JPH01298156A

JPH01298156A - スパッタリング装置

Info

Publication number: JPH01298156A
Application number: JP63130607A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yasui; 秀明安井; Yoshiyuki Tsuda; 善行津田; Yuji Mukai; 裕二向井; Hiroyoshi Tanaka; 博由田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1989-12-01

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、低温で高速製膜が可能なスパッタリング装置
に関するものである。

従来の技術従来、スパッタリング装置としてはマグネトロンスパッ
タリング装置が主に用いられている。第４図にその従来
のマグネトロンスパッタリング装置の概略図を示す。こ
のスパッタリング装置は次のように構成されている。ス
パッタリングターゲット１はバッキングプレート２にボ
ンディングされており、この背後に所定の極性配置され
た永久磁石３が取り付けられている。作動ガス供給系４
によりアルゴン等の不活性ガスを主成分とするスパッタ
ガスが導入される。このスパッタリング装置では次のよ
うに製膜が行なわれる。スパッタリングターゲット１と
基板５もしくは基板ホルダー６の間に電圧を印加すると
、これらの間にマグネトロン放電によるプラズマが発生
する。そしてこのプラズマから電離したイオンがスパッ
タリングターゲット１に衝突した結果、スパッタ粒子が
スパッタリングターゲット１から飛び出し製膜を行う。

発明が解決しようとする課題しかし、このような構成のスパッタリング装置では、次
のような問題点が存在する。　（１）製膜速度が遅い、
　（２）基板の大きさによってターゲットの大きさを変
えたりターゲット−基板間の距離を変えたりしなければ
ならず、ターゲットの有効利用ができない、　（３）ス
パッタリングターゲットにおいてスパッタされる領域が
限定されているため、スパッタリングターゲットの利用
効率が良くない、　（４）成分の異なる複数の材質のも
のを製膜するとき、複数のターゲットを用い、それぞれ
のターゲットに対して永久磁石、冷却系などを配置しな
ければならず装置が太き（なり、複雑化する本発明は上記のような課題を解決するため（］）製製膜
底の向上、　（２）任意の大きさの基板に対する適用性
、　（３）ターゲットの利用効率の向上、（４）成分の
異なるターゲットを用いての製膜を簡易に行えることを
可能とするスパッタリング装置を提供することを目的と
するものである。

課題を解決するための手段本発明のスパッタリング装置は、上記問題点を解決する
ため、次のような手段を用いる。

−卆中央部に電極を持ち、この電極の周囲に縮流部、末広が
りノズル部を有したもう一方の電極を配置し、両電極間
に作動ガスを供給する機構を具備し、末広がりノズル部
、またはノズル部の端部、またはノズルより下流に複数
のスパッタリングターゲットを配置する。そしてこのス
パッタリングターゲットを衝撃波の発生する位置に配置
する。

また、周囲の電極の末広がりノズル部を開口角を自由に
調節できる可変ノズルとした機構を具備する。

さらに、スパッタリングターゲットを回転、またスライ
ドさせる制御駆動機構を具備する。

また、複数のスパッタリングターゲットをそれぞれ異な
る材質のものを組合せ使用する。

作用本発明は中央部にＭ極を持ち、この電極の周囲に縮流部
、末広がりノズル部を有したもう一方の電極を配置し、
両電極間に作動ガスを供給する機構を具備し、末広がり
ノズル部、またはノズル部の端部、またはノズルより下
流に複数のスパッタリングターゲットを配置する構成を
持つことにより、供給された作動ガスを電極間で放電を
行うことにより高密度なプラズマを発生する。

そしてこのプラズマは縮流部を通り末広がりノズル部で
加速されターゲットに衝突する。そしてこのスパッタリ
ングターゲットを衝撃波の発生する位置に配置すること
により、ターゲット近傍のプラズマはより密度が高く、
温度も高く、イオン化率も高くなっているので、製膜速
度が向上する。

また上記記載の構成において周囲の電極の末広がりノズ
ル部を開口角を自由に調節できる可変ノズルとした機構
を具備することによりスパッタリングターゲットから飛
び出したスパッタ粒子の飛来する範囲及び分布を変化さ
せることができる。

さらに、上記構成のスパッタリングターゲットを回転、
またスライドさせる制御駆動機構を具備することにより
ターゲットの利用効率を高めることができる。

また上記記載の構成の複数のスパッタリングターゲット
をそれぞれ異なる材質のものを組合せ使用することによ
り容易に複数の成分での製膜が行える。

実施例以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例のスパッタリング装置断面の概
略図である。第２図は正面からみた第１図のスパッタリ
ング装置の概略図である。本実施例では中央部に電極７
を持ち、この電極の周囲に縮流部（図中Ａ）、末広がり
ノズル部（図中Ｂ）を有するもう一方の電極８を配置し
、両電極間７．８に作動ガス供給系９を具備している。

末広がりノズル部より下流に棒状のスパッタリングター
ゲット１０を配置している。

電極７．８間で放電を行うことにより電極間より供給さ
れたスパッタガスをプラズマ化する。プラズマは縮流部
（図中Ａ）を通り末広がりノズル部（図中Ｂ）で加速さ
れターゲット１０に衝突する。ターゲット１０は負の電
圧をかけであるためターゲット１０にはイオンが衝突し
、ターゲット１０からスパッタ粒子が飛び出し製膜を行
なう。

またスパッタリングターゲット１０を配置する位置を衝
撃波の発生する位置（放電室の圧力、温度、縮流部（図
中Ａ）とノズル部（図中Ｂ）の径の比、背圧などによっ
て決定される）にすることにより、衝撃波の発生するこ
の位置ではプラズマの温度も上がり、密度も上昇し、　
　電離底も増加するためターゲット１０に衝突するイオ
ンが増加し、そしてスパッタ粒子が増加するため製膜速
度が速くなる。

周囲の電極の末広がりノズル部を開口角を自由に調節で
きる可変ノズル１１とした機構を具備している。この可
変ノズルの正面図を第３図に示す。

この可変ノズルは図に示すように多数の羽根上り構成さ
れている。それらが交互に組合わさってノズルの形状を
なしている。またスパッタリングターゲット１０を回転
、またスライドさせる制御駆動機構１３を具備している
。

上記構成により基板１２の大きさが変化（例えば、第１
図の点線で示しであるように大きり）シても、可変ノズ
ル１１の開口角を変化（第１図の点線で示しであるよう
に矢印の方向に開く）させ、そして、衝撃波のできる位
置にターゲット１０を制御駆動機構１３によってスライ
ド（第１図の点線で示しであるように矢印の方向に移動
する）させることによりスパッタ粒子の飛来する範囲を
制御できるため、基板１２の大きさの変化に対応できる
上、ターゲットを無駄なく利用することができる。また
スパッタリングターゲット１０を制御駆動機構１３によ
り回転（第１図に示す矢印のように）させることにより
、均一にスパッタできターゲット１０を有効に利用する
ことができる。

この装置において複数のスパッタリングターゲット１０
の材質を異なるものを組み合わせ使用すれば、他のスパ
ッタ源を新しく設けることなく複数の材質からなる製膜
を容易に行える。

発明の効果本発明は中央部に電極を持ち、この電極の周囲にもう一
方の電極を配置し、両電極間の間より作動ガスを供給す
る機構を具備し、周囲に配置した電極に縮流部、末広が
りノズル部をもたせ、この末広がりノズル部、またはノ
ズル部の端部、またはノズルより下流にスパッタリング
ターゲットを配置している。そしてこのスパッタリング
ターゲットは衝撃波の発生する位置に配置されているも
のである。また周囲の電極の末広がりノズル部は開口角
を自由に調節できる可変ノズルの機構を具備したもので
ある。またスパッタリングターゲットは回転、またスラ
イドすることができるよう制御駆動機構に取り付けられ
ており、このターゲットはそれぞれ異なる材質のものを
使用することがでる。本発明のスパッタリング装置は上
記記載の構成をしており、　（１）製膜速度の向上、　
（２）任意の大きさの基板に対する適用性、　（３）タ
ーゲットの利用効率の向上、　（４）成分の異なるター
ゲットを用いての製膜を簡易に行えるという特徴ををす
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスパッタリング装置
の概略図、第２図は同装置正面の概略図、第３図は同装
置の可変ノズルの正面図、第４図は従来例のマグネトロ
ンスパッタリング装置の概略図である。７・・・中央部電極、８・・・電極、９・・・作動ガス
供給系、　１０・・・スパッタリングターゲット、　１
１・・・可変ノズル、１２・・・基板、１３・・・基板
ホルダー、１４・・・制御駆動系、Ａ・・・縮流部、Ｂ
・・・末広がり部。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名７−中央衛
電豚 δ−−−＠称９−イつミｈシフ゛スイＸＪｌ＋厨ミノθ−−−スへ・、ｌクリング゛クーゲーｌトノー−−ヌバックリングダーゲヅト第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中央部に電極と、スパッタガスの縮流部および末
広がりノズル部を有し前記中央部の電極の周囲に配置し
た電極と、前記両電極間に作動ガスを供給する機構と、
前記末広がりノズル部、ノズル部の端部またはノズルよ
り下流に配置した複数のスパッタリングターゲットを具
備するスパッタリング装置。
（２）スパッタリングターゲットを衝撃波の発生する位
置に配置した請求項１記載のスパッタリング装置。
（３）周囲の電極の末広がりノズル部を開口角を自由に
調節できる可変ノズルとした請求項１または請求項２記
載のスパッタリング装置。
（４）スパッタリングターゲットの形状を棒状とし、前
記スパッタリングターゲットを回転またはスライドさせ
る制御駆動機構を具備した請求項１、２または３記載の
スパッタリング装置。
（５）材質が異なる個々のスパッタリングターゲットを
組み合わせ使用することで化合物の製膜が行える請求項
１、２、３または４記載のスパッタリング装置。