JPH05335869A - 高周波装置 - Google Patents
高周波装置Info
- Publication number
- JPH05335869A JPH05335869A JP13683092A JP13683092A JPH05335869A JP H05335869 A JPH05335869 A JP H05335869A JP 13683092 A JP13683092 A JP 13683092A JP 13683092 A JP13683092 A JP 13683092A JP H05335869 A JPH05335869 A JP H05335869A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 正確にアーク放電の発生を検知し、アーク放
電を停止させることができる高周波装置を実現する。 【構成】 計算器１２は、負荷７に流れ込む電流Ｉを求
め、この値を微分回路１３に供給する。ここで、負荷７
においてグロー放電からアーク放電に移行すると、瞬間
的に負荷に流れる電流が増加するが、微分回路１３はこ
の電流変化に基づいてパルス状の信号を発生する。タイ
マー１４は微分回路１３からのパルス状の信号をトリガ
ーとして一定期間（数秒間）、ハイレベル信号を発生す
る。スイッチ１６では、ハイレベル信号が供給されてい
る期間、発振器１からの信号を導通状態としてアースに
流すため、負荷７への高周波電力の供給は一時的に停止
され、その結果、アーク放電は停止する。
電を停止させることができる高周波装置を実現する。 【構成】 計算器１２は、負荷７に流れ込む電流Ｉを求
め、この値を微分回路１３に供給する。ここで、負荷７
においてグロー放電からアーク放電に移行すると、瞬間
的に負荷に流れる電流が増加するが、微分回路１３はこ
の電流変化に基づいてパルス状の信号を発生する。タイ
マー１４は微分回路１３からのパルス状の信号をトリガ
ーとして一定期間（数秒間）、ハイレベル信号を発生す
る。スイッチ１６では、ハイレベル信号が供給されてい
る期間、発振器１からの信号を導通状態としてアースに
流すため、負荷７への高周波電力の供給は一時的に停止
され、その結果、アーク放電は停止する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アーク放電の影響を著
しく少なくした高周波スパッタリング装置やエッチング
装置などの高周波装置に関する。
しく少なくした高周波スパッタリング装置やエッチング
装置などの高周波装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波スパッタリング装置では、２枚の
電極間に高周波を印加し、一方の電極（試料）をスパッ
タリングし、試料表面のクリーニングなどを行ってい
る。また、別の高周波装置では、２枚の電極間に高周波
を印加し、一方の電極からスパッタされた粒子を電極に
接近して配置された基板上に付着させるようにしてい
る。このような高周波装置では、２枚の電極間でグロー
放電を発生させて一方の電極のスパッタリングなどを行
っているが、例えば、一方の電極である試料のクリーニ
ングを行う際、最初の１分間はスパッタの量を多くして
表面を多く削るために高周波電力を上昇させ、次の１分
間は試料を薄く削るために高周波電力を低くする制御を
行っている。そのような場合、高周波電力の切替のとき
に、負荷が変動し、グロー放電からアーク放電にと移行
し、比較的大きな電流が両電極間に流れ、試料がダメー
ジを受ける。このようなアーク放電は、試料に微小な突
起がある場合にもその部分の放電がきっかけとなって発
生する場合もある。
電極間に高周波を印加し、一方の電極（試料）をスパッ
タリングし、試料表面のクリーニングなどを行ってい
る。また、別の高周波装置では、２枚の電極間に高周波
を印加し、一方の電極からスパッタされた粒子を電極に
接近して配置された基板上に付着させるようにしてい
る。このような高周波装置では、２枚の電極間でグロー
放電を発生させて一方の電極のスパッタリングなどを行
っているが、例えば、一方の電極である試料のクリーニ
ングを行う際、最初の１分間はスパッタの量を多くして
表面を多く削るために高周波電力を上昇させ、次の１分
間は試料を薄く削るために高周波電力を低くする制御を
行っている。そのような場合、高周波電力の切替のとき
に、負荷が変動し、グロー放電からアーク放電にと移行
し、比較的大きな電流が両電極間に流れ、試料がダメー
ジを受ける。このようなアーク放電は、試料に微小な突
起がある場合にもその部分の放電がきっかけとなって発
生する場合もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、アーク
放電が発生すると、試料がダメージを受けるため、速や
かにアーク放電を停止させねばならない。そのため、従
来では、カレントトランスを設け、このカレントトラン
スによりアーク放電の発生に伴う電流の変化を検出し、
負荷への高周波電力を停止させるか電力を下げるように
している。しかしながら、高周波電流が数十アンペアの
大電流であるため、大きめのカレントトランスを用いて
もアーク放電の発生を検知できない場合が生じている。
放電が発生すると、試料がダメージを受けるため、速や
かにアーク放電を停止させねばならない。そのため、従
来では、カレントトランスを設け、このカレントトラン
スによりアーク放電の発生に伴う電流の変化を検出し、
負荷への高周波電力を停止させるか電力を下げるように
している。しかしながら、高周波電流が数十アンペアの
大電流であるため、大きめのカレントトランスを用いて
もアーク放電の発生を検知できない場合が生じている。
【０００４】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、正確にアーク放電の発生を検知
し、アーク放電を停止させることができる高周波装置を
実現するにある。
もので、その目的は、正確にアーク放電の発生を検知
し、アーク放電を停止させることができる高周波装置を
実現するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に基づく高周波装
置は、高周波電源と、高周波電源からの高周波電力が供
給される負荷と、電源と負荷との間に配置され、コンデ
ンサとコイルとから成るマッチングボックスと、負荷に
流れる電流を求める計算手段と、負荷電流の変化により
所定時間高周波電源から負荷への高周波の供給を制御す
る手段とより成ることを特徴としている。
置は、高周波電源と、高周波電源からの高周波電力が供
給される負荷と、電源と負荷との間に配置され、コンデ
ンサとコイルとから成るマッチングボックスと、負荷に
流れる電流を求める計算手段と、負荷電流の変化により
所定時間高周波電源から負荷への高周波の供給を制御す
る手段とより成ることを特徴としている。
【０００６】
【作用】マッチングボックス内のコイルの間の電位差と
位相差を検出し、それに基づいて負荷電流を求め、負荷
電流の変化により高周波の負荷への供給を制御し、アー
ク放電を停止させる。
位相差を検出し、それに基づいて負荷電流を求め、負荷
電流の変化により高周波の負荷への供給を制御し、アー
ク放電を停止させる。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例を示しており、１
は高周波発振器である。高周波発振器１からの高周波
は、増幅器２を介してマッチングボックス３に供給され
る。マッチングボックス３はマッチングコンデンサ４、
チューニングコンデンサ５、コイル６から構成されてい
る。マッチングボックス３からの高周波は、負荷７に供
給される。８，９，１０，１１はコイル６の両端間の電
位を検出するための分割コンデンサであり、コイル６の
一方の端部の電位に比例した信号はコンデンサ８と９の
中間部から得られ、コイルの他方の端部の電位に比例し
た信号はコンデンサ１０と１１の中間部から得られる。
各コンデンサの中間点の信号は計算器１２に供給され、
この計算器１２において後述する負荷に流れる電流が求
められる。
に説明する。図１は本発明の一実施例を示しており、１
は高周波発振器である。高周波発振器１からの高周波
は、増幅器２を介してマッチングボックス３に供給され
る。マッチングボックス３はマッチングコンデンサ４、
チューニングコンデンサ５、コイル６から構成されてい
る。マッチングボックス３からの高周波は、負荷７に供
給される。８，９，１０，１１はコイル６の両端間の電
位を検出するための分割コンデンサであり、コイル６の
一方の端部の電位に比例した信号はコンデンサ８と９の
中間部から得られ、コイルの他方の端部の電位に比例し
た信号はコンデンサ１０と１１の中間部から得られる。
各コンデンサの中間点の信号は計算器１２に供給され、
この計算器１２において後述する負荷に流れる電流が求
められる。
【０００８】１３は微分回路であり、計算器１２で求め
られた負荷７に流れる電流の変化を検出する。微分回路
１３の出力は、タイマー１４に供給され、タイマー１４
は微分回路１３の出力に応じて一定期間ハイレベル信号
を発生する。１５は増幅器であり、タイマー１４からの
信号を増幅してスイッチ手段１６に供給する。スイッチ
手段１６は、高周波発振器１の出力側に接続されてお
り、タイマー１４の出力がハイレベルの間スイッチ手段
１６を導通状態とし、高周波発振器１の出力側を接地す
る。このような構成の動作を次に説明する。
られた負荷７に流れる電流の変化を検出する。微分回路
１３の出力は、タイマー１４に供給され、タイマー１４
は微分回路１３の出力に応じて一定期間ハイレベル信号
を発生する。１５は増幅器であり、タイマー１４からの
信号を増幅してスイッチ手段１６に供給する。スイッチ
手段１６は、高周波発振器１の出力側に接続されてお
り、タイマー１４の出力がハイレベルの間スイッチ手段
１６を導通状態とし、高周波発振器１の出力側を接地す
る。このような構成の動作を次に説明する。
【０００９】高周波発振器１からの高周波電力は、増幅
器２によって増幅され、負荷７に印加される。その際、
高周波発振器と負荷側のインピーダンスを整合させ、効
率よく高周波を負荷７に供給するため、マッチングボッ
クス３内のマッチングコンデンサ４、チューニングコン
デンサ５を調整し、インピーダンスマッチングを行う。
ここで、マッチングボックス３内のコイル６の両端間の
電位差から負荷７に流れる電流を求める方法について述
べる。
器２によって増幅され、負荷７に印加される。その際、
高周波発振器と負荷側のインピーダンスを整合させ、効
率よく高周波を負荷７に供給するため、マッチングボッ
クス３内のマッチングコンデンサ４、チューニングコン
デンサ５を調整し、インピーダンスマッチングを行う。
ここで、マッチングボックス３内のコイル６の両端間の
電位差から負荷７に流れる電流を求める方法について述
べる。
【００１０】図２はマッチングボックス３と負荷７との
等価回路であり、図１と同一部分は同一番号が付されて
いる。負荷７はコンデンサ１７と抵抗１８とから成る。
コイル６の両端の電位をＶ２，Ｖ３とし、負荷に流れる
電流をＩとする。このような等価回路における電圧Ｖ
２，Ｖ３、電流Ｉのベクトル図を図３に示す。
等価回路であり、図１と同一部分は同一番号が付されて
いる。負荷７はコンデンサ１７と抵抗１８とから成る。
コイル６の両端の電位をＶ２，Ｖ３とし、負荷に流れる
電流をＩとする。このような等価回路における電圧Ｖ
２，Ｖ３、電流Ｉのベクトル図を図３に示す。
【００１１】まず、負荷のインピーダンスを求める過程
を説明する。図３のベクトル図から次の式が導かれる。
を説明する。図３のベクトル図から次の式が導かれる。
【００１２】
【数１】
【００１３】その結果、Ｖ１は次式で表される。
【００１４】
【数２】
【００１５】次に図２の回路におけるコイル６の両端の
電位Ｖ２，Ｖ３の電位差ｘは次式で表される。
電位Ｖ２，Ｖ３の電位差ｘは次式で表される。
【００１６】
【数３】
【００１７】上式より、負荷７に流れ込む電流Ｉは次の
ようになる。
ようになる。
【００１８】
【数４】
【００１９】計算器１２は、この式に基づいて負荷７に
流れ込む電流Ｉを求め、この値を微分回路１３に供給す
る。ここで、負荷７においてグロー放電からアーク放電
に移行すると、瞬間的に負荷に流れる電流が増加する
が、微分回路１３はこの電流変化に基づいてパルス状の
信号を発生する。タイマー１４は微分回路１３からのパ
ルス状の信号をトリガーとして一定期間（数秒間）、ハ
イレベル信号を発生する。このハイレベル信号は増幅器
１５を介してスイッチ１６に供給される。スイッチ１６
では、ハイレベル信号が供給されている期間、発振器１
からの信号を導通状態としてアースに流すため、負荷７
への高周波電力の供給は一時的に停止され、その結果、
アーク放電は停止する。一定期間終了後、スイッチ１６
へのハイレベル信号の供給が停止されると、再びスイッ
チ１６は遮断状態となり、高周波電力が負荷７に供給さ
れることから、グロー放電による正常な運転が再開され
る。
流れ込む電流Ｉを求め、この値を微分回路１３に供給す
る。ここで、負荷７においてグロー放電からアーク放電
に移行すると、瞬間的に負荷に流れる電流が増加する
が、微分回路１３はこの電流変化に基づいてパルス状の
信号を発生する。タイマー１４は微分回路１３からのパ
ルス状の信号をトリガーとして一定期間（数秒間）、ハ
イレベル信号を発生する。このハイレベル信号は増幅器
１５を介してスイッチ１６に供給される。スイッチ１６
では、ハイレベル信号が供給されている期間、発振器１
からの信号を導通状態としてアースに流すため、負荷７
への高周波電力の供給は一時的に停止され、その結果、
アーク放電は停止する。一定期間終了後、スイッチ１６
へのハイレベル信号の供給が停止されると、再びスイッ
チ１６は遮断状態となり、高周波電力が負荷７に供給さ
れることから、グロー放電による正常な運転が再開され
る。
【００２０】上記した実施例では、コイル６の両端間の
電位差と位相とによって負荷に流れる電流を計算した
が、マッチングボックス３の入力側の電圧Ｖ０，電流Ｉ
０とによって負荷電流を計算することもできる。ここ
で、マッチングボックス３の入力側の電圧Ｖ０，電流Ｉ
０、コンデンサ４に流れる電流Ｉ１、負荷に流れる電流
Ｉ２（＝Ｉ）のベクトル図を図４，図５に示す。図４は
電流Ｉ０の位相が電圧Ｖ０の位相より先行している場
合、図５はその逆の場合であり、これらの図においてθ
は電圧Ｖ０と電流Ｉ０との位相差である。これらのベク
トル図から次式が導かれる。
電位差と位相とによって負荷に流れる電流を計算した
が、マッチングボックス３の入力側の電圧Ｖ０，電流Ｉ
０とによって負荷電流を計算することもできる。ここ
で、マッチングボックス３の入力側の電圧Ｖ０，電流Ｉ
０、コンデンサ４に流れる電流Ｉ１、負荷に流れる電流
Ｉ２（＝Ｉ）のベクトル図を図４，図５に示す。図４は
電流Ｉ０の位相が電圧Ｖ０の位相より先行している場
合、図５はその逆の場合であり、これらの図においてθ
は電圧Ｖ０と電流Ｉ０との位相差である。これらのベク
トル図から次式が導かれる。
【００２１】
【数５】
【００２２】計算器１２は上式によって負荷電流を求
め、その値を微分回路１３に供給することから、この実
施例でもアーク放電の発生を瞬時に検出でき、アーク放
電を停止させた後、正常なグロー放電による運転を行う
ことができる。
め、その値を微分回路１３に供給することから、この実
施例でもアーク放電の発生を瞬時に検出でき、アーク放
電を停止させた後、正常なグロー放電による運転を行う
ことができる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づく高
周波装置は、マッチングボックス内のコイル素子の両端
間の電位差とその位相差を検出し、それに基づいて負荷
電流を求め、負荷電流の変化により高周波の負荷への供
給を制御し、アーク放電を停止させるように構成したの
で、正確にアーク放電の発生を検知し、アーク放電を停
止させることができる。
周波装置は、マッチングボックス内のコイル素子の両端
間の電位差とその位相差を検出し、それに基づいて負荷
電流を求め、負荷電流の変化により高周波の負荷への供
給を制御し、アーク放電を停止させるように構成したの
で、正確にアーク放電の発生を検知し、アーク放電を停
止させることができる。
【図１】本発明の一実施例である高周波装置を示す図で
ある。
ある。
【図２】マッチングボックスと負荷の等価回路を示す図
である。
である。
【図３】図２の回路における電圧Ｖ２，Ｖ３、電流Ｉの
ベクトル図を示す図である。
ベクトル図を示す図である。
【図４】図２の回路における電圧Ｖ０、電流Ｉ０、電流
Ｉ１、Ｉ２のベクトル図を示す。
Ｉ１、Ｉ２のベクトル図を示す。
【図５】図２の回路における電圧Ｖ０、電流Ｉ０、電流
Ｉ１、Ｉ２のベクトル図を示す。
Ｉ１、Ｉ２のベクトル図を示す。
１ 高周波発振器 ２ 増幅器 ３ マッチングボックス ７ 負荷 １２ 計算器 １３ 微分回路 １４ タイマー １５ 増幅器 １６ スイッチ
Claims (3)
- 【請求項１】 高周波電源と、高周波電源からの高周波
電力が供給される負荷と、電源と負荷との間に配置さ
れ、コンデンサとコイルとから成るマッチングボックス
と、負荷に流れる電流を求める計算手段と、負荷電流の
変化により所定時間高周波電源から負荷への高周波の供
給を制御する手段とより成る高周波装置。 - 【請求項２】 前記計算手段は、マッチングボックスの
コイルの両端間の電位と位相とに基づいて負荷に流れる
電流を計算するようにした請求項１記載の高周波装置。 - 【請求項３】 前記計算手段は、マッチングボックスの
入力側の電圧と電流とに基づいて負荷に流れる電流を計
算するようにした請求項１記載の高周波装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13683092A JPH05335869A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 高周波装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13683092A JPH05335869A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 高周波装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335869A true JPH05335869A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15184503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13683092A Withdrawn JPH05335869A (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | 高周波装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335869A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006165390A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 半導体製造装置 |
| JP2007149597A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Daihen Corp | プラズマ処理システムのアーク検出装置 |
| JP2007273935A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-10-18 | Harada Sangyo Kk | 真空処理装置及びこれに用いる交流電源装置、並びに、交流電源の制御方法 |
| US7767053B2 (en) | 2003-08-07 | 2010-08-03 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP13683092A patent/JPH05335869A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7767053B2 (en) | 2003-08-07 | 2010-08-03 | Hitachi Kokusai Electric Inc. | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
| JP2006165390A (ja) * | 2004-12-09 | 2006-06-22 | Hitachi High-Technologies Corp | 半導体製造装置 |
| JP4537188B2 (ja) * | 2004-12-09 | 2010-09-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
| JP2007149597A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Daihen Corp | プラズマ処理システムのアーク検出装置 |
| JP2007273935A (ja) * | 2006-03-08 | 2007-10-18 | Harada Sangyo Kk | 真空処理装置及びこれに用いる交流電源装置、並びに、交流電源の制御方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |