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JPH11256323A - Sputtering method and apparatus - Google Patents

Sputtering method and apparatus

Info

Publication number
JPH11256323A
JPH11256323A JP10061317A JP6131798A JPH11256323A JP H11256323 A JPH11256323 A JP H11256323A JP 10061317 A JP10061317 A JP 10061317A JP 6131798 A JP6131798 A JP 6131798A JP H11256323 A JPH11256323 A JP H11256323A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
chamber
sputtering
film
regeneration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10061317A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isamu Aokura
勇 青倉
Takahiro Takizawa
貴博 滝澤
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP10061317A priority Critical patent/JPH11256323A/en
Publication of JPH11256323A publication Critical patent/JPH11256323A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reproduce a target without opening a vacuum chamber to the atmosphere and to reduce the variation of film thickness and the distribution of the thickness by forming the film of the material having almost the same quality as the target material as a target for spattering in the vacuum chamber and reproducing the target before or after completing the service life. SOLUTION: The pressure in the vacuum vessel 1 in which argon gas is introduced is adjusted and the voltage is impressed to a spattering electrode 8, and then, at the time of repeating the formation of the alumina film on a substrate 12, annular eroded parts 70 are formed on the surface of the target 7. When the integrated watt to the spattering electrode 8 becomes a prescribed value, the spattering electrode 8 is turned at 180 deg. with a motor 82 and the surface of target 7 is opposed to a reproducing unit 21. In this state, the pressure in the vacuum vessel 1 introducing the argon gas is adjusted, and the power and alumina power are supplied and then, the alumina terminal-spraying is executed by opening a shutter 28 for reproducing unit and shifting the reproducing unit along the shape of the eroded parts 70 on the target 7, to reproduce the eroded parts 70 with the alumina layer having the same quality as the target 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜形成技術の一
つのスパッタリング方法及び装置に関し、特にマグネト
ロンスパッタリング装置におけるターゲットの再生方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering method and an apparatus for forming a thin film, and more particularly to a method for regenerating a target in a magnetron sputtering apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】スパッタリング法は、一般に低真空雰囲
気で気体放電を起こすことによりプラズマを発生させ、
プラズマの陽イオンをカソードと呼ばれる負極に設置さ
れたターゲットに衝突させ、衝突によりスパッタされた
粒子を基板に付着させて薄膜を生成する方法である。こ
のスパッタリング法は組成の制御や装置の操作が比較的
簡単であることから、広く成膜過程に使用されている。
2. Description of the Related Art Sputtering generally generates plasma by causing gas discharge in a low vacuum atmosphere.
This is a method in which cations of plasma collide with a target provided on a negative electrode called a cathode, and particles sputtered by the collision adhere to a substrate to form a thin film. This sputtering method is widely used in the film formation process because the control of the composition and the operation of the apparatus are relatively simple.

【0003】しかし、従来のスパッタリング法は真空蒸
着法などに比べ、薄膜生成速度が遅いという欠点を有し
ていた。このため、永久磁石や電磁石を磁気回路として
用いてターゲット付近に磁場を形成するマグネトロンス
パッタリング法が考案され、薄膜の形成速度を向上し、
半導体部品や電子部品等の製造工程においてスパッタリ
ング法による薄膜形成の量産化を可能にした。
[0003] However, the conventional sputtering method has a drawback that a thin film formation rate is lower than that of a vacuum evaporation method or the like. For this reason, a magnetron sputtering method has been devised in which a permanent magnet or an electromagnet is used as a magnetic circuit to form a magnetic field near a target, thereby improving the thin film formation speed.
In the manufacturing process of semiconductor parts and electronic parts, mass production of thin film formation by a sputtering method is enabled.

【0004】図15に従来のマグネトロンスパッタリン
グ装置の構成を示す。図15において、1は真空槽、2
は真空ポンプによって排気される真空槽1の真空排気
口、3は真空槽1の圧力を制御するための可動バルブ、
4は真空槽1へのガス導入管、5はガス導入管4に取付
けられたガス流量制御器である。6はガス導入管4から
真空槽1内に導入される放電ガスで、通常アルゴンガス
を用いる。7はターゲット、8はスパッタリング電極、
9は放電用電源、10はターゲット6の裏面に配置され
た磁石、11は基板ホルダである。12は基板で、その
上に薄膜を形成する。
FIG. 15 shows the configuration of a conventional magnetron sputtering apparatus. In FIG. 15, 1 is a vacuum chamber, 2
Is a vacuum exhaust port of the vacuum chamber 1 evacuated by a vacuum pump, 3 is a movable valve for controlling the pressure of the vacuum chamber 1,
Reference numeral 4 denotes a gas introduction pipe to the vacuum tank 1, and reference numeral 5 denotes a gas flow controller attached to the gas introduction pipe 4. Reference numeral 6 denotes a discharge gas introduced from the gas introduction pipe 4 into the vacuum chamber 1, which is usually argon gas. 7 is a target, 8 is a sputtering electrode,
Reference numeral 9 denotes a discharge power supply, 10 denotes a magnet arranged on the back surface of the target 6, and 11 denotes a substrate holder. Reference numeral 12 denotes a substrate on which a thin film is formed.

【0005】次に、以上のように構成されたスパッタリ
ング装置の動作を説明する。まず、真空槽1内を真空排
気口2から真空ポンプで10-7Torr程度にまで排気
する。次に真空槽1の一端に接続されたガス導入管4を
介して真空槽1内に放電ガス6を導入し、真空槽1内の
圧力を可動バルブ3を用いて10-3〜10-2Torr程
度に保つ。ターゲット7を取付けたスパッタリング電極
8に直流あるいは高周波のスパッタリング用電源9によ
り負の電圧または高周波電圧を印加すると、電源9によ
る電場とターゲット7の裏面に配置された磁石10によ
る磁場との作用でターゲット7表面近傍に放電によるプ
ラズマを発生し、スパッタリング現象が起こり、ターゲ
ット7から放出されたスパッタ粒子により基板ホルダ1
1に設置された基板12上に薄膜が形成される。
Next, the operation of the sputtering apparatus configured as described above will be described. First, the inside of the vacuum chamber 1 is evacuated from the vacuum exhaust port 2 to about 10 -7 Torr by a vacuum pump. Next, a discharge gas 6 is introduced into the vacuum chamber 1 through a gas introduction pipe 4 connected to one end of the vacuum chamber 1, and the pressure in the vacuum chamber 1 is adjusted to 10 −3 to 10 −2 using the movable valve 3. Keep at about Torr. When a negative voltage or a high frequency voltage is applied to the sputtering electrode 8 to which the target 7 is attached by a DC or high frequency sputtering power supply 9, the electric field generated by the power supply 9 and the magnetic field generated by the magnet 10 disposed on the back surface of the target 7 act on the target. Plasma is generated by discharge in the vicinity of the surface 7, and a sputtering phenomenon occurs.
A thin film is formed on the substrate 12 placed on the substrate 1.

【0006】スパッタリング装置では、スパッタリング
用電源9によるスパッタリング電極8への電力の印加時
間とともにターゲット7の侵食が進行する。そして、タ
ーゲット7の侵食の最深部が所定の厚さになったときタ
ーゲット7は寿命となり、新たなターゲット7と交換す
る必要がある。
In the sputtering apparatus, the erosion of the target 7 progresses with the application time of power to the sputtering electrode 8 by the power supply 9 for sputtering. Then, when the deepest part of the erosion of the target 7 reaches a predetermined thickness, the target 7 reaches the end of its life and needs to be replaced with a new target 7.

【0007】一般にマグネトロンスパッタリング装置の
場合、ターゲット寿命時のターゲット利用効率(1−
(寿命時のターゲット重量)/(使用前のターゲット重
量))は20〜30%と極めて悪い。そこで、例えば特
開平2−259071号公報に記載のようにターゲット
裏面に配置した磁石10を成膜中に移動するなどしてタ
ーゲット利用効率を高める試みが多数なされている。
Generally, in the case of a magnetron sputtering apparatus, the target utilization efficiency (1−
(Target weight during life) / (Target weight before use)) is extremely poor at 20 to 30%. Therefore, many attempts have been made to increase the target utilization efficiency by, for example, moving the magnet 10 disposed on the back surface of the target during film formation as described in JP-A-2-259907.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、ターゲットの長寿命化が達成したとして
も、ターゲットの交換は必ず行う必要があり、ターゲッ
トの交換作業はスパッタリング装置の稼働率を低下させ
るだけでなく、真空槽を一旦大気開放する必要があるた
め、真空槽内のあらゆる部材に水分などの不純物ガスが
付着し、膜中ヘの不純ガス混入などにより製品の歩留り
を悪くするという問題があった。
However, in the above conventional configuration, even if the life of the target is prolonged, the target must be replaced without fail, and the replacement of the target lowers the operating rate of the sputtering apparatus. In addition to this, it is necessary to open the vacuum chamber to the atmosphere, which causes impurities such as moisture to adhere to all members in the vacuum chamber and impairs the yield of products due to contamination of the film with impurity gases. was there.

【0009】一方、ターゲットの侵食の進行は、ターゲ
ットの表面形状を変化させるため、ターゲットから放出
されたスパッタ粒子の放出角度の分布がターゲットの侵
食に伴って変化し、ターゲット使用初期から寿命時にか
けて基板に形成される薄膜の膜厚及びその分布が変化す
るため、一定の膜厚範囲に制御することが困難であると
いう問題があった。
On the other hand, the progress of the erosion of the target changes the surface shape of the target, so that the distribution of the emission angle of the sputtered particles emitted from the target changes with the erosion of the target. Since the thickness and the distribution of the thin film formed on the substrate change, there has been a problem that it is difficult to control the thickness within a certain range.

【0010】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ター
ゲット再生を真空槽を大気開放することなく行うことが
でき、かつ膜厚及びその分布の変化を小さくできるスパ
ッタリング方法及び装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a sputtering method and apparatus capable of performing target regeneration without exposing a vacuum chamber to the atmosphere and reducing changes in film thickness and distribution thereof. It is an object.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のスパッタリング
方法は、真空槽内でプラズマを発生させてその陽イオン
をターゲットに衝突させ、衝突によりスパッタされた粒
子を基板に付着させて薄膜を生成するスパッタリング方
法において、真空槽内でターゲットにターゲット材料と
大略同質の材料を成膜形成して寿命前あるいは寿命後の
ターゲットを再生するものであり、真空槽を大気開放す
ることなくターゲット再生を行うことができ、膜厚及び
その分布の変化を小さくできる。
According to the sputtering method of the present invention, a plasma is generated in a vacuum chamber and its cations collide with a target, and particles sputtered by the collision adhere to a substrate to form a thin film. In the sputtering method, a material having substantially the same quality as the target material is formed as a film in a vacuum chamber to regenerate the target before or after the life, and the target is regenerated without opening the vacuum chamber to the atmosphere. And changes in the film thickness and its distribution can be reduced.

【0012】好適には、溶射法により成膜形成すること
ができる。また、再生中の真空槽内の圧力を大気圧以下
とし、また真空槽内の圧力を一定の圧力に圧力制御しな
がら再生を行うことができる。また積算印加電力が一定
値に達するごとにターゲット再生を行うことができる。
Preferably, a film can be formed by a thermal spraying method. Further, the regeneration can be performed while the pressure in the vacuum chamber during the regeneration is set to the atmospheric pressure or less and the pressure in the vacuum chamber is controlled to a constant pressure. Also, target reproduction can be performed each time the integrated applied power reaches a certain value.

【0013】また、本発明のスパッタリング装置は、タ
ーゲットを用いてスパッタリングを行うスパッタリング
装置において、真空槽内に成膜手段を配置し、ターゲッ
トにターゲットと大略同質の材料を形成できるようにし
たものであり、真空槽を大気開放することなくターゲッ
ト再生を行うことができ、膜厚及びその分布の変化を小
さくできる。
[0013] The sputtering apparatus of the present invention is a sputtering apparatus for performing sputtering using a target, wherein a film forming means is disposed in a vacuum chamber so that a material of substantially the same quality as the target can be formed on the target. In addition, the target can be regenerated without exposing the vacuum chamber to the atmosphere, and a change in the film thickness and its distribution can be reduced.

【0014】好適には、成膜手段が溶射法による成膜手
段にて構成され、また真空槽内の圧力を一定の圧力に圧
力制御するように構成され、また積算印加電力検出手段
を設け、積算印加電力が一定値に達するごとにターゲッ
トの再生を行うように構成される。
Preferably, the film forming means is constituted by a film forming means by a thermal spraying method, the pressure in the vacuum chamber is controlled to a constant pressure, and an integrated applied power detecting means is provided. The target is regenerated every time the integrated applied power reaches a certain value.

【0015】また、真空槽の中央部にスパッタリング電
極を回転可能に配設し、真空槽の内周壁に沿って1又は
複数の基板とターゲット再生手段を配設してスパッタリ
ング電極が基板又はターゲット再生手段に選択的に対向
するように構成され、その場合に基板に対する成膜時に
ターゲット再生手段に対する膜付着を防止するシャッタ
と、ターゲット再生時に基板に対する膜付着を防止する
シャッタとを設けるか、スパッタリング電極に、成膜及
び再生の相互の膜付着を防止するための防着板を設ける
のが好ましい。
A sputtering electrode is rotatably arranged at the center of the vacuum chamber, and one or more substrates and target regeneration means are arranged along the inner peripheral wall of the vacuum chamber so that the sputtering electrode can be used to regenerate the substrate or target. A shutter for preventing film adhesion to the target regenerating means during film formation on the substrate, and a shutter for preventing film adhesion to the substrate during target regeneration. It is preferable to provide an anti-adhesion plate for preventing mutual film adhesion during film formation and reproduction.

【0016】また、真空槽内を基板が配設された成膜室
とターゲット再生手段が配設された再生室に仕切ると、
成膜と再生をそれぞれ専用室で行うことができる。
Further, when the inside of the vacuum chamber is partitioned into a film formation chamber in which the substrate is provided and a regeneration chamber in which the target regeneration means is provided,
Film formation and regeneration can each be performed in dedicated rooms.

【0017】また、スパッタリング電極を成膜室と再生
室の間を移動可能に構成すると、択一的に成膜と再生を
行うことができ、その場合スパッタリング電極に、成膜
室と再生室のいずれかに位置する状態でその室をシール
する手段を設けるとスパッタリング電極を移動するだけ
で使用する室のシールが確保される。
If the sputtering electrode is configured to be movable between the film formation chamber and the regeneration chamber, film formation and regeneration can be performed alternatively. In this case, the sputtering electrode is provided between the film formation chamber and the regeneration chamber. If a means for sealing the chamber is provided in any state, the sealing of the chamber to be used is ensured only by moving the sputtering electrode.

【0018】また、スパッタリングによる成膜及びター
ゲットの再生を同時に行えるように構成することもでき
る。具体的には、回転及び軸芯方向に移動可能なステー
ジを設けるとともにその軸芯の周囲に成膜室と再生室を
配設し、ステージにそれぞれ成膜室と再生室に対応する
複数のスパッタリング電極を配設し、ステージの軸芯移
動によって各室をシールした状態と回転可能状態に切り
換え、ステージの回転によって任意のスパッタリング電
極を成膜室又は再生室に対向させるように構成できる。
It is also possible to configure so that film formation by sputtering and regeneration of the target can be performed simultaneously. Specifically, a stage that can be rotated and moved in the axial direction is provided, and a film forming chamber and a regeneration chamber are provided around the axis, and a plurality of sputtering chambers corresponding to the film forming chamber and the regeneration chamber are provided on the stage, respectively. Electrodes are provided, and the chambers are switched between a sealed state and a rotatable state by moving the axis of the stage, and an arbitrary sputtering electrode can be opposed to the film forming chamber or the regeneration chamber by rotating the stage.

【0019】また、本発明のターゲット製造方法は、タ
ーゲット形状に対応する枠内にプラズマ溶射法にてター
ゲット材料を溶射するものである。
Further, in the target manufacturing method of the present invention, a target material is sprayed by a plasma spraying method in a frame corresponding to a target shape.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施形態におけ
るスパッタリング装置におけるターゲット再生方法につ
いて図を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A target regeneration method in a sputtering apparatus according to each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】(第1の実施形態)まず、第1の実施形態
について図1〜図5を参照して説明する。図1はターゲ
ットの再生方法を実施するためのスパッタリング装置の
平面図、図2は同正面図、図3はターゲット再生中の状
態を示す正面図である。
(First Embodiment) First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view of a sputtering apparatus for carrying out a target regeneration method, FIG. 2 is a front view of the same, and FIG. 3 is a front view showing a state during target regeneration.

【0022】図1〜図3において、1は真空槽、2は真
空槽1に備えられかつ真空ポンプに通じた真空排気口、
3は真空槽内の圧力を一定圧力に制御するための可動バ
ルブ、4は真空槽1に備えられたガス導入管、5はガス
導入管4に取付けられたガス流量制御器である。6はガ
ス導入管4から真空槽1内に導入される放電ガスで、通
常はアルゴンガスが用いられている。7は真空槽1内に
配置されたアルミナからなるターゲット、8はターゲッ
ト7を支持するスパッタリング電極で絶縁体80を介し
て冷却水を導入可能なシャフト81により真空槽1に取
付けられている。また、シャフト81はモータ82に連
結されている。9はスパッタリング電極8に高周波電圧
を印加する放電用の高周波電源、10はターゲット7の
裏面に配置された磁石、11は真空槽1内のターゲット
7に対向する位置に配置された基板ホルダである。12
は基板ホルダ11に保持される基板で、この上に薄膜を
形成する。21はターゲット再生ユニットで、図4に示
すように、タングステンからなるカソード22、銅から
なるアノード23及び粉末供給管24、ガス供給管2
5、電力供給用配線26から構成されている。27は基
板用シャッタで、ターゲット再生中に再生ユニット21
からの基板12及び基板ホルダ11への膜付着を防止す
る。28は再生ユニット用シャッタで、スパッタリング
による成膜中ターゲット7からのスパッタ粒子の再生ユ
ニット21への付着を防止する。
1 to 3, reference numeral 1 denotes a vacuum tank, 2 denotes a vacuum exhaust port provided in the vacuum tank 1 and connected to a vacuum pump;
Reference numeral 3 denotes a movable valve for controlling the pressure in the vacuum chamber to a constant pressure, 4 denotes a gas introduction pipe provided in the vacuum chamber 1, and 5 denotes a gas flow controller attached to the gas introduction pipe 4. Reference numeral 6 denotes a discharge gas introduced from the gas introduction pipe 4 into the vacuum chamber 1, which is usually argon gas. Reference numeral 7 denotes a target made of alumina placed in the vacuum chamber 1, and reference numeral 8 denotes a sputtering electrode for supporting the target 7, which is attached to the vacuum chamber 1 by a shaft 81 through which an insulator 80 can introduce cooling water. Further, the shaft 81 is connected to a motor 82. Reference numeral 9 denotes a high-frequency power source for discharge for applying a high-frequency voltage to the sputtering electrode 8, 10 a magnet disposed on the back surface of the target 7, and 11 a substrate holder disposed at a position facing the target 7 in the vacuum chamber 1. . 12
Is a substrate held by the substrate holder 11, on which a thin film is formed. Reference numeral 21 denotes a target regeneration unit, as shown in FIG. 4, a cathode 22 made of tungsten, an anode 23 made of copper, a powder supply pipe 24, and a gas supply pipe 2.
5, the power supply wiring 26. Reference numeral 27 denotes a substrate shutter, which is a playback unit 21 during target playback.
This prevents film from adhering to the substrate 12 and the substrate holder 11. Reference numeral 28 denotes a shutter for a reproducing unit, which prevents sputter particles from the target 7 from adhering to the reproducing unit 21 during film formation by sputtering.

【0023】以下に本実施形態の動作を説明する。真空
槽1内にアルゴンガスを導入し、真空槽1内の圧力を可
動バルブ3及びガス流量制御器5によって10mTor
rに調圧した後、高周波電源9によってスパッタリング
電極8に電圧を印加し、基板シャッタ27を開け、基板
12上にアルミナ膜を形成する。このスパッタリング動
作を繰り返すと、ターゲット7の表面にはリング状の侵
食部70が形成される。このとき装置の状態は、図2に
示すようにターゲット7表面と基板12が対向するよう
になっている。また、再生ユニット用シャッタ28によ
りターゲット再生ユニット21への膜付着を防いでい
る。
The operation of this embodiment will be described below. Argon gas is introduced into the vacuum chamber 1, and the pressure in the vacuum chamber 1 is adjusted to 10 mTorr by the movable valve 3 and the gas flow controller 5.
After adjusting the pressure to r, a voltage is applied to the sputtering electrode 8 by the high-frequency power source 9, the substrate shutter 27 is opened, and an alumina film is formed on the substrate 12. By repeating this sputtering operation, a ring-shaped eroded portion 70 is formed on the surface of the target 7. At this time, the state of the apparatus is such that the surface of the target 7 and the substrate 12 face each other as shown in FIG. Further, the film adhesion to the target reproduction unit 21 is prevented by the reproduction unit shutter 28.

【0024】次いで、スパッタリング電極8への積算印
加電力が100kWhになったとき、モータ82により
スパッタリング電極8を180°回転し、図3に示すよ
うにターゲット7表面と再生ユニット21が対向するよ
うにする。この状態で、ガス供給管25からアルゴンガ
スを供給するとともに真空槽1内の圧力を100Tor
rに調圧し、電力供給用配線26から電力を供給すると
ともに粉末供給管24からアルミナ粉末を供給し、再生
ユニット用シャッタ28を開け、ターゲット7の侵食部
70の形状に沿って再生ユニット21を移動させながら
アルミナ溶射を行い、ターゲット7の侵食部70にター
ゲット7と同質材料であるアルミナ層を成膜形成する。
このとき、電力供給用配線26により印加する電力は3
0kWとした。また、このとき基板用シャッタ27によ
り基板ホルダ11への膜付着を防いでいる。
Next, when the integrated power applied to the sputtering electrode 8 becomes 100 kWh, the sputtering electrode 8 is rotated by 180 ° by the motor 82 so that the surface of the target 7 and the reproducing unit 21 face each other as shown in FIG. I do. In this state, argon gas is supplied from the gas supply pipe 25, and the pressure in the vacuum chamber 1 is set to 100 Torr.
r, power is supplied from the power supply wiring 26, and alumina powder is supplied from the powder supply pipe 24. The reproduction unit shutter 28 is opened, and the reproduction unit 21 is moved along the shape of the eroded portion 70 of the target 7. Alumina spraying is performed while moving, and an alumina layer, which is the same material as the target 7, is formed on the eroded portion 70 of the target 7.
At this time, the power applied by the power supply wiring 26 is 3
0 kW. At this time, film adhesion to the substrate holder 11 is prevented by the substrate shutter 27.

【0025】図5に、スパッタリング電極への積算印加
電力と基板上へのアルミナ膜の形成速度の変化との関係
を、本実施形態と従来のターゲット再生を行わない場合
とを比較して示す。図5から分かるように、ターゲット
再生を行わない場合は、積算印加電力とともに膜の形成
速度が減少している。一方、本実施形態にかかるターゲ
ット再生を行った場合、積算印加電力に対して形成速度
の変化量を±3%以内に抑えることができた。
FIG. 5 shows the relationship between the integrated applied power to the sputtering electrode and the change in the rate of formation of the alumina film on the substrate, comparing this embodiment with the case where conventional target regeneration is not performed. As can be seen from FIG. 5, when target regeneration is not performed, the film formation speed decreases with the integrated applied power. On the other hand, when the target regeneration according to the present embodiment was performed, the variation in the forming speed with respect to the integrated applied power could be suppressed to within ± 3%.

【0026】なお、本実施形態ではターゲット7及び溶
射材料としてアルミナを用いた例で説明したが、他の絶
縁膜及び導電体膜であっても同様の効果が得られること
は言うまでもない。また、溶射用のガスは他のガスでも
よいが、アルゴンガスのような不活性ガスの方が大略タ
ーゲットと同質の溶射膜を形成するためには好ましい。
Although the present embodiment has been described using an example in which alumina is used as the target 7 and the thermal spraying material, it goes without saying that the same effect can be obtained with other insulating films and conductor films. Further, the gas for thermal spraying may be another gas, but an inert gas such as argon gas is more preferable for forming a thermal sprayed film having substantially the same quality as the target.

【0027】また、ターゲット再生ユニット21はター
ゲット7をアノードとする移行型の溶射トーチであって
も同様の効果が得られるが、装置の簡素化のため非移行
型溶射トーチの方が好ましい。
The same effect can be obtained even if the target regeneration unit 21 is a transfer type spray torch using the target 7 as an anode, but a non-transfer type spray torch is more preferable for simplification of the apparatus.

【0028】さらに、本実施形態においてはターゲット
7への成膜手段として、溶射法によるものを説明した
が、大気圧以下での成膜であれば他の方法であっても何
ら問題はない。
Further, in the present embodiment, a method for forming a film on the target 7 by the thermal spraying method has been described. However, any other method may be used as long as the film is formed at a pressure lower than the atmospheric pressure.

【0029】(第2の実施形態)図6は、本実施形態に
かかるターゲットの再生方法を実施するためのスパッタ
リング装置の構成を示す正面図である。大略の構成は、
第1の実施形態と同一であるが、異なる点はターゲット
7が設置されたスパッタリング電極8に防着板31を設
けた点である。
(Second Embodiment) FIG. 6 is a front view showing the structure of a sputtering apparatus for performing the target regeneration method according to the present embodiment. The general configuration is
The second embodiment is the same as the first embodiment, except that the deposition electrode 31 is provided on the sputtering electrode 8 on which the target 7 is installed.

【0030】この防着板31により基板12及び再生ユ
ニット21に対するシャッタ機構を設けることなく、互
いの膜付着を防止することができ、スパッタリングによ
る膜形成及びターゲットの再生を繰り返し行うことがで
きる。
The adhesion-preventing plate 31 can prevent the films from adhering to each other without providing a shutter mechanism for the substrate 12 and the reproducing unit 21, and the film formation by sputtering and the reproduction of the target can be repeated.

【0031】以上のように本実施形態では、第1の実施
形態と同様な効果を奏することができるとともに、シャ
ッタ機構を設けることなく、ターゲット再生を行うこと
ができる。
As described above, in this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the target can be reproduced without providing a shutter mechanism.

【0032】(第3の実施形態)図7、図8は本実施形
態にかかるターゲットの再生方法を実施するためのスパ
ッタリング装置における成膜中の状態を示す平面図と側
面図、図9はターゲット再生中の状態を示す正面図であ
る。
(Third Embodiment) FIGS. 7 and 8 are a plan view and a side view showing a state during film formation in a sputtering apparatus for carrying out a target regenerating method according to the present embodiment, and FIG. It is a front view showing the state during reproduction.

【0033】図7、図8及び図9において、1は真空槽
で、仕切り51によって成膜室52と再生室53に仕切
られている。2a、2bはそれぞれ成膜室52及び再生
室53に備えられかつ真空ポンプに通じた真空排気口、
3a、3bはそれぞれ成膜室52及び再生室53の圧力
を一定の圧力に制御するための可動バルブ、4は成膜室
52に備えられたガス導入管、5はガス導入管4に取付
けられたガス流量制御器である。6はガス導入管4から
成膜室52内に導入される放電ガスで、通常はアルゴン
ガスが用いられる。7a、7b、7cは成膜室52内に
配置されたアルミナからなるターゲット、8はターゲッ
ト7a、7b、7cを支持するスパッタリング電極で絶
縁体80を介して冷却水導入可能なシャフト81により
真空槽1に取付けられており、真空シール83a及び8
3bが備えられている。また、シャフト81はシリンダ
84に連結されている。9はスパッタリング電極8に高
周波電圧を印加する放電用の高周波電源である。またタ
ーゲット7a、7b、7cの裏面にはそれぞれ磁石(図
示せず)が配置されている。11a、11b、11cは
成膜室52内でターゲット7a、7b、7cに対向する
位置に配置された基板ホルダである。12a、12b、
12cは基板ホルダ11a、11b、11cに保持され
る基板で、この上に薄膜を形成する。又、21は再生室
53に配設されたターゲット再生ユニットで、第1及び
第2実施形態と同一の構成である。
7, 8 and 9, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber which is partitioned by a partition 51 into a film forming chamber 52 and a regeneration chamber 53. 2a and 2b are vacuum exhaust ports provided in the film formation chamber 52 and the regeneration chamber 53, respectively, and connected to a vacuum pump.
Reference numerals 3a and 3b denote movable valves for controlling the pressures of the film forming chamber 52 and the regeneration chamber 53 at a constant pressure, respectively, 4 denotes a gas introduction pipe provided in the film formation chamber 52, and 5 denotes a gas introduction pipe. Gas flow controller. Reference numeral 6 denotes a discharge gas introduced from the gas introduction pipe 4 into the film forming chamber 52, which is usually argon gas. 7a, 7b and 7c are targets made of alumina placed in the film forming chamber 52, and 8 is a sputtering electrode for supporting the targets 7a, 7b and 7c and a vacuum chamber with a shaft 81 capable of introducing cooling water through an insulator 80. 1, vacuum seals 83a and 83
3b is provided. Further, the shaft 81 is connected to a cylinder 84. Reference numeral 9 denotes a high-frequency power source for discharging which applies a high-frequency voltage to the sputtering electrode 8. Magnets (not shown) are arranged on the back surfaces of the targets 7a, 7b, 7c, respectively. Reference numerals 11a, 11b, and 11c denote substrate holders disposed in the film forming chamber 52 at positions facing the targets 7a, 7b, and 7c. 12a, 12b,
12c is a substrate held by the substrate holders 11a, 11b, 11c, on which a thin film is formed. Reference numeral 21 denotes a target reproduction unit disposed in the reproduction chamber 53, which has the same configuration as the first and second embodiments.

【0034】以下、本実施形態の動作を説明する。図
7、図8に示すように、真空シール83bと仕切り51
によって成膜室52と再生室53が真空的に仕切られた
状態で、成膜室52内にアルゴンガスを導入し、成膜室
52内の圧力を可動バルブ3a及びガス流量制御器5に
よって10mTorrに調圧した後、高周波電源9によ
ってスパッタリング電極8に電圧を印加し、基板12
a、12b、12c上にアルミナ膜を形成する。このス
パッタリング動作を繰り返すと、ターゲット7a、7
b、7cの表面には、第1及び第2の実施形態と同様に
リング状の侵食部70a、70b、70cが形成され
る。そこでスパッタリンク電極8への積算印加電力が5
0kWhのとき、シリンダ84によりスパッタリング電
極8を移動し、図9に示すように真空シール83aと仕
切り51によって成膜室52と再生室53を真空的に仕
切る。この状態で、ターゲット再生ユニット21のガス
供給管25からアルゴンガスを供給するとともに真空槽
1内の圧力を100Torrに調圧し、電力供給用配線
26から電力を供給するとともに粉末供給管24からア
ルミナ粉末を供給し、ターゲット7a、7b、7cの侵
食部70a、70b、70cの形状に沿ってターゲット
再生ユニット21を移動させ、ターゲット7a、7b、
7cの侵食部70a、70b、70cにターゲット7と
同質材料であるアルミナ層を形成した。このとき、ター
ゲット再生ユニット21に印加する電力は30kWとし
た。
The operation of this embodiment will be described below. As shown in FIGS. 7 and 8, the vacuum seal 83b and the partition 51
Argon gas is introduced into the film formation chamber 52 in a state where the film formation chamber 52 and the regeneration chamber 53 are separated from each other in a vacuum, and the pressure in the film formation chamber 52 is adjusted to 10 mTorr by the movable valve 3 a and the gas flow controller 5. After the pressure is adjusted, a voltage is applied to the sputtering electrode 8 by the high frequency power supply 9 to
An alumina film is formed on a, 12b, and 12c. By repeating this sputtering operation, the targets 7a, 7
Ring-shaped eroded portions 70a, 70b, and 70c are formed on the surfaces of b and 7c as in the first and second embodiments. Therefore, the integrated power applied to the sputter link electrode 8 is 5
At 0 kWh, the sputtering electrode 8 is moved by the cylinder 84, and the film forming chamber 52 and the regenerating chamber 53 are vacuum-separated by the vacuum seal 83a and the partition 51 as shown in FIG. In this state, the argon gas is supplied from the gas supply pipe 25 of the target regeneration unit 21, the pressure in the vacuum chamber 1 is adjusted to 100 Torr, the power is supplied from the power supply wiring 26, and the alumina powder is supplied from the powder supply pipe 24. To move the target reproducing unit 21 along the shape of the eroded portions 70a, 70b, 70c of the targets 7a, 7b, 7c,
An alumina layer, which is the same material as the target 7, was formed on the eroded portions 70a, 70b, 70c of 7c. At this time, the power applied to the target reproduction unit 21 was 30 kW.

【0035】以上のように本実施形態では、第1、第2
の実施形態と同様な効果を奏することができるとともに
ターゲット再生ユニット21のメンテナンス時などに成
膜室52を大気開放する必要がないため、装置の稼働率
及び歩留りの低下を防ぐことができる。
As described above, in the present embodiment, the first and second
Since the same effects as those of the embodiment can be obtained, and it is not necessary to open the film forming chamber 52 to the atmosphere at the time of maintenance of the target reproducing unit 21, it is possible to prevent a decrease in the operation rate and the yield of the apparatus.

【0036】(第4の実施形態)図10は、本実施形態
にかかるターゲットの再生方法を実施するためのスパッ
タリング装置における成膜とターゲットの再生を同時に
行っている状態を示す正面図、図11は成膜中のターゲ
ットと再生中のターゲットが入れ替わった状態の正面図
である。また、図12は基板搬送部とスパッタリング電
極8及びステージ61の部分の模式図である。
(Fourth Embodiment) FIG. 10 is a front view showing a state in which film formation and target regeneration are performed simultaneously in a sputtering apparatus for carrying out the target regeneration method according to the present embodiment, and FIG. FIG. 4 is a front view of a state in which a target being formed and a target being reproduced are exchanged. FIG. 12 is a schematic view of the substrate transport section, the sputtering electrode 8 and the stage 61.

【0037】図10、図11及び図12において、1は
真空槽で、内部に仕切り51a及び51bでそれぞれ仕
切られた成膜室52と再生室53を備えている。2a、
2bはそれぞれ成膜室52及び再生室53に備えられか
つ真空ポンプに通じた真空排気口、3a、3bはそれぞ
れ成膜室52及び再生室53の圧力を一定の圧力に制御
するための可動バルブ、4は成膜室52に備えられたガ
ス導入管、5はガス導入管4に取付けられたガス流量制
御器である。6はガス導入管4から成膜室52内に導入
される放電ガスで、通常アルゴンガスが用いられる。7
a、7bはアルミナからなるターゲット、8a、8bは
ターゲット7a、7bを支持するスパッタリング電極
で、ステージ61に備えられている。ステージ61は絶
縁体80を介して冷却水導入可能なシャフト81により
真空槽1に取付けられている。また、シャフト81は昇
降及び回転用のアクチュエータ85に連結されている。
9はスパッタリング電極8a、8bに高周波電圧を印加
する放電用の高周波電源、10a、10bはターゲット
7a、7bの裏面に配置された磁石、11は成膜室52
内でターゲット7aまたは7bに対向する位置に配置さ
れた基板ホルダである。12は基板ホルダ11に保持さ
れる基板で、この上に薄膜を形成する。62は基板搬送
用アーム、63は基板用の突き上げピン、64は基板付
き上げ用シリンダで、突き上げピン63に連結されてい
る。また、21はターゲット再生ユニットで、第1及び
第2の実施形態と同一の構成である。
In FIGS. 10, 11 and 12, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber having a film forming chamber 52 and a regeneration chamber 53 partitioned by partitions 51a and 51b, respectively. 2a,
Reference numeral 2b denotes a vacuum exhaust port provided in the film forming chamber 52 and the regeneration chamber 53, respectively, and a movable valve for controlling the pressure of the film formation chamber 52 and the regeneration chamber 53 to a constant pressure, respectively. Reference numeral 4 denotes a gas introduction pipe provided in the film forming chamber 52, and reference numeral 5 denotes a gas flow controller attached to the gas introduction pipe 4. Reference numeral 6 denotes a discharge gas introduced from the gas introduction pipe 4 into the film forming chamber 52, which is usually argon gas. 7
Reference numerals a and 7b denote targets made of alumina, 8a and 8b denote sputtering electrodes for supporting the targets 7a and 7b, and are provided on the stage 61. The stage 61 is attached to the vacuum chamber 1 by a shaft 81 into which cooling water can be introduced via an insulator 80. The shaft 81 is connected to an actuator 85 for raising and lowering and rotating.
Reference numeral 9 denotes a high-frequency power source for discharge for applying a high-frequency voltage to the sputtering electrodes 8a and 8b, 10a and 10b denote magnets disposed on the back surfaces of the targets 7a and 7b, and 11 denotes a film forming chamber 52.
Is a substrate holder arranged at a position facing the target 7a or 7b. Reference numeral 12 denotes a substrate held by the substrate holder 11, on which a thin film is formed. 62 is a substrate transfer arm, 63 is a substrate push-up pin, and 64 is a substrate-attached cylinder, which is connected to the push-up pin 63. Reference numeral 21 denotes a target reproduction unit, which has the same configuration as the first and second embodiments.

【0038】以下、本実施形態の動作を説明する。ステ
ージ61を上昇させた状態で、基板12を真空予備室
(図示せず)から基板搬送用アーム62によって真空槽
1内に搬送し、シリンダ64により上昇した突き上げピ
ン63に受け渡し、その後突き上げピン63を下降させ
ることによって基板12を基板ホルダ11に保持させ
る。その後、アクチュエータ85によってステージ61
を下降させ、ターゲット7aを成膜室52に備えられた
仕切り51aと密着するようにステージ61を下降させ
る。さらに、このときターゲット7bは再生室53に備
えられた仕切り51bと密着するようにしている。この
ときステージ61には真空シール(図示せず)が備えら
れており、成膜室52及び再生室53は真空的に仕切ら
れることになる。その後第1、第2及び第3の実施形態
と同様に成膜室52を調圧後、スパッタ電極8aに高周
波電源9によって電力を印加することによりスパッタリ
ングによる成膜を行うとともに、再生室53において第
1、第2及び第3の実施形態と同様にターゲット再生ユ
ニット21によってターゲット7bの侵食部70にアル
ミナ膜を形成した。すなわち、図13に示すように、装
置の状態は図13(a)から図13(b)を経て図13
(c)の状態に変化し、さらに図13(b)を経て、図
13(a)の状態になるということを繰り返す。
Hereinafter, the operation of this embodiment will be described. With the stage 61 raised, the substrate 12 is transferred from the pre-vacuum chamber (not shown) into the vacuum chamber 1 by the substrate transfer arm 62, transferred to the push-up pins 63 raised by the cylinder 64, and then transferred to the push-up pins 63. Is lowered to hold the substrate 12 on the substrate holder 11. Thereafter, the stage 61 is moved by the actuator 85.
Is lowered, and the stage 61 is lowered so that the target 7a is in close contact with the partition 51a provided in the film forming chamber 52. Further, at this time, the target 7b is brought into close contact with the partition 51b provided in the reproduction chamber 53. At this time, the stage 61 is provided with a vacuum seal (not shown), and the film formation chamber 52 and the regeneration chamber 53 are partitioned in a vacuum. Thereafter, similarly to the first, second, and third embodiments, the pressure of the film forming chamber 52 is adjusted, and then the power is applied to the sputter electrode 8a by the high-frequency power supply 9 to perform the film forming by sputtering. As in the first, second, and third embodiments, an alumina film was formed on the eroded portion 70 of the target 7b by the target regeneration unit 21. That is, as shown in FIG. 13, the state of the apparatus is changed from FIG. 13 (a) to FIG.
The state changes to the state shown in FIG. 13C, and then the state shown in FIG.

【0039】以上のように本実施形態では、第1、第2
及び第3の実施形態と同様の効果を奏することができる
とともに スパッタリングによる成膜とターゲットの再
生を同時に行うことができるため、さらに装置の稼働率
を向上できる。また、連続生産中において、真空槽を大
気開放する必要がないため、製品の歩留りもさらに向上
することができる。
As described above, in the present embodiment, the first and second
In addition, the same effects as those of the third embodiment can be obtained, and film formation by sputtering and regeneration of the target can be performed at the same time, so that the operation rate of the apparatus can be further improved. Also, during continuous production, it is not necessary to open the vacuum chamber to the atmosphere, so that the product yield can be further improved.

【0040】(第5の実施形態)上記実施形態ではター
ゲットを再生する例について説明したが、上記ターゲッ
ト再生ユニット21と同様のプラズマ溶射装置を用いて
ターゲットを製造することもでき、その実施形態を図1
4に示す。
(Fifth Embodiment) In the above embodiment, an example of regenerating a target has been described. However, a target can be manufactured by using a plasma spraying apparatus similar to the target regenerating unit 21. FIG.
It is shown in FIG.

【0041】図14において、41は製造すべきターゲ
ット形状に略対応するマスキング用の銅板から成る枠
体、42はプラズマ溶射トーチであり、プラズマ溶射ト
ーチ42はそのプラズマスプレイ43を枠体41内に均
等に噴射するように枠体41の配置平面と平行なX、Y
2方向に移動可能に構成されている。プラズマ溶射トー
チ42は、筒状のトーチ本体を構成するアノード44
と、その軸芯部に配設されたカソード45と、アノード
44とカソード45間に電力を供給する電源46と、ア
ノード44内にガスを供給するガス供給手段47と、ア
ノード44の先端ノズル部にアルミナなどのターゲット
原料の粉体を供給する原料粉体供給手段48にて構成さ
れている。49はプラズマジェットである。好適には、
1Torr以下に保持可能な減圧室(図示せず)にこれ
らが設置され、減圧状態でターゲットを製造するように
構成される。
In FIG. 14, reference numeral 41 denotes a frame made of a copper plate for masking substantially corresponding to the target shape to be manufactured, 42 denotes a plasma spray torch, and the plasma spray torch 42 has the plasma spray 43 in the frame 41. X, Y parallel to the plane where the frame body 41 is arranged so as to spray evenly
It is configured to be movable in two directions. The plasma spraying torch 42 includes an anode 44 constituting a cylindrical torch main body.
A cathode 45 disposed on the shaft core; a power supply 46 for supplying power between the anode 44 and the cathode 45; gas supply means 47 for supplying gas into the anode 44; And raw material powder supply means 48 for supplying a powder of a target raw material such as alumina to the substrate. 49 is a plasma jet. Preferably,
These are installed in a decompression chamber (not shown) capable of holding the pressure at 1 Torr or less, and are configured to manufacture the target under a reduced pressure.

【0042】以上の構成において、ガス供給手段47か
らアルゴンガスを供給するとともに電源46から電力を
供給し、原料粉末供給手段48からアルミナ粉末を供給
することによってプラズマ溶射トーチ42からプラズマ
スプレイ43が噴射されて枠体41内にアルミナが溶射
されてアルミナ層が形成され、プラズマ溶射トーチ42
を枠体41内の全面に沿って移動させることによってタ
ーゲット7が製造される。
In the above configuration, the plasma spray 43 is injected from the plasma spray torch 42 by supplying argon gas from the gas supply means 47, supplying power from the power supply 46, and supplying alumina powder from the raw material powder supply means 48. Then, alumina is sprayed into the frame 41 to form an alumina layer, and the plasma spray torch 42
Is moved along the entire surface in the frame 41 to manufacture the target 7.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明のスパッタリング方法及び装置に
よれば、以上のように真空槽を大気開放することなく、
ターゲット侵食部の再生を行うことができるため、スパ
ッタリング装置の稼働率を著しく向上することができる
とともに、ターゲットの局所てき侵食に伴う成膜速度、
膜厚及び膜質などの経時的変化の小さいスパッタリング
装置を提供することができる。
According to the sputtering method and apparatus of the present invention, without opening the vacuum chamber to the atmosphere as described above,
Since the target erosion portion can be regenerated, the operation rate of the sputtering apparatus can be significantly improved, and the deposition rate due to local erosion of the target,
It is possible to provide a sputtering apparatus in which a change with time such as a film thickness and a film quality is small.

【0044】また、本発明のターゲット製造方法によれ
ば、ターゲット形状に対応する枠内にプラズマ溶射法に
てターゲット材料を溶射することにより、効率的に安価
にタゲットを製造することができる。
According to the target manufacturing method of the present invention, a target can be efficiently and inexpensively manufactured by spraying a target material in a frame corresponding to a target shape by a plasma spraying method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態におけるターゲットの
再生方法を実施するためのスパッタリング装置の成膜中
の状態を示す平面図である。
FIG. 1 is a plan view showing a state during film formation of a sputtering apparatus for performing a target regeneration method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の正面図である。FIG. 2 is a front view of FIG.

【図3】同実施形態のスパッタリング装置のターゲット
再生中の状態を示す正面図である。
FIG. 3 is a front view showing a state during regeneration of a target of the sputtering apparatus of the embodiment.

【図4】同実施形態のスパッタリング装置のターゲット
再生ユニットの構成を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a target regeneration unit of the sputtering apparatus of the embodiment.

【図5】同実施形態における積算投入電力と薄膜の形成
速度の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between integrated input power and a thin film formation speed in the same embodiment.

【図6】本発明の第2の実施形態におけるターゲットの
再生方法を実施するためのスパッタリング装置の正面図
である。
FIG. 6 is a front view of a sputtering apparatus for performing a target regeneration method according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施形態におけるターゲットの
再生方法を実施するためのスパッタリング装置の成膜中
の状態を示す平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing a state during film formation of a sputtering apparatus for performing a target regeneration method according to a third embodiment of the present invention.

【図8】図7の正面図である。FIG. 8 is a front view of FIG. 7;

【図9】同実施形態のスパッタリング装置のターゲット
再生中の状態を示す正面図である。
FIG. 9 is a front view showing a state during regeneration of the target of the sputtering apparatus of the embodiment.

【図10】本発明の第4の実施形態におけるターゲット
の再生方法を実施するためのスパッタリング装置の一の
状態を示す正面図である。
FIG. 10 is a front view showing one state of a sputtering apparatus for performing a target regeneration method according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】同実施形態のスパッタリング装置の他の状態
を示す正面図である。
FIG. 11 is a front view showing another state of the sputtering apparatus of the embodiment.

【図12】同実施形態のスパッタリング装置の基板の搬
送部及びスパッタリング電極部の模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram of a substrate transport unit and a sputtering electrode unit of the sputtering apparatus of the embodiment.

【図13】同実施形態のスパッタリング装置の状態変化
を示した模式図である。
FIG. 13 is a schematic view showing a state change of the sputtering apparatus of the embodiment.

【図14】本発明の第5の実施形態におけるターゲット
製造方法を示す斜視図である。
FIG. 14 is a perspective view illustrating a target manufacturing method according to a fifth embodiment of the present invention.

【図15】従来例のターゲット裏面に磁石を有するマグ
ネトロンスパッタリング装置の正面図である。
FIG. 15 is a front view of a conventional magnetron sputtering apparatus having a magnet on the back surface of a target.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 真空槽 3 可動バルブ 7 ターゲット 8 スパッタリング電極 10 ターゲット裏面に配置された磁石 12 基板 21 ターゲット再生ユニット 31 防着板 41 枠体 42 プラズマ溶射トーチ 52 成膜室 53 再生室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum tank 3 Movable valve 7 Target 8 Sputtering electrode 10 Magnet arrange | positioned at the back surface of a target 12 Substrate 21 Target regeneration unit 31 Protective plate 41 Frame 42 Plasma spray torch 52 Film formation chamber 53 Regeneration chamber

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空槽内でプラズマを発生させてその陽
イオンをターゲットに衝突させ、衝突によりスパッタさ
れた粒子を基板に付着させて薄膜を生成するスパッタリ
ング方法において、真空槽内でターゲットにターゲット
材料と大略同質の材料を成膜形成して寿命前あるいは寿
命後のターゲットを再生することを特徴とするスパッタ
リング方法。
In a sputtering method, a plasma is generated in a vacuum chamber to cause cations of the plasma to collide with a target, and particles sputtered by the collision are attached to a substrate to form a thin film. A sputtering method characterized by forming a film of substantially the same material as the material and regenerating the target before or after the life.
【請求項2】 溶射法により成膜形成することを特徴と
する請求項1記載のスパッタリング方法。
2. The sputtering method according to claim 1, wherein a film is formed by a thermal spraying method.
【請求項3】 真空槽内の圧力が大気圧以下であること
を特徴とする請求項1又は2記載のスパッタリング方
法。
3. The sputtering method according to claim 1, wherein the pressure in the vacuum chamber is lower than the atmospheric pressure.
【請求項4】 真空槽内の圧力を一定の圧力に圧力制御
しながら再生することを特徴とする請求項1〜3の何れ
かに記載のスパッタリング方法。
4. The sputtering method according to claim 1, wherein the regeneration is performed while controlling the pressure in the vacuum chamber to a constant pressure.
【請求項5】 積算印加電力が一定値に達するごとにタ
ーゲット再生を行うことを特徴とする請求項1〜4の何
れかに記載のスパッタリング方法。
5. The sputtering method according to claim 1, wherein the target is regenerated every time the integrated applied power reaches a constant value.
【請求項6】 ターゲットを用いてスパッタリングを行
うスパッタリング装置において、真空槽内に成膜手段を
配置し、ターゲットにターゲットと大略同質の材料を形
成できるようにしたことを特徴とするスパッタリング装
置。
6. A sputtering apparatus in which sputtering is performed using a target, wherein a film forming means is arranged in a vacuum chamber so that a material of substantially the same quality as the target can be formed on the target.
【請求項7】 成膜手段が溶射法による成膜手段である
ことを特徴とする請求項6記載のスパッタリング装置。
7. The sputtering apparatus according to claim 6, wherein the film forming means is a film forming means using a thermal spraying method.
【請求項8】 真空槽内の圧力を一定の圧力に圧力制御
するように構成したことを特徴とする請求項6又は7に
記載のスパッタリング装置。
8. The sputtering apparatus according to claim 6, wherein the pressure in the vacuum chamber is controlled to a constant pressure.
【請求項9】 積算印加電力検出手段を設け、積算印加
電力が一定値に達するごとにターゲットの再生を行うよ
うに構成したことを特徴とする請求項6〜8の何れかに
記載のスパッタリング装置。
9. The sputtering apparatus according to claim 6, wherein an integrated applied power detecting means is provided, and the target is regenerated every time the integrated applied power reaches a constant value. .
【請求項10】 真空槽の中央部にスパッタリング電極
を回転可能に配設し、真空槽の内周壁に沿って1又は複
数の基板とターゲット再生手段を配設してスパッタリン
グ電極が基板又はターゲット再生手段に選択的に対向す
るように構成したことを特徴とする請求項6〜9の何れ
かに記載のスパッタリング装置。
10. A sputtering electrode is rotatably disposed at the center of a vacuum chamber, and one or a plurality of substrates and target regeneration means are disposed along the inner peripheral wall of the vacuum chamber so that the sputtering electrode can regenerate the substrate or target. The sputtering apparatus according to any one of claims 6 to 9, wherein the sputtering apparatus is configured to selectively face the means.
【請求項11】 基板に対する成膜時にターゲット再生
手段に対する膜付着を防止するシャッタと、ターゲット
再生時に基板に対する膜付着を防止するシャッタとを設
けたことを特徴とする請求項10記載のスパッタリング
装置。
11. The sputtering apparatus according to claim 10, further comprising: a shutter for preventing film adhesion to the target reproducing means during film formation on the substrate; and a shutter for preventing film adhesion to the substrate during target reproduction.
【請求項12】 スパッタリング電極に、成膜及び再生
の相互の膜付着を防止するための防着板を備えたことを
特徴とする請求項10記載のスパッタリング装置。
12. The sputtering apparatus according to claim 10, wherein the sputtering electrode is provided with an anti-adhesion plate for preventing mutual film adhesion during film formation and regeneration.
【請求項13】 真空槽内が基板が配設された成膜室と
ターゲット再生手段が配設された再生室に仕切られてい
ることを特徴とする請求項6〜9の何れかに記載のスパ
ッタリング装置。
13. The vacuum chamber according to claim 6, wherein the inside of the vacuum chamber is partitioned into a film forming chamber in which the substrate is disposed and a reproducing chamber in which the target reproducing means is disposed. Sputtering equipment.
【請求項14】 スパッタリング電極が成膜室と再生室
の間を移動可能に構成されていることを特徴とする請求
項13記載のスパッタリング装置。
14. The sputtering apparatus according to claim 13, wherein the sputtering electrode is configured to be movable between a film forming chamber and a regeneration chamber.
【請求項15】 スパッタリング電極に、成膜室と再生
室のいずれかに位置する状態でその室をシールする手段
を設けたことを特徴とする請求項14記載のスパッタリ
ング装置。
15. The sputtering apparatus according to claim 14, wherein the sputtering electrode is provided with a means for sealing the chamber in a state where the chamber is located in one of the film formation chamber and the regeneration chamber.
【請求項16】 スパッタリングによる成膜及びターゲ
ットの再生を同時に行えるようにしたことを特徴とする
請求項13に記載のスパッタリング装置。
16. The sputtering apparatus according to claim 13, wherein film formation by sputtering and regeneration of the target can be performed at the same time.
【請求項17】 回転及び軸芯方向に移動可能なステー
ジを設けるとともにその軸芯の周囲に成膜室と再生室を
配設し、ステージにそれぞれ成膜室と再生室に対応する
複数のスパッタリング電極を配設し、ステージの軸芯移
動によって各室をシールした状態と回転可能状態に切り
換え、ステージの回転によって任意のスパッタリング電
極を成膜室又は再生室に対向させるように構成したこと
を特徴とする請求項16記載のスパッタリング装置。
17. A stage which is rotatable and movable in the axial direction is provided, and a film forming chamber and a reproducing chamber are disposed around the axis, and a plurality of sputterings corresponding to the film forming chamber and the reproducing chamber respectively are provided on the stage. Electrodes are provided, each chamber is switched between a sealed state and a rotatable state by moving the axis of the stage, and an arbitrary sputtering electrode is configured to face a film forming chamber or a regeneration chamber by rotating the stage. The sputtering apparatus according to claim 16, wherein
【請求項18】 ターゲット形状に対応する枠内にプラ
ズマ溶射法にてターゲット材料を溶射することを特徴と
するターゲットの製造方法。
18. A method for manufacturing a target, comprising spraying a target material in a frame corresponding to a target shape by a plasma spraying method.
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