JPS59222575A - 薄膜形成装置 - Google Patents

薄膜形成装置

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JPS59222575A
JPS59222575A JP9496983A JP9496983A JPS59222575A JP S59222575 A JPS59222575 A JP S59222575A JP 9496983 A JP9496983 A JP 9496983A JP 9496983 A JP9496983 A JP 9496983A JP S59222575 A JPS59222575 A JP S59222575A
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JP
Japan
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film forming
thin film
forming apparatus
targets
shields
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JP9496983A
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English (en)
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Kazuhiko Honjo
和彦 本庄
Hitoshi Une
宇根 均
Sadao Kadokura
貞夫 門倉
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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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    • C23C14/34Sputtering
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
〔利用分野〕 本発明は、真空槽内で物理蒸着又は化学蒸着により基体
上に薄膜を形成するようにな1−だ薄膜形成装置の改良
に関し、更に詳1−<はその運転性、保全性の改良に関
するもので、特にスパッタ装置に好適なものである。 〔従来技術〕 上述の薄膜形成装置は、真空蒸着装置、スパッタ装置等
としてよく知られており、半導体回路の製造、磁気記録
媒体の製造等に既に多用されている。 ところで、上述の薄膜形成装置は、膜形成材を程1.7
状で目的とする基体上に移送して膜形成するものである
ため、基体以外の個所に飛散する膜形成材に伴なう運転
士、保全上の問題がある。この点を、最近特にその応用
が注目されているスパッタ装置について、以下具体的に
説明する。 スパッタ装置は、よく知られているようにプラズマによ
る陰極スパッタリング現象を利用したものであり、通常
陰極のターゲット回りでの不必要な放電とスパッタリン
グを防止するため、ターゲット及びそのホルダー回りに
放電防止用のシールド板が設けられてい志。ところで、
長時間連続のスパッタリングを行なっていると、前述の
通り薄膜形成を必要とする基板上以外の部分、例えば、
前述のシールド板とか、基板を保持する基板ホルダ一部
分とか、ターゲット及7、     び基板をおさめる
真空槽のターゲット近傍の内壁等にもスパッタリングさ
れた粒子、すなわち膜形成材が飛散j−て堆積する。そ
して、特に堆積した膜形成材が板;仄片物あるいは粉状
物となり、シールド板、基板ホルダー、真空槽内壁等よ
り離脱する。ところで、離脱1.た膜形成利が基板上あ
るいは、ターゲット上に落下あるいは付着することがあ
る。そして基板上に付着した場合には、基板上に形成さ
れる薄膜に欠陥を生ずる品質上の問題、ターゲット上に
落下あるいは付着した場合は、スパッタ中に異常放電が
発生し、場合により、スパッタ放電が停止する運転上の
問題がある。 また、上記の点を防ぐため、装置を休止して前述の目的
個所以外の部分に付着1−だ膜形成材を除去する場合に
も、膜の剥離が困難で人手を要するという保全上の問題
がある。 上記の問題に対(7て、真空槽内壁に沿って交換容易に
板状体を設ける提案があるが、この提案は保全上の問題
の解決には効果は期待されるが、前述したその他の問題
には適用困難である。 〔発明の目的〕 本発明は、上記現状に鑑みなされたもので、簡単な構成
で長期安定運転が可能なN膜形成装置を目的とするもの
である。 〔発明の構成2作用効果〕 本発明は、上記目的を達成する薄膜形成装置で、以下の
通りである。すなわち、本発明は、物理蒸着又は化学蒸
着により基体上に薄膜を形成するようにソr t−た薄
膜形成装置において、真空4;す内の必要な個所に、飛
散粒子を捕獲するためのp口状体と板状体を重ね合わせ
た捕獲部材を設けたことを特徴とする薄膜形成装置であ
る。 そして、本発明は、前記構成により、膜形成材が捕54
5部材に剥熱し佇いように堆積されるので、運転中に堆
Vt1−た膜形成材が剥離することがな(、よって、前
述の品質上、運転上の問題を解決する。更に、捕獲部イ
オに伺着1.た膜形成イ」は、r;4状体と板状体を引
外すのみで簡単に除去されるので、前述の保全上の問題
も解決される。 上述の本発明の作用効果が得られる理由は、捕獲部材に
堆積された膜形成材の状況の観察から、以下のように考
えられる3、すなわち、bl!l状体と板状体を1.ね
合わせたものであるため、板状物にj&積する膜形成材
は3岡状休で押えられたような形で成長するので、堆積
L−だ膜形成材は前述の小さな板状片あるいは粉状物に
なりに((、又一部に剥離が発生しても&面状体に押え
られ、全体として離脱しないものと思われる。又、線状
材等からなる網状体のイ、“9成材そのものにも飛散(
7てくる膜形成材は堆積していくが、飛散粒子の回り込
み作用により、キ判状体の構成材の前面、後面、側面全
体に堆積(−1且つ構成材が交わる網点においても同様
に堆積するので、網状体自体に堆積j、た膜形成44は
、板状体に堆積したものと一体化し、全体として上聞状
体に保持された離脱し難い状態になっていると思われる
。 従って、網状体と板状体の重ね合わせは、両者が前述の
協調作用を奏する間隔以下になるようにする必要があり
、両者が密着するように重ね合わせることが好t lい
。1−かし、両者の間隔が数mm以下であれば実用上問
題ない。 マタ、網状体は、線状物を織り上げた構造が好ましいが
、穿孔板条も適用でき、この場合には板状体と若干間隔
を有するように重ね合わせろとよい。Xf5状休の体(
目の大ぎさは、上述の点から太き(ても小さくてもその
効果が低下するので、集糸的に適尚なものを辷択する必
要がある。後述の例では、40〜300メツシユで十分
な効果が得られた3、なお、網目の大きさの選択におい
ては、膜形成材が離脱する際の形状が粉状物になり易い
ものほど目の細かい物を選ぶと良い。 グた、網状体と板状体の羽5は、膜形成材との関係で選
択すべきで、通常はステンレス等の48造拐が用いられ
る。 ところで、網状体と板状体は□着脱自在に重ね合わせて
お(と、堆積1.た膜形成材の除去に際L、両者を引き
CStすのみで容易に除去できる効果がある。 1     また、捕獲部材により膜形成材の基板への
移送路を囲繞するようにすると、真空槽の定掃等が容易
になると共に膜形成材の回収1〜容易となる効果がある
。 さらに、スパッタ装置においては、ターゲット回りに設
けるシールドを捕獲部材で構成することにより、安定な
長期連続運転が可能となる大きな効果がある。この効果
は、膜形成材が導電性手1の場合には特に重要である。 また、周知のマグネトロン式スパッタ装置、あるいは特
開昭57−158380号公報等で公知の後述の対向タ
ーゲット式スパッタ装置等の如(ターゲットの背面に磁
石を配
【−たスパッタ装置で磁性材の膜を形成する場合
には、特((その効果は大きいうすなわち、上述のスパ
ッタ装置、では、シールドに堆IS ’−た膜形成材の
磁性相がターゲットの磁石に吸引されてターゲットに接
近(−1異常放電が発生して運転の障害となる問題があ
ったが、前述の構成により効果的に解決された。 なお、捕獲部材の板状体は、他の構成材と共用しても良
いことは本発明の趣旨から明らかであり、真空槽内壁に
沿って捕獲部材を設けて保全性を高める場合は、板状体
は内壁そのもので良く、従って綿状体を内壁に沿って張
設するのみで良(、簡単な構成で目的を達することがで
きる。前述のシールドを捕獲部材にする場合にも、従来
のシールドに網状体を被覆するのみで良く、簡単な改造
のみで十分目的を達することができる。 以下、本発明を対向ターゲット式スパック装置に適用1
.た実施例に基いて図面により油、明する、。 第1図は実施例の対向クーゲット式スパッタ装置の第1
テ成図、第2図はそのターゲット部の拡大図である。 図から明らかな通り、本装置は前述の特開昭57 15
8380号公報で公知の対向ターゲット式スパック装置
と基本的に同じ構成となっている。 すなわち、図において10は真空槽、20は真空槽lO
を排気する真空ポンプ等からなる排気系、30は真空槽
lO内に所定のガスを導入[−て真空容器10内の圧力
を1o−’ 〜t O−’Torr程度の所定のガス圧
力に設定するガス導入系である。 そして、真空槽10内には、図示の如く直空槽10の側
板11,12に絶縁部材13.14を介1.て固着され
たターゲットホルダー15゜16により1対のターゲッ
トT、、T、が、そのスパッタされる面T+8 + T
tSを空間を隔てて平行に対面するように配設し2であ
る。そ1−て、ターグツ)T、、T、とそれに対応する
ターゲットボルダ−15,16は、冷水ノくイブ151
,161を介(7て冷却水によりターグツ)T、、T、
、永久磁石152,162が冷却される。磁石152゜
162はターゲットT、、T、を介1−てN極、S極が
対向するよ5に設(すてあり、従って破界はターグツ)
T、、T、に垂直な方向に、かつターゲット間のみに形
成される。なお、17.18は絶縁部材13.14及び
ターゲットボルダ−15゜16をスパッタリング時のプ
ラズマ粒子から保護するためとターゲット表面以外の部
分の異常放電を防止するためのシールドである。 また、磁性薄〃第が形成される基鈑40を保持、l−イ
)基板保持手段41は、真空槽lO内のターゲラ)T、
、T、の子方に設けである。基板保持手段41は、図示
省略1.た支持グラケノトにより夫々回転自在かつ互い
に軸平行に支持された繰り出11.ロール41a、支持
p−ル41b、巻取ロール41eの3個のロールからな
り、基板40を夕〜グツ)T、、T1間の空間に対面す
るようにスパッタ面T+s 、 T’s  に対して略
直角方向に保持するように配置【−である。従って基板
4゜は巻取りp−ル41cによりスパッタ面T’s +
Txaに対して直角方向に移動可能である。なお、支持
p−ル41bはその表面温度が調節可能となっている。 一方、スパック電力を供給する直流電源からなる電力供
給手段50はプラス側をアースに、マイナス側をターゲ
ットT、、T、に夫々接続する。 ・−従って電力供給手段5oかものスパッタ電力は、ア
ースを7ノードと12、ターゲットT、、T、をカソー
ドと【−て、7ノード、カソード間に供給さなお、プレ
スパッタ時基板40を保護するため、基板40とターゲ
ットT、、T、との間に出入するシャッター(図示省略
)が設けである。 以りの通り、前述の特開昭57−158380号公報の
ものと基本的には同じ構成であり、公知の通り高速低温
スパッタが可能となる。すなわち、ターゲラ)T、、T
、間の空間に、磁界の作用によりスパッタガスイオン、
スパッタにより放出されたγ電子等が束縛され高密度プ
ラズマが形成される。従って、ターゲラ) Tr、Tt
のスパッタが促進されて前記空間より析出量が増大し、
基板40上への堆積速度が増し高度スパッタが出来る上
、基板40がターゲラ)T、、T、の側方にあるので低
温スパッタも出来る。 ところで、上述の装置のターゲラ)T、、T、にCo(
コバル))Cr(クロム)合金、及ヒハーマロイ合金を
用いて、特開昭57−100627号公報と同様に垂直
磁気記録媒体を製造したところ、前述したように、シー
ルド17.18に付着1.た膜形成材で上記合金により
、スパッタ開始在数十分で異常放電が多発すると共に、
基板40上に形成された磁気記8Mにはところどころに
膜形成材の塊状付着が観察された。 そこで、第2図に示すように、網状体となるステンレス
製の金網6tKより板状体となるシールド17.18を
被覆11、シールド17.18を揺遵部材の構成にした
。図は金網61を明示す2)ため金!I?J6/、とシ
ールド18との間に間隙を設(すたようになっているが
、金網Δl・はシールド18に密着するように被覆1−
1要所をビス止め(図示省略)1.た。なお、金網61
はシールド】8の外側のみでなく、膜形成材が飛散する
先瑞部のターゲットT2に面する33分にも被覆【、た
。シールドl?についても全(同様に金網A/を設けた
。 そして、前述と全く同様にして垂直磁気記録#i五体の
製造を行なったところ、以下の通りであった。すなわち
、形成された磁気記録層には前述り一だ欠陥は全く認め
られなかった。又、前述の異常放電も5時間の連続運転
で全く発生しなかった。その上、この4〜5時間の連続
運転を真空保持した状態で数日間続けて合計50時間を
越える運転を1−だ場合にも全(異常放電の発生はなか
った。さらに、1日に4〜5時間の連続運転後、真空を
破って大気に戻し基板交換等を行ない、再びそのまま連
続運転する運転手順を前述と同様数日間繰返1.て場合
にも全く異常放電の発生はながった。 又、運転休止後、金網A j/を取り外1−たところ、
堆積した膜形成材は取外しと同時にシールド17.18
から剥離1−1非常に清掃は簡単であった。 以上、本発明を実施例に基いて説明1.だが、本発明は
かかる実施例に限定されるものではないことは本発明の
趣旨及びこれまでの説明から明らかである。 対向ターゲット式スパッタ装置の例を示したか、前述し
た物理蒸着、化学蒸着等膜形成材を粒子状にして移送し
て膜形成する薄膜形成装誼に適用できることは明らかで
ある。 最も効果があるターゲット回りのシールドを捕獲部材と
(−だものを示j−だが、本発明の捕獲部材はそれ自身
に膜形成材を保持する能力があり、如何なる形状にも形
成できるので、必要な個所に設けることができ、装置の
態様に応じて必要な個所に設ければ良い。 以上の通り、本発明は種々の態様で実施でき。 多方面への適用が可能な非常に有用なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の対向ターゲット式スパッタ装置の構成
図、第2図は、そのターゲット部の拡大図である。 lO:真空槽、20:排気系、30:ガス導入系、40
:基板、50:電力供給手段、  67・:金網r T
+#T2 :ターゲット 矛2E

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 物理蒸着又は化学蒸着により真空槽内で基体上に
    簿膜を形成するようになした薄膜形成装置において、真
    空槽内の必要な個所に、飛散粒子を捕獲するための綿状
    材と板状材とを重ね合わせた捕獲部材を設けたことを特
    徴とする薄膜形成装置。 2 前記m獲部材の網状材と板状材とが着脱可能に重ね
    合わされている特許請求の範囲第1項記載の薄膜形成装
    置。 3、 前記薄膜形成装置が真空槽内に薄膜を形成する粒
    子を発生する粒子源を有する薄膜形成装置であり、粒子
    源から前記基体へ到る粒子移送路の周囲に前記捕獲部材
    を設(すだ特許請求の範囲第1項、第2項若1= <は
    第3項記載のH膜形成装膜。 4、 前記薄膜形成装置がスパッタ装置でア’)、その
    ターゲットの回りに前記捕獲部材を設はシールドとした
    特許請求の範囲第1項、第2項若1−<は第3項記載の
    薄膜形成装f¥01 前記真空槽の内面に沿って前記捕
    獲部材を設けた特許請求の範囲第1項、第2項、第3項
    若1.(は第4項記載の薄膜形成装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63162861A (ja) * 1986-12-25 1988-07-06 Toshiba Corp 薄膜堆積装置

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