WO2018167895A1 - スパッタリング装置 - Google Patents

スパッタリング装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018167895A1
WO2018167895A1 PCT/JP2017/010522 JP2017010522W WO2018167895A1 WO 2018167895 A1 WO2018167895 A1 WO 2018167895A1 JP 2017010522 W JP2017010522 W JP 2017010522W WO 2018167895 A1 WO2018167895 A1 WO 2018167895A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
sputtering apparatus
vacuum vessel
substrate
ground
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/010522
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一成 関谷
正治 田名部
忠 井上
浩 笹本
辰憲 佐藤
信昭 土屋
Original Assignee
キヤノンアネルバ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノンアネルバ株式会社 filed Critical キヤノンアネルバ株式会社
Priority to PCT/JP2017/010522 priority Critical patent/WO2018167895A1/ja
Publication of WO2018167895A1 publication Critical patent/WO2018167895A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering

Definitions

  • the present invention relates to a sputtering apparatus for forming an insulating film on a substrate.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-91861 describes a sputtering apparatus for forming an insulating film such as an oxide film or a nitride film on a substrate.
  • This sputtering apparatus includes a backing plate (hereinafter referred to as an electrode) on which a target is mounted, a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the electrode, and a stage that supports the substrate.
  • an impedance matching circuit is indispensable between the high-frequency power source and the electrode. Without the impedance matching circuit, the impedance condition for igniting the plasma and the impedance condition for maintaining the plasma and forming the insulating film on the substrate cannot be satisfied.
  • the impedance matching circuit usually has a capacitor arranged in series between the high-frequency power source and the electrode. This capacitor blocks a DC component between the high frequency power source and the electrode.
  • a blocking capacitor that blocks a direct current component may be disposed between the impedance matching circuit and the electrode.
  • the average voltage of the electrode is stabilized at a negative voltage called a self-bias voltage (ie, the electrode DC component of the voltage is not zero).
  • a self-bias voltage ie, the electrode DC component of the voltage is not zero.
  • a material (for example, copper) released from the electrode by sputtering can be taken into a film formed on the substrate, and the characteristics of the film can be deteriorated. That is, the material released from the electrode by sputtering can contaminate the film formed on the substrate.
  • the electrode is covered with a shield through an insulating film and the shield is grounded.
  • the outer periphery of the insulator target will be covered with the shield.
  • a portion of the insulator target in the vicinity of the shield is not sputtered, and a film is deposited on the portion, which may cause generation of particles.
  • the present invention provides an advantageous technique for reducing electrode sputtering in a sputtering apparatus for forming an insulating film.
  • One aspect of the present invention relates to a sputtering apparatus for forming an insulating film on a substrate, and the sputtering apparatus is disposed in the vacuum container, an electrode disposed in the vacuum container, to which an insulator target is attached, and the vacuum container.
  • a substrate holder that holds the substrate, a high-frequency power source that supplies a high-frequency voltage to the electrode, and a low-pass filter that connects the electrode and the ground.
  • the figure which shows the equivalent circuit of the sputtering device shown by FIG. The figure which shows the average electric potential in the path
  • FIG. 1 shows the configuration of a sputtering apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • the sputtering apparatus 1 is shown in an XYZ coordinate system in which the horizontal plane is the XY plane.
  • the sputtering apparatus 1 is configured to form an insulating film on the substrate 40.
  • the insulating film may be, for example, an oxide film such as a MgO film, a SiO 2 film, or an Al 2 O 3 film, or a nitride film such as a SiN film or an AlN film, but is not limited thereto.
  • the sputtering apparatus 1 includes a vacuum vessel 10, an electrode 20 (backing plate) that is disposed in the vacuum vessel 10 and to which the insulator target 30 is attached, a substrate holder 50 that holds the substrate 40 in the vacuum vessel 10, A high frequency power supply 60 for supplying a high frequency voltage to the electrode 20 is provided.
  • the frequency of the high frequency voltage supplied to the electrode 20 by the high frequency power supply 60 can be, for example, 2 MHz or more and 100 MHz or less.
  • the sputtering apparatus 1 includes a low-pass filter 70 that connects the electrode 20 and the ground.
  • the low-pass filter 70 may include an inductor connected in series between the electrode 20 and ground (earth).
  • the insulator target 30 can be fixed to the electrode 20 by the target holding unit 120.
  • the insulator target 30 can be attached to the electrode 20 such that a part 22 of the electrode 20 is exposed to the internal space of the vacuum vessel 10.
  • the part 22 of the electrode 20 can be, for example, a ring-shaped region.
  • the electrode 20 can be configured such that the entire surface of the insulator target 30 on the electrode 20 side contacts the electrode 20.
  • the electrode 20 is supported by the vacuum vessel 10 via the insulator 100 and is insulated from the vacuum vessel 10.
  • the vacuum vessel 10 can be connected to the ground.
  • the sputtering apparatus 1 includes a gas supply unit 110 that supplies gas (for example, Ar, Kr, or Xe gas) into the vacuum vessel 10 through a gas supply hole 112 provided in the vacuum vessel 10.
  • the gas supply hole 112 may be disposed at a height between the lower surface 12 of the upper wall 11 of the vacuum vessel 10 and the lower surface of the electrode 20, for example.
  • the gas supply hole 112 may be disposed at a height between the lower surface 12 of the upper wall 11 of the vacuum vessel 10 and the upper surface 14 of the lower wall 13 of the vacuum vessel 10.
  • the gas supply hole 112 may be disposed at a height between the lower surface of the electrode 20 and the upper surface 14 of the lower wall 13 of the vacuum vessel 10.
  • the sputtering apparatus 1 includes an exhaust mechanism that exhausts the internal space of the vacuum vessel 10.
  • the sputtering apparatus 1 can include an impedance matching circuit 80 disposed in an electrical path between the high frequency power supply 60 and the electrode 20.
  • the sputtering apparatus 1 can include a blocking capacitor 90 disposed in an electrical path between the impedance matching circuit 80 and the electrode 20.
  • the impedance matching circuit 80 is a circuit for matching the impedance on the high frequency power supply 60 side and the impedance on the electrode 20 side (load side). For example, when the plasma is ignited, the impedance matching circuit 80 is adjusted so as to satisfy the impedance condition therefor, and when the plasma is maintained and an insulating film is formed on the substrate 40, the impedance matching circuit 80 is adapted so as to satisfy the impedance condition therefor. Adjusted to Although the blocking capacitor 90 is not necessarily required, the blocking capacitor 90 blocks a direct current component between the high frequency power supply 60 and the electrode 20.
  • the sputtering apparatus 1 may further include a magnet 130 for magnetron discharge above the electrode 20.
  • Plasma P is generated in the internal space of the vacuum vessel 10.
  • the substrate holder 50 may be connected to the ground directly or via an impedance, may be floated, may be supplied with a high-frequency voltage, may be supplied with a DC voltage, or may be supplied with a high-frequency voltage. And a DC voltage may be supplied.
  • FIG. 2 shows an equivalent circuit of the sputtering apparatus 1.
  • a dotted line indicates a path through which electrons in the plasma P formed in the internal space of the vacuum vessel 10 enter the electrode 20.
  • the impedance matching circuit 80 can include, for example, variable capacitors 81 and 82 and an inductor 83.
  • Variable capacitor 82 and inductor 83 are connected in series between high frequency power supply 60 and blocking capacitor 90 (or electrode 20), and variable capacitor 81 connects a connection node between high frequency power supply 60 and variable capacitor 82 and the ground. Are arranged to be.
  • FIG. 3 shows the average potential in the path from the electrode 20 through the plasma P to the vacuum vessel 10 (ground). Since the electrode 20 is connected to the ground via the low-pass filter 70, the average potential is maintained at 0V. Therefore, the potential difference between the electrode 20 and the plasma P is kept small. Therefore, sputtering of the electrode 20 is reduced. Therefore, the possibility that the material of the electrode 20 is taken into the film formed on the substrate 40 is reduced. A negative self-bias voltage appears on the surface of the insulator target 30. Thus, positive ions in the plasma P collide with the surface of the insulator target 30 and sputtering occurs. An insulating film is formed on the substrate 40 by the insulator released from the surface of the insulator target 30 by sputtering.
  • the impedance of the low-pass filter 70 between the electrode 20 and the ground can have, for example, a resistance component of 100 ⁇ or less and a reactance component of 1 ⁇ or more.
  • the resistance component By setting the resistance component to 100 ⁇ or less, the average potential (self-bias voltage) of the electrode 20 can be sufficiently brought close to the potential of the ground (0 V). If the resistance component is large, electrons entering the electrode 20 are difficult to flow to the ground via the low-pass filter 70, so that the average potential of the electrode 20 cannot be sufficiently close to the ground potential. Can be sputtered.
  • the reactance component inductance component
  • a dischargeable high-frequency voltage is not applied to the electrode 20, and plasma is hardly generated.
  • FIG. 4 shows an equivalent circuit of the sputtering apparatus of the comparative example.
  • the sputtering apparatus of the comparative example has a configuration in which the low-pass filter 70 is removed from the above-described sputtering apparatus 1.
  • FIG. 5 shows an average potential in a path from the electrode 20 to the vacuum vessel 10 (ground) via the plasma P in the comparative example.
  • the electrode 20 since the electrode 20 is in a floating state with respect to the DC component, a negative self-bias voltage appears on the electrode 20. Thereby, as shown in FIG. 5, a large potential difference is generated between the electrode 20 and the plasma P. Due to this potential difference, positive ions in the plasma P collide with the surface of the electrode 20 to cause sputtering.
  • the material released from the electrode 20 by sputtering can be taken into the insulating film formed on the substrate 40.
  • the impedance of the low-pass filter 70 between the electrode 20 and the ground preferably has a resistance component of 100 ⁇ or less and a reactance component (inductance component) of 1 ⁇ or more.
  • an inductor of 1.0 ⁇ H (reactance at a frequency of 13.56 MHz of the high frequency voltage generated by the high frequency power supply 60 is 85 ⁇ ) is connected between the electrode 20 and the ground, and the impedance between the electrode 20 and the ground.
  • Z 0.1 + j85 ⁇ .
  • An MgO target was used as the insulator target 30, and a silicon substrate was used as the substrate 40.
  • the electrode 20 was made of Cu.
  • the internal space of the vacuum vessel 10 was exhausted to 10-5 Pa or less by an exhaust mechanism.
  • the magnet 130 was rotated, and argon gas was supplied into the vacuum vessel 10 by the gas supply unit 110, and the pressure in the vacuum vessel 10 was set to 0.3 Pa.
  • high frequency power was output from the high frequency power supply 60 at 13.56 MHz and 400 W. Thereby, plasma P was generated in the vacuum vessel 10.
  • the impedance matching circuit 80 was adjusted so that the high frequency power was efficiently supplied to the plasma P.
  • the surface of the insulator target 30 was charged to a negative self-bias voltage, sputtered by argon ions, and an insulating film was formed on the substrate 40 by the insulator released from the insulator target 30.
  • FIG. 6 shows the result of comparison of the amount of Cu atoms with respect to Mg atoms when an MgO film is formed on the substrate 40 as an insulating film.
  • “No low-pass filter” indicates Cu / Mg when an insulating film is formed by a comparative example that does not have the low-pass filter 70.
  • “With low-pass filter” indicates Cu / Mg when an insulating film is formed by the sputtering apparatus 1 of the embodiment of the present invention having the low-pass filter 70. It was confirmed that the insulating film formed using the sputtering apparatus 1 according to the embodiment of the present invention has less Cu (electrode-derived impurities) than the insulating film formed using the comparative example. This shows that sputtering of the electrode 20 is less in the sputtering apparatus 1 of the embodiment of the present invention than in the comparative example.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

スパッタリング装置は、基板に絶縁膜を形成するように構成され、真空容器と、前記真空容器の中に配置され、絶縁物ターゲットが取り付けられる電極と、前記真空容器の中において前記基板を保持する基板ホルダと、前記電極に高周波電圧を供給する高周波電源と、前記電極とグランドとを接続する低域通過フィルタとを備える。

Description

スパッタリング装置
　本発明は、基板の上に絶縁膜を形成するためのスパッタリング装置に関する。
　特開２０１４－９１８６１号公報には、基板の上に酸化物膜または窒化物膜等の絶縁膜を形成するスパッタリング装置が記載されている。このスパッタリング装置は、ターゲットが装着されるバッキングプレート（以下、電極）と、電極に高周波電力を供給する高周波電源と、基板を支持するステージとを有する。特開２０１４－９１８６１号公報には、明示されていないが、高周波電源と電極との間にはインピーダンス整合回路が不可欠である。インピーダンス整合回路がないと、プラズマを着火するためのインピーダンス条件、および、プラズマを維持し基板に絶縁膜を形成するためのインピーダンス条件を満たすことができない。インピーダンス整合回路は、通常、高周波電源と電極との間に直列に配置されたキャパシタを有する。このキャパシタは、高周波電源と電極との間で直流成分を遮断する。また、インピーダンス整合回路と電極との間には、直流成分を遮断するブロッキングキャパシタが配置されることもある。高周波電源から電極に対して高周波電圧を供給することによって、ターゲットと基板との間にプラズマが生成される。
　高周波電源と電極との間に直列に配置されたキャパシタが存在する構成では、電極がプラズマに曝されると、電極の平均電圧は、セルフバイアス電圧と呼ばれる負の電圧で安定する（即ち、電極の電圧の直流成分が０にならない）。これは、質量が小さい電子は高周波電界に追従して運動して、電極の電圧が正であるときに電極に多量に流れ込む一方で、質量が大きい正イオンは高周波電界に追従できず、電極の電圧が負になっても少量しか電極に流れ込まないことに起因する。電極にセルフバイアス電圧（負の電圧）が発生すると、電極に正イオンが衝突して電極材料のスパッタリングが起こる。また、スパッタリングによって電極から放出された材料（例えば、銅）は、基板に形成される膜に取り込まれて、膜の特性を低下させうる。つまり、スパッタリングによって電極から放出された材料は、基板の上に形成される膜を汚染しうる。
　一方、電極に絶縁物ターゲットが取り付けられている場合、絶縁物ターゲットの表面から電極への電荷の移動は起こらないので、絶縁物ターゲットの表面には、負のセルフバイアス電圧が発生する。これにより、絶縁物ターゲットに正イオンが衝突してスパッタリングが起こりこのスパッタリングによって絶縁物ターゲットから放出された絶縁物材料が基板の上に膜を形成する。このことより、電極の表面を絶縁膜で被覆したとしても、その絶縁膜もスパッタリングされうることが理解されるであろう。
　また、絶縁膜を介して電極をシールドで覆い、シールドを接地することも考えられるが、この場合、シールドで絶縁物ターゲットの外周部分まで覆うことになるであろう。このような構成では、絶縁物ターゲットのうちシールドの近傍の部分はスパッタリングされず、その部分には膜が堆積してパーティクルの発生原因になりうる。
　本発明は、絶縁膜を形成するスパッタリング装置における電極のスパッタリングを低減するために有利な技術を提供する。
　本発明の１つの側面は、基板に絶縁膜を形成するスパッタリング装置に係り、前記スパッタリング装置は、真空容器と、前記真空容器の中に配置され、絶縁物ターゲットが取り付けられる電極と、前記真空容器の中において前記基板を保持する基板ホルダと、前記電極に高周波電圧を供給する高周波電源と、前記電極とグランドとを接続する低域通過フィルタとを備える。
本発明の一実施形態のスパッタリング装置の構成を示す図。 図１に示されたスパッタリング装置の等価回路を示す図。 図１に示されたスパッタリング装置において電極からプラズマを介して真空容器（グランド）に至る経路における平均電位を示す図。 比較例のスパッタリング装置の等価回路を示す図。 比較例において電極からプラズマを介して真空容器（グランド）に至る経路における平均電位を示す図。 電極の材料による絶縁膜の汚染を示す図。
　以下、添付図面を参照しながら本発明のスパッタリング装置をその例示的な実施形態を通して説明する。
　図１には、本発明の一実施形態のスパッタリング装置１の構成が示されている。図１では、水平面をＸＹ面とするＸＹＺ座標系においてスパッタリング装置１が示されている。スパッタリング装置１は、基板４０の上に絶縁膜を形成するように構成されている。絶縁膜は、例えば、ＭｇＯ膜、ＳｉＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３膜等の酸化物膜、または、ＳｉＮ膜、ＡｌＮ膜等の窒化物膜でありうるが、これらに制限されるものではない。
　スパッタリング装置１は、真空容器１０と、真空容器１０の中に配置され、絶縁物ターゲット３０が取り付けられる電極２０（バッキングプレート）と、真空容器１０の中において基板４０を保持する基板ホルダ５０と、電極２０に高周波電圧を供給する高周波電源６０とを備えている。高周波電源６０が電極２０に供給する高周波電圧の周波数は、例えば、２ＭＨｚ以上かつ１００ＭＨｚ以下でありうる。また、スパッタリング装置１は、電極２０とグランドとを接続する低域通過フィルタ７０を備えている。低域通過フィルタ７０は、電極２０とグランド（アース）との間に直列に接続されたインダクタを含みうる。
　絶縁物ターゲット３０は、ターゲット保持部１２０によって電極２０に固定されうる。絶縁物ターゲット３０は、電極２０の一部２２が真空容器１０の内部空間に露出するように電極２０に取り付けられうる。電極２０の一部２２は、例えば、リング状の領域でありうる。電極２０は、絶縁物ターゲット３０における電極２０の側の面の全体が電極２０に接触するように構成されうる。電極２０は、例えば、絶縁体１００を介して真空容器１０によって支持され、真空容器１０から絶縁されている。真空容器１０は、グランドに接続されうる。
　スパッタリング装置１は、真空容器１０に設けられたガス供給孔１１２を通して真空容器１０の中にガス（例えば、Ａｒ、ＫｒまたはＸｅガス）を供給するガス供給部１１０を備えている。ガス供給孔１１２は、例えば、真空容器１０の上部壁１１の下面１２と電極２０の下面との間の高さに配置されうる。あるいは、ガス供給孔１１２は、真空容器１０の上部壁１１の下面１２と真空容器１０の下部壁１３の上面１４との間の高さに配置されうる。あるいは、ガス供給孔１１２は、電極２０の下面と真空容器１０の下部壁１３の上面１４との間の高さに配置されうる。その他、図示されていないが、スパッタリング装置１は、真空容器１０の内部空間を排気する排気機構を備えている。
　スパッタリング装置１は、高周波電源６０と電極２０との間の電気経路に配置されたインピーダンス整合回路８０を備えうる。また、スパッタリング装置１は、インピーダンス整合回路８０と電極２０との間の電気経路に配置されたブロッキングキャパシタ９０を備えうる。インピーダンス整合回路８０は、高周波電源６０側のインピーダンスと電極２０側（負荷側）のインピーダンスとを整合させるための回路である。インピーダンス整合回路８０は、例えば、プラズマを着火する時は、そのためのインピーダンス条件を満たすように調整され、また、プラズマを維持し基板４０に絶縁膜を形成する時は、そのためのインピーダンス条件を満たすように調整される。ブロッキングキャパシタ９０は、必ずしも必要ではないが、ブロッキングキャパシタ９０は、高周波電源６０と電極２０との間で直流成分を遮断する。
　スパッタリング装置１は、更に、マグネトロン放電のための磁石１３０を電極２０の上方に備えうる。真空容器１０の内部空間には、プラズマＰが生成される。基板ホルダ５０は、直接またはインピーダンスを介してグランドに接続されてもよいし、フローティングにされてもよいし、高周波電圧が供給されてもよいし、直流電圧が供給されてもよいし、高周波電圧および直流電圧が供給されてもよい。
　図２には、スパッタリング装置１の等価回路が示されている。図２において、点線は、真空容器１０の内部空間に形成されるプラズマＰの中の電子が電極２０に入り込む経路を示している。インピーダンス整合回路８０は、例えば、可変キャパシタ８１、８２と、インダクタ８３とを含んで構成されうる。可変キャパシタ８２およびインダクタ８３は、高周波電源６０とブロッキングキャパシタ９０（あるいは電極２０）との間に直列に接続され、可変キャパシタ８１は、高周波電源６０と可変キャパシタ８２との接続ノードとグランドとを接続するように配置されている。
　図３には、電極２０からプラズマＰを介して真空容器１０（グランド）に至る経路における平均電位が示されている。電極２０は、低域通過フィルタ７０を介してグランドに接続されているので、平均電位が０Ｖに維持される。よって、電極２０とプラズマＰとの間の電位差が小さく維持される。したがって、電極２０のスパッタリングが低減される。よって、電極２０の材料が基板４０の上に形成される膜に取り込まれる可能性が低減される。絶縁物ターゲット３０の表面には、負のセルフバイアス電圧が現れる。これにより、プラズマＰ中の正イオンが絶縁物ターゲット３０の表面に衝突しスパッタリングが起こる。スパッタリングによって絶縁物ターゲット３０の表面から放出された絶縁物によって、基板４０の上に絶縁膜が形成される。
　電極２０とグランドとの間における低域通過フィルタ７０のインピーダンスは、例えば、１００Ω以下の抵抗成分と、１Ω以上のリアクタンス成分とを有しうる。抵抗成分を１００Ω以下とすることで、電極２０の平均電位（セルフバイアス電圧）を十分にグランド（０Ｖ）の電位に近づけることができる。抵抗成分が大きいと、電極２０に入った電子が低域通過フィルタ７０を介してアースに流れ難くなるので、電極２０の平均電位がグランドの電位に十分に近づけることができず、そのために電極２０がスパッタリングされうる。リアクタンス成分（インダクタンス成分）が１Ω以下であると、放電可能な高周波電圧が電極２０に印加されず、プラズマが生成され難い。
　図４には、比較例のスパッタリング装置の等価回路が示されている。比較例のスパッタリング装置は、前述のスパッタリング装置１から低域通過フィルタ７０を取り除いた構成を有する。図５には、比較例において電極２０からプラズマＰを介して真空容器１０（グランド）に至る経路における平均電位が示されている。比較例では、電極２０は、直流成分に関してフローティング状態であるので、電極２０には、負のセルフバイアス電圧が現れる。これにより、図５に示されるように、電極２０とプラズマＰとの間に大きな電位差が生じる。この電位差によってプラズマＰ中の正イオンが電極２０の表面に衝突しスパッタリングが起こる。スパッタリングによって電極２０から放出された材料は、基板４０の上に形成される絶縁膜に取り込まれうる。
　以下、本発明の実施例を説明する。前述のように、電極２０とグランドとの間における低域通過フィルタ７０のインピーダンスは、１００Ω以下の抵抗成分と、１Ω以上のリアクタンス成分（インダクタンス成分）とを有することが好ましい。実施例では、１．０μＨ（高周波電源６０が発生する高周波電圧の周波数１３．５６ＭＨｚにおけるリアクタンスで８５Ω）のインダクタンタを電極２０とグランドとの間に接続し、電極２０とグランドとの間のインピーダンスがＺ＝０．１＋ｊ８５Ωとなるようにした。絶縁物ターゲット３０としてＭｇＯターゲットを使い、基板４０としてシリコン基板を使った。また、電極２０をＣｕで構成した。
　真空容器１０の内部空間を排気機構によって１０－５Ｐａ以下まで排気した。磁石１３０を回転させ、ガス供給部１１０によってアルゴンガスを真空容器１０の中に供給し、真空容器１０内の圧力を０．３Ｐａにした。次いで、高周波電源６０から高周波電力を１３．５６ＭＨｚ、４００Ｗで出力した。これにより、真空容器１０の中にプラズマＰが生成された。
　次いで、プラズマＰに効率よく高周波電力が供給されるようにインピーダンス整合回路８０を調整した。絶縁物ターゲット３０の表面が負のセルフバイアス電圧に帯電し、アルゴンイオンによってスパッタリングされ、絶縁物ターゲット３０から放出された絶縁物によって基板４０の上に絶縁膜が形成された。
　図６は、基板４０の上に絶縁膜としてＭｇＯ膜を形成した場合においてＭｇ原子に対するＣｕ原子の量を比較した結果である。「低域通過フィルタなし」は、低域通過フィルタ７０を有しない比較例によって絶縁膜を形成した場合のＣｕ／Ｍｇを示している。「低域通過フィルタあり」は、低域通過フィルタ７０を有する本発明の実施形態のスパッタリング装置１によって絶縁膜を形成した場合のＣｕ／Ｍｇを示している。本発明の実施形態のスパッタリング装置１を用いて形成された絶縁膜は、比較例を用いて形成された絶縁膜に比べて、Ｃｕ（電極由来の不純物）が少ないことが確認された。これは、本発明の実施形態のスパッタリング装置１は、比較例に比べて、電極２０のスパッタリングが少ないことを示している。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

Claims (12)

  1. 　基板に絶縁膜を形成するスパッタリング装置であって、
    　真空容器と、
    　前記真空容器の中に配置され、絶縁物ターゲットが取り付けられる電極と、
    　前記真空容器の中において前記基板を保持する基板ホルダと、
    　前記電極に高周波電圧を供給する高周波電源と、
    　前記電極とグランドとを接続する低域通過フィルタと、
    　を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
  2. 　前記絶縁物ターゲットは、前記電極の一部が前記真空容器の内部空間に露出するように前記電極に取り付けられる、
    　ことを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
  3. 　前記電極の前記一部は、リング状の領域である、
    　ことを特徴とする請求項２に記載のスパッタリング装置。
  4. 　前記電極は、前記絶縁物ターゲットにおける前記電極の側の面の全体が前記電極に接触するように構成されている、
    　ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
  5. 　前記電極は、絶縁体を介して前記真空容器によって支持されている、
    　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
  6. 　前記真空容器に設けられたガス供給孔を通して前記真空容器の中にガスを供給するガス供給部を更に備える、
    　ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
  7. 　前記ガス供給孔は、前記真空容器の上部壁の下面と前記電極の下面との間の高さに配置されている、
    　ことを特徴とする請求項６に記載のスパッタリング装置。
  8. 　前記低域通過フィルタは、前記電極と前記グランドとの間に直列に接続されたインダクタを含む、
    　ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
  9. 　前記電極と前記グランドとの間における前記低域通過フィルタのインピーダンスは、１００Ω以下の抵抗成分と、１Ω以上のリアクタンス成分とを有する、
    　ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
  10. 　前記高周波電源が前記電極に供給する高周波電圧の周波数は、２ＭＨｚ以上かつ１００ＭＨｚ以下である、
    　ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
  11. 　前記高周波電源と前記電極との間の電気経路に配置されたインピーダンス整合回路を更に備える、
    　ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
  12. 　前記インピーダンス整合回路と前記電極との間の電気経路に配置されたブロッキングキャパシタを更に備える、
    　ことを特徴とする請求項１１に記載のスパッタリング装置。
PCT/JP2017/010522 2017-03-15 2017-03-15 スパッタリング装置 WO2018167895A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/010522 WO2018167895A1 (ja) 2017-03-15 2017-03-15 スパッタリング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2017/010522 WO2018167895A1 (ja) 2017-03-15 2017-03-15 スパッタリング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018167895A1 true WO2018167895A1 (ja) 2018-09-20

Family

ID=63521857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/010522 WO2018167895A1 (ja) 2017-03-15 2017-03-15 スパッタリング装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018167895A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03197304A (ja) * 1989-12-26 1991-08-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 酸化物超電導薄膜の作製方法
JP2002249874A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 高周波スパッタリング装置及び高周波スパッタリング方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03197304A (ja) * 1989-12-26 1991-08-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 酸化物超電導薄膜の作製方法
JP2002249874A (ja) * 2001-02-23 2002-09-06 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 高周波スパッタリング装置及び高周波スパッタリング方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8513563B2 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP4597661B2 (ja) プラズマ処理チェンバー
KR100926380B1 (ko) 플라즈마 처리 장치 및 플라즈마 처리 방법
JP4334621B2 (ja) ウエハ支持装置
JP4838736B2 (ja) プラズマ処理装置
US20120097104A1 (en) Rf impedance matching network with secondary dc input
US20120145186A1 (en) Plasma processing apparatus
JP2000331993A (ja) プラズマ処理装置
JP2006210726A (ja) プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置
JP4976132B2 (ja) 金属のイオン物理蒸着におけるスパッタリングソース
SG189129A1 (en) Plasma processing apparatus
US20200126763A1 (en) Plasma processing apparatus
US8834685B2 (en) Sputtering apparatus and sputtering method
KR20090016610A (ko) 용량 결합형 자기 중성선 플라즈마 스퍼터장치
TWI835163B (zh) 用於基板處理的脈衝電壓增壓
GB2191787A (en) Process and arrangement for sputtering a material by means of high frequency
US20110048927A1 (en) Sputtering apparatus and sputtering method
TW202312218A (zh) 具有離子能量控制的電漿激發
JP2015053384A (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
WO2018167895A1 (ja) スパッタリング装置
JPH1064883A (ja) プラズマ装置
TW200522123A (en) Electron flood apparatus and ion implantation system
JP2007291426A (ja) 同軸型真空アーク蒸着源及びこれを用いた蒸着装置
CN109712859B (zh) 一种腔室
US20080110752A1 (en) System and method for high-energy sputtering using return conductors

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17900859

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17900859

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP