JP3014867B2 - Discharge detection device in vacuum equipment using discharge - Google Patents

Discharge detection device in vacuum equipment using discharge

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JP3014867B2
JP3014867B2 JP4222093A JP22209392A JP3014867B2 JP 3014867 B2 JP3014867 B2 JP 3014867B2 JP 4222093 A JP4222093 A JP 4222093A JP 22209392 A JP22209392 A JP 22209392A JP 3014867 B2 JP3014867 B2 JP 3014867B2
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JP
Japan
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discharge
frequency
detection device
vacuum
detecting
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Inventor
英徳 依田
久夫 山口
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日本真空技術株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、放電を利用する真空装
置、例えばスパッタリング、エッチング装置やCVD装
置などにおける放電を検出するための放電検出装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge detecting device for detecting a discharge in a vacuum device utilizing a discharge, for example, a sputtering, an etching device or a CVD device.

【0002】[0002]

【従来の技術及びその問題点】図5は従来の真空装置の
概略を示すものであるが、RF電源、もしくは高周波電
源1の高周波電力をマッチング回路2を介して真空槽3
内の電極4内に印加している。真空槽3内には、これに
対向してアース側の電極6が配設されており、これら電
極間にプラズマ5を発生させることにより、スパッタリ
ングやエッチングなどの作用を行わせているのである
が、いずれにしてもプラズマ放電が生じたかどうかを知
る必要がある。
2. Description of the Related Art FIG. 5 schematically shows a conventional vacuum apparatus. An RF power source or a high-frequency power of a high-frequency power source 1 is supplied to a vacuum chamber 3 through a matching circuit 2.
Is applied to the inside electrode 4. An earth-side electrode 6 is disposed in the vacuum chamber 3 so as to face the same, and a plasma 5 is generated between the electrodes to perform operations such as sputtering and etching. In any case, it is necessary to know whether a plasma discharge has occurred.

【0003】従来は、この方法として、(1)目視によ
る方法、(2)方向性結合器により進行波電力Pf及び
反射電力Prを検出する方法及び(3)放電時に電極に
発生する自己バイアス電圧を検出する方法があるが、
(1)の方法では電気的信号として取り扱えないので種
々の不都合があり、(2)の方法ではマッチング回路の
入力段の検出であり、最終負荷である電極4と、これに
対向するアース側電極の間で確実にプラズマ放電が起こ
っているという保証はない。又(3)の方法では自己バ
イアスが発生しないプロセスでは利用できない、という
欠点がある。
Conventionally, this method has been divided into (1) a visual method, (2) a method of detecting a traveling wave power Pf and a reflected power Pr by a directional coupler, and (3) a self-bias voltage generated at an electrode during discharge. There is a way to detect
The method (1) cannot be handled as an electric signal, so there are various inconveniences. The method (2) is for detecting the input stage of the matching circuit, and the electrode 4 which is the final load and the ground-side electrode facing the electrode 4 There is no guarantee that a plasma discharge will occur between the two. Further, the method (3) has a disadvantage that it cannot be used in a process in which self-bias does not occur.

【0004】他方、放電を利用するスパッタリングやエ
ッチングなどのプロセスにおいては、RF電源1の供給
出力を最大効率で負荷へ伝送させる必要がある。このた
めにマッチング回路2が設けられているのであるが、こ
のマッチング回路2の入口側インピーダンスは電源1の
出力インピーダンスと同等(50Ω)になるように調整
される。マッチングがとれた状態では反射電力は最小と
なるが、負荷側で放電が発生している保証を与えるもの
ではない。
On the other hand, in processes such as sputtering and etching utilizing discharge, it is necessary to transmit the output of the RF power supply 1 to a load with maximum efficiency. For this purpose, a matching circuit 2 is provided. The input impedance of the matching circuit 2 is adjusted to be equal to the output impedance of the power supply 1 (50Ω). In a state where the matching is achieved, the reflected power is minimized, but this does not guarantee that the discharge has occurred on the load side.

