スパッタ装置用電源
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野の説明】本発明は電子部品等の製造に使用するスパッタ装置に適用する電源特に逆パルス発生回路に関するものである。
【０００２】
【従来技術】スパッタ装置には高速化、製品の歩留り向上が望まれ、この方向でスパッタ技術が進展してきている。一般にスパッタ装置に適用する電源はタ−ゲ−トに負の高電圧を印加するためのＤＣパワ−電源が使用されるが、この高電圧印加状態で長時間の連続運転を行うと、真空室内（チャンバ）に設けられたタ−ゲット近傍で電弧を発生し、正常な運転が出来なくなることがある。電弧の発生はタ−ゲットの材質あるいは形状により相違する。この電弧はタ−ゲットから異常なスパッタリングを起こし、薄膜を形成する基板上に不正規な膜を作り、製品の歩留低下が問題になる。この電弧の発生をなくすことは、 技術的に非常に困難であり、従来種々の電源回路が検討されているが決めて に欠けるのが現状である。
【０００３】
【発明の目的】本発明はタ−ゲットの材質或いは形状に無関係に電弧の発生、及び異常放電を防止せしめる電源の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はスパッタを行うための真空室内のタ−ゲットに直流電圧、電力（パワ−）を供給する電源の出力部に前記電源と逆極性のパルスを重畳せしめ、該逆パルスの電圧及び周波数を任意に調整することにより電弧或は異常放電を消弧するように構成したものである。
【０００５】
【実施例】図１は本発明の一実施例回路図で図中ＤＣは直流電源でタ−ゲット等の負荷ＲＬに負の直流高電圧を印加する極性に接続されている。Ｌはインダクタ、Ｄ1、Ｒ3はサ−ジ吸収用のダイオ−ド及び抵抗、次にＲＰＣは逆パルス発生回路でＰＴはパルストランス、ｎ1、ｎ2はその１次巻線及び２次（出力）巻線で１次巻線ｎ1側はスイッチング回路ｓｗと、該スイッチング回路ｓｗの発振周波数等を制御す発振回路ＯＳＣが接続されている。又２次巻線ｎ2は直流電源ＤＣの出力部に該出力と逆極性にパルスが重畳される如く接続されている。Ｃ1は該直流電源ＤＣよりダイオ−ドＤ2を介して充電されるコンデンサでスイッチング回路ｓｗの電源を形成する。Ｄ3、Ｒ2はパルストランスＰＴのフライバック電圧を抑制するダイオ−ド及び抵抗である。
【０００６】この回路の基本動作は直流電源ＤＣを負荷ＲＬに給電すると同時に必要に応じて連続的に或いは間欠的に逆パルス電圧を該直流電源ＤＣに重畳して負荷ＲＬに給電する。因みに図２は図１において直流電源ＤＣの電圧をＥ1、コンデンサＣ1の電圧をＥ2（Ｅ1≒Ｅ2）パルストランスＰＴの出力電圧をＥ3、負荷電圧をＥ0とした時の各部動作波形を示す。なお図２において、ｔ1はスイッチング回路のオン（導通）時間（５〜３０μｓｅｃ程度）Ｔは繰返し周期（１Ｈｚ〜２０ＫＨｚ程度）△ｅは逆電圧レベルである。この回路では、■ＬはパルストランスＰＴのパルス電圧発生時電流ｉの増加率を防止する。■パルストランスＰＴのフライバック電圧（図２ａ、ＥFR）はダイオードＤ4により出力電圧に重畳させない目的で装備し、 ダイオ−ドＤ3、抵抗Ｒ2、ダイオ−ドＤ4の電圧耐量等により必要に応じて設 けてもよい。■パルストランスＰＴの１次巻線ｎ1側の電圧はコンデンサＣ1 の電圧(ＤＣ電源電圧)により駆動しているので駆動電源をあらたに設ける必 要はなく、又パルストランスＰＴの１次ｎ1、２次ｎ2の巻数比の設定により 容易に逆パルス電圧Ｅ3の調整が可能である。■電源電圧、負荷変動等によ り非パルス発生時（スイッチング回路ｓｗのオフ時）コンデンサＣ1の充電 々流が変動するがダイオ−ドＤ2によりパルストランスＰＴの直流励磁を防 止する。■ＤＣ電源の負荷電流は直列に挿入されたインダクタＬによりパル ス発生時も大きな変化はなく連結して流れるため、ＤＣ電源のトランジエン トによる影響は少ない。
【０００７】図３は本発明の実施例回路（図１）において、抵抗負荷電圧−４５０Ｖ、４Ａ、逆電圧レベル△ｅ≒８５Ｖ（約１９％）、パルスｔ１０μｓ、周波数１０ＫＨzの運転条件で実施した時の負荷電圧Ｅ0及び負荷電流Ｉ0の関係を示す波形図で異常現象は何ら生じないことを確認した。
【０００８】図４は同実施例回路において、Ｒ負荷電圧−８２０Ｖ、１２Ａ、逆電圧レベル△ｅ≒１００Ｖ、運転条件で実施した時の動作波形図で、これによっても全く異常現象は発生しなかった。
【０００９】以上の説明から明らかなように本発明によればスパッタ装置用電源としてタ−ゲットの材質（金属、絶縁物）に係わりなく異常放電を防止し得る装置を提供できるので実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例回路図
【図２】本発明の動作説明図
【図３】本発明実施例の出力特性図
【図４】本発明実施例の出力特性図
【符号の簡単な説明】
ＤＣ 直流電源
Ｃ インダクタ
ＲL 負荷（タ−ゲ−ト）
ＲPC 逆パルス発生回路
ＰＴ パルストランス
ｓｗ スイッチング回路
ｏｓｃ 発振回路
Ｃ1 コンデンサ
Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3 ダイオ−ド
【０００１】
【発明の属する分野の説明】本発明は電子部品等の製造に使用するスパッタ装置に適用する電源特に逆パルス発生回路に関するものである。
【０００２】
【従来技術】スパッタ装置には高速化、製品の歩留り向上が望まれ、この方向でスパッタ技術が進展してきている。一般にスパッタ装置に適用する電源はタ−ゲ−トに負の高電圧を印加するためのＤＣパワ−電源が使用されるが、この高電圧印加状態で長時間の連続運転を行うと、真空室内（チャンバ）に設けられたタ−ゲット近傍で電弧を発生し、正常な運転が出来なくなることがある。電弧の発生はタ−ゲットの材質あるいは形状により相違する。この電弧はタ−ゲットから異常なスパッタリングを起こし、薄膜を形成する基板上に不正規な膜を作り、製品の歩留低下が問題になる。この電弧の発生をなくすことは、 技術的に非常に困難であり、従来種々の電源回路が検討されているが決めて に欠けるのが現状である。
【０００３】
【発明の目的】本発明はタ−ゲットの材質或いは形状に無関係に電弧の発生、及び異常放電を防止せしめる電源の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明はスパッタを行うための真空室内のタ−ゲットに直流電圧、電力（パワ−）を供給する電源の出力部に前記電源と逆極性のパルスを重畳せしめ、該逆パルスの電圧及び周波数を任意に調整することにより電弧或は異常放電を消弧するように構成したものである。
【０００５】
【実施例】図１は本発明の一実施例回路図で図中ＤＣは直流電源でタ−ゲット等の負荷ＲＬに負の直流高電圧を印加する極性に接続されている。Ｌはインダクタ、Ｄ1、Ｒ3はサ−ジ吸収用のダイオ−ド及び抵抗、次にＲＰＣは逆パルス発生回路でＰＴはパルストランス、ｎ1、ｎ2はその１次巻線及び２次（出力）巻線で１次巻線ｎ1側はスイッチング回路ｓｗと、該スイッチング回路ｓｗの発振周波数等を制御す発振回路ＯＳＣが接続されている。又２次巻線ｎ2は直流電源ＤＣの出力部に該出力と逆極性にパルスが重畳される如く接続されている。Ｃ1は該直流電源ＤＣよりダイオ−ドＤ2を介して充電されるコンデンサでスイッチング回路ｓｗの電源を形成する。Ｄ3、Ｒ2はパルストランスＰＴのフライバック電圧を抑制するダイオ−ド及び抵抗である。
【０００６】この回路の基本動作は直流電源ＤＣを負荷ＲＬに給電すると同時に必要に応じて連続的に或いは間欠的に逆パルス電圧を該直流電源ＤＣに重畳して負荷ＲＬに給電する。因みに図２は図１において直流電源ＤＣの電圧をＥ1、コンデンサＣ1の電圧をＥ2（Ｅ1≒Ｅ2）パルストランスＰＴの出力電圧をＥ3、負荷電圧をＥ0とした時の各部動作波形を示す。なお図２において、ｔ1はスイッチング回路のオン（導通）時間（５〜３０μｓｅｃ程度）Ｔは繰返し周期（１Ｈｚ〜２０ＫＨｚ程度）△ｅは逆電圧レベルである。この回路では、
【０００７】図３は本発明の実施例回路（図１）において、抵抗負荷電圧−４５０Ｖ、４Ａ、逆電圧レベル△ｅ≒８５Ｖ（約１９％）、パルスｔ１０μｓ、周波数１０ＫＨzの運転条件で実施した時の負荷電圧Ｅ0及び負荷電流Ｉ0の関係を示す波形図で異常現象は何ら生じないことを確認した。
【０００８】図４は同実施例回路において、Ｒ負荷電圧−８２０Ｖ、１２Ａ、逆電圧レベル△ｅ≒１００Ｖ、運転条件で実施した時の動作波形図で、これによっても全く異常現象は発生しなかった。
【０００９】以上の説明から明らかなように本発明によればスパッタ装置用電源としてタ−ゲットの材質（金属、絶縁物）に係わりなく異常放電を防止し得る装置を提供できるので実用上の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例回路図
【図２】本発明の動作説明図
【図３】本発明実施例の出力特性図
【図４】本発明実施例の出力特性図
【符号の簡単な説明】
ＤＣ 直流電源
Ｃ インダクタ
ＲL 負荷（タ−ゲ−ト）
ＲPC 逆パルス発生回路
ＰＴ パルストランス
ｓｗ スイッチング回路
ｏｓｃ 発振回路
Ｃ1 コンデンサ
Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3 ダイオ−ド
【特許請求の範囲】
【請求項１】 スパッタを行うための真空室内のタ−ゲットに直流電圧、電力（パワ−）を供給する電源の出力部に、前記電源と逆極性のパルスを重畳せしめるように、少なくとも発振回路、スイッチ素子、パルストランス、ダイオード、コンデンサを含む逆パルス発生回路を接続し、該逆パルスの電圧及び周波数を任意に調整することにより電弧或いは異常放電を消弧するように構成したことを特徴とするスパッタ装置用電源。
【請求項１】 スパッタを行うための真空室内のタ−ゲットに直流電圧、電力（パワ−）を供給する電源の出力部に、前記電源と逆極性のパルスを重畳せしめるように、少なくとも発振回路、スイッチ素子、パルストランス、ダイオード、コンデンサを含む逆パルス発生回路を接続し、該逆パルスの電圧及び周波数を任意に調整することにより電弧或いは異常放電を消弧するように構成したことを特徴とするスパッタ装置用電源。
【図１】
【図３】
【図２】
【図４】
【図３】
【図２】
【図４】
【特許番号】特許第３３９８４４７号（Ｐ３３９８４４７）
【登録日】平成１５年２月１４日（２００３．２．１４）
【発行日】平成１５年４月２１日（２００３．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−３２１３８５
【出願日】平成５年１１月２６日（１９９３．１１．２６）
【公開番号】特開平７−１５０３４８
【公開日】平成７年６月１３日（１９９５．６．１３）
【審査請求日】平成１１年１２月２８日（１９９９．１２．２８）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【参考文献】
【文献】特開 平６−２２０６２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開９４／２３４４０（ＷＯ，Ａ１）
【登録日】平成１５年２月１４日（２００３．２．１４）
【発行日】平成１５年４月２１日（２００３．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成５年１１月２６日（１９９３．１１．２６）
【公開番号】特開平７−１５０３４８
【公開日】平成７年６月１３日（１９９５．６．１３）
【審査請求日】平成１１年１２月２８日（１９９９．１２．２８）
【出願人】（０００００２０３７）新電元工業株式会社 (776)
【参考文献】
【文献】特開 平６−２２０６２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開９４／２３４４０（ＷＯ，Ａ１）
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