JP7080113B2 - Thin film manufacturing method, sputtering equipment - Google Patents

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Description

本発明はスパッタリング装置の技術に係り、特に、スパッタリング装置が異常放電を発生させたときに正常な状態に復帰する技術に関する。 The present invention relates to a technique of a sputtering apparatus, and more particularly to a technique of returning to a normal state when the sputtering apparatus generates an abnormal discharge.

スパッタリングによる薄膜の製造は、半導体の分野や機械部品の生産分野などに広く用いられており、誘電体の薄膜を形成するためには、カソード電極に交流電圧を印加して誘電体のターゲットをスパッタリングする技術が用いられている。 The production of thin films by sputtering is widely used in the fields of semiconductors and the production of mechanical parts. In order to form a dielectric thin film, an AC voltage is applied to the cathode electrode to sputter the dielectric target. Technology is used.

図７のグラフは、二個のカソード電極９００Ａ、９００Ｂに印加される電圧の波形を示しており、各グラフの上側が接地電位ＶGND、下側がスパッタ電圧ＶSUPであり、二個のカソード電極９００Ａ、９００Ｂに交互にスパッタ電圧ＶSUPが導通時間Ｔ0の間印加されているが、異常電流や異常電圧が検出されるとスパッタ電圧ＶSUPの出力は停止される。 The graph of FIG. 7 shows the waveforms of the voltages applied to the two cathode electrodes 900A and 900B. The upper side of each graph is the ground potential V GND , the lower side is the sputter voltage V SUP , and the two cathode electrodes. The sputter voltage V SUP is alternately applied to 900A and 900B during the conduction time T 0 , but when an abnormal current or an abnormal voltage is detected, the output of the sputter voltage V SUP is stopped.

図７のグラフでは、二個のカソード電極９００Ａ、９００Ｂに印加されていた電圧が時刻ｔ901でそれぞれ反転し、一方のカソード電極９００Ａは接地電位ＶGNDに接続され、他方のカソード電極９００Ｂにはスパッタ電圧ＶSUPの印加が開始されているが、導通期間Ｔ0が経過する前に時刻ｔ902に於いて異常電流又は異常電圧が検出され、スパッタ電圧ＶSUPが印加されていたカソード電極９００Ｂは接地電位ＶGNDに接続される。 In the graph of FIG. 7, the voltages applied to the two cathode electrodes 900A and 900B are inverted at time t 901 , one cathode electrode 900A is connected to the ground potential V GND , and the other cathode electrode 900B is connected to the other cathode electrode 900B. The application of the sputter voltage V SUP is started, but the abnormal current or abnormal voltage is detected at time t 902 before the conduction period T 0 elapses, and the cathode electrode 900B to which the sputter voltage V SUP is applied is It is connected to the ground potential V GND .

異常電圧や異常電流は、ターゲット表面近傍で異常放電が発生した場合に検出されることが知られており、異常放電が発生したカソード電極９００Ｂが所定の停止時間Ｐ901の間接地電位ＶGND、に接続されると、異常放電を発生させた原因は消滅し、そのカソード電極９００Ｂにスパッタ電圧ＶSUPを印加できるようになる。 It is known that abnormal voltage and abnormal current are detected when an abnormal discharge occurs near the surface of the target, and the cathode electrode 900B in which the abnormal discharge occurs has a ground potential V GND during a predetermined stop time P901 . When connected to, the cause of the abnormal discharge disappears, and the sputter voltage V SUP can be applied to the cathode electrode 900B.

しかしながら停止時間Ｐ901が経過した後であっても異常放電の原因が消滅しておらず、スパッタ電圧ＶSUPを印加すると異常放電が再発生し、異常電圧や異常電流が検出される場合がある。 However, the cause of the abnormal discharge has not disappeared even after the stop time P 901 has elapsed, and when the sputter voltage V SUP is applied, the abnormal discharge may reoccur and the abnormal voltage or abnormal current may be detected. ..

図７のグラフでは、停止時間Ｐ901が経過し、スパッタ電圧ＶSUPの印加を再開した時刻ｔ903の直後に異常電流又は異常放電が検出されており、導通期間Ｔ0が経過する前に異常放電があったカソード電極９００Ｂへのスパッタ電圧ＶSUPの印加は停止され、接地電位ＶGNDに接続されている。 In the graph of FIG. 7, an abnormal current or an abnormal discharge is detected immediately after the time t 903 when the stop time P 901 elapses and the application of the sputter voltage V SUP is restarted, and the abnormality occurs before the conduction period T 0 elapses. The application of the sputter voltage V SUP to the discharged cathode electrode 900B is stopped and connected to the ground potential V GND .

この場合、接地電位ＶGNDに接続された後次の停止時間が経過するとスパッタ電圧ＶSUPが印加されるが、ここでは時刻ｔNで開始した最後の停止時間ＰNが経過するまでスパッタ電圧ＶSUPを印加する度に異常電流又は異常放電が検出され、時刻ｔN+1でスパッタ電圧ＶSUPが交互に印加されるようになるまでには複数回の停止時間Ｐ901～ＰNが経過している。 In this case, the spatter voltage V SUP is applied when the next stop time elapses after being connected to the ground potential V GND , but here, the spatter voltage V is applied until the last stop time P N starting at time t N elapses. An abnormal current or an abnormal discharge is detected each time SUP is applied, and multiple stop times P 901 to PN have elapsed before the sputter voltage V SUP is applied alternately at time t N + 1 . ing.

少ない回数の停止時間Ｐ901～ＰNで異常放電の原因を消滅させるためには一回の停止時間Ｐ901～ＰNを長くする必要があるため、停止時間Ｐ901～ＰNを複数回繰り返すと長時間を要することになる。 Since it is necessary to lengthen the stop time P 901 to P N once in order to eliminate the cause of the abnormal discharge with a small number of stop times P 901 to P N , the stop time P 901 to P N is repeated multiple times. It will take a long time.

また、一回の停止時間Ｐ901～ＰNを長くすると、ターゲット表面近傍に発生しているプラズマが完全消滅してしまう場合があり、プラズマが完全消滅した場合には、スパッタ電圧ＶSUPを印加してもプラズマが回復できず、ターゲットをスパッタリングできなくなるという問題が発生する。 In addition, if the one stop time P 901 to PN is lengthened, the plasma generated near the target surface may be completely extinguished, and if the plasma is completely extinguished, the sputtering voltage V SUP is applied. However, there is a problem that the plasma cannot be recovered and the target cannot be sputtered.

プラズマを再発生させ、ターゲットのスパッタリングを再開するためには、真空槽内の圧力を上昇させ、カソード電極９００Ａ又は９００Ｂにスパッタ電圧ＶSUPよりも高い電圧を印加する必要があり、プラズマを再発生させるためには更に長時間を必要することになる。また、プラズマが再発生しても、ターゲットが安定してスパッタリングされるようになるためには、所定の時間を経過させる必要もあり、スパッタリング工程の効率が悪化する原因となっている。 In order to regenerate the plasma and restart the sputtering of the target, it is necessary to increase the pressure in the vacuum chamber and apply a voltage higher than the sputtering voltage V SUP to the cathode electrode 900A or 900B, and the plasma is regenerated. It will take a longer time to make it work. Further, even if the plasma is regenerated, it is necessary to elapse a predetermined time in order for the target to be stably sputtered, which causes the efficiency of the sputtering process to deteriorate.

本発明は上記従来技術の課題を解決するために創作されたものであり、プラズマの完全消滅を防止し、スパッタリング工程を復帰させる時間を減少させるスパッタリング技術を提供することにある。 The present invention has been created to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a sputtering technique that prevents the plasma from completely disappearing and reduces the time required to restore the sputtering process.

下記文献には、アーク発生時においてインバータから負荷側への電流供給を抑制し、短時間で復帰させようとする技術が記載されているが、電力供給が再開された後、異常放電は発生していないから、復帰までの経過する一回の停止時間は長時間であることが分かる。 The following documents describe a technique for suppressing the current supply from the inverter to the load side when an arc is generated and recovering it in a short time, but after the power supply is restarted, an abnormal discharge occurs. It can be seen that the one stop time that elapses until the return is long.

特開２０１５－０７０６７７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-070677

本発明は、異常放電から短時間で復帰でき、また、確実に復帰できる技術を提供することにある。 The present invention is to provide a technique capable of recovering from an abnormal discharge in a short time and reliably recovering from the abnormal discharge.

上記課題を解決するために、本発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置され、スパッタ電源のＡ相側出力端子に接続されたＡ相カソード電極と、Ｂ相側出力端子に接続されたＢ相カソード電極と、前記Ａ相カソード電極に配置されたＡ相ターゲットと、前記Ｂ相カソード電極に配置されたＢ相ターゲットとを有し、前記スパッタ電源は、低電位側直流電圧端子から直流のスパッタ電圧を出力する直流電圧源と、前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子のうちの少なくともいずれか一方を前記低電位側直流電圧端子に接続するように動作する主スイッチ回路と、少なくとも前記主スイッチ回路の動作を制御する制御回路と、前記主スイッチ回路に流れた電流の電流値と、前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とのうちの少なくとも前記低電位側直流電圧端子に接続された出力端子に発生した電圧の電圧値のいずれか一方又は両方の値を測定する測定装置と、を有するスパッタリング装置を用い、前記測定装置によって、前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とが交互に前記低電位側直流電圧端子に所定の導通時間ずつ接続されるスパッタ状態中に前記電流値又は前記電圧値のいずれか一方又は両方を測定値として測定し、前記測定値によってスパッタリングが正常か異常かを判断し、正常と判断すると前記スパッタ状態を維持して前記真空槽内に搬入した成膜対象物の表面に薄膜を成長させ、異常と判断すると前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とのうち、前記測定値が得られたときに前記低電位側直流電圧端子に接続されていた方である異常端子を接地電位に接続する停止状態に前記導通時間が経過する前に移行させ、所定の停止時間が経過した後前記停止状態から前記スパッタ状態に移行させる薄膜製造方法であって、前記停止時間は前記導通時間よりも長時間にしておき、前記停止時間の経過によって前記停止状態から前記スパッタ状態に移行した後、前記異常端子が前記低電位側直流電圧端子に接続されて前記測定値を測定し、前記測定値によってスパッタリングを異常と判断した場合には、前記停止時間の時間を増加させて前記スパッタ状態から前記停止状態に移行する薄膜製造方法である。
また、本発明は、前記停止時間の経過によって前記停止状態から前記スパッタ状態に移行した後に、前記異常端子とは異なる出力端子を前記低電位側直流電圧端子に接続する前に、前記異常端子が前記低電位側直流電圧端子に接続する薄膜製造方法である。
また、本発明は、前記停止時間の経過によって前記停止状態から前記スパッタ状態に移行した後に、前記異常端子を前記低電位側直流電圧端子に接続する前に、前記異常端子とは異なる出力端子を前記低電位側直流電圧端子に接続する薄膜製造方法である。
また、本発明は、前記停止状態に移行された後前記停止時間が経過する前に、前記異常端子とは異なる出力端子が前記低電位側直流電圧端子に接続される薄膜製造方法である。
また、本発明は、前記停止時間が経過する前に、前記測定値を測定して前記測定値によってスパッタリングを異常と判断すると、前記異常端子とは異なる出力端子を接地電位に接続する薄膜製造方法である。
また、本発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置され、スパッタ電源のＡ相側出力端子に接続されたＡ相カソード電極と、Ｂ相側出力端子に接続されたＢ相カソード電極と、前記Ａ相カソード電極に配置されたＡ相ターゲットと、前記Ｂ相カソード電極に配置されたＢ相ターゲットとを有し、前記スパッタ電源は、低電位側直流電圧端子から直流のスパッタ電圧を出力する直流電圧源と、前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子のうちの少なくともいずれか一方を前記低電位側直流電圧端子に接続するように動作する主スイッチ回路と、少なくとも前記主スイッチ回路の動作を制御する制御回路と、前記主スイッチ回路に流れた電流の電流値と、前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とのうちの少なくとも前記低電位側直流電圧端子に接続された出力端子に発生した電圧の電圧値のいずれか一方又は両方の値を測定する測定装置と、を有し、前記測定装置は、前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とが交互に前記低電位側直流電圧端子に所定の導通時間ずつ接続されるスパッタ状態中に前記電流値又は前記電圧値のいずれか一方又は両方を測定値として測定し、前記測定値によってスパッタリングが正常と判断されると前記スパッタ状態が維持されて前記真空槽の内部に搬入された成膜対象物の表面に薄膜が成長され、異常と判断されると前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とのうち、前記測定値が得られたときに前記低電位側直流電圧端子に接続されていた方である異常端子が接地電位に接続される停止状態に前記導通時間が経過する前に移行され、所定の停止時間が経過した後前記停止状態から前記スパッタ状態に移行されるスパッタリング装置であって、前記停止時間は前記導通時間よりも長時間に設定され、前記停止時間の経過によって前記停止状態から前記スパッタ状態に移行した後、前記異常端子が前記低電位側直流電圧端子に接続されて前記測定値が測定され、前記測定値によってスパッタリングが異常と判断された場合には、前記停止時間の時間は増加されて前記スパッタ状態から前記停止状態に移行されるスパッタリング装置である。
また、本発明は、前記停止時間の経過によって前記停止状態から前記スパッタ状態に移行された後は、前記異常端子とは異なる出力端子が前記低電位側直流電圧端子に接続される前に、前記異常端子が前記低電位側直流電圧端子に接続されるスパッタリング装置である。
また、本発明は、前記停止時間の経過によって前記停止状態から前記スパッタ状態に移行された後は、前記異常端子が前記低電位側直流電圧端子に接続される前に、前記異常端子とは異なる出力端子が前記低電位側直流電圧端子に接続されるスパッタリング装置である。
また、本発明は、前記停止状態に移行された後前記停止時間が経過する前に、前記異常端子とは異なる出力端子が前記低電位側直流電圧端子に接続されるスパッタリング装置である。
また、本発明は、前記停止時間が経過する前に、前記測定値が測定され、前記測定値によってスパッタリングが異常と判断されると、前記異常端子とは異なる出力端子は接地電位に接続されるスパッタリング装置である。 In order to solve the above problems, the present invention is connected to a vacuum chamber, an A-phase cathode electrode arranged in the vacuum chamber and connected to the A-phase side output terminal of the sputtering power supply, and a B-phase side output terminal. It has a B-phase cathode electrode, an A-phase target arranged on the A-phase cathode electrode, and a B-phase target arranged on the B-phase cathode electrode, and the sputter power supply is from a low-potential side DC voltage terminal. A main switch circuit that operates so as to connect a DC voltage source that outputs a DC sputter voltage and at least one of the A-phase side output terminal and the B-phase side output terminal to the low potential side DC voltage terminal. At least the low potential of the control circuit that controls the operation of the main switch circuit, the current value of the current flowing through the main switch circuit, and the A-phase side output terminal and the B-phase side output terminal. A sputtering device having a measuring device for measuring one or both of the voltage values of the voltage generated in the output terminal connected to the side DC voltage terminal is used, and the A-phase side output terminal is used by the measuring device. And the B-phase side output terminal are alternately connected to the low potential side DC voltage terminal for a predetermined conduction time, and either or both of the current value and the voltage value are measured as measured values during a sputtering state. Based on the measured values, it is determined whether the sputtering is normal or abnormal, and if it is determined to be normal, the sputtered state is maintained and a thin film is grown on the surface of the film-forming object carried into the vacuum chamber. A stopped state in which the abnormal terminal of the A-phase side output terminal and the B-phase side output terminal, which is the one connected to the low potential side DC voltage terminal when the measured value is obtained, is connected to the ground potential. This is a thin film manufacturing method in which the measurement is carried out before the continuation time elapses, and after the predetermined stop time elapses, the state is changed from the stopped state to the sputtered state, and the stop time is set to be longer than the continuation time. After shifting from the stopped state to the spatter state with the lapse of the stop time, the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal to measure the measured value, and the sputtering is regarded as abnormal according to the measured value. When it is determined, it is a thin film manufacturing method in which the stop time is increased to shift from the sputter state to the stop state.
Further, in the present invention, after the transition from the stopped state to the spatter state due to the passage of the stop time, the abnormal terminal is connected before the output terminal different from the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal. This is a thin film manufacturing method for connecting to the low potential side DC voltage terminal.
Further, in the present invention, after the transition from the stopped state to the spatter state due to the passage of the stop time, before connecting the abnormal terminal to the low potential side DC voltage terminal, an output terminal different from the abnormal terminal is provided. This is a thin film manufacturing method for connecting to the low potential side DC voltage terminal.
Further, the present invention is a thin film manufacturing method in which an output terminal different from the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal after the transition to the stopped state and before the stop time elapses.
Further, the present invention is a thin film manufacturing method for connecting an output terminal different from the abnormal terminal to the ground potential when the measured value is measured and the sputtering is determined to be abnormal based on the measured value before the stop time elapses. Is.
Further, the present invention includes a vacuum chamber, an A-phase cathode electrode arranged in the vacuum chamber and connected to the A-phase side output terminal of the sputtering power supply, and a B-phase cathode electrode connected to the B-phase side output terminal. The sputter power supply has an A-phase target arranged on the A-phase cathode electrode and a B-phase target arranged on the B-phase cathode electrode, and the sputter power source outputs a DC spatter voltage from a low-potential side DC voltage terminal. A main switch circuit that operates so as to connect at least one of the A-phase side output terminal and the B-phase side output terminal to the low potential side DC voltage terminal, and at least the main switch. The control circuit that controls the operation of the circuit, the current value of the current flowing through the main switch circuit, and at least the low potential side DC voltage terminal of the A phase side output terminal and the B phase side output terminal are connected. It has a measuring device for measuring one or both of the voltage values of the voltage generated in the output terminal, and the measuring device has the A-phase side output terminal and the B-phase side output terminal. During the sputtering state in which the low potential side DC voltage terminals are alternately connected for each predetermined conduction time, either or both of the current value and the voltage value are measured as measured values, and the measured values indicate that the sputtering is normal. If it is determined, the spatter state is maintained and a thin film is grown on the surface of the film-forming object carried into the vacuum chamber, and if it is determined to be abnormal, the A-phase side output terminal and the B-phase side output are determined. Of the terminals, the abnormal terminal that was connected to the low potential side DC voltage terminal when the measured value was obtained shifts to a stopped state in which it is connected to the ground potential before the conduction time elapses. A sputtering apparatus that shifts from the stopped state to the sputtered state after a predetermined stop time elapses. The stop time is set to be longer than the conduction time, and the stop time is set to be longer than the conduction time. After shifting from the state to the spatter state, the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal and the measured value is measured. If the measured value determines that the sputtering is abnormal, the stop time The time is increased to shift from the sputtered state to the stopped state.
Further, in the present invention, after the transition from the stopped state to the sputtered state due to the passage of the stop time, the output terminal different from the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal. This is a sputtering device in which the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal.
Further, the present invention is different from the abnormal terminal after the transition from the stopped state to the sputtered state due to the passage of the stop time and before the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal. This is a sputtering device in which the output terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal.
Further, the present invention is a sputtering device in which an output terminal different from the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal after the transition to the stopped state and before the stop time elapses.
Further, in the present invention, when the measured value is measured before the stop time elapses and sputtering is determined to be abnormal based on the measured value, an output terminal different from the abnormal terminal is connected to the ground potential. It is a sputtering device.

短時間の停止時間で復帰した場合には、復帰に要する時間が短くて済む。
復帰時間は短時間から徐々に長くされるので、異常状態から確実に復帰することができる。
また、停止時間が繰り返された場合もプラズマを完全消滅させる前に復帰できる確率が高くなっている。
また、本発明は主スイッチ回路を利用して異常放電から復帰させる技術であるため、主スイッチ回路とは別の回路を設ける必要が無く、単純な構成で実施することができる。 When returning with a short stop time, the time required for returning can be shortened.
Since the recovery time is gradually increased from a short time, it is possible to reliably recover from the abnormal state.
In addition, even if the stop time is repeated, there is a high probability that the plasma can be restored before it is completely extinguished.
Further, since the present invention is a technique for recovering from an abnormal discharge by using a main switch circuit, it is not necessary to provide a circuit different from the main switch circuit, and the present invention can be carried out with a simple configuration.

