JPS63109164A - 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
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- JPS63109164A JPS63109164A JP25500286A JP25500286A JPS63109164A JP S63109164 A JPS63109164 A JP S63109164A JP 25500286 A JP25500286 A JP 25500286A JP 25500286 A JP25500286 A JP 25500286A JP S63109164 A JPS63109164 A JP S63109164A
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本装置はマグネトロンスパッタ装置等のプラズマプロセ
スに関する。
スに関する。
本発明はマグネトロンスパッタｉｔ等のプラズマプロセ
スにおいて、同一陰極に高周波及び直流電圧を同時に印
加することにより、直流電圧単独のときより高真空頭載
での放電が可能で、しかも′酊流缶度が高く、また高周
波電圧単独のときよりは低眞、高スパッタレイトである
と共に、ターゲットへのイオンの加速電圧をガス圧、マ
グネットの強度等によらず直流電源からの印加電圧でコ
ントロールできる。また、おのおの単独のときより基板
のチャージアップを小さくできるようにしたものである
。
スにおいて、同一陰極に高周波及び直流電圧を同時に印
加することにより、直流電圧単独のときより高真空頭載
での放電が可能で、しかも′酊流缶度が高く、また高周
波電圧単独のときよりは低眞、高スパッタレイトである
と共に、ターゲットへのイオンの加速電圧をガス圧、マ
グネットの強度等によらず直流電源からの印加電圧でコ
ントロールできる。また、おのおの単独のときより基板
のチャージアップを小さくできるようにしたものである
。
従来のマグネトロンスパッタ装置では同一陰極（たとえ
ばターゲット）に同時に高周波および直流電圧を印加す
るものはない。
ばターゲット）に同時に高周波および直流電圧を印加す
るものはない。
しかし前述の従来技術では、ターゲットにたとえば直流
電圧だけ印加した場合、高周波放電に比べ高真空領域で
の放電が持続せずまた電流密度が低かった。
電圧だけ印加した場合、高周波放電に比べ高真空領域で
の放電が持続せずまた電流密度が低かった。
一方、高周波電圧だけ印加すると、直流放電に比べ放電
の拡が９及び電力ロス等で高温、低スパツタレイトとな
り、しかもターゲットへかかる自己バイアス電圧が、ス
パッタガス圧、マクネット強度等の影響を受は単独での
コントロールが不可能であった。
の拡が９及び電力ロス等で高温、低スパツタレイトとな
り、しかもターゲットへかかる自己バイアス電圧が、ス
パッタガス圧、マクネット強度等の影響を受は単独での
コントロールが不可能であった。
加えて、おのおの単独での放電におりでは、直流放電で
は電子が、また高周波放電においてはイオンが基板にチ
ャージアップし、膜の特性、特に基板の下地膜に悪影響
を与えていた。
は電子が、また高周波放電においてはイオンが基板にチ
ャージアップし、膜の特性、特に基板の下地膜に悪影響
を与えていた。
そこで本発明はこのような問題点を一挙に解決するもの
で、その目的とするところは、高周波放電及び直流放電
の相乗効果により、おのおのの長所を生かすと共に、基
板へのチャージアップに関しては、おのおのの欠点を打
ち消し合りことにより、よシ高特性の薄膜を得られるス
パッタ装置を提供するところにある。
で、その目的とするところは、高周波放電及び直流放電
の相乗効果により、おのおのの長所を生かすと共に、基
板へのチャージアップに関しては、おのおのの欠点を打
ち消し合りことにより、よシ高特性の薄膜を得られるス
パッタ装置を提供するところにある。
Ｃ問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するために、本発明のマグネトロンス
パッタ装置は α） スパッタリングンース匁としてのターゲットと、
被処理材を保持する基板ホルダとを収容した真空容器と
、前記ターゲットもしくは前記基板ホルダを陰極として
、それぞれ真空容器との間に所定の電圧を印加して放電
をおこさせる高周波電源並びに直流電源と、前記直流％
源への高周波ノイズをカットするためのフィルタとを備
えてなシ同−陰極と真空容器間に同時に高周波及び直流
電圧を印加することと、 （２）高周波及び直流電圧を分配あるいは複数台用いて
複数の陰極に、おのおの高周波及び直流電圧を同時に重
畳印加することと。
パッタ装置は α） スパッタリングンース匁としてのターゲットと、
被処理材を保持する基板ホルダとを収容した真空容器と
、前記ターゲットもしくは前記基板ホルダを陰極として
、それぞれ真空容器との間に所定の電圧を印加して放電
をおこさせる高周波電源並びに直流電源と、前記直流％
源への高周波ノイズをカットするためのフィルタとを備
えてなシ同−陰極と真空容器間に同時に高周波及び直流
電圧を印加することと、 （２）高周波及び直流電圧を分配あるいは複数台用いて
複数の陰極に、おのおの高周波及び直流電圧を同時に重
畳印加することと。
（３）主としてイオン化を高周波電源、ターゲットへの
加速電圧を直流電源でコントロールすることと。
加速電圧を直流電源でコントロールすることと。
（４）直流放電における基板への電子照射を、高周波放
電におけるイオン突入で打ち消し、基板のチャージアッ
プをなくすように高周波電力及び直流電力を囮整するこ
とを特赦とする。
電におけるイオン突入で打ち消し、基板のチャージアッ
プをなくすように高周波電力及び直流電力を囮整するこ
とを特赦とする。
本発明のと記の購成によれば、高周波放電の利点である
高真空領域での放電及び高い電流督度が？８ ラれ、タ
ーゲットの自己バイアスは直流電源により単独に制御す
ることができる。
高真空領域での放電及び高い電流督度が？８ ラれ、タ
ーゲットの自己バイアスは直流電源により単独に制御す
ることができる。
また、直流放電の場合は基板に電子がチャージアンプす
るのに比べ、高周波放電の場合はイオンがチャージアッ
プする。このため、高周波、直流電圧を同時に印加する
ことにより、それぞれ打ち消し合い基板のチャージアッ
プをなくすことが可能となる。
るのに比べ、高周波放電の場合はイオンがチャージアッ
プする。このため、高周波、直流電圧を同時に印加する
ことにより、それぞれ打ち消し合い基板のチャージアッ
プをなくすことが可能となる。
以下に本発明の実施列を図面にもとづいて説明する。第
１図において、アースに接地された真空容器内に電気的
には絶縁物４を介してターゲット１と基板ホルダ２とが
対向するように配置され、また前記ターゲット１の裏面
にはマグネッｈ ７６が。
１図において、アースに接地された真空容器内に電気的
には絶縁物４を介してターゲット１と基板ホルダ２とが
対向するように配置され、また前記ターゲット１の裏面
にはマグネッｈ ７６が。
これらを保持する台１４の周辺にはシールドリンク３が
それぞれ設けられている一般的なマグネトロンスパッタ
装置である。ここでターゲットｌにはインピーダンスマ
ツチング回路６を通して高周波電源９及びローパスフィ
ルタ回路７全通して直流電源８′ｔ−接続し、この直流
電源８にはターゲットｌへの印加直圧及び流れ込むイオ
ン電流を測定するための電圧計１（＋、電流計１１を備
えている。また基板ホルダ２にもローパスフィルタ回路
１６ヲ通して電圧計１２ 、 ｌ流計１３ｔスイツチ１
５で切り換えて使えるようにした１本実施例ではターゲ
ットにφ６インチのアルミニウムを用い、またアルゴン
のスパッタガス圧は０．５６ Ｐαとし、ターゲットｌ
と基板ホルダ２にセットされた基板１７との距離は７０
ｍｓとした。
それぞれ設けられている一般的なマグネトロンスパッタ
装置である。ここでターゲットｌにはインピーダンスマ
ツチング回路６を通して高周波電源９及びローパスフィ
ルタ回路７全通して直流電源８′ｔ−接続し、この直流
電源８にはターゲットｌへの印加直圧及び流れ込むイオ
ン電流を測定するための電圧計１（＋、電流計１１を備
えている。また基板ホルダ２にもローパスフィルタ回路
１６ヲ通して電圧計１２ 、 ｌ流計１３ｔスイツチ１
５で切り換えて使えるようにした１本実施例ではターゲ
ットにφ６インチのアルミニウムを用い、またアルゴン
のスパッタガス圧は０．５６ Ｐαとし、ターゲットｌ
と基板ホルダ２にセットされた基板１７との距離は７０
ｍｓとした。
上記構成において、まずターゲット１に２５０Ｗの高周
波電力を印加すると、第１表に示すように電圧計ｌＯに
マイナス５５Ｖの自己バイアスが検出された。
波電力を印加すると、第１表に示すように電圧計ｌＯに
マイナス５５Ｖの自己バイアスが検出された。
また基板ホルダ２にはアース側に０．３５Ａの電流が流
れた。これはイオン電流とみなされる。また基板ホルダ
２を浮かした状報でとアースに対してグラス１２ Ｖが
電圧計１３によって検出された。これはイオンがチャー
ジアップしたものと考えられる。
れた。これはイオン電流とみなされる。また基板ホルダ
２を浮かした状報でとアースに対してグラス１２ Ｖが
電圧計１３によって検出された。これはイオンがチャー
ジアップしたものと考えられる。
第 １ 表
ターゲット１の自己バイアスマイナス５５Ｖｕスパツタ
リングとしては小さすぎるため、さらに高周波電力をと
けると、基板ホルダ２のイオン電流、チャージアップ電
圧とも大きくなると共に基板１７の温度も上昇する。こ
れらの事はデバイスと基板１７の下地膜の特性を劣化さ
せる。そこで高周波電力は、そのままの２５０Ｗとして
、ターゲットの自己バイアス電圧をマイナス側にさらに
上げるため直流電圧を重畳すると、ターゲットバイアス
電圧上昇に従い、基板ホルダ２へのイオン電流の流入、
基板ホルダ２を浮かした時のチャージアップ電圧は共に
減少しついにはＯとなる。この時の直流電力は１５０Ｗ
、ターゲットｌのバイアス電圧はマイナス１２１７．を
流は１．２５Ａであった。
リングとしては小さすぎるため、さらに高周波電力をと
けると、基板ホルダ２のイオン電流、チャージアップ電
圧とも大きくなると共に基板１７の温度も上昇する。こ
れらの事はデバイスと基板１７の下地膜の特性を劣化さ
せる。そこで高周波電力は、そのままの２５０Ｗとして
、ターゲットの自己バイアス電圧をマイナス側にさらに
上げるため直流電圧を重畳すると、ターゲットバイアス
電圧上昇に従い、基板ホルダ２へのイオン電流の流入、
基板ホルダ２を浮かした時のチャージアップ電圧は共に
減少しついにはＯとなる。この時の直流電力は１５０Ｗ
、ターゲットｌのバイアス電圧はマイナス１２１７．を
流は１．２５Ａであった。
さらに直流電力をとげると、基板ホルダ２にはさきほど
とは逆の向きつまりは電子電流及び負のチャージアップ
電圧が検出される。
とは逆の向きつまりは電子電流及び負のチャージアップ
電圧が検出される。
このよりに高周波電力２５０Ｗに直流電力１５０Ｗを重
畳した場合、高周波電力単独で４’ ００ Ｗ印加した
時よりも、基板１７の温度は低くまた基板１７の下地膜
への影響も小さかった。これらは基板１７へのイオンの
チャージアップがないため電子の流入が少くなったため
と考えられる。さらにはスパッタレイトも上昇した。
畳した場合、高周波電力単独で４’ ００ Ｗ印加した
時よりも、基板１７の温度は低くまた基板１７の下地膜
への影響も小さかった。これらは基板１７へのイオンの
チャージアップがないため電子の流入が少くなったため
と考えられる。さらにはスパッタレイトも上昇した。
次の実施列として第１図に示す構成で、まず直流電源８
により電力ｉ ５０Ｗを印加する。この時のターゲラ）
１の電圧 １１流はそれぞれ電圧計ｌＯ電流計１１によ
り、マイナス３００７ 、０．５ Ａと検出された。ま
た基板ホルダ２へは高周波放電の時と逆の向きりま＃）
″ｄｉ子電流が電流計１３によシ０．５Ａ、また基板ホ
ルダ２を電気的に浮かせた時のチャージアップ電圧もア
ースに対して負の電圧マイナス２０ｖｔ−電圧計１２に
よシ検出した。ここでさらにターゲットへの直流電力を
上げると基板への電子電流は増え、基板温度は上昇する
と共に基板の下地膜の劣化も激しくなる。この現象はス
パッタガス圧を低くすると特に顕著で、また０、２Ｐα
でｌ！ｌ堀は止まってしまう。
により電力ｉ ５０Ｗを印加する。この時のターゲラ）
１の電圧 １１流はそれぞれ電圧計ｌＯ電流計１１によ
り、マイナス３００７ 、０．５ Ａと検出された。ま
た基板ホルダ２へは高周波放電の時と逆の向きりま＃）
″ｄｉ子電流が電流計１３によシ０．５Ａ、また基板ホ
ルダ２を電気的に浮かせた時のチャージアップ電圧もア
ースに対して負の電圧マイナス２０ｖｔ−電圧計１２に
よシ検出した。ここでさらにターゲットへの直流電力を
上げると基板への電子電流は増え、基板温度は上昇する
と共に基板の下地膜の劣化も激しくなる。この現象はス
パッタガス圧を低くすると特に顕著で、また０、２Ｐα
でｌ！ｌ堀は止まってしまう。
そこで、さきほどのように高周波電力２５０Ｗに直流電
力１５０Ｗを重畳印加すると放なは０．０８１−αまで
持続し、さらには電子のチャージアップがないために異
常放電等がおきにくくなり、また下地膜の劣化も少ない
、たソスバソタレイトは直流電力４００Ｗ印加の時よフ
は若干落ちた。
力１５０Ｗを重畳印加すると放なは０．０８１−αまで
持続し、さらには電子のチャージアップがないために異
常放電等がおきにくくなり、また下地膜の劣化も少ない
、たソスバソタレイトは直流電力４００Ｗ印加の時よフ
は若干落ちた。
第１表からも解かるように、直流電力４００Ｗ印加の時
のターゲット１へのイオンｔ６流は１．１１Ａなのに比
へ、高周波２５０ Ｗ Ｋ Ｍ ａｌ ５０ Ｗｆ：Ｍ
畳印加した場合は１．２５Ａとなる。これは高周波によ
ジ高密反のプラズマを作れるためと思われる。
のターゲット１へのイオンｔ６流は１．１１Ａなのに比
へ、高周波２５０ Ｗ Ｋ Ｍ ａｌ ５０ Ｗｆ：Ｍ
畳印加した場合は１．２５Ａとなる。これは高周波によ
ジ高密反のプラズマを作れるためと思われる。
従って、スパッタガスの電離は高周波で行ない夕−グッ
ト１の加速電圧は直流電源でコントロールする方が効率
的である。
ト１の加速電圧は直流電源でコントロールする方が効率
的である。
前述の実施列はスパッタ装置を取シとげているが、他の
プロセス特にり７クテイブイオンエツチングに応用でき
る事は言うまでもない。
プロセス特にり７クテイブイオンエツチングに応用でき
る事は言うまでもない。
以と述べたように１発明によれば同一陰極に高周波及び
直流電圧を同時に印加することにより、直流放電よりは
低ガス圧で、しかも電流密度が高く、また高周波放電よ
シは低温、高スパッタレイトでしかもターゲットのバイ
アス電圧を直流電源でコントロールすることができる。
直流電圧を同時に印加することにより、直流放電よりは
低ガス圧で、しかも電流密度が高く、また高周波放電よ
シは低温、高スパッタレイトでしかもターゲットのバイ
アス電圧を直流電源でコントロールすることができる。
また、基板へのチャージアップをなくすことＫよフ、基
板の下地膜へのダメージを小さくできるという効果？有
するお
板の下地膜へのダメージを小さくできるという効果？有
するお
第１図は本発明にがかるマグネトロンスパッタ装置の構
成図、。 １・・ターゲット ２・・基板ホルダ ３・・シールドリング ４−・絶縁物 ５・・真空容器 ６・・インピーダンスマツチング回路
７−・ローパスフィルタ回路８・・直流電源 ９命・
高周波電源 １０ 、１２轡ψ電圧計 １１ 、１３・・＄！流計１
４ ＠・マグネット １５・・スイッチ１６−Φローパ
スフィルタ回路 １７・・基板 以 上
成図、。 １・・ターゲット ２・・基板ホルダ ３・・シールドリング ４−・絶縁物 ５・・真空容器 ６・・インピーダンスマツチング回路
７−・ローパスフィルタ回路８・・直流電源 ９命・
高周波電源 １０ 、１２轡ψ電圧計 １１ 、１３・・＄！流計１
４ ＠・マグネット １５・・スイッチ１６−Φローパ
スフィルタ回路 １７・・基板 以 上
Claims (4)
- （１）スパッタリングソース源としてのターゲットと、
被処理材を保持する基板ホルダとを収容した真空容器と
、前記ターゲットもしくは前記基板ホルダを陰極として
、それぞれ真空容器との間に所定の電圧を印加して放電
をおこさせる高周波電源並びに直流電源と、前記直流電
源への高周波ノイズをカツトするためのフィルタとを備
えてなり、同一陰極と真空容器間に同時に高周波及び直
流電圧を印加することを特徴とするマグネトロンスパッ
タ装置。 - （２）高周波及び直流電圧を分配あるいは複数台用いて
複数の陰極に、おのおの高周波及び直流電圧を同時に重
畳印加す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）主としてイオン化を高周波電源、ターゲツトへの
加速電圧を直流電源でコントロールすることを特徴とす
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。 - （４）直流放電における基板への電子照射を、高周波放
電によるイオン突入で打ち消し、基板のチャージアップ
をなくすように高周波電力及び直流電力を調整すること
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25500286A JPS63109164A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | マグネトロンスパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25500286A JPS63109164A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | マグネトロンスパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63109164A true JPS63109164A (ja) | 1988-05-13 |
Family
ID=17272835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25500286A Pending JPS63109164A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | マグネトロンスパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63109164A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140077A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-11 | Sanyo Shinku Kogyo Kk | 誘電体薄膜の製造方法とその装置 |
| JPH01279753A (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング方法 |
| JPH0313573A (ja) * | 1989-06-10 | 1991-01-22 | Ulvac Corp | 誘電体膜の反応性スパッタ成膜法 |
| US5180476A (en) * | 1990-02-27 | 1993-01-19 | Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha | Method for producing transparent conductive films |
| US5507930A (en) * | 1992-03-20 | 1996-04-16 | Komag, Incorporated | Method of sputtering a carbon protective film on a magnetic disk by superimposing an AC voltage on a DC bias voltage |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP25500286A patent/JPS63109164A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63140077A (ja) * | 1986-12-03 | 1988-06-11 | Sanyo Shinku Kogyo Kk | 誘電体薄膜の製造方法とその装置 |
| JPH01279753A (ja) * | 1988-05-06 | 1989-11-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング方法 |
| JPH0313573A (ja) * | 1989-06-10 | 1991-01-22 | Ulvac Corp | 誘電体膜の反応性スパッタ成膜法 |
| US5180476A (en) * | 1990-02-27 | 1993-01-19 | Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha | Method for producing transparent conductive films |
| US5507930A (en) * | 1992-03-20 | 1996-04-16 | Komag, Incorporated | Method of sputtering a carbon protective film on a magnetic disk by superimposing an AC voltage on a DC bias voltage |
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