JPS6217175A - スパツタリング装置 - Google Patents
スパツタリング装置Info
- Publication number
- JPS6217175A JPS6217175A JP15752785A JP15752785A JPS6217175A JP S6217175 A JPS6217175 A JP S6217175A JP 15752785 A JP15752785 A JP 15752785A JP 15752785 A JP15752785 A JP 15752785A JP S6217175 A JPS6217175 A JP S6217175A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- magnetic poles
- substrate
- sputtering
- efficiency
- 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
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Thin Magnetic Films (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〕
この発明は、マグネトロン放電を利用してターゲットを
スパッタさせて基板に薄膜を付着させるスパッタリング
装置に関し、特に、そのターゲットおよび磁極の構造・
配置の改良に関する。
スパッタさせて基板に薄膜を付着させるスパッタリング
装置に関し、特に、そのターゲットおよび磁極の構造・
配置の改良に関する。
第５図は、従来のマグネトロン放電を利用するスパッタ
リング装置を示す断面図である。この装置は、真空槽１
内に基板２および電源９によって陰電位にされる平板状
のターゲット３を設けると共に、当該ターゲット３に互
いに極性の異なる少なくとも一対の磁極４による磁界５
を作用させ、マグネトロン放電を利用すると共にターゲ
ット３の前面のプラズマ密度を増加させるようにして、
２極ＤＣ方式やＲＦ方式のスパッタリング装置に比べて
スパッタ効率の改善を図っている。尚、符号７は排気口
であり、符号８はガス導入口である。
リング装置を示す断面図である。この装置は、真空槽１
内に基板２および電源９によって陰電位にされる平板状
のターゲット３を設けると共に、当該ターゲット３に互
いに極性の異なる少なくとも一対の磁極４による磁界５
を作用させ、マグネトロン放電を利用すると共にターゲ
ット３の前面のプラズマ密度を増加させるようにして、
２極ＤＣ方式やＲＦ方式のスパッタリング装置に比べて
スパッタ効率の改善を図っている。尚、符号７は排気口
であり、符号８はガス導入口である。
ところが上述のような装置においては次のような問題が
ある。
ある。
■磁界５に囲まれた領域のプラズマ密度が特に大きく、
従ってターゲット３はその領域に対応する部分がその周
囲に比べて特にスパッタされ易いため、ターゲット３の
浸食領域６は言わばドーナツ状になり、そのためターゲ
ットの使用効率が悪く不経済である。
従ってターゲット３はその領域に対応する部分がその周
囲に比べて特にスパッタされ易いため、ターゲット３の
浸食領域６は言わばドーナツ状になり、そのためターゲ
ットの使用効率が悪く不経済である。
■ターゲット３が磁性体の場合、ターゲット３内で閉磁
気回路が構成されてターゲット３の前面に漏れ磁界が生
じないため、高速スパッタは困難である。
気回路が構成されてターゲット３の前面に漏れ磁界が生
じないため、高速スパッタは困難である。
■ターゲット３は平板状であるため、スパッタされた粒
子はターゲット３の前面１８０’方向に飛散するため、
基板２に到達するスパッタ粒子の割合は小さく、そのた
め付着効率（＝基板到達量／スパッタ量）はあまり良く
ない。
子はターゲット３の前面１８０’方向に飛散するため、
基板２に到達するスパッタ粒子の割合は小さく、そのた
め付着効率（＝基板到達量／スパッタ量）はあまり良く
ない。
従ってこの発明は、上記のような問題点を解決すること
ができるスパッタリング装置を提供することを目的とす
る。
ができるスパッタリング装置を提供することを目的とす
る。
この発明のスパッタリング装置は、ターゲットを基板側
に開いたすりばち状のものとし、その外周面側に偶数個
の磁極をターゲットを挟んで２個ずつが対向するように
配置し、かつこれらの磁極の極性が隣接する磁極間およ
び対向する磁極間で互いに反対になるようにしているこ
とを特徴とする。
に開いたすりばち状のものとし、その外周面側に偶数個
の磁極をターゲットを挟んで２個ずつが対向するように
配置し、かつこれらの磁極の極性が隣接する磁極間およ
び対向する磁極間で互いに反対になるようにしているこ
とを特徴とする。
隣接する磁極間のみならず対向する磁極間にも磁界が生
じるので、ターゲットは広い領域に亘って均一にスパッ
タされ、従ってターゲットの使用効率が向上する。また
、ターゲットが磁性体の場合も、対向する磁極間に磁界
が生じるので高速スパッタが可能である。更に、ターゲ
ットは基板側に開いたすりばち状をしているので、スパ
ッタ粒子は基板に向けて収束され、従って付着効率も向
上する。
じるので、ターゲットは広い領域に亘って均一にスパッ
タされ、従ってターゲットの使用効率が向上する。また
、ターゲットが磁性体の場合も、対向する磁極間に磁界
が生じるので高速スパッタが可能である。更に、ターゲ
ットは基板側に開いたすりばち状をしているので、スパ
ッタ粒子は基板に向けて収束され、従って付着効率も向
上する。
第１図は、この発明の一実施例に係るスパッタリング装
置を示す断面図である。真空槽１内に、直流の電源９の
負側に接続されて陰電位にされるターゲット１３と、接
地されていて膜形成されるべき基板２とが互いに対向す
るように設けられている。もっとも、電源９は高周波電
源としても良い。
置を示す断面図である。真空槽１内に、直流の電源９の
負側に接続されて陰電位にされるターゲット１３と、接
地されていて膜形成されるべき基板２とが互いに対向す
るように設けられている。もっとも、電源９は高周波電
源としても良い。
真空槽１内は、排気ロアを通じて真空ポンプその他の排
気系（図示省略）で排気される一方、ガス源（図示省略
）からガス導入口８を通じて、アルゴンガス等の不活性
ガスあるいは窒素ガス等の反応ガスから成る雰囲気ガス
Ｇが供給され、装置の作動に際しては例えば５Ｘ１０−
”Ｔｏｒｒ程度のガス雰囲気に保たれる。
気系（図示省略）で排気される一方、ガス源（図示省略
）からガス導入口８を通じて、アルゴンガス等の不活性
ガスあるいは窒素ガス等の反応ガスから成る雰囲気ガス
Ｇが供給され、装置の作動に際しては例えば５Ｘ１０−
”Ｔｏｒｒ程度のガス雰囲気に保たれる。
第２図および第３図も併せて参照して、ターゲット１３
は必ずしも一体ものでなくても良く、この例では複数、
例えば６個のターゲツト片１３１を例えば非磁性体から
成るホルダー１０上に、基板２側に開いたすりばち状、
例えば逆円錐状あるいは逆角錐状に一体化したものであ
る。そしてターゲット１３の外周面側、具体的には各タ
ーゲツト片１３１の中央部外側には、偶数個、例えば６
個の磁極１４が各ターゲツト片１３１の傾斜にほぼ沿っ
てかつターゲット１３を挟んで２個ずつが直線上に（即
ち１８０’に）対向するように、かつ好ましくは互いに
等角度に配置されている。しかもこれらの磁極１４の極
性（即ちターゲット１３側の極性）は、隣接する磁極１
４問および対向する磁極１４間で互いに反対になるよう
にしている。そのため、磁極１４の個数Ｎは、より具体
的には、Ｎ／２が奇数になるような偶数を選定する。
は必ずしも一体ものでなくても良く、この例では複数、
例えば６個のターゲツト片１３１を例えば非磁性体から
成るホルダー１０上に、基板２側に開いたすりばち状、
例えば逆円錐状あるいは逆角錐状に一体化したものであ
る。そしてターゲット１３の外周面側、具体的には各タ
ーゲツト片１３１の中央部外側には、偶数個、例えば６
個の磁極１４が各ターゲツト片１３１の傾斜にほぼ沿っ
てかつターゲット１３を挟んで２個ずつが直線上に（即
ち１８０’に）対向するように、かつ好ましくは互いに
等角度に配置されている。しかもこれらの磁極１４の極
性（即ちターゲット１３側の極性）は、隣接する磁極１
４問および対向する磁極１４間で互いに反対になるよう
にしている。そのため、磁極１４の個数Ｎは、より具体
的には、Ｎ／２が奇数になるような偶数を選定する。
尚、ターゲット１３と反対側の磁極の極性は任意である
。
。
各磁極１４は、永久磁石に限らず電磁石で構成しても良
い。また電磁石で構成する場合は、それぞれの磁界の強
さを独立して制御できるように別々の電源で励磁しても
良い。
い。また電磁石で構成する場合は、それぞれの磁界の強
さを独立して制御できるように別々の電源で励磁しても
良い。
作用につき説明すると、真空槽１内を上述のような圧力
のガス雰囲気にし、ターゲット１３に電源９から例えば
０．２〜ＩＫＶ程度の電圧を印加すると、ターゲット１
３の前面にグロー放電が生じる。より具体的には、電場
と磁場が直交するマグネトロン放電が生じる。この放電
による電子は、第２図に示す隣接する磁極１４間の磁界
５ａ内に閉じ込められ、その空間内はガスのイオン化が
促進されてプラズマ密度が高くなる。
のガス雰囲気にし、ターゲット１３に電源９から例えば
０．２〜ＩＫＶ程度の電圧を印加すると、ターゲット１
３の前面にグロー放電が生じる。より具体的には、電場
と磁場が直交するマグネトロン放電が生じる。この放電
による電子は、第２図に示す隣接する磁極１４間の磁界
５ａ内に閉じ込められ、その空間内はガスのイオン化が
促進されてプラズマ密度が高くなる。
これに加えて、この実施例では１８０６に対向する磁極
１４同士の極性が異なるた泌、第３図に示すように１８
０°に対向する磁極１４間にも磁界５ｂが生じる。従っ
て、１８０″に対向する磁極１４上のターゲット１３間
で電子は往復運動し、ガスのイオン化を促進するので、
磁界５ａによって囲まれる領域（例えば第２図の領域Ａ
のような領域）のみならず磁極面上のターゲット領域（
例えば第２図の領域Ｂのような領域）もスパッタされる
割合が多くなり、その結果ターゲット１３は広い領域に
亘って均一に浸食（スパッタ）される。
１４同士の極性が異なるた泌、第３図に示すように１８
０°に対向する磁極１４間にも磁界５ｂが生じる。従っ
て、１８０″に対向する磁極１４上のターゲット１３間
で電子は往復運動し、ガスのイオン化を促進するので、
磁界５ａによって囲まれる領域（例えば第２図の領域Ａ
のような領域）のみならず磁極面上のターゲット領域（
例えば第２図の領域Ｂのような領域）もスパッタされる
割合が多くなり、その結果ターゲット１３は広い領域に
亘って均一に浸食（スパッタ）される。
従ってターゲット１３の使用効率が向上して経済的とな
る。
る。
更に、上記のような磁界５ａと磁界５ｂの重畳作用によ
って、ターゲット１３によって囲まれる空間のプラズマ
密度は全体的に増大するため、スパッタ効率も向上する
。
って、ターゲット１３によって囲まれる空間のプラズマ
密度は全体的に増大するため、スパッタ効率も向上する
。
また、ターゲット１３が磁性体の場合も、１８０゛に対
向するターゲット１３間に磁界５ｂが生じるので、高速
スパッタが可能である。
向するターゲット１３間に磁界５ｂが生じるので、高速
スパッタが可能である。
しかも、ターゲソ１−１３は基板２側に開いたすりばち
状をしているので、スパッタ粒子は基板２に向けて収束
され、平板状のターゲットに比べて付着効率も向上する
。
状をしているので、スパッタ粒子は基板２に向けて収束
され、平板状のターゲットに比べて付着効率も向上する
。
尚、ターゲット１３を２種以上の材質で構成して合金被
膜を形成するようにしても良く、その場合、磁極１４を
前述したように個別電源につながる電磁石で構成すると
、各電磁石による磁界の強さを独立して調整することが
できるので、合金被膜の組成をスパッタ中に任意に制御
することができる。
膜を形成するようにしても良く、その場合、磁極１４を
前述したように個別電源につながる電磁石で構成すると
、各電磁石による磁界の強さを独立して調整することが
できるので、合金被膜の組成をスパッタ中に任意に制御
することができる。
また、ターゲット１３と磁極１４とは相対的に回転させ
るようにしても良い。例えば第４図に示すように、モー
タ１１によってターゲット１３をその頂点を通る軸を中
心に回転させるようにしても、あるいは同様の関係で磁
極１４側を回転させるようにしても良い。そのようにす
ると、ターゲット１３のより広い領域に亘ってより均一
にスパッタさせることができるので、ターゲット１３の
使用効率、スパッタ効率が更に向上すると共に、基板２
に付着される薄膜の均一性も向上する。
るようにしても良い。例えば第４図に示すように、モー
タ１１によってターゲット１３をその頂点を通る軸を中
心に回転させるようにしても、あるいは同様の関係で磁
極１４側を回転させるようにしても良い。そのようにす
ると、ターゲット１３のより広い領域に亘ってより均一
にスパッタさせることができるので、ターゲット１３の
使用効率、スパッタ効率が更に向上すると共に、基板２
に付着される薄膜の均一性も向上する。
以上のようにこの発明によれば、ターゲットの使用効率
、スパッタ効率および付着効率が向上すると共に、磁性
体のターゲットの高速スバ・ツタも可能となる。
、スパッタ効率および付着効率が向上すると共に、磁性
体のターゲットの高速スバ・ツタも可能となる。
第１図は、この発明の一実施例に係るスパッタリング装
置を示す断面図である。第２図は、第１図のターゲット
部分を拡大して示す平面図である。 第３図は、第２図の線ｍ−ｍに沿う断面図である。 第４図は、この発明の他の実施例に係るスバ・ツタリン
グ装置のターゲット付近を示す断面図である。 第５図は、従来のマグネトロン放電を利用するスパッタ
リング装置を示す断面図である。 １・・・真空槽、２・・・基板、５ａ、５ｂ・・・磁界
、１０・・・ホルダー、１１・・・モータ、１３・・・
ターゲット、１３１・・・ターゲツト片、１４・。 ・磁極
置を示す断面図である。第２図は、第１図のターゲット
部分を拡大して示す平面図である。 第３図は、第２図の線ｍ−ｍに沿う断面図である。 第４図は、この発明の他の実施例に係るスバ・ツタリン
グ装置のターゲット付近を示す断面図である。 第５図は、従来のマグネトロン放電を利用するスパッタ
リング装置を示す断面図である。 １・・・真空槽、２・・・基板、５ａ、５ｂ・・・磁界
、１０・・・ホルダー、１１・・・モータ、１３・・・
ターゲット、１３１・・・ターゲツト片、１４・。 ・磁極
Claims (2)
- （１）マグネトロン放電を利用してターゲットをスパッ
タさせて基板に薄膜を付着させるスパッタリング装置に
おいて、ターゲットを基板側に開いたすりばち状のもの
とし、その外周面側に偶数個の磁極をターゲットを挟ん
で２個ずつが対向するように配置し、かつこれらの磁極
の極性が隣接する磁極間および対向する磁極間で互いに
反対になるようにしていることを特徴とするスパッタリ
ング装置。 - （２）前記ターゲットと前記磁極とを相対的に回転させ
るようにしている特許請求の範囲第１項記載のスパッタ
リング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15752785A JPS6217175A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | スパツタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15752785A JPS6217175A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | スパツタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6217175A true JPS6217175A (ja) | 1987-01-26 |
Family
ID=15651613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15752785A Pending JPS6217175A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | スパツタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6217175A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4956070A (en) * | 1988-04-20 | 1990-09-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Sputtering apparatus |
| JPH05287524A (ja) * | 1992-04-09 | 1993-11-02 | Anelva Corp | マグネトロンスパッタリング用ターゲット |
| EP0704878A1 (en) * | 1994-09-27 | 1996-04-03 | Applied Materials, Inc. | Uniform film thickness deposition of sputtered materials |
| FR2745010A1 (fr) * | 1996-02-20 | 1997-08-22 | Serole Michelle Paparone | Cible de pulverisation cathodique de forme tubulaire ou derivee, faite de plusieurs plaques longitudinales et sa methode de fabrication |
| US6042706A (en) * | 1997-01-14 | 2000-03-28 | Applied Materials, Inc. | Ionized PVD source to produce uniform low-particle deposition |
| JP2002088471A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-03-27 | Anelva Corp | スパッタ装置 |
| JP2005226153A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-08-25 | Anelva Corp | プラズマ支援スパッタ成膜装置 |
-
1985
- 1985-07-16 JP JP15752785A patent/JPS6217175A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4956070A (en) * | 1988-04-20 | 1990-09-11 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Sputtering apparatus |
| JPH05287524A (ja) * | 1992-04-09 | 1993-11-02 | Anelva Corp | マグネトロンスパッタリング用ターゲット |
| EP0704878A1 (en) * | 1994-09-27 | 1996-04-03 | Applied Materials, Inc. | Uniform film thickness deposition of sputtered materials |
| US5919345A (en) * | 1994-09-27 | 1999-07-06 | Applied Materials, Inc. | Uniform film thickness deposition of sputtered materials |
| FR2745010A1 (fr) * | 1996-02-20 | 1997-08-22 | Serole Michelle Paparone | Cible de pulverisation cathodique de forme tubulaire ou derivee, faite de plusieurs plaques longitudinales et sa methode de fabrication |
| US6042706A (en) * | 1997-01-14 | 2000-03-28 | Applied Materials, Inc. | Ionized PVD source to produce uniform low-particle deposition |
| JP2002088471A (ja) * | 2000-09-13 | 2002-03-27 | Anelva Corp | スパッタ装置 |
| US6461484B2 (en) * | 2000-09-13 | 2002-10-08 | Anelva Corporation | Sputtering device |
| JP2005226153A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-08-25 | Anelva Corp | プラズマ支援スパッタ成膜装置 |
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