JP2011149093A - Sputtering system, sputtering film deposition method, and power source control method in sputtering system - Google Patents
Sputtering system, sputtering film deposition method, and power source control method in sputtering system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011149093A JP2011149093A JP2010272137A JP2010272137A JP2011149093A JP 2011149093 A JP2011149093 A JP 2011149093A JP 2010272137 A JP2010272137 A JP 2010272137A JP 2010272137 A JP2010272137 A JP 2010272137A JP 2011149093 A JP2011149093 A JP 2011149093A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- power
- power source
- sputtering
- stop
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 23
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造工程などにおいて薄膜を成膜するためのスパッタリング装置及びスパッタリング成膜方法並びにスパッタリング装置の電源制御方法に関する。 The present invention relates to a sputtering apparatus, a sputtering film forming method, and a power supply control method for a sputtering apparatus for forming a thin film in a manufacturing process of a semiconductor device.
近年のデバイスの高密度化に伴い成膜層の膜厚制御の高精度化が求められている。例えば、特許文献１，２に示されている技術によれば、基板の回転角度とシャッタの開閉タイミングまたはスパッタ用ＤＣ電源の出力制御をＰＬＣ（プログラムロジックコントローラ）を用いたシリアル通信で制御することで高精度の膜厚制御を可能にしている。 With the recent increase in the density of devices, there is a demand for higher precision in controlling the film thickness of the deposited layer. For example, according to the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, the rotation angle of the substrate, the opening / closing timing of the shutter, or the output control of the DC power supply for sputtering is controlled by serial communication using a PLC (program logic controller). This enables highly accurate film thickness control.
特許文献１のスパッタリング装置を図３に基づいて説明する。真空容器１０２の天井部１０３に二つのターゲット１０４，１０５が傾斜した状態で設けられ、成膜チャンバ１の底面部の中央には回転自在に設けられた基板ホルダ１０７が配置されている。 The sputtering apparatus of patent document 1 is demonstrated based on FIG. Two targets 104, 105 are provided in an inclined state on the ceiling 103 of the vacuum vessel 102, and a substrate holder 107 provided rotatably is disposed at the center of the bottom surface of the film forming chamber 1.
二つのターゲット１０４，１０５のいずれか一方を用いてスパッタリング成膜を行う時には、ＰＬＣを用いたＤＣ電源制御部１１５によりシリアル通信で制御されるＤＣ電源１１２により、必要なターゲットを所定電圧に保持して低圧力放電式のスパッタリングを行うことができる。 When sputtering film formation is performed using either one of the two targets 104 and 105, the necessary target is held at a predetermined voltage by the DC power source 112 controlled by serial communication by the DC power source control unit 115 using PLC. Thus, low pressure discharge sputtering can be performed.
しかしながら、特許文献１の技術においては、図４に示すように、電源状態読出しコマンド処理が一定サイクルで繰り返し行われているため、ＤＣ電源１１２の印加停止の制御はそのタイミングで実行している電源状態読出しコマンド処理の終了を待って実行される。つまり、ＤＣ電源制御部１１５からの電源電圧印加停止要求に対して電源状態読出しコマンド処理時間分の遅れ（Ｂ）が生じることになる。 However, in the technology of Patent Document 1, as shown in FIG. 4, since the power supply state read command process is repeatedly performed at a constant cycle, the application stop control of the DC power supply 112 is executed at that timing. It is executed after completion of the status read command process. That is, a delay (B) corresponding to the power supply state read command processing time occurs with respect to the power supply voltage application stop request from the DC power supply control unit 115.
すなわち電源状態読出しコマンド処理時間分の遅れ（Ｂ）は、ＤＣ電源制御部１１５に内蔵されたＰＬＣがスパッタ用のＤＣ電源１１２からシリアル通信ステータスを読み出すタイミングと、プロセス処理の変更タイミングとが同期されていないためシリアル通信の遅れに起因する誤差である。そのため、スパッタ用ＤＣ電源１１２の出力制御にて成膜層の膜厚制御を行った場合には膜厚に僅かな誤差が生じていた。 In other words, the delay (B) corresponding to the power state read command processing time synchronizes the timing at which the PLC built in the DC power control unit 115 reads the serial communication status from the DC power source 112 for sputtering and the change timing of the process processing. This is an error due to serial communication delay. Therefore, when the film thickness of the film formation layer is controlled by the output control of the DC power source 112 for sputtering, a slight error occurs in the film thickness.
本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、プロセス処理変更のタイミングに同期させて電源制御の変更コマンドを送信することで、シリアル通信の遅れによる誤差をなくし、高精度且つ再現性のよいスパッタリング装置及びスパッタリング成膜方法並びにスパッタリング装置の電源制御方法を提供することにある。 An object of the present invention is made in view of the above problems, and by transmitting a power control change command in synchronization with a process processing change timing, an error due to a delay in serial communication is eliminated, and high accuracy and It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus, a sputtering film forming method, and a power source control method for the sputtering apparatus with good reproducibility.
上記の目的を達成する本発明に係るスパッタリング装置は、所定時間サイクルでカソード部に電力供給を行う電源の状態の読み出し処理を行う電源状態読み出し信号と、所定のタイミングでカソード部への電力供給を停止する処理を行う電力印加停止信号とを電源に対してシリアル通信によって送信する機能を有する電源制御部を備えて構成されているスパッタリング装置であって、電源制御部は、電源状態読出しの信号の送信を停止させる読出し停止処理を行って電源の状態の読み出し処理を停止させた後に、電力印加停止信号を送信することを特徴とする。 A sputtering apparatus according to the present invention that achieves the above-described object provides a power supply state read signal for performing a read process of a power supply state that supplies power to the cathode unit at a predetermined time cycle, and supplies power to the cathode unit at a predetermined timing. A sputtering apparatus configured to include a power supply control unit having a function of transmitting a power application stop signal for performing a stop process to a power supply by serial communication. A power application stop signal is transmitted after a read stop process for stopping transmission is performed to stop a power supply state read process.
あるいは、本発明に係るスパッタリング装置の電源制御方法は、所定時間サイクルでカソード部に電力供給を行う電源の状態の読み出し処理を行う電源状態読み出し信号と、所定のタイミングで前記カソード部への電力供給を停止させる処理を行う電力印加停止信号とを前記電源に対してシリアル通信によって送信する機能を有するスパッタリング装置の電源制御方法であって、電源状態読み出し信号の送信を停止させる読出し停止処理を行って前記電源の状態の読み出し処理を停止させた後に、前記電力印加停止信号を送信する処理を行うことを特徴とする。また、本発明に係るスパッタリング成膜方法は、上記のスパッタリング装置の電源制御方法を用いることを特徴とする。 Alternatively, the power control method for the sputtering apparatus according to the present invention includes a power supply state read signal for performing a power supply state read process for supplying power to the cathode unit at a predetermined time cycle, and power supply to the cathode unit at a predetermined timing. A power supply control method for a sputtering apparatus having a function of transmitting a power application stop signal to the power supply by serial communication, and performing a read stop process for stopping transmission of a power state read signal. The power supply state reading process is stopped, and then the process of transmitting the power application stop signal is performed. Further, a sputtering film forming method according to the present invention is characterized by using the power source control method for the sputtering apparatus.
本発明によれば、プロセス処理変更のタイミングに同期させてＤＣ電源制御変更コマンドを送信することで、シリアル通信の遅れによる誤差をなくし、シリアル通信の遅れに起因する膜厚の誤差がない成膜処理を行うことができる。例えば、電子デバイス等で各種の材料を順次積層させた積層体の成膜において、各膜厚を極めて高い精度で制御することができ、信頼性の高い積層体を得ることができる。 According to the present invention, the DC power supply control change command is transmitted in synchronization with the process processing change timing, thereby eliminating the error due to the delay of the serial communication and the film formation without the error of the film thickness due to the delay of the serial communication. Processing can be performed. For example, in film formation of a stacked body in which various materials are sequentially stacked using an electronic device or the like, each film thickness can be controlled with extremely high accuracy, and a highly reliable stacked body can be obtained.
あるいは、本発明の成膜方法によれば、二元系材料からなるデバイス構造の成膜を行う場合でも、各材料のスパッタを極めて高い精度で制御することができ、信頼性の高いデバイス構造体を得ることができる。 Alternatively, according to the film forming method of the present invention, even when a device structure made of a binary material is formed, sputtering of each material can be controlled with extremely high accuracy, and a highly reliable device structure. Can be obtained.
以下に、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変できることは勿論である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The members, arrangements, and the like described below are examples embodying the invention and do not limit the present invention, and it is needless to say that various modifications can be made in accordance with the spirit of the present invention.
図１及び２は本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置について説明した図であり、図１はスパッタリング装置の概略構成図、図２はＤＣ電源への各種制御信号のタイミングを示す説明図である。なお、ここでは図面の煩雑化を防ぐため一部を除いて省略している。 1 and 2 are diagrams illustrating a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the sputtering apparatus, and FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating timings of various control signals to a DC power source. . Here, in order to prevent complication of the drawing, it is omitted except for a part.
まず、図１に基づいて本実施形態に係るスパッタリング装置の概略構成図を説明する。
スパッタリング装置はカソードを複数備えるマルチカソードタイプの装置であり、真空容器２の天井部３に二つのターゲット４，５が設けられている。これらのターゲット４，５は、天井部３において傾斜した状態で取り付けられている。成膜チャンバ１の底面部の中央には、回転駆動機構６によって回転自在に設けられた基板ホルダ７が配置され、基板ホルダ７上には基板１０が水平状態を保って搭載されている。成膜時には基板１０は基板ホルダ７の回転に伴い回転される。
First, based on FIG. 1, the schematic block diagram of the sputtering device which concerns on this embodiment is demonstrated.
The sputtering apparatus is a multi-cathode type apparatus having a plurality of cathodes, and two targets 4 and 5 are provided on the ceiling 3 of the vacuum vessel 2. These targets 4 and 5 are attached in an inclined state in the ceiling portion 3. In the center of the bottom surface of the film forming chamber 1, a substrate holder 7 that is rotatably provided by a rotation drive mechanism 6 is disposed, and a substrate 10 is mounted on the substrate holder 7 while maintaining a horizontal state. At the time of film formation, the substrate 10 is rotated with the rotation of the substrate holder 7.
真空容器２の底部には排気ポート８が設けられ、排気ポート８から排気が行われるように、排気ポート８には排気管を介して排気装置９が接続されている。排気装置９による排気動作によって真空容器２の内部は所要の真空状態、好ましくは１０−６Ｐａ以下の圧力レベルに保持される。排気装置９としては、例えば、メインバルブを介して連結されたメインポンプ（クライオポンプもしくはターボ分子ポンプ）と、荒引きバルブを介して連結されたドライポンプを含んだ構成となっている。 An exhaust port 8 is provided at the bottom of the vacuum vessel 2, and an exhaust device 9 is connected to the exhaust port 8 via an exhaust pipe so that exhaust is performed from the exhaust port 8. The inside of the vacuum vessel 2 is maintained at a required vacuum state, preferably at a pressure level of 10 −6 Pa or less, by the exhaust operation by the exhaust device 9. The exhaust device 9 includes, for example, a main pump (cryo pump or turbo molecular pump) connected through a main valve and a dry pump connected through a roughing valve.
成膜時、成膜チャンバ１の真空容器２の内部にはプラズマが形成され、プラズマから入射するイオンによってターゲット４，５のいずれかが選択的にスパッタリングされる。放電を発生させる放電ガス（プロセスガスまたはスパッタガス）として、ガス供給部１１から、例えばＡｒガスなどが導入される。もちろん、ガス供給部１１の設置箇所は図示された箇所に限定されるものではない。 During film formation, plasma is formed inside the vacuum chamber 2 of the film formation chamber 1, and any one of the targets 4 and 5 is selectively sputtered by ions incident from the plasma. For example, Ar gas or the like is introduced from the gas supply unit 11 as a discharge gas (process gas or sputtering gas) that generates a discharge. Of course, the installation location of the gas supply unit 11 is not limited to the illustrated location.
真空容器２の天井部３において、ターゲット４，５はそれぞれ基板１０の上面（被成膜面）に対して所定角度を向く位置に配置されている。ターゲット４，５は、基板１０の被成膜面に対して傾斜して配置されているため、ターゲット４，５の表面の法線は、基板１０の被成膜面の法線に対して所定の角度だけ傾斜している。すなわち、ターゲット４，５から基板１０に向かうスパッタ粒子は基板１０に対して斜方より入射することになる。 In the ceiling portion 3 of the vacuum vessel 2, the targets 4 and 5 are respectively disposed at positions that face a predetermined angle with respect to the upper surface (film formation surface) of the substrate 10. Since the targets 4 and 5 are disposed to be inclined with respect to the film formation surface of the substrate 10, the normal line of the surface of the targets 4 and 5 is predetermined with respect to the normal line of the film formation surface of the substrate 10. It is inclined by the angle of. That is, sputtered particles traveling from the targets 4 and 5 toward the substrate 10 are incident on the substrate 10 from an oblique direction.
ターゲット４，５の各々にはＤＣ電源１２が接続され、ＤＣ電源１２からターゲット４，５のいずれかに選択的に所定の電力が印加される。すなわち、ターゲット４，５はＤＣ電源１２からの電力が印加されるカソード部を有して構成されている。ＤＣ電源１２はＤＣ電源制御部１５によって、ターゲット４，５に印加する電力が制御される。ターゲット４，５に接続される電源はＤＣ電源に限定されるものではなく、例えば、１３．５６ＭＨｚを供給するＲＦ電源であってもよい。 A DC power source 12 is connected to each of the targets 4 and 5, and predetermined power is selectively applied from the DC power source 12 to any one of the targets 4 and 5. That is, the targets 4 and 5 have a cathode part to which power from the DC power source 12 is applied. In the DC power supply 12, the power applied to the targets 4 and 5 is controlled by the DC power supply control unit 15. The power source connected to the targets 4 and 5 is not limited to the DC power source, and may be, for example, an RF power source that supplies 13.56 MHz.
さらに、ターゲット４，５の大気側には磁石ユニット１３が配置されている。磁石ユニット１３は、電磁石、永久磁石、或いは、これらの組み合わせから構成される。磁石ユニット１３によってターゲット４，５の内側表面上に特定の磁界分布が形成される。 Further, a magnet unit 13 is disposed on the atmosphere side of the targets 4 and 5. The magnet unit 13 is composed of an electromagnet, a permanent magnet, or a combination thereof. A specific magnetic field distribution is formed on the inner surfaces of the targets 4 and 5 by the magnet unit 13.
二つのターゲット４，５のいずれか一方を用いてスパッタリング成膜（スパッタリング成膜処理）を行うときには、ＤＣ電源１２と磁石ユニット１３により、必要なターゲットを所定電圧に保持し、且つ、ターゲット表面上に所定の磁界分布を形成する。これにより、低圧力放電式のスパッタリングを行うことができる。 When performing sputtering film formation (sputtering film formation process) using either one of the two targets 4 and 5, a necessary target is held at a predetermined voltage by the DC power source 12 and the magnet unit 13, and on the target surface. A predetermined magnetic field distribution is formed. Thereby, low-pressure discharge type sputtering can be performed.
また、二つのターゲット４，５と基板１０との間には、回転制御可能に設けられたシャッタ機構１４が配置されている。シャッタ機構１４は、ターゲットの前面を遮蔽するように配置された略傘状のシャッタ板を有している。シャッタ板には、所定の回転角度に停止されたときに所定のターゲットの前面に位置する開口がいくつか形成されている。ターゲットの前面に開口が位置しているときに、ターゲット前面が遮蔽されなくなるため基板１０へのスパッタリングが可能になる。 A shutter mechanism 14 is provided between the two targets 4 and 5 and the substrate 10 so as to be capable of rotation control. The shutter mechanism 14 has a substantially umbrella-shaped shutter plate arranged so as to shield the front surface of the target. The shutter plate is formed with several openings that are positioned in front of a predetermined target when stopped at a predetermined rotation angle. When the opening is located on the front surface of the target, the front surface of the target is not shielded, so that sputtering onto the substrate 10 becomes possible.
シャッタ機構１４の開閉動作によって、二つのターゲット４，５のうちスパッタリング成膜に使用されるターゲットが選択される。なお、シャッタ機構１４には公知の機構を用いることができるものとする。上述した構成によって、基板１０に対してスパッタリングされたターゲット物質（成膜物質）の斜方入射が実現する。 By the opening / closing operation of the shutter mechanism 14, the target used for sputtering film formation is selected from the two targets 4, 5. It is assumed that a known mechanism can be used for the shutter mechanism 14. With the above-described configuration, oblique incidence of the target material (film forming material) sputtered on the substrate 10 is realized.
また、基板ホルダ７を回転させる回転駆動機構６、シャッタ機構１４を開閉駆動する開閉駆動部２３、回転駆動機構６の回転角度を検出する回転角度検出部２１、回転角度検出部２１により所定の回転角度を検出したときに開閉駆動部２３を駆動させてシャッタ機構１４を閉じるシャッタ回転制御部２２が設けられている。 Further, the rotation drive mechanism 6 that rotates the substrate holder 7, the opening / closing drive unit 23 that opens and closes the shutter mechanism 14, the rotation angle detection unit 21 that detects the rotation angle of the rotation drive mechanism 6, and the rotation angle detection unit 21 perform predetermined rotations. A shutter rotation control unit 22 that drives the opening / closing drive unit 23 to close the shutter mechanism 14 when the angle is detected is provided.
回転角度検出部２１は、回転駆動機構６の回転軸に等間隔に放射線状に配置されたスリットを光学センサー等で検知することにより、基板ホルダ７の回転角度を高精度に検出し、その検出信号を、コンピュータ等の演算部（シャッタ回転制御部２２）に出力する。 The rotation angle detection unit 21 detects the rotation angle of the substrate holder 7 with high accuracy by detecting slits radially arranged on the rotation axis of the rotation drive mechanism 6 at equal intervals, and detects the rotation angle. The signal is output to a calculation unit (shutter rotation control unit 22) such as a computer.
本実施形態に係るスパッタリング装置は、シャッタ開の状態となったときから所定時間（Ｃ）経過したときにＤＣ電源１２からのカソード部への電力供給を停止して成膜動作を終了するように構成されている。具体的には、ＤＣ電源制御部１５は、所定時間（Ｃ）が経過したタイミングで、ターゲット４，５に接続されたＤＣ電源１２に対してターゲット４，５への電圧印加を停止する命令（ＰＳ Ｏｕｔｐｕｔ Ｏｆｆ Ｃｏｍｍａｎｄ）を出力する。 The sputtering apparatus according to the present embodiment stops the power supply from the DC power source 12 to the cathode unit when a predetermined time (C) has elapsed from when the shutter is opened, and ends the film forming operation. It is configured. Specifically, the DC power supply control unit 15 instructs the DC power supply 12 connected to the targets 4 and 5 to stop applying voltage to the targets 4 and 5 at a timing when a predetermined time (C) has elapsed. PS Output Off Command) is output.
