JP2646260B2 - スパッタ装置 - Google Patents
スパッタ装置Info
- Publication number
- JP2646260B2 JP2646260B2 JP1074566A JP7456689A JP2646260B2 JP 2646260 B2 JP2646260 B2 JP 2646260B2 JP 1074566 A JP1074566 A JP 1074566A JP 7456689 A JP7456689 A JP 7456689A JP 2646260 B2 JP2646260 B2 JP 2646260B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- plasma
- sputtering
- center
- magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、スパッタ装置に関する。
（従来の技術） 一般に、スパッタ装置は、非処理物例えば半導体ウエ
ハに、例えば金属薄膜等を成膜するのに多く用いられて
いる。
ハに、例えば金属薄膜等を成膜するのに多く用いられて
いる。
このようなスパッタ装置では、気密容器内に設けられ
た所定材質のターゲットに対向する如く被処理物例えば
半導体ウエハを設け、これらのターゲットおよび半導体
ウエハ間に電圧を印加するとともに、この気密器内にス
パッタガスを導入する。
た所定材質のターゲットに対向する如く被処理物例えば
半導体ウエハを設け、これらのターゲットおよび半導体
ウエハ間に電圧を印加するとともに、この気密器内にス
パッタガスを導入する。
そして、このスパッタガスをプラズマ化し、プラズマ
中のイオンを負電圧の電極であるターゲットに衝突させ
てスパッタリングし、陽極側に設けられた半導体ウエハ
表面に披着させて薄膜を形成する。
中のイオンを負電圧の電極であるターゲットに衝突させ
てスパッタリングし、陽極側に設けられた半導体ウエハ
表面に披着させて薄膜を形成する。
また、プレートマグネトロンスパッタ装置では、例え
ばターゲットの裏面側に設けられた磁石により、ターゲ
ットの表面近傍にプラズマを閉じ込めるための磁場を形
成するよう構成されている。すなわち、ターゲットの表
面近傍にこのターゲット面とほぼ平行な磁場を形成し、
この磁場に直交する高密度の放電プラズマをターゲット
面上に集中させて高速なスパッタリングを行うよう構成
されている。
ばターゲットの裏面側に設けられた磁石により、ターゲ
ットの表面近傍にプラズマを閉じ込めるための磁場を形
成するよう構成されている。すなわち、ターゲットの表
面近傍にこのターゲット面とほぼ平行な磁場を形成し、
この磁場に直交する高密度の放電プラズマをターゲット
面上に集中させて高速なスパッタリングを行うよう構成
されている。
ところで、このようなスパッタ装置において、磁石を
固定配置した場合、ターゲット表面上の磁場を一様に分
布させることが困難なため、磁場の強い部分にイオンが
集中し、この部分が集中的にスパッタリングされてしま
い、成膜におけるユニフォーミティーが低下したり、タ
ーゲットの利用効率が低下する等の問題があった。そこ
で、例えば、長円状に配列された複数の永久磁石からな
るプラズマ制御用マグネットを、ターゲットの環状の領
域を走査する如く回転させ、この環状の領域でプラズマ
を移動させることにより、スパッタリングの均一化を図
るスパッタ装置もあるが、このようなスパッタ装置の場
合、ターゲットは環状に消耗することになる。
固定配置した場合、ターゲット表面上の磁場を一様に分
布させることが困難なため、磁場の強い部分にイオンが
集中し、この部分が集中的にスパッタリングされてしま
い、成膜におけるユニフォーミティーが低下したり、タ
ーゲットの利用効率が低下する等の問題があった。そこ
で、例えば、長円状に配列された複数の永久磁石からな
るプラズマ制御用マグネットを、ターゲットの環状の領
域を走査する如く回転させ、この環状の領域でプラズマ
を移動させることにより、スパッタリングの均一化を図
るスパッタ装置もあるが、このようなスパッタ装置の場
合、ターゲットは環状に消耗することになる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したスパッタ装置においても、さ
らにターゲットが均一にスパッタリングされるようにし
て、成膜におけるユニフォーミティーの向上と、ターゲ
ットの利用効率の向上を図ることが望まれている。
らにターゲットが均一にスパッタリングされるようにし
て、成膜におけるユニフォーミティーの向上と、ターゲ
ットの利用効率の向上を図ることが望まれている。
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたもの
で、従来に較べてターゲットを均一にスパッタリングす
ることができ、成膜におけるユニフォーミティーの向上
と、ターゲットの利用効率の向上を図ることのできるス
パッタ装置を提供しようとするものである。
で、従来に較べてターゲットを均一にスパッタリングす
ることができ、成膜におけるユニフォーミティーの向上
と、ターゲットの利用効率の向上を図ることのできるス
パッタ装置を提供しようとするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、プラズマをターゲット近傍に封じ
込めるための磁界を形成するプラズマ制御用マグネット
を回転させ、前記プラズマを移動させながら該プラズマ
によるターゲットのスパッタリングを行うスパッタ装置
において、前記プラズマ制御用マグネットの支持体を回
転中心を含む半月形状に形成し、この半月形状の支持体
の弦の部分に沿って直線的に複数のマグネットを配置す
るとともに、当該半月形状の支持体の周縁部分に沿って
円弧状に複数のマグネットを配置し、かつ、これらのマ
グネットの極性が全て回転中心側にＮ極になるように配
置したことを特徴とする。
込めるための磁界を形成するプラズマ制御用マグネット
を回転させ、前記プラズマを移動させながら該プラズマ
によるターゲットのスパッタリングを行うスパッタ装置
において、前記プラズマ制御用マグネットの支持体を回
転中心を含む半月形状に形成し、この半月形状の支持体
の弦の部分に沿って直線的に複数のマグネットを配置す
るとともに、当該半月形状の支持体の周縁部分に沿って
円弧状に複数のマグネットを配置し、かつ、これらのマ
グネットの極性が全て回転中心側にＮ極になるように配
置したことを特徴とする。
また、請求項２の発明は、前記プラズマ制御用マグネ
ットの中心Ｏから所定距離Ｘ偏心した位置O2を回転中心
としたことを特徴とする。
ットの中心Ｏから所定距離Ｘ偏心した位置O2を回転中心
としたことを特徴とする。
（作 用） 上記構成の本発明のスパッタ装置は、プラズマ制御用
マグネットを、回転中心に対して半円形状または多角形
状に磁石を配列して構成している。
マグネットを、回転中心に対して半円形状または多角形
状に磁石を配列して構成している。
したがって、ターゲットの中心部分も含めてターゲッ
トを均一にスパッタリングすることができ、成膜におけ
るユニフォーミティーの向上と、ターゲットの利用効率
の向上を図ることができる。
トを均一にスパッタリングすることができ、成膜におけ
るユニフォーミティーの向上と、ターゲットの利用効率
の向上を図ることができる。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
プラズマ制御用マグネット10は、その半径Ｒが後述す
るターゲット21の半径よりやや小径のほぼ半円形、正確
には半円よりやや大きく半径Ｒが例えば100mmに対して
幅Ａが例えば125mmとなるように形成された支持体11
と、この支持体11の周縁部に沿って、内側がＮ極（外側
がＳ極）となる如く配列された複数例えば14個の永久磁
石12とから構成されている。そして、このプラズマ制御
用マグネット10は、第２図に示すように、スパッタガン
20のターゲット21の裏面側に設けられており、ハウジン
グ22中央部に固定された気密シール例えば磁性流体シー
ル23を介して駆動機構24に連結され、中心Ｏを回転軸と
して回転可能に構成されている。
るターゲット21の半径よりやや小径のほぼ半円形、正確
には半円よりやや大きく半径Ｒが例えば100mmに対して
幅Ａが例えば125mmとなるように形成された支持体11
と、この支持体11の周縁部に沿って、内側がＮ極（外側
がＳ極）となる如く配列された複数例えば14個の永久磁
石12とから構成されている。そして、このプラズマ制御
用マグネット10は、第２図に示すように、スパッタガン
20のターゲット21の裏面側に設けられており、ハウジン
グ22中央部に固定された気密シール例えば磁性流体シー
ル23を介して駆動機構24に連結され、中心Ｏを回転軸と
して回転可能に構成されている。
上記ターゲット21は、形成すべき薄膜の材質に応じて
選択された、例えばアルミニウム、シリコン、タングス
テン、チタン、モリブデン、クロム、コバルト、ニッケ
ル、あるいはこれらを含む合金等によって直径例えば12
0mm程度の円板状に形成されたターゲット本体21aと、こ
のターゲット本体21aの裏面側にフランジ部を形成する
如く接合されたバッキングプレート21bとから構成され
ている。また、このターゲット21は、スパッタガン20に
設けられた材質例えばセラミックスの円筒容器状の保持
部材25の下側にＯリング26を介して水密的に固定されて
おり、この保持部材25とバッキングプレート21bの裏面
とによって冷却ジャケット27を構成している。そして、
この冷却ジャケット27内に、冷却媒体導入管28から冷却
媒体例えば冷却水を循環させ、バッキングプレート21b
裏面から直接ターゲット本体21aを冷却可能に構成され
ている。
選択された、例えばアルミニウム、シリコン、タングス
テン、チタン、モリブデン、クロム、コバルト、ニッケ
ル、あるいはこれらを含む合金等によって直径例えば12
0mm程度の円板状に形成されたターゲット本体21aと、こ
のターゲット本体21aの裏面側にフランジ部を形成する
如く接合されたバッキングプレート21bとから構成され
ている。また、このターゲット21は、スパッタガン20に
設けられた材質例えばセラミックスの円筒容器状の保持
部材25の下側にＯリング26を介して水密的に固定されて
おり、この保持部材25とバッキングプレート21bの裏面
とによって冷却ジャケット27を構成している。そして、
この冷却ジャケット27内に、冷却媒体導入管28から冷却
媒体例えば冷却水を循環させ、バッキングプレート21b
裏面から直接ターゲット本体21aを冷却可能に構成され
ている。
なお、ターゲット21は、バッキングプレート21bのフ
ランジ部を保持する如く設けられた絶縁体リング29およ
び金属リング30を介して複数の螺子31によりハウジング
22に固定されている。また、ターゲット21には負の直流
電圧が印加され、カソード電極として作用するが、絶縁
体リング29および保持部材25によってハウジング22およ
び金属リング30と電気的に絶縁されている。
ランジ部を保持する如く設けられた絶縁体リング29およ
び金属リング30を介して複数の螺子31によりハウジング
22に固定されている。また、ターゲット21には負の直流
電圧が印加され、カソード電極として作用するが、絶縁
体リング29および保持部材25によってハウジング22およ
び金属リング30と電気的に絶縁されている。
そして、プラズマ制御用マグネット10は、上記冷却ジ
ャケット27内にターゲット21の裏面と平行する如く設け
られており、ターゲット21前方に形成されるプラズマを
所定領域内に閉じこめ、その回転に伴ってプラズマを移
動させ、ターゲット21が広範囲に亙って均一にスパッタ
リングされるように構成されている。
ャケット27内にターゲット21の裏面と平行する如く設け
られており、ターゲット21前方に形成されるプラズマを
所定領域内に閉じこめ、その回転に伴ってプラズマを移
動させ、ターゲット21が広範囲に亙って均一にスパッタ
リングされるように構成されている。
一方、被処理物例えば半導体ウエハ32は、ターゲット
21に対向する如く、ウエハ加熱機構33を有する試料台34
上に支持されており、半導体ウエハ32とターゲット21と
の間には、シャッタ35および円筒状のシールド36が配置
されている。なお、このシールド36は、ハウジング22お
よび金属リング30とともに、グランド電位に保持されて
いる。
21に対向する如く、ウエハ加熱機構33を有する試料台34
上に支持されており、半導体ウエハ32とターゲット21と
の間には、シャッタ35および円筒状のシールド36が配置
されている。なお、このシールド36は、ハウジング22お
よび金属リング30とともに、グランド電位に保持されて
いる。
上記構成のスパッタ装置では、まず、半導体ウエハ32
およびターゲット21が配置された真空容器（図示せず）
内を例えば10-1〜10-3Torr程度の真空度まで荒引きす
る。次に、上記真空容器内の真空度を10-5〜10-8Torr程
度の高真空度まで排気し、その後、この真空容器内にス
パッタガス、例えばArガスを導入し、真空容易内を10-2
〜10-3Torr程度に設定する。そして、ターゲット21に負
電圧を印加して、ターゲット21と半導体ウエハ32との間
にプラズマを発生させる。
およびターゲット21が配置された真空容器（図示せず）
内を例えば10-1〜10-3Torr程度の真空度まで荒引きす
る。次に、上記真空容器内の真空度を10-5〜10-8Torr程
度の高真空度まで排気し、その後、この真空容器内にス
パッタガス、例えばArガスを導入し、真空容易内を10-2
〜10-3Torr程度に設定する。そして、ターゲット21に負
電圧を印加して、ターゲット21と半導体ウエハ32との間
にプラズマを発生させる。
すると、このプラズマは、プラズマ制御用マグネット
10によって形成される磁場によって、ほぼ第１図に示し
た永久磁石12の配列に沿って、この領域内に閉じ込めら
れ、この領域内のターゲット21（ターゲット本体21a）
のスパッタリングが行われ、ターゲット本体21aから叩
き出された粒子が半導体ウエハ32上面に被着し、所望組
成の薄膜が成膜される。また、この時駆動機構24によっ
てプラズマ制御用マグネット10を回転させると、プラズ
マがターゲット本体21aのほぼ全面を移動し、ターゲッ
ト本体21aの全面でこのスパッタリングが生じる。した
がって、従来に較べてターゲット21（ターゲット本体21
a）を均一に、中央部分含めてスパッタリングすること
ができ、成膜におけるユニフォーミティーの向上と、タ
ーゲットの利用効率の向上を図ることができる。
10によって形成される磁場によって、ほぼ第１図に示し
た永久磁石12の配列に沿って、この領域内に閉じ込めら
れ、この領域内のターゲット21（ターゲット本体21a）
のスパッタリングが行われ、ターゲット本体21aから叩
き出された粒子が半導体ウエハ32上面に被着し、所望組
成の薄膜が成膜される。また、この時駆動機構24によっ
てプラズマ制御用マグネット10を回転させると、プラズ
マがターゲット本体21aのほぼ全面を移動し、ターゲッ
ト本体21aの全面でこのスパッタリングが生じる。した
がって、従来に較べてターゲット21（ターゲット本体21
a）を均一に、中央部分含めてスパッタリングすること
ができ、成膜におけるユニフォーミティーの向上と、タ
ーゲットの利用効率の向上を図ることができる。
なお、上記実施例では、プラズマ制御用マグネット10
を、その中心Ｏが回転中心となるよう回転させる例につ
いて説明したが、第３図に示すように、プラズマ制御用
マグネット10の中心Ｏから所定距離Ｘ偏心した位置O2を
回転中心としてプラズマ制御用マグネット10を回転させ
てもよい。この場合、偏心量Ｘを適宜選択することによ
り、さらにターゲット21のスパッタリングを均一化する
ことが可能である。また、この偏心量Ｘを周期的に変化
させてスパッタリングの均一化を図ることもできる。
を、その中心Ｏが回転中心となるよう回転させる例につ
いて説明したが、第３図に示すように、プラズマ制御用
マグネット10の中心Ｏから所定距離Ｘ偏心した位置O2を
回転中心としてプラズマ制御用マグネット10を回転させ
てもよい。この場合、偏心量Ｘを適宜選択することによ
り、さらにターゲット21のスパッタリングを均一化する
ことが可能である。また、この偏心量Ｘを周期的に変化
させてスパッタリングの均一化を図ることもできる。
また、プラズマ制御用マグネット10の形状は、例えば
第４図に示すプラズマ制御用マグネット10aのように、
五角形等多角形の形状の支持体11aの周縁部に沿って永
久磁石を配列した形状としてもよい。
第４図に示すプラズマ制御用マグネット10aのように、
五角形等多角形の形状の支持体11aの周縁部に沿って永
久磁石を配列した形状としてもよい。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、従来に較べてタ
ーゲットを均一にスパッタリングすることができ、成膜
におけるユニフォーミティーの向上と、ターゲットの利
用効率の向上を図ることができる。
ーゲットを均一にスパッタリングすることができ、成膜
におけるユニフォーミティーの向上と、ターゲットの利
用効率の向上を図ることができる。
第１図は本発明の一実施例のスパッタ装置のプラズマ制
御用マグネットを示す図、第２図は第１図のスパッタ装
置の構成を示す図、第３図および第４図は第１図のプラ
ズマ制御用マグネットの変形例を示す図である。 10……プラズマ制御用マグネット、11……支持体、12…
…永久磁石。
御用マグネットを示す図、第２図は第１図のスパッタ装
置の構成を示す図、第３図および第４図は第１図のプラ
ズマ制御用マグネットの変形例を示す図である。 10……プラズマ制御用マグネット、11……支持体、12…
…永久磁石。
Claims (2)
- 【請求項１】プラズマをターゲット近傍に封じ込めるた
めの磁界を形成するプラズマ制御用マグネットを回転さ
せ、前記プラズマを移動させながら該プラズマによるタ
ーゲットのスパッタリングを行うスパッタ装置におい
て、 前記プラズマ制御用マグネットの支持体を回転中心を含
む半月形状に形成し、この半月形状の支持体の弦の部分
に沿って直線的に複数のマグネットを配置するととも
に、当該半月形状の支持体の周縁部分に沿って円弧状に
複数のマグネットを配置し、かつ、これらのマグネット
の極性が全て回転中心側にＮ極になるように配置したこ
とを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項２】前記プラズマ制御用マグネットの中心Ｏか
ら所定距離Ｘ偏心した位置O2を回転中心としたことを特
徴とする請求項１記載のスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1074566A JP2646260B2 (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | スパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1074566A JP2646260B2 (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | スパッタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02254165A JPH02254165A (ja) | 1990-10-12 |
| JP2646260B2 true JP2646260B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=13550894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1074566A Expired - Lifetime JP2646260B2 (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | スパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2646260B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4371569B2 (ja) * | 2000-12-25 | 2009-11-25 | 信越化学工業株式会社 | マグネトロンスパッタ装置とそれを用いたフォトマスクブランクの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5931847B2 (ja) * | 1976-11-04 | 1984-08-04 | 株式会社日立製作所 | 高周波スパツタリング装置 |
| JPS63100180A (ja) * | 1986-10-16 | 1988-05-02 | Anelva Corp | マグネトロンスパツタリング装置 |
-
1989
- 1989-03-27 JP JP1074566A patent/JP2646260B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02254165A (ja) | 1990-10-12 |
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