JPH048506B2 - - Google Patents
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- JPH048506B2 JPH048506B2 JP58124862A JP12486283A JPH048506B2 JP H048506 B2 JPH048506 B2 JP H048506B2 JP 58124862 A JP58124862 A JP 58124862A JP 12486283 A JP12486283 A JP 12486283A JP H048506 B2 JPH048506 B2 JP H048506B2
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- JP
- Japan
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- target
- thin film
- evaporation source
- substrate
- electrode
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、真空槽内に配置した基板の面上に、
スパツタリング法による薄膜形成と真空蒸着法に
よる薄膜形成とを同時に、もしくは交互に施すこ
とにより、不純物原子を含む薄膜あるいは合金か
ら成る薄膜を、安価に形成させることを可能とし
た薄膜形成装置に関するもので、例えば、半導体
素子の製作に適用される。
スパツタリング法による薄膜形成と真空蒸着法に
よる薄膜形成とを同時に、もしくは交互に施すこ
とにより、不純物原子を含む薄膜あるいは合金か
ら成る薄膜を、安価に形成させることを可能とし
た薄膜形成装置に関するもので、例えば、半導体
素子の製作に適用される。
近年、発展の著しい半導体素子の製作に、スパ
ツタリング法を用いる場合が急激に増大してい
る。従来、この種のスパツタリング装置は、第１
図に示す構成をしている。真空槽１１内の、陰極
もしくは高周波電極となる電極１２上にターゲツ
ト１３を設置し、ターゲツト１３と電極１２との
周辺部に電極シールド１４が設けてあり、ターゲ
ツト１３の前方に基板支持台１５が置かれてい
る。基板支持台１５上に基板１６を設置した後、
真空槽１１を排気し、Ar等の不活性ガスと、O2
やN2等の活性ガスとを所定量導入し、電極１２
に負電圧もしくは高周波電圧を印加すると、グロ
ー放電が起こり、高エネルギイオンが生成され、
これがターゲツト１３の表面に衝突する。この結
果、ターゲツト構成原子がたたき出され、ターゲ
ツト構成原子を主成分とする薄膜が基板１６上に
形成される。スパツタリング法は、上記原理に基
づくために、ターゲツトの組成と、形成される薄
膜の組成との差異を著しく小さく抑えることがで
きる利点を有する。このために、半導体素子にお
いて多用される薄膜、例えば、数％のSiやCuを
含むAl薄膜、の形成には不可欠な薄膜形成方法
となつている。しかし、半導体素子では、Ｐある
いはAsを含む多結晶Si膜も一般に用いられてい
る。この場合、スパツタリング法によるターゲツ
トを、これらの不純物を多量に添加させて形成す
ることは極めて困難である。この理由は、Ｐある
いはAsの蒸気圧が、Siのそれに比べて極めて高
いためである。このことから、通常の半導体素子
の製作には、気相成長法が用いられている。しか
し、この気相成長法には、高温度処理を必要とし
たり、有害、危険ガスを使用しなければならない
という問題点がある。
ツタリング法を用いる場合が急激に増大してい
る。従来、この種のスパツタリング装置は、第１
図に示す構成をしている。真空槽１１内の、陰極
もしくは高周波電極となる電極１２上にターゲツ
ト１３を設置し、ターゲツト１３と電極１２との
周辺部に電極シールド１４が設けてあり、ターゲ
ツト１３の前方に基板支持台１５が置かれてい
る。基板支持台１５上に基板１６を設置した後、
真空槽１１を排気し、Ar等の不活性ガスと、O2
やN2等の活性ガスとを所定量導入し、電極１２
に負電圧もしくは高周波電圧を印加すると、グロ
ー放電が起こり、高エネルギイオンが生成され、
これがターゲツト１３の表面に衝突する。この結
果、ターゲツト構成原子がたたき出され、ターゲ
ツト構成原子を主成分とする薄膜が基板１６上に
形成される。スパツタリング法は、上記原理に基
づくために、ターゲツトの組成と、形成される薄
膜の組成との差異を著しく小さく抑えることがで
きる利点を有する。このために、半導体素子にお
いて多用される薄膜、例えば、数％のSiやCuを
含むAl薄膜、の形成には不可欠な薄膜形成方法
となつている。しかし、半導体素子では、Ｐある
いはAsを含む多結晶Si膜も一般に用いられてい
る。この場合、スパツタリング法によるターゲツ
トを、これらの不純物を多量に添加させて形成す
ることは極めて困難である。この理由は、Ｐある
いはAsの蒸気圧が、Siのそれに比べて極めて高
いためである。このことから、通常の半導体素子
の製作には、気相成長法が用いられている。しか
し、この気相成長法には、高温度処理を必要とし
たり、有害、危険ガスを使用しなければならない
という問題点がある。
一方、二成分以上から成るターゲツトの形成が
困難な場合の対策として、第２図に示すスパツタ
リング法も開発され、広く用いられている。即
ち、電極を２個２１，２２とし、その上に異なる
性質のターゲツト２３，２４を設置し、グロー放
電を開始して、基板支持台２５上に置いた基板２
６上に薄膜を形成する。この際、電極２１，２２
に投入する電力を制御し、ならびに基板支持台２
５に運動を付与することにより、ターゲツト２３
と２４から成る組成の膜を形成でき、さらに、そ
の組成を制御できることになる。しかしながら、
前述のＰやAsのように極めて蒸気圧の高い物質
から成るターゲツトを作ることは困難であるか、
製作に高価格を要することから、第２図に示す装
置を用いても、ＰやAs等の蒸気圧の高い物質を
多量に含む膜を安価に形成することは難しい。
困難な場合の対策として、第２図に示すスパツタ
リング法も開発され、広く用いられている。即
ち、電極を２個２１，２２とし、その上に異なる
性質のターゲツト２３，２４を設置し、グロー放
電を開始して、基板支持台２５上に置いた基板２
６上に薄膜を形成する。この際、電極２１，２２
に投入する電力を制御し、ならびに基板支持台２
５に運動を付与することにより、ターゲツト２３
と２４から成る組成の膜を形成でき、さらに、そ
の組成を制御できることになる。しかしながら、
前述のＰやAsのように極めて蒸気圧の高い物質
から成るターゲツトを作ることは困難であるか、
製作に高価格を要することから、第２図に示す装
置を用いても、ＰやAs等の蒸気圧の高い物質を
多量に含む膜を安価に形成することは難しい。
以上述べたように、従来のスパツタリング方法
及び装置においては、性質の著しく異なる物質か
ら成る薄膜を形成することは困難であり、スパツ
タリング法の長所を無視して、他の方法に頼らざ
るを得ないという問題があつた。
及び装置においては、性質の著しく異なる物質か
ら成る薄膜を形成することは困難であり、スパツ
タリング法の長所を無視して、他の方法に頼らざ
るを得ないという問題があつた。
本発明の目的は、従来方法及び装置における上
述の問題点を解決し、不純物を含む薄膜もしくは
合金から成る薄膜をも安価に得ることのできる薄
膜形成装置を提供することにある。
述の問題点を解決し、不純物を含む薄膜もしくは
合金から成る薄膜をも安価に得ることのできる薄
膜形成装置を提供することにある。
本発明の特徴は、スパツタリング装置のスパツ
タターゲツトの設置されている真空槽に、このタ
ーゲツト構成素子とは異なる蒸着物質を入れた蒸
発源を、真空槽に対して電気的に浮遊状態（蒸発
源と真空槽とは絶縁されている）にして設置し、
この蒸着物質を加熱蒸発することで、ターゲツト
構成原子と蒸着物質構成原子から成る薄膜を基板
面上に形成する薄膜形成装置とすることにある。
タターゲツトの設置されている真空槽に、このタ
ーゲツト構成素子とは異なる蒸着物質を入れた蒸
発源を、真空槽に対して電気的に浮遊状態（蒸発
源と真空槽とは絶縁されている）にして設置し、
この蒸着物質を加熱蒸発することで、ターゲツト
構成原子と蒸着物質構成原子から成る薄膜を基板
面上に形成する薄膜形成装置とすることにある。
第３図は、本発明を実施するための装置構成図
である。第３図において、３１は真空槽、３２は
陰極電極もしくは高周波電極となる電極、３３は
電極シールド、３５は基板支持台、３６はターゲ
ツト、３７は蒸着物質、３８は基板、３９，３
９′はシヤツタである。所定の物質から成るター
ゲツト３６ならびに蒸着物質３７をシヤツタ３９
を介して基板３８に対向させて設置した後、真空
槽３１を一度排気し、Ar等の不活性ガス、O2や
N2の活性ガスを混合したガスを所定量導入し、
電極３２に負電圧もしくは高周波電圧を印加する
と放電が開始される。これと同時に蒸発源３４に
入れた蒸着物質３７を、蒸発源３４に備えた加熱
装置により加熱蒸発させる。上述の工程を経た
後、シヤツタ３９，３９′を取り去ると、基板３
８には、ターゲツト３６構成原子ならびに蒸着物
質３７構成原子から成る薄膜が形成される。
である。第３図において、３１は真空槽、３２は
陰極電極もしくは高周波電極となる電極、３３は
電極シールド、３５は基板支持台、３６はターゲ
ツト、３７は蒸着物質、３８は基板、３９，３
９′はシヤツタである。所定の物質から成るター
ゲツト３６ならびに蒸着物質３７をシヤツタ３９
を介して基板３８に対向させて設置した後、真空
槽３１を一度排気し、Ar等の不活性ガス、O2や
N2の活性ガスを混合したガスを所定量導入し、
電極３２に負電圧もしくは高周波電圧を印加する
と放電が開始される。これと同時に蒸発源３４に
入れた蒸着物質３７を、蒸発源３４に備えた加熱
装置により加熱蒸発させる。上述の工程を経た
後、シヤツタ３９，３９′を取り去ると、基板３
８には、ターゲツト３６構成原子ならびに蒸着物
質３７構成原子から成る薄膜が形成される。
Ｐを多量に含むSi膜を形成する場合を例に採
り、さらに詳細に説明する。ターゲツト３６には
Siターゲツトを用い、蒸着物質３７にはＰの塊を
用い、蒸発源３４には抵抗加熱による加熱装置を
備えた蒸発源を用いる。導入するAr圧力を１×
10-3〜５×10-2Torrの範囲にして、電極３２に
高周波電圧を印加すると、Si原子がターゲツト３
６の表面からたたき出される。一方、蒸発源３４
により蒸着物質３７を、温度200℃以上に加熱す
ると、Ｐの蒸気圧を高めることができる。この状
態でシヤツタ３９，３９′を取り去ると、基板３
８上に、Ｐを多量に含むSi膜が得られる。このＰ
の濃度は、電極３２ならびに蒸発源３４への投入
電力により、主に、制御できる。
り、さらに詳細に説明する。ターゲツト３６には
Siターゲツトを用い、蒸着物質３７にはＰの塊を
用い、蒸発源３４には抵抗加熱による加熱装置を
備えた蒸発源を用いる。導入するAr圧力を１×
10-3〜５×10-2Torrの範囲にして、電極３２に
高周波電圧を印加すると、Si原子がターゲツト３
６の表面からたたき出される。一方、蒸発源３４
により蒸着物質３７を、温度200℃以上に加熱す
ると、Ｐの蒸気圧を高めることができる。この状
態でシヤツタ３９，３９′を取り去ると、基板３
８上に、Ｐを多量に含むSi膜が得られる。このＰ
の濃度は、電極３２ならびに蒸発源３４への投入
電力により、主に、制御できる。
なお、上記実施例では、蒸発源３４として抵抗
加熱による加熱装置を備えた蒸発源を用いるとし
たが、これに限定されることなく、誘導加熱によ
る加熱装置、あるいは電子線照射による加熱装置
を備えた蒸発源も有効に採用することができる。
さらに、上記実施例では、スパツタリングによる
薄膜形成と真空蒸着による薄膜形成とを同時に行
なうとして説明したが、電極３２及び蒸発源３４
への電力投入を時間的に交互に行ない、それぞれ
の投入電力を時間的に制御することによつて、基
板３８上の薄膜の厚さ方向の組成分布を任意に制
御することができ、また、この制御は、シヤツタ
３９，３９′の開閉を制御することによつても容
易に行なうことができる。
加熱による加熱装置を備えた蒸発源を用いるとし
たが、これに限定されることなく、誘導加熱によ
る加熱装置、あるいは電子線照射による加熱装置
を備えた蒸発源も有効に採用することができる。
さらに、上記実施例では、スパツタリングによる
薄膜形成と真空蒸着による薄膜形成とを同時に行
なうとして説明したが、電極３２及び蒸発源３４
への電力投入を時間的に交互に行ない、それぞれ
の投入電力を時間的に制御することによつて、基
板３８上の薄膜の厚さ方向の組成分布を任意に制
御することができ、また、この制御は、シヤツタ
３９，３９′の開閉を制御することによつても容
易に行なうことができる。
本発明は、ターゲツトの製作が困難な物質、例
えばＰ、As、Sb等、と真空蒸着が困難な物質、
例えばTa、Ｗ等、との化合物もしくは混合膜の
製作には特に有効である。即ち、後者の物質をス
パツタリング法により、一方、前者を真空蒸着法
により、製作すればよい。
えばＰ、As、Sb等、と真空蒸着が困難な物質、
例えばTa、Ｗ等、との化合物もしくは混合膜の
製作には特に有効である。即ち、後者の物質をス
パツタリング法により、一方、前者を真空蒸着法
により、製作すればよい。
さらに、本発明においては、蒸発源が真空槽に
対して電気的に浮遊状態に設けられていること、
すなわち、蒸発源と真空槽とを絶縁された状態に
することにより、種々の特性の薄膜が安定して得
られる。それは、電気的に浮遊状態に無い場合
は、ターゲツトと蒸発源との間にもプラズマが発
生し、蒸発源が破損する危険があるが、電気的に
浮遊状態とすることで上記破損の危険はなくなる
からである。
対して電気的に浮遊状態に設けられていること、
すなわち、蒸発源と真空槽とを絶縁された状態に
することにより、種々の特性の薄膜が安定して得
られる。それは、電気的に浮遊状態に無い場合
は、ターゲツトと蒸発源との間にもプラズマが発
生し、蒸発源が破損する危険があるが、電気的に
浮遊状態とすることで上記破損の危険はなくなる
からである。
一方、本発明における薄膜の形成は、第３図の
基板支持台３５に運動を付与することにより、よ
り均一に行なうことができ、さらに、ターゲツト
や蒸着物質の大きさ、個数、それらの間の相対的
位置関係は、目的に応じ、基板の位置、大きさを
考慮して適宜定めることができる。
基板支持台３５に運動を付与することにより、よ
り均一に行なうことができ、さらに、ターゲツト
や蒸着物質の大きさ、個数、それらの間の相対的
位置関係は、目的に応じ、基板の位置、大きさを
考慮して適宜定めることができる。
以上説明したように、本発明によれば、スパツ
タリング法によるターゲツトとして供給すること
が困難な物質を含む薄膜を、安価に、かつ安定に
形成することができる。
タリング法によるターゲツトとして供給すること
が困難な物質を含む薄膜を、安価に、かつ安定に
形成することができる。
第１図及び第２図は従来技術の説明図、第３図
は本発明装置の実施例説明用の構成図である。 符号の説明 １１，３１…真空槽、１２，２
１，２２，３２…電極、１３，２３，２４，３６
…ターゲツト、１４，３３…電極シールド、１
５，２５，３５…基板支持台、１６，２６，３８
…基板、３４…蒸発源、３７…蒸着物質、３９，
３９′…シヤツタ。
は本発明装置の実施例説明用の構成図である。 符号の説明 １１，３１…真空槽、１２，２
１，２２，３２…電極、１３，２３，２４，３６
…ターゲツト、１４，３３…電極シールド、１
５，２５，３５…基板支持台、１６，２６，３８
…基板、３４…蒸発源、３７…蒸着物質、３９，
３９′…シヤツタ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板支持台に設置した基板と陰極電極もしく
は高周波電極に設置したターゲツトとを真空槽内
に配置し、前記陰極電極もしくは高周波電極への
電圧印加で生成される高エネルギイオンの衝突に
よりターゲツト表面からターゲツト構成原子をた
たき出し、この原子を前記基板面上に堆積させて
薄膜を形成する薄膜形成装置において、 前記ターゲツト構成原子とは異なる蒸着物質を
入れた蒸発源を、前記ターゲツトを設置した真空
槽内に備え、前記蒸発源が前記真空槽に対して電
気的に浮遊状態に設けられ、前記蒸着物質を加熱
蒸発することで、前記ターゲツト構成原子ならび
に前記蒸着物質構成原子から成る薄膜を前記基板
面上に形成することを特徴とする薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12486283A JPS6017070A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12486283A JPS6017070A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017070A JPS6017070A (ja) | 1985-01-28 |
| JPH048506B2 true JPH048506B2 (ja) | 1992-02-17 |
Family
ID=14895933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12486283A Granted JPS6017070A (ja) | 1983-07-11 | 1983-07-11 | 薄膜形成方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6017070A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01298153A (ja) * | 1988-05-25 | 1989-12-01 | Raimuzu:Kk | 積層膜の形成方法 |
| CH686253A5 (de) * | 1992-08-28 | 1996-02-15 | Balzers Hochvakuum | Verfahren zur Regelung des Reaktionsgrades sowie Beschichtungsanlage. |
| KR100483426B1 (ko) * | 2002-10-14 | 2005-04-20 | 주식회사 아세아프로텍 | 진공청소장치용 세정구 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57188676A (en) * | 1981-05-14 | 1982-11-19 | Toshiba Corp | Forming device for thin film by vacuum |
| JPS58177463A (ja) * | 1982-04-12 | 1983-10-18 | Hitachi Ltd | 積層薄膜成膜装置 |
| JPS59134821A (ja) * | 1983-01-21 | 1984-08-02 | Hitachi Ltd | 薄膜の製造方法及び製造装置 |
-
1983
- 1983-07-11 JP JP12486283A patent/JPS6017070A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6017070A (ja) | 1985-01-28 |
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