(57)【要約】【課題】  本発明は、マスタースレーブ運転でも安定した動作が可能な新規のスパッタ用電源を提供する。【解決手段】  コンバータ２を備え、このコンバータ２の出力側にチョークＬｏと平滑コンデンサＣｏとを有するフィルタ回路を接続してあるスパッタ用電源において、負荷１と並列に半導体スイッチＳＷを接続し、異常放電が検出された際に、瞬時に半導体スイッチＳＷをオンするとともに、コンバータ２を停止させ、負荷１側に流出する異常放電エネルギーを抑止し、負荷電流を検出し、この負荷電流が基準以下になったことを検知した際に復帰と認定し、任意に設定された時間経過後、半導体スイッチＳＷをターンオフさせると共にコンバータ２も動作開始を行なうことにより、速やかに放電が持続するように構成した異常放電抑止回路１０を備えてあることを特徴とするスパッタ用電源。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバータを備え、このコンバータの出力側にチョークと平滑コンデンサとを有するフィルタ回路を接続してあるスパッタ用電源において、負荷と並列に半導体スイッチを接続し、異常放電が検出された際に、瞬時に前記半導体スイッチをオンするとともに、前記コンバータを停止させ、負荷側に流出する異常放電エネルギーを抑止し、負荷電流を検出し、この負荷電流が基準以下になったことを検知した際に復帰と認定し、任意に設定された時間経過後、前記半導体スイッチをターンオフさせると共に前記コンバータも動作開始を行なうことにより、速やかに放電が持続するように構成した異常放電抑止回路を備えてあることを特徴とするスパッタ用電源。
【請求項２】
前記フィルタ回路の出力に直列に、前記負荷で発生する異常放電を抑止するための補助チョークを接続してあることを特徴とする請求項１記載のスパッタ用電源。
【請求項３】
前記チョークと前記補助チョークとの接続点に接続し、前記平滑コンデンサと並列にダイオードを接続してあることを特徴とする請求項２記載のスパッタ用電源。
【請求項４】
前記チョークの入力電流が基準を超えたとともに、出力電圧が基準以下になった場合に、異常放電が検出されたと判断するように構成してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスパッタ用電源。
【請求項５】
前記半導体スイッチの入出力端子間にダイオードを接続してあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスパッタ用電源。
【請求項６】
前記スパッタ用電源と並列にスレーブ機を接続し、このスレーブ機から異常放電を検出した場合若しくは負荷で発生する異常放電を検出した場合に、瞬時に前記半導体スイッチＳＷをオンするとともに、コンバータを停止させ、前記負荷側に流出する異常放電エネルギーを抑止し、負荷電流を検出するようにしてあることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のスパッタ用電源。
【請求項７】
前記コンバータの負荷電流又は前記スレーブ機の負荷電流が基準電流以下になったことを検知した場合に、復帰と認定し、任意に設定された時間経過後、前記半導体スイッチをターンオフさせると共に前記コンバータも動作開始を行うようにしてあることを特徴とする請求項６記載のスパッタ用電源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジスタ、ＩＣ等の半導体その他電子部品の製造に用いられるスパッタ用電源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来例を図３に示す。この従来例に係るスパッタ用電源は出力側にチョークＬｏと平滑コンデンサＣｏとを有するフィルタ回路を備えてある。フィルタ回路の出力に直列に、負荷１で発生する異常放電を抑止するための補助チョークＬｒを接続してある。
【０００３】
負荷１と並列に半導体スイッチＳＷを接続してある。出力電圧の変化により、この半導体スイッチＳＷがオンし、ターンオフは半導体スイッチＳＷを駆動するパルストランスの電圧、時間積によって一義的に決定する（例えば特許文献１）。
【特許文献１】国際公開第９９／４７７２７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、現状方式は、出力電圧の変化により、半導体スイッチがオンし、ターンオフは半導体スイッチを駆動するパルストランスの電圧、時間積によって一義的に決まってしまう自励式であるため、マスタースレーブ動作させた時、回路のターンオン条件のバラツキ等によりマスタースレーブが個々にターンオンするため異常放電抑止回路が不安定になる。
【０００５】
また、出力電圧の変化によって半導体スイッチがオンする自励式のため、誤動作が起こしやすい。更にオン時間がパルストランスの電圧、時間積によって決まるため最適なオン時間を確保することが困難である。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、マスタースレーブ運転でも安定した動作が可能な新規のスパッタ用電源を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明スパッタ用電源は、コンバータを備え、このコンバータの出力側にチョークと平滑コンデンサとを有するフィルタ回路を接続してあるスパッタ用電源において、負荷と並列に半導体スイッチを接続し、異常放電が検出された際に、瞬時に前記半導体スイッチをオンするとともに、前記コンバータを停止させ、負荷側に流出する異常放電エネルギーを抑止し、負荷電流を検出し、この負荷電流が基準以下になったことを検知した際に復帰と認定し、任意に設定された時間経過後、前記半導体スイッチをターンオフさせると共に前記コンバータも動作開始を行なうことにより、速やかに放電が持続するように構成した異常放電抑止回路を備えてある。
【０００８】
前記フィルタ回路の出力に直列に、前記負荷で発生する異常放電を抑止するための補助チョークを接続してある。
【０００９】
前記チョークと前記補助チョークとの接続点に接続し、前記平滑コンデンサと並列にダイオードを接続してある。
【００１０】
前記チョークの入力電流が基準を超えたとともに、出力電圧が基準以下になった場合に、異常放電が検出されたと判断するように構成してある。
【００１１】
前記半導体スイッチの入出力端子間にダイオードを接続してある。
【００１２】
前記スパッタ用電源と並列にスレーブ機を接続し、このスレーブ機から異常放電を検出した場合若しくは負荷で発生する異常放電を検出した場合に、瞬時に前記半導体スイッチＳＷをオンするとともに、コンバータを停止させ、前記負荷側に流出する異常放電エネルギーを抑止し、負荷電流を検出するようにしてある。
【００１３】
前記コンバータの負荷電流又は前記スレーブ機の負荷電流が基準電流以下になったことを検知した場合に、復帰と認定し、任意に設定された時間経過後、前記半導体スイッチをターンオフさせると共に前記コンバータも動作開始を行うようにしてある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異常放電が検出された際に、瞬時に前記半導体スイッチをオンするとともに、コンバータを停止させ、負荷側に流出する異常放電エネルギーを抑止し、負荷電流を検出し、この負荷電流が基準以下になったことを検知した際に復帰と認定し、任意に設定された時間経過後、前記半導体スイッチをターンオフさせると共にコンバータも動作開始を行なうことにより、スムーズに且つ正常な放電が持続することができる。それにより、マスタースレーブ運転でも安定した動作をすることができる効果がある。また、出力電圧変動によっても誤動作を防止することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を用いて本発明スパッタ用電源に係る実施するための最良の形態を説明する。図１は本発明に係るスパッタ用電源の実施するための最良の形態を示す。Ｃはコンデンサ、ＳＷは半導体スイッチ、Ｄはダイオード、Ｌはチョーク、１は負荷、２はコンバータである。
【００１６】
本実施例に係るスパッタ用電源は、コンバータ２を備え、このコンバータ２の出力側にチョークＬｏと平滑コンデンサＣｏとを有するフィルタ回路を接続してある。また、負荷１と並列にＩＧＢＴで構成した半導体スイッチＳＷを接続してある。フィルタ回路の出力に直列に、負荷１で発生する異常放電を抑止するための補助チョークＬｒを接続してある。この補助チョークＬｒとチョークＬｏとの接続点にダイオードＤｏの一端を接続し、このダイオードＤｏが平滑コンデンサＣｏと並列になるように接続してある。また、半導体スイッチＳＷの入出力端子間にダイオードＤ２を接続してある。
【００１７】
このスパッタ用電源は異常放電抑止回路１０を備え、この異常放電抑止回路１０はチョークＬｏの入力電流ＩＬと基準電流とを比較する比較器１１と、出力電圧Ｖｏと基準電圧とを比較する比較器１２と、これら比較器１１の出力端子に接続するＡＮＤ回路１３とを備え、チョークＬｏの入力電流ＩＬが基準を超えたとともに、出力電圧Ｖｏが基準以下になった場合に、異常放電が検出されたと判断するようにしてある。
【００１８】
ＡＮＤ回路１３はタイマー回路２０と接続し、このＡＮＤ回路１３及びタイマー回路２０はＯＲ回路１９のそれぞれの入力端子に接続し、コンバータ２を動作開始させるのに一定の時定数を設けるようにしてある。
【００１９】
このスパッタ用電源と並列にスレーブ機を接続してある。このスレーブ機とＡＮＤ回路１３の出力端子とにＯＲ回路１６を接続し、このＯＲ回路１６の出力端子はドライブ回路１８に接続し、さらにこのドライブ回路１８の出力端子は、半導体スイッチＳＷのゲート端子に接続してある。このような構成により、負荷１で発生する異常放電を検出した場合、若しくスレーブ機で発生する異常放電を検出した場合に、瞬時に半導体スイッチＳＷをオンするようにしてある。
【００２０】
また、スレーブ機とＡＮＤ回路１３の出力端子とにはＯＲ回路１７を接続し、負荷１で発生する異常放電を検出した場合、若しくスレーブ機で発生する異常放電を検出した場合に、瞬時にコンバータ２を停止させるようにしてある。
【００２１】
異常放電抑止回路１０は負荷電流を検出するための比較器１４を設けてある。この比較器１４はＯＲ回路１６に接続し、このＯＲ回路１６のもう一方の入力端子にスレーブ機を接続し、出力端子にはドライブ回路１８を接続してある。このような構成により、負荷電流ＩＬが基準以下になったことを検知した際に復帰と認定し、これをドライブ回路１８が認識し、タイマー回路２０で設定した任意の時間経過後、半導体スイッチＳＷをターンオフさせるようにしてある。
【００２２】
以上のように構成してあるスパッタ用電源は以下のような作用をする。先ず、チョークＬｏの入力電流ＩＬは比較器１１で検出し、チョークＬｏの入力電流ＩＬが基準を超えると、ＡＮＤ回路１３にこの異常信号を出力する。また、出力電圧Ｖｏは比較器１２で検出し、比較器１１で検出する出力電圧Ｖｏが基準電圧以下になると、ＡＮＤ回路１３に異常信号を出力する。ＡＮＤ回路１３において、比較器１１及び比較器１２より異常信号を入力すると、ＡＮＤ回路１３は異常放電信号をＯＲ回路１５及びＯＲ回路１６に出力する。
【００２３】
また、スレーブ機から異常放電を検出した場合も異常放電信号がＯＲ回路１５及びＯＲ回路１６に出力される。ＯＲ回路１５はコンバータ２若しくはスレーブ機から異常放電信号を入力すると、この信号がドライブ回路１３に出力される。ドライブ回路１３ではＯＲ回路１５から異常放電信号を入力すると、ドライブ回路１３は異常放電があったと認定し、半導体スイッチＳＷにオン信号を送信し、半導体スイッチＳＷを瞬時にオンさせる。
【００２４】
また、ＯＲ回路１６はコンバータ２若しくはスレーブ機から異常放電信号を入力すると、この信号はコンバータ２及びスレーブ機に出力される。コンバータ２ではＯＲ回路１６から異常放電信号を入力すると、コンバータ２を停止させ、負荷１側に流出する異常放電エネルギーを抑止する。
【００２５】
本発明に係るスパッタ用電源では、負荷電流Ｉｏを検出するための比較器１４を設けてある。この比較器１４で検出されたチョークＬｏの入力電流ＩＬが基準以下になると、ＯＲ回路１７にこの電流検出信号を出力する。また、スレーブ機でも同様に負荷電流を検出し、スレーブ機で検出されたチョークの入力電流が基準以下になると、ＯＲ回路１７にこの電流検出信号を検出する。コンバータ２若しくはスレーブ機からＯＲ回路１７に電流検出信号が入力されると、ＯＲ回路は信号を出力し、ドライブ回路１８は復帰信号と認定し、半導体スイッチＳＷにオフ信号を送信して、半導体スイッチＳＷをターンオフさせる。
【００２６】
半導体スイッチＳＷをターンオフさせるとともに、タイマー回路２０が稼動し、ＯＲ回路１９が電流検出信号を入力すると、この信号はコンバータ２に出力される。コンバータ２ではＯＲ回路１９から電流検出信号を入力すると、コンバータ２を動作開始させ、速やかに放電が開始され、放電が持続して行われる。
【実施例１】
【００２７】
図２は本発明に係るスパッタ用電源の実施例を示す。このスパッタ用電源は、コンバータ２を備え、このコンバータ２の出力側の正負側各々にチョークＬｏを備え、このチョークＬｏと２つの平滑コンデンサＣｏ１，Ｃｏ２の直列回路とを有するフィルタ回路を接続してある。また、負荷１と並列にＩＧＢＴで構成した２つの半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２の直列回路を接続してある。フィルタ回路の出力に直列に、負荷１で発生する異常放電を抑止するための補助チョークＬｒを正負側各々にそれぞれ設けて接続してある。
【００２８】
２つの平滑コンデンサＣｏ１，Ｃｏ２の接続部と２つの半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２の接続部とを接続してあり、２つの半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２のターンオン及びターンオフを同時に行うようにしてある。各半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２のドレイン・ソース間にダイオードＤ１，Ｄ２とコンデンサＣ１，Ｃ２との直列回路を接続し、さらにダイオードＤ１，Ｄ２と並列に抵抗Ｒ１，Ｒ２を接続してＤＣＲスナバ回路を構成し、このＤＣＲスナバ回路によって、半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２のターンオフ時の電圧バランスを行うようにしてある。
【００２９】
このスパッタ用電源にも異常放電抑止回路１０を備えてある。なお、この異常放電抑止回路１０の構成は実施するための最良の形態を示すスパッタ用電源に備えた異常放電抑止回路１０とほぼ同様の回路構成である。また、本実施例は出力電圧が比較的高い場合に用いると最適である。
【００３０】
以上のように構成してあるスパッタ用電源は以下のような作用をする。先ず、チョークＬｏの入力電流ＩＬは比較器１１で検出し、チョークＬｏの入力電流ＩＬが基準を超えると、ＡＮＤ回路１３にこの異常信号を出力する。また、出力電圧Ｖｏは比較器１２で検出し、比較器１１で検出する出力電圧Ｖｏが基準電圧以下になると、ＡＮＤ回路１３に異常信号を出力する。ＡＮＤ回路１３において、比較器１１及び比較器１２より異常信号を入力すると、ＡＮＤ回路１３は異常放電信号をＯＲ回路１５及びＯＲ回路１６に出力する。
【００３１】
また、スレーブ機から異常放電を検出した場合も異常放電信号がＯＲ回路１５及びＯＲ回路１６に出力される。ＯＲ回路１５はコンバータ２若しくはスレーブ機から異常放電信号を入力すると、この信号がドライブ回路１３に出力される。ドライブ回路１３ではＯＲ回路１５から異常放電信号を入力すると、ドライブ回路１３は異常放電があったと認定し、半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２にオン信号を送信し、半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２を瞬時に、且つ同時のターンオンさせる。
【００３２】
また、ＯＲ回路１６はコンバータ２若しくはスレーブ機から異常放電信号を入力すると、この信号はコンバータ２及びスレーブ機に出力される。コンバータ２ではＯＲ回路１６から異常放電信号を入力すると、コンバータ２を停止させ、負荷１側に流出する異常放電エネルギーを抑止する。
【００３３】
本発明に係るスパッタ用電源では、負荷電流Ｉｏを検出するための比較器１４を設けてある。この比較器１４で検出されたチョークＬｏの入力電流ＩＬが基準以下になると、ＯＲ回路１７にこの電流検出信号を出力する。また、スレーブ機でも同様に負荷電流を検出し、スレーブ機で検出されたチョークの入力電流が基準以下になると、ＯＲ回路１７にこの電流検出信号を検出する。コンバータ２若しくはスレーブ機からＯＲ回路１７に電流検出信号が入力されると、ＯＲ回路は信号を出力し、ドライブ回路１８は復帰信号と認定し、半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２にオフ信号を送信して、半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２を同時にターンオフさせる。
【００３４】
半導体スイッチＳＷ１，ＳＷ２をターンオフさせるとともに、タイマー回路２０が稼動し、ＯＲ回路１９が電流検出信号を入力すると、この信号はコンバータ２に出力される。コンバータ２ではＯＲ回路１９から電流検出信号を入力すると、コンバータ２を動作開始させ、速やかに放電が開始され、放電が持続して行われる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のスパッタ用電源は、異常放電が検出された際に、瞬時に前記半導体スイッチをオンするとともに、コンバータを停止させ、負荷側に流出する異常放電エネルギーを抑止し、負荷電流を検出し、この負荷電流が基準以下になったことを検知した際に復帰と認定し、任意に設定された時間経過後、前記半導体スイッチをターンオフさせると共にコンバータも動作開始を行なうことにより、スムーズに且つ正常な放電が持続することができる。それにより、マスタースレーブ運転でも安定した動作をすることができる。また、出力電圧変動によっても誤動作を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るスパッタ用電源における発明を実施するための最良の形態の回路図である。
【図２】実施例１の回路図である。
【図３】従来例を示した回路図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｌｏ  チョーク
Ｃｏ，Ｃｏ１，Ｃｏ２  平滑コンデンサ
Ｄｏ  ダイオード
Ｌｒ  補助チョーク
ＳＷ，ＳＷ１，ＳＷ２  半導体スイッチ
Ｄ２  ダイオード
１  負荷
２  コンバータ
１０異常放電抑止回路
１１，１２，１４  比較器
１３  ＡＮＤ回路
１５，１６，１７，１９  ＯＲ回路
１８  ドライブ回路
２０  タイマー回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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