JPH09118980A - スパッタリング装置用のマグネトロンユニット及びスパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置用のマグネトロンユニット及びスパッタリング装置Info
- Publication number
- JPH09118980A JPH09118980A JP7275721A JP27572195A JPH09118980A JP H09118980 A JPH09118980 A JP H09118980A JP 7275721 A JP7275721 A JP 7275721A JP 27572195 A JP27572195 A JP 27572195A JP H09118980 A JPH09118980 A JP H09118980A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- magnetic pole
- unit
- pole end
- base plate
- 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
Links
Landscapes
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁界の変更が容易なマグネトロンユニットを
提供すること。 【構成】 本発明によるスパッタリング装置（１０）用
のマグネトロンユニット（３０）は、ベースプレート
（３２）と、このベースプレート上に所定の配列で固定
された複数のマグネットユニット（３４）とから構成さ
れている。各マグネットユニットは、互いに同一方向に
向けられ且つ所定の間隔をおいて配置された、極性の異
なる２つの磁極端を有しており、各磁極端がベースプレ
ートとは反対側に向けられた状態でベースプレートに固
定されている。マグネットユニットは、強磁性体から成
る平板状のヨーク部材（３６）と、このヨーク部材の各
端部に略コの字状をなすよう固着された棒磁石（３８）
とから成るものが好適である。このようなマグネットユ
ニットの場合、それぞれが固有の磁気回路を有するた
め、その配列を適宜定めることで所望の磁界を形成する
ことが可能となる。
提供すること。 【構成】 本発明によるスパッタリング装置（１０）用
のマグネトロンユニット（３０）は、ベースプレート
（３２）と、このベースプレート上に所定の配列で固定
された複数のマグネットユニット（３４）とから構成さ
れている。各マグネットユニットは、互いに同一方向に
向けられ且つ所定の間隔をおいて配置された、極性の異
なる２つの磁極端を有しており、各磁極端がベースプレ
ートとは反対側に向けられた状態でベースプレートに固
定されている。マグネットユニットは、強磁性体から成
る平板状のヨーク部材（３６）と、このヨーク部材の各
端部に略コの字状をなすよう固着された棒磁石（３８）
とから成るものが好適である。このようなマグネットユ
ニットの場合、それぞれが固有の磁気回路を有するた
め、その配列を適宜定めることで所望の磁界を形成する
ことが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハ上に集積回
路を形成する場合等に用いられるスパッタリング装置に
関し、特に、発生されるプラズマの密度を高めるために
スパッタリング装置に設けられるマグネトロンユニット
に関するものである。
路を形成する場合等に用いられるスパッタリング装置に
関し、特に、発生されるプラズマの密度を高めるために
スパッタリング装置に設けられるマグネトロンユニット
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリング装置は、グロー放電中に
おいて放電用ガスの正イオン、通常はアルゴンイオンを
陰極であるターゲットに衝突させ、そこからスパッタさ
れるターゲット原子を陽極であるウェハ上に堆積させて
成膜を行うものである。
おいて放電用ガスの正イオン、通常はアルゴンイオンを
陰極であるターゲットに衝突させ、そこからスパッタさ
れるターゲット原子を陽極であるウェハ上に堆積させて
成膜を行うものである。
【０００３】このようなスパッタリング装置において
は、ターゲットの表面近傍のプラズマ密度を高めスパッ
タ効率を上げるために、いわゆるマグネトロン方式が広
く採用されている。この方式では、複数の磁石から構成
されたマグネトロンユニットをターゲットの裏面側に配
置し、ターゲット表面に平行な磁界を発生させることと
している。この磁界はターゲットとウェハとの間の電界
と交差するため、ターゲットから出た電子はターゲット
近傍で閉じ込められ、プラズマ密度が高められる。
は、ターゲットの表面近傍のプラズマ密度を高めスパッ
タ効率を上げるために、いわゆるマグネトロン方式が広
く採用されている。この方式では、複数の磁石から構成
されたマグネトロンユニットをターゲットの裏面側に配
置し、ターゲット表面に平行な磁界を発生させることと
している。この磁界はターゲットとウェハとの間の電界
と交差するため、ターゲットから出た電子はターゲット
近傍で閉じ込められ、プラズマ密度が高められる。
【０００４】従来一般のマグネトロンユニットとして
は、例えば図４や図５に示すようなものが知られてい
る。
は、例えば図４や図５に示すようなものが知られてい
る。
【０００５】図４に示すマグネトロンユニット１は、ベ
ースプレート２に固定された複数の磁石３の同じ磁極同
士を環状のポールピース４，５で連結して構成されてい
る。図４の（ａ）のＡ−Ａ線断面図である図４の（ｂ）
に示すように、内側のポールピース４と外側のポールピ
ース５との間の磁力線が平衡してトンネル状の磁界を形
成するため、このマグネトロンユニット１はバランス型
（平衡型）と呼ばれている。
ースプレート２に固定された複数の磁石３の同じ磁極同
士を環状のポールピース４，５で連結して構成されてい
る。図４の（ａ）のＡ−Ａ線断面図である図４の（ｂ）
に示すように、内側のポールピース４と外側のポールピ
ース５との間の磁力線が平衡してトンネル状の磁界を形
成するため、このマグネトロンユニット１はバランス型
（平衡型）と呼ばれている。
【０００６】一方、図５に示すマグネトロンユニット６
は、ベースプレート２に固定された複数の磁石７の同じ
磁極同士を渦巻き状のポールピース８，９で連結して構
成されたものである。図５の（ａ）のＢ−Ｂ線断面図で
ある図５の（ｂ）から理解されるように、このマグネト
ロンユニット６においてもポールピース８，９間にトン
ネル状の磁界が形成されるが、Ｎ極の数がＳ極の数より
も多くなる配列のため、余分の磁力線はスパッタリング
装置内ではウェハ（図示せず）の方に延びていくことと
なる。このように非平衡の磁力線が存在するため、この
マグネトロンユニット６はアンバランス型（非平衡型）
と呼ばれている。
は、ベースプレート２に固定された複数の磁石７の同じ
磁極同士を渦巻き状のポールピース８，９で連結して構
成されたものである。図５の（ａ）のＢ−Ｂ線断面図で
ある図５の（ｂ）から理解されるように、このマグネト
ロンユニット６においてもポールピース８，９間にトン
ネル状の磁界が形成されるが、Ｎ極の数がＳ極の数より
も多くなる配列のため、余分の磁力線はスパッタリング
装置内ではウェハ（図示せず）の方に延びていくことと
なる。このように非平衡の磁力線が存在するため、この
マグネトロンユニット６はアンバランス型（非平衡型）
と呼ばれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
マグネトロンユニットにおいては、磁石の磁極端同士が
ポールピースにより連結された一体物であるため、磁石
の配置を変えて磁界を変更することが困難であり、バラ
ンス型とアンバランス型の両方の特徴を併せ持たせるこ
とも困難であった。
マグネトロンユニットにおいては、磁石の磁極端同士が
ポールピースにより連結された一体物であるため、磁石
の配置を変えて磁界を変更することが困難であり、バラ
ンス型とアンバランス型の両方の特徴を併せ持たせるこ
とも困難であった。
【０００８】このため、従来は、多種のマグネトロンユ
ニットを用意し、プロセスやターゲットの材質に応じて
適当なマグネトロンユニットを選択することとしていた
が、多数のマグネトロンユニットを管理することは煩わ
しいものであった。
ニットを用意し、プロセスやターゲットの材質に応じて
適当なマグネトロンユニットを選択することとしていた
が、多数のマグネトロンユニットを管理することは煩わ
しいものであった。
【０００９】本発明の目的はかかる問題点を解決するこ
とにある。
とにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるスパッタリ
ング装置用のマグネトロンユニットは、ベースプレート
と、このベースプレート上に所定の配列で固定された複
数のマグネットユニットとから構成されている。各マグ
ネットユニットは、互いに同一方向に向けられ且つ所定
の間隔をおいて配置された、極性の異なる２つの磁極端
を有しており、各磁極端がベースプレートとは反対の方
向に向けられた状態でベースプレートに固定されてい
る。
ング装置用のマグネトロンユニットは、ベースプレート
と、このベースプレート上に所定の配列で固定された複
数のマグネットユニットとから構成されている。各マグ
ネットユニットは、互いに同一方向に向けられ且つ所定
の間隔をおいて配置された、極性の異なる２つの磁極端
を有しており、各磁極端がベースプレートとは反対の方
向に向けられた状態でベースプレートに固定されてい
る。
【００１１】マグネットユニットは、強磁性体から成る
平板状のヨーク部材と、このヨーク部材の各端部に略コ
の字状をなすよう固着された棒磁石とから成るものが好
適である。このようなマグネットユニットの場合、それ
ぞれが固有の磁気回路を有するため、適当な配列でベー
スプレートに固定することにより所望の磁界を形成する
ことが可能となる。
平板状のヨーク部材と、このヨーク部材の各端部に略コ
の字状をなすよう固着された棒磁石とから成るものが好
適である。このようなマグネットユニットの場合、それ
ぞれが固有の磁気回路を有するため、適当な配列でベー
スプレートに固定することにより所望の磁界を形成する
ことが可能となる。
【００１２】また、所定の隣合う２つのマグネットユニ
ットを、一方の磁性の磁極端同士が近接され、他方の磁
性の磁極端同士が離隔されるように、配置することが有
効である。かかる場合、磁極端の位置関係から磁力線の
平衡状態が崩れ、アンバランス型に類似した効果が得ら
れる。
ットを、一方の磁性の磁極端同士が近接され、他方の磁
性の磁極端同士が離隔されるように、配置することが有
効である。かかる場合、磁極端の位置関係から磁力線の
平衡状態が崩れ、アンバランス型に類似した効果が得ら
れる。
【００１３】更に、マグネットユニットは、ねじ等によ
り、ベースプレートに取外し可能に固定されるようにす
るのが好ましい。
り、ベースプレートに取外し可能に固定されるようにす
るのが好ましい。
【００１４】また、マグネットユニットを二重の環状配
列とすることも好適である。このようなマグネトロンユ
ニットについては、図２及び図３に沿って以下でも詳細
に説明するが、ベースプレート（３２）上に、異なる極
性の２つの磁極端がベースプレートから離れる所定方向
（図３の上方）に向くように、複数の第１のマグネット
ユニット（３４）を取り付けると共に、所定の中心（図
２の点Ｄ）を取り囲み且つ一方の磁極端（図２ではＮ
極）が求心方向側（点Ｄの側）に、他方の磁極端（図２
ではＳ極）が遠心方向側（点Ｄから離れる側）になるよ
うに、複数の第１のマグネットユニットを環状に配置
し、また、ベースプレート上に、異なる極性の２つの磁
極端が前記ベースプレートから離れる前記所定方向に向
くように、複数の第２のマグネットユニット（３４）を
取り付けると共に、環状に配置された複数の第１のマグ
ネットユニットを更に取り囲み且つ遠心方向側の第１の
マグネットユニットの磁極端と同じ極性の第２のマグネ
ットユニットの磁極端（図２ではＳ極）が求心方向側
に、第２のマグネットユニットの他方の磁極端（図２で
はＮ極）が遠心方向側になるように、複数の第２のマグ
ネットユニットを環状に配置したことを特徴としてい
る。なお、前記所定の中心（点Ｄ）は、マグネトロンユ
ニットの回転運動の回転軸からずらされている。
列とすることも好適である。このようなマグネトロンユ
ニットについては、図２及び図３に沿って以下でも詳細
に説明するが、ベースプレート（３２）上に、異なる極
性の２つの磁極端がベースプレートから離れる所定方向
（図３の上方）に向くように、複数の第１のマグネット
ユニット（３４）を取り付けると共に、所定の中心（図
２の点Ｄ）を取り囲み且つ一方の磁極端（図２ではＮ
極）が求心方向側（点Ｄの側）に、他方の磁極端（図２
ではＳ極）が遠心方向側（点Ｄから離れる側）になるよ
うに、複数の第１のマグネットユニットを環状に配置
し、また、ベースプレート上に、異なる極性の２つの磁
極端が前記ベースプレートから離れる前記所定方向に向
くように、複数の第２のマグネットユニット（３４）を
取り付けると共に、環状に配置された複数の第１のマグ
ネットユニットを更に取り囲み且つ遠心方向側の第１の
マグネットユニットの磁極端と同じ極性の第２のマグネ
ットユニットの磁極端（図２ではＳ極）が求心方向側
に、第２のマグネットユニットの他方の磁極端（図２で
はＮ極）が遠心方向側になるように、複数の第２のマグ
ネットユニットを環状に配置したことを特徴としてい
る。なお、前記所定の中心（点Ｄ）は、マグネトロンユ
ニットの回転運動の回転軸からずらされている。
【００１５】このように、第１のマグネットユニットの
遠心方向側の磁極端（図２ではＳ極）と第２のマグネッ
トユニットの求心方向側の磁極端（図２ではＮ極）とは
所定の距離だけ離間しているが、同極性の磁石がもたら
す不平衡状態によりアンバランス型の磁力線が形成さ
れ、これにより、より良好な成膜が可能となる。
遠心方向側の磁極端（図２ではＳ極）と第２のマグネッ
トユニットの求心方向側の磁極端（図２ではＮ極）とは
所定の距離だけ離間しているが、同極性の磁石がもたら
す不平衡状態によりアンバランス型の磁力線が形成さ
れ、これにより、より良好な成膜が可能となる。
【００１６】更に、本発明は、上記構成のマグネトロン
ユニットを有する新規なスパッタリング装置を提供する
ものである。即ち、本発明によるスパッタリング装置
は、チャンバと、このチャンバ内でウェハを保持するた
めの保持手段と、保持手段により保持されたウェハの表
面に対向するように設けられたターゲットと、ターゲッ
ト及びウェハの間の空間に反応ガスを供給するためのガ
ス供給手段と、ターゲット及び保持手段の間に所定の電
位差をもたらすための電源手段と、ターゲットのウェハ
対向面とは反対の側に設けられたマグネトロンユニット
とを備えており、このマグネトロンユニットは、ベース
プレート上に、異なる極性の２つの磁極端が前記空間の
方に向くように、複数の第１のマグネットユニットを取
り付けると共に、所定の中心を取り囲み且つ一方の磁極
端が求心方向側に、他方の磁極端が遠心方向側になるよ
うに、複数の第１のマグネットユニットを環状に配置
し、また、ベースプレート上に、異なる極性の２つの磁
極端が前記空間の方に向くように、複数の第２のマグネ
ットユニットを取り付けると共に、環状に配置された複
数の第１のマグネットユニットを更に取り囲み且つ遠心
方向側の第１のマグネットユニットの磁極端と同じ極性
の前記第２のマグネットユニットの磁極端が求心方向側
に、第２のマグネットユニットの他方の磁極端が遠心方
向側になるように、複数の第２のマグネットユニットを
環状に配置して構成されていることを特徴としている。
ユニットを有する新規なスパッタリング装置を提供する
ものである。即ち、本発明によるスパッタリング装置
は、チャンバと、このチャンバ内でウェハを保持するた
めの保持手段と、保持手段により保持されたウェハの表
面に対向するように設けられたターゲットと、ターゲッ
ト及びウェハの間の空間に反応ガスを供給するためのガ
ス供給手段と、ターゲット及び保持手段の間に所定の電
位差をもたらすための電源手段と、ターゲットのウェハ
対向面とは反対の側に設けられたマグネトロンユニット
とを備えており、このマグネトロンユニットは、ベース
プレート上に、異なる極性の２つの磁極端が前記空間の
方に向くように、複数の第１のマグネットユニットを取
り付けると共に、所定の中心を取り囲み且つ一方の磁極
端が求心方向側に、他方の磁極端が遠心方向側になるよ
うに、複数の第１のマグネットユニットを環状に配置
し、また、ベースプレート上に、異なる極性の２つの磁
極端が前記空間の方に向くように、複数の第２のマグネ
ットユニットを取り付けると共に、環状に配置された複
数の第１のマグネットユニットを更に取り囲み且つ遠心
方向側の第１のマグネットユニットの磁極端と同じ極性
の前記第２のマグネットユニットの磁極端が求心方向側
に、第２のマグネットユニットの他方の磁極端が遠心方
向側になるように、複数の第２のマグネットユニットを
環状に配置して構成されていることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１には、本発明が適用されたス
パッタリング装置が概略的に示されている。このスパッ
タリング装置１０は、内部にスパッタリング室１２を有
するハウジング１４と、ハウジング１４の上部に配置さ
れた円形のターゲット１６とを備えている。ハウジング
１４内にはウェハ支持ペディスタル１８が設けられてお
り、ウェハ２０はこのウェハ支持ペディスタル１８上で
支持され、ターゲット１６の下面に対して平行に対向配
置されるようになっている。ターゲット１６とウェハ２
０との間には、ターゲット原子の漏出を防止すべくシー
ルド２２が設けられている。
パッタリング装置が概略的に示されている。このスパッ
タリング装置１０は、内部にスパッタリング室１２を有
するハウジング１４と、ハウジング１４の上部に配置さ
れた円形のターゲット１６とを備えている。ハウジング
１４内にはウェハ支持ペディスタル１８が設けられてお
り、ウェハ２０はこのウェハ支持ペディスタル１８上で
支持され、ターゲット１６の下面に対して平行に対向配
置されるようになっている。ターゲット１６とウェハ２
０との間には、ターゲット原子の漏出を防止すべくシー
ルド２２が設けられている。
【００１８】ターゲット１６とウェハ支持ペディスタル
１８（即ち、ウェハ２０）とにはそれぞれ、直流電源２
４の陰極と陽極が接続されている。真空とされたスパッ
タリング室１２に放電用アルゴンガスを導入してターゲ
ット１６とウェハ２０との間に電圧をかけると、グロー
放電が発生する。この時、プラズマ中のアルゴンイオン
がターゲット表面に衝突し、ターゲット原子をはじき出
し、このターゲット原子がウェハ２０上に堆積して薄膜
が形成されるのである。
１８（即ち、ウェハ２０）とにはそれぞれ、直流電源２
４の陰極と陽極が接続されている。真空とされたスパッ
タリング室１２に放電用アルゴンガスを導入してターゲ
ット１６とウェハ２０との間に電圧をかけると、グロー
放電が発生する。この時、プラズマ中のアルゴンイオン
がターゲット表面に衝突し、ターゲット原子をはじき出
し、このターゲット原子がウェハ２０上に堆積して薄膜
が形成されるのである。
【００１９】ターゲット１６の裏面側、即ちターゲット
１６の上方には、スパッタリング室１２内で発生したプ
ラズマの密度を高めるために、マグネトロンユニット３
０が配置されている。このマグネトロンユニット３０に
は駆動ユニット２８が接続されており、ターゲット１６
上で回転されるようになっている。これにより、スパッ
タリング室１２内の磁界がマグネトロンユニット３０の
回転運動に伴って回転するため、プラズマの密度の偏り
が防止される。
１６の上方には、スパッタリング室１２内で発生したプ
ラズマの密度を高めるために、マグネトロンユニット３
０が配置されている。このマグネトロンユニット３０に
は駆動ユニット２８が接続されており、ターゲット１６
上で回転されるようになっている。これにより、スパッ
タリング室１２内の磁界がマグネトロンユニット３０の
回転運動に伴って回転するため、プラズマの密度の偏り
が防止される。
【００２０】図２は、上記構成のスパッタリング装置１
０に適用可能な本発明によるマグネトロンユニット３０
の一実施形態を示している。図示するように、このマグ
ネトロンユニット３０は、円形のベースプレート３２
と、ベースプレート３２上に所定の配列で固定された複
数のマグネットユニット３４とから構成されている。こ
のマグネトロンユニット３０は、スパッタリング装置１
０において、ベースプレート３２がターゲット１６の上
方に同軸に配置されると共に、マグネットユニット３４
がターゲット１６側に位置するよう、設置される。
０に適用可能な本発明によるマグネトロンユニット３０
の一実施形態を示している。図示するように、このマグ
ネトロンユニット３０は、円形のベースプレート３２
と、ベースプレート３２上に所定の配列で固定された複
数のマグネットユニット３４とから構成されている。こ
のマグネトロンユニット３０は、スパッタリング装置１
０において、ベースプレート３２がターゲット１６の上
方に同軸に配置されると共に、マグネットユニット３４
がターゲット１６側に位置するよう、設置される。
【００２１】各マグネットユニット３４は、図３に明示
するように、強磁性体から成る平板状のヨーク部材３６
と、ヨーク部材３６の各端部に固着された棒磁石３８と
から構成されている。２本の棒磁石３８は同一方向に延
び、マグネットユニット３４の全体形状は略コの字状と
なっている。また、一方の棒磁石３８の自由端はＮ極、
他方の棒磁石３８の自由端はＳ極とされている。この実
施形態では、各棒磁石３８の端面の面積は実質的に等し
くされている。これにより、各マグネットユニット３４
において、棒磁石３８の端面間で延びる磁力線はほぼ平
衡する（図３の破線を参照）。また、棒磁石３８の端面
とは反対側の領域においては、磁気回路が強磁性体から
形成されているため、漏れ磁束は殆ど生じない。
するように、強磁性体から成る平板状のヨーク部材３６
と、ヨーク部材３６の各端部に固着された棒磁石３８と
から構成されている。２本の棒磁石３８は同一方向に延
び、マグネットユニット３４の全体形状は略コの字状と
なっている。また、一方の棒磁石３８の自由端はＮ極、
他方の棒磁石３８の自由端はＳ極とされている。この実
施形態では、各棒磁石３８の端面の面積は実質的に等し
くされている。これにより、各マグネットユニット３４
において、棒磁石３８の端面間で延びる磁力線はほぼ平
衡する（図３の破線を参照）。また、棒磁石３８の端面
とは反対側の領域においては、磁気回路が強磁性体から
形成されているため、漏れ磁束は殆ど生じない。
【００２２】このようなマグネットユニット３４は、ヨ
ーク部材３６の背面をベースプレート３２に接触させた
状態で適当な固定手段、例えばねじ４０等により、ベー
スプレート３２に固定される。マグネットユニット３４
の配列としては種々考えられるが、図２に示すような二
重の環状配列とするのが好適である。また、環状配列と
した場合は、一方の棒磁石３８が各環状配列の中心側に
向くようマグネットユニット３４を配置することが好ま
しい。図示実施形態においては、内側配列の各マグネッ
トユニット３４は、Ｓ極の端面が外側となるように配置
され、外側配列の各マグネットユニット３４は、Ｓ極の
端面が内側となるように配置されている。なお、このよ
うに環状配列とした場合、同じ列における隣合うマグネ
ットユニット間の間隔が内側と外側とで大きく相違しな
いよう、また、取付けを容易にするため、マグネットユ
ニット３４の平面形状（図２で示される形状）を台形と
するのが好ましい。
ーク部材３６の背面をベースプレート３２に接触させた
状態で適当な固定手段、例えばねじ４０等により、ベー
スプレート３２に固定される。マグネットユニット３４
の配列としては種々考えられるが、図２に示すような二
重の環状配列とするのが好適である。また、環状配列と
した場合は、一方の棒磁石３８が各環状配列の中心側に
向くようマグネットユニット３４を配置することが好ま
しい。図示実施形態においては、内側配列の各マグネッ
トユニット３４は、Ｓ極の端面が外側となるように配置
され、外側配列の各マグネットユニット３４は、Ｓ極の
端面が内側となるように配置されている。なお、このよ
うに環状配列とした場合、同じ列における隣合うマグネ
ットユニット間の間隔が内側と外側とで大きく相違しな
いよう、また、取付けを容易にするため、マグネットユ
ニット３４の平面形状（図２で示される形状）を台形と
するのが好ましい。
【００２３】前述したように、各マグネットユニット３
４においてトンネル状の磁界が形成される（図３の破線
を参照）。しかしながら、外側配列のマグネットユニッ
ト３４と内側配列のマグネットリング３４との隣合う磁
極端は同じ磁性、図示実施形態ではＳ極となっているた
め、２つのマグネットユニット３４間では磁力線の平衡
が崩れ、ベースプレート３２とは反対の方向に磁力線が
延びる（図３の一点鎖線を参照）。従って、スパッタリ
ング装置１０内においては、ターゲット１６の表面近傍
でターゲット１６とほぼ平行に延びる磁界と、ターゲッ
ト１６からウェハ２０に向かう磁界とが形成されること
となる。ターゲット１６に平行な磁界はプラズマ密度を
高めるのに寄与し、ウェハ２０に向かう磁界はアシスト
用イオンの有効利用に寄与する。
４においてトンネル状の磁界が形成される（図３の破線
を参照）。しかしながら、外側配列のマグネットユニッ
ト３４と内側配列のマグネットリング３４との隣合う磁
極端は同じ磁性、図示実施形態ではＳ極となっているた
め、２つのマグネットユニット３４間では磁力線の平衡
が崩れ、ベースプレート３２とは反対の方向に磁力線が
延びる（図３の一点鎖線を参照）。従って、スパッタリ
ング装置１０内においては、ターゲット１６の表面近傍
でターゲット１６とほぼ平行に延びる磁界と、ターゲッ
ト１６からウェハ２０に向かう磁界とが形成されること
となる。ターゲット１６に平行な磁界はプラズマ密度を
高めるのに寄与し、ウェハ２０に向かう磁界はアシスト
用イオンの有効利用に寄与する。
【００２４】なお、図２に示すマグネットユニット３４
の環状配列は完全な円形ではなく、その重心位置もベー
スプレート３２の中心に配置されていない。これは、ベ
ースプレート３２が駆動ユニット２８により回転駆動さ
れ、その動きに伴って磁界も移動されることを考慮した
ものである。
の環状配列は完全な円形ではなく、その重心位置もベー
スプレート３２の中心に配置されていない。これは、ベ
ースプレート３２が駆動ユニット２８により回転駆動さ
れ、その動きに伴って磁界も移動されることを考慮した
ものである。
【００２５】また、上述したように、図示の配列は一例
に過ぎず、他の配列としてもよい。また、マグネットユ
ニット３４は取外し可能とし、必要に応じて適宜、配列
を変更できるようにしてもよい。
に過ぎず、他の配列としてもよい。また、マグネットユ
ニット３４は取外し可能とし、必要に応じて適宜、配列
を変更できるようにしてもよい。
【００２６】更に、上記のマグネットユニット３４は棒
磁石３８とヨーク部材３６とから構成されているが、コ
の字状ないしは馬蹄形の永久磁石を単体で用いることも
可能である。また、２つの磁極端が同一方向に向けられ
且つ所定の間隔をおいて配置されているものであれば、
その形態は図示のものに限られない。
磁石３８とヨーク部材３６とから構成されているが、コ
の字状ないしは馬蹄形の永久磁石を単体で用いることも
可能である。また、２つの磁極端が同一方向に向けられ
且つ所定の間隔をおいて配置されているものであれば、
その形態は図示のものに限られない。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、１
つのマグネットユニットが固有の磁気回路を有し、且
つ、形成される磁界も安定しているため、ベースプレー
ト上での配列を適宜定めれば、所望の磁界をスパッタリ
ング室内に形成することが可能となる。
つのマグネットユニットが固有の磁気回路を有し、且
つ、形成される磁界も安定しているため、ベースプレー
ト上での配列を適宜定めれば、所望の磁界をスパッタリ
ング室内に形成することが可能となる。
【００２８】また、各マグネットユニットは個々独立し
ているため、ベースプレート上の配列レイアウトの自由
度も大きく、色々な種類のマグネトロンユニットを作る
ことができる。例えば、同じ磁性の磁極端を近接して配
置し、他の磁性の磁極端を離して配置すれば、アンバラ
ンス型に類似した機能を有するマグネトロンユニットが
得られる。
ているため、ベースプレート上の配列レイアウトの自由
度も大きく、色々な種類のマグネトロンユニットを作る
ことができる。例えば、同じ磁性の磁極端を近接して配
置し、他の磁性の磁極端を離して配置すれば、アンバラ
ンス型に類似した機能を有するマグネトロンユニットが
得られる。
【００２９】更に、マグネットユニットの独立性から、
マグネットユニットをねじ等によりベースプレートに取
外し可能に固定するならば、必要に応じてマグネットユ
ニットの配列を変更することができ、多数のマグネトロ
ンユニットを予め用意しておかなくとも、種々のプロセ
スに対応が可能となる。
マグネットユニットをねじ等によりベースプレートに取
外し可能に固定するならば、必要に応じてマグネットユ
ニットの配列を変更することができ、多数のマグネトロ
ンユニットを予め用意しておかなくとも、種々のプロセ
スに対応が可能となる。
【図１】本発明によるスパッタリング装置の概略図であ
る。
る。
【図２】本発明によるマグネトロンユニットの平面図で
ある。
ある。
【図３】図２のＣ−Ｃ線に沿っての断面図である。
【図４】（ａ）は従来のバランス型マグネトロンユニッ
トの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿って
の断面図である。
トの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿って
の断面図である。
【図５】（ａ）は従来のアンバランス型マグネトロンユ
ニットの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿
っての部分断面図である。
ニットの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿
っての部分断面図である。
【符号の説明】 １０…スパッタリング装置、１２…スパッタリング室、
１４…ハウジング、１６…ターゲット、１８…ウェハ支
持ペディスタル、２０…ウェハ、２２…シールド、２４
…直流電源、２８…駆動ユニット、３０…マグネトロン
ユニット、３２…ベースプレート、３４…マグネットユ
ニット、３６…ヨーク部材、３８…棒磁石、４０…ね
じ。
１４…ハウジング、１６…ターゲット、１８…ウェハ支
持ペディスタル、２０…ウェハ、２２…シールド、２４
…直流電源、２８…駆動ユニット、３０…マグネトロン
ユニット、３２…ベースプレート、３４…マグネットユ
ニット、３６…ヨーク部材、３８…棒磁石、４０…ね
じ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 春良 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 細田 勉 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 早川 幸夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 神保 毅 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内
Claims (13)
- 【請求項１】 スパッタリング装置において陰極である
ターゲットの裏面側に配置されるマグネトロンユニット
であって、 ベースプレートと、前記ベースプレート上に所定の配列
で固定された複数のマグネットユニットとから成り、 前記マグネットユニットは、互いに同一方向に向けられ
且つ所定の間隔をおいて配置された、極性の異なる２つ
の磁極端を有しており、各磁極端が前記ベースプレート
とは反対の方向に向けられた状態で前記ベースプレート
に固定されていることを特徴とするスパッタリング装置
用のマグネトロンユニット。 - 【請求項２】 前記マグネットユニットは、強磁性体か
ら成る平板状のヨーク部材と、前記ヨーク部材の各端部
に略コの字状をなすよう固着された棒磁石とから成るこ
とを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置用の
マグネトロンユニット。 - 【請求項３】 所定の隣合う２つの前記マグネットユニ
ットを、一方の磁性の磁極端同士が近接され、他方の磁
性の磁極端同士が離隔されるように、配置することを特
徴とする請求項１又は２記載のスパッタリング装置用の
マグネトロンユニット。 - 【請求項４】 前記マグネットユニットは前記ベースプ
レートに取外し可能に固定されることを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１項に記載のスパッタリング装置用
のマグネトロンユニット。 - 【請求項５】 ベースプレート上に、異なる極性の２つ
の磁極端が前記ベースプレートから離れる所定方向に向
くように、複数の第１のマグネットユニットを取り付け
ると共に、所定の中心を取り囲み且つ一方の磁極端が求
心方向側に、他方の磁極端が遠心方向側になるように、
複数の前記第１のマグネットユニットを環状に配置し、 前記ベースプレート上に、異なる極性の２つの磁極端が
前記ベースプレートから離れる前記所定方向に向くよう
に、複数の第２のマグネットユニットを取り付けると共
に、環状に配置された複数の前記第１のマグネットユニ
ットを更に取り囲み且つ遠心方向側の前記第１のマグネ
ットユニットの磁極端と同じ極性の前記第２のマグネッ
トユニットの磁極端が求心方向側に、前記第２のマグネ
ットユニットの他方の磁極端が遠心方向側になるよう
に、複数の前記第２のマグネットユニットを環状に配置
したことを特徴とするスパッタリング装置用のマグネト
ロンユニット。 - 【請求項６】 前記第１のマグネットユニットの遠心方
向側の磁極端と前記第２のマグネットユニットの求心方
向側の磁極端とは所定の距離だけ離間していることを特
徴とする請求項５記載のスパッタリング装置用のマグネ
トロンユニット。 - 【請求項７】 前記第１及び第２のマグネットユニット
のそれぞれは、強磁性体から成る平板状のヨーク部材の
上に、Ｓ極の磁極端を前記ヨーク部材とは反対の所定方
向に向けた状態で第１の磁石を取り付けると共に、Ｎ極
の磁極端を前記ヨーク部材とは反対の前記所定方向に向
けた状態で第２の磁石を取り付け、且つ、前記第１の磁
石と前記第２の磁石とを所定間隔だけ離間して配置する
ことにより構成したことを特徴とする請求項５又は６記
載のスパッタリング装置用のマグネトロンユニット。 - 【請求項８】 前記複数の第１のマグネットユニットが
取り囲む前記所定の中心は、スパッタリングが行われる
ときにマグネトロンユニットが回転する際の回転軸から
ずれていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１
項に記載のスパッタリング装置用のマグネトロンユニッ
ト。 - 【請求項９】 チャンバと、 前記チャンバ内でウェハを保持するための保持手段と、 前記保持手段により保持されたウェハの表面に対向する
ように設けられたターゲットと、 前記ターゲット及び前記ウェハの間の空間に反応ガスを
供給するためのガス供給手段と、 前記ターゲット及び前記保持手段の間に所定の電位差を
もたらすための電源手段と、 前記ターゲットのウェハ対向面とは反対の側に設けられ
たマグネトロンユニットと、を備え、前記マグネトロン
ユニットは、ベースプレート上に、異なる極性の２つの
磁極端が前記空間の方に向くように、複数の第１のマグ
ネットユニットを取り付けると共に、所定の中心を取り
囲み且つ一方の磁極端が求心方向側に、他方の磁極端が
遠心方向側になるように、複数の前記第１のマグネット
ユニットを環状に配置し、前記ベースプレート上に、異
なる極性の２つの磁極端が前記空間の方に向くように、
複数の第２のマグネットユニットを取り付けると共に、
環状に配置された複数の前記第１のマグネットユニット
を更に取り囲み且つ遠心方向側の前記第１のマグネット
ユニットの磁極端と同じ極性の前記第２のマグネットユ
ニットの磁極端が求心方向側に、前記第２のマグネット
ユニットの他方の磁極端が遠心方向側になるように、複
数の前記第２のマグネットユニットを環状に配置して構
成されていることを特徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項１０】 前記第１のマグネットユニットの遠心
方向側の磁極端と前記第２のマグネットユニットの求心
方向側の磁極端とは所定の距離だけ離間していることを
特徴とする請求項９記載のスパッタリング装置。 - 【請求項１１】 前記第１及び第２のマグネットユニッ
トのそれぞれは、強磁性体から成る平板状のヨーク部材
の上に、Ｓ極の磁極端を前記ヨーク部材とは反対の所定
方向に向けた状態で第１の磁石を取り付けると共に、Ｎ
極の磁極端を前記ヨーク部材とは反対の前記所定方向に
向けた状態で第２の磁石を取り付け、且つ、前記第１の
磁石と前記第２の磁石とを所定間隔だけ離間して配置す
ることにより構成したことを特徴とする請求項９又は１
０記載のスパッタリング装置。 - 【請求項１２】 前記保持手段により保持されたウェハ
の中心を通り当該ウェハの表面に対して垂直なせんを回
転軸として、前記マグネトロンユニットを回転させる駆
動手段を更に備え、前記複数の第１のマグネットユニッ
トが取り囲む前記所定の中心は前記回転軸からずれてい
ることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記
載のスパッタリング装置。 - 【請求項１３】 チャンバ内でウェハを保持するための
保持手段と、 前記保持手段により保持されたウェハの表面に対向する
ように設けられたターゲットと、 前記ターゲットのウェハ対向面とは反対の側に設けられ
たマグネトロンユニットと、を備え、前記マグネトロン
ユニットは、ベースプレート上に、異なる極性の２つの
磁極端が前記空間の方に向くように、複数の第１のマグ
ネットユニットを取り付けると共に、所定の中心を取り
囲み且つ一方の磁極端が求心方向側に、他方の磁極端が
遠心方向側になるように、複数の前記第１のマグネット
ユニットを環状に配置し、前記ベースプレート上に、異
なる極性の２つの磁極端が前記空間の方に向くように、
複数の第２のマグネットユニットを取り付けると共に、
環状に配置された複数の前記第１のマグネットユニット
を更に取り囲み且つ遠心方向側の前記第１のマグネット
ユニットの磁極端と同じ極性の前記第２のマグネットユ
ニットの磁極端が求心方向側に、前記第２のマグネット
ユニットの他方の磁極端が遠心方向側になるように、複
数の前記第２のマグネットユニットを環状に配置したマ
グネトロンスパッタ装置を用いた半導体装置の製造方法
であって、 前記チャンバ内にウェハを保持し、 前記ターゲット及び前記ウェハの間の空間にガスを供給
し、 前記ターゲット及び前記保持手段の間に所定の電位差を
もたらすことで、前記ウェハ上に膜を成膜することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7275721A JPH09118980A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | スパッタリング装置用のマグネトロンユニット及びスパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7275721A JPH09118980A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | スパッタリング装置用のマグネトロンユニット及びスパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09118980A true JPH09118980A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=17559461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7275721A Pending JPH09118980A (ja) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | スパッタリング装置用のマグネトロンユニット及びスパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09118980A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999060617A1 (fr) * | 1998-05-20 | 1999-11-25 | Applied Materials Inc. | Appareil de pulverisation cathodique et unite magnetron |
| JP2001073134A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-03-21 | Applied Materials Inc | スパッタリング装置および成膜方法 |
| JP2001077052A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-03-23 | Applied Materials Inc | スパッタリング装置および成膜方法 |
| WO2006006637A1 (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-19 | National Institute For Materials Science | 磁束配置（バランス型／アンバランス型）を切換可能としたマグネトロンスパッタリング装置とこの装置を用いた無機質薄膜体材料の成膜方法、及びデﾕアル形式のマグネトロンスパッタリング装置とこの装置による低温成膜を可能とした無機質薄膜体材料の成膜方法 |
| WO2009057715A1 (ja) | 2007-10-31 | 2009-05-07 | Canon Anelva Corporation | マグネトロンユニット、マグネトロンスパッタリング装置及び電子デバイスの製造方法 |
| KR100963413B1 (ko) * | 2008-02-13 | 2010-06-14 | 성균관대학교산학협력단 | 마그네트론 스퍼터링 장치 |
| US8157974B2 (en) | 2008-02-29 | 2012-04-17 | Fujitsu Limited | Magnet unit for magnetron sputtering system |
| JP2016113646A (ja) * | 2014-12-11 | 2016-06-23 | 株式会社アルバック | ロータリーカソード、および、スパッタ装置 |
| CN110220048A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-09-10 | 厦门阿匹斯智能制造系统有限公司 | 一种磁场角度可调的磁钢 |
| JP2020045566A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | エスピーティーエス テクノロジーズ リミティド | 物理蒸着を用いて形成された材料層の厚さの変動を制御する装置及び方法 |
| JP2020200525A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 株式会社アルバック | マグネトロンスパッタリング装置用のカソードユニット |
-
1995
- 1995-10-24 JP JP7275721A patent/JPH09118980A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999060617A1 (fr) * | 1998-05-20 | 1999-11-25 | Applied Materials Inc. | Appareil de pulverisation cathodique et unite magnetron |
| JP2001073134A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-03-21 | Applied Materials Inc | スパッタリング装置および成膜方法 |
| JP2001077052A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-03-23 | Applied Materials Inc | スパッタリング装置および成膜方法 |
| WO2006006637A1 (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-19 | National Institute For Materials Science | 磁束配置（バランス型／アンバランス型）を切換可能としたマグネトロンスパッタリング装置とこの装置を用いた無機質薄膜体材料の成膜方法、及びデﾕアル形式のマグネトロンスパッタリング装置とこの装置による低温成膜を可能とした無機質薄膜体材料の成膜方法 |
| WO2009057715A1 (ja) | 2007-10-31 | 2009-05-07 | Canon Anelva Corporation | マグネトロンユニット、マグネトロンスパッタリング装置及び電子デバイスの製造方法 |
| US7785449B2 (en) | 2007-10-31 | 2010-08-31 | Canon Anelva Corporation | Magnetron unit, magnetron sputtering apparatus, and method of manufacturing electronic device |
| KR100963413B1 (ko) * | 2008-02-13 | 2010-06-14 | 성균관대학교산학협력단 | 마그네트론 스퍼터링 장치 |
| US8157974B2 (en) | 2008-02-29 | 2012-04-17 | Fujitsu Limited | Magnet unit for magnetron sputtering system |
| JP2016113646A (ja) * | 2014-12-11 | 2016-06-23 | 株式会社アルバック | ロータリーカソード、および、スパッタ装置 |
| JP2020045566A (ja) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | エスピーティーエス テクノロジーズ リミティド | 物理蒸着を用いて形成された材料層の厚さの変動を制御する装置及び方法 |
| CN110220048A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-09-10 | 厦门阿匹斯智能制造系统有限公司 | 一种磁场角度可调的磁钢 |
| JP2020200525A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 株式会社アルバック | マグネトロンスパッタリング装置用のカソードユニット |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6251242B1 (en) | Magnetron and target producing an extended plasma region in a sputter reactor | |
| JP3397799B2 (ja) | 真空被覆設備に用いられる定置のマグネトロンスパッタリング陰極 | |
| JP4306958B2 (ja) | 真空スパッタ装置 | |
| KR870006231A (ko) | 진공 스퍼터링 장치 | |
| JPH0669026B2 (ja) | 半導体処理装置 | |
| GB2310433A (en) | Cathode sputtering | |
| JP2000073167A (ja) | 真空チャンバ内で基板をコ―ティングするための装置 | |
| JPH0925573A (ja) | スパッタリング装置 | |
| EP1211332A1 (en) | Magnetron unit and sputtering device | |
| JP3834111B2 (ja) | マグネトロンスパッタ方法、マグネトロンスパッタ装置及びそれに使用するマグネットユニット | |
| JP4219566B2 (ja) | スパッタ装置 | |
| JPH11340165A (ja) | スパッタリング装置及びマグネトロンユニット | |
| JPS6217175A (ja) | スパツタリング装置 | |
| JPH0693442A (ja) | マグネトロン・スパッタカソード | |
| KR102881371B1 (ko) | 마그네트론 스퍼터링 장치용 캐소드 유닛 및 마그네트론 스퍼터링 장치 | |
| JP4680353B2 (ja) | スパッタリング装置および成膜方法 | |
| JP2001288566A (ja) | スパッタリング装置および成膜方法 | |
| JPH08134642A (ja) | スパッタリング装置 | |
| JP2835462B2 (ja) | スパッタ装置 | |
| JP2646260B2 (ja) | スパッタ装置 | |
| JP2001077052A (ja) | スパッタリング装置および成膜方法 | |
| JP2002069631A (ja) | スパッタ方法及びその装置 | |
| US20190043701A1 (en) | Inverted magnetron for processing of thin film materials | |
| JPS61288067A (ja) | スパツタ装置 | |
| JP2000313957A (ja) | スパッタリングカソード及びスパッタリング装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031125 |