JP2905421B2 - Reactive sputtering equipment - Google Patents

Reactive sputtering equipment

Info

Publication number
JP2905421B2
JP2905421B2 JP7157499A JP15749995A JP2905421B2 JP 2905421 B2 JP2905421 B2 JP 2905421B2 JP 7157499 A JP7157499 A JP 7157499A JP 15749995 A JP15749995 A JP 15749995A JP 2905421 B2 JP2905421 B2 JP 2905421B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
substrate
reactive sputtering
main chamber
sputtering apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP7157499A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH093644A (en
Inventor
欣弥 木曽田
英二 古屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chugai Ro Co Ltd
Original Assignee
Chugai Ro Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chugai Ro Co Ltd filed Critical Chugai Ro Co Ltd
Priority to JP7157499A priority Critical patent/JP2905421B2/en
Publication of JPH093644A publication Critical patent/JPH093644A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2905421B2 publication Critical patent/JP2905421B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、チャンバー内に供給し
た反応ガスとターゲットから叩き出された粒子を反応さ
せて、処理材料に反応化合物の膜を形成するマグネトロ
ンスパッタまたは高周波スパッタ等の反応性スパッタリ
ング装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reactive gas such as a magnetron sputter or a high-frequency sputter which forms a film of a reactive compound on a processing material by reacting a reaction gas supplied into a chamber with particles struck out of a target. It relates to a sputtering device.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
チャンバー内に供給した反応ガスとターゲットから叩き
出された粒子を反応させて基板に膜を形成する反応性ス
パッタリング装置として種々の形式のものが提案されて
いる。そして、スパッタ効率の向上を図るものとして特
開昭62−56570号公報で開示されたものが知られ
ている。すなわち、放電ガス導入管をターゲットの表面
近傍に、反応ガス導入管を基板表面近傍にそれぞれ配置
してターゲット表面近傍における反応ガスの濃度を低下
させてターゲット表面における反応化合物の生成を抑制
するとともに、基板表面近傍の反応ガスの濃度を高める
ことで成膜反応を効率良く行えるようにしたものであ
る。
2. Description of the Related Art
Various types of reactive sputtering apparatuses have been proposed as reactive sputtering apparatuses that form a film on a substrate by reacting a reaction gas supplied into a chamber with particles struck out of a target. Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho 62-56570 discloses a technique for improving the sputtering efficiency. That is, the discharge gas introduction pipe is arranged near the surface of the target, and the reaction gas introduction pipe is arranged near the surface of the substrate to reduce the concentration of the reaction gas near the surface of the target and suppress the generation of the reaction compound on the surface of the target. By increasing the concentration of the reaction gas near the substrate surface, the film formation reaction can be performed efficiently.

【0003】しかしながら、スパッタ時におけるチャン
バー内の圧力は0.01〜100mTorr程度であ
り、上記圧力下では反応ガスと放電ガスは分子流または
中間流的な特性を有するので、上記のように反応ガスと
放電ガスとを別個に導入しても反応ガスと放電ガスは相
互拡散することになり、それぞれの導入領域で雰囲気を
隔離することができず、ターゲット表面に化合物が生成
し、スパッタ効率をあまり向上させることができなかっ
た。
However, the pressure in the chamber during sputtering is about 0.01 to 100 mTorr, and the reaction gas and the discharge gas have molecular flow or intermediate flow characteristics under the above pressure. Even if the discharge gas and the discharge gas are introduced separately, the reaction gas and the discharge gas will interdiffuse, and the atmosphere cannot be isolated in each of the introduction regions. Could not be improved.

【0004】また、反応ガスと放電ガスとの雰囲気を隔
離するために、ターゲットと基板との間にオリフィスを
形成する差圧板を設け、差圧板で分離されたそれぞれの
チャンバー内に放電ガスと反応ガスを分離導入する反応
性スパッタリング装置が特開平6−41733号公報に
より開示されている。
Further, in order to isolate the atmosphere between the reaction gas and the discharge gas, a differential pressure plate forming an orifice is provided between the target and the substrate, and the reaction gas and the reaction gas are provided in respective chambers separated by the differential pressure plate. A reactive sputtering apparatus for separating and introducing a gas is disclosed in JP-A-6-41733.

【0005】上記構成の反応性スパッタリング装置で
は、差圧板により反応ガスと放電ガスの相互拡散を防止
することができるが、上記差圧板の開口縁部に発生する
電界集中により異常放電が多発してスパッタ効率が低下
するという問題点があった。
In the reactive sputtering apparatus having the above structure, mutual diffusion of the reaction gas and the discharge gas can be prevented by the differential pressure plate, but abnormal electric discharge occurs frequently due to electric field concentration generated at the opening edge of the differential pressure plate. There is a problem that the sputtering efficiency is reduced.

【0006】また、差圧板の設置に伴って真空排気効率
が悪く、特に、差圧板により仕切られた両チャンバーの
容積が大きくて真空排気時間が長くなり生産性が悪いと
いう問題点があった。
[0006] Further, there is a problem that the evacuation efficiency is deteriorated with the installation of the differential pressure plate, and in particular, the volume of both chambers separated by the differential pressure plate is large and the evacuation time is long, resulting in poor productivity.

【0007】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであって、反応ガスと放電ガスの相互拡散を防止
してスパッタ効率を向上させるとともに良質な膜を形成
し、かつ、真空排気効率の良好な生産性の高い反応性ス
パッタリング装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is intended to prevent the mutual diffusion of a reactant gas and a discharge gas to improve the sputtering efficiency, form a good quality film, and improve the vacuum evacuation efficiency. It is an object of the present invention to provide a reactive sputtering apparatus having good productivity and high productivity.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、処理材料に反応性スパッタリングによ
り成膜する反応性スパッタリング装置において、チャン
バーを基板が位置するメインチャンバーと当該メインチ
ャンバーの断面積より小なる断面積を有してターゲット
が位置するカソードチャンバーとで構成し、上記メイン
チャンバーには基板の近傍に開口する反応ガス供給部を
設けるとともに真空排気装置に接続する一方、上記カソ
ードチャンバーにはターゲットの近傍に開口する放電ガ
ス供給部を設けるとともに側壁近傍に防着板を着脱可能
に設け、かつ、カソードチャンバーを、メインチャンバ
ーの開口を開閉可能にメインチャンバーに取り付けたこ
とを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a reactive sputtering apparatus for forming a film on a processing material by reactive sputtering. A cathode chamber in which the target is located with a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area. The main chamber is provided with a reaction gas supply unit opened near the substrate and connected to a vacuum exhaust device. The chamber has a discharge gas supply section that opens near the target, a detachable plate near the side wall is detachably provided, and the cathode chamber is attached to the main chamber so that the opening of the main chamber can be opened and closed. And

【0009】[0009]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて説明する。図1、2は、本発明に係る反応性スパ
ッタリング装置1を示している。上記反応性スパッタリ
ング装置1のチャンバー2は、基板11が位置するメイ
ンチャンバー3とターゲット23が位置する複数のカソ
ードチャンバー4とで構成されており、アース5に接続
されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show a reactive sputtering apparatus 1 according to the present invention. The chamber 2 of the reactive sputtering apparatus 1 is composed of a main chamber 3 in which the substrate 11 is located and a plurality of cathode chambers 4 in which targets 23 are located.

【0010】上記メインチャンバー3は、側壁13を有
する平面四角形の本体3aと上記側壁13の一端にヒン
ジ10により開閉可能となった蓋体9とからなる。そし
て、上記本体3a内には円盤からなる基板ホルダ8が図
示しない駆動装置により回転する回転軸7に取り付けら
れ、この基板ホルダ8には処理材料である基板11が同
一円周上に所定間隔で取り付けられている。また、本体
3aの中央部には開口部6が設けられ、図示しない真空
排気装置に接続されている。さらに、上記本体3aの側
壁13にはカソードチャンバー4の上方で、かつ、基板
11の近傍に開口する反応ガス供給パイプ14が設けて
ある。
The main chamber 3 comprises a flat rectangular body 3a having a side wall 13 and a lid 9 which can be opened and closed by a hinge 10 at one end of the side wall 13. In the main body 3a, a substrate holder 8 made of a disk is attached to a rotating shaft 7 which is rotated by a driving device (not shown). Installed. An opening 6 is provided at the center of the main body 3a, and is connected to a vacuum exhaust device (not shown). Further, a reaction gas supply pipe 14 that opens above the cathode chamber 4 and near the substrate 11 is provided on the side wall 13 of the main body 3a.

【0011】一方、上記基板ホルダ8の基板11の回転
軌跡と対向する蓋体9の位置には複数(図では4カ所)
の開口12が設けられている。
On the other hand, a plurality of (four in the figure) positions of the lid 9 opposed to the rotation locus of the substrate 11 of the substrate holder 8 are shown.
Opening 12 is provided.

【0012】上記カソードチャンバー4は前記開口12
と同様開口4aを有する有底円筒体からなり、上記開口
4a近傍の内壁には防着板17が着脱可能に取り付けら
れており、底部には複数の永久磁石18を有するととも
にマイナスの直流電流19に接続された電極20が配設
されている。そして、この電極20上にはターゲット2
3が取り付けられるとともに、カソードチャンバー4に
はターゲット23近傍に開口する放電ガス供給パイプ2
2が設けてある。なお、上記電極20にはパルス重量直
流電源を印加してもよい。そして、このカソードチャン
バー4はヒンジ16により上記蓋体9の開口12を開閉
可能にメインチャンバー3に取り付けられている。
The cathode chamber 4 is provided with the opening 12
And a bottomed cylindrical body having an opening 4a in the same manner as that described above. An inner wall near the opening 4a is removably attached with a deposition-preventing plate 17, and has a plurality of permanent magnets 18 at the bottom and a negative DC current 19 Is connected to the electrode 20. The target 2 is placed on the electrode 20.
The discharge gas supply pipe 2 is opened in the vicinity of the target 23 in the cathode chamber 4.
2 are provided. Note that a pulsed heavy DC power supply may be applied to the electrode 20. The cathode chamber 4 is attached to the main chamber 3 by a hinge 16 so that the opening 12 of the lid 9 can be opened and closed.

【0013】ここで、上記チャンバー2におけるコンダ
クタンス(流れ抵抗)について説明する。コンダクタン
スC(m3/sec)は、急激に断面積の変化する部分
があれば、断面積差に伴う拡散縮流によるガスの流れ抵
抗により値が小さくなる(流れ抵抗が大きくなる。)。
上記チャンバー2においては、開口12がそれに当た
り、上記チャンバー2のコンダクタンスCは小さな値と
なる。
Here, the conductance (flow resistance) in the chamber 2 will be described. If there is a portion where the cross-sectional area changes abruptly, the value of the conductance C (m 3 / sec) becomes smaller (the flow resistance becomes larger) due to the gas flow resistance due to diffusion contraction caused by the difference in cross-sectional area.
In the chamber 2, the opening 12 corresponds thereto, and the conductance C of the chamber 2 has a small value.

【0014】例えば、メインチャンバー3の断面積S1
をカソードチャンバー4の断面積S2(開口12)の約
2倍に設定すれば、S1のみの断面積からなる一体形チ
ャンバーの約1/4倍のコンダクタンスCとなり、メイ
ンチャンバー3に供給された反応ガスとカソードチャン
バー4に供給された放電ガスとの相互拡散が防止され、
それぞれの雰囲気がほぼ完全に隔離される。
For example, the sectional area S1 of the main chamber 3
Is set to about twice the cross-sectional area S2 (opening 12) of the cathode chamber 4, the conductance C becomes about 1 / times that of the integrated chamber having the cross-sectional area of only S1, and the reaction supplied to the main chamber 3 Interdiffusion between the gas and the discharge gas supplied to the cathode chamber 4 is prevented,
Each atmosphere is almost completely isolated.

【0015】具体的には、メインチャンバー3の断面積
S1は、360cm2〜10,000cm2程度、カソー
ドチャンバー4の断面積S2は、180cm2〜500
cm2程度に設定される。
[0015] More specifically, the cross-sectional area S1 of the main chamber 3, 360cm 2 ~10,000cm 2 mm, the cross-sectional area S2 of the cathode chamber 4, 180cm 2 to 500
cm 2 is set.

【0016】次に、上記反応性スパッタリング装置1に
より、基板11にアルミナ膜を形成する場合について説
明する。まず、上記メインチャンバー3の蓋体9をヒン
ジ10を支点として下方に開き、メインチャンバー3の
回転軸7から基板ホルダ8を取り外す。基板ホルダ8に
複数の基板11を取り付けた後、上記基板ホルダ8を回
転軸7に取り付けるとともに各カソードチャンバー4の
カソード電極20にアルミニウムからなるターゲット2
3を載置し、上記蓋体9を閉める。なお、上記基板11
とターゲット23との距離は150〜250mmに設定
される。
Next, a case where an alumina film is formed on the substrate 11 by the reactive sputtering apparatus 1 will be described. First, the lid 9 of the main chamber 3 is opened downward with the hinge 10 as a fulcrum, and the substrate holder 8 is removed from the rotating shaft 7 of the main chamber 3. After mounting the plurality of substrates 11 on the substrate holder 8, the substrate holder 8 is mounted on the rotating shaft 7, and the target 2 made of aluminum is formed on the cathode electrode 20 of each cathode chamber 4.
3 is placed, and the lid 9 is closed. The substrate 11
The distance between the target and the target 23 is set to 150 to 250 mm.

【0017】つぎに、図示しない真空排気装置でメイン
チャンバー3とカソードチャンバー4を10mTorr
程度に真空排気し、メインチャンバー3に反応ガス供給
パイプ14から02(反応ガス)を、カソードチャンバ
ー4に放電ガス供給パイプ22からAr(放電ガス)を
それぞれ供給する。
Next, the main chamber 3 and the cathode chamber 4 are evacuated to 10 mTorr by a vacuum exhaust device (not shown).
After evacuating to a degree, O 2 (reaction gas) is supplied to the main chamber 3 from the reaction gas supply pipe 14, and Ar (discharge gas) is supplied to the cathode chamber 4 from the discharge gas supply pipe 22.

【0018】その後、電極20に300〜500Wの電
圧を印加し、回転軸7を駆動して基板ホルダ8を所定速
度で回転させる。これにより、基板11が開口12と対
向する位置15に移動してきたときにターゲット23か
ら叩き出され、反応ガスと反応した粒子によりアルミナ
の膜が形成される。
Thereafter, a voltage of 300 to 500 W is applied to the electrode 20, and the rotating shaft 7 is driven to rotate the substrate holder 8 at a predetermined speed. As a result, when the substrate 11 moves to the position 15 facing the opening 12, the substrate 11 is hit from the target 23, and an alumina film is formed by particles reacted with the reaction gas.

【0019】この際、上記したように、カソードチャン
バー4のコンダクタンスCは小さいので、メインチャン
バー3に供給された反応ガスがカソードチャンバー4に
拡散することはない。したがって、ターゲット23の表
面に反応化合物であるアルミナの膜が形成されることは
なく、ターゲット23のスパッタが安定して行われる。
また、同様に、カソードチャンバー4に供給された放電
ガスがメインチャンバー3に拡散することはない。さら
に、基板11の表面近傍に反応ガスが供給されるので、
真空排気装置でカソードチャンバー4からメインチャン
バー3に吸引される放電ガスが上記基板11の周辺を通
過することはなく、かつ、基板11の表面近傍の反応ガ
ス濃度は高いまま保持されているため、反応効率は極め
て良好である。
At this time, as described above, since the conductance C of the cathode chamber 4 is small, the reaction gas supplied to the main chamber 3 does not diffuse into the cathode chamber 4. Accordingly, a film of alumina as a reaction compound is not formed on the surface of the target 23, and the sputtering of the target 23 is performed stably.
Similarly, the discharge gas supplied to the cathode chamber 4 does not diffuse into the main chamber 3. Further, since the reaction gas is supplied near the surface of the substrate 11,
Since the discharge gas sucked from the cathode chamber 4 into the main chamber 3 by the vacuum exhaust device does not pass around the substrate 11 and the reaction gas concentration near the surface of the substrate 11 is kept high, The reaction efficiency is very good.

【0020】最後に、膜の形成が終了すると、電極20
に印加する電圧の供給を停止し、基板ホルダ8の回転及
び放電ガス、反応ガスの供給を停止する。その後、チャ
ンバー2を適宜手段で復圧した後、メインチャンバー3
の蓋体9を開放して基板ホルダ8を取り外し、この基板
ホルダ8から基板11を取り外して作業を終了する。上
記基板11は複数枚同時に処理されるので、1枚当たり
の実成膜時間以外の付帯時間(チャンバー2の排気、復
圧、圧力安定等に要する時間)が削減される。また、基
板11には厚み、組成が均一な膜が形成される。
Finally, when the formation of the film is completed, the electrode 20
The supply of the voltage applied to the substrate holder is stopped, and the rotation of the substrate holder 8 and the supply of the discharge gas and the reaction gas are stopped. Then, after the pressure of the chamber 2 is restored by appropriate means, the main chamber 3
The lid 9 is opened to remove the substrate holder 8, and the substrate 11 is removed from the substrate holder 8 to complete the operation. Since a plurality of the substrates 11 are simultaneously processed, additional time other than the actual film formation time per one substrate (time required for evacuation of the chamber 2, pressure recovery, pressure stabilization, and the like) is reduced. Further, a film having a uniform thickness and composition is formed on the substrate 11.

【0021】上記防着板17はカソードチャンバー4の
内壁に反応物が付着するのを防止するものであるが、こ
の防着板17はカソードチャンバー4から取り外すこと
ができるので、カソードチャンバー4をヒンジ16によ
り蓋体9から開放することによりメンテナンスを容易に
行なうことができる。
The attachment plate 17 prevents the reactant from adhering to the inner wall of the cathode chamber 4. The attachment plate 17 can be removed from the cathode chamber 4, so that the cathode chamber 4 is hinged. The maintenance can be easily performed by opening the lid 9 from the lid 16.

【0022】さらに、上記基板11にSi34膜を形成
する場合、ターゲット23にSi、反応ガスにN2ガス
を使用する。ターゲット23と基板11との間の距離は
約60mmに設定し、電極20には3500Wの直流を
印加し、メインチャンバー3とカソードチャンバー4は
10mTorr程度に真空排気する。上記した条件にお
いては、膜の形成速度は4000Å/minとなり、従
来行われている一般的な膜の形成速度に比較して飛躍的
に向上させることができた。なお、上記条件にてポリカ
ーボネート製の基板11上に1500Åの厚みのSi3
4膜を作製した際に基板温度を80℃以下に保持する
ことができた。
Further, when forming a Si 3 N 4 film on the substrate 11, Si is used for the target 23 and N 2 gas is used for the reaction gas. The distance between the target 23 and the substrate 11 is set to about 60 mm, a direct current of 3500 W is applied to the electrode 20, and the main chamber 3 and the cathode chamber 4 are evacuated to about 10 mTorr. Under the above-mentioned conditions, the film formation speed was 4000 ° / min, which was significantly improved as compared with the conventional general film formation speed. Under the above conditions, a 1500 ° thick Si 3
When the N 4 film was produced, the substrate temperature could be kept at 80 ° C. or less.

【0023】また、上記反応性スパッタリング装置1
は、図3に示すように、回転軸7にインピーダンスマッ
チング回路25を介して高周波電源26を接続する構成
としてもよいし、図4に示すように、処理位置15にお
ける基板11の近傍に誘導コイル28を配置し、この誘
導コイル28にインピーダンスマッチング回路25を介
して高周波電源26を接続する構成としてもよい。上記
図3、4に示す構成では、基板11の周囲に発生するプ
ラズマにより反応ガスが活性化するので、反応効率がさ
らに向上するとともに、基板11に形成された膜の中
で、密着力の弱い原子や不純物が上記プラズマにより叩
き出されるので、膜は密着力の強い原子のみで形成され
る。なお、上記インピーダンスマッチング回路25には
コンデンサが内蔵されているので基板11が導電性材料
である場合にも、直流バイアスが得られる。
The above reactive sputtering apparatus 1
As shown in FIG. 3, a high-frequency power supply 26 may be connected to the rotating shaft 7 via an impedance matching circuit 25, or an induction coil may be provided near the substrate 11 at the processing position 15 as shown in FIG. 28, and a high frequency power supply 26 may be connected to the induction coil 28 via an impedance matching circuit 25. In the configuration shown in FIGS. 3 and 4, the reaction gas is activated by the plasma generated around the substrate 11, so that the reaction efficiency is further improved, and the adhesion force is weak in the film formed on the substrate 11. Since atoms and impurities are knocked out by the plasma, the film is formed only of atoms having strong adhesion. Since a capacitor is built in the impedance matching circuit 25, a DC bias can be obtained even when the substrate 11 is made of a conductive material.

【0024】例えば、図1、2に示す反応性スパッタリ
ング装置1で基板11にSiO2膜を形成する場合、タ
ーゲット23にSiを使用し、反応ガス(O2)と放電
ガス(Ar)との流量比を0.3:1.0とし、電極2
0に2000Wの直流を印加し、メインチャンバー3と
カソードチャンバー4は10mTorr程度に真空排気
する。この条件で形成された膜の屈折率は1.9となっ
たが、上記図3、4に示す構成の反応性スパッタリング
装置1を使用し、上記した条件に加え、高周波電源26
の電圧を200Wとし、基板11の周囲にプラズマを発
生させた状態で膜を形成すると、膜の屈折率は1.5と
なり膜の透明度を向上させることができた。これによ
り、基板11から不純物が叩き出されることが理解でき
る。
For example, when an SiO 2 film is formed on the substrate 11 by the reactive sputtering apparatus 1 shown in FIGS. 1 and 2 , Si is used for the target 23 and the reaction gas (O 2 ) and the discharge gas (Ar) are mixed. The flow rate ratio was 0.3: 1.0, and the electrode 2
A direct current of 2000 W is applied to 0, and the main chamber 3 and the cathode chamber 4 are evacuated to about 10 mTorr. The refractive index of the film formed under these conditions was 1.9. However, using the reactive sputtering apparatus 1 having the configuration shown in FIGS.
When the voltage was set to 200 W and the film was formed in a state where plasma was generated around the substrate 11, the refractive index of the film was 1.5, and the transparency of the film could be improved. Thereby, it can be understood that the impurities are beaten out of the substrate 11.

【0025】また、複数の基板11を処理する反応性ス
パッタリング装置は、図5に示す構成としてもよい。こ
の反応性スパッタリング装置30は、円筒体からなるメ
インチャンバー31の外周に複数のカソードチャンバー
32をヒンジ33で着脱可能に取り付けたもので、上記
メインチャンバー31の内部には、図示しないモータに
接続されて矢印の方向に回転可能に設けられた中空8角
柱体からなる基板ホルダ34が配置してある。
The reactive sputtering apparatus for processing a plurality of substrates 11 may have the configuration shown in FIG. The reactive sputtering apparatus 30 is configured such that a plurality of cathode chambers 32 are detachably attached to an outer periphery of a main chamber 31 formed of a cylindrical body by hinges 33. The inside of the main chamber 31 is connected to a motor (not shown). A substrate holder 34 composed of a hollow octagonal prism provided rotatably in the direction of the arrow is disposed.

【0026】他の構成部分及び操作手順について、図1
に示す反応性スパッタリング装置1と同一部分について
は同一符号を付して説明を省略する。なお、言うまでも
なく、この反応性スパッタリング装置30においても、
メインチャンバー31の断面積に比較してそれぞれのカ
ソードチャンバー32の断面積は小さくなるように設け
てあり、メインチャンバー31に供給された反応ガスが
カソードチャンバー32に、カソードチャンバー32に
供給された放電ガスがメインチャンバー31に拡散する
ことはないので、基板11には良質な膜が効率よく形成
される。
FIG. 1 shows other components and operation procedures.
The same parts as in the reactive sputtering apparatus 1 shown in FIG. Needless to say, even in this reactive sputtering apparatus 30,
The cross-sectional area of each cathode chamber 32 is provided to be smaller than the cross-sectional area of the main chamber 31. Since the gas does not diffuse into the main chamber 31, a good quality film is efficiently formed on the substrate 11.

【0027】上記説明では、回転駆動する基板ホルダ8
に複数の基板11を取り付けるとともに、複数のカソー
ドチャンバー4(32)を配設したものであるが、基板
ホルダ8は固定であって、その基板11に対向してカソ
ードチャンバー4を設けてもよく、かつ、基板11とカ
ソードチャンバー4の数は各1つであってもよい。
In the above description, the substrate holder 8 that is driven to rotate
A plurality of cathode chambers 4 (32) are arranged while a plurality of substrates 11 are attached to the substrate. However, the substrate holder 8 is fixed, and the cathode chamber 4 may be provided to face the substrate 11. The number of the substrate 11 and the number of the cathode chambers 4 may be one each.

【0028】また、図6、7に示すように、上記反応性
スパッタリング装置は、連続スパッタ装置40に組み込
んで使用することもできる。上記連続スパッタ装置40
では、前処理等を経て基板ホルダ8で矢印の方向に搬送
されてきた基板11に膜を形成するもので、この場合も
上記スパッタリング装置1と同様に、搬送路を兼ねたメ
インチャンバー41の断面積S3に比較してカソードチ
ャンバー42の断面積S4は小さくなるように設けてあ
る。なお、反応性スパッタリング装置40の構成及び動
作について、反応性スパッタリング装置1と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略する。
As shown in FIGS. 6 and 7, the reactive sputtering apparatus can be used by being incorporated in a continuous sputtering apparatus 40. The above continuous sputtering apparatus 40
In this case, a film is formed on the substrate 11 that has been transferred in the direction of the arrow by the substrate holder 8 through a pretreatment or the like. In this case, as in the case of the sputtering apparatus 1, the main chamber 41 also serving as a transfer path is cut off. The cross-sectional area S4 of the cathode chamber 42 is provided to be smaller than the area S3. In addition, about the structure and operation | movement of the reactive sputtering apparatus 40, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the reactive sputtering apparatus 1, and description is abbreviate | omitted.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1に係る反応性スパッタリング装置では、カソードチャ
ンバーはメインチャンバーに穿設した開口に取り付けら
れているため、つまり、両チャンバーの連通部における
断面積は急激に変化する形状となっていてチャンバーの
コンダクタンスを低くすることができる。これにより、
メインチャンバーに供給された反応ガスがカソードチャ
ンバーに拡散したり、逆にカソードチャンバーに供給さ
れた放電ガスがメインチャンバーに拡散すること(相互
拡散)が防止され、メインチャンバーとカソードチャン
バーの雰囲気が完全に隔離される。したがって、ターゲ
ットの表面と反応ガスが反応して化合物を生成すること
はないので、スパッタ効率を向上させることができると
ともに、処理材料には良質な膜が形成される。
As is apparent from the above description, in the reactive sputtering apparatus according to the first aspect, the cathode chamber is attached to the opening formed in the main chamber, that is, in the communicating portion between the two chambers. The cross-sectional area has a shape that changes rapidly, and the conductance of the chamber can be reduced. This allows
The reaction gas supplied to the main chamber is prevented from diffusing into the cathode chamber, and the discharge gas supplied to the cathode chamber is prevented from diffusing into the main chamber (interdiffusion). To be isolated. Therefore, since the surface of the target and the reactive gas do not react with each other to generate a compound, the sputtering efficiency can be improved, and a high-quality film is formed as a processing material.

【0030】また、反応性スパッタリング装置には差圧
板を設けていないので異常放電の発生が無く、安定して
基板に膜を形成することができるとともに、カソードチ
ャンバーはメインチャンバーに比べて容積が小さいので
チャンバー全体の真空排気効率も良い。
Further, since the reactive sputtering apparatus is not provided with a differential pressure plate, abnormal discharge does not occur, a film can be stably formed on the substrate, and the volume of the cathode chamber is smaller than that of the main chamber. Therefore, the evacuation efficiency of the entire chamber is good.

【0031】さらに、カソードチャンバーはメインチャ
ンバーに対し、また防着板はカソードチャンバーから取
り外した状態で清浄または交換することができるのでメ
ンテナンスが容易に行える。
Further, since the cathode chamber can be cleaned or replaced with the main chamber removed from the main chamber, and the deposition-preventing plate can be removed or replaced from the cathode chamber, maintenance can be easily performed.

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

【図1】 本発明に係る反応性スパッタリング装置の断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a reactive sputtering apparatus according to the present invention.

【図2】 図1のII−II線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG.

【図3】 軸に高周波電源を接続した反応性スパッタリ
ング装置の部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a reactive sputtering apparatus in which a high-frequency power source is connected to a shaft.

【図4】 誘導コイルを設けた反応性スパッタリング装
置の部分断面図である。
FIG. 4 is a partial sectional view of a reactive sputtering apparatus provided with an induction coil.

【図5】 他の実施例の反応性スパッタリング装置の断
面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a reactive sputtering apparatus according to another embodiment.

【図6】 本発明に係る反応性スパッタリング装置を組
み込んだ連続スパッタ装置の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a continuous sputtering apparatus incorporating the reactive sputtering apparatus according to the present invention.

【図7】 図6のIII−III線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line III-III of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,30…反応性スパッタリング装置、2…チャンバ
ー、3,31,41…メインチャンバー、4,32,4
2…カソードチャンバー、11…基板、14、22…供
給パイプ、17…防着板、20…電極、40…連続スパ
ッタ装置。
1, 30: reactive sputtering apparatus, 2: chamber, 3, 31, 41: main chamber, 4, 32, 4
2 ... Cathode chamber, 11 ... Substrate, 14, 22 ... Supply pipe, 17 ... Prevention plate, 20 ... Electrode, 40 ... Continuous sputtering device.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 処理材料に反応性スパッタリングにより
成膜する反応性スパッタリング装置において、 チャンバーを基板が位置するメインチャンバーと当該メ
インチャンバーの断面積より小なる断面積を有してター
ゲットが位置するカソードチャンバーとで構成し、上記
メインチャンバーには基板の近傍に開口する反応ガス供
給部を設けるとともに真空排気装置に接続する一方、上
記カソードチャンバーにはターゲットの近傍に開口する
放電ガス供給部を設けるとともに側壁近傍に防着板を着
脱可能に設け、かつ、カソードチャンバーを、メインチ
ャンバーの開口を開閉可能にメインチャンバーに取り付
けたことを特徴とする反応性スパッタリング装置。
1. A reactive sputtering apparatus for forming a film on a processing material by reactive sputtering, comprising: a main chamber in which a substrate is located; and a cathode in which a target has a sectional area smaller than that of the main chamber. The main chamber is provided with a reaction gas supply unit opened near the substrate and connected to a vacuum exhaust device, while the cathode chamber is provided with a discharge gas supply unit opened near the target. A reactive sputtering apparatus characterized in that an attachment plate is detachably provided near a side wall, and a cathode chamber is attached to the main chamber so that an opening of the main chamber can be opened and closed.
JP7157499A 1995-06-23 1995-06-23 Reactive sputtering equipment Expired - Lifetime JP2905421B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7157499A JP2905421B2 (en) 1995-06-23 1995-06-23 Reactive sputtering equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7157499A JP2905421B2 (en) 1995-06-23 1995-06-23 Reactive sputtering equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH093644A JPH093644A (en) 1997-01-07
JP2905421B2 true JP2905421B2 (en) 1999-06-14

Family

ID=15651028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7157499A Expired - Lifetime JP2905421B2 (en) 1995-06-23 1995-06-23 Reactive sputtering equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2905421B2 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58110673A (en) * 1981-12-23 1983-07-01 Hitachi Ltd Reactive sputtering device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH093644A (en) 1997-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6113752A (en) Method and device for coating substrate
EP0908531B1 (en) Apparatus and method for forming a thin film of a compound
US6280585B1 (en) Sputtering apparatus for filling pores of a circular substrate
JPH11317397A (en) Processing device
KR20000076925A (en) Method of removing accumulated films from the surfaces of substrate holders in film deposition apparatus, and film deposition apparatus, and thin film deposition apparatus
KR100509666B1 (en) Device for vaccum coating of bulk material
US11932934B2 (en) Method for particle removal from wafers through plasma modification in pulsed PVD
JPH05106020A (en) Shield preparation for reducing fine particle in physical vapor deposition room
JP2905421B2 (en) Reactive sputtering equipment
JPH06136527A (en) Target for sputtering and sputtering device and sputtering method using the same
JP2001156158A (en) Thin-film forming apparatus
JPH10195651A (en) Film forming device and its method
JPH11200031A (en) Sputtering device and high speed evacuating method therefor
JP3905584B2 (en) Sputtering apparatus and collimator deposit processing method
US6325901B1 (en) Method of producing a cathode-ray tube and apparatus therefor
JP3138810B2 (en) Ion plating equipment
JPH10298753A (en) Reactive sputtering device, and formation of thin film using this
JP3415212B2 (en) Sputter deposition equipment
JPH05275350A (en) Semiconductor manufacturing equipment
JPH08124864A (en) Vacuum plasma treating apparatus
JP3283817B2 (en) Single wafer sputtering equipment
JPH11297676A (en) Electronic device manufacturing apparatus
JP4480336B2 (en) Dielectric thin film manufacturing method and manufacturing apparatus
JPS63247361A (en) Sputtering device
JPH0681146A (en) Magnetron sputtering device