JP2582358B2 - 多層薄膜作製装置 - Google Patents
多層薄膜作製装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は基板上に金属・酸化物・半導体などの材料の
多層薄膜を作製するのに用いる多層薄膜作製装置に関す
るものである。
多層薄膜を作製するのに用いる多層薄膜作製装置に関す
るものである。
＜従来の技術＞ 基板上に二種類以上の物質を積層させた多層薄膜を作
製する装置としては第６図に示すような回転式基板ホル
ダーと堆積粒子の供給源を複数個備えた蒸着装置・スパ
ッタ蒸着装置等が一般に用いられている。図において、
21はステンレススチール製真空槽、22は回転型基板ホル
ダー、23は基板、24は堆積粒子の供給源、25はシャッタ
ー、26はポンプ、27はマッチングボックス、28は電源で
ある。
製する装置としては第６図に示すような回転式基板ホル
ダーと堆積粒子の供給源を複数個備えた蒸着装置・スパ
ッタ蒸着装置等が一般に用いられている。図において、
21はステンレススチール製真空槽、22は回転型基板ホル
ダー、23は基板、24は堆積粒子の供給源、25はシャッタ
ー、26はポンプ、27はマッチングボックス、28は電源で
ある。
多層薄膜は通常均一な膜厚を持つものが求められる
が、このような均一膜厚の多層薄膜を作製するには、基
板23に公転運転を与え、ある堆積粒子の供給源24Aの直
上に基板23が来た時に供給源24Aの物質からなる層A1を
基板23上に形成し、次いで、この供給源24Aとは別の供
給源24Bの直上に前記基板23が来た時に供給源24Bの物質
からなる層B1を前記の層A1の上に形成する。これを順次
繰り返す方法が最も一般に用いられている。
が、このような均一膜厚の多層薄膜を作製するには、基
板23に公転運転を与え、ある堆積粒子の供給源24Aの直
上に基板23が来た時に供給源24Aの物質からなる層A1を
基板23上に形成し、次いで、この供給源24Aとは別の供
給源24Bの直上に前記基板23が来た時に供給源24Bの物質
からなる層B1を前記の層A1の上に形成する。これを順次
繰り返す方法が最も一般に用いられている。
しかしながら、このような装置では、ターゲットから
ターゲット直上の基板23方向へ向かう堆積粒子量が最も
多いもののターゲット上のあらゆる方向へ堆積粒子は飛
散していく。このため複数個の堆積粒子の供給源24から
の粒子同士が一部混合し、ある物質からなる層の中に別
の供給源24からの物質が混入する。第６図で示されるス
パッタ蒸着装置を用いて、タングステンとカーボンを交
互に積層させた多層薄膜を作製し、オージェ電子分光装
置によりタングステン層中へのカーボンの混入量、及
び、カーボン層中へのタングステンの混入量を調べた結
果を第７図に示す。この第７図に示したように、タング
ステン層中へのカーボンの混入量は18％程度もあり、カ
ーボン層中へのタングステンの混入量も４％程度ある。
また、これを改良した、堆積粒子の供給源を独立した部
屋に分離し、基板方向にのみ堆積粒子飛散用の窓を開け
た防着壁を設けた多層薄膜作製装置（１）やこのような
防着壁において堆積粒子の供給源の周囲を覆い、基板方
向にのみ堆積粒子飛散用の窓を開け、かつ、堆積粒子の
供給源から基板直上までの空間を覆い、更に、堆積粒子
蒸発路開閉用のシャッターがこの防着壁の側面を横切る
形で開閉する多層薄膜作製装置（２）などは、最も一般
に使われる多層薄膜作製装置にくらべて前記堆積粒子混
入量は相当減少するが、回りこみの激しいカーボンなど
は僅かの隙間から防着壁外へでていくため、これが基板
面上に到達して十分には混入量は減少しない。
ターゲット直上の基板23方向へ向かう堆積粒子量が最も
多いもののターゲット上のあらゆる方向へ堆積粒子は飛
散していく。このため複数個の堆積粒子の供給源24から
の粒子同士が一部混合し、ある物質からなる層の中に別
の供給源24からの物質が混入する。第６図で示されるス
パッタ蒸着装置を用いて、タングステンとカーボンを交
互に積層させた多層薄膜を作製し、オージェ電子分光装
置によりタングステン層中へのカーボンの混入量、及
び、カーボン層中へのタングステンの混入量を調べた結
果を第７図に示す。この第７図に示したように、タング
ステン層中へのカーボンの混入量は18％程度もあり、カ
ーボン層中へのタングステンの混入量も４％程度ある。
また、これを改良した、堆積粒子の供給源を独立した部
屋に分離し、基板方向にのみ堆積粒子飛散用の窓を開け
た防着壁を設けた多層薄膜作製装置（１）やこのような
防着壁において堆積粒子の供給源の周囲を覆い、基板方
向にのみ堆積粒子飛散用の窓を開け、かつ、堆積粒子の
供給源から基板直上までの空間を覆い、更に、堆積粒子
蒸発路開閉用のシャッターがこの防着壁の側面を横切る
