KR920004847B1 - 스퍼터 장치 - Google Patents

스퍼터 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR920004847B1
KR920004847B1 KR1019900010984A KR900010984A KR920004847B1 KR 920004847 B1 KR920004847 B1 KR 920004847B1 KR 1019900010984 A KR1019900010984 A KR 1019900010984A KR 900010984 A KR900010984 A KR 900010984A KR 920004847 B1 KR920004847 B1 KR 920004847B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
discharge chamber
sputtering
sputtering apparatus
curvature
target
Prior art date
Application number
KR1019900010984A
Other languages
English (en)
Other versions
KR910003144A (ko
Inventor
요시카즈 요시다
쿠니오 타나카
Original Assignee
마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
다니이 아끼오
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤, 다니이 아끼오 filed Critical 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
Publication of KR910003144A publication Critical patent/KR910003144A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR920004847B1 publication Critical patent/KR920004847B1/ko

Links

Images

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
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/351—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using a magnetic field in close vicinity to the substrate
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

스퍼터 장치
제 1 도는 본 발명의 제 1 의 실시예의 스퍼터 장치의 종단 정면도.
제 2 도는 스퍼터 장치의 횡단 정면도.
제 3 도는 본 발명의 제 2 의 실시예의 스퍼터 장치의 종단 정면도.
제 4 도는 종래의 스퍼터 장치의 종단 정면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11, 31 : 방전실 12, 33 : 가스도입구
13, 34 : 진공배기구 14, 14', 38, 38' : 원주음극
15, 39 : 영구자석 16, 40 : 스퍼터링 전극
17, 41 : 타게트 18, 42 : 기판재치대
19, 43 : 고주파 전원 20, 44 : 자석
22,47 : 전원 32 : 안테나
45 : 마이크로파전원
본 발명은 반도체 프로세스 기술, 표면처리기술등의 막붙이기를 행하는 스퍼터 장치에 관한 것이다.
이하에 종래의 고속 스퍼터 장치에 대해서 설명한다.
제 4 도는 종래의 고속 스퍼터 장치의 구성도이고, (1)은 진공조, (2)는 진공조(1)안에 형성된 타게트, (3)은 타게트(2)와 평행인 자계, (4)는 자계(3)을 발생시키는 영구자석, (5)는 타게트(2)와 대향 배치된 기판재치대, (6)은 자계(3)과 직교하는 전계, (7)은 전계(6)를 발생시키는 전원, (8)은 플라즈마를 발생시키기 위한 도입가스, (9)는 기판재치대(5)위에 고정된 기판, (10)은 영구자석(4)의 자기회로를 구성하는 요우크이다.
이상과 같이 구성된 고속 스퍼터 장치에 대해서, 이하 그 동작을 설명한다.
타게트(2) 표면근처에 타게트(2)면과 평행인 자계(3)를 영구자석(4)에 의해 얻는다. 타게트(2)와 기판재치대(5)의 사이에 전원(7)에 의해서, 자계(3)과 직교하는 전계(6)를 얻게된다. 이 직교하는 자계(3)와 전계(6)에 의해서, 공간 전하에 의해서 방전 영역에 있는 전자를 포착하여 도입가스(8)로부터 마그네트론 방전을 시킨다. 영구자석(4)으로 타게트(2) 근처에서 플라즈마 밀도를 증가하므로서, 스퍼터 효과를 높이며 고속으로 막붙이기를 행할 수 있다.
그러나 상기의 종래의 구성으로는, 자석구성으로서 누설 자계를 사용하는 부자연한 자기갭을 이용하고 있었으므로, 자계(3)는 약하고 불균일하였다. 그 때문에 막퇴적속도는 만족할만한 것이 못되고, 타게트(2)의 일부분만이 극단적으로 소모되고 막퇴적의 균일성도 충분하지 않았다.
그래서 본 발명은, 상기 문제를 감안하여 2조의 음극을 4방향으로 형성 PI(Penning Ionization Cauge) 방전용의 자계를, 음극사이의 안쪽에 볼록한 곡률이 있는 측면에 배열한 영구자석에 의해서 곡률을 따라서 인가하므로서, 스퍼터용의 프라즈마를 대면적에 균일하게 생성할 수 있는 스퍼터 장치의 제공을 목적으로 하였다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은, 측면의 사방으로부터 중심으로 돌출한 곡률을 가진 방전실과, 방전실에 장착된 가스도입구 및 진공배기구와, 방전실의 측면의 곡률이 교차하는 곳의 사방에 설치되어서 방전실에 대해서 부의 전위가 인가된 원주음극과, 방전실의 곡률이 붙여진 측면의 바깥둘레에 인접하는 자극이 반대로 되도록 배열된 복수개의 영구자석과, 방전실의 평형대응면의 안쪽에 배치된 스퍼터링 전극과, 스퍼터링 전극과 대향해서 배치된 기판재치대를 구비한 스퍼터 장치를 제공한다.
또, 본 발명은, 상기 방전실안에 마이크로파를 방사하는 마이크로파 방사수단을 부가한 스퍼터 장치도 제공하는 것이다.
본 발명의 스퍼터 장치에 의하면, 영구자석에 의한 옆벽의 커스프 자계와, 원주음극과 옆벽으로 형성되는 전장과의 작용에 의해서 넓은 공간에 PIC방전이 형성되어서, 전자의 밀폐가 가능해지고, 대면적에 고밀도의 플라즈마가 형성된다.
이 결과, 종래와 같이, 타게트의 일부분에 고밀도 플라즈마가 집중하는 일이 없이, 타게트 전체 면적으로 플라즈마를 조사할 수 있었다.
또, PIC 방전과 마이크로파 방전을 짜맞추므로서, 전극 표면의 상태에 관계없이 방전을 안정으로 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거해서 설명한다.
제 1 도와 제 2도에 도시하는 제 1 실시예에 있어서, (11)은 사방에서 중심으로 돌출한 곡률을 가진 방전실이며, 가스도입구(12)와 진공배기구(13)를 가지고 있다. (14),(14')는 방전실(11)의 측면의 곡률이 교차하는 곳의 사방에 설치된 2조의 원주음극이다. 방전실(11)의 곡률이 붙여있는 측면의 바깥둘레에는 복수개의 영구자석(15)의 소편이 배열되고 방전실(11)의 안벽으로 향해서, 인접한 소편의 자극이 반대로 되도록 배치되어 있다. 또, 방전실(11)의 평행대향면의 안쪽에는 스퍼터링 전극(16)이 있고, 스퍼터링 전극(16)의 위에는 타게트(17)가 있고, 그것과 대향해서 기판재치대(18)가 놓여있다. 타게트(17)에는 고주파전원(19)에 의해서 고주파가 인가된다. 기판재치대(18)의 아래에는 방전실(11)의 바닥면의 바깥쪽으로 나란히 배열한 복수개의 영구자석(20)에 의해서 자장이 인가된다. 영구자석(20)은 인접한 자극끼리가 반대가 되도록 배치되어 있다. (21)은 절연체이다.
이와 같은 구조에 있어서, 각각의 원주음극(14)(14')은 절연체(21)에 의해서 방전실(11)과는 전기적으로 절연되어 있고, 전원(22)에 의해서 예를들면 -200V의 전압을 원주음극(14)(14')에 인가된다.
이때 방전실(11)을 어어드 전위로 하고, 가스도입구로부터 예를들면 아르곤을 도입하여, 10-3∼10-2Torr대로 한다.
또, 영구자석(15),(20)에 의해서, 방전실(11)의 측벽과, 바닥면에 커스프 자계(23)가 형성된다. 커스프 자계(23)와 전계(24)에 의해서, 전리전자를 방전실(11)에 밀폐할 수 있고, 전자가 벽면으로 확산하는 일없이 입자와의 충돌에 의해서, 에너지를 다쓰는 끝까지 프라즈마 생성에 이용할 수 있다. 이때, 타게트(17)에 예를들면 100w의 고주파를 인가하면, 플라즈마속의 이온에 의한 스퍼터링에 의해서, 기판재치대(18) 위에 타게트(17)재료의 막이 형성된다.
다음에, 본 발명의 제 2 의 실시예에 대해서 설명한다.
제 3 도는 제 2 의 실시예를 도시하고 있고, 이 실시예는 , 방전실(31)에 마이크로파 방사용의 안테나(32)가 배설되어 있는 점이 제 1 의 실시예와 크게 다른점이다. 방전실(31)은 사방에서 중앙으로 돌출한 곡률을 가진 형상이고, 가스도입구(33)와 진공배기구(34)를 기지고 있으며, 방전실(31)의 윗면에 마이크로파 도입용의 커넥터(35)가 장착되어 있고, 커넥터(35)는 중앙에 절연물(36)로 지시된 동일축선(37)이 있고, 동일축선(37)은 방전실(31)안의 링형상의 안테나(32)에 접속되어 있다.
또, 방전실(31)의 측면의 곡률이 교차하는 곳의 사방에는 원주음극(38),(38')이 설치되어 있고, 방전실(31)의 곡률이 붙여있는 측면의 바깥둘레에는 복수개의 영구자석(39)의 소편이 나란히 배열하고 방전실(31)의 안벽을 향해서, 인접한 소편의 자극이 반대가 되도록 배치되어 있다. 또, 방전실(31)안에는 스퍼터링 전극(40)이 있고, 스퍼터링 전극(40)의 위에는 타게트(41)가 놓여있어, 그것과 대향해서 기판재치대(42)가 놓여있다. 타게트(41)에는 고주파 전원(43)에 의해서 고주파가 인가된다.
가판재치대(42)의 아래에는, 방전실(31)의 바깥쪽으로 나란히 배열한 복수개의 영구자석(44)에 의해서 자장이 인가된다. 영구자석(44)은 인접한 자극끼리가 반대가 되도록 배치되어 있다. (45)은 마이크로파 전원이다.
이와 같은 구조에 있어서, 가스도입구(33)부터 예를들면 아르곤을 도입하고, 10-4∼10-3Torr로 한다. 이때, 안테나(32)에 마이크로파 전원(45)에 의해서 예를 들면 100W의 마이크로파를 방전실(31)로 방사하면 방전이 개시한다. 다음, 절연체(46)로 방전실(31)과 전기적으로 절연된 원주음극(38),(38')에 전원(47)에 의해서 예를들면 200V의 전압을 인가한다. 이때 방전실(31)를 어어드 전위로 하면, 전계와 자계의 작용으로 플라즈마를 방전실(31)의 내부에 밀폐할 수 있고, 마이크로파의 영향에 의해, 낮은 가스압력에서도 고밀도의 플라즈마(1011∼1012개/㎤)가 안정으로 유지되었다. 이때, 타게트(41)에 예를들면 100W 고주파를 인가하면, 플라즈마속의 이온에 의해서 스퍼터링이 일어나, 기판재치대(42)위에 타게트시료의 막이 형성되었다.
본 발명의 스퍼터 장치에 의하면, 영구자석에 의한 거스프 자장배치와 2쌍의 음극과, 곡률양극과의 짜맞춤으로, PIC 방전을 얻으므로서, 타게트 전체면에 고밀도(1011㎝-3)플라즈마를 형성할 수 있었다. 또, PIC 방전과 마이크로파 방전을 짜마춤으로서, 10-4Torr 대해서도 안정하게 스퍼터링을 행할 수 있었다.

Claims (6)

  1. 측면의 사방으로부터 중심으로 돌출한 곡률을 가진 방전실과, 방전실에 장착된 가스도입구 및 진공배기구와, 방전실의 측면의 곡률이 교차하는 곳의 사방에 설치되어서 방전실에 대해서 부의 전위가 인가된 원주음극과, 방전실의 곡률이 붙여진 측면의 바깥둘레에 인접하는 자극이 반대가 되도록 배열된 복수개의 영구자석과, 방전실의 평행대향면의 안쪽에 배치된 스퍼터링 전극과, 스퍼터링 전극과 대향해서 배치된 기판재치대를 구비한 스퍼터 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 방전실의 바깥쪽의 기판재치재의 아래쪽에, 인접하는 자극이 반대로 되도록 배열된 복수개의 영구자석을 가진 스퍼터 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 스퍼터링 전극에 고주파를 인가하는 수단을 가진 스퍼터 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 스퍼터링 전극에 방전실에 대해서 부의전위를 인가하는 수단을 가진 스퍼터 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 방전실내에 마이크로파를 방사하는 마이크로파 방사수단을 가진 스퍼터 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 마이크로파 방사수단이, 방전실내에 돌출한 안테나인 스퍼터 장치.
KR1019900010984A 1989-07-20 1990-07-19 스퍼터 장치 KR920004847B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1-187849 1989-07-20
JP1187849A JPH0814021B2 (ja) 1989-07-20 1989-07-20 スパッタ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR910003144A KR910003144A (ko) 1991-02-27
KR920004847B1 true KR920004847B1 (ko) 1992-06-19

Family

ID=16213295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019900010984A KR920004847B1 (ko) 1989-07-20 1990-07-19 스퍼터 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5006218A (ko)
JP (1) JPH0814021B2 (ko)
KR (1) KR920004847B1 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH084708B2 (ja) * 1989-11-08 1996-01-24 三井東圧化学株式会社 排ガス処理装置
US5316645A (en) * 1990-08-07 1994-05-31 Canon Kabushiki Kaisha Plasma processing apparatus
US5135554A (en) * 1991-05-20 1992-08-04 Hughes Aircraft Company Method and apparatus for continuous sputter coating of fibers
FR2689143B1 (fr) * 1992-03-31 1994-05-13 Commissariat A Energie Atomique Dispositif de pulverisation cathodique utilisant un plasma engendre par des micro-ondes.
US5374343A (en) * 1992-05-15 1994-12-20 Anelva Corporation Magnetron cathode assembly
US5290416A (en) * 1992-07-10 1994-03-01 Read-Rite Corporation Unidirectional field generator
US5630916A (en) 1993-03-02 1997-05-20 Cvc Products, Inc. Magnetic orienting device for thin film deposition and method of use
CH691643A5 (de) * 1995-10-06 2001-08-31 Unaxis Balzers Ag Magnetronzerstäubungsquelle und deren Verwendung.
US6042707A (en) * 1998-05-22 2000-03-28 Cvc Products, Inc. Multiple-coil electromagnet for magnetically orienting thin films
US6106682A (en) 1998-05-22 2000-08-22 Cvc Products, Inc. Thin-film processing electromagnet for low-skew magnetic orientation
DE19860474A1 (de) * 1998-12-28 2000-07-06 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren und Einrichtung zum Beschichten von Substraten mittels bipolarer Puls-Magnetron-Zerstäubung
US6579421B1 (en) 1999-01-07 2003-06-17 Applied Materials, Inc. Transverse magnetic field for ionized sputter deposition
US10047430B2 (en) 1999-10-08 2018-08-14 Applied Materials, Inc. Self-ionized and inductively-coupled plasma for sputtering and resputtering
US8696875B2 (en) * 1999-10-08 2014-04-15 Applied Materials, Inc. Self-ionized and inductively-coupled plasma for sputtering and resputtering
US7504006B2 (en) * 2002-08-01 2009-03-17 Applied Materials, Inc. Self-ionized and capacitively-coupled plasma for sputtering and resputtering
US20050071328A1 (en) 2003-09-30 2005-03-31 Lawrence Stephen R. Personalization of web search
KR100717188B1 (ko) * 2004-12-16 2007-05-11 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 금속막 스퍼터 장비
EP1976346A1 (en) * 2007-03-30 2008-10-01 Ecole Polytechnique Apparatus for generating a plasma
US20110076420A1 (en) * 2008-01-30 2011-03-31 Applied Materials, Inc. High efficiency low energy microwave ion/electron source
US7993733B2 (en) 2008-02-20 2011-08-09 Applied Materials, Inc. Index modified coating on polymer substrate
US20090238998A1 (en) * 2008-03-18 2009-09-24 Applied Materials, Inc. Coaxial microwave assisted deposition and etch systems
US20090238993A1 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 Applied Materials, Inc. Surface preheating treatment of plastics substrate
US8057649B2 (en) * 2008-05-06 2011-11-15 Applied Materials, Inc. Microwave rotatable sputtering deposition
US8349156B2 (en) * 2008-05-14 2013-01-08 Applied Materials, Inc. Microwave-assisted rotatable PVD
US20100078315A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Applied Materials, Inc. Microstrip antenna assisted ipvd
US20100078320A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Applied Materials, Inc. Microwave plasma containment shield shaping
TW201130007A (en) * 2009-07-09 2011-09-01 Applied Materials Inc High efficiency low energy microwave ion/electron source
US9018108B2 (en) 2013-01-25 2015-04-28 Applied Materials, Inc. Low shrinkage dielectric films
EP3443579B1 (en) * 2016-05-02 2021-03-17 MKS Instruments, Inc. Cold cathode ionization vacuum gauge with multiple cathodes

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4038171A (en) * 1976-03-31 1977-07-26 Battelle Memorial Institute Supported plasma sputtering apparatus for high deposition rate over large area
US4627904A (en) * 1984-05-17 1986-12-09 Varian Associates, Inc. Magnetron sputter device having separate confining magnetic fields to separate targets and magnetically enhanced R.F. bias
US4818359A (en) * 1986-08-27 1989-04-04 International Business Machines Corporation Low contamination RF sputter deposition apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0814021B2 (ja) 1996-02-14
US5006218A (en) 1991-04-09
KR910003144A (ko) 1991-02-27
JPH0353065A (ja) 1991-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920004847B1 (ko) 스퍼터 장치
KR890004880B1 (ko) 스퍼터링 방법 및 장치
KR100228534B1 (ko) 음극스퍼터링을 이용한 플라즈마 발생장치
US6076483A (en) Plasma processing apparatus using a partition panel
US6899054B1 (en) Device for hybrid plasma processing
US4842707A (en) Dry process apparatus
US3291715A (en) Apparatus for cathode sputtering including a plasmaconfining chamber
DE69839937D1 (de) Plasmabehandlungsvorrichtung mit kombinierter anoden/ionen quelle
US8698400B2 (en) Method for producing a plasma beam and plasma source
US5397448A (en) Device for generating a plasma by means of cathode sputtering and microwave-irradiation
JP3132599B2 (ja) マイクロ波プラズマ処理装置
JPS6187869A (ja) スパツタ装置
KR100250547B1 (ko) 기판 코팅 또는 에칭 장치
JP2796765B2 (ja) 薄膜形成装置
JPH0660393B2 (ja) プラズマ集中型高速スパツタ装置
JPS5538919A (en) Sputtering apparatus
JP3368790B2 (ja) イオン源装置
JP3116794B2 (ja) 高周波イオン源
JP3100242B2 (ja) プラズマ処理装置
JPS6342707B2 (ko)
JP2002256431A (ja) マグネトロンスパッタ装置
JPH1192928A (ja) スパッタ方法
JPH07169591A (ja) マグネトロンプラズマ用磁場発生装置
JPH01295422A (ja) プラズマ処理装置
JPH01309966A (ja) スパッタリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20010615

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee