JPS62167877A - プラズマ移動式マグネトロン型スパツタ装置 - Google Patents
プラズマ移動式マグネトロン型スパツタ装置Info
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- JPS62167877A JPS62167877A JP951986A JP951986A JPS62167877A JP S62167877 A JPS62167877 A JP S62167877A JP 951986 A JP951986 A JP 951986A JP 951986 A JP951986 A JP 951986A JP S62167877 A JPS62167877 A JP S62167877A
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- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 13
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- 239000013077 target material Substances 0.000 description 3
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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】
〔概要〕
マグネトロン型スパッタ装置においてターゲット上方周
囲に電磁石を配設して、これの生成する磁界を変えるこ
とによりプラズマ閉じ込め用磁界の磁力線分布を変化さ
せ、ターゲットのエロージョン部を広げ、被加工物の基
板の被膜厚さ分布とステップカバレッジ性を良好ならし
め、且つターゲットの寿命を長くする。
囲に電磁石を配設して、これの生成する磁界を変えるこ
とによりプラズマ閉じ込め用磁界の磁力線分布を変化さ
せ、ターゲットのエロージョン部を広げ、被加工物の基
板の被膜厚さ分布とステップカバレッジ性を良好ならし
め、且つターゲットの寿命を長くする。
本発明は半導体基板等にＡＩ被被膜の被着を行うマグネ
トロン型スパッタ装置の構造に関する。
トロン型スパッタ装置の構造に関する。
スパッタ装置は低圧気体放電を利用して薄膜を形成する
ものであるが、近時マグネトロン型のものを使用するよ
うになって膜成長速度が上がり広く実用化されている。
ものであるが、近時マグネトロン型のものを使用するよ
うになって膜成長速度が上がり広く実用化されている。
マグネトロン型スパッタ装置はターゲットの形状からプ
レーナマグネトロン型、リングマグネトロン型、同軸マ
グネトロン型と分類されている。
レーナマグネトロン型、リングマグネトロン型、同軸マ
グネトロン型と分類されている。
いづれの形式のマグネトロン型スパッタ装置も、真空容
器内にＡｒ等のガスを導入してＤＣまたはＲＦ等でグロ
ー放電させて、ガスをプラズマ化し、カソードのターゲ
ット材料をスパッタしてターゲットに対置した基板上に
堆積する際、ターゲットの裏面に装着された永久磁石に
よる磁界でプラズマ中の電子を閉じ込めＡｒイオンの発
生を増進し、プラズマ密度を上げスパッタ効率を向上す
るものである。
器内にＡｒ等のガスを導入してＤＣまたはＲＦ等でグロ
ー放電させて、ガスをプラズマ化し、カソードのターゲ
ット材料をスパッタしてターゲットに対置した基板上に
堆積する際、ターゲットの裏面に装着された永久磁石に
よる磁界でプラズマ中の電子を閉じ込めＡｒイオンの発
生を増進し、プラズマ密度を上げスパッタ効率を向上す
るものである。
そのためスパッタされたターゲット材料は対向配置され
た基板に効率よく到達し、高速で被膜が形成される。
た基板に効率よく到達し、高速で被膜が形成される。
しかし、ターゲットの一部に磁界が強く形成されるため
、ターゲットのその部分のみ大きくエロージョンされる
。
、ターゲットのその部分のみ大きくエロージョンされる
。
例えば、ターゲットの下方に磁石をもつプレーナ弐のマ
グネトロン型スパッタ装置では、Ｎ極とＳ極の磁極面の
中間位置に集中的にエロージョンが発生する。このこと
は、この部分からより多くのターゲット材料が基板に被
着することを意味しているので、基板への被着厚さも均
一性を欠き、ステップカバレッジもよくないので、これ
らの改善が望まれている。
グネトロン型スパッタ装置では、Ｎ極とＳ極の磁極面の
中間位置に集中的にエロージョンが発生する。このこと
