JPH06330303A - Device for forming thin film - Google Patents
Device for forming thin filmInfo
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- JPH06330303A JPH06330303A JP11484293A JP11484293A JPH06330303A JP H06330303 A JPH06330303 A JP H06330303A JP 11484293 A JP11484293 A JP 11484293A JP 11484293 A JP11484293 A JP 11484293A JP H06330303 A JPH06330303 A JP H06330303A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリングによる
薄膜形成装置に関し、特に基板表面に２種以上の薄膜を
形成する場合に用いて好ましい薄膜形成装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film forming apparatus by sputtering, and more particularly to a thin film forming apparatus preferable for forming two or more kinds of thin films on the surface of a substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】薄膜形成方法としては蒸着法、スパッタ
リング法、気相成長法などが知られているが、蒸着が困
難な高融点材料や化合物でも比較的容易に膜形成ができ
ること、薄膜の付着力が大きいこと、および大面積化が
容易であること等の理由によりスパッタリング法が広く
用いられている。2. Description of the Related Art Vapor deposition method, sputtering method, vapor phase growth method and the like are known as thin film forming methods. However, it is possible to form a film with a relatively high melting point material or compound which is difficult to deposit relatively easily. The sputtering method is widely used because of its large adhesion and the fact that it is easy to increase the area.
【０００３】スパッタリング法を用いた従来の薄膜形成
方法では、図７に示すように、まず密閉チャンバ１内を
一度真空排気したのちに１〜１００ｍトール程度の気圧
となるように、例えば不活性ガスを導入する。密閉チャ
ンバ１内には、電極２，３が対向して配置されており、
陰極２側にターゲット４が設けられ、一方、陽極３側に
は薄膜を形成すべき基板５が設けられている。In the conventional thin film forming method using the sputtering method, as shown in FIG. 7, first, the inside of the closed chamber 1 is first evacuated to a vacuum, and then the pressure is set to about 1 to 100 mTorr, for example, an inert gas. To introduce. Electrodes 2 and 3 are arranged to face each other in the closed chamber 1,
A target 4 is provided on the cathode 2 side, while a substrate 5 on which a thin film is to be formed is provided on the anode 3 side.
【０００４】そして、ターゲット４側の電極（陰極）２
に負の直流電圧あるいは交流電圧（数百ボルト程度）を
印加し、基板５側を接地すると、両電極２，３間にいわ
ゆるグロー放電が生じ、導入された不活性ガスのプラズ
マが発生することになる。この不活性ガスのプラズマイ
オンは正の電荷を帯びているので、最初に陰極２側のタ
ーゲット４に衝突し、ターゲットを構成する原子を叩き
出し（スパッタリング粒子を符号「６」で示す）、この
原子が陽極３側に加速されながら陽極側に導かれ、基板
５の表面に堆積することになる。The electrode (cathode) 2 on the target 4 side
When a negative DC voltage or AC voltage (about several hundreds of volts) is applied to the substrate 5 and the substrate 5 side is grounded, so-called glow discharge occurs between the electrodes 2 and 3, and plasma of the introduced inert gas is generated. become. Since the plasma ions of this inert gas are positively charged, they first collide with the target 4 on the cathode 2 side and knock out the atoms constituting the target (sputtering particles are indicated by reference numeral "6"). The atoms are guided to the anode side while being accelerated to the anode 3 side, and are deposited on the surface of the substrate 5.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、１種類の薄
膜を形成する場合には図７に示す如き一つの陰極２で足
りるが、１枚の基板５に２種類以上の薄膜を形成する場
合には、例えば図８に示すように２つ以上の陰極２ａ，
２ｂが必要となる。すなわち、図８に示すように、密閉
チャンバ内に２つの陰極２ａ，２ｂを配置し、それぞれ
の陰極に材質が異なるターゲット４ａ，４ｂを設け、一
方、薄膜を形成すべき基板が設けられる陽極を２つの陰
極に対して移動可能に設けるなどして、順次異なる種類
の薄膜を堆積させてゆく。By the way, when one kind of thin film is formed, one cathode 2 as shown in FIG. 7 is sufficient. However, when two or more kinds of thin films are formed on one substrate 5. Is, for example, two or more cathodes 2a, as shown in FIG.
2b is required. That is, as shown in FIG. 8, two cathodes 2a and 2b are arranged in a closed chamber, targets 4a and 4b made of different materials are provided on each cathode, while an anode on which a substrate on which a thin film is to be formed is provided. Thin films of different types are sequentially deposited by, for example, movably providing the two cathodes.
