JP2015501383A - 電力パルスシーケンスを提供する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Pavg 平均スパッタリング電力
Pmax 最大スパッタリング電力(パルス電力)
tpn パルス長
tdn パルス遅延
N 群の数(N=0〜500)
n チャンネル数(=部分カソードの数、n=0〜6、n=0はダミーカソードに相当)
fr 繰り返し周波数
tr 繰り返し時間=1/fr
カソードの過熱を回避するために、一連の電力内で、部分カソードに電力がかけられる全時間は、例えば100ミリ秒未満でなければならないと想定される。
第1実施例の枠内では、ダミーカソードに0.5ミリ秒の間電力が負荷され、すなわち、損失間隔tp0は0.5ミリ秒であり、したがってこの損失間隔はその中に約0.25ミリ秒の電力立ち上げ間隔を確実に含んでいる。ダミーカソードに加えて、6個の部分カソードが用いられる。1つの群中で電力が1つの部分カソードにかけられる電力パルス間隔は、tp1〜6=0.2ミリ秒に定められ、電力パルス間隔の重複は、td1〜6=0.02ミリ秒に定められる。全部で10回の電力パルス周期が経過し、すなわち、10個の群が、損失間隔と共に1つの隊列を形成する。これにより、全隊列間隔は、10×6×(0.2ms−0.02ms)+0.5ms=10.8ms+0.5ms=11.3msである。
これは、ダミーカソードにおける最大0.5ms×40kW×69.4Hz=1.39kWの平均電力損失に相対する。69.4Hzの繰り返し周波数は、14.4ミリ秒の繰り返し時間に相当する。全隊列間隔の長さが11.3ミリ秒である場合、これは、隊列間に3.1ミリ秒の休止期間が置かれるべきであることを意味する。
第2実施例の枠内では、電力パルス間隔は、0.07ミリ秒に低減され、群の数は100個に増やされる。これ以外のパラメータは等しく保たれる。したがって、全隊列間隔は、100×6×(0.07ms−0.02ms)+0.5ms=30ms+0.5ms=30.5msである。
これは、ダミーカソードにおける最大0.5ms×40kW×25Hz=0.5kWの平均電力損失に相対する。25Hzの繰り返し周波数は、40ミリ秒の繰り返し時間に相当する。全隊列間隔の長さが30.5ミリ秒である場合、これは、2つの隊列間に9.5ミリ秒の休止期間が置かれるべきであることを意味する。
第3実施例の枠内では、電力パルス間隔は、0.05ミリ秒に低減され、群の数は1000個に増やされる。これ以外のパラメータは等しく保たれる。したがって、全隊列間隔は、1000×6×(0.05ms−0.02ms)+0.5ms=180ms+0.5ms=180.5msである。
これは、ダミーカソードにおける最大0.5ms×60kW×2.7Hz=81Wの平均電力損失に相対する。2.7Hzの繰り返し周波数は、360ミリ秒の繰り返し時間に相当する。全隊列間隔の長さが180.5ミリ秒である場合、これは、2つの隊列間に179.5ミリ秒の休止期間が置かれるべきであることを意味する。
第4実施例の枠内では、電力パルス間隔は0.05ミリ秒に、群の数は1000個に保たれる。これ以外のパラメータも保たれる。したがって、全隊列間隔は、1000×6×(0.05ms−0.02ms)+0.5ms=180ms+0.5ms=180.5msである。
これは、ダミーカソードにおける最大0.5ms×33kW×5.05Hz=83Wの平均電力損失に相対する。5.05Hzの繰り返し周波数は、198ミリ秒の繰り返し時間に相当する。全隊列間隔の長さが180.5ミリ秒である場合、これは、2つの隊列間で、17.5ミリ秒の休止期間のみが置かれるべきであることを意味する。
a)好ましくは少なくともスイッチを入れた後および電力立ち上げ間隔の経過後に、所定の一定の電力を出力する発電機を提供する工程と、
b)発電機のスイッチを入れる工程と、
c)第1部分カソードを発電機と接続する工程であって、その結果、第1部分カソードが、発電機からの電力で負荷される工程と、
d)第1部分カソードに対応する所定の第1電力パルス間隔の経過後に、発電機を第1部分カソードから切り離す工程と、
e)第2部分カソードを発電機と接続する工程であって、その結果、第2部分カソードが発電機からの電力で負荷される工程と、
f)第2部分カソードに対応する所定の第2電力パルス間隔の経過後に、発電機を第2部分カソードから切り離す工程と、
を含み、
第1電力パルス間隔が、第2電力パルス間隔より時間的に前に開始し、第1電力パルス間隔が、第2電力パルス間隔より時間的に前に終了する方法であって、
第1電力パルス間隔と第2電力パルス間隔とが時間的に重複し、全ての電力パルス間隔が共になって第1群を形成し、その結果、発電機からの電力出力が中断なしに第1電力パルス間隔の開始から、第2電力パルス間隔の終了まで一貫して存在し続け、かつ第2電力立ち上げ間隔は生じないように工程d)と工程e)とが実施される。
a)好ましくは少なくともスイッチを入れた後および電力立ち上げ間隔の経過後に、所定の一定の電力出力を行う発電機を提供する工程と、
b)発電機のスイッチを入れる工程と、
c)電力消費素子を発電機と接続する工程であって、その結果、電力消費素子が、電力立ち上げ間隔の間、発電機からの電力で負荷される工程と、
d)電力立ち上げ間隔の経過後に、発電機を電力消費素子から切り離す工程と、
e)第1部分カソードを発電機と接続する工程であって、その結果、第1部分カソードが発電機からの電力で負荷される工程と、
f)第1部分カソードに対応する所定の第1電力パルス間隔の経過後に、発電機を第1部分カソードから切り離す工程と、
を含む。
g)第2部分カソードを発電機に接続する工程であって、その結果第2部分カソードが発電機の電力で負荷される工程と、
h)第2部分カソードに対応する所定の第1電力パルス間隔の経過後に、発電機を第2部分カソードから切り離す工程と、
を含むことができ、
発電機からの電力出力が、中断なしに電力立ち上げ間隔の開始から第2電力パルス間隔の終了まで一貫して存在し続け、かつ第2電力立ち上げ間隔は生じず、かつこれが、好ましくは、第1電力パルス間隔と第2電力パルス間隔とが時間的に重複し、第1電力パルス間隔が、第2電力パルス間隔より時間的に前に開始し、第1電力パルス間隔が、第2電力パルス間隔より時間的に前に終了することにより達成されるように工程f)と工程g)とが実施される。
Claims (4)
- PVD吹き付けカソードを作動させるために、拡大縮小可能な電力パルス間隔を有する電力パルスを提供する方法であって、前記PVD吹き付けカソードは電力消費素子と第1カソードとを有し、前記カソード用の最大平均電力負荷は予め決められていて、前記電力パルス間隔の長さは予め決められていて、前記方法は、以下の工程、すなわち、
a)好ましくは少なくともスイッチを入れた後および電力立ち上げ間隔の経過後に、所定の一定の電力出力を行う発電機を提供する工程と、
b)前記発電機のスイッチを入れる工程と、
c)前記電力消費素子を前記発電機と接続する工程であって、その結果、前記電力消費素子が、前記電力立ち上げ間隔の間、前記発電機からの電力で負荷される工程と、
d)前記電力立ち上げ間隔の経過後に、前記発電機を前記電力消費素子から切り離す工程と、
e)前記第1部分カソードを前記発電機と接続する工程であって、その結果、前記第1カソードが前記発電機からの電力で負荷される工程と、
f)前記第1部分カソードに対応する所定の第1電力パルス間隔の経過後に、前記発電機を前記第1カソードから切り離す工程と、
を含む方法において、
前記第1カソードを前記発電機に接続する際に第2電力立ち上げ間隔が生じず、これが、好ましくは、前記電力立ち上げ間隔と前記第1電力パルス間隔とが時間的に重複し、前記発電機からの電力出力が中断されるには及ばないことにより達成されるように、前記工程d)と前記工程e)とが実施されることを特徴とする方法。 - 前記第1カソードは、部分カソードであり、前記方法は、さらに以下の工程、すなわち、
g)第2部分カソードを前記発電機に接続する工程であって、その結果前記第2部分カソードが前記発電機の電力で負荷される工程と、
h)前記第2部分カソードに対応する所定の第1電力パルス間隔の経過後に、前記発電機を前記第2部分カソードから切り離す工程と、
を含み、
前記発電機からの電力出力が、中断なしに前記電力立ち上げ間隔の開始から前記第2電力パルス間隔の終了まで一貫して存在し続け、かつ第2電力立ち上げ間隔は生じず、かつこれが、好ましくは、第1電力パルス間隔と第2電力パルス間隔とが時間的に重複し、前記第1電力パルス間隔が、前記第2電力パルス間隔より時間的に前に開始し、前記第1電力パルス間隔が、前記第2電力パルス間隔より時間的に前に終了することにより達成されるように前記工程f)と前記工程g)とが実施される
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - さらなるn個の部分カソードが、前記工程f)、g)およびh)にしたがって、前記発電機に順次接続され、かつ前記発電機から接続が切断され、好ましくは、n−1番目の電力パルス間隔が、n番目の電力パルス間隔と時間的に重複する
ことを特徴とする請求項2に記載の方法。 - アーク放電を検出する手段が設けられていて、アーク放電検出時には、前記電力消費素子が前記発電機に接続され、その時点で接続されている部分カソードが発電機から切り離され、これにより、前記発電機からの電力出力が中断されないことを特徴とする上記請求項のいずれか1項に記載の方法。
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