JPS6141766A - Method and device for sputtering - Google Patents
Method and device for sputteringInfo
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- JPS6141766A JPS6141766A JP16462284A JP16462284A JPS6141766A JP S6141766 A JPS6141766 A JP S6141766A JP 16462284 A JP16462284 A JP 16462284A JP 16462284 A JP16462284 A JP 16462284A JP S6141766 A JPS6141766 A JP S6141766A
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- 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
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- 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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- C23C14/3464—Sputtering using more than one target
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、複合薄膜の形成方法およびその装置に係シ、
特に、任意の組成で精度よくかつ簡便な複合薄膜の形成
方法およびその装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a method and apparatus for forming a composite thin film.
In particular, the present invention relates to a precise and simple method for forming a composite thin film of any composition and an apparatus therefor.
スパッターメタライズ法は工Vクトロエックス光学、装
飾、精密機械などに用いる薄膜を得るのに広く利用され
ている。合金化、複合化薄膜によシ新材料、機能素子へ
の期待が多く、内外の研究機関で研究が盛んに進められ
ている。従来、スパッターメタライズ法により複合薄膜
を作成する場合にはターゲットを複合薄膜と同等の成分
に形成してスパッターするのが一般的でおる。しかし、
この方法ではターゲットを合金化、複合化できないもの
も8ムまた複合化できても加工性が悪くターゲットに作
成できないことが多る。The sputter metallization method is widely used to obtain thin films used in industrial optics, decoration, precision machinery, and the like. There are many expectations for new materials and functional devices based on alloyed and composite thin films, and research is actively progressing at research institutions both domestically and internationally. Conventionally, when creating a composite thin film by sputter metallization, it has been common to form a target with the same composition as the composite thin film and perform sputtering. but,
In this method, some targets cannot be alloyed or composited, and even if they can be composited, the processability is poor and it is often impossible to create a target.
このだめ、従来のスパッターメタライズ法として、この
方法ではターゲットを合金化、複合化、できないものも
めム合金、複合化できても所定の形状のターゲットに加
工できないことが多る。Unfortunately, in conventional sputter metallization methods, targets cannot be alloyed or composited, and even if they can be alloyed or composited, they often cannot be processed into a target of a predetermined shape.
このような問題点を牌決する従来の方法としては、第1
3図に示すようにターゲットをA−B−A−Bの四分割
してスパッターして複合薄膜を形成することが知られて
いる(%I4昭56年9074号公報)。しかし、この
方法ではターゲットの人物質とB物質とではスパッター
率が異なるため、人物質とBqIIJ質の面積比を1:
1としても、l:1の被合薄膜を形成することができな
い。物質に°よシスバッター率が異なるため薄膜の成分
調整には分割する面積比を震えることによって行われて
いる。そのため、分割ターゲットを作成することが容易
でないと共に微tな成分v4:!iが困難であるという
問題点がわる。一方、従来の複合化スパッター装置とし
ては、第14図に示すように、密閉容器1内に主ターゲ
ット2と基板3との間に補助ターゲット(分割ターゲッ
ト)4を介在させ、この補助ターゲット4は可変抵抗器
5を介して高を正電源装置f6に接続され、放電エネル
ギーを調髪して印加して基板3に複合化薄膜を形成する
ものでおる(特公昭47−15203号公報)。なお、
7は陰極、8は陽極、9は絶縁材でおる。このスパッタ
装置は、一般に用いられるスパッタ法や真空蒸着法によ
り形成した薄膜の膜厚分布の不均一を改善する目的で開
発されたものである。The conventional method for deciding such issues is to
It is known to form a composite thin film by sputtering a target into four parts A-B-A-B as shown in FIG. 3 (%I4 Publication No. 9074 of 1980). However, in this method, since the sputtering rate is different between the target human material and B material, the area ratio of human material and BqIIJ material is set to 1:1.
Even if the ratio is 1, it is not possible to form a coated thin film of 1:1. Since the cis batter rate varies depending on the substance, the composition of the thin film is adjusted by varying the area ratio of the divided areas. Therefore, it is not easy to create a split target and the component v4:! The problem is that i is difficult. On the other hand, as shown in FIG. 14, in a conventional composite sputtering apparatus, an auxiliary target (divided target) 4 is interposed between a main target 2 and a substrate 3 in a closed container 1. The high end is connected to the positive power supply f6 via the variable resistor 5, and discharge energy is applied in a controlled manner to form a composite thin film on the substrate 3 (Japanese Patent Publication No. 15203/1983). In addition,
7 is a cathode, 8 is an anode, and 9 is an insulating material. This sputtering apparatus was developed for the purpose of improving the non-uniform thickness distribution of thin films formed by commonly used sputtering methods and vacuum evaporation methods.
すなわち、図に示すように補助ターゲット4に可変抵抗
器5を介して抵抗を可変することにより放電電圧(電流
)を変えて、膜厚を調整している。That is, as shown in the figure, the film thickness is adjusted by varying the resistance of the auxiliary target 4 via a variable resistor 5 to change the discharge voltage (current).
この放電1rIL流は各補助ターゲットの抵抗により定
iシ、抵抗値を固定し、各主ターゲット2に流れる電流
を設定しても再現性のちる14厚を得ることができない
。この再現性に乏しい原因は、各ターゲットが同時に放
電しているので、各ターゲット間でグロー放電が彼妙に
干渉するためでおる。This discharge 1rIL flow has a fixed resistance value due to the resistance of each auxiliary target, and even if the current flowing through each main target 2 is set, it is not possible to obtain a thickness with good reproducibility. The reason for this poor reproducibility is that since each target is discharged at the same time, the glow discharges interfere with each other in a strange way.
また、各ターゲットにかかる電圧が異なるため、スパッ
ターに用いるArイオンのエネルギーはターゲットの位
置により大きく異っている。このArイオンエネルギー
の差は、膜が一定の厚さに形成できたとしても、膜の位
置によって密!に大きな差を生ずる原因となっている。Furthermore, since the voltage applied to each target is different, the energy of Ar ions used for sputtering varies greatly depending on the position of the target. This difference in Ar ion energy means that even if the film can be formed to a certain thickness, the density will vary depending on the position of the film. This is the cause of the large difference in the
このことは、薄膜を形成した後、エツチング処理を施す
際に、エツチング差として明確に現われるため、実用に
ならない場合が多い。This clearly appears as an etching difference when etching is performed after forming a thin film, so it is often not practical.
一方、Cr−N1の合金薄膜は抵抗体として利用されて
いる。このようなCr−Niの合金薄膜を従来方法で作
成するには、CrとNiを溶解−鋳造−圧延の順でター
ゲットを作成されている。On the other hand, Cr-N1 alloy thin films are used as resistors. In order to create such a Cr--Ni alloy thin film using a conventional method, a target is created by melting Cr and Ni, casting, and rolling in this order.
そのため、合金成分を種々変える場合には、その度Cr
とNiの種々の組成を溶解−鋳造−圧延してターゲット
を作成する必要があるため、適正な合金抵抗の薄膜を作
成するには膨大な実験を行わなければならない。Therefore, when changing the alloy components, Cr
Because targets must be created by melting-casting-rolling various compositions of Ni and Ni, extensive experiments must be performed to create thin films of appropriate alloy resistance.
また、MO−siおよびMo−8i0xなどの溶解−圧
延ができないものは、粉末から成形した後、焼結してタ
ーゲットを作成する必要がある。Furthermore, materials that cannot be melted and rolled, such as MO-si and Mo-8i0x, must be molded from powder and then sintered to create a target.
この場合においても、目的に合ったr4膜を形成するに
は種々の組成で焼結しなければならないという問題点を
有していた。さらに粉末を成形焼結する際には酸化や窒
素ガスが焼結体内に混入し、ち密で特性の良好な複合薄
膜¥[−得ることができないという問題点を有していた
。Even in this case, there was a problem in that in order to form an R4 film suitable for the purpose, it was necessary to sinter with various compositions. Furthermore, when the powder is molded and sintered, oxidation and nitrogen gas are mixed into the sintered body, making it impossible to obtain a dense composite thin film with good properties.
さらに主成分に微量元素を添加するような場合には゛、
補助ターゲットに接続されている可変抵抗器5の値を大
きくするため、電圧がグロー放電を持続する値以下まで
低下し、放電が停止するという問題点を有していた。Furthermore, when adding trace elements to the main ingredients,
In order to increase the value of the variable resistor 5 connected to the auxiliary target, there was a problem in that the voltage decreased to a value below which sustains the glow discharge, and the discharge stopped.
本発明の目的は、任意の組成比で合金化あるいは複合化
した薄膜を精度良く簡便に作成することができると共に
膜厚分布を均一にすることができる複合化スパッタリン
グ方法およびスパッター装置を提供するにある。An object of the present invention is to provide a composite sputtering method and a sputtering apparatus that can easily and accurately create an alloyed or composite thin film with an arbitrary composition ratio, and can make the film thickness distribution uniform. be.
第1の発明は、任意の組成比からなる複合薄膜を高精度
で形成するスパッタリング法でちって、その特徴とする
ところは、陰極であるターゲットを複数に分割すると共
に、各分割ターゲットを前記複合薄膜の組成元素でそれ
ぞれ形成し、複合の組成比に対応するパルス放電時間お
よびピーク電圧をそれぞれ設定して各分割ターゲットに
順次高速で切り換えて印加して任意の複合薄膜を形成す
るにある。また、第2の発明は上記の複合薄膜を作成す
るスパッタリング法を直接実施する装置に係ム各分割タ
ーゲットにパルス放電電圧を順次切り換えて印加するパ
ルス印加装置を備えることを特徴としている。The first invention is a sputtering method for forming a composite thin film having an arbitrary composition ratio with high precision, and its characteristics are that a target serving as a cathode is divided into a plurality of parts, and each divided target is An arbitrary composite thin film is formed by forming each of the thin film composition elements, setting the pulse discharge time and peak voltage corresponding to the composition ratio of the composite, and applying the pulse discharge time and peak voltage to each divided target sequentially at high speed. Further, the second invention is characterized in that the device for directly implementing the sputtering method for producing the composite thin film described above is equipped with a pulse application device that sequentially switches and applies a pulse discharge voltage to each divided target.
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。Examples of the present invention will be described in detail below.
〈実施例1〉
第1図は本発明のスパッター装置の一例を示す説明構成
図である。図において、このスパッター装置は密閉容器
内11内に相対向する陰極のターゲット12と陽極12
がそれぞれ設置されており、絶縁材からなる支持台14
に載置されたターゲット12は絶縁材15を介して四分
割されている。<Example 1> FIG. 1 is an explanatory configuration diagram showing an example of a sputtering apparatus of the present invention. In the figure, this sputtering device has a cathode target 12 and an anode 12 facing each other in a closed container 11.
are installed respectively, and a support stand 14 made of insulating material is installed.
The target 12 placed thereon is divided into four parts with an insulating material 15 interposed therebetween.
この各分割ターゲット122〜12dにはスイッチング
用トランジスタ16.17を介して高圧電源装置18の
e端子が接続され、一方e端子は密閉容器11を介して
正電極13に接続されている。The e terminal of the high voltage power supply device 18 is connected to each of the divided targets 122 to 12 d via a switching transistor 16 , 17 , and the e terminal is connected to the positive electrode 13 via the sealed container 11 .
そして、スイッチング用トランジスタ16.17のベー
スにはそれぞれパルス発生装置19が接続されており、
スイッチング用トランジスタ16゜17は、パルス発生
装ft19からのパルス信号に−より開閉され、所定の
パルス放電時間およびピーク電圧のスパッタ電圧が各々
分割ターゲツト12a〜12dlCIa次に印加される
。一方、正電極13には複合薄膜を形成する基板が支持
されている。A pulse generator 19 is connected to the bases of the switching transistors 16 and 17, respectively.
The switching transistors 16 and 17 are opened and closed by pulse signals from the pulse generator ft19, and a sputtering voltage having a predetermined pulse discharge time and peak voltage is applied to each of the divided targets 12a to 12dlCIa. On the other hand, the positive electrode 13 supports a substrate on which a composite thin film is formed.
このように構成しているスパッター装置を用いてcr−
Niの複合薄膜を基板上に形成する例を次に示す。Using the sputtering device configured in this way, CR-
An example of forming a Ni composite thin film on a substrate is shown below.
まず分割ターゲット12a、12CはCrで形成し、印
加されるスバル電圧をパルス放電時間をtl、パルスピ
ーク電圧t” V o と一定とし、一方、分割ターゲ
ット12b、12dはNiで形成し、印加されるパルス
電圧をパルス放電時間をt2、パルスピーク電圧をVo
と−足にして、通電比tL/11+tzを種々に変化
することにより、任意の組成薄膜を基板上に形成した。First, the divided targets 12a and 12C are made of Cr, and the applied Subaru voltage is constant as the pulse discharge time tl and the pulse peak voltage t''Vo.On the other hand, the divided targets 12b and 12d are made of Ni and the applied Subaru voltage is constant as tl and pulse peak voltage t"V o. The pulse voltage is set to t2, the pulse discharge time is t2, and the pulse peak voltage is Vo.
By changing the current conduction ratio tL/11+tz variously, thin films of arbitrary compositions were formed on the substrate.
スパッター条件は第1表に示す通電である。The sputtering conditions were the energization shown in Table 1.
第2図に各分割ターゲットに印加するスパッタ電圧の一
例を示すパルス波形図でめって、Crの放電時間をtL
、Niの放電時間をt2とすれば、通電比はti/lt
+t2 となる。Figure 2 is a pulse waveform diagram showing an example of sputtering voltage applied to each divided target.
, if the discharge time of Ni is t2, the energization ratio is ti/lt
+t2.
第3図は通電比(t2/11+ti)と合金薄膜の組成
比との関係を示す懸回である。したがって、パルス@を
変えれば、任意の組成からなるCr−Ni合金薄膜を得
ることができることが判明した。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the energization ratio (t2/11+ti) and the composition ratio of the alloy thin film. Therefore, it has been found that a Cr--Ni alloy thin film having an arbitrary composition can be obtained by changing the pulse @.
この実施例で得られたC r −N i合金薄膜の膜厚
分布は第4図に示すように、一般に用いられるスパッタ
ー法や蒸着法と同様にガラス分布を示している。まだ、
他の三元素合金についても、通電比(h/lt+tz)
と合金組成とは比例関係にあることを確認した。As shown in FIG. 4, the film thickness distribution of the Cr--Ni alloy thin film obtained in this example shows a glass distribution similar to the generally used sputtering method or vapor deposition method. still,
For other three-element alloys, the current carrying ratio (h/lt+tz)
It was confirmed that there is a proportional relationship between the alloy composition and the alloy composition.
〈実施例2〉
この実施例は、第5図に示すように、8分割したターゲ
ットを用いて(::r−Niの合金薄膜を作成する際に
膜厚のガラス分布を改善したものである。<Example 2> In this example, as shown in Fig. 5, the glass distribution of the film thickness was improved when creating an alloy thin film of (::r-Ni) using a target divided into eight parts. .
8分割した各ターゲットCr(1)、N1(1)、Cr
(2)、N1(2)には第6図に示すスパッター電圧が
順次に印加されるようになっている。すなわち、中心か
ら外側のターゲラ) N i (1)、Cr (1)の
通電時間を内側のターゲットN1(2)、Cr(2)よ
り長くしている。このように形成したCr−Ni谷全金
薄膜、第7図に示すように、4分割のターゲットを用い
た方法に比べて膜厚の分布が大幅に波善されている。こ
のことは、大面積に均一にAt膜を付着させることが要
求される液晶デスプレーなどの導体あるいは抵抗体とし
て利用することができる。この液晶デスプレーの大型化
に際しては大面積に膜厚を任意に制御して均一に薄膜を
形成することが重要でらる。Each target divided into 8 parts Cr(1), N1(1), Cr
(2) and N1 (2) are sequentially applied with sputtering voltages shown in FIG. That is, the energization time of the targets N i (1) and Cr (1) on the outside from the center is made longer than on the targets N1 (2) and Cr (2) on the inside. As shown in FIG. 7, the Cr--Ni valley all-gold thin film formed in this way has a significantly improved film thickness distribution compared to the method using a four-part target. This can be used as a conductor or resistor for liquid crystal displays, etc., which require At film to be uniformly deposited over a large area. When increasing the size of this liquid crystal display, it is important to form a uniform thin film over a large area by arbitrarily controlling the film thickness.
〈実施例3〉
この実施例は第8図に示すように12等分にしたターゲ
ット人1〜人4、B1〜B4.01〜C4t−用いて、
さらに@厚の均一な領域の広いAA簿膜を作成したもの
である。ターゲットは350wX250のA4板t−1
2等分したものを用い、基板にはガラス基板(300w
X200m)を用いた。また、12等分したターゲット
人1〜人4 、Bl −B4 、C1〜C4に印加する
放電シーケンスは第9図に示す。このような放電シーケ
ンスにより作成されたAj薄膜は、第10図に示すよう
に膜厚のガウス分布が大幅に改善されている。図中にお
ける点線Xとは従来法による人を膜の膜厚分布を実線X
とは本発明によるAt膜の膜厚分布を現わしている。本
発明に係るスパッタリング法は、大面積に均一な膜を付
着させるのにも有効である。<Example 3> This example uses target persons 1 to 4, B1 to B4.01 to C4t-, which are divided into 12 equal parts as shown in FIG.
Furthermore, an AA film with a wide area of uniform thickness was created. Target is 350w x 250 A4 board t-1
A glass substrate (300W) was used as the substrate.
X200m) was used. Further, the discharge sequence applied to the targets Person 1 to Person 4, Bl-B4, and C1 to C4 divided into 12 equal parts is shown in FIG. As shown in FIG. 10, the Aj thin film created by such a discharge sequence has a significantly improved Gaussian distribution of film thickness. The dotted line X in the figure represents the film thickness distribution of the conventional method.
represents the thickness distribution of the At film according to the present invention. The sputtering method according to the present invention is also effective for depositing a uniform film over a large area.
〈実施例4〉
第11図は、本発明のスパッター装置の他の実施例を示
す原理構成図であって、パルス印加装置に特徴がある。<Embodiment 4> FIG. 11 is a principle block diagram showing another embodiment of the sputtering apparatus of the present invention, which is characterized by a pulse application device.
すなわち、第1図と同部品に同符号を付して説明すると
、このパルス印加装置は高電圧高周波電源20.21に
インビーダンスマツチング装!22.23がそれぞれ接
続され、負荷のターゲットの材質形状などによシミ圧、
電流の位相が大幅にずれ能率が低下するのを防止するも
のである。高周波のスイッチングはパルス発振器24の
信号によυ高電圧高周波電源20.21の発振を止める
ことにより制御した。前述した直流パルス方式では、タ
ーゲットが金属などの導体でなければ放電しないが、こ
のスパッター装置は高周波(15,5MHz )化する
ことによシセラミックスなどの絶縁体および絶縁体と金
属との複合物を薄膜形成することができる。That is, to explain by assigning the same reference numerals to the same parts as in FIG. 1, this pulse application device is equipped with a high voltage, high frequency power source 20, 21 and an impedance matching device! 22 and 23 are connected respectively, and the stain pressure, depending on the material shape of the load target, etc.
This prevents the current phase from being significantly shifted and the efficiency from decreasing. The switching of the high frequency was controlled by stopping the oscillation of the high voltage high frequency power supply 20, 21 using a signal from the pulse oscillator 24. In the aforementioned DC pulse method, no discharge occurs unless the target is a conductor such as a metal, but this sputtering device uses a high frequency (15.5 MHz) to process insulators such as ceramics and composites of insulators and metals. can be formed into a thin film.
本装置を用いMo−8ii膜抵抗体の作成に実施した。This apparatus was used to create a Mo-8ii film resistor.
Mo−8i薄膜はプリンターやファックスなどの感熱ヘ
ットの発熱抵抗体として利用されている。なお、Siは
半導体で’)り、81単独では高抵抗を示し絶縁体で有
シ直流パルスでは放電は困離である。スパッター条件は
、高周波電圧波高値3kl/、雰囲気圧カニ A r
2 X 10−1Torr。Mo-8i thin films are used as heating resistors in thermal heads of printers, fax machines, and the like. Incidentally, Si is a semiconductor, and 81 alone exhibits high resistance, and is an insulator, so it is difficult to discharge with direct current pulses. The sputtering conditions are: high frequency voltage peak value 3kl/, atmospheric pressure A r
2 x 10-1 Torr.
電極間距離:30mの条件で行った。波形の模式図を第
12図(a)、 (b)に示す。MOとSiの状態図で
は任意の固溶体を得ることはできないが、本発明はMo
の放電時間と3iの放電時間を変えることにより任意組
成の抵抗体を得ることができた。The test was conducted under the condition that the distance between the electrodes was 30 m. Schematic diagrams of the waveforms are shown in FIGS. 12(a) and 12(b). Although it is not possible to obtain any solid solution in the phase diagram of MO and Si, the present invention
By changing the discharge time of 3i and the discharge time of 3i, it was possible to obtain a resistor with an arbitrary composition.
なお、導体と絶縁体のスパッタには、第12図(Qのよ
うVC導体時は直流パルス放電でも同じ効果が得られる
。また、直流パルス方式、高周波パルス方式いずれもピ
ーク電圧(電力)をほぼ一定とし、パルス幅でスパッタ
ー量を制御したが、放電持続電圧範囲であればピーク電
力電圧を変えても良い。For sputtering conductors and insulators, the same effect can be obtained with DC pulse discharge when using a VC conductor as shown in Figure 12 (Q).Also, both the DC pulse method and the high frequency pulse method can reduce the peak voltage (power) by approximately Although the amount of sputtering was controlled by controlling the pulse width at a constant value, the peak power voltage may be changed as long as the discharge sustaining voltage is within the range.
本発明は各分割ターゲットを単体金属で構成し合金ちる
いは複合の組成、膜厚などに応じ、それぞれのターゲッ
トに供給する電力を高速度で切り換えてターゲット間の
グロー放電の干渉を防止すると共に放電パルス幅を変え
て薄膜化するだめ任意の組成の薄膜が精度良く容易に形
成できる。また、焼結しないため酸化物や窒素ガスが混
入することがないため、ち密で特性の良い膜が得られる
。In the present invention, each divided target is made of a single metal, and the power supplied to each target is switched at high speed according to the alloy or composite composition, film thickness, etc. to prevent glow discharge interference between targets. By changing the discharge pulse width to thin the film, a thin film of any composition can be easily formed with high accuracy. Furthermore, since it is not sintered, oxides and nitrogen gas are not mixed in, so a dense film with good properties can be obtained.
本発明はターゲットを細分化し、それぞれのターゲット
に供給する電力を高速で切り換えて各ターゲット間の干
渉を防止しているため、再現性のある膜厚が得られる。In the present invention, the targets are divided into smaller parts and the power supplied to each target is switched at high speed to prevent interference between the targets, so that a reproducible film thickness can be obtained.
またパルスピーク電力(電圧)を一定にしパルス幅で平
均電力を制御しているため、各位置における瞬時イオン
エネルギーはほぼ一定である。そのため、各位置の膜質
は同じで高品質の薄膜が得られる。Furthermore, since the pulse peak power (voltage) is kept constant and the average power is controlled by the pulse width, the instantaneous ion energy at each position is almost constant. Therefore, a high-quality thin film can be obtained with the same film quality at each position.
本発明はパルス幅で電力を制御しているため、平均電力
を下げてもピーク値は変らないので放電は持続し微量成
分の添加が容易にできる。また、′ターゲット間の干渉
もないので再現性の良い薄膜が形成できる。また、本発
明は順次パルス放電するため、ターゲット間の異常放電
が防止できるため、金属とセラミックなどの不電導体の
複合薄膜を再現性良く作成できるようになった。In the present invention, since the power is controlled by the pulse width, the peak value does not change even if the average power is lowered, so the discharge continues and trace components can be easily added. Furthermore, since there is no interference between targets, thin films with good reproducibility can be formed. Furthermore, since the present invention performs sequential pulse discharge, it is possible to prevent abnormal discharge between targets, making it possible to create a composite thin film of a metal and a non-conductor such as ceramic with good reproducibility.
以上のように、本発明によれば、任意の組成の合金ある
いは複合薄膜を精度良く且つ均一な膜厚で容易に得るこ
とができるという顕著な効果を有する。As described above, the present invention has the remarkable effect that an alloy or composite thin film of any composition can be easily obtained with high precision and a uniform film thickness.
第1図は本発明のスパッター装置の一例を示す説明構成
図、第2図は本発明による各分割ターゲットに印加する
スパッター電圧の一例を示すパルス波形図、第3図は各
パルスの通電比と合金薄膜の組成比との関係を示す線図
、第4図はNi−Cr合金薄膜の膜厚のガラス分布図、
第5図は8分割したターゲットを示す平面図、第6図は
8分割ターゲットに印加するスパッター電圧の一例を示
すパルス波形図、第7図は8分割ターゲットに′よるA
4薄膜の膜厚分布図、第8図は12分割ターゲットの一
例を示す平面図、第9図は12分割ターゲットに印加す
るスパッター電圧の一例を示すパルス波形図、第10図
は従来法および本発明法による人を薄膜の膜厚分布を比
較する線図、第11図は本発明のスパッタ装置の他の実
施例を示す説明構成図、第12図は高周波のパルス電圧
の波形図、第13図は従来の4分割ターゲットの平面図
、第14図は従来のスパッター装置の一例を示す説明構
成図である。
11・・・密閉容器、12・・・ターゲット、13・・
・陽極、16.17・・・スイッチング用トランジスタ
、18・・・高圧電源装置。FIG. 1 is an explanatory configuration diagram showing an example of the sputtering apparatus of the present invention, FIG. 2 is a pulse waveform diagram showing an example of the sputtering voltage applied to each divided target according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the energization ratio of each pulse. A diagram showing the relationship with the composition ratio of the alloy thin film, FIG. 4 is a glass distribution diagram of the film thickness of the Ni-Cr alloy thin film,
Figure 5 is a plan view showing a target divided into 8 parts, Figure 6 is a pulse waveform diagram showing an example of sputtering voltage applied to an 8 divided target, and Figure 7 is a plan view of a target divided into 8 parts.
Figure 8 is a plan view showing an example of a 12-divided target, Figure 9 is a pulse waveform diagram showing an example of sputtering voltage applied to a 12-divided target, and Figure 10 is a diagram showing the conventional method and this book. 11 is an explanatory configuration diagram showing another embodiment of the sputtering apparatus of the present invention; FIG. 12 is a waveform diagram of high-frequency pulse voltage; FIG. The figure is a plan view of a conventional four-split target, and FIG. 14 is an explanatory configuration diagram showing an example of a conventional sputtering apparatus. 11...Airtight container, 12...Target, 13...
-Anode, 16.17...Switching transistor, 18...High voltage power supply device.
Claims (1)
加してグロー放電を発生させ、ターゲットから飛散する
金属粒子を基板に複合付着させるスパッタリング方法に
おいて、前記ターゲットを複数に分割すると共に、各分
割ターゲットを前記複合の組成元素でそれぞれ形成し、
複合の組成比に対応するパルス放電時間およびピーク電
圧をそれぞれ設定して各分割ターゲットに順次高速で切
り換えて印加して複合薄膜を形成することを特徴とする
複合化スパッタリング方法。 2、特許請求の範囲第1項において、前記パルス放電は
直流パルス、高周波パルスおよび高周波と直流の混合パ
ルスであることを特徴とする複合化スパッタリング方法
。 3、陰極のターゲットと陽極の基板とを対向して設置す
る減圧容器と該陰極のターゲットと陽極の基板との間に
放電高電圧を印加する電源装置とを備えるスパッタ装置
において、前記陰極ターゲットは、絶縁材を介して複数
に分割されると共に、異種の金属元素からそれぞれ形成
され、かつ、電源装置はスイッチング素子を介して各分
割ターゲットに並列に接続されると共に、パルス発生装
置からのパルス信号に基づいて各スイッチング素子が順
次高速で切り換わることにより、パルススパッタ電圧を
印加するようにしたことを特徴とするスパッタ装置。[Claims] 1. A sputtering method in which a high voltage is applied between a cathode target and an anode substrate to generate a glow discharge, and metal particles scattered from the target are compositely deposited on the substrate. dividing into a plurality of targets, and forming each divided target with the composite compositional element,
A composite sputtering method characterized by forming a composite thin film by setting pulse discharge times and peak voltages corresponding to the composition ratio of the composite and sequentially switching and applying the pulses to each divided target at high speed. 2. The composite sputtering method according to claim 1, wherein the pulse discharge is a direct current pulse, a high frequency pulse, or a mixed pulse of high frequency and direct current. 3. In a sputtering apparatus comprising a reduced pressure vessel in which a cathode target and an anode substrate are placed facing each other, and a power supply device that applies a discharge high voltage between the cathode target and the anode substrate, the cathode target is , is divided into a plurality of targets via an insulating material, each formed of different metal elements, and a power supply device is connected in parallel to each divided target via a switching element, and receives a pulse signal from a pulse generator. 1. A sputtering apparatus characterized in that a pulsed sputtering voltage is applied by sequentially switching each switching element at high speed based on .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16462284A JPS6141766A (en) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | Method and device for sputtering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16462284A JPS6141766A (en) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | Method and device for sputtering |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6141766A true JPS6141766A (en) | 1986-02-28 |
| JPH0257143B2 JPH0257143B2 (en) | 1990-12-04 |
Family
ID=15796694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16462284A Granted JPS6141766A (en) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | Method and device for sputtering |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6141766A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63266061A (en) * | 1987-04-23 | 1988-11-02 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | Multi-element sputtering thin film manufacturing method and sputtering device |
| GB2337272A (en) * | 1998-05-15 | 1999-11-17 | Nec Corp | Sputtering using a divided target |
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| JP2015501383A (en) * | 2011-10-28 | 2015-01-15 | エリコン・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト,トリュープバッハOerlikon Trading AG,Truebbach | Method for providing a power pulse sequence |
| JP2015508448A (en) * | 2011-12-21 | 2015-03-19 | エリコン・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト,トリュープバッハOerlikon Trading AG,Truebbach | Homogeneous HIPIMS coating method |
-
1984
- 1984-08-06 JP JP16462284A patent/JPS6141766A/en active Granted
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| TWI586825B (en) * | 2011-04-20 | 2017-06-11 | 歐瑞康貿易特魯貝屈股份有限公司 | Method of providing continuous power pulses |
| JP2015501383A (en) * | 2011-10-28 | 2015-01-15 | エリコン・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト,トリュープバッハOerlikon Trading AG,Truebbach | Method for providing a power pulse sequence |
| TWI564415B (en) * | 2011-10-28 | 2017-01-01 | 歐瑞康表面處理普法菲康有限公司 | Method for providing sequence power pulses |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0257143B2 (en) | 1990-12-04 |
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