JP2000309868A - マグネトロンスパッタ方法と装置 - Google Patents
マグネトロンスパッタ方法と装置Info
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- JP2000309868A JP2000309868A JP11115590A JP11559099A JP2000309868A JP 2000309868 A JP2000309868 A JP 2000309868A JP 11115590 A JP11115590 A JP 11115590A JP 11559099 A JP11559099 A JP 11559099A JP 2000309868 A JP2000309868 A JP 2000309868A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 放電開始可能圧力より低い圧力で成膜するマ
グネトロンスパッタ方法において、膜質の向上を図る。 【解決手段】 放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２
までは基板５と対向しないターゲット面上の放電４２の
プラズマ密度を基板と対向するターゲット面上の放電４
１のプラズマ密度より高くし、目的圧力になった時点で
基板と対向するターゲット面上の放電４１のプラズマ密
度を放電４２のプラズマ密度より高くする。目的圧力以
外での成膜を極力抑えることができるので、膜質を向上
できる。
グネトロンスパッタ方法において、膜質の向上を図る。 【解決手段】 放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２
までは基板５と対向しないターゲット面上の放電４２の
プラズマ密度を基板と対向するターゲット面上の放電４
１のプラズマ密度より高くし、目的圧力になった時点で
基板と対向するターゲット面上の放電４１のプラズマ密
度を放電４２のプラズマ密度より高くする。目的圧力以
外での成膜を極力抑えることができるので、膜質を向上
できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク、電子
部品などの薄膜形成に用いられるマグネトロンスパッタ
リング方法に関する。
部品などの薄膜形成に用いられるマグネトロンスパッタ
リング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に従来のマグネトロンスパッタ装置
の構成を示す。全体は中心軸１９に対して対称である。
真空チャンバ１０に基板５とターゲット１が対向して配
置され、供給ライン１１から真空チャンバ１０にガスが
供給され、排気ライン１２から排気されている。１３は
チャンバ内の圧力を監視する真空計である。１４は絶縁
体である。
の構成を示す。全体は中心軸１９に対して対称である。
真空チャンバ１０に基板５とターゲット１が対向して配
置され、供給ライン１１から真空チャンバ１０にガスが
供給され、排気ライン１２から排気されている。１３は
チャンバ内の圧力を監視する真空計である。１４は絶縁
体である。
【０００３】ターゲット１には直流または交流の電源１
５が接続されている。図示していないがターゲット１の
電圧をモニタする装置も備えている。またターゲット１
の裏には磁気回路３０が配置されている。この装置は次
のように動作する。まず、排気ライン１２を使ってガス
を排気しながら、Ａｒなどのガスを供給ライン１１から
導入する。
５が接続されている。図示していないがターゲット１の
電圧をモニタする装置も備えている。またターゲット１
の裏には磁気回路３０が配置されている。この装置は次
のように動作する。まず、排気ライン１２を使ってガス
を排気しながら、Ａｒなどのガスを供給ライン１１から
導入する。
【０００４】電源１５により高電圧をかけると放電４１
が起こりＡｒがイオンと電子に電離したプラズマが発生
する。イオンは負にバイアスされたターゲット１に衝突
し、ターゲット原子を叩き出す（スパッタ）。そのとき
スパッタされたターゲット原子が基板５に付着し基板５
上に薄膜が形成される。特に、マグネトロンスパッタ装
置では、磁力線８がターゲット上でトンネル形状を作る
よう構成されており、磁場によりプラズマを閉じこめる
ことで低圧力における放電維持を可能としている。
が起こりＡｒがイオンと電子に電離したプラズマが発生
する。イオンは負にバイアスされたターゲット１に衝突
し、ターゲット原子を叩き出す（スパッタ）。そのとき
スパッタされたターゲット原子が基板５に付着し基板５
上に薄膜が形成される。特に、マグネトロンスパッタ装
置では、磁力線８がターゲット上でトンネル形状を作る
よう構成されており、磁場によりプラズマを閉じこめる
ことで低圧力における放電維持を可能としている。
【０００５】近年、膜質の点から低圧力での成膜が望ま
れるが、低圧力では電子とスパッタガスの衝突確率が低
く放電開始が困難である。そこで以下のような動作にて
放電を開始して低圧での成膜を行う。まず、真空チャン
バ１０の圧力を目的圧力ｐ２より高いが放電開始可能な
圧力ｐ１になるようＡｒの流量または排気ラインの開度
を調整する。つぎに、電源にて高電圧をかける。放電が
開始すれば多量の電子が真空チャンバ１０内に発生し、
磁場の閉じ込めによって低圧でも放電を維持することが
出来るので、ターゲットの電圧変化をモニタし放電開始
を確認した後、所望の膜質を得るための圧力ｐ２になる
ようＡｒの流量または排気ラインの開度を調整する。こ
のようにして低圧での成膜が可能となる。図５にこの動
作における圧力とスパッタ電力のタイミングチャートを
示す。
れるが、低圧力では電子とスパッタガスの衝突確率が低
く放電開始が困難である。そこで以下のような動作にて
放電を開始して低圧での成膜を行う。まず、真空チャン
バ１０の圧力を目的圧力ｐ２より高いが放電開始可能な
圧力ｐ１になるようＡｒの流量または排気ラインの開度
を調整する。つぎに、電源にて高電圧をかける。放電が
開始すれば多量の電子が真空チャンバ１０内に発生し、
磁場の閉じ込めによって低圧でも放電を維持することが
出来るので、ターゲットの電圧変化をモニタし放電開始
を確認した後、所望の膜質を得るための圧力ｐ２になる
ようＡｒの流量または排気ラインの開度を調整する。こ
のようにして低圧での成膜が可能となる。図５にこの動
作における圧力とスパッタ電力のタイミングチャートを
示す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この図５に示す従来の
マグネトロンスパッタ方法では、時間ｔ１から時間ｔ２
までの間の圧力が目的圧力になっておらず、この間に成
膜された膜が膜質を劣化させるという問題点がある。本
発明は、放電開始可能な圧力ｐ１より低い圧力ｐ２で成
膜する成膜装置において、目的圧力ｐ２以外での膜の堆
積を極力抑え、膜質の向上を実現できるマグネトロンス
パッタ方法を提供することを目的とする。
マグネトロンスパッタ方法では、時間ｔ１から時間ｔ２
までの間の圧力が目的圧力になっておらず、この間に成
膜された膜が膜質を劣化させるという問題点がある。本
発明は、放電開始可能な圧力ｐ１より低い圧力ｐ２で成
膜する成膜装置において、目的圧力ｐ２以外での膜の堆
積を極力抑え、膜質の向上を実現できるマグネトロンス
パッタ方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のマグネトロンス
パッタ方法は、真空チャンバー内にターゲットに対向し
て基板を配置し、前記ターゲットと前記基板の間に電圧
を印加し、ターゲット面上に発生したプラズマにより前
記基板上に真空チャンバー圧力が放電開始可能圧力ｐ１
よりも低圧の目的圧力ｐ２の状態で成膜するに際し、真
空チャンバー内に基板に対向する第１のターゲットと基
板に対向しない第２のターゲットを形成し、放電開始可
能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第２のターゲット上
のプラズマ密度を第１のターゲット上のプラズマ密度よ
り高くし、目的圧力ｐ２になった時点で第１のターゲッ
ト上のプラズマ密度を第２のターゲット上のプラズマ密
度より高くして成膜することを特徴とする。
パッタ方法は、真空チャンバー内にターゲットに対向し
て基板を配置し、前記ターゲットと前記基板の間に電圧
を印加し、ターゲット面上に発生したプラズマにより前
記基板上に真空チャンバー圧力が放電開始可能圧力ｐ１
よりも低圧の目的圧力ｐ２の状態で成膜するに際し、真
空チャンバー内に基板に対向する第１のターゲットと基
板に対向しない第２のターゲットを形成し、放電開始可
能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第２のターゲット上
のプラズマ密度を第１のターゲット上のプラズマ密度よ
り高くし、目的圧力ｐ２になった時点で第１のターゲッ
ト上のプラズマ密度を第２のターゲット上のプラズマ密
度より高くして成膜することを特徴とする。
【０００８】この本発明の構成によると、基板と対向し
ていないターゲット面上で放電開始する。この放電開始
から目的圧力になるまでは、この放電が発生しているタ
ーゲット面が基板と対向していないので、基板に膜が堆
積することはほとんどない。またこの放電が電子の供給
源となるので、基板と対向しているターゲット面での放
電を低圧で開始せしめることができる。よって目的圧力
以外での膜の堆積を極力抑え、低圧で成膜する膜質の向
上を図ることができる。
ていないターゲット面上で放電開始する。この放電開始
から目的圧力になるまでは、この放電が発生しているタ
ーゲット面が基板と対向していないので、基板に膜が堆
積することはほとんどない。またこの放電が電子の供給
源となるので、基板と対向しているターゲット面での放
電を低圧で開始せしめることができる。よって目的圧力
以外での膜の堆積を極力抑え、低圧で成膜する膜質の向
上を図ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】請求項１記載のマグネトロンスパ
ッタ方法は、真空チャンバー内にターゲットに対向して
基板を配置し、前記ターゲットと前記基板の間に電圧を
印加し、ターゲット面上に発生したプラズマにより前記
基板上に真空チャンバー圧力が放電開始可能圧力ｐ１よ
りも低圧の目的圧力ｐ２の状態で成膜するに際し、真空
チャンバー内に基板に対向する第１のターゲットと基板
に対向しない第２のターゲットを形成し、放電開始可能
圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第２のターゲット上の
プラズマ密度を第１のターゲット上のプラズマ密度より
高くし、目的圧力ｐ２になった時点で第１のターゲット
上のプラズマ密度を第２のターゲット上のプラズマ密度
より高くして成膜することを特徴とする。
ッタ方法は、真空チャンバー内にターゲットに対向して
基板を配置し、前記ターゲットと前記基板の間に電圧を
印加し、ターゲット面上に発生したプラズマにより前記
基板上に真空チャンバー圧力が放電開始可能圧力ｐ１よ
りも低圧の目的圧力ｐ２の状態で成膜するに際し、真空
チャンバー内に基板に対向する第１のターゲットと基板
に対向しない第２のターゲットを形成し、放電開始可能
圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第２のターゲット上の
プラズマ密度を第１のターゲット上のプラズマ密度より
高くし、目的圧力ｐ２になった時点で第１のターゲット
上のプラズマ密度を第２のターゲット上のプラズマ密度
より高くして成膜することを特徴とする。
【００１０】請求項２記載のマグネトロンスパッタ方法
は、真空チャンバー内にターゲットに対向して基板を配
置し、前記ターゲットと前記基板の間に電圧を印加し、
ターゲット面上に発生したプラズマにより前記基板上に
真空チャンバー圧力が放電開始可能圧力ｐ１よりも低圧
の目的圧力ｐ２の状態で成膜するに際し、真空チャンバ
ー内に基板に対向する第１のターゲットと基板に対向し
ない第２のターゲットを形成し、それぞれに独立に電力
を印加し、放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２まで
は第２のターゲットのみ電力を印加し、目的圧力ｐ２に
なった時点で第１のターゲットに電力を印加して成膜す
ることを特徴とする。
は、真空チャンバー内にターゲットに対向して基板を配
置し、前記ターゲットと前記基板の間に電圧を印加し、
ターゲット面上に発生したプラズマにより前記基板上に
真空チャンバー圧力が放電開始可能圧力ｐ１よりも低圧
の目的圧力ｐ２の状態で成膜するに際し、真空チャンバ
ー内に基板に対向する第１のターゲットと基板に対向し
ない第２のターゲットを形成し、それぞれに独立に電力
を印加し、放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２まで
は第２のターゲットのみ電力を印加し、目的圧力ｐ２に
なった時点で第１のターゲットに電力を印加して成膜す
ることを特徴とする。
【００１１】請求項３記載のマグネトロンスパッタ方法
は、請求項２において、基板に対向する第１のターゲッ
トの外周部に基板に対向しない第２のターゲットを形成
し、この第２のターゲットを環状に形成し、その内側に
磁気回路を形成して第２のターゲットの表面に磁気トン
ネルを形成させることを特徴とする。請求項４記載のマ
グネトロンスパッタ方法は、真空チャンバー内にターゲ
ットに対向して基板を配置し、前記ターゲットと前記基
板の間に電圧を印加し、ターゲット面上に発生したプラ
ズマにより前記基板上に真空チャンバー圧力が放電開始
可能圧力ｐ１よりも低圧の目的圧力ｐ２の状態で成膜す
るに際し、放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２まで
は基板と対向しない第２のターゲットの側の電磁石のみ
に電流を流し、目的圧力ｐ２になった時点で基板と対向
する第１のターゲットの側の電磁石に電流を流して成膜
することを特徴とする。
は、請求項２において、基板に対向する第１のターゲッ
トの外周部に基板に対向しない第２のターゲットを形成
し、この第２のターゲットを環状に形成し、その内側に
磁気回路を形成して第２のターゲットの表面に磁気トン
ネルを形成させることを特徴とする。請求項４記載のマ
グネトロンスパッタ方法は、真空チャンバー内にターゲ
ットに対向して基板を配置し、前記ターゲットと前記基
板の間に電圧を印加し、ターゲット面上に発生したプラ
ズマにより前記基板上に真空チャンバー圧力が放電開始
可能圧力ｐ１よりも低圧の目的圧力ｐ２の状態で成膜す
るに際し、放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２まで
は基板と対向しない第２のターゲットの側の電磁石のみ
に電流を流し、目的圧力ｐ２になった時点で基板と対向
する第１のターゲットの側の電磁石に電流を流して成膜
することを特徴とする。
【００１２】請求項５記載のマグネトロンスパッタ方法
は、真空チャンバー内に基板に対向する第１のターゲッ
トと基板に対向しない第２のターゲットを形成し、放電
開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第２のターゲ
ットの側に固定された第２の電磁石によって第２のター
ゲット上に磁気トンネルを形成し、第１のターゲットに
近づいたときに第２の電磁石とともに第１のターゲット
上に磁気トンネルを形成する第１の電磁石を第１のター
ゲットから離間させ、放電開始とともに圧力を下げて目
的圧力ｐ２になった時点で第１の電磁石を第１のターゲ
ットに近づけて第１のターゲット上の成膜することを特
徴とする。
は、真空チャンバー内に基板に対向する第１のターゲッ
トと基板に対向しない第２のターゲットを形成し、放電
開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第２のターゲ
ットの側に固定された第２の電磁石によって第２のター
ゲット上に磁気トンネルを形成し、第１のターゲットに
近づいたときに第２の電磁石とともに第１のターゲット
上に磁気トンネルを形成する第１の電磁石を第１のター
ゲットから離間させ、放電開始とともに圧力を下げて目
的圧力ｐ２になった時点で第１の電磁石を第１のターゲ
ットに近づけて第１のターゲット上の成膜することを特
徴とする。
【００１３】請求項６記載のマグネトロンスパッタ装置
は、真空チャンバー内にターゲットに対向して基板を配
置し、基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置であっ
て、真空チャンバー内に基板に対向して配置された第１
のターゲットと、真空チャンバー内に基板に対向しない
ように配置された第２のターゲットと、前記基板と第１
のターゲットの間に電圧を印加する第１の電源と、前記
基板と第２のターゲットの間に電圧を印加する第２の電
源と、放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第
２のターゲットのみ電力を印加し、目的圧力ｐ２になっ
た時点で第１のターゲットに電力を印加して成膜する制
御部とを設けたことを特徴とする。
は、真空チャンバー内にターゲットに対向して基板を配
置し、基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置であっ
て、真空チャンバー内に基板に対向して配置された第１
のターゲットと、真空チャンバー内に基板に対向しない
ように配置された第２のターゲットと、前記基板と第１
のターゲットの間に電圧を印加する第１の電源と、前記
基板と第２のターゲットの間に電圧を印加する第２の電
源と、放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第
２のターゲットのみ電力を印加し、目的圧力ｐ２になっ
た時点で第１のターゲットに電力を印加して成膜する制
御部とを設けたことを特徴とする。
【００１４】請求項７記載のマグネトロンスパッタ装置
は、真空チャンバー内に基板に対向して配置された対向
面とこの対向面の外周部に前記基板とは反対側に突出し
て基板に対向しないように形成された環状面を有するタ
ーゲットと、前記基板と第１のターゲットの間に電圧を
印加する電源と、ターゲットの対向面の前記基板とは反
対側に配設され対向面に磁気トンネルを形成する第１の
電磁石と、ターゲットの環状面の内側に配設され前記環
状面に磁気トンネルを形成する第２の電磁石と、放電開
始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは基板と対向しな
い第２のターゲットの側の電磁石のみに電流を流し、目
的圧力ｐ２になった時点で基板と対向する第１のターゲ
ットの側の電磁石に電流を流して成膜する制御部とを設
けたことを特徴とする。
は、真空チャンバー内に基板に対向して配置された対向
面とこの対向面の外周部に前記基板とは反対側に突出し
て基板に対向しないように形成された環状面を有するタ
ーゲットと、前記基板と第１のターゲットの間に電圧を
印加する電源と、ターゲットの対向面の前記基板とは反
対側に配設され対向面に磁気トンネルを形成する第１の
電磁石と、ターゲットの環状面の内側に配設され前記環
状面に磁気トンネルを形成する第２の電磁石と、放電開
始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは基板と対向しな
い第２のターゲットの側の電磁石のみに電流を流し、目
的圧力ｐ２になった時点で基板と対向する第１のターゲ
ットの側の電磁石に電流を流して成膜する制御部とを設
けたことを特徴とする。
【００１５】請求項８記載のマグネトロンスパッタ装置
は、真空チャンバー内に基板に対向して配置された対向
面とこの対向面の外周部に前記基板とは反対側に突出し
て基板に対向しないように形成された環状面を有するタ
ーゲットと、前記基板と第１のターゲットの間に電圧を
印加する電源と、ターゲットの対向面の前記基板とは反
対側に接近離間可能に配設された第１の電磁石と、ター
ゲットの環状面の内側に配設され前記環状面に磁気トン
ネルを形成する第２の電磁石と、放電開始可能圧力ｐ１
から目的圧力ｐ２までは第１の電磁石をターゲットの対
向面から離間させて第２の電磁石によって第２のターゲ
ット上に磁気トンネルを形成し、放電開始とともに圧力
を下げて目的圧力ｐ２になった時点で第１の電磁石をタ
ーゲットの対向面に近接させて第１，第２の電磁石によ
って第１のターゲット上に磁気トンネルを形成して成膜
する制御部とを設けたことを特徴とする。
は、真空チャンバー内に基板に対向して配置された対向
面とこの対向面の外周部に前記基板とは反対側に突出し
て基板に対向しないように形成された環状面を有するタ
ーゲットと、前記基板と第１のターゲットの間に電圧を
印加する電源と、ターゲットの対向面の前記基板とは反
対側に接近離間可能に配設された第１の電磁石と、ター
ゲットの環状面の内側に配設され前記環状面に磁気トン
ネルを形成する第２の電磁石と、放電開始可能圧力ｐ１
から目的圧力ｐ２までは第１の電磁石をターゲットの対
向面から離間させて第２の電磁石によって第２のターゲ
ット上に磁気トンネルを形成し、放電開始とともに圧力
を下げて目的圧力ｐ２になった時点で第１の電磁石をタ
ーゲットの対向面に近接させて第１，第２の電磁石によ
って第１のターゲット上に磁気トンネルを形成して成膜
する制御部とを設けたことを特徴とする。
【００１６】以下、本発明のマグネトロンスパッタ方法
を具体的な各実施の形態に基づいて説明する。なお、従
来例を示す図４と同じ記号は同じ構成要素を表す。全体
は中心軸１９に対して対称である。 〔実施の形態１〕図１は〔実施の形態１〕を示す。
を具体的な各実施の形態に基づいて説明する。なお、従
来例を示す図４と同じ記号は同じ構成要素を表す。全体
は中心軸１９に対して対称である。 〔実施の形態１〕図１は〔実施の形態１〕を示す。
【００１７】真空チャンバ１０に基板５とターゲット
１，２が配置されている。ターゲット１は基板５と対向
して配置され、環状のターゲット２は基板５に対向しな
いように、ターゲット１の裏面の外周にターゲット１と
は電気的に絶縁して配置されている。真空チャンバ１０
におけるターゲット１，２の支持構造は、ターゲット２
が絶縁体１４ａを介して真空チャンバ１０に取り付けら
れ、ターゲット１が絶縁体１４ｂを介してターゲット２
に取り付けられている。
１，２が配置されている。ターゲット１は基板５と対向
して配置され、環状のターゲット２は基板５に対向しな
いように、ターゲット１の裏面の外周にターゲット１と
は電気的に絶縁して配置されている。真空チャンバ１０
におけるターゲット１，２の支持構造は、ターゲット２
が絶縁体１４ａを介して真空チャンバ１０に取り付けら
れ、ターゲット１が絶縁体１４ｂを介してターゲット２
に取り付けられている。
【００１８】ターゲット１には電源１５から電圧が印加
されており、ターゲット２には電源１５とは別の高圧の
電源１６から電圧が印加されている。ターゲット２の内
側には、ターゲット２の表面に磁気トンネル９を構成す
るよう磁気回路３１が配置されている。基板５への成膜
は制御部４３によってコントロールされて下記の工程で
実施される。
されており、ターゲット２には電源１５とは別の高圧の
電源１６から電圧が印加されている。ターゲット２の内
側には、ターゲット２の表面に磁気トンネル９を構成す
るよう磁気回路３１が配置されている。基板５への成膜
は制御部４３によってコントロールされて下記の工程で
実施される。
【００１９】まず、排気ライン１２を使ってガスを排気
しながら、Ａｒなどのガスを供給ライン１１から導入す
る。目的圧力ｐ２よりも高い放電開始圧力ｐ１では電源
１５の印加電力はゼロにして電源１６のみ印加し、ター
ゲット２上での放電４２の開始を確認したら圧力を下げ
て目的圧力ｐ２に達した時点で電源１５の電力を印加し
て成膜する。
しながら、Ａｒなどのガスを供給ライン１１から導入す
る。目的圧力ｐ２よりも高い放電開始圧力ｐ１では電源
１５の印加電力はゼロにして電源１６のみ印加し、ター
ゲット２上での放電４２の開始を確認したら圧力を下げ
て目的圧力ｐ２に達した時点で電源１５の電力を印加し
て成膜する。
【００２０】この方法によると、放電４２が電子の供給
源となり、放電４１は所望の低圧力から開始される。放
電４２によるスパッタされた粒子はターゲット２が基板
５と対向していないので基板５に付着することはほとん
どなく、放電４１によってスパッタされた粒子のみが基
板５に付着する。したがって、成膜は常に目的圧力ｐ２
で行われ、従来方式より膜質を向上できる。
源となり、放電４１は所望の低圧力から開始される。放
電４２によるスパッタされた粒子はターゲット２が基板
５と対向していないので基板５に付着することはほとん
どなく、放電４１によってスパッタされた粒子のみが基
板５に付着する。したがって、成膜は常に目的圧力ｐ２
で行われ、従来方式より膜質を向上できる。
【００２１】またこのとき、ターゲット２が環状でその
裏にターゲット２表面に磁気トンネル９を構成するよう
磁気回路３１を配置しておくと、磁気トンネル９による
無終端の閉じこめが可能となり、放電４２を低圧で安定
化させることができる。磁気回路３１を設けずに装置を
構成することもできる。 〔実施の形態２〕図２は〔実施の形態２〕を示す。
裏にターゲット２表面に磁気トンネル９を構成するよう
磁気回路３１を配置しておくと、磁気トンネル９による
無終端の閉じこめが可能となり、放電４２を低圧で安定
化させることができる。磁気回路３１を設けずに装置を
構成することもできる。 〔実施の形態２〕図２は〔実施の形態２〕を示す。
【００２２】〔実施の形態１〕のマグネトロンスパッタ
装置では、２つの電源１５，１６と２つのターゲット
１，２を使用したが、この〔実施の形態２〕のマグネト
ロンスパッタ装置では単一の電源と単一のターゲットで
構成されている点が異なっている。円盤状のターゲット
１は、基板５と対向する面１ａと裏面の外周に形成され
て環状面１ｂとで形成されている。面１ａの裏には面１
ａ上に磁気トンネル８を形成するように電磁石３２が配
置される。電磁石３２はコイル３３とヨーク３４からな
る。コイル３３には電源２１より電流を供給する。また
環状面１ｂの内側にも電磁石３５を配置する。電磁石３
５に電源２２より電流を供給すると、環状面１ｂの上に
も磁気トンネル９が形成される。
装置では、２つの電源１５，１６と２つのターゲット
１，２を使用したが、この〔実施の形態２〕のマグネト
ロンスパッタ装置では単一の電源と単一のターゲットで
構成されている点が異なっている。円盤状のターゲット
１は、基板５と対向する面１ａと裏面の外周に形成され
て環状面１ｂとで形成されている。面１ａの裏には面１
ａ上に磁気トンネル８を形成するように電磁石３２が配
置される。電磁石３２はコイル３３とヨーク３４からな
る。コイル３３には電源２１より電流を供給する。また
環状面１ｂの内側にも電磁石３５を配置する。電磁石３
５に電源２２より電流を供給すると、環状面１ｂの上に
も磁気トンネル９が形成される。
【００２３】基板５への成膜は制御部４３によってコン
トロールされて下記の工程で実施される。まず、排気ラ
イン１２を使ってガスを排気しながら、Ａｒなどのガス
を供給ライン１１から導入する。真空チャンバ１０の圧
力を放電開始可能圧力ｐ１とする。電源１５の電力を印
加し、コイル３３の電流はゼロとし電磁石３５のみ電流
を流す。このようにして環状面１ｂを中心とした放電４
２を起こす。
トロールされて下記の工程で実施される。まず、排気ラ
イン１２を使ってガスを排気しながら、Ａｒなどのガス
を供給ライン１１から導入する。真空チャンバ１０の圧
力を放電開始可能圧力ｐ１とする。電源１５の電力を印
加し、コイル３３の電流はゼロとし電磁石３５のみ電流
を流す。このようにして環状面１ｂを中心とした放電４
２を起こす。
【００２４】放電４２の開始を確認後、真空チャンバ１
０の圧力を目的圧力ｐ２まで下げる。目的圧力ｐ２まで
下がったところでコイル３３に電流を流す。これによっ
てターゲット１の基板５と対向する面１ａ上でも強い放
電４１が始まり、基板５上に膜が堆積する。このよう
に、所望の低圧力ｐ２より高い状態では、放電の電力は
ターゲット１の基板５と対向していない環状面１ｂ上に
集中し、面１ａ上でのスパッタはおこらない。したがっ
て、目的圧力ｐ２になるまでは基板５上に膜が付着する
ことはほとんどない。また１ｂ上の放電４２により電子
の供給を受けるので低圧力で１ａ上の放電４１を開始す
ることができる。このようにして低圧力の状態から成膜
が始まるので膜質を向上できる。
０の圧力を目的圧力ｐ２まで下げる。目的圧力ｐ２まで
下がったところでコイル３３に電流を流す。これによっ
てターゲット１の基板５と対向する面１ａ上でも強い放
電４１が始まり、基板５上に膜が堆積する。このよう
に、所望の低圧力ｐ２より高い状態では、放電の電力は
ターゲット１の基板５と対向していない環状面１ｂ上に
集中し、面１ａ上でのスパッタはおこらない。したがっ
て、目的圧力ｐ２になるまでは基板５上に膜が付着する
ことはほとんどない。また１ｂ上の放電４２により電子
の供給を受けるので低圧力で１ａ上の放電４１を開始す
ることができる。このようにして低圧力の状態から成膜
が始まるので膜質を向上できる。
【００２５】〔実施の形態３〕図３（ａ）（ｂ）は〔実
施の形態３〕を示す。〔実施の形態２〕のマグネトロン
スパッタ装置では、ターゲットの前記基板５に対向する
部分に作用する電磁石への通電を制御して磁束の発生を
制御したが、この〔実施の形態３〕ではターゲットの前
記基板５に対向する部分に作用する磁気回路としての永
久磁石を移動させて目的を達成している点で異なってい
る。
施の形態３〕を示す。〔実施の形態２〕のマグネトロン
スパッタ装置では、ターゲットの前記基板５に対向する
部分に作用する電磁石への通電を制御して磁束の発生を
制御したが、この〔実施の形態３〕ではターゲットの前
記基板５に対向する部分に作用する磁気回路としての永
久磁石を移動させて目的を達成している点で異なってい
る。
【００２６】ターゲット１は基板５に対向する面１ａと
基板５に対向しない環状面１ｂを持つ。基板５に対向し
ない面１ｂの裏側に固定され環状面１ｂに磁気トンネル
９をつくる永久磁石３６と、ターゲット面１ａからの距
離が可変でターゲット面１ａに近づいたときに前記永久
磁石３６とともにターゲット面１ａ上の磁気トンネル８
を形成する磁気回路としての永久磁石３７とこの永久磁
石３７を移動させる昇降装置３８を備えている。
基板５に対向しない環状面１ｂを持つ。基板５に対向し
ない面１ｂの裏側に固定され環状面１ｂに磁気トンネル
９をつくる永久磁石３６と、ターゲット面１ａからの距
離が可変でターゲット面１ａに近づいたときに前記永久
磁石３６とともにターゲット面１ａ上の磁気トンネル８
を形成する磁気回路としての永久磁石３７とこの永久磁
石３７を移動させる昇降装置３８を備えている。
【００２７】基板５への成膜は制御部４３によってコン
トロールされて下記の工程で実施される。まず、排気ラ
イン１２を使ってガスを排気しながら、Ａｒなどのガス
を供給ライン１１から導入する。真空チャンバ１０の圧
力を放電開始可能圧力ｐ１とする。永久磁石３７を（図
３（ａ）に示すようにターゲットから遠ざけた状態で電
源１５の電力を印加して面１ｂを中心とした放電４２を
起こす。
トロールされて下記の工程で実施される。まず、排気ラ
イン１２を使ってガスを排気しながら、Ａｒなどのガス
を供給ライン１１から導入する。真空チャンバ１０の圧
力を放電開始可能圧力ｐ１とする。永久磁石３７を（図
３（ａ）に示すようにターゲットから遠ざけた状態で電
源１５の電力を印加して面１ｂを中心とした放電４２を
起こす。
【００２８】放電４２の開始を確認後、真空チャンバ１
０の圧力を目的圧力ｐ２まで下げる。目的圧力ｐ２まで
下がったところで磁気回路３７を（図３（ｂ））ターゲ
ットに近づける。面１ａ上で強い放電４１が始まり基板
５上に膜が堆積する。このように、所望の低圧力ｐ２よ
り高い状態では放電の電力は環状壁１ｂ上に集中し面１
ａ上でのスパッタはおこらない。環状壁１ｂは基板に対
向していないので、目的圧力ｐ２になるまでは基板上に
膜が付着することはほとんどない。また環状面１ｂ上の
放電４２により電子の供給を受けるので低圧力で放電４
１を開始することができる。このようにして低圧力の状
態から成膜が始まるので膜質を向上できる。
０の圧力を目的圧力ｐ２まで下げる。目的圧力ｐ２まで
下がったところで磁気回路３７を（図３（ｂ））ターゲ
ットに近づける。面１ａ上で強い放電４１が始まり基板
５上に膜が堆積する。このように、所望の低圧力ｐ２よ
り高い状態では放電の電力は環状壁１ｂ上に集中し面１
ａ上でのスパッタはおこらない。環状壁１ｂは基板に対
向していないので、目的圧力ｐ２になるまでは基板上に
膜が付着することはほとんどない。また環状面１ｂ上の
放電４２により電子の供給を受けるので低圧力で放電４
１を開始することができる。このようにして低圧力の状
態から成膜が始まるので膜質を向上できる。
【００２９】以上の〔実施の形態１〕〜〔実施の形態
３〕を互いに比較すると、〔実施の形態１〕は低圧にな
るまで、基板と対向するターゲット面での放電を確実に
抑えるという点で〔実施の形態２〕〔実施の形態３〕よ
り有利である。〔実施の形態２〕はスパッタ電源やマッ
チングネットワークが一つですむという点で〔実施の形
態１〕より有利であり、放電の切り替えが速いという点
で〔実施の形態３〕より有利である。〔実施の形態３〕
はスパッタ電源やマッチングネットワークが一つですむ
という点で〔実施の形態１〕より有利であり、電磁石電
源が不要という点で〔実施の形態２〕より有利である。
３〕を互いに比較すると、〔実施の形態１〕は低圧にな
るまで、基板と対向するターゲット面での放電を確実に
抑えるという点で〔実施の形態２〕〔実施の形態３〕よ
り有利である。〔実施の形態２〕はスパッタ電源やマッ
チングネットワークが一つですむという点で〔実施の形
態１〕より有利であり、放電の切り替えが速いという点
で〔実施の形態３〕より有利である。〔実施の形態３〕
はスパッタ電源やマッチングネットワークが一つですむ
という点で〔実施の形態１〕より有利であり、電磁石電
源が不要という点で〔実施の形態２〕より有利である。
【００３０】上記各実施の形態における磁気回路は、電
磁石または永久磁石の何れで構成することもできる。
磁石または永久磁石の何れで構成することもできる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、基板に膜
を付着させない放電によって放電開始でき、その放電か
らの電子供給により、スパッタ成膜に使われる放電を目
的圧力で開始できる。したがって、放電開始可能圧力よ
り低い圧力で成膜するスパッタ装置においても、目的圧
力以外での膜の堆積を極力抑え、膜質の向上を図ること
ができるものである。
を付着させない放電によって放電開始でき、その放電か
らの電子供給により、スパッタ成膜に使われる放電を目
的圧力で開始できる。したがって、放電開始可能圧力よ
り低い圧力で成膜するスパッタ装置においても、目的圧
力以外での膜の堆積を極力抑え、膜質の向上を図ること
ができるものである。
【図１】本発明の〔実施の形態１〕を示すマグネトロン
スパッタ装置の構成図
スパッタ装置の構成図
【図２】本発明の〔実施の形態２〕を示すマグネトロン
スパッタ装置の構成図
スパッタ装置の構成図
【図３】本発明の〔実施の形態３〕を示すマグネトロン
スパッタ装置の放電開始時の状態と目的圧力での状態を
示す工程図
スパッタ装置の放電開始時の状態と目的圧力での状態を
示す工程図
【図４】従来のマグネトロンスパッタ装置の構成図
【図５】同従来例のタイミングチャート図
【符号の説明】 ｐ１ 放電開始圧力 ｐ２ 成膜する目的圧力 １，２ ターゲット １ａ ターゲットの基板と対向する面 １ｂ ターゲットの基板と対向しない環状面 ５ 基板 ９ 磁気トンネル １０ 真空チャンバ １１ 供給ライン １２ 排気ライン １３ 真空計 １４，１４ａ，１４ｂ 絶縁体 １５，１６ 電源 １９ 中心軸 ２１，２２ 電源 ３０ 磁気回路 ３１ 磁気回路 ３２ 電磁石 ３３ コイル ３４ ヨーク ３５ 電磁石 ３６ 永久磁石 ３７ 永久磁石 ３８ 昇降装置 ４１，４２ 放電 ４３ 制御部
Claims (8)
- 【請求項１】真空チャンバー内にターゲットに対向して
基板を配置し、前記ターゲットと前記基板の間に電圧を
印加し、ターゲット面上に発生したプラズマにより前記
基板上に真空チャンバー圧力が放電開始可能圧力ｐ１よ
りも低圧の目的圧力ｐ２の状態で成膜するに際し、 真空チャンバー内に基板に対向する第１のターゲットと
基板に対向しない第２のターゲットを形成し、 放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第２のタ
ーゲット上のプラズマ密度を第１のターゲット上のプラ
ズマ密度より高くし、 目的圧力ｐ２になった時点で第１のターゲット上のプラ
ズマ密度を第２のターゲット上のプラズマ密度より高く
して成膜するマグネトロンスパッタ方法。 - 【請求項２】真空チャンバー内にターゲットに対向して
基板を配置し、前記ターゲットと前記基板の間に電圧を
印加し、ターゲット面上に発生したプラズマにより前記
基板上に真空チャンバー圧力が放電開始可能圧力ｐ１よ
りも低圧の目的圧力ｐ２の状態で成膜するに際し、 真空チャンバー内に基板に対向する第１のターゲットと
基板に対向しない第２のターゲットを形成し、それぞれ
に独立に電力を印加し、 放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第２のタ
ーゲットのみ電力を印加し、 目的圧力ｐ２になった時点で第１のターゲットに電力を
印加して成膜するマグネトロンスパッタ方法。 - 【請求項３】基板に対向する第１のターゲットの外周部
に基板に対向しない第２のターゲットを形成し、この第
２のターゲットを環状に形成し、その内側に磁気回路を
形成して第２のターゲットの表面に磁気トンネルを形成
させる請求項２のマグネトロンスパッタ方法。 - 【請求項４】真空チャンバー内にターゲットに対向して
基板を配置し、前記ターゲットと前記基板の間に電圧を
印加し、ターゲット面上に発生したプラズマにより前記
基板上に真空チャンバー圧力が放電開始可能圧力ｐ１よ
りも低圧の目的圧力ｐ２の状態で成膜するに際し、 放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは基板と対
向しない第２のターゲットの側の電磁石のみに電流を流
し、目的圧力ｐ２になった時点で基板と対向する第１の
ターゲットの側の電磁石に電流を流して成膜するマグネ
トロンスパッタ方法。 - 【請求項５】真空チャンバー内にターゲットに対向して
基板を配置し、前記ターゲットと前記基板の間に電圧を
印加し、ターゲット面上に発生したプラズマにより前記
基板上に真空チャンバー圧力が放電開始可能圧力ｐ１よ
りも低圧の目的圧力ｐ２の状態で成膜するに際し、 真空チャンバー内に基板に対向する第１のターゲットと
基板に対向しない第２のターゲットを形成し、 放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第２のタ
ーゲットの側に固定された第２の電磁石によって第２の
ターゲット上に磁気トンネルを形成し、第１のターゲッ
トに近づいたときに第２の電磁石とともに第１のターゲ
ット上に磁気トンネルを形成する第１の電磁石を第１の
ターゲットから離間させ、 放電開始とともに圧力を下げて目的圧力ｐ２になった時
点で第１の電磁石を第１のターゲットに近づけて第１の
ターゲット上の成膜するマグネトロンスパッタ方法。 - 【請求項６】真空チャンバー内にターゲットに対向して
基板を配置し、基板に成膜するマグネトロンスパッタ装
置であって、 真空チャンバー内に基板に対向して配置された第１のタ
ーゲットと、 真空チャンバー内に基板に対向しないように配置された
第２のターゲットと、前記基板と第１のターゲットの間
に電圧を印加する第１の電源と、 前記基板と第２のターゲットの間に電圧を印加する第２
の電源と、 放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第２のタ
ーゲットのみ電力を印加し、目的圧力ｐ２になった時点
で第１のターゲットに電力を印加して成膜する制御部と
を設けたマグネトロンスパッタ装置。 - 【請求項７】真空チャンバー内にターゲットに対向して
基板を配置し、基板に成膜するマグネトロンスパッタ装
置であって、 真空チャンバー内に基板に対向して配置された対向面と
この対向面の外周部に前記基板とは反対側に突出して基
板に対向しないように形成された環状面を有するターゲ
ットと、 前記基板と第１のターゲットの間に電圧を印加する電源
と、 ターゲットの対向面の前記基板とは反対側に配設され対
向面に磁気トンネルを形成する第１の電磁石と、 ターゲットの環状面の内側に配設され前記環状面に磁気
トンネルを形成する第２の電磁石と、 放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは基板と対
向しない第２のターゲットの側の電磁石のみに電流を流
し、目的圧力ｐ２になった時点で基板と対向する第１の
ターゲットの側の電磁石に電流を流して成膜する制御部
とを設けたマグネトロンスパッタ装置。 - 【請求項８】真空チャンバー内にターゲットに対向して
基板を配置し、基板成膜するマグネトロンスパッタ装置
であって、 真空チャンバー内に基板に対向して配置された対向面と
この対向面の外周部に前記基板とは反対側に突出して基
板に対向しないように形成された環状面を有するターゲ
ットと、 前記基板と第１のターゲットの間に電圧を印加する電源
と、 ターゲットの対向面の前記基板とは反対側に接近離間可
能に配設された第１の電磁石と、 ターゲットの環状面の内側に配設され前記環状面に磁気
トンネルを形成する第２の電磁石と、 放電開始可能圧力ｐ１から目的圧力ｐ２までは第１の電
磁石をターゲットの対向面から離間させて第２の電磁石
によって第２のターゲット上に磁気トンネルを形成し、
放電開始とともに圧力を下げて目的圧力ｐ２になった時
点で第１の電磁石をターゲットの対向面に近接させて第
１，第２の電磁石によって第１のターゲット上に磁気ト
ンネルを形成して成膜する制御部とを設けたマグネトロ
ンスパッタ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11559099A JP3784203B2 (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | マグネトロンスパッタ方法と装置 |
| US09/550,999 US6620298B1 (en) | 1999-04-23 | 2000-04-18 | Magnetron sputtering method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11559099A JP3784203B2 (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | マグネトロンスパッタ方法と装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000309868A true JP2000309868A (ja) | 2000-11-07 |
| JP3784203B2 JP3784203B2 (ja) | 2006-06-07 |
Family
ID=14666379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11559099A Expired - Fee Related JP3784203B2 (ja) | 1999-04-23 | 1999-04-23 | マグネトロンスパッタ方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3784203B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006523934A (ja) * | 2003-04-16 | 2006-10-19 | アプライド サイエンス アンド テクノロジー， インコーポレイテッド | トロイダル低電場反応性気体および誘電真空槽を有するプラズマ源 |
| US7863168B2 (en) | 2002-10-02 | 2011-01-04 | Panasonic Corporation | Plasma doping method and plasma doping apparatus |
| KR20210111688A (ko) * | 2020-03-03 | 2021-09-13 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법 및 반사형 마스크 블랭크 |
-
1999
- 1999-04-23 JP JP11559099A patent/JP3784203B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7863168B2 (en) | 2002-10-02 | 2011-01-04 | Panasonic Corporation | Plasma doping method and plasma doping apparatus |
| KR101065918B1 (ko) | 2002-10-02 | 2011-09-19 | 파나소닉 주식회사 | 플라즈마도핑방법 |
| US8709926B2 (en) | 2002-10-02 | 2014-04-29 | Panasonic Corporation | Plasma doping method and plasma doping apparatus |
| JP2006523934A (ja) * | 2003-04-16 | 2006-10-19 | アプライド サイエンス アンド テクノロジー， インコーポレイテッド | トロイダル低電場反応性気体および誘電真空槽を有するプラズマ源 |
| KR20210111688A (ko) * | 2020-03-03 | 2021-09-13 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법 및 반사형 마스크 블랭크 |
| JP2021139970A (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-16 | 信越化学工業株式会社 | 反射型マスクブランクの製造方法、及び反射型マスクブランク |
| JP7318565B2 (ja) | 2020-03-03 | 2023-08-01 | 信越化学工業株式会社 | 反射型マスクブランクの製造方法 |
| US11789357B2 (en) | 2020-03-03 | 2023-10-17 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of manufacturing reflective mask blank, and reflective mask blank |
| KR102697602B1 (ko) * | 2020-03-03 | 2024-08-23 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 반사형 마스크 블랭크의 제조 방법 및 반사형 마스크 블랭크 |
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|---|---|
| JP3784203B2 (ja) | 2006-06-07 |
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