JPH07122136B2 - イオンビームスパッタ装置および運転方法 - Google Patents
イオンビームスパッタ装置および運転方法Info
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- JPH07122136B2 JPH07122136B2 JP2120419A JP12041990A JPH07122136B2 JP H07122136 B2 JPH07122136 B2 JP H07122136B2 JP 2120419 A JP2120419 A JP 2120419A JP 12041990 A JP12041990 A JP 12041990A JP H07122136 B2 JPH07122136 B2 JP H07122136B2
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/564—Means for minimising impurities in the coating chamber such as dust, moisture, residual gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- C23C14/46—Sputtering by ion beam produced by an external ion source
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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、イオンビームスパッタ技術の改良に関し、さ
らに詳しくいえば、絶縁材をターゲットにしたスパッタ
処理装置および方法に関する。
らに詳しくいえば、絶縁材をターゲットにしたスパッタ
処理装置および方法に関する。
［従来の技術］ イオンをターゲットに照射し、ターゲット表面の構造原
子・分子と、弾性衝突または非弾性衝突させ、その結
果、ターゲット表面の原子・分子を飛散させたり、ある
いは、照射イオンをターゲット内に入れ込む技術をスパ
ッタ技術と、一般にいう。
子・分子と、弾性衝突または非弾性衝突させ、その結
果、ターゲット表面の原子・分子を飛散させたり、ある
いは、照射イオンをターゲット内に入れ込む技術をスパ
ッタ技術と、一般にいう。
このスパッタ技術には、イオンビームスパッタ、直流ス
パッタ、高周波スパッタなどがある。
パッタ、高周波スパッタなどがある。
これらの技術のうち、イオンビームスパッタは、スパッ
タ装置として、イオンを生成させる場所となるイオン生
成室と、ターゲットにイオンビームを照射することによ
り、エッチングや成膜を行なう場所となる加工室とに分
けているイオンビームスパッタ装置を用いる。
タ装置として、イオンを生成させる場所となるイオン生
成室と、ターゲットにイオンビームを照射することによ
り、エッチングや成膜を行なう場所となる加工室とに分
けているイオンビームスパッタ装置を用いる。
イオン生成室は、10-4Torr程度の低真空に保たれ、イオ
ンを引出すための複数の電極を、イオンビーム引出側に
設けている。また、加工室は、10-4Torr程度の高真空に
保たれ、ターゲットや基板などが目的に応じて配置され
ている。
ンを引出すための複数の電極を、イオンビーム引出側に
設けている。また、加工室は、10-4Torr程度の高真空に
保たれ、ターゲットや基板などが目的に応じて配置され
ている。
イオンビーム装置は、上記したように、加工室が高真空
に保たれているので、高純度の薄膜が得られることや、
ターゲットには直流スパッタのような負バイアスがかか
っていないので、ターゲットとして絶縁材を用いること
ができるなどの特徴がある。
に保たれているので、高純度の薄膜が得られることや、
ターゲットには直流スパッタのような負バイアスがかか
っていないので、ターゲットとして絶縁材を用いること
ができるなどの特徴がある。
しかし、このような従来のイオンビーム装置を用いて、
絶縁材、もしくは、高真空中のガスと反応して絶縁材と
なる材料をターゲットとし、イオンビームスパッタを行
なう場合に、合計して10〜20時間程度のスパッタ処理を
したときは、イオンビームによりはじきだされたスパッ
タ粒子が、加工室の壁画やイオン生成室の電極の、全面
あるいはその一部に付着し、絶縁性膜が形成される。
絶縁材、もしくは、高真空中のガスと反応して絶縁材と
なる材料をターゲットとし、イオンビームスパッタを行
なう場合に、合計して10〜20時間程度のスパッタ処理を
したときは、イオンビームによりはじきだされたスパッ
タ粒子が、加工室の壁画やイオン生成室の電極の、全面
あるいはその一部に付着し、絶縁性膜が形成される。
そのため、この絶縁性膜の表面に、イオンビームの一部
が照射されることにより、イオンが付着する。絶縁性表
面であるため、イオンは移動しにくいので、絶縁性膜の
表面は局部的に帯電する。また、イオン生成室の電極
も、同様の現象から帯電する。
が照射されることにより、イオンが付着する。絶縁性表
面であるため、イオンは移動しにくいので、絶縁性膜の
表面は局部的に帯電する。また、イオン生成室の電極
も、同様の現象から帯電する。
従って、長時間上記のスパッタ処理を続けると、局部帯
電した部分と、局部帯電していない他の部分との電位差
は大きくなり、局部放電が生じるようになる。
電した部分と、局部帯電していない他の部分との電位差
は大きくなり、局部放電が生じるようになる。
この結果、イオンビームが曲がり、ターゲットに照射さ
れるイオンビーム強度は、一定にはならず処理条件は変
化する。
れるイオンビーム強度は、一定にはならず処理条件は変
化する。
また、イオン生成室の電極付近においても、電極の絶縁
性膜が形成されるので、上記と同様の現象が生じる。
性膜が形成されるので、上記と同様の現象が生じる。
上記問題を解決するため、合計して10〜20時間程度のス
パッタ処理したときは、高真空の加工室を大気開放し、
加工室の壁面を清掃し、さらには、イオン生成室の電極
を解体清掃し、次の処理に備えている。
パッタ処理したときは、高真空の加工室を大気開放し、
加工室の壁面を清掃し、さらには、イオン生成室の電極
を解体清掃し、次の処理に備えている。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術を用いて、合計して10時間程度以上の長時
間にわたり、絶縁性物質のスパッタを応用した処理を行
なうと、上記した原因のため、イオンビーム強度などの
処理条件が変化し、例えば、エッチングを行なうとき
は、エッチング深さが一定とならないなどの問題があ
る。
間にわたり、絶縁性物質のスパッタを応用した処理を行
なうと、上記した原因のため、イオンビーム強度などの
処理条件が変化し、例えば、エッチングを行なうとき
は、エッチング深さが一定とならないなどの問題があ
る。
しかし、10〜20時間ごとに、高真空の加工室を大気開放
し、加工室の壁面を清掃し、さらには、イオン生成室の
電極を解体清掃することは、生産効率を低くし、加工室
を大気開放せずに連続処理する方法を不可能にするとい
う問題がある。
し、加工室の壁面を清掃し、さらには、イオン生成室の
電極を解体清掃することは、生産効率を低くし、加工室
を大気開放せずに連続処理する方法を不可能にするとい
う問題がある。
さらに、高真空の加工室が大気開放されると、壁に生成
された絶縁性膜に空気中の水分が吸収される。そして、
この水分は加工室を真空にしても、すぐに絶縁性膜から
脱離しないので、その後に、生成された膜に水分が混入
するおそれがあるという問題もある。
された絶縁性膜に空気中の水分が吸収される。そして、
この水分は加工室を真空にしても、すぐに絶縁性膜から
脱離しないので、その後に、生成された膜に水分が混入
するおそれがあるという問題もある。
本発明の第１の目的は、長時間にわたり絶縁物のスパッ
タを応用した処理を行なっても、壁面の掃除のために、
頻繁に加工室を大気開放することなく、また、イオン生
成室の電極を解体、清掃することなく、安定した処理条
件が得られる、イオンビーム装置の運転方法を提供する
ことにある。
タを応用した処理を行なっても、壁面の掃除のために、
頻繁に加工室を大気開放することなく、また、イオン生
成室の電極を解体、清掃することなく、安定した処理条
件が得られる、イオンビーム装置の運転方法を提供する
ことにある。
また、本発明の第２の目的は、長時間にわたり、絶縁物
のスパッタを繰り返して行なっても、処理条件が安定し
ているイオンビームスパッタ成膜装置を提供することに
ある。
のスパッタを繰り返して行なっても、処理条件が安定し
ているイオンビームスパッタ成膜装置を提供することに
ある。
また、本発明の第３の目的は、長時間にわたり、絶縁物
のエッチングを繰り返して行なっても、処理条件が安定
しているイオンビームミリング装置を提供することにあ
る。
のエッチングを繰り返して行なっても、処理条件が安定
しているイオンビームミリング装置を提供することにあ
る。
［課題を解決するための手段］ 上記第１の目的は、イオンビームを用いて絶縁性物質の
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置の
運転において、前記絶縁性物質のターゲットをスパッタ
することにより飛散した絶縁体による絶縁性膜が当該イ
オンビームスパッタ装置内の基板以外の部分に堆積した
ときは、導電性物質のターゲットをスパッタすることに
より飛散した導電体を、前記絶縁性膜の表面上に堆積さ
せて、導電性膜を形成することを特徴とするイオンビー
ムスパッタ装置の運転方法により達成できる。
ターゲットをスパッタするイオンビームスパッタ装置の
運転において、前記絶縁性物質のターゲットをスパッタ
することにより飛散した絶縁体による絶縁性膜が当該イ
オンビームスパッタ装置内の基板以外の部分に堆積した
ときは、導電性物質のターゲットをスパッタすることに
より飛散した導電体を、前記絶縁性膜の表面上に堆積さ
せて、導電性膜を形成することを特徴とするイオンビー
ムスパッタ装置の運転方法により達成できる。
また、上記第２の目的は、イオンを生成し、イオンビー
ムを照射するイオン生成室と、該イオン生成室からのイ
オンビームによりスパッタされるターゲットを保持する
ターゲットホルダ、及び該ターゲットホルダに保持され
るターゲットがスパッタされることにより飛散するター
ゲット粒子が堆積して膜が形成される基板が配置されて
いる加工室とを備えるイオンビームスパッタ装置におい
て、前記ターゲットホルダは、導電性物質のターゲット
と絶縁性物質のターゲットとをそれぞれ保持すると共
に、前記基板に絶縁性を形成する際には前記絶縁性物質
のターゲットを、前記加工室内の基板以外の部分に形成
された絶縁性膜の表面に導電性膜を形成する際には前記
導電性物質のターゲットを、前記イオンビームに照射さ
れる位置にそれぞれ配置する駆動機構を備えていること
を特徴とするイオンビームスパッタ装置により達成でき
る。
ムを照射するイオン生成室と、該イオン生成室からのイ
オンビームによりスパッタされるターゲットを保持する
ターゲットホルダ、及び該ターゲットホルダに保持され
るターゲットがスパッタされることにより飛散するター
ゲット粒子が堆積して膜が形成される基板が配置されて
いる加工室とを備えるイオンビームスパッタ装置におい
て、前記ターゲットホルダは、導電性物質のターゲット
と絶縁性物質のターゲットとをそれぞれ保持すると共
に、前記基板に絶縁性を形成する際には前記絶縁性物質
のターゲットを、前記加工室内の基板以外の部分に形成
された絶縁性膜の表面に導電性膜を形成する際には前記
導電性物質のターゲットを、前記イオンビームに照射さ
れる位置にそれぞれ配置する駆動機構を備えていること
を特徴とするイオンビームスパッタ装置により達成でき
る。
また、第３の目的は、イオンを生成し、イオンビームを
照射するイオン生成室と、該イオン生成室からのイオン
ビームによりエッチングされるターゲットを保持するタ
ーゲットホルダから配置される加工室とを備えるイオン
ビームミリング装置において、導電性物質からなる第２
のターゲットと、前記イオン生成室と前記ターゲットホ
ルダとの間の、前記イオンビームの照射路に、前記第２
のターゲットを出没自在に配置する移動機構とを有し、
前記ターゲットホルダは、絶縁性物質のターゲットを保
持し、前記移動機構は、前記絶縁性物質のターゲットを
エッチングする際には前記イオンビームの照射路を遮断
せず、前記絶縁性物質のターゲットが所定量エッチング
された後には、前記イオンビームの照射路に前記第２の
ターゲットを挿入して前記イオンビームを遮断するもの
であり、前記第２のターゲットが前記イオンビームの照
射路に挿入され、前記イオンビームによりエッチングさ
れることで飛散した導電体が、前記絶縁性物質のターゲ
ットのエッチングにより前記加工室内の基板以外の部分
に形成された絶縁性膜の表面に堆積されて、導電性膜が
形成されることを特徴とするイオンビームミリング装置
により達成できる。
照射するイオン生成室と、該イオン生成室からのイオン
ビームによりエッチングされるターゲットを保持するタ
ーゲットホルダから配置される加工室とを備えるイオン
ビームミリング装置において、導電性物質からなる第２
のターゲットと、前記イオン生成室と前記ターゲットホ
ルダとの間の、前記イオンビームの照射路に、前記第２
のターゲットを出没自在に配置する移動機構とを有し、
前記ターゲットホルダは、絶縁性物質のターゲットを保
持し、前記移動機構は、前記絶縁性物質のターゲットを
エッチングする際には前記イオンビームの照射路を遮断
せず、前記絶縁性物質のターゲットが所定量エッチング
された後には、前記イオンビームの照射路に前記第２の
ターゲットを挿入して前記イオンビームを遮断するもの
であり、前記第２のターゲットが前記イオンビームの照
射路に挿入され、前記イオンビームによりエッチングさ
れることで飛散した導電体が、前記絶縁性物質のターゲ
ットのエッチングにより前記加工室内の基板以外の部分
に形成された絶縁性膜の表面に堆積されて、導電性膜が
形成されることを特徴とするイオンビームミリング装置
により達成できる。
［作 用］ イオン生成室から引出されたイオンビームは、絶縁材に
照射され、絶縁材のスパッタ粒子を正弦則の分布によ
り、立体角２πで飛散させる。その結果、スパッタ粒子
は、加工室の壁面、および、イオン生成室の電極に付着
し、絶縁性膜の形成を開始する。
照射され、絶縁材のスパッタ粒子を正弦則の分布によ
り、立体角２πで飛散させる。その結果、スパッタ粒子
は、加工室の壁面、および、イオン生成室の電極に付着
し、絶縁性膜の形成を開始する。
しかし、加工室の壁面やイオン生成室の電極上に、数ミ
クロンの絶縁性膜が形成されると、この絶縁性膜表面に
イオンビームの一部が照射されることにより、イオンが
付着する。絶縁性表面であるため、イオンは移動しにく
いので、絶縁性膜表面は局部的に帯電し、局部放電が生
じるので、イオンビームが曲がったり、イオンビームが
出にくくなる。そのため、イオンビームの照射条件が、
処理時間とともに変化するので、処理時間とともに処理
条件が変化する。
クロンの絶縁性膜が形成されると、この絶縁性膜表面に
イオンビームの一部が照射されることにより、イオンが
付着する。絶縁性表面であるため、イオンは移動しにく
いので、絶縁性膜表面は局部的に帯電し、局部放電が生
じるので、イオンビームが曲がったり、イオンビームが
出にくくなる。そのため、イオンビームの照射条件が、
処理時間とともに変化するので、処理時間とともに処理
条件が変化する。
そこで、例えば、数ミクロンの絶縁性膜が形成されるご
とに、数百オングストロームの導電性薄膜を、加工室の
壁面上およびイオン生成室の電極上の絶縁膜の上に形成
する。
とに、数百オングストロームの導電性薄膜を、加工室の
壁面上およびイオン生成室の電極上の絶縁膜の上に形成
する。
これにより、イオンビームが照射されるイオンビーム装
置の内面は導電性となるので、装置内の帯電が防止さ
れ、局部放電等が生じることなく、再び安定した処理を
行なうことができる。
置の内面は導電性となるので、装置内の帯電が防止さ
れ、局部放電等が生じることなく、再び安定した処理を
行なうことができる。
［実施例］ 次に、図面により、本発明の実施例について説明する。
第１図は、本発明の第１実施例であるイオンビームスパ
ッタ成膜装置100を説明するための説明図を示す。
ッタ成膜装置100を説明するための説明図を示す。
本実施例のイオンビームスパッタ成膜装置100は、イオ
ンを生成させ、イオンビームを照射するイオン生成室１
と、イオンビーム４を用いてターゲットのスパッタを行
なうことにより、成膜を行なう場所となる加工室３とに
大別される。
ンを生成させ、イオンビームを照射するイオン生成室１
と、イオンビーム４を用いてターゲットのスパッタを行
なうことにより、成膜を行なう場所となる加工室３とに
大別される。
イオン生成室１およびその電極２は、公知の技術を用い
ることができるので、説明は省略する。
ることができるので、説明は省略する。
加工室３内には、ターゲットホルダ８と基板５とが配置
されている。
されている。
基板５の配置される位置と構造は、従来技術のものとほ
ぼ同じなので説明は省略する。なお、基板は、図示して
いない周知の基板搬送装置により、加工室３を真空状態
に保ったまま、搬送できるような構造となっている。
ぼ同じなので説明は省略する。なお、基板は、図示して
いない周知の基板搬送装置により、加工室３を真空状態
に保ったまま、搬送できるような構造となっている。
本実施例の特徴は、ターゲットホルダ８の配置される位
置と構造にあるので、以下、これについて説明する。
置と構造にあるので、以下、これについて説明する。
このターゲットホルダ８は、略立方体の形状を有し、タ
ーゲットホルダ８の４つの面には、それぞれターゲット
7a,7b,7c,7dがセットされる。このターゲットホルダ８
は、紙面に略垂直な回転軸10を中心として、例えば、第
１図の矢印９で示す方向に、回転するように取付けられ
ている。
ーゲットホルダ８の４つの面には、それぞれターゲット
7a,7b,7c,7dがセットされる。このターゲットホルダ８
は、紙面に略垂直な回転軸10を中心として、例えば、第
１図の矢印９で示す方向に、回転するように取付けられ
ている。
また、ターゲット7a,7b,7c,7dは、同時にスパッタされ
ることはなく、選択的にスパッタされる。
ることはなく、選択的にスパッタされる。
また、本実施例では、ターゲット7dを導電材とし、他の
ターゲット7a,7b,7cとしては絶縁材を用いた。
ターゲット7a,7b,7cとしては絶縁材を用いた。
なお、ターゲットホルダ８の形状は、本実施例では、略
立方体としたが、これに限定されず、他の多面体でもよ
い。
立方体としたが、これに限定されず、他の多面体でもよ
い。
さらには、ターゲットホルダ８の形状は平面としてもよ
く、この場合は、この平面上に、導電材と絶縁材のター
ゲットをセットし、必要に応じてスライドさせ、導電材
または絶縁材のいずれかがイオンビームに照射されるよ
うにする。
く、この場合は、この平面上に、導電材と絶縁材のター
ゲットをセットし、必要に応じてスライドさせ、導電材
または絶縁材のいずれかがイオンビームに照射されるよ
うにする。
次に、本実施例のイオンビームスパッタ成膜装置100を
用いて、絶縁材または導電材をターゲットとしスパッタ
することにより、基板上に、絶縁性薄膜を形成する場合
の操作について説明する。
用いて、絶縁材または導電材をターゲットとしスパッタ
することにより、基板上に、絶縁性薄膜を形成する場合
の操作について説明する。
イオン生成室１から引出されたイオンビーム４は、絶縁
材ターゲット7aに当り、絶縁材のスパッタ粒子６を正弦
則の分布により立体角180゜で飛散させる。その結果、
スパッタ粒子は、基板５に付着し、薄膜を形成する。
材ターゲット7aに当り、絶縁材のスパッタ粒子６を正弦
則の分布により立体角180゜で飛散させる。その結果、
スパッタ粒子は、基板５に付着し、薄膜を形成する。
一方、基板に付着しなかったスパッタ粒子６の一部は、
加工室３の壁面、および、イオン生成室の電極２に付着
し、基板５上と同様に絶縁性膜の形成する。
加工室３の壁面、および、イオン生成室の電極２に付着
し、基板５上と同様に絶縁性膜の形成する。
次に、所定時間経過後、基板５上に、目標の厚さの薄膜
が形成されたときは、次の新しい基板を搬送する。
が形成されたときは、次の新しい基板を搬送する。
このようにして、次々と、基板上に薄膜を形成する。
しかし、加工室３の壁面やイオン生成室１の電極２上
に、数ミクロン程度の絶縁性膜が形成されると、次に示
す現象が生じ、イオンビーム４が曲がったり、電極２か
らイオンビーム４が出にくくなるので、処理条件が変化
し、生成された膜厚が異なってくる。
に、数ミクロン程度の絶縁性膜が形成されると、次に示
す現象が生じ、イオンビーム４が曲がったり、電極２か
らイオンビーム４が出にくくなるので、処理条件が変化
し、生成された膜厚が異なってくる。
上記の現象について説明する。
上記のスパッタ処理を長時間続けると、絶縁性膜は数ミ
クロンほど堆積し、また、加工室３の壁面の絶縁性表面
には、イオンビームの一部が照射されることにより、イ
オンが付着する。絶縁性表面であるため、イオンは移動
しにくいので、絶縁性膜の表面は局部的に帯電する。こ
の結果、加工室３の壁面の多くの場所で局部放電を起こ
す。
クロンほど堆積し、また、加工室３の壁面の絶縁性表面
には、イオンビームの一部が照射されることにより、イ
オンが付着する。絶縁性表面であるため、イオンは移動
しにくいので、絶縁性膜の表面は局部的に帯電する。こ
の結果、加工室３の壁面の多くの場所で局部放電を起こ
す。
また、イオン生成室１の電極２上に堆積した絶縁性膜表
面も、上記と同様に、電位の異なる電極２の表面との間
で局部的放電を起こす。
面も、上記と同様に、電位の異なる電極２の表面との間
で局部的放電を起こす。
そこで、本実施例では、次に示す操作を行なう。
数ミクロンの絶縁性膜が形成される前に、ターゲットホ
ルダ８を回転し、導電材のターゲット7dをイオンビーム
４の照射面にもってくる。
ルダ８を回転し、導電材のターゲット7dをイオンビーム
４の照射面にもってくる。
この数ミクロンの絶縁性膜が形成されたことは、例え
ば、放電の発生などを目安とすることもでき、また、膜
厚計を用いてモニタしてもよい。
ば、放電の発生などを目安とすることもでき、また、膜
厚計を用いてモニタしてもよい。
次に、導電材のターゲット7dにイオンビーム４を照射し
てスパッタリングを行なって、数百オングストロームの
導電性薄膜を、加工室３の壁面上およびイオン生成室１
の電極２上の絶縁性膜の上に形成する。
てスパッタリングを行なって、数百オングストロームの
導電性薄膜を、加工室３の壁面上およびイオン生成室１
の電極２上の絶縁性膜の上に形成する。
この操作により、イオンビーム４が照射される面は導電
性となるので、イオンビームスパッタ成膜装置内の帯電
は防止され、再び安定した処理を行なうことができる。
性となるので、イオンビームスパッタ成膜装置内の帯電
は防止され、再び安定した処理を行なうことができる。
このとき、基板５が加工室３内にあると、導電材の薄膜
が形成されるので、基板５は、加工室３内には搬入しな
い。
が形成されるので、基板５は、加工室３内には搬入しな
い。
また、適宜のイオン源とターゲットとの組として複数個
準備し、基板５を加工室３内に搬入し、絶縁性膜と導電
性膜とからなる混合膜を形成することも可能である。
準備し、基板５を加工室３内に搬入し、絶縁性膜と導電
性膜とからなる混合膜を形成することも可能である。
本実施例によれば、絶縁性膜形成中に、30分程度の導電
性膜形成処理をすれば、加工室３を大気に開放すること
なく、長時間安定した絶縁性膜形成処理を行なうことが
できるという効果がある。
性膜形成処理をすれば、加工室３を大気に開放すること
なく、長時間安定した絶縁性膜形成処理を行なうことが
できるという効果がある。
また、加工室３およびイオン生成室１の電極２の清掃時
間の間隔は、従来技術では処理時間合計で10〜20時間で
あるのに対し、本実施例では100〜200時間とすることが
でき、約10倍に伸びることとなる。
間の間隔は、従来技術では処理時間合計で10〜20時間で
あるのに対し、本実施例では100〜200時間とすることが
でき、約10倍に伸びることとなる。
従って、ロードロックにより基板を交換し、スパッタ処
理する装置構成も可能となるという効果がある。
理する装置構成も可能となるという効果がある。
次に、本発明の第２実施例について第２図を用いて説明
する。
する。
第２図は、本発明の第２実施例であるイオンビームミリ
ング装置200を説明するための説明図を示す。
ング装置200を説明するための説明図を示す。
本実施例のイオンビームミリング装置200は、イオンを
生成させ、イオンビーム14を照射するイオン生成室11
と、ターゲット19にイオンビーム14を照射することによ
り、ミリングを行なう場所となる加工室13とに大別され
る。
生成させ、イオンビーム14を照射するイオン生成室11
と、ターゲット19にイオンビーム14を照射することによ
り、ミリングを行なう場所となる加工室13とに大別され
る。
イオン生成室11および電極12は、周知の技術を用いるこ
とができるので、説明は省略する。
とができるので、説明は省略する。
加工室13内には、絶縁性のターゲット19と、この絶縁性
ターゲットの前面付近に、導電性ターゲットを出没自在
に配置する手段18とが配置されている。
ターゲットの前面付近に、導電性ターゲットを出没自在
に配置する手段18とが配置されている。
この導電性ターゲットを出没自在に配置する手段18は、
ターゲット19をイオンビーム14でミリング中は、イオン
ビーム14を遮らないように、ベローズ20などを用いた構
造とし、一方、必要があるときは、第２図の一点鎖線20
で示す位置に配置し、イオンビーム14を遮ることができ
る構造とする。
ターゲット19をイオンビーム14でミリング中は、イオン
ビーム14を遮らないように、ベローズ20などを用いた構
造とし、一方、必要があるときは、第２図の一点鎖線20
で示す位置に配置し、イオンビーム14を遮ることができ
る構造とする。
なお、ターゲット19は、図示していない周知のターゲッ
ト搬送装置により、加工室13を真空状態に保ったまま、
搬送できるような構造となっている。
ト搬送装置により、加工室13を真空状態に保ったまま、
搬送できるような構造となっている。
次に、本実施例のイオンビームミリング装置200を用い
て、絶縁性のターゲット19をミリングするときの操作に
ついて説明する。
て、絶縁性のターゲット19をミリングするときの操作に
ついて説明する。
イオン生成室11から引出されたイオンビーム14は、絶縁
性のターゲット19に照射され、ターゲット19のエッチン
グが開始される。一方、絶縁性のスパッタ粒子16は、正
弦則の分布により立体角180゜で飛散し、その結果、加
工室13の壁面、および、イオン生成室の電極２にも付着
し、絶縁性膜の形成を開始する。
性のターゲット19に照射され、ターゲット19のエッチン
グが開始される。一方、絶縁性のスパッタ粒子16は、正
弦則の分布により立体角180゜で飛散し、その結果、加
工室13の壁面、および、イオン生成室の電極２にも付着
し、絶縁性膜の形成を開始する。
次に、所定時間経過後、ターゲット19が目標の量だけエ
ッチングされたときは、次の新しいターゲットを搬送す
る。
ッチングされたときは、次の新しいターゲットを搬送す
る。
このようにして、次々と、ターゲットをエッチングして
いく。
いく。
しかし、加工室13の壁面やイオン生成室11の電極２上
に、数ミクロン程度の絶縁膜が形成されると、第１実施
例に記載したと同じ現象が生じ、イオンビーム14が曲が
ったり、イオンビーム14がイオン生成室11から出にくく
なるので、処理条件が変化し、ターゲット19のエッチン
グ量が異なってくる。
に、数ミクロン程度の絶縁膜が形成されると、第１実施
例に記載したと同じ現象が生じ、イオンビーム14が曲が
ったり、イオンビーム14がイオン生成室11から出にくく
なるので、処理条件が変化し、ターゲット19のエッチン
グ量が異なってくる。
そこで、本実施例では、次に示す操作を行なう。
数ミクロンの絶縁性膜が、加工室13の壁面上に形成され
る前に、導電性ターゲットをイオンビーム14の通路が遮
断する位置に持っている。
る前に、導電性ターゲットをイオンビーム14の通路が遮
断する位置に持っている。
次に、導電性ターゲットにイオンビーム14を照射し、数
百オングストロームの導電性薄膜を、加工室13の壁面上
およびイオン生成室11の電極12上の絶縁性膜の上に形成
する。
百オングストロームの導電性薄膜を、加工室13の壁面上
およびイオン生成室11の電極12上の絶縁性膜の上に形成
する。
この操作により、イオンビーム14が照射される面は導電
性となるので、イオンビームミリング装置200内の帯電
は防止され、再び安定した処理を行なうことができる。
性となるので、イオンビームミリング装置200内の帯電
は防止され、再び安定した処理を行なうことができる。
本実施例によれば、イオンビームミリング中に、30分程
度の導電性薄膜形成処理をすれば、加工室13を大気に開
放し、絶縁性膜を除去する必要がないので、常に、同一
条件にてイオンビームミリングを行なうことができる効
果がある。
度の導電性薄膜形成処理をすれば、加工室13を大気に開
放し、絶縁性膜を除去する必要がないので、常に、同一
条件にてイオンビームミリングを行なうことができる効
果がある。
また、半導体装置の絶縁性薄膜パターンを形成する工程
に、上記のイオンビームミリングを用いると、同一条件
にてイオンビームミリングを行なうことができるので、
ほぼ同一のパターンを連続して形成できる。
に、上記のイオンビームミリングを用いると、同一条件
にてイオンビームミリングを行なうことができるので、
ほぼ同一のパターンを連続して形成できる。
また、加工室13およびイオン生成室11の電極12の清掃時
間の間隔は、従来技術では処理時間合計で10〜20時間で
あるのに対し、本実施例では100〜200時間とすることが
でき、約10倍に伸びることになるのは第１実施例と同じ
である。
間の間隔は、従来技術では処理時間合計で10〜20時間で
あるのに対し、本実施例では100〜200時間とすることが
でき、約10倍に伸びることになるのは第１実施例と同じ
である。
また、上記の導電性ターゲットを出没自在に配置する手
段18は、第１実施例においても、導電性ターゲットとし
て使用できる。
段18は、第１実施例においても、導電性ターゲットとし
て使用できる。
［発明の効果］ 本発明によれば、真空中での簡単な処理により、絶縁物
のスパッタ処理を安定して続行できるので、加工室、イ
オン生成室の電極の清掃周期を長くでき、生産効率を向
上できるという効果がある。
のスパッタ処理を安定して続行できるので、加工室、イ
オン生成室の電極の清掃周期を長くでき、生産効率を向
上できるという効果がある。
さらに、大気開放頻繁にしないので、加工室の真空条件
の変化が少なく、真空条件にあわせて処理条件を変えな
くてもよいという効果がある。
の変化が少なく、真空条件にあわせて処理条件を変えな
くてもよいという効果がある。
第１図は第１実施例のイオンビームスパッタ成膜装置を
示す説明図、第２図は第２実施例のイオンビームミリン
グ装置を示す説明図である。 1,11……イオン生成室、2,12……イオン生成室の電極、
3,13……加工室、4,14……イオンビーム、５……基板、
6,16……スパッタ粒子、7a,7b,7c……絶縁性ターゲッ
ト、7d……導電性ターゲット、18……導電性シャッタ、
19……絶縁性基板。
示す説明図、第２図は第２実施例のイオンビームミリン
グ装置を示す説明図である。 1,11……イオン生成室、2,12……イオン生成室の電極、
3,13……加工室、4,14……イオンビーム、５……基板、
6,16……スパッタ粒子、7a,7b,7c……絶縁性ターゲッ
ト、7d……導電性ターゲット、18……導電性シャッタ、
19……絶縁性基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−238270（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−205071（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−29522（ＪＰ，Ｕ)
Claims (4)
- 【請求項１】イオンビームを用いて絶縁性物質のターゲ
ットをスパッタするイオンビームスパッタ装置の運転に
おいて、 前記絶縁性物質のターゲットをスパッタすることにより
飛散した絶縁体による絶縁性膜が当該イオンビームスパ
ッタ装置内の基板以外の部分に堆積したときは、導電性
物質のターゲットをスパッタすることにより飛散した働
電体を、前記絶縁性膜の表面上に堆積させて、導電性膜
を形成すること を特徴とするイオンビームスパッタ装置の運転方法。 - 【請求項２】イオンビームを用いて絶縁性物質のターゲ
ットをスパッタする工程を繰り返すイオンビームスパッ
タ装置の運転において、 前記絶縁性物質のターゲットをスパッタする１又は２以
上の工程ごとに、導電性物質をターゲットとしてスパッ
タする工程を行ない、前記絶縁性物質のターゲットをス
パッタすることで当該イオンビームスパッタ装置内の基
板以外の部分に形成された絶縁性膜の表面に、導電性膜
を形成すること を特徴とするイオンビームスパッタ装置の運転方法。 - 【請求項３】イオンを生成し、イオンビームを照射する
イオン生成室と、該イオン生成室からのイオンビームに
よりスパッタされるターゲットを保持するターゲットホ
ルダ、及び該ターゲットホルダに保持されるターゲット
がスパッタされることにより飛散するターゲット粒子が
堆積して膜が形成される基板が配置されている加工室と
を備えるイオンビームスパッタ装置において、 前記ターゲットホルダは、 導電性物質のターゲットと絶縁性物質のターゲットとを
それぞれ保持すると共に、 前記基板に絶縁性膜を形成する際には前記絶縁性物質の
ターゲットを、前記加工室内の基板以外の部分に形成さ
れた絶縁性膜の表面に導電性膜を形成する際には前記導
電性物質のターゲットを、前記イオンビームに照射され
る位置にそれぞれ配置する駆動機構を備えていること を特徴とするイオンビームスパッタ装置。 - 【請求項４】イオンを生成し、イオンビームを照射する
イオン生成室と、該イオン生成室からのイオンビームに
よりエッチングされるターゲットを保持するターゲット
ホルダが配置される加工室とを備えるイオンビームミリ
ング装置において、 導電性物質からなる第２のターゲットと、 前記イオン生成室と前記ターゲットホルダとの間の、前
記イオンビームの照射路に、前記第２のターゲットを出
没自在に配置する移動機構とを有し、 前記ターゲットホルダは、絶縁性物質のターゲットを保
持し、 前記移動機構は、前記絶縁性物質のターゲットをエッチ
ングする際には前記イオンビームの照射路を遮断せず、
前記絶縁性物質のターゲット所定量エッチングされた後
には、前記イオンビームの照射路に前記第２のターゲッ
トを挿入して前記イオンビームを遮断するものであり、 前記第２のターゲットが前記イオンビームの照射路に挿
入され、前記イオンビームによりエッチングされること
で飛散した導電体が、前記絶縁性物質のターゲットのエ
ッチングにより前記加工室内の基板以外の部分に形成さ
れた絶縁性膜の表面に堆積されて、導電性膜が形成され
ること を特徴とするイオンビームミリング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120419A JPH07122136B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | イオンビームスパッタ装置および運転方法 |
| US07/698,387 US5178738A (en) | 1990-05-10 | 1991-05-10 | Ion-beam sputtering apparatus and method for operating the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2120419A JPH07122136B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | イオンビームスパッタ装置および運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0417672A JPH0417672A (ja) | 1992-01-22 |
| JPH07122136B2 true JPH07122136B2 (ja) | 1995-12-25 |
Family
ID=14785761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2120419A Expired - Fee Related JPH07122136B2 (ja) | 1990-05-10 | 1990-05-10 | イオンビームスパッタ装置および運転方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5178738A (ja) |
| JP (1) | JPH07122136B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5380414A (en) * | 1993-06-11 | 1995-01-10 | Applied Materials, Inc. | Shield and collimator pasting deposition chamber with a wafer support periodically used as an acceptor |
| JP3362552B2 (ja) * | 1995-03-10 | 2003-01-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 成膜処理装置 |
| US6264812B1 (en) | 1995-11-15 | 2001-07-24 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for generating a plasma |
| JP3128573B2 (ja) * | 1997-06-23 | 2001-01-29 | 工業技術院長 | 高純度薄膜の形成方法 |
| US6238528B1 (en) | 1998-10-13 | 2001-05-29 | Applied Materials, Inc. | Plasma density modulator for improved plasma density uniformity and thickness uniformity in an ionized metal plasma source |
| US20060023829A1 (en) * | 2004-08-02 | 2006-02-02 | Battelle Memorial Institute | Medical radioisotopes and methods for producing the same |
| JP4785472B2 (ja) * | 2005-09-09 | 2011-10-05 | 日本航空電子工業株式会社 | イオンビームスパッタ装置 |
| JP7360845B2 (ja) * | 2019-08-20 | 2023-10-13 | 日本放送協会 | スパッタ粒子防着板及びイオンビームスパッタ装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4793908A (en) * | 1986-12-29 | 1988-12-27 | Rockwell International Corporation | Multiple ion source method and apparatus for fabricating multilayer optical films |
| JPS63238270A (ja) * | 1987-03-25 | 1988-10-04 | Fujitsu Ltd | 化合物薄膜の製造方法 |
| JPH01205071A (ja) * | 1988-02-12 | 1989-08-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多層膜形成装置 |
| JPH0229522U (ja) * | 1988-08-16 | 1990-02-26 |
-
1990
- 1990-05-10 JP JP2120419A patent/JPH07122136B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-05-10 US US07/698,387 patent/US5178738A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0417672A (ja) | 1992-01-22 |
| US5178738A (en) | 1993-01-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |