JPS6067667A - スパッタ蒸着装置 - Google Patents
スパッタ蒸着装置Info
- Publication number
- JPS6067667A JPS6067667A JP17220083A JP17220083A JPS6067667A JP S6067667 A JPS6067667 A JP S6067667A JP 17220083 A JP17220083 A JP 17220083A JP 17220083 A JP17220083 A JP 17220083A JP S6067667 A JPS6067667 A JP S6067667A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- target
- thin film
- sputtering
- magnetic field
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
- C23C14/351—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using a magnetic field in close vicinity to the substrate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明はスパッタリング現象を利用して金属薄膜又は全
屈化合物薄膜を形成するスパッタ蒸着装ｆ道に関するも
のである〇 〔従来技術とその問題点〕 スパッタリング現象を利用した尚膜形成技術は、圧力数
ｍｔｏｒｒ−数１０ ｒｎｔｏｒｒのスパッタガス（Ａ
ｒ又はＭ十反応性ガス）をグロー放′Ｉ程させ、放電空
間中のスパッタガスイオンをターゲット近傍に発生する
強電界領域で加速して、ターゲットに衝突させて、ター
ゲラ） ’Ｐ／ｌ質をスパッタ［７、このスパッタ粒子
をターゲットと対向して設置し７ヒ基板上に薄膜として
堆積する技術である。このスパッタ蒸着技術においては
、基板表面が直接放ｉｔＬ墾間に晒されるため、荷電粒
子入射による基板表面温度上昇が起り、低温（１００℃
〜８肢）で熱変形を起す基材（高分子フィルム・ソート
）上に薄膜を形成する事は困難である。
屈化合物薄膜を形成するスパッタ蒸着装ｆ道に関するも
のである〇 〔従来技術とその問題点〕 スパッタリング現象を利用した尚膜形成技術は、圧力数
ｍｔｏｒｒ−数１０ ｒｎｔｏｒｒのスパッタガス（Ａ
ｒ又はＭ十反応性ガス）をグロー放′Ｉ程させ、放電空
間中のスパッタガスイオンをターゲット近傍に発生する
強電界領域で加速して、ターゲットに衝突させて、ター
ゲラ） ’Ｐ／ｌ質をスパッタ［７、このスパッタ粒子
をターゲットと対向して設置し７ヒ基板上に薄膜として
堆積する技術である。このスパッタ蒸着技術においては
、基板表面が直接放ｉｔＬ墾間に晒されるため、荷電粒
子入射による基板表面温度上昇が起り、低温（１００℃
〜８肢）で熱変形を起す基材（高分子フィルム・ソート
）上に薄膜を形成する事は困難である。
基板温度上昇を抑制するスパック技術としてはマグネト
ロンタイプのスパッタ蒸着法が考案され己に芙用に供さ
れている。マクネトロンスパッタ法においては、ターゲ
ット近傍の強電昇′ｉ迫域に、この強電界と直交する磁
場を形成し、放’ＩＩ＋’、’ ７ｔ２間中の電子を、
電界と磁界の両方に直交する方向にマグネトロン運動さ
せる事によって４１１ｉ促しで、基板側への電子の流入
を抑制し、その結果とし、て基板表面温度の上昇を抑え
ている。しかしながらとのマグネトロンスパッタ法では
、ターゲットの浸蝕が一般的に著しく不均一であり、（
リターゲットの利用率が悪い、（１り不均一な浸蝕の進
行に伴って、ターゲット近傍の磁界強度分布及び電界強
度分布が継時変化し、ｊ皮質の制御がｔｌ［がしい、と
いつた欠点がある。
ロンタイプのスパッタ蒸着法が考案され己に芙用に供さ
れている。マクネトロンスパッタ法においては、ターゲ
ット近傍の強電昇′ｉ迫域に、この強電界と直交する磁
場を形成し、放’ＩＩ＋’、’ ７ｔ２間中の電子を、
電界と磁界の両方に直交する方向にマグネトロン運動さ
せる事によって４１１ｉ促しで、基板側への電子の流入
を抑制し、その結果とし、て基板表面温度の上昇を抑え
ている。しかしながらとのマグネトロンスパッタ法では
、ターゲットの浸蝕が一般的に著しく不均一であり、（
リターゲットの利用率が悪い、（１り不均一な浸蝕の進
行に伴って、ターゲット近傍の磁界強度分布及び電界強
度分布が継時変化し、ｊ皮質の制御がｔｌ［がしい、と
いつた欠点がある。
本発明は、ターゲットの浸蝕が一様に進行する非マグネ
トロンタイプのスパッタ蒸着装置δにおいて、薄膜形成
中の基板表面温度上昇を抑制する為になされたものであ
り、基板面近傍のグロー領域中に基板面と平行な磁場を
形成する磁石を設置した事を特徴とするスパッタ蒸着装
置を提供するものである。
トロンタイプのスパッタ蒸着装置δにおいて、薄膜形成
中の基板表面温度上昇を抑制する為になされたものであ
り、基板面近傍のグロー領域中に基板面と平行な磁場を
形成する磁石を設置した事を特徴とするスパッタ蒸着装
置を提供するものである。
本発明は、スパッタリング現象を利用して金Ｒ薄膜又は
金属化合′吻薄膜を形成するスパッタ蒸着装置において
、薄膜を形成する基板面近傍のグロー領域中に基板Ｉ／
１１に平行な磁場を形成する為の磁石を、基板背部又は
基板横部に配置し、基板方向に飛来する゛電子を前記磁
場で捕捉して基板表面へ・の入射を抑制する事により基
板表面温度の上昇を防ぎ、その結果として使用ＬｉＪ能
な基板材料の選択性を向上するものである。
金属化合′吻薄膜を形成するスパッタ蒸着装置において
、薄膜を形成する基板面近傍のグロー領域中に基板Ｉ／
１１に平行な磁場を形成する為の磁石を、基板背部又は
基板横部に配置し、基板方向に飛来する゛電子を前記磁
場で捕捉して基板表面へ・の入射を抑制する事により基
板表面温度の上昇を防ぎ、その結果として使用ＬｉＪ能
な基板材料の選択性を向上するものである。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例の第１り成図である。第１図
において、１は真空容器、２は該’ｆｉ器に連】１すす
るガス導入系、３は前記容器の排気系、４ｃ１ターゲツ
トホルダー、５は該ホルダに収約される水冷パイプ、６
はシールド、７はクーゲ；ント（拐質：Ｆｅ）、８は該
ターゲットに高岡ｉ！’−（１３，５Ｇ Ｊ’＋ＨＩ
ｙ、 ）を供給する電源回路、９は基板ポルクー、］１
．ｔこのホルダーに収納される水冷パイプ、１１は基板
（材質： ＰＭＭＡ）、１２はバイメタル熱′１；Ｌ対
、第３は飽和磁化ＩＫＧの永久磁子］、＋ ４１１ ｔ
ｉ／（（の石支持台である。
において、１は真空容器、２は該’ｆｉ器に連】１すす
るガス導入系、３は前記容器の排気系、４ｃ１ターゲツ
トホルダー、５は該ホルダに収約される水冷パイプ、６
はシールド、７はクーゲ；ント（拐質：Ｆｅ）、８は該
ターゲットに高岡ｉ！’−（１３，５Ｇ Ｊ’＋ＨＩ
ｙ、 ）を供給する電源回路、９は基板ポルクー、］１
．ｔこのホルダーに収納される水冷パイプ、１１は基板
（材質： ＰＭＭＡ）、１２はバイメタル熱′１；Ｌ対
、第３は飽和磁化ＩＫＧの永久磁子］、＋ ４１１ ｔ
ｉ／（（の石支持台である。
以上の構成により、先ずυ１気７．＝ ３１（−、＋：
−、−＋−谷器ｊ内部を排出する。次に、后１人糸２
にょっで流融１０ ｓｃｃｍ程度に維持した］＼ｒカス
を７１器Ｊに供給し・容器内ガス圧力を１０ ｍｔ ｏ
ｒ ｒ ４ｅ、、”） ｌルに保ち、水冷パイプ５．１
０に冷却水を流しターゲット７と基板１１を冷却１−る
。その後、几Ｆ電源８を投入して、ターゲット７と基板
１１の間に一様で安定なプラズマを励起すると、ターゲ
ット近傍（この場合、ターゲット面から基板面方向へ２
ｃｍ程度の領域）には、数１００ Ｖ／ｃｒｎ、の高電
界領域を形成し、その他の放電空間は数Ｖ／ｌｙｎの弱
電界発光領域で満される。この発光領域中のＡｒ＋イオ
ンの一部は前記高電界領域でターゲツト面に向けて加速
され、ターゲットに入射してスパッタリングを生じ、ス
パッタされたＦｅ原子はＰＭＭＡ基板ｌｌ上にＦｅ薄膜
を形成する。本実施例においてはｌ’（Ｆ電力を１ｋＷ
とし、１０分間スパッタリングを継続して約３５０ＯＡ
の薄＋ｙを基板上に形成した。
−、−＋−谷器ｊ内部を排出する。次に、后１人糸２
にょっで流融１０ ｓｃｃｍ程度に維持した］＼ｒカス
を７１器Ｊに供給し・容器内ガス圧力を１０ ｍｔ ｏ
ｒ ｒ ４ｅ、、”） ｌルに保ち、水冷パイプ５．１
０に冷却水を流しターゲット７と基板１１を冷却１−る
。その後、几Ｆ電源８を投入して、ターゲット７と基板
１１の間に一様で安定なプラズマを励起すると、ターゲ
ット近傍（この場合、ターゲット面から基板面方向へ２
ｃｍ程度の領域）には、数１００ Ｖ／ｃｒｎ、の高電
界領域を形成し、その他の放電空間は数Ｖ／ｌｙｎの弱
電界発光領域で満される。この発光領域中のＡｒ＋イオ
ンの一部は前記高電界領域でターゲツト面に向けて加速
され、ターゲットに入射してスパッタリングを生じ、ス
パッタされたＦｅ原子はＰＭＭＡ基板ｌｌ上にＦｅ薄膜
を形成する。本実施例においてはｌ’（Ｆ電力を１ｋＷ
とし、１０分間スパッタリングを継続して約３５０ＯＡ
の薄＋ｙを基板上に形成した。
第２図は、第１図における基板１１、熱電対１２及び永
久磁石１３をターゲット７側から見込んだ構成図である
。第２図において、Ｂは永久磁石１３の形式する磁場、
巳はプラズマ発光部の弱電界（数Ｖ／α ）、ｅ−は電
子を示す。さて、スパッタリングによる薄膜形成中には
プラズマ発光部中の電子の一部が基板面・１１側へ拡散
するが、この電子ｅ−は磁場Ｂに捕骨されＢの１わりを
旋回しながら、８ＸＥの方向へドリフトして、２１ｔλ
２図に示される様に基板上から追い出される。基板」二
に設置したバイメタル熱電対１２の指示値は、Ｉｔ、Ｆ
パワー投入前に２０（℃）、１０パノくクー１ｋＷで１
０ ｍｉｎスパッタを継続（約３５００λσゴト゛（！
薄膜形成）後、７０ （℃）であり、１！ Ｍ Ｍ Ａ
ノ１（板′ｊ゛１上にクラックの女いＦｅ膜が形成され
た。
久磁石１３をターゲット７側から見込んだ構成図である
。第２図において、Ｂは永久磁石１３の形式する磁場、
巳はプラズマ発光部の弱電界（数Ｖ／α ）、ｅ−は電
子を示す。さて、スパッタリングによる薄膜形成中には
プラズマ発光部中の電子の一部が基板面・１１側へ拡散
するが、この電子ｅ−は磁場Ｂに捕骨されＢの１わりを
旋回しながら、８ＸＥの方向へドリフトして、２１ｔλ
２図に示される様に基板上から追い出される。基板」二
に設置したバイメタル熱電対１２の指示値は、Ｉｔ、Ｆ
パワー投入前に２０（℃）、１０パノくクー１ｋＷで１
０ ｍｉｎスパッタを継続（約３５００λσゴト゛（！
薄膜形成）後、７０ （℃）であり、１！ Ｍ Ｍ Ａ
ノ１（板′ｊ゛１上にクラックの女いＦｅ膜が形成され
た。
一方、第１図において、永久磁石１３をｌＸｔ？去した
構成において、上述したと同一σ川’、’ｊ ＩｆＩＡ
形成を行った場合、熱電対１２の指示値ｄ１、Ｊ？、
Ｆ・ζソー投入前に２ｏ（℃）、ＲＦパワー］ ｋＷで
１ （ｌ ｍｉｎスパッタ後、１４０（℃）に上Ｊｊ１
シ、ＩＪへ、１へ１八基板（熱変形温度″：９０℃）は
熱変形を起ｌ１７、ｊ！λ面に大量のクラックを発生し
た。
構成において、上述したと同一σ川’、’ｊ ＩｆＩＡ
形成を行った場合、熱電対１２の指示値ｄ１、Ｊ？、
Ｆ・ζソー投入前に２ｏ（℃）、ＲＦパワー］ ｋＷで
１ （ｌ ｍｉｎスパッタ後、１４０（℃）に上Ｊｊ１
シ、ＩＪへ、１へ１八基板（熱変形温度″：９０℃）は
熱変形を起ｌ１７、ｊ！λ面に大量のクラックを発生し
た。
上記実施例に述べた如く、永久磁石１３により形成する
基板に平行な磁場Ｂによって４（（板間−＼の電子入射
が抑制され、基板表面温ｌ及の上昇を、■ＬＦパワー１
ｋＷ時において、１２０℃／１０口山１ から６０℃
／１０ｍ１ｎ へ低減する事ができた。さらに、上記実
施例はマグネトロンタイプのスパッタ法ヲ使用していな
いので、ターゲットの浸蝕は一様に進行し、長期に渡り
膜質の再現性は良好であり、ターゲットの使用率も高い
。
基板に平行な磁場Ｂによって４（（板間−＼の電子入射
が抑制され、基板表面温ｌ及の上昇を、■ＬＦパワー１
ｋＷ時において、１２０℃／１０口山１ から６０℃
／１０ｍ１ｎ へ低減する事ができた。さらに、上記実
施例はマグネトロンタイプのスパッタ法ヲ使用していな
いので、ターゲットの浸蝕は一様に進行し、長期に渡り
膜質の再現性は良好であり、ターゲットの使用率も高い
。
本技術を用いれば、低熱変形温度の基板（例えばフェノ
ール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂。
ール樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂。
ポリエチレン、ポリスチレン、ＡＢ８１１脂、ポリプロ
ピレン、ポリアミド、ポリアセタール、メタクリル、ポ
リカーボネイト、弗素樹脂）上に、長期に渡シ膜質再現
性の良好な金属薄膜又は金属化合物薄膜をスパッタ蒸着
する事ができる。
ピレン、ポリアミド、ポリアセタール、メタクリル、ポ
リカーボネイト、弗素樹脂）上に、長期に渡シ膜質再現
性の良好な金属薄膜又は金属化合物薄膜をスパッタ蒸着
する事ができる。
前記実施例では、ＲＦスパッタリングによりＦｅ膜を形
成した例をとりあげたが、本発明は電源の種類及びター
クーットの種類に制約をうけないのは自明であり、例え
ばＤＣスパッタリングでも適用されるものである。又、
ターゲットの浸蝕が一様に進行しなく−Ｃも枯わない場
合は、マグネトロンタイプのスパッタ蒸着にも適用され
る（その場合は、ターゲット近傍の高密度マグネｌロン
プラズマ領域から逸脱し基板側へ飛来する′１Ｌ子の基
板入射を防ぎ、基板温度上昇をより一層抑制する）。
成した例をとりあげたが、本発明は電源の種類及びター
クーットの種類に制約をうけないのは自明であり、例え
ばＤＣスパッタリングでも適用されるものである。又、
ターゲットの浸蝕が一様に進行しなく−Ｃも枯わない場
合は、マグネトロンタイプのスパッタ蒸着にも適用され
る（その場合は、ターゲット近傍の高密度マグネｌロン
プラズマ領域から逸脱し基板側へ飛来する′１Ｌ子の基
板入射を防ぎ、基板温度上昇をより一層抑制する）。
第１図は本発明の一実施例の（；り成図、第２図は第１
図の一部を別角度から観たオｈ成図である。 １・・・真空容器、２・・・ガス供給系、３・・・１」
１気系、４・・・ターゲットホルダ、５・・・水冷パイ
プ、６・・・シールド、７・・・ターゲット、８・・・
ＲＦ ？ｉＴ、 （ｆｉ、λ回路、９・・・基板ホルダ
、１０・・・水冷バイブ、１１・・・基板、１２・・熱
電対、１３・・・永久磁石。
図の一部を別角度から観たオｈ成図である。 １・・・真空容器、２・・・ガス供給系、３・・・１」
１気系、４・・・ターゲットホルダ、５・・・水冷パイ
プ、６・・・シールド、７・・・ターゲット、８・・・
ＲＦ ？ｉＴ、 （ｆｉ、λ回路、９・・・基板ホルダ
、１０・・・水冷バイブ、１１・・・基板、１２・・熱
電対、１３・・・永久磁石。
Claims (1)
- スパッタガス供給手段と排気手段とを有する真窒容器と
、この容器内に収約された支持台と、該支持台上に配置
された基板と、この基板に対向して設置されたターゲッ
トと、このターゲットに電力を供給する電源とを具備し
、前記基板面近傍のグロー領域中に基板面に平行な磁場
を形成する磁石を設置した事を萄徴とするスパッタ蒸着
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17220083A JPS6067667A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | スパッタ蒸着装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17220083A JPS6067667A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | スパッタ蒸着装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6067667A true JPS6067667A (ja) | 1985-04-18 |
Family
ID=15937435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17220083A Pending JPS6067667A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | スパッタ蒸着装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6067667A (ja) |
-
1983
- 1983-09-20 JP JP17220083A patent/JPS6067667A/ja active Pending
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