JPS6043914B2 - Sputtering film forming method - Google Patents
Sputtering film forming methodInfo
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- JPS6043914B2 JPS6043914B2 JP15120580A JP15120580A JPS6043914B2 JP S6043914 B2 JPS6043914 B2 JP S6043914B2 JP 15120580 A JP15120580 A JP 15120580A JP 15120580 A JP15120580 A JP 15120580A JP S6043914 B2 JPS6043914 B2 JP S6043914B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、スパッタリング製膜方法に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a sputtering film forming method.
スパッタリング製膜方法とは、薄膜母材料になるターゲ
ットを冷却器付きターゲットを冷却しつつ不活性ガスイ
オン（Ａｒガス）でたたき、これによつてこのターゲッ
トから放出された原子を陽極側の基板に受けることによ
り、この基板上に薄膜を形成する製膜方法をいう。In the sputtering film forming method, the target that will become the thin film base material is bombarded with inert gas ions (Ar gas) while cooling the target with a cooler, and the atoms emitted from the target are thereby transferred to the anode side substrate. This refers to a film forming method in which a thin film is formed on this substrate by subjecting it to a thin film.
このスパッタリング製膜方法は、この方法によつて形成
された薄膜が基板との密着性がよく、かつ膜強度が高い
ので製膜方法として優れた方法である。しかしながら、
このスパッタリング製膜方法は、製膜速度が著しく低く
作業能率が悪く、かつ形成される薄膜の組成制御が困難
であるという欠点を有している。そこで本発明は、製膜
速度を高め、かつ薄膜の組成制御を容易に行ない得るよ
うにしたスパッタリング製膜方法を提供することを目的
とするものである。This sputtering film forming method is an excellent film forming method because the thin film formed by this method has good adhesion to the substrate and high film strength. however,
This sputtering film forming method has the drawbacks that the film forming speed is extremely low, the working efficiency is poor, and it is difficult to control the composition of the thin film formed. SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a sputtering film forming method that increases the film forming speed and allows easy control of the composition of the thin film.
本発明によるスパッタリング製膜方法は、スパッタリン
グ装置の一部を製膜速度の速い蒸着装置として用いるこ
とを特徴とするものであり、これによつて製膜速度を速
くするとともに、形成させる薄膜の組成を容易に変える
ことができるようにするものである。The sputtering film forming method according to the present invention is characterized in that a part of the sputtering device is used as a vapor deposition device with a high film forming speed, thereby increasing the film forming speed and changing the composition of the thin film to be formed. This allows for easy changes.
本発明によるスパッタリング製膜方法は、具体的にはタ
ーゲットの冷却効率をこのターゲットの一部において低
下させることにより、その部分の温度を上昇させ、その
部分のターゲットを蒸発させて熱蒸着を行ない、ターゲ
ットの残部においてスパッタリングを行なうことを特徴
とするものである。なお、本明細書においては被蒸着物
質てある母材料もターゲツと称することＪとする。以下
添付図面を参照して本発明によるスパッタリング製膜方
法について説明する。Specifically, the sputtering film forming method according to the present invention reduces the cooling efficiency of the target in a part of the target, increases the temperature of that part, evaporates the target in that part, and performs thermal evaporation, This method is characterized in that sputtering is performed on the remaining portion of the target. Note that in this specification, the base material that is the substance to be deposited is also referred to as a target. The sputtering film forming method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第１図は、本発明によるスパッタリング製膜方法を実施
する装置におけるターゲット部の第１例７を示す斜視図
である。FIG. 1 is a perspective view showing a first example 7 of a target portion in an apparatus for carrying out the sputtering film forming method according to the present invention.
第１図において、符号１はスパッタ装置のデイスク状の
ターゲットホルダを示し、このターゲットホルダ１は空
間Ｓを置いて互いに離隔されたホルダ部分１Ａおよび１
Ｂからなつている。In FIG. 1, reference numeral 1 indicates a disk-shaped target holder of a sputtering apparatus, and this target holder 1 has holder parts 1A and 1 separated from each other by a space S.
It starts from B.
ホルダ部分１Ｂは扇形をなしており、ホルダ部分１Ａは
ディスクから扇形を切除した形をなしている。空間Ｓに
は、７Ｘ１２０３等の熱伝導率の低い材料で形成したス
ペーサを配してもよい。上記ホルダ部分１Ａには水冷用
の管路（図示せず）が設けられてるが、ホルダ部分１Ｂ
には水冷用の管路が設けられていない。このターゲット
ホルダ１を用いて単一組成の薄膜を形成する場合は、上
記ホルダ部分１Ａおよび１Ｂに同一組成のターゲット２
Ａおよび２Ｂを保持させて行なう。The holder portion 1B has a fan shape, and the holder portion 1A has a fan shape cut out from a disk. A spacer made of a material with low thermal conductivity such as 7X1203 may be arranged in the space S. The holder portion 1A is provided with a water cooling conduit (not shown), but the holder portion 1B
There are no pipes for water cooling. When forming a thin film of a single composition using this target holder 1, a target of the same composition is placed on the holder portions 1A and 1B.
This is done by holding A and 2B.
薄膜作成は、まずアルゴンガス等の不活性ガス等を真空
槽内に導入することにより、１０−１〜１０−３Ｔ０ｒ
ｒ程度の真空度に保持した後、ターゲットに高周波又は
直流電圧を印加し、グロー放電を生ぜしめることにより
開始される。To create a thin film, first introduce an inert gas such as argon gas into a vacuum chamber, and then
After maintaining the degree of vacuum at approximately r, a high frequency or direct current voltage is applied to the target to generate glow discharge, thereby starting the process.
ターゲットに電圧が印加されるとホルダ部分１Ａに保持
されたターゲット２Ａは冷却されつつアルゴンガスイオ
ンでたたかれてスパッタリング作用が行なわれ、一方ホ
ルダ部分１Ｂに保持されたターゲット２Ｂはホルダ部分
１Ｂが上記したような構造であるのでほとんど冷却作用
を受けず、従つてアルゴンガスイオンでたたかれること
によつてターゲット２Ｂの材料を蒸発させるに十分な温
度まで加熱される。かくしてターゲットの上方に配され
た陽極側の基板（図示せず）の表面上にはスパッタリン
グおよび熱蒸着による製膜が行なわれる。スパッタリン
グと熱蒸着による製膜部分が、完全に混合して、薄膜の
状態が均一になるように、ターゲットホルダ又は基板を
回転することが望ましい。以上説明したターゲットホル
ダ１を用いることによつてスパッタリングと同時に熱蒸
着を行なうことができるので、製膜速度を上昇させるこ
とができる。次に第２図を参照して本発明によるスパッ
タリング製膜方法を実施する装置におけるターゲット部
の第２例を説明する。When a voltage is applied to the target, the target 2A held in the holder part 1A is cooled and struck with argon gas ions to perform sputtering, while the target 2B held in the holder part 1B is Because of the structure described above, it receives almost no cooling effect, and is heated to a temperature sufficient to evaporate the material of the target 2B by being bombarded with argon gas ions. Thus, a film is formed by sputtering and thermal evaporation on the surface of the anode side substrate (not shown) disposed above the target. It is desirable to rotate the target holder or substrate so that the film formed by sputtering and thermal evaporation are completely mixed and the thin film is uniform. By using the target holder 1 described above, thermal evaporation can be performed simultaneously with sputtering, so that the film forming rate can be increased. Next, a second example of a target portion in an apparatus for carrying out the sputtering film forming method according to the present invention will be explained with reference to FIG.
この第２図に示したターーゲツト部は特に複合ターゲッ
ト方式に適したものである。第２図において、符号１０
は複合ターゲット方式スパッタ装置の冷却器（図示せず
）付きターゲットホルダを示している。The target section shown in FIG. 2 is particularly suitable for the composite target method. In FIG. 2, reference numeral 10
1 shows a target holder with a cooler (not shown) of a composite target type sputtering apparatus.
このターゲットホルダ１０上には、ある１つの組成の第
１のターゲット部分１１が保持されている。このターゲ
ット１１の一部上には、ＭＯ，Ｗのような高融点かつ低
熱伝導率の扇形の熱遮蔽層１２が形成してある。この熱
遮蔽層１２上には複合ターゲットの他の組成の第２のタ
ーゲット部分１３が保持されている。この第２図に示し
たターゲット部においても、電圧をかけると、第１のタ
ーゲット部分１１にお″いては通常のスパッタリングが
行なわれるが、第２のターゲット部分１３は上記熱遮蔽
層１２の作用によつて冷却効率が下げられており、従つ
てアルゴンガスイオンでたたかれることによつてターゲ
ット部分１３の材料が蒸発させるに十分な温度まで加熱
される。かくして、ターゲットの上方に配された陽極側
の基板（図示せず）の表面上にはスパッタリングと熱蒸
着による製膜が行なわれる。この方法によつて形成され
た薄膜は、第１および第２のターゲット部分１１および
１３の材料が混合した組成を有している。この薄膜にお
ける２つの材料の組成比は、ターゲットにかける電圧を
変えることによつて容易に変えることができる。なお、
この薄膜の組成が均質になるように、ターゲットホルダ
又は基板を回転することが望ましい。次に第３図を参照
して、本発明によるスパッタリング製膜方法を実施する
装置におけるターゲット部の第３例を説明する。A first target portion 11 of one composition is held on this target holder 10 . A fan-shaped heat shielding layer 12 made of a material such as MO or W having a high melting point and low thermal conductivity is formed on a part of the target 11 . On this thermal shielding layer 12 is held a second target portion 13 of a different composition of the composite target. In the target portion shown in FIG. 2, when a voltage is applied, normal sputtering is performed in the first target portion 11, but the second target portion 13 is affected by the effect of the heat shielding layer 12. The cooling efficiency is reduced by the argon gas ions, so that the material in the target portion 13 is heated to a temperature sufficient to vaporize it by being bombarded with argon gas ions. A film is formed by sputtering and thermal evaporation on the surface of the substrate on the anode side (not shown). It has a mixed composition.The composition ratio of the two materials in this thin film can be easily changed by changing the voltage applied to the target.
It is desirable to rotate the target holder or substrate so that the composition of this thin film is homogeneous. Next, with reference to FIG. 3, a third example of a target portion in an apparatus for carrying out the sputtering film forming method according to the present invention will be described.
この第３図に示したターゲット部は、第２図に示したタ
ーゲット部と同様複合ターゲット方式スパッタリングに
適したものであり、構造も熱遮蔽層の代りに第１のター
ゲット部分１１と第２のターゲット部分１３を離隔する
ための２本の脚２０，２１を備えていることを除いては
第２図に示したターゲット部と同じである。The target section shown in FIG. 3 is suitable for composite target sputtering like the target section shown in FIG. It is the same as the target part shown in FIG. 2, except that it includes two legs 20, 21 for spacing the target part 13.
この２本の脚２０，２１は、第２のターゲット１３を第
１のターゲット１１から離隔することによつて熱遮蔽層
を形成するためのものであり、上記第２図における熱遮
蔽層１２と同様の作用をする。従つて、この第３例にお
けるターゲット部においても、第２のターゲット部分１
３は高温に加熱され、かくしてこの部分において熱蒸着
が行なわれる。もちろん第１のターゲット部１１におい
てはスパッタリングが行なわれる。なお、脚２０，２１
の高さは、第２のターゲット１３と基板とがあまり近接
してこれらの間でプラズマが発生しないような高さとす
る必要がある。従つて、この脚２０，２１の高さは、通
常のスパッタ装置において３〜４順程度に選択するのが
最も望ましい。以上説明したように、本発明による製膜
方法によれば、スパッタリングと熱蒸着を組み合せて製
膜を行なつているので、スパッタリングのみによる製膜
速度より数倍製膜速度を速くすることができ、かつ複合
ターゲット方式における場合の組成比の制御も容易てあ
る。These two legs 20 and 21 are for forming a heat shield layer by separating the second target 13 from the first target 11, and are similar to the heat shield layer 12 in FIG. It has a similar effect. Therefore, also in the target portion in this third example, the second target portion 1
3 is heated to a high temperature, thus thermal evaporation takes place in this area. Of course, sputtering is performed in the first target section 11. In addition, legs 20 and 21
The height must be such that the second target 13 and the substrate are not too close to each other and plasma is not generated between them. Therefore, it is most desirable to select the heights of the legs 20, 21 in the order of 3 to 4 in a normal sputtering apparatus. As explained above, according to the film forming method of the present invention, since the film is formed by combining sputtering and thermal evaporation, the film forming speed can be made several times faster than that by sputtering alone. , and the composition ratio can be easily controlled in the case of a composite target method.
また、本発明方法を実施するには従来のスパッタ装置の
ターゲット部をわずかに変形すればよいので実施する装
置も安価にできる。Further, in order to carry out the method of the present invention, it is only necessary to slightly deform the target portion of a conventional sputtering apparatus, so that the apparatus for carrying out the process can be made inexpensive.
第１図は、本発明のスパッタリング製膜方法を実施する
装置のターゲット部の第１例を示す斜視図、第２図は、
本発明のスパッタリング製膜方法を実施する装置のター
ゲット部の第２例を示す斜視図、第３図は、本発明のス
パッタリング製膜方法を実施する装置のターゲット部の
第３例を示す斜視図である。
１，１０・・・・・・ターゲットホルダ、１Ａ，１Ｂ・
・・・・ホルダ部分、２Ａ，２Ｂ・・・・・・ターゲッ
ト、１１，１３・・・・・・第１および第２のターゲッ
ト部分、１２・・・・・・熱遮蔽層、２０，２１・・・
・・脚。FIG. 1 is a perspective view showing a first example of a target part of an apparatus for carrying out the sputtering film forming method of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a second example of a target part of an apparatus for carrying out the sputtering film forming method of the present invention; FIG. 3 is a perspective view showing a third example of a target part of an apparatus for carrying out the sputtering film forming method of the invention It is. 1, 10...Target holder, 1A, 1B.
...Holder portion, 2A, 2B... Target, 11, 13... First and second target portion, 12... Heat shielding layer, 20, 21 ...
··leg.
Claims (1)
トホルダで陰極側に保持し、このターゲットを冷却しつ
つ不活性ガスイオンでたたき、これによつてこのターゲ
ットから放出された原子を陽極側の基板に受けることに
より、この基板上に薄膜を形成するスパッタリング製膜
方法において、前記ターゲットの冷却効率をこのターゲ
ットの一部において低下させることにより、その部分の
温度を上昇させ、その部分のターゲットを蒸発させて熱
蒸着を行なうことを特徴とするスパッタリング製膜方法
。1. Hold the target that will become the thin film base material on the cathode side with a target holder equipped with a cooler, and strike the target with inert gas ions while cooling it, thereby transferring the atoms emitted from the target to the substrate on the anode side. In a sputtering film forming method for forming a thin film on this substrate by receiving a large amount of heat, the cooling efficiency of the target is reduced in a part of the target, thereby increasing the temperature of that part and causing the target in that part to evaporate. A sputtering film forming method characterized by thermal evaporation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15120580A JPS6043914B2 (en) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | Sputtering film forming method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15120580A JPS6043914B2 (en) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | Sputtering film forming method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5776183A JPS5776183A (en) | 1982-05-13 |
| JPS6043914B2 true JPS6043914B2 (en) | 1985-10-01 |
Family
ID=15513528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15120580A Expired JPS6043914B2 (en) | 1980-10-28 | 1980-10-28 | Sputtering film forming method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6043914B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4734572B2 (en) * | 2006-08-21 | 2011-07-27 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | Sputter target, sputtering apparatus, sputtering method and multilayer film |
| DE102010015149A1 (en) * | 2010-04-16 | 2011-10-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Apparatus for coating a substrate within a vacuum chamber by plasma assisted chemical vapor deposition |
-
1980
- 1980-10-28 JP JP15120580A patent/JPS6043914B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5776183A (en) | 1982-05-13 |
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