JPH07197258A - スパッタ装置用電源 - Google Patents
スパッタ装置用電源Info
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- JPH07197258A JPH07197258A JP35171893A JP35171893A JPH07197258A JP H07197258 A JPH07197258 A JP H07197258A JP 35171893 A JP35171893 A JP 35171893A JP 35171893 A JP35171893 A JP 35171893A JP H07197258 A JPH07197258 A JP H07197258A
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- power source
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 本発明はタ−ゲットの材質或は形状に無関係
に電弧の発生、及び異常放電を防止せしめる電源の提供
を目的とする。 【構成】 本発明はスパッタを行うための真空室内のタ
−ゲットにRF発生出力を供給する高周波電源と、前記
タ−ゲット印加電圧から高周波交流電圧を除去し、直流
バイアス電圧を形成する回路手段と、前記直流バイアス
電圧に逆極性のパルスを重畳せしめて前記タ−ゲットに
印加せしめる回路手段を備え、該パルスの電圧及び周波
数を任意に調整することにより電弧或いは異常放電を消
弧するように構成したものである。
に電弧の発生、及び異常放電を防止せしめる電源の提供
を目的とする。 【構成】 本発明はスパッタを行うための真空室内のタ
−ゲットにRF発生出力を供給する高周波電源と、前記
タ−ゲット印加電圧から高周波交流電圧を除去し、直流
バイアス電圧を形成する回路手段と、前記直流バイアス
電圧に逆極性のパルスを重畳せしめて前記タ−ゲットに
印加せしめる回路手段を備え、該パルスの電圧及び周波
数を任意に調整することにより電弧或いは異常放電を消
弧するように構成したものである。
Description
【0001】
【発明の属する分野の説明】本発明は電子部品等の製造
に使用するスパッタ装置に適用する電源に関するもので
ある。
に使用するスパッタ装置に適用する電源に関するもので
ある。
【0002】
【従来技術】半導体製造に用いられるプラズマ処理装置
に適用されるスパッタ用電源はタ−ゲットに高周波高電
圧を印加するためのRF(Radio Frequency)発生装
置(電源)が使用されるが、この高電圧印加状態で長時
間の連続運転を行なうと、真空室内(チャンバ)に設け
られたタ−ゲット近傍で電弧を発生し、異常放電となり
正常な運転が出来なくなることがある。電弧の発生はタ
−ゲットの材質あるいは形状により相違する。この電弧
はタ−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り、製品の歩留低下
が問題になる。この電弧の発生をなくすことは、技術的
に非常に困難であり、従来種々の電源回路が検討されて
いるが決めてに欠けるのが現状である。
に適用されるスパッタ用電源はタ−ゲットに高周波高電
圧を印加するためのRF(Radio Frequency)発生装
置(電源)が使用されるが、この高電圧印加状態で長時
間の連続運転を行なうと、真空室内(チャンバ)に設け
られたタ−ゲット近傍で電弧を発生し、異常放電となり
正常な運転が出来なくなることがある。電弧の発生はタ
−ゲットの材質あるいは形状により相違する。この電弧
はタ−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り、製品の歩留低下
が問題になる。この電弧の発生をなくすことは、技術的
に非常に困難であり、従来種々の電源回路が検討されて
いるが決めてに欠けるのが現状である。
【0003】この電弧発生のメカニズムは明確ではない
が、真空室内のタ−ゲットに、高周波(RF)電力を供
給すると、供給電流がプラズマの関係から正負非対称 (2) となる為、負の直流バイアス電圧が発生する。バイアス
電圧は、チャンバ−内の条件に依り変化するが一般的に
数百(V)から2〜3KV発生する事が過去の運転事例
から見受けられる現象である。この負の直流(DC)バ
イアス電圧によりタ−ゲット表面にエネルギ−が蓄積さ
れて、この蓄積エネルギ−により異常放電が誘発される
ものと思われる。
が、真空室内のタ−ゲットに、高周波(RF)電力を供
給すると、供給電流がプラズマの関係から正負非対称 (2) となる為、負の直流バイアス電圧が発生する。バイアス
電圧は、チャンバ−内の条件に依り変化するが一般的に
数百(V)から2〜3KV発生する事が過去の運転事例
から見受けられる現象である。この負の直流(DC)バ
イアス電圧によりタ−ゲット表面にエネルギ−が蓄積さ
れて、この蓄積エネルギ−により異常放電が誘発される
ものと思われる。
【0004】
【発明の目的】本発明はタ−ゲットの材質或いは形状に
無関係に異常放電を防止せしめる電源の提供を目的とす
る。
無関係に異常放電を防止せしめる電源の提供を目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明はタ−ゲットに負
の直流電圧が発生することに着目し、この直流電圧に連
続的或いは間欠的に逆エネルギ−を印加して蓄積エネル
ギ−の消滅を図り異常放電の発生を防止することを意図
したものであり、スパッタを行なうための真空室内のタ
−ゲットにRF発生出力を供給する高周波電源と、前記
タ−ゲット印加電圧から高周波交流電圧を除去し、直流
バイアス電圧を形成する回路手段と、前記直流バイアス
電圧に逆極性のパルスを重畳せしめて前記タ−ゲットに
印加せしめる回路手段と備えたことを特徴とする。
の直流電圧が発生することに着目し、この直流電圧に連
続的或いは間欠的に逆エネルギ−を印加して蓄積エネル
ギ−の消滅を図り異常放電の発生を防止することを意図
したものであり、スパッタを行なうための真空室内のタ
−ゲットにRF発生出力を供給する高周波電源と、前記
タ−ゲット印加電圧から高周波交流電圧を除去し、直流
バイアス電圧を形成する回路手段と、前記直流バイアス
電圧に逆極性のパルスを重畳せしめて前記タ−ゲットに
印加せしめる回路手段と備えたことを特徴とする。
【0006】
【実施例】図1は本発明の一実施例回路図である。1は
高周波電源(13、56MHZ)で1aは高周波発振器、
2は整合回路でCMは整合用可変コンデンサ、CTは同調
用可変コンデンサ、LMはコイルインダクタンスで、以
上でRF発生装置RFを構成する。次に3はプラズマ処
理等を行なう負荷としての真空室、3aはタ−ゲット電
極、3bはプラズマである。次に4はタ−ゲット3aへ
の印加電圧から高周波交流電圧を除去し、直流バイアス
電圧VDCを取り出すRFフィルタ−でチョ−クコイルL
o及びコンデンサCOより成る。5は、前記の直流バイア
ス電圧VDCと逆極性のパルスを発生せしめて、前記電圧
VDC (3) に重畳せしめる逆パルス発生回路で、PTはパルストラ
ンス、n1、n2はその1次巻線及び2次(出力)巻線で
1次巻線n1側はスイッチング回路swと、該スイッチ
ング回路swの発振周波等を制御す発振回路OSCが接
続されている。又2次巻線n2は直流電源VDCの出力部
に該出力と逆極性にパルスが重畳される如く接続されて
いる。C1は該直流電源VDCよりダイオ−ドD2を介して
充電されるコンデンサでスイッチング回路swの電源を
形成する。D3、R2はパルストランスPTのフライバッ
ク電圧を抑制するダイオ−ド及び抵抗である。
高周波電源(13、56MHZ)で1aは高周波発振器、
2は整合回路でCMは整合用可変コンデンサ、CTは同調
用可変コンデンサ、LMはコイルインダクタンスで、以
上でRF発生装置RFを構成する。次に3はプラズマ処
理等を行なう負荷としての真空室、3aはタ−ゲット電
極、3bはプラズマである。次に4はタ−ゲット3aへ
の印加電圧から高周波交流電圧を除去し、直流バイアス
電圧VDCを取り出すRFフィルタ−でチョ−クコイルL
o及びコンデンサCOより成る。5は、前記の直流バイア
ス電圧VDCと逆極性のパルスを発生せしめて、前記電圧
VDC (3) に重畳せしめる逆パルス発生回路で、PTはパルストラ
ンス、n1、n2はその1次巻線及び2次(出力)巻線で
1次巻線n1側はスイッチング回路swと、該スイッチ
ング回路swの発振周波等を制御す発振回路OSCが接
続されている。又2次巻線n2は直流電源VDCの出力部
に該出力と逆極性にパルスが重畳される如く接続されて
いる。C1は該直流電源VDCよりダイオ−ドD2を介して
充電されるコンデンサでスイッチング回路swの電源を
形成する。D3、R2はパルストランスPTのフライバッ
ク電圧を抑制するダイオ−ド及び抵抗である。
【0007】この回路の基本動作はRF発生装置により
負荷3に高周波、高電圧を給電する。同時にRFフィル
タ4により高周波成分を除去した直流バイアス電圧VDC
に連続的、或いは間欠的に逆パルス電圧を重畳して負荷
3に給電する。因みに図2(a)は負荷電圧VLと直流
バイアス電圧の関係を示す説明図で、Tは高周波(1
3、56MHZ)出力で運転初期零レベルを基準にした
交流出力が、時間の経過を共に正、負非対象により図中
レベルが0→0´へと負側に移行する。従ってこの負側
へのバイアス電圧(VDC)をRFフィルターにより取り
出し、これに図2(b)の如く逆パルス電圧を重畳せし
めて、負荷3に印加して異常放電を防止するようにした
ものである。なお、図2(C)は拡大図である。
負荷3に高周波、高電圧を給電する。同時にRFフィル
タ4により高周波成分を除去した直流バイアス電圧VDC
に連続的、或いは間欠的に逆パルス電圧を重畳して負荷
3に給電する。因みに図2(a)は負荷電圧VLと直流
バイアス電圧の関係を示す説明図で、Tは高周波(1
3、56MHZ)出力で運転初期零レベルを基準にした
交流出力が、時間の経過を共に正、負非対象により図中
レベルが0→0´へと負側に移行する。従ってこの負側
へのバイアス電圧(VDC)をRFフィルターにより取り
出し、これに図2(b)の如く逆パルス電圧を重畳せし
めて、負荷3に印加して異常放電を防止するようにした
ものである。なお、図2(C)は拡大図である。
【0008】図1において、点線で示すDCは必要に応
じて設けられる補助電源で、タ−ゲット側のインピ−ダ
ンスに依り、方式の選択が必要であるが、逆パルス発生
回路を結合時、タ−ゲットインピ−ダンスが高い場合、
ドライブ補助電源を装備するものである。なお、図1に
おいて VDC=E1≒E2 スイッチswは(3)項のt1期間のみON条件とす
る。 パルストランスに発生させる2次電圧epは、下記関
係式でご決定される。 (4) 逆パルス電圧 E=−E1+ep ep=E1×n n:パルストランス巻数比 実験結果からはn=1.1〜1.3程度適性値である。 ダイオ−ドD4はパルストランス2次側の直流励磁防
止用。 ダイオ−ドD2はパルストランスのフライバック電圧
をVDCへ重畳させない為の阻止用ダイオ−ド。 D3、R2はフライバック電圧を抑制する為の回路イン
ピ−ダンスでD2の逆耐圧設定条件で決定されるが、D2
の耐圧条件が満足されれば装備の必要はない。
じて設けられる補助電源で、タ−ゲット側のインピ−ダ
ンスに依り、方式の選択が必要であるが、逆パルス発生
回路を結合時、タ−ゲットインピ−ダンスが高い場合、
ドライブ補助電源を装備するものである。なお、図1に
おいて VDC=E1≒E2 スイッチswは(3)項のt1期間のみON条件とす
る。 パルストランスに発生させる2次電圧epは、下記関
係式でご決定される。 (4) 逆パルス電圧 E=−E1+ep ep=E1×n n:パルストランス巻数比 実験結果からはn=1.1〜1.3程度適性値である。 ダイオ−ドD4はパルストランス2次側の直流励磁防
止用。 ダイオ−ドD2はパルストランスのフライバック電圧
をVDCへ重畳させない為の阻止用ダイオ−ド。 D3、R2はフライバック電圧を抑制する為の回路イン
ピ−ダンスでD2の逆耐圧設定条件で決定されるが、D2
の耐圧条件が満足されれば装備の必要はない。
【0009】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よればスパッタ装置用電源としてタ−ゲットの材質(金
属、絶縁物)に係わりなく異常放電を防止し得る装置を
提供できるので実用上の効果は大きい。
よればスパッタ装置用電源としてタ−ゲットの材質(金
属、絶縁物)に係わりなく異常放電を防止し得る装置を
提供できるので実用上の効果は大きい。
【図1】本発明の一実施例回路図
【図2】本発明の動作説明図
1 高周波電源 2 整合回路 3 負荷 4 RFフィルタ 5 逆パルス発生回路 C インダクタ PT パルストランス (5) sw スイッチング回路 osc 発振回路 C1 コンデンサ D1、D2、D3 ダイオ−ド
Claims (1)
- 【請求項1】 スパッタを行なうための真空室内のタ−
ゲットにRF発生出力を供給する高周波電源と、前記タ
−ゲット印加電圧から高周波交流電圧を除去し、直流バ
イアス電圧を形成する回路手段と、前記直流バイアス電
圧に逆極性のパルスを重畳せしめて前記タ−ゲットに印
加せしめる回路手段を備えたことを特徴とするスパッタ
装置用電源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35171893A JP3408304B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | スパッタ装置用電源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35171893A JP3408304B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | スパッタ装置用電源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07197258A true JPH07197258A (ja) | 1995-08-01 |
JP3408304B2 JP3408304B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=18419154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35171893A Expired - Fee Related JP3408304B2 (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | スパッタ装置用電源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3408304B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999047727A1 (fr) * | 1998-03-18 | 1999-09-23 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Circuit d'extinction d'arc et procede d'extinction d'arc |
JP6348243B1 (ja) * | 2018-02-23 | 2018-06-27 | 有限会社エイチ・エス・エレクトリック | スパッタリング用パルス電源装置 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35171893A patent/JP3408304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999047727A1 (fr) * | 1998-03-18 | 1999-09-23 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Circuit d'extinction d'arc et procede d'extinction d'arc |
US6483678B1 (en) | 1998-03-18 | 2002-11-19 | Shindengen Electric Manufacturing Co., Ltd. | Arc-extinguishing circuit and arc-extinguishing method |
JP6348243B1 (ja) * | 2018-02-23 | 2018-06-27 | 有限会社エイチ・エス・エレクトリック | スパッタリング用パルス電源装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3408304B2 (ja) | 2003-05-19 |
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Legal Events
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