JPH05339726A - マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents
マグネトロンスパッタ装置Info
- Publication number
- JPH05339726A JPH05339726A JP15190592A JP15190592A JPH05339726A JP H05339726 A JPH05339726 A JP H05339726A JP 15190592 A JP15190592 A JP 15190592A JP 15190592 A JP15190592 A JP 15190592A JP H05339726 A JPH05339726 A JP H05339726A
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- Japan
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- cathode
- magnetic pole
- vacuum chamber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ターゲットの利用効率を向上し、膜の特性再
現性、膜厚均一性、ステップカバレージ性、成膜速度を
向上し、パーティクルを減少する。 【構成】 真空状態の維持が可能な真空チャンバー８
と、真空チャンバー８内を減圧雰囲気にする真空排気ポ
ンプ９と、真空チャンバー８内にスパッタリングガスを
流量調整しながら供給するガス供給系１０と、磁石対３
を配置されかつターゲット５を固定されたカソード１
と、カソード１に対向して配置されスパッタリングによ
り成膜される基板７と、カソード１に電圧を印加し基板
７との間でプラズマを発生させる電源１１とを備えたマ
グネトロンスパッタ装置において、磁石対３を波形又は
矩形波状の形状をした第１の磁極３ａと、第１の磁極３
ａを囲みかつその凹部の間に位置する部分を有する第２
の磁極３ｂで構成し、プラズマ密度の高い部分、即ちエ
ロージョン領域をターゲット５の表面全面に発生させか
つ均一にターゲット５を侵食させる。
現性、膜厚均一性、ステップカバレージ性、成膜速度を
向上し、パーティクルを減少する。 【構成】 真空状態の維持が可能な真空チャンバー８
と、真空チャンバー８内を減圧雰囲気にする真空排気ポ
ンプ９と、真空チャンバー８内にスパッタリングガスを
流量調整しながら供給するガス供給系１０と、磁石対３
を配置されかつターゲット５を固定されたカソード１
と、カソード１に対向して配置されスパッタリングによ
り成膜される基板７と、カソード１に電圧を印加し基板
７との間でプラズマを発生させる電源１１とを備えたマ
グネトロンスパッタ装置において、磁石対３を波形又は
矩形波状の形状をした第１の磁極３ａと、第１の磁極３
ａを囲みかつその凹部の間に位置する部分を有する第２
の磁極３ｂで構成し、プラズマ密度の高い部分、即ちエ
ロージョン領域をターゲット５の表面全面に発生させか
つ均一にターゲット５を侵食させる。
Description
【０００１】
【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。
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、マグネトロンスパッタ装置は、光
磁気ディスク、光ディスク、ビデオヘッドの記録膜等の
成膜に多く利用されている。
磁気ディスク、光ディスク、ビデオヘッドの記録膜等の
成膜に多く利用されている。
【０００３】以下、図４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。図４におい
て、２１はヨーク２２と同心円状の磁石対２３を固定し
たカソード、２４はターゲット２５を固定するバッキン
グプレート、２６は磁石対２３及びターゲット２５を冷
却するための冷却水管である。２７はターゲット２５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
である。２９は真空チャンバー２８内を減圧雰囲気にす
るための真空排気ポンプ、３０は真空チャンバー２８内
にスパッタリングガスを供給するためのガス供給系であ
る。３１はカソード２１に電圧を印加し、ターゲット２
５の表面でプラズマを発生させるための電源である。
ロンスパッタ装置の一例について説明する。図４におい
て、２１はヨーク２２と同心円状の磁石対２３を固定し
たカソード、２４はターゲット２５を固定するバッキン
グプレート、２６は磁石対２３及びターゲット２５を冷
却するための冷却水管である。２７はターゲット２５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
である。２９は真空チャンバー２８内を減圧雰囲気にす
るための真空排気ポンプ、３０は真空チャンバー２８内
にスパッタリングガスを供給するためのガス供給系であ
る。３１はカソード２１に電圧を印加し、ターゲット２
５の表面でプラズマを発生させるための電源である。
【０００４】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。ま
ず、真空チャンバー２８の内部を真空排気ポンプ２９に
より１０-6Ｔｏｒｒ台の真空度まで真空排気する。その
後、ガス供給系３０により真空チャンバー２８内部にア
ルゴンガスを導入し、５×１０-3Ｔｏｒｒ程度の真空度
に設定し、電源３１によりカソード２１に直流または高
周波の電圧を印加し、真空チャンバー２８の内部にプラ
ズマを発生させる。これによりアルゴンイオンが発生す
る。また、磁石対２３の磁界３２によりプラズマ密度の
高い部分３３が発生し、アルゴンイオンのターゲット２
５への衝突量が増加する。そして、主にその領域、即ち
エロージョン領域から粒子が飛散し、対向して配置され
た基板２７の表面に堆積し膜が形成される。その後ター
ゲット２５は図５に示すようにエロージョン領域が削ら
れていく。
ッタ装置につ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２８の内部を真空排気ポンプ２９に
より１０-6Ｔｏｒｒ台の真空度まで真空排気する。その
後、ガス供給系３０により真空チャンバー２８内部にア
ルゴンガスを導入し、５×１０-3Ｔｏｒｒ程度の真空度
に設定し、電源３１によりカソード２１に直流または高
周波の電圧を印加し、真空チャンバー２８の内部にプラ
ズマを発生させる。これによりアルゴンイオンが発生す
る。また、磁石対２３の磁界３２によりプラズマ密度の
高い部分３３が発生し、アルゴンイオンのターゲット２
５への衝突量が増加する。そして、主にその領域、即ち
エロージョン領域から粒子が飛散し、対向して配置され
た基板２７の表面に堆積し膜が形成される。その後ター
ゲット２５は図５に示すようにエロージョン領域が削ら
れていく。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成では同心円状の磁石対２３により磁界強度の
高い部分が環状に形成され、このターゲット２５表面の
磁界強度の高い部分、即ちプラズマ密度の高い部分でア
ルゴンイオンの衝突量が多くなり、環状のエロージョン
領域で粒子の飛散が多くなる。そのため、ターゲット２
５の侵食が環状のエロージョン領域に集中し、実際にタ
ーゲット２５がスパッタリングにより利用される量、即
ちターゲット２５の利用効率が２０％程度と低く、量産
化の場合ターゲット２５の交換頻度が高くなる等の問題
を有している。又、ターゲット２５の侵食が速いため
に、ターゲット２５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
いる。
ような構成では同心円状の磁石対２３により磁界強度の
高い部分が環状に形成され、このターゲット２５表面の
磁界強度の高い部分、即ちプラズマ密度の高い部分でア
ルゴンイオンの衝突量が多くなり、環状のエロージョン
領域で粒子の飛散が多くなる。そのため、ターゲット２
５の侵食が環状のエロージョン領域に集中し、実際にタ
ーゲット２５がスパッタリングにより利用される量、即
ちターゲット２５の利用効率が２０％程度と低く、量産
化の場合ターゲット２５の交換頻度が高くなる等の問題
を有している。又、ターゲット２５の侵食が速いため
に、ターゲット２５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
いる。
【０００６】さらに、プラズマ密度の高い部分がターゲ
ット２５の一部分であるため、成膜速度が遅く、膜質均
一性及びステップカバレージ性が低く、スパッタ粒子の
ターゲット再付着によりパーティクルが増加する等の問
題点を有している。
ット２５の一部分であるため、成膜速度が遅く、膜質均
一性及びステップカバレージ性が低く、スパッタ粒子の
ターゲット再付着によりパーティクルが増加する等の問
題点を有している。
【０００７】本発明は上記従来の問題点に鑑み、プラズ
マ密度の高い部分、即ちエロージョン領域をターゲット
表面全面に発生させかつ均一にターゲットを侵食させる
ことにより、ターゲット利用効率を向上し、膜の特性再
現性、膜厚均一性、ステップカバレージ性、成膜速度を
向上し、パーティクルを減少できるマグネトロンスパッ
タ装置を提供することを目的とする。
マ密度の高い部分、即ちエロージョン領域をターゲット
表面全面に発生させかつ均一にターゲットを侵食させる
ことにより、ターゲット利用効率を向上し、膜の特性再
現性、膜厚均一性、ステップカバレージ性、成膜速度を
向上し、パーティクルを減少できるマグネトロンスパッ
タ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のマグネトロンス
パッタ装置は、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真空排気ポン
プと、真空チャンバー内にスパッタリングガスを流量調
整しながら供給するガス供給系と、磁石対を配置されか
つターゲットを固定されたカソードと、カソードに対向
して配置されスパッタリングにより成膜される基板と、
カソードに電圧を印加し基板との間でプラズマを発生さ
せる電源とを備えたマグネトロンスパッタ装置におい
て、磁石対を、波形又は矩形波状の形状をした第１の磁
極と、第１の磁極を囲みかつその凹部の間に位置する部
分を有する第２の磁極で構成したことを特徴とする。
パッタ装置は、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真空排気ポン
プと、真空チャンバー内にスパッタリングガスを流量調
整しながら供給するガス供給系と、磁石対を配置されか
つターゲットを固定されたカソードと、カソードに対向
して配置されスパッタリングにより成膜される基板と、
カソードに電圧を印加し基板との間でプラズマを発生さ
せる電源とを備えたマグネトロンスパッタ装置におい
て、磁石対を、波形又は矩形波状の形状をした第１の磁
極と、第１の磁極を囲みかつその凹部の間に位置する部
分を有する第２の磁極で構成したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明は上記した構成によって、プラズマ密度
の高い部分、即ちエロージョン領域をターゲット表面全
面に発生させることができるため、均一にターゲットを
侵食させることとなり、よってターゲット利用効率が向
上する。またターゲット厚さ方向の侵食速度が低下する
ため磁界強度変化速度が低下し、膜特性の再現性が向上
する。また、スパッタ粒子がターゲット全面から飛散す
るため、膜厚均一性、ステップカバレージ性、成膜速度
が向上する。さらにスパッタ粒子のターゲットへの再付
着が発生しないため、パーティクルを減少できる。
の高い部分、即ちエロージョン領域をターゲット表面全
面に発生させることができるため、均一にターゲットを
侵食させることとなり、よってターゲット利用効率が向
上する。またターゲット厚さ方向の侵食速度が低下する
ため磁界強度変化速度が低下し、膜特性の再現性が向上
する。また、スパッタ粒子がターゲット全面から飛散す
るため、膜厚均一性、ステップカバレージ性、成膜速度
が向上する。さらにスパッタ粒子のターゲットへの再付
着が発生しないため、パーティクルを減少できる。
【００１０】
【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１〜図３を参照しながら説明する。
ッタ装置について図１〜図３を参照しながら説明する。
【００１１】図１において、１はカソード、２はヨーク
である。３は、図２に示すように、波形又は矩形波状の
形状をした第１の磁極３ａと第１の磁極を囲みかつ凹部
の間に位置する部分を持つ第２の磁極３ｂで構成された
磁石対である。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５を冷却するた
めの冷却水管である。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である。９は
真空チャンバー８内を減圧雰囲気にするための真空排気
ポンプ、１０は真空チャンバー８内にスパッタリングガ
スを流量調整しながら供給するガス供給系である。１１
はカソード本体１に電圧を印加し、ターゲット５の表面
でプラズマを発生させるための電源である。
である。３は、図２に示すように、波形又は矩形波状の
形状をした第１の磁極３ａと第１の磁極を囲みかつ凹部
の間に位置する部分を持つ第２の磁極３ｂで構成された
磁石対である。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５を冷却するた
めの冷却水管である。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である。９は
真空チャンバー８内を減圧雰囲気にするための真空排気
ポンプ、１０は真空チャンバー８内にスパッタリングガ
スを流量調整しながら供給するガス供給系である。１１
はカソード本体１に電圧を印加し、ターゲット５の表面
でプラズマを発生させるための電源である。
【００１２】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。ま
ず、真空チャンバー８の内部を真空排気ポンプ９により
１０-6Ｔｏｒｒ台の真空度まで真空排気する。その後、
ガス供給系１０により真空チャンバー８内部にアルゴン
ガスを導入し、５×１０-3Ｔｏｒｒ程度の真空度に設定
する。ここで、ターゲット５は冷却水管６からの冷却水
によって冷却されている。次に、電源１１によりカソー
ド１に直流または高周波の電圧を印加し、真空チャンバ
ー８の内部にプラズマを発生させる。このプラズマによ
りアルゴンイオンが発生し、ターゲット５へ衝突するこ
とにより衝突した部分からスパッタ粒子が飛散する。こ
のとき、磁石対３の磁界１２によりプラズマ密度の高い
部分１３がターゲット５の全面に拡がる。そして、スパ
ッタ粒子がターゲット５全面から飛散し、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。こうして
ターゲット５は、図３に示すように、その全面が均一に
削られていく。
ッタ装置につ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の内部を真空排気ポンプ９により
１０-6Ｔｏｒｒ台の真空度まで真空排気する。その後、
ガス供給系１０により真空チャンバー８内部にアルゴン
ガスを導入し、５×１０-3Ｔｏｒｒ程度の真空度に設定
する。ここで、ターゲット５は冷却水管６からの冷却水
によって冷却されている。次に、電源１１によりカソー
ド１に直流または高周波の電圧を印加し、真空チャンバ
ー８の内部にプラズマを発生させる。このプラズマによ
りアルゴンイオンが発生し、ターゲット５へ衝突するこ
とにより衝突した部分からスパッタ粒子が飛散する。こ
のとき、磁石対３の磁界１２によりプラズマ密度の高い
部分１３がターゲット５の全面に拡がる。そして、スパ
ッタ粒子がターゲット５全面から飛散し、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。こうして
ターゲット５は、図３に示すように、その全面が均一に
削られていく。
【００１３】以上のように本実施例によれば、磁石対３
の磁界１２によりプラズマ密度の高い部分１３、即ちエ
ロージョン領域をターゲット５全面に発生させることが
できるため、図３に示すように、ターゲット５全面を均
一に侵食させることとなる。
の磁界１２によりプラズマ密度の高い部分１３、即ちエ
ロージョン領域をターゲット５全面に発生させることが
できるため、図３に示すように、ターゲット５全面を均
一に侵食させることとなる。
【００１４】よって、ターゲット利用効率を４０％まで
向上することができる。
向上することができる。
【００１５】また、ターゲット５の厚さ方向の侵食速度
が低下するため、磁界強度変化速度が低下し、膜特性の
再現性を向上することがてきる。
が低下するため、磁界強度変化速度が低下し、膜特性の
再現性を向上することがてきる。
【００１６】また、スパッタ粒子がターゲット５全面か
ら飛散するため、膜厚均一性、ステップカバレージ性、
成膜速度を向上することができる。
ら飛散するため、膜厚均一性、ステップカバレージ性、
成膜速度を向上することができる。
【００１７】さらに、スパッタ粒子のターゲット５への
再付着が発生しないため、パーティクルを減少すること
ができる。
再付着が発生しないため、パーティクルを減少すること
ができる。
【００１８】なお、上記実施例では磁石対３を固定した
が、回転させてもよく、回転させることによりターゲッ
ト利用効率を６０％までにも向上することができる。
が、回転させてもよく、回転させることによりターゲッ
ト利用効率を６０％までにも向上することができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、以上のようにカソード
内の磁石対を、波形又は矩形波状の形状をした第１の磁
極と、第１の磁極を囲みかつその凹部の間に位置する部
分を有する第２の磁極で構成したことにより、エロージ
ョン領域をターゲット表面全面に発生させてターゲット
利用効率を向上でき、またターゲット厚さ方向の侵食速
度が低下して磁界強度変化速度を低下できるため膜特性
の再現性を向上でき、またスパッタ粒子がターゲット全
面から飛散するため、膜厚均一性、ステップカバレージ
性、成膜速度が向上し、さらにスパッタ粒子のターゲッ
トへの再付着が発生しないため、パーティクルを減少す
ることができる等の効果を発揮する。
内の磁石対を、波形又は矩形波状の形状をした第１の磁
極と、第１の磁極を囲みかつその凹部の間に位置する部
分を有する第２の磁極で構成したことにより、エロージ
ョン領域をターゲット表面全面に発生させてターゲット
利用効率を向上でき、またターゲット厚さ方向の侵食速
度が低下して磁界強度変化速度を低下できるため膜特性
の再現性を向上でき、またスパッタ粒子がターゲット全
面から飛散するため、膜厚均一性、ステップカバレージ
性、成膜速度が向上し、さらにスパッタ粒子のターゲッ
トへの再付着が発生しないため、パーティクルを減少す
ることができる等の効果を発揮する。
【図１】本発明の一実施例におけるマグネトロンスパッ
タ装置の断面図である。
タ装置の断面図である。
【図２】同実施例における磁石対の平面図である。
【図３】同実施例におけるターゲットの侵食状態を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】従来例のマグネトロンスパッタ装置の断面図で
ある。
ある。
【図５】従来例におけるターゲットの侵食状態を示す断
面図である。
面図である。
１ カソード ３ 磁石対 ３ａ 第１の磁極 ３ｂ 第２の磁極 ５ ターゲット ７ 基板 ８ 真空チヤンバー ９ 真空排気ポンプ １０ ガス供給系 １１ 電源
Claims (1)
- 【請求項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真空排気ポン
プと、真空チャンバー内にスパッタリングガスを流量調
整しながら供給するガス供給系と、磁石対を配置されか
つターゲットを固定されたカソードと、カソードに対向
して配置されスパッタリングにより成膜される基板と、
カソードに電圧を印加し基板との間でプラズマを発生さ
せる電源とを備えたマグネトロンスパッタ装置におい
て、磁石対を、波形又は矩形波状の形状をした第１の磁
極と、第１の磁極を囲みかつその凹部の間に位置する部
分を有する第２の磁極で構成し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 |
|---|---|---|---|
| JP15190592A JPH05339726A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | マグネトロンスパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15190592A JPH05339726A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | マグネトロンスパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05339726A true JPH05339726A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15528760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15190592A Pending JPH05339726A (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | マグネトロンスパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05339726A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1129865A (ja) * | 1997-04-23 | 1999-02-02 | Applied Materials Inc | スパッタリングチャンバのマグネット |
| JP2005232593A (ja) * | 2004-01-07 | 2005-09-02 | Applied Materials Inc | フラットパネルスパッタリングの二次元マグネトロン走査 |
| JP2008038252A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Applied Materials Inc | 複数マグネトロン、特に二段型褶曲マグネトロンの連動走査 |
| CN103177916B (zh) * | 2011-12-20 | 2015-09-02 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种磁控管及磁控溅射设备 |
| JP2017014627A (ja) * | 2011-11-03 | 2017-01-19 | ヒディス テクノロジーズ カンパニー, リミテッドHydis Technologies Co., Ltd. | スパッタリング装置を用いたスパッタリング方法 |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP15190592A patent/JPH05339726A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1129865A (ja) * | 1997-04-23 | 1999-02-02 | Applied Materials Inc | スパッタリングチャンバのマグネット |
| JP2005232593A (ja) * | 2004-01-07 | 2005-09-02 | Applied Materials Inc | フラットパネルスパッタリングの二次元マグネトロン走査 |
| JP2008038252A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Applied Materials Inc | 複数マグネトロン、特に二段型褶曲マグネトロンの連動走査 |
| JP2017014627A (ja) * | 2011-11-03 | 2017-01-19 | ヒディス テクノロジーズ カンパニー, リミテッドHydis Technologies Co., Ltd. | スパッタリング装置を用いたスパッタリング方法 |
| CN103177916B (zh) * | 2011-12-20 | 2015-09-02 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 一种磁控管及磁控溅射设备 |
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