JPS61235560A - マグネトロンスパツタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 反応性マグネトロンスパッタ法により基板上に薄膜を形
成するマグネトロンスパッタ装置において、基板と対向
配置されたにターゲットに対して、そのターゲット支持
体に内蔵されたマグネットを接近した状態で、該ターゲ
ツト面と平行する方向に移動可能に設置して、成膜に際
しては前記マグネットを適当な周期で水平方向に反復移
動させて、該ターゲツト面に対する磁界付与領域を部分
的に変化させ、ターゲットの非スパツタ領域面への膜欠
陥発生の原因になる反応物の堆積を防止し、良品質なＩ
ｌ膜を得るようにしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は各種磁気記録媒体や半導体集積回路素子等の製
造に用いられるマグネトロンスパッタ装置の改良に係り
、特に反応性マグネトロンスバンタ法により基板上に１
ｔ１１を形成する際に、ターゲット表面の非スパツタ部
分に付着された反応物である堆積物が、基板上に飛散付
着して膜欠陥が生じることを防止したターゲット支持体
の構造に関するものである。

マグネトロンスパッタ装置は、アルゴン（Ａｒ）ガスな
どの不活性ガス及び酸素（０２）ガス等からなる反応性
ガス雰囲気中に対向配置された薄膜を形成すべき基板側
電極と、裏面側にマグネ７トを具備した平板状のターゲ
ット間に高電圧を印加して、発生したプラズマ状のスパ
ッタガスイオンを前記マグネットによる磁界で集束して
、密度の高いプラズマにより励起されたＡｒ粒子により
ターゲットをスパッタさせて前記基板上に大きな成膜堆
積速度で！膜形成を行うものである。

このようにマグネトロンスパッタ装置での成膜堆積速度
が、従来から用いられている各種蒸着装置や一般的なス
パッタ装置等の堆積速度に比べて速く、基板温度の上昇
が防止されることから、近来、各種磁気記録媒体や半導
体集積回路素子等の製造用の薄膜形成装置として広く採
用されている。

しかし、上記装置によって基板上に反応性スパッタ法に
より薄膜を形成する場合、前記マグネットによるターゲ
ット表面の強磁界領域でスパッタがなされ、それ以外の
領域ではスパッタがなされず、しかも逆に反応スパッタ
物質が堆積され、この堆積物が剥離飛散して基板上に異
物として付着し、これが生成薄膜の欠陥となるといった
問題があり、このような問題を解消することが要望され
ている。

〔従来の技術〕

第２図は従来のマグネトロンスパッタ装置を示す要部断
面図であり、排気装置２が付設された真空容器１内に、
ターゲット３が支持され、かつヨークによって磁気的に
結合された円環状マグネットと中心円柱状マグネットか
らなるマグネット４が内蔵されたターゲット支持体５と
、これに対向して薄膜を形成すべき基板６を支持した基
板支持体７が回転機構８により回動可能に配置されてい
る。９はシャッタである。

このような装置を用いて基板支持体７上に支持された基
板６表面に薄膜を形成するには、前記真空容器１内をア
ルゴン（Ａｒ）ガスなどのガス雰囲気にした状態で、基
板支持体７とターゲット３間に高電圧電源１０により所
定電圧を印加すると共に、シャッタ９をターゲット３上
より開ける。

この時、発生したプラズマ状のスパッタガスイオンは、
前記マグネット４によりターゲット３表面に円弧状に発
生される磁界によって集束され、密度の高いプラズマに
より励起されたスパッタガスイオンが該ターゲット３に
衝突することによりその表面よりスパッタ物質がスパッ
タされて前記基板６上に大きな成膜堆積速度で薄膜を形
成している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところでこのようなマグネトロンスパッタ装置において
は、前記マグネット４により第３図に示すようにターゲ
ット３の表面上に発生される円弧状の磁界分布２１によ
って集束され、高密度化されたプラズマ状のスパッタガ
スイオンが選択的にターゲット３の強磁界領域２２に衝
突してスパッタされることから、その領域２２が削られ
た状態に浸食され、その他の領域は殆どスパッタがなさ
れないで不機能領域２３となっている。

ところが上記の如きスパッタ装置により基板６上に反応
性スパッタ法によって薄膜を被着形成する場合、スパッ
タされたターゲット物質の大部分は基板６に被着される
が、その一部の反応スパッタ粒子はプラズマ中のガスイ
オンと衝突してターゲット３の前記不機能領域２３に被
着し、反応物が堆積する現象がある。

そしてこの場合、上記堆積物は付着力が不安定であるの
みならず、一般に高抵抗であるがために次第に帯電して
いって、更には異常放電等を起こして剥離し、第４図に
示すように粗大粒子３１となって飛散して基板６の生成
膜３２に付着して膜面に突起欠陥を形成する。

また上記粗大粒子３１は生成膜３２に対する付着力が弱
く、当該スパッタ工程後の諸工程中に剥離し易く、ピン
ホール欠陥が生じる等の欠点があった。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、ターゲ・７ト３に磁界を付与
するマグネット４を簡単な移動機構により水平に移動操
作しながらスパッタリングを行って、ターゲット３の前
記不機能領域２３に堆積物が被着することを防止して、
膜欠陥のない薄膜形成を可能とした新規なマグネトロン
スパッタ装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、第１図に示すように
、真空容器１内の基板６を支持した基板支持体７と対向
するターゲット３に対してターゲ−／　ト支持体５に内
蔵したマグネット４を、水平移動機構４１により平行す
る方何に移動可能に設けて、該ターゲット３面に対する
磁界付与領域を可変制御するように構成されている。

〔作用〕

このような装置構成においては、反応性反バ。

り法による成膜時に、ターゲット支持体５に内蔵された
マグネット４を水平移動機構４１によりターゲット３面
に平行して例えば左右方向に一定周期で反復移動させる
ことにより、ターゲット３面に対する磁界付与領域を移
動させ、この周期間に形成される不機能領域に被着され
る非常に微量な反゛応堆積物を、微量なうちに順次スパ
ッタさせて膜欠陥のない薄膜を得ることを可能にしてい
る。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係るマグネトロンスパッタ装置の一実
施例を示す要部断面図である。

図において、ｌは排気装置２が付設された真空容器であ
り、該真空容器１内に薄膜を形成すべき基板６を支持し
た基板支持体７が回転機構８により回動可能に配置され
、これに対向してターゲット３が支持され、かつヨーク
により磁気的に結合された円環状マグネットと中心円柱
状マグネットからなるマグネット４が内蔵されたターゲ
ット支持体５が配置されている。

また上記ターゲット支持体５に内蔵された前記マグネッ
ト４は、水平移動機構４１によりターゲット３面に対し
て平行する方向に移動可能に設置され、該ターゲット３
面に対する磁界付与領域を可変制御するように構成され
ている。

さて、このような装置を用いて基板支持体７上の基板６
表面に反応性スパッタ法により薄膜を形成するには、先
ず前記真空蓉器１内を１０−’　ｔｏｒｒ程度の真空度
に排気装置２により排気した後、その真空容器１内にア
ルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（０２）ガスを所定容積比で
混合されたスパッタ用ガスを導入する。

次に基板６を支持した基板支持体７を回転機構８により
回転し、ターゲット３に対して前記マグネット４を、図
示のような水平移動機構４１（この図例に限定されない
）により矢印Ａの方向に一定周期で反復移動させた状態
で、更にシャッタ９を開けて、基板６とターゲット３間
に電源１０により所定高電圧を印加する。

この時、前記一定周期で反復移動するマグネット４によ
りターゲット３面に対する磁界付与領域も移動し、この
磁界によって発生したプラズマ状のスバフタガスイオン
が集束され、密度の高いプラズマにより励起されたスバ
フタガスイオンが該ターゲット３に衝突してスパッタさ
れるが、同時に周期間に移動形成される不機能領域（非
スパツタ領域）に被着される非常に微量な反応堆積物も
順次スパッタされて、従来のような堆積粗大粒子の飛散
現象がなくなる。

その結果、前記基板６上に欠陥のない良品質の薄膜を高
速に形成することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明に係るマグネト
ロンスパッタ装置によれば、ターゲット表面の不機能領
域（非スパツタ領域）に被着された不要な反応堆積物が
、厚く堆積されないうちにスパッタにより除去されて基
板上の生成膜に対する堆積粗大粒子の飛散がなくなり、
従来の如き異物突起やピンホール等の膜欠陥のない良品
質の薄膜を容易に得ることが可能となる。

従って、磁気記録媒体の製造、或いは半導体集積回路素
子等の製造に通用して優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るマグネトロンスパッタ装置の一実
施例を示す要部断面図、 第２図は従来のマグネトロンスパッタ装置を説明するた
めの要部断面図、 第３図は従来のマグネトロンスパッタ装置におけるター
ゲットの表面現象を説明する ための斜視図、 第４図は従来のマグネトロンスパッタ装置によって形成
された薄膜の状態を説明する ための要部断面図である。 第１図において、 １は真空容器、３はターゲット、４はマグネット、５は
ターゲット支持体、６は基板、７は基板支持体、４１は
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空容器（１）内に、ターゲット（３）を支持し、かつ
   マグネット（４）が内蔵されたターゲット支持体（７）
   と、これに対向して薄膜を形成すべき基板（６）を支持
   した基板支持体（７）が配置され、該真空容器（１）内
   をスパッタ用ガス雰囲気にした状態で該基板（６）上に
   ターゲット（３）物質をスパッタリングにより被着形成
   する装置構成において、上記マグネット（４）をターゲ
   ット（３）に接近した状態で、該ターゲット（３）面と
   平行する方向に移動可能に設けてターゲット（３）面に
   対する磁界付与領域を部分的に変化させるようにしたこ
   とを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。