JPH0987839A - Method and apparatus for thin film formation - Google Patents

Method and apparatus for thin film formation

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JPH0987839A
JPH0987839A JP30633295A JP30633295A JPH0987839A JP H0987839 A JPH0987839 A JP H0987839A JP 30633295 A JP30633295 A JP 30633295A JP 30633295 A JP30633295 A JP 30633295A JP H0987839 A JPH0987839 A JP H0987839A
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舜平 山崎
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the damage due to positive ions by forming a thin film while generating a loop magnetic field in the plane parallel to a thin film formation plane. SOLUTION: A reaction chamber 900 is evacuated with a vacuum pump 906. A substrate 901 is arranged in a manner to be opposed to a target 902. A reflected magnetic field generator 912 is disposed in the direction on the rear side of the substrate 901. A thin film is produced while generating a closed loop magnetic field in the same direction as the magnetic field generated by the ions proceeding to the thin film formation plane of the substrate 901 by the reflected magnetic field generator 912 in the plane nearly parallel to the thin film formation plane. At this time, the north poles and south poles of permanent magnets are alternately fixed into a loop-like state on the nearly identical plane in the reflected magnetic field generator. By this method, sputtering yield in the course of initial sputtering film formation is reduced, and damage can be decreased.

Description

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

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】減圧状態で、スパッタリング現象
を利用して薄膜作製を行う分野において、特にイオンに
よる被成膜面のスパッタダメージと初期スパッタでのダ
メージを減少させる薄膜作製方法およびその薄膜作製装
置に関する。[Industrial application] In the field of thin film formation by utilizing the sputtering phenomenon under reduced pressure, in particular, a thin film formation method and a thin film formation method for reducing sputter damage on a film-forming surface by ions and initial damage Regarding the device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】スパッタリング現象を利用する薄膜作製
方法としては、ターゲットに直流電圧を印加するＤＣス
パッタリング法、ターゲットに交流電圧を印加するＲＦ
スパッタリング法があり、また、主に不活性ガスによる
スパッタ以外に、他のガスも添加しながらスパッタリン
グを行い、ターゲット材料とその添加ガスとの反応を利
用する反応性スパッタリングや、ターゲットのスパッタ
効率を向上させるために磁場によってスパッタをするイ
オンをエロージョン領域に閉じ込めてスパッタを行うマ
グネトロンスパッタリングなどがある。無論、それぞれ
を組み合わせたスパッタ方法、たとえばＲＦマグネトロ
ン反応スパッタリング法などもある。2. Description of the Related Art As a thin film forming method utilizing a sputtering phenomenon, a DC sputtering method in which a DC voltage is applied to a target and an RF in which an AC voltage is applied to a target are used.
There is a sputtering method, and in addition to sputtering mainly with an inert gas, sputtering is performed while adding other gas, and reactive sputtering that utilizes the reaction between the target material and the added gas and the sputtering efficiency of the target There is magnetron sputtering in which ions to be sputtered by a magnetic field are confined in an erosion region to improve the sputtering. Of course, there is also a sputtering method combining them, for example, an RF magnetron reactive sputtering method.

【０００３】スパッタリング現象を利用した薄膜作製方
法は、半導体分野で特によく利用されている。半導体分
野の中でも、結晶シリコンを利用した半導体分野以外に
も、最近では絶縁性表面に薄膜半導体を形成することで
完成する薄膜トランジスタ、いわゆるＴＦＴの分野や、
液晶ディスプレイの透明電極を形成する分野など、幅広
い分野で利用されている。A thin film forming method utilizing the sputtering phenomenon is particularly well used in the semiconductor field. In the field of semiconductors, in addition to the field of semiconductors using crystalline silicon, thin film transistors completed by forming a thin film semiconductor on an insulating surface, that is, the field of so-called TFTs,
It is used in a wide range of fields such as the field of forming transparent electrodes in liquid crystal displays.

【０００４】スパッタリング現象を利用した成膜方法
（以下スパッタ法という）では、ターゲットに電界によ
って加速させたアルゴンイオンなどを衝突させ、それに
よって、ターゲットから材料の分子原子が飛び出し、タ
ーゲットに対向して離間している基板の表面にその原子
分子が到達し、そこで膜を形成する。In a film forming method utilizing a sputtering phenomenon (hereinafter referred to as a sputtering method), argon ions accelerated by an electric field are collided with a target, whereby molecular atoms of a material are ejected from the target and face the target. The atomic molecules reach the surfaces of the substrates that are spaced apart, where they form a film.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】スパッタリングによっ
て飛び出したターゲット材料の原子や分子は、アルゴン
などをイオン化するためのプラズマ空間を通過した後に
基板へ到達する。例えば、アルゴンの平均自由行程は、
絶対温度２９３Ｋで、圧力１Ｐａのときに約６．８ｍｍ
である。スパッタ時の圧力は大体０．１Ｐａ程度である
ので、平均自由行程は温度がある程度高いとしても１０
ｃｍ以下である。また、アルゴン以外であっても平均自
由行程は大きくは変わらない。そのために、ターゲット
から飛び出した原子や分子も、プラズマ空間を通過する
ときにその何割かは、イオン化されてしまう。イオン化
されたターゲット材料から飛び出した原子や分子と、ア
ルゴンイオンの何割かは、被膜形成面に達する。そのイ
オンによるダメージが、特に半導体や薄膜半導体を形成
するうえで、大きな問題を引き起こす。Atoms and molecules of the target material which are ejected by sputtering reach the substrate after passing through a plasma space for ionizing argon or the like. For example, the mean free path of argon is
About 6.8 mm at an absolute temperature of 293 K and a pressure of 1 Pa
It is. Since the pressure during sputtering is about 0.1 Pa, the mean free path is 10 even if the temperature is high to some extent.
cm or less. Also, the mean free path does not change significantly even if it is other than argon. As a result, some of the atoms and molecules that have jumped out of the target are also ionized when passing through the plasma space. Atoms and molecules ejected from the ionized target material and some of the argon ions reach the film formation surface. The damage caused by the ions causes a great problem particularly in forming a semiconductor or a thin film semiconductor.

【０００６】半導体分野では、絶縁膜上に金属配線を行
い、その上にさらに絶縁膜を形成してその絶縁膜を平坦
化して、さらに金属配線を行う多層配線技術が行われて
いる。その金属配線用の金属膜の成膜にスパッタ法が用
いられている。金属配線の下には、絶縁膜があり、被膜
形成面まで達したイオン化されたターゲット材料から飛
び出した原子や分子と、アルゴンイオンとはその電荷を
絶縁膜上で急激に放電して、いわゆる静電破壊に似た現
象を引き起こす。In the semiconductor field, a multi-layer wiring technique is carried out in which metal wiring is formed on an insulating film, an insulating film is further formed on the insulating film, the insulating film is flattened, and then metal wiring is further formed. A sputtering method is used to form a metal film for the metal wiring. Below the metal wiring, there is an insulating film, and the atoms and molecules that have jumped out from the ionized target material that has reached the film formation surface and the argon ions rapidly discharge their charge on the insulating film, so-called static electricity. Causes a phenomenon similar to electrical breakdown.

【０００７】また、薄膜半導体装置を形成する場合に
は、基板自体が絶縁性が高いために、結晶半導体の場合
よりも問題は深刻である。薄膜半導体を利用した薄膜半
導体装置のうちでも、結晶半導体のＭＯＳトランジスタ
に似ている薄膜トランジスタいわゆるＴＦＴの中でも、
トップゲート型のトランジスタの場合には、チャネルを
形成する薄膜半導体層、ゲート絶縁膜を形成する絶縁層
をそれぞれ形成したのちに、最後にゲート電極としての
金属層を形成する。その最後の金属層を形成するにはス
パッタ法を用いることが多い。そのために、被膜形成面
まで達したイオン化されたターゲット材料から飛び出し
た原子や分子と、アルゴンイオンはゲート絶縁膜の静電
破壊にとどまらず、基板自体が絶縁体であるがゆえに、
基板上のあらゆるところでのイオンダメージを引き起こ
しやすい。In the case of forming a thin film semiconductor device, the problem is more serious than in the case of a crystalline semiconductor because the substrate itself has a high insulating property. Among thin-film semiconductor devices using thin-film semiconductors, among thin-film transistors, so-called TFTs, which resemble MOS transistors of crystalline semiconductors,
In the case of a top-gate transistor, a thin-film semiconductor layer forming a channel and an insulating layer forming a gate insulating film are each formed, and finally a metal layer as a gate electrode is formed. A sputtering method is often used to form the last metal layer. Therefore, the atoms and molecules that have jumped out from the ionized target material that has reached the film formation surface and the argon ions are not limited to electrostatic breakdown of the gate insulating film, and the substrate itself is an insulator.
It is easy to cause ion damage everywhere on the substrate.

【０００８】被膜形成面まで達したイオン化されたター
ゲット材料から飛び出した原子や分子と、アルゴンイオ
ンのダメージの他に、イオン化していない中性のターゲ
ット材料から飛び出した原子や分子の中でも問題になる
ものがある。スパッタ収量の計算によると、例えばアル
ゴンイオン１個を３００ｅＶでアルミニウムのターゲッ
トに衝突させた場合、１．２４アルミニウム原子が飛び
出すことになる。スパッタによる成膜速度を上昇させて
生産性を向上させようとすると、このスパッタ収量をで
きるだけ大きくする必要がある。Atoms and molecules jumping out from the ionized target material reaching the film-forming surface and argon ion damage, as well as atoms and molecules jumping out from the non-ionized neutral target material, become a problem. There is something. According to the calculation of the sputtering yield, for example, when one argon ion is made to collide with an aluminum target at 300 eV, 1.24 aluminum atoms are ejected. In order to increase the film formation rate by sputtering to improve productivity, it is necessary to increase the sputtering yield as much as possible.

【０００９】スパッタ収量を大きくするためには、ター
ゲットに印加する電力を大きくする必要がある。ターゲ
ットに印加する電圧を高くすると、ターゲットをスパッ
タするアルゴンイオンの加速は大きくなり、必然的に大
きなエネルギーでターゲットをスパッタするために、そ
れによって飛び出すターゲット材料の原子や分子も大き
なエネルギーをもって飛び出し、イオン化されないとし
ても大きなエネルギーをもったまま被膜形成面に衝突す
る。In order to increase the sputtering yield, it is necessary to increase the power applied to the target. When the voltage applied to the target is increased, the acceleration of argon ions that sputter the target becomes large, and in order to sputter the target with a large amount of energy inevitably, the atoms and molecules of the target material that fly out also fly out with a large amount of energy and are ionized. Even if it is not carried out, it collides with the film formation surface with a large amount of energy.

【００１０】イオンが被膜形成面に衝突した場合には、
そのイオンの持つ電荷によるイオンダメージが強いが、
中性で大きなエネルギーをもったターゲット材料から飛
び出した原子や分子は、被膜形成面の下の膜中にある深
さで侵入してしてしまう。それによって、例えば、トッ
プゲート型のＴＦＴのゲート電極材料をスパッタ法によ
って形成する場合などは、その電極材料がゲート絶縁膜
中に侵入してしまうことすら発生する。ＴＦＴを液晶に
利用する場合などは、画素を制御するためのスイッチと
してのＴＦＴなどは１００万個程度あるが、ゲート絶縁
膜中に金属材料がバラバラに侵入してしまうと、しきい
値がずれ、信頼性にも大きな悪影響をおよぼしてしま
う。ましてや、ＴＦＴを利用してドライバー回路やアン
プなどを形成する場合は、しきい値がずれることは致命
的である。When the ions collide with the film-forming surface,
Ion damage due to the electric charge of the ion is strong,
Atoms and molecules that have jumped out from the target material that is neutral and has a large amount of energy will invade at a certain depth in the film below the film formation surface. Thereby, for example, when the gate electrode material of the top gate type TFT is formed by the sputtering method, the electrode material may even penetrate into the gate insulating film. When using TFTs for liquid crystals, there are about 1 million TFTs as switches for controlling pixels. However, if metal materials infiltrate into the gate insulating film, the threshold value shifts. However, the reliability is also adversely affected. Furthermore, when forming a driver circuit, an amplifier, etc. using a TFT, it is fatal that the threshold value shifts.

【００１１】本発明の目的は、上述の問題点を解消し
て、半導体分野において、スパッタ法によって成膜を行
う場合に、その被膜形成面ならびにその下側の膜の状
況、あるいは、基板の材質によって、スパッタ法で発生
するスパッタガスのイオンや、ターゲット材料から飛び
出した原子や分子のイオン化したものによるイオンダメ
ージを減少すること、さらに、イオン化されてはいない
が大きなエネルギーを持って、被膜形成面に到達する中
性のターゲット材料から飛び出した原子や分子による衝
突ダメージを減少することにある。即ち、イオンによる
ダメージと、高エネルギーの中性原子分子によるダメー
ジとを減少することが可能な薄膜作製方法と、それを実
現するための薄膜作製装置を提供することを課題とす
る。The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and in the field of semiconductors, when a film is formed by a sputtering method, the state of the film formation surface and the film below it, or the material of the substrate. Reduce the ion damage caused by the ions of the sputtering gas generated by the sputtering method and the ionized atoms and molecules jumping out of the target material. The aim is to reduce the collision damage caused by atoms and molecules that have jumped out of the neutral target material that reaches. That is, it is an object of the present invention to provide a thin film manufacturing method capable of reducing damage caused by ions and damage caused by high-energy neutral atomic molecules, and a thin film manufacturing apparatus for realizing the thin film manufacturing method.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の構成の一つは、スパッタ法によって、基板
に薄膜を作製する方法において、ターゲットに対向して
いる前記基板には薄膜を作製する面の裏側方向に、反射
磁界発生装置を備え、該反射磁界発生装置により、前記
薄膜を作製する面に向かってくるイオンのつくり出す磁
界と同じ向きの閉じられたループ磁界を前記薄膜を作製
する面とほぼ平行な面で発生させながら、薄膜を作製す
ることを特徴とする薄膜作製方法である。In order to solve the above-mentioned problems, one of the constitutions of the present invention is a method of forming a thin film on a substrate by a sputtering method, in which the thin film is formed on the substrate facing the target. In the direction of the back side of the surface for producing the thin film, a reflective magnetic field generator is provided, and by the reflective magnetic field generator, a closed loop magnetic field in the same direction as the magnetic field produced by the ions coming toward the surface for producing the thin film It is a thin film production method characterized in that a thin film is produced while being generated on a plane substantially parallel to the plane to be produced.

【００１３】本発明の他の構成は、スパッタ法によっ
て、基板に薄膜を作製する方法において、ターゲットに
対向している前記基板には薄膜を作製する面の裏側方向
に、反射磁界発生装置を備え、該反射磁界発生装置によ
り、前記薄膜を作製する面に到達するイオンを減少させ
るような閉じられたループ磁界を前記薄膜を作製する面
とほぼ平行な面で発生させながら、薄膜を作製すること
を特徴とする薄膜作製方法である。Another structure of the present invention is a method of forming a thin film on a substrate by a sputtering method, wherein the substrate facing the target is provided with a reflective magnetic field generator in the direction opposite to the surface on which the thin film is formed. Producing a thin film while generating a closed loop magnetic field by the reflected magnetic field generator so as to reduce ions reaching the surface for producing the thin film on a plane substantially parallel to the surface for producing the thin film. Is a method for producing a thin film.

【００１４】本発明の他の構成は、上記薄膜作製方法に
おいて、前記反射磁界発生装置には、永久磁石のＮ極と
Ｓ極が交互にループ状にほぼ同一平面に並んで固定さ
れ、前記ループ状にほぼ沿うような磁界のみが発生する
ように、磁気シールドを前記ループ状に沿わない磁界を
遮断するように設けてあることを特徴とする薄膜作製方
法である。According to another structure of the present invention, in the above-described thin film manufacturing method, the N pole and the S pole of a permanent magnet are alternately fixed in a loop form on the substantially same plane in the reflection magnetic field generating device, and the loop is formed. The thin film manufacturing method is characterized in that a magnetic shield is provided so as to block a magnetic field that does not follow the loop so that only a magnetic field that substantially follows the shape is generated.

【００１５】本発明の他の構成は、上記薄膜作製方法に
おいて、 永久磁石として、希土類コバルト、Ａｌｎｉ
ｃｏ５、タングステン鋼、炭素鋼、ＫＳ鋼、ＯＰ磁石、
Ｆｅｒｒｏｘｄｕｒｅ２、のいずれかを用いることを特
徴とする薄膜作製方法である。According to another structure of the present invention, in the above-mentioned thin film manufacturing method, the permanent magnet is rare earth cobalt, Alni.
co5, tungsten steel, carbon steel, KS steel, OP magnet,
It is a method for forming a thin film, characterized in that any one of Ferroxdure 2 is used.

【００１６】本発明の他の構成は、上記薄膜作製方法に
おいて、永久磁石として、Ｕ字磁石あるいは棒磁石を用
いることを特徴とする薄膜作製方法である。Another structure of the present invention is a thin film manufacturing method characterized by using a U-shaped magnet or a bar magnet as a permanent magnet in the above thin film manufacturing method.

【００１７】本発明の他の構成は、上記薄膜作製方法に
おいて、前記磁気シールドの高さが前記永久磁石の高さ
より高いことを特徴とする薄膜作製方法である。Another structure of the present invention is the method for producing a thin film as described above, wherein the height of the magnetic shield is higher than the height of the permanent magnet.

【００１８】本発明の他の構成は、上記薄膜作製方法に
おいて、 前記反射磁界発生装置において、コイルをほ
ぼ閉じられたループを形成するように巻き、前記コイル
に電流を流すことにより、前記ループ状にほぼ沿うよう
な磁界を発生させることを特徴とする薄膜作製方法であ
る。Another structure of the present invention is the method for producing a thin film as described above, wherein in the reflected magnetic field generator, a coil is wound so as to form a substantially closed loop, and a current is passed through the coil to form the loop shape. Is a method for producing a thin film, which is characterized by generating a magnetic field that substantially follows

【００１９】本発明の他の構成としては、上記薄膜作製
方法において、前記反射磁界発生装置において、基板の
薄膜を作製する面とほぼ垂直な方向に電流を流すことに
より、閉じられたループ磁界を前記基板を作製する面と
ほぼ平行に発生させることを特徴とする薄膜作製方法。As another configuration of the present invention, in the above-described thin film manufacturing method, in the reflected magnetic field generating device, a closed loop magnetic field is generated by causing a current to flow in a direction substantially perpendicular to a surface of the substrate on which the thin film is manufactured. A method for producing a thin film, characterized in that it is generated substantially parallel to a surface on which the substrate is produced.

【００２０】本発明の他の構成としては、上記薄膜作製
方法において、反射磁界発生装置において、基板の薄膜
を作製する面とほぼ平行な１組の平面電極の間で直流放
電をさせることにより、閉じられたループ磁界を前記基
板を作製する面とほぼ平行に発生させることを特徴とし
た薄膜作製方法である。As another structure of the present invention, in the above-described thin film manufacturing method, in the reflected magnetic field generator, direct current discharge is performed between a pair of flat electrodes substantially parallel to the surface of the substrate on which the thin film is manufactured, A thin film manufacturing method characterized in that a closed loop magnetic field is generated substantially parallel to a surface on which the substrate is manufactured.

【００２１】本発明の他の構成は、スパッタ法によっ
て、基板に薄膜を成膜する方法において、成膜の初期と
その後とを比較して、初期の段階のスパッタ収量のほう
が小さくなるように成膜することを特徴とする薄膜作製
方法。Another structure of the present invention is a method for forming a thin film on a substrate by a sputtering method, comparing the initial film formation and the subsequent film formation so that the sputtering yield in the initial stage is smaller. A method of forming a thin film, which comprises forming a film.

【００２２】本発明の他の構成は、トップゲート型薄膜
トランジスタの作製工程において、ゲート絶縁膜上にゲ
ート電極をスパッタ法によって成膜する場合に、成膜の
初期とその後とを比較して、初期の段階でのスパッタ収
量のほうが小さくなるように成膜することを特徴とする
薄膜作製方法。According to another structure of the present invention, in the process of manufacturing a top gate type thin film transistor, when a gate electrode is formed on a gate insulating film by a sputtering method, the initial film formation is compared with that after film formation, and The method for forming a thin film, characterized in that the film is formed such that the sputtering yield at the stage of becomes smaller.

【００２３】本発明の他の構成は、前記薄膜作製方法に
おいて、カソード投入電力を一定にた状態で、成膜の初
期とその後とを比較して、初期の段階のカソード電圧の
ほうが小さくなるように、スパッタ収量の制御を行うこ
とを特徴とする薄膜作製方法。According to another structure of the present invention, in the above-mentioned thin film forming method, the cathode voltage at the initial stage is made smaller by comparing the initial film formation and the subsequent film formation with the cathode input power kept constant. A method of forming a thin film, characterized in that the sputtering yield is controlled.

【００２４】本発明の他の構成は、前記薄膜作製方法に
おいて、カソード投入電力を、成膜の初期がその後と比
較して、初期の段階のほうが小さくなるように、スパッ
タ収量の制御を行うことを特徴とする薄膜作製方法。According to another structure of the present invention, in the above-described thin film forming method, the cathode input power is controlled so that the sputtering yield is smaller in the initial stage of film formation than in the subsequent stages. And a method for producing a thin film.

【００２５】本発明の他の構成は、前記薄膜作製方法に
おいて、スパッタ収量が小さくなるように成膜する初期
の段階は、成膜された薄膜の膜厚が１００〜１０００Å
の範囲であることを特徴とする薄膜作製方法。According to another structure of the present invention, in the thin film forming method, the film thickness of the formed thin film is 100 to 1000Å in the initial stage of film formation so as to reduce the sputtering yield.
The method for producing a thin film is characterized in that

【００２６】本発明の他の構成は、薄膜作製用スパッタ
装置において、被膜成膜用基板を所定の場所に設置した
状態で、該基板からみてターゲットと反対側に反射磁界
発生装置を備えていることを特徴とする薄膜作製装置で
ある。According to another structure of the present invention, in a thin film forming sputtering apparatus, a reflective magnetic field generating device is provided on the side opposite to the target as viewed from the substrate with the film forming substrate installed at a predetermined location. This is a thin film manufacturing apparatus characterized in that

【００２７】本発明の他の構成は、薄膜作製用スパッタ
装置において、被膜成膜用基板を所定の場所に設置した
状態で、該基板からみてターゲットと反対側にヒータを
備え、該ヒータからみて前記ターゲットと反対側に反射
磁界発生装置を備えていることを特徴とした薄膜作製装
置である。Another structure of the present invention is, in a sputtering apparatus for forming a thin film, in a state where a film forming substrate is installed at a predetermined place, a heater is provided on a side opposite to a target when viewed from the substrate, and when viewed from the heater. The thin film forming apparatus is characterized in that a reflective magnetic field generator is provided on the side opposite to the target.

【００２８】本発明の他の構成は、上記薄膜作製装置に
おいて、ヒータと反射磁界発生装置の間に、前記ヒータ
からの熱を低減させるための熱遮蔽装置を前記ヒータと
反射磁界発生装置の間に備えてあることを特徴とする薄
膜作製装置である。According to another structure of the present invention, in the above thin film forming apparatus, a heat shield device for reducing heat from the heater is provided between the heater and the reflected magnetic field generator between the heater and the reflected magnetic field generator. The thin film forming apparatus is characterized in that

【００２９】本発明の他の構成は、前記薄膜作製装置に
おいて、前記被膜成膜用基板を移動する移動手段を備
え、前記反射磁界発生装置は前記被膜成膜用基板と連動
して、移動されることを特徴とする薄膜作製装置。In another structure of the present invention, in the thin film forming apparatus, a moving means for moving the coating film forming substrate is provided, and the reflection magnetic field generating device is moved in conjunction with the coating film forming substrate. A thin film forming apparatus characterized by the following.

【００３０】本発明の他の構成は、前記薄膜作製装置に
おいて、前記移動手段は減圧側と大気圧側にて磁気シー
ルによって接続され、前記反射磁界発生装置と前記磁気
シールの間に磁気シールドを設けてあることを特徴とす
る薄膜作製装置。According to another structure of the present invention, in the thin film forming apparatus, the moving means is connected by a magnetic seal on the pressure reducing side and the atmospheric pressure side, and a magnetic shield is provided between the reflected magnetic field generating device and the magnetic seal. A thin film forming apparatus characterized by being provided.

【００３１】本発明の他の構成は、上記薄膜作製装置に
おいて、反射磁界発生装置において、永久磁石のＮ極と
Ｓ極が交互にループ状にほぼ同一平面に並んで固定され
ており、前記ループ状にほぼ沿うような磁界のみが発生
するように磁気シールドを前記ループ状に沿わない磁界
を遮断するように設けてあることを特徴とする薄膜作製
装置である。According to another structure of the present invention, in the above-mentioned thin film forming apparatus, in the reflection magnetic field generating apparatus, the N poles and the S poles of the permanent magnets are alternately fixed in a loop so as to be arranged in substantially the same plane. The thin film forming apparatus is characterized in that a magnetic shield is provided so as to block a magnetic field which does not follow the loop shape so that only a magnetic field which substantially follows the shape is generated.

【００３２】本発明の他の構成は、上記薄膜作製装置に
おいて、永久磁石として、希土類コバルト、Ａｌｎｉｃ
ｏ５、タングステン鋼、炭素鋼、ＫＳ鋼、ＯＰ磁石、Ｆ
ｅｒｒｏｘｄｕｒｅ２、のいずれかを用いることを特徴
とする薄膜作製装置である。According to another structure of the present invention, in the above thin film forming apparatus, the permanent magnet is rare earth cobalt, Alnic.
o5, tungsten steel, carbon steel, KS steel, OP magnet, F
This is a thin-film forming apparatus characterized by using any one of erroxdure2.

【００３３】本発明の他の構成は、上記薄膜作製装置に
おいて、永久磁石として、Ｕ字磁石あるいは棒磁石を用
いることを特徴とする薄膜作製装置である。Another structure of the present invention is a thin film forming apparatus characterized by using a U-shaped magnet or a bar magnet as a permanent magnet in the above thin film forming apparatus.

【００３４】本発明の他の構成は、上記薄膜作製装置に
おいて、磁気シールドの高さが永久磁石の高さより高い
ことを特徴とする薄膜作製装置である。Another structure of the present invention is the thin-film forming apparatus described above, wherein the height of the magnetic shield is higher than the height of the permanent magnet.

【００３５】本発明の他の構成は、上記薄膜作製装置に
おいて、反射磁界発生装置において、コイルをほぼ閉じ
られたループを形成するように巻き、前記コイルに電流
を流すことによって前記ループ状にほぼ沿うような磁界
を発生させることを特徴とした薄膜作製装置である。According to another structure of the present invention, in the above thin-film forming apparatus, in the reflected magnetic field generating apparatus, the coil is wound so as to form a substantially closed loop, and an electric current is passed through the coil to substantially form the loop. It is a thin-film forming apparatus characterized by generating a magnetic field along the thin film.

【００３６】本発明の他の構成としては、上記薄膜作製
装置において、反射磁界発生装置において、基板の薄膜
を作製する面とほぼ垂直な方向に電流を流すことで閉じ
られたループ磁界を、前記基板を作製する面とほぼ平行
に発生させることを特徴とする薄膜作製装置である。As another structure of the present invention, in the above-mentioned thin film production apparatus, in the reflected magnetic field generation apparatus, a loop magnetic field closed by applying an electric current in a direction substantially perpendicular to the surface of the substrate on which the thin film is produced, It is a thin film production apparatus characterized in that it is generated substantially parallel to a surface for producing a substrate.

【００３７】本発明の他の構成は、上記薄膜作製装置に
おいて、反射磁界発生装置において、基板の薄膜を作製
する面とほぼ平行な１組の平面電極の間で直流放電をさ
せることで閉じられたループ磁界を、前記基板を作製す
る面とほぼ平行に発生させることを特徴とした薄膜作製
装置である。According to another structure of the present invention, in the thin-film production apparatus described above, in the reflected magnetic field generation apparatus, a direct current discharge is generated between a pair of flat electrodes substantially parallel to the surface of the substrate on which the thin film is produced. The thin film manufacturing apparatus is characterized in that the loop magnetic field is generated substantially parallel to the surface on which the substrate is manufactured.

【００３８】[0038]

【作用】スパッタの際に、正イオンまたは負イオンが基
板に衝突する場合、例えば正イオンが基板に衝突する場
合に、その進行方向に対して時計方向の回転での磁界が
発生する（いわゆる電磁気学でいう右ネジの法則）。そ
の様子を、図１（Ａ）に示す。基板１０１に進行してい
る正イオン１０２は、進行方向１０３に対して、右ネジ
が進む場合の回転方向（基板に向かって時計方向）に移
動電荷による磁界（ここではイオン磁界１０４と呼ぶ）
ができる。正イオン１０２はイオン磁界１０４を発生さ
せながら進行方向１０３に進み、基板１０１に衝突し
て、イオンダメージを与える。なお、負イオンの場合
は、イオン磁界１０４の向きが逆になり、左ネジが進む
場合の回転方向になる。When the positive ions or the negative ions collide with the substrate during sputtering, for example, when the positive ions collide with the substrate, a magnetic field is generated by clockwise rotation with respect to the traveling direction (so-called electromagnetic field). Right-handed screw law in science). This is shown in FIG. The positive ions 102 advancing to the substrate 101 are a magnetic field (referred to as an ion magnetic field 104 here) due to moving charges in the rotation direction (clockwise toward the substrate) when the right screw advances with respect to the traveling direction 103.
Can be. The positive ions 102 proceed in the traveling direction 103 while generating an ion magnetic field 104, collide with the substrate 101, and cause ion damage. It should be noted that in the case of negative ions, the direction of the ion magnetic field 104 is reversed, which is the rotation direction when the left screw advances.

【００３９】そこで、本発明は、イオンが基板に衝突す
ることを防止する、あるいは衝突するイオンの数を削減
しようとするものである。本発明の概略の原理を図１
（Ｂ）に示す。基板１１１に進行している正イオン１１
２は、基板１１１向かって時計回りの方向にイオン磁界
１１４を発生させながら進行する。その時に、基板の被
形成面に沿ってイオン磁界１１４と同じ向きの反射磁界
１１５があると、正イオン１１２は基板１１１の近傍に
て磁界の反作用によって、基板１１１から遠ざかる向き
に力を受けて、進行方向を反対方向１１３に変えてしま
う。このため、正イオン１１２が基板１１１に達するこ
とがなくなる。或いは、基板１１１に到達する正イオン
１１２の数を減じることができる。従って、反射磁界１
１５を被形成面に向かって時計回りの方向に常に発生さ
せておくことで、正のイオン１１２によるダメージを減
少させることできる。正イオン１１２が、負イオンであ
れば、磁界の向きは全て逆になる。Therefore, the present invention is intended to prevent ions from colliding with the substrate or to reduce the number of colliding ions. FIG. 1 shows the general principle of the present invention.
It shows in (B). Positive ions 11 advancing to the substrate 111
2 proceeds in the clockwise direction toward the substrate 111 while generating the ion magnetic field 114. At that time, if there is a reflected magnetic field 115 in the same direction as the ion magnetic field 114 along the formation surface of the substrate, the positive ions 112 receive a force in the direction away from the substrate 111 due to the reaction of the magnetic field in the vicinity of the substrate 111. , The traveling direction is changed to the opposite direction 113. Therefore, the positive ions 112 do not reach the substrate 111. Alternatively, the number of positive ions 112 reaching the substrate 111 can be reduced. Therefore, the reflected magnetic field 1
By constantly generating 15 in the clockwise direction toward the formation surface, damage by the positive ions 112 can be reduced. If the positive ions 112 are negative ions, the directions of the magnetic fields are all reversed.

【００４０】被形成面に衝突してくるイオンに対して、
例えば正イオンが作る誘導磁場が、進行方向に対して時
計回りの方向の閉じられたループ磁界を発生させている
ことから、同じ時計回りの閉じられたループ磁界を発生
させることによって、正イオンの被形成面への衝突を回
避するものである。半導体分野では、基板はＳｉやＧａ
Ａａなどであり、薄膜半導体分野では石英やソーダガラ
ス、ホウケイ酸ガラスなどであり、いずれも被磁性体で
あるので、反射磁界としての閉じられたループ磁界は、
被形成面の反対側に発生させることが可能である。負イ
オンに対しても同様である。For the ions colliding with the surface to be formed,
For example, since the induced magnetic field generated by positive ions generates a closed loop magnetic field in the clockwise direction with respect to the traveling direction, by generating the same closed loop magnetic field in the clockwise direction, This is to avoid a collision with the formation surface. In the semiconductor field, substrates are Si and Ga
Aa, etc., and quartz, soda glass, borosilicate glass, etc. in the field of thin film semiconductors, all of which are magnetic materials, so the closed loop magnetic field as the reflected magnetic field is
It can be generated on the opposite side of the formation surface. The same applies to negative ions.

【００４１】図２に正イオンのダメージを減少させるた
めの反射磁界の様子をもう少し分かりやすく示してあ
る。図２（Ａ）は、スパッタ法による成膜装置の中の、
ターゲット２０２と被膜形成面側２０４をターゲット２
０２に向けて配置してある基板２０１と、基板２０１の
被膜形成面側２０４と反対側に反射磁界領域２０３があ
る断面図である。FIG. 2 shows the state of the reflected magnetic field for reducing the damage of positive ions in a more understandable manner. FIG. 2A shows a film forming apparatus using a sputtering method.
The target 202 and the film forming surface side 204 are the target 2
2 is a cross-sectional view in which a substrate 201 arranged toward 02 and a reflected magnetic field region 203 are provided on the opposite side of the film formation surface side 204 of the substrate 201.

【００４２】この基板２０１を被膜形成面２０４側から
見た平面図のうち、基板として、ウエハ２１１を配置し
たものが図２（Ｂ）であり、基板として、矩形のガラス
基板２２１を配置したものが図２（Ｃ）である。反射磁
界領域２０３において、図２（Ｂ）に示すように、被膜
形成面側２０４からみると、ウエハ２１１に対して時計
の針の進む向きと同じ、いわゆる時計方向に、閉じられ
た円周状の磁界２１３が発生されている。同様に、図２
（Ｃ）に示すように、閉じられた円周状の磁界２２３が
ガラス基板２１１を被膜形成面側２０４からみて時計方
向に発生されている。なお、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）に
おいて、矢印の向きが磁界２１３、２２３の方向を示し
ている。反射磁界領域２０３では、円周状の磁界２１
３、２２３の様な形でなくとも、正イオンがつくり出す
時計方向の磁界と同じ向きの磁界であれば原理的に同等
であり、例えば図２（Ｄ）には、被膜形成面側２０４か
ら、見たときにガラス基板２３１を配置してある平面図
であるが、反射磁界としては閉じられたループ状で角状
の磁界２３３でもよく、角状の磁界２２３の中の矢印が
磁界の向きを示している。Of the plan view of the substrate 201 seen from the film forming surface 204 side, FIG. 2B shows a wafer 211 arranged as a substrate, and a rectangular glass substrate 221 is arranged as a substrate. Is FIG. 2 (C). In the reflected magnetic field region 203, as shown in FIG. 2B, when viewed from the film forming surface side 204, a closed circular shape is formed in the same so-called clockwise direction as the direction of movement of the hands of the clock with respect to the wafer 211. Magnetic field 213 is generated. Similarly, FIG.
As shown in (C), a closed circumferential magnetic field 223 is generated clockwise when the glass substrate 211 is viewed from the film formation surface side 204. 2B and 2C, the directions of the arrows indicate the directions of the magnetic fields 213 and 223. In the reflected magnetic field region 203, the circular magnetic field 21
Even if the magnetic field is not in the shape of 3, 223, the magnetic field in the same direction as the clockwise magnetic field generated by the positive ions is theoretically equivalent, and for example, in FIG. Although it is a plan view in which the glass substrate 231 is arranged when viewed, a closed loop-shaped angular magnetic field 233 may be used as the reflected magnetic field, and the arrow in the angular magnetic field 223 indicates the direction of the magnetic field. Shows.

【００４３】つまり、正イオンが基板の被膜形成面に向
かって動くときに発生する閉じられたループ磁界と同じ
向きの反射磁界を被膜形成面近傍にて発生させて、正イ
オンをその磁界の反作用によって弾くようにすること
で、被膜形成面での正イオンダメージを減少させること
ができる。負イオンによるダメージであれば、全て磁界
の向きのみが逆になるだけで同様である。That is, a reflected magnetic field in the same direction as the closed loop magnetic field generated when the positive ions move toward the film forming surface of the substrate is generated in the vicinity of the film forming surface, and the positive ions react with the magnetic field. It is possible to reduce the positive ion damage on the film-forming surface by making it repelled. If the damage is caused by negative ions, the same applies except that only the direction of the magnetic field is reversed.

【００４４】閉じられたループ磁界の発生のさせ方とし
ては、図３に永久磁石を用いた場合を示す。図３は、被
膜形成面側から見た場合の図になっているため、反射磁
界としての閉じられたループ磁界は、時計方向になるよ
うに発生させなくてはならない。As a method of generating a closed loop magnetic field, a case where a permanent magnet is used is shown in FIG. Since FIG. 3 is a view as seen from the film forming surface side, the closed loop magnetic field as the reflected magnetic field must be generated in the clockwise direction.

【００４５】図３（Ａ）は、正イオンによるダメージを
低減させるための例を示し、永久磁石を４個用いた場合
の例である。４つのＵ字磁石３０１ａ〜３０１ｄはそれ
ぞれセンター３００を中心にして９０度の回転角度をな
して対称的に配置されている。また、Ｕ字磁石３０１ａ
〜３０１ｄはそれぞれセンター３００みたときに右側に
Ｎ極、左側にＳ極がくるように配置されている。更に、
Ｕ字磁石３０１ａ〜３０１ｄのＮ極とＳ極の間には、そ
れらのＮ極とＳ極の先端よりもセンター３００の方向に
突出するように、それぞれ磁気シールド３０２ａ〜３０
２ｄが配置されいる。FIG. 3A shows an example for reducing damage due to positive ions, which is an example in which four permanent magnets are used. The four U-shaped magnets 301a to 301d are symmetrically arranged with a rotation angle of 90 degrees about the center 300. Also, the U-shaped magnet 301a
˜301d are arranged so that when viewed from the center 300, the north pole is on the right side and the south pole is on the left side. Furthermore,
Between the N and S poles of the U-shaped magnets 301a to 301d, the magnetic shields 302a to 30d are arranged so as to project in the direction of the center 300 from the tips of the N and S poles.
2d is arranged.

【００４６】Ｕ字磁石３０１ａをセンター３００から見
た図を図３（Ｂ）に示す。Ｕ字磁石３０１ａの高さＸよ
り、磁気シールド３０２ａの高さＹの方を大きくしてい
る。これは、Ｕ字磁石３０１ａのＮ極とＳ極の間での磁
界をできるだけ遮断したいためである。あるいは、図３
（Ｃ）に示すように、磁気シールド３０２ＡのようにＵ
字磁石３０１ａのＮ極とＳ極の上部、下部も覆うように
すると、より理想的である。A view of the U-shaped magnet 301a seen from the center 300 is shown in FIG. The height Y of the magnetic shield 302a is larger than the height X of the U-shaped magnet 301a. This is because the magnetic field between the N pole and the S pole of the U-shaped magnet 301a should be blocked as much as possible. Alternatively, FIG.
As shown in (C), U like magnetic shield 302A
It is more ideal to cover the upper and lower parts of the north and south poles of the character magnet 301a.

【００４７】図３（Ａ）に示すように、Ｕ字磁石３０１
ａ〜３０１ｄにおいて、それぞれの磁石のＮ極とＳ極の
間での磁力線はほんとんどなく、Ｕ字磁石３０１ａのＳ
極とＵ字磁石３０１ｂのＮ極の間で、磁力線３０４がで
き、磁界の向きはＵ字磁石３０１ｂのＮ極からＵ字磁石
３０１ａのＳ極に向かって発生する。同様にＵ字磁石３
０１ｃのＮ極からＵ字磁石３０１ｂのＳ極に向かって発
生し、Ｕ字磁石３０１ｄのＮ極からＵ字磁石３０１ｃの
Ｓ極に向かって発生し、Ｕ字磁石３０１ａのＮ極からＵ
字磁石３０１ｄのＳ極に向かって発生する。As shown in FIG. 3A, a U-shaped magnet 301
In a to 301d, there are almost no lines of magnetic force between the N and S poles of the respective magnets, and the S of the U-shaped magnet 301a
A magnetic force line 304 is formed between the pole and the N pole of the U-shaped magnet 301b, and the direction of the magnetic field is generated from the N pole of the U-shaped magnet 301b toward the S pole of the U-shaped magnet 301a. Similarly U-shaped magnet 3
01c from the N pole to the S pole of the U-shaped magnet 301b, from the N pole of the U-shaped magnet 301d to the S pole of the U-shaped magnet 301c, and from the N pole of the U-shaped magnet 301a to U.
It is generated toward the south pole of the letter magnet 301d.

【００４８】すると、図３（Ａ）のセンター３００の回
りに磁力線３０３が発生する。この磁力線３０３は時計
回りで閉じているために、反射磁界としていわゆる閉じ
られたループ磁界として作用する。図３（Ａ）で示した
センター３００の上に基板を置いて、スパッタ法によっ
て成膜した場合に、基板に衝突する正イオンを減少させ
ることが可能であり、被膜形成面の正イオンのダメージ
をも低減できる。Then, magnetic force lines 303 are generated around the center 300 shown in FIG. Since this magnetic force line 303 is closed clockwise, it acts as a so-called closed loop magnetic field as a reflected magnetic field. When a substrate is placed on the center 300 shown in FIG. 3A and a film is formed by a sputtering method, it is possible to reduce the positive ions that collide with the substrate, and damage the positive ions on the film formation surface. Can also be reduced.

【００４９】Ｕ字磁石３０１ａ〜３０１ｄとしては、強
い磁界が必要な場合は、ＳｍＣｏ５などの希土類コバル
ト磁石や、８Ａｌ，１４Ｎｉ，２３Ｃｏ，３Ｃｕなどの
成分からできるＡｌｎｉｃｏ５や０．７Ｃ，０．３Ｃ
ｒ，６Ｗ，０．３Ｍｎなどの成分からできるタングステ
ン鋼を用いるとよい。また、それ程大きな磁界が必要で
無い場合は、０．９〜１Ｃ，１Ｍｎなど成分からできる
炭素鋼や、０．９Ｃ，３５Ｃｏ，３〜６Ｃｒ，４Ｗなど
の成分からできるＫＳ鋼や、Ｃｏ０．７５Ｆｅ２．２５
Ｏ４などのＯＰ磁石や、ＢａＦｅ１２Ｏ１９などのＦｅ
ｒｒｏｘｄｕｒｅ２などを用いた永久磁石を用いると良
い。As for the U-shaped magnets 301a to 301d, when a strong magnetic field is required, a rare earth cobalt magnet such as SmCo 5 or Alnico 5 or 0.7C or 0.3C formed from a component such as 8Al, 14Ni, 23Co or 3Cu.
It is preferable to use a tungsten steel made of components such as r, 6W, and 0.3Mn. Further, when a magnetic field that is not so large is required, carbon steel made of components such as 0.9 to 1C and 1Mn, KS steel made of components such as 0.9C, 35Co, 3 to 6Cr and 4W, Co 0. 75 Fe 2.25
OP magnets such as O 4 and Fe such as BaFe 12 O 19
A permanent magnet using rroxdure2 or the like may be used.

【００５０】或いは、Ｕ字磁石３０１ａ〜３０１ｄは永
久磁石でなく、同様の電磁石でもよい。また４個を円周
状に並べたが、別段円周状である必要はなく、最終的に
センター３００の回りに閉じた時計方向回りに磁力線が
でき、反射磁界をいわゆる閉じられたループ磁界として
なせばよい。負イオンによるダメージを低減させるため
には、全て磁界の向きを逆にする。つまりＮ極とＳ極を
反転させたものにすれば良い。Alternatively, the U-shaped magnets 301a to 301d may be similar electromagnets instead of permanent magnets. Further, although four pieces are arranged in a circular shape, they do not have to be in a separate circular shape, and finally magnetic lines of force are formed around the center 300 in the clockwise direction, and the reflected magnetic field is a so-called closed loop magnetic field. Just do it. In order to reduce the damage due to negative ions, the directions of the magnetic fields are all reversed. That is, the N pole and the S pole may be reversed.

【００５１】図３に示したような、配置の仕方ではな
く、もっと単純な永久磁石を用いて、反射磁界を発生さ
せる手段を図４に示す。図４（Ａ）は、図３（Ａ）に対
応しているが、被膜形成面側から見た場合の正イオンダ
メージを低減させるための図になっているため、反射磁
界としての閉じられたループ磁界は、時計方向になるよ
うに発生させなくてはならない。磁気シールド４０２
ａ、４０２ｂ、４０２ｃが円周状に壁をなしておりその
中に、多数の永久磁石４０１が、１種類は磁気シールド
４０２ａと４０２ｂの間の領域４０３に配置され、他の
種類としては、磁気シールド４０２ｂと４０２ｃの間の
領域４０４に配置されている。この図では領域４０３、
４０４の２つであるが、１つでも良くまた、３つ以上で
も無論よい。FIG. 4 shows a means for generating a reflected magnetic field by using a simpler permanent magnet instead of the arrangement shown in FIG. Although FIG. 4 (A) corresponds to FIG. 3 (A), since it is a diagram for reducing positive ion damage when viewed from the film formation surface side, it is closed as a reflected magnetic field. The loop magnetic field must be generated in a clockwise direction. Magnetic shield 402
a, 402b, 402c form a wall in a circumferential shape, and a large number of permanent magnets 401 are arranged in the region 403 between the magnetic shields 402a and 402b. It is located in the region 404 between the shields 402b and 402c. In this figure, area 403,
There are two of 404, but it may be one, or of course, three or more.

【００５２】それぞれの各永久磁石４０１は、センター
４００からその個別の永久磁石４０１をみたときに右側
がＮ極、左側がＳ極になるように配置されている。する
と永久磁石４０１は、磁気シールド４０２ａ、４０２
ｂ、４０２ｃで挟まれている中で主に、磁力線を発生さ
せ磁気シールドを隔てた磁力線の発生をできるだけ抑え
ており、Ｎ極からＳ極へと丁度時計の針の進行方向と同
じ向きの磁力線になる。また、図４（Ａ）の中の、Ｘ−
Ｘ’断面を図４（Ｂ）に示し、Ｙ−Ｙ’断面を図４
（Ｃ）に示している。図４（Ｂ）を見るとわかるよう
に、領域４０３に永久磁石４０１があるときは、領域４
０４には永久磁石４０１がない。逆に図４（Ｃ）を見る
と、領域４０４に永久磁石４０１がある時は、領域４０
３には永久磁石４０１はない。Each of the permanent magnets 401 is arranged so that when the individual permanent magnets 401 are viewed from the center 400, the right side is the N pole and the left side is the S pole. Then, the permanent magnet 401 becomes the magnetic shields 402a, 402.
While being sandwiched between b and 402c, mainly the magnetic field lines are generated to suppress the magnetic field lines separating the magnetic shield as much as possible, and the magnetic field lines in the same direction as the direction of movement of the hands of the watch from the N pole to the S pole. become. In addition, X- in FIG.
The X ′ cross section is shown in FIG. 4B, and the YY ′ cross section is shown in FIG.
It is shown in (C). As can be seen from FIG. 4B, when the permanent magnet 401 is in the area 403, the area 4
04 does not have a permanent magnet 401. On the contrary, looking at FIG. 4C, when the permanent magnet 401 is present in the area 404, the area 40
3 has no permanent magnet 401.

【００５３】上記のように、永久磁石４０１の配置は、
領域４０３と領域４０４で交互に配置するようにした方
がよい。ただし、交互に配置しなくくとも、本発明の効
果は十分にでる。また、図４（Ｂ）と図４（Ｃ）をみる
と明らかなように、永久磁石４０１の高さＸよりも、磁
気シールド４０２ａ、４０２ｂ、４０２ｃの高さＹの方
が高くすることで、閉じられたループ磁界以外の磁界の
発生を減少させている。領域４０３と４０４の中で、永
久磁石４０１を介しながらそれぞれ閉じられたループ磁
界を発生させている。また、負イオンのダメージを低減
させるためには永久磁石４０１のＮ極とＳ極を逆にす
る。As described above, the arrangement of the permanent magnets 401 is
It is better to arrange the regions 403 and 404 alternately. However, the effects of the present invention are sufficient even if they are not arranged alternately. Further, as apparent from FIGS. 4B and 4C, by making the height Y of the magnetic shields 402a, 402b, 402c higher than the height X of the permanent magnet 401, It reduces the generation of magnetic fields other than closed loop magnetic fields. In the regions 403 and 404, a closed loop magnetic field is generated via the permanent magnet 401. Further, in order to reduce the damage of negative ions, the north pole and the south pole of the permanent magnet 401 are reversed.

【００５４】図５は、図４に示したものを、四角形状に
てならべたものであり、四角い基板などに対応しやす
い。また、図６に示すようにコイル６０１をドーナッツ
状にして、電流６０２を流すと閉じられたループ磁界６
０３を発生させることができる。このコイルの場合は、
磁界の大きさを自在に変化させることができるために利
点が多い。図６は、正イオンのダメージを低減させるよ
うにしてあるが、負イオンのダメージを低減させるため
には、電池６０４のプラスとマイナスを換えることで対
応できる。図には示していないが、コイル６０１の内側
円周状と外側円周状に磁気シールドを設けた方がよい
が、コイル状の電流を流した場合は、ほぼループに沿う
ような磁界しかできないために、なくとも十分である。FIG. 5 is an arrangement of the one shown in FIG. 4 in a quadrangular shape, which is easily applicable to a square substrate or the like. Further, as shown in FIG. 6, when the coil 601 is formed into a donut shape and a current 602 is passed, a closed loop magnetic field 6 is generated.
03 can be generated. For this coil,
There are many advantages because the magnitude of the magnetic field can be changed freely. In FIG. 6, the damage of positive ions is reduced, but in order to reduce the damage of negative ions, the plus and minus of the battery 604 can be changed. Although not shown in the figure, it is better to provide magnetic shields on the inner circumference and the outer circumference of the coil 601, but when a coil-shaped current is applied, only a magnetic field that is substantially along the loop can be obtained. For, it is not necessary.

【００５５】また、いままでのものは静磁場、静磁界を
発生させていたが、図７に示すように鉄心７００にコイ
ル７０１ａ、７０１ｂ、７０２ａ、７０２ｂ、７０３
ａ、７０３ｂ、を巻付け、コイル７０１ａ、７０１ｂを
交流電源Ａ７０４に接続し、コイル７０２ａ、７０２ｂ
を交流電源Ｂ７０５に接続し、コイル７０３ａ、７０３
ｂを交流電源Ｃ７０６に接続する。交流電源Ａ〜Ｃ７０
４〜７０６は、それぞれ位相だけが異なる電源になって
いる。それぞれの位相差は丁度１２０゜になっている。
それによって、閉じられたループ磁界が発生する。Further, although the static magnetic field and the static magnetic field have been generated in the conventional ones, as shown in FIG. 7, the coils 701a, 701b, 702a, 702b, 703 are provided in the iron core 700.
a, 703b are wound, the coils 701a, 701b are connected to the AC power source A704, and the coils 702a, 702b are connected.
Is connected to an AC power source B705, and coils 703a and 703 are connected.
b is connected to the AC power source C706. AC power supply A to C70
Nos. 4 to 706 are power supplies having different phases. Each phase difference is just 120 °.
Thereby, a closed loop magnetic field is generated.

【００５６】磁石を使って反射磁界としての閉じられた
ループ磁界を発生させる以外に、図８（Ａ）、図８
（Ｂ）に示すような方法もある。この図は負イオンのダ
メージを低減させる図を示している。図８（Ａ）は、基
板８０１の被膜形成面側８０２の反対側に、反射磁界を
発生させるようにしたものの断面図であり、下電極８０
３と上電極８０４とは多数の導電線８０５で接続され、
下電極８０３は直流電源８０６のプラス側に接続され、
上電極８０４は抵抗８０７を通して接地されている。直
流電源８０６の電圧を変化させるか、抵抗８０７の抵抗
値を変化させることで、多数の導電線８０５を流れる電
流値を制御する。多数の導電線８０５の１本１本には矢
印の方向に電流がながれるために、導電線８０５のまわ
りには、電流がながれる向きに右ネジが進む方向に、反
射磁界としての閉じられたループ磁界が発生する。In addition to using a magnet to generate a closed loop magnetic field as a reflected magnetic field, FIGS.
There is also a method as shown in (B). This figure shows a diagram for reducing the damage of negative ions. FIG. 8A is a cross-sectional view of the substrate 801 on the side opposite to the film formation surface side 802 so that a reflected magnetic field is generated.
3 and the upper electrode 804 are connected by a large number of conductive wires 805,
The lower electrode 803 is connected to the positive side of the DC power source 806,
The upper electrode 804 is grounded through the resistor 807. By changing the voltage of the DC power source 806 or the resistance value of the resistor 807, the value of the current flowing through the large number of conductive lines 805 is controlled. Since a current flows in each of the multiple conductive wires 805 in the direction of the arrow, a closed loop as a reflected magnetic field is formed around the conductive wire 805 in the direction in which the right screw advances in the direction in which the current flows. A magnetic field is generated.

【００５７】基板８０１に向かってくる、負イオンがつ
くり出す閉じられたループ磁界と丁度同じ向きとなり、
その負イオンの基板への衝突を減少させることが出来
る。しかも、この場合は、多数の導電線８０５を流れる
電流値を制御することで、反射磁界としての閉じられた
ループ磁界の強さを制御できるために、幅広い条件にま
で対応可能である。正イオンに対しては、直流電源８０
６のプラスとマイナスを逆にすればよい。The direction is exactly the same as the closed loop magnetic field produced by the negative ions, which is directed toward the substrate 801,
The collision of the negative ions with the substrate can be reduced. Moreover, in this case, since the strength of the closed loop magnetic field as the reflected magnetic field can be controlled by controlling the value of the current flowing through the large number of conductive lines 805, it is possible to meet a wide range of conditions. DC power supply 80 for positive ions
You can reverse the plus and minus of 6.

【００５８】図８（Ｂ）には、基板８１１の被膜形成面
側８１２の反対側に、反射磁界を発生させるようにした
ものの断面図であり、下電極８１３と上電極８１４の間
で直流のプラズマ放電８１５が発生される。下電極８１
３は直流電源８１６のプラス側に接続され、上電極８１
４は抵抗８１７を通して接地されている。直流電源８１
６の電圧を変化させるか、抵抗８１７の抵抗値を変化さ
せることで、直流のプラズマ放電８１５によって発生す
るイオン電流を制御する。直流放電であるために、正の
イオンは、下電極８１３から上電極８１４へ向かって移
動するために、丁度、基板８０１に向かってくる負イオ
ンと逆向きの方向になるため、下電極８１３から上電極
８１４へ向かって移動する正イオンによって発生する反
射磁界としての閉じられたループ磁界が発生する。FIG. 8B is a cross-sectional view of a substrate 811 on the side opposite to the film forming surface side 812 so that a reflected magnetic field is generated, and a direct current is applied between the lower electrode 813 and the upper electrode 814. Plasma discharge 815 is generated. Lower electrode 81
3 is connected to the plus side of the DC power source 816, and the upper electrode 81
4 is grounded through a resistor 817. DC power supply 81
The ionic current generated by the DC plasma discharge 815 is controlled by changing the voltage of No. 6 or the resistance value of the resistor 817. Since it is a DC discharge, positive ions move from the lower electrode 813 toward the upper electrode 814, and therefore, in the opposite direction to the negative ions coming toward the substrate 801, so that the positive ions move from the lower electrode 813. A closed loop magnetic field is generated as a reflected magnetic field generated by positive ions moving toward the upper electrode 814.

【００５９】直流プラズマ放電８１５によって流れる電
流を、直流電源８１６の電圧を変化させるあるいは、抵
抗８１７の抵抗値を変化させることで、反射磁界として
の閉じられたループ磁界の強さを制御できる。図８
（Ａ）、図８（Ｂ）のどちらの場合も、上電極８０４、
８１４と下電極８０３、８１３の材質は非磁性体を用い
なくてはならず、例えば、ステンレススチールの非磁性
体である、ＳＵＳ３０４やＳＵＳ３１６などや、アルミ
ニウムやアルミニウム合金などがある。正イオンに対し
ては、直流電源８１６のプラスマイナスを逆転させれば
よい。The strength of the closed loop magnetic field as the reflected magnetic field can be controlled by changing the voltage of the DC power source 816 or the resistance value of the resistor 817 so that the current flowing by the DC plasma discharge 815 changes. FIG.
8A and 8B, the upper electrode 804,
The material of 814 and the lower electrodes 803 and 813 must be a non-magnetic material, such as stainless steel non-magnetic material such as SUS304 or SUS316, or aluminum or aluminum alloy. For positive ions, the plus and minus of the DC power supply 816 may be reversed.

【００６０】図９は本発明を用いた場合の、ＤＣマグネ
トロンスパッタ装置の、断面図である。反応室９００の
中に、基板９０１、ターゲット９０２が図のように配置
されている。基板９０１は、プッシャー９０３によっ
て、ホルダー９０４に押しつけられて固定されている。
基板９０１の下側には、基板加熱用のヒータ９０５があ
り、プッシャー９０３はこのヒータ９０５の中にある。
反応室９００は、スパッタガス９１３が導入され、真空
ポンプ９０６と制御弁９０７によって、所望の圧力に制
御できる。FIG. 9 is a sectional view of a DC magnetron sputtering apparatus when the present invention is used. A substrate 901 and a target 902 are arranged in the reaction chamber 900 as shown in the figure. The substrate 901 is pressed and fixed to the holder 904 by the pusher 903.
A heater 905 for heating the substrate is provided below the substrate 901, and the pusher 903 is provided in the heater 905.
A sputtering gas 913 is introduced into the reaction chamber 900, and a desired pressure can be controlled by a vacuum pump 906 and a control valve 907.

【００６１】ターゲット９０２には直流電源９０８のマ
イナス側に接続され、ターゲット９０２の裏側には、マ
グネトロンスパッタを行うためのマグネットシステム９
０９と、ターゲット９０２を冷却するための冷却装置９
１０とが設けられている。ターゲット９０２は、反応室
９００とはインシュレータ９１１によって電気的に絶縁
されている。The target 902 is connected to the negative side of the DC power source 908, and the magnet system 9 for performing magnetron sputtering is provided on the back side of the target 902.
09 and a cooling device 9 for cooling the target 902
And 10 are provided. The target 902 is electrically insulated from the reaction chamber 900 by an insulator 911.

【００６２】ヒータ９０５の下には、反射磁界発生装置
９１２が設置してある。ターゲット９０２は、スパッタ
ガス９１３が導入されて、スパッタ圧力になると、直流
電源９０８によって負の電圧が印加され、マグネットシ
ステム９０９によって、エロージョン領域に閉じ込めら
れた正イオンにより、ターゲット９０２はスパッタリン
グされる。スパッタされて、ターゲット９０２から飛び
出したターゲット材料の原子分子は、基板９０１の表面
に達して堆積する。A reflected magnetic field generator 912 is installed below the heater 905. When the sputtering gas 913 is introduced into the target 902 and the sputtering pressure is reached, a negative voltage is applied by the DC power supply 908, and the magnet system 909 causes the target 902 to be sputtered by the positive ions trapped in the erosion region. Atomic molecules of the target material which are sputtered and jumped out of the target 902 reach the surface of the substrate 901 and are deposited.

【００６３】基板９０１上での成膜の均一性をとるため
に、基板９０１を自回転、スイング、遊星回転などの移
動をさせながら成膜させてもよい。エロージョン領域に
閉じ込められているはずの正イオンの何割かは、マグネ
ットシステム９０９の磁界では閉じ込めきれずに、基板
９０１に向かって飛んでくる。そのとき基板９０１に右
ネジが進行するときのネジの回転方向に磁界を発生しな
がら、正イオンが飛んでくる。このため、エロージョン
領域から脱出した正イオンを基板９０１に達しないよう
にするために、逆向きの閉じられたループ磁界を反射磁
界発生装置９１２によって発生させている。エロージョ
ン領域に閉じ込められていて、基板９０１に向かってく
るものが負イオンの場合は、左ネジが進行するときのネ
ジの回転方向に磁界を発生させながら飛んでくる。In order to make the film formation on the substrate 901 uniform, the film may be formed while the substrate 901 is moved by its own rotation, swing, planetary rotation, or the like. Some of the positive ions that should be confined in the erosion region cannot be completely confined by the magnetic field of the magnet system 909 and fly toward the substrate 901. At that time, positive ions fly while generating a magnetic field in the rotation direction of the screw when the right screw advances on the substrate 901. Therefore, in order to prevent the positive ions that have escaped from the erosion region from reaching the substrate 901, the reflected magnetic field generation device 912 generates a closed loop magnetic field in the opposite direction. When the ions confined in the erosion region and coming toward the substrate 901 are negative ions, they fly while generating a magnetic field in the rotation direction of the screw when the left screw advances.

【００６４】反射磁界発生装置９１２を永久磁石を用い
て作製する場合は、その永久磁石のキューリー温度を超
えないような、熱輻射の遮蔽を反射磁界発生装置９１２
かあるいはヒータ９０５に設けること必要である。When the reflected magnetic field generator 912 is manufactured using a permanent magnet, the reflected magnetic field generator 912 shields thermal radiation so as not to exceed the Curie temperature of the permanent magnet.
Alternatively, it is necessary to provide the heater 905.

【００６５】スパッタによる被膜形成面がダメージを受
けるのは、正イオンあるいは負イオンのみではなく、高
エネルギーで基板に衝突してくる中性のターゲットから
スパッタによって飛び出した原子分子によってもダメー
ジを受ける。スパッタなどの成膜装置は、それを産業上
にて利用するためには、生産性を向上させるために、膜
質を悪化させない範囲での成膜速度の増加が要求され
る。The surface on which the film is formed by sputtering is damaged not only by the positive ions or the negative ions but also by the atomic molecules sputtered out from the neutral target which collides with the substrate with high energy by the sputtering. In order to improve the productivity of a film forming apparatus such as sputtering for industrial use, it is required to increase the film forming rate within a range that does not deteriorate the film quality.

【００６６】スパッタリングガスのイオンによるターゲ
ットのスパッタに対する指標１つのとして、スパッタ収
量がある。例えば、１個のアルゴンイオンを６００ｅＶ
のエネルギーでＡｌのターゲットに衝突させた際に、
１．２４個のＡｌ原子が飛び出す場合をスパッタ収量
１．２４ａｔｏｍｓ／ｉｏｎとするものである。ちなみ
に、アルゴンイオンを６００ｅＶのエネルギーでＳｉの
ターゲットに衝突させた場合には、スパッタ収量は０．
５３ａｔｏｍｓ／ｉｏｎとなる。Sputtering yield is one of the indexes for the sputtering of the target by the ions of the sputtering gas. For example, one argon ion is 600 eV
When colliding with an Al target with the energy of
The sputtering yield is 1.24 atoms / ion when 1.24 Al atoms jump out. By the way, when argon ions are made to collide with a Si target at an energy of 600 eV, the sputtering yield is 0.
It becomes 53 atoms / ion.

【００６７】スパッタを行う場合に、ターゲットに印加
する電力は、カソード電圧とカソード電流の積で表され
るが、同じ電力１０Ｗ／ｃｍ２を投入した場合でも、カ
ソード電圧が５００Ｖ、カソード電流が０．０２Ａ／ｃ
ｍ２の場合と、カソード電圧が４００Ｖ、カソード電流
が０．０２５Ａ／ｃｍ２の場合では、異なるスパッタ収
量での成膜を行っていることになる。無論、カソード電
圧が５００Ｖの方がスパッタ収量が大きい。The power applied to the target during sputtering is represented by the product of the cathode voltage and the cathode current. Even when the same power of 10 W / cm 2 is applied, the cathode voltage is 500 V and the cathode current is 0. .02A / c
In the case of m 2 , the cathode voltage is 400 V, and the cathode current is 0.025 A / cm 2 , it means that film formation is performed with different sputtering yields. Needless to say, the sputtering yield is higher when the cathode voltage is 500V.

【００６８】しかしながら、カソード電流が大きい方が
ターゲットをスパッタするイオンの数が多いことになる
ので、結果的に成膜速度に大きな差はない。まったく差
が無いわけではなく、投入電力が同じであればスパッタ
収量の大きい条件の方が成膜速度は若干大きくなる。こ
のため、本発明では、投入電力を変更せずに、成膜の初
期の段階ではできるだけカソード電圧を下げて、カソー
ド電流を上げるようにし、下地に中性原子分子の影響が
現れない程度、具体的には１００〜５００Åの厚さに成
膜した後に、カソード電圧を上昇させるようにする。However, the larger the cathode current, the larger the number of ions sputtering the target, and as a result, there is no large difference in the film forming rate. It does not mean that there is no difference at all, and if the input power is the same, the film formation rate will be slightly higher under the condition that the sputtering yield is larger. Therefore, in the present invention, the cathode voltage is lowered as much as possible and the cathode current is increased in the initial stage of film formation without changing the applied electric power, and the influence of neutral atomic molecules does not appear in the base. Specifically, the cathode voltage is increased after the film is formed to a thickness of 100 to 500Å.

【００６９】スパッタによる高エネルギーの中性原子分
子の影響が、非常に敏感な非形成面を持つ場合は、当初
の１００〜５００Å程度は、カソードへの投入電力その
もものを小さくし、できるだけカソード電圧を下げ、カ
ソード電流を上げるようにし、下地に中性原子分子の影
響が現れないまで成膜する。その後に、投入電力を大き
くして、カソード電圧を上昇させるればよい。このよう
な方法をとることは、被膜形成面が敏感である面に成膜
する場合に有効である。When the influence of high-energy neutral atoms and molecules due to sputtering has a non-forming surface that is very sensitive, the initial power of about 100 to 500 Å should be minimized by reducing the input power to the cathode. The voltage is lowered and the cathode current is raised, and the film is formed until the influence of neutral atomic molecules does not appear on the base. After that, the applied power may be increased to raise the cathode voltage. Taking such a method is effective when forming a film on the sensitive surface of the film formation surface.

【００７０】[0070]

【実施例】【Example】

〔実施例１〕本発明を用いたスパッタ成膜装置の実施例
を、図９に示す。反応室９００は、減圧可能であり、減
圧は真空ポンプ９０６によって行う。真空ポンプ９０６
としては、クライオポンプ、ターボ分子ポンプ、複合タ
ーボ分子ポンプ、油拡散ポンプ、水銀拡散ポンプなどが
使用でき、到達圧力として、１０−３Ｐａ以下までの到
達真空度の能力が必要となる。特に、水の成分を嫌う、
アルミニウムなどをスパッタによって成膜する場合は、
水に対しての排気速度の大きなクライオポンプなどはク
リーンで使いやすい。また、クライオポンプなどの溜め
込み式のポンプでは連続使用をした場合に、ポンプの再
生による装置の停止時間が多くなるため、ターボ分子ポ
ンプあるいは複合ターボ分子ポンプなどが利便である。[Embodiment 1] FIG. 9 shows an embodiment of a sputtering film forming apparatus using the present invention. The reaction chamber 900 can be depressurized, and depressurization is performed by a vacuum pump 906. Vacuum pump 906
As such, a cryopump, a turbo molecular pump, a composite turbo molecular pump, an oil diffusion pump, a mercury diffusion pump, or the like can be used, and an ultimate pressure of 10 −3 Pa or less is required. Especially, I hate water ingredients,
When depositing aluminum etc. by sputtering,
A cryopump, etc., which has a high pumping speed for water, is clean and easy to use. In addition, when a continuous-use pump such as a cryopump is used continuously, the device is stopped for a long time due to regeneration of the pump, so that a turbo molecular pump or a composite turbo molecular pump is convenient.

【００７１】スパッタガス９１３が反応室９００に接続
されているが、反応性スパッタを行うような場合は、こ
のスパッタガス９１３以外に、反応用のガスを別に導入
する必要があり、しかも、その導入方法には、工夫が必
要となる。本実施例では、反応性スパッタは行わないの
で、単純にスパッタリング用のガスを接続してある。ス
パッタガス９１３としては、アルゴン、クリプトン、キ
セノンなどの不活性ガスのうち原子半径が大きいものが
使われるが、ガスの価格等を考えた場合は、通常アルゴ
ンガスが用いられる。本実施例でもアルゴンガスを用い
ている。Although the sputtering gas 913 is connected to the reaction chamber 900, in the case where reactive sputtering is performed, it is necessary to separately introduce a reaction gas in addition to the sputtering gas 913, and the introduction of the reaction gas is also required. The method needs some ingenuity. In this embodiment, since reactive sputtering is not performed, a gas for sputtering is simply connected. As the sputtering gas 913, an inert gas such as argon, krypton, or xenon having a large atomic radius is used, but when the price of the gas is taken into consideration, argon gas is usually used. Also in this embodiment, argon gas is used.

【００７２】反応室９００の上方にインシュレータ９１
１によって、ターゲット９０２は反応室９００と電気的
に分離され、かつ反応室９００内の真空度を悪くしない
ように設置されている。ターゲット９０２の裏側には、
マグネトロンスパッタリングを行うためのマグネットシ
ステム９０９が配置してある。しかし、ターゲット９０
２が磁性材料の場合は、マグネトロンスパッタを行うこ
とができない。ターゲット９０２が、アルミニウムや、
クロム、チタン、銀、ＩＴＯなどの非磁性体の場合の
み、マグネットシステム９０９を利用したマグネトロン
スパッタを行うことができる。An insulator 91 is provided above the reaction chamber 900.
1, the target 902 is electrically separated from the reaction chamber 900 and is installed so as not to deteriorate the degree of vacuum in the reaction chamber 900. On the back side of the target 902,
A magnet system 909 for performing magnetron sputtering is arranged. However, target 90
When 2 is a magnetic material, magnetron sputtering cannot be performed. The target 902 is aluminum,
Magnetron sputtering using the magnet system 909 can be performed only for a nonmagnetic material such as chromium, titanium, silver, or ITO.

【００７３】ターゲット９０２は直流電源９０８のマイ
ナス極に接続されているため、カソード（陰極）とも呼
ばれる。スパタッタガス９１３がイオン化されて、その
正イオンがターゲット９０２に衝突してスパッタが行わ
れる。ターゲット９０２は、大きいカソード電流が流れ
るために、加熱されるので、それを冷却するための冷却
装置９１０がある。冷却装置９１０は通常は水冷による
冷却方式を用いるが、マグネットシステム９０９をも同
時に冷却する場合は、その冷却水の中の磁性体成分が付
きマグネットシステム９０９の特性を変化させないよう
に、フィルターによって冷却水中のパーティクルなどを
除去して用いなくてはならない。Since the target 902 is connected to the negative pole of the DC power source 908, it is also called a cathode. The sputter gas 913 is ionized, and the positive ions collide with the target 902 to perform sputtering. Since the target 902 is heated because a large cathode current flows, there is a cooling device 910 for cooling the target 902. The cooling device 910 normally uses a cooling method using water cooling, but when cooling the magnet system 909 at the same time, it is cooled by a filter so that the magnetic component in the cooling water does not change the characteristics of the magnet system 909. Particles in water must be removed before use.

【００７４】ターゲット９０２の冷却も非常に重要であ
り、ターゲット９０２の温度に変化をきたすと、成膜さ
れた膜の特性をも変化させてしまう。従って、ターゲッ
ト９０２の温度を一定にするようにしなくてはならな
い。そのためには、熱容量の大きな冷却源にターゲット
９０２を接触させることが必要であり、本発明人の実験
によると、１分間に６リットル以上の水温３０℃以下で
ある冷却水によってターゲット９０２を冷却する良好で
あった。Cooling of the target 902 is also very important, and if the temperature of the target 902 changes, the characteristics of the formed film will also change. Therefore, the temperature of the target 902 must be kept constant. For that purpose, it is necessary to bring the target 902 into contact with a cooling source having a large heat capacity. According to an experiment by the present inventor, the target 902 is cooled with cooling water having a water temperature of 6 liters or more and 30 ° C. or less per minute. It was good.

【００７５】ターゲット９０２自体を直接冷却出来ない
場合は、銅などの熱伝導率の高い材料によりバッキング
プレートを作製して、ターゲット９０２をバッキングプ
レートに貼り付けたものを用いて、冷却水によってバッ
キングプレートを冷却してもよい。When the target 902 itself cannot be cooled directly, a backing plate is made of a material having a high thermal conductivity such as copper, and the target 902 is attached to the backing plate, and the backing plate is cooled with cooling water. May be cooled.

【００７６】基板９０１は、プッシャー９０３によっ
て、ホルダー９０４に押しつけられる方式によって固定
される。基板９０１を固定する方法もいくらでもある
が、プッシャー９０３を利用する装置は、枚葉式の装置
の形態として最も使いやすいものであるので、本実施例
でも用いた。The substrate 901 is fixed by the pusher 903 by pressing it against the holder 904. Although there are any number of methods for fixing the substrate 901, the device using the pusher 903 is the easiest to use as a single-wafer type device, and is used in this embodiment as well.

【００７７】基板９０１の下側にプッシャー９０３を内
蔵する形でヒータ９０５が配置されている。ヒータ９０
５はランプ加熱方式、抵抗加熱方式などがあるが、その
ヒータ９０５の下側に、反射磁界発生装置９１２がある
ため、この反射磁界発生装置９１２の中に永久磁石を用
いる場合は、ヒータ９０５の輻射熱によって該永久磁石
のキューリー温度を超えないような工夫が必要となる。A heater 905 is arranged below the substrate 901 so as to have a pusher 903 built therein. Heater 90
5 has a lamp heating system, a resistance heating system, etc., but since the reflection magnetic field generation device 912 is below the heater 905, when a permanent magnet is used in this reflection magnetic field generation device 912, the heater 905 It is necessary to devise so that the Curie temperature of the permanent magnet is not exceeded by radiant heat.

【００７８】また、ヒータ９０５の構成材料に磁性体を
用いた場合は、その材料が反射磁界発生装置９１２で発
生した反射磁界に対して磁気シールドになり、その磁性
体材料を用いた回りでの本発明の効果を落としてしまう
可能性があるため、できるだけ磁性体材料を用いない構
成をヒータ９０５に用いなくてはならない。本実施例で
は、Ｃｒ材料を主として用いた抵抗加熱の熱源でヒータ
９０５を構成し、熱源と反射磁界発生装置９１２の間に
は、熱遮蔽を施した。熱遮蔽としては、その装置での加
熱温度によって異なるが、基板９０１を２００℃程度以
下で加熱する場合は、非磁性体のステンレススチールな
どを電界研磨をしたものを使用することで、熱遮蔽は十
分行うことが出来る。また、３００℃程度以上の場合
は、非磁性体のステンレススチールや、アルミ等で水冷
室を設けることで熱遮蔽することが出来る。無論双方を
用いることで一層の熱遮蔽を行うことができる。When a magnetic material is used as the constituent material of the heater 905, the material serves as a magnetic shield against the reflected magnetic field generated by the reflected magnetic field generator 912, and the magnetic material is used in the surroundings. Since the effect of the present invention may be impaired, the heater 905 should be configured to use as little magnetic material as possible. In this embodiment, the heater 905 is composed of a resistance heating heat source mainly using a Cr material, and heat is shielded between the heat source and the reflected magnetic field generator 912. The heat shield varies depending on the heating temperature of the apparatus. However, when the substrate 901 is heated at about 200 ° C. or lower, a non-magnetic material such as stainless steel, which has been electropolished, is used. You can do it enough. When the temperature is about 300 ° C. or higher, heat can be shielded by providing a water cooling chamber with a non-magnetic material such as stainless steel or aluminum. Of course, both can be used to provide further heat shielding.

【００７９】図９は反射磁界発生装置９１２の断面を表
している。基板９０１から反射磁界発生装置９１２を見
たときの平面図としては、図４および図５に示すような
永久磁石を用いたものを使用した。本実施例では、矩形
基板対応の装置であるために、図５に示すような反射磁
界発生装置９１２を使用したが、基板がウェハなどのよ
うに丸形の場合は図４に示すような装置の方がよい。FIG. 9 shows a cross section of the reflected magnetic field generator 912. As a plan view of the reflected magnetic field generator 912 viewed from the substrate 901, a permanent magnet as shown in FIGS. 4 and 5 was used. In this embodiment, since the device for a rectangular substrate is used, the reflected magnetic field generator 912 as shown in FIG. 5 is used. However, when the substrate is a round shape such as a wafer, the device as shown in FIG. Is better.

【００８０】なお、図５は、図９中のターゲットから反
射磁界発生装置９１２を見たときの平面図であって、図
５の永久磁石５０１を多数に磁気シールド５０２ａと磁
気シールド５０２ｂで挟まれた領域５０３と、磁気シー
ルド５０２ｂと磁気シールド５０２ｃで挟まれた領域５
０４に配置してある。配置の仕方は、センター５００か
ら各永久磁石５０１をみたたきに左側がＳ極、右側がＮ
極となるように配置されている。これは本実施例では、
アルゴンイオンなどの正イオンによる基板へのダメージ
を前提としているためである。負イオンによるダメージ
を前提とした場合は、Ｎ極とＳ極は逆になる。FIG. 5 is a plan view when the reflected magnetic field generator 912 is viewed from the target in FIG. 9, and a large number of permanent magnets 501 in FIG. 5 are sandwiched between a magnetic shield 502a and a magnetic shield 502b. Region 503 and region 5 sandwiched between magnetic shield 502b and magnetic shield 502c
It is located at 04. When arranging each permanent magnet 501 from the center 500, the left side is the S pole and the right side is the N pole.
It is arranged to be a pole. In this example,
This is because damage to the substrate by positive ions such as argon ions is assumed. Assuming damage due to negative ions, the N pole and S pole are opposite.

【００８１】すると磁力線は、図５で時計の針の進行方
向とは同じ反時計方向に向かって矢印５０５の向きにな
り、磁界もその方向を向く。永久磁石５０１としては強
い磁界が必要な場合は、ＳｍＣｏ５などの希土類コバル
ト磁石や、８Ａｌ，１４Ｎｉ，２３Ｃｏ，３Ｃｕなどの
成分からできるＡｌｎｉｃｏ５や０．７Ｃ，０．３Ｃ
ｒ，６Ｗ，０．３Ｍｎなどの成分からできるタングステ
ン鋼を用いるとよい。また、それ程大きな磁界が必要で
無い場合は、０．９〜１Ｃ，１Ｍｎなど成分からできる
炭素鋼や、０．９Ｃ，３５Ｃｏ，３〜６Ｃｒ，４Ｗなど
の成分からできるＫＳ鋼や、Ｃｏ０．７５Ｆｅ２．２５
Ｏ４などのＯＰ磁石や、ＢａＦｅ１２Ｏ１９などのＦｅ
ｒｒｏｘｄｕｒｅ２などを用いると良い。Then, the magnetic force lines are directed in the direction of arrow 505 in the counterclockwise direction which is the same as the direction of movement of the hands of the clock in FIG. 5, and the magnetic field is also directed in that direction. When a strong magnetic field is required for the permanent magnet 501, a rare earth cobalt magnet such as SmCo 5 or Alnico 5 or 0.7C or 0.3C formed from a component such as 8Al, 14Ni, 23Co or 3Cu is used.
It is preferable to use a tungsten steel made of components such as r, 6W, and 0.3Mn. Further, when a magnetic field that is not so large is required, carbon steel made of components such as 0.9 to 1C and 1Mn, KS steel made of components such as 0.9C, 35Co, 3 to 6Cr and 4W, Co 0. 75 Fe 2.25
OP magnets such as O 4 and Fe such as BaFe 12 O 19
It is preferable to use rroxdure2 or the like.

【００８２】本実施例では、希士類コバルト磁石として
ＳｍＣｏ５いわゆるサマコバを永久磁石５０１として用
いた。領域５０３には、６個のサマコバを配置し、領域
５０４には、１４個のサマコバを配置した。磁気シール
ド５０２ａ，５０２ｂ，５０２ｃとしては、ニッケル合
金を用いた。サマコバの定着方法としては、硬めのシリ
コン樹脂等を用いて全体を封止する方法を用いた。In this embodiment, SmCo 5 so-called samakoba was used as the permanent magnet 501 as the rare-earth cobalt magnet. Six sea cucumbers were arranged in the region 503, and 14 sea cucumbers were arranged in the region 504. A nickel alloy was used for the magnetic shields 502a, 502b, 502c. As a method for fixing the sawfish, a method of sealing the whole with a hard silicone resin or the like was used.

【００８３】図９の反射磁界発生装置９１２でサマコバ
の永久磁石を用いた装置で、基板９０１の直上の磁界を
測定したところ、最大５０００Ｏｅ（エルステッド）で
あった。磁界を弱くしたい場合は、使用する磁石の材質
を変化させるか、反射磁界発生装置９１２と基板９０１
の距離を離間することなどで調整すればよい。When the magnetic field directly above the substrate 901 was measured with a device using a sawtooth permanent magnet in the reflected magnetic field generator 912 of FIG. 9, the maximum was 5000 Oe (Oersted). When it is desired to weaken the magnetic field, the material of the magnet used is changed or the reflected magnetic field generator 912 and the substrate 901 are used.
The distance may be adjusted by separating the distance.

【００８４】実際に本発明を用いた本装置によって成膜
を行った。ターゲット９０２として、ＡｌにＳｃが０．
１８ｗｔ％が添加されたものを使用して、カソード電圧
５００Ｖ、カソード電流０．０２Ａ／ｃｍ２にて成膜し
た。基板９０１の中心に１ｃｍ２の電流ディテクターを
装着して、反射磁界発生装置９１２が有る場合と無い場
合で基板に正イオンが到達しているか否かを測定した。
ディテクタは基板９０１より約１ｍｍ浮いているところ
での測定にしたが、これは、金属をスパッタにて成膜す
るために、ディテクターの面積を変化させないためであ
る。A film was actually formed by the present apparatus using the present invention. As the target 902, Al has Sc of 0.
A film containing 18 wt% was used to form a film at a cathode voltage of 500 V and a cathode current of 0.02 A / cm 2 . A current detector of 1 cm 2 was attached to the center of the substrate 901, and whether or not positive ions reached the substrate was measured with and without the reflected magnetic field generator 912.
The detector was measured at a position floating about 1 mm above the substrate 901. This is because the area of the detector is not changed because the metal is formed by sputtering.

【００８５】反射磁界発生装置９１２を装着しない場合
は、１０分間の成膜中でのディテクターに計測された電
流値は、０．１〜０．５ｍＡで、平均０．１５ｍＡであ
った。ディテクターの面積が１ｃｍ２であるので、これ
は平均０．１５ｍＡ／ｃｍ２ということと同じになる。
反射磁界発生装置９１２を装着した場合は、１０分間の
成膜中でのディテクターに計測された電流値は、０．０
２〜０．１ｍＡで、平均０．０５ｍＡであった。本実施
例では、正イオンの衝突数を約１／３に低減することが
できたことになる。ディテクターの電流値の絶対値は、
ターゲット９０２と基板９０１の距離や、スパッタ圧
力、カソード電圧、カソード電流などの諸条件でことな
ることは言うまでもない。When the reflected magnetic field generator 912 was not attached, the current value measured by the detector during film formation for 10 minutes was 0.1 to 0.5 mA, and was 0.15 mA on average. Since the detector area is 1 cm 2 , this is equivalent to an average of 0.15 mA / cm 2 .
When the reflected magnetic field generator 912 was attached, the current value measured by the detector during film formation for 10 minutes was 0.0.
It was 2 to 0.1 mA, and the average was 0.05 mA. In this example, the number of positive ion collisions could be reduced to about 1/3. The absolute value of the detector current is
It goes without saying that it will vary depending on the distance between the target 902 and the substrate 901, the sputtering pressure, the cathode voltage, the cathode current, and other conditions.

【００８６】〔実施例２〕図１１に、本実施例を用いた
３ターゲット式スパッタ装置の例を示す。図１１（Ａ）
は、装置の断面図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）
を上方からみたときのそれぞれの位置関係をしめすため
の平面図であり、成膜室の内部を簡単に示したもので、
真空室１１００の中にはターゲットＡ１１０２ａ、ター
ゲットＢ１１０２ｂ、ターゲットＣ１１０２ｃの３つの
ターゲットを備え、基板１１０１は、上方に設置されて
いる。[Embodiment 2] FIG. 11 shows an example of a three-target type sputtering apparatus using this embodiment. FIG. 11 (A)
11A is a cross-sectional view of the apparatus, and FIG. 11B is FIG. 11A.
FIG. 3 is a plan view showing the respective positional relationships when viewed from above, showing a simple inside of the film forming chamber,
The vacuum chamber 1100 includes three targets, a target A 1102a, a target B 1102b, and a target C 1102c, and the substrate 1101 is installed above.

【００８７】成膜面が下である、いわゆるフェースダウ
ンになっている。基板１１０１は、基板止め１１０４に
よって固定されている。基板１１０１の上には、反射磁
界発生装置１１０３があり、基板１１０１と反射磁界発
生装置１１０３は、基板回転装置１１０５によって回転
される。それによって、成膜の均一性を高めるようにな
っている。The so-called face-down is that the film-forming surface is the bottom. The substrate 1101 is fixed by a substrate stopper 1104. A reflected magnetic field generator 1103 is provided on the substrate 1101, and the substrate 1101 and the reflected magnetic field generator 1103 are rotated by a substrate rotating device 1105. Thereby, the uniformity of film formation is improved.

【００８８】簡単のために図中には、カソード電源、真
空ポンプ、スパッタガスなどは図示していないが、勿論
備えている。基板加熱のためのヒータは、本実施例で
は、加熱成膜を行わないために備えていないが、基板加
熱をする場合は備える必要があるが、反射磁界発生装置
１１０３の中に永久磁石を用いる場合は、ヒータの輻射
熱によって該永久磁石のキューリー温度を超えないよう
な工夫が必要となる。For simplicity, the cathode power source, the vacuum pump, the sputter gas, etc. are not shown in the figure, but they are of course provided. In this embodiment, a heater for heating the substrate is not provided because heating film formation is not performed, but it is necessary to provide it for heating the substrate, but a permanent magnet is used in the reflected magnetic field generator 1103. In this case, it is necessary to devise such that the radiant heat of the heater does not exceed the Curie temperature of the permanent magnet.

【００８９】また、基板回転装置１１０５は、高真空を
保ちながら基板を回転させるためには、通常液体磁性材
料による磁気シールを用いる場合が多いので、反射磁界
発生装置１１０３と磁気シールとの間には、磁気シール
ドを設けなくては成らない場合もある。反射磁界発生装
置１１０３と磁気シールの距離が十分離れている場合
や、反射磁界発生装置１１０３の磁界の大きさが、磁気
シールからみると無視できる程度であれば、そのような
磁気シールドは必要ない。Further, since the substrate rotating device 1105 usually uses a magnetic seal made of a liquid magnetic material in order to rotate the substrate while maintaining a high vacuum, a magnetic seal is used between the reflection magnetic field generator 1103 and the magnetic seal. In some cases, it may be necessary to provide a magnetic shield. If the distance between the reflected magnetic field generator 1103 and the magnetic seal is sufficiently long, or if the magnitude of the magnetic field of the reflected magnetic field generator 1103 is negligible from the viewpoint of the magnetic seal, such a magnetic shield is not necessary. .

【００９０】反射磁界発生装置１１０３をターゲット側
からみた図を、図４（Ａ）に示す。本実施例では、アル
ゴンイオンなどの正イオンによる基板へのダメージを前
提としている。図４に示す反射磁界発生装置１１０３と
しては、永久磁石４０１を多数に磁気シールド４０２ａ
と磁気シールド４０２ｂで挟まれた領域４０３と、磁気
シールド４０２ｂと磁気シールド４０２ｃで挟まれた領
域４０４に配置してある。配置の仕方は、センター４０
０から各永久磁石４０１をみたたきに左側がＳ極、右側
がＮ極となるように配置されている。仮に負イオンによ
るダメージを前提とする場合は、永久磁石４０１のＮ極
とＳ極を逆にすることで対応できる。A view of the reflected magnetic field generator 1103 viewed from the target side is shown in FIG. The present embodiment is premised on damage to the substrate by positive ions such as argon ions. The reflected magnetic field generator 1103 shown in FIG. 4 includes a large number of permanent magnets 401 and a magnetic shield 402a.
And a region 403 sandwiched by the magnetic shield 402b and a region 404 sandwiched by the magnetic shield 402b and the magnetic shield 402c. Center 40 is arranged
When the permanent magnets 401 are viewed from 0, they are arranged so that the left side becomes the S pole and the right side becomes the N pole. If damage due to negative ions is assumed, it can be dealt with by reversing the N pole and S pole of the permanent magnet 401.

【００９１】すると磁力線は、図４で時計の針の進行方
向と同じ反時計方向に向かった矢印の向きになり、磁界
もその方向を向く。永久磁石４０１としては強い磁界が
必要な場合は、ＳｍＣｏ５などの希土類コバルト磁石
や、８Ａｌ，１４Ｎｉ，２３Ｃｏ，３Ｃｕなどの成分か
らできるＡｌｎｉｃｏ５や０．７Ｃ，０．３Ｃｒ，６
Ｗ，０．３Ｍｎなどの成分からできるタングステン鋼を
用いるとよい。また、それ程大きな磁界が必要で無い場
合は、０．９〜１Ｃ，１Ｍｎなど成分からできる炭素鋼
や、０．９Ｃ，３５Ｃｏ，３〜６Ｃｒ，４Ｗなどの成分
からできるＫＳ鋼や、Ｃｏ０．７５Ｆｅ２．２５Ｏ４な
どのＯＰ磁石や、ＢａＦｅ１２Ｏ１９などのＦｅｒｒｏ
ｘｄｕｒｅ２などを用いると良い。Then, the magnetic force lines are in the direction of the arrow pointing counterclockwise, which is the same as the direction of travel of the hands of the timepiece in FIG. 4, and the magnetic field also points in that direction. When a strong magnetic field is required for the permanent magnet 401, a rare earth cobalt magnet such as SmCo 5 or Alnico 5 or 0.7C, 0.3Cr, 6 formed from components such as 8Al, 14Ni, 23Co and 3Cu is used.
It is preferable to use a tungsten steel made of a component such as W or 0.3Mn. Further, when a magnetic field that is not so large is required, carbon steel made of components such as 0.9 to 1C and 1Mn, KS steel made of components such as 0.9C, 35Co, 3 to 6Cr and 4W, Co 0. OP magnets such as 75 Fe 2.25 O 4 and Ferro such as BaFe 12 O 19
It is preferable to use xdure2 or the like.

【００９２】本実施例では、０．９Ｃ，３５Ｃｏ，５Ｃ
ｒ，４Ｗの成分比率であるＫＳ鋼を永久磁石４０１とし
て用いた。領域４０３には、６個のサマコバを配置し、
領域４０４にも、６個のサマコバを配置した。磁気シー
ルド４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃとしては、鉄を用い
た。ＫＳ鋼の定着方法としては、アルミ金属の削りだし
にＫＳ鋼をはめ込む方法を用いて全体を封止する方法を
用いた。In this embodiment, 0.9C, 35Co, 5C
KS steel having a composition ratio of r and 4 W was used as the permanent magnet 401. In the area 403, six sea cucumbers are arranged,
Six sea cucumbers were also arranged in the area 404. Iron was used as the magnetic shields 402a, 402b, 402c. As a fixing method of the KS steel, a method of fitting the KS steel into a shaving of aluminum metal and sealing the whole was used.

【００９３】図１１の反射磁界発生装置１１０３に、Ｋ
Ｓ鋼の永久磁石を用いた装置で、基板１１０１の直上で
の磁界を測定したところ、最大２１０ Ｏｅ（エルステ
ッド）であった。磁界を変化させたい場合は、使用する
磁石の材質を変化させるか、反射磁界発生装置１１０３
と基板１１０１の距離を変えることなどで調整すればよ
い。In the reflected magnetic field generator 1103 of FIG.
When a magnetic field immediately above the substrate 1101 was measured with an apparatus using a permanent magnet of S steel, the maximum was 210 Oe (oersted). When it is desired to change the magnetic field, the material of the magnet used is changed or the reflected magnetic field generator 1103 is used.
The distance may be adjusted by changing the distance between the substrate 1101 and the substrate 1101.

【００９４】実際に本発明を用いた本装置によって成膜
を行った。ターゲット１１０２ａとして、ＡｌにＳｃが
０．１８ｗｔ％が添加されたものを使用し、ターゲット
１１０２ｂとして、Ｔｉをしようし、ターゲット１１０
２ｃとして、ＡｌにＳｉが０．２ｗｔ％が添加されたも
のをしようして、ターゲット１１０２ｂにのみカソード
電圧５００Ｖ、カソード電流０．０２Ａ／ｃｍ２にて成
膜した。基板１１０１の中心に１ｃｍ２の電流ディテク
ターを装着して、反射磁界発生装置１１０３が有る場合
と無い場合で基板に正イオンが到達しているか否かを測
定した。ディテクタは基板１１０１より約１ｍｍ浮いて
いるところでの測定にしたが、これは、金属をスパッタ
にて成膜するために、ディテクターの面積を変化させな
いためである。A film was actually formed by the present apparatus using the present invention. As the target 1102a, Al containing 0.18 wt% of Sc was used, and as the target 1102b, Ti was used.
As 2c, a film in which 0.2 wt% of Si was added to Al was used, and a film was formed only on the target 1102b at a cathode voltage of 500 V and a cathode current of 0.02 A / cm 2 . A 1 cm 2 current detector was attached to the center of the substrate 1101 to measure whether or not positive ions reached the substrate with and without the reflected magnetic field generator 1103. The detector was measured at a position where it floated about 1 mm above the substrate 1101. This is because the area of the detector is not changed because the metal is deposited by sputtering.

【００９５】反射磁界発生装置１１０３を装着しない場
合は、１０分間の成膜中でのディテクターに計測された
電流値は、０．０５〜０．１３ｍＡで、平均０．０７２
ｍＡであった。ディテクターの面積が１ｃｍ２であるの
で、これは平均０．０７２ｍＡ／ｃｍ２ということと同
じになる。反射磁界発生装置１１０３を装着した場合
は、１０分間の成膜中でのディテクターに計測された電
流値は、０．０２〜０．０５ｍＡで、平均０．０３４ｍ
Ａであった。本実施例では、正イオンの衝突数を約１／
２に低減することができたことになる。ディテクターの
電流値の絶対値は、ターゲット１１０２ｂと基板１１０
１の距離や、スパッタ圧力、カソード電圧、カソード電
流などの諸条件でことなることは言うまでもない。When the reflected magnetic field generator 1103 is not attached, the current value measured by the detector during film formation for 10 minutes is 0.05 to 0.13 mA, and the average value is 0.072.
mA. Since the detector area is 1 cm 2 , this is equivalent to an average of 0.072 mA / cm 2 . When the reflective magnetic field generator 1103 is attached, the current value measured by the detector during film formation for 10 minutes is 0.02 to 0.05 mA, and the average is 0.034 m.
A. In the present embodiment, the number of collisions of positive ions is about 1 /
It has been reduced to 2. The absolute value of the current value of the detector is the target 1102b and the substrate 110.
It goes without saying that it will vary depending on various conditions such as the distance of 1, the sputtering pressure, the cathode voltage, and the cathode current.

【００９６】反射磁界発生装置１１０３を装着しても、
ディテクターに計測された電流が反射磁界発生装置１１
０３が無い場合の１／２程度である理由としては、ター
ゲット１１０２ｂと基板１１０１の位置関係にも原因が
ある。ターゲット１１０２ｂの中心と基板の中心が同一
垂線上にないために、反射磁界発生装置１１０３で発生
した反射磁界成分は、正イオンの衝突する運動の垂直成
分にしか働かないことにも起因している。しかしなが
ら、このようにターゲット１１０２ｂの中心と基板の中
心が同一垂線上にない場合でも本発明の効果が現れるこ
とが分かる。Even if the reflected magnetic field generator 1103 is attached,
The current measured by the detector is the reflected magnetic field generator 11
The reason why it is about ½ of the case without 03 is also due to the positional relationship between the target 1102b and the substrate 1101. Since the center of the target 1102b and the center of the substrate are not on the same vertical line, the reflected magnetic field component generated by the reflected magnetic field generator 1103 acts only on the vertical component of the collision motion of the positive ions. . However, it can be seen that the effect of the present invention appears even when the center of the target 1102b and the center of the substrate are not on the same perpendicular line.

【００９７】〔実施例３〕図１０に本発明を用いたスパ
ッタ方法を用いて作製した多結晶シリコンＴＦＴの断面
工程を示す。石英や、ソーダガラス、ホウケイ酸ガラス
などの可視光にたいして透明な絶縁性の高い基板１００
１の上に、下地膜１００２を成膜して、その上にアモル
ファスシリコンを成膜して、ＴＦＴの領域にパターニン
グしてアイランド１００３が完成して図１０（Ａ）の状
態を得る。[Embodiment 3] FIG. 10 shows a cross-sectional process of a polycrystalline silicon TFT manufactured by the sputtering method according to the present invention. Highly insulating substrate 100 that is transparent to visible light, such as quartz, soda glass, borosilicate glass, etc.
A base film 1002 is formed on the substrate 1, amorphous silicon is formed on the base film 1002, and patterning is performed on the TFT region to complete the island 1003, and the state shown in FIG.

【００９８】基板１００１としては、本実施例では石英
基板を用いた。また、下地膜１００２としては、酸化珪
素膜、窒化珪素膜などの絶縁膜を単層あるいは多層にて
成膜するが、成膜方法としては、スパッタ法、プラズマ
ＣＶＤ法、減圧熱ＣＶＤ法などを用いて５００〜３００
０Å、典型的には２０００Åを成膜する。As the substrate 1001, a quartz substrate is used in this embodiment. Further, as the base film 1002, an insulating film such as a silicon oxide film or a silicon nitride film is formed in a single layer or a multilayer, and as a film forming method, a sputtering method, a plasma CVD method, a low pressure thermal CVD method, or the like is used. Use 500-300
A film of 0 Å, typically 2000 Å is formed.

【００９９】アイランド１００３を形成するためのアモ
ルファスシリコンの成膜方法としては、プラズマＣＶＤ
法や減圧熱ＣＶＤ法などを用いて１００〜２０００Å、
典型的には７００〜１２００Åを成膜する。成膜された
アモルファスシリコンをフォトリソグラフィーの技術
と、ドライまたはウェットエッチングによってアイラン
ド１００３の形にパターニングする。本実施例では、フ
ッ酸：硝酸＝１：４００の容積比で混合したエッチャン
トによって、ウェットエッチングにてバターニングした
が、ＣＦ４とＯ２の混合ガスなどを用いたドライエッチ
ングによってパターニングしてもよい。As a film forming method of amorphous silicon for forming the island 1003, plasma CVD is used.
Method, low pressure thermal CVD method, etc.
Typically, 700 to 1200 Å is deposited. The formed amorphous silicon is patterned into the shape of the island 1003 by a photolithography technique and dry or wet etching. In this embodiment, wet etching is used for patterning with an etchant mixed in a volume ratio of hydrofluoric acid: nitric acid = 1: 400, but patterning may be performed by dry etching using a mixed gas of CF 4 and O 2. Good.

【０１００】次に、アイランド１００３をアモルファス
シリコンから、多結晶シリコンに変えるために、加熱し
て固相成長させるが、その前に脱水素工程を行う。アモ
ルファスシリコン中の水素を抜いておかないと、加熱し
たときに、アモルファスシリコン中から水素が急激に抜
け出し、場合によっては穴が開くなどの現象をおこす。
これを防止するために、３５０〜５００℃、典型的には
４５０℃にて３時間、窒素雰囲気の中で、脱水素工程を
行う。Next, in order to change the island 1003 from amorphous silicon to polycrystalline silicon, it is heated to perform solid phase growth, but before that, a dehydrogenation step is performed. If hydrogen is not removed from the amorphous silicon, hydrogen will suddenly escape from the amorphous silicon when heated, and in some cases, a hole may be opened.
In order to prevent this, a dehydrogenation step is performed in a nitrogen atmosphere at 350 to 500 ° C., typically 450 ° C. for 3 hours.

【０１０１】その後、アイランド１００３が形成された
基板１００１を、５００〜８５０℃で４〜４８時間で窒
素中にて加熱することにより、アイランド１００３はア
モルファスシリコンから多結晶シリコンへ固相成長す
る。本実施例では、基板１００１に石英を用いたために
８５０℃ ４時間の固相成長をさせたが、基板１００１
が、例えばコーニング社の７０５９ガラスのようなホウ
ケイ酸ガラスなどの場合は、６００℃、１２時間程度の
固相成長をさせないと、基板１００１の歪み点を超えて
しまうために、それ以上の温度ではできない。Then, the substrate 1001 on which the island 1003 is formed is heated in nitrogen at 500 to 850 ° C. for 4 to 48 hours, so that the island 1003 is solid-phase grown from amorphous silicon to polycrystalline silicon. In this example, since the substrate 1001 was made of quartz, solid phase growth was performed at 850 ° C. for 4 hours.
However, in the case of borosilicate glass such as 7059 glass manufactured by Corning Co., Ltd., the strain point of the substrate 1001 is exceeded unless solid phase growth is performed at 600 ° C. for about 12 hours. Can not.

【０１０２】また、本出願人による特開平６−２３２０
５９、特開平６−２４４１０３、特開平６−２４４１０
４に記載された発明を用いることで、６００℃以下で固
相成長させることが可能であり、歪み点が小さい基板１
００１を用いる場合などは、有効である。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 6-2320 filed by the present applicant
59, JP-A-6-244103, and JP-A-6-24410.
By using the invention described in No. 4, it is possible to carry out solid phase growth at 600 ° C. or lower, and a substrate 1 having a small strain point.
It is effective when 001 is used.

【０１０３】アイランド１００３の上に、ゲート絶縁膜
１００４を成膜する。ゲート絶縁膜１００４としては、
プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、熱拡散法などによって
酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜などを単層あ
るいは多層に形成する。厚さ的には、２００〜２０００
Å程度である。本実施例では、正珪酸四エチルと酸素を
用いて電子サイクロトロン共鳴（いわゆるＥＣＲ）を利
用したプラズマＣＶＤにて２００〜２０００Å、典型的
には５００〜１２００Åを成膜して図１０（Ｂ）にな
る。A gate insulating film 1004 is formed on the island 1003. As the gate insulating film 1004,
A silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like is formed in a single layer or a multilayer by a plasma CVD method, a sputtering method, a thermal diffusion method, or the like. In terms of thickness, 200-2000
It is about Å. In this embodiment, 200 to 2000 Å, typically 500 to 1200 Å is formed by plasma CVD using electron cyclotron resonance (so-called ECR) using tetraethyl orthosilicate and oxygen to form a film as shown in FIG. Become.

【０１０４】その上に、ゲート電極１００７を形成する
が、このゲート電極１００７の材料としては、アルミニ
ウム、クロム、チタン、タンタルなどの金属やドープド
シリコンあるいはノンドープのシリコンをもちいてあと
からイオン注入などでドープするものなどがある。成膜
方法としては、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、減圧熱
ＣＶＤ法などを用いる。A gate electrode 1007 is formed thereon. As a material for the gate electrode 1007, a metal such as aluminum, chromium, titanium, tantalum, or the like, or doped silicon or non-doped silicon is used, and ion implantation is performed later. There is something to do with. As a film forming method, a sputtering method, a plasma CVD method, a low pressure thermal CVD method, or the like is used.

【０１０５】このゲート電極１００７を形成するための
スパッタ法に本発明を用いた。スパッタ装置の中で、タ
ーゲットから基板１００１を見たときに、基板１００１
の裏側に反射磁界発生装置を取り付けて、ターゲットか
ら基板１００１に衝突してくる正イオンを弾くような磁
界を、反射磁界発生装置にて発生させながらゲート電極
１００７の材料を成膜する。反射磁界発生装置から発生
する磁界は、基板１００１上にて、２００〜５０００
Ｏｅ（エルステッド）になるようにし、典型的には５０
０〜２０００ Ｏｅで行った。比較のために、反射磁界
発生装置を使用しないで、成膜したものも作製した。The present invention was used for the sputtering method for forming the gate electrode 1007. When the substrate 1001 is viewed from the target in the sputtering apparatus, the substrate 1001
A reflective magnetic field generator is attached to the back side of the gate electrode 1007, and a material for the gate electrode 1007 is deposited while a magnetic field that repels positive ions colliding with the substrate 1001 from the target is generated by the reflective magnetic field generator. The magnetic field generated by the reflected magnetic field generator is 200 to 5000 on the substrate 1001.
Oe (Oersted), typically 50
Performed at 0-2000 Oe. For comparison, a film-formed product was also prepared without using the reflected magnetic field generator.

【０１０６】ターゲットとしては、Ａｌに０．１〜２ｗ
ｔ％のＳｃを混合させたものを用いて、アルミニウム膜
を５０００〜１２０００Å、典型的には８０００Åの厚
さに成膜する。なお、Ａｌに０．１〜２ｗｔ％のＳｃを
混合をしたのは、後の工程での、アルミのヒロック発生
を防止するためである。Ｓｃの他にも、Ｙなどの３Ａ族
の金属や、Ｐｄ，Ｓｉなどを混合させてもよい。As the target, Al is 0.1 to 2 w.
An aluminum film is formed to a thickness of 5000 to 12000Å, typically 8000Å, using a mixture of t% Sc. The reason that 0.1 to 2 wt% of Sc is mixed with Al is to prevent the generation of hillocks of aluminum in a later step. In addition to Sc, a 3A group metal such as Y, Pd, Si, or the like may be mixed.

【０１０７】その後、フォトリソグラフィー技術とエッ
チング技術を用いて所望の形にパターニングしてゲート
電極１００７を作製した。エッチングは、Ｃｌ２，ＢＣ
ｌ３，ＳｉＣｌ４の３元系のガスを混合したドライエッ
チングによって行った。After that, the gate electrode 1007 was formed by patterning into a desired shape by using the photolithography technique and the etching technique. Etching is performed with Cl 2 , BC
The dry etching was performed by mixing a ternary gas of l 3 and SiCl 4 .

【０１０８】その後、ゲート電極１００７をマスクとし
て、燐を５×１０１５ｃｍ−２になるようにスルードー
プして、ソース・ドレイン１００５を形成し、スルード
ープによってアモルファス化した部分を再結晶化するた
めに４００〜８００℃にて加熱して図１０（Ｃ）にな
る。スルードープは、質量分離をともなうイオン注入方
式でも、質量分離をともなわないプラズマドープ方式で
もどちらでもかまわない。Then, using the gate electrode 1007 as a mask, phosphorus is through-doped to 5 × 10 15 cm −2 to form a source / drain 1005, and in order to recrystallize the portion amorphized by the through-doping. It heats at 400-800 degreeC, and it becomes FIG. 10 (C). Through-doping may be either an ion implantation method with mass separation or a plasma doping method without mass separation.

【０１０９】そして、層間絶縁膜１００８をＣＶＤ法に
て成膜して、ゲート取り出し電極１００９、ソース・ド
レイン取り出し電極１０１０を形成する。ここで、ゲー
ト取り出し電極１００９、ソース・ドレイン取り出し電
極１０１０は、スパッタ法による金属膜の作製を行うた
めに、本発明を用いた。Then, an interlayer insulating film 1008 is formed by a CVD method to form a gate lead electrode 1009 and a source / drain lead electrode 1010. Here, the present invention was used for the gate extraction electrode 1009 and the source / drain extraction electrode 1010 in order to form a metal film by a sputtering method.

【０１１０】ゲート取り出し電極１００９、ソース・ド
レイン取り出し電極１０１０の材料として、クロム、ア
ルミ、チタン、タンタルなどがあるが本実施例では、タ
ンタルを成膜した。ターゲットから基板１００１を見た
ときに、基板１００１の裏側に反射磁界発生装置を取り
付けて、ターゲットから基板１００１に衝突してくる正
イオンを弾くような磁界を、反射磁界発生装置にて発生
させながらタンタルをスパッタ成膜した。反射磁界発生
装置から発生する磁界は、基板１００１上にて、２００
〜５０００ Ｏｅ（エルステッド）になるようにし、典
型的には５００〜２０００ Ｏｅで行った。比較のため
に、反射磁界発生装置を使用しないで成膜したものも作
製した。As materials for the gate extraction electrode 1009 and the source / drain extraction electrode 1010, there are chromium, aluminum, titanium, tantalum, and the like. In this embodiment, tantalum was deposited. When the substrate 1001 is viewed from the target, a reflective magnetic field generator is attached to the back side of the substrate 1001 to generate a magnetic field that repels positive ions colliding with the substrate 1001 from the target with the reflective magnetic field generator. Tantalum was sputter deposited. The magnetic field generated from the reflected magnetic field generator is 200 on the substrate 1001.
˜5000 Oe (Oersted), typically 500-2000 Oe. For comparison, a film was also formed without using the reflective magnetic field generator.

【０１１１】本実施例では、ＴＦＴを６４０×４８０×
３の９２１，６００個の素子を作製した。反射磁界発生
装置を用いないで成膜した場合のＴＦＴの特性は、動作
しなかったＴＦＴが０．１％、Ｖｔｈのバラツキが最大
最小で０．５Ｖであった。それに対して、反射磁界発生
装置を用いて成膜した場合のＴＦＴの特性は、動作しな
かったＴＦＴが０．００７％、Ｖｔｈのバラツキが最大
最小で０．２Ｖであった。特に、反射磁界発生装置を用
いないで作製したＴＦＴが動作しなかった原因は、殆ど
が短絡によるものであった。In this embodiment, the TFT is 640 × 480 ×
3 elements of 921,600 were produced. Regarding the characteristics of the TFT when the film was formed without using the reflected magnetic field generator, the TFT that did not operate was 0.1%, and the variation of Vth was 0.5 V at the maximum and minimum. On the other hand, as for the characteristics of the TFT when the film was formed using the reflection magnetic field generator, the TFT that did not operate was 0.007%, and the variation of Vth was 0.2 V at the maximum and minimum. In particular, the cause of the non-operation of the TFT manufactured without using the reflected magnetic field generator was mostly due to a short circuit.

【０１１２】〔実施例４〕図１０に示した実施例４の中
で、特にゲート電極１００７の材料を成膜する際に、通
常は、カソード電流０．０２Ａ／ｃｍ２でカソード電圧
５００Ｖつまり１０Ｗ／ｃｍ２で行うが、正イオンを反
射磁界発生装置にて弾く以外に、中性の高エネルギーの
原子分子の影響を取り除くために本発明を用いた。ゲー
ト電極１００７の材料、本実施例ではターゲットとし
て、Ａｌに０．１〜２ｗｔ％のＳｃを混合させたものを
用いる。[Embodiment 4] In the embodiment 4 shown in FIG. 10, particularly when the material of the gate electrode 1007 is formed into a film, the cathode voltage is usually 0.02 A / cm 2 and the cathode voltage is 500 V, that is, 10 W. / carried out in cm 2, but in addition to playing the positive ions by the reflecting magnetic field generator, using the present invention in order to remove the influence of high energy atoms neutral molecules. The material of the gate electrode 1007, which is a target in this embodiment, is Al mixed with 0.1 to 2 wt% of Sc.

【０１１３】方法１として、電力制御でスパッタ収量を
制御する。最初の１００〜１０００Åを成膜する際に、
ターゲットへの投入電力を半分以下、本実施例では５Ｗ
／ｃｍ２で成膜することでスパッタ収量を小さくし、そ
の後に１０Ｗ／ｃｍ２に戻して残りを成膜した。この場
合、カソード電圧４００Ｖで、カソード電流が０．０１
３Ａ／ｃｍ２であった。スパッタ収量を小さくして成膜
する範囲は、我々の実験では最低１００Åは必要であ
り、１００Å未満では殆ど本発明の効果がみられなかっ
た。また条件によるが、どのような条件でもほぼ１００
０Å成膜したあとではスパッタ収量を大きくしても問題
は少なかった。As the method 1, the sputtering yield is controlled by controlling the power. When depositing the first 100-1000Å,
Input power to target is less than half, 5 W in this embodiment
/ Cm 2 was used to reduce the sputtering yield, after which the film was returned to 10 W / cm 2 and the rest was deposited. In this case, the cathode voltage is 400 V and the cathode current is 0.01
It was 3 A / cm 2 . In our experiments, a minimum range of 100 Å is required for forming a film with a reduced sputter yield, and if it is less than 100 Å, the effect of the present invention is hardly seen. Also, depending on the conditions, it is almost 100 under all conditions.
After forming the 0Å film, there was no problem even if the sputtering yield was increased.

【０１１４】無論、カソード電圧、カソード電流、カソ
ード印加電力は、その時の成膜条件等で異なるものであ
るが、ゲート電極１００７を成膜するときのみ、成膜初
期の電力を下げて成膜したものである。Needless to say, the cathode voltage, the cathode current, and the cathode applied power differ depending on the film forming conditions at that time, but only when the gate electrode 1007 is formed, the power at the initial stage of film formation is lowered. It is a thing.

【０１１５】方法２としては、成膜初期の１００〜１０
００Åの成膜時に、カソード電力は一定にして、カソー
ド電圧を下げて、スパッタ収量を小さくした成膜をおこ
なう。本実施例ではカソード電力を１０Ｗ／ｃｍ２で一
定にして、カソード電圧を４５０〜３５０に下げて、そ
の分カソード電流を大きくして成膜した。カソード電圧
３００Ｖ以下ではスパッタ放電しなかったために、安全
をみて４５０〜３５０Ｖのカソード電圧にしたが、放電
がするのであればさらに低いカソード電圧にすることも
可能である。スパッタ収量を小さくして成膜する範囲
は、我々の実験では最低１００Åは必要であり、１００
Å未満では殆ど本発明の効果がみられなかった。また条
件によるがどのような条件でもほぼ１０００Å成膜した
あとではスパッタ収量を大きくしても問題は少なかっ
た。Method 2 is 100 to 10 at the beginning of film formation.
During the film formation of 00Å, the cathode power is kept constant, the cathode voltage is lowered, and the film formation is carried out with a reduced sputtering yield. In this example, the cathode power was kept constant at 10 W / cm 2 , the cathode voltage was lowered to 450 to 350, and the cathode current was correspondingly increased to form a film. At a cathode voltage of 300 V or less, spatter discharge did not occur, so the cathode voltage was set to 450 to 350 V for safety, but a lower cathode voltage may be used if discharge occurs. In our experiments, the minimum deposition rate for sputtering is 100Å.
If it is less than Å, the effect of the present invention is hardly seen. In addition, depending on the conditions, there is no problem even if the sputtering yield is increased after forming a film of almost 1000 Å under any conditions.

【０１１６】本実施例では、実施例３とも比較できるよ
うにＴＦＴを６４０×４８０×３の９２１，６００個の
素子を作製した。実施例３での反射磁界発生装置を用い
てゲート電極１００７の成膜時に初期成膜も含めてカソ
ード電圧５００Ｖ、カソード電流０．０２Ａ／ｃｍ２で
成膜した場合のＴＦＴの特性は、動作しなかったＴＦＴ
が０．００７％、Ｖｔｈのバラツキが最大最小で０．２
Ｖであった。方法１によって成膜した場合のＴＦＴの特
性は、動作しなかったＴＦＴが、０．００８％、Ｖｔｈ
のバラツキが最大最小で０．１Ｖであった。方法２にに
よって成膜した場合のＴＦＴの特性は、動作しなかった
ＴＦＴが、０．００７％、Ｖｔｈのバラツキが最大最小
で０．１Ｖであった。In this example, 921,600 elements of 640 × 480 × 3 TFTs were manufactured so as to be able to be compared with Example 3. The characteristics of the TFT when the gate electrode 1007 is formed at the cathode voltage of 500 V and the cathode current of 0.02 A / cm 2 including the initial film formation when the gate electrode 1007 is formed by using the reflective magnetic field generator according to the third embodiment are operated. There was no TFT
Is 0.007%, Vth variation is 0.2 at maximum and minimum
It was V. The characteristics of the TFT formed by the method 1 are 0.008%, Vth
The maximum variation was 0.1V. The characteristics of the TFT formed by the method 2 were 0.007% in the non-operation TFT, and the variation in Vth was 0.1 V at the maximum and minimum.

【０１１７】ゲート電極のように、特性に重要な役割を
する材料をスパッタにて成膜する場合は、反射磁界発生
装置を用いるとともに、成膜の初期の方法にて、スパッ
タ収量を小さくして、中性分子原子の衝突をも防止する
ことは、大きな効果がある。特に、カソード電力を一定
にして、カソード電圧を下げることでスパッタ収量を小
さくすることは、成膜速度もあまり減少させることなく
成膜できるために産業効率も高い。When a material that plays an important role in characteristics such as a gate electrode is formed by sputtering, a reflective magnetic field generator is used and the sputtering yield is reduced by the initial method of film formation. The prevention of collision of neutral molecular atoms also has a great effect. In particular, if the cathode power is kept constant and the cathode voltage is lowered to reduce the sputtering yield, it is possible to form a film without significantly reducing the film forming rate, and therefore the industrial efficiency is high.

【０１１８】[0118]

【発明の効果】本発明を用いることで、スパッタ中のス
パッタガスがイオン化した正イオンや、ターゲット材料
がスパッタされて飛び出したスパッタ材料の中性原子や
分子が正イオンあるいは負イオン化したもの、またはス
パッタガス以外の反応用のガスがイオン化した正イオン
あるいは負イオンが、被膜形成面に到達することを減少
させて、正イオンによるダメージを低減できる。また、
そのスパッタ方法を実現できる装置を提供している。さ
らに、スパッタされて飛び出したスパッタ材料の中性の
原子や分子のうちでも高エネルギーをもって被膜形成面
に衝突して、被膜形成面にダメージを与える用な場合
に、初期のスパッタ成膜中のスパッタ収量を小さくする
ことでそのダメージを低減できる。EFFECTS OF THE INVENTION By using the present invention, positive ions in which the sputtering gas during sputtering is ionized, or neutral atoms or molecules of the sputtered material that sputtered out of the target material are positively or negatively ionized, or It is possible to reduce the amount of positive ions or negative ions ionized by the reaction gas other than the sputtering gas from reaching the film formation surface, and to reduce the damage due to the positive ions. Also,
An apparatus that can realize the sputtering method is provided. In addition, even if neutral atoms or molecules of sputtered material that are sputtered out and fly out collide with the film-forming surface with high energy and damage the film-forming surface, the initial sputtering during film formation The damage can be reduced by reducing the yield.

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

【図１】 本発明の原理的なことを示した図。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention.

【図２】 本発明の模式図の断面と平面図。2A and 2B are a cross-sectional view and a plan view of a schematic view of the present invention.

【図３】 本発明の実施例。FIG. 3 is an embodiment of the present invention.

【図４】 本発明の実施例。FIG. 4 is an embodiment of the present invention.

【図５】 本発明の実施例。FIG. 5 is an embodiment of the present invention.

【図６】 本発明の実施例。FIG. 6 is an example of the present invention.

【図７】 本発明の実施例。FIG. 7 is an example of the present invention.

【図８】 本発明の実施例。FIG. 8 is an example of the present invention.

【図９】 本発明を用いた装置の実施例。FIG. 9 shows an example of an apparatus using the present invention.

【図１０】本発明を用いて作製した薄膜半導体装置の工
程の断面図。10A to 10C are cross-sectional views of steps of a thin film semiconductor device manufactured using the present invention.

【図１１】本発明を用いた装置の実施例。FIG. 11 is an example of an apparatus using the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

９００ 反応室 ９０１ 基板 ９０２ ターゲット ９０３ プッシャー ９０４ ホルダー ９０５ ヒータ ９０６ 真空ポンプ ９０７ 制御弁 ９０８ 直流電源 ９０９ マグネットシステム ９１０ 冷却装置 ９１１ インシュレータ ９１２ 反射磁界発生装置 ９１３ スパッタガス 900 Reaction Chamber 901 Substrate 902 Target 903 Pusher 904 Holder 905 Heater 906 Vacuum Pump 907 Control Valve 908 DC Power Supply 909 Magnet System 910 Cooling Device 911 Insulator 912 Reflective Magnetic Field Generator 913 Sputtering Gas

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display location H01L 21/3065 H01L 21/302 C

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】スパッタ法によって、基板に薄膜を作製す
る方法において、 ターゲットに対向している前記基板は薄膜を作製する面
の裏側方向に反射磁界発生装置を備え、 該反射磁界発生装置により、前記薄膜を作製する面に向
かってくるイオンのつくり出す磁界と同じ向きの閉じら
れたループ磁界を前記薄膜を作製する面とほぼ平行な面
で発生させながら、薄膜を作製することを特徴とする薄
膜作製方法。1. A method for producing a thin film on a substrate by a sputtering method, wherein the substrate facing the target is provided with a reflected magnetic field generator in the direction opposite to the surface on which the thin film is produced. A thin film is manufactured by generating a closed loop magnetic field in the same direction as a magnetic field generated by ions coming toward the surface for forming the thin film on a surface substantially parallel to the surface for forming the thin film. Manufacturing method. 【請求項２】スパッタ法によって、基板に薄膜を作製す
る方法において、 ターゲットに対向している前記基板は薄膜を作製する面
の裏側方向に、反射磁界発生装置を備え、 該反射磁界発生装置により前記薄膜を作製する面に到達
するイオンを減少させるような閉じられたループ磁界を
前記薄膜を作製する面とほぼ平行な面で発生させながら
薄膜を作製することを特徴とする薄膜作製方法。2. A method of forming a thin film on a substrate by a sputtering method, wherein the substrate facing the target is provided with a reflected magnetic field generator in the direction opposite to the surface on which the thin film is formed. A method for producing a thin film, which comprises producing a closed loop magnetic field for reducing ions reaching the surface for producing the thin film on a surface substantially parallel to the surface for producing the thin film. 【請求項３】請求項１〜２において、前記反射磁界発生
装置には、永久磁石のＮ極とＳ極が交互にループ状にほ
ぼ同一平面に並んで固定されており、前記ループ状にほ
ぼ沿うような磁界のみが発生するように、磁気シールド
を前記ループ状に沿わない磁界を遮断するように設けて
あることを特徴とする薄膜作製方法。3. The reflection magnetic field generator according to claim 1, wherein N poles and S poles of permanent magnets are alternately fixed in a loop so as to be aligned in substantially the same plane, and substantially fixed in the loop. A method for producing a thin film, characterized in that a magnetic shield is provided so as to block a magnetic field that does not follow the loop so that only a magnetic field that follows is generated. 【請求項４】請求項３において、前記永久磁石として、
希土類コバルト、Ａｌｎｉｃｏ５、タングステン鋼、炭
素鋼、ＫＳ鋼、ＯＰ磁石、Ｆｅｒｒｏｘｄｕｒｅ２、の
いずれかを用いることを特徴とする薄膜作製方法。4. The permanent magnet according to claim 3,
A method of forming a thin film, which comprises using any one of rare earth cobalt, Alnico 5, tungsten steel, carbon steel, KS steel, OP magnet, and Ferroxdure 2. 【請求項５】請求項３において、前記永久磁石として、
Ｕ字磁石あるいは棒磁石を用いることを特徴とする薄膜
作製方法。5. The permanent magnet according to claim 3,
A thin film manufacturing method characterized by using a U-shaped magnet or a bar magnet. 【請求項６】請求項３において、前記磁気シールドの高
さが前記永久磁石の高さより高いことを特徴とする薄膜
作製方法。6. The thin film manufacturing method according to claim 3, wherein the height of the magnetic shield is higher than the height of the permanent magnet. 【請求項７】請求項１〜２において、前記反射磁界発生
装置において、コイルをほぼ閉じられたループを形成す
るように巻き、前記コイルに電流を流すことにより、前
記ループ状にほぼ沿うような磁界を発生させることを特
徴とする薄膜作製方法。7. The reflection magnetic field generator according to claim 1, wherein the coil is wound so as to form a substantially closed loop, and an electric current is passed through the coil so that the coil substantially follows the loop shape. A method for forming a thin film, which comprises generating a magnetic field. 【請求項８】請求項１〜２において、前記反射磁界発生
装置において、基板の薄膜を作製する面とほぼ垂直な方
向に電流を流すことにより、閉じられたループ磁界を前
記基板を作製する面とほぼ平行に発生させることを特徴
とする薄膜作製方法。8. The surface for producing a closed loop magnetic field according to claim 1, wherein in the reflected magnetic field generator, a closed loop magnetic field is produced by passing an electric current in a direction substantially perpendicular to a surface for producing a thin film of the substrate. And a method for producing a thin film, characterized in that the thin film is generated substantially in parallel with. 【請求項９】請求項１〜２において、前記反射磁界発生
装置において、基板の薄膜を作製する面とほぼ平行な１
組の平面電極の間で直流放電をさせることにより、閉じ
られたループ磁界を前記基板を作製する面とほぼ平行に
発生させることを特徴とする薄膜作製方法。9. The reflective magnetic field generator according to claim 1, wherein the surface of the substrate is substantially parallel to a surface on which a thin film is formed.
A method for producing a thin film, characterized in that a closed loop magnetic field is generated substantially parallel to a surface for producing the substrate by causing a direct current discharge between a pair of flat electrodes. 【請求項１０】スパッタ法によって、基板に薄膜を成膜
する方法において、 成膜の初期とその後とを比較して、スパッタ収量を初期
の方を小さくして成膜することを特徴とする薄膜作製方
法。10. A method for forming a thin film on a substrate by a sputtering method, which is characterized by comparing the initial stage of film formation with the subsequent stage and making the sputtering yield smaller in the initial stage. Manufacturing method. 【請求項１１】トップゲート型薄膜トランジスタの作製
工程において、 ゲート絶縁膜上にゲート電極をスパッタ法によって成膜
する場合に、成膜の初期とその後とを比較して、初期の
段階のスパッタ収量のほうが小さくなるように成膜する
ことを特徴とする薄膜作製方法。11. In a manufacturing process of a top-gate thin film transistor, when a gate electrode is formed on a gate insulating film by a sputtering method, the initial film formation and the subsequent film formation are compared, and the sputtering yield of the initial stage is compared. A method of forming a thin film, which is characterized in that the film is formed so that the smaller the film becomes. 【請求項１２】請求項１０〜１１において、カソード投
入電力を一定にした状態で、成膜の初期とその後とを比
較して、初期の段階のカソード電圧のほうが小さくなる
ようにして、スパッタ収量を制御する特徴とする薄膜作
製方法。12. The sputtering yield according to claim 10, wherein the cathode input power is kept constant and the initial film formation is compared with that after film formation so that the cathode voltage at the initial stage becomes smaller. A method for producing a thin film, which is characterized by controlling the temperature. 【請求項１３】請求項１０〜１１において、カソード投
入電力を、成膜の初期とその後とを比較して、初期の段
階のカソード電圧が小さくなるようにして、スパッタ収
量を制御することを特徴とする薄膜作製方法。13. The method according to claim 10, wherein the cathode input power is compared between the initial film formation and the subsequent film formation, and the cathode voltage at the initial stage is reduced to control the sputtering yield. A method for forming a thin film. 【請求項１４】請求項１０〜１１において、スパッタ収
量が小さくなるように成膜する初期の段階は、成膜され
た薄膜の膜厚が１００〜１０００Åの範囲であることを
特徴とする薄膜作製方法。14. The thin film fabrication according to claim 10, wherein the film thickness of the thin film formed is in the range of 100 to 1000 Å in the initial stage of forming the film so as to reduce the sputtering yield. Method. 【請求項１５】薄膜作製用スパッタ装置において、 被膜成膜用基板を所定の場所に設置した状態で、該基板
からみてターゲットの反対側に反射磁界発生装置を備え
ていることを特徴とする薄膜作製装置。15. A thin film forming sputtering apparatus, comprising: a film forming substrate installed at a predetermined location; and a reflective magnetic field generator provided on the opposite side of the target when viewed from the substrate. Manufacturing equipment. 【請求項１６】薄膜作製用スパッタ装置において、 被膜成膜用基板を所定の場所に設置した状態で、該基板
からみてターゲットの反対側にヒータを備え、該ヒータ
からみて前記ターゲットの反対側に反射磁界発生装置を
備えていることを特徴とした薄膜作製装置。16. A sputtering apparatus for forming a thin film, wherein a film forming substrate is installed at a predetermined place, and a heater is provided on the opposite side of the target as seen from the substrate, and is provided on the opposite side of the target as seen from the heater. A thin film forming apparatus comprising a reflected magnetic field generator. 【請求項１７】請求項１６において、前記ヒータと前記
反射磁界発生装置の間に、前記ヒータからの熱を低減さ
せるための熱遮蔽装置を前記ヒータと反射磁界発生装置
の間に備えたことを特徴とする薄膜作製装置。17. A heat shield device for reducing heat from the heater between the heater and the reflected magnetic field generator according to claim 16. Characteristic thin film manufacturing equipment. 【請求項１８】請求項１５〜１６において、前記被膜成
膜用基板を移動する移動手段を備え、前記反射磁界発生
装置は前記被膜成膜用基板と連動して、移動されること
を特徴とする薄膜作製装置。18. The moving means for moving the coating film forming substrate according to any one of claims 15 to 16, wherein the reflected magnetic field generator is moved in conjunction with the coating film forming substrate. Thin film manufacturing equipment. 【請求項１９】請求項１８において、前記移動手段は減
圧側と大気圧側にて磁気シールによって接続され、前記
反射磁界発生装置と前記磁気シールの間に磁気シールド
を設けてあることを特徴とする薄膜作製装置。19. The moving means according to claim 18, wherein the moving means is connected by a magnetic seal on the pressure reducing side and the atmospheric pressure side, and a magnetic shield is provided between the reflected magnetic field generator and the magnetic seal. Thin film manufacturing equipment. 【請求項２０】請求項１５〜１６において、前記反射磁
界発生装置において、永久磁石のＮ極とＳ極が交互にル
ープ状にほぼ同一平面に並んで固定されており、前記ル
ープ状にほぼ沿うような磁界のみが発生するように、磁
気シールドを前記ループ状に沿わない磁界を遮断するよ
うに設けてあることを特徴とする薄膜作製装置。20. In the reflection magnetic field generator according to any one of claims 15 to 16, the N poles and the S poles of the permanent magnets are alternately fixed in a loop so as to be aligned in substantially the same plane, and substantially fixed along the loop. A thin film forming apparatus, wherein a magnetic shield is provided so as to block a magnetic field that does not follow the loop so that only such a magnetic field is generated. 【請求項２１】請求項２０において、前記永久磁石とし
て、希土類コバルト、Ａｌｎｉｃｏ５、タングステン
鋼、炭素鋼、ＫＳ鋼、ＯＰ磁石、Ｆｅｒｒｏｘｄｕｒｅ
２、のいずれかを用いることを特徴とする薄膜作製装
置。21. The rare earth cobalt, Alnico 5, tungsten steel, carbon steel, KS steel, OP magnet, Ferroxdure as the permanent magnet according to claim 20.
2. A thin film forming apparatus characterized by using any one of 2 above. 【請求項２２】請求項２０において、前記永久磁石とし
て、Ｕ字磁石あるいは棒磁石を用いることを特徴とする
薄膜作製装置。22. The thin-film forming apparatus according to claim 20, wherein a U-shaped magnet or a bar magnet is used as the permanent magnet. 【請求項２３】請求項２０において、前記磁気シールド
の高さが前記永久磁石の高さより高いことを特徴とする
薄膜作製装置。23. The thin film forming apparatus according to claim 20, wherein the height of the magnetic shield is higher than the height of the permanent magnet. 【請求項２４】請求項１５、１６において、前記反射磁
界発生装置において、コイルをほぼ閉じられたループを
形成するように巻き、前記コイルに電流を流すことによ
って前記ループ状にほぼ沿うような磁界を発生させるこ
とを特徴とする薄膜作製装置。24. The magnetic field generating device according to claim 15, wherein the coil is wound so as to form a substantially closed loop, and an electric current is passed through the coil so as to substantially follow the loop. A thin film forming apparatus, wherein: 【請求項２５】請求項１５、１６において、前記反射磁
界発生装置において、基板の薄膜を作製する面とほぼ垂
直な方向に電流を流すことで、閉じられたループ磁界を
前記基板を作製する面とほぼ平行に発生させることを特
徴とする薄膜作製装置。25. In the reflection magnetic field generator according to claim 15, a current is caused to flow in a direction substantially perpendicular to a surface of the substrate on which the thin film is formed, so that a closed loop magnetic field is formed on the surface of the substrate. A thin film forming apparatus characterized in that it is generated substantially parallel to. 【請求項２６】請求項１５、１６において、前記反射磁
界発生装置において、基板の薄膜を作製する面とほぼ平
行な１組の平面電極の間で直流放電をさせることで、閉
じられたループ磁界を前記基板を作製する面とほぼ平行
に発生させることを特徴とする薄膜作製装置。26. The closed loop magnetic field according to claim 15, wherein in the reflected magnetic field generator, a direct current discharge is generated between a pair of flat electrodes substantially parallel to a surface of a substrate on which a thin film is formed. Is produced substantially parallel to the surface on which the substrate is produced.
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