JPH07300669A - シート状プラズマを用いたスパッタリング装置 - Google Patents

シート状プラズマを用いたスパッタリング装置

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JPH07300669A
JPH07300669A JP9272394A JP9272394A JPH07300669A JP H07300669 A JPH07300669 A JP H07300669A JP 9272394 A JP9272394 A JP 9272394A JP 9272394 A JP9272394 A JP 9272394A JP H07300669 A JPH07300669 A JP H07300669A
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sputtering
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Toshiyuki Sakami
俊之 酒見
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 均一な厚さを有する膜を成膜できるスパッタ
リング装置を提供すること。 【構成】 ターゲット部18近くの陰極11側及び陽極
17側に緩衝電極25を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シート状プラズマを用
いたスパッタリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、この種のスパッタリング装置とし
て、プラズマ源として作用する陰極によって発生された
円柱状のプラズマをプラズマ成形室に設けられた永久磁
石によって、シート状にし、このシート状プラズマをス
パッタリング室に設けられた陽極に導く形式のシートプ
ラズマ装置が提案されている(例えば、特開昭63−2
23171号)。
【0003】より具体的にいえば、このシートプラズマ
装置では、スパッタリング室内に、シート状プラズマを
挟むように、スパッタされるべき物質によって形成され
たターゲットと、ターゲットからスパッタされた物質を
被着するするための基板とが互いに対向して設けられて
いる。この装置では、実際にスパッタリングを行ってい
る間、ターゲットには、バイアス電圧を印加することに
より、ターゲットを広い範囲に亘ってスパッタすること
ができ、結果として、広い範囲に亘って基板上に成膜で
きるという利点を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような構成を備え
たシートプラズマ装置では、ターゲット及び陽極近傍に
おいて均一なシート状プラズマを生成しても、一旦、タ
ーゲットにバイアス電圧を印加してスパッタリングを行
うと、シート状プラズマがターゲットと陽極間において
プラズマ密度が大きくなるという現象が見られ、均一な
厚さを有する膜を成膜できない場合が多いという欠点が
あった。
【0005】本発明の課題は、シート状プラズマの上記
プラズマ密度のアンバランスの原因を究明し、プラズマ
密度のアンバランスを防止することにより均一な厚さを
有する膜を成膜できるスパッタリング装置を提供するこ
とである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、シート
状プラズマのプラズマ密度のアンバランスの原因が電圧
を印加されたターゲットと陽極との間における電界の乱
れによるものであることを見出だし、ターゲットと陽極
との間の電界をターゲットの陰極側の電界と実質上同じ
状態にすることにより、シート状プラズマのプラズマ密
度のアンバランスを防止できるスパッタリング装置が得
られる。
【0007】より具体的に言えば、本発明では、陰極か
らスパッタリング室に設置された陽極に向けてシート状
プラズマを発生させると共に、前記スパッタリング室に
は、ターゲット並びに基板を対向して配置したスパッタ
リング装置において、前記ターゲット近くの陰極側及び
陽極側の少なくとも陽極側に配置され、緩衝電極を備え
たことを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明においては、ターゲットの陰極側と陽極
側における電界がスパッタリング中、実質上同一に保た
れるため、シート状プラズマの状態はターゲットの陰極
側においても、陽極側においても変化しない。したがっ
て、シート状プラズマはターゲットの陽極側で、プラズ
マ密度のアンバランスによるスパッタリングの不均一性
も防止できる。
【0009】
【実施例】図1を参照すると、本発明の一実施例に係る
シート状プラズマを用いたスパッタリング装置は、プラ
ズマ源として動作する陰極部11を備え、この陰極部1
1は円柱状のプラズマを発生する。陰極部11には、円
柱状プラズマをシート状に成形するシートプラズマ成形
室12が開口部を介して接続されている。陰極部11と
シートプラズマ成形室12との間には、2つの中間電極
部13が設けられており、これらの中間電極部13によ
って、陰極部11からのプラズマは陰極部より引き出さ
れる。この例では、シートプラズマ成形室12の外側に
永久磁石(この例では上下1組として2組)14が配置
されており、この永久磁石14によって形成される磁場
により、円筒状プラズマはシート状プラズマ10に成形
される。結果として、プラズマは図の表面に対して垂直
方向に広がり、シート状プラズマ10を形成する。この
場合、プラズマの一部は、図示するように、永久磁石1
4によってシートプラズマ成形室12の内壁の方向に吸
引され広がる。
【0010】シートプラズマ成形室12からのシート状
プラズマ10は、スリット状の開口部を備えた中間電極
部15を介して、スパッタリングを行うスパッタリング
室16に導かれる。スパッタリング室16内には、シー
ト状プラズマを受けることができるように、図の表面に
対して垂直方向に延びる陽極部17が設けられている。
【0011】また、スパッタリング室16内の陽極部1
7前方、即ち、陽極部17に対して陰極部11側位置に
は、シート状プラズマを挟んで対向するように、ターゲ
ット部18と、成膜されるべき基板を搭載したテーブル
19とが設置されている。
【0012】更に、スパッタリング室16の外側には、
スパッタリング室16の陰極側と陽極側とにそれぞれ、
一対の外部磁場発生用の大径コイル20が備えられてお
り、これらの大径コイル20による磁場によって、シー
ト状プラズマ10は陽極部17方向に導かれている。
【0013】図示されているように、ターゲット部18
には、バイアス電源21によって、負のバイアス電圧が
スパッタリング室16に対して印加されている。また、
スパッタリング室16、シートプラズマ成形室12、並
びに、2つの中間電極部13は、それぞれ外部抵抗R1
〜R4を介して、主放電電源22の+側に接続されてい
る。中間電極部15は陽極部17と同電位になってい
る。
【0014】図1において、ターゲット部18近くの陰
極側及び陽極側には、緩衝電極25が設けられている。
具体的には、図示されたターゲット部18は緩衝電極2
5によって外周を囲まれている。更に、図1の緩衝電極
25はシート状プラズマ10を挟んで、ターゲット部1
8と対称なシート状プラズマ10の下側位置にも設けら
れている。
【0015】図2(a)、(b)、及び(c)を参照し
て緩衝電極25の第1の例について説明する。この例で
は、導電性金属による2つのコ字形のパイプ25−1を
支持部材25−2で連結して矩形状に構成した矩形体
を、導電性金属棒25−3で連結すると共に、絶縁体を
介して支持脚25−4によりシート状プラズマ10の上
下に位置せしめるようにしている。支持脚25−4は、
テーブル19を支持した支柱に取り付けられたブラケッ
ト25−5に支持されている。矩形体の大きさは、上下
共にターゲット部18あるいはテーブル19を囲むこと
ができるようにこれらよりやや大き目にしている。この
緩衝電極25もまた、外部抵抗R5(図1)を介して主
放電電源22の+側に接続され、緩衝電極25のパイプ
25−1と支持部材25−2と導電性金属棒25−3が
同電位に保持されるようになっている。
【0016】一例を示すと、シート状プラズマ10の厚
さ方向の中心とターゲット部18間の距離を20mm、
シート状プラズマ10の厚さ方向の中心とテーブル19
上の基板間の距離を30mmとした場合、ターゲット部
18の長さは250mm、上下の矩形体は40mmの間
隔をおいて配置される。
【0017】図3は緩衝電極の第2の例を示しており、
この緩衝電極30は、シート状プラズマ10の下側に位
置した導電性金属による2本のパイプ30−1を支持部
材30−2で連結して矩形状に構成し、支持部材30−
2に立設された導電性金属棒30−3を介してシート状
プラズマ10の上側に位置した導電性金属による2本の
パイプ30−1を支持部材30−4で支持すると共に、
絶縁体を介して支持脚30−5により支持部材30−2
を支持するようにしている。パイプ30−1の位置は、
図2に示されたものと同程度で良い。
【0018】図4は緩衝電極の第3、第4の例を示して
いる。図4(a)において、この緩衝電極35は、図
2、図3に示した上下のパイプ及び支持部材等をひとつ
の導電性金属板で構成できるようにしたものである。す
なわち、四角枠状の金属板の互いに対向する辺にそれぞ
れ、シート状プラズマ10の通過可能なスリット35−
1を設けて成る。この矩形状の金属板の支持構造につい
ては、図2、図3に示したものと同じものを利用するこ
とができる。
【0019】図4(b)は図4(a)の緩衝電極35の
変形例で、所定間隔(図4aのスリット35−1と同程
度の間隔)をおいた上下一対の導電性金属板37−1に
よる緩衝電極37をターゲット部18近くの陰極側及び
陽極側にそれぞれ配置し、互いに同電位に保持するよう
に構成する。
【0020】再び図1を参照して、ターゲット部18に
バイアス電圧を印加すると、緩衝電極が無い場合にはタ
ーゲット部18付近のシート状プラズマ10と陽極17
間の電界が他の領域よりも大きくなるため、陽極部17
付近のシート状プラズマ10の密度が大きくなり、この
状態でスパッタリングを行うと膜厚ムラが生じ、膜厚分
布の対称性が壊れてしまうことは前述した通りである。
【0021】これは、バイアス電圧を印加する前には均
一なシート状プラズマ10を生成していても、一旦、タ
ーゲット部18にバイアス電圧を印加した場合、この電
圧の影響によりターゲット部18の直下のシート状プラ
ズマ10から陽極部17側や陰極側等の周囲に向かって
シート状プラズマ10中に新たな電位が重畳されてしま
う。特に、ターゲット部18と陽極部17の間には、電
界が大きくなるように作用するため、この部分でのプラ
ズマ密度も大きくなってしまう。
【0022】これに対し、ターゲット部18の上流と下
流に緩衝電極を配置して等電位にした場合、ターゲット
部18にバイアス電圧を印加することにより生ずる新た
な電界は、シート状プラズマ10にとってターゲット部
18の上流と下流とでは同じように影響を受けるので、
この部分では、従来のように電界の偏りによるプラズマ
密度のアンバランスが発生しない。
【0023】この時、緩衝電極の電位は、陽極部17の
電位でも、中間電極部15の電位でもスパッタリング室
16の電位でも良い。また、ターゲット部18にバイア
ス電圧を印加することによる影響は、ターゲット部18
と陽極部17との間とのシート状プラズマ10のプラズ
マ密度に生ずるため、必ずしも、緩衝電極をターゲット
部18の上流と下流に設ける必要な無く、ターゲット部
18と陽極部17との間にのみ設けるだけでも良い。ま
た、緩衝電極をスパッタリング室16の電位や、中間電
極部15の電位にすることでも、陽極部17の影響を低
減することができる。
【0024】従って、緩衝電極はターゲット部18近く
の陰極側及び陽極側の少なくとも陽極側にあれば良いの
であり、ターゲット部18を囲み得るような矩形状にし
たり、パイプ状のものを使用する必要は無い。言い換え
れば、緩衝電極はターゲット部18近くの陰極側及び陽
極側に個別に配置されても良いし、少なくともターゲッ
ト部18近くの陽極側に配置されていれば良い。また、
シート状プラズマ10を挟む上下に配置する必要も無
い。更に、陽極がプラズマ源側にある場合にも、その側
にのみ配置すれば良い。
【0025】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ばターゲット部付近に緩衝電極を配置してターゲット部
付近の電界の乱れを防ぐようにしたことにより、ターゲ
ット部付近において一様なシート状プラズマを形成維持
することができる。その結果、基板上に広い範囲に亘っ
て均一な厚さの被膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスパッタリング装置を側面から見
た縦断面図である。
【図2】本発明の要部である緩衝電極の第1の例を示し
た図であり、図aは平面図、図bは側面図、図cは正面
図である。
【図3】本発明の要部である緩衝電極の第2の例を示し
た図であり、図aは平面図、図bは側面図、図cは正面
図である。
【図4】本発明の要部である緩衝電極の第3、第4の例
を示した図である。
【符号の説明】
10 シート状プラズマ 11 陰極部 12 シートプラズマ成形室 13、15 中間電極部 14 永久磁石 16 スパッタリング室 17 陽極部 18 ターゲット部 19 テーブル 20 大径コイル 21 バイアス電源 22 主放電電源 25、30、35、37 緩衝電極

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 陰極からスパッタリング室に設置された
    陽極に向けてシート状プラズマを発生させると共に、前
    記スパッタリング室には、ターゲット並びに基板を対向
    して配置したスパッタリング装置において、前記ターゲ
    ット近くの陰極側及び陽極側の少なくとも陽極側に配置
    され、導電性の緩衝電極を備えたことを特徴とするシー
    ト状プラズマを用いたスパッタリング装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のスパッタリング装置にお
    いて、前記緩衝電極は、前記シート状プラズマを上下か
    ら挟むように構成されていることを特徴とするシート状
    プラズマを用いたスパッタリング装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のスパッタリング装置にお
    いて、前記緩衝電極は、導電性の四角枠状の金属板の互
    いに対向する辺にそれぞれ前記シート状プラズマの通過
    可能なスリットを設けて構成されることを特徴とするシ
    ート状プラズマを用いたスパッタリング装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のスパッタリング装置にお
    いて、前記緩衝電極は、前記シート状プラズマより上方
    のターゲット側だけに、該ターゲットを囲むように位置
    付けられていることを特徴とするシート状プラズマを用
    いたスパッタリング装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のスパッタリング装置にお
    いて、前記緩衝電極は、前記シート状プラズマより下方
    の基板側だけに、該ターゲットを囲むように位置付けら
    れていることを特徴とするシート状プラズマを用いたス
    パッタリング装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008149513A1 (ja) * 2007-06-07 2008-12-11 Shinmaywa Industries, Ltd. シートプラズマ成膜装置
WO2009040972A1 (ja) * 2007-09-26 2009-04-02 Shinmaywa Industries, Ltd. シートプラズマ成膜装置
JP2010121184A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Shinmaywa Industries Ltd スパッタリング装置
JP2011066085A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Shinmaywa Industries Ltd スパッタリング装置およびスパッタリング方法並びに成膜システム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008149513A1 (ja) * 2007-06-07 2008-12-11 Shinmaywa Industries, Ltd. シートプラズマ成膜装置
WO2009040972A1 (ja) * 2007-09-26 2009-04-02 Shinmaywa Industries, Ltd. シートプラズマ成膜装置
JP2010121184A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 Shinmaywa Industries Ltd スパッタリング装置
JP2011066085A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Shinmaywa Industries Ltd スパッタリング装置およびスパッタリング方法並びに成膜システム

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