JPH03215664A - 薄膜形成装置 - Google Patents

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、半導体工業等の薄膜を形成する工程に利用す
ることができる薄膜形成装置の改良に関する。

［従来の技術］ 近年、薄膜形成装置の発展には著しいものがある。たと
えば蒸着装置やスパッタリング装置により、磁気テープ
や反射膜などの製造手段としてさまざまな分野で薄膜形
成装置は用いられている。

以下図面を参照しながら、上述した薄膜形成装置の一例
としてアルミニウム（Ａ／）を堆積する場合について説
明する。

第２図は従来の薄膜形成装置の断面図を示すものである
。

真空槽１は、雰囲気ガス導入口８と雰囲気ガス排気口７
を有する。６は真空室内に軸方向の磁界を印加するため
の永久磁石であり、陽極２および陰極５は真空槽１内に
軸方向の電界を生じせしめるために配置されている。タ
ーゲット４をスパッタすることにより、スパッタされた
ターゲット分子が付着するのが基板３である。

以上のように構成された薄膜形成装置について以下説明
する。

真空槽１は接続されている雰囲気ガス導入口８からアル
ゴンガスをたとえば２０８ＣＣＭを流した状態で、真空
度はたとえば約５Ｘ１０−３Ｔｏｒｒに保たれる。

雰囲気ガス導入口８より真空槽１に導入された上記のア
ルゴンガスに対して、陽極２と陰極５間にたとえば電圧
０．５ＫＶを印加すると、ターゲット４表面に永久磁石
６による磁界の効果も加わってプラズマが発生する。こ
のプラズマ放電によって生じたアルゴンガスの正イオン
は、ターゲット４の原子をたたき出し、基板３において
アルミニウム膜を堆積する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のような構成では、スパッタ電力を
増加していくとプラズマから生ずる熱によりターゲット
表面が熱せられる。そのためターゲットが金属の場合は
ターゲットが溶解したり、またターゲットが絶縁物の場
合はヒートショックによりターゲットが割れたりした。

その結果、スパッタ電力を必要以上に増加することがで
きないという課題を有していた。

本発明は上記課題を解決するため、スパッタ電力を増加
させた場合においても、ターゲット表面が熱せられず、
かっ成膜速度の速い薄膜形成装置を提供するものである
。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明は、排気系に接続さ
れている真空槽内に、対向するように置かれた陰極ター
ゲットおよび陽極と、前記陰極ターゲットと陽極間に接
続される電源と、前記陰極ターゲット付近に電界と直交
するような磁界を発生させるために配置された磁界発生
手段を備え、前記陰極ターゲットと対向する陽極付近に
被スパッタ粒子を堆積させるための基板と、プラズマを
発生させるためのガスを導入するための雰囲気ガス導入
口と、雰囲気ガス排気口を含む薄膜形成装置において、
前記陰極ターゲットの表面近辺にセラミックシールドを
設けたことを特徴とする薄膜形成装置である。

［作用］ 上記した本発明の構成によれば、雰囲気ガス導入口から
供給された不活性ガスおよび窒素ガスは、陽極一陰極間
に印加された電圧並びに永久磁石の磁界によってプラズ
マ状態となる。プラズマ中の電子は、プラズマ中のアル
ゴンイオンと比較して速度が速いので、アルゴンイオン
よりも早く陰極ターゲットに向かう。

その際、陰極ターゲットの表面近辺セラミックシールド
で覆っておくので、電子がその部分でトラップされ、シ
ース電圧が低くなる。

その結果、陰極ターゲットとプラズマ間距離が変化し、
プラズマからの熱によって陰極ターゲットが熱せられに
くくなる。従って従来よりも高いスパッタ電力を投入す
ることが可能となる。

［実施例］ 以下本発明の一実施例の薄膜形成装置について、図面を
参照しながら説明する。

第１図は、本発明の実施例における薄膜形成装置の断面
図を示すものである。真空９は、雰囲気ガス導入１６と
、雰囲気ガス排気口１５を有す。

１４は真空室内に軸方向の磁界を印加するための永久磁
石であり、陽極１ｏおよび陰極１３は真空槽９に軸方向
の電界を生じせしめるために配置されている。ターゲッ
ト１２をスパッタすることにより、スパッタされたター
ゲット分子が付着するのが基板１１である。

以上のように構成された薄膜形成装置について、以下第
１図を用いてアルミニウムを堆積する場合について説明
する。

真空槽９は、雰囲気ガス導入口１６からたとえばアルゴ
ンガス２０ＳＣＣＭを流した状態で、約２Ｘ１０−３Ｔ
ｏｒｒの真空に維持される。供給されたアルゴンガスは
、陽極１ｏと陰極１３の間に印加された電圧および永久
磁石による磁界の効果によりプラズマ状態となる。

プラズマ状態になった雰囲気ガス中のアルゴンイオンは
ターゲットであるアルミニウムをスパッタする。その際
、より高いスパッタ電圧、たとえばＩＯＫＷ程度を印加
しても、セラミックシールド１７が電子をトラップする
ので、ターゲット表面がそれほど熱せられることなくス
パッタが可能となる。この実施例に用いたセラミックシ
ールド１７は、陰極ターゲットの表面の約１／５を覆う
大きさであった。

またターゲットが絶縁物の場合はヒートショックにより
ターゲットが割れることが防止でき、その結果、スパッ
タ電力を大幅に増加することができる。

本発明で使用するセラミックシールド材料としては、セ
ラミック材料であればいかなるものでもよい。たとえば
アルミナ系、シリカ系、ジルコニア系、チタン系、或い
はこれらの混合組成物系である。

なお、セラミックシールド材料は、本発明の一実施例で
は、陰極ターゲットの表面の約１／５を覆ったが、陰極
ターゲットの周辺または陰極とターゲット間に設置して
も同様の効果が得られることを確認した。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、陰極ターゲット電極の表
面近辺をセラミックシールドで覆うことにより、プラズ
マ中の電子がトラップされ、シース電圧が低くなること
からターゲット電極とプラズマ間距離が変化し、その結
果、より高いスパッタ電力を投入することが可能となり
、スパッタ電力を増加させた場合においても、ターゲッ
ト表面が熱せられず、かつ成膜速度の速い薄膜形成装置
とすることができるという顕著な効果を達成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における薄膜形成装置の断面図
、第２図は従来の薄膜形成装置の断面図である。 ■・・・真空槽、２・・・陽極、３・・・基板、４・・
・ターゲット、５・・・陰極、６・・・永久磁石、７・
・・雰囲気ガス排気口、８・・・雰囲気ガス導入口、９
・・・真空槽、１０・・・陽極、１１・・・基板、１２
・・・ターゲット、１３・・・陰極、１４・・・永久磁
石、１５・・・雰囲気ガス排気口、１６・・・雰囲気ガ
ス導入口、１７・・・セラミックシールド。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　排気系に接続されている真空槽内に、対向する
   ように置かれた陰極ターゲットおよび陽極と、前記陰極
   ターゲットと陽極間に接続される電源と、前記陰極ター
   ゲット付近に電界と直交するような磁界を発生させるた
   めに配置された磁界発生手段を備え、前記陰極ターゲッ
   トと対向する陽極付近に被スパッタ粒子を堆積させるた
   めの基板と、プラズマを発生させるためのガスを導入す
   るための雰囲気ガス導入口と、雰囲気ガス排気口を含む
   薄膜形成装置において、前記陰極ターゲットの表面近辺
   にセラミックシールドを設けたことを特徴とする薄膜形
   成装置。