JPS6350470A - スパツタ装置 - Google Patents
スパツタ装置Info
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- JPS6350470A JPS6350470A JP19608786A JP19608786A JPS6350470A JP S6350470 A JPS6350470 A JP S6350470A JP 19608786 A JP19608786 A JP 19608786A JP 19608786 A JP19608786 A JP 19608786A JP S6350470 A JPS6350470 A JP S6350470A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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〕
本発明はターゲット物質にイオンを衝突させ、前記ター
ゲット物質をガス状態で飛び出させることにより、基板
上に薄膜を作製するスパッタ装置に関するものである。
ゲット物質をガス状態で飛び出させることにより、基板
上に薄膜を作製するスパッタ装置に関するものである。
近年、機能性薄膜を作製する手段として、気相からの合
成技術が多くの注目を集め、蒸着法、化学気相成長法、
スパッタ法等の分野で盛んに応用されている。このうち
、スパッタ法はアルゴン等の気体をイオン化し、これを
ターゲット物質にぶつけることによってターゲット物質
を原子またはイオン状態でたたきだし、これを基板に付
着させることにより、基板上に目的とする薄膜を作製す
る方法であり、直流スパッタ法、高周波スパッタ法等が
代表的であり、さらに、これらをより高速にしたマグネ
トロンスパッタ法も盛んに利用されている。
成技術が多くの注目を集め、蒸着法、化学気相成長法、
スパッタ法等の分野で盛んに応用されている。このうち
、スパッタ法はアルゴン等の気体をイオン化し、これを
ターゲット物質にぶつけることによってターゲット物質
を原子またはイオン状態でたたきだし、これを基板に付
着させることにより、基板上に目的とする薄膜を作製す
る方法であり、直流スパッタ法、高周波スパッタ法等が
代表的であり、さらに、これらをより高速にしたマグネ
トロンスパッタ法も盛んに利用されている。
上記スパッタ法によれば、蒸着法等と比べて基板に入射
する原子のエネルギーが大きいため、膜と基板との付着
力が大きいという特徴があり、さらに膜作製条件の制御
性がよく、連続運転性においてすぐれており、はとんど
すべての材料を薄膜化することができるという利点があ
り、非常に有力な技術である。
する原子のエネルギーが大きいため、膜と基板との付着
力が大きいという特徴があり、さらに膜作製条件の制御
性がよく、連続運転性においてすぐれており、はとんど
すべての材料を薄膜化することができるという利点があ
り、非常に有力な技術である。
そして、この薄膜を作製する際に、基板を冷却すること
によって、非晶質相および非平衡結晶相等、平衡状態で
は存在することができない新しい材料を合成することが
可能となり、未知の材料開発には有力な手段である。こ
の場合、基板の冷却方法としては一般には水冷が利用さ
れている。しかしながら、さらに強力な冷媒、例えば液
体窒素等によって基板を冷却できれば、非平衡な材料合
成プロセスとしてより強力なものとなる。このようなス
パッタ装置としては、第３図のような装置が利用されて
いる。第３図に示す装置において、基板１はターゲット
ホルダ１９に固定されている。
によって、非晶質相および非平衡結晶相等、平衡状態で
は存在することができない新しい材料を合成することが
可能となり、未知の材料開発には有力な手段である。こ
の場合、基板の冷却方法としては一般には水冷が利用さ
れている。しかしながら、さらに強力な冷媒、例えば液
体窒素等によって基板を冷却できれば、非平衡な材料合
成プロセスとしてより強力なものとなる。このようなス
パッタ装置としては、第３図のような装置が利用されて
いる。第３図に示す装置において、基板１はターゲット
ホルダ１９に固定されている。
ターゲットホルダ１９は二重管になっており、液体窒素
入口２０より液体窒素を導入して窒素出口２１から放出
する。基板１はターゲットホルダ１９の壁面を通じて間
接的に液体窒素に接触しており、低温まで冷却すること
が可能である。図中、８はターゲット、１０ 、１３は
真空バルブ、１４はアルゴンガス導入管、１２は真空ポ
ンプ、１７は高周波電源、１８はシャッタである。この
方法では薄膜作製中は、液体窒素を連続的に供給する必
要がある。また第４図に示すように、より簡単な方法と
して高熱伝導性ブロック２を液体窒素容器５と組合せる
方法もある。この方法では薄膜作製中は、容器に液体窒
素３をかくわえておけばよい。基板１は同様に高熱伝導
性ブロック２を通じて間接的に液体窒素に接触しており
、低温まで冷却することが可能である。
入口２０より液体窒素を導入して窒素出口２１から放出
する。基板１はターゲットホルダ１９の壁面を通じて間
接的に液体窒素に接触しており、低温まで冷却すること
が可能である。図中、８はターゲット、１０ 、１３は
真空バルブ、１４はアルゴンガス導入管、１２は真空ポ
ンプ、１７は高周波電源、１８はシャッタである。この
方法では薄膜作製中は、液体窒素を連続的に供給する必
要がある。また第４図に示すように、より簡単な方法と
して高熱伝導性ブロック２を液体窒素容器５と組合せる
方法もある。この方法では薄膜作製中は、容器に液体窒
素３をかくわえておけばよい。基板１は同様に高熱伝導
性ブロック２を通じて間接的に液体窒素に接触しており
、低温まで冷却することが可能である。
上記のように方法を用いることによって、例えば、水冷
基板上に作製した合金薄膜でも、液体窒素で冷却した基
板上に薄膜を作製することによって、非晶質合金が得ら
れたという例もある。
基板上に作製した合金薄膜でも、液体窒素で冷却した基
板上に薄膜を作製することによって、非晶質合金が得ら
れたという例もある。
しかしながら、上記第３図のスパッタ装置においては、
薄膜作製中は液体窒素を補給器によって補給し続ける必
要があり、また、液体窒素の消費量も多くなってしまう
。また、第４図のスパッタ装置においては、液体窒素容
器に液体窒素がためられているために、液体窒素を補給
し続ける必要はないという特徴がある。しかしながら、
薄膜作製中においては容器のまわりの雰囲気が真空中で
あるとはいえ、１０”Ｔｏｒｒから１０−” Ｔｏｒｒ
台の比較的低い真空度であり、チャンバ１１中の気体と
の熱交換によって、液体窒素の消費は比較的多く、この
ため長時間薄膜を作製する場合には定期的に液体窒素を
補給しなければならないと塾）う問題点があった・ 本発明はこのような従来技術の問題点を解決して、液体
窒素を長時間補給する必要のない基板冷却機構を備えた
スパッタ装置を提供することにある。
薄膜作製中は液体窒素を補給器によって補給し続ける必
要があり、また、液体窒素の消費量も多くなってしまう
。また、第４図のスパッタ装置においては、液体窒素容
器に液体窒素がためられているために、液体窒素を補給
し続ける必要はないという特徴がある。しかしながら、
薄膜作製中においては容器のまわりの雰囲気が真空中で
あるとはいえ、１０”Ｔｏｒｒから１０−” Ｔｏｒｒ
台の比較的低い真空度であり、チャンバ１１中の気体と
の熱交換によって、液体窒素の消費は比較的多く、この
ため長時間薄膜を作製する場合には定期的に液体窒素を
補給しなければならないと塾）う問題点があった・ 本発明はこのような従来技術の問題点を解決して、液体
窒素を長時間補給する必要のない基板冷却機構を備えた
スパッタ装置を提供することにある。
本発明はターゲット物質にイオンを衝突させ、前記ター
ゲット物質をガス状態で飛び出させることにより、基板
上に薄膜を形成するスパッタ装置において、基板との接
触面および液体窒素の出入口を除いた部分を真空断熱層
によって構成される液体窒素容器を備えたことを特徴と
するスパッタ装置である。
ゲット物質をガス状態で飛び出させることにより、基板
上に薄膜を形成するスパッタ装置において、基板との接
触面および液体窒素の出入口を除いた部分を真空断熱層
によって構成される液体窒素容器を備えたことを特徴と
するスパッタ装置である。
以下、本発明の一実施例を図により説明する。
本発明は長時間液体窒素を補給することなく、液体窒素
によって冷却された基板上に薄膜を作製することを可能
とするものであり、本発明の基本構成図を第１図に示す
。図は基板部分のみを示したものである。基板１は銅な
どの高熱伝導性のブロック２に固定される。液体窒素３
は導入口４から補給され、容器５にたまる。容器５は二
重管になっており、窒素部分と外界との間は１０−’
Ｔｏｒｒ以上の高真空に維持された真空断熱層６からな
っている。このため、容器５内の液体窒素は基板部分と
液体窒素の出入口を除いて外界とじゃへいされており、
著しく蒸発しにくい構造になっており、長時間液体窒素
を補給することなく、冷却基板上に薄膜を作製すること
ができる。基板１は高熱伝導度を有するブロック２を通
じて液体窒素３と接触しているため、液体窒素３の沸点
に近い温度まで冷却することが可能である。また、真空
断熱層６の真空度が悪くなった場合には、バルブ７を通
して真空ポンプにより排気すれば、再び高真空状態を回
復することができるため、真空の維持も容易である。
によって冷却された基板上に薄膜を作製することを可能
とするものであり、本発明の基本構成図を第１図に示す
。図は基板部分のみを示したものである。基板１は銅な
どの高熱伝導性のブロック２に固定される。液体窒素３
は導入口４から補給され、容器５にたまる。容器５は二
重管になっており、窒素部分と外界との間は１０−’
Ｔｏｒｒ以上の高真空に維持された真空断熱層６からな
っている。このため、容器５内の液体窒素は基板部分と
液体窒素の出入口を除いて外界とじゃへいされており、
著しく蒸発しにくい構造になっており、長時間液体窒素
を補給することなく、冷却基板上に薄膜を作製すること
ができる。基板１は高熱伝導度を有するブロック２を通
じて液体窒素３と接触しているため、液体窒素３の沸点
に近い温度まで冷却することが可能である。また、真空
断熱層６の真空度が悪くなった場合には、バルブ７を通
して真空ポンプにより排気すれば、再び高真空状態を回
復することができるため、真空の維持も容易である。
第２図は第１図に示す装置をスパッタ装置に適用した場
合の断面図である。第２図に示すスパツ夕装置は高周波
二極スパッタ装置であり、ターゲット８は１００＋ｏｍ
φで厚さ５ｍｍのＮｉ−Ｚｒ合金を用いた。
合の断面図である。第２図に示すスパツ夕装置は高周波
二極スパッタ装置であり、ターゲット８は１００＋ｏｍ
φで厚さ５ｍｍのＮｉ−Ｚｒ合金を用いた。
ターゲット８は冷却水導入パイプ９によって水冷される
。基板１には長さ５０ｍ１ｌｌｐ幅２５ｍｎ＋で厚さ０
．２ｍ＋ａのガラスを使用し、液体窒素容器５の底にあ
る銅ブロック２にねじ止めされて接触している。薄膜作
製に際しては、最初にバルブ１０を開いて真空チャンバ
１１を真空ポンプ１２によって１Ｏ−７Ｔｏｒｒ台の真
空まで排気する。この後、バリアプルリークバルブ１３
を開いてアルゴンガス導入管１４よりアルゴンガスを１
Ｏ−３Ｔｏｒｒ台になるまで導入する。次に、液体窒素
導入口４より液体窒素３を容器５内に供給し、容器５内
に半分以上ためておく。このとき、真空断熱層６は１０
”−’Ｔｏｒｒ台まで排気しておくが、このために容器
５中の液体窒素の蒸発は少ない。
。基板１には長さ５０ｍ１ｌｌｐ幅２５ｍｎ＋で厚さ０
．２ｍ＋ａのガラスを使用し、液体窒素容器５の底にあ
る銅ブロック２にねじ止めされて接触している。薄膜作
製に際しては、最初にバルブ１０を開いて真空チャンバ
１１を真空ポンプ１２によって１Ｏ−７Ｔｏｒｒ台の真
空まで排気する。この後、バリアプルリークバルブ１３
を開いてアルゴンガス導入管１４よりアルゴンガスを１
Ｏ−３Ｔｏｒｒ台になるまで導入する。次に、液体窒素
導入口４より液体窒素３を容器５内に供給し、容器５内
に半分以上ためておく。このとき、真空断熱層６は１０
”−’Ｔｏｒｒ台まで排気しておくが、このために容器
５中の液体窒素の蒸発は少ない。
基板１は銅ブロック２を通じて液体窒素３に接しており
、室温以下に冷却される。基板温度を熱電対１５によっ
て温度計１６で測定すると、−１８０℃まで冷却されて
いることがわかった。この状態で高周波電源１７の電源
を入れることにより、スパッタを開始させる。投入電力
はｓｏｏｗとした。最初の１時間はシャッター１８を閉
じて、プレスパツタを行い、その後シャッター１８を開
いて基板１上に薄膜を作製する。薄膜作製中の基板温度
は一１５０℃程度であった。１０時間スパッタした後に
得られた薄膜の構造をＸ線回折によって調べたところ、
ブロードなハローパターンが得られており、非晶質構造
であった。
、室温以下に冷却される。基板温度を熱電対１５によっ
て温度計１６で測定すると、−１８０℃まで冷却されて
いることがわかった。この状態で高周波電源１７の電源
を入れることにより、スパッタを開始させる。投入電力
はｓｏｏｗとした。最初の１時間はシャッター１８を閉
じて、プレスパツタを行い、その後シャッター１８を開
いて基板１上に薄膜を作製する。薄膜作製中の基板温度
は一１５０℃程度であった。１０時間スパッタした後に
得られた薄膜の構造をＸ線回折によって調べたところ、
ブロードなハローパターンが得られており、非晶質構造
であった。
薄膜作製の間、すなわち、１０時間は液体窒素３を供給
することなく、連続運転を行ったが、スパッタ後には、
容器５中にまだ液体窒素３が残っており、液体窒素３の
消費量が非常に少ない方法であることがわかった。
することなく、連続運転を行ったが、スパッタ後には、
容器５中にまだ液体窒素３が残っており、液体窒素３の
消費量が非常に少ない方法であることがわかった。
以上詳細に説明したように１本発明によるスパッタ装置
は、液体窒素によって基板を冷却しながら薄膜を作製す
るもので、この際、基板を冷却するための液体窒素容器
が基板部分と液体窒素の出入口を除いて真空断熱層によ
って保護されているため、液体窒素を保給することなく
、長時間の連続スパッタが可能であり、非平衡材料等を
合成するためのスパッタ技術に与える効果は大きい。
は、液体窒素によって基板を冷却しながら薄膜を作製す
るもので、この際、基板を冷却するための液体窒素容器
が基板部分と液体窒素の出入口を除いて真空断熱層によ
って保護されているため、液体窒素を保給することなく
、長時間の連続スパッタが可能であり、非平衡材料等を
合成するためのスパッタ技術に与える効果は大きい。
第１図は本発明の基本構成を示す図、第２図は本発明の
実施例に用いた装置を示す図、第３図は従来の液体窒素
を連続供給する型式のスパッタ装置を示す図、第４図は
簡単な液体窒素容器を有するスパッタ装置を示す図であ
る。 １は基板、２は高熱伝導性ブロック、３は液体窒素、４
は液体窒素導入口、５は液体窒素容器、６は真空断熱層
、７は真空バルブである。
実施例に用いた装置を示す図、第３図は従来の液体窒素
を連続供給する型式のスパッタ装置を示す図、第４図は
簡単な液体窒素容器を有するスパッタ装置を示す図であ
る。 １は基板、２は高熱伝導性ブロック、３は液体窒素、４
は液体窒素導入口、５は液体窒素容器、６は真空断熱層
、７は真空バルブである。
Claims (1)
- （１）ターゲット物質にイオンを衝突させ、前記ターゲ
ット物質をガス状態で飛び出させることにより、基板上
に薄膜を形成するスパッタ装置において、基板との接触
面および液体窒素の出入口を除いた部分を真空断熱層に
よって構成される液体窒素容器を備えたことを特徴とす
るスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19608786A JPS6350470A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19608786A JPS6350470A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | スパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6350470A true JPS6350470A (ja) | 1988-03-03 |
Family
ID=16351990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19608786A Pending JPS6350470A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6350470A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008305607A (ja) * | 2007-06-06 | 2008-12-18 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | 雌コネクタ |
| US7785446B2 (en) | 2004-10-05 | 2010-08-31 | Toray Industries, Inc. | Flow sheet for paper machine and method of manufacturing the same |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP19608786A patent/JPS6350470A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7785446B2 (en) | 2004-10-05 | 2010-08-31 | Toray Industries, Inc. | Flow sheet for paper machine and method of manufacturing the same |
| JP2008305607A (ja) * | 2007-06-06 | 2008-12-18 | Sumitomo Wiring Syst Ltd | 雌コネクタ |
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