JPS63297556A - Sputtering device - Google Patents
Sputtering deviceInfo
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- JPS63297556A JPS63297556A JP13504687A JP13504687A JPS63297556A JP S63297556 A JPS63297556 A JP S63297556A JP 13504687 A JP13504687 A JP 13504687A JP 13504687 A JP13504687 A JP 13504687A JP S63297556 A JPS63297556 A JP S63297556A
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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、薄膜を反応性スパッタリングにより形成する
スパッタリング装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus for forming thin films by reactive sputtering.
従来の技術
以下、図面を参照しながら従来の反応性スパッタリング
装置について説明する。従来、反応性スパッタリング装
置は第2図のようになっていた。2. Description of the Related Art A conventional reactive sputtering apparatus will be described below with reference to the drawings. Conventionally, a reactive sputtering apparatus has been constructed as shown in FIG.
同図において、34はターゲット31をメタルボンディ
ングしたバッキングプレート32を固定するカソード本
体、34はプラズマシールド、36 、はターゲット3
1を冷却するだめの冷却水の入口、36は冷却水の出口
である。3アはカソード本体33及び基板ホルダー38
を支持するチャンバー、39はスパッタリングにより膜
が形成される基板で、基板ホルダー38に装着されてい
る。In the figure, 34 is a cathode body that fixes a backing plate 32 to which a target 31 is metal-bonded, 34 is a plasma shield, and 36 is a target 3.
1 is a cooling water inlet of the cooling tank, and 36 is a cooling water outlet. 3A is the cathode body 33 and substrate holder 38
A chamber 39 supporting the substrate is a substrate on which a film is formed by sputtering, and is mounted on a substrate holder 38.
以下・、その動作について説明する。チャンバー37内
を真空ポンプ44で、パルプ43を開くことにより10
’ Torr台の真空度まで排気する。The operation will be explained below. 10 by opening the pulp 43 inside the chamber 37 with a vacuum pump 44.
' Evacuate to Torr level vacuum.
その後、ガス導入口41よりパルプ42を開けることに
より、アルゴンガスや酸素または窒素等の反応性ガスを
導入して、2x10 Torr程度に設定し、スパッ
タリングカンード本体33へ、電源4oにより直流また
は高周波の電圧を印加する。Thereafter, by opening the pulp 42 through the gas inlet 41, a reactive gas such as argon gas, oxygen, or nitrogen is introduced, and the pressure is set to about 2x10 Torr, and a direct current or Apply high frequency voltage.
これにより、チャンバー37内に、アルゴンイオン、反
応性ガスイオン及び電子の混在したプラズマが発生する
。ターゲット31は負の電位になっているため、正イオ
ンであるアルゴンイオン及び反応性ガスイオンはターゲ
ット31へ衝突スる。As a result, plasma containing argon ions, reactive gas ions, and electrons is generated in the chamber 37. Since the target 31 has a negative potential, argon ions and reactive gas ions, which are positive ions, collide with the target 31.
はじき飛ばされた、ターゲット粒子及び反応性ガスイオ
ンと結合した粒子は膜となって、基板ホルダー39へ形
成される。また、反応ガスとターゲット粒子との反応は
ターゲット31と基板39の間の空間、及び基板39表
面上でもおこっている。The repelled target particles and the particles combined with the reactive gas ions form a film on the substrate holder 39 . Further, the reaction between the reaction gas and the target particles also occurs in the space between the target 31 and the substrate 39 and on the surface of the substrate 39.
発明が解決しようとする問題点
上記従来のスパッタリング装置において、反応性のガス
を導入しながら薄膜を形成しようとすると、ターゲット
31の表面状態が反応性ガスのために時々刻々と変化し
てしまう。そのため、ターゲット31のスパッタ率が変
化し、安定した成膜ができない。従って、量竜化を考え
た場合、成膜速度は速いが良品が取れなくなり、歩留り
が悪くなる。Problems to be Solved by the Invention In the conventional sputtering apparatus described above, when attempting to form a thin film while introducing a reactive gas, the surface condition of the target 31 changes from moment to moment due to the reactive gas. Therefore, the sputtering rate of the target 31 changes, making it impossible to form a stable film. Therefore, when considering the increasing quantity, although the film formation speed is fast, it becomes difficult to obtain good products, and the yield becomes low.
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために、本発明のスパッタリング
装置は、アルゴンガス導入口のチャンバー側の口をター
ゲット近傍へ設置し、反応性ガスをイオン化して基板近
傍へ供給するようにしたものである。Means to Solve the Problems In order to solve the above problems, the sputtering apparatus of the present invention installs the argon gas inlet on the chamber side near the target, ionizes the reactive gas, and directs it to the vicinity of the substrate. It was designed to be supplied.
作用 この技術的手段による作用は次のようになる。action The effect of this technical means is as follows.
すなわち、反応性ガスをイオン化して基板近傍へ供給す
ることにより、ガスとスパッタ粒子との反応が基板表面
で進行し、ターゲット表面は常にアルゴンガスイオンに
よりたたかれるため、表面状態は常に一定となり、安定
した膜を連続的に形成することが可能となる。In other words, by ionizing a reactive gas and supplying it near the substrate, a reaction between the gas and sputtered particles progresses on the substrate surface, and the target surface is constantly bombarded with argon gas ions, so the surface condition remains constant. , it becomes possible to continuously form a stable film.
実施例
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例におけるスパッタリング装
置である。第1図において、3はターゲット1をメタル
ポンディングしたバッキングプレート2を固定するカソ
ード本体、4はプラズマシールド、5はターゲット1を
冷却するだめの冷却水の入口、6は冷却水の出口である
。Tは、カソード本体3及び基板ホルダー8を支持する
チャンバー、9はスパッタリングにより膜が形成される
基板で、基板ホルダー8に装着されている。1゜はカソ
ード本体3へ電力を供給するための電源である。12は
ガス導入口11.13を締め切るためのパルプである。FIG. 1 shows a sputtering apparatus in one embodiment of the present invention. In Fig. 1, 3 is the cathode body that fixes the backing plate 2 on which the target 1 is metal bonded, 4 is the plasma shield, 5 is the inlet of cooling water for cooling the target 1, and 6 is the outlet of the cooling water. . T is a chamber that supports the cathode body 3 and the substrate holder 8, and 9 is a substrate on which a film is formed by sputtering, which is attached to the substrate holder 8. 1° is a power source for supplying power to the cathode body 3. 12 is a pulp for closing off the gas inlet 11.13.
14は放電ユニット16、また、その中に設置されてい
る電極17に電圧を印加するための電源である。16は
放電引き出し電極18に電圧を印加するための電源であ
る。21はチャンバー7内を真空排気するだめのポンプ
、20はそのパルプである。19は基板9とターゲット
1の差圧を取るための板である。22は差動排気するだ
めのポンプ、2oはそのパルプである。Reference numeral 14 denotes a power source for applying voltage to the discharge unit 16 and the electrodes 17 installed therein. 16 is a power source for applying voltage to the discharge extraction electrode 18. 21 is a pump for evacuating the inside of the chamber 7, and 20 is its pulp. 19 is a plate for taking the differential pressure between the substrate 9 and the target 1. 22 is a differential pump, and 2o is its pulp.
以上のように、構成されたスパッタリング装置について
、その動作を説明する。The operation of the sputtering apparatus configured as described above will be explained.
高真空排気するまでは、従来例と同じである。The process is the same as the conventional example until high vacuum evacuation is performed.
次に、ポンプ22により、パルプ20を介して排気を行
う。その後、ガス導入口11よりアルゴンガスを導入し
、ガス導入口13より酸素・窒素等の反応性ガスの導入
を行う。さらにパルプ2゜により、2X10−2Tor
rの真空度に設定し、ターゲット1及び電極17に、電
源1o及び14により電圧を印加させ放電を発生させる
。その後、真空度を5X10 ’Torrに設定し、
放電引き出し電極18に負の電圧を電源15により印加
し、酸素・窒素等の反応性ガスイオンを引き出し、基板
9の近傍へ放電を導く。また、酸素・窒素等の反応性ガ
ス及びイオンがターゲット表面へ到達しないようにする
ため板19を設け、ポンプ22により排気を行なってい
る。Next, the pump 22 performs evacuation through the pulp 20. Thereafter, argon gas is introduced through the gas inlet 11, and reactive gases such as oxygen and nitrogen are introduced through the gas inlet 13. Furthermore, by pulp 2°, 2X10-2 Tor
The degree of vacuum is set to r, and a voltage is applied to the target 1 and the electrode 17 from the power supplies 1o and 14 to generate discharge. After that, set the vacuum level to 5X10' Torr,
A negative voltage is applied to the discharge extraction electrode 18 by the power supply 15, and reactive gas ions such as oxygen and nitrogen are extracted, and the discharge is guided to the vicinity of the substrate 9. Further, a plate 19 is provided to prevent reactive gases such as oxygen and nitrogen and ions from reaching the target surface, and a pump 22 is used to perform exhaustion.
以上のように、本実施例によれば、アルゴンガスのみを
ターゲット近傍へ導入し、酸素・窒素等の反応性ガスの
イオン化機構を基板9近傍へ設置し、基板9近傍を排気
する機構を設けることにより、ターゲット1表面を常に
一定の状態にして、安定した酸化膜・窒化膜等を形成す
ることが可能となる。As described above, according to this embodiment, only argon gas is introduced into the vicinity of the target, a mechanism for ionizing reactive gases such as oxygen and nitrogen is installed in the vicinity of the substrate 9, and a mechanism for exhausting the vicinity of the substrate 9 is provided. This makes it possible to always keep the surface of the target 1 in a constant state and form a stable oxide film, nitride film, etc.
なお、ガス導入口13からは酸素・窒素等の反応性ガス
とアルゴンガスを同時に導入しても良い。Note that reactive gas such as oxygen and nitrogen and argon gas may be introduced from the gas inlet 13 at the same time.
また、基板ホルダー8はアースから絶縁して、負のバイ
アス電圧を印加しても良い。放電ユニット16は、高周
波無電極放電ユニット等、他の方法を用いても良い。カ
ソードはマグネトロンカソードを用いても良い。Further, the substrate holder 8 may be insulated from the ground and a negative bias voltage may be applied thereto. The discharge unit 16 may use other methods such as a high frequency electrodeless discharge unit. A magnetron cathode may be used as the cathode.
発明の効果
以上のように本発明のスパッタリング装置は、アルゴン
ガスをターゲット近傍へ導入し、酸素・窒素等の反応性
ガスのイオン化機構を基板近傍へ設置し、基板近傍を排
気する機構を設けることにより、安定した酸化膜・窒化
膜等を形成することができる。また、安定した膜形成が
できるため、インライン装置を用いた量産装置にも利用
可能である。さらに、ガスの反応とスパッタリングを分
離したため、膜質の制御性が良くなり、また、新規な機
能を持つ膜形成が可能となった。Effects of the Invention As described above, the sputtering apparatus of the present invention introduces argon gas into the vicinity of the target, installs a mechanism for ionizing reactive gases such as oxygen and nitrogen near the substrate, and provides a mechanism for exhausting the vicinity of the substrate. Accordingly, a stable oxide film, nitride film, etc. can be formed. Furthermore, since stable film formation is possible, it can also be used in mass production equipment using in-line equipment. Furthermore, because the gas reaction and sputtering are separated, film quality can be better controlled and films with novel functions can be formed.
第1図は本発明の一実施例におけるスパッタリング装置
の断面図、第2図は従来のスパッタリング装置の断面図
である。
1・・・・・・ターゲット、3・・・・・・カソード本
体、9・・・・・・基板、10,14.15・・・・・
電源、11.13・・・・・ガス導入口、16・・・・
・・放電ユニット、17・・・・・・電極、18・・・
・・・引き出し電極、19・・・・・・板、7・・・・
・・チャンバー。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図FIG. 1 is a sectional view of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional sputtering apparatus. 1... Target, 3... Cathode body, 9... Substrate, 10, 14.15...
Power supply, 11.13...Gas inlet, 16...
...Discharge unit, 17... Electrode, 18...
...Extraction electrode, 19...Plate, 7...
··Chamber. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person 2nd
figure
Claims (2)
リングにより膜が形成される基板近傍に設置されたガス
イオン化機構、カソード近傍のガス導入口、差圧を取る
ための板及びポンプを備えたスパッタリング装置。(1) A sputtering device equipped with a cathode placed in a chamber, a gas ionization mechanism installed near the substrate on which a film is to be formed by sputtering, a gas inlet near the cathode, a plate for taking differential pressure, and a pump. .
印加できるように構成されている特許請求の範囲第1項
記載のスパッタリング装置。(2) The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the substrate is insulated from ground and configured to be able to apply a negative bias voltage.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13504687A JPS63297556A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13504687A JPS63297556A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Sputtering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63297556A true JPS63297556A (en) | 1988-12-05 |
Family
ID=15142667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13504687A Pending JPS63297556A (en) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | Sputtering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63297556A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6627056B2 (en) * | 2000-02-16 | 2003-09-30 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for ionized plasma deposition |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP13504687A patent/JPS63297556A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6627056B2 (en) * | 2000-02-16 | 2003-09-30 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for ionized plasma deposition |
US7407565B2 (en) | 2000-02-16 | 2008-08-05 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for ionized plasma deposition |
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