JPH0762521A - グロー放電処理装置におけるアーク放電後の復帰方法 - Google Patents
グロー放電処理装置におけるアーク放電後の復帰方法Info
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- JPH0762521A JPH0762521A JP22949093A JP22949093A JPH0762521A JP H0762521 A JPH0762521 A JP H0762521A JP 22949093 A JP22949093 A JP 22949093A JP 22949093 A JP22949093 A JP 22949093A JP H0762521 A JPH0762521 A JP H0762521A
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Abstract
短縮できるプラズマ処理装置を提供する。 【構成】 直流制御部1で商用電力から変換され、平滑
回路2を介して取り出された直流電圧は、インバータス
イッチング部3へ送られて、交流(矩形波)に変換さ
れ、昇圧トランス4、整流部5を介して処理装置本体6
へ供給される。7はサイリスタ制御部、8はインバータ
制御部である。9は昇圧トランス4と整流部5の間に設
けられたカレントトランス、10はカレントトランスで
検出された電流を読み取り、その値に応じて前記サイリ
スタ制御部7及びインバータ制御部8へ制御信号を送る
電流検出回路である。11は本体処理室内の処理物の温
度を検出する温度検出器で、得られた温度検出信号は、
前記インバータ制御部8へ供給される。
Description
関し、特に、アーク放電発生により遮断されたグロー放
電を短時間で元の状態に復帰させることのできる方法関
するものである。
ラズマ侵炭、プラズマCVD、マグネトロンスパッタ蒸
着などを行うグロー放電処理装置が広く用いられてい
る。
て、陰極である処理物またはスパッタにおけるターゲッ
トは、グロー放電に覆われる。この時、処理物表面上に
汚れが存在したり、あるいは、マグネトロンスパッタ蒸
着で特に酸化物金属被膜のコーティング時にターゲット
上に酸化物被膜が形成されると、これらに起因するアー
ク放電が発生することがある。
受けたり、酸化物・窒化物などの金属被膜コーティング
を目的とした反応性マグネトロンスパッタ蒸着の反応プ
ロセスが崩される。光学膜の場合は、特に薄膜特性に大
きな悪い影響が出るし、蒸着速度が低下し、処理時間が
長くなるなどの影響も出る。
ク放電が検出されたら直ちに直流電力の供給を遮断して
放電を停止させ、所定時間経過後、電力の供給を再開し
てグロー放電による処理の状態に復帰させている。その
再開の際、いきなり元の電圧を供給すると、再びアーク
放電が起こりやすいので、直流電圧を徐々に上げ時間を
かけて元の電圧に戻すいわゆるソフトスタートが採用さ
れている。
を連続的に供給する方式と、直流電力を例えば数KHz
〜数100 KHz 程度の一定周波数・一定デューティでパ
ルス変調して供給する方式がある。
法では、直流電力の遮断期間が通常1〜5mSec 、ソフ
トスタートで元に戻すまでの復帰時間として通常10〜
50mSec が必要であった。特に、反応性マグネトロン
スパッタのようなプラズマによる反応性プロセスでは、
この遮断時間及び復帰時間が処理に大きな影響を与えて
いた。
る間は放電による反応ガスの消費と供給とがバランスし
ているが、グロー放電が停止される遮断期間及び復帰期
間の間は、反応ガスの消費と供給のバランスが崩れて反
応ガス過剰となり、反応性プロセスが崩れてしまう。そ
のため、できる限り遮断期間及び復帰期間を短くしなけ
ればならないが、現状では遮断期間1〜5mSec 、復帰
時間10〜50mSecが限界であった・本発明は、上述
した点に鑑みてなされたもので、遮断時間及び復帰時間
を更に短くすることのできる復帰方法を提供することを
目的としている。
め、本発明は、グロー放電処理装置におけるアーク放電
後の復帰方法であって、アーク放電検出に基づいて所定
期間放電のための電圧供給を停止した後、放電用電圧を
時間間隔をおいてパルス的に且つその波高値を初期値か
ら徐々に上昇させて供給すると共に、そのパルス幅を供
給開始から徐々に増加させるようにしたことを特徴とし
ている。
ルス的に且つその波高値を初期値から徐々に上昇させて
供給すると共に、そのパルス幅を供給開始から徐々に増
加させるようにしたため、アーク放電を防ぎながら短時
間で復帰を行うことができる。
する。図1は、本発明を実施するための装置構成の一例
を示す図である。図1において、1は商用電力を直流に
変換する直流制御部である。平滑回路2を介して取り出
された直流電圧は、インバータスイッチング部3へ送ら
れて、交流(矩形波)に変換され、昇圧トランス4、整
流部5を介して処理装置本体6へ供給される。7はサイ
リスタ制御部、8はインバータ制御部である。9は昇圧
トランス4と整流部5の間に設けられたカレントトラン
ス、10はカレントトランスで検出された電流を読み取
り、その値に応じて前記サイリスタ制御部7及びインバ
ータ制御部8へ制御信号を送る電流検出回路である。1
1は本体処理室内の処理物の温度を検出する温度検出器
で、得られた温度検出信号は、前記インバータ制御部8
へ供給される。
オードで構成され、サイリスタ制御部7からの制御信号
に基づいてサイリスタの導通タイミングを制御すること
により、平滑回路2から得られる直流電圧Vdcを0Vか
ら300V程度まで任意に設定することができる。
ッチング素子(IGBT:絶縁ゲートバイポーラトラン
ジスタ,MOSFET,SITなど)4個又は複数個並
列で4組使用したフルブリッジのインバータ方式が採用
されている。インバータスイッチング部3とインバータ
制御部8から構成されるインバータにより、平滑部2か
らの直流出力電圧は、繰り返し周波数fが数KHZ 〜数
100 KHZ の図2に示すような高周波パルス波形に変換
される。この時、インバータ制御部8は、温度検出器1
1からの温度検出信号または電流検出回路からの制御信
号に基づいて、図2において破線で示すように高周波パ
ルスのデューティの制御(例えば0%〜80%の範囲
で)を行う。
を所定の振幅に昇圧する。イオン窒化、プラズマ侵炭、
プラズマCVD、マグネトロンスパッタなどでは、例え
ば800V〜1000V程度に選ばれる。昇圧された高
周波パルス電圧は、整流部5によって整流され、図3に
示すような波形で処理装置本体6へ供給される。
数fは、例えば15KHz 一定とされ、Vdcが200V
一定に維持されるようにサイリスタ制御部7による制御
が行われる。そして、正常動作時、本体処理室6内の処
理物の温度を検出して得られた温度検出信号に基づい
て、前記インバータ制御部8は処理物温度が所定値より
下回ったら高周波パルスのデューティを上げて投入電力
を上昇させ、逆に処理物温度が所定値を越えたらデュー
ティを下げて投入電力を減少させるように制御する。そ
のため、処理物温度が一定に維持された状態で、処理物
に対してイオン窒化、プラズマ侵炭、プラズマCVDな
どの処理を行うことができる。
部7はVdcを最初200Vよりも十分に高い電圧に設定
し、処理装置本体に放電開始電圧(正常動作時の電圧よ
りも高い)を超えた電圧が供給されるようにし、放電が
始まったらVdcを200Vに戻すようにしている。
説明する。図4(a)はアーク放電が発生した前後の放
電電流の変化を表わすカレントトランスの電流検出出力
を示している。期間Aの放電電流は、正規のパルス電流
波形を示しており、前述のようにデューティを調節する
ことにより放電が制御されている。図4(b)に示すV
dcも、200V一定に維持されている。
電に移行しており、電流が急激に増加している。前記電
流検出回路10は、適宜なスレッショルドレベルLとの
比較に基づいて図4(c)に示すアーク検出信号pを発
生し、前記インバータ制御部8及びサイリスタ制御部7
へ送る。インバータ制御部8は、アーク検出信号pに基
づいて直ちにインバータの発振を停止し、遮断期間C
(例えば数10μSec 〜100μSec )の間停止させ
る。IGBT素子を使用した場合、2〜5μSec で停止
できる。それと同時に、サイリスタ制御部7は、アーク
検出信号pに基づいて直流制御部1のサイリスタを制御
し、平滑回路2の直流出力Vdcが図4(b)に示すよう
に一旦低下した後再度徐々に上昇するようにする。
の復帰期間Dにおいて、インバータの発振を同じ周波数
fで再開させるが、その際、高周波パルスのデューティ
を、図4(a)に示すように零からアーク検出される前
のデューティまで徐々に増加させる。放電電流値も、図
4(b)のVdcの変化に従ってデューティと同様に徐々
に上昇し、復帰期間Dの終りの時点でアーク検出される
前の状態に戻る。
一定で、復帰期間Dにおいてインバータの発振開始と同
時にアーク検出前のデューティで高周波パルスを処理装
置本体に供給していたため、再度アーク放電に移行して
しまう可能性が高く、それを避けるために、遮断期間C
を1mSec 〜5mSec 程度に長く設定しなければならな
かった。
ーティを零から徐々に高めてゆく、換言すれば、パルス
幅を徐々に広げてゆく本発明では、最初の幅の狭いパル
スによりアークへの移行を避けつつ徐々に放電を開始さ
せることになるため、アーク放電への移行が極めて有効
に抑制される。そのため、遮断期間Cを例えば数10μ
Sec 〜100μSec と従来に比べて非常に短く設定して
もアークへの移行を避けた復帰が可能になった。また、
復帰期間Dも併せて短縮することができ、例えば、15
0μSec 〜600μSec 程度に短く設定してもアークへ
の移行が避けられることが確認された。
スのデューティを零から徐々に高めてゆくことを要旨と
するものであるから、復帰期間終了後の制御は本実施例
のような高周波パルスのデューティ調節によるものに限
らない。例えばデューティ一定で供給電圧あるいは電流
を調節する方式を採用しても良い。
間間隔をおいてパルス的に且つその波高値を初期値から
徐々に上昇させて供給すると共に、そのパルス幅を供給
開始から徐々に増加させるようにした遮断期間及び復帰
期間が短縮できる。そのため、反応性マグネトロンスパ
ッタのようなプラズマによる反応性プロセスでも、アー
ク放電発生による大きな影響を受けることなく処理を再
開することが可能となった。
図である。
示す図である。
形を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 グロー放電処理装置におけるアーク放電
後の復帰方法であって、アーク放電検出に基づいて所定
期間放電のための電圧供給を停止した後、放電用電圧を
時間間隔をおいてパルス的に且つその波高値を初期値か
ら徐々に上昇させて供給すると共に、そのパルス幅を供
給開始から徐々に増加させるようにしたことを特徴とす
る復帰方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5229490A JP3047277B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | グロー放電処理装置におけるアーク放電後の復帰方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5229490A JP3047277B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | グロー放電処理装置におけるアーク放電後の復帰方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0762521A true JPH0762521A (ja) | 1995-03-07 |
JP3047277B2 JP3047277B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=16892987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5229490A Expired - Lifetime JP3047277B2 (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | グロー放電処理装置におけるアーク放電後の復帰方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3047277B2 (ja) |
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-
1993
- 1993-08-23 JP JP5229490A patent/JP3047277B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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---|---|
JP3047277B2 (ja) | 2000-05-29 |
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