JP2001316815A - コーティング装置 - Google Patents
コーティング装置Info
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- JP2001316815A JP2001316815A JP2000130190A JP2000130190A JP2001316815A JP 2001316815 A JP2001316815 A JP 2001316815A JP 2000130190 A JP2000130190 A JP 2000130190A JP 2000130190 A JP2000130190 A JP 2000130190A JP 2001316815 A JP2001316815 A JP 2001316815A
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- thin film
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構成と制御により一定の膜厚の薄膜を形
成できるコーティング装置を提供する。 【解決手段】真空チャンバー１内の内部ガスを真空ポン
プ８で排気した後、雰囲気ガス１７を導入して真空計９
で真空チャンバー１内の真空度を測定し、バルブ制御器
１６内の真空度設定値と比較し、真空チャンバー１内の
真空度を一定値に制御する。これにより、試料５への薄
膜４の形成速度は雰囲気ガス１７の種類、その圧力及び
陰極３と陽極６間への印加電圧により決まる。この成膜
速度に応じてタイマ１３を設定し、電極間に電圧を印加
すると同時にタイマ１３をスタートさせると、設定時間
後に接点１２により電極への供給電圧が切断され所定の
膜厚をコーティングすることができる。
成できるコーティング装置を提供する。 【解決手段】真空チャンバー１内の内部ガスを真空ポン
プ８で排気した後、雰囲気ガス１７を導入して真空計９
で真空チャンバー１内の真空度を測定し、バルブ制御器
１６内の真空度設定値と比較し、真空チャンバー１内の
真空度を一定値に制御する。これにより、試料５への薄
膜４の形成速度は雰囲気ガス１７の種類、その圧力及び
陰極３と陽極６間への印加電圧により決まる。この成膜
速度に応じてタイマ１３を設定し、電極間に電圧を印加
すると同時にタイマ１３をスタートさせると、設定時間
後に接点１２により電極への供給電圧が切断され所定の
膜厚をコーティングすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリングに
より薄膜を形成するコーティング装置、特に真空度を制
御して時間に比例した膜厚が得られるように構成された
コーティング装置に関する。
より薄膜を形成するコーティング装置、特に真空度を制
御して時間に比例した膜厚が得られるように構成された
コーティング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄膜を生成するコーティング装置
においては、プラズマを発生させる電極間に流れるイオ
ン電流が成膜速度に比例することを利用して、電極間に
流れる電流を検出する電流検出器と、それによって検出
された電流を単位時間あたりの膜厚量に変換し、それを
積算してあらかじめ設定した所定値に等しくなった場合
にコーティングをストップさせる方式のコーティング装
置が用いられている。
においては、プラズマを発生させる電極間に流れるイオ
ン電流が成膜速度に比例することを利用して、電極間に
流れる電流を検出する電流検出器と、それによって検出
された電流を単位時間あたりの膜厚量に変換し、それを
積算してあらかじめ設定した所定値に等しくなった場合
にコーティングをストップさせる方式のコーティング装
置が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来のコーティング装
置で膜厚の制御を行うためには、電極間を流れるイオン
電流を検出する電流検出器と、その電流値から膜厚形成
速度に変換する電流周波数変換器と、膜厚を積算するた
めの積算計と、設定した膜厚との比較器等を必要とし、
これらの機器で構成されたコーティング装置は、高コス
トで、大型の重量物となり、かつイオン電流と成膜速度
の関係が非線形領域をもつため制御が複雑になるという
問題がある。本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、構成を簡素化した、低コストで小形軽
重量のコーティング装置を提供することを目的とする。
置で膜厚の制御を行うためには、電極間を流れるイオン
電流を検出する電流検出器と、その電流値から膜厚形成
速度に変換する電流周波数変換器と、膜厚を積算するた
めの積算計と、設定した膜厚との比較器等を必要とし、
これらの機器で構成されたコーティング装置は、高コス
トで、大型の重量物となり、かつイオン電流と成膜速度
の関係が非線形領域をもつため制御が複雑になるという
問題がある。本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、構成を簡素化した、低コストで小形軽
重量のコーティング装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】スパッタによる薄膜生成
においては、図４に示すようにグロー放電により生じる
電圧降下２０内に生成されたプラズマ領域２０ａ内のイ
オン１８（○印）が陰極降下２０ｂ中で加速され、この
イオン１８がターゲット２を衝撃し、弾き出された約１
０ｅＶのエネルギーを持った粒子１９が試料５の表面に
付着して薄膜４が形成される。この薄膜４の成長速度
は、雰囲気ガスの種類、ガス圧力、ターゲットの物質及
び試料を保持する電極間電圧に対応して決定される。
においては、図４に示すようにグロー放電により生じる
電圧降下２０内に生成されたプラズマ領域２０ａ内のイ
オン１８（○印）が陰極降下２０ｂ中で加速され、この
イオン１８がターゲット２を衝撃し、弾き出された約１
０ｅＶのエネルギーを持った粒子１９が試料５の表面に
付着して薄膜４が形成される。この薄膜４の成長速度
は、雰囲気ガスの種類、ガス圧力、ターゲットの物質及
び試料を保持する電極間電圧に対応して決定される。
【０００５】本発明のコーティング装置は、電極間に電
圧を印加して生成したイオンをターゲットに照射し、こ
のターゲットからスパッタされた粒子が試料に堆積する
薄膜の厚さを所定値に制御するように構成されたコーテ
ィング装置において、チャンバー内の雰囲気ガスの真空
度を検出する検出器と、検出器からの信号と比較して真
空度を一定に保つように雰囲気ガス供給用バルブを開閉
する制御部を備え、堆積する薄膜の厚さが電極に電圧を
印加している時間と比例関係になるように構成されたこ
とを特徴とする。上記構成により本発明のコーティング
装置は、シンプルな構成でチャンバー内の真空度を一定
に保つことにより、単位時間当たりの膜厚量を一定にす
ることができる。
圧を印加して生成したイオンをターゲットに照射し、こ
のターゲットからスパッタされた粒子が試料に堆積する
薄膜の厚さを所定値に制御するように構成されたコーテ
ィング装置において、チャンバー内の雰囲気ガスの真空
度を検出する検出器と、検出器からの信号と比較して真
空度を一定に保つように雰囲気ガス供給用バルブを開閉
する制御部を備え、堆積する薄膜の厚さが電極に電圧を
印加している時間と比例関係になるように構成されたこ
とを特徴とする。上記構成により本発明のコーティング
装置は、シンプルな構成でチャンバー内の真空度を一定
に保つことにより、単位時間当たりの膜厚量を一定にす
ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明のコー
ティング装置を説明する。図１は本発明のコーティング
装置の概略構成図である。本発明のコーティング装置
は、図に示すように、真空チャンバー１の内部にスパッ
タリングされるターゲット２を保持した陰極３と、薄膜
４を形成する試料５を保持した陽極６が対向して配置さ
れ、また真空チャンバー１の側面には、空気などの内部
ガス７を排気するための真空ポンプ８と、その真空度を
検出するための真空計９と、アルゴンガスなどの雰囲気
ガス１７の供給管１０が取り付けられている。そして外
部には、前記陰極３及び陽極６に直流電圧を供給するた
めの電源１１と、所定厚みの薄膜形成時にこの電源１１
を回路から切断するための接点１２を内蔵したタイマ１
３と、ガス源１４からの雰囲気ガス流を開閉するバルブ
１５と、真空計９からの検出信号と比較して前記バルブ
１５をオンオフ制御するバルブ制御器１６が設けられて
いる。
ティング装置を説明する。図１は本発明のコーティング
装置の概略構成図である。本発明のコーティング装置
は、図に示すように、真空チャンバー１の内部にスパッ
タリングされるターゲット２を保持した陰極３と、薄膜
４を形成する試料５を保持した陽極６が対向して配置さ
れ、また真空チャンバー１の側面には、空気などの内部
ガス７を排気するための真空ポンプ８と、その真空度を
検出するための真空計９と、アルゴンガスなどの雰囲気
ガス１７の供給管１０が取り付けられている。そして外
部には、前記陰極３及び陽極６に直流電圧を供給するた
めの電源１１と、所定厚みの薄膜形成時にこの電源１１
を回路から切断するための接点１２を内蔵したタイマ１
３と、ガス源１４からの雰囲気ガス流を開閉するバルブ
１５と、真空計９からの検出信号と比較して前記バルブ
１５をオンオフ制御するバルブ制御器１６が設けられて
いる。
【０００７】前記バルブ１５には応答の速いソレノイド
バルブを用い、前記バルブ制御器１６には、図２に示す
ような真空度に対応した設定電圧を出力する設定電圧発
生器１６ａと、この設定電圧と入力信号を比較して、前
記バルブ１５を自動的に開閉するオンオフ出力信号を発
生する比較器１６ｂと、バルブ１５をオフ（閉）にする
信号を発生する手動信号発生器１６ｃ及び自動手動切り
換えスイッチ１６ｄを備えたものを用いる。
バルブを用い、前記バルブ制御器１６には、図２に示す
ような真空度に対応した設定電圧を出力する設定電圧発
生器１６ａと、この設定電圧と入力信号を比較して、前
記バルブ１５を自動的に開閉するオンオフ出力信号を発
生する比較器１６ｂと、バルブ１５をオフ（閉）にする
信号を発生する手動信号発生器１６ｃ及び自動手動切り
換えスイッチ１６ｄを備えたものを用いる。
【０００８】次に、図１のコーティング装置の作用を説
明する。前記バルブ制御器１６を手動にしてバルブ１５
を閉じ、真空ポンプ８を駆動して真空チャンバー１内の
真空度が１０−４Ｐａ程度になるまで内部ガス７を排出
した後、バルブ制御器１６を自動に切り換え、雰囲気ガ
ス１７を導入する。バルブ制御器１６の設定電圧は予め
スパッタリングに適した圧力に相当する真空計９の出力
信号と一致するように決められている。最初、真空計９
によって測定された真空度は設定電圧に該当する真空度
よりも高いので、バルブ制御器１６からはバルブ１５を
オン（開）にする信号が出され、雰囲気ガス１７が導入
されることにより真空チャンバー１内の真空度が徐々に
低下する（圧力は上がる）。
明する。前記バルブ制御器１６を手動にしてバルブ１５
を閉じ、真空ポンプ８を駆動して真空チャンバー１内の
真空度が１０−４Ｐａ程度になるまで内部ガス７を排出
した後、バルブ制御器１６を自動に切り換え、雰囲気ガ
ス１７を導入する。バルブ制御器１６の設定電圧は予め
スパッタリングに適した圧力に相当する真空計９の出力
信号と一致するように決められている。最初、真空計９
によって測定された真空度は設定電圧に該当する真空度
よりも高いので、バルブ制御器１６からはバルブ１５を
オン（開）にする信号が出され、雰囲気ガス１７が導入
されることにより真空チャンバー１内の真空度が徐々に
低下する（圧力は上がる）。
【０００９】この状態が継続されると真空チャンバー１
内の真空度は設定電圧の真空度より低下し、バルブ制御
器１６からオフ信号が出てバルブ１５は閉じられる。す
ると、真空チャンバー１内の真空度が上がり始め設定電
圧の真空度より高くなると、バルブ制御器１６からオン
信号が出てバルブ１５が開けられる。バルブ制御器１６
はこの設定真空度を中心にオンオフを繰り返し出力し、
真空度は図３に示すように制御される。この真空度の安
定性は、雰囲気ガス１７の元圧を真空ポンプ８の排気量
に合わせて調整しておくことにより安定させることがで
きる。また、バルブ制御器１６の比較器１６ｂに不感帯
を付加することにより、オンオフ周期間隔を伸ばすこと
も可能である。
内の真空度は設定電圧の真空度より低下し、バルブ制御
器１６からオフ信号が出てバルブ１５は閉じられる。す
ると、真空チャンバー１内の真空度が上がり始め設定電
圧の真空度より高くなると、バルブ制御器１６からオン
信号が出てバルブ１５が開けられる。バルブ制御器１６
はこの設定真空度を中心にオンオフを繰り返し出力し、
真空度は図３に示すように制御される。この真空度の安
定性は、雰囲気ガス１７の元圧を真空ポンプ８の排気量
に合わせて調整しておくことにより安定させることがで
きる。また、バルブ制御器１６の比較器１６ｂに不感帯
を付加することにより、オンオフ周期間隔を伸ばすこと
も可能である。
【００１０】この真空度が一定に制御された状態の真空
チャンバー１内の陰極３と陽極６からなる一対の電極に
電圧を印加すると、陰極３と陽極６間でグロー放電が発
生し、イオン１８（図４）が生成される。さらに、この
生成イオン１８が陰極３上に配設されたターゲット２を
スパッタリングし、スパッタされたターゲット粒子１９
（図４）は陽極６上にある試料５の表面に堆積し薄膜４
を形成する。
チャンバー１内の陰極３と陽極６からなる一対の電極に
電圧を印加すると、陰極３と陽極６間でグロー放電が発
生し、イオン１８（図４）が生成される。さらに、この
生成イオン１８が陰極３上に配設されたターゲット２を
スパッタリングし、スパッタされたターゲット粒子１９
（図４）は陽極６上にある試料５の表面に堆積し薄膜４
を形成する。
【００１１】前記薄膜４の成膜（堆積）速度は、ターゲ
ット２の物質、雰囲気ガス１７の種類、雰囲気ガス圧
力、印加電圧によって決定されるが、本装置では印加電
圧及び雰囲気ガス圧力を一定にすることにより、選択さ
れたターゲット２の物質及び雰囲気ガス１７の種類によ
ってターゲット粒子の成膜速度が決定される。予め、タ
ーゲット２の物質と雰囲気ガス１７の組み合わせにより
決まるターゲット粒子の成膜速度から必要な膜厚に対す
る形成時間を求め、この時間をタイマ１３に設定してお
き、電極に電圧印加と同時にタイマ１３を動作させる
と、プラズマ領域２０ａ内のイオン１８（図４）がター
ゲット２に衝突して粒子１９を弾き出し試料５上に薄膜
を形成していく。前記形成時間経過後、タイマ１３の出
力接点１２はオフとなり電極電圧は切断され、この時点
で所望の膜厚での薄膜コーティングを得ることができ
る。なお、上記実施例では、電極に直流電圧を印加して
いるが、一定の高周波電力を印加することによっても、
同様に真空度を制御することにより一定の成膜速度を得
ることができる。
ット２の物質、雰囲気ガス１７の種類、雰囲気ガス圧
力、印加電圧によって決定されるが、本装置では印加電
圧及び雰囲気ガス圧力を一定にすることにより、選択さ
れたターゲット２の物質及び雰囲気ガス１７の種類によ
ってターゲット粒子の成膜速度が決定される。予め、タ
ーゲット２の物質と雰囲気ガス１７の組み合わせにより
決まるターゲット粒子の成膜速度から必要な膜厚に対す
る形成時間を求め、この時間をタイマ１３に設定してお
き、電極に電圧印加と同時にタイマ１３を動作させる
と、プラズマ領域２０ａ内のイオン１８（図４）がター
ゲット２に衝突して粒子１９を弾き出し試料５上に薄膜
を形成していく。前記形成時間経過後、タイマ１３の出
力接点１２はオフとなり電極電圧は切断され、この時点
で所望の膜厚での薄膜コーティングを得ることができ
る。なお、上記実施例では、電極に直流電圧を印加して
いるが、一定の高周波電力を印加することによっても、
同様に真空度を制御することにより一定の成膜速度を得
ることができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明のコーティング装置は上記のよう
に構成されており、簡素な構成で真空度を一定に制御す
ることにより、電極印加電圧及び雰囲気ガス圧力を一定
にして、ターゲットの物質と雰囲気ガスの種類に対応し
た成膜速度から成膜時間を求め、その時間をタイマに設
定するだけで所望の膜厚を形成することができ、小形、
軽量で低コストのコーティング装置を得ることができ
る。
に構成されており、簡素な構成で真空度を一定に制御す
ることにより、電極印加電圧及び雰囲気ガス圧力を一定
にして、ターゲットの物質と雰囲気ガスの種類に対応し
た成膜速度から成膜時間を求め、その時間をタイマに設
定するだけで所望の膜厚を形成することができ、小形、
軽量で低コストのコーティング装置を得ることができ
る。
【図１】本発明の実施例によるコーティング装置の概略
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明にかかるバルブ制御器のブロック構成図
である。
である。
【図３】本発明にかかる真空度の変動を示す図である。
【図４】プラズマスパッタリングの動作原理である。
１…真空チャンバー ８…真空ポンプ ２…ターゲット ９…真空計 ３…陰極 １０…供給管 ４…薄膜 １１…電源 ５…試料 １２…接点 ６…陽極 １３…タイマ ７…内部ガス １４…ガス源 １５…バルブ １７…雰囲気ガス １６…バルブ制御器 １８…イオン １６ａ…設定電圧発生器 １９…粒子 １６ｂ…比較器 ２０…電圧降下 １６ｃ…手動信号発生器 ２０ａ…プラズマ １６ｄ…自動手動切換器 ２０ｂ…陰極降下
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 AA62 BB02 BC02 BD14 CA05 CA16 CA47 CA62 EB42 4K029 CA05 EA01 EA03 EA04 EA09
Claims (1)
- 【請求項１】電極間に電圧を印加して生成したイオンを
ターゲットに照射し、このターゲットからスパッタされ
た粒子が試料に堆積する薄膜の厚さを所定値に制御する
ように構成されたコーティング装置において、チャンバ
ー内の真空度を検出する検出器と、検出器からの信号と
比較して真空度を一定に保つように雰囲気ガス供給用バ
ルブを開閉する制御部を備え、堆積する薄膜の厚さが電
圧を印加している時間と比例関係になるように構成され
たことを特徴とするコーティング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130190A JP2001316815A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | コーティング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000130190A JP2001316815A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | コーティング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001316815A true JP2001316815A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18639337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000130190A Pending JP2001316815A (ja) | 2000-04-28 | 2000-04-28 | コーティング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001316815A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020033627A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | キヤノントッキ株式会社 | 成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法 |
-
2000
- 2000-04-28 JP JP2000130190A patent/JP2001316815A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020033627A (ja) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | キヤノントッキ株式会社 | 成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法 |
| JP7202815B2 (ja) | 2018-08-31 | 2023-01-12 | キヤノントッキ株式会社 | 成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法 |
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