JPH0233846A - Power cutoff recovery device - Google Patents
Power cutoff recovery deviceInfo
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- JPH0233846A JPH0233846A JP63181854A JP18185488A JPH0233846A JP H0233846 A JPH0233846 A JP H0233846A JP 63181854 A JP63181854 A JP 63181854A JP 18185488 A JP18185488 A JP 18185488A JP H0233846 A JPH0233846 A JP H0233846A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体イオン打込み装置、イオン源電子ビー
ム、プラズマプロセシング装首、レーザ等の電源に係り
、特に電源を高速遮断し高速復帰できる電源遮断復帰装
置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a power source for a semiconductor ion implantation device, an ion source electron beam, a plasma processing headpiece, a laser, etc., and particularly a power source that can quickly shut off the power source and return it quickly. This invention relates to a cut-off/return device.
従来、高圧電源とイオン源、電子ビーム等の真空放電ギ
ャップを内蔵する装置において、放電により電源短絡を
生じた場合、特公昭47−35498 。Conventionally, in a device that has a built-in vacuum discharge gap such as a high-voltage power supply, an ion source, and an electron beam, if a power supply short circuit occurs due to discharge, Japanese Patent Publication No. 47-35498.
特公昭48−27278 、特公昭62−28560に
記載された電源遮断装置がある。即ち、装置に、放電を
発生した場合、放電電流又は、放電ギャップの電圧を検
出し、直ちに真空管あるいは半導体素子等のスイッチン
グ素子を非導通に変える制御を行い、電源を遮断するよ
うにして、電源の短絡時間を短絡する方法が知られてい
る。又、特公昭62−28560においては、放電が一
定時間以上持続する場合に電源を遮断するようにして電
源遮断の信頼性を高めている。電源復帰については、電
源遮断接散ms経過後に復帰させる方法が知られている
。There are power cutoff devices described in Japanese Patent Publication No. 48-27278 and Japanese Patent Publication No. 62-28560. That is, when a discharge occurs in the device, the discharge current or the voltage of the discharge gap is detected, and the switching element such as a vacuum tube or semiconductor element is immediately controlled to become non-conductive, the power is cut off, and the power is turned off. A method of short-circuiting the short-circuit time is known. Further, in Japanese Patent Publication No. 62-28560, the reliability of power cut-off is improved by cutting off the power when discharge continues for a certain period of time or more. Regarding the power restoration, a method is known in which the power is restored after ms has elapsed since the power was cut off.
また、装置内部の真空絶縁耐電圧を向上させる手段とし
て外部からパルス性高電圧あるいは交流電圧を印加して
電極表面を放電処理する方法が知られている。例えば、
特開昭60−262339においては、直流高圧電源、
交流高圧電源2両電極の切替スイッチを設けるようにし
て、交流電源に切り替えて電極表面の放電処理をするよ
うにしている。Furthermore, as a means for improving the vacuum insulation withstand voltage inside the device, a method is known in which a pulsed high voltage or an alternating current voltage is applied from the outside to perform a discharge treatment on the electrode surface. for example,
In JP-A No. 60-262339, a DC high voltage power supply,
A switch for switching between two electrodes of an AC high-voltage power source is provided so that the electrode surface can be subjected to discharge treatment by switching to the AC power source.
上記した従来の電源遮断復帰装置において、放電が発生
して電源が遮断された後、電源を再復帰させるまでの休
止時間は、一定時間1例えば数ms程度に固定されてい
た。しかし、放電の持続時間が上記休止時間より長い場
合は、電源復帰させても再度放電が起こるため確実な電
源復帰ができないばかりか、この動作がくり返されると
高電圧回路の発振が起こること等の問題がある。そこで
、上記休止時間を放電持続時間より十分長く設定したと
すれば、電源休止時間が長くなる点が問題であった。In the above-mentioned conventional power cut-off recovery device, after the power is cut off due to discharge, the pause time until the power is turned back on again is fixed to a certain period of time, for example, about several milliseconds. However, if the duration of the discharge is longer than the above pause time, the discharge will occur again even after the power is restored, making it impossible to reliably restore the power, and if this operation is repeated, oscillation of the high voltage circuit may occur. There is a problem. Therefore, if the above-mentioned pause time is set to be sufficiently longer than the discharge duration time, there is a problem in that the power supply pause time becomes longer.
耐電圧の向上を目的として電極表面の放電処理をするた
めに、交流高圧電源と、切替スイッチを設置した装置に
おいては、装置の通常運転用の直流高圧電源の他に上記
放電処理用の別電源及び切替スイッチを必要とすること
が問題であった。更に上記放電処理に交流高電圧を使用
すれば、電極間に連続時なアーク放電が発生して、電極
表面が消耗し、電極寿命が短縮される点が問題であった
。For equipment equipped with an AC high-voltage power supply and a selector switch to perform discharge treatment on the electrode surface to improve withstand voltage, a separate power supply for the above-mentioned discharge treatment is required in addition to the DC high-voltage power supply for normal operation of the equipment. The problem was that it required a changeover switch. Furthermore, if an AC high voltage is used in the above-mentioned discharge treatment, there is a problem in that continuous arc discharge occurs between the electrodes, the electrode surface is consumed, and the electrode life is shortened.
本発明の第1の目的は、電源遮断後の復帰動作を誤動作
なく確実に行い、かつ電源の休止時間を短縮することで
ある。又、第2の目的は、電極間耐電圧を高く維持し、
かつ電極寿命を延長させるために、上記放電処理用の交
流電源を使用せずに、直流電圧から放電処理用のパルス
電圧を発生させて、電極表面の消耗の少ない放電処理を
行うことにある。A first object of the present invention is to reliably perform a recovery operation after power cutoff without malfunction, and to shorten the power outage time. The second purpose is to maintain high interelectrode withstand voltage,
In addition, in order to extend the life of the electrode, a pulse voltage for the discharge treatment is generated from a DC voltage without using the AC power source for the discharge treatment, thereby performing the discharge treatment with less wear on the electrode surface.
本発明の特徴は、放電発生時、電源を遮断した後、放電
が消弧したことを検出するようにして、放電の消弧後に
復帰するようにした点である。第2の特徴は、この電源
復帰の際に、放電消弧後に残留したイオンを拡散させる
に必要な一定時装置いた後で復帰するようにした点であ
る。本発明の第3の特徴は、外部から与える制御信号に
同期させて、直流電圧からパルス電圧を発生するように
。A feature of the present invention is that when a discharge occurs, after cutting off the power supply, it is detected that the discharge is extinguished, and the system is restored after the discharge is extinguished. The second feature is that when the power is restored, the device is used for a certain period of time necessary to diffuse the ions remaining after the discharge is extinguished. The third feature of the present invention is that a pulse voltage is generated from a DC voltage in synchronization with a control signal given from the outside.
した点にある。本発明の第4の特徴は、上記パルス電圧
を負荷側の放電電極間に印加して電極表面の欠陥を除去
する処理すなわちコンディショニング処理をするように
した点にある。本発明の第5の特徴は、放電回数や放電
の発生する間隔を計測するようにして、放電回数が異常
回数以上に増加しないように又は放電間隔が異常間隔以
下にならないように、電極のコンディショニング処理を
するようにした点である。That's the point. A fourth feature of the present invention is that the pulse voltage is applied between the discharge electrodes on the load side to perform a process of removing defects on the electrode surface, that is, a conditioning process. A fifth feature of the present invention is to measure the number of discharges and the interval at which discharge occurs, and to condition the electrodes so that the number of discharges does not increase beyond the abnormal number or the discharge interval does not fall below the abnormal interval. The point is that it is processed.
放電により電源が遮断された後の電源の復帰動作は、放
電の消弧検出後に行なわれる。これによって電源の復帰
動作が誤動作することはなく、電源休止時間を必要最小
限度まで短縮できる。放電検出後に電極間に残留したイ
オンが消滅する時装置いて電源復帰するようにすると、
電源復帰動作は一段と確実になる。After the power supply is cut off due to discharge, the power supply restoration operation is performed after the extinction of the discharge is detected. This prevents the power supply from malfunctioning in its return operation, and can shorten the power outage time to the necessary minimum. When the ions remaining between the electrodes disappear after detecting a discharge, the power is restored by the device.
The power recovery operation becomes more reliable.
スイッチング素子のオンオフで直流電源がら直接パルス
電圧を発生できる。これによって、コンディショニング
処理に必要な電源と切替回路を省略できる。又パルス電
圧であるためコンディショニング時に電極間の放電持続
時間が短くなり、電極表面の消耗を軽減できる。更に、
運転中に放電発生回数を計測し、この回数が多くなると
コンディショニングを行うようにする。これによって、
電極間の耐電圧が低下しても、直ちに耐電圧を高い値に
回復できるので、放電が多発しないようにでき、更に、
電極消耗も軽減されるので、電極を長寿命化できる。Pulse voltage can be generated directly from the DC power supply by turning on and off the switching elements. This makes it possible to omit the power supply and switching circuit required for conditioning processing. Furthermore, since the voltage is pulsed, the duration of the discharge between the electrodes during conditioning is shortened, and wear and tear on the electrode surfaces can be reduced. Furthermore,
The number of discharge occurrences is measured during operation, and when this number increases, conditioning is performed. by this,
Even if the withstand voltage between the electrodes decreases, the withstand voltage can be immediately restored to a high value, so it is possible to prevent frequent discharges, and furthermore,
Since electrode consumption is also reduced, the life of the electrode can be extended.
第1図に、本発明を実施するための、イオン源の電源遮
断復帰装置のシステム構成例を示す。イオン源の定常運
転時は、電源遮断復帰装置の高圧部IA、IB内の真空
管2A、2Bがオンであり、イオン源電極9A、9B間
及び9B、9C間に加速電源6A、6Bが印加されてお
り、電極間電流IE^IIEBの値は第3図の定常電流
■1であり、電極間電圧vE^t VEBの値は、定常
電圧v1である。第2図の時刻T1において、電極9A
、9B間又は9B、9C間で放電が発生すると、IE^
又はIEBは、真空管2A、2Bの電流電圧特性と制限
抵抗8A、8B、8G、8Dによって決まる放電電流ピ
ーク値I2まで上昇し、VE^又はVEBは、短絡され
ほぼ零となる。FIG. 1 shows an example of a system configuration of an ion source power-off recovery device for carrying out the present invention. During steady operation of the ion source, the vacuum tubes 2A and 2B in the high voltage parts IA and IB of the power cut-off recovery device are on, and the acceleration power supplies 6A and 6B are applied between the ion source electrodes 9A and 9B and between 9B and 9C. The value of the interelectrode current IE^IIEB is the steady current 1 in FIG. 3, and the value of the interelectrode voltage vE^tVEB is the steady voltage v1. At time T1 in FIG.
, 9B or between 9B and 9C, IE^
Or, IEB rises to the discharge current peak value I2 determined by the current-voltage characteristics of the vacuum tubes 2A, 2B and the limiting resistors 8A, 8B, 8G, 8D, and VE^ or VEB is short-circuited and becomes almost zero.
分圧器4C,4Dで検出された電圧値は光電変換回路1
1A、IIB又はIIC,11D及び光ファイバ18C
を介して、接地電位にある制御回路7へ信号伝送され、
上記の電圧値の減少によって、制御回路7で放電が検出
される。放電が検出されると、光ファイバ18A、18
Bを介して、第3図に示す、真空管のオフトリガー信号
TR0FFが、制御回路3A、3Bに送られ、真空管2
A。The voltage value detected by the voltage dividers 4C and 4D is the photoelectric conversion circuit 1
1A, IIB or IIC, 11D and optical fiber 18C
The signal is transmitted to the control circuit 7 at ground potential via
The control circuit 7 detects discharge due to the decrease in the voltage value. When a discharge is detected, the optical fibers 18A, 18
The vacuum tube off-trigger signal TR0FF shown in FIG. 3 is sent to the control circuits 3A and 3B via the
A.
2Bの第1グリツド電圧V a tは真空管がオフとな
る電圧V OFFになる。真空管2A、2Bがオフされ
た後、時刻tzで放電が消弧し、IE^及びIE[Sは
零となり、VE^及びVERは分圧器4A、4C及び4
B、4Dで加速電源6A、6Bの出力電圧が分圧された
値Vzとなる。この電圧の上昇にょって、制御回路7で
放電の消弧が検出される。放電の消弧が検出されると直
ちに又はある設定時間も(100μs程度)経過した後
に、制御回路3A。The first grid voltage V at of 2B becomes the voltage V OFF at which the vacuum tube is turned off. After the vacuum tubes 2A and 2B are turned off, the discharge is extinguished at time tz, IE^ and IE[S become zero, and VE^ and VER become the voltage dividers 4A, 4C, and 4.
The output voltages of the acceleration power supplies 6A and 6B are divided into voltages Vz at B and 4D. Due to this rise in voltage, the control circuit 7 detects that the discharge is extinguished. The control circuit 3A immediately after the extinguishment of the discharge is detected or after a certain set time (about 100 μs) has elapsed.
3Bに真空管オントリガー信号TR0NIが送られ、V
G 1は真空管がオンとなる電圧VONになって、真
空管2A及び2Bが再びオンとなり、電源復帰し、時刻
t3において、イオン源は定常運転に戻る。Vacuum tube on trigger signal TR0NI is sent to 3B, and V
G1 becomes the voltage VON that turns on the vacuum tubes, the vacuum tubes 2A and 2B turn on again, the power is restored, and at time t3, the ion source returns to normal operation.
このような、タイミングで電源復帰を行うと、電源復帰
以前に確実に放電が消弧され、しかも、放電消弧後電源
復帰までの時間を必要最小限に抑えることができるので
、放電発生による定常運転の休止時間も500μs以下
程度の短時間に抑えられる。また、本実施例においては
、高電位にある制御回路3A、3Bの電源を絶縁トラン
ス5A。When the power is restored at such timing, the discharge is reliably extinguished before the power is restored, and the time required for the power to be restored after the discharge is extinguished can be kept to the minimum necessary. The downtime of operation can also be suppressed to a short time of about 500 μs or less. Further, in this embodiment, the power supply for the control circuits 3A and 3B, which are at a high potential, is connected to the isolation transformer 5A.
5Bによって与え、制御信号の伝送を光ファイバ18A
、18B、18Gによって行っているので、異った電位
にある制御回路間の信号のやりとりが容易であるととも
に、接地電位にある制御回路7によって、制御動作の調
性と制御状態を覧視することが可能である。5B, and control signal transmission is provided by optical fiber 18A.
, 18B, and 18G, it is easy to exchange signals between control circuits at different potentials, and the control circuit 7 at ground potential allows the tonality of the control operation and control status to be viewed. Is possible.
第2図のように、第1図の分圧器4C,4Dの代わりに
、電流検出シャフト抵抗10A、IOBを設け、放電検
出及び放電消弧検出を、電極間型’4 I E^IIE
Bの変化によって行っても良い。As shown in Fig. 2, current detection shaft resistors 10A and IOB are provided in place of the voltage dividers 4C and 4D in Fig. 1, and discharge detection and discharge extinction detection are performed using an interelectrode type '4 I E^IIE.
This may be done by changing B.
次に、電源遮断復帰装置の高圧部IA、IBの構造の実
施例を第4図に示している。制御回路3A、3B、分圧
器4A、4B、真空管2A。Next, FIG. 4 shows an embodiment of the structure of the high-voltage parts IA and IB of the power interruption recovery device. Control circuit 3A, 3B, voltage divider 4A, 4B, vacuum tube 2A.
2B、絶縁トランス5A、5Bは、油密タンク12内に
収納され油絶縁されている。電源及び電極との配線は、
シールドSL、S2油浸紙絶縁ケーブルC1,C2,G
3.C4,ブッシング。2B, and insulation transformers 5A and 5B are housed in an oil-tight tank 12 and are oil-insulated. The wiring with the power supply and electrodes is
Shield SL, S2 oil-immersed paper insulated cable C1, C2, G
3. C4, bushing.
15A、15B、15C,15D及び高圧絶縁ケーブル
16A、16B、16G、16Dを介して、耐地との絶
縁を保ちながら実現される。光ファイバ18A、18B
は、光フアイバ支持体17A。This is achieved while maintaining insulation from the earth via 15A, 15B, 15C, 15D and high voltage insulated cables 16A, 16B, 16G, 16D. Optical fiber 18A, 18B
is an optical fiber support 17A.
17Bを介して、油面14上から、ダクI−Dを通って
引き出される。このような、油面14の位置をケーブル
ヘッド]、5A、15Bより上のレベルにできるタンク
の構造により、油浸絶縁に影響なく、油面上から光ファ
イバーを引き出すことができる。又、装置組立時は、直
接タンク12に各部品を装着せずに、タンクのフタと一
体化したフレームBに全部品を装着して組立てた後にタ
ンク12に挿入するようになっており、タンク内に入ら
ずに組立及び解体の作業が可能となっている。17B, it is drawn out from above the oil level 14 through the duct ID. With this structure of the tank that allows the oil level 14 to be at a level above the cable heads], 5A, and 15B, the optical fiber can be drawn out from above the oil level without affecting the oil-immersed insulation. In addition, when assembling the device, instead of attaching each part directly to the tank 12, all parts are attached to the frame B that is integrated with the tank lid, and then inserted into the tank 12 after assembly. Assembly and disassembly work can be done without going inside.
又、この油密タンク12内に、第1図の高電圧電源6A
、6Bを収納する構成にすれば、油タンクが1つ不用と
なるとともに、電源遮断復帰装置の高圧部と高圧電源を
結ぶ高圧絶縁ケーブル16A。Also, inside this oil-tight tank 12, there is a high voltage power supply 6A shown in FIG.
, 6B, one oil tank becomes unnecessary, and the high-voltage insulated cable 16A connects the high-voltage part of the power cut-off recovery device and the high-voltage power source.
16B及びブッシング15A、15Bが不用となり、コ
ンパクト化、低コスト化が実現される。16B and bushings 15A and 15B are no longer required, making it more compact and lower in cost.
第1図の電極9A、9B間及び9B、9C間に、第5図
に示す波形のコンディショニング電圧を印加できる制御
回路の構成図を第7図に示している。FIG. 7 shows a configuration diagram of a control circuit that can apply a conditioning voltage having a waveform shown in FIG. 5 between electrodes 9A and 9B and between electrodes 9B and 9C in FIG. 1.
真空管のカソードにと第1グリッドG1間の電圧Vat
及びカソードにと第2グリッドG2間の電圧VG2が、
制御回路3Aの出力端子から与えられる。Voltage Vat between the cathode of the vacuum tube and the first grid G1
and the voltage VG2 between the cathode and the second grid G2,
It is given from the output terminal of the control circuit 3A.
接地電位にある制御回路7は、光ファイバ18A1゜1
8 A2.18 A3を介し、制御回路3Aに制御信号
を送り、電源遮断復帰制御又はコンディショニング制御
を行う。イオン源の定常運転時は、VGI制御信号源2
6及びVO2制御信号源23において、真空管2Aがオ
ンとなるように設定される。(例えば、V G 1は−
50V 、 Va2は500 V) Va1制御信号は
信号源26から、スイッチ25.光電変換回路11に、
IILと光ファイバ18A3を介して、VGI制御回路
24に伝送され、制御回路24からの信号に応じて、F
ET2OBのゲート電圧が変化し、Vat電源から与え
られるV a 1の値は設定値と等しくなる。同様にV
az制御信号は、信号源22から光電変換回路11G、
IIH,光ファイバ18Arを介してVO2制御回路2
1に伝送されると、FET2OB及びFET20Aのグ
ー1〜電圧が調整され、V G ZTi源39Bから与
えられるVO2の値が設定値と等しくなる。なお、この
定常時には、FET20C。The control circuit 7 at ground potential connects the optical fiber 18A1°1
8 A2.18 A control signal is sent to the control circuit 3A via A3 to perform power-off recovery control or conditioning control. During steady operation of the ion source, VGI control signal source 2
6 and the VO2 control signal source 23 are set so that the vacuum tube 2A is turned on. (For example, V G 1 is -
50V, Va2 is 500V) The Va1 control signal is sent from the signal source 26 to the switch 25. In the photoelectric conversion circuit 11,
It is transmitted to the VGI control circuit 24 via the IIL and the optical fiber 18A3, and in response to the signal from the control circuit 24, the F
The gate voltage of ET2OB changes and the value of V a 1 given from the Vat power supply becomes equal to the set value. Similarly, V
The az control signal is transmitted from the signal source 22 to the photoelectric conversion circuit 11G,
IIH, VO2 control circuit 2 via optical fiber 18Ar
1, the voltages of FET2OB and FET20A are adjusted, and the value of VO2 provided from the V G ZTi source 39B becomes equal to the set value. Note that during this steady state, FET20C.
20DのドレインDとソースS間は開路状態であり+
FET20C,FET20Dは、制御に影響を及ぼさな
い。There is an open circuit between the drain D and source S of 20D, and +
FET20C and FET20D do not affect control.
又、抵抗19A、19B、IQ−CはFETの動作に必
要負荷抵抗である。定常運転中に電極9A。Further, resistors 19A, 19B, and IQ-C are load resistances necessary for the operation of the FET. Electrode 9A during steady operation.
9B間で放電が発生すると、制御回路7において、分圧
器4Cで測定され、光ファイバ18C1,光電変換回路
11C1IIFを介して伝送された電極間電圧VE^の
値が、放電検出基準信号源34の出力より小さいことが
比較器33Aに判別されることによって電源遮断復帰制
御回路32で放電検出され、スイッチ31.光電変換回
路11 I、 IIJ。When a discharge occurs between 9B and 9B, in the control circuit 7, the value of the interelectrode voltage VE^ measured by the voltage divider 4C and transmitted via the optical fiber 18C1 and the photoelectric conversion circuit 11C1IIF is determined by the discharge detection reference signal source 34. When the comparator 33A determines that the output is smaller than the output, the power cut-off recovery control circuit 32 detects the discharge, and the switch 31. Photoelectric conversion circuit 11 I, IIJ.
光ファイバ18A2.光アイソレータ−30を介して、
真空管オフ制御信号が、オンオフ制御回路29A、29
Bに送られ、FET20C,20DのドレインDとソー
スS間が導通状態となり、 FET20AのDS間は開
路状態となり、V G 1は負の最大値(例えば−50
0V) 、VO2はOvとなることによって真空管2A
がオフとなり、電源遮断される。放電が消弧すると、放
電発生時と同様に、放電消弧検出基準信号源35又は3
7及び比較器33B又は33Dによって、制御回路32
で消弧検出され、真空管オン制御信号が送られ、 VO
I、 VO2は定常時の設定電圧に戻り、真空管2Aが
再びオンとなって電源復帰される。このとき、光ファイ
バ18A2で伝送される真空管オンオフ制御信号は、1
ビットのデジタル信号であるため高速伝送され、又、V
at、 VO2(7)電圧変化は、FIET20A、
20 C。Optical fiber 18A2. Via the optical isolator 30,
The vacuum tube off control signal is transmitted to the on/off control circuits 29A, 29
B, the drain D and source S of FETs 20C and 20D become conductive, and the DS of FET 20A becomes an open circuit, and V G 1 becomes the negative maximum value (for example, -50
0V), VO2 becomes Ov, so the vacuum tube 2A
is turned off and the power is cut off. When the discharge is extinguished, the discharge extinguishment detection reference signal source 35 or 3 is activated in the same way as when the discharge occurs.
7 and the comparator 33B or 33D, the control circuit 32
Arc extinction is detected at , a vacuum tube ON control signal is sent, and VO
I and VO2 return to their normal setting voltages, the vacuum tube 2A is turned on again, and the power is restored. At this time, the vacuum tube on/off control signal transmitted through the optical fiber 18A2 is 1
Since it is a bit digital signal, it is transmitted at high speed, and V
at, VO2 (7) voltage change is FIET20A,
20 C.
20Dの高速スイッチング動作によりなされるので、電
源遮断及び復帰を50μs程度の高速で行うことができ
る。又、第8図のように電極間電圧VE^の代わりに、
シャント抵抗10Aで測定される電極間耐電圧E^の値
により、放電及び消弧を検出しても良い。Since this is done by the high-speed switching operation of the 20D, the power can be cut off and restored at a high speed of about 50 μs. Also, instead of the interelectrode voltage VE^ as shown in Fig. 8,
Discharge and arc extinction may be detected based on the value of the interelectrode withstand voltage E^ measured by the shunt resistor 10A.
次に、コンディショニングを行う時には、スイッチ31
を切り替えることによって、放電発生に関係なくコンデ
ィショニング制御信号源38から送られる真空管オンオ
フ制御信号に同期して、真空管2Aがオンオフされ、例
えば、第5図のような波形のパルス性コンディショニン
グ電圧が電極9A、9B間に印加される。又、38から
常に真空管オン信号を送り、V C1制御信号源26か
ら正弦波や三角波他の任意の波形の制御信号を伝送する
と、制御信号波形に応じた任意の波形のコンディショニ
ング電圧(例えば第6図の波形の電圧)を得られる。Next, when performing conditioning, switch 31
By switching the vacuum tube 2A, the vacuum tube 2A is turned on and off in synchronization with the vacuum tube on/off control signal sent from the conditioning control signal source 38 regardless of the occurrence of discharge, and for example, a pulsed conditioning voltage having a waveform as shown in FIG. 5 is applied to the electrode 9A. , 9B. Also, if a vacuum tube ON signal is always sent from the V C1 control signal source 26 and a control signal of any waveform such as a sine wave or a triangular wave is transmitted from the V C1 control signal source 26, a conditioning voltage of an arbitrary waveform (for example, the 6th waveform) corresponding to the control signal waveform is transmitted. The voltage of the waveform shown in the figure) can be obtained.
コンディショニング処理を、半導体イオン打込み装置の
連続運転中に行う流れ図を第9図及び第10図に示して
いる。第9図は、ウェーハ交換時にコンディショニング
を行い、時間のロスを減らした場合の流れ図である。イ
オン打込み開始40からイオン打込み終了42までの間
に発生した放電回数Nのカウント41を行い、放電回数
Nが予め設定した異常値No以上であった場合(44)
、ウェーハ交換43と並行してコンディショニング処理
45を行い、ウェーハ交換43及びコンディショニング
処理45が終了し、イオン打込み準備完了46となった
後、再びイオン打込み開始する(40)。この方法によ
れば、放電多発を学期発見し、コンディショニング処理
45により放電の再発を防止できるので、放電による装
置の損傷や汚染を軽減できる。又、ウェーハ交換と並行
してコンディショニング処理を行うので、時間のロスが
少なくて済み、又コンディショニング処理によるイオン
打込み中のウェーハへの影響がない。第9図は、イオン
打込みを一時停止して、コンディショニング処理を行う
場合の流れ図である。イオン打込み開始47からイオン
打込み終了までに、放電回数NがNo以上となった時は
(48)、イオン打込みを一時停止しく53)、コンデ
ィショニング処理54を行った後に、イオン打込みを再
開する。イオン打込み量が規定値no以上となると(4
9)イオン打込みは終了しく50)、ウェーハを交換す
る(52)。この方法によれば、放電多発が生ずると即
イオン打込みを一時停止し、コンディショニング処理に
より放電再発を防止するので、放電多発は継続せず、装
置の損傷や汚染も非常に少ない。なお、コンディショニ
ング処理で放電洗浄を行う手段の実施例としては、コン
ディショニング電圧の波高値を定常運転時の電圧より高
くすること又はコンディショニング用のガス(洗浄に適
するガス)を放電が起こる圧力まで導入すること等があ
げられる。Flowcharts of the conditioning process performed during continuous operation of the semiconductor ion implantation device are shown in FIGS. 9 and 10. FIG. 9 is a flowchart when conditioning is performed at the time of wafer exchange to reduce time loss. Count 41 the number of discharges N that occurred between the start of ion implantation 40 and the end of ion implantation 42, and if the number of discharges N is equal to or greater than a preset abnormal value No (44)
, a conditioning process 45 is performed in parallel with the wafer exchange 43, and after the wafer exchange 43 and conditioning process 45 are completed and the preparation for ion implantation is completed 46, ion implantation is started again (40). According to this method, frequent discharges can be detected and the recurrence of discharge can be prevented by the conditioning process 45, so that damage and contamination of the device due to discharge can be reduced. Furthermore, since the conditioning process is performed in parallel with the wafer exchange, there is less time loss, and the conditioning process does not affect the wafer during ion implantation. FIG. 9 is a flowchart when ion implantation is temporarily stopped and conditioning processing is performed. When the number of discharges N becomes equal to or greater than No from the start of ion implantation 47 to the end of ion implantation (48), ion implantation is temporarily stopped (53), and after conditioning processing 54 is performed, ion implantation is restarted. When the ion implantation amount exceeds the specified value no (4
9) The ion implantation is completed 50) and the wafer is replaced (52). According to this method, as soon as frequent discharges occur, ion implantation is temporarily stopped and the recurrence of discharges is prevented through conditioning treatment, so that frequent discharges do not continue and there is very little damage or contamination to the device. Examples of means for performing discharge cleaning in the conditioning process include increasing the peak value of the conditioning voltage higher than the voltage during steady operation, or introducing conditioning gas (a gas suitable for cleaning) to the pressure at which discharge occurs. There are many things that can be mentioned.
本発明によれば、放電による電源遮断後に電源が再復帰
する動作が、誤動作することなく確実に行なえる効果が
ある。また、放電発生による、電源遮断から電源再復帰
に至る電源休止時間を従来の数msから、例えば500
μs程度に短縮できる効果がある。更に、直流電源から
、パルス波形。According to the present invention, it is possible to reliably restore the power after the power is cut off due to discharge without causing any malfunction. In addition, the power interruption time from power cutoff to power restoration due to discharge occurrence is reduced from the conventional several ms to, for example, 500 ms.
This has the effect of shortening the time to about μs. Furthermore, a pulse waveform is generated from the DC power supply.
パルス幅、電圧値、パルス間隔、パルス発生回数等を任
意に調整できるパルス電圧を発生できるので、色々な波
形のコンディショニング電圧を発生できる効果がある。Since it is possible to generate a pulse voltage whose pulse width, voltage value, pulse interval, number of pulse generation, etc. can be arbitrarily adjusted, it is possible to generate conditioning voltages with various waveforms.
又、本発明によれば、連続運転中に電極間耐電圧が低下
しても5′に極表面の放電処理すなわちコンディショニ
ング処理により耐電圧値を向上できるので、放電の発生
を抑制できる効果や装置を長寿命化できる効果がある。Further, according to the present invention, even if the inter-electrode withstand voltage decreases during continuous operation, the withstand voltage value can be improved by the discharge treatment, that is, the conditioning treatment, of the electrode surface at 5', so that the effect and device that can suppress the occurrence of discharge can be improved. It has the effect of extending the life of the
又、電源と電源遮断復帰装置を同一容器内に収納するこ
とにより装置のコストを低減できるとともに、小型化で
きる効果がある。In addition, by housing the power source and the power interruption recovery device in the same container, the cost of the device can be reduced and the device can be made smaller.
第1図は本発明の実施例の全体構成図、第2図は第1図
の変形例を示す図、第3図は本発明の動作原理の説明図
、第4図は本発明の一実施例の構造図、第5図は本発明
の一実施例の動作を説明するパルス電圧波形図、第6図
は第5図の変形例を示す図、第7図は本発明の構成回路
の実施例の回路ブロック図、第8図は第7図の変形例を
示す図、第9図は本発明による一実施例の動作手順を説
明する流れ図、第10図は第9図の変形例を示す図であ
る。
IA、IB・・電源遮断復帰装置の高圧部、2A。
2B・・真空管、3A、3B・・・高圧側制御回路。
4A、4B・・・分圧器、7・・・低圧側制御回路、9
A〜9C・・・電極、IOA、IOB・・・シャント抵
抗、VE^l VEB・・・電極間電圧、IE^、I[
!B・・・電極間電流、11・・・放電発生時刻、t2
・・・放電消弧時刻、12・・・油密タンク、18A〜
18C・・・光ファイバ、V a 1・・・第1グリツ
ド電圧、VO2・・・第2グリツド電圧、21 ・VC
2制御回路、24・・・V G 1制御回路、29A、
29B・・・真空管オンオフ制御回路、32・・電源遮
断復帰制御回路、38・・・コンディショニング制御信
号源。
第3図
篤40
第!;図
第60
第9
圓
第
口Fig. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing a modification of Fig. 1, Fig. 3 is an explanatory diagram of the operating principle of the invention, and Fig. 4 is an embodiment of the invention. FIG. 5 is a pulse voltage waveform diagram explaining the operation of an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing a modification of FIG. 5, and FIG. 7 is an implementation of the configuration circuit of the present invention. FIG. 8 is a diagram showing a modification of FIG. 7, FIG. 9 is a flowchart explaining the operating procedure of an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a modification of FIG. 9. It is a diagram. IA, IB... High voltage part of power cutoff recovery device, 2A. 2B... Vacuum tube, 3A, 3B... High voltage side control circuit. 4A, 4B... Voltage divider, 7... Low voltage side control circuit, 9
A~9C...electrode, IOA, IOB...shunt resistance, VE^l VEB...interelectrode voltage, IE^, I[
! B...Current between electrodes, 11...Discharge occurrence time, t2
...Discharge arc extinguishing time, 12...Oiltight tank, 18A~
18C... Optical fiber, V a 1... First grid voltage, VO2... Second grid voltage, 21 VC
2 control circuit, 24...V G 1 control circuit, 29A,
29B... Vacuum tube on/off control circuit, 32... Power cutoff recovery control circuit, 38... Conditioning control signal source. Figure 3 Atsushi 40th! ;Figure 60 No. 9 Entrance
Claims (1)
用分圧器とで構成された半導体イオン打込み装置等の高
電圧回路の電源出力側と負荷側との中間に、真空管、半
導体スイッチ等の高電圧スイッチング素子を挿入して、
負荷側の放電発生時に電源を遮断するようにした電源遮
断装置において、放電の消弧を検出した後で電源を復帰
させるようにしたことを特徴とする電源遮断復帰装置。 2、特許請求の範囲第1項において、放電消弧を検出し
た後、放電々極間に残留したイオンを拡散させるに必要
な一定時間を置いて電源を復帰させるようにしたことを
特徴とする電源遮断復帰装置。 3、特許請求の範囲第1項において、外部から与える制
御信号に同期させてスイッチング素子を導通(オン)、
非導通(オフ)させて負荷側にパルス電圧を発生させる
ようにして、負荷側の電極をコンディショニング処理す
るようにしたことを特徴とする電源遮断復帰装置。 4、特許請求の範囲第1項において、高電圧電源と同一
の容器内に収納されたことを特徴とする電源遮断復帰装
置。 5、特許請求の範囲第4項において、高電圧電源と同一
の容器内に収納し、この容器内を絶縁液体あるいは固体
絶縁体あるいはガス絶縁体を充填したことを特徴とする
電源遮断復帰装置。 6、特許請求の範囲第3項において、負荷側の放電発生
回数が予め設定した異常値を越えた場合コンディショニ
ングするようにしたことを特徴とする電源遮断復帰装置
。 7、特許請求の範囲第3項において、負荷側の放電発生
の時間間隔が予め設定した異常値より短かくなつた場合
にコンディショニングすることを特徴とする電源遮断復
帰装置。 8、特許請求の範囲第3項において、試料交換時にコン
ディショニング処理を行うことを特徴とする電源遮断復
帰装置。 9、特許請求の範囲第6項において、運転を一時停止し
、コンディショニング処理するようにしたことを特徴と
する電源遮断復帰装置。 10、特許請求の範囲第3項において、負荷側の放電発
生回数が予め設定した異常値を越えた場合、直ちに装置
の運転を一時停止しコンディショニング処理を行うか、
あるいは、試料交換時にコンディショニング処理を行う
ことを特徴とする電源遮断復帰装置。 11、特許請求の範囲第3項において、負荷側の放電発
生の時間間隔が予め設定した異常値より短かくなつた場
合、直ちに装置の運転を一時停止しコンディショニング
処理を行うか、あるいは、試料交換時にコンディショニ
ング処理を行うことを特徴とする電源遮断復帰装置。[Claims] 1. Between the power supply output side and the load side of a high voltage circuit such as a semiconductor ion implantation device, which is composed of a DC high voltage power supply, a load having discharge poles, and a voltage measuring voltage divider. , by inserting high voltage switching elements such as vacuum tubes and semiconductor switches,
What is claimed is: 1. A power cut-off and recovery device that cuts off a power supply when discharge occurs on a load side, and is characterized in that the power supply is restored after detecting extinguishment of the discharge. 2. Claim 1 is characterized in that after detecting the extinction of the discharge arc, the power supply is restored after a certain period of time necessary to diffuse the ions remaining between the discharge electrodes. Power cutoff recovery device. 3. In claim 1, the switching element is turned on (turned on) in synchronization with a control signal applied from the outside;
1. A power cut-off recovery device characterized by conditioning an electrode on the load side by making it non-conductive (off) and generating a pulse voltage on the load side. 4. A power supply interruption recovery device according to claim 1, characterized in that it is housed in the same container as a high voltage power supply. 5. A power supply interruption recovery device according to claim 4, characterized in that the high voltage power source is housed in the same container, and the container is filled with an insulating liquid, a solid insulator, or a gas insulator. 6. The power cutoff recovery device according to claim 3, characterized in that conditioning is performed when the number of discharge occurrences on the load side exceeds a preset abnormal value. 7. A power-off recovery device according to claim 3, characterized in that conditioning is performed when the time interval between discharge occurrences on the load side becomes shorter than a preset abnormal value. 8. A power-off recovery device according to claim 3, characterized in that a conditioning process is performed at the time of sample exchange. 9. A power-off recovery device according to claim 6, characterized in that the operation is temporarily stopped and a conditioning process is performed. 10. In claim 3, if the number of discharge occurrences on the load side exceeds a preset abnormal value, the operation of the device is immediately stopped and conditioning processing is performed, or
Alternatively, a power-off recovery device is characterized in that a conditioning process is performed when replacing a sample. 11. In claim 3, when the time interval between discharge occurrences on the load side becomes shorter than a preset abnormal value, the operation of the apparatus is immediately stopped and conditioning processing is performed, or the sample is replaced. A power-off recovery device characterized by performing conditioning processing at times.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63181854A JPH0233846A (en) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Power cutoff recovery device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63181854A JPH0233846A (en) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Power cutoff recovery device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0233846A true JPH0233846A (en) | 1990-02-05 |
Family
ID=16107992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63181854A Pending JPH0233846A (en) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Power cutoff recovery device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0233846A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2008262748A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Sen Corp An Shi & Axcelis Company | Ion implanter |
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-
1988
- 1988-07-22 JP JP63181854A patent/JPH0233846A/en active Pending
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