KR101190138B1 - 바이폴라 펄스 전원 및 복수의 바이폴라 펄스 전원으로 구성된 전원 장치 - Google Patents

바이폴라 펄스 전원 및 복수의 바이폴라 펄스 전원으로 구성된 전원 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101190138B1
KR101190138B1 KR1020107029230A KR20107029230A KR101190138B1 KR 101190138 B1 KR101190138 B1 KR 101190138B1 KR 1020107029230 A KR1020107029230 A KR 1020107029230A KR 20107029230 A KR20107029230 A KR 20107029230A KR 101190138 B1 KR101190138 B1 KR 101190138B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
power supply
bipolar pulse
switching
pulse power
Prior art date
Application number
KR1020107029230A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110010820A (ko
Inventor
요시쿠니 호리시타
시노부 마츠바라
아쯔시 오노
Original Assignee
가부시키가이샤 알박
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 가부시키가이샤 알박 filed Critical 가부시키가이샤 알박
Publication of KR20110010820A publication Critical patent/KR20110010820A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101190138B1 publication Critical patent/KR101190138B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal 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
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal 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, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal 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, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal 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, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • 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
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

스플래쉬(splash)나 파티클(particle)의 발생에 직결되는 아크 장전 발생 시의 전류 상승을 효율적으로 제한하면서, 극성 반전 시에 과전압이 생기는 것을 방지할 수 있도록 한 바이폴라 펄스 전원을 제공한다. 직류 전력 공급원(1)으로부터의 양 및 음의 직류 출력 사이에 접속된 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)로 구성되는 브릿지 회로(22)를 구비하고, 스위칭 소자의 작동을 제어하여 플라즈마에 접촉하는 한 쌍의 전극에 소정의 주파수로 바이폴라 펄스 형태로 출력한다. 그때, 그 당초에는 상기 전극으로의 출력이 정전압 특성을 가지고, 그 후에 상기 전극으로의 출력이 정전류 특성을 가지도록 상기 출력을 절환하는 출력 특성 절환 회로를 설치한다.

