JPH01205071A - 多層膜形成装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分腎］ 本発明は多層１摸形成装置に関し、特にイオンビームス
パッタ法により金属膜、絶縁膜等を基板上に多層に形成
する場合に、ブリスパッタを効率よく行い得る構造を持
つ多層膜形成装置に関するものである。

［従来の技術１ まず、４層の膜を基板上に形成する場合を例にとり説明
する。

従来の多層膜形成装置の一例を第５図に示す。

排気系２２を有するチャンバ２１内にターゲットホルダ
４が設けられている。イオンビームスパッタ装置を用い
て多層膜を形成する場合、図示するように、イオンガン
１で作られたイオンビーム３がグリッド２から第１のタ
ーゲット５に照射され、スパッタされた粒子が基板１５
に付着する構造であ）たため、膜形成に先立ち第１のタ
ーゲット５の表面を清浄にするためのブリスパッタを行
う間、シャッタ１６で基板を覆う必要があった。

さらに、次の第２のターゲット６の膜を基板上に形成す
る場合は、ターゲットホルダ４を左に回転させてターゲ
ット６がイオンビームに当たる位置とした後、シャッタ
１６を閉じてブリスパッタを行ってからターゲット６の
膜を形成していた。以後、ターゲット７とターゲット８
の膜を形成する場合も同様である。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、従来の装置においては、多層膜を形成するに際
してターゲットを回転させる毎にブリスパッタの時間が
余分にかかるのみならず、基板上でシャッタを開閉する
必要があった。

本発明の目的は、膜形成時に次に堆積すべき膜のターゲ
ットのブリスパッタを同時に行うと共に、基板上のシャ
ツタ板の開閉を最初の膜形成前のみの１回ですむように
し、多層膜を連続的に効率よく行うイオンビームスパッ
タ装置を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ このような目的を達成するために、本発明は基板上に多
層膜を形成する装置において、複数のターゲットを装着
でき、かつ回転可能なターゲットホルダと、ターゲット
ボルダに装着された複数のターゲットのうち相隣る２個
のターゲットに同時にイオンビームを照射するための少
なくとも１個のイオンガンと、２個のターゲットからス
パッタされた粒子のうち、一方のターゲットからのスパ
ッタ粒子が基板に到達するのを妨げるための隔壁とを具
えたことを特徴とする。

［作　用］ 本発明においては、隣接する相異なるターゲットの中間
点付近とイオンビームの照射方向とを結ぶ位置に隔壁が
設けられ、イオンビームがそれぞれ独立に２個以上のタ
ーゲットに照射される。このため、多層膜を形成する場
合の形成時間の短縮を図ることができ、シャッタの開閉
を第１の膜のブリスパッタ時のみの１回とすること、が
できる。

［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示す図であって、装置
にはチャンバ２１．真空排気系２２の他、２個のイオン
ガン１および５１が設備されている。第１のスパッタ用
ガン１で作製されたイオンはグリッド２を通り、イオン
ビーム３となって第１の膜形成用ターゲット５に照射さ
れる。第１の膜形成前にはブリスパッタの必要があるた
め、シャッタ１６を閉じておく。所定のプリスパッタの
後、シャッタを開いて基板１５上に膜を所定の厚さに形
成する。ここまでの工程中、第２の膜形成用ターゲット
に同時にプリスパッタを行うための第２のガン５１でイ
オンを作製し、グリッド５２からイオンビーム５３を第
２の膜形成用ターゲット６に照射する。

ターゲット５とターゲット６を照射するイオンによりス
パッタされた粒子が同時に基板上に飛来するのを避ける
ため、第１のガン１と第２のガン５１の中間付近とター
ゲット５とターゲット６とを結ぶ位置に隔壁１３が用意
されている。このためターゲット６からスパッタされた
粒子は基板１５には到達しないので、基板にはターゲッ
ト５からの粒子のみが堆積する。

次に、基板上に第２の膜を形成するために、ターゲット
ホルダ４を回転して第１のガンのビームが第２の膜形成
用ターゲット６に当たるようにする。この時第３の膜形
成用ターゲット７は第２のブリスパッタ用ガン５１から
のイオンビームが照射されるようになる。この工程中、
第２の膜形成用ターゲット６はすでに十分ブリスパッタ
されているので、シャッタ１６は開いたまま即座に第２
の膜を基板１５上に形成できる。

同様にして第３．第４の膜も形成される。またこの４層
の膜を繰り返して積層させた膜もこの工程を繰り返して
行えば形成可能である。

第２図は本発明の他の実施例を示すものである。

この場合、第１の膜形成用のターゲット５のスパッタ用
イオンビームと、Ｓ２の膜形成用ターゲット６のブリス
パッタ用イオンビームは同一のイオンガン１から照射さ
れる構造である。イオンビーム３の進行方向の２つのタ
ーゲットの中間付近に隔壁１３があり、両ターゲットへ
照射するビームを分ける構造となっている。この場合に
も第２の膜形成用ターゲットのブリスパッタされた粒子
が基板へ飛来することがなく、第１の膜のみが基板上に
形成される。ターゲットホルダ４を回転することにより
第２．第３および第４の膜を順次基板上へ形成すること
ができる。

第３図は本発明のさらに他の実施例の１つを示すもので
ある。

この場合には第２の膜形成用ターゲットブリスパッタ用
のガンはチャンバ２１内に装着されたいわゆる据置き形
イオンガン６１である。スパッタ方法は前述の第１図お
よび第２図の実施例で説明したものと同様に行うことが
できる。

以上、第１図、第２図および第３図に示した実施例にお
いては多層膜形成用のターゲットは４種である。この場
合、形成される膜の種類は反応ガスイオンを用いれば４
種のターゲット材料以外の他の種類の膜形成も可能であ
る。ターゲットボルダを変更すれば多層膜形成用に使用
できるターゲットの枚数はさらに増加させることも可能
である。

第４図はそのような実施例の１つを説明するも　　゛の
であって、６枚のターゲットの装着が可能である。同様
に、チャンバ２１の大きさを大きくすればさらに多数枚
のターゲットを装着させることができ、多種の多層膜が
形成できる。

次に本発明装置による多層膜形成の例について述べる。

ＦｅＮｉ系磁性膜を多層化することにより、ＢＳ：約２
Ｔ、　Ｉｌｅ　：　ｌ　Ｏｅ以下、Ｈｋ：５０ｅ以下で
、しかも磁歪がほぼゼロの膜をイオンビームスパッタを
用いて作製が可能である。すでに特願昭６２−１９４９
８５号に示されているように　ｔｏｏ−２００℃の基板
上にＦｅとＮｉを交互にそれぞれ１０ｎｍ、　２ｎｍず
つ５０層重ね、総厚を０．６μｍとした多層膜は上記の
特性を示す。

このような膜の作製において本発明の装置を用い、第１
図のターゲット５および７にＦｅターゲットを、ターゲ
ット６および８にＮｉターゲットを置き、基板上に上記
の多層膜を形成する場合を説明する。

まず、チャンバ２１を排気し、シャッタ１６を閉じたま
まターゲット５．６および７．８をそれぞれ１０分ずつ
ブリスパッタする（計２０分）。その後、シャッタ１６
を開け、Ｆｅを１０ｒ＋ｍ　（スパッタ時間約２分）、
Ｎｉを２ｎｍ（約１５秒）ずつ基板に形成する。本方法
によれば、最初のブリスパッタ以外のブリスパッタは必
要なく０．６μｍの多層膜を形成するのに２０分＋２．
２５分ｘ　５０＝　１３２．５分となる。一方、第５図
に示した従来例の場合、４枚のターゲットのブリスパッ
タに計４０分、膜の形成時間は上記と同じであるが（１
１２，５分）、それぞれの膜形成前に１０秒程度のブリ
スパッタが必要であり、その場合ブリスパッタの前後に
シャッタの開閉が必要である。これを併せて１５秒とす
れば、１５秒Ｘ１００＝２５分となる。計１７７．５分
となり、０．６μｍのＦｅＮｉ系多層膜を作製するのに
４５分の時間が節約できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、１つのターゲッ
トをスパッタして基板上に膜を形成する時に、次の膜の
形成のためのターゲットを同時にブリスパッタすること
ができる。そのために、ブリスパッタのための時間とシ
ャッタの開閉を省略でき、簡単な構成で高速の多層膜形
成が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図および第４図はそれぞれ本発明
の実施例を示す図、 第５図は従来の多層膜形成装置を示す図である。 １．５１．６１・・・イオンガン、 ２．５２・・・グリッド、 ３．５３．６３・・・イオンビーム、 ４・・・ターゲットホルダ、 ５．８，７，８，９．１０・・・ターゲット、１５・・
・基板、 ｌ６・・・シャッタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）基板上に多層膜を形成する装置において、複数のタ
   ーゲットを装着でき、かつ回転可能なターゲットホルダ
   と、 該ターゲットホルダに装着された複数のターゲットのう
   ち相隣る２個のターゲットに同時にイオンビームを照射
   するための少なくとも１個のイオンガンと、 前記２個のターゲットからスパッタされた粒子のうち、
   一方のターゲットからのスパッタ粒子が前記基板に到達
   するのを妨げるための隔壁とを具えたことを特徴とする
   多層膜形成装置。