JPH0436466A - マイクロ波プラズマ発生装置 - Google Patents
マイクロ波プラズマ発生装置Info
- Publication number
- JPH0436466A JPH0436466A JP2144708A JP14470890A JPH0436466A JP H0436466 A JPH0436466 A JP H0436466A JP 2144708 A JP2144708 A JP 2144708A JP 14470890 A JP14470890 A JP 14470890A JP H0436466 A JPH0436466 A JP H0436466A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- coaxial tube
- plasma generator
- vacuum chamber
- microwave plasma
- 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.)
- Pending
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Plasma Technology (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
本発明は半導体プロセス技術２表面処理技術等のスパッ
タリングにより膜付けを行うマイクロ波プラズマ発生装
置に関するものである。
タリングにより膜付けを行うマイクロ波プラズマ発生装
置に関するものである。
従来の技術
以下に従来のスパッタリング装置について説明する。
第２図は従来のマグネトロンスパッタ装置の構成図であ
り、１は真空槽、２は真空槽１内に設けられたターゲッ
ト、３はターゲット２と平行な磁界、４は磁界３を発生
させる永久磁石、５はターゲット２と対向配置された基
板ホルダー、６はターゲット２と基板ホルダー５との間
に電界を発生させるための高周波電源、７はプラズマを
発生させるための導入ガス、８は基板ホルダーに固定さ
れた基板、９は永久磁石４の磁気回路を構成する継鉄で
ある。
り、１は真空槽、２は真空槽１内に設けられたターゲッ
ト、３はターゲット２と平行な磁界、４は磁界３を発生
させる永久磁石、５はターゲット２と対向配置された基
板ホルダー、６はターゲット２と基板ホルダー５との間
に電界を発生させるための高周波電源、７はプラズマを
発生させるための導入ガス、８は基板ホルダーに固定さ
れた基板、９は永久磁石４の磁気回路を構成する継鉄で
ある。
以上のように構成されたマグネトロンスパッタ装置につ
いて、以下その動作を説明する。
いて、以下その動作を説明する。
ターゲット２表面近傍にターゲット２面と平行な磁界３
を永久磁石４により得る。ターゲット２に電源６により
１３．５６ＭＨｚの高周波を印加することによって、磁
界３と直交する電界が得られる。この直交する磁界３と
電界とによって空間電荷として放電領域にある電子を捕
え込んで、高周波でエネルギーを与えるとターゲット２
上で電子がマグネトロン運動を行い、導入ガス８と衝突
し、イオン化させる。このように永久磁石４の磁気ギャ
ップにプラズマを封じ込め、高密度プラズマを生成する
ことにより、高周波の電界によりプラズマ中のイオンを
ターゲット２に衝突させて、スパッタリングを行う。
を永久磁石４により得る。ターゲット２に電源６により
１３．５６ＭＨｚの高周波を印加することによって、磁
界３と直交する電界が得られる。この直交する磁界３と
電界とによって空間電荷として放電領域にある電子を捕
え込んで、高周波でエネルギーを与えるとターゲット２
上で電子がマグネトロン運動を行い、導入ガス８と衝突
し、イオン化させる。このように永久磁石４の磁気ギャ
ップにプラズマを封じ込め、高密度プラズマを生成する
ことにより、高周波の電界によりプラズマ中のイオンを
ターゲット２に衝突させて、スパッタリングを行う。
発明が解決しようとする課題
しかし、このような構造のものでは、１３．５６ＭＨｚ
の高周波放電を利用しているために、アルゴンガスで安
定な放電を維持するためにはターゲットと基板ホルダー
との間のガス圧力を３ Ｘ １０ Ｔｏｒｒ以下にす
ることができなかった。このため、スパッタ粒子と残留
ガスとの衝突も多く、スパッタ粒子が等方的であったり
、基板への付着確率が低下すると言う課題があった。
の高周波放電を利用しているために、アルゴンガスで安
定な放電を維持するためにはターゲットと基板ホルダー
との間のガス圧力を３ Ｘ １０ Ｔｏｒｒ以下にす
ることができなかった。このため、スパッタ粒子と残留
ガスとの衝突も多く、スパッタ粒子が等方的であったり
、基板への付着確率が低下すると言う課題があった。
そこで本発明は、上記課題に鑑み、低ガス圧力でも高密
度プラズマが生成できる２、 ４５ ＧＨｚのマイクロ
波放電を利用し、ガス圧力がＩＱ Ｔｏｒｒ台でも、
安定にマグネトロンスパッタリングを行うことができる
マイクロ波プラズマ発生装置の提供を目的とする。
度プラズマが生成できる２、 ４５ ＧＨｚのマイクロ
波放電を利用し、ガス圧力がＩＱ Ｔｏｒｒ台でも、
安定にマグネトロンスパッタリングを行うことができる
マイクロ波プラズマ発生装置の提供を目的とする。
課題を解決するための手段
上記問題点を解決するため、本発明は、一端にマイクロ
波発振器が付いており、もう一端がドアノブ型であり間
口された同軸管と、ドアノブ型の内部管の平坦な部分に
設置されたターゲットと、ターゲットの下の磁石と、同
軸管の途中の真空封じ用ガラス板と、ドアノブ部とガス
導入口と排気口が取り付けられた真空槽と、真空槽内に
あってターゲットと対向した基板ホルダーと、真空槽内
にあり同軸管の開口部以外をシールドする放電シールド
板とを備え、前記同軸管と真空槽とは電気的に絶縁され
ており、前記同軸管に高周波印加手段とを有するもので
ある。
波発振器が付いており、もう一端がドアノブ型であり間
口された同軸管と、ドアノブ型の内部管の平坦な部分に
設置されたターゲットと、ターゲットの下の磁石と、同
軸管の途中の真空封じ用ガラス板と、ドアノブ部とガス
導入口と排気口が取り付けられた真空槽と、真空槽内に
あってターゲットと対向した基板ホルダーと、真空槽内
にあり同軸管の開口部以外をシールドする放電シールド
板とを備え、前記同軸管と真空槽とは電気的に絶縁され
ており、前記同軸管に高周波印加手段とを有するもので
ある。
作 用
本発明のマイクロ波プラズマ発生装置によれば、ドアノ
ブ型の同軸管を伝播して来たマイクロ波が、周囲から同
軸管の内部管の終端のターゲット上に放射される。この
時ターゲットの下に同心円型の永久磁石により、ある一
定のガス圧力になるとマグネトロン放電が起こる。そし
て、同軸管に高周波を印加してやれば、ターゲットのス
パッタリングが起こる。
ブ型の同軸管を伝播して来たマイクロ波が、周囲から同
軸管の内部管の終端のターゲット上に放射される。この
時ターゲットの下に同心円型の永久磁石により、ある一
定のガス圧力になるとマグネトロン放電が起こる。そし
て、同軸管に高周波を印加してやれば、ターゲットのス
パッタリングが起こる。
この結果、マイクロ波によるマグネトロン放電が起こり
、低ガス圧力でも安定に放電が維持でき、高密度なプラ
ズマも生成できる。
、低ガス圧力でも安定に放電が維持でき、高密度なプラ
ズマも生成できる。
実施例
以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。
第１図において、１１はマグネトロンで、内部管１２ａ
と外部管１２ｂとからなる同軸管１２に接続されている
。同軸管１２は途中でＴ字型になっており、スタブチュ
ーナー１３が設置されている。同軸管１２の終端はドア
ノブ型に開いており、ドアノブ内部管１２ａ′は内部管
１２ａの延長上にあり、径を徐々に大きくするために４
５度の円錐台と円筒とからなっており、平坦部にはター
ゲット１４が設置できるようになっている。ターゲット
１４の下にはリング状の磁気ギャップを持った同心円の
永久磁石１５が埋め込まれている。ターゲット１４と永
久磁石１５は水冷できるように内部管１２ａの内部に水
冷パイプ１６が通しである。ドアノブ内部管１２ａ°を
どの方向にもある一定の間隔を保っておおい包むように
ドアノブ外部管１２ｂ゛が、外部管１２ｂの延長上に設
置されている。ドアノブ外部管１２ｂ′は平坦部にター
ゲット１４とほぼ同じ径の開孔１７がある。また、ドア
ノブ内部管１２ａ′とドアノブ外部管１２ｂ゛との間に
は真空封じができるガラス板１８がドアノブ１２°の傾
斜部に取り付けられている。ドアノブ外部管１２ｂ゛の
周囲にはフランジ１９が設置されており、真空封じが可
能なテフロン板２０ではさみ込まれており、テフロン板
２０は真空チャンバー２１に取り付けてあり、同軸管１
２と真空チャンバー２１は電気的に絶縁できるようにな
っている。真空チャンバー２１はガス等人口２２と排気
口２３とを有している。また、真空チャンバー２１内に
は、ドアノブ外部管１２ｂ′をある一定の間隔（例えば
２〜３■）を持っておおうように放電シールド板２４が
取り付けである。放電シールド板２４はドアノブ外部管
１２ｂ゛の開孔部１７とほぼ同じ大きさの開孔２５が開
けである。この開孔２５と対向して、基板ホルダー２６
が真空チャンバー２１に設置されており、その上に基板
２７がある。
と外部管１２ｂとからなる同軸管１２に接続されている
。同軸管１２は途中でＴ字型になっており、スタブチュ
ーナー１３が設置されている。同軸管１２の終端はドア
ノブ型に開いており、ドアノブ内部管１２ａ′は内部管
１２ａの延長上にあり、径を徐々に大きくするために４
５度の円錐台と円筒とからなっており、平坦部にはター
ゲット１４が設置できるようになっている。ターゲット
１４の下にはリング状の磁気ギャップを持った同心円の
永久磁石１５が埋め込まれている。ターゲット１４と永
久磁石１５は水冷できるように内部管１２ａの内部に水
冷パイプ１６が通しである。ドアノブ内部管１２ａ°を
どの方向にもある一定の間隔を保っておおい包むように
ドアノブ外部管１２ｂ゛が、外部管１２ｂの延長上に設
置されている。ドアノブ外部管１２ｂ′は平坦部にター
ゲット１４とほぼ同じ径の開孔１７がある。また、ドア
ノブ内部管１２ａ′とドアノブ外部管１２ｂ゛との間に
は真空封じができるガラス板１８がドアノブ１２°の傾
斜部に取り付けられている。ドアノブ外部管１２ｂ゛の
周囲にはフランジ１９が設置されており、真空封じが可
能なテフロン板２０ではさみ込まれており、テフロン板
２０は真空チャンバー２１に取り付けてあり、同軸管１
２と真空チャンバー２１は電気的に絶縁できるようにな
っている。真空チャンバー２１はガス等人口２２と排気
口２３とを有している。また、真空チャンバー２１内に
は、ドアノブ外部管１２ｂ′をある一定の間隔（例えば
２〜３■）を持っておおうように放電シールド板２４が
取り付けである。放電シールド板２４はドアノブ外部管
１２ｂ゛の開孔部１７とほぼ同じ大きさの開孔２５が開
けである。この開孔２５と対向して、基板ホルダー２６
が真空チャンバー２１に設置されており、その上に基板
２７がある。
このような構造において、マグネトロン１１から発振さ
れた２、４５ＧＨｚのマイクロ波は、例えば内径１８ｍ
、外径４２−の同軸管１２を伝幡しガラス板１８を通過
し、ドアノブ１２′を伝幡し、ターゲット１４上に導か
れる。このときガス導入口２２からアルゴンガス等を導
入して、真空チャンバー２１内のガス圧力を２ Ｘ １
０−２Ｔｏｒｒにすると放電が開始される。また、スタ
ーブチューナー１３の位置を適当に変化させ、プラズマ
を例えば３インチのＳ ｉＯ２ターゲツト１４の上に持
って来る。ターゲット１４上では同心円永久磁石１５の
作用により１００〜２００ガウスの磁場が印加されてお
り、リング上の磁気ギャップにプラズマが捕獲され、マ
グネトロンモードの放電が維持される。そして、ガス圧
力を低下させ、例えば８ Ｘ １０ Ｔｏｒｒ、同軸
管１２に高周波電源２８により、例えば１３．５６ＭＨ
ｚを印加すると、ターゲット１４上のプラズマ中のイオ
ンがターゲット１４の表面をたたき、ターゲット１４の
粒子を放出する。この粒子が基板２７に飛来して、ター
ゲット１４の成分の薄膜を形成する。
れた２、４５ＧＨｚのマイクロ波は、例えば内径１８ｍ
、外径４２−の同軸管１２を伝幡しガラス板１８を通過
し、ドアノブ１２′を伝幡し、ターゲット１４上に導か
れる。このときガス導入口２２からアルゴンガス等を導
入して、真空チャンバー２１内のガス圧力を２ Ｘ １
０−２Ｔｏｒｒにすると放電が開始される。また、スタ
ーブチューナー１３の位置を適当に変化させ、プラズマ
を例えば３インチのＳ ｉＯ２ターゲツト１４の上に持
って来る。ターゲット１４上では同心円永久磁石１５の
作用により１００〜２００ガウスの磁場が印加されてお
り、リング上の磁気ギャップにプラズマが捕獲され、マ
グネトロンモードの放電が維持される。そして、ガス圧
力を低下させ、例えば８ Ｘ １０ Ｔｏｒｒ、同軸
管１２に高周波電源２８により、例えば１３．５６ＭＨ
ｚを印加すると、ターゲット１４上のプラズマ中のイオ
ンがターゲット１４の表面をたたき、ターゲット１４の
粒子を放出する。この粒子が基板２７に飛来して、ター
ゲット１４の成分の薄膜を形成する。
なお、高周波を１３．５６ＭＨｚとしたが、１００ＫＨ
ｚ〜１００ＭＨｚでも同じ効果を奏する。
ｚ〜１００ＭＨｚでも同じ効果を奏する。
なお、磁場を１００〜２００ガウスとしたが、０．１〜
０．９キロガウスでも同じ効果を奏する。
０．９キロガウスでも同じ効果を奏する。
発明の効果
本発明のマイクロ波プラズマ発生装置によれば、同軸型
のマイクロ波放電と高周波マグネトロン放電との組み合
わせで、低ガス圧力でも高密度で安定なプラズマが形成
され、Ｓ ｉＯ２等のスパッタリングを１０ ’Ｔｏｒ
ｒ程度で、高速に行うことができる。
のマイクロ波放電と高周波マグネトロン放電との組み合
わせで、低ガス圧力でも高密度で安定なプラズマが形成
され、Ｓ ｉＯ２等のスパッタリングを１０ ’Ｔｏｒ
ｒ程度で、高速に行うことができる。
第１図は本発明の実施例のマイクロ波プラズマ発生装置
の断面図、第２図は従来のマグネトロンスパッタリング
装置の構成図である。 １１・・・・・・マグネトロン、１２・・・・・・同軸
管、１３・・・・・・スタブチューナー １４・・・・
・・ターゲット、１５・・・・・・永久磁石、１６・・
目・・水冷パイプ、１７・旧・・開孔部、１８・・・・
・・ガラス板、１９・・・・・・フランジ、２０・・・
・・・テフロン板、２１・・・・・・真空チャンバー２
２・・・・・・ガス導入口、２３・・・・・・排気口、
２４・旧・・放電シールド板、２５・・・・・・開孔、
２６・・・・・・基板ボルダ−１２７・・・・・・基板
、２８・・・・・・高周波電源。
の断面図、第２図は従来のマグネトロンスパッタリング
装置の構成図である。 １１・・・・・・マグネトロン、１２・・・・・・同軸
管、１３・・・・・・スタブチューナー １４・・・・
・・ターゲット、１５・・・・・・永久磁石、１６・・
目・・水冷パイプ、１７・旧・・開孔部、１８・・・・
・・ガラス板、１９・・・・・・フランジ、２０・・・
・・・テフロン板、２１・・・・・・真空チャンバー２
２・・・・・・ガス導入口、２３・・・・・・排気口、
２４・旧・・放電シールド板、２５・・・・・・開孔、
２６・・・・・・基板ボルダ−１２７・・・・・・基板
、２８・・・・・・高周波電源。
Claims (6)
- （１）一端にマイクロ波発振器が設けられもう一端がド
アノブ型であり開孔された同軸管と、前記ドアノブ型の
内部管の平坦な部分に設置されたターゲットと、前記タ
ーゲットの下部に設けられた磁石と、前記同軸管の途中
に配された真空封じ用ガラス板と、ドアノブ部とガス導
入口と排気口とを備えてなる真空槽と、前記真空槽内に
あって前記ターゲットと対向した基板ホルダーと、前記
真空槽内にあり同軸管の開口部以外をシールドする放電
シールド板とを備え、前記同軸管と真空槽とは電気的に
絶縁されており、前記同軸管に高周波印加手段を有する
マイクロ波プラズマ発生装置。 - （２）磁石は同心円状にＮ極とＳ極がある永久磁石でタ
ーゲット上の磁場が０．１〜０．９キロガウスである請
求項１記載のマイクロ波プラズマ発生装置。 - （３）同軸管はドアノブの根元が４５度に開いている請
求項１記載のマイクロ波プラズマ発生装置。 - （４）同軸管はＴ字型であるとともに、スタブチューナ
ーを有する請求項１記載のマイクロ波プラズマ発生装置
。 - （５）マイクロ波は周波数が２．４５ＧＨｚである請求
項１記載のマイクロ波プラズマ発生装置。 - （６）高周波は１００ＫＨｚ〜１００ＭＨｚである請求
項１記載のマイクロ波プラズマ発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2144708A JPH0436466A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | マイクロ波プラズマ発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2144708A JPH0436466A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | マイクロ波プラズマ発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0436466A true JPH0436466A (ja) | 1992-02-06 |
Family
ID=15368443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2144708A Pending JPH0436466A (ja) | 1990-06-01 | 1990-06-01 | マイクロ波プラズマ発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0436466A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002124196A (ja) * | 2000-10-18 | 2002-04-26 | Hitachi Ltd | マグネトロン及びそれを用いた加工装置 |
-
1990
- 1990-06-01 JP JP2144708A patent/JPH0436466A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002124196A (ja) * | 2000-10-18 | 2002-04-26 | Hitachi Ltd | マグネトロン及びそれを用いた加工装置 |
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