JPS6187867A - スパツタリング装置 - Google Patents

スパツタリング装置

Info

Publication number
JPS6187867A
JPS6187867A JP59207058A JP20705884A JPS6187867A JP S6187867 A JPS6187867 A JP S6187867A JP 59207058 A JP59207058 A JP 59207058A JP 20705884 A JP20705884 A JP 20705884A JP S6187867 A JPS6187867 A JP S6187867A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plasma
target
cathode
sputtering apparatus
magnet
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
JP59207058A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasumichi Suzuki
康道 鈴木
Yutaka Saito
裕 斉藤
Hidezo Sano
秀造 佐野
Tamotsu Shimizu
保 清水
Susumu Aiuchi
進 相内
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59207058A priority Critical patent/JPS6187867A/ja
Priority to DE8585110155T priority patent/DE3566194D1/de
Priority to EP85110155A priority patent/EP0173164B1/en
Priority to KR1019850006013A priority patent/KR900006488B1/ko
Priority to US06/769,505 priority patent/US4721553A/en
Publication of JPS6187867A publication Critical patent/JPS6187867A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/354Introduction of auxiliary energy into the plasma
    • C23C14/357Microwaves, e.g. electron cyclotron resonance enhanced sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体製品の加工等の薄膜形成に用いられるス
パッタリング装置に関するものである。
〔発明の背景〕
この種のスパッタリング装置としては、マグネトロンス
パッタリング装置が広く用いられている。
この形式のスパッタリング装置は、例えば特公昭53−
19319号「カソードスパッタリング装置」に示され
るごとく、ターゲット材料を有する面を持つ陰瞳を設け
、この陰極のターゲツト面の反対側の面に一対の磁極を
設ける。この一対の磁極間に現われる磁力線の一部は、
ターゲット材料面上から出て湾曲し、この弧状の磁力線
と前記ターゲット材料面とに境界づけられた閉領域を形
成し、前記陰極と陽極間の印加電圧により発生した荷電
粒子を前記閉領域に保持している。この荷電粒子を該閉
領域に閉じ込めることによって2極スパツタリング装置
に比較し、低圧下での成膜あるいは、高密度プラズマに
よる高速成膜が可能となる。
この方法は、電極に印加する交流あるいは直流の電力に
よって、プラズマの維持とプラズマ内からターゲツト面
に入射してくるイオンのエネルギ供給を行なっている。
この装置において成膜速度を上昇せしめようとすると、
印加電力を増加してプラズマ密度を高くしなければなら
ないが、印加電力を大きくするとターゲツト面に入射す
るイオンのエネルギが増加し、ターゲツト面はスパッタ
される際にこのエネルギーの大部分を熱としてもらい、
温度が上昇する。ターゲットの温度が高くなりすぎると
、ターゲット内に大きな温度ストレスの発生による破壊
が起こる虞れがあり、あるいはターゲツト面の背部の接
着部に融解を生じる虞れがあるので成膜速度が抑えられ
ていた。このターゲット温度上昇を抑えた状態で成膜速
度を高める方法として、特開昭58−75839号に記
載のように、プラズマの発生をマイクロ波によって行な
うものがある。この方法は、前記スパッタ装置に、マイ
クロ波発振器を設けたもので、マイクロ波電力によりプ
ラズマ密度が高くなるため、ターゲットへのイオン入射
エネルギーを増加させることなく成膜速度を上昇させる
ことができる。しかし、この方法では、プラズマ発生領
