JPS6142123A - スパツタ装置 - Google Patents

スパツタ装置

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Publication number
JPS6142123A
JPS6142123A JP16379584A JP16379584A JPS6142123A JP S6142123 A JPS6142123 A JP S6142123A JP 16379584 A JP16379584 A JP 16379584A JP 16379584 A JP16379584 A JP 16379584A JP S6142123 A JPS6142123 A JP S6142123A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
deposition substrate
transported
region
vacuum chamber
Prior art date
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Pending
Application number
JP16379584A
Other languages
English (en)
Inventor
Akio Hiraki
昭夫 平木
Tatsuro Miyasato
達郎 宮里
Masao Hayashi
正夫 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Priority to CA000476208A priority patent/CA1232228A/en
Priority to US06/711,018 priority patent/US4597844A/en
Priority to DE8585301709T priority patent/DE3586465T2/de
Priority to EP85301709A priority patent/EP0155178B1/en
Publication of JPS6142123A publication Critical patent/JPS6142123A/ja
Priority to CA000537450A priority patent/CA1243275A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0605Carbon

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
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  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スパッタ装置に係り、特に絶縁性の高い硬質
炭素膜をスパッタ法で成膜するためのスパッタ装置に関
するものであって、薄膜半導体としても用いる。とので
きる欠陥の少ない均一な膜を成膜することの可能な装置
を提供することを目的としている。
〔従来の技術〕
絶縁性の高い硬質炭素膜をス・くツタ法で成膜する技術
においては、膜中の欠陥発生の抑制、炭素含有量の増加
、成膜速度の向上等のため、投入電力を大きくすること
は有効である。この従来の技術に用いられるスパッタ装
置は、例えば特願昭56−70200号(%開昭57−
205312号)=米国特許第4,431,562号=
EP出願1982年公開第6476OAに提案したもの
に明示されている。
しかるに、上記提案の従来の技術においては、膜を形成
する堆積基板がターゲット電極と対向する電極上に配置
されるような構造になっていた。
そのため、ターゲット電極と対向電極の間で発生するプ
ラズマに直接場されてしまうので、デボジツションとイ
オン及び電子によるボンバードメントが同時に同一場所
で行われることにより、膜中にそれに起因する無数の欠
陥が生じるという問題があった。
また、斯かる状況のもとでは、成膜速度も遅く、この点
においても改善する必要があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、上記の従来の技術において問題とされていた
ところの、膜中の欠陥をなくシ、均質なH,膜を可能な
らしめることと、併せて成膜速度の迅速化を図るもので
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち、本発明においては、薄膜半導体として充分使用に
耐えるための、欠陥が少なく均一な硬質炭素膜を、しか
も能率良く成膜することのできる装置に関するものであ
る。
先ず、本発明に対する理解を深めるために、第2図に示
した模式図により本発明のスパッタ装置の要旨について
説明する。図中の符号(1)は真空管、2Dは雰囲気ガ
ス導入管、圓は排気管で、図示してない真空ポンプに直
結されている。(7)は接地電位の電子引抜き対向電極
、Uυは炭素質ターゲット電極であシ、マツチングボッ
クス(至)を介して高周波(RF)電源g5に接続され
ている。+91 Vi従来の技術とは異なシ、容器内で
かつプラズマによる励起ソースのトランスポートする領
域よ勺外@に配置した堆積基板である。尚、雰囲気ガス
導入管Qυからは水素ガスが送られるものとする。
ここで、本発明においては、容器即ち真空室(11内を
概念的に図に示すA部、B部、0部の6つの領域に分け
て考えている。A部は曲線aで囲まれた範囲を示し、市
、極間及びその周辺に発生しているプラズマ状態の領域
であり、この領域ではターゲット1極から発生したC*
 CH+ CH2+ CH3r CH4+C2山、 C
1Ha 等の炭素原子2個以内から成る水素付加物が生
成している。B部は曲線すで囲まれた電極(7)αυ側
の範囲を示し、プラズマ中に存在する上記の粒子がトラ
ンスポートする領域であって、その速度は雰囲気ガスの
圧力及び電極開市圧によシ決定される。0部はA部、B
部を除いた部分を示し、さらに上記のトランスポートさ
れた粒子が容器内壁に配置した堆積基板上にソフトにデ
ボジツションする領域である。なお、この領域はトラン
スポートされた粒子中の大部分からなる荷電粒子が電界
等の影響を受は易いので、実施に当っては均一な電位例
えば接地電位近傍とするなどの配慮が必要である。
〔作用〕
以上説明したように、本発明のスパッタ装置においては
、従来のスパッタ装置のようにターゲット電極と対向す
る電極上に堆積基板を置き、ターゲット電極からたたき
出された粒子が該基板上に堆積させるのとは異なシ、タ
ーゲット電極及び対向電極はスパッタのための水素付加
物を含む炭素粒子及びエネルギーを供給するだけの役目
をするのみで、ターゲット電極からたたき出された水素
付加物を含む炭素粒子は、プラズマ雰囲気中をトランス
ポートシ、該トランスポート領域の外側の容器壁郷に配
置されている堆積基板にソフトランディングさせること
により、半導体パッシベーション膜、又はそれ自体を水
素付加物を含む炭素の薄膜半導体として提供することの
可能なすぐれた膜を成膜できる。
〔発明の実施例〕
(1)実施91i−1 第1図は本発明のスパッタ装置の実施例を示す断面図で
ある。図中第2図と同一符号の箇所は、同一もしくは相
当部分を示す。(])はOリング@などによりシールさ
れる6個のフランジ付円筒からなる金属製真空室即ち容
器である。(2)は金J!ji製の上★で、0リング@
によって気密シールされる。
Oeは前記上蓋(2)と同材質m1シール構造の下蓋で
、共にシール部を特別に設けた開口部分以外は、溶接な
どの手段により気密保持可能な構造にしである。(3)
は絶縁端子、+41+81はサスセプター、+51+9
1は絶縁物又は金属製の堆積基板、f6100はその支
え部材である。この実施例においては、前記堆積基板+
5)+91の配置位置が、プラズマ発光部及びトランス
ポート領域の外側になっている真空室(11の土壁及び
周壁になっているけれども、これは第2図KC部として
示したプラズマによる励起ソースのスパッタ粒子がトラ
ンスポートする領域の外側であればよい訳であるから、
必ずしもこの例の位置にのみ限定されるものではない。
uI)は炭素質ターゲット、(1zは電極箱、(13は
マグネトロン、i+41は供給側金属製冷却水管、((
9は前記冷却水管(1(イ)と同材個装の排水側冷却水
管で、冷却水管fl!19の真空室外の−端が冷却水供
給管に溶接で水密にシールされている。
@は冷却水入口、弼は冷却水出口である。嗜は絶縁材、
0ηはターゲットシールドで、0リング@によって気密
シールされている。また、(7)は前記ターゲット0υ
と対向する電俸であり、前記ターゲット電極箱azには
真空室(1)の外部に高筒波(RF)電源の接続部Q2
が設けられている。図示は省略しであるが、この先に第
1図に示すマツチングボックス(2h)直間tl(RF
’)電源c5が設けである。(Ifけ熱電対である。Q
υは前記真空室(1)K設けられた雰囲気ガス導入管で
、ここから水素もしくは水素と弗素等の雰囲気ガンが導
入されるようになっている。■は回じ〈前記真空室fl
lK設けられている排気管で、ここから図示しない真空
ポンプに直接接続されていて容器(11内の減圧が行わ
れるようになっている。
上記の堆積基板配置(更に比較のため従来と同様対向電
極位置に基板を配置)をした本発明のスパッタ装置にお
いて、155.5MHzの高R波(RF)電源を用い、
高純度水素(99,999%)を雰囲気ガスとして導入
しながらスパッタを2h行った。スパッタ条件は次の如
くであった。
スパッタ条件: (1)ターゲット・対向11!!li間距離  65■
(11)水素圧   26.7α(0,2Torr)G
ID  陽極IE圧2.3kV (1v)陽極電流    0.55 A(V)  堆積
基板温度  100℃ 上記スパッタによる基板の各配置位置の特性値を次表に
示す。
(III  実施例−2 第1図に示す本発明のスノ(ツタ装置において、雰囲気
ガスとして導入する水素ガスの代りに弗素ガスあるいは
水素・弗素混合ガスを用いるほかは、すべて実施例−1
と同一条件でスパッタを行ったところ、 結果として、耐熱性(光学ギャップが減少を開始する温
度)が、アモルファスC:H(α−C:H)膜の600
℃から、水素・弗素混合ガスを用いた場合の500℃K
、又ターゲットにフッ化カーボンを用いた場合も500
℃と向上した。
〔発明の効果〕
上記実権例−1及び実施例−2の結果から明らかなよう
に、本発明のスパッタ装置によれば、次の効果がもたら
されることがN認された。
(&)堆積基板をプラズマに曝されない箇所へ配置した
ことによシ炭素膜の成膜速度が速くなり、均質でかつダ
ングリングボンドの少ない膜の成膜が可能となった。
(b)容器壁部に基板を配置することにより、従来と比
べ利用面積が広くなり、その結果コスト低下に寄与する
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のスパッタ装置の実施例を示す断面図、
第2図は本発明の要旨を模式的に示した断面図である。 (1)・・・真空室(容器)、(2)・・・上蓋、(3
)・・・絶縁端子、(4)・・・サスセプター、(5)
・・・基板、(6)・・・支え部材、(7)・・・対向
電極、(8)・・・サスセプター、(9)・・・基板、
Ql・・・支え部材、0v・・・炭素質ターゲット、(
12・・・ターゲット電極箱、(13・・・マグネトロ
ン、(14+・・・冷却水供給管、(19・・・冷却水
排出管、αe・・・絶縁材、07!・・・ターゲットシ
ールド、08・・・下蓋、0ト・・熱電対、■・・・排
気管、Qυ・・・雰囲気ガス導入管、■・・・RF電源
の接続部、(ハ)・・・冷却水入口、シ4・・・冷却水
出口、(ハ)・・・RF電源、I2e・・・マツチング
ボックス、(2)・・・0リング。 代理人 弁理士 木 村 三 朗 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  雰囲気ガス導入管及び排気管を有する容器内に互いに
    対向する一対の電極を設けてなるスパッタ装置において
    、堆積基板の配置位置を前記容器内であつてかつプラズ
    マによる励起ソースのトランスポートする領域より外側
    にしたことを特徴とするスパッタ装置。
JP16379584A 1984-03-06 1984-08-06 スパツタ装置 Pending JPS6142123A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16379584A JPS6142123A (ja) 1984-08-06 1984-08-06 スパツタ装置
CA000476208A CA1232228A (en) 1984-03-13 1985-03-11 Coating film and method and apparatus for producing the same
US06/711,018 US4597844A (en) 1984-03-06 1985-03-12 Coating film and method and apparatus for producing the same
DE8585301709T DE3586465T2 (de) 1984-03-13 1985-03-13 Ueberzugsfilm, verfahren und vorrichtung zur herstellung dieses filmes.
EP85301709A EP0155178B1 (en) 1984-03-13 1985-03-13 A coating film and method and apparatus for producing the same
CA000537450A CA1243275A (en) 1984-03-13 1987-05-19 Apparatus for coating film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16379584A JPS6142123A (ja) 1984-08-06 1984-08-06 スパツタ装置

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Publication Number Publication Date
JPS6142123A true JPS6142123A (ja) 1986-02-28

Family

ID=15780843

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JP16379584A Pending JPS6142123A (ja) 1984-03-06 1984-08-06 スパツタ装置

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JP (1) JPS6142123A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57141930A (en) * 1981-02-27 1982-09-02 Hitachi Ltd Device for formation of thin film
JPS58213875A (ja) * 1982-06-07 1983-12-12 Comput Basic Mach Technol Res Assoc スパツタリング方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57141930A (en) * 1981-02-27 1982-09-02 Hitachi Ltd Device for formation of thin film
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