JPH03215664A - Thin film forming device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、半導体工業等の薄膜を形成する工程に利用す
ることができる薄膜形成装置の改良に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in a thin film forming apparatus that can be used in the process of forming thin films in the semiconductor industry and the like.
[従来の技術]
近年、薄膜形成装置の発展には著しいものがある。たと
えば蒸着装置やスパッタリング装置により、磁気テープ
や反射膜などの製造手段としてさまざまな分野で薄膜形
成装置は用いられている。[Prior Art] In recent years, there has been remarkable progress in thin film forming apparatuses. For example, thin film forming apparatuses are used in various fields as means for manufacturing magnetic tapes, reflective films, etc. using vapor deposition apparatuses and sputtering apparatuses.
以下図面を参照しながら、上述した薄膜形成装置の一例
としてアルミニウム(A/)を堆積する場合について説
明する。Hereinafter, a case where aluminum (A/) is deposited will be described as an example of the above-mentioned thin film forming apparatus with reference to the drawings.
第2図は従来の薄膜形成装置の断面図を示すものである
。FIG. 2 shows a cross-sectional view of a conventional thin film forming apparatus.
真空槽1は、雰囲気ガス導入口8と雰囲気ガス排気口7
を有する。6は真空室内に軸方向の磁界を印加するため
の永久磁石であり、陽極2および陰極5は真空槽1内に
軸方向の電界を生じせしめるために配置されている。タ
ーゲット4をスパッタすることにより、スパッタされた
ターゲット分子が付着するのが基板3である。The vacuum chamber 1 has an atmospheric gas inlet 8 and an atmospheric gas exhaust port 7.
has. 6 is a permanent magnet for applying an axial magnetic field within the vacuum chamber, and an anode 2 and a cathode 5 are arranged to generate an axial electric field within the vacuum chamber 1. By sputtering the target 4, the sputtered target molecules are attached to the substrate 3.
以上のように構成された薄膜形成装置について以下説明
する。The thin film forming apparatus configured as above will be described below.
真空槽1は接続されている雰囲気ガス導入口8からアル
ゴンガスをたとえば208CCMを流した状態で、真空
度はたとえば約5X10−3Torrに保たれる。The vacuum chamber 1 is maintained at a vacuum degree of, for example, about 5.times.10@-3 Torr with argon gas, for example, 208 CCM, flowing through the connected atmospheric gas inlet 8.
雰囲気ガス導入口8より真空槽1に導入された上記のア
ルゴンガスに対して、陽極2と陰極5間にたとえば電圧
0.5KVを印加すると、ターゲット4表面に永久磁石
6による磁界の効果も加わってプラズマが発生する。こ
のプラズマ放電によって生じたアルゴンガスの正イオン
は、ターゲット4の原子をたたき出し、基板3において
アルミニウム膜を堆積する。When a voltage of, for example, 0.5 KV is applied between the anode 2 and the cathode 5 to the argon gas introduced into the vacuum chamber 1 through the atmospheric gas inlet 8, the effect of the magnetic field from the permanent magnet 6 is also applied to the surface of the target 4. plasma is generated. Positive ions of argon gas generated by this plasma discharge knock out atoms of the target 4 and deposit an aluminum film on the substrate 3.
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、上記のような構成では、スパッタ電力を
増加していくとプラズマから生ずる熱によりターゲット
表面が熱せられる。そのためターゲットが金属の場合は
ターゲットが溶解したり、またターゲットが絶縁物の場
合はヒートショックによりターゲットが割れたりした。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above configuration, as the sputtering power is increased, the target surface is heated by the heat generated from the plasma. As a result, if the target was metal, the target would melt, or if the target was insulating, it would crack due to heat shock.
その結果、スパッタ電力を必要以上に増加することがで
きないという課題を有していた。As a result, there was a problem in that sputtering power could not be increased more than necessary.
本発明は上記課題を解決するため、スパッタ電力を増加
させた場合においても、ターゲット表面が熱せられず、
かっ成膜速度の速い薄膜形成装置を提供するものである
。In order to solve the above problems, the present invention aims to prevent the target surface from being heated even when sputtering power is increased.
The object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus with a high film forming rate.
[課題を解決するための手段]
上記課題を解決するために、本発明は、排気系に接続さ
れている真空槽内に、対向するように置かれた陰極ター
ゲットおよび陽極と、前記陰極ターゲットと陽極間に接
続される電源と、前記陰極ターゲット付近に電界と直交
するような磁界を発生させるために配置された磁界発生
手段を備え、前記陰極ターゲットと対向する陽極付近に
被スパッタ粒子を堆積させるための基板と、プラズマを
発生させるためのガスを導入するための雰囲気ガス導入
口と、雰囲気ガス排気口を含む薄膜形成装置において、
前記陰極ターゲットの表面近辺にセラミックシールドを
設けたことを特徴とする薄膜形成装置である。[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention includes a cathode target and an anode placed facing each other in a vacuum chamber connected to an exhaust system, and a cathode target and an anode placed opposite each other in a vacuum chamber connected to an exhaust system. A power supply connected between the anodes, and a magnetic field generating means arranged to generate a magnetic field perpendicular to the electric field near the cathode target, and the particles to be sputtered are deposited near the anode facing the cathode target. In a thin film forming apparatus that includes a substrate for generating plasma, an atmospheric gas inlet for introducing gas for generating plasma, and an atmospheric gas exhaust port,
The thin film forming apparatus is characterized in that a ceramic shield is provided near the surface of the cathode target.
[作用]
上記した本発明の構成によれば、雰囲気ガス導入口から
供給された不活性ガスおよび窒素ガスは、陽極一陰極間
に印加された電圧並びに永久磁石の磁界によってプラズ
マ状態となる。プラズマ中の電子は、プラズマ中のアル
ゴンイオンと比較して速度が速いので、アルゴンイオン
よりも早く陰極ターゲットに向かう。[Function] According to the configuration of the present invention described above, the inert gas and nitrogen gas supplied from the atmospheric gas inlet are turned into a plasma state by the voltage applied between the anode and the cathode and the magnetic field of the permanent magnet. Electrons in the plasma have a faster velocity than argon ions in the plasma, so they head toward the cathode target faster than the argon ions.
その際、陰極ターゲットの表面近辺セラミックシールド
で覆っておくので、電子がその部分でトラップされ、シ
ース電圧が低くなる。At this time, since the surface of the cathode target is covered with a ceramic shield, electrons are trapped in that area and the sheath voltage is lowered.
その結果、陰極ターゲットとプラズマ間距離が変化し、
プラズマからの熱によって陰極ターゲットが熱せられに
くくなる。従って従来よりも高いスパッタ電力を投入す
ることが可能となる。As a result, the distance between the cathode target and the plasma changes,
The cathode target is less likely to be heated by heat from the plasma. Therefore, it becomes possible to input a higher sputtering power than conventionally.
[実施例]
以下本発明の一実施例の薄膜形成装置について、図面を
参照しながら説明する。[Example] A thin film forming apparatus according to an example of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は、本発明の実施例における薄膜形成装置の断面
図を示すものである。真空9は、雰囲気ガス導入16と
、雰囲気ガス排気口15を有す。FIG. 1 shows a cross-sectional view of a thin film forming apparatus in an embodiment of the present invention. The vacuum 9 has an atmospheric gas inlet 16 and an atmospheric gas exhaust port 15 .
14は真空室内に軸方向の磁界を印加するための永久磁
石であり、陽極1oおよび陰極13は真空槽9に軸方向
の電界を生じせしめるために配置されている。ターゲッ
ト12をスパッタすることにより、スパッタされたター
ゲット分子が付着するのが基板11である。14 is a permanent magnet for applying an axial magnetic field within the vacuum chamber, and an anode 1o and a cathode 13 are arranged to generate an axial electric field in the vacuum chamber 9. By sputtering the target 12, the sputtered target molecules are attached to the substrate 11.
以上のように構成された薄膜形成装置について、以下第
1図を用いてアルミニウムを堆積する場合について説明
する。The thin film forming apparatus configured as above will be described below with reference to FIG. 1 for depositing aluminum.
真空槽9は、雰囲気ガス導入口16からたとえばアルゴ
ンガス20SCCMを流した状態で、約2X10−3T
orrの真空に維持される。供給されたアルゴンガスは
、陽極1oと陰極13の間に印加された電圧および永久
磁石による磁界の効果によりプラズマ状態となる。The vacuum chamber 9 has a pressure of approximately 2×10 −3 T with argon gas, for example, 20 SCCM flowing through the atmospheric gas inlet 16.
A vacuum of orr is maintained. The supplied argon gas becomes a plasma state due to the effect of the voltage applied between the anode 1o and the cathode 13 and the magnetic field from the permanent magnet.
プラズマ状態になった雰囲気ガス中のアルゴンイオンは
ターゲットであるアルミニウムをスパッタする。その際
、より高いスパッタ電圧、たとえばIOKW程度を印加
しても、セラミックシールド17が電子をトラップする
ので、ターゲット表面がそれほど熱せられることなくス
パッタが可能となる。この実施例に用いたセラミックシ
ールド17は、陰極ターゲットの表面の約1/5を覆う
大きさであった。Argon ions in the atmospheric gas that has become a plasma sputter the aluminum target. At this time, even if a higher sputtering voltage, for example about IOKW, is applied, the ceramic shield 17 traps electrons, so sputtering can be performed without the target surface being heated much. The ceramic shield 17 used in this example had a size that covered about 1/5 of the surface of the cathode target.
またターゲットが絶縁物の場合はヒートショックにより
ターゲットが割れることが防止でき、その結果、スパッ
タ電力を大幅に増加することができる。Furthermore, when the target is an insulator, it is possible to prevent the target from cracking due to heat shock, and as a result, the sputtering power can be significantly increased.
本発明で使用するセラミックシールド材料としては、セ
ラミック材料であればいかなるものでもよい。たとえば
アルミナ系、シリカ系、ジルコニア系、チタン系、或い
はこれらの混合組成物系である。The ceramic shield material used in the present invention may be any ceramic material. For example, they are alumina-based, silica-based, zirconia-based, titanium-based, or a mixture composition of these.
なお、セラミックシールド材料は、本発明の一実施例で
は、陰極ターゲットの表面の約1/5を覆ったが、陰極
ターゲットの周辺または陰極とターゲット間に設置して
も同様の効果が得られることを確認した。Although the ceramic shield material covered about 1/5 of the surface of the cathode target in one embodiment of the present invention, the same effect can be obtained by placing it around the cathode target or between the cathode and the target. It was confirmed.
[発明の効果]
以上のように本発明によれば、陰極ターゲット電極の表
面近辺をセラミックシールドで覆うことにより、プラズ
マ中の電子がトラップされ、シース電圧が低くなること
からターゲット電極とプラズマ間距離が変化し、その結
果、より高いスパッタ電力を投入することが可能となり
、スパッタ電力を増加させた場合においても、ターゲッ
ト表面が熱せられず、かつ成膜速度の速い薄膜形成装置
とすることができるという顕著な効果を達成することが
できる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by covering the vicinity of the surface of the cathode target electrode with a ceramic shield, electrons in the plasma are trapped and the sheath voltage is lowered, thereby reducing the distance between the target electrode and the plasma. changes, and as a result, it is possible to input higher sputtering power, and even when sputtering power is increased, the target surface is not heated, and a thin film forming apparatus can be formed that has a high film formation rate. This remarkable effect can be achieved.
第1図は本発明の実施例における薄膜形成装置の断面図
、第2図は従来の薄膜形成装置の断面図である。
■・・・真空槽、2・・・陽極、3・・・基板、4・・
・ターゲット、5・・・陰極、6・・・永久磁石、7・
・・雰囲気ガス排気口、8・・・雰囲気ガス導入口、9
・・・真空槽、10・・・陽極、11・・・基板、12
・・・ターゲット、13・・・陰極、14・・・永久磁
石、15・・・雰囲気ガス排気口、16・・・雰囲気ガ
ス導入口、17・・・セラミックシールド。
第1図
第2図FIG. 1 is a sectional view of a thin film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional thin film forming apparatus. ■...Vacuum chamber, 2...Anode, 3...Substrate, 4...
・Target, 5... Cathode, 6... Permanent magnet, 7.
...Atmosphere gas exhaust port, 8...Atmosphere gas inlet, 9
... Vacuum chamber, 10 ... Anode, 11 ... Substrate, 12
...Target, 13...Cathode, 14...Permanent magnet, 15...Atmosphere gas exhaust port, 16...Atmosphere gas inlet, 17...Ceramic shield. Figure 1 Figure 2
Claims (1)
ように置かれた陰極ターゲットおよび陽極と、前記陰極
ターゲットと陽極間に接続される電源と、前記陰極ター
ゲット付近に電界と直交するような磁界を発生させるた
めに配置された磁界発生手段を備え、前記陰極ターゲッ
トと対向する陽極付近に被スパッタ粒子を堆積させるた
めの基板と、プラズマを発生させるためのガスを導入す
るための雰囲気ガス導入口と、雰囲気ガス排気口を含む
薄膜形成装置において、前記陰極ターゲットの表面近辺
にセラミックシールドを設けたことを特徴とする薄膜形
成装置。(1) A cathode target and an anode placed facing each other in a vacuum chamber connected to an exhaust system, a power source connected between the cathode target and the anode, and an electric field orthogonal to the electric field near the cathode target. a substrate for depositing particles to be sputtered near an anode facing the cathode target; and an atmosphere for introducing a gas for generating plasma. 1. A thin film forming apparatus including a gas inlet and an atmospheric gas exhaust port, characterized in that a ceramic shield is provided near the surface of the cathode target.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP974290A JPH03215664A (en) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | Thin film forming device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP974290A JPH03215664A (en) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | Thin film forming device |
Publications (1)
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---|---|
JPH03215664A true JPH03215664A (en) | 1991-09-20 |
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ID=11728764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP974290A Pending JPH03215664A (en) | 1990-01-18 | 1990-01-18 | Thin film forming device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03215664A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002220663A (en) * | 2001-01-29 | 2002-08-09 | Anelva Corp | Magnetron sputtering equipment |
KR100444011B1 (en) * | 1997-05-06 | 2004-11-03 | 삼성전자주식회사 | Method for fabricating uniform silicide layer by improving s puttering apparatus using ferromagnetic target |
US7041200B2 (en) * | 2002-04-19 | 2006-05-09 | Applied Materials, Inc. | Reducing particle generation during sputter deposition |
RU2657275C2 (en) * | 2016-11-17 | 2018-06-09 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области "Университет "Дубна" (Государственный университет "Дубна") | Method of producing films of cadmium telluride by magnetron sputtering at a constant current |
-
1990
- 1990-01-18 JP JP974290A patent/JPH03215664A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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