JPH04371577A - Magnetron type sputtering device - Google Patents

Magnetron type sputtering device

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Publication number
JPH04371577A
JPH04371577A JP17462091A JP17462091A JPH04371577A JP H04371577 A JPH04371577 A JP H04371577A JP 17462091 A JP17462091 A JP 17462091A JP 17462091 A JP17462091 A JP 17462091A JP H04371577 A JPH04371577 A JP H04371577A
Authority
JP
Japan
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wafer
cathode
target
magnetic field
field generator
Prior art date
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Application number
JP17462091A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukiyasu Sugano
菅野 幸保
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH04371577A publication Critical patent/JPH04371577A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make a target small-sized and to reduce the consumption of power and cooling water by rotating the target. CONSTITUTION:The magnetron sputtering device 1 is provided with a cathode 12 contg. a magnetic field generator 14 and with a target 13 set on its upper surface and a wafer holder 15 arranged above the target 13. A driving part 16 is connected to the edge of the cathode 12 through a driving shaft 17, and the axial center of the shaft 17 is almost aligned with the perpendicular PL passing the center of a wafer 71 held by the holder 15.

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、マグネトロン型スパッ
タリング装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetron type sputtering apparatus.

【0002】0002

【従来の技術】半導体装置の金属膜は、主にスパッタ法
によって成膜される。成膜した金属膜の膜厚は、その最
小値と同最大値とが設定膜厚に対して±5%以内になる
ことが要求される。しかしながらこの要求を満足するこ
とは、ウエハが大口径化するにしたがい、困難になって
いる。そこで、マグネトロン型スパッタリング装置を用
いて成膜が行われている。そして高い均一性を有する膜
厚分布を得るために、図5に示すマグネトロン型スパッ
タリング装置51では、カソード52の内部に回動する
磁場発生器(通常は永久磁石)53を設ける。この磁場
発生器53は回動軸54を介して駆動部55によって、
例えば矢印ウ方向に回動される。駆動軸54の軸心はウ
エハホルダ56に保持されるウエハ71の中心を通る垂
線PLに一致させる。またターゲット57は、回動する
磁場発生器53の回動径よりもやや大きく形成され、か
つカソード52の上面に設置される。または、上記磁場
発生器53を、永久磁石の代わりに複数の電磁石で形成
する。すなわち、カソードの半径方向に所定距離を置い
てS極とN極とを一組とした電磁石を、垂線PL回りに
複数組配置する。そしてS極とN極とを一組とした電磁
石をカソードの周方向回りに一組ごとに順次動作させて
、磁場を発生させる。あるいは図6に示す如く、ウエハ
ホルダ62のウエハ保持面62aをターゲット63のタ
ーゲット面63aに対して傾けた状態にして、ウエハホ
ルダ62を回動駆動部64によって、例えば矢印エ方向
に回動する。
2. Description of the Related Art Metal films for semiconductor devices are mainly formed by sputtering. The thickness of the formed metal film is required to have a minimum value and a maximum value within ±5% of the set thickness. However, as wafers become larger in diameter, it becomes more difficult to satisfy this requirement. Therefore, film formation is performed using a magnetron sputtering device. In order to obtain a highly uniform film thickness distribution, the magnetron type sputtering apparatus 51 shown in FIG. 5 includes a rotating magnetic field generator (usually a permanent magnet) 53 inside the cathode 52. This magnetic field generator 53 is driven by a drive unit 55 via a rotation shaft 54.
For example, it is rotated in the direction of arrow C. The axis of the drive shaft 54 is aligned with a perpendicular line PL passing through the center of the wafer 71 held by the wafer holder 56. Further, the target 57 is formed to be slightly larger than the rotating diameter of the rotating magnetic field generator 53, and is installed on the upper surface of the cathode 52. Alternatively, the magnetic field generator 53 may be formed of a plurality of electromagnets instead of a permanent magnet. That is, a plurality of electromagnets each having an S pole and an N pole are arranged at a predetermined distance in the radial direction of the cathode around the perpendicular line PL. Electromagnets each having a south pole and a north pole are sequentially operated around the circumferential direction of the cathode to generate a magnetic field. Alternatively, as shown in FIG. 6, with the wafer holding surface 62a of the wafer holder 62 tilted with respect to the target surface 63a of the target 63, the wafer holder 62 is rotated, for example, in the direction of arrow A by the rotation driving section 64.

【0003】0003

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術中で説明した磁場発生器を回動する装置および
磁場発生器を電磁石で形成した装置では、ターゲットを
ウエハ径のおよそ2倍の径に形成しなければならない。 このため、スパッタリング時の消費電力量が非常に多く
なって、ウエハ1枚当たりのエネルギーの利用効率が低
くなる。またターゲットを冷却するための冷却水も多量
に必要になる。この結果、省エネルギーや節水ができな
い。またターゲットに対してウエハホルダを傾けて回動
する装置では、通常のウエハ搬送装置によって、傾いて
いるウエハホルダにウエハを装着することが困難である
。したがって、ウエハホルダにウエハを自動的に取り付
けるには、特殊なウエハ搬送装置が必要になるので、装
置コストが高くなる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the device for rotating the magnetic field generator and the device in which the magnetic field generator is formed by an electromagnet, as explained in the above-mentioned conventional technology, it is difficult to set the target to a diameter approximately twice the diameter of the wafer. must be formed. Therefore, the amount of power consumed during sputtering becomes extremely large, and the energy utilization efficiency per wafer becomes low. Also, a large amount of cooling water is required to cool the target. As a result, energy and water conservation cannot be achieved. Further, in a device that tilts and rotates a wafer holder with respect to a target, it is difficult to mount a wafer on the tilted wafer holder using a normal wafer transfer device. Therefore, a special wafer transfer device is required to automatically attach the wafer to the wafer holder, which increases the cost of the device.

【0004】本発明は、省エネルギーで節水性に優れて
いて、ウエハの自動着脱が可能なマグネトロン型スパッ
タリング装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetron type sputtering apparatus that is energy-saving and water-saving, and is capable of automatically attaching and detaching wafers.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたマグネトロン型スパッタリング装
置である。すなわち、磁場発生器を内装しかつ上面にタ
ーゲットを設置したカソードと、ターゲットの上方に配
置したウエハホルダとを設けたマグネトロン型スパッタ
リング装置であって、カソードの縁部側に駆動軸を介し
て当該カソードを回動させる駆動部を設け、駆動軸の軸
心とウエハホルダに保持されるウエハの中心を通る垂線
とをほぼ一致させたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a magnetron type sputtering apparatus that has been made to achieve the above object. In other words, it is a magnetron type sputtering apparatus that is equipped with a cathode that is equipped with a magnetic field generator and a target on the top surface, and a wafer holder that is placed above the target. A drive unit is provided to rotate the wafer, and the axis of the drive shaft is substantially aligned with a perpendicular line passing through the center of the wafer held in the wafer holder.

【0006】[0006]

【作用】上記構成のマグネトロン型スパッタリング装置
では、カソードがウエハの中心を通る垂線を軸として回
動することにより、ウエハ径のおよそ1/2の径を有す
るターゲットでウエハの全面にスパッタ膜が形成される
。また磁場発生器が回動する従来の装置と同様に、ウエ
ハ面に対して磁場がほぼ均一にかかる。
[Operation] In the magnetron type sputtering apparatus having the above configuration, the cathode rotates about a perpendicular line passing through the center of the wafer, and a sputtered film is formed on the entire surface of the wafer using a target having a diameter approximately 1/2 of the wafer diameter. be done. Also, similar to the conventional device in which the magnetic field generator rotates, the magnetic field is applied almost uniformly to the wafer surface.

【0007】[0007]

【実施例】本発明の実施例を図1に示す概略断面図によ
り説明する。図に示すように、ガス吸気管21と排気管
22とを有するスパッタリング室11の内部にはカソー
ド12が設けられている。カソード12の上面にはター
ゲット13が設けられている。このターゲット13は、
カソード12の径よりもやや小さい径でウエハ71の径
のおよそ1/2の大きさの円盤状に形成されている。上
記カソード12の内部には磁場発生器14が設けられて
いる。この磁場発生器14は、例えば、中心部にN(S
)極の永久磁石を配設し、その外側にかつ同心円状にS
(N)極の永久磁石を配設して形成されている。またタ
ーゲット13の直径が大きい場合には、磁場発生器14
は、中心部に配設した永久磁石に対して同心円状にかつ
極性を交互にして複数の永久磁石が配置される。またス
パッタリング室11の内部には、ターゲット面13aと
ウエハ保持面15aとをほぼ平行にして、ターゲット1
3の上方にウエハホルダ15が設置されている。
Embodiment An embodiment of the present invention will be explained with reference to the schematic sectional view shown in FIG. As shown in the figure, a cathode 12 is provided inside a sputtering chamber 11 having a gas intake pipe 21 and an exhaust pipe 22. A target 13 is provided on the upper surface of the cathode 12. This target 13 is
It is formed into a disk shape with a diameter slightly smaller than the diameter of the cathode 12 and approximately 1/2 the diameter of the wafer 71 . A magnetic field generator 14 is provided inside the cathode 12 . This magnetic field generator 14 has, for example, N (S
) pole permanent magnet is arranged, and S is placed concentrically on the outside.
It is formed by arranging (N) pole permanent magnets. Furthermore, when the diameter of the target 13 is large, the magnetic field generator 14
In this case, a plurality of permanent magnets are arranged concentrically with a permanent magnet arranged in the center with alternating polarities. Further, inside the sputtering chamber 11, the target surface 13a and the wafer holding surface 15a are made almost parallel, and the target
A wafer holder 15 is installed above 3.

【0008】上記スパッタリング室11の外部には、カ
ソード12を回動させる駆動部16を設ける。この駆動
部16に設けた駆動軸17はスパッタリング室11の内
部に回動自在に嵌挿される。このとき駆動軸17の軸心
は、ウエハホルダ15に保持されるウエハ71の中心を
通る垂線PLに一致させる。また駆動軸17の先端には
カソード12の縁部側を取り付ける。さらにカソード1
2の上面には、ターゲット13を垂線PLに交わらない
状態に設置する。したがって、カソード12は、駆動部
16によって、垂線PLを軸にして回動する。このよう
に、カソード12が回動するので、ウエハ71の全面に
スパッタ膜を形成するには、ターゲット13を、従来の
マグネトロン型スパッタリング装置(51)のターゲッ
トのおよそ1/2の直径に形成すればよい。また上記駆
動部16は、スパッタリング室11の内部に設けること
もできる。
A driving section 16 for rotating the cathode 12 is provided outside the sputtering chamber 11. A drive shaft 17 provided in this drive section 16 is rotatably fitted into the sputtering chamber 11 . At this time, the axis of the drive shaft 17 is made to coincide with the perpendicular line PL passing through the center of the wafer 71 held by the wafer holder 15. Further, the edge side of the cathode 12 is attached to the tip of the drive shaft 17. Furthermore, cathode 1
A target 13 is installed on the upper surface of 2 so as not to intersect with the perpendicular line PL. Therefore, the cathode 12 is rotated by the drive unit 16 around the perpendicular line PL. As the cathode 12 rotates in this manner, in order to form a sputtered film on the entire surface of the wafer 71, the target 13 must be formed to have a diameter approximately half that of the target of the conventional magnetron type sputtering device (51). Bye. Further, the driving section 16 can also be provided inside the sputtering chamber 11.

【0009】次に上記構成のマグネトロン型スパッタリ
ング装置1を用いて、ウエハ71に例えば金属膜として
アルミニウム膜を形成する場合を説明する。まず通常の
方法によって、ウエハホルダ15にウエハ71を保持す
る。その後スパッタリング室11の内部に反応ガス(例
えばAr)をガス吸気管21より供給しながら供給した
反応ガスの一部を排気管22より排気して、スパッタリ
ング室11の内部を所定圧力に保持する。次いで駆動部
16を駆動してカソード12を例えば矢印ア方向に回動
する。続いて図示しない電源よりカソード12にDC電
力を印加して、ターゲット13上に反応ガスによるプラ
ズマを発生させる。このときカソード12の内部に設け
た磁場発生器14によってターゲット13上には磁場が
発生している。プラズマ化した反応ガスは、発生した磁
場によってら旋運動しながらアルミニウム製のターゲッ
ト13に当たって、ターゲット13を構成するアルミニ
ウム粒子を弾き飛ばす。弾き飛ばされたアルミニウム粒
子はウエハ71の面71aに付着する。このようにして
、ウエハ71にアルミニウム膜が形成される。このとき
の成膜条件としては、例えば、反応ガスにアルゴン(A
r)を用いてその流量を40sccm,スパッタリング
室の圧力を0.4Pa,磁場の強度を100G,カソー
ドの回動速度を30rpm,ターゲット13への投入D
C電力を6kWに設定する。
Next, a case will be described in which, for example, an aluminum film is formed as a metal film on the wafer 71 using the magnetron type sputtering apparatus 1 having the above configuration. First, the wafer 71 is held in the wafer holder 15 by a normal method. Thereafter, while a reactive gas (for example, Ar) is supplied into the sputtering chamber 11 through the gas intake pipe 21, a portion of the supplied reactive gas is exhausted through the exhaust pipe 22 to maintain the interior of the sputtering chamber 11 at a predetermined pressure. Next, the drive unit 16 is driven to rotate the cathode 12, for example, in the direction of arrow A. Subsequently, DC power is applied to the cathode 12 from a power supply (not shown) to generate plasma from the reactive gas on the target 13. At this time, a magnetic field is generated on the target 13 by a magnetic field generator 14 provided inside the cathode 12. The reactant gas turned into plasma hits the aluminum target 13 while moving in a spiral motion due to the generated magnetic field, and repels the aluminum particles forming the target 13. The repelled aluminum particles adhere to the surface 71a of the wafer 71. In this way, an aluminum film is formed on the wafer 71. The film forming conditions at this time include, for example, argon (A
r), the flow rate was 40 sccm, the pressure in the sputtering chamber was 0.4 Pa, the strength of the magnetic field was 100 G, the rotation speed of the cathode was 30 rpm, and the injection D into the target 13.
Set C power to 6kW.

【0010】このようにスパッタリング時に、カソード
12とともに磁場発生器14を回動させたことにより、
従来の技術で説明したカソードの内部で磁場発生器を回
動させるマグネトロン型スパッタリング装置(51)と
同様に、ウエハ71に形成される膜の膜厚分布は、ウエ
ハ71の中央部付近が同縁部付近よりもやや厚く形成さ
れるが、規格内の±5%以内になる。また従来のマグネ
トロン型スパッタリング装置(51)に比較して、ター
ゲット13の径がおよそ1/2になっているので、カソ
ード12に印加する電力量がおよそ1/4になり、ター
ゲット14を冷却する冷却水量もおよそ1/4になる。 さらに上記マグネトロン型スパッタリング装置1では、
ウエハホルダ15のウエハ保持面15aは傾いていない
ので、通常の自動ウエハ搬送装置(図示せず)によって
、ウエハホルダ15に対するウエハ71の着脱が可能に
なる。
By rotating the magnetic field generator 14 together with the cathode 12 during sputtering,
Similar to the magnetron sputtering device (51) in which a magnetic field generator is rotated inside the cathode described in the conventional technology, the film thickness distribution of the film formed on the wafer 71 is similar to that in the vicinity of the center of the wafer 71. Although it is formed slightly thicker than the area near the area, it is within ±5% of the standard. Also, compared to the conventional magnetron type sputtering device (51), the diameter of the target 13 is approximately 1/2, so the amount of electric power applied to the cathode 12 is approximately 1/4, and the target 14 is cooled. The amount of cooling water will also be reduced to about 1/4. Furthermore, in the magnetron type sputtering apparatus 1,
Since the wafer holding surface 15a of the wafer holder 15 is not inclined, the wafer 71 can be attached to and removed from the wafer holder 15 using a normal automatic wafer transfer device (not shown).

【0011】上記実施例で説明したマグネトロン型スパ
ッタリング装置1によってウエハ71に形成される膜の
膜厚分布は規格内になるが、ウエハ71の中央部付近よ
りも同エッジ側がやや薄く形成される。そこで膜厚分布
の均一性をさらに高めるために、ウエハホルダ15のウ
エハ保持面15aに対してターゲット面13aを傾けた
状態に設置したマグネトロン型スパッタリング装置を図
2の概略断面図および図3に示すA−A部矢視拡大断面
図により説明する。
Although the film thickness distribution of the film formed on the wafer 71 by the magnetron type sputtering apparatus 1 described in the above embodiment is within the standard, the film is formed slightly thinner at the edge of the wafer 71 than near the center. Therefore, in order to further improve the uniformity of the film thickness distribution, a magnetron type sputtering apparatus is installed in which the target surface 13a is inclined with respect to the wafer holding surface 15a of the wafer holder 15. - Explanation will be made using an enlarged cross-sectional view of section A.

【0012】図に示すように、マグネトロン型スパッタ
リング装置2は、駆動軸17に対するカソード12の取
付け状態を除いて、前述した実施例と同様である。よっ
て、スパッタリング室11,カソード12,ターゲット
13,磁場発生器14,ウエハホルダ15,駆動部16
および駆動軸17についての詳細な説明は省略する。
As shown in the figure, the magnetron type sputtering apparatus 2 is similar to the embodiment described above except for the attachment of the cathode 12 to the drive shaft 17. Therefore, the sputtering chamber 11, cathode 12, target 13, magnetic field generator 14, wafer holder 15, drive unit 16
A detailed explanation of the drive shaft 17 and the drive shaft 17 will be omitted.

【0013】このマグネトロン型スパッタリング装置2
では、カソード12を駆動軸17に対して矢印イ方向に
回動自在でかつ任意の位置に固定可能な状態に取り付け
る。一例として、カソード12の縁部側の下面には、駆
動軸17をはさみ付けるための軸支持部23a,23b
を設ける。軸支持部23a,23bのそれぞれには軸受
け用の孔24a,24bを形成する。また駆動軸17の
先端側の両側には、当該駆動軸17に直交する軸25a
,25bを形成する。この軸25a,25bにはねじ2
6a,26bを形成する。そして軸25a,25bを当
該孔24a,24bに嵌挿する。ねじ26a,26bに
ナット27a,27bをかみ合わせて軸支持部23a,
23bを締めつけ、駆動軸17にカソード12を固定す
る。
[0013] This magnetron type sputtering device 2
Now, the cathode 12 is attached to the drive shaft 17 so that it can rotate freely in the direction of arrow A and can be fixed at any position. As an example, shaft supports 23a and 23b for sandwiching the drive shaft 17 are provided on the lower surface of the edge side of the cathode 12.
will be established. Bearing holes 24a and 24b are formed in each of the shaft support parts 23a and 23b. Further, on both sides of the tip side of the drive shaft 17, there are shafts 25a orthogonal to the drive shaft 17.
, 25b. These shafts 25a and 25b have screws 2
6a and 26b are formed. Then, the shafts 25a, 25b are inserted into the holes 24a, 24b. By engaging the nuts 27a, 27b with the screws 26a, 26b, the shaft support part 23a,
23b to fix the cathode 12 to the drive shaft 17.

【0014】ウエハホルダ15のウエハ保持面15aに
対して、ターゲット14のターゲット面13aを駆動軸
17側に傾けた状態になるように、カソード12を傾け
て駆動軸17に取り付ける。このとき、ウエハホルダ1
5のウエハ保持面15aと平行な面に対するターゲット
面13aの傾き角θは、磁場発生器14より発生する磁
場の強度,カソード12の回動速度等により、45°以
下の角度で適宜設定される。傾き角θが45°を越える
状態でカソード12を駆動軸17に取り付けた場合には
、ウエハ中央部に形成される膜の厚さが薄くなりすぎて
、しかもスパッタ効率が非常に低下する。したがって、
ウエハホルダ15のウエハ保持面15aと平行な面に対
するターゲット面13aの傾き角θは、磁場発生器14
より発生する磁場の強度,カソードの回動速度等により
、45°以下の角度で適宜設定される。ウエハ71に例
えばアルミニウム膜を形成する条件の一例としては、反
応ガスにアルゴン(Ar)を用いてその流量を40sc
cm,スパッタリング室の圧力を0.4Pa,磁場の強
度を100G,カソードの回動速度を30rpm,ター
ゲット14への投入DC電力を6kWに設定し、カソー
ド12の傾き角θを10°に設定する。
The cathode 12 is tilted and attached to the drive shaft 17 so that the target surface 13a of the target 14 is tilted toward the drive shaft 17 with respect to the wafer holding surface 15a of the wafer holder 15. At this time, wafer holder 1
The inclination angle θ of the target surface 13a with respect to the plane parallel to the wafer holding surface 15a of No. 5 is appropriately set at an angle of 45° or less depending on the strength of the magnetic field generated by the magnetic field generator 14, the rotation speed of the cathode 12, etc. . If the cathode 12 is attached to the drive shaft 17 with the inclination angle θ exceeding 45°, the thickness of the film formed at the center of the wafer will be too thin, and the sputtering efficiency will be greatly reduced. therefore,
The inclination angle θ of the target surface 13a with respect to a plane parallel to the wafer holding surface 15a of the wafer holder 15 is determined by the magnetic field generator 14.
The angle is appropriately set to 45° or less depending on the strength of the magnetic field generated by the magnetic field, the rotating speed of the cathode, etc. An example of the conditions for forming an aluminum film on the wafer 71 is to use argon (Ar) as a reaction gas and set the flow rate to 40 sc.
cm, the pressure in the sputtering chamber is set to 0.4 Pa, the strength of the magnetic field is set to 100 G, the rotation speed of the cathode is set to 30 rpm, the DC power input to the target 14 is set to 6 kW, and the tilt angle θ of the cathode 12 is set to 10°. .

【0015】上記マグネトロン型スパッタリング装置2
では、ウエハホルダ15のウエハ保持面15aを傾けて
いないので、通常の自動ウエハ搬送装置によって、ウエ
ハホルダ15に対するウエハ71の着脱が可能になる。 またターゲット面13aを傾けてターゲット13を回動
したことにより、ウエハ71の中央部側とターゲット1
3との距離がウエハ71のエッジ側とターゲット13と
の距離よりも離れた状態になる。このため、ウエハ71
の中央部側の膜形成量が減少する。この結果、ウエハ7
1の中央部側の膜が厚く形成されることがなくなり、上
記マグネトロン型スパッタリング装置1で形成した膜よ
りもさらに膜厚の均一性に優れた膜になる。
[0015] The magnetron type sputtering device 2
In this case, since the wafer holding surface 15a of the wafer holder 15 is not tilted, the wafer 71 can be attached to and removed from the wafer holder 15 using a normal automatic wafer transfer device. In addition, by tilting the target surface 13a and rotating the target 13, the central part side of the wafer 71 and the target 1
3 is further away than the distance between the edge side of the wafer 71 and the target 13. For this reason, the wafer 71
The amount of film formed on the center side of the area decreases. As a result, wafer 7
The film on the center side of the sputtering device 1 is no longer formed thickly, resulting in a film with even better film thickness uniformity than the film formed by the magnetron type sputtering apparatus 1 described above.

【0016】前記実施例で説明したマグネトロン型スパ
ッタリング装置1は、カソード12を、ウエハホルダ1
5に保持したウエハ71の中心を通る垂線PLを軸にし
て回動自在に設けたものであるが、図4の示す如く、カ
ソード12を垂線PLの回りに公転させてもよい。
The magnetron type sputtering apparatus 1 explained in the above embodiment has a cathode 12 connected to a wafer holder 1.
Although the cathode 12 is rotatably provided around the perpendicular line PL passing through the center of the wafer 71 held in the wafer 5, the cathode 12 may be rotated around the perpendicular line PL as shown in FIG.

【0017】すなわち、ウエハホルダ15に保持される
ウエハ71の中心を通る垂線PLに公転軸が一致する駆
動部31をスパッタリング室11に設ける。上記駆動部
31は、一例として、通常の遊星歯車装置32とこの遊
星歯車装置32を駆動するモータ33とによりなる。遊
星歯車装置32は、太陽歯車34と、その外側に配置し
た内歯車35と、太陽歯車34と内歯車35との両方に
かみ合っていて太陽歯車34と内歯車35との間に設け
た遊星歯車36と、太陽歯車34と遊星歯車36とをと
もに回動自在な状態に連結する腕37とで構成される。 そしてモータ33の駆動軸38に太陽歯車34を取り付
け、遊星歯車36にカソード12を取り付ける。したが
ってカソード12は、垂線PL回りに、例えば矢印ウ方
向に公転する。
That is, the sputtering chamber 11 is provided with a driving section 31 whose revolution axis coincides with a perpendicular line PL passing through the center of the wafer 71 held by the wafer holder 15. The drive unit 31 includes, for example, a normal planetary gear device 32 and a motor 33 that drives the planetary gear device 32. The planetary gear device 32 includes a sun gear 34, an internal gear 35 disposed outside the sun gear 34, and a planetary gear meshed with both the sun gear 34 and the internal gear 35 and provided between the sun gear 34 and the internal gear 35. 36, and an arm 37 that rotatably connects the sun gear 34 and the planetary gear 36 together. Then, the sun gear 34 is attached to the drive shaft 38 of the motor 33, and the cathode 12 is attached to the planetary gear 36. Therefore, the cathode 12 revolves around the perpendicular line PL, for example in the direction of arrow C.

【0018】上記のようにカソード12を公転させた場
合も、前記マグネトロン型スパッタリング装置1と同様
に、ターゲット13の直径をおよそ1/2に形成するこ
とができる。このため、カソード12に印加するDC電
力量がおよそ1/4になり、ターゲット13を冷却する
冷却水量もおよそ1/4にできる。またカソード12が
公転するので、ウエハ71に対して磁場発生器(図示せ
ず)より発生する磁場が公転する状態になる。このため
、従来の装置で形成したスパッタ膜と同様に、ウエハ7
1に形成される膜の膜厚はほぼ均一になる。
Even when the cathode 12 is revolved as described above, the diameter of the target 13 can be reduced to approximately 1/2, similarly to the magnetron type sputtering apparatus 1. Therefore, the amount of DC power applied to the cathode 12 can be reduced to approximately 1/4, and the amount of cooling water for cooling the target 13 can also be reduced to approximately 1/4. Furthermore, since the cathode 12 revolves, a magnetic field generated by a magnetic field generator (not shown) revolves around the wafer 71. Therefore, like the sputtered film formed using conventional equipment, the wafer 7
The thickness of the film formed in 1 becomes almost uniform.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
カソードの縁部側に駆動軸を介して当該カソードを回動
させる駆動部を設け、駆動軸の軸心とウエハホルダに保
持されるウエハの中心を通る垂線とを一致させたので、
ターゲットの直径をウエハ径のほぼ1/2に形成するこ
とが可能になる。したがって、ターゲットに印加する電
力量やターゲットを冷やす冷却水量を大幅に低減するこ
とができる。よって、省エネルギーや節水ができる。ま
たウエハホルダを傾ける必要がないので、通常のウエハ
搬送装置によって、ウエハホルダに対してウエハの着脱
が行える。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
A drive unit for rotating the cathode via a drive shaft was provided on the edge side of the cathode, and the axis of the drive shaft was aligned with the perpendicular line passing through the center of the wafer held in the wafer holder.
It becomes possible to form the target diameter to approximately 1/2 of the wafer diameter. Therefore, the amount of electric power applied to the target and the amount of cooling water used to cool the target can be significantly reduced. Therefore, energy and water can be saved. Further, since there is no need to tilt the wafer holder, the wafer can be attached to and removed from the wafer holder using a normal wafer transfer device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】実施例の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment.

【図2】カソードを傾けたスパッタリング装置の概略断
面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a sputtering apparatus with a tilted cathode.

【図3】図2中のA−A線矢視拡大断面図である。FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along line A-A in FIG. 2;

【図4】カソードが公転するスパッタリング装置の概略
断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a sputtering device in which a cathode revolves.

【図5】従来例の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a conventional example.

【図6】別の従来例の要部概略断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view of a main part of another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  マグネトロン型スパッタリング装置11  スパ
ッタリング室 12  カソード 13  ターゲット 14  磁場発生器 15  ウエハホルダ 16  駆動部 17  駆動軸 71  ウエハ
1 Magnetron sputtering device 11 Sputtering chamber 12 Cathode 13 Target 14 Magnetic field generator 15 Wafer holder 16 Drive unit 17 Drive shaft 71 Wafer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  磁場発生器を内装しかつ上面にターゲ
ットを設置したカソードと、前記ターゲットの上方に配
置したウエハホルダとを設けたマグネトロン型スパッタ
リング装置において、前記カソードの縁部側に駆動軸を
介して当該カソードを回動させる駆動部を設け、前記駆
動軸の軸心と前記ウエハホルダに保持されるウエハの中
心を通る垂線とをほぼ一致させたことを特徴とするマグ
ネトロン型スパッタリング装置。
1. A magnetron-type sputtering apparatus that includes a cathode that is equipped with a magnetic field generator and a target on its upper surface, and a wafer holder that is placed above the target. 1. A magnetron sputtering apparatus, characterized in that a drive section for rotating the cathode is provided, and the axis of the drive shaft is substantially aligned with a perpendicular line passing through the center of the wafer held by the wafer holder.
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