【０００６】また、異なるターゲットの混合物の薄膜を
堆積したい場合には、基板を両ターゲットのスパッタリ
ング粒子６ａ，６ｂが混在している部位に位置せしめれ
ばよい。このとき、それぞれの電極２ａ，２ｂの印加電
圧値を変えることにより、それぞれのターゲット４ａ，
４ｂの基板への薄膜形成速度をコントロールすることが
できる。したがって、基板に形成される混合薄膜の配合
比を種々に制御することが可能となる。Further, when it is desired to deposit a thin film of a mixture of different targets, the substrate may be positioned at a portion where the sputtered particles 6a and 6b of both targets are mixed. At this time, by changing the applied voltage value of each electrode 2a, 2b, each target 4a,
It is possible to control the thin film formation rate of the substrate 4b on the substrate. Therefore, it becomes possible to variously control the compounding ratio of the mixed thin film formed on the substrate.
【０００７】ところが、このように複数の陰極２ａ，２
ｂを密閉チャンバ内に設けると、陰極の冷却装置や電気
整合器７ａ，７ｂ、および電力供給源８ａ，８ｂなども
個々に配置する必要が生じる。したがって、スペース的
にもコスト的にも極めて不利な状況であった。特に、異
なる種類のターゲットを用いて混合薄膜を形成する場合
には、大型でしかも高価な装置を必要とし、密閉チャン
バが大きくなればなる程、真空引きに要する時間が長く
なるだけでなく、真空度も低下するという問題があっ
た。However, as described above, the plurality of cathodes 2a, 2
When b is provided in the closed chamber, it becomes necessary to separately arrange the cathode cooling device, the electric matching devices 7a and 7b, and the power supply sources 8a and 8b. Therefore, the situation is extremely disadvantageous in terms of space and cost. In particular, when a mixed thin film is formed by using different types of targets, a large and expensive device is required, and the larger the closed chamber, the longer the time required for evacuation and the more vacuum. There was a problem that the frequency also decreased.
【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、複数種類のターゲットに適
用することができ、小型でかつ廉価な薄膜形成装置を提
供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus which can be applied to a plurality of types of targets and which is small and inexpensive. To do.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の薄膜形成装置は、減圧気体の雰囲気中に電
極を対向して配置し、当該電極の内の陰極側にターゲッ
トを設けると共に陽極側に薄膜を形成すべき基板を設
け、前記両電極間に電圧を印加することにより生じるグ
ロー放電を利用して、前記ターゲットを構成する原子を
叩き出して前記基板の表面に堆積させる薄膜形成装置に
おいて、前記ターゲットは、略同心円状に配置された２
種以上の物質により形成されていることを特徴としてい
る。In order to achieve the above object, in the thin film forming apparatus of the present invention, electrodes are arranged facing each other in an atmosphere of reduced pressure gas, and a target is provided on the cathode side of the electrodes. A thin film is formed on the surface of the substrate by providing a substrate on which a thin film is to be formed on the anode side and using a glow discharge generated by applying a voltage between the electrodes to knock out the atoms constituting the target. In the forming apparatus, the targets are arranged in a substantially concentric shape.
It is characterized by being formed of more than one substance.
【００１０】また、減圧気体の雰囲気中に電極を対向し
て配置し、当該電極の内の陰極側にターゲットを設ける
と共に陽極側に薄膜を形成すべき基板を設け、前記ター
ゲットに対して平行な磁場を印加し、前記両電極間に電
圧を印加することにより生じるグロー放電を利用して、
前記ターゲットを構成する原子を叩き出して前記基板の
表面に堆積させる薄膜形成装置において、前記磁場の磁
力は可変であることを特徴とする薄膜形成装置によって
も上記目的を達成することができる。Further, the electrodes are arranged so as to face each other in an atmosphere of a reduced pressure gas, a target is provided on the cathode side of the electrodes, and a substrate on which a thin film is to be formed is provided on the anode side, and the electrodes are parallel to the target. Utilizing glow discharge generated by applying a magnetic field and applying a voltage between both electrodes,
In the thin film forming apparatus which knocks out the atoms constituting the target and deposits them on the surface of the substrate, the thin film forming apparatus characterized in that the magnetic force of the magnetic field is variable can achieve the above object.
【００１１】前記磁力は、ターゲットに対する磁力源の
距離を変えることにより可変となることが好ましい。The magnetic force is preferably variable by changing the distance of the magnetic force source to the target.
【００１２】さらに上記目的を達成するために、本発明
の薄膜形成装置は、減圧気体の雰囲気中に電極を対向し
て配置し、当該電極の内の陰極側にターゲットを設ける
と共に陽極側に薄膜を形成すべき基板を設け、前記ター
ゲットに対して平行な磁場を印加し、前記両電極間に電
圧を印加することにより生じるグロー放電を利用して、
前記ターゲットを構成する原子を叩き出して前記基板の
表面に堆積させる薄膜形成装置において、前記ターゲッ
トは、略同心円状に配置された２種以上の物質により形
成されており、かつ前記磁場の磁力は可変であることを
特徴としている。Further, in order to achieve the above object, the thin film forming apparatus of the present invention has electrodes arranged opposite to each other in an atmosphere of a reduced pressure gas, a target is provided on the cathode side of the electrodes and a thin film is formed on the anode side. By providing a substrate to be formed, applying a magnetic field parallel to the target, by utilizing the glow discharge generated by applying a voltage between the electrodes,
In the thin-film forming apparatus that knocks out the atoms constituting the target and deposits them on the surface of the substrate, the target is formed of two or more kinds of substances arranged substantially concentrically, and the magnetic force of the magnetic field is It is characterized by being variable.
【００１３】[0013]
【作用】本発明の薄膜形成装置は、いわゆるスパッタリ
ング法を用いた装置であって、不活性ガスなどの減圧雰
囲気中に電極を対向して配置し、当該電極の内の陰極側
にターゲットを設けると共に陽極側に薄膜を形成すべき
基板を設ける。両電極間に電圧を印加するとグロー放電
が生じるので、これを利用して陰極側に配置されたター
ゲットからその原子を叩き出し、陽極側の基板の表面に
堆積させる。The thin film forming apparatus of the present invention is an apparatus using a so-called sputtering method, in which electrodes are arranged facing each other in a reduced pressure atmosphere such as an inert gas, and a target is provided on the cathode side of the electrodes. At the same time, a substrate on which a thin film is to be formed is provided on the anode side. Glow discharge occurs when a voltage is applied between both electrodes, and this is used to knock out the atoms from a target arranged on the cathode side and deposit them on the surface of the substrate on the anode side.
【００１４】本発明では、略同心円状に配置された２種
以上の物質により形成されたターゲットを用いているの
で、一つの陰極電極に当該ターゲットを設けるだけでよ
い。そして、それぞれのターゲットについて薄膜を堆積
する場合には、例えばシャッタを用いて不要なターゲッ
トを隠蔽し、必要なターゲットのみ基板に対して露呈さ
せた状態でスパッタリングを行う。その後、シャッタを
交換して次に堆積すべきターゲットのみを露呈させ、同
様にして順次スパッタリングを行う。In the present invention, since the targets formed of two or more kinds of substances arranged substantially concentrically are used, it suffices to provide the targets on one cathode electrode. When depositing a thin film on each target, for example, a shutter is used to hide the unnecessary target, and sputtering is performed in a state where only the necessary target is exposed to the substrate. After that, the shutter is exchanged to expose only the target to be deposited next, and sputtering is sequentially performed in the same manner.
【００１５】一方、シャッタを用いることなく本発明に
係るターゲットによりスパッタリングを行うと、それぞ
れのターゲットによる薄膜に加えて、ターゲット同士の
混合膜（合金薄膜）をも形成することができる。On the other hand, when sputtering is performed with the target according to the present invention without using a shutter, a mixed film (alloy thin film) between the targets can be formed in addition to the thin film formed by each target.
【００１６】また、いわゆるマグネトロン・スパッタリ
ングにより薄膜を形成する際に、陰極に印加する磁力を
可変とすると、磁力を大きくしたときは薄膜の形成速度
が増加し、逆に磁力を小さくしたときには薄膜の形成速
度が減少する。したがって、両電極への印加電圧を制御
しなくとも、例えばターゲットに対する磁力源の距離を
変えるだけで、容易に薄膜形成速度の制御を行うことが
できる。When the magnetic force applied to the cathode is made variable when forming a thin film by so-called magnetron sputtering, the thin film formation speed increases when the magnetic force is increased, and conversely when the magnetic force is decreased. The formation rate is reduced. Therefore, without controlling the voltage applied to both electrodes, the thin film formation rate can be easily controlled only by changing the distance of the magnetic source to the target.
【００１７】さらに、ターゲットとして略同心円状に配
置された２種以上の物質により形成されたターゲットを
用い、かつ陰極に印加する磁力を可変とするマグネトロ
ン・スパッタリングにより薄膜を形成する場合には、形
成したいターゲットに対する磁力を大きくするだけで、
そのターゲットの薄膜が基板表面に形成されるので、従
来必要とされたシャッタを省略することができる。Further, when a thin film is formed by magnetron sputtering in which the magnetic force applied to the cathode is variable, using a target formed of two or more kinds of substances arranged in a substantially concentric circle as the target. Just increase the magnetic force for the target you want to
Since the target thin film is formed on the surface of the substrate, the conventionally required shutter can be omitted.
【００１８】また、各ターゲットに対する磁力を適宜調
節することにより、所望の配合比の混合薄膜を形成する
ことも可能となる。By appropriately adjusting the magnetic force applied to each target, it is possible to form a mixed thin film having a desired blending ratio.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１（ａ）は本発明の一実施例に係る薄膜形成
装置を示す平面図、図１（ｂ）は同じく側面図、図２
（ａ）〜（ｃ）は同実施例の使用方法を示す平面図およ
び側面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A is a plan view showing a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 1B is a side view of the same, and FIG.
(A)-(c) is the top view and side view which show the usage of the same Example.
【００２０】図示はしないが、本実施例の薄膜形成装置
は、密閉チャンバを有しており、当該密閉チャンバ内を
真空排気するための真空引き用導管と、一度真空排気し
たのちに不活性ガスを導入するための雰囲気ガス導入用
導管が設けられている。この密閉チャンバ内には、電極
が対向して配置されており、陰極２側にターゲット４が
設けられ、一方、陽極側には薄膜を形成すべき基板が設
けられている。なお、図１（ｂ）には陰極側電極２のみ
を示す。Although not shown, the thin film forming apparatus of the present embodiment has a closed chamber, and a vacuum evacuation conduit for evacuating the inside of the closed chamber and an inert gas after evacuating once. Atmosphere gas introduction conduit for introducing is provided. In this closed chamber, electrodes are arranged so as to face each other, a target 4 is provided on the cathode 2 side, and a substrate on which a thin film is to be formed is provided on the anode side. Note that only the cathode side electrode 2 is shown in FIG.
【００２１】この陰極側電極２には、電気整合器７を介
して電力供給源８から直流あるいは交流電流（数百ボル
ト程度の電圧に相当する）が供給される。A direct current or an alternating current (corresponding to a voltage of about several hundred volts) is supplied to the cathode side electrode 2 from an electric power supply source 8 via an electric matching device 7.
【００２２】陰極側電極２に設けられるターゲット４
は、図１（ａ）に示すように、略同心円状に配置された
２種以上の物質により形成されたターゲットであり、本
実施例では中心に位置する第１のターゲット４ａと、こ
の第１のターゲット４ａの周囲に配されたドーナツ状の
第２のターゲット４ｂの２種類のターゲットから構成さ
れている。Target 4 provided on the cathode side electrode 2
1A, as shown in FIG. 1A, is a target formed of two or more kinds of substances arranged substantially concentrically, and in the present embodiment, the first target 4a located at the center and the first target 4a The target 4a is composed of two types of targets, that is, a doughnut-shaped second target 4b.
【００２３】また、これら略同心円状のターゲット４
ａ，４ｂの上部には、当該ターゲットの形状に対応して
同様に略同心円状に形成されたシャッタ９ａ，９ｂが設
けられており、陰極側電極２に対して、それぞれのシャ
ッタ９ａ，９ｂが旋回可能に設けられている。Further, these substantially concentric target 4
Shutters 9a and 9b, which are also formed in a substantially concentric shape corresponding to the shape of the target, are provided above a and 4b, and the shutters 9a and 9b are provided on the cathode side electrode 2, respectively. It is provided so that it can turn.
【００２４】具体的には、図２（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに、第１および第２のターゲット４ａ，４ｂを隠蔽す
る位置（図２（ａ））、中心のシャッタ９ａのみが旋回
して第２のターゲット４ｂのみを隠蔽する位置（図２
（ｂ））、および外側のシャッタ９ｂのみが旋回して第
１のターゲット４ａのみを隠蔽する位置（図２（ｃ））
に移動する。Specifically, as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c), only the position where the first and second targets 4a and 4b are concealed (FIG. 2 (a)) and the central shutter 9a is provided. A position where the vehicle turns and hides only the second target 4b (see FIG. 2).
(B)), and a position where only the outer shutter 9b turns to cover only the first target 4a (FIG. 2 (c)).
Move to.
【００２５】なお、本発明に係るターゲットとしては、
図１（ａ）（ｂ）に示すように２種類のみに限定される
ことはなく、略同心円状に３種類以上のターゲットを設
けることも可能である。また、ターゲットの形状は円に
のみ限定されることなく、矩形であってもよい。As the target according to the present invention,
As shown in FIGS. 1A and 1B, the number of targets is not limited to two, and three or more types of targets can be provided in a substantially concentric shape. Further, the shape of the target is not limited to a circle and may be a rectangle.
【００２６】次に作用を説明する。ターゲット側の電極
２に負の直流電圧あるいは交流電圧を印加し、基板側を
接地すると、両電極間にいわゆるグロー放電が生じ、導
入された不活性ガスのプラズマが発生する。この不活性
ガスのプラズマイオンは正の電荷を帯びているので、最
初に陰極側のターゲットに衝突し、ターゲットを構成す
る原子を叩き出し、この原子が陽極側に加速されながら
陽極側に導かれ、基板の表面に堆積することになる。Next, the operation will be described. When a negative DC voltage or an AC voltage is applied to the electrode 2 on the target side and the substrate side is grounded, so-called glow discharge occurs between both electrodes, and plasma of the introduced inert gas is generated. Since the plasma ions of this inert gas are positively charged, they first collide with the target on the cathode side, knock out the atoms that make up the target, and these atoms are guided to the anode side while being accelerated toward the anode side. , Will be deposited on the surface of the substrate.
【００２７】このとき、上述した構成のシャッタ９ａ，
９ｂを用い、次のようにしてスパッタリング制御を行
う。つまり、まず図２（ａ）に示すように、２つのシャ
ッタ９ａ，９ｂを閉じた状態から、最初に薄膜を形成す
るターゲットが第１のターゲット４ａであれば、図２
（ｂ）に示すように中心のシャッタ９ａのみを開く。At this time, the shutter 9a having the above-mentioned structure,
9b is used to control the sputtering as follows. That is, first, as shown in FIG. 2A, from the state where the two shutters 9a and 9b are closed, if the first target for forming the thin film is the first target 4a,
As shown in (b), only the central shutter 9a is opened.
【００２８】この状態でスパッタリングを行うと、不活
性ガスのプラズマイオンが第１および第２のターゲット
４ａ，４ｂに衝突したとしても、これにより叩き出され
る第２のターゲットの原子６ｂはシャッタ９ｂに衝突す
ることになり、基板には第１のターゲットから叩き出さ
れた原子６ａのみが堆積する。If sputtering is performed in this state, even if plasma ions of the inert gas collide with the first and second targets 4a and 4b, the atoms 6b of the second target, which are knocked out by this, are transferred to the shutter 9b. As a result of collision, only the atoms 6a knocked out from the first target are deposited on the substrate.
【００２９】このようにして、第１のターゲット４ａの
薄膜を基板の表面に形成したのち、次にシャッタ９ａ，
９ｂを旋回させて、図２（ｃ）に示すように、第１のタ
ーゲット４ａのみを隠蔽する。そして、同様にしてスパ
ッタリングを行うと、今度は第１のターゲットから叩き
出された原子６ａはシャッタ９ａによって遮蔽され、第
２のターゲットから叩き出された原子６ｂのみが基板の
表面に堆積することになる。In this way, the thin film of the first target 4a is formed on the surface of the substrate, and then the shutter 9a,
By turning 9b, as shown in FIG. 2C, only the first target 4a is hidden. Then, when sputtering is performed in the same manner, the atoms 6a knocked out from the first target are shielded by the shutter 9a this time, and only the atoms 6b knocked out from the second target are deposited on the surface of the substrate. become.
【００３０】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ことなく種々に改変することができる。図３（ａ）およ
び図３（ｂ）は本発明の他の実施例に係る薄膜形成装置
を示す側面図である。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and can be modified in various ways. FIGS. 3A and 3B are side views showing a thin film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
【００３１】従来より、スパッタリング効率を高めるた
めに、いわゆるマグネトロン・スパッタリングと呼ばれ
る薄膜形成方法が採用されている。このマグネトロン・
スパッタリング法は、電極板に平行な磁場を印加するこ
とにより陰極から出た電子を電極の近傍に閉じ込めたり
旋回運動を行わしめたりし、気体分子との衝突確率を増
加させて多数のイオンを作り出し、これにより、薄膜の
堆積速度を高めるものである。Conventionally, in order to increase the sputtering efficiency, a thin film forming method called so-called magnetron sputtering has been adopted. This magnetron
In the sputtering method, by applying a magnetic field parallel to the electrode plate, the electrons emitted from the cathode are confined in the vicinity of the electrode or swirling motion is performed, and the probability of collision with gas molecules is increased to create many ions. This increases the deposition rate of the thin film.
【００３２】ところで、スパッタリング法にあっては陰
極と陽極との間に印加される電圧値によって薄膜の堆積
速度を制御することができるが、このような手法では薄
膜形成装置が大型化し、しかも高価なものとなってしま
うおそれがある。加えて、高電圧を印加することにより
電極の発熱量が増加し、冷却装置の能力にも問題が生じ
る。By the way, in the sputtering method, the deposition rate of the thin film can be controlled by the voltage value applied between the cathode and the anode, but such a method requires a large-sized thin film forming apparatus and is expensive. There is a risk that it will become uncertain. In addition, by applying a high voltage, the amount of heat generated by the electrodes increases, which causes a problem in the capacity of the cooling device.
【００３３】そこで、本実施例では、陰極側に印加する
磁力の大きさを制御すれば衝突確率が変動するという知
見に基づいて、陰極と陽極との間に印加する電極電圧を
一定にしながら、陰極側に印加する磁力を調節すること
により、薄膜の堆積速度を制御するように構成してい
る。Therefore, in this embodiment, on the basis of the finding that the collision probability fluctuates if the magnitude of the magnetic force applied to the cathode side is controlled, the electrode voltage applied between the cathode and the anode is kept constant, The deposition rate of the thin film is controlled by adjusting the magnetic force applied to the cathode side.
【００３４】具体的には、図３に示すように、陰極側の
電極２の下部に永久磁石１０を配備し、これらの永久磁
石１０を上下移動させる駆動モータ１１を設ける。特
に、永久磁石（あるいは防水型電磁石）１０を用いる
と、陰極電極２の冷却水中にも配備することができるの
で、簡素な構造で足りるという効果に加えて、スペース
的にも全く問題はない。Specifically, as shown in FIG. 3, permanent magnets 10 are provided below the electrode 2 on the cathode side, and a drive motor 11 for vertically moving these permanent magnets 10 is provided. In particular, when the permanent magnet (or waterproof electromagnet) 10 is used, it can be placed in the cooling water of the cathode electrode 2, so that there is no problem in space in addition to the effect that a simple structure is sufficient.
【００３５】そして、薄膜の堆積速度を高めたい場合に
は、図３（ａ）に示すように永久磁石１０を陰極２に接
近させる。これにより、陰極２から出た多くの電子は電
極の近傍に閉じ込められたり旋回運動をすることにな
り、気体分子との衝突確率が増加して多数のイオンが作
り出される。したがって、ターゲット４から叩き出され
るスパッタリング粒子６の量も増大する。Then, in order to increase the deposition rate of the thin film, the permanent magnet 10 is brought close to the cathode 2 as shown in FIG. As a result, many electrons emitted from the cathode 2 are confined in the vicinity of the electrode or swirl, and the probability of collision with gas molecules increases, and a large number of ions are created. Therefore, the amount of the sputtered particles 6 knocked out from the target 4 also increases.
【００３６】逆に、薄膜の堆積速度を抑制したい場合に
は、駆動モータ１１を作動させて永久磁石１０を陰極か
ら離間させればよい。On the contrary, when it is desired to suppress the deposition rate of the thin film, the drive motor 11 is operated to separate the permanent magnet 10 from the cathode.
【００３７】上述したマグネトロン・スパッタリング法
による薄膜の形成に、図１に示す略同心円状のターゲッ
ト４ａ，４ｂを用いると、図２に示すシャッタ９ａ，９
ｂが省略できたり、また、所望の配合比の薄膜を形成す
ることができる。When the substantially concentric targets 4a and 4b shown in FIG. 1 are used to form the thin film by the magnetron sputtering method described above, the shutters 9a and 9 shown in FIG.
b can be omitted, or a thin film having a desired blending ratio can be formed.
【００３８】図４は本発明のさらに他の実施例に係る薄
膜形成装置を示す側面図、図５（ａ）および図５（ｂ）
は図４に示す実施例の使用方法を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a thin film forming apparatus according to still another embodiment of the present invention, FIGS. 5 (a) and 5 (b).
FIG. 6 is a side view showing how to use the embodiment shown in FIG. 4.
【００３９】本実施例の薄膜形成装置は、図１に示す薄
膜形成装置の陰極側電極２の下方に、第１のターゲット
４ａに対して磁力を作用させる永久磁石１０ａと、第２
のターゲット４ｂに対して磁力を作用させる永久磁石１
０ｂとを配備し、これらの永久磁石１０ａ，１０ｂをそ
れぞれ別の駆動モータ１１ａ，１１ｂで上下移動させる
ようにしている。The thin film forming apparatus of this embodiment comprises a permanent magnet 10a for exerting a magnetic force on the first target 4a below the cathode side electrode 2 of the thin film forming apparatus shown in FIG.
Permanent magnet 1 for exerting a magnetic force on the target 4b of
0b is provided, and these permanent magnets 10a and 10b are vertically moved by different drive motors 11a and 11b, respectively.
【００４０】つまり、第１のターゲット４ａに作用する
磁力を大きくして、第２のターゲット４ｂに作用する磁
力を小さくする場合には、図５（ａ）に示すように、駆
動モータ１１ａにより永久磁石１０ａを上昇させるとと
もに、駆動モータ１１ｂにより永久磁石１０ｂを下降さ
せる。このようにすれば、第１のターゲット４ａの配合
比が大きい薄膜を基板の表面に形成することができる。That is, when the magnetic force acting on the first target 4a is made large and the magnetic force acting on the second target 4b is made small, as shown in FIG. While raising the magnet 10a, the drive motor 11b lowers the permanent magnet 10b. By doing so, a thin film having a large compounding ratio of the first target 4a can be formed on the surface of the substrate.
【００４１】極端な例としては、第２のターゲット４ｂ
に対して作用する磁力を０とし、第１のターゲット４ａ
に対して大きな磁力を作用させると、図２（ｂ）に示す
ようなシャッタ９ａ，９ｂがなくとも第１のターゲット
４ａの薄膜のみを形成することができる。この様子を図
６（ａ）に示す。As an extreme example, the second target 4b
The magnetic force acting on the first target 4a is set to 0.
When a large magnetic force is applied to the first target 4a, only the thin film of the first target 4a can be formed without the shutters 9a and 9b as shown in FIG. 2B. This state is shown in FIG.
【００４２】なお、図５（ｂ）および図６（ｂ）は、図
５（ａ）および図６（ｂ）に示す使用例とは逆に、第１
のターゲット４ａに作用する磁力を小さくして、第２の
ターゲット４ｂに作用する磁力を大きくする場合を示し
ている。5 (b) and 6 (b), contrary to the use example shown in FIGS. 5 (a) and 6 (b),
The magnetic force acting on the target 4a is reduced and the magnetic force acting on the second target 4b is increased.
【００４３】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施例に開示された各要素は、本発明の技術
的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨で
ある。例えば、マグネトロン・スパッタリングで用いら
れる磁力源は永久磁石にのみ限定されることなく電磁石
等であっても良い。It should be noted that the embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and not for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above-described embodiments is intended to include all design changes and equivalents within the technical scope of the present invention. For example, the magnetic force source used in magnetron sputtering is not limited to a permanent magnet, but may be an electromagnet or the like.
【００４４】[0044]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ター
ゲットを略同心円状に配置された２種以上の物質により
形成したため、電極を複数設ける必要がなく、小型でか
つ廉価な薄膜形成装置を提供することができる。また、
これにともない密閉チャンバも小型化できるので、真空
引きに要する悲観を短縮することができ、しかも真空度
も高められる。As described above, according to the present invention, the target is formed of two or more kinds of substances arranged substantially concentrically, so that it is not necessary to provide a plurality of electrodes, and the thin film forming apparatus is small and inexpensive. Can be provided. Also,
Along with this, the closed chamber can be downsized, so that the pessimism required for evacuation can be shortened and the degree of vacuum can be increased.
【００４５】さらに、マグネトロン・スパッタリングに
より薄膜を形成する際に、陰極に印加する磁力を可変に
すれば、両電極への印加電圧を制御しなくとも、例えば
ターゲットに対する磁力源の距離を変えるだけで、容易
に薄膜形成速度の制御を行うことができる。Further, when the thin film is formed by magnetron sputtering, if the magnetic force applied to the cathode is made variable, the distance between the magnetic source and the target can be changed without controlling the voltage applied to both electrodes. Therefore, the thin film formation rate can be easily controlled.
【００４６】加えて、ターゲットとして略同心円状に配
置された２種以上の物質により形成されたターゲットを
用い、かつ陰極に印加する磁力を可変とするマグネトロ
ン・スパッタリングにより薄膜を形成すれば、形成した
いターゲットに対する磁力を大きくするだけで、そのタ
ーゲットの薄膜が基板表面に形成されるので、従来必要
とされたシャッタを省略することができ、しかも、各タ
ーゲットに対する磁力を適宜調節することにより、所望
の配合比の混合薄膜を形成することも可能となる。In addition, if a target formed of two or more kinds of substances arranged substantially concentrically is used as a target and a thin film is formed by magnetron sputtering that makes the magnetic force applied to the cathode variable, it is desired to form the thin film. Since the thin film of the target is formed on the substrate surface only by increasing the magnetic force to the target, the conventionally required shutter can be omitted, and moreover, by adjusting the magnetic force to each target appropriately, It is also possible to form a mixed thin film having a mixing ratio.
【図１】（ａ）は本発明の一実施例に係る薄膜形成装置
を示す平面図、（ｂ）は同じく側面図である。1A is a plan view showing a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a side view of the same.
【図２】（ａ）〜（ｃ）は同実施例の使用方法を示す平
面図および側面図である。2 (a) to (c) are a plan view and a side view showing a method of using the same embodiment.
【図３】（ａ）および（ｂ）は本発明の他の実施例に係
る薄膜形成装置を示す側面図である。3A and 3B are side views showing a thin film forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
【図４】本発明のさらに他の実施例に係る薄膜形成装置
を示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a thin film forming apparatus according to still another embodiment of the present invention.
【図５】（ａ）および（ｂ）は図４に示す実施例の使用
方法を示す側面図である。5 (a) and 5 (b) are side views showing how to use the embodiment shown in FIG.
【図６】（ａ）および（ｂ）は図４に示す薄膜形成装置
において、磁石の距離に対するターゲットの配合比の関
係を示すグラフである。6 (a) and 6 (b) are graphs showing the relationship of the target compounding ratio with respect to the magnet distance in the thin film forming apparatus shown in FIG.
【図７】従来のスパッタリング法を用いた薄膜形成装置
を示す側面図である。FIG. 7 is a side view showing a thin film forming apparatus using a conventional sputtering method.
【図８】ターゲットが２種類の場合における従来の薄膜
形成装置を示す平面図および側面図である。8A and 8B are a plan view and a side view showing a conventional thin film forming apparatus when two types of targets are used.
１…密閉チャンバ ２…陰極電極板 ３…陽極電極板 ４…ターゲット ５…基板 ６…スパッタリング粒子 １０…永久磁石（磁力源） １１…駆動モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sealed chamber 2 ... Cathode electrode plate 3 ... Anode electrode plate 4 ... Target 5 ... Substrate 6 ... Sputtered particles 10 ... Permanent magnet (magnetic force source) 11 ... Drive motor
Claims (4)
し、当該電極の内の陰極側にターゲットを設けると共に
陽極側に薄膜を形成すべき基板を設け、前記両電極間に
電圧を印加することにより生じるグロー放電を利用し
て、前記ターゲットを構成する原子を叩き出して前記基
板の表面に堆積させる薄膜形成装置において、 前記ターゲットは、略同心円状に配置された２種以上の
物質により形成されていることを特徴とする薄膜形成装
置。1. An electrode is arranged so as to face each other in a depressurized gas atmosphere, a target is provided on the cathode side of the electrode and a substrate on which a thin film is to be formed is provided on the anode side, and a voltage is applied between both electrodes. In a thin film forming apparatus for ejecting atoms constituting the target and depositing them on the surface of the substrate by utilizing glow discharge generated by applying, the target is two or more kinds of substances arranged in substantially concentric circles. A thin film forming apparatus characterized by being formed by.
し、当該電極の内の陰極側にターゲットを設けると共に
陽極側に薄膜を形成すべき基板を設け、前記ターゲット
に対して平行な磁場を印加し、前記両電極間に電圧を印
加することにより生じるグロー放電を利用して、前記タ
ーゲットを構成する原子を叩き出して前記基板の表面に
堆積させる薄膜形成装置において、 前記磁場の磁力は可変であることを特徴とする薄膜形成
装置。2. An electrode is arranged so as to face each other in a depressurized gas atmosphere, a target is provided on the cathode side of the electrode and a substrate on which a thin film is to be formed is provided on the anode side, and the electrode is parallel to the target. In a thin film forming apparatus for ejecting atoms constituting the target and depositing them on the surface of the substrate by utilizing glow discharge generated by applying a magnetic field and applying a voltage between the electrodes, the magnetic force of the magnetic field Is a variable film forming apparatus.
距離を変えることにより可変となることを特徴とする請
求項２に記載の薄膜形成装置。3. The thin film forming apparatus according to claim 2, wherein the magnetic force is variable by changing the distance of the magnetic force source to the target.
し、当該電極の内の陰極側にターゲットを設けると共に
陽極側に薄膜を形成すべき基板を設け、前記ターゲット
に対して平行な磁場を印加し、前記両電極間に電圧を印
加することにより生じるグロー放電を利用して、前記タ
ーゲットを構成する原子を叩き出して前記基板の表面に
堆積させる薄膜形成装置において、 前記ターゲットは、略同心円状に配置された２種以上の
物質により形成されており、かつ前記磁場の磁力は可変
であることを特徴とする薄膜形成装置。4. An electrode is arranged so as to face each other in an atmosphere of a reduced pressure gas, a target is provided on the cathode side of the electrode and a substrate on which a thin film is to be formed is provided on the anode side, and the electrode is parallel to the target. In a thin film forming apparatus for applying a magnetic field and utilizing a glow discharge generated by applying a voltage between the electrodes, the atoms forming the target are ejected and deposited on the surface of the substrate, wherein the target is A thin film forming apparatus, characterized in that it is formed of two or more kinds of substances arranged substantially concentrically and the magnetic force of the magnetic field is variable.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11484293A JPH06330303A (en) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | Device for forming thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11484293A JPH06330303A (en) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | Device for forming thin film |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06330303A true JPH06330303A (en) | 1994-11-29 |
Family
ID=14648074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11484293A Pending JPH06330303A (en) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | Device for forming thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06330303A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012525668A (en) * | 2009-04-28 | 2012-10-22 | ライボルト オプティクス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Plasma beam generating method and plasma source |
| US8698400B2 (en) | 2009-04-28 | 2014-04-15 | Leybold Optics Gmbh | Method for producing a plasma beam and plasma source |
| FR3015528A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-26 | Univ Paris Sud 11 | METHOD AND DEVICE FOR CATHODIC SPRAY DEPOSITION |
-
1993
- 1993-05-17 JP JP11484293A patent/JPH06330303A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101476881B1 (en) * | 2009-04-28 | 2014-12-26 | 레이볼드 압틱스 게엠베하 | Method for producing a plasma jet and plasma source |
| FR3015528A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-26 | Univ Paris Sud 11 | METHOD AND DEVICE FOR CATHODIC SPRAY DEPOSITION |
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