JPS6144174A - Sputtering device - Google Patents
Sputtering deviceInfo
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- JPS6144174A JPS6144174A JP16719284A JP16719284A JPS6144174A JP S6144174 A JPS6144174 A JP S6144174A JP 16719284 A JP16719284 A JP 16719284A JP 16719284 A JP16719284 A JP 16719284A JP S6144174 A JPS6144174 A JP S6144174A
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- Japan
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- target
- substrate
- cathode
- roller
- sputtering device
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- 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
- C23C14/34—Sputtering
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、真空中で基板とカソード間で放電を行い基板
上にターゲット物質を薄膜として形成するためのスパッ
タ装置、特にそのカソード側構造の改良に関するもので
ある。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a sputtering apparatus for forming a thin film of a target material on a substrate by generating a discharge between a substrate and a cathode in a vacuum, and particularly to a sputtering apparatus for forming a thin film of a target material on a substrate. It is about improvement.
従来、スパッタ装置のカソードは平板状または柱状であ
る。従って、とくにマグネトロンスパッタ装置のように
、カソードの特定の部分に磁界をかけ、この磁界中に電
子を閉じ込めて導入したガスのイオン化を促進し、スパ
ッタ速度を速くしたようなスパッタ装置においては特に
顕著であるターゲットの不均一なエロージヨン(浸食作
用)がおこる。Conventionally, the cathode of a sputtering apparatus is flat or columnar. Therefore, this is particularly noticeable in sputtering equipment such as magnetron sputtering equipment, which applies a magnetic field to a specific part of the cathode, confines electrons in this magnetic field, promotes ionization of the introduced gas, and increases the sputtering speed. Non-uniform erosion of the target occurs.
この不均一なエロージヨンのためターゲツト材の有効利
用部分が少なくなり、また膜厚分布が悪くなるなどの欠
点があった。本発明は上記問題点に鑑み、これらの欠点
を解消することを目的としたものである。Due to this non-uniform erosion, there are disadvantages such as a reduction in the effective utilization of the target material and poor film thickness distribution. In view of the above-mentioned problems, the present invention aims to eliminate these drawbacks.
本発明は、所定の真空雰囲気中に膜生成物質からなるタ
ーゲット及びこのターゲットに対向配置される基板を有
し、所定の放電操作により前記ターゲットから飛来する
膜物質を前記基板に付着させるようにしたスパッタ装置
において、前記ターゲットが環状のベルト状に形成され
てローラにより回転移動するように構成されていること
を特徴とする。The present invention has a target made of a film forming substance in a predetermined vacuum atmosphere and a substrate disposed opposite to this target, and the film material flying from the target is attached to the substrate by a predetermined discharge operation. The sputtering apparatus is characterized in that the target is formed in the shape of an annular belt and is configured to be rotated by a roller.
以下、本発明の一実施例を図を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1〜4図において、1は放電をおこさせるための直流
または交流の高圧電源、2はインピーダンスの整合装置
、3は薄い平ベルト状又はキャタピラ状にすることによ
って可撓性をもたせたターゲットで、放電時にカソード
側となる。4は真空槽、5は膜物質を付着させるための
基板、6は基板5を移動させるためのコンベア、7はバ
ルブ、8は真空ポンプ、9はターゲット3を支持し、回
転させるためのローラであり、モータ等によってこのロ
ーラ9を回転させることによってターゲット3をベルト
のように回転させることができるようになっている。1
0は非磁性体で作られたターゲット冷却装置で、気密に
なっており内部に冷却水を流すことにより、放電によっ
て温度の上昇したターゲット表面を冷却することができ
るようになっている。また、マグネトロンスパッタ装置
においては、この中にマグネットも収納されており、と
もに冷却水で冷却することができるようになっている。In Figures 1 to 4, 1 is a DC or AC high-voltage power source for causing discharge, 2 is an impedance matching device, and 3 is a target made flexible by making it into a thin flat belt or caterpillar shape. , becomes the cathode side during discharge. 4 is a vacuum chamber, 5 is a substrate for attaching a film substance, 6 is a conveyor for moving the substrate 5, 7 is a valve, 8 is a vacuum pump, and 9 is a roller for supporting and rotating the target 3. By rotating this roller 9 with a motor or the like, the target 3 can be rotated like a belt. 1
0 is a target cooling device made of non-magnetic material, which is airtight and allows cooling water to flow inside to cool the target surface whose temperature has increased due to discharge. Furthermore, in the magnetron sputtering apparatus, a magnet is also housed inside, and both can be cooled with cooling water.
11は不要な放電を防止するためのアースシールド板で
ある。12は基板を移動するためのトレイ、13はトレ
イを移動するためのコンベアである。14は真空槽4と
カソードを電気的に絶縁する絶縁体、15は気密を保つ
ための○リング、16は冷却装置10に冷却水を送るた
めのパイプであり、パイプの開口端16a、16bのう
ち片方から冷却水を供給し片方から回収できるようにな
っている(第3図)。17はカソードに高電圧を供給す
るための導体である。18はマグネトロンカソードにつ
いているマグネットである。19はローラ9を回転させ
るためのシャフトである。20はターゲット3に一定の
テンションを与えるためのテンショナーである。11 is an earth shield plate for preventing unnecessary discharge. 12 is a tray for moving the substrate, and 13 is a conveyor for moving the tray. 14 is an insulator that electrically insulates the vacuum chamber 4 and the cathode, 15 is a ring for maintaining airtightness, and 16 is a pipe for sending cooling water to the cooling device 10, and the open ends 16a and 16b of the pipe are Cooling water can be supplied from one side and recovered from the other (Figure 3). 17 is a conductor for supplying high voltage to the cathode. 18 is a magnet attached to the magnetron cathode. 19 is a shaft for rotating the roller 9. 20 is a tensioner for applying a constant tension to the target 3.
21は図に示されていないベアリング等の軸受を介しシ
ャフト9を支えるとともに、冷却装置10及びパイプ1
6を支える支持体である。22は高電圧の印加されてい
るカソードテラセンブリ及びシャフト19aとシャフト
19bを電気的に絶縁する絶縁体である。23は真空中
に気密を保ったまま外部から回転運動を導入する回転導
入器、24はギヤボックス、25はモータである。26
はマグネット18によって発生する磁力線の一部を模式
的に示したものである。21 supports the shaft 9 via a bearing (not shown), and also supports the cooling device 10 and the pipe 1.
It is a support body that supports 6. 22 is an insulator that electrically insulates the cathode terra assembly to which a high voltage is applied and the shafts 19a and 19b. 23 is a rotation introducer that introduces rotational motion from the outside while maintaining airtightness in a vacuum, 24 is a gear box, and 25 is a motor. 26
1 schematically shows a part of the magnetic lines of force generated by the magnet 18.
以下前記の構成に対応してその作動を説明する。The operation will be explained below in accordance with the above configuration.
第1図はバッチ式スパッタ装置において基板を入れ放電
を開始する前の状態であり、インライン式の装置におい
ては、図には示されていないが図の左または右にある前
処理工程を終えてスパッタを行うためにコンベア6によ
って基板5がターゲット3の下に運ばれてきた状態であ
る。カソードに対して基板が所望の位置になれば成膜の
ために高圧電源1によりカソードと基板5との間で放電
を開始する。放電を開始すると同時にモータ25を作動
させる。モータ25の回転はギヤボックス24を介し回
転導入器23に伝えられる。回転導入器23によって真
空中に導入された回転運動はシャフト19b、絶縁体2
2、シャフト19aを介してローラ9を回転させる。ロ
ーラ9が回転することにより、ターゲット3があたかも
ベルトが回るように回転する。Figure 1 shows the state of a batch-type sputtering device before a substrate is inserted and discharge starts; in an in-line-type device, the state is shown after the pretreatment process, which is not shown on the left or right side of the figure, is completed. This is a state in which the substrate 5 has been carried under the target 3 by the conveyor 6 for sputtering. When the substrate is at a desired position relative to the cathode, the high-voltage power supply 1 starts discharging between the cathode and the substrate 5 for film formation. The motor 25 is activated at the same time as the discharge starts. The rotation of the motor 25 is transmitted to the rotation introducer 23 via the gear box 24. The rotational motion introduced into the vacuum by the rotation introducer 23 causes the shaft 19b, the insulator 2
2. Rotate the roller 9 via the shaft 19a. As the roller 9 rotates, the target 3 rotates as if a belt were rotating.
一般にマグネトロンスパッタ装置ではマグネットによっ
て作られた磁界(磁力線26で示す)中に電子が閉じ込
められる。従って、この部分でスパッタ装置に導入した
ガスのイオン化が活発に行われる。この結果としてこの
部分でターゲットのエロージョンが進行し、ターゲット
が不均一にエロージョンを受は変形するため膜厚分布に
不均一を生じたり、ターゲットを十分使い切らないうち
に交換したりしなければならない。Generally, in a magnetron sputtering device, electrons are confined in a magnetic field (indicated by magnetic lines of force 26) created by a magnet. Therefore, the gas introduced into the sputtering apparatus is actively ionized in this portion. As a result, erosion of the target progresses in this area, and the target undergoes the erosion and deforms unevenly, resulting in uneven film thickness distribution, and the target must be replaced before it is fully used up.
しかし、本実施例のような構成にすると、ターゲット3
が回転するためターゲット3とマグネット18の相対的
な位置関係が刻々と変化する。このためのターゲット3
のエロージョンが特定の場所に片寄ることなく均一に進
行する。この結果としてターゲット表面の凹凸による膜
厚分布の不均一が改善される。ターゲット3の減り方が
平均的であり、未使用部分を多く残したまま交換する必
要がないため経済的である等の利点がある。However, if the configuration of this embodiment is adopted, the target 3
As the target 3 rotates, the relative positional relationship between the target 3 and the magnet 18 changes every moment. Target 3 for this
The erosion progresses uniformly without being concentrated in any particular location. As a result, unevenness in film thickness distribution due to irregularities on the target surface is improved. The number of targets 3 decreases in an average manner, and there is no need to replace them while leaving a large amount of unused portions, so there are advantages such as being economical.
上記実施例では第1図、第2図に示すように基板5の進
行方向とターゲット3の回転する面が平行であるのに対
して、本実施例では第5図に示すようにターゲット3の
回転する面は紙面に平行であり、基板の移動する方向は
紙面に垂直であるような場合である。このような場合、
基板5が一定の断面形状をもつ長い物体であってもター
ゲット3が可撓性をもっているため、■冷却装置の形状
を基板の曲率に合わせる、■アイドルローラを設ける等
によりターゲットの曲率を基板の曲率に合わせることが
可能である。このようにすることによって基板5とター
ゲット3の距離を均一にすることができるため、クーゲ
ット3と基板5間の距離の不均一によって生じる膜厚分
布の不均一をなくし連続的に成膜することができる。In the above embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the traveling direction of the substrate 5 and the rotating surface of the target 3 are parallel to each other, whereas in this embodiment, as shown in FIG. The rotating surface is parallel to the plane of the paper, and the direction in which the substrate moves is perpendicular to the plane of the paper. In such a case,
Even if the substrate 5 is a long object with a fixed cross-sectional shape, the target 3 is flexible. It is possible to match the curvature. By doing this, the distance between the substrate 5 and the target 3 can be made uniform, thereby eliminating unevenness in film thickness distribution caused by unevenness in the distance between the target 3 and the substrate 5, and allowing continuous film formation. Can be done.
以上述べたように本発明によれば、ターゲットが環状の
ベルト状に形成され、ローラにより回転移動するように
構成されているから、ターゲットのエロージョンが特定
の場所に片寄ることなく均一に進行する。その結果、タ
ーゲット表面の凹凸による膜厚分布の不均一が改善され
、またクーゲットの減り方も平均的となる。As described above, according to the present invention, the target is formed in the shape of an annular belt and is configured to be rotated by a roller, so that the erosion of the target progresses uniformly without being concentrated in a particular location. As a result, the non-uniformity of the film thickness distribution due to the unevenness of the target surface is improved, and the amount of Kugett is reduced evenly.
第1図乃至第4図は本発明の一実施例を示しており、第
1図は全体構成図、第2図は要部拡大構成図、第3図及
び第4図はターゲット部分の側面図及び斜視図、第5図
は本発明の他の実施例を示す要部拡大構成図である。
1・・・高圧電源、3・・・ターゲット、4・・・真空
槽。
5・・・基板、6・・・コンベア、9・・・ローラ。1 to 4 show an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is an overall configuration diagram, FIG. 2 is an enlarged configuration diagram of main parts, and FIGS. 3 and 4 are side views of a target portion. and a perspective view, and FIG. 5 is an enlarged configuration diagram of main parts showing another embodiment of the present invention. 1...High voltage power supply, 3...Target, 4...Vacuum chamber. 5... Board, 6... Conveyor, 9... Roller.
Claims (1)
びこのターゲットに対向配置される基板を有し、所定の
放電操作により前記ターゲットから飛来する膜物質を前
記基板に付着させるようにしたスパッタ装置において、
前記ターゲットが環状のベルト状に形成されてローラに
より回転移動するように構成されていることを特徴とす
るスパッタ装置。A sputtering apparatus having a target made of a film-forming substance in a predetermined vacuum atmosphere and a substrate disposed opposite to the target, and in which the film material flying from the target is attached to the substrate by a predetermined discharge operation,
A sputtering apparatus characterized in that the target is formed in the shape of an annular belt and configured to be rotated by a roller.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16719284A JPS6144174A (en) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | Sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16719284A JPS6144174A (en) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | Sputtering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6144174A true JPS6144174A (en) | 1986-03-03 |
Family
ID=15845134
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16719284A Pending JPS6144174A (en) | 1984-08-08 | 1984-08-08 | Sputtering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6144174A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01204423A (en) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Hitachi Ltd | Surface treating apparatus |
DE102004027897A1 (en) * | 2004-06-09 | 2006-01-05 | Leybold Optics Gmbh | Apparatus and method for atomization with a movable planar target |
-
1984
- 1984-08-08 JP JP16719284A patent/JPS6144174A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01204423A (en) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Hitachi Ltd | Surface treating apparatus |
DE102004027897A1 (en) * | 2004-06-09 | 2006-01-05 | Leybold Optics Gmbh | Apparatus and method for atomization with a movable planar target |
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