JPH02133570A - 複合体のスパッタ装置 - Google Patents
複合体のスパッタ装置Info
- Publication number
- JPH02133570A JPH02133570A JP63284456A JP28445688A JPH02133570A JP H02133570 A JPH02133570 A JP H02133570A JP 63284456 A JP63284456 A JP 63284456A JP 28445688 A JP28445688 A JP 28445688A JP H02133570 A JPH02133570 A JP H02133570A
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- Japan
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- substrate
- target
- magnetic field
- thin film
- oxide
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- 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.)
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は複合体のスパッタ方法に関し、酸化物、窒化
物、フン化物などの多種類の物体が集合した複合体をス
パッタしたい場合に使用して特に効果がある。
物、フン化物などの多種類の物体が集合した複合体をス
パッタしたい場合に使用して特に効果がある。
特に最近の薄膜技術においては、２種類以上の金属ある
いは半導体の酸化物、窒化物、フッ化物などからなる複
雑な複合体（この明細書では単に複合体と呼ぶ）のスパ
ッタを行い、その薄膜を得たい場合が多い。その２．３
の例を挙げると、例えば超電導における、Ｂａ、ＹＣｕ
＊ Ｏ？−αのようないわゆるＢａ、ＹおよびＣｕの酸
化物の複合体がその例である。超電導の分野においては
、この他ＬａＢａＣｕＯ系、Ｌａ５ｒＣｕＯ系、Ｂ１５
ｒＣａＣｕＯ系、ＴｆＣａＢａＣｕＯ系など多数の系が
知られ、いずれも複雑な酸化物の複合体であることがよ
く知られている。これらの複雑な複合体は超電導の分野
だけに留まらず、例えば磁性の分野においてもそうで、
この分野においてよく用いられるセンダストもその代表
的な例である。
いは半導体の酸化物、窒化物、フッ化物などからなる複
雑な複合体（この明細書では単に複合体と呼ぶ）のスパ
ッタを行い、その薄膜を得たい場合が多い。その２．３
の例を挙げると、例えば超電導における、Ｂａ、ＹＣｕ
＊ Ｏ？−αのようないわゆるＢａ、ＹおよびＣｕの酸
化物の複合体がその例である。超電導の分野においては
、この他ＬａＢａＣｕＯ系、Ｌａ５ｒＣｕＯ系、Ｂ１５
ｒＣａＣｕＯ系、ＴｆＣａＢａＣｕＯ系など多数の系が
知られ、いずれも複雑な酸化物の複合体であることがよ
く知られている。これらの複雑な複合体は超電導の分野
だけに留まらず、例えば磁性の分野においてもそうで、
この分野においてよく用いられるセンダストもその代表
的な例である。
このような複合体のスパッタによる薄膜作成の要求はま
すます増加の傾向にある。
すます増加の傾向にある。
これらの複合体は、いずれもスパッタによって薄膜を作
ると、ターゲットの組成と出来た薄膜の組成の間に大幅
な変化がある。その変化もスパッタ条件（例えば、圧力
、基板温度、導入ガスの組成、ターゲットの電圧、電力
、温度など）によって微妙に変化する。そのため優れた
薄膜を得るにはいろいろな工夫を要し、特性の安定な薄
膜の作成を行うのは大変困難である。
ると、ターゲットの組成と出来た薄膜の組成の間に大幅
な変化がある。その変化もスパッタ条件（例えば、圧力
、基板温度、導入ガスの組成、ターゲットの電圧、電力
、温度など）によって微妙に変化する。そのため優れた
薄膜を得るにはいろいろな工夫を要し、特性の安定な薄
膜の作成を行うのは大変困難である。
代表例としてＢａｇ ＹＣｕ＋ Ｏｔ−αについて述べ
る。Ｂａｇ ＹＣｕ＝ ｏ？−αなる組成をもつターゲ
ットを用いて、圧力１０−３０ｍＴｏ ｒ ｒ、基板温
度２００°Ｃ，Ａｒ１０．の比を１として、平板マグネ
トロン電極によりスパッタを行い、薄膜のＢａ、Ｙ、Ｃ
ｕの組成を調べると、Ｂａ、、、ＹＣｕ＋、ｔとなるこ
とがわかった。つまりＹを基準にするとＢａが約１／７
、Ｃｕが約１／２程度迄減少する。このように組成変化
が極めて大きく、そのため秀れた超電導特性をもつ薄膜
を作るのは容易ではない。超電導薄膜が得られるのは極
くせまいスパッタ条件下で、しかもＢａ２ｙ、Ｃｕｚの
正しい組成比が得られるように、例えばＢａ４Ｙ、Ｃｕ
、と云った特別な組成のターゲットを用いた場合に限ら
れている。
る。Ｂａｇ ＹＣｕ＝ ｏ？−αなる組成をもつターゲ
ットを用いて、圧力１０−３０ｍＴｏ ｒ ｒ、基板温
度２００°Ｃ，Ａｒ１０．の比を１として、平板マグネ
トロン電極によりスパッタを行い、薄膜のＢａ、Ｙ、Ｃ
ｕの組成を調べると、Ｂａ、、、ＹＣｕ＋、ｔとなるこ
とがわかった。つまりＹを基準にするとＢａが約１／７
、Ｃｕが約１／２程度迄減少する。このように組成変化
が極めて大きく、そのため秀れた超電導特性をもつ薄膜
を作るのは容易ではない。超電導薄膜が得られるのは極
くせまいスパッタ条件下で、しかもＢａ２ｙ、Ｃｕｚの
正しい組成比が得られるように、例えばＢａ４Ｙ、Ｃｕ
、と云った特別な組成のターゲットを用いた場合に限ら
れている。
この組成変化の原因の詳細は研究中であって、目下は明
らかではないが、いろいろな因子がからみ合ってこう云
うことが起きていると考えられている。
らかではないが、いろいろな因子がからみ合ってこう云
うことが起きていると考えられている。
この発明はターゲットと薄膜の間で組成変化の少い複合
体のスパッタ装置の提供にある。
体のスパッタ装置の提供にある。
この発明においては、上記問題点を解決するために、少
なくとも基板の近くで磁界の主成分が基板表面に垂直に
かつ均一になるような磁場を設けたものである。
なくとも基板の近くで磁界の主成分が基板表面に垂直に
かつ均一になるような磁場を設けたものである。
ターゲットからスパッタされプラズマ中で複雑な化合物
あるいは単体の帯電体となった物質が、基板近傍以外の
ところへ飛行するを防ぎ（むしろ基板の近くに集めるよ
うにして）ターゲット薄膜間の組成変化を少なくする。
あるいは単体の帯電体となった物質が、基板近傍以外の
ところへ飛行するを防ぎ（むしろ基板の近くに集めるよ
うにして）ターゲット薄膜間の組成変化を少なくする。
第１図の本発明の実施例のスパッタ装置の斜視図におい
ては、真空容器や予備排気を行うロードロック、それぞ
れに使われる排気系やガス導入系などは通常のスパッタ
装置と同様に作られるので図示してな（、その他の系に
ついて一部断面をとりながら示しである（他の実施例に
ついても同様である）。１０は基板系で、１１が基板ホ
ルダー１２は基板、１３が導入部である、２０はターゲ
ット系で、２１．２２及び２３はターゲットである。タ
ーゲットにはマグネトロン式のものを用いてもよいし、
通常の平板式あるいは曲面式の構成を用いてもよい。３
０は帯電体の収束手段で、３１がコイル、３２がコイル
電源である。
ては、真空容器や予備排気を行うロードロック、それぞ
れに使われる排気系やガス導入系などは通常のスパッタ
装置と同様に作られるので図示してな（、その他の系に
ついて一部断面をとりながら示しである（他の実施例に
ついても同様である）。１０は基板系で、１１が基板ホ
ルダー１２は基板、１３が導入部である、２０はターゲ
ット系で、２１．２２及び２３はターゲットである。タ
ーゲットにはマグネトロン式のものを用いてもよいし、
通常の平板式あるいは曲面式の構成を用いてもよい。３
０は帯電体の収束手段で、３１がコイル、３２がコイル
電源である。
この装置は次のように運転する。例えばＢａＹＣｕ系超
電導体のスパッタを行う場合には、２１にＢａかＢａの
酸化物を主体としたターゲツト板、２２にＹかＹの酸化
物を主体としたターゲツト板、２３にＣｕかＣｕの酸化
物を主体としたターゲツト板を取りつけ、基板ホルダ１
１を矢印１５の方向に回転させながら基板１２の表面に
薄膜を付着させる。その時各ターゲットからスパッタさ
れたターゲツト材の一部は、スパッタ時か、飛行途中に
て（イオン化あるいは電子の付着などにより）帯電する
。
電導体のスパッタを行う場合には、２１にＢａかＢａの
酸化物を主体としたターゲツト板、２２にＹかＹの酸化
物を主体としたターゲツト板、２３にＣｕかＣｕの酸化
物を主体としたターゲツト板を取りつけ、基板ホルダ１
１を矢印１５の方向に回転させながら基板１２の表面に
薄膜を付着させる。その時各ターゲットからスパッタさ
れたターゲツト材の一部は、スパッタ時か、飛行途中に
て（イオン化あるいは電子の付着などにより）帯電する
。
従来の方法においてはこの帯電体の一部はスパッタの空
間の外へ外部電界により例えば真空容器壁に引かれて加
速され逸脱する。これがターゲツト材の組成と薄膜の組
成に差異を生ずる大きな原因となる。この発明の実施例
においては、コイル３１によって作られた磁場と、各タ
ーゲットの裏面の永久磁石で作られた先と同方向の磁場
との合成による均一化された磁場により、帯電体は各タ
ーゲットと基板の間の空間に収束され、そのため帯電体
の大部分が基板に付着し、殆んど組成変化のない薄膜を
基板の上に堆積させることが出来る。
間の外へ外部電界により例えば真空容器壁に引かれて加
速され逸脱する。これがターゲツト材の組成と薄膜の組
成に差異を生ずる大きな原因となる。この発明の実施例
においては、コイル３１によって作られた磁場と、各タ
ーゲットの裏面の永久磁石で作られた先と同方向の磁場
との合成による均一化された磁場により、帯電体は各タ
ーゲットと基板の間の空間に収束され、そのため帯電体
の大部分が基板に付着し、殆んど組成変化のない薄膜を
基板の上に堆積させることが出来る。
特に酸化物系のイオンは負イオンになりやすく、そのた
め従来の方法ではこれが正の電位にある真空容器に流入
しやすいが、本発明においてはこれを磁場により基板ホ
ルダの方向に向けて収束することが出来、組成変化を少
な（することが出来る。
め従来の方法ではこれが正の電位にある真空容器に流入
しやすいが、本発明においてはこれを磁場により基板ホ
ルダの方向に向けて収束することが出来、組成変化を少
な（することが出来る。
放電空間には、正・負両方の帯電体が存在するが、この
ように磁場を用いる方法は、電界を用いて収束する場合
に比し正、負帯電体の両者をともに収束出来るので効果
が大きい。
ように磁場を用いる方法は、電界を用いて収束する場合
に比し正、負帯電体の両者をともに収束出来るので効果
が大きい。
例えば、Ｂａの酸化物を用いた場合、Ｂａの酸化物は大
気中の炭酸ガスを吸着して炭酸化物になりやすく長期の
使用に耐えない。そのためこれを他の酸化物、ＹやＣｕ
の酸化物と混合した状態で用いるが、こうした複合体の
スパッタ時には本実施例の装置はさらに効果を発揮し、
基板上に組成変化の少ない薄膜を付着させることが出来
る。−般に各種の複合体のスパッタ膜を作成する場合、
各ターゲットは複合体で作り、さらに多数のターゲット
を用い、ターゲットに供給する電力を制御し、最終的に
基板上で所定の組成の薄膜を作成する。この実施例にお
いては、磁場の設定にコイルを併用しているが、コイル
の代りにヘルムホルツ形にする、永久磁石を用いるなど
の方法も用いることが出来る。要は帯電体を所望のとこ
ろに導くことでできるように磁気的方法を効率よく用い
ることである。
気中の炭酸ガスを吸着して炭酸化物になりやすく長期の
使用に耐えない。そのためこれを他の酸化物、ＹやＣｕ
の酸化物と混合した状態で用いるが、こうした複合体の
スパッタ時には本実施例の装置はさらに効果を発揮し、
基板上に組成変化の少ない薄膜を付着させることが出来
る。−般に各種の複合体のスパッタ膜を作成する場合、
各ターゲットは複合体で作り、さらに多数のターゲット
を用い、ターゲットに供給する電力を制御し、最終的に
基板上で所定の組成の薄膜を作成する。この実施例にお
いては、磁場の設定にコイルを併用しているが、コイル
の代りにヘルムホルツ形にする、永久磁石を用いるなど
の方法も用いることが出来る。要は帯電体を所望のとこ
ろに導くことでできるように磁気的方法を効率よく用い
ることである。
第２図には他の実施例の平面図を示しである。
この実施例は基板を（多面体の各面に）垂直に配置する
例で、磁場は永久磁石３３１〜３３８とヨーク３３によ
って作っている。勿論これらの磁場はコイルなどの電磁
方式で作ってもよい。
例で、磁場は永久磁石３３１〜３３８とヨーク３３によ
って作っている。勿論これらの磁場はコイルなどの電磁
方式で作ってもよい。
第３図には別の実施例の正面断面図を示しである。この
実施例は単一ターゲットの例で、２５はターゲットホル
ダ、２６はターゲット、２７は平板マグネトロン式を用
いた場合のその磁場である。
実施例は単一ターゲットの例で、２５はターゲットホル
ダ、２６はターゲット、２７は平板マグネトロン式を用
いた場合のその磁場である。
収束用の磁場は第１図の実施例と同様にコ・ｆル３１と
、その中央部の磁場の弱さを補う永久磁石１１によって
基板１２の表面にて均一なように設定されるが、さらに
この実施例では筒形の格子３４を付加して図示しない直
流電源からこれに正または負の電圧を与え、帯電体を電
気的反撥力を利用して央部空間に収束するようにするこ
とも出来る。
、その中央部の磁場の弱さを補う永久磁石１１によって
基板１２の表面にて均一なように設定されるが、さらに
この実施例では筒形の格子３４を付加して図示しない直
流電源からこれに正または負の電圧を与え、帯電体を電
気的反撥力を利用して央部空間に収束するようにするこ
とも出来る。
ターゲットの形状は円板形、多角形いずれも可能である
（この構成は本発明の全体で採用できる）。
（この構成は本発明の全体で採用できる）。
この実施例により１００ｍｍ直径のターゲットを用い、
Ｂａ２ＹＣｕ、の酸化物を１０−’Ｔｏ ｒ ｒ〜５
Ｘ １０−’Ｔｏ ｒ ｒの圧力範囲で１３．５６ＭＨ
２の電力５０〜５００Ｗでスパッタしたところ、組成変
化の極めて少いスパッタ膜を得ることが出来た。
Ｂａ２ＹＣｕ、の酸化物を１０−’Ｔｏ ｒ ｒ〜５
Ｘ １０−’Ｔｏ ｒ ｒの圧力範囲で１３．５６ＭＨ
２の電力５０〜５００Ｗでスパッタしたところ、組成変
化の極めて少いスパッタ膜を得ることが出来た。
第４図にはさらに他の実施例を示しである。この実施例
は、第１図の２１．２２．２３の各円形ターゲット２０
が、２個の放射状部分２Ｇと２９に分割された形状のも
のとなっている例である。
は、第１図の２１．２２．２３の各円形ターゲット２０
が、２個の放射状部分２Ｇと２９に分割された形状のも
のとなっている例である。
第５図にはさらに別の実施例を示しである。この実施例
は、第１図における多数のターゲット２１．２２が配置
された面が、基板が配置された面と交るように配置され
、それに伴って磁場設定コイルの形状も変化し磁力線が
少なくとも基板表面部でこれに垂直になるようにしてい
る例である。
は、第１図における多数のターゲット２１．２２が配置
された面が、基板が配置された面と交るように配置され
、それに伴って磁場設定コイルの形状も変化し磁力線が
少なくとも基板表面部でこれに垂直になるようにしてい
る例である。
以上は何ら限定的な意味を有するのではなく、多くの変
形が可能であることは云う迄もない。
形が可能であることは云う迄もない。
本発明によれば、２種類以上の金属あるいは半導体の酸
化物、窒化物、フッ化物などからなる複雑な複合体をタ
ーゲットに用い、さらにスパッタ中の気体の中に大量の
酸素などを混入させても、ターゲット組成に対して極め
て変化の少い薄膜を作成することが出来る。特に酸化物
超電導体など複雑な複合体のスパッタに効果がある。
化物、窒化物、フッ化物などからなる複雑な複合体をタ
ーゲットに用い、さらにスパッタ中の気体の中に大量の
酸素などを混入させても、ターゲット組成に対して極め
て変化の少い薄膜を作成することが出来る。特に酸化物
超電導体など複雑な複合体のスパッタに効果がある。
第１図（斜視図）、第２図（平面断面図）、第３図（正
面断面図）、第４図（平面図）および第５図（正面断面
図）はそれぞれこの発明の実施例の要部の概略を示す図
。 図中２１．２２．２３．２４．２６．２９がターゲット
、１２が基板、３０がｇ電体の収束手段である。 特許出願人 日電アネルバ株式会社 代理人 弁理士 村 上 健 次
面断面図）、第４図（平面図）および第５図（正面断面
図）はそれぞれこの発明の実施例の要部の概略を示す図
。 図中２１．２２．２３．２４．２６．２９がターゲット
、１２が基板、３０がｇ電体の収束手段である。 特許出願人 日電アネルバ株式会社 代理人 弁理士 村 上 健 次
Claims (1)
- （１）内部を真空にできる真空容器、前記真空容器にと
りつけられたガス導入系と排気系、前記真空容器の内部
に設けられた、ターゲット、基板よりなるスパッタ装置
において、基板表面に対し少なくともその近傍で垂直且
つ均一に設けられた磁場を設け、帯電体を基板方向に飛
行させるように構成したことを特徴とする複合体のスパ
ッタ装置（２）内部を真空にできる真空容器、前記真空
容器にとりつけられたガス導入系と排気系、前記真空容
器の内部に設けられた、ターゲット、基板及び帯電体の
収束手段よりなるスパッタ装置において、基板表面に対
し少なくともその近傍で垂直且つ均一に設けられた磁場
を設け、帯電体を基板方向に飛行させるように構成した
ことを特徴とする複合体のスパッタ装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63284456A JPH02133570A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 複合体のスパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63284456A JPH02133570A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 複合体のスパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02133570A true JPH02133570A (ja) | 1990-05-22 |
Family
ID=17678773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63284456A Pending JPH02133570A (ja) | 1988-11-10 | 1988-11-10 | 複合体のスパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02133570A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6616816B2 (en) | 2000-08-01 | 2003-09-09 | Anelva Corporation | Substrate processing device and method |
| US9659758B2 (en) | 2005-03-22 | 2017-05-23 | Honeywell International Inc. | Coils utilized in vapor deposition applications and methods of production |
| US11183373B2 (en) | 2017-10-11 | 2021-11-23 | Honeywell International Inc. | Multi-patterned sputter traps and methods of making |
-
1988
- 1988-11-10 JP JP63284456A patent/JPH02133570A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6616816B2 (en) | 2000-08-01 | 2003-09-09 | Anelva Corporation | Substrate processing device and method |
| US9659758B2 (en) | 2005-03-22 | 2017-05-23 | Honeywell International Inc. | Coils utilized in vapor deposition applications and methods of production |
| US11183373B2 (en) | 2017-10-11 | 2021-11-23 | Honeywell International Inc. | Multi-patterned sputter traps and methods of making |
| US12051573B2 (en) | 2017-10-11 | 2024-07-30 | Honeywell International Inc. | Multi-patterned sputter traps and methods of making |
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