JPH0474862A - Multipole ion sputtering device - Google Patents
Multipole ion sputtering deviceInfo
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- JPH0474862A JPH0474862A JP18638390A JP18638390A JPH0474862A JP H0474862 A JPH0474862 A JP H0474862A JP 18638390 A JP18638390 A JP 18638390A JP 18638390 A JP18638390 A JP 18638390A JP H0474862 A JPH0474862 A JP H0474862A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は多極イオンスパッタリング装置に係り、さらに
詳細には、異種金属の同時コーティングに際してその異
種金属の混合比管理、さらには前記異種金属の混合比変
化にともなう膜厚管理機能を備えた多極イオンバッタリ
ング装置に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a multipolar ion sputtering apparatus, and more particularly, to control the mixing ratio of different metals when simultaneously coating the different metals, and furthermore, to The present invention relates to a multipolar ion battering device equipped with a film thickness management function as the mixing ratio changes.
多極イオンスパッタリング装置を用いて異種金属を同時
にコーティングする場合、その異種金属の混合比は、従
来、各ターゲット金属の固有スパッタリング率と放電電
流値とにもとづき、手計算で算出するようにしている。When coating different metals simultaneously using a multipolar ion sputtering device, the mixing ratio of the different metals has conventionally been calculated manually based on the specific sputtering rate and discharge current value of each target metal. .
また、従来、前記異種金属の膜厚は、異種金属コーティ
ング前後における水晶振動子の周波数変化を利用した膜
厚計を用いて計測するようにしている。Furthermore, conventionally, the film thickness of the dissimilar metal is measured using a film thickness meter that utilizes a change in the frequency of a crystal oscillator before and after coating the dissimilar metal.
従来型多極イオンスパッタリング装置を用いて異種金属
を同時にコーティングする場合の異種金属の混合比管理
、さらには前記異種金属の混合比変化にともなう膜厚の
管理は以上のようにしておこなわれるが、従来にあって
は、異種金属の同時コーティングに際してその異種金属
の混合比を変化させた場合、この混合比をリアルタイム
で押押する点に関して配慮されておらず、したがって異
種金属の混合比を精密に管理しながら同時コーティング
することはできないという問題があった。When coating different metals simultaneously using a conventional multi-pole ion sputtering device, the mixing ratio of different metals is controlled, and the film thickness is controlled as the mixing ratio of the different metals changes, as described above. Conventionally, when the mixing ratio of different metals is changed during simultaneous coating, no consideration has been given to pushing the mixing ratio in real time. There was a problem in that it was not possible to perform simultaneous coating while controlling.
また、従来にあっては、異種金属の同時コーティングに
際してその異種金属の混合比を変化させると測定精度が
著しく低下するという問題もあった。すなわち、従来に
あっては、異種金属の同時コーティングに際し、その異
種金属の混合比を変化させた場合の膜厚精度の低下につ
いて配慮されておらず、膜厚を精密に管理しながらコー
ティングできないという問題があった。Furthermore, in the past, there was a problem in that when the mixing ratio of different metals was changed during simultaneous coating of the different metals, measurement accuracy was significantly lowered. In other words, in the past, when coating different metals at the same time, no consideration was given to the drop in film thickness accuracy when changing the mixing ratio of the different metals, making it impossible to coat while precisely controlling the film thickness. There was a problem.
本発明の目的は、異種金属の同時コーティングに際し、
その異種金属の混合比を任意に変化させた場合であって
も、前記異種金属の混合比をリアルタイムで表示し、か
つ前記異種金属の混合比変化にともなう膜厚測定精度の
低下をきたすことのない、改良された多極イオンスパッ
タリング装置を提供することにある。The purpose of the present invention is to simultaneously coat dissimilar metals.
Even if the mixing ratio of the different metals is arbitrarily changed, it is possible to display the mixing ratio of the different metals in real time and to prevent the film thickness measurement accuracy from decreasing due to the change in the mixing ratio of the different metals. An object of the present invention is to provide an improved multi-pole ion sputtering device.
前記目的は、真空チャンバおよび、前記真空チャンバ内
に設けられた複数のターゲット金属と試料台とを具備し
かつ、カソードである各ターゲット金属ごとに印加電圧
制御回路を有する多極イオンスパッタリング装置におい
て、同時にコーティングしている異種金属の混合比をリ
アルタイムで表示しかつ、コーティング中における前記
異種金属の混合比変化にともなう膜厚を計個する膜厚測
定手段を付加することによって達成される。The object is to provide a multipolar ion sputtering apparatus comprising a vacuum chamber, a plurality of target metals and a sample stage provided in the vacuum chamber, and having an applied voltage control circuit for each target metal serving as a cathode. This is achieved by adding a film thickness measuring means that simultaneously displays the mixing ratio of different metals being coated in real time and measures the film thickness as the mixing ratio of the different metals changes during coating.
以上の構成において、真空チャンバ内にカソードとして
固定された複数のターゲット金属に対し。In the above configuration, for a plurality of target metals fixed as cathodes in a vacuum chamber.
それぞれ独立した印加電圧制御回路から高電圧を印加し
てグロー放電を生じさせると、放電により生成した残留
ガスイオンがターゲット金属表面に衝突する。When a glow discharge is generated by applying a high voltage from each independent applied voltage control circuit, residual gas ions generated by the discharge collide with the target metal surface.
一方、金属表面からスパツクされた金属原子は、アノー
ドである試料台上の試料表面に付着する。On the other hand, metal atoms spattered from the metal surface adhere to the sample surface on the sample stage, which is the anode.
そして、この時、それぞれのターゲット金属に印加する
電圧と電流とを等しく設定すれば、異種金属の混合比は
それぞれのターゲット金属の持つ固有スパッタリング率
と原子量とから算出される。At this time, if the voltage and current applied to each target metal are set equal, the mixing ratio of different metals can be calculated from the specific sputtering rate and atomic weight of each target metal.
また、前記それぞれのターゲット金属に印加する電圧を
等しく設定し、位相制御回路により微小単位時間当りの
電圧印加時間を増減させることで平均放電電流を異なる
値に設定すれば、異種金属の混合比はそれぞれのターゲ
ット金属の持つ固有スパッタリング率と原子量、さらに
は放電電流比から算出される。Furthermore, if the voltage applied to each of the target metals is set equally, and the average discharge current is set to a different value by increasing or decreasing the voltage application time per minute unit time using a phase control circuit, the mixing ratio of different metals can be adjusted. It is calculated from the specific sputtering rate and atomic weight of each target metal, as well as the discharge current ratio.
そして、これらの計算はＣＰＵで瞬時におこなうことが
できるので、異種金属のコーティング中その異種金属の
混合比を変化させても、常に現時点の混合比を表示させ
て管理することが可能となる。Since these calculations can be instantaneously performed by the CPU, even if the mixing ratio of different metals is changed during coating, it is possible to always display and manage the current mixing ratio.
また、異種金属の同時コーティング中その異種金属の混
合比から平均原子量を算出し、成る微小単位時間ごとに
、その時点の平均原子量を基に、膜厚を算出して積算す
ることにより、コーティング中異種金属の混合比を変化
させても、その膜厚測定精度が著しく低下するのを防止
することができる。In addition, during simultaneous coating of different metals, the average atomic weight is calculated from the mixing ratio of the different metals, and the film thickness is calculated and integrated based on the average atomic weight at that time for each minute unit time. Even if the mixing ratio of different metals is changed, it is possible to prevent the film thickness measurement accuracy from decreasing significantly.
すなわち、本発明は、多極イオンスパッタリング装置に
ＣＰＵを搭載し、異種金属の混合比算出用として、カソ
ードである各ターゲット金属固有のスパッタリング率、
原子量、およびコーティング中の放電電流値などをリア
ルタイムで入力する。That is, in the present invention, a multipolar ion sputtering apparatus is equipped with a CPU, and the sputtering rate specific to each target metal, which is a cathode, is used for calculating the mixing ratio of different metals.
Input the atomic weight, discharge current value during coating, etc. in real time.
また、異種金属の混合比変化にともなう膜厚算出用とし
て、前記リアルタイムで算出された異種金属の混合比を
利用する。Furthermore, the mixing ratio of different metals calculated in real time is used to calculate the film thickness as the mixing ratio of different metals changes.
以下、本発明を、図面の一実施例にもとづいて説明する
と、第１図は本発明に係る多極イオンスパッタリング装
置の全体構成を示す一部縦断面図、第２図は第１図のＰ
矢視図、第３図は第１図に符号６で示す印加電圧制御回
路の詳細図、第４図は第１図および第３図に符号１１で
示す混合比・膜厚演算ユニットの詳細図である。Hereinafter, the present invention will be explained based on one embodiment of the drawings. FIG. 1 is a partial vertical sectional view showing the overall configuration of a multipolar ion sputtering apparatus according to the present invention, and FIG.
3 is a detailed diagram of the applied voltage control circuit indicated by the numeral 6 in FIG. 1, and FIG. 4 is a detailed diagram of the mixing ratio/film thickness calculation unit indicated by the numeral 11 in FIGS. 1 and 3. It is.
多極イオンスパッタリング装置の全体構成を示す第１図
において、試料室内に設けられた回転試料ステージ７上
には試料５が載せられており、この状態で試料室内を１
〜１０Ｐａ程度になるように排気する。In FIG. 1 showing the overall configuration of a multipolar ion sputtering apparatus, a sample 5 is placed on a rotating sample stage 7 provided in a sample chamber, and in this state, one
Evacuate to about 10 Pa.
次に、回転試料ステージ７を回転させながら、ターゲッ
ト金属１〜４と回転試料ステージ７との間に、印加電圧
制御回路６により、グロー放電に必要な電圧を印加し、
グロー放電を生じさせる。Next, while rotating the rotating sample stage 7, a voltage necessary for glow discharge is applied between the target metals 1 to 4 and the rotating sample stage 7 by the applied voltage control circuit 6,
Produces a glow discharge.
しかして、グロー放電により生じた残留ガスイオン９は
正電荷を持つので、負電極であるターゲット金属１〜４
に向かって激しく入射する。Since the residual gas ions 9 generated by the glow discharge have a positive charge, the target metals 1 to 4, which are negative electrodes,
It is violently incident towards the
ターゲット金属１〜４に入射した残留ガスイオン９は、
ターゲット金属１〜４からターゲット金属原子８をスパ
ッタリングし、スパッタリングされたターゲット金属原
子８は、試料５と膜厚センサー１ｏとの表面に徐々に付
着して行く。The residual gas ions 9 that have entered the target metals 1 to 4 are
Target metal atoms 8 are sputtered from target metals 1 to 4, and the sputtered target metal atoms 8 gradually adhere to the surfaces of the sample 5 and the film thickness sensor 1o.
そして、この時、各ターゲット金属１〜４に印加する電
圧は、印加電圧制御回路６内に設けられている、それぞ
れ独立の位相制御回路１３により制御され、高圧トラン
ス１２で昇圧されて、前記各ターゲット金属１〜４に印
加され、各ターゲット金属１〜４の放電状態は、第３図
に示すように、各ターゲット金属１〜４に接続されてい
る放電電流計１４に表示の放電電流値によって管理され
る。At this time, the voltages applied to each of the target metals 1 to 4 are controlled by independent phase control circuits 13 provided in the applied voltage control circuit 6, and boosted by the high voltage transformer 12. The discharge state of each target metal 1-4 is determined by the discharge current value displayed on the discharge ammeter 14 connected to each target metal 1-4, as shown in FIG. managed.
また、ターゲット金属１〜４の種類を全て異なる金属で
構成し、コーティング金属の混合比、およびコーティン
グ膜厚を管理する場合は、放電開始前に、第４図に示す
混合比・膜厚演算ユニット１１内のスパッタリング率入
力器１５と原子量入力器１６とにより、各ターゲット金
属１〜４に対応した固有スパッタリング率、および原子
量を入力しておく。そして、これらの定数と、各ターゲ
ット金属１〜４に流れる放電電流値とを演算用回路１７
に取り込み、放電中の異種金属の混合比をリアルタイム
で計算し、その混合比、積算膜厚。In addition, if the types of target metals 1 to 4 are all different metals and the mixing ratio of coating metals and coating film thickness are to be managed, before starting discharge, use the mixing ratio/film thickness calculation unit shown in Fig. 4. A sputtering rate input device 15 and an atomic weight input device 16 in the sputtering rate input device 11 are used to input the specific sputtering rate and atomic weight corresponding to each of the target metals 1 to 4. Then, these constants and the discharge current values flowing through each target metal 1 to 4 are calculated by a calculation circuit 17.
The mixing ratio of dissimilar metals during discharge is calculated in real time, and the mixing ratio and cumulative film thickness are calculated.
コーティング速度をそれぞれ混合比表示器１８゜膜厚表
示器１９．コーティング速度表示器２ｏにリアルタイム
で表示する。The coating speed is indicated by the mixing ratio indicator 18° and the coating thickness indicator 19. It is displayed in real time on the coating speed display 2o.
本発明は以上のごときであり、図示実施例の説明からも
明らかなように、本発明によれば、異種金属の同時コー
ティングに際し、その異種金属の混合比を任意に変化さ
せた場合であっても、各ターゲット金属ごとにスパッタ
リングされる金属原子数の比、および質量の比が把握で
きるので、前記異種金属の同時コーティングに際し、そ
の異種金属の混合比をリアルタイムで正確に管理でき、
また、同様の理由により、前記異種金属の同時コーティ
ングに際し、その異種金属の混合比を変化させても、こ
の異種金属の混合変化にともなう膜厚を精密に計測管理
できるという、前記２つの効果を同時に達成することが
できる。The present invention is as described above, and as is clear from the explanation of the illustrated embodiments, according to the present invention, when different metals are simultaneously coated, the mixing ratio of the different metals can be arbitrarily changed. Also, since the ratio of the number of metal atoms sputtered and the ratio of the mass of each target metal can be determined, the mixing ratio of the different metals can be accurately controlled in real time when simultaneously coating the different metals.
In addition, for the same reason, even if the mixing ratio of the different metals is changed during simultaneous coating of the different metals, the film thickness due to the change in the mixture of the different metals can be accurately measured and controlled. can be achieved at the same time.
図面は本発明に係る多極イオンスパッタリング装置の一
実施例を示し、第１図はその全体構成を示す一部縦断面
図、第２図は第１図のＰ矢視図、第３図は第１図に符号
６で示す印加電圧制御回路の詳細図、第４図は第１図お
よび第３図に符号１１で示す混合比・膜厚演算ユニット
の詳細図である。
１〜４・・・ターゲット金属、５・・・試料、６・・・
印加電圧制御回路、７・・・回転試料ステージ、８・・
・ターゲット金属原子、９・・残留ガスイオン、１０・
・・膜厚センサー、１１・・・混合比・膜厚演算ユニッ
ト、１２・・高圧トランス、１３・・・位相制御回路、
１４・・・放電電流計、１５・・・スパッタリング率入
力器、１６・・・原子量入力器、１７・・・演算用回路
、１８・・・混合比表示器、１９・・・膜厚表示器、２
０・・・コーティング速度表示器。The drawings show an embodiment of the multi-pole ion sputtering apparatus according to the present invention, in which FIG. 1 is a partial longitudinal cross-sectional view showing the overall configuration thereof, FIG. 2 is a view taken along arrow P in FIG. 1, and FIG. FIG. 1 is a detailed diagram of the applied voltage control circuit indicated by reference numeral 6, and FIG. 4 is a detailed diagram of the mixing ratio/film thickness calculation unit indicated by reference numeral 11 in FIGS. 1 and 3. 1-4...Target metal, 5...Sample, 6...
Applied voltage control circuit, 7... Rotating sample stage, 8...
・Target metal atoms, 9.・Residual gas ions, 10.
...Film thickness sensor, 11...Mixing ratio/film thickness calculation unit, 12...High voltage transformer, 13...Phase control circuit,
14... Discharge ammeter, 15... Sputtering rate input device, 16... Atomic weight input device, 17... Arithmetic circuit, 18... Mixing ratio indicator, 19... Film thickness indicator ,2
0...Coating speed indicator.
Claims (1)
複数のターゲット金属および試料台を具備しかつ、カソ
ードである各ターゲット金属ごとに印加電圧制御回路を
有する多極イオンスパッタリング装置において、同時に
コーティングしている異種金属の混合比をリアルタイム
で表示しかつ、コーティング中における前記異種金属の
混合比変化にともなう膜厚を計測する膜厚測定手段を付
加したことを特徴とする多極イオンスパッタリング装置
。1. Coating is carried out simultaneously in a multipolar ion sputtering apparatus that is equipped with a vacuum chamber, a plurality of target metals and a sample stage provided in the vacuum chamber, and has an applied voltage control circuit for each target metal serving as a cathode. A multi-pole ion sputtering apparatus, characterized in that it is further equipped with a film thickness measuring means that displays the mixing ratio of different metals in real time and measures the film thickness as the mixing ratio of the different metals changes during coating.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18638390A JPH0474862A (en) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | Multipole ion sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18638390A JPH0474862A (en) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | Multipole ion sputtering device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0474862A true JPH0474862A (en) | 1992-03-10 |
Family
ID=16187432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18638390A Pending JPH0474862A (en) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | Multipole ion sputtering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0474862A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015059238A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | 東京エレクトロン株式会社 | Film deposition apparatus and film deposition method |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP18638390A patent/JPH0474862A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015059238A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | 東京エレクトロン株式会社 | Film deposition apparatus and film deposition method |
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