JPH10330935A - スパッタ装置 - Google Patents
スパッタ装置Info
- Publication number
- JPH10330935A JPH10330935A JP16052597A JP16052597A JPH10330935A JP H10330935 A JPH10330935 A JP H10330935A JP 16052597 A JP16052597 A JP 16052597A JP 16052597 A JP16052597 A JP 16052597A JP H10330935 A JPH10330935 A JP H10330935A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- sputtering apparatus
- axis
- cylindrical
- film
- 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 Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜特性および膜厚が均一な薄膜を高速で形成
でき、さらに材料利用効率の高い新規なスパッタ装置を
提供する。 【解決手段】 スパッタ装置ＳＰ１は、真空槽内に円筒
状のターゲット２１を有し、ターゲット２１の軸心上に
円筒状の基板ホルダ３を配し、ターゲット２１の外周に
磁極面内周が軸心に対して傾斜して対向させターゲット
２１を囲むように配置した傾斜円筒状磁石２２と、傾斜
円筒状磁石２２を軸心の周りに回転させる回転手段９１
を備える。
でき、さらに材料利用効率の高い新規なスパッタ装置を
提供する。 【解決手段】 スパッタ装置ＳＰ１は、真空槽内に円筒
状のターゲット２１を有し、ターゲット２１の軸心上に
円筒状の基板ホルダ３を配し、ターゲット２１の外周に
磁極面内周が軸心に対して傾斜して対向させターゲット
２１を囲むように配置した傾斜円筒状磁石２２と、傾斜
円筒状磁石２２を軸心の周りに回転させる回転手段９１
を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器内に、薄
膜が形成される円筒状基板を取り囲む薄膜物質からなる
円筒状ターゲットを同心に配置し、この基板とターゲッ
トとの間で半径方向に生じている電界と直交する磁界を
ターゲットの内周面側に配された磁界発生手段により発
生せしめることにより、ターゲットの外周面側に高密度
プラズマを生成し、このプラズマ中のイオンを電界方向
に加速してターゲットに衝突させることにより、スパッ
タ粒子を発生せしめて基板上に析出形成させるスパッタ
装置に関する。
膜が形成される円筒状基板を取り囲む薄膜物質からなる
円筒状ターゲットを同心に配置し、この基板とターゲッ
トとの間で半径方向に生じている電界と直交する磁界を
ターゲットの内周面側に配された磁界発生手段により発
生せしめることにより、ターゲットの外周面側に高密度
プラズマを生成し、このプラズマ中のイオンを電界方向
に加速してターゲットに衝突させることにより、スパッ
タ粒子を発生せしめて基板上に析出形成させるスパッタ
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ターゲット表面からスパッタ粒子が発生
するスパッタリング現象は、真空容器内に導入された低
圧の雰囲気ガスに電界を作用させてグロー放電を発生さ
せてガスをプラズマ化し、このプラズマ中のイオンを電
界の方向に加速して、この電界を形成する一方の電極で
あるターゲットに衝突させた際に、ターゲットの構成原
子が飛び出す現象である。
するスパッタリング現象は、真空容器内に導入された低
圧の雰囲気ガスに電界を作用させてグロー放電を発生さ
せてガスをプラズマ化し、このプラズマ中のイオンを電
界の方向に加速して、この電界を形成する一方の電極で
あるターゲットに衝突させた際に、ターゲットの構成原
子が飛び出す現象である。
【０００３】このスパッタリング現象を利用した成膜
は、薄膜が形成される処理面の熱損傷が少なくかつ膜質
が良好であるが、成膜の速度が重要視され、この速度を
速める方法として、プラズマに磁界を作用させてプラズ
マ中の電子を磁界中に閉じこめ、１個の電子による中性
ガス分子への衝突の機会を増すことによりプラズマを高
密度化し、これにより、イオン密度を増すマグネトロン
方式が採用されている。
は、薄膜が形成される処理面の熱損傷が少なくかつ膜質
が良好であるが、成膜の速度が重要視され、この速度を
速める方法として、プラズマに磁界を作用させてプラズ
マ中の電子を磁界中に閉じこめ、１個の電子による中性
ガス分子への衝突の機会を増すことによりプラズマを高
密度化し、これにより、イオン密度を増すマグネトロン
方式が採用されている。
【０００４】前記のマグネトロン方式による成膜装置の
従来の構成例を図１０に示す。同図に示されるように、
この成膜装置においては、薄膜が形成される円筒状基板
を取り囲み、薄膜物質からなる円筒状ターゲット１が同
心に配され、このターゲット１の外周面側に磁石２がタ
ーゲット１と同心に配されている。
従来の構成例を図１０に示す。同図に示されるように、
この成膜装置においては、薄膜が形成される円筒状基板
を取り囲み、薄膜物質からなる円筒状ターゲット１が同
心に配され、このターゲット１の外周面側に磁石２がタ
ーゲット１と同心に配されている。
【０００５】円筒状基板ホルダ３と円筒状ターゲット１
との間に電源４を接続してグロー放電を生ぜしめると、
ターゲット１の内周面側には、磁極５から出て磁極６に
入る磁力線によりトンネル状の磁界７が形成されている
から、グロー放電によって生じたプラズマ中の電子は、
この磁界の作用を受けて矢印８のような軌跡と運動方向
を有するドリフト運動をする。
との間に電源４を接続してグロー放電を生ぜしめると、
ターゲット１の内周面側には、磁極５から出て磁極６に
入る磁力線によりトンネル状の磁界７が形成されている
から、グロー放電によって生じたプラズマ中の電子は、
この磁界の作用を受けて矢印８のような軌跡と運動方向
を有するドリフト運動をする。
【０００６】これにより磁界中をドリフトする電子の飛
跳距離が伸び、１個の電子により多くのガス分子が電離
されてガスが高密度にプラズマ化され、この結果プラズ
マ中のイオン化密度が増してスパッタ粒子が増え、成膜
速度が大きくなる。
跳距離が伸び、１個の電子により多くのガス分子が電離
されてガスが高密度にプラズマ化され、この結果プラズ
マ中のイオン化密度が増してスパッタ粒子が増え、成膜
速度が大きくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の磁極構成では、磁極５，６がターゲット１
の内周面側にトンネル状の閉じた磁界を形成するため、
ガスのプラズマ化も、トンネル状に湾曲する磁力線中、
電界との直交成分の大きいトンネル頂部位置すなわちト
ンネルの中央部ほど高密度に起こり、磁極側に近付くほ
どプラズマ密度は小さくなるから、プラズマはターゲッ
ト外周面のトンネル中央位置近傍に限定された状態に生
成することになる。
ような従来の磁極構成では、磁極５，６がターゲット１
の内周面側にトンネル状の閉じた磁界を形成するため、
ガスのプラズマ化も、トンネル状に湾曲する磁力線中、
電界との直交成分の大きいトンネル頂部位置すなわちト
ンネルの中央部ほど高密度に起こり、磁極側に近付くほ
どプラズマ密度は小さくなるから、プラズマはターゲッ
ト外周面のトンネル中央位置近傍に限定された状態に生
成することになる。
【０００８】従って成膜とともに進行するターゲットの
消耗もトンネル中央位置近傍のみで起こり、このためタ
ーゲット材料の利用効率が悪く、ターゲットの使用寿命
が短くなるとともに、消耗に基づくターゲット表面の変
形により基板の膜厚分布の一様性が損なわれるという問
題がある。（部品・デバイスのための薄膜技術入門、
ｐ．７４〜７８；総合電子出版社）
消耗もトンネル中央位置近傍のみで起こり、このためタ
ーゲット材料の利用効率が悪く、ターゲットの使用寿命
が短くなるとともに、消耗に基づくターゲット表面の変
形により基板の膜厚分布の一様性が損なわれるという問
題がある。（部品・デバイスのための薄膜技術入門、
ｐ．７４〜７８；総合電子出版社）
【０００９】この問題を解決するために、電気的手段に
より磁界を矯正し一様なプラズマを形成させる装置も提
案されている（特開昭６３−１７１８７９）が、新たに
電源手段を必要とし、またターゲットサイズが大きくな
った場合、磁界の矯正のために投入すべき電力もそれに
伴い大きくする必要があった。
より磁界を矯正し一様なプラズマを形成させる装置も提
案されている（特開昭６３−１７１８７９）が、新たに
電源手段を必要とし、またターゲットサイズが大きくな
った場合、磁界の矯正のために投入すべき電力もそれに
伴い大きくする必要があった。
【００１０】本発明は、前記のような従来技術における
問題点を解決するためなされたもので、膜特性および膜
厚が均一な薄膜を高速で形成でき、さらに材料利用効率
の高い新規なスパッタ装置を提供することを目的とす
る。
問題点を解決するためなされたもので、膜特性および膜
厚が均一な薄膜を高速で形成でき、さらに材料利用効率
の高い新規なスパッタ装置を提供することを目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記従来技術の課題を解
決するため、本発明の請求項１に係るスパッタ装置は、
真空槽内に円筒状のターゲットを有し、前記ターゲット
の軸心上に円筒状の基板ホルダを配し、前記ターゲット
