JPS6142123A - スパツタ装置 - Google Patents
スパツタ装置Info
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- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
-
- 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
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0605—Carbon
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
においても改善する必要があった。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
、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。
(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。
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。
、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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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
。
べ利用面積が広くなり、その結果コスト低下に寄与する
。
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
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)
- 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。
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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142123A true JPS6142123A (ja) | 1986-02-28 |
Family
ID=15780843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16379584A Pending JPS6142123A (ja) | 1984-03-06 | 1984-08-06 | スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6142123A (ja) |
Citations (2)
| 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 |
-
1984
- 1984-08-06 JP JP16379584A patent/JPS6142123A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| 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 |
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