真空成膜装置には、膜を付けたり剥がす工程において、様々な電源が用いられます。
どのような種類の電源があり、それぞれにどのような特徴があるのか、不具合が起きた場合にどう対応すれば良いか、それぞれのプロセスに対応して、常に安定して装置に電力を供給する為には、"膜を付ける電源"、"膜を剥がす電源"の基本的な理解が必要になります。

真空成膜装置用『電源』の困ったを解説

日頃からいただく電源のお問い合わせの中から、皆様の関心が高いと思われる対策方法や考え方について解説いたします。

Q1：異常放電とは何ですか？起こる原因や対策方法はありますか。

異常放電とは、本来安定した放電（グロー放電）が起こるべき場所に、アーク放電が起こることを言います。
真空成膜プロセスにおいて、パーティクルの発生による製品歩留まり低下などの原因となる場合があります。
メンテナンスミスによるターゲットの地絡、クリアランス不足によるターゲットの熱伸びからの地絡、酸化物の介在、ターゲット不純物等により、電極表面の小さな突起や異物に電界が集中し、局所的な大電流が流れることを主に指します。
異常放電の発生自体を電源の性能で防ぐのは難しいので、異常放電が発生した際に、素早くそれを検知し、遮断する機能を備えた電源の使用をお勧めしています。

Q2：DC電源とRF電源の違いがわかりません。違いは何ですか？

DC電源とRF電源の違いは、極性の有無と周波数の高さです。
DC電源には極性が無く、常に一定の出力を行いますが、RF電源は、高い周波数を持ち、極性と出力が周期的に変化します。
※DC電源が直流であるのに対して、RF電源は、高周波(=交流)となります。

高周波には放射や反射等の特徴があるため、RF電源では機構的なノイズ対策・電力ロス対策を行う必要がありますが、絶縁物ターゲットへのスパッタが可能という点でDC電源に無いメリットあります。また、CVD/エッチング/アッシング用の電源としても用いる事が可能です。

Q3：DCパルス電源の波形が電波法上の『高周波』に該当して、高周波利用設備許可申請が必要になる条件は何ですか？

電波法上の規定で、10kHz以上の高周波電流を使用するもので、かつ、50Wを超える高周波出力を使用する各種設備では高周波利用設備申請が必要となります。　
※参照条文：電波法　第100条　第1項　第2号、電波法施行規則　抄　第45条　第1項　第2号　第3号　等

Q4：小容量DC電源を二つ用いてスパッタを行う際のアースの取り方はどうすれば良いですか？

複数電源を接続して利用する際には、各々の電源でアースを取ることを推奨します。
複数電源のアース線を1本にまとめても接地は可能ですが、意図しない電流ループが発生して負荷を介して流れる行きと帰りの電力バランスが崩れ、ノイズの発生原となることがあります。　　

Q5：マッチングBOXの役割とは何ですか？なぜ、RF電源には必要なのですか？

高周波の特徴として反射という現象があります。
RF電源の場合は電源の出力のインピーダンスと負荷のインピーダンスを合わせないと反射現象が起きて負荷に効率よく電力が伝わりません。負荷に効率よく電力を供給するためには電源側から見たインピーダンスを50Ωにする必要があります。

負荷はハード構成や圧力によってインピーダンスが異なるため、RF電源と負荷の間にマッチングBOXを入れて、一般的にはマッチングボックス内の可変コンデンサを変化させることでインピーダンスの変換を行うことにより電源から見たインピーダンスが50Ωになるように調整します。

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