JPH04232262A - スパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置Info
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- JPH04232262A JPH04232262A JP14403891A JP14403891A JPH04232262A JP H04232262 A JPH04232262 A JP H04232262A JP 14403891 A JP14403891 A JP 14403891A JP 14403891 A JP14403891 A JP 14403891A JP H04232262 A JPH04232262 A JP H04232262A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/225—Oblique incidence of vaporised material on substrate
-
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
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- C23C14/34—Sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
-
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- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3447—Collimators, shutters, apertures
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スパッタリング装置
に関し、特に、材料の薄膜を生成するためのスパッタリ
ング装置に関する。
に関し、特に、材料の薄膜を生成するためのスパッタリ
ング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリング装置は、材料の薄膜の生
成に広く使用されてきた。これらの薄膜の蒸着において
は、種々の特性が重要であり、使用される装置を含む多
くの因子がこれらの重要な特性を決定する。さらに、製
造における処理速度を高めるためには、材料の薄膜が蒸
着される基板は、蒸着プロセス中に連続的に移動される
。これは、膜の特性に影響を及ぼす付加的変数であり、
膜の特性の均一性を悪化させ及び／又は制御を困難とさ
せる。
成に広く使用されてきた。これらの薄膜の蒸着において
は、種々の特性が重要であり、使用される装置を含む多
くの因子がこれらの重要な特性を決定する。さらに、製
造における処理速度を高めるためには、材料の薄膜が蒸
着される基板は、蒸着プロセス中に連続的に移動される
。これは、膜の特性に影響を及ぼす付加的変数であり、
膜の特性の均一性を悪化させ及び／又は制御を困難とさ
せる。
【０００３】これらの薄膜の特性のうち重要と考えられ
るものは、材料の薄膜の厚さ及び基板面内での材料の薄
膜の厚さの均一性である。米国特許第３９０４５０３号
明細書には、スパッタリング時間のある時間にターゲッ
トと基板間に固体遮蔽部材が挿入され、その後引っ込め
られるスパッタリング装置が記載されている。この遮蔽
部材が適当な位置にある時には、基板の一部分がおおわ
れて材料の過剰蒸着が防止され、これによって材料の厚
さの均一性が向上される。
るものは、材料の薄膜の厚さ及び基板面内での材料の薄
膜の厚さの均一性である。米国特許第３９０４５０３号
明細書には、スパッタリング時間のある時間にターゲッ
トと基板間に固体遮蔽部材が挿入され、その後引っ込め
られるスパッタリング装置が記載されている。この遮蔽
部材が適当な位置にある時には、基板の一部分がおおわ
れて材料の過剰蒸着が防止され、これによって材料の厚
さの均一性が向上される。
【０００４】米国特許第４３１５９６０号には、ターゲ
ットと基板間に二つの固体マスク板があるスパッタリン
グ装置が示されている。これらのマスク板は、均一な厚
さの薄膜が生成されるように、材料の蒸着中に互いに及
び基板に対して往復運動される。
ットと基板間に二つの固体マスク板があるスパッタリン
グ装置が示されている。これらのマスク板は、均一な厚
さの薄膜が生成されるように、材料の蒸着中に互いに及
び基板に対して往復運動される。
【０００５】特開昭６０−１９７８６９号公報には、タ
ーゲットと基板間にマスク板が設けられているスパッタ
リング装置が示されている。このマスク板は、スパッタ
された材料が通過する開口を有する。この開口は、基板
上に蒸着される薄膜の厚さがほぼ均一となるように、そ
の両端部で最も広く、その中央で最も狭くなっている。
ーゲットと基板間にマスク板が設けられているスパッタ
リング装置が示されている。このマスク板は、スパッタ
された材料が通過する開口を有する。この開口は、基板
上に蒸着される薄膜の厚さがほぼ均一となるように、そ
の両端部で最も広く、その中央で最も狭くなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、基板
に垂直又はほぼ垂直に入射するターゲット電極からのス
パッタ原子の大部分を阻止することによって基板の面内
及び基板間で材料の均一な厚さを有する薄膜材料を生成
するスパッタリング装置を示していない。
に垂直又はほぼ垂直に入射するターゲット電極からのス
パッタ原子の大部分を阻止することによって基板の面内
及び基板間で材料の均一な厚さを有する薄膜材料を生成
するスパッタリング装置を示していない。
【０００７】従って、この発明の主要な目的は、材料の
薄膜が均一な厚さで蒸着されることができるスパッタリ
ング装置を提供することにある。
薄膜が均一な厚さで蒸着されることができるスパッタリ
ング装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、スパ
ッタリング装置は、第１の電極及びこの第１の電極上に
好適な材料から成るターゲット部材を支持するための手
段と、第２の電極及びこの第２の電極上に基板を第１の
電極に隣接して及び第１の電極に整列して支持するため
の手段と、第１及び第２の電極間に相対運動を発生させ
るための手段とを備える。第１及び第２の電極間にＲＦ
電圧を印加して第１及び第２の電極間の空間でグロー放
電を発生させるためにＲＦ電力源が接続される。第１及
び第２の電極間にはシャッタ手段が設けられる。このシ
ャッタ手段は、基板に垂直又はほぼ垂直に入射するター
ゲット表面から放射するスパッタ原子の大部分を阻止す
る手段と、斜めの角度で入射するスパッタ原子の大部分
が基板に衝突して均一な厚さを有する材料のコーティン
グを生成することを可能とする形状の少なくとも一つの
開口とを有する。
ッタリング装置は、第１の電極及びこの第１の電極上に
好適な材料から成るターゲット部材を支持するための手
段と、第２の電極及びこの第２の電極上に基板を第１の
電極に隣接して及び第１の電極に整列して支持するため
の手段と、第１及び第２の電極間に相対運動を発生させ
るための手段とを備える。第１及び第２の電極間にＲＦ
電圧を印加して第１及び第２の電極間の空間でグロー放
電を発生させるためにＲＦ電力源が接続される。第１及
び第２の電極間にはシャッタ手段が設けられる。このシ
ャッタ手段は、基板に垂直又はほぼ垂直に入射するター
ゲット表面から放射するスパッタ原子の大部分を阻止す
る手段と、斜めの角度で入射するスパッタ原子の大部分
が基板に衝突して均一な厚さを有する材料のコーティン
グを生成することを可能とする形状の少なくとも一つの
開口とを有する。
【０００９】このスパッタリング装置は、磁性材料を整
列させるために外部印加磁場を用いることなく配向磁性
膜を蒸着するのに特に有用である。斜めの入射角で蒸着
することにより、異方性特性を有する磁性膜は選択され
た方向に生成されることができる。
列させるために外部印加磁場を用いることなく配向磁性
膜を蒸着するのに特に有用である。斜めの入射角で蒸着
することにより、異方性特性を有する磁性膜は選択され
た方向に生成されることができる。
【００１０】
【実施例】図１には、この発明によるスパッタリング装
置の電極アセンブリ及び電源の概略構造が示されている
。この発明のスパッタリング装置１０は、真空容器１２
と、スパッタリング容器を所望の背圧レベルに排気する
ための真空ポンプ（図示せず）とを備えている。次に、
例えばアルゴンのような適当なスパッタリングガスが容
器内に供給されて、スパッタ蒸着に必要な背景環境が得
られる。
置の電極アセンブリ及び電源の概略構造が示されている
。この発明のスパッタリング装置１０は、真空容器１２
と、スパッタリング容器を所望の背圧レベルに排気する
ための真空ポンプ（図示せず）とを備えている。次に、
例えばアルゴンのような適当なスパッタリングガスが容
器内に供給されて、スパッタ蒸着に必要な背景環境が得
られる。
【００１１】円形のディスク状ターゲット部材が取り付
けられるターゲット電極アセンブリ１４は容器１２内に
設けられ、このターゲット電極アセンブリ１４に隣接及
び対向して基板電極アセンブリ１６が設けられている。 これらの電極アセンブリ１４及び１６は、動作中に所望
の温度に維持するために水冷される。これらの電極アセ
ンブリ１４及び１６の裏側で生じる不要なスパッタリン
グをなくすために、各電極アセンブリ１４及び１６は、
それぞれ、これらの電極アセンブリの周辺及び裏側部分
を囲み、ターゲット部材及びコーティングされる基板を
支持するための電極アセンブリの面を露出したままとす
る接地シールド１８及び２０を有する。
けられるターゲット電極アセンブリ１４は容器１２内に
設けられ、このターゲット電極アセンブリ１４に隣接及
び対向して基板電極アセンブリ１６が設けられている。 これらの電極アセンブリ１４及び１６は、動作中に所望
の温度に維持するために水冷される。これらの電極アセ
ンブリ１４及び１６の裏側で生じる不要なスパッタリン
グをなくすために、各電極アセンブリ１４及び１６は、
それぞれ、これらの電極アセンブリの周辺及び裏側部分
を囲み、ターゲット部材及びコーティングされる基板を
支持するための電極アセンブリの面を露出したままとす
る接地シールド１８及び２０を有する。
【００１２】ターゲット電極アセンブリ１４、基板電極
アセンブリ１６及び可変インピーダンス２４にＲＦ電圧
を供給してターゲット電極アセンブリ１４と基板電極ア
センブリ１６間の空間でグロー放電を発生させるために
、電源２２が接続される。
アセンブリ１６及び可変インピーダンス２４にＲＦ電圧
を供給してターゲット電極アセンブリ１４と基板電極ア
センブリ１６間の空間でグロー放電を発生させるために
、電源２２が接続される。
【００１３】可変インピーダンス２４の容量性及び誘導
性成分は、基板電極アセンブリ１６に対する電圧を制御
してスパッタリング装置により蒸着される膜の特質を制
御するために変化させることができる。また、ターゲッ
ト材料のスパッタリングは、ＤＣスパッタリングモード
を用いることによって行うことができる。
性成分は、基板電極アセンブリ１６に対する電圧を制御
してスパッタリング装置により蒸着される膜の特質を制
御するために変化させることができる。また、ターゲッ
ト材料のスパッタリングは、ＤＣスパッタリングモード
を用いることによって行うことができる。
【００１４】この発明によれば、後述される開口を有す
るシャッタ手段は、ターゲット電極アセンブリと基板電
極アセンブリ間に設けられる。この構造により、このス
パッタリング装置は、基板に垂直又はほぼ垂直に入射す
るターゲット部材からのスパッタ原子の大部分を阻止す
ること及び基板に斜めの角度で入射するスパッタ原子の
大部分が基板に衝突して材料の薄膜の生成を可能とする
ことにより、基板面内及び基板間で材料の均一な厚さを
有する薄膜を生成することができる。
るシャッタ手段は、ターゲット電極アセンブリと基板電
極アセンブリ間に設けられる。この構造により、このス
パッタリング装置は、基板に垂直又はほぼ垂直に入射す
るターゲット部材からのスパッタ原子の大部分を阻止す
ること及び基板に斜めの角度で入射するスパッタ原子の
大部分が基板に衝突して材料の薄膜の生成を可能とする
ことにより、基板面内及び基板間で材料の均一な厚さを
有する薄膜を生成することができる。
【００１５】図１に示すように、シャッタ手段２６は、
ターゲット電極アセンブリ１４と基板電極アセンブリ１
６間の空間位置に固定されている。このシャッタ手段２
６は、図４に示すように、少なくとも一つの開口２８を
有する。この開口２８を通じて、ターゲット電極アセン
ブリ１４に取り付けられたターゲット部材３０からのス
パッタ原子は、基板電極アセンブリ１６に取り付けられ
た基板３２に衝突することができる。
ターゲット電極アセンブリ１４と基板電極アセンブリ１
６間の空間位置に固定されている。このシャッタ手段２
６は、図４に示すように、少なくとも一つの開口２８を
有する。この開口２８を通じて、ターゲット電極アセン
ブリ１４に取り付けられたターゲット部材３０からのス
パッタ原子は、基板電極アセンブリ１６に取り付けられ
た基板３２に衝突することができる。
【００１６】図３に示す実施例において、ターゲット電
極アセンブリ１４は、半径方向ラインの互いに反対側の
端部に取り付けられた二つのターゲット部材３０を有す
る。これらのターゲット部材３０は、基板上に形成され
る薄膜に対して選ばれる適当な材料から成る。この材料
は、金属及び／又は合金から成るものであってもよいし
、強磁性金属及び／又は合金から成るものであってもよ
い。図２に示されている基板電極アセンブリ１６の実施
例では、中央の開口の周りに複数の基板３２が取り付け
られている。ターゲット電極アセンブリ１４と基板電極
アセンブリ１６間で、矢印３４の方向に相対運動を行わ
せる。
極アセンブリ１４は、半径方向ラインの互いに反対側の
端部に取り付けられた二つのターゲット部材３０を有す
る。これらのターゲット部材３０は、基板上に形成され
る薄膜に対して選ばれる適当な材料から成る。この材料
は、金属及び／又は合金から成るものであってもよいし
、強磁性金属及び／又は合金から成るものであってもよ
い。図２に示されている基板電極アセンブリ１６の実施
例では、中央の開口の周りに複数の基板３２が取り付け
られている。ターゲット電極アセンブリ１４と基板電極
アセンブリ１６間で、矢印３４の方向に相対運動を行わ
せる。
【００１７】図４に示されているシャッタ手段２６の実
施例では、二つの開口２８は各ターゲット部材３０に整
列して設けられている。この開口２８は、その中心を通
って半径方向に延びるマスク部材３６を除いて、ターゲ
ット部材３０と実質的に同一形状の開口を備えている。 マスク部材３６（図５）は、より狭いスポーク部によっ
て支持されているより広い中央部３８を有する。このよ
り狭いスポーク部において、中央のスポーク部４０（す
なわち、シャッタ手段２６の中心に最も近い部分）は、
外側のスポーク部４２よりも広い。
施例では、二つの開口２８は各ターゲット部材３０に整
列して設けられている。この開口２８は、その中心を通
って半径方向に延びるマスク部材３６を除いて、ターゲ
ット部材３０と実質的に同一形状の開口を備えている。 マスク部材３６（図５）は、より狭いスポーク部によっ
て支持されているより広い中央部３８を有する。このよ
り狭いスポーク部において、中央のスポーク部４０（す
なわち、シャッタ手段２６の中心に最も近い部分）は、
外側のスポーク部４２よりも広い。
【００１８】グロー放電スパッタリング中、ターゲット
表面から種々の角度でターゲット原子が放出される。こ
のため、スパッタ原子の分布は、ターゲット部材３０に
垂直な方向にピークを有するものとなる。開口２８はタ
ーゲット部材３０に整列されているので、マスク部材３
６の中央部３８は、基板３２に垂直又はほぼ垂直に入射
するスパッタ原子の大部分を阻止する位置にある。しか
しながら、斜めの角度で入射するスパッタ原子の大部分
は、マスク部材３６の一方の側の開口２８を通過して基
板３２に衝突し、この基板３２上にターゲット部材３０
の材料の薄膜を生成する。
表面から種々の角度でターゲット原子が放出される。こ
のため、スパッタ原子の分布は、ターゲット部材３０に
垂直な方向にピークを有するものとなる。開口２８はタ
ーゲット部材３０に整列されているので、マスク部材３
６の中央部３８は、基板３２に垂直又はほぼ垂直に入射
するスパッタ原子の大部分を阻止する位置にある。しか
しながら、斜めの角度で入射するスパッタ原子の大部分
は、マスク部材３６の一方の側の開口２８を通過して基
板３２に衝突し、この基板３２上にターゲット部材３０
の材料の薄膜を生成する。
【００１９】この発明によるスパッタリング装置は、基
板上と基板間との両方で均一な厚さを有する種々の材料
の薄膜を蒸着することができる。
板上と基板間との両方で均一な厚さを有する種々の材料
の薄膜を蒸着することができる。
【００２０】従来技術において強磁性金属及び／又は合
金を蒸着する場合、もし選択された方向に磁化配向され
た磁性材料の薄膜を得たいならば、一般に、外部印加磁
場の存在下で強磁性材料の薄膜を蒸着させる必要がある
。
金を蒸着する場合、もし選択された方向に磁化配向され
た磁性材料の薄膜を得たいならば、一般に、外部印加磁
場の存在下で強磁性材料の薄膜を蒸着させる必要がある
。
【００２１】この発明によるスパッタリング装置によっ
て、例えばＮｉＦｅやセンダストのような磁性材料の薄
膜を蒸着することができ、磁性材料を配向させるために
外部印加磁場を用いることなく、特定の方向に配向され
た磁性材料の薄膜が得られることが見出された。この場
合、この磁性材料の薄膜の容易軸は、基板３２が図２に
示すようなものであるので、半径方向にある。
て、例えばＮｉＦｅやセンダストのような磁性材料の薄
膜を蒸着することができ、磁性材料を配向させるために
外部印加磁場を用いることなく、特定の方向に配向され
た磁性材料の薄膜が得られることが見出された。この場
合、この磁性材料の薄膜の容易軸は、基板３２が図２に
示すようなものであるので、半径方向にある。
【図１】この発明のスパッタリング装置の構成要素及び
電源の全体配置を示す概略図である。
電源の全体配置を示す概略図である。
【図２】基板が載せられた基板電極アセンブリの一実施
例の概略平面図である。
例の概略平面図である。
【図３】ターゲット電極アセンブリの一実施例の概略平
面図である。
面図である。
【図４】シャッタ手段の一実施例の平面図である。
【図５】図４のシャッタ手段における開口の詳細な形状
を示す拡大図である。
を示す拡大図である。
１０ スパッタリング装置
１４ ターゲット電極アセンブリ
１６ 基板電極アセンブリ
２２ 電源
２６ シャッタ手段
３０ ターゲット部材
３２ 基板
３６ マスク部材
Claims (7)
- 【請求項１】 基板をコーティングするためのスパッ
タリング装置であって、第１の電極及びこの第１の電極
上に好適な材料から成るターゲット部材を支持するため
の手段と、第２の電極及びこの第２の電極上に基板を上
記第１の電極に隣接して及び上記第１の電極に整列して
支持するための手段と、上記第１及び第２の電極間に相
対運動を発生させるための手段と、上記第１及び第２の
電極間に電圧を印加して上記第１及び第２の電極間の空
間でグロー放電を発生するように配置された電源と、上
記第１及び第２の電極間に設けられ、上記基板に垂直又
はほぼ垂直に入射する上記ターゲット部材からのスパッ
タ原子の大部分を阻止する手段と上記基板に斜めの角度
で入射する上記ターゲット部材からのスパッタ原子の大
部分が上記基板に衝突することを可能とする形状の少な
くとも一つの開口とを有するシャッタ手段とを備え、上
記基板上に均一な厚さを有する上記材料から成るコーテ
ィングが形成されることを特徴とするスパッタリング装
置。 - 【請求項２】 上記好適な材料は金属又は合金から成
ることを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置
。 - 【請求項３】 上記金属又は合金は強磁性であること
を特徴とする請求項２記載のスパッタリング装置。 - 【請求項４】 上記強磁性材料から成る上記薄膜はＮ
ｉＦｅ及びセンダストから成る族より選ばれたものであ
ることを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置
。 - 【請求項５】 上記強磁性の材料から成る薄膜は選択
された方向に容易軸を有するように配向されていること
を特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。 - 【請求項６】 上記第１の電極は複数のターゲット部
材を支持し、上記シャッタ部材は上記複数のターゲット
部材のそれぞれと整列して開口している複数の開口を有
する、請求項１記載のスパッタリング装置。 - 【請求項７】 上記基板に垂直又はほぼ垂直に入射す
る上記ターゲット部材からのスパッタ原子の大部分を阻
止する上記手段は、上記開口を横切って半径方向に延び
、その両端部の間にこの両端部よりも広い中央部を有す
る細長いマスク部材を備えていることを特徴とする請求
項１記載のスパッタリング装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US57625490A | 1990-08-31 | 1990-08-31 | |
| US576254 | 1990-08-31 |
Publications (2)
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| JPH04232262A true JPH04232262A (ja) | 1992-08-20 |
| JP2746292B2 JP2746292B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=24303617
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3144038A Expired - Lifetime JP2746292B2 (ja) | 1990-08-31 | 1991-05-21 | スパッタリング装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0474348B1 (ja) |
| JP (1) | JP2746292B2 (ja) |
| DE (1) | DE69113188D1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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-
1991
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- 1991-07-18 DE DE69113188T patent/DE69113188D1/de not_active Expired - Lifetime
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| JP2746292B2 (ja) | 1998-05-06 |
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