は、この部分からより多くのターゲット材料が基板に被
着することを意味しているので、基板への被着厚さも均
一性を欠き、ステップカバレッジもよくないので、これ
らの改善が望まれている。
第４図は従来例におけるプレーナ式マグネトロン型スパ
ッタ装置の断面模式図である。
ッタ装置の断面模式図である。
図において、１は平面状のＡＩのターゲットで負電圧を
印加する。このターゲット１の裏面に接して永久磁石で
出来たプラズマ閉じ込め用の磁石２ａ、２ｂの磁極があ
る。磁石２ａは円柱状磁石でＳ極を磁極面とし、磁石２
ｂは中空円筒状のＮ極を磁極面としている。
印加する。このターゲット１の裏面に接して永久磁石で
出来たプラズマ閉じ込め用の磁石２ａ、２ｂの磁極があ
る。磁石２ａは円柱状磁石でＳ極を磁極面とし、磁石２
ｂは中空円筒状のＮ極を磁極面としている。
ターゲット１の上方に接地した半導体の基板４を置く。
ターゲット１の表面上方にはプラズマ閉じ込め磁石２ａ
、２ｂにより磁界を生じ、その磁力線６は図示する如き
分布となり、ターゲソ）１上において、磁石２ａと２ｂ
の中間点付近で閉じ込め電子密度が最も高いので、＾ｒ
イオンはこの部分を主として衝撃し、ターゲット１のＡ
Ｉもこの部分が最も多く消耗する。５はエロージョン部
で、磁石が円対称なので、エロージョン部５もリング状
溝を形成している。
、２ｂにより磁界を生じ、その磁力線６は図示する如き
分布となり、ターゲソ）１上において、磁石２ａと２ｂ
の中間点付近で閉じ込め電子密度が最も高いので、＾ｒ
イオンはこの部分を主として衝撃し、ターゲット１のＡ
Ｉもこの部分が最も多く消耗する。５はエロージョン部
で、磁石が円対称なので、エロージョン部５もリング状
溝を形成している。
ターゲット１が局部的に消耗するので、ターゲットｌの
寿命が短いだけでなく、基板４の面における被着膜厚の
均一性がよくないし、又、段差等に対するカバレンジ性
もよくない。
寿命が短いだけでなく、基板４の面における被着膜厚の
均一性がよくないし、又、段差等に対するカバレンジ性
もよくない。
このため、上記欠点を改善するために、ターゲットの下
部の磁石を電磁石とし、磁極数も増加して磁力線分布を
変えて、プラズマ閉じ込め位置を変える方式のものが提
案されている。しかし、この方式のものは磁極が全部タ
ーゲットの下方にあるので、ターゲットのエロージョン
部の拡がりが少なく、余り効果的でない。
部の磁石を電磁石とし、磁極数も増加して磁力線分布を
変えて、プラズマ閉じ込め位置を変える方式のものが提
案されている。しかし、この方式のものは磁極が全部タ
ーゲットの下方にあるので、ターゲットのエロージョン
部の拡がりが少なく、余り効果的でない。
従来のプレーナ式マグネトロン型スパッタ装置において
は、プラズマ閉じ込め磁石が固定式または可変式であっ
ても、プラズマ閉じ込め範囲が小範囲に限定され、従っ
てターゲットのエロージョンエリアも広くなく、ターゲ
・７トの寿命が短く、且つ基板への形成膜の膜厚分布が
均一でなく、ステップカバレッジ性も良好でない欠点を
有している。
は、プラズマ閉じ込め磁石が固定式または可変式であっ
ても、プラズマ閉じ込め範囲が小範囲に限定され、従っ
てターゲットのエロージョンエリアも広くなく、ターゲ
・７トの寿命が短く、且つ基板への形成膜の膜厚分布が
均一でなく、ステップカバレッジ性も良好でない欠点を
有している。
上記問題点の解決は、ターゲット表面近傍に閉磁界を形
成する磁石を備えたマグネトロン型スパッタ装置におい
て、前記ターゲットの上方周囲に電磁石を配設し、ター
ゲット上のプラズマを移動させるように、前記電磁石に
よる磁界を周期的に変化せしめるようにした本発明によ
るプラズマ移動式マグネトロン型スパッタ装置により達
成される。
成する磁石を備えたマグネトロン型スパッタ装置におい
て、前記ターゲットの上方周囲に電磁石を配設し、ター
ゲット上のプラズマを移動させるように、前記電磁石に
よる磁界を周期的に変化せしめるようにした本発明によ
るプラズマ移動式マグネトロン型スパッタ装置により達
成される。
特に前記電磁石をターゲットと同程度の直径をもつ固定
した１個の環状体としたプラズマ移動式マグネトロン型
スパッタ装置によって、本発明を容易に実施することが
出来る。
した１個の環状体としたプラズマ移動式マグネトロン型
スパッタ装置によって、本発明を容易に実施することが
出来る。
更に前記電磁石を複数個の小電磁石をターゲ・ノドと同
程度の直径の円周上に配設し、固定するか又は全部の小
電磁石を一体として往復回転せしむるようにしたプラズ
