JPH0953176A - 直流反応スパツタ装置 - Google Patents
直流反応スパツタ装置Info
- Publication number
- JPH0953176A JPH0953176A JP23078495A JP23078495A JPH0953176A JP H0953176 A JPH0953176 A JP H0953176A JP 23078495 A JP23078495 A JP 23078495A JP 23078495 A JP23078495 A JP 23078495A JP H0953176 A JPH0953176 A JP H0953176A
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- JP
- Japan
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- electrode
- target
- varistor
- sputtering device
- voltage
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、直流反応スパツタ装置において、第
１及び第２の電極間に発生する異常放電を有効に防止す
る。 【解決手段】ダイオード及びバリスタを直列に接続した
過電圧吸収回路を、第１及び第２の電極を対向させた電
極部の電源入力端に並列に接続する
１及び第２の電極間に発生する異常放電を有効に防止す
る。 【解決手段】ダイオード及びバリスタを直列に接続した
過電圧吸収回路を、第１及び第２の電極を対向させた電
極部の電源入力端に並列に接続する
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は直流反応スパツタ装
置に関し、スパツタ中の異常放電を防止するものに適用
し得る。
置に関し、スパツタ中の異常放電を防止するものに適用
し得る。
【０００２】
【従来の技術】従来、直流反応スパツタ装置には、直流
スパツタ装置の直流電源に補助電源を加えて反応性スパ
ツタリングするものがある。図３に示すように、直流反
応スパツタ装置１は、直流電源２の直流電圧が補助電源
３を介して電極部４に与えられる。電極部４は、導電体
でなるターゲツト電極５が上方に配置されており、この
ターゲツト電極５にターゲツト物質（図示せず）を載置
する。また電極部４は、ワーク電極６がターゲツト電極
５に対向して下方に配置されており、このワーク電極６
上にワーク（図示せず）を載置する。
スパツタ装置の直流電源に補助電源を加えて反応性スパ
ツタリングするものがある。図３に示すように、直流反
応スパツタ装置１は、直流電源２の直流電圧が補助電源
３を介して電極部４に与えられる。電極部４は、導電体
でなるターゲツト電極５が上方に配置されており、この
ターゲツト電極５にターゲツト物質（図示せず）を載置
する。また電極部４は、ワーク電極６がターゲツト電極
５に対向して下方に配置されており、このワーク電極６
上にワーク（図示せず）を載置する。
【０００３】直流反応スパツタ装置１は、ターゲツト電
極５及びワーク電極６間に減圧したガスが満たされ、図
４に示す一定の負電圧を直流電源２よりターゲツト電極
５に与える。これにより、図５に示すように、ターゲツ
ト電極５に負電荷７が現れ、ガスプラズマをガス雰囲気
中に生成する。イオン化したガスは対向電極のターゲツ
トに衝突して、ターゲツトからターゲツト物質の原子を
たたき出す。飛び出したターゲツト物質はプラズマガス
と化学反応して、ワーク電極６上に載置した半導体基板
等のワークにガス成分の化合物として堆積する。
極５及びワーク電極６間に減圧したガスが満たされ、図
４に示す一定の負電圧を直流電源２よりターゲツト電極
５に与える。これにより、図５に示すように、ターゲツ
ト電極５に負電荷７が現れ、ガスプラズマをガス雰囲気
中に生成する。イオン化したガスは対向電極のターゲツ
トに衝突して、ターゲツトからターゲツト物質の原子を
たたき出す。飛び出したターゲツト物質はプラズマガス
と化学反応して、ワーク電極６上に載置した半導体基板
等のワークにガス成分の化合物として堆積する。
【０００４】ターゲツト電極５に負電荷７が現れると、
反応性化合物がターゲツト電極５に引き寄せられる。こ
の現象を放置すると、図６（Ａ）に示すように、ターゲ
ツト電極５の表面には、反応性化合物でなる非導電体膜
８が形成される。この膜８は、表面に正電荷９を蓄積し
て、ターゲツト物質の原子がターゲツトから飛び出すこ
とを妨害する。このためガス成分の化合物がワークに堆
積する時間が長くかかることになる。
反応性化合物がターゲツト電極５に引き寄せられる。こ
の現象を放置すると、図６（Ａ）に示すように、ターゲ
ツト電極５の表面には、反応性化合物でなる非導電体膜
８が形成される。この膜８は、表面に正電荷９を蓄積し
て、ターゲツト物質の原子がターゲツトから飛び出すこ
とを妨害する。このためガス成分の化合物がワークに堆
積する時間が長くかかることになる。
【０００５】一方、補助電源３は、正のパルス電圧を周
期的に発生して、ターゲツト電極５に印加し、負電荷７
をワーク電極６より周期的に放出させる。これにより、
図７に示すように、正電圧がターゲツト電極５に印加さ
れている期間に、図６（Ｂ）に示すように、ターゲツト
電極５表面に蓄積した正電荷９が中和される。従つて、
非導電体膜がターゲツト電極５上に形成されず、ターゲ
ツトから飛び出すターゲツト物質の量が安定して、反応
性スパツタ化合物を堆積させる時間が短くなる。
期的に発生して、ターゲツト電極５に印加し、負電荷７
をワーク電極６より周期的に放出させる。これにより、
図７に示すように、正電圧がターゲツト電極５に印加さ
れている期間に、図６（Ｂ）に示すように、ターゲツト
電極５表面に蓄積した正電荷９が中和される。従つて、
非導電体膜がターゲツト電極５上に形成されず、ターゲ
ツトから飛び出すターゲツト物質の量が安定して、反応
性スパツタ化合物を堆積させる時間が短くなる。
【０００６】直流反応スパツタ装置１は、ガス圧力、ガ
ス種類、印加電圧等を変更すると、ワーク側（ワーク電
極６側）に大きな異常放電が発生し、ワーク側に損傷が
発生することがある。このため、図８に示すように、通
常の直流スパツタ装置では、ダイオード１０の陽極及び
陰極をそれぞれターゲツト電極５及びワーク電極６に接
続する。これにより、異常放電により発生した大電圧は
ダイオード１０によつてバイパスされ、異常放電を避け
ることができる。
ス種類、印加電圧等を変更すると、ワーク側（ワーク電
極６側）に大きな異常放電が発生し、ワーク側に損傷が
発生することがある。このため、図８に示すように、通
常の直流スパツタ装置では、ダイオード１０の陽極及び
陰極をそれぞれターゲツト電極５及びワーク電極６に接
続する。これにより、異常放電により発生した大電圧は
ダイオード１０によつてバイパスされ、異常放電を避け
ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の直流
反応スパツタ装置１でもダイオードを単純にターゲツト
電極５及びワーク電極６に接続することが考えられる。
ところが、この方法では、陰極に周期的に与える正電圧
もダイオードでバイパスされて、ターゲツト電極５に引
き寄せられる正電荷を中和できないことになる。このた
め、異常放電が発生して過大な逆電圧が発生した場合に
は、ワークの一部より再び異常放電が発生することを避
けることができないという問題があつた。
反応スパツタ装置１でもダイオードを単純にターゲツト
電極５及びワーク電極６に接続することが考えられる。
ところが、この方法では、陰極に周期的に与える正電圧
もダイオードでバイパスされて、ターゲツト電極５に引
き寄せられる正電荷を中和できないことになる。このた
め、異常放電が発生して過大な逆電圧が発生した場合に
は、ワークの一部より再び異常放電が発生することを避
けることができないという問題があつた。
【０００８】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、第１及び第２の電極間に発生する異常放電を防止す
る直流反応スパツタ装置を提案しようとするものであ
る。
で、第１及び第２の電極間に発生する異常放電を防止す
る直流反応スパツタ装置を提案しようとするものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、第１の電極を第２の電極に対向さ
せた電極部を有し、第１の直流電源が発生した負電圧
と、第２の直流電源が周期的に発生した正電圧とを第１
の電極に印加する直流反応スパツタ装置において、過電
圧吸収回路を電極部の電源入力端と並行に接続する。過
電圧吸収回路はダイオード及びバリスタが直列に接続さ
れている。ダイオード及びバリスタを直列に接続した過
電圧吸収回路を電極部の電源入力端に並列に接続するこ
とにより、第１及び第２の電極間に発生する異常放電を
有効に防止することができる。
め本発明においては、第１の電極を第２の電極に対向さ
せた電極部を有し、第１の直流電源が発生した負電圧
と、第２の直流電源が周期的に発生した正電圧とを第１
の電極に印加する直流反応スパツタ装置において、過電
圧吸収回路を電極部の電源入力端と並行に接続する。過
電圧吸収回路はダイオード及びバリスタが直列に接続さ
れている。ダイオード及びバリスタを直列に接続した過
電圧吸収回路を電極部の電源入力端に並列に接続するこ
とにより、第１及び第２の電極間に発生する異常放電を
有効に防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。
施例を詳述する。
【００１１】図３との対応部分に同一符号を付して示す
図１は、全体として直流反応スパツタ装置１１を示す。
直流反応スパツタ装置１１は、直流反応スパツタ装置１
の構成のうち、電極部４に代えて、電極部１２が配設さ
れている。電極部１２は、電極部４の構成に加えて、過
電圧吸収回路１３を有し、この過電圧吸収回路１３が電
源入力端に並列に接続されている。
図１は、全体として直流反応スパツタ装置１１を示す。
直流反応スパツタ装置１１は、直流反応スパツタ装置１
の構成のうち、電極部４に代えて、電極部１２が配設さ
れている。電極部１２は、電極部４の構成に加えて、過
電圧吸収回路１３を有し、この過電圧吸収回路１３が電
源入力端に並列に接続されている。
【００１２】過電圧吸収回路１３は、ダイオード１４及
びバリスタ１５が直列に接続されている。ダイオード１
４は、陽極が第１の電極、例えばターゲツト電極５に接
続され、陰極がバリスタ１５を介して第２の電極、例え
ばワーク電極６に接続されている。図２に示すように、
バリスタ１５は、両端に印加される電圧がある値いわゆ
るバリスタ電圧以下のとき非導通性を示し、両端に印加
される電圧がバリスタ電圧を越えると、非常に高い導電
性を示して、大きな電流を流す。これにより、過電圧吸
収回路１３は、ターゲツト電極５に必要な低い逆電圧
と、不要な過大逆電圧とを分別し、過大逆電圧のみをワ
ーク電極６にバイパスする。
びバリスタ１５が直列に接続されている。ダイオード１
４は、陽極が第１の電極、例えばターゲツト電極５に接
続され、陰極がバリスタ１５を介して第２の電極、例え
ばワーク電極６に接続されている。図２に示すように、
バリスタ１５は、両端に印加される電圧がある値いわゆ
るバリスタ電圧以下のとき非導通性を示し、両端に印加
される電圧がバリスタ電圧を越えると、非常に高い導電
性を示して、大きな電流を流す。これにより、過電圧吸
収回路１３は、ターゲツト電極５に必要な低い逆電圧
と、不要な過大逆電圧とを分別し、過大逆電圧のみをワ
ーク電極６にバイパスする。
【００１３】以上の構成において、ターゲツト電極５に
負電圧が印加されているとき、過電圧吸収回路１３はダ
イオード１４が非導通であることにより、非導通状態を
維持している。次に、ワーク電極６に、第２の電源、例
えば補助電源３により低い負のパルス電圧が印加される
と、ターゲツト電極５に引き寄せられた正電荷が中和さ
れる。このとき、ダイオード１４は導通する。これに対
して、バリスタ１５は、パルス電圧がバリスタ電圧に比
して低いことにより、非導通状態を維持する。これによ
り、過電圧吸収回路１３は非導通状態を維持する。
負電圧が印加されているとき、過電圧吸収回路１３はダ
イオード１４が非導通であることにより、非導通状態を
維持している。次に、ワーク電極６に、第２の電源、例
えば補助電源３により低い負のパルス電圧が印加される
と、ターゲツト電極５に引き寄せられた正電荷が中和さ
れる。このとき、ダイオード１４は導通する。これに対
して、バリスタ１５は、パルス電圧がバリスタ電圧に比
して低いことにより、非導通状態を維持する。これによ
り、過電圧吸収回路１３は非導通状態を維持する。
【００１４】次に、異常放電等による過大逆電圧がター
ゲツト電極５及びワーク電極６間に印加されると、ダイ
オード１４及びバリスタ１５は同時に導通して、過大逆
電圧をワーク電極６にバイパスする。これにより、異常
放電は有効に抑えられる。従つて、ワーク電極６に載置
したワークが異常放電によつて損傷することを避けるこ
とができる。
ゲツト電極５及びワーク電極６間に印加されると、ダイ
オード１４及びバリスタ１５は同時に導通して、過大逆
電圧をワーク電極６にバイパスする。これにより、異常
放電は有効に抑えられる。従つて、ワーク電極６に載置
したワークが異常放電によつて損傷することを避けるこ
とができる。
【００１５】以上の構成によれば、ダイオード１４及び
バリスタ１５を直列に接続した過電圧吸収回路１３を電
極部１２の電源入力端に並列に接続することにより、タ
ーゲツト電極５及びワーク電極６間に発生する異常放電
を有効に防止することができる。
バリスタ１５を直列に接続した過電圧吸収回路１３を電
極部１２の電源入力端に並列に接続することにより、タ
ーゲツト電極５及びワーク電極６間に発生する異常放電
を有効に防止することができる。
【００１６】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、ダイオー
ド及びバリスタを直列に接続した過電圧吸収回路を、第
１及び第２の電極を対向させた電極部の電源入力端に並
列に接続することにより、第１及び第２の電極間に発生
する異常放電を有効に防止し得る直流反応スパツタ装置
を実現できる。
ド及びバリスタを直列に接続した過電圧吸収回路を、第
１及び第２の電極を対向させた電極部の電源入力端に並
列に接続することにより、第１及び第２の電極間に発生
する異常放電を有効に防止し得る直流反応スパツタ装置
を実現できる。
【図１】本発明による直流反応スパツタ装置の実施の一
形態を示す略線図である。
形態を示す略線図である。
【図２】バリスタ特性を示す特性曲線図である。
【図３】従来の直流反応スパツパ装置を示す略線図であ
る。
る。
【図４】直流電源による印加電圧を示す略線図である。
【図５】直流スパツタのときのターゲツト電極の状態を
示す略線図である。
示す略線図である。
【図６】ターゲツト電極に対する電荷の蓄積及び中和の
状態を示す略線図である。
状態を示す略線図である。
【図７】直流電源及び補助電源による合成印加電圧を示
す波形図である。
す波形図である。
【図８】電極部に付加する異常放電防止回路を示す接続
図である。
図である。
１、１１……直流反応スパツタ装置、２……直流電源、
３……補助電源、４、１２……電極部、５……ターゲツ
ト電極、６……ワーク電極、７……負電荷、８……非導
電体膜、９……正電荷、１０、１４……ダイオード、１
３……過電圧吸収回路、１５……バリスタ。
３……補助電源、４、１２……電極部、５……ターゲツ
ト電極、６……ワーク電極、７……負電荷、８……非導
電体膜、９……正電荷、１０、１４……ダイオード、１
３……過電圧吸収回路、１５……バリスタ。
Claims (1)
- 【請求項１】第１の電極を第２の電極に対向させた電極
部を有し、第１の直流電源が発生した負電圧と、第２の
直流電源が周期的に発生した正電圧とを上記第１の電極
に印加する直流反応スパツタ装置において、 ダイオード及びバリスタが直列に接続され、上記電極部
の電源入力端と並行に接続された過電圧吸収回路を具え
ることを特徴とする直流反応スパツタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23078495A JPH0953176A (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 直流反応スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23078495A JPH0953176A (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 直流反応スパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953176A true JPH0953176A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16913221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23078495A Pending JPH0953176A (ja) | 1995-08-15 | 1995-08-15 | 直流反応スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0953176A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008078670A (ja) * | 2007-09-28 | 2008-04-03 | Ulvac Japan Ltd | シリコン半導体に於ける化合物バリア膜形成方法 |
| JP2016117182A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-30 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置及びヘッドユニット |
| US12354846B2 (en) | 2021-10-20 | 2025-07-08 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
-
1995
- 1995-08-15 JP JP23078495A patent/JPH0953176A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008078670A (ja) * | 2007-09-28 | 2008-04-03 | Ulvac Japan Ltd | シリコン半導体に於ける化合物バリア膜形成方法 |
| JP2016117182A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-30 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置及びヘッドユニット |
| US12354846B2 (en) | 2021-10-20 | 2025-07-08 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing apparatus |
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