JP3583174B2 - 直流電源回路装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、真空中でプラズマを発生させ、成膜、加熱などの処理を行う真空装置に使用される直流電源回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の直流スパッタ及びエッチングなどの真空装置では、放電を速やかに行う方法として、１）電源周波数を上げる（高周波を用いる）、２）電源電圧の立上がり（ｄｖ／ｄｔ）を急峻にする、３）印加電圧そのものを大きくする、４）作動圧力を上げる、などが採用されていた。中でも、特に、インダクションコイルによる方法や、ガス圧力を上昇させる方法などが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法において、図３に時間ｔ１ で示すように、電源電圧を、立上がりを急峻にして負荷である真空装置に印加しただけでは、プラズマ放電が発生しない場合、電源をオフにしても、負荷インピーダンスが著しく大きいため、電源装置の平滑用コンデンサに残った出力電圧は、図３に示すようになかなか零まで低下せず、長時間ｔ２ を要する。したがって、電源を高速にオンオフしても出力電圧はそれに追従して変化せず、正常放電の開始が容易に行われない。本発明は、従来の方法のこのような不具合を解決し、速やかに正常放電の開始が行われるようにすることをその目的をするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、真空装置内に放電を起こしてプラズマを発生させるために、前記真空装置に対して出力電圧としての直流電圧を印加する直流電源回路装置であって、前記真空装置側と電気的に接続されたプラスおよびマイナスの各出力端子と、前記各出力端子間に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと並列に接続され、前記各出力端子間をオン、オフするスイッチ素子と、前記真空装置内での放電の有無を検知し、この検知情報に基づいて前記各出力端子への出力電圧の印加をオン、オフ制御するとともに、前記スイッチ素子をオン、オフ制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記各出力端子を介して前記真空装置側に出力電圧を印加した際に、前記真空装置内での放電が検知されなかった場合には、前記出力電圧の印加をオフするとともに、前記スイッチ素子をオンして前記コンデンサに蓄えられているエネルギーを放出させて前記出力電圧を零にし、前記出力電圧が零になった時点で前記スイッチ素子をオフするとともに、前記出力電圧の印加をオンする制御を行ない、この制御を前記真空装置内での放電が検知されるまで繰り返し、前記真空装置内での放電が検知されると、前記出力電圧を継続して出力するように制御することを特徴とする。
【０００５】
【作用】
フィルタ回路を有する直流電源回路装置で真空装置に直流電圧を印加し、若しも真空装置が放電しないときは該回路装置をオフし、再びオンにして真空装置に直流電圧を印加する。真空装置が放電しない内はこの動作を繰り返す。真空装置が放電しないときは、このインピーダンスは非常に大きく、放電時定数が大きいので、直流電源回路装置をオフしても該回路装置におけるフィルタ回路のコンデンサに蓄えられたエネルギは、先に述べたように速やかに減衰しない。したがって、本発明によれば、制御手段は、真空装置が放電しないことを検出したときは、前記回路装置をオフにして出力電圧を零にすると共に出力端子に設けたスイッチ素子をオンにする。かくして、放電時定数は小さくなり、前記コンデンサに蓄えられたエネルギは、図２に示すように、短い時間ｔ２ で減衰し出力電圧は零になる。又、制御装置は、出力電圧が零になった時点で、スイッチ素子をオフにすると共に図２に示すように、再び電源回路装置をオンにし、出力電圧を真空装置に印加し、印加した時点で放電が開始されたときは、この放電を検出してそのまま電源回路装置のオンを持続する。放電が開始されないときは、再び電源回路装置をオフにすると共にスイッチ素子をオンにする。放電が開始されるまでは以上の動作を繰り返す。したがって、この電源回路装置のオン・オフは、短時間の間に従来より多く繰り返されるから、真空装置の放電は速やかに行われる。
【０００６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例の回路を示す。
同図において、１は、直流電源回路装置、２はそのプラス及びマイナス出力端子３、３にアース電極及びターゲットが接続された直流スパッタ、直流エッチング装置などの真空装置である。
直流電源回路装置１は、直流電源に接続される入力回路４と、この出力電圧を交流に変換するインバータ回路５と、この交流出力電圧を変圧器６を介して整流する整流回路７と、コイル８１ 、８２ 、コンデンサ９１ 、９２ 及び抵抗１０から成るフィルタ回路１１を有し、この出力端子３、３から平滑された直流電圧を出力する。以上の構成は従来のものと特に異ならない。
【０００７】
本発明は、上記の直流電源回路装置において、その出力端子３、３にコンデンサ９２ と並列に、例えば、絶縁ゲート形バイポーラ・トランジスタのような常開のスイッチ素子１２と出力電圧を検出する分圧抵抗１３を接続し、負荷電流回路に放電電流を検出する抵抗１４を接続し、また分圧抵抗１３及び抵抗１４をそれぞれ制御回路１５に接続し、その出力端子をインバータ回路５の制御端子に接続した構成を有している。
【０００８】
前記制御回路１５は、インバータ回路５にこれを作動する制御信号Ｓ１ を出力して直流電源回路装置１をオンにし、出力電圧を印加しても真空装置２が放電せず、分圧抵抗１３の分圧端子から制御信号Ｓ３ が入力したときは、前記制御信号Ｓ１ がなくなって直流電源回路装置１をオフにし、次いで制御信号Ｓ２ を出力してスイッチ素子１２をオンにする。スイッチ素子１２がオンになり出力電圧が零になって、分圧抵抗１３の分圧端子から制御信号Ｓ３ が入力しないときは再び制御信号Ｓ１ を出力し、インバータ回路５を作動させる。それでも真空装置２が放電しないとき、以上の動作を繰り返す。直流電源回路装置がオンになり、真空装置２が放電したときは、放電電流が抵抗１４に流れるから、この端子から制御信号Ｓ４ が入力し、これによりインバータ回路５にこれを作動する制御信号Ｓ１ を出力して直流電源回路装置１を引き続き作動させる。
【０００９】
以上の直流電源回路装置の構成により、図２に示すように、電源回路装置１をオフしてからオンにするまでの時間ｔ２ を図３に示す従来のものより短くでき、それ故、同じ時間では電源回路装置１のオン・オフを繰り返す回数を多くすることができるから、真空装置を速やかに放電させることができる。
【００１０】
【発明の効果】
本発明は、上述の構成を有するから、簡単な構成により真空装置を速やかに放電させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路図。
【図２】上記実施例の作動説明図。
【図３】従来の装置の作動説明図。
【符号の説明】
１ 直流電源回路装置 ２ 真空装置
３ 出力端子 １１ フィルタ回路
１２ スイッチ素子 １３ 分圧抵抗
１４ 抵抗 １５ 制御回路
【産業上の利用分野】
本発明は、真空中でプラズマを発生させ、成膜、加熱などの処理を行う真空装置に使用される直流電源回路装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の直流スパッタ及びエッチングなどの真空装置では、放電を速やかに行う方法として、１）電源周波数を上げる（高周波を用いる）、２）電源電圧の立上がり（ｄｖ／ｄｔ）を急峻にする、３）印加電圧そのものを大きくする、４）作動圧力を上げる、などが採用されていた。中でも、特に、インダクションコイルによる方法や、ガス圧力を上昇させる方法などが一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の方法において、図３に時間ｔ１ で示すように、電源電圧を、立上がりを急峻にして負荷である真空装置に印加しただけでは、プラズマ放電が発生しない場合、電源をオフにしても、負荷インピーダンスが著しく大きいため、電源装置の平滑用コンデンサに残った出力電圧は、図３に示すようになかなか零まで低下せず、長時間ｔ２ を要する。したがって、電源を高速にオンオフしても出力電圧はそれに追従して変化せず、正常放電の開始が容易に行われない。本発明は、従来の方法のこのような不具合を解決し、速やかに正常放電の開始が行われるようにすることをその目的をするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、真空装置内に放電を起こしてプラズマを発生させるために、前記真空装置に対して出力電圧としての直流電圧を印加する直流電源回路装置であって、前記真空装置側と電気的に接続されたプラスおよびマイナスの各出力端子と、前記各出力端子間に接続されたコンデンサと、前記コンデンサと並列に接続され、前記各出力端子間をオン、オフするスイッチ素子と、前記真空装置内での放電の有無を検知し、この検知情報に基づいて前記各出力端子への出力電圧の印加をオン、オフ制御するとともに、前記スイッチ素子をオン、オフ制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記各出力端子を介して前記真空装置側に出力電圧を印加した際に、前記真空装置内での放電が検知されなかった場合には、前記出力電圧の印加をオフするとともに、前記スイッチ素子をオンして前記コンデンサに蓄えられているエネルギーを放出させて前記出力電圧を零にし、前記出力電圧が零になった時点で前記スイッチ素子をオフするとともに、前記出力電圧の印加をオンする制御を行ない、この制御を前記真空装置内での放電が検知されるまで繰り返し、前記真空装置内での放電が検知されると、前記出力電圧を継続して出力するように制御することを特徴とする。
【０００５】
【作用】
フィルタ回路を有する直流電源回路装置で真空装置に直流電圧を印加し、若しも真空装置が放電しないときは該回路装置をオフし、再びオンにして真空装置に直流電圧を印加する。真空装置が放電しない内はこの動作を繰り返す。真空装置が放電しないときは、このインピーダンスは非常に大きく、放電時定数が大きいので、直流電源回路装置をオフしても該回路装置におけるフィルタ回路のコンデンサに蓄えられたエネルギは、先に述べたように速やかに減衰しない。したがって、本発明によれば、制御手段は、真空装置が放電しないことを検出したときは、前記回路装置をオフにして出力電圧を零にすると共に出力端子に設けたスイッチ素子をオンにする。かくして、放電時定数は小さくなり、前記コンデンサに蓄えられたエネルギは、図２に示すように、短い時間ｔ２ で減衰し出力電圧は零になる。又、制御装置は、出力電圧が零になった時点で、スイッチ素子をオフにすると共に図２に示すように、再び電源回路装置をオンにし、出力電圧を真空装置に印加し、印加した時点で放電が開始されたときは、この放電を検出してそのまま電源回路装置のオンを持続する。放電が開始されないときは、再び電源回路装置をオフにすると共にスイッチ素子をオンにする。放電が開始されるまでは以上の動作を繰り返す。したがって、この電源回路装置のオン・オフは、短時間の間に従来より多く繰り返されるから、真空装置の放電は速やかに行われる。
【０００６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例の回路を示す。
同図において、１は、直流電源回路装置、２はそのプラス及びマイナス出力端子３、３にアース電極及びターゲットが接続された直流スパッタ、直流エッチング装置などの真空装置である。
直流電源回路装置１は、直流電源に接続される入力回路４と、この出力電圧を交流に変換するインバータ回路５と、この交流出力電圧を変圧器６を介して整流する整流回路７と、コイル８１ 、８２ 、コンデンサ９１ 、９２ 及び抵抗１０から成るフィルタ回路１１を有し、この出力端子３、３から平滑された直流電圧を出力する。以上の構成は従来のものと特に異ならない。
【０００７】
本発明は、上記の直流電源回路装置において、その出力端子３、３にコンデンサ９２ と並列に、例えば、絶縁ゲート形バイポーラ・トランジスタのような常開のスイッチ素子１２と出力電圧を検出する分圧抵抗１３を接続し、負荷電流回路に放電電流を検出する抵抗１４を接続し、また分圧抵抗１３及び抵抗１４をそれぞれ制御回路１５に接続し、その出力端子をインバータ回路５の制御端子に接続した構成を有している。
【０００８】
前記制御回路１５は、インバータ回路５にこれを作動する制御信号Ｓ１ を出力して直流電源回路装置１をオンにし、出力電圧を印加しても真空装置２が放電せず、分圧抵抗１３の分圧端子から制御信号Ｓ３ が入力したときは、前記制御信号Ｓ１ がなくなって直流電源回路装置１をオフにし、次いで制御信号Ｓ２ を出力してスイッチ素子１２をオンにする。スイッチ素子１２がオンになり出力電圧が零になって、分圧抵抗１３の分圧端子から制御信号Ｓ３ が入力しないときは再び制御信号Ｓ１ を出力し、インバータ回路５を作動させる。それでも真空装置２が放電しないとき、以上の動作を繰り返す。直流電源回路装置がオンになり、真空装置２が放電したときは、放電電流が抵抗１４に流れるから、この端子から制御信号Ｓ４ が入力し、これによりインバータ回路５にこれを作動する制御信号Ｓ１ を出力して直流電源回路装置１を引き続き作動させる。
【０００９】
以上の直流電源回路装置の構成により、図２に示すように、電源回路装置１をオフしてからオンにするまでの時間ｔ２ を図３に示す従来のものより短くでき、それ故、同じ時間では電源回路装置１のオン・オフを繰り返す回数を多くすることができるから、真空装置を速やかに放電させることができる。
【００１０】
【発明の効果】
本発明は、上述の構成を有するから、簡単な構成により真空装置を速やかに放電させることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の回路図。
【図２】上記実施例の作動説明図。
【図３】従来の装置の作動説明図。
【符号の説明】
１ 直流電源回路装置 ２ 真空装置
３ 出力端子 １１ フィルタ回路
１２ スイッチ素子 １３ 分圧抵抗
１４ 抵抗 １５ 制御回路
Claims (1)
- 真空装置内に放電を起こしてプラズマを発生させるために、前記真空装置に対して出力電圧としての直流電圧を印加する直流電源回路装置であって、
前記真空装置側と電気的に接続されたプラスおよびマイナスの各出力端子と、
前記各出力端子間に接続されたコンデンサと、
前記コンデンサと並列に接続され、前記各出力端子間をオン、オフするスイッチ素子と、
前記真空装置内での放電の有無を検知し、この検知情報に基づいて前記各出力端子への出力電圧の印加をオン、オフ制御するとともに、前記スイッチ素子をオン、オフ制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記各出力端子を介して前記真空装置側に出力電圧を印加した際に、前記真空装置内での放電が検知されなかった場合には、前記出力電圧の印加をオフするとともに、前記スイッチ素子をオンして前記コンデンサに蓄えられているエネルギーを放出させて前記出力電圧を零にし、前記出力電圧が零になった時点で前記スイッチ素子をオフするとともに、前記出力電圧の印加をオンする制御を行ない、この制御を前記真空装置内での放電が検知されるまで繰り返し、前記真空装置内での放電が検知されると、前記出力電圧を継続して出力するように制御する、
ことを特徴とする直流電源回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26737194A JP3583174B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 直流電源回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26737194A JP3583174B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 直流電源回路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08127871A JPH08127871A (ja) | 1996-05-21 |
| JP3583174B2 true JP3583174B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=17443913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26737194A Expired - Fee Related JP3583174B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 直流電源回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3583174B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-31 JP JP26737194A patent/JP3583174B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08127871A (ja) | 1996-05-21 |
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