschaltungen 26, 27 auf, die allerdings ihre Spannungsimpulse an Impulsformerstufen 54, 55 geben, welche zwei Impulse erzeugen, von denen der eine negative und der darauffolgende Impuls positive Polarität besitzt. Diese beiden Impulse dienen zum Zünden und Löschen der GTO-Thyristoren 52, 53. Zwischen den Impulsformerstufen 54, 55 und den Steuerelektroden 50, 51 der GTO-Thyristoren 52, 53 sind Anpassungs- und Trennverstärker 56, 57 vorgesehen.The control circuits for the control electrodes 50, 51 of the GTO thyristors 52, 53 are constructed similarly to the control circuits for the control electrode of the field effect transistors 32, 33 according to FIG. 2. They also have trigger circuits 26, 27 , which, however, have their voltage pulses at pulse shaping stages 54 , 55 , which generate two pulses, one of which has a negative and the following pulse has positive polarity. These two pulses are used to ignite and extinguish the GTO thyristors 52, 53 . Matching and isolation amplifiers 56, 57 are provided between the pulse shaping stages 54, 55 and the control electrodes 50, 51 of the GTO thyristors 52, 53 .

Claims

1. Device for suppressing arcs in gas discharge devices, with at least one electrode and a voltage source, characterized by

1.1 two electrodes ( 6, 7 ) which are connected to the voltage source ( 10 ),
1.2 a circuit arrangement ( 11 ) with
- 1.2.1 a parallel branch ( 15 ) which can be short-circuited in a first current direction to the voltage source ( 10 ) and
- 1.2.2 a parallel branch ( 25 ) to the voltage source ( 10 ) which can be short-circuited in a second current direction.

2. Device according to claim 1, characterized in that the voltage source is an AC voltage source ( 10 ).

3. Device according to claim 1, characterized in that the two electrodes ( 6, 7 ) are opposite a third electrode ( 4 ) and a plasma is formed between the two electrodes ( 6, 7 ) and the third electrode ( 4 ).

4. Device according to claims 1 and 2, characterized in that a device ( 20 ) for detecting arc discharges is provided which switches one of the two parallel branches ( 15, 25 ) according to the respective polarity of the current AC half-wave.

5. Device according to claim 1, characterized in that controllable semiconductor components ( 15, 25 ) are provided in the short-circuitable parallel branches.

6. Device according to claim 5, characterized in that the controllable semiconductor components are thyristors ( 15, 25 ).

7. Device according to claim 4, characterized in that the device for detecting arc discharges is a capacitor ( 20 ) which is in a parallel branch to the electrodes ( 6, 7 ).

8. Device according to claims 6 and 7, characterized in that in series with the capacitor ( 20 ) each has a winding ( 19, 21 ) of transformers ( 18, 22 ), the respective other winding ( 17 or 23 ) with a control electrode of one of the two thyristors ( 15, 25 ) is connected.

9. Device according to claim 6, characterized in that a forced commutation circuit is provided in parallel with the two thyristors ( 15, 25 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that the forced commutation circuit consists in a manner known per se from a series circuit of a capacitor ( 13 ) and a coil ( 14 ).

11. The device according to claim 8, characterized in that a diode ( 16, 24 ) is connected between the control electrode of a thyristor ( 15, 25 ) and a winding ( 17, 23 ) of a transformer ( 18, 22 ).

12. The device according to claim 5, characterized in that the controllable semiconductor transistors ( 33, 34 ).

13. The device according to claim 5, characterized in that the controllable semiconductors are GTO thyristors ( 52, 53 ).

14. The device according to claim 1, characterized in that the gas discharge device is a sputtering system.

15. The device according to claim 4, characterized in that the device for detecting arc discharges is a trigger circuit ( 26, 27 ) which is connected to the power supply ( 12 ) and emits the pulses for controlling electrical switches ( 32, 33 ).

16. The device according to claim 15, characterized in that the pulses are monopolar are.

17. The device according to claim 15, characterized in that the pulses are bipolar are.