JPH06220621A - Device for forming film by sputtering - Google Patents

Device for forming film by sputtering

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Publication number
JPH06220621A
JPH06220621A JP1041893A JP1041893A JPH06220621A JP H06220621 A JPH06220621 A JP H06220621A JP 1041893 A JP1041893 A JP 1041893A JP 1041893 A JP1041893 A JP 1041893A JP H06220621 A JPH06220621 A JP H06220621A
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JP
Japan
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discharge
target
chamber
film forming
sputtering
Prior art date
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Pending
Application number
JP1041893A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Inoue
晋一 井上
Takashi Tsukasaki
尚 塚崎
Yuuki Itou
有希 伊藤
Kenichiro Yamanishi
健一郎 山西
Masaaki Tanaka
正明 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP1041893A priority Critical patent/JPH06220621A/en
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Abstract

PURPOSE:To stably form a high grade thin film. CONSTITUTION:A partition wall 23W formed with nozzle 24 is interposed between an electric discharge chamber 10 and a film formation chamber 2. Since it becomes difficult for gaseous Ar to flow from the electric discharge chamber 10 into the film formation chamber 2, when the internal pressure of the electric discharge chamber 10 is increased to the pressure required to cause electric discharge, the flow rate of gaseous Ar can be reduced as compared with that in a conventional device and film formation is carried out in the film formation chamber 2 under reduced internal pressure. Molecules of gas can be inhibited from being incorporated into a thin film and a dense crystalline thin film can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ターゲットをスパッタ
リングして生じたスパッタ粒子をキャリアガスによって
基板に向けて流し、基板上に薄膜を形成するスパッタリ
ング式成膜装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering type film forming apparatus for forming a thin film on a substrate by causing a carrier gas to flow sputtered particles produced by sputtering a target toward a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のスパッタリング式成膜装
置としては、例えば電気通信学会技術報告ED88−2
4(1988)15頁に記載されたものがある。この従
来の成膜装置を図12によって説明する。
2. Description of the Related Art As a conventional sputtering type film forming apparatus of this kind, for example, Technical Report ED88-2 of the Institute of Electrical Communication.
4 (1988), page 15. This conventional film forming apparatus will be described with reference to FIG.

【0003】図12は従来のスパッタリング式成膜装置
の概略構成を示す断面図である。同図において、1は成
膜を行うためのチャンバーで、このチャンバー1内の成
膜室2には成膜用基板3が装着されている。4は前記成
膜室2および後述する放電室内を減圧して予め定めた圧
力に維持するための排気装置で、この排気装置4はロー
タリーポンプと油拡散ポンプとによって構成されてい
る。
FIG. 12 is a sectional view showing a schematic structure of a conventional sputtering type film forming apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes a chamber for film formation, and a film formation chamber 2 in the chamber 1 is equipped with a film formation substrate 3. Reference numeral 4 denotes an exhaust device for reducing the pressure inside the film forming chamber 2 and a discharge chamber described later to maintain a predetermined pressure. The exhaust device 4 is composed of a rotary pump and an oil diffusion pump.

【0004】5はスパッタ粒子を生成するための放電装
置である。この放電装置5は、円筒状に形成されたター
ゲット6と、このターゲット6の一端開口部を閉塞する
放電ガス導入部材7と、前記ターゲット6の外周部に装
着された水冷式冷却部材8等とから形成されており、タ
ーゲット6と放電ガス導入部材7とが不図示の電源に接
続されている。9はターゲット6をチャンバー1および
放電ガス導入部材7とから電気的に隔離するための絶縁
板である。
Reference numeral 5 is a discharge device for generating sputtered particles. The discharge device 5 includes a cylindrical target 6, a discharge gas introduction member 7 that closes an opening at one end of the target 6, and a water-cooled cooling member 8 mounted on the outer periphery of the target 6. The target 6 and the discharge gas introducing member 7 are connected to a power source (not shown). Reference numeral 9 is an insulating plate for electrically isolating the target 6 from the chamber 1 and the discharge gas introducing member 7.

【0005】前記ターゲット6は銅,鉄あるいはチタン
によって形成され、中空部がチャンバー1の導入用開口
1aに対向するように位置づけられている。なお、前記
基板3はこのターゲット6の中空部と対向する位置に配
置されている。
The target 6 is made of copper, iron or titanium and is positioned so that its hollow portion faces the introduction opening 1a of the chamber 1. The substrate 3 is arranged at a position facing the hollow portion of the target 6.

【0006】前記放電ガス導入部材7は略円板状に形成
され、ターゲット6の中空部と対応する部分に放電ガス
導入口7aが開口している。この放電ガス導入口7a
は、放電ガス導入部材7に一体に形成された管部7bお
よびマスフローコントローラ(図示せず)を介してアル
ゴンガス供給源(図示せず)に連通されている。
The discharge gas introducing member 7 is formed in a substantially disc shape, and a discharge gas introducing port 7a is opened in a portion corresponding to the hollow portion of the target 6. This discharge gas inlet 7a
Is connected to an argon gas supply source (not shown) via a tube portion 7b formed integrally with the discharge gas introducing member 7 and a mass flow controller (not shown).

【0007】すなわち、このように形成された放電装置
5では、ターゲット6の中空部内に、チャンバー1の導
入用開口1aを介して成膜室2に連通された放電室10
が形成されることになる。
That is, in the discharge device 5 thus formed, the discharge chamber 10 communicated with the film formation chamber 2 through the introduction opening 1a of the chamber 1 in the hollow portion of the target 6.
Will be formed.

【0008】次に、上述したように構成された従来のス
パッタリング式成膜装置によって基板3に薄膜を形成す
る手順を説明する。先ず、成膜室2内に基板3を装着さ
せ、排気装置4によって成膜室2と放電室10内を圧力
が2×10-5Torr以下となるように予備排気する。そし
て、キャリアガスとしてのアルゴンガスをマスフローコ
ントローラを通して放電ガス導入口7aから放電室10
に導入する。このようにすると、アルゴンガスは放電室
10から導入用開口1aを介してチャンバー1内(成膜
室2)に流れ込む。
Next, a procedure for forming a thin film on the substrate 3 by the conventional sputtering type film forming apparatus configured as described above will be described. First, the substrate 3 is mounted in the film forming chamber 2, and the film forming chamber 2 and the discharge chamber 10 are pre-evacuated by the exhaust device 4 so that the pressure becomes 2 × 10 −5 Torr or less. Then, argon gas as a carrier gas is supplied from the discharge gas inlet 7a to the discharge chamber 10 through the mass flow controller.
To introduce. By doing so, the argon gas flows from the discharge chamber 10 into the chamber 1 (film forming chamber 2) through the introduction opening 1a.

【0009】その後、排気装置4によりアルゴンガスを
排出させることによって放電室10から成膜室2に流入
するアルゴンガスの流量を一定にし、この状態で、アー
ス電位にある放電ガス導入部材7とチャンバー1に対し
て負の電圧をターゲット6に印加する。なお、このよう
にアルゴンガス流が生じるようにすると、成膜室2およ
び放電室10の圧力は1Torr程度に高められる。
After that, by discharging the argon gas by the exhaust device 4, the flow rate of the argon gas flowing from the discharge chamber 10 into the film forming chamber 2 is made constant, and in this state, the discharge gas introducing member 7 and the chamber which are at the ground potential. A negative voltage with respect to 1 is applied to the target 6. When the argon gas flow is generated in this way, the pressure in the film forming chamber 2 and the discharge chamber 10 is increased to about 1 Torr.

【0010】このように電圧をターゲット6に印加する
と、グロー放電が放電室10内で発生する。アルゴンガ
ス流量を200cc/min とし、圧力を1Torrとすると、
ターゲット6として銅製のものを使用した場合には約3
50V、鉄では約330V、チタンでは約250V程度
の電圧において放電が安定する。
When the voltage is applied to the target 6 in this way, glow discharge occurs in the discharge chamber 10. If the argon gas flow rate is 200cc / min and the pressure is 1 Torr,
Approximately 3 if a copper target 6 is used
Discharge is stable at a voltage of 50 V, about 330 V for iron, and about 250 V for titanium.

【0011】上述したように放電室10内で放電が発生
すると、ターゲット6の内周面がスパッタリングされ、
ターゲット6からスパッタ粒子11がたたき出される。
そして、このスパッタ粒子11は、放電室10から成膜
室2へ流入するアルゴンガスと共に成膜室2へ流され、
基板3上に堆積する。このようにスパッタ粒子11が基
板3上に堆積することによって薄膜が形成される。
When a discharge is generated in the discharge chamber 10 as described above, the inner peripheral surface of the target 6 is sputtered,
Sputtered particles 11 are knocked out from the target 6.
Then, the sputtered particles 11 are made to flow into the film forming chamber 2 together with the argon gas flowing from the discharge chamber 10 into the film forming chamber 2,
Deposit on the substrate 3. Thus, the sputtered particles 11 are deposited on the substrate 3 to form a thin film.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに構成された従来の成膜装置では、成膜された薄膜の
膜質が低くなり易いという問題があった。これは、放電
室10の圧力を放電が発生し易い圧力まで高める必要が
あり、放電室10に連通する成膜室2も同等の圧力(1
Torr)になってしまうからであった。
However, the conventional film forming apparatus having the above-mentioned structure has a problem that the quality of the formed thin film tends to be low. This is because it is necessary to increase the pressure in the discharge chamber 10 to a pressure at which discharge easily occurs, and the film formation chamber 2 communicating with the discharge chamber 10 has the same pressure (1
Torr).

【0013】すなわち、上述したように圧力が比較的高
い(成膜室2内のアルゴン分子が多い)状態で成膜を行
うと、基板表面には1秒当たり100万原子層分の気体
分子(アルゴン分子)が衝突し、その一部が薄膜表面に
吸着されて滞留することになる。そして、薄膜はこれら
の気体分子を取り込みながら形成されるため、結晶が緻
密になり難く、膜質が低くなってしまう。
That is, as described above, when film formation is performed in a state where the pressure is relatively high (there are many argon molecules in the film forming chamber 2), gas molecules (1 million atomic layers) per second on the substrate surface ( Argon molecules) collide with each other, and a part of them is adsorbed and stays on the surface of the thin film. Since the thin film is formed while taking in these gas molecules, it is difficult for the crystal to become dense and the film quality becomes poor.

【0014】また、従来の成膜装置ではチャンバー1お
よび放電ガス導入部材7を一方の電極としているため、
チャンバー1および放電ガス導入部材7でもスパッタリ
ングが生じ、チャンバー1や放電ガス導入部材7を構成
する金属材料が不純物として薄膜中に混入するという問
題があった。
Further, since the chamber 1 and the discharge gas introducing member 7 are used as one electrode in the conventional film forming apparatus,
Sputtering also occurs in the chamber 1 and the discharge gas introducing member 7, and the metal material forming the chamber 1 and the discharge gas introducing member 7 is mixed as an impurity in the thin film.

【0015】さらに、従来の成膜装置に用いた放電装置
5は、特に高速の成膜速度を得ようとすると放電圧力,
印加電圧の変動によって放電がアーク放電に移行するた
め、均一な放電を安定に発生させるための放電圧力,放
電電力の範囲に制約があった。すなわち、放電が放電ガ
ス導入部材7側に集中し易くなってしまう。このため、
ターゲット6からたたき出されるスパッタ粒子11の量
が一定になり難くなってしまう。
Further, in the discharge device 5 used in the conventional film forming apparatus, the discharge pressure,
Since discharge changes to arc discharge due to fluctuations in applied voltage, there is a restriction on the range of discharge pressure and discharge power for stably generating uniform discharge. That is, the discharge tends to concentrate on the discharge gas introducing member 7 side. For this reason,
The amount of sputtered particles 11 knocked out from the target 6 becomes difficult to be constant.

【0016】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、高品位の薄膜を安定に形成できるス
パッタリング式成膜装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to obtain a sputtering type film forming apparatus capable of stably forming a high quality thin film.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係るスパッ
タリング式成膜装置は、放電室と成膜室との間に、ノズ
ルが形成された隔壁を設けたものである。
A sputtering type film forming apparatus according to a first aspect of the present invention is provided with a partition having a nozzle formed between a discharge chamber and a film forming chamber.

【0018】第2の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、放電室と成膜室との間に、小径な開口からなるノ
ズルが形成されかつ放電室の壁の一部となる隔壁を設
け、この放電室を形成する壁を、ターゲットおよびスパ
ッタリング率の低い誘電体によって形成したものであ
る。
In the sputtering type film forming apparatus according to the second aspect of the invention, a partition wall is provided between the discharge chamber and the film forming chamber, the nozzle having a small diameter opening is formed, and the partition wall is a part of the wall of the discharge chamber. The wall forming the discharge chamber is formed by a target and a dielectric material having a low sputtering rate.

【0019】第3の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、放電室と成膜室との間に、ノズルが形成された隔
壁を設けると共に、放電装置における少なくとも放電室
の外周壁をスパッタリング率の低い誘電体によって形成
し、この外周壁の外周部に、スパッタリング用電極を配
置したものである。
In the sputtering type film forming apparatus according to the third aspect of the present invention, a partition wall provided with nozzles is provided between the discharge chamber and the film forming chamber, and at least the outer peripheral wall of the discharge chamber in the discharge device has a sputtering rate. It is formed of a low dielectric material, and the sputtering electrode is arranged on the outer peripheral portion of this outer peripheral wall.

【0020】第4の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、前記第1ないし第3の発明に係るスパッタリング
式成膜装置のうちいずれか一つのスパッタリング式成膜
装置において、ターゲットに凹凸を設けたものである。
A sputtering type film forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the sputtering type film forming apparatus according to any one of the sputtering type film forming apparatuses according to the first to third aspects of the present invention, wherein the target is provided with irregularities. It is a thing.

【0021】第5の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、前記第1の発明のスパッタリング装置において、
ノズルより基板側に、熱電子を放出するフィラメントお
よび電子加速用グリッドを備え、スパッタ粒子をイオン
化するイオン化装置を設けたものである。
A sputtering type film forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the first aspect of the present invention.
A filament for emitting thermoelectrons and an electron acceleration grid are provided on the substrate side of the nozzle, and an ionization device for ionizing sputtered particles is provided.

【0022】[0022]

【作用】第1の発明によれば、キャリアガスは放電室か
ら成膜室に流れ込み難くなるから、放電室の圧力を放電
が発生するために必要な圧力に高めるに当たり、キャリ
アガスの流量を従来の装置より少なくできる。
According to the first aspect of the present invention, it is difficult for the carrier gas to flow from the discharge chamber into the film forming chamber. Therefore, when the pressure in the discharge chamber is increased to the pressure required for generating discharge, the flow rate of the carrier gas is conventionally reduced. Can be less than the device.

【0023】第2の発明によれば、第1の発明と同様に
放電室の圧力を放電が発生するために必要な圧力に高め
るに当たりキャリアガスの流量を従来の装置より少なく
できると共に、ターゲットのみからスパッタ粒子が生じ
る。
According to the second aspect of the invention, as in the first aspect of the invention, the flow rate of the carrier gas can be made smaller than that in the conventional device in order to increase the pressure of the discharge chamber to the pressure required for generating the discharge, and only the target is used. Sputtered particles are generated from.

【0024】第3の発明によれば、第1の発明と同様に
放電室の圧力を放電が発生するために必要な圧力に高め
るに当たりキャリアガスの流量を従来の装置より少なく
できると共に、誘電体を介した電極どうしあるいは誘電
体を介した電極とターゲットとの間で放電が発生して放
電室内の略全域にわたって生じるようになる。
According to the third aspect of the invention, as in the first aspect of the invention, the flow rate of the carrier gas can be reduced when increasing the pressure of the discharge chamber to the pressure necessary for the discharge to occur, and the dielectric can be used. A discharge is generated between the electrodes via the electrodes or between the electrodes via the dielectric and the target, and is generated over almost the entire area of the discharge chamber.

【0025】第4の発明によれば、ターゲットにエッジ
部が多く存在するようになるから、エッジ部の周囲に高
密度プラズマが発生してターゲットをスパッタするガス
イオンが増加する。また、ターゲットの表面積が増加す
るためにスパッタ粒子の量が増大する。
According to the fourth aspect of the invention, since the target has a large number of edge portions, high-density plasma is generated around the edge portion, and gas ions that sputter the target increase. In addition, the surface area of the target is increased, so that the amount of sputtered particles is increased.

【0026】第5の発明によれば、第1の発明と同様に
放電室の圧力を放電が発生するために必要な圧力に高め
るに当たりキャリアガスの流量を従来の装置より少なく
できると共に、放電室から成膜室に流出するスパッタ粒
子が活性化される。
According to the fifth aspect of the invention, as in the first aspect of the invention, in increasing the pressure of the discharge chamber to the pressure necessary for generating discharge, the flow rate of the carrier gas can be made smaller than that of the conventional device, and the discharge chamber can be reduced. The sputtered particles flowing from the film to the film forming chamber are activated.

【0027】[0027]

【実施例】【Example】

実施例1.以下、第1の一実施例を図1によって詳細に
説明する。図1は第1の発明に係るスパッタリング式成
膜装置の概略構成を示す断面図である。同図において前
記図12で説明したものと同一もしくは同等部材につい
ては、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
Example 1. Hereinafter, the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a sputtering type film forming apparatus according to the first invention. In the figure, the same or equivalent members as those described in FIG. 12 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0028】図1において、符号21はスパッタ粒子を
発生させるための放電装置で、この放電装置21は、放
電ガス導入部材7に円柱型電極22が設けられている以
外は図12に示したものと同等の構造になっている。こ
の円柱型電極22は、円筒状に形成されたターゲット6
の中空部内に配置され、ターゲット6と中心軸が同一と
なるように位置づけられている。
In FIG. 1, reference numeral 21 is a discharge device for generating sputtered particles, which is shown in FIG. 12 except that the discharge gas introduction member 7 is provided with a cylindrical electrode 22. It has the same structure as. The cylindrical electrode 22 is a cylindrical target 6
Of the target 6 and the center axis of the target 6 are the same.

【0029】そして、この放電装置21が装着されるチ
ャンバー1は、放電室10と成膜室2との間となる部分
に隔壁23が形成されている。この隔壁23は、放電室
10の中心部(ターゲット6の中心部)と対応する部分
に小径な開口からなるノズル24が形成されている。
In the chamber 1 in which the discharge device 21 is mounted, a partition wall 23 is formed at a portion between the discharge chamber 10 and the film forming chamber 2. The partition wall 23 has a nozzle 24 having a small-diameter opening formed in a portion corresponding to the center of the discharge chamber 10 (center of the target 6).

【0030】次に、このように構成された成膜装置によ
って基板3に薄膜を形成する手順について説明する。先
ず、チャンバー1内に基板3を装着させ、排気装置4に
よってチャンバー1内(成膜室2)および放電室10内
を高真空となるように減圧させる。その後、キャリアガ
スとしてのアルゴンガスを放電装置21のガス導入口7
aから放電室10内に導入する。
Next, the procedure for forming a thin film on the substrate 3 by the film forming apparatus thus configured will be described. First, the substrate 3 is mounted in the chamber 1, and the inside of the chamber 1 (the film forming chamber 2) and the inside of the discharge chamber 10 are decompressed by the exhaust device 4 so as to have a high vacuum. After that, argon gas as a carrier gas is supplied to the gas introduction port 7 of the discharge device 21.
It is introduced into the discharge chamber 10 from a.

【0031】このとき、放電室10と成膜室2とはノズ
ル24を介して連通しているだけであり、アルゴンガス
は放電室10から成膜室2に流れ込み難くなる関係か
ら、放電室10の圧力は成膜室2の圧力より高く保たれ
る。そして、ノズル24から図1中に破線で示すような
範囲に比較的高速なアルゴンガス流が生じるようにな
る。例えば、ノズル24の内径が2mm、通路長さが2m
m、アルゴンガスの流量が25cc/min 、排気装置4の
排気流量が3000l/sであるときには、放電室10の
圧力は1Torrであるのに対して成膜室2の圧力は10-4
Torrになる。このようにすると、1秒当たりに基板3の
表面に衝突する気体分子数を100原子層分にまで低下
させることができる。
At this time, the discharge chamber 10 and the film forming chamber 2 are only communicated with each other through the nozzle 24, and it is difficult for the argon gas to flow into the film forming chamber 2 from the discharge chamber 10. Is kept higher than the pressure in the film forming chamber 2. Then, a relatively high-speed argon gas flow is generated from the nozzle 24 in the range shown by the broken line in FIG. For example, the inner diameter of the nozzle 24 is 2 mm and the passage length is 2 m.
When the flow rate of the argon gas is 25 cc / min and the exhaust flow rate of the exhaust device 4 is 3000 l / s, the pressure of the discharge chamber 10 is 1 Torr, whereas the pressure of the film forming chamber 2 is 10 -4.
Become Torr. By doing so, the number of gas molecules colliding with the surface of the substrate 3 per second can be reduced to 100 atomic layers.

【0032】このようにアルゴンガスを放電室10に導
入した後、排気装置4による排気を継続させながら放電
を起こさせる。この放電は、ターゲット6と円柱型電極
22のうち何れか一方をアース電位に接続し、他方に周
波数2MHZ の交流電圧を印加させることによって発生
する。なお、ターゲット6の内面と円柱型電極22の外
周面との間隔は2cmとした。
After introducing the argon gas into the discharge chamber 10 as described above, the discharge is caused while continuing the exhaust by the exhaust device 4. This discharge is connected to earth potential either of the target 6 and the cylindrical electrode 22, generated by applying an AC voltage having a frequency 2 MH Z to the other. The distance between the inner surface of the target 6 and the outer peripheral surface of the cylindrical electrode 22 was 2 cm.

【0033】そして、この放電によってターゲット6か
らたたき出されたスパッタ粒子11は、スパッタされた
ときの運動エネルギーと、アルゴンガス流および放電室
10−成膜室2間の圧力差から与えられる運動エネルギ
ーとによってノズル24を通って成膜室2内に放出され
る。このとき、スパッタ粒子11は基板3へ向けて指向
性をもって放出されることになる。
The sputtered particles 11 knocked out from the target 6 by this discharge are the kinetic energy when sputtered and the kinetic energy given by the argon gas flow and the pressure difference between the discharge chamber 10 and the film forming chamber 2. And are discharged into the film forming chamber 2 through the nozzle 24. At this time, the sputtered particles 11 are emitted toward the substrate 3 with directivity.

【0034】また、スパッタ粒子11がノズル24を通
過して成膜室2に流入するときには、スパッタ粒子11
はその一部がアルゴンガスの断熱膨張によって凝縮し、
クラスタと呼ばれる塊状集団が形成される。このクラス
タを図1中に符号25で示す。
When the sputtered particles 11 pass through the nozzle 24 and flow into the film forming chamber 2, the sputtered particles 11
Part of it is condensed by the adiabatic expansion of argon gas,
Massive clusters called clusters are formed. This cluster is indicated by reference numeral 25 in FIG.

【0035】このようにノズル24を通って成膜室2に
放出されたスパッタ粒子11およびクラスタ25が基板
3上に堆積して薄膜が形成されることになる。
As described above, the sputtered particles 11 and the clusters 25 discharged into the film forming chamber 2 through the nozzle 24 are deposited on the substrate 3 to form a thin film.

【0036】したがって、上述したように構成された第
1の発明の成膜装置によれば、放電室10と成膜室2と
の間に隔壁23,ノズル24を設けたためにアルゴンガ
スが放電室10から成膜室2に流れ込み難くなるから、
放電室10の圧力を放電が発生するために必要な圧力に
高めるに当たり、アルゴンガスの流量を従来の装置より
少なくできる。このため、基板3の表面に衝突する気体
分子の数量を可及的少なくすることができる。
Therefore, according to the film forming apparatus of the first aspect of the invention configured as described above, since the partition wall 23 and the nozzle 24 are provided between the discharge chamber 10 and the film forming chamber 2, the argon gas is generated in the discharge chamber. Since it becomes difficult to flow from 10 into the film forming chamber 2,
When increasing the pressure of the discharge chamber 10 to the pressure necessary for generating the discharge, the flow rate of the argon gas can be reduced as compared with the conventional device. Therefore, the number of gas molecules that collide with the surface of the substrate 3 can be reduced as much as possible.

【0037】実施例2.なお、前記実施例では円筒状の
ターゲット6と円柱型電極22との間で放電を発生させ
た例を示したが、電極を円筒状に形成すると共にターゲ
ットを円柱状に形成して前記円筒状電極の中空部に配置
し、円柱状のターゲットと円筒状の電極との間で放電を
発生させても同等の効果が得られる。
Example 2. In addition, in the above-described embodiment, an example in which electric discharge is generated between the cylindrical target 6 and the cylindrical electrode 22 has been described. However, the electrode is formed in a cylindrical shape and the target is formed in a cylindrical shape to form the cylindrical shape. Even if it is arranged in the hollow part of the electrode and discharge is generated between the cylindrical target and the cylindrical electrode, the same effect can be obtained.

【0038】実施例3.また、前記実施例1および実施
例2の成膜装置で使用する電極をターゲット材料で形成
し、円筒型と円柱型のターゲットの間で放電を発生させ
てもよい。このようにしても上述した各実施例と同等の
効果が得られる。加えて、ターゲットと異なる材料から
構成される電極を使用しないことによって、電極がスパ
ッタリングされることに起因して不純物が発生するのを
防ぐことができる。
Example 3. In addition, the electrodes used in the film forming apparatus of Examples 1 and 2 may be formed of a target material, and discharge may be generated between the cylindrical target and the cylindrical target. Even in this case, the same effect as that of each of the above-described embodiments can be obtained. In addition, by not using an electrode composed of a material different from that of the target, it is possible to prevent impurities from being generated due to sputtering of the electrode.

【0039】実施例4.次に、第2の発明に係るスパッ
タリング式成膜装置を図2によって詳細に説明する。図
2は第2の発明に係るスパッタリング式成膜装置の概略
構成を示す断面図である。同図において前記図1で説明
したものと同一もしくは同等部材については、同一符号
を付し詳細な説明は省略する。
Example 4. Next, the sputtering type film forming apparatus according to the second invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a sputtering type film forming apparatus according to the second invention. In the figure, the same or equivalent members as those described in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0040】図2において26は放電装置で、この放電
装置26は、円筒状に形成されたターゲット6と、この
ターゲット6の両端開口部に固着されてターゲット6の
中空部に放電室10を形成する蓋部材27,28と、放
電室10に臨む電極29等とから形成されている。そし
て、この放電装置26は全体がチャンバー1内に挿入さ
れ、不図示のブラケットを介してチャンバー1に支持固
定されている。なお、このブラケットは、ターゲット6
とチャンバー1とが導通されないような構造になってい
る。
In FIG. 2, reference numeral 26 denotes a discharge device. The discharge device 26 has a cylindrical target 6 and a discharge chamber 10 formed in a hollow portion of the target 6 by being fixed to openings at both ends of the target 6. Cover members 27 and 28, and electrodes 29 and the like facing the discharge chamber 10. The entire discharge device 26 is inserted into the chamber 1 and is supported and fixed to the chamber 1 via a bracket (not shown). This bracket is for the target 6
And the chamber 1 are not electrically connected to each other.

【0041】前記蓋部材27,28はスパッタリング率
の低い誘電体である石英によって形成され、基板3側に
位置する蓋部材27にはターゲット6の軸心と対応する
位置に小径な開口からなるノズル24が形成されてい
る。一方、基板3とは反対側に位置する蓋部材28に
は、前記電極29が貫通固着されると共に、アルゴンガ
スを放電室10に導入するためのガス導入管30が貫通
固着されている。なお、この電極29はターゲット6を
形成するために用いるターゲット材によって形成されて
いる。そして、この放電装置26は、前記蓋部材27の
ノズル24を基板3に対向させてチャンバー1内に位置
決め固定されている。
The lid members 27 and 28 are made of quartz, which is a dielectric substance having a low sputtering rate, and the lid member 27 located on the substrate 3 side has a nozzle having a small diameter opening at a position corresponding to the axis of the target 6. 24 are formed. On the other hand, on the lid member 28 located on the side opposite to the substrate 3, the electrode 29 is fixed by penetrating, and the gas introducing pipe 30 for introducing the argon gas into the discharge chamber 10 is fixed by penetrating. The electrode 29 is made of a target material used to form the target 6. The discharge device 26 is positioned and fixed in the chamber 1 with the nozzle 24 of the lid member 27 facing the substrate 3.

【0042】このように構成された成膜装置によれば、
放電室10と成膜室2との間にノズル24を有する隔壁
(蓋部材27)を設けたため、放電室10の圧力を放電
が発生するために必要な圧力に高めるに当たり、アルゴ
ンガスの流量を従来の装置より少なくできる。これに加
えて、放電室10を形成する壁をターゲット6および低
スパッタリング率の誘電体である石英からなる蓋部材2
7,28によって形成したため、放電室10内において
放電空間に直接晒されているのはターゲット6と石英製
蓋部材27,28のみとなる。石英は低スパッタリング
材料であるために蓋部材27,28からはスパッタ粒子
が生じ難い。
According to the film forming apparatus configured as described above,
Since the partition wall (cover member 27) having the nozzle 24 is provided between the discharge chamber 10 and the film formation chamber 2, the flow rate of the argon gas is increased in order to increase the pressure in the discharge chamber 10 to the pressure necessary for generating the discharge. It can be made less than conventional devices. In addition to this, the wall forming the discharge chamber 10 is made up of the target 6 and the lid member 2 made of quartz which is a dielectric material having a low sputtering rate.
Since it is formed of 7 and 28, only the target 6 and the quartz lid members 27 and 28 are directly exposed to the discharge space in the discharge chamber 10. Since quartz is a low-sputtering material, sputtered particles are less likely to be generated from the lid members 27 and 28.

【0043】したがって、放電室10にはターゲット6
のみからスパッタ粒子が生じることになるから、不純物
が基板3の薄膜に混入するのを抑えることができる。ま
た、本実施例で示したように放電装置26をチャンバー
1内に配置すると、アース電位にあるチャンバー1に放
電が飛んでチャンバー1がスパッタされるのを確実に防
ぐことができる。この観点からも薄膜中に不純物が混入
するのを抑えることができる。
Therefore, the target 6 is placed in the discharge chamber 10.
Since sputtered particles are generated only from the above, it is possible to prevent impurities from mixing into the thin film of the substrate 3. Further, by disposing the discharge device 26 in the chamber 1 as shown in this embodiment, it is possible to reliably prevent the discharge of the discharge to the chamber 1 at the ground potential and the sputtering of the chamber 1. From this point of view, it is possible to prevent impurities from being mixed into the thin film.

【0044】実施例5.第3の発明に係るスパッタリン
グ式成膜装置を図3ないし図5によって詳細に説明す
る。図3は第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置
に使用する放電装置の断面図で、同図に示した放電装置
は放電室の壁の全てを誘導体によって形成したものであ
る。図4は第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置
に使用する放電装置の断面図で、同図に示した放電装置
は隔壁をターゲットによって形成したものである。図5
は第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置に使用す
る放電装置の断面図で、同図に示した放電装置は放電室
の壁の全てを誘導体によって形成すると共に電極を放電
室外に配置したものである。これらの図において前記図
1および図2で説明したものと同一もしくは同等部材に
ついては、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
Example 5. The sputtering type film forming apparatus according to the third invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to the third invention. In the discharge device shown in FIG. 3, all the walls of the discharge chamber are made of a dielectric material. FIG. 4 is a cross-sectional view of a discharge device used in the sputtering type film forming apparatus according to the third invention, and the discharge device shown in the figure is one in which partition walls are formed by targets. Figure 5
Is a cross-sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to the third invention. In the discharge device shown in the figure, all the walls of the discharge chamber are made of a dielectric and electrodes are arranged outside the discharge chamber. Is. In these figures, the same or equivalent members as those described in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0045】図3において、符号32は放電装置で、こ
の放電装置32は、スパッタリング率の低い誘電体であ
る石英によって形成された略有底円筒状の本体33と、
この本体33の軸心部に配置されて本体33に貫通固着
された円柱型ターゲット34と、本体33の外周部に設
置された電極35等とから形成されている。この放電装
置32を取付けるチャンバーは、図2に示したチャンバ
ー1と同等のものが用いられる。
In FIG. 3, reference numeral 32 is a discharge device, which is a substantially bottomed cylindrical main body 33 made of quartz, which is a dielectric substance having a low sputtering rate.
The main body 33 is composed of a columnar target 34 arranged at the axial center of the main body 33 and fixed through the main body 33, and an electrode 35 and the like installed on the outer peripheral portion of the main body 33. As the chamber in which the discharge device 32 is mounted, the same chamber as the chamber 1 shown in FIG. 2 is used.

【0046】前記本体33は、有底円筒の開口部にこの
開口部を塞ぐような隔壁33aを設けて形成されてお
り、この隔壁33aに小径な開口からなるノズル24が
形成されている。このノズル24の形成位置は、円柱型
ターゲット34の軸方向端面と対向する位置とされてい
る。すなわち、この放電装置によれば、前記隔壁33a
が本体33内の放電室10と不図示のチャンバー内の成
膜室を仕切ることになる。このような構造とすることに
よって、前記図1および図2で示した実施例と同様に、
放電室10の圧力を放電が発生するために必要な圧力に
高めるに当たりアルゴンガスの流量を従来の装置より少
なくすることができる。
The main body 33 is formed by providing a partition wall 33a that closes the bottomed cylindrical opening portion, and the partition wall 33a is formed with a nozzle 24 having a small diameter opening. The formation position of the nozzle 24 is a position facing the axial end surface of the cylindrical target 34. That is, according to this discharge device, the partition wall 33a is formed.
Partition the discharge chamber 10 in the main body 33 from the film forming chamber in the chamber (not shown). With such a structure, as in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2,
In order to increase the pressure in the discharge chamber 10 to the pressure required to generate the discharge, the flow rate of the argon gas can be made smaller than that in the conventional device.

【0047】そして、この放電装置32は、円柱型ター
ゲット34と電極35のうち何れか一方がアース電位と
され、他方に交流電圧が印加される構造になっている。
The discharge device 32 has a structure in which one of the columnar target 34 and the electrode 35 is set to the ground potential, and an AC voltage is applied to the other.

【0048】このように形成された放電装置32では、
本体33を介して電極35とターゲット34との間で放
電が発生する。このとき、放電室10には無声放電が発
生し、放電で発生した電荷が円柱型ターゲット34と電
極35との間に介在する石英製本体33の内壁面に到達
すると、本体33の表面に電荷が滞留し逆電界を形成し
て放電が停止するようになる。
In the discharge device 32 thus formed,
Electric discharge is generated between the electrode 35 and the target 34 via the main body 33. At this time, silent discharge is generated in the discharge chamber 10, and when the charge generated by the discharge reaches the inner wall surface of the quartz main body 33 interposed between the columnar target 34 and the electrode 35, the surface of the main body 33 is charged. Are accumulated and an opposite electric field is formed to stop the discharge.

【0049】したがって、微細なパルス放電が連続して
放電室10の略全域に起こることになり、放電の局所集
中が防止されることになる。すなわち、ターゲット34
の表面の略全面にわたる広い範囲でスパッタリングのた
めの放電が均一にしかも安定して発生するようになる。
Therefore, a fine pulsed discharge is continuously generated in substantially the entire area of the discharge chamber 10, and local concentration of the discharge is prevented. That is, the target 34
The discharge for sputtering is uniformly and stably generated in a wide range over substantially the entire surface of the.

【0050】実施例6.放電装置の放電室を形成するに
当たっては、前記図3に示したように放電室の壁を全て
にわたって石英材によって形成する以外に、図4に示し
たように隔壁となる部分をターゲットによって形成する
こともできる。
Example 6. In forming the discharge chamber of the discharge device, in addition to forming the entire wall of the discharge chamber with a quartz material as shown in FIG. 3, a partition wall portion is formed with a target as shown in FIG. You can also

【0051】図4中に符号36で示す放電装置は、石英
製本体33が有底円筒状に形成されており、この本体3
3の開口部にターゲット37が固着されている。このタ
ーゲット37は本体33の開口部を閉塞する構造で、本
体33の軸心部と対応する部分に小径な開口からなるノ
ズル24が形成されている。すなわち、ターゲット37
が放電室10と不図示のチャンバー内の成膜室とを仕切
る隔壁を構成している。
In a discharge device indicated by reference numeral 36 in FIG. 4, a quartz main body 33 is formed in a bottomed cylindrical shape.
The target 37 is fixed to the opening of No. 3. The target 37 has a structure that closes the opening of the main body 33, and the nozzle 24 having a small diameter opening is formed in a portion corresponding to the axial center of the main body 33. That is, the target 37
Form a partition that separates the discharge chamber 10 from the film forming chamber in the chamber (not shown).

【0052】このように形成された放電装置36におい
ても本体33を介して電極35とターゲット37との間
で放電が発生するから、図3で示した実施例と同等の効
果が得られる。
Even in the discharge device 36 thus formed, discharge is generated between the electrode 35 and the target 37 via the main body 33, so that the same effect as that of the embodiment shown in FIG. 3 can be obtained.

【0053】実施例7.前記図3および図4で示した放
電装置はターゲットに通電して放電を発生させる構造で
あったが、図5に示すようにターゲットに通電しないよ
うにすることもできる。
Example 7. The discharge device shown in FIGS. 3 and 4 has a structure in which the target is energized to generate a discharge, but it is also possible not to energize the target as shown in FIG.

【0054】図5中に符号38で示す放電装置は、略有
底円筒状の本体33内にターゲット39が固着され、本
体33の外周部に電極40,41が本体33の軸線方向
に間隔をおいて装着されている。前記ターゲット39は
本体33の内周部に嵌入する円筒状に形成されており、
本体33内における隔壁33a側の端部に固着されてい
る。
In the discharge device indicated by reference numeral 38 in FIG. 5, a target 39 is fixed in a substantially bottomed cylindrical main body 33, and electrodes 40 and 41 are provided on the outer peripheral portion of the main body 33 at intervals in the axial direction of the main body 33. It is installed in advance. The target 39 is formed in a cylindrical shape to be fitted into the inner peripheral portion of the main body 33,
It is fixed to the end of the main body 33 on the side of the partition wall 33a.

【0055】そして、この放電装置38は、前記電極4
0,41のうち一方がアース電位とされ、他方に高周波
電圧が印加される構造になっている。このように構成し
ても、放電室10内に無声放電を発生させて放電室10
内に設置したターゲット39をスパッタできるから、前
記図3に示した実施例と同等の効果が得られる。
Then, the discharge device 38 includes the electrode 4
One of 0 and 41 is grounded and a high frequency voltage is applied to the other. Even with such a configuration, silent discharge is generated in the discharge chamber 10
Since the target 39 placed inside can be sputtered, the same effect as the embodiment shown in FIG. 3 can be obtained.

【0056】実施例8.第4の発明に係るスパッタリン
グ式成膜装置を図6により詳細に説明する。図6は第4
の発明に係るスパッタリング式成膜装置に使用する放電
装置の断面図である。同図に示した放電装置はターゲッ
ト以外の部材が前記図3で示した放電装置と同等に形成
されている。同図において前記図3で説明したものと同
一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な
説明は省略する。
Example 8. The sputtering type film forming apparatus according to the fourth invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is the fourth
3 is a cross-sectional view of a discharge device used in the sputtering type film forming apparatus according to the invention of FIG. In the discharge device shown in the figure, members other than the target are formed in the same manner as the discharge device shown in FIG. In the figure, the same or similar members as those described in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0057】図6に示したターゲット34は、全体が略
有底円筒状に形成されており、凹部34aが形成された
円筒部分を放電室10内に臨ませて本体33に貫通固着
されている。また、前記凹部34aは内径が一定となる
ように形成されている。このように円筒状に形成された
ターゲット34では、放電が集中するエッジ部34bが
多く存在するようになる。このため、エッジ部34bの
周囲に高密度プラズマが発生し、このターゲット34を
スパッタするガスイオンが増大するから、その結果、タ
ーゲット34からスパッタされるスパッタ粒子11が増
加することになる。
The target 34 shown in FIG. 6 is formed in a generally cylindrical shape having a bottom, and the cylindrical portion in which the recess 34a is formed faces the interior of the discharge chamber 10 and is fixed to the main body 33 by penetration. . The recess 34a is formed so that its inner diameter is constant. In the cylindrical target 34 thus formed, there are many edge portions 34b where the discharge is concentrated. Therefore, high-density plasma is generated around the edge portion 34b, and the gas ions that sputter the target 34 increase. As a result, the sputtered particles 11 sputtered from the target 34 increase.

【0058】しかも、ターゲット34の外周面,先端面
に加えて凹部34aの内面もスパッタされるようになっ
てスパッタ面積が増大するため、この点からも放出され
るスパッタ粒子11の量を増やすことができる。
Moreover, since the inner surface of the recess 34a is sputtered in addition to the outer peripheral surface and the tip surface of the target 34, the sputtered area is increased. Therefore, the amount of the sputtered particles 11 to be discharged is also increased from this point. You can

【0059】この図6に示した放電装置32を、本体3
3として内径27mmの石英管を使用し、ターゲット34
として外径22mm,内径18mmのモリブデンを用いて形
成し、かつ放電ガスとしてアルゴンを用いて放電電力約
300Wを石英管に巻いた高さ50mmのステンレス電極
を通じて投入して試験を行い、ノズル24から約100
mm離れたところで水晶振動子モニタで成膜速度を測定し
たところ、約300Å/minの成膜速度を得ることが
できた。
The discharge device 32 shown in FIG.
A quartz tube with an inner diameter of 27 mm is used as 3, and the target 34
Is formed by using molybdenum having an outer diameter of 22 mm and an inner diameter of 18 mm, and argon is used as a discharge gas, and a discharge power of about 300 W is injected through a stainless steel electrode of 50 mm in height wound on a quartz tube to perform a test. About 100
When the film formation rate was measured with a crystal oscillator monitor at a distance of mm, a film formation rate of about 300 Å / min could be obtained.

【0060】実施例9.前記図6で示したターゲットは
円筒内周部を同一径とした例を示したが、図7に示すよ
うに円筒内周部の底側へ向かうにしたがって小径となる
ように形成することもできる。
Example 9. The target shown in FIG. 6 has an example in which the inner diameter of the cylinder has the same diameter, but as shown in FIG. 7, the target may be formed to have a smaller diameter toward the bottom side of the inner diameter of the cylinder. .

【0061】図7は凹部を底側へ向かうにしたがって小
径となるように形成したターゲットの他の例を示す断面
図で、同図(a)は凹部をテーパ状に形成した例を示
し、同図(b)は凹部を略階段状に形成した例を示す。
(a)図に示したターゲット34は、テーパ状凹部34
aのテーパの角度としては数度から60度の範囲に設定
する。同図(b)に示した階段状凹部34aは段差部が
2箇所であるが、この段差部の数は適宜増やすことがで
きる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of a target in which the recess is formed so that its diameter becomes smaller toward the bottom side. FIG. 7A shows an example in which the recess is formed in a tapered shape. FIG. 2B shows an example in which the recess is formed in a substantially stepped shape.
The target 34 shown in FIG.
The taper angle of a is set in the range of several degrees to 60 degrees. Although there are two stepped portions in the stepped concave portion 34a shown in FIG. 7B, the number of stepped portions can be appropriately increased.

【0062】上述したように凹部34aをテーパ状ある
いは略階段状に形成し、テーパの角度あるいは階段の傾
斜角度を適正化することで、スパッタ粒子の放出方向を
ノズルに向けることができる。すなわち、スパッタ粒子
のノズル透過率を向上させ、成膜速度をさらに速めるこ
とができる。
As described above, by forming the concave portion 34a in a taper shape or a substantially step shape and optimizing the taper angle or the step inclination angle, it is possible to direct the emission direction of the sputtered particles to the nozzle. That is, the nozzle transmittance of sputtered particles can be improved, and the film formation speed can be further increased.

【0063】実施例10.なお、ターゲットにエッジ部
を多く設けると共にターゲットの表面積を増大させるに
当たっては、ターゲットを図8に示すように形成しても
よい。図8は凹凸を設けたターゲットの他の例を示す斜
視図で、同図(a)は円筒状ターゲットの平面部に突起
を形成した例を示し、同図(b)は円筒状ターゲットの
先端に径方向へ延びる切り込みを形成した例を示し、同
図(c)は円筒状ターゲットの先端に周方向へ延びる凹
溝を形成した例を示し、同図(d)はターゲットを円盤
部と円柱部とによって形成した例を示す。なお、これら
の図はターゲットを径方向に2分割した状態で描いてあ
る。
Example 10. In order to increase the surface area of the target while providing the target with many edge portions, the target may be formed as shown in FIG. FIG. 8 is a perspective view showing another example of a target provided with irregularities, FIG. 8A shows an example in which a projection is formed on the flat surface portion of a cylindrical target, and FIG. 8B shows the tip of the cylindrical target. FIG. 4C shows an example in which a notch extending in the radial direction is formed, FIG. 7C shows an example in which a concave groove extending in the circumferential direction is formed at the tip of a cylindrical target, and FIG. The example formed with the part is shown. Note that these figures are drawn with the target being divided into two in the radial direction.

【0064】図8(a)に示したターゲット34は、軸
方向端面34c(先端面)と凹部34aの底面34dに
円錐状あるいは円柱状の突起34eが多数突設されてい
る。これらの突起34eは、ターゲット34の有底円筒
状部分と一体に形成されている。同図(b)に示したタ
ーゲット34は、軸方向端部に径方向へ延びる切り込み
34fが周方向に間隔をおいて複数形成されている。こ
の切り込み34fの幅(ターゲット34の周方向に対す
る開口寸法)は、円筒部の肉厚と同程度とされている。
In the target 34 shown in FIG. 8A, a large number of conical or cylindrical projections 34e are provided on the axial end surface 34c (tip surface) and the bottom surface 34d of the recess 34a. These protrusions 34e are formed integrally with the bottomed cylindrical portion of the target 34. In the target 34 shown in FIG. 3B, a plurality of notches 34f extending in the radial direction are formed at the ends in the axial direction at intervals in the circumferential direction. The width of the notch 34f (opening dimension in the circumferential direction of the target 34) is set to be approximately the same as the wall thickness of the cylindrical portion.

【0065】同図(c)に示したターゲット34は、軸
方向端部に軸方向端面34cに開口する環状凹溝34g
が形成されている。同図(d)に示したターゲット34
は、不図示の放電装置本体に固着される円盤部34h
と、この円盤部34hに突設された複数本の円柱34i
とから形成されている。この円柱34iがターゲット3
4の凸部となる。なお、円盤部34hはターゲット材に
よって形成することが望ましい。
The target 34 shown in FIG. 6 (c) has an annular groove 34g which is open at the axial end face 34c at the axial end.
Are formed. Target 34 shown in FIG.
Is a disc portion 34h fixed to the discharge device main body (not shown).
And a plurality of cylinders 34i protruding from the disk portion 34h
It is formed from and. This cylinder 34i is the target 3
4 convex portions. The disc portion 34h is preferably formed of a target material.

【0066】図8(a)〜(d)に示したよう、ターゲ
ット34の内面および上部にエッジ部を多数形成するこ
とによって、高密度プラズマが発生する部分がより一層
増加されてスパッタ粒子の発生量が増加するから、成膜
速度の増大を図ることができる。その上、ターゲット3
4の表面積も大きくなる関係から、この点からもスパッ
タ粒子の発生量を増やすことができる。
As shown in FIGS. 8A to 8D, by forming a large number of edge portions on the inner surface and the upper portion of the target 34, the portion where high density plasma is generated is further increased to generate sputtered particles. Since the amount is increased, the film formation rate can be increased. Besides, target 3
Since the surface area of No. 4 is also large, the amount of sputtered particles can be increased from this point as well.

【0067】なお、前記図6〜図8では、前記図3に示
した放電装置32に用いられるターゲット34に第4の
発明を適用した例について説明したが、第4の発明に係
るターゲットは、前記図1〜図5に示した放電装置にも
採用することができる。
6 to 8, the example in which the fourth invention is applied to the target 34 used in the discharge device 32 shown in FIG. 3 has been described, but the target according to the fourth invention is It can also be adopted in the discharge device shown in FIGS.

【0068】実施例11.前記図6〜図8に示したよう
にターゲットを有底円筒状に形成する場合には、図9に
示すようにターゲットの内周部に放電ガスを導入するこ
ともできる。図9は第4の発明に係るターゲットにおい
て円筒状ターゲットの内周部に放電ガスを導入させる他
の例を示す断面図である。同図に示した放電装置はガス
導入管の取付け位置が前記図6で示した放電装置とは異
なっている。同図において前記図3および図6で説明し
たものと同一もしくは同等部材については、同一符号を
付し詳細な説明は省略する。
Example 11. When the target is formed in a cylindrical shape with a bottom as shown in FIGS. 6 to 8, the discharge gas may be introduced into the inner peripheral portion of the target as shown in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example in which the discharge gas is introduced into the inner peripheral portion of the cylindrical target in the target according to the fourth invention. The discharge device shown in the figure is different from the discharge device shown in FIG. 6 in the mounting position of the gas introduction pipe. In the figure, the same or equivalent members as those described in FIGS. 3 and 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0069】図9に示す有底円筒状ターゲット34は、
底部に軸線方向と平行な貫通孔34jが穿設されてい
る。このため、凹部34a内はこの貫通孔34jを介し
て放電装置外に連通されている。なお、本実施例では、
貫通孔34jはターゲット34の軸心部に穿設されてい
る。そして、ターゲット34における本体33を貫通し
て本体33外に突出している部分に、前記貫通孔34j
に連なるようにガス導入管30が固着されている。
The bottomed cylindrical target 34 shown in FIG.
A through hole 34j parallel to the axial direction is formed in the bottom portion. Therefore, the inside of the recess 34a communicates with the outside of the discharge device through the through hole 34j. In this example,
The through hole 34j is formed in the axial center portion of the target 34. Then, in the portion of the target 34 that penetrates the main body 33 and projects to the outside of the main body 33, the through hole 34j is formed.
The gas introduction pipe 30 is fixed so as to be continuous with the.

【0070】このように構成すると、ガス導入管30に
連なる貫通孔34jの近傍は局所的にガス圧力が高くな
るので、プラズマ密度が増大してガスイオンが多く発生
するようになる。すなわち、スパッタ粒子11の量が増
加し、その結果として成膜速度の増加が可能となる。さ
らに、放電の発生している部分の近傍に直接ガスを供給
できるので、必要なガスを供給する必要もないため、成
膜室を高真空に維持することができる。特に、図示した
ように有底円筒状のターゲット34の底部にガス導入口
を開口させると、高密度の放電プラズマが発生している
部分からノズル方向へのガス流を生じさせることができ
る。このため、このガス流によって効率よくスパッタ粒
子11を流すことができる。
With this structure, the gas pressure locally increases in the vicinity of the through hole 34j connected to the gas introducing pipe 30, so that the plasma density increases and many gas ions are generated. That is, the amount of the sputtered particles 11 is increased, and as a result, the film formation rate can be increased. Further, since the gas can be directly supplied to the vicinity of the portion where the discharge is generated, it is not necessary to supply the necessary gas, so that the film forming chamber can be maintained in a high vacuum. In particular, as shown in the drawing, if a gas inlet is opened at the bottom of the cylindrical target 34 having a bottom, a gas flow in the nozzle direction can be generated from the portion where high-density discharge plasma is generated. Therefore, the sputtered particles 11 can be efficiently flown by this gas flow.

【0071】実施例12.第5の発明に係るスパッタリ
ング式成膜装置を図10により詳細に説明する。図10
は第5の発明に係るスパッタリング式成膜装置の要部を
示す断面図である。同図において前記図1ないし図5で
説明したものと同一もしくは同等部材については、同一
符号を付し詳細な説明は省略する。
Example 12 The sputtering type film forming apparatus according to the fifth invention will be described in detail with reference to FIG. Figure 10
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of a sputtering type film forming apparatus according to a fifth invention. In the figure, the same or equivalent members as those described in FIGS. 1 to 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0072】図10において、符号51は第4の発明に
係るイオン化装置である。このイオン化装置51は、通
電されて加熱されることによって電子52を放出するイ
オン化用フィラメント53と、前記電子52を加速させ
てスパッタ粒子11やクラスタ25の一部に衝突させる
グリッド54等とから構成されている。そして、このイ
オン化装置51は放電装置32のノズル24より不図示
の基板側に配置されている。
In FIG. 10, reference numeral 51 is an ionization device according to the fourth invention. The ionization device 51 includes an ionization filament 53 that emits electrons 52 by being energized and heated, a grid 54 that accelerates the electrons 52 and collides with the sputtered particles 11 and a part of the cluster 25. Has been done. The ionizer 51 is arranged closer to the substrate (not shown) than the nozzle 24 of the discharge device 32.

【0073】前記イオン化装置51を装着した成膜装置
では、成膜室に流入したスパッタ粒子11,クラスタ2
5に電子52が衝突し、スパッタ粒子11,クラスタ2
5がイオン化する。イオン化したクラスタ25(クラス
タイオン)を図10中に符号25aで示す。このクラス
タイオン25aの量は電子52の量と運動エネルギーに
よって制御される。
In the film forming apparatus equipped with the ionization device 51, the sputtered particles 11 and the cluster 2 flowing into the film forming chamber
Electron 52 collides with 5 and sputtered particles 11 and cluster 2
5 is ionized. The ionized cluster 25 (cluster ion) is indicated by reference numeral 25a in FIG. The amount of cluster ions 25a is controlled by the amount of electrons 52 and kinetic energy.

【0074】なお、クラスタ25に衝突する電子52の
量はイオン化用フィラメント53に流す電流量とグリッ
ド54に印加する電圧によって制御され、電子52の運
動エネルギーはグリッド54に印加する電圧によって制
御される。
The amount of the electrons 52 colliding with the cluster 25 is controlled by the amount of current flowing through the ionizing filament 53 and the voltage applied to the grid 54, and the kinetic energy of the electrons 52 is controlled by the voltage applied to the grid 54. .

【0075】したがって、このようにスパッタ粒子11
やクラスタ25をイオン化することによって、これらの
粒子のもつ化学的ポテンシャルエネルギーを高めること
ができ、放電室10から成膜室に流出するスパッタ粒子
11やクラスタ25が活性化される。
Therefore, in this way, the sputtered particles 11
By ionizing the or cluster 25, the chemical potential energy of these particles can be increased, and the sputtered particles 11 and the cluster 25 flowing from the discharge chamber 10 to the film forming chamber are activated.

【0076】なお、図10に示した例では放電装置とし
て前記図3で示したものを用いたが、本発明はこのよう
な限定にとらわれることなく、放電室と成膜室との間に
隔壁が設けられてこの隔壁にノズルが形成された放電装
置であればどのようなものでもよい。
Although the discharge device shown in FIG. 3 is used in the example shown in FIG. 10, the present invention is not limited to such a limitation, and a partition wall is provided between the discharge chamber and the film forming chamber. Any discharge device can be used as long as it is provided with a nozzle and a nozzle is formed on the partition wall.

【0077】実施例13.また、前記図10に示したイ
オン化装置51には図11に示すようにイオン加速用電
極を設けることもできる。
Example 13 Further, the ionization device 51 shown in FIG. 10 may be provided with an ion acceleration electrode as shown in FIG.

【0078】図11は第5の発明に係るスパッタリング
装置においてイオン化装置にイオン加速用電極を設けた
例を示す図である。同図において前記図1ないし図10
で説明したものと同一もしくは同等部材については、同
一符号を付し詳細な説明は省略する。
FIG. 11 is a diagram showing an example in which an ionization electrode is provided in the ionization device in the sputtering device according to the fifth invention. 1 to 10 in FIG.
The same or equivalent members as those described in 1 are assigned the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0079】図11において、符号55はイオン化され
たスパッタ粒子11やクラスタ25を基板へ向けて加速
させるためのイオン加速用電極である。このイオン加速
用電極55はグリッド54より基板側に位置づけられて
いる。
In FIG. 11, reference numeral 55 is an ion acceleration electrode for accelerating the ionized sputtered particles 11 and clusters 25 toward the substrate. The ion acceleration electrode 55 is located closer to the substrate than the grid 54 is.

【0080】このように構成すると、イオン加速用電極
55に通電することによってクラスタイオン25aが基
板に向けて加速されることになる。なお、クラスタイオ
ン25aの速度はイオン加速用電極55に印加する電圧
によって制御される。
With this structure, the cluster ions 25a are accelerated toward the substrate by energizing the ion acceleration electrode 55. The speed of the cluster ions 25a is controlled by the voltage applied to the ion acceleration electrode 55.

【0081】すなわち、前記図10に示した実施例によ
って得られる効果に加え、クラスタイオン25aの持つ
運動エネルギーを高め、その速度を制御することができ
るようになる。
That is, in addition to the effect obtained by the embodiment shown in FIG. 10, the kinetic energy of the cluster ions 25a can be increased and the speed thereof can be controlled.

【0082】実施例14.なお、上述した各実施例では
放電装置でターゲットをスパッタリングするときの放電
が無声放電であるものを示したが、マイクロ波放電等の
無電極放電を用いても同等の効果が得られる。
Example 14 In each of the above-mentioned embodiments, the discharge when the target is sputtered by the discharge device is the silent discharge, but the same effect can be obtained by using the electrodeless discharge such as the microwave discharge.

【0083】実施例15.また、前記図2〜図11に示
した実施例ではスパッタリング率の低い誘電体として石
英を用いたが、低スパッタリング率であるアルミナ、窒
化けい素等の酸化物誘電体あるいは窒化物誘電体を用い
ても同等の効果が得られる。
Example 15 Although quartz is used as the dielectric material having a low sputtering rate in the embodiments shown in FIGS. 2 to 11, an oxide dielectric material or a nitride dielectric material such as alumina or silicon nitride having a low sputtering rate is used. However, the same effect can be obtained.

【0084】実施例16.さらに、上述した各実施例で
は放電ガス(キャリアガス)としてアルゴンガスを用い
たが、ガスの種類はこれに限定されるものではない。放
電ガスとして酸素,窒素等の反応性ガスを採用すると、
放電室内においてスパッタ材料の酸化反応あるいは窒化
反応を促進させながら酸化物薄膜あるいは窒化物薄膜を
形成することができる。
Example 16 Furthermore, in each of the above-described embodiments, argon gas was used as the discharge gas (carrier gas), but the type of gas is not limited to this. If a reactive gas such as oxygen or nitrogen is adopted as the discharge gas,
The oxide thin film or the nitride thin film can be formed while promoting the oxidation reaction or the nitriding reaction of the sputtering material in the discharge chamber.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したように第1の発明に係るス
パッタリング式成膜装置は、放電室と成膜室との間に、
ノズルが形成された隔壁を設けたため、キャリアガスは
放電室から成膜室に流れ込み難くなるから、放電室の圧
力を放電が発生するために必要な圧力に高めるに当た
り、キャリアガスの流量を従来の装置より少なくでき
る。したがって、成膜室の圧力を低下させて成膜を行え
るから、気体分子が薄膜中に取り込まれるのを可及的抑
えることができ、結晶が緻密な薄膜を形成することがで
きる。
As described above, in the sputtering type film forming apparatus according to the first aspect of the invention, between the discharge chamber and the film forming chamber,
Since the partition wall in which the nozzle is formed is provided, it is difficult for the carrier gas to flow from the discharge chamber into the film formation chamber.Therefore, when the pressure in the discharge chamber is increased to the pressure necessary for the discharge, the flow rate of the carrier gas becomes It can be less than the device. Therefore, since the film formation can be performed by lowering the pressure in the film formation chamber, it is possible to prevent gas molecules from being taken into the thin film as much as possible and to form a thin film having dense crystals.

【0086】第2の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、放電室と成膜室との間に、小径な開口からなるノ
ズルが形成されかつ放電室の壁の一部となる隔壁を設
け、この放電室を形成する壁を、ターゲットおよびスパ
ッタリング率の低い誘電体によって形成したため、第1
の発明と同様に放電室の圧力を放電が発生するために必
要な圧力に高めるに当たりキャリアガスの流量を従来の
装置より少なくできると共に、ターゲットのみからスパ
ッタ粒子が生じる。したがって、結晶が緻密な薄膜を形
成できると共に、成膜室の壁等がスパッタされて生じる
金属粒子(不純物)が薄膜中に混入するのを防ぐことが
できる。
In the sputtering type film forming apparatus according to the second invention, a partition wall is provided between the discharge chamber and the film forming chamber, the nozzle having a small diameter opening is formed, and the partition wall is a part of the wall of the discharge chamber. Since the wall forming the discharge chamber is formed by the target and the dielectric material having a low sputtering rate, the first
In the same manner as in the above invention, in increasing the pressure in the discharge chamber to the pressure required for generating discharge, the flow rate of the carrier gas can be made smaller than that in the conventional device, and sputtered particles are generated only from the target. Therefore, it is possible to form a thin film having dense crystals and prevent metal particles (impurities) generated by sputtering the wall of the film forming chamber from mixing into the thin film.

【0087】第3の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、放電室と成膜室との間に、ノズルが形成された隔
壁を設けると共に、放電装置における少なくとも放電室
の外周壁をスパッタリング率の低い誘電体によって形成
し、この外周壁の外周部に、スパッタリング用電極を配
置したため、第1の発明と同様に放電室の圧力を放電が
発生するために必要な圧力に高めるに当たりキャリアガ
スの流量を従来の装置より少なくできると共に、誘電体
を介した電極どうしあるいは誘電体を介した電極とター
ゲットとの間で放電が発生して放電室内の略全域にわた
って生じるようになる。したがって、結晶が緻密な薄膜
を形成できることに加え、放電が局所に集中するのを防
止して広いキャリアガス圧力範囲,印加電圧範囲で均一
な放電を安定に発生させることができ、ターゲットから
たたき出されるスパッタ粒子の量が安定して薄膜を均質
に形成できるようになる。
In the sputtering type film forming apparatus according to the third aspect of the present invention, a partition wall provided with a nozzle is provided between the discharge chamber and the film forming chamber, and at least the outer peripheral wall of the discharge chamber in the discharge device is provided with a sputtering rate. Since it is formed of a low dielectric, and the sputtering electrode is arranged on the outer peripheral portion of this outer peripheral wall, the flow rate of the carrier gas is increased in order to increase the pressure of the discharge chamber to the pressure necessary for generating the discharge as in the first invention. In addition to reducing the number of devices in the conventional device, a discharge is generated between the electrodes through the dielectric or between the electrode and the target through the dielectric, and the discharge is generated over substantially the entire area of the discharge chamber. Therefore, in addition to being able to form a dense thin film of crystals, it is possible to prevent the discharge from locally concentrating and stably generate a uniform discharge in a wide carrier gas pressure range and applied voltage range. The amount of sputtered particles generated is stable and a thin film can be formed uniformly.

【0088】第4の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、前記第1ないし第3の発明に係るスパッタリング
式成膜装置のうちいずれか一つのスパッタリング式成膜
装置においてターゲットに凹凸を設けたものであるた
め、ターゲットにエッジ部が多く存在するようになるか
ら、エッジ部の周囲に高密度プラズマが発生してターゲ
ットをスパッタするガスイオンが増加する。また、ター
ゲットの表面積が増加するためにスパッタ粒子の量が増
大する。
A sputtering type film forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the sputtering type film forming apparatus according to any one of the first to third aspects of the invention, in which a target is provided with irregularities. Therefore, since the target has a large number of edge portions, high-density plasma is generated around the edge portion, and gas ions that sputter the target increase. In addition, the surface area of the target is increased, so that the amount of sputtered particles is increased.

【0089】したがって、スパッタ粒子の量を増大させ
ることができるから、成膜速度を速めることができる。
Therefore, since the amount of sputtered particles can be increased, the film forming speed can be increased.

【0090】第5の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、前記第1の発明のスパッタリング式成膜装置にお
いて、ノズルより基板側に、熱電子を放出するフィラメ
ントおよび電子加速用グリッドを備え、スパッタ粒子を
イオン化するイオン化装置を設けたため、第1の発明と
同様に放電室の圧力を放電が発生するために必要な圧力
に高めるに当たりキャリアガスの流量を従来の装置より
少なくできると共に、放電室から成膜室に流出するスパ
ッタ粒子が活性化される。したがって、結晶が緻密な薄
膜を形成できることに加え、形成される薄膜の結晶性を
制御したり、化合物薄膜を形成するに当たっては化学反
応促進を図ることができる。
A sputtering type film forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the sputtering type film forming apparatus according to the first aspect of the present invention, which is provided with a filament for emitting thermoelectrons and an electron accelerating grid on the substrate side from the nozzle. Since the ionization device for ionizing the particles is provided, the flow rate of the carrier gas can be reduced as compared with the conventional device in increasing the pressure of the discharge chamber to the pressure necessary for generating the discharge as in the first invention, Sputtered particles flowing out into the film forming chamber are activated. Therefore, in addition to being able to form a thin film with dense crystals, it is possible to control the crystallinity of the thin film to be formed and to promote a chemical reaction in forming a compound thin film.

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

【図1】第1の発明に係るスパッタリング式成膜装置の
概略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a sputtering type film forming apparatus according to a first invention.

【図2】第2の発明に係るスパッタリング式成膜装置の
概略構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a sputtering type film forming apparatus according to a second invention.

【図3】第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置に
使用する放電装置の断面図で、同図に示した放電装置は
放電室の壁の全てを誘導体によって形成したものであ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to a third aspect of the present invention, in which the discharge device shown in FIG. 3 has all the walls of the discharge chamber formed of a dielectric.

【図4】第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置に
使用する放電装置の断面図で、同図に示した放電装置は
隔壁をターゲットによって形成したものである。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to a third invention, and the discharge device shown in the figure is one in which partition walls are formed by targets.

【図5】第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置に
使用する放電装置の断面図で、同図に示した放電装置は
放電室の壁の全てを誘導体によって形成すると共に電極
を放電室外に配置したものである。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to a third aspect of the present invention, in which the discharge device shown in the same figure forms the entire wall of the discharge chamber with a dielectric and the electrode is provided outside the discharge chamber. It is arranged.

【図6】第4の発明に係るスパッタリング式成膜装置に
使用する放電装置の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to a fourth invention.

【図7】凹部を底側へ向かうにしたがって小径となるよ
うに形成したターゲットの他の例を示す断面図で、同図
(a)は凹部をテーパ状に形成した例を示し、同図
(b)は凹部を略階段状に形成した例を示す。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of a target in which a recess is formed so that its diameter becomes smaller toward the bottom side, and FIG. 7A shows an example in which the recess is formed in a tapered shape. b) shows an example in which the recess is formed in a substantially stepped shape.

【図8】凹凸を設けたターゲットの他の例を示す斜視図
で、同図(a)は円筒状ターゲットの平面部に突起を形
成した例を示し、同図(b)は円筒状ターゲットの先端
に径方向へ延びる切り込みを形成した例を示し、同図
(c)は円筒状ターゲットの先端に周方向へ延びる凹溝
を形成した例を示し、同図(d)はターゲットを円盤部
と円柱部とによって形成した例を示す。
FIG. 8 is a perspective view showing another example of a target provided with concavities and convexities, FIG. 8A shows an example in which protrusions are formed on the flat surface portion of a cylindrical target, and FIG. An example in which a notch extending in the radial direction is formed at the tip is shown, FIG. 7C shows an example in which a concave groove extending in the circumferential direction is formed at the tip of a cylindrical target, and FIG. An example formed by a cylindrical portion is shown.

【図9】第4の発明に係るターゲットにおいて円筒状タ
ーゲットの内周部に放電ガスを導入させる他の例を示す
断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example in which the discharge gas is introduced into the inner peripheral portion of the cylindrical target in the target according to the fourth invention.

【図10】第4の発明に係るスパッタリング式成膜装置
の要部を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a main part of a sputtering type film forming apparatus according to a fourth invention.

【図11】第4の発明に係るスパッタリング装置におい
てイオン化装置にイオン加速用電極を設けた例を示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing an example in which an ionization electrode is provided in an ionization device in a sputtering device according to a fourth invention.

【図12】従来のスパッタリング式成膜装置の概略構成
を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional sputtering type film forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバー 2 成膜室 3 基板 6 ターゲット 10 放電室 11 スパッタ粒子 21 放電装置 22 電極 23 隔壁 24 ノズル 26 放電装置 27 蓋部材 29 ターゲット 32 放電装置 33 本体 33a 隔壁 34 ターゲット 34a 凹部 34e 突起 34f 切り込み 34g 環状凹溝 34i 円柱 35 電極 36 放電装置 37 ターゲット 38 放電装置 39 ターゲット 40 電極 41 電極 51 イオン化装置 52 電子 53 イオン化用フィラメント 54 グリッド 1 Chamber 2 Deposition Chamber 3 Substrate 6 Target 10 Discharge Chamber 11 Sputtered Particles 21 Discharge Device 22 Electrode 23 Partition Wall 24 Nozzle 26 Discharge Device 27 Cover Member 29 Target 32 Discharge Device 33 Main Body 33a Partition Wall 34 Target 34a Recess 34e Protrusion 34f Cut 34g Ring Groove 34i Column 35 Electrode 36 Discharger 37 Target 38 Discharger 39 Target 40 Electrode 41 Electrode 51 Ionizer 52 Electron 53 Ionization filament 54 Grid

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年9月28日[Submission date] September 28, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 スパッタリング式成膜装置[Title of Invention] Sputtering type film forming apparatus

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ターゲットをスパッタ
リングして生じたスパッタ粒子を導入ガスによって基板
に向けて流し、基板上に薄膜を形成するスパッタリング
式成膜装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering type film forming apparatus for forming a thin film on a substrate by causing sputtered particles generated by sputtering a target to flow toward the substrate by an introduced gas .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のこの種のスパッタリング式成膜装
置としては、例えば電気通信学会技術報告ED88−2
4(1988)15頁に記載されたものがある。この従
来の成膜装置を図12によって説明する。
2. Description of the Related Art As a conventional sputtering type film forming apparatus of this kind, for example, Technical Report ED88-2 of the Institute of Electrical Communication.
4 (1988), page 15. This conventional film forming apparatus will be described with reference to FIG.

【0003】図12は従来のスパッタリング式成膜装置
の概略構成を示す断面図である。同図において、1は成
膜を行うためのチャンバーで、このチャンバー1内の成
膜室2には成膜用基板3が装着されている。4は前記成
膜室2および後述する放電室内を減圧して予め定めた圧
力に維持するための排気装置で、この排気装置4はロー
タリーポンプと油拡散ポンプとによって構成されてい
る。
FIG. 12 is a sectional view showing a schematic structure of a conventional sputtering type film forming apparatus. In the figure, reference numeral 1 denotes a chamber for film formation, and a film formation chamber 2 in the chamber 1 is equipped with a film formation substrate 3. Reference numeral 4 denotes an exhaust device for reducing the pressure inside the film forming chamber 2 and a discharge chamber described later to maintain a predetermined pressure. The exhaust device 4 is composed of a rotary pump and an oil diffusion pump.

【0004】5はスパッタ粒子を生成するための放電装
置である。この放電装置5は、円筒状に形成されたター
ゲット6と、このターゲット6の一端開口部を閉塞する
ガス導入部材7と、前記ターゲット6の外周部に装着さ
れた水冷式冷却部材8等とから形成されており、ターゲ
ット6とガス導入部材7とが不図示の電源に接続されて
いる。9はターゲット6をチャンバー1およびガス導入
部材7とから電気的に隔離するための絶縁板である。
Reference numeral 5 is a discharge device for generating sputtered particles. The discharge device 5 closes a cylindrical target 6 and an opening at one end of the target 6.
The gas introducing member 7 and the water cooling type cooling member 8 mounted on the outer peripheral portion of the target 6 are formed, and the target 6 and the gas introducing member 7 are connected to a power source (not shown). 9 is a target 6 in the chamber 1 and gas introduction
It is an insulating plate that is electrically isolated from the member 7 .

【0005】前記ターゲット6は銅,鉄あるいはチタン
によって形成され、中空部がチャンバー1の導入用開口
1aに対向するように位置づけられている。なお、前記
基板3はこのターゲット6の中空部と対向する位置に配
置されている。
The target 6 is made of copper, iron or titanium and is positioned so that its hollow portion faces the introduction opening 1a of the chamber 1. The substrate 3 is arranged at a position facing the hollow portion of the target 6.

【0006】前記ガス導入部材7は略円板状に形成さ
れ、ターゲット6の中空部と対応する部分にガス導入口
7aが開口している。このガス導入口7aは、ガス導入
部材7に一体に形成された管部7bおよびマスフローコ
ントローラ(図示せず)を介してアルゴンガス供給源
(図示せず)に連通されている。
The gas introducing member 7 is formed in a substantially disc shape, and has a gas introducing port at a portion corresponding to the hollow portion of the target 6.
7a is open. This gas inlet 7a is for introducing gas
It is connected to an argon gas supply source (not shown) via a tube portion 7b formed integrally with the member 7 and a mass flow controller (not shown).

【0007】すなわち、このように形成された放電装置
5では、ターゲット6の中空部内に、チャンバー1の導
入用開口1aを介して成膜室2に連通された放電室10
が形成されることになる。
That is, in the discharge device 5 thus formed, the discharge chamber 10 communicated with the film formation chamber 2 through the introduction opening 1a of the chamber 1 in the hollow portion of the target 6.
Will be formed.

【0008】次に、上述したように構成された従来のス
パッタリング式成膜装置によって基板3に薄膜を形成す
る手順を説明する。先ず、成膜室2内に基板3を装着さ
せ、排気装置4によって成膜室2と放電室10内を圧力
が2×10-5Torr以下となるように予備排気する。そし
て、導入ガスとしてのアルゴンガスをマスフローコント
ローラを通してガス導入口7aから放電室10に導入す
る。このようにすると、アルゴンガスは放電室10から
導入用開口1aを介してチャンバー1内(成膜室2)に
流れ込む。
Next, a procedure for forming a thin film on the substrate 3 by the conventional sputtering type film forming apparatus configured as described above will be described. First, the substrate 3 is mounted in the film forming chamber 2, and the film forming chamber 2 and the discharge chamber 10 are pre-evacuated by the exhaust device 4 so that the pressure becomes 2 × 10 −5 Torr or less. Then, an argon gas as an introduction gas is introduced into the discharge chamber 10 from the gas introduction port 7a through the mass flow controller. By doing so, the argon gas flows from the discharge chamber 10 into the chamber 1 (film forming chamber 2) through the introduction opening 1a.

【0009】その後、排気装置4によりアルゴンガスを
排出させることによって放電室10から成膜室2に流入
するアルゴンガスの流量を一定にし、この状態で、アー
ス電位にあるガス導入部材7とチャンバー1に対して負
の電圧をターゲット6に印加する。なお、このようにア
ルゴンガス流が生じるようにすると、成膜室2および放
電室10の圧力は1Torr程度に高められる。
Then, the exhaust device 4 discharges the argon gas to make the flow rate of the argon gas flowing from the discharge chamber 10 into the film forming chamber 2 constant, and in this state, the gas introducing member 7 and the chamber 1 which are at the ground potential. A negative voltage is applied to the target 6. When the argon gas flow is generated in this way, the pressure in the film forming chamber 2 and the discharge chamber 10 is increased to about 1 Torr.

【0010】このように電圧をターゲット6に印加する
と、グロー放電が放電室10内で発生する。アルゴンガ
ス流量を200cc/min とし、圧力を1Torrとすると、
ターゲット6として銅製のものを使用した場合には約3
50V、鉄では約330V、チタンでは約250V程度
の電圧において放電が安定する。
When the voltage is applied to the target 6 in this way, glow discharge occurs in the discharge chamber 10. If the argon gas flow rate is 200cc / min and the pressure is 1 Torr,
Approximately 3 if a copper target 6 is used
Discharge is stable at a voltage of 50 V, about 330 V for iron, and about 250 V for titanium.

【0011】上述したように放電室10内で放電が発生
すると、ターゲット6の内周面がスパッタリングされ、
ターゲット6からスパッタ粒子11がたたき出される。
そして、このスパッタ粒子11は、放電室10から成膜
室2へ流入するアルゴンガスと共に成膜室2へ流され、
基板3上に堆積する。このようにスパッタ粒子11が基
板3上に堆積することによって薄膜が形成される。
When a discharge is generated in the discharge chamber 10 as described above, the inner peripheral surface of the target 6 is sputtered,
Sputtered particles 11 are knocked out from the target 6.
Then, the sputtered particles 11 are made to flow into the film forming chamber 2 together with the argon gas flowing from the discharge chamber 10 into the film forming chamber 2,
Deposit on the substrate 3. Thus, the sputtered particles 11 are deposited on the substrate 3 to form a thin film.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに構成された従来の成膜装置では、成膜された薄膜の
膜質が低くなり易いという問題があった。これは、放電
室10の圧力を放電が発生し易い圧力まで高める必要が
あり、放電室10に連通する成膜室2も同等の圧力(1
Torr)になってしまうからであった。
However, the conventional film forming apparatus having the above-mentioned structure has a problem that the quality of the formed thin film tends to be low. This is because it is necessary to increase the pressure in the discharge chamber 10 to a pressure at which discharge easily occurs, and the film formation chamber 2 communicating with the discharge chamber 10 has the same pressure (1
Torr).

【0013】すなわち、上述したように圧力が比較的高
い(成膜室2内のアルゴン分子が多い)状態で成膜を行
うと、基板表面には1秒当たり100万原子層分の気体
分子(アルゴン分子)が衝突し、その一部が薄膜表面に
吸着されて滞留することになる。そして、薄膜はこれら
の気体分子を取り込みながら形成されるため、結晶が緻
密になり難く、膜質が低くなってしまう。
That is, as described above, when film formation is performed in a state where the pressure is relatively high (there are many argon molecules in the film forming chamber 2), gas molecules (1 million atomic layers) per second on the substrate surface ( Argon molecules) collide with each other, and a part of them is adsorbed and stays on the surface of the thin film. Since the thin film is formed while taking in these gas molecules, it is difficult for the crystal to become dense and the film quality becomes poor.

【0014】また、従来の成膜装置ではチャンバー1お
よびガス導入部材7を一方の電極としているため、チャ
ンバー1およびガス導入部材7でもスパッタリングが生
じ、チャンバー1やガス導入部材7を構成する金属材料
が不純物として薄膜中に混入するという問題があった。
Further, since the conventional film-forming apparatus is set to one electrode chamber 1 and the gas introducing member 7, caused sputtering even chamber 1 and the gas introducing member 7, the metal constituting the chamber 1 and the gas introducing member 7 material However, there is a problem that is mixed in the thin film as an impurity.

【0015】さらに、従来の成膜装置に用いた放電装置
5は、特に高速の成膜速度を得ようとすると放電圧力,
印加電圧の変動によって放電がアーク放電に移行するた
め、均一な放電を安定に発生させるための放電圧力,放
電電力の範囲に制約があった。すなわち、放電がガス導
入部材7側に集中し易くなってしまう。このため、ター
ゲット6からたたき出されるスパッタ粒子11の量が一
定になり難くなってしまう。
Further, in the discharge device 5 used in the conventional film forming apparatus, the discharge pressure,
Since discharge changes to arc discharge due to fluctuations in applied voltage, there is a restriction on the range of discharge pressure and discharge power for stably generating uniform discharge. That is, the discharge is gas
It becomes easy to concentrate on the insertion member 7 side. Therefore, the amount of the sputtered particles 11 knocked out from the target 6 becomes difficult to be constant.

【0016】本発明はこのような問題点を解消するため
になされたもので、高品位の薄膜を安定に形成できるス
パッタリング式成膜装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to obtain a sputtering type film forming apparatus capable of stably forming a high quality thin film.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】第1の発明に係るスパッ
タリング式成膜装置は、放電室と成膜室との間に、ノズ
ルが形成された隔壁を設けたものである。
A sputtering type film forming apparatus according to a first aspect of the present invention is provided with a partition having a nozzle formed between a discharge chamber and a film forming chamber.

【0018】第2の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、放電室と成膜室との間に、小径な開口からなるノ
ズルが形成されかつ放電室の壁の一部となる隔壁を設
け、この放電室を形成する壁を、ターゲットおよびスパ
ッタリング率の低い誘電体によって形成したものであ
る。
In the sputtering type film forming apparatus according to the second aspect of the invention, a partition wall is provided between the discharge chamber and the film forming chamber, the nozzle having a small diameter opening is formed, and the partition wall is a part of the wall of the discharge chamber. The wall forming the discharge chamber is formed by a target and a dielectric material having a low sputtering rate.

【0019】第3の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、放電室と成膜室との間に、ノズルが形成された隔
壁を設けると共に、放電装置における少なくとも放電室
の外周壁をスパッタリング率の低い誘電体によって形成
し、この外周壁の外周部に、スパッタリング用電極を配
置したものである。
In the sputtering type film forming apparatus according to the third aspect of the present invention, a partition wall provided with nozzles is provided between the discharge chamber and the film forming chamber, and at least the outer peripheral wall of the discharge chamber in the discharge device has a sputtering rate. It is formed of a low dielectric material, and the sputtering electrode is arranged on the outer peripheral portion of this outer peripheral wall.

【0020】第4の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、前記第1ないし第3の発明に係るスパッタリング
式成膜装置のうちいずれか一つのスパッタリング式成膜
装置において、ターゲットに凹凸を設けたものである。
A sputtering type film forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the sputtering type film forming apparatus according to any one of the sputtering type film forming apparatuses according to the first to third aspects of the present invention, wherein the target is provided with irregularities. It is a thing.

【0021】第5の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、前記第1ないし第4の発明に係るスパッタリング
式成膜装置のうちいずれか一つのスパッタリング式成膜
装置において、ノズルより基板側に、熱電子を放出する
フィラメントおよび電子加速用グリッドを備え、スパッ
タ粒子をイオン化するイオン化装置を設けたものであ
る。
A sputtering type film forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention is a sputtering type film forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects of the invention.
Sputtering type film deposition from any one of the film deposition systems
In the apparatus, a filament that emits thermoelectrons and an electron acceleration grid are provided on the substrate side of the nozzle, and an ionization device that ionizes sputtered particles is provided.

【0022】[0022]

【作用】第1の発明によれば、導入ガスは放電室から成
膜室に流れ込み難くなるから、放電室の圧力を放電が発
生するために必要な圧力に高めるに当たり、導入ガス
流量を従来の装置より少なくできる。
According to the first aspect of the present invention, the introduced gas is less likely to flow into the film forming chamber from the discharge chamber. Therefore, when the pressure in the discharge chamber is increased to the pressure required for generating the discharge, the flow rate of the introduced gas is conventionally reduced. Can be less than the device.

【0023】第2の発明によれば、第1の発明と同様に
放電室の圧力を放電が発生するために必要な圧力に高め
るに当たり導入ガスの流量を従来の装置より少なくでき
ると共に、ターゲットのみからスパッタ粒子が生じる。
According to the second aspect of the invention, as in the first aspect of the invention, in order to increase the pressure of the discharge chamber to the pressure required for generating the discharge, the flow rate of the introduced gas can be made smaller than that of the conventional device, and only the target can be used. Sputtered particles are generated from.

【0024】第3の発明によれば、第1の発明と同様に
放電室の圧力を放電が発生するために必要な圧力に高め
るに当たり導入ガスの流量を従来の装置より少なくでき
ると共に、誘電体を介した電極どうしあるいは誘電体を
介した電極とターゲットとの間で放電が発生して放電室
内の略全域にわたって生じるようになる。
According to the third aspect of the invention, as in the first aspect of the invention, in increasing the pressure of the discharge chamber to the pressure required to generate the discharge, the flow rate of the introduced gas can be reduced as compared with the conventional device, and the dielectric material can be used. A discharge is generated between the electrodes via the electrodes or between the electrodes via the dielectric and the target, and is generated over almost the entire area of the discharge chamber.

【0025】第4の発明によれば、ターゲットにエッジ
部が多く存在するようになるから、エッジ部の周囲に高
密度プラズマが発生してターゲットをスパッタするガス
イオンが増加する。また、ターゲットの表面積が増加す
るためにスパッタ粒子の量が増大する。
According to the fourth aspect of the invention, since the target has a large number of edge portions, high-density plasma is generated around the edge portion, and gas ions that sputter the target increase. In addition, the surface area of the target is increased, so that the amount of sputtered particles is increased.

【0026】第5の発明によれば、第1ないし第4の発
明のスパッタリング式成膜装置において、放電室から成
膜室に流出するスパッタ粒子が活性化される。
According to the fifth invention, the first to fourth transmissions
In the bright sputtering type film forming apparatus, the sputtered particles flowing out from the discharge chamber to the film forming chamber are activated.

【0027】[0027]

【実施例】 実施例1.以下、第1の一実施例を図1によって詳細に
説明する。図1は第1の発明に係るスパッタリング式成
膜装置の概略構成を示す断面図である。同図において前
記図12で説明したものと同一もしくは同等部材につい
ては、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
EXAMPLES Example 1. Hereinafter, the first embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a sputtering type film forming apparatus according to the first invention. In the figure, the same or equivalent members as those described in FIG. 12 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0028】図1において、符号21はスパッタ粒子を
発生させるための放電装置で、この放電装置21は、
ス導入部材7に円柱型電極22が設けられている以外は
図12に示したものと同等の構造になっている。この円
柱型電極22は、円筒状に形成されたターゲット6の中
空部内に配置され、ターゲット6と中心軸が同一となる
ように位置づけられている。
[0028] In FIG. 1, the discharge device for the code 21 to generate the sputtering particles, the discharge device 21, moth
The structure is the same as that shown in FIG. 12 except that the cylindrical electrode 22 is provided on the introducing member 7 . The columnar electrode 22 is arranged in the hollow portion of the target 6 formed in a cylindrical shape, and is positioned so that the center axis is the same as the center axis of the target 6.

【0029】そして、この放電装置21が装着されるチ
ャンバー1は、放電室10と成膜室2との間となる部分
に隔壁23が形成されている。この隔壁23は、放電室
10の中心部(ターゲット6の中心部)と対応する部分
に小径な開口からなるノズル24が形成されている。
In the chamber 1 in which the discharge device 21 is mounted, a partition wall 23 is formed at a portion between the discharge chamber 10 and the film forming chamber 2. The partition wall 23 has a nozzle 24 having a small-diameter opening formed in a portion corresponding to the center of the discharge chamber 10 (center of the target 6).

【0030】次に、このように構成された成膜装置によ
って基板3に薄膜を形成する手順について説明する。先
ず、チャンバー1内に基板3を装着させ、排気装置4に
よってチャンバー1内(成膜室2)および放電室10内
を高真空となるように減圧させる。その後、放電装置2
1で放電を発生させるための導入ガスとしてのアルゴン
ガスを放電装置21のガス導入口7aから放電室10内
に導入する。
Next, the procedure for forming a thin film on the substrate 3 by the film forming apparatus thus configured will be described. First, the substrate 3 is mounted in the chamber 1, and the inside of the chamber 1 (the film forming chamber 2) and the inside of the discharge chamber 10 are decompressed by the exhaust device 4 so as to have a high vacuum. After that, the discharge device 2
Argon gas, which is an introduction gas for generating a discharge at 1, is introduced into the discharge chamber 10 through the gas introduction port 7a of the discharge device 21.

【0031】このとき、放電室10と成膜室2とはノズ
ル24を介して連通しているだけであり、アルゴンガス
は放電室10から成膜室2に流れ込み難くなる関係か
ら、放電室10の圧力は成膜室2の圧力より高く保たれ
る。例えば、ノズル24の内径が2mm、通路長さが2m
m、アルゴンガスの流量が25cc/min 、排気装置4の
排気流量が3000l/sであるときには、放電室10の
圧力は1Torrであるのに対して成膜室2の圧力は10-4
Torrになる。このようにすると、1秒当たりに基板3の
表面に衝突する気体分子数を100原子層分にまで低下
させることができる。
At this time, the discharge chamber 10 and the film forming chamber 2 are only communicated with each other through the nozzle 24, and it is difficult for the argon gas to flow into the film forming chamber 2 from the discharge chamber 10. Is kept higher than the pressure in the film forming chamber 2.
It For example, the inner diameter of the nozzle 24 is 2 mm and the passage length is 2 m.
When the flow rate of the argon gas is 25 cc / min and the exhaust flow rate of the exhaust device 4 is 3000 l / s, the pressure of the discharge chamber 10 is 1 Torr, whereas the pressure of the film forming chamber 2 is 10 -4.
Become Torr. By doing so, the number of gas molecules colliding with the surface of the substrate 3 per second can be reduced to 100 atomic layers.

【0032】このようにアルゴンガスを放電室10に導
入した後、排気装置4による排気を継続させながら放電
を起こさせる。この放電は、ターゲット6と円柱型電極
22のうち何れか一方をアース電位に接続し、他方に周
波数2MHZ の交流電圧を印加させることによって発生
する。なお、ターゲット6の内面と円柱型電極22の外
周面との間隔は2cmとした。
After introducing the argon gas into the discharge chamber 10 as described above, the discharge is caused while continuing the exhaust by the exhaust device 4. This discharge is connected to earth potential either of the target 6 and the cylindrical electrode 22, generated by applying an AC voltage having a frequency 2 MH Z to the other. The distance between the inner surface of the target 6 and the outer peripheral surface of the cylindrical electrode 22 was 2 cm.

【0033】そして、この放電によってターゲット6か
らたたき出されたスパッタ粒子11は、スパッタされた
ときの運動エネルギーと、放電室10−成膜室2間の圧
力差から与えられる運動エネルギーとによってノズル2
4を通って成膜室2内に放出される。このとき、スパッ
タ粒子11は基板3へ向けて指向性をもって放出される
ことになる。なお、スパッタ粒子11はスパッタされた
ときの運動エネルギーによって成膜室2に放出されるの
であり、圧力差から与えられる運動エネルギーはあくま
でも副次的なものである。
The sputtered particles 11 struck from the target 6 by this discharge are kinetic energy at the time of being sputtered and the pressure between the discharge chamber 10 and the film forming chamber 2.
Nozzle 2 with kinetic energy given by force difference
It is discharged to the inside of the film forming chamber 2 through 4. At this time, the sputtered particles 11 are emitted toward the substrate 3 with directivity. The sputtered particles 11 were sputtered.
Is released to the film forming chamber 2 by the kinetic energy of
And the kinetic energy given by the pressure difference is
But it is a by-product.

【0034】また、スパッタ粒子11がノズル24を通
過して成膜室2に流入するときには、スパッタ粒子11
はその一部がアルゴンガスの断熱膨張によって凝縮し、
クラスタと呼ばれる塊状集団が形成される。このクラス
タを図1中に符号25で示す。
When the sputtered particles 11 pass through the nozzle 24 and flow into the film forming chamber 2, the sputtered particles 11
Part of it is condensed by the adiabatic expansion of argon gas,
Massive clusters called clusters are formed. This cluster is indicated by reference numeral 25 in FIG.

【0035】このようにノズル24を通って成膜室2に
放出されたスパッタ粒子11およびクラスタ25が基板
3上に堆積して薄膜が形成されることになる。
As described above, the sputtered particles 11 and the clusters 25 discharged into the film forming chamber 2 through the nozzle 24 are deposited on the substrate 3 to form a thin film.

【0036】したがって、上述したように構成された第
1の発明の成膜装置によれば、放電室10と成膜室2と
の間に隔壁23,ノズル24を設けたためにアルゴンガ
スが放電室10から成膜室2に流れ込み難くなるから、
放電室10の圧力を放電が発生するために必要な圧力に
高めるに当たり、アルゴンガスの流量を従来の装置より
少なくできる。このため、基板3の表面に衝突する気体
分子の数量を可及的少なくすることができる。
Therefore, according to the film forming apparatus of the first aspect of the invention configured as described above, since the partition wall 23 and the nozzle 24 are provided between the discharge chamber 10 and the film forming chamber 2, the argon gas is generated in the discharge chamber. Since it becomes difficult to flow from 10 into the film forming chamber 2,
When increasing the pressure of the discharge chamber 10 to the pressure necessary for generating the discharge, the flow rate of the argon gas can be reduced as compared with the conventional device. Therefore, the number of gas molecules that collide with the surface of the substrate 3 can be reduced as much as possible.

【0037】実施例2.なお、前記実施例では円筒状の
ターゲット6と円柱型電極22との間で放電を発生させ
た例を示したが、電極を円筒状に形成すると共にターゲ
ットを円柱状に形成して前記円筒状電極の中空部に配置
し、円柱状のターゲットと円筒状の電極との間で放電を
発生させても同等の効果が得られる。
Example 2. In addition, in the above-described embodiment, an example in which electric discharge is generated between the cylindrical target 6 and the cylindrical electrode 22 has been described. However, the electrode is formed in a cylindrical shape and the target is formed in a cylindrical shape to form the cylindrical shape. Even if it is arranged in the hollow part of the electrode and discharge is generated between the cylindrical target and the cylindrical electrode, the same effect can be obtained.

【0038】実施例3.また、前記実施例1および実施
例2の成膜装置で使用する電極をターゲット材料で形成
し、円筒型と円柱型のターゲットの間で放電を発生させ
てもよい。このようにしても上述した各実施例と同等の
効果が得られる。加えて、ターゲットと異なる材料から
構成される電極を使用しないことによって、電極がスパ
ッタリングされることに起因して不純物が発生するのを
防ぐことができる。
Example 3. In addition, the electrodes used in the film forming apparatus of Examples 1 and 2 may be formed of a target material, and discharge may be generated between the cylindrical target and the cylindrical target. Even in this case, the same effect as that of each of the above-described embodiments can be obtained. In addition, by not using an electrode composed of a material different from that of the target, it is possible to prevent impurities from being generated due to sputtering of the electrode.

【0039】実施例4.次に、第2の発明に係るスパッ
タリング式成膜装置を図2によって詳細に説明する。図
2は第2の発明に係るスパッタリング式成膜装置の概略
構成を示す断面図である。同図において前記図1で説明
したものと同一もしくは同等部材については、同一符号
を付し詳細な説明は省略する。
Example 4. Next, the sputtering type film forming apparatus according to the second invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a sputtering type film forming apparatus according to the second invention. In the figure, the same or equivalent members as those described in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0040】図2において26は放電装置で、この放電
装置26は、円筒状に形成されたターゲット6と、この
ターゲット6の両端開口部に固着されてターゲット6の
中空部に放電室10を形成する蓋部材27,28と、放
電室10に臨む電極29等とから形成されている。そし
て、この放電装置26は全体がチャンバー1内に挿入さ
れ、不図示のブラケットを介してチャンバー1に支持固
定されている。なお、このブラケットは、ターゲット6
とチャンバー1とが導通されないような構造になってい
る。
In FIG. 2, reference numeral 26 denotes a discharge device. The discharge device 26 has a cylindrical target 6 and a discharge chamber 10 formed in a hollow portion of the target 6 by being fixed to openings at both ends of the target 6. Cover members 27 and 28, and electrodes 29 and the like facing the discharge chamber 10. The entire discharge device 26 is inserted into the chamber 1 and is supported and fixed to the chamber 1 via a bracket (not shown). This bracket is for the target 6
And the chamber 1 are not electrically connected to each other.

【0041】前記蓋部材27,28はスパッタリング率
の低い誘電体である石英によって形成され、基板3側に
位置する蓋部材27にはターゲット6の軸心と対応する
位置に小径な開口からなるノズル24が形成されてい
る。一方、基板3とは反対側に位置する蓋部材28に
は、前記電極29が貫通固着されると共に、アルゴンガ
スを放電室10に導入するためのガス導入管30が貫通
固着されている。なお、この電極29はターゲット6を
形成するために用いるターゲット材によって形成されて
いる。そして、この放電装置26は、前記蓋部材27の
ノズル24を基板3に対向させてチャンバー1内に位置
決め固定されている。
The lid members 27 and 28 are made of quartz, which is a dielectric substance having a low sputtering rate, and the lid member 27 located on the substrate 3 side has a nozzle having a small diameter opening at a position corresponding to the axis of the target 6. 24 are formed. On the other hand, on the lid member 28 located on the side opposite to the substrate 3, the electrode 29 is fixed by penetrating, and the gas introducing pipe 30 for introducing the argon gas into the discharge chamber 10 is fixed by penetrating. The electrode 29 is made of a target material used to form the target 6. The discharge device 26 is positioned and fixed in the chamber 1 with the nozzle 24 of the lid member 27 facing the substrate 3.

【0042】このように構成された成膜装置によれば、
放電室10と成膜室2との間にノズル24を有する隔壁
(蓋部材27)を設けたため、放電室10の圧力を放電
が発生するために必要な圧力に高めるに当たり、アルゴ
ンガスの流量を従来の装置より少なくできる。これに加
えて、放電室10を形成する壁をターゲット6および低
スパッタリング率の誘電体である石英からなる蓋部材2
7,28によって形成したため、放電室10内において
放電空間に直接晒されているのはターゲット6と石英製
蓋部材27,28のみとなる。石英は低スパッタリング
材料であるために蓋部材27,28からはスパッタ粒子
が生じ難い。
According to the film forming apparatus configured as described above,
Since the partition wall (cover member 27) having the nozzle 24 is provided between the discharge chamber 10 and the film formation chamber 2, the flow rate of the argon gas is increased in order to increase the pressure in the discharge chamber 10 to the pressure necessary for generating the discharge. It can be made less than conventional devices. In addition to this, the wall forming the discharge chamber 10 is made up of the target 6 and the lid member 2 made of quartz which is a dielectric material having a low sputtering rate.
Since it is formed of 7 and 28, only the target 6 and the quartz lid members 27 and 28 are directly exposed to the discharge space in the discharge chamber 10. Since quartz is a low-sputtering material, sputtered particles are less likely to be generated from the lid members 27 and 28.

【0043】したがって、放電室10にはターゲット6
のみからスパッタ粒子が生じることになるから、不純物
が基板3の薄膜に混入するのを抑えることができる。ま
た、本実施例で示したように放電装置26をチャンバー
1内に配置すると、アース電位にあるチャンバー1に放
電が飛んでチャンバー1がスパッタされるのを確実に防
ぐことができる。この観点からも薄膜中に不純物が混入
するのを抑えることができる。
Therefore, the target 6 is placed in the discharge chamber 10.
Since sputtered particles are generated only from the above, it is possible to prevent impurities from mixing into the thin film of the substrate 3. Further, by disposing the discharge device 26 in the chamber 1 as shown in this embodiment, it is possible to reliably prevent the discharge of the discharge to the chamber 1 at the ground potential and the sputtering of the chamber 1. From this point of view, it is possible to prevent impurities from being mixed into the thin film.

【0044】実施例5.第3の発明に係るスパッタリン
グ式成膜装置を図3ないし図5によって詳細に説明す
る。図3は第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置
に使用する放電装置の断面図で、同図に示した放電装置
は放電室の壁の全てを誘導体によって形成したものであ
る。図4は第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置
に使用する放電装置の断面図で、同図に示した放電装置
は隔壁をターゲットによって形成したものである。図5
は第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置に使用す
る放電装置の断面図で、同図に示した放電装置は放電室
の壁の全てを誘導体によって形成すると共に電極を放電
室外に配置したものである。これらの図において前記図
1および図2で説明したものと同一もしくは同等部材に
ついては、同一符号を付し詳細な説明は省略する。
Example 5. The sputtering type film forming apparatus according to the third invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to the third invention. In the discharge device shown in FIG. 3, all the walls of the discharge chamber are made of a dielectric material. FIG. 4 is a cross-sectional view of a discharge device used in the sputtering type film forming apparatus according to the third invention, and the discharge device shown in the figure is one in which partition walls are formed by targets. Figure 5
Is a cross-sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to the third invention. In the discharge device shown in the figure, all the walls of the discharge chamber are made of a dielectric and electrodes are arranged outside the discharge chamber. Is. In these figures, the same or equivalent members as those described in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0045】図3において、符号32は放電装置で、こ
の放電装置32は、スパッタリング率の低い誘電体であ
る石英によって形成された略有底円筒状の本体33と、
この本体33の軸心部に配置されて本体33に貫通固着
された円柱型ターゲット34と、本体33の外周部に設
置された電極35等とから形成されている。この放電装
置32を取付けるチャンバーは、図2に示したチャンバ
ー1と同等のものが用いられる。
In FIG. 3, reference numeral 32 is a discharge device, which is a substantially bottomed cylindrical main body 33 made of quartz, which is a dielectric substance having a low sputtering rate.
The main body 33 is composed of a columnar target 34 arranged at the axial center of the main body 33 and fixed through the main body 33, and an electrode 35 and the like installed on the outer peripheral portion of the main body 33. As the chamber in which the discharge device 32 is mounted, the same chamber as the chamber 1 shown in FIG. 2 is used.

【0046】前記本体33は、有底円筒の開口部にこの
開口部を塞ぐような隔壁33aを設けて形成されてお
り、この隔壁33aに小径な開口からなるノズル24が
形成されている。このノズル24の形成位置は、円柱型
ターゲット34の軸方向端面と対向する位置とされてい
る。すなわち、この放電装置によれば、前記隔壁33a
が本体33内の放電室10と不図示のチャンバー内の成
膜室を仕切ることになる。このような構造とすることに
よって、前記図1および図2で示した実施例と同様に、
放電室10の圧力を放電が発生するために必要な圧力に
高めるに当たりアルゴンガスの流量を従来の装置より少
なくすることができる。
The main body 33 is formed by providing a partition wall 33a that closes the bottomed cylindrical opening portion, and the partition wall 33a is formed with a nozzle 24 having a small diameter opening. The formation position of the nozzle 24 is a position facing the axial end surface of the cylindrical target 34. That is, according to this discharge device, the partition wall 33a is formed.
Partition the discharge chamber 10 in the main body 33 from the film forming chamber in the chamber (not shown). With such a structure, as in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2,
In order to increase the pressure in the discharge chamber 10 to the pressure required to generate the discharge, the flow rate of the argon gas can be made smaller than that in the conventional device.

【0047】そして、この放電装置32は、円柱型ター
ゲット34と電極35のうち何れか一方がアース電位と
され、他方に交流電圧が印加される構造になっている。
The discharge device 32 has a structure in which one of the columnar target 34 and the electrode 35 is set to the ground potential, and an AC voltage is applied to the other.

【0048】このように形成された放電装置32では、
本体33を介して電極35とターゲット34との間で放
電が発生する。このとき、放電室10には無声放電が発
生し、放電で発生した電荷が円柱型ターゲット34と電
極35との間に介在する石英製本体33の内壁面に到達
すると、本体33の表面に電荷が滞留し逆電界を形成し
て放電が停止するようになる。
In the discharge device 32 thus formed,
Electric discharge is generated between the electrode 35 and the target 34 via the main body 33. At this time, silent discharge is generated in the discharge chamber 10, and when the charge generated by the discharge reaches the inner wall surface of the quartz main body 33 interposed between the columnar target 34 and the electrode 35, the surface of the main body 33 is charged. Are accumulated and an opposite electric field is formed to stop the discharge.

【0049】したがって、微細なパルス放電が連続して
放電室10の略全域に起こることになり、放電の局所集
中が防止されることになる。すなわち、ターゲット34
の表面の略全面にわたる広い範囲でスパッタリングのた
めの放電が均一にしかも安定して発生するようになる。
Therefore, a fine pulsed discharge is continuously generated in substantially the entire area of the discharge chamber 10, and local concentration of the discharge is prevented. That is, the target 34
The discharge for sputtering is uniformly and stably generated in a wide range over substantially the entire surface of the.

【0050】実施例6.放電装置の放電室を形成するに
当たっては、前記図3に示したように放電室の壁を全て
にわたって石英材によって形成する以外に、図4に示し
たように隔壁となる部分をターゲットによって形成する
こともできる。
Example 6. In forming the discharge chamber of the discharge device, in addition to forming the entire wall of the discharge chamber with a quartz material as shown in FIG. 3, a partition wall portion is formed with a target as shown in FIG. You can also

【0051】図4中に符号36で示す放電装置は、石英
製本体33が有底円筒状に形成されており、この本体3
3の開口部にターゲット37が固着されている。このタ
ーゲット37は本体33の開口部を閉塞する構造で、本
体33の軸心部と対応する部分に小径な開口からなるノ
ズル24が形成されている。すなわち、ターゲット37
が放電室10と不図示のチャンバー内の成膜室とを仕切
る隔壁を構成している。
In a discharge device indicated by reference numeral 36 in FIG. 4, a quartz main body 33 is formed in a bottomed cylindrical shape.
The target 37 is fixed to the opening of No. 3. The target 37 has a structure that closes the opening of the main body 33, and the nozzle 24 having a small diameter opening is formed in a portion corresponding to the axial center of the main body 33. That is, the target 37
Form a partition that separates the discharge chamber 10 from the film forming chamber in the chamber (not shown).

【0052】このように形成された放電装置36におい
ても本体33を介して電極35とターゲット37との間
で放電が発生するから、図3で示した実施例と同等の効
果が得られる。
Even in the discharge device 36 thus formed, discharge is generated between the electrode 35 and the target 37 via the main body 33, so that the same effect as that of the embodiment shown in FIG. 3 can be obtained.

【0053】実施例7.前記図3および図4で示した放
電装置はターゲットに通電して放電を発生させる構造で
あったが、図5に示すようにターゲットに通電しないよ
うにすることもできる。
Example 7. The discharge device shown in FIGS. 3 and 4 has a structure in which the target is energized to generate a discharge, but it is also possible not to energize the target as shown in FIG.

【0054】図5中に符号38で示す放電装置は、略有
底円筒状の本体33内にターゲット39が固着され、本
体33の外周部に電極40,41が本体33の軸線方向
に間隔をおいて装着されている。前記ターゲット39は
本体33の内周部に嵌入する円筒状に形成されており、
本体33内における隔壁33a側の端部に固着されてい
る。
In the discharge device indicated by reference numeral 38 in FIG. 5, a target 39 is fixed in a substantially bottomed cylindrical main body 33, and electrodes 40 and 41 are provided on the outer peripheral portion of the main body 33 at intervals in the axial direction of the main body 33. It is installed in advance. The target 39 is formed in a cylindrical shape to be fitted into the inner peripheral portion of the main body 33,
It is fixed to the end of the main body 33 on the side of the partition wall 33a.

【0055】そして、この放電装置38は、前記電極4
0,41のうち一方がアース電位とされ、他方に高周波
電圧が印加される構造になっている。このように構成し
ても、放電室10内に無声放電を発生させて放電室10
内に設置したターゲット39をスパッタできるから、前
記図3に示した実施例と同等の効果が得られる。
Then, the discharge device 38 includes the electrode 4
One of 0 and 41 is grounded and a high frequency voltage is applied to the other. Even with such a configuration, silent discharge is generated in the discharge chamber 10
Since the target 39 placed inside can be sputtered, the same effect as the embodiment shown in FIG. 3 can be obtained.

【0056】実施例8.第4の発明に係るスパッタリン
グ式成膜装置を図6により詳細に説明する。図6は第4
の発明に係るスパッタリング式成膜装置に使用する放電
装置の断面図である。同図に示した放電装置はターゲッ
ト以外の部材が前記図3で示した放電装置と同等に形成
されている。同図において前記図3で説明したものと同
一もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な
説明は省略する。
Example 8. The sputtering type film forming apparatus according to the fourth invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is the fourth
3 is a cross-sectional view of a discharge device used in the sputtering type film forming apparatus according to the invention of FIG. In the discharge device shown in the figure, members other than the target are formed in the same manner as the discharge device shown in FIG. In the figure, the same or similar members as those described in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0057】図6に示したターゲット34は、全体が略
有底円筒状に形成されており、凹部34aが形成された
円筒部分を放電室10内に臨ませて本体33に貫通固着
されている。また、前記凹部34aは内径が一定となる
ように形成されている。このように円筒状に形成された
ターゲット34では、放電が集中するエッジ部34bが
多く存在するようになる。このため、エッジ部34bの
周囲に高密度プラズマが発生し、このターゲット34を
スパッタするガスイオンが増大するから、その結果、タ
ーゲット34からスパッタされるスパッタ粒子11が増
加することになる。
The target 34 shown in FIG. 6 is formed in a generally cylindrical shape having a bottom, and the cylindrical portion in which the recess 34a is formed faces the interior of the discharge chamber 10 and is fixed to the main body 33 by penetration. . The recess 34a is formed so that its inner diameter is constant. In the cylindrical target 34 thus formed, there are many edge portions 34b where the discharge is concentrated. Therefore, high-density plasma is generated around the edge portion 34b, and the gas ions that sputter the target 34 increase. As a result, the sputtered particles 11 sputtered from the target 34 increase.

【0058】しかも、ターゲット34の外周面,先端面
に加えて凹部34aの内面もスパッタされるようになっ
てスパッタ面積が増大するため、この点からも放出され
るスパッタ粒子11の量を増やすことができる。
Moreover, since the inner surface of the recess 34a is sputtered in addition to the outer peripheral surface and the tip surface of the target 34, the sputtered area is increased. Therefore, the amount of the sputtered particles 11 to be discharged is also increased from this point. You can

【0059】この図6に示した放電装置32を、本体3
3として内径27mmの石英管を使用し、ターゲット34
として外径22mm,内径18mmのモリブデンを用いて形
成し、かつ導入ガスとしてアルゴンを用いて放電電力約
300Wを石英管に巻いた高さ50mmのステンレス電極
を通じて投入して試験を行い、ノズル24から約100
mm離れたところで水晶振動子モニタで成膜速度を測定し
たところ、約300Å/minの成膜速度を得ることが
できた。
The discharge device 32 shown in FIG.
A quartz tube with an inner diameter of 27 mm is used as 3, and the target 34
Is formed by using molybdenum having an outer diameter of 22 mm and an inner diameter of 18 mm, and using argon as an introduction gas , a discharge power of about 300 W is applied through a stainless steel electrode having a height of 50 mm wound on a quartz tube, and a test is performed. About 100
When the film formation rate was measured with a crystal oscillator monitor at a distance of mm, a film formation rate of about 300 Å / min could be obtained.

【0060】実施例9.前記図6で示したターゲットは
円筒内周部を同一径とした例を示したが、図7に示すよ
うに円筒内周部の底側へ向かうにしたがって小径となる
ように形成することもできる。
Example 9. The target shown in FIG. 6 has an example in which the inner diameter of the cylinder has the same diameter, but as shown in FIG. 7, the target may be formed to have a smaller diameter toward the bottom side of the inner diameter of the cylinder. .

【0061】図7は凹部を底側へ向かうにしたがって小
径となるように形成したターゲットの他の例を示す断面
図で、同図(a)は凹部をテーパ状に形成した例を示
し、同図(b)は凹部を略階段状に形成した例を示す。
(a)図に示したターゲット34は、テーパ状凹部34
aのテーパの角度としては数度から60度の範囲に設定
する。同図(b)に示した階段状凹部34aは段差部が
2箇所であるが、この段差部の数は適宜増やすことがで
きる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of a target in which the recess is formed so that its diameter becomes smaller toward the bottom side. FIG. 7A shows an example in which the recess is formed in a tapered shape. FIG. 2B shows an example in which the recess is formed in a substantially stepped shape.
The target 34 shown in FIG.
The taper angle of a is set in the range of several degrees to 60 degrees. Although there are two stepped portions in the stepped concave portion 34a shown in FIG. 7B, the number of stepped portions can be appropriately increased.

【0062】上述したように凹部34aをテーパ状ある
いは略階段状に形成し、テーパの角度あるいは階段の傾
斜角度を適正化することで、スパッタ粒子の放出方向を
ノズルに向けることができる。すなわち、スパッタ粒子
のノズル透過率を向上させ、成膜速度をさらに速めるこ
とができる。
As described above, by forming the concave portion 34a in a taper shape or a substantially step shape and optimizing the taper angle or the step inclination angle, it is possible to direct the emission direction of the sputtered particles to the nozzle. That is, the nozzle transmittance of sputtered particles can be improved, and the film formation speed can be further increased.

【0063】実施例10.なお、ターゲットにエッジ部
を多く設けると共にターゲットの表面積を増大させるに
当たっては、ターゲットを図8に示すように形成しても
よい。図8は凹凸を設けたターゲットの他の例を示す斜
視図で、同図(a)は円筒状ターゲットの平面部に突起
を形成した例を示し、同図(b)は円筒状ターゲットの
先端に径方向へ延びる切り込みを形成した例を示し、同
図(c)は円筒状ターゲットの先端に周方向へ延びる凹
溝を形成した例を示し、同図(d)はターゲットを円盤
部と円柱部とによって形成した例を示す。なお、これら
の図はターゲットを径方向に2分割した状態で描いてあ
る。
Example 10. In order to increase the surface area of the target while providing the target with many edge portions, the target may be formed as shown in FIG. FIG. 8 is a perspective view showing another example of a target provided with irregularities, FIG. 8A shows an example in which a projection is formed on the flat surface portion of a cylindrical target, and FIG. 8B shows the tip of the cylindrical target. FIG. 4C shows an example in which a notch extending in the radial direction is formed, FIG. 7C shows an example in which a concave groove extending in the circumferential direction is formed at the tip of a cylindrical target, and FIG. The example formed with the part is shown. Note that these figures are drawn with the target being divided into two in the radial direction.

【0064】図8(a)に示したターゲット34は、軸
方向端面34c(先端面)と凹部34aの底面34dに
円錐状あるいは円柱状の突起34eが多数突設されてい
る。これらの突起34eは、ターゲット34の有底円筒
状部分と一体に形成されている。同図(b)に示したタ
ーゲット34は、軸方向端部に径方向へ延びる切り込み
34fが周方向に間隔をおいて複数形成されている。こ
の切り込み34fの幅(ターゲット34の周方向に対す
る開口寸法)は、円筒部の肉厚と同程度とされている。
In the target 34 shown in FIG. 8A, a large number of conical or cylindrical projections 34e are provided on the axial end surface 34c (tip surface) and the bottom surface 34d of the recess 34a. These protrusions 34e are formed integrally with the bottomed cylindrical portion of the target 34. In the target 34 shown in FIG. 3B, a plurality of notches 34f extending in the radial direction are formed at the ends in the axial direction at intervals in the circumferential direction. The width of the notch 34f (opening dimension in the circumferential direction of the target 34) is set to be approximately the same as the wall thickness of the cylindrical portion.

【0065】同図(c)に示したターゲット34は、軸
方向端部に軸方向端面34cに開口する環状凹溝34g
が形成されている。同図(d)に示したターゲット34
は、不図示の放電装置本体に固着される円盤部34h
と、この円盤部34hに突設された複数本の円柱34i
とから形成されている。この円柱34iがターゲット3
4の凸部となる。なお、円盤部34hはターゲット材に
よって形成することが望ましい。
The target 34 shown in FIG. 6 (c) has an annular groove 34g which is open at the axial end face 34c at the axial end.
Are formed. Target 34 shown in FIG.
Is a disc portion 34h fixed to the discharge device main body (not shown).
And a plurality of cylinders 34i protruding from the disk portion 34h
It is formed from and. This cylinder 34i is the target 3
4 convex portions. The disc portion 34h is preferably formed of a target material.

【0066】図8(a)〜(d)に示したよう、ターゲ
ット34の内面および上部にエッジ部を多数形成するこ
とによって、高密度プラズマが発生する部分がより一層
増加されてスパッタ粒子の発生量が増加するから、成膜
速度の増大を図ることができる。その上、ターゲット3
4の表面積も大きくなる関係から、この点からもスパッ
タ粒子の発生量を増やすことができる。
As shown in FIGS. 8A to 8D, by forming a large number of edge portions on the inner surface and the upper portion of the target 34, the portion where high density plasma is generated is further increased to generate sputtered particles. Since the amount is increased, the film formation rate can be increased. Besides, target 3
Since the surface area of No. 4 is also large, the amount of sputtered particles can be increased from this point as well.

【0067】なお、前記図6〜図8では、前記図3に示
した放電装置32に用いられるターゲット34に第4の
発明を適用した例について説明したが、第4の発明に係
るターゲットは、前記図1〜図5に示した放電装置にも
採用することができる。
6 to 8, the example in which the fourth invention is applied to the target 34 used in the discharge device 32 shown in FIG. 3 has been described, but the target according to the fourth invention is It can also be adopted in the discharge device shown in FIGS.

【0068】実施例11.前記図6〜図8に示したよう
にターゲットを有底円筒状に形成する場合には、図9に
示すようにターゲットの内周部に導入ガスを導入するこ
ともできる。図9は第4の発明に係るターゲットにおい
て円筒状ターゲットの内周部に導入ガスを導入させる他
の例を示す断面図である。同図に示した放電装置はガス
導入管の取付け位置が前記図6で示した放電装置とは異
なっている。同図において前記図3および図6で説明し
たものと同一もしくは同等部材については、同一符号を
付し詳細な説明は省略する。
Example 11. When the target is formed in a cylindrical shape with a bottom as shown in FIGS. 6 to 8, the introduced gas can be introduced into the inner peripheral portion of the target as shown in FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of introducing the introduced gas into the inner peripheral portion of the cylindrical target in the target according to the fourth invention. The discharge device shown in the figure is different from the discharge device shown in FIG. 6 in the mounting position of the gas introduction pipe. In the figure, the same or equivalent members as those described in FIGS. 3 and 6 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0069】図9に示す有底円筒状ターゲット34は、
底部に軸線方向と平行な貫通孔34jが穿設されてい
る。このため、凹部34a内はこの貫通孔34jを介し
て放電装置外に連通されている。なお、本実施例では、
貫通孔34jはターゲット34の軸心部に穿設されてい
る。そして、ターゲット34における本体33を貫通し
て本体33外に突出している部分に、前記貫通孔34j
に連なるようにガス導入管30が固着されている。
The bottomed cylindrical target 34 shown in FIG.
A through hole 34j parallel to the axial direction is formed in the bottom portion. Therefore, the inside of the recess 34a communicates with the outside of the discharge device through the through hole 34j. In this example,
The through hole 34j is formed in the axial center portion of the target 34. Then, in the portion of the target 34 that penetrates the main body 33 and projects to the outside of the main body 33, the through hole 34j is formed.
The gas introduction pipe 30 is fixed so as to be continuous with the.

【0070】このように構成すると、ガス導入管30に
連なる貫通孔34jの近傍は局所的にガス圧力が高くな
るので、プラズマ密度が増大してガスイオンが多く発生
するようになる。すなわち、スパッタ粒子11の量が増
加し、その結果として成膜速度の増加が可能となる。さ
らに、放電の発生している部分の近傍に直接ガスを供給
できるので、必要なガスを供給する必要もないため、成
膜室を高真空に維持することができる。特に、図示した
ように有底円筒状のターゲット34の底部にガス導入口
を開口させると、高密度の放電プラズマが発生している
部分からノズル方向へのガス流を生じさせることができ
る。このため、このガス流によって効率よくスパッタ粒
子11を流すことができる。
With this structure, the gas pressure locally increases in the vicinity of the through hole 34j connected to the gas introducing pipe 30, so that the plasma density increases and many gas ions are generated. That is, the amount of the sputtered particles 11 is increased, and as a result, the film formation rate can be increased. Further, since the gas can be directly supplied to the vicinity of the portion where the discharge is generated, it is not necessary to supply the necessary gas, so that the film forming chamber can be maintained in a high vacuum. In particular, as shown in the drawing, if a gas inlet is opened at the bottom of the cylindrical target 34 having a bottom, a gas flow in the nozzle direction can be generated from the portion where high-density discharge plasma is generated. Therefore, the sputtered particles 11 can be efficiently flown by this gas flow.

【0071】実施例12.第5の発明に係るスパッタリ
ング式成膜装置を図10により詳細に説明する。図10
は第5の発明に係るスパッタリング式成膜装置の要部を
示す断面図である。同図において前記図1ないし図5で
説明したものと同一もしくは同等部材については、同一
符号を付し詳細な説明は省略する。
Example 12 The sputtering type film forming apparatus according to the fifth invention will be described in detail with reference to FIG. Figure 10
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of a sputtering type film forming apparatus according to a fifth invention. In the figure, the same or equivalent members as those described in FIGS. 1 to 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0072】図10において、符号51は第5の発明
係るイオン化装置である。このイオン化装置51は、通
電されて加熱されることによって電子52を放出するイ
オン化用フィラメント53と、前記電子52を加速させ
てスパッタ粒子11やクラスタ25の一部に衝突させる
グリッド54等とから構成されている。そして、このイ
オン化装置51は放電装置32のノズル24より不図示
の基板側に配置されている。
In FIG. 10, reference numeral 51 is an ionization device according to the fifth invention . The ionization device 51 includes an ionization filament 53 that emits electrons 52 by being energized and heated, a grid 54 that accelerates the electrons 52 and collides with the sputtered particles 11 and a part of the cluster 25. Has been done. The ionizer 51 is arranged closer to the substrate (not shown) than the nozzle 24 of the discharge device 32.

【0073】前記イオン化装置51を装着した成膜装置
では、成膜室に流入したスパッタ粒子11,クラスタ2
5に電子52が衝突し、スパッタ粒子11,クラスタ2
5がイオン化する。イオン化したクラスタ25(クラス
タイオン)を図10中に符号25aで示す。このクラス
タイオン25aの量は電子52の量と運動エネルギーに
よって制御される。
In the film forming apparatus equipped with the ionization device 51, the sputtered particles 11 and the cluster 2 flowing into the film forming chamber
Electron 52 collides with 5 and sputtered particles 11 and cluster 2
5 is ionized. The ionized cluster 25 (cluster ion) is indicated by reference numeral 25a in FIG. The amount of cluster ions 25a is controlled by the amount of electrons 52 and kinetic energy.

【0074】なお、クラスタ25に衝突する電子52の
量はイオン化用フィラメント53に流す電流量とグリッ
ド54に印加する電圧によって制御され、電子52の運
動エネルギーはグリッド54に印加する電圧によって制
御される。
The amount of the electrons 52 colliding with the cluster 25 is controlled by the amount of current flowing through the ionizing filament 53 and the voltage applied to the grid 54, and the kinetic energy of the electrons 52 is controlled by the voltage applied to the grid 54. .

【0075】したがって、このようにスパッタ粒子11
やクラスタ25をイオン化することによって、これらの
粒子のもつ化学的ポテンシャルエネルギーを高めること
ができ、放電室10から成膜室に流出するスパッタ粒子
11やクラスタ25が活性化される。
Therefore, in this way, the sputtered particles 11
By ionizing the or cluster 25, the chemical potential energy of these particles can be increased, and the sputtered particles 11 and the cluster 25 flowing from the discharge chamber 10 to the film forming chamber are activated.

【0076】なお、図10に示した例では放電装置とし
て前記図3で示したものを用いたが、本発明はこのよう
な限定にとらわれることなく、放電室と成膜室との間に
隔壁が設けられてこの隔壁にノズルが形成された放電装
置であればどのようなものでもよい。
Although the discharge device shown in FIG. 3 is used in the example shown in FIG. 10, the present invention is not limited to such a limitation, and a partition wall is provided between the discharge chamber and the film forming chamber. Any discharge device can be used as long as it is provided with a nozzle and a nozzle is formed on the partition wall.

【0077】実施例13.また、前記図10に示したイ
オン化装置51には図11に示すようにイオン加速用電
極を設けることもできる。
Example 13 Further, the ionization device 51 shown in FIG. 10 may be provided with an ion acceleration electrode as shown in FIG.

【0078】図11は第5の発明に係るスパッタリング
装置においてイオン化装置にイオン加速用電極を設けた
例を示す図である。同図において前記図1ないし図10
で説明したものと同一もしくは同等部材については、同
一符号を付し詳細な説明は省略する。
FIG. 11 is a diagram showing an example in which an ionization electrode is provided in the ionization device in the sputtering device according to the fifth invention. 1 to 10 in FIG.
The same or equivalent members as those described in 1 are assigned the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0079】図11において、符号55はイオン化され
たスパッタ粒子11やクラスタ25を基板へ向けて加速
させるためのイオン加速用電極である。このイオン加速
用電極55はグリッド54より基板側に位置づけられて
いる。
In FIG. 11, reference numeral 55 is an ion acceleration electrode for accelerating the ionized sputtered particles 11 and clusters 25 toward the substrate. The ion acceleration electrode 55 is located closer to the substrate than the grid 54 is.

【0080】このように構成すると、イオン加速用電極
55に通電することによってクラスタイオン25aが基
板に向けて加速されることになる。なお、クラスタイオ
ン25aの速度はイオン加速用電極55に印加する電圧
によって制御される。
With this structure, the cluster ions 25a are accelerated toward the substrate by energizing the ion acceleration electrode 55. The speed of the cluster ions 25a is controlled by the voltage applied to the ion acceleration electrode 55.

【0081】すなわち、前記図10に示した実施例によ
って得られる効果に加え、クラスタイオン25aの持つ
運動エネルギーを高め、その速度を制御することができ
るようになる。また、イオン加速用電極55を設けるこ
とによって、スパッタ粒子11に与える運動エネルギー
を制御できるため、形成される薄膜の結晶性を制御する
ことができる。
That is, in addition to the effect obtained by the embodiment shown in FIG. 10, the kinetic energy of the cluster ions 25a can be increased and the speed thereof can be controlled. In addition, an ion acceleration electrode 55 should be provided.
And give kinetic energy to the sputtered particles 11.
Control the crystallinity of the formed thin film.
be able to.

【0082】実施例14.なお、上述した各実施例では
放電装置でターゲットをスパッタリングするときの放電
が無声放電であるものを示したが、マイクロ波放電等の
無電極放電を用いても同等の効果が得られる。
Example 14 In each of the above-mentioned embodiments, the discharge when the target is sputtered by the discharge device is the silent discharge, but the same effect can be obtained by using the electrodeless discharge such as the microwave discharge.

【0083】実施例15.また、前記図2〜図11に示
した実施例ではスパッタリング率の低い誘電体として石
英を用いたが、低スパッタリング率であるアルミナ、窒
化けい素等の酸化物誘電体あるいは窒化物誘電体を用い
ても同等の効果が得られる。
Example 15 Although quartz is used as the dielectric material having a low sputtering rate in the embodiments shown in FIGS. 2 to 11, an oxide dielectric material or a nitride dielectric material such as alumina or silicon nitride having a low sputtering rate is used. However, the same effect can be obtained.

【0084】実施例16.さらに、上述した各実施例で
導入ガスとしてアルゴンガスを用いたが、ガスの種類
はこれに限定されるものではない。導入ガスとして酸
素,窒素等の反応性ガスを採用すると、放電室内におい
てスパッタ材料の酸化反応あるいは窒化反応を促進させ
ながら酸化物薄膜あるいは窒化物薄膜を形成することが
できる。
Example 16 Furthermore, although argon gas was used as the introduction gas in each of the above-described embodiments, the type of gas is not limited to this. When a reactive gas such as oxygen or nitrogen is used as the introduction gas , the oxide thin film or the nitride thin film can be formed while promoting the oxidation reaction or the nitriding reaction of the sputtering material in the discharge chamber.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上説明したように第1の発明に係るス
パッタリング式成膜装置は、放電室と成膜室との間に、
ノズルが形成された隔壁を設けたため、導入ガスは放電
室から成膜室に流れ込み難くなるから、放電室の圧力を
放電が発生するために必要な圧力に高めるに当たり、
入ガスの流量を従来の装置より少なくできる。したがっ
て、成膜室の圧力を低下させて成膜を行えるから、気体
分子が薄膜中に取り込まれるのを可及的抑えることがで
き、結晶が緻密な薄膜を形成することができる。
As described above, in the sputtering type film forming apparatus according to the first aspect of the invention, between the discharge chamber and the film forming chamber,
Since provided with a partition wall in which the nozzles are formed, when because introducing gas hardly flows into the deposition chamber from the discharge chamber to increase the pressure of the discharge chamber to the pressure required to discharge occurs, guide
The flow rate of incoming gas can be reduced as compared with the conventional device. Therefore, since the film formation can be performed by lowering the pressure in the film formation chamber, it is possible to prevent gas molecules from being taken into the thin film as much as possible and to form a thin film having dense crystals.

【0086】第2の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、放電室と成膜室との間に、小径な開口からなるノ
ズルが形成されかつ放電室の壁の一部となる隔壁を設
け、この放電室を形成する壁を、ターゲットおよびスパ
ッタリング率の低い誘電体によって形成したため、第1
の発明と同様に放電室の圧力を放電が発生するために必
要な圧力に高めるに当たり導入ガスの流量を従来の装置
より少なくできると共に、ターゲットのみからスパッタ
粒子が生じる。したがって、結晶が緻密な薄膜を形成で
きると共に、成膜室の壁等がスパッタされて生じる金属
粒子(不純物)が薄膜中に混入するのを防ぐことができ
る。
In the sputtering type film forming apparatus according to the second invention, a partition wall is provided between the discharge chamber and the film forming chamber, the nozzle having a small diameter opening is formed, and the partition wall is a part of the wall of the discharge chamber. Since the wall forming the discharge chamber is formed by the target and the dielectric material having a low sputtering rate, the first
In the same manner as in the invention of (1), the flow rate of the introduced gas can be reduced when increasing the pressure in the discharge chamber to the pressure required for generating discharge, and sputtered particles are generated only from the target. Therefore, it is possible to form a thin film having dense crystals and prevent metal particles (impurities) generated by sputtering the wall of the film forming chamber from mixing into the thin film.

【0087】第3の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、放電室と成膜室との間に、ノズルが形成された隔
壁を設けると共に、放電装置における少なくとも放電室
の外周壁をスパッタリング率の低い誘電体によって形成
し、この外周壁の外周部に、スパッタリング用電極を配
置したため、第1の発明と同様に放電室の圧力を放電が
発生するために必要な圧力に高めるに当たり導入ガス
流量を従来の装置より少なくできると共に、誘電体を介
した電極どうしあるいは誘電体を介した電極とターゲッ
トとの間で放電が発生して放電室内の略全域にわたって
生じるようになる。したがって、結晶が緻密な薄膜を形
成できることに加え、放電が局所に集中するのを防止し
て広い導入ガス圧力範囲,印加電圧範囲で均一な放電を
安定に発生させることができ、ターゲットからたたき出
されるスパッタ粒子の量が安定して薄膜を均質に形成で
きるようになる。
In the sputtering type film forming apparatus according to the third aspect of the present invention, a partition wall provided with a nozzle is provided between the discharge chamber and the film forming chamber, and at least the outer peripheral wall of the discharge chamber in the discharge device is provided with a sputtering rate. Since it is made of a low dielectric material and the sputtering electrode is arranged on the outer peripheral portion of this outer peripheral wall, the flow rate of the introduced gas for increasing the pressure of the discharge chamber to the pressure necessary for generating the discharge is the same as in the first invention. In addition to reducing the number of devices in the conventional device, a discharge is generated between the electrodes through the dielectric or between the electrode and the target through the dielectric, and the discharge is generated over substantially the entire area of the discharge chamber. Therefore, in addition to being able to form a dense thin film of crystals, it is possible to prevent the discharge from locally concentrating and to stably generate a uniform discharge in a wide introduced gas pressure range and applied voltage range. The amount of sputtered particles generated is stable and a thin film can be formed uniformly.

【0088】第4の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、前記第1ないし第3の発明に係るスパッタリング
式成膜装置のうちいずれか一つのスパッタリング式成膜
装置においてターゲットに凹凸を設けたものであるた
め、ターゲットにエッジ部が多く存在するようになるか
ら、エッジ部の周囲に高密度プラズマが発生してターゲ
ットをスパッタするガスイオンが増加する。また、ター
ゲットの表面積が増加するためにスパッタ粒子の量が増
大する。
A sputtering type film forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the sputtering type film forming apparatus according to any one of the first to third aspects of the invention, in which a target is provided with irregularities. Therefore, since the target has a large number of edge portions, high-density plasma is generated around the edge portion, and gas ions that sputter the target increase. In addition, the surface area of the target is increased, so that the amount of sputtered particles is increased.

【0089】したがって、スパッタ粒子の量を増大させ
ることができるから、成膜速度を速めることができる。
Therefore, since the amount of sputtered particles can be increased, the film forming speed can be increased.

【0090】第5の発明に係るスパッタリング式成膜装
置は、前記第1の発明のスパッタリング式成膜装置にお
いて、ノズルより基板側に、熱電子を放出するフィラメ
ントおよび電子加速用グリッドを備え、スパッタ粒子を
イオン化するイオン化装置を設けたため、第1の発明と
同様に放電室の圧力を放電が発生するために必要な圧力
に高めるに当たり導入ガスの流量を従来の装置より少な
くできると共に、放電室から成膜室に流出するスパッタ
粒子が活性化される。したがって、結晶が緻密な薄膜を
形成できることに加え、形成される薄膜の結晶性を制御
したり、化合物薄膜を形成するに当たっては化学反応促
進を図ることができる。
A sputtering type film forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the sputtering type film forming apparatus according to the first aspect of the present invention, which is provided with a filament for emitting thermoelectrons and an electron accelerating grid on the substrate side from the nozzle. Since the ionization device for ionizing the particles is provided, the flow rate of the introduced gas can be reduced as compared with the conventional device when increasing the pressure of the discharge chamber to the pressure necessary for generating the discharge as in the first invention, Sputtered particles flowing out into the film forming chamber are activated. Therefore, in addition to being able to form a thin film with dense crystals, it is possible to control the crystallinity of the thin film to be formed and to promote a chemical reaction in forming a compound thin film.

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

【図1】第1の発明に係るスパッタリング式成膜装置の
概略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a sputtering type film forming apparatus according to a first invention.

【図2】第2の発明に係るスパッタリング式成膜装置の
概略構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a sputtering type film forming apparatus according to a second invention.

【図3】第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置に
使用する放電装置の断面図で、同図に示した放電装置は
放電室の壁の全てを誘導体によって形成したものであ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to a third aspect of the present invention, in which the discharge device shown in FIG. 3 has all the walls of the discharge chamber formed of a dielectric.

【図4】第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置に
使用する放電装置の断面図で、同図に示した放電装置は
隔壁をターゲットによって形成したものである。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to a third invention, and the discharge device shown in the figure is one in which partition walls are formed by targets.

【図5】第3の発明に係るスパッタリング式成膜装置に
使用する放電装置の断面図で、同図に示した放電装置は
放電室の壁の全てを誘導体によって形成すると共に電極
を放電室外に配置したものである。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to a third aspect of the present invention, in which the discharge device shown in the same figure forms the entire wall of the discharge chamber with a dielectric and the electrode is provided outside the discharge chamber. It is arranged.

【図6】第4の発明に係るスパッタリング式成膜装置に
使用する放電装置の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a discharge device used in a sputtering type film forming apparatus according to a fourth invention.

【図7】凹部を底側へ向かうにしたがって小径となるよ
うに形成したターゲットの他の例を示す断面図で、同図
(a)は凹部をテーパ状に形成した例を示し、同図
(b)は凹部を略階段状に形成した例を示す。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example of a target in which a recess is formed so that its diameter becomes smaller toward the bottom side, and FIG. 7A shows an example in which the recess is formed in a tapered shape. b) shows an example in which the recess is formed in a substantially stepped shape.

【図8】凹凸を設けたターゲットの他の例を示す斜視図
で、同図(a)は円筒状ターゲットの平面部に突起を形
成した例を示し、同図(b)は円筒状ターゲットの先端
に径方向へ延びる切り込みを形成した例を示し、同図
(c)は円筒状ターゲットの先端に周方向へ延びる凹溝
を形成した例を示し、同図(d)はターゲットを円盤部
と円柱部とによって形成した例を示す。
FIG. 8 is a perspective view showing another example of a target provided with concavities and convexities, FIG. 8A shows an example in which protrusions are formed on the flat surface portion of a cylindrical target, and FIG. An example in which a notch extending in the radial direction is formed at the tip is shown, FIG. 7C shows an example in which a concave groove extending in the circumferential direction is formed at the tip of a cylindrical target, and FIG. An example formed by a cylindrical portion is shown.

【図9】第4の発明に係るターゲットにおいて円筒状タ
ーゲットの内周部に導入ガスを導入させる他の例を示す
断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example of introducing the introduced gas into the inner peripheral portion of the cylindrical target in the target according to the fourth invention.

【図10】第4の発明に係るスパッタリング式成膜装置
の要部を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a main part of a sputtering type film forming apparatus according to a fourth invention.

【図11】第4の発明に係るスパッタリング装置におい
てイオン化装置にイオン加速用電極を設けた例を示す図
である。
FIG. 11 is a diagram showing an example in which an ionization electrode is provided in an ionization device in a sputtering device according to a fourth invention.

【図12】従来のスパッタリング式成膜装置の概略構成
を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional sputtering type film forming apparatus.

【符号の説明】 1 チャンバー 2 成膜室 3 基板 6 ターゲット 10 放電室 11 スパッタ粒子 21 放電装置 22 電極 23 隔壁 24 ノズル 26 放電装置 27 蓋部材 29 ターゲット 32 放電装置 33 本体 33a 隔壁 34 ターゲット 34a 凹部 34e 突起 34f 切り込み 34g 環状凹溝 34i 円柱 35 電極 36 放電装置 37 ターゲット 38 放電装置 39 ターゲット 40 電極 41 電極 51 イオン化装置 52 電子 53 イオン化用フィラメント 54 グリッド[Explanation of reference numerals] 1 chamber 2 film forming chamber 3 substrate 6 target 10 discharge chamber 11 sputtered particles 21 discharge device 22 electrode 23 partition wall 24 nozzle 26 discharge device 27 lid member 29 target 32 discharge device 33 main body 33a partition wall 34 target 34a recess 34e Protrusion 34f Notch 34g Annular groove 34i Column 35 Electrode 36 Discharger 37 Target 38 Discharger 39 Target 40 Electrode 41 Electrode 51 Ionizer 52 Electron 53 Ionization filament 54 Grid

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山西 健一郎 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三 菱電機株式会社生産技術研究所内 (72)発明者 田中 正明 兵庫県尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三 菱電機株式会社生産技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kenichiro Yamanishi 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture Sanryo Electric Co., Ltd. Production Technology Laboratory (72) Masaaki Tanaka 8-chome Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture No. 1 in Sanryoki Electric Co., Ltd. Production Technology Laboratory

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放電装置内で放電によってターゲットを
スパッタリングし、ターゲットから放出されたスパッタ
粒子を放電装置に一連に設けられた成膜室へキャリアガ
スによって流して成膜室内の基板上に堆積させるスパッ
タリング式成膜装置において、前記放電装置の放電室と
成膜室との間に、小径な開口からなるノズルが形成され
た隔壁を設けたことを特徴とするスパッタリング式成膜
装置。
1. A target is sputtered by discharge in a discharge device, and sputtered particles emitted from the target are caused to flow by a carrier gas into a film forming chamber provided in series in the discharge device to be deposited on a substrate in the film forming chamber. In the sputtering type film forming apparatus, a partition having a nozzle having a small diameter opening is provided between the discharge chamber and the film forming chamber of the discharge apparatus.
【請求項2】 放電装置内で放電によってターゲットを
スパッタリングし、ターゲットから放出されたスパッタ
粒子を放電装置に一連に設けられた成膜室へキャリアガ
スによって流して成膜室内の基板上に堆積させるスパッ
タリング式成膜装置において、前記放電装置の放電室と
成膜室との間に、小径な開口からなるノズルが形成され
かつ放電室の壁の一部となる隔壁を設け、この放電室を
形成する壁を、ターゲットおよびスパッタリング率の低
い誘電体によって形成したことを特徴とするスパッタリ
ング式成膜装置。
2. A target is sputtered by discharge in a discharge device, and sputtered particles emitted from the target are flown by a carrier gas into a film forming chamber provided in series in the discharge device to be deposited on a substrate in the film forming chamber. In the sputtering type film forming apparatus, a nozzle having a small diameter opening is formed between the discharge chamber and the film forming chamber of the discharge device, and a partition wall which is a part of the wall of the discharge chamber is provided to form this discharge chamber. The sputtering film forming apparatus is characterized in that the wall to be formed is formed of a target and a dielectric having a low sputtering rate.
【請求項3】 放電装置内で放電によってターゲットを
スパッタリングし、ターゲットから放出されたスパッタ
粒子を放電装置に一連に設けられた成膜室へキャリアガ
スによって流して成膜室内の基板上に堆積させるスパッ
タリング式成膜装置において、前記放電装置の放電室と
成膜室との間に、小径な開口からなるノズルが形成され
た隔壁を設けると共に、前記放電装置における少なくと
も放電室の外周壁をスパッタリング率の低い誘電体によ
って形成し、この誘電体製外周壁の外周部に、スパッタ
リング用電極を配置したことを特徴とするスパッタリン
グ式成膜装置。
3. A target is sputtered by a discharge in a discharge device, and sputtered particles emitted from the target are caused to flow by a carrier gas into a film forming chamber provided in series in the discharge device to be deposited on a substrate in the film forming chamber. In the sputtering type film forming apparatus, a partition wall in which a nozzle having a small diameter opening is formed is provided between the discharge chamber and the film forming chamber of the discharge device, and at least the outer peripheral wall of the discharge chamber in the discharge device has a sputtering rate. And a sputtering electrode is disposed on the outer peripheral portion of this outer peripheral wall made of a dielectric material.
【請求項4】 請求項1ないし請求項3記載のスパッタ
リング式成膜装置のうちいずれか一つのスパッタリング
式成膜装置において、ターゲットに凹凸を設けたことを
特徴とするスパッタリング式成膜装置。
4. The sputtering film forming apparatus according to claim 1, wherein the target is provided with irregularities in the sputtering film forming apparatus.
【請求項5】 請求項1記載のスパッタリング式成膜装
置において、ノズルより基板側に、熱電子を放出するフ
ィラメントおよび電子加速用グリッドを備え、ノズルか
ら成膜室内に流入したスパッタ粒子に熱電子を衝突させ
てイオン化するイオン化装置を設けたことを特徴とする
スパッタリング式成膜装置。
5. The sputtering type film forming apparatus according to claim 1, wherein a filament for emitting thermoelectrons and an electron acceleration grid are provided on the substrate side of the nozzle, and the thermoelectrons are added to the sputtered particles flowing from the nozzle into the film forming chamber. A sputtering type film forming apparatus, characterized in that an ionization device for colliding and ionizing the film is provided.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004524435A (en) * 2000-07-10 2004-08-12 ユナキス ユーエスエー, インク. Material processing system using differential pump operation
JP2013512344A (en) * 2009-11-30 2013-04-11 ユニヴァーシタ デグリ ストゥディ ディ ミラノ−ビコッカ Method and apparatus for depositing nanostructured thin layers with controlled morphology and nanostructures
JP2014084499A (en) * 2012-10-23 2014-05-12 Stanley Electric Co Ltd Film deposition apparatus and film deposition method
WO2019058587A1 (en) * 2017-09-20 2019-03-28 日本アイ・ティ・エフ株式会社 Arc-based film formation device and film formation method
KR20190067885A (en) * 2016-11-30 2019-06-17 지앙수 페이보레드 나노테크놀로지 컴퍼니., 리미티드 Plasma Polymerization Coating Apparatus

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