JP2005187864A - Film deposition apparatus and film deposition method - Google Patents
Film deposition apparatus and film deposition method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005187864A JP2005187864A JP2003429236A JP2003429236A JP2005187864A JP 2005187864 A JP2005187864 A JP 2005187864A JP 2003429236 A JP2003429236 A JP 2003429236A JP 2003429236 A JP2003429236 A JP 2003429236A JP 2005187864 A JP2005187864 A JP 2005187864A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film forming
- substrate
- film
- particles
- substrate holder
- 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
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、蒸発源で膜形成材料を蒸発させて生成した蒸発粒子を用いて基板の表面に薄膜を形成する成膜装置及び成膜方法に関し、特に、アーク蒸発源で生成した蒸発粒子を磁界輸送して成膜に供する成膜装置及び成膜方法に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for forming a thin film on a surface of a substrate using evaporated particles generated by evaporating a film forming material with an evaporation source, and more particularly, to an evaporated particle generated with an arc evaporation source as a magnetic field. The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method for transporting and forming a film.
イオンプレーティング装置の一種として、アーク放電を用いて基板の表面に薄膜を形成する成膜装置がある。アーク放電が行われるアーク蒸発室は、陰極と陽極とを備える。成膜時には、この陰極と陽極との間でアーク放電を行って膜形成材料からなるターゲット(通常は陰極がターゲットに相当する)を蒸発させ、蒸発粒子を発生させる。この蒸発粒子は、主に、イオン化した膜形成材料粒子であるイオン化粒子(具体的には、陰極材料がイオン化して電荷を帯びたもの)と、電子と、膜形成材料の中性粒子と、膜形成材料細片等であるドロップレットとを含んでいる。ここでは、前記イオン化粒子と電子とを総称して荷電粒子と呼ぶ。この荷電粒子によってプラズマが形成され、荷電粒子のうちのイオン化粒子を、アーク蒸発室の下流に配設された成膜室において基板の表面に堆積させて薄膜を形成する(例えば特許文献1参照)。 As one type of ion plating apparatus, there is a film forming apparatus that forms a thin film on the surface of a substrate using arc discharge. An arc evaporation chamber in which arc discharge is performed includes a cathode and an anode. At the time of film formation, arc discharge is performed between the cathode and the anode to evaporate a target made of a film forming material (usually the cathode corresponds to the target) to generate evaporated particles. The evaporated particles are mainly ionized particles that are ionized film forming material particles (specifically, the cathode material is ionized and charged), electrons, neutral particles of the film forming material, And droplets that are film-forming material strips and the like. Here, the ionized particles and electrons are collectively referred to as charged particles. Plasma is formed by the charged particles, and ionized particles among the charged particles are deposited on the surface of the substrate in a film forming chamber disposed downstream of the arc evaporation chamber to form a thin film (see, for example, Patent Document 1). .
アーク蒸発室で発生した前記蒸発粒子のうち、ドロップレットや中性粒子は副成生物であって、これら(例えば、サブミクロンから数十ミクロンサイズのドロップレット)が膜に混入すると、膜の表面が滑らかでなくなるとともに、膜厚が不均一となる。そこで、アーク蒸発室から得られた蒸発粒子に含まれる荷電粒子を副成生物たるドロップレット及び中性粒子から分離し、荷電粒子のみを成膜に用いる構成の装置がある。例えば、前記蒸発室から前記成膜室に荷電粒子を供給する粒子輸送路を屈曲構造とする構成のものがある。かかる構成では、屈曲した粒子輸送路内を蒸発粒子が磁気輸送され、この輸送過程において、粒子の移動方向の違いにより、ドロップレット及び中性粒子から荷電粒子が分離される。分離された荷電粒子は成膜室に供給され、基板表面に堆積して膜を形成する(例えば特許文献2参照)。したがって、このような装置では、ドロップレットや中性粒子が膜に混入するのを防止することができる。
上記のように磁気輸送されるプラズマ状態の荷電粒子は、輸送過程において磁場(磁力線)の影響を受けて収束され、ビーム状のプラズマ流束を形成する。以下、このようなビーム状の荷電粒子をプラズマビームと呼ぶ。成膜室では、プラズマビームが基板に照射されて成膜が行われる。ここで、このようなプラズマビーム照射による成膜では、照射領域のうちビーム強度(すなわちプラズマ密度)が大きい領域ほど、形成される膜の膜厚が厚くなる。図10は、プラズマビームの強度と膜厚との関係を示す図であり、図中の横軸は、ビーム中心からの距離を示している。ここではビーム中心を0として半径方向右向きを正の領域、左向きを負の領域としている。また、ここでは成膜室のビーム入口から基板表面までの距離が異なるA,B,Cの各場合について示しており、Aが最も距離が短く、B,Cの順に長くなる。図10に示すように、プラズマビームでは、ビームの中心の強度が大きく外周に向かうほどビーム強度が弱くなるため、ビーム中心に対応する部分では膜厚が厚くなり、ビーム外周部に対応する部分では膜厚が薄くなる。したがって、基板表面に形成された膜は、膜厚が不均一となる。このように、形成される膜の膜厚分布は、照射されるプラズマビームの強度分布(すなわちプラズマ密度分布)の影響を受ける。 The charged particles in the plasma state that are magnetically transported as described above are converged under the influence of the magnetic field (lines of magnetic force) in the transport process, and form a beam-like plasma flux. Hereinafter, such charged charged particles are called plasma beams. In the film formation chamber, a film is formed by irradiating the substrate with a plasma beam. Here, in such film formation by plasma beam irradiation, the film thickness of the film to be formed becomes thicker in a region where the beam intensity (that is, plasma density) is larger in the irradiated region. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the intensity of the plasma beam and the film thickness, and the horizontal axis in the figure shows the distance from the center of the beam. Here, the beam center is 0, the rightward direction in the radial direction is a positive region, and the leftward direction is a negative region. Also, here, A, B, and C are shown with different distances from the beam entrance of the film forming chamber to the substrate surface, and A is the shortest distance and becomes longer in the order of B and C. As shown in FIG. 10, in the plasma beam, the intensity at the center of the beam increases and the beam intensity decreases as it goes toward the outer periphery. Therefore, the film thickness increases at the portion corresponding to the beam center, and at the portion corresponding to the beam outer periphery. The film thickness becomes thin. Therefore, the film formed on the substrate surface has a non-uniform film thickness. As described above, the film thickness distribution of the formed film is affected by the intensity distribution of the irradiated plasma beam (that is, the plasma density distribution).
一方、基板を成膜室のプラズマ入口から離して配置し、プラズマビームの照射距離を長くしてビームの強度のばらつきを低減させることにより膜厚の均一化を図る方法がある。しかしながら、この方法では、成膜速度が小さくなるため、成膜に時間を要する。したがって、量産のためには成膜速度を向上させる必要がある。 On the other hand, there is a method of making the film thickness uniform by disposing the substrate away from the plasma inlet of the film formation chamber and increasing the irradiation distance of the plasma beam to reduce variations in beam intensity. However, this method requires a long time for film formation because the film formation rate is low. Therefore, it is necessary to improve the deposition rate for mass production.
