JPH02240256A - スパッタリング装置 - 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） この発明は、真空中でスパッタにより飛散させた粒子に
より成膜を行うスパッタリング法に用いて好適なスパッ
タリング装置に関する。

（従来の技術） 近年、各種素材の表面に別の物質になる薄膜を形成する
ことによって素材の緒特性を向上する処理が、ドライブ
レーティングの手法によって盛んに行われている０例え
ば鋼板（鋼帯）へ亜鉛蒸着による耐食性の向上や、ドリ
ル刃またはバイトなどの切削工具へのＴｉＮ蒸着による
耐摩耗性の向上が挙げられる。

ドライブレーティング処理の中でもスパッタリング法は
、加熱法による真空蒸着に比べ合金の組成制御が容易で
あること、Ｔａ等の高融点物質からなる被膜を容易に形
成できることおよび、基板と被膜の境界がシャープであ
ること、から半導体の製造などに広く利用されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、スパッタされた粒子のイオン化率が低い
ため、とくに他の物質との化合物を膜として形成させる
スパッタリング処理においては粒子の反応性が低くなっ
て、形成された被膜の膜質（例えば膜中欠陥の有無や平
滑性および緻密性等）の劣化をまねき、また成膜速度が
遅いことも問題となる。

そこでこの発明は、上記の費最に基き、スパッタリング
法においても良質な被膜を形成し得る装置について提案
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明においては、被膜を形成する物質を真空中にて
飛散させる手段として、上述の特徴からスパッタリング
法を用い、さらにスパッタされた粒子を効率良（イオン
化する手段としてプラズマを利用することとした。なお
他のイオン化手段として高周波を利用することが考えら
れるが、イオン化効率が非常に低いため不適である。

すなわちこの発明は、真空槽内に、基板およびターゲッ
トと、反応ガス導入口とを配置したスパッタリング装置
において、さらにターゲットの対極となる陽極と、この
陽極に対向する電子ビーム発生源とをそなえ、電子ビー
ム発生源は基板およびターゲット間に射出方向を定めて
設置してなるスパッタリング装置である。

（作　用） この発明に従うスパッタリング装置は従来のものと異な
り、スパッタ用のプラズマとは別のプラズマを発生させ
る電子ビームの射出方向に陽極を配し、スパッタリング
に供するターゲットを陰極にし、両者間で放電を発生さ
せることを特徴とする。すなわちこのスパッタリング装
置を用いれば、スパッタ用プラズマのほかに、スパッタ
された粒子のイオン化をはかるプラズマを発生させ得る
わけである。

スパッタされた粒子のイオン化に最も効果的な手段は粒
子と電子を衝突させることであり、この観点から同一出
力においては小電流、高電圧より大電流、低電圧にてプ
ラズマを発生させることが有利である。プラズマの大き
さはスパッタされた粒子のうち、基板へ向かう粒子がプ
ラズマを通過するような範囲に設定することが肝要であ
る。

またプラズマの形状は断面が円柱状であっても、平板状
であってもよいが、基板に衝突しないように電磁気的な
制御を行うことが好ましい。ここで、プラズマの形状を
制御する方法としては磁場を利用することが簡便である
。すなわち速度をもった荷重粒子が磁場内に突入すると
、磁力線に巻付くように進行し、磁場に拘束された状態
となるため、磁場の形状を制御することにより、プラズ
マも所定形状にある程度近づけることができる０例えば
平板状のプラズマとするには、カスブ磁場とよばれる磁
場を利用することができる。

（実施例） この発明に従うスパッタリング装置を第１図に示す、こ
の装置は直流２極弐の例で、図中１は真空槽、２は基板
、３はスパッタリングに供するターゲット、４はターゲ
ット３を支持する支柱、５はＡｒなとの反応ガス導入口
、６は排気口、７はシール、８は基板２を支持する支柱
で、基板２のアースも兼ねる。さらに９は電子ビーム発
生源、１０は該ビームのターゲットも兼ねる陽極、１１
はＡｒプラズマ、そして１２はイオン化プラズマである
。なお陽極ｌＯは高温になるため水冷するなどの冷却手
段を設けること、およびプラズマの形状に対応したもの
とすることが望ましい。

また陽極１０はターゲット３との間で放電を発生させる
とともに、電子ビーム発生源９にて発生させたプラズマ
発生用電子ビームを基板２の被覆面と平行に導く。ここ
で電子ビーム発生源９としては、電子銃あるいはホロー
カソード（ＨＣＤ）ガンを用いるのが一般的であり、後
者が大電流を利用することができるので効果的である。

さらにプラズマを発生させる範囲は、基板の投影面がプ
ラズマ上にあって、スパッタされた粒子がプラズマを通
過時に、電子と衝突してイオン化し基板へ付着するよう
にする。膜質はイオン化される粒子の量に依存する。基
板はアースしておきイオン化された粒子により蓄積する
電荷を逃がすようにする。

なお第１図においてターゲット３を陽極１０に向け、衝
撃を受ける向きを調整し、成膜速度を向上することも可
能である。

（発明の効果） この発明を用いることによって、膜質および密着性の良
好な被膜の形成をスパッタリング法にて達成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従うスパッタリング装置を示す模式
図である。 ｌ・・・真空槽 ３・・・ターゲット ５・・・反応ガス導入口 ア・・・シール １０・・・陽極 １２・・・イオン化プラズマ ２・・・基板 ４．８・・・支柱 ６・・・排気口 ９・・・電子ビーム発生源 １１・・・Ａｒプラズマ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空槽内に、基板およびターゲットと、反応ガス導
   入口とを配置したスパッタリング装置において、 さらにターゲットの対極となる陽極と、この陽極に対向
   する電子ビーム発生源とをそなえ、電子ビーム発生源は
   基板およびターゲット間に射出方向を定めて設置してな
   るスパッタリング装置。