JPS6312938B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6312938B2 JPS6312938B2 JP54068950A JP6895079A JPS6312938B2 JP S6312938 B2 JPS6312938 B2 JP S6312938B2 JP 54068950 A JP54068950 A JP 54068950A JP 6895079 A JP6895079 A JP 6895079A JP S6312938 B2 JPS6312938 B2 JP S6312938B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- gas
- flow rate
- film forming
- rate control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
- B01J3/006—Processes utilising sub-atmospheric pressure; Apparatus therefor
-
- 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
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、基板に被膜を形成する薄膜製造装置
に関し、さらに詳述すれば、リアクテイブ・スパ
ツタ装置の改良に関するものである。
に関し、さらに詳述すれば、リアクテイブ・スパ
ツタ装置の改良に関するものである。
従来、基板上に金属薄膜を形成させる装置とし
て、スパツタリング装置が周知である。とくに、
活性ガス雰囲気中で、金属をスパツタし、これと
ガスとの反応生成物（水素化合物、酸化物、窒化
物など）を薄膜として得る方法はリアクテイブ・
スパツタリングといわれており、その装置の一例
を第１図に示す。この装置は一般に真空容器１
と、該容器内にスパツタされるべき材料からなる
ターゲツト７と、被着が行なわれる基板１０１が
図の様に配置され、上記容器１は所定の真空排気
装置（図示せず）により排気される。所定の真空
度が得られると、流量計１９を通つた反応ガス
（N2）と、流量計２０を通つた不活性ガス（Ar）
とが所定の割合で混合され、さらに流量計１７で
全体の流量が調整されて上記容器１に流入され
る。なお、排出管２１はその場合の余剰ガスを排
出するためのものである。ついで、電源８が動作
されスパツタリングが開始され、この反応ガス雰
囲気中で所望の反応生成膜が基板１０１上に形成
される。なお、量産向け連続スパツタ装置にあつ
ては、基板を移動させるため特定のレール２及び
その為の駆動装置（図示せず）が付加されてな
る。なお、図で２は基板カセツトレール、３は加
熱室、４は冷却室、５はメインバルブ、６はバイ
パス、７はターゲツト、１０，１１および１８は
流量制御バルブである。
て、スパツタリング装置が周知である。とくに、
活性ガス雰囲気中で、金属をスパツタし、これと
ガスとの反応生成物（水素化合物、酸化物、窒化
物など）を薄膜として得る方法はリアクテイブ・
スパツタリングといわれており、その装置の一例
を第１図に示す。この装置は一般に真空容器１
と、該容器内にスパツタされるべき材料からなる
ターゲツト７と、被着が行なわれる基板１０１が
図の様に配置され、上記容器１は所定の真空排気
装置（図示せず）により排気される。所定の真空
度が得られると、流量計１９を通つた反応ガス
（N2）と、流量計２０を通つた不活性ガス（Ar）
とが所定の割合で混合され、さらに流量計１７で
全体の流量が調整されて上記容器１に流入され
る。なお、排出管２１はその場合の余剰ガスを排
出するためのものである。ついで、電源８が動作
されスパツタリングが開始され、この反応ガス雰
囲気中で所望の反応生成膜が基板１０１上に形成
される。なお、量産向け連続スパツタ装置にあつ
ては、基板を移動させるため特定のレール２及び
その為の駆動装置（図示せず）が付加されてな
る。なお、図で２は基板カセツトレール、３は加
熱室、４は冷却室、５はメインバルブ、６はバイ
パス、７はターゲツト、１０，１１および１８は
流量制御バルブである。
この従来装置における被膜形成において、被着
膜厚等の制御はターゲツト電圧を調整して行なわ
れる。ベルジヤーなど実験室的な装置で被着が形
成される場合はこれでも可能な場合がある。しか
し、スパツタリングをドライプロセス工程等、工
業ベースで連続して行なわしめる場合は、次のよ
うな欠点があつた。放電電圧を一定に保つため、
放電電圧値を目視し、手動で変化させるかないし
は、スパツタ室と排気系の拡散ポンプの間にある
コンダクタンスを変化させスパツタ室の真空度を
変える等の手段をとつていた。また、放電ガスの
制御については、予じめ不活性ガスとリアクチイ
ブ用反応ガスの所定の比率の混合ガスを用いるか
不活性ガスと反応ガスを単独に制御する必要があ
つた。しかしながらこの様な方法では、膜特性の
仕様値の厳しい膜を堆積するのは困難となる。特
に一つの装置で反応性の種々異つた膜を堆積しよ
うとする場合には、先の条件が、後の膜の特性に
著しく影響し、一定特性を持つた膜は生産不可能
であつた。
膜厚等の制御はターゲツト電圧を調整して行なわ
れる。ベルジヤーなど実験室的な装置で被着が形