の外周に磁極面内周が軸心に対して傾斜して対向させ前
記ターゲットを囲むように配置した傾斜円筒状磁石と、
前記傾斜円筒状磁石を軸心の周りに回転させる回転手段
を備えることを特徴とする。
決するため、本発明の請求項１に係るスパッタ装置は、
真空槽内に円筒状のターゲットを有し、前記ターゲット
の軸心上に円筒状の基板ホルダを配し、前記ターゲット
の外周に磁極面内周が軸心に対して傾斜して対向させ前
記ターゲットを囲むように配置した傾斜円筒状磁石と、
前記傾斜円筒状磁石を軸心の周りに回転させる回転手段
を備えることを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項２に係るスパッタ装置は、
真空槽内に円筒状のターゲットを有し、前記ターゲット
の軸心上に円筒状の基板ホルダを配し、前記ターゲット
の外周に磁極面内周が軸心に対して傾斜して対向させ前
記ターゲットを囲むように配置した傾斜円筒状磁石と
前記ターゲットを軸心の周りに回転させる回転手段と、
前記基板ホルダを軸心の周りに回転させる回転手段を備
えることを特徴とする。
真空槽内に円筒状のターゲットを有し、前記ターゲット
の軸心上に円筒状の基板ホルダを配し、前記ターゲット
の外周に磁極面内周が軸心に対して傾斜して対向させ前
記ターゲットを囲むように配置した傾斜円筒状磁石と
前記ターゲットを軸心の周りに回転させる回転手段と、
前記基板ホルダを軸心の周りに回転させる回転手段を備
えることを特徴とする。
【００１３】本発明の請求項３に係るスパッタ装置は、
請求項１，２記載の構成において、前記傾斜円筒状磁石
を軸方向に複数個並べることを特徴とする。
請求項１，２記載の構成において、前記傾斜円筒状磁石
を軸方向に複数個並べることを特徴とする。
【００１４】本発明の請求項４に係るスパッタ装置は、
請求項１，２、３記載の構成において、前記ターゲット
と前記基板ホルダに装荷された基板の間にスパッタ粒子
の飛跳範囲を限定するシールド板を配備することを特徴
とする。
請求項１，２、３記載の構成において、前記ターゲット
と前記基板ホルダに装荷された基板の間にスパッタ粒子
の飛跳範囲を限定するシールド板を配備することを特徴
とする。
【００１５】本発明の請求項５に係るスパッタ装置は、
請求項１，２、３、４記載の構成において、前記ターゲ
ットと前記基板ホルダに装荷された基板の間に前記ター
ゲットに対し正電位であり、スパッタ粒子を通過させう
る補助電極を有することを特徴とする。
請求項１，２、３、４記載の構成において、前記ターゲ
ットと前記基板ホルダに装荷された基板の間に前記ター
ゲットに対し正電位であり、スパッタ粒子を通過させう
る補助電極を有することを特徴とする。
【００１６】前記の構成を有する本発明にかかるスパッ
タ装置によれば、膜特性および膜厚が均一な薄膜を高速
で形成できるため大量の基板への薄膜作製が必要な場合
に特に有効である。また、材料利用効率の高い成膜が可
能なため、高価な材料の薄膜化に極めて有効である。さ
らに、ターゲット表面を均一にスパッタできるため、反
応性スパッタ時の絶縁物の堆積を防ぐことが可能で安定
した成膜ができる
タ装置によれば、膜特性および膜厚が均一な薄膜を高速
で形成できるため大量の基板への薄膜作製が必要な場合
に特に有効である。また、材料利用効率の高い成膜が可
能なため、高価な材料の薄膜化に極めて有効である。さ
らに、ターゲット表面を均一にスパッタできるため、反
応性スパッタ時の絶縁物の堆積を防ぐことが可能で安定
した成膜ができる
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図を参照して詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施形態は、この発明の好適な具現例の一部であり、
技術構成上好ましい種々の限定が付されているが、この
発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるもの
ではない。
を添付図を参照して詳細に説明する。なお、以下に述べ
る実施形態は、この発明の好適な具現例の一部であり、
技術構成上好ましい種々の限定が付されているが、この
発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるもの
ではない。
【００１８】図１は、本発明に係るスパッタ装置の第１
実施形態の正面断面図である。また図２は、図１のスパ
ッタ装置の上面図である。両図に示されるように、本発
明に係るスパッタ装置ＳＰ１は、真空槽（図示されな
い）内に円筒状のターゲット２１を有し、さらにターゲ
ット２１の軸心上に円筒状の基板ホルダ３が配設されて
いる。基板ホルダ３には基板２５が装荷される。
実施形態の正面断面図である。また図２は、図１のスパ
ッタ装置の上面図である。両図に示されるように、本発
明に係るスパッタ装置ＳＰ１は、真空槽（図示されな
い）内に円筒状のターゲット２１を有し、さらにターゲ
ット２１の軸心上に円筒状の基板ホルダ３が配設されて
いる。基板ホルダ３には基板２５が装荷される。
【００１９】さらに円筒状ターゲット２１の外周面側
に、磁極面内周を軸心に対して傾斜して対向させ円筒状
ターゲット２１を囲むように配置した傾斜円筒状磁石２
２が配されている。また、傾斜円筒状磁石２２を軸心の
周りに回転させる回転手段９１が設けられている。
に、磁極面内周を軸心に対して傾斜して対向させ円筒状
ターゲット２１を囲むように配置した傾斜円筒状磁石２
２が配されている。また、傾斜円筒状磁石２２を軸心の
周りに回転させる回転手段９１が設けられている。
【００２０】ターゲット２１の内周面側にはヨーク２３
を介して軸方向の磁界２４が生ずる。この軸方向磁界２
４は傾斜円環状に分布しており、磁界２４が周方向ω１
に回転することにより、ターゲット２１の内周面に形成
されるプラズマ密度の時間平均は内周面全面にわたり一
様になる。これにより高速スパッタリングがターゲット
内周面で均一に進行することになり、ターゲットの使用
寿命が伸び、膜特性、膜厚分布の均一性も確保される。
を介して軸方向の磁界２４が生ずる。この軸方向磁界２
４は傾斜円環状に分布しており、磁界２４が周方向ω１
に回転することにより、ターゲット２１の内周面に形成
されるプラズマ密度の時間平均は内周面全面にわたり一
様になる。これにより高速スパッタリングがターゲット
内周面で均一に進行することになり、ターゲットの使用
寿命が伸び、膜特性、膜厚分布の均一性も確保される。
【００２１】また、ターゲット表面のスパッタされる領
域は基板２５に対して相対的に移動することになるた
め、膜特性、膜厚が局在化することなく均一な成膜が行
われる。
域は基板２５に対して相対的に移動することになるた
め、膜特性、膜厚が局在化することなく均一な成膜が行
われる。
【００２２】さらに、ターゲット上のスパッタされる領
域が特定の場所に限定される従来のマグネトロンスパッ
タ装置の場合、反応性ＤＣスパッタを行う場合は、それ
以外の領域に徐々に絶縁物が堆積され、アーキングが起
きて、膜質の劣化や成膜速度の低下を引き起こすが、本
発明の構成によればターゲット全面で絶縁物のクリーニ
ングが行われるため、アーキングによる膜質の劣化や成
膜速度の低下を回避できる。
域が特定の場所に限定される従来のマグネトロンスパッ
タ装置の場合、反応性ＤＣスパッタを行う場合は、それ
以外の領域に徐々に絶縁物が堆積され、アーキングが起
きて、膜質の劣化や成膜速度の低下を引き起こすが、本
発明の構成によればターゲット全面で絶縁物のクリーニ
ングが行われるため、アーキングによる膜質の劣化や成
膜速度の低下を回避できる。
【００２３】図３は、本発明に係るスパッタ装置の第２
実施形態の正面断面図である。また図４は、図３のスパ
ッタ装置の上面図である。両図に示されるように、本実
施形態に係るスパッタ装置ＳＰ２は、真空槽内に円筒状
のターゲット３１を有し、ターゲット３１の軸心上に円
筒状の基板ホルダ３２を配し、ターゲット３１の外周に
磁極面内周が軸心に対して傾斜して対向させターゲット
３１を囲むように配置した傾斜円筒状磁石２２と、ター
ゲット３１を軸心の周りに回転させる回転手段９３と、
基板ホルダ３２を軸心の周りに回転させる回転手段９２
を備える。
実施形態の正面断面図である。また図４は、図３のスパ
ッタ装置の上面図である。両図に示されるように、本実
施形態に係るスパッタ装置ＳＰ２は、真空槽内に円筒状
のターゲット３１を有し、ターゲット３１の軸心上に円
筒状の基板ホルダ３２を配し、ターゲット３１の外周に
磁極面内周が軸心に対して傾斜して対向させターゲット
３１を囲むように配置した傾斜円筒状磁石２２と、ター
ゲット３１を軸心の周りに回転させる回転手段９３と、
基板ホルダ３２を軸心の周りに回転させる回転手段９２
を備える。
【００２４】回転手段９２によって基板ホルダ３２は時
計方向ω２に回転し、一方回転手段９３によってターゲ
ット３１は反時計方向ω３に回転する。この構成によ
り、ターゲット２１の内周面に形成されるプラズマ密度
の時間平均は内周面全面にわたり一様になり、ターゲッ
ト表面のスパッタされる領域は基板に対して相対的に移
動する結果、膜特性および膜厚が均一な薄膜を高速で形
成でき、さらに、ターゲット表面を均一にスパッタでき
るため、反応性スパッタ時の絶縁物の堆積を防ぐことが
可能になって、安定した成膜ができる。
計方向ω２に回転し、一方回転手段９３によってターゲ
ット３１は反時計方向ω３に回転する。この構成によ
り、ターゲット２１の内周面に形成されるプラズマ密度
の時間平均は内周面全面にわたり一様になり、ターゲッ
ト表面のスパッタされる領域は基板に対して相対的に移
動する結果、膜特性および膜厚が均一な薄膜を高速で形
成でき、さらに、ターゲット表面を均一にスパッタでき
るため、反応性スパッタ時の絶縁物の堆積を防ぐことが
可能になって、安定した成膜ができる。
【００２５】図５は、本発明に係るスパッタ装置の第３
実施形態の正面断面図である。また図６は、図５のスパ
ッタ装置の上面図である。なお前記実施形態におけると
同一部分には同一符号を付けてある。両図に示されるよ
うに、本実施形態に係るスパッタ装置ＳＰ３は、複数個
の傾斜円筒状磁石２２Ａ〜２２Ｆを軸方向に並べて構成
される。
実施形態の正面断面図である。また図６は、図５のスパ
ッタ装置の上面図である。なお前記実施形態におけると
同一部分には同一符号を付けてある。両図に示されるよ
うに、本実施形態に係るスパッタ装置ＳＰ３は、複数個
の傾斜円筒状磁石２２Ａ〜２２Ｆを軸方向に並べて構成
される。
【００２６】このように複数個の磁石を軸方向に並べる
ことで、高密度プラズマ領域が増加し、これにより内周
面全面でのプラズマ密度の時間平均の一様性を保ったま
まで、成膜速度をさらに速くすることができる。
ことで、高密度プラズマ領域が増加し、これにより内周
面全面でのプラズマ密度の時間平均の一様性を保ったま
まで、成膜速度をさらに速くすることができる。
【００２７】図７は、本発明に係るスパッタ装置の第４
実施形態の上面図である。なお前記実施形態におけると
同一部分には同一符号を付けてある。同図に示されるよ
うに、本実施形態に係るスパッタ装置ＳＰ４は、ターゲ
ット２１と基板ホルダ３に装荷された基板２５の間に、
スパッタ粒子の飛跳範囲を限定するシールド板３０を配
備する。
実施形態の上面図である。なお前記実施形態におけると
同一部分には同一符号を付けてある。同図に示されるよ
うに、本実施形態に係るスパッタ装置ＳＰ４は、ターゲ
ット２１と基板ホルダ３に装荷された基板２５の間に、
スパッタ粒子の飛跳範囲を限定するシールド板３０を配
備する。
【００２８】この構成により、シールド板３０が反応性
スパッタや合金スパッタの際に入射成分を制限すること
により、反応後の膜組成や結晶成長方位を制御できるた
め、膜特性の均一性を向上させることができる。
スパッタや合金スパッタの際に入射成分を制限すること
により、反応後の膜組成や結晶成長方位を制御できるた
め、膜特性の均一性を向上させることができる。
【００２９】図８は、本発明に係るスパッタ装置の第５
実施形態の上面図である。なお前記実施形態におけると
同一部分には同一符号を付けてある。同図に示されるよ
うに、本実施形態に係るスパッタ装置ＳＰ５は、ターゲ
ット２１と基板ホルダ３に装荷された基板２５の間に、
ターゲット２１に対し正電位であり、スパッタ粒子を通
過させうる網状の補助電極４０を配備する。
実施形態の上面図である。なお前記実施形態におけると
同一部分には同一符号を付けてある。同図に示されるよ
うに、本実施形態に係るスパッタ装置ＳＰ５は、ターゲ
ット２１と基板ホルダ３に装荷された基板２５の間に、
ターゲット２１に対し正電位であり、スパッタ粒子を通
過させうる網状の補助電極４０を配備する。
【００３０】この構成により、スパッタ粒子を通過させ
うる網状の補助電極４０とターゲット２１の間の電界に
より放電が維持されるため、磁界や基板が運動する際に
もプラズマを安定に発生させ、維持できる。
うる網状の補助電極４０とターゲット２１の間の電界に
より放電が維持されるため、磁界や基板が運動する際に
もプラズマを安定に発生させ、維持できる。
【００３１】図９は、本発明に係るスパッタ装置の第６
実施形態の上面図である。なお前記実施形態におけると
同一部分には同一符号を付けてある。同図に示されるよ
うに、本実施形態に係るスパッタ装置ＳＰ６は、ターゲ
ット２１と基板ホルダ３に装荷された基板２５の間に、
ターゲット２１に対し正電位の複数本の棒状の補助電極
４１を、間隔をおいて配備する。スパッタ粒子は、この
間隔を通過できる。
実施形態の上面図である。なお前記実施形態におけると
同一部分には同一符号を付けてある。同図に示されるよ
うに、本実施形態に係るスパッタ装置ＳＰ６は、ターゲ
ット２１と基板ホルダ３に装荷された基板２５の間に、
ターゲット２１に対し正電位の複数本の棒状の補助電極
４１を、間隔をおいて配備する。スパッタ粒子は、この
間隔を通過できる。
【００３２】この構成により、棒状の補助電極４１とタ
ーゲット２１の間の電界により放電が維持されるため、
磁界や基板が運動する際にもプラズマを安定に発生さ
せ、維持できる。
ーゲット２１の間の電界により放電が維持されるため、
磁界や基板が運動する際にもプラズマを安定に発生さ
せ、維持できる。
【００３３】このように本発明によれば、膜特性および
膜厚が均一な薄膜を高速で形成できるため大量の基板へ
の薄膜作製が必要な場合に特に有効である。また、材料
利用効率の高い成膜が可能なため、高価な材料の薄膜化
に極めて有効である。さらに、ターゲット表面を均一に
スパッタできるため、反応性スパッタ時の絶縁物の堆積
を防ぐことが可能で安定した成膜ができる。
膜厚が均一な薄膜を高速で形成できるため大量の基板へ
の薄膜作製が必要な場合に特に有効である。また、材料
利用効率の高い成膜が可能なため、高価な材料の薄膜化
に極めて有効である。さらに、ターゲット表面を均一に
スパッタできるため、反応性スパッタ時の絶縁物の堆積
を防ぐことが可能で安定した成膜ができる。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項１
に係るスパッタ装置は、基板とターゲットとの間に生じ
ている電界に直交する磁界として、従来の固定磁界に替
え、周方向に移動する傾斜円環状磁界を用いている。従
って磁界の強さの時間平均はターゲットの内周面全面に
わたり一様になり、従って高密度プラズマがターゲット
内周面に均一に生成され、これにより高速スパッタリン
グがターゲット内周面でまんべんなく進行して、ターゲ
ットの使用寿命が伸び、膜特性、膜厚分布の均一性も確
保される。
に係るスパッタ装置は、基板とターゲットとの間に生じ
ている電界に直交する磁界として、従来の固定磁界に替
え、周方向に移動する傾斜円環状磁界を用いている。従
って磁界の強さの時間平均はターゲットの内周面全面に
わたり一様になり、従って高密度プラズマがターゲット
内周面に均一に生成され、これにより高速スパッタリン
グがターゲット内周面でまんべんなく進行して、ターゲ
ットの使用寿命が伸び、膜特性、膜厚分布の均一性も確
保される。
【００３５】また、ターゲット表面のスパッタされる領
域は基板に対して相対的に移動するから、膜特性、膜厚
が局在化することなく均一な成膜を行うことができる。
域は基板に対して相対的に移動するから、膜特性、膜厚
が局在化することなく均一な成膜を行うことができる。
【００３６】さらに、ターゲット上のスパッタされる領
域が限定される通常のマグネトロンスパッタで反応性Ｄ
Ｃスパッタを行う場合は、それ以外の領域に徐々に絶縁
物が堆積され、アーキングが起き膜質の劣化や成膜速度
の低下を引き起こしていたが、本発明によればターゲッ
ト全面で絶縁物のクリーニングが行われるため、前記の
問題を回避することができる。
域が限定される通常のマグネトロンスパッタで反応性Ｄ
Ｃスパッタを行う場合は、それ以外の領域に徐々に絶縁
物が堆積され、アーキングが起き膜質の劣化や成膜速度
の低下を引き起こしていたが、本発明によればターゲッ
ト全面で絶縁物のクリーニングが行われるため、前記の
問題を回避することができる。
【００３７】本発明の請求項２に係るスパッタ装置によ
れば、全面にわたり一様な成膜がなされ、ターゲット表
面のスパッタされる領域は基板に対して相対的に移動す
る結果、膜特性および膜厚が均一な薄膜を高速で形成で
き、さらにターゲット表面を均一にスパッタできるた
め、反応性スパッタ時の絶縁物の堆積を防ぐことが可能
になって、安定した成膜ができる。
れば、全面にわたり一様な成膜がなされ、ターゲット表
面のスパッタされる領域は基板に対して相対的に移動す
る結果、膜特性および膜厚が均一な薄膜を高速で形成で
き、さらにターゲット表面を均一にスパッタできるた
め、反応性スパッタ時の絶縁物の堆積を防ぐことが可能
になって、安定した成膜ができる。
【００３８】本発明の請求項３に係るスパッタ装置によ
れば、複数個の磁石を軸方向に並べることで、高密度プ
ラズマ領域が増加し、これにより内周面全面でのプラズ
マ密度の時間平均の一様性を保ったままで、成膜速度を
さらに速くすることができる。
れば、複数個の磁石を軸方向に並べることで、高密度プ
ラズマ領域が増加し、これにより内周面全面でのプラズ
マ密度の時間平均の一様性を保ったままで、成膜速度を
さらに速くすることができる。
【００３９】本発明の請求項４に係るスパッタ装置によ
れば、シールド板が反応性スパッタや合金スパッタの際
に入射成分を制限することにより、反応後の膜組成や結
晶成長方位を制御できるため、膜特性の均一性を向上さ
せることができる。
れば、シールド板が反応性スパッタや合金スパッタの際
に入射成分を制限することにより、反応後の膜組成や結
晶成長方位を制御できるため、膜特性の均一性を向上さ
せることができる。
【００４０】本発明の請求項５に係るスパッタ装置によ
れば、補助電極とターゲットの間の電界により放電が維
持されるため、磁界や基板が運動する際にもプラズマを
安定に発生させ、維持できるという効果がある。
れば、補助電極とターゲットの間の電界により放電が維
持されるため、磁界や基板が運動する際にもプラズマを
安定に発生させ、維持できるという効果がある。
【図１】本発明に係るスパッタ装置の第１実施形態の正
面断面図である。
面断面図である。
【図２】図１のスパッタ装置の上面図である。
【図３】本発明に係るスパッタ装置の第２実施形態の正
面断面図である。
面断面図である。
【図４】図３のスパッタ装置の上面図である。
【図５】本発明に係るスパッタ装置の第３実施形態の正
面断面図である。
面断面図である。
【図６】図５のスパッタ装置の上面図である。
【図７】本発明に係るスパッタ装置の第４実施形態の上
面図である。
面図である。
【図８】本発明に係るスパッタ装置の第５実施形態の上
面図である。
面図である。
【図９】本発明に係るスパッタ装置の第６実施形態の上
面図である。
面図である。
【図１０】従来のスパッタ装置の模式断面図である。
ＳＰ１ 本発明に係るスパッタ装置 ３ 基板ホルダ ２１ ターゲット ２２ 傾斜円筒状磁石 ２３ ヨーク ２４ 磁界 ２５ 基板 ２６ 回転筒 ９１ 回転手段 ω１ 回転方向
Claims (5)
- 【請求項１】 真空槽内に円筒状のターゲットを有し、 前記ターゲットの軸心上に円筒状の基板ホルダを配し、 前記ターゲットの外周に磁極面内周が軸心に対して傾斜
して対向させ前記ターゲットを囲むように配置した傾斜
円筒状磁石と、 前記傾斜円筒状磁石を軸心の周りに回転させる回転手段
を備えることを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項２】 真空槽内に円筒状のターゲットを有し、 前記ターゲットの軸心上に円筒状の基板ホルダを配し、 前記ターゲットの外周に磁極面内周が軸心に対して傾斜
して対向させ前記ターゲットを囲むように配置した傾斜
円筒状磁石と、 前記ターゲットを軸心の周りに回転させる回転手段と、 前記基板ホルダを軸心の周りに回転させる回転手段を備
えることを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項３】 請求項１，２記載のスパッタ装置におい
て、前記傾斜円筒状磁石を軸方向に複数個並べることを
特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項４】 請求項１，２，３記載のスパッタ装置に
おいて、前記ターゲットと前記基板ホルダに装荷された
基板の間にスパッタ粒子の飛跳範囲を限定するシールド
板を配備することを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項５】 請求項１，２，３，４記載のスパッタ装
置において、前記ターゲットと前記基板ホルダに装荷さ
れた基板の間に前記ターゲットに対し正電位であり、ス
パッタ粒子を通過させうる補助電極を有することを特徴
とするスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16052597A JPH10330935A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | スパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16052597A JPH10330935A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | スパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10330935A true JPH10330935A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15716854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16052597A Pending JPH10330935A (ja) | 1997-06-03 | 1997-06-03 | スパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10330935A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009129115A3 (en) * | 2008-04-14 | 2010-01-21 | Angstrom Sciences, Inc. | Cylindrical magnetron |
| CN101871091A (zh) * | 2009-04-25 | 2010-10-27 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 靶座结构 |
| US8951394B2 (en) | 2010-01-29 | 2015-02-10 | Angstrom Sciences, Inc. | Cylindrical magnetron having a shunt |
-
1997
- 1997-06-03 JP JP16052597A patent/JPH10330935A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009129115A3 (en) * | 2008-04-14 | 2010-01-21 | Angstrom Sciences, Inc. | Cylindrical magnetron |
| US8500972B2 (en) | 2008-04-14 | 2013-08-06 | Angstrom Sciences, Inc. | Cylindrical magnetron |
| CN101871091A (zh) * | 2009-04-25 | 2010-10-27 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 靶座结构 |
| US8951394B2 (en) | 2010-01-29 | 2015-02-10 | Angstrom Sciences, Inc. | Cylindrical magnetron having a shunt |
| US9812304B2 (en) | 2010-01-29 | 2017-11-07 | Angstrom Sciences, Inc. | Method of fine tuning a magnetron sputtering electrode in a rotatable cylindrical magnetron sputtering device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3159949B2 (ja) | 陰極アーク放電を用いた薄膜蒸着装置 | |
| KR100396456B1 (ko) | 절단된 코니칼 스퍼터링 타겟용 고 타겟 이용 자기 장치 | |
| JP2556637B2 (ja) | マグネトロン陰極による基板への成膜装置 | |
| US7757633B2 (en) | Method, apparatus and magnet assembly for enhancing and localizing a capacitively coupled plasma | |
| AU746645C (en) | Method and apparatus for deposition of biaxially textured coatings | |
| WO2013099061A1 (ja) | スパッタリング装置 | |
| JPS61201769A (ja) | 酸化物、窒化物、酸化窒化物および炭化物からなる層の反応的蒸着法 | |
| JPH079062B2 (ja) | スパツタ装置 | |
| JP4431910B2 (ja) | スパッタリングカソード及びこれを備えたマグネトロン型スパッタリング装置 | |
| JPH10287977A (ja) | スパッタ装置 | |
| JP2674995B2 (ja) | 基板処理方法およびその装置 | |
| GB2393321A (en) | Plasma generation | |
| JPS60200962A (ja) | プレ−ナマグネトロンスパツタリング方法 | |
| JPS61204371A (ja) | 陰極スパツタリング用磁気回路装置 | |
| JP4019457B2 (ja) | アーク式蒸発源 | |
| JP3901365B2 (ja) | スパッタ装置 | |
| US20080121515A1 (en) | Magnetron sputtering utilizing halbach magnet arrays | |
| JPH11241164A (ja) | 巻取式スパッタ装置 | |
| KR102617710B1 (ko) | 기판 처리장치 | |
| JPH0715900B2 (ja) | ドライプロセス装置 | |
| JP2812249B2 (ja) | イオン蒸着薄膜形成装置 | |
| JP2502948B2 (ja) | プラズマ付着方法 | |
| JP3100242B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JPS63140079A (ja) | スパツタリング装置 | |
| JPH03150355A (ja) | スパッタリング装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060323 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060926 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |