JPH06346236A - 遮蔽された２次アノードを用いた電気的絶縁体の直流反応性プラズマ蒸着装置 - Google Patents
遮蔽された２次アノードを用いた電気的絶縁体の直流反応性プラズマ蒸着装置Info
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- JPH06346236A JPH06346236A JP6066101A JP6610194A JPH06346236A JP H06346236 A JPH06346236 A JP H06346236A JP 6066101 A JP6066101 A JP 6066101A JP 6610194 A JP6610194 A JP 6610194A JP H06346236 A JPH06346236 A JP H06346236A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ＤＣスパッタリングを用いた電気絶縁材の蒸
着のための反応性プラズマ気相蒸着において、プラズマ
を安定化させスパッタリングの効率を維持させる。 【構成】 ＤＣスパッタリングのチャンバー１０内に２
次アノード２２を備え、望ましくはそれを１次アノード
１５に対して正バイアスに保持する手段をも備える。２
次アノードはスパッタ材の流れの露出から遮蔽されるよ
うに設置されるが、プラズマ放電に近づけることでプラ
ズマの電荷を保つために十分な電子吸引能力を維持する
ことができる。そして、チャンバー内にスパッタリング
ガス及び反応性ガスを導入することにより、反応性スパ
ッタリングによる基板１９への絶縁体の蒸着に適用され
る。
着のための反応性プラズマ気相蒸着において、プラズマ
を安定化させスパッタリングの効率を維持させる。 【構成】 ＤＣスパッタリングのチャンバー１０内に２
次アノード２２を備え、望ましくはそれを１次アノード
１５に対して正バイアスに保持する手段をも備える。２
次アノードはスパッタ材の流れの露出から遮蔽されるよ
うに設置されるが、プラズマ放電に近づけることでプラ
ズマの電荷を保つために十分な電子吸引能力を維持する
ことができる。そして、チャンバー内にスパッタリング
ガス及び反応性ガスを導入することにより、反応性スパ
ッタリングによる基板１９への絶縁体の蒸着に適用され
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、反応性スパッタリング
による基板上への電気的絶縁体層のプラズマ気相蒸着に
関するものである。 特に、この発明の方法並びに装置
は、直流（ＤＣ）プラズマ放電を用いてスパッタ被覆が
行われることを可能ならしめる。
による基板上への電気的絶縁体層のプラズマ気相蒸着に
関するものである。 特に、この発明の方法並びに装置
は、直流（ＤＣ）プラズマ放電を用いてスパッタ被覆が
行われることを可能ならしめる。
【０００２】
【従来の技術】スパッタコーティングは、基板上へ物質
の薄膜を蒸着するために広く用いられた技術である。直
流スパッタリング（ＤＣスパッタリング）として知られ
ている、この技術の一形態においては、アノードとター
ゲットカソードとの間で形成されるプラズマ放電からの
陽イオンは、ターゲットに引き寄せられこれを叩き、タ
ーゲット表面より原子を放出させ若しくはスパッタす
る。放出された原子のうちあるものは、基板表面に落下
し被覆(coating) を形成する。反応性スパッタリングに
おいては、ガス種もまた基板表面に存在し、ターゲット
表面からの原子と反応し、及び幾つかの実施の態様にお
いては結合し、所望の被覆物質を形成する。この物質は
スパッタされた原子に露出される他の表面にも蒸着され
る。
の薄膜を蒸着するために広く用いられた技術である。直
流スパッタリング（ＤＣスパッタリング）として知られ
ている、この技術の一形態においては、アノードとター
ゲットカソードとの間で形成されるプラズマ放電からの
陽イオンは、ターゲットに引き寄せられこれを叩き、タ
ーゲット表面より原子を放出させ若しくはスパッタす
る。放出された原子のうちあるものは、基板表面に落下
し被覆(coating) を形成する。反応性スパッタリングに
おいては、ガス種もまた基板表面に存在し、ターゲット
表面からの原子と反応し、及び幾つかの実施の態様にお
いては結合し、所望の被覆物質を形成する。この物質は
スパッタされた原子に露出される他の表面にも蒸着され
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】被覆が金属酸化物のよ
うな電気的絶縁物質の場合、スパッタリング装置の他の
部分への当該物質の蓄積が問題を引き起こすことが、従
来技術において認識されている。特に、アノードへの絶
縁被覆の蓄積は、プラズマの電荷のバランスを維持する
ために必要な、アノードのプラズマからの電子除去能力
に対して、障害となる。このことはプラズマ状態を不安
定にし、蒸着の制御(controlled deposition) に対して
障害となる。その結果、絶縁体層を蒸着するためには、
これとは異なったスパッタリング技術である高周波スパ
