JPH04371575A - スパッタ装置 - Google Patents
スパッタ装置Info
- Publication number
- JPH04371575A JPH04371575A JP14639691A JP14639691A JPH04371575A JP H04371575 A JPH04371575 A JP H04371575A JP 14639691 A JP14639691 A JP 14639691A JP 14639691 A JP14639691 A JP 14639691A JP H04371575 A JPH04371575 A JP H04371575A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- magnet
- ring magnet
- ring
- disk
- 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.)
- Withdrawn
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタ装置、特にマグ
ネトロン・スパッタ装置のガンの構造に関する。
ネトロン・スパッタ装置のガンの構造に関する。
【０００２】マグネトロン方式のスパッタ装置は、電場
と直交する磁場が配置されており、真空中で発生するプ
ラズマがターゲット近傍に閉じ込められてプラズマ密度
が高まるからターゲットのスパッタ効率が良く、膜成長
速度が大きい等、多くの利点を有している。そのため、
近年、半導体装置の製造その他広汎な分野で金属薄膜等
を形成する目的で使用されるようになった。但し、磁場
がターゲットの一部に強く形成されるためにターゲット
が局部的に消耗してターゲットの利用効率が低いという
欠点があり、その改善が望まれている。
と直交する磁場が配置されており、真空中で発生するプ
ラズマがターゲット近傍に閉じ込められてプラズマ密度
が高まるからターゲットのスパッタ効率が良く、膜成長
速度が大きい等、多くの利点を有している。そのため、
近年、半導体装置の製造その他広汎な分野で金属薄膜等
を形成する目的で使用されるようになった。但し、磁場
がターゲットの一部に強く形成されるためにターゲット
が局部的に消耗してターゲットの利用効率が低いという
欠点があり、その改善が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】従来のマグネトロン・スパッタ装置の例
を図２を参照しながら説明する。図２は従来例の装置要
部を示す断面図であり、同図（ａ） 、（ｂ） 、（ｃ
） はそれぞれ第一例、第二例、第三例のそれぞれガン
の部分のみを模式的に示している。同図において、図１
と同じものには同一の符号を付与した。
を図２を参照しながら説明する。図２は従来例の装置要
部を示す断面図であり、同図（ａ） 、（ｂ） 、（ｃ
） はそれぞれ第一例、第二例、第三例のそれぞれガン
の部分のみを模式的に示している。同図において、図１
と同じものには同一の符号を付与した。
【０００４】（ａ） は代表的な従来例であり、１はタ
ーゲット、３はリング磁石、４は内側磁石、５は円板で
ある。ターゲット１は被着しようとする薄膜と同一材料
からなる円板であり、陰極部を構成し、陰極部を構成す
る被処理基板（図示は省略）と対向している。ターゲッ
ト１の裏面にはターゲット１を冷却するためのバッキン
グ・プレートが接合されている（図示は省略）。リング
磁石３はリング状の永久磁石であり、軟磁性材からなる
円板５上に固定されている。内側磁石４は円柱状の永久
磁石であり、リング磁石３のリングの中心の位置で円板
５上に固定されている。リング磁石３と内側磁石４の各
磁極面の極性は逆になっている。
ーゲット、３はリング磁石、４は内側磁石、５は円板で
ある。ターゲット１は被着しようとする薄膜と同一材料
からなる円板であり、陰極部を構成し、陰極部を構成す
る被処理基板（図示は省略）と対向している。ターゲッ
ト１の裏面にはターゲット１を冷却するためのバッキン
グ・プレートが接合されている（図示は省略）。リング
磁石３はリング状の永久磁石であり、軟磁性材からなる
円板５上に固定されている。内側磁石４は円柱状の永久
磁石であり、リング磁石３のリングの中心の位置で円板
５上に固定されている。リング磁石３と内側磁石４の各
磁極面の極性は逆になっている。
【０００５】ところで、マグネトロン・スパッタ装置に
おいては、磁場がターゲット面に平行な領域でターゲッ
トがスパッタされ、垂直な領域では殆どスパッタされな
い。従って（ａ） の例ではターゲット１の消耗（エロ
ージョン）は前面一様には進まず、その中央部、即ち内
側磁石４直上付近は最後まで消耗しない。
おいては、磁場がターゲット面に平行な領域でターゲッ
トがスパッタされ、垂直な領域では殆どスパッタされな
い。従って（ａ） の例ではターゲット１の消耗（エロ
ージョン）は前面一様には進まず、その中央部、即ち内
側磁石４直上付近は最後まで消耗しない。
【０００６】（ｂ） の例は、（ａ） の例における円
板５、リング磁石３及び内側磁石４（これらは同心に固
定されている）をその中心から偏心させて回転する構造
を有している。磁場が周期的に移動するため、ターゲッ
ト１のエロージョンは（ａ） の例より均一化するが、
ターゲット１とリング磁石３の寸法の関係で偏心量が制
限されるから磁場の移動は僅少となり、ターゲット１の
中央部付近が充分にスパッタされるようにすることは困
難である。
板５、リング磁石３及び内側磁石４（これらは同心に固
定されている）をその中心から偏心させて回転する構造
を有している。磁場が周期的に移動するため、ターゲッ
ト１のエロージョンは（ａ） の例より均一化するが、
ターゲット１とリング磁石３の寸法の関係で偏心量が制
限されるから磁場の移動は僅少となり、ターゲット１の
中央部付近が充分にスパッタされるようにすることは困
難である。
【０００７】（ｃ） の例は、（ａ） の例における永
久磁石に代えて、コア１１、コイル１２、コイル１３か
らなる電磁石としたものであり、コイル１２とコイル１
３とに流す電流を変化させることにより磁場分布を変化
させる。ターゲット１のエロージョンは（ａ） の例よ
り均一化するが、その中央部、即ち内側磁石４直上付近
は最後まで消耗しない。
久磁石に代えて、コア１１、コイル１２、コイル１３か
らなる電磁石としたものであり、コイル１２とコイル１
３とに流す電流を変化させることにより磁場分布を変化
させる。ターゲット１のエロージョンは（ａ） の例よ
り均一化するが、その中央部、即ち内側磁石４直上付近
は最後まで消耗しない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ターゲットにスパッタされる領域とされない領域とがあ
る場合、ターゲットの利用効率が低い（即ち寿命が短い
）という問題の他に、ターゲット材料によっては（例え
ばタングステンの場合）、薄膜を形成すべき基板上にパ
ーティクルが付着する、という問題があった。これは、
スパッタされたターゲット材料がスパッタされない領域
に一旦付着したのち剥離し、スパッタされる領域に再付
着して異常放電を起こしてパーティクルとなったもので
ある。例えば半導体装置における配線形成のためのタン
グステン薄膜被着に際してこのようなパーティクルが付
着すると、製造歩留りの低下やデバイスの信頼性低下を
引き起こすことになる。
ターゲットにスパッタされる領域とされない領域とがあ
る場合、ターゲットの利用効率が低い（即ち寿命が短い
）という問題の他に、ターゲット材料によっては（例え
ばタングステンの場合）、薄膜を形成すべき基板上にパ
ーティクルが付着する、という問題があった。これは、
スパッタされたターゲット材料がスパッタされない領域
に一旦付着したのち剥離し、スパッタされる領域に再付
着して異常放電を起こしてパーティクルとなったもので
ある。例えば半導体装置における配線形成のためのタン
グステン薄膜被着に際してこのようなパーティクルが付
着すると、製造歩留りの低下やデバイスの信頼性低下を
引き起こすことになる。
【０００９】本発明はこのような問題を解決して、ター
ゲットのエロージョンを均一化してパーティクルの発生
を抑制することが出来るマグネトロン・スパッタ装置を
提供することを目的とする。
ゲットのエロージョンを均一化してパーティクルの発生
を抑制することが出来るマグネトロン・スパッタ装置を
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、リング磁石３とその内側に配設した内側磁石４と
によりターゲット１表面近傍に閉磁場を形成するスパッ
タ装置において、該内側磁石４は該リング磁石３と同心
の円Ｃに沿って移動することを特徴とするスパッタ装置
とすることで、達成される。
れば、リング磁石３とその内側に配設した内側磁石４と
によりターゲット１表面近傍に閉磁場を形成するスパッ
タ装置において、該内側磁石４は該リング磁石３と同心
の円Ｃに沿って移動することを特徴とするスパッタ装置
とすることで、達成される。
【００１１】
【作用】本発明によれば、ターゲットとリング磁石との
位置関係は変わらず、内側磁石がリング磁石の内側でリ
ングの中心の周りを定速で旋回するから、内側磁石の直
上に生じる垂直磁場もターゲットの中心から外れた位置
で定速で旋回する。従ってターゲットの中心部もスパッ
タされ、且つ全くスパッタされない領域は生じない。し
かも内側磁石の旋回半径はリング磁石内で自由に変更可
能であり、エロージョンの均一化に最適の旋回半径を選
択することが出来る。従ってターゲット材料がタングス
テンであっても異常放電によるパーティクルの発生は殆
どない。
位置関係は変わらず、内側磁石がリング磁石の内側でリ
ングの中心の周りを定速で旋回するから、内側磁石の直
上に生じる垂直磁場もターゲットの中心から外れた位置
で定速で旋回する。従ってターゲットの中心部もスパッ
タされ、且つ全くスパッタされない領域は生じない。し
かも内側磁石の旋回半径はリング磁石内で自由に変更可
能であり、エロージョンの均一化に最適の旋回半径を選
択することが出来る。従ってターゲット材料がタングス
テンであっても異常放電によるパーティクルの発生は殆
どない。
【００１２】
【実施例】本発明に基づくマグネトロン・スパッタ装置
の実施例を図１を参照しながら説明する。図１は本発明
の実施例の装置要部を示す図であり、ガンの部分のみを
模式的に示している。同図において、１はターゲット、
２はバッキング・プレート、３はリング磁石、４は内側
磁石、５は円板、６は回転アーム、７は回転軸である。
の実施例を図１を参照しながら説明する。図１は本発明
の実施例の装置要部を示す図であり、ガンの部分のみを
模式的に示している。同図において、１はターゲット、
２はバッキング・プレート、３はリング磁石、４は内側
磁石、５は円板、６は回転アーム、７は回転軸である。
【００１３】ターゲット１は被着しようとする薄膜と同
一材料からなる円板であり、陰極部を構成し、陽極部を
構成する被処理基板（図示は省略）と対向している。バ
ッキング・プレート２はターゲット１を冷却するための
ものであり、ターゲット１の裏面にインジウム系の半田
等で接合されている。これは水冷ジャケットを備えてお
り、非磁性材からなっている。
一材料からなる円板であり、陰極部を構成し、陽極部を
構成する被処理基板（図示は省略）と対向している。バ
ッキング・プレート２はターゲット１を冷却するための
ものであり、ターゲット１の裏面にインジウム系の半田
等で接合されている。これは水冷ジャケットを備えてお
り、非磁性材からなっている。
【００１４】リング磁石３はリング状の永久磁石であり
、軟磁性材からなる円板５の上に同心で固定されている
（例えば接着剤で）。リング磁石３の磁極面とターゲッ
ト１の表面とは平行であり、両者の中心は一致している
。内側磁石４は円柱状の永久磁石であり、その磁極面の
極性はリング磁石３のそれとは逆になっている。内側磁
石４は軟磁性材からなる回転アーム６の一方の端部に固
定されており、回転アーム６の他方の端部は回転軸７に
固着されている。
、軟磁性材からなる円板５の上に同心で固定されている
（例えば接着剤で）。リング磁石３の磁極面とターゲッ
ト１の表面とは平行であり、両者の中心は一致している
。内側磁石４は円柱状の永久磁石であり、その磁極面の
極性はリング磁石３のそれとは逆になっている。内側磁
石４は軟磁性材からなる回転アーム６の一方の端部に固
定されており、回転アーム６の他方の端部は回転軸７に
固着されている。
【００１５】回転軸７は軸受（図示は省略）を介して円
板５に軸支されており、モータ、減速機等からなる回転
手段（図示は省略）により定速で回転する。回転軸７の
軸心はリング磁石３のリングの中心と一致しており、従
って回転軸７の回転によって内側磁石４はリング磁石３
と同心の円Ｃに沿って定速で移動（旋回）する。回転ア
ーム６の長さを変えるか、或いは内側磁石４の固定位置
を変えることにより、円Ｃの径を変えることが出来る。
板５に軸支されており、モータ、減速機等からなる回転
手段（図示は省略）により定速で回転する。回転軸７の
軸心はリング磁石３のリングの中心と一致しており、従
って回転軸７の回転によって内側磁石４はリング磁石３
と同心の円Ｃに沿って定速で移動（旋回）する。回転ア
ーム６の長さを変えるか、或いは内側磁石４の固定位置
を変えることにより、円Ｃの径を変えることが出来る。
【００１６】本発明者は、従来の構造のスパッタ・ガン
（図２（ａ） に相当）を有する枚葉式スパッタ装置の
スパッタ・ガンを上記のものに換え、シリコン・ウェー
ハにタングステン薄膜を被着した結果、パーティクルの
発生は元のスパッタ・ガンの場合に比して約１／１０に
減少した。尚、この際の各部の寸法・材質等は次の通り
である。ターゲット１は直径 ２００ｍｍ、厚さ６ｍｍ
のタングステン板、バッキング・プレート２は無酸素銅
製、リング磁石３は Ｓｍ−Ｃｏ系の磁石でリングの直
径が ２１０ｍｍ、内側磁石４は Ｓｍ−Ｃｏ系の磁石
で直径が ３０ ｍｍ、高さが ３０ ｍｍ、円板５及
び回転アーム６は軟鉄製、円Ｃの半径は ２０ 〜 ６
５ ｍｍ、回転速度は ５０ ｒｐｍ とした。
（図２（ａ） に相当）を有する枚葉式スパッタ装置の
スパッタ・ガンを上記のものに換え、シリコン・ウェー
ハにタングステン薄膜を被着した結果、パーティクルの
発生は元のスパッタ・ガンの場合に比して約１／１０に
減少した。尚、この際の各部の寸法・材質等は次の通り
である。ターゲット１は直径 ２００ｍｍ、厚さ６ｍｍ
のタングステン板、バッキング・プレート２は無酸素銅
製、リング磁石３は Ｓｍ−Ｃｏ系の磁石でリングの直
径が ２１０ｍｍ、内側磁石４は Ｓｍ−Ｃｏ系の磁石
で直径が ３０ ｍｍ、高さが ３０ ｍｍ、円板５及
び回転アーム６は軟鉄製、円Ｃの半径は ２０ 〜 ６
５ ｍｍ、回転速度は ５０ ｒｐｍ とした。
【００１７】本発明は以上の実施例に限定されることな
く、更に種々変形して実施することが出来る。
く、更に種々変形して実施することが出来る。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ターゲットのエロージョンを均一化してパーティクルの
発生を抑制することが可能なスパッタ装置を提供するこ
とが出来、半導体装置等の製造歩留りの向上及び信頼性
向上に寄与する。
ターゲットのエロージョンを均一化してパーティクルの
発生を抑制することが可能なスパッタ装置を提供するこ
とが出来、半導体装置等の製造歩留りの向上及び信頼性
向上に寄与する。
【図１】 本発明の実施例の装置要部を示す図である
。
。
【図２】 従来例の装置要部を示す断面図である。
１ ターゲット
２ バッキング・プレート
３ リング磁石
４ 内側磁石
５ 円板
６ 回転アーム
７ 回転軸
１１ コア
１２，１３ コイル
Ｃ 円
Claims (1)
- 【請求項１】 リング磁石（３） とその内側に配設
した内側磁石（４）とによりターゲット（１） 表面近
傍に閉磁場を形成するスパッタ装置において、該内側磁
石（４） は該リング磁石（３） と同心の円（Ｃ）
に沿って移動することを特徴とするスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14639691A JPH04371575A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | スパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14639691A JPH04371575A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | スパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04371575A true JPH04371575A (ja) | 1992-12-24 |
Family
ID=15406759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14639691A Withdrawn JPH04371575A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | スパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04371575A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100274713B1 (ko) * | 1996-08-19 | 2000-12-15 | 갈라스 윌리엄 이. | 기판상에 코팅을 하기 위한 스퍼터링 장치 및 방법과 스퍼터건 |
| KR100274433B1 (ko) * | 1996-10-02 | 2000-12-15 | 모리시타 요이찌 | 스퍼트링장치 및 스퍼트링방법 |
| US7115194B2 (en) * | 2002-09-30 | 2006-10-03 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Magnetron sputtering apparatus |
| JP2009149927A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Ulvac Japan Ltd | 磁石装置、マグネトロンスパッタ装置 |
| CN104278244A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-14 | 苏州求是真空电子有限公司 | 一种旋转磁场平面阴极 |
| JP2018517846A (ja) * | 2015-06-05 | 2018-07-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | スパッタ堆積源、スパッタリング装置およびそれらを動作させる方法 |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP14639691A patent/JPH04371575A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100274713B1 (ko) * | 1996-08-19 | 2000-12-15 | 갈라스 윌리엄 이. | 기판상에 코팅을 하기 위한 스퍼터링 장치 및 방법과 스퍼터건 |
| KR100274433B1 (ko) * | 1996-10-02 | 2000-12-15 | 모리시타 요이찌 | 스퍼트링장치 및 스퍼트링방법 |
| US7115194B2 (en) * | 2002-09-30 | 2006-10-03 | Victor Company Of Japan, Ltd. | Magnetron sputtering apparatus |
| JP2009149927A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Ulvac Japan Ltd | 磁石装置、マグネトロンスパッタ装置 |
| CN104278244A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-14 | 苏州求是真空电子有限公司 | 一种旋转磁场平面阴极 |
| JP2018517846A (ja) * | 2015-06-05 | 2018-07-05 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | スパッタ堆積源、スパッタリング装置およびそれらを動作させる方法 |
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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: 19980903 |