JP2009215568A - Sputtering apparatus - Google Patents

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Norihiko Fujiwara
紀彦 藤原
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Shibaura Mechatronics Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering apparatus which can keep discharge stable for a long period of time, by preventing a problem that the discharge is not being kept stable because an area ratio of an anode surface to a cathode surface decreases along with a tendency of miniaturizing the apparatus and reducing the cost, furthermore, all the anode surface results in being covered with an insulation film in a shorter period of time due to a higher speed of treatment, and the flow of electrons to the anode surface is obstructed. <P>SOLUTION: The sputtering apparatus is used for forming the insulation film on an object to be film-formed that faces a discharge space surrounded by an anode body 13 and a target 11 and faces to the target 11 with a sputtering technique. In the apparatus, the surface of an inner wall face of the anode body 13 exposed to the discharge space is changed by using a barrier 14. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、スパッタ装置に関する。   The present invention relates to a sputtering apparatus.

スパッタ装置において、成膜対象物である基板以外のチャンバー内構造物に膜が付着すると、その清掃が難しくなるため、着脱自在なリフレクターをチャンバー内に設け、そのリフレクターを取り外すことで付着堆積物を除去することが従来より行われている(例えば特許文献1参照)。
特開2004−31493号公報
In a sputtering apparatus, if a film adheres to a structure in the chamber other than the substrate that is the film formation target, cleaning becomes difficult.Therefore, a removable reflector is provided in the chamber, and the deposit is removed by removing the reflector. The removal is conventionally performed (for example, refer to Patent Document 1).
JP 2004-31493 A

一般的にスパッタ装置において、カソード面(ターゲット面)と、アノード面との面積を比較した場合、アノード面の方がカソード面よりも十分大きな面積が確保されていることが多い。そのため、絶縁体のスパッタ成膜において、アノード面に絶縁膜が付着しても、電子がアノード面に突入する経路を絶縁膜で阻害されるケースは少なく、アノード面のすべてが絶縁膜によって覆われる期間よりも、膜が剥がれ落ちての異物付着や異常放電となる前に、付着した絶縁膜を清掃する周期の方が短いので、電子の逃げ場がなくなることによる異常放電や放電停止はあまり問題視されていなかった。   In general, in a sputtering apparatus, when comparing the areas of a cathode surface (target surface) and an anode surface, the anode surface often has a sufficiently larger area than the cathode surface. Therefore, in sputter deposition of an insulator, even if an insulating film adheres to the anode surface, there are few cases where the insulating film obstructs the path through which electrons enter the anode surface, and the entire anode surface is covered with the insulating film. The period of cleaning the attached insulating film is shorter than the period of time before the film is peeled off and foreign matter adheres to the abnormal discharge. Was not.

しかし、近年の装置小型化やコスト削減化に伴い、カソード面に対するアノード面の面積比率が小さくなってきており、さらに処理の高速化により、短期間でアノード面のすべてを絶縁膜が覆ってしまい、アノード面への電子の流れが阻害されて放電が安定に持続しなくなってしまうことが懸念される。   However, with the recent miniaturization of devices and cost reduction, the area ratio of the anode surface to the cathode surface has become smaller, and further, due to the higher processing speed, the insulating film covers the entire anode surface in a short period of time. There is a concern that the flow of electrons to the anode surface is hindered and the discharge cannot be stably maintained.

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、安定した放電を長時間にわたって持続可能なスパッタ装置を提供する。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a sputtering apparatus that can sustain stable discharge over a long period of time.

本発明の一態様によれば、アノード体及びターゲットによって囲まれる放電空間に臨んで前記ターゲットに対向される成膜対象物に絶縁膜をスパッタ成膜するスパッタ装置であって、前記アノード体の内壁面の前記放電空間に対する露出面が変化することを特徴とするスパッタ装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for sputter-depositing an insulating film on a film-forming target facing a discharge space surrounded by an anode body and a target and facing the target. There is provided a sputtering apparatus characterized in that an exposed surface of the wall surface with respect to the discharge space is changed.

本発明によれば、安定した放電を長時間にわたって持続可能なスパッタ装置が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sputter apparatus which can maintain the stable discharge over a long time is provided.

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係るスパッタ装置の概略構成を示す模式図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a sputtering apparatus according to the first embodiment of the present invention.

このスパッタ装置は、成膜対象物として例えばディスク状記録媒体の樹脂製基板10に対して一枚ずつ枚葉式で絶縁膜をスパッタ成膜するスパッタ装置である。   This sputtering apparatus is a sputtering apparatus that deposits an insulating film as a film formation target, for example, one sheet at a time on a resin substrate 10 of a disk-shaped recording medium.

基板10は、図示しない支持体に支持され、スパッタ成膜時には、その被成膜面をアノード体13及びターゲット11によって囲まれる放電空間5に臨ませてターゲット11に対向する位置(成膜位置)にセットされる。   The substrate 10 is supported by a support body (not shown), and at the time of sputtering film formation, the deposition surface faces the discharge space 5 surrounded by the anode body 13 and the target 11 and faces the target 11 (film formation position). Set to

放電空間5の上部には、例えば円盤状に形成されたターゲット11が、その被スパッタ面を放電空間5に臨ませて、バッキングプレート等を介して保持されている。ターゲット11には、図示しない電源から電圧が印加される。本実施形態に係るスパッタ装置は、例えばDC(直流)スパッタ装置であり、ターゲット11はカソードとして機能し、ターゲットには負電圧が印加される。   On the upper part of the discharge space 5, for example, a target 11 formed in a disk shape is held via a backing plate or the like with the surface to be sputtered facing the discharge space 5. A voltage is applied to the target 11 from a power source (not shown). The sputtering apparatus according to this embodiment is, for example, a DC (direct current) sputtering apparatus, the target 11 functions as a cathode, and a negative voltage is applied to the target.

アノード体13は、真空槽12とは別に着脱自在に真空槽12の内側に設けられ、例えば、金属などの導電性材料からなり、接地されている。アノード体13は、ターゲット11の側面、基板10の側面および放電空間5の周囲を囲むように全体として略円筒形状に形成されている。   The anode body 13 is detachably provided separately from the vacuum chamber 12 and is made of a conductive material such as metal and grounded, for example. The anode body 13 is formed in a substantially cylindrical shape as a whole so as to surround the side surface of the target 11, the side surface of the substrate 10, and the periphery of the discharge space 5.

アノード体13における、ターゲット11の側面近傍部分である上部内壁面13aの下方近傍には、遮蔽体14が設けられている。遮蔽体14は、図2に示すように円形のリング板状に形成され、その中心を放電空間5の中心線(ターゲット11の中心と基板10の中心とを結ぶ中心線)Cにほぼ一致させ、ターゲット11の側面を囲むように配置されている。   In the anode body 13, a shielding body 14 is provided in the vicinity of the lower part of the upper inner wall surface 13 a, which is the vicinity of the side surface of the target 11. The shield 14 is formed in a circular ring plate shape as shown in FIG. 2, and its center is made to substantially coincide with the center line C of the discharge space 5 (center line connecting the center of the target 11 and the center of the substrate 10) C. These are arranged so as to surround the side surface of the target 11.

遮蔽体14は、図示しない駆動力伝達機構等を介して真空槽12の外部に設けられたモータと連結され、その中心(中心線C)のまわりに回転可能である。図2に示すように、遮蔽体14には、その回転方向(周方向)に、複数の開口15が間欠的に形成されている。   The shield 14 is connected to a motor provided outside the vacuum chamber 12 via a driving force transmission mechanism or the like (not shown), and can rotate around its center (center line C). As shown in FIG. 2, a plurality of openings 15 are intermittently formed in the shielding body 14 in the rotation direction (circumferential direction).

したがって、遮蔽体14は、アノード体13の上部内壁面13aを放電空間5に対して完全に遮蔽せず、部分的に遮蔽する。逆に言えば、アノード体13の上部内壁面13aにおいて、遮蔽体14の開口15に対向する部分のみがその開口15を通じて放電空間5に対して露出される。なお、開口15の形状は、円形状に限らず、角形、楕円、長穴形状などであってもよい。また、開口15の数や面積も図示した形態に限らず、適宜設計可能である。   Therefore, the shield 14 does not completely shield the upper inner wall surface 13a of the anode body 13 from the discharge space 5, but partially shields it. In other words, only the portion of the upper inner wall surface 13 a of the anode body 13 that faces the opening 15 of the shield 14 is exposed to the discharge space 5 through the opening 15. The shape of the opening 15 is not limited to a circular shape, and may be a square shape, an oval shape, a long hole shape, or the like. Further, the number and area of the openings 15 are not limited to the illustrated form, and can be appropriately designed.

次に、上述した本実施形態に係るスパッタ装置を用いたスパッタ成膜処理について説明する。   Next, a sputtering film forming process using the sputtering apparatus according to this embodiment described above will be described.

放電空間5内には、図示しないガス導入機構を介して、例えばアルゴンガス、窒素ガス、酸素ガスなどが導入され、また図示しない真空排気系により所定の減圧雰囲気にされている。   For example, argon gas, nitrogen gas, oxygen gas or the like is introduced into the discharge space 5 through a gas introduction mechanism (not shown), and a predetermined reduced pressure atmosphere is provided by a vacuum exhaust system (not shown).

そして、基板10が図1に示す成膜位置にセットされて、ターゲット11に電圧を印加すると放電空間5内に放電が生じ、導入されたガスが電離して放電空間5内にプラズマが生起され、加速されたイオンによってターゲット11がスパッタされる。   When the substrate 10 is set at the film formation position shown in FIG. 1 and a voltage is applied to the target 11, a discharge is generated in the discharge space 5, and the introduced gas is ionized to generate plasma in the discharge space 5. The target 11 is sputtered by the accelerated ions.

本実施形態では、反応性スパッタ成膜を行っており、ターゲット11から叩き出されたターゲット構成原子は、放電空間5内に導入されたガスと反応して、絶縁膜として基板10の被成膜面に成膜される。例えば、シリコンターゲットを用いた場合、窒素ガスを導入すればシリコン窒化膜が基板10に成膜され、酸素ガスを導入すればシリコン酸化膜が基板10に成膜される。   In this embodiment, reactive sputter film formation is performed, and target constituent atoms knocked out from the target 11 react with a gas introduced into the discharge space 5 to form a film on the substrate 10 as an insulating film. A film is formed on the surface. For example, when a silicon target is used, a silicon nitride film is formed on the substrate 10 when nitrogen gas is introduced, and a silicon oxide film is formed on the substrate 10 when oxygen gas is introduced.

このようなスパッタ成膜を、複数枚の基板10に対して一枚ずつ次々と繰り返し行っていくと、基板10以外の、アノード体13の内壁面にも絶縁膜が付着堆積していく。放電空間5中の電子が、接地されたアノード体13に飛び込むことで、アノード体13を介して放電空間5とグランドとの間に電流が流れ放電が持続するため、アノード体13の内壁面(アノード面)が絶縁膜によって覆われてしまうと、放電空間5中の電子のアノード体への突入先がなくなり、異常放電や放電停止などをきたす。   When such sputter film formation is repeated one by one on the plurality of substrates 10 one after another, an insulating film adheres to and deposits on the inner wall surface of the anode body 13 other than the substrate 10. Since electrons in the discharge space 5 jump into the grounded anode body 13, a current flows between the discharge space 5 and the ground via the anode body 13, and the discharge continues, so that the inner wall surface ( If the anode surface) is covered with the insulating film, electrons do not enter the anode body in the discharge space 5 to cause abnormal discharge or discharge stop.

そこで、本実施形態では、選択的に開口15が形成された遮蔽体14を回転させて、アノード体13の上部内壁面13aの放電空間5に対する露出面を変化させることで、絶縁膜で覆われずに電子の突入を可能にするアノード面を確保するようにしている。なお、ここでの「露出面の変化」とは、露出箇所の変化(位置)や露出面積の変化を意味する。   Therefore, in the present embodiment, the shielding body 14 in which the opening 15 is selectively formed is rotated to change the exposed surface of the upper inner wall surface 13a of the anode body 13 with respect to the discharge space 5, thereby covering the insulating film. The anode surface that enables the entry of electrons is secured. The “change in the exposed surface” here means a change (position) in the exposed portion or a change in the exposed area.

遮蔽体14に対向するアノード体13の上部内壁面13aにおいては、遮蔽体14の開口15に向き合う部分のみが放電空間5に対して露出し、その部分のみが電子が飛び込むアノード面として機能する。放電空間5に対して露出するということは絶縁膜を構成する分子も飛来し、スパッタ成膜処理を繰り返していくと、その露出面に絶縁膜が付着し、電子の突入を阻害してしまう。   In the upper inner wall surface 13a of the anode body 13 facing the shield body 14, only the portion facing the opening 15 of the shield body 14 is exposed to the discharge space 5, and only that portion functions as an anode surface into which electrons jump. The exposure to the discharge space 5 means that the molecules constituting the insulating film also fly, and when the sputter film forming process is repeated, the insulating film adheres to the exposed surface and inhibits the entry of electrons.

しかし、アノード体13の上部内壁面13aにおいて遮蔽体14で覆われていた部分には絶縁膜が付着していないので、遮蔽体14を回転させることで開口15を回転方向(周方向)に移動させて、それまで遮蔽体14によって覆われていた部分を開口15から放電空間5に対して露出させ、絶縁膜で覆われていない新たなアノード面を出現させることができる。   However, since the insulating film is not attached to the portion of the upper inner wall surface 13a of the anode body 13 covered with the shielding body 14, the opening 15 is moved in the rotation direction (circumferential direction) by rotating the shielding body 14. Thus, the portion previously covered by the shield 14 can be exposed to the discharge space 5 from the opening 15, and a new anode surface not covered with the insulating film can appear.

そして、その新たなアノード面を放電空間5に露出させた状態でスパッタ成膜を行えば、アノード体13における側面部13bなどの他の箇所が絶縁膜で覆われてしまっても、電子のアノード体13への突入経路を確保でき、放電の持続が可能になる。そして、スパッタ成膜のさらなる継続によりそのアノード面が絶縁膜によって覆われても、再び遮蔽体14を回転させることで、絶縁膜に覆われていない新たなアノード面を出現させることができる。   If sputter film formation is performed with the new anode surface exposed to the discharge space 5, even if other portions such as the side surface portion 13b of the anode body 13 are covered with an insulating film, the anode of electrons The entry path to the body 13 can be secured, and the discharge can be continued. Then, even if the anode surface is covered with the insulating film due to further continuation of the sputter film formation, a new anode surface not covered with the insulating film can appear by rotating the shield 14 again.

このような遮蔽体14の回転(開口15の移動)によって、次々と新たなアノード面を出現させていくことで、長時間にわたって、放電空間5とグランド間の電子の流れを確保して、安定放電の持続が可能となる。   By such rotation of the shield 14 (movement of the opening 15), new anode surfaces appear one after another, so that the flow of electrons between the discharge space 5 and the ground can be secured over a long period of time. The discharge can be sustained.

また、開口15を放電空間5の中心線Cのまわりに対称的に形成することで、その開口15から露出されるアノード面を中心線Cのまわりに対称的に位置させることができ、電子がアノード体13に飛び込む経路が放電空間5内において偏らず、中心線Cのまわりに均一に放電が生じ、結果として基板10に形成される絶縁膜の面内膜厚分布のばらつきを抑えることができる。   Further, by forming the opening 15 symmetrically around the center line C of the discharge space 5, the anode surface exposed from the opening 15 can be positioned symmetrically around the center line C, and electrons are The path that jumps into the anode body 13 is not biased in the discharge space 5, and the discharge is uniformly generated around the center line C. As a result, variation in the in-plane film thickness distribution of the insulating film formed on the substrate 10 can be suppressed. .

遮蔽体14を回転させて開口15を移動させるタイミング(新しいアノード面を露出させるタイミング)としては、例えば所定の処理枚数ごと、あるいは所定の処理時間の経過ごとに行うことができる。そのとき、開口15は、図3(a)に示すように回転方向に位置を少しずつずらすように移動させてもよいし、図3(b)に示すように開口15ひとつ分ずつのピッチで移動させてもよい。また、開口15の数は1つでもよい。   The timing for rotating the shield 14 to move the opening 15 (timing for exposing a new anode surface) can be performed, for example, every predetermined number of processing or every elapse of a predetermined processing time. At that time, the openings 15 may be moved so as to be shifted little by little in the rotation direction as shown in FIG. 3A, or at a pitch of one opening 15 as shown in FIG. It may be moved. The number of openings 15 may be one.

[第2の実施形態]
図4は、本発明の第2の実施形態に係るスパッタ装置における遮蔽体24の斜視図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a perspective view of the shield 24 in the sputtering apparatus according to the second embodiment of the present invention.

本実施形態では、図1に示すアノード体13における、放電空間5の周囲を囲む側面部の内壁面13bの近傍に、遮蔽体24を設けている。この遮蔽体24は、図4に示すように円形のリング板状に形成され、その中心を放電空間5の中心線(ターゲット11の中心と基板10の中心とを結ぶ中心線)Cにほぼ一致させ、中心線Cのまわりに回転可能となっている。   In the present embodiment, a shield 24 is provided in the vicinity of the inner wall surface 13b of the side surface portion surrounding the discharge space 5 in the anode body 13 shown in FIG. The shield 24 is formed in a circular ring plate shape as shown in FIG. 4, and its center substantially coincides with the center line C of the discharge space 5 (center line connecting the center of the target 11 and the center of the substrate 10) C. It is possible to rotate around the center line C.

遮蔽体24は、その周面をアノード体13の側面部内壁面13bに対向させ、その周面には、回転方向(周方向)に選択的に複数の開口25が形成されている。   The shield 24 has its peripheral surface opposed to the inner wall surface 13b of the side surface of the anode body 13, and a plurality of openings 25 are selectively formed in the peripheral surface in the rotation direction (circumferential direction).

したがって、遮蔽体24は、アノード体13の側面部内壁面13bを放電空間5に対して完全に遮蔽せず、部分的に遮蔽する。逆に言えば、アノード体13の側面部内壁面13bにおいて、遮蔽体24の開口25に対向する部分のみがその開口25を通じて放電空間5に対して露出される。   Therefore, the shield 24 does not completely shield the inner wall surface 13 b of the side surface of the anode body 13 from the discharge space 5 but partially shields it. In other words, only the part of the side wall inner wall surface 13 b of the anode body 13 that faces the opening 25 of the shield 24 is exposed to the discharge space 5 through the opening 25.

この遮蔽体24を回転させることで開口25を回転方向(周方向)に移動させて、それまで遮蔽体24によって覆われていた部分を開口25から放電空間5に対して露出させ、絶縁膜で覆われていない新たなアノード面を出現させることができる。そして、遮蔽体24の回転(開口25の移動)によって、次々と新たなアノード面を出現させていくことで、長時間にわたって、放電空間5とグランド間の電子の流れを確保して、安定放電の持続が可能となる。   By rotating the shield 24, the opening 25 is moved in the rotation direction (circumferential direction), and the portion previously covered by the shield 24 is exposed from the opening 25 to the discharge space 5. A new uncovered anode surface can appear. Then, by rotating the shield 24 (moving the opening 25), new anode surfaces appear one after another, thereby ensuring the flow of electrons between the discharge space 5 and the ground over a long period of time. Can be sustained.

また、開口25を放電空間5の中心線Cのまわりに対称的に形成することで、その開口25から露出されるアノード面を中心線Cのまわりに対称的に位置させることができ、電子がアノード体13に飛び込む経路が放電空間5内において偏らず、中心線Cのまわりに均一に放電が生じ、結果として基板10に形成される絶縁膜の面内膜厚分布のばらつきを抑えることができる。   Further, by forming the opening 25 symmetrically around the center line C of the discharge space 5, the anode surface exposed from the opening 25 can be positioned symmetrically around the center line C, and electrons are The path that jumps into the anode body 13 is not biased in the discharge space 5, and the discharge is uniformly generated around the center line C. As a result, variation in the in-plane film thickness distribution of the insulating film formed on the substrate 10 can be suppressed. .

遮蔽体24を回転させて開口25を移動させるタイミング(新しいアノード面を露出させるタイミング)としては、例えば所定の処理枚数ごと、あるいは所定の処理時間の経過ごとに行うことができる。そのとき、開口25は、図5(a)に示すように回転方向に位置を少しずつずらすように移動させてもよいし、図5(b)に示すように開口25ひとつ分ずつのピッチで移動させてもよい。また、開口25の数は1つでもよい。   The timing for rotating the shield 24 to move the opening 25 (timing for exposing a new anode surface) can be performed, for example, for every predetermined number of processed sheets or for every predetermined processing time. At that time, the openings 25 may be moved so as to be shifted little by little in the rotation direction as shown in FIG. 5A, or at a pitch of one opening 25 as shown in FIG. 5B. It may be moved. The number of openings 25 may be one.

[第3の実施形態]
図6は、本発明の第3の実施形態に係るスパッタ装置における、ターゲット11、真空槽12、遮蔽体34の平面配置関係を示す模式図である。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a planar arrangement relationship between the target 11, the vacuum chamber 12, and the shield 34 in the sputtering apparatus according to the third embodiment of the present invention.

本実施形態では、真空槽12の周壁に対して複数の遮蔽体34を保持させている。各遮蔽体34は例えば板状に形成されている。複数の遮蔽体34は真空槽12の周方向に沿って例えば等間隔で配置されている。各遮蔽体34は、真空槽12の外部すなわち放電空間5の外部から、放電空間5内に突出して設けられ、且つ気密を保った状態で径方向に移動可能に設けられているため、放電空間5内への突出量を変更可能となっている。   In the present embodiment, a plurality of shields 34 are held on the peripheral wall of the vacuum chamber 12. Each shield 34 is formed in a plate shape, for example. The plurality of shields 34 are arranged, for example, at regular intervals along the circumferential direction of the vacuum chamber 12. Since each shield 34 is provided to protrude from the outside of the vacuum chamber 12, that is, from the outside of the discharge space 5 into the discharge space 5, and is provided to be movable in the radial direction while maintaining airtightness, The amount of protrusion into 5 can be changed.

遮蔽体34において放電空間5内に突出する部分は、図1に示すアノード体13の上部内壁面13aに対向し、その内壁面13aを放電空間5に対して遮蔽している。したがって、放電空間5の外部である大気側からの操作で、各遮蔽体34の放電空間5内への突出量を変えることで、アノード体13の上部内壁面13aが放電空間5に対して露出する露出面(アノード面)の面積を制御することができる。   A portion of the shield 34 protruding into the discharge space 5 faces the upper inner wall surface 13 a of the anode body 13 shown in FIG. 1 and shields the inner wall surface 13 a from the discharge space 5. Therefore, the upper inner wall surface 13 a of the anode body 13 is exposed to the discharge space 5 by changing the amount of projection of each shield 34 into the discharge space 5 by an operation from the atmosphere side outside the discharge space 5. The area of the exposed surface (anode surface) can be controlled.

すなわち、遮蔽体34の放電空間5内への突出量を変える(短くする)ことで、アノード体13の上部内壁面13aにおけるそれまで遮蔽体34によって覆われていた部分を放電空間5に対して露出させ、絶縁膜で覆われていない新たなアノード面を出現させることができる。そして、遮蔽体34を径外方へと移動させることによって、次々と新たなアノード面を出現させ、長時間にわたって、放電空間5とグランド間の電子の流れを確保して、安定放電の持続が可能となる。   That is, by changing (shortening) the amount of projection of the shielding body 34 into the discharge space 5, the portion of the upper inner wall surface 13 a of the anode body 13 that has been covered by the shielding body 34 with respect to the discharge space 5. A new anode surface that is exposed and is not covered with an insulating film can appear. Then, by moving the shield 34 outwardly, new anode surfaces appear one after another, and the flow of electrons between the discharge space 5 and the ground is ensured over a long period of time, so that stable discharge can be sustained. It becomes possible.

なお、各遮蔽体34を径方向に駆動させるにあたっては、モータ、シリンダ装置等を用いることができ、あるいは手動で遮蔽体34を操作してもよい。   In order to drive each shield 34 in the radial direction, a motor, a cylinder device, or the like may be used, or the shield 34 may be manually operated.

また、各遮蔽体34を放電空間5の中心線Cのまわりに対称的に配置することで、アノード体13の上部内壁面13aにおける露出面(アノード面)を中心線Cのまわりに対称的に位置させることができ、電子がアノード体13に飛び込む経路が放電空間5内において偏らず、中心線Cのまわりに均一に放電が生じ、結果として基板10に形成される絶縁膜の面内膜厚分布のばらつきを抑えることができる。   Further, by arranging the shields 34 symmetrically around the center line C of the discharge space 5, the exposed surface (anode surface) of the upper inner wall surface 13 a of the anode body 13 is symmetrical around the center line C. The path through which electrons jump into the anode body 13 is not biased in the discharge space 5, and discharge is uniformly generated around the center line C, resulting in the in-plane film thickness of the insulating film formed on the substrate 10. Variation in distribution can be suppressed.

なお、前述した各実施形態の遮蔽体の駆動によって次々と露出させていくアノード面は、アノード体13におけるどの箇所の内壁面であってもよいが、膜構成物が飛来しにくくその堆積速度が比較的遅いターゲット11近傍部分を露出させてその部分をアノード面として機能させることが好ましい。   Note that the anode surface that is successively exposed by driving the shielding body in each of the above-described embodiments may be an inner wall surface at any location in the anode body 13, but the deposition rate of the film constituent is difficult to fly. It is preferable to expose a portion near the target 11 that is relatively slow so that the portion functions as an anode surface.

また、基板10が樹脂等の絶縁体の場合、基板10への電子の突入がないので損傷の心配は少ないが、基板10が金属などの導体の場合だと基板10に電子が突入し、基板10が損傷してしまう可能性がある。この基板10への電子突入を抑制する観点からも、遮蔽体の駆動によって露出させていくアノード面はターゲット11近傍が好ましい。   Further, when the substrate 10 is an insulator such as a resin, there is no fear of damage because electrons do not enter the substrate 10, but when the substrate 10 is a conductor such as a metal, electrons enter the substrate 10 and the substrate 10 10 may be damaged. Also from the viewpoint of suppressing the entry of electrons into the substrate 10, the vicinity of the target 11 is preferable for the anode surface exposed by driving the shield.

[第4の実施形態]
図7は、本発明の第4の実施形態に係るスパッタ装置における、ターゲット11、真空槽12、可動アノード体44の平面配置関係を示す模式図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 is a schematic diagram showing a planar arrangement relationship of the target 11, the vacuum chamber 12, and the movable anode body 44 in the sputtering apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

本実施形態では、真空槽12の周壁に対して複数の可動アノード体44を保持させている。各可動アノード体44は、例えば板状、円柱状、もしくは角柱状に形成されている。複数の可動アノード体44は真空槽12の周方向に沿って例えば等間隔で配置されている。各可動アノード体44は、真空槽12の外部すなわち放電空間5の外部から、放電空間5内に突出して設けられ、且つ気密を保った状態で径方向に移動可能に設けられているため、放電空間5内への突出量を変更可能となっている。   In the present embodiment, a plurality of movable anode bodies 44 are held on the peripheral wall of the vacuum chamber 12. Each movable anode body 44 is formed in, for example, a plate shape, a column shape, or a prism shape. The plurality of movable anode bodies 44 are arranged, for example, at regular intervals along the circumferential direction of the vacuum chamber 12. Each movable anode body 44 protrudes from the outside of the vacuum chamber 12, that is, from the discharge space 5 into the discharge space 5, and is provided so as to be movable in the radial direction while maintaining airtightness. The amount of protrusion into the space 5 can be changed.

可動アノード体44において放電空間5内に突出する部分は、例えば、ターゲット11周囲の真空槽12の上部内壁面近傍に位置する。放電空間5の外部である大気側からの操作で、各可動アノード体44の放電空間5内への突出量を変えることで、ターゲット11周囲付近のアノード面の面積を変えることができる。   The portion of the movable anode body 44 that protrudes into the discharge space 5 is located, for example, in the vicinity of the upper inner wall surface of the vacuum chamber 12 around the target 11. By changing the amount of protrusion of each movable anode body 44 into the discharge space 5 by an operation from the atmosphere side outside the discharge space 5, the area of the anode surface near the periphery of the target 11 can be changed.

可動アノード体44を径内方へと移動させることで、放電空間5内に次々と新たなアノード面(電子の突入面)を出現させることができ、長時間にわたって、放電空間5とグランド間の電子の流れを確保して、安定放電の持続が可能となる。   By moving the movable anode body 44 inward in the diameter, new anode surfaces (electron entry surfaces) can appear one after another in the discharge space 5, and between the discharge space 5 and the ground for a long time. The flow of electrons is ensured, and stable discharge can be sustained.

なお、各可動アノード体44を径方向に駆動させるにあたっては、モータ、シリンダ装置等を用いることができ、あるいは手動で操作してもよい。   In order to drive each movable anode body 44 in the radial direction, a motor, a cylinder device or the like can be used, or it can be operated manually.

また、各可動アノード体44を放電空間5の中心線Cのまわりに対称的に配置することで、電子が可動アノード体44に飛び込む経路が放電空間5内において偏らず、中心線Cのまわりに均一に放電が生じ、結果として基板10に形成される絶縁膜の面内膜厚分布のばらつきを抑えることができる。   Further, by arranging the movable anode bodies 44 symmetrically around the center line C of the discharge space 5, the path for electrons to jump into the movable anode body 44 is not biased in the discharge space 5 and around the center line C. Discharge occurs uniformly, and as a result, variation in the in-plane film thickness distribution of the insulating film formed on the substrate 10 can be suppressed.

[第5の実施形態]
可動アノード体は、径方向に移動することに限らず、図8に示すように回転体であってもよい。
[Fifth Embodiment]
The movable anode body is not limited to moving in the radial direction, and may be a rotating body as shown in FIG.

本実施形態では、真空槽12の周壁に対して複数(図8にはそのうちの1つのみを図示)の可動アノード体54を保持させている。この可動アノード体54は、例えば円柱状に形成され、その軸方向を真空槽12の軸方向に対して略平行にして設けられている。可動アノード体54は、その中心軸(1点鎖線で示す)を真空槽12の外側の大気側に位置させ、且つ真空槽12に対して気密を保った状態で中心軸まわりに回転可能となっている。大気側に位置する中心軸に例えばモータの駆動軸が連結され、その駆動力を受けて可動アノード体54は回転される。   In the present embodiment, a plurality of movable anode bodies 54 (only one of which is shown in FIG. 8) are held on the peripheral wall of the vacuum chamber 12. The movable anode body 54 is formed, for example, in a columnar shape, and is provided with its axial direction substantially parallel to the axial direction of the vacuum chamber 12. The movable anode body 54 can be rotated around the central axis with its central axis (indicated by a one-dot chain line) positioned on the atmosphere side outside the vacuum chamber 12 and airtight with respect to the vacuum chamber 12. ing. For example, a driving shaft of a motor is connected to a central shaft located on the atmosphere side, and the movable anode body 54 is rotated by receiving the driving force.

可動アノード体54の回転により、その可動アノード体54における放電空間5内への露出面(周面)が変わっていく。したがって、可動アノード体54を回転させることで、次々と新たなアノード面(電子の突入面)を放電空間5内に出現させ、長時間にわたって、放電空間5とグランド間の電子の流れを確保して、安定放電の持続が可能となる。   As the movable anode body 54 rotates, the exposed surface (circumferential surface) of the movable anode body 54 into the discharge space 5 changes. Therefore, by rotating the movable anode body 54, new anode surfaces (electron entry surfaces) appear one after another in the discharge space 5, and the flow of electrons between the discharge space 5 and the ground is ensured for a long time. Thus, stable discharge can be sustained.

また、複数の可動アノード体54を放電空間5の中心線Cのまわりに対称的に周方向に沿って配置することで、電子が可動アノード体54に飛び込む経路が放電空間5内において偏らず、中心線Cのまわりに均一に放電が生じ、結果として基板10に形成される絶縁膜の面内膜厚分布のばらつきを抑えることができる。   Further, by arranging the plurality of movable anode bodies 54 symmetrically around the center line C of the discharge space 5 along the circumferential direction, the path for electrons to jump into the movable anode body 54 is not biased in the discharge space 5, Discharge occurs uniformly around the center line C, and as a result, variations in the in-plane film thickness distribution of the insulating film formed on the substrate 10 can be suppressed.

また、図9(a)に示すように、回転軸O(図示の例では紙面を貫く方向に延びている)を鉛直方向に対して水平もしくは傾けた状態で、放電空間5に周面の一部を臨ませて回転可能に可動アノード体55を設けてもよい。この場合も可動アノード体55の回転により放電空間5に面する周面位置が変わることで放電空間5に対して新しいアノード面を露出させることができる。   Further, as shown in FIG. 9A, the rotating shaft O (extending in the direction passing through the paper surface in the illustrated example) is horizontal or inclined with respect to the vertical direction, and the discharge space 5 has a circumferential surface. The movable anode body 55 may be provided so as to be rotatable with the portion facing. Also in this case, the position of the peripheral surface facing the discharge space 5 is changed by the rotation of the movable anode body 55, so that a new anode surface can be exposed to the discharge space 5.

また、可動アノード体は一部を放電空間5内に突出させることに限らず、図9(b)に示す可動アノード体56のように、真空槽12の外側に設けてもよい。真空槽12の側壁には放電空間5に通じる開口50が形成され、その開口50に周面を気密に接触させて可動アノード体56が真空槽12の外側で回転可能に設けられている。可動アノード体56が回転することで、開口50を通じて放電空間5内に露出する周面が変化し、新しいアノード面が放電空間5に対して露出される。なお、回転体として構成される可動アノード体は円筒に限らず多角形であってもよい。   Further, the movable anode body is not limited to a part protruding into the discharge space 5, and may be provided outside the vacuum chamber 12 like the movable anode body 56 shown in FIG. An opening 50 leading to the discharge space 5 is formed on the side wall of the vacuum chamber 12, and the movable anode body 56 is rotatably provided outside the vacuum chamber 12 with the peripheral surface being in airtight contact with the opening 50. As the movable anode body 56 rotates, the peripheral surface exposed to the discharge space 5 through the opening 50 changes, and a new anode surface is exposed to the discharge space 5. The movable anode body configured as a rotating body is not limited to a cylinder but may be a polygon.

本発明の第1の実施形態に係るスパッタ装置の概略構成を示す模式図。The schematic diagram which shows schematic structure of the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示すスパッタ装置における遮蔽体の平面図。The top view of the shielding body in the sputtering device shown in FIG. 図2に示す遮蔽体に形成された開口を1回の移動ごとにどれくらい移動させるかの一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of how much the opening formed in the shielding body shown in FIG. 2 is moved for every movement. 本発明の第2の実施形態に係るスパッタ装置における遮蔽体の斜視図。The perspective view of the shield in the sputtering device concerning a 2nd embodiment of the present invention. 図4に示す遮蔽体に形成された開口を1回の移動ごとにどれくらい移動させるかの一例を示す模式図。The schematic diagram which shows an example of how much the opening formed in the shielding body shown in FIG. 4 is moved for every movement. 本発明の第3の実施形態に係るスパッタ装置における要部構成の平面配置関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the planar arrangement | positioning relationship of the principal part structure in the sputtering device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るスパッタ装置における要部構成の平面配置関係を示す模式図。The schematic diagram which shows the planar arrangement | positioning relationship of the principal part structure in the sputtering device which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係るスパッタ装置における要部の模式斜視図。The schematic perspective view of the principal part in the sputtering device which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 第5の実施形態に係るスパッタ装置における回転可能な可動アノード体の他の具体例を示す模式図。The schematic diagram which shows the other specific example of the rotatable movable anode body in the sputtering device which concerns on 5th Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10…基板、11…ターゲット、12…真空槽、13…アノード体、14…遮蔽体、15…開口、24…遮蔽体、25…開口、34…遮蔽体、44,54,55,56…可動アノード体   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Board | substrate, 11 ... Target, 12 ... Vacuum chamber, 13 ... Anode body, 14 ... Shielding body, 15 ... Opening, 24 ... Shielding body, 25 ... Opening, 34 ... Shielding body, 44, 54, 55, 56 ... Movable Anode body

Claims (7)

アノード体及びターゲットによって囲まれる放電空間に臨んで前記ターゲットに対向される成膜対象物に絶縁膜をスパッタ成膜するスパッタ装置であって、
前記アノード体の内壁面の前記放電空間に対する露出面が変化することを特徴とするスパッタ装置。
A sputtering apparatus for sputter-depositing an insulating film on a deposition target facing a target and facing a discharge space surrounded by an anode body and a target,
An exposed surface of the inner wall surface of the anode body with respect to the discharge space changes.
前記アノード体の内壁面を前記放電空間に対して部分的に遮蔽する遮蔽体を備え、
前記遮蔽体の移動により、前記アノード体の内壁面の前記放電空間に対する露出面が変化することを特徴とする請求項1記載のスパッタ装置。
A shielding body that partially shields the inner wall surface of the anode body from the discharge space;
The sputtering apparatus according to claim 1, wherein an exposed surface of the inner wall surface of the anode body with respect to the discharge space is changed by the movement of the shielding body.
前記遮蔽体は、回転可能に設けられ、その回転方向に移動する開口を有することを特徴とする請求項2記載のスパッタ装置。   The sputtering apparatus according to claim 2, wherein the shield is rotatably provided and has an opening that moves in the rotation direction. 前記遮蔽体は、前記放電空間の外部から前記放電空間内に突出して設けられ、その放電空間内への突出量を変更可能であることを特徴とする請求項2記載のスパッタ装置。   The sputtering apparatus according to claim 2, wherein the shield is provided to protrude from the outside of the discharge space into the discharge space, and a protrusion amount into the discharge space can be changed. 一部分を前記放電空間に露出させて設けられた可動アノード体を備え、
前記可動アノード体は移動することで前記放電空間に対する露出面が変化することを特徴とする請求項1記載のスパッタ装置。
A movable anode body provided with a part exposed to the discharge space,
The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the movable anode body moves to change an exposed surface with respect to the discharge space.
前記可動アノード体は、回転可能に設けられたことを特徴とする請求項5記載のスパッタ装置。   The sputtering apparatus according to claim 5, wherein the movable anode body is rotatably provided. 前記可動アノード体は、前記放電空間の外部から前記放電空間内に突出して設けられ、その放電空間内への突出量を変更可能であることを特徴とする請求項5記載のスパッタ装置。   The sputtering apparatus according to claim 5, wherein the movable anode body is provided so as to protrude from the outside of the discharge space into the discharge space, and the amount of protrusion into the discharge space can be changed.
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