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JPH0649934B2 - Method for controlling automatic operation sequence of thin film forming apparatus - Google Patents
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JPH0649934B2 - Method for controlling automatic operation sequence of thin film forming apparatus - Google Patents

Method for controlling automatic operation sequence of thin film forming apparatus

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JPH0649934B2
JPH0649934B2 JP23786886A JP23786886A JPH0649934B2 JP H0649934 B2 JPH0649934 B2 JP H0649934B2 JP 23786886 A JP23786886 A JP 23786886A JP 23786886 A JP23786886 A JP 23786886A JP H0649934 B2 JPH0649934 B2 JP H0649934B2
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degree
thin film
ionization
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弘基 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、薄膜形成装置特にICB蒸着装置の自動運転
シーケンス制御方法に関するものである。
The present invention relates to an automatic operation sequence control method for a thin film forming apparatus, particularly an ICB vapor deposition apparatus.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第6図は、薄膜形成装置として例えば特公昭54−959
2号公報に開示されたICB(クラスタイオンビーム)蒸
着装置の概略構成図である。そして第4図はこのような
ICB蒸着装置を制御するための従来の自動運転シーケン
ス制御方法を説明するためのシーケンス図、第5図は第
4図のシーケンス図を説明するためのフローチヤート図
である。図において、(31)はルツボ、(32)はこのルツボ
(31)内にあつて溶融される蒸着物質、(33)はルツボ(31)
の上部にあけられた少なくとも1つのノズル、(34)は溶
融した蒸着物質(32)が蒸発してその蒸気がノズル(33)か
ら噴出することによつて形成されるクラスタ、(35)はル
ツボ(31)を加熱するボンバードフイラメント、(36)はこ
のボンバードフイラメント(35)を通電加熱する第1交流
電源、(37)はバイアス用の第1直流電源、(38)はイオン
化用電子を放出するためのイオン化フイラメントで、こ
のイオン化用電子がクラスタ(34)の一部に衝突されて正
電荷のクラスタイオンが作られる。(39)はイオン化フイ
ラメント(38)から放出されたイオン化用電子を加速して
これをルツボ(31)から噴出してきたクラスタ(34)に衝突
させるグリツド、(40)はイオン化フイラメント(38)を通
電加熱する第2交流電源、(41)はバイアス用の第2直流
電源、(42)及び(43)はそれぞれクラスタ(34)がイオン化
されてできたクラスタイオンを加速制御するグリツド電
極及び加速電極、(44)は基板で、その表面に薄膜(45)が
形成される。(46)はバイアス用の第3直流電源、(47)は
ルツボ(31)を熱シールドするための第1熱シールド板、
(48)は真空槽、(49)はイオン化フイラメント(38)を熱シ
ールドするための第2熱シールド板、(50)は第1直流電
源(37)、第2直流電源(41)、第3直流電源(46)及び第1
交流電源(36)、第2交流電源(40)が収納されている電源
装置、(51)は真空槽(48)内の真空度を計測する電離真空
計、(52)は蒸着された薄膜(45)の厚さを計測する膜厚セ
ンサ、(53)は蒸着物質(2)が基板(44)に蒸着されるのを
さえぎるシヤツター、(54)は電源装置(50)、シヤツター
(53)を制御し、電離真空計(51)、膜厚センサ(52)をモニ
ターする制御装置、(55)は真空排気装置である。
FIG. 6 shows a thin film forming apparatus such as Japanese Patent Publication No. 54-959.
It is a schematic block diagram of the ICB (cluster ion beam) vapor deposition apparatus disclosed by the 2nd publication. And Fig. 4 is like this
FIG. 5 is a sequence diagram for explaining the conventional automatic operation sequence control method for controlling the ICB vapor deposition apparatus, and FIG. 5 is a flow chart for explaining the sequence diagram of FIG. In the figure, (31) is the crucible and (32) is the crucible.
