JPS63262463A - Sputtering device - Google Patents
Sputtering deviceInfo
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- JPS63262463A JPS63262463A JP9777287A JP9777287A JPS63262463A JP S63262463 A JPS63262463 A JP S63262463A JP 9777287 A JP9777287 A JP 9777287A JP 9777287 A JP9777287 A JP 9777287A JP S63262463 A JPS63262463 A JP S63262463A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はスパッタリング装置に関し、特に、真空中にお
いて所定の試料表面に薄膜を形成するために、ターゲッ
トに高周波電圧を印加して、前記試料表面に導電物およ
び絶縁物等の薄膜を形成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, and in particular, in order to form a thin film on a predetermined sample surface in vacuum, a high frequency voltage is applied to a target to form a thin film on the sample surface. The present invention relates to a sputtering apparatus for forming thin films of conductive materials, insulating materials, etc.
従来、この種のスパッタリング装置においては、所定の
高周波電源から出力される電力を一定に保持し、前記高
周波電源側のインピーダンスを負荷側のインピーダンス
に整合させ、損失電力を最小とする状態でスパッタリン
グを行い、所定の一定時間が経過した時点においてスパ
ッタリングを終了させている。Conventionally, in this type of sputtering apparatus, the power output from a predetermined high-frequency power source is held constant, the impedance on the high-frequency power source side is matched with the impedance on the load side, and sputtering is performed in a state where power loss is minimized. The sputtering is completed after a predetermined period of time has elapsed.
上述した従来のスパッタリング装置は、負荷側のインピ
ーダンスと高周波電源側のインピーダンスが、常に最適
な状態に整合されているという想定の下にスパッタリン
グの時間を設定しているため、放電空間の圧力、残留ガ
スおよび機構部の形状等によって負荷インピーダンスが
変化した場合には、前記負荷インピーダンスが変化した
時点から高周波電源側のインピーダンスが負荷に対して
整合状態となる時点までの間においては、高周波電力の
損失が大となり、薄膜の形成速度が低下する。この結果
、試料表面に形成される薄膜の膜厚が、その間において
所定の適正値よりも薄くなるという欠点がある。この影
響は、試料上に形成される薄膜の薄膜が薄い程著しくな
る。In the conventional sputtering equipment described above, the sputtering time is set on the assumption that the impedance on the load side and the impedance on the high frequency power source side are always optimally matched, so the pressure in the discharge space and the residual If the load impedance changes due to the gas, the shape of the mechanism, etc., there will be a loss of high-frequency power from the time the load impedance changes until the time when the impedance on the high-frequency power supply side matches the load. becomes large, and the rate of thin film formation decreases. As a result, there is a drawback that the thickness of the thin film formed on the sample surface becomes thinner than a predetermined appropriate value during that period. This effect becomes more pronounced as the thin film formed on the sample becomes thinner.
本発明のスパッタリング装置は、所定の試料の表面に形
成される薄膜の材料となるターゲットを表面に備える陰
極と、前記陰極の前面に位置し、前記試料の薄膜形成面
が前記陰極の表面に対向するように試料を保持するホル
ダーと、前記陰極に所定の高周波電圧を印加する高周波
電源と、前記高周波電源より前記陰極に入力される高周
波電力および損失電力を測定する測定部と、前記測定部
において測定された前記高周波電力および損失電力より
試料の表面における薄膜形成速度を抽出し、前記薄膜形
成速度を参照して試料の表面における薄膜形成時間を制
御する制御部と、を備えて構成される。The sputtering apparatus of the present invention includes a cathode having a target on its surface that is a material for a thin film formed on the surface of a predetermined sample, and a cathode located in front of the cathode so that the thin film forming surface of the sample faces the surface of the cathode. a holder for holding a sample so as to hold the sample; a high frequency power source for applying a predetermined high frequency voltage to the cathode; a measuring section for measuring high frequency power and loss power input to the cathode from the high frequency power source; A control unit extracts the thin film formation rate on the surface of the sample from the measured high frequency power and power loss, and controls the thin film formation time on the sample surface with reference to the thin film formation rate.
次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図は本発明の第1の実施例の要部を示す概念ブロッ
ク図である。第1図に示されるように、本実施例は、試
料2に対応して、真空排気口10を有する真空容器1と
、試料ホルダー3と、ターゲット4が固定されている陰
極らと、整合器6と、測定器6と、測定部7と、高周波
電源8と、制御部9と、を備えている。FIG. 1 is a conceptual block diagram showing the main parts of a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, this embodiment includes a vacuum container 1 having a vacuum exhaust port 10, a sample holder 3, a cathode to which a target 4 is fixed, and a matching box, corresponding to a sample 2. 6, a measuring device 6, a measuring section 7, a high frequency power source 8, and a control section 9.
第1図において、別途用意されている真空ポンプ(図示
せず)により、真空排気口10を介して真空容器1の内
部は10”3Pa(パスカル)程度の圧力となる迄排気
され、しかる後、真空容器1の内部には所定のガスが導
入されて、真空容器1丙の圧力は1〜10” Pa程の
圧力に設定される。In FIG. 1, the inside of the vacuum container 1 is evacuated through the vacuum exhaust port 10 by a separately prepared vacuum pump (not shown) until the pressure reaches about 10''3 Pa (Pascal), and then, A predetermined gas is introduced into the vacuum container 1, and the pressure in the vacuum container 1 is set at a pressure of about 1 to 10'' Pa.
この状態において、高周波電源8において発生される高
周波電圧は、測定部7および整合器5を経由して陰極5
に印加され、陰極5に固定されているターゲット4の前
面にプラズマを発生させる。この結果、試料ホルダー3
に保持されている試料2の表面には所定の薄膜が形成さ
れる。この場合、整合器6は高周波電源8の出力インピ
ーダンスを負荷側のインピーダンスに整合させ、高周波
電源8からの損失電力を最小とするように作用する。In this state, the high frequency voltage generated in the high frequency power supply 8 is transmitted to the cathode 5 via the measuring section 7 and the matching box 5.
is applied to generate plasma in front of the target 4 fixed to the cathode 5. As a result, sample holder 3
A predetermined thin film is formed on the surface of the sample 2 held in the sample 2 . In this case, the matching box 6 functions to match the output impedance of the high frequency power source 8 with the impedance on the load side, and to minimize power loss from the high frequency power source 8.
他方、測定部7においては高周波電源8から出力される
高周波電力と損失電力とが測定されており、それぞれの
電力測定値は制御部9に送られる。制御部9においては
、前記高周波電力および損失電力の測定値から、スパッ
タリングに寄与している実効電力が演算を介して求めら
れ、あらかじめ求められている実効電力と薄膜の形成速
度との間の相関関係が照合されて、試料1の表面に所望
の膜厚を形成するために必要な高周波電源8の通信時間
すなわち薄膜形成時間を規制するための制御信号が出力
され、高周波電源8に送られる。On the other hand, the measuring section 7 measures the high frequency power output from the high frequency power source 8 and the power loss, and the respective power measurement values are sent to the control section 9 . In the control unit 9, the effective power contributing to sputtering is calculated from the measured values of the high frequency power and power loss, and the correlation between the effective power and the thin film formation rate determined in advance is determined. After the relationship is verified, a control signal is output and sent to the high frequency power source 8 to regulate the communication time of the high frequency power source 8, that is, the thin film formation time necessary to form a desired film thickness on the surface of the sample 1.
高周波電源8においては、前記制御信号の入力に対応し
て高周波電力の発生が停止され、スパッタリング作用も
停止される。従って、仮に負荷側のインピーダンスが変
化して高周波電力の損失が大となり、試料2の表面にお
ける薄膜の形成速度が低下する状態においても、前記制
御信号を介して薄膜形成時間が制御調整されるため、試
料1の表面の薄膜の膜厚は、適正に形成される。In the high frequency power source 8, generation of high frequency power is stopped in response to the input of the control signal, and the sputtering action is also stopped. Therefore, even if the impedance on the load side changes and the loss of high-frequency power becomes large and the rate of thin film formation on the surface of the sample 2 decreases, the thin film formation time can be controlled and adjusted via the control signal. , the thickness of the thin film on the surface of sample 1 is appropriately formed.
次に、本発明の第2の実施例について説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
第2図は、前記第2の実施例の要部を示す概念ブロック
図である。第2図に示されるように、本実施例は、試料
2に対応して、真空排気口10を有する真空容器1と、
試料ホルダー3と、ターゲット4が固定されている陰極
5と、整合器6と、測定部7と、高周波電源部8と、制
御部9と、駆動部11と、シャッター12と、を備えて
いる。FIG. 2 is a conceptual block diagram showing the main parts of the second embodiment. As shown in FIG. 2, in this embodiment, a vacuum container 1 having a vacuum exhaust port 10 and
It includes a sample holder 3, a cathode 5 to which a target 4 is fixed, a matching device 6, a measurement section 7, a high frequency power supply section 8, a control section 9, a drive section 11, and a shutter 12. .
第2図において、整合器6、測定部7および高周波電源
8等の作用は、前述の第1の実施例の場合と同様である
。この第2の実施例と第1の実施例との相違点は、制御
部9から入力される制御信号を介してシャッター12の
位置を制御する駆動部11と、試料2とターゲット4の
間に位置されるシャッター12とが追加されていること
である。第2の実施例においては、負荷側のインピーダ
ンスの変化に対応して、試料2の表面における薄膜形成
時間を制御する手段として、第1の実施例における高周
波電源8の動作時間を制御する手段に加えて、制御部9
から送られてくる制御信号を介して、駆動部11により
シャッター12の位置を制御し、スパッタリングを調整
する手段が併用される。In FIG. 2, the functions of the matching box 6, measuring section 7, high frequency power source 8, etc. are the same as in the first embodiment described above. The difference between this second embodiment and the first embodiment is that there is a drive section 11 that controls the position of the shutter 12 via a control signal input from a control section 9, and a gap between the sample 2 and the target 4. A shutter 12 is added. In the second embodiment, the means for controlling the operation time of the high frequency power source 8 in the first embodiment is used as a means for controlling the thin film formation time on the surface of the sample 2 in response to changes in impedance on the load side. In addition, the control unit 9
Means for controlling the position of the shutter 12 by the drive unit 11 and adjusting sputtering is also used via a control signal sent from the drive unit 11 .
〔発明の効果〕 ゛
以上説明したように、本発明は所定の高周波電源から出
力される高周波電力と損失電力の双方の電力を測定し、
前記双方の電力の測定値より試料の表面における薄膜形
成速度を抽出して、前記薄膜形成速度を参照して薄膜形
成時間を制御することにより、放電区間の圧力、残留ガ
ス分圧および機構部の形状等に起因する負荷インピーダ
ンスの変化に対応して、試料表面において常に所望の膜
厚を形成することができるという効果がある。[Effects of the Invention] As explained above, the present invention measures both the high frequency power output from a predetermined high frequency power source and the power loss,
By extracting the thin film formation rate on the surface of the sample from the measured values of both of the above-mentioned powers and controlling the thin film formation time with reference to the thin film formation rate, the pressure in the discharge section, the residual gas partial pressure, and the mechanical part can be controlled. This has the advantage that a desired film thickness can always be formed on the sample surface in response to changes in load impedance due to shape and the like.
第1図および第2図は、それぞれ本発明の第1および第
2の実施例の要部を示す概念ブロック図である。
図において、1・・・真空容器、2・・・試料3・・・
試料ホルダー、4・・・ターゲット、5・・・陰極、6
・・・整合器、7・・・測定部、8・・・高周波電源、
9・・・制御部、10・・・真空排気口、11・・・駆
動部、12・・・シャッター。FIGS. 1 and 2 are conceptual block diagrams showing main parts of a first and second embodiment of the present invention, respectively. In the figure, 1...vacuum container, 2...sample 3...
Sample holder, 4... Target, 5... Cathode, 6
... Matching box, 7... Measuring section, 8... High frequency power supply,
9... Control unit, 10... Vacuum exhaust port, 11... Drive unit, 12... Shutter.
Claims (1)
ットを表面に備える陰極と、前記陰極の前面に位置し、
前記試料の薄膜形成面が前記陰極の表面に対向するよう
に試料を保持するホルダーと、前記陰極に所定の高周波
電圧を印加する高周波電源と、前記高周波電源より前記
陰極に入力される高周波電力および損失電力を測定する
測定部と、前記測定部において測定された前記高周波電
力および損失電力より試料の表面における薄膜形成速度
を抽出し、前記薄膜形成速度を参照して試料の表面にお
ける薄膜形成時間を制御する制御部と、を備えることを
特徴とするスパッタリング装置。a cathode having a target on its surface that is a material for a thin film formed on the surface of a predetermined sample; and a cathode located in front of the cathode,
a holder for holding a sample such that the thin film forming surface of the sample faces the surface of the cathode; a high frequency power source for applying a predetermined high frequency voltage to the cathode; a high frequency power input to the cathode from the high frequency power source; A measuring section for measuring power loss; extracting the thin film formation rate on the surface of the sample from the high frequency power and the power loss measured in the measuring section; and calculating the thin film forming time on the surface of the sample with reference to the thin film forming rate. A sputtering apparatus comprising: a control section for controlling the sputtering apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9777287A JPS63262463A (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9777287A JPS63262463A (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Sputtering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63262463A true JPS63262463A (en) | 1988-10-28 |
Family
ID=14201139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9777287A Pending JPS63262463A (en) | 1987-04-20 | 1987-04-20 | Sputtering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63262463A (en) |
-
1987
- 1987-04-20 JP JP9777287A patent/JPS63262463A/en active Pending
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