JPS61157678A - マグネトロンスパツタ装置 - Google Patents
マグネトロンスパツタ装置Info
- Publication number
- JPS61157678A JPS61157678A JP27597584A JP27597584A JPS61157678A JP S61157678 A JPS61157678 A JP S61157678A JP 27597584 A JP27597584 A JP 27597584A JP 27597584 A JP27597584 A JP 27597584A JP S61157678 A JPS61157678 A JP S61157678A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coils
- coil
- circle
- target material
- magnetron sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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】
〔発明の技術分野〕
本発明はマグネトロンスパッタ装置、特にターゲットが
平板形で、コイルによって磁界を発生させるマグネトロ
ンスパッタ装置に関する。
平板形で、コイルによって磁界を発生させるマグネトロ
ンスパッタ装置に関する。
ＬＳＩの製造工程で金属膜等を半導体ウェハに被着させ
るのにマグネトロンスパッタ装置が用いられている。第
３図に従来用いられているマグネトロンスパッタ装置の
一例を示す。陽極１には被管材としての半導体ウェハ２
が保持され、陰極３には金属のターゲット材４が載せら
れる。陰極３の下部には磁界発生装置５が設けられてい
る。陽極１と陰極３との間には電圧が印加され、両極間
に放電が生じる。磁界発生装置５はターゲット材４の周
囲に磁界を形成し、磁界と電界が直交する部分では、放
電により電離した電子がマグネトロン運動を行ない、高
密度のプラズマが発生する。
るのにマグネトロンスパッタ装置が用いられている。第
３図に従来用いられているマグネトロンスパッタ装置の
一例を示す。陽極１には被管材としての半導体ウェハ２
が保持され、陰極３には金属のターゲット材４が載せら
れる。陰極３の下部には磁界発生装置５が設けられてい
る。陽極１と陰極３との間には電圧が印加され、両極間
に放電が生じる。磁界発生装置５はターゲット材４の周
囲に磁界を形成し、磁界と電界が直交する部分では、放
電により電離した電子がマグネトロン運動を行ない、高
密度のプラズマが発生する。
このプラズマによりターゲット材４が侵蝕され、ターゲ
ット材が半導体ウェハ２に被着し、金属膜を形成する。
ット材が半導体ウェハ２に被着し、金属膜を形成する。
なお、導水管６から排水管７へむかって冷却水が流され
、磁界発生装置５は冷却される。第４図乃至第６図に従
来一般に用いられている磁界発生装置５の構造と、これ
によってスパッタを行なった場合のターゲット材４の侵
蝕状態を示す。第４図（ａ）は磁界発生装置５として円
盤状の永久磁石５１を用いた装置であり、同図（ｂ）は
この装置によるスパッタ後のターゲット材４の断面形状
を示す。第５図（ａ）は磁界発生装置５として円盤状の
永久磁石５２を用い、これを回転軸ＸＸ′のまわりに回
転させながらスパッタを行なう装置であり、同図（ｂ）
はこの装置によるスパッタ後のターゲット材４の断面形
状を示す。第６図（ａ）は磁界発生装置５としてコイル
を用いた装置であり、中心コイル５３のまわりをとり囲
むように複数の周円コイル５４が設けられている。
、磁界発生装置５は冷却される。第４図乃至第６図に従
来一般に用いられている磁界発生装置５の構造と、これ
によってスパッタを行なった場合のターゲット材４の侵
蝕状態を示す。第４図（ａ）は磁界発生装置５として円
盤状の永久磁石５１を用いた装置であり、同図（ｂ）は
この装置によるスパッタ後のターゲット材４の断面形状
を示す。第５図（ａ）は磁界発生装置５として円盤状の
永久磁石５２を用い、これを回転軸ＸＸ′のまわりに回
転させながらスパッタを行なう装置であり、同図（ｂ）
はこの装置によるスパッタ後のターゲット材４の断面形
状を示す。第６図（ａ）は磁界発生装置５としてコイル
を用いた装置であり、中心コイル５３のまわりをとり囲
むように複数の周円コイル５４が設けられている。
同図（ｂ）はこの装置によるスパッタ後のターゲット材
４の断面形状を示す。
４の断面形状を示す。
スパッタ後のターゲット材は、第４図乃至第６図の（ｂ
）図に示すように侵蝕が行なわれるが、この侵蝕の行な
われた部分のみが半導体ウェハに被着し有効利用される
ことになる。従ってできるだけ広範囲にわたって、でき
るだけ多くの侵蝕が行なわれるのが望ましい。この有効
利用の程度を表わすのに材料効率という数値が用いられ
ている。
）図に示すように侵蝕が行なわれるが、この侵蝕の行な
われた部分のみが半導体ウェハに被着し有効利用される
ことになる。従ってできるだけ広範囲にわたって、でき
るだけ多くの侵蝕が行なわれるのが望ましい。この有効
利用の程度を表わすのに材料効率という数値が用いられ
ている。
これはスパッタ前のターゲット材体積に対するスパッタ
により侵蝕された部分のターゲット材の体積をパーセン
トで表わした数字である。従来の第４図（ａ）に示す静
止永久磁石を用いた装置では材料効率３０〜４０％、第
５図（ａ）に示す回転永久磁石を用いた装置では材料効
率４０％、第６図（ａ）に示すコイルを用いた装置では
材料効率４５％程度である。このように従来の装置には
ターゲット材の材料効率が悪いという欠点があった。
により侵蝕された部分のターゲット材の体積をパーセン
トで表わした数字である。従来の第４図（ａ）に示す静
止永久磁石を用いた装置では材料効率３０〜４０％、第
５図（ａ）に示す回転永久磁石を用いた装置では材料効
率４０％、第６図（ａ）に示すコイルを用いた装置では
材料効率４５％程度である。このように従来の装置には
ターゲット材の材料効率が悪いという欠点があった。
そこで本発明はターゲット材の材料効率の高いマグネト
ロンスパッタ装置を提供することを目的とする。
ロンスパッタ装置を提供することを目的とする。
〔発明の概要）
本発明の特徴はマグネトロンスパッタ装置において、被
着材を支持する第１の電極と、ターゲット材を支持する
第２の電極と、両電極間に電圧を印加する電源装置と、
ターゲット材の周囲に磁界を形成するために複数の同心
閉曲線上に配列された複数のコイルと、これらのコイル
を、同一閉曲線上に配列されたコイルを１グループとし
て、各グループごとに所定の順番で励磁する励磁装置と
、を設け、ターゲット材の侵蝕領域を広げ、材料効率を
高めた点にある。
着材を支持する第１の電極と、ターゲット材を支持する
第２の電極と、両電極間に電圧を印加する電源装置と、
ターゲット材の周囲に磁界を形成するために複数の同心
閉曲線上に配列された複数のコイルと、これらのコイル
を、同一閉曲線上に配列されたコイルを１グループとし
て、各グループごとに所定の順番で励磁する励磁装置と
、を設け、ターゲット材の侵蝕領域を広げ、材料効率を
高めた点にある。
以下本発明を図示する実施例に基づいて説明する。第１
図（ａ）は本発明に係るマグネトロンスパッタ装置の一
実施例の説明図である。従来装置と同様に、陽極１には
被管材としての半導体ウェハ２が保持され、陰極３には
金属のターゲット材４が載せられる。両電極間には電圧
が印加され放電が起こる。陰極３の下部に設けられた磁
界発生装置は中心コイル５５と、複数の内周コイル５６
と、複数の外周コイル５７と、によって構成される。第
１図（ｂ）はこれらコイルの配置を示す平面図である。
図（ａ）は本発明に係るマグネトロンスパッタ装置の一
実施例の説明図である。従来装置と同様に、陽極１には
被管材としての半導体ウェハ２が保持され、陰極３には
金属のターゲット材４が載せられる。両電極間には電圧
が印加され放電が起こる。陰極３の下部に設けられた磁
界発生装置は中心コイル５５と、複数の内周コイル５６
と、複数の外周コイル５７と、によって構成される。第
１図（ｂ）はこれらコイルの配置を示す平面図である。
各コイルは全部が同時に励磁されるのではなく、一定の
順番でグループごとに励磁が行なわれる。
順番でグループごとに励磁が行なわれる。
即ち、中心コイル５５、外周コイル５７、内周コイル５
６の順に数秒単位でグループごとに励磁が行なわれる。
６の順に数秒単位でグループごとに励磁が行なわれる。
このように順に励磁を行なう口とにより、異なるグルー
プに属するコイルによって発生する磁界が相互に抑制し
あう効果を防ぐことができ、ターゲット材４周辺の磁界
のむらを防ぐことができる。なお、一般にターゲット材
の外側部分の侵蝕速度が遅くなるため、外側部分の磁界
が強くなるようにコイルを励磁するのが好ましい。
プに属するコイルによって発生する磁界が相互に抑制し
あう効果を防ぐことができ、ターゲット材４周辺の磁界
のむらを防ぐことができる。なお、一般にターゲット材
の外側部分の侵蝕速度が遅くなるため、外側部分の磁界
が強くなるようにコイルを励磁するのが好ましい。
第１図の実施例に示す装置では、中心コイル５５の励磁
強度を１とした場合に、内周コイル５６の励磁強度を１
７２、外周コイル５７の励磁強度を２とするのが好まし
い。また、これらコイルを冷却するために、従来装置同
様に導水管６がら排水管７へむかって冷却水が流される
。
強度を１とした場合に、内周コイル５６の励磁強度を１
７２、外周コイル５７の励磁強度を２とするのが好まし
い。また、これらコイルを冷却するために、従来装置同
様に導水管６がら排水管７へむかって冷却水が流される
。
第２図は、第１図に示す装置によるスパッタ後のターゲ
ット材４の断面形状である。従来装置によるスパッタに
比べ、侵蝕領域が特に周辺部にまで広がり、材料効率も
６０％程度と向上する。
ット材４の断面形状である。従来装置によるスパッタに
比べ、侵蝕領域が特に周辺部にまで広がり、材料効率も
６０％程度と向上する。
以上のとおり本発明によれば、マグネトロンスパッタ装
置において、磁界発生装置として同心閉曲線上に配列さ
れた複数のコイルを用い、これを各グループごとに所定
の順番で励磁するようにしたため、ターゲット材の材料
効率を高めることができる。
置において、磁界発生装置として同心閉曲線上に配列さ
れた複数のコイルを用い、これを各グループごとに所定
の順番で励磁するようにしたため、ターゲット材の材料
効率を高めることができる。
第１図（ａ）は本発明に係るマグネトロンスパッタ装置
の一実施例の説明図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の装
置におけるコイルの配置を示す平面図、第２図は第１図
の装置によるスパッタ後のターゲット材の断面形状図、
第３図は従来のマグネトロンスパッタ装置の説明図、第
４図乃至第６図の（ａ）は従来の磁界発生装置の構造図
、（ｂ）は該装置を用いたスパッタ後のターゲット材の
断面形状図である。 １・・・陽極、２・・・半導体ウェハ、３・・・陰極、
４・・・ターゲラ１〜材、５・・・磁界発生装置、５１
．５２・・・円盤状の永久磁石、５３・・・中心コイル
、５４・・・周円コイル、５５・・・中心コイル、５６
・・・内周コイル、５７・・・外周コイル、６・・−導
水管、７・・・排水管。 出願人代理人 猪 股 清 因 区
の一実施例の説明図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の装
置におけるコイルの配置を示す平面図、第２図は第１図
の装置によるスパッタ後のターゲット材の断面形状図、
第３図は従来のマグネトロンスパッタ装置の説明図、第
４図乃至第６図の（ａ）は従来の磁界発生装置の構造図
、（ｂ）は該装置を用いたスパッタ後のターゲット材の
断面形状図である。 １・・・陽極、２・・・半導体ウェハ、３・・・陰極、
４・・・ターゲラ１〜材、５・・・磁界発生装置、５１
．５２・・・円盤状の永久磁石、５３・・・中心コイル
、５４・・・周円コイル、５５・・・中心コイル、５６
・・・内周コイル、５７・・・外周コイル、６・・−導
水管、７・・・排水管。 出願人代理人 猪 股 清 因 区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被着材を支持する第１の電極と、ターゲット材を支
持する第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極
との間に電圧を印加する電源装置と、前記ターゲット材
の周囲に磁界を形成するために複数の同心閉曲線上に配
列された複数のコイルと、前記複数のコイルを、同一閉
曲線上に配列されたコイルを１グループとして、各グル
ープごとに所定の順番で励磁する励磁装置と、をそなえ
ることを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。 ２、複数のコイルが複数の同心円周上に配列されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマグネト
ロンスパッタ装置。 ３、複数のコイルが、中心円、内周円、外周円の順に半
径が大きくなる３つの同心円の各円周上に配列され、励
磁の順番を前記中心円上のコイル、前記外周円上のコイ
ル、前記内周円上のコイル、の順とすることを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載のマグネトロンスパッタ装
置。 ４、外周円上のコイルの励磁強度を、中心円上のコイル
の励磁強度の２倍とし、内周円上のコイルの励磁強度を
、中心円上のコイルの励磁強度の半分とすることを特徴
とする特許請求の範囲第３項記載のマグネトロンスパッ
タ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27597584A JPS61157678A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | マグネトロンスパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27597584A JPS61157678A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | マグネトロンスパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61157678A true JPS61157678A (ja) | 1986-07-17 |
Family
ID=17563025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27597584A Pending JPS61157678A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | マグネトロンスパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61157678A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04210023A (ja) * | 1990-12-07 | 1992-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気掃除機 |
| US6841050B2 (en) * | 2002-05-21 | 2005-01-11 | Applied Materials, Inc. | Small planetary magnetron |
| CN110726602A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-01-24 | 福州大学 | 多功能断索试验装置及断索模拟方法 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP27597584A patent/JPS61157678A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04210023A (ja) * | 1990-12-07 | 1992-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気掃除機 |
| US6841050B2 (en) * | 2002-05-21 | 2005-01-11 | Applied Materials, Inc. | Small planetary magnetron |
| US7169271B2 (en) | 2002-05-21 | 2007-01-30 | Applied Materials, Inc. | Magnetron executing planetary motion adjacent a sputtering target |
| US7807030B2 (en) | 2002-05-21 | 2010-10-05 | Applied Materials, Inc. | Small scanned magentron |
| CN110726602A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-01-24 | 福州大学 | 多功能断索试验装置及断索模拟方法 |
| CN110726602B (zh) * | 2019-12-05 | 2024-03-01 | 福州大学 | 多功能断索试验装置及断索模拟方法 |
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