JPH06212413A - 反応性スパッタリング装置 - Google Patents
反応性スパッタリング装置Info
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- JPH06212413A JPH06212413A JP376493A JP376493A JPH06212413A JP H06212413 A JPH06212413 A JP H06212413A JP 376493 A JP376493 A JP 376493A JP 376493 A JP376493 A JP 376493A JP H06212413 A JPH06212413 A JP H06212413A
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- Japan
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- gas
- chamber
- substrate holder
- discharge
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- Pending
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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
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/0021—Reactive sputtering or evaporation
- C23C14/0036—Reactive sputtering
- C23C14/0068—Reactive sputtering characterised by means for confinement of gases or sputtered material, e.g. screens, baffles
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体製造プロセスや電子部品材料などの製
造工程に使用する反応性スパッタリング装置において、
ターゲット表面でのターゲット材と反応性ガスとの反応
による化合物の生成を抑制することにより、異常放電の
発生を抑制し、反応性スパッタリングによる薄膜の膜特
性の良い反応性スパッタリング装置の提供を目的とす
る。 【構成】 基板ホルダー１２に複数の小孔１４を設け、
反応ガス５を小孔１４よりチャンバー１内に供給する。
放電ガス４はターゲット６の近傍より供給され、差圧板
１６によりそれぞれのガスは別々に分布される。反応ガ
スはターゲット近傍以外に分布されるため、ターゲット
表面上でのターゲット材との化合物の生成が抑制され、
化合物薄膜の膜特性を劣化させることなくスパッタリン
グを行うことができる。
造工程に使用する反応性スパッタリング装置において、
ターゲット表面でのターゲット材と反応性ガスとの反応
による化合物の生成を抑制することにより、異常放電の
発生を抑制し、反応性スパッタリングによる薄膜の膜特
性の良い反応性スパッタリング装置の提供を目的とす
る。 【構成】 基板ホルダー１２に複数の小孔１４を設け、
反応ガス５を小孔１４よりチャンバー１内に供給する。
放電ガス４はターゲット６の近傍より供給され、差圧板
１６によりそれぞれのガスは別々に分布される。反応ガ
スはターゲット近傍以外に分布されるため、ターゲット
表面上でのターゲット材との化合物の生成が抑制され、
化合物薄膜の膜特性を劣化させることなくスパッタリン
グを行うことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造プロセスや
電子部品材料などの製造工程に使用する反応性スパッタ
リング装置に関する。
電子部品材料などの製造工程に使用する反応性スパッタ
リング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】反応性スパッタリング装置は通常のスパ
ッタリング装置において使用するアルゴンガスなどの放
電ガスに酸素などの反応ガスを添加することにより、反
応性ガスとターゲット材により放出されるスパッタ粒子
との反応によって化合物薄膜を生成するものである。
ッタリング装置において使用するアルゴンガスなどの放
電ガスに酸素などの反応ガスを添加することにより、反
応性ガスとターゲット材により放出されるスパッタ粒子
との反応によって化合物薄膜を生成するものである。
【０００３】反応性スパッタリング装置は、通常のスパ
ッタリング装置に反応性ガスを添加するだけで容易に種
々の化合物薄膜を形成できるため、近年、半導体製造プ
ロセスや電子部品材料などの製造工程に使用されてい
る。
ッタリング装置に反応性ガスを添加するだけで容易に種
々の化合物薄膜を形成できるため、近年、半導体製造プ
ロセスや電子部品材料などの製造工程に使用されてい
る。
【０００４】以下、従来の反応性スパッタリング装置に
ついて図面を参照して説明する。図４は従来の反応性ス
パッタリング装置の構成図である。
ついて図面を参照して説明する。図４は従来の反応性ス
パッタリング装置の構成図である。
【０００５】図において、１はチャンバー、２はチャン
バー１内の空気を排出するための真空排気口、３は放電
ガス４および反応性ガス５をチャンバー１内に供給する
ガス供給管、６はターゲット、７はターゲット６を固定
するバッキングプレート、８はターゲット６を冷却する
ための冷却水管、９はターゲット６とバッキングプレー
ト７と冷却水管８をもつカソード本体、１０は磁場を形
成するマグネット、１１はターゲット６に対向して配置
されたスパッタにより膜が堆積される基板、１２は基板
１１を保持するための基板ホルダー、１３はカソード本
体９へ電圧を印加し、ターゲット６表面でプラズマを発
生させるための電源である。
バー１内の空気を排出するための真空排気口、３は放電
ガス４および反応性ガス５をチャンバー１内に供給する
ガス供給管、６はターゲット、７はターゲット６を固定
するバッキングプレート、８はターゲット６を冷却する
ための冷却水管、９はターゲット６とバッキングプレー
ト７と冷却水管８をもつカソード本体、１０は磁場を形
成するマグネット、１１はターゲット６に対向して配置
されたスパッタにより膜が堆積される基板、１２は基板
１１を保持するための基板ホルダー、１３はカソード本
体９へ電圧を印加し、ターゲット６表面でプラズマを発
生させるための電源である。
【０００６】以上の構成からなるスパッタリング装置の
動作を図面を参照して説明する。まず、チャンバー１内
を真空排気口２から真空ポンプ（図示せず）により高真
空（１０-7Torr程度）まで排気する。次に前記チャンバ
ー１の一部に一端が接続されたガス供給管３より、チャ
ンバー１内に放電ガス４と反応ガス５とを混入する。
動作を図面を参照して説明する。まず、チャンバー１内
を真空排気口２から真空ポンプ（図示せず）により高真
空（１０-7Torr程度）まで排気する。次に前記チャンバ
ー１の一部に一端が接続されたガス供給管３より、チャ
ンバー１内に放電ガス４と反応ガス５とを混入する。
【０００７】ここで、チャンバー１内の圧力は１０-3〜
１０-2（Torr）程度に保つ。そして、ターゲット６を取
り付けたカソード９内に配置されたマグネット１０によ
る磁場と、電源１３による電場の作用によってターゲッ
ト６表面近傍にマグネトロン放電によるプラズマが発生
し、ターゲット６から放出されたスパッタ粒子と前記反
応ガス５との反応により基板ホルダー１２に設置された
基板１１に化合膜薄膜が形成される。
１０-2（Torr）程度に保つ。そして、ターゲット６を取
り付けたカソード９内に配置されたマグネット１０によ
る磁場と、電源１３による電場の作用によってターゲッ
ト６表面近傍にマグネトロン放電によるプラズマが発生
し、ターゲット６から放出されたスパッタ粒子と前記反
応ガス５との反応により基板ホルダー１２に設置された
基板１１に化合膜薄膜が形成される。
【０００８】なお、反応性スパッタリングにおけるスパ
ッタ粒子と反応性ガスによる化合は主として基板上で生
じていることが一般的に知られている。
ッタ粒子と反応性ガスによる化合は主として基板上で生
じていることが一般的に知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の反
応性スパッタリング装置は放電ガス４と反応性ガス５を
共通のガス供給管３よりチャンバー１内に供給している
ため、マグネトロン放電において、最もプラズマ密度の
高くなるターゲット６のエロージョンにも反応ガス５が
分布し、ターゲット表面にターゲット材の反応性ガス５
との反応による化合物が形成される。この化合物はター
ゲット６の表面を不均一に覆うため、段差のできた部分
で異常放電しやすくなり、微小な化合物の塊は異常放電
によって基板に形成されつつある膜中に異物として入り
込み膜の特性を劣化させる。
応性スパッタリング装置は放電ガス４と反応性ガス５を
共通のガス供給管３よりチャンバー１内に供給している
ため、マグネトロン放電において、最もプラズマ密度の
高くなるターゲット６のエロージョンにも反応ガス５が
分布し、ターゲット表面にターゲット材の反応性ガス５
との反応による化合物が形成される。この化合物はター
ゲット６の表面を不均一に覆うため、段差のできた部分
で異常放電しやすくなり、微小な化合物の塊は異常放電
によって基板に形成されつつある膜中に異物として入り
込み膜の特性を劣化させる。
【００１０】本発明は上記の問題点を解決するもので、
反応性スパッタリングによるダストを低減し異物の混入
による膜の特性の劣化を防ぐ反応性スパッタリング装置
の提供を目的とするものである。
反応性スパッタリングによるダストを低減し異物の混入
による膜の特性の劣化を防ぐ反応性スパッタリング装置
の提供を目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の反応性スパッタリング装置は反応性ガスと放
電ガスの供給装置を別々に設けるもので、基板ホルダー
に複数の小孔を設け反応性ガスを小孔を通じて供給す
る。また差圧板を設け、基板ホルダー側の圧力を低く保
つように構成したものである。
に本発明の反応性スパッタリング装置は反応性ガスと放
電ガスの供給装置を別々に設けるもので、基板ホルダー
に複数の小孔を設け反応性ガスを小孔を通じて供給す
る。また差圧板を設け、基板ホルダー側の圧力を低く保
つように構成したものである。
【００１２】
【作用】この構成により、放電ガスをターゲット側のチ
ャンバーの一部から供給し、反応ガスを基板ホルダーか
ら供給するため、また差圧板により基板ホルダー側の圧
力が低く保たれるので、反応ガスがターゲット側に混入
しなくなり、ターゲット表面近傍で形成されるマグネト
ロン放電によるプラズマに寄与するガスの大部分が放電
ガスに占められることにより、ターゲット表面にターゲ
ット材と反応ガスとの反応による化合物が形成されにく
くなり異常放電の発生が制御される。従って、異物の混
入による膜の特性の劣化を防ぐことができる。
ャンバーの一部から供給し、反応ガスを基板ホルダーか
ら供給するため、また差圧板により基板ホルダー側の圧
力が低く保たれるので、反応ガスがターゲット側に混入
しなくなり、ターゲット表面近傍で形成されるマグネト
ロン放電によるプラズマに寄与するガスの大部分が放電
ガスに占められることにより、ターゲット表面にターゲ
ット材と反応ガスとの反応による化合物が形成されにく
くなり異常放電の発生が制御される。従って、異物の混
入による膜の特性の劣化を防ぐことができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例の反応性スパッタリ
ング装置を図面を参照しながら説明する。
ング装置を図面を参照しながら説明する。
【００１４】図１は本発明の実施例の反応性スパッタリ
ング装置の構成断面図である。ここで図４と同一物には
同一番号を付して説明を省略する。
ング装置の構成断面図である。ここで図４と同一物には
同一番号を付して説明を省略する。
【００１５】従来と異なるのは、基板ホルダー１２に複
数の小孔１４を設け、反応ガスをチャンバー１内に供給
するためのガス供給管１５を基板ホルダー１２の小孔に
接続し、差圧板を１６を設け、放電ガス４を供給するガ
ス導入管３をターゲット側に設置し、真空ポンプ２を基
板側に配した点である。
数の小孔１４を設け、反応ガスをチャンバー１内に供給
するためのガス供給管１５を基板ホルダー１２の小孔に
接続し、差圧板を１６を設け、放電ガス４を供給するガ
ス導入管３をターゲット側に設置し、真空ポンプ２を基
板側に配した点である。
【００１６】図２は同装置の基板ホルダー部分の断面図
で、図３は図２の基板ホルダー部分を鉛直上向きに見た
平断面図である。
で、図３は図２の基板ホルダー部分を鉛直上向きに見た
平断面図である。
【００１７】以上のように構成された本発明の反応性ス
パッタリング装置の動作を説明する。
パッタリング装置の動作を説明する。
【００１８】チャンバー１内を真空排気口２から真空ポ
ンプ（図示せず）により高真空（１０-7Torr程度）にな
るまで排気する。次にガス供給管３からチャンバー１内
に放電ガス４を供給する。放電ガスは、差圧板１６によ
りターゲット６付近に閉じ込められる。
ンプ（図示せず）により高真空（１０-7Torr程度）にな
るまで排気する。次にガス供給管３からチャンバー１内
に放電ガス４を供給する。放電ガスは、差圧板１６によ
りターゲット６付近に閉じ込められる。
【００１９】一方、反応ガス５は、基板ホルダー１２の
小孔１４よりチャンバー１内に供給される。供給された
ラジカルは差圧板１６により基板ホルダー付近に閉じ込
められる。
小孔１４よりチャンバー１内に供給される。供給された
ラジカルは差圧板１６により基板ホルダー付近に閉じ込
められる。
【００２０】このときのチャンバー１内の圧力は１０-3
〜１０-2（Torr）程度に保つ。そして、電源１３により
ターゲット６を取りつけたマグネトロンカソード９に高
周波を印加し、マグネトロンカソード９内に設置された
マグネトロン１０による磁場と、電源１３による電場と
の作用によって、ターゲット６表面近傍にマグネトロン
放電によるプラズマが発生する。本実施例では、放電ガ
スをターゲット６付近から供給し、また、差圧板１６に
より反応ガスがターゲット６の近傍以外に分布している
ため、ターゲット６近傍には主に放電ガスが分布してお
り、ターゲット６の表面近傍で形成されるマグネトロン
放電によるプラズマの発生に寄与するガスの大部分が放
電ガス４となる。
〜１０-2（Torr）程度に保つ。そして、電源１３により
ターゲット６を取りつけたマグネトロンカソード９に高
周波を印加し、マグネトロンカソード９内に設置された
マグネトロン１０による磁場と、電源１３による電場と
の作用によって、ターゲット６表面近傍にマグネトロン
放電によるプラズマが発生する。本実施例では、放電ガ
スをターゲット６付近から供給し、また、差圧板１６に
より反応ガスがターゲット６の近傍以外に分布している
ため、ターゲット６近傍には主に放電ガスが分布してお
り、ターゲット６の表面近傍で形成されるマグネトロン
放電によるプラズマの発生に寄与するガスの大部分が放
電ガス４となる。
【００２１】一方、反応ガス５はターゲット６近傍以外
に分布しているため、ターゲット６の表面に形成される
ターゲット材との化合物は形成されにくくなる。従っ
て、異常放電の発生が制御され、膜の特性を劣化させる
ことなくスパッタリングを行うことができる。
に分布しているため、ターゲット６の表面に形成される
ターゲット材との化合物は形成されにくくなる。従っ
て、異常放電の発生が制御され、膜の特性を劣化させる
ことなくスパッタリングを行うことができる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明の反応性スパッタリ
ング装置は、反応性ガスと放電ガスの供給位置を別々に
設け、特に反応性ガスは基板ホルダーの複数の小孔より
供給し、差圧板で設けガスの混入を防ぐように構成され
ているため、ターゲット表面近傍で形成されるマグネト
ロン放電によるプラズマに寄与するガスの大部分が放電
ガスで占められるため、ターゲットからのスパッタリン
グ粒子の放電を妨げるターゲット材と反応ガスとの化合
物が形成されにくくなる。
ング装置は、反応性ガスと放電ガスの供給位置を別々に
設け、特に反応性ガスは基板ホルダーの複数の小孔より
供給し、差圧板で設けガスの混入を防ぐように構成され
ているため、ターゲット表面近傍で形成されるマグネト
ロン放電によるプラズマに寄与するガスの大部分が放電
ガスで占められるため、ターゲットからのスパッタリン
グ粒子の放電を妨げるターゲット材と反応ガスとの化合
物が形成されにくくなる。
【００２３】その結果、反応性スパッタリングにより形
成される化合物薄膜の膜特性を劣化させることのない優
れたスパッタリング装置を実現できる。
成される化合物薄膜の膜特性を劣化させることのない優
れたスパッタリング装置を実現できる。
【図１】本発明の一実施例における反応性スパッタリン
グ装置の構成図
グ装置の構成図
【図２】同装置の基板ホルダーの断面図
【図３】同平断面図
【図４】従来の反応性スパッタリング装置の構成図
３ ガス供給管 ４ 放電ガス ５ 反応性ガス ６ ターゲット ９ カソード本体 １１ 基板 １２ 基板ホルダー １３ 高周波電源 １４ ガス噴き出し口 １５ ガス供給管 １６ 差圧板
Claims (1)
- 【請求項１】 真空状態の維持が可能なチャンバーと、
前記チャンバー内を減圧雰囲気にするための真空ポンプ
と、前記チャンバー内に固定されたマグネトロン型カソ
ードと、前記カソードに取り付けられたターゲットと、
前記チャンバー内で、かつ前記ターゲットに対向するよ
うに配され、複数の小孔を有し基板を設置固定する基板
ホルダーと、チャンバー内に放電ガスを供給するための
第１のガス供給系と、前記基板ホルダーの小孔を通じて
反応ガスを供給するための第２のガス供給系と、基板ホ
ルダー側の圧力を低く保つための差圧板と、前記カソー
ドに電圧を印加する電源とから構成される反応性スパッ
タリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP376493A JPH06212413A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 反応性スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP376493A JPH06212413A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 反応性スパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06212413A true JPH06212413A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=11566242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP376493A Pending JPH06212413A (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 反応性スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06212413A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114959607A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-30 | 深圳市新邦薄膜科技有限公司 | 一种磁控反应溅射工艺气体布气装置及布气方法 |
-
1993
- 1993-01-13 JP JP376493A patent/JPH06212413A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114959607A (zh) * | 2022-05-16 | 2022-08-30 | 深圳市新邦薄膜科技有限公司 | 一种磁控反应溅射工艺气体布气装置及布气方法 |
| CN114959607B (zh) * | 2022-05-16 | 2024-01-26 | 深圳市新邦薄膜科技有限公司 | 一种磁控反应溅射工艺气体布气装置及布气方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040127 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040325 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040407 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20040430 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050620 |