JPH01147062A - マグネトロンスパッタ電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基板上に薄膜を形成するマグネトロンスパッタ
装置に係り、特にターゲットに高周波′成力を投入して
薄膜全形成するのに好適なマグネトロンスパッタ区極に
関する。

〔従来の技術〕

マグネトロンスパッタ装置による薄膜形成は以下のよう
にして行われる。すなわち、真空容器内に薄膜の材料と
なるターグツＩｆ設けたターゲット電極と、薄膜を形成
させるべき基板を設置した基板電極全配置し、磁界発生
用電磁石に直流′電源により励磁し、ターゲットに直流
電源あるいは高周波電源にエリ電圧を印加し、上記真空
容器内にアルゴンの作動ガスｔ−供給するとターゲット
表面近くでマグネトロン放″１が起きプラズマが発生す
る。そのプラズマのアルゴンイオンにエリターゲットの
スパッタ粒子が基板に付着し、薄膜を形成する。ま九こ
のような装置にエクスバッタ＃課全形成することをここ
ではマグネトロンスパッタという。

このようなマグネトロンスパッタにおいて、これに加え
られ九電力が１ラズマの発生やこれに伴うスパッタ粒子
の放出等、特にターゲット１１Ｌ極部分の所要のａｉの
友めに有効に投入されることが恵要である。

従来、このための技術として、特にターゲットに高周波
を源の電圧全印加する本発明の場合に関するものとして
は例えば特開昭６０−８０２１２号のものが挙げられる
。この方法では励磁コイルを内蔵したカソード電極ｔ極
に高周ｅ′ｆｔ力を加えているが、励磁コイルと励磁コ
イル１諒との間に高周波フィルタを挿入し、これによＶ
高周波電力が励磁コイルの電源に不要に流れ出さずに有
効に上記のｗＪ作に投入されるようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来技術では、′１磁石が高周波フィルタを介し
て電磁石用直流電源に接続される工りな構造になってい
るため、カソード電極に加えられるべき尚周波′電力の
一部が′電磁石と高周波フィルタを介してアースに流れ
る工うになり、カソード電極に加えられる高周波電力の
うちターゲットに消費される電力の割合が小さくなり、
かつプラズマを不安定にさせるという問題がめった。

本発明の目的は、高周波電力のターゲツト面における有
効消費率を向上させ、′１カの損失全史なくし、プラズ
マを安定に発生させる工うなマグネトロンスパッタｔｆ
Ｍｒ提供することにある。

〔問題点を解決する九めの手段〕

上記目的は、真空容器からみてターゲットの裏側に金属
のパツキンプレートを設け、これに電磁石を内蔵する金
属ケーシングを装着させた構成に工り達成される。

〔作用〕

真空容器からみてターゲットの裏側に金属のパツキンプ
レート全段け、これに′電磁石全内蔵する金属ケーシン
グを装着させた構成は、金属のパツキンプレートに対し
て裏側の′電磁石側と表側の真空容器側とを相互に電気
的に遮蔽させる。このためケーシングに高周波電圧全印
加するとその電力はターゲットに有効に投入されること
を可能にする。

〔実施例〕

以下１本発明の一実施例を用いて石英（ｓｌｏｚ）をス
パッタする場合について第１図に工９睨明する。

先ず′＃を極の構成について説明する。

１は石英（Ｓ１０ｚ）ターゲットで、２は銅製のパツキ
ンプレートであり、１２は電気的に接地された真空容器
（金属）である。図は特にターゲットの電極部分に着目
して示しであるので真空容器の全体は示されていないが
、図中の１２エリ下側の空間が真空容器内を意味するこ
とになる。したがってパツキンプレート２は真空容器か
らみてターゲットの裏側に設けられており、ターゲット
−はパツキンプレートの表側にろう付けで固定されてい
る。３は内側電磁石のコイル、４は外側゛電磁石のコイ
ルであり、５はそのヨークである。６は絶縁材のリング
、７はケーシング（ステンレス製）、８は絶縁材の板で
ある。ま友パツキングレート２はケーシング７にネジ９
で固定されている。１０゜１１は絶縁材からなるカバー
であり、１１のカバーｈケーシング７やパツキングレー
ト２と１２のＪＩｃ窒容器とを絶縁している。これに工
Ｖ成磁石にケーシングやパツキンプレートの金属に囲ま
れ、これらに内蔵され友形になっており、゛電磁石は真
空容器側と電気的に縞蔽されるように構成されている。

１３は石英の電極カバー、１４は石英カバーである。ま
たパツキンプレート２の裏側には冷却水用溝１５が形成
されており、これにパイプ１６゜１７．１８．１９ｉ介
して外部から冷却水金給排出することにより、ターゲッ
ト１がプラズマにさらされることによる熱の上昇を防い
でいる。なお２０は絶縁プッシユである。ま九絶縁材か
らなるリング６には電磁石全冷却する冷却水用溝２１を
円周状に設けており、絶縁材のパイプ２２を通して冷却
水用溝１５から冷却水が流れる。水と真空シールは０リ
ング２３，２４，２５．２６に工ってシールされる工う
になっている。電磁石のコイル３，４は導電端子２７．
２８を介して直流’［１源（図示省略）に接続されて′
電圧がコイルに印加される。その際内外側のコイルにエ
リ電磁石は異なる極性に励磁され、内外側′１磁石への
供給′電力に応じて磁力を可変でさるようになっている
。ケーシンクには高周波゛電源２９が接続されている。

次に各部の作用について説明する。

真空容器１２内全排気装置（図示省略）にエフ真空排気
し、低真空にしてアルゴンガス１ｒ：４人し所定の圧力
に保持する。電磁石のコイル３，４に電圧を印加し、そ
の磁力線がターゲツト面に平行になるような磁場を発生
させ、この状態でケーシング７に高周波［ｍ２９から高
周波電圧全印加すると、この電圧はパツキングレート２
全固定しているネジ９を介してターゲット１に印加され
る。

これにエフターゲット１の表面近くでターゲットに垂直
な電界が発生し、スパッタ粒子の放出される面の近くの
磁界と電界とが直交する部分においてマグネトロン放′
１が起り、環状の１ラズマが発生する。このプラズマに
よりプラズマ中のアルゴンイオンの＃撃にエフターゲッ
ト材料がスパッタ粒子として放出され、基板上にスパッ
タ粒子が付着し４膜が形成される。

以上説明した工すに、本実施例に工れば、ターゲット１
極と電磁石とが′ぼ気的に遮蔽され、これにエフターゲ
ット′区極に投入され友高周波電力の一部が電磁石を介
して不要に流出されるようなことはなくなり、ケーシン
グに加えられ九筋周波屯力がターゲツト面で有効に消費
される。その結果、ターゲット表面上に安定したプラズ
マを発生させてスパッタを行うことができる。なお、石
英の電極カバー１３や石英カバー１４は、パツキングレ
ートや真空容器の金属がスパッタ作用金堂けることがな
いようにするものである。

第２図に電磁石が１個の場合の実施例全示し、第１図で
説明したような同様な効果がめる。

第５図に他の実施例を示す。この実施例では内［電磁石
のコイル３と外側電磁石のコイル４とを絶縁材からなる
リング６と板８とで全体を囲みその外側にヨーク５が設
けられ友構造となっている。

′に極構成、作用は第１図と同じであり、第１図で説明
したことと同じ効果かめる。

［発明の効果］ 本発明によれば、′１１膜と、高周波電力が加わるター
ゲットとが電気的に遮蔽されるので、ターゲット電極に
加わる高周波電力が電磁石゛に流れ出ることがなくなＶ
ターゲットで有効に電力が消費され、ターゲット表面上
に安定してプラズマ全発生させることができる効果がめ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のマグネトロンスパッタ電極
の縦断面図、第２図は電磁石１個の場合の本発明の一実
施例のマグネトロンスパッタ電極の縦断面図、第６図は
本発明の他の実施例のマグネトロンスパッタ゛を極の縦
断面図。 （符号の説明） １・・・石英ターゲット、２・・・パツキングレート、
３・・・内９４１１　［磁石のコイル、４・・・外側電
磁石のコイル、５・・・ヨーク、６・・・絶縁リング、
７・・・ケーシング、８・・・絶縁板、２９・・・高周
波′１源、５０・・・′電磁石のコイル、３１・・・直
流電源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 真空容器と、該真空容器内に磁界と電界とを発生させる
   手段とを有し、かつ該真空容器内には成膜材料のターゲ
   ットの電極と、これに対向する位置に膜形成対象の基板
   の電極とを備え、磁界と電界の相互作用によるプラズマ
   の発生を利用して基板上にスパッタ薄膜を形成させるマ
   グネトロンスパッタ装置において、上記真空容器からみ
   てターゲットの裏側に金属のパッキンプレートを設け、
   これに電磁石を内蔵する金属ケーシングを装着させた構
   成により、電磁石とターゲットとを電気的に遮蔽したこ
   とを特徴とするマグネトロンスパッタ電極。