JP3805004B2 - スパッタリング装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、薄膜、特に誘電体膜の形成に好適に用いられるスパッタリング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、広く利用されている二極スパッタリング装置を図5を参照して説明する。図5において、アース電位に接続された真空容器1内に、ターゲット2と基板支持体(図示せず)により支持された基板3が対向して配置されている。ターゲット2はターゲットホルダー4上に設置されている。ターゲット2と真空容器1との間には電源5が接続されている。ターゲット2 及びターゲットホルダー4は絶縁体10によって真空容器1から絶縁されている。絶縁体10内には磁石6、7が配置され、ターゲット2表面近傍に電子わなを形成するような構成になっている。また、金属製の板8が金属製のビスおよび金属製の治具9によって真空容器1内面に設置されている。この板8は、スパッタリングによる膜が真空容器1内面に形成されることを防止するためのものである。板8はビスおよび治具9を介して真空容器1と電気的に接触しており、アース電位となっている。なお、図5において、11はガス導入口、12は排気口、13はプラズマである。
【0003】
シリコンウェハ基板3上にZnS−SiO2 混合体を成膜する場合を例に動作を説明する。真空容器1の内面のターゲット部を除く面積を7500cm2 とし、その内部にZnS−SiO2 混合体により構成された面積260cm2 のターゲット2を図示されているように設置する。高周波電源である電源5を真空容器1とターゲット2間に接続する。電源5の周波数は13.56MHz、出力は2kWである。排気口12から真空容器1内の空気を排気し、真空容器1内を高真空にした後、ガス導入口11からアルゴンガスを導入し、ガス圧を2mTorrとする。この状態で電源5により高電圧を印加すると、ターゲット2表面近傍にプラズマ13が発生する。このプラズマ13内の正のアルゴンイオンが負電位にあるターゲット2に入射し、中性粒子と二次電子とが放出される。この二次電子は、気体分子と衝突し、気体分子を正イオン化させる。また、中性粒子はターゲット2中の物質であり、この粒子が基板3上に析出して薄膜を形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スパッタ性能を向上するために、磁石6、7の位置等を最適化する研究がなされているが、その場合スパッタ性能とトレードオフの関係で、磁場による電子の閉じ込め効果が小さくなる。その様なスパッタリング装置で誘電体膜を成膜する場合、以下のような問題がある。
【0005】
高周波電源5と誘電体により構成されたターゲット2とを用い、基板3上に誘電体膜を成膜する場合、板8上にも誘電体膜が形成されてしまう。ここで、スパッタ性能を向上させるための電子の閉じ込め効果の小さい磁石構成を採用していた場合、相当量の電子が板8上にチャージアップしてしまうことになる。板8は電気的に電源5と接続されているため、当該誘電体膜上にチャージアップした電荷が大きくなると、誘電体膜の両面にかかる電圧が高くなってしまい、当該誘電体膜がその電圧に耐えきれなくなった時に破壊される。これが異常放電であり、その際に異物が飛散し、基板3上に付着すると膜欠陥の原因となる。
【0006】
図6は高周波電源5と誘電体ターゲット2、および電子の閉じ込め効果が小さい構成磁石を用い、磁石構成以外の条件を上記条件として、基板3上に誘電体膜を成膜した場合の真空容器1とターゲット2との間の電圧Vdcの時間的変化を示したものである。Vdcが不安定になっていることが分かるが、これが板8上の異常放電によるものと考えられている。
【0007】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、スパッタ性能を向上させるため電子の閉じ込め効果の小さい構成の磁石を用いながら、真空容器内面に膜が形成されるのを防止する板上における異常放電及び異物飛散を防止するスパッタリング装置を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のスパッタリング装置は、ガス導入口と排気口とを備えた真空容器と、前記真空容器内に設けられたターゲットホルダーに電圧を印加する電源とを備え、前記真空容器内に、前記真空容器と電気的に絶縁され且つ前記真空容器内面から距離 t 離れた板を有し、前記距離 t は、t>1mmを満たし且つ前記真空容器内面におけるイオンシースの厚さよりも大きいことを特徴とする。
【0009】
好適には、真空容器から電気的に絶縁された板が、真空容器内面のターゲット部を除くほぼ全面を覆うような形状に形成される。
【0010】
また、真空容器から電気的に絶縁された板は、絶縁体から成る板にて構成され、又は絶縁体から成る治具を介して設置される。
【0011】
【作用】
本発明の上記構成によれば、真空容器内面に膜が形成されるのを防止するために真空容器内面近傍に配置される板を、真空容器から電気的に絶縁され且つ前記真空容器内面から距離 t 離れた板にて構成し、前記距離 t は、t>1mmを満たし且つ前記真空容器内面におけるイオンシースの厚さよりも大きく設定されているので、その板に付着した誘電体膜の両側にかかる電圧を低く保つことができ、板上の異常放電及び異物の飛散を防止することができる。
【0012】
【実施例】
以下、本発明のスパッタリング装置の第1実施例について、図1、図2を参照して説明する。なお、図5で説明した従来例と共通の構成要素については同一参照番号を付して説明を省略する。
【0013】
図1において、14は、絶縁体であるポリテトラフルオルエチレン製の板であり、治具9を介して真空容器1の内面の近傍に取付けられている。その他の条件を従来例と同様にした場合、真空容器1の内面におけるイオンシースの厚さは1mm以内とされているので、本実施例では板14と真空容器1内面との距離を5mmに設定している。
【0014】
以上の構成及び条件で成膜を行なったところ、板14上に異常放電が起こることなく、異物の飛散もない状態で基板3上に成膜することができた。図2に真空容器1とターゲット2との間のVdcの時間的変化を示す。図2から明らかなように、安定した放電状態がえられていることが分かる。
【0015】
次に、本発明の第2実施例について図3、図4を参照して説明する。なお、図5で説明した従来例と共通の構成要素については同一参照番号を付して説明を省略する。
【0016】
図3において、15は絶縁体であるポリテトラフルオルエチレン製の板支持治具であり、この板支持治具15を介して金属製の板8が真空容器1内面に取付けられている。この板支持治具15の詳細を図4に示す。16は板支持治具15に形成された雌ねじ部を有する穴、17はビス頭部を収容する座ぐり部を有する貫通穴であり、貫通穴17に挿通した金属製のビス18にて板支持治具15が真空容器1の内面に取付けられ、この板支持治具15に板8を当接させて金属製のビス19を穴16の雌ねじ部に螺合させることにより板8が真空容器1から絶縁された状態でその内面近傍に取付けられている。1aは真空容器1内面に形成された雌ねじ部である。
【0017】
この構成によっても、第1実施例と同様の効果が得られる。この第2実施例と第1実施例との違いは、板8を金属製にすることができるため、真空容器1内のクリーニング処理などのメンテナンスが容易であることである。
【0018】
【発明の効果】
本発明のスパッタリング装置によれば、以上の説明から明らかなように、真空容器内面に膜が形成されるのを防止するために真空容器内面近傍に配置される板を、真空容器から電気的に絶縁され且つ前記真空容器内面から距離 t 離れた板にて構成し、前記距離 t は、t>1mmを満たし且つ前記真空容器内面におけるイオンシースの厚さよりも大きく設定されているので、電子の閉じ込め効果の小さい構成の磁石を用いてスパッタ性能を向上するようにしても、その板に付着した誘電体膜の両側にかかる電圧を低く保つことができ、板上の異常放電及び異物の飛散を防止することができ、誘電体を成膜する際の異常放電及び異常放電による異物の飛散による膜欠陥を防止することができる。
【0019】
また、板は、それ自体を絶縁体で構成しても、絶縁体からなる板支持治具を介して真空容器内面に取付けてもよいが、絶縁体からなる板支持治具を用いると金属製の板を用いることができるので、メンテナンスが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスパッタリング装置の第1実施例の概略構成図である。
【図2】同実施例における真空容器とターゲットとの間のVdcの時間的変化を示す図である。
【図3】本発明のスパッタリング装置の第2実施例の概略構成図である。
【図4】同実施例における板支持治具の詳細断面図である。
【図5】従来例のスパッタリング装置の概略構成図である。
【図6】従来例における真空容器とターゲットとの間のVdcの時間的変化を示す図である。
【符号の説明】
1 真空容器
2 ターゲット
3 基板
5 電源
6 磁石
7 磁石
14 板
15 板支持治具
Claims (4)
- ガス導入口と排気口とを備えた真空容器と、前記真空容器内に設けられたターゲットホルダーに電圧を印加する電源とを備え、
前記真空容器内に、前記真空容器と電気的に絶縁され且つ前記真空容器内面から距離 t 離れた板を有し、前記距離 t は、t>1mmを満たし且つ前記真空容器内面におけるイオンシースの厚さよりも大きいこと
を特徴とするスパッタリング装置。 - 板が、真空容器内面のターゲットホルダーと被処理物を支持する支持部材を除く全面を覆うこと
を特徴とする請求項1記載のスパッタリング装置。 - 板を、絶縁体から成る板にて構成したこと
を特徴とする請求項1記載のスパッタリング装置。 - 真空容器内面から距離 t 離れた板を有し、前記距離 t は、 t≧5mmを満たすこと
を特徴とする請求項1記載のスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20939795A JP3805004B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP20939795A JP3805004B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | スパッタリング装置 |
Publications (2)
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JPH0953175A JPH0953175A (ja) | 1997-02-25 |
JP3805004B2 true JP3805004B2 (ja) | 2006-08-02 |
Family
ID=16572225
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP20939795A Expired - Fee Related JP3805004B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3805004B2 (ja) |
-
1995
- 1995-08-17 JP JP20939795A patent/JP3805004B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH0953175A (ja) | 1997-02-25 |
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