JP2005307338A - Substrate fixing device in deposit-up type sputtering vapor deposition apparatus - Google Patents
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本願発明は、密閉容器内の下部に成膜材料源及び上方に成膜対象の基板が保持される回転ステージが設けられ、基板の被処理面を下側にして配置されるデポアップ型スパッタ蒸着において、基板を任意の位置に固定する機構に関する。 The present invention relates to a deposition-up type sputter deposition in which a film forming material source and a rotating stage on which a substrate to be deposited is held are provided in the lower part of a sealed container, and the substrate surface to be processed is placed on the lower side. The present invention relates to a mechanism for fixing a substrate at an arbitrary position.
最近は、工業的に薄膜を形成する手段としては、スパッタ蒸着装置が最も使用されている。スパッタ装置としては、開発初期には、2極グロー放電形が考えられたが、その後、改良が加えられ、高周波スパッタリング、さらには、ターゲットの裏面側(非スパッタ面側)に磁石を設け、その磁力線によってスパッタ面近傍に磁界を形成し、真空チャンバ内に導入したアルゴンガスなどの希ガスと電子の衝突頻度を高めて、雰囲気ガスのイオン化を飛躍的に増進させ、イオン密度の高いプラズマを形成して、ターゲットをスパッタリングするマグネトロンスパッタ蒸着が考えられ、現在最もよく使用されている。 Recently, as a means for forming a thin film industrially, a sputter deposition apparatus is most used. As a sputtering apparatus, a bipolar glow discharge type was considered in the early stages of development, but after that, improvements were made, high-frequency sputtering, and further, a magnet was provided on the back side (non-sputtering side) of the target. A magnetic field is formed in the vicinity of the sputtering surface by the lines of magnetic force, the collision frequency between the rare gas such as argon gas introduced into the vacuum chamber and the electrons is increased, and ionization of the atmospheric gas is dramatically increased to form a plasma with a high ion density. Thus, magnetron sputter deposition for sputtering a target is conceivable and is currently most frequently used.
該スパッタ蒸着装置としては、密閉容器内の下部に成膜対象の基板が保持される回転ステージ及び上方に成膜材料源が設けられ、基板の被処理面を上側にして配置され、上方より成膜材料を蒸着する、いわゆるデポダウン型がまず開発された。 As the sputter deposition apparatus, a rotary stage on which a substrate to be deposited is held at the lower part of a sealed container and a deposition material source are provided on the upper side. A so-called deposition down type was first developed to deposit film materials.
しかしながら、上記デポダウン型成膜装置においては、成膜装置のチャンバ内側壁に付着した膜の成分が剥がれ落ちて基板表面を汚染することがしばしば生じていた。 However, in the above-described deposition down type film forming apparatus, the components of the film adhering to the inner wall of the chamber of the film forming apparatus often peel off and contaminate the substrate surface.
そこで、成膜材料源が下方にあり、その上方に成膜対象の基板が被処理面を下側にして配置される成膜装置、すなわち、デポアップ型スパッタ蒸着装置(例えば、下記特許文献1参照)が創案された。このデポアップ型においては、基板が被処理面を下側にして配置されているので、成膜装置のチャンバ内側壁に付着した膜の成分が剥がれ落ちて基板表面を汚染することはなく、この点デポダウン型のスパッタ蒸着装置に比し優れている。 Thus, a film forming material source is located below, and a film forming target substrate is disposed above the processing target surface, that is, a deposition up type sputtering deposition apparatus (see, for example, Patent Document 1 below) ) Was created. In this deposition-up type, the substrate is disposed with the surface to be processed facing down, so that the film components adhering to the inner wall of the chamber of the film forming apparatus do not peel off and contaminate the substrate surface. It is superior to deposition down type sputter deposition equipment.
デポアップ型の成膜装置は、デポダウン型の成膜装置とは成膜物質の流れが上下反転した構造となっている。 The deposition-up type deposition apparatus has a structure in which the flow of the deposition material is inverted upside down from the deposition-down type deposition apparatus.
しかしながら、デポアップ型の場合、基板を基板ステージにどのように固定するかが問題となる。即ち、デポアップ型においては基板ステージに対して、基板の表面を地面側に向けて水平に固定することが必要であるので、落下を防止する何らかの固定手段が必要である。 However, in the case of the deposition type, there is a problem of how to fix the substrate to the substrate stage. That is, in the deposit-up type, it is necessary to fix the substrate surface horizontally with the substrate surface facing the ground side, and therefore, some fixing means for preventing the fall is necessary.
このため、従来、図4に示されるように、基板の裏面に両面接着テープを貼り付け、該基板を公転ステージ1の下面に接着する方式あるいはビス等で固定される方式が採用されていた。 For this reason, conventionally, as shown in FIG. 4, a method of adhering a double-sided adhesive tape to the back surface of the substrate and bonding the substrate to the lower surface of the revolution stage 1 or a method of fixing with a screw or the like has been adopted.
しかしながら、電磁吸着は、装置の大型化を招く欠点を有し、切り込み部に載置する方式においては、基板をステージに載せる位置が固定されているので、基板の設置位置を変えること(オフセット)により組成を変化させる、あるいは、膜厚の分布を改良することができない。また、テープによる固着方式においては、オフセットは、可能となるが、裏面にテープの粘着カスが残り、後の洗浄工程が煩雑であるとともに、ステージに残った粘着材残滓がチャンバ内を汚染し、膜品質の低下につながり好ましくない。また、テープ固定のために基板表面を押さえる必要があり、清浄であるべき基板表面を汚すという欠点を有していた。
本発明は、デポアップ型スパッタ蒸着において、基板を汚染することなく、また、オフセット成膜も可能である簡便な基板の固定器具を提供するものである。 The present invention provides a simple substrate fixing device capable of forming an offset film without contaminating the substrate in the deposition-up type sputter deposition.
デポアップ型スパッタ蒸着装置において、基板を下向けに取り付けても、基板の落下を防止する基板固定部分および基板を基板ステージのどこにでも固定することのできるマグネット部分から成る固定器具を用いたことを特徴とするものである。 In a deposition-type sputter deposition system, a fixture that consists of a substrate fixing part that prevents the substrate from falling and a magnet part that can fix the substrate anywhere on the substrate stage even when the substrate is mounted face down is used. It is what.
本発明は、デポアップ型スパッタ蒸着において、基板を汚染することなく、また、オフセット成膜も可能である簡便な基板の固定器具を提供することを可能とするものである。これにより基板洗浄工程の簡素化、汚染の防止、チャンバ内の汚染防止、膜組成や膜厚分布の改善を図る等の薄膜製造上多くの効果を発揮するものである。 The present invention makes it possible to provide a simple substrate fixing device capable of forming an offset film without contaminating the substrate in the deposition-up type sputter deposition. As a result, the substrate cleaning process can be simplified, contamination can be prevented, contamination in the chamber can be prevented, and the film composition and film thickness distribution can be improved.
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図1は、従来よく知られているデポアップ型の高周波スパッタ蒸着装置であり、真空チャンバにはスパッタガス、例えば、Arガスを供給するスパッタガス供給系と、真空排気する排気系とが備えられ、スパッタガスの供給量と、真空排気の排気速度とを制御することによって、真空チャンバ内を所定の圧力に維持するように設定している。真空チャンバ内の上部には、公転ステージ1の下面に複数の基板2が水平に設置されている(図1においては、1個のみ描かれている。)。該容器内の下部には、上記ステージに対向して、スパッタリング用のターゲット3が設けられている。カソード電極には高周波電源がマッチング回路を介して真空チャンバ外より接続されている。
FIG. 1 shows a well-known deposition-up type high-frequency sputter deposition apparatus, and a vacuum chamber is provided with a sputtering gas supply system for supplying a sputtering gas, for example, Ar gas, and an exhaust system for evacuating, The inside of the vacuum chamber is set to a predetermined pressure by controlling the supply amount of the sputtering gas and the exhaust speed of the vacuum exhaust. In the upper part of the vacuum chamber, a plurality of
このようなデポアップ型高周波スパッタ蒸着装置において、まず、カソード電極に高周波電源からの高周波電力を印加すると、真空チャンバ内でArガスが電離又は励起して、Ar+ イオンが発生する。次に、基板電極に直流電源より直流電圧を印加すると、Ar+ イオンが任意に運動エネルギーを制御されながら基板2に照射され、基板2表面をスパッタするようになる。そのため、基板2の表面の吸着ガスが脱離し、基板2の表面が洗浄されるようになる。その後、ターゲット3Ar+ イオンでスパッタして、基板2に高品質の膜を形成する。
In such a depot-up type high-frequency sputter deposition apparatus, first, when high-frequency power from a high-frequency power source is applied to the cathode electrode, Ar gas is ionized or excited in the vacuum chamber to generate Ar + ions. Next, when a DC voltage is applied to the substrate electrode from a DC power source, Ar + ions are irradiated onto the
図2には、基板を固定する方法が示されている。基板を保持する基板ホルダ10は、基板固定部材7及び基板保持マグネット8により構成され、該基板固定部材7には、基板2を固定するスライド9が設けてあり、該スライド9は、ネジにより基板固定部材7に固定されている。したがって、基板2は、基板固定部材7の上に載置され、スライド9をスライドさせて動かない状態に保持した後、基板固定部材7に固定される。なお、基板の固定を確実にするために、スライド9は、複数個、例えば、3〜6個設けることが好ましい。
FIG. 2 shows a method for fixing the substrate. A substrate holder 10 for holding a substrate is composed of a
図3には、基板ホルダ10の詳細が示されている。基板ホルダ10を構成する基板固定部材7には、マグネット8が固着されており、該マグネットと反対側に、基板が図3に示される方法により固定されている。基板2は、基板固定部材を移動させることにより、回転(公転)ステージの任意の位置に固定することが可能となる。マグネット8の大きさ、強さ等は、適宜変更することができる。
FIG. 3 shows details of the substrate holder 10. A
本願発明は、デポアップ型スパッタ蒸着において、基板を汚染することなく、また、オフセット成膜も可能である簡便な基板の固定器具を提供するものである。これにより基板洗浄工程の簡素化、汚染の防止、チャンバ内の汚染防止、膜組成や膜厚分布の改善を図る等の薄膜製造上多くの効果を発揮するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a simple substrate fixing device capable of forming an offset film without contaminating the substrate in deposit-up type sputter deposition. As a result, the substrate cleaning process can be simplified, contamination can be prevented, contamination in the chamber can be prevented, and the film composition and film thickness distribution can be improved.
1 公転ステージ
2 基板
3 ターゲット
4 RF電源
5 マッチング回路
6 基板固定部材
7 基板保持マグネット
8 基板ホルダ
9 スライド
1 Revolving
Claims (4)
The deposition apparatus according to claim 3, wherein a plurality of the slides are provided.
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JP2005016657A JP2005307338A (en) | 2004-03-26 | 2005-01-25 | Substrate fixing device in deposit-up type sputtering vapor deposition apparatus |
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CN103668101A (en) * | 2012-09-21 | 2014-03-26 | 无锡华润华晶微电子有限公司 | Wafer fixing device used in deposition film forming device |
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