成される場合はこれでも可能な場合がある。しか
し、スパツタリングをドライプロセス工程等、工
業ベースで連続して行なわしめる場合は、次のよ
うな欠点があつた。放電電圧を一定に保つため、
放電電圧値を目視し、手動で変化させるかないし
は、スパツタ室と排気系の拡散ポンプの間にある
コンダクタンスを変化させスパツタ室の真空度を
変える等の手段をとつていた。また、放電ガスの
制御については、予じめ不活性ガスとリアクチイ
ブ用反応ガスの所定の比率の混合ガスを用いるか
不活性ガスと反応ガスを単独に制御する必要があ
つた。しかしながらこの様な方法では、膜特性の
仕様値の厳しい膜を堆積するのは困難となる。特
に一つの装置で反応性の種々異つた膜を堆積しよ
うとする場合には、先の条件が、後の膜の特性に
著しく影響し、一定特性を持つた膜は生産不可能
であつた。
本発明の目的は、上記欠点を無くし、量産シス
テムに適合した膜特性の良好な薄膜製造装置を提
供することにある。
テムに適合した膜特性の良好な薄膜製造装置を提
供することにある。
上記目的を達成するための本発明の薄膜製造装
置、例えばリアクテイブスパツタ装置は、反応中
のガスを分析する装置と、この分析結果に基づい
て反応容器内に流入するガス成分比を調整する第
１のガス流量制御装置と、上記反応容器のターゲ
ツト電圧を検出するスパツタ電源変動検出装置
と、この検出信号に基づいて上記反応容器内に流
入するガス流量を調節する第２のガス流量制御装
置と、からなることを特徴とする。
置、例えばリアクテイブスパツタ装置は、反応中
のガスを分析する装置と、この分析結果に基づい
て反応容器内に流入するガス成分比を調整する第
１のガス流量制御装置と、上記反応容器のターゲ
ツト電圧を検出するスパツタ電源変動検出装置
と、この検出信号に基づいて上記反応容器内に流
入するガス流量を調節する第２のガス流量制御装
置と、からなることを特徴とする。
本発明は上述の構成になるので、常に反応ガス
成分比が所定の値に安定して得られ、又、反応ガ
ス総量が所定の値に安定して得られるので、膜
質、膜の状態共に安定した良質の薄膜が得られ
る。以下図面を用いて詳述する。
成分比が所定の値に安定して得られ、又、反応ガ
ス総量が所定の値に安定して得られるので、膜
質、膜の状態共に安定した良質の薄膜が得られ
る。以下図面を用いて詳述する。
第２図は本発明の具体例を表わした概略ブロツ
ク図である。
ク図である。
リアクテイブ反応容器１０１内に、ガス流路１
１２を通じて反応ガスが流入されている。反応
時、この反応ガスの一部を抽出してガス質量分析
器１０２で該ガス組成を分析検出する。この検出
された出力信号は予じめ設定されたガス成分比の
値と比較され第１の流量制御装置１０５に流量比
を調整する指令信号が送られる。この比較器１２
０を次の様な構成とした。勿論他の構成も取り得
る。質量分析器１０２の出力信号はコンピユータ
処理が容易なようにコード変換器１０３でコード
化される。このコード化された信号はコンピユー
タ中で、予じめ設定されたガス成分比の値と比較
され第１の流量制御装置１０５に流量比を調整す
る旨の指令信号が送られる。上記流量制御装置で
は、反応に直接寄与する反応ガスと反応ガスを希
釈するための不活性ガスなど複数のガスの混合よ
りなる反応ガスそれぞれの流量を流量比が所定の
値によるよう調整が行なわれる。流量比なので普
通一方の反応性ガスの流量で調整される。このガ
ス流量の調整は、順次ガス流量を調整するアナロ
グ的なものであつてもよいし又、遮断−導通が所
定の時間間隔で順次行なわれるデイジタル的なも
のであつてもよい。
１２を通じて反応ガスが流入されている。反応
時、この反応ガスの一部を抽出してガス質量分析
器１０２で該ガス組成を分析検出する。この検出
された出力信号は予じめ設定されたガス成分比の
値と比較され第１の流量制御装置１０５に流量比
を調整する指令信号が送られる。この比較器１２
０を次の様な構成とした。勿論他の構成も取り得
る。質量分析器１０２の出力信号はコンピユータ
処理が容易なようにコード変換器１０３でコード
化される。このコード化された信号はコンピユー
タ中で、予じめ設定されたガス成分比の値と比較
され第１の流量制御装置１０５に流量比を調整す
る旨の指令信号が送られる。上記流量制御装置で
は、反応に直接寄与する反応ガスと反応ガスを希
釈するための不活性ガスなど複数のガスの混合よ
りなる反応ガスそれぞれの流量を流量比が所定の
値によるよう調整が行なわれる。流量比なので普
通一方の反応性ガスの流量で調整される。このガ
ス流量の調整は、順次ガス流量を調整するアナロ
グ的なものであつてもよいし又、遮断−導通が所
定の時間間隔で順次行なわれるデイジタル的なも
のであつてもよい。
一方、所期の比率の反応ガスが得られても、反
応容器１０１に流れ込む全体のガス流量が逐次変
動すると、形成された膜質に再び影響を与える。
そこで、リアクテイブ反応時、ターゲツト１１１
におけるターゲツト電圧の変動分をスパツタ電源
変動検出器１０６で検出を行なう。この検出され
た出力信号は予じめ設定された設定電圧と比較さ
れ第２の流量制御装置１０９に総流量を調節する
指令信号が送られる。この比較器１３０は次の様
な構成とした。勿論他の構成も取り得る。検出さ
れた出力信号はコンピユータ処理が容易なように
第２のコード変換器１０７でコード化される。こ
のコード化された信号は第２のコンピユータ１０
