JP2003138371A - Method and apparatus for manufacturing thin film - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing thin film

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JP2003138371A
JP2003138371A JP2001336610A JP2001336610A JP2003138371A JP 2003138371 A JP2003138371 A JP 2003138371A JP 2001336610 A JP2001336610 A JP 2001336610A JP 2001336610 A JP2001336610 A JP 2001336610A JP 2003138371 A JP2003138371 A JP 2003138371A
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JP
Japan
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target
vacuum chamber
cylindrical insulator
thin film
evaporation source
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Application number
JP2001336610A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Kitahata
顕弘 北畠
Takaharu Yamada
敬治 山田
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Sanyo Shinku Kogyo KK
Original Assignee
Sanyo Shinku Kogyo KK
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Application filed by Sanyo Shinku Kogyo KK filed Critical Sanyo Shinku Kogyo KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for film deposition in which a film is uniformly deposited even on a large substrate with high accuracy. SOLUTION: A target 3 is installed along a side surface of a vacuum chamber 1 and perpendicular to a bottom surface of the vacuum chamber 1 with a sputtering surface directed inward of the vacuum chamber 1, and a substrate surface faces the sputtering surface of the target 3. A high frequency coil 53 is disposed in a through hole 5 so as not to be brought into contact with an inner circumferential surface 51b of the through hole while the high frequency coil 53 is wound around the outer circumference of a cylindrical insulator 51. A heater 52 to cover the inner circumferential surface 51b is provided on the cylindrical insulator 51. An evaporation source 59 is fed in the vicinity of the heater 52 while introducing the inert gas in the cylindrical insulator 51 via a gas introduction pipe 54, and the target 3 is sputtered and the evaporation source 59 is heated simultaneously or at different timing.

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、スパッタ用ターゲ
ットと蒸発源とを備えた薄膜製造装置および、その装置
を用いて、薄膜を製造する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film manufacturing apparatus provided with a sputtering target and an evaporation source, and a method for manufacturing a thin film using the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】基板上に多成分の薄膜を比較的厚い膜厚
1μ程度でしかも均一に成膜する場合は、膜の精度等の
要因により、成膜の高速化が必要となる。そのための装
置として、特開昭55−94473号には、スパッタ用
ターゲットと蒸発源とが設けられたイオンプレーティン
グ装置が開示されている。
2. Description of the Related Art When a multi-component thin film having a relatively thick film thickness of about 1 .mu.m is uniformly formed on a substrate, it is necessary to speed up the film formation due to factors such as film precision. As a device therefor, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-94473 discloses an ion plating device provided with a sputtering target and an evaporation source.

【0003】この装置は図4に示すように、真空室41
内に固定された状態で設けられた基板46と、真空室4
1内の下方に設けられた蒸発源45と、基板46と蒸発
源45との間に設けられたターゲット42及びスパッタ
電極43と、ガス放電プラズマを発生させるために、蒸
発源45側に設けられた陽極44と基板46側に設けら
れた熱陰極47とから構成されている。この構成の装置
において、ガス供給源48よりガスが導入された真空室
41内で蒸発源45を加熱して一定速度で蒸発させ、蒸
発させた蒸発成分粒子をガス放電プラズマ中でイオン化
するとともに、スパッタ電極43に高周波電界を印加し
てターゲット42をスパッタすることにより、基板46
上に蒸発成分及びスパッタ成分の膜が形成される。
This device, as shown in FIG. 4, has a vacuum chamber 41.
The substrate 46 fixedly provided inside the vacuum chamber 4
1, an evaporation source 45 provided below, a target 42 and a sputtering electrode 43 provided between the substrate 46 and the evaporation source 45, and an evaporation source 45 side for generating gas discharge plasma. It also comprises an anode 44 and a hot cathode 47 provided on the substrate 46 side. In the apparatus having this configuration, the evaporation source 45 is heated in the vacuum chamber 41 into which gas is introduced from the gas supply source 48 to evaporate at a constant rate, and the evaporated evaporation component particles are ionized in the gas discharge plasma, and By applying a high frequency electric field to the sputtering electrode 43 and sputtering the target 42, the substrate 46
A film of evaporation component and sputtering component is formed on the top.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のイオ
ンプレーティング装置の構成では、真空室41内に設け
られた蒸発源45は基板46と対向位置に設けられてい
るものの、ターゲット42は基板46の近傍に略垂直に
設けられているために、近年需要の高い大型の基板に対
しては、ターゲット42から発生するスパッタ粒子が均
一に到達することができず、均一な膜を形成できないと
いう欠点があった。
In the structure of the above ion plating apparatus, the evaporation source 45 provided in the vacuum chamber 41 is provided at a position facing the substrate 46, but the target 42 is provided as the substrate 46. Since it is provided almost vertically in the vicinity of, the sputter particles generated from the target 42 cannot reach the large-sized substrate which is in high demand in recent years, and a uniform film cannot be formed. was there.

【0005】さらに、基板46と蒸発源45との間の距
離は、イオン化された蒸発成分を短時間で基板に到達さ
せることができない距離でもあり、膜の精度が悪い問題
もあった。
Further, the distance between the substrate 46 and the evaporation source 45 is also a distance at which the ionized evaporation component cannot reach the substrate in a short time, and there is a problem that the film accuracy is poor.

【0006】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、大型に基板に対しても均一にしかも
精度の良い膜を形成するための成膜方法とその装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a film forming method and an apparatus for forming a large-sized film uniformly and accurately on a substrate. With the goal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の薄膜の製造方法は、真空チャンバ内に不活
性ガスをガス導入管を介して導入し、ターゲット近傍に
発生するプラズマのイオンエネルギによりターゲットが
スパッタされて発生するスパッタ粒子と、蒸発源を加熱
することにより得られる蒸発成分を上記プラズマにより
イオン化した蒸発粒子とを、基板表面に付着させること
により薄膜を形成する方法において、上記ターゲットを
当該スパッタ面を真空チャンバ内方へ向けた状態で真空
チャンバ底面に垂直に、かつ、当該真空チャンバ側面に
沿って設置するとともに、上記基板表面をこのターゲッ
トのスパッタ面と対向させた状態とし、そのターゲット
の略中央部を貫通する貫通孔内に、円筒状絶縁体を、当
該円筒状絶縁体外周に高周波コイルを巻回させた状態
で、かつ、この高周波コイルを貫通孔内周面に接触させ
ないよう空隙を介した状態で配置し、この円筒状絶縁体
の内周面を覆う発熱体を設け、上記円筒状絶縁体の一方
の開口部から上記ガス導入管を介して、当該円筒状絶縁
体内に上記不活性ガスを導入しながら、上記発熱体の近
傍に上記蒸発源を供給し、上記ターゲットのスパッタお
よび上記蒸発源の加熱を同時にあるいは異なるタイミン
グで行い、発生したスパッタ粒子および蒸発粒子を同時
にあるいは異なるタイミングで上記不活性ガスを導入し
て噴射状態で上記基板表面に到達させ、薄膜を形成する
ことによって特徴付けられている(以下、発明1とい
う)。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film according to the present invention is designed so that an inert gas is introduced into a vacuum chamber through a gas introducing pipe to generate plasma in the vicinity of a target. In the method of forming a thin film by adhering to the substrate surface, sputtered particles generated when the target is sputtered by ion energy, and evaporated particles obtained by ionizing the evaporation component obtained by heating the evaporation source by the plasma, A state in which the target is placed vertically to the bottom of the vacuum chamber with the sputtering surface facing inward of the vacuum chamber and along the side surface of the vacuum chamber, and the substrate surface is opposed to the sputtering surface of the target. And a cylindrical insulator inside the through-hole penetrating substantially the center of the target. A high-frequency coil is wound around and the high-frequency coil is arranged with a gap so as not to contact the inner peripheral surface of the through hole, and a heating element that covers the inner peripheral surface of the cylindrical insulator is provided. While the inert gas is being introduced into the cylindrical insulator from one opening of the cylindrical insulator through the gas introduction pipe, the evaporation source is supplied in the vicinity of the heating element, and the target is provided. The sputtering and the heating of the evaporation source are performed simultaneously or at different timings, and the sputtered particles and evaporated particles generated are introduced at the same time or at different timings to reach the substrate surface in a jet state to form a thin film. (Hereinafter, referred to as Invention 1).

【0008】この構成において、上記円筒状絶縁体のも
う一方の開口部の一部を塞ぐようにしてもよい。
In this structure, a part of the other opening of the cylindrical insulator may be closed.

【0009】また、上記ターゲットと蒸発源を互いに異
なる物質で構成してもよい。
The target and the evaporation source may be made of different materials.

【0010】さらに、本発明の薄膜の製造方法は、真空
チャンバ内に不活性ガスをガス導入管を介して導入し、
ターゲット近傍に発生するプラズマのイオンエネルギに
よりターゲットがスパッタされて発生するスパッタ粒子
と、蒸発源を加熱することにより得られる蒸発成分を上
記プラズマによりイオン化した蒸発粒子とを、基板表面
に付着させることにより薄膜を形成する方法において、
上記ターゲットを複数個、それぞれ当該スパッタ面を真
空チャンバ内方へ向けた状態で真空チャンバ底面に垂直
に、かつ、当該真空チャンバ側面に沿って縦方向に設置
するとともに、上記基板表面をこのターゲットのスパッ
タ面と対向させた状態とし、各ターゲットの略中央部を
貫通する各貫通孔内に、円筒状絶縁体をそれぞれ、当該
円筒状絶縁体外周に高周波コイルを巻回させた状態で、
かつ、この高周波コイルを貫通孔内周面に接触させない
よう空隙を介した状態で配置し、この円筒状絶縁体の内
周面を覆う発熱体を設け、この円筒状絶縁体の一方の開
口部から上記ガス導入管を介して、当該円筒状絶縁体内
に上記不活性ガスをそれぞれ導入しながら、各発熱体の
近傍に上記蒸発源をそれぞれ供給し、上記ターゲットの
スパッタおよび各蒸発源の加熱を同時にあるいは異なる
タイミングで行い、発生したスパッタ粒子および蒸発粒
子を同時にあるいは異なるタイミンで上記不活性ガスを
導入して噴射状態で上記基板表面に到達させ、薄膜を形
成する構成を採用することもできる(以下、発明2とい
う)。
Further, in the method for producing a thin film of the present invention, an inert gas is introduced into the vacuum chamber through a gas introducing pipe,
By attaching the sputtered particles generated when the target is sputtered by the ion energy of the plasma generated in the vicinity of the target, and the evaporated particles obtained by ionizing the evaporation component obtained by heating the evaporation source by the plasma, to the substrate surface. In the method of forming a thin film,
A plurality of the targets are installed vertically to the bottom of the vacuum chamber with the sputtering surface facing inward of the vacuum chamber, and vertically along the side surface of the vacuum chamber, and the target substrate is placed on the substrate surface. In a state of facing the sputtering surface, in each through hole penetrating substantially the center of each target, a cylindrical insulator, respectively, in a state in which a high-frequency coil is wound around the outer periphery of the cylindrical insulator,
Moreover, the high-frequency coil is arranged with a gap so as not to come into contact with the inner peripheral surface of the through hole, and a heating element is provided to cover the inner peripheral surface of the cylindrical insulator, and one opening of the cylindrical insulator is provided. From the above through the gas introduction pipe, while introducing the inert gas into the cylindrical insulator, respectively, supplies the evaporation source in the vicinity of each heating element, the sputtering of the target and the heating of each evaporation source. It is also possible to adopt a configuration in which the thin film is formed by carrying out simultaneously or at different timings, the sputtered particles and vaporized particles generated are introduced simultaneously or with different timings to reach the surface of the substrate in a jetted state, and ( Hereinafter referred to as Invention 2.)

【0011】上記薄膜の製造方法を適用するための本発
明の薄膜製造装置は、真空チャンバ内に不活性ガスを導
入するためのガス導入管、蒸発源およびターゲットを備
え、そのターゲット近傍に発生するプラズマのイオンエ
ネルギによりターゲットがスパッタされて発生するスパ
ッタ粒子と、蒸発源を加熱することにより得られる蒸発
成分を上記プラズマによりイオン化した蒸発粒子とを、
基板表面に付着させることにより薄膜を形成するための
装置であって、上記基板を当該真空チャンバ側壁に薄膜
形成面を向けた状態で保持する保持部と、この保持部を
上記真空チャンバ内で回転させる回転テーブルと、当該
スパッタ面を真空チャンバ内方へ向けた状態で上記真空
チャンバ底面に垂直にかつその真空チャンバ側面に沿っ
て設置されたターゲットと、このターゲットの略中央部
を貫通する貫通孔内に、外周に高周波コイルを巻回させ
た状態で、かつ、この高周波コイルを貫通孔内周面に接
触させないよう空隙を介した状態で配置されている円筒
状絶縁体と、この円筒状絶縁体の内周面を覆う発熱体と
を備え、上記蒸発源は、上記円筒状絶縁体の一方の開口
部側から上記ガス導入管を介して上記発熱体近傍に供給
されるよう構成されていることによって特徴付けられて
いる(以下、発明3という)。
A thin film manufacturing apparatus of the present invention for applying the above thin film manufacturing method includes a gas introducing pipe for introducing an inert gas into a vacuum chamber, an evaporation source and a target, and the gas is generated in the vicinity of the target. Sputtered particles generated when the target is sputtered by the ion energy of plasma, and evaporated particles obtained by ionizing the evaporation component obtained by heating the evaporation source by the plasma,
An apparatus for forming a thin film by adhering it to the surface of a substrate, comprising: a holding unit that holds the substrate with the thin film forming surface facing the side wall of the vacuum chamber; and rotating the holding unit in the vacuum chamber. A rotary table, a target installed perpendicularly to the bottom surface of the vacuum chamber and along the side surface of the vacuum chamber with the sputtering surface facing inward, and a through hole penetrating substantially the center of the target. A cylindrical insulator having a high-frequency coil wound around the outer periphery thereof and having a gap so as not to contact the high-frequency coil with the inner peripheral surface of the through hole, and the cylindrical insulation. A heating element that covers the inner peripheral surface of the body, and the evaporation source is configured to be supplied to the vicinity of the heating element from one opening side of the cylindrical insulator through the gas introduction pipe. Is characterized by being (hereinafter, referred to as Invention 3).

【0012】この構成において、上記円筒状絶縁体のも
う一方の開口部には、当該開口部の一部を塞ぐ部材が設
けられていてもよい。
In this structure, a member for closing a part of the opening may be provided in the other opening of the cylindrical insulator.

【0013】さらに、上記ガス導入管および蒸発源が装
着され、かつ外周に高周波コイルを巻回させた円筒状絶
縁体および上記ターゲットが一体化されたユニットで構
成されており、このユニットが複数個、それぞれ当該ス
パッタ面を真空チャンバ内方へ向けた状態で真空チャン
バ底面に垂直に、かつ、当該真空チャンバ壁面またはそ
の壁面近傍にそれぞれ縦方向に設置されているととも
に、上記保持部は複数の基板を保持可能とする構成(以
下、発明4という)であってもよい。
Further, the gas introducing pipe and the evaporation source are mounted, and a cylindrical insulator having a high-frequency coil wound around the outer periphery and the target are integrated into a unit. , Each of which is installed vertically to the bottom of the vacuum chamber with the sputtering surface facing inward of the vacuum chamber, and vertically in the vacuum chamber wall surface or in the vicinity of the wall surface, and the holding portion is a plurality of substrates. May be retained (hereinafter, referred to as Invention 4).

【0014】発明1の製造方法では、上記構成により、
ターゲットの略中央部に配置された円筒状絶縁体内に導
入されたガス導入管を介して不活性ガスを噴射状態で注
入しながら、ターゲット電極に電圧を印加することによ
るスパッタおよび蒸発源の加熱が同時あるいは異なるタ
イミングで行われる。このとき、ガス導入管を介して、
ガスとともに供給される蒸着材料は、高周波コイルの誘
導加熱によって加熱された発熱体によってフラッシュ蒸
発を起こし、直ちに蒸発粒子となる。その後、この蒸発
粒子は、不活性ガスにより、スパッタ粒子とともに噴射
状態で基板に到達するので、両粒子の到達時間は短時間
で済む。これにより、基板全面には、不純物の少ない良
質な膜が均一に成膜される。
According to the manufacturing method of the first aspect of the present invention, with the above configuration,
While injecting an inert gas in a jet state through a gas introduction pipe introduced into a cylindrical insulator arranged in the substantially central portion of the target, sputtering and heating of the evaporation source by applying a voltage to the target electrode can be performed. It is performed simultaneously or at different timing. At this time, through the gas introduction pipe,
The vapor deposition material supplied together with the gas undergoes flash vaporization by the heating element heated by the induction heating of the high frequency coil, and immediately becomes vaporized particles. Thereafter, the vaporized particles reach the substrate in a jet state together with the sputtered particles due to the inert gas, so that the arrival time of both particles is short. As a result, a high-quality film with few impurities is uniformly formed on the entire surface of the substrate.

【0015】また、上記構成において、蒸発粒子が噴射
される上記円筒状絶縁体のもう一方の開口部に、この開
口部の一部を塞ぐ部材を設けてもよい。
Further, in the above structure, a member for closing a part of the opening may be provided in the other opening of the cylindrical insulator through which the vaporized particles are jetted.

【0016】この構成を採用した場合は、蒸発粒子の噴
射力がさらに高まり、さらに不純物の少ない膜とするこ
とができる。
When this structure is adopted, the jetting force of the vaporized particles is further increased, and a film having less impurities can be obtained.

【0017】さらに、蒸発源が粉体の場合は、粉体自体
の飛散を防ぐことができる。
Further, when the evaporation source is powder, it is possible to prevent the powder itself from scattering.

【0018】また、上記ターゲットと蒸発源を互いに異
なる物質で構成すれば、多元素からなる薄膜を形成する
ことができる。
If the target and the evaporation source are made of different substances, a thin film composed of multiple elements can be formed.

【0019】また、発明2の製造方法では、大型の基板
にも、また複数の基板にも対応することができ、この場
合でも基板には不純物の少ない良質な膜が均一に成膜さ
れる。
Further, the manufacturing method of the second aspect of the invention can be applied to a large substrate or a plurality of substrates, and even in this case, a good quality film containing few impurities can be uniformly formed on the substrate.

【0020】一方、発明3の製造装置は上記の発明1の
製造方法を実現するための構成となっており、スパッタ
粒子および蒸発粒子は、不活性ガスの噴射とともに噴射
状態で基板に到達し、両粒子の到達時間は短時間とな
る。しかも、この成膜は基板を回転させながら行われる
ので、基板全面に均一かつ不純物の少ない良質な膜を形
成することができる。
On the other hand, the manufacturing apparatus of the third aspect of the invention is configured to realize the above-described manufacturing method of the first aspect of the invention, in which the sputtered particles and the vaporized particles reach the substrate in a jet state together with the jetting of the inert gas, The arrival time of both particles is short. Moreover, since this film formation is performed while rotating the substrate, it is possible to form a uniform and high-quality film with few impurities on the entire surface of the substrate.

【0021】また、発明4の製造装置は上記の発明2の
製造方法を実現するための構成となっており、円筒状絶
縁体およびターゲットが一体化されたユニットで構成さ
れているので、複数個設置する際、その設置作業は容易
である。このような複数個の設置により、大型基板に対
しても、また複数の基板に対しても不純物の少ない良質
な膜が均一に成膜される。
Further, the manufacturing apparatus of the invention 4 has a construction for realizing the manufacturing method of the invention 2, and since it is composed of a unit in which the cylindrical insulator and the target are integrated, a plurality of them are provided. When installing, the installation work is easy. With such a plurality of installations, a high-quality film containing few impurities can be uniformly formed on a large-sized substrate and a plurality of substrates.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1は本製造方法の実施
の形態が適用される一製造装置の要部を示す概略構成
図、図2はその製造装置の全体構成を示す概略全体構成
図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of one manufacturing apparatus to which the embodiment of the present manufacturing method is applied, and FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram showing the entire structure of the manufacturing apparatus.

【0023】真空チャンバ1には、この真空チャンバ1
内を所定の真空状態とする真空ポンプ(図示せず)が接
続されている。この真空チャンバ1側壁には、第1スパ
ッタユニット10‥10および第2スパッタユニット2
0‥20がそれぞれ縦方向に複数個設置されている。第
1スパッタユニット10‥10は、図1に示すように、
真空チャンバ1内方にそのスパッタ面を向けた状態で設
置された銅からなるターゲット3と、このターゲット3
とターゲット電極3aを介して真空チャンバ1外側に配
置された永久磁石6およびこの永久磁石6に接して設け
られたヨーク9からなる。さらに、このターゲット3の
略中央部には貫通孔5が形成されており、この貫通孔5
内には、石英からなる円筒状絶縁体51が、その外周に
高周波コイル53が巻回された状態で、かつ、この高周
波コイル53が貫通孔内周面5aに接触しないよう一定
の空隙を介在させた状態で設けられている。この高周波
コイル53には高周波電源8aによって電力が供給され
るようになっている。また、円筒状絶縁体51にはその
内周面51b全体を覆う筒状のカーボンからなる発熱体
52が設けられている。この発熱体58は、カーボンか
らなることから2500℃程度の高い温度にまで上げる
ことができる。また、発熱体52の近傍には、ガス導入
管54が設けられており、不活性ガス供給系50によっ
てアルゴン、ヘリウム等のガスが導入されるとともに、
アルミニウムなどの線状の蒸着材料59が連続的に供給
されるようになっている。さらに真空チャンバ1内に
は、反応ガス供給系71によって反応ガスが供給される
ようになっている。
The vacuum chamber 1 includes the vacuum chamber 1
A vacuum pump (not shown) that brings the inside into a predetermined vacuum state is connected. The first sputtering unit 10 ... 10 and the second sputtering unit 2 are provided on the side wall of the vacuum chamber 1.
A plurality of 0 ... 20 are installed in the vertical direction. As shown in FIG. 1, the first sputtering unit 10 ...
A target 3 made of copper, which is installed in the vacuum chamber 1 with its sputtering surface facing, and the target 3
And a permanent magnet 6 arranged outside the vacuum chamber 1 via the target electrode 3a and a yoke 9 provided in contact with the permanent magnet 6. Further, a through hole 5 is formed in a substantially central portion of the target 3, and the through hole 5
A cylindrical insulator 51 made of quartz has a high-frequency coil 53 wound around the outer periphery thereof, and a constant gap is interposed so that the high-frequency coil 53 does not contact the through-hole inner peripheral surface 5a. It is provided in the opened state. Electric power is supplied to the high frequency coil 53 by the high frequency power source 8a. Further, the cylindrical insulator 51 is provided with a heating element 52 made of cylindrical carbon that covers the entire inner peripheral surface 51b. Since the heating element 58 is made of carbon, it can be heated to a high temperature of about 2500 ° C. Further, a gas introduction pipe 54 is provided near the heating element 52, and a gas such as argon or helium is introduced by the inert gas supply system 50,
A linear vapor deposition material 59 such as aluminum is continuously supplied. Further, a reaction gas is supplied into the vacuum chamber 1 by a reaction gas supply system 71.

【0024】この円筒状絶縁体51に巻かれた高周波コ
イル53に電力が供給されると、誘導電流によって発熱
体52は誘導加熱され、ガス導入管54によって導入さ
れた蒸着材料59を瞬時に蒸発(フラッシュ蒸発)させ
る。その後、この蒸発粒子は不活性ガスとともに円筒状
絶縁体51のもう一方の開口部51Bから噴射される。
本実施の形態では、このような誘導加熱によって発熱体
52は均一に加熱される。
When power is supplied to the high-frequency coil 53 wound around the cylindrical insulator 51, the heating element 52 is induction-heated by the induction current, and the vapor deposition material 59 introduced by the gas introduction pipe 54 is instantly evaporated. (Flash evaporation). Then, the vaporized particles are jetted together with the inert gas from the other opening 51B of the cylindrical insulator 51.
In the present embodiment, the heating element 52 is uniformly heated by such induction heating.

【0025】また、蒸発源59の材質は銅、アルミニウ
ム、チタンなどの線材料が用途に応じて適宜、供給され
る。
As the material of the evaporation source 59, a wire material such as copper, aluminum or titanium is appropriately supplied according to the application.

【0026】また、ターゲット電極3aに供給される電
圧は、インピ−ダンス整合のためのマッチングボックス
7aを介して交流電源であるRF電源8aからの電圧
と、ローパスフィルタ回路7bに直列接続されたスパッ
タ用DC電源8bからの電圧とが重畳されて印加される
構成となっている。
The voltage supplied to the target electrode 3a is connected to the voltage from the RF power source 8a, which is an AC power source, via the matching box 7a for impedance matching, and the spatter connected in series to the low pass filter circuit 7b. The voltage from the DC power source 8b for use is superimposed and applied.

【0027】一方、第2スパッタユニット20‥20
は、クロムからなるターゲット23とターゲット電極2
3aを介して真空チャンバ1外側に配置された永久磁石
26によって構成されており、ターゲット電極23には
直流電源が供給される構成となっている。
On the other hand, the second sputtering unit 20 ... 20
Is a target 23 and a target electrode 2 made of chromium.
It is configured by a permanent magnet 26 arranged outside the vacuum chamber 1 via 3a, and a DC power source is supplied to the target electrode 23.

【0028】また、真空チャンバ1内には、薄膜を形成
すべき基板S1 、S2 がその形成面をターゲット3、2
3にそれぞれ対向させた状態で基板ホルダ12に保持さ
れている。この基板ホルダ12は、モータ(図示せず)
によって真空チャンバ1内を回転駆動する回転テーブル
11上に設置されている。
Further, in the vacuum chamber 1, the substrates S 1 and S 2 on which thin films are to be formed have targets 3 and 2 on their formation surfaces.
3 are held by the substrate holder 12 so as to face each other. This substrate holder 12 is a motor (not shown)
It is installed on a rotary table 11 that rotationally drives the inside of the vacuum chamber 1.

【0029】次に、以上の構成の薄膜製造装置を用い
て、基板S1、S2表面に薄膜(Cr−Cu−Crなる
3層構造薄膜)を形成する方法を説明する。
Next, a method for forming a thin film (three-layer structure thin film made of Cr-Cu-Cr) on the surfaces of the substrates S1 and S2 using the thin film manufacturing apparatus having the above-mentioned structure will be described.

【0030】まず、真空チャンバ1内を真空ポンプによ
り所定の真空度とした後、真空チャンバ1の搬入口(図
示せず)より、薄膜を形成すべき基板S1、S2を搬入
し、基板ホルダ12に装着する。回転テーブル11をモ
ータによって回転させ、基板S(S1、S2を総称して
以下Sと表記する)を第2スパッタユニット20のター
ゲット23の対向位置に配置する。次に、ターゲット電
極23aに電圧を印加することにより、ターゲット23
がスパッタされ、Cr粒子が基板Sに付着し、Cr膜が
形成される。
First, after the inside of the vacuum chamber 1 is set to a predetermined degree of vacuum by a vacuum pump, the substrates S1 and S2 on which a thin film is to be formed are loaded from a loading port (not shown) of the vacuum chamber 1 and the substrate holder 12 Attach to. The turntable 11 is rotated by a motor, and the substrate S (S1 and S2 are collectively referred to as S below) is arranged at a position facing the target 23 of the second sputtering unit 20. Next, by applying a voltage to the target electrode 23a, the target 23
Are sputtered, Cr particles adhere to the substrate S, and a Cr film is formed.

【0031】次に、このCr粒子が形成された基板S
を、第1スパッタユニット10のターゲット3の対向位
置に配置する。ここで、不活性ガスとしてArをガス導
入管54より円筒状絶縁体51内に供給するとともに、
ターゲット3のターゲット電極3aにマッチングボック
ス7aを介して接続されたRF電源8aとローパスフィ
ルタ回路7bに直列接続されたスパッタ用DC電源8b
とからの電圧とが重畳された電圧を印加してターゲット
3をスパッタする。これにより、Cu粒子が発生して基
板Sに付着する。これと同時にRF電源8aから50K
Hz〜400KHzの電圧を高周波コイル53に供給
し、発熱体52を加熱する。このとき、線状のCuから
なる蒸着材料59を連続的に供給する。供給された蒸着
材料59は発熱体52により、フラッシュ蒸発を起こ
し、直ちに蒸発粒子(Cu粒子)となる。この蒸発粒子
(Cu粒子)は、その近傍に供給される不活性ガスとと
もに噴射状態となって開口部51Bから噴射され、速い
速度で基板Sに到達し、成膜される。
Next, the substrate S on which the Cr particles are formed
Are arranged at positions facing the target 3 of the first sputtering unit 10. Here, Ar is supplied as an inert gas from the gas introduction pipe 54 into the cylindrical insulator 51, and
An RF power source 8a connected to the target electrode 3a of the target 3 via a matching box 7a and a DC power source 8b for sputtering connected in series to the low pass filter circuit 7b.
The target 3 is sputtered by applying a voltage in which the voltages from and are superimposed. As a result, Cu particles are generated and adhere to the substrate S. At the same time, RF power supply 8a to 50K
A voltage of Hz to 400 KHz is supplied to the high frequency coil 53 to heat the heating element 52. At this time, the vapor deposition material 59 made of linear Cu is continuously supplied. The vapor deposition material 59 supplied is flash-evaporated by the heating element 52 and immediately becomes vaporized particles (Cu particles). The vaporized particles (Cu particles) are jetted together with the inert gas supplied in the vicinity thereof into the jetting state through the openings 51B, reach the substrate S at a high speed, and are deposited.

【0032】このようにして、基板SはCr−Cuの2
層からなる薄膜が形成された状態となる。
In this way, the substrate S is made of Cr--Cu 2
A thin film composed of layers is formed.

【0033】その後、さらにこの基板Sを、第2スパッ
タユニット20のターゲット23の対向位置に配置し、
前記と同様にして、再びCr粒子を基板Sに付着させる
ことにより、Cr−Cu−Crの3層からなる薄膜が形
成される。
Thereafter, the substrate S is further placed at a position facing the target 23 of the second sputtering unit 20,
By adhering the Cr particles to the substrate S again in the same manner as described above, a thin film composed of three layers of Cr—Cu—Cr is formed.

【0034】本実施の形態で用いた基板Sは大型の基板
であり、これは各スパッタユニット10、20が真空チ
ャンバ1側壁の縦方向に複数設置されていることによ
り、スパッタ粒子および蒸発粒子の付着面積を大きくす
ることが可能となり、しかも不活性ガスとともに蒸発粒
子(Cu粒子)を噴射させる構成としたので、短時間で
これらの粒子を基板Sに到達させることができ、不純物
の少ない精度のよい均一な膜を形成することができる。
The substrate S used in this embodiment is a large-sized substrate. This is because a plurality of sputtering units 10 and 20 are installed in the vertical direction on the side wall of the vacuum chamber 1, so that sputtered particles and evaporated particles Since the adhesion area can be increased and the vaporized particles (Cu particles) are jetted together with the inert gas, these particles can reach the substrate S in a short time, and the accuracy of the impurities is small. A good uniform film can be formed.

【0035】なお、本実施の形態ではCr−Cu−Cr
膜を形成する場合を説明したが、薄膜の構成は、ターゲ
ット23、ターゲット3、蒸発源59の組み合わせによ
り、種々のものを形成することが可能である。
In the present embodiment, Cr-Cu-Cr is used.
Although the case of forming a film has been described, various thin film configurations can be formed by combining the target 23, the target 3, and the evaporation source 59.

【0036】例えば、ターゲット23をTi(チタン)
で、ターゲット3をW(タングステン)で、蒸発源59
をAl(アルミニウム)でそれぞれ構成した場合、Ti
−Al(W)−Ti膜が形成される。
For example, the target 23 is Ti (titanium).
Then, the target 3 is W (tungsten) and the evaporation source 59
If each is composed of Al (aluminum), Ti
A -Al (W) -Ti film is formed.

【0037】また、本実施の形態では第1スパッタユニ
ット10と第2スパッタユニット20を組み合わせた構
成としたが、本発明はこれに限定されることなく、第1
スパッタユニット10のみで多元素の薄膜を形成しても
よい。例えば、第1スパッタユニット10のターゲット
3をTiで、蒸発源5をTiでそれぞれ構成し、反応性
ガスとしてN2 (窒素ガス)あるいはNH3 (アンモニ
アガス)を用いた場合、TiN膜を形成することができ
る。
Although the first sputtering unit 10 and the second sputtering unit 20 are combined in the present embodiment, the present invention is not limited to this.
A multi-element thin film may be formed only by the sputtering unit 10. For example, when the target 3 of the first sputtering unit 10 is made of Ti and the evaporation source 5 is made of Ti, and N 2 (nitrogen gas) or NH 3 (ammonia gas) is used as the reactive gas, a TiN film is formed. can do.

【0038】なお、ターゲット3と蒸発源59の材質が
異なる構成の場合、ターゲットのスパッタと蒸発粒子の
噴射のタイミングをずらすことにより、形成する多元素
の薄膜構造を制御することが可能である。
When the target 3 and the evaporation source 59 are made of different materials, it is possible to control the multi-element thin film structure to be formed by shifting the timings of sputtering of the target and injection of evaporated particles.

【0039】さらに、第1スパッタユニット10のみを
用いて、AlN膜を形成する場合について具体的に説明
する。
Further, the case where the AlN film is formed using only the first sputtering unit 10 will be specifically described.

【0040】まず、発熱体を3kWの電力を1時間投入
することにより、2500℃とする。蒸発源としてAl
線を供給するとともに、不活性ガスとしてArガスを導
入し、円筒状絶縁体内を不活性雰囲気にしておく。ター
ゲットはAlとする。反応ガスとしてN2 ガスを導入す
ることにより、ターゲット近傍のプラズマによって、N
2 ガスとAlが反応してAlNが形成される。
First, the heating element is heated to 2500 ° C. by applying an electric power of 3 kW for 1 hour. Al as evaporation source
A wire is supplied and Ar gas is introduced as an inert gas to keep the cylindrical insulator in an inert atmosphere. The target is Al. By introducing N 2 gas as a reaction gas, the plasma near the target causes
2 Gas reacts with Al to form AlN.

【0041】このように、成膜条件に応じて、ターゲッ
ト、蒸発源の材質および不活性ガスの種類を決定すると
ともに、それぞれの粒子を発生させるタイミングおよび
時間を制御すればよい。
As described above, the target, the material of the evaporation source and the type of the inert gas may be determined according to the film forming conditions, and the timing and time for generating the respective particles may be controlled.

【0042】更に、第1スパッタユニット10、第2ス
パッタユニット20の配設位置および方向は、実施の形
態に限定されることなく、基板の大きさおよび数に応じ
て適宜設定することができる。
Further, the arrangement positions and directions of the first sputtering unit 10 and the second sputtering unit 20 are not limited to those in the embodiment, and can be set appropriately according to the size and number of substrates.

【0043】なお、本実施の形態では、発熱体52は、
内周面51b全体を覆う構成としたが、その形状や内周
面51bに対する面積の割合は限定されるものではな
い。また、発熱体52の材料は、誘導加熱によって加熱
される材料であり、蒸発源をフラッシュ蒸発や昇華をで
きればよく、他に、ボロンナイトライドなどの耐熱材料
(抵抗体)が用いられる。
In this embodiment, the heating element 52 is
Although the entire inner peripheral surface 51b is covered, the shape and the ratio of the area to the inner peripheral surface 51b are not limited. The material of the heating element 52 is a material that is heated by induction heating, and it is sufficient that the evaporation source can be flash evaporated or sublimated, and besides, a heat resistant material (resistor) such as boron nitride is used.

【0044】上記したように、本実施の形態では、誘導
加熱によって発熱体を均一に加熱することができること
から、Si,SiOなどの粉体を蒸発源として供給する
ことも可能となる。
As described above, in the present embodiment, since the heating element can be uniformly heated by the induction heating, it is possible to supply powder such as Si and SiO as the evaporation source.

【0045】次に、本発明の他の実施の形態として、蒸
発源をこうした粉体とした場合の薄膜製造装置の構成に
ついて説明する。
Next, as another embodiment of the present invention, the structure of the thin film manufacturing apparatus in the case of using such powder as the evaporation source will be described.

【0046】図3は、本発明の薄膜製造装置の他の実施
の形態を説明するための図で、(a)図はその要部を示
す概略構成図であり、(b)図は蒸発粒子の噴射口を正
面からみた図である。
3A and 3B are views for explaining another embodiment of the thin film manufacturing apparatus of the present invention. FIG. 3A is a schematic configuration diagram showing the main part thereof, and FIG. It is the figure which looked at the injection port of from the front.

【0047】この実施の形態では、上記した実施の形態
とは、発熱体の形状、粉体を供給する構成および粉体の
飛散を防止するためのカバー60が設けられている点が
異なっている。ここでは、上記した実施の形態と共通す
る構成についての説明は省略する。
This embodiment differs from the above-mentioned embodiments in that the shape of the heating element, the structure for supplying the powder, and the cover 60 for preventing the powder from scattering. . Here, description of the configuration common to the above-described embodiment will be omitted.

【0048】まず、発熱体58には、発熱体58の端部
が折り返された環状の縁部58aが形成されており、開
口部51Cは円形をなす。開口部51Cの面積は円筒状
絶縁体51の断面積より小さくなっており、この構造に
よって蒸発粒子の噴射強度がさらに高まるようになって
いる。さらに、この開口部51Cにはステンレスやチタ
ン等の耐熱金属からなるカバー60が設けられており、
このカバー60には多数の小さい孔60aが形成されて
いる。この孔60aを介して蒸発源69から昇華した蒸
発粒子が不活性ガスとともに噴射される。また、この蒸
発源69および不活性ガスを供給するガス導入管64
は、ガス供給系(図示せず)およびホッパ66につなが
っている。蒸発源69はモータ63の駆動によりホッパ
66から適宜供給され、不活性ガスも所定のタイミング
で導入されるようになっている。
First, the heating element 58 is formed with an annular edge 58a in which the end of the heating element 58 is folded back, and the opening 51C has a circular shape. The area of the opening 51C is smaller than the cross-sectional area of the cylindrical insulator 51, and this structure further enhances the jetting strength of vaporized particles. Further, a cover 60 made of a heat resistant metal such as stainless steel or titanium is provided in the opening 51C,
A large number of small holes 60a are formed in the cover 60. The evaporated particles sublimated from the evaporation source 69 are jetted together with the inert gas through the holes 60a. Further, the evaporation source 69 and a gas introduction pipe 64 for supplying an inert gas.
Is connected to a gas supply system (not shown) and a hopper 66. The evaporation source 69 is appropriately supplied from the hopper 66 by driving the motor 63, and the inert gas is also introduced at a predetermined timing.

【0049】ここで、この薄膜製造装置を用いてSiO
膜を形成する場合について具体的に説明する。
Here, using this thin film manufacturing apparatus, SiO
The case of forming a film will be specifically described.

【0050】まず、発熱体58を1500℃とする。蒸
発源69としてSiOの粉体(粒径0.5〜1.7m
m)を供給するとともに、不活性ガスとしてArガスを
導入し、円筒状絶縁体51内を不活性雰囲気にしてお
く。ターゲットはSiとする。ターゲット電極によって
ターゲットを放電させるとともに、ターゲット近傍のプ
ラズマによって、円筒状絶縁体51から蒸発したSiO
は、反応性ガスとして導入されたN2 ガスとの反応によ
ってSiONが形成される。
First, the heating element 58 is heated to 1500.degree. SiO powder as the evaporation source 69 (particle size 0.5 to 1.7 m
m) is supplied and Ar gas is introduced as an inert gas to keep the inside of the cylindrical insulator 51 in an inert atmosphere. The target is Si. The target is discharged by the target electrode, and SiO evaporated from the cylindrical insulator 51 by the plasma in the vicinity of the target.
Forms SiON by reaction with N 2 gas introduced as a reactive gas.

【0051】また、本実施の形態では、発熱体58の縁
部58aの形状を環状としたが、この形状に限ることな
く、開口部51Cを狭くするような形状であればよい。
Further, in the present embodiment, the shape of the edge portion 58a of the heating element 58 is ring-shaped, but the shape is not limited to this, and the shape may be such that the opening 51C is narrowed.

【0052】以上の本実施の形態では、蒸着材料を線状
体あるいは粉体を供給する構成としたが、粒状の蒸着材
料を供給してもよく、適宜選択できる。
Although the vapor deposition material is supplied in the form of a linear body or powder in the above-described embodiment, a granular vapor deposition material may be supplied and can be appropriately selected.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、発明1の薄膜の製
造方法によれば、ターゲットをスパッタ面を真空チャン
バ内方へ向けた状態で真空チャンバ底面に垂直に、か
つ、真空チャンバ側面に沿って設置するとともに、基板
表面をこのターゲットのスパッタ面と対向させた状態と
し、そのターゲットの略中央部を貫通する貫通孔内に、
高周波コイルを巻回させた円筒状絶縁体の内周面を覆う
発熱体を設け、ガス導入管を介して、不活性ガスを導入
しながら、発熱体の近傍に蒸発源を供給し、ターゲット
のスパッタおよび蒸発源の加熱を同時にあるいは異なる
タイミングで行い、発生したスパッタ粒子および蒸発粒
子を同時にあるいは異なるタイミングで不活性ガスを導
入して噴射状態で基板表面に到達させるようにしたの
で、スパッタ粒子および蒸発粒子は短時間で基板表面に
到達することができ、その結果、不純物の少ない精度の
よい薄膜を均一に形成することができる。また、発熱体
は誘導加熱により、均一な加熱が可能となり、蒸発源と
なる材料の種類や形態を線状・粒状・粉体とすることが
できる。
As described above, according to the method of manufacturing a thin film of Invention 1, the target is perpendicular to the bottom of the vacuum chamber and along the side surface of the vacuum chamber with the sputtering surface facing the inside of the vacuum chamber. In addition, the substrate surface is made to face the sputtering surface of this target, and the inside of the through hole that penetrates approximately the center of the target is
A heating element that covers the inner peripheral surface of the cylindrical insulator around which the high-frequency coil is wound is provided, and while the inert gas is introduced through the gas introduction pipe, the evaporation source is supplied near the heating element and the target The sputtering and the evaporation source are heated simultaneously or at different timings, and the generated sputtered particles and evaporated particles are introduced at the same time or at different timings so as to reach the substrate surface in a jet state. The vaporized particles can reach the surface of the substrate in a short time, and as a result, an accurate thin film with few impurities can be uniformly formed. Further, the heating element can be heated uniformly by induction heating, and the type and form of the material serving as the evaporation source can be linear, granular, or powder.

【0054】また、円筒状絶縁体のもう一方の開口部の
一部を塞ぐ構成を採用した場合には、蒸発粒子はさらに
高い噴射力をもつことができ、基板表面に到達する時間
を短縮することができ、不純物による膜質の低下をさら
に抑えることができる。
Further, in the case of adopting a structure in which a part of the other opening of the cylindrical insulator is closed, the vaporized particles can have a higher jetting force and shorten the time to reach the substrate surface. Therefore, the deterioration of the film quality due to the impurities can be further suppressed.

【0055】また、上記ターゲットと蒸発源を互いに異
なる物質で構成すれば、多元素からなる薄膜を形成する
ことができ、種々の用途の薄膜製造に対応することがで
きる。
Further, if the target and the evaporation source are made of different substances, a thin film composed of multiple elements can be formed, and it is possible to cope with thin film production for various uses.

【0056】さらに、発明2の薄膜の製造方法によれ
ば、大きな基板に対しても、また、複数の基板に対して
も同時に薄膜を形成することができ、大量生産にも十分
対応できる。
Furthermore, according to the thin film manufacturing method of the second aspect of the present invention, it is possible to form a thin film on a large substrate or on a plurality of substrates simultaneously, and it is possible to sufficiently cope with mass production.

【0057】また、発明3および発明4の製造装置は、
本発明の製造方法を実現可能とする構成を備えており、
本発明の上記した効果、すなわち、基板全面に均一かつ
不純物の少ない良質な膜を形成することができる点で優
れている。さらに、本発明の製造装置は、円筒状絶縁体
およびターゲットが一体化されたユニットを採用した場
合、複数個設置する場合でも、その設置作業は容易であ
る。また、このような複数個のユニットを設置すること
により、大型基板に対しても、また複数の基板に対して
も不純物の少ない良質な膜が均一に成膜される点でも有
益である。
The manufacturing apparatus of the invention 3 and the invention 4 are
It is provided with a configuration that enables the manufacturing method of the present invention to be realized,
It is excellent in the above-mentioned effects of the present invention, that is, it is possible to form a high-quality film having a uniform amount and less impurities on the entire surface of the substrate. Further, in the manufacturing apparatus of the present invention, when a unit in which the cylindrical insulator and the target are integrated is adopted, the installation work is easy even when a plurality of units are installed. Further, by installing such a plurality of units, it is also advantageous in that a high-quality film containing few impurities can be uniformly formed on a large-sized substrate and a plurality of substrates.

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

【図1】本発明の薄膜製造装置の実施の形態の要部を示
す概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a main part of an embodiment of a thin film manufacturing apparatus of the present invention.

【図2】本発明の薄膜製造装置の実施の形態の全体構成
を示す概略全体構成図
FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram showing an overall configuration of an embodiment of a thin film manufacturing apparatus of the present invention.

【図3】本発明の薄膜製造装置の他の実施の形態を説明
するための図で、(a)図はその要部を示す概略構成図
であり、(b)図は蒸発粒子の噴射口を正面からみた図
である。
3A and 3B are views for explaining another embodiment of the thin film manufacturing apparatus of the present invention, in which FIG. 3A is a schematic configuration diagram showing a main part thereof, and FIG. 3B is a spray port for vaporized particles. It is the figure which looked at from the front.

【図4】従来の薄膜製造装置の構成を示す図FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional thin film manufacturing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ‥‥真空チャンバ 3 ‥‥ターゲット 3a‥‥ターゲット電極 5 ‥‥貫通孔 51‥‥円筒状絶縁体 52、58‥‥発熱体 58a‥‥縁部 53‥‥高周波コイル 54、64‥‥ガス導入管 59、69‥‥蒸発源 6 ‥‥永久磁石 7c‥‥スイッチ 10‥‥第1スパッタユニット 11‥‥回転テーブル 12‥‥基板ホルダ 1 ... vacuum chamber 3 ... Target 3a ... Target electrode 5 ... through hole 51 ... Cylindrical insulator 52, 58 ... Heating element 58a ... Edge 53 ... high frequency coil 54, 64 ... Gas introduction pipe 59, 69 ... Evaporation source 6 ... Permanent magnet 7c ... Switch 10 ... 1st sputter unit 11 ... Turntable 12 ... Board holder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K029 BA03 BA07 BA08 BA17 BA60 BB02 CA04 CA08 DA06 DB03 DB09 DB19 DC03 DC12 DE02   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 4K029 BA03 BA07 BA08 BA17 BA60                       BB02 CA04 CA08 DA06 DB03                       DB09 DB19 DC03 DC12 DE02

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空チャンバ内に不活性ガスをガス導入管
を介して導入し、ターゲット近傍に発生するプラズマの
イオンエネルギによりターゲットがスパッタされて発生
するスパッタ粒子と、蒸発源を加熱することにより得ら
れる蒸発成分を上記プラズマによりイオン化した蒸発粒
子とを、基板表面に付着させることにより薄膜を形成す
る方法において、上記ターゲットを当該スパッタ面を真
空チャンバ内方へ向けた状態で真空チャンバ底面に垂直
に、かつ、当該真空チャンバ側面に沿って設置するとと
もに、上記基板表面をこのターゲットのスパッタ面と対
向させた状態とし、そのターゲットの略中央部を貫通す
る貫通孔内に、円筒状絶縁体を、当該円筒状絶縁体外周
に高周波コイルを巻回させた状態で、かつ、この高周波
コイルを貫通孔内周面に接触させないよう空隙を介した
状態で配置し、この円筒状絶縁体の内周面を覆う発熱体
を設け、上記円筒状絶縁体の一方の開口部から上記ガス
導入管を介して、当該円筒状絶縁体内に上記不活性ガス
を導入しながら、上記発熱体の近傍に上記蒸発源を供給
し、上記ターゲットのスパッタおよび上記蒸発源の加熱
を同時にあるいは異なるタイミングで行い、発生したス
パッタ粒子および蒸発粒子を同時にあるいは異なるタイ
ミングで上記不活性ガスを導入して噴射状態で上記基板
表面に到達させ、薄膜を形成することを特徴とする薄膜
の製造方法。
1. An inert gas is introduced into a vacuum chamber through a gas introducing pipe to heat sputtered particles generated when a target is sputtered by ion energy of plasma generated near the target and an evaporation source. In the method of forming a thin film by adhering the vaporized particles obtained by ionizing the obtained vaporized components by the plasma to the surface of the substrate, the target is perpendicular to the bottom of the vacuum chamber with the sputtering surface facing inward of the vacuum chamber. And along with the side surface of the vacuum chamber, the substrate surface is made to face the sputtering surface of the target, and a cylindrical insulator is provided in a through hole penetrating substantially the center of the target. , With the high-frequency coil wound around the outer periphery of the cylindrical insulator, and in the through-hole Arranged in a state that there is a gap so as not to contact the surface, a heating element that covers the inner peripheral surface of the cylindrical insulator is provided, and through one of the openings of the cylindrical insulator through the gas introduction pipe, While introducing the inert gas into the cylindrical insulator, the evaporation source is supplied in the vicinity of the heating element, the sputtering of the target and the heating of the evaporation source are performed simultaneously or at different timings, and the generated sputtered particles and A method for producing a thin film, characterized in that vaporized particles are introduced at the same time or at different timings to reach the surface of the substrate in a jet state to form a thin film.
【請求項2】上記円筒状絶縁体のもう一方の開口部の一
部を塞ぐことを特徴とする請求項1に記載の薄膜の製造
方法。
2. The method for producing a thin film according to claim 1, wherein a part of the other opening of the cylindrical insulator is closed.
【請求項3】上記ターゲットと蒸発源を互いに異なる物
質で構成することを特徴とする請求項1または2に記載
の薄膜の製造方法。
3. The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the target and the evaporation source are made of different materials.
【請求項4】真空チャンバ内に不活性ガスをガス導入管
を介して導入し、ターゲット近傍に発生するプラズマの
イオンエネルギによりターゲットがスパッタされて発生
するスパッタ粒子と、蒸発源を加熱することにより得ら
れる蒸発成分を上記プラズマによりイオン化した蒸発粒
子とを、基板表面に付着させることにより薄膜を形成す
る方法において、上記ターゲットを複数個、それぞれ当
該スパッタ面を真空チャンバ内方へ向けた状態で真空チ
ャンバ底面に垂直に、かつ、当該真空チャンバ側面に沿
って縦方向に設置するとともに、上記基板表面をこのタ
ーゲットのスパッタ面と対向させた状態とし、各ターゲ
ットの略中央部を貫通する各貫通孔内に、円筒状絶縁体
をそれぞれ、当該円筒状絶縁体外周に高周波コイルを巻
回させた状態で、かつ、この高周波コイルを貫通孔内周
面に接触させないよう空隙を介した状態で配置し、この
円筒状絶縁体の内周面を覆う発熱体を設け、この円筒状
絶縁体の一方の開口部から上記ガス導入管を介して、当
該円筒状絶縁体内に上記不活性ガスをそれぞれ導入しな
がら、各発熱体の近傍に上記蒸発源をそれぞれ供給し、
上記ターゲットのスパッタおよび各蒸発源の加熱を同時
にあるいは異なるタイミングで行い、発生したスパッタ
粒子および蒸発粒子を同時にあるいは異なるタイミンで
上記不活性ガスを導入して噴射状態で上記基板表面に到
達させ、薄膜を形成することを特徴とする薄膜の製造方
法。
4. An inert gas is introduced into the vacuum chamber through a gas introduction pipe, and the sputtering source generated by sputtering the target by the ion energy of plasma generated near the target and the evaporation source are heated. In the method of forming a thin film by adhering the vaporized particles obtained by ionizing the obtained vaporized components by the plasma to the substrate surface, a plurality of the targets are vacuumed in a state in which the respective sputtering surfaces are directed to the inside of the vacuum chamber. Each through hole that is installed vertically to the bottom surface of the chamber and vertically along the side surface of the vacuum chamber, with the substrate surface facing the sputtering surface of this target, and that penetrates the substantially central portion of each target. Inside each of the cylindrical insulators, with the high-frequency coil wound around the outer periphery of the cylindrical insulator, The high-frequency coil is arranged with a gap so that it does not come into contact with the inner peripheral surface of the through hole, and a heating element that covers the inner peripheral surface of the cylindrical insulator is provided. From the above through the gas introduction pipe, while introducing the inert gas into the cylindrical insulator, respectively supplies the evaporation source in the vicinity of each heating element,
Sputtering of the target and heating of each evaporation source are performed simultaneously or at different timings, and sputtered particles and vaporized particles generated are introduced into the substrate surface in an injection state by introducing the inert gas at the same time or with different timing, and a thin film is formed. Forming a thin film.
【請求項5】真空チャンバ内に不活性ガスを導入するた
めのガス導入管、蒸発源およびターゲットを備え、その
ターゲット近傍に発生するプラズマのイオンエネルギに
よりターゲットがスパッタされて発生するスパッタ粒子
と、蒸発源を加熱することにより得られる蒸発成分を上
記プラズマによりイオン化した蒸発粒子とを、基板表面
に付着させることにより薄膜を形成するための装置であ
って、上記基板を当該真空チャンバ側壁に薄膜形成面を
向けた状態で保持する保持部と、この保持部を上記真空
チャンバ内で回転させる回転テーブルと、当該スパッタ
面を真空チャンバ内方へ向けた状態で上記真空チャンバ
底面に垂直にかつその真空チャンバ側面に沿って設置さ
れたターゲットと、このターゲットの略中央部を貫通す
る貫通孔内に、外周に高周波コイルを巻回させた状態
で、かつ、この高周波コイルを貫通孔内周面に接触させ
ないよう空隙を介した状態で配置されている円筒状絶縁
体と、この円筒状絶縁体の内周面を覆う発熱体とを備
え、上記蒸発源は、上記円筒状絶縁体の一方の開口部側
から上記ガス導入管を介して上記発熱体近傍に供給され
るよう構成されていることを特徴とする薄膜製造装置。
5. A sputter particle which is provided with a gas introduction pipe for introducing an inert gas into a vacuum chamber, an evaporation source and a target, and which is generated when the target is sputtered by the ion energy of plasma generated in the vicinity of the target, A device for forming a thin film by depositing evaporation particles obtained by ionizing evaporation components obtained by heating an evaporation source by the plasma on the surface of the substrate, wherein the substrate is formed on the sidewall of the vacuum chamber. A holding part for holding the surface in a state of facing, a rotary table for rotating the holding part in the vacuum chamber, and a vertical direction to the bottom surface of the vacuum chamber and its vacuum with the sputtering surface facing inward of the vacuum chamber. The target installed along the side of the chamber and the through hole that penetrates the center of this target A cylindrical insulator having a high-frequency coil wound around it, and a high-frequency coil disposed with a gap so that the high-frequency coil does not contact the inner peripheral surface of the through hole, and the inner periphery of the cylindrical insulator. A heating element covering the surface, and the evaporation source is configured to be supplied from the one opening side of the cylindrical insulator to the vicinity of the heating element via the gas introduction pipe. Thin film manufacturing equipment.
【請求項6】上記蒸発粒子が噴射する上記円筒状絶縁体
のもう一方の開口部には、当該開口部の一部を塞ぐ部材
が設けられていることを特徴とする請求項5に記載の薄
膜製造装置。
6. The member according to claim 5, wherein a member for closing a part of the opening is provided at the other opening of the cylindrical insulator from which the vaporized particles are jetted. Thin film manufacturing equipment.
【請求項7】上記ガス導入管および蒸発源が装着され、
かつ外周に高周波コイルを巻回させた円筒状絶縁体およ
び上記ターゲットが一体化されたユニットで構成されて
おり、このユニットが複数個、それぞれ当該スパッタ面
を真空チャンバ内方へ向けた状態で真空チャンバ底面に
垂直に、かつ、当該真空チャンバ壁面またはその壁面近
傍にそれぞれ縦方向に設置されているとともに、上記保
持部は複数の基板を保持可能とする構成であることを特
徴とする請求項5または6に記載の薄膜製造装置。
7. The gas introducing pipe and the evaporation source are mounted,
In addition, it is composed of a unit in which a cylindrical insulator having a high-frequency coil wound around the outer periphery and the target are integrated. A plurality of these units are vacuumed in a state in which the sputtering surface faces the inside of the vacuum chamber. 6. The vacuum chamber is vertically installed on the bottom surface of the chamber and in the vertical direction on the wall surface of the vacuum chamber or in the vicinity of the wall surface, and the holding unit is configured to hold a plurality of substrates. Alternatively, the thin-film manufacturing apparatus according to Item 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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