JPH02240257A - 薄膜形成装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はスパッタリング法による薄膜形成装置に係わ
り、特に研究開発用の薄膜形成装置として、真空容器内
に、薄膜が形成される基板が取り付けられ、かつ前記真
空容器外部の直線駆動機構により中心軸の軸線方向に進
退駆動される基板テーブルと、この基板テーブルと該基
板テーブルに平行に対向して配される。薄膜物質となる
ターゲットとの中間位置に配され駆動軸を介して真空容
器外部の開閉機構により開閉駆動されるシャッタとを備
え、真空容器内にスパッタガスを導入するとともに基板
テーブルとターゲットとの間に電圧を印加してスパッタ
ガスをプラズマ化し、このプラズマ中のイオンによりタ
ーゲットをスパッタリングして基板に薄膜を形成する薄
膜形成装置に関する。

〔従来の技術〕

スパッタリング法による従来の薄膜形成装置の概略構成
を第２図に示す、以下、この装置による薄膜形成の過程
を装置の構成とともに説明する。

真空容器１１内には、薄膜が形成される基板６が取り付
けられかつこの真空容器外部の直線駆動機構８により中
心軸１０ａの軸線方向に進退駆動される基板テーブル１
０と、基板テーブル１０と平行に対向して支持台１３上
に載置されるターゲット１２と基板テーブル１０との間
に配され駆動軸１６を介して真空容器外部の開閉機構１
５により開閉駆動されるシャッタｌとが収容されている
。

薄膜形成時には、ターゲット１２を支持台１３に載置す
るとともに、基板テーブルｌＯをターゲット１２との距
離が所望の値となるように直線駆動機構８により調整し
、図示されない排気装置により真空容器ｌｌ内を真空排
気しつつガス供給系１７からスパッタガスを真空容器１
１内の圧力が成膜条件に適する真空度となるように供給
し、真空容器外部のプラズマ発生用型：ａ１４からター
ゲット１２と、基板６と同電位にある基板テーブル１０
との間に電圧を印加する。このとき、シャッタｌは、図
のように、基板６を覆う位置にあり、かつ真空容器１１
すなわち基板テーブル１０と同電位にあるから、導入さ
れたスパッタガスはまずシャッタ１とターゲット１２と
の間でプラズマ化される。この状態でプラズマ中のイオ
ンによりターゲット１２からスパッタ粒子を叩き出しつ
つターゲット表面を清浄化した後、開閉機構１５を操作
してシャッタ１を開き、基板６をターゲット１２にｎ出
させて基板に薄膜を形成する。

（発明が解決しようとする！ＩＢ） このような構成の従来装置において、シャッタ位置は次
のように決定される。すなわち、シャッタ１と基板テー
ブル１０との間隔の下限は、シャッタｌが基Ｆｉ６と接
触しない最小距離であり、間隔の上限は、ターゲット表
面を清浄化するための予備スパッタリング中のスパッタ
粒子がシャッタと基板テーブルとの間隔内に回り込むの
を防ぎ得る最大距離であり、シャッタｌはこの両位置の
範囲内にあるように駆動軸１６に固定される。

ところで、研究開発においては、基板へのｌ１ｌｌｌ形
成に際し、基板とターゲットとの距離を変化させる場合
が多く、上述のようにシャッタ位置が固定されていると
、基板とターゲットとの距離を変化させたとき、シャッ
タと基板テーブルとの間隔が変化し、スパッタ粒子の回
り込みを防止する観点から基板テーブルの移動距離が制
限され、実験可能なターゲットと基板との距離が制限さ
れるため、真空容器内空間が十分利用されないという問
題点があった。

この発明の目的は、与えられた真空容器内空間を極限ま
で利用しうる。従来の構造原理に基づく薄膜形成装置を
提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発明においては、真空
容器内に、薄膜が形成される基板が取り付けられ、かつ
前記真空容器外部の直線駆動機構により中心軸の軸線方
向に進退駆動される基板テーブルと、この基板テーブル
と該基板テーブルに平行に対向して配される。薄膜物質
となるターゲットとの中間位置に配され駆動軸を介して
真空容器外部の開閉機構により開閉駆動されるシャッタ
とを備え、真空容器内にスパッタガスを導入するととも
に基板テーブルとターゲットとの間に電圧を印加してス
パッタガスをプラズマ化し、このプラズマ中のイオンに
よりターゲットをスパッタリングして基板に１１１１を
形成するＩ’ｌｌ形成装置の構成を、前記シャッタと駆
動軸と開閉機構とを含むジャシタ系がシャッタと基板テ
ーブルとの間隔が可変となるように構成されるとともに
間隔設定後はこの間隔を保持しつつ基板テーブルととも
に該基板テーブルの中心軸軸線方向に移動可能に前記直
線駆動機構と係合させられている構成とするものとする
。

〔作用〕

薄膜形成装置をこのように構成すると、基板テーブルと
シャフタとの間隔を、被成膜基板の厚さにかかわらず常
にシャッタが基板に接触しない。

実用的に可能な最小間隔に設定することが可能になり、
また、この間隔に設定後は、この間隔を保持したまま基
板テーブルをシャッタとともに移動させることができる
ため、予備スパッタリング中のスパッタ粒子の回り込み
を防ぎ得る基板テーブルの位置が、基板の厚さによって
きまるターゲットとの最短距離から、機構的に接近しう
る真空容器壁との最短可能距離の位置まで広がる。

（実施例〕 第１図に本発明の一実施例による薄膜形成装置要部の構
成を示す、シャッタ１はスペーサ７を間にはさみ、駆動
軸２とは着脱可能な構造で固定され、基板テーブル１０
の中心軸１０ａと、シャッタ駆動軸２を回動駆動する開
閉機構１５とは共通の移動ベース５に固定されている。

この移動ベース５には、例えば回転ナンドを備えた直線
駆動機構８が固定され、このナンドと螺合するねじ棒と
して形成された移動軸９が一方端側で真空容器壁４に固
定されている。なお、図中、符号３ａおよび３ｂはそれ
ぞれ基板テーブル１０の中心軸１０ａおよびシャンク駆
動軸２と、真空容器１１との間の気密を保持するための
軸シールである。

薄膜形成装置をこのように構成すると、シャンク駆動軸
２の真空容器内軸端と基板テーブル１ｏのテーブル面と
の相対位置は一定に保たれているから、薄膜形成時には
、基板テーブル１ｏに所定の基板６を装着した後、この
基板６にシャフタ１が辛うじて接触しない程度の寸法を
有するスペーサ７を介してシャッタ１を駆動軸２に固定
する。スペーサ７は、この実施例では、基板の厚さごと
に基板に接触しない最小寸法のものに取り換えるものと
している。これは−見煩られしいように見えるが、基板
をｉＦｉテーブルに装着する際に同時に行う作業であり
、シャッタｉ、ｍ動軸２．開閉機構１５を含むシャッタ
基の構造も簡単となるため、この構造を採っている。も
ちろん、例えば、真空容器外部の開閉機構１５に駆動軸
２を軸線方向に移動させるための軸動機構を付加するな
どにより、機構的にシャッタと基板テーブルとの間隔を
調整することも可能である。そして、シャッタ１をスペ
ーサ７を介して駆動軸２に固定した後、直線駆動機構８
によって移動ベース５を移動軸９に沿って移動させ、所
望の１＆仮〜タ一ゲツト間距離の点で固定し、成膜を開
始する。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、この発明によれば、真空容器内に
、ＶｇＪｒｙＡが形成される基板が取り付けられ、かつ
前記真空容器外部の直線駆動機構により中心軸の軸線方
向に進退駆動される基板テーブルと、この基板テーブル
と該基板テーブルに平行に対向して配される。薄膜物質
となるターゲットとの中間位置に配され駆動軸を介して
真空容器外部の開閉機構により開閉駆動されるシャッタ
とを備え、真空容器内にスパッタガスを導入するととも
に基板テーブルとターゲットとの間に電圧を印加してス
パッタガスをプラズマ化し、このプラズマ中のイオンに
よりターゲットをスパフタリングして基板に１膜を形成
する薄膜形成装置の構成を、前記シャッタと駆動軸と開
閉機構とを含むシャッタ系がシャッタと基板テーブルと
の間隔が可変となるように構成されるとともに間隔設定
後はこの間隔を保持しつつ基板テーブルとともに該基板
テーブルの中心軸軸線方向に移動可能に前記直線駆動機
構と係合させられている構成としたので、シャッタと基
板テーブルとの間隔を、被成膜基板の厚さにかかわらず
常にシャッタが基板に接触しない。

実用的に可能な最小間隔に設定することが可能になり、
また、この間隔に設定後は、この間隔を保持したまま基
板テーブルをシャッタとともに移動させることができる
ため、予備スパッタリング中のスパッタ粒子の回り込み
を防ぎ得る基板テーブルの位置が、基板の厚さによって
きまるターゲットとの最短距離から、機構的に接近しう
る真空容器壁との最短可能距離の位置まで広がる。この
ため、成膜条件を変えたＦＩ膜形成に際し、真空容器内
の空間をフルに利用することができ、特に研究開発成果
への寄与が従来と比べて格段に向上される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による薄膜形成装置要部の構
成を示す断面図、第２図は従来の薄膜形成装置例の概要
構成を示す構成原理図である。 １：シャッタ、２．ｌｆｌ駆動軸、５：移動ベース、６
：基板、７：スペーサ、８：直＆ｌｊＩ駆動機構、９；
移動軸、１０：基板テーブル、１０ａ；中心軸、１１ｉ
真空容器、１２：ターゲット、１４：電源、１５：開閉
機構、１７：ガス供給系。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）真空容器内に、薄膜が形成される基板が取り付けら
   れ、かつ前記真空容器外部の直線駆動機構により中心軸
   の軸線方向に進退駆動される基板テーブルと、この基板
   テーブルと該基板テーブルに平行に対向して配される、
   薄膜物質となるターゲットとの中間位置に配され駆動軸
   を介して真空容器外部の開閉機構により開閉駆動される
   シャッタとを備え、真空容器内にスパッタガスを導入す
   るとともに基板テーブルとターゲットとの間に電圧を印
   加してスパッタガスをプラズマ化し、このプラズマ中の
   イオンによりターゲットをスパッタリングして基板に薄
   膜を形成する薄膜形成装置において、前記シャッタと駆
   動軸と開閉機構とを含むシャッタ系がシャッタと基板テ
   ーブルとの間隔が可変となるように構成されるとともに
   間隔設定後はこの間隔を保持しつつ基板テーブルととも
   に該基板テーブルの中心輪軸線方向に移動可能に前記直
   線駆動機構と係合させられていることを特徴とする薄膜
   形成装置。