JPH10140342A - Sputtering system and film formation of substrate by using the system - Google Patents
Sputtering system and film formation of substrate by using the systemInfo
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- JPH10140342A JPH10140342A JP29267496A JP29267496A JPH10140342A JP H10140342 A JPH10140342 A JP H10140342A JP 29267496 A JP29267496 A JP 29267496A JP 29267496 A JP29267496 A JP 29267496A JP H10140342 A JPH10140342 A JP H10140342A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、加速されたイオン
をターゲットに照射してスパッタ蒸発を行ない、基板に
薄膜を形成させるスパッタ装置と、その装置による基板
の成膜方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus for forming a thin film on a substrate by irradiating a target with accelerated ions to perform sputter evaporation, and a method of forming a film on the substrate by the apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来この種類のスパッタ装置には、グロ
ー放電における陰極スパッタを用いるものがある。その
構造の１例は、図２の略図に示すように平行平板電極型
であって、平板型の電極を形成するターゲット３２と、
それに対向するように平行に設けられた電極を形成する
基板ホルダー３４とが、チャンバ３１の中に配設されて
いる。2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of sputtering apparatus, there is an apparatus using cathode sputtering in glow discharge. One example of the structure is a parallel plate electrode type as shown in the schematic diagram of FIG. 2, and a target 32 forming a plate type electrode;
A substrate holder 34 forming an electrode provided in parallel to face the electrode is provided in the chamber 31.
【０００３】チャンバ３１は、不図示の排気装置によっ
て排気されるとともに不活性ガスが供給され、高真空を
保つようになっている。基板ホルダー３４の上には、薄
膜を形成すべき基板１０が載置される。The chamber 31 is evacuated by an exhaust device (not shown) and supplied with an inert gas to maintain a high vacuum. The substrate 10 on which a thin film is to be formed is placed on the substrate holder 34.
【０００４】シャッタ３３は、ターゲット３２と基板ホ
ルダー３４との間の空間に回動可能の軸３３ａによって
旋回可能に保持されており、成膜前にプラズマ状態を整
える際、基板を覆って質の悪い膜が蒸着することを防止
する役目を果している。The shutter 33 is rotatably held by a rotatable shaft 33a in a space between the target 32 and the substrate holder 34, and covers the substrate when forming a plasma state before film formation. It serves to prevent bad films from being deposited.
【０００５】ターゲット３２に高周波電力を印加するこ
とによって両電極の間がグロー放電状態となり、加速さ
れたイオンがターゲットに照射されるとターゲットの原
子や分子が放出されてスパッタ蒸発が発生し、スパッタ
蒸発したターゲット物質は基板にスパッタ蒸着されて薄
膜が形成される。When a high frequency power is applied to the target 32, a glow discharge occurs between the two electrodes. When the accelerated ions are irradiated on the target, atoms and molecules of the target are released, and sputter evaporation occurs. The evaporated target material is sputter-deposited on the substrate to form a thin film.
【０００６】上述のようにスパッタで成膜する場合に
は、基板の温度条件が、膜の密着性、膜の密度および結
晶性等の特性を左右する重要な要素となる。したがって
基板の温度を調節するための種々の加熱装置が用いられ
ている。[0006] When a film is formed by sputtering as described above, the temperature condition of the substrate is an important factor that affects characteristics such as film adhesion, film density and crystallinity. Therefore, various heating devices for adjusting the temperature of the substrate are used.
【０００７】第１の加熱方法は、図２（Ａ）に示すよう
に、基板ホルダー３４の内部に基板加熱のためのヒータ
３５を内臓して、加熱電源によってヒータ３５に通電し
て基板ホルダー３４を加熱することによって、基板ホル
ダー３４上の基板１０を加熱するものである。In the first heating method, as shown in FIG. 2A, a heater 35 for heating a substrate is built in a substrate holder 34, and a current is supplied to the heater 35 by a heating power supply to the substrate holder 34. Is heated to heat the substrate 10 on the substrate holder 34.
【０００８】第２の加熱方法は、図２（Ｂ）に示すよう
に、基板ホルダー３４上の基板１０を照射できるように
配置した、ランプ等の外部放射ヒータ３６の輻射熱で基
板１０を外部から加熱するものである。In the second heating method, as shown in FIG. 2B, the substrate 10 is externally radiated by radiant heat from an external radiant heater 36 such as a lamp, which is arranged so as to irradiate the substrate 10 on the substrate holder 34. It is to be heated.
【０００９】第３の加熱方法は、図２（Ｃ）に示すよう
に、上述の第１と第２の加熱方法を併用するものであ
る。As shown in FIG. 2C, the third heating method uses both the first and second heating methods.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のスパッ
タ装置において、図２（Ａ）に示す第１の加熱方法の、
基板ホルダー内部にヒータを内臓するものは、熱容量の
大きい基板ホルダー全体を加熱するため加熱効率が低
く、また冷却するためには電源を切った後数時間を必要
とするため、短時間に冷却するには空冷又は水冷などの
手段が必要となるという欠点があり、また膜厚を均一に
するため基板ホルダーを回転させる装置を設けたり、基
板に直流電位を与えるいわゆるバイアススパッタ法等を
行なう場合には、基板ホルダーに加熱源を内臓させるこ
とは構造が極めて複雑になるという欠点がある。In the above-mentioned conventional sputtering apparatus, the first heating method shown in FIG.
In the case of a heater with a built-in heater inside the substrate holder, the heating efficiency is low because the entire substrate holder with a large heat capacity is heated, and it takes several hours after the power is turned off to cool. Is disadvantageous in that means such as air cooling or water cooling is required.In addition, when a device for rotating the substrate holder is provided to make the film thickness uniform, or when a so-called bias sputtering method for applying a DC potential to the substrate is performed. However, incorporation of a heating source into the substrate holder has a disadvantage that the structure becomes extremely complicated.
【００１１】上述の図２（Ｂ）に示す第２の加熱方法
の、外部放射の輻射熱を利用するものは、ターゲットと
基板の間の距離が通常３０〜７０ｍｍ程度で成膜が行な
われるため、成膜時に邪魔にならないように輻射ランプ
をターゲットと基板とで形成される空間の外側に配置し
なければならない。従ってターゲットを側方から斜に照
射加熱することになって、基板全体を均一に加熱するこ
とが困難であるという欠点がある。In the above-described second heating method shown in FIG. 2B, which uses radiant heat of external radiation, the film is formed when the distance between the target and the substrate is usually about 30 to 70 mm. The radiation lamp must be arranged outside the space formed by the target and the substrate so as not to disturb the film formation. Therefore, the target is heated obliquely from the side, and it is difficult to uniformly heat the entire substrate.
【００１２】さらに上述の第１と第２の加熱方法を併用
した、図２（Ｃ）に示す第３の加熱方法によっても、上
述したそれぞれの欠点をとり除くことは出来ない。Further, even with the third heating method shown in FIG. 2C in which the above-described first and second heating methods are used in combination, the above-mentioned respective disadvantages cannot be eliminated.
【００１３】本発明の目的は、基板ホルダー上に載置さ
れた基板を加熱するに際し、加熱効率が良くかつ基板の
冷却も効率良く行なわれ、さらに基板ホルダーの構造が
簡単であって、信頼性の高い改善されたスパッタ装置を
提供することにある。An object of the present invention is to heat a substrate placed on a substrate holder with good heating efficiency and efficient cooling of the substrate, and furthermore, to simplify the structure of the substrate holder and improve reliability. And to provide an improved sputtering apparatus having a high performance.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明のスパッタ装置
は、１個以上のターゲットと、基板ホルダーと、ターゲ
ットと基板ホルダーとの間に配設され、基板ホルダー上
に載置された基板を覆う可動のシャッタとを有するスパ
ッタ装置において、可動のシャッタが基板加熱用のヒー
タを具備している。According to the present invention, there is provided a sputtering apparatus provided with at least one target, a substrate holder, and a target placed between the target and the substrate holder to cover a substrate placed on the substrate holder. In a sputtering apparatus having a movable shutter, the movable shutter includes a heater for heating the substrate.
【００１５】望ましい態様としては、ターゲットと基板
ホルダーとが互いに平行な平板電極を形成しており、ま
た可動のシャッタが、基板に近接して位置することが可
能であり、さらに可動のシャッタが、ターゲットと基板
ホルダーとが対向して形成する空間の外からその空間内
に移動し、または空間内から空間外へ移動する手段と、
空間内において基板に近接し、または基板から離れる手
段とを有することが好適である。In a desirable mode, the target and the substrate holder form plate electrodes parallel to each other, and a movable shutter can be positioned close to the substrate. Means for moving into the space from outside the space formed by the target and the substrate holder facing each other, or moving from the space to the outside of the space,
It is preferable to have means for approaching or leaving the substrate in the space.
【００１６】上述のように、可動のシャッタに基板加熱
用ヒータを設けたため、基板ホルダー上に載置された基
板を、成膜前に輻射熱によって近接した位置から短時間
に効率的に所要の温度に加熱することができ、また成膜
時にはシャッタを基板ホルダー上からスパッタリングに
影響を与えぬ位置まで移動させることができ、さらに成
膜後においては、シャッタの熱源を基板から十分に離す
ことができるために、基板の冷却に影響を与えず、した
がって基板の効率的な加熱と冷却を行なうことができる
とともに、基板ホルダーの構造が簡単となる。As described above, since the movable shutter is provided with the heater for heating the substrate, the substrate mounted on the substrate holder can be efficiently heated in a short time from a close position by radiant heat to a required temperature before film formation. In addition, during film formation, the shutter can be moved from above the substrate holder to a position that does not affect sputtering, and after the film formation, the heat source of the shutter can be sufficiently separated from the substrate. Therefore, the cooling of the substrate is not affected, so that the substrate can be efficiently heated and cooled, and the structure of the substrate holder is simplified.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の態様につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明のスパッタ装
置の一例の縦断面の略図である。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a vertical section of an example of the sputtering apparatus of the present invention.
【００１８】スパッタターゲット２は、１個以上のター
ゲット材で平板型に形成された電極で、外部の高周波電
源に接続されている。基板ホルダー４は、ターゲット２
に対向して平行に設けられた対向電極で、薄膜を施すた
めの基板１０を載せて軸の周りに回転することができ
る。The sputter target 2 is a plate-shaped electrode made of one or more target materials, and is connected to an external high frequency power supply. The substrate holder 4 holds the target 2
The substrate 10 on which the thin film is to be applied can be mounted on the counter electrode provided in parallel with the substrate and rotated about an axis.
【００１９】真空チャンバ１は、高周波電源によってグ
ロー放電を行なうターゲット電極２と、対向電極である
基板ホルダー４とを収容する容器で、不図示の排気装置
で排気されるとともに不活性ガスが供給されて高真空を
保つことができる。The vacuum chamber 1 is a container for accommodating a target electrode 2 for performing glow discharge by a high frequency power supply and a substrate holder 4 as a counter electrode, and is evacuated by an exhaust device (not shown) and supplied with an inert gas. To maintain a high vacuum.
【００２０】ターゲット２と基板ホルダー４とで形成さ
れる空間内に、板状のシャッタ３が配設されている。シ
ャッタ３は、回転及び伸縮可能のアーム付軸３ａによっ
て支えられて、軸３ａを中心としてターゲット２及び基
板ホルダー４の面と平行に旋回可能であり、さらに基板
ホルダー４の上に載置された基板１０との間の距離を接
近させたり離隔することができる。A plate-shaped shutter 3 is provided in a space formed by the target 2 and the substrate holder 4. The shutter 3 is supported by a rotatable and extendable shaft 3a with an arm, can rotate around the shaft 3a in parallel with the surface of the target 2 and the substrate holder 4, and is mounted on the substrate holder 4. The distance to the substrate 10 can be reduced or increased.
【００２１】シャッタ３の下面には、基板ホルダー４の
上に載置された基板１０を加熱するための輻射式ヒータ
５が設けられており、加熱電源に接続されている。On the lower surface of the shutter 3, a radiant heater 5 for heating the substrate 10 mounted on the substrate holder 4 is provided and connected to a heating power supply.
【００２２】このように形成されたシャッタ３は、成膜
前の段階において、アーム付軸３ａの回動及び伸縮によ
り、基板ホルダー４上に載置された基板１０の直上に位
置しさらに基板１０との間の距離を所定の値に近接させ
て、輻射ヒータ５に通電することによって、基板１０を
短時間に高い温度まで効率よく予備加熱することができ
る。The shutter 3 thus formed is positioned immediately above the substrate 10 placed on the substrate holder 4 by the rotation and expansion and contraction of the arm-equipped shaft 3a at the stage before film formation. The substrate 10 can be efficiently preheated to a high temperature in a short period of time by energizing the radiant heater 5 with the distance between the substrate 10 and the predetermined value being close to a predetermined value.
【００２３】さらにシャッタ３は、成膜前のプラズマの
状態を整える間、基板１０を覆って質の悪い膜が蒸着す
るのを防ぐ役目を果たす。Further, the shutter 3 plays a role of covering the substrate 10 and preventing deposition of a poor quality film while adjusting the state of the plasma before film formation.
【００２４】またシャッタ３は、成膜中は両電極間のグ
ロー放電に妨げとならない位置まで旋回させて退避する
ことができ、さらに成膜後は基板の冷却に影響を与えぬ
ように、輻射式ヒータ５を十分に基板１０から離隔して
おくことができる。During film formation, the shutter 3 can be turned and retracted to a position where it does not hinder glow discharge between the two electrodes. Further, after the film formation, the shutter 3 is radiated so as not to affect the cooling of the substrate. The heater 5 can be sufficiently separated from the substrate 10.
【００２５】次に、上述のように形成されたスパッタ装
置によって、基板に成膜する方法を述べる。Next, a method for forming a film on a substrate by the sputtering apparatus formed as described above will be described.
【００２６】図１（Ａ）に示すスパッタ装置において、
シャッタ３を基板の装着に邪魔にならない位置まで図１
（Ｂ）に示すように旋回させて退避させた後、薄膜を形
成すべき基板１０を基板ホルダー４の上に載置する。In the sputtering apparatus shown in FIG.
1 until the shutter 3 does not interfere with the mounting of the substrate.
After turning and retracting as shown in (B), the substrate 10 on which a thin film is to be formed is placed on the substrate holder 4.
【００２７】不図示の排気装置を作動させて真空チャン
バ内の大気を排気しつつ、シャッタ３を基板１０の直上
まで旋回させる。このときシャッタの移動が容易となる
ように、シャッタ３と基板ホルダー４との距離が約１０
ｍｍとなるようにあらかじめシャッタ３の上下位置を調
整しておく。While evacuating the atmosphere in the vacuum chamber by operating an exhaust device (not shown), the shutter 3 is turned right above the substrate 10. At this time, the distance between the shutter 3 and the substrate holder 4 is set to about 10 to facilitate the movement of the shutter.
mm, the vertical position of the shutter 3 is adjusted in advance.
【００２８】次にシャッタ３を降下させ、基板１０の表
面が破損しない程度まで近づけて基板１０を覆った後、
シャッタ３の輻射式ヒータ５に通電してヒータ５を加熱
し、基板１０を輻射熱によって所定の温度まで加熱す
る。Next, the shutter 3 is lowered to cover the substrate 10 so that the surface of the substrate 10 is brought close to the extent that the surface of the substrate 10 is not damaged.
The radiation heater 5 of the shutter 3 is energized to heat the heater 5, and the substrate 10 is heated to a predetermined temperature by radiation heat.
【００２９】次にターゲット２に高周波電力を印加して
プラズマ放電を開始させ、不活性ガスを真空チャンバ１
内に導入してチャンバ内を所定の真空度に保つように調
整するとともに、高周波電源を調整してプラズマ放電を
安定させる。Next, high-frequency power is applied to the target 2 to start plasma discharge, and an inert gas is supplied to the vacuum chamber 1.
The chamber is adjusted so that the inside of the chamber is maintained at a predetermined degree of vacuum, and the high frequency power supply is adjusted to stabilize the plasma discharge.
【００３０】真空度が所定の値となり放電が安定した
後、シャッタ３を基板１０から離して旋回させ、放電の
妨げとならない位置まで退避させてスパッタ成膜を開始
する。基板１０が所定の膜厚に成膜後高周波電源を切
る。After the degree of vacuum reaches a predetermined value and the discharge is stabilized, the shutter 3 is turned away from the substrate 10 and retracted to a position where it does not hinder the discharge, thereby starting sputter deposition. After the substrate 10 is formed to a predetermined thickness, the high-frequency power supply is turned off.
【００３１】基板１０が冷却して所定の温度に達したと
き、チャンバ１内に大気を導入して更に基板１０を所定
の温度まで冷却させた後、基板１０をチャンバ１から取
り出して成膜工程を終了する。When the substrate 10 cools and reaches a predetermined temperature, air is introduced into the chamber 1 to further cool the substrate 10 to a predetermined temperature. To end.
【００３２】[0032]
実施例１ ガラス基板に石英膜を施す例 図１のスパッタ装置において、直径２００ｍｍのガラス
基板１０を基板ホルダー４上に装着する。真空チャンバ
１を排気するとともに、シャッタ３を基板ホルダー４を
覆う位置にセットし、シャッタ３に設けられた輻射式ヒ
ータ５を作動させる。輻射式ヒータ５に約１．５Ｋｗの
電力を投入することによって、ガラス基板１０は５分で
１００℃、１０分で２００℃、２０分で約３００℃の温
度に到達した。Example 1 Example of Applying Quartz Film to Glass Substrate In the sputtering apparatus shown in FIG. The vacuum chamber 1 is evacuated, the shutter 3 is set at a position covering the substrate holder 4, and the radiant heater 5 provided on the shutter 3 is operated. The glass substrate 10 reached a temperature of 100 ° C. for 5 minutes, 200 ° C. for 10 minutes, and about 300 ° C. for 20 minutes by supplying about 1.5 Kw of power to the radiant heater 5.
【００３３】次にターゲット２に高周波電力を印加し、
プラズマ放電を開始した。アルゴンガスを真空チャンバ
１に導入し、チャンバ内圧力を３０ｍｍＴｏｒｒとし、
また高周波のマッチングを調整して放電を安定させ、シ
ャッタ３を基板上から退避させて成膜を開始した。約１
μｍ厚の石英膜を成膜した後プラズマ放電を停止した。
その時の基板１０の温度は３００℃を維持していた。放
電停止後基板は冷却を始め、約３０分後に１００℃以下
となった。１００℃の温度においてチャンバ１内に常温
の大気を導入し、５分後に基板を取り出した時には基板
は約５０℃に冷却されていた。ガラス基板は、１００℃
における大気の導入および５０℃における取り出し時の
両熱衝撃に対して、破損することがなかった。Next, high-frequency power is applied to the target 2,
A plasma discharge was started. Argon gas was introduced into the vacuum chamber 1, the pressure in the chamber was set to 30 mmTorr,
The high frequency matching was adjusted to stabilize the discharge, and the film was started by retracting the shutter 3 from above the substrate. About 1
After forming a quartz film having a thickness of μm, the plasma discharge was stopped.
The temperature of the substrate 10 at that time was maintained at 300 ° C. After the discharge was stopped, the substrate started to cool, and after about 30 minutes the temperature became 100 ° C. or less. At room temperature, the room temperature air was introduced into the chamber 1 at a temperature of 100 ° C., and after 5 minutes, the substrate was taken out and the substrate was cooled to about 50 ° C. 100 ° C for glass substrate
No damage was caused by both the thermal shock at the time of the introduction of air at 50 ° C. and the removal at 50 ° C.
【００３４】実施例２ ステンレス基板に窒化チタン膜を成膜する例 図１のスパッタ装置において、直径２００ｍｍのステン
レス基板１０を基板ホルダー４に装着する。真空チャン
バ１を排気するとともに、シャッタ３を基板ホルダー４
を覆う位置に移動する。その時のシャッタ３と基板ホル
ダー４との間の距離は、シャッタの移動が容易となるよ
うに１０ｍｍにセットした。シャッタ３を基板ホルダー
４の真上に移動後、シャッタ３を基板１０の表面が破損
しない程度に近づけ、輻射式ヒータ５を作動させた。約
１．５Ｋｗの電力を投入した結果、ステンレス基板１０
は５分で２００℃、１０分で３００℃、２０分で５００
℃の温度に到達した。Example 2 Example of Forming a Titanium Nitride Film on a Stainless Steel Substrate In the sputtering apparatus shown in FIG. 1, a stainless steel substrate 10 having a diameter of 200 mm is mounted on a substrate holder 4. The vacuum chamber 1 is evacuated, and the shutter 3 is moved to the substrate holder 4.
Move to a position that covers. At this time, the distance between the shutter 3 and the substrate holder 4 was set to 10 mm so that the shutter could be easily moved. After moving the shutter 3 right above the substrate holder 4, the shutter 3 was brought close to such a degree that the surface of the substrate 10 was not damaged, and the radiation heater 5 was operated. When about 1.5 Kw of power was applied, the stainless steel substrate 10
Is 200 ° C in 5 minutes, 300 ° C in 10 minutes, 500 in 20 minutes
C. was reached.
【００３５】ターゲット２に高周波電力を投入してプラ
ズマ放電を開始した。アルゴンガスを真空チャンバ１内
に導入し、チャンバ内圧力を３０ｍｍＴｏｒｒとし、ま
た高周波のマッチングを調整して放電を安定させ、シャ
ッタ３を基板１０から離し、さらに旋回して退避させた
後スパッタ成膜を開始した。約１μｍ厚の窒化チンタン
膜を成膜後シャッタ３を開いた状態で高周波電源を切
り、基板１０の冷却を開始し、約３０分後１００℃の温
度に低下してからチャンバ１に大気を導入し基板１０を
取り出した。その時の基板は５０℃に冷却されており、
短時間で成膜を完了した。High-frequency power was applied to the target 2 to start plasma discharge. Argon gas is introduced into the vacuum chamber 1, the pressure in the chamber is set to 30 mmTorr, the high-frequency matching is adjusted to stabilize the discharge, the shutter 3 is separated from the substrate 10, and the shutter 3 is further turned and retracted, followed by sputtering. Started. After forming a tin nitride film having a thickness of about 1 μm, the high frequency power supply is turned off with the shutter 3 opened, the cooling of the substrate 10 is started, and the temperature is reduced to 100 ° C. about 30 minutes later, and then the atmosphere is introduced into the chamber 1 Then, the substrate 10 was taken out. The substrate at that time was cooled to 50 ° C,
The film formation was completed in a short time.
【００３６】実施例３ シリコン基板に石英膜を成膜する例 図１のスパッタ装置において、直径２００ｍｍのシリコ
ン基板１０を基板ホルダー４に装着する。真空チャンバ
１を排気するとともに、シャッタ３を基板ホルダー４を
覆う位置に移動する。Example 3 Example of Forming a Quartz Film on a Silicon Substrate In the sputtering apparatus shown in FIG. 1, a silicon substrate 10 having a diameter of 200 mm is mounted on a substrate holder 4. The vacuum chamber 1 is evacuated, and the shutter 3 is moved to a position covering the substrate holder 4.
【００３７】ターゲット２に高周波電力を印加し、プラ
ズマ放電を開始した。アルゴンガスを真空チャンバ１に
導入し、チャンバ内圧力を３０ｍｍＴｏｒｒとし、また
高周波のマッチングを調整して放電を安定させ、シャッ
タ３を基板上から退避させて成膜を開始した。約１μｍ
厚の石英膜を成膜した後、プラズマ放電を停止した。A high frequency power was applied to the target 2 to start a plasma discharge. Argon gas was introduced into the vacuum chamber 1, the pressure in the chamber was set to 30 mmTorr, the high frequency matching was adjusted to stabilize the discharge, and the shutter 3 was retracted from the substrate to start film formation. About 1μm
After forming the thick quartz film, the plasma discharge was stopped.
【００３８】次にシャッタ３が、基板ホルダー４の直上
において基板ホルダー４との間の距離が約１０ｍｍとな
るようにセットした後、シャッタ３が基板ホルダー４を
覆う位置に移動させ、さらにシャッタ３を基板にほぼ接
触する程度にまで近づけて輻射式ヒータ５を作動させ
た。約３Ｋｗの電力を投入することによって、シリコン
基板１０は５分後に３００℃、１０分後に５００℃、２
０分後に約６００℃の温度に達した。Next, the shutter 3 is set so that the distance between the shutter 3 and the substrate holder 4 immediately above the substrate holder 4 is about 10 mm, and then the shutter 3 is moved to a position covering the substrate holder 4. The radiation heater 5 was actuated by bringing the heater closer to such a degree as to almost contact the substrate. By supplying about 3 Kw of power, the silicon substrate 10 is heated to 300 ° C. after 5 minutes, 500 ° C.
After 0 minutes, a temperature of about 600 ° C. was reached.
【００３９】シリコン基板１０の応力歪を除去するため
に、約６００℃に保ったまゝ１時間基板に熱処理を加え
た。その後、シャッタ３を退避させてヒータ５の電源を
切り、シリコン基板１０の冷却を開始した。約３０分経
過後基板の温度は２００℃に、４０分後１００℃まで低
下した。チャンバ１に大気を導入した後基板１０を取り
出した時には、基板は約５０℃まで冷却されており、短
時間で成膜と熱処理を行なう事ができた。In order to remove the stress strain of the silicon substrate 10, a heat treatment was applied to the substrate for one hour while maintaining the temperature at about 600.degree. Thereafter, the shutter 3 was retracted, the power of the heater 5 was turned off, and the cooling of the silicon substrate 10 was started. After about 30 minutes, the temperature of the substrate dropped to 200 ° C., and after 40 minutes to 100 ° C. When the substrate 10 was taken out after introducing the atmosphere into the chamber 1, the substrate was cooled to about 50 ° C., and the film formation and heat treatment could be performed in a short time.
【００４０】[0040]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ターゲッ
トと基板ホルダーとの間に可動に配設されたシャッタ
に、基板加熱用の輻射式ヒータを設けたため、基板ホル
ダー上に載置された基板を効率良く加熱及び冷却するこ
とができ、さらに基板ホルダーの構造が簡単となって、
信頼性が高くかつ効率的なスパッタ装置が得られるとい
う効果を奏する。As described above, according to the present invention, since the radiant heater for heating the substrate is provided on the shutter movably disposed between the target and the substrate holder, the shutter is mounted on the substrate holder. The substrate can be efficiently heated and cooled, and the structure of the substrate holder is simplified,
There is an effect that a highly reliable and efficient sputtering apparatus can be obtained.
【図１】図１（Ａ）は、本発明のスパッタ装置の縦断面
略図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の装置においてシャッタ
を退避させた図である。FIG. 1A is a schematic longitudinal sectional view of a sputtering apparatus of the present invention, and FIG. 1B is a view in which a shutter is retracted in the apparatus of FIG. 1A.
【図２】従来の技術によるスパッタ装置の縦断面略図で
あって、図２（Ａ）はヒータ内臓基板ホルダーを含む
図、図２（Ｂ）は外部放射ヒータを含む図、図２（Ｃ）
はヒータを併用した図である。2A and 2B are schematic vertical cross-sectional views of a sputtering apparatus according to the related art, in which FIG. 2A includes a substrate holder with a built-in heater, FIG. 2B includes an external radiation heater, and FIG.
FIG. 3 is a diagram in which a heater is used together.
【符号の説明】 １、３１ 真空チャンバ ２、３２ ターゲット ３、３３ シャッタ ３ａ、３３ａ アーム付軸 ４、３４ 基板ホルダー ５ 輻射式ヒータ １０ 基板 ３０ スパッタ装置 ３５ 加熱ヒータ ３６ 外部放射ヒータ[Description of Signs] 1, 31 Vacuum chamber 2, 32 Target 3, 33 Shutter 3a, 33a Shaft with arm 4, 34 Substrate holder 5 Radiant heater 10 Substrate 30 Sputtering device 35 Heater 36 External radiation heater
Claims (6)
と、前記ターゲットと基板ホルダーとの間に配設され、
該基板ホルダー上に載置された基板を覆う、可動のシャ
ッタとを有するスパッタ装置において、 前記可動のシャッタが基板加熱用のヒータを具備するこ
とを特徴とするスパッタ装置。1. A method according to claim 1, wherein the at least one target is disposed on a substrate holder, and the target is disposed between the target and the substrate holder.
A sputtering apparatus having a movable shutter that covers a substrate placed on the substrate holder, wherein the movable shutter includes a heater for heating the substrate.
が、互いに平行な平板電極を形成する、請求項１に記載
のスパッタ装置。2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the target and the substrate holder form plate electrodes parallel to each other.
して位置することが可能である、請求項１または２に記
載のスパッタ装置。3. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the movable shutter can be positioned close to the substrate.
と前記基板ホルダーとが対向して形成する空間の外から
該空間内に移動し、または該空間内から該空間の外へ移
動する手段と、前記空間内において前記基板に近接し、
または基板から離れる手段とを有する、請求項１ないし
３に記載のスパッタ装置。4. A means for moving the movable shutter from outside the space formed by the target and the substrate holder to face each other, or moving from the inside of the space to the outside of the space; Close to the substrate in the space,
4. The sputtering apparatus according to claim 1, further comprising means for separating from the substrate.
板加熱用ヒータが、輻射式ヒータである請求項１ないし
４に記載のスパッタ装置。5. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the substrate heating heater provided in the movable shutter is a radiation heater.
トと、基板ホルダーと、前記ターゲットと基板ホルダー
との間に配設され、該基板ホルダー上に載置される基板
を覆うことができ、かつ該基板を加熱するための輻射式
ヒータを有する可動のシャッタとを含むスパッタ装置に
おいて、 前記シャッタを前記基板ホルダーから退避させ、該基板
ホルダー上に薄膜を形成すべき基板を載置し、 前記真空チャンバを排気するとともに、前記シャッタで
前記基板を覆い、 前記輻射式ヒータを作動させて前記基板を所定の温度に
加熱し、 前記ターゲットに所定の高周波電力を印加してプラズマ
放電を開始し、 不活性ガスを前記真空チャンバ内に導入し、該チャンバ
内を所定の圧力に保ちつつ前記高周波を調節してプラズ
マ放電を安定させ、 前記シャッタを前記基板を覆う位置から退避させ、 前記基板に所定の厚さの薄膜を成膜させた後放電を停止
し、 前記基板の温度が所定の温度まで冷却したとき、前記チ
ャンバ内に大気を導入してさらに冷却し、 前記基板が所定の温度に達したとき、該基板を前記チャ
ンバ内から取り出す基板の成膜方法。6. A vacuum chamber, wherein at least one target, a substrate holder, and a substrate disposed between the target and the substrate holder, the substrate mounted on the substrate holder can be covered, And a movable shutter having a radiant heater for heating the substrate, wherein the shutter is retracted from the substrate holder, and a substrate on which a thin film is to be formed is placed on the substrate holder; While evacuating the vacuum chamber, covering the substrate with the shutter, operating the radiant heater to heat the substrate to a predetermined temperature, applying a predetermined high-frequency power to the target to start plasma discharge, An inert gas is introduced into the vacuum chamber, and the high frequency is adjusted while maintaining a predetermined pressure in the chamber to stabilize the plasma discharge. The discharger is retracted from a position covering the substrate, a discharge is stopped after a thin film having a predetermined thickness is formed on the substrate, and when the temperature of the substrate is cooled to a predetermined temperature, air is introduced into the chamber. And further cooling the substrate, and when the substrate reaches a predetermined temperature, removing the substrate from the chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29267496A JPH10140342A (en) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | Sputtering system and film formation of substrate by using the system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29267496A JPH10140342A (en) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | Sputtering system and film formation of substrate by using the system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10140342A true JPH10140342A (en) | 1998-05-26 |
Family
ID=17784839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29267496A Pending JPH10140342A (en) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | Sputtering system and film formation of substrate by using the system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10140342A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056556A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-15 | Nissin Electric Co., Ltd. | Method and device for forming silicon dot and silicon dot and method and device for forming substrate with insulating film |
| US20160032446A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Tokyo Electron Limited | Film forming apparatus and film forming method |
| US10309005B2 (en) | 2013-10-30 | 2019-06-04 | Tokyo Electron Limited | Deposition device and deposition method |
-
1996
- 1996-11-05 JP JP29267496A patent/JPH10140342A/en active Pending
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| US10309005B2 (en) | 2013-10-30 | 2019-06-04 | Tokyo Electron Limited | Deposition device and deposition method |
| US20160032446A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Tokyo Electron Limited | Film forming apparatus and film forming method |
| US9551060B2 (en) * | 2014-07-31 | 2017-01-24 | Tokyo Electron Limited | Film forming apparatus and film forming method |
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