JPH08176818A - スパッタリング装置 - Google Patents

スパッタリング装置

Info

Publication number
JPH08176818A
JPH08176818A JP31811594A JP31811594A JPH08176818A JP H08176818 A JPH08176818 A JP H08176818A JP 31811594 A JP31811594 A JP 31811594A JP 31811594 A JP31811594 A JP 31811594A JP H08176818 A JPH08176818 A JP H08176818A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
substrate
target
shaped
frequency voltage
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
Application number
JP31811594A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Serikawa
正 芹川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP31811594A priority Critical patent/JPH08176818A/ja
Publication of JPH08176818A publication Critical patent/JPH08176818A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 真空槽10内に、ターゲット11を設置する
第1の電極12と、基板13を設置する第2の電極14
と、それらの間のコイル状の第3の電極15を有するス
パッタリング装置に対し、第1の電極12と第3の電極
15の間にメッシュ状の第4の電極18を設け、第1の
電極12と第3の電極15にはそれぞれ高周波電圧を、
第2の電極14には直流電圧を印加してスパッタリング
を行う。 【効果】 高品質な導電膜、絶縁膜や半導体膜を、種々
な材質の基板の上に堆積させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子デバイスや
光学デバイスに使用される絶縁薄膜、導電薄膜や半導体
薄膜の特性を向上して形成できるスパッタリング装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】電子デバイスや光学デバイスなどのデバ
イスに使用される薄膜の形成には広くスパッタリング法
が用いられている。この理由は、基板温度が低い状態で
も、色々な種類の良質な薄膜が容易に得られるからであ
る。そのスパッタリング法の原理は、薄膜の源となるタ
ーゲットを設置する第1の電極と基板を設置する第2の
電極とを槽内に有した真空槽に、特定の圧力のArなど
の不活性ガスを含むスパッタリング用ガスを導入し、第
1の電極に負の直流電圧もしくは高周波電圧を印加し、
プラズマ状の放電を起こして生成された正イオンを第1
の電極上のターゲットに高速で衝突させると、ターゲッ
ト構成原子が叩き出され、第2の電極上の基板の表面に
ターゲット構成原子を含む薄膜が堆積する、ことに基づ
く。この薄膜が形成されている途中、高速の正イオンは
ターゲット表面だけでなく、基板上の薄膜の表面にも衝
突し、この衝突により良質の薄膜が低温で得られる。こ
のことが、高速イオンの照射の伴わない真空蒸着法と大
きく異なる。基板表面へのイオンの照射量を増やして薄
膜の特性をさらに向上する方法として、基板を設置する
第2の電極にも負の直流電圧もしくは高周波電圧を印加
するバイアススパッタリング法が試みられている。この
バイアススパッタリング法よりも多量のイオンを生成・
照射させ、薄膜の特性を飛躍的に向上せしめる方法とし
て、ターゲットと基板との間にコイル状の第3の電極を
入れたスパッタリング装置がある。そのスパッタリング
装置の特徴と問題点を図4を用いて説明する。
【0003】真空槽40に所定の圧力のAr等の不活性
ガスを導入し、ターゲット41を設置した第1の電極4
2に直流電源46を通じて負の直流電圧を加えると、プ
ラズマが発生し、そこで生成されたイオンが加速され、
高エネルギでターゲット表面に衝突し、ターゲット構成
原子が叩き出され、第2の電極44上の基板43に薄膜
が堆積する。この時、第3のコイル状電極45に高周波
電源47により高周波電圧を印加すると、高い密度のプ
ラズマが発生し、叩き出されたターゲット構成原子は、
この高密度プラズマ中を透過する時に、効率よくイオン
化もしくは励起されて基板表面に到達する。このため、
著しく膜特性の向上が図れる。また、さらに一層の膜特
性の向上を狙い、基板を設置する第2の電極44に直流
電源48を通じて負の直流電圧を加える方法も試みられ
ている。この方法により、上記イオンがより高エネルギ
を有して基板に到達するため、膜の特性が向上する。し
かし、上述の方法にはいくつかの問題点がある。
【0004】図4に示したように、ターゲットを設置す
る第1の電極には負の直流電圧しか印加できない。すな
わち、この第1の電極に高周波電圧を印加すると、同様
に高周波電圧を印加したコイル状の第3の電極との間の
相互作用により高密度プラズマの生成が困難になった
り、不安定なプラズマ状態となる。このようにターゲッ
トにも高周波電圧が印加できないと、堆積できる薄膜の
種類が大幅に制限され、導電率の高い薄膜に限定され
る。例えば、半導体デバイスとして不可欠な良質なSi
O2膜を形成することは困難となる。この理由は、Si
O2などの絶縁物からなるターゲットに直流電圧を印加
したのではプラズマの発生ができないからである。同様
な理由から、基板を設置する第2の電極に高周波電圧を
印加することも困難である。基板に直流電圧しか印加で
きない、このバイアススパッタ法は、基板の種類として
は導電率の高いものに限定され、ガラスなどの絶縁物の
基板は使用が困難であるという問題を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ターゲットと基板の間に第3の電極を入れたスパッタリ
ング装置では、導電率の高い材料から成る薄膜の形成に
は優れているが、優れた特性の絶縁膜や半導体膜の形成
には問題点があり、また、基板の種類としては導電率の
高いものに限定されるという問題を有していた。この理
由は、ターゲットあるいは基板を設置する電極に高周波
を安定して印加することが困難であったからである。
【0006】本発明の目的は、従来技術の問題点を解決
し、ターゲットあるいは基板を設置する電極にも高周波
電圧を印加できるようにした、優れた特性の高品質な導
電膜のほかに絶縁膜、半導体薄膜も容易に堆積できるス
パッタリング装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は、高密度プラ
ズマを発生させるためのコイル状電極とターゲットとの
間、およびコイル状電極と基板を置く電極との間の一方
または両方に新たに電極を追加することにより解決でき
る。
【0008】
【作用】上記の構成により、新たな電極として、例えば
メッシュ状電極のような、スパッタされた粒子は透過す
るが高周波電界の遮蔽に有効な電極を設けることによ
り、コイル状の電極とターゲットが設置される電極ある
いは基板が設置される電極との間の高周波出力の相互作
用が大幅に軽減されることから、コイル状の電極のみな
らず、ターゲットが設置される電極あるいは基板が設置
される電極にも高周波電圧を印加できるようになり、そ
の結果、優れた特性の高品質な導電膜のほか、絶縁膜や
半導体膜の形成が可能となる。
【0009】
【実施例】図1は、本発明の第1の実施例を示したもの
であり、コイル状の電極とターゲットを設置する電極と
の間に、新たに設ける電極として、例えばメッシュ状の
電極を有するスパッタリング装置である。以下、その動
作と特徴を述べる。
【0010】真空槽10に所定の圧力のAr等の不活性
ガスを導入し、ターゲット11を設置した第1の電極1
2に高周波電源17を通じて高周波電圧を加えると、プ
ラズマが発生し、そこで生成されたイオンが加速され、
高エネルギでターゲット表面に衝突し、ターゲット構成
原子が叩き出され、第2の電極14に置かれた基板13
に薄膜が堆積する。この時、メッシュ状の第4の電極1
8が挿入されているため、コイル状の第3の電極15に
は高周波電源16により高周波電圧の印加が可能とな
り、より高密度なプラズマが発生でき、ターゲット表面
から叩き出されたターゲット構成原子は、メッシュ状電
極の穴の部分を通過後、この高密度プラズマ中を透過す
る時に、効率良くイオン化もしくは励起されて基板表面
に到達する。このため、著しく膜特性の向上が図れる。
このように、本実施例では、コイル状電極とターゲット
設置電極との間の相互作用がメッシュ状の電極により軽
減されるため、コイル状電極とともにターゲットを設置
する電極にも高周波電圧を同時に印加できる。このよう
にすることにより、コイル状電極により高密度プラズマ
が安定して生成でき、さらに、ターゲット電極に高周波
電圧を印加できることから、絶縁物等導電率の低いター
ゲットを使用でき、導電膜は勿論のこと、高品質な絶縁
膜や半導体膜の形成も行える。また、19は直流電源で
あり、導電膜を形成する場合には、直流電源19により
基板を設置する第2の電極に負の直流電圧を印加するこ
とにより、基板表面へのイオンの照射量を増やして薄膜
の特性を更に向上することができる。
【0011】図2は、本発明の第2の実施例を示したも
のであり、コイル状の電極と基板を設置する電極との間
に、例えばメッシュ状の電極を新たに設けたスパッタリ
ング装置である。真空槽20に所定の圧力のAr等の不
活性ガスを導入し、ターゲット21を設置した第1の電
極22に直流電源27を通じて負の直流電圧を加える
と、プラズマが発生し、そこで生成されたイオンが加速
され、高エネルギでターゲット表面に衝突し、ターゲッ
ト構成原子が叩き出され、第2の電極24上の基板23
に薄膜が堆積する。この時、コイル状の第3の電極25
に高周波電源26により高周波電圧を印加すると、高い
密度のプラズマが発生し、叩き出されたターゲット構成
原子は、この高密度プラズマ中を透過する時に、効率良
くイオン化もしくは励起されて基板表面に到達し、膜特
性の向上が図れる。本実施例では、コイル状の第3の電
極と基板を設置する第2の電極との間にメッシュ状の第
4の電極28を設けているため、基板を設置する第2の
電極24に高周波電源29を通じて高周波電圧を安定し
て加えることができる。このようにすることにより、コ
イル状電極と基板を設置した電極に高周波電圧を同時に
印加でき、ターゲット表面から叩き出されたターゲット
構成原子を効率よくイオン化でき、さらに、そのイオン
のエネルギや照射量を基板設置電極への高周波電圧によ
り良く制御できる。このために、さらに一層の薄膜の高
品質化が図れる。また、基板設置電極に高周波電圧を印
加できることから、導電膜は言うに及ばず、絶縁膜や半
導体膜の形成にも有効であり、基板の種類としては導電
率の高いもののほかに、ガラスなどの絶縁物からなる基
板を使用する場合にも有効である。
【0012】図3には、本発明の第3の実施例を示す。
本例は、例えばメッシュ状の電極を、コイル状電極とタ
ーゲット設置電極との間のほかに、コイル状電極と基板
設置電極との間にも設けたものである。真空槽30に所
定の圧力のAr等の不活性ガスを導入し、ターゲット3
1を設置した第1の電極32に高周波電源391を通じ
て高周波電圧を加えると、プラズマが発生し、そこで生
成されたイオンが加速され、高エネルギでターゲット表
面に衝突し、ターゲット構成原子が叩き出され、第2の
電極34に置かれた基板33に薄膜が堆積する。この
時、メッシュ状の第4の電極36が挿入されているた
め、コイル状の第3の電極35には高周波電源38によ
り高周波電圧の印加が可能で、高密度のプラズマが発生
でき、叩き出されたターゲット構成原子は、この高密度
プラズマ中を透過する時に、効率よくイオン化もしくは
励起されて基板表面に到達する。本実施例では、コイル
状の第3の電極35と基板を設置する第2の電極34と
の間にメッシュ状の第5の電極37も設けているため、
基板を設置する第2の電極34にも高周波電源392を
通じて高周波電圧を安定して加えることができる。さら
に、本実施例では、メッシュ状の第4の電極36を設け
てあるため、コイル状の第3の電極35と基板を設置し
た第2の電極34に高周波電圧を同時に印加でき、ター
ゲット表面から叩き出され、イオン化したターゲット構
成原子のエネルギや照射量を基板設置電極に印加した高
周波電圧により良く制御でき、高品質の薄膜を形成でき
る。本実施例では、コイル状の第3の電極35、ターゲ
ット設置の第1の電極32、基板設置の第2の電極34
のすべてに高周波電圧を印加できる。このため、導電膜
は言うに及ばず、絶縁膜や半導体膜の形成にも有効であ
り、さらに、基板の種類としては導電率の高いもののほ
かに、ガラスなどの絶縁物からなる基板を使用できる利
点がある。
【0013】以上に説明したように、本発明では、新た
な電極を設けることにより、高品質な薄膜を低い温度で
形成できる利点がある。また、第4の電極(符号18、
28、36、37)およびコイル状電極(符号15、2
5、35)表面をターゲットと同一材料を含む誘電体膜
(例えばターゲットがアルミニウムの場合アルミナ、タ
ーゲットがシリコンの場合シリコン酸化膜)で被覆すれ
ば、これらの電極表面が高速の粒子によりスパッタリン
グされて試料基板表面が電極構成材料で汚染されること
を防ぐことができる。さらに、基板やターゲットを設置
する電極にも高周波電圧を印加できることから、導電膜
の他にも絶縁膜や半導体膜にも有効なばかりでなく、種
々の基板を使用できる特徴を有する。
【0014】本発明の実施例では、メッシュ状の電極を
用いた場合を例に挙げ説明したが、新たに設ける電極と
しては、メッシュ状のものに限られることはなく、簾状
のものでも良く、また、簾状のものを複数枚重ねたもの
でも良い。また、本発明のスパッタリング装置において
新たに設けた電極の穴の大きさや形状は、使用目的に応
じて変更できる利点も有している。さらに、新たに設け
た電極の電位状態としては、アース電位や浮遊状態にし
たり、あるいは、正または負の直流電位を容易に印加す
ることができ、膜の形成と膜特性の制御がさらに精度よ
く行える。なお、上記各実施例では、コイル状電極(1
5、25、35)として、1ターンの円形のものを用い
ているが、これに限られるものではなく、例えば楕円あ
るいは矩形のものでもよく、また、ターン数は1ターン
に限られるものでもない。
【0015】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明は高品質
な導電膜、絶縁膜や半導体膜を種々の基板上に堆積でき
る極めて有効なスパッタリング装置を提供し、半導体デ
バイスや光デバイスの製作に有効なことは勿論のこと、
他のデバイスへの応用にも極めて重要な役割を果たす。
【0016】本発明スパッタリング装置は、高周波とし
ては、現在工業用として広く使用されている周波数1
3.56メガヘルツが利用できるため極めて応用が広
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の第2の実施例を示す構成図である。
【図3】本発明の第3の実施例を示す構成図である。
【図4】従来のターゲットと基板との間にコイル状の電
極を入れたスパッタリング装置を示す構成図である。
【符号の説明】
10、20、30、40…真空槽 11、21、31、41…ターゲット 12、22、32、42…第1の電極 13、23、33、43…基板 14、24、34、44…第2の電極 15、25、35、45…コイル状の第3の電極 18、28、36…第4の電極 37…第5の電極 16、17、26、29、38、47、391、392
…高周波電源 19、27、46、48…直流電源

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ターゲットを設置する第1の電極と、基板
    を設置する第2の電極と、前記第1の電極と第2の電極
    の間に配置されたコイル状の第3の電極を有するスパッ
    タリング装置において、少なくとも1つの電極からなる
    電極群を前記第1の電極と前記第2の電極の間に有する
    ことを特徴とするスパッタリング装置。
  2. 【請求項2】前記電極群は、前記第1の電極と前記第3
    の電極の間に設置された少なくとも1つの電極を有し、
    前記第1の電極に高周波電圧を印加することを特徴とす
    る請求項1に記載のスパッタリング装置。
  3. 【請求項3】前記電極群は、前記第2の電極と前記第3
    の電極の間に設置された少なくとも1つの電極を有し、
    前記第2の電極に高周波電圧を印加することを特徴とす
    る請求項1に記載のスパッタリング装置。
  4. 【請求項4】前記電極群は、前記第1の電極と前記第3
    の電極の間に設置された少なくとも1つの電極、およ
    び、前記第2の電極と前記第3の電極の間に設置された
    少なくとも1つの電極を有し、前記第1および前記第2
    の電極に高周波電圧を印加することを特徴とする請求項
    1に記載のスパッタリング装置。
  5. 【請求項5】前記第3の電極は表面が誘電体で被覆され
    ていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記
    載のスパッタリング装置。
JP31811594A 1994-12-21 1994-12-21 スパッタリング装置 Pending JPH08176818A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31811594A JPH08176818A (ja) 1994-12-21 1994-12-21 スパッタリング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31811594A JPH08176818A (ja) 1994-12-21 1994-12-21 スパッタリング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08176818A true JPH08176818A (ja) 1996-07-09

Family

ID=18095666

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31811594A Pending JPH08176818A (ja) 1994-12-21 1994-12-21 スパッタリング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08176818A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1060638A (ja) * 1996-05-09 1998-03-03 Applied Materials Inc プラズマの発生及びスパッタのためのコイル
JPH11269643A (ja) * 1998-03-20 1999-10-05 Toshiba Corp 成膜装置およびそれを用いた成膜方法
KR100592238B1 (ko) * 2002-06-01 2006-06-21 삼성에스디아이 주식회사 박막 증착 방법 및 그 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1060638A (ja) * 1996-05-09 1998-03-03 Applied Materials Inc プラズマの発生及びスパッタのためのコイル
JPH11269643A (ja) * 1998-03-20 1999-10-05 Toshiba Corp 成膜装置およびそれを用いた成膜方法
KR100592238B1 (ko) * 2002-06-01 2006-06-21 삼성에스디아이 주식회사 박막 증착 방법 및 그 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3516054B2 (ja) 陰極スパッタリングによってプラズマを発生させるための装置
US6368469B1 (en) Coils for generating a plasma and for sputtering
JP4344019B2 (ja) イオン化スパッタ方法
US6506287B1 (en) Overlap design of one-turn coil
US3479269A (en) Method for sputter etching using a high frequency negative pulse train
US6220204B1 (en) Film deposition method for forming copper film
JPH11269643A (ja) 成膜装置およびそれを用いた成膜方法
KR100503609B1 (ko) 이온화성막방법 및 장치
JP2602336B2 (ja) プラズマ処理装置
KR20070040747A (ko) 선전리를 갖는 펄스 모드에서 마그네트론 양극 미분쇄에의한 증착
JP2774367B2 (ja) プラズマプロセス用装置および方法
KR100225571B1 (ko) 디스크 재생 장치
KR100273326B1 (ko) 고주파 스퍼터링 장치 및 이를 이용한 박막형성방법
JPH08199355A (ja) スパッタリング装置及び方法
JP2000156374A (ja) スパッタ処理応用のプラズマ処理装置
JP2761875B2 (ja) バイアススパッタリング法による堆積膜形成装置
JPH0585633B2 (ja)
JPH08218167A (ja) スパッタリング装置
JPH0867981A (ja) スパッタ装置
JP2765788B2 (ja) プラズマcvd装置
JPS6127464B2 (ja)
JPH0417669A (ja) プラズマを用いた成膜方法およびrfイオンプレーティング装置
JP3280406B2 (ja) プラズマ処理装置
JPS6127463B2 (ja)
JPS63282259A (ja) スパツタ装置