[发明专利]用于溅射设备的电源装置

说明书

本发明涉及向电子器件、半导体、光盘等进行薄膜成膜的溅射设备的电源装置。

使用在靶的背面配置磁铁的溅射源的溅射设备，在半导体、电子部件、装饰部件等上形成薄膜的技术正在普及。在这种溅射设备中，在真空槽中预先导入作为放电气体的例如Ar那样的惰性气体，在该真空槽中配置溅射源，通过在该溅射源上施加负电压产生磁控管放电，使导入真空槽中的放电气体电离，加速被电离的正氩离子，轰击溅射源的靶表面，使靶表面被溅射蒸发。将这种溅射粒子沉积在基板上，形成由靶材料构成的薄膜的过程称为溅射。

在进行这种溅射当中，存在磁控管放电会变为电弧放电的情况。这样，一旦磁控管放电过渡为电弧放电，就不能进行溅射。

因此，在电弧放电发生后，不仅立即减少上述溅射源，而且还施加具有正电位的反向电压脉冲，以抑制电弧放电的产生。

以往，施加这种反向电压脉冲的时间间隔在30μs以上。

但是，由于要防止因开关元件的电力损失造成的破坏而实施保护等的问题，施加反向电压脉冲的时间间隔必须达到某个值的时间间隔。

但是，即使在按上述30μs以上的时间间隔施加反向电压脉冲的情况下，也会立即产生连续的电弧放电，存在连续电弧放电发生概率高的问题。

此外，在施加反向电压脉冲的情况下，在溅射源上变成施加正电压，有例如在相反方向上从基板等产生电弧放电的情况。如果因这种反方向的电弧放电而产生连续电弧放电的话，那么存在损坏基板的问题。

鉴于上述各点，本发明的目的在于提供为了防止连续电弧放电的发生，在检测电弧放电发生的情况下，使施加反向电压脉冲的时间间隔在1～10μs以内，而且确实可以防止因反向电压脉冲造成的反方向电弧放电发生的溅射设备的电源装置。

根据本发明的一个方案，提供用于溅射设备的电源装置，在接地的真空槽内导入惰性气体，在配置于该真空槽内的溅射源上施加负电压进行溅射的溅射设备中，该溅射设备的电源装置包括：直流电源，用以向上述溅射源施加直流电压；反向电压发生装置，为停止上述溅射中产生的电弧放电的发生，向上述溅射源中施加反向电压；开关装置，将由上述反向电压发生装置产生的反向电压施加给上述溅射源；电弧放电检测装置，检测上述真空槽内的电弧放电的发生；反向电压施加装置，在用该电弧放电检测装置检测出电弧放电发生的情况下，使上述开关装置按设定时间接通，将由上述反向电压发生装置产生的反向电压施加给上述溅射源；以及反向电压施加控制装置，在用上述电弧放电检测装置检测出上述电弧放电发生的情况下，将由上述反向电压发生装置产生的反向电压按设定时间施加给上述溅射源，在该施加结束后，在用上述电弧放电检测装置再次检测电弧放电发生的情况下，在1～10μs以内将由上述反向电压发生装置产生的反向电压施加给上述溅射源。

因此，由于电弧放电检测时按1～10μs以下的时间间隔实施施加反向电压脉冲的间隔，所以可以极大地降低连续电弧放电的发生概率。

图1是表示本发明第一实施例的溅射设备的电源装置的电路图；

图2A至图2F是分别说明本发明的操作时序图；

图3是表示本发明第二实施例的溅射设备的电源装置的电路图；

图4是表示本发明第三实施例的溅射设备的电源装置的电路图。

下面，参照附图说明本发明的第一实施例。图1是表示本发明第一实施例的溅射设备的电源装置的电路图。在图中，11是例如800V的溅射设备的直流电源。该直流电源11的负极与作为反向电压发生装置的脉冲变压器12的初级线圈12₁和次级线圈12₂的一个输入端子连接。按1∶1.1至1∶1.3设置该初级线圈12₁和次级线圈12₂的匝数比。

该初级线圈12₁的另一端与作为开关装置的晶体管Q1的发射极连接。该晶体管Q1的集电极与直流电源11的正极连接。

再有，在初级线圈12₁的两端之间，将串联连接的电阻r1和二极管D1的电路并联连接。电阻r1用于电涌吸收，而二极管D1用于续流。

而且，在初级线圈12₁的一端和晶体管Q1的集电极之间(或直流电源11的两极之间)，并联连接大容量的电容器C1。因此，在该电容器C1的两端上，充电到与直流电源11相等的电压。

此外，次级线圈12₂的另一端通过输出电缆13内的一条线13₁与溅射源14连接。