マ移動式マグネトロン型スパッタ装置によって、本発明
を容易に実施することが出来る。
程度の直径の円周上に配設し、固定するか又は全部の小
電磁石を一体として往復回転せしむるようにしたプラズ
マ移動式マグネトロン型スパッタ装置によって、本発明
を容易に実施することが出来る。
本発明はターゲットの上方周囲に電磁石を設は磁界を周
期的に変化させることにより、プラズマ閉じ込め磁界の
位置を移動させ、ターゲ７）のエロージョン域を広げ、
基板における膜厚分布を均一にすると同時に、ステップ
カバレ・ノジ性を向上せしめる。
期的に変化させることにより、プラズマ閉じ込め磁界の
位置を移動させ、ターゲ７）のエロージョン域を広げ、
基板における膜厚分布を均一にすると同時に、ステップ
カバレ・ノジ性を向上せしめる。
第１図（ａ） 、（ｂ）は本発明による固定式一体型の
電磁石を備えたプラズマ移動式マグネトロン型スパッタ
装置の断面模式図である。
電磁石を備えたプラズマ移動式マグネトロン型スパッタ
装置の断面模式図である。
図において、第４図における名称と同じものは同じ符号
で示す。
で示す。
第１図（ａ）は電磁石をＯＦＦした時の図で、電磁石３
はターゲット１と略同程度の大きさ直径をもつ固定した
１個の環状体のコアよりなる電磁石である。電磁石３が
付加された以外は第４図におけるものと同じ構造である
。従って、電磁石３の通電がＯＦＦのときは、プラズマ
閉じ込め磁界の形状は第４図におけるものと同じである
。
はターゲット１と略同程度の大きさ直径をもつ固定した
１個の環状体のコアよりなる電磁石である。電磁石３が
付加された以外は第４図におけるものと同じ構造である
。従って、電磁石３の通電がＯＦＦのときは、プラズマ
閉じ込め磁界の形状は第４図におけるものと同じである
。
第１図（ｂ）は電磁石をＯＮにした時の図で、電磁石３
の形成する磁力線７、が、プラズマ閉じ込め磁界の磁力
線６に影響を及ぼし、磁力線６を夕°−ゲット１の中心
側に移動させる。それにつれてターゲット１の上部のプ
ラズマの位置も中心部に移動し、これによりターゲット
１のエロージョン部５は中心°方向に移動して行く。こ
の操作を周期的に行い、ターゲット１の表面が出来るだ
け広い範囲でエロージョンされるようにする。電磁石３
は円対称に出来ているのでターゲソトエのエロージョン
も円対称となる。
の形成する磁力線７、が、プラズマ閉じ込め磁界の磁力
線６に影響を及ぼし、磁力線６を夕°−ゲット１の中心
側に移動させる。それにつれてターゲット１の上部のプ
ラズマの位置も中心部に移動し、これによりターゲット
１のエロージョン部５は中心°方向に移動して行く。こ
の操作を周期的に行い、ターゲット１の表面が出来るだ
け広い範囲でエロージョンされるようにする。電磁石３
は円対称に出来ているのでターゲソトエのエロージョン
も円対称となる。
第２図は本発明によるエロージョン状況を示すためのタ
ーゲット断面図で、中心と周囲を除いた部分が略均−深
さにエロージョンされる。
ーゲット断面図で、中心と周囲を除いた部分が略均−深
さにエロージョンされる。
第３図は本発明による固定式の複数の小電磁石を備えた
プラズマ移動式マグネトロン型スパッタ装置の断面模式
図である。
プラズマ移動式マグネトロン型スパッタ装置の断面模式
図である。
図において、複数個の小電磁石３ａを円周上に密に配設
して、電磁石３をＯＮすると、この電磁石３による磁力
Ｈ７が、第１図（ｂ）におけるものと略同様に形成され
る。但し、これによる磁界は複数の小電磁石によるため
円周方向に全く均一とは成っていない。然しなから、小
電磁石３ａを密に配設しているので、プラズマ閉じ込め
位置においては、円周方向の差は無視出来る程度である
。
して、電磁石３をＯＮすると、この電磁石３による磁力
Ｈ７が、第１図（ｂ）におけるものと略同様に形成され
る。但し、これによる磁界は複数の小電磁石によるため
円周方向に全く均一とは成っていない。然しなから、小
電磁石３ａを密に配設しているので、プラズマ閉じ込め
位置においては、円周方向の差は無視出来る程度である
。
又図示しないが、別の実施例の方法として複数個の小電
磁石をターゲットと同程度の直径の円周上に配設し、全
部の小電磁石を一体として往復回転−仕しむるようにす
れば、例え電磁石の配列が疎であっても、電磁石の往復
回転によって、円周方向のアンバランスを容易にカバー
することが出来る。
磁石をターゲットと同程度の直径の円周上に配設し、全
部の小電磁石を一体として往復回転−仕しむるようにす
れば、例え電磁石の配列が疎であっても、電磁石の往復
回転によって、円周方向のアンバランスを容易にカバー
することが出来る。
以上詳細に説明したように本発明によるプラズマ移動式
マグネトロン型スパッタ装置によれば、ターゲットのエ
ロージョン領域が拡がるので、ターゲットの寿命が長く
なると同時に、基板面上の膜厚分布がより均一化し、ス
テップカバレッジ性も良好となる。
マグネトロン型スパッタ装置によれば、ターゲットのエ
ロージョン領域が拡がるので、ターゲットの寿命が長く
なると同時に、基板面上の膜厚分布がより均一化し、ス
テップカバレッジ性も良好となる。
第１図（ａ） 、（ｂ）は本発明による固定式一体型の
電磁石を備えたプラズマ移動式マグネトロン型スパッタ
装置の断面模式図、 第２図は本発明によるエロージョン状況を示すためのク
ーゲット断面図、 第３図は本発明による固定式の複数の小電磁石を備えた
プラズマ移動式マグネトロン型スパッタ装置の断面模式
図、 第４図は従来例におけるプレーナ式マグネトロン型スパ
ッタ装置の断面模式図である。 図において、 １はターゲット、 ２ａ、２ｂは磁石、 ３は電磁石、 ３ａは小電磁石、 ４は基板、 ５はエロージョン部、 ６．７は磁力線 窮 孕 図
電磁石を備えたプラズマ移動式マグネトロン型スパッタ
装置の断面模式図、 第２図は本発明によるエロージョン状況を示すためのク
ーゲット断面図、 第３図は本発明による固定式の複数の小電磁石を備えた
プラズマ移動式マグネトロン型スパッタ装置の断面模式
図、 第４図は従来例におけるプレーナ式マグネトロン型スパ
ッタ装置の断面模式図である。 図において、 １はターゲット、 ２ａ、２ｂは磁石、 ３は電磁石、 ３ａは小電磁石、 ４は基板、 ５はエロージョン部、 ６．７は磁力線 窮 孕 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）ターゲット表面近傍に閉磁界を形成する磁石を備
えたマグネトロン型スパッタ装置において、前記ターゲ
ット（１）の上方周囲に電磁石 （３）を配設し、ターゲット（１）上のプラズマを移動
させるように、前記電磁石（３）による磁界を周期的に
変化せしめる ことを特徴とするプラズマ移動式マグネトロン型スパッ
タ装置。 （２）前記電磁石（３）はターゲット（１）と同程度の
直径をもつ固定した１個の環状体よりなることを特徴と
する特許の請求範囲第１項記載のプラズマ移動式マグネ
トロン型スパッタ装置。 （３）前記電磁石（３）は複数個の小電磁石（３ａ）を
ターゲット（１）と同程度の直径の円周上に配設し、固
定するか又は全部の小電磁石（３ａ）を一体として往復
回転せしむるようにした ことを特徴とする特許の請求範囲第１項記載のプラズマ
移動式マグネトロン型スパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP951986A JPS62167877A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | プラズマ移動式マグネトロン型スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP951986A JPS62167877A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | プラズマ移動式マグネトロン型スパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62167877A true JPS62167877A (ja) | 1987-07-24 |
Family
ID=11722508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP951986A Pending JPS62167877A (ja) | 1986-01-20 | 1986-01-20 | プラズマ移動式マグネトロン型スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62167877A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03193869A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-23 | Hitachi Ltd | スパッタ装置 |
| JPH0426761A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-29 | Hitachi Ltd | スパッタ装置およびその運転方法 |
| US5593551A (en) * | 1993-05-05 | 1997-01-14 | Varian Associates, Inc. | Magnetron sputtering source for low pressure operation |
| US5783048A (en) * | 1995-02-23 | 1998-07-21 | Tokyo Electron Limited | Sputtering cathode with uniformity compensation |
| US6224724B1 (en) | 1995-02-23 | 2001-05-01 | Tokyo Electron Limited | Physical vapor processing of a surface with non-uniformity compensation |
| US7378001B2 (en) | 2000-07-27 | 2008-05-27 | Aviza Europe Limited | Magnetron sputtering |
| FR2972199A1 (fr) * | 2011-03-01 | 2012-09-07 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de production de nanoparticules a haut rendement, utilisation du dispositif de production dans un dispositif de depot et procede de depot de nanoparticules |
-
1986
- 1986-01-20 JP JP951986A patent/JPS62167877A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03193869A (ja) * | 1989-12-22 | 1991-08-23 | Hitachi Ltd | スパッタ装置 |
| JPH0426761A (ja) * | 1990-05-23 | 1992-01-29 | Hitachi Ltd | スパッタ装置およびその運転方法 |
| US5593551A (en) * | 1993-05-05 | 1997-01-14 | Varian Associates, Inc. | Magnetron sputtering source for low pressure operation |
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| US6224724B1 (en) | 1995-02-23 | 2001-05-01 | Tokyo Electron Limited | Physical vapor processing of a surface with non-uniformity compensation |
| US7378001B2 (en) | 2000-07-27 | 2008-05-27 | Aviza Europe Limited | Magnetron sputtering |
| FR2972199A1 (fr) * | 2011-03-01 | 2012-09-07 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de production de nanoparticules a haut rendement, utilisation du dispositif de production dans un dispositif de depot et procede de depot de nanoparticules |
| WO2012117171A1 (fr) * | 2011-03-01 | 2012-09-07 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif de production de nanoparticules à haut rendement, utilisation dudit dispositif et procede de depot de nanoparticules |
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