JP3294166B2 - 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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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、基板に誘
電体薄膜等を反応性スパッタによって成膜するために使
用されるスパッタリング装置に関し、特に、大型の基板
に対して誘電体薄膜等を成膜するために好適に使用され
る大型のスパッタリング装置に関する。
電体薄膜等を反応性スパッタによって成膜するために使
用されるスパッタリング装置に関し、特に、大型の基板
に対して誘電体薄膜等を成膜するために好適に使用され
る大型のスパッタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置に使用される薄膜トランジ
スタ基板は、スパッタリング装置によって、透明な基板
上に誘電体薄膜を成膜することにより製造される。スパ
ッタリング装置による反応性スパッタでは、真空チャン
バー内に不活性ガスおよび反応性ガスを供給して、真空
チャンバー内に配置されたターゲットに設けられている
ターゲット電極に電圧を印加することにより、真空チャ
ンバー内の不活性ガスをプラズマ放電させるようになっ
ている。不活性ガスが放電されると、プラズマ中のイオ
ンが陰極であるターゲットに流入し、ターゲットから粒
子がスパッタされる。スパッタされた粒子は、反応性ガ
スと反応した状態で、陽極である基板に付着する。これ
により、基板上に誘電体の薄膜が成膜される。
スタ基板は、スパッタリング装置によって、透明な基板
上に誘電体薄膜を成膜することにより製造される。スパ
ッタリング装置による反応性スパッタでは、真空チャン
バー内に不活性ガスおよび反応性ガスを供給して、真空
チャンバー内に配置されたターゲットに設けられている
ターゲット電極に電圧を印加することにより、真空チャ
ンバー内の不活性ガスをプラズマ放電させるようになっ
ている。不活性ガスが放電されると、プラズマ中のイオ
ンが陰極であるターゲットに流入し、ターゲットから粒
子がスパッタされる。スパッタされた粒子は、反応性ガ
スと反応した状態で、陽極である基板に付着する。これ
により、基板上に誘電体の薄膜が成膜される。
【０００３】このようなスパッタリング装置には、真空
チャンバー内に直流電流（ＤＣ）によって電界を形成し
て直流スパッタを実施する場合と、高周波電流（ＲＦ）
によって電界を形成して高周波スパッタを実施する場合
とがある。
チャンバー内に直流電流（ＤＣ）によって電界を形成し
て直流スパッタを実施する場合と、高周波電流（ＲＦ）
によって電界を形成して高周波スパッタを実施する場合
とがある。
【０００４】直流スパッタでは、電界に対して直交する
磁界を形成して放電するマグネトロン放電を利用するこ
とによって、高周波スパッタの場合と同様の電力によっ
て、高速でターゲットから粒子をスパッタすることがで
きる。しかも、粒子が付着する基板の温度上昇を抑制す
ることができるために、耐熱性の低い基板に対しても効
率よく成膜することができるという利点を有している。
しかしながら、直流スパッタでは、絶縁物を反応性スパ
ッタすると、ターゲットである絶縁物の表面に、イオン
の正電荷が付着した状態になるために、ターゲットの表
面とプラズマの電位とが等しくなって、放電されなくな
る。従って、絶縁物はスパッタできないという問題があ
る。
磁界を形成して放電するマグネトロン放電を利用するこ
とによって、高周波スパッタの場合と同様の電力によっ
て、高速でターゲットから粒子をスパッタすることがで
きる。しかも、粒子が付着する基板の温度上昇を抑制す
ることができるために、耐熱性の低い基板に対しても効
率よく成膜することができるという利点を有している。
しかしながら、直流スパッタでは、絶縁物を反応性スパ
ッタすると、ターゲットである絶縁物の表面に、イオン
の正電荷が付着した状態になるために、ターゲットの表
面とプラズマの電位とが等しくなって、放電されなくな
る。従って、絶縁物はスパッタできないという問題があ
る。
【０００５】これに対して、高周波スパッタでは、絶縁
物をターゲットとして使用しても、ターゲットの表面が
帯電されず、スパッタすることができる。しかしなが
ら、高周波スパッタでは、電界が反転するために、異常
放電が発生しやすいという問題がある。異常放電が発生
すると、ターゲットからスパッタされる粒子は周囲に飛
散しやすく、基板に形成された誘電体膜に欠陥が生じる
おそれがある。
物をターゲットとして使用しても、ターゲットの表面が
帯電されず、スパッタすることができる。しかしなが
ら、高周波スパッタでは、電界が反転するために、異常
放電が発生しやすいという問題がある。異常放電が発生
すると、ターゲットからスパッタされる粒子は周囲に飛
散しやすく、基板に形成された誘電体膜に欠陥が生じる
おそれがある。
【０００６】また、真空チャンバーに複数のターゲット
を配置して、各ターゲットから高周波スパッタによって
同時にスパッタすると、各ターゲットに対する高周波電
流が相互に干渉しやすく、再現性よく成膜することがで
きないおそれがある。さらに、この場合にも、異常放電
が発生しやすく、異常放電の発生によって、いずれかの
ターゲットから安定的にスパッタできなくなると、他の
ターゲットからも安定的にスパッタすることができなく
なるという問題がある。
を配置して、各ターゲットから高周波スパッタによって
同時にスパッタすると、各ターゲットに対する高周波電
流が相互に干渉しやすく、再現性よく成膜することがで
きないおそれがある。さらに、この場合にも、異常放電
が発生しやすく、異常放電の発生によって、いずれかの
ターゲットから安定的にスパッタできなくなると、他の
ターゲットからも安定的にスパッタすることができなく
なるという問題がある。
【０００７】特開昭６３−１４００７７号公報には、マ
グネトロン放電によってターゲットから粒子をスパッタ
する際に、ターゲット電極に対して、インピーダンスマ
ッチングされた高周波電流に、フィルタリングされた直
流電流を重畳して通電するようになったスパッタリング
装置が開示されている。このように、高周波電流と直流
電流とを重畳してターゲット電極に通電することによっ
て、ターゲットから粒子を安定的にスパッタすることが
できるとともに、異常放電の発生を防止することがで
き、基板に形成される誘電体膜に欠陥が生じることが防
止される。
グネトロン放電によってターゲットから粒子をスパッタ
する際に、ターゲット電極に対して、インピーダンスマ
ッチングされた高周波電流に、フィルタリングされた直
流電流を重畳して通電するようになったスパッタリング
装置が開示されている。このように、高周波電流と直流
電流とを重畳してターゲット電極に通電することによっ
て、ターゲットから粒子を安定的にスパッタすることが
できるとともに、異常放電の発生を防止することがで
き、基板に形成される誘電体膜に欠陥が生じることが防
止される。
【０００８】さらに、この場合、相互に重畳される高周
波電流および直流電流を、それぞれ同期させて断続的に
ターゲット電極に通電することも行われている。
波電流および直流電流を、それぞれ同期させて断続的に
ターゲット電極に通電することも行われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】近年、液晶表示装置に
おける表示画面の大型化および表示画面の大型化に伴う
画素の高精細化等によって、薄膜トランジスタ基板も大
型化している。このために、大きな面積の基板に対して
誘電体膜を形成する必要があるが、大きな基板に誘電体
膜を形成するためにには、大型のスパッタリング装置が
必要になる。大型のスパッタリング装置では、ターゲッ
ト電極に対して高電圧を印加する必要があるために、高
周波電源および直流電源を、ターゲット電極から少なく
とも２０ｍ以上の距離を開けて配置しなければならな
い。このように、真空チャンバーから離れて配置された
高周波電源および直流電源から高周波電流および直流電
流を同期して断続的に出力すると、それぞれの電源から
出力される電流が、ターゲット電極に達するまでに減衰
し、ターゲット電極では、所定の電位に達するまでに時
間がかかるという問題がある。
おける表示画面の大型化および表示画面の大型化に伴う
画素の高精細化等によって、薄膜トランジスタ基板も大
型化している。このために、大きな面積の基板に対して
誘電体膜を形成する必要があるが、大きな基板に誘電体
膜を形成するためにには、大型のスパッタリング装置が
必要になる。大型のスパッタリング装置では、ターゲッ
ト電極に対して高電圧を印加する必要があるために、高
周波電源および直流電源を、ターゲット電極から少なく
とも２０ｍ以上の距離を開けて配置しなければならな
い。このように、真空チャンバーから離れて配置された
高周波電源および直流電源から高周波電流および直流電
流を同期して断続的に出力すると、それぞれの電源から
出力される電流が、ターゲット電極に達するまでに減衰
し、ターゲット電極では、所定の電位に達するまでに時
間がかかるという問題がある。
【００１０】高周波電源および直流電源からは、通常、
パルス発振器から発振される矩形波パルスに同期して、
高周波電流および直流電流が出力されるが、ターゲット
電極に達するまでに減衰すると、ターゲット電極では、
矩形波パルス信号のように瞬時に所定の電位にならず、
所定の電位に達するまでに時間遅れが生じる。このよう
に、ターゲット電極が瞬時に所定の電位に達しないこと
によって、異常放電が生じるおそれがあり、その結果、
誘電体膜を安定的に形成することができないおそれがあ
る。
パルス発振器から発振される矩形波パルスに同期して、
高周波電流および直流電流が出力されるが、ターゲット
電極に達するまでに減衰すると、ターゲット電極では、
矩形波パルス信号のように瞬時に所定の電位にならず、
所定の電位に達するまでに時間遅れが生じる。このよう
に、ターゲット電極が瞬時に所定の電位に達しないこと
によって、異常放電が生じるおそれがあり、その結果、
誘電体膜を安定的に形成することができないおそれがあ
る。
【００１１】ターゲット電極が瞬時に所定の電位になる
ようにするためには、各電源の出力電位を高くすればよ
い。しかし、各電源からそれぞれ断続的に電流が出力さ
れるために、出力電位を高くするためには、電流が出力
された後に、次の電流が出力されるまでの時間を長くし
なければならず、その結果、効率よくスパッタすること
ができないという問題が生じる。
ようにするためには、各電源の出力電位を高くすればよ
い。しかし、各電源からそれぞれ断続的に電流が出力さ
れるために、出力電位を高くするためには、電流が出力
された後に、次の電流が出力されるまでの時間を長くし
なければならず、その結果、効率よくスパッタすること
ができないという問題が生じる。
【００１２】さらに、大型の基板に対して、複数のター
ゲットによって同時にスパッタする場合に、各ターゲッ
ト電極に対して、高周波電流をそれぞれ断続的に通電す
ると、各ターゲット電極に通電される高周波電流に位相
のずれが発生するおそれがあり、これによっても、異常
放電が発生して、誘電体膜を均一に形成することができ
ないおそれがある。
ゲットによって同時にスパッタする場合に、各ターゲッ
ト電極に対して、高周波電流をそれぞれ断続的に通電す
ると、各ターゲット電極に通電される高周波電流に位相
のずれが発生するおそれがあり、これによっても、異常
放電が発生して、誘電体膜を均一に形成することができ
ないおそれがある。
【００１３】本発明は、このような問題を解決するもの
であり、その目的は、大型の基板に対して、誘電体膜を
均一に、しかも効率よく成膜することができるスパッタ
リング装置を提供することにある。
であり、その目的は、大型の基板に対して、誘電体膜を
均一に、しかも効率よく成膜することができるスパッタ
リング装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のスパッタリング装置は、真空チャンバー内
に配置されたターゲットと、このターゲットに設けられ
たターゲット電極と、このターゲット電極に電力を供給
する電源装置とを備えており、この電源装置は、高周波
電源と、直流電源と、パルス発振器と、上記高周波電源
に接続されたインピーダンスマッチング回路と、上記直
流電源およびパルス発振器に接続され、このパルス発振
器からのパルス信号に同期してオンあるいはオフとなる
スイッチユニットとを備え、上記直流電源からは上記ス
イッチユニットにより、上記パルス発振器から発振され
るパルス信号のオンおよびオフに同期して直流電流が出
力され、かつ、上記高周波電源からは、上記パルス信号
のオン時点から所定時間遅れのタイミングで上記インピ
ーダンスマッチング回路を介して高周波電流が出力され
るとともに、上記直流電流が、この高周波電流に重畳さ
れた状態で、上記ターゲット電極に供給されてなること
によって特徴付けられる。
め、本発明のスパッタリング装置は、真空チャンバー内
に配置されたターゲットと、このターゲットに設けられ
たターゲット電極と、このターゲット電極に電力を供給
する電源装置とを備えており、この電源装置は、高周波
電源と、直流電源と、パルス発振器と、上記高周波電源
に接続されたインピーダンスマッチング回路と、上記直
流電源およびパルス発振器に接続され、このパルス発振
器からのパルス信号に同期してオンあるいはオフとなる
スイッチユニットとを備え、上記直流電源からは上記ス
イッチユニットにより、上記パルス発振器から発振され
るパルス信号のオンおよびオフに同期して直流電流が出
力され、かつ、上記高周波電源からは、上記パルス信号
のオン時点から所定時間遅れのタイミングで上記インピ
ーダンスマッチング回路を介して高周波電流が出力され
るとともに、上記直流電流が、この高周波電流に重畳さ
れた状態で、上記ターゲット電極に供給されてなること
によって特徴付けられる。
【００１５】上記構成において、ターゲットを複数個設
けてもよく、この構成においては、各ターゲットに設け
られたそれぞれのターゲット電極に供給される高周波電
流の相互の位相のずれを調整する位相器が備えられてい
る。
けてもよく、この構成においては、各ターゲットに設け
られたそれぞれのターゲット電極に供給される高周波電
流の相互の位相のずれを調整する位相器が備えられてい
る。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて詳細に説明する。
面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】図１は、本発明のスパッタリング装置の実
施の形態の一例を示す要部の概略構成図である。このス
パッタリング装置は、真空チャンバー（図示せず）内に
不活性ガスとしてのＡｒガス、反応性ガスとしてのＮ2
ガス、Ｏ2 ガス等が供給されて、マグネトロン放電を利
用した反応性スパッタによって、真空チャンバー内に配
置された基板に誘電体膜を形成するようになっている。
施の形態の一例を示す要部の概略構成図である。このス
パッタリング装置は、真空チャンバー（図示せず）内に
不活性ガスとしてのＡｒガス、反応性ガスとしてのＮ2
ガス、Ｏ2 ガス等が供給されて、マグネトロン放電を利
用した反応性スパッタによって、真空チャンバー内に配
置された基板に誘電体膜を形成するようになっている。
【００２０】真空チャンバー内には、例えば、シリコン
（Ｓｉ）基板によってそれぞれ構成された複数のターゲ
ット１２が設けられている。また、真空チャンバー内に
は、誘電体の薄膜が形成される複数の基板（図示せず）
が、各ターゲット１２に対向して配置されている。
（Ｓｉ）基板によってそれぞれ構成された複数のターゲ
ット１２が設けられている。また、真空チャンバー内に
は、誘電体の薄膜が形成される複数の基板（図示せず）
が、各ターゲット１２に対向して配置されている。
【００２１】各ターゲット１２の背面側には、真空チャ
ンバー内に電界を形成するために通電されるターゲット
電極１３がそれぞれ設けられており、さらに、各ターゲ
ット電極１３の背面側には、各ターゲット電極１３にて
形成される電界とは直交する磁界を形成するように、複
数の磁石１４がそれぞれ設けられている。
ンバー内に電界を形成するために通電されるターゲット
電極１３がそれぞれ設けられており、さらに、各ターゲ
ット電極１３の背面側には、各ターゲット電極１３にて
形成される電界とは直交する磁界を形成するように、複
数の磁石１４がそれぞれ設けられている。
【００２２】各ターゲット電極１３には、電源装置２０
がそれぞれ接続されている。各電源装置２０は、各ター
ゲット電極１３に接続されたマッチングボックス２５
と、マッチングボックス２５にそれぞれ接続された高周
波電源２６および直流電源２７とを、それぞれ有してい
る。高周波電源２６および直流電源２７は、パルス発振
器２９から発振される矩形波パルス信号によって、高周
波電流（ＲＦ）および直流電流（ＤＣ）がそれぞれ断続
的に出力されるようになっている。直流電源２７は、パ
ルス発振器２９から発せられる矩形波パルス信号のオン
およびオフに同期して直流電流が出力されるが、高周波
電源２６は、パルス発振器２９から発せられるパルス信
号のオンに対して２〜３μｓｅｃ程度の時間遅れのタイ
ミングで高周波電流が出力されて、矩形波パルス信号の
オフに同期して高周波電流の出力が停止される。
がそれぞれ接続されている。各電源装置２０は、各ター
ゲット電極１３に接続されたマッチングボックス２５
と、マッチングボックス２５にそれぞれ接続された高周
波電源２６および直流電源２７とを、それぞれ有してい
る。高周波電源２６および直流電源２７は、パルス発振
器２９から発振される矩形波パルス信号によって、高周
波電流（ＲＦ）および直流電流（ＤＣ）がそれぞれ断続
的に出力されるようになっている。直流電源２７は、パ
ルス発振器２９から発せられる矩形波パルス信号のオン
およびオフに同期して直流電流が出力されるが、高周波
電源２６は、パルス発振器２９から発せられるパルス信
号のオンに対して２〜３μｓｅｃ程度の時間遅れのタイ
ミングで高周波電流が出力されて、矩形波パルス信号の
オフに同期して高周波電流の出力が停止される。
【００２３】高周波電源２６から断続的に出力される高
周波電流は、マッチングボックス２５内に設けられたイ
ンピーダンスマッチング回路２５ｃに与えられており、
高周波電流はインピーダンスマッチング回路２５ｃによ
って、インピーダンスマッチングされて、ターゲット電
極１３に与えられている。
周波電流は、マッチングボックス２５内に設けられたイ
ンピーダンスマッチング回路２５ｃに与えられており、
高周波電流はインピーダンスマッチング回路２５ｃによ
って、インピーダンスマッチングされて、ターゲット電
極１３に与えられている。
【００２４】直流電源２７から断続的に出力される直流
電流は、マッチングボックス２５に設けられたスイッチ
ユニット２５ａに与えられている。このスイッチユニッ
ト２５ａには、直流電源２７から与えられる直流電流を
断続的に出力させるためにパルス発振器２９から発振さ
れる矩形波パルス信号も与えられており、スイッチユニ
ット２５ａは、パルス発振器２９から発振された矩形波
パルス信号に同期して、オンおよびオフするようになっ
ており、従って、スイッチユニット２５ａに与えられる
直流電流が、断続的に出力される。スイッチユニット２
５ａから出力される直流電流は、ローパスフィルター２
５ｂを通過した後に、インピーダンスマッチング回路２
５ｃから出力される高周波電流に重畳されて、高周波電
流とともにターゲット電極１３に与えられている。
電流は、マッチングボックス２５に設けられたスイッチ
ユニット２５ａに与えられている。このスイッチユニッ
ト２５ａには、直流電源２７から与えられる直流電流を
断続的に出力させるためにパルス発振器２９から発振さ
れる矩形波パルス信号も与えられており、スイッチユニ
ット２５ａは、パルス発振器２９から発振された矩形波
パルス信号に同期して、オンおよびオフするようになっ
ており、従って、スイッチユニット２５ａに与えられる
直流電流が、断続的に出力される。スイッチユニット２
５ａから出力される直流電流は、ローパスフィルター２
５ｂを通過した後に、インピーダンスマッチング回路２
５ｃから出力される高周波電流に重畳されて、高周波電
流とともにターゲット電極１３に与えられている。
【００２５】各電源装置２０のマッチングボックス２５
は、真空チャンバー内に配置されたターゲット１２に近
接するように、真空チャンバーの近傍に設けられている
が、高周波電源２６および直流電源２７は、マッチング
ボックス２５に対して、長さが２０〜３０ｍ程度のケー
ブルによって、真空チャンバーから２０ｍ以上の距離を
開けて配置されている。
は、真空チャンバー内に配置されたターゲット１２に近
接するように、真空チャンバーの近傍に設けられている
が、高周波電源２６および直流電源２７は、マッチング
ボックス２５に対して、長さが２０〜３０ｍ程度のケー
ブルによって、真空チャンバーから２０ｍ以上の距離を
開けて配置されている。
【００２６】各電源装置２０にそれぞれ設けられた各高
周波電源２６から出力される高周波電流は、１つの位相
器２８によって、位相のずれが解消するように調整され
て、全てが同期した状態で出力されるようになってい
る。
周波電源２６から出力される高周波電流は、１つの位相
器２８によって、位相のずれが解消するように調整され
て、全てが同期した状態で出力されるようになってい
る。
【００２７】このような構成のスパッタリング装置で
は、例えば、真空チャンバー内にＡｒガスとＯ2 ガスと
の混合ガスが、１×１０-3Ｔｏｒｒの圧力を維持しなが
ら導入された状態で、各ターゲット電極１３に、直流電
源２７から断続的に出力される直流電流と、高周波電源
２６から断続的に出力された高周波電流とが重畳されて
通電される。
は、例えば、真空チャンバー内にＡｒガスとＯ2 ガスと
の混合ガスが、１×１０-3Ｔｏｒｒの圧力を維持しなが
ら導入された状態で、各ターゲット電極１３に、直流電
源２７から断続的に出力される直流電流と、高周波電源
２６から断続的に出力された高周波電流とが重畳されて
通電される。
【００２８】高周波電源２６および直流電源２７は、パ
ルス発振器２９から発振される矩形波パルス信号に基づ
いて、高周波電流および直流電流がそれぞれ断続的に出
力される。パルス発振器２９からは、図２（ａ）に示す
ように、１００〜２００μｓｅｃのオン信号と、１０〜
２０μｓｅｃのオフ信号とが交互に繰り返される矩形波
パルス信号が発振されており、直流電源２７は、図２
（ｃ）に示すように、パルス発振器２９から発振される
オン信号に同期して、直流電力を出力（オン）し、オフ
に同期して出力停止（オフ）するようになっているが、
高周波電源２６は、図２（ｂ）に示すように、パルス発
振器２９から発振されるオン信号に対して２〜３μｓｅ
ｃの時間だけ遅れたタイミングで、高周波電流を出力
（オン）し、パルス発振器２９から発振されるオフ信号
に同期して出力停止（オフ）される。これにより、パル
ス発振器２９から発振されるオン信号に同期して直流電
源２７から直流電流の出力が開始されて、２〜３μｓｅ
ｃが経過すると、直流電源２７から出力される直流電流
が安定した状態になる。そして、直流電流が安定的に出
力された状態で、高周波電源２６から高周波電流が出力
されることになる。
ルス発振器２９から発振される矩形波パルス信号に基づ
いて、高周波電流および直流電流がそれぞれ断続的に出
力される。パルス発振器２９からは、図２（ａ）に示す
ように、１００〜２００μｓｅｃのオン信号と、１０〜
２０μｓｅｃのオフ信号とが交互に繰り返される矩形波
パルス信号が発振されており、直流電源２７は、図２
（ｃ）に示すように、パルス発振器２９から発振される
オン信号に同期して、直流電力を出力（オン）し、オフ
に同期して出力停止（オフ）するようになっているが、
高周波電源２６は、図２（ｂ）に示すように、パルス発
振器２９から発振されるオン信号に対して２〜３μｓｅ
ｃの時間だけ遅れたタイミングで、高周波電流を出力
（オン）し、パルス発振器２９から発振されるオフ信号
に同期して出力停止（オフ）される。これにより、パル
ス発振器２９から発振されるオン信号に同期して直流電
源２７から直流電流の出力が開始されて、２〜３μｓｅ
ｃが経過すると、直流電源２７から出力される直流電流
が安定した状態になる。そして、直流電流が安定的に出
力された状態で、高周波電源２６から高周波電流が出力
されることになる。
【００２９】各電源装置２０の直流電源２７から出力さ
れる直流電流は、真空チャンバーの近傍に配置されたマ
ッチングボックス２５内のスイッチユニット２５ａに与
えられている。スイッチユニット２５ａは、パルス発振
器２９から出力される矩形波パルス信号に同期してオン
およびオフされており、従って、スイッチユニット２５
ａが矩形波パルス信号のオンに同期してオンされると同
時に、直流電流がローパスフィルター２５ｂに出力さ
れ、高周波電源２６から出力されてインピーダンスマッ
チング回路２５ｃによってインピーダンスマッチングさ
れた高周波電流に重畳される。相互に重畳された高周波
電流および直流電流は、ターゲット電極１３に与えられ
る。これにより、真空チャンバー内にて放電が発生し、
各ターゲット１２からは粒子がスパッタされる。そし
て、スパッタされた粒子は、反応性ガスと反応して、基
板に付着し、誘電体膜が形成される。
れる直流電流は、真空チャンバーの近傍に配置されたマ
ッチングボックス２５内のスイッチユニット２５ａに与
えられている。スイッチユニット２５ａは、パルス発振
器２９から出力される矩形波パルス信号に同期してオン
およびオフされており、従って、スイッチユニット２５
ａが矩形波パルス信号のオンに同期してオンされると同
時に、直流電流がローパスフィルター２５ｂに出力さ
れ、高周波電源２６から出力されてインピーダンスマッ
チング回路２５ｃによってインピーダンスマッチングさ
れた高周波電流に重畳される。相互に重畳された高周波
電流および直流電流は、ターゲット電極１３に与えられ
る。これにより、真空チャンバー内にて放電が発生し、
各ターゲット１２からは粒子がスパッタされる。そし
て、スパッタされた粒子は、反応性ガスと反応して、基
板に付着し、誘電体膜が形成される。
【００３０】この場合、ターゲット電極１３から離れて
配置された直流電源２７から、パルス発振器２９の矩形
波パルス信号によって断続的に出力される直流電流は、
パルス発振器２９の矩形波パルス信号に同期して断続的
にオンされるスイッチユニット２５ａによって断続的に
出力されることになる。その結果、直流電源２７からマ
ッチングボックス２５に達するまでに直流電流が減衰し
ていても、スイッチユニット２５ａによって、直流電流
が瞬時に立ち上がった状態で出力されることになる。そ
して、スイッチユニット２５ａから直流電流が出力され
た後に、若干の時間遅れで、高周波電源２６から出力さ
れる高周波電流が、直流電流に重畳されてターゲット電
極１３に与えられる。これにより、真空チャンバー内で
は、異常放電が発生することなく、ターゲット１２から
粒子が安定的にスパッタされる。しかも、ターゲット電
極１３に通電される直流電流は瞬時に立ち上げられるた
めに、断続的に出力される直流電流は、高電位であって
も、安定した電位が得られるようにオフ時間を長く設定
する必要がない。その結果、真空チャンバー内にて効率
よくスパッタすることができる。
配置された直流電源２７から、パルス発振器２９の矩形
波パルス信号によって断続的に出力される直流電流は、
パルス発振器２９の矩形波パルス信号に同期して断続的
にオンされるスイッチユニット２５ａによって断続的に
出力されることになる。その結果、直流電源２７からマ
ッチングボックス２５に達するまでに直流電流が減衰し
ていても、スイッチユニット２５ａによって、直流電流
が瞬時に立ち上がった状態で出力されることになる。そ
して、スイッチユニット２５ａから直流電流が出力され
た後に、若干の時間遅れで、高周波電源２６から出力さ
れる高周波電流が、直流電流に重畳されてターゲット電
極１３に与えられる。これにより、真空チャンバー内で
は、異常放電が発生することなく、ターゲット１２から
粒子が安定的にスパッタされる。しかも、ターゲット電
極１３に通電される直流電流は瞬時に立ち上げられるた
めに、断続的に出力される直流電流は、高電位であって
も、安定した電位が得られるようにオフ時間を長く設定
する必要がない。その結果、真空チャンバー内にて効率
よくスパッタすることができる。
【００３１】複数のターゲット電極１３に対してそれぞ
れ断続的に出力される高周波電流は、位相器２８によっ
て、それぞれの位相のずれが解消するように調整されて
いるために、真空チャンバー内の各ターゲット１２から
は、それぞれ、安定した状態で同時に粒子がスパッタさ
れる。
れ断続的に出力される高周波電流は、位相器２８によっ
て、それぞれの位相のずれが解消するように調整されて
いるために、真空チャンバー内の各ターゲット１２から
は、それぞれ、安定した状態で同時に粒子がスパッタさ
れる。
【００３２】各ターゲット電極１３に出力される高周波
電流は、直流電源２７から出力される直流電流が安定し
た時点で断続的に出力されるようになっているために、
各ターゲット電極１３には、安定的に高電位を印加され
る。従って、各ターゲット１２からは高速で粒子をスパ
ッタすることができる。また、直流電流の出力が停止さ
れると同時に高周波電流の出力も停止されるために、各
ターゲット電極１３に対して通電されない時間を短縮さ
せることができ、これによって、各ターゲット１２から
効率よく粒子をスパッタすることができる。
電流は、直流電源２７から出力される直流電流が安定し
た時点で断続的に出力されるようになっているために、
各ターゲット電極１３には、安定的に高電位を印加され
る。従って、各ターゲット１２からは高速で粒子をスパ
ッタすることができる。また、直流電流の出力が停止さ
れると同時に高周波電流の出力も停止されるために、各
ターゲット電極１３に対して通電されない時間を短縮さ
せることができ、これによって、各ターゲット１２から
効率よく粒子をスパッタすることができる。
【００３３】このように、本発明のスパッタ装置は、異
常放電の発生を防止して、効率よく誘電体膜を成膜する
ことができるために、低インピーダンスで大型の基板で
あっても、均一な誘電体膜を効率よく成膜することがで
きる。
常放電の発生を防止して、効率よく誘電体膜を成膜する
ことができるために、低インピーダンスで大型の基板で
あっても、均一な誘電体膜を効率よく成膜することがで
きる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のスパッタ
リング装置は、ターゲット電極に電力を供給する電源装
置は、高周波電源と、直流電源と、パルス発振器と、高
周波電源に接続されたインピーダンスマッチング回路
と、直流電源およびパルス発振器に接続され、このパル
ス発振器からのパルス信号に同期してオンあるいはオフ
となるスイッチユニットとを備え、直流電源からはスイ
ッチユニットにより、パルス発振器から発振されるパル
ス信号のオンおよびオフに同期して直流電流が出力さ
れ、高周波電源からは、このパルス信号のオン時点から
所定時間遅れのタイミングでインピーダンスマッチング
回路を介して高周波電流が出力されるとともに、直流電
流が、この高周波電流に重畳された状態で、ターゲット
電極に供給されるように構成したので、直流電流が瞬時
に所定電位に立ち上がった状態で出力され、その直流電
流に高周波電流が重畳された状態で、ターゲット電極に
印加される。従って、真空チャンバー内にて異常放電が
発生するおそれがなく、均一な誘電体膜を効率よく成膜
することができる。また、ターゲットが複数個設け、各
ターゲットに設けられたそれぞれのターゲット電極に供
給される高周波電流の相互の位相のずれを調整する位相
器を備えた構成とした場合は、真空チャンバー内の各タ
ーゲットからは、それぞれ安定した状態で同時にスパッ
タすることができ、特に、大型の基板であっても、低イ
ンピーダンスで、均一な誘電体膜を効率よく成膜するこ
とができる。
リング装置は、ターゲット電極に電力を供給する電源装
置は、高周波電源と、直流電源と、パルス発振器と、高
周波電源に接続されたインピーダンスマッチング回路
と、直流電源およびパルス発振器に接続され、このパル
ス発振器からのパルス信号に同期してオンあるいはオフ
となるスイッチユニットとを備え、直流電源からはスイ
ッチユニットにより、パルス発振器から発振されるパル
ス信号のオンおよびオフに同期して直流電流が出力さ
れ、高周波電源からは、このパルス信号のオン時点から
所定時間遅れのタイミングでインピーダンスマッチング
回路を介して高周波電流が出力されるとともに、直流電
流が、この高周波電流に重畳された状態で、ターゲット
電極に供給されるように構成したので、直流電流が瞬時
に所定電位に立ち上がった状態で出力され、その直流電
流に高周波電流が重畳された状態で、ターゲット電極に
印加される。従って、真空チャンバー内にて異常放電が
発生するおそれがなく、均一な誘電体膜を効率よく成膜
することができる。また、ターゲットが複数個設け、各
ターゲットに設けられたそれぞれのターゲット電極に供
給される高周波電流の相互の位相のずれを調整する位相
器を備えた構成とした場合は、真空チャンバー内の各タ
ーゲットからは、それぞれ安定した状態で同時にスパッ
タすることができ、特に、大型の基板であっても、低イ
ンピーダンスで、均一な誘電体膜を効率よく成膜するこ
とができる。
【図１】本発明のスパッタリング装置の実施の形態の一
例を示す要部のブロック図である。
例を示す要部のブロック図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明のスパッ
タリング装置の動作説明のためのタイムチャートであ
る。
タリング装置の動作説明のためのタイムチャートであ
る。
１２ ターゲット １３ ターゲット電極 ２０ 電源装置 ２５ マッチングボックス ２５ａ スイッチユニット ２５ｂ ローパスフィルター ２５ｃ インピーダンスマッチング回路 ２６ 高周波電源装置 ２７ 直流電源装置 ２８ 位相器 ２９ パルス発振器
Claims (2)
- 【請求項１】 真空チャンバー内に配置されたターゲッ
トと、このターゲットに設けられたターゲット電極と、
このターゲット電極に電力を供給する電源装置とを備え
ており、この電源装置は、高周波電源と、直流電源と、
パルス発振器と、上記高周波電源に接続されたインピー
ダンスマッチング回路と、上記直流電源およびパルス発
振器に接続され、このパルス発振器からのパルス信号に
同期してオンあるいはオフとなるスイッチユニットとを
備え、上記直流電源からは上記スイッチユニットによ
り、上記パルス発振器から発振されるパルス信号のオン
およびオフに同期して直流電流が出力され、かつ、上記
高周波電源からは、上記パルス信号のオン時点から所定
時間遅れのタイミングで上記インピーダンスマッチング
回路を介して高周波電流が出力されるとともに、上記直
流電流が、この高周波電流に重畳された状態で、上記タ
ーゲット電極に供給されてなるスパッタリング装置。 - 【請求項２】 上記ターゲットが複数個設けられ、各タ
ーゲットに設けられたそれぞれのターゲット電極に供給
される高周波電流の相互の位相のずれを調整する位相器
が備えら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。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP25671997A JP3294166B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25671997A JP3294166B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | スパッタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1192925A JPH1192925A (ja) | 1999-04-06 |
| JP3294166B2 true JP3294166B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=17296514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25671997A Expired - Fee Related JP3294166B2 (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3294166B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
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|---|---|---|---|---|
| DE19949394A1 (de) * | 1999-10-13 | 2001-04-19 | Balzers Process Systems Gmbh | Elektrische Versorgungseinheit und Verfahren zur Reduktion der Funkenbildung beim Sputtern |
| US7247221B2 (en) * | 2002-05-17 | 2007-07-24 | Applied Films Corporation | System and apparatus for control of sputter deposition process |
| JP4326895B2 (ja) * | 2003-09-25 | 2009-09-09 | キヤノンアネルバ株式会社 | スパッタリング装置 |
| JP2007214003A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Sanyo Shinku Kogyo Kk | 電子デバイスの基板、およびその基板に膜を形成するためのスパッタリング装置 |
| JP4871339B2 (ja) * | 2008-10-10 | 2012-02-08 | キヤノンアネルバ株式会社 | スパッタリング方法 |
| KR20130121935A (ko) * | 2011-02-08 | 2013-11-06 | 샤프 가부시키가이샤 | 마그네트론 스퍼터링 장치, 마그네트론 스퍼터링 장치의 제어방법, 및 성막방법 |
| JP2014159614A (ja) * | 2013-02-19 | 2014-09-04 | Ulvac Japan Ltd | スパッタリング装置及びスパッタリング方法 |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP25671997A patent/JP3294166B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1192925A (ja) | 1999-04-06 |
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