JP4201066B2 - スパッタ方法と装置 - Google Patents
スパッタ方法と装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4201066B2 JP4201066B2 JP25644099A JP25644099A JP4201066B2 JP 4201066 B2 JP4201066 B2 JP 4201066B2 JP 25644099 A JP25644099 A JP 25644099A JP 25644099 A JP25644099 A JP 25644099A JP 4201066 B2 JP4201066 B2 JP 4201066B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- target
- shielding plate
- sputtering apparatus
- ions
- 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 - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパッタ方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体、光ディスク、電子部品などの薄膜形成には、スパッタ装置が用いられている。
図１１は、従来のスパッタ装置を示す。
ガス供給ライン４とガス排気ライン５とを有する真空チャンバ１の内部には、基板２とターゲット３とが対向して配置され、基板２とターゲット３との間には基板２よりも小さい開口部１９を有する遮蔽板８が配置されている。
【０００３】
ターゲット３には直流または交流の高圧電源６が接続されており、遮蔽板８には遮蔽板８の電位を制御する電源９が接続されている。７は絶縁物である。
上記のように構成されたスパッタ装置の動作を以下に述べる。
排気ライン５を使って真空チャンバ１内のガスを排気しながら、ガス供給ライン４よりＡｒなどのガスを導入する。
【０００４】
高圧電源６により真空チャンバ１とターゲット３との間に高電圧を印加すると、放電が生じてＡｒがイオンと電子に電離したプラズマ１１が発生する。
イオンは負にバイアスされたターゲット３に衝突してターゲット原子を叩き出し、叩き出したターゲット原子（以下、「スパッタ粒子」と称す）は遮蔽板８の開口部１９を通過して基板２に付着し、基板２の表面に薄膜が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成されたスパッタ装置では、遮蔽板８は、プラズマ１１中に存在する高エネルギーの電子が基板２に衝突して、基板２や形成された薄膜を損傷するのを防ぐ目的で配置されているが、単に基板２とターゲット３との間に遮蔽板８を配置するだけでは、エネルギーの高い電子を十分に遮蔽することができない。また、遮蔽板８は電子だけでなくターゲット３から飛び出すスパッタ粒子も遮蔽するため、生産性を向上するためには遮蔽板８の開口部１９を広げることが要望されている。
【０００６】
このような問題を解決するものとして、特開平５−２０９２６５号公報や特開平９−１１１４４８号公報には、遮蔽板８の電位をアースまたは正電位とすることで発生した電場により電子を遮蔽板８の側へ導き、より効率的に損傷を低減する方法が開示されている。
しかしながら、このような方法において遮蔽板８の開口部１９を広げていくと、プラズマによる電場の減衰効果により遮蔽板８から離れた位置にある電子を遮蔽板８の側に導くことができなくなり、開口部１９を電子が通過してしまって基板２や膜に損傷が生じることとなる。
【０００７】
また、生産性の向上を図るために電力を増大する場合にも、プラズマによる電場の減衰効果が大きくなり、特開平９−１１１４４８号公報にあるように、遮蔽板８の開口部１９を小さくしなければならない。
本発明は前記問題点を解決し、基板や膜の損傷がない成膜が実現でき、しかも生産性の高いスパッタ方法および装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスパッタ装置は、遮蔽板の開口を覆うような磁力線を発生させる磁気回路を設けたことを特徴とする。
この本発明によると、開口の広い遮蔽板を用いても電子の基板への流入を阻止できるため、基板や膜の損傷がなく、しかも生産性の高い成膜が実現できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載のスパッタ装置は、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい複数の開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、前記遮蔽板の基板側でかつ前記遮蔽板と基板との間に、前記基板と前記ターゲットとの対向方向と交差する一方向のみに伸びる複数の磁石を設け、前記複数の開口の各々の両端の遮蔽板上で磁場の遮蔽板に垂直な成分の符号が逆であるよう前記複数の磁石の極性をそろえたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２記載のスパッタ装置は、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、前記基板の裏面側に磁石を設け、前記開口両端の遮蔽板上で磁場の遮蔽板に垂直な成分の符号が逆であるよう前記磁石の極性をそろえたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３記載のスパッタ装置は、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、前記遮蔽板の一部に電流を流す電源を設け、前記電流を流している遮蔽板に隣接する遮蔽板上で磁場の遮蔽板に垂直な成分の符号が、前記電流を流している遮蔽板を挟んで逆になるよう電流の方向をそろえたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項４記載のスパッタ装置は、請求項１または請求項２において、ターゲットの裏面にマグネトロン磁石を設け、前記マグネトロン磁石の磁極の正面に前記遮蔽板を配置し、前記遮蔽板の基板側には、前記遮蔽板上のターゲット側に出現する磁場の極性がマグネトロン磁石の極性と一致する磁石を配置したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項５記載のスパッタ装置は、請求項３において、ターゲットの裏面に、前記ターゲットと基板との対向方向と交差する方向に移動可能なマグネトロン磁石を設け、 前記マグネトロン磁石の移動した位置に対応して位置する遮蔽板に電流を流し、この電流により発生する、遮蔽板の開口部を覆う磁力線の向きと、前記マグネトロン磁石の磁力線の向きとが一致するように制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項６記載のスパッタ装置は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、遮蔽板を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とする。本発明の請求項７記載のスパッタ装置は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、遮蔽板を加熱する加熱機構を設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項８記載のスパッタ装置は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、遮蔽板の電位を変更可能な電源を設けたことを特徴とする。本発明の請求項９記載のスパッタ装置は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、遮蔽板と基板とを相対的に運動させる機構を備えたことを特徴とする。本発明の請求項１０記載のスパッタ方法は、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい複数の開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の複数の開口を通過させて前記基板の表面に成膜するに際し、前記遮蔽板の複数の開口を、複数の開口の各々の両端の遮蔽板上で磁場の前記遮蔽板に垂直な成分の符号が逆である磁力線にて覆い、前記磁力線にて前記電子を遮蔽板に導いて衝突させ、前記遮蔽板の複数の開口にターゲット原子を通過させて成膜することを特徴とする。
【００１７】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１０を用いて説明する。
なお、上記従来例を示す図１１と同様をなすものについては、同一の符号をつけて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図３は本発明の（実施の形態１）を示す。図１はスパッタ装置の構成図、図２はスパッタ装置の平面図、図３はスパッタ装置の要部拡大図をそれぞれ示す。
【００１８】
この（実施の形態１）では、基板２や膜の損傷をなくすために、遮蔽板８の開口部１９を覆うような磁力線を発生させる磁気回路を基板２の側に設けた点で上記従来例と異なる。
図１に示すように、ガス供給ライン４とガス排気ライン５とを有する真空チャンバ１の内部には、基板２とターゲット３とが対向して配置され、基板２とターゲット３との間には複数の開口部１９が形成された遮蔽板８が配置されている。
【００１９】
遮蔽板８の基板２側の面の少なくとも遮蔽板８と基板２との間の部分には、磁気回路として、基板２とターゲット３との対向方向に磁化され、その磁化の方向が隣接するもの同士で逆になるように配置された複数の磁石１２ａ〜１２ｆが設けられている。
詳しくは図２に示すように、真空チャンバ１の内側には、その外形がターゲット３よりも大きい遮蔽板８が配置されている。
【００２０】
遮蔽板８には、長手方向の長さが基板２よりも長く、その面積が基板２よりも小さい開口部１９が平行に複数穿設されており、それぞれの開口部１９の両側には開口部１９と平行になるように磁石１２ａ〜１２ｆが遮蔽板８の基板２側の面に設けられている。
磁石１２ａ〜１２ｆは、上述のように基板２とターゲット３との対向方向に磁化され、開口部１９の両端の遮蔽板８では、遮蔽板８に垂直な磁場の成分の符号が逆になるよう磁石の極性をそろえているため、それぞれの開口部１９が覆われるような磁力線１３が発生する。なお、磁力線１３に付した矢印は、磁場の方向を表している。
【００２１】
また、ターゲット３には直流または交流の高圧電源６が接続されており、遮蔽板８には遮蔽板８の電位を制御する電源９が接続されている。７は絶縁物である。
上記のように構成されたスパッタ装置では、排気ライン５を使って真空チャンバ１内のガスを排気しながらガス供給ライン４よりＡｒなどのガスを導入し、高圧電源６により真空チャンバ１とターゲット３との間に高電圧を印加すると、放電が生じてＡｒがイオンと電子に電離したプラズマ１１が発生する。
【００２２】
イオンは負にバイアスされたターゲット３に衝突してターゲット原子を叩き出し、スパッタ粒子が遮蔽板８の開口部１９を通過して基板２に付着し、基板２の表面に薄膜が形成される。
このとき、図３に示すように、開口部１９に入射してきた電子１４は、磁場によりローレンツ力を受けて矢印Ａで示すように磁力線１３に巻き付く形で遮蔽板８へと導かれ、基板２の近傍に接近できないため、電子１４による基板２や膜の損傷が解消される。
【００２３】
また、磁力線１３は開口部１９を覆うように構成されているため、遮蔽板８から離れた電子１４も磁力線１３によって遮蔽板８の側に導かれ、広い開口の遮蔽板８を使用できるため、生産性が向上する。
なお、上記（実施の形態１）では、磁石１２ａ〜１２ｆを基板２とターゲット３との対向方向に磁化するように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図４に示すように、基板２とターゲット３との対向方向に交差する方向にそれぞれの磁石１２ａ〜１２ｆが磁化するよう構成してもよい。
【００２４】
（実施の形態２）
図５は本発明の（実施の形態２）を示す。
この（実施の形態２）では、基板２の側に設ける磁気回路として遮蔽板８の基板２側の面ではなく、基板２の裏面に磁石を設けた点で異なるが、それ以外の基本的な構成は上記（実施の形態１）とほぼ同様である。
【００２５】
詳しくは、図５に示すように、上記（実施の形態１）よりも広くかつ数が少ない開口部１９が形成された遮蔽板８を用いる。
そして、基板２の裏面側には、真空チャンバ１を介してその一部が基板２にかかるように磁石１２ａ，１２ｂが配置されている。
磁石１２ａ，１２ｂは、開口部１９とほぼ同じ幅を持ち、基板２に平行方向に磁化されている。また、磁石１２ａ，１２ｂの磁化の方向を反転させ、隣接する開口部１９に挟まれた遮蔽板８上において、磁場の遮蔽板８に垂直な成分の符号が逆であるように、磁石１２ａ，１２ｂの極性をそろえている。
【００２６】
このような構成とすると、上記（実施の形態１）における図３と同様に、電子は磁力線１３により遮蔽板８の側に導かれて遮蔽板８に衝突するため、基板２の近傍に接近することができず、電子による基板２や膜の劣化を低減できる。
また、磁力線１３が開口部１９を覆うように構成されているので、遮蔽板８から離れた電子も磁力線１３によって遮蔽板１９に導かれ、広い開口部１９の遮蔽板８を使用でき、生産性を向上できる。
【００２７】
基板加熱などの機構が基板の裏面に必要な時は上記（実施の形態１）が有効であり、より開口を広げることが必要な時は大きい磁石を使用できるという点でこの（実施の形態２）が有効である。
（実施の形態３）
図６と図７は本発明の（実施の形態３）を示す。
【００２８】
図６はスパッタ装置の構成を示し、図７はスパッタ装置の平面図を示す。
この（実施の形態３）では、基板２の側に設ける磁気回路として磁石を配置する代わりに、遮蔽板８の一部に電流を流す電源を設けた点で異なるが、それ以外の基本的な構成は上記（実施の形態１），（実施の形態２）と同様である。
詳しくは、図６に示すように、遮蔽板８の一部、ここでは遮蔽板８ａ，８ｃに電流を流す電源１５および配線１６ａ，１６ｂを設け、記号Ａで示すように遮蔽板８ａには紙面裏から表に向かって電流を流し、記号Ｂで示すように遮蔽板８ｃには紙面表から裏に向かって電流を流している。
【００２９】
電流を流している遮蔽板８ａ，８ｃに隣接する遮蔽板８では、磁場の遮蔽板８に垂直な成分の符号が、電流を流している遮蔽板８を挟んで逆になるように電流の方向を調整している。
このような構成とすると、開口部１９を覆う磁力線１３が発生し、電子１４が遮蔽板８に導かれて、基板２や膜の劣化を防止できる。
【００３０】
また、電流電源および電力は必要となるが、上記（実施の形態１）〜（実施の形態３）に較べて、遮蔽板８の裏面や基板２の裏面の構成をシンプルにできる。
（実施の形態４）
図８は、本発明の（実施の形態４）を示す。
（実施の形態４）は、本発明のスパッタ装置がマグネトロンスパッタ装置であって、特に生産性を向上するために基板２とターゲット３の距離を短く配置している場合で、遮蔽板の裏側の磁石とマグネトロン放電用の磁石の干渉が起こるような時の好適な構成を示している。
【００３１】
１０はマグネトロン磁石であり、ターゲット３上に磁力線１３ａを発生させている。
詳しくは、２つの開口部１９が形成された遮蔽板８の基板２側には、磁気回路として、基板２とターゲット３との対向方向に磁化されその磁化の方向が隣接するものどうしで逆になるように配置された磁石１２ａ〜１２ｃが配けられている。この磁石１２ａ〜１２ｃによって、開口部１９を覆うような磁力線１３ａが発生している。
【００３２】
ターゲット３の裏面にはマグネトロン磁石１０が配置されており、このマグネトロン磁石１０によってターゲット３の表面の遮蔽板８の開口部１９と対向する位置には、磁力線１３ｂが発生している。
磁力線１３ｂは、ターゲット３の表面でトンネル形状を作る形状となっており、磁場によりプラズマ１１を閉じ込めることで高密度プラズマ１７を発生させ、成膜速度を向上させる。
【００３３】
上記のように構成されたスパッタ装置では、遮蔽板８がマグネトロン磁石１０の磁極の正面に位置し、遮蔽板８の裏面に配置された磁石１２ａ〜１２ｃの遮蔽板８上のターゲット３側に出現する磁場の極性がマグネトロン磁石１０の極性と一致する。
従って、開口部１９を覆う磁力線１３ａとマグネトロン磁石１０の磁力線１３ｂとの向きが一致して、これらの磁力線が干渉しても磁力を強め合うため、本発明の効果とマグネトロンスパッタによる生産性向上の効果を増大できる。
【００３４】
このような構成によると、生産性を向上するために基板２とターゲット３との距離を短く配置している場合でも、良好に成膜できる。
なお、上記（実施の形態４）では、基板の側に設ける磁気回路として磁石を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記（実施の形態２）のように、磁気回路として遮蔽板の一部に電流を流す電源を設ける構成としても良い。
【００３５】
（実施の形態５）
図９は本発明の（実施の形態５）を示す。
（実施の形態５）は、本発明のスパッタ装置がターゲット裏面で移動するマグネトロン磁石を持つマグネトロンスパッタ装置であって、特に生産性を向上するために基板とターゲットの距離を短く配置している場合で、遮蔽板の側の磁場とマグネトロン放電用の磁場の干渉が起こるような時の好適な構成を示している。
【００３６】
成膜中にマグネトロン磁石１０をターゲット３の裏面で移動する方法は、大型の基板にスパッタ成膜する場合などにおいて、膜厚均一性やターゲットの利用率を向上するため、ターゲット上で均一にスパッタを発生させる手段として用いられる。
詳しくは、図９（ａ）に示すように、上記（実施の形態４）と同様に構成されたマグネトロン磁石１０に、成膜中にターゲット３の裏面を基板２とターゲット３との対向方向に垂直な方向に移動させる移動機構１８を設けた。
【００３７】
また、遮蔽板８には、マグネトロン磁石１０の移動に同期して電流を流す電源１５を設けた。遮蔽板８に電流を流す構成は、上記（実施の形態３）と同様のものである。
例えば、マグネトロン磁石１０が図９（ａ）の位置にあるとき、遮蔽板８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊ，８ｌにのみ電流を流し、しかも遮蔽板８ｂ，８ｆ，８ｊには紙面裏から表に向かって電流を流し、遮蔽板８ｄ，８ｈ，８ｌには紙面表から裏に向かって電流を流すとすると、開口部１９を覆う磁力線１３ａが発生する。磁力線に付した矢印は、磁場の方向を表している。
【００３８】
開口部１９を覆う磁力線１３ａとマグネトロン磁石１０が発生する磁力線１３ｂの向きは一致しており、磁力を強め合っている。
図９（ｂ）に移動したときには、遮蔽板８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉ，８ｋにのみ電流を流し、しかも遮蔽板８ｃ，８ｈ，８ｋには紙面裏から表に向かって電流を流し、遮蔽板８ｅ，８ｉには紙面表から裏に向かって電流を流すとすると、開口部１９を覆う磁力線１３ｃが発生する。
【００３９】
開口部１９を覆う磁力線１３ｃとマグネトロン磁石１０の磁力線１３ｂとの向きは一致しており、磁力を強め合っている。
以下同様にマグネトロン磁石の移動に同期して電流を流す遮蔽板８と電流の方向を切り替えていくことで、電流により発生する磁力線とマグネトロン磁石１０の磁力線の向きを一致させた状態を保つ。
【００４０】
このとき、基板２や膜に損傷を与える電子は磁力線に導かれ、遮蔽板２に衝突して基板２の近傍に接近できず、基板２や膜に損傷を与えることはない。
また磁力線が開口部１９を覆うように構成されているので、遮蔽板８から離れた電子も磁力線によって遮蔽板に導かれ、広い開口の遮蔽板を使用でき、生産性を向上できる。
【００４１】
しかも、開口部１９を覆う磁力線とマグネトロン磁石１０の磁力線は常に強め合うので、マグネトロンスパッタによる生産性向上の効果も増大する。
なお、上記各実施の形態においては、矩形状の基板２を用いてスパッタ処理を行う例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、円状の基板を用いても同様の構成とすることができる。
【００４２】
例えば、上記（実施の形態１）と同様の構成とする場合には、図１０（ａ）に示すように、円形の真空チャンバ１の内部に円形の基板２およびターゲット３を配置し、基板２の対向面に環状の遮蔽板８ａ，８ｂとこの遮蔽板８ａ，８ｂをつなぐブリッジ部８ｃとからなる遮蔽板８を配置し、基板２と遮蔽板８ａ，８ｂとの間に遮蔽板８ａ，８ｂの開口に沿う形状の磁石１２ａ，１２ｂを配置できる。
【００４３】
また、上記（実施の形態２）と同様の構成とする場合には、図１０（ｂ）に示すように、円形の真空チャンバ１の内部に円形の基板２およびターゲット３を配置し、基板２の対向面に環状の遮蔽板８ａ〜８ｃを配置し、遮蔽板８ｂに電流を流す電源１５を接続する構成としてもよい。
上記のように構成された各種実施の形態では、遮蔽板８からの輻射熱が問題となるときには、遮蔽板８を冷却する冷却機構を設け、遮蔽板８からの膜剥離が問題となるときは、遮蔽板８を加熱する加熱機構を設けることが好ましい。
【００４４】
また、遮蔽板８への電子の吸着を確実にするためには、遮蔽板８の電位を変更可能な電源を設けることが好ましく、特に遮蔽板８の電位をプラズマ電位より高く制御する事が効果的である。
また、遮蔽板８の影による膜厚の不均一が問題となるときは、遮蔽板８と基板２を相対的に運動させる、具体的には、基板２の成膜面に対して水平または垂直方向に運動させる、あるいは円形の基板２を使用する場合には基板２の中心まわりに回転運動させることが効果的である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明のスパッタ装置によると、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、前記遮蔽板の基板側に磁気回路を設けて前記遮蔽板の開口を覆う磁力線を発生させるよう構成することで、基板や膜に損傷を与える電子は開口部を覆う磁力線に導かれ、遮蔽板に衝突して基板の近傍に接近できず、基板や膜に損傷を与えることがなくなる。
【００４６】
また、遮蔽板から離れた電子も磁力線によって選択的に遮蔽板に導かれるので、広い開口の遮蔽板を使用でき、生産性の向上が図れる。
本発明のスパッタ方法によると、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に成膜するに際し、前記遮蔽板の開口を磁力線にて覆い、前記磁力線にて前記電子を遮蔽板に導いて衝突させ、前記遮蔽板の開口にターゲット原子を通過させて成膜することで、基板や膜に損傷のない成膜が容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の（実施の形態１）におけるスパッタ装置の構成を示す図
【図２】本発明の（実施の形態１）におけるスパッタ装置の平面図
【図３】本発明の（実施の形態１）におけるスパッタ装置の要部を示す模式図
【図４】本発明の（実施の形態１）における別のスパッタ装置の構成を示す図
【図５】本発明の（実施の形態２）におけるスパッタ装置の構成を示す図
【図６】本発明の（実施の形態３）におけるスパッタ装置の構成を示す図
【図７】本発明の（実施の形態４）におけるスパッタ装置の平面図
【図８】本発明の（実施の形態５）におけるスパッタ装置の構成を示す図
【図９】本発明の（実施の形態６）におけるスパッタ装置の構成を示す図
【図１０】本発明の別の形状のスパッタ装置の構成を示す平面図
【図１１】従来のスパッタ装置の構成を示す図
【符号の説明】
１ 真空チャンバ
２ 基板
３ ターゲット
８ 遮蔽板
１０ マグネトロン磁石
１１ プラズマ
１２ 磁石
１３ 磁力線
１６ａ，１６ｂ 配線
１７ 高密度プラズマ
１８ 移動機構
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパッタ方法と装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体、光ディスク、電子部品などの薄膜形成には、スパッタ装置が用いられている。
図１１は、従来のスパッタ装置を示す。
ガス供給ライン４とガス排気ライン５とを有する真空チャンバ１の内部には、基板２とターゲット３とが対向して配置され、基板２とターゲット３との間には基板２よりも小さい開口部１９を有する遮蔽板８が配置されている。
【０００３】
ターゲット３には直流または交流の高圧電源６が接続されており、遮蔽板８には遮蔽板８の電位を制御する電源９が接続されている。７は絶縁物である。
上記のように構成されたスパッタ装置の動作を以下に述べる。
排気ライン５を使って真空チャンバ１内のガスを排気しながら、ガス供給ライン４よりＡｒなどのガスを導入する。
【０００４】
高圧電源６により真空チャンバ１とターゲット３との間に高電圧を印加すると、放電が生じてＡｒがイオンと電子に電離したプラズマ１１が発生する。
イオンは負にバイアスされたターゲット３に衝突してターゲット原子を叩き出し、叩き出したターゲット原子（以下、「スパッタ粒子」と称す）は遮蔽板８の開口部１９を通過して基板２に付着し、基板２の表面に薄膜が形成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成されたスパッタ装置では、遮蔽板８は、プラズマ１１中に存在する高エネルギーの電子が基板２に衝突して、基板２や形成された薄膜を損傷するのを防ぐ目的で配置されているが、単に基板２とターゲット３との間に遮蔽板８を配置するだけでは、エネルギーの高い電子を十分に遮蔽することができない。また、遮蔽板８は電子だけでなくターゲット３から飛び出すスパッタ粒子も遮蔽するため、生産性を向上するためには遮蔽板８の開口部１９を広げることが要望されている。
【０００６】
このような問題を解決するものとして、特開平５−２０９２６５号公報や特開平９−１１１４４８号公報には、遮蔽板８の電位をアースまたは正電位とすることで発生した電場により電子を遮蔽板８の側へ導き、より効率的に損傷を低減する方法が開示されている。
しかしながら、このような方法において遮蔽板８の開口部１９を広げていくと、プラズマによる電場の減衰効果により遮蔽板８から離れた位置にある電子を遮蔽板８の側に導くことができなくなり、開口部１９を電子が通過してしまって基板２や膜に損傷が生じることとなる。
【０００７】
また、生産性の向上を図るために電力を増大する場合にも、プラズマによる電場の減衰効果が大きくなり、特開平９−１１１４４８号公報にあるように、遮蔽板８の開口部１９を小さくしなければならない。
本発明は前記問題点を解決し、基板や膜の損傷がない成膜が実現でき、しかも生産性の高いスパッタ方法および装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のスパッタ装置は、遮蔽板の開口を覆うような磁力線を発生させる磁気回路を設けたことを特徴とする。
この本発明によると、開口の広い遮蔽板を用いても電子の基板への流入を阻止できるため、基板や膜の損傷がなく、しかも生産性の高い成膜が実現できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載のスパッタ装置は、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい複数の開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、前記遮蔽板の基板側でかつ前記遮蔽板と基板との間に、前記基板と前記ターゲットとの対向方向と交差する一方向のみに伸びる複数の磁石を設け、前記複数の開口の各々の両端の遮蔽板上で磁場の遮蔽板に垂直な成分の符号が逆であるよう前記複数の磁石の極性をそろえたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２記載のスパッタ装置は、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、前記基板の裏面側に磁石を設け、前記開口両端の遮蔽板上で磁場の遮蔽板に垂直な成分の符号が逆であるよう前記磁石の極性をそろえたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項３記載のスパッタ装置は、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、前記遮蔽板の一部に電流を流す電源を設け、前記電流を流している遮蔽板に隣接する遮蔽板上で磁場の遮蔽板に垂直な成分の符号が、前記電流を流している遮蔽板を挟んで逆になるよう電流の方向をそろえたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項４記載のスパッタ装置は、請求項１または請求項２において、ターゲットの裏面にマグネトロン磁石を設け、前記マグネトロン磁石の磁極の正面に前記遮蔽板を配置し、前記遮蔽板の基板側には、前記遮蔽板上のターゲット側に出現する磁場の極性がマグネトロン磁石の極性と一致する磁石を配置したことを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項５記載のスパッタ装置は、請求項３において、ターゲットの裏面に、前記ターゲットと基板との対向方向と交差する方向に移動可能なマグネトロン磁石を設け、 前記マグネトロン磁石の移動した位置に対応して位置する遮蔽板に電流を流し、この電流により発生する、遮蔽板の開口部を覆う磁力線の向きと、前記マグネトロン磁石の磁力線の向きとが一致するように制御する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項６記載のスパッタ装置は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、遮蔽板を冷却する冷却機構を設けたことを特徴とする。本発明の請求項７記載のスパッタ装置は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、遮蔽板を加熱する加熱機構を設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項８記載のスパッタ装置は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、遮蔽板の電位を変更可能な電源を設けたことを特徴とする。本発明の請求項９記載のスパッタ装置は、請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、遮蔽板と基板とを相対的に運動させる機構を備えたことを特徴とする。本発明の請求項１０記載のスパッタ方法は、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい複数の開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の複数の開口を通過させて前記基板の表面に成膜するに際し、前記遮蔽板の複数の開口を、複数の開口の各々の両端の遮蔽板上で磁場の前記遮蔽板に垂直な成分の符号が逆である磁力線にて覆い、前記磁力線にて前記電子を遮蔽板に導いて衝突させ、前記遮蔽板の複数の開口にターゲット原子を通過させて成膜することを特徴とする。
【００１７】
以下、本発明の各実施の形態を図１〜図１０を用いて説明する。
なお、上記従来例を示す図１１と同様をなすものについては、同一の符号をつけて説明する。
（実施の形態１）
図１〜図３は本発明の（実施の形態１）を示す。図１はスパッタ装置の構成図、図２はスパッタ装置の平面図、図３はスパッタ装置の要部拡大図をそれぞれ示す。
【００１８】
この（実施の形態１）では、基板２や膜の損傷をなくすために、遮蔽板８の開口部１９を覆うような磁力線を発生させる磁気回路を基板２の側に設けた点で上記従来例と異なる。
図１に示すように、ガス供給ライン４とガス排気ライン５とを有する真空チャンバ１の内部には、基板２とターゲット３とが対向して配置され、基板２とターゲット３との間には複数の開口部１９が形成された遮蔽板８が配置されている。
【００１９】
遮蔽板８の基板２側の面の少なくとも遮蔽板８と基板２との間の部分には、磁気回路として、基板２とターゲット３との対向方向に磁化され、その磁化の方向が隣接するもの同士で逆になるように配置された複数の磁石１２ａ〜１２ｆが設けられている。
詳しくは図２に示すように、真空チャンバ１の内側には、その外形がターゲット３よりも大きい遮蔽板８が配置されている。
【００２０】
遮蔽板８には、長手方向の長さが基板２よりも長く、その面積が基板２よりも小さい開口部１９が平行に複数穿設されており、それぞれの開口部１９の両側には開口部１９と平行になるように磁石１２ａ〜１２ｆが遮蔽板８の基板２側の面に設けられている。
磁石１２ａ〜１２ｆは、上述のように基板２とターゲット３との対向方向に磁化され、開口部１９の両端の遮蔽板８では、遮蔽板８に垂直な磁場の成分の符号が逆になるよう磁石の極性をそろえているため、それぞれの開口部１９が覆われるような磁力線１３が発生する。なお、磁力線１３に付した矢印は、磁場の方向を表している。
【００２１】
また、ターゲット３には直流または交流の高圧電源６が接続されており、遮蔽板８には遮蔽板８の電位を制御する電源９が接続されている。７は絶縁物である。
上記のように構成されたスパッタ装置では、排気ライン５を使って真空チャンバ１内のガスを排気しながらガス供給ライン４よりＡｒなどのガスを導入し、高圧電源６により真空チャンバ１とターゲット３との間に高電圧を印加すると、放電が生じてＡｒがイオンと電子に電離したプラズマ１１が発生する。
【００２２】
イオンは負にバイアスされたターゲット３に衝突してターゲット原子を叩き出し、スパッタ粒子が遮蔽板８の開口部１９を通過して基板２に付着し、基板２の表面に薄膜が形成される。
このとき、図３に示すように、開口部１９に入射してきた電子１４は、磁場によりローレンツ力を受けて矢印Ａで示すように磁力線１３に巻き付く形で遮蔽板８へと導かれ、基板２の近傍に接近できないため、電子１４による基板２や膜の損傷が解消される。
【００２３】
また、磁力線１３は開口部１９を覆うように構成されているため、遮蔽板８から離れた電子１４も磁力線１３によって遮蔽板８の側に導かれ、広い開口の遮蔽板８を使用できるため、生産性が向上する。
なお、上記（実施の形態１）では、磁石１２ａ〜１２ｆを基板２とターゲット３との対向方向に磁化するように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図４に示すように、基板２とターゲット３との対向方向に交差する方向にそれぞれの磁石１２ａ〜１２ｆが磁化するよう構成してもよい。
【００２４】
（実施の形態２）
図５は本発明の（実施の形態２）を示す。
この（実施の形態２）では、基板２の側に設ける磁気回路として遮蔽板８の基板２側の面ではなく、基板２の裏面に磁石を設けた点で異なるが、それ以外の基本的な構成は上記（実施の形態１）とほぼ同様である。
【００２５】
詳しくは、図５に示すように、上記（実施の形態１）よりも広くかつ数が少ない開口部１９が形成された遮蔽板８を用いる。
そして、基板２の裏面側には、真空チャンバ１を介してその一部が基板２にかかるように磁石１２ａ，１２ｂが配置されている。
磁石１２ａ，１２ｂは、開口部１９とほぼ同じ幅を持ち、基板２に平行方向に磁化されている。また、磁石１２ａ，１２ｂの磁化の方向を反転させ、隣接する開口部１９に挟まれた遮蔽板８上において、磁場の遮蔽板８に垂直な成分の符号が逆であるように、磁石１２ａ，１２ｂの極性をそろえている。
【００２６】
このような構成とすると、上記（実施の形態１）における図３と同様に、電子は磁力線１３により遮蔽板８の側に導かれて遮蔽板８に衝突するため、基板２の近傍に接近することができず、電子による基板２や膜の劣化を低減できる。
また、磁力線１３が開口部１９を覆うように構成されているので、遮蔽板８から離れた電子も磁力線１３によって遮蔽板１９に導かれ、広い開口部１９の遮蔽板８を使用でき、生産性を向上できる。
【００２７】
基板加熱などの機構が基板の裏面に必要な時は上記（実施の形態１）が有効であり、より開口を広げることが必要な時は大きい磁石を使用できるという点でこの（実施の形態２）が有効である。
（実施の形態３）
図６と図７は本発明の（実施の形態３）を示す。
【００２８】
図６はスパッタ装置の構成を示し、図７はスパッタ装置の平面図を示す。
この（実施の形態３）では、基板２の側に設ける磁気回路として磁石を配置する代わりに、遮蔽板８の一部に電流を流す電源を設けた点で異なるが、それ以外の基本的な構成は上記（実施の形態１），（実施の形態２）と同様である。
詳しくは、図６に示すように、遮蔽板８の一部、ここでは遮蔽板８ａ，８ｃに電流を流す電源１５および配線１６ａ，１６ｂを設け、記号Ａで示すように遮蔽板８ａには紙面裏から表に向かって電流を流し、記号Ｂで示すように遮蔽板８ｃには紙面表から裏に向かって電流を流している。
【００２９】
電流を流している遮蔽板８ａ，８ｃに隣接する遮蔽板８では、磁場の遮蔽板８に垂直な成分の符号が、電流を流している遮蔽板８を挟んで逆になるように電流の方向を調整している。
このような構成とすると、開口部１９を覆う磁力線１３が発生し、電子１４が遮蔽板８に導かれて、基板２や膜の劣化を防止できる。
【００３０】
また、電流電源および電力は必要となるが、上記（実施の形態１）〜（実施の形態３）に較べて、遮蔽板８の裏面や基板２の裏面の構成をシンプルにできる。
（実施の形態４）
図８は、本発明の（実施の形態４）を示す。
（実施の形態４）は、本発明のスパッタ装置がマグネトロンスパッタ装置であって、特に生産性を向上するために基板２とターゲット３の距離を短く配置している場合で、遮蔽板の裏側の磁石とマグネトロン放電用の磁石の干渉が起こるような時の好適な構成を示している。
【００３１】
１０はマグネトロン磁石であり、ターゲット３上に磁力線１３ａを発生させている。
詳しくは、２つの開口部１９が形成された遮蔽板８の基板２側には、磁気回路として、基板２とターゲット３との対向方向に磁化されその磁化の方向が隣接するものどうしで逆になるように配置された磁石１２ａ〜１２ｃが配けられている。この磁石１２ａ〜１２ｃによって、開口部１９を覆うような磁力線１３ａが発生している。
【００３２】
ターゲット３の裏面にはマグネトロン磁石１０が配置されており、このマグネトロン磁石１０によってターゲット３の表面の遮蔽板８の開口部１９と対向する位置には、磁力線１３ｂが発生している。
磁力線１３ｂは、ターゲット３の表面でトンネル形状を作る形状となっており、磁場によりプラズマ１１を閉じ込めることで高密度プラズマ１７を発生させ、成膜速度を向上させる。
【００３３】
上記のように構成されたスパッタ装置では、遮蔽板８がマグネトロン磁石１０の磁極の正面に位置し、遮蔽板８の裏面に配置された磁石１２ａ〜１２ｃの遮蔽板８上のターゲット３側に出現する磁場の極性がマグネトロン磁石１０の極性と一致する。
従って、開口部１９を覆う磁力線１３ａとマグネトロン磁石１０の磁力線１３ｂとの向きが一致して、これらの磁力線が干渉しても磁力を強め合うため、本発明の効果とマグネトロンスパッタによる生産性向上の効果を増大できる。
【００３４】
このような構成によると、生産性を向上するために基板２とターゲット３との距離を短く配置している場合でも、良好に成膜できる。
なお、上記（実施の形態４）では、基板の側に設ける磁気回路として磁石を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記（実施の形態２）のように、磁気回路として遮蔽板の一部に電流を流す電源を設ける構成としても良い。
【００３５】
（実施の形態５）
図９は本発明の（実施の形態５）を示す。
（実施の形態５）は、本発明のスパッタ装置がターゲット裏面で移動するマグネトロン磁石を持つマグネトロンスパッタ装置であって、特に生産性を向上するために基板とターゲットの距離を短く配置している場合で、遮蔽板の側の磁場とマグネトロン放電用の磁場の干渉が起こるような時の好適な構成を示している。
【００３６】
成膜中にマグネトロン磁石１０をターゲット３の裏面で移動する方法は、大型の基板にスパッタ成膜する場合などにおいて、膜厚均一性やターゲットの利用率を向上するため、ターゲット上で均一にスパッタを発生させる手段として用いられる。
詳しくは、図９（ａ）に示すように、上記（実施の形態４）と同様に構成されたマグネトロン磁石１０に、成膜中にターゲット３の裏面を基板２とターゲット３との対向方向に垂直な方向に移動させる移動機構１８を設けた。
【００３７】
また、遮蔽板８には、マグネトロン磁石１０の移動に同期して電流を流す電源１５を設けた。遮蔽板８に電流を流す構成は、上記（実施の形態３）と同様のものである。
例えば、マグネトロン磁石１０が図９（ａ）の位置にあるとき、遮蔽板８ｂ，８ｄ，８ｆ，８ｈ，８ｊ，８ｌにのみ電流を流し、しかも遮蔽板８ｂ，８ｆ，８ｊには紙面裏から表に向かって電流を流し、遮蔽板８ｄ，８ｈ，８ｌには紙面表から裏に向かって電流を流すとすると、開口部１９を覆う磁力線１３ａが発生する。磁力線に付した矢印は、磁場の方向を表している。
【００３８】
開口部１９を覆う磁力線１３ａとマグネトロン磁石１０が発生する磁力線１３ｂの向きは一致しており、磁力を強め合っている。
図９（ｂ）に移動したときには、遮蔽板８ｃ，８ｅ，８ｇ，８ｉ，８ｋにのみ電流を流し、しかも遮蔽板８ｃ，８ｈ，８ｋには紙面裏から表に向かって電流を流し、遮蔽板８ｅ，８ｉには紙面表から裏に向かって電流を流すとすると、開口部１９を覆う磁力線１３ｃが発生する。
【００３９】
開口部１９を覆う磁力線１３ｃとマグネトロン磁石１０の磁力線１３ｂとの向きは一致しており、磁力を強め合っている。
以下同様にマグネトロン磁石の移動に同期して電流を流す遮蔽板８と電流の方向を切り替えていくことで、電流により発生する磁力線とマグネトロン磁石１０の磁力線の向きを一致させた状態を保つ。
【００４０】
このとき、基板２や膜に損傷を与える電子は磁力線に導かれ、遮蔽板２に衝突して基板２の近傍に接近できず、基板２や膜に損傷を与えることはない。
また磁力線が開口部１９を覆うように構成されているので、遮蔽板８から離れた電子も磁力線によって遮蔽板に導かれ、広い開口の遮蔽板を使用でき、生産性を向上できる。
【００４１】
しかも、開口部１９を覆う磁力線とマグネトロン磁石１０の磁力線は常に強め合うので、マグネトロンスパッタによる生産性向上の効果も増大する。
なお、上記各実施の形態においては、矩形状の基板２を用いてスパッタ処理を行う例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、円状の基板を用いても同様の構成とすることができる。
【００４２】
例えば、上記（実施の形態１）と同様の構成とする場合には、図１０（ａ）に示すように、円形の真空チャンバ１の内部に円形の基板２およびターゲット３を配置し、基板２の対向面に環状の遮蔽板８ａ，８ｂとこの遮蔽板８ａ，８ｂをつなぐブリッジ部８ｃとからなる遮蔽板８を配置し、基板２と遮蔽板８ａ，８ｂとの間に遮蔽板８ａ，８ｂの開口に沿う形状の磁石１２ａ，１２ｂを配置できる。
【００４３】
また、上記（実施の形態２）と同様の構成とする場合には、図１０（ｂ）に示すように、円形の真空チャンバ１の内部に円形の基板２およびターゲット３を配置し、基板２の対向面に環状の遮蔽板８ａ〜８ｃを配置し、遮蔽板８ｂに電流を流す電源１５を接続する構成としてもよい。
上記のように構成された各種実施の形態では、遮蔽板８からの輻射熱が問題となるときには、遮蔽板８を冷却する冷却機構を設け、遮蔽板８からの膜剥離が問題となるときは、遮蔽板８を加熱する加熱機構を設けることが好ましい。
【００４４】
また、遮蔽板８への電子の吸着を確実にするためには、遮蔽板８の電位を変更可能な電源を設けることが好ましく、特に遮蔽板８の電位をプラズマ電位より高く制御する事が効果的である。
また、遮蔽板８の影による膜厚の不均一が問題となるときは、遮蔽板８と基板２を相対的に運動させる、具体的には、基板２の成膜面に対して水平または垂直方向に運動させる、あるいは円形の基板２を使用する場合には基板２の中心まわりに回転運動させることが効果的である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明のスパッタ装置によると、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、前記遮蔽板の基板側に磁気回路を設けて前記遮蔽板の開口を覆う磁力線を発生させるよう構成することで、基板や膜に損傷を与える電子は開口部を覆う磁力線に導かれ、遮蔽板に衝突して基板の近傍に接近できず、基板や膜に損傷を与えることがなくなる。
【００４６】
また、遮蔽板から離れた電子も磁力線によって選択的に遮蔽板に導かれるので、広い開口の遮蔽板を使用でき、生産性の向上が図れる。
本発明のスパッタ方法によると、真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に成膜するに際し、前記遮蔽板の開口を磁力線にて覆い、前記磁力線にて前記電子を遮蔽板に導いて衝突させ、前記遮蔽板の開口にターゲット原子を通過させて成膜することで、基板や膜に損傷のない成膜が容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の（実施の形態１）におけるスパッタ装置の構成を示す図
【図２】本発明の（実施の形態１）におけるスパッタ装置の平面図
【図３】本発明の（実施の形態１）におけるスパッタ装置の要部を示す模式図
【図４】本発明の（実施の形態１）における別のスパッタ装置の構成を示す図
【図５】本発明の（実施の形態２）におけるスパッタ装置の構成を示す図
【図６】本発明の（実施の形態３）におけるスパッタ装置の構成を示す図
【図７】本発明の（実施の形態４）におけるスパッタ装置の平面図
【図８】本発明の（実施の形態５）におけるスパッタ装置の構成を示す図
【図９】本発明の（実施の形態６）におけるスパッタ装置の構成を示す図
【図１０】本発明の別の形状のスパッタ装置の構成を示す平面図
【図１１】従来のスパッタ装置の構成を示す図
【符号の説明】
１ 真空チャンバ
２ 基板
３ ターゲット
８ 遮蔽板
１０ マグネトロン磁石
１１ プラズマ
１２ 磁石
１３ 磁力線
１６ａ，１６ｂ 配線
１７ 高密度プラズマ
１８ 移動機構
Claims (10)
- 真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい複数の開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、
前記遮蔽板の基板側でかつ前記遮蔽板と基板との間に、前記基板と前記ターゲットとの対向方向と交差する一方向のみに伸びる複数の磁石を設け、前記複数の開口の各々の両端の遮蔽板上で磁場の遮蔽板に垂直な成分の符号が逆であるよう前記複数の磁石の極性をそろえたスパッタ装置。 - 真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、
前記基板の裏面側に磁石を設け、前記開口両端の遮蔽板上で磁場の遮蔽板に垂直な成分の符号が逆であるよう前記磁石の極性をそろえたスパッタ装置。 - 真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の開口を通過させて前記基板の表面に薄膜を形成するスパッタ装置であって、
前記遮蔽板の一部に電流を流す電源を設け、前記電流を流している遮蔽板に隣接する遮蔽板上で磁場の遮蔽板に垂直な成分の符号が、前記電流を流している遮蔽板を挟んで逆になるよう電流の方向をそろえたスパッタ装置。 - ターゲットの裏面にマグネトロン磁石を設け、前記マグネトロン磁石の磁極の正面に前記遮蔽板を配置し、
前記遮蔽板の基板側には、前記遮蔽板上のターゲット側に出現する磁場の極性がマグネトロン磁石の極性と一致する磁石を配置した請求項１または請求項２記載のスパッタ装置。 - ターゲットの裏面に、前記ターゲットと基板との対向方向と交差する方向に移動可能なマグネトロン磁石を設け、
前記マグネトロン磁石の移動した位置に対応して位置する一部の遮蔽板に電流を流し、この電流により発生する、遮蔽板の開口部を覆う磁力線の向きと、前記マグネトロン磁石の磁力線の向きとが一致するように制御する制御手段を設けた請求項３記載のスパッタ装置。 - 遮蔽板を冷却する冷却機構を設けた請求項１〜請求項５のいずれかに記載のスパッタ装置。
- 遮蔽板を加熱する加熱機構を設けた請求項１〜請求項５のいずれかに記載のスパッタ装置。
- 遮蔽板の電位を変更可能な電源を設けた請求項１〜請求項５のいずれかに記載のスパッタ装置。
- 遮蔽板と基板とを相対的に運動させる機構を備えた請求項１〜請求項５のいずれかに記載のスパッタ装置。
- 真空容器に基板とターゲットとを対向させ、前記基板とターゲットとの間には前記基板よりも小さい複数の開口を持つ遮蔽板を配置し、前記真空容器にガスを導入して前記真空容器とターゲットとの間に電圧を印加して放電させ、イオンと電子に電離したプラズマを発生させ、前記イオンによりターゲットからターゲット原子を叩き出して前記遮蔽板の複数の開口を通過させて前記基板の表面に成膜するに際し、
前記遮蔽板の複数の開口を、複数の開口の各々の両端の遮蔽板上で磁場の前記遮蔽板に垂直な成分の符号が逆である磁力線にて覆い、前記磁力線にて前記電子を遮蔽板に導いて衝突させ、前記遮蔽板の複数の開口にターゲット原子を通過させて成膜するスパッタ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25644099A JP4201066B2 (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | スパッタ方法と装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25644099A JP4201066B2 (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | スパッタ方法と装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001081553A JP2001081553A (ja) | 2001-03-27 |
| JP4201066B2 true JP4201066B2 (ja) | 2008-12-24 |
Family
ID=17292696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25644099A Expired - Fee Related JP4201066B2 (ja) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | スパッタ方法と装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4201066B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5037630B2 (ja) * | 2007-12-18 | 2012-10-03 | キヤノンアネルバ株式会社 | プラズマ処理装置 |
| KR20120000317A (ko) * | 2010-06-25 | 2012-01-02 | 고려대학교 산학협력단 | 전자 물질막 형성 장치 |
| KR101239575B1 (ko) * | 2010-08-16 | 2013-03-05 | 고려대학교 산학협력단 | 기체 차단막 형성 장치 및 그 방법 |
| JP6583930B2 (ja) * | 2017-11-15 | 2019-10-02 | キヤノントッキ株式会社 | スパッタ装置および有機ｅｌパネルの製造方法 |
| CN115074687B (zh) * | 2022-06-30 | 2023-09-08 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 磁控管运动装置、磁控管组件及半导体工艺设备 |
-
1999
- 1999-09-10 JP JP25644099A patent/JP4201066B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001081553A (ja) | 2001-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2004537825A (ja) | 磁気ミラープラズマ源 | |
| KR101430809B1 (ko) | 진공 성막 장치 | |
| KR20130129859A (ko) | 스퍼터링 방법 | |
| JP4201066B2 (ja) | スパッタ方法と装置 | |
| KR20090084808A (ko) | 박막 제작용 스퍼터 장치 | |
| JP2010150668A (ja) | 磁石ユニットおよびマグネトロンスパッタリング装置 | |
| KR20130046360A (ko) | 마그네트론 스퍼터 장치 | |
| NL9301480A (nl) | Inrichting voor het opwekken van een plasma door middel van kathodeverstuiving en microgolfbestraling. | |
| JPH0689446B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JP2000306845A (ja) | マグネトロンプラズマ処理装置および処理方法 | |
| JP6959447B2 (ja) | スパッタ成膜装置 | |
| JP4056132B2 (ja) | マグネトロンスパッタ方法及び装置 | |
| KR101160919B1 (ko) | 처리효율이 향상된 스퍼터 장치 | |
| KR100963413B1 (ko) | 마그네트론 스퍼터링 장치 | |
| JPH0159351B2 (ja) | ||
| JP3414667B2 (ja) | マグネトロンスパッタ方法 | |
| KR20110028414A (ko) | 다중 외부 방전관을 이용한 스퍼터 장치 | |
| KR20110028416A (ko) | 유도 결합 플라즈마 방식을 이용한 스퍼터 장치 | |
| KR101626034B1 (ko) | 유도 결합 플라즈마 방식을 이용한 스퍼터 장치 | |
| KR20120091643A (ko) | 스퍼터링 장비 | |
| JPH0641736A (ja) | スパッタリング電極 | |
| JP3499910B2 (ja) | 平板マグネトロンスパッタリング装置 | |
| JP3901365B2 (ja) | スパッタ装置 | |
| JPS63282262A (ja) | スパッタリング装置の制御方法 | |
| JPH0313575A (ja) | 対向ターゲツトスパツタ装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060803 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080513 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080520 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080716 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080722 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080902 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080930 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111017 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121017 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131017 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |