JPS6230876A - 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 - Google Patents
対向タ−ゲツト式スパツタ装置Info
- Publication number
- JPS6230876A JPS6230876A JP16836985A JP16836985A JPS6230876A JP S6230876 A JPS6230876 A JP S6230876A JP 16836985 A JP16836985 A JP 16836985A JP 16836985 A JP16836985 A JP 16836985A JP S6230876 A JPS6230876 A JP S6230876A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- sputtering
- space
- chamber
- thin film
- 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
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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】
技術分野
本発明は、対向ターゲット式スパッタ装置に関する。
従来技術
近年、超ＬＳＩ、光通信用機能デバイス、超高密度記録
用素子等を作成するための薄膜技術の研究・開発が盛ん
に行われている。何れにしても、この種の薄膜を作製す
る場合、その膜特性としては次のような要件を満足する
ことが要求される。
用素子等を作成するための薄膜技術の研究・開発が盛ん
に行われている。何れにしても、この種の薄膜を作製す
る場合、その膜特性としては次のような要件を満足する
ことが要求される。
■表面平滑性が良いこと、■結晶性が良いこと。
■良質の薄膜が低い基板温度で作製することが可能なこ
と。■基板との接着強度が充分に強いことである。
と。■基板との接着強度が充分に強いことである。
このような観点から、従来の薄膜作製方式を見た場合、
特開昭５８−３１０８１号公報、特開昭６０−４６３６
９号公報、特開昭６０−４６３７０号公報等に示される
対向ターゲッ！一式スパッタ方式が、従来のマグネトロ
ン方式や直流又は高周波スパッタ方式に比べ、表面平滑
性や結晶性が良好で、かつ、ターゲットと薄膜との組成
ずれが少ないというメリットを有する方式と言える。つ
まり、このような対向ターゲット式スパッタ方式は、従
来の基板・ターゲット対向方式と異なり、一対のターゲ
ラ１〜を空間を介して対向させてその空間の側方にてこ
の空間に対面するように基板を設けるものである。
特開昭５８−３１０８１号公報、特開昭６０−４６３６
９号公報、特開昭６０−４６３７０号公報等に示される
対向ターゲッ！一式スパッタ方式が、従来のマグネトロ
ン方式や直流又は高周波スパッタ方式に比べ、表面平滑
性や結晶性が良好で、かつ、ターゲットと薄膜との組成
ずれが少ないというメリットを有する方式と言える。つ
まり、このような対向ターゲット式スパッタ方式は、従
来の基板・ターゲット対向方式と異なり、一対のターゲ
ラ１〜を空間を介して対向させてその空間の側方にてこ
の空間に対面するように基板を設けるものである。
ところが、このようなメリツ１−を有する対向ターゲッ
ト式スパッタ方式においても、良質の薄膜を作製する時
の基板温度は従前の方式よりも低いものの、材料によっ
ては依然として６００〜８００℃程度必要とする場合が
あり、低い基板温度で薄膜作製という要求には満足でき
ないものである。
ト式スパッタ方式においても、良質の薄膜を作製する時
の基板温度は従前の方式よりも低いものの、材料によっ
ては依然として６００〜８００℃程度必要とする場合が
あり、低い基板温度で薄膜作製という要求には満足でき
ないものである。
目的
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、表面平
滑性、結晶性が良好というメリットを生かしつつ、低い
基板温度で良好なる膜を作製することができる対向ター
ゲット式スパッタ装置を得ることを目的とする。
滑性、結晶性が良好というメリットを生かしつつ、低い
基板温度で良好なる膜を作製することができる対向ター
ゲット式スパッタ装置を得ることを目的とする。
構成
本発明は、上記目的を達成するため、チャンバー内に一
対のターゲットをそのスパッタ面が空間を隔てて平行に
対面するように設けるとともにスパッタ面に垂直な方向
の磁界を発生させる磁界発生手段を設け、ターゲラ１−
間の空間の側方にてこの空間に対面するように配置した
基板上に膜を形成するようにした対向ターゲット式スパ
ッタ装置において、チャンバー内にスパッタ時に」Ｉ（
板に向けてイオンを照射させるイオンガンを設けたこと
を特徴とするものである。
対のターゲットをそのスパッタ面が空間を隔てて平行に
対面するように設けるとともにスパッタ面に垂直な方向
の磁界を発生させる磁界発生手段を設け、ターゲラ１−
間の空間の側方にてこの空間に対面するように配置した
基板上に膜を形成するようにした対向ターゲット式スパ
ッタ装置において、チャンバー内にスパッタ時に」Ｉ（
板に向けてイオンを照射させるイオンガンを設けたこと
を特徴とするものである。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。ま
ず、対向ターゲツＩ一式スパッタ装置としての基本構成
及びその薄膜作製動作について説明する。スパッタガス
導入口１及び排気口２を有するチャンバー３内には一対
のターゲラ１−４ａ、４ｂが空間５を介して平行に対向
配置させて設けられている。これらのターゲラ１〜４ａ
、４ｂは各々ターゲラ１へホルダー６ａ、Ｇｂにより支
持され。
ず、対向ターゲツＩ一式スパッタ装置としての基本構成
及びその薄膜作製動作について説明する。スパッタガス
導入口１及び排気口２を有するチャンバー３内には一対
のターゲラ１−４ａ、４ｂが空間５を介して平行に対向
配置させて設けられている。これらのターゲラ１〜４ａ
、４ｂは各々ターゲラ１へホルダー６ａ、Ｇｂにより支
持され。
かつ、シールドリング７ａ、７ｂによりシールド保護さ
れている。又、ターゲットホルダーＧａ。
れている。又、ターゲットホルダーＧａ。
Ｇｂ内は空調構造とされ、冷却水の供給管８ａ。
８ｂと排出管９ａ、９ｂとが設けられて冷却可能とされ
ている。そして、このターゲラ１−ホルダー６ａ、６ｂ
は絶縁部材１０ａ、１０ｂを介して前記チャンバー３に
取付けられている。更に、このターゲットホルダー６ａ
、６ｂ内には磁界発生手段となる永久磁石１１ａ、ｌｌ
ｂが設けられ、ターゲラｈ４ａ、４ｂのスパッタ面４ａ
’ 、４ｂ’全面に渡ってこのスパッタ面４ａ’ 、４
ｂ’ に垂直な磁界が発生するように設定されている。
ている。そして、このターゲラ１−ホルダー６ａ、６ｂ
は絶縁部材１０ａ、１０ｂを介して前記チャンバー３に
取付けられている。更に、このターゲットホルダー６ａ
、６ｂ内には磁界発生手段となる永久磁石１１ａ、ｌｌ
ｂが設けられ、ターゲラｈ４ａ、４ｂのスパッタ面４ａ
’ 、４ｂ’全面に渡ってこのスパッタ面４ａ’ 、４
ｂ’ に垂直な磁界が発生するように設定されている。
そして、前記ターゲラｈ４ａ、４ｂによる空間５の側方
にてこの空間５に対面させた基板１２が基板ホルダー１
３により支持されて設けられている。
にてこの空間５に対面させた基板１２が基板ホルダー１
３により支持されて設けられている。
このような基本構成の下、図示しない排気系により排気
口２を通してチャンバー３内を排気した後、図示しない
ガス導入系から導入口１からアルゴンガス等のスパッタ
ガスを導入する。同時に。
口２を通してチャンバー３内を排気した後、図示しない
ガス導入系から導入口１からアルゴンガス等のスパッタ
ガスを導入する。同時に。
スパッタ准源によりチャンバー３を陽極をアースし、タ
ーゲット４ａ、４ｂを陰極としてスパッタ電力を供給す
る。この時、永久磁石１１ａ、１１ｂによりターゲラ１
〜４ａ、４ｂのスパッタ面４ａ’、４ｂ、’ に垂直な
磁界が発生しており、スパッタが行われ、基板１２上に
ターゲラ１〜４ａ、４ｂに対応した組成の薄膜が形成さ
れるものである。
ーゲット４ａ、４ｂを陰極としてスパッタ電力を供給す
る。この時、永久磁石１１ａ、１１ｂによりターゲラ１
〜４ａ、４ｂのスパッタ面４ａ’、４ｂ、’ に垂直な
磁界が発生しており、スパッタが行われ、基板１２上に
ターゲラ１〜４ａ、４ｂに対応した組成の薄膜が形成さ
れるものである。
つまり、スパッタ時に永久磁石１１ａ、ｌｌｂによりス
パッタ面４ａ’ 、４ｂ’ に垂直な磁界が印加されて
いるので、対向するターゲット４ａ、４ｂ間の空間５内
に高エネルギーの電子が閉じ込められ、ここでのスパッ
タガスのイオン化が促進されてスパッタ速度が速くなり
、高速にて薄膜を形成することができる。そして、基板
１２が直接ターゲラ１−に対向せず空間５に対面するよ
うに側方に配置されているので、基板１２上へのイオン
や電子の衝突が殆どなくなるものである。更に、磁界が
全体としてターゲット４ａ、４ｂの垂直方向に印加され
ているので、このターゲラ１〜４ａ、４ｂの材料に磁性
材料を用いても有効に磁界が作用し、高速で膜形成する
ことができるものとなる。
パッタ面４ａ’ 、４ｂ’ に垂直な磁界が印加されて
いるので、対向するターゲット４ａ、４ｂ間の空間５内
に高エネルギーの電子が閉じ込められ、ここでのスパッ
タガスのイオン化が促進されてスパッタ速度が速くなり
、高速にて薄膜を形成することができる。そして、基板
１２が直接ターゲラ１−に対向せず空間５に対面するよ
うに側方に配置されているので、基板１２上へのイオン
や電子の衝突が殆どなくなるものである。更に、磁界が
全体としてターゲット４ａ、４ｂの垂直方向に印加され
ているので、このターゲラ１〜４ａ、４ｂの材料に磁性
材料を用いても有効に磁界が作用し、高速で膜形成する
ことができるものとなる。
これが対向ターゲツ！一式スパッタ方式のメリットであ
る。
る。
しかして、本実施例では、このような対向ターゲット式
スパッタ装置において、チャンバー３内にイオンガン１
４を設けるものである。このイオンガン１４は前記基板
１２に向けて配置されてイオンガン支持棒１５により支
持されている。このようなイオンガン１４を設けてスパ
ッタ時に基板１２に向けて低エネルギーのイオンを照射
させることにより基板１２の温度が低い条件でも薄膜を
良好に形成できるものである。二の点について、以下に
示す具体例により説明する。
スパッタ装置において、チャンバー３内にイオンガン１
４を設けるものである。このイオンガン１４は前記基板
１２に向けて配置されてイオンガン支持棒１５により支
持されている。このようなイオンガン１４を設けてスパ
ッタ時に基板１２に向けて低エネルギーのイオンを照射
させることにより基板１２の温度が低い条件でも薄膜を
良好に形成できるものである。二の点について、以下に
示す具体例により説明する。
具体例１
スパッタ材料としてＺｎＯ（酸化亜鉛）を用い、基Ｆｉ
１２としてガラスを用い、この基板ガラス上にＺｎＯの
Ｃ軸配向ｖＳを以下の条件により形成する。
１２としてガラスを用い、この基板ガラス上にＺｎＯの
Ｃ軸配向ｖＳを以下の条件により形成する。
条件
ｄ、ターゲット４ａ、４ｂ：樅１００＋ｎｍ、横２０Ｏ
Ｒ１１，厚さ５ｎｗｕのＺｎ○焼結体す、基板１２：直
径］、 ２０ ａｎのガラスＣ，ガス圧： ４ 、 Ｏ
Ｘ１Ｏ−２Ｔｏｒｒ （アルゴンと酸素との混合ガス
（ＰＡｒ： Ｐｏｚ：１ ： １）を使用） ｄ、放電型カニ ２００Ｗ （直流スパッタ）ｅ、イオ
ンガン１４： 方式・・・カウフマン型 ビーｌＸ電圧・・・５０Ｖ グリッド・基板間距離（基板中央までの距離）・・・２
００１ｍ イオン電流密度・・０．０４ｍＡ／ａ＆イオン種・・・
Ａｒ” このような条件下に、まず、チャンバー３内を６ 、
ＯＸ １０−’Ｔｏｒｒに排気した後、所定の圧力４
、 ＯＸ Ｌ Ｏ−”Ｔｏｒｒにアルゴンと酸素との混
合ガスを導入する。そして、基板１２のプレクリーニン
グを兼ねてイオンガン１４によりイオンを照射する。こ
のようなプレクリーニングを３０分間行う。次に、イオ
ンガン１４のチャツタ−を閉じてターゲット４ａ、４ｂ
間で放電を開始させてプレスパツタを３０分間行う。こ
のプレスパツタ中にイオンガン１４のイオン照射条件を
前述した条件に設定し、チャツタ−を開放させてＡｒ＋
のイオンを基板１２に照射させながら本スパッタを行う
ものである。このような本スパッタ中に薄膜が形成され
る基板１２の温度を熱電対１６によりモニターしたもの
である。このように形成したＺｎＯの薄膜の膜厚ｔはｔ
＝０．３０μｍとなったものである。
Ｒ１１，厚さ５ｎｗｕのＺｎ○焼結体す、基板１２：直
径］、 ２０ ａｎのガラスＣ，ガス圧： ４ 、 Ｏ
Ｘ１Ｏ−２Ｔｏｒｒ （アルゴンと酸素との混合ガス
（ＰＡｒ： Ｐｏｚ：１ ： １）を使用） ｄ、放電型カニ ２００Ｗ （直流スパッタ）ｅ、イオ
ンガン１４： 方式・・・カウフマン型 ビーｌＸ電圧・・・５０Ｖ グリッド・基板間距離（基板中央までの距離）・・・２
００１ｍ イオン電流密度・・０．０４ｍＡ／ａ＆イオン種・・・
Ａｒ” このような条件下に、まず、チャンバー３内を６ 、
ＯＸ １０−’Ｔｏｒｒに排気した後、所定の圧力４
、 ＯＸ Ｌ Ｏ−”Ｔｏｒｒにアルゴンと酸素との混
合ガスを導入する。そして、基板１２のプレクリーニン
グを兼ねてイオンガン１４によりイオンを照射する。こ
のようなプレクリーニングを３０分間行う。次に、イオ
ンガン１４のチャツタ−を閉じてターゲット４ａ、４ｂ
間で放電を開始させてプレスパツタを３０分間行う。こ
のプレスパツタ中にイオンガン１４のイオン照射条件を
前述した条件に設定し、チャツタ−を開放させてＡｒ＋
のイオンを基板１２に照射させながら本スパッタを行う
ものである。このような本スパッタ中に薄膜が形成され
る基板１２の温度を熱電対１６によりモニターしたもの
である。このように形成したＺｎＯの薄膜の膜厚ｔはｔ
＝０．３０μｍとなったものである。
このようにＺｎＯ薄膜形成につき、対向ターゲット式に
イオンガン１４を付加した本方式による場合と、対向タ
ーゲット式のみの従来方式による場合とで比較してみる
と、次表のような結果が得られたものである。
イオンガン１４を付加した本方式による場合と、対向タ
ーゲット式のみの従来方式による場合とで比較してみる
と、次表のような結果が得られたものである。
このように、この具体例１によれば、ＺｎＯ薄膜の表面
粗さを損うことなく、Ｃ軸配向基板温度を７５℃まで低
下させることができ、低い基板温度で薄膜を形成すると
いう要求を満足するものとなる。
粗さを損うことなく、Ｃ軸配向基板温度を７５℃まで低
下させることができ、低い基板温度で薄膜を形成すると
いう要求を満足するものとなる。
具体例２
スパッタ材料としてＢａ０・６Ｆｅ２０．（バリウ１１
フエライ１−）を用い、基板１２としてガラスを用い、
この基板ガラス上にＢａ０・６Ｆｅ２Ｑ３のＣ軸配向膜
を以下の条件により形成する。
フエライ１−）を用い、基板１２としてガラスを用い、
この基板ガラス上にＢａ０・６Ｆｅ２Ｑ３のＣ軸配向膜
を以下の条件により形成する。
条件
ａ、ターゲット４ａ、４ｂ：Ｂａ０・６Ｆｅ２０３ｂ、
基板１２：直径１２０■のガラス Ｃ，ガス圧： ２ 、 ＯＸ １０−３Ｔｏｒｒ （ア
ルゴンと酸素との混合ガス（ＰＡｒ： Ｐｏ、＝１０
： Ｌ）を使用） ｄ、放電型カニ２００Ｗ（直流スパッタ）ｅ、基板加熱
温度： ２００℃ ｆ、イオンガン１４：具体例１と同じ条件つまり、この
具体例２ではプレスパツタ中に基板１２を２００℃に加
熱昇温させるものであるが、その他は具体例１の場合と
同様にしてＢａＯ・６Ｆｅ２０．の薄膜を形成したもの
である。このＢａＯ・６ Ｆ ｃ ２０３の薄膜の膜厚
ｔはｔ＝０．５０μｍとなったものである。
基板１２：直径１２０■のガラス Ｃ，ガス圧： ２ 、 ＯＸ １０−３Ｔｏｒｒ （ア
ルゴンと酸素との混合ガス（ＰＡｒ： Ｐｏ、＝１０
： Ｌ）を使用） ｄ、放電型カニ２００Ｗ（直流スパッタ）ｅ、基板加熱
温度： ２００℃ ｆ、イオンガン１４：具体例１と同じ条件つまり、この
具体例２ではプレスパツタ中に基板１２を２００℃に加
熱昇温させるものであるが、その他は具体例１の場合と
同様にしてＢａＯ・６Ｆｅ２０．の薄膜を形成したもの
である。このＢａＯ・６ Ｆ ｃ ２０３の薄膜の膜厚
ｔはｔ＝０．５０μｍとなったものである。
このようにＢａＯ・ＧＦｅ２０□薄膜形成につき、対向
ターゲット式にイオンガン１４を付加した本方式による
場合と、対向ターゲット式のみの従来方式による場合と
で比較してみると、次表のような結果が得られたもので
ある。
ターゲット式にイオンガン１４を付加した本方式による
場合と、対向ターゲット式のみの従来方式による場合と
で比較してみると、次表のような結果が得られたもので
ある。
このように、この具体例２の場合も、Ｂａ０・６Ｆｅ２
０．薄膜の表面粗さを損うことなく、゛Ｃ軸配向基板温
度を２００℃程度まで低下させることができ、低い基板
温度で薄膜を形成するという要求を満足するものとなる
。
０．薄膜の表面粗さを損うことなく、゛Ｃ軸配向基板温
度を２００℃程度まで低下させることができ、低い基板
温度で薄膜を形成するという要求を満足するものとなる
。
効果
本発明は、上述したようにチャンバー内にイオンガンを
設けて、対向ターゲット式によるスパッタ時にこのイオ
ンガンによってイオンを照射させるようにしたので、対
向ターゲット式スパッタによる表面平滑性、結晶性の良
好さを維持しながら、低い基板温度によって基板上に薄
膜を形成させることができ、薄膜形成条件をより有利な
ものとすることができるものである。
設けて、対向ターゲット式によるスパッタ時にこのイオ
ンガンによってイオンを照射させるようにしたので、対
向ターゲット式スパッタによる表面平滑性、結晶性の良
好さを維持しながら、低い基板温度によって基板上に薄
膜を形成させることができ、薄膜形成条件をより有利な
ものとすることができるものである。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は概略平
面図、第２図はその概略側面図である。 ３・・・チャンバー、４ａ、４ｂ・・・ターゲラＩ・、
４１ 、４ ｂ ／ 、、・スパッタ面、５・・・空間
、１１ ａ 。 １１ｂ・・・永久磁石（磁界発生手段）、１２・・・基
板、１４・・・イオンガン
面図、第２図はその概略側面図である。 ３・・・チャンバー、４ａ、４ｂ・・・ターゲラＩ・、
４１ 、４ ｂ ／ 、、・スパッタ面、５・・・空間
、１１ ａ 。 １１ｂ・・・永久磁石（磁界発生手段）、１２・・・基
板、１４・・・イオンガン
Claims (1)
- チャンバー内に一対のターゲットをそのスパッタ面が空
間を隔てて平行に対面するように設けるとともに前記ス
パッタ面に垂直な方向の磁界を発生させる磁界発生手段
を設け、前記ターゲット間の空間の側方にてこの空間に
対面するように配置した基板上に膜を形成するようにし
た対向ターゲット式スパッタ装置において、前記チャン
バー内にスパッタ時に前記基板に向けてイオンを照射さ
せるイオンガンを設けたことを特徴とする対向ターゲッ
ト式スパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16836985A JPS6230876A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16836985A JPS6230876A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230876A true JPS6230876A (ja) | 1987-02-09 |
Family
ID=15866813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16836985A Pending JPS6230876A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6230876A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01226734A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-11 | Res Dev Corp Of Japan | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導薄膜の製造方法 |
| JPH02189973A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | 受光素子の製造方法 |
-
1985
- 1985-07-30 JP JP16836985A patent/JPS6230876A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01226734A (ja) * | 1988-03-04 | 1989-09-11 | Res Dev Corp Of Japan | Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系超伝導薄膜の製造方法 |
| JPH02189973A (ja) * | 1989-01-18 | 1990-07-25 | Oki Electric Ind Co Ltd | 受光素子の製造方法 |
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