ッタリング（ＲＦスパッタリング）を用いることが一般
的である。しかし、ＲＦスパッタリングはＤＣスパッタ
リングに比べて効率が低く、制御性が悪く、そしてより
費用のかかる方法である。 Pinarbasiは、水素含有アモ
ルファスシリコン層の蒸着を試みた時、この問題に直面
した。彼の研究は、「ＤＣマグネトロン反応性スパッタ
された水素化アモルファスシリコン薄膜の、成長、物性
並びに電気的安定性」と題したUniversity ofIllinois
at Urbana-Campaign １９８９年学位論文並びに Thin F
ilms 誌１７１巻（１９８９年）２１７ー２３３ページ
として刊行されている。この影響を低減するために、Pi
narbasi は正にバイアスされたアノードシールドを用い
てアノードを遮蔽し、プラズマから電子流を流した。こ
の試みは、実験的な薄膜の蒸着を十分に可能ならしめ
た。（特に２６ページと図７を参照）しかし、Pinarbas
i により報告された、不十分にしか理解されなかった過
渡効果(transient effect)は、この問題が完全に制御さ
れなかったことを示している。この問題は、製造の設定
にした場合のような、この処理を長期間使用すること
に、深刻な影響を与えかねない。
うな電気的絶縁物質の場合、スパッタリング装置の他の
部分への当該物質の蓄積が問題を引き起こすことが、従
来技術において認識されている。特に、アノードへの絶
縁被覆の蓄積は、プラズマの電荷のバランスを維持する
ために必要な、アノードのプラズマからの電子除去能力
に対して、障害となる。このことはプラズマ状態を不安
定にし、蒸着の制御(controlled deposition) に対して
障害となる。その結果、絶縁体層を蒸着するためには、
これとは異なったスパッタリング技術である高周波スパ
ッタリング（ＲＦスパッタリング）を用いることが一般
的である。しかし、ＲＦスパッタリングはＤＣスパッタ
リングに比べて効率が低く、制御性が悪く、そしてより
費用のかかる方法である。 Pinarbasiは、水素含有アモ
ルファスシリコン層の蒸着を試みた時、この問題に直面
した。彼の研究は、「ＤＣマグネトロン反応性スパッタ
された水素化アモルファスシリコン薄膜の、成長、物性
並びに電気的安定性」と題したUniversity ofIllinois
at Urbana-Campaign １９８９年学位論文並びに Thin F
ilms 誌１７１巻（１９８９年）２１７ー２３３ページ
として刊行されている。この影響を低減するために、Pi
narbasi は正にバイアスされたアノードシールドを用い
てアノードを遮蔽し、プラズマから電子流を流した。こ
の試みは、実験的な薄膜の蒸着を十分に可能ならしめ
た。（特に２６ページと図７を参照）しかし、Pinarbas
i により報告された、不十分にしか理解されなかった過
渡効果(transient effect)は、この問題が完全に制御さ
れなかったことを示している。この問題は、製造の設定
にした場合のような、この処理を長期間使用すること
に、深刻な影響を与えかねない。
【０００４】
【課題を解決するための手段とその作用】ここにおける
発明においては、２次アノード電極はスパッタリングチ
ャンバーに含まれ、スパッタされた原子の流れから遮蔽
されるように置かれる。この２次アノードは電気的絶縁
体の被覆をさほど被らず、プラズマから十分な量の電子
を誘引する能力を保つので、プラズマの電荷バランスを
維持する。
発明においては、２次アノード電極はスパッタリングチ
ャンバーに含まれ、スパッタされた原子の流れから遮蔽
されるように置かれる。この２次アノードは電気的絶縁
体の被覆をさほど被らず、プラズマから十分な量の電子
を誘引する能力を保つので、プラズマの電荷バランスを
維持する。
【０００５】このことは、絶縁材の蒸着のためのＤＣス
パッタリングの効率的な使用を可能ならしめ、そしてよ
り低効率でより制御性に劣るＲＦスパッタリングを使用
することの必要性が一般的に考慮されているがこれを回
避せしめる。
パッタリングの効率的な使用を可能ならしめ、そしてよ
り低効率でより制御性に劣るＲＦスパッタリングを使用
することの必要性が一般的に考慮されているがこれを回
避せしめる。
【０００６】ＤＣスパッタリング装置においては、１次
アノードと、スパッタされる物質のターゲットを支持す
るターゲットホルダとの間に電場が生じる。ターゲット
とターゲットホルダはカソードを成している。この場
は、スパッタリングチャンバー中で十分に低い圧力に保
たれたスパッタリングガスをイオン化し、プラズマ放電
を形成する。プラズマからの陽イオンはターゲットに誘
引され、ターゲットを叩きターゲット表面から原子を放
出させる。この原子はターゲット表面からあらゆる方向
に放射される。これらの原子はほぼ完全に中性であるた
め、その進路は直線であり、電場や磁場による影響を受
けない。これらは、落下するいかなる表面にも蒸着し被
覆をする。これらは被覆されるべき基板、スパッタリン
グチャンバーあるいは１次アノードに落下する。仮に、
蒸着される物質が電気的絶縁体である場合、例えば、ス
パッタされた原子がチャンバー中や１次アノード上に存
在する反応性ガス種と化学的に結合するとき、１次アノ
ードへの絶縁被覆はプラズマから電子を吸収するその能
力に対して障害となる。スパッタされた原子の流れから
遮蔽される、本発明の２次アノードの設置は、この被覆
の蒸着を防ぎ、又は蒸着量を深刻な問題となる量以下に
低減する。２次アノードは、ターゲット表面の照準の幾
何学的線から外れるように、例えばシールド部材の後
方、又はリセス若しくはショルダの後方に設置される。
この２次アノードがプラズマから電子を誘引する効果
は、それを１次アノードとは電気的に絶縁すること並び
にそれを１次アノードに対して正にバイアスすることに
より高められる。
アノードと、スパッタされる物質のターゲットを支持す
るターゲットホルダとの間に電場が生じる。ターゲット
とターゲットホルダはカソードを成している。この場
は、スパッタリングチャンバー中で十分に低い圧力に保
たれたスパッタリングガスをイオン化し、プラズマ放電
を形成する。プラズマからの陽イオンはターゲットに誘
引され、ターゲットを叩きターゲット表面から原子を放
出させる。この原子はターゲット表面からあらゆる方向
に放射される。これらの原子はほぼ完全に中性であるた
め、その進路は直線であり、電場や磁場による影響を受
けない。これらは、落下するいかなる表面にも蒸着し被
覆をする。これらは被覆されるべき基板、スパッタリン
グチャンバーあるいは１次アノードに落下する。仮に、
蒸着される物質が電気的絶縁体である場合、例えば、ス
パッタされた原子がチャンバー中や１次アノード上に存
在する反応性ガス種と化学的に結合するとき、１次アノ
ードへの絶縁被覆はプラズマから電子を吸収するその能
力に対して障害となる。スパッタされた原子の流れから
遮蔽される、本発明の２次アノードの設置は、この被覆
の蒸着を防ぎ、又は蒸着量を深刻な問題となる量以下に
低減する。２次アノードは、ターゲット表面の照準の幾
何学的線から外れるように、例えばシールド部材の後
方、又はリセス若しくはショルダの後方に設置される。
この２次アノードがプラズマから電子を誘引する効果
は、それを１次アノードとは電気的に絶縁すること並び
にそれを１次アノードに対して正にバイアスすることに
より高められる。
【０００７】
【実施例】この発明における、基板上への絶縁物質の膜
のプラズマ気相蒸着のための装置はＤＣスパッタリング
技術を用いたものである。この技術は、一般に用いられ
るＲＦスパッタリング技術に比べて、簡単なチャンバー
およびより安価な電源の使用を可能にする。その上、Ｄ
Ｃスパッタリングはより高速で制御可能な蒸着を可能に
する。この技術において電場は、正にバイアスされたア
ノード電極と相対的に負にバイアスされたカソードとの
間に発生する。これらの電極は、大気圧よりも十分に低
い圧力に保たれたガス（通常はアルゴンのような不活性
ガス）の入った、排気可能なチャンバー内に位置する。
この電場は十分に強力であり、これがガス原子のある種
をイオン化し、電場内のイオンを加速し、他のイオンと
の衝突を起こし、そして遂に持続的なプラズマ放電(sus
tained plasma discharge)を引き起こす。放電領域で
は、電子と陽イオンを含んでおり、ほぼ中性に荷電し、
陽イオンは負に荷電されたカソードを叩いて中和され電
子は正電荷のアノードに吸収されるので、係る中性は維
持される。プラズマ領域に適正な幾何学形状と強度の磁
場を加えることにより、プラズマを所望の領域に制限す
ることができる。これはマグネトロン技術としての技術
で知られている。
のプラズマ気相蒸着のための装置はＤＣスパッタリング
技術を用いたものである。この技術は、一般に用いられ
るＲＦスパッタリング技術に比べて、簡単なチャンバー
およびより安価な電源の使用を可能にする。その上、Ｄ
Ｃスパッタリングはより高速で制御可能な蒸着を可能に
する。この技術において電場は、正にバイアスされたア
ノード電極と相対的に負にバイアスされたカソードとの
間に発生する。これらの電極は、大気圧よりも十分に低
い圧力に保たれたガス（通常はアルゴンのような不活性
ガス）の入った、排気可能なチャンバー内に位置する。
この電場は十分に強力であり、これがガス原子のある種
をイオン化し、電場内のイオンを加速し、他のイオンと
の衝突を起こし、そして遂に持続的なプラズマ放電(sus
tained plasma discharge)を引き起こす。放電領域で
は、電子と陽イオンを含んでおり、ほぼ中性に荷電し、
陽イオンは負に荷電されたカソードを叩いて中和され電
子は正電荷のアノードに吸収されるので、係る中性は維
持される。プラズマ領域に適正な幾何学形状と強度の磁
場を加えることにより、プラズマを所望の領域に制限す
ることができる。これはマグネトロン技術としての技術
で知られている。
【０００８】スパッタリングは、換言すればターゲット
からの原子の放出であり、正プラズマイオンはカソード
電極に向かって加速されているが、この進路にターゲッ
トが置かれたときに生じる。ターゲットが金属の場合、
それ自身は全部あるいは部分的にカソードになる。エネ
ルギーを得たスパッタリングガスの正イオンはターゲッ
ト表面に衝突し、表面から原子を、打ち出されたビリヤ
ードのボールのように叩き出す。これらは、ターゲット
表面よりあらゆる方向に放射される。スパッタされたタ
ーゲット物質の原子は、たとえば被覆されるべき基板な
ど、どこでも当たった所に付着するだろう。これらはま
たアノード電極、チャンバー内の他の構造体およびチャ
ンバー壁面にも付着するだろう。
からの原子の放出であり、正プラズマイオンはカソード
電極に向かって加速されているが、この進路にターゲッ
トが置かれたときに生じる。ターゲットが金属の場合、
それ自身は全部あるいは部分的にカソードになる。エネ
ルギーを得たスパッタリングガスの正イオンはターゲッ
ト表面に衝突し、表面から原子を、打ち出されたビリヤ
ードのボールのように叩き出す。これらは、ターゲット
表面よりあらゆる方向に放射される。スパッタされたタ
ーゲット物質の原子は、たとえば被覆されるべき基板な
ど、どこでも当たった所に付着するだろう。これらはま
たアノード電極、チャンバー内の他の構造体およびチャ
ンバー壁面にも付着するだろう。
【０００９】ガス状の他の化学種をスパッタリングチャ
ンバーに導入することにより, ターゲット物質と他の化
学種との結合物(combination) の蒸着膜を作ることがで
きる。これは、反応性スパッタリングとして知られてい
る。ターゲット種と反応性ガス種との化学結合物は、チ
ャンバーもしくは基板表面において生じる。この例とし
て、ＰＺＴ(lead zirconate titanate) として知られる
強誘電性物質は、鉛、ジルコン酸及びチタン酸を含むタ
ーゲットをスパッタリングチャンバー内の酸素と共に用
いることにより蒸着され、所望の組成の酸化物を形成す
る。このような酸化物膜は、あまり望ましくないＲＦス
パッタリング技術により過去に商業生産が行われていた
が、その理由は、この絶縁性をもつ酸化物被覆がまたア
ノード電極上にも形成され、その結果プラズマが不安定
になるからである。ＲＦ技術は、高周波（例えば１５メ
ガヘルツ）電力の高出力（例えば数百ワット）電源と、
その電源と電気的に整合されるよう綿密に設計されたチ
ャンバーとが必要となる。その上、このＲＦ技術は膜の
金属成分源としてしばしば有毒な気体金属化合物を利用
する。
ンバーに導入することにより, ターゲット物質と他の化
学種との結合物(combination) の蒸着膜を作ることがで
きる。これは、反応性スパッタリングとして知られてい
る。ターゲット種と反応性ガス種との化学結合物は、チ
ャンバーもしくは基板表面において生じる。この例とし
て、ＰＺＴ(lead zirconate titanate) として知られる
強誘電性物質は、鉛、ジルコン酸及びチタン酸を含むタ
ーゲットをスパッタリングチャンバー内の酸素と共に用
いることにより蒸着され、所望の組成の酸化物を形成す
る。このような酸化物膜は、あまり望ましくないＲＦス
パッタリング技術により過去に商業生産が行われていた
が、その理由は、この絶縁性をもつ酸化物被覆がまたア
ノード電極上にも形成され、その結果プラズマが不安定
になるからである。ＲＦ技術は、高周波（例えば１５メ
ガヘルツ）電力の高出力（例えば数百ワット）電源と、
その電源と電気的に整合されるよう綿密に設計されたチ
ャンバーとが必要となる。その上、このＲＦ技術は膜の
金属成分源としてしばしば有毒な気体金属化合物を利用
する。
【００１０】ここに開示する装置においては、２次アノ
ードはスパッタされた原子から遮蔽され、絶縁性被覆の
形成を抑制する。
ードはスパッタされた原子から遮蔽され、絶縁性被覆の
形成を抑制する。
【００１１】そして２次アノードはプラズマから電子を
吸引する能力を維持し、そしてプラズマの電荷バランス
を維持する。この２次アノードは１次アノードとは電気
的に絶縁され、そして１次アノードに対して正にバイア
スされて、それの持つ電子吸引能力を高める。
吸引する能力を維持し、そしてプラズマの電荷バランス
を維持する。この２次アノードは１次アノードとは電気
的に絶縁され、そして１次アノードに対して正にバイア
スされて、それの持つ電子吸引能力を高める。
【００１２】この発明の一例に係る装置は図１に概略的
に示される。これは垂直軸の周りに円筒対称となるよう
に描かれている。ＤＣスパッタリングチャンバー１０は
密封されており、ポンプ１１を用いて減圧される。スパ
ッタリングガスはその後スパッタリングガス源１２より
チャンバー１０内に導入される。スパッタリングガスは
通常アルゴンのような不活性ガスである。所望の場合
は、反応性ガスは反応性ガス源１３よりチャンバー１０
内に導入される。チャンバー１０は、装置の電気的接地
部(electrical ground reference) であると通常見做さ
れる。
に示される。これは垂直軸の周りに円筒対称となるよう
に描かれている。ＤＣスパッタリングチャンバー１０は
密封されており、ポンプ１１を用いて減圧される。スパ
ッタリングガスはその後スパッタリングガス源１２より
チャンバー１０内に導入される。スパッタリングガスは
通常アルゴンのような不活性ガスである。所望の場合
は、反応性ガスは反応性ガス源１３よりチャンバー１０
内に導入される。チャンバー１０は、装置の電気的接地
部(electrical ground reference) であると通常見做さ
れる。
【００１３】領域１４は、この中でプラズマ放電が発生
するところであるが、通常チャンバー１０の電位に維持
される１次アノード１５、スパッタされる材料のターゲ
ット１７を支持するカソード１６、及び基板１９を保持
する基板サポート１８とにより成る。電気的絶縁性を持
つシール２０は装置の気密性を維持し、ＤＣ電源２１は
カソード１６をアノード１５に対し負電位に維持する。
特定の大きさのプラズマ領域において特定の圧力での特
定の化学種のガス中におけるプラズマ放電を支持するた
めには、大きな負電位が必要であった。これらの属性が
どのように関連しているかは、既存技術において周知で
ある。例えば、１乃至１０センチメートルの範囲のアノ
ード−カソード間隙において２ミリトール (mtorr)乃至
２０ミリトールの範囲の圧力でのアルゴン中における、
３００ボルト乃至４００ボルトの範囲の電位は、このよ
うな属性の一例である。
するところであるが、通常チャンバー１０の電位に維持
される１次アノード１５、スパッタされる材料のターゲ
ット１７を支持するカソード１６、及び基板１９を保持
する基板サポート１８とにより成る。電気的絶縁性を持
つシール２０は装置の気密性を維持し、ＤＣ電源２１は
カソード１６をアノード１５に対し負電位に維持する。
特定の大きさのプラズマ領域において特定の圧力での特
定の化学種のガス中におけるプラズマ放電を支持するた
めには、大きな負電位が必要であった。これらの属性が
どのように関連しているかは、既存技術において周知で
ある。例えば、１乃至１０センチメートルの範囲のアノ
ード−カソード間隙において２ミリトール (mtorr)乃至
２０ミリトールの範囲の圧力でのアルゴン中における、
３００ボルト乃至４００ボルトの範囲の電位は、このよ
うな属性の一例である。
【００１４】上記装置は２次アノード２２をも備えてい
る。２次アノード２２への電気的な接続は、密封された
バイアス手段２３を通じて行われる。バイアス電源２４
は可変であるように図示されており、プラズマ放電から
電子を抜き出す能力を高めるために、１次アノード１５
の電位又は１次アノード１５に対して正電位に２次アノ
ード２２が保持され得ることを意味している。１０ボル
ト乃至２００ボルトの範囲の正電圧バイアスは効果的で
あり、他のシステムによってはこれが２５ボルト乃至１
００ボルトの範囲となる。
る。２次アノード２２への電気的な接続は、密封された
バイアス手段２３を通じて行われる。バイアス電源２４
は可変であるように図示されており、プラズマ放電から
電子を抜き出す能力を高めるために、１次アノード１５
の電位又は１次アノード１５に対して正電位に２次アノ
ード２２が保持され得ることを意味している。１０ボル
ト乃至２００ボルトの範囲の正電圧バイアスは効果的で
あり、他のシステムによってはこれが２５ボルト乃至１
００ボルトの範囲となる。
【００１５】２次アノードは、ターゲット１７から飛来
するスパッタされた原子流よりシールド部材２５により
遮蔽される。２次アノード２２の全ての部分が、ターゲ
ット１７の全ての部分に対し直線的露出(straight line
exposure)から外れるように、シールド部材２５は少な
くとも十分に延在していなければならない。スパッタさ
れた原子とスパッタリングガスの原子との衝突の過程で
飛散することがあるため、シールド部材はこの最小の実
在するもの(substance) よりもさらに延在していなけれ
ばならない。しかし、延在しすぎた場合、シールド部材
はプラズマ放電から２次アノードへの電子の流れに対し
て障害となるであろう。電子の衝撃による２次アノード
の加熱はまた、スパッタされた材料が蒸着されるように
蒸発させることによってその材料の蒸着を減ずることを
助ける。２次アノードは、加熱のための抵抗要素( a re
sistive element)を組込んでいてもよい。２次アノード
２２をスパッタされた原子から遮蔽するための、多くの
異なる構造的配置は、装置設計者にとっては自明であろ
う。例えば、図２は２次アノード３０がターゲットホル
ダ３３を支える上記部材３２の中の溝３１に位置される
ことを示している。
するスパッタされた原子流よりシールド部材２５により
遮蔽される。２次アノード２２の全ての部分が、ターゲ
ット１７の全ての部分に対し直線的露出(straight line
exposure)から外れるように、シールド部材２５は少な
くとも十分に延在していなければならない。スパッタさ
れた原子とスパッタリングガスの原子との衝突の過程で
飛散することがあるため、シールド部材はこの最小の実
在するもの(substance) よりもさらに延在していなけれ
ばならない。しかし、延在しすぎた場合、シールド部材
はプラズマ放電から２次アノードへの電子の流れに対し
て障害となるであろう。電子の衝撃による２次アノード
の加熱はまた、スパッタされた材料が蒸着されるように
蒸発させることによってその材料の蒸着を減ずることを
助ける。２次アノードは、加熱のための抵抗要素( a re
sistive element)を組込んでいてもよい。２次アノード
２２をスパッタされた原子から遮蔽するための、多くの
異なる構造的配置は、装置設計者にとっては自明であろ
う。例えば、図２は２次アノード３０がターゲットホル
ダ３３を支える上記部材３２の中の溝３１に位置される
ことを示している。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明の装置及び方
法によれば、直流スパッタリング装置のチャンバー内に
２次アノードが設けられる。直流スパッタリングにおい
て、１次アノードへの電気的絶縁材の蓄積は、アノード
の電子吸引能力を低下させるためプラズマの安定化への
障害となるが、上記２次アノードの設置によりこれを解
決することができる。そして、更に反応性ガスを用いる
ことで、簡単かつ安価な装置により所望の絶縁被覆を基
板上に蒸着することができる。
法によれば、直流スパッタリング装置のチャンバー内に
２次アノードが設けられる。直流スパッタリングにおい
て、１次アノードへの電気的絶縁材の蓄積は、アノード
の電子吸引能力を低下させるためプラズマの安定化への
障害となるが、上記２次アノードの設置によりこれを解
決することができる。そして、更に反応性ガスを用いる
ことで、簡単かつ安価な装置により所望の絶縁被覆を基
板上に蒸着することができる。
【図１】この発明のスパッタリング装置断面の側面図で
あり、シールド部材によりターゲット表面より遮蔽され
る２次アノードが示される。
あり、シールド部材によりターゲット表面より遮蔽され
る２次アノードが示される。
【図２】この発明のスパッタリング装置の部分の断面の
側面図であり、リセス内に位置する２次アノードが示さ
れる。
側面図であり、リセス内に位置する２次アノードが示さ
れる。
１０…チャンバー、１１…ポンプ、１２…スパッタリン
グガス源、１３…反応性ガス源、１４…プラズマ放電の
発生する領域、１５…１次アノード、１６…カソード、
１７…ターゲット、１８…基板サポート、１９…基板、
２０…シール、２１…ＤＣ電源、２２…図１における２
次アノード、２３…バイアス手段、２４…バイアス電
源、２５…図１におけるシールド部材、３０…図２にお
ける２次アノード、３１…溝、３２…図２におけるシー
ルド部材、３３…図２におけるターゲットホルダ。
グガス源、１３…反応性ガス源、１４…プラズマ放電の
発生する領域、１５…１次アノード、１６…カソード、
１７…ターゲット、１８…基板サポート、１９…基板、
２０…シール、２１…ＤＣ電源、２２…図１における２
次アノード、２３…バイアス手段、２４…バイアス電
源、２５…図１におけるシールド部材、３０…図２にお
ける２次アノード、３１…溝、３２…図２におけるシー
ルド部材、３３…図２におけるターゲットホルダ。
Claims (14)
- 【請求項１】 基板に入射するスパッタされた原子流を
形成することにより上記基板を電気絶縁材で被覆するス
パッタ装置において、 上記スパッタされた原子流から遮蔽されるために位置す
る、電気的に絶縁された２次アノードを含むことを特徴
とするスパッタ装置。 - 【請求項２】 １次アノードと、上記２次アノードを上
記１次アノードに対して正電圧バイアスに維持するため
の第１バイアス手段とを含む請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 上記正電圧バイアスが１０乃至２００ボ
ルトである請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 スパッタされた上記原子流れから上記２
次アノードを遮蔽するために位置するシールド部材を含
む請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 上記シールド部材は金属製であり上記１
次アノードに電気的に接続される請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 ターゲットホルダと、上記ターゲットホ
ルダ及び上記１次アノードとの間に直流プラズマ放電を
発生させるために上記１次アノードに対して負のバイア
スに上記ターゲットホルダを維持する第２バイアス手段
とを含む請求項１記載の装置。 - 【請求項７】 スパッタガスが充填可能なスパッタリン
グチャンバーと、 基板を保持するために前記チャンバー内に配置された基
板ホルダと、 前記チャンバー内に配置され第１電位にバイアスされた
スパッタリングターゲットと、 前記チャンバー内に配置され前記第１電位よりも更に正
である第２電位にバイアスされた１次アノードであっ
て、前記スパッタリングターゲットと前記１次アノード
との間でプラズマが放電され前記スパッタリングターゲ
ットよりスパッタされた粒子が前記基板上に蒸着するこ
とを生じるものと、 前記チャンバー内で前記ターゲットに対し照準線を持た
ないような位置に置かれ、前記第２電位よりも更に正で
ある電位にバイアスされた２次アノードと、を備えるス
パッタリング装置 - 【請求項８】 前記２次アノードと前記ターゲットとの
間に設置されるシールド部材を更に備える請求項７記載
のスパッタリング装置。 - 【請求項９】 前記シールド部材は前記第２電位にバイ
アスされる請求項８記載のスパッタリング装置。 - 【請求項１０】 前記チャンバーへの反応ガス源を更に
備え、前記反応ガスは前記粒子と反応し前記基板上に電
気絶縁材を蒸着する、請求項９記載のスパッタリング装
置。 - 【請求項１１】 スパッタリング方法において、 ターゲットをアノードに対して負にバイアスすることに
より、ターゲット材を備えるターゲットを直流スパッタ
し、もって前記ターゲット材の部分が基板上へスパッタ
されるステップと、 前記１次アノードに対して２次アノードを正にバイアス
するステップと、を備えて構成されるスパッタリング方
法。 - 【請求項１２】 反応物質が前記ターゲットからスパッ
タされた前記ターゲット材と反応するステップを更に含
み、もって、前記基板が絶縁膜で蒸着される、請求項１
１記載のスパッタリング方法。 - 【請求項１３】 スパッタリングガスと反応ガスとを間
隙に導入する手段を更に含み、当該間隙の境界に上記タ
ーゲットホルダ、上記１次アノード及び上記基板とを含
む、請求項６記載の装置。 - 【請求項１４】 上記２次アノードが加熱可能な請求項
１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/042,035 US6296743B1 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Apparatus for DC reactive plasma vapor deposition of an electrically insulating material using a shielded secondary anode |
| US08/042035 | 1993-04-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06346236A true JPH06346236A (ja) | 1994-12-20 |
Family
ID=21919699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6066101A Pending JPH06346236A (ja) | 1993-04-02 | 1994-04-04 | 遮蔽された２次アノードを用いた電気的絶縁体の直流反応性プラズマ蒸着装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6296743B1 (ja) |
| EP (1) | EP0618606B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06346236A (ja) |
| KR (1) | KR100326503B1 (ja) |
| AT (1) | ATE154162T1 (ja) |
| DE (1) | DE69403538T2 (ja) |
| ES (1) | ES2105386T3 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH691686A5 (de) * | 1995-11-16 | 2001-09-14 | Unaxis Balzers Ag | Vakuumbehandlungskammer. |
| US6254746B1 (en) | 1996-05-09 | 2001-07-03 | Applied Materials, Inc. | Recessed coil for generating a plasma |
| WO1997042648A1 (en) * | 1996-05-09 | 1997-11-13 | Applied Materials, Inc. | Recessed coil for generating a plasma |
| DE19757353C1 (de) * | 1997-12-22 | 1999-07-29 | Fraunhofer Ges Forschung | Einrichtung zum Betreiben einer Niederdruckentladung |
| JP4717186B2 (ja) * | 2000-07-25 | 2011-07-06 | 株式会社アルバック | スパッタリング装置 |
| JP4703828B2 (ja) * | 2000-09-07 | 2011-06-15 | 株式会社アルバック | スパッタリング装置及び薄膜製造方法 |
| US6495000B1 (en) * | 2001-07-16 | 2002-12-17 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | System and method for DC sputtering oxide films with a finned anode |
| JP2004018896A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタ膜の成膜方法 |
| DE102006028977B4 (de) | 2006-06-23 | 2012-04-12 | Qimonda Ag | Sputterdepositions-Vorrichtung |
| AU2016232864A1 (en) * | 2015-03-18 | 2017-08-17 | Vision Ease, Lp | Anode shield |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4038171A (en) * | 1976-03-31 | 1977-07-26 | Battelle Memorial Institute | Supported plasma sputtering apparatus for high deposition rate over large area |
| DE3427587A1 (de) * | 1984-07-26 | 1986-02-06 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Zerstaeubungseinrichtung fuer katodenzerstaeubungsanlagen |
| DE3611492A1 (de) * | 1986-04-05 | 1987-10-22 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | Verfahren und vorrichtung zum beschichten von werkzeugen fuer die zerspanungs- und umformtechnik mit hartstoffschichten |
| DE3612721C3 (de) | 1986-04-16 | 1994-07-14 | Ver Glaswerke Gmbh | Durchlauf-Kathodenzerstäubungsanlage |
| DE4042289A1 (de) | 1990-12-31 | 1992-07-02 | Leybold Ag | Verfahren und vorrichtung zum reaktiven beschichten eines substrats |
| DE4125365C1 (ja) | 1991-07-31 | 1992-05-21 | Multi-Arc Oberflaechentechnik Gmbh, 5060 Bergisch Gladbach, De |
-
1993
- 1993-04-02 US US08/042,035 patent/US6296743B1/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-03-25 DE DE69403538T patent/DE69403538T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-25 EP EP94104782A patent/EP0618606B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 ES ES94104782T patent/ES2105386T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 AT AT94104782T patent/ATE154162T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-04-01 KR KR1019940006868A patent/KR100326503B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1994-04-04 JP JP6066101A patent/JPH06346236A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0618606B1 (en) | 1997-06-04 |
| ATE154162T1 (de) | 1997-06-15 |
| DE69403538D1 (de) | 1997-07-10 |
| US6296743B1 (en) | 2001-10-02 |
| EP0618606A1 (en) | 1994-10-05 |
| DE69403538T2 (de) | 1998-01-29 |
| ES2105386T3 (es) | 1997-10-16 |
| KR100326503B1 (ko) | 2002-06-20 |
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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