JPS6389663A - スパツタリング装置 - Google Patents
スパツタリング装置Info
- Publication number
- JPS6389663A JPS6389663A JP61236482A JP23648286A JPS6389663A JP S6389663 A JPS6389663 A JP S6389663A JP 61236482 A JP61236482 A JP 61236482A JP 23648286 A JP23648286 A JP 23648286A JP S6389663 A JPS6389663 A JP S6389663A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- cathode
- magnet
- sputtering
- plasma
- 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)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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。
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
本発明は電子部品等の薄膜製造工程に用いられるスパッ
タリング装置に関するものである。
タリング装置に関するものである。
従来の技術
従来の高速スパッタリング装置では、高速の成膜速度を
得るため第３図に示すカソード３２内部に永久磁石３３
を設置していた。永久磁石３３はターゲット３１の中央
部と周辺部で磁極が逆向きになる様に配置され、ターゲ
ット３１上の放電空間の一部ではターゲット３１面と平
行な磁場が形成されている。この磁場とアノードからカ
ソード３２への電場によって電子が放電空間内を、トロ
コイダル運動をしながらターゲット３１近傍に閉じ込め
られる。このためプラズマの密度が高くなシ通常のダイ
オードスパッタリング装置に比較して成膜速度が大きく
なっていた。
得るため第３図に示すカソード３２内部に永久磁石３３
を設置していた。永久磁石３３はターゲット３１の中央
部と周辺部で磁極が逆向きになる様に配置され、ターゲ
ット３１上の放電空間の一部ではターゲット３１面と平
行な磁場が形成されている。この磁場とアノードからカ
ソード３２への電場によって電子が放電空間内を、トロ
コイダル運動をしながらターゲット３１近傍に閉じ込め
られる。このためプラズマの密度が高くなシ通常のダイ
オードスパッタリング装置に比較して成膜速度が大きく
なっていた。
発明が解決しようとする問題点
このような従来のスパッタリング装置では、ブラズマ密
度の高す部分が狭い部分に限定されていたため、ターゲ
ットのスパッタリングされる部分が狭く利用効率が著し
く悪かった。又、スパッタリングされる部分のみが強く
加熱され大きな電力を投入するとセラミックスのターゲ
ットが割れたシメタルのターゲットがとけたシするため
十分に電力が投入できず成膜速度が限られていた。
度の高す部分が狭い部分に限定されていたため、ターゲ
ットのスパッタリングされる部分が狭く利用効率が著し
く悪かった。又、スパッタリングされる部分のみが強く
加熱され大きな電力を投入するとセラミックスのターゲ
ットが割れたシメタルのターゲットがとけたシするため
十分に電力が投入できず成膜速度が限られていた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、ターゲット
の広い部分をスパッタリングしターゲットの利用効率と
成膜速度を高くすることを目的としている。
の広い部分をスパッタリングしターゲットの利用効率と
成膜速度を高くすることを目的としている。
問題点を解決するための手段
ターゲットの近傍に磁石を配置し、チャンバー内にマイ
クロ波電力を供給する手段を設ける。
クロ波電力を供給する手段を設ける。
作 用
ターゲット近傍の磁石により形成された磁場と、マイク
ロ波の相互作用によシミ子がマイクロ波電力を吸収して
、ターゲット近傍に高密度のプラズマが生成されて、タ
ーゲットの広い部分を高速度でスパッタリングできる。
ロ波の相互作用によシミ子がマイクロ波電力を吸収して
、ターゲット近傍に高密度のプラズマが生成されて、タ
ーゲットの広い部分を高速度でスパッタリングできる。
実施例
本発明の第１の実施例を第１図を用いて説明する。厚さ
６■、直径１００ｍｙ＋の円板状況ターゲット１１がバ
ッキングプレート１２を介して、カソード１３に設置さ
れている。永久磁石１４がカソード１３内に配置され、
バッキングプレート１２をへだてて磁石のＮ極がターゲ
ット１１に面している。カソード１３は円板状の絶縁物
１５を介してステンレス製の真空容器１ｅに設置されて
いて、この真空容器１６はアース電位に落されておシア
ノードとして働ら〈。
６■、直径１００ｍｙ＋の円板状況ターゲット１１がバ
ッキングプレート１２を介して、カソード１３に設置さ
れている。永久磁石１４がカソード１３内に配置され、
バッキングプレート１２をへだてて磁石のＮ極がターゲ
ット１１に面している。カソード１３は円板状の絶縁物
１５を介してステンレス製の真空容器１ｅに設置されて
いて、この真空容器１６はアース電位に落されておシア
ノードとして働ら〈。
マイクロ波電源１７から発生したマイクロ波は導波管１
８を通シ、真空容器１６に取シ付けられたガラス窓１９
より真空容器１６内に入る。Ａｒを０＊Ｉ Ｐａ真空容
器１６内に導入しマイクロ波電源１７からマイクロ波を
発振させると、ターゲット１１上にはプラズマが発生し
た。直流電源２ｏによシカソード１３に負の高圧を印加
するとスバッタリレグが行なわれ基板２１上にＮ膜が成
膜された。ターゲット１１は周辺部を除−てほぼ全体に
食刻され従来のプレーナーマグネトロンタイプのスパッ
タリング装置にくらべ利用効率を著しく高める事ができ
た。大きなマイクロ波電力を投入してプラズマ密度を高
められる事と、食刻領域が広く十分なスパッタリング電
力を投入できる事とによりスパッタリング速度も従来の
プレーナーマグネトロン型のスパッタリング装置より以
上の値が得られる。
８を通シ、真空容器１６に取シ付けられたガラス窓１９
より真空容器１６内に入る。Ａｒを０＊Ｉ Ｐａ真空容
器１６内に導入しマイクロ波電源１７からマイクロ波を
発振させると、ターゲット１１上にはプラズマが発生し
た。直流電源２ｏによシカソード１３に負の高圧を印加
するとスバッタリレグが行なわれ基板２１上にＮ膜が成
膜された。ターゲット１１は周辺部を除−てほぼ全体に
食刻され従来のプレーナーマグネトロンタイプのスパッ
タリング装置にくらべ利用効率を著しく高める事ができ
た。大きなマイクロ波電力を投入してプラズマ密度を高
められる事と、食刻領域が広く十分なスパッタリング電
力を投入できる事とによりスパッタリング速度も従来の
プレーナーマグネトロン型のスパッタリング装置より以
上の値が得られる。
永久磁石１４により形成される磁場強度はターゲット１
１の直上の放電空間でマイクロ波の周波数と電子のサイ
クロトロン共鳴条件を満たすと、マイクロ波電力が効率
的に電子吸収されてプラズマ密度が高くなシ望ましい。
１の直上の放電空間でマイクロ波の周波数と電子のサイ
クロトロン共鳴条件を満たすと、マイクロ波電力が効率
的に電子吸収されてプラズマ密度が高くなシ望ましい。
（マイクロ波の角周波数をＷ、電子の電荷をｅ、電子の
質量をｍ、磁場強度をＢとすれば ｗ＝ｅＢ／ｍ が電子のサイクロトロン共鳴条件となる。）本発明はマ
イクロ波と磁場の作用でターゲット表面に直接プラズマ
を発生させるものである。特開昭６０−１３５５７３で
提案されたスパッタリング装置は真空容器に取り付けら
れたプラズマ発生室でマイクロ波によシプラズマを発生
させ、このプラズマをターゲット表面に移送してターゲ
ット表面をプラズマで覆ってスパッタリングを行うもの
であル、マイクロ波電力はプラズマ発生室でプラズマに
妨げられ真空容器のターゲット上には伝搬しない。本発
明ではマイクロ波が真空容器１６全体に広がり、ターゲ
ット１１近傍の磁石１４がターゲット１１の下に配置さ
れているため、プラズマがターゲット１１表面を一様に
覆い均一に食刻できる。又、プラズマ発生室が不要で構
造が簡単である。
質量をｍ、磁場強度をＢとすれば ｗ＝ｅＢ／ｍ が電子のサイクロトロン共鳴条件となる。）本発明はマ
イクロ波と磁場の作用でターゲット表面に直接プラズマ
を発生させるものである。特開昭６０−１３５５７３で
提案されたスパッタリング装置は真空容器に取り付けら
れたプラズマ発生室でマイクロ波によシプラズマを発生
させ、このプラズマをターゲット表面に移送してターゲ
ット表面をプラズマで覆ってスパッタリングを行うもの
であル、マイクロ波電力はプラズマ発生室でプラズマに
妨げられ真空容器のターゲット上には伝搬しない。本発
明ではマイクロ波が真空容器１６全体に広がり、ターゲ
ット１１近傍の磁石１４がターゲット１１の下に配置さ
れているため、プラズマがターゲット１１表面を一様に
覆い均一に食刻できる。又、プラズマ発生室が不要で構
造が簡単である。
本発明の第２の実施例を第２図を用いて説明する。ター
ゲットには厚さ６咽、直径１００ｍｍのＴａ２０６セラ
ミツクス２２全第１の実施例と同じスパッタリング装置
に設置しである。ここで第１図と第２図で同じ番号は同
一のものを示す。本実施例ではさらに電磁コイル２３が
カソード１３の周囲に配置しである。電磁コイル２３に
は永久磁石１４の作る磁場と逆向きの磁場がターゲット
直上の空間で形成される様に電流を流す。そうすると第
２図に点線で示す様に永久磁石１４と電磁コイル２３で
形成される磁場どうしが反発し合い、ターゲット２２の
直上の広い範囲でターゲツト面と平行な磁場が作られる
。Ａｒと０２を１＝１の割合で０．０６Ｐａ 導入しマ
イクロ波電源１７でマイクロ波を発振させるとプラズマ
がターゲット表面に発生した。マツチングボックス２５
を介してＲＦ電源２４によりＲＦ電圧をカソード１３に
印加するとスパッタリングが行なわれ、ＲＦ電力５ｏｏ
Ｗで約５０ ｎ ｍ ／ ｍの成膜速度が得られた。
ゲットには厚さ６咽、直径１００ｍｍのＴａ２０６セラ
ミツクス２２全第１の実施例と同じスパッタリング装置
に設置しである。ここで第１図と第２図で同じ番号は同
一のものを示す。本実施例ではさらに電磁コイル２３が
カソード１３の周囲に配置しである。電磁コイル２３に
は永久磁石１４の作る磁場と逆向きの磁場がターゲット
直上の空間で形成される様に電流を流す。そうすると第
２図に点線で示す様に永久磁石１４と電磁コイル２３で
形成される磁場どうしが反発し合い、ターゲット２２の
直上の広い範囲でターゲツト面と平行な磁場が作られる
。Ａｒと０２を１＝１の割合で０．０６Ｐａ 導入しマ
イクロ波電源１７でマイクロ波を発振させるとプラズマ
がターゲット表面に発生した。マツチングボックス２５
を介してＲＦ電源２４によりＲＦ電圧をカソード１３に
印加するとスパッタリングが行なわれ、ＲＦ電力５ｏｏ
Ｗで約５０ ｎ ｍ ／ ｍの成膜速度が得られた。
このスパッタリング装置はターゲツト面と平行な磁場が
作られているため、プレーナーマグネトロン型スパッタ
リング装置の様に、電子がトロコイダル運動をしながら
ターゲット表面近傍に閉じ込められる。この電子閉じ込
め効果とマイクロ波のプラズマ励起効果によυ本実節例
のスパッタリング装置は特に高密度のプラズマを発生で
きて成膜速度が大きい。ターゲットの食刻領域も従来の
プレーナーマグネトロン型スパッタリング装置に較べ広
かった。
作られているため、プレーナーマグネトロン型スパッタ
リング装置の様に、電子がトロコイダル運動をしながら
ターゲット表面近傍に閉じ込められる。この電子閉じ込
め効果とマイクロ波のプラズマ励起効果によυ本実節例
のスパッタリング装置は特に高密度のプラズマを発生で
きて成膜速度が大きい。ターゲットの食刻領域も従来の
プレーナーマグネトロン型スパッタリング装置に較べ広
かった。
発明の効果
以上のように、この発明のスパッタリング装置によれば
ターゲットの広い領域を均一にスノ（ツタリングする事
ができ、ターゲットの利用効率が高い。同時にセラミッ
クターゲットの割れやメタルターゲットの融解を起こさ
ずに十分な放電電力を投入できるため成膜速度を大きく
できる。又、均一な膜厚が広い範囲に得られるという効
果もある。
ターゲットの広い領域を均一にスノ（ツタリングする事
ができ、ターゲットの利用効率が高い。同時にセラミッ
クターゲットの割れやメタルターゲットの融解を起こさ
ずに十分な放電電力を投入できるため成膜速度を大きく
できる。又、均一な膜厚が広い範囲に得られるという効
果もある。
第１図及び第２図は本発明の実施例におけるスパッタリ
ング装置の構造を模式的に示す断面図、第３図は従来の
プレーナーマグネトロン型スノ（ツタリング装置の構造
を、模式的に示す断面図である。 １１．２２．３１・・・・・・ターゲット、１４ 、４
４・・・・・・永久磁石、２３・・・・・・電磁コイル
、１７・・・・・・マイクロ波電源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｗ、
ＩＩり 区 ４ ｑ
ング装置の構造を模式的に示す断面図、第３図は従来の
プレーナーマグネトロン型スノ（ツタリング装置の構造
を、模式的に示す断面図である。 １１．２２．３１・・・・・・ターゲット、１４ 、４
４・・・・・・永久磁石、２３・・・・・・電磁コイル
、１７・・・・・・マイクロ波電源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｗ、
ＩＩり 区 ４ ｑ
Claims (4)
- （１）ターゲットの近傍に磁石が配置され、チャンバー
内にマイクロ波電力を供給する手段を有する事を特徴と
するスパッタリング装置。 - （２）磁石がターゲットの設置されたカソード内部に配
置された事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）ターゲット近傍に配置された磁石が形成する磁場
の少くとも一部と、チャンバー内に供給されたマイクロ
波とが電子サイクロトロン共鳴条件を満たす事を特徴と
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
。 - （４）カソード内部に一方の磁極のみがターゲットに面
する様に磁石が配置され、ターゲット中央の放電空間で
カソード内部の磁石が形成する磁場と逆向きの磁場を形
成する磁場が配置されている事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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61236482A JPS6389663A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | スパツタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61236482A JPS6389663A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | スパツタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389663A true JPS6389663A (ja) | 1988-04-20 |
Family
ID=17001383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61236482A Pending JPS6389663A (ja) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | スパツタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6389663A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5038013A (en) * | 1989-12-19 | 1991-08-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus including an electromagnet with a bird cage core |
| US5162633A (en) * | 1988-06-29 | 1992-11-10 | Hitachi, Ltd. | Microwave-excited plasma processing apparatus |
| 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 |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP61236482A patent/JPS6389663A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5162633A (en) * | 1988-06-29 | 1992-11-10 | Hitachi, Ltd. | Microwave-excited plasma processing apparatus |
| US5038013A (en) * | 1989-12-19 | 1991-08-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Plasma processing apparatus including an electromagnet with a bird cage core |
| 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 |
|---|---|---|
| US4610770A (en) | Method and apparatus for sputtering | |
| US5122252A (en) | Arrangement for the coating of substrates | |
| KR100659828B1 (ko) | 이온화 물리적 증착 방법 및 장치 | |
| JPS6272121A (ja) | 半導体処理装置 | |
| US5397448A (en) | Device for generating a plasma by means of cathode sputtering and microwave-irradiation | |
| JPH0689446B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPS61194174A (ja) | スパツタリング装置 | |
| JPS61221363A (ja) | スパツタ装置 | |
| JP3298180B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP2552701B2 (ja) | イオン源 | |
| JP2674995B2 (ja) | 基板処理方法およびその装置 | |
| JP3126405B2 (ja) | スパッタデポジション装置 | |
| JPH01139762A (ja) | スパッタリング装置 | |
| JP2552697B2 (ja) | イオン源 | |
| JPS63247366A (ja) | マグネトロンスパツタ装置 | |
| JPH02156526A (ja) | マイクロ波プラズマ処理装置 | |
| JP3100242B2 (ja) | プラズマ処理装置 | |
| JP2570594Y2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPS6223987A (ja) | ドライエツチング装置 | |
| JP2909992B2 (ja) | マイクロ波放電反応装置 | |
| JP2002256431A (ja) | マグネトロンスパッタ装置 | |
| JPH02197567A (ja) | プラズマスパッタ装置 | |
| JPH01149958A (ja) | スパッタ装置 | |
| JPS60258927A (ja) | バイアススパツタ装置 | |
| JPH07116624B2 (ja) | 回転電極型マグネトロンエツチング装置 |