JPH0641733A - 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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- JPH0641733A JPH0641733A JP20077292A JP20077292A JPH0641733A JP H0641733 A JPH0641733 A JP H0641733A JP 20077292 A JP20077292 A JP 20077292A JP 20077292 A JP20077292 A JP 20077292A JP H0641733 A JPH0641733 A JP H0641733A
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- reactive
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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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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し、反応性スパッタリングに
よる薄膜形成速度を向上させる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を高周波電源１７が接続された放電用コイル
１５に導入し活性化したラジカルとして小孔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１８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、化合物薄膜の形成速度が低下
す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し、反応性スパッタリングに
よる薄膜形成速度を向上させる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を高周波電源１７が接続された放電用コイル
１５に導入し活性化したラジカルとして小孔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１８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、化合物薄膜の形成速度が低下
す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。
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
ための冷却水の管、９はターゲット６とパッキングプレ
ート７と冷却水の管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
ための冷却水の管、９はターゲット６とパッキングプレ
ート７と冷却水の管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、前記電源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に化合物薄膜が形成される。
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、前記電源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に化合物薄膜が形成される。
【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と反応性ガスを共通
のガス供給管よりチャンバー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
ーゲットのエロージョンにも反応ガスが分布し、ターゲ
ット表面にターゲット材と反応性ガスとの反応による化
合物が形成される。この化合物のスパッタ率は一般的に
ターゲット材のスパッタ率よりも低く、また、この化合
物によりターゲットからのスパッタ粒子の放出が妨げら
れ、スパッタ率が低下し、薄膜の形成速度が通常のスパ
ッタリングの薄膜の形成速度の１／３〜１／５程度まで
低下してしまうという問題点を有している。
応性スパッタリング装置は放電ガスと反応性ガスを共通
のガス供給管よりチャンバー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
ーゲットのエロージョンにも反応ガスが分布し、ターゲ
ット表面にターゲット材と反応性ガスとの反応による化
合物が形成される。この化合物のスパッタ率は一般的に
ターゲット材のスパッタ率よりも低く、また、この化合
物によりターゲットからのスパッタ粒子の放出が妨げら
れ、スパッタ率が低下し、薄膜の形成速度が通常のスパ
ッタリングの薄膜の形成速度の１／３〜１／５程度まで
低下してしまうという問題点を有している。
【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薄膜形成速度を向上させる
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薄膜形成速度を向上させる
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制ガスと放
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るとともに反応ガスをラジカルに変
換し基板ホルダーの有する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制ガスと放
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るとともに反応ガスをラジカルに変
換し基板ホルダーの有する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なり、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
くくなる。また、供給する反応ガスをラジカルに変換し
て供給するため、基板表面での反応は起こりやすくな
る。したがって、薄膜形成速度の低下を抑えることがで
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なり、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
くくなる。また、供給する反応ガスをラジカルに変換し
て供給するため、基板表面での反応は起こりやすくな
る。したがって、薄膜形成速度の低下を抑えることがで
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の従来例と同
一機能を有する部分には同一符号を付して説明を省略す
る。従来例と異なるのは、基板ホルダー１２に複数の小
孔１４を設け、反応ガス５をプラズマによりラジカル状
態にするための放電用コイル１５と、コイルの両端に電
圧を印加するための電源１７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導入管１６を基板ホルダ
ー１２の小孔に接続し、差圧板１８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。
ング装置の構成断面図である。ここで図４の従来例と同
一機能を有する部分には同一符号を付して説明を省略す
る。従来例と異なるのは、基板ホルダー１２に複数の小
孔１４を設け、反応ガス５をプラズマによりラジカル状
態にするための放電用コイル１５と、コイルの両端に電
圧を印加するための電源１７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導入管１６を基板ホルダ
ー１２の小孔に接続し、差圧板１８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。
【００１５】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。
【００１６】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。
【００１７】チャンバー１内を真空排気口２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１８により
ターゲット６付近に閉じ込められる。
（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１８により
ターゲット６付近に閉じ込められる。
【００１８】一方、反応ガス５は、電源１７によって電
圧が印加された放電用コイル１５により、活性化されラ
ジカルとして基板ホルダー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１８
により基板ホルダー付近に閉じ込められる。
圧が印加された放電用コイル１５により、活性化されラ
ジカルとして基板ホルダー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１８
により基板ホルダー付近に閉じ込められる。
【００１９】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を取り付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
マグネット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１８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を取り付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
マグネット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１８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。
【００２０】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。
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。
【００２１】したがって、スパッタ粒子は基板１１上で
活性化された反応ガスと反応する際、基板１１に形成さ
れる化合物薄膜の形成速度が低下することなくスパッタ
リングを行うことができる。
活性化された反応ガスと反応する際、基板１１に形成さ
れる化合物薄膜の形成速度が低下す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、特に反応性ガスを活性化したラジカルとして基板
ホルダーの複数の小孔より供給し、差圧板を設けガスの
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粒子の放出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、特に反応性ガスを活性化したラジカルとして基板
ホルダーの複数の小孔より供給し、差圧板を設けガスの
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粒子の放出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形成速度の低下を抑制した優れた
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形成速度の低下を抑制した優れた
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
３，１６ ガス導入管 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 放電用コイル １７ 高周波電源 １８ 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、
チャンバー内を減圧雰囲気にするための真空ポンプと、
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、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、反応ガスをプラズマによりラジカル状態にして
チャンバー内に供給するための放電用コイルと、前記放
電用コイルに印加するための高周波電源と、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 |
|---|---|---|---|
| JP20077292A JPH0641733A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 反応性スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20077292A JPH0641733A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 反応性スパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641733A true JPH0641733A (ja) | 1994-02-15 |
Family
ID=16429926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20077292A Pending JPH0641733A (ja) | 1992-07-28 | 1992-07-28 | 反応性スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641733A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6238527B1 (en) | 1997-10-08 | 2001-05-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Thin film forming apparatus and method of forming thin film of compound by using the same |
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| DE10216671A1 (de) * | 2002-04-15 | 2003-12-18 | Applied Films Gmbh & Co Kg | Beschichtungsanlage |
| JP2007321175A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Ulvac Japan Ltd | 成膜装置及び成膜方法 |
| WO2010110052A1 (ja) * | 2009-03-25 | 2010-09-30 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | スパッタ成膜装置 |
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| KR20200014209A (ko) | 2018-07-31 | 2020-02-10 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 성막 장치 및 성막 방법 |
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| 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 |
-
1992
- 1992-07-28 JP JP20077292A patent/JPH0641733A/ja active Pending
Cited By (18)
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