JPS6039161A - スパツタ・コーテイングを制御する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はス・母ツタ・コーティング付着を制御するため
の方法及び装置に関するものである。よシ詳細にはプラ
ズマのインピーダンスが制御されるところのス・ぐツタ
・コーティング装置及び方法に関するものである。

〔従来技術〕

最近のス・母ツタ・コーティング装置は一般的にマグネ
トロン型のものであり、それはターガツト陰極、陽極、
並びにタービットの表面を衝撃する（３０） 正に帯電したイオンを有するプラズマを含む。イオンの
衝撃に応答して、ターゲット表面から原子がス・セック
され、被覆されるべき基板に向けて進行していく。陰極
と陽極との間の不活性ガス中を移動するイオン化用電子
によってプラズマが形成される。ターゲットの放出表面
に近接する磁力線を有する磁場によって、イオン化用電
子はターゲット放出表面の近傍に閉込められる傾向を有
する。

閉込め用磁場は、陽極と陰極との間に延在する電気力線
に直角である。この電場と磁場との直角関係が、ターゲ
ット付近で荷電粒子を旋回させるマグネトロン効果を生
み出す。

プラズマ中のイオンによる衝撃に応答して、ターゲット
は侵食される傾向を有する。ターゲットの侵食は、確立
されたプラズマ位置に対応するターゲット表面上の位置
の関数として非一様である。

ターゲット材料の非一様侵食は、ターゲットから基板へ
とス・ぐツタされる材料の経路を変化させる。

かくして基板上に付着されるス・ぞツタ材料の外形は、
ターゲットの使用時間の量の関数として変化する。

基板上に付着されるス・ぐツタ材料の外形はターゲット
侵食の外形の関数でありひいてはシラでマインピーダン
スの関数であるということは、従来から解っていた。更
に基板上の材料の外形の変動はプラズマインピーダンス
を変化させるこトニよりある程度補償することができる
ことも解っていた。プラズマインピーダンスは次の３つ
のものの関数であるということが知られている。ｒｌ）
ス神ツタ・コーティング装置の形状、１２）ガス圧力、
ブスのイオン化ポテンシャル、がスの汚染物などのよう
な不活性ガスの性質並びに（３）磁場の強度及び形状で
ある。従来技術においては、ス・母ツタ・コーティング
形状が一定であると仮定されてきた。従来技術において
は、ターゲット侵食の結果としてのス・ぐツタ材料の外
形の変化を補償するために。

不活性がスの圧力が制御されていた。従来技術において
、ターケ゛ットに対する磁場の強度及び形状は制御され
ない！、１の状態で変化していた。

所望の付着速度情報に応答してシラでマ放電を制御する
コンピュータによってターゲットのエーシング及び性能
劣化のだめの補償が制御され得るということが、米国特
許第４，１６６，７８３号に示唆されている。そのコン
ピュータは閉ループシステムの動作を規制し、そこでは
プラズマのための励起源による電力消散が陰極から引出
される電流及び陰極−陽極電圧でモニターされる。スノ
ｊツタ放電中で消散される電力は、ターゲット陰極から
の所望の付着速度を維持するように補正される。そのコ
ンピュータはターゲットの蓄積的々履歴の指示値をモニ
ターし１周期的に補正値を更新する。所望の付着速度は
、コンピュータに独立に供給される情報から得られる。

コンピュータは、動作が安定化されるところの参照付着
速度レベルを決定する。特定のターガツト陰極の有用寿
命の終わりがきたときの特定の型のターゲットに経験さ
れるところに基づいて、コンピュータは基準を決定する
。

従来技術装置はある程度満足のいく動作をするけれども
、マグネトロンス・母ツタ・コーティングプロセスを制
御する上において、特に自動制御の（３３） 目的のために改善すべき点がある。前記の米国特許にお
いては、陰極侵食、所望の付着速度、陰極が用いられる
時間の長さ、プラズマに印加される電力及びプラズマ圧
力に対する補正をすることが。

陰極に印加される電力の制御と相互関係にあると仮定さ
れている。侵食ターゲット表面に対する磁場の位置及び
形状の変化によってターガツト侵食に伴いプラズマイン
ピーダンスが変化することが知られているにもかかわら
ず、前記米国特許にはプラズマインピーダンスの閉ルー
プ制御は全く開示されてい外い。多くの状況の下におい
て、プラズマインピーダンスのためのオンライン制御を
もたらすことが望まれている。なぜならば不活性ガス圧
力及び磁場の強度及び形状の両方に伴ってプラズマイン
ピーダンスが変化するからである。

ターゲットが磁性材料、すなわち高い透磁率を有する材
料でできているときには９通常の使用中に磁場は特に変
化する傾向にある。磁性ターゲットは現在種々の目的の
ために用いられている。それらのうちの１つには、高い
データ密度を有する（３４） 磁気ディスクメモリーの製造がある。磁気ディスクメモ
リーに用いられるアルミニウム基板などのような非磁性
体の基板上に付着される磁性材料の厚さ及び−磁性を正
確に制御するために、ターゲットの全寿命にわたりター
ゲット材料の侵食を制御することがきわめて重要である
。

付着中の基板を操作するだめの複雑で効果な手段を用い
ることなしに、プラズマインピーダンスの制御をするこ
とによってのみ、ターピット侵食につれて基板上にス・
母ツタされる材料の付着外形を一様に維持することが可
能である。磁気ターゲットのプラズマインピーダンスの
制御は複雑である。なぜならば磁気材料が閉込め磁場の
強度及び形状に影響を与えるからである。磁気ターゲッ
トは、磁場のための可変リラクタンス分路であるという
性質を有している。

磁気ターゲットを含む磁気回路のリラクタンスが、ター
ゲットの温度及び侵食状態の関数として変化する傾向を
有する。比較的透磁性の高いターゲットを設置してそれ
がほぼ室温にあるときには。

磁気リラクタンスは非常に低くなる。それによりターゲ
ットに印加される磁場のほとんど全てがターゲットの中
を流れ、ターゲット付近には周囲磁場はほとんど生じな
い。そのようなターゲットの温度が上昇するにつれて、
ターゲットの透磁性はキュリ一点効果により減少する傾
向を有する。キュリ一点効果による透磁性の減少は段階
的な現象であり、それにより透磁性は温度上昇に伴って
連続的な関数として減少する。ある温度に達すると。

ターケ°ットの透磁性はほとんど零になる。ターゲット
が侵食されるにつれてターデッドの断面積は減少し、そ
の結果として磁束密度が増大する。すなわちＢ＝＾の値
が増加するのである。なぜならばＡが減少するからであ
る。ここにＢはターゲット中の磁束密度である。Φはタ
ーゲットに印加される全磁束である。Ａは磁束が流れる
ターゲットの断面積である。

キュリ一点効果及び侵食効果は、ターピット付近の閉込
め磁場の性質を著しく変化させる。ターゲットの温度が
上昇するにつれて、ターゲットの透磁性が減少し、ター
ゲットのリラクタンスが減少する。ターゲットのリラク
タンスが減少すると。

ターグツ付近の周囲磁場は結果として増大することにな
る。同様にターゲット侵食に伴いターピットの断面積が
減少すると、ターゲットのリラクタンスが増大し、それ
によりターピット付近の周囲磁場が増強される。ターゲ
ット付近の周囲磁場が増強するにつれ、ターゲット放出
表面に近接するグラズマが小さな体積へと閉込められる
。なぜ々らはターゲット自体を通る磁場が減少するから
である。これによりプラズマインピーダンスが変化する
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ツノ４ツタ・コーティングマグネトロ
ン付着装置を制御するための方法及び装置をもたらすこ
とである５、 本発明の他の目的は、使用中に侵食されるターｒツ）を
含ｔｒマグネトロンスノやツタ・コーティング付着装置
を制御するための方法及び装置をもたらすことである。

（３７） 他の目的は、ターゲット侵食につれて基板上の原子の分
布・母ターンが変化する傾向が補償されて実質的に克服
されるところのマグネトロンスノやツタ・コーティング
付着装置を制御するための方法及び装置をもたらすこと
である。

他の目的は、基板上に磁性材料を付着するためのマグネ
トロンスミ４ツタ・コーティング装置を制御するための
方法及び装置をもたらすことである。

他の目的は、ターゲット侵食につれて磁気ターピット陰
極が閉込め磁場の性質を変化させるという傾向が補償さ
れるところのマグネトロンス・ぐツタ・コーティング付
着装置を制御するための方法及び装置をもたらすことで
ある。

他の目的は、ターゲット陰極が使用されるにつれマグネ
トロンス・ぐツタ・コーティング付着装置ノ磁気ターｒ
ット陰極のリラクタンス・ぐターンが変化するという傾
向を補償するための方法及び装置をもたらすことである
。

他の目的は、温度変化によって変化するリラクタンス路
を有する磁気ターデッド陰極を含むマグ（３８） ネトロンスノツタ・コーティング付着装置を制御するた
めの方法及び装置をもたらすことである。

他の目的は、ターゲット侵食によって変化するリラクタ
ンス路を有する磁気ターゲット陰極を含むマグネトロン
ス・ぐツタ・コーティング付着装置を制御するための方
法及び装置をもたらすことである。

〔発明の開示〕

本発明に従って、変化する傾向にあるプラズマ・母うメ
ータに応答して磁場強度を制御することによって、マグ
ネトロンスノぐツタ・コーティング付着装置のプラズマ
の電気インピーダンスが制御される。好適実施例におい
ては、磁場強度を確立する電磁石に印加される電流振幅
（強度）を制御することにより、磁場強度が制御される
。次に、プラズマ電圧、すなわち陽極・陰極ターグツト
間の電圧を予め決定された値と比較することによって。

電磁石に印加される電流が制御される。プラズマ電圧の
ための予め決定される値がオ（レータによって設定され
或いはプログラムされて９時間及びターデッド侵食とと
もに又はその他の所望の関数に従って変化される。電磁
石電流のための第１の比例積分差コントローラ（ｐｒｏ
ｐｏｒｔｉｏｎａｌ−ｉｎｔｅｇｒａｌ−ｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｔｉａｌ　）　（以下、ＰＩＤと記す）が、プラズ
マ電圧のプログラム値と測定値との偏差を指示する誤差
信号に応答する。実際のプラズマ電流と予め決定した値
との比較によシ得られる誤差信号に応答する第２のＰＩ
ＤＩＤルーツ力に応答して。

プラズマ電流がプラズマ電圧とは独立に制御される。第
２のＰＩＤＩＤルーツ７°ラズマ電力を効果的に制御で
きる。第２のＰＩＤルーツはプラズマ電流のみに影響を
及はし、第１のＰＩＤＩＤルーツラズマ電圧を取扱う。

こうして第１のＰＩＤ閉ル閉ループプラズマ電圧が予め
決定された値となるような動作をもたらす。この動作は
、電磁石コイル電流の制御を通じて周囲磁場強度を変化
させることによるｔラズマインビーダンスの一定の制御
からもたらされるものである。制御を完全にするために
、第２のＰＩＥ）閉ループは、プラズマ電流のだめの予
め決定した値に応答してプラズマ電源への電力ｅ−）信
号を制御する。予め決定する電流値というのはオ（レー
タによって設定することもできるし或いはプログラムす
ることもでき２時間及びターゲット侵食とともに又はそ
の他の所望の関数に従って変化させることができる。第
１のＰＩＤ閉ループが予め決定したプラズマ電圧を常に
もたらすので、従来技術においてプラズマ電圧及び電流
の両方を変化させたよりなプラズマ電源への電力ｆ−）
信号の変化とは異なシ、ｆラズマ電流のみを変化させる
にすぎない。ここではプラズマに印加される電力は２選
択された及び／又は予めプログラムされた所望の電圧及
び電流の結果物である。結果としてプラズマ電圧及びプ
ラズマ電流は両方とも、オ硬レータによって初期的に独
立に選択される。本発明による制御に従えば、プラズマ
電圧とプラズマ電流との両方を独立的に選択することが
できる。

かくして本発明によれば、オペレータにとって。

付着・やラメータを所望の値に制御するための多くの選
択が可能となる。

（４１） 本発明の他の特色に従えば、ターゲット放出表面の侵食
が基板上の原子の分布・やターンを変化させるという傾
向が、付着装置の成る・やラメータをときおシ標準化す
ることによシ補償される。付着装置が標準化状態にある
ときに、ターゲットの応答が決定される。決定された応
答が予め決定した値と比較され、ターピットが所定のｌ
Ｐｃ度寸マ一つ侵食されたのかを決定することができる
。それによりプラズマパラメータの調整が豊水されるこ
ととなる。決定された応答が、ｆ：ｌフイマ電圧、電流
及び磁場のだめの設定値を確立する。プラズマ・ぐラメ
ータが制御されるとターゲット侵食に伴う分布・ぐター
ンの変化の傾向が実質的に克服されるように、前記の設
定値が確立される。

磁性ターゲットの場合には、付着装置が積率化状態にあ
るときに予め決定された磁場がターデッドへと供給され
る。予め決定された磁場によシ生じたターゲット付近の
周囲磁場の強度が検知されて、設定値が確立される。プ
ラズマ生成なしにはつ陰極が予め決定した安定化された
温度にあると（４２） きに、磁性ターガツトのための標準化状態が確立される
。

非磁性ターガツトの場合には、標準化状態は。

プラズマが生成され予め決定した圧力及び電流にあると
きに確立される。次に磁場を制御するコイル電流が制御
されて、それによりプラズマ電圧が予め決定した値とな
る。コイル電流の値は、ターピット陰極の寿命並びにノ
ラズマ電圧、ｆラズマ電流及びコイル電流のグロダラム
値を決定する。

本発明の他の特色に従えば、基板上に磁性材料を付着す
るためのマグネトロンス・ぐツタリング方法が、ターガ
ツトの磁性材料を飽和させるのに十分な強度を持つ磁場
をターガツトに印加する段階から成っている。このター
ガツトは磁場の方向に非常に短い長さを有している。タ
ーゲットの磁性材料が飽和されると、ターガツトの放出
表面に近接した領域において周囲磁場が確立される。周
囲磁場は、２つの離れた飽和領域の間でその付近で広が
っている。これらの隣接する飽和領域は、マグネトロン
装置の磁石構造の両極の？−ル構造の延長として機能す
る。このような状況では１周囲磁場は閉込め磁場となる
。周囲磁場は、プラズマインピーダンスの指示値に応答
して制御される。

ターガツトは動作中に衝撃によって温度変化する顔向を
有している。それによりターガツトの磁気特性は、動作
中に変化する傾向にある。磁場強度が温度の関数として
変化する傾向を補償するために、磁場の強度が変化され
、それにより周囲砂場の形状及び強度が短期間の間一定
に保たれる。ここで短期間というのは、ターガツトから
基板へと移った原子による外形が一定とみなし得る時間
間隔のことである。

本発明の他の特色に従って、マグネトロンスノ？ツタ・
コーティング付着装置が、ターケ９ットに近接して位置
された磁場センサを含みターガツトの周囲磁場を検知す
る。磁場センサにより検知された磁場に応答してデラｉ
マインピーダンスカ制御される。好適実施例においては
、磁場センサはホールフレートである。

本発明の目的、特色及び利点は、以下に記述する特定の
実施例から一層明らかになる。

〔発明を実施するための最良の形態３ 図面の第１図を参照すると、マグネトロンス・ぐツタリ
ング付着装置１１が図示されている。ス・やツタリング
付着装置１１は真空チェンバ１２を有し、チェンバ１２
はス・ｅツタ・コーティング処理体積１３又は付着体積
１３を包囲している。処理体積１３の中には、在来の手
段（図示せず）によって基板１４が取付けられている。

コンピュータメモリーに用いられる型のきわめて高い解
像力の磁気ディスクを製造するのに使用されるような応
用例の場合には、基板１４はアルミニウムなどのような
非磁性金属で作られる。第１図の装置においてターガツ
ト陰極１５のだめの材料を適切に選択することによシ、
磁性体の層及び非磁性体の層を基板１４の上に付着する
ことが可能となる。陰極１５は初期的には基板１４に対
面する平坦な放出表面を有している。ターガツト１５は
陰極組立体１７の一部をなしている。本発明の図示した
ような実施例においては、同心及び対称軸又はほぼ円形
及び環状の構造に関する用語がしばしば用いられるが、
これは第１図の陰極組立体が円形口、っ環状構造を有す
るからである。本発明は他の形状のマグネトロンにも応
用できることはもちろんである。例えばこの分野におい
て平坦マグネトロン付着装置と呼ばれるようなものにも
応用可能である。図示の場合の陰極１５の形状はリング
型である。

チェンバ１２は、金属製であり電気的に接地された外部
ハウジング１６を含んでいる。ハウジング１６は高い導
電性を有する材料で作られている。

図示の例ではハウジング１６の形状はほぼ円筒形に作ら
れ、その軸が基板１４と同心的であり従ってリング状の
ターガツト陰極１５とも同心的である。ハウジング１６
の軸と同心的である誘電リング１８によって、陽極ハウ
ジング１６が陰極組立体１７から電気的に絶縁されてい
る。リング１８は非磁性リング１９に固着され、これら
両リングはチェンバ１２の開放部分を形成している。

陰極組立体１７は、制御可能な可変磁場をターｒット１
５へと供給するだめの手段を含んでいる。

この可変磁場印加手段は、陰極組立体１７の軸に同心的
に巻かれた電磁石コイル又は巻ｆ！２１を含んでいる。

それにより巻線及び陰極組立体の共通の軸に関して電流
が周回的に流れることとなる。

巻線２１が、ターゲット１５．内方環状ポールピース２
２．外方環状ポールピース２３．及び水平に延在するデ
ィスクポールピース２４を含む磁気抵抗の低い路によっ
て包囲されている。ポールピース２３はディスク１９を
支持している。前−ルピース２２．２３及び２４は、コ
イル２１及びハウソング１６の共通軸線に同軸である。

直流電源２５が、可変直流電流をコイル２１に供給し９
組立体１７によってターゲット陰極１５に印加される磁
場を変化させる。コイル２１に印加される直流電流に応
答して、環状４？−ルビース２２及び２３に反対方向の
磁束が誘起されそれによりターゲット１５の中及びター
デッドの放出表面に近接して半径方向に延びる磁束が流
れることとなる。第１図においては電源２５によってコ
イル２１に印加される電流の極性は、ターゲット中を流
れる磁束がハウジング１６の対称軸の両側において外側
に向うようになっている。これとは逆に、ディスク２４
の中を流れる磁束は半径方向内側を向いている。ターゲ
ット１５の中を流れる磁束は、ターゲット１５の放出表
面の付近に周囲磁場の磁力線２６を確立することができ
る。磁力線２６は大体弧状であり、ターゲット１５の放
出表面よりわずかに上方のところだけで延びている。

周囲磁場の磁力線２６の強度（ｄ、ターケゝツ日５の磁
気特性及びコイル２１へと印加される電流の値に依存す
る。例えばもしターケ゛ット１５が非磁性材料であるな
らば２周囲磁場の強度はターケ゛ット内の磁場の強度と
同様であり、その周囲磁場はターゲットの放出表面の上
方で比較的広範囲に広がることとなる。一方、ターゲッ
ト１５がその材料のキュリ一点温度よりも低い温度にお
いて磁性材料であり、目、っコイル２１によってターゲ
ットに印加される磁場がターケ゛ットを飽和させるのに
要する磁場よりも低いときには、コイル２１にょシポー
ルピース２２〜２４の中に誘起される磁力線のほとんど
全てがターゲットの中を流れることとなる。そしてター
ゲット放出表面の上方短い距離においてかなシ小さな強
度の周囲磁場が広がるにすぎない。しかしながら、ター
ゲット１５がキュリ一点温度に達するほど十分高い温度
にあるときには、コイル２１により磁場はターゲットを
より容易に飽和させる傾向となる。ターデッドが飽和さ
れると、その磁気リラクタンスが増大し、比較的大きな
強度の周囲磁場がターゲット放出表面の上方広い範囲に
わたって延在する。ターゲットが比較的低い温度にある
ときにも、もしコイル２１に供給される電流がターゲッ
ト１５の磁性材料の成る部分を飽和させるのに十分なと
きには、実質的に周囲磁場の磁力線２６が生成されるこ
とになる。、ｆ−＃ピース２２〜２４の磁性材料に先立
ちターゲット１５の磁性材料が飽和されることを保障す
るために、ポールピースのＲ−Ｈ曲ｍはターゲットより
も高い磁束密度飽和点を有するべきである。

（４９） 処理体積１３の中にノラズマを確立するために。

代表的にはアルコ゛ンである不活性がスが加圧された不
活性ガス源３１から処理体積へと供給される。不活性ガ
ス源３１から処理体積１３へと流れるガスの量は、不活
性ガス源と処理体積との間の導管３３内にある可変のオ
リフイスサー？パルプ３２によって制御される。導管３
３内の流量計３４がリード３５の上に電気信号をもたら
し、その信号は源３１から体積１３へのガスの流量の指
示値を有している。

陰極に対して陽極が正にバイアスされていることに応答
してターゲット陰極１５から陽極１６へと電子が体積１
３中を進行する結果として、源３１から体積１３へと流
れる不活性ガスがイオン化される。この目的のために、
直流ノラズマ電源３７が、陽極１６に接続され設置され
た正の電極、及び陰極組立体１７に接続された比較的程
度の大きい負の電極を有している。両電極１５と１６と
の間に確立された直流ポテンシャルに応答して、電気力
線３８が確立される。電気力線３８にはほぼ直線の部分
と曲線の部分とがある。互いに視線上（５０） にある陰極１５の部分と陽極１６の部分との間にははぼ
直線の電気力線が存在する。電極１５及び１６のうち隣
シ合う部分の間には曲線の電気力線が存在する。電気力
線３８は、コイル２１．７１？−ルピース２２〜２４及
びターゲット１５によって確立された磁力線２５に対し
て直角である。

直流電源２５及び３７には、ターミナル３９に接続され
た１次交流電源が供給される。電源２５は、小さな範囲
で変化し得る電圧及びコイル２１へと供給される可変電
流をもたらす。これらは温度変化によるコイル抵抗の変
化を補償することができる。ターゲット陰極１５と陽極
１６との間に可変の電流及び電圧が設定され得るように
、電源３７が制御される。電源２５及び３７は、磁性又
は非磁性の導電材料でできたターゲット１５に対して用
いることができる。しかし々がらもしターゲット１５が
誘電材料でできている場合には、電源３７はＲＦ電源と
なるべきであり、一方電源２５は直流電源のままでよい
。

処理体積１３を所望の圧力に維持するために。

高真空ポン７’４１が導管４２の手段により処理体積１
３へと接続されている。ある状況においては。

真空ボンデ４１が処理体積１３を排気する速度を制御す
ることが望まれることがある。その場合には、可変の排
気オリフィス（図示せず）は、ボンデ４１と体積１３と
の間の導管４２の中に設けられる。

パルプ３２の開き、電源２５によりコイル２１へと供給
される電流、並びに電源３７にょジターゲット陰極１５
及び陽極１６へと供給される電圧及び電流を制御するこ
とのために、様々々パラメータがモニターされる。電源
２５は、電源からコイル２１へと供給される電流に比例
した直流信号をリード４４の上に供給するだめの変流器
（図示せず）を含んでいる。直流プラズマ電源３７は。

両市ｊｆＪ、１５と１６との間に電源３７により供給さ
れた電流に比例する直流信号をリード４６へと供給する
ための変流器（図示せず）を含んでいる。

電源３７は更に１両電極１５と１６との間に電源により
印加された電圧の大きさを指示する信号をリード４５に
供給するための電圧測定回路（図示せず）を含んでいる
。導管４８の手段により処理体積１３へと接続された真
空ｆ−−）４７によって。

処理体積１３内の圧力がモニターされる。真空ｒ−ノ４
７は１体積１３中の真空圧力に比例した値を有する直流
信号をリード５２へと供給する。ターゲット陰極１５付
近の周囲磁場の強度は、処理体積１３の外側にめってタ
ーゲット１５に近接して維持されたホールプレート（Ｈ
ａｌｌ　ｐｌａｔｅ　）　４９によりモニターされる。

ホールプレート４９けターｙット１５の近傍に位置され
るので、ホールグレートがり−ド５０へと供給する直流
信号はターゲット１５の放出表面上方の周囲磁場の強度
に比例することとなる。流量計３４が、加圧ガス源３１
から処理体積１３へと流れる作業がスの流速を指示する
直流信号をリード３５へと供給する。

リード３５．４４〜４６．５０及び５２上の信号ハ、コ
ンピュータ制御装置５６の一部であるデータ処理入出力
部５５へと供給される。入出力部５５はマルチプレクサ
（図示せず）を含んでいる。

（５３） マルチプレクサは、リード３５．４５〜４６．５０及び
５２上にある信号を入出力部５５内のアナログディジタ
ル変換器（図示せず）へと一度に１つづつ供給する。入
出力部５５は、マルチリードパス５８の手段によってデ
ータノロセッサ５６の中央の制御処理ユニツ）　（ＣＰ
Ｕ）５７へと接続されている。パス５８は入出力部５５
内のアナログディジタル変換器の出力に応答して、マル
チビット入力信号をＣＰＣ５７へと供給する。

ＣＰＵ５７は、電源２５及び３７並びにオリフィス３２
の動作を制御するために！ログラム及び予め決定したデ
ータを記憶するだめの在来のメモリーを含んでいる。Ｃ
ＰＵ５７は、電源３７によって電極１５と１６との間に
印加される所望の電圧。

電源３７によって電極１５と１６との間に供給されるＫ
き所望の電流及び処理体積１３中の圧力の所望の値を指
示する信号に応答する。電源３７の電圧及び電流並びに
体積１３中の圧力のための所望の値を、オペレータによ
って初期的な値に設定することができる。或いはターゲ
ット陰極１５か（５４） ら基板１４への材料の付着速度の所望の値をオにレータ
が設定するところからめることもできる。

電源３７の電圧及び電流並びに処理体積１３の圧力のだ
めの設定値は、オにレータによってときおり変化させる
こともできる。しかし好適には特定のターゲット１５の
侵食の量に従って変化するようノログラム化することが
望ましい。それによりターゲットの侵食を補償すること
ができる。電源３７の電圧及び電流並びに体積１３の圧
力のためのノログラム化された値はＣＰＵ５７のメモリ
ーの中に記憶される。

ＣＰＵ５７は・ぐス５８により供給された信号に応答す
る。そのほか電源３７により電極１５と１６との間に供
給されるべきプラズマ電圧及びプラズマ電流のための所
望の値を指示する信号にも応答する。又体積１３中の圧
力のための所望値にも応答する。これらの応答の結果と
して次の３つの値を計算する。（１）が電源３１から体
積１３へと流れるガスの流速に要求される変化、（２）
電源２５によってコイル２１に供給される電流に要求さ
れる変化、及び（３）電源３７により電極１５と１６と
の間に供給される電力に要求される変化である。プラズ
マ電力を除いたこれらの・ぐラメータは２体積１３中の
プラズマのインピーダンスを制御する。このことは次の
理由による。ｆラズマインピーダンスは９体積１３中の
不活性ガスの圧力、ターゲット組立体１７から得られる
磁場、及び磁場の効果に比較してほんのわずかだけイン
ピーダンスを変化させるその他の・母うメータの関数で
あるからである。体積１３中のプラズマのインピーダン
スを制御するために変化させることのできる可変の制御
係属変数は、コイル２１及びポールピース２２〜２４に
よってターゲット１５に供給される磁場の強度である。

がスの流速、コイル電流及びプラズマ電力を増加させた
り減少させたりするためにＣＰＵ５７によって計算され
た直流アナログ制御信号が、がス５８の手段により入出
力部５５へと供給される。入出力部５５は、ガス流速、
コイル電流及びプラズマ電力をそれぞれリード６１．６
２及び６３へと直流アナログ信号を供給するためのデイ
ノタルアナログ変換器（図示せず）を有している。リー
ド６１上のガス流速信号はサーフパルｆ３２へと供給さ
れて、そこのオリフィスの開きぐあいを制御する。

従ってガス源３１から体積１３へのガスの流速を制御す
る。リード６２上の信号は、電源２５へと供給されて、
電源からコイル２１へと供給される直流電流の値を制御
する。リード６３上の信号は電源３７へ供給されて、電
源により電極１５と１６との間に供給される電力を制御
する。制御出力信号は制御された装置の出力を増加させ
或いは減少させて、グラズマ圧力、ｆラズマ電圧及びプ
ラズマ電流をそれらの第４レータが選択した或いはノロ
グラム化された値に一致させる。

第１図の装置の動作を考察する前に、ｆラズマインぎ−
ダンスが変化されない場合におけるターゲット１５の初
期的な平坦放出表面が侵食される模様及びその侵食が基
板１４の付着の厚さに影響する模様について考える。第
２図を参照すると。

ターゲット１５は平担な放出表面７１を初期的に（５７
） 有している。ターゲット１５が使用されるにつれて、そ
れが侵食され平坦表面７１はくぼみができそして凹形形
状となる。ターゲット１５の寿命の最後において、凹表
面７２がターゲットの底表面７３にほぼ達するようにタ
ーゲットが侵食される。

ターゲット１５の初期的な平坦形状及びターゲット１５
の最終的な凹部形状７２の場合におけるターゲット１５
から基板１４へと付着される厚みの外形を指示する曲線
がそれぞれ６４及び６５によって示されている。曲線６
４及び６５は、基板１４の中心線６６からの位置の関数
として被覆の厚みを示している。ここで基板の中心線は
ターゲット１５の軸と一致すると仮定している。曲線６
４及び６５をフロントする際の水平軸は中心線６６から
の距離を示している。初期的な及び最終の被覆外形６４
及び６５は、水平軸６７に対しての垂直変位として示さ
れている。

曲線６４は、平坦表面７１を有するターゲット１５が最
初に設置されたときの基板１４へ被覆された材料の比較
的一様な厚さを示している。これ（５８） は基板と表面７１との距離に依存する。曲線６４は中心
線又は６６に関して対称的であり、軸上に極小値を有し
、１つ放出環状ターガツト１５の中央よりもいくぶん内
側にピーク値を有している。

ターガツト１５が侵食されるにつれて、そこから放出さ
れる原子に対しターガツトの陰影効果が生じてくる。こ
れはターガツトのへこみに基づくものである。加えて凹
形侵食に伴なう放出表面の曲線状態によって、ターガツ
トの放出表面の異なる場所から放出される原子は異なる
数になる。それによシ被覆外形は変化する傾向を有し、
従って最終的な被覆外形曲線６５が初期的な外形曲線６
４よりも原子の分布がより非一様になる。軸６６上にお
いて２曲線６５は曲線６４の軸６６上の極小値よりもな
お低い極小値を有している。曲線６５のピーク値は曲線
６４のピーク値よりも軸６６から一層遠ざかり、ターガ
ツト１５の半径位置に近づいてくる。

〔発明の効果〕

処理体積１３中のプラズマのインピーダンスを制御する
本発明は、ターゲットの侵食状況及びターガツト表面に
対してのプラズマの位置に影響を与えることにより、タ
ーガツト１５の侵食に伴う分布・ぐターンの変化を克服
することができる。本発明に従えば、陰極組立体１７の
磁場の制御によるプラズマインピーダンスの制御は２曲
線７２により示されるターガツト侵食状態における被覆
分布ノ母ターンをターガツト１５の初期的使用における
分布曲線に同様な分布とすることが可能となる。

こうしてターガツト１５の平坦表面７１及び侵食表面７
２に対する分布曲線は、同様な形状を有することになる
。加えてプラズマ電圧及び電流を制御するととにより、
付着被覆速度を制御することもできる。

本発明の自動的なインピーダンス制御は、ターガツト１
５として磁性材料又は非磁性材料のいずれをも用いるこ
とができる。磁性材料の場合において、磁性ターガツト
の飽和レベルにかかわらず。

ターデッド内に飽和磁束を自動的に確立することができ
る。周囲磁場が自動的に確立され、正常なプラズマイン
ピーダンスを上記したプログラム値に一致させることが
できる。ターガツトの侵食及びターガツト温度の変化に
よるターガツト１５の磁気特性変化を自動的に補償する
ことができる。

本発明の他の利点によれば、陰極へ印加される磁場を電
磁石コイル２１の容量の範囲内において陰極の厚みに自
動的に適合させることができるので、比較的厚いターガ
ツトを用いることが可能となる。磁場を異なるプラズマ
要求にも自動的に調節することができるので１種々の付
着工程において種々の厚さをもつ陰極を用いることもで
きる。

本発明の他の利点は、もし望まれるならば圧力を広範囲
にわたって変化させ得ることである。ターガツト１５か
らの材料をマスクを用いて付着することにより基板１４
に非一様被覆を施すことが必要である場合には、低いガ
ス圧力を用いることによりくっきりした区画をもたらす
ことが可能となる。マスクを用いて達成される被覆・奢
ターン中のステップが増大されるべき場合には、より高
いガス圧力が望まれる。なぜならば陰極ターデッド（６
１） １５から放出された原子がより多く散乱されるからであ
る。ゆえに本発明においては、プラズマ電圧及び電流と
は独立に、所望の値又はプログラム値に圧力を選択し又
は維持することができる。圧力が予め選択されるので９
組立体１７によりターガツト１５に供給される磁場の強
度を制御することによってプラズマインピーダンスに対
する圧力の効果を補償することができる。

本発明の他の利点は、ス・ぐツタ・コーティング装置及
び回路中にあって変換器を解釈し変換器信号を不連続設
定値へと変換するための効果な変換器駆動インターフェ
イス装置を除去し得るということである。変換器によυ
得られた値はほぼ実時間でＣＰＵ５７内に記憶される。

体積１３内の圧力及び周囲磁場強度が制御される場合に
は、２００ｙｌ？ルト以下の非常に低い電圧からｔｏｏ
ｏ　ｙｔ’ルト以上の高い電圧にわたりプラズマ電圧範
囲をとることが可能となる。とくに体積１３内の圧力を
減少させ目一つ磁場強度を減少させるときに、電源３７
によりプラズマへと印加され（６２） る電圧を増加させることが可能となる。プラズマ電圧が
増大されるにつれて、基板１４上への被覆材料の付着速
度が速くなる。

〔発明の動作原理〕

第１図の装置の制御原理を以下に述べる。制御の対象と
なる重要な事項は、基板上への付着速度及び被覆材料の
分布である。付着速度及び被覆材料分布は、プラズマへ
と印加される電力の直接的な関数ではない。その代わり
、装置の幾何形状が固定されている場合には、付着速度
及び被覆分布はプラズマ電圧及び電流に伴って変化する
。特定の電力については、電圧及び電流の変化に伴い付
着速度及び分布が変化する。例えばグラズマ電力が１キ
ロ？ルトアン４アの場合には、電圧３００がルト且つ電
流３．３３アン（アのときの付着速度及び分布に比較し
て、電圧６００デルト且つ電流１．６７アンペアのとき
の付着速度及び分布は異なるものとなる。付着速度及び
分布の差異は陰極ターグット１５の放出表面に対しての
プラズマの位置及び処理体積の形状に依存する。

ある時間間隔にわたり付着速度及び被覆分布を正確に制
御するために、特定プラズマ電力についてのプラズマ電
圧及びプラズマ電流を両方とも制御することが必要とな
る。特定のプラズマ電力についてのプラズマ電圧及びプ
ラズマ電流は、プラズマインビーダンスの関数である。

プラズマインピーダンスは、処理体積１３の幾何形状２
体積１３中のガス圧力２休積１３中の不活性ガスの特性
（例えばイオン化ポテンシャル）９作業ガス内の不純物
（例えば酸素及び窒素）、プラズマ内の磁場密度並びに
ターグツ）１５の放出表面に対する磁場の位置の関数で
ある。処理体積１３の幾何形状が一定であり、が７源３
１のガスが予め決定された特性を有し、且つボンデ４１
の排気作用によりがス中にいくらかの不純物があるとい
うことを仮定する。かくしてプラズマインピーダンスを
制御するだめに変化させ得る２つの変数は１体積１３中
の作業ガスの圧力と、陰極組立体１７によりターグツ）
１５及び体積１３へと印加される磁場とである。

従来は陰極組立体のために永久磁石が用いられていだの
で９作業ガス圧力のみが制御できた。作業がスのみの制
御では、プラズマインピーダンスの制御は狭い範囲のも
のであった。更に、ス・七ツタ・コーティング動作にお
ける永久磁石の特性が一定であると仮定することは適当
ではない。なぜならば（１）ターグット１５はイオンの
衝撃により加熱され、（２）ターグットは侵食されて断
面が減少し。

且つ（３）ターグットは膨張収縮をするからである。

これらの要因によシ、ターｒット及び処理体積１３中の
ターグツト付近へと永久磁石によって供給される磁場に
変化が生ずる。従来は、これらの要因によりプラズマイ
ンピーダンスが一定に変化するので、プラズマのための
作業圧力が選択され巨つプラズマ電流が変化していた。

或いは９作業プラズマ電流が選択され、プラズマ電圧が
変化していた。いずれの場合にも、付着速度及び被覆分
布が変化してしまいよく制御されなかった。

電磁石の閉ループ制御とともに体積１３内の圧力の閉ル
ープ制御を用いることによって、プラズマインピーダン
スを正確に制御することができる。

プラズマインピーダンスの正確な制御によって。

プラズマ電圧及びプラズマ電流を所望の値へと選択し又
はノログラム化することが可能となる。それにより基板
１４上の付着速度及び被覆材料の分布のノログラム化さ
れた制御が可能となる。

第１図の装置の動作の自動的な制御を、第３図及び第４
図のフローチャートを用いて説明する。

最初にターグットが据え付けられると、オペＶ　−タは
ノラズマ電圧、ノラズマ電流及びプラズマ圧力を支持す
る所望の値をＣＰＵ５７へと供給する。

オ（レータが制御したこれらの・ぐラメータに応答して
、動作１０１に示すようにＣＰＵ５７が装置を初期化す
る。初期化動作１０１は、第４図により詳細に示されて
いる。第３図に示す動作の全てが実行された後に、初期
化動作１０１に入ることも可能である。そのような場合
には、装置は自動的に初期化され動作を続行する。装置
の動作は、ターグット１５が十分に侵食されて使用不能
により自動的に停止される寸で続く。

動作１０１中に装置が初期化された後に、入出力部５５
からのデータ値がＣＰＵ５７のメモリー内の指定された
領域へと順次的に読込まれる。特に。

リード３５上のガス流速指示信号、リード５２上の圧力
信号、リード５０上の磁場強度信号、リード４４上のコ
イル２１の電流、リード４５上のプラズマ電圧及びリー
ド４６のプラズマ電流が。

ＣＰＵ５７のメモリー内の指定された部分へと連続的に
ロードされる。コンピュータ制御装置からのデータ値を
指定したメモリー領域へと順次的に読込む技術は周知で
あるので、第３図のフローチャートにおいてはそのよう
な動作は示していない。

ＣＰＵ５７によって実行される最初の制御動作には、ガ
ス源３１から処理体積１３へのガス流速の制御が含まれ
る。この目的のために動作１０２及び１０３において、
プラズマ圧力の測定値及びＣＰＵ５７のメモリーの指定
領域に記憶されている所望のグラズマ圧力値が、ＣＰＵ
５７の演算装置（図示せず）へと読込まれる。動作１０
４において。

演算装置はプラズマ圧力の測定値と所望値を比較して２
両圧力差の代数差を指示する誤差信号をもたらす。比較
動作１０４により得られた誤差信号は、ＣＰＵ５７内の
演算装置の比例積分差（ＰＩＤ）コントローラへと供給
される。これは動作１０５において行われる。ｐＨ）コ
ントローラは、パス５８及び入出力部５５を介してＣＰ
Ｕ５７からり−ド６１へと接続されるがス流速信号をも
たらし。

ライン３３内の可変オリフィス３２の開きぐあいを制御
する。これにより、が電源３１から体積１３へのガスの
流速が所望の設定値へと制御される。

ＰＩＤ制御動作１０５は、オーバーシュート又はリンギ
ング効果なしに、導管３４を通る流速を最低の時間で自
動的に変化させる。

次にＰＩＤ閉ルーｆ÷２においてプラズマ電圧が制御さ
れる。動作１０６及び１０７において。

プラズマ電圧の測定値とＣＰＵ５７のメモリーの指定領
域に記憶されたプラズマ電圧の所望値とが。

ＣＰＵ５７の演算装置（図示せず）へと読込捷れる。

動作１０８において、演算装置はこれらの値を比較して
誤差信号をもたらす。誤差信号は、プラズマ電圧の所望
値と測定値との偏差に比例するグラス、ゼロ又はマイナ
スの値を有する。誤差信号はＣＰＵ５７の第２のＰＩＤ
閉ルーｆ（図示せず）へと供給され、動作１０９におい
てマルチビット制御信号が発生される。マルチビット制
御信号は入出力部５５へと接続され、そこでアナログ直
流電圧へと変換され、リード６２を介してグロダラム可
能なコイル電源２５へと供給される。こうして発生され
たアナログ信号は電源２５の出力電圧を変化させ（誤差
信号が零でない場合）、それにより電磁石１７のコイル
電流が増加したり減少したりする。

コイル電流の増大又は減少は周囲磁場２５の強度を変化
させ、従ってプラズマ濃度、ゆえにプラズマインピーダ
ンスを変化させる。プラズマインピーダンスが変化して
、プラズマ電圧を所望の値へと正確に一致させる。プラ
ズマ電圧り、ｆ′：）：ｅマ電源３７中の変流器変換器
により測定される。

プラズマ電圧の指示信号は、入出力部５５へとり−ド４
５を介して供給される。そこで他の入力信号とともに順
次的に高速でマルチデレクスされ。

アナログディジタル変換器（図示せず）によりマルチピ
ットデイノタルフォーマットへと変換され。

そしてＣＰＵ５７へと供給される。そこでその測定値は
、そのだめの指定されたメモリー領域へと再記憶させる
。こうして実際のプラズマ電圧が連続的に測定され、所
望の値と比較され、電磁石２１のコイル電流の制御を通
してプラズマインピーダンスを制御する。コイル２１を
流れる電流が連続的に調節されて、第２のＰＩＤ閉ルー
プ内において零に向うプラズマ電圧誤差信号が得られる
。

ＰＩＤコントローラは、比例した値、−分の値及び微分
した値を使用して、最小のオー・々−シュート又はリン
ギングで非常に速い応答により（はｔ子実時間）、制御
変数すなわちコイル電流を調節する。それにより、ｆラ
ズマインぎ−ダンス、ゆえに実際のプラズマ電圧を変化
させるよう々例えばが電圧力及び／又はターゲット温度
などのような他の全ての変化を補償することができる。

プラズマ電圧は常に設定値及び／又はグロダラム値にな
るように制御される。

動作１１０において、ＰＩＤルーｆす３はＣＰＵ５７の
指定領域に記憶されたプラズマ電流の測定値を読込む。

動作１１１において、所望のプラズマ電流値がＣＰＵ５
７の他の指定領域から読込まれる。動作１１２において
、プラズマ電流の所望値と測定値とが比較され、測定値
と所望値との偏差に比例した値を有する誤差信号（ｆラ
ス、マイナス又はゼロ）が発生されて、ＣＰＵ５７のＰ
ＩＤコントローラへと供給される。動作１１３において
。

ＰＩＤコントローラは入出力部５５へと接続されるマル
チビットデイノタルフォーマット制御信号を発生する。

動作１１３において得られた信号は。

入出力部５５のデイノタルアナログ変換器（図示せず）
によりアナログ直流信号へと変換され、それかり−Ｐ６
３によってプラズマ電源３７へと供給される。リード６
３上のアナログ信号は、電源をより高い又は低い電源し
にルへと選択的に起動する（もし変化が指示される場合
には）。

プラズマのインピーダンスを一定に又はゆつくりと変化
さぜるためにマグネトロン装置へと供給される電源の変
化の結果生じたり−Ｐ６３上の４６号は９通常はプラズ
マ電圧及びプラズマ電流の両方を変化させる。しかしな
がら、ＰＩＤ閉ループ＋２の動作はノラズマインピーダ
ンスを制御し。

オペレータが選択し又はプログラムされたプラズマ電圧
に変化がないと仮定して、プラズマ電流の変化によって
のみグラズマ電力の変化が生じ得るということを指令す
る。もしプラズマ電圧がプラズマ電流の変化に応答して
変化するようであれば。

ＰＩＤＩＤ−ノナ２はプラズマ電圧を制御しそしてグラ
ズマインピーダンスを一定に維持するよう調節する。こ
うしてＰＩＤルーｆΦ３により発生された間接信号はプ
ラズマ電力を増大、減少させ或いは変化させないで、プ
ラズマ電流のみヲオペレータの設定値又はノログラム値
へと変化させる。

実際のプラズマ電流値は変流器変換器により測定され、
リード４６によシ入出力部５５へともどされ、そこでそ
のアナログ信号はマルチビットデイノタルフオームへと
変換され、ＣＰＵ５７へと送られる。そしてその値は指
定されたメモリー領域に記憶される。

付着速度、材料分布及びターグツト寿命に応じたマグネ
トロンス・ぐツタリング過程の所望の動作に従ったオ〈
レータの選択又はプログラミングによって、（１）所望
の動作圧力、（２）所望の動作電圧及び所望の動作電流
の３つの値が最初にＣＰＵ５７へと供給されるというこ
とが理解されるであろう。

３つのＰＩＴ）ループは、実際の動作を予めゾログラム
され又は選択された値へと制御する。第３図に示す実施
例においては、装置の初期化後に３つのＰＩＤルーツが
１つずつ順次的に実行される。

初期化動作１０１において、ＣＰＵ５７が新しい入力値
又はゾログラムされた所望の値をチェックする。これら
の動作は非常に速い速度で実行され。

−秒間に数回もなされ、あたかも全部のＰＩＩ）ループ
が連続的に動作されるかのどとくの効果をもたらす。こ
の順次的動作は、そのために選ばれたＣＰＵ装置の結果
として生じるものである。もし望まれるならばＰＩＤル
ープは同時的に目、っ連続的に動作されることが可能で
あることは、尚業者には明らかであろう。

図面に従って製作された実際の装置においては。

制御値と予め選択した値との差は、＋バーセント以下で
ある。所望の値が変化されたときには、測定値がその新
しい所望値に一致するのに要する時間はその変化量の関
数である。実施例の装置においては、そのような一致の
だめの時間は２秒以下である。

初期化動作１０１から第３のＰＩＤルーｆ１１３の完了
までの全サイクルを、１つの走査と呼ぶことにする。走
査の終りにおいて、ＣＰＵ５７は動作１０１へともどり
、新しく選択され又はゾログラムされた値をチェックす
る。そして走査が正常に反復される。予め選択され又は
ゾログラムされた所望の値及び実際に測定された値の各
々は、ＣＰＵ５７のメモリー内においてただ１つのアド
レス又は位置を有する。記憶された各々の値はメモリー
からアクセスされ、使用するコン！？ユータと互換性の
ある装置の上に表示される。それぞれの値をＣＲＴスク
リーン、アナログメータ、ディジタル表示装置の上に表
示することができ、斗っ／或いは互換性あるプリンター
によってノリントすることもできる。ＣＲＴディスプレ
イが特に有用である。々ぜならばディスプレイフォーマ
ットをグロダラムして、スクリーン上に予め選歌した値
と実際の値とを並べて表示することができるからである
。それによ多制御された過程の動作がほぼ実時間で見て
取ることができる。

初期化動作１０１に伴う各動作を第４図に図示する。初
期化動作１０１を除いた第３図のフローダイアダラムに
図示された各動作は、付着仮定において、プラズマ圧力
、プラズマ電圧及びプラズマ電流の所望値で或いはそれ
に近い値で装置が動作することを保障する。例えば基板
輸送システムに伴う陰極ス・ぐツタリング動作の自動制
御の場合にも付着装置を有用にするだめの追加的な制御
が要求されることがある。これは、異なる材料の基板を
パッチ方式で、連続的な方式で、順次的に。

或いは１つずつ被覆するような場合において、付着の制
御を順次的に行うことである。例えばある時点において
は、付着チェンバ内でノラズマ７５Ｅ生成されなければ
ならない。次に付着過程が実行されているときに付着・
ぐラメータが精密に制御されなければならない。付着過
程が完了した後に成る時点において、電源が切れなけれ
ば々らない。このことは、基板の輸送のタイプにかかわ
らず要求されることである。

パッチタイプ処理の真空付着装置においては。

多数の基板が同時に被覆されるために単一のパッチにお
いて導入され、基板のパッチが処理チェンバへとロード
され目、つチェンバが動作状態へと速やかに移行した後
に、プラズマが生成されなければならない。このことは
排気及び脱がスなどのような他の機能が実行された後に
生ずる。処理が完了したときにはプラズマが消滅されな
ければならず、その後チェンバが通気され基板は取除か
れる。

連続的タイプの装置の場合には、処理サイクルは非常に
長くすることができる。なぜならばプラズマに重大な影
響を与えることがない方法で基板が高真空チェンバーへ
と導入されるからである。

基板が図示のマグネトロンのような複数の付着装置を連
続的に通過し、プラズマに重大な影響を与えることがな
い方法でチェンバを出る。しかしながら、定期浄化のた
め、基板輸送及び処理装置に含まれる数種の機構のメイ
ンテナンスのために。

及び侵食されたターグツト材料の交換のために。

プラズマ付着過程は影響を被ることになる。

順次的な１つずつの処理装置においては、基板は順次的
に且つ個々的に処理ステーションへと運ばれ、プラズマ
の生成、制御及び消滅に対する要求が非常に重要となる
。個々の付着過程は、他の付着過程とほとんどそっくり
であるべきである。

もし他の順次的な付着から成る１つの付着動作が完全に
分離することが望まれる場合には、各付着過程ごとに作
業ガス圧力及びその他の付着・母うメータが再設定され
るべきである。

そのような装置におけるプラズマの生成、制御及び消滅
に対する要求に加えて、処理過程をモニターしてターグ
ツト材料の残余寿命又は侵食状態（７７） を調べることが非常に有用である。マグネトロンスフ４
ツタリング装置からの材料の分布外形は、ターグツト材
料の侵食状況によシ非常に強い影響を受ける。本発明の
一目的は、プラズマ・！ラメータの正確な制御によジタ
ーグツトの寿命を通じて材料の分布を制御するための方
法及び装置を提供することである。このためにターグツ
ト材料の侵食を実質的に制御する。この目的を達成する
ために。

ターグツト材料の侵食状態の実時間情報に基づいて、圧
力、電圧及び電流などのプラズマ・ぐラメータの変化を
グロダラムすることが必要である。従って初期化動作１
０１において、第４図に詳細に示すように、全ての動作
中の様々な時点においてターガツト材料の侵食状態が効
果的に測定される。

そのような侵食状態の情報が、先立つ実験に基づいて予
めグロダラムされた経験的情報とともに用いられ、ｆラ
ズマノ−Ｐラメータを標準化して所望の効果をもたらす
ことができる。

プラズマ動作・やラメータの閉ループ制御を第３図のフ
ローダイアダラムに図示する。この閉ルー（７８） ノ制御においては、入出力部５５と種々の変換器と処理
のだめの作動器との間の一時的な実時間アナログ信号伝
達に、マルチビットディジタル方式のＣＰＵ５７と連通
するだめの入出力部５５におけるマルチ♂ットデイゾタ
ル情報フォーマットへの変換及びそれからの変換が伴わ
れている。例えば離散的制御をもたらす他の型の入出力
装置を用いることもできる。離散的制御の場合には、Ｃ
ＰＵによって単一ビットが制御される。例えばＣＰＵは
、装置への出力をスイッチオン或いはスイッチオンをす
る。装置に対する出力としては、ソレノイド、電気モー
ター、リレー、又は装置を初期化するだめの他の制御装
置の多くを動作させるだめの電圧レベル及び電力レベル
がある。それにより装置は、所望の方式及び順序に従っ
て離散的な機能を果すことになる。装置制御のためのそ
のような離散的出力は９時間を参照して或いは検知した
装置状態を参照してプログラムすることができる。

装置状態が離散的入力により検知されて、それによりス
イッチ、近接センザ、設定値リレーコンタクト及び他の
装置からの電気信号が、入出力部５５においてＣＰ　Ｈ
により使用される電圧レベルの単一ヒツト情報へと変換
され、そしてオンバリュー（ｏｎ　ｖａｌｕｅ　）又は
オフパリｊ−（ｏｆｆ　ｖａｌｕｅ　）で単一ビット離
散的情報としてＣＰＵメモリー内に記憶される。離散的
入力及び論理プログラミングの配列を用いることによっ
て、装置状態が該装置をして計画された順次的周期的方
法で指定された数種の仕事を実行せしめる。そのような
離散的順次制御は当業界において周知であり２本発明に
おいてそのような離散的順次制御が用いられる場合には
、ＣＰＵは周期的装置動作の順序を制御するためのマイ
クロノロセッサ、プログラム可能なコントローラ又はコ
ンピュータとなる。

上記のような周期的制御が本発明において用いられる場
合には、それがＣＰＵ５７及び入出力部５５によって達
成され９周期的な数種の事象が引起こされる。事象の例
としては例えば、７°ラズマ電源３７のオン及びオフ、
・クルゾの開閉、基板の位置づけ及び移動などがある。

そのような離散的制御のための動作のフローダイアダラ
ム及びモードは本発明の独自の特徴ではないので１図に
は示していない。しかしながらこれらの動作は、初期化
過程ＩＱＩの説明及び第４図の説明においてときおり言
及している。

第４図の初期化動作中の第一段階１１４は、第１図の装
置により実行されている工程の状態を決定することであ
る。すなわち、（ａ）工程が実行されているか？、（ｂ
）もし工程が実行されているならば停止する準備ができ
ているか？、ｒｅ）もし工程が実行されていない場合に
は開始する準備ができているか？、である。この情報は
ＣＰＵ５７内の離散的装置状態配列に記憶され、ＣＰＵ
のプログラムされた離散的動作順序によって決定される
。もし第１図の装置により実行される段階がプログラム
化された動作サイクル中の成る時点（被覆工程が動作状
態になくプラズマが消滅している時点）に成るならば、
プログラムは動作１１４から動作１２７へと進行し、標
準化段階が実行されるべきであるかどうかを決定する。

も）−標準化段階が実行され（８１） るべきでないと動作１２７が決定したならば、プログラ
ム段階は動作１１４へともどる。動作１１４がプラズマ
が生成され汀つ工程が続行していることを決定する々ら
ば、ノログラムは第３図の動作１０２へと進行し、ｆラ
ズマ制御を続行し選択値又はプログラム値にする。もし
動作１１４が装置状態がオフ状態にありしかもプラズマ
がス・母ツタリング開始のために生成される準備ができ
ていることを決定する場合には、プログラムは動作１１
６へと進行する。

ターゲット付近においてプラズマを生成するためには、
ス・母ツタリング工程中に要求されるものとは異なる状
態がプラズマに要求される。しばしばプラズマはス・ぐ
ツタリングのために望ましい作業ガス圧力においては生
成しない。しかしス・やツタリングプラズマ圧力におい
てプラズマを保持することができる。更に周囲磁場強度
が非常に低い値の場合にはプラズマが生成しないという
ことも事実である。しかしいったんプラズマが生成する
と、基板を被覆するのに望ましいような非常に低（８２
） い磁場強度においてもプラズマが保持されることとなる
。ゆえに信頼性ある生成をもたらすためには、生成圧力
及び／又は生成磁場強度として特別の！ラグ２ム値をも
たらすことが必要となる。これらの値は経験的に知られ
ており、プログラムされて、ＣＰＵ５７中の指定した領
域のメモリー内に記憶される。

動作１１６において、ＣＰＵ５７のメモリーから所望の
生成圧力が読込まれる。動作１１７において、第３図の
ＰＩＤルー！＋１がアクセスされて滑らかな遷移をもた
らし、それによシ作業ガス圧力が所望レベルへとすみや
かにかつ確実に確立される。次に動作１１８において、
実際の圧力値が。

所望の生成圧力値と比較される。所望値と圧力値とが異
なる限シにおいて、プログラムは動作１１７へと再びも
どることになる。実際の圧力値が所望の生成圧力値と等
しいときには、プログラムは動作１１９へと進み、その
間に周囲磁場２５又はコイル２１の電流のための所望の
生成値が読み込まれ、コイル電流強度が制御される。

１１９において、コイル２１へと印加される電流を制御
するためには３つの異なる方法がある。

第１の方法としては、ＰＩＤ閉ループが周囲磁場２５の
ための所望値を読込むようにプログラムされ、その値と
ホールグレート４９にょシ測定され入出力部へと供給さ
れた実際の磁場の値とを比較する。ＣＰＵ５７のＰＩＤ
コントローラは、ｆレート４９によシ測定された磁場を
指示するディジタル信号に応答して、リード６２上のア
ナログ信号を増加或いは減少させるために用いられる誤
差信号を発生する。それにより直流電源２５及びコイル
２１の電流が制御され、従って磁束及び周囲磁場が制御
される。プレート４９により測定された磁場の値と所望
の磁場の値とが一致するまで、コイル２１の電流が変化
される。第２の方法としては、ＰＩＤループが、リード
４４上の信号にょ９指示された実際のコイル電流とコイ
ル２１のだめの所望の電流値とを比較するようにプログ
ラムされ、ＰＩＤループは制御信号をもたらす。その制
御信号バリードロ２へと印加され、コイル電流の所望値
と測定値とが一致するまで変化される。第３の方法とし
ては、実際上十分に用いることが解ったことだが、ＰＩ
Ｄルーゾの必要性を除去することである。コイル２１の
電流のための所望の値が、リード６２のための固定値信
号としてプログラムされる。ターグツト侵食の状態にか
かわらず生成のための固定コイル電流が確立される。こ
の第３の方法はもつとも簡単であるので、磁場強度が処
理のために望まれる値よシも高くすることが望まれるべ
きであるときには、とくに好ましい。

このようにして作業がスのための単一の圧力値及び周囲
磁場２５の単一の値をもたらすために動作１１７，１１
８及び１１９が用いられ、プラズマ生成のための状態が
もたらされる。

プラズマ生成は比較的高いガス圧力においてはより容易
に達成される。しかしながら、特定の装置設計のもとで
は作業ガス圧力には実際上上限がある。真空Ｉンゾ４１
の容量、排気オリスイスの寸法、及びガス供給サーがパ
ルプ３２の容量が。

作業ガス圧力の上限を設定する。プラズマ生成の目的の
ためには周囲磁場２５の強度が重要であり高い周囲磁場
のもとではプラズマ生成は容易に起る。なぜ々らは大き
な磁場はよシ効率的な電子捕獲をもたらすからである。

高い圧力又は高い磁場強度のいずれの方法を用いてもプ
ラズマ生成には適当である。ある場合にはこれらの両方
が用いられることもある。

プラズマ生成のために必要なプラズマ圧力及び／又は磁
場強度が確立された後に、７°ログラムは動作１２０へ
と進む。動作１２０において、ｆラズマ電源３７の有効
開放回路電圧が陽極１６とターｙット陰極１５との間に
印加される。プラズマ電源３７の有効開放回路電圧は電
源が供給し得る最大電圧であるので、ターグツ陰極１５
から処理体積１３へと最大の電子流が流れる。放出され
た電子は、ターゲット陰極付近の交差電磁界により。

陰極ターゲット１５の表面付近に捕捉され螺旋路を急速
に運動する。通常はアルデンである作業がスの存在化で
のこのエネルギー性電子流は、がス中のアルコ９ン原子
のイオン化をもたらし、それによ少正に荷電されたアル
ゴンイオンが形成される。

それによシプラズマ放電を指示するだめの電子が得られ
る。プラズマ放電が生成されるまでは、プラズマインピ
ーダンスに関する動作電圧、動作電流及びその他の操作
のための所望の値は何の意義も有しない。なぜならばプ
ラズマが陽極１６と陰極１５との間に電気回路を完成す
るからである。

プラズマが形成され且つ安定になるときにのみ。

安定なゾラズマ電流、電圧及びインピーダンスが存在す
る。

プラズマ生成に必要なプラズマ圧力及び磁場強度の値と
ともに開放回路電圧がプラズマ電源３７から陽極１６と
ターガツト陰極１５とにわたって印加された後に、動作
１２１がプラズマ生成を検知する。プラズマ生成を検知
するために、ｆラズマ電源３７の出力電圧及び電流がモ
ニターされる。

電源３７の出力電圧を指示するアナログ信号がリード４
５上の参照直流アナログ信号によシ供給され、マルチプ
レクサ５５へと送られ、そとで変換されてＣＰＵ５７の
メモリーへと供給される。出力電流を指示するアナログ
信号がリード４６を介して入出力部５５へと供給され、
同様に処理されてＣＰＵ５７のメモリーへと供給される
。動作１２１において、電源３７の電゛流及び電圧出力
の測定値を示すＣＰＵ５７のメモリー内の値がモニター
される。プラズマ生成が生ずる前にモニターされる値は
、プラズマ電源３７の開放回路電圧、及びきわめて小さ
い又は零である電流である。プラズマが生成されると、
電源３７の開放電圧は新しい値へと下シ、開放回路電圧
よシも十分低くなる。電源３７の実際の出力電圧は、生
成されたプラズマの動作インピーダンスの関数である。

更にプラズマが生成されたときのプラズマ電流の指示値
は、零から生成プラズマのインピーダンスに依存する値
へと上昇する。プラズマ電源３７の出力電圧及び電流の
変化によって、コンピュータゾロダラムは動作１２２か
ら第３図の動作１０２へと移る。そこでノラズマ圧力、
プラズマ電圧及びプラズマ電流のだめの新しい値がＰＩ
Ｄループ≠１．＋２及びす３の動作によシ確立され、こ
れらの新しい値はスフ４ツタリングのための所望の値と
なる。

プラズマ生成が検知されると、プログラムは更にタイミ
ング動作１２３へと進む。動作１２３において、ＣＰＵ
５７内部のクロックがアクセスされ。

プラズマ生成からの経過した時間がＣＰＵ５７内の指定
メモリーアドレスに記憶される。この経過時間は、別の
メモリーアドレスに記憶されていたスフ４’ツタリング
続行に要求される予めプログラムされた時間と比較され
る。この特色は、パッチ処理装置又は基板が１つずつ維
持され処理される順次的装置についても用いることがで
きる。制御された基板の連続的な流れが処理ステーショ
ンを通過するような装置に対しては、上記特色はかなら
ずしも必要ではない。この最後の場合には、オ（レータ
入力が処理中止を指令す石まではプラズマの生成が存続
するようにプログラムされる。このタイミング動作は主
として周期的装置の離散的順次的動作の一部であり１本
発明に特有のプラズマ処理制御の一部をなすものではな
い。しかしながら。

本発明の開示するところによる！ラズマノやラメータ、
ゆえに付着ｉ？ラメータの正確な制御は、有用なス・母
ツタリング継続タイミングをもたらし、パッチ処理又は
１つずつの基板処理のいずれの処理に対しても材料の厚
みを制御するための正確な方法をもたらす。

処理のだめの所望のス・母ツタリング経過時間が経過し
たときに、ｆログラムは動作１２４へと進む。動作１２
４において、プラズマ電源３７が消されてプラズマが消
滅する。動作１１４においてなんらかの理由でス・ぐツ
タリングが停止すべきであることが指示される場合には
、動作１１４の直後に動作１２４が実行される。動作１
２４中にプラズマが消滅した後に、ｆログラムは動作１
１４へともどる。離散的な装置の制御が継続する間装置
の所望の順序がもたらされ、動作１１４中における模範
的な実行段階は処理された基板を処理位置から取除き且
つ別の未処理の基板をそのかわりに挿入することである
。処理が再び開始すべきであることを離散的装置制御が
指示したときには。

プログラムは動作１１６へと進み、上述のようなプラズ
マ生成の工程が開始される。

動作１２１においてプラズマ生成が検知され且つタイミ
ング動作１２３が開始した後に、数値的順序動作１２５
がトリが−され、使用経過キロワット時によりターグツ
ト寿命が計算される。動作１２５において、プラズマ電
圧、プラズマ電流及びターグットが用いられた経過時間
が、互いに乗算されそして累積される。動作１２５は、
ターデッド陰極１５の完全な侵食を防止するだめのダブ
ルチェックとして、ターグツト使用の近似値をもたらす
。動作１２５において、−分間に一回などのような都合
よい時間間隔で、実際のプラズマ電圧及び実際のプラズ
マ電流がＣＰＵ５７メモリーから読出される。これらの
値は秒ごとに何回も最新のものにされ、実際の電流値と
電圧値とが互いに乗算され、その結果に時間間隔が乗算
され、積が得られる。その積には、ターガツト陰極の経
過キロワット時を記録するためのＣＰＵメモリー位置に
記憶され、ていた従前の積が加算される。

成る材料でできた成る厚みをもつターガツト陰極１５が
どの程度まで使用可能であるかは、経験的に知られてい
る。使用可能限度というのはターグットをそれ以上用い
ると損傷を与えるような場合でありそのときのターガツ
ト陰極を交換しなければならない時点までに材料が侵食
されるキロワット時の数で表す。この寿命最後の経験的
な値は。

ＣＰＵメモリー５７内で予めゾログラムされる。

キロワット時の増分が従前の蓄積寿命指数に加算される
たびに、ターガツト陰極の蓄積寿命が予めプログラムさ
れた値と比較される。蓄積寿命が予めゾログラムされた
安全値に等しくなったときに。

ターガツト陰極が寿命最後に近くなシ交換されるべきで
あることをオペレータに警告する信号がＦＩＪ　＆−さ
れる。この特色は、計画生産時間に影響を与えることな
くオペレータが装置サービス時間を計画することを助け
る。マグネトロン装置に新しいターガツト陰極が設置さ
れたとき釦は、第４レータはＣＰＵ５７の蓄積寿命のた
めの適切なメモリ一部分を捜しそこを零にリセットする
。それによシ新しいターガツト陰極のための計算が可能
となる。これが動作１２６である。

上述のような蓄積キロワット時の技術は当業界において
以前から知られている。全てのターガツト陰極材料の寿
命の最後を知らせるためにただ１つのもつとも適切な技
術があるというわけではない。ターガツト陰極１５が透
磁性材料でできている場合には２本発明は付着動作を標
準化するためのより適切な方法を含み、ターガツト陰極
１５の寿命を通じた侵食による変化を計算することがで
きる。

動作１１４においてスＡツタリングを実行しないことを
決定する場合には、ゾログラムは動作１２７へと進み、
そこで処理が標準化されるべきであるかどうかを決定す
る。動作１２７の決定のための規準は以下のとおりであ
る。（１）直前に標準化されてからのス・ぐツタリング
経過時間、（２）そのような最後の標準化以来のキロワ
ット時で表わした寿命の増加分及び（３）標準化の必要
性を指示する測定値に基づくオペレータの決定である。

磁性ターグツト上に標準化が実行されるべきであるとい
うことをＣＰＵ５７によりいったん決定されると。

プログラムは動作１２８へと進む。動作１２８において
、磁性ターグットが磁気的に十分安定する温度にまで磁
性ターガツト陰極１５を冷却するために十分な時間の間
、ス・ぐツタリングは停止される。磁性ターガツト陰極
１５のこの冷却を必要とする理由は、磁性材料が異なる
温度において異なる磁気特性を示すという傾向があるか
らである。

マグネトロン装置１７内の冷却水通過（図示せず）を用
いて陰極を十分その冷却水と平衡にある温度にまで冷却
するために要求される時間は、非常に短く、数秒の程度
である。

冷却時間が経過した後に、ゾログラムは動作１２９へと
進む。動作１２９において、ＣＰＵ５７により得られた
予めゾログラムされた信号が入出力部５５へと供給され
、コイル電源２５を起動させる信号をリード６２上に発
生させ、それによシミ源２５は予め決定された電流を電
磁石コイル２１へと供給する。予め決定されたコイル電
流によって、外方Ｉ−ル円筒体２３．ポールディスク２
４゜内方ポール円筒体２２及びターゲット陰極１５によ
り形成された閉磁気路内に成る起磁力が生成される。タ
ーゲット陰極１５を除いた閉磁気路部分は、侵食される
ことはなく或いは使用中に変化することも々い。ターゲ
ット陰極１５を除いて閉磁気路の全ての点における断面
積及びそのリラクタンスが一定に保たれる。しかしなが
らターゲット陰極１５の断面積は使用及びその侵食とと
もに段階的に減少され、磁気路のりラフタンスを増加さ
せる。

全ての透磁性材料は磁束を結合するための有限の容量を
もっている。この容量（一般に磁気飽和と呼ばれる）は
、Ｂ＝Φ／Ａとして単位面積あたりの最大限の磁束で表
現することができる。ここにＢは磁束密度であり、Φは
回路の全磁束であわ。

且つＡは磁気路の成る点における断面積である。

透磁性ターガツト表面を本発明に用いる場合には。

ターゲット陰極１５内の成る点における磁束密度が上限
すなわち飽和点に達するのに十分な程度の電流をコイル
２１に供給することにより、磁気回路に起磁力が供給さ
れ周囲磁場２５が確立される。

コイル電流がその値のときに、すなわちターゲット１５
の飽和が起る起磁力のときに、？−ル円筒体２３に向う
ターガツト表面１５の部分がＩ−ル円筒体２３の延長部
とみなし得る。内方ポール円筒体２２に向う陰極１５０
部分はポール円筒体２２の延長部となる。逆極性のこれ
ら両磁極は、ターガツト表面の飽和点の両側において互
いに非常に近接している。ターゲット１５内のこれらの
逆極性への磁気ポールは２周囲磁場を確立する。ターピ
ット表面から発したこの周囲磁場は、ターゲット表面に
近接している。ターゲット材料の飽和を起す値以上の追
加的なコイル電流を印加しても。

飽和点におけるターゲット材料自身に追加的な磁束が生
ずるということは・ない。結果としてターゲット内の両
側における両磁極の強度が増大し、それにより周囲磁場
の強度が増大する。周囲磁場は。

ターゲット陰極１５の上方及び下方の両側に生ずる。コ
イル２１の電流を変化させて周囲磁場強度を変化させる
ことにより動作プラズマインピーダンスが制御され、そ
のためコイル電流は常に飽和に要求される値よりも上方
にされる。

磁性ターゲット１５の侵食を測定するために。

コイル２１のだめの固定電流は、未侵食ターｒット陰極
を飽和させるのに要する値よりも大きな値を有している
。未侵食ターｒットに伴うこのコイル電流の場合に２周
囲磁場強度はホールグレート４９により測定される。磁
性ターゲット１５が侵食されそして飽和点における断面
積が減少するにつれ、全磁束の小さな値においても飽和
が生ずるようになる。そのためコイル２１の電流変化が
全くない場合でも、未侵食ターｒットの飽和点の両側に
存在する起磁力よシも、侵食されたターゲット１５の飽
和点の両側にあられれる磁気回路起磁力の方が大きくな
る。このとき侵食されたターゲットは空気ギヤツノとし
て効率的に機能する。こうして侵食前のターゲットよシ
も侵食後のターゲットのギャップの間には、より強度な
周囲磁場が存在することとなる。磁気ターゲットの侵食
に伴う周囲磁場強度の増大の効果によシ、ターｒット侵
食に伴いプラズマの値を標準化することがきわめて重大
となる。予め決定された固定コイル電流の場合の周囲磁
場強度の測定値は、最大侵食点である飽和点における磁
性ターガツト材料の厚みを直接に示すことになる。

動作１２９の間に印加された電流を標準化すると、ゾロ
グラムは動作１３０へと進む。動作１３０において、ホ
ールプレート４９によりクー１５０上にあられれる磁場
強度を指示する信号が入出力部５５によりＣＰＵ５７に
接続される。そしてそれがターゲットの厚さとして予め
決定したメモリーアドレスに記憶される。実際のターゲ
ットの厚さが、予め決定したコイル電流に伴う周囲磁場
に関係する。この関係は、ＣＰＵ５７のメモリー内に予
めプログラムされた探索テーブル中に記憶されている経
験的な値の集合によりあられされる。磁気ターゲット材
料の実際の侵食状況のためのチェックが周期的にかなり
ひんばんに行われる。周期的なチェックが過剰な侵食を
指示したときには。

ＣＰＵ５７はアぜ一ト信号又は待期信号をトリが−し、
装置の損傷又はおこシ得るハザードを防止する。ハザー
ドは、完全に侵食されたターゲット１５をその一！ま引
続いて動作させたときにおこり得る。

動作１３０において磁性ターゲット陰極１５の侵食状況
を周期的に測定することによｐ、ＰＩＤルーシナ１．＋
２及び４Ｐ３の制御付着ノクラメータのために導入され
るべき動作圧力、プラズマ電圧及びプラズマ電流（動作
１３１の間）を更新することが可能となる。経験的な知
識により２周囲磁場の侵食補正値のテーブルが予めプロ
グラムされＣＰＵ５７のメモリーへと記憶される。侵食
状況の測定がなされるたびに、とのチーゾルとの比較が
なされる。ある時点において、ターガツト侵食を参照し
て、所望の動作プラズマ・やラメータ値のためにテーブ
ルからの新しい値が自動的にメモリーアドレスへと導入
される。それにより自動的に比較がなされ、所望の仕様
の範囲内で付着速度及び材料分布外形がもたらされる。

プログラムは次に。

処理制御内の初期化手順である動作１１４へともどる。

第３図及び第４図の処理制御のだめのフローダイアダラ
ムには詳細に示していないけれども、非磁性ターゲット
陰極材料の侵食状況の測定及び標準化のための同様な手
順を用いることも可能である。

非磁性ターゲット材料の場合には、４−ル構造の延長と
してのターガツト侵食からは周囲磁場２６は発生せず、
ターゲット陰極１５に隣接するポール構造体２２及び２
３の端部から周囲磁場が発生する。非磁性ターゲットの
場合には、この周囲磁場はターゲット温度に伴って劇的
に変化するということはなく、又ターゲット侵食に伴い
周囲磁場が周囲磁場の強度及び位置が変化するというこ
ともない。しかしながら陰極表面に関しての周囲磁場の
位置及び強度はターゲット侵食に伴って変化する。なぜ
ならば陰極表面はそれが侵食されるにつれて、磁場によ
υ形成されたプラズマ閉込めに関してその位置を異なら
せるからである。非磁性ターゲットが侵食され且つコイ
ル２１の電流が変化しないまま維持される場合において
、プラズマインピーダンスはターゲット侵食の関数とし
て段階的に変化する。このインピーダンスの変化によっ
て、ターゲット侵食に伴い所望のプラズマ電圧入力が周
期的に標準化されるという場合を除いては、プラズマ電
圧は段階的に減少する。非磁性ターガツト侵食のための
標準化動作１２８〜１３１は、ｆラズマ生成とともに実
行される。なぜならばそのようなターゲットが侵食され
るにつれ周囲磁場は、プラズマインピーダンスによって
のみ影響を受けるからである。このことは、ｆラズマ生
成なしに実行される磁性ターゲットの標準化とは対照的
である。非磁性ターゲット材料の場合には。

（１）予めプログラムされた時間間隔、（２）蓄積され
たキロワット時又は（３）オ（レータの意志の関数とし
ての磁性材料の場合において上述したような標準化が開
始される。

予めプログラムされた標準化圧力においてプラズマが生
成される場合には、非磁性ターゲットの侵食をモニター
するだめの２つの追加的な方法が考えられる。第１の泊
加的な方法においては、標（１０１） 準的電流がコイル２１へと供給され、且つ予めプログラ
ムされたプラズマ電流におけるプラズマ電圧の値が侵食
状況を指示するものとしてモニターされる。標準的なプ
ラズマ圧力、コイル電流及びプラズマ電流の場合には、
モニターされたゾラズマＳｔ圧の値はプラズマインピー
ダンス、ゆえにターガツト侵食の直接的な指示値となる
ことが知られている。変形的には、非磁性ターデッドの
侵食は、標準的なプラズマ電圧、標準的なプラズマ圧力
及び標準的なプラズマ電流をもたらすことにより決定す
ることもできる。この・状態を確立するために要求され
るコイル２１の電流が測定されて。

ターゲットの侵食を指示する。いずれの場合においても
、この結果の値と、プラズマ電圧又はコイル電流（標準
化状態のだめの）を侵食に関係づける経験的データから
成るテーブル内の値とが比較される。比較の結果所望の
圧力、プラズマ電圧及びプラズマ電流のための新しい値
がもたらされ。

確立された装置仕様の範囲内でＰＩＤループ＋１゜＋２
及び＋３によシ付着速度及び材料分布外形の（１０２） 制御がもたらされる。

図示した本発明の実施例は、はぼ円形で、環状であり、
且つ同心的な陰極組立体１７を有している。そしてプラ
ズマの集中及び増大のために必要とされる磁場を供給す
るための巻線コイルによる電磁石を用いている。しかし
々から本発明の開示したところは他の形状の陰極組立体
にも等しく応用可能であり２例えばしばしば長方形形状
を有する平坦マグネトロンにも応用可能である。更に本
発明は、複数のターグット又は単一のターグットの上に
複数のプラズマリング又はゾラズマ路を確立して制御す
るだめの原理を用いた陰極組立体にも応用可能である。

追加的には、永久磁石とともに直流電源又は交流電源に
よる可変の電磁石を用いることもできる。この場合には
全磁束は、永久磁束と可変電磁石との結合から得られた
磁束を有し２周囲磁場の強度の変動は限られたものとな
る。

加えて磁場強度を変化させる他の手段を用いることもで
きる。例えば永久磁石の位置を機械的に制御する手段又
は回帰磁気路内のギャップを制御するための手段などで
ある。

これまで本発明の特定の実施例についてのみ図示して説
明をしてきたが本発明の真の範囲を外れることなしに実
施例に対して多くの変形を成し得ることは明白である。

本発明の実施例を単一のチェンバ内の単一のマグネトロ
ン装置を参照して説明してきた。単一の基板を計画的順
序で複数の真空付着装置で付着する場合にも本発明を適
用し得ることは、画業者に明白であろう、、プラズマ及
び付着・平うメータの正確々制御並びに本発明に従った
周期的方法でそのような順序工程を反復する可能性を通
して、そのような順序工程が実現可能かつ経済的となる
。そのような順序工程を互いに全く分離することが望ま
れる場合にも本発明を適用することができる。

その場合に、成る工程では直流マグネトロン付着。

他の工程では反応性付着、そして他の工程では誘電材料
の無線周波付着というように互いに互換性のない順序的
ス・母ツタリング動作を実行することも可能である。ま
た本発明とともに、一連の順序的工程内において、・位
置付け、洗浄、脱ガス、エツチング又はその他の過程を
実行することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は２本発明の方法を実行するだめの改良したマグ
ネトロンス・母ツタ・コーティング付着装置及びその制
御装置の！四ツ２図である。 第２図は９本発明が解決すべき非一様分布・母ターンを
示している。 第３図は２本発明によりもたらされる制御のフローダイ
アダラムである。 第４図は、第３図に含まれる初期化動作のフローダイア
ダラムである。 〔主要符号の説明〕 １１・・・マグネトロンス・やツタリング装置１２・・
・真空チェンバ １３・・・スフ４ツタ・コーティング処理体積１４・・
・基板 １５・・・ターグツト陰極 １６・・・外部ハウジング （１０５） １７・・・陰極組立体 １８・・・誘電リング １９・・・非磁性リング又はディスク ２１・・・電磁コイル又は巻線 ２２・・・内方環状ポールピース ２３・・・外方環状ポールピース ２４・・・下方ポールピース ２５・・・直流電源 ２６・・・周囲磁場 ３１・・・不活性が電源 ３２・・・サーブパルプ又はオリフィス３３・・・導管 ３４・・・流量計 ３５・・・リード ３７・・・プラズマ電源 ３８・・・電気力線 ３９・・・端子 ４１・・・高真空ポンプ ４２・・・導管 ４４．４５．４６・・・リーＰ （１０６） ４７・・・真空ｒ−ノ ４８・・・導管 ４９・・・ホールゾレート ５０．５２・・・リード ５５・・・データ処理入出力部 ５６・・・コンピュータ制御装置又はデータノロセッサ
５７・・・制御処理ユニツ）　（ＣＰＵ）５８・・・マ
ルチリードパス ６１．６２．６３・−・リード ６４・・・初期の付着を示す曲線 ６５・・・最終の付着を示す曲線 ６６・・・中心線 ６７・・・水平軸 ７１・・・平坦放出表面 ７２・・・凹表面 ７３・・・底表面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ターゲット陰極： 陽極及びプラズマ； ターゲットの放出表面に近接した磁力線を有する磁場に
   よってターゲットの放出表面近傍に閉込められる傾向の
   あるプラズマのためのイオン化用電子：並びに 前記閉込め磁場が陽極・陰極間に延在する電気力線に直
   角であるとと； を含むス・ぐツタ・コーティング付着装置を制御する方
   法であって： 変化するプラズマパラメータに応じて磁場強度を制御す
   ることによりプラズマの電気インピーダンスを制御する
   ことから成る制御方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された制御方法であっ
   て： 前記ターゲットが磁性材料であり； 前記磁場強度が、前記磁性材料を飽和させかつ前記放出
   表面の近傍に閉込め磁場としての周囲磁場を確立するの
   に十分なはど強い；ところの方法。 ３、特許請求の範囲第１項に記載きれた制御方法であっ
   て： 前記・母うメータがプラズマ電力の関数である；ところ
   の方法。 ４、特許請求の範囲第１項に記載された制御方法であっ
   て： 前記・ぐラメータがプラズマ電力の関数であり。 従ってプラズマ電流及びプラズマ電圧の関数であり； 前記プラズマ電力の関数の１つをその所望値と比較して
   該１つの関数を制御し、その制御された１つのプラズマ
   ）？ラメータの値をその所望値と比較して磁場強度を制
   御する段階：から成る方法。 ５、特許請求の範囲第１項に記載された制御方法であっ
   て： 前記ノぐラメータがプラズマ電力の関数であり。 従ってプラズマ電流及びプラズマ電圧の関数であり： 前記プラズマ電力の関数の１つをその所望値と比較して
   、実際のプラズマ電力とその所望値との偏差を示す値を
   有する第１の誤差信号をもたらす段階： 該第１の誤差信号の値に応答して前記１つのプラズマ電
   力関数の値を制御する段階；前記の制御された１つのプ
   ラズマ・やラメータの値をその所望値と比較して、前記
   の制御された１つのプラズマ・母うメータの実際値とそ
   の所望値との偏差を示す値を有する第２の誤差信号をも
   たらす段階：並びに 該第２の誤差信号の値に応答して前記磁場強度を制御す
   る段階； から成る方法。 ６、　ターグツト陰極； 陽極及びプラズマ： ターゲットの放出表面に近接した磁力線を有する磁場に
   よってターケ゛ットの放出表面近傍に閉込められる傾向
   のあるプラズマのだめのイオン化用電子：並びに 前記閉込め磁場が陽極・陰極間に延在する電気力線に直
   角であるとと； を含むス・ぞツタ・コーティング付着装置を制御する装
   置であって： 前記プラズマの・にラメータをモニターするだめの手段
   ；並びに モニターした前記プラズマ・ゼラメータに応じて前記磁
   場の強度を制御するための手段；から成る装置。 ７、特許請求の範囲第６項に記載された制御装置であっ
   て： 前記モニタ一手段がプラズマ電力をモニターするための
   手段を含む； ところの装置。 ８、特許請求の範囲第６項に記載された制御装置であっ
   て： 前記モニタ一手段がグラズマ圧力をモニターするための
   手段を含む； ところの装置。 ９、特許請求の範囲第６項に記載された制御装置であっ
   て： 前記モニタ一手段がプラズマ電力及びプラズマ圧力の関
   数をモニターするための手段を含む；ところの装置。 １０、　特許請求の範囲第６項に記載された制御装置で
   あって： 前記モニタ一手段がプラズマ電圧、７°ラズマ電流及び
   グラズマ圧力をモニターするための手段を含む； ところの装置。 １１、特許請求の範囲第６項に記載された制御装置であ
   って： 前記モニタ一手段がプラズマ原子をイオン化する電子の
   ための磁場をモニターするだめの手段を含む； ところの装置。 １２、特許請求の範囲第６項に記載された制御装置（５
   ） であって： 前記モニタ一手段が、プラズマ電力の関数だけでなく、
   プラズマ原子をイオン化する電子のための磁場をもモニ
   ターするだめの手段を含む；ところの装置。 １３、特許請求の範囲第６項に記載された制御装置であ
   って： 前記モニタ一手段が、プラズマ電力及びグラズマ圧力の
   関数だけでなく、プラズマ原子をイオン化する電子のた
   めの磁場をもモニターするための手段を含む； ところの装置。 １４、特許請求の範囲第６項に記載された制御装置であ
   って： 前記モニタ一手段が、プラズマ電流及びプラズマ圧力だ
   けでなく、　７’ラズマ原子をイオン化する電子のため
   の磁場をもモニターするための手段を含む： ところの装置。 １５、特許請求の範囲第６項に記載された制御装置（６
   ） であって： 前記モニタ一手段が、プラズマ電流、プラズマ電圧及び
   プラズマ圧力だけでなく、プラズマ原子をイオン化する
   電子のための磁場をもモニターするための手段を含む： ところの装置。 １６、ターゲット陰極： 陽極及びプラズマ； ターゲットの放出表面に近接した磁力線を有する磁場に
   よってターゲットの放出表面近傍に閉込められる傾向の
   あるプラズマのためのイオン化用電子； 前記閉込め磁場が陽極・陰極間に延在する電気力線に直
   角であること； 前記放出表面から基板上へと付着する原子；前記ターゲ
   ットが付着中に侵食されるとと：並びに 前記ターゲットの侵食につれて変化する傾向のある。基
   板上の原子の分布・ぐターン；を含むスパッタ・コーテ
   ィング付着装置を制御する方法であって； 前記ターゲット侵食に伴い分布・母ターンが変化する傾
   向を実質的に克服するように、前記磁場を変化させるこ
   とにより前記ターゲット侵食につれて前記プラズマの電
   気インピーダンスを変化させることから成る制御方法。 １７、特許請求の範囲第１６項に記載された制御方法で
   あって： 電気インピーダンスを示す測定値と、ターデッドからス
   ・ぐツタされる材料の量の関数として変化するグロダラ
   ム値とに応答して、電気インピーダンスが変化される； ところの方法。 １８、％許請求の範囲第１６項に記載された制御方法で
   あって： 前記装置の成る・やラメータが標準化状態にあるときに
   ターゲット侵食の指示値をときおり得て、標準化状態に
   ある前記装置の応答を決定し。 その応答とそのための予め決定した値とを比較してター
   ゲット侵食を決定する段階； から成る方法。 １９、特許請求の範囲第１８項に記載された制御方法で
   あって： 決定されたターゲット侵食に応答して前記装置のだめの
   設定値を確立する段階； から成シ、前記設定値に応答してプラズマが制御される
   と、ターゲット侵食に伴う分布・母ターンの変化の傾向
   が実質的に克服されるように前記設定値が選ばれるとこ
   ろの、方法。 ２、特許請求の範囲第１８項に記載された制御方法であ
   って： 前記ターゲットが磁性体であシ； 前記ターゲットを飽和させるのに十分なように予め決定
   した磁場を標準化状態のターゲットに印加する段階：並
   びに 前記設定値を確立するために、前記の予め決定した磁場
   により生じたタービット付近の周囲磁場の振幅を検知す
   る段階： から成る方法。 ２、特許請求の範囲第２０項に記載された制御力（９） 法であって： 前記標準化状態がプラズマの生成なしに確立され；且つ 前記カソードが予め定められた安定化された温度にある
   ： ところの方法。 ２、特許請求の範囲第２０項に記載された制御方法であ
   って： 前記磁場を実質的に成る設定値になるように制御する段
   階； から成る方法。 ２、特許請求の範囲第１８項に記載された制御方法であ
   って： 前記ターゲットが非磁性体であり； 前記標準化状態が、プラズマの生成及びそこに存在する
   予め決定された圧力とともに確立され； 前記ターデッド侵食の指示値を決定するために、前記標
   準化状態が確立される際のプラズマの指示値を検知する
   段階： （１ｎｌ から成る方法。 ２、特許請求の範囲第２３項に記載された制御方法であ
   って： 前記磁場を実質的に前記設定値に維持されるように制御
   する段階； から成り、前記磁場のための制御の量が前記ターゲット
   侵食の指示値となる： ところの方法。 ２５、磁性ターゲット陰極； 陽極及びプラズマ； ターゲットの放出表面に近接した磁力線を有する磁場に
   よってターゲットの放出表面近傍に閉込められる傾向の
   あるプラズマのだめのイオン化用電子； 前記閉込め磁場が陽極・陰極間に延在する電気力線に直
   角であること；並びに 前記放出表面から基板上へと付着する原子；を含むスパ
   ッタ・コーティング付着装置を制御する方法であって： 前記ターゲットに磁場を印加する段階：から成り、前記
   磁場が、ターゲットの磁性材料を飽和させて前記放出表
   面近傍に周囲磁場を確立するのに十分な強度を有し、該
   周囲磁場が閉込め磁場となる。ところの方法。 ２、特許請求の範囲第２５項に記載された制御方法であ
   って： ！ラズマインーーダンスの指示値に応答して磁場を制御
   する段階： から成る方法。 ２、特許請求の範囲第２５項に記載された制御方法であ
   って： 前記ターゲットは動作中に温度が変化する傾向を有し； 前記周囲磁場の形状が短時間の間一定に々る傾向を有す
   るように前記磁場の強度を変化させる段階： から成る方法。 ２、特許請求の範囲第２７項に記載された制御方法であ
   って： 前記ターゲットは付着中に侵食され： 基板上の原子の分布・リーンが前記ターゲットの侵食に
   つれて変化する傾向を有し：前記ターゲット侵食に伴う
   前記分布・Ｐターンの変化の傾向を実質的に克服するよ
   うに前記周囲磁場形状が変化するように、前記磁場の強
   度を変化させる段階； から成る方法。 ２９、ターゲット陰極； 陽極及びプラズマ； ターゲットの放出表面に近接した磁力線を有する磁場に
   よってターゲットの放出表面近傍に閉込められる傾向の
   あるプラズマのだめのイオン化用電子； 前記閉込め磁場が陽極・陰極間に延在する電気力線に直
   角であること： 前記放出表面から基板上へと伺着する原子；前記ターゲ
   ットが付着中に侵食されること；並びに 前記ターケ゛ットの侵食につれて変化する傾向のある。 基板上の原子の分布・ぐターン；を含むス・ぐツタ・コ
   ーティング付着装置を制御する方法であって： 前記装置の成る・ぐラメータをときおり標準化する段階
   ； 前記装置が標準化状態にあるときの該装置の応答を決定
   する段階；並びに その応答とそのだめの予め決定された値とを比較してタ
   ーゲット侵食を決定する段階；から成る方法。 ３０、　特許請求の範囲第２９項に記載された制御方法
   であって： 決定されたターゲット侵食に応答して、前記装置のだめ
   の設定値を確立する段階； から成り、前記設定値に応答してプラズマが制御される
   とターゲット侵食に伴う分布・ぐターンの変化の傾向が
   実質的に克服されるように前記設定値が確立される。と
   ころの方法。 ３１、特許請求の範囲第２９項に記載された制御方法で
   あって： 前記ターガツトが磁性体であり； 前記ターゲットを飽和させるのに十分なように予め決定
   した磁場を標準化状態のターゲットに印加する段階；並
   びに 前記設定値を確立するために、前記の予め決定した磁場
   により生じたターゲット付近の周囲磁場の振幅を検知す
   る段階； から成る方法。 ３２、特許請求の範囲第３１項に記載された制御方法で
   あって： 前記標準化状態がプラズマの生成なしに確立され；目、
   つ 前記カン−ｒが予め定められた安定化された温度にある
   ； ところの方法。 ３３、特許請求の範囲第３０項に記載された制御方法で
   あって： 前記ターゲットが非磁性体であり； 前記標準化状態が、プラズマの生成及びそこに存在する
   予め決定された圧力とともに確立され； 前記設定値を決定するために、前記標準化状態が確立さ
   れる際のプラズマの指示値を検知する段階： から成る方法。 ３４、特許請求の範囲第２９項に記載された制御方法で
   あって： 前記ターゲットが非磁性体であり； 前記標準化状態が、プラズマの生成及びそこに存在する
   予め決定された圧力とともに確立され： 前記ターゲット侵食の指示値を決定するために、前記標
   準化状態が確立される際のプラズマの指示値を検知する
   段階； から成る方法。 ３５　特許請求の範囲第２９項に記載された制御方法で
   あって： 前記ターゲットが磁性体であり； 前記ターケ０ットを飽和させるのに十分なように予め決
   定した磁場を標準化状態のターゲットに印加する段階：
   並びに ターデッド侵食の指示値を決定するために。 前記の予め決定した磁場により生じたターゲット付近の
   周囲磁場の振幅を検知する段階；から成る方法。 ３６、ターゲット陰極； 陽極及びプラズマ： ターゲットの放出表面に近接した磁力線を有する磁場に
   よってターゲットの放出表面近傍に閉込められる傾向の
   あるプラズマのだめのイオン化用電子： 前記閉込め磁場が陽極・陰極間に延在する電気力線に直
   角であるとと；並びに 変化する傾向のあるノラズマノ母うメータに応答して磁
   場強度を制御するための手段；から成るス・母ツタ・コ
   ーティング付着装置。 ３７、ターゲット陰極； 陽極及びプラズマ； ターゲットの放出表面に近接した磁力線を有する磁場に
   よってターゲットの放出表面近傍に閉込められる傾向の
   あるプラズマのためのイオン化用電子； 前記閉込め磁場が陽極・陰極間に延在する電気力線に直
   角であること；奎びに ターゲットの周囲磁場を検知するために、ターケ９ット
   の近傍に位置されたイｍ場センサ；から成るス・にツタ
   ・コーティング付着装置。 ３８、特許請求の範囲第３７項に記載された制御装置で
   あって： 前記磁場センサにより検知された磁場に応答してプラズ
   マインピーダンスの関数を制御するための手段： から成る装置。 ３９、ターゲット陰極： 陽極及びプラズマ： ターゲットの放出表面に近接した磁力線を有する磁場に
   よってターゲットの放出表面近傍に閉込められる傾向の
   を）るプラズマのだめのイオン化用電子：郊びに 前記閉込め磁場が陽極・陰極間に延在する電気力線に直
   角であること： を含むスパッタ・コーティング付着装置を制御する装置
   であって： 変化する傾向のあるプラズマ・やラメータをモニターす
   るだめの手段；並びに 前記のモニタ一手段に応答して磁場強度を制御すること
   によって、プラズマの電気インピーダンスを制御するた
   めの手段； から成る装置。 ４０、特許請求の範囲第３９項に記載された制御装置で
   あって： 前記・母うメータがプラズマ電力の関数である；ところ
   の装置。 ４１、特許請求の範囲第３９項に記載された制御装置で
   あって： 前記・ぐラメータがプラズマ電力の関数であ夛。 従ってプラズマ電流及びプラズマ電圧の関数であシ； 前記シラでマ電力の関数の１つをその所望値と比較して
   該１つの関数を制御する手段；並びに プラズマ電力の前記の関数以外の関数の値とその所望値
   との比較に応答して、磁場強度を制御する手段； から成る装置。 ４２、特許請求の範囲第３９項に記載された制御装置で
   あって： 前記・ぐラメータがプラズマ電力の関数であり。 従ってプラズマ電流及びプラズマ電圧の関数であり； 前記プラズマ電力の関数の１つをその所望値と比較して
   、実際のプラズマ電力とその所望値との偏差の関数を示
   す値を有する第１の誤差信号をもたらすための手段； 該第１の誤差信号の値に応答して前記１つのプラズマ電
   力関数の値を制御するだめの手段：プラズマ電力の前記
   の関数以外の他の関数の値をその所望値と比較して、前
   記の他の関数の実際値とその所望値との偏差を示す値を
   有する第２の誤差信号をもたらすだめの手段；並びに該
   第２の誤差信号に応答して前記磁場強度を制御する段階
   ； から成る方法。 ４３、ダーｒット陰極； 陽極及びプラズマ； ターゲットの放出表面に近接した磁力線を有する磁場に
   よってターゲットの放出表面近傍に閉込められる傾向の
   あるプラズマのためのイオン化用電子； 前記閉込め磁場が陽極・陰極間に延在する電気力線に直
   角であること： 前記放出表面から基板上へと付着する原子；前記ターゲ
   ットが付着中に侵食されるとと；並びに 前記ターゲットの侵食につれて変化する傾向のある。基
   板上の原子の分布・母ターン：を含むス・母ツタ・コー
   ティング付着装置を制御するための装置であって： ターゲット侵食に伴う分布・ぐターンの変化の傾向を実
   質的に克服するように前記磁場を変化させることによっ
   て、ターゲット侵食時のプラズマの電気インピーダンス
   を制御するための手段： から−成る装置。 ４４、特許請求の範囲第４３項に記載された制御装置で
   あって： 電気インピーダンスにより制御された・母うメータを測
   定するだめの手段： ターゲットからス・ぐツタされる材料の量の関数として
   変化するプログラム値を記憶するための手段；並びに 前記の測定した・母うメータ及びプログラム値に応答す
   る制御手段； から成る装置。 ４５、特許請求の範囲第４３項に記載された制御装置で
   あって： 前記付着装置の成る・ぐラメータが標準化状態にあると
   きのターゲット侵食の指示値をときおシ得るための手段
   ； 前記付着装置が標準化状態にあるときの該付着装置の応
   答を決定するための手段：並びに該応答とそのための予
   め決定した値とを比較してターガツト侵食を決定するだ
   めの手段：から成る装置。 ４６　特許請求の範囲第４５項に記載された制御装置で
   あって： 前記の決定されたターガツト侵食に応答して。 前記装置のための設定値を確立する手段：から成シ、前
   記設定値に応答してプラズマが制御されると、ターガツ
   ト侵食に伴う分布・母ターンの変化の傾向が実質的に克
   服されるように前記設定値が電力される。ところの装置
   。 ４７、特許請求の範囲第４５項に記載された制御装置で
   あって： ターグツト付近の周囲磁場の強度を検知して。 前記設定値を確立するための手段； から成る装置。 ４８、％許請求の範囲第４５項に記載された制御装置で
   あって： プラズマの生成なしに且つ陰極が予め決定された安定化
   された温度にあるとき、前記標準化状態を確立するため
   の手段； から成る装置。 ４９、特許請求の範囲第４５項に記載された制御装置で
   あって： プラズマが生成され且つそこに予め決定された圧力が存
   在するときに前記標準化状態を確立するだめの手段；並
   びに 前記標準化状態が確立される際のノラズマインヒー／ン
   スの指示値を検知して、ターガツト侵食の指示値を決定
   するための手段； から成る装置。 ５０、ターグツト陰極； 陽極及びプラズマ： ター２ットの放出表面に近接した磁力線を有する磁場に
   よってター２ットの放出表面近傍に閉込められる傾向の
   あるプラズマのためのイオン化用電子； 前記閉込め磁場が陽極・陰極間に延在する電気力線に直
   角であるとと： 前記放出表面から基板上へと付着する原子；前記ターガ
   ツトが付着中に侵食されるとと；並びに 前記ター２ットの侵食につれて変化する傾向のある。基
   板上の原子の分布・ぐターン；を含むス・ぐツタ・コー
   ティング付着装置を制御するための装置であって： 前記付着装置の成る・やラメータをときおり標準化する
   ための手段； 前記付着装置が標準化状態にあるときの該付着装置の応
   答を決定するための手段；並びに前記応答とそのための
   予め決定された値とを比較して、タービット侵食を決定
   するための手段： から成る装置。 ５１、特許請求の範囲第５０項に記載された制御装置で
   あって： 前記応答決定手段が、ターグツト付近の周囲磁場の強度
   を検知するだめの手段を含む；ところの装置。 ５２、特許請求の範囲第５０項に記載された制御装（２
   ５） 置であって： 前記応答決定手段が、プラズマ電力の関数の強度を検知
   するための手段を含む； ところの装置。 ５３、動作中に磁場及びプラズマを確立するス・ぞツタ
   ・コーティング装置を用いて基板を被覆するための方法
   であって： 変化する傾向のあるプラズマ・ぐラメータに応答して磁
   場強度を制御することにより、ス・ぞツタリング中にプ
   ラズマの電気インピーダンスを制御する段階； から成る方法。 ５４、特許請求の範囲第５３項に記載された制御方法で
   あって： 前記・ぐラメータがプラズマ電力の関数である：ところ
   の方法。 ５５、特許請求の範囲第５３項に記載された制御方法で
   あって： 前記・９ラメータがデラでマ電力の関数であり。 従ってプラズマ電流及びｆ２ズマ電圧の関数で（２６） あり； 前記プラズマ電力の関数の１つをその所望値と比較して
   該１つの関数を制御し、その制御された１つのプラズマ
   ・ぐラメータの値をその所望値と比較して磁場強度を制
   御する段階；から成る方法。 ５６、％許諸求の範囲第５３項に記載された制御方法で
   あって： 前記・ぞラメータがプラズマ電力の関数であり。 従ってプラズマ電流及びプラズマ電圧の関数であり； 前記プラズマ電力の関数の１つをその所望値と比較して
   、実際のプラズマ電力とその所望値との偏差を示す値を
   有する第１の誤差信号をもたらす段階； 該第１の誤差信号の値に応答して前記１つのデラでマ電
   力関数の値を制御する段階：前記の制御された１つのプ
   ラズマ・やラメータの値をその所望値と比較して、前記
   の制御された１つのグラズマノ母うメータの実際値とそ
   の所望値との偏差を示す値を有する第２の誤差信号をも
   たらす段階；並びに 該第２の誤差信号の値に応答して前記磁場強度を制御す
   る段階： から成る方法。 ５７、動作中に磁場及びプラズマを確立し；原子放出表
   面を有するタービット陰極；前記放出表面から基板−Ｆ
   へと付着する原子；前記タービットが付着中に侵食され
   るとと；並びに 前記タービットの侵食につれて変化する傾向のある。基
   板上の原子の分布・母ターン；を含むス・母ツタ・コー
   ティング装置を用いて基板を被覆するための方法であっ
   て： タービット侵食に伴う分布・母ターンの変化の傾向を実
   質的に克服するように磁場を変化させることによって、
   タービット侵食時にプラズマの電気インげ−ｒンスを変
   化させる段階：から成る方法。 ５８、特許請求の範囲第５７項に記載された制御方法で
   あって： 前記電気インピーダンスの指示値及びタービットからス
   ・母ツタされた材料の量の関数として変化する！ログラ
   ム値の測定に応答して前記電気インピーダンスが変化さ
   れる； ところの方法。 ５９、特許請求の範囲第５７項に記載された制御方法で
   あって： 前記装置の成る・ぐラメータが標準化状態にあるときに
   ターガツト侵食の指示値をときおシ得　：て、標準化状
   態にある前記装置の応答を決定し。 その応答とそのための予め決定した値とを比較してター
   ビット侵食を決定する段階； から成る方法。 ６０、動作中に磁場及びプラズマを確立し；原子放出表
   面を有するタービット陰極：前記放出表面から基板上へ
   と付着する原子：前記タービットが付着中に侵食される
   こと：並びに 前記タービットの侵食につれて変化する傾向（２９） のある、基板上の原子の分布・リーン：を含むス・母ツ
   タ・コーティング装置を用いて基板を被覆するための方
   法であって： 前記装置の成る・母うメータが標準化状態にあるときに
   タービット侵食の指示値をときおり得て、標準化状態に
   ある前記装置の応答を決定し。 その応答とそのだめの予め決定した値とを比較してター
   ビット侵食を決定する段階； から成る方法。