JPH0428871A - 多層膜製造装置 - Google Patents
多層膜製造装置Info
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- JPH0428871A JPH0428871A JP2134671A JP13467190A JPH0428871A JP H0428871 A JPH0428871 A JP H0428871A JP 2134671 A JP2134671 A JP 2134671A JP 13467190 A JP13467190 A JP 13467190A JP H0428871 A JPH0428871 A JP H0428871A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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〕
本発明は種類の異なる薄膜を真空中で多層堆積する装置
に関するものである。
に関するものである。
真空中で薄膜を堆積する装置にはスパッタ装置、ＣＶＤ
装置、プラズマＣＶＤ装置、蒸着装置などがある。ここ
では従来のスパッタ装置Ｇこついて第２図、第３図の２
例を示す。
装置、プラズマＣＶＤ装置、蒸着装置などがある。ここ
では従来のスパッタ装置Ｇこついて第２図、第３図の２
例を示す。
第２図は従来の装置の第１例を説明するための概略図で
ある。この装置はジョセフソン素子を製作するもので、
第２ターゲツト４のＮｂと第１ターゲツト３のＡ１及び
Ａ１０Ｘの多層膜を基板上に連続成膜する装置である。
ある。この装置はジョセフソン素子を製作するもので、
第２ターゲツト４のＮｂと第１ターゲツト３のＡ１及び
Ａ１０Ｘの多層膜を基板上に連続成膜する装置である。
装置の構成は、ゲートバルブ９で仕切られた第２反応室
２と第２反応室２の二つの反応室からなり、基板５２を
真空中で搬送できるようになっている。第１反応室は第
１ターゲット３と第１基板ホルダー５とクライオポンプ
システムで出来ている第１畜真空ポンプンステム７及び
ガス導入系と電源導入系からなっている。第２反応室も
ほぼ同し構成である。
２と第２反応室２の二つの反応室からなり、基板５２を
真空中で搬送できるようになっている。第１反応室は第
１ターゲット３と第１基板ホルダー５とクライオポンプ
システムで出来ている第１畜真空ポンプンステム７及び
ガス導入系と電源導入系からなっている。第２反応室も
ほぼ同し構成である。
第３図は従来の装置の第２例を説明するための概略図で
ある。反応室は１つで、反応室１００内に第１ターゲツ
ト３と第２ターゲツト４が設置されている。
ある。反応室は１つで、反応室１００内に第１ターゲツ
ト３と第２ターゲツト４が設置されている。
第２図の第１例では基板５２をセ・ン卜する時にどちら
かの反応室を大気中にさらすためターゲットや反応室内
の酸化及び水分の付着等による汚染や真空度の低下があ
った。また基板搬送のためにゲートバルブ９を開いた時
に第１反応室１第２反応室２とでお互いの反応室を汚染
する問題点があった。さらに高真空ポンプシステムにク
ライオポンプを使用していたため、定期的な再生、オー
バーホールのための時間や費用がかかるという問題点も
あった。
かの反応室を大気中にさらすためターゲットや反応室内
の酸化及び水分の付着等による汚染や真空度の低下があ
った。また基板搬送のためにゲートバルブ９を開いた時
に第１反応室１第２反応室２とでお互いの反応室を汚染
する問題点があった。さらに高真空ポンプシステムにク
ライオポンプを使用していたため、定期的な再生、オー
バーホールのための時間や費用がかかるという問題点も
あった。
第３図の第２例の場合には、同一反応室に２つのターゲ
ットがあることによるターゲット間の汚染や、基板セン
ト時に反応室が大気中にさらされることによる汚染など
の問題点があった。
ットがあることによるターゲット間の汚染や、基板セン
ト時に反応室が大気中にさらされることによる汚染など
の問題点があった。
上記問題点を解決するために、本発明では複数の反応室
の間に高真空に引かれたバッファ室を設けた。また各反
応室に基板をセットするためのロド室を設け、さらに、
各反応室はターボ分子ポンプで高真空に引き、バッファ
室、ロード室はクライオポンプで高真空に引くようにし
た。
の間に高真空に引かれたバッファ室を設けた。また各反
応室に基板をセットするためのロド室を設け、さらに、
各反応室はターボ分子ポンプで高真空に引き、バッファ
室、ロード室はクライオポンプで高真空に引くようにし
た。
Ｃ作用〕
各反応室の間にバッファ室を設けることで、反応室間の
汚染がなくなる。また、ロード室を設けることで反応室
内が大気中にさらされることがなくなる。さらに反応室
をターボ分子ポンプで高真空に引くことで水素ガスを使
うことができ、再生やオーバーホールの必要もなくなる
。そして、ロード室をクライオポンプにすることで大気
中の水分をターボ分子ポンプに比べて効率良く除去する
ことができる。
汚染がなくなる。また、ロード室を設けることで反応室
内が大気中にさらされることがなくなる。さらに反応室
をターボ分子ポンプで高真空に引くことで水素ガスを使
うことができ、再生やオーバーホールの必要もなくなる
。そして、ロード室をクライオポンプにすることで大気
中の水分をターボ分子ポンプに比べて効率良く除去する
ことができる。
以下に本発明の実施例について図面を参照して説明する
。第１図は本発明によるスパッタでＮｂ／ Ａ １０
ｘ ／ Ｎ ｂ構造のジョセフソン素子を作る装置の構
造を示す概略図である。反応室の構成は、第１反応室と
第２反応室２の間に第１ゲートノ＼ルブ９１と第２ゲー
トバルブ９２を介してノ＼ツファ室３０がある。この実
施例ではバッファ室３０はロード室としても使用する。
。第１図は本発明によるスパッタでＮｂ／ Ａ １０
ｘ ／ Ｎ ｂ構造のジョセフソン素子を作る装置の構
造を示す概略図である。反応室の構成は、第１反応室と
第２反応室２の間に第１ゲートノ＼ルブ９１と第２ゲー
トバルブ９２を介してノ＼ツファ室３０がある。この実
施例ではバッファ室３０はロード室としても使用する。
排気系は、各反応室１．２を各々ターボ分子ポンプとロ
ークリポンプで構成される第１高真空ボンブンステム７
と第２高真空ポンプシステム８で構成し、圧力が１Ｏ−
５Ｐａ台以下になるようにする。
ークリポンプで構成される第１高真空ボンブンステム７
と第２高真空ポンプシステム８で構成し、圧力が１Ｏ−
５Ｐａ台以下になるようにする。
ロード室も兼ねるバッファ室３０は基板セットの時に大
気圧になり空気中にさらされるので、排気系の第３高真
空ポンプシステムは水分の排気量の大きいクライオポン
プシステムを使用し、圧力が１０５ ｐ ａ台以下にな
るようにする。クライオポンプシステムはクライオポン
プとロータリポンプで構成されている。
気圧になり空気中にさらされるので、排気系の第３高真
空ポンプシステムは水分の排気量の大きいクライオポン
プシステムを使用し、圧力が１０５ ｐ ａ台以下にな
るようにする。クライオポンプシステムはクライオポン
プとロータリポンプで構成されている。
ガス系は第１反応室にアルゴンガス１７と酸素ガスエ８
をバルブ１４．１５を介して導入できるようになってお
り、ガス流量はマスフローコントローラによって調整さ
れ、圧力はガス流量及びバルブ１２によって設定される
。第２反応室２は導入ガスがアルゴンガス１７だけにな
っている他は第１反応室１と同様である。第１図ではバ
ッファ室３０にガス導入の配管はないが、より汚染の少
ない膜を付けるには、窒素やアルゴンなどのガスが導入
できるようにしておくことか望ましい。
をバルブ１４．１５を介して導入できるようになってお
り、ガス流量はマスフローコントローラによって調整さ
れ、圧力はガス流量及びバルブ１２によって設定される
。第２反応室２は導入ガスがアルゴンガス１７だけにな
っている他は第１反応室１と同様である。第１図ではバ
ッファ室３０にガス導入の配管はないが、より汚染の少
ない膜を付けるには、窒素やアルゴンなどのガスが導入
できるようにしておくことか望ましい。
電源系はＤＣ電源ｌＯとＲＦ電ａ１１からなっている。
ＤＣ電源ｌＯはスパッタ用に使い、第１ターゲツト３の
Ａρと第２ターゲツト４のＮｂに各々接続できる。ＲＦ
電源１１は基板の工、チング用に使用し、第１基板ホル
ダ５と第２基板ホルダ６に各々接続できる。
Ａρと第２ターゲツト４のＮｂに各々接続できる。ＲＦ
電源１１は基板の工、チング用に使用し、第１基板ホル
ダ５と第２基板ホルダ６に各々接続できる。
本発明の一例を上記装置を使った堆積例として第４図に
示すようなＮｂ／Ａｌ○ｘ ／ Ｎ ｂ構造のジョセフ
ソン素子を作る工程を説明する。第１ターゲツト３をＡ
１にし、第２クーゲツト４をＨｂにする。第１反応室、
第２反応室を各々１Ｏ−５Ｐａ台の高真空にした状態で
、バッファ室３０を大気圧にし、基板５２をセットしク
ライオポンプで１０−’Ｐａ台以下まで高真空にする。
示すようなＮｂ／Ａｌ○ｘ ／ Ｎ ｂ構造のジョセフ
ソン素子を作る工程を説明する。第１ターゲツト３をＡ
１にし、第２クーゲツト４をＨｂにする。第１反応室、
第２反応室を各々１Ｏ−５Ｐａ台の高真空にした状態で
、バッファ室３０を大気圧にし、基板５２をセットしク
ライオポンプで１０−’Ｐａ台以下まで高真空にする。
基板にはＳｉ表面を酸化したものを使用する。次に基板
を第２ゲートバルブ９２を開けて第２反応室２に搬送す
る。第２ゲートバルブ９２を閉し、第２反応室をさらに
高真空に引く。アルゴンガス１７を導入し圧力を１から
２Ｐａで下部Ｎｂ膜６２（第４図）をＤＣスパッタし２
００から３００ｎｍ堆積する。アルゴンガス導入を止め
再び第２反応室２をｔｏ−５ｐａ台以下まで高真空に引
き、第２ゲートバルブ９２を開は基板をバッファ室３０
に搬送する。第２ゲートバルブ９２を閉じ第１ゲートバ
ルブ９１を開けて基板を第１反応室１に搬送する。第１
ゲートバルブ９１を閉し、第１反応室１をさらに高真空
に引く。アルゴンガス１７を導入し圧力を１から２Ｐａ
Ｔ：Ａｊ！をＤＣスパッタし１から１０ｎｍ堆積する。
を第２ゲートバルブ９２を開けて第２反応室２に搬送す
る。第２ゲートバルブ９２を閉し、第２反応室をさらに
高真空に引く。アルゴンガス１７を導入し圧力を１から
２Ｐａで下部Ｎｂ膜６２（第４図）をＤＣスパッタし２
００から３００ｎｍ堆積する。アルゴンガス導入を止め
再び第２反応室２をｔｏ−５ｐａ台以下まで高真空に引
き、第２ゲートバルブ９２を開は基板をバッファ室３０
に搬送する。第２ゲートバルブ９２を閉じ第１ゲートバ
ルブ９１を開けて基板を第１反応室１に搬送する。第１
ゲートバルブ９１を閉し、第１反応室１をさらに高真空
に引く。アルゴンガス１７を導入し圧力を１から２Ｐａ
Ｔ：Ａｊ！をＤＣスパッタし１から１０ｎｍ堆積する。
アルゴンガス導入を止め再び第１反応室１を１０−’Ｐ
ａ台以下まで高真空に引き、酸素ガス１８を導入し圧力
を１から１０Ｐａにし、Ａ１表面を酸化してＡ １０
ｘ ／ Ａ １障壁層６３（第４図）を形成する。酸素
ガスを止め第１反応室１を１Ｏ−５Ｐａ台以下まで高真
空に引きゲートバルブ９１．９２を順次開閉し基板を再
び第２反応室２に搬送し、上記Ｎｂ堆積条件で再び上部
Ｎｂ膜６４（第４図）を２００から３００ｎｍ堆積する
。最後に基板５２をバッファ室３０に搬送後人気圧にリ
ークして基板を取り出し堆積を終了する。他の例として
第１ターゲツトにＭｇＯを使い、超伝導膜として窒素雰
囲気でＮｂを反応性スパッタしたＮｂＮ膜を使った第５
図に示すようなＮ ｂ Ｎ／Ｍ ｇ Ｏ／Ｎ ｂＮ構造
のジョセフソン素子も製作可能である。
ａ台以下まで高真空に引き、酸素ガス１８を導入し圧力
を１から１０Ｐａにし、Ａ１表面を酸化してＡ １０
ｘ ／ Ａ １障壁層６３（第４図）を形成する。酸素
ガスを止め第１反応室１を１Ｏ−５Ｐａ台以下まで高真
空に引きゲートバルブ９１．９２を順次開閉し基板を再
び第２反応室２に搬送し、上記Ｎｂ堆積条件で再び上部
Ｎｂ膜６４（第４図）を２００から３００ｎｍ堆積する
。最後に基板５２をバッファ室３０に搬送後人気圧にリ
ークして基板を取り出し堆積を終了する。他の例として
第１ターゲツトにＭｇＯを使い、超伝導膜として窒素雰
囲気でＮｂを反応性スパッタしたＮｂＮ膜を使った第５
図に示すようなＮ ｂ Ｎ／Ｍ ｇ Ｏ／Ｎ ｂＮ構造
のジョセフソン素子も製作可能である。
第６図は本発明の第２の実施例の概略図である。
バッファ室３０の周辺を各々ゲートバルブで仕切られた
３つの反応室１． ２．１０３と１つのロード室１３０
が囲んでおり、第１実施例と同様に真空を破らずに多層
膜の成膜が可能である。第２実施例の構造でスパッタ装
置を構成した場合の第６図ＡＡ′に沿った装置の断面構
造は第１図と同様である。前記２つの実施例ではいずれ
もＤＣスパッタ装置についてであったが電源の組合わせ
を変えることでＲＦスパッタも可能であり、種々な組合
わせができる。また反応室はスパッタ以外にＣＶＤ、蒸
着、エツチングでも良く、種々な組合わせが可能である
。
３つの反応室１． ２．１０３と１つのロード室１３０
が囲んでおり、第１実施例と同様に真空を破らずに多層
膜の成膜が可能である。第２実施例の構造でスパッタ装
置を構成した場合の第６図ＡＡ′に沿った装置の断面構
造は第１図と同様である。前記２つの実施例ではいずれ
もＤＣスパッタ装置についてであったが電源の組合わせ
を変えることでＲＦスパッタも可能であり、種々な組合
わせができる。また反応室はスパッタ以外にＣＶＤ、蒸
着、エツチングでも良く、種々な組合わせが可能である
。
本発明の装置で堆積した多層膜は、圧力１０−’ Ｐａ
台以下の高真空を破ることなく連続的に堆積し、各反応
室はバッファ室で分離されているためお互いに汚染され
ることもないため、不純物が少なく均一な膜質になる。
台以下の高真空を破ることなく連続的に堆積し、各反応
室はバッファ室で分離されているためお互いに汚染され
ることもないため、不純物が少なく均一な膜質になる。
従って製作した素子も特性の良いものになる。
第１図は本発明の第１実施例の概略図、第２図、第３図
は従来の装置の概略図、第４図、第５図は本発明による
装！で製作した多層膜の例を示す断面図、第６図は本発
明の第２実施例の平面図である。 １・・・第１反応室 ・第２反応室 ・第１ターゲ、ト ・第２ターゲツト 第１基板ホルダ ・第２基板ホルダ ・ＤＣ電源 ・ＲＦ電源 ・バッファ室 ・第３高真空ボンブノステム ・第１ゲートバルブ 第２ゲートバルブ
は従来の装置の概略図、第４図、第５図は本発明による
装！で製作した多層膜の例を示す断面図、第６図は本発
明の第２実施例の平面図である。 １・・・第１反応室 ・第２反応室 ・第１ターゲ、ト ・第２ターゲツト 第１基板ホルダ ・第２基板ホルダ ・ＤＣ電源 ・ＲＦ電源 ・バッファ室 ・第３高真空ボンブノステム ・第１ゲートバルブ 第２ゲートバルブ
Claims (4)
- （１）２種以上の異なる材料からなる多層膜を真空中で
基板上に堆積する装置において、２つ以上の反応室と、
前記各反応室の間に設けられたバッファ室と、前記各反
応室に前記基板を導入するロード室を有することを特徴
とする多層膜製造装置。 - （２）前記各反応室をターボ分子ポンプで排気し、ロー
ド室、バッファ室の少なくとも一方をクライオポンプで
排気する請求項１記載の多層膜製造装置。 - （３）前記反応室が２つで、一方が導電膜堆積用で他の
一方が絶縁膜堆積用であり、前記２つの反応室の間に前
記ロード室を設けた請求項１記載の多層膜製造装置。 - （４）前記導電膜が超伝導薄膜であり、前記多層膜が前
記絶縁膜を前記超伝導薄膜で挟んだ構造からなるジョセ
フソン素子である請求項３記載の多層膜製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2134671A JPH0428871A (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 多層膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2134671A JPH0428871A (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 多層膜製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428871A true JPH0428871A (ja) | 1992-01-31 |
Family
ID=15133845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2134671A Pending JPH0428871A (ja) | 1990-05-24 | 1990-05-24 | 多層膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0428871A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000042236A3 (en) * | 1999-01-13 | 2000-11-23 | Tokyo Electron Ltd | Processing system and method for chemical vapor deposition |
| JPWO2007094147A1 (ja) * | 2006-02-16 | 2009-07-02 | 住友電気工業株式会社 | 超電導薄膜材料の製造方法、超電導機器、および超電導薄膜材料 |
| JP2022525617A (ja) * | 2019-03-22 | 2022-05-18 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 超電導膜を有する多層デバイスの堆積のための方法及び装置 |
| US11739418B2 (en) | 2019-03-22 | 2023-08-29 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for deposition of metal nitrides |
-
1990
- 1990-05-24 JP JP2134671A patent/JPH0428871A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000042236A3 (en) * | 1999-01-13 | 2000-11-23 | Tokyo Electron Ltd | Processing system and method for chemical vapor deposition |
| JPWO2007094147A1 (ja) * | 2006-02-16 | 2009-07-02 | 住友電気工業株式会社 | 超電導薄膜材料の製造方法、超電導機器、および超電導薄膜材料 |
| JP2022525617A (ja) * | 2019-03-22 | 2022-05-18 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 超電導膜を有する多層デバイスの堆積のための方法及び装置 |
| US11739418B2 (en) | 2019-03-22 | 2023-08-29 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for deposition of metal nitrides |
| US11778926B2 (en) | 2019-03-22 | 2023-10-03 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for deposition of multilayer device with superconductive film |
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