８中で、予じめ設定された設定電圧と比較され第
２の流量制御装置１０９に総流量を調整する旨の
指令信号が送られる。一般に膜質の状態は反応ガ
ス総量によつても影響を受けこの反応ガス総量と
ターゲツト電圧は相関々係にあるので、上記第２
の流量制御装置では適正なガス流量が供給される
よう調整が行なわれる。
応容器１０１に流れ込む全体のガス流量が逐次変
動すると、形成された膜質に再び影響を与える。
そこで、リアクテイブ反応時、ターゲツト１１１
におけるターゲツト電圧の変動分をスパツタ電源
変動検出器１０６で検出を行なう。この検出され
た出力信号は予じめ設定された設定電圧と比較さ
れ第２の流量制御装置１０９に総流量を調節する
指令信号が送られる。この比較器１３０は次の様
な構成とした。勿論他の構成も取り得る。検出さ
れた出力信号はコンピユータ処理が容易なように
第２のコード変換器１０７でコード化される。こ
のコード化された信号は第２のコンピユータ１０
８中で、予じめ設定された設定電圧と比較され第
２の流量制御装置１０９に総流量を調整する旨の
指令信号が送られる。一般に膜質の状態は反応ガ
ス総量によつても影響を受けこの反応ガス総量と
ターゲツト電圧は相関々係にあるので、上記第２
の流量制御装置では適正なガス流量が供給される
よう調整が行なわれる。
以上、コード変換装置およびコンピユータがそ
れぞれ全然別なものが２台必要な様に記載したが
これは説明を解り易くする為に行なつたものであ
り普通実効的に２台分の働きをするよりにプログ
ラム等が組み込まれているので、必ず２台必要と
なるという意味ではない。又、ガスの制御の順序
として、初めガス成分比を次いでガス総流量を制
御したが、この順序が逆であつても差しつかえな
いことは云うまでもない。さらに又、ガス流量制
御装置が、ガス流量比とガス総流量個々に入用の
様に記載したが、実効台に２つの機能を備えた流
量制御装置では１個の流量制御装置でよいことは
云うまでもない。
れぞれ全然別なものが２台必要な様に記載したが
これは説明を解り易くする為に行なつたものであ
り普通実効的に２台分の働きをするよりにプログ
ラム等が組み込まれているので、必ず２台必要と
なるという意味ではない。又、ガスの制御の順序
として、初めガス成分比を次いでガス総流量を制
御したが、この順序が逆であつても差しつかえな
いことは云うまでもない。さらに又、ガス流量制
御装置が、ガス流量比とガス総流量個々に入用の
様に記載したが、実効台に２つの機能を備えた流
量制御装置では１個の流量制御装置でよいことは
云うまでもない。
以下本発明を具体的実施例によつて詳しく説明
する。
する。
実施例 １
第３図は、本リアクチイブスパツタ装置をTa
−Ｎ膜作成に適用した例である。図中１′はスパ
ツタ室であり、２′は基板ホールガイドレールで
ある。基板は３′の加熱、ボンバード室から一定
間隔で送り込まれて来て、冷却室４′へ出ていく。
５′のメインバルブより排気されスパツタ時には、
バイパス弁６′を通して排気する。７はTa金属板
のターゲツトであり、８の放電用電源である。９
は直流電圧計であり、ターゲツト７のスパツタ中
の電位を測定する。放電用の不活性ガスArと反
応ガスN2は１０および１１より導入される。ス
パツタ室内のガスの状態はコンダクタンス１２を
通して１３の４極子質量分析管で測定される。１
４は質量分析器の排気系で所定の分量の被分析ガ
スが抽出されるよう調節されるためのものである
１３で測定された。スパツタガスの量は主にＡ／
Ｄ、変換器（インターフエイス）１５を通してコ
ンピユータ１６に信号として入力される。１６内
ではこれらの入力信号の時間平均を求める。次に
先に１６に記憶させている。Ar、N2の比と、前
述の信号の時間平均値を求めたものとを比較さ
せ、その差分を再び１５を通してガス流量制御装
置１９に返す。N2／Arが設定位値よりも大の場
合には、N2の流入量が、減少する方向に、N2の
バルブ１１を閉めるべく、流量制御器１９を通し
て動作させる。一方、直流電圧計９で計測された
スパツタ電圧は、上述のAD変換器１５でコード
化され、次いでコンピユータ１６に信号として入
力される。１６内ではこれらの入力信号の時間平
均を求める。次に先に１６に記憶させているスパ
ツタ電圧と、前述の信号の時間平均値を求めたも
のとを比較させ、その差分を再び１５を通してガ
ス流量変換装置１７に返す。なお、この制御に使
用するスパツタ電圧とArガスの関係を第６図に
示す。実線61、62、63はそれぞれガス流量が、
150、100、50c.c.／minである。すなわち、電圧変
動分はガス（Ar＋N2）の流入量のバルブである
１８へ、流量制御器１７を通して入力させ差分が
正の場合に流入量が大の方向に働かせる。この方
法により、放電の電圧、N2／Arの比を一定に保
つことによつて再現性、均一性の優れたTa2N膜
の特性を向上させるものである。
−Ｎ膜作成に適用した例である。図中１′はスパ
ツタ室であり、２′は基板ホールガイドレールで
ある。基板は３′の加熱、ボンバード室から一定
間隔で送り込まれて来て、冷却室４′へ出ていく。
５′のメインバルブより排気されスパツタ時には、
バイパス弁６′を通して排気する。７はTa金属板
のターゲツトであり、８の放電用電源である。９
は直流電圧計であり、ターゲツト７のスパツタ中
の電位を測定する。放電用の不活性ガスArと反
応ガスN2は１０および１１より導入される。ス
パツタ室内のガスの状態はコンダクタンス１２を
通して１３の４極子質量分析管で測定される。１
４は質量分析器の排気系で所定の分量の被分析ガ
スが抽出されるよう調節されるためのものである
１３で測定された。スパツタガスの量は主にＡ／
Ｄ、変換器（インターフエイス）１５を通してコ
ンピユータ１６に信号として入力される。１６内
ではこれらの入力信号の時間平均を求める。次に
先に１６に記憶させている。Ar、N2の比と、前
述の信号の時間平均値を求めたものとを比較さ
せ、その差分を再び１５を通してガス流量制御装
置１９に返す。N2／Arが設定位値よりも大の場
合には、N2の流入量が、減少する方向に、N2の
バルブ１１を閉めるべく、流量制御器１９を通し
て動作させる。一方、直流電圧計９で計測された
スパツタ電圧は、上述のAD変換器１５でコード
化され、次いでコンピユータ１６に信号として入
力される。１６内ではこれらの入力信号の時間平
均を求める。次に先に１６に記憶させているスパ
ツタ電圧と、前述の信号の時間平均値を求めたも
のとを比較させ、その差分を再び１５を通してガ
ス流量変換装置１７に返す。なお、この制御に使
用するスパツタ電圧とArガスの関係を第６図に
示す。実線61、62、63はそれぞれガス流量が、
150、100、50c.c.／minである。すなわち、電圧変
動分はガス（Ar＋N2）の流入量のバルブである
１８へ、流量制御器１７を通して入力させ差分が
正の場合に流入量が大の方向に働かせる。この方
法により、放電の電圧、N2／Arの比を一定に保
つことによつて再現性、均一性の優れたTa2N膜
の特性を向上させるものである。
第４図は本発明による放電電圧の効果を示した
説明図で、この系を用いる前後の放電々圧の時間
変動を示したものである。この系の使用前には実
線１に示す様に5.0KVの設定に対し数時間単位の
周期と、短周期的にも±200V程度の変動分が生
じていた本発明の系の導入後２には実線２に示す
様に変動分は±30V以下になり、±50Vの設定値
の差を再現できるようになつた。また、この系の
導入前後で堆積した膜のシース抵抗を測定する
と、本発明の導入前には、シート抵抗のばらつき
巾が広いと共に目標値内に納まる個数が〜40％し
かなかつたのに比べて、本発明の系を用いた場合
にはほぼ95％以上が目標仕様内に生産することが
できた。
説明図で、この系を用いる前後の放電々圧の時間
変動を示したものである。この系の使用前には実
線１に示す様に5.0KVの設定に対し数時間単位の
周期と、短周期的にも±200V程度の変動分が生
じていた本発明の系の導入後２には実線２に示す
様に変動分は±30V以下になり、±50Vの設定値
の差を再現できるようになつた。また、この系の
導入前後で堆積した膜のシース抵抗を測定する
と、本発明の導入前には、シート抵抗のばらつき
巾が広いと共に目標値内に納まる個数が〜40％し
かなかつたのに比べて、本発明の系を用いた場合
にはほぼ95％以上が目標仕様内に生産することが
できた。
実施例 ２
実施例１において述べた方法は、スパツタ装置
として連続堆積装置であつたが、本発明は、バツ
チ式で堆積する方法にも同様に適用することがで
きる。この実施例の概略構成図を第５図に示す。
概ね第３図と同じなので詳しい説明は省くが、反
応容器２０１は一般に実験室等で用いられている
ベルジヤーで、試料ホルダー２０２上に置かれた
試料２０３は所定のスパツタ被着が終了する毎取
り替えられる。又、制御系で、ガス分析を行なつ
た信号の伝達および制御を行なうのは、第１のコ
ード変換装置１５１、第１コンピユータ１６１、
そして上記変換された第１のコードを元のコード
に戻す第１の換元コード変換装置１５２とからな
る。又、スパツタ電圧による信号の伝達および制
御を行なうのは、第２のコード変換装置１５３、
第２のコンピユータ１６２、そして上記変換され
た第２のコードを元のコードに戻す第２の換元コ
ード変換装置１５４とからなる。動作等について
は第３図の場合と同じなので説明を省略する。
として連続堆積装置であつたが、本発明は、バツ
チ式で堆積する方法にも同様に適用することがで
きる。この実施例の概略構成図を第５図に示す。
概ね第３図と同じなので詳しい説明は省くが、反
応容器２０１は一般に実験室等で用いられている
ベルジヤーで、試料ホルダー２０２上に置かれた
試料２０３は所定のスパツタ被着が終了する毎取
り替えられる。又、制御系で、ガス分析を行なつ
た信号の伝達および制御を行なうのは、第１のコ
ード変換装置１５１、第１コンピユータ１６１、
そして上記変換された第１のコードを元のコード
に戻す第１の換元コード変換装置１５２とからな
る。又、スパツタ電圧による信号の伝達および制
御を行なうのは、第２のコード変換装置１５３、
第２のコンピユータ１６２、そして上記変換され
た第２のコードを元のコードに戻す第２の換元コ
ード変換装置１５４とからなる。動作等について
は第３図の場合と同じなので説明を省略する。
この実施例においては、前述の連続スパツタと
異なり、スパツタ工程中においては被着される試
料が移動することがないので、反応ガス雰囲気が
さらに安定したものが得られ、均質なスパツタ被
膜層が形成された。また、ガス分析とターゲツト
電圧の２段階制御方法でガス組成分を制御するの
で、一段と組成分の安定した被膜が得られた。さ
らにまた、この２段階制御方法により、従来単独
のベルジヤー内でスパツタを行なつた場合、被膜
の形成と共に反応ガスの濃度もしくはガス成分比
が変動してきたものが、全く見られなくなり良好
な被膜が得られるようになつた。
異なり、スパツタ工程中においては被着される試
料が移動することがないので、反応ガス雰囲気が
さらに安定したものが得られ、均質なスパツタ被
膜層が形成された。また、ガス分析とターゲツト
電圧の２段階制御方法でガス組成分を制御するの
で、一段と組成分の安定した被膜が得られた。さ
らにまた、この２段階制御方法により、従来単独
のベルジヤー内でスパツタを行なつた場合、被膜
の形成と共に反応ガスの濃度もしくはガス成分比
が変動してきたものが、全く見られなくなり良好
な被膜が得られるようになつた。
実施例 ３
実施例１、２においてはスパツタ法のちがいに
ついて述べたものであり、ターゲツトとしては
Ta金属板を用い、Ar＋N2ガスでTa−Ｎ膜を得
る場合であつたが、本発明はTa−Ｎ膜に限らず
金属ターゲツトとしては、Ta以外にTa−Al、
Ta−Al−Si、Ta−Si、Ta−Al−TiTi、Si、
Cu、Zr、Zn、Al等、一元素系の金属ないし混合
多元素ないし合金で少なくてもターゲツトの抵抗
が、10kΩ以下のものであればすべて前述の実施
例１、２に用いた装置で形成された。又、反応ガ
スとしては、N2、O2、H2、等、常温で気体のガ
スについても同様に実現され、良好な被膜が形成
された。作用、効果等も全く同様なので詳細な説
明は省略する。同業者であれば容易に理解される
であろう。
ついて述べたものであり、ターゲツトとしては
Ta金属板を用い、Ar＋N2ガスでTa−Ｎ膜を得
る場合であつたが、本発明はTa−Ｎ膜に限らず
金属ターゲツトとしては、Ta以外にTa−Al、
Ta−Al−Si、Ta−Si、Ta−Al−TiTi、Si、
Cu、Zr、Zn、Al等、一元素系の金属ないし混合
多元素ないし合金で少なくてもターゲツトの抵抗
が、10kΩ以下のものであればすべて前述の実施
例１、２に用いた装置で形成された。又、反応ガ
スとしては、N2、O2、H2、等、常温で気体のガ
スについても同様に実現され、良好な被膜が形成
された。作用、効果等も全く同様なので詳細な説
明は省略する。同業者であれば容易に理解される
であろう。
次に本発明の他の実施例を説明する。第７図は
化学的気相被膜装置（以下CVD装置と略称する）
に本発明を適用させたものである。CVD反応容
器３０１は量産向きに連続的に試料３０３が移動
されるよう該容器の一部が開放されている。この
CVDでは普通一般にパツシベーシヨン膜として
利用され酸化膜形成されるので反応ガスとしてシ
ラン（SiH4）と酸素（O2）ガス又は所定の酸素
含有のガスが用いられる。もし、パツシベーシヨ
ンとして窒化膜が必要であれば酸素の代りに窒素
ガスが供されることは云うまでもない。又、パツ
シベーシヨン効果を向上させる為しばしばリン
（Ｐ）などの不純物を添加させるためのガスを混
入されることもありうる。
化学的気相被膜装置（以下CVD装置と略称する）
に本発明を適用させたものである。CVD反応容
器３０１は量産向きに連続的に試料３０３が移動
されるよう該容器の一部が開放されている。この
CVDでは普通一般にパツシベーシヨン膜として
利用され酸化膜形成されるので反応ガスとしてシ
ラン（SiH4）と酸素（O2）ガス又は所定の酸素
含有のガスが用いられる。もし、パツシベーシヨ
ンとして窒化膜が必要であれば酸素の代りに窒素
ガスが供されることは云うまでもない。又、パツ
シベーシヨン効果を向上させる為しばしばリン
（Ｐ）などの不純物を添加させるためのガスを混
入されることもありうる。
さて、このCVD装置では、上述の反応ガスが
充分混合されて被膜が基板３０３上に形成されれ
ばよく、スパツタ装置の場合のような高真空度に
装置内を保つ必要はない。しかし、膜質を均一に
形成させる為には上記基板３０３を加熱させるホ
ツトプーート３０２を所定の温度に保持しておく
ための温度制御が厳しくなる。スパツタ装置では
ターゲツトの電圧を制御したが、このCVD装置
の場合は上記ホツトプレートの電圧制御を行なう
ことを特徴とする。この様に本発明では、より厳
しい条件の制御が必要とされるものが制御対象に
なる。
充分混合されて被膜が基板３０３上に形成されれ
ばよく、スパツタ装置の場合のような高真空度に
装置内を保つ必要はない。しかし、膜質を均一に
形成させる為には上記基板３０３を加熱させるホ
ツトプーート３０２を所定の温度に保持しておく
ための温度制御が厳しくなる。スパツタ装置では
ターゲツトの電圧を制御したが、このCVD装置
の場合は上記ホツトプレートの電圧制御を行なう
ことを特徴とする。この様に本発明では、より厳
しい条件の制御が必要とされるものが制御対象に
なる。
すなわち、反応ガス３０４のガス分析を質量分
析器３１３で行ない、所定の制御信号を第１の流
量制御装置３１９に伝達して上記シランガス流量
の調整を行なう。一方、上記ホツトプレート３０
２の電圧変動分は電気信号検出器３０８で検出
し、コンピユータ３６２で所定の操作を行なつた
のち制御信号を第２の流量制御装置３１７に伝達
を行ない、反応ガス全体の流量の調整を行なう。
析器３１３で行ない、所定の制御信号を第１の流
量制御装置３１９に伝達して上記シランガス流量
の調整を行なう。一方、上記ホツトプレート３０
２の電圧変動分は電気信号検出器３０８で検出
し、コンピユータ３６２で所定の操作を行なつた
のち制御信号を第２の流量制御装置３１７に伝達
を行ない、反応ガス全体の流量の調整を行なう。
本装置では、従来ホツトプレートの温度制御系
が全く反応ガスと独立して行なわれていたのに対
し、反応ガスとホツトプレートの相互関係におい
て制御ができる様になり、従来より一層均質なパ
ツシベーシヨン膜が形成でき、かつ量産も行なえ
るようになつた利点がある。
が全く反応ガスと独立して行なわれていたのに対
し、反応ガスとホツトプレートの相互関係におい
て制御ができる様になり、従来より一層均質なパ
ツシベーシヨン膜が形成でき、かつ量産も行なえ
るようになつた利点がある。
第８図は本発明のさらに他の実施例としてのエ
ピタキシヤル製造装置の概略構成図である。この
エピタキシヤル反応容器６０１も量産ができるよ
う容器の一部が開放されている。このエピタキシ
ヤル装置は、Si単結晶膜を形成するための反応ガ
スとして四塩化珪素（SiCl4）ガスと水素ガス
（H2）が使われる。この他に導電型不純物添加の
ためのガスが必要に応じ用いられることは云うま
でもない。
ピタキシヤル製造装置の概略構成図である。この
エピタキシヤル反応容器６０１も量産ができるよ
う容器の一部が開放されている。このエピタキシ
ヤル装置は、Si単結晶膜を形成するための反応ガ
スとして四塩化珪素（SiCl4）ガスと水素ガス
（H2）が使われる。この他に導電型不純物添加の
ためのガスが必要に応じ用いられることは云うま
でもない。
このエピタキシヤル装置の場合も、反応ガスの
組成を質量分折器６１３で分折を行ない所定の制
御信号を第１のガス流量制御装置６１９に伝達し
て、反応ガス成分比の調整を行なう。次いで、エ
ピタキシヤル容器６０１のヒーター６０２の電圧
変動分を電気信号検出器６０８で検出し、所定の
制御信号を第２のガス流量制御装置６１７に伝達
して反応ガス全体の流量の調整を行なう。
組成を質量分折器６１３で分折を行ない所定の制
御信号を第１のガス流量制御装置６１９に伝達し
て、反応ガス成分比の調整を行なう。次いで、エ
ピタキシヤル容器６０１のヒーター６０２の電圧
変動分を電気信号検出器６０８で検出し、所定の
制御信号を第２のガス流量制御装置６１７に伝達
して反応ガス全体の流量の調整を行なう。
本装置では、従来エピタキシヤル装置用の炉体
ヒーターの温度制御系が全く反応ガスと独立して
行なわれていたのに対し、反応ガスと炉体ヒータ
ーとの相互関係を調整した上で制御ができるよう
になり、従来より一層均質なエピタキシヤル膜が
でき、かつ量産も容易に行なえるようになつた利
点がある。
ヒーターの温度制御系が全く反応ガスと独立して
行なわれていたのに対し、反応ガスと炉体ヒータ
ーとの相互関係を調整した上で制御ができるよう
になり、従来より一層均質なエピタキシヤル膜が
でき、かつ量産も容易に行なえるようになつた利
点がある。
以上説明したごとく本発明によれば、放電電圧
と同時に放電の反応ガスの分圧を常に均一に押え
ることによつて元来不可能であつた反応ガス分圧
に非常に敏感な領域においても、ロツト内、およ
びロツト間の膜の特性を再現性よく生産すること
ができる。
と同時に放電の反応ガスの分圧を常に均一に押え
ることによつて元来不可能であつた反応ガス分圧
に非常に敏感な領域においても、ロツト内、およ
びロツト間の膜の特性を再現性よく生産すること
ができる。
第１図は従来のリアクテイブスパツタ装置の概
略図である。第２図は本発明の概念を示したブロ
ツク図である。第３図および第６図は本発明の一
実施例としてのリアクテイビスパツタ装置の一例
概略構成図および特性図である。第４図は本発明
の有効性を示すための説明図である堆積時間とス
パツタ電圧の関係を示す。第５，７，８図は本発
明の他の実施例を示す概略構成図である。 １……スパツタ室、２……基板カセツトレー
ル、３……加熱室、４……冷却室、５……メイン
バルブ、６……バイパス、７……ターゲツト、８
……スパツタ電源、９……スパツタ電源変動検
出、１０……Arガス導入口、１１……反応ガス
導入口、１２……コンダクタンス、１３……４極
マス、１４……差動排気、１５……インターフエ
イス、１６……コンピユータ、１７……流量制御
器、１８……流量制御バルブ、１９，２０……流
量制御器。
略図である。第２図は本発明の概念を示したブロ
ツク図である。第３図および第６図は本発明の一
実施例としてのリアクテイビスパツタ装置の一例
概略構成図および特性図である。第４図は本発明
の有効性を示すための説明図である堆積時間とス
パツタ電圧の関係を示す。第５，７，８図は本発
明の他の実施例を示す概略構成図である。 １……スパツタ室、２……基板カセツトレー
ル、３……加熱室、４……冷却室、５……メイン
バルブ、６……バイパス、７……ターゲツト、８
……スパツタ電源、９……スパツタ電源変動検
出、１０……Arガス導入口、１１……反応ガス
導入口、１２……コンダクタンス、１３……４極
マス、１４……差動排気、１５……インターフエ
イス、１６……コンピユータ、１７……流量制御
器、１８……流量制御バルブ、１９，２０……流
量制御器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくともガス流入手段と薄膜形成のために
用いる電気的入力手段を有する薄膜形成容器と、
該容器内の反応ガスを分析するガス分析手段と、
該分析手段の出力信号を所定の基準値と比較する
手段と、該分析手段の出力信号と所定の基準値と
の差に基づいてガス流量比の調整を行なう第１の
流量制御手段と、上記薄膜形成容器の所定の電圧
を検出する電気信号検出手段と、該検出手段の出
力信号を所定の基準値と比較する手段と該検出手
段の出力信号と所定の基準値との差に基づいてガ
ス総量の調整を行なう第２の流量制御手段とから
なる薄膜製造装置において、上記ガス流入手段
に、上記第１の流量制御手段および上記第２の流
量制御手段を結続せしめたことを特徴とする薄膜
製造装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の薄膜製造装置に
おいて、上記薄膜形成容器にリアクテイブ反応容
器を用いることを特徴とする薄膜製造装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の薄膜製造装置に
おいて、上記薄膜形成容器にCVD薄膜形成容器
を用いることを特徴とする薄膜製造装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の薄膜製造装置に
おいて、上記薄膜形成容器にエピタキシヤル薄膜
形成容器を用いることを特徴とする薄膜製造装
置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の薄膜製造装置に
おいて、上記比較手段はコード変換装置とコンピ
ユータとからなることを特徴とする薄膜製造装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6895079A JPS55161067A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Manufacturing apparatus of thin film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6895079A JPS55161067A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Manufacturing apparatus of thin film |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55161067A JPS55161067A (en) | 1980-12-15 |
| JPS6312938B2 true JPS6312938B2 (ja) | 1988-03-23 |
Family
ID=13388446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6895079A Granted JPS55161067A (en) | 1979-06-04 | 1979-06-04 | Manufacturing apparatus of thin film |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55161067A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006045611A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スパッタ成膜装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5967619A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-17 | Kokusai Electric Co Ltd | 減圧容器を有する半導体製造装置の圧力制御装置 |
| US4428811A (en) * | 1983-04-04 | 1984-01-31 | Borg-Warner Corporation | Rapid rate reactive sputtering of a group IVb metal |
| US6106676A (en) * | 1998-04-16 | 2000-08-22 | The Boc Group, Inc. | Method and apparatus for reactive sputtering employing two control loops |
| JP2002275628A (ja) * | 2001-03-21 | 2002-09-25 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | スパッタリング成膜方法 |
| JP2002322561A (ja) * | 2001-04-25 | 2002-11-08 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | スパッタリング成膜方法 |
| JP2010199305A (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 光電変換装置の製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2371009A1 (fr) * | 1976-11-15 | 1978-06-09 | Commissariat Energie Atomique | Procede de controle du depot de couches par pulverisation reactive et dispositif de mise en oeuvre |
| JPS54103790A (en) * | 1978-02-01 | 1979-08-15 | Nec Corp | Sputtering apparatus |
-
1979
- 1979-06-04 JP JP6895079A patent/JPS55161067A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006045611A (ja) * | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スパッタ成膜装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55161067A (en) | 1980-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7195930B2 (en) | Cleaning method for use in an apparatus for manufacturing a semiconductor device | |
| EP0409603B1 (en) | Process and apparatus for chemical vapour deposition | |
| US5614247A (en) | Apparatus for chemical vapor deposition of aluminum oxide | |
| US5190913A (en) | Apparatus for producing superconducting oxide film | |
| EP1132504B1 (en) | Thin film depositing process using an FTIR gas analyzer and a mixed gas supplying device | |
| JPS6312938B2 (ja) | ||
| US6077355A (en) | Apparatus and method for depositing a film on a substrate by chemical vapor deposition | |
| Tedder et al. | Real‐time process and product diagnostics in rapid thermal chemical vapor deposition using in situ mass spectrometric sampling | |
| EP0430229A2 (en) | Process and apparatus for forming stoichiometric layer of metal compound by closed loop voltage controlled reactive sputtering | |
| JPS62139876A (ja) | 堆積膜形成法 | |
| CN113862641B (zh) | 一种原子层沉积前驱体用量的监测系统及其方法与应用 | |
| JPH0310082A (ja) | 堆積膜形成装置及び堆積膜形成方法 | |
| Chowdhury et al. | Real-time process sensing and metrology in amorphous and selective area silicon plasma enhanced chemical vapor deposition using in situ mass spectrometry | |
| JPH03243770A (ja) | 複合部材およびその製造方法 | |
| Diem et al. | Properties of chemically vapor-deposited Tungsten thin films on silicon wafers | |
| Ahn et al. | A critical comparison of silicide film deposition techniques | |
| JPS61229319A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| EP0240314B1 (en) | Method for forming deposited film | |
| WO2003090271A1 (fr) | Procede de formation de film | |
| JPS6334931A (ja) | 半導体製造装置 | |
| JP2756126B2 (ja) | スパッタ装置 | |
| JPS62142778A (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JPH05214540A (ja) | Ｃｖｄ反応のモニタ方法 | |
| JPH08111413A (ja) | 二つのタイプのＴｉＮを作る方法およびその方法により作られたレーヤ | |
| JPH0663095B2 (ja) | Ｃｖｄ装置 |