JP3429801B2 - スパッタ装置用電源 - Google Patents

スパッタ装置用電源

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JP3429801B2
JP3429801B2 JP06145193A JP6145193A JP3429801B2 JP 3429801 B2 JP3429801 B2 JP 3429801B2 JP 06145193 A JP06145193 A JP 06145193A JP 6145193 A JP6145193 A JP 6145193A JP 3429801 B2 JP3429801 B2 JP 3429801B2
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和弘 三村
哲夫 森田
治朗 池田
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Shibaura Mechatronics Corp
Sony Music Entertainment Japan Inc
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Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Shibaura Mechatronics Corp
Sony Music Entertainment Japan Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は半導体装置，電子部品の
製造等に使用するスパッタ装置用電源に関する。 【０００２】 【従来の技術】スパッタ装置には高速化・低温化が望ま
れ、この方向でスパッタ技術が進展してきている。高速
化のためにスパッタ装置のターゲットは、負の高電圧が
印加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、真空室内に設けられたター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
生はターゲットの材質あるいは形状によって相違し、例
えばターゲットが銅の場合は殆ど電弧を発生しないが、
ターゲットがアルミニウムの場合には頻繁に電弧を発生
する。この電弧現象は、ターゲット上に発生した鋭い突
起と高密度のプラズマの作用によって生ずるものと考え
られる。この電弧は、ター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
ってしまう。又、場合によっては基板上の膜を壊してし
まうこともある。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るが、しかし電弧が発生した時にす
ばやくμｓｅｃのオーダーで消弧できるならば被膜への
影響を防ぐことができることが確認されている。 【０００３】図４は本発明者等が先に提案（特公平１−
１４３１２号）したこの種の電源の回路図で、真空室
（チャンバ）１内のターゲット２に直流電圧および直流
電力を供給している電源６の出力部に、インダクタンス
４とコンデンサ５よりなる共振回路７を接続し、前記真
空室１内に電弧８が発生したときに、この電弧８の低い
負荷抵抗と前記インダクタンス４とコンデンサ５と電源
の内部抵抗との回路に電気的な自由振動を発生せしめ、
この自由振動に基づいてターゲット２に発生する短時間
の電圧降下または逆極性電圧によって、電弧８を自己消
弧せしめたものである。なお、３は被膜を形成する基板
である。また、図４は基本回路を図示したもので共振回
路７は、インダクタンス４とコンデンサ５の組合せによ
る他の回路も考えられる。 【０００４】図５（ａ）（ｂ）は前述した従来例の動作
時のターゲット電圧波形及びターゲット電流波形を示す
もので、時間区間ｔ１では正常な放電をしている。時刻
ｔ２で電弧が発生すると、以後の電圧は極端に降下し、
電流は自由振動をおこし時刻ｔ３で消弧する。自由振動
は急速に減衰しつつ再び電圧が上昇し時刻ｔ４で放電を
開始し以下の時間区間ｔ５では正常な放電に移る。時刻
ｔ２−時刻ｔ４がほぼ周期Ｔに当たる。従って、電弧は
回路の自由振動に基づいてターゲットに生ずる逆極性電
圧による消弧時間ｔは約Ｔ／２であり、インダクタンス
４とコンデンサ５の値を適宜選択することにより、数μ
ｓｅｃオーダーの短時間内に確実に自己消弧されること
になる。 【０００５】しかしながら上記回路構成では、図５
（ａ）に示す如く逆極性電圧（ＶR ）の大きさが深い
（高い）と真空室１内の側面等に付着している塵や埃等
が静電気作用により再飛散し、小さな異常放電を誘発
し、スパッタリングシステムにおいて、製品の歩留りを
悪くする事態がしばしば発生する等の問題がある。 【０００６】 【発明の目的】本発明は逆極性電圧の大きさに無関係に
電弧の発生、及び異常放電を自己消弧せしめる電源の提
供を目的とする。 【０００７】 【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ーゲットに直流電圧および直流電
力を供給する電源の出力部にインダクタンスとコンデン
サを接続し、前記真空室内に電弧が発生したときに、そ
の電弧の低い負荷抵抗と前記インダクタンスとコンデン
サと電源の内部抵抗との回路に生ずる電気的な自由振動
に基づいて、前記ターゲットに発生する電圧降下または
逆極性電圧によって当該電弧を自己消弧せしめるように
したスパッタ装置用電源において、前記ターゲット電極
に逆極性電圧阻止用ダイオードを直列接続して、真空室
内に発生する逆極性電圧の発生を阻止することにより、
電弧或いは異常放電を消弧せしめるように構成したもの
である。 【０００８】 【実施例】図１は本発明の一実施例を示すものであり、
真空室１のターゲット２に直流電圧および直流電力を供
給する電源６の出力部にインダクタンス４とコンデンサ
５とから成る共振回路７が接続され、更にその出力側
に、ターゲット電極２１，２２に発生する逆極性電圧を
阻止するようにターゲット電極２１側に直列に逆極性電
圧阻止用ダイオード１０を接続してある。また、図２は
他の実施例を示すものであり、前記逆極性電圧阻止用ダ
イオード１０をターゲット電極２２側に直列に接続した
もので、他は図１の例と同様である。そして、この逆極
性電圧阻止用ダイオード１０を接続することにより、図
３（ａ）（ｂ）に示すターゲット電圧波形およびターゲ
ット電流波形のように、図５に示した従来例のターゲッ
ト電圧波形の高い逆極性電圧Ｖ R およびそれに伴うター
ゲット電流波形のＩ R の発生を阻止することができるも
のである。 【０００９】 【発明の効果】本発明は電源にインダクタンスとコンデ
ンサよりなる共振回路を接続することにより電弧発生時
に電弧を含む回路に自由振動を起こさせて電弧を自己消
弧させると共にターゲットに発生する逆極性電圧の発生
を阻止して異常放電を防止できるので、真空室内の側面
等に塵や埃等が付着していたとしても、これら塵，埃が
静電気作用により再飛散することがないため、製品の歩
留りを向上させ得るので実用上の効果は極めて大きい。
【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例回路図である。 【図２】本発明の他の実施例回路図である。 【図３】本発明の一実施例回路における電弧発生時のタ
ーゲット電圧・電流波形図である。 【図４】従来例の回路図である。 【図５】従来例回路における電弧発生時のターゲット電
圧・電流波形図である。 【符号の説明】 １ 真空室 ２ ターゲット ３ 基板 ４ インダクタンス ５ コンデンサ ６ 電源 ７ 共振回路 ８ 電弧 １０ ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 哲夫 埼玉県飯能市南町10番13号 新電元工業 株式会社工場内 (72)発明者 池田 治朗 静岡県志太郡大井川町相川2001番地 株 式会社ソニー・ミュージックエンタテイ ンメント 静岡プロダクションセンター 内 (56)参考文献 特開 昭63−111173（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−145170（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−14312（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 H01L 21/203,21/285

Claims (1)

  1. (57)【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ーゲ
    ットに直流電圧および直流電力を供給する電源の出力部
    にインダクタンスとコンデンサを接続し、前記真空室内
    に電弧が発生したときに、その電弧の低い負荷抵抗と前
    記インダクタンスとコンデンサと電源の内部抵抗との回
    路に生ずる電気的な自由振動に基づいて、前記ターゲッ
    トに発生する電圧降下または逆極性電圧によって当該電
    弧を自己消弧せしめるようにしたスパッタ装置用電源に
    おいて、前記ターゲット電極に逆極性電圧阻止用ダイオ
    ードを直列接続したことを特徴とするスパッタ装置用電
    源。
JP06145193A 1992-03-02 1993-02-26 スパッタ装置用電源 Expired - Lifetime JP3429801B2 (ja)

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JP06145193A JP3429801B2 (ja) 1992-03-02 1993-02-26 スパッタ装置用電源

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JP8037992 1992-03-02
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US6995545B2 (en) 2003-08-18 2006-02-07 Mks Instruments, Inc. Control system for a sputtering system
US6967305B2 (en) 2003-08-18 2005-11-22 Mks Instruments, Inc. Control of plasma transitions in sputter processing systems
US6943317B1 (en) * 2004-07-02 2005-09-13 Advanced Energy Industries, Inc. Apparatus and method for fast arc extinction with early shunting of arc current in plasma

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