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Abstract
Description
本開示は、スパッタ装置に関する。 The present disclosure relates to sputtering apparatus.
スパッタ装置は、被処理物と、被処理物に対向して配置されるターゲットとを収容する真空容器を備え、プラズマを用いてターゲットをスパッタリングして被膜を被処理物上に成膜する。このようなスパッタ装置として、高周波磁場を通す高周波窓として使用する誘電体の筐体及びファラデーシールドと、高周波磁場を発生させるアンテナとを配置するものが知られている。 The sputtering apparatus includes a vacuum vessel containing an object to be processed and a target arranged to face the object to be processed, and uses plasma to sputter the target to form a coating on the object to be processed. As such a sputtering apparatus, there is known one in which a dielectric housing and a Faraday shield used as a high-frequency window for passing a high-frequency magnetic field, and an antenna for generating a high-frequency magnetic field are arranged.
上記のような真空容器の外部にアンテナを設けたスパッタ装置では、ターゲット付近のプラズマ密度を高めにくい。真空容器の外部にアンテナを設けたスパッタ装置において、より効率的にターゲット近傍のプラズマ密度を高めることができることが望まれる。 It is difficult to increase the plasma density in the vicinity of the target in the sputtering apparatus having the antenna outside the vacuum vessel as described above. In a sputtering apparatus in which an antenna is provided outside a vacuum vessel, it is desired to be able to increase the plasma density in the vicinity of the target more efficiently.
本開示は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、ターゲット近傍のプラズマ密度を高くすることができるスパッタ装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a sputtering apparatus capable of increasing the plasma density in the vicinity of the target.
上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係るスパッタ装置は、被処理物を載置するためのステージを収容する真空容器と、前記ステージ上に載置される被処理物に対向する対向面を有し、前記真空容器の内部に配置されたターゲットと、前記真空容器の内部でプラズマを発生させるために、高周波磁場を前記真空容器の内部に導入させる、前記真空容器の壁面に設けられた高周波窓であって、スリットを有する金属板と前記金属板に重畳する誘電体とを有する高周波窓と、前記真空容器の外部で前記高周波窓に近接して配置されるとともに、前記高周波磁場を発生させる直線状のアンテナと、を備え、前記高周波窓は、前記真空容器の内部側の主面が前記対向面に平行な面から前記ターゲットの方向へ傾斜するように配置される。 In order to solve the above problems, a sputtering apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a vacuum vessel that houses a stage for placing an object to be processed, and a vacuum vessel that faces the object to be processed placed on the stage. a target disposed inside the vacuum vessel, and a wall surface of the vacuum vessel for introducing a high-frequency magnetic field into the interior of the vacuum vessel to generate plasma inside the vacuum vessel. a high-frequency window provided, the high-frequency window having a metal plate having a slit and a dielectric superimposed on the metal plate; and a linear antenna for generating a magnetic field, wherein the high-frequency window is arranged such that the main surface on the inner side of the vacuum vessel is inclined from a plane parallel to the facing surface toward the target.
本開示の一態様によれば、ターゲット近傍のプラズマ密度を高くすることができるスパッタ装置を提供することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to provide a sputtering apparatus capable of increasing plasma density in the vicinity of a target.
〔実施形態1〕
以下、本開示の実施形態1について、図1及び図2を用いて詳細に説明する。図1は、本開示の実施形態1に係るスパッタ装置1の平面図である。図2は、上記スパッタ装置1の要部構成を側方から見たときの断面図である。
[Embodiment 1]
Hereinafter,
<スパッタ装置1>
図1及び図2に示すように、本実施形態のスパッタ装置1は、真空容器2と、真空容器2に対して着脱可能に設けられるとともに、真空容器2の内部にターゲットTrを配置するためのターゲットホルダ3と、を備える。また、本実施形態のスパッタ装置1は、真空容器2の内部にプラズマを発生させるプラズマ源10を具備する。真空容器2は、被処理物H1と被処理物H1を載置するためのステージHを収容するようになっている。
<
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、真空容器2では、被処理物H1及びステージHが図示しない搬送装置によって真空容器2と外部との間で搬入出される。プラズマ源10は、真空容器2の内部でプラズマを発生させるための電磁場の発生源である(詳細は後述。)。尚、図2において、被処理物H1とターゲットTrとの対向方向は、真空容器2の上下方向であり、ターゲットTrは、例えば、真空容器2の上側の天井面に設けられている。
In the
真空容器2の内部では、所定の真空度を保った状態で、プラズマを用いてターゲットTrをスパッタリングして、被処理物H1上に被膜を成膜する成膜処理が被処理物H1に行われる。被処理物H1は、例えば、液晶パネルディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)パネルディスプレイなどに用いられるガラス基板、合成樹脂基板であり得る。また被処理物H1は、各種用途に用いられる半導体基板であり得る。スパッタ装置1は、上記成膜処理によって酸化物半導体や磁性材料などの所定の被膜を被処理物H1上に成膜する。
Inside the
また、真空容器2には、図示しないガス供給機構が接続されており、当該ガス供給機構によって、例えば、アルゴンガスなどの不活性ガスが真空容器2の内部に供給されるようになっている。そして、スパッタ装置1では、不活性ガスの雰囲気下において、上記所定の成膜処理が実施されるよう構成されている。
A gas supply mechanism (not shown) is connected to the
ターゲットホルダ3は、ターゲットホルダ本体3aと、ターゲットホルダ本体3aの外周部に設けられてターゲットホルダ本体3aを真空容器2に気密に取り付ける矩形の絶縁フランジ5と、バッキングプレート6とを備える。ターゲットホルダ本体3aには、絶縁フランジ5内に設けられてターゲットTrを冷却するバッキングプレート6が取り付けられている。
The
バッキングプレート6は、上記成膜処理に応じたターゲットTrを適宜保持するように構成されている。バッキングプレート6は、例えば、冷却水等の冷却媒体がそれぞれ流入及び流出される流入口6a及び流出口6bと、これらの流入口6a及び流出口6bに連通する流路6cと、を備えている。そして、ターゲットTrが、例えば、バッキングプレート6の下面に接着されている。
The
<ターゲットホルダ3>
ターゲットホルダ3は、上記成膜処理の際に、ターゲットTrの対向面(主面)Tr1が被処理物H1での被膜の形成面と互いに平行な状態で対向するように、ターゲットTrを保持する。また、ターゲットホルダ3には、ターゲットTrの端部での異常放電を防止するために、間隙を介してターゲットTrの表面を覆う接地電極(アノード電極)7が設けられている。この接地電極7は、真空容器2に電気的に接続されており、真空容器2を介して接地される。
<Target holder 3>
The
ターゲットTrには、バッキングプレート6を介して電源8が接続されており、上記成膜処理の際に電源8からパルス状の直流電圧、または交流電圧がターゲットTrに対してバイアス電圧として印加されるようになっている。このバイアス電圧は、真空容器2の内部のプラズマ中のイオン(例えば、アルゴンイオン(Ar+))をターゲットTrに引き込んでスパッタさせる電圧であり、例えば、-200V~-1kVの範囲内の値に設定されている。
A
<プラズマ源10の構成>
プラズマ源10は、真空容器2の内部でプラズマを発生させるために、高周波磁場を真空容器2の内部に導入させる高周波窓11を備える。また、プラズマ源10は、真空容器2の外部で高周波窓11に近接して配置されるとともに、上記高周波磁場を発生させる直線状のアンテナ14を具備する。
<Configuration of
The
<高周波窓11>
高周波窓11は、スリット12aを有する金属板12と、金属板12に重畳する誘電体13とを備えるとともに、真空容器2のターゲットTrが取り付けられた壁面に設けられている。つまり、高周波窓11では、図2に示すように、誘電体13よりも真空容器2の内部側に設けられた金属板12が誘電体13と互いに重なり合った状態で配置されている。また、高周波窓11は、ターゲットTrが取り付けられた壁面(真空容器2の天井面)に連続的に設けられた壁面、つまり、真空容器2の側面に取り付けられている。
<
The high-
高周波窓11は、例えば、平板状に構成されている。この高周波窓11では、図2に示すように、金属板12が真空容器2の上記側面(壁面)に設けられている。また、高周波窓11は、対向面Tr1に対して傾斜している。つまり、高周波窓11は、真空容器2の内部側の主面が対向面Tr1に平行な面からターゲットTrの方向へ傾斜するように配置される。
The high-
具体的には、高周波窓11は、スリット12aの真空容器2の内部側の開口面がターゲットTrの対向面Tr1に平行な面に対してターゲットTrの下方に傾斜するように、上記壁面に設けられている。真空容器2の内部に対向する、高周波窓11の主面と、ターゲットTrの対向面Tr1に平行な面との成す角度が、角度θ1(図2)である。以下、角度θ1について、高周波窓11の取付け角度ともいう。
Specifically, the high-
具体的にいえば、本開示のスパッタ装置1では、角度θ1として90度以上120度以下の範囲内の角度が設定されている。これにより、本開示では、後に詳述するように、ターゲットTr近傍のプラズマ密度を確実に高くすることができるコンパクトなスパッタ装置1を容易に構成することができる。
Specifically, in the
詳細には、本実施形態のスパッタ装置1では、高周波窓11の上記主面とターゲットTrの対向面Tr1に平行な面との成す角度(高周波窓11の取付け角度)θ1を120度としている。
Specifically, in the
<金属板12>
金属板12は、例えば、銅、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、錫、ケイ素、チタン、鉄、クロム、ニオブ、炭素、モリブデン、タングステン、あるいはコバルトを含んだ群から選択される1つの金属、またはそれらの合金を用いて構成されている。金属板12は、例えば、1mm~5mm程度の厚みを有している。
<
The
金属板12には、複数のスリット12aが、図1に示すように、アンテナ14の長手方向に沿って、互いに所定間隔をおいて形成されている。また、金属板12は、真空容器2を介して接地されている。これにより、金属板12は、アンテナ14で発生させた高周波磁場を真空容器2の内部に透過させるとともに、アンテナ14で発生させた電界が真空容器2の内部に入り込むのを阻止するように構成されている。
A plurality of
<誘電体13>
誘電体13は、例えば、厚さ1mm~5mm程度のフッ素樹脂などの合成樹脂フィルムを用いて構成されている。また、この誘電体13は、金属板12上に重ね合わせられたときに、上記複数のスリット12aを閉塞するように構成されている。そして、高周波窓11では、誘電体13によって真空容器2の内部の真空状態を維持できるようになっている。
<
The dielectric 13 is made of, for example, a synthetic resin film such as fluororesin having a thickness of about 1 mm to 5 mm. Further, the dielectric 13 is configured to block the plurality of
尚、上記の説明以外に、誘電体13は、透磁体であればよく、例えば、アルミナ、炭化ケイ素、窒化ケイ素等のセラミックス材料、あるいは石英ガラス、無アルカリガラス等の無機材料を用いて構成してもよい。また、誘電体13は、低誘電正接であることが好ましく、より具体的には、高周波による加熱の元で誘電正接が0.001以下であるものが好ましい。また、誘電体13として、誘電正接が0.001以上の材料では、金属板12とアンテナ14との距離を適切に設定することが好ましい。
In addition to the above description, the dielectric 13 may be a magnetically permeable material, for example, ceramic materials such as alumina, silicon carbide, and silicon nitride, or inorganic materials such as quartz glass and alkali-free glass. may The dielectric 13 preferably has a low dielectric loss tangent, and more specifically, preferably has a dielectric loss tangent of 0.001 or less under high frequency heating. Further, when the dielectric 13 is made of a material having a dielectric loss tangent of 0.001 or more, it is preferable to appropriately set the distance between the
また、上記の説明以外に、誘電体13を真空容器2の壁面に気密に設けるとともに、誘電体13のアンテナ14側に金属板12を設ける構成でもよい。この場合には、金属板12は、例えば、真空容器2を介して接地することにより、金属板12をファラデーシールドとして構成することが、アンテナ14で発生させた電界が真空容器2の内部に入り込むのを阻止できる点で好ましい。
In addition to the above description, the dielectric 13 may be airtightly provided on the wall surface of the
<アンテナ14>
アンテナ14は、例えば、パイプ状の金属材料(例えば、銅、アルミニウム、あるいはこれらの合金またはステンレスなど)を用いて構成されている。また、アンテナ14の一端部には、図示しない高周波電源15が接続され、アンテナ14の他端部は、接地されている。そして、アンテナ14には、上記高周波電源15から、例えば、13.56MHzの周波数の高周波電流が供給されるようになっている。スパッタ装置1では、アンテナ14に高周波電流が流れることにより、真空容器2内に誘導電界が発生して誘導結合型のプラズマPが生成される。
<
The
また、アンテナ14の内部には、アンテナ14を冷却する冷却媒体(例えば、冷却水)を流す流路が形成されている。尚、上述の金属材料では、低抵抗金属または合金を表皮厚み以上の厚みで被覆していることが好ましい。
Further, inside the
<効果>
以上のように構成された本実施形態のスパッタ装置1は、ステージH上に載置される被処理物H1に対向する対向面Tr1を有し、真空容器2の内部に配置されたターゲットTrを備える。また、本実施形態のスパッタ装置1は、スリット12aを有する金属板12と誘電体13とを備えて真空容器2の内部でプラズマを発生させるために、高周波磁場を真空容器2の内部に導入させるとともに、真空容器2の壁面に設けられた高周波窓11を具備する。また、本実施形態のスパッタ装置1は、真空容器2の外部で高周波窓11に近接して配置されるとともに、高周波磁場を発生させる直線状のアンテナ14と、を備える。
<effect>
The
また、本実施形態のスパッタ装置1では、高周波窓11は、真空容器2の内部側の主面が対向面Tr1に平行な面からターゲットTrの方向へ傾斜するように配置される。これにより、本実施形態では、ターゲットTr近傍のプラズマ密度を高くすることができるスパッタ装置1を提供することができる。
Further, in the
また、本実施形態のスパッタ装置1では、高周波窓11において、金属板12が誘電体13に対して真空容器2の内部側となるように真空容器2の壁面に設けられている。これにより、本実施形態のスパッタ装置1では、誘電体13を真空容器2の内部側とする場合に比べて高周波窓11を真空容器2の壁面に容易に設けることができる。
Further, in the
<試験結果例>
ここで、図3も参照して、本実施形態のスパッタ装置1の具体的な効果について説明する。図3は、本実施形態品における、ターゲット中心からの距離に対するプラズマ密度及び膜厚の測定結果例を示す図である。なお、図3の縦軸は、プラズマ密度または膜厚である。より詳細には、図3の縦軸は、プラズマ密度分布でのプラズマ密度の最大値に対しての相対比である。あるいは、図3の縦軸は、膜厚分布での膜厚の最大値に対しての相対比である。図3の横軸は、ターゲット中心からの距離からの距離(図2の左右方向でのターゲットTrの中心からの距離)を示している。
<Example of test results>
Here, with reference also to FIG. 3, specific effects of the
図3の曲線50に示すように、本実施形態品では、真空容器2の内部でのプラズマ密度の最大値を1とした場合に、ターゲットTrの中心に近付くにつれて、プラズマ密度の相対比の値は小さくなる。しかしながら、ターゲットTrの中心でも、零の値とならないことが確認された。すなわち、本実施形態品では、高周波窓11から遠く離れたターゲットTrの中心でも、上記プラズマ密度の相対比の値が零を超える値となり、プラズマ密度を高くできることが確認された。
As shown by the
なお、このプラズマ密度は、ターゲットTrの下方における、図2に評価位置P1で示す測定結果である。また、この評価位置P1は、ターゲットTrの対向面Tr1から被処理物H1への方向で図2にL1にて示す距離(例えば、38mm)だけ下方の位置である。 It should be noted that this plasma density is the measurement result shown at the evaluation position P1 in FIG. 2 below the target Tr. Also, this evaluation position P1 is a position below by a distance (for example, 38 mm) indicated by L1 in FIG. 2 in the direction from the facing surface Tr1 of the target Tr to the workpiece H1.
具体的にいえば、角度θ1を120度とした場合では、例えば、上記評価位置P1において、ターゲットTrの中心でのプラズマ密度を、0.5×1016(m-3)以上とすることが確認された。また、角度θ1を90度とした場合では、例えば、上記評価位置P1において、ターゲットTrの中心でのプラズマ密度を、1.5×1017(m-3)以上とすることが確認された。 Specifically, when the angle θ1 is 120 degrees, for example, at the evaluation position P1, the plasma density at the center of the target Tr can be 0.5×10 16 (m −3 ) or more. confirmed. Further, when the angle θ1 is 90 degrees, for example, it was confirmed that the plasma density at the center of the target Tr is 1.5×10 17 (m −3 ) or more at the evaluation position P1.
また、被処理物H1に形成される被膜の膜厚分布は、図3の曲線51に示す形状となった。この膜厚分布は、図3に曲線40にて示す、COS則によるモデルの形状とほぼ一致しており、本実施形態品は、一般的なスパッタ装置での膜厚分布とほぼ一致することが確かめられた。すなわち、本実施形態のように、高周波窓11をターゲットTrの対向面Tr1に傾斜させたときでも、その傾斜させた悪影響を発生することなく、被処理物H1に成膜処理を行って適切に成膜できることが実証された。
Also, the film thickness distribution of the film formed on the object H1 to be processed has a shape shown by the
〔実施形態2〕
本開示の実施形態2について、図4を用いて具体的に説明する。図4は、本開示の実施形態2に係るスパッタ装置1の要部構成を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
本実施形態2と上記実施形態1との主な相違点は、高周波窓11の上記主面とターゲットTrの対向面Tr1に平行な面との成す角度(高周波窓11の取付け角度)θ1を90度とした点である。
The main difference between the second embodiment and the first embodiment is that the angle (mounting angle of the high frequency window 11) θ1 between the main surface of the
本実施形態2のスパッタ装置1では、図4に示すように、角度θ1が90度となるように高周波窓11は真空容器2の壁面に設けられている。
In the
以上の構成により、本実施形態2のスパッタ装置1は、実施形態1のものと同様な効果を奏する。
With the above configuration, the
<試験結果例>
ここで、図5~図8も参照して、実施形態1及び実施形態2のスパッタ装置1の具体的な効果について説明する。図5は、比較例1の要部構成を説明する図である。図6は、本実施形態品と比較例1の各々における、高周波窓11の取付け角度に対するプラズマ密度の電源出力との比の値の測定結果例を示す図である。図7は、本実施形態品と比較例1の各々における、ターゲット中心からの距離に対するプラズマ密度の測定結果例を示す図である。図8は、本実施形態品と比較例1の各々における、高周波窓11の取付け角度に対するプラズマ密度比の測定結果例を示す図である。
<Example of test results>
Here, specific effects of the
図5において、比較例1は、ターゲットTrとターゲットTrを冷却する冷却機構106とを有し、真空容器102に取り付けられたターゲットホルダ103を備える。また、比較例1は、スリット112aを有する平板状の金属板112とアンテナ114の下方で金属板112上に設けられた誘電体113を有し、真空容器102に取り付けられた高周波窓111を備えている。比較例1では、図2に示した本実施形態品1または図4に示した本実施形態品2と異なり、図5に示すように、高周波窓111は、傾斜されずに対向面Tr1と平行となるように、真空容器102の壁面に設けられている。すなわち、比較例1では、角度θ1に相当する角度が180度である。
In FIG. 5, Comparative Example 1 includes a
図6において、点H1、点J1、及び点J2は、それぞれ比較例1、本実施形態品1、及び本実施形態品2でのプラズマ密度の電源出力との比の値の測定結果を示している。なお、図6の縦軸は、プラズマ密度の電源出力との比の値としてプラズマ密度/高周波電力の値で示し、図6の横軸は、高周波窓11の取付け角度を示している。
In FIG. 6, points H1, J1, and J2 indicate the measurement results of the ratio of plasma density to power output in Comparative Example 1,
また、プラズマ密度の測定位置は、本実施形態品1では、図2に示した上記評価位置P1である。また、本実施形態2では、プラズマ密度の測定位置は、図4に示した評価位置P2であり、同図4にL2で示すターゲットTrの対向面Tr1と評価位置P2との間の距離は、例えば、38mmである。また、比較例1では、プラズマ密度の測定位置は、図5に示した評価位置P3であり、同図5にL3で示すターゲットTrの対向面Tr1と評価位置P3との間の距離は、例えば、22mmである。
In the
点H1、点J1、及び点J2から明らかなように、本実施形態品1及び本実施形態品2は、比較例1に比べて、ターゲットTr近傍のプラズマ密度を大幅に高くすることができるが実証された。
As is clear from points H1, J1, and J2, the
尚、角度θ1を120度を超える角度とした場合には、ターゲットTr近傍のプラズマ密度を大幅に高くすることは困難となる。一方、角度θ1を90度未満の角度とした場合には、高周波窓が真空容器の内部側に傾斜することとなり、当該真空容器、ひいてはスパッタ装置の大型化を必要としたり、処理可能な被処理物の小型化を必要としたりする。 If the angle θ1 exceeds 120 degrees, it becomes difficult to significantly increase the plasma density in the vicinity of the target Tr. On the other hand, if the angle θ1 is less than 90 degrees, the high-frequency window will be inclined toward the inside of the vacuum vessel, requiring an increase in the size of the vacuum vessel and, in turn, the sputtering apparatus. It requires miniaturization of things.
言い換えれば、本実施形態品1及び本実施形態品2のように、90度以上120度以下の角度θ1とすることにより、ターゲットTr近傍のプラズマ密度を確実に高くすることができるコンパクトなスパッタ装置1を容易に構成することができる。
In other words, as in the
また、図7に黒塗りの四角形にて示すように、真空容器102の内部でのプラズマ密度の最大値を1とした場合に、比較例1では、ターゲットTrの中心に近付くにつれて、プラズマ密度の相対比の値は著しく小さくなる。そして、ターゲットTrの中心に至るまでにほぼ零の値となる。なお、図7の縦軸は、プラズマ密度を示し、図7の横軸は、例えば、ターゲット中心からの距離を示している。
Further, as shown by black squares in FIG. 7, when the maximum value of the plasma density inside the
一方、本実施形態品1では、図7に黒塗りの円形にて示すように、真空容器2の内部でのプラズマ密度の最大値を1とした場合に、ターゲットTrの中心に近付くにつれて、プラズマ密度の相対比の値は小さくなる。しかしながら、ターゲットTrの中心でも、零の値とならない。また、本実施形態品1では、ターゲットTrのプラズマ源10と反対側の端部を通り越した位置、例えば、ターゲットTrの中心から100mmの位置において、プラズマ密度の相対比の値はほぼ零の値となる。
On the other hand, in the
また、本実施形態品2では、図7に黒塗りの三角形にて示すように、真空容器2の内部でのプラズマ密度の最大値を1とした場合に、ターゲットTrの中心に近付くにつれて、プラズマ密度の相対比の値は小さくなる。しかしながら、ターゲットTrの中心でも、零の値とならない。また、本実施形態品2では、ターゲットTrのプラズマ源10と反対側の端部を通り越した位置、例えば、ターゲットTrの中心から105mmの位置において、プラズマ密度の相対比の値はほぼ零の値となる。
In the
さらに、本実施形態品2では、本実施形態品1に比べて、プラズマ密度の相対比の値はターゲットTrの中心に向かう方向で減少率が小さいことが確かめられた。すなわち、本実施形態品2は、本実施形態品1よりもターゲットTr近傍のプラズマ密度の分布を均一で適切な分布とすることができ、更にプラズマ密度をより高めることができることが確認された。
Furthermore, in the
また、比較例1、本実施形態品1、及び本実施形態品2において、ターゲットTrの中心からの距離が異なる場合でのプラズマ密度の相対比の値を図8に示す。なお、図8の縦軸は、プラズマ密度比(プラズマ密度の最大値に対するプラズマ密度の相対比の値)を示し、図8の横軸は、高周波窓11の取付け角度を示している。
FIG. 8 shows relative ratio values of plasma densities at different distances from the center of the target Tr in Comparative Example 1, the
プラズマ密度の相対比の値は、ターゲットTrの中心からプラズマ源に近付く方向で当該中心から、例えば、60mmの位置では、図8に直線81にて示す測定結果となった。つまり、プラズマ源側の60mmの位置では、プラズマ密度の相対比の値は、本実施形態品2の測定結果を示す黒塗りの三角形1、本実施形態品1の測定結果を示す黒塗りの三角形2、及び比較例1の測定結果を示す黒塗りの三角形3の順番で低くなる。さらに、比較例1のターゲットTr近傍のプラズマ密度が一番小さいことが実証された。
The value of the relative ratio of the plasma densities was measured as indicated by a
また、プラズマ密度の相対比の値は、ターゲットTrの中心の位置では、図8に直線82にて示す測定結果となった。つまり、上記中心の位置では、プラズマ密度の相対比の値は、本実施形態品2の測定結果を示す黒塗りの円形1、本実施形態品1の測定結果を示す黒塗りの円形2、及び比較例1の測定結果を示す黒塗りの円形3の順番で低くなる。さらに、比較例1のターゲットTr近傍のプラズマ密度が一番小さいことが実証された。
Further, the value of the relative ratio of the plasma densities was the measurement result indicated by the
プラズマ密度の相対比の値は、ターゲットTrの中心からプラズマ源から遠ざかる方向で当該中心から、例えば、60mmの位置では、図8に直線83にて示す測定結果となった。つまり、プラズマ源とは反対側の60mmの位置では、プラズマ密度の相対比の値は、本実施形態品2の測定結果を示す黒塗りの四角形1、本実施形態品1の測定結果を示す黒塗りの四角形2、及び比較例1の測定結果を示す黒塗りの四角形3の順番で低くなる。さらに、比較例1のターゲットTr近傍のプラズマ密度が一番小さいことが実証された。
The value of the relative ratio of the plasma densities was the measurement result indicated by the
以上のように、本実施形態品1及び本実施形態品2では、比較例1に比べてターゲットTr近傍のプラズマ密度を高くすることができることを実証することができた。
As described above, it was demonstrated that the
〔実施形態3〕
本開示の実施形態3について、図9を用いて具体的に説明する。図9は、本開示の実施形態3に係るスパッタ装置1の要部構成を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 3]
本実施形態3と上記実施形態2との主な相違点は、真空容器2の複数の壁面に、複数の高周波窓11を設けるとともに、それぞれの高周波窓11にそれぞれ近接して配置された複数のアンテナ14を設けた点である。
The main difference between the third embodiment and the second embodiment is that a plurality of high-
本実施形態3のスパッタ装置1では、図9に示すように、複数、例えば、2つのプラズマ源10が、真空容器2の互いに対向する2つの壁面(側面)にそれぞれ設けられている。各プラズマ源10では、実施形態2のものと同様に、角度θ1が90度となるように高周波窓11は真空容器2の壁面に設けられている。すなわち、本実施形態3のスパッタ装置1では、ターゲットTrを挟むように、各々2つの高周波窓11及びアンテナ14が設置されている。
In the
以上の構成により、本実施形態3のスパッタ装置1では、2つの高周波窓11及び2つのアンテナ14をターゲットTrの対向面Tr1を挟むように設置しているので、実施形態2のものに比べて、ターゲットTr近傍のプラズマ密度をより高くすることができる。
With the above configuration, in the
〔実施形態4〕
本開示の実施形態4について、図10を用いて具体的に説明する。図10は、本開示の実施形態4に係るスパッタ装置1の要部構成を説明する図である。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 4]
Embodiment 4 of the present disclosure will be specifically described with reference to FIG. 10 . FIG. 10 is a diagram illustrating the main configuration of the
本実施形態4と上記実施形態3との主な相違点は、ターゲットTrが設けられる天井面と、天井面から真空容器2の内部側に突出する突出面2aとを真空容器2の壁面に設けるとともに、高周波窓11を突出面2aに設けた点である。
The main difference between the fourth embodiment and the third embodiment is that the wall surface of the
本実施形態4のスパッタ装置1では、図10に示すように、複数、例えば、4つの各プラズマ源10の高周波窓11が、ターゲットTrを取り付けた天井面から真空容器2の内部側に突出する突出面2aに設けられている。そして、本実施形態4のスパッタ装置1では、各プラズマ源10の金属板12が突出面2aに取り付けられることにより、天井面から突出するように高周波窓11が設けられている。
In the
また、本実施形態4のスパッタ装置1では、1つのアンテナ14は2つの高周波窓11に近接するように当該2つの高周波窓11の間に配置されている。具体的にいえば、アンテナ14は、2つの高周波窓11の中間位置に配置されており、2つの各高周波窓11では、その高周波窓11に近傍のターゲットTrに対して、プラズマを発生させる。
Further, in the
以上の構成により、本実施形態4のスパッタ装置1では、真空容器2は、ターゲットTrが設けられる天井面と、当該天井面からから真空容器2の内部側に突出する突出面2aとを有している。高周波窓11は、突出面2aに設けられている。これにより、本実施形態4のスパッタ装置1では、実施形態3のものに比べて、高周波窓11をターゲットTrに対してより近接して設けることが可能となり、ターゲットTr近傍のプラズマ密度を容易に高くすることができる。
With the above configuration, in the
また、本実施形態4のスパッタ装置1では、1つのアンテナ14は2つの高周波窓11に近接するように当該2つの高周波窓11の間に配置されているので、2つの高周波窓11に対して1つのアンテナ14を共用することが可能となる。この結果、本実施形態4では、2つの高周波窓11を設けた場合でも、スパッタ装置1が大型化するのを抑えることができる。
Further, in the
さらに、本実施形態4のスパッタ装置1では、内部に突出した突出面2aにおいて、1つのアンテナ14を共用する、複数、例えば、2つの高周波窓11を設けている。これにより、本実施形態3のスパッタ装置1では、実施形態3のものに比べて、プラズマを用いて大型の被処理物H1に対する被膜の成膜を容易に行うことができる。
Furthermore, in the
〔まとめ〕
上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係るスパッタ装置は、被処理物を載置するためのステージを収容する真空容器と、前記ステージ上に載置される被処理物に対向する対向面を有し、前記真空容器の内部に配置されたターゲットと、前記真空容器の内部でプラズマを発生させるために、高周波磁場を前記真空容器の内部に導入させる、前記真空容器の壁面に設けられた高周波窓であって、スリットを有する金属板と前記金属板に重畳する誘電体とを有する高周波窓と、前記真空容器の外部で前記高周波窓に近接して配置されるとともに、前記高周波磁場を発生させる直線状のアンテナと、を備え、前記高周波窓は、前記真空容器の内部側の主面が前記対向面に平行な面から前記ターゲットの方向へ傾斜するように配置される。
〔summary〕
In order to solve the above problems, a sputtering apparatus according to one aspect of the present disclosure includes a vacuum vessel that houses a stage for placing an object to be processed, and a vacuum vessel that faces the object to be processed placed on the stage. a target disposed inside the vacuum vessel, and a wall surface of the vacuum vessel for introducing a high-frequency magnetic field into the interior of the vacuum vessel to generate plasma inside the vacuum vessel. a high-frequency window provided, the high-frequency window having a metal plate having a slit and a dielectric superimposed on the metal plate; and a linear antenna for generating a magnetic field, wherein the high-frequency window is arranged such that the main surface on the inner side of the vacuum vessel is inclined from a plane parallel to the facing surface toward the target.
上記構成によれば、ターゲット近傍のプラズマ密度を高くすることができるスパッタ装置を提供することができる。 According to the above configuration, it is possible to provide a sputtering apparatus capable of increasing the plasma density in the vicinity of the target.
上記一側面に係るスパッタ装置において、前記主面と前記対向面に平行な面とが成す角度は、90度以上120度以下の角度であってもよい。 In the sputtering apparatus according to one aspect described above, an angle formed by the main surface and a surface parallel to the facing surface may be 90 degrees or more and 120 degrees or less.
上記構成によれば、ターゲット近傍のプラズマ密度を確実に高くすることができるコンパクトなスパッタ装置を容易に構成することができる。 According to the above configuration, it is possible to easily configure a compact sputtering apparatus that can reliably increase the plasma density in the vicinity of the target.
上記一側面に係るスパッタ装置において、複数の前記高周波窓と、それぞれの前記高周波窓にそれぞれ近接して配置された複数の前記アンテナと、を備えてもよい。 The sputtering apparatus according to the one aspect described above may include a plurality of the high-frequency windows and a plurality of the antennas arranged close to each of the high-frequency windows.
上記構成によれば、複数の高周波窓及び複数のアンテナを設けているので、ターゲット近傍のプラズマ密度をより高くすることができる。 According to the above configuration, since a plurality of high-frequency windows and a plurality of antennas are provided, the plasma density in the vicinity of the target can be further increased.
上記一側面に係るスパッタ装置において、前前記壁面は、前記ターゲットが設けられる天井面と、前記天井面から前記真空容器の内部側に突出する突出面とを有し、前記高周波窓は、前記突出面に設けられてもよい。 In the sputtering apparatus according to the above aspect, the front wall surface has a ceiling surface on which the target is provided and a projecting surface projecting from the ceiling surface toward the inside of the vacuum vessel, and the high-frequency window has the projecting surface. may be provided on the surface.
上記構成によれば、高周波窓をターゲットに対してより近接して設けることが可能となり、当該ターゲット近傍のプラズマ密度を容易に高くすることができる。 According to the above configuration, the high-frequency window can be provided closer to the target, and the plasma density in the vicinity of the target can be easily increased.
上記一側面に係るスパッタ装置において、1つの前記アンテナが、2つの前記高周波窓に近接するように当該2つの高周波窓の間に配置されてもよい。 In the sputtering apparatus according to one aspect, one antenna may be arranged between the two high-frequency windows so as to be close to the two high-frequency windows.
上記構成によれば、2つの高周波窓に対してアンテナを共用することが可能となり、2つの高周波窓を設けた場合でも、プラズマ源、ひいてはスパッタ装置が大型化するのを抑えることができる。 According to the above configuration, it is possible to share the antenna for two high-frequency windows, and even when two high-frequency windows are provided, it is possible to suppress an increase in the size of the plasma source and, in turn, the sputtering apparatus.
上記一側面に係るスパッタ装置では、前記高周波窓において、前記金属板が前記誘電体よりも前記真空容器の内部側に設けられてもよい。 In the sputtering apparatus according to one aspect, the metal plate may be provided closer to the inside of the vacuum vessel than the dielectric in the high-frequency window.
上記構成によれば、誘電体を真空容器側とする場合に比べて高周波窓を真空容器の壁面に容易に設けることができる。 According to the above configuration, the high-frequency window can be easily provided on the wall surface of the vacuum vessel as compared with the case where the dielectric is on the vacuum vessel side.
本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。 The present disclosure is not limited to each embodiment described above, various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments are also included in the technical scope of the present disclosure.
1 スパッタ装置
2 真空容器
2a 突出面
11 高周波窓
12 金属板
12a スリット
13 誘電体
14 アンテナ
H ステージ
H1 被処理物
Tr ターゲット
Tr1 対向面
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
前記ステージ上に載置される被処理物に対向する対向面を有し、前記真空容器の内部に配置されたターゲットと、
前記真空容器の内部でプラズマを発生させるために、高周波磁場を前記真空容器の内部に導入させる、前記真空容器の壁面に設けられた高周波窓であって、スリットを有する金属板と前記金属板に重畳する誘電体とを有する高周波窓と、
前記真空容器の外部で前記高周波窓に近接して配置されるとともに、前記高周波磁場を発生させる直線状のアンテナと、を備え、
前記高周波窓は、前記真空容器の内部側の主面が前記対向面に平行な面から前記ターゲットの方向へ傾斜するように配置される、スパッタ装置。 a vacuum vessel that houses a stage for placing an object to be processed;
a target having a surface facing an object to be processed placed on the stage and arranged inside the vacuum vessel;
A high-frequency window provided on a wall surface of the vacuum vessel for introducing a high-frequency magnetic field into the interior of the vacuum vessel in order to generate plasma inside the vacuum vessel, comprising: a metal plate having a slit; a high frequency window having an overlapping dielectric;
a linear antenna disposed outside the vacuum vessel and close to the high-frequency window and generating the high-frequency magnetic field;
A sputtering apparatus according to claim 1, wherein the high-frequency window is arranged such that the main surface on the inner side of the vacuum vessel is inclined toward the target from a plane parallel to the opposing surface.
前記高周波窓は、前記突出面に設けられている、請求項1から3のいずれか1項に記載のスパッタ装置。 The wall surface has a ceiling surface on which the target is provided and a projecting surface projecting from the ceiling surface toward the inside of the vacuum vessel,
4. The sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein said high frequency window is provided on said projecting surface.
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