JP2001226768A - Sputtering system - Google Patents

Sputtering system

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JP2001226768A
JP2001226768A JP2000036070A JP2000036070A JP2001226768A JP 2001226768 A JP2001226768 A JP 2001226768A JP 2000036070 A JP2000036070 A JP 2000036070A JP 2000036070 A JP2000036070 A JP 2000036070A JP 2001226768 A JP2001226768 A JP 2001226768A
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Japan
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target
gas
film
substrate
sputtering apparatus
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JP2000036070A
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Japanese (ja)
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Yoshiji Fukuchi
祥次 福地
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Sony Disc Technology Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sputtering system by which uniform sputtering can be applied to the surface of a wafer to be subjected to film deposition by uniformizing the distribution of gas for electric discharge supplied between a target and the wafer and capable of carrying out film deposition of uniform film thickness. SOLUTION: In a sputtering system 1A, the whole surface of a target Ta is provided with a plurality of gas-feeding holes 54 penetrating in the thickness direction of the target. A gas-distributing channel 53 is formed in the bottom of a target-cooling disc 6111 constituting a cathode part 6110, and the above target Ta is attached to the bottom of this channel. Gas for electric discharge is supplied in a state of uniform gas concentration distribution from the gas- distributing channel 53 and the gas-feeding holes 54 of the target Ta to the region between the target Ta and a wafer W to be subjected to film deposition and is formed into plasma, by which a thin film of uniform film thickness can be deposited on the surface of the wafer W.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング装
置に関し、特に被成膜基板の表面にほぼ均一な膜厚の薄
膜をスパッタリングにより成膜することができるスパッ
タリング装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus, and more particularly to a sputtering apparatus capable of forming a thin film having a substantially uniform thickness on a surface of a substrate on which a film is to be formed by sputtering.

【0002】[0002]

【従来の技術】先ず、従来技術のスパッタリング装置を
図4乃至図6を参照しながら説明する。図4は従来の一
般的な放電用ガス供給装置を備えたスパッタリング装置
の構成断面図、図5は図4に示したスパッタリング装置
に組み込まれているプラズマ生成装置の構成断面図、そ
して図6は他の放電用ガス供給装置を備えたスパッタリ
ング装置の構成断面図である。
2. Description of the Related Art First, a conventional sputtering apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view of the structure of a conventional sputtering apparatus provided with a general discharge gas supply apparatus, FIG. 5 is a cross-sectional view of the structure of a plasma generator incorporated in the sputtering apparatus shown in FIG. 4, and FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of a configuration of a sputtering apparatus provided with another discharge gas supply device.

【0003】図4及び図5に示したスパッタリング装置
は、所謂、マグネトロンスパッタリング装置であって、
以下、このマグネトロンスパッタリング装置を用いて従
来の一般的な放電用ガス供給装置を備えたスパッタリン
グ装置を説明する。ここに示されたスパッタリング装置
1Bは、真空槽2と、この真空槽2内にプラズマを生成
するための放電用ガスを供給するガス供給装置3と、前
記真空槽2内に配設され、被成膜基板Wを載置できる支
持台4120と、成膜材料からなり、前記支持台412
0上に載置された前記被成膜基板Wに対して所定の間隔
を開けて平行に配設された、被成膜基板Wの外径寸法よ
りも大きい直径の平板状のターゲットTと、前記真空槽
2内の前記ターゲットTと前記支持台4120との間で
プラズマを生成させるプラズマ生成装置4などとから構
成されている。
The sputtering apparatus shown in FIGS. 4 and 5 is a so-called magnetron sputtering apparatus.
Hereinafter, a sputtering apparatus provided with a conventional general discharge gas supply apparatus using this magnetron sputtering apparatus will be described. The sputtering apparatus 1B shown here is provided with a vacuum chamber 2, a gas supply apparatus 3 for supplying a discharge gas for generating plasma in the vacuum chamber 2, and a gas supply apparatus 3 provided in the vacuum chamber 2. A support base 4120 on which the film formation substrate W can be mounted, and a support base 412 made of a film forming material;
A flat plate-shaped target T having a diameter larger than the outer diameter of the film-forming substrate W, disposed in parallel with a predetermined interval with respect to the film-forming substrate W mounted on the substrate 0; The plasma generating apparatus 4 is configured to generate plasma between the target T and the support 4120 in the vacuum chamber 2.

【0004】前記真空槽2は円筒状に構成されており、
その上方は開口21しており、その底面の周辺の一部分
に排気口22が、側壁面にはガス導入口23が形成され
ていて、前記開口21には後記するターゲットTなどプ
ラズマ生成装置4の陰極を構成する部材が装着される。
また、前記排気口22には真空ポンプ(不図示)が、そし
て前記ガス導入口23にはガス供給装置3が接続されて
いる。
The vacuum chamber 2 is formed in a cylindrical shape.
An opening 21 is formed on the upper side, an exhaust port 22 is formed in a part of the periphery of the bottom surface, and a gas inlet 23 is formed on the side wall surface. A member constituting the cathode is mounted.
The exhaust port 22 is connected to a vacuum pump (not shown), and the gas inlet 23 is connected to the gas supply device 3.

【0005】そのガス供給装置3は不図示の、例えば、
Ar、Ar、Xeなどのイオン化率の高い放電用ガス源
に接続されるガス供給パイプ31と、このガス供給パイ
プ31の中間部に装着されているガス流量調節弁32と
から構成されており、そのガス供給パイプ31は前記真
空槽2のガス導入口23から真空槽2内の後記する防着
板4114の外周面を取り巻くように配管されており、
その先端部のガス供給口3110が前記ターゲット冷却
盤4111の下面に装着されたターゲットTと前記支持
台4120の上面に載置、固定された被成膜基板Wとの
中間部に臨んで配設されていて、それらの間に放電用ガ
スが供給されるように構成されている。また、ガス流量
調節弁32の開口度合を調節することにより前記真空槽
2への放電用ガスの流量を調節できるように構成されて
いる。
The gas supply device 3 is not shown, for example,
A gas supply pipe 31 connected to a discharge gas source having a high ionization rate such as Ar, Ar, and Xe; and a gas flow control valve 32 mounted at an intermediate portion of the gas supply pipe 31. The gas supply pipe 31 is piped from the gas inlet 23 of the vacuum chamber 2 to surround an outer peripheral surface of a later-described anti-adhesion plate 4114 in the vacuum chamber 2,
A gas supply port 3110 at the tip thereof is disposed facing an intermediate portion between the target T mounted on the lower surface of the target cooling board 4111 and the upper surface of the support base 4120 and the fixed substrate W to be formed. And a discharge gas is supplied between them. In addition, by adjusting the degree of opening of the gas flow control valve 32, the flow rate of the discharge gas to the vacuum chamber 2 can be adjusted.

【0006】前記プラズマ生成装置4は、電界発生装置
41と磁界発生装置42とから構成されていて、電界発
生装置41は、更に、前記真空槽2の開口21を封鎖す
る構造で構成されている陰極部4110とグランド電位
にある前記支持台4120と直流電源4130とから構
成されいる。そして更にまた、陰極部4110は前記開
口21の口径よりやや大きい外径寸法の中空円盤状のタ
ーゲット冷却盤4111とこの上面の中心に接続されて
いる冷却水供給パイプ兼電極4112とから構成されて
いて、ターゲット冷却盤4111の下面にはターゲット
Tが装着、固定できる構造で構成されている。そして不
図示の冷却水源からの冷却水が前記冷却水供給パイプ兼
電極4112からターゲット冷却盤4111の内部に一
定の流量で流され、スパッタリング時にイオンの運動エ
ネルギーを受けて温度上昇するターゲットTを、常時、
冷却できるように構成されている。
[0006] The plasma generating device 4 is composed of an electric field generating device 41 and a magnetic field generating device 42. The electric field generating device 41 is further configured to close the opening 21 of the vacuum chamber 2. It comprises a cathode section 4110, the support 4120 at a ground potential, and a DC power supply 4130. Further, the cathode portion 4110 includes a target cooling plate 4111 in the form of a hollow disk having an outer diameter slightly larger than the diameter of the opening 21 and a cooling water supply pipe / electrode 4112 connected to the center of the upper surface. The target cooling plate 4111 has a structure in which the target T can be mounted and fixed on the lower surface thereof. Then, a cooling water from a cooling water source (not shown) is flowed at a constant flow rate from the cooling water supply pipe / electrode 4112 into the target cooling board 4111, and the target T, which receives the kinetic energy of ions during sputtering and rises in temperature, At all times
It is configured to be able to cool.

【0007】前記真空槽2の内部の底面には前記支持台
4120が固定されていて、この上面にデジタルビデオ
ディスク、半導体ウエハなどの被成膜基板Wが載置、固
定される。この支持台4120は電気良導体で構成され
ており、そして前記真空槽2に電気的に接続されてい
る。
The support table 4120 is fixed to the bottom inside the vacuum chamber 2, and a substrate W such as a digital video disk or a semiconductor wafer is placed and fixed on the support 4120. The support 4120 is made of a good electric conductor, and is electrically connected to the vacuum chamber 2.

【0008】前記の冷却水供給パイプ兼電極4112に
は、直流電源4130のマイナス電極が接続されてい
て、その直流電源4130から高電圧、例えば、400
V〜500V程度の電圧がターゲット冷却盤4111に
印加されており、一方、前記支持台4120は前記真空
槽2を介してグランド電位に接続されている。
A negative electrode of a DC power supply 4130 is connected to the cooling water supply pipe / electrode 4112, and a high voltage, for example, 400
A voltage of about V to 500 V is applied to the target cooling board 4111, while the support 4120 is connected to the ground potential via the vacuum chamber 2.

【0009】従って、図5に示したように、ターゲット
冷却盤4111と支持台4120との間に前記電圧を印
加することにより陰極であるターゲット冷却盤4111
から電子が発生し、電界が生成される。
Therefore, as shown in FIG. 5, by applying the voltage between the target cooling platen 4111 and the support 4120, the target cooling platen 4111 serving as a cathode is applied.
Generates electrons, and an electric field is generated.

【0010】また、前記磁界発生装置42は、ターゲッ
ト冷却盤4111の上面に、前記冷却水供給パイプ兼電
極4112を中心にして二重環状で形成されたS極の磁
石4210とN極の磁石4220とから構成されてい
て、図5に示したように、前記電界発生装置41により
発生した電界に交差する状態で磁場を発生させ、前記タ
ーゲット冷却盤4111から前記支持台4120の方に
向かって生じる電子を拘束し、トロコイド運動を行わせ
る。この電子の動きによって放電用ガスのイオン化が促
進され、イオン化率は著しく高くなる。
The magnetic field generator 42 is provided on the upper surface of the target cooling board 4111 with an S-pole magnet 4210 and an N-pole magnet 4220 formed in a double ring around the cooling water supply pipe / electrode 4112. As shown in FIG. 5, a magnetic field is generated in a state intersecting the electric field generated by the electric field generator 41, and is generated from the target cooling board 4111 toward the support table 4120. The electron is restrained and trochoidal motion is performed. The movement of the electrons promotes ionization of the discharge gas, and the ionization rate is significantly increased.

【0011】なお、前記スパッタリング装置1Bにおい
て、符号4113はシールド板であって、ターゲットT
の周辺を十分に取り囲むように、前記開口21内2のタ
ーゲット冷却盤4111の下面外周部取り付けられてい
て、陰極部4110と真空槽2内の零電位の部位との間
での放電を防止するものである。また、このシールド板
の口径より若干小さい口径の、そして被成膜基板Wの表
面以外の部分を覆う防着板4114が真空槽2内に取り
付けられており、被成膜基板W以外に膜が付着するのを
防止する機能を果たす部材である。
In the sputtering apparatus 1B, reference numeral 4113 denotes a shield plate,
Is mounted around the lower surface of the target cooling plate 4111 in the opening 21 so as to sufficiently surround the periphery of the opening 21 to prevent discharge between the cathode portion 4110 and a zero potential portion in the vacuum chamber 2. Things. In addition, a deposition-preventing plate 4114 having a diameter slightly smaller than the diameter of the shield plate and covering a portion other than the surface of the film-forming substrate W is mounted in the vacuum chamber 2. It is a member that has a function of preventing adhesion.

【0012】次に、前記のように構成されたスパッタリ
ング装置1Bの成膜動作を説明する。先ず、前記支持台
4120の上面に成膜しようとする被成膜基板Wを載
置、固定し、前記ターゲット冷却盤4111の下面にタ
ーゲットTを装着、固定して真空槽2の開口21を封鎖
し、真空槽2内を真空ポンプで真空にする。そして、タ
ーゲット冷却盤4111と支持台4120との間にマイ
ナスの直流高電圧を印加して、前記のように両者間に電
界と磁界とを発生させた状態でガス供給装置3から一定
流量の放電用ガスを供給し、プラズマを発生させ、ター
ゲットT上に高密度のプラズマを生成し、放電用ガスの
イオンのスパッタリング速度を高めて、ターゲットTの
方に引き付け、そのターゲットTの表面に衝突させる。
その結果、ターゲットTの表面からその分子、原子が飛
び出し、被成膜基板Wの表面に効率よく堆積し、その表
面に所定の膜厚の薄膜が成膜される。
Next, the film forming operation of the sputtering apparatus 1B configured as described above will be described. First, a substrate W on which a film is to be formed is mounted and fixed on the upper surface of the support 4120, and a target T is mounted and fixed on the lower surface of the target cooling board 4111 to close the opening 21 of the vacuum chamber 2. Then, the inside of the vacuum chamber 2 is evacuated by a vacuum pump. Then, a negative direct current high voltage is applied between the target cooling platen 4111 and the support base 4120 to generate a constant flow rate from the gas supply device 3 in a state where an electric field and a magnetic field are generated therebetween as described above. The discharge gas is supplied, plasma is generated, high-density plasma is generated on the target T, the sputtering rate of the ions of the discharge gas is increased, and the discharge gas is attracted toward the target T and collides with the surface of the target T. .
As a result, the molecules and atoms jump out from the surface of the target T, and are efficiently deposited on the surface of the film formation target substrate W, and a thin film having a predetermined thickness is formed on the surface.

【0013】ところで、薄膜を成膜する時に、その膜厚
を均一にななるように成膜することが肝要である。マグ
ネトロンスパッタリング装置で成膜する場合、イオン化
する放電用ガスが均一に分布していないと、ターゲット
面全面において均一にスパッタリングされない原因の一
つになる。
When forming a thin film, it is important to form the film to have a uniform thickness. In the case of forming a film by a magnetron sputtering apparatus, if the discharge gas to be ionized is not uniformly distributed, this is one of the causes of the non-uniform sputtering over the entire target surface.

【0014】前記のスパッタリング装置1Bにおいて
は、ガス導入口23がターゲットTと被成膜基板Wとの
外周の中間部に設けられており、一方、排気口22が被
成膜基板Wの外周部近傍の下方に設けられているため
に、放電用ガスの濃度はガス供給パイプ31の先端部と
排気口22とを直線で結ぶエリアが最も高く、その部分
から離れるにしたがって低くなる。また、ガス濃度を一
定にしようとして、放電用ガスの流量を増すと、スパッ
タリングされたターゲット分子がガスに衝突する回数が
増し、結局は成膜効率が低下してしまうので、ガス濃度
には限界がある。
In the above-described sputtering apparatus 1B, the gas inlet 23 is provided at an intermediate portion of the outer periphery between the target T and the substrate W, while the exhaust port 22 is provided at the outer peripheral portion of the substrate W. Since it is provided below the vicinity, the concentration of the discharge gas is highest in the area connecting the tip of the gas supply pipe 31 and the exhaust port 22 with a straight line, and decreases as the distance from the part increases. Also, if the flow rate of the discharge gas is increased in order to keep the gas concentration constant, the number of times that the sputtered target molecules collide with the gas increases, and eventually the film formation efficiency decreases. There is.

【0015】この状態で放電用ガスがイオン化され、プ
ラスイオンがターゲットTに引き寄せられて衝突して
も、ターゲットT面に均一な分布で衝突しないので、タ
ーゲットTから飛び出すターゲットTの分子、原子数は
被成膜基板Wの全面に対して均一になっていないため、
成膜された時に膜厚差が生じてしまう。
In this state, even if the discharge gas is ionized and the positive ions are attracted to and collide with the target T, they do not collide with the surface of the target T with a uniform distribution. Is not uniform over the entire surface of the film formation substrate W,
When a film is formed, a film thickness difference occurs.

【0016】このため、図6に示したように、ターゲッ
トTbの中心に貫通孔Tcを開け、そして、ガス供給装
置3を構成するガス供給パイプ31をターゲット冷却盤
4111の外周面から接続部品33を介してターゲット
冷却盤4111の下方で、前記ターゲットTbの上面に
導入し、そして放電用ガスを前記貫通孔Tcの上方から
ターゲットTbと被成膜基板Wとの間に供給する構成を
採って、ガス濃度を一定にしようとするスパッタリング
装置1Cが提案されている。
For this reason, as shown in FIG. 6, a through hole Tc is opened at the center of the target Tb, and the gas supply pipe 31 constituting the gas supply device 3 is connected to the connecting part 33 from the outer peripheral surface of the target cooling platen 4111. Is introduced into the upper surface of the target Tb below the target cooling board 4111 via the substrate and a discharge gas is supplied between the target Tb and the substrate W from above the through hole Tc. In addition, a sputtering apparatus 1C for keeping the gas concentration constant has been proposed.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかし、貫通孔Tcか
ら供給された放電用ガスは矢印の方向にしたがって流
れ、ガス濃度は前記スパッタリング装置1Bで見られた
放電用ガスの濃度の不均一性よりも若干改善されるが、
排気口22の位置の関係で前記スパッタリング装置1B
と同様な現象が生じ、ターゲットTbの全面に対して均
一なガス濃度にすることは難しい。
However, the discharge gas supplied from the through-hole Tc flows in the direction of the arrow, and the gas concentration depends on the non-uniformity of the concentration of the discharge gas observed in the sputtering apparatus 1B. Is slightly improved,
The sputtering apparatus 1B in relation to the position of the exhaust port 22
The same phenomenon as described above occurs, and it is difficult to make the gas concentration uniform over the entire surface of the target Tb.

【0018】また、均一なガス濃度を得ようとして、被
成膜基板Wの直径よりも大きい直径のターゲットT、T
aを用いて、スパッタリング条件の変動による膜厚の不
均一性をカバーしようとする試みも行われているが、満
足のゆく均一性は得られていない。
In order to obtain a uniform gas concentration, targets T, T having a diameter larger than the diameter of the film-forming substrate W are used.
Attempts have been made to cover the non-uniformity of the film thickness due to fluctuations in sputtering conditions using a, but no satisfactory uniformity has been obtained.

【0019】本発明は前記の課題を解決しようとするも
のであって、ターゲットと被成膜基板との間に供給され
る放電用ガスの分布を均一に近付けることで被成膜基板
の表面に対するスパッタリングを均一に行い、均一な膜
厚の成膜を行うことができるスパッタリング装置を得る
ことを目的とするものである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and the distribution of a discharge gas supplied between a target and a substrate on which a film is to be formed is made uniform so as to make the surface of the substrate on which a film is to be formed. It is an object of the present invention to obtain a sputtering apparatus capable of uniformly performing sputtering and forming a film having a uniform thickness.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】それ故、請求項1に記載
の発明では、真空槽と、その真空槽内にプラズマを生成
するための放電用ガスを供給するガス供給装置と、前記
真空槽内に配設され、被成膜基板を載置できる支持台
と、成膜材料からなり、前記支持台上に載置された前記
被成膜基板に対して所定の間隔を開けて平行に配設され
た平板状のターゲットと、前記真空槽内の前記ターゲッ
トと前記支持台との間でプラズマを生成させるプラズマ
生成装置とから構成されたスパッタリング装置にいて、
前記ターゲットに、その厚さ方向に、そして前記支持台
に載置された被成膜基板に対して垂直な方向に貫通さ
れ、前記放電用ガスを前記被成膜基板側に供給するため
の複数のガス供給孔をターゲット面に均一に開口、形成
して、前記ガス供給装置から供給される前記放電用ガス
が前記各ガス供給孔からのみ供給されるように構成し
て、前記課題を解決している。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a vacuum chamber, a gas supply device for supplying a discharge gas for generating plasma in the vacuum chamber, and the vacuum chamber. And a support table, on which a substrate on which a film is to be formed, can be mounted, and a film-forming material, which is disposed in parallel with the film-forming substrate mounted on the support at a predetermined interval. In a sputtering apparatus comprising a flat target provided, and a plasma generating apparatus for generating plasma between the target and the support in the vacuum chamber,
A plurality of holes for penetrating the target in a thickness direction thereof and in a direction perpendicular to a film formation substrate placed on the support base, and supplying the discharge gas to the film formation substrate side; In order to solve the above problem, the gas supply holes are uniformly opened and formed on the target surface, and the discharge gas supplied from the gas supply device is supplied only from the respective gas supply holes. ing.

【0021】また、請求項2に記載の発明では、請求項
1に記載のスパッタリング装置における前記プラズマ生
成装置が、一方の極性となる支持台と他方の極性となる
ターゲット電極とで構成され、両者間に電界を印加する
ことにより前記ターゲット電極から電子を発生させる電
界発生装置と、該電界発生装置で発生する電界に交差
し、前記ターゲット電極から前記ターゲットと前記支持
台との間に生じた電子にトロコイド運動を行わせる磁界
を発生させる磁界発生装置とから構成されていることを
特徴とする。
In the invention according to claim 2, the plasma generating apparatus in the sputtering apparatus according to claim 1 is constituted by a support base having one polarity and a target electrode having the other polarity. An electric field generator for generating electrons from the target electrode by applying an electric field between the target electrode and electrons generated between the target and the support from the target electrode, crossing the electric field generated by the electric field generator; And a magnetic field generator for generating a magnetic field for causing trochoidal motion.

【0022】更にまた、請求項3に記載の発明では、請
求項1に記載のスパッタリング装置における前記ターゲ
ットの直径が対向する被成膜基板の直径よりも若干大き
く、かつ前記ターゲットが前記被成膜基板の全面積を覆
うように所定の間隔を開けて平行に配設されていること
を特徴とする。そして更にまた、請求項4に記載の発明
では、請求項1に記載のスパッタリング装置における前
記ターゲットのガス供給孔の口径を1.5mm程度、或
いはこれ以下の寸法で形成されていることを特徴とす
る。
Furthermore, in the invention described in claim 3, the diameter of the target in the sputtering apparatus according to claim 1 is slightly larger than the diameter of the substrate on which the film is formed, and the target is formed by the sputtering. It is characterized by being arranged in parallel at a predetermined interval so as to cover the entire area of the substrate. Further, in the invention according to the fourth aspect, the diameter of the gas supply hole of the target in the sputtering apparatus according to the first aspect is formed to be about 1.5 mm or less. I do.

【0023】従って、請求項1に記載のスパッタリング
装置によれば、被成膜基板の全面に亘って均一な膜厚の
薄膜を成膜することができる。
Therefore, according to the sputtering apparatus of the first aspect, a thin film having a uniform thickness can be formed over the entire surface of the substrate on which the film is to be formed.

【0024】また、請求項2に記載のスパッタリング装
置によれば、請求項1に記載のスパッタリング装置の作
用に加えて、マグネトロン・スパッタリング構成を採っ
たために、比較的低い電圧で効率よく成膜することがで
きる。
According to the sputtering apparatus of the second aspect, in addition to the operation of the sputtering apparatus of the first aspect, a film is formed efficiently at a relatively low voltage because a magnetron sputtering structure is employed. be able to.

【0025】更にまた、請求項3に記載のスパッタリン
グ装置によれば、請求項1に記載のスパッタリング装置
の作用に加えて、均一に形成された複数の貫通孔から放
電用ガスを被成膜基板の表面全面に向かって噴出させる
ことができる。
Further, according to the sputtering apparatus of the third aspect, in addition to the function of the sputtering apparatus of the first aspect, the discharge gas is supplied from a plurality of uniformly formed through holes to the film-forming substrate. Can be ejected toward the entire surface of the substrate.

【0026】そして更にまた、請求項4に記載のスパッ
タリング装置によれば、請求項1に記載のスパッタリン
グ装置の作用に加えて、均一に形成された複数の細孔の
貫通孔から放電用ガスを被成膜基板の表面全面に向かっ
て噴出させることができる。
According to the sputtering apparatus of the fourth aspect, in addition to the operation of the sputtering apparatus of the first aspect, the discharge gas is supplied from the through holes of the plurality of uniformly formed fine holes. It can be ejected toward the entire surface of the deposition target substrate.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、図1乃至図4を用いて、本
発明のスパッタリング装置を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A sputtering apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0028】図1は本発明の一実施形態のスパッタリン
グ装置の構成断面図、図2は図1に示したスパッタリン
グ装置に用いて好適なターゲットの平面図、そして図3
は図1に示したスパッタリング装置に用いて好適なター
ゲット冷却盤の裏面から見た平面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a sputtering apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a target suitable for use in the sputtering apparatus shown in FIG. 1, and FIG.
FIG. 2 is a plan view seen from the back surface of a target cooling board suitable for use in the sputtering apparatus shown in FIG. 1.

【0029】なお、本発明のスパッタリング装置におい
て、従来技術のスパッタリング装置1B、1Cにおける
構成部分と同一の構成部分には同一の符号を付し、それ
らの説明を省略する。
In the sputtering apparatus of the present invention, the same components as those of the prior art sputtering apparatuses 1B and 1C are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0030】図1において、符号1Aは本発明の一実施
形態のスパッタリング装置を指す。この実施形態のスパ
ッタリング装置1Aも、マグネトロンスパッタリング形
式で構成されているものであって、真空槽2と、この真
空槽2内にプラズマを生成するための放電用ガスを供給
するガス供給装置5と、前記真空槽2内に配設され、被
成膜基板Wを載置できる支持台4120と、成膜材料か
らなり、前記支持台4120上に載置された前記被成膜
基板Wに対して所定の間隔を開けて平行に配設された平
板状のターゲットTaと、前記真空槽2内の前記ターゲ
ットTaと前記支持台4120との間でプラズマを生成
させるプラズマ生成装置6などとから構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1A indicates a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. The sputtering apparatus 1A of this embodiment is also configured in a magnetron sputtering type, and includes a vacuum chamber 2 and a gas supply apparatus 5 for supplying a discharge gas for generating plasma in the vacuum chamber 2. A support table 4120 disposed in the vacuum chamber 2 and capable of mounting the film-forming substrate W thereon, and a film-forming material, and the film-forming substrate W mounted on the support table 4120. It comprises a flat plate-shaped target Ta arranged in parallel at a predetermined interval, a plasma generation device 6 for generating plasma between the target Ta in the vacuum chamber 2 and the support table 4120, and the like. ing.

【0031】本発明に用いられる前記ターゲットTa
は、本発明のスパッタリング装置1Aを構成する部品に
おける二大特徴の一つであるが、図1及び図2に示した
ように、被成膜基板Wの外径寸法よりも大きい直径の平
板状であり、その厚さ方向に、そして前記支持台412
0に載置された被成膜基板Wに対して垂直な方向に貫通
され、前記放電用ガスを前記被成膜基板W側に供給する
ための複数のガス供給孔54がターゲット面にほぼ均一
に開口、形成されていて、放電用ガス供給源から供給さ
れる放電用ガスが後記するように前記各ガス供給孔54
から供給できる構造で形成されている。
The target Ta used in the present invention
Is one of the two major features of the components constituting the sputtering apparatus 1A of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, a flat plate having a diameter larger than the outer diameter of the film formation target substrate W is used. And in its thickness direction and the support 412
A plurality of gas supply holes 54 penetrating in a direction perpendicular to the film formation substrate W mounted on the substrate 0 and supplying the discharge gas to the film formation substrate W side are substantially uniform on the target surface. The discharge gas supplied from the discharge gas supply source is formed in each of the gas supply holes 54 so as to be described later.
It is formed with a structure that can be supplied from the company.

【0032】なお、ターゲットTaのガス供給孔54の
数、位置及びそれらの開口の大きさなどは実験により最
適値を求める。
The number and position of the gas supply holes 54 of the target Ta and the sizes of the openings are determined through experiments.

【0033】前記複数のガス供給孔54は、図示の例で
は、ターゲットTaの中心部から等角間隔で複数の破線
Lで示したように放射状に、かつ同一半径上に配列する
ように二重環状で形成されている。そしてそれらのガス
供給孔54の口径は中心部に近いガス供給孔54から外
周部に近いガス供給孔54に行くに従って小さい寸法で
形成されている。この理由は、後記するように、ガス供
給パイプ31からガス分配溝53への放電用ガスの供給
がターゲットTaの外周部から行われるように構成され
ているからであって、もし、中心部から供給が行われる
構成を採るならば、これらガス供給孔54の口径の大き
さは、逆の大きさで形成する。なお、破線Lは図3を用
いて後記するガス分配溝53が対応する位置を示す線で
ある。
In the illustrated example, the plurality of gas supply holes 54 are arranged at equal angular intervals from the center of the target Ta so as to be radially arranged as shown by a plurality of broken lines L and arranged so as to have the same radius. It is formed in an annular shape. The diameters of the gas supply holes 54 are smaller as they go from the gas supply hole 54 near the center to the gas supply hole 54 near the outer periphery. The reason for this is that, as described later, the supply of the discharge gas from the gas supply pipe 31 to the gas distribution groove 53 is performed from the outer peripheral portion of the target Ta. If a configuration in which the supply is performed is adopted, the diameters of the gas supply holes 54 are formed to have opposite sizes. Note that a broken line L is a line indicating a position corresponding to a gas distribution groove 53 described later with reference to FIG.

【0034】前記真空槽2は、従来技術のスパッタリン
グ装置1B、1Cにおけるものと同様に円筒状に構成さ
れており、その上方は開口21しており、その底面の周
辺の一部分に排気口22が形成されている。しかし、側
壁面には、従来技術のスパッタリング装置1Bに見受け
られたガス導入口23は形成されていない。前記開口2
1には後記するターゲットTaなどプラズマ生成装置6
の陰極を構成する部材が装着される。また、前記排気口
22には真空ポンプ(不図示)が接続されている。
The vacuum chamber 2 is formed in a cylindrical shape as in the prior art sputtering apparatuses 1B and 1C, has an opening 21 above, and has an exhaust port 22 in a part of the periphery of the bottom surface. Is formed. However, the gas inlet 23 found in the conventional sputtering apparatus 1B is not formed on the side wall surface. The opening 2
1 includes a plasma generation device 6 such as a target Ta described later.
The member constituting the cathode is mounted. Further, a vacuum pump (not shown) is connected to the exhaust port 22.

【0035】また、真空槽2の内部の底面には前記支持
台4120が固定されていて、この上面にデジタルビデ
オディスク、半導体ウエハなどの被成膜基板Wが載置、
固定される。この支持台4120は電気良導体で構成さ
れており、そして前記真空槽2に電気的に接続されてい
る。
The support 4120 is fixed to the bottom inside the vacuum chamber 2 and a substrate W to be deposited such as a digital video disk or a semiconductor wafer is mounted on the upper surface.
Fixed. The support 4120 is made of a good electric conductor, and is electrically connected to the vacuum chamber 2.

【0036】前記ガス供給装置5は、従来技術のスパッ
タリング装置1B、1Cにおけるガス供給装置3と同様
に、不図示の放電用ガス源に接続されるガス供給パイプ
51と、このガス供給パイプ51の中間部に装着されて
いるガス流量調節弁52と、後記するプラズマ生成装置
6の一部分を構成するターゲット冷却盤4111の下方
に形成されているガス分配溝53(図1及び図3)と、
ターゲットTaに形成されている貫通孔からなる複数の
ガス供給孔54と、一対の続部品55などとから構成さ
れている。
The gas supply device 5 includes a gas supply pipe 51 connected to a discharge gas source (not shown) and a gas supply pipe 51 connected to the gas supply pipe 51, similarly to the gas supply device 3 in the conventional sputtering apparatuses 1B and 1C. A gas flow control valve 52 mounted in the middle part, a gas distribution groove 53 (FIGS. 1 and 3) formed below a target cooling platen 4111 which constitutes a part of the plasma generation device 6 described later,
The target Ta includes a plurality of gas supply holes 54 formed of through holes formed in the target Ta, and a pair of connecting parts 55 and the like.

【0037】ガス流量調節弁52は前記真空槽2への放
電用ガスの流量を調節する手段であって、その開口度合
を調節することにより流量を調節することができる。
The gas flow control valve 52 is a means for controlling the flow rate of the discharge gas to the vacuum chamber 2, and can control the flow rate by adjusting the degree of opening.

【0038】一対の接続部品55は、テフロンなどの樹
脂の電気絶縁体で形成されており、ガス供給パイプ51
などの外部配管を高電圧から遮断する。これらの接続部
品55はターゲット冷却盤6111の外周部の互いに対
向する位置に配設されている。
The pair of connecting parts 55 are formed of an electric insulator made of a resin such as Teflon.
And other external piping from high voltage. These connecting parts 55 are arranged at positions facing each other on the outer peripheral portion of the target cooling board 6111.

【0039】前記プラズマ生成装置6は、電界発生装置
61と磁界発生装置42とから構成されていて、電界発
生装置61は、更に、前記真空槽2の開口21を封鎖す
る構造で構成されている陰極部6110と、グランド電
位にある前記支持台4120と、直流電源4130とか
ら構成されいる。そして更にまた、陰極部6110は前
記開口21の口径よりやや大きい外径寸法の中空円盤状
のターゲット冷却盤6111と、この上面の中心に接続
されている冷却水供給パイプ兼電極4112とから構成
されている。このターゲット冷却盤6111の下面には
ターゲットTaを装着、固定できる手段が設けられてい
る。そして、従来技術のターゲット冷却盤4111と同
様に、不図示の冷却水源からの冷却水が前記冷却水供給
パイプ兼電極4112からターゲット冷却盤6111の
内部に一定の流量で流され、スパッタリング時にイオン
の運動エネルギーを受けて温度上昇するターゲットT
を、常時、冷却できるように構成されている。
The plasma generator 6 comprises an electric field generator 61 and a magnetic field generator 42. The electric field generator 61 has a structure for closing the opening 21 of the vacuum chamber 2. It comprises a cathode section 6110, the support 4120 at a ground potential, and a DC power supply 4130. Further, the cathode portion 6110 is composed of a hollow disk-shaped target cooling plate 6111 having an outer diameter slightly larger than the diameter of the opening 21 and a cooling water supply pipe / electrode 4112 connected to the center of the upper surface. ing. On the lower surface of the target cooling board 6111, means for mounting and fixing the target Ta are provided. Then, similarly to the target cooling plate 4111 of the related art, cooling water from a cooling water source (not shown) is flowed from the cooling water supply pipe / electrode 4112 into the target cooling plate 6111 at a constant flow rate, and ions are generated during sputtering. Target T whose temperature rises due to kinetic energy
Is configured to always be cooled.

【0040】そしてまた、このターゲット冷却盤611
1の下面には、図3に示したように、ガス分配溝53が
形成されている。このガス分配溝53は外周部に形成さ
れたほぼ円環状の凹溝(以下、「環状凹溝」と略記す
る)531と、ターゲット冷却盤6111の中心部から
前記環状凹溝531に連通する複数本の放射状凹溝53
2と、ターゲット冷却盤6111の直径線上の外周部に
設けられている前記一対の接続部品55と、これらの各
接続部品55と環状凹溝531とに直線的にそれぞれ連
通している一対の連結凹溝533と、前記ガス供給パイ
プ51から二股に分かれた分岐パイプ534とから構成
されている。
The target cooling plate 611
As shown in FIG. 3, a gas distribution groove 53 is formed on the lower surface of 1. The gas distribution groove 53 has a substantially annular groove (hereinafter abbreviated as “annular groove”) 531 formed in the outer peripheral portion, and a plurality of gas communication grooves communicating from the center of the target cooling board 6111 to the annular groove 531. Book radial groove 53
2, a pair of connecting parts 55 provided on an outer peripheral portion on a diameter line of the target cooling board 6111, and a pair of connections linearly communicating with the connecting parts 55 and the annular groove 531 respectively. It is composed of a concave groove 533 and a branch pipe 534 that branches off from the gas supply pipe 51.

【0041】前記環状凹溝531の幅は連結凹溝533
部分が連通している部分が最も狭く、それらの幅は徐々
に広くなるように形成されていて、前記一対の連結凹溝
533を結ぶ直径線に垂直な直径線上の環状凹溝531
部分で最も広くなるように形成されている。また、前記
複数本の放射状凹溝532の幅はターゲット冷却盤61
11の中心部側が最も広く、環状凹溝531に連結され
ている外周部側が最も狭く形成されている。これは、供
給される放電用ガスの圧力が、ターゲット冷却盤611
1のガス分配溝53からターゲットTaに入る位置で、
どのガス供給孔54の位置でも同圧力になるようにする
ためである。そして前記の各放射状凹溝532は、図2
に破線Lで図示したように、放射状に配設されている全
てのガス供給孔54(図3においては点線Pで示した
丸)を覆うように形成されている。そして、ガス供給パ
イプ51は2本の分岐パイプ534を介してそれぞれの
接続部品55に接続されている。
The width of the annular groove 531 is equal to the width of the connecting groove 533.
An annular groove 531 on a diameter line perpendicular to a diameter line connecting the pair of connection grooves 533 is formed so that a portion where the portions communicate is the narrowest and their width gradually increases.
It is formed to be the widest in the part. Further, the width of the plurality of radial grooves 532 is the same as that of the target cooling plate 61.
11 is formed to be the widest on the center side and the narrowest on the outer peripheral side connected to the annular groove 531. This is because the pressure of the supplied discharge gas is lower than the target cooling plate 611.
At the position where the gas enters the target Ta from the first gas distribution groove 53,
This is to ensure that the pressure is the same at any of the gas supply holes 54. Each of the radial grooves 532 is formed as shown in FIG.
As shown by a broken line L in FIG. 3, the gas supply holes 54 are formed so as to cover all the radially arranged gas supply holes 54 (circles indicated by dotted lines P in FIG. 3). The gas supply pipe 51 is connected to each connection component 55 via two branch pipes 534.

【0042】このように構成されたガス分配溝53で
は、放電用ガスが一対の接続部品55から環状凹溝53
1の中間部に流れ、また、一部分の放電用ガスは各接続
部品55に対面する放射状凹溝532にも流れ、そして
前記環状凹溝531に流入した放電用ガスはそれぞれの
放射状凹溝532の先細り部分から放射状凹溝532に
流入して、それらの放射状凹溝532に開口しているそ
れぞれのガス供給孔54に流入してターゲットTaを抜
け、そのターゲットTaと被成膜基板Wとの間の全域に
わたって一様な濃度で放電用ガスを吐出することができ
る。
In the gas distribution groove 53 configured as described above, the discharge gas is supplied from the pair of connecting parts 55 to the annular groove 53.
1 and a part of the discharge gas also flows into the radial groove 532 facing each connecting part 55, and the discharge gas flowing into the annular groove 531 is discharged from each of the radial grooves 532. The gas flows from the tapered portion into the radial grooves 532, flows into the respective gas supply holes 54 opened in the radial grooves 532, passes through the target Ta, and moves between the target Ta and the substrate W to be deposited. The discharge gas can be discharged at a uniform concentration over the entire region.

【0043】そして更にまた、前記の冷却水供給パイプ
兼電極4112には、直流電源4130のマイナス電極
が接続されていて、その直流電源4130から高電圧、
例えば、400V〜500V程度の電圧がターゲット冷
却盤6111に印加されており、一方、前記支持台41
20は前記真空槽2を介してグランド電位に接続されて
いる。従って、図1に示したように、ターゲット冷却盤
6111と支持台4120との間に前記電圧を印加する
ことにより陰極であるターゲット冷却盤6111から電
子が発生し、電界が生成される。
Furthermore, a negative electrode of a DC power supply 4130 is connected to the cooling water supply pipe / electrode 4112, and the DC power supply 4130 supplies a high voltage,
For example, a voltage of about 400 V to 500 V is applied to the target cooling platen 6111, while the support base 41
Reference numeral 20 is connected to the ground potential via the vacuum chamber 2. Therefore, as shown in FIG. 1, by applying the voltage between the target cooling platen 6111 and the support 4120, electrons are generated from the target cooling platen 6111 serving as a cathode, and an electric field is generated.

【0044】また、前記磁界発生装置62は、ターゲッ
ト冷却盤6111の上面に、前記冷却水供給パイプ兼電
極4112を中心にして二重環状で形成されたS極の磁
石4210とN極の磁石4220とから構成されてい
て、図1に示したように、前記電界発生装置61により
発生した電界に交差する状態で磁場を発生させ、前記タ
ーゲット冷却盤6111から前記支持台4120の方に
向かって生じる電子を拘束し、トロコイド運動を行わせ
る。
The magnetic field generator 62 includes an S-pole magnet 4210 and an N-pole magnet 4220 formed in a double annular shape around the cooling water supply pipe and electrode 4112 on the upper surface of the target cooling board 6111. As shown in FIG. 1, a magnetic field is generated in a state of intersecting the electric field generated by the electric field generator 61, and is generated from the target cooling board 6111 toward the support base 4120. The electron is restrained and trochoidal motion is performed.

【0045】なお、前記スパッタリング装置1Aにおい
て、符号4113はシールド板であって、ターゲットT
の周辺を十分に取り囲むように、前記開口21内2のタ
ーゲット冷却盤6111の下面外周部取り付けられてい
る。また、このシールド板の口径より若干小さい口径
の、そして被成膜基板Wの表面以外の部分を覆う防着板
4114が真空槽2内に取り付けられている。
In the sputtering apparatus 1A, reference numeral 4113 denotes a shield plate,
Is attached to the outer periphery of the lower surface of the target cooling plate 6111 in the opening 21 so as to sufficiently surround the periphery of the target cooling plate 6111. Further, a deposition prevention plate 4114 having a diameter slightly smaller than the diameter of the shield plate and covering a portion other than the surface of the film formation target substrate W is mounted in the vacuum chamber 2.

【0046】次に、前記のように構成されたスパッタリ
ング装置1Aの成膜動作を説明する。先ず、前記支持台
4120の上面に成膜しようとする被成膜基板Wを載
置、固定し、前記ターゲット冷却盤6111の下面にタ
ーゲットTaを装着、固定して真空槽2の開口21を封
鎖し、真空槽2内を真空ポンプで真空にする。スパッタ
リングする時は、常時、10−3〜10−4Torrの
真空圧に保つようにする。
Next, the film forming operation of the sputtering apparatus 1A configured as described above will be described. First, the substrate W on which a film is to be formed is placed and fixed on the upper surface of the support 4120, and the target Ta is mounted and fixed on the lower surface of the target cooling board 6111, and the opening 21 of the vacuum chamber 2 is closed. Then, the inside of the vacuum chamber 2 is evacuated by a vacuum pump. During sputtering, a vacuum pressure of 10-3 to 10-4 Torr is always maintained.

【0047】そして、ターゲット冷却盤6111と支持
台4120との間にマイナスの直流高電圧を印加して、
前記のように両者間に電界と磁界とを発生させた状態
で、この間に、前記の構造のガス供給装置5からガス分
配溝53の環状凹溝531、放射状凹溝532など、そ
してターゲットTaのガス供給孔54を通じて一定流量
の放電用ガスを一様に供給し、プラズマを発生させ、タ
ーゲット面に高密度のプラズマを生成し、放電用ガスの
イオンのスパッタリング速度を高めて、ターゲットTa
の方に引き付け、そのターゲットTaの表面に衝突させ
る。
Then, a high negative DC voltage is applied between the target cooling board 6111 and the support 4120,
In the state where an electric field and a magnetic field are generated between the two as described above, the annular groove 531 of the gas distribution groove 53, the radial groove 532, etc., and the target Ta A constant flow rate of the discharge gas is uniformly supplied through the gas supply holes 54 to generate plasma, generate high-density plasma on the target surface, and increase the sputtering rate of the discharge gas ions.
To collide with the surface of the target Ta.

【0048】本発明の放電用ガスの供給は、前記のよう
にターゲット面内から行われるので、ターゲットTaの
表面上に均一に近い濃度分布で行われ、また、マグネト
ロン・スパッタリングであるので、[従来の技術]の項
で説明したように、ターゲットTaの表面近傍における
電子の動きによって、放電用ガスのイオン化が促進さ
れ、イオン化率が著しく高くなる。そしてガス濃度が均
一に近く分布しているので、イオン分布もそれにならっ
て分布し、ターゲットTaの表面には、その全面にイオ
ンが均一に近い数で衝突するので、ターゲットTaから
飛び出す膜成分は均一に近くなり、被成膜基板Wの表面
には、膜厚が均一な薄膜が精度良く成膜される。
Since the supply of the discharge gas of the present invention is performed from within the target surface as described above, it is performed with a nearly uniform concentration distribution on the surface of the target Ta. As described in the section “Prior Art”, the movement of electrons in the vicinity of the surface of the target Ta promotes ionization of the discharge gas and significantly increases the ionization rate. Since the gas concentration is distributed almost uniformly, the ion distribution is also distributed in accordance therewith, and the ion collides with the surface of the target Ta in a nearly uniform number. A thin film having a uniform thickness is precisely formed on the surface of the film formation target substrate W.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被成膜基板の表面全面にわたって均一な膜厚の薄膜が得
られるので、 1.光ディスクなどで膜厚によって反射率を規定内に納
めようとする時、工程余裕率が向上させることができる 2.成膜しようとする被成膜基板に対して、ターゲット
の大きさを、その被成膜基板の大きさより若干大きくす
ることで目的を達することができる など、数々の優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
A thin film having a uniform thickness can be obtained over the entire surface of the substrate on which the film is to be formed. When the reflectance is to be kept within the specified range depending on the film thickness of an optical disc or the like, the process margin can be improved. Numerous excellent effects can be obtained, such as that the target can be achieved by making the size of the target slightly larger than the size of the substrate on which the film is to be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の一実施形態のスパッタリング装置の
構成断面図である。
FIG. 1 is a configuration sectional view of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示したスパッタリング装置に用いて好
適なターゲットの平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a target suitable for use in the sputtering apparatus shown in FIG.

【図3】 図1に示したスパッタリング装置に用いて好
適なターゲット冷却盤の裏面から見た平面図である。
3 is a plan view seen from the back surface of a target cooling board suitable for use in the sputtering apparatus shown in FIG. 1;

【図4】 従来の一般的な放電用ガス供給装置を備えた
スパッタリング装置の構成断面図である。
FIG. 4 is a configuration sectional view of a conventional sputtering apparatus including a general discharge gas supply apparatus.

【図5】 図4に示したスパッタリング装置に組み込ま
れているプラズマ生成装置の構成断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a configuration of a plasma generating apparatus incorporated in the sputtering apparatus shown in FIG.

【図6】 他の放電用ガス供給装置を備えたスパッタリ
ング装置の構成断面図である。
FIG. 6 is a configuration sectional view of a sputtering apparatus provided with another discharge gas supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A…本発明の一実施形態のスパッタリング装置、2…
真空槽、21…真空槽2の開口、22…真空槽2の排気
口、4120…支持台、4130…直流電源、42…磁
界発生装置、5…ガス供給装置、51…ガス供給パイ
プ、52…ガス流量調節弁、53…ガス分配溝、531
…環状凹溝、532…放射状凹溝、533…連結凹溝、
534…分岐パイプ、54…ターゲットTaに形成され
たガス供給孔、55…接続部品、61…電界発生装置、
6110…陰極部、6111…ターゲット冷却盤、Ta
…本発明のスパッタリング装置に用いて好適なターゲッ
1A ... sputtering apparatus of one embodiment of the present invention, 2 ...
Vacuum chamber, 21: opening of vacuum chamber 2, 22: exhaust port of vacuum chamber 2, 4120: support base, 4130: DC power supply, 42: magnetic field generator, 5: gas supply device, 51: gas supply pipe, 52 ... Gas flow control valve, 53 ... gas distribution groove, 531
... annular grooves, 532 ... radial grooves, 533 ... connecting grooves,
534: branch pipe, 54: gas supply hole formed in target Ta, 55: connecting part, 61: electric field generator,
6110: Cathode part, 6111: Target cooling board, Ta
... Targets suitable for use in the sputtering apparatus of the present invention

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空槽と、 該真空槽内にプラズマを生成するための放電用ガスを供
給するガス供給装置と、 前記真空槽内に配設され、被成膜基板を載置できる支持
台と、 成膜材料からなり、前記支持台上に載置された前記被成
膜基板に対して所定の間隔を開けて平行に配設された平
板状のターゲットと、 前記真空槽内の前記ターゲットと前記支持台との間でプ
ラズマを生成させるプラズマ生成装置とから構成された
スパッタリング装置にいて、 前記ターゲットには、その厚さ方向に、そして前記支持
台に載置された被成膜基板に対して垂直な方向に貫通さ
れ、前記放電用ガスを前記被成膜基板側に供給するため
の複数のガス供給孔がターゲット面に均一に開口、形成
されていて、前記ガス供給装置から供給される前記放電
用ガスが前記各ガス供給孔からのみ供給されることを特
徴とするスパッタリング装置。
A vacuum chamber; a gas supply device for supplying a discharge gas for generating plasma in the vacuum chamber; and a support base disposed in the vacuum chamber and capable of mounting a substrate on which a film is to be formed. A flat plate-shaped target made of a film-forming material and disposed in parallel with a predetermined interval with respect to the film-forming substrate mounted on the support table; and the target in the vacuum chamber. And a plasma generating apparatus configured to generate plasma between the support and the support, wherein the target has a thickness direction, and a film-forming substrate mounted on the support. A plurality of gas supply holes for penetrating in a direction perpendicular to the substrate and supplying the discharge gas to the deposition target substrate side are uniformly opened and formed on the target surface, and are supplied from the gas supply device. The discharge gas is Sputtering apparatus, characterized in that it is supplied only from the supply hole.
【請求項2】 前記プラズマ生成装置は、 一方の極性となる支持台と他方の極性となるターゲット
電極とで構成され、両者間に電界を印加することにより
前記ターゲット電極から電子を発生させる電界発生装置
と、 該電界発生装置で発生する電界に交差し、前記ターゲッ
ト電極から前記ターゲットと前記支持台との間に生じた
電子にトロコイド運動を行わせる磁界を発生させる磁界
発生装置とから構成されてい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。
2. The plasma generating apparatus according to claim 1, wherein the plasma generating apparatus includes a support having one polarity and a target electrode having the other polarity, and generates an electric field from the target electrode by applying an electric field between the two. A magnetic field generating device that generates a magnetic field that intersects the electric field generated by the electric field generating device and causes the electrons generated between the target and the support to perform trochoidal motion from the target electrode. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記ターゲットの直径が対向する被成膜
基板の直径よりも若干大きく、かつ前記ターゲットが前
記被成膜基板の全面積を覆うように所定の間隔を開けて
平行に配設されてい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. The target is arranged in parallel at a predetermined interval so that the diameter of the target is slightly larger than the diameter of the opposed substrate on which the film is to be formed, and the target covers the entire area of the substrate on which the film is to be formed. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記ターゲットのガス供給孔の口径が
1.5mm程度、或いはこれ以下であることを特徴とす
る請求項1に記載のスパッタリング装置。
4. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the diameter of the gas supply hole of the target is about 1.5 mm or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6830664B2 (en) * 2002-08-05 2004-12-14 Tegal Corporation Cluster tool with a hollow cathode array
CN111593311A (en) * 2020-06-23 2020-08-28 北京北方华创微电子装备有限公司 Target material for semiconductor processing equipment and semiconductor processing equipment

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