反応性スパッタの高速成膜制御法


図1 インピーダンス制御系

 

 

 

図1は、インピーダンス制御系を示しております。

プラズマのインピーダンスが一定になるように、O2ガス(酸化物の場合)をコントロールします。

プラズマのインピーダンスを同じになるように、即ち放電電圧が一定になるように、維持することで高速にスパッタを行なう方法です。。

電源の放電電圧モニター端子から、電圧をコントローラー(PEM)に入れ、コントローラーからO2ガスのバルブを自動で調節します。

従来の装置に設置することが、比較的容易です。

 

応用としては、Alの酸化物膜、Siの酸化物膜など、有機ELなどのバリアー膜、タッチパネルなどの密着層あるいは、反射防止膜などに使われます。



図2プラズマエミッション制御系

図2は、プラズマエミッション制御系を示しています。ターゲットの表面に発光したプラズマがあるので、コリメーターと称するセンサーヘッドに光を取り込み、その光をPEMコントローラーに内蔵されている光電子増倍管により電気に変換し、酸素(酸化物の場合)ボンベのバルブを高速に開閉して、発光量が常に一定になるように制御します。

酸素の導入を高速にバルブで制御し、常にセットした一定量の発光量を保つことで、遷移領域上のセット位置にターゲット表面を維持でき、高速制御が可能となります。

取り入れる発光波長は、各ターゲット材料によって安定する光を使い、ほぼ決まっております。

 

 


図3 反応ガス量と制御ループ

 

 

 図3は、反応ガス量に対してインピーダンス制御の場合には、放電電圧を示したものですし、プラズマエミッション制御では、発光強度を示しています。

インピーダンス制御では、制御系は比較的シンプルですが、使える材料としては制限がありSi系のSiO2,Si3N4など、Al系のAl2O3や、AlNなどの高速成膜に適しています。

プラズマエミッション制御では、あまり材料の制限なく高速制御に使えます。

 



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