專利名稱：雙極脈沖電源及并聯(lián)多臺(tái)該雙極脈沖電源的電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙極脈沖電源以及將多臺(tái)該雙極脈沖電源并聯(lián)連接的電源裝置，所述 雙極脈沖電源可對(duì)等離子體以及表面處理裝置進(jìn)行雙極脈沖電力供應(yīng)。
背景技術(shù)：
對(duì)于這種雙極脈沖電源，例如已知有在處理基板表面形成規(guī)定的薄膜的濺射裝 置中使用的，具有供應(yīng)直流電力的整流電路、連接于該整流電路的正和負(fù)輸出端并包含4 個(gè)開關(guān)元件的MOSFET電橋電路的雙極脈沖電源。而且，通過(guò)使各開關(guān)元件適當(dāng)動(dòng)作，并按 照規(guī)定的頻率交替切換極性對(duì)作為輸出端(電極)的一對(duì)靶施加任意的脈沖電壓，將各靶 交替切換為陽(yáng)極電極、陰極電極，而在陽(yáng)極電極和陰極電極間產(chǎn)生輝光放電從而形成等離 子體氣氛，使各靶濺射。由此，通過(guò)施加相反的相位電壓而抵消靶表面所蓄積的電荷，從而 可獲得更穩(wěn)定的放電(例如，專利文獻(xiàn)1)。對(duì)于這樣的輝光放電，已知有因某些原因而產(chǎn)生異常放電(電弧放電)的情況；如 果在電極間局部地產(chǎn)生電流變化量多的(電弧電流大的)異常放電，則會(huì)誘發(fā)飛濺、產(chǎn)生顆 粒等問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好的成膜。由此，對(duì)于上述雙極脈沖電源，設(shè)置檢測(cè)源自電橋電路的 輸出電流的檢測(cè)電路，在由該檢測(cè)電路檢測(cè)的輸出電流超過(guò)穩(wěn)定輸出電流值時(shí)，切換動(dòng)作 中的開關(guān)元件而暫時(shí)切斷對(duì)該電極的輸出。于是，如果過(guò)電流被平息而其值接近穩(wěn)定輸出 電流值，即再次開始對(duì)該電極的輸出(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)1)。也就是，對(duì)于該雙極脈沖電源，如 果輸出電流超過(guò)一定的范圍而變化，那么捕捉為異常放電的前段現(xiàn)象(微電弧)，對(duì)其進(jìn)行 消弧處理，從而可抑制電流變化量多的異常放電的產(chǎn)生。專利文獻(xiàn)1 專利第3639605號(hào)公報(bào)(例如，參見(jiàn)權(quán)利要求1，0016段的記載)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，對(duì)于上述的雙極脈沖電源，在由于靶的氧化等而導(dǎo)致放電不穩(wěn)定的濺射開 始之初及濺射中產(chǎn)生異常放電并且過(guò)電流流通時(shí)，由于分別高速控制4個(gè)開關(guān)元件本身進(jìn) 行應(yīng)對(duì)，即，由于在提供了直流電力的狀態(tài)下進(jìn)行各開關(guān)元件的開關(guān)，因此各個(gè)開關(guān)元件的 開關(guān)損耗很大，根據(jù)使用條件而有可能會(huì)在早期發(fā)生動(dòng)作不良。由此，作為開關(guān)元件，需要 使用耐久性高、開關(guān)速度高的開關(guān)元件，但是這樣就會(huì)導(dǎo)致高成本。此處，以往的濺射裝置有，可對(duì)如制造FPD時(shí)所使用的被處理基板那樣大面積的 基板形成薄膜的濺射裝置。對(duì)于這種濺射裝置，一般來(lái)說(shuō)，與被處理基板相對(duì)并列設(shè)置多只 同一形狀的靶，針對(duì)該并列設(shè)置的靶中的分別成對(duì)的每對(duì)靶而分配設(shè)置上述的雙極脈沖電 源，通過(guò)相互通信自如的各雙極脈沖電源而向各靶施加電力。但是，對(duì)于以往的雙極脈沖電源，分別具有4個(gè)開關(guān)元件，而且開關(guān)元件中存在開 關(guān)速度的個(gè)體差異(存在在大電流用的開關(guān)元件中產(chǎn)生最大數(shù)μ s的差的情況)，并且在各 開關(guān)元件的控制電路中也存在控制速度的偏差。由此，源自各雙極脈沖電源的輸出有偏差，難以實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行。因此鑒于上述原因，本發(fā)明的第一目的在于提供可減輕電橋電路的開關(guān)元件的 開關(guān)損耗、不使用高功能開關(guān)元件便可實(shí)現(xiàn)高耐久性的雙極脈沖電源。另外，本發(fā)明的第二 目的在于提供將多臺(tái)容易實(shí)現(xiàn)輸出同步的雙極脈沖電源并聯(lián)連接的電源裝置。解決問(wèn)題的技術(shù)方案為了解決上述問(wèn)題，權(quán)利要求1所述的雙極脈沖電源，其特征在于，具備連接于源 自直流電力供應(yīng)源的正和負(fù)的直流輸出端的、包含開關(guān)元件的電橋電路，以及控制電橋電 路的各開關(guān)元件的開、閉的切換的控制裝置；在按照規(guī)定的頻率向接觸等離子體的一對(duì)電 極提供雙極脈沖供電的雙極脈沖電源中，在前述源自直流電力供應(yīng)源的正和負(fù)的直流輸出 間設(shè)置輸出短路用的開關(guān)元件，通過(guò)該輸出短路用的開關(guān)元件的短路狀態(tài)而由控制裝置來(lái) 進(jìn)行電橋電路的各開關(guān)元件的切換。根據(jù)本發(fā)明，從直流電力供應(yīng)源向電橋電路供應(yīng)直流電力。接著，在輸出短路用的 開關(guān)元件短路(開)的狀態(tài)，將構(gòu)成電橋電路的開關(guān)元件中的、輸出至一方電極的2個(gè)開關(guān) 元件設(shè)為開。其后，如果解除(閉)輸出短路用的開關(guān)元件的短路，則對(duì)一方電極進(jìn)行電力 供應(yīng)(輸出)。接著，將輸出短路用的開關(guān)元件再次短路，將對(duì)一方電極輸出中的開關(guān)元件 設(shè)為閉，并且將輸出于另一方電極的2個(gè)開關(guān)元件設(shè)為開，其后，如果解除輸出短路用的開 關(guān)元件的短路，則向另一方電極輸出。通過(guò)重復(fù)該控制，從而按照規(guī)定的頻率而向與等離子 體接觸的一對(duì)電極提供雙極脈沖供電。在雙極脈沖供電時(shí)，由于開關(guān)損耗僅由1個(gè)輸出短路用的開關(guān)元件產(chǎn)生，因此在 電橋電路的各開關(guān)元件上幾乎不產(chǎn)生開關(guān)損耗。由此，不使用高性能的開關(guān)元件便可實(shí)現(xiàn) 高耐久性，也不需要在4個(gè)開關(guān)元件上產(chǎn)生開關(guān)損耗的情況下的充分的散熱機(jī)構(gòu)。因此實(shí) 現(xiàn)了雙極脈沖電源的低成本化。需要說(shuō)明的是，前述電極優(yōu)選為，設(shè)置于實(shí)施濺射法的處理室內(nèi)的一對(duì)靶。另外，具備檢測(cè)前述一對(duì)電極間的輸出電流的檢測(cè)裝置，及如果該輸出電流的絕 對(duì)值超過(guò)向電極的穩(wěn)定輸出電流值，則捕捉異常放電產(chǎn)生的前段現(xiàn)象的異常放電檢測(cè)裝 置；如果由該異常放電檢測(cè)裝置捕捉到異常放電產(chǎn)生的前段現(xiàn)象，則在前述輸出短路用開 關(guān)元件的作用下切斷對(duì)電極的輸出從而進(jìn)行異常放電的消弧處理，控制輸出中的2個(gè)開關(guān) 元件而進(jìn)行異常放電的消弧處理，由此，可響應(yīng)性良好地進(jìn)行其控制；在該處理中，在電橋 電路的各開關(guān)元件上幾乎不產(chǎn)生開關(guān)損耗，可進(jìn)一步提高其耐久性。進(jìn)一步，為了解決上述問(wèn)題，權(quán)利要求4所述的電源裝置，其為將多臺(tái)權(quán)利要求 1 3中任一項(xiàng)所述的雙極脈沖電源并聯(lián)連接的電源裝置；其特征在于，具有總控制裝置， 所述總控制裝置在對(duì)設(shè)置于相同的處理室內(nèi)的多對(duì)電極進(jìn)行雙極脈沖電力供應(yīng)時(shí)，控制各 雙極脈沖電源的輸出短路用開關(guān)元件的開、閉的切換。根據(jù)本發(fā)明，由于通過(guò)總控制裝置而僅使各雙極脈沖電源的各輸出短路用開關(guān)元 件進(jìn)行同步即可，因此可使電橋電路的開關(guān)元件留有充分余地地來(lái)動(dòng)作，即使在各雙極脈 沖電源開關(guān)元件、控制電路上存在個(gè)體差異，也容易進(jìn)行同步運(yùn)行。在通過(guò)前述總控制裝置而將各雙極脈沖電源的輸出短路用開關(guān)元件設(shè)為短路的 狀態(tài)下，如果控制裝置將電橋電路的各開關(guān)元件的切換定時(shí)設(shè)為可自由變更，例如，在連接 于相同的雙極脈沖電源的一對(duì)靶間產(chǎn)生了異常放電的情況下，可按照使得鄰近該靶的靶的4電位與產(chǎn)生異常放電靶的電位趨向一致的方式，而控制電橋電路的各開關(guān)元件，可容易對(duì) 異常放電進(jìn)行消弧。發(fā)明效果如上所述，本發(fā)明的雙極脈沖電源，具有可減輕電橋電路開關(guān)元件的開關(guān)損耗、不 使用高功能開關(guān)元件便可實(shí)現(xiàn)高耐久性、并可實(shí)現(xiàn)低成本化的效果。另外，本發(fā)明的電源裝 置，取得了容易實(shí)現(xiàn)源自各雙極脈沖電源的輸出同步的效果。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1，E為本發(fā)明的雙極脈沖電源；對(duì)于雙極脈沖電源E，例如在濺射裝置的真 空腔中與處理基板S相對(duì)地設(shè)置；用于按照規(guī)定的頻率，向作為接觸等離子體P的電極的一 對(duì)靶Tl、T2供應(yīng)雙極脈沖電力。雙極脈沖電源E，包括可進(jìn)行直流電力供應(yīng)的直流電力供 應(yīng)部1、控制對(duì)各靶Tl、T2的輸出(電力供應(yīng))的振蕩部2。在此情況下，輸出電壓的波形 為大致的方形波、大致的正弦波。直流電力供應(yīng)部1，具有控制其動(dòng)作的第ICPU電路11、輸入商用交流電力(3相 AC200V或400V)的輸入部12，以及包含將所輸入的交流電力整流而轉(zhuǎn)換為直流電力的6個(gè) 二極管13a的整流電路13 ；通過(guò)正和負(fù)直流電力線路14a、14b而將直流電力輸出于振蕩部 2。另外，在直流電力供應(yīng)部1中設(shè)置有設(shè)置于直流電力線路14a、14b間的開關(guān)晶體管15， 通信自如地連接于第ICPU電路11并且控制開關(guān)晶體管15的開、閉的輸出振蕩用的驅(qū)動(dòng)電 路16。在直流電力線路14a、14b間，連接有檢測(cè)其電流、電壓的檢測(cè)電路17a ；由檢測(cè)電路 17a檢測(cè)的電流、電壓，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路17a而輸入于第ICPU電路11。另一方面，在振蕩部2中設(shè)置有通信自如地連接于第ICPU電路11的第2CPU電 路21，連接于正和負(fù)直流電力線路14a、14b間的包含4個(gè)第1 第4開關(guān)晶體管SWl SW4 的電橋電路22，以及通信自如地連接于第2CPU電路21并且控制各開關(guān)晶體管SWl SW4 的開、閉的切換的輸出振蕩用的驅(qū)動(dòng)電路23。而且，在輸出振蕩用的驅(qū)動(dòng)電路23的作用下，例如，如果按照反轉(zhuǎn)第1和第4開關(guān) 晶體管SW1、SW4與第2和第3開關(guān)晶體管SW2、SW3的開、閉定時(shí)的方式來(lái)控制各開關(guān)晶體 管SWl SW4的切換，可通過(guò)源自電橋電路22的輸出線路Ma、24b而向一對(duì)靶T1、T2進(jìn)行 雙極脈沖電力供應(yīng)。在輸出線路Ma、24b上，連接有檢測(cè)對(duì)一對(duì)靶Tl、T2的輸出電流和輸 出電壓的檢測(cè)電路25 ；由該檢測(cè)電路25檢測(cè)的輸出電流和輸出電壓，通過(guò)AD轉(zhuǎn)換電路沈 而輸入于第2CPU電路21。此處，對(duì)于上述結(jié)構(gòu)的雙極脈沖電源E，由于通過(guò)從直流電力供應(yīng)部1輸出直流電 力的狀態(tài)來(lái)切換各開關(guān)晶體管SWl SW4，因而這些開關(guān)損耗變大，因此需要提高各開關(guān)晶 體管SWl SW4的耐久性。本實(shí)施方式中，在源自直流電力供應(yīng)部1的正和負(fù)直流輸出線路14a、14b之間，設(shè) 置由輸出振蕩用的驅(qū)動(dòng)電路23控制開、閉的切換的輸出短路用的開關(guān)晶體管SW0，通過(guò)輸 出短路用的開關(guān)晶體管SWO的短路狀態(tài)(切斷對(duì)靶Tl、T2的輸出的狀態(tài))，進(jìn)行電橋電路 22的各開關(guān)晶體管SWl SW4的切換。正如圖2所示，在向一對(duì)靶T1、T2進(jìn)行雙極脈沖電力供應(yīng)的情況下，通過(guò)開關(guān)晶體 管SWO的短路狀態(tài)(開)，例如將第1和第4開關(guān)晶體管SW1、SW4設(shè)為開，其后，將開關(guān)晶體管SWO的短路解除(閉)而向一方的靶Tl輸出(對(duì)靶Tl施加負(fù)的電位)。接著，將開 關(guān)晶體管SWO再次短路，將第1和第4開關(guān)晶體管SW1、SW4設(shè)為閉，并且將第2和第3開關(guān) 晶體管SW2、SW3設(shè)為開，其后，將開關(guān)晶體管SWO設(shè)為閉而向另一方的靶T2輸出(對(duì)靶T2 施加負(fù)的電位)。然后，將各開關(guān)晶體管SWl SW4的開、閉的定時(shí)反轉(zhuǎn)，通過(guò)重復(fù)上述控制，從而按 照規(guī)定的頻率在一對(duì)靶Tl、T2間進(jìn)行雙極脈沖電力供應(yīng)。由此，在向保持規(guī)定壓力的真空 腔內(nèi)導(dǎo)入Ar等濺射氣體的狀態(tài)下，按照規(guī)定的頻率交替變換極性向一對(duì)靶Tl、T2施加電 力，使該一對(duì)靶Tl、T2交替切換為陽(yáng)極電極、陰極電極，在陽(yáng)極電極和陰極電極間產(chǎn)生輝光 放電而形成等離子體氣氛，各靶Tl、T2被濺射。由此，對(duì)靶Tl、T2輸出時(shí)產(chǎn)生的開關(guān)損耗僅在開關(guān)晶體管SWO產(chǎn)生，在各開關(guān)晶體 管SWl SW4幾乎不產(chǎn)生開關(guān)損耗。其結(jié)果，不使用高功能的開關(guān)元件，便可實(shí)現(xiàn)高耐久性， 而且，不需要在4個(gè)開關(guān)元件產(chǎn)生開關(guān)損耗的情況下的充分的散熱裝置，實(shí)現(xiàn)了低成本化。在上述的輝光放電中，存在因某些原因而產(chǎn)生電弧放電的情況，如果在一對(duì)靶Tl、 Τ2之間產(chǎn)生電弧電流大的電弧放電，會(huì)誘發(fā)飛濺、顆粒的產(chǎn)生等問(wèn)題，無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好地成 膜。由此，本實(shí)施方式中，將輸入有由檢測(cè)電路25檢測(cè)的輸出電流和輸出電壓的電弧檢測(cè) 控制電路27，通信自如地設(shè)置于第2CPU電路21 (參見(jiàn)圖1)，進(jìn)行電弧放電的消弧處理。如圖3和圖4所示，在由檢測(cè)電路25檢測(cè)的輸出電流Va超過(guò)穩(wěn)定輸出電流值Vc 時(shí)，被電弧檢測(cè)控制電路27捕捉為電弧放電產(chǎn)生的前段現(xiàn)象，通過(guò)第2CPU電路21及電 弧檢測(cè)控制電路27并由輸出振蕩用的驅(qū)動(dòng)電路23將輸出短路用的開關(guān)晶體管SWO短路 (開)。在此情況下，對(duì)于電橋電路22的各開關(guān)晶體管SWl SW4，雖然保持對(duì)任一方的靶 Τ1、Τ2的輸出狀態(tài)，但是通過(guò)使開關(guān)晶體管SWO短路，從而切斷對(duì)靶Τ1、Τ2的輸出(微電弧 處理)。接著，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間之后，對(duì)輸出短路用的開關(guān)晶體管SWO解除(閉)短路，根據(jù) 各開關(guān)晶體管SWl SW4的動(dòng)作狀態(tài)再開始對(duì)任一方的靶Tl、Τ2的輸出。此時(shí)，通過(guò)電弧 檢測(cè)控制電路27判斷輸出電流Va是否超過(guò)穩(wěn)定輸出電流值Vc，如果仍超過(guò)穩(wěn)定輸出電流 值Vc，則由輸出振蕩用的驅(qū)動(dòng)電路23將輸出短路用的開關(guān)晶體管SWO再次短路。如果即使多次重復(fù)該一連串的微電弧處理，輸出電流Va也一直為超過(guò)穩(wěn)定輸出 電流值Vc的狀態(tài)，或者，超過(guò)輸出電流Va的預(yù)先設(shè)定的規(guī)定值，那么判斷為發(fā)生了誘發(fā)飛 濺、顆粒產(chǎn)生的電弧放電，通過(guò)將來(lái)自第ICPU電路11的控制使開關(guān)晶體管15設(shè)為閉，停止 源自直流電力供應(yīng)部1的輸出(硬電弧處理)。如果如上所述實(shí)施微電弧處理，那么相比于切換輸出中的2個(gè)開關(guān)晶體管SWl SW4來(lái)進(jìn)行電弧放電的消弧處理的情況下，可響應(yīng)性良好地進(jìn)行控制，在該處理中，在電橋 電路22的各開關(guān)晶體管SWl SW4中幾乎完全不產(chǎn)生開關(guān)損耗，可進(jìn)一步提高耐久性。接著，參見(jiàn)圖5和圖6，對(duì)將多臺(tái)本發(fā)明的雙極脈沖電源E并聯(lián)連接的電源裝置進(jìn) 行說(shuō)明。ES為本發(fā)明的電源裝置；該電源裝置ES，在例如具有下述結(jié)構(gòu)的磁控管濺射裝置 (以下，稱為“濺射裝置”)3中使用。濺射裝置3具有可通過(guò)旋轉(zhuǎn)泵、渦輪分子泵等真空排氣裝置(未圖示)保持在規(guī) 定的真空壓(例如，I(T5Pa)的真空腔31，構(gòu)成濺射室(處理室)32。在真空腔31的上部設(shè) 置有將例如在制造FPD時(shí)所使用的大面積的處理基板S保持在電位浮動(dòng)狀態(tài)的基板支架33。在真空腔31中另設(shè)置有將工藝氣體導(dǎo)入濺射室32內(nèi)的氣體導(dǎo)入管(未圖示)；在通 過(guò)包含Ar等稀有氣體的濺射氣體或反應(yīng)性濺射而形成規(guī)定的薄膜的情況下，可將根據(jù)想 要在處理基板S表面形成的薄膜的組成而適當(dāng)選擇的02、N2, H2O等反應(yīng)性氣體導(dǎo)入處理室 32。在濺射室32中，與處理基板S相對(duì)、以等間隔并列設(shè)置多只(本實(shí)施方式中8只) 靶41a 41h。各靶41a 41h，為利用Al、Ti、Mo、銦與錫的氧化物(ITO)或銦與錫的合金 等，根據(jù)想要在處理基板S表面形成的薄膜的組成而采用公知方法來(lái)制作，形成為例如大 致長(zhǎng)方體(俯視為長(zhǎng)方形)等相同形狀。各靶41a 41h在濺射器中，通過(guò)銦、錫等焊接材料而接合在冷卻靶41a 41h的 后板上。對(duì)于各靶41a 41h，按照未使用時(shí)的濺射面位于平行于處理基板S的同一平面上 的方式，借助于絕緣部件而設(shè)置于真空腔31中。另外，在靶41a 41h的后方(背向?yàn)R射 面一側(cè))，設(shè)置有具有公知結(jié)構(gòu)的磁鐵組合件(未圖示)；在各靶41a 41h的前方(濺射 面)側(cè)，通過(guò)捕捉電離的電子和因?yàn)R射而產(chǎn)生的二次電子，從而提高各靶41a 41h前方處 的電子密度而使等離子體密度變高，可提高濺射率。對(duì)于各靶41a 41h，以相鄰的2只構(gòu)成一對(duì)靶(41a禾口 41b,41c和41d、41E和 41f、41g和41h)；按照逐一分配于41a 41h的各對(duì)靶的方式，而設(shè)置有上述實(shí)施方式的雙 極脈沖電源El E4 ；源自雙極脈沖電源El E4的輸出線路Ma、24b連接于各對(duì)靶41a、 41b (41c和41d，41E和41f，41g和41h)。由此，便可通過(guò)雙極脈沖電源El E4，交替極性 對(duì)各對(duì)靶41a 41h進(jìn)行雙極脈沖電力供應(yīng)。本實(shí)施方式中，為了穩(wěn)定地在靶41a 41h的前方生成等離子體，按照相互鄰接的 靶41a 41h的極性相互反轉(zhuǎn)的方式，使各雙極脈沖電源El E4同步進(jìn)行電力供應(yīng)(參 見(jiàn)圖5)。為了實(shí)現(xiàn)該同步運(yùn)行，設(shè)置由CPU構(gòu)成的總控制裝置5，該CPU通信自如地連接于 各雙極脈沖電源El E4的第2CPU電路21上。而且，在各雙極脈沖電源El E4的輸出短路用的開關(guān)晶體管SWO的短路狀態(tài)下， 對(duì)于各雙極脈沖電源El E4中的每個(gè)，將第1和第4開關(guān)晶體管SWl、SW4以及第2和第 3開關(guān)晶體管SW2、SW3的開、閉的定時(shí)反轉(zhuǎn)，并且，按照相互鄰近的靶41a 41h的極性反 轉(zhuǎn)的方式而使各開關(guān)晶體管SWl SW4動(dòng)作，然后，通過(guò)源自總控制裝置5的輸出來(lái)解除開 關(guān)晶體管SWO的短路，向一對(duì)靶中一方一靶41a、41c、41E、41g輸出。接著，通過(guò)源自總控制裝置5的輸出，進(jìn)行各雙極脈沖電源El E4的輸出短路用 開關(guān)晶體管SWO的短路，將各開關(guān)晶體管SWl SW4切換，然后，通過(guò)源自總控制裝置5的 輸出來(lái)解除開關(guān)晶體管510的短路，向另一方的各靶4113、41(1、41廠4111輸出。然后，通過(guò)重 復(fù)上述控制，按照預(yù)置的頻率對(duì)各靶41a 41h進(jìn)行雙極脈沖電力供應(yīng)，從而同步運(yùn)行。在該同步運(yùn)行時(shí)，由于通過(guò)總控制裝置5，僅使各雙極脈沖電源El E4的輸出短 路用開關(guān)元件SWO的開、閉的切換定時(shí)同步即可，因此可使各雙極脈沖電源El E4的開關(guān) 元件SWl SW4留有充分余地地動(dòng)作，即使在各雙極脈沖電源的開關(guān)元件、控制電路上存在 個(gè)體差異，也容易實(shí)現(xiàn)該同步運(yùn)行。另外，對(duì)于各雙極脈沖電源El E4，按照如下方式構(gòu)成在濺射中，在任1個(gè)雙極 脈沖電源中由檢測(cè)電路25檢測(cè)的輸出電流Va超過(guò)穩(wěn)定輸出電流值Vc時(shí)，通過(guò)由該雙極脈 沖電源的電弧檢測(cè)控制電路23來(lái)進(jìn)行輸出短路用開關(guān)晶體管SWO的切換，從而進(jìn)行上述的7微電弧處理。在任1個(gè)雙極脈沖電源進(jìn)行微電弧處理時(shí)，如果連接于源自該雙極脈沖電源的輸 出電線14a、14b的一對(duì)靶，與鄰近該一對(duì)靶的源自其它的雙極脈沖電源的輸出電線14a、 14b所連接其它的靶的電位為相互一致，那么可容易地對(duì)異常放電進(jìn)行消弧。本實(shí)施方式中，在任1個(gè)雙極脈沖電源El E4開始微電弧處理時(shí)，通過(guò)總控制 裝置5向輸出于鄰近的靶的雙極脈沖電源的第2CPU電路21輸出。在此情況下，通過(guò)該第 2CPU電路21，由輸出振蕩用的驅(qū)動(dòng)電路23使輸出短路用的開關(guān)晶體管SWO暫時(shí)短路，根據(jù) 各開關(guān)晶體管SWl SW4的動(dòng)作狀態(tài)，變更各開關(guān)晶體管SWl SW4的動(dòng)作定時(shí)以使其電 位相互一致，解除輸出短路用的開關(guān)晶體管SWO的短路，向靶輸出。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施方式中，雖然針對(duì)為了使各雙極脈沖電源El E4同步運(yùn)行 而設(shè)置有總控制裝置的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是也可將任1個(gè)第2CPU電路21作為總控制裝 置(主電源)，通過(guò)該總控制裝置的輸出，來(lái)控制其它雙極脈沖電源E2 E(從屬電源)的 動(dòng)作。


圖1本發(fā)明的雙極脈沖電源的示意圖。圖2本發(fā)明的雙極脈沖電源的輸出控制的說(shuō)明圖。圖3本發(fā)明的雙極脈沖電源處的微電弧處理的說(shuō)明4本發(fā)明的雙極脈沖電源處的微電弧處理的說(shuō)明5使用本發(fā)明的電源裝置的濺射裝置示意圖。圖6本發(fā)明的電源裝置的輸出控制的說(shuō)明圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1直.流電力供應(yīng)部2振蕩部22電橋電路24a,24b輸出電線25輸出電流、電壓檢測(cè)電路27電弧檢測(cè)控制電路E雙極脈沖電源SffO . SW4開關(guān)元件T1、T2電極(靶)
權(quán)利要求
1.一種雙極脈沖電源，包括連接于源自直流電力供應(yīng)源的正和負(fù)直流輸出端的、由 開關(guān)元件組成的電橋電路，以及控制電橋電路的各開關(guān)元件的開、閉切換的控制裝置；按照 規(guī)定的頻率向與等離子體接觸的一對(duì)電極進(jìn)行雙極脈沖供電；其特征在于，在源自所述直 流電力供應(yīng)源的正和負(fù)直流輸出間設(shè)置輸出短路用的開關(guān)元件，通過(guò)該輸出短路用開關(guān)元 件的短路狀態(tài)而由控制裝置來(lái)進(jìn)行電橋電路的各開關(guān)元件的切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙極脈沖電源，其特征在于，所述電極為設(shè)置于實(shí)施濺射法 的處理室內(nèi)的一對(duì)靶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙極脈沖電源，其特征在于，包括檢測(cè)所述一對(duì)電極間 的輸出電流的檢測(cè)裝置，以及如果該輸出電流的絕對(duì)值超過(guò)向電極的穩(wěn)定輸出電流值，則 捕捉為異常放電產(chǎn)生的前段現(xiàn)象的異常放電檢測(cè)裝置；如果由該異常放電檢測(cè)裝置捕捉到 異常放電產(chǎn)生的前段現(xiàn)象，則在所述輸出短路用開關(guān)元件的作用下切斷對(duì)電極的輸出，從 而對(duì)異常放電進(jìn)行消弧處理。
4.一種電源裝置，用于將多臺(tái)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的雙極脈沖電源并聯(lián)連接， 其特征在于，具備總控制裝置，所述總控制裝置在對(duì)設(shè)置于相同的處理室內(nèi)的多對(duì)電極進(jìn) 行雙極脈沖電力供應(yīng)時(shí)，控制各雙極脈沖電源的輸出短路用開關(guān)元件的開、閉切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電源裝置，其特征在于，在由所述總控制裝置將各雙極脈沖 電源的輸出短路用開關(guān)元件處于短路的狀態(tài)下，由控制裝置自由變更電橋電路的各開關(guān)元 件的切換定時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種雙極脈沖電源，其按照規(guī)定的頻率向與等離子體接觸的一對(duì)電極進(jìn)行雙極脈沖供電，可減輕電橋電路的開關(guān)元件的開關(guān)損耗，不用高性能開關(guān)元件便可實(shí)現(xiàn)高耐久性。雙極脈沖電源包括連接于源自直流電力供應(yīng)源(1)的正和負(fù)的直流輸出端的、包含開關(guān)元件(SW1～SW4)的電橋電路(22)，以及控制電橋電路的各開關(guān)元件的開、閉切換的控制裝置。在源自直流電力供應(yīng)源的正和負(fù)直流輸出間設(shè)置輸出短路用的開關(guān)元件(SW0)，通過(guò)該輸出短路用開關(guān)元件的短路狀態(tài)而由控制裝置來(lái)進(jìn)行電橋電路的各開關(guān)元件的切換。
文檔編號(hào)H02M7/5387GK102047548SQ20098011932
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月26日
發(fā)明者堀下芳邦, 大島亙, 小野敦 申請(qǐng)人:株式會(huì)社愛(ài)發(fā)科