【0005】放電の発生をできるだけ早く検知し、二次
製品の生産量を高めることが要求される。又この放電の
発生を確実にキャッチすることにより、オートマッチン
グ起動のタイミングを的確に捕らえることができ、操作
時間のロスを減少させることができる。
It is required to detect the occurrence of discharge as soon as possible to increase the production of secondary products. Further, by reliably catching the occurrence of this discharge, the timing of starting the auto-matching can be accurately grasped, and the loss of operation time can be reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、放電の発生を自動的、かつ迅速、確実
にキャッチすることができる放電を利用する真空装置に
おける放電検出装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a discharge detecting device in a vacuum apparatus utilizing a discharge capable of automatically, promptly and reliably catching the occurrence of a discharge. The purpose is to do.

【0007】[0007]

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、真空槽
内に配設される電極に高周波電源からの高周波電圧を印
加し、前記真空槽内にプラズマ放電を発生させるように
した真空装置の前記プラズマ放電の発生を検出するため
の放電検出装置を備えた、放電を利用する真空装置にお
ける放電検出装置において、前記放電検出装置は、前記
電極に前記高周波電圧を印加するための電線路に近接し
て、該電線路に流れている高周波電流を検出するための
高周波電流検出手段と、該高周波電流検出手段の検出出
力端子に接続され、前記高周波電源の周波数成分の高次
の高調波周波数成分を主として通すためのフィルターと
を備え、該フィルターの出力が所定レベル以上になるこ
とを検知して前記プラズマ放電の発生を検出するように
したことを特徴とする放電を利用する真空装置における
放電検出装置によって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vacuum apparatus in which a high-frequency voltage from a high-frequency power source is applied to an electrode provided in a vacuum chamber to generate a plasma discharge in the vacuum chamber. A discharge detection device in a vacuum device utilizing discharge, comprising a discharge detection device for detecting the occurrence of the plasma discharge, wherein the discharge detection device is connected to an electric wire for applying the high-frequency voltage to the electrode. A high-frequency current detecting means for detecting a high-frequency current flowing in the electric wire in close proximity thereto, connected to a detection output terminal of the high-frequency current detecting means, and a higher-order harmonic frequency of a frequency component of the high-frequency power supply; A filter for mainly passing the components, and detecting that the output of the filter is equal to or higher than a predetermined level to detect the occurrence of the plasma discharge. Is achieved by the discharge detection device in the vacuum apparatus utilizing discharge that.

【0008】又は、真空槽内に配設される電極に高周波
電源からの高周波電圧を印加し、前記真空槽内にプラズ
マ放電を発生させるようにした真空装置の前記プラズマ
放電の発生を検出するための放電検出装置を備えた、放
電を利用する真空装置における放電検出装置において、
前記放電検出装置は、前記電極に前記高周波電圧を印加
するための電線路に近接して、該電線路に流れている高
周波電流を検出するための高周波電流検出手段と、該高
周波電流検出手段の検出出力端子に接続され、前記高周
波電源の周波数成分を主として通すためのローパスフィ
ルターと、該ローパスフィルターの出力を検出するため
の高周波電流計と、前記検出出力端子に接続され、前記
周波数成分の高次の高調波周波数成分を主として通すた
めのハイパスフィルターとを備え、前記ハイパスフィル
ターの出力が所定レベル以上になることを検知して、前
記プラズマ放電の発生を検出するようにしたことを特徴
とする放電を利用する真空装置における放電検出装置に
よって達成される。
Alternatively, a high-frequency voltage from a high-frequency power supply is applied to an electrode provided in a vacuum chamber to detect the occurrence of the plasma discharge in a vacuum apparatus which generates a plasma discharge in the vacuum chamber. In a discharge detection device in a vacuum device using discharge, comprising a discharge detection device of
The discharge detection device is close to a wire for applying the high-frequency voltage to the electrode, a high-frequency current detection unit for detecting a high-frequency current flowing in the wire, and a high-frequency current detection unit. A low-pass filter connected to a detection output terminal for mainly passing a frequency component of the high-frequency power supply; a high-frequency ammeter for detecting the output of the low-pass filter; and a high-frequency ammeter connected to the detection output terminal, A high-pass filter for mainly passing the next harmonic frequency component, and detecting that the output of the high-pass filter is equal to or higher than a predetermined level to detect the occurrence of the plasma discharge. This is achieved by a discharge detection device in a vacuum device utilizing discharge.

【0009】[0009]

【作用】真空槽内の電極に高周波電圧を印加するための
電線路に近接して配設されている高周波電流検出手段に
より、この電線路を流れている電流が検知され、これが
フィルターに通され、高周波電源の電流に乗っている高
調波成分を主として通すので、このフィルターの出力が
所定レベル以上にあると、プラズマ放電が発生している
と検出されるので、自動的、かつ確実にプラズマ放電の
発生を検出することができる。
The current flowing through the electric wire is detected by a high-frequency current detecting means arranged close to the electric wire for applying a high-frequency voltage to the electrodes in the vacuum chamber, and the electric current is passed through a filter. When the output of this filter is higher than a predetermined level, it is detected that a plasma discharge is occurring, so that the plasma discharge is detected. Can be detected.

【0010】又、高周波電流検出手段にローパスフィル
ターとハイパスフィルターとを接続させている場合に
は、ハイパスフィルターの出力が所定のレベル以上にな
ると真空槽内にプラズマ放電が発生したと検知されるの
であるが、更にローパスフィルターの出力を検出するこ
とにより、高周波電源の周波数の電流成分をローパスフ
ィルターに接続された高周波電流計により、その強度が
検出され、プラズマ放電の強度も検出することができ
る。
When a low-pass filter and a high-pass filter are connected to the high-frequency current detecting means, when the output of the high-pass filter exceeds a predetermined level, it is detected that plasma discharge has occurred in the vacuum chamber. However, by detecting the output of the low-pass filter, the intensity of the current component of the frequency of the high-frequency power supply is detected by the high-frequency ammeter connected to the low-pass filter, and the intensity of the plasma discharge can also be detected.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明による真空装置における放電検
出器につき図面を参照して説明する。図1は本実施例の
概略を示すものであるが、従来装置を示す図5に対応す
る部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は
省略する。なおマッチング回路2は更に詳細に示される
が、公知のように可変容量コンデンサC1、C2、誘導
素子Lなどから成る。このマッチング回路2の出力段
と、真空槽3内の電極4とを結ぶ電線路9に本発明に係
わる放電検出装置Aが設けられている。すなわち電線路
9に近接して高周波電流検出手段11が設けられ、この
検出出力が、後に更に詳述するローパスフィルター12
及びハイパスフィルター13に接続され、これらの出力
端子はそれぞれバッフアンプ14を介して高周波電流計
17及びコンパレータ15の一方の入力端子に供給さ
れ、他方の入力端子はスレッシュホールド設定器16
(可変抵抗)に接続される。このコンパレータ15の出
力により、真空槽3内にプラズマ放電が発生したことを
検知する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a discharge detector in a vacuum apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an outline of the present embodiment, and the same reference numerals are given to portions corresponding to FIG. 5 showing a conventional apparatus, and the detailed description thereof will be omitted. Although shown in more detail, the matching circuit 2 includes variable capacitors C1 and C2, an inductive element L, and the like, as is well known. An electric discharge line 9 connecting the output stage of the matching circuit 2 and the electrode 4 in the vacuum chamber 3 is provided with a discharge detection device A according to the present invention. That is, the high-frequency current detecting means 11 is provided in the vicinity of the electric wire line 9, and the detection output is supplied to a low-pass filter
And a high-pass filter 13. These output terminals are respectively supplied to one input terminal of a high-frequency ammeter 17 and a comparator 15 via a buffer amplifier 14, and the other input terminal is connected to a threshold setting device 16
(Variable resistor). The output of the comparator 15 detects that a plasma discharge has occurred in the vacuum chamber 3.

【0012】本発明によれば、放電が発生している時
と、していない時とで電線路9に流れる電流の現象に顕
著な差があることを発見したことに基づいてなされたも
のである。
According to the present invention, it has been made based on the discovery that there is a remarkable difference in the phenomenon of the current flowing in the electric wire line 9 between when a discharge is occurring and when it is not. is there.

【0013】図2は電線路9に流れる電流のオシロ波形
を示すものであるが、図2のAは、未だ放電を発生して
いない時の電線路9に流れる電流波形を示し、これは高
周波電源1の周波数である13.56MHZ の交流を示
しており、わずかにリップルがのっているが、プラズマ
放電が発生すると、電線路9に流れている電流波形は図
2のBのようになり、高調波成分が13.56MHZ
高周波成分に大きくのっていることが観測された。
FIG. 2 shows an oscilloscope waveform of a current flowing through the electric wire 9, and FIG. 2A shows a waveform of a current flowing through the electric wire 9 when discharge has not yet occurred. shows a 13.56MH Z exchange is the frequency of the power supply 1, although slight ripple riding, the plasma discharge is generated, the current waveform flowing in the electrical line 9 as shown in B of FIG. 2 becomes, the harmonics have been observed that rests largely on the high-frequency component of the 13.56MH Z.

【0014】図3は放電を発生していない時と放電を発
生しているときの電線路に流れる電流の周波数スペクト
ルを示すものであるが、Aは放電が発生していない時
で、aが13.56MHZ 成分を表し、これの2倍(2
×13.56MHZ )の周波数成分b、3倍c、4倍
d、5倍eまでのが観測されている。しかしながら、今
真空槽内にターゲットとして銅を用いて放電が発生した
場合には図3のBに示すように多数の高調波成分が現れ
る。すなわち放電が発生していない時にはAに示すよう
に5次までの周波数成分しかないが、放電が発生すると
6次以上の高調波成分が多量に発生している。
FIG. 3 shows the frequency spectrum of the current flowing in the electric wire when no discharge is occurring and when the discharge is occurring, where A is when no discharge is occurring and a is 13.56 MHz Represents the Z component, which is twice (2
× up frequency component b, 3 times c, 4 times d, 5 times e of 13.56MH Z) is observed. However, when a discharge occurs using copper as a target in the vacuum chamber, a large number of harmonic components appear as shown in FIG. 3B. That is, when no discharge occurs, there is only the fifth-order frequency component as shown in A, but when the discharge occurs, a large amount of the sixth-order or higher harmonic component is generated.

【0015】図3のCはターゲットとしてアルミを用い
ているが、この場合にも同様に6次以上の高調波成分を
多数発生しているが、更に高次の高調波成分をも発生し
ている。そして、図3のDはターゲットとしてSUS
(ステンレス)を用いた場合には、図3のCの場合より
更に高調波成分が大きな強度で発生している。
In FIG. 3C, aluminum is used as a target. In this case, a large number of sixth-order and higher harmonic components are also generated in this case, but higher-order harmonic components are also generated. I have. And D of FIG. 3 is SUS as a target.
When (stainless steel) is used, higher harmonic components are generated with a greater intensity than in the case of C in FIG.

【0016】本発明は図2及び図3に示す現象を利用す
るものである。
The present invention utilizes the phenomenon shown in FIGS.

【0017】図4は図1のブロック図を更に詳細に示す
回路図であるが、図1に対応する部分については同一の
符号を付すものとする。本放電検出回路Aは主として電
流検出部X、高調波成分分離回路Y、及びコンパレータ
部Zから成っている。
FIG. 4 is a circuit diagram showing the block diagram of FIG. 1 in more detail, and portions corresponding to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The discharge detection circuit A mainly includes a current detection section X, a harmonic component separation circuit Y, and a comparator section Z.

【0018】電流検出部Xにおいては銅製でなる密閉ケ
ーシング40内には電源1の周波数13.56MHZ
共振回路が誘導素子L2 、容量素子C3 及び可変容量素
子C4 により構成されており、その出力は同軸ケーブル
20を介して高調波成分分離回路Y側に電送される。銅
製のケーシング40は電線路9に近接して配設される。
The current detector resonant circuit the inductive element L 2 frequency 13.56MH Z of the power supply 1 to the closed casing 40 made of copper in X, is constituted by a capacitive element C 3 and a variable capacitance element C 4 The output is transmitted via the coaxial cable 20 to the harmonic component separating circuit Y side. The copper casing 40 is disposed close to the electric line 9.

【0019】高調波成分分離回路Yにおいては抵抗R1
を介して、上述のローパスフィルター12及びハイパス
フィルター13が接続されるのであるが、ローパスフィ
ルター12は本実施例では誘導素子L34 及び容量素
子C5 とから成っており、この出力は抵抗R2 を介して
導出され、上述の高周波電流計17に接続される。
In the harmonic component separating circuit Y, the resistor R 1
The low-pass filter 12 and the high-pass filter 13 described above are connected to each other via the inductive element L 3 L 4 and the capacitive element C 5 in this embodiment. It is derived via R 2 and connected to the high-frequency ammeter 17 described above.

【0020】ハイパスフィルター13は本実施例では容
量素子C6 、C7 及び誘導素子L5及び抵抗R3 とから
なり、この出力はダイオードD1 及び容量素子C8 を介
して導出され、更にこの出力は可変抵抗VR4 により電
圧調節されて、上述のコンパレータ15の一方の比較入
力端子に接続される。これは容量素子C9 を介して接地
されている。他方の比較入力端子は可変抵抗VR5 を介
して直流電源VCCに接続されている。これが上述のス
レッシュホールド電圧を設定する構成である。
In the present embodiment, the high-pass filter 13 includes capacitive elements C 6 and C 7, an inductive element L 5 and a resistor R 3, and the output thereof is led out through a diode D 1 and a capacitive element C 8. outputs are voltage regulated by a variable resistor VR 4, is connected to one comparison input terminal of the aforementioned comparator 15. It is grounded through the capacitor C 9. The other comparison input terminal is connected to the DC power supply VCC through a variable resistor VR 5. This is the configuration for setting the above-described threshold voltage.

【0021】コンパレータ15の出力はトランジスタQ
のベース電極に供給され、このコレクターにはダイオー
ドD2 及び直流電源VCCが接続されているのである
が、ダイオードD2 には並列にリレーコイルL10が接続
されており、これに近接してリレー用の接点30が配設
され、これは接点31、32のいずれかに接触するよう
に構成されており、これら接点31、32は自動トリガ
ー装置Tの入力端子に接続されている。すなわちリレー
コイルL10及び接点30によりリレーRが構成されてい
る。
The output of the comparator 15 is a transistor Q
It is supplied to the base electrode, but for this collector is the diode D 2 and the DC power source VCC is connected, the diode D 2 is connected with the relay coil L 10 in parallel, in proximity to this relay A contact 30 is provided for contacting one of the contacts 31, 32, and these contacts 31, 32 are connected to the input terminals of the automatic triggering device T. That relay R is constituted by a relay coil L 10 and the contacts 30.

【0022】なお、電流検知部Xからの出力はローパス
フィルター12とハイパスフィルター13とに供給され
るのであるが、このカットオフ周波数は本実施例では4
0.68MHZ と設定されている。
The output from the current detecting section X is supplied to the low-pass filter 12 and the high-pass filter 13, and this cut-off frequency is 4 in this embodiment.
It is set as the 0.68MH Z.

【0023】本発明の実施例による真空装置における放
電検出装置Aは、以上のように構成されるのであるが、
次にこの作用について説明する。
The discharge detecting device A in the vacuum device according to the embodiment of the present invention is configured as described above.
Next, this operation will be described.

【0024】図1に示すようにRF電源からは、13.
56MHZ の高周波が電線路9を介して真空槽3内の電
極4に印加されるのであるが、未だ真空槽3内で放電が
発生していないとすると、電線路9には図2のAで示す
ような交流が流れており、これをスペクトルメータにか
けると、図3のAに示すようなスペクトルが得られる。
すなわち、基本周波数成分aの13.56MHZ の2
次、3次、4次の周波数成分も出ているが、6次以上の
周波数成分は全く存在していない。
As shown in FIG. 1, 13.
Although high frequency 56MH Z is being applied to the electrode 4 in the vacuum chamber 3 through the electrical line 9, yet when the discharge vacuum tank 3 has not occurred, the electric line 9 in FIG. 2 A When an alternating current flows as shown in FIG. 3 and is applied to a spectrum meter, a spectrum as shown in FIG. 3A is obtained.
That is, 2 of 13.56MH Z of the fundamental frequency component a
Next-order, third-order, and fourth-order frequency components also appear, but no sixth-order or higher-order frequency components exist.

【0025】従ってこのとき図1又は図4においてハイ
パスフィルター13の出力はほとんど0であり、ローパ
スフィルター12の出力は、図2のAで示す高周波電流
を通すことにより、これがバッフアンプ14で増巾され
て、高周波電流計17により、この電流強度が測定され
る。
Therefore, at this time, the output of the high-pass filter 13 in FIG. 1 or FIG. 4 is almost 0, and the output of the low-pass filter 12 is amplified by the buffer amplifier 14 by passing a high-frequency current indicated by A in FIG. The high-frequency ammeter 17 measures the current intensity.

【0026】プラズマ放電が発生すると、電線路9には
図2のBで示すような電流が流れる。すなわち13.5
6MHZ の交流に対し、大きな高調波成分がのってお
り、この電流をスペクトルアナライザにかけると、図3
のBで示すようなスペクトルが得られた。すなわち放電
が発生すると13.56MHZ の基本周波数成分及びこ
の5次までの成分の他に6次以上の高調波成分が多量に
発生する。従って、この高調波成分は図1又は図4にお
いてハイパスフィルター13を通り、今やスレッシュホ
ールド設定器16の設定電圧より大となり、従ってコン
パレータ15から放電確認信号が発生する。他方、図4
の回路においてはコンパレータ15の出力が、トランジ
スタQのベース電極に加えられることにより、これがオ
ンとなり、リレーコイルL10に電流が流れ、これに近接
して配設されている接点30を吸引し、通常は図示する
ように接点31側に接続しているのであるが、これが接
点32側に切り替わり、オートマッチング回路Tを駆動
する。すなわち、放電を開始したことを検出すると共に
直ちにオートマチックなマッチング作用を行う。
When a plasma discharge occurs, a current as shown in FIG. That is, 13.5
There is a large harmonic component with respect to the 6 MHz Z alternating current.
A spectrum as shown by B was obtained. That fundamental frequency component and other six-order or higher harmonic components of the components up to the fifth order 13.56MH Z when the discharge is generated a large amount generated. Therefore, this harmonic component passes through the high-pass filter 13 in FIG. 1 or FIG. 4 and is now larger than the voltage set by the threshold setting device 16, so that the comparator 15 generates a discharge confirmation signal. On the other hand, FIG.
The output of the comparator 15 in the circuit of, by being added to the base electrode of the transistor Q, which is turned on, current flows through the relay coil L 10, and sucks the contacts 30 that are disposed in proximity thereto, Although normally connected to the contact 31 side as shown in the figure, this is switched to the contact 32 side to drive the auto matching circuit T. That is, the automatic matching operation is immediately performed upon detecting the start of the discharge.

【0027】本実施例は以上述べたような作用を行い、
かつ効果を奏するのであるが、更に次のような効果も奏
する。
This embodiment performs the operation as described above,
In addition, it has the following effects.

【0028】すなわち、本実施例によれば電流検知部X
は誘導素子L2 、容量素子C3 及びC4 からなる共振回
路を銅製のケーシング40が内蔵しており、これを電線
路9に近接して、この電線路9に流れている電流を検出
するようにしているので、放電を発生することを検知す
るための必要最低限の高周波分のみをピックアップする
ことができる。従って、又真空槽内の電極に印加される
電圧にはほとんど影響を及ぼすことはない。
That is, according to the present embodiment, the current detector X
The copper casing 40 has a built-in resonance circuit composed of an inductive element L 2 and capacitive elements C 3 and C 4 , which is located close to the electric line 9 and detects the current flowing through the electric line 9. As a result, it is possible to pick up only the minimum necessary high frequency components for detecting the occurrence of discharge. Therefore, the voltage applied to the electrodes in the vacuum chamber has almost no effect.

【0029】更に本実施例によれば、ローパスフィルタ
ー12に高周波電流計17が接続されているので放電強
度を検出することができ、この検出値に基づいて放電強
度を一定にする自動制御を行うこともできる。又、本実
施例によれば、13.56MHZ の共振回路を内蔵させ
た電流センサーに市販のスペクトラムアナライザーを接
続するだけで、不要輻射(スプリアス放射)、すなわち
高調波成分も観測でき、よって放電検出を容易に行うこ
とができる。更に放電電流の検出が可能なため、リアル
タイムに負荷インピーダンスが想定でき、この定値(電
流)制御も可能となる。よって上質の薄膜形成を行うこ
とができる。
Further, according to this embodiment, since the high-frequency ammeter 17 is connected to the low-pass filter 12, the discharge intensity can be detected, and automatic control for keeping the discharge intensity constant based on the detected value is performed. You can also. Further, according to this embodiment, by simply connecting the commercially available spectrum analyzer to the current sensor is built resonant circuit 13.56MH Z, unnecessary radiation (spurious radiation), i.e. also be observed harmonics, thus discharging Detection can be easily performed. Further, since the discharge current can be detected, the load impedance can be estimated in real time, and the constant value (current) can be controlled. Therefore, a high-quality thin film can be formed.

【0030】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is, of course, not limited thereto, and various modifications can be made based on the technical concept of the present invention.

【0031】例えば、以上の実施例では真空装置として
スパッタリング装置、エッチング装置及びCVD装置を
説明したが、これ以外のプロセスでも放電を利用す真空
装置全てに適用可能であり、この負荷が不定であって
も、この放電電流を検出して、一定の放電状態を保証す
ることができる。
For example, in the above embodiments, a sputtering apparatus, an etching apparatus, and a CVD apparatus have been described as vacuum apparatuses. However, the present invention can be applied to all other vacuum apparatuses utilizing discharge in other processes, and the load is undefined. Even when the discharge current is detected, a constant discharge state can be ensured.

【0032】又、以上の実施例では、ハイパスフィルタ
ーとしては13.65MHZ の6次以上の高調波成分を
通すようにしたが、更に高次の高調波以上の高調波を通
すようにしてもよい。
[0032] Further, in the above embodiments, the high pass filter was to pass a 6-order or higher harmonic components of 13.65MH Z, it is further pass harmonic or more higher harmonics Good.

【0033】あるいは、真空装置内のターゲットの材質
により通すべき高調波成分の周波数領域を定めるように
してもよい。
Alternatively, the frequency range of the harmonic component to be passed may be determined by the material of the target in the vacuum apparatus.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の放電を利用
する真空装置における放電検出装置によれば、真空槽内
に放電が発生したことを迅速、かつ確実に検出すること
ができ、これに対応して、例えばオートマチックなトリ
ガー操作を自動的に行うことができる。
As described above, according to the discharge detecting device for a vacuum apparatus utilizing discharge of the present invention, the occurrence of discharge in a vacuum chamber can be detected quickly and reliably. Accordingly, for example, an automatic trigger operation can be automatically performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例による放電を利用する真空装置
の概略的なブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a vacuum apparatus using discharge according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明に適用される現象を示す電流波形で、A
は放電が未だ発生しない時の電流波形であり、Bは放電
が発生したときの電流波形である。
FIG. 2 is a current waveform showing a phenomenon applied to the present invention;
Is a current waveform when discharge has not yet occurred, and B is a current waveform when discharge has occurred.

【図3】図2のA、Bの電流波形のスペクトルダイヤグ
ラムで、Aは放電が発生しない時のスペクトルダイヤグ
ラム、Bはターゲットとして銅を用いた場合で放電が発
生したときのスペクトルダイヤグラム、Cはターゲット
としてアルミを用いた場合であるが、放電が発生した時
のスペクトルダイヤグラム及びDはステンレスをターゲ
ットとして放電が発生したときのスペクトルダイヤグラ
ムである。
3 is a spectrum diagram of current waveforms of A and B in FIG. 2, where A is a spectrum diagram when no discharge occurs, B is a spectrum diagram when a discharge occurs when copper is used as a target, and C is a diagram. In the case where aluminum is used as a target, a spectrum diagram when a discharge occurs and D is a spectrum diagram when a discharge occurs using a stainless steel as a target.

【図4】図1における放電検出器を具体的な回路図であ
る。
FIG. 4 is a specific circuit diagram of the discharge detector in FIG.

【図5】従来例の真空装置のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of a conventional vacuum apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高周波電源 9 電線路 11 高周波電流検出手段 12 ローパルスフィルター 13 ハイパルスフィルター 15 コンパレータ A 放電検出装置 C6 容量素子 C7 容量素子 L2 誘導素子 L5 誘導素子 R3 抵抗DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency power supply 9 Electric wire path 11 High frequency current detecting means 12 Low pulse filter 13 High pulse filter 15 Comparator A Discharge detector C 6 Capacitance element C 7 Capacitive element L 2 Inductive element L 5 Inductive element R 3 Resistance

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 真空槽内に配設される電極に高周波電源
からの高周波電圧を印加し、前記真空槽内にプラズマ放
電を発生させるようにした真空装置の前記プラズマ放電
の発生を検出するための放電検出装置を備えた、放電を
利用する真空装置における放電検出装置において、前記
放電検出装置は、前記電極に前記高周波電圧を印加する
ための電線路に近接して、該電線路に流れている高周波
電流を検出するための高周波電流検出手段と、該高周波
電流検出手段の検出出力端子に接続され、前記高周波電
源の周波数成分の高次の高調波周波数成分を主として通
すためのフィルターとを備え、該フィルターの出力が所
定レベル以上になることを検知して前記プラズマ放電の
発生を検出するようにしたことを特徴とする放電を利用
する真空装置における放電検出装置。
1. A vacuum apparatus for applying a high-frequency voltage from a high-frequency power source to an electrode disposed in a vacuum chamber to generate a plasma discharge in the vacuum chamber to detect the occurrence of the plasma discharge. A discharge detection device in a vacuum device utilizing discharge, comprising a discharge detection device, wherein the discharge detection device is close to a wire for applying the high-frequency voltage to the electrode, and flows through the wire. High-frequency current detecting means for detecting a high-frequency current, and a filter connected to a detection output terminal of the high-frequency current detecting means and mainly for passing higher harmonic frequency components of the frequency component of the high-frequency power supply. Detecting the occurrence of the plasma discharge by detecting that the output of the filter is equal to or higher than a predetermined level. Discharge detection device.
【請求項2】 前記高周波電流検出手段は、前記高周波
電源の周波数に共振する共振回路を備えている請求項1
に記載の放電を利用する真空装置における放電検出装
置。
2. The high-frequency current detection means includes a resonance circuit that resonates with a frequency of the high-frequency power supply.
A discharge detection device in a vacuum device using the discharge described in (1).
【請求項3】 前記高周波電流検出手段は金属製のケー
ス内に収容され、前記電線路に近接して配設されている
請求項2に記載の放電を利用する真空装置における放電
検出装置。
3. The discharge detecting apparatus according to claim 2, wherein the high-frequency current detecting means is housed in a metal case and is disposed close to the electric wire.
【請求項4】 前記フィルターは前記周波数成分の第6
次以上の高調波周波数成分を主として通す請求項1に記
載の放電を利用する真空装置における放電検出装置。
4. The filter according to claim 1, wherein
2. The discharge detecting device in a vacuum apparatus using discharge according to claim 1, wherein the harmonic frequency components higher than the second order are mainly passed.
【請求項5】 真空槽内に配設される電極に高周波電源
からの高周波電圧を印加し、前記真空槽内にプラズマ放
電を発生させるようにした真空装置の前記プラズマ放電
の発生を検出するための放電検出装置を備えた、放電を
利用する真空装置における放電検出装置において、前記
放電検出装置は、前記電極に前記高周波電圧を印加する
ための電線路に近接して、該電線路に流れている高周波
電流を検出するための高周波電流検出手段と、該高周波
電流検出手段の検出出力端子に接続され、前記高周波電
源の周波数成分を主として通すためのローパスフィルタ
ーと、該ローパスフィルターの出力を検出するための高
周波電流計と、前記検出出力端子に接続され、前記周波
数成分の高次の高調波周波数成分を主として通すための
ハイパスフィルターとを備え、前記ハイパスフィルター
の出力が所定レベル以上になることを検知して、前記プ
ラズマ放電の発生を検出するようにしたことを特徴とす
る放電を利用する真空装置における放電検出装置。
5. A vacuum apparatus configured to apply a high-frequency voltage from a high-frequency power source to an electrode disposed in a vacuum chamber and generate a plasma discharge in the vacuum chamber to detect the occurrence of the plasma discharge. A discharge detection device in a vacuum device utilizing discharge, comprising a discharge detection device, wherein the discharge detection device is close to a wire for applying the high-frequency voltage to the electrode, and flows through the wire. A high-frequency current detecting means for detecting a high-frequency current, a low-pass filter connected to a detection output terminal of the high-frequency current detecting means for mainly passing a frequency component of the high-frequency power supply, and an output of the low-pass filter. High-frequency ammeter and a high-pass filter connected to the detection output terminal for mainly passing high-order harmonic frequency components of the frequency component A discharge detection device for a vacuum apparatus using discharge, wherein the detection of the output of the high-pass filter becomes equal to or higher than a predetermined level to detect the occurrence of the plasma discharge.
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