JPH03115565A - スパッタリング装置及び膜形成方法 - Google Patents
スパッタリング装置及び膜形成方法Info
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- JPH03115565A JPH03115565A JP25125389A JP25125389A JPH03115565A JP H03115565 A JPH03115565 A JP H03115565A JP 25125389 A JP25125389 A JP 25125389A JP 25125389 A JP25125389 A JP 25125389A JP H03115565 A JPH03115565 A JP H03115565A
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、スパッタリング装置及び膜形成方法に関する
。
。
（従来の技術）
真空薄膜技術には、蒸着法、イオンブレーティング法、
ＣＶＤ法、スパッタリング法などがあるが、その中でも
スパッタリング法は、均一な膜が得やすく、操作が比較
的簡単であるなどの理由により、広く用いられている。
ＣＶＤ法、スパッタリング法などがあるが、その中でも
スパッタリング法は、均一な膜が得やすく、操作が比較
的簡単であるなどの理由により、広く用いられている。
スパッタリング法は、真空容器中に不活性ガス（通常は
Ａｒガス）を導入し、Ａｒガス雰囲気中でグロー放電を
起こさせ、それにより生じたＡｒイオンをマイナスに帯
電したターゲットに当て。
Ａｒガス）を導入し、Ａｒガス雰囲気中でグロー放電を
起こさせ、それにより生じたＡｒイオンをマイナスに帯
電したターゲットに当て。
ターゲットの原子を叩きだし、叩きだされた原子により
基材に膜を形成するというものであある。
基材に膜を形成するというものであある。
このとき、基材側にマイナスの電圧（バイアス電圧）を
かけることにより、Ａｒイオンを形成しつつある膜にあ
て、その衝撃により膜質の改善を図ることもある。
かけることにより、Ａｒイオンを形成しつつある膜にあ
て、その衝撃により膜質の改善を図ることもある。
スパッタリング法には、形成しようとする膜とほぼ同じ
組成のターゲットを使用する方法と１反応ガスとＡｒガ
スの混合雰囲気中でスパッタリングを行ない、プラズマ
中で分解した反応ガスの成分とターゲットから叩きださ
れた原子とを反応させることにより膜を得る方法（反応
性スパッタリング法）がある。
組成のターゲットを使用する方法と１反応ガスとＡｒガ
スの混合雰囲気中でスパッタリングを行ない、プラズマ
中で分解した反応ガスの成分とターゲットから叩きださ
れた原子とを反応させることにより膜を得る方法（反応
性スパッタリング法）がある。
従来、反応性スパッタリング法に使用する装置としては
、真空槽側壁にＡｒガス吐出口及び反応ガス吐出口を形
成したものが知られていた。従来のスパッタリング装置
では、プラズマ中で分解した反応ガスの成分が、マイナ
スに帯電しているターゲットに付着もしくはターゲット
上で化合物をつくることがある。このように付着もしく
は化合した原子は、その後スパッタされて取り除かれる
が、ターゲットの原子をスパッタする障害になり、ター
ゲット表面でアーク放電を起こしたり、スパッタ電力を
変動させるなど、放電を不安定にすることがある。この
影響は得られる膜の反応ガス成分の含有率を十分大きく
するために、反応ガス吐出量を大きくした場合に起こり
易い。
、真空槽側壁にＡｒガス吐出口及び反応ガス吐出口を形
成したものが知られていた。従来のスパッタリング装置
では、プラズマ中で分解した反応ガスの成分が、マイナ
スに帯電しているターゲットに付着もしくはターゲット
上で化合物をつくることがある。このように付着もしく
は化合した原子は、その後スパッタされて取り除かれる
が、ターゲットの原子をスパッタする障害になり、ター
ゲット表面でアーク放電を起こしたり、スパッタ電力を
変動させるなど、放電を不安定にすることがある。この
影響は得られる膜の反応ガス成分の含有率を十分大きく
するために、反応ガス吐出量を大きくした場合に起こり
易い。
このことにより、ターゲット表面で発生するアーク放電
などの不安定な放電を解消し、反応ガス成分含有率の大
きな膜を得るための装置として、「堆積膜形成の行なわ
れる基材頭の近傍に反応ガスを吐出させる手段と該ガス
をイオン化させる手段とを備え」、かつ、「スパッタリ
ングターゲットの表面に全体的に分布したスパッタリン
グガス吐出開口が設けられていることを特徴とする、ス
パッタリング装置」が特開平１−１１９６６４号公報に
開示されている。
などの不安定な放電を解消し、反応ガス成分含有率の大
きな膜を得るための装置として、「堆積膜形成の行なわ
れる基材頭の近傍に反応ガスを吐出させる手段と該ガス
をイオン化させる手段とを備え」、かつ、「スパッタリ
ングターゲットの表面に全体的に分布したスパッタリン
グガス吐出開口が設けられていることを特徴とする、ス
パッタリング装置」が特開平１−１１９６６４号公報に
開示されている。
（解決しようとする課題）
上記スパッタリング装置により、反応ガス含有率の大き
な膜を得ることはできるが、場所により膜の反応ガス成
分の含有率にバラツキが生じ、吐出口から離れた部分で
反応ガス成分が不足するという問題が生じる。これは１
反応ガスの大半がその部分に到達する前に反応してしま
い、その部分における反応ガス成分の供給量が不足する
ためである。
な膜を得ることはできるが、場所により膜の反応ガス成
分の含有率にバラツキが生じ、吐出口から離れた部分で
反応ガス成分が不足するという問題が生じる。これは１
反応ガスの大半がその部分に到達する前に反応してしま
い、その部分における反応ガス成分の供給量が不足する
ためである。
例えば、炭化物膜を形成する場合、膜質を劣化させるこ
となく、スパッタ速度やバイアス電圧にも影響が少ない
ため、炭化水素ガスは、水素の含有率の小さいものが好
ましい、一般に使われている炭化水素ガスで、水素の含
有率の小さいものとしては、アセチレンがあるが、アセ
チレンを使用した場合、結合エネルギーが小さいため、
プラズマ中での分解やターゲットからスパッタされた原
子との反応が起こりやすいので、特に、前述の反応ガス
成分が不足する部分が生じやすい、更に。
となく、スパッタ速度やバイアス電圧にも影響が少ない
ため、炭化水素ガスは、水素の含有率の小さいものが好
ましい、一般に使われている炭化水素ガスで、水素の含
有率の小さいものとしては、アセチレンがあるが、アセ
チレンを使用した場合、結合エネルギーが小さいため、
プラズマ中での分解やターゲットからスパッタされた原
子との反応が起こりやすいので、特に、前述の反応ガス
成分が不足する部分が生じやすい、更に。
反応ガスにアセチレンを用いた場合、前述した不安定な
放電が起こりやすい。
放電が起こりやすい。
（課題を解決するための手段）
本考案は、基材ホルダー周辺部近傍及び中心部近傍に複
数の反応ガス吐出口を形成したことを特徴とするスパッ
タリング装置、並びに、基板ホルダー周辺部近傍及び中
心部近傍より反応ガスを吐出させ、スパッタリング法に
より膜を形成することを特徴とした膜形成方法をその要
旨とする。
数の反応ガス吐出口を形成したことを特徴とするスパッ
タリング装置、並びに、基板ホルダー周辺部近傍及び中
心部近傍より反応ガスを吐出させ、スパッタリング法に
より膜を形成することを特徴とした膜形成方法をその要
旨とする。
（実施例）
第１図には本発明のスパッタリング装置の一例を示す概
略図である。真空容器１には、排気口２及び不活性ガス
導入口３が接続されており、前記排気口２は図示しない
排気系に接続されている。
略図である。真空容器１には、排気口２及び不活性ガス
導入口３が接続されており、前記排気口２は図示しない
排気系に接続されている。
真空容器１の上部にはターゲット４が配置されており、
前記ターゲット４にはり、ＣもしくはＲＦ電圧がかけら
れるようになっている。ターゲット４の対面には基板ホ
ルダーが配置されており、前記基板ホルダー５には加熱
用ヒーター６が設けられ、バイアス電源が接続されてい
る。基板ホルダー５４辺部近傍及び中央部近傍には、適
宜間隔にて吐出口を設けた、外部と接続する反応ガス導
入バイブ７を配置する。
前記ターゲット４にはり、ＣもしくはＲＦ電圧がかけら
れるようになっている。ターゲット４の対面には基板ホ
ルダーが配置されており、前記基板ホルダー５には加熱
用ヒーター６が設けられ、バイアス電源が接続されてい
る。基板ホルダー５４辺部近傍及び中央部近傍には、適
宜間隔にて吐出口を設けた、外部と接続する反応ガス導
入バイブ７を配置する。
本例において、不活性ガス導入口は真空容器側壁に設け
たが、反応ガス導入口を利用しても、ターゲットの表面
に設けてもよいが、真空容器側壁に設けたり１反応ガス
導入口を利用するものの方が、装置を簡単にできる。
たが、反応ガス導入口を利用しても、ターゲットの表面
に設けてもよいが、真空容器側壁に設けたり１反応ガス
導入口を利用するものの方が、装置を簡単にできる。
また、反応ガス導入バイブが基板ホルダー上に設置され
ているので、パイプによって遮蔽され、いわば影になる
部分ができる。この影になる部分には膜が形成されてい
ないか、もしくは膜が薄くなるので、影になる部分には
基板を設置しないか、基板ホルダーを回転もしくは平行
移動させることにより、常に影になることがないように
する必要がある。基板ホルダーを回転させる場合、反応
ガス導入バイブが、中心部を通らないようにすることが
好ましい。
ているので、パイプによって遮蔽され、いわば影になる
部分ができる。この影になる部分には膜が形成されてい
ないか、もしくは膜が薄くなるので、影になる部分には
基板を設置しないか、基板ホルダーを回転もしくは平行
移動させることにより、常に影になることがないように
する必要がある。基板ホルダーを回転させる場合、反応
ガス導入バイブが、中心部を通らないようにすることが
好ましい。
更に、スパッタリング装置では、ガス形成時にはガスの
導入と排気を行なっているため、真空容器内にガスの流
れが生じ、基板上の位置による膜中の炭素の割合の分布
に影響を与えることがあるが、これは反応ガスの吐出口
の位置を適宜選択することにより、補正することができ
る。反応ガス吐出口の向きは、基板ホルダーの面と平行
もしくは、より基板ホルダーに向けるのが好ましい。
導入と排気を行なっているため、真空容器内にガスの流
れが生じ、基板上の位置による膜中の炭素の割合の分布
に影響を与えることがあるが、これは反応ガスの吐出口
の位置を適宜選択することにより、補正することができ
る。反応ガス吐出口の向きは、基板ホルダーの面と平行
もしくは、より基板ホルダーに向けるのが好ましい。
以下、添付第２図〜第６図に基づき、実施例１〜５を説
明する。
明する。
叉亀餌上
円盤状の基板ホルダー５上方に、基板ホルダーの中心側
へ開口した吐出口８を設けた反応ガス導入パイプ７ａを
円状に配置し、かつ、前記円状の反応ガス導入パイプ７
ａの一部より、中央部まで直線状に反応ガス導入パイプ
７ｂを延設し、延設した反応ガス導入パイプ７ｂｌｉ１
部開口部を吐出に８とした（第２図参照）。
へ開口した吐出口８を設けた反応ガス導入パイプ７ａを
円状に配置し、かつ、前記円状の反応ガス導入パイプ７
ａの一部より、中央部まで直線状に反応ガス導入パイプ
７ｂを延設し、延設した反応ガス導入パイプ７ｂｌｉ１
部開口部を吐出に８とした（第２図参照）。
この装置を使用し、真空容器１内を３．０ＸＩＯ’Ｐａ
になるまで排気した後、Ａｒガスを導入して真空容器１
内のガス圧をＩＰａにし、チタンターゲット４に負のり
、Ｃ，電圧を印加してＡｒのグロー放電を起こさせ、ア
セチレンを反応ガス導入パイプ７に設けた吐出口８より
導入し、シャッターを開け、直径２０ａｍ＋の円盤状基
板ホルダー５上の中心部に設置した直径１０Ｃ１１の円
盤状基板の表面に、円盤状基板ホルダーを回転させなが
ら。
になるまで排気した後、Ａｒガスを導入して真空容器１
内のガス圧をＩＰａにし、チタンターゲット４に負のり
、Ｃ，電圧を印加してＡｒのグロー放電を起こさせ、ア
セチレンを反応ガス導入パイプ７に設けた吐出口８より
導入し、シャッターを開け、直径２０ａｍ＋の円盤状基
板ホルダー５上の中心部に設置した直径１０Ｃ１１の円
盤状基板の表面に、円盤状基板ホルダーを回転させなが
ら。
ＴｉＣ膜を形成した。このとき、スパッタ電力は、５０
０Ｗで、基板ホルダーには一１Ｏ０Ｖのバイアスを印加
した。
０Ｗで、基板ホルダーには一１Ｏ０Ｖのバイアスを印加
した。
裏庭■又
実施例１の反応ガス導入パイプを以下に示すようにした
以外は、実施例１と同様にして、ＴｉＣ膜を形成した。
以外は、実施例１と同様にして、ＴｉＣ膜を形成した。
円盤状の基板ホルダー５上方に、基板ホルダーの中心側
へ開口した吐出口８を設けた反応ガス導入パイプ７ａを
円状に配置し、かつ、前記円状の反応ガス導入パイプ７
ａの一部より、中央部を通り対向する円状反応ガス導入
パイプ７ａの一部に連通させ、開口部を設けて吐出口８
とした（第３図参照）。
へ開口した吐出口８を設けた反応ガス導入パイプ７ａを
円状に配置し、かつ、前記円状の反応ガス導入パイプ７
ａの一部より、中央部を通り対向する円状反応ガス導入
パイプ７ａの一部に連通させ、開口部を設けて吐出口８
とした（第３図参照）。
夫胤五主
実施例１の反応ガス導入パイプを以下に示すようにした
以外は、実施例１と同様にして、ＴｉＣ膜を形成した。
以外は、実施例１と同様にして、ＴｉＣ膜を形成した。
円盤状の基板ホルダー１上方に、基板ホルダーの中心側
へ開口した吐出口８を設けた反応ガス導入パイプ７ａを
一部が切欠した円状に配置し、かつ、前記円状の反応ガ
ス導入パイプ７ａの一部より、中央部を通り円状パイプ
端部と同し位置となるまで、直線状に反応ガス導入パイ
プ７ｂを延設し、延設した反応ガス導入パイプ７ｂの対
向する両側面に開口部を設けて吐出口８とした（第４図
参照）。
へ開口した吐出口８を設けた反応ガス導入パイプ７ａを
一部が切欠した円状に配置し、かつ、前記円状の反応ガ
ス導入パイプ７ａの一部より、中央部を通り円状パイプ
端部と同し位置となるまで、直線状に反応ガス導入パイ
プ７ｂを延設し、延設した反応ガス導入パイプ７ｂの対
向する両側面に開口部を設けて吐出口８とした（第４図
参照）。
太胤涯土
実施例１の反応ガス導入パイプを以下に示すようにした
以外は、実施例１と同様にして、ＴｉＣ膜を形成した。
以外は、実施例１と同様にして、ＴｉＣ膜を形成した。
円盤状の基板ホルダー５上方に、基板ホルダーの中心側
へ開口した吐出口８を設けた反応ガス導入パイプ７ａを
円状に配置し、がっ、前記円状の反応ガス導入パイプ７
ａの一部より、対向する円状反応ガス導入パイプ７ａに
連通するよう反応ガス導入パイプ７ｂを２個所設け、開
口部を設けて吐出口８とした（第５図参照）。
へ開口した吐出口８を設けた反応ガス導入パイプ７ａを
円状に配置し、がっ、前記円状の反応ガス導入パイプ７
ａの一部より、対向する円状反応ガス導入パイプ７ａに
連通するよう反応ガス導入パイプ７ｂを２個所設け、開
口部を設けて吐出口８とした（第５図参照）。
失胤旌旦
実施例１の反応ガス導入パイプを以下に示すようにした
以外は、実施例１と同様にして、ＴｉＣ膜を形成した。
以外は、実施例１と同様にして、ＴｉＣ膜を形成した。
円盤状基板ホルダー５上方に、直線状に反応ガス導入パ
イプ７ａを配置し、かつ、前記直線状反応ガス導入バイ
ブ７ｂの一部より、直線状に延設した反応ガス導入パイ
プ７ｂを等間隔に４個所設けて、開口部を設けて吐出口
８とした（第６図参照）。
イプ７ａを配置し、かつ、前記直線状反応ガス導入バイ
ブ７ｂの一部より、直線状に延設した反応ガス導入パイ
プ７ｂを等間隔に４個所設けて、開口部を設けて吐出口
８とした（第６図参照）。
ル較■よ
反応ガス導入口が真空容器の側面に設けであるスパッタ
リング装置を使用した以外は、実施例１と同様にして、
ＴｉＣ膜を形成した。
リング装置を使用した以外は、実施例１と同様にして、
ＴｉＣ膜を形成した。
星較青又
実施例１の反応ガス導入パイプを以下に示すようにした
以外は、実施例１と同様にして、ＴｉＣ膜を形成した。
以外は、実施例１と同様にして、ＴｉＣ膜を形成した。
反応ガス導入パイプを円盤状基板ホルダー中央まで延設
し、延設した反応ガス導入パイプ端部開口部を吐出口と
した。
し、延設した反応ガス導入パイプ端部開口部を吐出口と
した。
（効 果）
実施例１〜５．比較例１，２により形成されたＴｉＣｔ
ＦＪの中心部、外周部及び中心部と外周部の中間の３点
について、組成分析を行ない、チタンの組成比に対する
炭素の組成比の割合を調べ、３点のうちから組成比の割
合の最大のものと最小のものをとり、それらの値が３点
の平均値からどの位ずれているかを表したもの（炭素の
組成比の割合の分布）、３点のうち含有率が最大のもの
（炭素の組成比の割合の最大値）を調べた結果は下表表
１ 比較例１において、炭素の含有量を増すため。
ＦＪの中心部、外周部及び中心部と外周部の中間の３点
について、組成分析を行ない、チタンの組成比に対する
炭素の組成比の割合を調べ、３点のうちから組成比の割
合の最大のものと最小のものをとり、それらの値が３点
の平均値からどの位ずれているかを表したもの（炭素の
組成比の割合の分布）、３点のうち含有率が最大のもの
（炭素の組成比の割合の最大値）を調べた結果は下表表
１ 比較例１において、炭素の含有量を増すため。
アセチレンの量を増すと、放電が不安定となる。
上記したように、本発明によると、不安定な放電がなく
、反応ガス成分含有率が大きく、更に反応ガス成分の含
有率に場所によるバラツキがない膜を形成させることが
できる。
、反応ガス成分含有率が大きく、更に反応ガス成分の含
有率に場所によるバラツキがない膜を形成させることが
できる。
第１図は本発明のスパッタリング装置の一例を示す概略
図、第２図は反応ガス導入パイプ及び基板ホルダーを示
す正面図、第３図乃至第６図は反応ガス導入パイプ及び
基板ホルダーの他の実施例を示す正面図。 ５・・・・・・基板ホルダー ８・・・・・・反応ガス吐出口
図、第２図は反応ガス導入パイプ及び基板ホルダーを示
す正面図、第３図乃至第６図は反応ガス導入パイプ及び
基板ホルダーの他の実施例を示す正面図。 ５・・・・・・基板ホルダー ８・・・・・・反応ガス吐出口
Claims (2)
- （１）基板ホルダーの周辺部近傍及び中央部近傍に複数
の反応ガス吐出口を形成したことを特徴とするスパッタ
リング装置。 - （２）基板ホルダーの周辺部近傍及び中央部近傍より反
応ガスを吐出させ、スパッタリング法により膜を形成す
ることを特徴とした膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25125389A JPH03115565A (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | スパッタリング装置及び膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25125389A JPH03115565A (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | スパッタリング装置及び膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03115565A true JPH03115565A (ja) | 1991-05-16 |
Family
ID=17220019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25125389A Pending JPH03115565A (ja) | 1989-09-27 | 1989-09-27 | スパッタリング装置及び膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03115565A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5340459A (en) * | 1991-11-22 | 1994-08-23 | Nec Corporation | Reactive sputtering system |
| US20150200077A1 (en) * | 2014-01-13 | 2015-07-16 | Samsung Display Co., Ltd. | Sputtering device and gas supply pipe for sputtering device |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP25125389A patent/JPH03115565A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5340459A (en) * | 1991-11-22 | 1994-08-23 | Nec Corporation | Reactive sputtering system |
| US20150200077A1 (en) * | 2014-01-13 | 2015-07-16 | Samsung Display Co., Ltd. | Sputtering device and gas supply pipe for sputtering device |
| US9530622B2 (en) * | 2014-01-13 | 2016-12-27 | Samsung Display Co., Ltd. | Sputtering device and gas supply pipe for sputtering device |
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