JPH02723B2 - - Google Patents
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- JPH02723B2 JPH02723B2 JP5284379A JP5284379A JPH02723B2 JP H02723 B2 JPH02723 B2 JP H02723B2 JP 5284379 A JP5284379 A JP 5284379A JP 5284379 A JP5284379 A JP 5284379A JP H02723 B2 JPH02723 B2 JP H02723B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
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- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は高周波電源を用いたグロー放電装置の
放電制御回路に関する。
放電制御回路に関する。
（従来の技術）
たとえば、スパツタリング技術においては所定
空間にてグロー放電を起し作業を行うか、絶縁物
等をスパツタリングするには高周波電源を用い
る。
空間にてグロー放電を起し作業を行うか、絶縁物
等をスパツタリングするには高周波電源を用い
る。
この高周波スパツタリング中、グロー放電から
アーク放電に移行し試料にダメージを与える等の
不都合が生じることがある。そしてアーク放電は
一般的に電力が大きくなるにしたがつて発生し易
くなる。すなわち、電力を増しスパツタ速度を大
きくしていくと、全くアークの生じない領域から
アークが生じてもすぐに消えない領域があり、更
に大きくしていくと連続してアーク放電し消えな
い領域になる。アークの発生し易さおよびアーク
が消えない電力値は、ターゲツトの材質、密度、
冷却条件等により決まり、ターゲツトによつては
かなり小さな電力でもアークが生じスパツタでき
ない場合がある。ターゲツトの材質に応じて電力
を定めることによりアークを発生し難い条件とす
ることも可能であるが、ターゲツトの材質は種々
であるから、この方法も実際的ではない。そし
て、アークを全く発生しない条件を形成すること
は一層困難である。したがつて、グロー放電から
アーク放電に移行し始めたときにアークをしや断
するのが最も効果的な方法である。
アーク放電に移行し試料にダメージを与える等の
不都合が生じることがある。そしてアーク放電は
一般的に電力が大きくなるにしたがつて発生し易
くなる。すなわち、電力を増しスパツタ速度を大
きくしていくと、全くアークの生じない領域から
アークが生じてもすぐに消えない領域があり、更
に大きくしていくと連続してアーク放電し消えな
い領域になる。アークの発生し易さおよびアーク
が消えない電力値は、ターゲツトの材質、密度、
冷却条件等により決まり、ターゲツトによつては
かなり小さな電力でもアークが生じスパツタでき
ない場合がある。ターゲツトの材質に応じて電力
を定めることによりアークを発生し難い条件とす
ることも可能であるが、ターゲツトの材質は種々
であるから、この方法も実際的ではない。そし
て、アークを全く発生しない条件を形成すること
は一層困難である。したがつて、グロー放電から
アーク放電に移行し始めたときにアークをしや断
するのが最も効果的な方法である。
（発明が解決しようとする課題）
このようなアークしや断を行うには、グロー放
電からアーク放電への移行が的確に検出される必
要があるが、従来そのような検出を行う放電装置
は提供されていない。
電からアーク放電への移行が的確に検出される必
要があるが、従来そのような検出を行う放電装置
は提供されていない。
本発明の目的は、グロー放電からアーク放電へ
の移行を迅速、確実に検出することができる放電
制御装置を提供することである。
の移行を迅速、確実に検出することができる放電
制御装置を提供することである。
（課題を解決するための手段）
上記目的達成のため、本発明では、
高周波電源から電力計、インピーダンス、マツ
チング回路を介して給電される放電装置と、 前記電力計から取出された信号により反射波電
力の変化分および進行波電力の変化分を得、これ
ら変化分の前者と後者との差をとる回路と、 この回路の出力に基き前記放電装置がグロー放
電からアーク放電に移行したことを検出して前記
高周波電源からの給電を停止させる制御回路とを
そなえた放電制御装置、 を提供するものである。
チング回路を介して給電される放電装置と、 前記電力計から取出された信号により反射波電
力の変化分および進行波電力の変化分を得、これ
ら変化分の前者と後者との差をとる回路と、 この回路の出力に基き前記放電装置がグロー放
電からアーク放電に移行したことを検出して前記
高周波電源からの給電を停止させる制御回路とを
そなえた放電制御装置、 を提供するものである。
（作用）
放電装置は、高周波電源から電力計、マツチン
グ回路を介して給電される。この給電経路は高周
波を伝送するから分布定数回路として捉えられ
る。
グ回路を介して給電される。この給電経路は高周
波を伝送するから分布定数回路として捉えられ
る。
グロー放電が行われている間、高周波電源から
放電装置へは、できる限り反射波電力が少くかつ
進行波電力が大きくなるように給電が行われ、反
射波電力、進行波電力ともに大きな変化をしな
い。
放電装置へは、できる限り反射波電力が少くかつ
進行波電力が大きくなるように給電が行われ、反
射波電力、進行波電力ともに大きな変化をしな
い。
これに対し、放電装置でアーク放電が生じる
と、反射波電力が急増し、この変化によつてアー
ク放電発生が検出できる。
と、反射波電力が急増し、この変化によつてアー
ク放電発生が検出できる。
一方、アーク放電が発生すると進行波電力は減
少する。したがつて、反射波電力が急増したこと
と進行波電力が減少したことによつてアーク放電
への移行を検出をすることができる。
少する。したがつて、反射波電力が急増したこと
と進行波電力が減少したことによつてアーク放電
への移行を検出をすることができる。
進行波電力の減少をアーク放電移行検出のもう
１つの条件とするのは、次の理由による。
１つの条件とするのは、次の理由による。
反射波電力は高周波電源の再始動時にも急増
し、反射波電力だけによつたのでは、アーク放電
移行によるものか高周波電源の再始動時のものか
が判別できない。この点、進行波電力はアーク放
電移行時は減少するが、高周波電源の再始動時は
増加する。したがつて、反射波電力および進行波
電力の両者を監視することによつてアーク放電移
行を高周波電源の再始動時と識別できる。
し、反射波電力だけによつたのでは、アーク放電
移行によるものか高周波電源の再始動時のものか
が判別できない。この点、進行波電力はアーク放
電移行時は減少するが、高周波電源の再始動時は
増加する。したがつて、反射波電力および進行波
電力の両者を監視することによつてアーク放電移
行を高周波電源の再始動時と識別できる。
（実施例）
第１図および第２図は、高周波スパツタリング
装置の構成を示すブロツク線図および該装置にお
けるアーク発生時の現象説明用タイムチヤートで
あり、これら両図に基き本発明の基本概念を説明
する。
装置の構成を示すブロツク線図および該装置にお
けるアーク発生時の現象説明用タイムチヤートで
あり、これら両図に基き本発明の基本概念を説明
する。
この装置においてDDはグロー放電装置であ
り、ここでは一方極が試料Ｓで、他方極であるタ
ーゲツトＴとの間にグロー放電を生じスパツタリ
ングを行う。このグロー放電装置DDには、高周
波電源PSから電力計PM（パワーモニタ）、インピ
ーダンスマツチング回路MCおよびカツプリング
コンデンサＣを介してたとえば13.56MHzの高周
波給電が行われる。
り、ここでは一方極が試料Ｓで、他方極であるタ
ーゲツトＴとの間にグロー放電を生じスパツタリ
ングを行う。このグロー放電装置DDには、高周
波電源PSから電力計PM（パワーモニタ）、インピ
ーダンスマツチング回路MCおよびカツプリング
コンデンサＣを介してたとえば13.56MHzの高周
波給電が行われる。
すなわち電力計PMは高周波電力を測定する装
置もしくは高周波電力を測定する計器を接続し得
る端子を有するものであり、またインピーダンス
マツチング回路MCは線路インピーダンスとグロ
ー放電装置DDのインピーダンスとの相違を整合
させるものであり、これにより高周波電源PSの
出力を能率よくグロー放電装置DDに供給し且つ
供給電力の大きさ等を測定するようにしたもので
ある。グロー放電装置DDは、その放電に整流作
用を伴うものであるからターゲツトＴには直流電
圧VDCが与えられ、インピーダンスマツチング回
路MCとの間にはカツプリングコンデンサＣによ
り直流的に切離されている。つまりインピーダン
スマツチング回路MCの電力電圧VRFは高周波で
あり、これがグロー放電装置DD自体の整流作用
により実効的に直流給電されたものとなる。イン
ピーダンスマツチング回路MCはグロー放電装置
DDに最大電力を与えるためのもので、たとえば
第８図に示すような回路構成となつており、入力
インピーダンス、出力インピーダンスを適宜調整
することにより電力計PMによる負荷への進行電
力Rfを最大に、負荷からの反射電力Prを最小に
するように調整する。
置もしくは高周波電力を測定する計器を接続し得
る端子を有するものであり、またインピーダンス
マツチング回路MCは線路インピーダンスとグロ
ー放電装置DDのインピーダンスとの相違を整合
させるものであり、これにより高周波電源PSの
出力を能率よくグロー放電装置DDに供給し且つ
供給電力の大きさ等を測定するようにしたもので
ある。グロー放電装置DDは、その放電に整流作
用を伴うものであるからターゲツトＴには直流電
圧VDCが与えられ、インピーダンスマツチング回
路MCとの間にはカツプリングコンデンサＣによ
り直流的に切離されている。つまりインピーダン
スマツチング回路MCの電力電圧VRFは高周波で
あり、これがグロー放電装置DD自体の整流作用
により実効的に直流給電されたものとなる。イン
ピーダンスマツチング回路MCはグロー放電装置
DDに最大電力を与えるためのもので、たとえば
第８図に示すような回路構成となつており、入力
インピーダンス、出力インピーダンスを適宜調整
することにより電力計PMによる負荷への進行電
力Rfを最大に、負荷からの反射電力Prを最小に
するように調整する。
次に、この装置におけるアーク発生前後の状態
変化を第２図のタイムチヤートにより説明する。
ここでは、進行波電力Pf、反射波電力Pr、イン
ピーダンスマツチング回路出力電圧VRFおよびグ
ロー放電装置のターゲツト直流電圧VDCについて
示している。まず給電電力Pfはアーク発生によ
り減少または増加する。これはインピーダンスマ
ツチング回路等の条件により変るが通常は下るよ
うになる。これに対し反射波電力Prはアーク発
生前は略々ゼロに抑えられているが、アーク発生
によつて負荷インピーダンスが変わることにより
必ず大きくなる。また、高周波電圧VRFは、測定
点によつて異なるが通常は低下する。そして直流
電圧VDCは、電力値、負荷、ターゲツトの材質、
およびガスによつて定まる負の高電圧からゼロに
向つて急激に変化する。したがつて、これら４要
素とくに反射波電力Prおよび直流電圧VDCを監視
することによりアーク発生を検出することができ
る。
変化を第２図のタイムチヤートにより説明する。
ここでは、進行波電力Pf、反射波電力Pr、イン
ピーダンスマツチング回路出力電圧VRFおよびグ
ロー放電装置のターゲツト直流電圧VDCについて
示している。まず給電電力Pfはアーク発生によ
り減少または増加する。これはインピーダンスマ
ツチング回路等の条件により変るが通常は下るよ
うになる。これに対し反射波電力Prはアーク発
生前は略々ゼロに抑えられているが、アーク発生
によつて負荷インピーダンスが変わることにより
必ず大きくなる。また、高周波電圧VRFは、測定
点によつて異なるが通常は低下する。そして直流
電圧VDCは、電力値、負荷、ターゲツトの材質、
およびガスによつて定まる負の高電圧からゼロに
向つて急激に変化する。したがつて、これら４要
素とくに反射波電力Prおよび直流電圧VDCを監視
することによりアーク発生を検出することができ
る。
第３図ａ，ｂは、このうちでグロー放電装置
DDの非接地電極すなわち陰極の直流電圧VDCの
変化によりアーク発生を検出しアークしや断する
実施例、および同実施例に用いるフイルタ回路の
特性を示したものである。この直流電圧VDCは高
周波電源の周波数foおよびこの周波数より高い周
波数の放電に起因する高調波分を多量に含んでい