Description

바이폴라 펄스 전원 및 복수의 바이폴라 펄스 전원으로 구성된 전원 장치{BIPOLAR PULSE POWER SOURCE AND POWER SOURCE DEVICE FORMED BY A PLURALITY OF BIPOLAR PULSE POWER SOURCES}
본 발명은 플라즈마 및 표면 처리 장치에 바이폴라 펄스 형태로 전력을 공급하는 바이폴라 펄스 전원 및 복수의 바이폴라 펄스 전원으로 구성되는 전원 장치에 관한 것이다.
이런 종류의 바이폴라 펄스 전원은 예를 들어, 처리 기판 표면에 소정의 박막을 형성하는 스퍼터링 장치에 이용되어 직류 전력을 공급하는 정류 회로와, 이 정류 회로의 양(positive) 및 음(negative)의 출력 사이에 접속되어 4개의 스위칭 소자로 구성되는 MOSFET 브릿지(bridge) 회로를 가지는 것이 알려져 있다. 그리고, 제어 수단에 의해 각 스위칭 소자를 적절하게 작동시켜서, 출력단(전극)인 한 쌍의 타겟(target)으로 소정의 주파수로 교대로 극성을 절환(switch)하여 임의의 펄스 전압을 인가하고, 타겟을 애노드 전극, 캐소드 전극에 교대로 각각 절환하여 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 글로우 방전(glow discharge)을 일으켜서 플라즈마 분위기를 형성하여 각 타겟을 스퍼터링한다. 이것에 의해, 타겟 표면에 축적되는 전하가 반대의 위상 전압을 인가하였을 때 상쇄되어, 안정적인 방전이 얻어진다고 하는 이점이 있다(예를 들어, 특허 문헌 1).
이러한 글로우 방전 중에는, 어떠한 원인에 의해 아크 방전(이상 방전)이 발생하는 것이 알려져 있다. 아크 방전이 발생하면, 플라즈마 부하 측의 임피던스(impedance)가 급격하게 작아지기 때문에, 급격한 전압 저하가 일어나서, 그것에 따라 전류가 증가한다. 여기서, 타겟이 특히, 알루미늄 등의 금속제인 경우, 높은 아크 전류값의 아크 방전이 타겟 사이에서 국소적으로 발생하면, 타겟이 녹아서 방출된 것이 처리 기판 표면에 부착되는 파티클(particle)이나 스플래쉬(splash)(수 ㎛ 내지 수백 ㎛의 덩어리)가 발생하여 양호한 성막을 할 수 없다.
이 점으로부터, 상기 특허 문헌 1에 기재된 바이폴라 펄스 전원에서는, 브릿지 회로로부터의 출력 전류를 검출하는 검출 회로와, 아크 방전 발생시의 전류 상승을 억제하는 인덕터를 설치하고, 이 검출 회로로 검출한 출력 전류가 정상 출력 전류값를 초과하였을 때에, 작동 중인 스위칭 소자를 절환하여, 그 전극으로의 출력을 일단 차단한다. 그리고, 과전류가 진정하여 그 값이 정상 출력 전류값 근처로 되면, 그 전극으로의 출력을 재개하도록 하고 있다. 이 경우, 출력 전류가 일정한 범위를 초과하여 변화하면, 이상 방전의 전단(pre-stage) 현상(마이크로 아크)으로서 인식하여, 그 소호 처리(extinguishing process)를 행함으로써 전류 변화량이 많은 아크 방전의 발생을 억제할 수도 있다.
여기서, 직류 전력 공급원으로부터의 출력이 정전압 특성을 가지고 있으면, 인덕턴스(inductance) 성분보다 용량 성분(캐패시턴스(capacitance)) 성분이 지배적으로 된다. 이 때문에, 아크 방전 발생시에, 플라즈마 부하 측의 임피던스가 작아짐으로써(경우에 따라서는, 수 오옴(ohm) 이하까지 작아진다), 출력과 플라즈마(부하)가 결합되어 용량 성분으로부터 급격하게 출력 측으로 방출된다. 그 결과, 인덕턴스의 값이 작은 인덕터를 설치하여도, 전류 상승을 효율적으로 억제할 수 없고, 단시간(수 ㎲ 동안)에 과전류가 흐른다(즉, 아크 방전 발생시의 단위 시간 당의 전류 상승률이 높다)는 문제가 있다.
단위 시간 당의 전류 상승률이 높은 경우, 전류 변화량이 비교적 작은 상태를 포착하여 마이크로 아크 처리를 행할 때라도, 전압 변화에 지연되어 발생하는 전류 변화에 근거하는 아크 방전 검출로부터 플라즈마로의 전력 공급의 차단까지의 시간 내에서 큰 아크 전류가 흐르는 경우가 있고, 방출되는 아크 에너지가 커져서(정상 전류값의 2배 정도의 전류가 흐른다), 스플래쉬나 파티클이 발생하기 쉬워지고, 특히, 아크 방전이 연속해서 발생하고 있을 때에는, 스플래쉬나 파티클의 발생을 실질적으로 억제할 수 없다.
다른 한편으로, 플라즈마의 인덕턴스 성분보다 1 자릿수 이상 큰 인덕턴스 값의 인덕터를 설치하면, 직류 전원 공급원으로부터의 출력은 정전류 특성이 되어, 아크 방전 발생시의 단위 시간 당의 전류 상승률이 제한된다. 그러나, 브릿지 회로의 각 스위칭 소자를 절환할 때, 통상의 방전 전압보다 높은 전압이 발생하는 경우가 있다. 즉, 플라즈마에 인덕턴스 성분이 발생함으로써, 각 타겟에서의 극성 반전시에 과전압이 생긴다. 이와 같이 과전압이 생기면, 아크 방전을 유발할 우려가 있다.
특허 문헌 1 : 특허 제3639605호 공보
따라서, 본 발명은 이상의 점을 고려하여 스플래쉬나 파티클의 발생에 직결되는 아크 방전 발생시의 전류 상승을 효과적으로 제한하면서, 극성 반전시에 과전압이 생기는 것을 방지할 수 있도록 한 바이폴라 펄스 전원 및 복수의 바이폴라 펄스 전원으로 구성되는 전원 장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 바이폴라 펄스 전원은, 직류 전력 공급원으로부터의 양 및 음의 직류 출력 사이에 접속된 스위칭 소자로 구성되는 브릿지 회로를 구비하고, 스위칭 소자의 작동을 제어하여 플라즈마에 접촉하는 한 쌍의 전극에 소정의 주파수로 바이폴라 펄스 형태로 출력하는 바이폴라 펄스 전원에 있어서, 상기 전극에 출력할 때에, 그 당초에는 상기 전극으로의 출력이 정전압 특성을 가지고, 그 후에 상기 전극으로의 출력이 정전류 특성을 가지도록 상기 출력을 절환하는 출력 특성 절환 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 출력 특성 절환 회로를 설치함으로써, 어떠한 원인으로 아크 방전이 발생하였을 경우, 플라즈마의 임피던스가 급격하게 작아지는 것에 기인하여 급격한 전압저하가 일어나고, 그것에 따라 전류가 증가한다. 이때, 직류 전원 공급원으로부터 전극으로의 출력이 정전류 특성이기 때문에, 아크 방전의 발생시의 단위 시간 당의 전류 상승률이 제한된다. 다른 한편으로, 각 전극에서의 극성 반전시에만 정전압 특성으로 되어 있음으로써, 그 극성 반전시에 과전압이 생기는 것이 방지되어 과전류에 기인한 아크 방전의 발생이 억제된다.
본 발명에서는, 상기 출력 특성 절환 회로가, 상기 직류 전력 공급원으로부터 브릿지 회로로의 양 및 음의 직류 출력 중의 적어도 한쪽에 배치된 인덕터와, 상기 인덕터에 병렬로 접속된 다른 스위칭 소자를 구비하여, 상기 스위칭 소자의 절환 당초에 상기 다른 스위칭 소자를 소정 시간 작동시켜서 인덕터를 단락시키는 구성을 채용하면, 정전압 특성으로부터 정전류 특성으로 절환하는 구성을 간단하게 실현할 수 있다. 이 경우, 상기 다른 스위칭 소자의 절환 타이밍은 플라즈마의 발생 공간의 용적(즉, 플라즈마의 임피던스)에 따라 적절하게 설정할 수가 있고, 또한, 마이크로 아크 처리시에는, 아크 방전 발생시의 전류 상승률이 제한되도록 상기 다른 스위칭 소자가 오프(off)로 제어된다.
