JP5174825B2 - デュアルマグネトロンスパッタリング電源およびマグネトロンスパッタリング装置 - Google Patents

デュアルマグネトロンスパッタリング電源およびマグネトロンスパッタリング装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5174825B2
JP5174825B2 JP2009533743A JP2009533743A JP5174825B2 JP 5174825 B2 JP5174825 B2 JP 5174825B2 JP 2009533743 A JP2009533743 A JP 2009533743A JP 2009533743 A JP2009533743 A JP 2009533743A JP 5174825 B2 JP5174825 B2 JP 5174825B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetron sputtering
sputtering
cathode
power supply
cathodes
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009533743A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010507728A (ja
Inventor
ティーテマ、ロール
パパ、フランク
セシンク、ゲルト
トーマシタ、ルネ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Hauzer Techno Coating BV
Original Assignee
Hauzer Techno Coating BV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hauzer Techno Coating BV filed Critical Hauzer Techno Coating BV
Publication of JP2010507728A publication Critical patent/JP2010507728A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5174825B2 publication Critical patent/JP5174825B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32917Plasma diagnostics
    • H01J37/3299Feedback systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3444Associated circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3476Testing and control
    • H01J37/3485Means for avoiding target poisoning

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

本発明は、デュアルマグネトロンスパッタリング電源およびデュアルマグネトロンスパッタリング電源と組み合わせるか、または備えるマグネトロンスパッタリング装置に関する。
マグネトロンスパッタリング装置を使用する場合、いわゆるターゲット汚染に関連する問題が生じる。例えば、アルミニウムカソードを用い、反応ガスとしてOを使用する場合、カソードは、初めは清浄なアルミニウムである。反応性のあるOの存在下では、酸化アルミニウムの層がターゲット上に形成され、ターゲットを汚染する。また、酸化アルミニウムの層は、陽極上に形成され、当該絶縁層は、カソードに関する限り、陽極が「消滅」し始めることを意味する。デュアルマグネトロンスパッタリング装置では、交流電源が2つのカソードの間に接続されているので本来的にカソードに印加される電源の極性が変化し、以前に陽極であった一方のカソード上の酸化膜は、絶縁層に蓄積する電子のために当初より負となってより強くイオンと衝突するので、酸化膜、すなわちカソードを部分的に絶縁している被膜が、チェンバ内に存在する不活性ガス・イオンにより再び破壊され、清浄化される。真空チャンバ内に配置された物体のコーティングは、逆位相で動作する第1および第2のカソードから交番的、かつ効率的に行われる。一方のカソードがカソードとして動作している場合、他方のカソードは、陽極として動作している。カソードの電圧は、ターゲット、すなわちカソード表面の汚染の程度によって変動する。
デュアルマグネトロンスパッタリングシステムは、例えば、ガラス・コーティング用途で利用されており、互いに並ぶようにして配置された2つのカソードと、概ねカソードの間に配置された酸素供給源とを備えている。デュアルマグネトロンスパッタリングの構成に関する最新技術は、(ガラスの塗布装置で行われているように)、カソードを安定したワーキングポイントに維持するために、一方のカソードへの反応ガス・フローを制御する電圧のフィードバック信号を用いるものと考えられる。しかしながら、電圧のフィードバック信号と、反応ガス・フロー、カソードと反応することができる反応ガスの量に依存するカソードの汚染程度との関係にはヒステリシスがあること、および半周期で交互にカソードが浄化されるため、動作条件の広い範囲に渡って上述した制御を実現することは、困難であると考えられる。
本発明の目的は、スパッタ・コーティングの位相のいかなる所望の長さにおいても安定して動作可能であり、2つのカソードそれぞれから所望される均衡の取れたスパッタリング動作を達成し、そして比較的安価な手段を用いて、質の高いスパッタ・コーティングを可能とする、デュアルマグネトロンスパッタリング電源、およびデュアルマグネトロンスパッタリング電源を組み込むか、または備えるマグネトロンスパッタリング装置を提供することである。さらに、本発明の目的は、カソードの前の空間を通じた、コーティングされる個々の物体と、物体のワークピース支持具(ワークピーステーブル)の要素との移動によって生じるカソードの電圧の変化に対応可能な、デュアルマグネトロンスパッタリング電源、およびデュアルマグネトロンスパッタリング電源を組み込むか、または備えるマグネトロンスパッタリング装置を提供することにある。また、真空チャンバを所望の低い圧力レベルに維持するために用いられる真空ポンプは、対称性の理由のため、不可避的に他方のカソードよりも一方のカソードから、より多くの反応ガスを除去する傾向があるという事実を考慮することができなければならない。
この目的を達成すべく、本発明では、デュアルマグネトロンスパッタリングモードで動作し、少なくとも第1および第2のスパッタリングカソードを備えるマグネトロンスパッタリング装置とともに使用するデュアルマグネトロンスパッタリング電源であって、第1および第2のスパッタリングカソードに接続された交流電源と、それぞれが前記第1および第2のカソードのそれぞれに関連付けられて各カソードへの反応ガス・フローを制御するように構成された第1および第2のフロー制御バルブを介して、第1および第2のカソードそれぞれに反応ガス・フローを供給する手段とを備える。電源は、前記第1および第2のカソードごとに、それぞれのカソードにおける過剰な電圧に関連するフィードバック信号を取得する手段と、各フロー制御バルブを制御して、関連する各カソードへの反応ガス・フローを制御し、各フロー制御バルブを調整して、各カソードから、そのカソードのために設定された設定値に対応する電圧フィードバック信号を取得するように適合された制御回路と、を備えるデュアルマグネトロンスパッタリング電源が提供される。
この種のデュアルマグネトロンスパッタリング電源を提供することにより、マグネトロンスパッタリング装置の均衡化した動作、およびしたがって安定したワーキングポイントが達成されるように、各カソードへと反応ガスを供給するためのそれぞれのフロー制御バルブを制御することによって、各カソードへの反応ガスのフローを制御することが可能となる。各カソードは、交流電源の半周期の間に僅かに汚染され、その次の半周期で部分的に清浄化されるため、各カソードの平均的な汚染程度を、交流電源の多数の周期に亘り一定にすることが望ましく、さらに、各カソードの汚染程度を同じにすることが望ましく、さらに、装置に付随する真空ポンプによって、各カソード付近から反応ガスを除去する際に生じる可能性のある不均等に自動的に対応することが望ましい。上述したシステムは、この目的を実現可能である。
本発明の好適な実施形態は上述した通りであり、また添付する請求項に記述される。共通の参照ポイント(グラウンド)に関連付けて電圧フィードバック信号を提供するので、各カソードでの過剰な電圧を、アース、すなわちグラウンドを基準として測定することが特に高速である。
特定の好適な実施形態では、制御回路は、カソードからのフィードバック信号とそれぞれの設定値信号とが複数の入力とされ、分圧設定値信号を出力として提供する各カソード用の個別のレギュレータまたはコントローラを備えている。各カソードにそれぞれ関連付けられたプローブは、それぞれ反応ガスの実圧力信号を生成する。分圧設定値信号およびそれぞれの実圧力信号は、さらにレギュレータまたはコントローラの各入力として供給され、これらの各出力信号は、関連付けられたカソードにそれぞれ反応ガスを供給するフロー制御バルブを駆動する駆動信号を生成するのに利用される。すなわち、電圧制御ループと分圧制御ループとがネストされて、デュアルマグネトロンスパッタリング装置の質の高い制御を生じさせており、この結果、2つのカソードそれぞれにおいて、極めて安定な動作が維持でき、所望する組成のスパッタ・コーティングを得ることができる。
本発明について、実施形態および実施形態が示された添付図面を参照して、より詳細に説明する。
本発明によるデュアルマグネトロンスパッタリング電源の第1の実施形態の概略図。 カソード間に供給される図2Aの交流電圧によってマグネトロンスパッタリング装置内に配置される2つのカソード(図2Bは、カソード1、図2Cは、カソード4)に印加される電圧の説明図。 マグネトロンスパッタリング装置の配置を示し、さらに、真空ポンプによる真空チャンバからの反応ガスの除去の非対称性を説明する概略図。 本発明によるデュアルマグネトロンスパッタリング電源の好適な実施形態。
図1を参照すると、図1は、請求項で規定される本発明のデュアルマグネトロンスパッタリング電源(DMS)を示しており。デュアルマグネトロンスパッタリング電源は、第1のカソード1および第2のカソード4に接続されている。カソード1およびカソード4は、他のカソード6および7とともに、また真空チャンバ(図示せず)内の任意的に追加のアーク・カソードまたはマグネトロン・カソード(図示せず)とともに配置され、通常では、図1に示すように接続される交流電源8から操作可能とされていて、概ね対向した2つのカソードの交流運転が達成されている。第1のカソード1および第2のカソード4は、それぞれ、各カソード近くの入口に反応ガスを供給するため、個別のガス・フレーム9、10を備えている。これらのカソード1および4は、DMS(デュアルマグネトロンスパッタリング電源)に接続されている。
カソードは、互いに対向させることができるが、必ずしも対向させる必要があるわけではない。DMS構成の最新技術(ガラス塗装装置で行われているような)は、電圧フィードバック信号がカソード1への反応ガス・フロー(本実施形態ではOフロー)を制御して、カソードを安定した動作点に維持する(IRESSのBill Sproulの文献を参照されたい。)。第2のカソード4へのOフローは、従来技術では発光コントローラ(Optical Emission Controller)によって制御される。
これとは対照的に本発明では、第1のカソード1の電圧からの(またはDMS電源からの)フィードバック信号(「V1−シグナル」)は、第1のカソード1の第1のOインレット・バルブ12の制御に用いられ、第2のカソード4の第2のOインレット・バルブの制御は、第2のカソード4の電圧のフィードバック信号(「V4−シグナル」)によって制御されている。見かけ上の交流電圧、整流後の交流電圧、またはDC電圧を測定するため、分離した複数の電圧トランスミッタが配設されている。図中、シンボルによって示された要素は、それぞれについての通常の意味を有する。すなわち、円の中の三角形16は、チャンバ内を所望の動作真空を提供する真空ポンプを示しており、四角形の中に三角形が存在するシンボルは、それぞれ、フィードバックによって制御される各レギュレータ18、20を示している。
両方の場合において、Oフローは、それぞれのカソード電圧が、それぞれ制御システムの要求に対応した設定値V1SETPOINTおよび設定値V4SETPOINTに達するまで増加する。この設定値は、概ね、DC電圧として選択されるが、時間に依存するプロファイル化された電圧とすることができる。Oの場合、少なくともカソードが、例えばAlのコーティングを形成するためにアルミニウムで形成されている場合、この値は、金属(非反応)モードにおける電圧よりも低い。他の気体/金属の組み合わせの場合では、これは、より高い値とすることができる。
スパッタリング用のアルゴン(Ar)フロー(非反応性のスパッタ・ガス)は、Oインレットとは異なる位置22で供給されるが(この点は、概ね最新技術である)、カソードの近く、例えば22’で供給することもできるし、またはカソードの近くで混合することもできる。また、アルゴンは、他のカソードのうちの一つ、または真空チャンバ、すなわちシステム内の中心や近接する他の適切な位置で供給することができる。
制御システムは、酸素の反応性スパッタリングのため、または金属モードと完全な汚染反応モードとの間での極めて大きな電圧差が故に、スパッタが困難な他の材料については、高速応答性のMFC(マスフロー・コントローラ)、すなわち18、20を有する制御システムを実現することが好ましい。ターゲット汚染の問題は、デュアルモードのマグネトロンスパッタリングシステムを使用する主な理由の一つである。例えば、アルミニウムのカソードを利用し、反応ガスとしてOを使用する場合、カソードは、初期には、清浄なアルミニウムである。反応性のOの存在下では、酸化アルミニウムの層がターゲット上に形成され、ターゲットが汚染される。DMSが本来的にカソード供給電力の極性を変化させることにより、酸化膜は、チェンバ内で不活性気体のイオンにより再び分解される。このため、真空チャンバ内に配置された物体のコーティングは、逆位相で動作する第1および第2のカソードで交互に行われる。カソードの電圧は、ターゲット(カソードの表面)の汚染程度により変化する。
図2A〜2Cを参照して、図2Aに示す交流電源8によって生成される正弦波形が、2つのカソード1および4の電圧にどのように関連するかについて説明する。
2つのカソード1および4は、それぞれ交流電源の出力端子に接続されており、真空チャンバ内の状態が整流ダイオードとして機能するため、カソード1および4の電圧は、それぞれの場合で供給される正弦波のうちの負側の半波に対応し、2つの半波は、図2Bおよび2Cに示すように、相互に180°シフトしている。双方向で動作する、すなわち実際の陽極の極性が半周期毎に逆転するマグネトロンスパッタリング装置の整流作用のために、正の半位相におけるカソードの電圧は、ゼロよりもやや高いだけであり、この間、カソードは陽極として機能する。したがって、負側の半波の間、カソード1および4はカソードとして機能し、カソード1および4は、その間の期間に低陽極電圧の陽極として機能する。カソード1および4が、負側の半周期の間にカソードとして機能する場合、反応性スパッタリングが各カソードで行われ、カソードの表面が清浄化される。各カソードが陽極として機能する間、すなわち交互的な各半周期の間、スパッタされた物質、すなわち絶縁性材料がカソード上に蓄積し、次いで、この蓄積された物質は、各カソードがスパッタリングにおけるカソードとして機能する次の負側の半周期の間に再び除去される。したがって、カソードは汚染されるものの、カソードがスパッタリングカソードとして機能する各半周期の間に、カソードは再び清浄化され、所望の反応性スパッタリングが行われ、長期間に亘って各カソード1、4の平均的な汚染程度を一定に維持できる。
図2Bおよび2Cに示すカソード1および4の電圧の負側のピーク振幅は、概ね各カソードで同じであることが好ましいが、ターゲットの汚染の平均的な程度のため、交流電源8の開回路の出力よりも低くされていることに留意すべきである。
ここで、図3を参照すると、Hauzer Techno Coating BVが使用する従来の形式の概ね八角形状のチャンバ30を有するマグネトロンスパッタリング装置の概略図が示されている。当該チャンバは、中心部32と、それぞれが2つの延びた概ね四角形のカソード1、7および4、6を備えるヒンジされた2つの大型のドア34、36とを備えており、管理や交換のために容易にアクセスが可能とされている。カソードの四角形の延びた側面は、図の面に対して垂直である。マグネトロンの動作に必要な磁界を生成する磁気システム(永久磁石および/または磁気コイル)は、通常の方法により、各カソード1、7、4、6に伴われている。これらの磁気システムは、本実施形態の図には示されておらず、さらに、これは当業者であれば理解できるため、図示しない。
枢軸回転可能に取り付けられた扉34、36は、波線で示す位置に枢軸回転して、使用時にチャンバを閉じることが可能とされている。チャンバは、典型的には、概ね八角形のベースと、チャンバを密閉する八角形のカバーとを備えており、真空ポンプ16によりチャンバの内部を真空にすることができる。通常、チャンバ内には、回転テーブル28が配設されており、回転テーブル28は、ワークピースを直接的に運搬するか、またはテーブル38がチャンバの中心垂直軸を中心に回転するのと同様に、複数の軸を中心に回転する、より小さな複数の回転テーブル40上でワークピースを運搬する回転テーブル28が設けられている。
図3に示されるように、カソード4は、カソード1よりも真空ポンプ16に近接、すなわち、概ね対向するカソード1、4は、真空ポンプ16に対して非対称に配置されていて、真空ポンプ16が、カソード1付近よりもカソード4付近から、より多くの反応ガスを抽出することを意味する。このことは、カソード1に関連付けられたガスフレーム9を介した反応ガスの供給に相対させて、カソード4に関連付けられた別個のガスフレーム10を介した反応ガスの供給を増加することにより補われる。
ここで、図4を参照すると、本発明によるデュアルマグネトロンスパッタリング電源の好適な実施形態が示されている。本図では、いくつかの参照番号は、図1で使用した参照番号と共通しており、これらの参照番号は、図1と同じ部材を参照しており、特に反する何らかの記述がなされない限りにおいて、同一の説明が適用されることは理解できるであろう。また、簡略化の目的から真空チャンバは、図4に示していない。
また、カソード1および4に関連付けられたマグネット・システムは図示されておらず、さらに、図1に相対して、カソード6、7が省略されている。ワークピーステーブル38、すなわちワークピースを運搬するテーブルは、対向するカソード1および4の間に概略的に示されており、各カソードに関連付けられたガスフレーム9および10も同様に示されている。ガスフレームは、四角形のカソードの4つの側面総ての周りに延在させる必要はないが、典型的には、図1、3および4に示すように、細長の四角形のカソードの長手方向の2つの側面に沿って延在する。カソードの前で気体を均等に分散させることが着想である。
図4は、図1とは異なり、第1および第2のラムダセンサλおよびλが、カソード1および4、ガスフレーム9および10の近くに配置されているのが示されており、これらは、反応ガス、本実施形態では酸素の分圧を測定するのに利用される。反応ガスが異なるガス、例えば窒素である場合には、使用される反応ガスの濃度に対して感受性を有する他のプローブを使用すべきであることは明らかである。
図4の実施形態では、図1の実施形態と同様に、各カソードのグラウンドに対する電圧が測定され、実電圧信号を含む個別の電圧信号V1およびV4が、それぞれのレギュレータ18および20に供給されている。レギュレータは、例えば、完全に分離したレギュレータでもよいし、または図4のブロックで示すように、共通の制御システムに一体化させることができる。これは、例えば、それ自体が周知であるSPSコントローラ、またはレギュレータシステム19とすることができる。2つのレギュレータまたはコントローラ18および20はそれぞれ、各電圧V1およびV4についての設定値信号V1SETPOINT、V4SETPOINTを受信しており、これらは、一定の電圧とすることもできるし、特定の動作に必要な特有の電圧プロファイルを有することもできる。このため、各コントローラまたはレギュレータ18は、測定された実電圧V1およびV4を、それぞれ設定値電圧V1SETPOINT、V4SETPOINTと比較し、各カソード1または4の近くの反応ガス、本実施形態ではOについて所望する分圧信号を示す出力信号を生成する。V1SETPOINTおよびV4SETPOINTの値は、概ね同一とされる。2つのラムダセンサλおよびλからの信号は、各カソード1および4付近の実際の分圧P1ACTおよびP4ACTに比例する信号を与える。ボックス30および32は、更なるレギュレータまたはコントローラを示しており、これらは、所望の分圧信号、略してP1DES.OおよびP4DES.Oを、実圧力信号P1ACTおよびP4ACTと比較し、反応ガス、本実施形態ではOの各ガスフレーム9および10へのフローを制御するのに用いられる質量流コントローラ12、14を制御する出力信号P1OUTおよびP2OUTを生成する。気体流コントローラ12、14へのインプット・ラインは、共通のソースから取ることができ、図4では、異なるソースから取ったように簡略化して概略を示している。
移動可能なワークピーステーブル38上にワークピースを備えるデュアルモードマグネトロンスパッタリングシステムでは、ワークピーステーブルの回転により生じる隙間によってカソード1および4近傍の電子が影響を受けるという重要な傾向があり、これは、それぞれ他のカソードが陽極として機能する時点で電子が他の各カソードに向かって移動するようなものであって、このために電圧信号VおよびVに揺らぎが生じる。レギュレータまたはコントローラ18、20は、比較的低速のレギュレータが選択されるので、これらは、電圧の揺らぎを平滑化することで、各カソード1および4で測定される電圧VおよびVを、予め選択された帯域幅内に維持する。このため、電圧VおよびVの揺らぎが、動作の不安定性をもたらすことがない。
上述したように、レギュレータまたはコントローラ18、20の出力信号は、カソード1および4の近傍に存在する反応ガスの分圧についての分圧信号として利用することが望ましい。質量流コントローラ12または14における更なるレギュレータ30および32の出力信号P1OUTおよびP4OUTの作用は、各カソード1および4への反応ガスの供給を補正しようとさせるものとなり、この結果、実際の圧力値P1ACTおよびP4ACTは、所望の分圧信号P1DES.OおよびP4DES.Oに可能な限り密接に対応する。本方法において設定された各分圧は、さらに電圧フィードバック信号VおよびVを変化させるので、カソード1および4の過剰状態の補正を可能とし、この結果、これらは、所望の各設定値V1SETPOINTおよびV4SETPOINTで、またはその近傍で動作される。
さらなるレギュレータ30および32については、所望の分圧P1DESおよびP4DESの変化に高速に反応するハードレギュレータ(hard regulator)であるものとして説明しているが、これらは、顕著な不都合のないソフトレギュレータ(soft regulator)として実装することもできる。
ラムダセンサを使用する場合、フィードバック信号の特性とは、設定値の減少が、分圧の増加(例えばmbar)に物理的に関連することを意味することに留意すべきである。
実圧力は、サンプルとして検出されるので、各サンプリング期間の後、設定値が変更できる。制御の正確な構成は、制御レスポンスを改善し、かつシステムが予め設定した帯域幅内で動作するのを保証するために、予め規定された値による信号の乗算を含むことができる。
また、アラームをシステムに組み込んで、動作パラメータが既定の帯域幅を外れた場合にアラーム信号を生成することができ、任意的には例えば、アラームの原因が解明され、改善されるまで装置を停止するなど、問題を解決するための他のステップを自動的に実行できることに留意すべきである。

Claims (23)

  1. デュアルマグネトロンスパッタリングモードで動作し、少なくとも第1および第2のスパッタリングカソード(1、4)を備えるマグネトロンスパッタリング装置に使用するデュアルマグネトロンスパッタリング電源であって、
    前記第1および第2のスパッタリングカソード(1、4)に接続された交流電源(8)と、
    それぞれ前記第1および第2のスパッタリングカソード(1、4)に伴われ、かつそれぞれが対応する前記第1および第2のスパッタリングカソードへの反応ガス・フローを制御するように適合された第1および第2のフロー制御バルブ(12、14)を介して、前記第1および第2のスパッタリングカソード(1、4)のそれぞれに対して反応ガス・フローを供給するための手段(9、10)とを備え、
    前記デュアルマグネトロンスパッタリング電源は、前記第1および第2のスパッタリングカソードのそれぞれについて、
    前記スパッタリングカソード(1、4)で発生する過剰な電圧に関連してフィードバック信号(V、V)を送付する手段と、
    レギュレータを用いて、各フロー制御バルブ(12、14)を制御することにより、各スパッタリングカソード(1、4)が伴うフロー制御バルブ(12、14)への前記反応ガス・フローを制御するとともに、各スパッタリングカソード(1、4)から前記スパッタリングカソードについて設定される設定値(V1 SET POINT、V4 SET POINT)に対応した電圧フィードバック信号(V、V)を取得するように、前記フロー制御バルブ(12、14)を調整する制御回路とを備え、
    前記制御回路は、前記スパッタリングカソード(1、4)からフィードバック信号(V、V)と、それぞれの設定値信号(V1 SET POINT、V4 SET POINT)とをインプットとして有し、それぞれの分圧設定値信号(P1 DESおよびP4 DES)をアウトプットとして生成する各スパッタリングカソード用のレギュレータ(18、20)を備え、
    スパッタリングカソード(1、4)に伴われるそれぞれのプローブ(λ、λ)は、反応ガスの実圧信号(P1 ACT、P4 ACT)を生成し、
    前記分圧設定値信号(P1 DES、P4 DES)およびそれぞれの前記実圧信号(P1 ACT、P4 ACT)は、追加のレギュレータ(30、32)の各入力に供給され、
    前記追加のレギュレータの各出力信号は、それぞれが伴われるスパッタリングカソード(1、4)に反応ガスを供給する前記フロー制御バルブ(12、14)を駆動する駆動信号(P1 OUTおよびP4 OUTとして使用される、デュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  2. 前記反応ガスは、それぞれの前記フロー制御バルブ(12、14)を介し、かつ各スパッタリングカソード(1、4)が伴うガス・フレームを介して前記第1および第2のスパッタリングカソード(1、4)にそれぞれ供給される、請求項1に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  3. 前記第1および第2のスパッタリングカソード(1、4)の電圧フィードバック信号(V、V)は、それぞれ各スパッタリングカソードに印加される見かけ上の交流電圧を測定するか、整流された交流電圧を測定するか、関連する直流電圧を測定するか、または電源(8)によって各スパッタリングカソード(1、4)に印加される出力電圧を検出する電圧測定デバイスのうちいずれか1である、請求項1または2に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  4. 前記第1および第2のスパッタリングカソード(1、4)は、マグネトロンスパッタリング装置の対向するスパッタリングカソードである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  5. 前記第1および第2のスパッタリングカソード(1、4)のカソード材料は、それぞれ、アルミニウム、またはチタンといった金属、シリコンといった半導体、およびこれらのいかなる混合物を含む群から選択され、反応ガスは、酸素および窒素を含む群から選択される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  6. 不活性の気体(Ar)は、他方のスパッタリングカソードで、真空チャンバ内の中央の供給位置(22)で、若しくは真空チャンバの内部または真空チャンバに近接する他の適切な位置で真空チャンバに供給される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  7. 各フィードバック信号(V、V)が、各スパッタリングカソードと、グラウンドとの間で測定される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  8. 前記レギュレータ(18、20)は、供給されたフィードバック信号(V、V)の周波数に相対して低速のレギュレータである、請求項1〜7のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  9. 前記追加のレギュレータ(30、32)は、ハードレギュレータである、請求項1に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  10. 前記追加のレギュレータ(30、32)は、ソフトレギュレータである、請求項1に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  11. 前記反応ガスは、O2であり、前記プローブは、ラムダセンサ(λ、λ)である、請求項1に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  12. 前記交流電源は、kHz周波数領域の交流電力を生成する、請求項1〜11のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  13. 前記交流電源は、40〜60kHzの周波数領域の交流電力を生成する、請求項12に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  14. スパッタリングカソードの各出力電圧(V、V)は、それぞれ典型的には50〜400ボルトの範囲の整流された交流電圧である、請求項1〜13のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  15. 各スパッタリングカソードの各出力電圧(V 、V )は、交流電圧または直流電圧である、請求項1〜13のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  16. スパッタリングカソード(1、4)に供給される前記反応ガスの分圧の変化に関わらず、不活性ガスの供給を調整して、チャンバ内の全体の圧力を実質的に一定に保つレギュレータを備える、請求項1〜15のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  17. 不活性ガスの供給を調整して、チャンバ内の不活性ガスの圧力をほぼ一定に保つレギュレータが設けられている、請求項1〜16のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  18. スパッタリングカソード(1、4)で消費される電力は、前記交流電源の複数の周期、すなわち時間間隔に亘り実質的に同じである、請求項1〜17のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  19. 前記反応ガスは、各ガス・フレームを介して各第1および第2のスパッタリングカソード(1、4)に供給される、請求項1〜18のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  20. 電圧に対する設定値(V1 SET POINT、V4 SET POINT)の信号は、いかなる時点でも互いに等しい、請求項1〜19のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  21. 前記電圧の設定値(V1 SET POINT、V4 SET POINT)の信号は、時間に関連して変化する、請求項1〜20のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  22. 前記第1および第2のスパッタリングカソードは、他のアーク・カソードおよび/またはマグネトロン・カソードとともに、真空チャンバ内に設置される、請求項1〜21のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源。
  23. 請求項1〜22のいずれか1項に記載のデュアルマグネトロンスパッタリング電源を組み込むか、または備えるマグネトロンスパッタリング装置。
JP2009533743A 2006-10-26 2007-10-26 デュアルマグネトロンスパッタリング電源およびマグネトロンスパッタリング装置 Expired - Fee Related JP5174825B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06022396 2006-10-26
EP06022396.3 2006-10-26
PCT/EP2007/009326 WO2008049634A1 (en) 2006-10-26 2007-10-26 Dual magnetron sputtering power supply and magnetron sputtering apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010507728A JP2010507728A (ja) 2010-03-11
JP5174825B2 true JP5174825B2 (ja) 2013-04-03

Family

ID=38984093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009533743A Expired - Fee Related JP5174825B2 (ja) 2006-10-26 2007-10-26 デュアルマグネトロンスパッタリング電源およびマグネトロンスパッタリング装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100140083A1 (ja)
EP (1) EP2076916B1 (ja)
JP (1) JP5174825B2 (ja)
WO (1) WO2008049634A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5661452B2 (ja) * 2010-12-27 2015-01-28 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング方法
EP2565291A1 (en) * 2011-08-31 2013-03-06 Hauzer Techno Coating BV Vaccum coating apparatus and method for depositing nanocomposite coatings
EP2628817B1 (en) 2012-02-15 2016-11-02 IHI Hauzer Techno Coating B.V. A coated article of martensitic steel and a method of forming a coated article of steel
PL2628822T3 (pl) 2012-02-15 2016-04-29 Picosun Oy Elementy łożysk i łożyska izolowane elektrycznie
KR102116215B1 (ko) * 2013-03-15 2020-05-28 헤라우스 노블라이트 아메리카 엘엘씨 듀얼 전원을 사용하여 듀얼 마그네트론들에 전력을 공급하기 위한 시스템 및 방법
JP6375375B2 (ja) * 2013-07-17 2018-08-15 アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッドAdvanced Energy Industries, Inc. パルス二重マグネトロンスパッタリング(dms)プロセスにおけるターゲットの均衡消費のためのシステムおよび方法
JP6131145B2 (ja) 2013-08-06 2017-05-17 株式会社神戸製鋼所 成膜装置
US11155921B2 (en) 2015-11-05 2021-10-26 Bühler Alzenau Gmbh Device and method for vacuum coating
CN114962198A (zh) * 2022-04-14 2022-08-30 兰州空间技术物理研究所 一种阳极电流-推进剂流量闭环控制方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9006073D0 (en) * 1990-03-17 1990-05-16 D G Teer Coating Services Limi Magnetron sputter ion plating
DE4038497C1 (ja) * 1990-12-03 1992-02-20 Leybold Ag, 6450 Hanau, De
DE4106770C2 (de) * 1991-03-04 1996-10-17 Leybold Ag Verrichtung zum reaktiven Beschichten eines Substrats
JPH0628615A (ja) * 1992-07-10 1994-02-04 Nec Corp 磁気ヘッドコアの合金膜製造方法およびその製造装置
US5584974A (en) * 1995-10-20 1996-12-17 Eni Arc control and switching element protection for pulsed dc cathode sputtering power supply
DE19610012B4 (de) * 1996-03-14 2005-02-10 Unaxis Deutschland Holding Gmbh Verfahren zur Stabilisierung eines Arbeitspunkts beim reaktiven Zerstäuben in einer Sauerstoff enthaltenden Atmosphäre
US5917286A (en) * 1996-05-08 1999-06-29 Advanced Energy Industries, Inc. Pulsed direct current power supply configurations for generating plasmas
US6103320A (en) * 1998-03-05 2000-08-15 Shincron Co., Ltd. Method for forming a thin film of a metal compound by vacuum deposition
US6106676A (en) * 1998-04-16 2000-08-22 The Boc Group, Inc. Method and apparatus for reactive sputtering employing two control loops
JP2002529600A (ja) * 1998-11-06 2002-09-10 シヴァク 高レート・コーティング用のスパッタリング装置および方法
JP2000144417A (ja) * 1998-11-13 2000-05-26 Canon Inc 高周波スパッタリング装置
US6733642B2 (en) * 2001-04-30 2004-05-11 David A. Glocker System for unbalanced magnetron sputtering with AC power
JP3866615B2 (ja) * 2002-05-29 2007-01-10 株式会社神戸製鋼所 反応性スパッタリング方法及び装置
EP1592821B1 (de) * 2002-12-04 2009-01-14 Leybold Optics GmbH Verfahren zur herstellung einer multilayerschicht und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
US7172681B2 (en) * 2003-02-05 2007-02-06 Bridgestone Corporation Process for producing rubber-based composite material
JP4326895B2 (ja) * 2003-09-25 2009-09-09 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置
US7234991B2 (en) * 2004-05-10 2007-06-26 Firecode Ltd. Moving toy
JP4740575B2 (ja) * 2004-11-01 2011-08-03 株式会社ユーテック 対向ターゲット式スパッタ装置及び対向ターゲット式スパッタ方法
JP2006130375A (ja) * 2004-11-02 2006-05-25 Bridgestone Corp 水素貯蔵及び発生用触媒構造体並びにそれを用いた水素の貯蔵及び発生方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2076916A1 (en) 2009-07-08
US20100140083A1 (en) 2010-06-10
JP2010507728A (ja) 2010-03-11
EP2076916B1 (en) 2014-12-10
WO2008049634A1 (en) 2008-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5174825B2 (ja) デュアルマグネトロンスパッタリング電源およびマグネトロンスパッタリング装置
US20240103482A1 (en) Temperature control method
US6537428B1 (en) Stable high rate reactive sputtering
US8083891B2 (en) Plasma processing apparatus and the upper electrode unit
TWI475126B (zh) 磁控濺鍍源及具有可調次級磁石配置之配置
JP6312357B2 (ja) 真空コーティング装置およびナノ・コンポジット被膜を堆積する方法
JP5334914B2 (ja) プラズマ処理装置
JP5461426B2 (ja) マグネトロンスパッタリングターゲットのエロージョン特性の予測及び補正
US20070224709A1 (en) Plasma processing method and apparatus, control program and storage medium
KR850008361A (ko) 마그네트론 스퍼터기 제어용 장치 및 방법
JP2011503362A (ja) 直流を用いるスパッタリング堆積のための方法および装置
US20200411339A1 (en) Correction data creating method, substrate processing method, and substrate processing system
US6860973B2 (en) Device for the regulation of a plasma impedance
US6532161B2 (en) Power supply with flux-controlled transformer
JP4040607B2 (ja) スパッタリング装置及び方法並びにスパッタリング制御用プログラム
JPH108247A (ja) 基材に薄膜を被覆する装置
US20180135160A1 (en) Method for controlling a gas supply to a process chamber, controller for controlling a gas supply to a process chamber, and apparatus
WO2009052874A1 (en) Dual magnetron sputtering power supply and magnetron sputtering apparatus
WO2012067183A1 (ja) 成膜装置及び成膜方法
JP6854450B2 (ja) スパッタ装置およびスパッタ方法
JP2020193352A (ja) スパッタ成膜装置及びスパッタ成膜方法
JP2020033590A (ja) スパッタリングカソード
US11094515B2 (en) Sputtering apparatus and sputtering method
JPH10130833A (ja) スパッタリング装置
JP2005241282A (ja) 膜厚検出方法,成膜方法および膜厚検出装置,成膜装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100513

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120718

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120724

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120924

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: 20121204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121228

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5174825

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

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

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees