JPH0314907B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0314907B2 JPH0314907B2 JP56123278A JP12327881A JPH0314907B2 JP H0314907 B2 JPH0314907 B2 JP H0314907B2 JP 56123278 A JP56123278 A JP 56123278A JP 12327881 A JP12327881 A JP 12327881A JP H0314907 B2 JPH0314907 B2 JP H0314907B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate electrode
- sputtering
- electrode
- substrate
- magnetic
- Prior art date
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
- H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は基板上に物質を付着するスパツタ装置
特に絶縁物及び磁性体のスパツタを主目的とする
逆スパツタ機構及びバイアススパツタ機構を有す
るスパツタ装置に関するものである。
特に絶縁物及び磁性体のスパツタを主目的とする
逆スパツタ機構及びバイアススパツタ機構を有す
るスパツタ装置に関するものである。
スパツタ装置は、半導体の成膜プロセスにはか
かせない重要な役割をはたす様になつた。特に絶
縁物に代表される高融点材料は蒸着や気相成長
（Chemical Vapor Deposition）等のプロセスに
よつて得られるものより優れた特性のものを基板
材上に付着させることができる。又、半導体の成
膜プロセスではないが、磁性体のスパツタにもそ
の特性や膜の再現性が良好な点で、広く利用され
ている。
かせない重要な役割をはたす様になつた。特に絶
縁物に代表される高融点材料は蒸着や気相成長
（Chemical Vapor Deposition）等のプロセスに
よつて得られるものより優れた特性のものを基板
材上に付着させることができる。又、半導体の成
膜プロセスではないが、磁性体のスパツタにもそ
の特性や膜の再現性が良好な点で、広く利用され
ている。
さらに、当技術分野では公知の如く、逆スパツ
タ機構の導入により、膜を基板材に付着させる前
に、基板電極に高圧電力を印加し、基板材の表面
をイオン衝撃によりクリーニングする、いわゆる
逆スパツタを行うことによつて、その後に付着さ
せる膜との付着強度を増すことができる。又、通
常のスパツタと同時に逆スパツタを重畳するバイ
アススパツタ法は、膜の形成中にリスパツタリン
グ現象を積極的に利用して、スパツタした薄膜の
プレーナ化を計る手段として、あるいは、既に基
板材上に形成された膜の段差の部分への絶縁物の
回り込みをうながす手段として、さらには特に、
磁性体のスパツタで膜の形成中に取り込まれ磁気
特性劣化のもとになりやすい、酸素、水素あるい
は水酸基等の除去を行うための手法として知られ
ている。このバイアススパツタ法は、絶縁物をス
パツタすることを主目的とするスパツタ装置では
高周波電圧を、導電物質をスパツタする装置では
直流又は高周波電圧を基板電極に加えることによ
つて実現される。ここで、リスパツタリング現象
とは、基板電極に発生する負の電圧により、形成
中の薄膜に対し、正イオン衝撃を行い、これによ
る再放出現象を行わせることを言う。
タ機構の導入により、膜を基板材に付着させる前
に、基板電極に高圧電力を印加し、基板材の表面
をイオン衝撃によりクリーニングする、いわゆる
逆スパツタを行うことによつて、その後に付着さ
せる膜との付着強度を増すことができる。又、通
常のスパツタと同時に逆スパツタを重畳するバイ
アススパツタ法は、膜の形成中にリスパツタリン
グ現象を積極的に利用して、スパツタした薄膜の
プレーナ化を計る手段として、あるいは、既に基
板材上に形成された膜の段差の部分への絶縁物の
回り込みをうながす手段として、さらには特に、
磁性体のスパツタで膜の形成中に取り込まれ磁気
特性劣化のもとになりやすい、酸素、水素あるい
は水酸基等の除去を行うための手法として知られ
ている。このバイアススパツタ法は、絶縁物をス
パツタすることを主目的とするスパツタ装置では
高周波電圧を、導電物質をスパツタする装置では
直流又は高周波電圧を基板電極に加えることによ
つて実現される。ここで、リスパツタリング現象
とは、基板電極に発生する負の電圧により、形成
中の薄膜に対し、正イオン衝撃を行い、これによ
る再放出現象を行わせることを言う。
以上述べたバイアススパツタ法を実現する例と
して、1971年９月発行IBM Technical
Disclosure Bulletin第14巻４号第1032頁に記載
されたスパツタ装置が知られており絶縁薄膜のプ
レーナ化に使用されて来た。しかしながら、この
方法は一つの高周波電圧を基板電極及びターゲツ
ト電極に５つの可変リアクタンスを介して印加す
る必要があるため、非常に複雑である。しかもこ
れには熟練した技術者による取扱が必要であり、
結局、大規模な半導体素子等の生産プロセスには
不向きであつた。又、他の公知のバイアススパツ
タ法を実現する例として、IBM Journal of
Research and Development 1970年、第14巻２
号、第172乃至175頁に記載されたJ.S.Logan氏に
よる論文「Control of RF Sputtered Film
Properties through Substrate Tuning」に示さ
れた同調陽極システムがある。この装置はチヤン
バとは絶縁された基板電極と基準電位部（普通接
地部）間にインダクタンスＬとキヤパシタンスＣ
による共振回路が設けてあり、この共振回路の調
整で、基板電極を通る高周波電流を、従つて基板
からのリスパツタ量を制御することができる。し
かし、基板電極を流れる高周波電流に制限がある
ためリスパツタ量は限定され薄膜のプレーナ化ま
では不可能であつた。又、高流高圧電源によるス
パツタ装置には適用不可能であつた。
して、1971年９月発行IBM Technical
Disclosure Bulletin第14巻４号第1032頁に記載
されたスパツタ装置が知られており絶縁薄膜のプ
レーナ化に使用されて来た。しかしながら、この
方法は一つの高周波電圧を基板電極及びターゲツ
ト電極に５つの可変リアクタンスを介して印加す
る必要があるため、非常に複雑である。しかもこ
れには熟練した技術者による取扱が必要であり、
結局、大規模な半導体素子等の生産プロセスには
不向きであつた。又、他の公知のバイアススパツ
タ法を実現する例として、IBM Journal of
Research and Development 1970年、第14巻２
号、第172乃至175頁に記載されたJ.S.Logan氏に
よる論文「Control of RF Sputtered Film
Properties through Substrate Tuning」に示さ
れた同調陽極システムがある。この装置はチヤン
バとは絶縁された基板電極と基準電位部（普通接
地部）間にインダクタンスＬとキヤパシタンスＣ
による共振回路が設けてあり、この共振回路の調
整で、基板電極を通る高周波電流を、従つて基板
からのリスパツタ量を制御することができる。し
かし、基板電極を流れる高周波電流に制限がある
ためリスパツタ量は限定され薄膜のプレーナ化ま
では不可能であつた。又、高流高圧電源によるス
パツタ装置には適用不可能であつた。
さらに、バイアススパツタ法を実現する、他の
公知例として、高周波電源及び直流高圧電源のい
ずれにも適用できる、二電源システムがある。こ
れは、ターゲツト電極と基板電極に、それぞれ独
立した２個の高周波又は直流の高圧電源を接続し
一方の電源で膜形成用のスパツタ現象を、他の電
源でリスパツタ現象をおこさせるものである。し
かしながら、このシステムには二つの高圧電源を
必要とするため、装置全体が高価になり、又、そ
れぞれの電源が相手側電源の負荷となるため電源
自体に負担がかかり、回路的な工夫が必要であつ
た。
公知例として、高周波電源及び直流高圧電源のい
ずれにも適用できる、二電源システムがある。こ
れは、ターゲツト電極と基板電極に、それぞれ独
立した２個の高周波又は直流の高圧電源を接続し
一方の電源で膜形成用のスパツタ現象を、他の電
源でリスパツタ現象をおこさせるものである。し
かしながら、このシステムには二つの高圧電源を
必要とするため、装置全体が高価になり、又、そ
れぞれの電源が相手側電源の負荷となるため電源
自体に負担がかかり、回路的な工夫が必要であつ
た。
一方、磁性体のスパツタでは基板材上に付着し
た磁性体薄膜に、磁気異方性を付与するため、外
部より磁界を印加する必要がある。この外部から
の磁界方向は、スパツタ装置にプラズマ収束用と
している付属している永久磁石（又は、プラズマ
収束用コイル）の磁界方向と必ずしも一致するも
のではなく、従つて、この磁気異方性を付与する
ための外部磁界はプラズマ収束を低減させる原因
となつていた。
た磁性体薄膜に、磁気異方性を付与するため、外
部より磁界を印加する必要がある。この外部から
の磁界方向は、スパツタ装置にプラズマ収束用と
している付属している永久磁石（又は、プラズマ
収束用コイル）の磁界方向と必ずしも一致するも
のではなく、従つて、この磁気異方性を付与する
ための外部磁界はプラズマ収束を低減させる原因
となつていた。
本発明の目的は、前記従来の欠点を解決し、述
スパツタ法、バイアススパツタ法の効果を高め、
さらに磁性体に磁気異方性を付与することの可能
なスパツタ装置を提供することである。本願発明
のスパツタ装置は、内部が減圧状態を保持しうる
チヤンバと、前記チヤンバ内のターゲツト電極お
よび基板電極と、これらの電極間にプラズマをつ
くる高圧電源とを含むスパッタ装置において、前
記基板電極を前記プラズマに対し負の電位にバイ
アスする手段を備え、かつ前記基板電極表面に対
して、略平行に磁束が分布するように、前記基板
電極内に永久磁石を配置したことを特徴とする。
スパツタ法、バイアススパツタ法の効果を高め、
さらに磁性体に磁気異方性を付与することの可能
なスパツタ装置を提供することである。本願発明
のスパツタ装置は、内部が減圧状態を保持しうる
チヤンバと、前記チヤンバ内のターゲツト電極お
よび基板電極と、これらの電極間にプラズマをつ
くる高圧電源とを含むスパッタ装置において、前
記基板電極を前記プラズマに対し負の電位にバイ
アスする手段を備え、かつ前記基板電極表面に対
して、略平行に磁束が分布するように、前記基板
電極内に永久磁石を配置したことを特徴とする。
以下、本発明について、実施例を示す図面を参
照して説明する。第１図は本発明を採用した高周
波スパツタ装置を示す。この装置は先に述べた
Logan氏のバイアススパツタ法、即ち同調陽極シ
ステムに本発明を用いた実施例である。Logan氏
が発表したシステムは、基板電極と接地部間に接
続されたインダクタンスとコンデンサの直列同調
回路を含み、この回路は共振点（ゼロリアクタン
ス）を介して容量性リアクタンスから誘導性リア
クタンスまで変化し得る。更に、この回路は、基
板電極と接地部間の浮遊容量に並列に同調させる
こともできるので、基板電極と接地部間の正味の
リアクタンスはゼロから非常に大きい誘導性、又
は、容量性まで変化せしめることができる。この
システムでは前記の回路を容量性から誘導性まで
変化させることにより、基板電極とスパツタ中の
チヤンバ内部に発生するプラズマの導電性領域と
の間のインピータンスが制御され、よつて基板電
極に誘起させる電圧、及びターゲツト電圧に対す
る位相を制御することができる。
照して説明する。第１図は本発明を採用した高周
波スパツタ装置を示す。この装置は先に述べた
Logan氏のバイアススパツタ法、即ち同調陽極シ
ステムに本発明を用いた実施例である。Logan氏
が発表したシステムは、基板電極と接地部間に接
続されたインダクタンスとコンデンサの直列同調
回路を含み、この回路は共振点（ゼロリアクタン
ス）を介して容量性リアクタンスから誘導性リア
クタンスまで変化し得る。更に、この回路は、基
板電極と接地部間の浮遊容量に並列に同調させる
こともできるので、基板電極と接地部間の正味の
リアクタンスはゼロから非常に大きい誘導性、又
は、容量性まで変化せしめることができる。この
システムでは前記の回路を容量性から誘導性まで
変化させることにより、基板電極とスパツタ中の
チヤンバ内部に発生するプラズマの導電性領域と
の間のインピータンスが制御され、よつて基板電
極に誘起させる電圧、及びターゲツト電圧に対す
る位相を制御することができる。
第１図に示す本発明によるスパツタ装置は低圧
チヤンバ１を含み、それは基準電位２に、即ちこ
の場合接地電位に接続されている。チヤンバは金
属台板３を含み、チヤンバ内が真空に保たれるよ
う気密構造となつている。チヤンバ１は例えばス
テンレス又はアルミニウム合金で作られている。
アルゴン等の適当なガスが入口（図示せず）から
導入され、真空ポンプ及び圧力調整器（図示せ
ず）によつて低圧に保たれ、チヤンバ１内にター
ゲツト電極４が配置され、その上にスパツタされ
る材料、例えば、絶縁物としてSiO2、Al2O3、磁
性体としてNiFe合金等のターゲツト５が取付け
られている。ターゲツト電極４を取巻くように、
それと電気的に絶縁され基準電位に接続されたチ
ヤンバ１と同電位の導電性極間シールド６が設け
られている。ターゲツト電極４及びターゲツト５
に近接対抗して、基板電極７と、この基板電極７
を取り囲むように基板シールド８が設けられ、基
板電極７の上には、試料となる基板材９（例え
ば、フエライト、セラミツク、Siウエフアー等）
が配置される。基板電極７は絶縁支持部材１０
に、ターゲツト電極４は絶縁支持部材１１にそれ
ぞれ取付けられている。ターゲツト電極４及び基
板電極７には、それぞれ冷却水パイプ１２及び１
３を通して冷却水が盾環し、プラズマ放電によ
る、ターゲツト電極４、ターゲツト５及び基板電
極７更には基板材９の温度上昇を防ぐようになつ
ている。
チヤンバ１を含み、それは基準電位２に、即ちこ
の場合接地電位に接続されている。チヤンバは金
属台板３を含み、チヤンバ内が真空に保たれるよ
う気密構造となつている。チヤンバ１は例えばス
テンレス又はアルミニウム合金で作られている。
アルゴン等の適当なガスが入口（図示せず）から
導入され、真空ポンプ及び圧力調整器（図示せ
ず）によつて低圧に保たれ、チヤンバ１内にター
ゲツト電極４が配置され、その上にスパツタされ
る材料、例えば、絶縁物としてSiO2、Al2O3、磁
性体としてNiFe合金等のターゲツト５が取付け
られている。ターゲツト電極４を取巻くように、
それと電気的に絶縁され基準電位に接続されたチ
ヤンバ１と同電位の導電性極間シールド６が設け
られている。ターゲツト電極４及びターゲツト５
に近接対抗して、基板電極７と、この基板電極７
を取り囲むように基板シールド８が設けられ、基
板電極７の上には、試料となる基板材９（例え
ば、フエライト、セラミツク、Siウエフアー等）
が配置される。基板電極７は絶縁支持部材１０
に、ターゲツト電極４は絶縁支持部材１１にそれ
ぞれ取付けられている。ターゲツト電極４及び基
板電極７には、それぞれ冷却水パイプ１２及び１
３を通して冷却水が盾環し、プラズマ放電によ
る、ターゲツト電極４、ターゲツト５及び基板電
極７更には基板材９の温度上昇を防ぐようになつ
ている。
基準電位点２即ち接地点と、ターゲツト電極４
との間に高周波（例えば、13.56メガヘルツ）発
生器１４がマツチングボツクス１５を直列に介し
て接続されている。マツチングボツクス１５はイ
ンダクタンス及びコンデンサから成る回路網で
（詳細は図示せず）そのインピーダンスが可変で
きるようになつており、スパツタ作業中の高周波
発生器１４からの電力をターゲツト電極４に効率
よく伝送する役割をもつ。基板電極７は高周波イ
ンダクタンス１６及び可変コンデンサ１７が直列
に接続された基板電極同調回路１８を通して接地
点２に接続されている。基板電極同調回路１８は
スパツタ作業中の基板電極７の電位を制御する。
即ち基板電極７と接地点２間の可変高周波インピ
ーダンスは、それを通して流れる高周波電流によ
り高周波電位を発生するが、これは結果として、
ターゲツト５から飛来し、基板材９の表面に付着
した薄膜に負の直流バイアス電位を誘起する。従
つて、基板材９の表面に付着した膜に対して、正
イオン衝撃による再放出現象が発生する。
との間に高周波（例えば、13.56メガヘルツ）発
生器１４がマツチングボツクス１５を直列に介し
て接続されている。マツチングボツクス１５はイ
ンダクタンス及びコンデンサから成る回路網で
（詳細は図示せず）そのインピーダンスが可変で
きるようになつており、スパツタ作業中の高周波
発生器１４からの電力をターゲツト電極４に効率
よく伝送する役割をもつ。基板電極７は高周波イ
ンダクタンス１６及び可変コンデンサ１７が直列
に接続された基板電極同調回路１８を通して接地
点２に接続されている。基板電極同調回路１８は
スパツタ作業中の基板電極７の電位を制御する。
即ち基板電極７と接地点２間の可変高周波インピ
ーダンスは、それを通して流れる高周波電流によ
り高周波電位を発生するが、これは結果として、
ターゲツト５から飛来し、基板材９の表面に付着
した薄膜に負の直流バイアス電位を誘起する。従
つて、基板材９の表面に付着した膜に対して、正
イオン衝撃による再放出現象が発生する。
上に記載したことは薄膜形成工程を含む技術に
通じた業者にとつて周知である。しかし既に述べ
たように、従来の装置では、リスパツタの量は限
定され、実用に供しないものであつた。これは、
基板電極を通る充分な高周波電流が得られる前に
システムが不安定になるからである。この不安定
点では、チヤンバ側壁近辺のプラズマ濃度が増加
し、それに応じてプラズマから側壁へのインピー
ダンスが減ずる。これは高周波電流のチヤンバ側
壁への転換を意味し、従つて基板電極に流入する
高周波電流が減ずる。
通じた業者にとつて周知である。しかし既に述べ
たように、従来の装置では、リスパツタの量は限
定され、実用に供しないものであつた。これは、
基板電極を通る充分な高周波電流が得られる前に
システムが不安定になるからである。この不安定
点では、チヤンバ側壁近辺のプラズマ濃度が増加
し、それに応じてプラズマから側壁へのインピー
ダンスが減ずる。これは高周波電流のチヤンバ側
壁への転換を意味し、従つて基板電極に流入する
高周波電流が減ずる。
本発明によるスパツタ装置では、基板電極７が
中心部永久磁石２０と外周部永久磁石１９及び高
透磁率材料２１（例えば、パーマロイ）とで磁気
回路を形成し、中心部永久磁石２０のＮ極（又は
Ｓ極）から外周部永久磁石１９のＳ極（又はＮ
極）へ向けて、放射状に磁束２３が分布する。中
心部永久磁石２０と外周部永久磁石１９は非磁性
金属（例えば、銅、アルミニウム）で作られた基
板台２４及び基板電極枠２５とで固定されてお
り、かつチヤンバ内が真空に保たれるよう気密構
造となつている。基板台２４と基板電極枠２５の
内部２２は、冷却水パイプ１３を通つて来た冷却
水が盾環している。
中心部永久磁石２０と外周部永久磁石１９及び高
透磁率材料２１（例えば、パーマロイ）とで磁気
回路を形成し、中心部永久磁石２０のＮ極（又は
Ｓ極）から外周部永久磁石１９のＳ極（又はＮ
極）へ向けて、放射状に磁束２３が分布する。中
心部永久磁石２０と外周部永久磁石１９は非磁性
金属（例えば、銅、アルミニウム）で作られた基
板台２４及び基板電極枠２５とで固定されてお
り、かつチヤンバ内が真空に保たれるよう気密構
造となつている。基板台２４と基板電極枠２５の
内部２２は、冷却水パイプ１３を通つて来た冷却
水が盾環している。
この様な構成を取ることによつて、基板電極７
とターゲツト電極４の間に発生するプラズマは磁
束２３によつて、基板電極７の表面近傍のみに閉
じ込められるため、基板電極７に誘起される負の
バイアス電位を高めてもシステムが不安定になら
ず、かつ基板材９の近傍に高濃度の正イオン及び
電子が分布するため、基板材９に形成中の薄膜に
衝突する正イオン量が増加し、従つてリエミツシ
ヨン量が増加することになり、効率が大きく増大
した。
とターゲツト電極４の間に発生するプラズマは磁
束２３によつて、基板電極７の表面近傍のみに閉
じ込められるため、基板電極７に誘起される負の
バイアス電位を高めてもシステムが不安定になら
ず、かつ基板材９の近傍に高濃度の正イオン及び
電子が分布するため、基板材９に形成中の薄膜に
衝突する正イオン量が増加し、従つてリエミツシ
ヨン量が増加することになり、効率が大きく増大
した。
従来、本発明と類似した構造をもつ平行平板マ
グネトロンスパツタ装置が存在するが、マグネト
ロンスパツタ装置はプラズマをターゲツト電極表
面に放射状磁界で収束させ、スパツタ効率を改善
する目的のもので本発明とは全く目的を異にする
ものである。又、前記平行平板マグネトロンスパ
ツタ装置でも、本発明と同様なバイアススパツタ
法を用いて、リスパツタ効率を高めることができ
る。しかし、一般にマグネトロンスパツタを含め
たスパツタ装置はターゲツト電極と基板電極との
距離を任意に変えられる構造を有するため、前記
距離によつて大きくリスパツタ量が変化してしま
うものである。本発明ではプラズマは基板電極表
面に閉じ込められるため、この様な問題はなく、
ターゲツト電極と基板電極との距離によらず、再
現性よくバイアススパツタを行うことができる。
グネトロンスパツタ装置が存在するが、マグネト
ロンスパツタ装置はプラズマをターゲツト電極表
面に放射状磁界で収束させ、スパツタ効率を改善
する目的のもので本発明とは全く目的を異にする
ものである。又、前記平行平板マグネトロンスパ
ツタ装置でも、本発明と同様なバイアススパツタ
法を用いて、リスパツタ効率を高めることができ
る。しかし、一般にマグネトロンスパツタを含め
たスパツタ装置はターゲツト電極と基板電極との
距離を任意に変えられる構造を有するため、前記
距離によつて大きくリスパツタ量が変化してしま
うものである。本発明ではプラズマは基板電極表
面に閉じ込められるため、この様な問題はなく、
ターゲツト電極と基板電極との距離によらず、再
現性よくバイアススパツタを行うことができる。
又、本発明の他の目的である、磁性体のスパツ
タにおける磁気異方性の付与に関して、第２図及
び第３図を用いて説明する。第２図は従来タイプ
の典型的スパツタ装置の断面図である。従来タイ
プのスパツタ装置では、チヤンバ１の外部に設置
された永久磁石２６による磁界２７によつて、プ
ラズマをターゲツト電極４と基板電極７との間に
収束させていた。この磁界２７は基板電極７の表
面に垂直な磁界２８と平行な磁界２９に分解され
従来磁性体のスパツタでは、この平行な磁界２９
を利用して形成中の薄膜磁性体に面内磁気異方性
を付与していた。しかし、かかる構造では、平行
な磁界２９は、基板電極中心部と外周部では、そ
の大きさが違い、基板電極全面で磁気特性の均一
な磁性薄膜を得るのが困難であつた。又前述の様
に、ターゲツト電極４と基板電極７との距離は一
般に、任意に変えられる構造になつており、この
距離によつて、基板電極表面の平行な磁界２９は
大きく変化し、再現性がなかつた。又、この問題
を解決するため、更に外部から永久磁石又は電磁
石等の手段により基板電極表面と平行な磁界を印
加する方法も取られていた。しかし、この方法で
は、プラズマ収束用磁界２７の分布が乱され、均
一な磁気特性の磁性薄膜を得るどころか、スパツ
タ効率さえも大きく低下してしまうものである。
又、磁気特性を改善するためのバイアススパツタ
法を適用しても均一な特性を得るのは困難であつ
た。
タにおける磁気異方性の付与に関して、第２図及
び第３図を用いて説明する。第２図は従来タイプ
の典型的スパツタ装置の断面図である。従来タイ
プのスパツタ装置では、チヤンバ１の外部に設置
された永久磁石２６による磁界２７によつて、プ
ラズマをターゲツト電極４と基板電極７との間に
収束させていた。この磁界２７は基板電極７の表
面に垂直な磁界２８と平行な磁界２９に分解され
従来磁性体のスパツタでは、この平行な磁界２９
を利用して形成中の薄膜磁性体に面内磁気異方性
を付与していた。しかし、かかる構造では、平行
な磁界２９は、基板電極中心部と外周部では、そ
の大きさが違い、基板電極全面で磁気特性の均一
な磁性薄膜を得るのが困難であつた。又前述の様
に、ターゲツト電極４と基板電極７との距離は一
般に、任意に変えられる構造になつており、この
距離によつて、基板電極表面の平行な磁界２９は
大きく変化し、再現性がなかつた。又、この問題
を解決するため、更に外部から永久磁石又は電磁
石等の手段により基板電極表面と平行な磁界を印
加する方法も取られていた。しかし、この方法で
は、プラズマ収束用磁界２７の分布が乱され、均
一な磁気特性の磁性薄膜を得るどころか、スパツ
タ効率さえも大きく低下してしまうものである。
又、磁気特性を改善するためのバイアススパツタ
法を適用しても均一な特性を得るのは困難であつ
た。
本発明では、第３図に示す基板電極７内の磁石
配置、即ち外周部永久磁石１９及び中心部永久磁
石２０により、基板電極７の表面の中心部から外
周部へ放射状の磁束２３はほぼ均一に基板材９に
加えられるため、前述の磁性体のスパツタ（バイ
アススパツタ法を含む）では、形成中の磁性薄膜
に均一な磁気異方性を与えることが可能となつ
た。
配置、即ち外周部永久磁石１９及び中心部永久磁
石２０により、基板電極７の表面の中心部から外
周部へ放射状の磁束２３はほぼ均一に基板材９に
加えられるため、前述の磁性体のスパツタ（バイ
アススパツタ法を含む）では、形成中の磁性薄膜
に均一な磁気異方性を与えることが可能となつ
た。
以上述べた、バイアススパツタ法は同調陽極シ
ステムに限らず他の公知のバイアス印加法を用い
ても可能であることは明らかである。
ステムに限らず他の公知のバイアス印加法を用い
ても可能であることは明らかである。
一方、逆スパツタ法でも、基板電極とターゲツ
ト電極間に発生するプラズマは基板電極表面近傍
に収束するため、基板材表面のクリーニング効果
を大きく改善できた。
ト電極間に発生するプラズマは基板電極表面近傍
に収束するため、基板材表面のクリーニング効果
を大きく改善できた。
第１図は本発明によるスパツタ装置の実施例を
示す概略的な断面図、第２図は従来タイプのスパ
ツタ装置を示す概略的な断面図、第３図は本発明
の基板電極の磁石配置と磁束分布を示す平面図で
ある。 １はチヤンバ、４はターゲツト電極、５はター
ゲツト、７は基板電極、１９は外周部永久磁石、
２０は中心部永久磁石である。
示す概略的な断面図、第２図は従来タイプのスパ
ツタ装置を示す概略的な断面図、第３図は本発明
の基板電極の磁石配置と磁束分布を示す平面図で
ある。 １はチヤンバ、４はターゲツト電極、５はター
ゲツト、７は基板電極、１９は外周部永久磁石、
２０は中心部永久磁石である。
Claims (1)
- １ 内部が減圧状態を保持しうるチヤンバと、前
記チヤンバ内のターゲツト電極および基板電極
と、これらの電極間にプラズマをつくる高圧電源
とを含むスパツタ装置において、前記基板電極を
前記プラズマに対し負の電位にバイアスする手段
を備え、かつ前記基板電極表面に対して、略平行
に磁束が分布するように、前記基板電極内に永久
磁石を配置したことを特徴とするスパツタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12327881A JPS5825475A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12327881A JPS5825475A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | スパツタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5825475A JPS5825475A (ja) | 1983-02-15 |
| JPH0314907B2 true JPH0314907B2 (ja) | 1991-02-27 |
Family
ID=14856602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12327881A Granted JPS5825475A (ja) | 1981-08-05 | 1981-08-05 | スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5825475A (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59170270A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-26 | Toshiba Corp | 膜形成装置 |
| JPS60136230A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-19 | Ulvac Corp | 基板表面の整形装置 |
| JPS6187868A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 薄膜形成方法および装置 |
| JPS61137326A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-25 | Ulvac Corp | 基板表面の整形装置 |
| JPS62107064A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-18 | Anelva Corp | バイアススパツタ装置 |
| JPS63265493A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-01 | Fujitsu Ltd | 多層セラミツク基板 |
| US4812217A (en) * | 1987-04-27 | 1989-03-14 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method and apparatus for feeding and coating articles in a controlled atmosphere |
| JP2000315598A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-11-14 | Anelva Corp | プラズマ処理装置 |
| US6837645B2 (en) * | 2000-06-19 | 2005-01-04 | Nippon Sheet Glass Company, Limited | Vehicle window glass holder |
| US6677711B2 (en) * | 2001-06-07 | 2004-01-13 | Lam Research Corporation | Plasma processor method and apparatus |
| JP4643387B2 (ja) * | 2005-08-10 | 2011-03-02 | シャープ株式会社 | プラズマ処理装置 |
| JP4876641B2 (ja) * | 2006-03-09 | 2012-02-15 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57207177A (en) * | 1981-06-17 | 1982-12-18 | Hitachi Ltd | Dc sputtering device |
-
1981
- 1981-08-05 JP JP12327881A patent/JPS5825475A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5825475A (ja) | 1983-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4131533A (en) | RF sputtering apparatus having floating anode shield | |
| US6679981B1 (en) | Inductive plasma loop enhancing magnetron sputtering | |
| JP4553992B2 (ja) | プラズマの発生及びスパッタのためのコイル | |
| JP3516054B2 (ja) | 陰極スパッタリングによってプラズマを発生させるための装置 | |
| JP4852189B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| US5232571A (en) | Aluminum nitride deposition using an AlN/Al sputter cycle technique | |
| US10266940B2 (en) | Auto capacitance tuner current compensation to control one or more film properties through target life | |
| KR0137323B1 (ko) | 고주파 마그네트론 플라즈마 장치 | |
| JPH07188917A (ja) | コリメーション装置 | |
| JPH02298024A (ja) | リアクティブイオンエッチング装置 | |
| JP3499104B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JP4945566B2 (ja) | 容量結合型磁気中性線プラズマスパッタ装置 | |
| JPH0314907B2 (ja) | ||
| US6153068A (en) | Parallel plate sputtering device with RF powered auxiliary electrodes and applied external magnetic field | |
| JP4013674B2 (ja) | プラズマドーピング方法及び装置 | |
| JP3238200B2 (ja) | 基体処理装置及び半導体素子製造方法 | |
| JP3704894B2 (ja) | プラズマ処理方法及び装置 | |
| JP2003077904A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JPH0687440B2 (ja) | マイクロ波プラズマ発生方法 | |
| JP2877398B2 (ja) | ドライエッチング装置 | |
| JP3037587B2 (ja) | スパッタリング装置 | |
| JP3220528B2 (ja) | 真空処理装置 | |
| JP2003077903A (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 | |
| JPH0715900B2 (ja) | ドライプロセス装置 | |
| JP3830634B2 (ja) | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |