JPS63290261A

JPS63290261A - 膜形成装置のシヤツタ機構

Info

Publication number: JPS63290261A
Application number: JP12402887A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tanaka; 滋田中; Hidetsugu Setoyama; 英嗣瀬戸山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-05-22
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1988-11-28
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH0796706B2

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、基板表面にスパッタ、蒸着等により膜を形成
するのに用いられる膜形成装置のシャッタ機構に関する
。

〔従来の技術〕

半導体装置をはじめとする各種電子部品においては、導
電物質、銹電体物質、半導体物質等の膜を用いるものが
多い。このような膜の形成のため、スパッタリングや蒸
着による膜形成装置が提案されている。この膜形成装置
を第３図および第４図伝）、わ）ＶＣより説明する。

第・３図は従来の膜形成装置の側面図、第４図（ａ）。

（ｂ）は第３図に示すシャッタの平面図である。各図で
、ｌは真空容器、ｌａは真空容器１の一方の側壁に設け
られたガス導入口、ｌｂは真空容５１の他方の側壁に設
けられた排気口である。２ａ、２ｂはそれぞれ外部から
真空容器ｌ内に挿入されたカソード電極、３ａ　、　３
ｍ）はそれぞれカン一ド電極２ａ、２ｂ上に固定された
ターゲットである。４は膜が形成されるべき基板を保持
するホルダ、５はホルダ４０回転軸、６はホルダ４に固
定された膜が形成されるべき基板を示す。７は第４図（
ａ）。

（ｂ）に示されるような円板形状のシャッタであり、前
記各基板６と対応する位１ｆＫ円形の開ロアａが形成さ
れている。このシャッタ７は各ターゲット３ａ、３１）
とホルダ６との間に位置せしめられる。

８はシャツタフの回転軸、９はシャッタ７を回転軸８に
取付けるカップリングである。

真空容器１を真空とし、電極２ａ、２ｂＫ電源を接続し
た状態で、ガス導入口１ａから真空容器１内にガスを導
入すると、このガスは各ターゲラ）　３　ａ　＊　３　
ｂ上でプラズマ化し、プラズマ中のイオンがターゲット
３ａ、３ｂに衝突し、ターゲット物質より成るスパッタ
粒子が放出するスパッタ現象が発生する。第３図中、プ
ラズマは符号１０で、父、スパッタ粒子は符号】１で示
されている。

ここで、ターゲット３ａ、３ｍ）は異なる物質で構成さ
れ、かつ、ホルダ４は高速で、シャッタ７は低速で回転
せしめられるものとする。この場合、シャッタ７０開ロ
アａが第４図（ａ）に示されるようにターゲット３ａ上
にある間、ターゲット３ａからのスパッタ粒子１１は開
ロアａを通過して飛散する。したがって、この間にホル
ダ４が少なくとも１回転すると、各基板６０表面には開
ロアａからのスパッタ粒子１１が付着し、ターゲラ）３
ａを構成する物質の薄膜が形成される。さらにシャッタ
７が回転して開ロアａがターゲット３ｂに達すると、開
ロアａからはターゲット３ｂからのスパッタ粒子１１が
飛散し、各基板６０表面に形成された前記薄膜上に、今
度はターゲット３ｂを構成する物質の薄膜が形成される
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、近年の各種技術の発達に伴ない、基板上に形
成される膜に対してもより高い均質性や所望の膜厚が要
求されるようになっている。しがしながら、上記従来技
術ではこのような成膜の均質性や所望の膜厚を得ること
は困難であった。まず、成膜の均質性について第４図（
ｂ）を参照して説明する。ターゲラ）３ａを構成する物
質の膜形成が終了し、次いでターゲラ）３ｂを構成する
物質の膜を形成すべくシャッタ７が回転した場合、開ロ
アａはこれに伴って移動する。今、開ロアａがターゲッ
ト３．．３ｂの中間付近にある第４図（ｂ）に示す場合
について考える。ターゲラ）３ａ、３ｂからは常時スパ
ッタ粒子１１が飛散しているが、このスパッタ粒子１１
は単に上方に飛散するだけでなく六方に飛散している。

したがって、第４図（ｂ）に示すように開ロアａがター
ゲラ）３ａ　、　３ｂ上になくても、各ターゲット３ａ
、３ｂからのスパッタ粒子１１は図の矢印のようにシャ
ッタ７の下面を廻り込み、開ロアａから放出される。こ
のため、高速で回転しているホルダ４上の各基板６には
、ターゲラ）３ａ、３ｂを構成する両物質の粒子が付着
することになり、１つの膜１１１　Ｋ他物質が混在し、
結局、膜の均質性は着るしく損われる。

次に、所望の膜厚について考える。上記従来の装置にお
いて、例えばターゲラ）３ａｆｆ：Ｗ成する物質の薄膜
を０．１μ、・ターゲット３ｂを構成する物質の薄膜を
０．５μで成膜形成するものとする。

これを達成するＫは、シャッタ７を開ロアａがターゲラ
）３ａ上にあるときは高速で、又、開ロアａがターゲッ
ト３ｂ上にあるときは低速で回転させるか、あるいは、
シャッタ７をターゲット３ａ上で一定時間、例えば０．
１秒停止させ、ターゲット３ｂ上で０．５秒停止させれ
ばよい。しかしながら、シャッタ７はホルダ４とほぼ同
じ大きさの面積を持つことＫなるので、その重量も相当
大きい。このため、この重ｔＫよる慣性が大きく、シャ
ツタフの回転速度の正確な変更や、その起動、停止の正
確な制御は極めて困難であり、したがって、従来の装置
では所望の膜厚を自由に得ることは困難であった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、膜の
均質性を高めることができ、又、所望の膜厚に形成する
ことができる膜形成装置のシャッタ機構を提供するにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、膜な形成すべき
基板を取付けるホルダと、このホルダの基板取付面と対
面する位置に配置された複数の膜形成粒子発生源と、ホ
ルダと膜形成粒子発生源との間に介在し、かつ、開口を
有するシャッタと、このシャッタを駆動する駆動機構と
を備えた膜形成装置において、前記シャッタの開口部を
開閉する他のシャッタと、当該他のシャッタを駆動する
他の駆動機構とを設けたことを特徴とする。

〔作　用〕

シャッタの開口部の開、閉は他のシャッタにより行なう
。当該他のシャッタはシャッタの開口部を覆うことがで
きるだけの面積をもてばよいので質量が小であり慣性も
小さく、上記開口部の開閉制御は容易である。父、シャ
ッタの開口部が１つのターゲットから他のターゲットに
移動するとき他のシャッタで開口部を閉じておく。これ
により、スパッタ粒子の廻り込みを防ぐことができる。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係るシャッタ機構を用いた膜
形成装置の側面図、第２図（ａ）　、（ｂ）　、　（ｃ
）は第１図に示す各シャッタの平面図である。各図で第
１図に示す部分と同一部分には同一符号を付して説明を
省略する。本実施例では第２図（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うにターゲット３ａ、３ｂの他に、さらにツタ７の下面
に位置して設けられた他のシャッタであり、第２図（ａ
）〜（ｅ）に示すよ５に扇形形状を有する。このシャッ
タ１５はシャツタフの開ロアａを充分に覆うだけの面積
に形成されている。１６はシャッタ１５を回転せしめる
中空回転軸であり、回転軸８が挿入され、これと中心軸
が同じである。

１７はシャッタ１５と中空回転軸１６とを結合するカッ
プリング、１８は中空回転軸１６をｏＪ回転に支持する
ベアリング、１９．２０はギア、２１は副回転軸である
。

次に、本実施例の動作を説明する。今、基板６にターゲ
ラ）３ａ、３ｂ＋３ｃを構成する物質の薄膜を順に同一
膜厚に形成する場合について説明する。まず、第２図（
ａ）に示すように、シャツタフはその開ロアａがターゲ
ット３ａ上に到達するまで反時計方向に回転され、ター
ゲット３ａ上に到達したとき停止せしめられる。このと
き、シャッタ１５は開ロアａの時計方向側において停止
している。この状態で、ターゲラ）３ａを構成する物質
のスパッタ粒子１１は開ロアａから上方に飛散し、各基
板６に付着してその膜を形成する。所定の膜厚を形成す
る時間（例えば０．１秒）が経過すると、シャッタ１５
が反時計方向に駆動され、第２図（ｂ）に示すように開
ロアａを覆う。これにより、ターゲラ）３ａを構成する
物質の薄膜形成は中止せしめられる。このようなシャッ
タ１５の短時間の駆動は、シャッタ１５がシャッタ７に
対して搗かに軽量で慣性が小さいため、容易に制御する
ことができる。

次いで、シャッタ７とシャッタ１５は、シャッタ１５が
開ロアａを覆った状態のままで反時計方向に回転せしめ
られる。したがって、いずれのターゲットからのスパッ
タ粒子の廻り込みも防止される。この回転が継続され、
シャッタ１５の進行方向縁部がターゲラ）３ｂの手前に
到達したとき、シャッタ１５は停止せしめられる。しか
し、シャッタ７はそのまま回転を継続する。開ロアａが
ターゲット３ｂＫ対向する位ＲＫ、到達したとき、シャ
ッタ７は停止せしめられる。その後、さぎの場合と同様
に所定時間（０，１秒）後にシャッタ１５が開ロアａを
覆うが、当該所定時間の間にターゲラ）３ｂを構成する
物質の薄膜が基板６におけるさきに形成された薄膜上に
重ねて形成される。ターゲラ）３ｃを構成する物質の薄
膜を形成する場合も同様の動作が繰返えされる。

上記の薄膜形成動作において、異なる膜厚も形成する必
要がある場合は、シャッタ１５で開ロアａを覆う時間を
調整すればよいのは明らかである。

そして、このような調整は、シャッタ１５が軽量である
ことから容易に行なうことができる。

又、３つのターゲットのうちの１つあるいは２つのター
ゲット物質の薄膜を順次形成する場合や、これらのター
ゲット物質の薄膜を所定の順で選択的に形成する場合に
は、使用しないターゲット上には停止しないで、シャッ
タ１５が開ロアａを覆った状態で通過させてやればよい
。

さらに、上記の例では、シャツタフを一旦停止させる例
について述べたが、連続して回転するようにしても、シ
ャッタ１５をこれに応じて回転制御すれば同様の結果を
潜ることができる。

さらに又、膜質について厳しい均一性が要求されていな
い場合は、シャッタ１５を不要のターゲット上に位置せ
しめればよいし、この場合３つのターゲット物質の薄膜
を形成するときはシャッタ１５をシャツタフの開ロアａ
以外の個所に位置せしめて両者を一体に回転せしめれば
よい。又、薄膜形成を停止する場合はシャッタ１５で開
ロアａを覆い、この状態で両者を一体に回転せしめれば
よい。

このように、本実施例では、シャッタの開口を充分に櫃
うだけの面積の慣性の小さいシャッタを別に設け、この
シャッタを駆動制御して開口又はターゲットを開閉又は
覆うようにしたので、容易に成膜の均質性や所定の膜厚
を得ることができる。

又、開口を覆うシャッタの回転軸を開口を有するシャッ
タの回転軸と同軸に設けたので、ターゲットの数がいく
つであっても充分に対応することができ構造もコンパク
トになる。

なお、上記実施例の説明では、スパッタ手段による膜形
成の例を述べたが、スパッタ手段だけでなく蒸着手段に
よる膜形成にも適用可能である。

又、開口を覆うシャッタは開口を有するシャッタの下面
に設けたが、上面に配置することもできるのは明らかで
ある。さらに、ターゲットの数は３つに限らず、２つで
あっても４つ以上であってもよい。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明では、シャッタの開口を開閉
する他のシャッタを設け、このシャッタを駆動制御する
ようにしたので、膜の均質性を高めることができ、又、
所定の膜厚を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るシャッタ機構を用いた膜
形成装置の側面図、第２図（ａ）　、　（ｂ）　、　（
ｃ）は第１図に示す各シャッタの平面図、第３図は従来
の膜形成装置の側面図、第４図（ａ）　、　（ｂ）は第
３図に示すシャッタの平面図である。１・・・・・・真空容器、３ａ、３ｂ、３ｃ・・・・・
・ターゲット、４・・・・・・ホルダ、６・・・・・・
基板、７．１５・・・・・・シャッタ、７ａ・・・・・
・開口、８．１６・・・・・・回転軸。第１図つＣ］：真￥容器　　　　　６：幕板３ａ、３ｂ：夕−γ”＋７．　＋５　；シマ”Ｉ夕４：
↑・ルタ゛’　　　　　　　　８．＋６：回転軸第２図（ａ）　　　　　　　　　　　（ｂ）（Ｃ）３ａ、３ｂ、３Ｃ；ターγ°゛−ドア、１５：　シ〒゛ツタ７ｏ：間口第３図第４図（ａ）　　　　　　（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】１、膜を形成すべき基板を取付けるホルダと、このホル
ダの前記基板取付面と対向して配置された複数の膜形成
粒子発生源と、前記ホルダと前記膜形成粒子発生源との
間に介在せしめられ、かつ、開口部を有するシャッタと
、このシャッタを駆動する駆動機構とを備えた膜形成装
置において、前記開口部を開閉する他のシャッタと、当
該他のシャッタを駆動する他の駆動機構とを設けたこと
を特徴とする膜形成装置のシャッタ機構。２、特許請求の範囲第１項において、前記他の駆動機構
の回転軸は、前記駆動機構の回転軸と同軸関係に配置さ
れていることを特徴とする膜形成装置のシャッタ機構。３、特許請求の範囲第１項において、前記他のシャッタ
は、扇形形状であることを特徴とする膜形成装置のシャ
ッタ機構。