JP2002020866A - スパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置Info
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- JP2002020866A JP2002020866A JP2000203643A JP2000203643A JP2002020866A JP 2002020866 A JP2002020866 A JP 2002020866A JP 2000203643 A JP2000203643 A JP 2000203643A JP 2000203643 A JP2000203643 A JP 2000203643A JP 2002020866 A JP2002020866 A JP 2002020866A
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- magnet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ターゲットの表面上に磁場を形成し、このタ
ーゲットに対して電界を印加して対象物に対してスパッ
タリングを行うスパッタリング装置を提供するにある。 【解決手段】 対象物に対して対向して配設されこの対
象物に対して薄膜を形成するためのターゲットと、この
ターゲットの表面上に磁場を形成するための磁場発生手
段とを有し、ターゲットに対して電界を印加して対象物
に対してスパッタリングを行うスパッタリング装置であ
って、先の磁場発生手段はターゲットに近接して配設さ
れ自転と公転を組合わせた複合回転をする複数のマグネ
ットを具備するようにしたものである。
ーゲットに対して電界を印加して対象物に対してスパッ
タリングを行うスパッタリング装置を提供するにある。 【解決手段】 対象物に対して対向して配設されこの対
象物に対して薄膜を形成するためのターゲットと、この
ターゲットの表面上に磁場を形成するための磁場発生手
段とを有し、ターゲットに対して電界を印加して対象物
に対してスパッタリングを行うスパッタリング装置であ
って、先の磁場発生手段はターゲットに近接して配設さ
れ自転と公転を組合わせた複合回転をする複数のマグネ
ットを具備するようにしたものである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ターゲットの表面
上に磁場を形成し、このターゲットに対して電界を印加
して対象物に対してスパッタリングを行うスパッタリン
グ装置に関する。
上に磁場を形成し、このターゲットに対して電界を印加
して対象物に対してスパッタリングを行うスパッタリン
グ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体のウエーハの表面に薄膜を形成す
る際には、この薄膜形成手段としてスパッタリング技術
が多く用いられており、特に、成膜速度が速く生産性に
優れているマグネトロン方式が一般的に使用されてい
る。
る際には、この薄膜形成手段としてスパッタリング技術
が多く用いられており、特に、成膜速度が速く生産性に
優れているマグネトロン方式が一般的に使用されてい
る。
【0003】マグネトロンによるスパッタリング装置
は、電界に交差する磁界を発生させることにより、電界
の陰極から放出された電子にサイクロン運動を行わせて
放電用ガスと衝突させ、ターゲット上に高密度のプラズ
マを作りターゲットに衝突させることにより比較的低電
圧で膜成長速度を高めることのできるスパッタリング装
置である。
は、電界に交差する磁界を発生させることにより、電界
の陰極から放出された電子にサイクロン運動を行わせて
放電用ガスと衝突させ、ターゲット上に高密度のプラズ
マを作りターゲットに衝突させることにより比較的低電
圧で膜成長速度を高めることのできるスパッタリング装
置である。
【0004】図4は従来のスパッタリング装置10にお
けるカソード電極11を含む構成の一例を示しており、
カソード電極11は、カソードカバー12、ターゲット
13、マグネット14、駆動モータ15、ドライブシャ
フト16、タイミングベルト17などから構成されてい
る。
けるカソード電極11を含む構成の一例を示しており、
カソード電極11は、カソードカバー12、ターゲット
13、マグネット14、駆動モータ15、ドライブシャ
フト16、タイミングベルト17などから構成されてい
る。
【0005】この他にスパッタリング装置10として
は、対象物であるウエーハ18、ヒータステージ19、
防着シールド20などから構成され、これらは図示しな
い真空容器の中に収容され、この真空容器内には例えば
アルゴンガスなどの放電用ガスが導入され、さらにター
ゲット13からウエーハ18に向かって電界が印加され
ている。
は、対象物であるウエーハ18、ヒータステージ19、
防着シールド20などから構成され、これらは図示しな
い真空容器の中に収容され、この真空容器内には例えば
アルゴンガスなどの放電用ガスが導入され、さらにター
ゲット13からウエーハ18に向かって電界が印加され
ている。
【0006】カソード電極11は、その外側を円筒状の
カソードカバー12により覆われており、この円筒状の
カソードカバー12の底部の開放側にはターゲット13
が設けられている。
カソードカバー12により覆われており、この円筒状の
カソードカバー12の底部の開放側にはターゲット13
が設けられている。
【0007】このターゲット13は、ウエーハ18に対
して薄膜を形成する材料からなっており、アルゴンガス
が電子と衝突して発生したアルゴンイオンがターゲット
13に衝突することにより、ターゲット原子が飛び出し
てウエーハ18に薄膜を形成する。
して薄膜を形成する材料からなっており、アルゴンガス
が電子と衝突して発生したアルゴンイオンがターゲット
13に衝突することにより、ターゲット原子が飛び出し
てウエーハ18に薄膜を形成する。
【0008】このターゲット13の上部には、ターゲッ
ト13の上に磁界を発生させるためのマグネット14が
設けられ、このマグネット14の中央部にはドライブシ
ャフト16が固定されており、このドライブシャフト1
6はタイミングベルト17を介して駆動モータ15によ
り回転され、結果として、マグネット14が駆動モータ
15により回転されることとなる。
ト13の上に磁界を発生させるためのマグネット14が
設けられ、このマグネット14の中央部にはドライブシ
ャフト16が固定されており、このドライブシャフト1
6はタイミングベルト17を介して駆動モータ15によ
り回転され、結果として、マグネット14が駆動モータ
15により回転されることとなる。
【0009】マグネット14は、図5に示すように、そ
の形状が瓢箪状に形成されており、このマグネット14
の両端はN極とS極に磁化されており、磁界はこのN極
からS極に向かってターゲット13の上を横切るように
分布しており、この分布はドライブシャフト16を中心
として回転している。
の形状が瓢箪状に形成されており、このマグネット14
の両端はN極とS極に磁化されており、磁界はこのN極
からS極に向かってターゲット13の上を横切るように
分布しており、この分布はドライブシャフト16を中心
として回転している。
【0010】また、このターゲット13に対向してヒー
タステージ19の上に搭載された対象物であるウエーハ
18が配設されており、図示されていないがこのヒータ
ステージ19により成膜中のウエーハ18の温度を任意
に制御できるようになっている。
タステージ19の上に搭載された対象物であるウエーハ
18が配設されており、図示されていないがこのヒータ
ステージ19により成膜中のウエーハ18の温度を任意
に制御できるようになっている。
【0011】そして、これらのターゲット13と、これ
に対向するウエーハ18と、ヒータステージ19と、タ
ーゲット13とウエーハ18の間の空間21の周面に
は、上方に広がるラッパ状の防着シールド20が配設さ
れている。
に対向するウエーハ18と、ヒータステージ19と、タ
ーゲット13とウエーハ18の間の空間21の周面に
は、上方に広がるラッパ状の防着シールド20が配設さ
れている。
【0012】以上の構成において、電界を発生させてい
る負の電極から発生した電子は、印加されている電界と
マグネット14による磁界により、ターゲット13とウ
エーハ18の間の空間21でサイクロン運動をする。
る負の電極から発生した電子は、印加されている電界と
マグネット14による磁界により、ターゲット13とウ
エーハ18の間の空間21でサイクロン運動をする。
【0013】このサイクロン運動している電子とアルゴ
ンガスが衝突することによりアルゴンイオンが形成さ
れ、このアルゴンイオンがターゲット13とイオン衝突
することにより、ターゲット原子が放出されて対象物で
あるウエーハ18に付着してウエーハ18の上に薄膜が
形成される。
ンガスが衝突することによりアルゴンイオンが形成さ
れ、このアルゴンイオンがターゲット13とイオン衝突
することにより、ターゲット原子が放出されて対象物で
あるウエーハ18に付着してウエーハ18の上に薄膜が
形成される。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】ターゲット13からタ
ーゲット原子を叩き出すイオンは、アルゴンガスがサイ
クロン運動する電子と衝突することによって発生するの
で、イオン濃度はサイクロン運動している電子の運動量
に対応したものとなる。
ーゲット原子を叩き出すイオンは、アルゴンガスがサイ
クロン運動する電子と衝突することによって発生するの
で、イオン濃度はサイクロン運動している電子の運動量
に対応したものとなる。
【0015】そこで、マグネット14による磁場の平行
成分が大きい領域がサイクロン運動をしている電子の密
度が大きくなり電子の運動量が大きいので、磁場の平行
成分の下側の部分がターゲット13上でスパッタされ易
い領域となる。
成分が大きい領域がサイクロン運動をしている電子の密
度が大きくなり電子の運動量が大きいので、磁場の平行
成分の下側の部分がターゲット13上でスパッタされ易
い領域となる。
【0016】図4〜図5に示すスパッタリング装置10
では、図6に示すように、マグネットが1つであるの
で、ターゲット13の表面の外周部付近22の磁界φ1
はターゲット13の表面付近で全周に亘って湾曲してプ
ラズマを閉じこめることによりスパッタが減少する。
では、図6に示すように、マグネットが1つであるの
で、ターゲット13の表面の外周部付近22の磁界φ1
はターゲット13の表面付近で全周に亘って湾曲してプ
ラズマを閉じこめることによりスパッタが減少する。
【0017】逆に、ターゲット13の中央部分23は、
磁場φ1の平行成分が大きいのでターゲット13を大き
くスパッタすることとなり、このためターゲット13の
減り具合を示すエロージョン範囲にバラツキが発生して
均一性の悪化につながるという不具合がある。
磁場φ1の平行成分が大きいのでターゲット13を大き
くスパッタすることとなり、このためターゲット13の
減り具合を示すエロージョン範囲にバラツキが発生して
均一性の悪化につながるという不具合がある。
【0018】さらに、ターゲット13のエロージョンに
バラツキがあるので、ターゲット13の寿命が短く、ま
たターゲット13の表面のエロージョンの少ない外周部
付近22には、小さなゴミが付着して成膜中に生長して
大きくなるノジュールが発生しやすく、発生したノジュ
ールは放電ではじけてウエーハ18の上に成膜中に生長
してダストとして付着する原因になるという問題もあ
る。
バラツキがあるので、ターゲット13の寿命が短く、ま
たターゲット13の表面のエロージョンの少ない外周部
付近22には、小さなゴミが付着して成膜中に生長して
大きくなるノジュールが発生しやすく、発生したノジュ
ールは放電ではじけてウエーハ18の上に成膜中に生長
してダストとして付着する原因になるという問題もあ
る。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するためのスパッタリング装置の構成として、対象
物に対して対向して配設され該対象物に対して薄膜を形
成するためのターゲットと、該ターゲットの表面上に磁
場を形成するための磁場発生手段とを有し、該ターゲッ
トに対して電界を印加して前記対象物に対してスパッタ
リングを行うスパッタリング装置であって、前記磁場発
生手段は、前記ターゲットに近接して配設され自転と公
転を組合わせた複合回転をする複数のマグネットを具備
するようにしたものである。
解決するためのスパッタリング装置の構成として、対象
物に対して対向して配設され該対象物に対して薄膜を形
成するためのターゲットと、該ターゲットの表面上に磁
場を形成するための磁場発生手段とを有し、該ターゲッ
トに対して電界を印加して前記対象物に対してスパッタ
リングを行うスパッタリング装置であって、前記磁場発
生手段は、前記ターゲットに近接して配設され自転と公
転を組合わせた複合回転をする複数のマグネットを具備
するようにしたものである。
【0020】本発明は、以上のように複数のマグネット
を複合回転させているので、ターゲットの表面をマグネ
ットによる磁界が均等に行き亘るようになり、このため
サイクロン運動をする電子の運動量をターゲットの表面
上で均一化させることができる。
を複合回転させているので、ターゲットの表面をマグネ
ットによる磁界が均等に行き亘るようになり、このため
サイクロン運動をする電子の運動量をターゲットの表面
上で均一化させることができる。
【0021】この結果、対象物の表面に形成される成膜
の均一性が向上すると共にターゲットライフの延長も可
能となり、さらにターゲット上でのエロージョン範囲が
均一となるので、ターゲット表面のノジュールが発生し
にくくなり、ウエーハへ付着するダストの低減につなげ
ることができる。
の均一性が向上すると共にターゲットライフの延長も可
能となり、さらにターゲット上でのエロージョン範囲が
均一となるので、ターゲット表面のノジュールが発生し
にくくなり、ウエーハへ付着するダストの低減につなげ
ることができる。
【0022】さらに、本発明においては、以下に説明す
る3つの事項を付加的要件として含むものである。第一
に、複合回転は駆動モータと連結されて公転するマグネ
ットベースを有し、このマグネットベースの上で一対の
マグネットが駆動モータとギア機構を介して結合されて
回転するようにして、具体的に自転と公転とを実現して
ターゲットのエロージョンのバラツキを抑えている。
る3つの事項を付加的要件として含むものである。第一
に、複合回転は駆動モータと連結されて公転するマグネ
ットベースを有し、このマグネットベースの上で一対の
マグネットが駆動モータとギア機構を介して結合されて
回転するようにして、具体的に自転と公転とを実現して
ターゲットのエロージョンのバラツキを抑えている。
【0023】第二に、一対のマグネットは、その形状を
瓢箪状として、互いにその長手方向が直角になるように
配設されて、マグネット同士が互いにぶつかり合うこと
のないようにして自転を実現している。
瓢箪状として、互いにその長手方向が直角になるように
配設されて、マグネット同士が互いにぶつかり合うこと
のないようにして自転を実現している。
【0024】第三に、複合回転は、成膜の状況に対応し
て、一対のマグネットを回転させる駆動モータの回転数
を回転制御装置により変更されて、均一に成膜すること
ができるようにしている。
て、一対のマグネットを回転させる駆動モータの回転数
を回転制御装置により変更されて、均一に成膜すること
ができるようにしている。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスパッタリン
グ装置の実施の形態について図を用いて説明する。図1
は本発明の実施の1形態を略示的に示した全体構成図で
あり、図2はそのうちのカソード電極部分の詳細を略示
的に示す構成図である。なお、理解を容易にするため従
来のスパッタリング装置と同一部分には同一の符号を付
して説明する。
グ装置の実施の形態について図を用いて説明する。図1
は本発明の実施の1形態を略示的に示した全体構成図で
あり、図2はそのうちのカソード電極部分の詳細を略示
的に示す構成図である。なお、理解を容易にするため従
来のスパッタリング装置と同一部分には同一の符号を付
して説明する。
【0026】スパッタリング装置30は、図1に示すよ
うに、カソード電極31を含む構成を有しており、カソ
ード電極31は、カソードカバー32、バッキングプレ
ート33、ターゲット34、マグネット組立体35、駆
動モータ36、ドライブシャフト37、タイミングベル
ト38、回転制御装置39などから構成されている。
うに、カソード電極31を含む構成を有しており、カソ
ード電極31は、カソードカバー32、バッキングプレ
ート33、ターゲット34、マグネット組立体35、駆
動モータ36、ドライブシャフト37、タイミングベル
ト38、回転制御装置39などから構成されている。
【0027】この他にスパッタリング装置30として
は、図1に示すように、対象物であるウエーハ18、ヒ
ータステージ19、防着シールド20、スパッタ室4
0、直流電源41、バルブ42、基板搬出搬入口43、
バルブ44、バルブ45、真空排気装置46、ガスノズ
ル47、流量コントローラ48、ガスボンベ49、スペ
ーサ50などから構成されている。
は、図1に示すように、対象物であるウエーハ18、ヒ
ータステージ19、防着シールド20、スパッタ室4
0、直流電源41、バルブ42、基板搬出搬入口43、
バルブ44、バルブ45、真空排気装置46、ガスノズ
ル47、流量コントローラ48、ガスボンベ49、スペ
ーサ50などから構成されている。
【0028】カソードカバー32は、円筒部32Aの底
面に底部32Bを有し、この底部32Bの中心には、内
部に収納される磁場発生手段としてのマグネット組立体
35から延長されるドライブシャフト37が貫通する貫
通孔が穿設されており、円筒部32Aの開放端側には外
部に展延する縁部32Cが形成されている。
面に底部32Bを有し、この底部32Bの中心には、内
部に収納される磁場発生手段としてのマグネット組立体
35から延長されるドライブシャフト37が貫通する貫
通孔が穿設されており、円筒部32Aの開放端側には外
部に展延する縁部32Cが形成されている。
【0029】このカソードカバー32の縁部32Cに
は、バッキングプレート33が配設されてカソードカバ
ー32の内部とは気密を保持して閉塞され、さらにバッ
キングプレート33のスパッタ室40側にはターゲット
34が固定されている。
は、バッキングプレート33が配設されてカソードカバ
ー32の内部とは気密を保持して閉塞され、さらにバッ
キングプレート33のスパッタ室40側にはターゲット
34が固定されている。
【0030】さらに、ドライブシャフト37には、タイ
ミングベルト38を介して駆動モータ36が結合され、
この駆動モータ36は回転制御装置39によりその回転
数が制御され、最終的には磁場発生手段としてのマグネ
ット組立体35に内蔵されているマグネットの回転を制
御する。
ミングベルト38を介して駆動モータ36が結合され、
この駆動モータ36は回転制御装置39によりその回転
数が制御され、最終的には磁場発生手段としてのマグネ
ット組立体35に内蔵されているマグネットの回転を制
御する。
【0031】カソードカバー32の縁部32Cは、一部
が開放された箱形のスパッタ室40の開放端側で絶縁性
のスペーサ50を介して絶縁して接地されたスパッタ室
40と結合されている。
が開放された箱形のスパッタ室40の開放端側で絶縁性
のスペーサ50を介して絶縁して接地されたスパッタ室
40と結合されている。
【0032】バッキングプレート33には、正極が接地
された直流電源41の負極がカソードカバー32を介し
て接続されて、ターゲット34側からウエーハ18側に
向かって直流電源41から電界が印加されている。
された直流電源41の負極がカソードカバー32を介し
て接続されて、ターゲット34側からウエーハ18側に
向かって直流電源41から電界が印加されている。
【0033】バッキングプレート33に固定されたター
ゲット34に対向してスパッタ室40の中にヒータステ
ージ19が設けられ、このヒータステージ19の上に処
理対象であるウエーハ18が装着され、図示されていな
いがこのヒータステージ19により成膜中のウエーハ1
8の温度を任意に制御できるようになっている。
ゲット34に対向してスパッタ室40の中にヒータステ
ージ19が設けられ、このヒータステージ19の上に処
理対象であるウエーハ18が装着され、図示されていな
いがこのヒータステージ19により成膜中のウエーハ1
8の温度を任意に制御できるようになっている。
【0034】さらに、ターゲット34と、これに対向す
るウエーハ18と、ヒータステージ19と、ターゲット
34とウエーハ18の間の空間の周面には、上方に広が
るラッパ状の防着シールド20が配設されている。
るウエーハ18と、ヒータステージ19と、ターゲット
34とウエーハ18の間の空間の周面には、上方に広が
るラッパ状の防着シールド20が配設されている。
【0035】また、スパッタ室40にはバルブ42を介
して基板搬出搬入口43が連結されており、この基板搬
出搬入口43にはバルブ44を介して外部からウエーハ
18を搬入したり、外部へ搬出できるようにされてい
る。
して基板搬出搬入口43が連結されており、この基板搬
出搬入口43にはバルブ44を介して外部からウエーハ
18を搬入したり、外部へ搬出できるようにされてい
る。
【0036】すなわち、処理対象であるウエーハ18
は、先ずバルブ44を介して基板搬出搬入口43の中に
搬入され、基板搬出搬入口43を高真空に排気した後、
バルブ42を介してスパッタ室40に搬入され、ヒータ
ステージ19の上に装着されて成膜されるが、成膜処理
されたウエーハ18は、バルブ42を介して基板搬出搬
入口43に取り出された後、バルブ44を介して外部に
搬出される。
は、先ずバルブ44を介して基板搬出搬入口43の中に
搬入され、基板搬出搬入口43を高真空に排気した後、
バルブ42を介してスパッタ室40に搬入され、ヒータ
ステージ19の上に装着されて成膜されるが、成膜処理
されたウエーハ18は、バルブ42を介して基板搬出搬
入口43に取り出された後、バルブ44を介して外部に
搬出される。
【0037】また、スパッタ室40は、バルブ45を介
して真空ポンプからなる真空排気装置46に連結され
て、所要の真空度になるように排気され、さらにスパッ
タ室40にはガスノズル47が配置され、このガスノズ
ル47には流量コントローラ48を介してガスボンベ4
9からガスが供給される。
して真空ポンプからなる真空排気装置46に連結され
て、所要の真空度になるように排気され、さらにスパッ
タ室40にはガスノズル47が配置され、このガスノズ
ル47には流量コントローラ48を介してガスボンベ4
9からガスが供給される。
【0038】次に、磁場発生手段として機能するマグネ
ット組立体35を含むカソード電極31の構成につい
て、図2を用いてさらに詳細に説明する。ドライブシャ
フト37は円板状のマグネットベース51、主歯車5
2、タイミングベルト53Aが巻回されたプーリ53の
各中心に結合されている。
ット組立体35を含むカソード電極31の構成につい
て、図2を用いてさらに詳細に説明する。ドライブシャ
フト37は円板状のマグネットベース51、主歯車5
2、タイミングベルト53Aが巻回されたプーリ53の
各中心に結合されている。
【0039】そして、主歯車52は、瓢箪形の第一マグ
ネット54の中心に固定されマグネットベース51を貫
通しドライブシャフト37とは異なる位置に中心が配設
されたシャフト55に連結された第一補助歯車56と螺
合されている。
ネット54の中心に固定されマグネットベース51を貫
通しドライブシャフト37とは異なる位置に中心が配設
されたシャフト55に連結された第一補助歯車56と螺
合されている。
【0040】また、タイミングベルト53Aは、瓢箪形
の第一マグネット54の長手方向とは直角方向に長手方
向が向いた瓢箪形の第二マグネット57の中心に固定さ
れマグネットベース51を貫通して配設されたシャフト
58に連結された第二補助歯車59と回転可能なように
結合されている。
の第一マグネット54の長手方向とは直角方向に長手方
向が向いた瓢箪形の第二マグネット57の中心に固定さ
れマグネットベース51を貫通して配設されたシャフト
58に連結された第二補助歯車59と回転可能なように
結合されている。
【0041】これらの第一マグネット54と第二マグネ
ット57とは、いずれも長手方向に磁化されて、それぞ
れこれらのマグネットの両端がN極とS極として形成さ
れている。
ット57とは、いずれも長手方向に磁化されて、それぞ
れこれらのマグネットの両端がN極とS極として形成さ
れている。
【0042】そして、ギア機構60は、これらのマグネ
ットベース51、主歯車52、プーリ53、タイミング
ベルト53A、シャフト55、第一補助歯車56、シャ
フト58、および第二補助歯車59などにより構成され
ている。
ットベース51、主歯車52、プーリ53、タイミング
ベルト53A、シャフト55、第一補助歯車56、シャ
フト58、および第二補助歯車59などにより構成され
ている。
【0043】駆動モータ36の回転により、この駆動モ
ータ36と連結されたドライブシャフト37が回転し、
これによりマグネットベース51がドライブシャフト3
7を中心として、例えば図2(B)の符号NAに示すよう
に反時計方向に公転する。
ータ36と連結されたドライブシャフト37が回転し、
これによりマグネットベース51がドライブシャフト3
7を中心として、例えば図2(B)の符号NAに示すよう
に反時計方向に公転する。
【0044】同時に、このドライブシャフト37に連結
されている主歯車52が同じように反時計方向に回転す
るので、第一補助歯車56に連結されている第一マグネ
ット54が図2(B)の符号NBに示すように時計方向に
自転する。
されている主歯車52が同じように反時計方向に回転す
るので、第一補助歯車56に連結されている第一マグネ
ット54が図2(B)の符号NBに示すように時計方向に
自転する。
【0045】また、ドライブシャフト37にプーリ53
を介して連結されているタイミングベルト53Aも同じ
ように反時計方向に回転するので、第二補助歯車59に
連結されている第二マグネット57が図2(B)の符号N
Cに示すように反時計方向に自転する。
を介して連結されているタイミングベルト53Aも同じ
ように反時計方向に回転するので、第二補助歯車59に
連結されている第二マグネット57が図2(B)の符号N
Cに示すように反時計方向に自転する。
【0046】そして、これらのシャフト55とシャフト
58とは、マグネットベース51を貫通して回動可能な
ように結合されているので、全体として第一マグネット
54と第二マグネット57とは自転と公転とを組合せた
複合回転をしていることとなる。
58とは、マグネットベース51を貫通して回動可能な
ように結合されているので、全体として第一マグネット
54と第二マグネット57とは自転と公転とを組合せた
複合回転をしていることとなる。
【0047】第一マグネット54と第二マグネット57
とは、このような複合回転をしているので、図3に示す
位置では、第一マグネット54による磁界φ2の平行成
分はターゲット34の表面では紙面に対して垂直方向に
形成され、第二マグネット57による磁界φ3の平行成
分はターゲット34の表面では紙面に対して平行方向に
形成される。
とは、このような複合回転をしているので、図3に示す
位置では、第一マグネット54による磁界φ2の平行成
分はターゲット34の表面では紙面に対して垂直方向に
形成され、第二マグネット57による磁界φ3の平行成
分はターゲット34の表面では紙面に対して平行方向に
形成される。
【0048】そして、これらの磁界φ2と磁界φ3は、
各々自転しながら全体として公転しているので、磁界φ
2と磁界φ3はターゲット34の上をまんべんなく移動
し、全体としてみるとターゲット34の上には1個のマ
グネットの場合に比べてより均等な磁場が印加されるこ
ととなる。
各々自転しながら全体として公転しているので、磁界φ
2と磁界φ3はターゲット34の上をまんべんなく移動
し、全体としてみるとターゲット34の上には1個のマ
グネットの場合に比べてより均等な磁場が印加されるこ
ととなる。
【0049】以上の構成において、直流電源41により
ターゲット34側からウエーハ18側に向かって直流電
源41から電界が印加され、負の電極から発生した電子
は、印加されている電界と、第一マグネット54と第二
マグネット57により発生している磁界φ2と磁界φ3
により、ターゲット34とウエーハ18の間の空間でサ
イクロン運動をする。
ターゲット34側からウエーハ18側に向かって直流電
源41から電界が印加され、負の電極から発生した電子
は、印加されている電界と、第一マグネット54と第二
マグネット57により発生している磁界φ2と磁界φ3
により、ターゲット34とウエーハ18の間の空間でサ
イクロン運動をする。
【0050】スパッタ室40の内部は、真空排気装置4
6により排気され、ガスボンベ49から例えばアルゴン
ガスが封入されているので、このサイクロン運動してい
る電子とアルゴンガスが衝突することによりアルゴンイ
オンが形成され、特に磁場の平行成分が大きい部分にプ
ラズマ濃度の高い領域ができる。
6により排気され、ガスボンベ49から例えばアルゴン
ガスが封入されているので、このサイクロン運動してい
る電子とアルゴンガスが衝突することによりアルゴンイ
オンが形成され、特に磁場の平行成分が大きい部分にプ
ラズマ濃度の高い領域ができる。
【0051】そして、このプラズマ濃度の高い領域が場
所を変えて回転移動して、そのアルゴンイオンがターゲ
ット34とイオン衝突するので、ターゲット原子が放出
される領域が広がり、対象物であるウエーハ18に全体
的に付着してウエーハ18に均一度の良い薄膜が形成さ
れる。
所を変えて回転移動して、そのアルゴンイオンがターゲ
ット34とイオン衝突するので、ターゲット原子が放出
される領域が広がり、対象物であるウエーハ18に全体
的に付着してウエーハ18に均一度の良い薄膜が形成さ
れる。
【0052】このときのターゲット34でのエロージョ
ンは、図3に示すように、ターゲット34の全面に亘っ
て充分な磁界が印加されているので、ターゲット34の
外周部付近もスパッタされ、その範囲が均等になる。
ンは、図3に示すように、ターゲット34の全面に亘っ
て充分な磁界が印加されているので、ターゲット34の
外周部付近もスパッタされ、その範囲が均等になる。
【0053】エロージョンの範囲が均等になることによ
り、ターゲットライフエンド付近でも良い成膜の均一性
が保たれ、またターゲット外周部付近の非エロージョン
範囲の表面に発生しやすかったノジュールも発生しにく
くなり、ダストの低減につながる。
り、ターゲットライフエンド付近でも良い成膜の均一性
が保たれ、またターゲット外周部付近の非エロージョン
範囲の表面に発生しやすかったノジュールも発生しにく
くなり、ダストの低減につながる。
【0054】なお、今までの説明では、バッキングプレ
ート33によりスパッタ室40とカソードカバー32の
内部とを分離した構成としたが、マグネット組立体35
をも含めて全体として真空容器の中に収納する構成とす
れば、必ずしもバッキングプレート33により分離しな
くても良い。
ート33によりスパッタ室40とカソードカバー32の
内部とを分離した構成としたが、マグネット組立体35
をも含めて全体として真空容器の中に収納する構成とす
れば、必ずしもバッキングプレート33により分離しな
くても良い。
【0055】また、今までの説明では、一対のマグネッ
トを用いる構成としたが、必ずしも一対でなくても複数
個を用いて自転と公転を複合させる複合回転をするよう
にすれば、さらにきめ細かく磁場を形成することがで
き、成膜の均一性を向上させることができる。
トを用いる構成としたが、必ずしも一対でなくても複数
個を用いて自転と公転を複合させる複合回転をするよう
にすれば、さらにきめ細かく磁場を形成することがで
き、成膜の均一性を向上させることができる。
【0056】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係るス
パッタリング装置によれば、複数のマグネットを複合回
転させているので、ターゲットの一部の領域しかスパッ
タリングされるというようなことはなくなり、ターゲッ
トの表面をマグネットによる磁界が均等に行き亘るよう
になるので全体的にスパッタリングされるようになり、
このためサイクロン運動をする電子の運動量をターゲッ
トの表面上で均一化させることができる。
パッタリング装置によれば、複数のマグネットを複合回
転させているので、ターゲットの一部の領域しかスパッ
タリングされるというようなことはなくなり、ターゲッ
トの表面をマグネットによる磁界が均等に行き亘るよう
になるので全体的にスパッタリングされるようになり、
このためサイクロン運動をする電子の運動量をターゲッ
トの表面上で均一化させることができる。
【0057】この結果、対象物であるウエーハの表面に
形成される成膜の均一性が向上すると共にターゲットラ
イフの延長も可能となり、さらにターゲット上でのエロ
ージョン範囲が均一となるので、ターゲット表面のノジ
ュールも発生しにくくなり、ウエーハへ付着するダスト
の低減につなげることができる。
形成される成膜の均一性が向上すると共にターゲットラ
イフの延長も可能となり、さらにターゲット上でのエロ
ージョン範囲が均一となるので、ターゲット表面のノジ
ュールも発生しにくくなり、ウエーハへ付着するダスト
の低減につなげることができる。
【図1】本発明に係るスパッタリング装置の実施の形態
を示す全体構成図である。
を示す全体構成図である。
【図2】図1に示すカソード電極の構成を詳細に説明す
る構成図であり、(A)図はその断面図であり、(B)図は
(A)図におけるX−Y部分からマグネットベースを透か
して略示的に見た説明図である。
る構成図であり、(A)図はその断面図であり、(B)図は
(A)図におけるX−Y部分からマグネットベースを透か
して略示的に見た説明図である。
【図3】図1に示すスパッタリング装置の特性を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図4】従来のスパッタリング装置の構成を示す断面図
である。
である。
【図5】図4に示すマグネット部分を説明する説明図で
ある。
ある。
【図6】図4に示すスパッタリング装置の特性を説明す
る説明図である。
る説明図である。
10;スパッタリング装置、11;カソード電極、1
2;カソードカバー、13;ターゲット、14;マグネ
ット、15;駆動モータ、16;ドライブシャフト、1
7;タイミングベルト、18;ウエーハ、19;ヒータ
ステージ、20;防磁シールド、21;空間、22;外
周部付近、23;中央部分、30;スパッタリング装
置、31;カソード電極、32;カソードカバー、32
A;円筒部、32B;底部、32C;縁部、33;バッ
キングプレート、34;ターゲット、35;マグネット
組立体、36;駆動モータ、37;ドライブシャフト、
38;タイミングベルト、39;回転制御装置、40;
スパッタ室、41;直流電源、42;バルブ、43;基
板搬出搬入口、44〜45;バルブ、46;真空排気装
置、47;ガスノズル、48;流量コントローラ、4
9;ガスボンベ、50;スペーサ、51;マグネットベ
ース、52;主歯車、53A;タイミングベルト、5
4;第一マグネット、55;シャフト、56;第一補助
歯車、57;第二マグネット、58;シャフト、59;
第二補助歯車、60;ギア機構
2;カソードカバー、13;ターゲット、14;マグネ
ット、15;駆動モータ、16;ドライブシャフト、1
7;タイミングベルト、18;ウエーハ、19;ヒータ
ステージ、20;防磁シールド、21;空間、22;外
周部付近、23;中央部分、30;スパッタリング装
置、31;カソード電極、32;カソードカバー、32
A;円筒部、32B;底部、32C;縁部、33;バッ
キングプレート、34;ターゲット、35;マグネット
組立体、36;駆動モータ、37;ドライブシャフト、
38;タイミングベルト、39;回転制御装置、40;
スパッタ室、41;直流電源、42;バルブ、43;基
板搬出搬入口、44〜45;バルブ、46;真空排気装
置、47;ガスノズル、48;流量コントローラ、4
9;ガスボンベ、50;スペーサ、51;マグネットベ
ース、52;主歯車、53A;タイミングベルト、5
4;第一マグネット、55;シャフト、56;第一補助
歯車、57;第二マグネット、58;シャフト、59;
第二補助歯車、60;ギア機構
Claims (4)
- 【請求項1】 対象物に対して対向して配設され該対象
物に対して薄膜を形成するためのターゲットと、該ター
ゲットの表面上に磁場を形成するための磁場発生手段と
を有し、該ターゲットに対して電界を印加して前記対象
物に対してスパッタリングを行うスパッタリング装置で
あって、 前記磁場発生手段は、前記ターゲットに近接して配設さ
れ自転と公転を組合わせた複合回転をする複数のマグネ
ットを具備することを特徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項2】 前記複合回転は、駆動モータと連結され
て公転するマグネットベースを有し、該マグネットベー
スの上で一対のマグネットが駆動モータとギア機構を介
して結合されて自転する請求項1に記載のスパッタリン
グ装置。 - 【請求項3】 前記マグネットは、一対の形状が瓢箪状
をなし、互いにその長手方向が直角になるように配設さ
れて自転する請求項1に記載のスパッタリング装置。 - 【請求項4】 前記複合回転は、前記マグネットを回転
させる駆動モータの回転数を回転制御装置により制御さ
れる請求項1に記載のスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000203643A JP2002020866A (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000203643A JP2002020866A (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | スパッタリング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002020866A true JP2002020866A (ja) | 2002-01-23 |
Family
ID=18701025
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000203643A Pending JP2002020866A (ja) | 2000-07-05 | 2000-07-05 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002020866A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005121392A1 (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Shibaura Mechatronics Corporation | スパッタリング装置及び方法並びにスパッタリング制御用プログラム |
-
2000
- 2000-07-05 JP JP2000203643A patent/JP2002020866A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005121392A1 (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Shibaura Mechatronics Corporation | スパッタリング装置及び方法並びにスパッタリング制御用プログラム |
US7935232B2 (en) | 2004-06-14 | 2011-05-03 | Shibaura Mechatronics Corporation | Sputtering apparatus and method, and sputtering control program |
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