Evaporated substance melted in (31), (33) is crucible (31)
At least one nozzle opened in the upper part of the nozzle, (34) is a cluster formed by vaporizing the molten vapor deposition material (32) and ejecting the vapor from the nozzle (33), and (35) is a crucible. A bombard filament that heats (31), (36) a first AC power source that electrically heats this bombard filament (35), (37) a first DC power source for bias, and (38) emits an ionizing electron. In the ionization filament, the ionizing electrons collide with a part of the cluster (34) to form positively charged cluster ions. (39) is a grid that accelerates the ionizing electrons emitted from the ionization filament (38) and collides them with the cluster (34) ejected from the crucible (31), and (40) energizes the ionization filament (38). A second AC power source for heating, (41) a second DC power source for bias, (42) and (43), respectively, a grid electrode and an acceleration electrode for accelerating and controlling cluster ions formed by ionizing the cluster (34), Reference numeral (44) is a substrate on which a thin film (45) is formed. (46) is a third DC power supply for bias, (47) is a first heat shield plate for heat-shielding the crucible (31),
(48) is a vacuum tank, (49) is a second heat shield plate for heat shielding the ionization filament (38), (50) is a first DC power supply (37), a second DC power supply (41), a third DC power supply (46) and first
An AC power supply (36) and a power supply device accommodating the second AC power supply (40), (51) an ionization vacuum gauge for measuring the degree of vacuum in the vacuum chamber (48), and (52) a deposited thin film ( A film thickness sensor for measuring the thickness of (45), (53) is a shutter that blocks deposition material (2) from being deposited on the substrate (44), (54) is a power supply unit (50), shutter
A control device that controls (53) and monitors the ionization vacuum gauge (51) and the film thickness sensor (52), and (55) is a vacuum exhaust device.

まず初めに電源装置(50)内の各バイアス電源の機能を説
明する。第1直流電源(37)はルツボ加熱用のボンバード
フイラメント(35)から放出された熱電子がルツボ(31)に
衝突するようにボンバードフイラメント(35)に対してル
ツボ(31)の電位を正にバイアスする。次に第2直流電源
(41)はグリツド(39)に対してイオン化フイラメント(38)
を負の電位にバイアスし、イオン化フイラメント(38)か
ら放出された熱電子をグリツド(39)内部に引き出す。ま
た第3直流電源(46)はアース電位にある加速電極(43)に
対してグリツド電極(42)を正電位にバイアスし、両電極
間に形成される電界レンズによつて、グリツド内部で生
成される正電荷のクラスタイオンを加速制御する。
First, the function of each bias power supply in the power supply device (50) will be described. The first DC power supply (37) positively sets the potential of the crucible (31) with respect to the bombard filament (35) so that the thermoelectrons emitted from the bombard filament (35) for heating the crucible collide with the crucible (31). To bias. Second DC power supply
(41) is an ionization filament (38) against a grid (39)
Is biased to a negative potential, and the thermoelectrons emitted from the ionization filament (38) are extracted inside the grid (39). Further, the third DC power supply (46) biases the grid electrode (42) to a positive potential with respect to the acceleration electrode (43) which is at the ground potential, and is generated inside the grid by the electric field lens formed between both electrodes. Acceleration control of positively charged cluster ions.

従来の自動運転シーケンス制御方法は上記のように構成
されたICB蒸着装置に適用される。第5図のステツプ(1)
では、ICB蒸着装置の排気系が始動され即ち真空排気装
置(55)によつて真空槽(48)内の排気が行われる。ステツ
プ(2)では電離真空計(51)によつて真空槽(48)内の真空
度が測定される。ステツプ(3)ではステツプ(2)の真空度
が設定真空度例えば1.0×10-6Torr程度以下かどうかが
判定される。もしもそうでなければさらに排気し続け、
もしもそうであればステツプ(4)に移り、制御装置(54)
からボンバードフイラメント(35)及びイオン化フイラメ
ント(38)を通電加熱するためのそれぞれ第1交流電源(3
6)及び第2交流電源(40)を駆動するための信号が伝送さ
れ、これらの交流電源は毎分数アンペア〔A〕程度の立
上げ速度でそれぞれのフイラメントを通電加熱する。ス
テツプ(5)〜(7)ではこれらのフイラメントの温度、電流
が設定値例えばそれぞれ約2000℃程度、25〜30アン
ペア〔A〕程度になるまで、これらのフイラメントを徐
々に加熱する(この状態は第4図(b),(c)のボンバード
フイラメント通電電流のA、イオン化フイラメント通電
電流のAで示される。)ための電流を供給する。ボンバ
ードフイラメント(35)及びイオン化フイラメント(38)の
通電加熱プロセスが終了すると、ステツプ(8)〜(11)で
は、制御装置(54)から第1直流電源(37)及び第2直流電
源(41)を駆動するための信号が送られる。その結果、第
1直流電源(37)よりボンバード電圧がルツボ(31)とボン
バードフイラメント(35)との間に印加され、これらの間
に流れるボンバード電流が毎分0.5アンペア〔A〕程度
ずつ増加されて所定のボンバード入力(ボンバード電流
とボンバード電圧との積)が得られるまでボンバード電
圧は制御される〔第4図(d)及び(e)の(B)で示され
る〕。これと同時に、第2直流電源(41)よりイオン化電
圧がグリツド(39)とイオン化フイラメント(38)との間に
印加され、クラスタ(34)がイオン化される目安となるイ
オン化電流が毎分0.5アンペア〔A〕程度ずつ増加され
て所定の値になるまでイオン化電圧は制御される〔第4
図(f)及び(g)の(C)〕。
The conventional automatic operation sequence control method is applied to the ICB vapor deposition device configured as described above. Step (1) in Fig. 5
Then, the exhaust system of the ICB vapor deposition device is started, that is, the vacuum chamber (48) is exhausted by the vacuum exhaust device (55). In step (2), the degree of vacuum in the vacuum chamber (48) is measured by the ionization vacuum gauge (51). In step (3), it is determined whether the vacuum degree in step (2) is less than or equal to the set vacuum degree, for example, about 1.0 × 10 −6 Torr. If not, continue exhausting further,
If so, move to step (4) and control (54)
To the bombard filament (35) and the ionization filament (38) by energizing and heating them, respectively.
6) and a signal for driving the second AC power source (40) are transmitted, and these AC power sources electrically heat each filament at a startup rate of about several amperes [A] per minute. In steps (5) to (7), these filaments are gradually heated until the temperature and current of these filaments reach set values, for example, about 2000 ° C. and 25 to 30 amperes (A), respectively (in this state, A current for supplying the bombardment filament energizing current A and the ionization filament energizing current A shown in FIGS. 4B and 4C is supplied. When the electric heating process of the bombard filament (35) and the ionization filament (38) is completed, in the steps (8) to (11), the controller (54) supplies the first DC power source (37) and the second DC power source (41). A signal is sent to drive the. As a result, the bombardment voltage is applied between the crucible (31) and the bombardment filament (35) from the first DC power supply (37), and the bombardment current flowing between them is increased by about 0.5 amperes per minute [A]. The bombardment voltage is controlled until a predetermined bombardment input (the product of the bombardment current and the bombardment voltage) is obtained (shown by (B) in FIGS. 4 (d) and 4 (e)). At the same time, an ionization voltage is applied from the second DC power supply (41) between the grid (39) and the ionization filament (38), and the ionization current that is a standard for ionizing the cluster (34) is 0.5 amperes per minute. [A] The ionization voltage is controlled until it is increased by about a certain amount and reaches a predetermined value [fourth
(C) of Figures (f) and (g)].

次にイオン化部及びボンバード部の立上げが終了する
と、ステツプ(12)において制御装置(54)からの指令によ
り、第3直流電源(46)がONされ、所定の加速電圧が加速
電極(43)とグリツド電極(42)との間に印加される〔第5
図(a)の(D)〕。このようにして蒸着前の前処理が進めら
れ、最後の立上げとして、ステツプ(13)及び(14)におい
て、電離真空計(51)によつて計測される真空槽(48)内の
真空度が例えば3.0×10-6Torr以下(これは基板(44)の
表面に形成される薄膜(45)の性能が保証される程度の真
空度である)になるまで排気が行なわれる。所定値にな
つた後、ステツプ(15)においては、制御装置(54)からシ
ヤツター(53)を開ける信号が伝送され〔第4図(h)の
(E)〕、基板(44)の表面上に蒸着が開始されて薄膜(45)
が形成される。ステツプ(16)及び(17)において、薄膜(4
5)の膜厚は膜厚センサ(52)によつて計測され、所定の膜
厚が形成される〔第4図(i)の(E)から(F)〕と、ステツ
プ(18)において、制御装置(54)からシヤツター(53)を閉
じる指令〔第4図(h)の(F)〕が出される薄膜(45)の蒸着
が完了する。次のステツプから蒸着の後処理が行われ、
まず、ステツプ(19)においては、制御装置(54)から加速
電圧、ボンバード電圧、及びイオン化電圧をOFFする信
号がそれぞれ第3直流電源(46)、第1直流電源(37)及び
第2直流電源(41)に伝送される〔第4図(a),(d)〜(f)
の(G)〕。次にステツプ(20)において、ボンバードフイ
ラメント(35)及びイオン化フイラメント(38)の通電電流
をOFFする信号がそれぞれ第1交流電源(36)及び第2交
流電源(40)に伝送され〔第4図の(b)及び(c)〕、立下げ
が完了する。そしてその後ステツプ(21)で真空排気装置
(55)が稼動されたままICB蒸着装置が冷却された後、ス
テツプ(22)で排気系がOFFされて基板(44)が取出され
る。
Next, when the start-up of the ionization section and the bombard section is completed, the third DC power supply (46) is turned on by a command from the control device (54) in step (12), and a predetermined acceleration voltage is applied to the acceleration electrode (43). Applied between the electrode and the grid electrode (42) [5th
Figure (a) (D)]. In this way, the pretreatment before vapor deposition proceeds, and as the final startup, in steps (13) and (14), the degree of vacuum in the vacuum chamber (48) measured by the ionization vacuum gauge (51). Is evacuated to, for example, 3.0 × 10 -6 Torr or less (this is a vacuum degree at which the performance of the thin film (45) formed on the surface of the substrate (44) is guaranteed). After reaching the predetermined value, in step (15), a signal for opening the shutter (53) is transmitted from the control device (54) [see FIG. 4 (h)].
(E)], evaporation is started on the surface of the substrate (44) to form a thin film (45)
Is formed. In steps (16) and (17), the thin film (4
The film thickness of 5) is measured by the film thickness sensor (52), and a predetermined film thickness is formed [(E) to (F) of FIG. 4 (i)], and at step (18), The control device (54) issues a command to close the shutter (53) [(F) in FIG. 4 (h)], and the deposition of the thin film (45) is completed. From the next step, post-processing of vapor deposition is performed,
First, in step (19), signals for turning off the acceleration voltage, the bombard voltage, and the ionization voltage from the control device (54) are the third DC power supply (46), the first DC power supply (37), and the second DC power supply, respectively. Transmitted to (41) [Fig. 4 (a), (d) to (f)]
(G)]. Next, in step (20), signals for turning off the energizing currents of the bombard filament (35) and the ionization filament (38) are transmitted to the first AC power source (36) and the second AC power source (40), respectively (Fig. 4). (B) and (c)], the shutdown is completed. Then, at step (21), the vacuum exhaust device is
After the ICB vapor deposition apparatus is cooled while (55) is operated, the exhaust system is turned off at step (22) and the substrate (44) is taken out.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ICB蒸着装置の従来の自動運転シーケンス制御方法で
は、排気すべき脱ガス量が過去の運転履歴によつて異な
るにも拘わらず、真空度を考慮せず、各フイラメントの
通電加熱続いてボンバード電流、イオン化電流の立上げ
が行なわれるため、上述の脱ガス量の多い場合には立上
げ完了後からシヤツターが開かれるまでの間の真空排気
に時間がかかつてしまうという問題点、又既に蒸着物質
が噴出されている装置に、蒸着物質がこもるため装置の
寿命が低下し、蒸着物質がむだに消費されるという問題
点、さらに長時間運転を中止していた場合もしくは真空
槽内を大気開放した場合、フイラメント表面が一部酸化
膜で覆われ、連続運転の場合に比べて加熱されたフイラ
メントから放出される熱電子が減少するため、同じフイ
ラメント加熱電流に対する立上げ電圧−電流特性が不安
定となり、連続運転の場合の特性と比べて自動制御する
ことが難しくなるという問題点があつた。
In the conventional automatic operation sequence control method of the ICB vapor deposition device, the degassing amount to be exhausted varies depending on the past operation history, regardless of the degree of vacuum, energization heating of each filament followed by the bombard current, Since the ionization current is started up, when there is a large amount of degassing as described above, there is a problem that it takes time to evacuate after completion of start-up until the shutter is opened. There is a problem that the life of the equipment is shortened because the vapor deposition material is accumulated in the ejected equipment and the vapor deposition material is wasted, and when the operation is stopped for a long time or the vacuum chamber is opened to the atmosphere. Since the filament surface is partially covered with an oxide film and the number of thermoelectrons emitted from the heated filament is reduced compared to the case of continuous operation, the filament heating current is That the start-up voltage - current characteristic becomes unstable, a problem that can be automatically controlled difficult has been made as compared with the characteristics in the case of continuous operation.

この発明はこのような問題点を解決するためになされた
もので、高品質の薄膜を安定的に形成でき、高寿命が約
束されるICB蒸着装置用自動運転シーケンス制御方法を
得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to obtain an automatic operation sequence control method for an ICB vapor deposition device, which can stably form a high quality thin film and promises a long life. To do.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る薄膜形成装置用自動運転シーケンス制御
方法は真空槽内の真空度をモニターできるようにしてお
き、前述の真空度が第1の設定真空度以下になるまで排
気されたことを確認後、ボンバードフイラメント及びイ
オン化フイラメントを所望の設定電流値まで予備加熱
し、さらに前述の真空度が第2の設定真空度になるまで
排気されそして前記各フイラメントの加熱を中止し、前
記真空度が第3の設定真空度以下になるまで排気された
後、前述の真空槽内に生じたクラスタイオンに加速電圧
を印加するようにしたものである。
The automatic operation sequence control method for a thin film forming apparatus according to the present invention is arranged so that the degree of vacuum in the vacuum chamber can be monitored, and after confirming that the degree of vacuum described above has been exhausted until it becomes equal to or lower than the first set degree of vacuum. , The bombard filament and the ionization filament are preheated to a desired set current value, and further, the vacuum degree is evacuated to the second set vacuum degree and the heating of each filament is stopped, and the vacuum degree is set to the third vacuum degree. After being evacuated to a level not higher than the set vacuum degree, the accelerating voltage is applied to the cluster ions generated in the vacuum chamber.

〔作用〕[Action]

この発明においては真空度がモニターされながら、蒸着
シーケンスの前にボンバードフイラメント,イオン化フ
イラメントを予備加熱し、各フイラメント表面の酸化膜
を除去し、各フイラメントの立上げが安定的に再現され
る。
In the present invention, while monitoring the degree of vacuum, the bombard filament and the ionization filament are preheated before the vapor deposition sequence, the oxide film on the surface of each filament is removed, and the startup of each filament is stably reproduced.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の薄膜形成装置用自動運転シーケンス
制御方法を説明するためのシーケンス図、第2図は第1
図のシーケンス図を説明するためのフローチヤート図、
第3図はこの発明が実施されるICB蒸着装置の概略構成
図であり、図において、(31)〜(53)及び(55)は第6図に
示したものと同一であり、(54A)はこの発明で使用され
る制御装置である。
FIG. 1 is a sequence diagram for explaining an automatic operation sequence control method for a thin film forming apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a first diagram.
Flow chart diagram for explaining the sequence diagram of the figure,
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an ICB vapor deposition apparatus in which the present invention is implemented. In the figure, (31) to (53) and (55) are the same as those shown in FIG. 6, and (54A) Is the controller used in the present invention.

この発明の自動運転シーケンス制御方法は次のように実
施される。
The automatic driving sequence control method of the present invention is carried out as follows.

まず、第2図中のステツプ(100)で排気系が稼動され、
真空槽(48)内が真空排気装置(55)によつて排気される。
ステツプ(101),(102)で真空度が第1の設定真空度例え
ば1.0×10-5Torr以下になつたことを確認したら、ステ
ツプ(103)に移る。ステツプ(103)〜(105)では、制御装
置(54A)から第1交流電源(36)及び第2交流電源(40)をO
Nさせるための信号が送られ、ボンバードフイラメント
(35)およびイオン化フイラメント(38)が30アンペア
〔A〕になるまで通電電流を1分間に5アンペア〔A〕
ずつ上昇させて予備加熱する〔第1図(b)及び(c)の開始
から(K)までの期間〕。このとき制御装置(54A)は電離真
空計(51)で計測される真空槽(48)内の真空度をたえずモ
ニターし、脱ガス量が多くて真空度が1.0×10-5Torr以
上になつた場合には、フイラメントの通電電流を上昇さ
せる信号を送らずに脱ガスを排気し、真空度が1.0×10
-5Torr以下になるまで待機する。それぞれのフイラメン
ト電流が約30アンペア〔A〕になつたら、ステツプ(1
06)へ進み、フイラメント表面の酸化物が除去されるま
で約30分間程度又は脱ガス量が減少して真空度が第2
の設定真空度即ち3.0×10-6Torr以下程度になるまでベ
ーキングを行なう〔第1図(b)及び(c)の(L)〕。次に、
ステツプ(107)では制御装置(54A)からの指令により第1
交流電源(36)及び第2交流電源(40)がOFFされてボンバ
ードフイラメント(35)及びイオン化フイラメント(38)を
加熱している電流が零になるまで減少される。そしてス
テツプ(108)〜(109)まで真空排気装置(55)によつて真空
槽(48)内の真空度が第3の設定真空度即ち1.0×10-6Tor
r程度以下になるまで続けて排気される。ステツプ(110)
では制御装置(54A)からの指令によつて、第3直流電源
(46)がONされ、所定の加速電圧が加速電極(43)とグリツ
ド電極(42)との間に印加され〔第1図(a)の(D)〕、ステ
ツプ(111)〜(115)においては、それぞれのフイラメント
の立上げプロセスに移り、制御装置(54A)からの指令に
よりボンバードフイラメント(35)及びイオン化フイラメ
ント(38)を本加熱するために第1交流電源(36)、第2交
流電源(40)がONされ、それらの通電電流が約2アンペア
〔A〕/分の割合で徐々に上げられる。ステツプ(116)
〜(120)において、制御装置(54A)からの指令により、第
1直流電源(37)及び第2直流電源(41)がONされ、制御装
置(54A)は薄膜(45)の性能が保障される所定の真空度以
下に真空槽(48)内が維持されているのをモニターしなが
ら、ボンバード電流及びイオン化電流を所定値まで立上
げる〔第1図(e)及び(g)の(B)及び(C)〕。ステツプ(12
1)では、以上のように各フイラメントの立上げが終了す
ると、制御装置(54A)からの指令によりシヤツター(53)
が開けられ、蒸着が開始される〔第1図(h)及び(i)の
(E)〕。ステツプ(122)〜(124)では、基板(44)に蒸着さ
れる薄膜(45)の膜厚が膜厚センサ(52)によつて所定の値
に達したことが計測されると、シヤツター(53)が閉じら
れ、蒸着が完了する〔第i図(h)及び(i)の(F)〕。この
ように蒸着が完了すると、ステツプ(125)〜(127)でイオ
ン化電圧〔第1図(f)〕、イオン化電流〔第1図(g)〕、
ボンバード電圧〔第1図(d)〕、ボンバード電流〔第1
図(e)〕、ボンバードフイラメント電流〔第1図(b)〕、
イオン化フイラメント電流〔第1図(c)〕がOFFされる
が、ここで加速電圧を除き、従来例とは異なり、緩やか
にOFFされる〔第1図(b)〜(g)の(G1),(H1)〕。次に、
加速電圧[第1図(a)]をOFFする。ステツプ(128)以
下は従来例と同じなので説明を略す。
First, the exhaust system is operated at step (100) in FIG.
The inside of the vacuum chamber (48) is exhausted by the vacuum exhaust device (55).
After confirming that the degree of vacuum has reached the first set degree of vacuum, for example, 1.0 × 10 −5 Torr or less, at steps (101) and (102), the process proceeds to step (103). In steps (103) to (105), the control device (54A) turns on the first AC power supply (36) and the second AC power supply (40).
A signal to send N is sent, Bombard filament
(35) and the ionization filament (38) are 5 amperes [A] per minute until the amperage reaches 30 amps [A].
The temperature is raised by one step and preheated [the period from the start of FIG. 1 (b) and (c) to (K)]. At this time, the controller (54A) constantly monitors the degree of vacuum in the vacuum chamber (48) measured by the ionization vacuum gauge (51), and the amount of degassing is large and the degree of vacuum becomes 1.0 × 10 -5 Torr or more. In this case, the degassing is exhausted without sending a signal to increase the energization current of the filament, and the degree of vacuum is 1.0 × 10
-Wait until below 5 Torr. When each filament current reaches about 30 amperes [A], step (1
Proceed to 06) and it takes about 30 minutes until the oxide on the filament surface is removed or the amount of degassing decreases and the degree of vacuum reaches the second level.
Baking is carried out until the set vacuum degree, ie, about 3.0 × 10 -6 Torr or less [(L) in FIGS. 1 (b) and (c)]. next,
In the step (107), the first command is issued by the controller (54A).
The alternating current power supply (36) and the second alternating current power supply (40) are turned off and the current heating the bombardment filament (35) and the ionization filament (38) is reduced to zero. Then, the vacuum degree in the vacuum chamber (48) is adjusted to the third set vacuum degree by the vacuum exhaust device (55) from step (108) to (109), namely 1.0 × 10 -6 Torr.
It is continuously exhausted until it falls below about r. Step (110)
Then, in response to a command from the control unit (54A), the third DC power supply
(46) is turned on, and a predetermined acceleration voltage is applied between the acceleration electrode (43) and the grid electrode (42) [(D) of FIG. 1 (a)], and steps (111) to (115) In the above, in the startup process of each filament, the first AC power source (36) and the second AC power source (36) for the main heating of the bombard filament (35) and the ionization filament (38) according to a command from the controller (54A). The power supply (40) is turned on, and the energizing currents thereof are gradually increased at a rate of about 2 amperes [A] / minute. Step (116)
At (120), the first DC power supply (37) and the second DC power supply (41) are turned on by the command from the control device (54A), and the performance of the thin film (45) is guaranteed for the control device (54A). While maintaining that the vacuum chamber (48) is maintained below a predetermined vacuum degree, raise the bombarding current and the ionization current to the predetermined values [(B) in Figures 1 (e) and (g)]. And (C)]. Step (12
In 1), when the startup of each filament is completed as described above, the shutter (53) is instructed by the command from the control device (54A).
Is opened and vapor deposition is started [Fig. 1 (h) and (i)
(E)]. In steps (122) to (124), when the film thickness sensor (52) measures that the film thickness of the thin film (45) deposited on the substrate (44) reaches a predetermined value, the shutter ( 53) is closed, and vapor deposition is completed [(F) in FIGS. I (h) and (i)]. When the vapor deposition is completed in this way, at steps (125) to (127), the ionization voltage [Fig. 1 (f)], the ionization current [Fig. 1 (g)],
Bombard voltage [Fig. 1 (d)], bombard current [first
(E)], Bombard filament current [Fig. 1 (b)],
The ionization filament current [Fig. 1 (c)] is turned off, but unlike the conventional example, it is turned off gently except for the acceleration voltage [Fig. 1 (b) to (g) (G1)). , (H1)]. next,
The acceleration voltage [Fig. 1 (a)] is turned off. Since the step (128) and the subsequent steps are the same as those in the conventional example, the description is omitted.

上記の実施例ではICB蒸着装置で実行される自動運転シ
ーケンス制御方法について説明したが、この自動運転シ
ーケンス制御方法はボンバード方式でルツボを加熱する
真空蒸着装置やイオンプレーテイング装置にも適用でき
る。
Although the automatic operation sequence control method executed by the ICB vapor deposition apparatus has been described in the above embodiment, this automatic operation sequence control method can also be applied to a vacuum vapor deposition apparatus or an ion plating apparatus that heats a crucible by a bombard method.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明は、以上説明したように、各フイラメント電流
立上げの前に、各フイラメントを予備加熱してベーキン
グを行うようにしたため、蒸着運転中での脱ガス量が少
なく、スムーズな立上げが行えるという効果、また各フ
イラメント表面の酸化物を除去してからフイラメント立
上げを行うことで、安定的熱電子放出特性が得られるの
で、再現性のある電圧−電流特性が得られる自動制御を
行えるという効果、さらに各フイラメント電流立上げを
真空度をモニターしながら行なうようにしたので、薄膜
の性能が保障される真空度以下で蒸気が噴出され、蒸着
物質のむだが少なく、またシヤツターが開かれるまでの
排気に伴う待機時間が少なく、精度の高い薄膜が再現性
よく形成できるばかりでなく、装置が高寿命化するとい
う効果を有する。
As described above, according to the present invention, before starting each filament current, each filament is preheated and baked, so that the degassing amount during the vapor deposition operation is small and the startup can be performed smoothly. The effect is that the stable thermoelectron emission characteristics can be obtained by starting the filament after removing the oxide on each filament surface, so that automatic control that can obtain reproducible voltage-current characteristics can be performed. As the effect, and each filament current start-up is performed while monitoring the degree of vacuum, vapor is ejected below the degree of vacuum that guarantees the performance of the thin film, the amount of waste material is small, and the shutter is opened. In addition to having a short waiting time associated with exhaust of the above, a highly accurate thin film can be formed with good reproducibility, and the life of the device can be extended.

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

第1図はこの発明の一実施例のシーケンス図、第2図は
第1図のシーケンス図を説明するためのフローチヤート
図、第3図はこの発明が実施されるICB蒸着装置の概略
構成図、第4図は従来の自動運転シーケンス制御方法を
説明するためのシーケンス図、第5図は第4図のシーケ
ンス図を説明するためのフローチヤート図、第6図は従
来の自動運転シーケンス制御方法によつて制御されるIC
B蒸着装置の概略構成図である。 図において、(31)はルツボ、(32)は蒸着物質、(33)はノ
ズル、(34)はクラスタ、(35)はボンバードフイラメン
ト、(36)は第1交流電源、(37)は第1直流電源、(38)は
イオン化フイラメント、(39)はグリツド、(40)は第2交
流電源、(41)は第2直流電源、(42)はグリツド電極、(4
3)は加速電極、(44)は基板、(45)は薄膜、(46)は第3直
流電源、(47)は第1熱シールド板、(48)は真空槽、(49)
は第2熱シールド板、(50)は電源装置、(51)は電離真空
計、(52)は膜厚センサ、(53)はシヤツター、(54A)は制
御装置、(55)は真空排気装置である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a sequence diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flow chart diagram for explaining the sequence diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an ICB vapor deposition apparatus in which the present invention is implemented. FIG. 4 is a sequence diagram for explaining a conventional automatic driving sequence control method, FIG. 5 is a flow chart for explaining the sequence diagram of FIG. 4, and FIG. 6 is a conventional automatic driving sequence control method. IC controlled by
It is a schematic block diagram of a B vapor deposition apparatus. In the figure, (31) is a crucible, (32) is a vapor deposition substance, (33) is a nozzle, (34) is a cluster, (35) is a bombard filament, (36) is a first AC power supply, and (37) is a first DC power supply, (38) ionization filament, (39) grid, (40) second AC power supply, (41) second DC power supply, (42) grid electrode, (4)
3) is an accelerating electrode, (44) is a substrate, (45) is a thin film, (46) is a third DC power supply, (47) is a first heat shield plate, (48) is a vacuum chamber, (49).
Is a second heat shield plate, (50) is a power supply device, (51) is an ionization vacuum gauge, (52) is a film thickness sensor, (53) is a shutter, (54A) is a control device, and (55) is a vacuum exhaust device. Is. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空槽内の真空度をモニターできるように
しておき、前記真空度が第1の設定真空度以下になるま
で排気されたことを確認後、ボンバードフイラメント及
びイオン化フイラメントを所望の設定電流値まで予備加
熱し、さらに前記真空度が第2の設定真空度になるまで
排気されそして前記各フイラメントの加熱を中止し、前
記真空度が第3の設定真空度以下になるまで排気された
後、前記真空槽内に生じたクラスタイオンに加速電圧を
印加してこれを加速し、前記真空度が前記第2の設定真
空度以下に保たれるのをモニターしながら前記各フイラ
メントを本加熱し、もつて薄膜を形成することを特徴と
する薄膜形成装置の自動運転シーケンス制御方法。
1. A vacuum degree in a vacuum chamber can be monitored, and after confirming that the vacuum degree has been exhausted to a first set vacuum degree or less, a bombard filament and an ionization filament are set to desired values. Preheated to a current value, further evacuated until the degree of vacuum reaches a second set degree of vacuum, and stopped heating of each filament, and evacuated until the degree of vacuum becomes equal to or lower than the third set degree of vacuum. Then, an acceleration voltage is applied to the cluster ions generated in the vacuum chamber to accelerate the cluster ions, and main heating of each filament is performed while monitoring that the degree of vacuum is maintained at the second set degree of vacuum or less. Then, an automatic operation sequence control method for a thin film forming apparatus, characterized by forming a thin film.
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