DE2715591A1

DE2715591A1 - Vacuum depositing atomiser control system - has vacuum vessel pressure adjusted dependent upon voltage between substrate table and target

Info

Publication number: DE2715591A1
Application number: DE19772715591
Authority: DE
Inventors: Hannes Pflug; Gerhard Woelffing-Seelig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-04-07
Filing date: 1977-04-07
Publication date: 1978-10-19

Abstract

The control system for an atomiser having a substrate table, and a vacuum vessel containing a target. The pressure in the vessel (1) may be adjusted dependent upon the voltage between target (3) and table (2). The vessel is connected to a vacuum pump (7), and via a control valve (9), to a gas supply pipe (10). The voltage between target and table is supplied via the voltage divider (11) of a control unit (12), which is connected to the valve. The voltage is a high voltage, caused by a high frequency gas discharge.

Description

Vorrichtung zur Regelung einerDevice for regulating a

Zerstäubungsänlage Zusammenfasung Es wird eine Vorrichtung zur Regelung einer Zerstäubungsanlage vorgeschlagen, bei der der Arbeitsdruck im Vakuumkessel der Zerstäubungsanlage in Abhängigkeit von der Spannung geregelt wird, die zwischen Substrattisch und Target liegt.Atomization system Summary There is a device for regulation proposed an atomization system in which the working pressure in the vacuum vessel the atomization system is regulated depending on the voltage between Substrate table and target lies.

Hierzu wird die Targetspannung an einem Spannungsteiler abgegriffen und einer Regeleinrichtung zugeführt, die auf ein steuerbares Ventil in der Edelgas zuleitung des Vakuumkessels einwirkt.For this purpose, the target voltage is tapped from a voltage divider and fed to a control device that operates on a controllable valve in the noble gas the supply line of the vacuum vessel.

Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es sind Vakuum-Zerstäubungsanlagen bekannt, bei denen das zu beschichtende Substrat auf einem aus einer Metallplatte gebildeten, geerdeten Substrattisch aufliegt. Die Beschichtung des Substrates erfolgt dabei in der Weise, daß zwischen Target und Substrattisch eine Hochfrequenz-Entladung brennt und die dabei erzeugten Ionen und Elektronen das Target abstäuben. Bei dem wechselnden Beschuß des Targets durch Ionen und Elektronen stellt sich durch die größere Beweglichkeit der Elektronen am Target eine negative Vorspannung ein.PRIOR ART The invention is based on a device the genre of the main claim. There are known vacuum sputtering systems at which the substrate to be coated on a metal plate formed, grounded substrate table. The substrate is then coated in such a way that there is a high-frequency discharge between the target and the substrate table burns and the ions and electrons generated dust the target. In which alternating bombardment of the target by ions and electrons is created by the greater mobility of the electrons at the target a negative bias.

Diese Targetvorspannung ist von dem im Vakuumkessel herrschenden Druck abhängig. Zur Erzielung einer konstanten Abstäubrate d.h. einer gleichmäßigen Beschichtung ist daher eine Abstimmung der Parameter Targetspannung und Druck erforderlich.This target bias is due to the pressure prevailing in the vacuum vessel addicted. To achieve a constant dusting rate, i.e. an even coating It is therefore necessary to coordinate the target voltage and pressure parameters.

Insbesondere bei der Herstellung von Dünnschichtwiderständen ist es von besonderer Wichtigkeit, eine gleichmäßige Schichtdicke zu erreichen. Da bei derartigen Prozessen die Schichtdicke proportional der Zeit ist, ist es üblich, die Schichtdicke durch Vorgabe der Zerstäubungszeit einzustellen.It is particularly important in the manufacture of thin-film resistors of particular importance to achieve a uniform layer thickness. Included such processes the layer thickness is proportional to the time, it is common to adjust the layer thickness by specifying the atomization time.

Schwankt nun der Druck im Vakuurnkessel durch ungleichmäßige Saugwirkung der Vakuumpumpe, Lecks oder dergleichen, ändert sich die Abstäubrate und damit die Dicke der auf das Substrat aufgebrachte Beschichtung. In entsprechender Weise stellen sich Schwankungen ein, wenn die Ausgangsspannung des die Targetspannung erzeugenden Generators schwankt.If the pressure in the vacuum tank fluctuates due to uneven suction the vacuum pump, leaks or the like, the dusting rate changes and thus the Thickness of the coating applied to the substrate. Ask in an appropriate manner fluctuations occur when the output voltage of the generating the target voltage Generator fluctuates.

Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat demgegenüber den Vorteil, den Druck im Vakuumkessel einer Zerstäubungsanlage in Abhängigkeit von der Targetspannung zu regeln und damit eine gleichmäßige Beschichtung des Substrates sicherzustellen.Advantages of the invention The device according to the invention with the characterizing Features the main claim has the advantage of reducing the pressure in the vacuum vessel To regulate the sputtering system as a function of the target voltage and thus a ensure uniform coating of the substrate.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich in der Edelgas zuleitung des Vakuumkessels ein steuerbares Ventil, das über eine Regeleinrichtung angesteuert wird, die über einen Spannungsteiler an die Targetspannung angeschlossen ist.In a preferred embodiment of the invention is in the noble gas supply line of the vacuum vessel is a controllable valve, which is controlled by a control device is controlled, which is connected to the target voltage via a voltage divider is.

Zeichnung Eine Kennlinie und ein Prinzipbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Regelung einer Zerstäubungsanlage sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 die Abhängigkeit der Targetvorspannung UT vom Druck des Zerstäubungsgases p; Figur 2 das Prinzipbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Regeleinrichtung.Drawing A characteristic curve and a schematic diagram of an embodiment an inventive regulation of an atomization system are shown in the drawing and explained in more detail in the following description. It show figure 1 shows the dependence of the target bias voltage UT on the pressure of the atomizing gas p; figure 2 shows the basic diagram of an embodiment of a control device according to the invention.

Beschreibung der Erfindung Figur 1 zeigt die Abhängigkeit der Targetvorspannung UT vom Druck des Zerstäubungsgases p. Wie man erkennt, besteht eine umgekehrte Proportionalität und es ist jedem Wert der Targetvorspannung UT ein bestimmter Wert des Druckes der Zerstäubungsgases p zugeordnet. Die in Figur 1 dargestellte Charakteristik läßt sich beispielsweise als Regelkennlinie für eine Druckregelung in Abhängigkeit von der Target-Vorspannung UT verwenden.Description of the Invention Figure 1 shows the dependency of the target bias UT from the pressure of the atomizing gas p. As can be seen, there is an inverse proportionality and each value of the target bias UT is a certain value of the pressure of Assigned to atomizing gas p. The characteristic shown in Figure 1 can can be used, for example, as a control characteristic for pressure control as a function of the target bias UT.

Das in Figur 2 dargestellte Prinzipbild einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt einen Vakuumkessel 1, in dem ein geerdeter Substrattisch 2 angeordnet ist. Gegenüber dem Substrattisch 2 befindet sich ein Target 3, das von einer Abschirmung 4 umgeben ist und durch eine Durchführung 5 an einen Hochfrequenzgenerator 6 angeschlossen ist.The schematic diagram of an embodiment shown in FIG the The device according to the invention shows a vacuum vessel 1 in which a grounded substrate table 2 is arranged. Opposite the substrate table 2 is a target 3, which is surrounded by a shield 4 and through a bushing 5 to a high frequency generator 6 is connected.

Der Vakuumkessel 1 ist über einen Stutzen an eine Vakuumpumpe 7 angeschlossen, die den Druck des Zerstäubungsgases einstellt. Auf dem Substrattisch 2 befindet sich das zu bestäubende Substrat 8.The vacuum vessel 1 is connected to a vacuum pump 7 via a nozzle, which adjusts the pressure of the atomizing gas. Located on the substrate table 2 the substrate to be pollinated 8.

Über einen zweiten Stutzen wird dem Vakuumkessel 1 über ein steuerbares Ventil 9, das an eine Gasleitung 10 angeschlossen ist, das Zerstäubungsgas, in der Regel ein Edelgas, zugeführt. An den Ausgang des Hochfrequenzgenerators 6 ist ein Spannungsteiler 11 angeschlossen, dessen Abgriff mit einer Regeleinrichtung 12 verbunden ist, die ihrerseits das steuerbare Ventil 9 steuert.The vacuum vessel 1 is controlled via a second nozzle Valve 9, which is connected to a gas line 10, the atomizing gas in which Usually a noble gas is supplied. At the output of the high frequency generator 6 is a Voltage divider 11 connected, whose tap is connected to a control device 12 which in turn controls the controllable valve 9.

Zur Durchführung eines Zerstäubungsprozesses wird der Hochfrequenzgenerator 6 auf eine feste Ausgangespannung, beispielsweise 2 oder 3 kV eingestellt. Gemäß der in Figur 1 dargestellten Charakteristik entspricht dieser Spannung UT ein bestimmter Wert des Druckes p des Zerstäubungsgases. Mit der Vakuumpumpe 7 wird nun dieser Druck hergestellt, wobei über die Gaszuleitung 10 sichergestellt ist, daß sich reines Zerstäubungsgas im Vakuumkessel 1 befindet. Ist nun der der eingestellten Targetspannung UT entsprechende Wert des Drukkes p des Zerstäubungsgases erreicht, beginnt der Zerstäubungsvorgang. Anders sich nun einer den Arbeitspunkt der Zerstäubungsanlage bestimmenden Parameter Target-Vorspannung UT oder Druck p kann über das steuerbare Ventil 9 der vorgewählte Arbeitspunkt stabilisiert werden. Hierzu wird die Ausgangsspannung des Hochfrequenzgenerators 6 abgegriffen, an einem Spannungsteiler 11 in vorteilhafter Weise auf einige Volt heruntergesetzt und der Regeleinrichtung 12 zugeführt, die ihrerseits auf das steuerbare Ventil 9 und damit den Edelgaszufluß einwirkt.The high-frequency generator is used to carry out an atomization process 6 set to a fixed output voltage, for example 2 or 3 kV. According to the characteristic shown in Figure 1 corresponds to this voltage UT a certain Value of the pressure p of the atomizing gas. With the vacuum pump 7 this is now Pressure produced, it is ensured via the gas supply line 10 that it is pure Atomizing gas is located in the vacuum vessel 1. Is now that of the set target voltage UT reaches the corresponding value of the pressure p of the atomizing gas, the begins Atomization process. The working point of the atomizing system is different now determining parameters target bias voltage UT or pressure p can be controlled via the Valve 9 the preselected operating point can be stabilized. For this purpose, the output voltage of the high-frequency generator 6 tapped, at a voltage divider 11 in advantageous Way down to a few volts and fed to the control device 12, the in turn acts on the controllable valve 9 and thus the flow of inert gas.

Claims

Claims 0 device for regulating an atomization system with a vacuum vessel containing a substrate table and a target, characterized in that that the pressure in the vacuum tank (1) depends on the voltage between the target (3) and substrate table (2) is controllable.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the vacuum vessel (1) to a vacuum pump (7) and via a controllable valve (9) to a gas supply line (10) is connected.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the voltage between target (3) and substrate table (2) via a voltage divider (11) a Control device (12) is supplied, which is in operative connection with the controllable valve (9) stands.

*. Device according to one of the preceding claims, characterized in that that the voltage between the substrate table (2) and the target (3) is caused by a high-frequency gas discharge caused high voltage.