真空装置用异常放电抑制装置制造方法及图纸

一种抑制真空装置的异常放电的装置，所述真空装置从高频电源向等离子体反应室内供给电力进行成膜处理，所述抑制异常放电的装置具有电力控制部和切断控制部，前者根据电力指令值和电力反馈值的偏差控制高频电源，后者根据等离子体反应室内的异常放电的检测，切断从高频电源向等离子体反应室的电力供给。切断控制部进行切断时间不同的第一操作切断控制和第二操作切断控制。第一操作切断控制使可能在等离子体反应室内残存离子，在起弧因素消失的时间范围内切断控制高频电源。另一方面，第二操作切断控制在异常电弧离子消灭的时间范围内切断控制高频电源。由此对于等离子体稳定地供给电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及真空异常放电抑制装置，特别涉及为抑制在使用高频电源进行的等离子体生成中所发生的异常放电而切断高频电源的输出的真空装置用异常放电抑制装置，通过该异常放电的抑制，在使用等离子体的基板的成膜或者基板的腐蚀中，保护基板不受由于异常放电而造成的损伤。
技术介绍
在半导体设备、液晶面板、盘等的制造过程中，有使用等离子体对这些基板进行处理的工序。在进行该等离子体处理的工序的装置中，从高频电源供给高频电力，使处理气体等离子体化，通过该等离子体对基板的表面进行成膜或者腐蚀处理。在该真空装置中，在高频电源和负荷之间设置匹配器，通过调整从匹配器到等离子体的阻抗和从匹配器到高频电源的阻抗，进行抑制来自等离子体的反射波电力的控制。 在成膜或者腐蚀等使用等离子体的处理中，由于磁铁部分的配置、阴极表面的状态、绝缘部分的制造方法、耙子的质量制造方法、边缘部分的形状*腐蚀，表面腐蚀状态*表面活性化的均匀性 温度控制方法、溅射气体的种类 压力控制 流动方式等各种各样的原因，会发生异常放电。 异常放电，开始发生少数电弧，接着因为少数电弧部分的升温能量集中，转移到大部分的异常放电(多数电弧)。当发生该多数电弧时，通过高能量电子的移动、耙子表面温度的上升、气体压力的异常分布等进行正反馈，发生靶子材料的蒸发，发生局部的等离子体密度的上升，形成被称之为粒子轨道电弧(racetrack arc)那样的大的电弧的扳机。除了由于少数电弧、多数电弧、以及粒子轨道电弧对靶子造成物理破坏这样的影响之外，还有由于碎片在成膜中的存储器或者光学表面上发生针孔等的影响。 当由于破坏在靶子上发生小的氧化部分时，该部分的电子密度升高，通过吸收等离子体自身积蓄的能和通过高频电源或者直流电源供给的能，氧化部分附近的阻抗急剧降低，其吸收的能变换为热。该热使靶子材料蒸发，使一部分压力升高或者使电子密度升高。因此，在发生上述那样的大的异常放电的场合，需要在使靶子或者样本附近的热散逸、使气体散发后，再投入电源(参照专利文献1)。 另外，作为影响基板处理的原因之一，有等离子体中的电子密度。因为等离子体状态随高频电力或者真空室内的压力等而变化，因此即使在用匹配器调整了阻抗的场合，根据等离子体状态，由等离子体反射而返回高频电源的反射波也会增加。提出了通过反射系数的检测监视该等离子体中的电子密度的技术(参照专利文献2)。 另外，由于电弧等异常放电的发生，有时在玻璃基板或者硅晶片上发生损坏。在高频发生装置中，在等离子体发生室中发生电弧的场合，通过反射波电力的检测来检测电弧的发生，通过接收检测信号的控制电路降低或者暂时(数十msec)停止高频发生装置的输出，由此进行消弧(例如参照专利文献3)。 另外，为抑制在成膜电极上发生的瞬间的异常放电，提出了具有抑制异常放电的4发生的称为断弧功能的等离子体CVD装置。该断弧功能是通过匹配箱内的电流等检测发生 瞬间异常放电的前兆、短时间停止高频电力的施加、或者降低施加电力的功能(参照专利 文献4)。 另外，在专利文献3中，还提出了计数断弧动作的动作次数、记录成膜处理中的断 弧动作次数的技术。 专利文献1 :特许第2733454号公报 专利文献2 :特开2000-299198号公报 专利文献3 :特开平06-119997号公报 专利文献4 :特开2001-102196号公报 在真空装置中，通过反射波电力急增进行异常放电发生的检测，但是因为即使在 异常放电发生之外的情况下该反射波电力有时也会增加，所以有尽管不是异常放电也切断 了高频电源这样的问题。例如，在起动高频电源向负荷侧供给高频电力的点火时反射波电 力增加。因此，即使在不发生异常放电的场合，也会由于该反射波电力的增加而判断是异常 放电发生，进行切断从该高频电源向负荷的高频电力的输出的控制。这样，当切断来自高频 电源的输出时，因为不能进行电力供给所以不能形成等离子体，而对于成膜处理就会产生 障碍。 另外，在上述点火时之外，在检出异常放电而切断高频电力的输出之后，在再起动 高频电源时也有同样的问题，因为由于阻抗的不匹配等引起反射波电力的增加，所以即使 在不发生异常放电的场合，也有时把该反射波电力的增加误检测为异常放电的发生，再次 执行切断操作，在再起动时产生障碍。 在该点火时或者再起动时，考虑通过把作为异常放电检测的检测电平提高设定来 抑制误检测。但是，因为高频电源通常具有为保护过电流而使输出电压降低的下降特性的 保护功能，所以需要设定比该反射波电力的下降电平(例如15% )足够高的检测电平(例 如20% 50% )。这样，当提高设定检测异常放电的检测电平时，有检测初期阶段的异常放 电变得困难、不能进行良好的异常放电检测这样的问题。 另外，在正常的等离子体动作中，在降低检测异常放电的检测电平的场合会残存 离子。当该残存的离子被积累时，会成为发生异常电弧的原因，而使异常放电的发生频度升 高，有对于等离子体稳定地供给电力变得困难这样的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，解决上述现有的问题，对于等离子体稳定地供给电力。 本专利技术的目的在于，为进行对于等离子体稳定的电力供给，抑制电弧的成长、和消 除使发生异常电弧的离子的积累。 另外，本专利技术的目的在于，为进行对于等离子体稳定的电力供给，减低异常放电的 误检测。 另外，本专利技术的目的在于，为进行对于等离子体稳定的电力供给，在点火时或者再 起动时，不提高设定检测异常放电的检测电平，抑制误检测。 本专利技术的真空装置用异常放电抑制装置，是为对于等离子体稳定地供给电力而抑 制发生异常放电的装置，且作为抑制异常放电的方式有两种方式。5 抑制异常放电的第一方式，是分开使用第一操作切断控制和第二操作切断控制这两种切断控制的方式，第一操作切断控制，通过使切断高频电源的输出的切断时间的时间范围不同而能够在等离子体中的离子残存的状态下再起动，第二操作切断控制在使异常电弧离子消失的状态下进行再起动。 第二方式，是在点火时、或者在通过第一操作切断后进行的高速上升的再起动时等的反馈信号容易变动的区间内，通过禁止切断动作来抑制由于异常放电的误检测而引起的误动作的方式。第一方式和第二方式都是能够向等离子体进行稳定的电力供给的方式。 在第一方式中，通过能够在等离子体中残存离子的状态下再起动的第一操作切断控制来抑制电弧的成长，通过在使异常电弧离子消失的状态下进行再起动的第二操作切断控制来消除使发生异常电弧的离子的积蓄。 另外，第二方式，在点火时或者在第一操作切断后的再起动时等的区间内，即使在检出异常放电的场合也禁止切断动作。 本专利技术的第一方式是抑制从高频电源向等离子体反应室内供给电力来生成等离子体的真空装置的异常放电的装置，其具有电力控制部和切断控制部，前者根据电力指令值和电力反馈值的偏差控制高频电源，后者根据在等离子体反应室内异常放电时、以及向异常放电的转移过程时的至少某一个时期中发生的反射波电力或者反射波电压的检测，切断从高频电源向等离子体反应室的电力供给。 切断控制部进行切断时间不同的第一操作切断控制和第二操作切断控制。第一操作切断控制，使能够在等离子体反应室内残存离子，在作为异常放电的原因的少数电弧的起弧因素消灭的时间范围内切断控制高频电源。另一方面，第二操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空装置用异常放电抑制装置，其是抑制从高频电源向等离子体反应室内供给电力来生成等离子体的真空装置的异常放电的装置，其特征在于，具有：电力控制部，其根据电力指令值和电力反馈值的偏差控制所述高频电源；和切断控制部，其检测在等离子体反应室内异常放电时、以及向异常放电的转移过程时的至少某一个时期发生的反射波电力或者反射波电压，来切断从所述高频电源向等离子体反应室的电力供给，所述切断控制部，包含使切断时间的时间范围不同的第一操作切断控制和第二操作切断控制，所述第一操作切断控制，使可能在等离子体反应室内残存离子，在少数电弧的起弧因素消灭的时间范围内切断控制高频电源，所述第二操作切断控制，在异常放电时的多数电弧的离子消灭的时间范围内切断控制高频电源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：让原逸男，高柳敦，
申请(专利权)人：株式会社京三制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]