JP2019189932A - スパッタリングカソードおよびスパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリングカソードおよびスパッタリング装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019189932A JP2019189932A JP2018091045A JP2018091045A JP2019189932A JP 2019189932 A JP2019189932 A JP 2019189932A JP 2018091045 A JP2018091045 A JP 2018091045A JP 2018091045 A JP2018091045 A JP 2018091045A JP 2019189932 A JP2019189932 A JP 2019189932A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sputtering
- target
- pair
- sputtering target
- rotary
- 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.)
- Granted
Links
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 title claims abstract description 275
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 claims abstract description 182
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims abstract description 43
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 20
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 description 125
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 80
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 68
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 47
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられているスパッタリングカソードにおいて、
前記一対の長辺部がそれぞれロータリーターゲットにより構成されていることを特徴とするものである。
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられているスパッタリングカソードにおいて、
前記スパッタリングターゲットのうちの前記一対の長辺部以外の二つの部分の少なくとも一方が、前記一対の長辺部を含む平面または曲面に関して前記一対の長辺部の一方の長辺部側から前記エロージョン面が捩じれた曲面を形成しながら湾曲して前記一対の長辺部の他方の長辺部側に延在した形状を有することを特徴とするものである。
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられているスパッタリングカソードが複数、並列配置されていることを特徴とするスパッタリングカソード集合体である。
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられ、前記一対の長辺部がそれぞれ円筒形状のロータリーターゲットにより構成されているスパッタリングカソードと、
前記スパッタリングターゲットのエロージョン面が露出するように設けられたアノードとを有することを特徴とするスパッタリング装置である。
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられ、前記スパッタリングターゲットのうちの前記一対の長辺部以外の二つの部分の少なくとも一方が、前記一対の長辺部を含む平面または曲面に関して前記一対の長辺部の一方の長辺部側から前記エロージョン面が捩じれた曲面を形成しながら湾曲して前記一対の長辺部の他方の長辺部側に延在した形状を有するスパッタリングカソードと、
前記スパッタリングターゲットのエロージョン面が露出するように設けられたアノードとを有することを特徴とするスパッタリング装置である。
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられているスパッタリングカソードが複数、並列配置されているスパッタリングカソード集合体と、
それぞれの前記スパッタリングターゲットのエロージョン面が露出するように設けられたアノードとを有することを特徴とするスパッタリング装置である。
[スパッタリング装置]
図1および図2は第1の実施の形態によるスパッタリング装置を示す縦断面図および平面図であり、スパッタリング装置の真空容器の内部に設けられたスパッタリングカソード集合体付近の構成を示したものである。図1は図2のX−X線に沿っての断面図である。
基板Sは、成膜前は、スパッタリングターゲット10により囲まれた空間の上方から十分に離れた位置にある。
図10に示すように、スパッタリングターゲット10を四つの板状のスパッタリングターゲット10a、10b、10c、10dにより形成し、永久磁石20を四つの板状あるいは棒状の永久磁石20a、20b、20c、20dにより形成し、ヨーク30を四つの板状のヨーク30a、30b、30c、30dにより形成する。また、スパッタリングターゲット10a、10b、10c、10dと永久磁石20a、20b、20c、20dとの間にそれぞれバッキングプレート90a、90b、90c、90dを挿入する。スパッタリングターゲット10aとスパッタリングターゲット10cとの間の距離は80mm、スパッタリングターゲット10bとスパッタリングターゲット10dとの間の距離は200mm、スパッタリングターゲット10a、10b、10c、10dの高さは80mmとする。
[スパッタリング装置]
第2の実施の形態によるスパッタリング装置は、スパッタリングターゲット10として図11に示すようなものを用いる点が、第1の実施の形態によるスパッタリング装置と異なる。すなわち、図11に示すように、スパッタリングターゲット10は、互いに平行に対向する一対の長辺部とこれらの長辺部に連結した半円形部とからなる。スパッタリングターゲット10の外側に設けられた永久磁石20も、この永久磁石20の外側に設けられたヨーク30も、スパッタリングターゲット10と同様な形状を有する。このスパッタリング装置のその他の構成は第1の実施の形態によるスパッタリング装置と同様である。
このスパッタリング装置による成膜方法は第1の実施の形態と同様である。
[スパッタリング装置]
図12および図13は第3の実施の形態によるスパッタリング装置を示す縦断面図および平面図であり、スパッタリング装置の真空容器の内部に設けられたスパッタリングカソード集合体付近の構成を示したものである。図13は図12のY−Y線に沿っての断面図である。
真空容器を真空ポンプにより高真空に排気した後、スパッタリングターゲット10により囲まれた空間にスパッタリングガスとしてArガスを導入し、アノード40とスパッタリングカソードとの間に、所定の電源によりプラズマ発生に必要な、一般的には直流の高電圧を印加する。一般的には、アノード40が接地され、スパッタリングカソードに負の高電圧(例えば、−400V)が印加される。これによって、図3および図4に示すと同様に、スパッタリングターゲット10の表面近傍にこのスパッタリングターゲット10の内面に沿って周回するプラズマ60が発生する。
[スパッタリング装置]
図14および図15は第4の実施の形態によるスパッタリング装置を示す縦断面図および平面図であり、スパッタリング装置の真空容器の内部に設けられたスパッタリングカソード付近の構成を示したものである。図14は図15のZ−Z線に沿っての断面図である。また、図16は図15のW−W線に沿っての断面図である。
このスパッタリング装置による成膜方法は、スパッタリングターゲット10の互いに対向する一対の長辺部を構成するロータリーターゲット11、12を回転させながらスパッタリングを行うことを除いて第1の実施の形態と同様である。
[スパッタリング装置]
図18に示すように、第5の実施の形態によるスパッタリング装置においては、ロータリーターゲット11、12の両端部が面取りされており(面取り角度はロータリーターゲット11、12の中心軸に対して例えば45度)、これに対応して短辺部13、14の両端部も同じく角度に面取りされていることが、第4の実施の形態と異なる。その他のことは第4の実施の形態と同様である。
このスパッタリング装置による成膜方法は、第4の実施の形態と同様である。
[スパッタリング装置]
図19および図20は第6の実施の形態によるスパッタリング装置を示す縦断面図および平面図であり、スパッタリング装置の真空容器の内部に設けられたスパッタリングカソード付近の構成を示したものである。図19は図20のV−V線に沿っての断面図である。
このスパッタリング装置による成膜方法は、第4の実施の形態と同様である。
[スパッタリング装置]
図21は第7の実施の形態によるスパッタリング装置を示す縦断面図であり、スパッタリング装置の真空容器の内部に設けられたスパッタリングカソード付近の構成を示したものである。また、図22はスパッタリングターゲット10を示す斜視図である。
このスパッタリング装置による成膜方法は、第1の実施の形態と同様である。
[スパッタリング装置]
第8の実施の形態においては、第1〜第7の実施の形態によるスパッタリング装置においてスパッタリングカソードとアノードとの間にスパッタリングに必要な電圧を印加する電源としてパルス電源が用いられる。このパルス電源の電圧パルス波形を図23AおよびBに示す。図23AおよびBに示すように、このパルス電源においては、電圧パルスのハイレベルは0Vもしくは絶対値が概ね50V以下の負の電圧V0 −、ローレベルは絶対値が概ね100V以上の負の電圧VL −が印加されるようになっており、正の電圧が印加されないようになっている。なお、スパッタリングカソードに印加する電圧をパルス波形にすることで、スパッタリング時のグロー放電の一部あるいは全部がアーク放電に移行することを抑制できる。
Claims (8)
- 横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状または環状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられているスパッタリングカソードにおいて、
前記一対の長辺部がそれぞれロータリーターゲットにより構成されていることを特徴とするスパッタリングカソード。 - 前記ロータリーターゲットは内部に前記磁気回路が設けられ、かつ冷却水が流されるように構成されていることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングカソード。
- 前記ロータリーターゲットの内部に設けられた前記磁気回路は、前記ロータリーターゲットの半径方向に垂直な長辺を有する長方形の横断面形状を有することを特徴とする請求項2記載のスパッタリングカソード。
- 一方の前記ロータリーターゲットの内部に設けられた前記磁気回路および他方の前記ロータリーターゲットの内部に設けられた前記磁気回路は、前記一方の前記ロータリーターゲットの中心軸および前記他方の前記ロータリーターゲットの中心軸を含む平面に対する前記長方形の横断面形状の短辺の傾斜角度が0度以上360度未満であることを特徴とする請求項3記載のスパッタリングカソード。
- 前記スパッタリングターゲットの横断面形状が互いに平行な前記一対の長辺部に垂直な互いに対向する一対の短辺部または外側に向かって凸の互いに対向する一対の曲面部を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項記載のスパッタリングカソード。
- 横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状または環状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられ、前記一対の長辺部がそれぞれロータリーターゲットにより構成されているスパッタリングカソードと、
前記スパッタリングターゲットのエロージョン面が露出するように設けられたアノードとを有することを特徴とするスパッタリング装置。 - 前記スパッタリングカソードとアノードとの間に印加する電圧がパルス波形であり、前記スパッタリングカソードにおける電圧パルスのハイレベルを0Vもしくは絶対値が概ね50V以下の負の電圧V0 −、ローレベルを絶対値が概ね100V以上の負の電圧VL −とすることで、正の電圧が印加されないことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載のスパッタリングカソード。
- 前記スパッタリングカソードと前記アノードとの間に印加する電圧がパルス波形であり、前記スパッタリングカソードにおける電圧パルスのハイレベルを0Vもしくは絶対値が概ね50V以下の負の電圧V0 −、ローレベルを絶対値が概ね100V以上の負の電圧VL −とすることで、正の電圧が印加されないことを特徴とする請求項6記載のスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018091045A JP6732839B2 (ja) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | スパッタリングカソードおよびスパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018091045A JP6732839B2 (ja) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | スパッタリングカソードおよびスパッタリング装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018084619A Division JP2019189913A (ja) | 2018-04-26 | 2018-04-26 | スパッタリングカソード、スパッタリングカソード集合体およびスパッタリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019189932A true JP2019189932A (ja) | 2019-10-31 |
JP6732839B2 JP6732839B2 (ja) | 2020-07-29 |
Family
ID=68388951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018091045A Active JP6732839B2 (ja) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | スパッタリングカソードおよびスパッタリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6732839B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010265527A (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Kobe Steel Ltd | 連続成膜装置 |
WO2011111712A1 (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-15 | 株式会社イー・エム・ディー | スパッタ装置 |
JP2012052191A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Ulvac Japan Ltd | スパッタ装置 |
JP2013049885A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 炭素薄膜成膜方法 |
JP2015193863A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 株式会社Screenホールディングス | スパッタリング装置 |
JP6151401B1 (ja) * | 2016-03-30 | 2017-06-21 | 京浜ラムテック株式会社 | スパッタリングカソード、スパッタリング装置および成膜体の製造方法 |
-
2018
- 2018-05-10 JP JP2018091045A patent/JP6732839B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010265527A (ja) * | 2009-05-18 | 2010-11-25 | Kobe Steel Ltd | 連続成膜装置 |
WO2011111712A1 (ja) * | 2010-03-09 | 2011-09-15 | 株式会社イー・エム・ディー | スパッタ装置 |
JP2012052191A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Ulvac Japan Ltd | スパッタ装置 |
JP2013049885A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 炭素薄膜成膜方法 |
JP2015193863A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 株式会社Screenホールディングス | スパッタリング装置 |
JP6151401B1 (ja) * | 2016-03-30 | 2017-06-21 | 京浜ラムテック株式会社 | スパッタリングカソード、スパッタリング装置および成膜体の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6732839B2 (ja) | 2020-07-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6151401B1 (ja) | スパッタリングカソード、スパッタリング装置および成膜体の製造方法 | |
JP5485077B2 (ja) | スパッタリングシステム | |
KR101118776B1 (ko) | 박막 제작용 스퍼터 장치 | |
JP6440884B1 (ja) | スパッタリングカソードおよびスパッタリング装置 | |
WO2019208267A1 (ja) | スパッタリングカソード、スパッタリングカソード集合体およびスパッタリング装置 | |
JP6498819B1 (ja) | スパッタリングカソード集合体およびスパッタリング装置 | |
US11348770B2 (en) | Sputtering cathode, sputtering cathode assembly, and sputtering apparatus | |
JP6732839B2 (ja) | スパッタリングカソードおよびスパッタリング装置 | |
KR102171588B1 (ko) | 스퍼터링 장치 및 방법 | |
JP7320828B2 (ja) | スパッタリングカソード、スパッタリング装置、及び成膜体の製造方法 | |
CN104704603B (zh) | 用以涂布溅镀材料层于基板上的装置及沉积*** | |
KR101716848B1 (ko) | 공간형 이온 빔 발생 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180511 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20180511 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20180531 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180611 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180806 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20180821 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181120 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20181120 |
|
C11 | Written invitation by the commissioner to file amendments |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C11 Effective date: 20181129 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181228 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20190208 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20190212 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20190315 |
|
C211 | Notice of termination of reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C211 Effective date: 20190319 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20190920 |
|
C13 | Notice of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13 Effective date: 20191227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200225 |
|
C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C22 Effective date: 20200402 |
|
C302 | Record of communication |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C302 Effective date: 20200526 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200527 |
|
C13 | Notice of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C13 Effective date: 20200527 |
|
C23 | Notice of termination of proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C23 Effective date: 20200610 |
|
C03 | Trial/appeal decision taken |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C03 Effective date: 20200708 |
|
C30A | Notification sent |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C3012 Effective date: 20200708 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200708 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6732839 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |