JPH04293772A - スパッタ装置 - Google Patents
スパッタ装置Info
- Publication number
- JPH04293772A JPH04293772A JP8356391A JP8356391A JPH04293772A JP H04293772 A JPH04293772 A JP H04293772A JP 8356391 A JP8356391 A JP 8356391A JP 8356391 A JP8356391 A JP 8356391A JP H04293772 A JPH04293772 A JP H04293772A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- electromagnets
- cathode
- sets
- sputtering
- 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.)
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネトロンスパッタ
装置に関し、特にスパッタリングターゲットにおけるエ
ロージョン領域の広大化の実現によるターゲット利用効
率の向上と、基板上に堆積される膜質分布の均一性の実
現による高性能薄膜の形成を可能ならしめるスパッタリ
ング陰極に関する。
装置に関し、特にスパッタリングターゲットにおけるエ
ロージョン領域の広大化の実現によるターゲット利用効
率の向上と、基板上に堆積される膜質分布の均一性の実
現による高性能薄膜の形成を可能ならしめるスパッタリ
ング陰極に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマグネトロンスパッタカソードの
構造は、特開６０−１５５６７２号公報に記載のように
カソード中央部と周辺部にそれぞれ極性を上下逆向きに
した永久磁石を配置することによりターゲット上部近傍
に直交磁界を発生させ、放電によって生じたプラズマ中
の電子を直交磁界中に捕獲することにより効率よく正イ
オン（例えばＡｒ＋ 等）がターゲット面に衝突し、そ
の結果高速な薄膜形成が可能となっていた。
構造は、特開６０−１５５６７２号公報に記載のように
カソード中央部と周辺部にそれぞれ極性を上下逆向きに
した永久磁石を配置することによりターゲット上部近傍
に直交磁界を発生させ、放電によって生じたプラズマ中
の電子を直交磁界中に捕獲することにより効率よく正イ
オン（例えばＡｒ＋ 等）がターゲット面に衝突し、そ
の結果高速な薄膜形成が可能となっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来はマグネットホル
ダー上の円周部に永久磁石を配置し、一円周部から他円
周部へ磁力線が向かうような磁場分布を実現し、なおか
つマグネットホルダーを回転させることによってターゲ
ット全面において磁場強度の一様化を図っていたが、従
来方法においてはマグネットを回転させることにより摺
動部が生じ、保守面が煩雑であることに加え、永久磁石
を用いたため最適な磁場値の設定が困難であるという問
題があった。
ダー上の円周部に永久磁石を配置し、一円周部から他円
周部へ磁力線が向かうような磁場分布を実現し、なおか
つマグネットホルダーを回転させることによってターゲ
ット全面において磁場強度の一様化を図っていたが、従
来方法においてはマグネットを回転させることにより摺
動部が生じ、保守面が煩雑であることに加え、永久磁石
を用いたため最適な磁場値の設定が困難であるという問
題があった。
【０００４】そこでこの発明は、以上のような問題を解
決するために摺動部が存在せず、かつターゲット上に分
布する磁場の値を容易に調節できる性能を備えたスパッ
タリングカソードをスパッタ装置に導入することにより
、良好な特性を有する薄膜作成、及び簡便な保守環境を
提供することを目的とする。
決するために摺動部が存在せず、かつターゲット上に分
布する磁場の値を容易に調節できる性能を備えたスパッ
タリングカソードをスパッタ装置に導入することにより
、良好な特性を有する薄膜作成、及び簡便な保守環境を
提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、スパッタリングカソード内に１組複数個で
構成される電磁石を複数組配置させ、各電磁石の組に対
して印加する電流の大きさ及び位相を制御することによ
りターゲット面のほぼ全域において大きさの均一な水平
磁場を形成する手段を設けたものである。
するために、スパッタリングカソード内に１組複数個で
構成される電磁石を複数組配置させ、各電磁石の組に対
して印加する電流の大きさ及び位相を制御することによ
りターゲット面のほぼ全域において大きさの均一な水平
磁場を形成する手段を設けたものである。
【０００６】
【作用】上記手段はカソード内部に配置された１組複数
個から成る複数組の電磁石によってターゲット面のほぼ
全域において水平磁場を形成しうるためスパッタリング
時のターゲットのエロージョンエリアは広大化し、ター
ゲット面のほぼ全域が均一な速度でスパッタされる。し
かもこのエロージョンエリアのコントロールは電磁石に
印加する電流の波形及び位相等を調節することにより簡
便に行われる。従って本発明によりアノードに設置され
た基板上に堆積される膜厚分布の均一性、及びターゲッ
トの利用効率を高めることが可能になる。
個から成る複数組の電磁石によってターゲット面のほぼ
全域において水平磁場を形成しうるためスパッタリング
時のターゲットのエロージョンエリアは広大化し、ター
ゲット面のほぼ全域が均一な速度でスパッタされる。し
かもこのエロージョンエリアのコントロールは電磁石に
印加する電流の波形及び位相等を調節することにより簡
便に行われる。従って本発明によりアノードに設置され
た基板上に堆積される膜厚分布の均一性、及びターゲッ
トの利用効率を高めることが可能になる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳述す
る。図１は本発明の一実施例であるスパッタ装置の概略
図、図２は本実施例のカソードに設置された電磁石の概
略構成図である。本実施例のスパッタ装置は、スパッタ
チャンバー１と、スパッタチャンバー１内にアルゴンガ
スを導入するガス導入管２と、排気管３と、シリコンウ
エハの基板４と、アノード５と、ターゲット６と、カソ
ード８と、電磁石１１ａ，１１ｂ、１２ａ，１２ｂ、１
３ａ，１３ｂと、電磁石１１ａ，１１ｂ、１２ａ，１２
ｂ、１３ａ，１３ｂに加える電流を制御する電流制御装
置１０とを備えるものである。なお、９は電流リード線
、１８はマグネットホルダである。
る。図１は本発明の一実施例であるスパッタ装置の概略
図、図２は本実施例のカソードに設置された電磁石の概
略構成図である。本実施例のスパッタ装置は、スパッタ
チャンバー１と、スパッタチャンバー１内にアルゴンガ
スを導入するガス導入管２と、排気管３と、シリコンウ
エハの基板４と、アノード５と、ターゲット６と、カソ
ード８と、電磁石１１ａ，１１ｂ、１２ａ，１２ｂ、１
３ａ，１３ｂと、電磁石１１ａ，１１ｂ、１２ａ，１２
ｂ、１３ａ，１３ｂに加える電流を制御する電流制御装
置１０とを備えるものである。なお、９は電流リード線
、１８はマグネットホルダである。
【０００８】スパッタチャンバー１内のアノード５とカ
ソード８間に、ある大きさの直流、又は交流の電圧が印
加される際、ガス導入管２からチャンバー１に導入され
るアルゴンが電離し、アノード５とカソード８間に放電
空間が形成される。この際、カソード８内に設置されて
いる電磁石により点線１４で示すようなターゲット６面
のほぼ全域に対して水平な磁力線を発生させることによ
り、ターゲット６面の上部近傍に電子が捕獲され、この
電子の存在によってアルゴンイオンが効率よくターゲッ
ト６に衝突しターゲット材料原子がたたき出されアノー
ド５に取付けられた基板４に堆積される。なおイオン衝
突によるターゲット温度の上昇を抑えるためカソード８
下部に設けた穴７ａ及び７ｂに冷却水を供給、排水でき
るような構造もこのカソード８は有する。
ソード８間に、ある大きさの直流、又は交流の電圧が印
加される際、ガス導入管２からチャンバー１に導入され
るアルゴンが電離し、アノード５とカソード８間に放電
空間が形成される。この際、カソード８内に設置されて
いる電磁石により点線１４で示すようなターゲット６面
のほぼ全域に対して水平な磁力線を発生させることによ
り、ターゲット６面の上部近傍に電子が捕獲され、この
電子の存在によってアルゴンイオンが効率よくターゲッ
ト６に衝突しターゲット材料原子がたたき出されアノー
ド５に取付けられた基板４に堆積される。なおイオン衝
突によるターゲット温度の上昇を抑えるためカソード８
下部に設けた穴７ａ及び７ｂに冷却水を供給、排水でき
るような構造もこのカソード８は有する。
【０００９】図２、図３はカソード８内に設置されてい
る電磁石の構成例である。ここでは各組２個ずつの電磁
石で構成されている例を示す。図２は電磁石をカソード
内部において放射状に配置したものであり１２ａ、１２
ｂのようにマグネットホルダ１８の直径方向にある２つ
の電磁石を１組とし、その１組の電磁石に対し、点線１
４で示すような磁力線を発生させる。各組の電磁石に対
し、例えば図４のような電流を印加することによりター
ゲット上部で実効的に回転磁場を発生させることができ
る。図２、図４を用いて具体的に説明すると電磁石１１
ａ、１１ｂの組には１９の電流、１２ａ、１２ｂの組に
は２０の電流、１３ａ、１３ｂの組には２１の電流を印
加する。図２以外の例として図３のように電磁石の軸を
マグネットホルダ１８の面に対し、垂直に配置する構成
も考えられる。また、電磁石に印加する電流に関しても
図４に示すもの以外に例えば図５のような半波整流を行
った電流の印加も可能である。電磁石の組数も本実施例
では３組であったがそれ以上、あるいはそれ以下に設定
しても当然かまわない。その際、各組の電磁石に印加す
る電流の位相差、及び電流値等の設定を電流制御装置１
０で変更すればよい。
る電磁石の構成例である。ここでは各組２個ずつの電磁
石で構成されている例を示す。図２は電磁石をカソード
内部において放射状に配置したものであり１２ａ、１２
ｂのようにマグネットホルダ１８の直径方向にある２つ
の電磁石を１組とし、その１組の電磁石に対し、点線１
４で示すような磁力線を発生させる。各組の電磁石に対
し、例えば図４のような電流を印加することによりター
ゲット上部で実効的に回転磁場を発生させることができ
る。図２、図４を用いて具体的に説明すると電磁石１１
ａ、１１ｂの組には１９の電流、１２ａ、１２ｂの組に
は２０の電流、１３ａ、１３ｂの組には２１の電流を印
加する。図２以外の例として図３のように電磁石の軸を
マグネットホルダ１８の面に対し、垂直に配置する構成
も考えられる。また、電磁石に印加する電流に関しても
図４に示すもの以外に例えば図５のような半波整流を行
った電流の印加も可能である。電磁石の組数も本実施例
では３組であったがそれ以上、あるいはそれ以下に設定
しても当然かまわない。その際、各組の電磁石に印加す
る電流の位相差、及び電流値等の設定を電流制御装置１
０で変更すればよい。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
ーゲット面のほとんどの領域において水平磁界が得られ
るのでエロージョン面積の増大化を図ることができ、従
ってターゲットの使用効率が高まり経済性の向上に寄与
することができ、しかも摺動部が存在しないので構造が
簡素化され、装置保守が容易なスパッタ装置を提供する
ことができる。
ーゲット面のほとんどの領域において水平磁界が得られ
るのでエロージョン面積の増大化を図ることができ、従
ってターゲットの使用効率が高まり経済性の向上に寄与
することができ、しかも摺動部が存在しないので構造が
簡素化され、装置保守が容易なスパッタ装置を提供する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例であるスパッタ装置のチャン
バーの概略断面図である。
バーの概略断面図である。
【図２】本実施例のカソードに設置された電磁石の概略
構成図である。
構成図である。
【図３】本実施例のカソードに設置された電磁石の変形
例を示す図である。
例を示す図である。
【図４】本実施例の電磁石の各組に印加する電流波形図
である。
である。
【図５】本実施例の電磁石の各組に印加する他の電流波
形図である。
形図である。
１ スパッタチャンバー
２ ガス導入管
３ 排気管
４ 基板
５ アノード
６ ターゲット
１１ａ，１１ｂ、１２ａ，１２ｂ、１３ａ，１３ｂ、１
５ａ，１５ｂ、１６ａ，１６ｂ、１７ａ，１７ｂ
電磁石 ８ カソード ７ａ，７ｂ 冷却水口 ９ 電流リード線 １０ 電流制御装置 １４ 磁力線 １８ マグネットホルダ
５ａ，１５ｂ、１６ａ，１６ｂ、１７ａ，１７ｂ
電磁石 ８ カソード ７ａ，７ｂ 冷却水口 ９ 電流リード線 １０ 電流制御装置 １４ 磁力線 １８ マグネットホルダ
Claims (2)
- 【請求項１】 グロー放電可能な真空度が実現しうる
真空槽内にターゲットの備わったカソード電極と円形基
板の設置が可能なアノード電極を相対向して配置し、そ
れらの間で放電を実現することにより前記ターゲットを
構成する粒子を前記円形基板上に堆積せしめて、所望の
薄膜形成が可能なスパッタ装置において、前記カソード
電極内に、前記カソード中心から放射状に配置された電
磁石によって、該カソード面に交わることのない磁場分
布を形成する手段を備えるスパッタ装置。 - 【請求項２】 カソード内部に複数個で構成される電
磁石の組を複数組配置し、それらの電磁石の組に対して
、それぞれ位相の異なる電流を印加することにより該カ
ソード面に対し水平方向の回転磁場を実現する請求項１
記載のスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8356391A JPH04293772A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | スパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8356391A JPH04293772A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | スパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04293772A true JPH04293772A (ja) | 1992-10-19 |
Family
ID=13805987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8356391A Withdrawn JPH04293772A (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | スパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04293772A (ja) |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP8356391A patent/JPH04293772A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |