JPH03253564A - スパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置Info
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- JPH03253564A JPH03253564A JP5226990A JP5226990A JPH03253564A JP H03253564 A JPH03253564 A JP H03253564A JP 5226990 A JP5226990 A JP 5226990A JP 5226990 A JP5226990 A JP 5226990A JP H03253564 A JPH03253564 A JP H03253564A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (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］
本発明は、基板上に薄膜を形成するのに用いるスパッタ
リング装置に関する。
リング装置に関する。
［従来の技術］
従来、スパッタリング装置としては、例えば真空槽内に
、基板とターゲットとを対向配置し、真空槽内に不活性
ガスを供給し、所定のガス圧として、ターゲットに負の
電圧を、基板に正の電圧をそれぞれ印加し、両者の間に
グロー放電を発生させることによって不活性ガスのイオ
ンを発生させ、これをターゲットに衝突させて、ターゲ
ットからスパッタ粒子を飛散させ、これらスパッタ粒子
を基板に衝突させて、付着させるものか知られてい多。
、基板とターゲットとを対向配置し、真空槽内に不活性
ガスを供給し、所定のガス圧として、ターゲットに負の
電圧を、基板に正の電圧をそれぞれ印加し、両者の間に
グロー放電を発生させることによって不活性ガスのイオ
ンを発生させ、これをターゲットに衝突させて、ターゲ
ットからスパッタ粒子を飛散させ、これらスパッタ粒子
を基板に衝突させて、付着させるものか知られてい多。
［発明が解決しようとする課題］
上記のようなスパッタリング装置では、基板上に成膜さ
れる薄膜の成膜条件の外部制御因子としては、基板とタ
ーゲットとの間に印加する電圧と、真空槽内の不活性ガ
スの圧力との２ｓ！類しかなく、きめこまかく成膜条件
を制御することかてきないという問題点かあった。
れる薄膜の成膜条件の外部制御因子としては、基板とタ
ーゲットとの間に印加する電圧と、真空槽内の不活性ガ
スの圧力との２ｓ！類しかなく、きめこまかく成膜条件
を制御することかてきないという問題点かあった。
また、上記のスパッタリング装置では、スパッタ粒子以
外に、荷電粒子、例えばイオン化された不活性ガス、２
次電子、ターゲットからスパッタされた際にイオン化さ
れたスパッタ粒子が、大きな運動量て基板に衝突するの
で、基板に形成された膜の結晶を乱すという問題点もあ
った。
外に、荷電粒子、例えばイオン化された不活性ガス、２
次電子、ターゲットからスパッタされた際にイオン化さ
れたスパッタ粒子が、大きな運動量て基板に衝突するの
で、基板に形成された膜の結晶を乱すという問題点もあ
った。
本発明の、＄１の目的は、成膜条件の外部制御因子を増
加させることてあり、第２の目的は基板にスパッタ粒子
以外の荷電粒子が衝突するのを防止することである。
加させることてあり、第２の目的は基板にスパッタ粒子
以外の荷電粒子が衝突するのを防止することである。
［課題を解決するための手段］
上記の課題を達成するために、本発明では、排気手段を
備える真空槽と、この真空槽内に不活性ガスを供給する
手段と、不活性ガスをプラズマ化する手段と、プラズマ
か照射されてスパッタ粒子を発生するターゲットと、ス
パッタ粒子か付着する基板とを具備する。特に、プラズ
マ化手段は、ターゲットと対向させて設けた電子放出手
段とターゲットと電子放出手段との間に設けられ、正の
直流電圧が印加される電極とを備えている。そして、タ
ーゲットには、負の直流電圧か印加されている。
備える真空槽と、この真空槽内に不活性ガスを供給する
手段と、不活性ガスをプラズマ化する手段と、プラズマ
か照射されてスパッタ粒子を発生するターゲットと、ス
パッタ粒子か付着する基板とを具備する。特に、プラズ
マ化手段は、ターゲットと対向させて設けた電子放出手
段とターゲットと電子放出手段との間に設けられ、正の
直流電圧が印加される電極とを備えている。そして、タ
ーゲットには、負の直流電圧か印加されている。
このプラズマ化手段は、さらにプラズマ中の電子に螺旋
運動させる方向の磁界を各電子に印加する磁界供給手段
を備えることかてきる。
運動させる方向の磁界を各電子に印加する磁界供給手段
を備えることかてきる。
また、基板は電子放出手段とターゲットとを結ぶ直線か
ら外れた位置に設けることかてきる６［作用］ この発明によるスパッタリング装置では、真空槽内に不
活性ガスを供給し、電子放出手段から放出された電子は
正の直流電圧か印加された電極に向って移動するが、こ
の際に不活性ガスと衝突し、これをイオン化すると共に
、２次電子を発生する。この２次電子か別の不活性ガス
に衝突し、この別の不活性ガスをイオン化し、２次電子
を発生する。以下、同様にして電子とイオン化された不
活性ガスか発生し、これによってプラズマが構威される
。
ら外れた位置に設けることかてきる６［作用］ この発明によるスパッタリング装置では、真空槽内に不
活性ガスを供給し、電子放出手段から放出された電子は
正の直流電圧か印加された電極に向って移動するが、こ
の際に不活性ガスと衝突し、これをイオン化すると共に
、２次電子を発生する。この２次電子か別の不活性ガス
に衝突し、この別の不活性ガスをイオン化し、２次電子
を発生する。以下、同様にして電子とイオン化された不
活性ガスか発生し、これによってプラズマが構威される
。
この際に、各電子を螺旋運動させる方向に磁界を印加し
ておけば、電子が不活性ガスに衝突する機会が増え、イ
オン化か促進される。
ておけば、電子が不活性ガスに衝突する機会が増え、イ
オン化か促進される。
このようにして発生したプラズマのうち、イオン化され
た不活性ガスは、負の電圧か印加されたターゲットに大
きな運動量て衝突し、ターゲットからスパッタ粒子を叩
き出す。これらスパッタ粒子か基板に衝突し、成膜か形
成される。
た不活性ガスは、負の電圧か印加されたターゲットに大
きな運動量て衝突し、ターゲットからスパッタ粒子を叩
き出す。これらスパッタ粒子か基板に衝突し、成膜か形
成される。
このとき、電子放出手段とターゲットとを結ぶ直線から
外れた位置に基板を設けると、プラズマ中の電子は磁界
によって拘束され、ターゲットから叩き出された際に、
イオン化されたスパッタ粒子及びイオン化された不活性
ガスは、ターゲットに向うのて、これら正及び負の荷電
粒子か基板に衝突することはない。同様にプラズマ中の
イオン化された不活性ガスや２次電子も基板に向うこと
はない。
外れた位置に基板を設けると、プラズマ中の電子は磁界
によって拘束され、ターゲットから叩き出された際に、
イオン化されたスパッタ粒子及びイオン化された不活性
ガスは、ターゲットに向うのて、これら正及び負の荷電
粒子か基板に衝突することはない。同様にプラズマ中の
イオン化された不活性ガスや２次電子も基板に向うこと
はない。
［実施例］
第１図において、２は真空槽て、例えば油拡散ポンプか
らなる排気手段４を備えている。この真空槽２内には、
縦断面形状がＵ字状の磁性体１例えば鉄枠６か配置され
ている。これは、例えば厚さか１０１園の鉄板を、概略
Ｕ字状に折り曲げたものである。この鉄枠６の水平下部
脚６ａ上には、磁界発生体、例えば永久磁石８か配置さ
れている。この永久磁石８は、例えば磁束８００ガウス
、直径１２０ｍｍ 、高さ５０重１のものである。この
鉄枠６及び永久磁石８か磁界供給手段を構威し、これに
よって水平下部脚６ａと、これに平行な水平上部脚６ｂ
との間に、これらを結ぶ直線方向、即ち第１図の上下方
向に磁界か発生する。
らなる排気手段４を備えている。この真空槽２内には、
縦断面形状がＵ字状の磁性体１例えば鉄枠６か配置され
ている。これは、例えば厚さか１０１園の鉄板を、概略
Ｕ字状に折り曲げたものである。この鉄枠６の水平下部
脚６ａ上には、磁界発生体、例えば永久磁石８か配置さ
れている。この永久磁石８は、例えば磁束８００ガウス
、直径１２０ｍｍ 、高さ５０重１のものである。この
鉄枠６及び永久磁石８か磁界供給手段を構威し、これに
よって水平下部脚６ａと、これに平行な水平上部脚６ｂ
との間に、これらを結ぶ直線方向、即ち第１図の上下方
向に磁界か発生する。
永久磁石８の上部には、ターゲットＩＯ１例えばタンタ
ルか電気絶縁された状態て配置されてい０ る。このターゲットは、例えば直径か：１０ｍｍのもの
で、その周囲を接地電位とされたアルミニウム板１１に
よって包囲されている。
ルか電気絶縁された状態て配置されてい０ る。このターゲットは、例えば直径か：１０ｍｍのもの
で、その周囲を接地電位とされたアルミニウム板１１に
よって包囲されている。
また、水平上部脚６ｂには、ターゲット１０と対向する
ように直径２５■１の孔１２か穿設され、これに電子放
出手段、例えば熱陰極１４か設けられている。
ように直径２５■１の孔１２か穿設され、これに電子放
出手段、例えば熱陰極１４か設けられている。
この熱陰極１４は、例えば直径０．４ｍｍのタングステ
ンをコイル状に形成したものである。熱陰極１４とター
ゲット１０との間に陽極１６か設けられている。
ンをコイル状に形成したものである。熱陰極１４とター
ゲット１０との間に陽極１６か設けられている。
この陽極１６は、例えばリング状に形成したアルミニウ
ム製て、この直径は、孔１２の直径よりも若干大きくさ
れている。さらに、この陽極１６は、ターゲットＩＯか
ら約５０乃至１５０■の距離、望ましくは１００ｔｓに
配置されている。また、この陽極１６から熱陰極１４ま
ての距離は、約４０乃至５０＋＋ｎである。これらＳ陰
極１４と陽極１６と上述した磁界供給手段とかプラズマ
化手段を構成している。
ム製て、この直径は、孔１２の直径よりも若干大きくさ
れている。さらに、この陽極１６は、ターゲットＩＯか
ら約５０乃至１５０■の距離、望ましくは１００ｔｓに
配置されている。また、この陽極１６から熱陰極１４ま
ての距離は、約４０乃至５０＋＋ｎである。これらＳ陰
極１４と陽極１６と上述した磁界供給手段とかプラズマ
化手段を構成している。
熱陰極１４には、可変の交流電力か交流電源１８から印
加され、陽極１６には正の可変直流電圧か直流電源２０
から印加され、ターゲット１０には負の可変直流電圧が
直流電源２２から印加される。
加され、陽極１６には正の可変直流電圧か直流電源２０
から印加され、ターゲット１０には負の可変直流電圧が
直流電源２２から印加される。
また、熱陰極１４と陽極１６との間には、不活性ガス、
例えばアルゴンガスか流量可変に不活性ガス供給源２４
から供給される。このアルゴンガスの供給位置は、例え
ば熱陰極１４から約１０ｍｍの位置である。
例えばアルゴンガスか流量可変に不活性ガス供給源２４
から供給される。このアルゴンガスの供給位置は、例え
ば熱陰極１４から約１０ｍｍの位置である。
ターゲット１０の中心から第１図における右方に約４５
度傾斜した位置に、基板２６か設けられている。この基
板２６からターゲットｌＯの中心までの距離は、例えば
９５ｍｍである。この基板２６の前方には、スパッタ粒
子か基板２６に付着するのを一時的に阻止するために、
シャッタ２８か設けられている。
度傾斜した位置に、基板２６か設けられている。この基
板２６からターゲットｌＯの中心までの距離は、例えば
９５ｍｍである。この基板２６の前方には、スパッタ粒
子か基板２６に付着するのを一時的に阻止するために、
シャッタ２８か設けられている。
このようなスパッタリング装置ては、まず真空槽２内を
油拡散ポンプ４によって、１Ｇ”６ｔｏｒｒ程度まて排
気する。その後に熱陰極１４に所望の電流を流し、これ
を加熱し、熱電子を放出させる０次にガス供給源２４か
らアルゴンガスを導入して、真空槽２内の圧力を１０−
’ｔｏｒｒにする０次に陽極１６に正の電圧を印加する
。このとき、熱陰極１４からの電子は陽極１６に向うが
、この際にアルゴンガスと衝突し、このアルゴンガスか
ら電子を電離し、アルゴンガスをＡ、°にイオン化する
と共に、２次電子を放出する。さらに、この２次電子か
他のアルゴンガスと衝突し、Ａ１゛と２次電子を放出す
る。以下、同様に順次アルゴンガスかイオン化される。
油拡散ポンプ４によって、１Ｇ”６ｔｏｒｒ程度まて排
気する。その後に熱陰極１４に所望の電流を流し、これ
を加熱し、熱電子を放出させる０次にガス供給源２４か
らアルゴンガスを導入して、真空槽２内の圧力を１０−
’ｔｏｒｒにする０次に陽極１６に正の電圧を印加する
。このとき、熱陰極１４からの電子は陽極１６に向うが
、この際にアルゴンガスと衝突し、このアルゴンガスか
ら電子を電離し、アルゴンガスをＡ、°にイオン化する
と共に、２次電子を放出する。さらに、この２次電子か
他のアルゴンガスと衝突し、Ａ１゛と２次電子を放出す
る。以下、同様に順次アルゴンガスかイオン化される。
このとき、水平下部脚ｉｌｌ ６ａ及び水平上部脚６ｂ
間を結ぶ直線方向に、磁界か発生しているので、各電子
のうち磁界と垂直な方向に移動しているものが螺旋運動
を行ない、アルゴンガスとの衝突の機会か増加する。従
って、アルゴンガスのイオン化かさらに促進される。こ
のようにしてＡｒ＋と２次電子とか混在するプラズマか
発生する。このプラズマの発生を確認した後、ターゲッ
ト１０に負の電圧を印加すると、各Ａ ｒ”かターゲッ
トｌＯに向い、大きな運動量てターゲット１０に衝突す
る。これによってターゲット１０からタンタルのスパッ
タ粒子か飛散し、スパッタリングが開始される。このよ
うな状態を約５分間継続して、プレスパツタを行なった
後に、シャッタ２８を開いて、基板２６にスパッタ粒子
を衝突させることによって成膜する。このとき、基板Ｉ
Ｏからはスパッタ粒子の他に、スパッタ粒子かイオン化
されたものと、このスパッタ粒子かイオン化されたこと
によって発生した２次電子とからなる正負の荷電粒子か
発生する。このうち、２次電子は磁界によって螺旋運動
を行なうのて、基板２６側には向わない、またイオン化
されたスパッタ粒子はターゲット１０に印加されている
負の電圧によって、再びターゲット１０側に向うのて、
基板２６側には向わない。同様にプラズマ中のＡどや２
次電子も基板２６側には向わない。従って、荷電粒子か
基板２６に衝突して、成膜の結晶を乱すことはない。
間を結ぶ直線方向に、磁界か発生しているので、各電子
のうち磁界と垂直な方向に移動しているものが螺旋運動
を行ない、アルゴンガスとの衝突の機会か増加する。従
って、アルゴンガスのイオン化かさらに促進される。こ
のようにしてＡｒ＋と２次電子とか混在するプラズマか
発生する。このプラズマの発生を確認した後、ターゲッ
ト１０に負の電圧を印加すると、各Ａ ｒ”かターゲッ
トｌＯに向い、大きな運動量てターゲット１０に衝突す
る。これによってターゲット１０からタンタルのスパッ
タ粒子か飛散し、スパッタリングが開始される。このよ
うな状態を約５分間継続して、プレスパツタを行なった
後に、シャッタ２８を開いて、基板２６にスパッタ粒子
を衝突させることによって成膜する。このとき、基板Ｉ
Ｏからはスパッタ粒子の他に、スパッタ粒子かイオン化
されたものと、このスパッタ粒子かイオン化されたこと
によって発生した２次電子とからなる正負の荷電粒子か
発生する。このうち、２次電子は磁界によって螺旋運動
を行なうのて、基板２６側には向わない、またイオン化
されたスパッタ粒子はターゲット１０に印加されている
負の電圧によって、再びターゲット１０側に向うのて、
基板２６側には向わない。同様にプラズマ中のＡどや２
次電子も基板２６側には向わない。従って、荷電粒子か
基板２６に衝突して、成膜の結晶を乱すことはない。
第２図は、熱陰極１４への供給電力を約８７Ｗに固定し
、陽極１６に１００ｖの正の電圧を印加し、この陽極１
６に流れる電流か１．２Ａになるように、アルゴンガス
のガス圧を調整した状態て、ターゲットＩＯに印加する
ターゲット電圧を変化させたときに、ターゲットＩＯに
流れるターゲット電流を測定して、プラズマ特性を調べ
た結果である。ターゲット電流は、プラズマの電位を反
映して変化し、ターゲット電圧か接地電位、即ちＯｖの
とき、約７０鳳Ａのターゲット電流が流れ、＋４５Ｖの
ターゲット電圧で０・＾となり、これ以上の正の電圧を
ターゲット１０に印加した場合、ターゲット電流は電子
電流となり、急激に増加した。一方、負のターゲット電
圧を印加すると、ターゲット電流はイオン電流となり、
その増加は当初は緩やかであるが、−１００Ｖの電圧を
印加すると、ターゲット電流は約８０ｍＡとなり、−１
２００Ｖのターゲット電圧てはターゲット電流は約１０
０ｍＡとなった。〜１００■印加時と一１２００Ｖ印加
時とては、ターゲット電流の変化は約２ｏｚシかないこ
とからみて、−１０Ｏｖという低いターゲット電圧て充
分に高効率のスパッタリングか行なえることか分かる。
、陽極１６に１００ｖの正の電圧を印加し、この陽極１
６に流れる電流か１．２Ａになるように、アルゴンガス
のガス圧を調整した状態て、ターゲットＩＯに印加する
ターゲット電圧を変化させたときに、ターゲットＩＯに
流れるターゲット電流を測定して、プラズマ特性を調べ
た結果である。ターゲット電流は、プラズマの電位を反
映して変化し、ターゲット電圧か接地電位、即ちＯｖの
とき、約７０鳳Ａのターゲット電流が流れ、＋４５Ｖの
ターゲット電圧で０・＾となり、これ以上の正の電圧を
ターゲット１０に印加した場合、ターゲット電流は電子
電流となり、急激に増加した。一方、負のターゲット電
圧を印加すると、ターゲット電流はイオン電流となり、
その増加は当初は緩やかであるが、−１００Ｖの電圧を
印加すると、ターゲット電流は約８０ｍＡとなり、−１
２００Ｖのターゲット電圧てはターゲット電流は約１０
０ｍＡとなった。〜１００■印加時と一１２００Ｖ印加
時とては、ターゲット電流の変化は約２ｏｚシかないこ
とからみて、−１０Ｏｖという低いターゲット電圧て充
分に高効率のスパッタリングか行なえることか分かる。
ｗ４３図はタンタルの成膜速度をプラズマ状態を一定に
した条件のもとで測定したもので、即ち第２図の場合と
同様に、熱陰極１４に供給する電力を８７Ｗ、陽極電圧
を１００Ｖ、陽極電極１６に流れる電流か１．２Ａにな
るようにアルゴンガス圧を調整し、ターゲット電圧を変
化させたときの基板２６上への成膜速度を測定したもの
である。これから明らかなように一２００ｖから一１２
００Ｖまてターゲット電圧を変化させると、この変化に
比例して成膜速度か増加している。このようにターゲッ
ト電圧を変化させることによって成膜速度を変化させる
ことかてきる。これと同様に陽極１６に印加する電圧を
変化させたり、熱陰極１４に供給する電力を変化させた
り、真空槽２内のアルゴンガス圧を変化させることによ
っても、成膜速度等の成膜条件を種々に変化させること
かできる。しかも、これらの条件は互いに独立に変化さ
せることかできる。また、基板２６とターゲット１０の
中心との距離を変化させるようにすることによって成膜
条件を変化させることかできる。例えば上記の距離を約
４０園諺とすることもできる。また永久磁石８に変えて
、電磁石を用い、この電磁石に印加する電力を変更する
ことによって磁界の大きさを変化させて、成膜条件を変
化させることもてきる。
した条件のもとで測定したもので、即ち第２図の場合と
同様に、熱陰極１４に供給する電力を８７Ｗ、陽極電圧
を１００Ｖ、陽極電極１６に流れる電流か１．２Ａにな
るようにアルゴンガス圧を調整し、ターゲット電圧を変
化させたときの基板２６上への成膜速度を測定したもの
である。これから明らかなように一２００ｖから一１２
００Ｖまてターゲット電圧を変化させると、この変化に
比例して成膜速度か増加している。このようにターゲッ
ト電圧を変化させることによって成膜速度を変化させる
ことかてきる。これと同様に陽極１６に印加する電圧を
変化させたり、熱陰極１４に供給する電力を変化させた
り、真空槽２内のアルゴンガス圧を変化させることによ
っても、成膜速度等の成膜条件を種々に変化させること
かできる。しかも、これらの条件は互いに独立に変化さ
せることかできる。また、基板２６とターゲット１０の
中心との距離を変化させるようにすることによって成膜
条件を変化させることかできる。例えば上記の距離を約
４０園諺とすることもできる。また永久磁石８に変えて
、電磁石を用い、この電磁石に印加する電力を変更する
ことによって磁界の大きさを変化させて、成膜条件を変
化させることもてきる。
上記の実施例では、ターゲット１０にタンタルを用いた
が、他にタングステン、チタン、モリブデン等を用いる
ことかできるし、不活性ガスとしてはアルゴン以外の公
知のものを用いることかてきる。また、陽極１６はリン
グ状のものを用いたが、放出された熱電子を収束させる
場合には、電子レンズ状のものを用いることもてきる。
が、他にタングステン、チタン、モリブデン等を用いる
ことかできるし、不活性ガスとしてはアルゴン以外の公
知のものを用いることかてきる。また、陽極１６はリン
グ状のものを用いたが、放出された熱電子を収束させる
場合には、電子レンズ状のものを用いることもてきる。
さらに上記の実施例ては、荷電粒子か基板２６に衝突す
ることを避けるために、熱陰極１４とターゲットｌＯと
を結ぶ直線に対して約４５度の位置で、かつターゲット
１０の中心からの距離を約９５−厘としたが、荷電粒子
が酸膜内に侵入してもよい場合には、上記の距離を非常
に短くし、プラズマのごく近傍に配置してもよい、また
、永久磁石８を設けたが、これがなくても充分にプラズ
マを発生させることかてきる場合や、電子が基板２６に
衝突する機会か少ない場合には、永久磁石を除去しても
よい。
ることを避けるために、熱陰極１４とターゲットｌＯと
を結ぶ直線に対して約４５度の位置で、かつターゲット
１０の中心からの距離を約９５−厘としたが、荷電粒子
が酸膜内に侵入してもよい場合には、上記の距離を非常
に短くし、プラズマのごく近傍に配置してもよい、また
、永久磁石８を設けたが、これがなくても充分にプラズ
マを発生させることかてきる場合や、電子が基板２６に
衝突する機会か少ない場合には、永久磁石を除去しても
よい。
［発明の効果］
以上のように、本発明によれば、少なくともプラズマ化
手段が、熱陰極、陽極を含むものであり、これらに供給
されている電力や電圧を変化させたり、ターゲットに印
加されている電圧や、不活性ガス圧を変化させることに
よって、成膜条件を変化させることかできる。即ち、成
膜条件の外部制御因子か従来のスパッタリング装置より
も多数あり、これらは互いに独立に変化させることかて
きる。また、本発明によれば、イオン化手段から離れた
位置に基板を配置しているのて、ターゲットをスパッタ
した際に発生した荷電粒子やプラズマ中の荷電粒子が基
板に衝突することがなく、成膜の結晶を乱すことかない
。さらに、本発明ては、イオン化手段か熱陰極を右して
いるのて、これによって放出される熱電子によってプラ
ズマ状態が高くなり、ターゲット上でのイオン電流密度
か増加し、スパッタ効率か向上する。また一般に、スパ
ッタリング装置では、放電用の不活性ガスか成膜中に入
りこむことか多い。これを防止するためには、不活性ガ
ス圧は低い方か望ましいが、従来のものでは放電を安定
させるために約１０−″”ｔｏｒｒのガス圧としていた
。しかるに、この発明によれば、イオン化手段を設けて
いるのて、ガス圧が約１０−’ｔｏｒｒと従来のものよ
りも１桁も低いガス圧て放電させることかでき、１桁分
たけ不活性ガスの密度か小さくなり、不活性ガスの成膜
への混入量を減少させることがてきる。また、この場合
、不活性ガス、例えばアルゴンガスの平均自由行程は約
５０ｃ■てあり、アルゴンガスによるスパッタ粒子の散
乱を防ぐこともてきる。
手段が、熱陰極、陽極を含むものであり、これらに供給
されている電力や電圧を変化させたり、ターゲットに印
加されている電圧や、不活性ガス圧を変化させることに
よって、成膜条件を変化させることかできる。即ち、成
膜条件の外部制御因子か従来のスパッタリング装置より
も多数あり、これらは互いに独立に変化させることかて
きる。また、本発明によれば、イオン化手段から離れた
位置に基板を配置しているのて、ターゲットをスパッタ
した際に発生した荷電粒子やプラズマ中の荷電粒子が基
板に衝突することがなく、成膜の結晶を乱すことかない
。さらに、本発明ては、イオン化手段か熱陰極を右して
いるのて、これによって放出される熱電子によってプラ
ズマ状態が高くなり、ターゲット上でのイオン電流密度
か増加し、スパッタ効率か向上する。また一般に、スパ
ッタリング装置では、放電用の不活性ガスか成膜中に入
りこむことか多い。これを防止するためには、不活性ガ
ス圧は低い方か望ましいが、従来のものでは放電を安定
させるために約１０−″”ｔｏｒｒのガス圧としていた
。しかるに、この発明によれば、イオン化手段を設けて
いるのて、ガス圧が約１０−’ｔｏｒｒと従来のものよ
りも１桁も低いガス圧て放電させることかでき、１桁分
たけ不活性ガスの密度か小さくなり、不活性ガスの成膜
への混入量を減少させることがてきる。また、この場合
、不活性ガス、例えばアルゴンガスの平均自由行程は約
５０ｃ■てあり、アルゴンガスによるスパッタ粒子の散
乱を防ぐこともてきる。
第１図は本発明によるスパッタリング装置の１実施例の
概略構Ｙ＆図、第２図は同実施例のターゲット電圧とタ
ーゲット電流との関係を示す図、第３図は同実施例のタ
ーゲット電圧と成膜速度との関係を示す図である。 ２・・・・真空槽、４・・・・油拡散ポンプ（排気手段
）、１０・・・・ターゲット、１４・・・・熱陰極（電
子放出手段）、１５・・・・陽極、２４・・・・不活性
ガス供給源、２６・・・・基板
概略構Ｙ＆図、第２図は同実施例のターゲット電圧とタ
ーゲット電流との関係を示す図、第３図は同実施例のタ
ーゲット電圧と成膜速度との関係を示す図である。 ２・・・・真空槽、４・・・・油拡散ポンプ（排気手段
）、１０・・・・ターゲット、１４・・・・熱陰極（電
子放出手段）、１５・・・・陽極、２４・・・・不活性
ガス供給源、２６・・・・基板
Claims (3)
- （１）排気手段を備える真空槽と、この真空槽内に不活
性ガスを供給する手段と、上記不活性ガスをプラズマ化
する手段と、上記プラズマが照射されてスパッタ粒子を
発生するターゲットと、上記スパッタ粒子が付着する基
板とを、具備し、 上記プラズマ化手段が、上記ターゲットと対向させて設
けた電子放出手段と、上記ターゲットと上記電子放出手
段との間に設けられ正の直流電圧が印加される電極とを
具備し、さらに上記ターゲットに負の直流電圧が印加さ
れていることを特徴とするスパッタリング装置。 - （２）請求項１記載のスパッタリング装置において、上
記プラズマ化手段が、上記プラズマ中の電子にこれを螺
旋運動させる方向の磁界を供給する磁界供給手段を、具
備することを特徴とするスパッタリング装置。 - （３）請求項１または２記載のスパッタリング装置にお
いて、上記基板を、上記ターゲットと上記電子放出手段
とをつなぐ直線方向から外れた位置に設けたことを特徴
とするスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052269A JPH07116600B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2052269A JPH07116600B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | スパッタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253564A true JPH03253564A (ja) | 1991-11-12 |
| JPH07116600B2 JPH07116600B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=12910059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2052269A Expired - Fee Related JPH07116600B2 (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116600B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007291485A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Fujitsu Ltd | 成膜方法、半導体装置の製造方法、コンピュータ可読記録媒体、スパッタ処理装置 |
| CN107305829A (zh) * | 2016-04-20 | 2017-10-31 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 等离子体处理装置、热电子发生器、等离子体点燃装置及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62167878A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-07-24 | Shimadzu Corp | Ｅｃｒスパツタ装置 |
| JPS6372875A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-02 | Hitachi Ltd | スパツタリング装置 |
| JPS63307272A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-14 | Hitachi Ltd | イオンビ−ムスパツタ装置 |
-
1990
- 1990-03-02 JP JP2052269A patent/JPH07116600B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62167878A (ja) * | 1985-12-09 | 1987-07-24 | Shimadzu Corp | Ｅｃｒスパツタ装置 |
| JPS6372875A (ja) * | 1986-09-17 | 1988-04-02 | Hitachi Ltd | スパツタリング装置 |
| JPS63307272A (ja) * | 1987-06-05 | 1988-12-14 | Hitachi Ltd | イオンビ−ムスパツタ装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007291485A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-08 | Fujitsu Ltd | 成膜方法、半導体装置の製造方法、コンピュータ可読記録媒体、スパッタ処理装置 |
| CN107305829A (zh) * | 2016-04-20 | 2017-10-31 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 等离子体处理装置、热电子发生器、等离子体点燃装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07116600B2 (ja) | 1995-12-13 |
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|---|---|---|---|
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