다른 한편으로, 상기 출력 특성 절환 회로는, 상기 직류 전력 공급원으로부터 브릿지 회로로의 양 및 음의 직류 출력 중의 적어도 한쪽에 배치된 인덕터와, 상기 인덕터에 직렬로 접속되어 과전압 발생시에 상기 인덕터를 단락시키는 다이오드를 구비하는 구성을 채용하면, 극성 반전시에 과전압이 생기고 있는 동안, 다이오드가 온 상태로 되어 인덕터가 단락됨으로써, 그 동안에만 정전압 특성으로 된다. 이것에 의하면, 절환을 제어할 필요가 있는 스위칭 소자를 이용하지 않기 때문에, 회로 구성이나 그 제어를 간소화할 수 있어서 좋다.
본 발명에서는, 상기 다른 스위칭 소자 또는 다이오드에 직렬로 저항을 접속한 구성을 채용하여, 극성 반전시에 생기는 과전압으로부터 스위칭 소자나 다이오드를 보호하도록 하여도 좋다.
또한, 본 발명에서는, 상기 전극은 스퍼터링법을 실시하는 처리 실내에 배치한 한 쌍의 타겟인 경우에 특히 유효하다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 전원 장치는 청구항 1 내지 청구항 5 중의 어느 한 항에 기재된 바이폴라 펄스 전원을 복수 대 병렬 접속하여 구성되는 전원 장치로서, 각 바이폴라 펄스 전원을 동기시켜서 동일한 처리 실내에 배치한 적어도 한 쌍의 전극에 대해 바이폴라 펄스 형태로 출력하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 바이폴라 펄스 전원의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 바이폴라 펄스 전원의 출력 제어를 설명하는 도면.
도 3은 종래의 바이폴라 펄스 전원에서의 마이크로 아크 처리시의 전류 변화를 설명하는 도면.
도 4의 (a) 및 (b)는 한 쌍의 전극으로의 출력 전압 및 출력 전류의 파형을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 바이폴라 펄스 전원에서의 마이크로 아크 처리를 설명하는 도면.
도 6은 본 발명의 바이폴라 펄스 전원에서의 마이크로 아크 처리시의 전류 변화를 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 전원 장치를 이용한 스퍼터링 장치를 개략적으로 설명하는 도면.
도 8은 본 발명의 전원 장치의 출력 제어를 설명하는 도면.
이하에 도면을 참조하여 본 발명의 바이폴라 펄스 전원(E)을 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 바이폴라 펄스 전원(E)은 예를 들어, 스퍼터링 장치 내의 처리 기판에 대향시켜서 배치되어, 플라즈마(P)에 접촉하는 전극인 한 쌍의 타겟(T1, T2)에 대해 소정의 주파수로 바이폴라 펄스 형태로 전력을 공급(출력)하기 위해 이용된다. 바이폴라 펄스 전원(E)은 직류 전력의 공급을 가능으로 하는 직류 전력 공급부(1)와, 각 타겟(T1, T2)으로의 출력을 제어하는 발진부(2)로 구성된다. 출력 전압의 파형은 대략 방형파(rectangular)나 대략 정현파(sinusoidal)이어도 좋다.
직류 전력 공급부(1)는 그 작동을 제어하는 제1 CPU 회로(11)와, 상용 교류 전력(3상 AC 200V 또는 400V)이 입력되는 입력부(12)와, 입력된 교류 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환하는 6개의 다이오드(13a)로 구성되는 정류 회로(13)를 가지고, 양(positive) 및 음(negative)의 직류 전력 라인(14a, 14b)을 통해 직류 전력을 발진부(2)로 출력한다. 또한, 직류 전력 공급부(1)에는, 직류 전력 라인(14a, 14b) 사이에 설치한 스위칭 트랜지스터(15)와, 제1 CPU 회로(11)에 통신 가능하게 접속되어 스위칭 트랜지스터(15)의 온(on), 오프(off)를 제어하는 출력 발진용의 드라이버 회로(16)가 설치되어 있다. 직류 전력 라인(14a, 14b) 사이에는, 그 전류, 전압을 검출하는 검출 회로(17a)가 접속되어, 검출 회로(17a)로 검출된 전류, 전압은 AD 변환 회로(17b)를 통해 제1 CPU 회로(11)에 입력되도록 되어 있다.
발진부(2)에는, 제1 CPU 회로(11)에 통신 가능하게 접속된 제2 CPU 회로(21)와, 양 및 음의 직류 전력 라인(14a, 14b) 사이에 접속된 4개의 제1 내지 제 4 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)로 구성되는 브릿지 회로(22)와, 제2 CPU 회로(21)에 통신 가능하게 접속되어 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)의 온, 오프의 절환을 제어하는 출력 발진용의 드라이버 회로(23)가 설치되어 있다.
그리고, 출력 발진용의 드라이버 회로(23)에 의해, 예를 들어, 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(SW1, SW4)와, 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터(SW2, SW3)의 온, 오프의 타이밍이 반전하도록 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)의 절환을 제어하면, 브릿지 회로(22)로부터의 출력 라인(24a, 24b)을 통해 한 쌍의 타겟(T1, T2)에 바이폴라 펄스 형태로 출력된다. 출력 라인(24a, 24b)에는, 한 쌍의 타겟(T1, T2)으로의 출력 전류 및 출력 전압을 검출하는 검출 회로(25)가 접속되어, 이 검출 회로(25)로 검출된 출력 전류 및 출력 전압은 AD 변환 회로(26)를 통해 제2 CPU 회로(21)에 입력되도록 되어 있다.
여기서, 상기 구성의 바이폴라 펄스 전원(E)에 있어서, 직류 전력 공급부(1)로부터 직류 전력을 출력한 상태에서 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)를 절환한 것에서는, 그러한 스위칭 손실이 커지기 때문에, 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)의 내구성이 향상하도록 구성할 필요가 있다. 따라서, 직류 전력 공급부(1)로부터의 양 및 음의 직류 출력 라인(14a, 14b) 사이에, 출력 발진용의 드라이버 회로(23)에 의해 온, 오프의 절환이 제어되는 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)를 설치하고, 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)의 단락 상태(타겟(T1, T2)로의 출력이 차단되는 상태)에서, 브릿지 회로(22)의 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)의 절환을 행하도록 구성하고 있다.
즉, 도 2에 도시하는 바와 같이, 한 쌍의 타겟(T1, T2)에 바이폴라 펄스 형태로 출력하는 경우, 스위칭 트랜지스터(SW5)의 단락 상태(온(on))에서, 예를 들어, 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(SW1, SW4)를 온(on) 하고, 그 후, 스위칭 트랜지스터(SW5)의 단락을 해제(오프)하여 한쪽의 타겟(T1)으로 출력한다(타겟(T1)에 음의 전위가 인가된다). 그 다음으로, 스위칭 트랜지스터(SW5)를 다시 단락하고, 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(SW1, SW4)를 오프함과 동시에, 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터(SW2, SW3)를 온하고, 그 후, 스위칭 트랜지스터(SW5)를 오프하여 다른 쪽의 타겟(T2)으로 출력한다(타겟(2)에 음의 전위가 인가된다).
그리고, 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)의 온, 오프의 타이밍이 반전하는 상기 제어를 반복함으로써, 한 쌍의 타겟(T1, T2) 사이에 소정의 주파수로 바이폴라 펄스 형태로 출력된다. 그때, 소정 압력으로 유지된 장치 내에 Ar 등의 스퍼터 가스를 도입한 상태에서, 소정의 주파수로 교대로 극성을 변경하여 전력이 투입되는 한 쌍의 타겟(T1, T2)이 애노드 전극, 캐소드 전극에 교대로 절환되고, 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 글로우 방전을 일으켜서 플라즈마 분위기가 형성되어, 각 타겟(T1, T2)이 스퍼터링된다.
이것에 의해, 타겟(T1, T2)으로 출력할 때에 발생하는 스위칭 손실은 스위칭 트랜지스터(SW5)에서만 발생하고, 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)에는 스위칭 손실이 거의 발생하지 않는다. 그 결과, 고 기능의 스위칭 소자를 이용하지 않고 높은 내구성을 달성할 수 있고, 게다가, 4개의 스위칭 소자로 스위칭 손실이 발생하는 경우와 같이 충분한 방열 기구가 불필요하게 되어, 저 비용화를 꾀할 수 있다.
여기서, 직류 전력 공급부(1)로부터의 출력이 정전압 특성이면, 인덕턴스 성분보다 용량 성분(캐패시턴스) 성분이 지배적으로 된다. 이와 같이 용량 성분(캐패시턴스) 성분이 지배적이면, 아크 방전 발생시에 플라즈마 부하 측의 임피던스가 작아짐으로써, 출력과 플라즈마 부하가 결합되어 용량 성분으로부터 급격하게 출력 측으로 방출된다. 이 때문에, 검출 수단에 의한 아크 방전의 검출로부터 전극으로의 출력 차단까지의 시간 내에 큰 아크 전류가 흐른다. 그 결과, 한 번의 처리로 아크 방전을 소호할 수 없으면, 마이크로 아크 처리를 행할 때마다 아크 전류값이 높아지고(방출되는 아크 에너지가 커진다), 스플래쉬나 파티클이 발생하기 쉬워진다(도 3 참조).
따라서, 음의 직류 출력 라인(14b)에, 플라즈마의 인덕턴스 성분보다 큰 인덕턴스 값을 가지는 인덕터(28)를 설치하는 것으로 하였다(도 1 참조). 여기서, 마이크로 아크 처리시의 전류 상승률이 정상 전류값의 200% 보다 작고, 더욱 바람직하게는, 150% 이하로 제한되는 경우, 아크 방전 발생시의 출력 전류 상승률(△i)이, 인덕터(28)의 인덕턴스 값을 L, 타겟(T1, T2)으로의 출력 전압을 V 및 전류 변화 시간 △t로 하면, △i = △tㆍV/L로 산출된다. 그때, 한 쌍의 타겟(T1, T2)으로의 출력 전압을 500 V, 출력 전류를 100 A로 하고, 마이크로 아크 처리(출력 차단) 시간을 200 ㎲로 하고, 과전류를 검출하여 출력을 차단할 때까지의 전류 상승률을 150 %로 하기 위해서는, △i는 50 A가 된다. 이와 같은 경우에는 2 mH의 인덕턴스 값을 갖는 인덕터(28)를 음의 직류 출력 라인(14b)에 접속하면 좋다. 또한, 본 실시 형태에서는, 음의 직류 출력 라인(14b)에 소정 값의 인덕터(28)를 설치하는 것으로 하였지만, 인덕터(28)의 접속 위치는 이것으로 한정되는 것이 아니며, 양의 직류 출력 라인(14a) 또는 양 및 음의 두 직류 출력 라인(14a, 14b)에 각각 설치하여도 좋다.
상기와 같이, 예를 들어 2 mH의 값을 갖는 인덕터(28)를 설치한 경우, 브릿지 회로(22)의 각 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)를 소정의 주파수(예를 들어, 5 kHz)로 절환할 때에 통상의 방전 전압 Vc 보다 높은 전압 Va가 발생한다(도 4의 (a) 참조). 즉, 플라즈마(P)에 인덕턴스 성분이 발생하고, 한 쌍의 타겟(T1, T2)으로의 출력을 교대로 절환할 때마다(극성 반전시) 과전압이 생긴다. 이와 같이 과전압이 생기면, 아크 방전을 유발할 우려가 있다. 또한, 도 4에서는, 한쪽의 타겟(T1)에서의 출력 전압 및 출력 전류의 변화만을 도시하고 있다.
따라서, 직류 전력 공급부(1)로부터의 양 및 음의 직류 출력 라인(14a, 14b)에, 상기 인덕터(28) 및 해당 인덕터(28)에 병렬로 접속된 다른 스위칭 소자(SW6)를 구비하는 출력 특성 절환 회로를 설치하는 것으로 하였다(도 1 참조). 스위칭 소자(SW6)는 FET 등 공지의 구조를 가지는 것이며, 드라이버 회로(23)에 의해 온, 오프의 절환이 제어된다. 또한, 과전압을 방지할 때에, 스위칭 소자(SW6)를 보호하기 위해 해당 스위칭 소자(SW6)에 직렬로, 예를 들어, 수 Ω ~ 수백 Ω의 저항값을 가지는 저항(도시하지 않음)을 접속한 구성을 채용하여도 좋다.
그리고, 스위칭 트랜지스터(SW5)의 단락 상태(온)에서, 예를 들어, 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(SW1, SW4)를 온 하고, 그 후, 스위칭 트랜지스터(SW5)의 단락을 해제(오프)하여 한쪽의 타겟(T1)에 출력하는 경우에, 스위칭 소자(SW6)를 일정 기간 온 함으로써 인덕터(28)를 단락시킨다. 다음으로, 스위칭 트랜지스터(SW5)를 다시 단락시키고, 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(SW1, SW4)를 오프함과 동시에, 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터(SW2, SW3)를 온 하고, 그 후, 스위칭 트랜지스터(SW5)를 오프한 후에도, 스위칭 소자(SW6)를 일정 기간 온(on) 함으로써 인덕터(28)를 단락시킨다(도 2 참조). 또한, 스위칭 소자(SW6)의 절환 타이밍(스위칭 소자(SW6)를 온(on)시키는 시간), 플라즈마의 발생 공간의 용적(즉, 플라즈마의 임피던스)에 따라 적절하게 설정할 수가 있고, 또한, 후술하는 마이크로 아크 처리시에는, 아크 방전의 발생시의 전류 상승률이 제한되도록 스위칭 소자(SW6)가 오프(off)로 제어된다.
이와 같이 극성 반전시에 스위칭 소자(SW6)를 작동시켜서 인덕터(28)를 소정 시간만 단락시킴으로써, 인덕터(28)가 단락되어 있는 동안, 타겟(T1, T2)으로의 출력이 정전압 특성이 되어, 출력 전류 Ic가 서서히 증가한다(즉, 출력 전류는 0 A로부터 시작되는 램프 출력(ramp output)이 된다). 그리고, 스위칭 소자(SW6)를 오프로 되돌리면, 정전류 특성이 되어, 각 타겟(T1, T2)에서의 극성 반전시에 과전압이 생기는 것이 방지되고, 과전류에 기인한 아크 방전의 발생이 억제된다(도 4의 (b) 참조).
다음으로, 본 발명의 바이폴라 펄스 전원에 있어서의 아크 처리에 대해 설명한다. 즉, 상기와 같은 글로우 방전 중에는, 어떠한 원인에 의해 아크 방전이 발생하는 경우가 있고, 아크 방전이 발생하면, 플라즈마 부하 측의 임피던스가 급격하게 작아지기 때문에, 급격하게 전압 저하가 일어나고, 그것에 따라 전류가 증가한다. 이것으로부터, 검출 회로(25)로 검출된 출력 전류 및 출력 전압이 입력되는 아크 검출 제어 회로(27)를 제2 CPU 회로(21)에 통신 가능하게 설치하였다(도 1 참조). 그리고, 타겟(T1, T2)으로의 출력이 정전압 특성인 때에는 출력 전류가 일정한 범위를 초과하여 변화하면, 또한, 타겟(T1, T2)으로의 출력이 정전류 특성을 가지고 있는 경우에는 출력 전압이 규정 전압보다 일정한 범위를 초과하여 변화하면, 아크 방전의 전단 현상(마이크로 아크)으로서 인식하고, 그 소호 처리를 행함으로써 아크 전류가 큰 아크 방전의 발생을 억제한다.
도 5 및 도 6을 참조하여 설명하면, 검출 회로(25)로 검출한 출력 전류 Ia가 정상 출력 전류값 Ic를 초과하였을 때, 또는, 출력 전압이 규정 전압보다 작아졌을 때에(도시하지 않음), 아크 검출 제어 회로(27)에 의해 아크 방전 발생의 전단 현상으로서 포착하고, 제2 CPU 회로(21) 및 아크 검출 제어 회로(27)를 통해 출력 발진용의 드라이버 회로(23)에 의해 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)가 단락(온)된다. 이때, 직류 출력 라인(14b)에 인덕터(28)를 설치함으로써, 직류 전원 공급부(1)로부터의 출력이 정전류 특성이 되어, 아크 방전 발생시의 전류 상승률이 제한된다. 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)가 단락(온) 되었을 때, 브릿지 회로(22)의 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)는 어느 한쪽의 타겟(T1, T2)으로의 출력 상태로 유지되고 있지만, 스위칭 트랜지스터(SW5)가 단락됨으로써 타겟(T1, T2)으로의 출력이 차단된다(마이크로 아크 처리).
다음으로, 소정 시간 경과 후(수 ㎲ ~ 수 ㎳)에, 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)의 단락을 해제(오프)하고, 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)의 작동 상태에 따라 어느 한쪽의 타겟(T1, T2)으로의 출력을 재개한다. 이때, 스위칭 소자(SW6)를 일정 기간 온(on) 함으로써 인덕터(28)가 단락되고, 상기와 같이, 인덕터(28)가 단락되어 있는 동안, 타겟(T1, T2)으로의 출력이 정전압 특성이 되어, 한쪽의 타겟(T1, T2)으로의 출력 재개시에 과전압이 생기는 것이 방지된다. 그리고, 아크 검출 제어 회로(27)에 의해 출력 전류 Va가 정상 출력 전류값 Vc를 초과하는지, 또는, 출력 전압이 규정 전압보다 작아져 있는지를 판단하고, 정상 출력 전류값 Vc를 아직 초과하고 있는지, 또는, 출력 전압이 규정 전압보다 작은 경우에, 출력 발진용 드라이버 회로(23)에 의해 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)를 다시 단락시킨다.
이 일련의 마이크로 아크 처리를 복수 회 반복하여도 출력 전류 Ia가 정상 출력 전류값 Ic를 초과한 상태 그대로인지, 또는, 출력 전류 Ia가 미리 설정된 소정 값을 초과하면, 스플래쉬나 파티클의 발생을 유발하는 아크 방전이 발생한다고 판단하고, 제1 CPU 회로(11)로부터의 제어에 의해 스위칭 트랜지스터(15)를 오프(off)하고, 직류 전력 공급부(1)로부터의 출력을 정지한다(하드 아크 처리). 이 처리 동안에도, 아크 전류값은 정상 전류값의 200%보다 작게 유지되는 것(도 6 참조)과, 출력 중의 2개의 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)를 절환하여 아크 방전의 소호 처리를 행하는 경우보다, 응답성이 좋게 그 출력 차단의 제어를 할 수 있는 것이 서로 어울려서, 방출되는 아크 에너지가 작게 하여, 스플래쉬나 파티클의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 이 처리 동안, 브릿지 회로(22)의 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)에는 스위칭 손실이 거의 발생하지 않기 때문에, 그 내구성을 한층 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 바이폴라 펄스 전원(E)에 의해 전극인 타겟(T1, T2)에 출력(마이크로 아크 처리 시에 출력을 재개하는 경우를 포함한다)할 때에, 그 당초에는 상기 각 전극으로의 출력이 정전압 특성을 가지고, 그 후에 상기 각 전극으로의 출력이 정전류 특성을 가지도록 절환하는 출력 특성 절환 회로로서 인덕터(28) 및 스위칭 소자(SW6)를 설치한 것을 예로 들어 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, FET 등의 스위칭 소자 대신에, 과전압 발생시에 인덕터(28)를 단락시키는 다이오드(도시하지 않음)를 인덕터(28)에 병렬로 접속하여 출력 특성 절환 회로로 하는 구성을 채용할 수 있다. 이것에 의해, 간단한 구성으로 출력 특성 절환 회로를 실현할 수 있고, 게다가, 스위칭 소자를 이용한 경우와 같은 제어가 불필요하게 되어도 좋다. 이 경우, 직류 전력 공급부(1)로부터의 양 및 음의 직류 출력 라인(14a, 14b)에 접속된 캐패시터(C)와, 인덕터(28)에 병렬이며 서로 직렬로 접속된 다이오드(D) 및 저항(R)으로 구성되는 출력 클램프 회로에 의해 출력 특성 절환 회로로 하여도 좋다. 캐패시터(C)로서는 5 ~ 20 ㎌의 것이 이용되고, 저항(R)으로서는 수 Ω ~ 10 Ω 범위의 것을 이용하면 좋다.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 바이폴라 펄스 전원(E)을 복수대 병렬로 접속하여 구성되는 전원 장치에 대해 설명한다. ES는 본 발명의 전원 장치이며, 이 전원 장치(ES)는 예를 들어, 다음의 구성을 가지는 마그네트론 스퍼터링 장치(magnetron sputtering apparatus)(이하, "스퍼터 장치"라고 한다)(3)에 이용되고 있다.
스퍼터 장치(3)는 로터리 펌프, 터보 분자 펌프 등의 진공 배기 수단(도시하지 않음)을 통해 소정의 진공압(예를 들어, 10-5 Pa)으로 유지할 수 있는 진공 챔버(31)를 가지고, 스퍼터실(처리실)(32)을 구성한다. 진공 챔버(31)의 상부에는, 예를 들어, FPD 제조 시에 이용되는 대면적의 처리 기판(S)을 전위에 있어서 플로팅(floating) 상태로 유지하는 기판 홀더(33)가 설치되어 있다. 진공 챔버(31)에는, 또한 프로세스 가스를 스퍼터실(32) 내에 도입하는 가스 도입관(도시하지 않음)이 설치되고, Ar 등의 희가스로 이루어진 스퍼터 가스나 반응성 스퍼터에 의해 소정의 박막을 형성하는 경우에 처리 기판(S) 표면에 형성하고자 하는 박막의 조성에 따라 적절하게 선택되는 O2, N2나 H2O 등의 반응성 가스가 처리실(32)에 도입될 수 있다.
스퍼터실(32)에는, 처리 기판(S)에 대향시켜서 복수 매(본 실시 형태에서는 8매)의 타겟(41a 내지 41h)이 동일 간격으로 병렬로 배치되어 있다. 각 타겟(41a 내지 41h)은 Al, Ti, Mo, 인듐 및 주석의 산화물(ITO)이나 인듐 및 주석의 합금 등, 처리 기판(S) 표면에 형성하고자 하는 박막의 조성에 따라 공지의 방법으로 제작되어, 예를 들어, 대략 직방체(상면 도시의 경우에 장방형(rectangle)) 등의 동일한 형상으로 형성되어 있다.
각 타겟(41a 내지 41h)은 스퍼터 도중에 타겟(41a 내지 41h)을 냉각하는 백킹 플레이트(backing plate)에, 인듐이나 주석 등의 본딩재를 통해 접합되어 있다. 각 타겟(41a 내지 41h)은 미사용시의 스퍼터 면이 처리 기판(S)에 평행한 동일 평면 위에 위치하도록, 절연 부재를 통해 진공 챔버(31)에 설치된다. 또한, 타겟(41a 내지 41h)의 후방(스퍼터 면과 배향하는 측)에는, 공지의 구조를 가지는 자석 조립체(도시하지 않음)가 배치되고, 각 타겟(41a 내지 41h)의 전방(스퍼터 면) 측에서 이온화된 전자 및 스퍼터링에 의해 발생한 2차 전자를 포착함으로써, 각 타겟(41a 내지 41h) 전방에서의 전자 밀도를 높게 하여 플라즈마 밀도가 높아지고, 스퍼터 레이트를 높일 수 있다.
각 타겟(41a 내지 41h)은 서로 이웃하는 2매로 한 쌍의 타겟(41a와 41b, 41c와 41d, 41e와 41f, 41g와 41h)을 구성하고, 한 쌍의 타겟(41a 내지 41h)마다 할당하여 상기 실시 형태의 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)이 설치되고, 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)으로부터의 출력 라인(24a, 24b)이 각 한 쌍의 타겟(41a, 41b)(41c 및 41d, 41e 및 41f, 41g 및 41h)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)에 의해, 각 한 쌍의 타겟(41a 내지 41h)에 대해 교대로 극성을 바이폴라 펄스 형태의 전력 공급이 가능하게 된다.
본 실시 형태에서는, 안정적으로 타겟(41a 내지 41h)의 전방으로 플라즈마를 생성하기 위하여, 서로 인접하는 타겟(41a 내지 41h)의 극성이 서로 반전하도록, 각 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)을 동기시켜서 전력이 공급된다(도 5 참조). 이 동기 운전을 위하여, 각 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)의 제2 CPU 회로(21)에 통신 가능하게 접속된 CPU로 구성되는 통괄 제어 수단(5)이 설치되어 있다.
그리고, 각 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)의 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)의 단락 상태에서, 각 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)마다, 제1 및 제4 스위칭 트랜지스터(SW1, SW4)와 제2 및 제3 스위칭 트랜지스터(SW2, SW3)의 온, 오프의 타이밍이 반전함과 동시에, 서로 인접하는 타겟(41a 내지 41h)으로의 극성이 반전하도록 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)를 작동시킨 후, 통괄 제어 수단(5)으로부터의 출력으로 스위칭 트랜지스터(SW5)의 단락이 해제되어, 한 쌍의 타겟 중 각 한쪽의 것(41a, 41c, 41e, 41g)으로 출력한다.
다음으로, 통괄 제어 수단(5)으로부터의 출력으로 각 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)의 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)를 단락시키고, 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)를 절환한 후에, 통괄 제어 수단으로부터의 출력으로 스위칭 트랜지스터(SW5)의 단락이 해제되고, 다른 쪽의 각 타겟(41b, 41d, 41f, 41h)으로 출력한다. 그리고, 상기 제어를 반복함으로써, 각 타겟(41a 내지 41h)에 소정의 주파수로 바이폴라 펄스 형태로 전력이 공급되어 동기 운전된다.
이 동기 운전 시에, 통괄 제어 수단(5)에 의해 각 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)의 출력 단락용의 스위칭 소자(SW5)의 온, 오프의 절환 타이밍만을 동기시키면 되기 때문에, 각 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)의 스위칭 소자(SW1 내지 SW4)를 충분한 여유를 갖고 작동시킬 수 있고, 각 바이폴라 펄스 전원의 스위칭 소자나 제어 회로에 개체 차이가 있어도 그 동기 운전은 용이하다.
또한, 각 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)은 스퍼터링 도중에, 어느 1개의 바이폴라 펄스 전원에 있어서 검출 회로(25)로 검출한 출력 전류 Ia가 정상 출력 전류값 Ic를 초과하였을 때, 그 바이폴라 펄스 전원의 아크 검출 제어 회로(23)에 의한 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)의 절환으로 상술한 마이크로 아크 처리를 행하도록 구성되어 있다.
어느 1개의 바이폴라 펄스 전원으로 마이크로 아크 처리를 행할 때, 이 바이폴라 펄스 전원으로부터의 출력 케이블(24a, 24b)이 접속된 한 쌍의 타겟과, 이 한 쌍의 타겟에 인접하는 다른 바이폴라 펄스 전원으로부터의 출력 케이블(24a, 24b)이 접속된 다른 타겟과의 전위가 서로 일치하고 있으면, 아크 방전을 소호하기 쉽게 할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 어느 1개의 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)에서 마이크로 아크 처리를 개시하였을 때, 그것이 통괄 제어 수단(5)을 통해, 인접하는 타겟으로 출력되고 있는 바이폴라 펄스 전원의 제2 CPU 회로(21)에 그것이 출력된다. 이 경우, 그 제2 CPU 회로(21)를 통해, 출력 발진용의 드라이버 회로(23)에 의해 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)가 일단 단락되고, 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)의 작동 상태에 따라 전위가 서로 일치하도록 각 스위칭 트랜지스터(SW1 내지 SW4)의 작동 타이밍이 변경되고, 출력 단락용의 스위칭 트랜지스터(SW5)의 단락이 해제되어, 타겟으로 출력되도록 하고 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 각 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)을 동기 운전하기 위해 통괄 제어 수단을 설치한 것에 대해 설명하였지만, 어느 1개의 제2 CPU 회로(21)를 통괄 제어 수단으로서 구성하고(마스터 전원), 이 통괄 제어 수단의 출력에 의해, 다른 바이폴라 펄스 전원(E2 내지 E4)(슬레이브 전원)의 작동이 제어되도록 하여도 좋다. 또한, 상기의 것에서는, 하나의 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)으로 한 쌍의 타겟에 출력하는 것을 예로 들어 설명하였지만, 복수대의 바이폴라 펄스 전원(E1 내지 E4)으로 한 쌍의 타겟에 출력하는 것과 같은 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.
1 : 직류 전력 공급부 2 : 발진부
22 : 브릿지 회로 24a, 24b : 출력 케이블
25 : 출력 전류, 전압 검출 회로 27 : 아크 검출 제어 회로
28 : 인덕터 E : 바이폴라 펄스 전원
SW1 내지 SW6 : 스위칭 소자 T1, T2 : 전극(타겟)

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 직류 전력 공급원으로부터의 양(positive) 및 음(negative)의 직류 출력 사이에 접속된 스위칭 소자로 구성되는 브릿지 회로를 구비하고, 스위칭 소자의 작동을 제어하여 플라즈마에 접촉하는 한 쌍의 전극에 소정의 주파수로 바이폴라 펄스 형태로 출력하는 바이폴라 펄스 전원에 있어서,
    상기 전극에 출력할 때에, 그 당초에는 상기 전극으로의 출력이 정전압 특성을 가지고, 그 후에 상기 전극으로의 출력이 정전류 특성을 가지도록 상기 출력을 절환(switch)하는 출력 특성 절환 회로를 구비하고,
    상기 출력 특성 절환 회로는, 상기 직류 전력 공급원으로부터 브릿지 회로로의 양 및 음의 직류 출력 중 적어도 한쪽에 배치된 인덕터와, 상기 인덕터에 병렬로 접속된 다른 스위칭 소자를 구비하고, 상기 스위칭 소자의 절환 당초에 상기 다른 스위칭 소자를 소정 시간 작동시켜서 인덕터를 단락시키는 것을 특징으로 하는 바이폴라 펄스 전원.
  3. 직류 전력 공급원으로부터의 양(positive) 및 음(negative)의 직류 출력 사이에 접속된 스위칭 소자로 구성되는 브릿지 회로를 구비하고, 스위칭 소자의 작동을 제어하여 플라즈마에 접촉하는 한 쌍의 전극에 소정의 주파수로 바이폴라 펄스 형태로 출력하는 바이폴라 펄스 전원에 있어서,
    상기 전극에 출력할 때에, 그 당초에는 상기 전극으로의 출력이 정전압 특성을 가지고, 그 후에 상기 전극으로의 출력이 정전류 특성을 가지도록 상기 출력을 절환(switch)하는 출력 특성 절환 회로를 구비하고,
    상기 출력 특성 절환 회로는, 상기 직류 전력 공급원으로부터 브릿지 회로로의 양 및 음의 직류 출력 중 적어도 한쪽에 배치된 인덕터와, 상기 인덕터에 병렬로 접속되어 과전압 발생시에 상기 인덕터를 단락시키는 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 바이폴라 펄스 전원.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 다른 스위칭 소자에 직렬로 저항을 접속한 것을 특징으로 하는 바이폴라 펄스 전원.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 다이오드에 직렬로 저항을 접속한 것을 특징으로 하는 바이폴라 펄스 전원.
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 전극은 스퍼터링법을 실시하는 처리실 내에 배치한 한 쌍의 타겟인 것을 특징으로 하는 바이폴라 펄스 전원.
  7. 청구항 2 내지 청구항 5의 어느 한 항에 기재된 바이폴라 펄스 전원을 복수대 병렬로 접속하여 구성되는 전원 장치로서, 각 바이폴라 펄스 전원을 동기시켜서 동일한 처리실 내에 배치한 적어도 한 쌍의 전극에 대하여 바이폴라 펄스 형태로 출력하도록 구성한 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  8. 청구항 6에 기재된 바이폴라 펄스 전원을 복수대 병렬로 접속하여 구성되는 전원 장치로서, 각 바이폴라 펄스 전원을 동기시켜서 동일한 처리실 내에 배치한 적어도 한 쌍의 전극에 대하여 바이폴라 펄스 형태로 출력하도록 구성한 것을 특징으로 하는 전원 장치.
KR1020107029230A 2008-05-26 2009-05-20 바이폴라 펄스 전원 및 복수의 바이폴라 펄스 전원으로 구성된 전원 장치 KR101190138B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008137077A JP5124344B2 (ja) 2008-05-26 2008-05-26 バイポーラパルス電源及び複数のバイポーラパルス電源からなる電源装置並びに出力方法
JPJP-P-2008-137077 2008-05-26
PCT/JP2009/059271 WO2009145091A1 (ja) 2008-05-26 2009-05-20 バイポーラパルス電源及び複数のバイポーラパルス電源からなる電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110010820A KR20110010820A (ko) 2011-02-07
KR101190138B1 true KR101190138B1 (ko) 2012-10-12

Family

ID=41376970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107029230A KR101190138B1 (ko) 2008-05-26 2009-05-20 바이폴라 펄스 전원 및 복수의 바이폴라 펄스 전원으로 구성된 전원 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8467211B2 (ko)
JP (1) JP5124344B2 (ko)
KR (1) KR101190138B1 (ko)
CN (1) CN102027667B (ko)
TW (1) TW201014148A (ko)
WO (1) WO2009145091A1 (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5186281B2 (ja) * 2008-05-26 2013-04-17 株式会社アルバック バイポーラパルス電源及びこのバイポーラパルス電源を複数台並列接続してなる電源装置
JP5124345B2 (ja) * 2008-05-26 2013-01-23 株式会社アルバック バイポーラパルス電源及びこのバイポーラパルス電源を複数台並列接続してなる電源装置
JP5339965B2 (ja) 2009-03-02 2013-11-13 株式会社アルバック スパッタリング装置用の交流電源
JP5363281B2 (ja) * 2009-11-25 2013-12-11 株式会社アルバック 電源装置
JP2011146251A (ja) * 2010-01-14 2011-07-28 Fuji Mach Mfg Co Ltd プラズマ化ガス発生装置
CN103069928B (zh) * 2010-08-18 2015-03-25 株式会社爱发科 直流电源装置
DE102013110883B3 (de) 2013-10-01 2015-01-15 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Entladung in einem Plasmaprozess
EP2905801B1 (en) 2014-02-07 2019-05-22 TRUMPF Huettinger Sp. Z o. o. Method of monitoring the discharge in a plasma process and monitoring device for monitoring the discharge in a plasma
DE102016012460A1 (de) 2016-10-19 2018-04-19 Grenzebach Maschinenbau Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung definierter Eigenschaften von Gradientenschichten in einem System mehrlagiger Beschichtungen bei Sputter - Anlagen
EP3396700A1 (en) * 2017-04-27 2018-10-31 TRUMPF Hüttinger GmbH + Co. KG Power converter unit, plasma processing equipment and method of controlling several plasma processes
WO2019099925A1 (en) 2017-11-17 2019-05-23 Advanced Energy Industries, Inc. Spatial and temporal control of ion bias voltage for plasma processing
JP6657535B2 (ja) * 2017-12-26 2020-03-04 キヤノントッキ株式会社 スパッタ成膜装置およびスパッタ成膜方法
CN112136201B (zh) 2018-05-06 2024-04-16 先进工程解决方案全球控股私人有限公司 减少裂纹的装置、系统和方法
CN109811324B (zh) * 2019-03-14 2021-02-09 哈尔滨工业大学 基于异质双靶高功率脉冲磁控溅射制备掺杂类薄膜的装置及方法
CN110138362B (zh) * 2019-04-10 2020-10-27 北京航空航天大学 一种从靶材泵出离子的新型脉动等离子体的电源
CN114222958B (zh) 2019-07-12 2024-03-19 先进工程解决方案全球控股私人有限公司 具有单个受控开关的偏置电源
KR20220038717A (ko) 2019-07-29 2022-03-29 에이이에스 글로벌 홀딩스 피티이 리미티드 다수의 부하의 펄스 구동을 위한 채널 오프셋을 갖는 멀티플렉싱된 전력 발생기 출력
SG10201913413YA (en) 2019-12-26 2021-07-29 Zero2 5 Biotech Pte Ltd System and device for air purification
US20230124940A1 (en) * 2020-03-10 2023-04-20 Slovenka Technicka Univerzita V. Bratilasve Connection of high-performance pulse discharge plasma generator, especially for magnetron sputtering
US20220074043A1 (en) * 2020-09-04 2022-03-10 Changxin Memory Technologies, Inc. Initial treatment method for target material for physical vapor deposition process, and controller
US20230050841A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 Advanced Energy Industries, Inc. Configurable bias supply with bidirectional switch
US11670487B1 (en) 2022-01-26 2023-06-06 Advanced Energy Industries, Inc. Bias supply control and data processing
US11942309B2 (en) 2022-01-26 2024-03-26 Advanced Energy Industries, Inc. Bias supply with resonant switching
US11978613B2 (en) 2022-09-01 2024-05-07 Advanced Energy Industries, Inc. Transition control in a bias supply

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2386458A (en) 1944-01-05 1945-10-09 Salle Nat Bank Constant current regulator

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9109503U1 (ko) * 1991-07-31 1991-10-17 Magtron Magneto Elektronische Geraete Gmbh, 7583 Ottersweier, De
US5773799A (en) * 1996-04-01 1998-06-30 Gas Research Institute High-frequency induction heating power supply
DE19651615C1 (de) * 1996-12-12 1997-07-10 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Aufbringen von Kohlenstoffschichten durch reaktives Magnetron-Sputtern
DE19651811B4 (de) * 1996-12-13 2006-08-31 Unaxis Deutschland Holding Gmbh Vorrichtung zum Belegen eines Substrats mit dünnen Schichten
JP3829233B2 (ja) * 1999-05-24 2006-10-04 富士電機ホールディングス株式会社 高周波電源の制御方法
JP4513376B2 (ja) * 2004-03-26 2010-07-28 パナソニック電工株式会社 高圧放電灯点灯装置及び照明器具
ES2401289T3 (es) * 2005-03-24 2013-04-18 Oerlikon Trading Ag, Trübbach Generador de plasma en vacío
JP5186281B2 (ja) * 2008-05-26 2013-04-17 株式会社アルバック バイポーラパルス電源及びこのバイポーラパルス電源を複数台並列接続してなる電源装置
JP5124345B2 (ja) * 2008-05-26 2013-01-23 株式会社アルバック バイポーラパルス電源及びこのバイポーラパルス電源を複数台並列接続してなる電源装置
JP5429771B2 (ja) * 2008-05-26 2014-02-26 株式会社アルバック スパッタリング方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2386458A (en) 1944-01-05 1945-10-09 Salle Nat Bank Constant current regulator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hewlett-Packard Journal(제목: A Wide-Ranging Power Supply of Compact Dimensions), 논문발표 1977년 6월*

Also Published As

Publication number Publication date
US8467211B2 (en) 2013-06-18
CN102027667A (zh) 2011-04-20
JP2009284732A (ja) 2009-12-03
KR20110010820A (ko) 2011-02-07
TW201014148A (en) 2010-04-01
CN102027667B (zh) 2014-02-12
US20110038187A1 (en) 2011-02-17
WO2009145091A1 (ja) 2009-12-03
JP5124344B2 (ja) 2013-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101190138B1 (ko) 바이폴라 펄스 전원 및 복수의 바이폴라 펄스 전원으로 구성된 전원 장치
KR101181875B1 (ko) 바이폴라 펄스 전원 및 이 바이폴라 펄스 전원을 복수대 병렬 접속하여 구성되는 전원 장치
JP2009284732A5 (ko)
JP5429772B2 (ja) 電源装置
JP5429771B2 (ja) スパッタリング方法
JP5399563B2 (ja) 直流電源装置
JP5186281B2 (ja) バイポーラパルス電源及びこのバイポーラパルス電源を複数台並列接続してなる電源装置
JP5500794B2 (ja) 電源装置
KR101373268B1 (ko) 전원 장치
US8980072B2 (en) Method and arrangement for redundant anode sputtering having a dual anode arrangement
JP5868401B2 (ja) 交流電力を供給してプラズマを点火するための点火回路
JP6368928B2 (ja) 直流スパッタ装置用電源装置
JP4960051B2 (ja) スパッタ装置用電源回路
JP2006274393A (ja) 真空装置における異常放電発生予防方法及び真空装置
JP2017008336A (ja) スパッタ装置用電源装置

Legal Events

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

Payment date: 20150828

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160928

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170821

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190926

Year of fee payment: 8