JPS59173265A - スパツタ装置 - Google Patents
スパツタ装置Info
- Publication number
- JPS59173265A JPS59173265A JP4736183A JP4736183A JPS59173265A JP S59173265 A JPS59173265 A JP S59173265A JP 4736183 A JP4736183 A JP 4736183A JP 4736183 A JP4736183 A JP 4736183A JP S59173265 A JPS59173265 A JP S59173265A
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- JP
- Japan
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- target
- magnet
- magnetic field
- sputtering
- high voltage
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- Granted
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
- H01J37/3458—Electromagnets in particular for cathodic sputtering apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
- H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
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- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ） 発明の技術分野
本発明はスパッタ法によシ半導体基板等の試料上に金属
膜又はシリサイド膜等を被着形成場せるスパッタ装置の
改良に関する。
膜又はシリサイド膜等を被着形成場せるスパッタ装置の
改良に関する。
（ｂ）技術の背景
スパッタ法により形成される金Ｍ＆又はシリサイド膜は
蒸着法に比して結晶粒径が微小均一性に優れ、突起が少
ない等の利点により微細・（ターンの形成に通し、また
ステップカパレノヂも良好であるため大規模集積回路（
ＬＳＩ）の電極形成にはスパッタ法が主流になりつ＼あ
る。更に二元以上の金ｊＡ膜も容易に得られ、その装置
構成は蒸発源機構が面一であるため保守が容易で自動化
にＭ利である。
蒸着法に比して結晶粒径が微小均一性に優れ、突起が少
ない等の利点により微細・（ターンの形成に通し、また
ステップカパレノヂも良好であるため大規模集積回路（
ＬＳＩ）の電極形成にはスパッタ法が主流になりつ＼あ
る。更に二元以上の金ｊＡ膜も容易に得られ、その装置
構成は蒸発源機構が面一であるため保守が容易で自動化
にＭ利である。
金属膜形成には主として直流高圧印加法及び成膜速度の
有利性からマグネトロン方式が用いられる。マグネトロ
ンスパッタ装置には磁石の配置やターゲット形状により
椋々の方式があり、ブレーナマグネトロン、５−Ｇｕｎ
、同軸マグネトロン方式等がある。何れも直交゛電磁弁
を利用し、プラズマをターゲット近傍の局在的空間に閉
じ込める原理を利用している。
有利性からマグネトロン方式が用いられる。マグネトロ
ンスパッタ装置には磁石の配置やターゲット形状により
椋々の方式があり、ブレーナマグネトロン、５−Ｇｕｎ
、同軸マグネトロン方式等がある。何れも直交゛電磁弁
を利用し、プラズマをターゲット近傍の局在的空間に閉
じ込める原理を利用している。
（ｃ） 従来技術と問題点
第１図は従来のマグネトロンスパッタ装置をボす構成図
、第２図は従来例の磁場構成を示すターゲット要部側面
図、第３図はターゲットの局部浸食部、及び半導体基板
の被膜形状と示す断面図である。
、第２図は従来例の磁場構成を示すターゲット要部側面
図、第３図はターゲットの局部浸食部、及び半導体基板
の被膜形状と示す断面図である。
図においてマグネトロンスパッタ装置１には一定量のア
ルゴンガスを導入する導入口２及びチャンバ内を一定圧
に減圧排気する排気口３を備える。
ルゴンガスを導入する導入口２及びチャンバ内を一定圧
に減圧排気する排気口３を備える。
金属又は合金素材でなるターゲット４に負の直流高圧を
印加してカソードを構成する。ターゲット４の直下に永
久磁石６を載置し、回転機構を有するホルダー５を配設
する。永久磁石６によって生ずるターゲット４上の磁場
７に電子がサイクロイド運動し、アルゴンガスのガス分
子と衝突する結果、密度の高いプラズマが発生する。こ
れによりプラズマが磁場７に集中し、加速されたアルゴ
ンイオン（Ａｒ＋１８がカソード（ターゲット４）に衝
突してターゲット原子９をた＼き出し、半導体基板１０
に金属膜を被着形成させる。永久磁石６を等間隔の同心
円状に配設して形成する磁場構成ではターゲットの消耗
が早い。即ちマグネトロン方式では電磁界によりとじこ
められた高密度プラズマの発生する領域がスパッタされ
、ターゲツト材に鋭く深いエロージョンエリア（局部浸
食部）を生ずるためである。その具体例を第３図の（イ
）に示すようにターゲット４の局部浸食４ａはその初期
においては半導体基板に被着される金属薄膜は均一性の
膜厚が得られるが図のようにターゲット４の使い込みに
よって局部浸食４ａが鋭く深くなるにつれて（ロ）に示
すように基板１０に形成される金属膜１０ａの膜厚分布
にばらつきを生じ、中央部及び周辺部が薄くなり特に周
辺部が顕著となり更に半導体基板の大口径化が進むにつ
れてこの傾向が増大する。このため第２図に示すように
ホルダー５に配設した磁石６をホルダー５の中心より４
寸法だけずらせた位置に配し、偏心させ磁石６をターゲ
ット４中心（０）のまわシに回転させて磁場を変動させ
、プラズマ電界を磁場の変動に従って変位させスパッタ
領域を拡大する。これによって得られるターゲット４の
局部浸食は第３図の（ハ）に示す４ｂが得られる。従来
の中心位置に配設する第１図の磁石６では４ａであシ図
より明らかなようにスパッタ領域は拡大される。本発明
は更に有効な磁場構成を提起するものである。
印加してカソードを構成する。ターゲット４の直下に永
久磁石６を載置し、回転機構を有するホルダー５を配設
する。永久磁石６によって生ずるターゲット４上の磁場
７に電子がサイクロイド運動し、アルゴンガスのガス分
子と衝突する結果、密度の高いプラズマが発生する。こ
れによりプラズマが磁場７に集中し、加速されたアルゴ
ンイオン（Ａｒ＋１８がカソード（ターゲット４）に衝
突してターゲット原子９をた＼き出し、半導体基板１０
に金属膜を被着形成させる。永久磁石６を等間隔の同心
円状に配設して形成する磁場構成ではターゲットの消耗
が早い。即ちマグネトロン方式では電磁界によりとじこ
められた高密度プラズマの発生する領域がスパッタされ
、ターゲツト材に鋭く深いエロージョンエリア（局部浸
食部）を生ずるためである。その具体例を第３図の（イ
）に示すようにターゲット４の局部浸食４ａはその初期
においては半導体基板に被着される金属薄膜は均一性の
膜厚が得られるが図のようにターゲット４の使い込みに
よって局部浸食４ａが鋭く深くなるにつれて（ロ）に示
すように基板１０に形成される金属膜１０ａの膜厚分布
にばらつきを生じ、中央部及び周辺部が薄くなり特に周
辺部が顕著となり更に半導体基板の大口径化が進むにつ
れてこの傾向が増大する。このため第２図に示すように
ホルダー５に配設した磁石６をホルダー５の中心より４
寸法だけずらせた位置に配し、偏心させ磁石６をターゲ
ット４中心（０）のまわシに回転させて磁場を変動させ
、プラズマ電界を磁場の変動に従って変位させスパッタ
領域を拡大する。これによって得られるターゲット４の
局部浸食は第３図の（ハ）に示す４ｂが得られる。従来
の中心位置に配設する第１図の磁石６では４ａであシ図
より明らかなようにスパッタ領域は拡大される。本発明
は更に有効な磁場構成を提起するものである。
（ｄ） 発明の目的
本発明は上記の点に鑑みターゲット上のスパッタ領域を
拡大させ基板上に形成される金属）摸の膜厚が均一とな
るに有効な磁場構成の提供を目的とする。
拡大させ基板上に形成される金属）摸の膜厚が均一とな
るに有効な磁場構成の提供を目的とする。
（ｅ） 発明の構成
上記目的は本発明によれば磁場の影響下に配置したター
ゲットに高電圧を印加してスパッタリングを行なうマグ
ネトロンスパッタ装置において、該ターゲットの周囲に
リング状電磁石を配設すると共に該リング状磁石とは逆
極性の磁石を該ターゲット下に配設し、且つ該磁石を該
ターゲットの中心に対して偏心回転させる回転機構を設
けることによって達せられる。
ゲットに高電圧を印加してスパッタリングを行なうマグ
ネトロンスパッタ装置において、該ターゲットの周囲に
リング状電磁石を配設すると共に該リング状磁石とは逆
極性の磁石を該ターゲット下に配設し、且つ該磁石を該
ターゲットの中心に対して偏心回転させる回転機構を設
けることによって達せられる。
（ｆ）発明の実施例
以下本発明の実施例を図面により詳述する。
第４図は本発明の一実施例であるマグネトロンスパッタ
装置を示す構成図、第５図は本発明に係わる磁場の変動
を説明するだめの図、第６図の（イ）。
装置を示す構成図、第５図は本発明に係わる磁場の変動
を説明するだめの図、第６図の（イ）。
（ロ）図は本発明の磁場構成によって得られるターゲッ
トの局部浸食部（イ）及び基板の被膜形状（ロ）を示す
断面図である。ターゲット１１に隣接する位置にリング
状の磁石１５を配設し、例えば砥石１５をＳ極とし、こ
れに対してターゲｙｌ・１１を固定しその直下にはＮ極
磁石１６を載１なした回転機構を有するホルダー１２を
配設する。磁石１６はターゲット１１の中心からｔ、た
けずらせた位置に配置し偏心させて構成する。これによ
ってＮ極の磁石１６は固定したターゲット１１の中心軸
（０）からｔ′ずれた位置で回転運動をするから磁場１
３．１４は図示するように中心に対して対象の磁場構成
とはならずターゲット１１の周辺部まで磁界が拡がる。
トの局部浸食部（イ）及び基板の被膜形状（ロ）を示す
断面図である。ターゲット１１に隣接する位置にリング
状の磁石１５を配設し、例えば砥石１５をＳ極とし、こ
れに対してターゲｙｌ・１１を固定しその直下にはＮ極
磁石１６を載１なした回転機構を有するホルダー１２を
配設する。磁石１６はターゲット１１の中心からｔ、た
けずらせた位置に配置し偏心させて構成する。これによ
ってＮ極の磁石１６は固定したターゲット１１の中心軸
（０）からｔ′ずれた位置で回転運動をするから磁場１
３．１４は図示するように中心に対して対象の磁場構成
とはならずターゲット１１の周辺部まで磁界が拡がる。
これによりターゲット上に生ずるエロージョンエリアは
その周辺部捷で拡大されることになる。
その周辺部捷で拡大されることになる。
υ１」ち磁石１６はターゲｙ）１１の中心（０）に沿っ
て軌道１７を描いて回転運動し磁界が拡大される。
て軌道１７を描いて回転運動し磁界が拡大される。
この磁界にプラズマが集中することにより加速されたア
ルゴンイオンがターゲットに衝突してターゲット原子を
た＼き出す。このように磁場が拡大するに伴いターゲッ
ト１１の局部浸食部１１ａは第６図（イ）の斜線で示す
ように拡大する。１だ基板１８上に形成される金属被膜
１８ａは第６図（ロ）で示すように略均−性のある膜厚
分布が得られる。
ルゴンイオンがターゲットに衝突してターゲット原子を
た＼き出す。このように磁場が拡大するに伴いターゲッ
ト１１の局部浸食部１１ａは第６図（イ）の斜線で示す
ように拡大する。１だ基板１８上に形成される金属被膜
１８ａは第６図（ロ）で示すように略均−性のある膜厚
分布が得られる。
本実Ｍｌｊ例によりターゲットの有効利用率は従来の３
０ヂから５０％に向上することが確認された。
０ヂから５０％に向上することが確認された。
（ｇ） 発明の効果
以上詳細に説明したように本発明の４ｒＪ、場構Ｊ］Ｖ
、を有するスパッタ装置とすることにより半導体基板上
に破着形成される金属膜又は合金膜は均一な膜厚分布が
得られ、しかもターゲ、Ｌ材の有効利用率も向上する等
大きな効果がある。
、を有するスパッタ装置とすることにより半導体基板上
に破着形成される金属膜又は合金膜は均一な膜厚分布が
得られ、しかもターゲ、Ｌ材の有効利用率も向上する等
大きな効果がある。
第１図は従来のマグネトロンスパッタ装置を示す構成図
、第２図は従来例の磁場構成を示すターゲノ）要部仰１
面図、第３図はターゲットの局部浸食部及び半棉体基板
の被膜形状を示す断面図、第４図は本発明の一実施例で
あるマグネトロンスパッタ装置を示す構成図、第５図は
本発明に保わる磁場の変動を説明するだめの図、第６図
の０）、（ロ）は本発明の磁場構成によって得られるタ
ーゲットの局部浸食部（イ）及び基板の被膜形状（＋：
！ｌを示す断面図である。 図中、１１・・・・ターゲット、１２・・・・ホルダー
。 １ ’３．１４・・・磁場、１５．１６・・・・磁石、
１７・・・・・軌道。 １８・・・・基板。 拳Ｉ吋 峯？閉 奉づ昭 寮４阻
、第２図は従来例の磁場構成を示すターゲノ）要部仰１
面図、第３図はターゲットの局部浸食部及び半棉体基板
の被膜形状を示す断面図、第４図は本発明の一実施例で
あるマグネトロンスパッタ装置を示す構成図、第５図は
本発明に保わる磁場の変動を説明するだめの図、第６図
の０）、（ロ）は本発明の磁場構成によって得られるタ
ーゲットの局部浸食部（イ）及び基板の被膜形状（＋：
！ｌを示す断面図である。 図中、１１・・・・ターゲット、１２・・・・ホルダー
。 １ ’３．１４・・・磁場、１５．１６・・・・磁石、
１７・・・・・軌道。 １８・・・・基板。 拳Ｉ吋 峯？閉 奉づ昭 寮４阻
Claims (1)
- 磁場の影響下に配置したターゲットに高電圧を印加して
スパッタリングを行なうマグネトロン方式、り装置にお
いて、該ターゲットの周囲にリング状電磁石を配設する
と共に該リング状磁石とは逆極性の磁石を該ターゲット
下に配設し、且つ該磁石を該ターゲットの中心に対して
偏心回転させる回転機構を設けたことを特徴とするスノ
くツタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4736183A JPS59173265A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4736183A JPS59173265A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | スパツタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59173265A true JPS59173265A (ja) | 1984-10-01 |
| JPH0352535B2 JPH0352535B2 (ja) | 1991-08-12 |
Family
ID=12772973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4736183A Granted JPS59173265A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59173265A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0211412A2 (en) * | 1985-08-02 | 1987-02-25 | Fujitsu Limited | Planar magnetron sputtering apparatus and its magnetic source |
| WO1990013137A1 (en) * | 1989-04-27 | 1990-11-01 | Ionic Coatings Limited | Sputtering apparatus |
| EP0620583A1 (en) * | 1993-04-14 | 1994-10-19 | Varian Associates, Inc. | Sputtering apparatus having a rotating magnet array and fixed electromagnets |
| WO1997037371A1 (en) * | 1996-04-02 | 1997-10-09 | Applied Vision Ltd. | Magnet array for magnetrons |
| KR100563510B1 (ko) * | 2000-12-25 | 2006-03-23 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 마그네트론 스퍼터 장치와 그것을 이용한 포토마스크블랭크의 제조 방법 |
| CN104862653A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-08-26 | 魏永强 | 电弧离子镀和高功率脉冲磁控溅射复合的沉积方法 |
| CN105803411A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-07-27 | 魏永强 | 电弧离子镀和孪生靶双极性高功率脉冲磁控溅射复合方法 |
| CN109989039A (zh) * | 2017-12-30 | 2019-07-09 | 魏永强 | 一种组合磁场、组合管和多孔挡板复合的真空沉积方法 |
-
1983
- 1983-03-22 JP JP4736183A patent/JPS59173265A/ja active Granted
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0211412A2 (en) * | 1985-08-02 | 1987-02-25 | Fujitsu Limited | Planar magnetron sputtering apparatus and its magnetic source |
| US4872964A (en) * | 1985-08-02 | 1989-10-10 | Fujitsu Limited | Planar magnetron sputtering apparatus and its magnetic source |
| WO1990013137A1 (en) * | 1989-04-27 | 1990-11-01 | Ionic Coatings Limited | Sputtering apparatus |
| EP0620583A1 (en) * | 1993-04-14 | 1994-10-19 | Varian Associates, Inc. | Sputtering apparatus having a rotating magnet array and fixed electromagnets |
| US5417833A (en) * | 1993-04-14 | 1995-05-23 | Varian Associates, Inc. | Sputtering apparatus having a rotating magnet array and fixed electromagnets |
| KR100326192B1 (ko) * | 1993-04-14 | 2002-06-20 | 제임스 엠. 윌리암스 | 회전자석배열및고정전자석을갖는스퍼터링장치 |
| US6159351A (en) * | 1996-04-02 | 2000-12-12 | Applied Vision Limited | Magnet array for magnetrons |
| WO1997037371A1 (en) * | 1996-04-02 | 1997-10-09 | Applied Vision Ltd. | Magnet array for magnetrons |
| KR100563510B1 (ko) * | 2000-12-25 | 2006-03-23 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 마그네트론 스퍼터 장치와 그것을 이용한 포토마스크블랭크의 제조 방법 |
| CN104862653A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-08-26 | 魏永强 | 电弧离子镀和高功率脉冲磁控溅射复合的沉积方法 |
| CN104862653B (zh) * | 2015-05-20 | 2017-07-07 | 魏永强 | 电弧离子镀和高功率脉冲磁控溅射复合的沉积方法 |
| CN105803411A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-07-27 | 魏永强 | 电弧离子镀和孪生靶双极性高功率脉冲磁控溅射复合方法 |
| CN109989039A (zh) * | 2017-12-30 | 2019-07-09 | 魏永强 | 一种组合磁场、组合管和多孔挡板复合的真空沉积方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0352535B2 (ja) | 1991-08-12 |
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