JPH11302841A - スパッタ装置 - Google Patents
スパッタ装置Info
- Publication number
- JPH11302841A JPH11302841A JP10115797A JP11579798A JPH11302841A JP H11302841 A JPH11302841 A JP H11302841A JP 10115797 A JP10115797 A JP 10115797A JP 11579798 A JP11579798 A JP 11579798A JP H11302841 A JPH11302841 A JP H11302841A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- substrate
- film
- holder
- sputtering apparatus
- 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)
- Magnetic Heads (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
造の薄膜を連続して形成するスパッタ装置において、基
板やターゲット表面への汚染を少なくし、高い品質の膜
が得られるようにする。 【解決手段】 真空容器11内に、基板13と複数のタ
ーゲット14を保持する回動可能なターゲット保持体2
0とをスパッタアップ配置とし、かつ前記基板13とタ
ーゲット14との間に、前記基板13と平面的に略一致
する位置に前記ターゲット14に対応する形状の開口部
12aが形成されたスパッタシールド板12を設け、タ
ーゲット保持体20を回転させて所定のターゲット14
を開口部12aから基板13と対向させるようにした。
Description
し、特に同一真空容器内で複数の材料からなる積層構造
の薄膜を連続して形成するスパッタ装置に関する。ま
た、特に極薄い磁性膜や導電性膜を高い結晶配向性で形
成するスパッタ装置に関する。
られるスパッタ装置は、一つの真空容器内に一つのター
ゲットが配置されていた。このため、基板上に複数の材
料からなる積層構造の薄膜を形成する場合は、異なる材
料のターゲットが配置された複数のスパッタ装置を搬送
路で接続し、基板を大気中搬送しながら、それぞれ積層
していた。また、インラインスパッタ装置では、複数の
スパッタ装置を真空搬送路で接続し、真空搬送機構を用
いて基板を真空中で搬送していた。
空中で搬送すると、大気中を搬送する場合に比べて高い
品質の膜を得ることができる。しかし、積層すべき材料
の数だけのスパッタ装置を横並びに配置して運転しなけ
ればならず、装置が大規模になり、また装置全体のコス
トも高くなる。さらに、複数の真空系(スパッタ装置、
真空搬送路)の維持管理が煩雑になるため、特殊な用途
以外には向かないという難点がある。また、複数のスパ
ッタ装置を用いる方式では、基板の着脱・搬送のための
時間が必要となるため、システム全体としてのスループ
ットが低いという問題点もある。
空容器中に材料の異なる複数のターゲットを配置し、基
板又はターゲットを相対的に移動させることにより、一
つの真空容器でかつ真空を保った状態で連続して積層で
きるように構成したスパッタ装置が考えられている。例
えば、特開平5−171432号公報には、一つの真空
容器内に回転可能に支持された角柱状のターゲット保持
体を設け、このターゲット保持体の外周に沿って複数の
ターゲットを配置し、前記ターゲット保持体を回転させ
ることで、それぞれのターゲットを同じ真空容器内に配
置された基板と順に対向配置させるように構成したスパ
ッタ装置が提案されている。また、特開平5−1599
61号公報には、基板とターゲットをスパッタアップ配
置とし、下方に配置されたターゲット保持体と対向する
上面に、回転可能に支持された円盤状の基板支持体を設
け、この基板支持体を回転させることにより、基板を所
定のターゲット上に順次対向配置するように構成したス
パッタ装置が提案されている。
配向性で形成するスパッタ装置においては、基板とター
ゲットとの間にコリメート板を配置した装置がある。例
えば、特開平7−331431号公報には、基板に入射
するスパッタ粒子の斜め入射成分を制限するために、マ
グネトロンのエロージョン領域の形状を開口部に持つシ
ールド(コリメート板)を備えたスパッタ装置が提案さ
れている。また、特開平6−93439号公報には、タ
ーゲットから飛来するスパッタ粒子の飛来方向を制御す
るための円筒状の貫通孔を有するコリメート板を備え、
このコリメート板によって真空容器内を成膜室とスパッ
タ室とに分離するように構成したスパッタリング装置が
提案されている。
432号の装置では、ターゲット保持体の下に積層膜を
形成する基板を配置しているため、ターゲット保持体の
回転時に発生する微細なゴミや成膜時に遮蔽板の開口部
近傍に堆積した膜が部分的に剥離し、フレーク状のゴミ
(膜)となって基板を汚すことになる。これらのゴミが
積層膜の界面に付着すると、膜の純度といった品質面に
影響を及ぼす。また、特開平5−159961号の装置
では、基板へのゴミ付着の問題は解決されるが、基板支
持体の表面に堆積した膜が部分的に剥離し、フレーク状
のゴミとなって下方に落下することによりターゲット表
面を汚染し、結果的に膜の純度に影響を与えるという問
題点がある。さらにこの構成では、それぞれのターゲッ
トが真空容器内部の様々な場所に配置されているため、
排気口とガス導入口との位置関係がそれぞれの場所で異
なり、内部での圧力勾配が生じ、それぞれの場所での放
電特性にも差が生じることから、それぞれの場所でプラ
ズマの状態を一定に保つことが難しいという問題もあ
る。このようにプラズマの状態に違いがあると、例えば
磁性体の薄膜を形成する場合には磁気特性に差が生じ、
導電膜の場合には比抵抗に差が生じることになる。
おいて、ターゲット保持体の回転軸を垂直方向とし、基
板を対向配置した場合、あるいは基板とターゲット保持
体の位置関係を入れ替えたスパッタアップ配置とした場
合は、ターゲット保持体の回転時に発生するゴミなどに
より基板を汚す問題は解消される。しかし、ターゲット
保持体をどのような配置にしたとしても、角柱状に形成
されたターゲット保持体の外周に複数のターゲットを配
置する構造では、ターゲットを交換する際に、その裏側
に配設された水冷機構からすべての水を抜く必要があ
り、またターゲット保持体を遮蔽板から引き抜かなけれ
ばならないなど、メンテナンスに手間と時間がかかると
いう問題がある。また、ターゲット保持体の周囲を覆う
遮蔽板の開口部分では、基板と対向しているターゲット
に隣接するターゲットと遮蔽板との間のシールドギャッ
プが大きいため、この部分で不要なプラズマが発生しや
すくなり、ターゲット上での安定的な放電に支障をきた
すという問題がある。さらに、特開平5−159961
号の装置において、基板ホルダーとターゲットとの上下
関係を入れ替えた場合は、基板支持体の表面に形成され
た膜がターゲット表面を汚染する問題は解消されるが、
今度はターゲット側の天井壁面に堆積した膜が部分的に
剥離し、フレーク状のゴミとなって下方に落下すること
で基板の表面を汚染するという問題が生じる。
6−93439号に提案されたスパッタ装置のように、
基板とターゲットとの間にコリメート板を配置すると、
スパッタにより飛来してくる粒子の大部分がコリメート
板に堆積し、基板面に対し垂直に飛来してくるスパッタ
粒子のみが僅かに開いた貫通孔を通過して基板に堆積す
る。コリメート板へのスパッタ粒子の堆積が進行してい
くと、貫通孔の形状が変化するため、基板に堆積する膜
の配向性の変化や成膜速度に変化を生じる。とくに、タ
ーゲット材に強磁性体を用いた場合は、コリメート板に
堆積した膜の帯磁によって基板上に堆積する膜の磁気特
性にも変化が生じることになる。
に用いた場合、ターゲットの真上に配置されたコリメー
ト板の貫通孔部分に堆積した膜が部分的に剥離し、導電
性のフレーク状のゴミがターゲット表面を汚染するおそ
れがある。そのうえ、フレーク状のゴミがターゲット電
極と図示しないシールド(ターゲットと容器との間の放
電を防止するためのシールド)との間にまたがってショ
ートを来たし、放電が停止する可能性もある。
膜厚(数nmまたはそれ以下)の磁性体と導電性非磁性
膜を交互に6から20層程度積層するGMRスピンバル
ブ膜の場合、磁性体同士の磁気的交換結合作用や導電膜
と磁性膜のスピン依存散乱等の現象を利用しているの
で、積層界面の清浄性や膜の純度や、あるいは磁気特性
や膜の比抵抗や膜の結晶配向性は品質面で決定的な要因
となる。
するためになされたもので、第1の目的は、基板やター
ゲット表面への汚染を極めて少なくすることにより、高
い品質の膜を得ることができるスパッタ装置を提供する
ことにある。
に結晶配向性の高い膜を得ることができるスパッタ装置
を提供することにある。
め、請求項1の発明は、真空容器中にスパッタアップ配
置した基板とターゲットとの間にプラズマ放電を生成
し、前記ターゲットから放出されるスパッタ粒子を前記
基板上に堆積させるスパッタ装置において、前記真空容
器の下方に回動可能に支持され、かつ上面に複数個のタ
ーゲットが保持されたターゲット保持体と、前記真空容
器の上方に配置され、かつ被処理面を前記ターゲットに
向けた基板が保持された基板保持体と、前記真空容器の
内部を、前記基板保持体が配置される上室と前記ターゲ
ット保持体が配置される下室にそれぞれ分割し、かつ前
記基板と平面的に略一致する位置に前記ターゲットに対
応する形状の開口部が形成されたシールド部材とを備え
たことを特徴とする。
定位置まで回転させ、所定のターゲットをシールド部材
の開口部から露出させると、基板の被処理面とターゲッ
トのスパッタ粒子放出面とが対向する位置、すなわち両
者が平面的に略一致する位置に固定される。基板上への
ターゲット材の成膜を行うごとに、ターゲット保持体を
回転させて、所定のターゲットを順次シールド部材の開
口部から露出させることにより、基板上に連続して積層
膜を形成することが可能となる。
しているため、ターゲット保持体を回転させたときに生
じる微細なゴミにより基板が汚染されることがない。ま
た、ターゲットとシールド部材との間のシールドギャッ
プを小さくすることができるので、開口部の周辺部分で
不要なプラズマが発生することがない。また、ターゲッ
トは開口部でのみ基板側に露出するため、基板側の壁面
に堆積した膜によるターゲットの汚染は極めて少ないも
のとなる。さらに、成膜に関与しないターゲットの表面
はシールド部材により成膜領域と遮断されるためにプラ
ズマは生成されず、成膜に関与しないターゲット表面が
スパッタ粒子により汚染されることがない。加えて、各
ターゲットは容器内の同一位置に固定されるので、プラ
ズマの状態は常に一定となり、膜の特性に差を生じるこ
とがない。
アップで、かつロングスロー配置した基板とターゲット
との間にプラズマ放電を生成し、前記ターゲットから放
出されるスパッタ粒子を前記基板上に堆積させるスパッ
タ装置において、前記基板とターゲットの間に、上面に
所定形状の開口部が形成された円筒形状のシールド部材
を備えたことを特徴とする。
導入してプラズマを生成すると、ターゲットからはスパ
ッタ粒子が放出され、空間内で散乱を起こしながら基板
方向に飛来する。この装置では、基板とターゲットがロ
ングスロー配置されているため、基板面に飛来するスパ
ッタ粒子は、基板面に対してほぼ垂直方向に飛来するも
のに揃えられ、また基板の膜堆積面に低角度で斜めに飛
来するスパッタ粒子やその反跳粒子は、シールド部材の
上面に形成された開口部により基板方向への飛来が制限
されるので、基板上には、主に基板面に対し垂直に飛来
してくるスパッタ粒子が堆積する。また、開口部への膜
の堆積により生じる孔形状の変化はごく僅かであり、基
板上に堆積する膜の配向性の変化や成膜速度の変化を生
じることはほとんどない。さらに、プラズマ生成時に生
じるアルゴンイオンなどは前記シールド部材の円筒形状
の胴体部分により飛来する領域が制限されるので、堆積
膜中に取り込まれる量が少なくなる。
装置の実施形態を、図面を参照しながら説明する。ここ
では、請求項1の発明に対応する実施形態を実施例1と
し、また請求項2の発明に対応する実施形態を実施例2
としてそれぞれ説明する。なお、図に示す装置全体の構
成や各部の構成は、説明を容易にするために簡略化又は
模式化している。
パッタ装置の基本的な構成を示す概略断面図である。
の内部は、後述するスパッタシールド板12により上下
に2分割されており、上室11aには基板13が、下室
11bにはターゲット14がスパッタアップ配置されて
いる。このスパッタ装置10は、基板13とターゲット
14とが対向するように配置され、かつプラズマを電極
の近くに拘束するために磁界を印加するプレーナーマグ
ネトロン型のスパッタ装置として構成されている。
ゴンガスなどの不活性ガスを導入するためのガス導入口
15が設けられており、上流側にはガス供給装置(図示
せず)が配置されている。また上室11aと下室11b
とをまたぐ一側面には、内部に導入されたガスを排出す
るガス排出口16が設けられており、下流側には排気ポ
ンプ(図示せず)が配置されている。この装置では、ガ
スの導入と排出とのバランスをとることにより真空容器
11中に適度なガスの雰囲気が形成される。
接するように配置された円盤状の仕切板であり、基板1
3と平面的に略一致する位置に、前記ターゲットに対応
する形状の開口部12aが形成されている。
ダー17により保持されており、成膜面となる被処理面
がターゲット14側に向くように配置されている。また
基板13の近傍には、基板上に積層膜を成膜する際に、
各々の膜厚を高精度に管理するためのシャッタ機構19
が設置されている。シャッタ機構19は、基板13とタ
ーゲット14との間に出入りするシャッタ板19aと、
このシャッタ板19aの一端を支持する回転軸19b
と、この回転軸19bを矢印方向に回転駆動するための
回転軸駆動用モータ19cとから構成されている。
れたターゲット保持体20上に固定されている。ターゲ
ット保持体20は円筒状に形成された回転体であり、内
部は中空構造となっている。ターゲット保持体20の上
面には、一対の放電用電極の他方である電極21が陰極
(カソード)として配置されており、ターゲット14は
この電極上に所定の保持機構(図示せず)を介して固定
配置されている。この実施例1では、6基の電極21が
同心円上に等間隔で配置されている。前記スパッタシー
ルド板12はターゲット14の直上にあり、スパッタシ
ールド板12と後述するシールド板24との間は極めて
小さくすることができる。具体的には、およそ1〜10
mmの間隔に設定される。
口部12aとターゲット14との位置関係を示す概略平
面図である。図示していない基板13と、ターゲット1
4及び開口部12aは、平面的に略一致する位置に配置
されている。ただし、ガス導入口15とガス排気口16
の位置は図1と異なる。
ラズマを電極の近くに拘束するための永久磁石22と、
スパッタリング中の温度上昇を抑制するための水冷機構
23とが配置され、ターゲット14の周囲にはターゲッ
ト14と容器11との間の放電を防止するためのシール
ド板(遮蔽板)24が配置されている。電極21にはD
C電源ケーブル25が、内部の水冷機構23には水冷配
管26がそれぞれ接続されている。またシールド板24
は接地電位となっている。なお、電極21とターゲット
保持体20との接続部分は碍子31により絶縁されてい
る。
ーゲット保持体20の回転軸となる中空管27が接続さ
れており、その内部にはDC電源ケーブル25及び水冷
配管26が通されている。中空管27の端部は大気側に
露出しており、内部のケーブルと配管を装置外部に導出
している。したがって、ターゲット保持体20の内部は
大気圧となっている。DC電源ケーブル25はスパッタ
用の高電圧DC電源28に接続され、水冷配管26は外
部にある水冷装置(図示せず)に接続されている。
分には、真空用回転導入端子29が使用されており、タ
ーゲット保持体20が回転しても、真空容器11内の真
空が保たれるように構成されている。さらに、中空管2
7の端部には、ターゲット保持体20を駆動するための
保持体駆動用モータ30が接続され、中空管27を軸と
した回転運動をターゲット保持体20に与えている。後
述する膜の積層時には、所定のターゲット14が基板1
3と対向するように回転駆動され、所定位置で停止固定
される。
において、基板13上に積層膜を形成する場合は、まず
図示しない排気ポンプにより真空容器11内の大気を排
出してほぼ真空状態とする。次に、ガス導入口15から
アルゴンガスを導入するとともに、同時にガス排出口1
6から適宜にガスを排出することにより、ガスの導入と
排出とのバランスをとり、真空容器11中に適度なアル
ゴンガスの雰囲気(およそ0.8〜3.0mTorr)
を作る。そして、ターゲット保持体20を所定位置まで
回転させて、所定のターゲット14をスパッタシールド
板12の開口部12aから露出させる。これにより、基
板13の被処理面とターゲット14のスパッタ粒子放出
面とが対向する位置に固定される。次に、陰極である電
極21に高電圧DC電圧を印加して、ターゲット14の
直上にマグネトロンプラズマ(図中A)を生成する。こ
のプラズマの生成により、ガスイオンがターゲット14
の表面に衝突してターゲット表面の原子がたたき出され
る。ここで、シャッタ板19aを回転させて、基板13
の被処理面をターゲット側に露出させると、たたき出さ
れた原子はスパッタ粒子として基板13の表面に堆積
し、薄膜が形成される。基板上に形成される薄膜の膜厚
はシャッタ板19aの開閉により制御される。一つのタ
ーゲットでの処理が終了すると、ターゲット保持体20
を所定位置まで回転させ、次のターゲット14をスパッ
タシールド板12の開口部12aから露出させる。この
ようにして、それぞれ異なるターゲットを順に移動させ
ることにより、基板13上に異なる材料の積層膜を形成
することができる。
ト保持体20を回転させてターゲット14を移動させた
場合、ターゲット保持体20は基板1の下方に位置して
いるため、保持体の回転時に発生する微細なゴミにより
基板13が汚染されることはない。また、基板13側の
壁面に堆積した膜が部分的に剥離したとしても、ターゲ
ット14は開口部12aでのみ露出しているため、基板
13側から落下してくるフレーク状のゴミによるターゲ
ット14の汚染は極めて少ないものとなる。さらに、タ
ーゲット保持体20上に配置されたターゲットのうち、
成膜に関与していないターゲットの表面はスパッタシー
ルド板12により成膜領域と遮断されるため、所定のタ
ーゲット以外に不要なプラズマは生成されない。そのう
え、ターゲット14とスパッタシールド板12との間の
シールドギャップを小さくすることができるので、成膜
に関与しないターゲット表面にスパッタ粒子が飛来して
汚染することがない。なお、上室11aの内壁に剥離防
止処理を施すことにより、上述したようなフレーク状の
ゴミの影響をさらに少なくすることができる。
器内の同じ位置に固定されるので、プラズマの状態は常
に一定となり、形成された膜の特性に差を生じることが
ない。また、ターゲット14は上向きに配置されている
ため、ターゲット交換時に内部の水冷機構から水を抜か
なくても交換可能であり、またターゲット自体の交換も
容易に行うことができる。
つの真空容器での連続作業となるため、基板の着脱・搬
送のための時間が不要となり、システム全体としてのス
ループットにも優れている。当然、基板を大気中で搬送
するものに比べて高い品質の膜を得ることができる。
真空中を連続積層した膜と、下地膜形成後に一旦大気に
曝してから連続積層した膜では、膜の特性にどのような
差が生じるかについて簡単に説明する。
から数10nmの積層膜で構成したスピンバルブ膜のX
線回析曲線を示したもので、実施例1は図1のスパッタ
装置10で作製したスピンバルブ膜を、比較例は堆積時
に一旦大気に曝したスピンバルブ膜をそれぞれ示してい
る。図中、縦軸IはX線強度(cps)、横軸はX線の
入射角度(2θ)をそれぞれ示している。実施例1と比
較例のグラフを比べてみると、実施例1の膜ではグラフ
中に2つの強いピークが現れているが、比較例の膜では
グラフ上に突出したピークがないことがわかる。一般
に、膜の結晶性が良い場合、すなわち規則正しい結晶の
層ができている場合は、入射したX線が内部で干渉を起
こし、強度が強められて出力される。このことから、基
板面の高い清浄性を保ったまま真空中で連続積層した場
合は、膜の結晶配向性が飛躍的に向上することが明らか
となった。
ド板12の中央部分に仕切板32を配置し、プリスパッ
タ用の開口部12bを形成するようにしてもよい。この
ような構成とした場合は、図3の右側の領域でプリスパ
ッタを行うことにより、スパッタ前のターゲット表面を
クリーニングすることができる。この場合、左側のスパ
ッタ領域とは仕切板32で仕切られているため、スパッ
タ粒子の飛来によりターゲット表面が汚染されることは
ない。さらに、開口部12bからターゲットを着脱する
ことができるので、メンテナンス性にも優れている。
置においては、基板やターゲット表面の汚染を極めて少
なくすることができるため、高い品質の膜を得ることが
できる。
パッタ装置の基本的な構成を示す概略断面図である。
01の内部には、後述する円筒形状の円筒体シールド1
02が設置されており、上方には基板103が、下方に
はターゲット104がスパッタアップ配置されている。
このスパッタ装置100は、実施例1の装置と同じくプ
レーナーマグネトロン型として構成されており、とくに
基板103とターゲット104との距離が離されたプレ
ーナーマグネトロン型のロングスロースパッタ装置とし
て構成されている。なお、図に示す基板とターゲットの
位置は実際の位置関係とは異なる。
端面)には、基板103と同じかもしくはやや大きな直
径の開口部102aが形成されている。この円筒体シー
ルド102は、ターゲット104の直上に生成されるプ
ラズマを覆うようにすることで基板103へのプラズマ
の影響を低減するとともに、本体の円筒形状の胴体部分
と上面に設けられた開口部102aにより、低角度に散
乱されたスパッタ粒子の基板方向への飛来を制限(遮
蔽)する機能を備えている。また、円筒体シールド10
2は、容器の内壁から延ばされた複数本の支持アーム1
09により支持されており、接地電位となっている。
器内にアルゴンガスなどの不活性ガスを導入するための
ガス導入口105が設けられ、その上流側にはガス供給
装置(図示せず)が配置されている。また、容器の下方
側面には、内部に導入されたガスを排出するガス排出口
106が設けられており、下流側には排気ポンプ(図示
せず)が配置されている。この装置では、ガスの導入と
排出とのバランスをとることにより真空容器101中に
適度なガスの雰囲気が形成される。
離は、この装置のようなロングスロー型の場合、およそ
ターゲット直径の2〜4倍に設定される。そして、前記
円筒体シールド102の上面、すなわち開口部102a
は、ほぼ基板とターゲットとの中間の位置に配置され
る。
保持されており、成膜面となる被処理面がターゲット1
04側に向くように配置されている。この基板ホルダー
107に水冷機構を設け、成膜中に基板を冷却してもよ
く、またヒータを設けて加熱するようにしてもよい。さ
らに、基板ホルダー107をシールドで覆い、高周波を
印加して成膜中にバイアス電圧を印加するようにしても
よい。
たターゲットホルダー110上に固定されている。ター
ゲットホルダー110には、電極111が陰極として配
置されており、ターゲット104はこの電極上に所定の
保持機構(図示せず)を介して固定配置されている。電
極111はスパッタ用の高電圧DC電源112に接続さ
れている。また、ターゲット104の周囲にはシールド
板(遮蔽板)113が配置されている。シールド板11
3は接地電位となっている。さらに、ここでは説明を省
略するが、ターゲットホルダー110の内部には永久磁
石と水冷機構が配置されている。
0において、基板103上に膜を形成する場合は、まず
図示しない排気ポンプにより真空容器101内の大気を
排出してほぼ真空状態とする。次に、ガス導入口105
からアルゴンガスを導入するとともに、同時にガス排出
口106から適宜にガスを排出することにより、ガスの
導入と排出とのバランスをとり、真空容器101中に適
度なアルゴンガスの雰囲気(およそ0.8〜3.0mT
orr)を作る。次に、陰極である電極110に高電圧
DC電圧を印加して、ターゲット104の直上にマグネ
トロンプラズマ(図中A)を生成する。このプラズマの
生成によりターゲット104からスパッタ粒子が放出さ
れる。このとき、数mTorrの雰囲気中では、スパッ
タ粒子等の空間内の平均自由工程距離は数cmから10
数cm程度しかないため、基板103に飛来するまでに
粒子衝突が起こり、飛来方向に散乱が生じる。この散乱
は、基板103の膜堆積面に対し低角度で斜めに飛来す
るスパッタ粒子あるいは反跳粒子を生み出す。また、プ
ラズマ生成時にはアルゴンイオンや電子なども生じ、基
板103に飛来する。しかし、この装置では基板103
とターゲット104がロングスロー配置されているた
め、基板面に飛来するスパッタ粒子は、基板面に対して
ほぼ垂直方向に飛来するものに揃えられ、また基板の膜
堆積面に低角度で斜めに飛来するスパッタ粒子やその反
跳粒子は、円筒体シールド102の上面に設けられた開
口部102aにより基板方向への飛来が制限されるの
で、基板103上には基板面に対し垂直に飛来してくる
スパッタ粒子が多く堆積することになる。したがって、
基板上には結晶配向性の高い膜が形成されることにな
る。
100においては、基板面に対し低角度で斜めに飛来し
てくるスパッタ粒子などを、ロングスロー配置と円筒体
シールド102の開口部102aにより制限するように
したので、基板上には、基板面に対し垂直に飛来してく
るスパッタ粒子がより多く堆積することになる。しか
も、開口部102aへの膜の堆積により生じる孔形状の
変化はごく僅かであるため、基板上に堆積する膜の成膜
速度の変化や配向性の変化を生じることがほとんどな
い。また、ターゲット材に強磁性体を用いた場合でも、
開口部102aに堆積した膜の帯磁によって基板上に堆
積する膜の磁気特性に変化を生じることもほとんどな
い。さらに、円筒体シールド102の開口部102aに
膜が堆積したとしても、開口部102aは従来のコリメ
ート板の貫通孔のようにターゲットの真上に位置してい
ないので、開口部102aに堆積した膜が導電性のフレ
ーク状のゴミとなって落下することによるターゲット表
面の汚染は極めて少ないものとなる。さらに、開口部1
02aにおける膜の堆積量は従来のコリメート板に比べ
て大幅に少なくなるため、フレーク状のゴミがターゲッ
ト電極とシールド間にまたがってショートを起こす可能
性も極めて少ないものとなる。加えて、プラズマ生成時
に生じるアルゴンイオンなどは、円筒体シールド102
の円筒形状の胴体部分により飛来する領域が制限される
ので、堆積膜中に取り込まれる量がより少なくなり、こ
れら粒子による基板103表面の影響についても極めて
少ないものとなる。
来してくるスパッタ粒子をより多く堆積させることがで
き、また開口部102aに堆積した膜による様々な弊害
を少なくすることができるので、結晶配向性の高い膜の
形成を長期間に渡り安定的に維持することができる。な
お、円筒体シールド102の内壁に剥離防止処理を施す
ことにより、上述したフレーク状のゴミの影響をさらに
少なくすることができる。また、プラズマ生成時に生じ
るアルゴンイオンなどの飛来領域を円筒体シールド10
2の円筒形状の胴体部分により制限するようにしたの
で、プラズマによる基板103表面への影響を極めて少
なくすることができ、より高い品質の膜を得ることがで
きる。
0を用いて得られた高配向膜と、円筒体シールド102
を用いずに得られた配向膜との比較結果について簡単に
説明する。
から数10nmの積層膜で構成したスピンバルブ膜のX
線回析曲線を示したもので、実施例2は図5のスパッタ
装置100で作製したスピンバルブ膜を、比較例はスパ
ッタ装置100から円筒体シールド102を除いた状態
で作製したスピンバルブ膜をそれぞれ示している。
と、両者のグラフ中に現れるピークの位置にはシフトは
見られず、同じ結晶配向性を示しているが、実施例2の
方がピーク強度が約2倍ほど高い。このことから、容器
内に円筒体シールドを配置することによって、より結晶
配向性の高い膜が得られることが明らかとなった。
置100においては、基板面に対し低角度で斜めに飛来
してくるスパッタ粒子の基板方向への飛来を制限し、ま
た開口部に堆積した膜の影響を極めて少ないものとする
ことができるため、長期間に渡り安定的に結晶配向性の
高い膜を形成することができる。さらに、プラズマによ
る基板表面への影響を極めて少なくすることができるの
で、より高い品質の膜を得ることができる。
おいては、ターゲット保持体の回転時に生じる微細なゴ
ミ等により基板が汚染されることがなく、かつターゲッ
ト表面へのゴミの影響を極めて少ないものとすることが
できる。さらに、成膜時のプラズマの状態も常に一定に
保つことができる。したがって、基板上に複数の材料か
らなる積層構造の薄膜を連続して形成する場合におい
て、高い品質の膜を得ることができる。
に対して低角度で斜めに飛来してくるスパッタ粒子等の
基板方向への飛来が制限されるので、結晶配向性の高い
膜を得ることができ、かつ開口部に堆積した膜による様
々な弊害を少なくすることができる。したがって、長期
間に渡り安定的に結晶配向性の高い膜を得ることができ
る。
を示す概略断面図。
位置関係を示す概略平面図。
した場合の概略平面図。
と一旦大気に曝したスピンバルブ膜のX線回析曲線を示
すグラフ。
を示す概略断面図。
と前記スパッタ装置から円筒体シールドを除いた状態で
作製したスピンバルブ膜のX線回析曲線を示すグラフ。
Claims (2)
- 【請求項1】 真空容器中に配置した基板とターゲット
との間にプラズマ放電を生成し、前記ターゲットから放
出されるスパッタ粒子を前記基板上に堆積させるスパッ
タ装置において、 前記真空容器の下方に回動可能に支持され、かつ上面に
複数個のターゲットが保持されたターゲット保持体と、
前記真空容器の上方に配置され、かつ被処理面を前記タ
ーゲットに向けた基板が保持された基板保持体と、前記
真空容器の内部を、前記基板保持体が配置される上室と
前記ターゲット保持体が配置される下室にそれぞれ分割
し、かつ前記基板と平面的に略一致する位置に前記ター
ゲットに対応する形状の開口部が形成されたシールド部
材とを備えたことを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項2】 真空容器中にスパッタアップでかつロン
グスロー配置した基板とターゲットとの間にプラズマ放
電を生成し、前記ターゲットから放出されるスパッタ粒
子を前記基板上に堆積させるスパッタ装置において、 前記基板とターゲットとの間に、上面に所定形状の開口
部が形成された円筒形状のシールド部材を備えたことを
特徴とするスパッタ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10115797A JPH11302841A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | スパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10115797A JPH11302841A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | スパッタ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11302841A true JPH11302841A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14671326
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10115797A Pending JPH11302841A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | スパッタ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11302841A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005500644A (ja) * | 2001-08-20 | 2005-01-06 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 磁気フィルムを堆積させる方法および装置 |
JP2007077493A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Applied Materials Gmbh & Co Kg | コーティング機及びコーティング機の動作方法 |
JP2009203495A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | カルーセル式マグネトロンカソード及びスパッタ装置 |
WO2010050359A1 (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | キヤノンアネルバ株式会社 | 多層膜スパッタリング装置及び多層膜形成方法 |
JP2010209463A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-24 | Canon Anelva Corp | スパッタリング装置及び二重回転シャッタユニット並びにスパッタリング方法 |
JP2011138976A (ja) * | 2009-12-29 | 2011-07-14 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
CN108604533A (zh) * | 2015-12-20 | 2018-09-28 | 应用材料公司 | 用于处理基板的方法和设备 |
JP2019178348A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | Jfeスチール株式会社 | ターゲット供給装置および表面処理設備 |
JP2020056051A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | キヤノントッキ株式会社 | 成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法 |
JP2022522423A (ja) * | 2019-03-01 | 2022-04-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 物理気相堆積システム及びプロセス |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP10115797A patent/JPH11302841A/ja active Pending
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005500644A (ja) * | 2001-08-20 | 2005-01-06 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 磁気フィルムを堆積させる方法および装置 |
JP2007077493A (ja) * | 2005-09-15 | 2007-03-29 | Applied Materials Gmbh & Co Kg | コーティング機及びコーティング機の動作方法 |
JP2009203495A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | カルーセル式マグネトロンカソード及びスパッタ装置 |
JP5253513B2 (ja) * | 2008-10-30 | 2013-07-31 | キヤノンアネルバ株式会社 | 多層膜スパッタリング装置及び多層膜形成方法 |
WO2010050359A1 (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | キヤノンアネルバ株式会社 | 多層膜スパッタリング装置及び多層膜形成方法 |
US8956515B2 (en) | 2008-10-30 | 2015-02-17 | Canon Anelva Corporation | Multilayer-film sputtering apparatus and method of forming multilayer film |
JP2010209463A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-24 | Canon Anelva Corp | スパッタリング装置及び二重回転シャッタユニット並びにスパッタリング方法 |
JP2011138976A (ja) * | 2009-12-29 | 2011-07-14 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
CN108604533A (zh) * | 2015-12-20 | 2018-09-28 | 应用材料公司 | 用于处理基板的方法和设备 |
CN108604533B (zh) * | 2015-12-20 | 2023-08-15 | 应用材料公司 | 用于处理基板的方法和设备 |
JP2019178348A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | Jfeスチール株式会社 | ターゲット供給装置および表面処理設備 |
JP2020056051A (ja) * | 2018-09-28 | 2020-04-09 | キヤノントッキ株式会社 | 成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法 |
JP2022522423A (ja) * | 2019-03-01 | 2022-04-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 物理気相堆積システム及びプロセス |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI780110B (zh) | 用於多陰極基板處理的方法及設備 | |
US6562200B2 (en) | Thin-film formation system and thin-film formation process | |
US6641702B2 (en) | Sputtering device | |
JP2000144399A (ja) | スパッタリング装置 | |
JPS5830389B2 (ja) | タダンタ−ゲツトシキスパツタリングソウチ | |
US20140216923A1 (en) | Pvd rf dc open/closed loop selectable magnetron | |
US5328583A (en) | Sputtering apparatus and process for forming lamination film employing the apparatus | |
JPH11302841A (ja) | スパッタ装置 | |
JP2002173767A (ja) | 対向ターゲット式スパッタ方法及び導電性膜の形成方法 | |
JPH11229132A (ja) | スパッタ成膜装置およびスパッタ成膜方法 | |
JP7509790B2 (ja) | パルスpvdにおけるプラズマ改質によるウエハからの粒子除去方法 | |
TWI343419B (en) | Target backing plate for sputtering system | |
JPH06172995A (ja) | マグネトロンスパッタリング装置及びスパッタリングガン | |
JP4858492B2 (ja) | スパッタリング装置 | |
CN114015997A (zh) | 一种离子辅助的多靶磁控溅射设备 | |
US20060081466A1 (en) | High uniformity 1-D multiple magnet magnetron source | |
JPS61235560A (ja) | マグネトロンスパツタ装置 | |
JPH046271A (ja) | マルチカソードスパッタリング装置 | |
JPS62133065A (ja) | 誘電体バイアススパツタリング装置 | |
JP4881335B2 (ja) | スパッタ装置 | |
JPS59229480A (ja) | スパツタリング装置 | |
CN217052381U (zh) | 一种离子辅助的多靶磁控溅射设备 | |
JPS6365754B2 (ja) | ||
WO2001044534A1 (fr) | Procede et appareil de depot de couches minces | |
US20210407778A1 (en) | Multi-radius magnetron for physical vapor deposition (pvd) and methods of use thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040406 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070627 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070927 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20071025 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20080123 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20080128 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081205 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20090105 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |