JPH0748669A - Film forming device - Google Patents

Film forming device

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Publication number
JPH0748669A
JPH0748669A JP12096394A JP12096394A JPH0748669A JP H0748669 A JPH0748669 A JP H0748669A JP 12096394 A JP12096394 A JP 12096394A JP 12096394 A JP12096394 A JP 12096394A JP H0748669 A JPH0748669 A JP H0748669A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vacuum
chamber
substrate
substrate holder
processing chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP12096394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Ishikawa
靖 石川
Hiroo Okawa
宏男 大川
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP12096394A priority Critical patent/JPH0748669A/en
Publication of JPH0748669A publication Critical patent/JPH0748669A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a film forming device capable of increasing the number of film-coated substrates per unit time by shortening the time in which the film has been formed on the substrate from a substrate device to the time the substrate is discharged. CONSTITUTION:A specified number of substrates 6 to be treated are housed in a supply-side cassette 14a and set in a spare vacuum chamber 11. Sputtering targets 3a to 3b are set in a vacuum treating chamber 7, and the chambers 11 and 7 are evacuated by a vacuum pump 8. An ion beam 2 from an ion source 1 is struck against the targets to clean the targets 3a to 3b. A gate valve 12 is opened while the chambers 11 and 7 are held at a high vacuum, the substrate 6 is taken out from the cassette 14a by an automatic conveying mechanism 13, the substrate 6 is set on a substrate holder 5, then the gate valve 12 is closed, and a film is formed by the targets 3a to 3b.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は成膜装置に係り、特に、
ターゲットにイオンビームを照射し飛散した粒子を基板
に付着させ膜を形成するイオンビームスパッタ装置、あ
るいは蒸発粒子を基板に付着させ、そこにイオンビーム
を照射するイオンミキシング装置等の成膜装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a film forming apparatus, and in particular,
The present invention relates to a film forming apparatus such as an ion beam sputtering apparatus that irradiates a target with an ion beam to attach scattered particles to a substrate to form a film, or an ion mixing apparatus that attaches evaporated particles to a substrate and irradiates the substrate with an ion beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は従来技術による成膜装置であるイ
オンビームスパッタ装置の構造を説明する図であり、以
下、この図を参照して従来技術について説明する。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a view for explaining the structure of an ion beam sputtering apparatus which is a film forming apparatus according to the prior art, and the prior art will be described below with reference to this figure.

【0003】図5において、1はイオン源、2はイオン
源1からのイオンビーム、3a〜3dはイオンビーム2
が照射されるスパッタターゲット、4はイオンビーム2
が照射されることによりスパッタターゲット3a〜3d
から飛散するスパッタ粒子、5は基板ホルダ、6は基板
ホルダ5に支持され、飛散したスパッタ粒子4が付着し
膜が形成される処理基板、7はスパッタターゲット3a
〜3d、基板6等を収納する真空処理室、8は真空処理
室7内を真空排気する真空ポンプ、9はシャッタであ
る。
In FIG. 5, 1 is an ion source, 2 is an ion beam from the ion source 1, and 3a to 3d are ion beams 2.
Target for irradiation with ion beam 4 is ion beam 2
Of the sputtering targets 3a to 3d
Sputtered particles scattered from the substrate, 5 is a substrate holder, 6 is a substrate to be supported by the substrate holder 5 and a film is formed by the scattered sputtered particles 4 adhering thereto, and 7 is a sputtering target 3a.
3d, a vacuum processing chamber for accommodating the substrate 6 and the like, 8 a vacuum pump for evacuating the vacuum processing chamber 7, and 9 a shutter.

【0004】図示した従来技術は、イオン源1、及び真
空ポンプ8を備える真空処理室7内に、成膜材料となる
異なる種類の材料のスパッタターゲット3a〜3dと、
処理基板6を保持する基板ホルダ5と、シャッタ9とが
配設されて構成されている。このような構造を持つイオ
ンビームスパッタ装置を使用して処理基板6に成膜を行
う場合、その処理は、以下に説明するような手順で行わ
れる。
In the illustrated prior art, in a vacuum processing chamber 7 equipped with an ion source 1 and a vacuum pump 8, sputter targets 3a to 3d of different kinds of materials which are film forming materials,
A substrate holder 5 for holding the processing substrate 6 and a shutter 9 are arranged. When a film is formed on the processing substrate 6 using the ion beam sputtering apparatus having such a structure, the processing is performed by the procedure described below.

【0005】まず、真空処理室7の扉を点線図示のよう
に開け、基板ホルダ5に処理基板6を取付けた後扉を閉
じる。次に、真空ポンプ8により真空排気して真空処理
室7内を真空とし、イオン源1から不活性ガス粒子等に
よるイオンビーム2を引き出し、スパッタターゲット3
aに当て、スパッタ粒子4を飛散させてスパッタ処理を
開始する。
First, the door of the vacuum processing chamber 7 is opened as shown by the dotted line, the processing substrate 6 is attached to the substrate holder 5, and then the door is closed. Next, the inside of the vacuum processing chamber 7 is evacuated by the vacuum pump 8 to evacuate, and the ion beam 2 of inert gas particles or the like is extracted from the ion source 1 and the sputtering target 3
The sputtered particles 4 are scattered on the surface a, and the sputter process is started.

【0006】このとき、基板ホルダ5に処理基板6を取
付けるために真空処理室7を大気に開放していたので、
スパッタターゲット3a〜3dの表面は、大気中ガスと
反応し、化合物が生成、あるいは微細なゴミが堆積され
ている。
At this time, since the vacuum processing chamber 7 was opened to the atmosphere for attaching the processing substrate 6 to the substrate holder 5,
The surfaces of the sputter targets 3a to 3d react with atmospheric gas to generate compounds or deposit fine dust.

【0007】従って、まず、処理基板6の前に配置して
あるシャッタ9を閉じプレスパッタを行う。その後、シ
ャッタ9を開けて処理基板6に対する成膜処理を実行す
る。そして、前記従来技術は、処理基板6に多層膜を成
膜する場合、次のスパッタターゲット3bを用い、前述
と同様にプレスパッタ、成膜の処理を行い、次々とスパ
ッタターゲットを3c,3dと変えてゆくことにより、
処理基板6に多層膜を成膜することができる。
Therefore, first, the shutter 9 arranged in front of the processing substrate 6 is closed and pre-sputtering is performed. After that, the shutter 9 is opened and the film forming process is performed on the processing substrate 6. Further, in the above-mentioned conventional technique, when forming a multilayer film on the processing substrate 6, the following sputtering target 3b is used to perform the pre-sputtering and film forming processes in the same manner as described above, and the sputtering targets 3c and 3d are successively formed. By changing
A multilayer film can be formed on the processing substrate 6.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術は、
実験用として用いるには何ら不都合はないが、生産用と
して用いるには成膜処理を行う時間以外に不必要に多く
の時間を費やすという問題点を有している。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
Although it is not inconvenient to use it for an experiment, it has a problem that an unnecessarily large amount of time other than the time for performing the film forming process is used for using it for a production.

【0009】例えば、真空処理室7の真空引きに10分
間を、プレスパッタに10分間要し、イオンビームスパ
ッタの特徴を生かした成膜として磁気抵抗効果膜を成膜
したとすると、成膜に10分程度を必要とする。この場
合、実際に成膜に必要とする時間は全体の処理時間のう
ち3分の1に過ぎないことになる。
For example, assuming that the vacuum processing chamber 7 requires 10 minutes for vacuuming and 10 minutes for pre-sputtering, and the magnetoresistive effect film is formed as a film making use of the characteristics of the ion beam sputtering. It takes about 10 minutes. In this case, the time actually required for film formation is only one-third of the total processing time.

【0010】また、多層膜を生成するものとし、スパッ
タターゲット3aでプレスパッタに10分,成膜に10
分、次にスパッタターゲット3bで同様に10分,10
分、3c,3dでも同様にそれぞれ10分,10分を要
したとすると、大凡、成膜に必要となる時間は全体の処
理時間のうち2分の1となる。
Further, it is assumed that a multi-layer film is produced, and 10 minutes for pre-sputtering and 10 minutes for film formation with the sputtering target 3a.
Min, then 10 minutes with sputter target 3b
If 10 minutes and 10 minutes are similarly required for the minutes 3c and 3d, respectively, the time required for film formation is about one half of the total processing time.

【0011】このように、前述した従来技術は、無駄な
時間が多く、生産のための装置の導入条件としては、ス
ループットが最大となる条件が要求されるのが一般的で
あることを考慮すると、生産用として使用することがで
きないという問題点を有している。
As described above, in the above-mentioned conventional technique, considering that it is common to require a condition that maximizes throughput as a condition for introducing a device for production, a lot of wasted time is required. However, it has a problem that it cannot be used for production.

【0012】また、前述の従来技術は、成膜のたび毎に
プレスパッタを行う必要があるため、その制御方式が複
雑になるという問題点を有している。
Further, the above-mentioned conventional technique has a problem that the control system is complicated because it is necessary to perform the pre-sputtering every time the film is formed.

【0013】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、基板装着から基板への成膜終了後、基板取り出
しまでの時間を短くし、単位時間当りの処理枚数の向上
を図り、生産用としてのコストパフォマンスに耐えられ
るイオンビームスパッタ装置,イオンミキシング装置等
の成膜装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, shorten the time from the substrate mounting to the substrate removal after the film formation on the substrate, and improve the number of substrates processed per unit time. An object of the present invention is to provide a film forming apparatus such as an ion beam sputtering apparatus and an ion mixing apparatus which can endure the cost performance for production.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、処理前及び処理後の基板を複数保持可能な真空予備
室と、イオンビームスパッタ成膜,蒸着を行う真空処理
室とを常に真空状態としたままで、基板の装着,脱着,
取り出しを行う機構とを備えることにより達成される。
According to the present invention, the above object is to provide a vacuum preliminary chamber capable of holding a plurality of pre-processed and post-processed substrates and a vacuum process chamber for performing ion beam sputtering film formation and vapor deposition. Attaching and detaching the board while keeping the vacuum
And a mechanism for taking out.

【0015】[0015]

【作用】本発明は、基板に成膜を行う真空処理室を、基
板の装着,脱着,取り出し時にも真空状態、すなわち、
大気に開放しないようにしているので、基板1枚の処理
毎に、真空処理室を真空にするための時間をなくすこと
ができる。また、本発明をイオンビームスパッタ装置に
適用した場合、スパッタターゲット等が他のガスと反応
して化合物を生成することがないことは勿論、大気中の
微細なゴミがスパッタターゲットに付着することもな
く、スパッタターゲットを常に清浄な状態に保持するこ
とができるので、成膜の前にプレスパッタを行う必要を
なくすことができる。
According to the present invention, the vacuum processing chamber for forming a film on the substrate is in a vacuum state even when the substrate is mounted, demounted, and taken out, that is,
Since the atmosphere is not opened to the atmosphere, it is possible to eliminate the time required to evacuate the vacuum processing chamber for each processing of one substrate. Further, when the present invention is applied to an ion beam sputtering apparatus, the sputter target or the like does not react with other gas to form a compound, and fine dust in the atmosphere may adhere to the sputter target. Since the sputter target can always be kept in a clean state, the need for pre-sputtering before film formation can be eliminated.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明による成膜装置の実施例を図面
により詳細に説明する。
Embodiments of a film forming apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明をイオンビームスパッタ装置
に適用した本発明の第1の実施例の構造を説明する図で
ある。
FIG. 1 is a diagram for explaining the structure of a first embodiment of the present invention in which the present invention is applied to an ion beam sputtering apparatus.

【0018】図1において、11は真空処理室7に隣接
配置された真空予備室、12は真空予備室11と真空処
理室7とを真空しゃ断可能なように仕切る仕切り弁、1
3は基板を搬送する自動搬送機構、14aは供給側カセ
ット、14bは受取側カセットで、いずれも真空予備室
11内に配置されており、他の符号は図5の場合と同一
である。
In FIG. 1, 11 is a vacuum preparatory chamber disposed adjacent to the vacuum pretreatment chamber 7, 12 is a partition valve for partitioning the preparatory vacuum chamber 11 and the vacuum preparatory chamber 7 so that they can be vacuum-closed, and 1
Reference numeral 3 is an automatic transfer mechanism for transferring a substrate, 14a is a supply side cassette, and 14b is a reception side cassette, all of which are arranged in the vacuum preliminary chamber 11, and other reference numerals are the same as those in FIG.

【0019】図1に示す本発明の第1の実施例は、図5
により説明した従来技術によるイオンビームスパッタ装
置に、真空ポンプ8を有する真空予備室11を仕切り弁
12を介して真空処理室7に接続し、真空予備室11内
に自動搬送機構13と、複数の基板を保持する供給側カ
セット14a、及び受取側カセット14bとを備えて構
成されている。なお、真空処理室7内に従来技術で備え
られていたシャッタ9は不要である。
The first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is shown in FIG.
The vacuum preliminary chamber 11 having the vacuum pump 8 is connected to the vacuum processing chamber 7 via the partition valve 12 in the ion beam sputtering apparatus according to the conventional technique described in 1., and the automatic transport mechanism 13 and a plurality of vacuum chambers are provided in the vacuum preliminary chamber 11. It is configured to include a supply-side cassette 14a that holds a substrate and a reception-side cassette 14b. It should be noted that the shutter 9 provided in the prior art in the vacuum processing chamber 7 is unnecessary.

【0020】前述のように構成される本発明の第1の実
施例において、基板6に対する成膜処理は、次に説明す
る手順により実行される。
In the first embodiment of the present invention configured as described above, the film forming process on the substrate 6 is executed by the procedure described below.

【0021】まず、供給側カセット14aに処理する基
板6を所定量収納し、真空予備室11に設置する。真空
ポンプ8により真空予備室11を真空状態とすると同時
に、真空処理室7にスパッタターゲット3a〜3dをセ
ットし、真空ポンプ8により真空状態とする。
First, a predetermined amount of the substrate 6 to be processed is stored in the supply-side cassette 14a and placed in the vacuum preliminary chamber 11. The vacuum preliminary chamber 11 is evacuated by the vacuum pump 8, and at the same time, the sputtering targets 3a to 3d are set in the vacuum processing chamber 7, and the vacuum pump 8 evacuates.

【0022】次に、イオン源1からイオンビーム2を引
き出し、イオンビーム2をスパッタターゲット3aに当
ててスパッタターゲット3aのクリーニングを行う。こ
のとき、基板ホルダ5には基板6はセットしておかな
い。次に、スパッタターゲット3bをイオンビーム2側
に回転させて、前述と同様にスパッタターゲット3bの
クリーニングを行い、順次スパッタターゲット3c,3
dをクリーニングする。このクリーニングは、スパッタ
ターゲットセット時に一度だけ行えばよい。
Next, the ion beam 2 is extracted from the ion source 1 and the ion beam 2 is applied to the sputter target 3a to clean the sputter target 3a. At this time, the substrate 6 is not set on the substrate holder 5. Next, the sputter target 3b is rotated toward the ion beam 2 side, the sputter target 3b is cleaned in the same manner as described above, and the sputter targets 3c and 3 are sequentially cleaned.
Clean d. This cleaning may be performed only once when setting the sputter target.

【0023】スパッタターゲットのクリーニング終了
後、真空予備室11、及び真空処理室7を共に高真空状
態に保持したまま仕切弁12を開放する。自動搬送機構
13により供給側カセット14aから基板6を取り出
し、基板6を基板ホルダ5にセットした後、仕切弁12
を閉止する。
After the cleaning of the sputter target is completed, the sluice valve 12 is opened while the vacuum preliminary chamber 11 and the vacuum processing chamber 7 are both kept in a high vacuum state. After the substrate 6 is taken out from the supply-side cassette 14a by the automatic transport mechanism 13 and the substrate 6 is set on the substrate holder 5, the sluice valve 12
Close.

【0024】次に、イオン源1からイオンビーム2を引
き出し、これをスパッタターゲット3aに当ててスパッ
タ粒子4を飛散させて基板6上に付着させ膜を作る。多
層膜を形成する場合には、次のスパッタターゲット3b
をイオンビーム2側に回転させて同様にスパッタ粒子4
を飛散させ、基板6上に膜を形成する。順次スパッタタ
ーゲット3c,3dを用いることにより多層膜を形成す
ることができる。
Next, an ion beam 2 is extracted from the ion source 1 and is applied to a sputter target 3a to scatter sputtered particles 4 and adhere them onto a substrate 6 to form a film. When forming a multilayer film, the next sputter target 3b
To the side of the ion beam 2 and similarly sputtered particles 4
Are scattered to form a film on the substrate 6. A multilayer film can be formed by sequentially using the sputter targets 3c and 3d.

【0025】成膜処理の終了後、仕切弁12を開放し自
動搬送機構13により処理済みの基板6を、基板ホルダ
5から外し、真空予備室11に設置してある受取側カセ
ット14bに収納し、次の基板を真空処理室7内にセッ
トする。
After the film forming process is completed, the sluice valve 12 is opened, and the substrate 6 processed by the automatic transfer mechanism 13 is removed from the substrate holder 5 and stored in the receiving side cassette 14b installed in the vacuum preliminary chamber 11. , The next substrate is set in the vacuum processing chamber 7.

【0026】以上の処理を供給側カセット14aに収納
してある基板6の枚数分だけ実行し、全基板が受取側カ
セット14bに収納された後、真空予備室11だけを大
気に開放し、処理済の基板を取り出す。
The above processing is performed for the number of substrates 6 stored in the supply side cassette 14a, and after all the substrates are stored in the receiving side cassette 14b, only the vacuum preliminary chamber 11 is opened to the atmosphere, and the processing is performed. Take out the finished substrate.

【0027】前述した本発明の第1の実施例によれば、
プレスパッタは、スパッタターゲットをセットしたとき
にだけ行えばよく、以後の成膜処理時間内で不要とする
ことができる。すなわち、前述の本発明の第1の実施例
は、全成膜処理時間のうちの無駄な時間を、基板の自動
搬送時だけとすることができ、せいぜい全処理時間の1
0分の1から20分の1程度と、ほとんど問題にならな
い時間とすることができる。
According to the first embodiment of the present invention described above,
The pre-sputtering may be performed only when the sputter target is set, and can be eliminated during the subsequent film formation processing time. That is, in the above-described first embodiment of the present invention, the wasted time of the total film formation processing time can be set only when the substrate is automatically conveyed, and at most 1
The time can be set to about 1 / twentieth to about 1/20, which is almost no problem.

【0028】また、前述の本発明の第1の実施例によれ
ば、真空処理室7を大気に開放することなく連続して、
複数の基板6に対するイオンビームスパッタ成膜を行う
ことができるので、スパッタターゲット表面に大気中ガ
スによる化合物の形成がなく、また、大気中の微細なゴ
ミによる汚染もないので、従来の成膜処理時間のうち大
きな割合を占めていた基板1枚毎のプレスパッタ処理を
なくすことができると共に、成膜のスループットの向上
をはかることができ、スパッタターゲットの材料の節約
を図ることもできる。また、シャッタ9を不要とするこ
とができ、装置構成を簡略化して、その制御方式も単純
にすることができる。
Further, according to the above-mentioned first embodiment of the present invention, the vacuum processing chamber 7 is continuously opened without opening to the atmosphere,
Since ion beam sputtering film formation can be performed on a plurality of substrates 6, there is no formation of compounds by atmospheric gas on the surface of the sputtering target, and there is no contamination by fine dust in the atmosphere. It is possible to eliminate the pre-sputtering process for each substrate, which occupies a large proportion of the time, improve the throughput of film formation, and save the material of the sputter target. Further, the shutter 9 can be eliminated, the device configuration can be simplified, and the control method thereof can be simplified.

【0029】図2は本発明の第2の実施例の構造を説明
する図である。図2において、11aは供給側真空予備
室、11bは受取側真空予備室であり、他の符号は図1
の場合と同一である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the structure of the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, 11a is a vacuum reserve chamber on the supply side, 11b is a vacuum reserve chamber on the receiving side, and other symbols are those in FIG.
Is the same as the case of.

【0030】図2に示す本発明の第2の実施例は、イオ
ンビームスパッタ構成部品であるスパッタターゲット3
とイオン源1とを有する真空処理室7を複数個備え、各
処理室7で一層ずつの膜を形成し、順次多層膜を形成す
るように構成したものであり、複数の真空処理室7の両
側に、供給側カセット14aを有する供給側真空予備室
11aと受取側カセット14bを有する受取側真空予備
室11bとが備えられている。
The second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is a sputtering target 3 which is an ion beam sputtering component.
A plurality of vacuum processing chambers 7 each having an ion source 1 and an ion source 1 are provided, each processing chamber 7 is configured to form a single film, and a multilayer film is sequentially formed. On both sides, a supply side vacuum preliminary chamber 11a having a supply side cassette 14a and a reception side vacuum preliminary chamber 11b having a reception side cassette 14b are provided.

【0031】この本発明の第2の実施例によるイオンビ
ームスパッタ成膜は、前述の本発明の第1の実施例と同
様に、各真空処理室7内で1種類ずつの成膜が行うこと
により実行される。
In the ion beam sputter film formation according to the second embodiment of the present invention, one kind of film formation is performed in each vacuum processing chamber 7 as in the first embodiment of the present invention described above. Executed by.

【0032】前述した本発明の第2の実施例によれば、
同一時刻に同時に複数枚の基板に対する成膜を行うこと
ができるので、前述の本発明の第1の実施例に比較し
て、さらにスループットの向上を図ることができ、ま
た、本発明の第1の実施例の場合と同様に、プレスパッ
タを不要とし、成膜処理の時間の短縮を図ることができ
る。
According to the second embodiment of the present invention described above,
Since it is possible to perform film formation on a plurality of substrates at the same time at the same time, it is possible to further improve throughput as compared with the first embodiment of the present invention described above. As in the case of the above embodiment, the pre-sputtering is not necessary and the time for the film forming process can be shortened.

【0033】次に、本発明をイオンビームミキシング装
置に適用した例について説明する。図3はイオンビーム
ミキシング装置に適用した本発明の第3の実施例を示す
もので、該図に示す如く、イオンビームミキシング装置
は、真空処理室7内に蒸着用セル15が配置され、この
蒸着用セル15から蒸発する蒸発粒子(例えばTi,S
i,B,Cr,W等)16が飛散する位置に基板ホルダ
5に保持された基板6があり、この基板6上に蒸発粒子
が付着するのと略同時にイオン源1からイオンビームが
照射される。
Next, an example in which the present invention is applied to an ion beam mixing apparatus will be described. FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention applied to an ion beam mixing apparatus. As shown in the figure, in the ion beam mixing apparatus, a vapor deposition cell 15 is arranged in a vacuum processing chamber 7. Evaporated particles (e.g. Ti, S) evaporating from the vapor deposition cell 15
(i, B, Cr, W, etc.) 16 is located at the position where the substrate 6 is held by the substrate holder 5, and the ion beam is irradiated from the ion source 1 almost at the same time when the vaporized particles adhere to the substrate 6. It

【0034】その動作について詳細に説明すると、まず
最初に蒸発用セル15から蒸発した蒸発粒子16は基板
6上に付着する。これと略同時に、イオン源1から数K
eV〜数十KeVのエネルギーをもつイオンビーム2が
基板6に照射される。そして、イオンビーム2中のイオ
ンは基板6上に付着した蒸発粒子16を基板内部にたた
きこみ、また、イオン(例えばN+,C+,Ar+,O+
等)は蒸発粒子16と反応して化合物を形成する。
The operation will be described in detail. First, the evaporated particles 16 evaporated from the evaporation cell 15 adhere to the substrate 6. Almost at the same time, several K from the ion source 1
The substrate 6 is irradiated with the ion beam 2 having an energy of eV to several tens of KeV. Then, the ions in the ion beam 2 strike the vaporized particles 16 adhering on the substrate 6 inside the substrate, and the ions (for example, N +, C +, Ar +, O +).
Etc.) react with the vaporized particles 16 to form a compound.

【0035】このプロセスを連続させて起こすことによ
り、基板6と堆積層の境界付近でミキシング層が形成さ
れ、また、このミキシング層の上に化合物薄膜が形成さ
れる。
By continuing this process, a mixing layer is formed near the boundary between the substrate 6 and the deposited layer, and a compound thin film is formed on this mixing layer.

【0036】そして、本実施例では、このような真空処
理室7と仕切り弁12を介して、供給側カセット14
a,受取側カセット14b,自動搬送機構13を収納し
ている真空予備室11が隣接され、図1で説明した実施
例と同様な操作で、基板の受渡しが行われる。本実施例
による効果も、図1の実施例で説明したものと同様であ
る。
In this embodiment, the cassette 14 on the supply side is fed through the vacuum processing chamber 7 and the partition valve 12 as described above.
a, the receiving side cassette 14b, and the vacuum preliminary chamber 11 accommodating the automatic transfer mechanism 13 are adjacent to each other, and the substrate is delivered by the same operation as the embodiment described in FIG. The effect of this embodiment is similar to that described in the embodiment of FIG.

【0037】図4にイオンビームミキシング装置に適用
した本発明の第4の実施例を示す。図4に示したイオン
ビームミキシング装置は、図3で説明した構成と同一の
真空処理室7を複数個(実施例では3個)仕切り弁12
を介して並置し、その一方の端部側には供給側カセット
14aを収納した真空予備室11aを、他方の端部側に
は受取側カセット14bを収納した真空予備室11bを
仕切り弁12を介して接続されている。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention applied to an ion beam mixing apparatus. The ion beam mixing apparatus shown in FIG. 4 has a plurality of (three in the embodiment) sluice valves 12 having the same vacuum processing chamber 7 as that described in FIG.
A vacuum preparatory chamber 11a accommodating the supply side cassette 14a is provided on one end side thereof, and a preparatory vacuum chamber 11b accommodating the receiving side cassette 14b is provided on the other end side thereof with a partition valve 12. Connected through.

【0038】そして、その動作は、成膜するプロセスを
除いては、図2で説明した動作と全く同一であり、又、
その効果も同様であるため、ここでの説明は省略する。
The operation is exactly the same as that described with reference to FIG. 2 except for the film forming process.
Since the effect is the same, the description here is omitted.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板に成膜を行う真空処理室を、基板の装着,脱着,取り
出し時にも真空状態、すなわち、大気に開放しないよう
にしているので、基板1枚の処理毎に、真空処理室を真
空にするための時間をなくすことができ、成膜処理効率
の向上を図ることができる。
As described above, according to the present invention, the vacuum processing chamber for forming a film on the substrate is kept in a vacuum state even when the substrate is mounted, demounted, and taken out, that is, it is not opened to the atmosphere. Further, it is possible to eliminate the time for making the vacuum processing chamber a vacuum for each processing of one substrate, and it is possible to improve the film forming processing efficiency.

【0040】また、本発明をイオンビームスパッタ装置
等に適用した場合、スパッタターゲット等が他のガスと
反応して化合物を生成することがなく、大気中の微細な
ゴミがスパッタターゲットに付着することもなく、スパ
ッタターゲットを常に清浄な状態に保持することができ
るので、成膜の前にプレスパッタを行う必要をなくすこ
とができるので、これに要する時間をなくして、成膜処
理効率の向上を図ることができる。
When the present invention is applied to an ion beam sputtering apparatus or the like, the sputter target or the like does not react with other gas to form a compound, and fine dust in the atmosphere adheres to the sputter target. Since the sputter target can always be kept in a clean state, the need for pre-sputtering before film formation can be eliminated, and the time required for this can be eliminated to improve film formation processing efficiency. Can be planned.

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

【図1】本発明をイオンビームスパッタ装置に適用した
本発明の第1の実施例の構造を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a first embodiment of the present invention in which the present invention is applied to an ion beam sputtering apparatus.

【図2】本発明をイオンビームスパッタ装置に適用した
本発明の第2の実施例の構造を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of a second embodiment of the present invention in which the present invention is applied to an ion beam sputtering apparatus.

【図3】本発明をイオンミキシング装置に適用した本発
明の第3の実施例の構造を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating the structure of a third embodiment of the present invention in which the present invention is applied to an ion mixing device.

【図4】本発明をイオンミキシング装置に適用した本発
明の第4の実施例の構造を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the structure of a fourth embodiment of the present invention in which the present invention is applied to an ion mixing device.

【図5】従来技術による成膜装置であるイオンビームス
パッタ装置の構造を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a structure of an ion beam sputtering apparatus which is a film forming apparatus according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオン源、2…イオンビーム、3,3a,3b,3
c,3d…スパッタターゲット、4…スパッタ粒子、5
…基板ホルダ、6…基板、7…真空処理室、11,11
a,11b…真空予備室、12…仕切り弁、13…自動
搬送機構、14…カセット、14a…供給側カセット、
14b…受取側カセット、15…蒸着用セル、16…蒸
発粒子。
1 ... Ion source, 2 ... Ion beam, 3, 3a, 3b, 3
c, 3d ... Sputter target, 4 ... Sputtered particle, 5
... Substrate holder, 6 ... Substrate, 7 ... Vacuum processing chamber, 11, 11
a, 11b ... vacuum reserve chamber, 12 ... dividing valve, 13 ... automatic transfer mechanism, 14 ... cassette, 14a ... supply side cassette,
14b ... Receiving side cassette, 15 ... Vapor deposition cell, 16 ... Evaporated particles.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】イオン源と、該イオン源から引出されたイ
オンビームが当る位置に配置されたスパッタターゲット
と、該スパッタターゲットに前記イオンビームが当るこ
とにより飛散するスパッタ粒子が付着する位置に配置さ
れて膜が形成される処理基板を保持する基板ホルダと、
前記スパッタターゲットと基板ホルダとを少なくとも収
納する真空処理室と、処理前の複数の基板がセットされ
る供給側カセット、及び処理された基板がセットされる
受取側カセットが真空状態で収納されている真空予備室
と、該真空予備室と真空処理室とを真空遮断可能なよう
に仕切る仕切り弁と、前記真空予備室内の供給側カセッ
トから処理前の基板を前記真空処理室内の基板ホルダに
真空状態で搬送したり、前記真空処理室内の基板ホルダ
上にある処理済の基板を前記真空予備室内の受取側カセ
ットに真空状態で搬送する自動搬送機構とを備えている
ことを特徴とする成膜装置。
1. An ion source, a sputter target arranged at a position where an ion beam extracted from the ion source hits, and a position where sputtered particles scattered when the ion beam hits the sputter target adheres to the sputter target. A substrate holder for holding a processed substrate on which a film is formed,
A vacuum processing chamber that stores at least the sputter target and the substrate holder, a supply-side cassette in which a plurality of unprocessed substrates are set, and a receiving-side cassette in which the processed substrates are set are stored in a vacuum state. A vacuum preparatory chamber, a partition valve for partitioning the vacuum preparatory chamber and the vacuum processing chamber so that the vacuum can be shut off, and a substrate before processing from the supply-side cassette in the vacuum preparatory chamber to a substrate holder in the vacuum processing chamber in a vacuum state. And a automatic transport mechanism for transporting the processed substrate on the substrate holder in the vacuum processing chamber to the receiving side cassette in the vacuum preliminary chamber in a vacuum state. .
【請求項2】イオン源と、該イオン源から引出されたイ
オンビームが当る位置に配置されたスパッタターゲット
と、該スパッタターゲットに前記イオンビームが当るこ
とにより飛散するスパッタ粒子が付着する位置に配置さ
れて膜が形成される処理基板を保持する基板ホルダと、
前記スパッタターゲットと基板ホルダとを少なくとも収
納する真空処理室と、該真空処理室に隣接配置され、処
理前の複数の基板がセットされる供給側カセット、及び
処理された基板がセットされる受取側カセットの各々が
真空状態で収納されている1つの真空予備室と、該真空
予備室と真空処理室とを真空遮断可能なように仕切る仕
切り弁と、前記真空予備室内に配置され、該真空予備室
の供給側カセットから処理前の基板を前記真空処理室内
の基板ホルダに真空状態で搬送したり、前記真空処理室
内の基板ホルダ上にある処理済の基板を前記真空予備室
内の受取側カセットに真空状態で搬送する自動搬送機構
とを備えていることを特徴とする成膜装置。
2. An ion source, a sputter target arranged at a position where the ion beam extracted from the ion source hits, and a position where sputtered particles scattered when the ion beam hits the sputter target adheres to the sputter target. A substrate holder for holding a processed substrate on which a film is formed,
A vacuum processing chamber that houses at least the sputter target and the substrate holder, a supply-side cassette that is arranged adjacent to the vacuum processing chamber and in which a plurality of unprocessed substrates are set, and a receiving side in which the processed substrates are set. One vacuum reserve chamber in which each of the cassettes is housed in a vacuum state, a partition valve for partitioning the vacuum reserve chamber and the vacuum processing chamber so that the vacuum can be shut off, and the vacuum reserve chamber arranged in the vacuum reserve chamber. The substrate before processing from the supply side cassette in the chamber is transferred to the substrate holder in the vacuum processing chamber in a vacuum state, or the processed substrate on the substrate holder in the vacuum processing chamber is transferred to the receiving side cassette in the vacuum preliminary chamber. A film forming apparatus comprising: an automatic transfer mechanism for transferring in a vacuum state.
【請求項3】前記スパッタターゲットは複数設けられ、
その1つが前記イオンビームが当る位置に選択的に配置
されていることを特徴とする請求項2記載の成膜装置。
3. A plurality of the sputter targets are provided,
The film forming apparatus according to claim 2, wherein one of them is selectively arranged at a position where the ion beam hits.
【請求項4】イオン源から引出されたイオンビームが当
る位置に配置されたスパッタターゲットと、該スパッタ
ターゲットに前記イオンビームが当ることにより飛散す
るスパッタ粒子が付着する位置に配置されて膜が形成さ
れる処理基板を保持する基板ホルダとを収納する真空処
理室が複数個並列に配置され、かつ、該複数個の真空処
理室の一方の最端部に、処理前の複数の基板がセットさ
れる供給側セットを真空状態で収納している供給側真空
予備室を配置すると共に、他方の真空処理室の最端部
に、処理された基板がセットされる受取側カセットを真
空状態で収納している受取側真空予備室を配置し、これ
ら各真空処理室間、及び真空処理室と供給側,受取側真
空予備室とを真空遮断可能なように仕切り弁で仕切り、
かつ、前記供給側真空予備室の供給側カセットから処理
前の基板を前記真空処理室内の基板ホルダに真空状態で
搬送したり、各真空容器間は勿論、前記真空処理室内の
基板ホルダ上にある処理済の基板を前記真空予備室内の
受取側カセットに真空状態で搬送する自動搬送機構とを
備えていることを特徴とする成膜装置。
4. A film is formed by arranging a sputter target arranged at a position where an ion beam extracted from an ion source hits, and a position where sputtered particles scattered when the ion beam hits the sputter target adheres. A plurality of vacuum processing chambers for accommodating a substrate holder for holding a processing substrate to be processed are arranged in parallel, and a plurality of substrates before processing are set at one end of one of the plurality of vacuum processing chambers. A supply side vacuum auxiliary chamber that stores the supply side set in a vacuum state is arranged, and the receiving side cassette in which the processed substrate is set is stored in a vacuum state at the end of the other vacuum processing chamber. A vacuum spare chamber on the receiving side is arranged, and a partition valve is provided between the respective vacuum processing chambers and between the vacuum processing chamber and the supply side / vacuum standby chamber on the receiving side so that the vacuum can be shut off.
In addition, the substrate before processing is transferred from the supply-side cassette of the supply-side vacuum preliminary chamber to the substrate holder in the vacuum processing chamber in a vacuum state, or between the respective vacuum containers and, of course, on the substrate holder in the vacuum processing chamber. A film forming apparatus, comprising: an automatic transfer mechanism for transferring a processed substrate to a receiving side cassette in the vacuum preliminary chamber in a vacuum state.
【請求項5】前記複数の真空処理室内にあるスパッタタ
ーゲットは、それぞれ異なる種類の材料からなることを
特徴とする請求項4記載の成膜装置。
5. The film forming apparatus according to claim 4, wherein the sputter targets in the plurality of vacuum processing chambers are made of different kinds of materials.
【請求項6】蒸着用セルと、該蒸着用セルから蒸発する
粒子が飛散する位置に配置され、その飛散した粒子が付
着し蒸着膜を形成する処理基板を保持する基板ホルダ
と、該基板ホルダ上の基板に照射するイオンビームを発
生させるイオン源と、前記蒸着用セルと基板ホルダを少
なくとも収納する真空処理室と、処理前の複数の基板が
セットされる供給側カセット、及び処理された基板がセ
ットされる受取側カセットが真空状態で収納されている
真空予備室と、該真空予備室と真空処理室とを真空遮断
可能なように仕切る仕切り弁と、前記真空予備室内の供
給側カセットから処理前の基板を前記真空処理室内の基
板ホルダに真空状態で搬送したり、前記真空処理室内の
基板ホルダ上にある処理済の基板を前記真空予備室内の
受取側カセットに真空状態で搬送する自動搬送機構とを
備えていることを特徴とする成膜装置。
6. A vapor deposition cell, a substrate holder arranged at a position where particles evaporated from the vapor deposition cell are scattered, and holding a processing substrate on which the scattered particles adhere to form a vapor deposition film, and the substrate holder. An ion source that generates an ion beam for irradiating the upper substrate, a vacuum processing chamber that houses at least the vapor deposition cell and a substrate holder, a supply-side cassette in which a plurality of unprocessed substrates are set, and a processed substrate A vacuum reserve chamber in which the receiving side cassette to which is set is housed in a vacuum state, a partition valve for partitioning the vacuum reserve chamber and the vacuum processing chamber so that the vacuum can be blocked, and a supply side cassette in the vacuum reserve chamber. The substrate before processing is transferred to the substrate holder in the vacuum processing chamber in a vacuum state, and the processed substrate on the substrate holder in the vacuum processing chamber is transferred to the receiving side cassette in the vacuum preliminary chamber. Deposition apparatus characterized by comprising an automatic transfer mechanism for transferring a state.
【請求項7】蒸着用セルと、該蒸着用セルから蒸発する
粒子が飛散する位置に配置され、その飛散した粒子が付
着し蒸着膜を形成する処理基板を保持する基板ホルダと
を少なくとも収納し、前記基板ホルダ上の基板に照射す
るイオンビームを発生させるイオン源を備えている真空
処理室が複数個並列に配置され、かつ、該複数個の処理
室の一方の最端部に、処理前の複数の基板がセットされ
る供給側カセットを真空状態で収納している供給側真空
予備室を配置すると共に、他方の真空処理室の最端部
に、処理された基板がセットされる受取側カセットを真
空状態で収納している受取側真空予備室を配置し、これ
ら各真空処理室間、及び真空処理室と供給側,受取側真
空予備室とを真空遮断可能なように仕切り弁で仕切り、
かつ、前記供給側真空予備室の供給側カセットから処理
前の基板を前記真空処理室内の基板ホルダに真空状態で
搬送したり、各真空容器間は勿論、前記真空処理室内の
基板ホルダ上にある処理済の基板を前記真空予備室内の
受取側カセットに真空状態で搬送する自動搬送機構とを
備えていることを特徴とする成膜装置。
7. A vapor deposition cell and a substrate holder which is disposed at a position where particles evaporated from the vapor deposition cell are scattered and which holds a processing substrate on which the scattered particles adhere to form a vapor deposition film are housed. A plurality of vacuum processing chambers each provided with an ion source for generating an ion beam for irradiating a substrate on the substrate holder are arranged in parallel, and one of the plurality of processing chambers is provided with a pretreatment before the processing. A supply side vacuum auxiliary chamber accommodating a supply side cassette in which a plurality of substrates are set in a vacuum state, and a processed side substrate is set on the receiving side at the end of the other vacuum processing chamber. The receiving side vacuum reserve chambers that house the cassettes in a vacuum state are arranged, and partition valves are used to partition these vacuum processing chambers and between the vacuum processing chambers and the supply side and receiving side vacuum reserve chambers with a vacuum valve. ,
In addition, the substrate before processing is transferred from the supply-side cassette of the supply-side vacuum preliminary chamber to the substrate holder in the vacuum processing chamber in a vacuum state, or between the respective vacuum containers and, of course, on the substrate holder in the vacuum processing chamber. A film forming apparatus, comprising: an automatic transfer mechanism for transferring a processed substrate to a receiving side cassette in the vacuum preliminary chamber in a vacuum state.
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