本発明の一例のスパッタリング装置Sputtering apparatus of an example of the present invention そのスパッタリング装置のスパッタ電源の回路図Circuit diagram of the sputtering power supply of the sputtering device スパッタ状態のときの電圧波形Voltage waveform in spatter state 異常放電から復帰するときの電圧波形(１)Voltage waveform when recovering from abnormal discharge (1) 異常放電から復帰するときの電圧波形(２)Voltage waveform when recovering from abnormal discharge (2) 異常放電から復帰するときの電圧波形(３)Voltage waveform when recovering from abnormal discharge (3) 従来技術のスパッタリング装置の電圧波形の例Examples of voltage waveforms in prior art sputtering equipment

図１の符号２は、本発明の一例のスパッタリング装置であり、真空槽４０を有している。真空槽４０の内部には、Ａ相カソード電極１３ａとＢ相カソード電極１３ｂとが配置されており、各カソード電極１３ａ、１３ｂとそれぞれ対面する位置には、成膜対象物が配置される配置装置３３が設けられている。 Reference numeral 2 in FIG. 1 is a sputtering apparatus according to an example of the present invention, and has a vacuum chamber 40. An A-phase cathode electrode 13a and a B-phase cathode electrode 13b are arranged inside the vacuum chamber 40, and an arrangement device in which a film-forming object is arranged at a position facing each of the cathode electrodes 13a and 13b. 33 is provided.

配置装置３３には成膜対象物を保持する複数の保持装置３２1、３２2が配置されており、各保持装置３２1、３２2にはそれぞれ成膜対象物である基板３１1、３１2が配置されている。 A plurality of holding devices 32 1 and 32 2 for holding the film-forming object are arranged in the arranging device 33, and the substrates 31 1 and 31 2 which are the film-forming objects are arranged in the holding devices 32 1 and 32 2 , respectively. Is placed.

この例では配置装置３３はモータ等の駆動装置に接続されており、駆動装置が動作すると、保持装置３２1、３２2は、配置装置３３に設けられた移動経路に沿って、基板３１1、３１2と共に真空槽４０の内部を移動するようにされている。 In this example, the arrangement device 33 is connected to a drive device such as a motor, and when the drive device operates, the holding devices 32 1 and 32 2 move along the movement path provided in the arrangement device 33. It is designed to move inside the vacuum chamber 40 together with 31 2 .

Ａ相カソード電極１３ａにはＡ相ターゲット１４ａが配置され、Ｂ相カソード電極１３ｂにはＢ相ターゲット１４ｂが配置されている。 The A-phase target 14a is arranged on the A-phase cathode electrode 13a, and the B-phase target 14b is arranged on the B-phase cathode electrode 13b.

各ターゲット１４ａ、１４ｂの表面は同一の平面上に配置されており、保持装置３２1、３２2が真空槽４０の内部を移動する際には、保持装置３２1、３２2に配置された基板３１1、３１2は各ターゲット１４ａ、１４ｂの表面と対面しながら真空槽４０の内部を移動する。 The surfaces of the targets 14a and 14b are arranged on the same plane, and when the holding devices 32 1 and 32 2 move inside the vacuum chamber 40, the substrates arranged in the holding devices 32 1 and 32 2 are arranged. 31 1 and 31 2 move inside the vacuum chamber 40 while facing the surfaces of the targets 14a and 14b.

真空槽４０の外部には、真空排気装置４５とガス源４４とスパッタ電源１０とが配置されている。真空排気装置４５とガス源４４とは真空槽４０の内部に接続されており、真空排気装置４５が動作すると真空槽４０の内部が真空排気され、真空雰囲気が形成される。 A vacuum exhaust device 45, a gas source 44, and a sputtering power supply 10 are arranged outside the vacuum chamber 40. The vacuum exhaust device 45 and the gas source 44 are connected to the inside of the vacuum tank 40, and when the vacuum exhaust device 45 operates, the inside of the vacuum tank 40 is evacuated to form a vacuum atmosphere.

ガス源４４にはアルゴン等のスパッタリングガスが充填されており、真空槽４０の内部に真空雰囲気が形成された後、ガス源４４から真空槽４０の内部にスパッタリングガスが供給されると、真空槽４０の内部はスパッタリングガスが導入された真空雰囲気にされる。 The gas source 44 is filled with a sputtering gas such as argon, and after a vacuum atmosphere is formed inside the vacuum tank 40, when the sputtering gas is supplied from the gas source 44 to the inside of the vacuum tank 40, the vacuum tank The inside of 40 is made into a vacuum atmosphere in which a sputtering gas is introduced.

次に、スパッタ電源１０を説明すると、図２を参照し、スパッタ電源１０は、直流電圧源１１と主スイッチ回路２１とを有している。 Next, the spatter power supply 10 will be described. With reference to FIG. 2, the spatter power supply 10 has a DC voltage source 11 and a main switch circuit 21.

主スイッチ回路２１はＡ相スイッチ回路２１ａとＢ相スイッチ回路２１ｂとを有しており、Ａ相スイッチ回路２１ａとＢ相スイッチ回路２１ｂとは、高電位側スイッチ素子Ｔｒ11、Ｔｒ21と低電位側スイッチ素子Ｔｒ12、Ｔｒ22とをそれぞれ有している。各スイッチ素子Ｔｒ11、Ｔｒ21、Ｔｒ12、Ｔｒ22はＩＧＢＴであるが、ＭＯＳトランジスタ等の他の素子であっても良い。 The main switch circuit 21 has an A-phase switch circuit 21a and a B-phase switch circuit 21b, and the A-phase switch circuit 21a and the B-phase switch circuit 21b are high-potential side switch elements Tr 11 and Tr 21 and low-potential. It has side switch elements Tr 12 and Tr 22 , respectively. Each switch element Tr 11 , Tr 21 , Tr 12 , and Tr 22 is an IGBT, but may be another element such as a MOS transistor.

Ａ相スイッチ回路２１ａとＢ相スイッチ回路２１ｂとは、一個の高電位側スイッチ素子Ｔｒ11、Ｔｒ21と一個の低電位側スイッチ素子Ｔｒ12、Ｔｒ22とが直列接続されており、直列接続された回路の高電位側の一端は、直流電圧源１１の高電位側直流電圧端子２８Hに接続され、低電位側の一端は低電位側直流電圧端子２８Lに接続されている。真空槽４０は接地電位に接続されており、高電位側直流電圧端子２８Hと低電位側直流電圧端子２８Lとは５０ＭΩ程度の高抵抗によって真空槽４０に接続され、高抵抗を介して接地電位に接続されている。 The A-phase switch circuit 21a and the B-phase switch circuit 21b are connected in series with one high-potential side switch element Tr 11 and Tr 21 and one low-potential side switch element Tr 12 and Tr 22 connected in series. One end on the high potential side of the circuit is connected to the high potential side DC voltage terminal 28 H of the DC voltage source 11, and one end on the low potential side is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L. The vacuum chamber 40 is connected to the ground potential, and the high potential side DC voltage terminal 28 H and the low potential side DC voltage terminal 28 L are connected to the vacuum chamber 40 by a high resistance of about 50 MΩ, and are grounded via the high resistance. It is connected to the electric potential.

直流電圧源１１は高電位側直流電圧端子２８Hと低電位側直流電圧端子２８Lとの間に直流の出力電圧を出力しており、Ａ相スイッチ回路２１ａとＢ相スイッチ回路２１ｂとには、直流電圧源１１が出力する直流の出力電圧が印加される。 The DC voltage source 11 outputs a DC output voltage between the high potential side DC voltage terminal 28 H and the low potential side DC voltage terminal 28 L , and the A-phase switch circuit 21a and the B-phase switch circuit 21b have a DC output voltage. , The DC output voltage output by the DC voltage source 11 is applied.

スパッタ電源１０は、Ａ相側出力端子１５ａとＢ相側出力端子１５ｂとを有しており、Ａ相スイッチ回路２１ａの高電位側スイッチ素子Ｔｒ11と低電位側スイッチ素子Ｔｒ12とが互いに接続された接続点がＡ相側出力端子１５ａに接続され、Ｂ相スイッチ回路２１ｂの高電位側スイッチ素子Ｔｒ21と低電位側スイッチ素子Ｔｒ22とが互いに接続された接続点がＢ相側出力端子１５ｂに接続されている。 The sputter power supply 10 has an A-phase side output terminal 15a and a B-phase side output terminal 15b, and the high-potential side switch element Tr 11 and the low-potential side switch element Tr 12 of the A-phase switch circuit 21a are connected to each other. The connection point is connected to the A-phase side output terminal 15a, and the connection point where the high-potential side switch element Tr 21 and the low-potential side switch element Tr 22 of the B-phase switch circuit 21b are connected to each other is the B-phase side output terminal. It is connected to 15b.

このスパッタ電源１０には駆動回路２５が設けられており、各スイッチ素子Ｔｒ11、Ｔｒ21、Ｔｒ12、Ｔｒ22の制御端子は駆動回路２５に接続され、駆動回路２５が出力する信号によって導通と遮断とが切り替えられるようにされている。 A drive circuit 25 is provided in the sputtering power supply 10, and the control terminals of the switch elements Tr 11 , Tr 21 , Tr 12 , and Tr 22 are connected to the drive circuit 25, and the signal output by the drive circuit 25 makes the spatter power supply conductive. It is designed to be switched between blocking and blocking.

スパッタ電源１０には制御装置２３が設けられており、駆動回路２５と直流電圧源１１とは制御装置２３に接続され、制御装置２３が駆動回路２５の動作と直流電圧源１１の動作とを制御するようにされている。 A control device 23 is provided in the spatter power supply 10, and the drive circuit 25 and the DC voltage source 11 are connected to the control device 23, and the control device 23 controls the operation of the drive circuit 25 and the operation of the DC voltage source 11. It is made to do.

駆動回路２５は、Ａ相スイッチ回路２１ａの高電位側スイッチ素子Ｔｒ11と低電位側スイッチ素子Ｔｒ12のうち、一方の素子が導通するときは他方の素子を遮断させ、また、Ｂ相スイッチ回路２１ｂの高電位側スイッチ素子Ｔｒ21と低電位側スイッチ素子Ｔｒ22のうち、一方の素子が導通するときは他方の素子を遮断させる。 The drive circuit 25 shuts off one of the high-potential side switch element Tr 11 and the low-potential side switch element Tr 12 of the A-phase switch circuit 21a when one of the elements conducts, and the B-phase switch circuit. When one of the high-potential side switch element Tr 21 and the low-potential side switch element Tr 22 of 21b conducts, the other element is shut off.

Ａ相側出力端子１５ａはＡ相カソード電極１３ａに接続され、Ｂ相側出力端子１５ｂはＢ相カソード電極１３ｂに接続されている。 The A-phase side output terminal 15a is connected to the A-phase cathode electrode 13a, and the B-phase side output terminal 15b is connected to the B-phase cathode electrode 13b.

各スイッチ素子Ｔｒ11、Ｔｒ21、Ｔｒ12、Ｔｒ22の導通と遮断の切り替えによって、主スイッチ回路２１の内部接続は変更されるようになっており、Ａ相スイッチ回路２１ａの低電位側スイッチ素子Ｔｒ12が導通し高電位側スイッチ素子Ｔｒ11が遮断すると共にＢ相スイッチ回路２１ｂの高電位側スイッチ素子Ｔｒ21が導通し低電位側スイッチ素子Ｔｒ22が遮断してＡ相側出力端子１５ａは低電位側直流電圧端子２８Lに接続されＢ相側出力端子１５ｂは高電位側直流電圧端子２８Hに接続される接続状態をＡ相スパッタ接続と呼び、それとは逆に、Ａ相スイッチ回路２１ａの高電位側スイッチ素子Ｔｒ11が導通し低電位側スイッチ素子Ｔｒ12が遮断すると共にＢ相スイッチ回路２１ｂの高電位側スイッチ素子Ｔｒ21が遮断し低電位側スイッチ素子Ｔｒ22が導通してＡ相側出力端子１５ａは高電位側直流電圧端子２８Hに接続されＢ相側出力端子１５ｂは低電位側直流電圧端子２８Lに接続される接続状態をＢ相スパッタ接続と呼ぶ。 The internal connection of the main switch circuit 21 is changed by switching the continuity and disconnection of each switch element Tr 11 , Tr 21 , Tr 12 , and Tr 22 , and the low potential side switch element of the A-phase switch circuit 21a. Tr 12 conducts and the high potential side switch element Tr 11 shuts off, and the high potential side switch element Tr 21 of the B phase switch circuit 21b conducts and the low potential side switch element Tr 22 cuts off. The connection state in which the B-phase output terminal 15b connected to the low-potential side DC voltage terminal 28 L is connected to the high-potential side DC voltage terminal 28 H is called an A-phase sputter connection, and conversely, the A-phase switch circuit 21a. High-potential side switch element Tr 11 conducts and the low-potential side switch element Tr 12 shuts off, and the high-potential side switch element Tr 21 of the B-phase switch circuit 21b shuts off and the low-potential side switch element Tr 22 conducts. The connection state in which the phase side output terminal 15a is connected to the high potential side DC voltage terminal 28 H and the B phase side output terminal 15b is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L is called a B phase spatter connection.

図３の符号１００ＡはＡ相カソード電極１３ａの電圧波形であり、符号１００ＢはＢ相カソード電極１３ｂの電圧波形である。 Reference numeral 100A in FIG. 3 is a voltage waveform of the A-phase cathode electrode 13a, and reference numeral 100B is a voltage waveform of the B-phase cathode electrode 13b.

直流電圧源１１の低電位側直流電圧端子２８Lからスパッタ電圧ＶSUPが出力された状態で、Ａ相スパッタ接続とＢ相スパッタ接続とが導通時間Ｔ0ずつ交互に繰り返されると、Ａ相カソード電極１３ａとＢ相カソード電極１３ｂとにスパッタ電圧ＶSUPが導通時間Ｔ0ずつ交互に印加される。 When the sputter voltage V SUP is output from the low potential side DC voltage terminal 28 L of the DC voltage source 11, the A-phase sputter connection and the B-phase sputter connection are alternately repeated with a conduction time of T 0 , and the A-phase cathode is used. Sputter voltage V SUP is alternately applied to the electrode 13a and the B-phase cathode electrode 13b with a conduction time T 0 .

つまり、導通時間Ｔ0の間スパッタ電圧ＶSUPと接地電位ＶGNDとが交互に繰り返し印加されてスパッタ電圧ＶSUPの交流電圧が印加されていることになる。 That is, the sputter voltage V SUP and the ground potential V GND are alternately and repeatedly applied during the conduction time T 0 , and the AC voltage of the sputter voltage V SUP is applied.

接地電位ＶGNDに接続されたカソード電極１３ａ又は１３ｂはアノードとなり、Ａ相ターゲット１４ａの表面とＢ相ターゲット１４ｂの表面に交互に放電が発生し、プラズマが形成され、Ａ相ターゲット１４ａとＢ相ターゲット１４ｂとは交互にスパッタリングされてスパッタリング粒子が交互に飛び出す。 The cathode electrode 13a or 13b connected to the ground potential V GND serves as an anode, and discharges are alternately generated on the surface of the A-phase target 14a and the surface of the B-phase target 14b to form plasma, and the A-phase target 14a and the B-phase are formed. It is alternately sputtering with the target 14b and the sputtering particles are alternately ejected.

飛び出したスパッタリング粒子はＡ相ターゲット１４ａとＢ相ターゲット１４ｂとに対面しながら通過する基板３１1、３１2の表面に到達し、薄膜を成長させる。 The sputtered particles that have jumped out reach the surfaces of the substrates 31 1 and 31 2 that pass while facing the A-phase target 14a and the B-phase target 14b, and grow a thin film.

ここではＡ相ターゲット１４ａとＢ相ターゲット１４ｂとは、同一組成の絶縁物で構成されており、真空槽４０の内部に、スパッタリングガスと共に、Ａ相ターゲット１４ａとＢ相ターゲット１４ｂとから飛び出したスパッタリング粒子と反応する反応性ガスを導入した場合には、基板３１1、３１2の表面に、各ターゲット１４ａ、１４ｂを構成する材料と反応性ガスとが反応した生成物の薄膜が形成される。なお、図１の符号３７は防着板である。 Here, the A-phase target 14a and the B-phase target 14b are composed of an insulator having the same composition, and the sputtering that protrudes from the A-phase target 14a and the B-phase target 14b together with the sputtering gas inside the vacuum chamber 40. When the reactive gas that reacts with the particles is introduced, a thin film of the product obtained by reacting the materials constituting the targets 14a and 14b with the reactive gas is formed on the surfaces of the substrates 31 1 and 312. Reference numeral 37 in FIG. 1 is a protective plate.

直流電圧源１１が出力する直流電圧は、平滑用のコンデンサ２７とインダクタンス素子３６とによって平滑されている。符号３５は破壊防止の安全回路であり、安全制御回路３４によって動作される。 The DC voltage output by the DC voltage source 11 is smoothed by the smoothing capacitor 27 and the inductance element 36. Reference numeral 35 is a safety circuit for preventing destruction and is operated by the safety control circuit 34.

なお、Ａ相カソード電極１３ａの裏面とＢ相カソード電極１３ｂの裏面は真空槽４０の外部に位置し、ケース３８ａ、３８ｂによって覆われている。ケース３８ａ、３８ｂの内部には、マグネトロン磁石３３ａ、３３ｂがそれぞれ配置されており、Ａ相ターゲット１４ａとＢ相ターゲット１４ｂとはマグネトロンスパッタリングされる。 The back surface of the A-phase cathode electrode 13a and the back surface of the B-phase cathode electrode 13b are located outside the vacuum chamber 40 and are covered by the cases 38a and 38b. Magnetron magnets 33a and 33b are arranged inside the cases 38a and 38b, respectively, and the A-phase target 14a and the B-phase target 14b are magnetron-sputtered.

次に、異常放電が発生した場合について説明する。 Next, a case where an abnormal discharge occurs will be described.

スパッタ電源１０は測定装置２４を有しており、測定装置２４には、Ａ相側出力端子１５ａの電圧とＢ相側出力端子１５ｂの電圧とが入力され、測定装置２４により、Ａ相側出力端子１５ａの電圧とＢ相側出力端子１５ｂの電圧とのいずれか一方又は両方の電圧値が測定できるようにされている。 The sputter power supply 10 has a measuring device 24, and the voltage of the A-phase side output terminal 15a and the voltage of the B-phase side output terminal 15b are input to the measuring device 24, and the A-phase side output is performed by the measuring device 24. The voltage value of either one or both of the voltage of the terminal 15a and the voltage of the B-phase side output terminal 15b can be measured.

ところで、直流電圧源１１の高電位側直流電圧端子２８Hから出力された電流は、主スイッチ回路２１を通り、Ａ相側出力端子１５ａとＢ相側出力端子１５ｂのいずれか一方の出力端子から出力され、Ａ相カソード電極１３ａとＢ相カソード電極１３ｂを通って、他方の出力端子に流入し、主スイッチ回路２１を通って低電位側直流電圧端子２８Lから直流電圧源１１の内部に戻る。 By the way, the current output from the high potential side DC voltage terminal 28 H of the DC voltage source 11 passes through the main switch circuit 21 and is transmitted from either the A phase side output terminal 15a or the B phase side output terminal 15b. It is output, passes through the A-phase cathode electrode 13a and the B-phase cathode electrode 13b, flows into the other output terminal, passes through the main switch circuit 21, and returns from the low potential side DC voltage terminal 28 L to the inside of the DC voltage source 11. ..

このような電流の流れ方はＡ相スパッタ接続の状態と、Ｂ相スパッタ接続の状態のいずれの接続状態であっても同じであり、従って、Ａ相側出力端子１５ａと主スイッチ回路２１との間を接続する配線に流れる電流と、Ｂ相側出力端子１５ｂと主スイッチ回路２１との間を接続する配線の流れる電流とのうち、少なくともいずれか一方の電流の電流値を測定できるようにして、Ａ相スパッタ接続のときに流れる電流値を測定すると、Ａ相ターゲット１４ａがスパッタリングされるときに流れる電流の電流値が測定され、Ｂ相スパッタ接続のときに流れる電流を測定すると、Ｂ相ターゲット１４ｂがスパッタリングされるときに流れる電流の電流値が測定されることになる。 Such a current flow is the same regardless of whether the A-phase spatter connection state or the B-phase spatter connection state is used. Therefore, the A-phase side output terminal 15a and the main switch circuit 21 It is possible to measure the current value of at least one of the current flowing through the wiring connecting between the currents and the current flowing through the wiring connecting between the B-phase side output terminal 15b and the main switch circuit 21. When the current value flowing during the A-phase sputter connection is measured, the current value of the current flowing when the A-phase target 14a is sputtering is measured, and when the current flowing during the B-phase sputter connection is measured, the B-phase target is measured. The current value of the current flowing when 14b is sputtering will be measured.

この例では、Ａ相側出力端子１５ａと主スイッチ回路２１との間の配線が、コイルから成る電流検出素子１６に挿通されており、スパッタ電源１０が出力した電流は、電流検出素子１６の内部を通って磁界を形成し、磁界変化によって電流検出素子１６に誘起された電圧が測定装置２４に電流値を示す信号として入力され、その結果、測定装置２４によってスパッタ電源１０から出力された電流の電流値が測定されるようになっている。Ｂ相側出力端子１５ｂと主スイッチ回路２１との間の配線が、コイルから成る電流検出素子１６に挿通されていてもよい。 In this example, the wiring between the A-phase side output terminal 15a and the main switch circuit 21 is inserted into the current detection element 16 composed of coils, and the current output by the spatter power supply 10 is inside the current detection element 16. A magnetic field is formed through the current, and the voltage induced in the current detection element 16 due to the change in the magnetic field is input to the measuring device 24 as a signal indicating the current value, and as a result, the current output from the sputter power supply 10 by the measuring device 24 The current value is measured. The wiring between the B-phase side output terminal 15b and the main switch circuit 21 may be inserted into the current detection element 16 formed of a coil.

このように、スパッタ電源１０では、配線の電圧と配線に流れる電流の測定値を求めることで、Ａ相ターゲット１４ａ表面のプラズマとＢ相ターゲット１４ｂ表面のプラズマとの状態が正常なスパッタが行われているか異常放電が発生しているかを検出できるようになっており、異常放電が検出されたときには制御装置２３はスパッタ電源１０からのスパッタ電圧ＶSUPの出力を停止し、異常放電によるスプラッシュの発生や、ターゲット割れ等の発生を防止できるようになっている。 In this way, in the spatter power supply 10, by obtaining the measured values of the voltage of the wiring and the current flowing through the wiring, the plasma on the surface of the A-phase target 14a and the plasma on the surface of the B-phase target 14b are sputtered normally. It is possible to detect whether or not an abnormal discharge has occurred. When an abnormal discharge is detected, the control device 23 stops the output of the sputter voltage V SUP from the sputter power supply 10, and a splash occurs due to the abnormal discharge. Also, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the target.

次に、異常放電から正常なスパッタリング工程に復帰する手順を説明すると、先ず、Ａ相ターゲット１４ａとＢ相ターゲット１４ｂとをスパッタリングする際には、真空槽４０の内部を真空排気して真空雰囲気を形成した後、スパッタリングガスを導入し、真空槽４０の内部をプラズマ発生に適した圧力の真空雰囲気にする。 Next, the procedure for returning from the abnormal discharge to the normal sputtering process will be described. First, when the A-phase target 14a and the B-phase target 14b are sputtered, the inside of the vacuum chamber 40 is evacuated to create a vacuum atmosphere. After the formation, a sputtering gas is introduced to create a vacuum atmosphere at a pressure suitable for plasma generation inside the vacuum chamber 40.

真空槽４０の内部でプラズマが生成されておらず、イオンやラジカル等の活性な分子や原子が存在しない状態では、プラズマを発生させるために、制御装置２３は、直流電圧源１１と主スイッチ回路２１とを制御し、一旦生成されたプラズマを維持するときのスパッタ電圧ＶSUPよりも大きな着火電圧を低電位側直流電圧端子２８Lから出力させ、Ａ相側出力端子１５ａ又はＢ相側出力端子１５ｂからＡ相カソード電極１３ａ又はＢ相カソード電極１３ｂに印加させ、プラズマを発生させる。 In a state where plasma is not generated inside the vacuum chamber 40 and active molecules or atoms such as ions and radicals do not exist, in order to generate plasma, the control device 23 uses the DC voltage source 11 and the main switch circuit. 21 The ignition voltage larger than the sputter voltage V SUP when maintaining the generated plasma is output from the low potential side DC voltage terminal 28 L , and the A phase side output terminal 15a or the B phase side output terminal is output. A plasma is generated by applying a voltage from 15b to the A-phase cathode electrode 13a or the B-phase cathode electrode 13b.

次に、低電位側直流電圧端子２８Lから スパッタ電圧ＶSUPを出力させ、Ａ相スパッタ接続とＢ相スパッタ接続とを導通期間Ｔ0ずつ交互に繰り返し、Ａ相側出力端子１５ａとＢ相側出力端子１５ｂとをスパッタ電圧ＶSUPを出力する低電位側直流電圧端子２８Lに交互に接続する。 Next, the spatter voltage V SUP is output from the low potential side DC voltage terminal 28 L , and the A-phase sputter connection and the B-phase sputter connection are alternately repeated for each conduction period T 0 , and the A-phase side output terminal 15a and the B-phase side are repeated. The output terminals 15b are alternately connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L that outputs the sputter voltage V SUP .

このように、Ａ相側出力端子１５ａとＢ相側出力端子１５ｂとをスパッタ電圧ＶSUPを出力する低電位側直流電圧端子２８Lに交互に接続する状態をスパッタ状態と呼び、プラズマを発生させるときの状態を着火状態と呼ぶものとすると、着火状態によってプラズマが発生した後、スパッタ状態に移行し、スパッタ状態を継続させ、プラズマが安定したところで前段の真空装置３９から真空槽４０の内部にゲートバルブ４２1を通って基板３１1、３１2を搬入し、Ａ相ターゲット１４ａとＢ相ターゲット１４ｂとに対面させながら基板３１1、３１2を移動させ、基板３１1、３１2の表面にスパッタリング粒子を到着させ、薄膜を成長させる。薄膜が所定膜厚に形成されると、搬出側のゲートバルブ４２2から次段の真空処理装置４１に搬出される。 In this way, the state in which the A-phase side output terminal 15a and the B-phase side output terminal 15b are alternately connected to the low-potential side DC voltage terminal 28 L that outputs the sputtering voltage V SUP is called a sputtering state, and plasma is generated. Assuming that the state at that time is called an ignition state, after plasma is generated by the ignition state, the state shifts to the sputtering state, the sputtering state is continued, and when the plasma is stable, the vacuum device 39 in the previous stage is moved to the inside of the vacuum chamber 40. The substrates 31 1 and 31 2 are carried in through the gate valve 42 1 and the substrates 31 1 and 31 2 are moved while facing the A-phase target 14a and the B-phase target 14b to the surface of the substrates 31 1 and 31 2 . Sputtered particles arrive and the thin film grows. When the thin film is formed to a predetermined film thickness, it is carried out from the gate valve 422 on the carry - out side to the next-stage vacuum processing device 41.

スパッタ状態では、少なくとも低電位側直流電圧端子２８Lに接続されたＡ相側出力端子１５ａ又はＢ相側出力端子１５ｂの電圧値と、Ａ相ターゲット１４ａとＢ相ターゲット１４ｂとの間に流れた電流の電流値とを測定装置２４によって測定する。 In the sputtered state, at least the voltage value of the A phase side output terminal 15a or the B phase side output terminal 15b connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L and the voltage value flowed between the A phase target 14a and the B phase target 14b. The current value of the current is measured by the measuring device 24.

制御装置２３には、基準電圧と基準電流とが設定されており、測定装置２４は制御装置２３に接続されている。制御装置２３は、測定装置２４が測定した電流値と電圧値の少なくともいずれか一方から成る測定値が制御装置２３に入力されており、制御装置２３は、入力された測定値に電圧値が含まれていれば、電圧値を基準電圧値と比較し、基準電圧よりも小さければ異常な測定値であることになり、また、入力された測定値に電流値が含まれていれば、電流値を基準電流値と比較し、基準電流値よりも大きければ異常な測定値であることになり、異常な測定値である場合には異常放電が発生していると判断し、異常な測定値でない場合には、スパッタリングが正常に行われているものと判断する。 A reference voltage and a reference current are set in the control device 23, and the measuring device 24 is connected to the control device 23. In the control device 23, a measured value consisting of at least one of a current value and a voltage value measured by the measuring device 24 is input to the control device 23, and the control device 23 includes the voltage value in the input measured value. If so, the voltage value is compared with the reference voltage value, and if it is smaller than the reference voltage, it means an abnormal measurement value, and if the input measurement value includes the current value, the current value. Is an abnormal measurement value if it is larger than the reference current value, and if it is an abnormal measurement value, it is judged that an abnormal discharge has occurred and it is not an abnormal measurement value. In that case, it is determined that the sputtering is normally performed.

例えば、入力された電圧値が基準電圧値よりも小さい場合は異常放電が発生したとし、また、入力された電流値が基準電流値よりも大きい場合も異常放電が発生したと判断する。 For example, if the input voltage value is smaller than the reference voltage value, it is determined that an abnormal discharge has occurred, and if the input current value is larger than the reference current value, it is determined that an abnormal discharge has occurred.

Ａ相側出力端子１５ａとＢ相側出力端子１５ｂとのうち、スパッタ状態のときに異常と判断された測定値が得られたときに低電位側直流電圧端子２８Lに接続されていた出力端子を異常端子とすると、図４の時刻ｔ102まではスパッタ電源１０はスパッタ状態にあり、Ａ相側出力端子１５ａとＢ相側出力端子１５ｂとから導通時間Ｔ0のスパッタ電圧ＶSUPが交互に出力されており、時刻ｔ102でＢ相出力端子１５ｂからスパッタ電圧ＶSUPが出力された後、測定された電圧値又は電流値によって異常放電が発生したと判断され、導通時間Ｔ0が経過する前の時刻ｔ103に於いて異常端子は直ちに接地電位ＶGNDに接続されている。 Of the A-phase side output terminal 15a and the B-phase side output terminal 15b, the output terminal connected to the low-potential side DC voltage terminal 28 L when the measured value judged to be abnormal in the spattered state is obtained. Assuming that is an abnormal terminal, the spatter power supply 10 is in a spatter state until time t 102 in FIG. 4, and the spatter voltage V SUP with a conduction time T 0 alternates from the A phase side output terminal 15a and the B phase side output terminal 15b. It is output, and after the sputter voltage V SUP is output from the B phase output terminal 15b at time t 102 , it is determined that an abnormal discharge has occurred based on the measured voltage value or current value, and the conduction time T 0 elapses. At the previous time t103 , the abnormal terminal is immediately connected to the ground potential V GND .

異常放電の原因としては、例えばＢ相側出力端子１５ｂが異常端子とされたときにＢ相ターゲット１４ｂの表面近傍で局所的な温度上昇や局所的な抵抗値の低下、アーク発生等の物理現象によって大電流が流れたことが考えられる。 The cause of the abnormal discharge is, for example, when the B-phase side output terminal 15b is regarded as an abnormal terminal, a physical phenomenon such as a local temperature rise, a local resistance decrease, or an arc generation near the surface of the B-phase target 14b. It is probable that a large current flowed due to this.

制御装置２３には、導通時間Ｔ0よりも長時間である停止時間Ｐ101が記憶されており、異常放電と判断されると主スイッチ回路２１により、異常端子の接続が低電位側直流電圧端子２８Lから高電位側直流電圧端子２８Hに変更され、異常端子は停止時間Ｐ101の間接地電位ＶGNDに接続される。異常端子が接地電位に接続される状態を停止状態と呼ぶと、図４の波形の例では、停止状態では異常端子とは異なる出力端子(ここではＡ相側出力端子１５Ａ)も接地電位ＶGNDに接続される。 The control device 23 stores a stop time P 101 which is longer than the continuity time T 0 , and when it is determined that the discharge is abnormal, the main switch circuit 21 connects the abnormal terminal to the low potential side DC voltage terminal. It is changed from 28 L to the high potential side DC voltage terminal 28 H , and the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND during the stop time P 101 . The state in which the abnormal terminal is connected to the ground potential is called a stopped state. In the example of the waveform shown in FIG. 4, the output terminal (here, the A phase side output terminal 15A) different from the abnormal terminal in the stopped state is also grounded potential V GND . Connected to.

停止時間Ｐ101が経過した後、時刻ｔ104において、制御装置２３はスパッタ電源１０を停止状態からスパッタ状態に移行させ、主スイッチ回路２１によって異常端子をスパッタ電圧ＶSUPが出力されている低電位側直流電圧端子２８Lに接続し、異常端子の電圧値又はスイッチ回路２１に流れる電流値のうち少なくともいずれか一方を測定する。得られた測定値が正常なスパッタリングが行われていると判断されると、異常端子は正常な端子とされてスパッタ状態が継続され、薄膜形成が行われる。 After the stop time P 101 elapses, at time t 104 , the control device 23 shifts the sputter power supply 10 from the stop state to the spatter state, and the main switch circuit 21 outputs the spatter voltage V SUP to the abnormal terminal at a low potential. It is connected to the side DC voltage terminal 28 L and measures at least one of the voltage value of the abnormal terminal and the current value flowing through the switch circuit 21. When it is determined that the obtained measured value is that normal sputtering is performed, the abnormal terminal is regarded as a normal terminal and the sputtering state is continued, and a thin film is formed.

他方、測定値から異常放電が発生していると判断された場合はスパッタ状態から停止状態に移行され、制御装置２３によって直前に終了した停止時間Ｐ101の時間が増加されて生成された新しい長さの停止時間Ｐ102の間、異常端子は接地電位ＶGNDに接続させられる。 On the other hand, when it is determined from the measured value that an abnormal discharge has occurred, the spatter state is changed to the stop state, and the control device 23 increases the time of the stop time P 101 that was just completed to generate a new length. During the stop time P 102 , the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND .

増加された停止時間Ｐ102が経過した後の時刻ｔ105に於いて停止状態からスパッタ状態に移行され、異常端子が低電位側直流電圧端子２８Lに接続されて電圧値と電流値のうち少なくともいずれか一方が測定され、得られた測定値から正常なスパッタリングが行われているか異常放電が発生しているかが判断され、正常な場合はスパッタ状態が継続され、異常放電と判断された場合は停止状態に移行される。 At time t 105 after the increased stop time P 102 has elapsed, the state is changed from the stop state to the spatter state, and the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L , and at least the voltage value and the current value are set. One of them is measured, and it is judged from the obtained measured value whether normal sputtering is performed or abnormal discharge has occurred. If it is normal, the sputter state is continued, and if it is judged to be abnormal discharge. It shifts to the stopped state.

このように、最初の停止時間Ｐ101が経過した後では、停止状態とスパッタ状態とを繰り返す際に、直前の停止時間Ｐ101、Ｐ102、Ｐ103が長くされた新しい長さの停止時間Ｐ102、Ｐ103、Ｐ104が生成され、生成された停止時間Ｐ102、Ｐ103、Ｐ104の間、異常端子は接地電位ＶGNDに接続される。 In this way, after the first stop time P 101 has elapsed, when the stop state and the spatter state are repeated, the immediately preceding stop times P 101 , P 102 , and P 103 are extended to a new length of stop time P. 102 , P 103 , P 104 are generated, and during the generated downtime P 102 , P 103 , P 104 , the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND .

そのため、接地電位ＶGNDに接続される停止時間は、停止状態を繰り返す毎に増加し、停止時間ＰNが異常放電の原因が消滅するために必要な長さになると、測定値が基準電圧値以上、基準電流値以下になり、スパッタ状態が継続される。 Therefore, the stop time connected to the ground potential V GND increases each time the stop state is repeated, and when the stop time PN reaches the length required for the cause of the abnormal discharge to disappear, the measured value becomes the reference voltage value. As described above, the value becomes equal to or less than the reference current value, and the spatter state is continued.

異常端子を接地電位ＶGNDに短時間接続するだけで異常の原因が消滅する場合は、停止状態とスパッタ状態とを少ない回数繰り返すだけで正常な状態に復帰することができるが、異常端子を接地電位ＶGNDに短時間接続するだけでは異常の原因が消滅しない場合は、接地電位ＶGNDに接続される停止時間Ｐ101、Ｐ102、Ｐ103、Ｐ104は段階的に長くされているので、異常端子は長くされた停止時間Ｐ104の間接地電位ＶGNDに接続されるようになるから、異常の原因は確実に消滅し、スパッタ状態に復帰することができる。 If the cause of the abnormality disappears just by connecting the abnormal terminal to the ground potential V GND for a short time, it can be restored to the normal state by repeating the stopped state and the spattered state a small number of times, but the abnormal terminal is grounded. If the cause of the abnormality does not disappear just by connecting to the potential V GND for a short time, the stop times P 101 , P 102 , P 103 , and P 104 connected to the ground potential V GND are gradually lengthened. Since the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND during the extended stop time P104 , the cause of the abnormality can be surely eliminated and the spatter state can be restored.

停止状態からスパッタ状態に移行したときに異常端子にスパッタ電圧ＶSUPが印加され、異常端子が必要以上の長時間接地電位に接続されたままにはならないから、停止状態とスパッタ状態を繰り返してもプラズマは完全消滅しないようになっている。 When the transition from the stopped state to the spattered state, the spatter voltage V SUP is applied to the abnormal terminal, and the abnormal terminal does not remain connected to the ground potential for a longer time than necessary. The plasma is designed not to disappear completely.

図４では、スパッタ状態から停止状態に移行して最初の停止時間Ｐ101が経過した後の時刻ｔ104、ｔ105、ｔ106でスパッタ状態に移行し、電圧値と電流値の少なくとも一方が測定されて異常放電の発生と判断されて停止状態に移行しており、この例では最後の停止時間Ｐ104が経過した時刻ｔ107でスパッタ状態に移行すると正常な測定値が測定され、異常端子が正常な端子とされてスパッタ状態が維持されている。この場合、後で停止状態に移行した場合に異常端子が接地電位ＶGNDに接続される停止時間は最初の停止時間Ｐ101の長さに戻され、スパッタ状態が継続されて薄膜が成長する。 In FIG. 4, at least one of the voltage value and the current value is measured at t 104, t 105, and t 106, which are the times t 104 , t 105 , and t 106 after the transition from the spatter state to the stop state and the first stop time P 101 has elapsed. In this example, when the spatter state is entered at the time t 107 when the last stop time P 104 has elapsed, the normal measured value is measured and the abnormal terminal is displayed. It is regarded as a normal terminal and the spatter state is maintained. In this case, the stop time at which the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND when the state shifts to the stop state later is returned to the length of the initial stop time P 101 , the spatter state is continued, and the thin film grows.

上記例では、停止状態に移行した後では、異常端子とは異なる出力端子は接地電位ＶGNDに接続されていたが、図５の電圧波形のように、停止状態に於いて異常端子とは異なる出力端子からスパッタ電圧ＶSUPを出力するようにしても良い。 In the above example, the output terminal different from the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND after the transition to the stopped state, but it is different from the abnormal terminal in the stopped state as shown in the voltage waveform of FIG. The sputter voltage V SUP may be output from the output terminal.

詳述すると、図５の例では、時刻ｔ202まではスパッタ状態であり、時刻ｔ202に於いてＢ相側出力端子１５ｂからスパッタ電圧ＶSUPが出力された後導通時間Ｔ0が経過する前に、異常放電の発生と判断され、時刻ｔ203に於いて停止状態に移行している。Ｂ相側出力端子１５ｂが異常端子とされ、停止状態では異常端子が接地電位ＶGNDに接続されると共に、異常端子とは異なるＡ相側出力端子１５ａが低電位側直流電圧端子２８Lに接続され、スパッタ電圧ＶSUPが印加される。 More specifically, in the example of FIG. 5, the spatter state is reached until time t 202 , and after the sputter voltage V SUP is output from the B phase side output terminal 15b at time t 202 , before the conduction time T 0 elapses. In addition, it was determined that an abnormal discharge had occurred, and the machine was in a stopped state at time t 203 . The B-phase side output terminal 15b is regarded as an abnormal terminal, and in the stopped state, the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND , and the A-phase side output terminal 15a different from the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L. Then, the sputter voltage V SUP is applied.

異常端子とは異なるＡ相側出力端子１５ａに接続されたＡ相ターゲット１４ａの表面では異常放電は発生せず、Ａ相側出力端子１５ａの電圧値と、Ａ相側出力端子１５ａが低電位側直流電圧端子２８Lに接続されたときの電流値とは正常であり、正常なスパッタリングが行われていると判断される。 No abnormal discharge occurs on the surface of the A-phase target 14a connected to the A-phase side output terminal 15a, which is different from the abnormal terminal, and the voltage value of the A-phase side output terminal 15a and the A-phase side output terminal 15a are on the low potential side. The current value when connected to the DC voltage terminal 28 L is normal, and it is judged that normal sputtering is performed.

異常端子が接地電位ＶGNDに接続され、異常端子とは異なるＡ相出力端子１５ａにスパッタ電圧ＶSUPが印加された状態で停止時間Ｐ201の時間が経過した後の、時刻ｔ204に於いてスパッタ状態に移行し、異常端子が低電位側直流電圧端子２８Lに接続され、異常端子とは異なる出力端子が接地電位ＶGNDに接続される。 At time t 204 , after the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND and the stop time P 201 has elapsed with the sputter voltage V SUP applied to the A-phase output terminal 15a different from the abnormal terminal. The state shifts to the spatter state, the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L , and the output terminal different from the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND .

その状態で異常端子の電圧値やスイッチ回路２１に流れる電流値の少なくとも一方が測定されて異常放電が発生したと判断されない場合は、異常端子は正常な端子とされてＡ相出力端子１５ａとＢ相出力端子１５ｂとにスパッタ電圧ＶSUPが導通期間Ｔ0ずつ交互に印加されるスパッタ状態が継続される。 If at least one of the voltage value of the abnormal terminal and the current value flowing through the switch circuit 21 is measured in that state and it is not determined that an abnormal discharge has occurred, the abnormal terminal is regarded as a normal terminal and the A-phase output terminals 15a and B The spatter state in which the spatter voltage V SUP is alternately applied to the phase output terminal 15b by the conduction period T 0 is continued.

ここでは停止時間Ｐ201の経過後、スパッタ状態に移行して測定された測定値によって異常放電の発生と判断され、時刻ｔ204で停止状態に移行して直前の停止時間Ｐ201が長くされた新しい長さの停止時間Ｐ202の間、異常端子は接地電位ＶGNDに接続され、異常端子とは異なる端子は低電位側直流電圧端子２８Lに接続される。 Here, after the stop time P 201 has elapsed, it is determined that an abnormal discharge has occurred based on the measured values measured by shifting to the spatter state, and at time t 204 , the stop time shifts to the stop state and the immediately preceding stop time P 201 is lengthened. During the new length of stop time P202 , the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND , and the terminal different from the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L.

このように、図５の電圧波形の動作では停止状態とスパッタ状態とが繰り返され、最初の停止状態からスパッタ状態に転じた後に停止状態に移行された場合は、異常端子は直前の停止時間Ｐ201～Ｐ203よりも長くされた停止時間202～Ｐ204の間接地電位ＶGNDに接続され、異常端子とは異なる端子には低電位側直流電圧端子２８Lに接続される。 As described above, in the operation of the voltage waveform of FIG. 5, the stopped state and the sputtered state are repeated, and when the state is changed from the initial stopped state to the sputtered state and then changed to the stopped state, the abnormal terminal has the immediately preceding stop time P. It is connected to the ground potential V GND during the stop time 202 to P 204 , which is longer than 201 to P 203 , and is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L at a terminal different from the abnormal terminal.

Ａ相側出力端子１５ａとＢ相側出力端子１５ｂの両方とも接地電位ＶGNDに接続される期間が長くなると、プラズマが完全消滅し、スパッタ状態に移行してもプラズマを発生させることができなくなるが、この例では、異常状態に繰り返し移行される間でも、異常端子とは異なる出力端子に接続されたターゲット(この例ではＡ相ターゲット１４ａ)の表面上でプラズマが生成されるので、プラズマを完全消滅させずに済む。 If both the A-phase side output terminal 15a and the B-phase side output terminal 15b are connected to the ground potential V GND for a long period of time, the plasma completely disappears and plasma cannot be generated even if the state shifts to the spatter state. However, in this example, plasma is generated on the surface of the target (A phase target 14a in this example) connected to the output terminal different from the abnormal terminal even during the repeated transition to the abnormal state, so that the plasma is generated. It does not have to be completely extinguished.

言い換えれば、維持すべきプラズマ（この例ではＡ相ターゲット１４ａの表面上近傍に存在するプラズマ）に対して十分なエネルギーを供給するが、抑制すべき異常放電側のアーク（Ｂ相ターゲットに電気的結合しているプラズマ）に対しては最低限のエネルギーのみを供給することで、全部のプラズマを消滅させることなく、異常放電の原因除去、例えばアーク等の消弧、を可能としている。 In other words, sufficient energy is supplied to the plasma to be maintained (in this example, the plasma existing near the surface of the A-phase target 14a), but the arc on the abnormal discharge side to be suppressed (electrically to the B-phase target). By supplying only the minimum energy to the coupled plasma), it is possible to eliminate the cause of the abnormal discharge, for example, extinguish the arc, etc., without extinguishing all the plasma.

それとは異なり、図６の電圧波形では、時刻ｔ302まではスパッタ状態であり、時刻ｔ303においてＢ相側出力端子１５ｂの測定値が異常と判断され、停止状態に移行して異常端子が接地電位ＶGNDに接続されると共に、異常端子とは異なる出力端子が低電位側直流電圧端子２８Lに接続され、異常端子とは異なる出力端子の電圧値とスイッチ回路２１に流れた電流値のうちの少なくとも一方が測定値として測定されると、異常放電が発生したものと判断され、停止時間Ｐ301が終了する時刻ｔ304まで、異常端子と異常端子とは異なる端子の両方が接地電位ＶGNDに接続される。 On the other hand, in the voltage waveform of FIG. 6, the spatter state is reached until time t 302 , and at time t 303 , the measured value of the B phase side output terminal 15b is determined to be abnormal, and the state shifts to the stopped state and the abnormal terminal is grounded. Of the voltage value of the output terminal different from the abnormal terminal and the current value flowing through the switch circuit 21, the output terminal different from the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L while being connected to the potential V GND . When at least one of the above is measured as a measured value, it is determined that an abnormal discharge has occurred, and until the time t 304 when the stop time P 301 ends, both the abnormal terminal and the terminal different from the abnormal terminal have a ground potential V GND . Connected to.

時刻ｔ304に於いてスパッタ状態に移行し、異常端子が低電位側直流電圧端子２８Lに接続されて異常端子の電圧値やスイッチ回路２１の電流値が測定され、異常放電と判断され、導通期間Ｔ0が経過する前に異常端子は接地電位ＶGNDに接続されると共に、異常端子とは異なる出力端子が低電位側直流電圧端子２８Lに接続されて異常端子とは異なる出力端子の電圧値やスイッチ回路２１の電流値が測定される。 At time t 304 , the state shifts to the spatter state, the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L , the voltage value of the abnormal terminal and the current value of the switch circuit 21 are measured, and it is judged as abnormal discharge and conduction. Before the period T 0 elapses, the abnormal terminal is connected to the ground potential V GND , and the output terminal different from the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L , and the voltage of the output terminal different from the abnormal terminal. The value and the current value of the switch circuit 21 are measured.

この例でも、停止状態とスパッタ状態とが繰り返される度に直前の停止時間Ｐ301、Ｐ302、Ｐ303が長くされた新しい長さの停止時間Ｐ302、Ｐ303、Ｐ304が生成され、新しい長さの停止時間Ｐ302、Ｐ303、Ｐ304が終了する迄は異常端子と異常端子とは異なる端子とが接地電位ＶGNDに接続される。 In this example as well, each time the stop state and the spatter state are repeated, the stop times P 302 , P 303 , and P 304 having new lengths obtained by extending the previous stop times P 301 , P 302 , and P 303 are generated, and a new stop time P 301, P 303, and P 304 is generated. Until the end of the length stop time P 302 , P 303 , P 304 , the abnormal terminal and the terminal different from the abnormal terminal are connected to the ground potential V GND .

図６の電圧波形の場合は停止状態とスパッタ状態とが繰り返された後、時刻ｔ308に於いてスパッタ状態に移行すると、異常放電が発生したと判断されなくなり、スパッタ状態が継続され、薄膜形成が行われる。 In the case of the voltage waveform of FIG. 6, when the stop state and the spatter state are repeated and then the spatter state is entered at time t 308 , it is no longer determined that an abnormal discharge has occurred, the spatter state is continued, and the thin film is formed. Is done.

なお、上記各例では停止状態からスパッタ状態に移行したときに、主スイッチ回路２１は、先ず異常端子が低電位側直流電圧端子２８Lに接続するように動作したが、先ず異常端子とは異なる出力端子が低電位側直流電圧端子２８Lに接続されるように動作してもよい。 In each of the above examples, when the state shifts from the stopped state to the spattered state, the main switch circuit 21 first operates so that the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L , but first, it is different from the abnormal terminal. The output terminal may be operated so as to be connected to the low potential side DC voltage terminal 28 L.

上記例では、プラズマが完全消滅せずに復帰することができたが、測定した電流値又は電圧値の大きさから、制御装置２３がプラズマが完全消滅したと判断した場合には、制御装置２３は、真空槽４０内の圧力や、直流電圧源１１の低電位側直流電圧端子２８Lの電圧を増加させ、上記の着火状態に移行してプラズマを発生させた後、スパッタ状態に移行することができる。 In the above example, the plasma could be restored without completely disappearing, but if the control device 23 determines from the magnitude of the measured current value or voltage value that the plasma has completely disappeared, the control device 23 Increases the pressure in the vacuum chamber 40 and the voltage of the low potential side DC voltage terminal 28 L of the DC voltage source 11, shifts to the above ignition state to generate plasma, and then shifts to the spatter state. Can be done.

２……スパッタリング装置
１０……スパッタ電源
１１……直流電圧源
１３ａ……Ａ相カソード電極
１３ｂ……Ｂ相カソード電極
１４ａ……Ａ相ターゲット
１４ｂ……Ｂ相ターゲット
１５ａ……Ａ相側出力端子
１５ｂ……Ｂ相側出力端子
２１……主スイッチ回路
２４……測定装置
２８L……低電位側直流電圧端子
２８H……高電位側直流電圧端子
４０……真空槽
2 ... Sputtering device 10 ... Sputter power supply 11 ... DC voltage source 13a ... A-phase cathode electrode 13b ... B-phase cathode electrode 14a ... A-phase target 14b ... B-phase target 15a ... A-phase side output terminal 15b …… B phase side output terminal 21 …… Main switch circuit 24 …… Measuring device 28 L …… Low potential side DC voltage terminal 28 H …… High potential side DC voltage terminal 40 …… Vacuum tank

Claims (4)

真空槽と、
前記真空槽内に配置され、スパッタ電源のＡ相側出力端子に接続されたＡ相カソード電極と、Ｂ相側出力端子に接続されたＢ相カソード電極と、
前記Ａ相カソード電極に配置されたＡ相ターゲットと、前記Ｂ相カソード電極に配置されたＢ相ターゲットとを有し、
前記スパッタ電源は、
低電位側直流電圧端子から直流のスパッタ電圧を出力する直流電圧源と、
前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子のうちの少なくともいずれか一方を前記低電位側直流電圧端子に接続するように動作する主スイッチ回路と、
少なくとも前記主スイッチ回路の動作を制御する制御回路と、
前記主スイッチ回路に流れた電流の電流値と、前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とのうちの少なくとも前記低電位側直流電圧端子に接続された出力端子に発生した電圧の電圧値のいずれか一方又は両方の値を測定する測定装置と、
を有するスパッタリング装置を用い、
前記測定装置によって、前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とが交互に前記低電位側直流電圧端子に所定の導通時間ずつ接続されるスパッタ状態中に前記電流値又は前記電圧値のいずれか一方又は両方を測定値として測定し、
前記測定値によってスパッタリングが正常か異常かを判断し、
正常と判断すると前記スパッタ状態を維持して前記真空槽内に搬入した成膜対象物の表面に薄膜を成長させ、
異常と判断すると前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とのうち、前記測定値が得られたときに前記低電位側直流電圧端子に接続されていた方である異常端子を接地電位に接続する停止状態に前記導通時間が経過する前に移行させ、
所定の停止時間が経過した後前記停止状態から前記スパッタ状態に移行させる薄膜製造方法であって、
前記停止時間は前記導通時間よりも長時間にしておき、
前記停止時間の経過によって前記停止状態から前記スパッタ状態に移行した後、前記異常端子が前記低電位側直流電圧端子に接続されて前記測定値を測定し、
前記測定値によってスパッタリングを異常と判断した場合には、前記停止時間の時間を増加させて前記スパッタ状態から前記停止状態に移行し、
前記停止状態に移行された後前記停止時間が経過する前に、前記異常端子とは異なる出力端子が前記低電位側直流電圧端子に接続される
薄膜製造方法。 With a vacuum tank,
An A-phase cathode electrode arranged in the vacuum chamber and connected to the A-phase side output terminal of the sputtering power supply, and a B-phase cathode electrode connected to the B-phase side output terminal.
It has an A-phase target arranged on the A-phase cathode electrode and a B-phase target arranged on the B-phase cathode electrode.
The spatter power supply is
A DC voltage source that outputs a DC spatter voltage from the DC voltage terminal on the low potential side,
A main switch circuit that operates so as to connect at least one of the A-phase side output terminal and the B-phase side output terminal to the low-potential side DC voltage terminal.
At least a control circuit that controls the operation of the main switch circuit,
The current value of the current flowing through the main switch circuit and the voltage of the voltage generated in the output terminal connected to at least the low potential side DC voltage terminal of the A phase side output terminal and the B phase side output terminal. A measuring device that measures one or both of the values, and
Using a sputtering device with
The current value or the voltage value of the current value or the voltage value during a spatter state in which the A-phase side output terminal and the B-phase side output terminal are alternately connected to the low-potential side DC voltage terminal for a predetermined conduction time by the measuring device. Measure either one or both as a measured value,
Judging whether sputtering is normal or abnormal based on the measured values,
If it is determined to be normal, the spattered state is maintained and a thin film is grown on the surface of the film-forming object carried into the vacuum chamber.
If it is determined to be abnormal, the abnormal terminal of the A-phase side output terminal and the B-phase side output terminal, which is the one connected to the low potential side DC voltage terminal when the measured value is obtained, is the ground potential. To the stopped state connected to, before the continuation time elapses,
A thin film manufacturing method for shifting from the stopped state to the spattered state after a predetermined stop time has elapsed.
The stop time should be longer than the conduction time.
After shifting from the stopped state to the spattered state due to the passage of the stop time, the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal and the measured value is measured.
When it is determined that the sputtering is abnormal based on the measured value, the stop time is increased to shift from the sputter state to the stop state .
An output terminal different from the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal after the transition to the stopped state and before the stop time elapses.
Thin film manufacturing method. 前記停止時間が経過する前に、前記測定値を測定して前記測定値によってスパッタリングを異常と判断すると、前記異常端子とは異なる出力端子を接地電位に接続する請求項１記載の薄膜製造方法。 The thin film manufacturing method according to claim 1 , wherein if the measured value is measured and the sputtering is determined to be abnormal based on the measured value before the stop time elapses, an output terminal different from the abnormal terminal is connected to the ground potential. 真空槽と、
前記真空槽内に配置され、スパッタ電源のＡ相側出力端子に接続されたＡ相カソード電極と、Ｂ相側出力端子に接続されたＢ相カソード電極と、
前記Ａ相カソード電極に配置されたＡ相ターゲットと、前記Ｂ相カソード電極に配置されたＢ相ターゲットとを有し、
前記スパッタ電源は、
低電位側直流電圧端子から直流のスパッタ電圧を出力する直流電圧源と、
前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子のうちの少なくともいずれか一方を前記低電位側直流電圧端子に接続するように動作する主スイッチ回路と、
少なくとも前記主スイッチ回路の動作を制御する制御回路と、
前記主スイッチ回路に流れた電流の電流値と、前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とのうちの少なくとも前記低電位側直流電圧端子に接続された出力端子に発生した電圧の電圧値のいずれか一方又は両方の値を測定する測定装置と、
を有し、
前記測定装置は、前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とが交互に前記低電位側直流電圧端子に所定の導通時間ずつ接続されるスパッタ状態中に前記電流値又は前記電圧値のいずれか一方又は両方を測定値として測定し、
前記測定値によってスパッタリングが正常と判断されると前記スパッタ状態が維持されて前記真空槽の内部に搬入された成膜対象物の表面に薄膜が成長され、異常と判断されると前記Ａ相側出力端子と前記Ｂ相側出力端子とのうち、前記測定値が得られたときに前記低電位側直流電圧端子に接続されていた方である異常端子が接地電位に接続される停止状態に前記導通時間が経過する前に移行され、
所定の停止時間が経過した後前記停止状態から前記スパッタ状態に移行されるスパッタリング装置であって、
前記停止時間は前記導通時間よりも長時間に設定され、
前記停止時間の経過によって前記停止状態から前記スパッタ状態に移行した後、前記異常端子が前記低電位側直流電圧端子に接続されて前記測定値が測定され、
前記測定値によってスパッタリングが異常と判断された場合には、前記停止時間の時間は増加されて前記スパッタ状態から前記停止状態に移行され、
前記停止状態に移行された後前記停止時間が経過する前に、前記異常端子とは異なる出力端子が前記低電位側直流電圧端子に接続される
スパッタリング装置。 With a vacuum tank,
An A-phase cathode electrode arranged in the vacuum chamber and connected to the A-phase side output terminal of the sputtering power supply, and a B-phase cathode electrode connected to the B-phase side output terminal.
It has an A-phase target arranged on the A-phase cathode electrode and a B-phase target arranged on the B-phase cathode electrode.
The spatter power supply is
A DC voltage source that outputs a DC spatter voltage from the DC voltage terminal on the low potential side,
A main switch circuit that operates so as to connect at least one of the A-phase side output terminal and the B-phase side output terminal to the low-potential side DC voltage terminal.
At least a control circuit that controls the operation of the main switch circuit,
The current value of the current flowing through the main switch circuit and the voltage of the voltage generated in the output terminal connected to at least the low potential side DC voltage terminal of the A phase side output terminal and the B phase side output terminal. A measuring device that measures one or both of the values, and
Have,
In the measuring device, the current value or the voltage value is measured during a spatter state in which the A-phase side output terminal and the B-phase side output terminal are alternately connected to the low-potential side DC voltage terminal for a predetermined conduction time. Measure either one or both as a measured value,
When the sputtering is determined to be normal based on the measured values, the sputtering state is maintained and a thin film is grown on the surface of the film-forming object carried into the vacuum chamber, and when it is determined to be abnormal, the phase A side is determined. Of the output terminal and the B-phase side output terminal, the abnormal terminal that was connected to the low potential side DC voltage terminal when the measured value was obtained is in a stopped state in which it is connected to the ground potential. Transitioned before the conduction time elapses
A sputtering apparatus that shifts from the stopped state to the sputtered state after a predetermined stop time has elapsed.
The stop time is set to be longer than the conduction time.
After shifting from the stopped state to the spattered state due to the passage of the stop time, the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal and the measured value is measured.
When it is determined that the sputtering is abnormal based on the measured value, the stop time is increased to shift from the sputtering state to the stop state.
An output terminal different from the abnormal terminal is connected to the low potential side DC voltage terminal after the transition to the stopped state and before the stop time elapses.
Sputtering equipment. 前記停止時間が経過する前に、前記測定値が測定され、前記測定値によってスパッタリングが異常と判断されると、前記異常端子とは異なる出力端子は接地電位に接続される請求項３記載のスパッタリング装置。 The sputtering according to claim 3 , wherein when the measured value is measured before the stop time elapses and the sputtering is determined to be abnormal based on the measured value, the output terminal different from the abnormal terminal is connected to the ground potential. Device.
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