JP2570594Y2 - Thin film forming equipment - Google Patents

Thin film forming equipment

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JP2570594Y2
JP2570594Y2 JP1991104000U JP10400091U JP2570594Y2 JP 2570594 Y2 JP2570594 Y2 JP 2570594Y2 JP 1991104000 U JP1991104000 U JP 1991104000U JP 10400091 U JP10400091 U JP 10400091U JP 2570594 Y2 JP2570594 Y2 JP 2570594Y2
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plasma
thin film
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magnetron sputtering
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浩哉 桐村
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Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本考案は各種半導体デバイスの製
造、基板上への超伝導膜の形成、機械部品等への耐食
性、耐摩耗性膜の形成等に利用する薄膜形成装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film forming apparatus used for manufacturing various semiconductor devices, forming a superconducting film on a substrate, forming corrosion-resistant and wear-resistant films on mechanical parts and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の薄膜形成装置としては、ECR
(電子サイクロトロン共鳴)を利用して得られる高活性
マイクロ波プラズマと、固体ターゲットを原料とするス
パッタ法を組み合わせたECRスパッタ装置、高周波電
流又は直流による電界とこれに交わる磁界中に固体ター
ゲットを配置してスパッタするマグネトロンスパッタ装
置等が知られている。
2. Description of the Related Art As this kind of thin film forming apparatus, ECR is used.
An ECR sputtering apparatus that combines a highly active microwave plasma obtained using (electron cyclotron resonance) with a sputtering method using a solid target as a raw material, and a solid target placed in a high-frequency current or DC electric field and a magnetic field intersecting the electric field There is known a magnetron sputtering apparatus for performing sputtering.

【0003】前記ECRスパッタ装置では、通常、外周
に磁石体を配置したプラズマ室に原料ガスとマイクロ波
を導入することで高活性のプラズマを形成し、薄膜を形
成すべき目的物へ向け照射する一方、プラズマ室からの
プラズマ流を囲むように配置し、バイアス電圧を印加し
た円筒状のスパッタターゲットを、プラズマ中の一部イ
オンでスパッタリングし、そのスパッタ粒子をプラズマ
流中で目的物へ飛行させ、供給する。
In the ECR sputtering apparatus, a highly active plasma is usually formed by introducing a raw material gas and a microwave into a plasma chamber in which a magnet body is arranged on the outer periphery, and the plasma is irradiated to an object on which a thin film is to be formed. On the other hand, a cylindrical sputter target placed so as to surround the plasma flow from the plasma chamber and applied with a bias voltage is sputtered with some ions in the plasma, and the sputtered particles fly to the target in the plasma flow. Supply.

【0004】このECRスパッタ装置は、目的物表面で
の薄膜形成が比較的低温で行われ、その結果、平滑性に
優れる、緻密で内部応力の低い薄膜が形成される等の利
点がある。また、マグネトロンスパッタ装置では、電界
と磁界の作用で電子がサイクロトロン運動するため、高
密度のプラズマが形成され、ターゲットのスパッタリン
グが円滑に行われるので、高速成膜が可能であるという
利点がある。
The ECR sputtering apparatus has an advantage that a thin film can be formed on the surface of an object at a relatively low temperature, and as a result, a thin film having excellent smoothness and a dense and low internal stress can be formed. Further, in the magnetron sputtering apparatus, since electrons move in a cyclotron under the action of an electric field and a magnetic field, high-density plasma is formed, and sputtering of a target is performed smoothly, so that there is an advantage that high-speed film formation is possible.

【0005】[0005]

【考案が解決しようとする課題】しかし、ECRスパッ
タ装置では、スパッタターゲットの面が互いに対向して
おり、目的物に向いていないため、スパッタ粒子が円滑
に目的物へ到達し難く、従って成膜速度が遅いうえ、目
的物表面全体に均一に到達せず、膜の均一性が悪くなる
という問題がある。
However, in the ECR sputtering apparatus, since the surfaces of the sputter targets face each other and do not face the target, it is difficult for the sputter particles to reach the target smoothly, so that the film is formed. There is a problem that the speed is low and the film does not reach the entire surface of the object uniformly, resulting in poor uniformity of the film.

【0006】そこで本考案は、ECRスパッタ装置の利
点、すなわち比較的低温で薄膜を形成できるという利点
と、マグネトロンスパッタ装置の高速成膜できる利点を
活用し、良質の薄膜を高速で形成できる薄膜形成装置を
提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention utilizes the advantages of the ECR sputtering apparatus, that is, the ability to form a thin film at a relatively low temperature and the advantage of the magnetron sputtering apparatus to form a thin film at a high speed, and to form a thin film capable of forming a good quality thin film at a high speed. It is intended to provide a device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本考案は前記目的に従
い、外周に磁石体を配置したプラズマ室にガスとマイク
ロ波を導入してマイクロ波プラズマを形成し、薄膜を形
成すべき目的物へ向け照射するためのマイクロ波プラズ
マ発生部と、前記マイクロ波プラズマ発生部のプラズマ
室の外周域に形成され、スパッタターゲットを電界とこ
れに交わる磁界によってスパッタリングし、該スパッタ
粒子を前記目的物へ放出するためのマグネトロンスパッ
タ部と、前記マイクロ波プラズマ発生部のプラズマ室と
前記マグネトロンスパッタ部の内周部との間に配置さた
筒状アースシールド壁とを備え、前記マグネトロンスパ
ッタ部の磁界の発生手段が前記プラズマ室の外周に隣合
わせて間隔をおいて多重に配置した磁石体とマグネット
ホルダを含んでおり、該多重の磁石体のうち前記プラズ
マ室に最も近い内側の磁石体が前記マイクロ波プラズマ
発生部の磁石体を兼ねており、前記スパッタターゲット
は前記目的物へ向けて前記多重配置の磁石体による磁界
中に配置することができ、前記筒状アースシールド壁は
前記マグネットホルダより前記プラズマ室側に配置され
るとともに該筒状アースシールド壁の前記目的物側の端
部は前記スパッタターゲットの配置位置より該目的物側
へ突出していることを特徴とする薄膜形成装置を提供す
るものである。
According to the present invention , a gas and a microphone are provided in a plasma chamber in which a magnet body is arranged on the outer periphery.
Microwave to form microwave plasma and form a thin film.
Microwave plasma for irradiating the target to be formed
And a plasma of the microwave plasma generator.
Formed in the outer peripheral area of the chamber,
Is sputtered by a magnetic field intersecting the
Magnetron sputtering for releasing particles to the target
And a plasma chamber of the microwave plasma generator.
It was arranged between the magnetron sputtering unit and the inner periphery.
A magnet body comprising: a cylindrical earth shield wall ; and a magnet body in which the magnetic field generating means of the magnetron sputtering unit is multiplexed and arranged at an interval adjacent to the outer periphery of the plasma chamber.
It includes a holder, nearest the inside of the magnet body to the plasma chamber of said multiplexing of the magnet also serves as a magnet of the microwave plasma generator, the sputter target
Is the magnetic field generated by the magnets in the multiple arrangement toward the object.
The cylindrical earth shield wall can be disposed inside
The magnet holder is disposed closer to the plasma chamber than the magnet holder.
And the end of the cylindrical earth shield wall on the object side.
Part is closer to the target than the position of the sputter target.
It is intended to provide a thin film forming apparatus characterized by protruding into a thin film.

【0008】前記マグネトロンスパッタ部の多重配置の
各磁石体は、代表例としてリング形状のものを挙げるこ
とができる。また、スパッタ部の磁石体のホルダの一部
又は全部が前記マイクロ波プラズマ発生部におけるプラ
ズマ室を兼ねていてもよい。各磁石体は、電磁石でも永
久磁石でもよい。マグネトロンスパッタ部における電界
は交流によるもの、直流によるもの、いずれでもよい。
[0008] Each of the magnet bodies in the multiple arrangement of the magnetron sputtering section may be a ring-shaped one as a typical example. Further, a part or all of the holder of the magnet body of the sputtering unit may also serve as a plasma chamber in the microwave plasma generating unit. Each magnet body may be an electromagnet or a permanent magnet. The electric field in the magnetron sputtering unit may be either an alternating current or a direct current.

【0009】さらに、マグネトロンスパッタ部で発生す
る高エネルギー粒子がプラズマ室からのプラズマ流に混
入することをできるだけ防止するために、スパッタ部の
スパッタ粒子放出部分に電子トラップ用アノードを臨ま
せることも考えられる。
Furthermore, in order to prevent high-energy particles generated in the magnetron sputtering section from being mixed into the plasma flow from the plasma chamber as much as possible, it is also conceivable to make the electron trap anode face the sputtered particle emission portion of the sputtering section. Can be

【0010】[0010]

【作用】本考案薄膜形成装置によると、マグネトロンス
パッタ部おいては、そこに存在するガスが電界と磁界の
作用でプラズマ化され、該プラズマ中のイオンによりス
パッタターゲットが円滑にスパッタリングされ、薄膜を
形成すべき目的物へ向けスパッタ粒子が放出される。
According to the thin film forming apparatus of the present invention, in the magnetron sputtering section, the gas existing there is turned into plasma by the action of an electric field and a magnetic field, and the sputter target is sputtered smoothly by the ions in the plasma. The sputtered particles are emitted toward the object to be formed.

【0011】一方、マイクロ波プラズマ発生部では、プ
ラズマ室に低圧のガスとマイクロ波が導入され、磁界の
作用も加わって電子サイクロトロン共鳴のもとにマイク
ロ波プラズマが形成され、薄膜を形成すべき目的物へ向
けプラズマ流が発生する。スパッタ部から放出されたス
パッタ粒子はそのプラズマ流の中を飛行し、目的物表面
に供給され、該表面に所望の薄膜を形成する。前記マイ
クロ波プラズマ発生部のプラズマ室と前記マグネトロン
スパッタ部の内周部との間には筒状アースシールド壁が
設けられており、該アースシールド壁の前記目的物側の
端部はスパッタターゲット配置位置より該目的物側へ突
出しいるので、スパッタ粒子は目的物へ向け放出さ
れ、マイクロ波プラズマ発生部のプラズマ室内、特に該
プラズマ室におけるマイクロ波導入用のマイクロ波透過
用の窓まで移行し、堆積する恐れはなく、仮に、スパッ
タ粒子がプラズマ室におけるマイクロ波透過用の窓に堆
積するようなことがあり、且つ、スパッタターゲットが
金属材料やマイクロ波を透過しない材料からなるもので
あると、マイクロ波プラズマ発生部にけるプラズマの発
生に支障がでるが、このような恐れはなく、安定したマ
イクロ波プラズマを維持でき、金属材料やマイクロ波を
透過しない材料からなるスパッタターゲットでも使用で
きる。 また、筒状アースシールド壁は、前記マグネット
ホルダより前記プラズマ室側に配置されているので、該
マグネットホルダがマイクロ波プラズマに曝されて該プ
ラズマに基づいてスパッタされるということはなく、そ
れだけ良質の薄膜を形成できる。
On the other hand, in the microwave plasma generating section, a low-pressure gas and microwaves are introduced into the plasma chamber, and the action of a magnetic field is applied to form microwave plasma under electron cyclotron resonance to form a thin film. A plasma flow is generated toward the target. The sputtered particles emitted from the sputter section fly in the plasma stream and are supplied to the surface of the object to form a desired thin film on the surface. Said my
The plasma chamber of the plasma generator and the magnetron
There is a cylindrical earth shield wall between the inner periphery of the sputter part
Provided on the object side of the earth shield wall.
The end protrudes toward the target from the sputter target placement position.
Since the out, the release of the sputtered particles is directed to the target compound
The plasma chamber of the microwave plasma generator,
Microwave transmission for microwave introduction in plasma chamber
Window, and there is no danger of deposition.
Particles accumulate in the microwave transmission window in the plasma chamber.
And the sputter target may
Made of metal material or material that does not transmit microwave
If there is, the generation of plasma in the microwave plasma generation part
Although it may affect life, there is no such fear and stable
Microwave plasma can be maintained and metal materials and microwaves can be
Can be used with sputter targets made of materials that do not transmit
Wear. Further, the cylindrical earth shield wall is provided with the magnet
Since it is located closer to the plasma chamber than the holder,
The magnet holder is exposed to microwave plasma and
It is not sputtered based on plasma.
As a result, a high-quality thin film can be formed.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本考案の実施例を図面を参照して説明
する。図1は一実施例の概略断面図であり、図2は図1
の装置中の要部の配置関係を平面視で示す図である。こ
の薄膜形成装置は、成膜室1を有し、その内部は排気系
11により所定の成膜真空度に維持できる。成膜室1中
には基板ホルダ2が設置してあり、このホルダには表面
に薄膜を形成すべき基板3が支持される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view of one embodiment, and FIG.
FIG. 5 is a plan view showing an arrangement relationship of main parts in the device of FIG. This thin film forming apparatus has a film forming chamber 1, and the inside thereof can be maintained at a predetermined film forming vacuum degree by an exhaust system 11. A substrate holder 2 is provided in the film forming chamber 1, and a substrate 3 on which a thin film is to be formed is supported on the holder.

【0013】ホルダ2の下方にはマイクロ波プラズマ発
生部4が設けてあり、その周囲にマグネトロンスパッタ
部5が設けてある。プラズマ発生部4は、プラズマ室4
1、このプラズマ室にマイクロ波を導入する導波管4
2、ガスを導入するガス導入管43、プラズマ室41の
外周を囲繞するリング状マグネット44(プラズマ室内
に基板方向の磁界が875ガウスを含む)を備えてい
る。導波管42から室41への入り口にはセラミック窓
421が設けてある。
A microwave plasma generator 4 is provided below the holder 2, and a magnetron sputtering unit 5 is provided therearound. The plasma generating section 4 includes a plasma chamber 4
1. Waveguide 4 for introducing microwaves into this plasma chamber
2. A gas introduction pipe 43 for introducing gas, and a ring-shaped magnet 44 surrounding the outer periphery of the plasma chamber 41 (a magnetic field in the plasma chamber in the direction of the substrate includes 875 gauss). A ceramic window 421 is provided at the entrance from the waveguide 42 to the chamber 41.

【0014】一方、スパッタ部5は、前記マグネット4
4と、このマグネットの外側に所定の間隔をおいて重ね
配置したリング状マグネット51と、これら両マグネッ
トのホルダ52とを備えている。二重マグネット44、
51のうち、内側のマグネット44は上部にS極、下部
にN極を有し、外側のマグネット51は上部にN極を、
下部にS極を有する。両マグネットの上端は同じ高さ位
置に揃えてある。
On the other hand, the sputtering unit 5
4, a ring-shaped magnet 51 which is arranged outside the magnet at a predetermined interval, and a holder 52 for both magnets. Double magnet 44,
Of the 51, the inner magnet 44 has an S pole at the top and an N pole at the bottom, the outer magnet 51 has an N pole at the top,
It has an S pole at the bottom. The upper ends of both magnets are aligned at the same height.

【0015】マグネットホルダ52は内側マグネット4
4の内周に沿って円筒状に立ち上がり、両マグネット4
4、51の上端面及びその間の間隙を覆い、さらに外側
マグネット51の外周に沿って円筒状に下がり、そのあ
と水平にフランジ状に外側へ延びている。両マグネット
44、51の間隙には温度コントロール用の水Wを流す
ことができる。
The magnet holder 52 is used for the inner magnet 4.
4 rises in a cylindrical shape along the inner circumference of
The upper magnets 4 and 51 cover the upper end surfaces and the gap between them, and further fall down in a cylindrical shape along the outer periphery of the outer magnet 51, and then extend outward in a horizontal flange shape. Water W for temperature control can flow in the gap between the two magnets 44 and 51.

【0016】ホルダ52は絶縁部53を介して成膜室1
の下端部に接続されている。ホルダ52の上面522
は、スパッタターゲット6の支持面を兼ねており、ター
ゲットはここに支持されて、基板3に向けられる。ま
た、ホルダ52にはアースシールド板54が被せられ、
この板体は、全体が平面視で二重リング形状をしてお
り、ターゲット6が基板3に臨むことができる窓541
(二重リングの間)を残してホルダ52及びその上のタ
ーゲット6に被せられ、その一部542はプラズマ室4
に沿って円筒状に下降し、マグネットホルダ52とプ
ラズマ室1との間にアースシールド壁を形成していると
ともにプラズマ室41の周壁を形成している。また、図
示のとおり、このアースシールド壁542の、基板ホル
ダ2に支持される基板3側の端部はスパッタターゲット
配置位置より該基板側へ突出している。
The holder 52 is connected to the film forming chamber 1 via an insulating portion 53.
Is connected to the lower end. Upper surface 522 of holder 52
Also serves as a support surface of the sputter target 6, and the target is supported here and directed to the substrate 3. An earth shield plate 54 is put on the holder 52,
This plate body has a double ring shape as a whole in plan view, and a window 541 through which the target 6 can face the substrate 3.
(Between the double rings), and is covered with the holder 52 and the target 6 thereon.
1 and move downward along the cylinder, and
When the earth shield wall is formed between the plasma chamber 1
Together, they form the peripheral wall of the plasma chamber 41. Also figure
As shown in FIG.
The end on the substrate 3 side supported by the solder 2 is a sputter target.
It protrudes from the arrangement position toward the substrate.

【0017】さらに、シールド板54の窓541に臨む
位置に二重リング状にアノード7が配置されている。成
膜室1及びアースシールド板54は接地され、マグネッ
トホルダ52には高周波電源55が接続され、アノード
7には正電圧印加電源71が接続される。なお、プラズ
マ室41、マグネット44、51、ターゲット6を平面
から見た位置関係は図2に示すとおりである。図2にお
いて、破線はターゲット6を、一点鎖線はマグネット4
4、51を示している。
Further, the anode 7 is arranged in a double ring shape at a position facing the window 541 of the shield plate 54. The film forming chamber 1 and the earth shield plate 54 are grounded, the high frequency power supply 55 is connected to the magnet holder 52, and the positive voltage application power supply 71 is connected to the anode 7. The positional relationship between the plasma chamber 41, the magnets 44 and 51, and the target 6 as viewed from above is as shown in FIG. In FIG. 2, a broken line indicates the target 6 and a dashed line indicates the magnet 4.
4 and 51 are shown.

【0018】以上説明した薄膜形成装置によると、基板
ホルダ2に基板3が取り付けられるとともに、マグネッ
トホルダ52の上面522にリング状のスパッタターゲ
ット6が配置され、アースシールド板54の窓541を
介して基板3に向けられる。この状態で成膜室1内が排
気系11にて10-5〜10-4Torr程度の所定成膜真
空度に維持される。
According to the thin film forming apparatus described above, the substrate 3 is mounted on the substrate holder 2, the ring-shaped sputter target 6 is disposed on the upper surface 522 of the magnet holder 52, and the sputter target 6 is provided through the window 541 of the earth shield plate 54. Pointed at substrate 3. In this state, the inside of the film forming chamber 1 is maintained at a predetermined film forming vacuum degree of about 10 -5 to 10 -4 Torr by the exhaust system 11.

【0019】さらに、マイクロ波プラズマ発生部4で
は、プラズマ室41中へ、形成すべき薄膜に応じた不活
性ガス及び(又は)反応性ガスが真空度10-5〜10-4
Torr程度が維持されるように低圧で導入されるとと
もに、導波管42より2.45GHzのマイクロ波が導
入される。かくして、マグネット44の磁界作用のもと
にプラズマ室41中にはECR効果によりプラズマが形
成され、プラズマ室41から基板3へ向けプラズマ流P
が発生、持続する。
Further, in the microwave plasma generating section 4, an inert gas and / or a reactive gas corresponding to a thin film to be formed are introduced into the plasma chamber 41 at a degree of vacuum of 10 -5 to 10 -4.
While being introduced at a low pressure so as to maintain about Torr, a microwave of 2.45 GHz is introduced from the waveguide 42. Thus, the plasma is formed in the plasma chamber 41 by the ECR effect under the action of the magnetic field of the magnet 44, and the plasma flow P from the plasma chamber 41 to the substrate 3 is generated.
Occurs and persists.

【0020】一方、マグネトロンスパッタ部5におい
て、マグネットホルダ乃至ターゲットホルダ52に電源
55から高周波電圧が印加され、これによる電界と直交
する方向に両マグネット44、51による磁界が作用し
て比較的高密度のプラズマが発生し、該プラズマ中のイ
オンによりターゲット6が効率良く円滑にスパッタリン
グされ、スパッタ粒子Sがシールド板の窓541から放
出され、前記プラズマ流中を飛行して基板3表面全体に
均一に到達する。かくして該表面全体にわたり、所望の
薄膜が比較的低温で均一に高速形成される。
On the other hand, in the magnetron sputtering section 5, a high-frequency voltage is applied from a power supply 55 to the magnet holder or the target holder 52, and the magnetic field generated by the two magnets 44 and 51 acts in a direction orthogonal to the electric field, thereby producing a relatively high density. Is generated, and the target 6 is efficiently and smoothly sputtered by the ions in the plasma, and sputtered particles S are emitted from the window 541 of the shield plate, and fly in the plasma flow to uniformly cover the entire surface of the substrate 3. To reach. Thus, the desired thin film is uniformly formed at a relatively low temperature over the entire surface at a high speed.

【0021】マグネトロンスパッタ部5で発生する高エ
ネルギー電子は正電圧を印加されたアノード7にトラッ
プされ、この高エネルギー電子が多量にプラズマ流に混
入すれば生じる弊害が一層確実に防止される。プラズマ
室41とマグネトロンスパッタ部5のマグネットホルダ
52との間にはアースシールド板54の一部である筒状
アースシールド壁542が設けられているとともにその
基板側の端部はスパッタターゲット6より該基板側へ突
出しているので、スパッタ粒子は基板3へ向け放出さ
れ、プラズマ室41内、特にそのマイクロ波導入用のセ
ラミック窓421まで移行し、堆積する恐れはなく、仮
に、スパッタ粒子がそのセラミック窓421に堆積する
ようなことがあり、且つ、スパッタターゲット6が金属
材料やマイクロ波を透過しない材料からなるものである
と、マイクロ波プラズマの発生に支障がでるが、このよ
うな恐れはなく、安定したマイクロ波プラズマを維持で
き、金属材料やマイクロ波を透過しない材料からなるス
パッタターゲットでも使用できる。 また、筒状アースシ
ールド壁542はマグネットホルダ52よりブラズマ室
41側に配置されているので、該マグネットホルダがマ
イクロ波プラズマに曝されて該プラズマに基づいてスパ
ッタされるということはなく、それだけ良質の薄膜を形
成できる。
The high-energy electrons generated in the magnetron sputtering unit 5 are trapped by the anode 7 to which a positive voltage is applied, and the adverse effects caused by mixing a large amount of the high-energy electrons into the plasma flow can be more reliably prevented. plasma
Holder for chamber 41 and magnetron sputtering unit 5
52 and a cylindrical shape that is a part of the earth shield plate 54
An earth shield wall 542 is provided and
The end on the substrate side projects from the sputter target 6 toward the substrate side.
The sputtered particles are emitted toward the substrate 3.
Inside the plasma chamber 41, especially for the microwave introduction.
It moves to the lamic window 421 and there is no danger of deposition.
The sputter particles are deposited on the ceramic window 421
And the sputter target 6 is made of metal
Made of materials or materials that do not transmit microwaves
Can interfere with the generation of microwave plasma.
No need to worry about maintaining stable microwave plasma
Made of metallic materials or materials that do not transmit microwaves
Can also be used with putter targets. In addition, cylindrical grounding
The field wall 542 is a plasma chamber from the magnet holder 52.
41, the magnet holder is
Exposure to microwave plasma and spa based on the plasma
The thin film of good quality
Can be achieved.

【0022】[0022]

【考案の効果】本考案薄膜形成装置によると、次の利点
がある。 ECRマイクロ波プラズマによる低エネルギーのイ
オン照射と、マグネトロンスパッタとを併用することが
でき、従ってイオンアシストとマグネトロンスパッタと
で低温且つ高速成膜が可能である。また、低温成膜が可
能であるから、高品質の膜を形成できる。 ECRによるマイクロ波プラズマ発生部を用いるた
め、低い成膜ガス圧で、薄膜を形成すべき目的物へ到達
するプラズマ流を持続でき、従ってそれだけ高純度の膜
を形成できる。 スパッタ粒子は、目的物へ向け放出され、マイクロ
波プラズマ発生部へ移行する恐れは無いに等しく、ま
た、マグネトロンスパッタ部のマグネットホルダがマイ
クロ波プラズマに曝されることはないので、それだけ高
品質の薄膜を形成できる。 ECR条件に必要な磁界を、マグネトロンスパッタ
に用いる磁石体によって得ることができるので、以上の
利点があるにもかかわず、小型安価に製作することがで
きる。 マイクロ波プラズマ発生部とマグネトロンスパッタ
部とは一部磁石体を併用している点を除いて互いに独立
しているため、個々の制御が可能である。 スパッタターゲットとして、金属材料やマイクロ波
を透過しない材料からなるものでも使用できる。
According to the thin film forming apparatus of the present invention, there are the following advantages. Low energy ion irradiation by ECR microwave plasma and magnetron sputtering can be used in combination, so that low-temperature and high-speed film formation can be achieved by ion assist and magnetron sputtering. Further, since low-temperature film formation is possible, a high-quality film can be formed. Since the microwave plasma generation unit using ECR is used, it is possible to maintain a plasma flow reaching a target on which a thin film is to be formed at a low film forming gas pressure, and thus to form a film with a higher purity. The sputtered particles are emitted toward the target object, and there is almost no possibility that they will migrate to the microwave plasma generation part.
The magnet holder of the magnetron sputter
Since it is not exposed to the microwave plasma, a high quality thin film can be formed. Since a magnetic field required for ECR conditions can be obtained by a magnet used for magnetron sputtering, it can be manufactured in a small and inexpensive manner despite the above advantages. The microwave plasma generation unit and the magnetron sputtering unit are independent of each other except that a part of the magnet body is used in combination, so that individual control is possible. Metal materials and microwaves as sputter targets
A material made of a material that does not transmit light can also be used.

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

【図1】本考案の一実施例の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置中の要部の配置関係を平面視で示す
図である。
FIG. 2 is a diagram showing an arrangement relation of a main part in the apparatus of FIG. 1 in a plan view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 成膜室 11 排気系 2 基板ホルダ 3 基板 4 マイクロ波プラズマ発生部 41 プラズマ室 42 マイクロ波導波管 421 セラミック窓 43 ガス導入管 44 マグネット 5 マグネトロンスパッタ部 51 マグネット 52 マグネットホルダ 53 絶縁部材 54 アースシールド板 541 シールド板の窓 55 高周波電源 6 スパッタターゲット 7 アノード 71 正電圧印加電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film-forming chamber 11 Exhaust system 2 Substrate holder 3 Substrate 4 Microwave plasma generation part 41 Plasma chamber 42 Microwave waveguide 421 Ceramic window 43 Gas introduction pipe 44 Magnet 5 Magnetron sputtering part 51 Magnet 52 Magnet holder 53 Insulation member 54 Earth shield Plate 541 Window of shield plate 55 High frequency power supply 6 Sputter target 7 Anode 71 Positive voltage application power supply

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項1】 外周に磁石体を配置したプラズマ室にガ
スとマイクロ波を導入してマイクロ波プラズマを形成
し、薄膜を形成すべき目的物へ向け照射するためのマイ
クロ波プラズマ発生部と、前記マイクロ波プラズマ発生
部のプラズマ室の外周域に形成され、スパッタターゲッ
トを電界とこれに交わる磁界によってスパッタリング
し、該スパッタ粒子を前記目的物へ放出するためのマグ
ネトロンスパッタ部と、前記マイクロ波プラズマ発生部
のプラズマ室と前記マグネトロンスパッタ部の内周部と
の間に配置さた筒状アースシールド壁とを備え、前記マ
グネトロンスパッタ部の磁界の発生手段が前記プラズマ
室の外周に隣合わせて間隔をおいて多重に配置した磁石
とマグネットホルダを含んでおり、該多重の磁石体の
うち前記プラズマ室に最も近い内側の磁石体が前記マイ
クロ波プラズマ発生部の磁石体を兼ねており、前記スパ
ッタターゲットは前記目的物へ向けて前記多重配置の磁
石体による磁界中に配置することができ、前記筒状アー
スシールド壁は前記マグネットホルダより前記プラズマ
室側に配置されるとともに該筒状アースシールド壁の前
記目的物側の端部は前記スパッタターゲットの配置位置
より該目的物側へ突出していることを特徴とする薄膜形
成装置。
1. A gas chamber in which a magnet body is disposed on the outer periphery.
And microwaves to form microwave plasma
To irradiate the target object on which a thin film is to be formed.
A microwave plasma generator, and the microwave plasma generator
Formed in the outer peripheral area of the plasma chamber
Is sputtered by an electric field and a magnetic field intersecting it.
And a mug for discharging the sputtered particles to the target.
A netron sputtering unit and the microwave plasma generation unit
Plasma chamber and the inner periphery of the magnetron sputtering unit
A magnet ground and a magnet holder, wherein the means for generating a magnetic field of the magnetron sputtering unit includes a magnet body and a magnet holder arranged adjacent to the outer periphery of the plasma chamber at intervals. closest inner magnet body to the plasma chamber of said multiplexing of the magnet also serves as a magnet of the microwave plasma generator, the spa
The target is placed in the multiple arrangement magnetic field toward the object.
The cylindrical arc can be placed in a magnetic field by a stone body.
The shield wall is separated from the magnet holder by the plasma.
In front of the cylindrical earth shield wall
The end on the object side is the position of the sputter target.
A thin film forming apparatus characterized by projecting further toward the object.
【請求項2】 前記マグネトロンスパッタ部における多
重配置の各磁石体がリング状磁石体である請求項1記載
の薄膜形成装置。
2. The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein each of the multiple magnets arranged in the magnetron sputtering unit is a ring-shaped magnet.
【請求項3】 前記マグネトロンスパッタ部のスパッタ
粒子放出部分に電子トラップ用アノードを臨ませた請求
項1又は2記載の薄膜形成装置。
3. The thin film forming apparatus according to claim 1, wherein an electron trapping anode faces a sputtered particle emitting portion of the magnetron sputtering unit.
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