また、上記のようなプラズマビームの照射による成膜では、成膜領域がビームの照射領域に限られるため、成膜面積を広くすることができない。成膜範囲を拡大する方法には、ビームを振って照射領域を拡大する方法が挙げられるが、この場合には成膜速度が小さくなるとともに装置の構成が複雑となる。 In the film formation by plasma beam irradiation as described above, since the film formation region is limited to the beam irradiation region, the film formation area cannot be increased. As a method for expanding the film formation range, there is a method of expanding the irradiation region by irradiating a beam. In this case, the film formation speed is reduced and the configuration of the apparatus is complicated.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、良好な膜質を実現しつつ均一な膜厚の膜を高い生産性で生産可能な成膜装置及び成膜方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a film forming apparatus and a film forming method capable of producing a film with a uniform film thickness with high productivity while realizing good film quality. The purpose is that.
上記課題を解決するために、本発明に係る成膜装置及び成膜方法は、膜形成材料を蒸発させて少なくともイオン化粒子とドロップレットと中性粒子とを含む蒸発粒子を発生させる蒸発部と、バイアス供給電極が内部に配置され、前記バイアス供給電極に配置される基板の表面に前記イオン化粒子が堆積されて成膜が行われる成膜部と、前記イオン化粒子を前記ドロップレット及び前記中性粒子から分離可能に構成され、一端が前記蒸発部に接続されるとともに他端が前記成膜部に接続された輸送部と、前記イオン化粒子を前記成膜部に導く磁界を発生させる誘導磁界発生部とを備え、前記バイアス供給電極に印加されたバイアス電圧と前記誘導磁界発生部により形成された前記磁界により前記イオン化粒子が前記輸送部を通じて前記成膜部に供給され、前記成膜部では、前記磁界の影響を受けてプラズマ流束を形成するイオン化粒子以外の拡散プラズマ状のイオン化粒子を用いて前記成膜が行われるものである。 In order to solve the above problems, a film forming apparatus and a film forming method according to the present invention include an evaporation unit that evaporates a film forming material to generate evaporated particles including at least ionized particles, droplets, and neutral particles, A film-forming portion in which a bias supply electrode is disposed and the ionized particles are deposited on a surface of a substrate disposed on the bias supply electrode to form a film; and the ionized particles are converted into the droplets and the neutral particles. A transport unit having one end connected to the evaporation unit and the other end connected to the film forming unit, and an induced magnetic field generating unit for generating a magnetic field that guides the ionized particles to the film forming unit. The ionized particles are transferred to the film forming part through the transport part by a bias voltage applied to the bias supply electrode and the magnetic field formed by the induction magnetic field generating part. The fed, in the film forming section, in which the film using a spreading plasma-like ionized particles other than ionizing particles forming the plasma flux under the influence of the magnetic field is performed.
かかる構成によれば、磁界の影響を受けない又はほとんど影響しない拡散プラズマ状のイオン化粒子を用いて成膜が行われるので、磁界の強度分布が膜厚に影響することはなく、よって、均一な膜厚の膜を広範囲に渡って形成することが可能となる。また、プラズマ流束を形成するイオン化粒子を用いて成膜を行う場合にはプラズマ流束の照射領域に基板を配置する必要があるため基板の配置可能な領域が限定されるが、拡散プラズマ状のイオン化粒子を用いる場合にはこのような基板の配置に関する制約が少ないため、基板配置可能な領域が多くなる。したがって、これらの領域を有効に利用することにより、高い生産性で成膜を行うことが可能となる。このようにして得られた膜は、ドロップレット及び中性粒子を含まないので、良好な膜質が実現される。 According to such a configuration, film formation is performed using diffusion plasma-like ionized particles that are not influenced or hardly influenced by the magnetic field, so that the magnetic field intensity distribution does not affect the film thickness, and thus uniform. A film having a thickness can be formed over a wide range. In addition, when film formation is performed using ionized particles that form a plasma flux, it is necessary to place a substrate in the irradiation region of the plasma flux. In the case of using ionized particles, since there are few restrictions on the arrangement of the substrate, the area where the substrate can be arranged increases. Therefore, it is possible to perform film formation with high productivity by effectively using these regions. Since the film thus obtained does not contain droplets and neutral particles, good film quality is realized.
前記輸送部が屈曲構造を有してもよい。 The transport part may have a bent structure.
前記蒸発部は、アーク放電により前記蒸発粒子を発生させるアーク蒸発源を備えてもよい。 The evaporation unit may include an arc evaporation source that generates the evaporated particles by arc discharge.
前記拡散プラズマ状のイオン化粒子を前記基板の成膜面に誘導する誘導手段がさらに設けられてもよい。 Guiding means for guiding the diffusion plasma-like ionized particles to the film forming surface of the substrate may be further provided.
前記成膜部における前記基板の位置を調整可能に構成されてもよい。 The position of the substrate in the film forming unit may be adjustable.
複数の前記基板が前記成膜部内に配置されてもよい。 A plurality of the substrates may be disposed in the film forming unit.
前記バイアス供給電極は導電性材料から構成された基板ホルダであり、前記基板ホルダに前記基板が配置され、前記基板の成膜面が前記プラズマ流束の照射領域を除く領域に位置するように前記基板ホルダが前記成膜部内に配置されてもよい。 The bias supply electrode is a substrate holder made of a conductive material, the substrate is disposed on the substrate holder, and the film formation surface of the substrate is located in a region excluding the irradiation region of the plasma flux. A substrate holder may be disposed in the film forming unit.
成膜面が前記プラズマ流束の供給方向と平行となるように前記基板が前記基板ホルダに配置されてもよい。 The substrate may be disposed on the substrate holder such that a film formation surface is parallel to a supply direction of the plasma flux.
成膜面に前記拡散プラズマ状のイオン化粒子がほぼ垂直方向から供給されように前記基板が前記基板ホルダに配置されてもよい。 The substrate may be disposed on the substrate holder so that the ionized particles in the form of diffusion plasma are supplied to the film formation surface from a substantially vertical direction.
成膜面が前記プラズマ流束の供給方向に対して傾斜して前記基板が前記基板ホルダに配置されてもよい。 The substrate may be disposed on the substrate holder with a film formation surface inclined with respect to the plasma flux supply direction.
前記基板ホルダは、内部に前記基板を取り付ける筒状の本体部と、前記本体部を支持する支持部とを備え、前記成膜部における前記プラズマ流束の供給方向に軸が配置され前記プラズマ流束の外周を取り囲むように前記本体部が配置されてもよい。 The substrate holder includes a cylindrical main body for attaching the substrate therein and a support for supporting the main body, and an axis is arranged in the plasma flux supply direction in the film forming unit, and the plasma flow The main body may be arranged so as to surround the outer periphery of the bundle.
前記本体部は、断面が多角形状を有してもよい。 The main body may have a polygonal cross section.
前記本体部は、前記プラズマ流束の供給方向に沿って断面が小さくなるテーパ形状であってもよい。 The main body may have a tapered shape whose cross section decreases along the plasma flux supply direction.
前記基板ホルダが、前記成膜部での前記プラズマ流束の供給方向における前記本体部の位置を調整可能に構成されてもよい。 The substrate holder may be configured to be capable of adjusting a position of the main body portion in the plasma flux supply direction in the film forming unit.
前記基板ホルダは、前記本体部が前記プラズマ流束の外周方向を回転可能に構成されてもよい。 The substrate holder may be configured such that the main body portion is rotatable in an outer peripheral direction of the plasma flux.
前記基板が前記基板ホルダの前記本体部内で回転可能に構成されてもよい。 The substrate may be configured to be rotatable within the main body of the substrate holder.
本発明に係る成膜装置及び成膜方法によれば、良好な膜質で均一な膜厚の膜を良好な生産性で成膜することが可能となる。 According to the film forming apparatus and the film forming method of the present invention, it is possible to form a film having a good film quality and a uniform film thickness with good productivity.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1に係る成膜装置の構成を示す模式図である。また、図2は、図1の基板ホルダにおける基板の配置を示す平面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a film forming apparatus according to
図1及び図2に示すように、成膜装置は、アーク蒸発室1と、成膜室2と、プラズマダクト3とを主な構成要素として含んでいる。プラズマダクト3は、アーク蒸発室1及び成膜室2にそれぞれ接続されており、それにより、アーク蒸発室1と成膜室2とがプラズマダクト3を介して連通している。この連通した内部において真空状態を実現できるように、装置が組み立てられている。また、ここでは図示を省略しているが、成膜装置は、装置内部の排気を行う真空ポンプ等の排気手段を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the film forming apparatus includes an
アーク蒸発室1は、内部に陰極1Aと陽極1Bとを備え、陰極1A及び陽極1Bによってアーク蒸発源が構成されている。アーク蒸発源は、アーク電源(図示せず)に接続されている。
The
陰極1Aは膜形成材料から構成されており、よって、ここでは陰極1Aがターゲットに相当する。なお、陰極1Aの表面に膜形成材料からなるターゲットを別に配設することも可能である。ターゲットたる陰極1Aの構成材料は、導電性を有する固体なら特に限定されず、金属単体、合金、無機単体、無機化合物等が用いられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上混合して用いてもよい。また、アーク蒸発室1には、一対の陽極1Bが対向配置されている。陽極1Bの構成材料は、陰極1Aが高い耐熱性を有するとともに導電性を有する固体ならば特に限定されず、金属単体、合金、無機単体、無機化合物等が用いられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
The
ここで、以下の説明においては、アーク蒸発室1における陰極構成材料の蒸発によって得られる粒子を、蒸発粒子と呼ぶ。この蒸発粒子は、主に、イオン化した陰極構成材料であるイオン化粒子と、電子と、陰極構成材料の中性粒子と、陰極構成材料が細片状になったものや液状となったもの(以下、これをドロップレットと呼ぶ)とを含んでいる。ここでは、従来技術において前述したように、電荷を帯びているイオン化粒子及び電子をまとめて荷電粒子と呼ぶ。この荷電粒子はプラズマを形成する。
Here, in the following description, particles obtained by evaporation of the cathode constituent material in the
成膜室2の内部には、導電性材料からなる基板ホルダ5が配置されている。基板ホルダ5は、断面が多角形状を有する筒体5Aから構成されており、筒体5Aの底部は端板5Bで封止されている。ここでは、断面が六角形状の筒体5Aから基板ホルダ5が構成されている。この基板ホルダ5内部の6つの側面に、成膜面が基板ホルダ5の内側に向くように背面を該側面に当接させて成膜対象たる基板(ワーク)6が取り付けられる。基板ホルダ5底部の端板5Bには、他端が成膜室2の底面を貫通して外部の回転駆動装置(具体的にはモータ)10に接続された回転軸7が、基板ホルダ5と同軸で取り付けられている。この回転軸7によって基板ホルダ5が支持され、モータ10によって回転軸7が回転駆動すると回転軸7の先端に取り付けられた基板ホルダ5も回転する。回転軸7は、導電性材料から構成されており、また、外部に配置されたイオン集積電源20に電気的に接続されている。イオン集積電源20は、直流(DC)電源であってもよく、高周波(RF)電源であってもよく、また、これらを組み合わせたものであってもよい。このようなイオン集積電源20は接地されている。
A
プラズマダクト3は、成膜室2の上壁に形成されたプラズマ入口11に一端が接続され、他端は、アーク蒸発室1の蒸発粒子出口12に接続されている。プラズマダクト3は屈曲構造を有しており、アーク蒸発室1から成膜室2に到る輸送経路が90°屈曲してL字状となっている。プラズマダクト3の鉛直配置部分と基板ホルダ5とは、同軸に配置されている。
One end of the
プラズマダクト3の外周には、アーク蒸発室1で発生した蒸発粒子のうちの荷電粒子を成膜室2に導くための誘導手段として、誘導磁界発生装置4が配設されている。例えば、誘導磁界発生装置4は、コイルからなるリング状の電磁石から構成され、プラズマダクト3の所定位置にダクト管の外周を取り囲むように電磁石が配置されている。それにより、プラズマダクト3と同軸の磁界が形成される。誘導磁界発生装置4によって形成される磁界は、カスプ磁場であってもミラー磁場であってもよい。誘導磁界発生装置4により磁界を発生させると、蒸発粒子中の電子がこの磁界に捕らえられ、続いて、この捕らえられた電子に引かれて、蒸発粒子中のイオン化粒子が移動する。このようして、磁界により荷電粒子の誘導が行われる。
On the outer periphery of the
次に、成膜装置の成膜動作について説明する。 Next, the film forming operation of the film forming apparatus will be described.
成膜時には、まず、排気手段(図示せず)によって装置内の排気を行い、内部を所定の真空度に保つ。そして、イオン集積電源20から基板ホルダ5に回転軸7を介してバイアス電圧を与えるとともに、以下のように、アーク蒸発室1においてアーク放電により蒸発粒子を生成させる。
During film formation, first, the inside of the apparatus is evacuated by an evacuation means (not shown), and the inside is kept at a predetermined degree of vacuum. A bias voltage is applied from the ion integrated
すなわち、アーク蒸発室1の陰極1A及び陽極1B間でアーク放電が行われ、それにより、陰極1Aの構成材料が蒸発して蒸発粒子が生じる。前述のように、蒸発粒子は、荷電粒子(イオン化粒子及び電子)と、ドロップレット及び中性粒子とを含んでいる。
That is, arc discharge is performed between the
このようにして生成された蒸発粒子は、アーク蒸発室1の蒸発粒子出口12からプラズマダクト3に導入され、ダクト管内を管壁に沿って水平方向に移動し、屈曲部に達する。この屈曲部において、蒸発粒子中の荷電粒子であるイオン化粒子と電子とは、基板ホルダ5に与えられたバイアス電圧及び誘導磁界発生装置4により形成された磁界に誘導され、矢印aで示すように、移動方向を90°偏向し成膜室2に向かってダクト管内を管壁に沿って鉛直下向きに移動する。このように成膜室2に向かってプラズマダクト3内を移動する荷電粒子はプラズマを構成しており、このプラズマは誘導磁界発生装置4により形成された磁界の拘束を受けて収束されてビーム状のプラズマ流束を形成する。ここでは、このプラズマ流束をプラズマビーム15と呼ぶ。プラズマビーム15は、プラズマダクト3及び形成された磁界と同軸を有する。
The vaporized particles thus generated are introduced into the
一方、アーク蒸発室1からプラズマダクト3に導入された蒸発粒子中のドロップレット及び中性粒子は、電荷を帯びていないので、荷電粒子のようにバイアス電圧や誘導磁界によって誘導されることはない。したがって、矢印bで示すように、プラズマダクト3の屈曲部において荷電粒子のように偏向することはなく、そのままプラズマダクト3内を水平方向に移動して対向するダクト内壁に衝突する。このように、ここでは粒子の移動特性の違いにより、プラズマダクト3の屈曲構造を利用して、イオン化粒子及び電子をドロップレット及び中性粒子から分離することが可能となる。
On the other hand, since the droplets and neutral particles in the evaporated particles introduced from the
上記のようにしてバイアス電圧及び誘導磁界により誘導されてプラズマダクト3内を進むプラズマビーム15は、プラズマ入口11から成膜室2内に導入される。このようにして成膜室2内にプラズマビーム15が導入されると、成膜室2は、磁界の拘束を受けたままビーム状で室内を移動するイオン化粒子及び電子(以下、これをビーム状粒子群と呼ぶ)と、磁界の拘束から解放されて拡散したイオン化粒子及び電子(以下、これを拡散粒子群と呼ぶ)とが存在する状態となる。そして、この拡散粒子群のイオン化粒子が、主としてバイアス電圧によって加速され、基板ホルダ5の側面に配置された基板6の成膜面に衝突及び付着する。このような拡散粒子群のイオン化粒子の付着及び堆積により、基板6の成膜面に、陰極構成材料からなる膜が形成される。なお、成膜室2内に導入された電子は、磁界に捕らえられた状態か又は室内で拡散した状態である。
As described above, the
上記のように、本実施の形態では、磁気輸送のために形成された磁界の拘束から解放された(又は磁界の影響が小さい)拡散状態のイオン化粒子を用いて成膜が行われるので、イオン化粒子分布状態への磁界の影響、例えば磁界の強度分布や磁力線の配置等の影響、を低減することが可能となる。よって、均一な膜厚の膜を形成することが可能となる。 As described above, in this embodiment, since film formation is performed using ionized particles in a diffused state released from the constraint of the magnetic field formed for magnetic transport (or having a small influence of the magnetic field), ionization is performed. It is possible to reduce the influence of the magnetic field on the particle distribution state, for example, the influence of the magnetic field intensity distribution, the arrangement of the lines of magnetic force, and the like. Accordingly, a film with a uniform thickness can be formed.
ここで、本実施の形態の効果を説明するために、磁界と膜厚との関係について図3を参照して説明する。図3は、磁気輸送過程で形成されたプラズマビームを、成膜室内に配置された基板に垂直に照射して成膜を行った際の、磁界強度と膜厚との関係を示す図である。ここでは、成膜室内におけるプラズマ入口から基板までの距離がAである場合及びBである場合について示しており、A<Bである。図3Aは磁束密度分布を示しており、図3Bは膜厚分布を示している。図3A及び図3Bの横軸は基板中心からの距離を示しており、中心を0として半径方向右向きを正の領域、左向きを負の領域としている。成膜室内には、円板状の基板がプラズマダクトと同心的に配置され、それにより、プラズマビームの中心軸と基板の中心とが一致した構成となる。 Here, in order to explain the effect of the present embodiment, the relationship between the magnetic field and the film thickness will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the magnetic field strength and the film thickness when film formation is performed by irradiating a plasma beam formed in the magnetic transport process perpendicularly to a substrate disposed in the film formation chamber. . Here, the case where the distance from the plasma inlet to the substrate in the film formation chamber is A and B is shown, and A <B. FIG. 3A shows the magnetic flux density distribution, and FIG. 3B shows the film thickness distribution. The horizontal axis of FIGS. 3A and 3B indicates the distance from the center of the substrate. The center is 0, the rightward direction in the radial direction is a positive region, and the leftward direction is a negative region. A disk-shaped substrate is disposed concentrically with the plasma duct in the film forming chamber, so that the center axis of the plasma beam and the center of the substrate coincide with each other.
図3Aに示すように、基板周囲に形成された磁界の強さは、基板の中心付近で最も大きく、中心から離れるほど減少する。また、成膜室のプラズマ入口から基板への距離が近いほど基板周囲に形成される磁界の磁束密度が大きく、また、中心付近と外周側とにおける磁束密度の差も大きくなる。このような磁界の影響を受けたプラズマビームを基板に照射して成膜した膜では、図3Bに示すように、磁束密度の分布と同様の分布となり、基板の中心付近で膜厚が最も大きく、中心から離れるほど膜厚が薄くなる。また、プラズマ入口から基板までの距離が近いほど、膜厚が厚くなるとともに、中心付近と外周側との膜厚の差が大きくなる。このように、磁界の影響を受けたプラズマビームを用いた成膜では、膜厚と磁界強度との間に相関関係があり、磁界の強度分布に従って膜厚に分布が生じる。このため、膜厚のばらつきが大きくなる。 As shown in FIG. 3A, the strength of the magnetic field formed around the substrate is greatest near the center of the substrate, and decreases with distance from the center. Further, the shorter the distance from the plasma inlet of the film formation chamber to the substrate, the greater the magnetic flux density of the magnetic field formed around the substrate, and the greater the difference in magnetic flux density between the vicinity of the center and the outer peripheral side. In the film formed by irradiating the substrate with the plasma beam affected by such a magnetic field, as shown in FIG. 3B, the distribution is similar to the distribution of the magnetic flux density, and the film thickness is the largest near the center of the substrate. The film thickness decreases as the distance from the center increases. Further, the closer the distance from the plasma inlet to the substrate, the thicker the film thickness and the greater the difference in film thickness between the vicinity of the center and the outer peripheral side. Thus, in film formation using a plasma beam affected by a magnetic field, there is a correlation between the film thickness and the magnetic field strength, and the film thickness is distributed according to the magnetic field strength distribution. For this reason, the variation in film thickness increases.
このことから、本実施の形態では、磁界の影響を受けたビーム状粒子群のイオン化粒子(すなわちプラズマビーム)を用いて成膜を行うのではなく、磁界の影響を受けない(もしくは影響が小さい)拡散粒子群のイオン化粒子を用いて成膜を行う。ここでは、ビーム状粒子群が供給される領域(すなわちプラズマビームの照射領域)からはずれるように基板6を配置しており、それにより、拡散粒子群のイオン化粒子を用いた成膜が可能となる。具体的には、基板ホルダ5の側面に基板6が配置されるため、基板6の成膜面がビーム状粒子群の供給方向(矢印cの方向)と平行となり、よって、ビーム状粒子群のイオン化粒子が基板表面に付着せず、磁界の影響を受けずに成膜室2内で拡散した拡散粒子群のイオン化粒子が付着する。したがって、ほぼ均一に分散したイオン化粒子を用いて成膜を行うことができ、よって、プラズマ入口11から基板6までの距離や基板ホルダ5における配置位置等に関わらず、個々の基板6の成膜面において、また、6つの基板6の間において、均一な膜厚の膜を形成することが可能となる。特に、ここでは基板ホルダ5を回転させて成膜が行われるので、複数の基板間における膜厚のばらつきを防止することが可能となる。さらに、拡散したイオン化粒子を用いるため、広範囲の成膜面への成膜が可能となる。
For this reason, in this embodiment, film formation is not performed using ionized particles (that is, plasma beams) of a beam-like particle group affected by a magnetic field, but is not influenced by a magnetic field (or has a small effect). ) Film formation is performed using ionized particles of the diffusing particle group. Here, the
以上のように、本実施の形態では、従来は成膜に利用されない拡散粒子群のイオン化粒子を用いて成膜を行うため、成膜時における磁気輸送の磁界の影響を抑制することが可能となり、よって、均一な膜厚でかつ広範囲に成膜を行うことが可能となる。また、本実施の形態では、前述のように、プラズマダクト3における輸送過程において、イオン化粒子がドロップレット及び中性粒子から分離されているため、良好な膜質の膜を得ることが可能である。
As described above, in the present embodiment, since film formation is performed using ionized particles of a diffusion particle group that has not been conventionally used for film formation, it is possible to suppress the influence of the magnetic transport magnetic field during film formation. Therefore, it is possible to form a film with a uniform film thickness over a wide range. In the present embodiment, as described above, since the ionized particles are separated from the droplets and the neutral particles in the transport process in the
ところで、前述の図3A及び図3Bから明らかなように、磁界の影響が大きいほど成膜速度が大きいことから、上記のように磁界の影響を受けないイオン化粒子を用いた成膜では、磁界の影響を強く受けたプラズマビームを用いた成膜に比べて、成膜速度が低下する。したがって、同じ膜厚の膜を形成しようとする場合には、拡散したイオン化粒子を用いた成膜の方が、長い時間を要する。しかしながら、拡散したイオン化粒子を用いた成膜では、プラズマビームの照射領域を除く領域に基板6を配置すればよいことから、プラズマビームを照射して成膜を行う場合に比べて基板6を配置可能な領域が多くなり、ここでは基板ホルダ5に6枚の基板6を配置することが可能である。このため、一度の成膜で同時に複数枚の基板に膜形成を行うことが可能となる。したがって、この成膜装置では、基板6毎に関しては成膜に要する時間が長くなるものの、一度に同時に成膜できる基板6の枚数を考慮すれば、高い成膜効率を実現することが可能となる。特に、同時に複数枚の基板6に成膜可能であることから、基板6の交換作業に要する時間や、交換に伴う装置の起動動作及び停止動作に要する時間を短縮することが可能となり、それゆえ、高い生産性を実現することが可能となる。
As apparent from FIGS. 3A and 3B described above, since the deposition rate increases as the influence of the magnetic field increases, in the deposition using ionized particles that are not affected by the magnetic field as described above, the magnetic field Compared to film formation using a plasma beam that is strongly influenced, the film formation rate is reduced. Therefore, when forming a film having the same film thickness, it takes a longer time to form a film using diffused ionized particles. However, in film formation using diffused ionized particles, the
上記においては基板ホルダ5の断面が六角形状である場合について説明したが、基板ホルダ5の断面形状はこれに限定されるものではなく、成膜効率や生産性を考慮して、装置の規模や成膜条件に応じて適切な形状の基板ホルダ5を用いることが好ましい。また、ここでは同一の基板ホルダ5に複数の基板6が配置される場合について説明したが、複数の基板ホルダが独立して成膜室2内に配置されてそれぞれに基板が取り付けられた構成であってもよい。さらに、上記においては基板ホルダ5がモータ10により回転する場合について説明したが、基板ホルダ5が固定された構成であってもよい。
In the above description, the case where the cross section of the
また、上記においては基板ホルダ5の側面に基板6が配置される場合について説明したが、基板ホルダ5の底面(すなわち端板5Bの表面)に基板6が配置されてもよい。このように基板ホルダ5の面を有効に利用することにより、生産性の向上がより図られる。基板ホルダ5の底面に基板6を配置する場合、プラズマ入口11と基板6との距離が近いとイオン化粒子が磁界の影響を受けるので磁界の強度分布が膜厚に影響するが、プラズマ入口11と基板6との距離を十分とって磁界が影響しない構成とすれば、底面に配置した基板6においても均一な膜厚を実現することが可能となる。このように距離を十分に取って底面に基板6を配置すると、この基板6単独では成膜速度が小さいが、この場合には基板ホルダ5の側面に配置された複数枚の基板6とともに同時に成膜が行われるので、良好な成膜効率で成膜を行うことが可能となる。
In the above description, the case where the
本実施の形態の変形例として、ドロップレット及び中性粒子が衝突するプラズマダクト3の内壁部分に、副成物捕集部が設けられた構成であってもよい。例えば、副成物捕集部は、脱着自在に形成された捕集部材から構成されてもよい。この場合、イオン化されなかったドロップレットや中性粒子が、この捕集部材に捕集される。そして、この捕集部材を交換又は清掃することにより、副成物を除去することが可能となる。
As a modified example of the present embodiment, a configuration in which a by-product collection unit is provided on the inner wall portion of the
また、本実施の形態の他の変形例として、成膜室2内に供給されたイオン化粒子の拡散を促進させる粒子拡散手段がさらに設けられた構成であってもよい。粒子拡散手段としては、例えば、磁界発生装置等が用いられる。具体例として、上記構成を有する成膜装置の基板ホルダ5の外周側に、粒子拡散手段として電磁石又は永久磁石がさらに配置され、各基板6の周囲にイオン化粒子の拡散磁界を発生させる構成としてもよい。この拡散磁界によってイオン化粒子の拡散が促進されてイオン化粒子の分布がより均一となるため、膜厚の均一化及び成膜速度の向上がさらに図られる。
Further, as another modification of the present embodiment, a configuration may be provided in which particle diffusion means for promoting diffusion of ionized particles supplied into the
(実施例)
実施例においては、本実施の形態における上記効果を明らかにするために、実験室レベルで成膜を行ってその効果を調べた。
(Example)
In the examples, in order to clarify the above effects in the present embodiment, film formation was performed at the laboratory level and the effects were examined.
図4は、実施例における成膜装置の構成を示す模式図である。図4に示すように、実施例の成膜装置は、ターゲットを兼ねるCuから構成された陰極1Aが配置されたアーク蒸発室1と、成膜室2と、アーク蒸発室1と成膜室2とを接続するプラズマダク3とを備えている。プラズマダクト3は、アーク蒸発室1で生じた蒸発粒子中の荷電粒子の進行方向を偏向可能な屈曲構造を有している。また、プラズマダクト3の外周には、荷電粒子を成膜室2へ導く誘導磁界を発生させる誘導磁界発生装置4が配設されている。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of a film forming apparatus in the embodiment. As shown in FIG. 4, the film forming apparatus of the embodiment has an
成膜室2内には、基板ホルダ5として円筒形のガラス容器が配置されている。基板ホルダ5は、上側開口端を成膜室2の上壁に当接させてプラズマダクト3と同軸に配置され、それにより、プラズマダクト3とホルダ内部とが連通する。基板ホルダ5の内部には、側面全周にわたって長尺状の基板6Aが配置されており、また、底面に円板状の基板6Bが同心的に配置されている。
In the
上記構成の成膜装置の成膜時には、アーク蒸発室1におけるアーク放電によりターゲットである陰極1Aが蒸発して蒸発粒子が発生し、この蒸発粒子が絞り部材1Cを通ってプラズマダクト3に導入される。そして、蒸発粒子はプラズマダクト3内を管壁に沿って水平方向に進み、屈曲部に達する。この屈曲部において、蒸発粒子のうち、荷電粒子であるイオン化粒子と電子とが、誘導磁界発生手段4により形成された磁界及びバイアス電圧によって誘導されて進行方向を90°偏向させ、成膜室2へ向かってプラズマダクト3内を管壁に沿って下向きに進む。そして、成膜室2内に配置された基板ホルダ5内部に導入される。一方、蒸発粒子中のドロップレット及び中性粒子は、電荷を帯びていないので誘導磁界の影響を受けず、よって、進行方向を水平方向に保持したまま直進してプラズマダクト3の内壁に衝突する。このように、プラズマダクト3の屈曲構造を利用して、アーク蒸発室1で発生した蒸発粒子中から荷電粒子を分離することが可能となる。
During film formation of the film forming apparatus having the above configuration, the
基板ホルダ5の内部に供給されたイオン化粒子のうち、拡散したイオン化粒子が、ホルダ内部の基板6A,6Bの成膜面に付着及び堆積する。それにより、基板6A,6Bの表面にCu膜が形成される。
Of the ionized particles supplied to the inside of the
図5Aは、基板ホルダ5の側面に配置された基板6Aに成膜されたCu膜の厚さを示す図であり、図5Bは、基板ホルダ5の底面に配置された基板6Bに成膜されたCu膜の厚さを示す図である。図5Aの横軸yは、図4中の矢印yで示すように基板ホルダ5の上側開口端からの距離を示している。また、図5Bの横軸xは、図4中の矢印xで示すように基板中心からの距離を示しており、基板中心を0として半径方向右向きを正の領域、左向きを負の領域としている。
5A is a diagram illustrating the thickness of the Cu film formed on the
図5Aに示すように、基板ホルダ5の側面に配置された基板6Aの表面には、ほぼ均一な膜厚のCu膜が形成される。また、図5Bに示すように、基板ホルダ5の底面に配置された基板6Bの表面には、側面の基板6Aに形成されたCu膜よりも膜厚の厚いCu膜が形成され、基板6Aに比べて膜の均一度が低下するものの、後述の比較例に比べて良好な膜厚分布の膜が得られた。
As shown in FIG. 5A, a Cu film having a substantially uniform film thickness is formed on the surface of the
(比較例)
上記の実施例と比較するために、以下の方法により成膜を行った。
(Comparative example)
In order to compare with the above examples, film formation was performed by the following method.
比較例では、実施例の成膜装置を用いるが、ここでは、上記実施例の基板6Bよりも基板ホルダ5の上側開口端に近い距離A,Bの位置(ここではA<Bである)に、基板ホルダ5の底面と平行で同心的に円板状の基板6を配置し、プラズマビーム状のイオン化粒子を基板6の成膜面に垂直に照射して成膜を行った。
In the comparative example, the film forming apparatus of the example is used. Here, the distances A and B (here, A <B) are closer to the upper opening end of the
図6は、比較例の方法により基板6に成膜されたCu膜の厚さを示す図である。図6の横軸xは、図5Aの横軸と同様である。図6に示すように、比較例では、基板表面に形成されたCu膜の膜厚が基板中心付近で最も厚く、中心から離れるほど膜厚が薄くなった。また、基板ホルダ5の上側開口端からの距離が近いほど、膜厚が厚くなるとともに中心と外周側との膜厚差が大きくなった。
FIG. 6 is a diagram showing the thickness of the Cu film formed on the
以上の実施例及び比較例から明らかなように、本実施の形態の方法によれば、均一な膜厚のCu膜を成膜することが可能であった。
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2に係る成膜装置の基板ホルダの構成を示す模式的な部分透視図である。図7に示すように、本実施の形態の成膜装置は、基板ホルダ5が回転軸7を中心に回転するとともに、基板ホルダ5内で基板6が回転する点が、実施の形態1と異なっている。以下においては、回転軸7を中心とする基板ホルダ5の回転を公転と呼び、基板ホルダ5内における個々の基板6の回転を自転と呼ぶ。ここでは、モータ10に接続されて回転駆動する回転軸7及び基板ホルダ5が基板の公転機構に相当し、公転する基板ホルダ5内においてさらに基板6を回転させる機構が基板の自転機構に相当する。
As is clear from the above examples and comparative examples, according to the method of the present embodiment, it was possible to form a Cu film having a uniform thickness.
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a schematic partial perspective view showing the configuration of the substrate holder of the film forming apparatus according to
図7に示すように、自転機構8は、軸体8Aと、軸体8Aの外周面に設けられたフックから構成された基板取り付け部8Bと、軸体8Aを回転駆動させる駆動装置8Cとから構成されている。軸体8Aは導電性材料から構成されており、基板ホルダ5の上面から底面にわたって基板ホルダ5の中心軸と平行に配置されている。駆動装置8Cはモータ10に接続されており、回転軸7とは独立に軸体8Aを回転させる。ここでは、断面が六角形状の基板ホルダ5の6つの各側面に対応して、かかる構成を有する自転機構8がそれぞれ配設されている。
As shown in FIG. 7, the
成膜時には、モータ10により回転軸7を回転させて基板ホルダ5を回転させるとともに、モータ10の回転を駆動装置8Cを介して軸体8Aに伝達して軸体8Aを回転させる。それにより、軸体8Aの基板取り付け部8Bに取り付けられた基板6が、基板ホルダ5の回転に伴って回転軸7の周りを時計と順方向又は逆方向に360°回転(公転)するとともに、軸体8Aの回転に伴って基板6が軸体8Aの周りを時計と順方向および逆方向に所定角度ずつ回動(自転)する。
At the time of film formation, the
かかる構成の本実施の形態によれば、基板ホルダ5の回転に伴って基板6が回転軸7の周りを公転するだけでなく、自転機構8により基板ホルダ5の内部で基板6が軸体8Aの周りを自転するので、成膜においてより膜厚の均一化が図られる。なお、基板ホルダ5内における基板6の自転方法は上記に限定されるものではなく、軸体8Aの周りを360°回転する構成であってもよい。
According to the present embodiment having such a configuration, not only the
ここで、本実施の形態は、基板を自公転させる構成であれば上記の構成に限定されるものではなく、これ以外の自公転機構を備えていてもよい。例えば、本実施の形態の変形例として、基板ホルダ5の側面に取り付けられた基板6が、該側面の法線を中心に同一平面内で回転する構成であってもよい。例えば、基板ホルダ5の側面に回転支持台が取り付けられるとともにこの回転支持台上に基板6が配置され、回転支持台の回転に伴って基板6が回転(自転)する構成であってもよい。
(実施の形態3)
図8は、本発明の実施の形態3に係る成膜装置の構成を示す模式図である。図8に示すように、本実施の形態の成膜装置は、実施の形態1と同様の構成を有するが、以下の点が実施の形態1とは異なっている。
Here, the present embodiment is not limited to the above-described configuration as long as the substrate is configured to rotate and revolve, and may include other revolving mechanisms. For example, as a modification of the present embodiment, the
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a film forming apparatus according to
すなわち、本実施の形態では、基板ホルダ昇降装置9によって基板ホルダ5が成膜室2内において上下移動可能に構成されている。例えば、基板ホルダ昇降装置9は、アクチュエータから構成されている。
That is, in the present embodiment, the
かかる構成によれば、基板ホルダ昇降装置9によって基板ホルダ5を昇降させることにより、成膜室2内における基板6の配置位置(高さ)を調節することができる。このため、成膜室2内においてイオン化粒子の拡散状態にばらつきがあっても、拡散状態に応じて基板6の位置を調整することにより、均一な膜厚の膜を効率よく成膜することが可能となる。例えば、膜厚モニタにより成膜時の膜厚を検出するとともに、検出された膜厚に応じて基板ホルダ昇降装置9を制御して成膜室2内における基板6の高さを調節する。この場合、膜厚の厚い部分がイオン化粒子密度の小さいところに配置されるように、また、膜厚の薄い部分がイオン化粒子密度の大きいところに配置されるように基板ホルダ昇降装置9を制御する。それにより、イオン化粒子密度の小さいところでは粒子の付着及び堆積が抑制され、イオン化粒子密度の大きいところでは粒子の付着及び堆積が促進されるので、膜厚の均一化が図られる。したがって、安定して均一な膜厚の膜を成膜することが可能となる。
(実施の形態4)
図9は、本発明の実施の形態4に係る成膜装置の構成を示す模式図である。図9に示すように、本実施の形態の成膜装置は、実施の形態1と同様の構成を有するが、基板ホルダ5の形状が実施の形態1とは異なっている。
According to this configuration, the position (height) of the
(Embodiment 4)
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of a film forming apparatus according to
すなわち、本実施の形態の基板ホルダ5は、上側開口端に向かって断面が大きくなるテーパ形状を有している。かかる形状の基板ホルダ5では、基板6が配置される基板ホルダ5の側面が、基板ホルダ5の中心軸に対して所定の角度傾斜を有している。したがって、かかる構成では、基板ホルダ5の側面に配置される基板6の表面が、プラズマダクト3から成膜室2内に供給されるプラズマビーム15の中心軸に対して所定の角度傾斜している。 このように配置された基板6では、実施の形態1の場合と同様、ビーム状粒子群のイオン化粒子ではなく拡散粒子群のイオン化粒子を用いて成膜が行われるので、膜厚の均一化が図られる。そして、さらに本実施の形態では、基板6が傾斜配置されているため、基板表面に衝突するイオン化粒子の入射角を、基板表面に対してほぼ垂直とすることが可能となる。このため、より緻密で膜質が良好な膜を成膜することが可能となるとともに、拡散したイオン化粒子の成膜利用率を向上させて成膜速度の向上を図ることが可能となる。
That is, the
基板表面に対して垂直方向からイオン化粒子を供給可能な本実施の形態は、特に、溝状に形成された凹部内を埋めるようにCu膜を形成して半導体デバイスの配線膜を形成する場合等において有効である。この場合、イオン化粒子を基板表面に垂直方向から衝突させることにより精度良くかつ効率よく凹部の埋め込みを行うことが可能となる。 In the present embodiment in which ionized particles can be supplied from a direction perpendicular to the substrate surface, in particular, when a wiring film of a semiconductor device is formed by forming a Cu film so as to fill a recess formed in a groove shape, etc. Is effective. In this case, the concave portions can be embedded with high accuracy and efficiency by causing the ionized particles to collide with the substrate surface from the vertical direction.
本発明は、上記の実施の形態1〜4の構成に限定されるものでなく、種々の設計変更が可能である。例えば、基板ホルダ内において、基板が基板ホルダの対向する一対の側面間を底面を通って振子状に往復運動するように構成されてもよく、また、基板が基板ホルダの複数の側面にわたって外周方向に連続して供給される構成であってもよい。 The present invention is not limited to the configurations of the first to fourth embodiments, and various design changes are possible. For example, in the substrate holder, the substrate may be configured to reciprocate like a pendulum through a bottom surface between a pair of opposing side surfaces of the substrate holder. It may be configured to be supplied continuously.
また、上記の実施の形態1〜4においては、アーク蒸発源を用いて成膜材料を蒸発させる場合について説明したが、本発明に適用可能な蒸発源は、アーク蒸発源に限定されるものではない。例えば、スパッタ蒸発源等を用いてもよい。 In the first to fourth embodiments, the case where the film-forming material is evaporated using the arc evaporation source has been described. However, the evaporation source applicable to the present invention is not limited to the arc evaporation source. Absent. For example, a sputter evaporation source or the like may be used.
また、上記の実施の形態1〜4においては、成膜時に装置内を真空状態とする場合について説明したが、例えば、窒素、酸素、アルゴン、水素等のガスを供給しながら成膜を行ってもよい。この場合、これらのガスを供給するガス供給手段が設けられる。 In the first to fourth embodiments, the case where the inside of the apparatus is evacuated during film formation has been described. For example, film formation is performed while supplying a gas such as nitrogen, oxygen, argon, or hydrogen. Also good. In this case, a gas supply means for supplying these gases is provided.
本発明に係る成膜装置及び成膜方法は、膜形成材料を蒸発させて成膜を行う種々の成膜に適用可能であり、例えば、反射膜等の光学膜(TiO2膜等)や、半導体デバイスの配線膜、シード膜等の成膜に適用可能である。特に、成膜面積の大きな基板への成膜が要求される場合や、量産性に優れた成膜が要求される場合に有効である。 The film forming apparatus and the film forming method according to the present invention can be applied to various types of film forming by evaporating a film forming material, for example, an optical film (such as a TiO 2 film) such as a reflective film, The present invention can be applied to the formation of a wiring film, a seed film, etc. of a semiconductor device. This is particularly effective when film formation on a substrate having a large film formation area is required, or when film formation excellent in mass productivity is required.
1 アーク蒸発室
2 成膜室
3 プラズマダクト
4 誘導磁界発生装置
5 基板ホルダ
6 基板
7 回転軸
8 自転機構
9 基板ホルダ昇降装置
10モータ
20イオン集積電源
DESCRIPTION OF
Claims (17)
バイアス供給電極が内部に配置され、前記バイアス供給電極に配置される基板の表面に前記イオン化粒子が堆積されて成膜が行われる成膜部と、
前記イオン化粒子を前記ドロップレット及び前記中性粒子から分離可能に構成され、一端が前記蒸発部に接続されるとともに他端が前記成膜部に接続された輸送部と、
前記イオン化粒子を前記成膜部に導く磁界を発生させる誘導磁界発生部とを備え、
前記バイアス供給電極に印加されたバイアス電圧と前記誘導磁界発生部により形成された前記磁界により前記イオン化粒子が前記輸送部を通じて前記成膜部に供給され、
前記成膜部では、前記磁界の影響を受けてプラズマ流束を形成するイオン化粒子以外の拡散プラズマ状のイオン化粒子を用いて前記成膜が行われることを特徴とする成膜装置。 An evaporation unit that evaporates the film-forming material to generate evaporated particles including at least ionized particles, droplets, and neutral particles;
A film forming unit in which a bias supply electrode is disposed, and the ionized particles are deposited on a surface of a substrate disposed on the bias supply electrode to form a film;
A transport unit configured to be capable of separating the ionized particles from the droplets and the neutral particles, one end of which is connected to the evaporation unit and the other end of which is connected to the film forming unit;
An induction magnetic field generating unit that generates a magnetic field for guiding the ionized particles to the film forming unit,
The ionized particles are supplied to the film formation unit through the transport unit by the bias voltage applied to the bias supply electrode and the magnetic field formed by the induction magnetic field generation unit,
In the film forming section, the film forming apparatus is characterized in that the film forming is performed using ionized particles in a diffusion plasma form other than ionized particles that form a plasma flux under the influence of the magnetic field.
前記基板の成膜面が前記プラズマ流束の照射領域を除く領域に位置するように前記基板ホルダが前記成膜部内に配置された請求項1記載の成膜装置。 The bias supply electrode is a substrate holder made of a conductive material, and the substrate is disposed on the substrate holder,
The film forming apparatus according to claim 1, wherein the substrate holder is disposed in the film forming section so that a film forming surface of the substrate is located in a region excluding the irradiation region of the plasma flux.
成膜部の内部に配置されたバイアス供給電極にバイアス電圧を印加することにより、前記蒸発粒子中のイオン化粒子を輸送部を通じて前記成膜部に供給する工程と、
前記供給された前記イオン化粒子を前記バイアス供給電極に配置した基板の表面に堆積させて成膜を行う工程とを備え、
前記輸送工程において、前記イオン化粒子を前記成膜部に導く磁界を発生させ、
前記成膜工程において、前記磁界の影響を受けてプラズマ流束を形成するイオン化粒子以外の拡散プラズマ状のイオン化粒子を用いて前記成膜を行うことを特徴とする成膜方法。
Evaporating the film forming material in the evaporation section to generate evaporated particles including at least ionized particles, droplets, and neutral particles;
Supplying ionized particles in the evaporated particles to the film forming unit through a transport unit by applying a bias voltage to a bias supply electrode disposed inside the film forming unit;
Depositing the supplied ionized particles on a surface of a substrate disposed on the bias supply electrode to form a film, and
In the transport step, generate a magnetic field that guides the ionized particles to the film forming unit,
In the film forming step, the film forming method is characterized in that the film forming is performed using ionized particles in a diffusion plasma form other than ionized particles that form a plasma flux under the influence of the magnetic field.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003429236A JP2005187864A (en) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | Film deposition apparatus and film deposition method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003429236A JP2005187864A (en) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | Film deposition apparatus and film deposition method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005187864A true JP2005187864A (en) | 2005-07-14 |
Family
ID=34787961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003429236A Pending JP2005187864A (en) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | Film deposition apparatus and film deposition method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005187864A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009242825A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Ulvac Japan Ltd | Method for embedding metallic material using coaxial vacuum arc vapor deposition source |
JP2012067352A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Ferrotec Corp | Plasma generation apparatus having terminal reflection wall filter and plasma processing apparatus |
WO2014136314A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | 株式会社島津製作所 | Arc-plasma film formation device |
-
2003
- 2003-12-25 JP JP2003429236A patent/JP2005187864A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009242825A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Ulvac Japan Ltd | Method for embedding metallic material using coaxial vacuum arc vapor deposition source |
JP2012067352A (en) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Ferrotec Corp | Plasma generation apparatus having terminal reflection wall filter and plasma processing apparatus |
WO2014136314A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | 株式会社島津製作所 | Arc-plasma film formation device |
WO2014136253A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | 株式会社島津製作所 | Arc-plasma film formation device |
CN105102669A (en) * | 2013-03-08 | 2015-11-25 | 株式会社岛津制作所 | Arc-plasma film formation device |
JPWO2014136314A1 (en) * | 2013-03-08 | 2017-02-09 | 株式会社島津製作所 | Arc plasma deposition system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6562200B2 (en) | Thin-film formation system and thin-film formation process | |
US6506290B1 (en) | Sputtering apparatus with magnetron device | |
JPH06192824A (en) | Thin film forming device | |
JP2008174777A (en) | Thin film deposition system | |
JP2002512658A (en) | Sputter coating apparatus and method using substrate electrode | |
JP4690477B2 (en) | Anode wall multi-divided plasma generator and plasma processing apparatus | |
JP7038366B2 (en) | Single beam plasma source | |
JP2005187864A (en) | Film deposition apparatus and film deposition method | |
JPH06172995A (en) | Magnetron sputtering device and sputtering gun | |
WO2013099059A1 (en) | Film-forming device | |
JP2008050653A (en) | Film deposition apparatus and film deposition method | |
JP4019457B2 (en) | Arc type evaporation source | |
JP2001059165A (en) | Arc type ion plating device | |
JP3865841B2 (en) | Electron beam evaporation system | |
JP2001295031A (en) | Method and apparatus for film deposition | |
JPH11340165A (en) | Sputtering device and magnetron unit | |
JP4772398B2 (en) | Film forming method and film forming apparatus | |
KR20070074020A (en) | Apparatus for sputter deposition and method of sputter deposition using the same | |
JP2004183021A (en) | Apparatus and method for forming film | |
JP6008320B2 (en) | Combinatorial deposition system | |
JP2005281726A (en) | Plasma film deposition method, and apparatus therefor | |
JPH10245671A (en) | Film deposition apparatus and method | |
JPH0222464A (en) | Ion plating device | |
JPH11335837A (en) | Magnetic medium producing device | |
JP2002317264A (en) | Sputtering film deposition system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061010 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090223 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090929 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100209 |