JPH09125243A - 薄膜形成装置 - Google Patents
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Abstract
トの利用効率が低く、結晶性の高い多結晶を成膜するこ
とが困難であるとともに吸収性の低い結晶を成膜するこ
とができない。 【解決手段】 直流電源108と、薄膜形成を行う成膜
室101と、誘電体109を有し、外部からのマイクロ
波電力を伝搬し、成膜室101内に供給する導波管11
0とから構成し、成膜室101には、薄膜形成が行われ
る基体102と、、基体102を支持するための支持体
103と、支持体103と対向して配置され、かつ、薄
膜を形成する粒子が表面に付着し、直流電源108から
電圧が印加されることによりプラズマを生成するターゲ
ット電極105と、成膜室101内にガスを導入するた
めの第1のガス導入管106及び第2のガス導入管10
7と、成膜室101内の排気を行うための排気管104
とを設ける。
Description
する。
電源を利用した直流スパッタ装置がある。
例を示す断面図である。
08と、マグネトロン磁場を発生させる磁石506と、
薄膜形成を行う成膜室501とから構成され、成膜室5
01には、薄膜が形成される基体502と、直流電源5
08に接続され、基体502を支持するための支持体5
03と、薄膜を形成する粒子が表面に付着し、直流電源
508から電圧が印加されることによりプラズマを生成
するターゲット電極505と、成膜室501内にガスを
導入するためのガス導入管507と、成膜室501内の
排気を行うための排気管504とが設けられている。
装置における薄膜形成工程について説明する。
され、排気管504により成膜室501内の排気が行わ
れて成膜室501内の圧力が10-6Torrまで減圧す
る。
内にガスが導入され、成膜室501内の圧力が所望の圧
力に保たれる。
極505に電圧が印加されてプラズマが生成され、基体
502の表面にターゲット電極505の表面に付着され
ていた粒子であるターゲットからなる堆積膜が形成され
る。
たような従来の薄膜形成装置においては、マグネトロン
磁場を利用しているため、ターゲットに対してエロージ
ョンが発生し、ターゲットの利用効率が低いという問題
点がある。
を行うことが不可能なため、結晶性の高い多結晶Siを
成膜することが困難であるとともに低吸収のMgF2を
成膜することができないという問題点もある。
する問題点に鑑みてなされたものであって、ターゲット
の利用効率を高くすることができるとともに低エネルギ
ー高密度イオンアシストを行うことができる薄膜形成装
置を提供することを目的とする。
に本発明は、薄膜形成が行われる成膜室と、電源とを有
し、前記成膜室が、前記電源に接続され、薄膜が形成さ
れる基体を保持する支持体と、前記成膜室内にガスを導
入するためのガス導入管と、前記成膜室内の排気を行う
ための排気管と、前記薄膜を形成する粒子が表面に付着
し、前記電源から電圧が印加されることによりプラズマ
を生成するターゲット電極とから構成される薄膜形成装
置において、前記成膜室周囲に、前記成膜室内にマイク
ロ波電力を供給する導波管を具備することを特徴とす
る。
ることを特徴とする。
と対向する位置に設置され、前記導波管は、前記支持体
と前記ターゲット電極との間における前記成膜室の周囲
に設けられていることを特徴とする。
電極側に設けられ、スパッタの際に必要となる第1のガ
スが導入されるための第1のガス導入管と、前記基体側
に設けられ、第2のガスが導入される第2のガス導入管
とから構成されることを特徴とする。
特徴とする。
を特徴とする。
電力を供給する第1の電源と、前記支持体に電力を供給
する第2の電源とから構成されることを特徴とする。
り、前記第2の電源は、高周波電源であり、前記薄膜を
形成する粒子は、Alであることを特徴とする。
膜を形成する粒子は、MgF2であることを特徴とす
る。
であり、前記薄膜を形成する粒子は、Siであることを
特徴とする。
を特徴とする。
を特徴とする。
を特徴とする。
ことを特徴とする。
おいては、成膜室内にガスが導入され、ターゲット電極
に電圧が印加されることにより、ターゲット電極の表面
に付着した粒子の基体上へのスパッタが行われるが、そ
の際、成膜室周囲に設けられた導波管から成膜室内にマ
イクロ波が供給されるので、成膜室内において環状のプ
ラズマが発生し、それによりターゲットが全面均一にス
パッタされることにより、ターゲットの利用効率を高く
することができる。
いて図面を参照して説明する。
膜形成装置の第1の実施の形態を示す断面図である。
8と、薄膜形成を行う成膜室101と、誘電体109を
有し、外部からのマイクロ波電力を伝搬し、成膜室10
1内に供給する導波管110とから構成され、成膜室1
01には、薄膜形成が行われる基体102と、直流電源
108に接続され、基体102を支持するための支持体
103と、支持体103と対向して配置され、かつ、薄
膜を形成する粒子が表面に付着し、直流電源108から
電圧が印加されることによりプラズマを生成するターゲ
ット電極105と、成膜室101内にガスを導入するた
めの第1のガス導入管106及び第2のガス導入管10
7と、成膜室101内の排気を行うための排気管104
とが設けられている。
ット電極105近傍に設けられ、主にスパッタに寄与す
るガス(スパッタ用ガス)が導入されるためのものであ
り、第2のガス導入管107は、マイクロ波の導入に影
響がないように誘電体により構成され、リアクティブス
パッタを行う場合にターゲット電極105からスパッタ
された粒子と反応するガス(反応性ガス)を導波管11
0に沿って導入するためのものである。
態であるスロット付き無端導波管の構造を示す断面図で
ある。
源(不図示)から所望のマイクロ波電力が導入される導
入部601と、導入部601から導入されたマイクロ波
を伝搬する円筒状導波管602とから構成され、円筒状
導入管602内には、導入部601から導入されたマイ
クロ波を2方向に分配する分配ブロック603と、分配
ブロック603により分配されたマイクロ波を成膜室1
01内に供給するスロット604とが設けられている。
導波管においては、マイクロ波電源から所望のマイクロ
波が導入部601を介して導入され、導入されたマイク
ロ波が分配ブロック603により分配ブロック603の
両側2方向に分配された後、円筒状導波管602内を伝
搬する。
することにより管内波長の1/2おきに発生する電界の
強い部分(腹)の位置に合致させて形成されたスロット
604から成膜室101内へマイクロ波が導入される。
度が近いほど干渉力が強くなるので、干渉がない場合に
マイクロ波の強度が弱くなる導入部601と対向する部
分におけるマイクロ波の強度を補償することができ、成
膜室101内への均一なマイクロ波の導入が可能にな
る。
る薄膜形成工程について説明する。
され、排気管104により成膜室101内の排気が行わ
れて成膜室101内の圧力が10-6Torrまで減圧す
る。
ガス導入管107から成膜室101内にガスが導入さ
れ、成膜室101内の圧力が所望の圧力に保たれる。
して成膜室101内にマイクロ波が導入され、プラズマ
が生成される。
極105に電圧が印加されてスパッタが開始され、基体
102の表面にターゲット電極105の表面に付着され
ていた粒子であるターゲットからなる堆積膜が形成され
る。
ガス及びターゲットの材料を適宜選択することにより、
窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化タンタル膜、酸
化チタン膜、窒化チタン膜、酸化アルミニウム膜、窒化
アルミニウム膜、弗化マグネシウム膜などの絶縁膜、a
−Si,poly−Si,SiC,GaAs等の半導体
膜、及びAl,Mo,ITOなどの導電膜等の堆積膜を
形成することが可能である。
導入されるスパッタ用ガス(主にスパッタに寄与するガ
ス)としては、H2,He,Ne及びAr等が挙げられ
る。
i化合物系薄膜の形成のために第2の導入管107から
成膜室101内に導入されるガスとしては、N2,O2,
H2及びフッ化物などが挙げられる。
が形成される基体としては、導電性のものであっても、
電気絶縁性のものであっても、半導体であってもよい。
膜形成装置の第2の実施の形態を示す断面図である。
の実施の形態において示したものに対して、支持体20
3への電源供給を行う直流電源の代わり支持体203に
高周波電力を供給するためのRF電源211が設けられ
ており、その他の構成においては、第1の実施の形態に
おいて示したものと同様である。
膜形成装置の第3の実施の形態を示す断面図である。
の実施の形態において示したものに対して、ターゲット
電極305及び支持体303への電源供給を行う直流電
源の代わりターゲット電極305及び支持体303に高
周波電力を供給するためのRF電源308が設けられて
おり、その他の構成においては、第1の実施の形態にお
いて示したものと同様である。
膜形成装置の第4の実施の形態を示す断面図である。
の実施の形態において示したものに対して、ターゲット
電極405が2個、導波管410と支持体403との間
にそれぞれ設けられており、その他の構成においては、
第3の実施の形態において示したものと同様である。
発明の実施の形態について具体的に説明するが、本発明
はこれら実施例に限定されるものではない。
実施例について説明する。
発明の薄膜形成装置を光磁気ディスク用窒化シリコン膜
形成に応用した例を図1を用いて説明する。
(PC)基板[φ3.5インチ、耐熱温度60℃]を使
用し、ターゲットとしてはSiを使用した。
し、排気管104により成膜室101内の排気を行い、
成膜室101内の圧力を10-6Torrまで減圧させ
た。
成膜室101内に導入するとともに第2のガス導入管1
07からN2を成膜室101内に導入し、成膜室101
内の圧力を5mTorrに保持した。
(不図示)より発振した3kWのマイクロ波電力を導波
管110から誘電体109を介して成膜室101に導入
し、環状のプラズマを発生させた。
極105に電圧を印加し、スパッタを開始させて基体1
02の表面にターゲット電極105の表面に付着してい
たSiからなる膜を形成した。
一にスパッタされることにより、ターゲットの利用効率
が向上した。
発明の薄膜形成装置を反射防止用フッ化マグネシウム膜
形成に応用した例を図1を用いて説明する。
チック凸レンズを使用し、ターゲットとしてはMgF2
を使用した。
し、排気管104により成膜室101内の排気を行い、
成膜室101内の圧力を10-6Torrまで減圧させ
た。
成膜室101内に導入するとともに第2のガス導入管1
07からNF3を成膜室101内に導入し、成膜室10
1内の圧力を5mTorrに保持した。
(不図示)より発振した3kWのマイクロ波電力を導波
管110から誘電体109を介して成膜室101に導入
し、環状のプラズマを発生させた。
極105に電圧を印加し、スパッタを開始させて基体1
02の表面にターゲット電極105の表面に付着してい
たMgF2からなる膜を形成した。
イオンアシストの効果により、吸収の低い良質な膜が形
成され、また、ターゲットが全面均一にスパッタされる
ことにより、ターゲットの利用効率が向上した。
発明の薄膜形成装置を液晶表示用基板のモリブデン膜の
形成に応用した例を図1を用いて説明する。
し、ターゲットとしてはMoを使用した。
し、排気管104により成膜室101内の排気を行い、
成膜室101内の圧力を10-6Torrまで減圧させ
た。
成膜室101内に導入し、成膜室101内の圧力を3m
Torrに保持した。
(不図示)より発振した3kWのマイクロ波電力を導波
管110から誘電体109を介して成膜室101に導入
し、環状のプラズマを発生させた。
極105に電圧を印加し、スパッタを開始させて基体1
02の表面にターゲット電極105の表面に付着してい
たMoからなる膜を形成した。
一にスパッタされることにより、ターゲットの利用効率
が向上した。
発明の薄膜形成装置を液晶表示用基板のITO膜の形成
に応用した例を図1を用いて説明する。
用し、ターゲットとしてはITOを使用した。
し、排気管104により成膜室101内の排気を行い、
成膜室101内の圧力を10-6Torrまで減圧させ
た。
成膜室101内に導入するとともに第2のガス導入管1
07からO2を成膜室101内に導入し、成膜室101
内の圧力を5mTorrに保持した。
(不図示)より発振した3kWのマイクロ波電力を導波
管110から誘電体109を介して成膜室101に導入
し、環状のプラズマを発生させた。
極105に電圧を印加し、スパッタを開始させて基体1
02の表面にターゲット電極105の表面に付着してい
たITOからなる膜を形成した。
一にスパッタされることにより、ターゲットの利用効率
が向上した。
発明の薄膜形成装置を液晶表示用基板の多結晶シリコン
膜の形成に応用した例を図1を用いて説明する。
し、ターゲットとしてはSiを使用した。
し、排気管104により成膜室101内の排気を行い、
成膜室101内の圧力を10-6Torrまで減圧させ
た。
成膜室101内に導入し、成膜室101内の圧力を10
mTorrに保持した。
(不図示)より発振した3kWのマイクロ波電力を導波
管110から誘電体109を介して成膜室101に導入
し、環状のプラズマを発生させた。
極105に電圧を印加し、スパッタを開始させて基体1
02の表面にターゲット電極105の表面に付着してい
たSiからなる膜を形成した。
イオンアシストの効果により、結晶性の高い多結晶膜が
形成され、また、ターゲットが全面均一にスパッタされ
ることにより、ターゲットの利用効率が向上した。
る実施例について説明する。
発明の薄膜形成装置を液晶表示用基板のAl膜の形成に
応用した例を図3を用いて説明する。
し、ターゲットとしてはAlを使用した。
し、排気管204により成膜室201内の排気を行い、
成膜室201内の圧力を10-6Torrまで減圧させ
た。
成膜室201内に導入し、成膜室201内の圧力を3m
Torrに保持した。
(不図示)より発振した3kWのマイクロ波電力を導波
管210から誘電体209を介して成膜室201に導入
し、環状のプラズマを発生させた。
よりバイアスとして高周波電力を供給した。
極205に電圧を印加し、スパッタを開始させて基体2
02の表面にターゲット電極205の表面に付着してい
たAlからなる膜を形成した。
一にスパッタされることにより、ターゲットの利用効率
が向上した。
る実施例について説明する。
発明の薄膜形成装置を液晶表示用基板の酸化シリコン膜
の形成に応用した例を図4を用いて説明する。
l膜など)が形成してあるガラス基板を使用し、ターゲ
ットとしてはSiO2を使用した。
し、排気管304により成膜室301内の排気を行い、
成膜室301内の圧力を10-6Torrまで減圧させ
た。
成膜室301内に導入するとともに第2のガス導入管3
07からO2を成膜室301内に導入し、成膜室301
内の圧力を5mTorrに保持した。
(不図示)より発振した3kWのマイクロ波電力を導波
管310から誘電体309を介して成膜室301に導入
し、環状のプラズマを発生させた。
極305に電圧を印加し、スパッタを開始させて基体3
02の表面にターゲット電極305の表面に付着してい
たSiO2からなる膜を形成した。
一にスパッタされることにより、ターゲットの利用効率
が向上した。
る実施例について説明する。
発明の薄膜形成装置を液晶表示用基板の酸化タンタル膜
の形成に応用した例を図5を用いて説明する。
l膜など)が形成してあるガラス基板を使用し、ターゲ
ットとしてはTaを使用した。
し、排気管404により成膜室401内の排気を行い、
成膜室401内の圧力を10-6Torrまで減圧させ
た。
成膜室401内に導入するとともに第2のガス導入管4
07からO2を成膜室401内に導入し、成膜室401
内の圧力を3mTorrに保持した。
(不図示)より発振した3kWのマイクロ波電力を導波
管410から誘電体409を介して成膜室401に導入
し、環状のプラズマを発生させた。
極405に電圧を印加し、スパッタを開始させて基体4
02の表面にターゲット電極405の表面に付着してい
たTaからなる膜を形成した。
一にスパッタされることにより、ターゲットの利用効率
が向上した。
マイクロ波を供給する導波管を設けたため、成膜室内に
おいて環状のプラズマが発生し、ターゲットが全面均一
にスパッタされることにより、ターゲットの利用効率を
高くすることができる。
が低くなるため、低エネルギー高密度イオンアシストの
効果が発生し、ダメージの少ない成膜を行うことができ
る。
す断面図である。
き無端導波管の構造を示す断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
す断面図である。
図である。
Claims (20)
- 【請求項1】 薄膜形成が行われる成膜室と、電源とを
有し、前記成膜室が、前記電源に接続され、薄膜が形成
される基体を保持する支持体と、前記成膜室内にガスを
導入するためのガス導入管と、前記成膜室内の排気を行
うための排気管と、前記薄膜を形成する粒子が表面に付
着し、前記電源から電圧が印加されることによりプラズ
マを生成するターゲット電極とから構成される薄膜形成
装置において、 前記成膜室周囲に、前記成膜室内にマイクロ波電力を供
給する導波管を具備することを特徴とする薄膜形成装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の薄膜形成装置におい
て、 前記導波管は、無端環状導波管であることを特徴とする
薄膜形成装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の薄膜形成装置におい
て、 前記支持体は、前記ターゲット電極と対向する位置に設
置され、 前記導波管は、前記支持体と前記ターゲット電極との間
における前記成膜室の周囲に設けられていることを特徴
とする薄膜形成装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
薄膜形成装置において、 前記ガス導入管は、前記ターゲット電極側に設けられ、
スパッタの際に必要となる第1のガスが導入されるため
の第1のガス導入管と、前記基体側に設けられ、第2の
ガスが導入される第2のガス導入管とから構成されるこ
とを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
薄膜形成装置において、 前記電源は、直流電源であることを特徴とする薄膜形成
装置。 - 【請求項6】 請求項4に記載の薄膜形成装置におい
て、 前記電源は、直流電源であることを特徴とする薄膜形成
装置。 - 【請求項7】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
薄膜形成装置において、 前記電源は、高周波電源であることを特徴とする薄膜形
成装置。 - 【請求項8】 請求項4に記載の薄膜形成装置におい
て、 前記電源は、高周波電源であることを特徴とする薄膜形
成装置。 - 【請求項9】 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の
薄膜形成装置において、 前記電源は、前記ターゲット電極に電力を供給する第1
の電源と、前記支持体に電力を供給する第2の電源とか
ら構成されることを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項10】 請求項4に記載の薄膜形成装置におい
て、 前記電源は、前記ターゲット電極に電力を供給する第1
の電源と、前記支持体に電力を供給する第2の電源とか
ら構成されることを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項11】 請求項9に記載の薄膜形成装置におい
て、 前記第1の電源は、直流電源であり、 前記第2の電源は、高周波電源であり、 前記薄膜を形成する粒子は、Alであることを特徴とす
る薄膜形成装置。 - 【請求項12】 請求項10に記載の薄膜形成装置にお
いて、 前記第1の電源は、直流電源であり、 前記第2の電源は、高周波電源であり、 前記薄膜を形成する粒子は、Alであることを特徴とす
る薄膜形成装置。 - 【請求項13】 請求項1,2,3,5,7または9に
記載の薄膜形成装置において、 前記基体は、レンズであり、 前記薄膜を形成する粒子は、MgF2であることを特徴
とする薄膜形成装置。 - 【請求項14】 請求項4,6,8または10に記載の
薄膜形成装置において、 前記基体は、レンズであり、 前記薄膜を形成する粒子は、MgF2であることを特徴
とする薄膜形成装置。 - 【請求項15】 請求項1,2,3,5,7または9に
記載の薄膜形成装置において、 前記基体は、液晶表示パネル用基板であり、 前記薄膜を形成する粒子は、Siであることを特徴とす
る薄膜形成装置。 - 【請求項16】 請求項4,6,8または10に記載の
薄膜形成装置において、 前記基体は、液晶表示パネル用基板であり、 前記薄膜を形成する粒子は、Siであることを特徴とす
る薄膜形成装置。 - 【請求項17】 請求項4,6,8,10,12,14
または16に記載の薄膜形成装置において、 前記第1のガスは、Arであることを特徴とする薄膜形
成装置。 - 【請求項18】 請求項4,6,8,10,12,1
4,16または17に記載の薄膜形成装置において、 前記第2のガスは、N2であることを特徴とする薄膜形
成装置。 - 【請求項19】 請求項4,6,8,10,12,1
4,16または17に記載の薄膜形成装置において、 前記第2のガスは、O2であることを特徴とする薄膜形
成装置。 - 【請求項20】 請求項4,6,8,10,12,1
4,16または17に記載の薄膜形成装置において、 前記第2のガスは、フッ化物あることを特徴とする薄膜
形成装置。
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JP7280431A JPH09125243A (ja) | 1995-10-27 | 1995-10-27 | 薄膜形成装置 |
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JP (1) | JPH09125243A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014522551A (ja) * | 2011-06-09 | 2014-09-04 | コリア ベーシック サイエンス インスティテュート | ベルト型磁石を含むプラズマ発生源及びこれを用いた薄膜蒸着システム |
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US20060054494A1 (en) * | 2004-09-16 | 2006-03-16 | Veeco Instruments Inc. | Physical vapor deposition apparatus for depositing thin multilayer films and methods of depositing such films |
JP2008181710A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-08-07 | Canon Inc | プラズマ処理装置及び方法 |
KR20140019577A (ko) * | 2012-08-06 | 2014-02-17 | 삼성디스플레이 주식회사 | 박막 증착 장치 및 이를 이용한 박막 증착 방법 |
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US5294320A (en) * | 1990-02-09 | 1994-03-15 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for cleaning a shield in a physical vapor deposition chamber |
JP2989063B2 (ja) * | 1991-12-12 | 1999-12-13 | キヤノン株式会社 | 薄膜形成装置および薄膜形成方法 |
-
1995
- 1995-10-27 JP JP7280431A patent/JPH09125243A/ja active Pending
-
1996
- 1996-10-25 US US08/736,681 patent/US5975012A/en not_active Expired - Fee Related
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JP2014522551A (ja) * | 2011-06-09 | 2014-09-04 | コリア ベーシック サイエンス インスティテュート | ベルト型磁石を含むプラズマ発生源及びこれを用いた薄膜蒸着システム |
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