JPH02310364A - Sputtering device - Google Patents

Sputtering device

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Publication number
JPH02310364A
JPH02310364A JP12885889A JP12885889A JPH02310364A JP H02310364 A JPH02310364 A JP H02310364A JP 12885889 A JP12885889 A JP 12885889A JP 12885889 A JP12885889 A JP 12885889A JP H02310364 A JPH02310364 A JP H02310364A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shutter
sputtering
target
delay time
time
Prior art date
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Pending
Application number
JP12885889A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mine Nakagawa
美音 中川
Mitsuhiko Yamada
山田 満彦
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.)
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Instruments Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Instruments Engineering Co Ltd
Priority to JP12885889A priority Critical patent/JPH02310364A/en
Publication of JPH02310364A publication Critical patent/JPH02310364A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To perform good quality sputtering for the substance to be sputtered by varying the delay time until a shutter is opened after electric discharge in a target is started in accordance with the degree of contamination on the surface of the target. CONSTITUTION:The substance to be sputtered is placed on a holding base 5 and the inside of a vacuum vessel 1 is exhausted through an exhaust port 14. When a shutter driving control unit 11 receives the signal of the degree of vacuum capable of performing sputtering from a vacuum gauge 7, a signal for closing a shutter 3 is sent to a solenoid 6 for driving the shutter. Then when voltage is impressed to a target 2 and the holding base 5 from a DC voltage power source 8 and discharge is started, simultaneously a delay time control unit 10 is initialized. The unit 10 sent a signal for announcing the elapse of delay time in accordance with the degree of contamination on the surface of the target 2 to the unit 11. The shutter 3 is opened via the solenoid 6 for driving the shutter. Thereby sputtering is performed which is good quality and is stable in the sputtering velocity.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシャッター自動開閉機構を備え、かつスパッタ
法を用いて物質にスパッタすることを主目的とするスパ
ッタリング装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a sputtering apparatus that is equipped with an automatic shutter opening/closing mechanism and whose main purpose is to sputter a substance using a sputtering method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のスパッタ法を用いて薄膜形成を行なうスパッタリ
ング装置には、自動駆動のシャッターはほとんど取りつ
けられていない0手動シャッターが付属している例はあ
るが、これらは主にスパッタ量の調整のために取り付け
られているに過ぎなかった。ターゲットへの放電開始時
の不安定性要因について考慮し、この影響を取り除くた
めに自動駆動シャッターを用いた例は特開昭62−26
3961号公報に記載されている。この発明はターゲッ
トに荷電後一定時間経過するとシャッターが自動駆動し
、ターゲットと被薄膜形成物質との間でスパッタリング
を行なわせるものである。しかし、この発明は複数個の
ターゲットを持つ装置に関するもので、ターゲット数が
1つで、かつ荷電開始時の不安定性要因の影響を取り除
くためにターゲットに荷電後シャッターが自動駆動する
までの遅延時間を使用者がターゲット表面の汚染度を考
慮して選択することや、ターゲット表面の汚染度と相関
のある、前回のスパッタリング後の経過時間を用いて遅
延時間を装置が自動的に設定することについては考慮さ
れていなかった。
Sputtering equipment that forms thin films using conventional sputtering methods is often equipped with a manual shutter, which is rarely equipped with an automatically driven shutter, but these are mainly used to adjust the amount of sputtering. It was just attached. An example of using an automatically driven shutter to eliminate the influence of instability factors at the start of discharge to the target is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-26.
It is described in Publication No. 3961. In this invention, a shutter is automatically driven after a certain period of time has elapsed after the target is charged, and sputtering is performed between the target and the thin film forming substance. However, this invention relates to a device with multiple targets, and the number of targets is one, and in order to eliminate the influence of instability factors at the start of charging, there is a delay time after the target is charged until the shutter is automatically driven. The user selects the delay time by considering the degree of contamination of the target surface, and the device automatically sets the delay time using the elapsed time since the previous sputtering, which is correlated with the degree of contamination of the target surface. was not taken into account.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術においては、単一のターゲットにおいて放
電初期の不安定性要因の影響を排除することについては
考慮されていない。
In the above-mentioned conventional technology, no consideration is given to eliminating the influence of instability factors at the initial stage of discharge in a single target.

本発明の目的は、スパッタ開始からシャッター駆動まで
の遅延時間を、不安定要因を排除するのに最適な時間に
使用者が設定すること、あるいは装置が自動的に設定す
ることが可能なスパッタリング物質を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a sputtering material that allows the user to set the delay time from the start of sputtering to the shutter drive to the optimal time to eliminate unstable factors, or that allows the device to automatically set the delay time. Our goal is to provide the following.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、比較的高速で駆動するシャ
ッター板、ターゲットに荷電を行う電源、および放電開
始後一定時間経過した後シャツタ板を駆動させる遅延回
路をスパッタリング装置に備えたものである。
In order to achieve the above object, the sputtering apparatus is equipped with a shutter plate that is driven at a relatively high speed, a power source that charges the target, and a delay circuit that drives the shutter plate after a certain period of time has elapsed after the start of discharge.

また、放電開始からシャッターが駆動するまでの遅延時
間を手動設定するために、遅延時間設定タイマーと、タ
イマーと連動する遅延回路をスパッタリング装置に備え
たものである。
Furthermore, the sputtering apparatus is equipped with a delay time setting timer and a delay circuit interlocked with the timer in order to manually set the delay time from the start of discharge until the shutter is driven.

さらに、放電開始からシャッターが駆動するまでの遅延
時間を自動設定するために、ターゲット表面の汚染度と
関係がある、前回のスパッタリング後の経過時間を測定
する長時間タイマーと、タイマーと連動する遅延回路を
備えたものである。
Furthermore, in order to automatically set the delay time from the start of discharge until the shutter is activated, there is a long timer that measures the elapsed time after the previous sputtering, which is related to the degree of contamination of the target surface, and a delay that works with the timer. It is equipped with a circuit.

〔作用〕[Effect]

本発明では、前回のスパッタリング後長時間(設定可能
)経過していない場合は、シャッターが閉じたまま放電
を開始し、短時間(設定可能)経過後シャッターが開い
て被スパッタ物質にスパッタリングが始まるので、過渡
電流、さらに電圧印加時に発生する高エネルギースパッ
タ粒子による試料ダメージといった初期不安定性要因を
排除することができる。また、前回のスパッタリング後
、長時間経過している場合は、経過していない場合より
もやや長い時間(設定可能)ターゲットとシャッター間
で予備放電をした後、シャッターを開いて被スパッタ物
質へのスパッタリングを開始するので、経時変化で増大
する初期不安定性要因である、ターゲット表面汚染物質
のスパッタリングによる被スパッタ物質の汚染を防止で
きる。
In the present invention, if a long time (configurable) has not elapsed since the previous sputtering, the discharge starts with the shutter closed, and after a short time (configurable), the shutter opens and sputtering starts on the material to be sputtered. Therefore, initial instability factors such as sample damage due to transient currents and high-energy sputtered particles generated when voltage is applied can be eliminated. Also, if a long time has passed since the last sputtering, pre-discharge is performed between the target and the shutter for a slightly longer time (configurable) than if no elapsed time has elapsed, then the shutter is opened and the sputtered material is discharged. Since sputtering is started, contamination of the material to be sputtered due to sputtering of target surface contaminants, which is a factor of initial instability that increases with time, can be prevented.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の一実施例に基づくスパッタリング装置
の系統図である。真空容器1内には、ターゲット2と被
スパッタ物質保持台5が設置されている。この保持台5
とターゲット2間には、開閉可能なシャッター駆動ソレ
ノイド6により開閉するシャッター3が設置されている
。真空容器1内は排気口4より排気されており、容器内
真空度は真空計7にて測定されている。遅延時間制御ユ
ニット10は、直流電圧電源8に電圧が印加され、放電
が開始するのと同時にイニシャライズされ、所定の遅延
時間を経過した後シャッター駆動制御ユニット11に信
号を送る。シャッター駆動制御ユニット11は、真空計
7からスパッタリング可能な真空度に達したとの信号を
受けたときにシャッターを閉じる信号を出した後、遅延
時間制御ユニット10から遅延時間経過を知らせる信号
を受けてシャッターを開く信号を出すことによって。
FIG. 1 is a system diagram of a sputtering apparatus based on an embodiment of the present invention. In the vacuum chamber 1, a target 2 and a sputtering material holding table 5 are installed. This holding stand 5
A shutter 3 is installed between the target 2 and the target 2 and is opened and closed by a shutter drive solenoid 6 that can be opened and closed. The inside of the vacuum container 1 is evacuated through an exhaust port 4, and the degree of vacuum inside the container is measured with a vacuum gauge 7. The delay time control unit 10 is initialized at the same time when a voltage is applied to the DC voltage power supply 8 and discharge starts, and sends a signal to the shutter drive control unit 11 after a predetermined delay time has elapsed. The shutter drive control unit 11 outputs a signal to close the shutter when receiving a signal from the vacuum gauge 7 that the degree of vacuum for sputtering has been reached, and then receives a signal from the delay time control unit 10 notifying the elapse of the delay time. by giving a signal to open the shutter.

被スパッタ物質に良質のスパッタリングが行なわれる。Good quality sputtering is performed on the material to be sputtered.

また、シャッター駆動制御ユニット11は、真空計7か
らスパッタリング不可能な真空度に悪化したとの信号を
受けた時にもシャッターが開く信号を出すことによって
、放電前に操作を中止した場合に、被スパッタ物質が真
空容器1内から容易に出し入れできるようにする。シャ
ッター駆動制御ユニット11から送られた開閉信号によ
って、ソレノイド電源9の出力が切り換わり、ソレノイ
ド6が駆動してシャッター開閉する。
Furthermore, the shutter drive control unit 11 issues a signal to open the shutter even when it receives a signal from the vacuum gauge 7 that the degree of vacuum has worsened to the point where sputtering is not possible, thereby preventing damage if the operation is stopped before discharging. To allow sputtering material to be easily taken in and out from inside a vacuum container 1. An opening/closing signal sent from the shutter drive control unit 11 switches the output of the solenoid power supply 9, and the solenoid 6 is driven to open and close the shutter.

次に第2図を用いて、本実施例に基づくタイムシーケン
スを説明する。真空容器内の排気を開始してスパッタリ
ング可能な真空度に達した時(Tl)シャッターが閉じ
る。その後真空度が安定した時(Tl)放電は開始する
。所定の遅延時間(Ts−Tz)が経過した後(T8)
シャッターが開き、被スパッタ物質へのスパッタリング
が開始して、ターゲット放電終了時(T4)に終了する
。被スパッタ物質を取り出すため、真空容器内はリーク
する。
Next, the time sequence based on this embodiment will be explained using FIG. 2. When evacuation of the vacuum container is started and a vacuum level that allows sputtering is reached (Tl), the shutter is closed. Thereafter, when the degree of vacuum becomes stable (Tl), discharge starts. After the predetermined delay time (Ts-Tz) has elapsed (T8)
The shutter opens, sputtering of the material to be sputtered starts, and ends at the end of target discharge (T4). In order to take out the material to be sputtered, the inside of the vacuum chamber leaks.

遅延時間は、常時一定時間、使用者設定時間、装置の自
動設定時間のいずれとすることも可能である。遅延時間
の経過を知らせる遅延時間制御ユニット10の例を第3
図(a)〜(Q)に示す。
The delay time can be any one of a constant fixed time, a user-set time, and an automatic device-set time. The third example of the delay time control unit 10 that notifies the elapse of the delay time is as follows.
Shown in Figures (a) to (Q).

遅延時間が常時一定の場合、遅延時間制御ユニット10
’は遅延時間が常に一定な遅延回路12により構成され
る。遅延回路12は、直流高圧電源8に高圧が印加する
のと同期してイニシャライズされ、一定時間経過後、シ
ャッター駆動制御ユニット11に遅延時間経過信号を送
る。遅延時間を使用者設定とする場合、遅延時間制御ユ
ニット10′は、遅延時間入力スイッチ13と遅延時間
が可変な遅延回路12′により構成される。遅延回路1
2′は、直流高圧電源8に高圧が印加するのと同期して
イニシャライズされ、あらかじめ遅延時間入力スイッチ
で入力された時間が経過した後、シャッター駆動制御ユ
ニット11に遅延時間経過信号を送る。遅延時間を装置
が自動設定する場合遅延時間制御ユニット10′は、長
時間タイマー14と、遅延時間が可変な遅延回路12′
により構成される。直流電圧電源8に高圧が印加するの
と同期して、長時間タイマー14はリセットされ、カウ
ントを開始すると同時にそれまでカウントされていた時
間に対応して、遅延回路12″の遅延時間が切り換えら
れる。すなわち、カウントされていた時間が比較的短い
場合は、過渡電流や電圧印加時の影響を除くために必要
なごく短時間に遅延時間が設定され、カウントされてい
た時間が長くなると、経時変化で増大するターゲット表
面の汚染の影響を除くために必要な短い時間に遅延時間
が設定される。切り換え設定された時間が経過した後、
遅延回路12′はシャッター駆動制御ユニット11に遅
延時間経過信号を送る。
When the delay time is always constant, the delay time control unit 10
' is constituted by a delay circuit 12 whose delay time is always constant. The delay circuit 12 is initialized in synchronization with the application of high voltage to the DC high voltage power supply 8, and sends a delay time elapsed signal to the shutter drive control unit 11 after a certain period of time has elapsed. When the delay time is set by the user, the delay time control unit 10' is comprised of a delay time input switch 13 and a delay circuit 12' whose delay time is variable. Delay circuit 1
2' is initialized in synchronization with the application of high voltage to the DC high voltage power supply 8, and sends a delay time elapsed signal to the shutter drive control unit 11 after the time input in advance with the delay time input switch has elapsed. When the device automatically sets the delay time, the delay time control unit 10' includes a long timer 14 and a delay circuit 12' whose delay time is variable.
Consisted of. In synchronization with the application of high voltage to the DC voltage power supply 8, the long timer 14 is reset, and at the same time as it starts counting, the delay time of the delay circuit 12'' is switched in accordance with the time that was being counted up to that point. In other words, if the time being counted is relatively short, the delay time is set to a very short time necessary to eliminate the effects of transient currents and voltage application; The delay time is set to a short period of time necessary to eliminate the effects of contamination on the target surface, which increases in time. After the set time has elapsed,
The delay circuit 12' sends a delay time elapsed signal to the shutter drive control unit 11.

第4図は本発明の他の実施例を示す図であり、被スパッ
タ物質を被スパッタ物質保持台5に設定する際、シャッ
ター3が障害とならないので、第1図の真空計7より信
号を受けるシャッター駆動制御ユニット11に代えて、
直流電圧電源8より受ける信号を用いてシャッター開閉
信号を出すシャッター駆動制御ユニット110を用いた
例である。本実施例のタイムシーケンスを第5図を用い
て説明する。スパッタリング可能な条件が整った後、直
流電圧電源8に高圧を印加すると(tz)ターゲット2
において放電が開始すると同時にシャッター駆動制御ユ
ニット110に信号が送られてシャッターが閉じる。所
定の遅延時間(ta−tz)が経過した時、遅延時間制
御ユニット10からシャッター駆動制御ユニット110
に信号が送られてシャッターが開き(ta)被スパッタ
物質へのスパッタリングが開始して、ターゲット放電終
了時(t4)に終了する(シャッター(a駆動))。あ
るいは、はじめからシャッターを閉じておくことも可能
である(シャラダー(b駆動))。すなわち、ターゲッ
ト放電開始(tz)後、所定の遅延時間(ta−tz)
が経過した時(ta)シャッターが開き、被スパッタ物
質へのスパッタリングが開始する。ターゲット放電終了
時(t4)直流電圧電源8よりシャッター駆動制御ユニ
ット110に信号が送られてシャッターが閉じる。
FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention, and since the shutter 3 does not become an obstacle when setting the material to be sputtered on the material holding table 5, the signal from the vacuum gauge 7 in FIG. In place of the shutter drive control unit 11 receiving the
This is an example using a shutter drive control unit 110 that issues a shutter opening/closing signal using a signal received from a DC voltage power source 8. The time sequence of this embodiment will be explained using FIG. 5. After the conditions for sputtering are established, when high voltage is applied to the DC voltage power supply 8 (tz), the target 2
At the same time as the discharge starts, a signal is sent to the shutter drive control unit 110 to close the shutter. When a predetermined delay time (ta-tz) has elapsed, the shutter drive control unit 110 is activated from the delay time control unit 10.
A signal is sent to the shutter to open the shutter (ta), and sputtering to the material to be sputtered starts, and ends at the end of target discharge (t4) (shutter (a drive)). Alternatively, it is also possible to close the shutter from the beginning (shaladder (b drive)). That is, after the start of target discharge (tz), a predetermined delay time (ta-tz)
When (ta) has elapsed, the shutter opens and sputtering of the material to be sputtered begins. At the end of target discharge (t4), a signal is sent from the DC voltage power source 8 to the shutter drive control unit 110, and the shutter is closed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は1以上説明したように構成されているので以下
に記載されているような効果を奏する。
The present invention is constructed as described in one or more ways and provides the advantages described below.

放電スイッチと連動してシャッターを時間遅れ駆動させ
ることにより、良質か゛つスパッタ速度の安定したスパ
ッタリングを行なうことができる。
By driving the shutter with a time delay in conjunction with the discharge switch, it is possible to perform sputtering with high quality and a stable sputtering speed.

さらに1時間遅れ駆動を常に一定時間で行う場合には装
置の操作が容易となる。また、スパッタリング装置が自
動的に時間遅れ駆動の時間設定をする場合には、容易な
操作で、かつ最適な状態でスパッタリング装置を使用で
き、かつターゲットを経済的に使用できる。
Furthermore, if the one-hour delay drive is always performed at a constant time, the operation of the device becomes easier. Furthermore, when the sputtering apparatus automatically sets the time for time delay driving, the sputtering apparatus can be operated easily, the sputtering apparatus can be used in an optimal state, and the target can be used economically.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明によるスパッタリング装置の系統図、第
2図は本発明によるシャッター駆動のタイムシーケンス
を表わす図、第3図(a)〜(c)は本発明による遅延
回路を説明するための系統図、第4図、第5図は本発明
の他の実施例を示す図である。 2・・・ターゲット、3・・・シャッター、6・・・シ
ャッター駆動用ソレノイド、1o・・・遅延時間制御ユ
ニット、11・・・シャッター駆動制御ユニット。
FIG. 1 is a system diagram of a sputtering apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a time sequence of shutter driving according to the present invention, and FIGS. 3(a) to (c) are diagrams for explaining a delay circuit according to the present invention. The system diagram, FIGS. 4 and 5 are diagrams showing other embodiments of the present invention. 2...Target, 3...Shutter, 6...Shutter drive solenoid, 1o...Delay time control unit, 11...Shutter drive control unit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、真空容器内に被スパッタ物質を保持する保持台と、
前記保持台に対向して配置されたターゲットおよびター
ゲット電極と、前記保持台と前記ターゲット間に自動的
に出し入れ可能なシャッター板を備えているスパッタリ
ング装置において、ターゲット表面の汚染度に対応して
、ターゲットでの放電開始後シャッターが開くまでの遅
延時間が可変であることを特徴とするスパッタリング装
置。 2、前記スパッタリング装置において、ターゲット表面
の汚染度の指標となる前回のスパッタリングからの経過
時間を認知する長時間タイマーと、経過時間に対応して
遅延時間を自動的に設定するスパッタリング装置。
[Claims] 1. A holding table that holds a material to be sputtered in a vacuum container;
In a sputtering apparatus comprising a target and a target electrode arranged opposite to the holding table, and a shutter plate that can be automatically taken in and out between the holding table and the target, depending on the degree of contamination of the target surface, A sputtering device characterized in that the delay time from the start of discharge at a target until the shutter opens is variable. 2. The sputtering apparatus includes a long-time timer that recognizes the elapsed time since the previous sputtering, which is an indicator of the degree of contamination of the target surface, and a sputtering apparatus that automatically sets a delay time in accordance with the elapsed time.
JP12885889A 1989-05-24 1989-05-24 Sputtering device Pending JPH02310364A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011007832A1 (en) * 2009-07-17 2011-01-20 株式会社アルバック Film-forming apparatus

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