JPS63213656A - 炭素薄膜の形成装置 - Google Patents
炭素薄膜の形成装置Info
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- JPS63213656A JPS63213656A JP4625987A JP4625987A JPS63213656A JP S63213656 A JPS63213656 A JP S63213656A JP 4625987 A JP4625987 A JP 4625987A JP 4625987 A JP4625987 A JP 4625987A JP S63213656 A JPS63213656 A JP S63213656A
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- JP
- Japan
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- holder
- thin film
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ、産業上の利用分野
本発明は、反応性スパッタ法により基板上に炭素薄膜を
形成する装置に関し、特にグラファイトを不活性ガスに
よりスパッタした後、グラファイト粒子を水素プラズマ
で分解して成膜する炭素薄膜の形成装置に係る。
形成する装置に関し、特にグラファイトを不活性ガスに
よりスパッタした後、グラファイト粒子を水素プラズマ
で分解して成膜する炭素薄膜の形成装置に係る。
Ｂ０発明の概要
本発明は、真空室内に相対向してターゲットを保持する
マグネトロン型のターゲットホルダと対向電極を設ける
と共に、対向電極の上方に基板を保持する基板ホルダを
設け、Ｈ２ガス雰囲気でり−ゲットホルダと対向電極間
に高周波電圧を印加して基板ホルダ上に配置した基板上
に炭素薄膜を形成する装置において。
マグネトロン型のターゲットホルダと対向電極を設ける
と共に、対向電極の上方に基板を保持する基板ホルダを
設け、Ｈ２ガス雰囲気でり−ゲットホルダと対向電極間
に高周波電圧を印加して基板ホルダ上に配置した基板上
に炭素薄膜を形成する装置において。
前記真空室を流通孔を有する板状電極で仕切って第１区
画と第２区画を設け、第１区画内に前記ターゲットホル
ダ及び対向電極を配置すると共に不活性ガスを導入可能
とし、第２区画内に前記基板ホルダを配置してこの基板
ホルダと前記板状電極との間に高周波電圧を印加すると
共に、第２区画内にＨ２ガスを導入可能としたことによ
り、第１区画において不活性ガス雰囲気でスパッタして
生起された第１次生成種を水素プラズマで分解して活性
種をつくり、もって基板上に余剰の水素を含まない緻密
な薄膜を高速度で形成することができるようにしたもの
である。
画と第２区画を設け、第１区画内に前記ターゲットホル
ダ及び対向電極を配置すると共に不活性ガスを導入可能
とし、第２区画内に前記基板ホルダを配置してこの基板
ホルダと前記板状電極との間に高周波電圧を印加すると
共に、第２区画内にＨ２ガスを導入可能としたことによ
り、第１区画において不活性ガス雰囲気でスパッタして
生起された第１次生成種を水素プラズマで分解して活性
種をつくり、もって基板上に余剰の水素を含まない緻密
な薄膜を高速度で形成することができるようにしたもの
である。
Ｃ５従来の技術
従来の炭素薄膜の形成装置を第４図に示す。同図におい
て、２は金属製の容器でこの容器２は、側部にガスの導
入口３を備えると共に、底部に真空吸引口４を備え、そ
の内側には真空室１が形成される。ガスの導入口３は、
送気管によりマスフローコントローラ１５を介して外部
の水素ガスタンク１４に接続されている。真空室１の略
中央部には、電磁石９を備えたマグネトロン型のターゲ
ットホルダ電極５が設けられ、その上部に円板状のグラ
ファイトターゲット６が保持されている。
て、２は金属製の容器でこの容器２は、側部にガスの導
入口３を備えると共に、底部に真空吸引口４を備え、そ
の内側には真空室１が形成される。ガスの導入口３は、
送気管によりマスフローコントローラ１５を介して外部
の水素ガスタンク１４に接続されている。真空室１の略
中央部には、電磁石９を備えたマグネトロン型のターゲ
ットホルダ電極５が設けられ、その上部に円板状のグラ
ファイトターゲット６が保持されている。
ターゲットホルダ電極５は、マツチングボックス８を介
して外部の高周波電源７へ接続されている。
して外部の高周波電源７へ接続されている。
１０は絶縁部材である。グラファイトターゲット６の上
方には、これと同心的に対向して円形の対向電極１１が
設置され、これら両者間には高周波電圧が印加されるよ
うになっている。対向電極１１の上方には基板ホルダ１
２が設置され、その下面に炭素薄膜を形成すべき基板１
３が取付けられる。
方には、これと同心的に対向して円形の対向電極１１が
設置され、これら両者間には高周波電圧が印加されるよ
うになっている。対向電極１１の上方には基板ホルダ１
２が設置され、その下面に炭素薄膜を形成すべき基板１
３が取付けられる。
この装置を用いて基板１３上に炭素薄膜を形成する場合
には、真空室１を低圧の水素ガス雰囲気として、ターゲ
ットホルダ電極５と、対向な極１１との間に高周波電圧
を印加する。この場合、ターゲットホルダ電極５上の炭
素源としてのグラファイトターゲット６が蒸発し、水素
プラズマの作用により拡散されて基板１３上に付着し、
炭素薄膜を形成する。
には、真空室１を低圧の水素ガス雰囲気として、ターゲ
ットホルダ電極５と、対向な極１１との間に高周波電圧
を印加する。この場合、ターゲットホルダ電極５上の炭
素源としてのグラファイトターゲット６が蒸発し、水素
プラズマの作用により拡散されて基板１３上に付着し、
炭素薄膜を形成する。
Ｄ０発明が解決しようとする問題点
上記従来の炭素薄膜の形成装置においては、成膜速度が
一般のスパッタ法と比較して、約１／１゜と遅く、また
水素ガス雰囲気でスパッタするため活性な水素との反応
が促進されて膜中に水素が過剰に含まれ、この結果ｍ
ｏ ｈ ｓ硬度で２〜３の軟質の膜となってしまう、さ
らに水素プラズマ中での反応が繰り返されるため、複雑
な生成種が膜中に取り込まれ、不安定且つ不均質な薄膜
が形成されてしまうという問題点がある。
一般のスパッタ法と比較して、約１／１゜と遅く、また
水素ガス雰囲気でスパッタするため活性な水素との反応
が促進されて膜中に水素が過剰に含まれ、この結果ｍ
ｏ ｈ ｓ硬度で２〜３の軟質の膜となってしまう、さ
らに水素プラズマ中での反応が繰り返されるため、複雑
な生成種が膜中に取り込まれ、不安定且つ不均質な薄膜
が形成されてしまうという問題点がある。
そこで本発明は、上記問題点を解決し、成膜速度を向上
させると共に、余剰の含有水素を無くし、且つ均質で緻
密な炭素薄膜を形成することができる装置を提供しよう
とするものである。
させると共に、余剰の含有水素を無くし、且つ均質で緻
密な炭素薄膜を形成することができる装置を提供しよう
とするものである。
Ｅ０問題点を解決するための手段
本発明の炭素薄膜の形成装置においては、板状電極によ
って仕切られた真空室内の第１区画を不活性ガス雰囲気
とし、グラファイトターゲットと対向電極との間に高周
波電圧を印加して不活性ガスプラズマを生じさせ、比較
的粗にグラファイトを蒸発させ、粒子の大きい第１次生
成種を飛散させる。そしてこの第１次生成種を、水素ガ
ス雰囲気とした第２区画内に導く。ここで板状電極と基
板ホルダ間に高周波電圧を印加して水素プラズマを発生
させ、第１次生成種をプラズマに曝してＨ２を反応させ
ることにより基板上に炭素薄膜を形成する。この際、不
活性ガスは水素ガスより質量が大きいので、粒子の大き
い大量の第１次生成種を発生させる。また水素プラズマ
に曝されることにより第１次生成種が分解、活性化して
緻密で強固な薄膜が高速度で形成される。前記のような
２段階のスパッタにより膜中に含まれる水素が低減され
る。
って仕切られた真空室内の第１区画を不活性ガス雰囲気
とし、グラファイトターゲットと対向電極との間に高周
波電圧を印加して不活性ガスプラズマを生じさせ、比較
的粗にグラファイトを蒸発させ、粒子の大きい第１次生
成種を飛散させる。そしてこの第１次生成種を、水素ガ
ス雰囲気とした第２区画内に導く。ここで板状電極と基
板ホルダ間に高周波電圧を印加して水素プラズマを発生
させ、第１次生成種をプラズマに曝してＨ２を反応させ
ることにより基板上に炭素薄膜を形成する。この際、不
活性ガスは水素ガスより質量が大きいので、粒子の大き
い大量の第１次生成種を発生させる。また水素プラズマ
に曝されることにより第１次生成種が分解、活性化して
緻密で強固な薄膜が高速度で形成される。前記のような
２段階のスパッタにより膜中に含まれる水素が低減され
る。
Ｇ、実施例
本発明の実施例を第１図乃至第３図に示す。第１図は炭
素薄膜の形成装置の概略的縦断正面図、第２図は板状電
極の平面図、第３図は形成された炭素薄膜の赤外吸収ス
ペクトルを示すグラフである。なお第１図中第５図にお
ける従来装置と同一構成部分には同一の符号を付して説
明を省略する。
素薄膜の形成装置の概略的縦断正面図、第２図は板状電
極の平面図、第３図は形成された炭素薄膜の赤外吸収ス
ペクトルを示すグラフである。なお第１図中第５図にお
ける従来装置と同一構成部分には同一の符号を付して説
明を省略する。
第１図において、真空室１は、対向電極１１の上方に設
けられた板状電極１６により第１．第２の区画Ａ、Ｂに
仕切られている。板状電極１６は、第１、第２の両区画
Ａ、Ｂ間を連通させる孔１６ａを備えると共に、外部の
マツチングボックス１７を介して高周波電源１８に接続
されている。この板状電極１６は、容器２の内側に絶縁
部材１９を介して取付けられている。第１区画Ａのガス
導入口３は、外部のＡｒガスタンク２２に連通している
。一方、第２区画Ｂには、ガス導入口２０が開口し、送
気管によりマスフローコントローラ２］を介して水素ガ
スタンク１４に連通している。
けられた板状電極１６により第１．第２の区画Ａ、Ｂに
仕切られている。板状電極１６は、第１、第２の両区画
Ａ、Ｂ間を連通させる孔１６ａを備えると共に、外部の
マツチングボックス１７を介して高周波電源１８に接続
されている。この板状電極１６は、容器２の内側に絶縁
部材１９を介して取付けられている。第１区画Ａのガス
導入口３は、外部のＡｒガスタンク２２に連通している
。一方、第２区画Ｂには、ガス導入口２０が開口し、送
気管によりマスフローコントローラ２］を介して水素ガ
スタンク１４に連通している。
次に上記実施例の作用を説明する。先ず真空室１内を真
空引きしてマスフローコントローラ１５゜２１を調整し
、Ａｒガスを第１区画Ａ側に、また水素ガスを第２区画
Ｂ側に夫々導入する。この結果、真空室１内は疑似的に
、互いに雰囲気の異なる上下２相系となる。各区画Ａ、
Ｂ内が所定圧力に達した後、ターゲットホルダ電極５と
対向電極１１との間に高周波電圧を印加してグラファイ
トターゲット６を分解、飛散させる０分解されたグラフ
ァイトターゲット粒子は、Ａｒガスの質量が水素ガスの
それより大きいため、比較的大きいものとなる。この粒
子が大きいことが高速度の成膜に寄与する。
空引きしてマスフローコントローラ１５゜２１を調整し
、Ａｒガスを第１区画Ａ側に、また水素ガスを第２区画
Ｂ側に夫々導入する。この結果、真空室１内は疑似的に
、互いに雰囲気の異なる上下２相系となる。各区画Ａ、
Ｂ内が所定圧力に達した後、ターゲットホルダ電極５と
対向電極１１との間に高周波電圧を印加してグラファイ
トターゲット６を分解、飛散させる０分解されたグラフ
ァイトターゲット粒子は、Ａｒガスの質量が水素ガスの
それより大きいため、比較的大きいものとなる。この粒
子が大きいことが高速度の成膜に寄与する。
次に、板状電極１６と基板ホルダ１２との間に高周波電
圧を印加して水素プラズマを生じさせる。
圧を印加して水素プラズマを生じさせる。
すると、飛散したグラファイト粒子が板状電極１６の流
通孔１６ａを通り抜は第２区画Ｂ内に入り、水素プラズ
マにさらされる。そして、水素プラズマにより分解され
てＨ２と反応し、活性化されて基板１３上に緻密に、且
つ強固に付着する。こうして均一で固い（ｍｏｈｓ硬度
６〜８）薄膜が形成される。
通孔１６ａを通り抜は第２区画Ｂ内に入り、水素プラズ
マにさらされる。そして、水素プラズマにより分解され
てＨ２と反応し、活性化されて基板１３上に緻密に、且
つ強固に付着する。こうして均一で固い（ｍｏｈｓ硬度
６〜８）薄膜が形成される。
以上のように形成された炭素薄膜の赤外吸収スペクトル
を第４図に示す従来の装置により形成された炭素薄膜の
それとを比較すると第３図に示す如くである。この結果
から、形成された炭素薄膜中に過剰に含まれていた水素
が低減したことが明らかである。
を第４図に示す従来の装置により形成された炭素薄膜の
それとを比較すると第３図に示す如くである。この結果
から、形成された炭素薄膜中に過剰に含まれていた水素
が低減したことが明らかである。
Ｈ１発明の効果
以上のように本発明は、真空室内に相対向してターゲッ
トを保持するマグネトロン型のターゲットホルダと対向
電極を設けると共に、対向電極の上方に基板を保持する
基板ホルダを設け、水素ガス雰囲気でターゲットホルダ
と対向電極間に高周波電圧を印加して基板ホルダ上に配
置した基板上に炭素薄膜を形成する装置において、前記
真空室を流通孔を有する板状電極で仕切って第１区画と
第２区画を設け、第１区画内に前記ターゲットホルダ及
び対向電極を配置すると共に不活性ガスを導入可能とし
、第２区画内に前記基板ホルダを配置してこの基板ホル
ダと前記板状電極との間に高周波電圧を印加すると共に
、第２区画内に水素ガスを導入可能としたので、以下の
ような効果を奏する。
トを保持するマグネトロン型のターゲットホルダと対向
電極を設けると共に、対向電極の上方に基板を保持する
基板ホルダを設け、水素ガス雰囲気でターゲットホルダ
と対向電極間に高周波電圧を印加して基板ホルダ上に配
置した基板上に炭素薄膜を形成する装置において、前記
真空室を流通孔を有する板状電極で仕切って第１区画と
第２区画を設け、第１区画内に前記ターゲットホルダ及
び対向電極を配置すると共に不活性ガスを導入可能とし
、第２区画内に前記基板ホルダを配置してこの基板ホル
ダと前記板状電極との間に高周波電圧を印加すると共に
、第２区画内に水素ガスを導入可能としたので、以下の
ような効果を奏する。
（１）余剰の含有水素が少なく、硬質で均一な炭素薄膜
を短時間で形成することができる。
を短時間で形成することができる。
（２）局所的なプラズマの活性度（非平衡度）が増すた
めに、より緻密で安定的な膜を形成することができる。
めに、より緻密で安定的な膜を形成することができる。
（３）膜厚分布が適度に抑えられる。
（４）装置の構造が簡易なため、使い易いと共に保守点
検が容易である。
検が容易である。
第１図は本発明の炭素薄膜の形成装置の概略的縦断正面
図、第２図は板状電極の平面図、第３図は形成された炭
素薄膜の赤外吸収スペクトルを示すグラフ、第４図は従
来の装置の概略的縦断正面図である。 １・・・真空室、２・・・ガス導入口、５・・・板状電
極、６・・・グラファイトターゲット、１１・・・対向
電極、１２・・・基板ホルダ、１３・・・基板、１４・
・・水素ガスタンク、１５・・・マスフローコントロー
ラ、１６・・・板状Ｍ極、２０・・・ガス導入口、２１
・・・マスフローコントローラ、２２・・・不活性ガス
（Ａｒガス）タンク、Ａ・・・第１区画、Ｂ・・・第２
区画。 第ｔ 図（＊、！；；４貌Ｔ／べ芒夏０概幅縦折面田Ｔ
ξ （ダ （ｃｒｙｉ’〕
図、第２図は板状電極の平面図、第３図は形成された炭
素薄膜の赤外吸収スペクトルを示すグラフ、第４図は従
来の装置の概略的縦断正面図である。 １・・・真空室、２・・・ガス導入口、５・・・板状電
極、６・・・グラファイトターゲット、１１・・・対向
電極、１２・・・基板ホルダ、１３・・・基板、１４・
・・水素ガスタンク、１５・・・マスフローコントロー
ラ、１６・・・板状Ｍ極、２０・・・ガス導入口、２１
・・・マスフローコントローラ、２２・・・不活性ガス
（Ａｒガス）タンク、Ａ・・・第１区画、Ｂ・・・第２
区画。 第ｔ 図（＊、！；；４貌Ｔ／べ芒夏０概幅縦折面田Ｔ
ξ （ダ （ｃｒｙｉ’〕
Claims (1)
- 真空室内に相対向してターゲットを保持するマグネトロ
ン型のターゲットホルダと対向電極を設けると共に、対
向電極の上方に基板を保持する基板ホルダを設け、Ｈ＿
２ガス雰囲気でターゲットホルダと対向電極間に高周波
電圧を印加して基板ホルダ上に配置した基板上に炭素薄
膜を形成する装置において、前記真空室を流通孔を有す
る板状電極で仕切って第１区画と第２区画を設け、第１
区画内に前記ターゲットホルダ及び対向電極を配置する
と共に不活性ガスを導入可能とし、第２区画内に前記基
板ホルダを配置してこの基板ホルダと前記板状電極との
間に高周波電圧を印加すると共に、第２区画内にＨ＿２
ガスを導入可能としたことを特徴とする炭素薄膜の形成
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62046259A JP2550559B2 (ja) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | 炭素薄膜の形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62046259A JP2550559B2 (ja) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | 炭素薄膜の形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63213656A true JPS63213656A (ja) | 1988-09-06 |
| JP2550559B2 JP2550559B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=12742202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62046259A Expired - Lifetime JP2550559B2 (ja) | 1987-02-28 | 1987-02-28 | 炭素薄膜の形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2550559B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57162371U (ja) * | 1981-04-01 | 1982-10-13 | ||
| JPS616198A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-11 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | ダイヤモンド薄膜の製造法 |
-
1987
- 1987-02-28 JP JP62046259A patent/JP2550559B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57162371U (ja) * | 1981-04-01 | 1982-10-13 | ||
| JPS616198A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-11 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | ダイヤモンド薄膜の製造法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2550559B2 (ja) | 1996-11-06 |
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