KR100571116B1 - 스퍼터링용 전원 장치 - Google Patents

스퍼터링용 전원 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100571116B1
KR100571116B1 KR1020047004344A KR20047004344A KR100571116B1 KR 100571116 B1 KR100571116 B1 KR 100571116B1 KR 1020047004344 A KR1020047004344 A KR 1020047004344A KR 20047004344 A KR20047004344 A KR 20047004344A KR 100571116 B1 KR100571116 B1 KR 100571116B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
current
power supply
sputtering
detected
Prior art date
Application number
KR1020047004344A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040044988A (ko
Inventor
구리야마노보루
이마가와가즈히코
Original Assignee
시바우라 메카트로닉스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 시바우라 메카트로닉스 가부시키가이샤 filed Critical 시바우라 메카트로닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20040044988A publication Critical patent/KR20040044988A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100571116B1 publication Critical patent/KR100571116B1/ko

Links

Images

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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3444—Associated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1582—Buck-boost converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer

Abstract

본 발명의 스퍼터링용 전원 장치는, 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 스퍼터링 전압을 발생시키는 전압 발생부(11)~(16)와, 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 할 수 있는 회로부(21)~(25)를 가지며, 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 할 수 있도록 구성되어 있다.
스퍼터링용 전극, 전압 발생부, 아크 방전, 스퍼터 전류

Description

스퍼터링용 전원 장치{POWER SUPPLY FOR SPUTTERING}
본 발명은, 컴팩트 디스크(CD)나 디지털·비디오·디스크(DVD) 제조용의 스퍼터링 장치에 이용되는 스퍼터링용 전원 장치에 관한 것이다.
컴팩트 디스크(CD)나 디지털·비디오·디스크(DVD) 제조용의 스퍼터링 장치에 이용되는 스퍼터링용 전원 장치가 일본국 특허 제2835322호, 특허 제2835323호, USP 5,576,939호에 개시(開示)되어 있다.
컴팩트 디스크나 디지털·비디오·디스크에의 막의 형성은, 마그네트론 스퍼터 기술에 의해 성막하고 있다. 이 스퍼터링 중에 아크 방전의 억제가 실패되면, 타겟 재료가 비산(飛散)하여 디스크에 부착되므로, 제품의 수율이 저하된다. 그러므로 스퍼터링 중에 아크 방전이 발생한 경우에는 역전압을 발생시켜 아크 방전의 발생을 억제하도록 하고 있다. 그러나, 출력 케이블의 단선 등으로 이 아크 억제 회로가 파괴되어 버리는 경우가 있었다.
또, 보다 짧은 시간에 디스크 상에의 성막을 완료하기 위해서는, 스퍼터링 장치용 전원 장치로부터 출력되는 평균 전력을 올릴 필요가 있다.
그러나, 평균 전력을 올리면, 스퍼터링 중에 아크 방전이 발생하기 쉽게 되어, 아크 방전의 억제가 실패할 빈도도 높아진다.
이와 같이 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 하여, 스퍼터링 방전을 계속 안정되게 하는 것이 요구되고 있다.
본 발명의 목적은, 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 할 수 있는 스퍼터링용 전원 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 쉽게 파괴되지 않는 스퍼터링용 전원 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일실시예의 스퍼터링용 전원 장치는, 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 스퍼터링 전압을 발생시키는 전압 발생부와, 상기 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 할 수 있는 회로부를 구비한다.
즉, 본 발명의 일실시예에 의한 스퍼터링용 전원 장치는, 상기 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 할 수 있는 회로부를 형성함으로써, 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 스퍼터링용 전원 장치는, 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자를 가지는 스퍼터링용 전원 장치에 있어서, 소정 전압의 출력을 발생하는 직류 전원과 각각 브리지 접속된 복수의 스위칭 소자를 가지고, 상기 직류 전원의 출력을 펄스 출력으로 변환하는 스위칭 회로와, 상기 스위칭 회로로부터 펄스형의 1차 전압이 공급되고, 펄스형의 2차 전압을 각각 출력하는 트랜스와, 이 트랜스로부터 출력되는 펄스형의 2차 전압을 정류하는 정류 회로와, 이 정류 회로의 출력측에 접속되는 초크 코일과, 역전압 발생원과, 이 역전압 발생원과 상기 초크 코일 사이에 설치된 스위칭부와, 이 스위칭부에 병렬로 접속된 정전압 소자와, 상기 스위칭 소자에 대하여 스위칭 제어 신호를 출력하는 동시에, 상기 스위칭부의 개폐를 제어하는 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비한다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 의한 스퍼터링용 전원 장치는, 역전압을 발생 시킬 때 동작하는 스위칭부의 파괴를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 5는 상기 제4 실시예의 동작을 설명하기 위한 파형도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제6 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제8 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제9 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제10 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 12는 본 발명의 제11 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 13은 본 발명의 제12 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 14는 본 발명의 제13 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
도 15는 본 발명의 제14의 실시예에 관한 스퍼터링용 전원 장치의 구성도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 설명한다.
도 1에 있어서, (10)은 스퍼터링용 전원 장치를 제어하는 제어부이다. 또, (11)은 예를 들면, 800V의 스퍼터링용 직류 전원이다. 이 직류 전원(11)의 양극 사이에는 콘덴서(12)가 병렬로 접속되어 있다.
또, 직류 전원(11)의 마이너스극은, 스위칭 트랜지스터(SW1)의 소스에 접속되어 있다.
또, 스위칭 트랜지스터(SW1)의 드레인과 직류 전원(11)의 플러스극 사이에는, 플라이휠 다이오드(13)가 접속되어 있다. 스위칭 트랜지스터(SW1)의 드레인은 초크 코일 L을 통하여 스위칭 트랜지스터(SW2)의 소스에 접속되어 있다. 이 스위칭 트랜지스터(SW2)의 드레인은 역전압원(原)(14)의 플러스극이 접속되어 있다. 이 역전압원(14)의 마이너스극은 접지 라인 a에 접속되어 있다.
트랜지스터(SW2)의 소스는 다이오드(15)의 캐소드에 접속되어 있다. 이 다이오드(15)에는 저항 R1이 병렬로 접속되어 있다. 이 다이오드(15)와 저항 R1에 의해 역방향 아크 방지 회로가 구성되어 있다.
다이오드(15)의 애노드는, 본 스퍼터링용 전원 장치의 마이너스극(-)에 접속 된다. 또, 접지 라인 a는 플러스극(+)에 접속되어 있다.
본 스퍼터링용 전원 장치의 마이너스극(-)과 플러스극(+) 사이의 부하 전압 VM은 전압 검출부(16)에 의해 검출된다. 여기서, 챔버(19) 내에서 스퍼터 방전이 행해지고 있을 때의 스퍼터 전압은 통상 300V 이상이며, 아크 방전 전압은 150V 이하이므로, 부하 전압 VM을 검출함으로써 스퍼터링이 정상적으로 행해지고 있는지, 아크 방전이 발생하고 있는지를 판단할 수 있다.
또한, 다이오드(13)의 애노드와 초크 코일 L 사이에는 전류 검출기(17)가 형성되어 있다. 이 전류 검출기(17)에 의해 부하 전류 CM이 검출된다.
마이너스극(-)은 타겟(18)에 접속되고, (+)극은 챔버(19)에 접속되어 있다.
그런데, 컨트롤러(10)에는 전압 검출부(16)에 의해 검출되는 부하 전압 VM 및 전류 검출기(17)에 의해 검출되는 부하 전류 CM이 입력된다. 컨트롤러(10)는 부하 전압 VM을 검출하고, 그 전압이 150V 이하이면, 챔버(19) 내에 아크가 발생하고 있는 것으로 판단하고, 트랜지스터(SW2)에 대하여 게이트 신호 SW2를 온으로 하여 출력하여, 트랜지스터(SW2)를 도통시킨다.
전압 검출부(16)에 의해 검출된 부하 전압 VM 및 전류 검출기(17)에 의해 검출된 부하 전류 CM은 아날로그 승산기(21)에 의해 승산되어 순간 전력 P가 산출된다. 그리고, 이 순간 전력 P와 설정 전력 P set의 차이, 즉 오차 전력이 산출된 후 스위치 S1를 통하여 전력 피드백용의 오차 앰프(22)에 입력된다. 이 오차 앰프(22)에서 오차 전력이 적산된다. 여기서, 스위치 S1은 컨트롤러(10)로부터 출력되는 게이트 제어 신호 SW2가 온으로서 출력되면 개로(開路) 즉 오픈된다.
그리고, 이 오차 앰프(22)의 출력은 설정 전류치 I set로서 오차 앰프(23)에 입력된다. 이 오차 앰프(23)는 부하 전류 CM과 설정 전류치 I set의 차이를 증폭하여 PWMIC(24)에 출력한다. 이 PWMIC(24)는 부하 전류 CM과 설정 전류치 I set의 차이에 따른 펄스폭을 가지는 신호를 드라이버(25)에 출력한다. 이 드라이버(25)로부터 트랜지스터(SW1)에 게이트 제어 신호 SW1이 출력된다.
다음에, 동작에 대하여 설명한다.
챔버(19) 내에서 아크가 발생하지 않는 상태에서 스퍼터링이 행해지고 있으면, 전압 검출부(16)에 의해 300V 이상의 스퍼터 전압이 부하 전압으로서 검출된다.
따라서, 컨트롤러(10)는 게이트 제어 신호 SW2를 오프하고 있다. 즉, 아크의 발생을 억제하기 위한 역전압원(14)은 인가되어 있지 않다.
이와 같은 상태에서는, 스위치 S1은 닫혀 있다. 따라서, 전압 검출부(16)에 의해 검출된 부하 전압 VM 및 전류 검출기(17)에 의해 검출된 부하 전류 CM은 아날로그 승산기(21)에 의해 승산되어 순간 전력 P가 산출된다. 그리고, 이 순간 전력 P와 설정 전력 P set의 차이, 즉 오차 전력이 산출된 후, 스위치 S1를 통하여 전력 피드백용의 오차 앰프(22)에 입력된다. 이 오차 앰프(22)에 있어서 오차 전력이 적산된다.
그리고, 이 오차 앰프(22)의 출력은 설정 전류치 I set으로서 오차 앰프(23)에 입력된다. 이 오차 앰프(23)는 부하 전류 CM과 설정 전류치 I set의 차이를 증폭하여 PWMIC(24)에 출력한다. 이 PWMIC(24)는 부하 전류 CM과 설정 전류치 I set 의 차이에 따른 펄스폭을 가지는 신호를 드라이버(25)에 출력한다. 이 드라이버(25)에 의해 트랜지스터(SW1)이 온·오프 제어된다.
즉, 설정 전력 P set로 되도록 피드백 제어되는 동시에, 스퍼터링용 전원 장치의 순간 전력과 설정 전력 P set의 오차에 따라 설정 전류치 I set를 설정하고 있다.
한편, 챔버(19) 내에서 아크가 발생하면, 전압 검출부(16)에 의해 검출되는 부하 전압 VM은 150V 이하로 저하된다. 그러면, 컨트롤러(10)로부터 출력되는 게이트 제어 신호 SW2는 온되어 역전압원(14)으로부터 출력되는 플러스의 전압이 챔버(19)에 출력되어 아크의 발생이 억제된다.
게이트 제어 신호 SW2는 온 되기 때문에, 스위치 S1은 오프된다. 따라서, 오차 앰프(22)로부터 출력되는 설정 전류치 I set는 챔버(19)에 아크가 발생하기 직전의 값이 유지된다.
통상, 스퍼터링용 전원 장치를 설정 전력 P set로 정전력 운전시켰을 경우, 챔버(19) 내에 아크가 발생하여 부하 전압 VM이 저하되면 부하 전류 CM이 증가하도록 제어되지만, 본 제1 실시예에서는 아크가 발생한 경우에는, 스위치 S1를 열어, 설정 전류치 I set를 아크 발생전, 즉 스퍼터링을 행하기 전의 값이 유지되고 있으므로, 아크가 발생해도 부하 전류 CM의 급격한 증가를 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제2 실시예에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에 있어서, 도 1과 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다.
전류 검출기(17)에 의해 검출된 부하 전류 CM은 콤퍼레이터(31)의 -단자에 입력된다. 이 콤퍼레이터(31)의 +단자에는 설정 전류치 I set가 입력되어 있다. 콤퍼레이터(31)의 출력은 저항(32)을 통하여 콤퍼레이터(31)의 +단자에 피드백된다.
이 콤퍼레이터(31)의 출력에는 드라이버(25)가 접속된다. 이 드라이버(25)로부터 트랜지스터(SW1)에 게이트 제어 신호 SW1이 출력된다.
다음에, 이 제2 실시예의 동작에 대하여 설명한다.
콤퍼레이터(31)의 출력은 저항(32)을 통하여 +단자에 피드백되어 있으므로, 히스테리시스를 가진 콤퍼레이터로서 기능한다.
콤퍼레이터(31)의 +입력 단자는 설정 전류치 I set의 값보다 가령 5% 높은 값이 되도록 저항(32) 등의 회로 상수를 결정하여 둔다.
먼저, 최초에는, 부하 전류 CM은 제로이므로, 콤퍼레이터(31)의 -단자의 입력 전압은 제로 V이다. 따라서, 콤퍼레이터(31)의 출력은 +가 되고, 드라이버(25)에 의해 게이트 제어 신호 SW1이 온되어 트랜지스터(SW1)에 출력된다. 그러므로, 트랜지스터(SW1)이 도통하고, 챔버(19)에 직류 전원(11)이 공급되고, 스퍼터 방전이 이루어진다.
그런데, 트랜지스터(SW1)이 도통하면, 부하 전류 CM은
(직류 전원(11)의 전압 - 부하 전압) = L*di/dt
의 식에 따라 증가한다. 그리고, 부하 전류 CM이 I set*1.05보다 커지면, 콤퍼레이터(31)의 출력은 제로 V가 되고, 게이트 제어 신호 SW1이 오프되어 트랜지스터(SW1)이 오프된다.
트랜지스터(SW1)이 오프되면, 부하 전류 CM은,
( - 부하 전압 VM) = L*di/dt
의 식에 따라 감소한다. 부하 전류 CM이 설정 전류치 I set*0.95보다 낮아지면, 콤퍼레이터(31)의 출력은 +가 되므로, 트랜지스터(SW1)은 온된다. 이와 같은 동작이 반복되는 결과, 부하 전류 CM은 설정 전류치 I set의 ±5%로 억제할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제3 실시예를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3에 있어서, 도 1 및 도 2와 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고, 그 상세한 설명에 대하여는 생략한다. 이 제3 실시예는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 히스테리시스를 가지는 콤퍼레이터(31)의 출력으로 트랜지스터(SW1)를 구동 제어하고 있다.
그리고, 콤퍼레이터(31)의 +단자에 입력되는 설정 전류치 I set는, 도 1에서 설명한 것처럼, 스퍼터링용 전원 장치의 순간 전력과 설정 전력 P set의 오차에 따라 설정된다.
그리고, 히스테리시스를 가지는 콤퍼레이터(31)에 의해 부하 전류 CM은 설정 전류치 I set의 ±5%로 억제할 수 있다.
또한, 이 제3 실시예에서는, 챔버(19)에의 공급 전력이 설정 전력 P set로 되도록 설정 전류 I set를 결정하고 있다. 또한, 챔버(19) 내에 아크가 발생한 경우에는, 스위치 S1를 오프함으로써, 챔버(19)에 아크가 발생하기 직전의 값을 오차 앰프(22)에 유지하도록 하고 있다. 따라서, 챔버(19) 내에 공급되는 전력을 설정 전력 P set로 되도록 제어하고 있을 때, 챔버(19) 내에 아크가 발생하여 부하 전류 CM이 증가하려고 하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제4 실시예에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4에 있어서, 3상 교류 전압(AC200 V3Φ)은 3상 정류 회로 D0에 의해 전파(全波) 정류된 후, 필터 L0를 통과한 후, 한쌍의 스위칭 회로(S10), (S20)에 의해 펄스 출력으로 된 후, 트랜스 T1의 1차측에 각각 접속된다.
스위칭 회로(S10)는 스위칭 소자(S11)~(S14)를 가진다. 스위칭 소자(S11)와 (S13)는 직렬 접속되는 동시에, 스위칭 소자(S12)와 (S14)는 직렬 접속된다. 또한, 2개의 직렬 접속체는 서로 병렬로 접속된다. 이들 스위칭 소자(S11)~(S14)의 온·오프 제어는, 후술하는 드라이버로부터의 게이트 제어 신호에 따라 행해진다.
또한, 스위칭 회로(S10)에는 병렬로 평활용 콘덴서(C11)가 접속되어 있다.
트랜스 T1의 2차측은 4개의 다이오드로 이루어지는 브리지 회로(B1),(B2)에 접속된다.
브리지 회로(B1)의 일단은, 4개 직렬 접속되는 서로 독립된 초크 코일 L1~L4를 통하고, 또한 역방향 아크 방지 회로(41)를 통하여 본 장치의 (-)출력 단자 O1에 접속된다.
이 역방향 아크 방지 회로(41)는 다이오드 D2에 저항 R0가 병렬로 접속되어 있다.
또한, 브리지 회로(B1)의 타단은, 본 장치의 (+)출력 단자 O2에 접속된다. 또한, 최종열의 초크 코일 L4와 역방향 아크 방지 회로(41)의 접속점은 스위칭용 트랜지스터(이하, 스위치 SW2라고 함)를 통하여 역전압 유지용 콘덴서(C31)의 양극과 접속된다.
그런데, 브리지 회로(B1)의 타단은, 브리지 회로(B2)의 일단에 접속되어 있다. 브리지 회로(B1)와 (B2)의 접속점은, 콘덴서(C31)의 음극에 접속되는 동시에 본 장치의 (+)출력 단자 O2에 접속된다.
또, 4개 직렬 접속되는 서로 독립된 초크 코일 L1~L4에 흐르는 전류 I는 전류 검출기(22)에 의해 검출된다.
그런데, 본 장치의 (-)출력 단자 O1은, 타겟(18)에 접속되고, (+)출력 단자 O2는 챔버(19)에 접속된다. 통상, 본 장치의 (+)출력 단자 O2는 접지된다.
컨트롤러(10)는, 본 장치의 (-)출력 단자 01와 (+)출력 단자 O2의 전압 검출부(16)에 의해 검출된 부하 전압 VM을 검출함으로써, 챔버(19) 내에서 스퍼터 방전이 발생하고 있는지 아크 방전이 발생하고 있는지를 판정하고 있다. 스퍼터 전압은 통상 300V 이상이며, 아크 방전 전압은 150V 이하이므로, 본 장치의 (-)출력 단자 O1과 (+)출력 단자 O2의 전위차 V가 150V 이하로 낮아지면, 챔버(19) 내에서 아크 방전이 발생하고 있는 것으로 판정된다.
컨트롤러(10)는, 아크 방전의 발생을 검출하면, 설정 시간 T1(0.01~100μs)후에 스위치 SW2를 설정 시간 T2(0.3~10μs) 온 한다. 즉, 역전압 펄스를 타겟(18)에 인가한다. 이 동안에, 스위칭 소자(S11)~(S14)는 후술하는 드라이버에 의해 온, 오프 제어되어 4개 직렬 접속되는, 서로 독립된 초크 코일 L1~L4에 정전류가 흐르도록 제어된다. 즉, 4개 직렬 접속되는 서로 독립된 초크 코일 L1~L4에 흐르는 부하 전류 CM은 전류 검출기(22)에 의해 검출된다. 전술한 역전압 펄스를 인가한 직후의 아크 판정 시간 T3는, 10μs(0.01~10μs) 이하로 하고 있다. 그리고, 이 아크 판정 시간 T3 경과 후에 재차 아크인 것으로 판정된 경우에는, 설정 시간 T1(0.01~100μs) 후에 스위치 SW2를 설정 시간 T2(0.3~10μs) 온하는 처리가 행해진다. 이하, 아크가 검출되는 동안은, 아크가 검출되지 않게 되기까지, 역전압 펄스가 계속 인가된다. 여기서, 아크를 판정하고 나서 설정 시간 T1후에 스위치 SW2를 온하는 것은, 설정 시간 T1이 경과하기 전에 아크가 자체 소멸되는 경우가 있기 때문이다.
트랜스 T1의 1차 코일에 흐르는 전류 CT는 전류 검출기(42)에 의해 검출된다. 트랜스 Tl의 1차 코일에 흐르는 전류를 검출하는 이유는, 결정된 시간 내에 1차 전류를 교대로 흘려 주지 않으면 트랜스 T1이 자기(磁氣) 포화되어, 대전류가 흘러, 스위치칭 소자(S11)~(S14)를 파괴하여 버리기 때문이다.
전류 검출기(22)에 의해 검출된 트랜스 T1의 1차 코일에 흐르는 전류 CT는 콤퍼레이터(51)의 -단자에 입력되고, 그 +단자에는 트랜스 T1의 한계 전류 C Tlim가 입력되어 있다.
또한, 전류 검출기(22)에 의해 검출된 부하 전류 CM은, 도 2를 참조하여 전술한 히스테리시스를 가진 콤퍼레이터(31)의 -단자에 입력된다. 이 콤퍼레이터(31)의 +단자에는 설정 전류치 I set가 입력된다.
또한, 이 콤퍼레이터(31)의 출력은 CR 발진 회로(52)에 출력된다. 콤퍼레이터(31)의 출력이 저항(52a)을 통하여 콤퍼레이터(52b)의 +단자에 입력되는 동시에, 저항(52c), 콘덴서(52d)를 통하여 콤퍼레이터(52b)의 -단자에 입력된다. 따라서, 콤퍼레이터(31)의 출력이 플러스인채이면, 콘덴서(52d)가 충전되어 가므로, 콤퍼레 이터(52d)의 -단자의 입력 전위가 상승하여 가서, 이 콤퍼레이터(52d)의 -단자의 입력 전위가 +단자의 입력 전위보다 높아진 시점에서, 콤퍼레이터(52d)의 출력은 제로가 된다.
콤퍼레이터(52d)의 출력이 제로로 되면, 콘덴서(52d)는 급격히 방전되어, +입력의 히스테리시스 설정보다 낮아진 시점에서 +출력으로 된다.
따라서, 콤퍼레이터(31)의 출력이 플러스인 동안은, CR 발진 회로(52)는 계속 발진한다.
콤퍼레이터(51, 31) 및 CR 발진 회로(52)의 출력은 각각 앤드 회로(53)에 입력된다. 그리고, 이 앤드 회로(53)의 출력은 T형 FF(54)의 T입력 단자에 입력되는 동시에, 앤드 회로(55a, 55b)의 한쪽 입력 단자에 입력된다. T형 FF(54)의 Q출력은 앤드 회로(55a)의 다른 쪽 입력단에 입력되는 동시에, 그/Q출력은 앤드 회로(55b)의 다른 쪽 입력단에 입력되어 있다.
앤드 회로(55a)의 출력은 드라이버(56a)에 출력되고, 앤드 회로(55b)의 출력은 드라이버(56b)에 출력된다. 이 드라이버(56a)에 의해 스위칭 소자(S11), (S14)의 도통이 제어되고, 드라이버(56b)에 의해 스위칭 소자(S13),(S12)의 도통이 제어된다.
이상과 같이 구성함으로써, 콤퍼레이터(31)의 출력이 플러스인 동안은, CR 발진 회로(52)는 계속 발진한다. 따라서, T형 FF(54)의 Q출력은 "1" "0"을 교대로 출력한다. 이 결과, 드라이버(56a, 56b)가 교대로 구동된다. 이와 같이 CR 발진 회로(52)를 형성함으로써, 트랜스 T1가 자기 포화되지 않으므로, 트랜스 T1의 1차 코 일에 흐르는 전류를 제어할 수 있다.
트랜스 T1의 1차 코일에 흐르는 전류를 제어하는 경우에는, 최초의 펄스폭을 최대폭으로 하면, 확률 1/2로 자기 포화가 일어난다. 그러므로, 통상의 드라이버(56a, 56b)에서는, 오차 앰프의 시정수를 펄스 주기의 5 ~ 10배 정도로 하여, 도 5에 나타낸 바와 같이 서서히 펄스폭을 넓히는 것에 의해 회피하고 있다.
히스테리시스를 가지는 콤퍼레이터(31)를 사용한 경우에는, 최초의 펄스는 전개(全開)이므로, 1/2의 확률로 자기 포화가 일어난다. 그래서, 초기 전류를 전류 검출기(42)에 의해 검출하고, 그 값이 콤퍼레이터(51)에 있어서 CTlim보다 큰 것으로 판정되면, 콤퍼레이터(51)의 출력은 제로로 되므로, 드라이버(56a, 56b)로부터 출력되는 펄스를 정지시켜, 트랜스 T1의 자기 포화를 미연에 방지하고 있다.
다음에, 도 6을 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 대하여 설명한다.
도 6에 있어서, 도 1 또는 도 4와 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고, 그 상세한 설명에 대하여는 생략한다. 이 제5 실시예에서는, 도 4의 히스테리시스를 가지는 콤퍼레이터(31)의 +단자에 입력되는 설정 전류치 I set가 도 1에서 설명한 것처럼, 스퍼터링용 전원 장치의 순간 전력과 설정 전력 P set의 오차에 따라 설정된다.
그리고, 히스테리시스를 가지는 콤퍼레이터(31)에 의해 부하 전류 CM은 설정 전류치 I set의± 5%로 억제할 수 있다.
이 제5 실시예에서는, 챔버(19)에의 공급 전력이 설정 전력 P set로 되도록 설정 전류 I set를 결정하고 있다. 또한, 챔버(19) 내에 아크가 발생한 경우에는, 스위치 SL을 오프함으로써, 챔버(19)에 아크가 발생하기 직전의 값을 오차 앰프(22)에 유지하도록 하고 있다.
이와 같이 본 발명의 제5 실시예에서는, 제4 실시예의 효과 외에, 챔버(19) 내에 공급하는 전력을 설정 전력 P set로 되도록 제어하고 있을 때, 챔버(19) 내에 아크가 발생하면 부하 전류 CM이 증가하려는 것을 미연에 방지할 수 있다.
다음에, 도 7을 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 본 제6 실시예의 기본 원리에 대하여 설명한다.
코일 L을 흐르는 전류와 전압의 관계는
E = L*di/dt …(1)
로 되어 있다.
(1)식에 있어서, L을 인덕턴스, Vi를 공급 펄스, Vo를 출력 전압, T를 PWM의 주기, dt를 펄스폭, Is를 목표 전류, Ir을 현재의 전류로 하면, PWM의 1주기로 변화하는 전류 di는,
di = (Vi-Vo)/L*dt-Vo/L*(T-dt) …(2)
로 된다.
(2)식에 있어서, 제1항은 PWM 펄스 ON으로 전류가 증가되고, 제2항은 PWM 펄스 OFF로 L에 모인 에너지를 부하에 공급하여 전류가 감소되는 것을 의미한다.
다음에, (2)식을 전개한다.
di = Vi/L*dt-Vo/L*dt-Vo/L*T+Vo/L*dt
=Vi/L*dt-Vo/L*T …(3)
상기 (3)식에 있어서, 제1항은 PWM 펄스 ON으로 전류를 증가시키는 항, 제2 항은 주기 T 동안 Vo를 출력하고 있으므로, 그 동안에 감소되는 전류라고 생각할 수 있다.
제어량은 PWM의 펄스폭 dt이므로, (3)식을 dt에 대하여 풀면 다음과 같이 된다.
di+Vo/L*T=Vi/L*dt
dt=(di+Vo/L*T)*L/Vi
=di*L/Vi+Vo/Vi*T …(4)
로 된다.
(4)식에 있어서, 제1항은, 전류의 과부족에 대한 보정 펄스폭이며, 제2항은 입력 전압과 출력 전압비에 의해, 현상태의 전류를 유지하기 위해 필요한 펄스폭을 의미한다.
또한, di=Is-Ir이므로,
(4)식을 변경하면,
=(Is-Ir)*L/Vi+Vo/Vi*T
=Is*L/Vi-Ir*L/Vi+Vo/Vi*T …(5)
=(ls*L-Ir*L+Vo*T)/Vi …(6)
여기서, (5)식에 있어서 제1항은 설정 전류에 대한 펄스폭, 제2항은 현재의 전류치에 대한 펄스폭, 제3항은 전류를 유지하기 위해 필요한 펄스폭이다.
도 7의 아래 쪽의 회로는 (6)식을 그대로 회로도에 치환한 회로이다. 즉, (6)식의 Is, Ir, Vo가, 도 7의 설정 전류치 I set, 부하 전류 CM, 부하 전압 VM에 상당한다.
오피(OP) 앰프(61)의 -단자에는 부하 전압 VM, 부하 전류 CM, 설정 전류치 I set가 입력되고, 이 오피 앰프(61)에 있어서,
I set*L-CM*L+VM*T가 연산된다.
그리고, 제산기(62)에 있어서, 오피 앰프(61)의 출력을 입력 전압 Vi로 나누는 처리가 행해진다. 그리고, 이 제산기(62)의 출력은 PWMIC(24)에 출력된다. 이 PWMIC(24)에 의해 펄스폭이 결정된다. 또한, PWMIC(24)의 출력에는 드라이버(25)가 접속되고, 이 드라이버(25)에 의해 트랜지스터(SW1)에 게이트 제어 신호 SW1이 출력된다.
이상과 같이, (6)식에 근거한 연산을 오피 앰프(61) 및 제산기(62)로 행함으로써, PWMIC(24)에 의해 펄스폭을 결정하고 있다.
이와 같이 본 발명의 제6 실시예에 의하면, 펄스폭의 연산을 (6)식으로 나타낸 바와 같이 주기 T의 평균 전류로 계산하고 있으므로, 전류 리플이 충분히 작아지도록, 인덕턴스 L을 크게 하여 주기 T를 짧게 할 수 있다. 즉, PWM의 스위칭 속도를 빠르게 할 수 있다. 또한, 부하 전압 VM이 챔버(19) 내의 아크 발생에 의해 저하된 경우에는, 부하 전압 VM이 내린 시점에서 펄스폭의 계산 결과가 나오므로, 부하 전류 CM의 증가를 보다 작게 억제할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제7 실시예를 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8에 있어서, 도 7 또는 도 1과 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고, 그 상세한 설명에 대하여는 생략한다.
도 8에 있어서, 오피 앰프(61)의 -단자에 입력되는 설정 전류치 I set는, 스퍼터링용 전원 장치의 순간 전력과 설정 전력 P set의 오차에 따라 설정된다.
즉, 이 제7 실시예에서는, 전술한 제6 실시예의 효과와 함께, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 챔버(19)에의 공급 전력이 설정 전력 P set로 되도록 설정 전류 I set를 결정하고 있다. 또한, 챔버(19) 내에 아크가 발생한 경우에는, 스위치 S1를 오프함으로써, 챔버(19)에 아크가 발생하기 직전의 값을 오차 앰프(22)에 유지하도록 하고 있다. 따라서, 챔버(19) 내에 공급되는 전력을 설정 전력 P set로 되도록 제어하고 있을 때, 챔버(19) 내에 아크가 발생하면 부하 전류 CM이 증가하려는 것을 미연에 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제8 실시예에 대하여 도 9를 참조하여 설명한다. 도 9의 상부의 회로도는 도 6의 상부의 회로도와 대략 동일하므로, 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고, 그 상세한 설명에 대하여는 생략한다.
오피 앰프(61)의 -단자에는 부하 전압 VM, 부하 전류 CM, 설정 전류치 I set가 입력되고, 이 오피 앰프(61)에 있어서,
I set*L-CM*L+VM*T가 연산된다.
그리고, 제산기(62)에 있어서, 오피 앰프(61)의 출력을 입력 전압 Vi로 나누는 처리가 행해진다.
이 제산기(62)의 출력에 따라 펄스폭이 결정된다. 그리고, 이 제산기(62)의 출력은, 스위치 S2를 통하여 샘플 홀드 회로(63)에 입력된다. 그리고, 이 샘플 홀 드 회로(63)의 출력은, PWMIC(64)에 입력된다. 이 PWMIC(64)에는 드라이버(56a, 56b)가 접속된다. 이 드라이버(56a)에 의해 스위칭 소자(S11), (S14)의 도통이 제어되고, 드라이버(56b)에 의해 스위칭 소자(S13),(S12)의 도통이 제어된다.
PWMIC(64)에는 타이밍 회로(65)가 접속된다. 이 타이밍 회로(65)는, 트랜스 T1이 자기(磁氣) 포화되지 않도록, 스위칭 소자(S11)~(S14)에 출력하는 플러스, 마이너스의 펄스를 모두 같은 폭으로 되도록, 스위치 S2를 개폐 제어하여 PWM의 펄스폭을 결정하는 제산기(62)의 출력을 샘플 홀드한다.
본 발명의 제8 실시예에 의하면, 펄스폭의 연산을 (6)식에 나타낸 바와 같이 주기 T의 평균 전류로 계산하고 있으므로, 전류 리플이 충분히 작아지도록, 인덕턴스 L을 크게 하여 주기 T를 짧게 할 수 있다. 즉, PWM의 스위칭 속도를 빠르게 할 수 있다. 또한, 부하 전압 VM이 챔버(19) 내의 아크 발생에 의해 저하된 경우에는, 부하 전압 VM이 낮아진 시점에서 펄스폭의 계산 결과가 나오므로, 부하 전류 CM의 증가를 보다 작게 억제할 수 있다.
또한, 이 타이밍 회로(65)는, 트랜스 T1이 자기 포화되지 않도록, 스위칭 소자(S11)~(S14)에 출력하는 플러스, 마이너스의 펄스를 모두 같은 폭으로 되도록, 스위치 S2를 개폐 제어하여 PWM의 펄스폭을 결정하는 제산기(62)의 출력을 샘플 홀드하도록 했으므로, 트랜스 T1의 자기 포화를 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제9 실시예를 도 10을 참조하여 설명한다.
도 10에 있어서, 도 1 또는 도 9와 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고, 그 상세한 설명에 대하여는 생략한다.
도 10에 있어서, 오피 앰프(61)의 -단자에 입력되는 설정 전류치 I set는, 스퍼터링용 전원 장치의 순간 전력과 설정 전력 P set의 오차에 따라 설정된다.
즉, 이 제9 실시예에서는, 전술한 제8 실시예의 효과와 함께, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
즉, 챔버(19)에의 공급 전력이 설정 전력 P set로 되도록 설정 전류 I set를 결정하고 있다.
또한, 챔버(19) 내에 아크가 발생한 경우에는, 스위치 S1를 오프함으로써, 챔버(19)에 아크가 발생하기 직전의 값을 오차 앰프(22)에 유지하도록 하고 있다. 따라서, 챔버(19) 내에 공급하는 전력을 설정 전력 P set로 되도록 제어하고 있을 때, 챔버(19) 내에 아크가 발생하면 부하 전류 CM이 증가하려는 것을 미연에 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제10 실시예에 대하여 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11에 있어서, 도 9와 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고, 그 상세한 설명에 대하여는 생략한다. 도 11에 있어서는, 마이크로 컴퓨터(71)를 설치하고, 이 마이크로 컴퓨터(71) 내에서 I set*L-CM*L+VM*T를 연산하여 입력 전압 Vi로 나눔으로써 펄스폭을 연산하고 있다. 이외의 처리는 도 9의 회로와 같은 회로에 의해 처리된다.
이와 같이 본 발명의 제10 실시예에서는, 전술한 제8 실시예와 같은 효과를 가지는 동시에, 펄스폭의 연산을 디지털 처리할 수 있다. 또한, 펄스폭의 연산을 디지털 처리화함으로써, 인덕턴스 L의 값을 학습할 수 있다. 이와 같이 인덕턴스 L 의 값을 학습 제어함으로써, 보다 정밀도 높은 제어를 행할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제11 실시예를 도 12를 참조하여 설명한다.
도 12는 도 11의 샘플 홀드 회로(63)를 마이크로 컴퓨터(71)에 의해 행하게 하도록 한 것이다. 따라서, 타이밍 회로(65)의 출력을 마이크로 컴퓨터(71)에 입력시켜서, 샘플 홀드 회로(63)에 상당하는 소프트 처리를 행하는 타이밍을 제어하고 있다.
이와 같이 제11 실시예에 의하면, 전술한 제8 실시예와 같은 효과를 가지는 동시에, 펄스폭의 연산을 디지털 처리할 수 있다. 또한, 펄스폭의 연산을 디지털 처리화함으로써, 인덕턴스 L의 값을 학습할 수 있다. 이와 같이 인덕턴스 L의 값을 학습 제어함으로써, 보다 정밀도 높은 제어를 행할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제12 실시예에 대하여 도 13을 참조하여 설명한다.
도 13의 회로는, 도 12의 PWMIC(64) 및 타이밍 회로(65)의 처리도 마이크로 컴퓨터(71)로 행하도록 한 것이다.
이와 같이 마이크로 컴퓨터(71)로 PWM 펄스를 작성함으로써, 도 9에 나타낸 아날로그 회로에서는 페어 펄스에 의해 트랜스 T1의 자기(磁氣) 포화를 회피하고 있던 것을, 마이크로 컴퓨터(71)의 연산에 의해 1펄스마다 자기 포화되지 않는 펄스폭을 결정할 수 있다. 또한, 트랜스 T1의 자기(磁氣) 이력도 마이크로 컴퓨터(71)가 정확하게 알 수 있다.
다음에, 본 발명의 제13 실시예에 대하여 도 14를 참조하여 설명한다.
도 14에 있어서, 3상 교류 전압(AC200V 3Φ)은 3상 정류 회로 D0에 의해 전 파 정류되고, 필터 L0를 통과한 후, 한쌍의 스위칭 회로(S10),(S20)에 의해 펄스 출력으로 된 후, 트랜스(T11),(T12)의 1차측에 각각 접속된다.
스위칭 회로(S10)는 스위칭 소자(S11)~(S14), 스위칭 회로(S20)는 스위칭 소자(S21)~(S24)를 가진다.
이들 스위칭 소자(S11)~(S14),(S21)~(S24)의 온·오프 제어는, 제어부(21)로부터의 제어 신호에 따라 행해진다.
또한, 스위칭 회로(S10)에는 병렬로 평활용 콘덴서(C11)가 접속되고, 스위칭 회로(S20)에는 병렬로 평활용 콘덴서(C12)가 접속되어 있다.
트랜스(T11)의 2차측은 4개의 다이오드로 이루어지는 브리지 회로(B11)에 접속되고, 트랜스 T2의 2차측은 4개의 다이오드로 이루어지는 브리지 회로(B12)에 접속된다.
또한, 트랜스(T12)의 2차측에는 이미 1개의 브리지 회로(B13)가 접속되어 있다.
브리지 회로(B11)의 일단은, 4개 직렬 접속되는 서로 독립된 초크 코일 L1~L4를 개입시키고, 또한 역방향 아크 방지 회로(13)를 통하여 본 장치의 (-)출력 단자 O1에 접속된다. 이 역방향 아크 방지 회로(113)는 다이오드 D2에 저항 R0가 병렬로 접속되어 있다.
또한, 브리지 회로(B12)의 타단은, 본 장치의 (+)출력 단자 O2에 접속된다. 또한, 최종열의 초크 코일 L4와 역방향 아크 방지 회로(113)의 접속점은 스위칭 수단으로서의 스위칭용 트랜지스터(SW21),(SW22)를 통하여 역전압 유지용 콘덴서(C31)의 양극에 접속된다. 이 트랜지스터(SW21),(SW22)는 드라이버(141)에 의해 제어된다. 이 드라이버(41)는 제어부(121)로부터의 제어 신호에 따라 제어된다.
트랜지스터(SW21) 및 트랜지스터(SW22)의 직렬 접속체는 병렬로, 보호용 바리스터(정전압 소자)(D31),(D32)의 직렬 접속체(51)가 접속되어 있다. 이 직렬 접속체(151)에는, 보호용 바리스터(D31),(D32)를 흐르는 전류 Ib를 검출하기 위한 전류 검출기(142)가 접속되어 있다.
그런데, 브리지 회로(B11)에는 브리지 회로(B12)가 직렬로 접속되어 있다.
또한, 브리지 회로(B12)에는 브리지 회로(B13)가 직렬로 접속되어 있다.
브리지 회로(B12)와 (B13)의 접속점은, 콘덴서(C31)의 음극에 접속되는 동시에 본 장치의 (+)출력 단자 O2에 접속된다.
또한, 브리지 회로(B13)의 타단은 콘덴서(C31)의 양극에 접속된다.
그리고, 본 장치의 (-)출력 단자 O1과 (+)출력 단자 O2 사이에는, 분압 저항 R1, R2의 직렬 접속체가 접속된다. 이 분압 저항 R1와 R2의 접속점의 전위 V1는, 제어부(121)에 입력된다. 이 분압 저항 R1 및 R2에 의해 전압 검출부가 구성된다. 이 제어부(121)는, 예를 들면 마이크로 컴퓨터를 중심으로 구성되어 있다. 제어부(121)는 분압 저항 R1와 R2의 접속점의 전위를 검출함으로써, 본 장치의 (-)출력 단자 O1과 (+)출력 단자 O2의 전위차 V를 검출하고 있다.
전술한 스위칭 소자(S11)~(S14),(S21)~(S24) 및 드라이버(141)의 제어는 제어부(121)에 의해 제어된다.
또, 4개 직렬 접속되는 서로 독립된 초크 코일 L1~L4에 흐르는 전류 Ia는 전류 검출기(122)에 의해 검출된다. 이 전류 검출기(122)에 의해 검출된 전류 Ia는 제어부(121)에 출력된다. 그런데, 본 장치의 (-)출력 단자 O1은, 스퍼터 원(原)(131)에 접속되고, (+)출력 단자 O2는 진공조(132)에 접속된다. 통상, 본 장치의 (+)출력 단자 O2는 접지된다.
제어부(12l)는, 본 장치의 (-)출력 단자 O1과 (+)출력 단자 O2의 전위차 V를 검출함으로써, 진공조(132) 내에서 스퍼터 방전이 발생하고 있는지 아크 방전이 발생하고 있는지를 판정하고 있다. 스퍼터 전압은 통상 300V 이상이며, 아크 방전 전압은(150V) 이하이므로, 본 장치의 (-)출력 단자 O1과 (+)출력 단자 O2의 전위차 V가 150V 이하에 낮아지면, 진공조(132) 내에서 아크 방전이 발생하고 있는 것으로 판정된다.
제어부(121)는, 아크 방전의 발생을 검출하면, 설정 시간 T1(0.01~100μs) 후에 트랜지스터(SW21) 및 (SW22)를 설정 시간 T2(0.3~10μs) 온 한다.
즉, 역전압 펄스를 스퍼터원(131)에 인가한다. 이 동안에 있어서, 스위칭 소자(S11)~(S14)는 제어부(121)에 의해 온, 오프 제어되고, 4개 직렬 접속되는 서로 독립된 초크 코일 L1~L4에 정전류가 흐르도록 제어된다. 즉, 4개 직렬 접속되는 서로 독립된 초크 코일 L1~L4에 흐르는 전류 Ia는 전류 검출기(122)에 의해 검출되므로, 제어부(121)는 이 전류 Ia가 정전류가 되도록, 스위칭 소자(S11)~(S14)를 온·오프 제어하고 있다. 전술한 역전압 펄스를 인가 직후의 아크 판정 시간 T3는, 10μs(0.01)~10μs) 이하로 하고 있다.
그리고, 이 아크 판정 시간 T3 경과 후에 재차 아크인 것으로 판정된 경우에는, 설정 시간 T1(0.01~100μs) 후에 트랜지스터(SW21) 및 (SW22)를 설정 시간 T2(0.3~10μs) 온하는 처리가 행해진다. 이하, 아크가 검출되는 동안은, 아크가 검출되지 않게 되기까지, 역전압 펄스가 계속 인가된다. 이상의 처리가 차단 모드이다. 여기서, 아크를 판정하고 나서 설정 시간 T1 후에 트랜지스터(SW21) 및 (SW22)를 온하는 것은, 설정 시간 T1이 경과하기 전에 아크가 자체 소멸되는 경우가 있기 때문이다.
다음에, 상기와 같이 구성된 본 발명의 제13 실시예의 동작에 대하여 설명한다.
예를 들면, (-)출력 단자 O1과 스퍼터원(131)을 접속하는 케이블이 절단된 경우에 대하여 설명한다. 이 경우에는, 트랜스(T11) 및 (T12)를 흐르는 전류 Ia는 돌연 정지한다. 따라서, 트랜지스터(SW21) 및 (SW22)의 온·오프 상태와 상관없이, (-)출력 단자 O1의 전압이 상승한다.
그리고, 이 (-)출력 단자 O1의 전압이 소정 전압 이상이 되면, 스위칭용 트랜지스터(SW21),(SW22)의 직렬 접속체에 병렬로 접속된 보호용 바리스터(D31), (D32)에 전류가 흐른다. 이 전류 Ib는 전류 검출기(142)에 의해 검출된다.
제어 회로(121)는 전류 검출기(142)로부터 입력되는 전류 Ib가 판정 시간에 있어서 기준 레벨을 넘고 있으므로 판단하면, 스위칭 회로(S10) 및 (S20)의 모든 스위칭 소자에 대하여 오프 신호를 출력한다.
이와 같이, 전류 검출기(142)에 의해 검출되는 바리스터(D31),(D32)에 흐르 는 전류가 기준 레벨을 넘고 있는 것으로 판정하면 스위칭 회로(S10) 및 (S20)의 모든 스위칭 소자에 대하여 오프 신호를 출력하여, 이 이상 전류가 흐르지 않도록 함으로써, 바리스터(D31),(D32)의 파괴를 미연에 방지할 수 있다.
이로써, 트랜스(T11) 및 (T12)의 1차측에는 전압은 공급되지 않게 된다. 그리고, 제어 회로(121)는 전류 검출기(142)에 의해 검출되는 전류 Ib가 제로가 되는 것을 기다리는 처리를 행한다.
제어 회로(121)는 전류 검출기(142)에 의해 검출되는 전류(1b)가 제로로 되는 것을 검출하면, 스위칭 회로(S10) 및 (S20)를 구성하는 스위칭 소자에 대하여 선택적으로 온 신호의 출력을 재개한다. 이 결과, 트랜스(T11) 및 (T12)의 1차측에 펄스 전압이 입력되고, (-)출력 단자 O1에는 방전 개시용의 전압 1200~1500V가 발생한다.
그런데, L1~L4의 합계 인덕턴스가 10mH이며 스퍼터 전류가 10A였다고하면, 에너지 EL1는,
EL1 = 0.01*10A*10A/2 = 0.5[J]로 된다. 바리스터(D31),(D32)의 동작 전압이 1600~1800V이며 평균 1700V로 하면,
1700V = L*di/dt가 되고,
dt = 0.01H*10A, 1700V = 5.88e-5가 되어, 60μs로 인덕턴스 L1~L4의 에너지는 바리스터(D31),(D32)에 흡수된다.
또, 스퍼터 방전용의 Ar가스가 없어져 방전할 수 없게 된 경우에도, 인덕턴 스(L1)~(L4)에 저장된 에너지에 의해, 전술한 동작과 마찬가지로 바리스터(D31),(D32)에 전류가 흐른다. 이 전류 Ib는 전류 검출기(142)에 의해 검출된다.
제어 회로(121)는 전류 검출기(142)로부터 입력되는 전류 Ib가 판정 시간에 있어서 기준 레벨을 넘고 있는 것으로 판단하면, 스위칭 회로(S10) 및 (S20)의 모든 스위칭 소자에 대하여 오프 신호를 출력한다. 이로써, 트랜스(T11) 및 (T12)의 1차측에는 전압은 공급되지 않게 된다. 그리고, 제어 회로(121)는 전류 검출기(142)에 의해 검출되는 전류 Ib가 제로가 되는 것을 기다리는 처리를 행한다.
제어 회로(121)는 전류 검출기(142)에 의해 검출되는 전류 Ib가 제로로 되는 것을 검출하면, 스위칭 회로(S10) 및 (S20)를 구성하는 스위칭 소자에 대하여 선택적으로 온 신호의 출력을 재개한다.
이상과 같이 하여, (-)출력 단자 O1과 스퍼터원(31)을 접속하는 케이블이 절단된 경우라도, 트랜지스터(SW21) 및 (SW22)에 인가되는 전압을 바리스터(D31),(D32)로 흡수하고, 또한 이들 바리스터(D31),(D32)에 흐르는 전류를 검출함으로써, 바리스터(D31),(D32)의 파괴도 미연에 방지할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제14 실시예에 대하여 도 15를 참조하여 설명한다.
도 15에 있어서, 도 14와 동일 부분에는 동일 번호를 부여하고, 그 상세한 설명에 대하여는 생략한다.
이 제14 실시예에서는, 바리스터(D31),(D32) 및 전류 검출기(142)를 배치한 직렬 접속체(151)를 설치하는 대신에, 다이오드 D3, D4 및 전원 V으로 이루어지는 정전압 전원 CV를 설치해도 된다.
이 제14 실시예의 동작은 제13 실시예의 동작과 같으므로 생략한다.
그리고, 상기한 실시예에서는, 바리스터(D31),(D32)를 2개 직렬로 접속했지만 이 수는 이것에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 할 수 있는 스퍼터링용 전원 장치를 제공할 수 있다.

Claims (19)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 스퍼터링 전압을 발생시키는 전압 발생부와,
    상기 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 하는 회로부
    를 포함하고,
    상기 전압 발생부는,
    스퍼터링용 직류 전원과,
    상기 스퍼터링용 직류 전원의 마이너스극 측에 설치된 제1 스위칭부와,
    상기 제1 스위칭부에 직렬 접속된 초크 코일과,
    상기 초크 코일의 부하 측에서 상기 스퍼터링용 직류 전원 사이에 접속된 제2 스위칭부와,
    상기 마이너스극 출력 단자와 플러스극 출력 단자 사이에 발생하는 전압을 검출하는 전압 검출부와,
    상기 초크 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부
    를 구비하고,
    상기 회로부는,
    상기 전압 검출부에서 검출된 전압과 상기 전류 검출부에서 검출된 전류로부터 산출된 전력과 설정 전력과의 오차를 산출하는 오차 산출부와,
    상기 전류 검출부에서 검출된 전류치와 상기 오차 산출부의 출력을 전류 설정치로 한 값의 오차를 취하는 차동(差動) 앰프와,
    상기 차동 앰프의 출력에 따라 상기 제1 스위칭부를 개폐 제어하는 펄스폭을 가변하는 펄스폭 가변부와,
    상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 따라 아크 발생이 검출되었을 때 상기 제2 스위칭부가 닫혀져 있는 동안 상기 오차 산출부의 동작을 정지시키는 정지 수단
    을 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  4. 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 스퍼터링 전압을 발생시키는 전압 발생부와,
    상기 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 하는 회로부
    를 포함하고,
    상기 전압 발생부는,
    스퍼터링용 직류 전원과,
    상기 스퍼터링용 직류 전원의 마이너스극 측에 설치된 제1 스위칭부와,
    상기 제1 스위칭부에 직렬 접속된 초크 코일과,
    상기 초크 코일의 부하 측에서 상기 스퍼터링용 직류 전원 사이에 접속된 제2 스위칭부와,
    상기 마이너스극 출력 단자와 플러스극 출력 단자 사이에 발생하는 전압을 검출하는 전압 검출부와,
    상기 초크 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부
    를 구비하고,
    상기 회로부는,
    상기 전류 검출부에서 검출된 전류치와 설정 전류치를 비교하는 히스테리시스를 가지는 콤퍼레이터와,
    상기 콤퍼레이터의 비교 결과에 따라 상기 제1 스위칭부를 구동시키는 구동부
    를 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  5. 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 스퍼터링 전압을 발생시키는 전압 발생부와,
    상기 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 하는 회로부
    를 포함하고,
    상기 전압 발생부는,
    스퍼터링용 직류 전원과,
    상기 스퍼터링용 직류 전원의 마이너스극 측에 설치된 제1 스위칭부와,
    상기 제1 스위칭부에 직렬 접속된 초크 코일과,
    상기 초크 코일의 부하 측에서 상기 스퍼터링용 직류 전원 사이에 접속된 제2 스위칭부와,
    상기 마이너스극 출력 단자와 플러스극 출력 단자 사이에 발생하는 전압을 검출하는 전압 검출부와,
    상기 초크 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부
    를 구비하고,
    상기 회로부는,
    상기 전압 검출부에서 검출된 전압과 상기 전류 검출부에서 검출된 전류로부터 산출된 전력과 설정 전력과의 오차를 산출하는 오차 산출부와,
    상기 전류 검출부에서 검출된 전류치와 상기 오차 산출부의 출력을 전류 설정치로 하여 비교하는 히스테리시스를 가지는 콤퍼레이터와,
    상기 콤퍼레이터의 비교 결과에 따라 상기 제1 스위칭부를 구동시키는 구동부와,
    상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 따라 아크 발생이 검출되었을 때 제2 스위칭부가 닫혀져 있는 동안 상기 오차 산출부의 동작을 정지시키는 정지 수단
    을 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  6. 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 스퍼터링 전압을 발생시키는 전압 발생부와,
    상기 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 하는 회로부
    를 포함하고,
    상기 전압 발생부는,
    스퍼터링용 직류 전원과,
    상기 스퍼터링용 직류 전원의 마이너스극 측에 설치된 제1 스위칭부와,
    상기 제1 스위칭부에 직렬 접속된 초크 코일과,
    상기 초크 코일의 부하 측에서 상기 스퍼터링용 직류 전원 사이에 접속된 제2 스위칭부와,
    상기 마이너스극 출력 단자와 플러스극 출력 단자 사이에 발생하는 전압을 검출하는 전압 검출부와,
    상기 초크 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부
    를 구비하고,
    상기 회로부는,
    설정 전류치와 상기 전류 검출 수단에서 검출된 전류치와 상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 기초하여 얻어진 값을 스퍼터링용 직류 전원의 전압으로 나누는 연산 회로와,
    상기 연산 회로의 출력에 따라 상기 제1 스위칭부를 개폐 제어하는 펄스폭을 가변하는 펄스폭 가변부
    를 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  7. 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 스퍼터링 전압을 발생시키는 전압 발생부와,
    상기 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 하는 회로부
    를 포함하고,
    상기 전압 발생부는,
    스퍼터링용 직류 전원과,
    상기 스퍼터링용 직류 전원의 마이너스극 측에 설치된 제1 스위칭부와,
    상기 제1 스위칭부에 직렬 접속된 초크 코일과,
    상기 초크 코일의 부하 측에서 상기 스퍼터링용 직류 전원 사이에 접속된 제2 스위칭부와,
    상기 마이너스극 출력 단자와 플러스극 출력 단자 사이에 발생하는 전압을 검출하는 전압 검출부와,
    상기 초크 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부
    를 구비하고,
    상기 회로부는,
    상기 전압 검출부에서 검출된 전압과 상기 전류 검출부에서 검출된 전류로부터 산출된 전력과 설정 전력과의 오차를 산출하는 오차 산출부와,
    상기 오차 산출부에서 얻어진 설정 전류치와 상기 전류 검출부에서 검출된 전류치와 상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 기초하여 얻어진 값을 스퍼터링용 직류 전원의 전압으로 나누는 연산 회로와,
    상기 연산 회로의 출력에 따라 상기 제1 스위칭부를 개폐 제어하는 펄스폭을 가변하는 펄스폭 가변부와,
    상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 따라 아크 발생이 검출되었을 때 제2 스위칭부가 닫혀져 있는 동안 상기 오차 산출부의 동작을 정지시키는 수단
    을 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  8. 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 스퍼터링 전압을 발생시키는 전압 발생부와,
    상기 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자 사이에 아크 방전이 발생해도 스퍼터 전류의 변동을 작게 하는 회로부
    를 포함하고,
    상기 전압 발생부는,
    소정 전압을 발생하는 직류 전원과,
    각각 브리지 접속된 복수개의 스위칭 소자를 가지고, 상기 직류 전원의 출력을 펄스 출력으로 변환하는 스위칭 회로와,
    상기 스위칭 회로로부터 펄스형의 1차 전압이 공급되고, 펄스형의 2차 전압을 출력하는 트랜스와,
    상기 트랜스로부터 출력되는 펄스형의 2차 전압을 정류하는 제1 및 제2 다이오드 브리지와,
    상기 제1 다이오드 브리지의 출력측에 접속되는, 복수개의 직렬 접속되는 서로 독립된 초크 코일과,
    상기 제2 다이오드 브리지의 출력측에 접속되는 역전압 유지용 콘덴서와,
    상기 역전압 유지용 콘덴서와 상기 복수개의 직렬 접속된 서로 독립된 초크 코일과 마이너스극 출력 단자의 중간 위치 사이에 설치된 스위칭부와,
    상기 마이너스극 출력 단자와 상기 플러스극 출력 단자 사이에 발생하는 전압을 검출하는 전압 검출부와,
    상기 초크 코일을 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출부
    를 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 회로부는,
    상기 전류 검출부에서 검출된 전류와 전류 설정치를 비교하는 히스테리시스를 가지는 콤퍼레이터와,
    상기 콤퍼레이터의 출력에 접속되는 발진기와,
    상기 콤퍼레이터의 비교 결과에 따라 상기 발진기로부터 발진되는 발진 신호에 응답하여, 상기 스위칭 회로의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 출력하는 스위치 제어부
    를 구비한 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 회로부는,
    상기 전압 검출부에서 검출된 전압과 상기 전류 검출부에서 검출된 전류로부터 산출된 전력과 설정 전력과의 오차를 산출하는 오차 산출부와,
    상기 전류 검출부에서 검출된 전류치와 상기 오차 산출부의 출력을 전류 설정치로 하여 비교하는 히스테리시스를 가지는 콤퍼레이터와,
    상기 콤퍼레이터의 출력에 접속되는 발진기와,
    상기 콤퍼레이터의 비교 결과에 따라 상기 발진기로부터 발진되는 발진 신호에 응답하여, 상기 스위칭 회로의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 출력하는 스위치 제어부와,
    상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 따라 아크 발생이 검출되었을 때 스위칭부가 닫혀져 있는 동안 상기 오차 산출부의 동작을 정지시키는 정지 수단
    을 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 회로부는,
    설정 전류치와 상기 전류 검출부에서 검출된 전류치와 상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 기초하여 얻어진 값을 1차측 직류 전원의 전압으로 나누어 펄스폭을 연산하는 연산 회로와,
    상기 연산 회로의 출력으로부터 출력되는 펄스폭에 따라 상기 스위칭 회로의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 출력하는 스위치 제어부
    를 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 회로부는,
    상기 전압 검출부에서 검출된 전압과 상기 전류 검출부에서 검출된 전류로부터 산출된 전력과 설정 전력과의 오차를 산출하는 오차 산출부와,
    상기 오차 산출부의 출력을 설정 전류치로 하여 입력하고, 상기 전류 검출 수단에서 검출된 전류치와 상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 따라 얻어진 값을 스퍼터링용 직류 전원의 전압으로 나누어 펄스폭을 연산하는 연산 회로와,
    상기 연산 회로의 출력에 따라 상기 스위칭 회로의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 출력하는 스위치 제어부와,
    상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 따라 아크 발생이 검출되었을 때 상기 스위칭부가 닫혀져 있는 동안 상기 오차 산출부의 동작을 정지시키는 정지 수단
    을 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 회로부는,
    설정 전류치와 상기 전류 검출부에서 검출된 전류치와 상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 따라 얻어진 값을 1차측 직류 전원의 전압으로 나누어 펄스폭을 연산하는 제어부와,
    상기 제어부로부터 출력되는 펄스폭을 유지하는 샘플 홀드 회로와,
    상기 샘플 홀드 회로의 출력에 따라 상기 스위칭 회로의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 출력하는 스위치 제어부
    를 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 회로부는,
    설정 전류치와 상기 전류 검출부에서 검출된 전류치와 상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 따라 얻어진 값을 1차측 직류 전원의 전압으로 나누어 펄스폭을 연산하고, 그 펄스폭을 샘플 홀드하는 제어부와,
    상기 제어부의 출력에 따라 상기 스위칭 회로의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 출력하는 스위치 제어부
    를 구비하는
    것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 회로부는, 설정 전류치와 상기 전류 검출부에서 검출된 전류치와 상기 전압 검출부에서 검출된 전압에 따라 얻어진 값을 1차측 직류 전원의 전압으로 나누어 펄스폭을 연산하고, 그 펄스폭을 샘플 홀드하여 상기 스위칭 회로의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 출력하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  16. 마이너스극 출력 단자 및 플러스극 출력 단자를 가지는 스퍼터링용 전원 장치에 있어서,
    소정 전압의 출력을 발생하는 직류 전원과,
    각각 브리지 접속된 복수개의 스위칭 소자를 가지고, 상기 직류 전원의 출력을 펄스 출력으로 변환하는 스위칭 회로와,
    상기 스위칭 회로로부터 펄스형의 1차 전압이 공급되고, 펄스형의 2차 전압을 각각 출력하는 트랜스와,
    상기 트랜스로부터 출력되는 펄스형의 2차 전압을 정류하는 정류 회로와,
    상기 정류 회로의 출력측에 접속되는 초크 코일과,
    역전압 발생원과,
    상기 역전압 발생원과 상기 초크 코일 사이에 설치된 스위칭부와,
    상기 스위칭부에 병렬로 접속된 정전압 소자와,
    상기 스위칭 소자에 대하여 스위칭 제어 신호를 출력하는 동시에, 상기 스위칭부의 개폐를 제어하는 스위칭 제어 신호를 출력하는 제어부
    를 구비한 스퍼터링용 전원 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스위칭부에는 병렬로 정전압 소자 및 전류 검출 수단이 직렬 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 스위칭부에는 병렬로 정전압 소자 및 전류 검출 수단이 직렬 접속되어 있고, 상기 제어부는 상기 전류 검출부에 의해 설정 전류 이상의 전류가 검출되면, 상기 스위칭 소자를 오프하여 상기 전류 검출부에 의해 전류가 제로가 되었던 것이 검출되면 상기 스위칭 소자에 대하여 스위칭 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
  19. 제16에 있어서,
    상기 정전압 소자는 정전압 전원인 것을 특징으로 하는 스퍼터링용 전원 장치.
KR1020047004344A 2001-09-28 2002-09-25 스퍼터링용 전원 장치 KR100571116B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2001-00303691 2001-09-28
JP2001303689 2001-09-28
JPJP-P-2001-00303689 2001-09-28
JP2001303691 2001-09-28
PCT/JP2002/009827 WO2003030345A1 (en) 2001-09-28 2002-09-25 Power supply for sputtering

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040044988A KR20040044988A (ko) 2004-05-31
KR100571116B1 true KR100571116B1 (ko) 2006-04-13

Family

ID=26623433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020047004344A KR100571116B1 (ko) 2001-09-28 2002-09-25 스퍼터링용 전원 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7531070B2 (ko)
EP (1) EP1434336A4 (ko)
JP (1) JP4272522B2 (ko)
KR (1) KR100571116B1 (ko)
CN (1) CN1559103B (ko)
TW (1) TW564483B (ko)
WO (1) WO2003030345A1 (ko)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006260808A (ja) * 2005-03-15 2006-09-28 Sanyo Tekunika:Kk 高輝度放電バルブの制御装置とその制御方法
ES2401289T3 (es) * 2005-03-24 2013-04-18 Oerlikon Trading Ag, Trübbach Generador de plasma en vacío
US7305311B2 (en) * 2005-04-22 2007-12-04 Advanced Energy Industries, Inc. Arc detection and handling in radio frequency power applications
EP1720195B1 (de) * 2005-05-06 2012-12-12 HÜTTINGER Elektronik GmbH + Co. KG Arcunterdrückungsanordnung
JP5177958B2 (ja) * 2006-03-31 2013-04-10 Ｈｏｙａ株式会社 処理データ管理システム、磁気ディスク製造装置用の処理システム、および、磁気ディスク製造装置のデータ管理方法
US7939181B2 (en) * 2006-10-11 2011-05-10 Oerlikon Trading Ag, Trubbach Layer system with at least one mixed crystal layer of a multi-oxide
WO2008071732A2 (en) 2006-12-12 2008-06-19 Oc Oerlikon Balzers Ag Rf substrate bias with high power impulse magnetron sputtering (hipims)
US8217299B2 (en) * 2007-02-22 2012-07-10 Advanced Energy Industries, Inc. Arc recovery without over-voltage for plasma chamber power supplies using a shunt switch
EP1995818A1 (en) * 2007-05-12 2008-11-26 Huettinger Electronic Sp. z o. o Circuit and method for reducing electrical energy stored in a lead inductance for fast extinction of plasma arcs
EP2257964B1 (en) 2007-12-07 2018-07-11 Evatec AG Reactive sputtering with hipims
US8395078B2 (en) 2008-12-05 2013-03-12 Advanced Energy Industries, Inc Arc recovery with over-voltage protection for plasma-chamber power supplies
EP2648209B1 (en) * 2009-02-17 2018-01-03 Solvix GmbH A power supply device for plasma processing
EP2333635A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-15 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Method for obtaining information enabling the determination of a characteristic of a power source
WO2011121994A1 (ja) * 2010-03-30 2011-10-06 株式会社村田製作所 電源装置
DE102010031568B4 (de) 2010-07-20 2014-12-11 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Arclöschanordnung und Verfahren zum Löschen von Arcs
US8552665B2 (en) 2010-08-20 2013-10-08 Advanced Energy Industries, Inc. Proactive arc management of a plasma load
KR101245193B1 (ko) * 2010-11-05 2013-03-19 한국표준과학연구원 자동적인 이온 코팅 전류조절이 가능한 이온 스퍼터 코팅장치
TWI617687B (zh) * 2014-12-04 2018-03-11 財團法人金屬工業研究發展中心 用於濺鍍設備之監測方法及監測系統
CN112187032B (zh) * 2019-07-04 2022-03-15 台达电子工业股份有限公司 电源供应装置及其操作方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02194831A (ja) 1989-01-23 1990-08-01 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 直流放電用電源
DE3924398A1 (de) * 1989-07-24 1991-01-31 Boehringer Andreas Einrichtung zur speisung eines verbraucherzweipols mit einem weitgehend oberschwingungsfreien und dennoch rasch veraenderbaren gleichstrom
DE9109503U1 (ko) * 1991-07-31 1991-10-17 Magtron Magneto Elektronische Geraete Gmbh, 7583 Ottersweier, De
JPH05311418A (ja) 1992-05-12 1993-11-22 Shibaura Eng Works Co Ltd アーク放電防止回路
JP3191135B2 (ja) 1994-02-23 2001-07-23 日本電子工業株式会社 直流グロー放電処理装置におけるアーク遮断方法及び装置
US5651865A (en) 1994-06-17 1997-07-29 Eni Preferential sputtering of insulators from conductive targets
US5576939A (en) 1995-05-05 1996-11-19 Drummond; Geoffrey N. Enhanced thin film DC plasma power supply
JP3679840B2 (ja) 1995-09-05 2005-08-03 新電元工業株式会社 スパッタ装置用電源
US5584974A (en) 1995-10-20 1996-12-17 Eni Arc control and switching element protection for pulsed dc cathode sputtering power supply
JPH09279337A (ja) 1996-04-11 1997-10-28 Hitachi Ltd スパッタリング方法および装置
JP2835323B2 (ja) 1997-02-20 1998-12-14 芝浦メカトロニクス株式会社 スパッタリング装置用電源装置
WO1998037256A1 (fr) * 1997-02-20 1998-08-27 Shibaura Mechatronics Corporation Dispositif d'alimentation electrique pour pulverisation cathodique et dispositif de pulverisation l'utilisant
JP2835322B2 (ja) 1997-02-20 1998-12-14 芝浦メカトロニクス株式会社 スパッタリング用電源装置および該装置を用いたスパッタリング装置
CN1203208C (zh) * 1997-02-20 2005-05-25 芝浦机械电子装置股份有限公司 用于溅射设备的电源装置
US5910886A (en) * 1997-11-07 1999-06-08 Sierra Applied Sciences, Inc. Phase-shift power supply
JP2000278950A (ja) * 1999-03-25 2000-10-06 Shibaura Mechatronics Corp スパッタリング用直流電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040044988A (ko) 2004-05-31
CN1559103A (zh) 2004-12-29
US20040182696A1 (en) 2004-09-23
US7531070B2 (en) 2009-05-12
JPWO2003030345A1 (ja) 2005-01-20
WO2003030345A1 (en) 2003-04-10
JP4272522B2 (ja) 2009-06-03
EP1434336A1 (en) 2004-06-30
TW564483B (en) 2003-12-01
EP1434336A4 (en) 2008-10-08
CN1559103B (zh) 2011-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100571116B1 (ko) 스퍼터링용 전원 장치
EP1869758B1 (en) Control of a resonant converter
EP0927450B1 (en) Sample-and-hold circuit for a switched-mode power supply
KR20070002005A (ko) 스위칭 전원용 제어 회로
JP2006513690A (ja) Ｄｃ／ｄｃコンバータのための制御装置
US20220094262A1 (en) Bootstrap pre-charge circuit in totem-pole power factor correction converter
JP4763897B2 (ja) スパッタリング用電源装置
JP2001145371A (ja) スパッタ用電源
EP3581314B1 (en) Welding power supply
JP7010124B2 (ja) 多相スイッチング電源装置
JP6835900B2 (ja) 直流パルス電源装置、及び直流パルス電源装置の磁気飽和リセット方法
JP2001335928A (ja) スパッタリング装置
JP5284396B2 (ja) スパッタリング用電源装置
WO2020067051A1 (ja) 電源装置
JP5301594B2 (ja) スパッタリング用電源装置
JP2006094609A (ja) 電源装置
JP3307592B2 (ja) 放電加工機の電源装置
JP5284397B2 (ja) スパッタリング用電源装置
JPH05146143A (ja) 突入電流防止回路
CN117614259A (zh) 功率因数校正级、控制器和控制功率因数校正级的方法
JPWO2020071011A1 (ja) 電源制御装置および電源制御方法
JP2012231641A (ja) 電圧変換装置
JP2003105535A (ja) スパッタリング用電源装置
JPH1133719A (ja) 直流アーク溶接用電源装置
JP2000134935A (ja) Ｐｗｍコンバータの制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130326

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140307

Year of fee payment: 9

LAPS Lapse due to unpaid annual fee