JPH07258842A - スパッタ装置及びスパッタ方法 - Google Patents
スパッタ装置及びスパッタ方法Info
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- JPH07258842A JPH07258842A JP4869794A JP4869794A JPH07258842A JP H07258842 A JPH07258842 A JP H07258842A JP 4869794 A JP4869794 A JP 4869794A JP 4869794 A JP4869794 A JP 4869794A JP H07258842 A JPH07258842 A JP H07258842A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スパッタ中に放電特性の経時変化を発生しな
いスパッタ装置及びスパッタ方法を提供する。 【構成】 本発明装置は、ターゲット4の裏面に配置さ
れ、その表面に密度可変に磁束を供給するマグネトロン
用磁石6と、前記ターゲット4の表面にプラズマを発生さ
せるプラズマ生成電源110とを有しており、検出装置7が
前記プラズマ生成電源110の出力するスパッタ電圧又は
スパッタ電流の一方を検出し、該検出された値を一定値
に保つように、フィードバック回路８が前記磁束密度制
御装置11を負帰還制御し、前記マグネトロン用磁石6の
供給する磁束密度を調節して、スパッタ電圧とスパッタ
電流の両方の大きさを一定値に保つ。これにより、安定
したスパッタ特性が得られる。
いスパッタ装置及びスパッタ方法を提供する。 【構成】 本発明装置は、ターゲット4の裏面に配置さ
れ、その表面に密度可変に磁束を供給するマグネトロン
用磁石6と、前記ターゲット4の表面にプラズマを発生さ
せるプラズマ生成電源110とを有しており、検出装置7が
前記プラズマ生成電源110の出力するスパッタ電圧又は
スパッタ電流の一方を検出し、該検出された値を一定値
に保つように、フィードバック回路８が前記磁束密度制
御装置11を負帰還制御し、前記マグネトロン用磁石6の
供給する磁束密度を調節して、スパッタ電圧とスパッタ
電流の両方の大きさを一定値に保つ。これにより、安定
したスパッタ特性が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマグネトロン用磁石を用
いたスパッタ装置、及びスパッタ方法に関し、特に、膜
質の制御性のよいスパッタ装置及びスパッタ方法に関す
る。
いたスパッタ装置、及びスパッタ方法に関し、特に、膜
質の制御性のよいスパッタ装置及びスパッタ方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、スパッタリング技術は、真空室
内に導入されたガスのイオンをターゲットに照射し、タ
ーゲット物質をその表面から飛び出させ、この飛び出し
た物質を基板上に付着させて薄膜を形成する技術であ
り、広汎な応用範囲を持ったドライプロセスとして現代
ハイテク産業に欠かせないものになっている。このよう
なスパッタリング技術には種々の方式による装置が開発
されているが、成膜速度等の観点から、一般産業分野で
はマグネトロン用磁石を用いたマグネトロンスパッタ装
置が用いられている。
内に導入されたガスのイオンをターゲットに照射し、タ
ーゲット物質をその表面から飛び出させ、この飛び出し
た物質を基板上に付着させて薄膜を形成する技術であ
り、広汎な応用範囲を持ったドライプロセスとして現代
ハイテク産業に欠かせないものになっている。このよう
なスパッタリング技術には種々の方式による装置が開発
されているが、成膜速度等の観点から、一般産業分野で
はマグネトロン用磁石を用いたマグネトロンスパッタ装
置が用いられている。
【０００３】このマグネトロンスパッタ装置を用いれ
ば、前記マグネトロン用磁石とプラズマ生成電源によっ
て、前記ターゲット近傍にプラズマを効率よく生成でき
るので、このプラズマで前記ターゲットをスパッタすれ
ば、スパッタガスのイオン化効率が高く、大きい速度で
成膜を行うことが可能である。
ば、前記マグネトロン用磁石とプラズマ生成電源によっ
て、前記ターゲット近傍にプラズマを効率よく生成でき
るので、このプラズマで前記ターゲットをスパッタすれ
ば、スパッタガスのイオン化効率が高く、大きい速度で
成膜を行うことが可能である。
【０００４】ところで、このようなマグネトロンスパッ
タ装置では、ターゲットの消耗につれて成膜特性が変化
することが知られており、従来技術では、安定的にプラ
ズマを発生させ、また成膜速度等の装置の成膜特性を一
定に保つために、電源に電力測定装置を設け、スパッタ
電圧とスパッタ電流を制御して、一定のスパッタ電力で
成膜をすることが行われていた。
タ装置では、ターゲットの消耗につれて成膜特性が変化
することが知られており、従来技術では、安定的にプラ
ズマを発生させ、また成膜速度等の装置の成膜特性を一
定に保つために、電源に電力測定装置を設け、スパッタ
電圧とスパッタ電流を制御して、一定のスパッタ電力で
成膜をすることが行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のマグネトロンスパッタ装置では、スパッタ電力を一
定に保って成膜を行う場合でも、ターゲットの消耗につ
れてスパッタ電圧の値とスパッタ電流の値は変動してい
た。具体的には、定電圧でスパッタを行おうとすると、
ターゲットの消耗につれてスパッタ電流が増加してしま
い、スパッタ電力を一定値に保てなくなる。この場合
は、スパッタ電圧を小さくすればスパッタ電力は一定値
に保たれるが、スパッタ電圧Ｖの大きさとスパッタ電流
Ｉの大きさ自体は変わるため、それらの積であるスパッ
タ電力は一定でも、成膜速度が変化したり、生成した膜
の膜厚分布が変化する等、装置の成膜特性が変わってし
まうという問題があった。
術のマグネトロンスパッタ装置では、スパッタ電力を一
定に保って成膜を行う場合でも、ターゲットの消耗につ
れてスパッタ電圧の値とスパッタ電流の値は変動してい
た。具体的には、定電圧でスパッタを行おうとすると、
ターゲットの消耗につれてスパッタ電流が増加してしま
い、スパッタ電力を一定値に保てなくなる。この場合
は、スパッタ電圧を小さくすればスパッタ電力は一定値
に保たれるが、スパッタ電圧Ｖの大きさとスパッタ電流
Ｉの大きさ自体は変わるため、それらの積であるスパッ
タ電力は一定でも、成膜速度が変化したり、生成した膜
の膜厚分布が変化する等、装置の成膜特性が変わってし
まうという問題があった。
【０００６】更に、一般的に行われるスパッタ圧力（１
０-1Ｐａ程度）の１０分の１程度の低圧力（１０-2Ｐａ
程度）でスパッタを行う、いわゆる低圧スパッタの場合
には、ターゲットが消耗するにつれて安定した放電を維
持できなくなってしまう、という問題があった。
０-1Ｐａ程度）の１０分の１程度の低圧力（１０-2Ｐａ
程度）でスパッタを行う、いわゆる低圧スパッタの場合
には、ターゲットが消耗するにつれて安定した放電を維
持できなくなってしまう、という問題があった。
【０００７】本発明は、上記不都合が、ターゲットが消
耗し、その表面形状が変化して起こる磁束密度分布の変
化に起因することを見い出して創作されたものであり、
その目的は、ターゲットが消耗しても、成膜速度、膜厚
分布、膜質、放電状態等の成膜特性が安定しているスパ
ッタ装置及びスパッタ方法を提供することにある。
耗し、その表面形状が変化して起こる磁束密度分布の変
化に起因することを見い出して創作されたものであり、
その目的は、ターゲットが消耗しても、成膜速度、膜厚
分布、膜質、放電状態等の成膜特性が安定しているスパ
ッタ装置及びスパッタ方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明装置は、ターゲットと、該ターゲ
ット裏面に配置され、該ターゲット表面に密度可変に磁
束を供給するマグネトロン用磁石と、前記ターゲット表
面にプラズマを発生させるプラズマ生成電源とを有する
スパッタ装置において、前記マグネトロン用磁石の供給
する磁束密度を制御する磁束密度制御装置と、前記プラ
ズマ生成電源の出力するスパッタ電圧又はスパッタ電流
の一方の値を検出する検出装置と、前記検出した値が所
定値になるように前記磁束密度制御装置を動作させるフ
ィードバック回路を設けたことを特徴とし、請求項２記
載の発明装置は、請求項１記載の発明装置であって、前
記ターゲットと前記マグネトロン用磁石とは調節可能な
間隔を設けて配置され、前記マグネトロン用磁石の供給
する磁束密度の制御を、前記間隔の大きさを調節して行
うことを特徴とし、請求項３記載の発明方法は、ターゲ
ットと、該ターゲット裏面に配置され、該ターゲット表
面に密度可変に磁束を供給するマグネトロン用磁石と、
前記ターゲット表面にプラズマを発生させるプラズマ生
成電源とを有するスパッタ装置を使用するスパッタ方法
において、前記プラズマ生成電源の出力する電圧と電流
とが所定の値になるように前記磁束の密度の制御を行う
ことを特徴とし、請求項４記載の発明方法は、請求項３
記載の発明方法であって、前記ターゲットと前記マグネ
トロン用磁石とは調節可能な間隔を設けて配置され、前
記磁束の密度の制御を、前記間隔を調節して行うことを
特徴とする。
に請求項１記載の発明装置は、ターゲットと、該ターゲ
ット裏面に配置され、該ターゲット表面に密度可変に磁
束を供給するマグネトロン用磁石と、前記ターゲット表
面にプラズマを発生させるプラズマ生成電源とを有する
スパッタ装置において、前記マグネトロン用磁石の供給
する磁束密度を制御する磁束密度制御装置と、前記プラ
ズマ生成電源の出力するスパッタ電圧又はスパッタ電流
の一方の値を検出する検出装置と、前記検出した値が所
定値になるように前記磁束密度制御装置を動作させるフ
ィードバック回路を設けたことを特徴とし、請求項２記
載の発明装置は、請求項１記載の発明装置であって、前
記ターゲットと前記マグネトロン用磁石とは調節可能な
間隔を設けて配置され、前記マグネトロン用磁石の供給
する磁束密度の制御を、前記間隔の大きさを調節して行
うことを特徴とし、請求項３記載の発明方法は、ターゲ
ットと、該ターゲット裏面に配置され、該ターゲット表
面に密度可変に磁束を供給するマグネトロン用磁石と、
前記ターゲット表面にプラズマを発生させるプラズマ生
成電源とを有するスパッタ装置を使用するスパッタ方法
において、前記プラズマ生成電源の出力する電圧と電流
とが所定の値になるように前記磁束の密度の制御を行う
ことを特徴とし、請求項４記載の発明方法は、請求項３
記載の発明方法であって、前記ターゲットと前記マグネ
トロン用磁石とは調節可能な間隔を設けて配置され、前
記磁束の密度の制御を、前記間隔を調節して行うことを
特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の動作原理を説明する。スパッタ電力を
Ｐとすると、スパッタ電圧Ｖ、スパッタ電流Ｉの間に
は、次式、 Ｐ ＝ Ｖ・Ｉ …… (１) が成立し、また、プラズマを含む電流経路中のインピー
ダンスをＺとすると、スパッタ電圧Ｖとスパッタ電流Ｉ
との間にはオームの法則により、 Ｖ ＝ Ｉ・Ｚ …… (２) なる関係がある。従って、スパッタ電力Ｐを一定値に保
つ場合において、スパッタ電圧Ｖとスパッタ電流Ｉと
を、共に一定値に保つためには、前記インピーダンスＺ
の値は一定でなければならない。
Ｐとすると、スパッタ電圧Ｖ、スパッタ電流Ｉの間に
は、次式、 Ｐ ＝ Ｖ・Ｉ …… (１) が成立し、また、プラズマを含む電流経路中のインピー
ダンスをＺとすると、スパッタ電圧Ｖとスパッタ電流Ｉ
との間にはオームの法則により、 Ｖ ＝ Ｉ・Ｚ …… (２) なる関係がある。従って、スパッタ電力Ｐを一定値に保
つ場合において、スパッタ電圧Ｖとスパッタ電流Ｉと
を、共に一定値に保つためには、前記インピーダンスＺ
の値は一定でなければならない。
【００１０】しかしながら、ターゲット表面の状態が変
化すると、ターゲット表面の磁束密度が変化するため、
前記電流経路中のインピーダンスＺの値が変わってしま
うことがわかった。
化すると、ターゲット表面の磁束密度が変化するため、
前記電流経路中のインピーダンスＺの値が変わってしま
うことがわかった。
【００１１】本発明はかかる知見に基づいており、スパ
ッタを一定電力で行う場合において、スパッタ電圧Ｖと
スパッタ電流Ｉの何れか一方の値を一定値に保ってお
き、他方の値を検出し、その検出した値が所定の値にな
るようにフィードバック回路が磁束密度制御装置に負帰
還をかけるように構成した。これにより、前記磁束密度
制御装置によって、前記電流経路中のインピーダンスＺ
の値が一定値になるように磁束密度Ｂが制御されるの
で、スパッタ電圧Ｖとスパッタ電流Ｉの両方を一定値に
保つことができる。
ッタを一定電力で行う場合において、スパッタ電圧Ｖと
スパッタ電流Ｉの何れか一方の値を一定値に保ってお
き、他方の値を検出し、その検出した値が所定の値にな
るようにフィードバック回路が磁束密度制御装置に負帰
還をかけるように構成した。これにより、前記磁束密度
制御装置によって、前記電流経路中のインピーダンスＺ
の値が一定値になるように磁束密度Ｂが制御されるの
で、スパッタ電圧Ｖとスパッタ電流Ｉの両方を一定値に
保つことができる。
【００１２】なお、スパッタ電力Ｐを一定にスパッタを
行った場合のターゲットの消耗量Ｓ(単位 mm)と磁束密
度Ｂ(単位 Ｔ)との関係を図２に示す。ターゲットの消
耗につれて磁束密度が大きくなることが分かる。
行った場合のターゲットの消耗量Ｓ(単位 mm)と磁束密
度Ｂ(単位 Ｔ)との関係を図２に示す。ターゲットの消
耗につれて磁束密度が大きくなることが分かる。
【００１３】また、スパッタ電力Ｐを一定に保ち、ＤＣ
スパッタを行った場合の、磁束密度Ｂ(単位 Ｔ)とスパ
ッタ電流Ｉ(単位 Ａ)との間の関係を図３に示す。磁束
密度Ｂが大きくなるとスパッタ電流Ｉも大きくなること
がわかる。
スパッタを行った場合の、磁束密度Ｂ(単位 Ｔ)とスパ
ッタ電流Ｉ(単位 Ａ)との間の関係を図３に示す。磁束
密度Ｂが大きくなるとスパッタ電流Ｉも大きくなること
がわかる。
【００１４】なお、前記ターゲットとマグネトロン用磁
石とを調節可能な間隔をもって配置しておき、前記磁束
密度制御装置で該間隔を調節すれば、ターゲット表面の
磁束密度Ｂを変化させることができるので、前記インピ
ーダンスＺの値を制御することができる。
石とを調節可能な間隔をもって配置しておき、前記磁束
密度制御装置で該間隔を調節すれば、ターゲット表面の
磁束密度Ｂを変化させることができるので、前記インピ
ーダンスＺの値を制御することができる。
【００１５】
【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
１を参照し、１００はマグネトロンスパッタ装置であ
り、真空容器１０１を備えている。該真空容器１０１に
は、図示しない真空ポンプの作動によって該真空容器１
０１内の気体を排気して真空状態にし得るように排気管
１０２が接続されされている。該真空容器１０１には貫
通孔が開けられており、該貫通孔には、絶縁物１０９を
介してカソード１０５が気密に保持されると共に、一方
の面を前記真空容器１０１の内側に向け、他方の面を前
記真空容器１０１の外側に向けられている。
１を参照し、１００はマグネトロンスパッタ装置であ
り、真空容器１０１を備えている。該真空容器１０１に
は、図示しない真空ポンプの作動によって該真空容器１
０１内の気体を排気して真空状態にし得るように排気管
１０２が接続されされている。該真空容器１０１には貫
通孔が開けられており、該貫通孔には、絶縁物１０９を
介してカソード１０５が気密に保持されると共に、一方
の面を前記真空容器１０１の内側に向け、他方の面を前
記真空容器１０１の外側に向けられている。
【００１６】前記カソード１０５の、前記真空容器１０
１の内側面にはターゲット４が取付けられ、該ターゲッ
ト４と対向する位置には基板ステージ１０４が設けられ
ており、その上には成膜対象である基板１０８が配置さ
れている。
１の内側面にはターゲット４が取付けられ、該ターゲッ
ト４と対向する位置には基板ステージ１０４が設けられ
ており、その上には成膜対象である基板１０８が配置さ
れている。
【００１７】前記図示しない真空ポンプにより前記真空
容器１０１内の気体が排気され、所定の真空度に達っす
ると、前記真空容器１０１に接続されたガス導入管１０
３からアルゴンガス(Ａｒ)が、例えば０．０２パスカル
(Ｐa)に達するまで容器内に導入され、次いで前記カソ
ード１０５と前記真空容器１０１との間に検出装置７を
介して接続されたプラズマ生成電源１１０が作動して、
グロー放電を発生させ、スパッタを開始する。
容器１０１内の気体が排気され、所定の真空度に達っす
ると、前記真空容器１０１に接続されたガス導入管１０
３からアルゴンガス(Ａｒ)が、例えば０．０２パスカル
(Ｐa)に達するまで容器内に導入され、次いで前記カソ
ード１０５と前記真空容器１０１との間に検出装置７を
介して接続されたプラズマ生成電源１１０が作動して、
グロー放電を発生させ、スパッタを開始する。
【００１８】なお、前記プラズマ生成電源１１０はＤＣ
電源の他、ＲＦ電源、あるいはＤＣとＲＦを重畳して出
力する電源でもよい。
電源の他、ＲＦ電源、あるいはＤＣとＲＦを重畳して出
力する電源でもよい。
【００１９】前記カソード１０５の裏面にはマグネトロ
ン用磁石６が設けられているので、前記ターゲット４の
表面に磁界が生じており、前記グロー放電により前記カ
ソード１０５から放出された電子はこの磁界の影響でタ
ーゲット４の表面近傍に閉じこめられる。従って、電子
とガス分子の衝突する回数が増すので、導入されたガス
のイオン化効率が高まって、これにより高密度のプラズ
マが生成される。
ン用磁石６が設けられているので、前記ターゲット４の
表面に磁界が生じており、前記グロー放電により前記カ
ソード１０５から放出された電子はこの磁界の影響でタ
ーゲット４の表面近傍に閉じこめられる。従って、電子
とガス分子の衝突する回数が増すので、導入されたガス
のイオン化効率が高まって、これにより高密度のプラズ
マが生成される。
【００２０】このグロー放電の発生初期には、前記マグ
ネトロン用磁石６は、前記ターゲット４の表面に磁束密
度が０．０３テスラ(Ｔ)の大きさの磁場が生じるように
設定しておき、前記プラズマ生成電源１１０は５ｋＷの
出力に設定しておいた。
ネトロン用磁石６は、前記ターゲット４の表面に磁束密
度が０．０３テスラ(Ｔ)の大きさの磁場が生じるように
設定しておき、前記プラズマ生成電源１１０は５ｋＷの
出力に設定しておいた。
【００２１】前記グロー放電により生じたプラズマ内で
は導入されたガスの原子は正イオンとなっており、負の
電圧が印加される前記ターゲット４に吸引されて、ター
ゲット材料と衝突する。該衝突により飛び出したターゲ
ット材の粒子は、対向する位置に配置された前記基板８
に入射してそこに付着すると薄膜が形成される。なお、
この成膜の際、前記真空容器１０１内に前記アルゴンガ
スと共にＮ2、Ｏ2等の添加ガスを導入すれば、反応性ス
パッタを行うことができるし、また、単独でＮ2、Ｏ2等
のガスを導入してもよい。
は導入されたガスの原子は正イオンとなっており、負の
電圧が印加される前記ターゲット４に吸引されて、ター
ゲット材料と衝突する。該衝突により飛び出したターゲ
ット材の粒子は、対向する位置に配置された前記基板８
に入射してそこに付着すると薄膜が形成される。なお、
この成膜の際、前記真空容器１０１内に前記アルゴンガ
スと共にＮ2、Ｏ2等の添加ガスを導入すれば、反応性ス
パッタを行うことができるし、また、単独でＮ2、Ｏ2等
のガスを導入してもよい。
【００２２】前記ターゲット４の前記真空容器１０１の
外側の面には、該ターゲット表面の磁束密度を調節する
磁場調節装置１１が設けられており、前記検出装置７と
前記プラズマ生成電源１１０は、フィードバック回路８
を介して、前記磁場調節装置１１に接続されている。
外側の面には、該ターゲット表面の磁束密度を調節する
磁場調節装置１１が設けられており、前記検出装置７と
前記プラズマ生成電源１１０は、フィードバック回路８
を介して、前記磁場調節装置１１に接続されている。
【００２３】前記プラズマ生成電源１１０はスパッタ電
圧Ｖを定電圧で出力するように設定されており、前記検
出装置７はスパッタ電流Ｉの値を検出して前記フィード
バック回路８に出力する。
圧Ｖを定電圧で出力するように設定されており、前記検
出装置７はスパッタ電流Ｉの値を検出して前記フィード
バック回路８に出力する。
【００２４】一方、前記磁場調節装置１１は、前記マグ
ネトロン用磁石６を前記ターゲット４に近接離反せしめ
る電動シリンダを有しており、この電動シリンダの作動
により、前記マグネトロン用磁石６と前記ターゲット４
との間の間隔を増減させて、前記ターゲット４表面の磁
束密度を調節するよう構成されており、該磁場調節装置
１１は、前記フィードバック回路８の負帰還制御によっ
て、前記スパッタ電流Ｉが大きかった場合は前記間隔を
広げて前記磁束密度を減少せしめ、前記スパッタ電流Ｉ
の値を小さくするように動作し、前記スパッタ電流Ｉが
小さかった場合は前記間隔を狭めて前記磁束密度を増大
せしめ、前記スパッタ電流Ｉの値を大きくするように動
作する。このような負帰還制御を行えば、スパッタ電流
Ｉを所定の値に保つことができるので、スパッタ電力Ｐ
の大きさを一定にする場合において、スパッタ電圧Ｖと
スパッタ電流Ｉの両方を一定にすることができる。
ネトロン用磁石６を前記ターゲット４に近接離反せしめ
る電動シリンダを有しており、この電動シリンダの作動
により、前記マグネトロン用磁石６と前記ターゲット４
との間の間隔を増減させて、前記ターゲット４表面の磁
束密度を調節するよう構成されており、該磁場調節装置
１１は、前記フィードバック回路８の負帰還制御によっ
て、前記スパッタ電流Ｉが大きかった場合は前記間隔を
広げて前記磁束密度を減少せしめ、前記スパッタ電流Ｉ
の値を小さくするように動作し、前記スパッタ電流Ｉが
小さかった場合は前記間隔を狭めて前記磁束密度を増大
せしめ、前記スパッタ電流Ｉの値を大きくするように動
作する。このような負帰還制御を行えば、スパッタ電流
Ｉを所定の値に保つことができるので、スパッタ電力Ｐ
の大きさを一定にする場合において、スパッタ電圧Ｖと
スパッタ電流Ｉの両方を一定にすることができる。
【００２５】このように定電圧下において前記磁場調節
装置１１が前記間隔を調節する場合、前記ターゲット４
の消耗につれてスパッタ電流Ｉは増加する傾向にあるの
で、前記磁場調節装置１１は、前記マグネトロン用磁石
６と前記ターゲット４との間の間隔を広げる方向に動作
する。
装置１１が前記間隔を調節する場合、前記ターゲット４
の消耗につれてスパッタ電流Ｉは増加する傾向にあるの
で、前記磁場調節装置１１は、前記マグネトロン用磁石
６と前記ターゲット４との間の間隔を広げる方向に動作
する。
【００２６】なお、前記磁場調節装置１１は、電動シリ
ンダに替えてモーターを有していてもよいし、前記フィ
ードバック回路８にスパッタ電圧Ｖまたはスパッタ電流
Ｉを表示する表示装置を設けておき、手動にて前記ター
ゲット４と前記マグネトロン用磁石６とを接近離反さ
せ、その間の間隔を調節するものでもよい。
ンダに替えてモーターを有していてもよいし、前記フィ
ードバック回路８にスパッタ電圧Ｖまたはスパッタ電流
Ｉを表示する表示装置を設けておき、手動にて前記ター
ゲット４と前記マグネトロン用磁石６とを接近離反さ
せ、その間の間隔を調節するものでもよい。
【００２７】また、前記プラズマ生成電源１１０の出力
するスパッタ電流Ｉを一定値にしておいて、前記スパッ
タ電圧Ｖを検出して前記ターゲット表面の磁束密度を調
節するようにしてもよいし、必ずしもスパッタ電圧Ｖま
たはスパッタ電流Ｉを一定値に設定せず、磁束密度を調
節して、両方を所望の値に設定することも可能である。
するスパッタ電流Ｉを一定値にしておいて、前記スパッ
タ電圧Ｖを検出して前記ターゲット表面の磁束密度を調
節するようにしてもよいし、必ずしもスパッタ電圧Ｖま
たはスパッタ電流Ｉを一定値に設定せず、磁束密度を調
節して、両方を所望の値に設定することも可能である。
【００２８】更に、前記マグネトロン用磁石６と前記タ
ーゲット４とを調節可能な間隔を設けて配置することに
替え、マグネトロン用磁石に励磁力可変の電磁石を使用
し、該電磁石に通電する電流値を制御して前記ターゲッ
ト４表面の磁束密度を制御してもよいし、マグネトロン
用磁石に磁性流体を用い、その量を制御することで前記
ターゲット４表面の磁束密度を制御するようにしてもよ
い。更にまた、前記マグネトロン用磁石６と前記ターゲ
ット４の間の間隔に、磁性流体を介在させて、その磁性
流体の量を調節して磁束密度を制御してもよいし、マグ
ネトロン用磁石の一部を磁性体または磁性流体で短絡、
開放させることで磁束密度を調節するようにしてもよ
い。
ーゲット４とを調節可能な間隔を設けて配置することに
替え、マグネトロン用磁石に励磁力可変の電磁石を使用
し、該電磁石に通電する電流値を制御して前記ターゲッ
ト４表面の磁束密度を制御してもよいし、マグネトロン
用磁石に磁性流体を用い、その量を制御することで前記
ターゲット４表面の磁束密度を制御するようにしてもよ
い。更にまた、前記マグネトロン用磁石６と前記ターゲ
ット４の間の間隔に、磁性流体を介在させて、その磁性
流体の量を調節して磁束密度を制御してもよいし、マグ
ネトロン用磁石の一部を磁性体または磁性流体で短絡、
開放させることで磁束密度を調節するようにしてもよ
い。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明では、マグネトロン
スパッタ装置で薄膜を成膜する際、スパッタ電圧とスパ
ッタ電流の両方を所望の値に設定できるので、ターゲッ
トが消耗しても両方を一定値に維持することができ、ス
パッタ特性が変化しないスパッタ装置を提供することが
できる。
スパッタ装置で薄膜を成膜する際、スパッタ電圧とスパ
ッタ電流の両方を所望の値に設定できるので、ターゲッ
トが消耗しても両方を一定値に維持することができ、ス
パッタ特性が変化しないスパッタ装置を提供することが
できる。
【００３０】また、スパッタ電圧とスパッタ電流を一定
にしておいて成膜を行えば、各基板上に成膜された膜の
特性は安定しており、低圧スパッタの場合でも放電を安
定的に維持することができる。
にしておいて成膜を行えば、各基板上に成膜された膜の
特性は安定しており、低圧スパッタの場合でも放電を安
定的に維持することができる。
【図１】 本発明装置の一実施例の截断側面図
【図２】 ターゲットの消耗量とターゲット表面の磁束
密度との関係を示すグラフ
密度との関係を示すグラフ
【図３】 ターゲット表面の磁束密度とＤＣスパッタ電
流の関係を示すグラフ
流の関係を示すグラフ
４……ターゲット ６……マグネトロン用磁石 ７……
検出装置 ８……フィードバック回路 １１……磁束密度制御装
置 １０１……真空容器 １０２……排気管 １０
３……ガス導入管 １０４……基板ステージ １０５……カソード １０
８……基板 １０９……絶縁物 １１０……プラズマ生成電源
検出装置 ８……フィードバック回路 １１……磁束密度制御装
置 １０１……真空容器 １０２……排気管 １０
３……ガス導入管 １０４……基板ステージ １０５……カソード １０
８……基板 １０９……絶縁物 １１０……プラズマ生成電源
Claims (4)
- 【請求項１】ターゲットと、 該ターゲット裏面に配置され、該ターゲット表面に密度
可変に磁束を供給するマグネトロン用磁石と、 前記ターゲット表面にプラズマを発生させるプラズマ生
成電源とを有するスパッタ装置において、 前記マグネトロン用磁石の供給する磁束密度を制御する
磁束密度制御装置と、 前記プラズマ生成電源の出力するスパッタ電圧又はスパ
ッタ電流の一方の値を検出する検出装置と、 前記検出した値が所定値になるように前記磁束密度制御
装置を動作させるフィードバック回路を設けたことを特
徴とするスパッタ装置。 - 【請求項２】前記ターゲットと前記マグネトロン用磁石
とは調節可能な間隔を設けて配置され、 前記マグネトロン用磁石の供給する磁束密度の制御を、
前記間隔の大きさを調節して行うことを特徴とする請求
項１記載のスパッタ装置。 - 【請求項３】ターゲットと、 該ターゲット裏面に配置され、該ターゲット表面に密度
可変に磁束を供給するマグネトロン用磁石と、 前記ターゲット表面にプラズマを発生させるプラズマ生
成電源とを有するスパッタ装置を使用するスパッタ方法
において、 前記プラズマ生成電源の出力する電圧と電流とが所定の
値になるように前記磁束の密度の制御を行うことを特徴
とするスパッタ方法。 - 【請求項４】前記ターゲットと前記マグネトロン用磁石
とは調節可能な間隔を設けて配置され、 前記磁束の密度の制御を、前記間隔を調節して行うこと
を特徴とする請求項３記載のスパッタ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4869794A JPH07258842A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | スパッタ装置及びスパッタ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4869794A JPH07258842A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | スパッタ装置及びスパッタ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07258842A true JPH07258842A (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=12810508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4869794A Pending JPH07258842A (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | スパッタ装置及びスパッタ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07258842A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007099780A1 (ja) * | 2006-03-02 | 2007-09-07 | Shinmaywa Industries, Ltd. | スパッタリング装置およびその成膜方法 |
| JP2008505447A (ja) * | 2004-07-02 | 2008-02-21 | アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド | ダイナミックインピーダンスのリアルタイム推定を用いたｄｃ電力供給装置 |
| CN100460557C (zh) * | 2005-09-28 | 2009-02-11 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 操作物理气相沉积工艺的方法与系统 |
| US20100006424A1 (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | Samsung Mobile Display Co. Ltd. | Magnetron unit moving apparatus for preventing magnetization and magnetron sputtering equipment having the same |
| JP2013104073A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Ulvac Japan Ltd | マグネトロンスパッタリング装置及びマグネトロンスパッタリング方法 |
| JP2016141818A (ja) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | 日産自動車株式会社 | 炭素膜の製造方法 |
| JP2016216764A (ja) * | 2015-05-15 | 2016-12-22 | 株式会社アルバック | マグネトロンスパッタリング装置用のカソードユニット及びこのカソードユニットを用いたスパッタリング方法 |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP4869794A patent/JPH07258842A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008505447A (ja) * | 2004-07-02 | 2008-02-21 | アドバンスト・エナジー・インダストリーズ・インコーポレイテッド | ダイナミックインピーダンスのリアルタイム推定を用いたｄｃ電力供給装置 |
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| US8882976B2 (en) * | 2008-07-09 | 2014-11-11 | Samsung Display Co., Ltd. | Magnetron unit moving apparatus for preventing magnetization and magnetron sputtering equipment having the same |
| JP2013104073A (ja) * | 2011-11-11 | 2013-05-30 | Ulvac Japan Ltd | マグネトロンスパッタリング装置及びマグネトロンスパッタリング方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040406 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |