JPS5845892B2 - スパツタ蒸着装置 - Google Patents

スパツタ蒸着装置

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JPS5845892B2
JPS5845892B2 JP55085398A JP8539880A JPS5845892B2 JP S5845892 B2 JPS5845892 B2 JP S5845892B2 JP 55085398 A JP55085398 A JP 55085398A JP 8539880 A JP8539880 A JP 8539880A JP S5845892 B2 JPS5845892 B2 JP S5845892B2
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sputtering
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隆一 安達
公 山田
和博 竹下
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OOSAKA SHINKU KAGAKU KK
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OOSAKA SHINKU KAGAKU KK
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電界、磁界の直交成分を有効に利用してプ
ラズマ中の電子にらせん運動を起こさせることにより、
電離作用を促進し、あわせてプラズマ領域を所定の空間
に閉じ込めることにより、閉じ込められた高密度プラズ
マから、イオンを有効にターゲットに照射して、スパッ
タされたターゲット物質を、効率よく基板に蒸着するス
パッタ蒸着装置に関し、前記閉じ込められたプラズマ空
間に、付加した電子源より電子を補給し、プラズマ密度
を高めるとともに、スパッタしてくるターゲット物質が
、プラズマ空間を貫通する間のイオン化を促進するよう
にしたものである。
従来、スパッタ蒸着装置としては、２極スパツタ、高周
波スパッタ、マグネトロンスパッタ等各種のものがある
。
しかし、通常、２極スパツタは、槽内ガス圧が１０〜１
Ｔｏｒｒ、高周波スパッタおよびマグネトロンスパッタ
は、槽内ガス圧が１０〜１０−２Ｔｏｒｒ 台である
ため、蒸着膜の膜質や蒸着％性が、プラズマ放電姿態に
大きく影響され、膜質の再現性に問題がある。
また、従来のスパッタ手段は、スパッタされた蒸着物質
が基板に到達する途中でガス分子と衝突を繰り返して散
乱するため、スパッタされた蒸着物質の基板への入射エ
ネルギが低く、基板への付着速度が遅い。
さらに、冷陰極放電のみを利用しているため、放電維持
のために高い電圧を必要とし、蒸着膜生成時の基板の温
度が数百塵に上昇し、処理する基板材質に制限がある。
この発明は、前記の諸点に留意してなされたものであり
、つぎにこの発明をその実施例を示した図面とともに詳
細に説明する。
第１図は、この発明の装置の構成を示し、１は真空槽、
２は真空槽１の底部に配置された平面状のマグネットで
あり、環状の一極３と、該−極の内側に位置した他極４
とから形成されている。
５はマグネット２の上部に配置されたターゲットであり
、ターゲット５とマグネット２とからマグネトロンター
ゲット電極６が構成されている。
７はターゲット５の上方に配置された基板ホルダ、８は
基板ホルダ７の下面に保持された基板、９はターゲット
５の上方近傍の一側に設けられた熱電子放出用タングス
テンフィラメント、１０はターゲット５の上方近傍の他
側にフィラメント９に対向して設けられたア、メートで
あり、フィラメント９より熱電子をターゲット５の上方
に引き出す。
１１はフィラメント９の外側に設けられた反射電極、１
２はマグネット２の平面に平行にターゲット５の上方に
配置された環状の電界用電極であり、マグネット５の平
面に直交する方向に電界を発生する。
１３はフィラメント９の両端に接続されたフィラメント
加熱用電源、１４はフィラメント９の一端とア、ノード
１０との間に接続されたアノード電源、１５は電界用電
極１２とターゲット電極６との間に接続された電界用電
源であり、直流電源または高周波電源から構成され、高
周波電源を用いたときは一端がアースされる。
１６は真空槽１に設けられた放電ガス導入孔であり、ニ
ードルバルブを備えている。
１７は真空槽１に設けられた排気口であり、真空ポンプ
に接続されている。
つぎに、前記実施例の動作について説明する。
基板ホルダ７に基板８を設置した状態において、真空ポ
ンプにより排気口１７から排気し、真空槽１内を１０
Ｔｏｒｒ 台以下にし、ニードルバルブを調整して
放電ガス導入口１６からアルゴンガスを導入し、真空槽
１内を所定ガス圧、ｉｏ””’Ｔｏｒｒまたはそれ以下
に設定する。
つぎに、電界用電源１５を動作させ、ターゲット電極６
に負電圧を印加すると、ターゲット電極６の近傍に陰極
暗部が形成され、この中に入った放電ガスが電界電離さ
れ、プラズマ状態を形成し、このプラズマ中のイオンに
より、ターゲット５の物質の一部がたたき出される。
また、フィラメント加熱用電源１３によりフィラメント
９を加熱し、アノード電源１４によりフィラメント９か
ら熱電子が放出される。
この熱電子は、ターゲット５の表面の磁界内にトラップ
され、電子が過剰状態となり、かつ電界用電源１５によ
る電界とマグネット２による磁界とが直交するため、電
子がらせんを描いて運動し、放電ガスと衝突する確率が
増大し、イオン化が促進され、スパッタ速度が増大する
。
さらに、このイオン化された放電ガスにより、たたき出
されたターゲット物質は、熱電子の衝突を受けるため、
基板８に向って加速される。
したがって、スパッタされた中性およびイオン化された
ターゲット電極が、基板８上に堆積し、薄膜が形成され
る。
なお、スパッタされたターゲット物質の一部がイオン化
されているので、基板８にバイアスを印加させると、さ
らにイオン化したターゲット物質を加速し、膜形成過程
に寄与させることができる。
つぎに、この発明の具体的実症例について、第２図以下
とともに説明する。
銅をターゲットとし、基板にガラスを用い、放電ガスに
アルゴンを用い、ＤＣスパッタ電圧４００■、フィラメ
ント電圧１５■、フィラメント電流７Ａ、アノ−ド電圧
４００■、ア、／−ド電流３００ｍＡとし、アルゴンガ
ス圧力を変えて蒸着速度および密着力を測定した結果、
それぞれ第２図および第３図に示す結果が得られた。
それらの図面において、○印はこの発明による場合、Δ
印はＤＣスパッタ電圧を４００■とした従来のマグネト
ロンスパッタの場合である。
すなわち、第２図に示すように、従来では４×１０
Ｔｏｒｒ程度までのガス圧力でしかスパッタができな
いが、この発明では１０ Ｔｏｒｒ台の高真空でス
パッタ操作かり能であり、しかも従来よりも高い蒸着速
度が得られる。
また、第３図に示すように、従来では被膜の密着力が、
１００〜１５０ ｇ／３．１４關２ しか測定されない
が、この発明では、高真空になる程密着力が高く、従来
に比し、約４倍近くも向上している。
つぎに ターゲットに銅、基板にガラス、放電ガスにア
ルゴンを用い、真空度４Ｘ１０ Ｔｏｒｒ。
ＤＣスパッタ電圧４００■、アノード電圧４００■とし
、ア、／−ド電流を変えて蒸着速度および密着力を測定
した結果、それぞれ第４図および第５図に示す結果が得
られた。
すなわち、それらの図面に示すように、アノ−ド電圧の
増大とともに、蒸着速度および密着力がそれぞれ向上し
ている。
また、高真空操作において形成した被膜の色調は、従来
のマグネトロンスパッタで蒸着した被膜に比し、明るく
、かつ、再現性が良好である。
なお、この発明は、銅被膜の形成のほか、他の物質の被
膜の形成にも、同様に適用することができる。
以上のように、この発明のスパッタ蒸着装置によると、
熱電子により放電ガスのイオン化が促進され、持続放電
に必要な槽内ガス圧が、１０−３Ｔｏｒｒ台またはそれ
以下でよく、そのガス圧領域でスパッタが可能であり、
残留ガス、放電ガス等の不純物ガスによる汚染が少なく
なると同時に、安定な放電モードを維持することができ
る。
また、放電ガスのイオン化が熱電子で促進され、プラズ
マ密度を高くすることができるため、スパッタレートを
上げることができる。
さらに、スパッタされたターゲット物質が、基板に到達
する途中で高密度のプラズマの中を通るため、ターゲッ
ト物質の一部がイオン化され、基板での薄膜形成時の膜
質制（財）に有効に作用する。
その上、スパッタされたターゲット物質の一部がイオン
化されているので、基板にバイアスをかけてイオンを基
板への入射エネルギを制御し、蒸着膜の膜質を自由に制
御することができる。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明のスパッタ蒸着装置の実施例を示し、
第１図は構成国、第２図および第３図はそれぞれガス圧
力に対する蒸着速度および密着力の関係図、第４図およ
び第５図はそれぞれア、ノード電流に対する蒸着速度お
よび密着力の関係図である。 １・・・・・・真空槽、２・・・・・・マグネット、３
・・・・・・一極、４・・・・・・他極、５・・・・・
・ターゲット、６・・・・・・ターゲット電極、８・・
・・・・基板、９・・・・・・フィラメント、１０・・
・・・・アノード、１２・・・・・・電界用電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 環状の一極と、該−極の内側に位置した他極とによ
    り構成された平面状マグネットと、該マグネットの上部
    に配置されたターゲットとからなるターゲット電極と、
    前記ターゲットに対向して設けられた基板と、前記平面
    に直交する方向に電界を発生する電界発生手段と、前記
    ターゲットの近傍に設けられた熱電子放出用フィラメン
    トと、該フィラメントより熱電子を前記ターゲットの上
    方に引き出すアノード電極とを備えたことを特徴とする
    スパッタ蒸着装置。
JP55085398A 1980-06-23 1980-06-23 スパツタ蒸着装置 Expired JPS5845892B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033251U (ja) * 1983-08-12 1985-03-07 紙　博文 公衆電話ボツクス

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS594853A (ja) * 1982-07-01 1984-01-11 Mitsubishi Electric Corp 太陽熱暖房給湯システム
US4606806A (en) * 1984-05-17 1986-08-19 Varian Associates, Inc. Magnetron sputter device having planar and curved targets
US4595482A (en) * 1984-05-17 1986-06-17 Varian Associates, Inc. Apparatus for and the method of controlling magnetron sputter device having separate confining magnetic fields to separate targets subject to separate discharges
US4657654A (en) * 1984-05-17 1987-04-14 Varian Associates, Inc. Targets for magnetron sputter device having separate confining magnetic fields to separate targets subject to separate discharges
US4569746A (en) * 1984-05-17 1986-02-11 Varian Associates, Inc. Magnetron sputter device using the same pole piece for coupling separate confining magnetic fields to separate targets subject to separate discharges
US4597847A (en) * 1984-10-09 1986-07-01 Iodep, Inc. Non-magnetic sputtering target
US5215639A (en) * 1984-10-09 1993-06-01 Genus, Inc. Composite sputtering target structures and process for producing such structures
DE3503398A1 (de) * 1985-02-01 1986-08-07 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau Sputteranlage zum reaktiven beschichten eines substrates mit hartstoffen
JPS61238958A (ja) * 1985-04-15 1986-10-24 Hitachi Ltd 複合薄膜形成法及び装置
DE3809734C1 (ja) * 1988-03-23 1989-05-03 Helmut Prof. Dr. 7805 Boetzingen De Haberland
US5133849A (en) * 1988-12-12 1992-07-28 Ricoh Company, Ltd. Thin film forming apparatus
JP2834797B2 (ja) * 1989-10-25 1998-12-14 株式会社リコー 薄膜形成装置
DE4011515C1 (en) * 1990-04-10 1990-12-13 W.C. Heraeus Gmbh, 6450 Hanau, De Coating substrate with metal (alloy) - by magnetic sputtering, with substrate mounted on surface held at negative voltage
US5298720A (en) * 1990-04-25 1994-03-29 International Business Machines Corporation Method and apparatus for contamination control in processing apparatus containing voltage driven electrode
JP3231900B2 (ja) * 1992-10-28 2001-11-26 株式会社アルバック 成膜装置
DE4396720C1 (de) * 1992-12-23 2003-07-17 Unaxis Balzers Ag Verfahren und Anlage zur Schichtabscheidung und Verwendung der Anlage
US5388428A (en) * 1993-06-23 1995-02-14 Harper; Murry D. Gas expansion refrigeration system
JP3499910B2 (ja) * 1993-12-13 2004-02-23 アネルバ株式会社 平板マグネトロンスパッタリング装置
FR2732818B1 (fr) * 1995-04-07 1997-06-20 Centre Nat Rech Scient Procede et dispositif de controle de la polarisation d'un corps plonge dans un plasma
US5840167A (en) * 1995-08-14 1998-11-24 Lg Semicon Co., Ltd Sputtering deposition apparatus and method utilizing charged particles
DE19705884A1 (de) * 1997-02-15 1998-08-20 Leybold Ag Plasma-Zündvorrichtung
US6599399B2 (en) * 1997-03-07 2003-07-29 Applied Materials, Inc. Sputtering method to generate ionized metal plasma using electron beams and magnetic field
US6039849A (en) * 1997-10-28 2000-03-21 Motorola, Inc. Method for the manufacture of electronic components
SE529375C2 (sv) * 2005-07-22 2007-07-24 Sandvik Intellectual Property Anordning för förbättrad plasmaaktivitet i PVD-reaktorer
NL1030749C2 (nl) * 2005-12-22 2007-06-25 Draka Comteq Bv Inrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een optische voorvorm.
US20090117289A1 (en) * 2007-10-09 2009-05-07 Enerize Corporation Method and apparatus for deposition of thin film materials for energy storage devices

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3404084A (en) * 1965-10-20 1968-10-01 Gen Precision Systems Inc Apparatus for depositing ionized electron beam evaporated material on a negatively biased substrate
NL130959C (ja) 1965-12-17
US3669861A (en) * 1967-08-28 1972-06-13 Texas Instruments Inc R. f. discharge cleaning to improve adhesion

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033251U (ja) * 1983-08-12 1985-03-07 紙　博文 公衆電話ボツクス

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Publication number Publication date
JPS5710329A (en) 1982-01-19
US4389299A (en) 1983-06-21

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