る。この重畳周波数成分を含んだまま検出動作を
行うと誤検出することになるので、この周波数fo
およびそれより高い成分を除去する、同図ｂに示
すような特性のフイルタＦを介して取出した直流
電圧VDC′を制御回路CCに与るようにしている。
DDの非接地電極すなわち陰極の直流電圧VDCの
変化によりアーク発生を検出しアークしや断する
実施例、および同実施例に用いるフイルタ回路の
特性を示したものである。この直流電圧VDCは高
周波電源の周波数foおよびこの周波数より高い周
波数の放電に起因する高調波分を多量に含んでい
る。この重畳周波数成分を含んだまま検出動作を
行うと誤検出することになるので、この周波数fo
およびそれより高い成分を除去する、同図ｂに示
すような特性のフイルタＦを介して取出した直流
電圧VDC′を制御回路CCに与るようにしている。
第４図は、第３図の実施例の動作を説明するた
めの直流電圧VDC′の変化を示すタイムチヤート
である。まず正常放電時点t1では負の略々一定値
を保つが、アーク発生時点t2で急激にゼロに近づ
く。このとき直流電圧VDC′の値は検出レベルを
通過するから制御回路CCは直流電圧VDC′が立下
つたことを検出する。この時点t2から時点t3にか
けてはフイルタ回路Ｆの回路要素による遅れによ
り直流電圧VDC′の立下りがなまる。そして、時
点t4において制御回路CCは高周波電源PSに制御
信号を与えて高周波給電を停止させる。この給電
停止時点t4から時点t5までは高周波電源PSおよび
インピーダンスマツチング回路MC内のLCによ
る振動が残り徐々にゼロになる。この後時点t6ま
では制御回路CCにおけるタイマによる休止時間
（50マイクロ秒〜１ミリ秒）であり、熱電子発生
点が消失する時間および再放電開始可能時間を考
慮して定める。すなわち、アーク放電は熱陰極放
電であるのに対し、グロー放電は冷陰極放電であ
り、正常なグロー放電を行うには電極を冷やす必
要がある。この時点経過後の時点t6で制御回路
CCは高周波電源PSを始動させ、時点t7にかけて
ソフトスタートを行う。そして時点t7より後は正
常放電となる。
めの直流電圧VDC′の変化を示すタイムチヤート
である。まず正常放電時点t1では負の略々一定値
を保つが、アーク発生時点t2で急激にゼロに近づ
く。このとき直流電圧VDC′の値は検出レベルを
通過するから制御回路CCは直流電圧VDC′が立下
つたことを検出する。この時点t2から時点t3にか
けてはフイルタ回路Ｆの回路要素による遅れによ
り直流電圧VDC′の立下りがなまる。そして、時
点t4において制御回路CCは高周波電源PSに制御
信号を与えて高周波給電を停止させる。この給電
停止時点t4から時点t5までは高周波電源PSおよび
インピーダンスマツチング回路MC内のLCによ
る振動が残り徐々にゼロになる。この後時点t6ま
では制御回路CCにおけるタイマによる休止時間
（50マイクロ秒〜１ミリ秒）であり、熱電子発生
点が消失する時間および再放電開始可能時間を考
慮して定める。すなわち、アーク放電は熱陰極放
電であるのに対し、グロー放電は冷陰極放電であ
り、正常なグロー放電を行うには電極を冷やす必
要がある。この時点経過後の時点t6で制御回路
CCは高周波電源PSを始動させ、時点t7にかけて
ソフトスタートを行う。そして時点t7より後は正
常放電となる。
第５図は、反射波電力Prの変化検出によるア
ーク発生を検出する他の実施例を示したもので、
この場合は反射波電力Prのレベル検出ではなく
立上りを検出する必要があり、またアークしや断
後の放電再開時に誤検出することを防止するため
進行波電力Pfも用いている。
ーク発生を検出する他の実施例を示したもので、
この場合は反射波電力Prのレベル検出ではなく
立上りを検出する必要があり、またアークしや断
後の放電再開時に誤検出することを防止するため
進行波電力Pfも用いている。
第７図には当業者によく知られた電力計の構造
説明図であり、同図により反射波電力Prおよび
進行波電力Pfについて説明する。同図において
Ｃは同軸ケーブルの芯線１とこの芯線１に並設さ
れたアンテナ線２との間に静電容量、Ｍは芯線と
アンテナ線２との相互誘導計数であり、これら
Ｃ，Ｍを用いていることからCMカプラとも呼ば
れる電力計であり、通常は高周波通過型電力計と
呼ばれる。
説明図であり、同図により反射波電力Prおよび
進行波電力Pfについて説明する。同図において
Ｃは同軸ケーブルの芯線１とこの芯線１に並設さ
れたアンテナ線２との間に静電容量、Ｍは芯線と
アンテナ線２との相互誘導計数であり、これら
Ｃ，Ｍを用いていることからCMカプラとも呼ば
れる電力計であり、通常は高周波通過型電力計と
呼ばれる。
図における抵抗Ｒ両端間の電圧V1は、
V1＝RV／Ｒ−ｊ１／ωC
ここでＶ：出力電圧
でＲ≪１／ωC とすれば、
V1≒jωCRV
である。また、V2，V3は、
V2≒V3＝jωMI
ここでＩ：出力電流
であり、ｆ点の電力をVf，ｒ点の電圧をVrとす
ると、 Vf＝V1＋V2 Vr＝V1−V3 である。
ると、 Vf＝V1＋V2 Vr＝V1−V3 である。
そして結合係数を調整してV1とV2を負荷が50
Ωのとき同じ大きさになるようにすると、 Vf＝2V1 Vr＝０ となる。この状態で負荷を50Ω以外たとえば100
Ωの負荷に接続すると、 V1＝2V2 となるから、 Vf＝V1＋V2＝2V2＋V2＝3V2 Vr＝V1−V2＝2V2＋V2＝V2 となり、Vrは０ではなくなる。
Ωのとき同じ大きさになるようにすると、 Vf＝2V1 Vr＝０ となる。この状態で負荷を50Ω以外たとえば100
Ωの負荷に接続すると、 V1＝2V2 となるから、 Vf＝V1＋V2＝2V2＋V2＝3V2 Vr＝V1−V2＝2V2＋V2＝V2 となり、Vrは０ではなくなる。
一方、抵抗の代りに静電容量（50Ωとする）を
接続すると電流位相は90゜進むからV2が90゜進むこ
とになりベクトル合成により ｜Vf｜≒｜Vr｜となる。
接続すると電流位相は90゜進むからV2が90゜進むこ
とになりベクトル合成により ｜Vf｜≒｜Vr｜となる。
このように電力計PM、つまりCMカプラを用
いると伝達線路の終端に特性インピーダンスと同
じ値の純抵抗RLが接続されたと同じ状態をモニ
タすることができる。これはVr＝０の状態であ
る。
いると伝達線路の終端に特性インピーダンスと同
じ値の純抵抗RLが接続されたと同じ状態をモニ
タすることができる。これはVr＝０の状態であ
る。
そしてVfおよびVrをそれぞれダイオードで整
流して直流電圧として取出し指示計器に与えるこ
ととし、抵抗Ｒ＝50Ωで消費する電力を知るに
は、Vfの計器の指針の振れに応じた目盛を上記
指示計器に付しておけば高周波電力に対応した目
盛となる。そしてこの直流信号Pfつまり進行波
電力信号といい、Vrの整流信号をPrつまり反射
波電力信号と呼ぶ。
流して直流電圧として取出し指示計器に与えるこ
ととし、抵抗Ｒ＝50Ωで消費する電力を知るに
は、Vfの計器の指針の振れに応じた目盛を上記
指示計器に付しておけば高周波電力に対応した目
盛となる。そしてこの直流信号Pfつまり進行波
電力信号といい、Vrの整流信号をPrつまり反射
波電力信号と呼ぶ。
第８図は、第７図の回路における純抵抗R1の
部分についてのより具体的な回路構成を示したも
のである。すなわち、図における純抵抗RLは、
第８図の一点鎖線で囲まれた部分の右側部分にお
ける、電極を表わすコンデンサCeおよび放電抵
抗Rpの並列回路と、２つの可変コンデンサC1，
C2およびインダクタンスＬからなるインピーダ
ンスマツチング回路とから構成されている。
部分についてのより具体的な回路構成を示したも
のである。すなわち、図における純抵抗RLは、
第８図の一点鎖線で囲まれた部分の右側部分にお
ける、電極を表わすコンデンサCeおよび放電抵
抗Rpの並列回路と、２つの可変コンデンサC1，
C2およびインダクタンスＬからなるインピーダ
ンスマツチング回路とから構成されている。
そして、インピーダンスマツチング回路を調整
することにより図における左側に接続された同軸
ケーブルから見て放電装置を純粋抵抗にすること
ができる。
することにより図における左側に接続された同軸
ケーブルから見て放電装置を純粋抵抗にすること
ができる。
再び第５図に戻ると電力計PMに接続された一
点鎖線で囲まれた部分は検出回路DCであり、電
力計PMに接続された単一周波数フイルタにより
反射波信号Prおよび進行波電力Pfを取出し微分
回路を介して変化分を得、トランジスタQf，Qr
およびQoからなる差動増幅器により極性および
レベルを検出し、（dpr／dt−dpf／dt）なる信号を取出 し制御回路CCに与える。すなわち、Pfの急激な
立上りによりQrがオンとなつてQfがオフになり
Qoにバイアスがかかつて、制御回路CCにパルス
を与える。この場合、反射波電力Prの信号が与
えられる差動増幅器入力端に設けられている抵抗
RB1，RB2等は全然放電しなかつたり、反射レベ
ルが所定値以上になるのを防止して装置の動作安
定化を図るために挿入されている。
点鎖線で囲まれた部分は検出回路DCであり、電
力計PMに接続された単一周波数フイルタにより
反射波信号Prおよび進行波電力Pfを取出し微分
回路を介して変化分を得、トランジスタQf，Qr
およびQoからなる差動増幅器により極性および
レベルを検出し、（dpr／dt−dpf／dt）なる信号を取出 し制御回路CCに与える。すなわち、Pfの急激な
立上りによりQrがオンとなつてQfがオフになり
Qoにバイアスがかかつて、制御回路CCにパルス
を与える。この場合、反射波電力Prの信号が与
えられる差動増幅器入力端に設けられている抵抗
RB1，RB2等は全然放電しなかつたり、反射レベ
ルが所定値以上になるのを防止して装置の動作安
定化を図るために挿入されている。
第６図は、第５図の実施例の動作説明のための
進行波電力Pf、反射波電力Prの両信号、および
これら両信号に基く信号（dpr／dt−dpf／dt）の変化 を示すタイムチヤートである。まず、正常放電時
t11には進行波電力Pfは設定値、反射波電力Prは
ゼロ、したがつて（dpr／dt−dpf／dt）もゼロとなる。
進行波電力Pf、反射波電力Prの両信号、および
これら両信号に基く信号（dpr／dt−dpf／dt）の変化 を示すタイムチヤートである。まず、正常放電時
t11には進行波電力Pfは設定値、反射波電力Prは
ゼロ、したがつて（dpr／dt−dpf／dt）もゼロとなる。
次いで、アーク発生時点t12になると進行波電力
Pfが減少（増加）して反射波電力Prが急増し、
したがつて（dpr／dt−dpf／dt）が急唆に立上り、検 出レベルを超える。これにより制御回路CCが検
出動作し高周波電源PSを停止させ、時点t13にて
高周波電源PSが停止する。この後、時点t14まで
高周波電源PSとかインピーダンスマツチング回
路MCのLCにより減衰振動電流が流れ、次いで
時点t15まで制御回路CCのタイマ動作による休止
時間となる。
Pfが減少（増加）して反射波電力Prが急増し、
したがつて（dpr／dt−dpf／dt）が急唆に立上り、検 出レベルを超える。これにより制御回路CCが検
出動作し高周波電源PSを停止させ、時点t13にて
高周波電源PSが停止する。この後、時点t14まで
高周波電源PSとかインピーダンスマツチング回
路MCのLCにより減衰振動電流が流れ、次いで
時点t15まで制御回路CCのタイマ動作による休止
時間となる。
時点t15で高周波電源PSが始動する。高周波電
源PSはソフトスタートするが、低出力時は負荷
とのインピーダンスマツチングがとれず、反射波
電力Prが大となる。進行波電力Prはソフトスタ
ートの特性にしたがつて増大する。このとき反射
波電力Prの変化はかなり大であるが、進行波電
力Prも同様に変化するから（dpr／dt−dpf／dt）はほ ぼゼロとなる。したがつてアーク検出、そしてこ
れに続くしや断という動作は防止できる。そして
時点t16からt17になると徐々に高周波電源PSと負
荷とのインピーダンスマツチングがとれて反射波
電力Prが減少し、（dpr／dt−dpf／dt）は負となり、さ らに時点t18で進行波電力Pfが設定値になり、反
射波電力Prおよび（dpr／dt−dpf／dt）もゼロとなる。
源PSはソフトスタートするが、低出力時は負荷
とのインピーダンスマツチングがとれず、反射波
電力Prが大となる。進行波電力Prはソフトスタ
ートの特性にしたがつて増大する。このとき反射
波電力Prの変化はかなり大であるが、進行波電
力Prも同様に変化するから（dpr／dt−dpf／dt）はほ ぼゼロとなる。したがつてアーク検出、そしてこ
れに続くしや断という動作は防止できる。そして
時点t16からt17になると徐々に高周波電源PSと負
荷とのインピーダンスマツチングがとれて反射波
電力Prが減少し、（dpr／dt−dpf／dt）は負となり、さ らに時点t18で進行波電力Pfが設定値になり、反
射波電力Prおよび（dpr／dt−dpf／dt）もゼロとなる。
要するに、反射波電力Prはアーク発生時およ
び高周波電源PSの再始動時に増加するが、進行
波電力Pfはアーク発生時は減少するのに高周波
電源PSの再始動時は増加する。したがつて反射
波電力Prおよび進行波電力Pfの両者を監視すれ
ば、アーク放電移行と高周波電源の再始動とを区
別することができる。
び高周波電源PSの再始動時に増加するが、進行
波電力Pfはアーク発生時は減少するのに高周波
電源PSの再始動時は増加する。したがつて反射
波電力Prおよび進行波電力Pfの両者を監視すれ
ば、アーク放電移行と高周波電源の再始動とを区
別することができる。
この進行波および反射波の各電力を検出する方
法は電圧検出による方法よりも汎用性があり、し
かもこれら電力の検出器はケーブル上のどの点に
設置してもよいので高周波電源の出力に組込むこ
とができ、インピーダンスマツチング回路への配
線が簡単になる。
法は電圧検出による方法よりも汎用性があり、し
かもこれら電力の検出器はケーブル上のどの点に
設置してもよいので高周波電源の出力に組込むこ
とができ、インピーダンスマツチング回路への配
線が簡単になる。
（発明の効果）
本発明は上述のように、反射波電力の変化分と
進行波電力の変化分との差を用いて高周波電源を
用いた放電装置におけるグロー放電からアーク放
電への移行を検出するようにしたため、この検出
信号に基き試料にダメージを与えたりスプラツシ
ユを生じる前に電源をしや断することができる。
しかも、比較的アーク放電に移行し易い大電力グ
ロー放電でもかかる問題を生じることなく作業を
行うことができる。
進行波電力の変化分との差を用いて高周波電源を
用いた放電装置におけるグロー放電からアーク放
電への移行を検出するようにしたため、この検出
信号に基き試料にダメージを与えたりスプラツシ
ユを生じる前に電源をしや断することができる。
しかも、比較的アーク放電に移行し易い大電力グ
ロー放電でもかかる問題を生じることなく作業を
行うことができる。
第１図は一般的な高周波スパツタリング装置の
構成を示すブロツク線図、第２図は第１図の構成
におけるアーク発生時の変化要素を示すタイムチ
ヤート、第３図ａ，ｂは本発明の一実施例を示す
ブロツク線図および同実施例に用いるフイルタの
特性図、第４図は第３図ａの実施例における動作
説明用タイムチヤート、第５図は本発明の他の実
施例を示す回路図、第６図は第５図の実施例の動
作説明用タイムチヤート、第７図は第５図に示し
た電力計PMについての詳細説明図、第８図はイ
ンピーダンスマツチング回路の一例を示す回路図
である。 DD…高周波電圧、VDC，VDC′…直流電圧、Pf
…進行波電力、Pr…反射波電力。
構成を示すブロツク線図、第２図は第１図の構成
におけるアーク発生時の変化要素を示すタイムチ
ヤート、第３図ａ，ｂは本発明の一実施例を示す
ブロツク線図および同実施例に用いるフイルタの
特性図、第４図は第３図ａの実施例における動作
説明用タイムチヤート、第５図は本発明の他の実
施例を示す回路図、第６図は第５図の実施例の動
作説明用タイムチヤート、第７図は第５図に示し
た電力計PMについての詳細説明図、第８図はイ
ンピーダンスマツチング回路の一例を示す回路図
である。 DD…高周波電圧、VDC，VDC′…直流電圧、Pf
…進行波電力、Pr…反射波電力。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高周波電源から電力計、インピーダンス、マ
ツチング回路を介して給電される放電装置と、 前記電力計から取出された信号により反射波電
力の変化分および進行波電力の変化分を得、これ
ら変化分の前者と後者との差をとる回路と、 この回路の出力に基き前記放電装置がグロー放
電からアーク放電に移行したことを検出して前記
高周波電源からの給電を停止させる制御回路とを
そなえた放電制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、
前記制御回路が、前記高周波電源からの給電を停
止させてから所定時間を経過したときに給電を再
開させるようにした放電制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5284379A JPS55145171A (en) | 1979-04-28 | 1979-04-28 | Arc-breaking method of glow discharge device using high frequency electric supply source and its apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5284379A JPS55145171A (en) | 1979-04-28 | 1979-04-28 | Arc-breaking method of glow discharge device using high frequency electric supply source and its apparatus |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20855887A Division JPS63297559A (ja) | 1987-08-22 | 1987-08-22 | 高周波電源を用いたグロ−放電装置のア−クしゃ断方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55145171A JPS55145171A (en) | 1980-11-12 |
| JPH02723B2 true JPH02723B2 (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=12926118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5284379A Granted JPS55145171A (en) | 1979-04-28 | 1979-04-28 | Arc-breaking method of glow discharge device using high frequency electric supply source and its apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55145171A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4402030A (en) * | 1982-02-19 | 1983-08-30 | Champion Spark Plug Company | Electrostatic voltage control circuit |
| JPS5969965U (ja) * | 1982-11-02 | 1984-05-12 | 日本電子株式会社 | グロ−放電発生装置 |
| EP1441576B1 (en) | 2001-10-22 | 2011-12-21 | Shibaura Mechatronics Corporation | Method for detecting an arc in a glow discharg apparatus and high-frequency arc discharge suppressor |
| EP2259662B1 (en) * | 2008-03-26 | 2019-06-26 | Kyosan Electric Mfg. Co., Ltd. | Abnormal discharge suppressing device for vacuum apparatus |
-
1979
- 1979-04-28 JP JP5284379A patent/JPS55145171A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55145171A (en) | 1980-11-12 |
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