形で開閉する多層薄膜作製装置（２）などは、最も一般
に使われる多層薄膜作製装置にくらべて前記堆積粒子混
入量は相当減少するが、回りこみの激しいカーボンなど
は僅かの隙間から防着壁外へでていくため、これが基板
面上に到達して十分には混入量は減少しない。
＜発明が解決しようとする問題点＞ （１），（２）の装置を用いて作製した周期の長さが
10nmでタングステンとカーボンの層厚比が4:6、周期数2
0の多層薄膜をオージェ電子分光装置により分析し、各
層内への他層の構成物質の混入量を調べたところ、
（１）の装置ではタングステン層内にカーボンは約７％
混入し、カーボン層内にタングステンは約0.5％混入し
ており、また（２）の装置ではタングステン層内にカー
ボンは約２％混入し、カーボン層内にも約0.2％のタン
グステンが混入していた。通常シャッターは円形のもの
が多く、シャッターの閉じている時シャッターは堆積粒
子の供給源の直上にあるように設置されており、しか
も、均一膜を作製する場合、堆積粒子の供給源の基板に
対向する面は用いる基板程度に大きい。このためシャッ
ターはプレスパッタ時にスパッタ粒子の付着を防ぐ目的
で前記供給源よりも大面積のものを用いる。このような
シャッターが防着壁の側面を横切るには防着壁のシャッ
ター開閉口の横幅は大きくなり、しかも堆積粒子の供給
源は複数個あるためその数だけ開閉口が必要となる。通
常シャッターが開口している時、このシャッター開閉口
が開いてしまうため、堆積粒子の一部はこのシャッター
開閉口を通過して防着壁の外へ出て、その一部が基板に
付着することとなる。このような混入がある場合、作製
した多層薄膜の光学定数等の物理定数は混入が無い多層
薄膜の物理定数と異なる。このため、従来技術では設計
値通りの光学特性等の物理特性を有する多層薄膜を得る
ことが困難であった。
10nmでタングステンとカーボンの層厚比が4:6、周期数2
0の多層薄膜をオージェ電子分光装置により分析し、各
層内への他層の構成物質の混入量を調べたところ、
（１）の装置ではタングステン層内にカーボンは約７％
混入し、カーボン層内にタングステンは約0.5％混入し
ており、また（２）の装置ではタングステン層内にカー
ボンは約２％混入し、カーボン層内にも約0.2％のタン
グステンが混入していた。通常シャッターは円形のもの
が多く、シャッターの閉じている時シャッターは堆積粒
子の供給源の直上にあるように設置されており、しか
も、均一膜を作製する場合、堆積粒子の供給源の基板に
対向する面は用いる基板程度に大きい。このためシャッ
ターはプレスパッタ時にスパッタ粒子の付着を防ぐ目的
で前記供給源よりも大面積のものを用いる。このような
シャッターが防着壁の側面を横切るには防着壁のシャッ
ター開閉口の横幅は大きくなり、しかも堆積粒子の供給
源は複数個あるためその数だけ開閉口が必要となる。通
常シャッターが開口している時、このシャッター開閉口
が開いてしまうため、堆積粒子の一部はこのシャッター
開閉口を通過して防着壁の外へ出て、その一部が基板に
付着することとなる。このような混入がある場合、作製
した多層薄膜の光学定数等の物理定数は混入が無い多層
薄膜の物理定数と異なる。このため、従来技術では設計
値通りの光学特性等の物理特性を有する多層薄膜を得る
ことが困難であった。
本発明は、上述した従来の欠点を解決し、ある物質で
構成される層内への他の層を構成する物質の混入を減少
させ、設計値通りの物理特性を示す多層薄膜を作製する
装置を提供することを目的とする。
構成される層内への他の層を構成する物質の混入を減少
させ、設計値通りの物理特性を示す多層薄膜を作製する
装置を提供することを目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は多数薄膜作製装置の真空槽内の堆積粒子の供
給源の周囲を覆い、基板方向のみに堆積粒子飛散用の窓
を開けた防着壁を設け、この防着壁の側面にシャッター
開閉用の窓を開け、シャッターが防着壁を横切って開閉
する構造の防着壁を持つことを基本構造とする多層薄膜
作製装置において、シャッターの形状が、第１の片側側
面と第２の片側側面との距離を防着壁の開口部の大きさ
に略等しく、シャッターを開いた時であっても開口部が
覆われるようにしたこと、及びシャッター端部に前記防
着壁の内壁曲面と同一曲面をもち開口部よりも高さの高
い側面エッジを取り付けたこと、及びシャッターの上部
と堆積粒子飛散用の窓との間に円筒形のチムニーを設置
したこと、及びシャッターと同期して同じ運動をする第
二シャッターを防着壁のチムニー直上に設けたことを特
徴とする。
給源の周囲を覆い、基板方向のみに堆積粒子飛散用の窓
を開けた防着壁を設け、この防着壁の側面にシャッター
開閉用の窓を開け、シャッターが防着壁を横切って開閉