域が前記のように磁力線とターゲツト面で囲まれた閉領
域と限定しているため、ターゲットの侵食領域も限定さ
れてしまう。成膜速度をさらに高めるためにマイクロ波
電力を上げると、限定された領域にのみスパッタが集中
するため、ターゲット内に過大な熱応力が発生する虞れ
があり、また、ターゲットの背面側の接着部が融解する
虞れも有る。
〔発明の目的〕
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので。
本発明の目的は、基板がプラズマによるダメージを受け
ることなく、ターゲット表面全体に高密度のプラズマを
発生させて成膜速度を上昇させることができ、しかも、
ターゲットの有効利用面積を拡大することのできるスパ
ッタリング装置を提供しようとするものである。
〔発明の概要〕
次に、上記目的を達成するための本発明の原理について
略述する。
高密度のプラズマは、電子共振状態を作る様に磁場中に
マイクロ波を導入することによって作られる6前記プラ
ズマ内の荷電粒子は、磁力線を横切る方向への移動は制
限され、磁力線に沿った移動が支配的になるため、該磁
力線をターゲツト面に均等に引き込む手段を設けると、
基板がプラズマにさらされることなく、ターゲット全面
に高密度プラズマが生じ、ターゲットの利用率の向上と
高速成膜が可能となる。
上述の原理に基づいて前記の目的を達成するため、本発
明に係るスパッタリング装置は、ターゲット材料を設置
した陰極に対向離間せしめて基板ホルダを設置したスパ
ッタリング装置において、基板ホルダに装着した基板と
これに対向する陰極との側方にマイクロ波発生源、及び
、マイクロ波によってプラズマを発生するプラズマ発生
室を設けたことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図、第2図により説明す
る。第1図はスパッタリング成膜部の構造を示す断面図
である。
陰極2の片面にターゲット1を設置し、該陰極2の裏側
の面(ターゲット取付面の反対側の面)に電磁石3を設
置する。
前記のターゲット1に対向離間せしめて基板4を保持す
るように、基板ホルダ5を設置する。
軸6は前記の陰極2を支承し、真空槽壁7に対して電気
的に絶縁してこれを貫通している。該陰極2は軸6を介
して高周波あるいは直流の電源8に接続する。一方、基
板ホルダ5はアースに接続されている。
陰極2と基板ホルダ5とが対向している部分の側方に当
たる位置において、真空槽壁7に窓10を設け、この窓
10に対して導波管9の一端を気密に取付ける。この導
波管9の他端にマイクロ波導体板11を気密に取り付け
て真空を保持する。上記のマイクロ波導体板11は、例
えば石英、アルミナ磁器などの如く、大気を通過させず
マイクロ波を通過させる材料で構成した板状部材である
上記のマイクロ波導体板11の外側に、導波管12を介
してマイクロ波発生源13を設置する。
前記の導波管9はプラズマ発生部であり、該導波管9の
周囲には磁石14.15が配置しである。上記の磁石1
4は窓10の近傍に、磁石15はマイクロ波導体板11
の周囲にそれぞれ配設する。これらの磁石14.15に
よる磁力線16は、磁石3によるターゲツト面上の磁力
線の方向と同方向に設定する。スパッタ成膜室17と導
波管9は、高真空排気された後雰囲気ガスを導入し所定
の真空度に保っておく。
マイクロ波発生g13から発振されたマイクロ波は導波
管12に導びかれ、マイクロ波導体板IIを通過して導
波管9に入り、該導波管9の内の雰囲気ガスを電離して
プラズマ状態とする。磁石14.15からなる導波管9
の内の磁場強度を、電子がマイクロ波によって共振を起
こす電子サイクロトロン共振条件(例えば周波数2.4
5GHzのマイクロ波の場合、 875 G auss
)以上にすることにより、マイクロ波はプラズマに吸収
されやすくなり、導波管9内の雰囲気ガスのプラズマは
高密度(プラズマ密度10”/am3以上)になる。該
プラズマは磁石14゜15によって構成される閉じ込め
磁場(ミラー磁場)により、導波管9の管壁方向へのプ
ラズマの拡散を抑制する。
また、磁石I5による磁場強度を磁石14よりも強くす
る。これにより、大部分のプラズマは磁力線16に沿っ
てスパッタ成膜室17に導かれる。そして上記の磁力線
16は磁石3によりターゲット1に引き込まれるため、
プラズマは空間的に広がることなくターゲット1の全面
に分布する。このプラズマは前記のように高密度プラズ
マであるため、ターゲツト1全面からスパッタされた多
量の粒子による高速成膜が可能となる。またプラズマ密
度はマイクロ波電力によって制御できるため、陰極3に
設けられた電源8を制御してプラズマ中のイオンのター
ゲット1への引き込み状態を制御でき、イオンのターゲ
ットへの入射量およびイオンの加速電圧の制御が可能と
なる。これによりイオンの衝突エネルギーを大きくする
ことなくイオンの入射量を増やすことができ、ターゲッ
ト表面への熱負荷を大きくすることなく高速成膜ができ
る。
本実施例(第1図)においては、1個の窓10と1組の
プラズマ発生・導入手段とを設けて、一方向(図の右方
)からのみプラズマを供給したが。
複数個の窓lOと複数組のプラズマ発生・導入手段とを
設けて多方向からプラズマを供給することもできる。
第2図は前記と異なる実施例を示す。本実施例(第2図
)が前例(第1図)と異なる点は、(a)。
マイクロ波発生源−(図示せず)を一対設けて、矢印A
、Bの如く対向する2方向からマイクロ波を供給するよ
うに構成したことと、(b)、スパッタ成膜室内に設け
た磁石I8は、はぼ矩形に巻線してその平行な対向辺1
8b、18bを基板ホルダ(図示せず)の方向へ、即ち
本図において上方へ折り上げた形状に成形したことであ
る。18aは折り上げ成形の立ち上がり部、18cは折
り上げていない辺である。
この実施例(第2図)によれば、磁石14.15の磁力
線は磁石18の立ち上がり部18aの作用により水平方
向に広がらず、該磁石18の折り上げた辺18bの作用
により上方(基板ホルダに向かう方向)への広がりも抑
えられ、該磁石18の折り上げていない辺18cの作用
によりターゲット1に導かれ、磁力線に沿って輸送され
るプラズマは前記実施例(第1図)に比して空間的な広
がりをより抑えているため、基板へのプラズマダメージ
の低減、及びプラズマ輸送効率の向上がさらに可能とな
る。
上記2つの実施例(第1図、第2図)ともに、プラズマ
が空間的に拡散することなくターゲット全面に高密度で
発生し、かつプラズマの発生とターゲットへのイオンの
入射エネルギーの独立制御が行なえるため、スパッタリ
ング条件の最適化が可能となり、基板にプラズマダメー
ジを与えることなく成膜速度の増大、およびターゲット
全面にプラズマを発生させることによるターゲット利用
率の向上が可能となり、生産効率の向上に効果がある。
またマイクロ波は、プラズマへの吸収効率が高いため、
高真空での成膜が行なえ、高速成膜と合わせて高純度の
膜が得られる利点もある。
〔発明の効果〕
以上詳述したように1本発明のスパッタリング装置によ
れば、基板がプラズマによって損傷される虞れなく、タ
ーゲット表面全体に高密度のプラズマを発生させて成膜
速度を上昇させることができ、しかも、ターゲットの有
効利用面積を増大せしめることができるという優れた実
用的効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ本発明の一実施例を示し、
第1図は成膜部の断面図、第2図は同じく斜視図である
。 1・・・ターゲット、2・・・陰極、3・・・磁石、4
・・・基板、5・・・基板ホルダ、6・・・軸、7・・
・真空槽壁、8・・・電源、9・・・導波管、10・・
・窓、11・・マイクロ波導体板、 12・・・導波管
、13・・・マイクロ波源、14・・磁石。 15・・・磁石、16・・磁力線、17・スパッタ成膜
室、18・・・磁石、18a・・・折り上げ形成の立上
り部、18b・・・折り上げた辺、18c・・・折り上
げていない辺。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ターゲット材料を設置した陰極に対向離間せしめて
    基板ホルダを設置したスパッタリング装置において、基
    板ホルダに装着した基板とこれに対向する陰極との側方
    にマイクロ波発生源、及び、マイクロ波によってプラズ
    マを発生するプラズマ発生室を設けたことを特徴とする
    スパッタリング装置。 2、前記の陰極は、ターゲットを設置した面の裏側に磁
    石を設置し、この磁石の磁力線をプラズマ発生室に設け
    た磁石の磁力線と連続せしめて、プラズマ発生室近傍の
    磁力線がターゲットを通過するように誘導する構造であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のスパ
    ッタリング装置。 3、前記の陰極の裏側に設置した磁石は電磁石であって
    、その励磁コイルをほぼ矩形に巻回して、その一対の対
    向辺の部分をそれぞれ基板ホルダに近ずけるように折り
    曲げた形状に構成したものであることを特徴とする特許
    請求の範囲第2項に記載のスパッタリング装置。
JP59207058A 1984-08-31 1984-10-04 スパツタリング装置 Pending JPS6187867A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59207058A JPS6187867A (ja) 1984-10-04 1984-10-04 スパツタリング装置
DE8585110155T DE3566194D1 (en) 1984-08-31 1985-08-13 Microwave assisting sputtering
EP85110155A EP0173164B1 (en) 1984-08-31 1985-08-13 Microwave assisting sputtering
KR1019850006013A KR900006488B1 (ko) 1984-08-31 1985-08-21 마이크로파 여기 스퍼터링 방법 및 장치
US06/769,505 US4721553A (en) 1984-08-31 1985-08-23 Method and apparatus for microwave assisting sputtering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59207058A JPS6187867A (ja) 1984-10-04 1984-10-04 スパツタリング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6187867A true JPS6187867A (ja) 1986-05-06

Family

ID=16533505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59207058A Pending JPS6187867A (ja) 1984-08-31 1984-10-04 スパツタリング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6187867A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62287072A (ja) * 1986-06-06 1987-12-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜形成装置
JPS63118064A (ja) * 1986-11-07 1988-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蒸着装置
JPH11288799A (ja) * 1998-01-26 1999-10-19 Commiss Energ Atom 永久磁石を用いた線形マイクロ波プラズマ発生装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62287072A (ja) * 1986-06-06 1987-12-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜形成装置
JPS63118064A (ja) * 1986-11-07 1988-05-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蒸着装置
JPH11288799A (ja) * 1998-01-26 1999-10-19 Commiss Energ Atom 永久磁石を用いた線形マイクロ波プラズマ発生装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900006488B1 (ko) 마이크로파 여기 스퍼터링 방법 및 장치
EP0148504B1 (en) Method and apparatus for sputtering
JP2587924B2 (ja) 薄膜形成装置
JPS634841A (ja) プラズマ処理装置
US5397448A (en) Device for generating a plasma by means of cathode sputtering and microwave-irradiation
JPS61194174A (ja) スパツタリング装置
JPH0362517A (ja) マイクロ波プラズマ処理装置
JPS6187867A (ja) スパツタリング装置
JPH06333697A (ja) マイクロ波プラズマ処理装置
JP3298180B2 (ja) 薄膜形成装置
JP2674995B2 (ja) 基板処理方法およびその装置
JP2621728B2 (ja) スパッタリング方法及びその装置
JP2000355764A (ja) マグネトロンカソードユニット
JPS61272372A (ja) スパツタリング装置
JPH0583632B2 (ja)
JP3368790B2 (ja) イオン源装置
JPH01139762A (ja) スパッタリング装置
JPS6270569A (ja) スパッタリング方法及びその装置
JPS62222075A (ja) 薄膜形成装置
JPS6389663A (ja) スパツタリング装置
JPH0831443B2 (ja) プラズマ処理装置
JPS627853A (ja) スパツタリング装置
JP2552698B2 (ja) 薄膜形成装置およびマイクロ波導入方法
JP2552700B2 (ja) プラズマ生成装置およびプラズマを利用した薄膜形成装置
JP2602267B2 (ja) プラズマ生成装置およびプラズマを利用した薄膜形成装置