JPS634450B2 - - Google Patents

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JPS634450B2
JPS634450B2 JP896883A JP896883A JPS634450B2 JP S634450 B2 JPS634450 B2 JP S634450B2 JP 896883 A JP896883 A JP 896883A JP 896883 A JP896883 A JP 896883A JP S634450 B2 JPS634450 B2 JP S634450B2
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JP
Japan
Prior art keywords
target
film
sputtering
substrate
anode electrode
Prior art date
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Expired
Application number
JP896883A
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Japanese (ja)
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JPS59136131A (en
Inventor
Kazuhiro Kobayashi
Masahiro Hayama
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS59136131A publication Critical patent/JPS59136131A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、スパツタリング装置、とくに均一
な膜質の膜を形成するスパツタリング装置に関す
るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a sputtering apparatus, and particularly to a sputtering apparatus that forms a film of uniform quality.

従来、この種の装置として第1図に示すものが
あつた。第1図は従来のインライン型プレーナー
マグネトロンスパツタリング装置を示す構成図で
ある。図において、1はスパツタリングを行なう
スパツタルーム、2はスパツタルーム1を排気す
る排気装置、3はアノード電極、4はターゲツ
ト、5はターゲツト4を保持するターゲツト支持
部、6はターゲツト4のアノード電極3対向面を
露出させて、ターゲツト支持部5を放電に対して
シールドするシールド部材、7はスパツタリング
により膜が形成される基板、8は基板7を保持す
るトレイ、9は基板7がターゲツト4とアノード
電極3との間を移動できる様に設けた走行路、1
0は電源、11はストツカールーム、12はスパ
ツタルーム1とストツカールーム11の間のバル
ブである。
Conventionally, there has been a device of this type as shown in FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a conventional in-line planar magnetron sputtering apparatus. In the figure, 1 is a sputtering room in which sputtering is performed, 2 is an exhaust device that exhausts the sputtering room 1, 3 is an anode electrode, 4 is a target, 5 is a target support part that holds the target 4, and 6 is the surface of the target 4 facing the anode electrode 3. 7 is a substrate on which a film is formed by sputtering, 8 is a tray that holds the substrate 7, and 9 is a shield member for exposing the target support part 5 and shielding the anode electrode 3 from the target 4. A running path provided to allow movement between
0 is a power supply, 11 is a stocker room, and 12 is a valve between the sputtering room 1 and the stocker room 11.

次に動作について説明する。スパツタリングを
行なうために、スパツタルーム1内を所定の真空
に排気後、Arガス等の不活性ガスを用いて適当
なガス圧に満たした後に、アノード電極3とター
ゲツト4の間に直流又は交流の電力を印加し、放
電を行ない、Ar原子をプラズマ化する。イオン
化されたAr+原子はアノード電極に対して負に印
加されているターゲツト4に衝突し、ターゲツト
原子を弾き出し、これを基板7に付着させ、成膜
を行なう。基板7はトレイ8上に置かれており、
走行路9に従つてアノード電極3とターゲツト4
との間を、ある速度で移動し、成膜を行なう。基
板7の出し入れはストツカールーム11で行な
う。このような、走行路9上を移動して試料の基
板7を出し入れするインライン型プレーナーマグ
ネトロンスパツタリング装置を用いて、siウエハ
ー上に成膜したSiO2膜を、表面から順次、フツ
酸とフツ化アンモニウムの混合液を用いてエツチ
ングを行なつた時の、表面層からの深さと、その
点におけるエツチング速度の関係を第2図に示
す。第2図は従来のスパツタリング装置で成膜し
たSiO2膜の表面層からの深さと、その点のエツ
チング速度との関係を示す特性図である。図中に
示してある数字はスパツタ時のAr圧である。第
2図によれば、表面層は、エツチング速度が高
く、膜の内部に行くにつれて、エツチング速度が
減少していくことが見られる。エツチング速度の
大小は、SiO2膜の緻密さと対応していると考え
られ、エツチング速度の大きな表面層は、緻密さ
の程度の低いSiO2膜ができており、エツチング
速度の遅い内部は緻密さの程度の高いSiO2膜が
できていると考えられる。
Next, the operation will be explained. To perform sputtering, after evacuating the inside of the sputtering room 1 to a predetermined vacuum and filling it with an appropriate gas pressure using an inert gas such as Ar gas, direct current or alternating current power is applied between the anode electrode 3 and the target 4. is applied to generate a discharge and turn Ar atoms into plasma. The ionized Ar + atoms collide with the target 4, which is negatively applied to the anode electrode, and eject the target atoms, which adhere to the substrate 7 to form a film. The substrate 7 is placed on the tray 8,
Following the travel path 9, the anode electrode 3 and the target 4
The film is formed by moving between the two at a certain speed. The board 7 is taken in and taken out in the stocker room 11. Using such an in-line planar magnetron sputtering device that moves on the running path 9 to take out and take out the sample substrate 7, the SiO 2 film formed on the Si wafer is sequentially coated with hydrofluoric acid from the surface. FIG. 2 shows the relationship between the depth from the surface layer and the etching rate at that point when etching is performed using a mixed solution of ammonium fluoride. FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the depth from the surface layer of a SiO 2 film formed using a conventional sputtering apparatus and the etching rate at that point. The numbers shown in the figure are the Ar pressure during sputtering. According to FIG. 2, it can be seen that the surface layer has a high etching rate, and the etching rate decreases toward the inside of the film. It is thought that the size of the etching rate corresponds to the density of the SiO 2 film; the surface layer with a high etching rate has a less dense SiO 2 film, and the inner layer with a slower etching rate has a less dense layer. It is thought that a SiO 2 film with a high degree of oxidation is formed.

第3図は、ターゲツト上で基板を静止して
SiO2膜を成膜した場合の、成膜位置とエツチン
グ速度および成膜速度との関係を示す特性図で、
白丸は成膜速度、黒丸はエツチング速度を示す。
Figure 3 shows the board being held still on the target.
This is a characteristic diagram showing the relationship between the deposition position, etching rate, and deposition rate when a SiO 2 film is deposited.
The white circles indicate the film formation rate, and the black circles indicate the etching rate.

第3図において、ターゲツト4の中心部上で成
膜したSiO2膜はほぼ一定のエツチング速度を示
すが、ターゲツト4の端部及びターゲツト4の周
囲部の上方で成膜したSiO2膜は、高いエツチン
グ速度を示している。
In FIG. 3, the SiO 2 film formed on the center of the target 4 exhibits a nearly constant etching rate, but the SiO 2 film formed on the edge of the target 4 and above the periphery of the target 4 shows an almost constant etching rate. It shows high etching speed.

インライン型のスパツタリング装置を用いての
通常の成膜過程においては、第1図に示した様
に、トレイ8上に保持された基板7は、ターゲツ
ト4上を一端からもう一端へ移動しながら成膜を
行なう。そのため、膜の表面層には、ターゲツト
4端部及び、ターゲツト4の周囲部上に基板7が
ある時に成膜された膜が付着していることにな
る。第2図で、表面層に、エツチング速度の高い
SiO2膜が観測されたのは、このことが原因であ
ると考えられる。また、第3図から、エツチング
速度が高い、緻密さの程度の低い表面層の厚さを
計算より求めると、表面より膜厚の十数%の厚さ
まで、緻密さの程度の低い膜になつていることが
考えられる。基板7はターゲツト4上を一端から
他端へ移動するのであるから、表面層に見られた
のと同様に、エツチング速度の高い、緻密さの低
い膜が、成膜開始時にも生じていることになる。
In a normal film forming process using an in-line sputtering device, the substrate 7 held on the tray 8 moves over the target 4 from one end to the other as shown in FIG. Perform membrane. Therefore, the film that was formed when the substrate 7 was on the end of the target 4 and the surrounding area of the target 4 is attached to the surface layer of the film. In Figure 2, the surface layer has a high etching rate.
This is thought to be the reason why the SiO 2 film was observed. In addition, from Figure 3, when calculating the thickness of the surface layer with a high etching rate and low density, the film becomes a film with a low density up to about 10% of the film thickness from the surface. It is possible that Since the substrate 7 moves over the target 4 from one end to the other, a film with a high etching rate and low density is formed at the start of film formation, similar to that observed in the surface layer. become.

つまり、この様な装置で処膜したSiO2膜は、
膜の上部と下部で、緻密さの程度の低いSiO2
ができており、膜の中心部で、緻密さの程度の高
いSiO2膜ができているサンドイツチ構造になつ
ていると考えられる。
In other words, the SiO 2 film treated with this type of equipment is
It is thought that the film has a sandwich structure in which a less dense SiO 2 film is formed at the top and bottom of the film, and a more dense SiO 2 film is formed at the center of the film.

この様な状態のSiO2膜の微細加工を写真製版
法を用いて行なう場合を考えると、膜の上下部と
内部でエツチング速度が異なるために、正確な寸
法の微細加工を行なうのは難しいといつた欠点が
あつた。
When microfabrication of a SiO 2 film in this state is performed using photolithography, it is difficult to perform microfabrication with accurate dimensions because the etching speed differs between the upper and lower parts of the film and the inside. I had a lot of flaws.

この発明は、上記の様な従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、ターゲツトとアノ
ード電極間に移動してきた基板と、ターゲツトと
の間に基板の膜形成面に垂直な方向に対して斜め
方向からスパツタリングされてきた原子の基板へ
の付着を防ぐ、シールド部材を設けることによ
り、均質な膜質の膜を成膜できるスパツタリング
装置を提供することを目的としている。
This invention was made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional method. It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus capable of forming a film of uniform film quality by providing a shield member that prevents atoms sputtered from an oblique direction from adhering to a substrate.

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第4図はこの発明の一実施例によるインライ
ン型プレーナーマグネトロンスパツタリング装置
の主要部の断面図である。図において、13はタ
ーゲツト4とアノード電極3間に移動してきた基
板7と、ターゲツト4との間に設けた、基板7の
膜形成面に垂直な方向に対して斜め方向からスパ
ツタリングされてきた原子の基板への付着を防ぐ
ターゲツトのシールド部材である。このような構
成のスパツタリング装置では、ターゲツトよりの
斜めスパツタリングを防ぐシールド部材13が設
けられているために、基板7がターゲツト4の端
部及びターゲツト4の周囲部上にある時になされ
る、基板7の膜形成面に垂直な方向に対して斜め
方向からスパツタリングされてきた原子の基板へ
の付着を防ぐことができ、このため、第3図にみ
られた様な、例えばターゲツト4の端部及びター
ゲツト4の周囲部の上方で成膜した、高いエツチ
ング速度の、緻密度の低いSiO2膜の形成が少な
くなりターゲツト4の中心部上で成膜した緻密度
の高い、膜質の均質な膜を成膜することができ
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 4 is a sectional view of the main parts of an in-line planar magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 13 indicates atoms sputtered from an oblique direction with respect to the direction perpendicular to the film formation surface of the substrate 7, which is provided between the substrate 7 that has moved between the target 4 and the anode electrode 3, and the target 4. This is a target shielding member that prevents the target from adhering to the substrate. In the sputtering apparatus having such a configuration, since the shield member 13 is provided to prevent diagonal sputtering from the target, the sputtering of the substrate 7, which is performed when the substrate 7 is on the edge of the target 4 and the periphery of the target 4, is provided. It is possible to prevent atoms that have been sputtered from oblique directions to the direction perpendicular to the film formation surface from adhering to the substrate. Therefore, as shown in FIG. The formation of a SiO 2 film with a high etching rate and low density formed above the periphery of the target 4 is reduced, resulting in a highly dense and homogeneous film formed above the center of the target 4. It is possible to form a film.

なお、上記実施例では、ターゲツト取付部のシ
ールド部材6とターゲツトよりも斜めのスパツタ
リングを防ぐシールド部材13は、別個に設けて
いるが、ターゲツト取付部のシールド部材6の上
に、ターゲツト4の中央部を露出させて、ターゲ
ツトよりの斜めスパツタリングを防ぐシールド部
材13を重ね合わせて設けてもよい。
In the above embodiment, the shield member 6 of the target mounting part and the shield member 13 for preventing sputtering diagonally from the target are provided separately. A shield member 13 may be provided overlappingly with the shield member 13 exposed to prevent diagonal sputtering from the target.

また、上記実施例では、ターゲツト4は、基板
7より下にある場合について説明したが、ターゲ
ツト4は、基板7より上方にあつて、下方にある
基板7に向つて成膜する様な形式のスパツタリン
グ装置であつてもよい。
In addition, in the above embodiment, the case where the target 4 is located below the substrate 7 was explained, but the target 4 is located above the substrate 7 and the film is formed toward the substrate 7 located below. It may also be a sputtering device.

以上のように、この発明によれば、ターゲツト
とアノード電極間に移動してきた基板と、ターゲ
ツトとの間に、基板の膜形成面に垂直な方向に対
して斜め方向のスパツタリングを防ぐターゲツト
のシールド部材を設けたので、膜質の均質な膜が
得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, a target shield is provided between the target and the substrate that has moved between the target and the anode electrode to prevent sputtering in a direction perpendicular to the direction perpendicular to the film formation surface of the substrate. Since the member is provided, there is an effect that a film having a homogeneous quality can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のインライン型プレーナーマグネ
トロンスパツタリング装置を示す構成図、第2図
は従来のスパツタリング装置で成膜したSiO2
の表面層からの深さと、その点のエツチング速度
との関係を示す特性図、第3図はターゲツト上で
基板を静止してSiO2膜を成膜した場合の、成膜
位置とエツチング速度および成膜速度との関係を
示す特性図、第4図は、この発明の一実施例によ
るインウイン型プレーナーマグネトロンスパツタ
リング装置の主要部の断面図である。 図において、1はスパツタルーム、2は排気装
置、3はアノード電極、4はターゲツト、5はタ
ーゲツト支持部、6はターゲツト支持部のシール
ド部材、7は基板、9は走行路、13はターゲツ
トよりの斜めスパツタリングを防ぐシールド部材
である。なお、図中、同一符号は同一又は相当部
分を示す。
Figure 1 is a configuration diagram showing a conventional in-line planar magnetron sputtering device, and Figure 2 is the relationship between the depth from the surface layer of the SiO 2 film formed with the conventional sputtering device and the etching rate at that point. Figure 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the deposition position, etching rate, and deposition rate when a SiO 2 film is deposited with the substrate stationary on the target. 1 is a sectional view of the main parts of an in-win type planar magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a sputtering room, 2 is an exhaust system, 3 is an anode electrode, 4 is a target, 5 is a target support part, 6 is a shield member for the target support part, 7 is a substrate, 9 is a running path, and 13 is a part of the sputtering from the target. This is a shield member that prevents diagonal sputtering. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 不活性ガスが封入され、スパツタリングを行
うスパツタルーム、このスパツタルームを排気す
る排気装置、上記スパツタルーム内に設け、電圧
を印加して放電を行うアノード電極とターゲツ
ト、このターゲツトを保持するターゲツト支持
部、上記ターゲツトの上記アノード電極対向面を
露出させて、上記ターゲツト支持部を放電に対し
てシールドするシールド部材、スパツタリングに
より膜が形成される基板が、上記ターゲツトとア
ノード電極との間を移動できる様に設けられた走
行路、上記ターゲツトとアノード電極間に移動し
てきた上記基板と、上記ターゲツトとの間に形成
され、上記基板の膜形成面に垂直な方向に対して
斜め方向のスパツタリングを防ぐターゲツトのシ
ールド部材を備えたスパツタリング装置。
1. A sputtering room filled with an inert gas and used for sputtering, an exhaust device for evacuating this sputtering room, an anode electrode and a target installed in the sputtering room and used to apply a voltage to discharge, a target support section for holding this target, and the above-mentioned A shielding member for exposing the surface of the target facing the anode electrode and shielding the target support portion from discharge, and a substrate on which a film is formed by sputtering are provided so as to be movable between the target and the anode electrode. A shield for the target is formed between the substrate that has moved between the target and the anode electrode and the target to prevent sputtering in a direction perpendicular to the direction perpendicular to the film formation surface of the substrate. Sputtering equipment with parts.
JP896883A 1983-01-21 1983-01-21 Sputtering device Granted JPS59136131A (en)

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JPS59136131A JPS59136131A (en) 1984-08-04
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0375321U (en) * 1989-11-24 1991-07-29

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0375321U (en) * 1989-11-24 1991-07-29

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JPS59136131A (en) 1984-08-04

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