する構造の防着壁を持つことを基本構造とする多層薄膜
作製装置において、シャッターの形状が、第１の片側側
面と第２の片側側面との距離を防着壁の開口部の大きさ
に略等しく、シャッターを開いた時であっても開口部が
覆われるようにしたこと、及びシャッター端部に前記防
着壁の内壁曲面と同一曲面をもち開口部よりも高さの高
い側面エッジを取り付けたこと、及びシャッターの上部
と堆積粒子飛散用の窓との間に円筒形のチムニーを設置
したこと、及びシャッターと同期して同じ運動をする第
二シャッターを防着壁のチムニー直上に設けたことを特
徴とする。
＜作用＞ シャッターの片側側面に、シャッター回転軸から最も
離れたシャッター通過窓内部側壁とシャッター回転の中
心との距離を半径とする円弧の形状を持たせ、かつ、シ
ャッターのもう一方の片側側面に、シャッター回転軸か
ら最も近いシャッター通過窓内部の側壁とシャッター回
転の中心との距離を半径とする円弧の形状を持たせたシ
ャッターを用い、シャッター開口後のシャッターの停止
位置で上記円弧形状の部分が防着壁の開口部の位置にあ
るようにすると、シャッターが開閉移動している間、シ
ャッター開閉窓とシャッターとの間の隙間にほとんど変
化が生じず、窓は常にほとんどふさがれることになるた
め、この窓を通過するスパッタ堆積粒子の量が大幅に減
少する。また、シャッターの端部に防着壁の内壁曲面と
同一曲面をもつ側面エッジを取り付けると、シャッター
開口時に開口部がこの側面エッジでふさがれ、開口部よ
り防着壁の外部へ出ていた堆積粒子がこのシャッターで
防がれ、この開口部を通過して基板面上に到達していた
堆積粒子の量が大幅に減少する。またシャッター直上部
と防着壁の堆積粒子の飛散用の窓との間にチムニーを設
けると、シャッター開口時の開口部を通過することによ
る堆積粒子の防着壁外部への流出のみでなく、シャッタ
ー閉鎖時においてもシャッターの周囲から囲り込む堆積
粒子がチムニーによって防がれることにより防着壁の外
へ出る堆積粒子が減少する。また、チムニー直上に第二
シャッターが更に存在すると、この微量堆積粒子も第二
シャッターに大部分が付着して堆積粒子が基板面上に到
達する量が更に大幅に減少する。
離れたシャッター通過窓内部側壁とシャッター回転の中
心との距離を半径とする円弧の形状を持たせ、かつ、シ
ャッターのもう一方の片側側面に、シャッター回転軸か
ら最も近いシャッター通過窓内部の側壁とシャッター回
転の中心との距離を半径とする円弧の形状を持たせたシ
ャッターを用い、シャッター開口後のシャッターの停止
位置で上記円弧形状の部分が防着壁の開口部の位置にあ
るようにすると、シャッターが開閉移動している間、シ
ャッター開閉窓とシャッターとの間の隙間にほとんど変
化が生じず、窓は常にほとんどふさがれることになるた
め、この窓を通過するスパッタ堆積粒子の量が大幅に減
少する。また、シャッターの端部に防着壁の内壁曲面と
同一曲面をもつ側面エッジを取り付けると、シャッター
開口時に開口部がこの側面エッジでふさがれ、開口部よ
り防着壁の外部へ出ていた堆積粒子がこのシャッターで
防がれ、この開口部を通過して基板面上に到達していた
堆積粒子の量が大幅に減少する。またシャッター直上部
と防着壁の堆積粒子の飛散用の窓との間にチムニーを設
けると、シャッター開口時の開口部を通過することによ
る堆積粒子の防着壁外部への流出のみでなく、シャッタ
ー閉鎖時においてもシャッターの周囲から囲り込む堆積
粒子がチムニーによって防がれることにより防着壁の外
へ出る堆積粒子が減少する。また、チムニー直上に第二
シャッターが更に存在すると、この微量堆積粒子も第二
シャッターに大部分が付着して堆積粒子が基板面上に到
達する量が更に大幅に減少する。
＜実 施 例＞ 第１図には第一発明の一実施例に係る多層薄膜作製装
置の断面を示してある。図において、１はステンレスス
チール製真空槽、２は回転型基板ホルダー、３は基板、
４は堆積粒子の供給源、５はシャッター、６はポンプ、
７はマッチングボックス、８はターゲット電源、９は防
着壁である。
置の断面を示してある。図において、１はステンレスス
チール製真空槽、２は回転型基板ホルダー、３は基板、
４は堆積粒子の供給源、５はシャッター、６はポンプ、
７はマッチングボックス、８はターゲット電源、９は防
着壁である。
第１図において防着壁９は堆積粒子の供給源４の周囲
を覆い、基板３方向のみに堆積粒子飛散用の窓13が開い
ており、防着壁９の側面には堆積粒子蒸発路の開閉用シ
ャッター５が横切るための開口部10が設けられている。
を覆い、基板３方向のみに堆積粒子飛散用の窓13が開い
ており、防着壁９の側面には堆積粒子蒸発路の開閉用シ
ャッター５が横切るための開口部10が設けられている。
第２図（ａ），（ｂ）には防着壁９とシャッター５の
位置関係の概略構成を示してある。本発明において、シ
ャッター５の第１の片側側面5aに、シャッター回転軸か
ら最も離れた開口部10の内部側壁10aとシャッター回転
の中心との距離Ｌを半径とする円弧の形状を持たせ、か
つ、シャッターのもう一方の第２の片側側面5bに、シャ
ッター回転軸から最も近い開口部10内部の側壁とシャッ
ター回転の中心との距離ｌを半径とする円弧の形状を持
たせた。かつ、シャッター開口後のシャッター５の停止
位置が、シャッター５がターゲット直上から離れ、か
つ、シャッター５の形状がシャッター回転軸と開口部10
内部側壁の最も離れた部分との距離Ｌを半径とする形状
及びシャッター回転軸と開口部10内部側壁の最も近い部
分との距離ｌを半径とする形状になったシャッター部分
が開口部10にある状態であるように停止させるようにし
た場合、開口部10より防着壁９の外部へもれ出ていた堆
積粒子がこのシャッター５で防がれ、シャッター開口部
10を通過して基板３の面上に到着していた堆積粒子の量
が大幅に減少する。
位置関係の概略構成を示してある。本発明において、シ
ャッター５の第１の片側側面5aに、シャッター回転軸か
ら最も離れた開口部10の内部側壁10aとシャッター回転
の中心との距離Ｌを半径とする円弧の形状を持たせ、か
つ、シャッターのもう一方の第２の片側側面5bに、シャ
ッター回転軸から最も近い開口部10内部の側壁とシャッ
ター回転の中心との距離ｌを半径とする円弧の形状を持
たせた。かつ、シャッター開口後のシャッター５の停止
位置が、シャッター５がターゲット直上から離れ、か
つ、シャッター５の形状がシャッター回転軸と開口部10
内部側壁の最も離れた部分との距離Ｌを半径とする形状
及びシャッター回転軸と開口部10内部側壁の最も近い部
分との距離ｌを半径とする形状になったシャッター部分
が開口部10にある状態であるように停止させるようにし
た場合、開口部10より防着壁９の外部へもれ出ていた堆
積粒子がこのシャッター５で防がれ、シャッター開口部
10を通過して基板３の面上に到着していた堆積粒子の量
が大幅に減少する。
本発明の構造による多層薄膜製造装置を用いて、多層
薄膜を作製した。基板23にはSiウェハを用いた。真空槽
１内にArガスを導入し、５×10-3Torrの真空度に保ち、
タングステンターゲットを100W、カーボンターゲットを
400Wでスパッタし、タングステンとカーボンからなる多
層薄膜を作製した。作製した多層薄膜の周期の長さはほ
ぼ10nmでタングステンとカーボンの層厚比は4:6、周期
数は20である。この多層薄膜の各層における、目的とし
た構成物質以外の粒子の混入状態を二次イオン質量分析
装置を用いて分析した結果、タングステン層中へのカー
ボンの混入量は1.6％程度であり、カーボン層中へのタ
ングステンの混入量は0.15％程度であった。この値は本
発明のシャッター機構付防着壁を用いない場合に比べ、
小さな値である。
薄膜を作製した。基板23にはSiウェハを用いた。真空槽
１内にArガスを導入し、５×10-3Torrの真空度に保ち、
タングステンターゲットを100W、カーボンターゲットを
400Wでスパッタし、タングステンとカーボンからなる多
層薄膜を作製した。作製した多層薄膜の周期の長さはほ
ぼ10nmでタングステンとカーボンの層厚比は4:6、周期
数は20である。この多層薄膜の各層における、目的とし
た構成物質以外の粒子の混入状態を二次イオン質量分析
装置を用いて分析した結果、タングステン層中へのカー
ボンの混入量は1.6％程度であり、カーボン層中へのタ
ングステンの混入量は0.15％程度であった。この値は本
発明のシャッター機構付防着壁を用いない場合に比べ、
小さな値である。
この作製したタングステンとカーボンからなる多層薄
膜の光学特性を調べるため、一例としてＸ線反射率を測
定したところ、タングステンとカーボンの光学定数を用
いて計算した一次反射プロファイルに反射強度・反射角
度のずれがピーク位置でそれぞれわずかに約0.7％、約
0.02゜しかない共に良く一致する実測値が得られた。こ
のことは、各層中への他層の構成物質の混入量が少な
く、理想状態に近い光学特性を有する高品質の多層薄膜
が作製できていることを示すものである。
膜の光学特性を調べるため、一例としてＸ線反射率を測
定したところ、タングステンとカーボンの光学定数を用
いて計算した一次反射プロファイルに反射強度・反射角
度のずれがピーク位置でそれぞれわずかに約0.7％、約
0.02゜しかない共に良く一致する実測値が得られた。こ
のことは、各層中への他層の構成物質の混入量が少な
く、理想状態に近い光学特性を有する高品質の多層薄膜
が作製できていることを示すものである。
第３図には第二発明の一実施例を示す図である。この
実施例においては第一発明の装置に加えシャッター５の
端部に防着壁９の内壁曲面と同一曲面で開口部10より高
さの高い側面エッジ31を付け、シャッター５の開口時に
防着壁９の開口部10とシャッター５の端部とのすき間を
ふさぐ構造としたものである。このため開口部10より防
着壁９の外部へ出ていた堆積粒子がこのシャッター５の
側面エッジ31で防がれ、開口部10を通過して基板３の面
上に到達していた堆積粒子の量が大幅に減少する。
実施例においては第一発明の装置に加えシャッター５の
端部に防着壁９の内壁曲面と同一曲面で開口部10より高
さの高い側面エッジ31を付け、シャッター５の開口時に
防着壁９の開口部10とシャッター５の端部とのすき間を
ふさぐ構造としたものである。このため開口部10より防
着壁９の外部へ出ていた堆積粒子がこのシャッター５の
側面エッジ31で防がれ、開口部10を通過して基板３の面
上に到達していた堆積粒子の量が大幅に減少する。
この防着壁を備えた多層薄膜作製装置を用い、作製条
件を第一発明と同一として周期の長さ10nm、タングステ
ンとカーボンの層厚比4:6、周期数20の多層薄膜を作製
した。この多層薄膜の各層における、所定の構成物質以
外の堆積粒子の混入状態を二次イオン質量分析装置を用
いて分析した結果、タングステン層内へのカーボンの混
入量は1.3％程度、カーボン層内へのタングステンの混
入量は0.12％程度で、第一発明よりも各層中への他層の
構成物質の混入量が減少した。
件を第一発明と同一として周期の長さ10nm、タングステ
ンとカーボンの層厚比4:6、周期数20の多層薄膜を作製
した。この多層薄膜の各層における、所定の構成物質以
外の堆積粒子の混入状態を二次イオン質量分析装置を用
いて分析した結果、タングステン層内へのカーボンの混
入量は1.3％程度、カーボン層内へのタングステンの混
入量は0.12％程度で、第一発明よりも各層中への他層の
構成物質の混入量が減少した。
第４図には第三発明の一実施例に係る多層薄膜作製装
置の断面を示している。本発明装置は第一，第二発明に
加えシャッター５の上部と堆積粒子飛散用の窓13との間
に円筒形のチムニー11を設置してある。このためシャッ
ター５の開口時に開口部10からの堆積粒子の防着壁９外
部への流出のみでなく、シャッター５の閉口部において
もシャッター５の周囲からのまわり込みを防ぐことがで
きる。
置の断面を示している。本発明装置は第一，第二発明に
加えシャッター５の上部と堆積粒子飛散用の窓13との間
に円筒形のチムニー11を設置してある。このためシャッ
ター５の開口時に開口部10からの堆積粒子の防着壁９外
部への流出のみでなく、シャッター５の閉口部において
もシャッター５の周囲からのまわり込みを防ぐことがで
きる。
この装置を用い、作製条件を第一発明と同一として周
期の長さ10nm、タングステンとカーボン層厚比4:6、周
期数20の多層薄膜を作製した。この多層薄膜の各層にお
ける、所定の構成物質以外の堆積粒子の混入状態を二次
イオン質量分析装置を用いて分析した結果、タングステ
ン層内へのカーボンの混入量は0.7％程度、カーボン層
内へのタングステンの混入量は0.1％程度で、第一発明
よりも各層中への他層の構成物質の混入量が減少した。
期の長さ10nm、タングステンとカーボン層厚比4:6、周
期数20の多層薄膜を作製した。この多層薄膜の各層にお
ける、所定の構成物質以外の堆積粒子の混入状態を二次
イオン質量分析装置を用いて分析した結果、タングステ
ン層内へのカーボンの混入量は0.7％程度、カーボン層
内へのタングステンの混入量は0.1％程度で、第一発明
よりも各層中への他層の構成物質の混入量が減少した。
第５図には第四発明の一実施例に係る多層薄膜作製装
置の断面を示してある。本発明装置は第三発明の実施例
におけるチムニー11の直上に、更に第二シャッター32を
設け、この第二シャッター32が前記シャッター５と同期
して開閉するようにしたものである。このような構造と
することで、第二シャッター32の閉鎖時にチムニー11と
チムニー11の直下にあるシャッター５とのわずかなすき
間を通過して微量の堆積粒子が基板３の面上に到達する
のを防ぐことができる。
置の断面を示してある。本発明装置は第三発明の実施例
におけるチムニー11の直上に、更に第二シャッター32を
設け、この第二シャッター32が前記シャッター５と同期
して開閉するようにしたものである。このような構造と
することで、第二シャッター32の閉鎖時にチムニー11と
チムニー11の直下にあるシャッター５とのわずかなすき
間を通過して微量の堆積粒子が基板３の面上に到達する
のを防ぐことができる。
この装置を用い、作製条件を第一発明と同一として周
期の長さ約10nm、タングステンとカーボンの層厚比4:
6、周期数20の多層薄膜を作製した。この多層薄膜の各
層における、所定の構成物質以外の堆積粒子の混入状態
を二次イオン質量分析装置を用いて分析した結果、タン
グステン層内へのカーボンの混入量は0.2％程度であ
り、カーボン層内へのタングステンの混入量は0.02％程
度であった。この作製したタングステンとカーボンから
なる多層薄膜の光学特性を調べるため、一例としてＸ線
反射率を測定したところ、タングステンとカーボンの光
学定数を用いて計算した一次反射プロファイルに反射強
度・反射角度のずれがピーク位置でそれぞれわずかに約
0.6％、0.017゜しかない良く一致する実測値が得られ
た。即ち、本発明のシャッター５及びシャッター開閉機
構にチムニー11およびチムニー11上の第２シャッター32
を備えた構造の多層薄膜作製装置では、各層中への他層
の構成物質の混入量が従来技術に比べて極めて少なく、
ほぼ理想状態の光学特性を有する高品質の多層薄膜が作
製できていることを示すものである。
期の長さ約10nm、タングステンとカーボンの層厚比4:
6、周期数20の多層薄膜を作製した。この多層薄膜の各
層における、所定の構成物質以外の堆積粒子の混入状態
を二次イオン質量分析装置を用いて分析した結果、タン
グステン層内へのカーボンの混入量は0.2％程度であ
り、カーボン層内へのタングステンの混入量は0.02％程
度であった。この作製したタングステンとカーボンから
なる多層薄膜の光学特性を調べるため、一例としてＸ線
反射率を測定したところ、タングステンとカーボンの光
学定数を用いて計算した一次反射プロファイルに反射強
度・反射角度のずれがピーク位置でそれぞれわずかに約
0.6％、0.017゜しかない良く一致する実測値が得られ
た。即ち、本発明のシャッター５及びシャッター開閉機
構にチムニー11およびチムニー11上の第２シャッター32
を備えた構造の多層薄膜作製装置では、各層中への他層
の構成物質の混入量が従来技術に比べて極めて少なく、
ほぼ理想状態の光学特性を有する高品質の多層薄膜が作
製できていることを示すものである。
＜発明の効果＞ 以上説明したように本発明では、基板上に二種類以上
の物質を交互に積層させた多層薄膜を作製するのに、真
空槽内の堆積粒子の供給源の周囲を覆い、基板方向のみ
に堆積粒子飛散用の窓を開けた防着壁を設け、この防着
壁の側面にシャッター開閉用の窓を開け、シャッターが
防着壁を横切って開閉する多層薄膜作製装置において、
（１）シャッターの形状を、第１の片側側面と第２の片
側側面との距離を防着壁の開口部の大きさに略等しく
し、シャッターを開いた時であっても開口部が覆われる
ようにしたこと、（２）シャッター端部に防着壁の内壁
と同一曲率で開口部よりも高さの高い側面エッジを備え
たシャッター形状とすること、更に、（３）シャッター
と防着壁の上部に開口した堆積粒子飛散用の窓との間に
チムニーを設けること、（４）チムニー直上に第二シャ
ッターを設けること、により防着壁の外へ出る堆積粒子
量が減少する。従って、この堆積粒子が基板面上に到達
する量も減少し、ある所定の層内への他の層の構成物質
の混入量が減少する。このため、設計値に近い光学定数
などの物理定数を持つ高品質の多層薄膜を作製すること
が可能になる。
の物質を交互に積層させた多層薄膜を作製するのに、真
空槽内の堆積粒子の供給源の周囲を覆い、基板方向のみ
に堆積粒子飛散用の窓を開けた防着壁を設け、この防着
壁の側面にシャッター開閉用の窓を開け、シャッターが
防着壁を横切って開閉する多層薄膜作製装置において、
（１）シャッターの形状を、第１の片側側面と第２の片
側側面との距離を防着壁の開口部の大きさに略等しく
し、シャッターを開いた時であっても開口部が覆われる
ようにしたこと、（２）シャッター端部に防着壁の内壁
と同一曲率で開口部よりも高さの高い側面エッジを備え
たシャッター形状とすること、更に、（３）シャッター
と防着壁の上部に開口した堆積粒子飛散用の窓との間に
チムニーを設けること、（４）チムニー直上に第二シャ
ッターを設けること、により防着壁の外へ出る堆積粒子
量が減少する。従って、この堆積粒子が基板面上に到達
する量も減少し、ある所定の層内への他の層の構成物質
の混入量が減少する。このため、設計値に近い光学定数
などの物理定数を持つ高品質の多層薄膜を作製すること
が可能になる。
第１図は第一発明の一実施例に係る多層薄膜作製装置の
断面図、第２図（ａ），（ｂ）はその防着壁とシャッタ
ーの位置関係を表わす概念図、第３図は第二発明の一実
施例に係り端部に側面にエッジを持つシャッターと防着
壁の位置関係を表わす概念図、第４図は第三発明の一実
施例に係る多層薄膜作製装置の断面図、第５図は第四発
明の一実施例に係る多層薄膜作製装置の断面図、第６図
は従来の多層薄膜作製装置の断面図、第７図は第６図に
示した装置により作製したタングステン／カーボン多層
薄膜のオージェ電子分光装置による深さ方向分析結果を
示すグラフである。 図面中、 １……真空槽、 ２……回転型基板ホルダー、 ３……基板、 ４……堆積粒子の供給源（ターゲット）、 ５……シャッター、 5a……第１の片側側面、 5b……第２の片側側面、 ６……排気ポンプ、 ７……マッチングボックス、 ８……ターゲット電源、 ９……防着壁、 10……開口部、 11……チムニー、 13……堆積粒子飛散用窓、 31……側面エッジ、 32……第二シャッターである。
断面図、第２図（ａ），（ｂ）はその防着壁とシャッタ
ーの位置関係を表わす概念図、第３図は第二発明の一実
施例に係り端部に側面にエッジを持つシャッターと防着
壁の位置関係を表わす概念図、第４図は第三発明の一実
施例に係る多層薄膜作製装置の断面図、第５図は第四発
明の一実施例に係る多層薄膜作製装置の断面図、第６図
は従来の多層薄膜作製装置の断面図、第７図は第６図に
示した装置により作製したタングステン／カーボン多層
薄膜のオージェ電子分光装置による深さ方向分析結果を
示すグラフである。 図面中、 １……真空槽、 ２……回転型基板ホルダー、 ３……基板、 ４……堆積粒子の供給源（ターゲット）、 ５……シャッター、 5a……第１の片側側面、 5b……第２の片側側面、 ６……排気ポンプ、 ７……マッチングボックス、 ８……ターゲット電源、 ９……防着壁、 10……開口部、 11……チムニー、 13……堆積粒子飛散用窓、 31……側面エッジ、 32……第二シャッターである。
Claims (4)
- 【請求項１】基板ホルダー部を回転させる手段と、 異なる物質で構成された複数の堆積粒子供給源と、 該複数の堆積粒子供給源に対応して設けられた、堆積粒
子供給源からの堆積粒子の蒸発路を回転軸を中心に回転
して開閉する複数の開閉用シャッターと、 基板方向に堆積粒子を飛散させるための堆積粒子飛散用
窓と、側面に前記複数の開閉用シャッターが横切るため
の複数の開口部とを有する防着壁と を有し、 前記基板ホルダーを一定速度で回転させ、前記複数の堆
積粒子供給源からの堆積粒子を基板上にそれぞれ一定の
周期で順次交互に積層させて多層薄膜を作製する多層薄
膜作製装置において、 前記開閉用シャッターは、その第１の片側側面の一部
が、該開閉用シャッターの回転軸から該開閉用シャッタ
ーに対応する前記開口部の一端までの距離を半径とする
円弧であり、該開閉用シャッターの第２の片側側面の前
記第１の片側側面の一部に対向する一部が、該開閉用シ
ャッターの回転軸から該開閉用シャッターに対応する前
記開口部の他端までの距離を半径とする円弧であること
を特徴とする多層薄膜作製装置。 - 【請求項２】基板ホルダー部を回転させる手段と、 異なる物質で構成された複数の堆積粒子供給源と、 該複数の堆積粒子供給源に対応して設けられた、堆積粒
子供給源からの堆積粒子の蒸発路を回転軸を中心に回転
して開閉する複数の開閉用シャッターと、 基板方向に堆積粒子を飛散させるための堆積粒子飛散用
窓と、側面に前記複数の開閉用シャッターが横切るため
の複数の開口部とを有する防着壁と を有し、 前記基板ホルダーを一定速度で回転させ、前記複数の堆
積粒子供給源からの堆積粒子を基板上にそれぞれ一定の
周期で順次交互に積層させて多層薄膜を作製する多層薄
膜作製装置において、 前記開閉用シャッターは、その第１の片側側面の一部
が、該開閉用シャッターの回転軸から該開閉用シャッタ
ーに対応する前記開口部の一端までの距離を半径とする
円弧であり、該開閉用シャッターの第２の片側側面の前
記第一の片側側面の一部に対向する一部が、該開閉用シ
ャッターの回転軸から該開閉用シャッターに対応する前
記開口部の他端までの距離を半径とする円弧であると共
に、 前記開閉用シャッターは、防着壁の内壁曲面と同一曲面
をもち、且つ、前記開口部の高さよりも高い側面エッジ
を端部に有することを特徴とする多層薄膜作製装置。 - 【請求項３】基板ホルダー部を回転させる手段と、 異なる物質で構成された複数の堆積供給源と、 該複数の堆積粒子供給源に対応して設けられた、堆積粒
子供給源からの堆積粒子の蒸発路を回転軸を中心に回転
して開閉する複数の開閉用シャッターと、 基板方向に堆積粒子を飛散させるための堆積粒子飛散用
窓と、側面に前記複数の開閉用シャッターが横切るため
の複数の開口部とを有する防着壁と を有し、 前記基板ホルダーを一定速度で回転させ、前記複数の堆
積粒子供給源からの堆積粒子を基板上にそれぞれ一定の
周期で順次交互に積層させて多層薄膜を作製する多層薄
膜作製装置において、 前記開閉用シャッターは、その第１の片側側面の一部
が、該開閉用シャッターの回転軸から該開閉用シャッタ
ーに対応する前記開口部の一端までの距離を半径とする
円弧であり、該開閉用シャッターの第２の片側側面の前
記第１の片側側面の一部に対向する一部が、該開閉用シ
ャッターの回転軸から該開閉用シャッターに対応する前
記開口部の他端までの距離を半径とする円弧であると共
に、 前記開閉用シャッターは、防着壁の内壁曲面と同一曲面
をもち、且つ前記開口部の高さよりも高い側面エッジを
端部に有し、 前記開閉用シャッターの上部と前記堆積粒子飛散用窓と
の間に円筒形のチムニーを設置したことを特徴とする多
層薄膜作製装置。 - 【請求項４】基板ホルダー部を回転させる手段と、 異なる物質で構成された複数の堆積粒子供給源と、 該複数の堆積粒子供給源に対応して設けられた、堆積粒
子供給源からの堆積粒子の蒸発路を回転軸を中心に回転
して開閉する複数の開閉用シャッターと、 基板方向に堆積粒子を飛散させるための堆積粒子飛散用
窓と、側面に前記複数の開閉用シャッターが横切るため
の複数の開口部とを有する防着壁と を有し、 前記基板ホルダーを一定速度で回転させ、前記複数の堆
積粒子供給源からの堆積粒子を基板上にそれぞれ一定の
周期で順次交互に積層させて多層薄膜を作製する多層薄
膜作製装置において、 前記開閉用シャッターは、その第１の片側側面の一部
が、該開閉用シャッターの回転軸から該開閉用シャッタ
ーに対応する前記開口部の一端までの距離を半径とする
円弧であり、該開閉用シャッターの第２の片側側面の前
記第１の片側側面の一部に対向する一部が、該開閉用シ
ャッターの回転軸から該開閉用シャッターに対応する前
記開口部の他端までの距離を半径とする円弧であると共
に、 前記開閉用シャッターは、防着壁の内壁曲面と同一曲面
をもち、且つ、前記開口部の高さよりも高い側面エッジ
を端部に有し、 前記開閉用シャッターの上部と前記堆積粒子飛散用窓と
の間に円筒形のチムニーを設置し、 前記開閉用シャッターと同期して同じ運動をする第二シ
ャッターを前記チムニー直上に設けたことを特徴とする
多層薄膜作製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245534A JP2582358B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 多層薄膜作製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61245534A JP2582358B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 多層薄膜作製装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103059A JPS63103059A (ja) | 1988-05-07 |
| JP2582358B2 true JP2582358B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=17135124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61245534A Expired - Lifetime JP2582358B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 多層薄膜作製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2582358B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101978093B (zh) | 2008-11-28 | 2012-02-01 | 佳能安内华股份有限公司 | 沉积设备和电子装置制造方法 |
| JP5563377B2 (ja) * | 2009-12-22 | 2014-07-30 | キヤノンアネルバ株式会社 | スパッタリング装置 |
| US20210025050A1 (en) * | 2018-03-30 | 2021-01-28 | Jfe Steel Corporation | Target exchanging device and surface treatment facility |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0791646B2 (ja) * | 1986-09-01 | 1995-10-04 | 日本電信電話株式会社 | 多層薄膜作製装置 |
-
1986
- 1986-10-17 JP JP61245534A patent/JP2582358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63103059A (ja) | 1988-05-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |