JP4163151B2 - 薄膜系のコーティング装置および方法 - Google Patents
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Description
少なくとも1つのターゲットを有するマグネトロンスパッタリング装置が配置されている真空作業チャンバ、
基板を真空作業チャンバに出し入れするための装置、
キャリアガスに対する第1のガス供給装置、
少なくとも2つの異なっている反応ガスの別個に制御可能な供給のための第2のガス供給装置、
薄膜系の前以て決められている設計に相応して真空作業チャンバにおける反応ガスの混合比を時間に依存して調整設定するための装置、
中間周波パルス式マグネトロンスパッタリングの少なくとも1つの特性量の値を検出するための測定装置、
検出された値を第1の目標値と比較可能でありかつそこから、真空作業チャンバを流れる反応ガスの総量に対する第1の調整操作信号を導出可能である調整装置、その際真空作業チャンバにおける反応ガスの混合比は変化可能ではない。
101,201 基板保持体
102,202 搬送装置
103,203 真空作業チャンバ
104,204 ポート
105,205 マグネトロンスパッタリング装置
106,206 スパッタ源
107,207 プラズマ制限シールド
108,208 ターゲット
109,110,209 ガス供給装置
109a,109b,109c,209a,209b 導管
115,215 電気エネルギー供給装置
116,118,212,216 測定装置
113,117,213 評価装置
114,118,214 調整操作装置
Claims (30)
- 複合的な物理機能を有する薄膜系を前以て決められている設計に相応して少なくとも1つの基板に中間周波パルス式マグネトロンスパッタリングによりコーティングするための装置であって、該薄膜系は物質的に異なっている部分膜から成っておりかつ基板の成膜位置はすべての部分膜のスパッタリングの際に同じであるという形式のものにおいて、
a) 少なくとも1つのターゲット(108)を有するマグネトロンスパッタリング装置(105)が配置されている真空作業チャンバ(103)を備え、
b) 基板を真空作業チャンバ(103)に出し入れするための装置(102)を備え、
c) キャリアガスに対する第1のガス供給装置(110)を備え、
d) 少なくとも2つの異なっている反応ガスの別個に制御可能な供給のための第2のガス供給装置(109)を備え、
e) 薄膜系の前以て決められている設計に相応して真空作業チャンバにおける反応ガスの混合比を時間に依存して調整設定するための装置を備え、
f) 中間周波パルス式マグネトロンスパッタリングの少なくとも1つの特性量の値を検出するための測定装置(116)を備え、
g) 検出された値を第1の目標値と比較可能でありかつそこから、真空作業チャンバ(103)を流れる反応ガスの総量に対する第1の調整操作信号を導出可能である調整装置(117;118)を備え、真空作業チャンバ(103)における反応ガスの混合比は該調整装置(117;118)を用いて変化可能ではない
ことを特徴とする薄膜系のコーティング装置。 - 反応ガスの混合比を時間に依存して調整設定するための装置は前以て決められている時間関数を有している
請求項1記載の薄膜系のコーティング装置。 - 前以て決められている時間関数は実験的に求めることができる
請求項2記載の薄膜系のコーティング装置。 - 反応ガスの混合比を時間に依存して調整設定するための装置は、部分膜および/または成長する薄膜系の物理機能に等価な少なくとも1つの値を検出するための測定装置(112)と、該値を第2の目標値と比較しかつ第2の調整操作信号を形成するための評価装置(113)と、該第2の調整操作信号に依存して、真空作業チャンバにおける反応ガスの混合比を調整設定するための調整操作装置(114)とを有している
請求項1記載の薄膜系のコーティング装置。 - 物理機能は光学機能である
請求項1から4までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング装置。 - 物理機能は薄膜系の透過および/または反射の波長に依存した変化である
請求項5記載の薄膜系のコーティング装置。 - 第2のガス供給装置(209)を用いて、2つの反応ガスが真空作業チャンバに別個に供給可能である
請求項1から6までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング装置。 - 第2のガス供給装置(209)を用いて、2つの反応ガスが混合ガスとして真空作業チャンバに供給可能である
請求項1から6までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング装置。 - ターゲット(108)はドーピング元素を有しているシリコンターゲットである
請求項1から8までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング装置。 - ドーピング元素はホウ素である
請求項9記載の薄膜系のコーティング装置。 - 反応ガスは窒素および酸素である
請求項1から10までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング装置。 - キャリアガスはアルゴンである
請求項1から11までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング装置。 - 基板または基板保持部(101)は少なくとも成膜位置において基板面に対して垂直に存在する軸線を中心に単軸的に回転可能である
請求項1から12までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング装置。 - マグネトロンスパッタリング装置(105)は、部分膜および/または成長する薄膜系の透過および/または反射の直接的な測定のためのビームを通す孔(111)を有している
請求項1から13までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング装置。 - ビームを通す孔(111)は前記マグネトロンスパッタリング装置(105)に対して真ん中に位置決めされている
請求項14記載の薄膜系のコーティング装置。 - 薄膜系の1つの部分膜または複数の部分膜は均一な膜構造によって実現可能である
請求項1から15までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング装置。 - 薄膜系の1つの部分膜または複数の部分膜は勾配膜として実現可能である
請求項1から16までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング装置。 - 複合的な物理機能を有する薄膜系を前以て決められている設計に相応して少なくとも1つの基板に少なくとも1つのターゲット(108)を有する中間周波数パルスマグネトロンスパッタリングによりコーティングするための方法であって、該薄膜系は物質的に異なっている部分膜から成っておりかつ基板の成膜位置は真空作業チャンバ(103)内ですべての部分膜のスパッタリングの際に変化されないという形式の方法において、
a) ガス供給装置(110)を用いてキャリアガスを供給し、
b) 第2のガス供給装置(109)を用いて、少なくとも2つの異なっている反応ガスの別個に制御可能に供給し、
c) 装置を用いて薄膜系の前以て決められている設計に相応して真空作業チャンバにおける反応ガスの混合比を時間に依存して調整設定し、
d) 測定装置(116)を用いて、中間周波パルス式マグネトロンスパッタリングの少なくとも1つの特性量の値を検出し、
e) 検出された値を第1の目標値と評価装置(117)を用いて比較しかつ真空作業チャンバ(103)を流れる反応ガスの総量に対する第1の調整操作信号を導出し、その際真空作業チャンバ(103)における反応ガスの混合比は変化されない
ことを特徴とする薄膜系のコーティング方法。 - 反応ガスの混合比の時間に依存した調整設定を前以て決められている時間関数を用いて行う
請求項18記載の薄膜系のコーティング方法。 - 前以て決められている時間関数を実験的に求める
請求項19記載の薄膜系のコーティング方法。 - 反応ガスの混合比の時間に依存した調整設定を、部分膜および/または成長する薄膜系の物理機能に等価な少なくとも1つの値を検出するための測定装置(112)と、該値を第2の目標値と比較しかつ第2の調整操作信号を形成するための評価装置(113)と、該第2の調整操作信号に依存して、真空作業チャンバにおける反応ガスの混合比を調整設定するための調整操作装置(114)とを用いて行う
請求項18記載の薄膜系のコーティング方法。 - 第2のガス供給装置(109)を用いて、2つの反応ガスを真空作業チャンバに別個に供給する
請求項18から21までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング方法。 - 第2のガス供給装置(209)を用いて、2つの反応ガスを混合ガスとして真空作業チャンバに供給可能する
請求項18から21までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング方法。 - ターゲット(108)としてドーピング元素を有するシリコンターゲットを使用する
請求項18から23までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング方法。 - ドーピング元素としてホウ素を使用する
請求項24記載の薄膜系のコーティング方法。 - 反応ガスとして窒素および酸素を使用する
請求項18から25までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング方法。 - キャリアガスとしてアルゴンを使用する
請求項18から26までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング方法。 - 基板または基板保持部(101)は少なくとも成膜位置において基板面に対して垂直に存在する軸線を中心に単軸的に回転可能する
請求項18から27までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング方法。 - 薄膜系の1つの部分膜または複数の部分膜を均一な膜構造によって実現する
請求項18から28までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング方法。 - 薄膜系の1つの部分膜または複数の部分膜を勾配膜として実現する
請求項18から29までのいずれか1項記載の薄膜系のコーティング方法。
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