JPH0645093A - プラズマ発生装置 - Google Patents
プラズマ発生装置Info
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- JPH0645093A JPH0645093A JP5068903A JP6890393A JPH0645093A JP H0645093 A JPH0645093 A JP H0645093A JP 5068903 A JP5068903 A JP 5068903A JP 6890393 A JP6890393 A JP 6890393A JP H0645093 A JPH0645093 A JP H0645093A
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Classifications
-
- 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
- H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
- H01J37/32192—Microwave generated discharge
-
- H01L21/203—
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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-
- H—ELECTRICITY
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01J37/3488—Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/3494—Adaptation to extreme pressure conditions
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】低放電電圧並びに／もしくは作用圧力のもと
で、インライン動作モードに適したマグネトロンカソー
ドを設けること。 【構成】カソードスパッタリングとマイクロ波の照射に
よりプラズマを発生する装置であり、ｄｃ並びに／もし
くはａｃ電源１０がカソード９に接続されており、マイ
クロ波はカソードと基板５との間の領域中に発振され
る。このマイクロ波によりマグネトロンの磁界２２，２
３領域中にプラズマが発生し、ここで、電子サイクロト
ロン共鳴が生じ、またマイクロ波がプラズマ中に吸収さ
れる。
で、インライン動作モードに適したマグネトロンカソー
ドを設けること。 【構成】カソードスパッタリングとマイクロ波の照射に
よりプラズマを発生する装置であり、ｄｃ並びに／もし
くはａｃ電源１０がカソード９に接続されており、マイ
クロ波はカソードと基板５との間の領域中に発振され
る。このマイクロ波によりマグネトロンの磁界２２，２
３領域中にプラズマが発生し、ここで、電子サイクロト
ロン共鳴が生じ、またマイクロ波がプラズマ中に吸収さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カソードスパッタリン
グとマイクロ波照射とによりプラズマを発生させる装置
に関する。
グとマイクロ波照射とによりプラズマを発生させる装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】種々の技術分野において、基板に薄膜を
コーテングすることが要求されている。例えば、ガラス
板には特別の目的に適用できるようにコーテングされ、
また非金属製の時計の側は貴金属の層でコーテングされ
ている。
コーテングすることが要求されている。例えば、ガラス
板には特別の目的に適用できるようにコーテングされ、
また非金属製の時計の側は貴金属の層でコーテングされ
ている。
【０００３】基板に薄膜を形成するための種々の方法が
提案されており、一例としてプラズマからのガルバノ技
術並びにコーテングがある。プラズマからのコーテング
は、コーテング材として複合材を使用することができる
ので、徐々に重要視されて来ている。
提案されており、一例としてプラズマからのガルバノ技
術並びにコーテングがある。プラズマからのコーテング
は、コーテング材として複合材を使用することができる
ので、徐々に重要視されて来ている。
【０００４】コーテングに適したプラズマを発生させる
ために、異なる方法が提案されている。このうちの一つ
の方法であるカソードスパッタリング法は、コーテング
速度が早いので、非常に重要である。スパッタリング法
でのコーテング速度は、スパッタリングカソードの前の
領域にマイクロ波を照射すれば、さらに早くすることが
できる。
ために、異なる方法が提案されている。このうちの一つ
の方法であるカソードスパッタリング法は、コーテング
速度が早いので、非常に重要である。スパッタリング法
でのコーテング速度は、スパッタリングカソードの前の
領域にマイクロ波を照射すれば、さらに早くすることが
できる。
【０００５】マイクロ波を発生させることによるスパッ
タリングのためのいくつかの装置がすでに知られている
（米国特許Ｎｏ．４，６１０，７７０号、米国特許Ｎ
ｏ．４，７２１，５５３号、ドイツ特許Ｎｏ．３，９２
０，８３４号）。ここで、マイクロ波は、板に対して平
行、垂直もしくは所定の角度を有するようにして、プラ
ズマ領域に導入される。マイクロ波とマグネトロンの磁
界との共同により、プラズマ粒子を強くイオン化する電
子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）が発生される。
タリングのためのいくつかの装置がすでに知られている
（米国特許Ｎｏ．４，６１０，７７０号、米国特許Ｎ
ｏ．４，７２１，５５３号、ドイツ特許Ｎｏ．３，９２
０，８３４号）。ここで、マイクロ波は、板に対して平
行、垂直もしくは所定の角度を有するようにして、プラ
ズマ領域に導入される。マイクロ波とマグネトロンの磁
界との共同により、プラズマ粒子を強くイオン化する電
子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）が発生される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、最も良く知ら
れている装置は、ＥＣＲ状態が粒子の励起が基板の領域
と同様に必要としないスパッタリング・カソードの近く
で起こるという問題がある。この問題を解決するため
に、ドイツ特許Ｎｏ．３，９２０，８３４号に開示され
た装置では、マイクロ波は基板上に照射され、この基板
には永久磁石の磁力線が通っている。この結果、ＥＣＲ
状態は直接基板上に生じる。しかし、この既知の装置に
おいては、プラズマ放電は特別の極小電圧と特別の極小
圧力のもとでのみ発生することができでる。そして、こ
のプラズマ発生電圧は、ターゲットの表面に非常に強い
磁界がかかっても、さらに減じることはできない。そし
て、高放電電圧を使用すると、例えば、基板中に希ガス
が侵入したり、放電により基板が損傷したりする問題が
生じる。
れている装置は、ＥＣＲ状態が粒子の励起が基板の領域
と同様に必要としないスパッタリング・カソードの近く
で起こるという問題がある。この問題を解決するため
に、ドイツ特許Ｎｏ．３，９２０，８３４号に開示され
た装置では、マイクロ波は基板上に照射され、この基板
には永久磁石の磁力線が通っている。この結果、ＥＣＲ
状態は直接基板上に生じる。しかし、この既知の装置に
おいては、プラズマ放電は特別の極小電圧と特別の極小
圧力のもとでのみ発生することができでる。そして、こ
のプラズマ発生電圧は、ターゲットの表面に非常に強い
磁界がかかっても、さらに減じることはできない。そし
て、高放電電圧を使用すると、例えば、基板中に希ガス
が侵入したり、放電により基板が損傷したりする問題が
生じる。
【０００７】さらに、プラナー・マグネトロンと同様に
マイクロ波で動作するスパッタリング装置が知られてい
る（Ｙ．Ｙｏｓｈｉｄａ：Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ−ｅｎｈ
ａｎｃｅｄ ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎ
ｇ，Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．６３（Ｉ），Ｊ
ａｎｕａｒｙ １９９２，ｐｐ．１７９−１８２）。こ
こでは、マグネトロンターゲットが、同軸ケーブルの広
がった内コンダクターの開口端の所、即ち、内コンダク
ターの開口端に平行に配設されている。しかし、同軸ケ
ーブルの広がった外シールドカソード面の直接上方で終
端しており、このため同軸ケーブルからでるマイクロ波
はカソード面と平行に進行する。しかし、この既知のス
パッタリング装置は、カソードが円対称となっているの
で、マグネトロンに円形の永久磁石を必要とする欠点が
ある。
マイクロ波で動作するスパッタリング装置が知られてい
る（Ｙ．Ｙｏｓｈｉｄａ：Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ−ｅｎｈ
ａｎｃｅｄ ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎ
ｇ，Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒｕｍ．６３（Ｉ），Ｊ
ａｎｕａｒｙ １９９２，ｐｐ．１７９−１８２）。こ
こでは、マグネトロンターゲットが、同軸ケーブルの広
がった内コンダクターの開口端の所、即ち、内コンダク
ターの開口端に平行に配設されている。しかし、同軸ケ
ーブルの広がった外シールドカソード面の直接上方で終
端しており、このため同軸ケーブルからでるマイクロ波
はカソード面と平行に進行する。しかし、この既知のス
パッタリング装置は、カソードが円対称となっているの
で、マグネトロンに円形の永久磁石を必要とする欠点が
ある。
【０００８】さらに、３つのターゲットを備えたプラナ
ー・マグネトロンによりシリコン層を基板に形成するス
パッタリング装置が知られている（Ｔ．Ｓｅｒｉｋａｗ
ａａｎｄ Ａ．Ｏｋａｍｏｔｏ：Ｓｐｕｔｔｅｒ ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆｓｉｌｉｃｏｎ ｆｉｌｍ
ｂｙ ａ ｐｌａｎａｒ ｍａｇｎｅｔｒｏｎｃａｔｈ
ｏｄｅ ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ ｔ
ａｒｇｅｔｓ，Ｊ，Ｖａｃ．Ｓｃｉ，Ｔｅｃｈｎｏｌ．
Ａ３（４），Ｊｕｌ／Ａｕｇ １９８５，ｐｐ．１７８
４−１７８７）。１つの磁石に代えて３つの磁石を使用
すると、好ましくない侵入が発生しないで大きいターゲ
ットを形成することは難しいという問題がある。かくし
て、使用されるカソードは支持体を備え、この支持体上
にターゲットホルダーにより全てのターゲットを支持す
るようにしている。そして、３つの円形永久磁石が支持
体の下方に設けられている。またターゲットとターゲッ
トの端部との間に設置シールドが設けられている。さら
に、この既知のスパッタリング装置においては、ターゲ
ットとカソードとは夫々円形になっており、これは特に
インライン動作モードに対しては欠点となっている。
ー・マグネトロンによりシリコン層を基板に形成するス
パッタリング装置が知られている（Ｔ．Ｓｅｒｉｋａｗ
ａａｎｄ Ａ．Ｏｋａｍｏｔｏ：Ｓｐｕｔｔｅｒ ｄｅ
ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆｓｉｌｉｃｏｎ ｆｉｌｍ
ｂｙ ａ ｐｌａｎａｒ ｍａｇｎｅｔｒｏｎｃａｔｈ
ｏｄｅ ｅｑｕｉｐｐｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ ｔ
ａｒｇｅｔｓ，Ｊ，Ｖａｃ．Ｓｃｉ，Ｔｅｃｈｎｏｌ．
Ａ３（４），Ｊｕｌ／Ａｕｇ １９８５，ｐｐ．１７８
４−１７８７）。１つの磁石に代えて３つの磁石を使用
すると、好ましくない侵入が発生しないで大きいターゲ
ットを形成することは難しいという問題がある。かくし
て、使用されるカソードは支持体を備え、この支持体上
にターゲットホルダーにより全てのターゲットを支持す
るようにしている。そして、３つの円形永久磁石が支持
体の下方に設けられている。またターゲットとターゲッ
トの端部との間に設置シールドが設けられている。さら
に、この既知のスパッタリング装置においては、ターゲ
ットとカソードとは夫々円形になっており、これは特に
インライン動作モードに対しては欠点となっている。
【０００９】かくして、本発明は、低放電電圧並びに／
もしくは作用圧力のもとで、インライン動作モードに適
したマグネトロンカソードを設けることに基礎をなして
いる。
もしくは作用圧力のもとで、インライン動作モードに適
したマグネトロンカソードを設けることに基礎をなして
いる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この目的は、不活性ガス
並びに／もしくは反応ガスが供給される真空チヤンバ
と、前記真空チヤンバ内に設けられ、電流源に接続され
る電極に接続されたターゲットと、前記ターゲットから
出て、再びターゲットに入る磁界を発生する磁石システ
ムと、導波管並びにマイクロ波を通すガスバリアーを介
して、ターゲットの前の領域中にマイクロ波を伝播し、
かくしてマイクロ波がターゲットに実質的に平行に照射
されるマイクロ波トランスミッターとを具備する装置に
おいて、前記電極は矩形面を有する矩形電極であり、前
記導波管は、前記ターゲットの面に平行に延びる部分と
同様にターゲット面に垂直に延びる部分を有する２つの
空洞導波管を具備し、ターゲット面に平行に延びた導波
管の部分に続いてカソードシールドボックスが前記部分
の径よりも大きい径を有する導波管として設置されてい
ることを特徴とする装置により、達成される。
並びに／もしくは反応ガスが供給される真空チヤンバ
と、前記真空チヤンバ内に設けられ、電流源に接続され
る電極に接続されたターゲットと、前記ターゲットから
出て、再びターゲットに入る磁界を発生する磁石システ
ムと、導波管並びにマイクロ波を通すガスバリアーを介
して、ターゲットの前の領域中にマイクロ波を伝播し、
かくしてマイクロ波がターゲットに実質的に平行に照射
されるマイクロ波トランスミッターとを具備する装置に
おいて、前記電極は矩形面を有する矩形電極であり、前
記導波管は、前記ターゲットの面に平行に延びる部分と
同様にターゲット面に垂直に延びる部分を有する２つの
空洞導波管を具備し、ターゲット面に平行に延びた導波
管の部分に続いてカソードシールドボックスが前記部分
の径よりも大きい径を有する導波管として設置されてい
ることを特徴とする装置により、達成される。
【００１１】
【実施例】図１に示すプラズマチヤンバのハウジング２
はガス入口３とガス出口４とを有する。このハウジング
２内には、コーテングされる基板５が、ハウジング２の
底７に設けられた回転テーブル６上に載置されている。
この基板５と対向するようにして、カソード溝９に接続
されたスパッタリング電極８が設けられている。このス
パッタリング電極８は、例えば、少なくとも５％の酸素
を含み錫もしくは酸化錫がドープされた酸化インジュム
により形成された、いわゆるターゲットを構成してい
る。このカソード溝９には、好ましくはｄｃ電流供給源
からなる電源１０に接続されている。また、このカソー
ド溝９は、ハウジング２の上面１２に形成された凹所内
に設置された電気絶縁体１１，２５に設けられている。
はガス入口３とガス出口４とを有する。このハウジング
２内には、コーテングされる基板５が、ハウジング２の
底７に設けられた回転テーブル６上に載置されている。
この基板５と対向するようにして、カソード溝９に接続
されたスパッタリング電極８が設けられている。このス
パッタリング電極８は、例えば、少なくとも５％の酸素
を含み錫もしくは酸化錫がドープされた酸化インジュム
により形成された、いわゆるターゲットを構成してい
る。このカソード溝９には、好ましくはｄｃ電流供給源
からなる電源１０に接続されている。また、このカソー
ド溝９は、ハウジング２の上面１２に形成された凹所内
に設置された電気絶縁体１１，２５に設けられている。
【００１２】前記カソード溝９内には、永久磁石２６が
配置されている。この永久磁石はヨーク２７並びに２つ
の北極１３，１４を、これらの間に位置いる南極１５と
同様に有する。前記スパッタリング電極８の両側には導
波管１６，１７が設けられている。各導波管の長軸はス
パッタリング電極８の表面に平行に延出しＵ字形状の金
属シート３１，３２内で終端している。両空洞導波管１
６，１７は９０度の折曲部１８，１９を有し、ここで上
方に向いてマイクロ波トランスミッター（図示せず）に
フランジ２０，２１を介して接続されている。これらフ
ランジ２０，２１と導波管１６，１７との間には、外部
からプラズマ、即ち真空チヤンバ１を圧力に関して分離
する石英の窓２８，２９が設けられている。永久磁石の
北極並びに南極の形状により、円弧状の磁力線２２，２
３が発生し、この中で、発振されたマイクロ波によりＥ
ＣＲ状態が生じる。前記導波管１６，１７によりマイク
ロ波エネルギーがＵ字状の金属シート３１，３２を介し
て直接スパッタリング電極８と基板２４との間の領域に
案内され、ここで吸収される。前記ガス入口から希ガ
ス、例えばアルゴン並びに／もしくは、酸素のような反
応ガスが供給され得る。図１に示す装置において、電源
１０の低電圧は、例えば１ミリバールの圧力でグロー放
電を生じさせるのに充分である。反応ガスが使用される
場合、反応ガスの部分的圧力相違がかなり減じられる。
一方、酸素の場合、好ましくないバック・スパッタリン
グ現象が減じられる。これは、高温超伝導並びに酸化物
のコーテングのときに重要である。
配置されている。この永久磁石はヨーク２７並びに２つ
の北極１３，１４を、これらの間に位置いる南極１５と
同様に有する。前記スパッタリング電極８の両側には導
波管１６，１７が設けられている。各導波管の長軸はス
パッタリング電極８の表面に平行に延出しＵ字形状の金
属シート３１，３２内で終端している。両空洞導波管１
６，１７は９０度の折曲部１８，１９を有し、ここで上
方に向いてマイクロ波トランスミッター（図示せず）に
フランジ２０，２１を介して接続されている。これらフ
ランジ２０，２１と導波管１６，１７との間には、外部
からプラズマ、即ち真空チヤンバ１を圧力に関して分離
する石英の窓２８，２９が設けられている。永久磁石の
北極並びに南極の形状により、円弧状の磁力線２２，２
３が発生し、この中で、発振されたマイクロ波によりＥ
ＣＲ状態が生じる。前記導波管１６，１７によりマイク
ロ波エネルギーがＵ字状の金属シート３１，３２を介し
て直接スパッタリング電極８と基板２４との間の領域に
案内され、ここで吸収される。前記ガス入口から希ガ
ス、例えばアルゴン並びに／もしくは、酸素のような反
応ガスが供給され得る。図１に示す装置において、電源
１０の低電圧は、例えば１ミリバールの圧力でグロー放
電を生じさせるのに充分である。反応ガスが使用される
場合、反応ガスの部分的圧力相違がかなり減じられる。
一方、酸素の場合、好ましくないバック・スパッタリン
グ現象が減じられる。これは、高温超伝導並びに酸化物
のコーテングのときに重要である。
【００１３】前記フランジ２０，２１には異なる方法で
マイクロ波エネルギーが供給される。例えば、両フラン
ジに対して単一のマイクロ波トランスミッターが設けら
れ得る。この場合、このマイクロ波トランスミッターか
ら導波管は始まり、マイクロ波を拡散するＴ字部分で終
端する。このＴ字部分から第１の導波管がフランジ２０
まで延び、また第２の導波管がフランジ２１まで延びて
いる。このＴ字部分とフランジ２０，２１との間で、好
ましくは、受信整合器として機能するトリ。ロッドのよ
うな整合装置が設けられている。
マイクロ波エネルギーが供給される。例えば、両フラン
ジに対して単一のマイクロ波トランスミッターが設けら
れ得る。この場合、このマイクロ波トランスミッターか
ら導波管は始まり、マイクロ波を拡散するＴ字部分で終
端する。このＴ字部分から第１の導波管がフランジ２０
まで延び、また第２の導波管がフランジ２１まで延びて
いる。このＴ字部分とフランジ２０，２１との間で、好
ましくは、受信整合器として機能するトリ。ロッドのよ
うな整合装置が設けられている。
【００１４】２つのフランジ２０，２１に対する単一の
マイクロ波トランスミッターの代わって、各フランジに
自身のマイクロ波トランスミッターが設けられ得る。ま
た、この場合には、調整装置がマイクロ波トランスミッ
ターとフランジとの間の矩形導波管に代えられる。
マイクロ波トランスミッターの代わって、各フランジに
自身のマイクロ波トランスミッターが設けられ得る。ま
た、この場合には、調整装置がマイクロ波トランスミッ
ターとフランジとの間の矩形導波管に代えられる。
【００１５】図２は、１の上領域を示す斜視図である。
この図から、矢印３０により示されたマイクロ波が、導
波管１７の石英の窓２９を通り、スパッタリング電極８
の下側方向に金属シート３２によって偏向されることが
理解できよう。スパッタリング電極８は長い矩形の電極
である。従って、金属シート３２もまた長く設定されて
いる。
この図から、矢印３０により示されたマイクロ波が、導
波管１７の石英の窓２９を通り、スパッタリング電極８
の下側方向に金属シート３２によって偏向されることが
理解できよう。スパッタリング電極８は長い矩形の電極
である。従って、金属シート３２もまた長く設定されて
いる。
【００１６】図３から明らかなように、導波管１６，１
７は、スパッタリング電極８の全長に渡って延びた金属
シート３１，３２の小領域のみに結合されている。
７は、スパッタリング電極８の全長に渡って延びた金属
シート３１，３２の小領域のみに結合されている。
【００１７】図４は、図１ないし図３に示す装置におい
て、スパッタリング電圧の函数としての放電電流を示
す。このスパッタリング電圧は、基板５とターゲット８
との間の電圧であり、また放電電流は電源からカソード
溝９に流れる電流である。曲線Ａは１．５ｘ１０-3ミリ
バールの圧力での電圧ー電流関係を示し、曲線Ｂは３．
５ｘ１０-3ミリバールの圧力での電圧ー電流関係を示
す。両方の場合のマイクロ波電力は３６０Ｗである。
て、スパッタリング電圧の函数としての放電電流を示
す。このスパッタリング電圧は、基板５とターゲット８
との間の電圧であり、また放電電流は電源からカソード
溝９に流れる電流である。曲線Ａは１．５ｘ１０-3ミリ
バールの圧力での電圧ー電流関係を示し、曲線Ｂは３．
５ｘ１０-3ミリバールの圧力での電圧ー電流関係を示
す。両方の場合のマイクロ波電力は３６０Ｗである。
【００１８】曲線Ａ´並びにＢ´は同じマイクロ波電力
ではないが、同じ圧力値での測定結果を示す。もし、マ
イクロ波電力がゼロであれば、３．５ｘ１０-3ミリバー
ルの圧力もしくは１．５ｘ１０-3ミリバールの圧力に依
存して低励起電圧は２５０もしくは２７０Ｖである。
ではないが、同じ圧力値での測定結果を示す。もし、マ
イクロ波電力がゼロであれば、３．５ｘ１０-3ミリバー
ルの圧力もしくは１．５ｘ１０-3ミリバールの圧力に依
存して低励起電圧は２５０もしくは２７０Ｖである。
【００１９】しかし、３６Ｗのマイクロ波電力が供給さ
れると、励起電圧は１００ボルト以下に低下する。
れると、励起電圧は１００ボルト以下に低下する。
【００２０】供給されるマイクロ波の周波数は、好まし
くは２．４５ＧＨｚであり、またスパッタリングターゲ
ットの前のマグネトロンカソードの励起磁界Ｂは８７５
ガウスである。マグネトロンカソードの磁場に加えて、
本発明に係わる装置は他の磁界を有する。例えば、チヤ
ンバの壁２ａに平行に磁界が形成される。この磁界の向
は、基板がこの磁界と前記磁界２２，２３との間に位置
するように設定されている。
くは２．４５ＧＨｚであり、またスパッタリングターゲ
ットの前のマグネトロンカソードの励起磁界Ｂは８７５
ガウスである。マグネトロンカソードの磁場に加えて、
本発明に係わる装置は他の磁界を有する。例えば、チヤ
ンバの壁２ａに平行に磁界が形成される。この磁界の向
は、基板がこの磁界と前記磁界２２，２３との間に位置
するように設定されている。
【００２１】この装置において、錫がドープされた酸化
インジュム（ＪＴＯ）が、最も好ましい方法でスパッタ
リングされ得る。電力ー電圧特性は図４に示す。ここ
で、ターゲット表面でのカソードの磁界は約１０００ガ
ウスである。１．５ｘ１０-3ミリバールの作動ガス圧で
のマイクロ波によるスパッタリングにおいて、放電電圧
に対する放電電力の依存性は太字の三角で示され、ま
た、３．５ｘ１０-3ミリバールの作動ガス圧の場合には
太字の丸で示されている。そして、マイクロ波の励起の
無い場合の対応した曲線は白抜きの三角並びに丸でしめ
されている。
インジュム（ＪＴＯ）が、最も好ましい方法でスパッタ
リングされ得る。電力ー電圧特性は図４に示す。ここ
で、ターゲット表面でのカソードの磁界は約１０００ガ
ウスである。１．５ｘ１０-3ミリバールの作動ガス圧で
のマイクロ波によるスパッタリングにおいて、放電電圧
に対する放電電力の依存性は太字の三角で示され、ま
た、３．５ｘ１０-3ミリバールの作動ガス圧の場合には
太字の丸で示されている。そして、マイクロ波の励起の
無い場合の対応した曲線は白抜きの三角並びに丸でしめ
されている。
【００２２】マイクロ波の励起の無い場合、励起電圧は
２５０Ｖもしくは２７０Ｖであり、圧力に依存してい
る。電力が３６０Ｗの場合、励起電圧は１００Ｖよりも
低い。
２５０Ｖもしくは２７０Ｖであり、圧力に依存してい
る。電力が３６０Ｗの場合、励起電圧は１００Ｖよりも
低い。
【００２３】
【発明の効果】本発明で得られる効果は、高プラズマ密
度と比較的低い粒子エネルギーとで、低カソード電圧の
もとで放電が可能であることである。放電開始圧力も、
また低い。さらに、反応プロセスにおいて、反応粒子の
励起により反応ガスの部分的圧力相違が減じられる。酸
素が、例えば反応ガスとして使用されると、好ましくな
いバックスパッタリング現象が減じられる。さらに、矩
形カソードを使用することにより、インライン・モード
並びに／もしくは既知の標準のカソードとの組み合わせ
が可能となる。
度と比較的低い粒子エネルギーとで、低カソード電圧の
もとで放電が可能であることである。放電開始圧力も、
また低い。さらに、反応プロセスにおいて、反応粒子の
励起により反応ガスの部分的圧力相違が減じられる。酸
素が、例えば反応ガスとして使用されると、好ましくな
いバックスパッタリング現象が減じられる。さらに、矩
形カソードを使用することにより、インライン・モード
並びに／もしくは既知の標準のカソードとの組み合わせ
が可能となる。
【図１】本発明の実施例に係わる、マグネトロンカソー
ドとマイクロ波照射部とを有するプラズマチヤンバを示
す図であ。
ドとマイクロ波照射部とを有するプラズマチヤンバを示
す図であ。
【図２】プラズマチヤンバ内のマイクロ波の照射領域部
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図３】図２に示す部分を導波管を除去して示す斜視図
である。
である。
【図４】図１に示す装置でスパッタリング電流とカソー
ド電圧との関係を示す線図である。
ド電圧との関係を示す線図である。
２…ハウジング、５…基板、８…スパッタリング電極、
１０…電源、１６，１７…導波管、２０，２１…フラン
ジ、２６…永久磁石、２８，２９…石英の窓。
１０…電源、１６，１７…導波管、２０，２１…フラン
ジ、２６…永久磁石、２８，２９…石英の窓。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒャエル・シェーラー ドイツ連邦共和国、デー − 6458 ロー デンバッハ、イム・ヘーグホルツ １アー (72)発明者 ライナー・ゲーゲンバルト ドイツ連邦共和国、デー − 6074 レー ダーマルク、ブルッフビーゼンシュトラー セ 68エー
Claims (15)
- 【請求項１】 カソードスパッタリングとマイクロ波照
射とによりプラズマを発生させる装置であり、 ａ）不活性ガス並びに／もしくは反応ガスが供給される
真空チヤンバ（１）と、 ｂ）前記真空チヤンバ（１）内に設けられ、電流源に接
続される電極（９）に接続されたターゲット（８）と、 ｃ）前記ターゲット（８）から出て、再びターゲットに
入る磁界を発生する磁石システム（１３〜１５）と、 ｄ）導波管（２０，２１）並びにマイクロ波を通すガス
バリアー（２８，２９）を介して、ターゲット（８）の
前の領域中にマイクロ波を伝播し、かくしてマイクロ波
がターゲット（８）に実質的に平行に照射されるマイク
ロ波トランスミッターとを具備する装置において、 ｅ）前記電極（９）は矩形面を有する矩形電極であり、 ｆ）前記導波管は、前記ターゲットの面に平行に延びる
部分（１６，１７）と同様にターゲット面に垂直に延び
る部分（２０，２１）を有する２つの空洞導波管（１
６，１７）を具備し、 ｇ）ターゲット面に平行に延びた導波管の部分に続いて
カソードシールドボックス（３１，３２）が前記部分
（１６，１７）の径よりも大きい径を有する導波管とし
て設置されていることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 大気に連通した導波管の前記部分（２
０，２１）から、真空チヤンバ（１）に接続された導波
管（１６，１７）の部分を圧力に関して分離するガスバ
リフーとして機能する石英ガラスが設けられていること
を特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項３】 前記導波管（１６，１７）並びにカソー
ドシールドボックス（３１，３２）はカソード（９）の
全長に渡って延出していることを特徴とする請求項１の
装置。 - 【請求項４】 前記導波管（２０、２１，１６，１７）
はカソード（９）の一部のみを覆い、そしてカソードシ
ールドボックス（３１，３２）に続く導波管はカソード
（９）の全長に渡って延出していることを特徴とする請
求項１の装置。 - 【請求項５】 各カソードシールドボックス（３１，３
２）は、導波管（１６，１７）からターゲット（８）の
前方の空間中に延びるためのマイクロ波のための開口を
有することを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項６】 前記真空チヤンバ（１）の上側（１２）
に開口が設けられ、これを介して導波管（２０、２１，
１６，１７）が真空チヤンバ（１）に延び、また導波管
（１６，１７）がほぼ９０度屈曲されているとを特徴と
する請求項１の装置。 - 【請求項７】 前記基板（５）はターゲット（８）に対
向していることを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項８】 マイクロ波の周波数は、好ましくは２．
４５ＧＨｚであり、ターゲット（８）の表面での磁気誘
導Ｂは少なくとも８７５ガウスであることを特徴とする
請求項１の装置。 - 【請求項９】 マグネトロンは電極（９）の全長に渡っ
て延出した電極（９）の幅に渡って設けられた３つの磁
極（１３，１４，１５）を有し、このうち２つの磁極は
同一極性を有することを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項１０】 チヤンバの壁に平行な基板（１０）の
領域に、付加の磁界発生機構が設けられていることを特
徴とする請求項１の装置。 - 【請求項１１】 前記ターゲット（８）は、少なくとも
５％の酸素を含有し、錫もしくは酸化錫がドープされた
酸化インジュムで形成されていることを特徴とする請求
項１の装置。 - 【請求項１２】 前記マイクロ波トランスミッターは導
波管を介して前記部分（２０，２１）に接続されている
ことを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項１３】 ２つのマイクロ波トランスミッター
が、これらのうちの一方が第１の部分（２０）を有する
第１の導波管を介して、接続されており、他方が第２の
部分（２１）を介して接続されていることを特徴とする
請求項１の装置。 - 【請求項１４】 マイクロ波トランスミッターから前記
部分（２０，２１）に案内する各導波管に、損失の内状
態でマイクロ波を真空チヤンバのプラズマ内に供給する
調整装置が設けられていることを特徴とする請求項１２
もしくは１３の装置。 - 【請求項１５】 非常に長いカソードにおいて、複数の
同じような導波管とカソードシールドボックスとが、カ
ソード（９）の全長に渡って組合わせ装置として延長す
るように設けられていることを特徴とする請求項３の装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4210284A DE4210284A1 (de) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | Vorrichtung zum Erzeugen eines Plasmas mittels Kathodenzerstäubung und Mikrowelleneinstrahlung |
| DE4210284.7 | 1992-03-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645093A true JPH0645093A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=6455357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5068903A Pending JPH0645093A (ja) | 1992-03-28 | 1993-03-26 | プラズマ発生装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0563609B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0645093A (ja) |
| KR (1) | KR930020565A (ja) |
| CA (1) | CA2092599A1 (ja) |
| DE (2) | DE4210284A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH687111A5 (de) * | 1992-05-26 | 1996-09-13 | Balzers Hochvakuum | Verfahren zum Erzeugen einer Niederspannungsentladung, Vakuumbehandlungsanlage hierfuer sowie Anwendung des Verfahrens. |
| DE4336830A1 (de) * | 1993-10-28 | 1995-05-04 | Leybold Ag | Plasma-Zerstäubungsanlage mit Mikrowellenunterstützung |
| BE1009356A5 (fr) * | 1995-03-24 | 1997-02-04 | Cockerill Rech & Dev | Procede et dispositif pour revetir ou nettoyer un substrat. |
| JPH09180898A (ja) * | 1995-12-06 | 1997-07-11 | Applied Materials Inc | プラズマ発生器及び発生方法 |
| US6264804B1 (en) | 2000-04-12 | 2001-07-24 | Ske Technology Corp. | System and method for handling and masking a substrate in a sputter deposition system |
| DE102019132526A1 (de) | 2019-01-15 | 2020-07-16 | Fhr Anlagenbau Gmbh | Beschichtungsmaschine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0173164B1 (en) * | 1984-08-31 | 1988-11-09 | Hitachi, Ltd. | Microwave assisting sputtering |
| DE3920834A1 (de) * | 1989-06-24 | 1991-02-21 | Leybold Ag | Mikrowellen-kathodenzerstaeubungseinrichtung |
-
1992
- 1992-03-28 DE DE4210284A patent/DE4210284A1/de not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-03-04 EP EP93103449A patent/EP0563609B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-04 DE DE59303920T patent/DE59303920D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-17 KR KR1019930004113A patent/KR930020565A/ko active IP Right Grant
- 1993-03-26 JP JP5068903A patent/JPH0645093A/ja active Pending
- 1993-03-26 CA CA002092599A patent/CA2092599A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2092599A1 (en) | 1993-09-29 |
| KR930020565A (ko) | 1993-10-20 |
| DE4210284A1 (de) | 1993-09-30 |
| EP0563609A1 (de) | 1993-10-06 |
| EP0563609B1 (de) | 1996-09-25 |
| DE59303920D1 (de) | 1996-10-31 |
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