WO2006049328A1 - プラズマ発生方法及び装置並びに該方法及び装置を利用した低圧マグネトロンスパッタリング方法及び装置 - Google Patents

プラズマ発生方法及び装置並びに該方法及び装置を利用した低圧マグネトロンスパッタリング方法及び装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2006049328A1
WO2006049328A1 PCT/JP2005/020673 JP2005020673W WO2006049328A1 WO 2006049328 A1 WO2006049328 A1 WO 2006049328A1 JP 2005020673 W JP2005020673 W JP 2005020673W WO 2006049328 A1 WO2006049328 A1 WO 2006049328A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic field
electrode
vacuum chamber
plasma
pressure
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2005/020673
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tadashi Morita
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
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 Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Publication of WO2006049328A1 publication Critical patent/WO2006049328A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

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

Definitions

  • the present invention relates to a plasma generation method and apparatus, and a low-pressure magneto-sputtering method and apparatus using the method and apparatus.
  • Non-Patent Document 1 it is also known that the amount of sputtering gas taken into the film decreases during film deposition.
  • the plasma is confined by a magnetic field by using a magnetron sputtering method in which a magnetic circuit is formed on the back surface of the force sword and a leakage magnetic field is generated on the cathode surface.
  • the influence of the plasma on the substrate to be formed can be reduced, and the film deposition rate can be increased.
  • the plasma formation pressure for performing magnetron sputtering was high, so it could not be used under low pressure conditions.
  • a magneto-sputtering method under a low-pressure condition can be achieved by increasing the leakage magnetic field from a permanent magnet or an electromagnet provided on the back of the target in order to form a magneto-plasma under a low-pressure condition.
  • a permanent magnet instead of a Ferai ⁇ magnet, a material with a strong coercive force such as S m Co or N d F e B is used, and a leakage magnetic field on the cathode surface is used. I try to increase the amount.
  • a third electrode capable of supplying thermionic electrons in the vicinity of the magnetron force sword is provided independently of the force sword and the anode so that the electron density necessary for magneto-mouth discharge can be maintained even under a low pressure.
  • thermionic sputtering is performed under low pressure conditions by supplying thermal electrons to the substrate.
  • the discharge pressure obtained may not be at a low pressure level that can sufficiently satisfy the required film densification and film surface smoothness.
  • the elements for generating plasma include pressure P, magnetic field ⁇ , and voltage V applied to the electrodes.
  • the lower discharge pressure P for plasma generation decreases.
  • the lower limit pressure at which plasma discharge does not occur is expressed as a function of the magnetic field (zero) and the voltage V applied to the electrode. Since the voltage V can be changed relatively freely, it is said that the strength of the magnetic field dominates the discharge lower limit pressure.
  • the present invention solves the problems of the prior art as described above, It is also possible to generate plasma and use this to form a dense and smooth film.
  • a first object of the present invention is to provide a plasma generation method and apparatus capable of generating plasma even in an extremely low pressure space.
  • a second object of the present invention is to provide a low-pressure magnetron sputtering method and apparatus capable of forming a dense and smooth film using the plasma generation method and apparatus.
  • the plasma generation method according to the first invention of the present invention generates a magnetic field of at least 2000 ellsted or more at a plasma generation position in a vacuum chamber as an inert gas species.
  • 0 X 10- 3 P a ⁇ l. 2X 10 2 and by sea urchin set becomes P a is characterized in that a plasma is generated.
  • a voltage is applied to an electrode disposed in a vacuum chamber, a magnetic field is generated in a vacuum chamber by a magnetic field generating means, and an inert gas species is introduced to generate plasma.
  • a plasma generation method that uses xenon or krypton in a pressure region where no plasma is generated even when the voltage is increased with respect to a predetermined magnetic field when argon is used as the inert gas species. It is characterized by that.
  • the plasma generator according to the third aspect of the present invention includes an electrode disposed in a vacuum chamber, a power source for applying a voltage to the electrode, and a magnetic field of at least 2000 Kersted at a plasma generation position in the vacuum chamber. a magnetic field generating means for generating a gas pressure in the vacuum chamber 5. 0 X 10 _3 P a ⁇ l. gas introduction to introduce xenon or krypton gas into the vacuum chamber so as to 2X 10- 2 P a Means.
  • an electrode is provided in a vacuum chamber, a target is mounted on the surface of the electrode, and the back surface of the electrode
  • a magnetic field is generated on the target surface by the magnetic field generating means to generate plasma, and the target is sputtered, a magnetic field of at least 200 elsted or more at the plasma generation position
  • the gas pressure is set to 5.0 X 1 0— 3 P a to l. 2 X 1 0 2 Pa, and the plasma And sputtering the target.
  • an electrode to which a voltage is applied is provided in a vacuum chamber, a target is mounted on the surface of the electrode, magnetic field generating means is provided on the back side of the electrode, and the magnetic field generating means
  • a low-pressure magnetron sputtering method that forms a magnetic field on the target surface, introduces an inert gas species, generates plasma, and then sputters the target, when argon is used as the inert gas species for a given magnetic field.
  • the plasma is generated using xenon or krypton in a pressure region in which plasma is not generated even when the voltage applied to the electrode is increased.
  • a low-pressure magnetron sputtering apparatus includes an electrode disposed in a vacuum chamber, a power source for applying a voltage to the electrode, a target mounted on the surface of the electrode, A magnetic field generating means that is mounted on the back side of the electrode and generates a magnetic field of at least 200 ° Oersted at the plasma generation position on the target surface, and the gas pressure in the vacuum chamber is 5.0 X 1 0— 3 P a to l. 2 X 1 0— 2 Pa, and a gas introduction means for introducing xenon gas into the vacuum chamber.
  • the low-pressure magnetron sputtering apparatus includes an electrode disposed in a vacuum chamber, a power source for applying a voltage to the electrode, a target mounted on the surface of the electrode, Mounted on the back side, target table A magnetic field generating means for generating at least 2250 Erusutetsudo more magnetic field to the plasma generation position on the surface, so that the gas pressure in the vacuum chamber is 5. 0X 10- 3 P a ⁇ l. 2 X 10- 2 P a And a gas introducing means for introducing krypton gas into the vacuum chamber.
  • a magnetic field of at least 2000 Elsted is generated at the plasma generation position in the vacuum chamber, xenon or krypton gas is used as the inert gas species, and the gas pressure is 5 . 0X 10 one 3 P to l.
  • a magnetic field of at least 2000 Elsted is generated at the plasma generation position, xenon or krypton gas is used as the inert gas species, and the gas pressure is 5.0X 1 0 1 3 Pa ⁇ ; 1.
  • an electrode disposed in a vacuum chamber, a power source for applying a voltage to the electrode, a target mounted on the surface of the electrode, and the electrode And a magnetic field generating means for generating a magnetic field of at least 2 0,000 Elsted and at least 2 2 5 0 Oersted at the plasma generation position on the target surface, respectively, and a gas pressure in the vacuum chamber of 5 0 X 1 0 to 3 Pa to 1.2 X 1 0 2 It has a gas introduction means for introducing xenon gas or krypton gas into the vacuum chamber so that the pressure becomes 2 Pa, so low pressure conditions Thus, it is possible to provide a low-pressure magnetron sputtering apparatus capable of generating plasma and forming a dense and smooth film.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a low-pressure gun-net sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the discharge lower limit pressure and the leakage magnetic field in the operation of the apparatus of FIG.
  • Figure 3 is a diagram showing the relationship between the gas pressure and the voltage applied to the cathode electrode body.
  • FIG. 1 schematically shows the overall configuration of a magneto-mouth sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a vacuum chamber
  • a cathode electrode assembly 2 is disposed in the vacuum chamber 1.
  • the cathode electrode assembly 2 has a force sword electrode body 3, and a voltage is applied to the cathode electrode body 3 from an external power source 4.
  • a magnet 5 is disposed on the back side of the cathode electrode body 3, and a target 6 is mounted on the surface of the force sword electrode body 3.
  • a film-forming substrate 7 is disposed in the vacuum chamber 1 so as to face the surface of the force sword electrode body 3, that is, the target 6. Further, the gas introduction system 8 is set vignetting in the vacuum chamber 1, the gas introduction system 8, the gas pressure in the vacuum chamber 1 is 5. 0 X 1 0- 3 P a ⁇ l. 2 X 1 0- 2 Xenon gas or krypton gas is introduced into the vacuum chamber 1 so as to be Pa.
  • the vacuum chamber 1 is connected to a vacuum exhaust system 9.
  • Figure 2 shows the relationship between the discharge lower limit pressure and the leakage magnetic field. It is recognized that the discharge lower limit pressure decreases as the amount of leakage magnetic field (parallel component) increases.
  • xenon gas used as the sputter gas
  • the magnetronsno and the discharge lower limit pressure at which tattering is possible are 1.3.
  • an X 1 0 one 1 P a the discharge lower limit pressure when the leakage magnetic field amount obtained in the region of the upper 1 O mm 2 5 5 0 Erusutetsudo target 6 was 6 X 1 0- 3 P a.
  • the discharge lower limit pressure at which magneto-open sputtering is possible is 2. 4 X 1 0- 1 P a der is, the discharge lower limit pressure when the leakage magnetic field amount obtained in the region of the upper 1 O mm 2 5 5 0 El Sutetsudo target 6 is met 8 X 1 0- 3 P a It was.
  • the discharge lower limit pressure at which magneto-sputtering can be performed is 3.4 5 X 1 0 1 2 Pa, above 1 0 fringing field amount obtained in the region of mm 2 5 target 6 - discharge lower limit pressure at the time of 5 0 Erusutetsudo was 1 2 X 1 0- 2 P a ..
  • magnetron sputtering can be performed even if a magnet having a maximum leakage magnetic field in the region of 1 O mm above the target 6 is, for example, 2600 est. possible discharge lower limit pressure is 1.
  • a 2 X 1 0- 2 P a blind, but from lower discharge is not Erare it, when the xenon gas or krypton gas was used as sputtering gas, argon gas
  • the discharge could be maintained even at a pressure lower than the discharge lower limit pressure at which the discharge could not be maintained, and the pressure at that time was on the order of 10 _ 3 Pa.
  • the xenon gas or krypton gas has a lower discharge lower pressure than the anoregon gas at the same leakage magnetic field amount. Therefore, it is possible to discharge in a low pressure range that is not discharged with argon gas.
  • FIG. 3 shows the relationship between the gas pressure of xenon gas and krypton gas and the voltage V applied to the force sword electrode body 3 in comparison with the case where argon gas is used as the sputtering gas.
  • Table 1 shows the measured values of the graph shown in Fig. 3.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

明細書
ブラズマ発生方法及び装置並びに該方法及び装置を利用した
低圧マグネトロンスパッタリング方法及び装置 技術分野
本発明は、 プラズマ発生方法及び装置並びに該方法及び装置を利用した低圧 マグネト口ンスパッタリング方法及び装置に関するものである。 発明の背景
従来、 例えばスパッタリング方法により、 スパッタガスとして A rを用いて 膜を形成する場合に、 プラズマを形成する圧力が低いほど形成される膜の密度 は増加し緻密化すると共に膜表面の平滑性が得られることが知られている （非 特許文献 1参照） 。 また、 膜の堆積中に膜中へのスパッタリングガスの取り込 み量も減少することが知られている。
また、 スパッタリング方法を用いて膜を形成する場合、 力ソード背面に磁気 回路を形成してカソード表面に漏れ磁場を発生させるマグネトロンスパッタリ ング方法を用いることにより、 プラズマを磁場で閉じ込めて、 膜を形成する基 板上でのプラズマかの影響を減らスことができ、 しかも膜の堆積速度を大きく することができる。 し力 し、 マグネトロンスパッタを実施するためのプラズマ 形成圧力は高く、 そのため低圧力条件下では利用することができなかった。 このような問題を解決する手段として、 低圧条件下でマグネト口ンプラズマ を形成するためにターゲット背面に設ける永久磁石又は電磁石からの漏れ磁場 を強くすることにより低圧条件下のマグネト口ンスパッタリング法を実現した 提案がある。 例えば永久磁石を用いた場合に、 フェライ 卜磁石に代えて S m C oや N d F e Bのような保磁力の強い材料を用い、 カソ一ド表面上の漏れ磁場 量が大きくなるようにしている。
他の方法として、 マグネトロン力ソードの近傍に熱電子を供給できる第 3の 電極を力ソード及びアノードとは独立して設け、 低圧力下においてもマグネト 口ン放電に必要な電子密度を維持できるように熱電子を供給し、 低圧力条件下 でマグネトロンスパッタを行なう方法がある。
さらに、 マグネトロンカソード近傍に誘導結合プラズマを発生させるコイル 電極を設け、 誘導結合プラズマからの電子供給により低圧力条件下でマグネト ロンスパッタを行う方法がある。
しかしながら、従来提案されてきたこれらの方法でも、得られる放電圧力は、 要求される膜の緻密化や膜表面の平滑性を十分に満足できる低圧レベルにでき ない場合がある。
非特許文献 1
J . A. Th o r n t o n, Ann. Re v. Ma t e r. S c i， 7， 23 9 (1977)
ところで、 プラズマを発生させるための要素としては、 圧力 P、 磁場〇及び 電極に印加する電圧 Vがある。 一般に、 これらの要素のうち磁場 o及び電極に 印加する電圧 Vを強くしていけば、 プラズマ発生の放電下限圧力 Pは下がる。 し力、し、 特定の磁場強さでは、 ある圧力以下では、 電圧 Vを上げてもプラズマ 放電が発生しなくなる。 即ちプラズマ放電の発生しなくなる放電下限圧力は磁 場〇 （ゼロ） 及び電極に印加する電圧 Vの関数で表される。 電圧 Vは比較的自 由に変更することができるので、 放電下限圧力を左右するのは磁場の強さであ ると言 る。 発明の概要
本発明は、 上記のような従来技術の問題を解決して、 極低圧空間中において もプラズマを発生でき、 これを利用して緻密で平滑な膜を形成できるようにす ることにある。
従って、 本発明の第 1の目的は、 極低圧空間中においてもプラズマを発生で きるプラズマ発生方法及び装置を提供することにある。 また本発明の第 2の目 的は、 該プラズマ発生方法及び装置を利用して、 緻密で平滑な膜を形成できる 低圧マグネトロンスパッタリング方法及び装置を提供することにある。
上記の第 1の目的を達成するために、 本発明の第 1の発明によるブラズマ発 生方法は、 真空チャンバ内において、 プラズマ発生位置に少なくとも 2000 ェルステツド以上の磁場を発生させ、 不活性ガス種としてキセノン又はクリプ トンガスを用い、 ガス圧が 5. 0 X 10— 3P a〜l. 2X 10 2 P aになるよ うに設定して、 プラズマを発生させることを特徴としている。
本発明の第 2の発明は、 真空チヤンバ内に配置された電極に電圧を印加し、 かつ、 磁場発生手段により真空チャンバ内に磁場を発生させ、 不活性ガス種を 導入してプラズマを発生させるプラズマ発生方法であって、 不活性ガス種とし てアルゴンを使用した場合に、 所定の磁場に対して電圧を上げてもプラズマが 発生しない圧力領域において、 キセノン又はクリプトンを用いてプラズマを発 生させることを特徴としている。
また、 本発明の第 3の発明によるプラズマ発生装置は、 真空チャンバ内に配 置された電極と、 該電極に電圧を印加する電源と、 真空チャンバ内のプラズマ 発生位置に少なくとも 2000ェルステツド以上の磁場を発生させる磁場発生 手段と、真空チャンバ内のガス圧が 5. 0 X 10_3P a〜l. 2X 10— 2 P a になるように真空チャンバ内にキセノン又はクリプトンガスを導入するガス導 入手段とを有することを特徴としている。
上記の第 2の目的を達成するために、 本発明の第 4の発明によれば、 真空チ ヤンバ内に、 電極を設け、 該電極の表面にターゲットを装着し、 該電極の裏面 側に磁場発生手段を設け、 ターゲット表面上に磁場発生手段により磁場を形成 してプラズマを発生させ、 ターゲットをスパッタリングする低圧マグネトロン スパッタリング方法において、 プラズマ発生位置に少なくとも 2 0 0 0ェルス テッド以上の磁場を発生させ、 不活性ガス種としてキセノン又はクリプトンガ スを用い、 ガス圧が 5 . 0 X 1 0— 3 P a〜l . 2 X 1 0 2 P aになるように設 定して、 プラズマを発生させ、 ターゲットをスパッタリングすることを特徴と している。
本発明の第 5の発明は、 真空チャンパ内に、 電圧が印加される電極を設け、 該電極の表面にターゲットを装着し、 該電極の裏面側に磁場発生手段を設け、 該磁場発生手段によりターゲット表面上に磁場を形成し、 不活性ガス種を導入 してプラズマを発生させてターゲットをスパッタリングする低圧マグネトロン スパッタリング方法において、 所定の磁場に対し、 不活性ガス種としてアルゴ ンを使用した場合に、 前記電極に印加する電圧を上げてもプラズマが発生しな い圧力領域において、 キセノン又はクリプトンを用いてプラズマを発生させる ことを特徴としている。
また、 本発明の第 6の発明による低圧マグネト口ンスパッタリング装置は、 真空チャンバ内に配置された電極と、 該電極に電圧を印加する電源と、 該電極 の表面に装着されるターゲットと、 該電極の裏面側に装着され、 ターゲット表 面上のプラズマ発生位置に少なくとも 2 0 0 0エルステッド以上の磁場を発生 させる磁場発生手段と、 真空チャンバ内のガス圧が 5 . 0 X 1 0— 3 P a〜l . 2 X 1 0— 2 P aになるように真空チャンバ内にキセノンガスを導入するガス 導入手段とを有することを特徴としている。
また、 本発明の第 7の発明による低圧マグネトロンスパッタリング装置は、 真空チャンバ内に配置された電極と、 該電極に電圧を印加する電源と、 該電極 の表面に装着されるターゲットと、 該電極の裏面側に装着され、 ターゲット表 面上のプラズマ発生位置に少なくとも 2250ェルステツド以上の磁場を発生 させる磁場発生手段と、 真空チャンバ内のガス圧が 5. 0X 10— 3P a〜l. 2 X 10—2P aになるように真空チャンバ内にクリプトンガスを導入するガ ス導入手段とを有することを特徴としている。
発明の効果
本宪明の第 1の発明による方法においては、 真空チャンバ内において、 プラ ズマ発生位置に少なくとも 2000ェルステツド以上の磁場を発生させ、 不活 性ガス種としてキセノン又はクリプトンガスを用い、 ガス圧が 5. 0X 10一3 P a〜l. 2X 10— 2P aになるように設定して、プラズマを発生させており、 また本 明の第 2の発明による方法においては、 不活性ガス種としてアルゴン を使用した場合に、 所定の磁場に対して電圧を上げてもプラズマが発生しない 圧力領域において、 キセノン又はクリプトンを用いてプラズマを発生させてお り、 さらに本発明の第 3の発明による装置においては、 真空チャンバ内に配置 された電極と、 該電極に電圧を印加する電源と、 真空チャンバ内のプラズマ発 生位置に少なくとも 2000ェルステツド以上の磁場を発生させる磁場発生手 段と、真空チャンバ内のガス圧が 5. 0X 10— 3P a〜l. 2X 10— 2 P aに なるように真空チャンバ内にキセノン又はクリプトンガスを導入するガス導入 手段とを有しているので、 極低圧条件下でプラズマを発生させることができる ようになる。
本発明の第 4の発明による低圧マグネト口ンスパッタリング法においては、 プラズマ発生位置に少なくとも 2000ェルステツド以上の磁場を発生させ、 不活性ガス種としてキセノン又はクリプトンガスを用い、 ガス圧が 5. 0X 1 0一3 P a〜； 1. 2 X 1 P aになるように設定して、 プラズマを発生させ、 ターゲットをスパッタリングするように構成しており、 また本発明の第 5の発 明による低圧マグネトロンスパッタリング法においては、 所定の磁場に対し、 不活性ガス種としてアルゴンを使用した場合に、 前記電極に印加する電圧を上 げてもプラズマが発生しない圧力領域において、 キセノン又はクリプトンを用 いてプラズマを発生させているので、 金属、 合金、 化合物の膜を簡便に形成す ることができ、 しかも勤続従来のマグネトロンスパッタリングによって形成さ れる膜に比較して緻密で平滑な膜を形成することができるようになる。
本発明の第 6、 第 7の発明による装置においては、 真空チャンバ内に配置さ れた電極と、 該電極に電圧を印加する電源と、 該電極の表面に装着されるター ゲットと、 該電極の裏面側に装着され、 ターゲット表面上のプラズマ発生位置 にそれぞれ少なくとも 2 0 0 0ェルステツド以上及び少なくとも 2 2 5 0エル ステッド以上の磁場を発生させる磁場発生手段と、 真空チャンバ内のガス圧が 5 . 0 X 1 0 ~ 3 P a ~ 1 . 2 X 1 0 2 P aになるように真空チャンバ内にキセ ノンガス又はクリプトンガスを導入するガス導入手段とを有しているので、 低 圧力条件下でプラズマを発生でき、 緻密で平滑な膜を形成できる低圧マグネト ロンスパッタリング装置を提供することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施形態による低圧 グネト口ンスパッタリング装置の 概略線図である。
図 2は、 図 1の装置の動作における放電下限圧力と漏れ磁場との関係を示す グラフである。
図 3は、 ガス圧力とカソード電極本体に印加される電圧との関係を示すダラ フである。 発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面を参照して、 本発明の好ましい実施形態について説明する 図 1は、 本発明の一実施形態によるマグネト口ンスパッタリング装置の全体 構成を概略的に示す。 図 1において、 1は真空チャンパであり、 この真空チヤ ンバ 1内にはカソード電極組立体 2が配置されている。 カソード電極組立体 2 は力ソード電極本体 3を有し、 カソード電極本体 3は外部電源 4から電圧が印 加される。 またカソード電極本体 3の裏面側にはマグネット 5が配置され、 そ して力ソード電極本体 3の表面にはターゲット 6が装着されている。 また、 力 ソード電極本体 3の表面即ちターゲット 6に対向して真空チャンバ 1内には成 膜用基板 7が配置されている。 さらに、 真空チャンバ 1にはガス導入系 8が設 けられ、 このガス導入系 8は、真空チャンバ 1内のガス圧が 5 . 0 X 1 0—3 P a〜 l . 2 X 1 0—2 P aになるように真空チャンバ 1内にキセノンガス又はク リプトンガスを導入するように構成されている。 また、 真空チャンバ 1は真空 排気系 9に接続されている。
図 2には放電下限圧力と漏れ磁場との関係を示し、 漏れ磁場 （平行成分） 量 が大きくなればなるほど放電下限圧力は低くなることが認められる。 スパッタ ガスとしてキセノンガスを使用した場合には、 ターゲット 6の上方 1 O mmの 領域における漏れ磁場量が 1 7 5 0ェルステツドである時、 マグネトロンスノ、 ° ッタリングが可能な放電下限圧力は 1 . 3 X 1 0一 1 P aであり、 ターゲット 6 の上方 1 O mmの領域で得られる漏れ磁場量が 2 5 5 0ェルステツドの時には 放電下限圧力は 6 X 1 0—3 P aであった。
また、 スパッタガスとしてクリプトンガスを使用した場合には、 ターゲット 6の上方 1 O mmの領域における漏れ磁場量が 1 7 5 0ェルステツドである時、 マグネト口ンスパッタリングが可能な放電下限圧力は 2 . 4 X 1 0— 1 P aであ り、 ターゲット 6の上方 1 O mmの領域で得られる漏れ磁場量が 2 5 5 0エル ステツドの時には放電下限圧力は 8 X 1 0— 3 P aであった。
比較例としてスパッタガスとしてアルゴンガスを使用した場合には、 ターゲ ッ ト 6の上方 1 O mmの領域における漏れ磁場量が 1 7 5 0ェルステツドであ る時、 マグネト口ンスパッタリングが可能な放電下限圧力は 3 . 4 5 X 1 0一2 P aであり、 ターゲット 6の上方 1 0 mmの領域で得られる漏れ磁場量が 2 5 - 5 0ェルステツドの時には放電下限圧力が 1 . 2 X 1 0— 2 P aであった。
即ち、 スパッタガスとしてアルゴンガスを使用した場合には、 ターゲット 6 の上方 1 O mmの領域における漏れ磁場量が最大例えば 2 6 0 0ェ ステツド となるようなマグネットを使用しても、 マグネトロンスパッタリングが可能な 放電下限圧力は 1 . 2 X 1 0—2 P a止まりであり、 それより低くなると放電が えられないが、 キセノンガス又はクリプトンガスをスパッタガスとして使用し た場合には、 アルゴンガスの場合に放電を維持できなかった放電下限圧力より 低い圧力においても放電を維持でき、そのときの圧力は 1 0 _3 P a台であった。 即ち、 同じ漏れ磁場量であれば、 ァノレゴンガスよりキセノンガス又はクリプト ンガスの方が放電下限圧力が低い。 このため、 アルゴンガスでは放電しない低 圧範囲での放電が可能である。
図 3には、 キセノンガス及びクリプトンガスのガス圧力と力ソード電極本体 3に印加される電圧 Vとの関係を、 スパッタガスとしてアルゴンガスを使用し た場合と対比して示している。 表 1には図 3に示すグラフの測定値を示す。
表 1
ガス圧力 （P a) カソード電極本体 3の印加電圧 V (ボルト） キセノンガス クリプトンガス アルゴンガス
2. 5 2 X 1 0一1 380
2. 3 3 X 1 0一1 3 20
2. 2 2 X 1 0— 1 38 1
2. 0 9 X 1 0 -1 3 2 1
1. 9 6 X 1 0- 1 384
1. 8 7 X 1 0一1 3 22
1. 7 5 X 1 0一1 3 20
1. 6 8 X 1 0— 1 386
1. 6 6 X 1 0一1 3 25
1. 6 2 X 1 0— 1 3 2 1
1. 4 4 X 1 0一1 3 22
1. 4 3 X 1 0一1 3 3 1
1. 4 1 X 1 0一1 38 6
1. 2 7 X 1 0一1 3 25
1. 2 1 X 1 0一1 3 3 8
1. 1 6 X 1 0一1 3 9 1
1. 1 0 X 1 0一1 3 3 1
9. 8 0 X 1 0一2 3 50
9. 2 0 X 1 0一2 3 3 8
8. 8 0 X 1 0— 2 3 94
7. 5 0 X 1 0一2 3 7 2 3 50
/ O 90sAV 8S6さv:/sfcl£ f/-90ioso
X〇 (J5 00
卜 οο 寸 卜 00 〇
SI X〇 O οο c 寸 寸 寸 寸 寸
卜〇寸〇 τ〇 1 X
SI X〇
s τ寸〇 x
rH 00 00 !— 1 00 寸 ト 00 〇
〇 τ〇 1 x
寸 寸 寸 寸 寸
61寸〇： X
o
〇 X
x〇 寸 卜 1
寸 00 co 寸 〇 x 寸 寸 寸 寸 寸
x o
〇 x
1 1 f I 1 1 1 1 i 1 t
〇 〇 〇 〇 〇 〇
Figure imgf000012_0001
X X X X X X X X X X X X X
〇 o 〇 〇 o 〇 o 〇 ο ο 〇 〇 〇
〇 00 ト CD LO 寸 CO i 〇 00 卜 O CQ LO LO 寸 寸 寸 o co co o CO
Figure imgf000012_0002
91 z 9 ε- 0 9 69 ε-0 9
9 9 ε- 0 L 8 Q ε— 0 8
9 8 9 Z 9 ε-0 8 Οΐ
£ 9 ε-0 8
89 9 8 9 ε-0 6
Figure imgf000013_0001
6 ζ- τ π
d£/lDd 8 6tO/900Z OAV

Claims

請求の範囲
1. 真空チャンバ内において、 プラズマ発生位置に少なくとも 2000エル ステツド以上の磁場を発生させ、 不活性ガス種としてキセノン又はクリプトン ガスを用い、 ガス圧が 5. 0 X 10— 3P a〜l. 2 X 10— 2P aになるように 設定して、 プラズマを発生させることを特徴とするプラズマ発生方法。
2. 真空チャンバ内に配置された電極に電圧を印加し、 かつ、 磁場発生手段 により真空チヤンバ内に磁場を発生させ、 不活性ガス種を導入してプラズマを 発生させるプラズマ発生方法であって、
不活性ガス種としてアルゴンを使用した場合に、 所定の磁場に対して電圧を 上げてもプラズマが発生しない圧力領域において、 キセノン又はクリプトンを 用いてプラズマを発生させることを特徴とするブラズマ発生方法。
3. 真空チャンバ内に配置された電極と、 該電極に電圧を印加する電源と、 真空チャンバ内のプラズマ発生位置に少なくとも 2000ェルステツド以上の 磁場を発生させる磁場発生手段と、 真空チャンバ内のガス圧が 5. 0X 10—3 P a〜l. 2X 10— 2 P aになるように真空チャンバ内にキセノン又はクリプ トンガスを導入するガス導入手段とを有することを特徴とするプラズマ発生装 置。
4. 真空チャンバ内に、 電極を設け、 該電極の表面にターゲットを装着し、 該電極の裏面側に磁場発生手段を設け、 ターゲット表面上に磁場発生手段によ り磁場を形成してプラズマを発生させ、 ターゲットをスパッタリングする低圧 マグネト口ンスパッタリング方法において、 プラズマ発生位置に少なくとも 2 000ェルステツド以上の磁場を発生させ、 不活性ガス種としてキセノン又は クリプトンガスを用い、 ガス圧が 5. 0 X 10— 3P a〜] . 2 X 10— 2 P aに なるように設定して、 プラズマを発生させ、 ターゲットをスパッタリングする ことを特徴とする低圧マグネトロンスパッタリング方法。
5. 真空チャンバ内に、 電圧が印加される電極を設け、 該電極の表面にター ゲットを装着し、 該電極の裏面側に磁場発生手段 設け、 該磁場発生手段によ りターゲット表面上に磁場を形成し、 不活性ガス種を導入してプラズマを発生 させてターゲットをスパッタリングする低圧マグネト口ンスパッタリング方法 において、
所定の磁場に対し、 不活性ガス種としてアルゴンを使用した場合に、 前記電 極に印加する電圧を上げてもプラズマが発生しない圧力領域において、 キセノ ン又はクリプトンを用いてプラズマを発生させることを特徴とする低圧マグネ トロンスパッタリング方法。
6. 真空チャンバ内に配置された電極と、 該電極に電圧を印加する電源と、 該電極の表面に装着されるターゲットと、 該電極の裏面側に装着され、 ターグ ット表面上のプラズマ発生位置に少なくとも 2000ェルステツド以上の磁場 を発生させる磁場発生手段と、真空チャンパ内のガス圧が 5. 0X 10— 3P a 〜1. 2X 10— 2P aになるように真空チャンバ内にキセノンガスを導入する ガス導入手段とを有することを特徴とする低圧マグネト口ンスパッタリング装 置。
7. 真空チャンバ内に配置された電極と、 該電極に電圧を印加する電源と、 該電極の表面に装着されるターゲットと、 該電極の裏面側に装着され、 ターゲ ット表面上のプラズマ発生位置に少なくとも 2250ェルステツド以上の磁場 を発生させる磁場発生手段と、 真空チャンバ内のガス圧が 8. 0X 10— 3P a 〜1. 2 X 10-2P aになるように真空チャンバ内にクリプトンガスを導入す るガス導入手段とを有することを特徴とする低圧マグネト口ンスパッタリング 装置。
PCT/JP2005/020673 2004-11-05 2005-11-04 プラズマ発生方法及び装置並びに該方法及び装置を利用した低圧マグネトロンスパッタリング方法及び装置 Ceased WO2006049328A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004-321839 2004-11-05
JP2004321839 2004-11-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006049328A1 true WO2006049328A1 (ja) 2006-05-11

Family

ID=36319317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2005/020673 Ceased WO2006049328A1 (ja) 2004-11-05 2005-11-04 プラズマ発生方法及び装置並びに該方法及び装置を利用した低圧マグネトロンスパッタリング方法及び装置

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW200622016A (ja)
WO (1) WO2006049328A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61223178A (ja) * 1985-03-29 1986-10-03 Toshio Sugita 皮膜形成装置
JPH03279294A (ja) * 1990-03-29 1991-12-10 Mitsubishi Materials Corp エピタキシャル層の成長方法
JPH05263226A (ja) * 1992-03-17 1993-10-12 Fujitsu Ltd 薄膜形成方法
JPH07305166A (ja) * 1993-09-03 1995-11-21 Inst Of Physics Of Acad Of Sciences Of Czecho Republic マグネトロンスパッタリング方法
JPH10140332A (ja) * 1996-11-08 1998-05-26 Anelva Corp 非晶質ｉｔｏ膜の作製方法
JP2004331998A (ja) * 2003-04-30 2004-11-25 Nikon Corp 多層膜成膜方法、反射鏡及び露光装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61223178A (ja) * 1985-03-29 1986-10-03 Toshio Sugita 皮膜形成装置
JPH03279294A (ja) * 1990-03-29 1991-12-10 Mitsubishi Materials Corp エピタキシャル層の成長方法
JPH05263226A (ja) * 1992-03-17 1993-10-12 Fujitsu Ltd 薄膜形成方法
JPH07305166A (ja) * 1993-09-03 1995-11-21 Inst Of Physics Of Acad Of Sciences Of Czecho Republic マグネトロンスパッタリング方法
JPH10140332A (ja) * 1996-11-08 1998-05-26 Anelva Corp 非晶質ｉｔｏ膜の作製方法
JP2004331998A (ja) * 2003-04-30 2004-11-25 Nikon Corp 多層膜成膜方法、反射鏡及び露光装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW200622016A (en) 2006-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Window et al. Ion‐assisting magnetron sources: Principles and uses
JP5178832B2 (ja) 非電導性ターゲットを使用するスパッタリングによるセラミック薄膜の成膜方法
WO2011007834A1 (ja) 成膜装置及び成膜方法
JP2003217516A (ja) 保護膜を有する炭素ナノチューブを具備した電界放出素子
JP6407273B2 (ja) 圧電性ＡｌＮ含有層の堆積方法、並びにＡｌＮ含有圧電体層
CN108677144A (zh) 一种制备铝氮共掺类金刚石复合薄膜的方法
CN102066605A (zh) 溅射装置及溅射方法
WO2009142223A1 (ja) スパッタリング用ターゲット、薄膜の製造法及び表示装置
CN102534514A (zh) 一种多弧离子镀镀膜的方法
JPH0641733A (ja) 反応性スパッタリング装置
WO2006049328A1 (ja) プラズマ発生方法及び装置並びに該方法及び装置を利用した低圧マグネトロンスパッタリング方法及び装置
US8134287B1 (en) Low voltage closed drift anode layer ion source
JPH11335815A (ja) 透明導電膜付き基板および成膜装置
JP2005226091A (ja) スパッタ方法及びスパッタ装置
JP6832572B2 (ja) マグネトロンスパッタ法による装飾被膜の形成方法
JP3676961B2 (ja) Ｉｔｏ膜形成用酸化錫−酸化インジウム粉末及びｉｔｏ膜形成用スパッタリングターゲット
JP2016524049A (ja) 電気絶縁層の反応スパッタ堆積用のターゲット
CN1904133B (zh) 溅射装置和溅射方法
JP2000273629A (ja) 低抵抗金属薄膜の形成方法
KR101883369B1 (ko) 다층박막 코팅 장치
JP5795002B2 (ja) スパッタリング方法
TWM475016U (zh) 複合式沉積系統
JPS6321297A (ja) 酸化亜鉛圧電結晶薄膜の製造方法
JP2009114510A (ja) スパッタリング方法
JPS637364A (ja) バイアススパツタ装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KN KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV LY MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 05806891

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP