JPH0827572A - スパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置Info
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- JPH0827572A JPH0827572A JP16670994A JP16670994A JPH0827572A JP H0827572 A JPH0827572 A JP H0827572A JP 16670994 A JP16670994 A JP 16670994A JP 16670994 A JP16670994 A JP 16670994A JP H0827572 A JPH0827572 A JP H0827572A
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- antenna
- power
- sputtering target
- sputtering
- target
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スパッタリングターゲットの利用効率が良好
で、かつ均一な膜質の薄膜を形成するスパッタリング装
置を提供する。 【構成】 スパッタリングタ−ゲット周囲、もしくはス
パッタリングタ−ゲット・基板間の外側に１タ−ン以上
のタ−ン数を有するコイル状のＲＦ電力を印加できるア
ンテナを具備し、前記スパッタリングタ−ゲットにＤＣ
電力、もしくはＲＦ電力を印加できる機構を具備したス
パッタリング装置。スパッタリングタ−ゲット背後に渦
巻状の１タ−ン以上のタ−ン数を有するＲＦ電力を印加
できるアンテナを具備し、前記スパッタリングタ−ゲッ
トにＲＦ電力を印加できるアンテナをバッキングプレ−
トに具備したスパッタリング装置。
で、かつ均一な膜質の薄膜を形成するスパッタリング装
置を提供する。 【構成】 スパッタリングタ−ゲット周囲、もしくはス
パッタリングタ−ゲット・基板間の外側に１タ−ン以上
のタ−ン数を有するコイル状のＲＦ電力を印加できるア
ンテナを具備し、前記スパッタリングタ−ゲットにＤＣ
電力、もしくはＲＦ電力を印加できる機構を具備したス
パッタリング装置。スパッタリングタ−ゲット背後に渦
巻状の１タ−ン以上のタ−ン数を有するＲＦ電力を印加
できるアンテナを具備し、前記スパッタリングタ−ゲッ
トにＲＦ電力を印加できるアンテナをバッキングプレ−
トに具備したスパッタリング装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低温で高速製膜が可能
なスパッタリング装置に関するものである。
なスパッタリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、スパッタリング装置としては高速
製膜が可能なマグネトロンスパッタリング装置が主に用
いられており、図１２に示すような構成をしている。真
空チャンバ１には真空排気系２、ガス導入系３、基板４
を固定する基板ホルダ５等が設置されている。真空チャ
ンバ１に設けられているカソ−ド部は次のように構成さ
れている。真空チャンバ１とカソ−ドホルダ６は絶縁物
７により電気的に絶縁されており、このカソ−ドホルダ
６内に所定の極性配置された永久磁石８が取り付けられ
ている。スパッタリングタ−ゲット９をボンディングし
たバッキングプレ−ト１０が、この永久磁石８（本図で
は中央磁石がＮ極、外側磁石をＳ極より構成されてい
る）にほぼ接するようにカソ−ドホルダ６に設置されて
いる。そして、永久磁石８、スパッタリングタ−ゲット
９、バッキングプレ−ト１０等を冷却するための冷却系
１１も設置されている。スパッタに必要な電力は電源１
２から供給されている。また真空チャンバ１にはシ−ル
ドリング１３が取り付けられている。
製膜が可能なマグネトロンスパッタリング装置が主に用
いられており、図１２に示すような構成をしている。真
空チャンバ１には真空排気系２、ガス導入系３、基板４
を固定する基板ホルダ５等が設置されている。真空チャ
ンバ１に設けられているカソ−ド部は次のように構成さ
れている。真空チャンバ１とカソ−ドホルダ６は絶縁物
７により電気的に絶縁されており、このカソ−ドホルダ
６内に所定の極性配置された永久磁石８が取り付けられ
ている。スパッタリングタ−ゲット９をボンディングし
たバッキングプレ−ト１０が、この永久磁石８（本図で
は中央磁石がＮ極、外側磁石をＳ極より構成されてい
る）にほぼ接するようにカソ−ドホルダ６に設置されて
いる。そして、永久磁石８、スパッタリングタ−ゲット
９、バッキングプレ−ト１０等を冷却するための冷却系
１１も設置されている。スパッタに必要な電力は電源１
２から供給されている。また真空チャンバ１にはシ−ル
ドリング１３が取り付けられている。
【０００３】この装置での製膜は以下のようになされ
る。ガス導入系３からアルゴン等の不活性ガスを主成分
とするスパッタガスが所定の流量で真空チャンバ１内に
導入され、真空チャンバ１内の真空度は真空排気系２に
より所定の値に設定される。この状態で電源１２から電
力を印加すると、マグネトロン放電によるプラズマが発
生する。そして、このプラズマ中の電離したイオンがス
パッタリングタ−ゲット９に衝突する結果、スパッタ粒
子がスパッタリングタ−ゲット９から飛散し基板上に薄
膜が形成される。
る。ガス導入系３からアルゴン等の不活性ガスを主成分
とするスパッタガスが所定の流量で真空チャンバ１内に
導入され、真空チャンバ１内の真空度は真空排気系２に
より所定の値に設定される。この状態で電源１２から電
力を印加すると、マグネトロン放電によるプラズマが発
生する。そして、このプラズマ中の電離したイオンがス
パッタリングタ−ゲット９に衝突する結果、スパッタ粒
子がスパッタリングタ−ゲット９から飛散し基板上に薄
膜が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、マグネトロン
スパッタ法を用いたスパッタリング装置では次に示す２
つの大きな課題が存在した。
スパッタ法を用いたスパッタリング装置では次に示す２
つの大きな課題が存在した。
【０００５】一つ目は上記のように所定に極性配置され
た永久磁石８を用いると、このときのスパッタリングタ
−ゲット９表面上におけるスパッタリングタ−ゲット９
面に垂直な方向の磁束密度が０に近いところはスパッタ
リングタ−ゲット面に平行な方向の磁束密度が大きくプ
ラズマ密度が高い領域に対応している。このプラズマ密
度が高い部分のみが特にスパッタリングされるエロ−ジ
ョン領域となるため、スパッタリングタ−ゲット９の利
用効率が悪く、薄膜の製造コストが高くつき、製品の低
コスト化の障害となっていた。
た永久磁石８を用いると、このときのスパッタリングタ
−ゲット９表面上におけるスパッタリングタ−ゲット９
面に垂直な方向の磁束密度が０に近いところはスパッタ
リングタ−ゲット面に平行な方向の磁束密度が大きくプ
ラズマ密度が高い領域に対応している。このプラズマ密
度が高い部分のみが特にスパッタリングされるエロ−ジ
ョン領域となるため、スパッタリングタ−ゲット９の利
用効率が悪く、薄膜の製造コストが高くつき、製品の低
コスト化の障害となっていた。
【０００６】二つ目の課題は、このような構成のスパッ
タリング装置では、基板４上の薄膜の膜質分布が大きい
という欠点を有していた。一例としてＩｎ（インジュウ
ム）の酸化物タ−ゲットを用いてＩＴＯ透明導電膜を作
製する場合、作製した薄膜のシ−ト抵抗分布は図１３
（ａ）で示すようになり、永久磁石の内側磁石に対応す
る位置、また外側磁石に対応する位置においてシ−ト抵
抗の高い部分が発生する。この場合、基板４近傍におけ
る永久磁石の内側磁石に対応する位置から径方向のプラ
ズマの電子密度と電子温度に関しては、電子温度はほぼ
一定値であったが電子密度は図１３（ｂ）中の実線で示
すようになり電子密度が高い部分ではシ−ト抵抗が低い
という状態であった。この結果より、シ−ト抵抗の分布
発生は次の２つの理由が考えられる。まず一点目の理由
は、スパッタリングタ−ゲット９のエロ−ジョン領域か
らスパッタされた製膜粒子（Ｉｎ、Ｏ）はこの電子密度
の高いプラズマ内を通過し基板４に到達する。この電子
密度の高いプラズマ内を通過する際、製膜粒子（Ｉｎ，
Ｏ）は電子（プラズマ中のイオン、原子も考えられる）
と衝突することにより励起され活性な状態となるので、
製膜粒子のＩｎとＯは反応しやすくなっている。このた
めＯが適度に薄膜に取り込まれて、シ−ト抵抗の低い良
質の膜ができると推察される。これに対し永久磁石８の
内側磁石に対応する位置と外側磁石に対応する位置では
電子密度が低いため電子（プラズマ中のイオン、原子も
考えられる）と製膜粒子（Ｉｎ、Ｏ）との衝突があまり
起こらない。このためＩｎ、Ｏは励起されにくいので、
反応しにくい。このため薄膜に取り込まれる酸素量が所
定値以下になり、シ−ト抵抗が高くなる。以上の理由に
より図１３（ａ）で示すようにシ−ト抵抗の分布が発生
すると推察される。
タリング装置では、基板４上の薄膜の膜質分布が大きい
という欠点を有していた。一例としてＩｎ（インジュウ
ム）の酸化物タ−ゲットを用いてＩＴＯ透明導電膜を作
製する場合、作製した薄膜のシ−ト抵抗分布は図１３
（ａ）で示すようになり、永久磁石の内側磁石に対応す
る位置、また外側磁石に対応する位置においてシ−ト抵
抗の高い部分が発生する。この場合、基板４近傍におけ
る永久磁石の内側磁石に対応する位置から径方向のプラ
ズマの電子密度と電子温度に関しては、電子温度はほぼ
一定値であったが電子密度は図１３（ｂ）中の実線で示
すようになり電子密度が高い部分ではシ−ト抵抗が低い
という状態であった。この結果より、シ−ト抵抗の分布
発生は次の２つの理由が考えられる。まず一点目の理由
は、スパッタリングタ−ゲット９のエロ−ジョン領域か
らスパッタされた製膜粒子（Ｉｎ、Ｏ）はこの電子密度
の高いプラズマ内を通過し基板４に到達する。この電子
密度の高いプラズマ内を通過する際、製膜粒子（Ｉｎ，
Ｏ）は電子（プラズマ中のイオン、原子も考えられる）
と衝突することにより励起され活性な状態となるので、
製膜粒子のＩｎとＯは反応しやすくなっている。このた
めＯが適度に薄膜に取り込まれて、シ−ト抵抗の低い良
質の膜ができると推察される。これに対し永久磁石８の
内側磁石に対応する位置と外側磁石に対応する位置では
電子密度が低いため電子（プラズマ中のイオン、原子も
考えられる）と製膜粒子（Ｉｎ、Ｏ）との衝突があまり
起こらない。このためＩｎ、Ｏは励起されにくいので、
反応しにくい。このため薄膜に取り込まれる酸素量が所
定値以下になり、シ−ト抵抗が高くなる。以上の理由に
より図１３（ａ）で示すようにシ−ト抵抗の分布が発生
すると推察される。
【０００７】次に２点目の理由は、電子密度の高いプラ
ズマが発生している基板４近傍では、薄膜表面にプラズ
マの粒子（イオン、原子、電子）が基板４に多く衝突
し、プラズマの粒子からエネルギ−が薄膜に与えられる
と考えられる。しかし、電子密度の低いプラズマが発生
している永久磁石８の内側磁石に対応する位置と外側磁
石に対応する位置では、薄膜表面に衝突する粒子の個数
が少ないと考えられ、このプラズマの粒子の衝突により
薄膜が得るエネルギ−量の違いにより、膜の成長プロセ
スが異なるので図１３（ａ）で示すようにシ−ト抵抗の
分布が発生すると推察される。
ズマが発生している基板４近傍では、薄膜表面にプラズ
マの粒子（イオン、原子、電子）が基板４に多く衝突
し、プラズマの粒子からエネルギ−が薄膜に与えられる
と考えられる。しかし、電子密度の低いプラズマが発生
している永久磁石８の内側磁石に対応する位置と外側磁
石に対応する位置では、薄膜表面に衝突する粒子の個数
が少ないと考えられ、このプラズマの粒子の衝突により
薄膜が得るエネルギ−量の違いにより、膜の成長プロセ
スが異なるので図１３（ａ）で示すようにシ−ト抵抗の
分布が発生すると推察される。
【０００８】上記のようにＩｎの酸化物タ−ゲットを用
いてＩＴＯ透明導電膜を作製した場合の膜質分布の発生
をシ−ト抵抗により説明したが、他の酸化物、窒化物等
の化合物材料の薄膜を作製する場合にもシ−ト抵抗、透
過率、結晶性、エッチングレ−ト等に同様の理由で膜質
分布が発生し、マグネトロンスパッタ法における重要な
問題である。
いてＩＴＯ透明導電膜を作製した場合の膜質分布の発生
をシ−ト抵抗により説明したが、他の酸化物、窒化物等
の化合物材料の薄膜を作製する場合にもシ−ト抵抗、透
過率、結晶性、エッチングレ−ト等に同様の理由で膜質
分布が発生し、マグネトロンスパッタ法における重要な
問題である。
【０００９】マグネトロンを用いない平行平板型のスパ
ッタリング装置であればこれらの課題は小さいものであ
るが、製膜速度が一桁以上低下するため生産性が悪く、
あまり生産現場では用いられない。
ッタリング装置であればこれらの課題は小さいものであ
るが、製膜速度が一桁以上低下するため生産性が悪く、
あまり生産現場では用いられない。
【００１０】本発明はかかる点に鑑み、スパッタリング
ターゲットの利用効率が良好で、かつ均一な膜質の薄膜
を形成するスパッタリング装置を提供するものである。
ターゲットの利用効率が良好で、かつ均一な膜質の薄膜
を形成するスパッタリング装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のスパッタリング
装置は、上記課題を解決するためスパッタリングタ−ゲ
ット周囲、もしくはスパッタリングタ−ゲット・基板間
の外側に１タ−ン以上のタ−ン数を有するコイル状のＲ
Ｆ電力を印加できるアンテナを具備し、スパッタリング
タ−ゲットにＤＣ電力、もしくはＲＦ電力を印加できる
機構を具備したスパッタリング装置である。
装置は、上記課題を解決するためスパッタリングタ−ゲ
ット周囲、もしくはスパッタリングタ−ゲット・基板間
の外側に１タ−ン以上のタ−ン数を有するコイル状のＲ
Ｆ電力を印加できるアンテナを具備し、スパッタリング
タ−ゲットにＤＣ電力、もしくはＲＦ電力を印加できる
機構を具備したスパッタリング装置である。
【００１２】また、ＲＦ電源からの出力がコイル状のア
ンテナの一端に接続し、コイル状のアンテナの他端がス
パッタリングタ−ゲットにＲＦ電力を印加できるアンテ
ナに接続する機構、もしくは、ＲＦ電源からの出力が前
記コイル状のアンテナとスパッタリングタ−ゲットにＲ
Ｆ電力を印加できるアンテナとに並列に接続する機構を
具備したスパッタリング装置である。
ンテナの一端に接続し、コイル状のアンテナの他端がス
パッタリングタ−ゲットにＲＦ電力を印加できるアンテ
ナに接続する機構、もしくは、ＲＦ電源からの出力が前
記コイル状のアンテナとスパッタリングタ−ゲットにＲ
Ｆ電力を印加できるアンテナとに並列に接続する機構を
具備したスパッタリング装置である。
【００１３】または、スパッタリングタ−ゲット背後に
渦巻状の１タ−ン以上のタ−ン数を有するＲＦ電力を印
加できるアンテナを具備し、スパッタリングタ−ゲット
にＲＦ電力を印加できるアンテナをバッキングプレ−ト
に具備したスパッタリング装置である。
渦巻状の１タ−ン以上のタ−ン数を有するＲＦ電力を印
加できるアンテナを具備し、スパッタリングタ−ゲット
にＲＦ電力を印加できるアンテナをバッキングプレ−ト
に具備したスパッタリング装置である。
【００１４】また、外周部が導電体、中央部が絶縁物か
らなるバッキングプレ−トを具備したスパッタリング装
置である。
らなるバッキングプレ−トを具備したスパッタリング装
置である。
【００１５】また、絶縁物からなるバッキングプレ−ト
の内部に放射状または円盤状のＲＦ電力を印加できるア
ンテナを封止したスパッタリング装置である。
の内部に放射状または円盤状のＲＦ電力を印加できるア
ンテナを封止したスパッタリング装置である。
【００１６】また、外周部が導電体、中央部が絶縁物か
らなるバッキングプレ−トの絶縁物内部に渦巻状の１タ
−ン以上のタ−ン数を有するＲＦ電力を印加できるアン
テナを具備したスパッタリング装置である。
らなるバッキングプレ−トの絶縁物内部に渦巻状の１タ
−ン以上のタ−ン数を有するＲＦ電力を印加できるアン
テナを具備したスパッタリング装置である。
【００１７】また、ＲＦ電源からの出力がスパッタリン
グタ−ゲット背後の渦巻状のアンテナの一端に接続し、
渦巻状のアンテナの他端をスパッタリングタ−ゲットに
ＲＦ電力を印加できるアンテナに接続する機構、もしく
は、ＲＦ電源からの出力をスパッタリングタ−ゲット背
後の渦巻状のアンテナとスパッタリングタ−ゲットにＲ
Ｆ電力を印加できるアンテナとに並列に接続する機構を
具備したスパッタリング装置である。
グタ−ゲット背後の渦巻状のアンテナの一端に接続し、
渦巻状のアンテナの他端をスパッタリングタ−ゲットに
ＲＦ電力を印加できるアンテナに接続する機構、もしく
は、ＲＦ電源からの出力をスパッタリングタ−ゲット背
後の渦巻状のアンテナとスパッタリングタ−ゲットにＲ
Ｆ電力を印加できるアンテナとに並列に接続する機構を
具備したスパッタリング装置である。
【００１８】
【作用】本発明は上記した構成により以下に示す作用を
発生する。
発生する。
【００１９】スパッタリングタ−ゲット周囲、もしくは
スパッタリングタ−ゲット・基板間の外側に１タ−ン以
上のタ−ン数を有するコイル状のＲＦ電力を印加できる
アンテナを具備し、スパッタリングタ−ゲットにＤＣ電
力、もしくはＲＦ電力を印加できる機構を具備したスパ
ッタリング装置の構成においてスパッタリングタ−ゲッ
トにＲＦ電力を印加するとスパッタリングタ−ゲット近
傍でプラズマが発生する。容量結合型の放電でありスパ
ッタリングタ−ゲット中央部が周囲に比べ密度の高いプ
ラズマが発生する。そしてスパッタリングタ−ゲットの
周囲、もしくはタ−ゲット・基板間の外側に設置した１
タ−ン以上のタ−ン数を有するコイル状のアンテナにＲ
Ｆ電力を供給すると、誘導結合型の放電が真空チャンバ
内のアンテナ部周囲で発生する。単独で放電すればコイ
ル状のアンテナの中央部よりアンテンに近いところで密
度の高いプラズマが発生するが、すでに容量結合型でプ
ラズマが発生しているため、スパッタリングタ−ゲット
中央部のプラズマ密度の高い部分をより励起させ、スパ
ッタリングタ−ゲット周囲でのプラズマ密度の低い部分
を一層励起させることにより、スパッタリングタ−ゲッ
ト表面で高密度で均一なプラズマを発生させることがで
きる。これによりスパッタリングタ−ゲットは均一にス
パッタリングされ利用効率が飛躍的に高くなる。また高
密度なプラズマが均一に発生するため、膜質分布のばら
つきも小さくすることができる。
スパッタリングタ−ゲット・基板間の外側に１タ−ン以
上のタ−ン数を有するコイル状のＲＦ電力を印加できる
アンテナを具備し、スパッタリングタ−ゲットにＤＣ電
力、もしくはＲＦ電力を印加できる機構を具備したスパ
ッタリング装置の構成においてスパッタリングタ−ゲッ
トにＲＦ電力を印加するとスパッタリングタ−ゲット近
傍でプラズマが発生する。容量結合型の放電でありスパ
ッタリングタ−ゲット中央部が周囲に比べ密度の高いプ
ラズマが発生する。そしてスパッタリングタ−ゲットの
周囲、もしくはタ−ゲット・基板間の外側に設置した１
タ−ン以上のタ−ン数を有するコイル状のアンテナにＲ
Ｆ電力を供給すると、誘導結合型の放電が真空チャンバ
内のアンテナ部周囲で発生する。単独で放電すればコイ
ル状のアンテナの中央部よりアンテンに近いところで密
度の高いプラズマが発生するが、すでに容量結合型でプ
ラズマが発生しているため、スパッタリングタ−ゲット
中央部のプラズマ密度の高い部分をより励起させ、スパ
ッタリングタ−ゲット周囲でのプラズマ密度の低い部分
を一層励起させることにより、スパッタリングタ−ゲッ
ト表面で高密度で均一なプラズマを発生させることがで
きる。これによりスパッタリングタ−ゲットは均一にス
パッタリングされ利用効率が飛躍的に高くなる。また高
密度なプラズマが均一に発生するため、膜質分布のばら
つきも小さくすることができる。
【００２０】または、スパッタリングタ−ゲット背後に
渦巻状の１タ−ン以上のタ−ン数を有するＲＦ電力を印
加できるアンテナを具備し、スパッタリングタ−ゲット
にＲＦ電力を印加できるアンテナをバッキングプレ−ト
に具備したスパッタリング装置の構成においてスパッタ
リングタ−ゲットにＲＦ電力を印加するとスパッタリン
グタ−ゲット近傍でプラズマが発生する。容量結合型の
放電でありスパッタリングタ−ゲット中央部が周囲に比
べ密度の高いプラズマが発生する。そしてスパッタリン
グタ−ゲット背後の渦巻状のアンテナにＲＦ電力を供給
すると、誘導結合型の放電が真空チャンバ内のアンテナ
部周囲で発生する。渦巻の間隔を調整することにより、
すでに発生している容量結合型のプラズマのスパッタリ
ングタ−ゲット中央部のプラズマ密度の高い部分をより
励起させ、スパッタリングタ−ゲット周囲でのプラズマ
密度の低い部分を一層励起させることができるため、ス
パッタリングタ−ゲット表面で高密度で均一なプラズマ
を発生させることができる。これによりスパッタリング
タ−ゲットは均一にスパッタリングされ利用効率が飛躍
的に高くなる。また高密度なプラズマが均一に発生する
ため、膜質分布のばらつきも小さくすることができる。
渦巻状の１タ−ン以上のタ−ン数を有するＲＦ電力を印
加できるアンテナを具備し、スパッタリングタ−ゲット
にＲＦ電力を印加できるアンテナをバッキングプレ−ト
に具備したスパッタリング装置の構成においてスパッタ
リングタ−ゲットにＲＦ電力を印加するとスパッタリン
グタ−ゲット近傍でプラズマが発生する。容量結合型の
放電でありスパッタリングタ−ゲット中央部が周囲に比
べ密度の高いプラズマが発生する。そしてスパッタリン
グタ−ゲット背後の渦巻状のアンテナにＲＦ電力を供給
すると、誘導結合型の放電が真空チャンバ内のアンテナ
部周囲で発生する。渦巻の間隔を調整することにより、
すでに発生している容量結合型のプラズマのスパッタリ
ングタ−ゲット中央部のプラズマ密度の高い部分をより
励起させ、スパッタリングタ−ゲット周囲でのプラズマ
密度の低い部分を一層励起させることができるため、ス
パッタリングタ−ゲット表面で高密度で均一なプラズマ
を発生させることができる。これによりスパッタリング
タ−ゲットは均一にスパッタリングされ利用効率が飛躍
的に高くなる。また高密度なプラズマが均一に発生する
ため、膜質分布のばらつきも小さくすることができる。
【００２１】
（実施例１）以下本発明の一実施例のスパッタリング装
置について、図面を参照しながら説明する。
置について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】以下本発明の第１の実施例について図面を
参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例のスパ
ッタリング装置の概略断面図である。カソ−ド部はスパ
ッタリングタ−ゲット１３をボンディングしたバッキン
グプレ−ト１４とバッキングプレ−ト１４を冷却するた
めの冷却系１５を備えたカソ−ドホルダ１６より構成さ
れる。このカソ−ドホルダ１６はバッキングプレ−ト１
４と共にスパッタリングタ−ゲット１３にＲＦ電力を印
加するためのアンテナとなる。カソ−ド部は絶縁物１
７、シ−ルドリング１８、石英フランジ１９とを介して
真空チャンバ２０に設置される。真空チャンバ２０内に
は基板２１、基板ホルダ２２が設置され、また作動ガス
を導入するためのガス導入系２３と真空排気系２４を設
置している。カソ−ドホルダ１６にはＲＦ電力を印加す
るためのマッチングボックス２５とＲＦ電源２６が接続
されている。また石英フランジ１９周囲には水冷系を備
えたコイル状のアンテナ２７が設置されており、またア
ンテナ２７にはＲＦ電力を印加するためのマッチングボ
ックス２８とＲＦ電源２９が接続されている。まず真空
チャンバ２０内を所定の到達真空度にした後、ガス導入
系２３より作動ガスを導入し、真空排気系２４により所
定のスパッタリング圧力に設定する。次にマッチングボ
ックス２５、ＲＦ電源２６によりスパッタリングタ−ゲ
ット１３にＲＦ電力を印加すると容量結合型の放電が発
生する。同時にコイル状のアンテナ２７にマッチングボ
ックス２８、ＲＦ電源２９によりＲＦ電力を印加し誘導
結合型の放電を発生させることでスパッタリングタ−ゲ
ット１３表面近傍で均一で高密度なプラズマが発生す
る。よってスパッタリングタ−ゲット１３は均一にスパ
ッタされ利用効率は向上し、またプラズマの密度が均一
なので膜質分布を低減した膜を得ることができる。
参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例のスパ
ッタリング装置の概略断面図である。カソ−ド部はスパ
ッタリングタ−ゲット１３をボンディングしたバッキン
グプレ−ト１４とバッキングプレ−ト１４を冷却するた
めの冷却系１５を備えたカソ−ドホルダ１６より構成さ
れる。このカソ−ドホルダ１６はバッキングプレ−ト１
４と共にスパッタリングタ−ゲット１３にＲＦ電力を印
加するためのアンテナとなる。カソ−ド部は絶縁物１
７、シ−ルドリング１８、石英フランジ１９とを介して
真空チャンバ２０に設置される。真空チャンバ２０内に
は基板２１、基板ホルダ２２が設置され、また作動ガス
を導入するためのガス導入系２３と真空排気系２４を設
置している。カソ−ドホルダ１６にはＲＦ電力を印加す
るためのマッチングボックス２５とＲＦ電源２６が接続
されている。また石英フランジ１９周囲には水冷系を備
えたコイル状のアンテナ２７が設置されており、またア
ンテナ２７にはＲＦ電力を印加するためのマッチングボ
ックス２８とＲＦ電源２９が接続されている。まず真空
チャンバ２０内を所定の到達真空度にした後、ガス導入
系２３より作動ガスを導入し、真空排気系２４により所
定のスパッタリング圧力に設定する。次にマッチングボ
ックス２５、ＲＦ電源２６によりスパッタリングタ−ゲ
ット１３にＲＦ電力を印加すると容量結合型の放電が発
生する。同時にコイル状のアンテナ２７にマッチングボ
ックス２８、ＲＦ電源２９によりＲＦ電力を印加し誘導
結合型の放電を発生させることでスパッタリングタ−ゲ
ット１３表面近傍で均一で高密度なプラズマが発生す
る。よってスパッタリングタ−ゲット１３は均一にスパ
ッタされ利用効率は向上し、またプラズマの密度が均一
なので膜質分布を低減した膜を得ることができる。
【００２３】なお、本実施例ではスパッタリングタ−ゲ
ット１３にマッチングボックス２５とＲＦ電源２６を用
いてＲＦ電力を印加したが、ＤＣ電源を用いてもよい。
ット１３にマッチングボックス２５とＲＦ電源２６を用
いてＲＦ電力を印加したが、ＤＣ電源を用いてもよい。
【００２４】また、本実施例ではコイル状のアンテナ２
７を石英フランジ１９の外側に設けたが、図２に示すよ
うに石英等の絶縁物もしくは導電体のフランジ３０の内
側に絶縁物３１で封止したコイル状のアンテナ３２を設
け、図３に示すような径方向に分割したシ−ルドリング
３３を具備した構成でもよい。
７を石英フランジ１９の外側に設けたが、図２に示すよ
うに石英等の絶縁物もしくは導電体のフランジ３０の内
側に絶縁物３１で封止したコイル状のアンテナ３２を設
け、図３に示すような径方向に分割したシ−ルドリング
３３を具備した構成でもよい。
【００２５】また、本実施例ではスパッタリングタ−ゲ
ット１３とコイル状のアンテナ２７にそれぞれマッチン
グボックス２５、２８とＲＦ電源２６、２９を設けた
が、図４に示すようにＲＦ電源３４、マッチングボック
ス３５からの出力をコイル状のアンテナ３６の一端に接
続し、コイル状のアンテナ３６の他端をカソ−ドホルダ
１６に接続し、コイル状アンテナとスパッタリングタ−
ゲット１３にＲＦ電力を印加してもよい。もしくは図５
に示すようにＲＦ電源３７からの出力を分岐しそれぞれ
マッチングボックス３８、３９を介してスパッタリング
タ−ゲット１３、コイル状のアンテナ４０にＲＦ電力を
印加してもよく、本実施例に限定されるものではない。
ット１３とコイル状のアンテナ２７にそれぞれマッチン
グボックス２５、２８とＲＦ電源２６、２９を設けた
が、図４に示すようにＲＦ電源３４、マッチングボック
ス３５からの出力をコイル状のアンテナ３６の一端に接
続し、コイル状のアンテナ３６の他端をカソ−ドホルダ
１６に接続し、コイル状アンテナとスパッタリングタ−
ゲット１３にＲＦ電力を印加してもよい。もしくは図５
に示すようにＲＦ電源３７からの出力を分岐しそれぞれ
マッチングボックス３８、３９を介してスパッタリング
タ−ゲット１３、コイル状のアンテナ４０にＲＦ電力を
印加してもよく、本実施例に限定されるものではない。
【００２６】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。図６は本発明の一
実施例のスパッタリング装置の概略断面図である。スパ
ッタリングタ−ゲット１３は中央部が絶縁物４１、外周
部が導電体４２からなり、冷却系４３を具備したバッキ
ングプレ−ト４４にボンディングされている。バッキン
グプレ−ト４４の外周部の導電体４２がスパッタリング
タ−ゲット１３にＲＦ電力を印加するためのアンテナと
なるためマッチングボックス４５とＲＦ電源４６が接続
している。スパッタリングタ−ゲット１３背後には水冷
系を具備した渦巻状のアンテナ４７が設置され、この渦
巻状のアンテナ４７にはマッチングボックス４８とＲＦ
電源４９が接続している。バッキングプレ−ト４４は絶
縁物５０とシ−ルドリング５１を介して真空チャンバ２
０に設置される。真空チャンバ２０内には基板２１、基
板ホルダ２２が設置され、また作動ガスを導入するため
のガス導入系２３と真空排気系２４を設置している。ま
ず真空チャンバ２０内を所定の到達真空度にした後、ガ
ス導入系２３より作動ガスを導入し、真空排気系２４に
より所定のスパッタリング圧力に設定する。次にマッチ
ングボックス４５、ＲＦ電源４６によりスパッタリング
タ−ゲット１３にＲＦ電力を印加すると容量結合型の放
電が発生する。同時に渦巻状のアンテナ４７にマッチン
グボックス４８、ＲＦ電源４９によりＲＦ電力を印加し
誘導結合型の放電を発生させることでスパッタリングタ
−ゲット１３表面近傍で均一で高密度なプラズマが発生
する。均一で高密度なプラズマによりスパッタリングタ
−ゲット１３は均一にスパッタされるためスパッタリン
グタ−ゲット１３の利用効率は向上し、またプラズマの
密度が均一なので膜質分布を低減した膜を得ることがで
きる。
ついて図面を参照しながら説明する。図６は本発明の一
実施例のスパッタリング装置の概略断面図である。スパ
ッタリングタ−ゲット１３は中央部が絶縁物４１、外周
部が導電体４２からなり、冷却系４３を具備したバッキ
ングプレ−ト４４にボンディングされている。バッキン
グプレ−ト４４の外周部の導電体４２がスパッタリング
タ−ゲット１３にＲＦ電力を印加するためのアンテナと
なるためマッチングボックス４５とＲＦ電源４６が接続
している。スパッタリングタ−ゲット１３背後には水冷
系を具備した渦巻状のアンテナ４７が設置され、この渦
巻状のアンテナ４７にはマッチングボックス４８とＲＦ
電源４９が接続している。バッキングプレ−ト４４は絶
縁物５０とシ−ルドリング５１を介して真空チャンバ２
０に設置される。真空チャンバ２０内には基板２１、基
板ホルダ２２が設置され、また作動ガスを導入するため
のガス導入系２３と真空排気系２４を設置している。ま
ず真空チャンバ２０内を所定の到達真空度にした後、ガ
ス導入系２３より作動ガスを導入し、真空排気系２４に
より所定のスパッタリング圧力に設定する。次にマッチ
ングボックス４５、ＲＦ電源４６によりスパッタリング
タ−ゲット１３にＲＦ電力を印加すると容量結合型の放
電が発生する。同時に渦巻状のアンテナ４７にマッチン
グボックス４８、ＲＦ電源４９によりＲＦ電力を印加し
誘導結合型の放電を発生させることでスパッタリングタ
−ゲット１３表面近傍で均一で高密度なプラズマが発生
する。均一で高密度なプラズマによりスパッタリングタ
−ゲット１３は均一にスパッタされるためスパッタリン
グタ−ゲット１３の利用効率は向上し、またプラズマの
密度が均一なので膜質分布を低減した膜を得ることがで
きる。
【００２７】また、本実施例では中央部が絶縁物４１、
外周部が導電体４２からなるバッキングプレ−ト４４を
用いたが、図７に示すように絶縁物５２の内部に円盤状
のアンテナ５３（内部の概略断面図を図８（ａ）に示
す）、もしくは図８（ｂ）に概略断面図を示す放射状の
アンテナ５３を封止したバッキングプレ−ト５４を用い
てスパッタリングタ−ゲット１３にＲＦ電力を印加して
もよい。
外周部が導電体４２からなるバッキングプレ−ト４４を
用いたが、図７に示すように絶縁物５２の内部に円盤状
のアンテナ５３（内部の概略断面図を図８（ａ）に示
す）、もしくは図８（ｂ）に概略断面図を示す放射状の
アンテナ５３を封止したバッキングプレ−ト５４を用い
てスパッタリングタ−ゲット１３にＲＦ電力を印加して
もよい。
【００２８】また、本実施例ではスパッタリングタ−ゲ
ット１３と渦巻状のアンテナ４７にそれぞれマッチング
ボックス４５、４８とＲＦ電源４６、４９を設けたが、
図９に示すようにＲＦ電源５５とマッチングボックス５
６からの出力を渦巻状のアンテナ５７の一端に接続し、
渦巻状のアンテナ５７の他端をスパッタリングタ−ゲッ
ト１３にＲＦ電力を印加するための円盤状のアンテナ５
８に接続し、コイル状のアンテナとスパッタリングタ−
ゲットにＲＦ電力を印加してもよい。もしくは図１０に
示すようにＲＦ電源５９からの出力を分岐しそれぞれマ
ッチングボックス６０、６１を介してスパッタリングタ
−ゲット１３にＲＦ電力を印加するための円盤状のアン
テナ６２、渦巻状のアンテナ６３にＲＦ電力を印加して
もよく、本実施例に限定されるものではない。
ット１３と渦巻状のアンテナ４７にそれぞれマッチング
ボックス４５、４８とＲＦ電源４６、４９を設けたが、
図９に示すようにＲＦ電源５５とマッチングボックス５
６からの出力を渦巻状のアンテナ５７の一端に接続し、
渦巻状のアンテナ５７の他端をスパッタリングタ−ゲッ
ト１３にＲＦ電力を印加するための円盤状のアンテナ５
８に接続し、コイル状のアンテナとスパッタリングタ−
ゲットにＲＦ電力を印加してもよい。もしくは図１０に
示すようにＲＦ電源５９からの出力を分岐しそれぞれマ
ッチングボックス６０、６１を介してスパッタリングタ
−ゲット１３にＲＦ電力を印加するための円盤状のアン
テナ６２、渦巻状のアンテナ６３にＲＦ電力を印加して
もよく、本実施例に限定されるものではない。
【００２９】また、本実施例ではバッキングプレ−ト４
４上に渦巻状のアンテナ４７を設けたが、図１１に示す
ように水冷系を具備した渦巻状のアンテナ６４を封止し
た中央部が絶縁物６５、外周部が導電体６６からなるバ
ッキングプレ−ト６７を用いてもよい。
４上に渦巻状のアンテナ４７を設けたが、図１１に示す
ように水冷系を具備した渦巻状のアンテナ６４を封止し
た中央部が絶縁物６５、外周部が導電体６６からなるバ
ッキングプレ−ト６７を用いてもよい。
【００３０】
【発明の効果】本発明のスパッタリング装置は、スパッ
タリングタ−ゲットの利用効率の向上を計り、薄膜の製
造コストの低減を可能とするものである。また、同時に
スパッタリングタ−ゲットと基板の間に発生させたプラ
ズマを均一化できるため、形成した薄膜の均一性を飛躍
的に高めることができる。それにより、均一な膜質の薄
膜を作製でき、製品の性能向上および低コスト化等に多
大な効果を発揮するものである。
タリングタ−ゲットの利用効率の向上を計り、薄膜の製
造コストの低減を可能とするものである。また、同時に
スパッタリングタ−ゲットと基板の間に発生させたプラ
ズマを均一化できるため、形成した薄膜の均一性を飛躍
的に高めることができる。それにより、均一な膜質の薄
膜を作製でき、製品の性能向上および低コスト化等に多
大な効果を発揮するものである。
【図１】本発明の第１の実施例におけるスパッタリング
装置の概略断面図
装置の概略断面図
【図２】本発明の第１の実施例におけるスパッタリング
装置の概略断面図
装置の概略断面図
【図３】本発明の第１の実施例におけるスパッタリング
装置のシ−ルドリングの概略断面図
装置のシ−ルドリングの概略断面図
【図４】本発明の第１の実施例におけるスパッタリング
装置の概略断面図
装置の概略断面図
【図５】本発明の第１の実施例におけるスパッタリング
装置の概略断面図
装置の概略断面図
【図６】本発明の第２の実施例におけるスパッタリング
装置の概略断面図
装置の概略断面図
【図７】本発明の第２の実施例におけるスパッタリング
装置の概略断面図
装置の概略断面図
【図８】本発明の第２の実施例におけるスパッタリング
装置のバッキングプレ−トの概略図
装置のバッキングプレ−トの概略図
【図９】本発明の第２の実施例におけるスパッタリング
装置の概略断面図
装置の概略断面図
【図１０】本発明の第２の実施例におけるスパッタリン
グ装置の概略断面図
グ装置の概略断面図
【図１１】本発明の第２の実施例におけるスパッタリン
グ装置の概略断面図
グ装置の概略断面図
【図１２】従来のスパッタリング装置の概略断面図
【図１３】従来のスパッタリング装置で製膜したＩＴＯ
膜のシ−ト抵抗分布と基板近傍での電子密度分布を示す
図
膜のシ−ト抵抗分布と基板近傍での電子密度分布を示す
図
１ 真空チャンバ ２ 真空排気系 ３ ガス導入系 ４ 基板 ５ 基板ホルダ ６ カソ−ドホルダ ７ 絶縁物 ８ 永久磁石 ９ スパッタリングタ−ゲット １０ バッキングプレ−ト １１ 冷却系 １２ 電源 １３ スパッタリングタ−ゲット １４ バッキングプレ−ト １５ 冷却系 １６ カソ−ドホルダ １７ 絶縁物 １８ シ−ルドリング １９ 石英フランジ ２０ 真空チャンバ ２１ 基板 ２２ 基板ホルダ ２３ ガス導入系 ２４ 真空排気系 ２５ マッチングボックス ２６ ＲＦ電源 ２７ コイル状のアンテナ ２８ マッチングボックス ２９ ＲＦ電源 ３０ 石英等の絶縁物もしくは導電体のフランジ ３１ 絶縁物 ３２ コイル状のアンテナ ３３ シ−ルドリング ３４ ＲＦ電源 ３５ マッチングボックス ３６ コイル状のアンテナ ３７ ＲＦ電源 ３８ マッチングボックス ３９ マッチングボックス ４０ コイル状のアンテナ ４１ 絶縁物 ４２ 導電体 ４３ 冷却系 ４４ バッキングプレ−ト ４５ マッチングボックス ４６ ＲＦ電源 ４７ 渦巻状のアンテナ ４８ マッチングボックス ４９ ＲＦ電源 ５０ 絶縁物 ５１ シ−ルドリング ５２ 絶縁物 ５３ 円盤状のアンテナ ５４ 放射状のアンテナ ５５ ＲＦ電源 ５６ マッチングボックス ５７ 渦巻状のアンテナ ５８ 円盤状のアンテナ ５９ ＲＦ電源 ６０ マッチングボックス ６１ マッチングボックス ６２ 円盤状のアンテナ ６３ 渦巻状のアンテナ ６４ 渦巻状のアンテナ ６５ 絶縁物 ６６ 導電体 ６７ バッキングプレ−ト
Claims (7)
- 【請求項１】スパッタリングタ−ゲット周囲、もしくは
スパッタリングタ−ゲット・基板間の外側に１タ−ン以
上のタ−ン数を有するコイル状のＲＦ電力を印加できる
アンテナを具備し、前記スパッタリングタ−ゲットにＤ
Ｃ電力、もしくはＲＦ電力を印加できる機構を具備した
スパッタリング装置。 - 【請求項２】ＲＦ電源からの出力がコイル状のアンテナ
の一端に接続し、前記コイル状のアンテナの他端がスパ
ッタリングタ−ゲットにＲＦ電力を印加できるアンテナ
に接続する機構、もしくは、前記ＲＦ電源からの出力が
前記コイル状のアンテナと前記スパッタリングタ−ゲッ
トにＲＦ電力を印加できるアンテナとに並列に接続する
機構を具備した請求項１記載のスパッタリング装置。 - 【請求項３】スパッタリングタ−ゲット背後に渦巻状の
１タ−ン以上のタ−ン数を有するＲＦ電力を印加できる
アンテナを具備し、前記スパッタリングタ−ゲットにＲ
Ｆ電力を印加できるアンテナをバッキングプレ−トに具
備したスパッタリング装置。 - 【請求項４】外周部が導電体、中央部が絶縁物からなる
バッキングプレ−トを具備した請求項３記載のスパッタ
リング装置。 - 【請求項５】絶縁物からなるバッキングプレ−トの内部
に放射状または円盤状のＲＦ電力を印加できるアンテナ
を封止した請求項３記載のスパッタリング装置。 - 【請求項６】外周部が導電体、中央部が絶縁物からなる
バッキングプレ−トの前記絶縁物内部に渦巻状の１タ−
ン以上のタ−ン数を有するＲＦ電力を印加できるアンテ
ナを具備した請求項３記載のスパッタリング装置。 - 【請求項７】ＲＦ電源からの出力がスパッタリングタ−
ゲット背後の渦巻状のアンテナの一端に接続し、前記渦
巻状のアンテナの他端をスパッタリングタ−ゲットにＲ
Ｆ電力を印加できるアンテナに接続する機構、もしく
は、前記ＲＦ電源からの出力を前記スパッタリングタ−
ゲット背後の渦巻状のアンテナと前記スパッタリングタ
−ゲットにＲＦ電力を印加できるアンテナとに並列に接
続する機構を具備した請求項３記載のスパッタリング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16670994A JPH0827572A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16670994A JPH0827572A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | スパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0827572A true JPH0827572A (ja) | 1996-01-30 |
Family
ID=15836310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16670994A Pending JPH0827572A (ja) | 1994-07-19 | 1994-07-19 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827572A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002500413A (ja) * | 1997-12-31 | 2002-01-08 | ラム リサーチ コーポレーション | 電力供給された非磁性金属部材をプラズマａｃ励起源とプラズマの間に含むプラズマ装置 |
| KR20150104712A (ko) * | 2014-03-06 | 2015-09-16 | 삼성전자주식회사 | 막 증착 시스템 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법 |
-
1994
- 1994-07-19 JP JP16670994A patent/JPH0827572A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002500413A (ja) * | 1997-12-31 | 2002-01-08 | ラム リサーチ コーポレーション | 電力供給された非磁性金属部材をプラズマａｃ励起源とプラズマの間に含むプラズマ装置 |
| KR20150104712A (ko) * | 2014-03-06 | 2015-09-16 | 삼성전자주식회사 | 막 증착 시스템 및 이를 이용한 도전 패턴 형성 방법 |
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