また、成膜開始から基板１０が所定角度回転したタイミング（時点）で成膜を終了する構成であってもよい。具体的には、成膜開始から基板１０が所定の回転角度を回転したことを回転角度検出部２１により検出されたときに成膜動作（カソード部への電力供給）を停止するように構成されている。シャッタ回転制御部２２は、ＤＣ電源制御部１５へ検出信号を出力し、ＤＣ電源制御部１５はこの検出信号により、ターゲット４，５に接続されたＤＣ電源１２に対してターゲット４，５への電圧印加を停止する命令を出力する。 Alternatively, the film formation may be terminated at the timing (time point) when the substrate 10 is rotated by a predetermined angle from the start of the film formation. Specifically, the film forming operation (power supply to the cathode unit) is stopped when the rotation angle detection unit 21 detects that the substrate 10 has rotated a predetermined rotation angle from the start of film formation. ing. The shutter rotation control unit 22 outputs a detection signal to the DC power supply control unit 15, and the DC power supply control unit 15 sends the detection signal to the targets 4 and 5 from the DC power supply 12 connected to the targets 4 and 5. Outputs a command to stop voltage application.
また、回転角度検出部２１により基板ホルダ７が所定角度に位置していると検出されたときに、シャッタの開閉駆動部２３はサーボモータを駆動して外部の制御信号によりシャッタ機構１４を開あるいは閉の位置に駆動することでスパッタリングを停止する構成であってもよい。具体的には、シャッタ機構１４を閉動作するタイミング、若しくは成膜動作を停止するタイミング（所定の回転角度）は、成膜開始から基板１０が３６０°×ｎ＋１８０°＋α（ｎは０を含む自然数、−１０°＜α＜１０°）の回転を回転角度検出部２１が検出したときとすることができる。 When the rotation angle detection unit 21 detects that the substrate holder 7 is positioned at a predetermined angle, the shutter opening / closing drive unit 23 drives the servo motor to open the shutter mechanism 14 by an external control signal. The structure which stops sputtering by driving to a closed position may be sufficient. Specifically, the timing at which the shutter mechanism 14 is closed or the film formation operation is stopped (predetermined rotation angle) is 360 ° × n + 180 ° + α (n is a natural number including 0) from the start of film formation. , −10 ° <α <10 °) when the rotation angle detection unit 21 detects the rotation.
次に、図２に示したＤＣ電源１２への各種制御信号のタイミングの説明図に基づいて、ＤＣ電源１２の機能と制御方法について説明する。
ＤＣ電源１２の設定値を高精度で指定するために、ＤＣ電源制御部１５はＰＬＣを用いたシリアル通信でＤＣ電源１２の制御を行っている。ＤＣ電源制御部１５は、シリアル通信でＤＣ電源１２から電源状態を読み出している。この電源状態の読出しは、電源状態読出しコマンド（電源状態読出しの信号：ＰＳ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅａｄ Ｃｏｍｍａｎｄ）として常時に繰り返し実行（所定時間サイクル処理）されている。なお、本実施形態における電源状態読出しコマンド処理の読み出しサイクルは５０〜２００ｍｓ程度である。
Next, the function and control method of the DC power supply 12 will be described based on the explanatory diagram of the timing of various control signals to the DC power supply 12 shown in FIG.
In order to specify the set value of the DC power supply 12 with high accuracy, the DC power supply control unit 15 controls the DC power supply 12 by serial communication using a PLC. The DC power supply control unit 15 reads the power supply state from the DC power supply 12 by serial communication. This reading of the power supply state is always repeatedly executed (cycle processing for a predetermined time) as a power supply state read command (power supply state read signal: PS Status Read Command). Note that the read cycle of the power state read command processing in this embodiment is about 50 to 200 ms.
本実施形態におけるＤＣ電源１２の制御では、「シャッタ開」の時点に電力印加停止要求（電源電圧印加停止要求）までの時間（Ｃ）を加算したタイミングで電源電圧印加停止（電力印加停止信号：ＰＳ Ｏｕｔｐｕｔ Ｏｆｆ Ｃｏｍｍａｎｄ）を要求する必要がある。このため、この「シャッタ開」の時点に時間（Ｃ）を加えたタイミング（時間（Ｃ）が経過するタイミング）から所定時間減算した時点で電源状態読出しの停止処理（読出し停止処理：ＰＳ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅａｄ Ｓｔｏｐ）が行われる。なお、読出し停止処理は、電源状態読出し処理よりも優先度の高い命令として設定されている。 In the control of the DC power source 12 in the present embodiment, the power supply voltage application stop (power application stop signal: power supply stop signal: PS Output Off Command) needs to be requested. For this reason, power supply state reading stop processing (read stop processing: PS Status Read) is performed when a predetermined time is subtracted from the timing (time (C) elapses) when time (C) is added to this “shutter open” time point. Stop) is performed. Note that the reading stop process is set as an instruction having a higher priority than the power supply state reading process.
電源状態読み出しコマンド（ＰＳ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅａｄ Ｃｏｍｍａｎｄ）は、ＤＣ電源制御部１５からＤＣ電源１２に対する電源状態のデータ送信命令と、ＤＣ電源１２からＤＣ電源制御部１５に対する電源状態のデータ送信との往復の信号で構成されており、所定のサイクル（読み出しサイクル）を有している。 The power status read command (PS Status Read Command) is a round-trip signal between the power status data transmission command from the DC power control unit 15 to the DC power source 12 and the power status data transmission from the DC power source 12 to the DC power source control unit 15. And has a predetermined cycle (read cycle).
そのため、１サイクル分の読み出しサイクルに要する時間を、時間（Ｃ）が経過するタイミングから減算したタイミングに電源状態読出し処理を停止させることにより、電源電圧印加停止の命令が読み電源状態出し処理の実行中にＤＣ電源１２に対して送信されることがなくなる。こうして、電源電圧印加停止を、時間（Ｃ）が経過するタイミングで確実にＤＣ電源１２は受信することができる。 Therefore, by stopping the power supply state reading process at a timing obtained by subtracting the time required for one cycle of the read cycle from the timing at which the time (C) elapses, the power supply voltage application stop instruction is read and the power supply state output process is executed. During transmission to the DC power source 12. Thus, the DC power supply 12 can reliably receive the power supply voltage application stop at the timing when the time (C) elapses.
なお、１サイクル分の読み出しサイクルとは、ＤＣ電源制御部１５からＤＣ電源１２に対する電源状態のデータ送信命令の繰り返し時間である。また、時間（Ｃ）が経過するタイミングから減算する時間は、１サイクル分の読み出しサイクルに要する時間に限られない、すなわち、１サイクルよりも長く２サイクル未満の時間であればよいものとする。 Note that the read cycle for one cycle is the repetition time of the data transmission command of the power supply state from the DC power supply control unit 15 to the DC power supply 12. Further, the time to be subtracted from the timing at which the time (C) elapses is not limited to the time required for one read cycle, that is, it may be longer than one cycle and shorter than two cycles.
そして、ＤＣ電源制御部１５からの電源電圧印加停止要求に対して、電源電圧印加停止処理を即座に実行できるようにしているため、電源電圧印加停止タイミングの遅れ（Ｄ）を、最小限に留めて、精度の良い再現性を得ることができる。なお、シャッタが全開状態になった回転角度を回転角度検出部２１が検知したときを「シャッタ開」状態とする。 Since the power supply voltage application stop process can be immediately executed in response to the power supply voltage application stop request from the DC power supply controller 15, the delay (D) in the power supply voltage application stop timing is minimized. Thus, accurate reproducibility can be obtained. Note that when the rotation angle detecting unit 21 detects the rotation angle at which the shutter is fully opened, the “shutter open” state is set.
図２に示した各種制御信号のタイミングの説明図について具体的に説明する。
シャッタ開からの電源電圧印加停止要求までの時間（Ｃ）は、ＤＣ電源制御部１５に内蔵されているタイマーによって高精度に管理されている。そして、時間（Ｃ）が経過するタイミングから１回分の読み出しサイクルに相当する時間を減算したタイミングで、電源状態読出しコマンド処理の実行を停止させる（ＰＳ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅａｄ Ｓｔｏｐ）。
An explanatory diagram of timings of various control signals shown in FIG. 2 will be specifically described.
The time (C) from the shutter opening to the power supply voltage application stop request is managed with high accuracy by a timer built in the DC power supply control unit 15. Then, at a timing obtained by subtracting a time corresponding to one read cycle from the timing at which time (C) elapses, execution of the power supply state read command processing is stopped (PS Status Read Stop).
このため、電源状態読出しコマンド処理（ＰＳ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅａｄ Ｃｏｍｍａｎｄ）の終了を待つことなく、電源電圧印加停止要求（ＰＳ Ｏｕｔｐｕｔ Ｏｆｆ Ｃｏｍｍａｎｄ）を実行することができ、電源電圧印加停止要求から実行までのタイムラグ（Ｄ）を常に一定時間にすることができる。 Therefore, it is possible to execute a power supply voltage application stop request (PS Output Off Command) without waiting for the end of the power supply state read command process (PS Status Read Command), and a time lag (from the power supply voltage application stop request to the execution) D) can always be a certain time.
電源状態読出しコマンド処理の停止についてさらに説明する。
電源状態の読出し処理の停止（ＰＳ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅａｄ Ｓｔｏｐ）は、ＰＬＣ内部（ＤＣ電源制御部１５）でＤＣ電源１２との通信停止フラグをＯＮさせて、通信停止フラグがＯＮの間は各種の処理命令送信を実行しないようにされている。
The stop of the power supply state read command process will be further described.
Stopping the power status reading process (PS Status Read Stop) turns on the communication stop flag with the DC power supply 12 inside the PLC (DC power supply control unit 15), and various processing commands while the communication stop flag is ON. The transmission is not executed.
電源電圧印加停止要求（ＰＳ Ｏｕｔｐｕｔ Ｏｆｆ Ｃｏｍｍａｎｄ）により、通信停止フラグがＯＦＦ状態にされる。通信停止フラグがＯＦＦにされることより、各種の処理命令の送信処理が再開されるが、再開後1回目に送信されるコマンドは電源電圧印加停止要求（ＰＳ Ｏｕｔｐｕｔ Ｏｆｆ Ｃｏｍｍａｎｄ）とされているため、電源電圧印加停止要求は確実に実行される。その後、電源状態読出しコマンド処理（ＰＳ Ｓｔａｔｕｓ Ｒｅａｄ Ｃｏｍｍａｎｄ）のサイクルが再開されることになる。 In response to a power supply voltage application stop request (PS Output Off Command), the communication stop flag is turned off. The transmission process of various processing instructions is resumed by turning off the communication stop flag, but the command transmitted for the first time after the restart is a power supply voltage application stop request (PS Output Off Command). The power supply voltage application stop request is surely executed. Thereafter, the cycle of the power status read command process (PS Status Read Command) is resumed.
本実施形態においては、電源１２への電源電圧印加停止要求について説明したが、シャッタ機構であってもよい。例えば、時間（Ｃ）が経過するタイミングでシャッタ機構を回転させて基板１０とターゲット４，５を遮蔽する構成にすることができる。 In the present embodiment, the power supply voltage application stop request to the power supply 12 has been described, but a shutter mechanism may be used. For example, the substrate 10 and the targets 4 and 5 can be shielded by rotating the shutter mechanism at the timing when the time (C) elapses.
１，１０１ 成膜チャンバ
２，１０２ 容器
３，１０３ 天井部
４，５，１０４，１０５ ターゲット
６，１０６ 回転駆動機構
７，１０７ 基板ホルダ
８ 排気ポート
９ 排気装置
１０ 基板
１１ ガス供給部
１２，１１２ ＤＣ電源
１３ 磁石ユニット
１４ シャッタ機構
１５，１１５ DC電源制御部
２１ 回転角度検出部
２２ シャッタ機構・回転駆動機構制御部
２３ 開閉駆動部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Deposition chamber 2,102 Container 3,103 Ceiling part 4,5,104,105 Target 6,106 Rotation drive mechanism 7,107 Substrate holder 8 Exhaust port 9 Exhaust device 10 Substrate 11 Gas supply part 12,112 DC Power source 13 Magnet unit 14 Shutter mechanism 15, 115 DC power supply control unit 21 Rotation angle detection unit 22 Shutter mechanism / rotation drive mechanism control unit 23 Opening / closing drive unit
Claims (5)
前記電源制御部は、前記電源状態読出しの信号の送信を停止させる読出し停止処理を行って前記電源の状態の読み出し処理を停止させた後に、前記電力印加停止信号を送信することを特徴とするスパッタリング装置。 A power supply state read signal for performing a process of reading a state of a power supply that supplies power to the cathode unit in a predetermined time cycle and a power application stop signal for performing a process of stopping power supply to the cathode unit at a predetermined timing A sputtering apparatus configured to include a power supply control unit having a function of transmitting by serial communication,
The power supply control unit transmits the power application stop signal after performing a read stop process for stopping the transmission of the power supply state read signal to stop the power supply state read process. apparatus.
前記電源状態読み出し信号の送信を停止させる読出し停止処理を行って前記電源の状態の読み出し処理を停止させた後に、前記電力印加停止信号を送信する処理を行うことを特徴とするスパッタリング装置の電源制御方法。 A power supply state read signal for performing a read process of a power supply state for supplying power to the cathode unit at a predetermined time cycle, and a power application stop signal for performing a process for stopping the power supply to the cathode unit at a predetermined timing. A power supply control method of a sputtering apparatus having a function of transmitting by serial communication with respect to,
A power supply control for a sputtering apparatus, comprising: performing a process for transmitting the power application stop signal after performing a read stop process for stopping transmission of the power state read signal to stop the process for reading the power state. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010272137A JP5649426B2 (en) | 2009-12-22 | 2010-12-07 | Sputtering apparatus, sputtering film forming method, and sputtering apparatus power control method |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009290396 | 2009-12-22 | ||
| JP2009290396 | 2009-12-22 | ||
| JP2010272137A JP5649426B2 (en) | 2009-12-22 | 2010-12-07 | Sputtering apparatus, sputtering film forming method, and sputtering apparatus power control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011149093A true JP2011149093A (en) | 2011-08-04 |
| JP5649426B2 JP5649426B2 (en) | 2015-01-07 |
Family
ID=44536325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010272137A Active JP5649426B2 (en) | 2009-12-22 | 2010-12-07 | Sputtering apparatus, sputtering film forming method, and sputtering apparatus power control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5649426B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104520972A (en) * | 2012-08-09 | 2015-04-15 | 应用材料公司 | Method and apparatus deposition process synchronization |
| CN110484884A (en) * | 2019-09-06 | 2019-11-22 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | Magnetron sputtering control system and its control method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06510565A (en) * | 1991-04-04 | 1994-11-24 | シーゲイト テクノロジィ リミテッド ライアビリティ カンパニー | Sputtering equipment and method with high throughput |
| JPH11259922A (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Nikon Corp | Method and device for manufacturing optical disk |
| JP2005008980A (en) * | 2003-06-23 | 2005-01-13 | Randomaaku Technol:Kk | Power source adapter for sputtering system, and control method therefor |
| JP2007502916A (en) * | 2003-08-18 | 2007-02-15 | エム ケー エス インストルメンツ インコーポレーテッド | Control system for sputtering system |
| JP2008257314A (en) * | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Ulvac Japan Ltd | Process management system |
-
2010
- 2010-12-07 JP JP2010272137A patent/JP5649426B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06510565A (en) * | 1991-04-04 | 1994-11-24 | シーゲイト テクノロジィ リミテッド ライアビリティ カンパニー | Sputtering equipment and method with high throughput |
| US5683561A (en) * | 1991-04-04 | 1997-11-04 | Conner Peripherals, Inc. | Apparatus and method for high throughput sputtering |
| JPH11259922A (en) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Nikon Corp | Method and device for manufacturing optical disk |
| JP2005008980A (en) * | 2003-06-23 | 2005-01-13 | Randomaaku Technol:Kk | Power source adapter for sputtering system, and control method therefor |
| JP2007502916A (en) * | 2003-08-18 | 2007-02-15 | エム ケー エス インストルメンツ インコーポレーテッド | Control system for sputtering system |
| JP2008257314A (en) * | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Ulvac Japan Ltd | Process management system |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104520972A (en) * | 2012-08-09 | 2015-04-15 | 应用材料公司 | Method and apparatus deposition process synchronization |
| KR20150043389A (en) * | 2012-08-09 | 2015-04-22 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Method and apparatus deposition process synchronization |
| JP2015533928A (en) * | 2012-08-09 | 2015-11-26 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | Method and apparatus for synchronization of deposition processes |
| EP2883240A4 (en) * | 2012-08-09 | 2016-04-27 | Applied Materials Inc | Method and apparatus deposition process synchronization |
| CN104520972B (en) * | 2012-08-09 | 2017-12-26 | 应用材料公司 | The synchronized method and apparatus of depositing operation |
| KR102108717B1 (en) * | 2012-08-09 | 2020-05-08 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Method and apparatus deposition process synchronization |
| CN110484884A (en) * | 2019-09-06 | 2019-11-22 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | Magnetron sputtering control system and its control method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5649426B2 (en) | 2015-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5587822B2 (en) | Sputtering apparatus, sputtering method, and electronic device manufacturing method | |
| US8968538B2 (en) | Sputtering device and sputtering method | |
| US8663432B2 (en) | Magnetron sputtering apparatus and magnetron sputtering method | |
| EP3064609B1 (en) | Deposition device and deposition method | |
| US8652309B2 (en) | Sputtering apparatus and electronic device manufacturing method | |
| US20110042209A1 (en) | Sputtering apparatus and recording medium for recording control program thereof | |
| JP5649426B2 (en) | Sputtering apparatus, sputtering film forming method, and sputtering apparatus power control method | |
| JP6042196B2 (en) | Sputtering apparatus, sputtering apparatus control apparatus, and film forming method | |
| JP2005187830A (en) | Sputtering apparatus | |
| US11702746B2 (en) | Magnetic drive apparatus and magnetizing method | |
| WO2011131137A1 (en) | Magnetron sputtering apparatus | |
| JP2017110282A (en) | Piezoelectric substrate vapor-deposition method, and vacuum evaporation system | |
| JP2009287076A (en) | Sputtering method and apparatus | |
| US9449800B2 (en) | Sputtering apparatus and sputtering method | |
| JPH09202970A (en) | Apparatus for simultaneously forming magnetic thin films on both surface and simultaneous formation of films on both surfaces | |
| JP2001172764A (en) | Method and system for sputtering | |
| JP2005054251A (en) | Sputtering method | |
| US20050269200A1 (en) | Film deposition |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131118 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140415 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140430 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140522 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141028 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141111 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5649426 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |