JPH079062B2 - スパツタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、PVD法（物理的蒸着法）による薄膜形成装置
として特に広く用いられているマグネトロン型スパッタ
装置において、マグネットをターゲットの裏側のみなら
ず、基板側にも配置して、基板のダメージを防止し、タ
ーゲットのエロージョンエリアを拡大して、基板に形成
する膜の膜質、スパッタ率の改善を図った。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、物理的な手段で金属膜、合金膜等の薄膜を対
向電極上の基板に付着させるスパッタ装置において、特
にマグネットを用いたマグネトロン型スパッタ装置の改
良に関する。

マグネトロン型スパッタ装置は、生成しようとする薄膜
と同一の材料のターゲットをガス中において、ターゲッ
トにアルゴンガス等のイオンを衝突させ、ターゲットの
原子を外部に飛びださせて対向電極上の基板に付着させ
る装置で、主として単体金属や合金膜等の形成装置とし
て用いられている。

スパッタ装置の構造としては、ターゲットの表面に平行
なるに磁界を加え、ターゲット、基板間の電界とによる
直交電磁界の作用によってプラズマをターゲット近傍に
閉じ込めて、アルゴンイオンの発生を増進させるマグネ
トロン型スパッタ装置が広く用いられている。

この装置の使用に当たり、イオンが衝突する衝撃による
基板の損傷を防止し、基板に均一な膜質の膜を効率良く
形成することが可能なスパッタ装置の改善が要望されて
いる。

〔従来の技術〕

従来から広く用いられているマグネトロン型スパッタ装
置の概略を第２図により説明する。

作業領域は真空槽１に収容され、真空槽には排気口２及
びガス流入口３が設けられている。陰極部５がターゲッ
ト７を支持し、その裏面にはターゲット面に平行な磁界
を発生するためのマグネット４が設けられている。

ウエハー等の基板６は、ターゲット７に対して平行に対
向して設けられた支持枠８によって保持されて陽極部を
構成する。

陽極部と陰極部の間には、図に示すように直流電源10に
より陰極部に負電荷が印加される。

マグネットの磁界と、印加直流電源によってターゲット
面上に発生する直交電磁界作用で、エレクトロンはサイ
クロイド運動を行い、アルゴンイオンの発生を増進し、
ターゲット面でのプラズマの密度が高くなり、スパッタ
効率が向上する。

このようにマグネトロン型スパッタ装置は極めて有効
な、金属あるいは合金の蒸着方法として広く用いられて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記に述べた、従来の技術による装置では、ターゲット
の表面での磁界が必ずしも均一でないことによる蒸着の
不均一の問題があり、またエレクトロンあるいはアルゴ
ンイオンが基板に衝突し、損傷を与える等の問題も発生
する。

従って、蒸着膜の分布を良くし、損傷を少なくするため
ターゲットの基板との間隔を広くとることが必要であ
り、これは一方でスパッタレートの低下を招く。

また、ステップカバレージ（段差部での薄膜の被覆）分
布を良くするため、エロージョンエリア（ターゲット面
でのスパッタリングによる侵食部）を基板の外周部寸法
以上にとることが必要で、印加電源の容量も大きくな
り、発熱量も大きくなる等の問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のスパッタ装置は、平行に配設されたターゲット
と基板とを具備し、このターゲットのこの基板と対向す
る面の裏側にマグネットを備え、このターゲットとこの
基板に挟まれた空間にプラズマ発生領域を形成するスパ
ッタ装置において、この基板のこのターゲットと対向す
る面の裏側に配設されたマグネットを具備し、これらの
マグネグネットの対向する磁極が同一磁極であるように
構成する。

〔作用〕

本発明による基板側のマグネットにより、ターゲット面
上での磁力線分布は押しつぶされた形状を呈し、従来の
構造よりもターゲットに平行なる形状を示す。

これによりターゲット面上での磁界分布は均一性が増加
し、エロージョンエリアも広くなり、基板上に成長する
膜質も改善される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図により詳細説明する。従来の
技術の項において用いた同一の符号は説明を省略する。

第２図の異なる点は、基板側にも別のマグネット11を設
置していることである。マグネットの形状はターゲット
側のマグネットと類似の構造で良い。

これらのマグネットは、それぞれのマグネットの同一極
性の磁極が相対向するように配置されている。

このような構造をとることにより、磁力線分布は相互の
反撥作用により押しつぶされた形状となり、従来の山形
からターゲット面に平行に近い形状となる。これは第１
図、第２図で示す磁力線分布によって理解出来る。

この結果、ターゲット面上のプラズマ発生密度が増大
し、またターゲット面上でのプラズマの均一性も増加す
る。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、マグネットを基板側にも設けた
本発明のスパッタ装置の構造により、ターゲット面より
のスパッタリングの均一性、スパッタ速度は増加し、基
板上での積層薄膜の膜質の向上に寄与することが大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のマグネトロン型スパッタ装置の断面
図、第２図は従来のマグネトロン型スパッタ装置の断面
図を示す。 図面において、 １は真空槽、 ２は排気口、 ３はガス流入口、 ４はマグネット、 ５は陰極部、 ６は基板、 ７はターゲット、 ８は支持枠、 ９は絶縁体、 10は電源、 11は本発明のマグネット、 をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平行に配設されたターゲット（７）と基板
   （６）とを具備し、前記ターゲット（７）の前記基板
   （６）と対向する面の裏側にマグネット（４）を備え、
   前記ターゲット（７）と前記基板（６）に挟まれた空間
   にプラズマ発生領域を形成するスパッタ装置において、 前記基板（６）の前記ターゲット（７）と対向する面の
   裏側に配設されたマグネット（11）を具備し、 該マグネット（11）と前記マグネット（４）の対向する
   磁極が同一磁極であることを特徴とするスパッタ装置。