JPS63247366A - マグネトロンスパツタ装置 - Google Patents
マグネトロンスパツタ装置Info
- Publication number
- JPS63247366A JPS63247366A JP62081419A JP8141987A JPS63247366A JP S63247366 A JPS63247366 A JP S63247366A JP 62081419 A JP62081419 A JP 62081419A JP 8141987 A JP8141987 A JP 8141987A JP S63247366 A JPS63247366 A JP S63247366A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- ring
- pair
- vacuum chamber
- magnetron sputtering
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、マグネトロンスパッタ装置に関するものであ
る。
る。
従来の技術
従来、マグネトロンスパッタ装置のカソード部分は、例
えば特公昭５３−１９３１９号公報に示されているよう
に、第３図のような構造になっていた。以下図面を参照
しながら、従来のマグネトロンスパッタ装置の一例につ
いて説明する。第３図において、１は磁石対３とヨーク
２を固定するカソード本体、４はターゲット５を固定す
るバッキングプレート、６は磁石対３及びターゲット６
を冷却するための冷却水の管、７はターゲット５に対向
して配置され、スパッタにより膜が堆積される基板、１
１はカソード本体１へ電圧を印加し、ターゲット６表面
でプラズマを発生させるための電源、９は真空チャンバ
ー８内を真空排気するための真壁排気するための真空排
気ポンプ、１ｏは真空チャンバー８内にＡｒガスを供給
するだめのガス供給系である。
えば特公昭５３−１９３１９号公報に示されているよう
に、第３図のような構造になっていた。以下図面を参照
しながら、従来のマグネトロンスパッタ装置の一例につ
いて説明する。第３図において、１は磁石対３とヨーク
２を固定するカソード本体、４はターゲット５を固定す
るバッキングプレート、６は磁石対３及びターゲット６
を冷却するための冷却水の管、７はターゲット５に対向
して配置され、スパッタにより膜が堆積される基板、１
１はカソード本体１へ電圧を印加し、ターゲット６表面
でプラズマを発生させるための電源、９は真空チャンバ
ー８内を真空排気するための真壁排気するための真空排
気ポンプ、１ｏは真空チャンバー８内にＡｒガスを供給
するだめのガス供給系である。
以上のように構成されたマグネトロンスパッタ装置につ
いて、以下その動作について説明する。
いて、以下その動作について説明する。
まず、真空チャンバー８内をロータリーポンプ、油拡散
ポンプ、クライオポンプ等の真空排気ポンプ９により１
０Ｔｏｒｒ台の真空排気する。その後、ガス供給系１ｏ
により真空チャンバー８内にＡｒガスを導入し、５ Ｘ
１０’ Ｔｏｒｒ程度の真空度に設定し、カソード本
体１へ電源１１によりＤＣまたはＲＦの電圧を印加する
。それによシ真空チャンバー８内にプラズマが発生する
。そのためＡｒイオンが発生する。また、磁石対３の磁
界１２によシ、プラズマ密度の高い部分１３が発生し、
Ａｒイオンのターゲット５への衝突量が増加する。そし
て、主にその部分から粒子が飛散し、対向して配置され
た基板７の表面に堆積し膜が形成される。その後ターゲ
ット５は第３図に示すように削られていく。
ポンプ、クライオポンプ等の真空排気ポンプ９により１
０Ｔｏｒｒ台の真空排気する。その後、ガス供給系１ｏ
により真空チャンバー８内にＡｒガスを導入し、５ Ｘ
１０’ Ｔｏｒｒ程度の真空度に設定し、カソード本
体１へ電源１１によりＤＣまたはＲＦの電圧を印加する
。それによシ真空チャンバー８内にプラズマが発生する
。そのためＡｒイオンが発生する。また、磁石対３の磁
界１２によシ、プラズマ密度の高い部分１３が発生し、
Ａｒイオンのターゲット５への衝突量が増加する。そし
て、主にその部分から粒子が飛散し、対向して配置され
た基板７の表面に堆積し膜が形成される。その後ターゲ
ット５は第３図に示すように削られていく。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記のような構成では、ターゲットの磁
界強度の高い部分、すなわちプラズマ密度の高い部分の
Ａｒイオンの衝突量が多くな沙、その部分の粒子の飛散
が多くなる。そのため、ターゲットの侵食がその部分に
集中し、実際にターゲットがスパッタリングに利用され
る量、すなわちターゲット利用効率が低下する。例えば
、従来のカソードではターゲットの３０％しか利用でき
ないこともあシ、量産化の場合、゛ターゲット利用効率
の点から、ターゲット交換頻度が高くなる等の問題があ
る。
界強度の高い部分、すなわちプラズマ密度の高い部分の
Ａｒイオンの衝突量が多くな沙、その部分の粒子の飛散
が多くなる。そのため、ターゲットの侵食がその部分に
集中し、実際にターゲットがスパッタリングに利用され
る量、すなわちターゲット利用効率が低下する。例えば
、従来のカソードではターゲットの３０％しか利用でき
ないこともあシ、量産化の場合、゛ターゲット利用効率
の点から、ターゲット交換頻度が高くなる等の問題があ
る。
また、ターゲットの侵食が速いために、ターゲットの形
状変化、磁界強度の変化が速くなり、膜の特性、再現性
が低下するという問題点を有していた。
状変化、磁界強度の変化が速くなり、膜の特性、再現性
が低下するという問題点を有していた。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、スパッタによる
ターゲット利用効率を向上し、またターゲットの侵食速
度を低下して、膜の特性、再現性の低下を防止しようと
するものである。
ターゲット利用効率を向上し、またターゲットの侵食速
度を低下して、膜の特性、再現性の低下を防止しようと
するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために、本発明のマグネトロンス
パッタ装置は、リング形状をしたターゲットと、それを
固定するバッキングプレートと、リング状ターゲットの
幅と同等の直径の断面形状をもつ磁石対とヨークをもち
、かつ、上記磁石対の上をリング状ターゲットの幅の中
央が通過するようにターゲットを相対回転させることを
可能としたカソード本体と、プラズマが上記磁石対の上
部のターゲット部分のみで発生するように円形の開口部
をもち、ターゲット表面を取り囲んで接地されたシール
ドを備えたものである。
パッタ装置は、リング形状をしたターゲットと、それを
固定するバッキングプレートと、リング状ターゲットの
幅と同等の直径の断面形状をもつ磁石対とヨークをもち
、かつ、上記磁石対の上をリング状ターゲットの幅の中
央が通過するようにターゲットを相対回転させることを
可能としたカソード本体と、プラズマが上記磁石対の上
部のターゲット部分のみで発生するように円形の開口部
をもち、ターゲット表面を取り囲んで接地されたシール
ドを備えたものである。
作 用
この技術手段による作用は次のようになる。すなわち、
磁石対のＮ極とＳ極の間でプラズマの密度の高い部分が
でき、その部分からターゲット粒子が飛び出すことにな
るが、リング状ターゲットが、磁石対の上を低速または
、高速で回転するために、ターゲットが部分的に侵食さ
れることがなく、リング状ターゲットの表面が均等に侵
食されるため、ターゲットの侵食速度が低下し、ターゲ
ット形状変化、磁界強度変化が、遅くなシ膜の特性、再
現性の低下を防止することができ、ターゲットの寿命が
向上する。また、磁石対の直径が、リング状ターゲット
の幅と同等であるため、ターゲット表面の大部分が使用
され、ターゲット利用効率が向上することになる。
磁石対のＮ極とＳ極の間でプラズマの密度の高い部分が
でき、その部分からターゲット粒子が飛び出すことにな
るが、リング状ターゲットが、磁石対の上を低速または
、高速で回転するために、ターゲットが部分的に侵食さ
れることがなく、リング状ターゲットの表面が均等に侵
食されるため、ターゲットの侵食速度が低下し、ターゲ
ット形状変化、磁界強度変化が、遅くなシ膜の特性、再
現性の低下を防止することができ、ターゲットの寿命が
向上する。また、磁石対の直径が、リング状ターゲット
の幅と同等であるため、ターゲット表面の大部分が使用
され、ターゲット利用効率が向上することになる。
実施例
以下本発明の一実施例のマグネトロンスパッタ装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。
いて、図面を参照しながら説明する。
第１図は本発明の一実施例におけるマグネトロンスパッ
タ装置の概略断面図を示す。第１図において、１ｏ１は
、リング形状をしたターゲット１０６と、それを固定す
るバッキングプレート１０４と、リング状ターゲット１
０５の幅と同等の直径の断面形状をもつ磁石対１０３と
ヨーク１０２をもち、かつ、上記磁石対１０３の上をリ
ング状のターゲラ）１０５の幅の中央が通過するように
ターゲット１０６を回転させることを可能としたカソー
ド本体であシ、１０６は磁石対１０３及びターゲラ）１
０５を冷却するための冷却水の管、１１２はプラズマが
上記磁石対１０３の上部のターゲット１０５部分のみで
発生するように円形の開口部をもち、ターゲット１０６
表面を取り囲んで接地されたシールド、１ｏ７はターゲ
ット１０５に対向して配置され、スパッタによシ膜が堆
積される基板、１１１は陰極１０１へ電圧を印加し、タ
ーゲット１０５表面でプラズマを発生させるための電源
、１０８は真空状態の維持が可能な真空チャンバー、１
０９は真空チャンバー１０８内を真空排気するだめの真
空排気ポンプ、１１０は真空チャンバー１０８内にガス
を供給するためのガス供給系である。
タ装置の概略断面図を示す。第１図において、１ｏ１は
、リング形状をしたターゲット１０６と、それを固定す
るバッキングプレート１０４と、リング状ターゲット１
０５の幅と同等の直径の断面形状をもつ磁石対１０３と
ヨーク１０２をもち、かつ、上記磁石対１０３の上をリ
ング状のターゲラ）１０５の幅の中央が通過するように
ターゲット１０６を回転させることを可能としたカソー
ド本体であシ、１０６は磁石対１０３及びターゲラ）１
０５を冷却するための冷却水の管、１１２はプラズマが
上記磁石対１０３の上部のターゲット１０５部分のみで
発生するように円形の開口部をもち、ターゲット１０６
表面を取り囲んで接地されたシールド、１ｏ７はターゲ
ット１０５に対向して配置され、スパッタによシ膜が堆
積される基板、１１１は陰極１０１へ電圧を印加し、タ
ーゲット１０５表面でプラズマを発生させるための電源
、１０８は真空状態の維持が可能な真空チャンバー、１
０９は真空チャンバー１０８内を真空排気するだめの真
空排気ポンプ、１１０は真空チャンバー１０８内にガス
を供給するためのガス供給系である。
以上のように構成されたマグネトロンスパッタ装置にお
いて、以下第１図及び第２図を用いてその動作を説明す
る。
いて、以下第１図及び第２図を用いてその動作を説明す
る。
まず、真空チャンバー１０８内を、ロータリーポンプ、
油拡散ポンプ、クライオポンプ等の真空排気ポンプ１０
９によ！＋ １０−６Ｔｏｒｒ台の真空度まで、真空排
気する。その後、ガス供給系１１０によシ、真空チャン
バー１０８内にＡｒ ガスを導入し５ Ｘ １０−３Ｔ
ｏｒｒ程度の真空度に設定する。次に、リング状ターゲ
ット１０５を、このターゲット１０６の幅の中央が固定
された磁石対１０３の上を通過するように回転させる。
油拡散ポンプ、クライオポンプ等の真空排気ポンプ１０
９によ！＋ １０−６Ｔｏｒｒ台の真空度まで、真空排
気する。その後、ガス供給系１１０によシ、真空チャン
バー１０８内にＡｒ ガスを導入し５ Ｘ １０−３Ｔ
ｏｒｒ程度の真空度に設定する。次に、リング状ターゲ
ット１０５を、このターゲット１０６の幅の中央が固定
された磁石対１０３の上を通過するように回転させる。
ここで磁石対１０３及びリング状ターゲット１０６は、
冷却水の管１０６からの冷却水によって冷却されている
。次にカソード本体１０１に、電源１１１によｐ、ＤＣ
またはＲＦの電圧を印加する。それにより、真空チャン
バー１０８内にプラズマが発生する。このとき、プラズ
マはリング状ターゲット１０６を取り囲んで、接地され
たシールド１１２によって、シールド１１２の円形の開
口部、すなわち磁石対１０３上部のターゲット表面のみ
で発生する。プラズマにより発生したＡｒ イオンは磁
石対１０３の磁界によりプラズマ密度の高い部分に衝突
し、その部分が主にスパッタされ、リング状ターゲット
１ｏ６に対向して配置された基板１０７の表面に膜が形
成される。
冷却水の管１０６からの冷却水によって冷却されている
。次にカソード本体１０１に、電源１１１によｐ、ＤＣ
またはＲＦの電圧を印加する。それにより、真空チャン
バー１０８内にプラズマが発生する。このとき、プラズ
マはリング状ターゲット１０６を取り囲んで、接地され
たシールド１１２によって、シールド１１２の円形の開
口部、すなわち磁石対１０３上部のターゲット表面のみ
で発生する。プラズマにより発生したＡｒ イオンは磁
石対１０３の磁界によりプラズマ密度の高い部分に衝突
し、その部分が主にスパッタされ、リング状ターゲット
１ｏ６に対向して配置された基板１０７の表面に膜が形
成される。
以上のように本実施例によれば、膜形成中にリング状タ
ーゲッ）１０５が磁石対１０３に沿って低速または高速
で回転しているため、ターゲット表面が部分的に侵食さ
れることがなく、均等に侵食される。磁石対１０３の直
径はリング状ターゲット１０６の幅と同等であるため、
ターゲット表面の大部分が使用されターゲット利用効率
が６０チ以上となった。また、ターゲットの深さ方向へ
の侵食速度が低下し、磁界強度変化が遅くなシ、膜の特
性の変化、再現性の低下を遅らせることができ、ターゲ
ット寿命を向上することができた。
ーゲッ）１０５が磁石対１０３に沿って低速または高速
で回転しているため、ターゲット表面が部分的に侵食さ
れることがなく、均等に侵食される。磁石対１０３の直
径はリング状ターゲット１０６の幅と同等であるため、
ターゲット表面の大部分が使用されターゲット利用効率
が６０チ以上となった。また、ターゲットの深さ方向へ
の侵食速度が低下し、磁界強度変化が遅くなシ、膜の特
性の変化、再現性の低下を遅らせることができ、ターゲ
ット寿命を向上することができた。
なお、本実施例によれば、磁石対１０３の上をターゲラ
）１０５が回転しているが、ターゲット下部で磁石対を
回転させることも考えられる。しかし、この方法では、
基板とマグネットとの偏心量が変化するため、膜厚均一
性等に変化が起こる可能性があるので、本実施例の方が
、膜の再現性は良好である。
）１０５が回転しているが、ターゲット下部で磁石対を
回転させることも考えられる。しかし、この方法では、
基板とマグネットとの偏心量が変化するため、膜厚均一
性等に変化が起こる可能性があるので、本実施例の方が
、膜の再現性は良好である。
発明の効果
以上のように本発明は、リング形状をしたターゲットと
、それを固定するバッキングプレートと、リング状ター
ゲットの幅と同等の直径の断面形状をもつ磁石対とヨー
クをもち、かつ、上記磁石対の上をリング状ターゲット
の幅の中央が通過するようにターゲットを回転させるこ
とを可能としたカソード本体と、プラズマが上記磁石対
の上部のターゲット部分のみで発生するように円形の開
口部をも・ち、ターゲット表面を取り囲んで接地された
シールドを設けたことによシ、ターゲット利用効率の向
上と、膜の特性、再現性の低下を防止することができ、
ターゲット寿命も向上することができる。
、それを固定するバッキングプレートと、リング状ター
ゲットの幅と同等の直径の断面形状をもつ磁石対とヨー
クをもち、かつ、上記磁石対の上をリング状ターゲット
の幅の中央が通過するようにターゲットを回転させるこ
とを可能としたカソード本体と、プラズマが上記磁石対
の上部のターゲット部分のみで発生するように円形の開
口部をも・ち、ターゲット表面を取り囲んで接地された
シールドを設けたことによシ、ターゲット利用効率の向
上と、膜の特性、再現性の低下を防止することができ、
ターゲット寿命も向上することができる。
第１図は本発明の一実施例におけるマグネトロンスパッ
タ装置の概略断面図、第２図は第１図のカンード部を上
から見た図、第３図は従来のマグネトロンスパッタ装置
の概略断面図である。 １０１・・・・・・カソード本体、１０２・川・・ヨー
ク、１０３・・・・・・磁石対、１０４・・印・バッキ
ングプレート、１０５・・・・・・ターゲット、１１２
・・・・・・シールド。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｊ０
３−−一石り石大丁 第２図 第３図
タ装置の概略断面図、第２図は第１図のカンード部を上
から見た図、第３図は従来のマグネトロンスパッタ装置
の概略断面図である。 １０１・・・・・・カソード本体、１０２・川・・ヨー
ク、１０３・・・・・・磁石対、１０４・・印・バッキ
ングプレート、１０５・・・・・・ターゲット、１１２
・・・・・・シールド。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｊ０
３−−一石り石大丁 第２図 第３図
Claims (1)
- 真空状態の維持が可能な真空チャンバーと、真空チャン
バー内を減圧雰囲気にするための真空ポンプと、真空チ
ャンバー内にガスを供給するためのガス供給系と、少な
くとも１個のマグネトロン型カソードと、少なくちも１
個の基板と、カソードに電圧を印加する電源とをもつマ
グネトロンスパッタ装置において、リング形状をしたタ
ーゲットと、それを固定するバッキングプレートと、リ
ング状ターゲットの幅と同等の直径の断面形状をもつ磁
石対とヨークをもち、かつ、上記磁石対の上をリング状
のターゲットの幅の中央が通過するようにターゲットを
相対回転させることを可能としたカソード本体と、プラ
ズマが上記磁石対の上部のターゲット部分のみで発生す
るように円形の開口部をもち、ターゲット表面を取り囲
んで接地されたシールドを備えたことを特徴とするマグ
ネトロンスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62081419A JPS63247366A (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | マグネトロンスパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62081419A JPS63247366A (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | マグネトロンスパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63247366A true JPS63247366A (ja) | 1988-10-14 |
Family
ID=13745833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62081419A Pending JPS63247366A (ja) | 1987-04-02 | 1987-04-02 | マグネトロンスパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63247366A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01111870A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング装置 |
| JPH03134169A (ja) * | 1989-10-20 | 1991-06-07 | Tokyo Electron Ltd | スパッタ装置及びスパッタ方法 |
| DE102004027897A1 (de) * | 2004-06-09 | 2006-01-05 | Leybold Optics Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Zerstäubung mit einem bewegbaren planaren Target |
| CN110230030A (zh) * | 2011-11-30 | 2019-09-13 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有多个靶体和磁体的沉积室的pvd装置和方法 |
| WO2021115758A1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | Evatec Ag | Method of sputter-coating substrates or of manufacturing sputter coated substrates and apparatus |
-
1987
- 1987-04-02 JP JP62081419A patent/JPS63247366A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01111870A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング装置 |
| JPH03134169A (ja) * | 1989-10-20 | 1991-06-07 | Tokyo Electron Ltd | スパッタ装置及びスパッタ方法 |
| DE102004027897A1 (de) * | 2004-06-09 | 2006-01-05 | Leybold Optics Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Zerstäubung mit einem bewegbaren planaren Target |
| CN110230030A (zh) * | 2011-11-30 | 2019-09-13 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有多个靶体和磁体的沉积室的pvd装置和方法 |
| WO2021115758A1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-17 | Evatec Ag | Method of sputter-coating substrates or of manufacturing sputter coated substrates and apparatus |
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