JP3038287B2 - 薄膜作成装置 - Google Patents
薄膜作成装置Info
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- JP3038287B2 JP3038287B2 JP5345278A JP34527893A JP3038287B2 JP 3038287 B2 JP3038287 B2 JP 3038287B2 JP 5345278 A JP5345278 A JP 5345278A JP 34527893 A JP34527893 A JP 34527893A JP 3038287 B2 JP3038287 B2 JP 3038287B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は高真空中に設けられた
基板の表面に窒化物薄膜又は酸化物薄膜を形成するとき
に使用される薄膜作成装置に関するものである。
基板の表面に窒化物薄膜又は酸化物薄膜を形成するとき
に使用される薄膜作成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の薄膜作成装置には種々のものがあ
り、その第１例が図３に示されている。同図において、
真空チャンバー１内の下部にはカソード２が配置され、
カソード２の上にはターゲット３が載置されている。真
空チャンバー１内の上部には基板４がカソード２および
ターゲット３と対向するように配設され、その基板４の
背後には基板加熱機構５が配設されている。また、基板
４前方のターゲット３方向にはシャッタ６が配設されて
いる。カソード２にはスパッタ電源７が接続されてい
る。なお、図中、８は膜厚モニタである。
り、その第１例が図３に示されている。同図において、
真空チャンバー１内の下部にはカソード２が配置され、
カソード２の上にはターゲット３が載置されている。真
空チャンバー１内の上部には基板４がカソード２および
ターゲット３と対向するように配設され、その基板４の
背後には基板加熱機構５が配設されている。また、基板
４前方のターゲット３方向にはシャッタ６が配設されて
いる。カソード２にはスパッタ電源７が接続されてい
る。なお、図中、８は膜厚モニタである。
【０００３】このような従来の第１例においては、カソ
ード２と基板４との間でプラズマ放電が起こり、そのプ
ラズマ放電が安定し、スパツタ速度が安定したことを確
認してから、シャッタ６を開放し、基板加熱機構５によ
り加熱された基板４の表面にターゲット３より飛び出し
たスパッタ粒子が付着し、そこに薄膜が形成されるよう
になる。
ード２と基板４との間でプラズマ放電が起こり、そのプ
ラズマ放電が安定し、スパツタ速度が安定したことを確
認してから、シャッタ６を開放し、基板加熱機構５によ
り加熱された基板４の表面にターゲット３より飛び出し
たスパッタ粒子が付着し、そこに薄膜が形成されるよう
になる。
【０００４】次に、従来の装置の第２例が図４に示され
ている。同図において、真空チャンバー１内の下部には
２つのカソード２が並列に配置され、各カソード２の上
にはターゲット３が載置されている。真空チャンバー１
内の上部には基板４を載せた基板用ターンテーブル９が
カソード２およびターゲット３と対向するように配設さ
れている。なお、その他の符号で従来の装置の第１例を
示す図３の符号と同一のものは同一物につきその説明を
省略する。
ている。同図において、真空チャンバー１内の下部には
２つのカソード２が並列に配置され、各カソード２の上
にはターゲット３が載置されている。真空チャンバー１
内の上部には基板４を載せた基板用ターンテーブル９が
カソード２およびターゲット３と対向するように配設さ
れている。なお、その他の符号で従来の装置の第１例を
示す図３の符号と同一のものは同一物につきその説明を
省略する。
【０００５】このような従来の第２例においても、カソ
ード２と基板４との間でプラズマ放電が起こり、そのプ
ラズマ中のイオンでターゲット３をスパッタし、基板４
の表面にターゲット３より飛び出したスパッタ粒子が付
着して薄膜が形成されるようになる。その際、各カソー
ド２の上にターゲット３を載置しているので、一つのタ
ーゲット３をスパッタした後、別のターゲット３をスパ
ッタすることができ、基板４の表面に多層膜を形成する
ことができる。
ード２と基板４との間でプラズマ放電が起こり、そのプ
ラズマ中のイオンでターゲット３をスパッタし、基板４
の表面にターゲット３より飛び出したスパッタ粒子が付
着して薄膜が形成されるようになる。その際、各カソー
ド２の上にターゲット３を載置しているので、一つのタ
ーゲット３をスパッタした後、別のターゲット３をスパ
ッタすることができ、基板４の表面に多層膜を形成する
ことができる。
【０００６】その次に、従来の装置の第３例が図５に示
されている。同図において、真空チャンバー１内の下部
には２つのカソード２がハの字状に並列に配置され、各
カソード２の上にはターゲット３が載置されている。真
空チャンバー１内の上部には基板４を載せた基板回転機
構１０がカソード２およびターゲット３と対向するよう
に配設されている。なお、その他の符号で従来の装置の
第１例を示す図３の符号と同一のものは同一物につきそ
の説明を省略する。
されている。同図において、真空チャンバー１内の下部
には２つのカソード２がハの字状に並列に配置され、各
カソード２の上にはターゲット３が載置されている。真
空チャンバー１内の上部には基板４を載せた基板回転機
構１０がカソード２およびターゲット３と対向するよう
に配設されている。なお、その他の符号で従来の装置の
第１例を示す図３の符号と同一のものは同一物につきそ
の説明を省略する。
【０００７】このような従来の第３例においても、カソ
ード２と基板４との間でプラズマ放電が起こり、そのプ
ラズマ中のイオンターゲット３をスパッタし、基板４の
表面にターゲット３より飛び出したスパッタ粒子が付着
して薄膜が形成されるようになる。その際、ハの字状に
並列に配置されたカソード２の上にターゲット３を載置
しているので、基板４の表面にターゲット材料の同時付
着が可能になる。
ード２と基板４との間でプラズマ放電が起こり、そのプ
ラズマ中のイオンターゲット３をスパッタし、基板４の
表面にターゲット３より飛び出したスパッタ粒子が付着
して薄膜が形成されるようになる。その際、ハの字状に
並列に配置されたカソード２の上にターゲット３を載置
しているので、基板４の表面にターゲット材料の同時付
着が可能になる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜作成装置の
第１例は、上記のようにプラズマ放電が起こるカソード
２と基板４との間の距離が短かく限定されているため、
膜厚モニタ８の配置に制約が生じるようになる。それゆ
え、膜厚モニタ８の配置の仕方によっては、基板４の表
面に実際に形成される膜厚と、膜厚モニタ８に表示され
る膜厚とに違いが起こり、正確な膜厚制御が出来なくな
る問題が起きた。
第１例は、上記のようにプラズマ放電が起こるカソード
２と基板４との間の距離が短かく限定されているため、
膜厚モニタ８の配置に制約が生じるようになる。それゆ
え、膜厚モニタ８の配置の仕方によっては、基板４の表
面に実際に形成される膜厚と、膜厚モニタ８に表示され
る膜厚とに違いが起こり、正確な膜厚制御が出来なくな
る問題が起きた。
【０００９】また、第２例は、上記第１例の問題以外に
も次のような問題が起きた。即ち、第２例は、一つのタ
ーゲット３をスパッタした後、別のターゲット３をスパ
ッタして、基板４の表面に多層膜を形成するものであっ
て、各ターゲット３を同時にスパッタするものではな
い。そのため、基板４の表面に形成される薄膜の組成比
を調整することが出来ない問題が起きた。
も次のような問題が起きた。即ち、第２例は、一つのタ
ーゲット３をスパッタした後、別のターゲット３をスパ
ッタして、基板４の表面に多層膜を形成するものであっ
て、各ターゲット３を同時にスパッタするものではな
い。そのため、基板４の表面に形成される薄膜の組成比
を調整することが出来ない問題が起きた。
【００１０】更に、第３例は、ハの字状に並列に配置さ
れたカソード２上のターゲット３を同時にスパッタでき
るようにしているが、各ターゲット３のエロージョンが
必ずしも均一にはならず、不均一になり易くなる問題が
起きた。
れたカソード２上のターゲット３を同時にスパッタでき
るようにしているが、各ターゲット３のエロージョンが
必ずしも均一にはならず、不均一になり易くなる問題が
起きた。
【００１１】更にその上、第１例、第２例および第３例
は、窒素ガスやアンモニアガス、あるいは酸素ガスを供
給して、窒素又は酸素の補足を行っいるが、必ずしも完
全とはいえない問題が起きた。
は、窒素ガスやアンモニアガス、あるいは酸素ガスを供
給して、窒素又は酸素の補足を行っいるが、必ずしも完
全とはいえない問題が起きた。
【００１２】この発明の目的は、従来の上記問題を解決
して、複数のターゲットを同時にスパッタして、薄膜の
膜厚制御および組成比の調整を可能にするとともに、タ
ーゲットのエロージョンを均一にし、窒素又は酸素の補
足を十分に行うことのできる薄膜作成装置を提供するこ
とにある。
して、複数のターゲットを同時にスパッタして、薄膜の
膜厚制御および組成比の調整を可能にするとともに、タ
ーゲットのエロージョンを均一にし、窒素又は酸素の補
足を十分に行うことのできる薄膜作成装置を提供するこ
とにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、真空チャンバー内に基板と複数のター
ゲットを対向するように配置し、プラズマ放電中のイオ
ンでターゲットをスパッタして基板の表面に薄膜を作成
する薄膜作成装置において、基板を載置し、回転させる
基板回転機構と、真空チャンバー内に活性窒素又は活性
酸素を供給する活性ガス供給機構と、それぞれ、カソー
ドに取付けたターゲットの面に中心軸を直交させるよう
に配列したヘリカルコイル及びヘリカルコイルに接続し
た高周波発振源とを備え、内部に高密度プラズマを生成
するようにした複数の高真空高速プラズマスパッタ源と
を有することを特徴としている。
に、この発明は、真空チャンバー内に基板と複数のター
ゲットを対向するように配置し、プラズマ放電中のイオ
ンでターゲットをスパッタして基板の表面に薄膜を作成
する薄膜作成装置において、基板を載置し、回転させる
基板回転機構と、真空チャンバー内に活性窒素又は活性
酸素を供給する活性ガス供給機構と、それぞれ、カソー
ドに取付けたターゲットの面に中心軸を直交させるよう
に配列したヘリカルコイル及びヘリカルコイルに接続し
た高周波発振源とを備え、内部に高密度プラズマを生成
するようにした複数の高真空高速プラズマスパッタ源と
を有することを特徴としている。
【００１４】
【作用】この発明においては、基板とカソードとの間で
放電が起こりプラズマが発生するが、プラズマ中のヘリ
コン波はヘリカルコイルにより励起され、高真空高速プ
ラズマスパッタ源内で高密度プラズマが生成される。こ
の高密度プラズマ中のイオンはターゲットをスパッタ
し、スパッタ粒子が基板に付着して、そこに薄膜が形成
されるようになる。その際、複数のターゲットを同時に
スパッタすることが可能になるとともに、基板回転機構
で基板を回転することが可能になり、膜厚および組成比
の調整ができるようになる。更に、真空チャンバー内に
活性窒素又は活性酸素を供給する活性ガス供給機構を備
えているので、真空チャンバー内に窒素又は酸素の補足
が可能になり、窒化又は酸化させながら薄膜を形成する
ことが出来るようになる。
放電が起こりプラズマが発生するが、プラズマ中のヘリ
コン波はヘリカルコイルにより励起され、高真空高速プ
ラズマスパッタ源内で高密度プラズマが生成される。こ
の高密度プラズマ中のイオンはターゲットをスパッタ
し、スパッタ粒子が基板に付着して、そこに薄膜が形成
されるようになる。その際、複数のターゲットを同時に
スパッタすることが可能になるとともに、基板回転機構
で基板を回転することが可能になり、膜厚および組成比
の調整ができるようになる。更に、真空チャンバー内に
活性窒素又は活性酸素を供給する活性ガス供給機構を備
えているので、真空チャンバー内に窒素又は酸素の補足
が可能になり、窒化又は酸化させながら薄膜を形成する
ことが出来るようになる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。この発明の実施例の薄膜作成装置は
図１に示されており、同図において、真空チャンバー２
１内の下部には２つの高真空高速プラズマスパッタ源２
２がハの字状に並列に配置され、その高真空高速プラズ
マスパッタ源２２のカソード２３の上にはターゲット２
４が載置されている。真空チャンバー２１内の上部には
基板２５を載せた基板回転機構２６が配設され、基板２
５がターゲット２４と対向している。基板２５の背後に
は基板加熱機構２７が配設されている。また、高真空高
速プラズマスパッタ源２２前方のターゲット２４側には
シャッタ３８が配設されている。更に、真空チャンバー
２１には活性ガス供給機構２８が設けられ、その活性ガ
ス供給機構２８より真空チャンバー２１内に活性窒素又
は活性酸素が供給される。活性ガス供給機構２８には活
性ガス供給機構用電源２９と活性ガス供給機構用ガス制
御装置３０とが接続されている。なお、図中、３１は膜
厚モニタである。
しながら説明する。この発明の実施例の薄膜作成装置は
図１に示されており、同図において、真空チャンバー２
１内の下部には２つの高真空高速プラズマスパッタ源２
２がハの字状に並列に配置され、その高真空高速プラズ
マスパッタ源２２のカソード２３の上にはターゲット２
４が載置されている。真空チャンバー２１内の上部には
基板２５を載せた基板回転機構２６が配設され、基板２
５がターゲット２４と対向している。基板２５の背後に
は基板加熱機構２７が配設されている。また、高真空高
速プラズマスパッタ源２２前方のターゲット２４側には
シャッタ３８が配設されている。更に、真空チャンバー
２１には活性ガス供給機構２８が設けられ、その活性ガ
ス供給機構２８より真空チャンバー２１内に活性窒素又
は活性酸素が供給される。活性ガス供給機構２８には活
性ガス供給機構用電源２９と活性ガス供給機構用ガス制
御装置３０とが接続されている。なお、図中、３１は膜
厚モニタである。
【００１６】図２は高真空高速プラズマスパッタ源２２
の詳細を示しており、同図において、真空ケース３２の
下部にはカソード２３が取り付けられ、そのカソード２
３の上にはターゲット２４が載置されている。真空ケー
ス３２内にはヘリカルコイル３３が配設され、そのヘリ
カルコイル３３の中心軸はターゲット２４面に直交して
いる。ヘリカルコイル３３には高周波発振源３４が接続
されている。図２において、３５は電磁石、３６は高周
波電源、３７は永久磁石である。
の詳細を示しており、同図において、真空ケース３２の
下部にはカソード２３が取り付けられ、そのカソード２
３の上にはターゲット２４が載置されている。真空ケー
ス３２内にはヘリカルコイル３３が配設され、そのヘリ
カルコイル３３の中心軸はターゲット２４面に直交して
いる。ヘリカルコイル３３には高周波発振源３４が接続
されている。図２において、３５は電磁石、３６は高周
波電源、３７は永久磁石である。
【００１７】このような実施例においては、基板２５と
カソード２３との間で放電が起こりプラズマが発生する
が、プラズマ中のヘリコン波はヘリカルコイル３３によ
り励起され、高真空高速プラズマスパッタ源２２内で高
密度プラズマが生成される。この高密度プラズマ中のイ
オンはターゲット２４をスパッタし、スパッタ粒子が基
板２５に付着して、そこに薄膜が形成されるようにな
る。その際、複数のターゲット２４を同時にスパッタす
ることが可能になるとともに、基板回転機構２６で基板
２５を回転することが可能になり、膜厚および組成比の
調整ができるようになる。更に、真空チャンバー２１内
に活性窒素又は活性酸素を供給する活性ガス供給機構２
８を備えているので、真空チャンバー２１内に窒素又は
酸素の補足が可能になり、窒化又は酸化させながら薄膜
を形成することが出来るようになる。
カソード２３との間で放電が起こりプラズマが発生する
が、プラズマ中のヘリコン波はヘリカルコイル３３によ
り励起され、高真空高速プラズマスパッタ源２２内で高
密度プラズマが生成される。この高密度プラズマ中のイ
オンはターゲット２４をスパッタし、スパッタ粒子が基
板２５に付着して、そこに薄膜が形成されるようにな
る。その際、複数のターゲット２４を同時にスパッタす
ることが可能になるとともに、基板回転機構２６で基板
２５を回転することが可能になり、膜厚および組成比の
調整ができるようになる。更に、真空チャンバー２１内
に活性窒素又は活性酸素を供給する活性ガス供給機構２
８を備えているので、真空チャンバー２１内に窒素又は
酸素の補足が可能になり、窒化又は酸化させながら薄膜
を形成することが出来るようになる。
【００１８】
【発明の効果】この発明は、次のような効果をもってい
る。 高真空高速プラズマスパッタ源内の高密度プラズマ中
のイオンでターゲットをスパッタして、基板に薄膜を形
成するようにしているので、基板２５の表面に実際に形
成される膜厚と、膜厚モニタ３１に表示される膜厚とに
違いが小さくなり、正確な膜厚制御が可能になる。 複数のターゲットを同時にスパッタすることが可能に
なるとともに、基板回転機構で基板を回転することが可
能になり、膜厚および組成比の調整ができるようにな
る。 真空チャンバー内に活性窒素又は活性酸素を供給する
活性ガス供給機構を備えているので、真空チャンバー内
に窒素又は酸素の補足が可能になり、窒化又は酸化させ
ながら薄膜を形成することが出来るようになる。 高真空高速プラズマスパッタ源内の高密度プラズマ中
のイオンでターゲットをスパッタするようにしているの
で、ターゲットを均一にエロージョンすることが可能に
なる。
る。 高真空高速プラズマスパッタ源内の高密度プラズマ中
のイオンでターゲットをスパッタして、基板に薄膜を形
成するようにしているので、基板２５の表面に実際に形
成される膜厚と、膜厚モニタ３１に表示される膜厚とに
違いが小さくなり、正確な膜厚制御が可能になる。 複数のターゲットを同時にスパッタすることが可能に
なるとともに、基板回転機構で基板を回転することが可
能になり、膜厚および組成比の調整ができるようにな
る。 真空チャンバー内に活性窒素又は活性酸素を供給する
活性ガス供給機構を備えているので、真空チャンバー内
に窒素又は酸素の補足が可能になり、窒化又は酸化させ
ながら薄膜を形成することが出来るようになる。 高真空高速プラズマスパッタ源内の高密度プラズマ中
のイオンでターゲットをスパッタするようにしているの
で、ターゲットを均一にエロージョンすることが可能に
なる。
【図１】この発明の実施例の説明図
【図２】この発明の実施例に用いられる高真空高速プラ
ズマスパッタ源の詳細を示す説明図
ズマスパッタ源の詳細を示す説明図
【図３】従来の薄膜作成装置の第１例を示す説明図
【図４】従来の薄膜作成装置の第２例を示す説明図
【図５】従来の薄膜作成装置の第３例を示す説明図
２１・・・・・・・真空チャンバー ２２・・・・・・・高真空高速プラズマスパッタ源 ２３・・・・・・・カソード ２４・・・・・・・ターゲット ２５・・・・・・・基板 ２６・・・・・・・基板回転機構 ２７・・・・・・・基板加熱機構 ２８・・・・・・・活性ガス供給機構 ２９・・・・・・・活性ガス供給機構用電源 ３０・・・・・・・活性ガス供給機構用ガス制御装置 ３１・・・・・・・膜厚モニタ ３２・・・・・・・真空ケース ３３・・・・・・・ヘリカルコイル ３４・・・・・・・高周波発振源 ３５・・・・・・・電磁石 ３６・・・・・・・高周波電源 ３７・・・・・・・永久磁石 ３８・・・・・・・シャツタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−278062（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−190070（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−223458（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−266575（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 H01L 21/203 H01L 21/285 H01L 21/31
Claims (1)
- 【請求項１】 真空チャンバー内に基板と複数のターゲ
ットを対向するように配置し、プラズマ放電中のイオン
でターゲットをスパッタして基板の表面に薄膜を作成す
る薄膜作成装置において、基板を載置し、回転させる基
板回転機構と、真空チャンバー内に活性窒素又は活性酸
素を供給する活性ガス供給機構と、それぞれ、カソード
に取付けたターゲットの面に中心軸を直交させるように
配列したヘリカルコイル及びヘリカルコイルに接続した
高周波発振源とを備え、内部に高密度プラズマを生成す
るようにした複数の高真空高速プラズマスパッタ源とを
有することを特徴とする薄膜作成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5345278A JP3038287B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 薄膜作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5345278A JP3038287B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 薄膜作成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07173623A JPH07173623A (ja) | 1995-07-11 |
| JP3038287B2 true JP3038287B2 (ja) | 2000-05-08 |
Family
ID=18375513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5345278A Expired - Lifetime JP3038287B2 (ja) | 1993-12-20 | 1993-12-20 | 薄膜作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3038287B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2549826C (en) * | 2003-12-02 | 2014-04-08 | Battelle Memorial Institute | Thermoelectric devices and applications for the same |
| US8455751B2 (en) | 2003-12-02 | 2013-06-04 | Battelle Memorial Institute | Thermoelectric devices and applications for the same |
| CN102560360A (zh) * | 2010-12-16 | 2012-07-11 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 一种MgZnO薄膜的制备设备系统和方法 |
-
1993
- 1993-12-20 JP JP5345278A patent/JP3038287B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07173623A (ja) | 1995-07-11 |
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Legal Events
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