JPH0778275B2 - Sputtering device - Google Patents
Sputtering deviceInfo
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- JPH0778275B2 JPH0778275B2 JP61288467A JP28846786A JPH0778275B2 JP H0778275 B2 JPH0778275 B2 JP H0778275B2 JP 61288467 A JP61288467 A JP 61288467A JP 28846786 A JP28846786 A JP 28846786A JP H0778275 B2 JPH0778275 B2 JP H0778275B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〈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、さらに詳細にい
えば、対向するターゲット面の相互間に磁界を印加し、
低圧にてスパッリングを行う対向ターゲット式スパッタ
リング装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial field of application> The present invention relates to a sputtering apparatus, and more specifically, it applies a magnetic field between opposing target surfaces,
The present invention relates to a facing target type sputtering apparatus that performs sparing at low pressure.
〈従来の技術〉 従来の対向ターゲット式スパッタリング装置において
は、第６図に示すように、陰極としてのターゲット（60
a），（60b）の側面を覆うように、シールドリング（62
a），（62b）を配設しているものがる（特開昭60−4636
9号公報、特開昭57−100627号公報参照）。<Prior Art> In a conventional facing target type sputtering apparatus, as shown in FIG.
Shield ring (62) so that it covers the sides of (a) and (60b).
Some have a) and (62b) (Japanese Patent Laid-Open No. 60-4636).
No. 9, JP-A-57-100627).
シールドリング（62a），（62b）は、ターゲット（60
a），（60b）とわずかな間隔を隔てられているととも
に、陽極と同電位に保たれており、このシールドリング
（62a），（62b）によって、ターゲット（60a），（60
b）の側面やターゲット取り付け治具（図示せず）をス
パッタ時のプラズマ粒子から保護することができる。そ
して、ターゲット表面以外の部分から異常放電が発生す
ることを防止することができる。The shield rings (62a) and (62b) are connected to the target (60
a) and (60b), and are kept at the same electric potential as the anode. The shield rings (62a) and (62b) enable the targets (60a) and (60b).
The side surface of b) and the target attachment jig (not shown) can be protected from plasma particles during sputtering. Then, it is possible to prevent abnormal discharge from occurring from a portion other than the target surface.
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、対向ターゲット式スパッタリング装置において
は、ターゲット形状や磁界の強度を適当に選択しても、
ターゲット面相互間に形成される空間において、均一な
磁界分布を実現することは難しく、ターゲットから放出
される二次電子を利用してガスのイオン化を促進するこ
とによって生成されたプラズマの密度は、中央部になる
ほど高くなるのが通例である。電子は、第７図（ａ）に
示すように、磁界と平行方向の運動に関しては、ほとん
ど力を受けないが、ターゲットの中心部と外周部とのプ
ラズマ密度の違い等により、磁界と垂直な方向の電界成
分が発生するために、第７図（ｂ）に示すように、電界
と磁界の直交場の中でサイクロトロン運動をする。上記
磁界と直交する電界成分の方向は、ターゲットと垂直な
方向の磁界成分の等強度分布線（この場合、磁位分布線
とほぼ等しい。）と垂直となり、サイクロトロン運動の
旋回中心の軌道は、上記等強度分布線に沿ったものとな
る（詳細にシュミレーションすることもできる。）。し
たがって、ターゲット面の外周側所定域では、反対のタ
ーゲットから飛来するものを考慮しても、中央部と比較
して、ターゲット面が削られる速度が遅くなってしま
い、真空槽壁等からの放出ガスと反応して、ターゲット
材質と異なった物質が形成されることがある。特に、タ
ーゲットがIIIa,IIIb,IVa,Va,VIa,VIIa族の金属材質で
ある場合、上記の傾向は顕著となる。また、反応性ガス
を導入して基板に化合物を堆積させる場合には、上記外
周側所定域に化合物が堆積したり、ターゲット材質が雰
囲気ガスと反応して化合物が形成されたりする。この現
象は、ターゲットに直流電圧を印加する場合だけでな
く、高周波電圧を印加する場合にも生じるものであり、
この場合においても上記と同様の現象が起こる。<Problems to be Solved by the Invention> However, in the facing target type sputtering apparatus, even if the target shape and the strength of the magnetic field are appropriately selected,
It is difficult to realize a uniform magnetic field distribution in the space formed between the target surfaces, and the density of the plasma generated by promoting the ionization of the gas by utilizing the secondary electrons emitted from the target is It is usually higher toward the center. As shown in FIG. 7 (a), the electrons are hardly subjected to the movement in the direction parallel to the magnetic field, but the electrons are perpendicular to the magnetic field due to the difference in plasma density between the center part and the outer peripheral part of the target. Due to the generation of the electric field component in the direction, as shown in FIG. 7B, the cyclotron motion is performed in the orthogonal field of the electric field and the magnetic field. The direction of the electric field component orthogonal to the magnetic field is perpendicular to the equal intensity distribution line of the magnetic field component in the direction perpendicular to the target (in this case, it is almost equal to the magnetic field distribution line), and the orbit of the center of rotation of the cyclotron motion is It is along the above-mentioned isointensity distribution line (a detailed simulation is also possible). Therefore, in the predetermined area on the outer peripheral side of the target surface, even when considering what comes from the opposite target, the speed at which the target surface is scraped will be slower than that in the central portion, and discharge from the vacuum chamber wall etc. A substance different from the target material may be formed by reacting with the gas. In particular, when the target is a metal material of group IIIa, IIIb, IVa, Va, VIa, VIIa, the above tendency becomes remarkable. Further, when the reactive gas is introduced to deposit the compound on the substrate, the compound is deposited on the predetermined area on the outer peripheral side, or the target material reacts with the atmospheric gas to form the compound. This phenomenon occurs not only when applying a DC voltage to the target, but also when applying a high frequency voltage.
In this case, the same phenomenon as described above occurs.
いったん、ターゲット面にターゲット材質以外の物質が
形成されると、その物質表面に電荷が蓄積されたり、局
部的に加熱され熱電子が多量に放出されたり、その物質
の誘電率によっては電界の集中が起ったりする。そし
て、その物質がスパッタされることによって、その物質
が核となって、グロー放電からアーク放電へ移行する。
アーク放電になると、大電流が流れるため、そのエネル
ギーが他の部分にアーク放電を誘発する。このようにし
てアーク放電が広い範囲にわたって継続ないし断続する
ことになる。したがって、正常なスパッタリングを行な
うことが困難になり、形成した膜の至る所に欠陥が生じ
てしまい、良質な膜を得られないという問題があった。Once a substance other than the target material is formed on the target surface, electric charges are accumulated on the surface of the substance, a large amount of thermoelectrons are emitted due to local heating, and the electric field is concentrated depending on the dielectric constant of the substance. May happen. Then, when the substance is sputtered, the substance serves as a nucleus to shift from glow discharge to arc discharge.
When it becomes an arc discharge, a large current flows, and its energy induces an arc discharge in other parts. In this way, arc discharge is continued or interrupted over a wide range. Therefore, it becomes difficult to carry out normal sputtering, defects occur everywhere in the formed film, and there is a problem that a high-quality film cannot be obtained.
〈発明の目的〉 この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
一対のターゲット面相互間に形成される空間にアーク放
電が発生することを抑制し、良質な膜を得ることのでき
るスパッタリング装置を提供することを目的としてい
る。<Object of Invention> The present invention has been made in view of the above problems,
It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus capable of suppressing generation of arc discharge in a space formed between a pair of target surfaces and obtaining a high quality film.
〈問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するためのこの発明のスパッタリング
装置は、ターゲット面が角形に形成されており、ターゲ
ット面の中心部の円状領域又は長円状領域を除いた外周
側所定域を、アーク放電を抑制すべく、陽極と同電位の
シールドカバーで覆ってなるものである。<Means for Solving Problems> The sputtering apparatus of the present invention for achieving the above object has a target surface formed in a rectangular shape, and has a circular area or an oval area at the center of the target surface. A predetermined area on the outer peripheral side that has been removed is covered with a shield cover having the same potential as the anode in order to suppress arc discharge.
〈作用〉 以上の構成のスパッタリング装置であれば、ターゲット
面の中心部の円状領域又は長円状領域を除いた、スパッ
タされる速度の遅い外周側所定域を、陽極と同電位のカ
バーで覆うので、当該領域から、ターゲット材質と異な
った、アーク放電の核となる物質がスパッタされること
を抑制することができる。とくに反応性ガスを導入する
場合は、上記所定域にターゲット材質と異なる化合物が
堆積することも防止することができる。<Operation> With the sputtering apparatus configured as described above, a predetermined outer peripheral side area with a slow sputtering speed is covered by a cover having the same potential as the anode, excluding the circular area or the oval area in the center of the target surface. Since it is covered, it is possible to suppress the sputtering of a substance that is different from the target material and is a core of arc discharge from the region. Particularly when a reactive gas is introduced, it is possible to prevent a compound different from the target material from depositing in the above-mentioned predetermined region.
〈実施例〉 以下、実施例を示す添付図面によって詳細に説明する。<Examples> Hereinafter, detailed description will be given with reference to the accompanying drawings illustrating examples.
第１図はこの発明のスパッタリング装置を示す概略断面
図である。スパッタリング装置（１）は、真空槽（２）
を有しており、真空槽（２）内を排気する排気系
（３）、真空槽（２）内に所定のガスを導入して、槽内
を約１×10-4〜２×10-2Torrに保つガス導入系（４）を
備えている。FIG. 1 is a schematic sectional view showing the sputtering apparatus of the present invention. The sputtering device (1) is a vacuum chamber (2).
The exhaust system (3) for evacuating the inside of the vacuum chamber (2) and a predetermined gas are introduced into the vacuum chamber (2) so that the inside of the chamber is about 1 × 10 −4 to 2 × 10 −. It is equipped with a gas introduction system (4) that maintains 2 Torr.
一方、真空槽（２）の壁面には、絶縁部材（8a），（8
b）を介してターゲットホルダー（5a），（5b）がその
先端部を向かい合わせるようにして固定されている。タ
ーゲットホルダー（5a），（5b）の先端部には、角型の
ターゲット（6a），（6b）が、互いに平行に対向するよ
うに設けられている。ターゲット（6a），（6b）の裏側
には、永久磁石（9a），（9b）が、ターゲット（6a），
（6b）を挾んでＮ極とＳ極とが対向するように設けられ
てあり、この永久磁石（9a），（9b）によって、ターゲ
ット面（61a），（61b）に垂直に磁界を印加することが
できる。シールドカバー（7a），（7b）は、ターゲット
ホルダー（5a），（5b）の側面を覆うとともに、ターゲ
ット面（61a），（61b）の中心部の円状領域又は長円状
領域を除いた、周縁部側の域を通常0.1〜10mmの間隔を
隔てて覆っている。上記周縁部側の域とは、ターゲット
面（61a），（61b）をシールドカバー（7a），（7b）で
覆わずにスパッタしたと仮定した場合において、ターゲ
ット面（61a），（61b）が金属光沢を失う部分である。
金属光沢を失うのは、スパッタ中に他物質が形成される
速度のほうが、ターゲット面が削られる速度よりも速い
ためである。金属光沢を失っているかどうかは、目で見
て容易に判別できるので、上記シールドカバー（7a），
（7b）で覆うべき領域は、実験的に容易に知得すること
ができる。On the other hand, on the wall surface of the vacuum chamber (2), insulating members (8a), (8
Target holders (5a) and (5b) are fixed via b) with their tips facing each other. Rectangular targets (6a) and (6b) are provided at the tips of the target holders (5a) and (5b) so as to face each other in parallel. Permanent magnets (9a) and (9b) are provided on the back side of the targets (6a) and (6b).
The permanent magnets (9a) and (9b) are provided so that the N pole and the S pole face each other across the (6b), and a magnetic field is applied perpendicularly to the target surfaces (61a) and (61b). be able to. The shield covers (7a) and (7b) cover the side surfaces of the target holders (5a) and (5b), and exclude the circular area or the oval area at the center of the target surfaces (61a) and (61b). , The peripheral area is usually covered with a space of 0.1 to 10 mm. Assuming that the target surface (61a), (61b) is not covered with the shield covers (7a), (7b) and is sputtered, the target surface (61a), (61b) means the area on the peripheral edge side. This is the part that loses the metallic luster.
The reason for losing the metallic luster is that the rate of formation of another substance during sputtering is faster than the rate of scraping the target surface. Since it can be easily visually discerned whether or not the metallic luster has been lost, the shield cover (7a),
The area to be covered with (7b) can be easily known experimentally.
スパッタ膜が形成される基板は、ターゲット面（61
a），（61b）相互間に形成された空間の側方から、同空
間に対面するように配置される。The substrate on which the sputtered film is formed is the target surface (61
a) and (61b) are arranged so as to face each other from the side of the space formed between them.
上記基板は、例えば図示するように、フィルム状をなし
ているものであったもよく、この場合、基板（10）は、
繰出しロール（11a）によって繰り出され、支持ロール
（11b）上をターゲット面（61a），（61b）に対して直
角方向に移動し、その後、巻取ロール（11c）によって
巻き取られていく。このようなフィルム状の基板（10）
を用いることによって基板（10）上に膜を連続形成でき
るので、量産性を高めることができる。The substrate may be in the form of a film, for example, as shown in the figure. In this case, the substrate (10) is
It is delivered by the delivery roll (11a), moves on the support roll (11b) in a direction perpendicular to the target surfaces (61a), (61b), and then is taken up by the winding roll (11c). Such film-like substrate (10)
Since the film can be continuously formed on the substrate (10) by using, the mass productivity can be improved.
符号（12a），（12b）はスパッタ用の電力を供給する直
流電源を表わし、プラス極を真空槽（２）に、マイナス
極をターゲット（6a），（6b）にそれぞれ接続してい
る。ここで、安全のために真空槽をアース電位としてい
る。また、上記シールドカバー（7a），（7b）は、真空
槽（２）と電気的に接続されており、プラス極と同電位
に保たれている。Reference numerals (12a) and (12b) represent DC power supplies for supplying electric power for sputtering. The positive pole is connected to the vacuum chamber (2) and the negative pole is connected to the targets (6a) and (6b). Here, for safety, the vacuum chamber is set to the ground potential. The shield covers (7a) and (7b) are electrically connected to the vacuum chamber (2) and are kept at the same potential as the plus pole.
以上の構成のスパッタリング装置（１）を動作させる
と、ターゲット面（61a），（61b）間の空間にプラズマ
を生成することができ、このプラズマによって、雰囲気
ガスをイオン化させることができる。イオン化したガス
はターゲット面（61a），（61b）に衝突し、ターゲット
材質をスパッタして、基板（10）上に膜として堆積させ
る。When the sputtering apparatus (1) having the above-described configuration is operated, plasma can be generated in the space between the target surfaces (61a) and (61b), and the atmospheric gas can be ionized by this plasma. The ionized gas collides with the target surfaces (61a) and (61b), sputters the target material, and deposits it as a film on the substrate (10).
ところで、ターゲット面（61a），（61b）の周縁部側の
所定域は、陽極と同電位のシールドカバー（7a），（7
b）で覆われているのでスパッタされることはない。し
たがって、当該部分から、ターゲット材質と異なった、
アーク放電の核となる物質がスパッタされることを抑制
することができる。By the way, a predetermined area on the peripheral side of the target surfaces (61a), (61b) has shield covers (7a), (7a) having the same potential as the anode.
Since it is covered with b), it is not spattered. Therefore, from the part, different from the target material,
It is possible to suppress the sputtering of the substance that becomes the nucleus of the arc discharge.
なお、この実施例では、角型のターゲット（6a），（6
b）が採用されている。角型のターゲットを採用したの
は、円形形状のターゲットに比べて、比較的小さなター
ゲットを用いて、かつ比較的狭いターゲット間隔で、基
板に薄膜を形成することができるからである。しかし、
角型であるため、円形形状のターゲットに比べて、ター
ゲト面の四隅で均一な磁界分布を得ることが、特に難し
くなる。したがって、ターゲット面の周縁部側におい
て、スパッタ速度が低下し、ターゲットと異なった物質
が堆積され、それがスパッタされることとなる。当該物
質は、アーク放電の核となってアーク放電を発生させ、
良質な膜の形成を困難にする。そのため、実験用の小型
装置で作成した膜を、量産時において再現することが困
難となり、大きな障害になっていた。しかし、この実施
例のように角型ターゲットの周縁部側の域をシールドカ
バーで覆うことにすれば、上記の問題を解決できるの
で、量産性のよい小型のスパッタリング装置を実現する
ことができる。In this embodiment, the rectangular targets (6a), (6a
b) is adopted. The rectangular target is used because it is possible to form a thin film on the substrate using a relatively small target and a relatively narrow target interval as compared with a circular target. But,
Because of the rectangular shape, it is particularly difficult to obtain a uniform magnetic field distribution at the four corners of the target surface, as compared with a circular target. Therefore, on the peripheral side of the target surface, the sputtering speed is reduced, and a substance different from the target is deposited and sputtered. The substance becomes the nucleus of the arc discharge and generates the arc discharge,
It makes it difficult to form a good quality film. Therefore, it is difficult to reproduce a film formed by a small device for experiments in mass production, which is a big obstacle. However, by covering the area on the peripheral edge side of the rectangular target with the shield cover as in this embodiment, the above problem can be solved, so that a small-sized sputtering apparatus with good mass productivity can be realized.
なお、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、例えば基板（10）として、巻き取られたフィルム状
のものでなく、単板状のものを採用してもよく、その他
この発明の要旨を変更しない範囲内において、種々の設
計変更を施すことが可能である。Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and for example, the substrate (10) may be a single plate type instead of the wound film type. It is possible to make various design changes within the scope of not changing the gist of.
〈比較例１〉 第２図に示すように、ターゲットとして100mm角のZn板
（21）（同図（ａ））を用い、周辺に磁石（22）を配置
した（同図（ｂ））。ターゲットを、95mm角の開口（2
3）を有する従来のシールドカバー（同図（ｃ））で覆
い、雰囲気として20体積％のO2を含むArガスを導入して
１×10-4〜２×10-3Torrに保ち、スパッタを行なった。
スパッタ中にターゲット表面周縁部側に化合物（24）が
形成され（同図（ｄ））、アーク放電が断続し、電源ヒ
ューズが切れたりして、膜の作成が困難となった。そこ
で、化合物が形成されて金属光沢を失っている領域を、
80mmφの開口（25）を有するシールドカバーで覆ってス
パッタを行なったところ、アーク放電が著しく減少し、
安定したグロー放電のもとで膜を形成することができ
た。<Comparative Example 1> As shown in Fig. 2, a 100 mm square Zn plate (21) (Fig. (A)) was used as a target, and a magnet (22) was arranged in the periphery (Fig. (B)). Target the target with a 95 mm square opening (2
Covered with a conventional shield cover (Fig. 3 (c)) having 3), Ar gas containing 20% by volume of O 2 was introduced as an atmosphere to maintain 1 × 10 −4 to 2 × 10 −3 Torr, and sputtering was performed. Was done.
During sputtering, the compound (24) was formed on the peripheral side of the target surface (Fig. 4 (d)), the arc discharge was interrupted, the power fuse was blown, and film formation became difficult. Therefore, the region where the compound is formed and loses the metallic luster,
When covered with a shield cover having an opening (25) of 80 mmφ and sputtered, arc discharge was significantly reduced.
The film could be formed under stable glow discharge.
以上の結果は、Zn板のみならず、Al、Cr、Hf、Nb、Ta、
Ｙ板を用いたときにも同様にして得られた。The above results show that not only Zn plate but also Al, Cr, Hf, Nb, Ta,
The same was obtained when a Y plate was used.
〈比較例２〉 第３図に示すように、100mm×300mmの角型Alターゲット
（31）を用い（同図（ａ））、周辺に磁石（32）を配置
した（同図（ｂ））。95mm×295mmの開口（33）を有す
る従来のシールドカバー（同図（ｃ））で覆い、雰囲気
として10体積％のO2を含むArガスを導入して１×10-4〜
２×10-2Torr範囲に保ち、スパッタを行なった。比較例
１と同様、スパッタ中にターゲット面の周縁部側に化合
物が形成され、アーク放電が断続し、電源ヒューズが切
れたりして、膜の作成が困難となったが、両端が半径43
mmの半円状となっている開口（34）（同図（ｄ））を有
するシールドカバーで覆ったところ、アーク放電の発生
頻度は大巾に減少した。第４図は、約10分間にわってア
ーク放電の発生を記録したグラフであり、従来のシール
ドカバーで覆ったとき（第４図（ｂ））と比較して、ア
ーク発生頻度は大巾に減少していることが分かる（第４
図（ａ））。<Comparative Example 2> As shown in FIG. 3, a 100 mm × 300 mm square Al target (31) was used (the same figure (a)), and a magnet (32) was arranged in the periphery (the same figure (b)). . It is covered with a conventional shield cover having an opening (33) of 95 mm × 295 mm ((c) in the figure), and Ar gas containing 10% by volume of O 2 is introduced as an atmosphere to 1 × 10 −4 ~
Sputtering was performed while maintaining the range of 2 × 10 -2 Torr. As in Comparative Example 1, a compound was formed on the peripheral side of the target surface during sputtering, arc discharge was intermittent, and the power fuse was cut off, making it difficult to form a film, but both ends had a radius of 43.
When it was covered with a shield cover having a semicircular opening (34) of mm ((d) in the figure), the frequency of arc discharge was greatly reduced. Fig. 4 is a graph recording the occurrence of arc discharge over about 10 minutes, and the arc generation frequency is much wider than that when covered with a conventional shield cover (Fig. 4 (b)). It can be seen that it is decreasing (4th
Figure (a)).
〈比較例３〉 前例と同じターゲット（31）を用いて、同一のガス条件
にて、13.56MHzの高周波を印加してスパッタを行なっ
た。化合物が形成された周縁部側の域と、ターゲット材
質が表面に現われている領域との境界で、小規模な火花
が多数発生し、安定な放電のもとで膜を形成できなかっ
た。Comparative Example 3 Using the same target (31) as in the previous example, sputtering was performed under the same gas conditions by applying a high frequency of 13.56 MHz. A large number of small-scale sparks were generated at the boundary between the peripheral region where the compound was formed and the region where the target material appeared on the surface, and the film could not be formed under stable discharge.
そこで前例と同じシールドカバーを用いて、当該化合物
が形成された部分を覆ったところ、火花の発生頻度を10
分の１以下に押さえることができた。Therefore, the same shield cover as in the previous example was used to cover the part where the compound was formed, and the occurrence frequency of sparks was 10%.
I was able to reduce it to less than one-third.
〈比較例４〉 100mm×300mmの角型Feターゲットを用い、第５図（ａ）
に示すような突起（51）付きのシールドカバーで覆っ
た。この突起（51）付きのシールドカバーは、特開昭60
−46369号公報に開示されているものであり、突起周囲
のプラズマ密度を低下させ、全体として均一なプラズマ
分布を得るためのものである。比較例２と同一のガス条
件のもとで、スパッタを行なったところ、突起（51）の
まわりにも化合物が形成され、アーク放電が継続あるい
は断続し、安定した膜形成を行なうことが困難であっ
た。<Comparative Example 4> FIG. 5 (a) using a 100 mm × 300 mm square Fe target.
It was covered with a shield cover with protrusions (51) as shown in. The shield cover with the protrusion (51) is disclosed in
This is disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No.-46369 and is intended to reduce the plasma density around the protrusions and obtain a uniform plasma distribution as a whole. When sputtering was performed under the same gas conditions as in Comparative Example 2, a compound was formed around the protrusion (51), and arc discharge continued or was interrupted, which made it difficult to form a stable film. there were.
そこで、同図（ｂ）のような、両端および突起の両側が
半径43mmの半円状となっている開口（52）を有するシー
ルドカバーで覆ったところ、安定した放電のもとに、膜
を形成することができた。Therefore, as shown in Fig. 2 (b), the film was covered with a shield cover that had a semicircular opening (52) with a radius of 43 mm on both ends and both sides of the protrusion. Could be formed.
〈比較例５〉 活性な金属であるAl、TiおよびCr製の100mm×300mmの角
型ターゲットを用い、雰囲気としてArガスを導入して１
×10-4〜２×10-3Torrの範囲に保ち、50W/cm2以上のパ
ワーを投入したところ、真空槽壁等から放出されたガス
や、槽内に混じっていた不純物ガスが核となってアーク
放電が発生した。そこで、比較例２で用いたシールドカ
バー（34）（第３図（ｄ））でターゲットを覆ったとこ
ろ、アーク放電を抑制することができ、よりおおきなパ
ワーの投入が可能となった。Comparative Example 5 A 100 mm × 300 mm rectangular target made of active metals Al, Ti and Cr was used, and Ar gas was introduced as an atmosphere to
When the power of 50 W / cm 2 or more was applied while keeping the range of × 10 -4 to 2 × 10 -3 Torr, the gas released from the vacuum chamber wall and the impurity gas mixed in the chamber became core. Then arc discharge occurred. Then, when the target was covered with the shield cover (34) used in Comparative Example 2 (FIG. 3 (d)), arc discharge could be suppressed and a larger power could be applied.
〈発明の効果〉 以上のようにこの発明は、一対のターゲット間の空間に
発生するアーク放電を抑制し、良質な薄膜を得ることの
できるという特有の効果を奏する。特に、ターゲット面
の中心部の円状領域又は長円状領域を除いた外周側所定
域を、シールドカバーで覆っているので、中央付近にで
きた高密度プラズマにより、ターゲット外周側対角部か
らターゲット材質と異なったアーク放電の核となる物質
がスパッタされるのを抑制し、安定なプラズマ状態を維
持することができる。<Effects of the Invention> As described above, the present invention has a unique effect that an arc discharge generated in a space between a pair of targets is suppressed and a high quality thin film can be obtained. In particular, since the shield cover covers a predetermined area on the outer peripheral side excluding the circular area or the elliptical area in the center of the target surface, the high density plasma generated near the center allows the target outer peripheral side diagonal area to be removed. It is possible to suppress the sputtering of a substance that is different from the target material and becomes the nucleus of arc discharge, and maintain a stable plasma state.
第１図はこの発明のスパッタリング装置を示す概略断面
図、 第２図、第３図および第５図は、この発明のスパッタリ
ング装置を用いて行なった試験条件を説明する図、 第４図は実際に生じたアーク放電の発生頻度を比較した
グラフ、 第６図は従来のスパッタリング装置の要部を示す概略断
面図、 第７図は一対のターゲット面の相互間に形成される空間
における電子の運動を説明する図。 （１）……スパッタリング装置、（7a），（7b）……シ
ールドカバー、（10）……基板、（61a），（61b）……
ターゲット面、FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a sputtering apparatus of the present invention, FIGS. 2, 3, and 5 are views for explaining test conditions conducted by using the sputtering apparatus of the present invention, and FIG. 6 is a graph comparing the frequency of occurrence of arc discharge generated in FIG. 6, FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a conventional sputtering apparatus, and FIG. 7 is movement of electrons in a space formed between a pair of target surfaces. FIG. (1) …… Sputtering device, (7a), (7b) …… Shield cover, (10) …… Substrate, (61a), (61b) ……
Target surface,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 吉彦 大阪府堺市鳳東町７−775 株式会社大阪 真空機器製作所内 (72)発明者 木本 義広 大阪府堺市鳳東町７−775 株式会社大阪 真空機器製作所内 (72)発明者 直江 正彦 東京都大田区北千束１−36−10 (56)参考文献 特開 昭58−31081（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−6272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−46369（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoshihiko Ueda 7-775, Otori-cho, Sakai-shi, Osaka Osaka Vacuum Equipment Co., Ltd. (72) Yoshihiro Kimoto 7-775, Oto-cho, Sakai-shi, Osaka Osaka Vacuum equipment factory (72) Inventor Masahiko Naoe 1-36-10 Kita-senka, Ota-ku, Tokyo (56) References JP-A-58-31081 (JP, A) JP-A-61-6272 (JP, A) Special Kai 60-46369 (JP, A)
Claims (2)
一対のターゲット面の相互間に形成される空間に、ター
ゲット面に垂直な磁界を印加するとともに、同空間の側
方から同空間に対面させて配置した基板に、スパッタ膜
を形成する対向ターゲット式のスパッタリング装置にお
いて、 前記ターゲット面が角形に形成されており、ターゲット
面の中心部の円状領域又は長円状領域を除いた外周側所
定域を、アーク放電を抑制すべく、陽極と同電位のシー
ルドカバーで覆ってなることを特徴とするスパッタリン
グ装置。1. A magnetic field perpendicular to a target surface is applied to a space formed between a pair of target surfaces as cathodes, which are opposed to each other in parallel. In a facing target type sputtering apparatus for forming a sputtered film on a substrate placed facing each other, the target surface is formed in a rectangular shape, and a circular area or an oval area in the center of the target surface is removed. A sputtering apparatus characterized in that a predetermined area on the outer peripheral side is covered with a shield cover having the same potential as the anode in order to suppress arc discharge.
長円状領域を除いた外周側所定域とは、シールドカバー
で覆っていない場合に、スパッタリング中に化合物が堆
積される領域である前記特許請求の範囲第１項記載のス
パッタリング装置。2. A predetermined area on the outer peripheral side excluding a circular area or an oval area in the center of the target surface is an area where a compound is deposited during sputtering when not covered with a shield cover. The sputtering apparatus according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61288467A JPH0778275B2 (en) | 1986-12-03 | 1986-12-03 | Sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61288467A JPH0778275B2 (en) | 1986-12-03 | 1986-12-03 | Sputtering device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63140079A JPS63140079A (en) | 1988-06-11 |
| JPH0778275B2 true JPH0778275B2 (en) | 1995-08-23 |
Family
ID=17730584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61288467A Expired - Lifetime JPH0778275B2 (en) | 1986-12-03 | 1986-12-03 | Sputtering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0778275B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010008636A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Mks Instruments, Inc. | Sputtering system and method including an arc detection system |
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| JPH0772344B2 (en) * | 1988-06-23 | 1995-08-02 | 帝人株式会社 | Opposed target type sputtering system |
| JPH02217467A (en) * | 1989-02-17 | 1990-08-30 | Pioneer Electron Corp | Opposite target type sputtering device |
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| JPS5831081A (en) * | 1981-08-17 | 1983-02-23 | Teijin Ltd | Opposed target type sputtering device |
| JPS6046369A (en) * | 1983-08-23 | 1985-03-13 | Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk | Opposed target type sputtering apparatus |
| JPH0232353B2 (en) * | 1984-06-21 | 1990-07-19 | Teijin Ltd | TAIKOTAAGETSUTOSHIKISUPATSUTASOCHI |
-
1986
- 1986-12-03 JP JP61288467A patent/JPH0778275B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2010008636A1 (en) * | 2008-07-17 | 2010-01-21 | Mks Instruments, Inc. | Sputtering system and method including an arc detection system |
| US10607821B2 (en) | 2008-07-17 | 2020-03-31 | MKS Insturments, Inc. | Sputtering system and method including an arc detection |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63140079A (en) | 1988-06-11 |
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