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JPH07331433A - Sputtering device - Google Patents

Sputtering device

Info

Publication number
JPH07331433A
JPH07331433A JP12503894A JP12503894A JPH07331433A JP H07331433 A JPH07331433 A JP H07331433A JP 12503894 A JP12503894 A JP 12503894A JP 12503894 A JP12503894 A JP 12503894A JP H07331433 A JPH07331433 A JP H07331433A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetron
ground potential
electrode
target
potential electrode
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
Application number
JP12503894A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Umehara
諭 梅原
Hidetsugu Setoyama
英嗣 瀬戸山
Mitsuhiro Kamei
光浩 亀井
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP12503894A priority Critical patent/JPH07331433A/en
Publication of JPH07331433A publication Critical patent/JPH07331433A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】大型基板対応のマグネトロンスパッタ装置にお
いて、移動可能なマグネトロンプラズマに連動して接地
電位電極を配置することで、プラズマ安定化を図りスパ
ッタ成膜の膜質や膜厚の均一化を図る。 【構成】真空容器1内に設けられたターゲット2により
対向する基板7にターゲット材料をスパッタリングによ
り堆積させる。この時、移動するマグネトロン磁石6に
連動して、ターゲット2と基板7の間の可動接地電位電
極5を動かし、プラズマ安定化を図る。ターゲット周囲
2には固定接地電位電極4も配置してある。可動接地電
位電極5に代えて第2の固定接地電位電極をターゲット
2・基板7間に設けることも可能である。
(57) [Abstract] [Purpose] In a magnetron sputtering apparatus for large substrates, by placing a ground potential electrode in conjunction with movable magnetron plasma, plasma stabilization is achieved, and the quality and thickness of the sputtered film can be controlled. Aim for uniformity. [Structure] A target material is deposited by sputtering on a substrate 7 facing a target 2 provided in a vacuum container 1. At this time, the movable ground potential electrode 5 between the target 2 and the substrate 7 is moved in association with the moving magnetron magnet 6 to stabilize the plasma. A fixed ground potential electrode 4 is also arranged around the target 2. Instead of the movable ground potential electrode 5, a second fixed ground potential electrode can be provided between the target 2 and the substrate 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は成膜用のスパッタ装置に
係わり、特にスパッタリングを行なう場合にマグネトロ
ン磁場によりイオン発生源となるプラズマをターゲット
電極上に閉じ込めるマグネトロン方式のスパッタ装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus for film formation, and more particularly to a magnetron type sputtering apparatus for confining a plasma serving as an ion generation source on a target electrode by a magnetron magnetic field when performing sputtering.

【0002】[0002]

【従来の技術】スパッタ装置は、種々の材料の薄膜化手
段の一つとして、各方面でニーズが高まっている。特に
最近は、より薄い膜を再現よく形成するために、従来の
メッキ法にかわって、このスパッタリング技術は、特に
重要になっている。
2. Description of the Related Art Sputtering devices have been in increasing demand in various fields as one of means for thinning various materials. Particularly in recent years, this sputtering technique has become particularly important in place of the conventional plating method in order to reproducibly form a thinner film.

【0003】このうち、マグネトロン方式のスパッタ装
置は、10~1〜10~4Torr程度の真空中でアルゴン
等の不活性ガス雰囲気でターゲット電極,基板電極を用
いて放電させて、ターゲット電極上にマグネトロン磁場
により閉ざされたプラズマ(マグネトロンプラズマ)を
発生させ、この時に生じたイオンでターゲット電極(以
下、ターゲットと称する)をスパッタリングして、ター
ゲットから飛び出したスパッタ粒子を基板電極(以下、
基板と称する)に堆積させて薄膜を形成するものであ
り、用途に応じて様々なタイプが考えられ、実用化され
ている。
Among them, the magnetron type sputtering apparatus discharges using a target electrode and a substrate electrode in an atmosphere of an inert gas such as argon in a vacuum of about 10 to 1 to 10 to 4 Torr, and discharges them onto the target electrode. A plasma (magnetron plasma) closed by a magnetron magnetic field is generated, and a target electrode (hereinafter, referred to as a target) is sputtered by the ions generated at this time, and sputtered particles ejected from the target are used as substrate electrodes (hereinafter,
It is deposited on a substrate) to form a thin film, and various types are conceivable and put into practical use depending on the application.

【0004】このマグネトロン方式のスパッタ装置は、
マグネトロン磁場によりプラズマを狭い領域に閉じ込
め、そのプラズマの密度を高めることでイオンを増や
し、イオンのターゲットへの飛び込みを増やすことで効
率良くスパッタリングを行ない得るものと評価されてい
る。
This magnetron type sputtering device is
It is estimated that the plasma is confined in a narrow region by the magnetron magnetic field, the number of ions is increased by increasing the density of the plasma, and the number of ions jumping into the target is increased, whereby efficient sputtering can be performed.

【0005】量産用スパッタ装置において、基板の大型
化あるいは、複数基板の同時処理化に伴い、広い領域に
均一な膜厚、膜質を得ることが重要であり、そのために
ターゲットも大型化してきている。
In a mass-production sputtering apparatus, it is important to obtain a uniform film thickness and film quality in a wide area with the increase in the size of substrates or the simultaneous processing of a plurality of substrates. .

【0006】この課題をクリアするための一つの方法と
して、基板を搬送させながらスパッタを行う搬送成膜法
がある。この方法により、搬送方向と垂直方向の膜厚分
布を確保できれば、搬送方向への膜厚分布は均一である
ため前記の広い領域に均一な膜厚、膜質を得るのには大
変有利である。また、ターゲットの搬送方向への長さは
短かくて済み、ターゲットの大型化も避けることができ
る。
As one method for clearing this problem, there is a transfer film forming method in which sputtering is performed while the substrate is being transferred. If the film thickness distribution in the direction perpendicular to the carrying direction can be secured by this method, the film thickness distribution in the carrying direction is uniform, which is very advantageous for obtaining a uniform film thickness and film quality in the wide area. In addition, the length of the target in the carrying direction is short, and it is possible to avoid increasing the size of the target.

【0007】しかし、上記のような基板搬送方式によれ
ば搬送方向に対し真空容器が大きくなってしまうという
欠点がある。
However, the above-described substrate transfer method has a drawback that the vacuum container becomes large in the transfer direction.

【0008】近年真空容器の小型化や枚葉式装置の見直
しにより、前記基板搬送方式に代わって大型ターゲット
を用い、固定した基板の広い領域に均一な膜質、膜厚が
得られることを要求されてきている。大型のターゲット
を能率良く消費し、かつ均一な膜質、膜厚を得るため、
特開平1−309965号公報のように積極的にマグネ
トロン磁石(換言すればマグネトロンプラズマ)を移動
させてエロージョン領域を広くとる技術が提案されてい
る。
In recent years, due to the miniaturization of the vacuum container and the review of the single-wafer type device, it is required to use a large target instead of the substrate transfer system and obtain uniform film quality and film thickness in a wide area of a fixed substrate. Is coming. To efficiently consume a large target and obtain a uniform film quality and thickness,
As disclosed in JP-A-1-309965, a technique has been proposed in which a magnetron magnet (in other words, magnetron plasma) is positively moved to widen an erosion region.

【0009】なお、スパッタ装置のそのほかの従来技術
(マグネトロン方式以外のものも含む)には、例えば特
開昭61−64877号公報に開示されるように、基板
とターゲット間に基板を囲むようにして正電位電極と負
電位電極を配置し、正電位電極はターゲットから飛来す
る2次電子を捕捉し、負電位電極は基板に流入しようと
する正イオンを捕捉して低温成膜を可能にしたものや、
特開昭63−176470号公報に開示されるように、
基板とターゲットの間に可動のグリッド電極を設け、デ
ポジションの際にグリッド電極を非挿入状態とし、エッ
チングの際にグリッド電極を挿入して、デポジションと
エッチングの夫々のレートを単独で所望に設定可能にす
るものや、特開平3−75364号公報に開示されるよ
うに、カソード(ターゲット)の非エロージョン領域を
アースシールドで覆うことにより、カソードのエロージ
ョン領域等にアーク放電を誘起させないようにするもの
や、特開平4−17671号公報に開示されるように、
マグネトロン方式のスパッタ装置において、基板をマグ
ネトロン磁石の短手方向に移動させ、ターゲットとマグ
ネトロン磁石の相対位置を基板移動方向と同方向に交互
に移動させることにより、ターゲットの有効利用と利用
効率を向上させたり、同公報に示すように基板・ターゲ
ット間にマグネトロン磁石の移動に合わせてシャッタを
移動させる等、種々が技術が提案されている。
Incidentally, in other conventional techniques of the sputtering apparatus (including those other than the magnetron system), for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-64877, the substrate is surrounded by a substrate and a target. A potential electrode and a negative potential electrode are arranged, the positive potential electrode captures secondary electrons flying from the target, and the negative potential electrode captures positive ions flowing into the substrate to enable low temperature film formation. ,
As disclosed in JP-A-63-176470,
A movable grid electrode is provided between the substrate and the target, the grid electrode is not inserted at the time of deposition, and the grid electrode is inserted at the time of etching so that the deposition rate and the etching rate can be set independently. As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-75364, the non-erosion area of the cathode (target) is covered with a ground shield so that arc discharge is not induced in the erosion area of the cathode. As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-17671,
In a magnetron-type sputtering system, the substrate is moved in the lateral direction of the magnetron magnet, and the relative positions of the target and magnetron magnet are moved alternately in the same direction as the substrate moving direction, improving the effective use and utilization efficiency of the target. Various techniques have been proposed, such as moving the shutter according to the movement of the magnetron magnet between the substrate and the target as shown in the publication.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
特開平1−309965号公報、特開平4−17671
号公報に記載の如くマグネトロン磁石を移動させる方式
は、マグネトロン磁石よりも大きなターゲットであって
も、そのエロージョン領域を広くし、かつプラズマイオ
ンの密度を高くしてターゲットを有効利用できる利点が
ある。
Of the above-mentioned conventional techniques,
JP-A-1-309965, JP-A-4-17671
The method of moving the magnetron magnet as described in the publication has the advantage that even if the target is larger than that of the magnetron magnet, the erosion area of the target can be widened and the density of plasma ions can be increased to effectively use the target.

【0011】ところで、マグネトロンプラズマ中には、
イオンの他にターゲットにイオンを照射した時に生じる
2次電子が存在し、何らの配慮がない場合には、この2
次電子の基板側への飛び込みが増えて堆積した膜に部分
加熱が生じたり、あるいは近くの接地電位部分へ一気に
飛び込みアーク放電を起こしたりして、プラズマが不安
定になり、スパッタ成膜の膜質,膜厚の不均一化が生じ
る。
By the way, in the magnetron plasma,
In addition to the ions, there are secondary electrons generated when the target is irradiated with the ions.
The plasma becomes unstable due to partial heating of the deposited film due to an increase in secondary electron jumping to the substrate side or sudden arcing into a nearby ground potential part, causing plasma instability and sputtered film quality. The film thickness becomes uneven.

【0012】このような問題に対して、ターゲット面上
を効率良くマグネトロンプラズマが覆うようにマグネト
ロン磁石を固定する条件の下でターゲット周囲に固定の
接地電位電極を設ければ、余剰電子はターゲット周囲の
接地電位部分に常にほゞ一定の割合で捕捉され、上記ア
ーク放電を防止してプラズマの安定化を図り得る。
To solve such a problem, if a fixed ground potential electrode is provided around the target under the condition that the magnetron magnet is fixed so that the magnetron plasma is efficiently covered on the target surface, surplus electrons are generated around the target. It is trapped in the ground potential portion of the device at a substantially constant rate, and the arc discharge can be prevented to stabilize the plasma.

【0013】しかし、上記したマグネトロン磁石を移動
させる方式の場合には、ターゲット中央付近にマグネト
ロンプラズマが移ると、このプラズマ領域がターゲット
周囲の固定接地電位電極から大きく離れてしまうため電
子捕捉機能が低下し、2次電子の基板側の飛び込み防止
及び2次電子がマグネトロンプラズマを拡散させマグネ
トロン磁場によるプラズマ閉じ込め効果を低下させて、
プラズマを安定させるのに充分とはいえなかった。以上
の問題に対処するため、投入パワーや磁場強度、ガス圧
などをパラメータとしこれを制御しようとしていたが、
完全には制御できなかった。
However, in the case of the above-mentioned method of moving the magnetron magnet, when the magnetron plasma moves to the vicinity of the center of the target, this plasma region largely separates from the fixed ground potential electrode around the target, so that the electron trapping function deteriorates. Then, the secondary electrons are prevented from jumping into the substrate side and the secondary electrons diffuse the magnetron plasma to reduce the plasma confinement effect by the magnetron magnetic field,
It was not enough to stabilize the plasma. In order to deal with the above problems, we tried to control this by using input power, magnetic field strength, gas pressure, etc. as parameters.
I couldn't control it completely.

【0014】本発明は以上の点に鑑みてなされ、その目
的は、固定された大型基板に対応してスパッタ装置に可
動マグネトロン磁場方式を採用した場合でも、常に安定
したプラズマを確保して均一な膜質,膜厚となるスパッ
タ成膜を得ることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to always secure a stable plasma and make uniform even when a movable magnetron magnetic field system is adopted for a sputtering apparatus corresponding to a fixed large substrate. The purpose is to obtain a sputtered film with the desired film quality and film thickness.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために基本的には次のような課題解決手段を提案
する。
The present invention basically proposes the following means for solving the problems in order to achieve the above object.

【0016】第1の発明は、真空容器内にターゲット
(電極)と基板(電極)とを対向配置し、これらの電極
間を放電させて、ターゲット上にマグネトロン磁場によ
り閉ざされたプラズマ(マグネトロンプラズマ)を発生
させ、このマグネトロンプラズマ中のイオンにより前記
ターゲットをスパッタリングしてスパッタ粒子を前記基
板に堆積させて成膜するスパッタ装置において、前記マ
グネトロン磁場を形成するためのマグネトロン磁石は、
大気側に臨むターゲット裏面に沿って移動可能に設定し
てあり、且つ前記ターゲットの周囲に電子捕捉用の固定
接地電位電極を配置すると共に、前記ターゲット・基板
間に前記マグネトロン磁石の移動に応じてターゲット表
面に沿ってマグネトロンプラズマ領域外を移動する電子
捕捉用の可動接地電位電極を配置して成ることを特徴と
する。
According to a first aspect of the present invention, a target (electrode) and a substrate (electrode) are arranged to face each other in a vacuum container, a discharge is generated between these electrodes, and a plasma (magnetron plasma) closed on the target by a magnetron magnetic field. ) Is generated, and the target is sputtered by the ions in the magnetron plasma to deposit sputtered particles on the substrate to form a film, the magnetron magnet for forming the magnetron magnetic field is
It is set so as to be movable along the back surface of the target facing the atmosphere side, and a fixed ground potential electrode for capturing electrons is arranged around the target, and according to the movement of the magnetron magnet between the target and the substrate. It is characterized in that a movable ground potential electrode for trapping electrons that moves outside the magnetron plasma region is arranged along the target surface.

【0017】第2の発明は、上記第1の発明と同様に可
動のマグネトロン磁石と、ターゲット周囲に配置した固
定接地電位電極(第1の固定接地電位電極)を有するほ
かに、上記可動接地電位電極に代わって、前記ターゲッ
ト・基板間にターゲット表面上のマグネトロンプラズマ
領域外に位置する電子捕捉用の第2の固定接地電位電極
を配置して成ることを特徴とする。
The second invention has a movable magnetron magnet as in the first invention and a fixed ground potential electrode (first fixed ground potential electrode) arranged around the target, and in addition to the movable ground potential. Instead of the electrode, a second fixed ground potential electrode for trapping electrons located outside the magnetron plasma region on the target surface is arranged between the target and the substrate.

【0018】[0018]

【作用】第1の発明によれば、ターゲット表面上のマグ
ネトロンプラズマ領域は、マグネトロン磁石の移動に伴
い移動するが、このマグネトロンプラズマ領域がターゲ
ット周囲に配置された固定接地電位電極に対し比較的近
い位置にある場合には、プラズマ中に存在する2次電子
は、主に上記固定接地電位電極(或いはこの固定接地電
位電極と可動接地電位電極)を介してアースに逃げる。
According to the first invention, the magnetron plasma region on the surface of the target moves with the movement of the magnetron magnet, but this magnetron plasma region is relatively close to the fixed ground potential electrode arranged around the target. When in the position, the secondary electrons existing in the plasma escape to the ground mainly through the fixed ground potential electrode (or the fixed ground potential electrode and the movable ground potential electrode).

【0019】また、マグネトロンプラズマ領域がターゲ
ット表面上の中央に移動して上記固定接地電位電極から
遠ざかった場合であっても、可動接地電位電極が前記マ
グネトロンプラズマ領域の上方に最適距離を保って位置
することで、この可動接地電位電極によりマグネトロン
プラズマ領域中に存在する2次電子が可動接地電位電極
を介してアースに逃げる。
Even when the magnetron plasma region moves to the center of the target surface and moves away from the fixed ground potential electrode, the movable ground potential electrode is positioned above the magnetron plasma region with an optimum distance. By doing so, secondary electrons existing in the magnetron plasma region escape to the ground via the movable ground potential electrode by the movable ground potential electrode.

【0020】そのため、常に該プラズマ中の2次電子が
行き場を失うことがなく、2次電子の基板側への飛び込
みを防止すると共にプラズマの安定化を図る。
Therefore, the secondary electrons in the plasma do not always lose their destinations, the secondary electrons are prevented from jumping into the substrate side, and the plasma is stabilized.

【0021】ここで、可動接地電位電極は、ターゲット
と平行にマグネトロン磁石と同期してプラズマ領域上方
を移動させれば、マグネトロンプラズマ領域と一定或い
はほゞ一定の距離を保てる(マグネトロン磁場により閉
ざされるプラズマ領域は厳密にはマグネトロン磁場の微
妙な変動で微妙に変化することも考えられるので、この
場合にはターゲットと平行に可動接地電位電極を移動さ
せたとしても、マグネトロンプラズマ領域に対する可動
接地電位電極の距離は、ほゞ一定の距離となる)。
If the movable ground potential electrode is moved in parallel with the target above the plasma region in synchronization with the magnetron magnet, the movable ground potential electrode can maintain a constant or almost constant distance from the magnetron plasma region (closed by the magnetron magnetic field). Strictly speaking, the plasma region may be subtly changed due to subtle fluctuations in the magnetron magnetic field.In this case, therefore, even if the movable ground potential electrode is moved in parallel with the target, the movable ground potential electrode with respect to the magnetron plasma region is moved. The distance is almost constant).

【0022】マグネトロンプラズマ領域と可動接地電位
電極の距離が近すぎると、可動接地電位電極とマグネト
ロンプラズマ間でアーク放電が発生しプラズマが不安定
となり膜の均一性がそこなわれるので、マグネトロンプ
ラズマ・可動接地電位電極間は、常に最適距離を保つ必
要がある。
If the distance between the magnetron plasma region and the movable ground potential electrode is too short, arc discharge occurs between the movable ground potential electrode and the magnetron plasma, the plasma becomes unstable, and the film uniformity is impaired. It is necessary to always maintain an optimum distance between the movable ground potential electrodes.

【0023】次に第2の発明によれば、移動するマグネ
トロンプラズマ領域がターゲット周囲に配置された第1
の固定接地電位電極に対し比較的近い位置にある場合に
は、このプラズマ中に存在する2次電子は、第1の固定
接地電位電極を介してアースに逃げる。
Next, according to the second invention, the first magnetron plasma region in which the moving magnetron plasma region is arranged around the target is used.
When relatively close to the fixed ground potential electrode of, the secondary electrons existing in the plasma escape to the ground through the first fixed ground potential electrode.

【0024】また、マグネトロンプラズマ領域がターゲ
ット表面上の中央寄りに移って上記第1の固定接地電位
電極から遠ざかった場合であっても、第2の固定接地電
位電極が前記プラズマ領域の上方に最適距離を保って位
置することで、この第2の固定接地電位電極によりマグ
ネトロンプラズマ領域中に存在する2次電子が第2の固
定接地電位電極を介してアースに逃げる。
Even when the magnetron plasma region moves toward the center of the target surface and moves away from the first fixed ground potential electrode, the second fixed ground potential electrode is optimally located above the plasma region. By keeping the distance, the secondary fixed ground potential electrode allows secondary electrons existing in the magnetron plasma region to escape to the ground via the second fixed ground potential electrode.

【0025】なお、この場合、マグネトロンプラズマ領
域と第2の固定接地電位電極との相対位置関係は変化
し、プラズマの度合いによってはマグネトロンプラズマ
領域と第2の固定接地電位電極とがある距離(許容距
離)以下になると両者の間で2次電子が一気に流れてア
ーク放電を生じるおそれがあるので、装置によってこの
ような懸念がある場合には、第2の固定接地電位電極を
必要に応じて開閉させるスイッチを設ける。このような
スイッチを設ければ、マグネトロンプラズマ領域と第2
の固定接地電位電極とが許容の距離以下になった場合
に、スイッチを開いて第2の固定接地電位電極をアース
と遮断して電位的に浮かせた状態にする。このように一
時的に接地解除すれば、第2の固定接地電位電極に2次
電子が捕捉滞留する。そして、再度、マグネトロンプラ
ズマ領域がマグネトロン磁場の移動に伴い第2の固定接
地電位電極から許容以上の距離となった場合には、スイ
ッチを閉じて第2の固定接地電位電極をアースさせる。
このようにすれば、上記滞留した2次電子がアースに逃
げ、さらに新たに捕捉された2次電子もアースに逃げ
る。
In this case, the relative positional relationship between the magnetron plasma region and the second fixed ground potential electrode changes, and depending on the degree of plasma, the magnetron plasma region and the second fixed ground potential electrode may have a certain distance (allowable). If the distance is less than or equal to the distance, secondary electrons may flow at a stretch between them and arc discharge may occur. Therefore, if there is such a concern depending on the device, the second fixed ground potential electrode is opened / closed as necessary. A switch is provided. If such a switch is provided, the magnetron plasma region and the second
When the distance between the fixed ground potential electrode and the fixed ground potential electrode is less than the allowable distance, the switch is opened to disconnect the second fixed ground potential electrode from the ground and bring the potential floating state. When the ground is temporarily released in this way, the secondary electrons are captured and retained in the second fixed ground potential electrode. Then, again, when the magnetron plasma region becomes more than the allowable distance from the second fixed ground potential electrode due to the movement of the magnetron magnetic field, the switch is closed to ground the second fixed ground potential electrode.
In this way, the accumulated secondary electrons escape to the ground, and the newly captured secondary electrons also escape to the ground.

【0026】本発明においても、第1の発明同様に、マ
グネトロン磁石が移動する場合でも、常に該プラズマ中
の2次電子が行き場を失うことがなく、2次電子の基板
側への飛び込みを防止すると共にプラズマの安定化を図
る。
Also in the present invention, as in the first invention, even when the magnetron magnet moves, secondary electrons in the plasma do not always lose their destinations and secondary electrons are prevented from jumping to the substrate side. And stabilize the plasma.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明を図面に示した実施例に基づき
詳述する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the drawings.

【0028】図1は本発明の第1実施例に係る説明図で
あり、その(a)は全体構成図、(b)はマグネトロン
磁石の部分斜視図である。
1A and 1B are explanatory views according to a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is an overall structural view and FIG. 1B is a partial perspective view of a magnetron magnet.

【0029】図1に示すように、スパッタ成膜室を形成
する真空容器1の底部開口部に、ターゲット2が絶縁部
材(絶縁シール)3を介して固定され、真空容器1内部
がこのターゲット2及び絶縁部材3により気密に閉ざさ
れている。
As shown in FIG. 1, a target 2 is fixed via an insulating member (insulating seal) 3 to the bottom opening of a vacuum container 1 forming a sputtering film forming chamber, and the inside of the vacuum container 1 is the target 2. And, it is hermetically closed by the insulating member 3.

【0030】該ターゲット2の大気側(ターゲット裏面
側)には、ターゲット2の表面上にマグネトロン磁場G
を形成するためのマグネトロン磁石6が配置されてい
る。
On the atmosphere side (target back surface side) of the target 2, a magnetron magnetic field G is formed on the surface of the target 2.
A magnetron magnet 6 for forming a magnet is arranged.

【0031】マグネトロン磁石6は、同図(b)に示す
ように、長方形枠状のS極(或いはN極)の中央にN極
(或いはS極)が配置され、例えばレール機構61,6
2によりターゲット2の大気側に臨む面(ターゲット裏
面)に沿って図示されない駆動機構により移動可能に設
定してあり、制御部20により速度制御される。
In the magnetron magnet 6, as shown in FIG. 3B, an N pole (or S pole) is arranged at the center of a rectangular frame-shaped S pole (or N pole). For example, rail mechanisms 61, 6 are provided.
2 is set to be movable by a drive mechanism (not shown) along the surface of the target 2 facing the atmosphere side (target rear surface), and the speed is controlled by the control unit 20.

【0032】ターゲット2の表面は真空容器1内に臨
み、真空容器1内でターゲット2と基板(被成膜対象)
7とが対向配置され、これらのターゲット2及び基板7
がプラズマ形成の電極をなし、このうちターゲット2に
は、高周波電源10或いは負の直流電源が投入される。
基板7は、図示されない基板トレイにより保持される。
The surface of the target 2 faces the inside of the vacuum container 1, and in the vacuum container 1, the target 2 and the substrate (object to be film-formed)
7 are arranged to face each other, and these target 2 and substrate 7
Forms an electrode for plasma formation, and the high frequency power supply 10 or the negative DC power supply is applied to the target 2 among them.
The substrate 7 is held by a substrate tray (not shown).

【0033】ターゲット2の周囲には、電子捕捉用の枠
状の固定接地電位電極4がターゲット2の近くに最適距
離を保てるよう配置してある。
A frame-shaped fixed ground potential electrode 4 for capturing electrons is arranged around the target 2 so as to keep an optimum distance near the target 2.

【0034】5はターゲット2・基板7間に設けた可動
接地電位電極で、ターゲット2表面に沿って該ターゲッ
トと平行に移動可能に設定してある。この可動接地電位
電極5は、例えば、マグネトロン磁石6の形状、大きさ
とほぼ等しい環状の導電性の枠体5Aに網状の導電部材
5Bを配置して成るが、枠体5A単独でもよく、或いは
格子状,棒状の導電部材により構成してもよい。この枠
体5Aが移動時に可動のマグネトロン磁石6の位置と重
なるように、可動電極5が制御部20及び駆動機構11
を介してマグネトロン磁石6と同期して移動するように
してあり、後述する移動可能なマグネトロンプラズマP
領域と常に一定或いはほゞ一定の距離を保てるようにし
てある。また、枠体5A開口部がマグネトロンプラズマ
Pの領域を臨むようにして、スパッタ粒子の通過を保証
している。
Reference numeral 5 denotes a movable ground potential electrode provided between the target 2 and the substrate 7, which is set to be movable along the surface of the target 2 in parallel with the target. The movable ground potential electrode 5 is, for example, an annular conductive frame 5A having a shape and size substantially equal to the shape and size of the magnetron magnet 6 and a mesh-shaped conductive member 5B arranged therein. It may be configured by a rod-shaped or rod-shaped conductive member. The movable electrode 5 includes the control unit 20 and the drive mechanism 11 so that the frame body 5A overlaps the position of the movable magnetron magnet 6 during movement.
It is designed to move in synchronization with the magnetron magnet 6 via the movable magnetron plasma P, which will be described later.
It is designed to keep a constant or almost constant distance from the area. In addition, the opening of the frame body 5A faces the region of the magnetron plasma P to ensure the passage of sputtered particles.

【0035】可動接地電位電極5の駆動機構11は、可
動接地電位電極5を支持するロッド12が真空容器1の
側壁に設けた挿通孔1Aから容器1外部に導出され、そ
の導出端部にスクリュー棒16が設けてあり、このスク
リュー棒16にモータ15の出力ギヤ14を噛み合わせ
て成る。モータ15の回転は、ギヤ14及びスクリュー
棒16を介して直線運動に変換され、この直線動作によ
り可動接地電位電極5がターゲット2の表面上を移動す
る。
In the drive mechanism 11 for the movable ground potential electrode 5, the rod 12 for supporting the movable ground potential electrode 5 is led out of the container 1 through the insertion hole 1A provided in the side wall of the vacuum container 1, and the screw is provided at the leading end thereof. A rod 16 is provided, and an output gear 14 of the motor 15 is meshed with the screw rod 16. The rotation of the motor 15 is converted into a linear movement via the gear 14 and the screw rod 16, and the linear movement causes the movable ground potential electrode 5 to move on the surface of the target 2.

【0036】また、駆動機構11は、上記真空容器1の
ロッド挿通孔1Aの密閉とロッド12の移動を保証する
ベローズ13を有し、このベローズ13の一端が真空容
器1の側壁にシール18を介して固着され、他端が図2
に示すようにロッド12に設けたフランジ12Aにシー
ル17を介して固着されている。
Further, the drive mechanism 11 has a bellows 13 for ensuring the sealing of the rod insertion hole 1A of the vacuum container 1 and the movement of the rod 12, and one end of the bellows 13 has a seal 18 on the side wall of the vacuum container 1. 2 and the other end
As shown in (4), it is fixed to a flange 12A provided on the rod 12 via a seal 17.

【0037】制御部20は、可動接地電位電極5及びマ
グネトロン磁石6を制御し、その制御の主な一つとし
て、スパッタ成膜状態をマグネトロンプラズマPの光度
等から間接的に検出するスパッタ監視用の検出器21の
信号を入力して、マグネトロン磁石6及び可動接地電位
電極5の移動制御や必要に応じた速度制御を行なう。
The control unit 20 controls the movable ground potential electrode 5 and the magnetron magnet 6, and one of the main controls is to indirectly detect the sputtering film formation state from the luminous intensity of the magnetron plasma P and the like. The signal of the detector 21 is input to control the movement of the magnetron magnet 6 and the movable ground potential electrode 5 and the speed control as necessary.

【0038】次に本実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.

【0039】真空容器1内は10~1〜10~4Torr程度の
真空度にしてあり、アルゴン等の不活性ガスが導入され
る。この状態で、ターゲット2・基板7間で放電させる
と、ターゲット2上にマグネトロン磁場Gにより閉ざさ
れたプラズマ(マグネトロンプラズマ)Pが発生し、こ
のプラズマP中のイオンがターゲット2に照射される。
ターゲット2はイオンによりスパッタリングされて、タ
ーゲット2から飛び出るスパッタ粒子が基板7に堆積
し、基板7上にスパッタ成膜が形成される。
The inside of the vacuum container 1 is set to a vacuum degree of about 10 to 1 to 10 to 4 Torr, and an inert gas such as argon is introduced. In this state, when the target 2 and the substrate 7 are discharged, a plasma (magnetron plasma) P closed by the magnetron magnetic field G is generated on the target 2 and the target 2 is irradiated with the ions in the plasma P.
The target 2 is sputtered by the ions, and sputtered particles that fly out from the target 2 are deposited on the substrate 7 to form a sputtered film on the substrate 7.

【0040】このマグネトロンスパッタ方式は、マグネ
トロン磁場GによりプラズマPを狭い領域に閉じ込め、
そのプラズマの密度を高めることでイオンを増やし、イ
オンのターゲット2への飛び込みを増やすことで効率良
くスパッタリングを行なっている。
In this magnetron sputtering method, the plasma P is confined in a narrow region by the magnetron magnetic field G,
By increasing the density of the plasma, the number of ions is increased, and the number of ions jumping into the target 2 is increased, so that the sputtering is efficiently performed.

【0041】また、大面積の基板7及びターゲット2に
小型のマグネトロン磁石6で対応できるように、マグネ
トロン磁石6をターゲット2に沿って平行に移動させて
マグネトロンプラズマPの領域をターゲット2表面に沿
って移動させ、基板7全体にスパッタ成膜を行なう。こ
の時、駆動機構11により可動接地電位電極5もマグネ
トロン磁石6と速度が同期して常にマグネトロンプラズ
マP領域に対して一定或いはほゞ一定の距離を保つよう
に移動する。
Further, the magnetron magnet 6 is moved in parallel along the target 2 so that the large-area substrate 7 and the target 2 can be accommodated by the small magnetron magnet 6, and the region of the magnetron plasma P is moved along the surface of the target 2. Then, the entire substrate 7 is sputtered. At this time, the movable ground potential electrode 5 is also moved by the drive mechanism 11 in synchronization with the speed of the magnetron magnet 6 so as to always maintain a constant or almost constant distance with respect to the magnetron plasma P region.

【0042】マグネトロン磁石6の移動速度は、スパッ
タ成膜の条件に応じてプラズマ検出器21の出力信号を
基に制御部20により決定されるが、この時、制御部2
0から可動接地電位電極駆動モータ15に速度指令信号
が出力されて、可動接地電位電極5が移動制御される。
The moving speed of the magnetron magnet 6 is determined by the control unit 20 on the basis of the output signal of the plasma detector 21 in accordance with the sputtering film formation conditions. At this time, the control unit 2
A speed command signal is output from 0 to the movable ground potential electrode drive motor 15 to control the movement of the movable ground potential electrode 5.

【0043】上記のようにターゲット2表面上のマグネ
トロンプラズマP領域は、マグネトロン磁石6の移動に
伴い移動するが、このプラズマP領域がターゲット2周
囲に配置された固定接地電位電極2に対し比較的近い位
置にある場合には、マグネトロンプラズマP中に存在す
る2次電子は、主に固定接地電位電極4(或いは固定接
地電位電極4と可動接地電位電極5)を介してアースに
逃げる。
As described above, the magnetron plasma P region on the surface of the target 2 moves along with the movement of the magnetron magnet 6, but this plasma P region is relatively large with respect to the fixed ground potential electrode 2 arranged around the target 2. In the case of the close position, the secondary electrons existing in the magnetron plasma P escape to the ground mainly via the fixed ground potential electrode 4 (or the fixed ground potential electrode 4 and the movable ground potential electrode 5).

【0044】また、マグネトロンプラズマP領域がター
ゲット2表面上の中央に移動して固定接地電位電極5か
ら遠ざかった場合であっても、可動接地電位電極5がマ
グネトロンプラズマP領域の上方に最適距離を保って位
置することで、この可動接地電位電極5によりプラズマ
P領域中に存在する2次電子、すなわちプラズマイオン
照射によりターゲット2から生じる2次電子が可動接地
電位電極5を介してアースに逃げる。
Even if the magnetron plasma P region moves to the center on the surface of the target 2 and moves away from the fixed ground potential electrode 5, the movable ground potential electrode 5 has an optimum distance above the magnetron plasma P region. By keeping the movable ground potential electrode 5, secondary electrons existing in the plasma P region due to the movable ground potential electrode 5, that is, secondary electrons generated from the target 2 by plasma ion irradiation escape to the ground via the movable ground potential electrode 5.

【0045】そのため、常に該プラズマ中の2次電子が
行き場を失うことがなく、2次電子の基板7側への飛び
込みを防止すると共にプラズマPの安定化を図ること
で、基板7へ均一な膜質,膜厚のスパッタ成膜を得るこ
とができる。
Therefore, the secondary electrons in the plasma do not always lose their destinations, the secondary electrons are prevented from jumping into the substrate 7 side, and the plasma P is stabilized, so that the substrate 7 is made uniform. It is possible to obtain a sputter film having a film quality and a film thickness.

【0046】マグネトロンプラズマP領域と可動接地電
位電極5との距離は余りに近すぎると、可動接地電位電
極5とマグネトロンプラズマP間でアーク放電が発生し
プラズマが不安定となり膜の均一性がそこなわれるの
で、マグネトロンプラズマP・可動接地電位電極5間
は、常に最適距離を保つ必要がある。
If the distance between the magnetron plasma P region and the movable ground potential electrode 5 is too short, arc discharge occurs between the movable ground potential electrode 5 and the magnetron plasma P, the plasma becomes unstable, and the film uniformity becomes unsatisfactory. Therefore, it is necessary to always maintain an optimum distance between the magnetron plasma P and the movable ground potential electrode 5.

【0047】なお、本実施例では、可動接地電位電極5
をマグネトロン磁石6の移動速度と同期して連動させて
いるが、ターゲット2と可動接地電位電極5の相対位置
に応じて可動接地電位電極5・マグネトロンプラズマP
の相対距離を可変制御した方がプラズマ安定化やスパッ
タ成膜上、都合が良い場合には、可動接地電位電極5を
独立に駆動させて、マグネトロンプラズマ領域との相対
関係で距離が変化するように位置制御してもよい。
In the present embodiment, the movable ground potential electrode 5
Is synchronized with the moving speed of the magnetron magnet 6, but the movable ground potential electrode 5 and the magnetron plasma P are moved according to the relative positions of the target 2 and the movable ground potential electrode 5.
If it is more convenient to variably control the relative distance for plasma stabilization and sputtering film formation, the movable ground potential electrode 5 is independently driven so that the distance changes in relation to the magnetron plasma region. The position may be controlled.

【0048】また、可動接地電位電極22の接地導電線
に開閉スイッチ22を設ければ、固定接地電位電極4の
みを使用したい場合に、スイッチ22を開く(オフ)こ
とで、対処できる。
If the open / close switch 22 is provided on the ground conductive line of the movable ground potential electrode 22, it is possible to deal with this by opening (turning off) the switch 22 when only the fixed ground potential electrode 4 is desired to be used.

【0049】本実施例によれば、マグネトロン磁石6を
移動させる方式でも、プラズマを安定させてスパッタリ
ングを行ない得るので、次のような効果を奏する。
According to the present embodiment, the plasma can be stabilized and sputtering can be performed even in the system in which the magnetron magnet 6 is moved, so that the following effects can be obtained.

【0050】(1)大型基板のスパッタ成膜の膜質分布
が飛躍的に向上し、生産性の安定向上につながる。
(1) The film quality distribution of sputter deposition on a large substrate is dramatically improved, which leads to stable improvement of productivity.

【0051】(2)ターゲットの使用効率の向上させる
ことができる。
(2) The use efficiency of the target can be improved.

【0052】(3)基板搬送方式でなくとも大型基板の
スパッタ成膜を可能にすることで、スパッタ装置の真空
容器の小型化を図ることができる。
(3) The vacuum container of the sputtering apparatus can be miniaturized by enabling the sputtering film formation on a large substrate without using the substrate transfer system.

【0053】図3は、本発明の第2実施例に係る要部構
成図であり、第1実施例と同一符号は同一或いは共通す
る要素を示す(なお、図4以降の図面の符号についても
同様である)。
FIG. 3 is a configuration diagram of a main part according to the second embodiment of the present invention, in which the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same or common elements (note that the reference numerals in the drawings after FIG. 4 are also the same. The same).

【0054】本実施例と第1実施例の異なる点は、可動
接地電位電極5の形状にある。
The difference between this embodiment and the first embodiment is the shape of the movable ground potential electrode 5.

【0055】すなわち、本実施例の可動接地電位電極5
の導電性枠体5Aは、その側壁が筒形を呈するようにし
てある。このようにすれば、可動接地電位電極5の開口
5Bを通過するスパッタ粒子の基板7以外への飛散を防
止することができる。
That is, the movable ground potential electrode 5 of this embodiment
The side wall of the conductive frame body 5A has a cylindrical shape. By doing so, it is possible to prevent the sputtered particles passing through the opening 5B of the movable ground potential electrode 5 from scattering to other than the substrate 7.

【0056】図4は本発明の第3実施例に係る構成図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram according to the third embodiment of the present invention.

【0057】本実施例も第1,第2実施例のようなター
ゲット周囲の固定接地電位電極4と、可動のマグネトロ
ン磁石6とを有するが、これらの実施例との異なる点
は、可動接地電位電極5に代わって、ターゲット2・基
板7間の例えばターゲット表面中央上方に、マグネトロ
ンプラズマP領域外に位置するようにした電子捕捉用の
第2の固定接地電位電極25を配置したことにある。
This embodiment also has the fixed ground potential electrode 4 around the target and the movable magnetron magnet 6 as in the first and second embodiments. The difference from these embodiments is the movable ground potential. Instead of the electrode 5, a second fixed ground potential electrode 25 for electron trapping, which is located outside the magnetron plasma P region, is disposed between the target 2 and the substrate 7, for example, above the center of the target surface.

【0058】第2の固定接地電位電極25は、棒状を呈
して少なくともターゲット2の中央の上方にマグネトロ
ン磁石6の移動方向に対して直角となる方向に横たわる
ように配置されている。この接地電位電極25の形状は
種々のものが考えられ、ターゲット2表面と平行に複数
本配置したり、格子状に配置してもよい。
The second fixed ground potential electrode 25 has a rod shape and is disposed at least above the center of the target 2 so as to lie in a direction perpendicular to the moving direction of the magnetron magnet 6. The ground potential electrode 25 may have various shapes, and a plurality of the ground potential electrodes 25 may be arranged in parallel with the surface of the target 2 or may be arranged in a grid pattern.

【0059】また、その接地導電線に開閉スイッチ26
を設けて、第2の固定接地電位電極25の接地、非接地
を切換えることが可能にしてある。
Further, the open / close switch 26 is connected to the ground conductive wire.
Is provided to switch between grounding and non-grounding of the second fixed ground potential electrode 25.

【0060】本実施例によれば、移動するマグネトロン
プラズマP領域がターゲット周囲に配置された第1の固
定接地電位電極4に対し比較的近い位置にある場合に
は、このプラズマ中に存在する2次電子は、第1の固定
接地電位電極4を介してアースに逃げる。
According to this embodiment, when the moving magnetron plasma P region is located relatively close to the first fixed ground potential electrode 4 arranged around the target, it exists in this plasma 2. The secondary electrons escape to the ground via the first fixed ground potential electrode 4.

【0061】また、上記のマグネトロンプラズマP領域
がターゲット表面上の中央寄りに移動して上記第1の固
定接地電位電極4から遠ざかった場合であっても、第2
の固定接地電位電極25がマグネトロンプラズマP領域
の上方に最適距離を保って位置することで、この第2の
固定接地電位電極25によりマグネトロンプラズマP領
域中に存在する2次電子が第2の固定接地電位電極25
を介してアースに逃げる。
Even when the magnetron plasma P region moves toward the center on the target surface and moves away from the first fixed ground potential electrode 4, the second
Since the fixed ground potential electrode 25 of No. 2 is positioned above the magnetron plasma P region with an optimum distance, the secondary electrons existing in the magnetron plasma P region are second fixed by the second fixed ground potential electrode 25. Ground potential electrode 25
Escape to the ground through.

【0062】なお、この場合、マグネトロンプラズマP
領域と第2の固定接地電位電極との相対位置関係は変化
し、マグネトロンプラズマの状態によってはマグネトロ
ンプラズマ領域と第2の固定接地電位電極25とがある
距離以下になると両者の間で2次電子が一気に流れてア
ーク放電を生じるおそれがあるので、装置によってこの
ような懸念がある場合には、第2の固定接地電位電極2
5の開閉スイッチ26を必要に応じて開閉制御する。
In this case, the magnetron plasma P
The relative positional relationship between the region and the second fixed ground potential electrode changes, and depending on the state of the magnetron plasma, when the magnetron plasma region and the second fixed ground potential electrode 25 are below a certain distance, secondary electrons are generated between them. If there is such a concern depending on the device, the second fixed ground potential electrode 2 may be discharged at a dash and arc discharge may occur.
The opening / closing switch 26 of No. 5 is opened / closed as necessary.

【0063】すなわち、本実施例では、マグネトロンプ
ラズマP領域と第2の固定接地電位電極25とが許容の
距離以下になった場合には、スイッチ26を開いて第2
の固定接地電位電極25をアースと遮断して電位的に浮
かせた状態にし、一時的に第2の固定接地電位電極25
が接地解除される。これにより、第2の固定接地電位電
極25及びその導電線に2次電子が捕捉滞留する。そし
て、マグネトロンプラズマP領域が第2の固定接地電位
電極25の下を通り過ぎて、マグネトロンプラズマP領
域が第2の固定接地電位電極25に対して再度許容以上
の距離となった場合には、上記滞留した2次電子がアー
スに逃げ、さらに新たに捕捉された2次電子もアースに
逃げる。
That is, in this embodiment, when the distance between the magnetron plasma P region and the second fixed ground potential electrode 25 becomes equal to or less than the allowable distance, the switch 26 is opened to change the second distance.
The second fixed ground potential electrode 25 is temporarily cut off from the fixed ground potential electrode 25 of
Is released from ground. As a result, secondary electrons are trapped and retained in the second fixed ground potential electrode 25 and its conductive wire. Then, when the magnetron plasma P region passes under the second fixed ground potential electrode 25 and the magnetron plasma P region becomes a distance more than the allowable distance with respect to the second fixed ground potential electrode 25 again, The retained secondary electrons escape to the ground, and the newly captured secondary electrons also escape to the ground.

【0064】本実施例においても、マグネトロンプラズ
マP領域がターゲット上を移動しても、常に該プラズマ
中の2次電子が行き場を失うことがなく、2次電子の基
板側への飛び込みを防止すると共にプラズマの安定化を
図り、第1実施例同様の効果を奏し、また、第1実施例
のような可動接地電位電極駆動機構及びその制御系を不
要とするので、スパッタ装置全体の簡易化を図り得る。
Also in the present embodiment, even if the magnetron plasma P region moves on the target, secondary electrons in the plasma do not always lose their destinations and secondary electrons are prevented from jumping to the substrate side. At the same time, the plasma can be stabilized, the same effect as that of the first embodiment can be achieved, and the movable ground potential electrode drive mechanism and its control system as in the first embodiment are not required, so that the entire sputtering apparatus can be simplified. It can be planned.

【0065】図5に本発明の第4実施例を示す。FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention.

【0066】本実施例は、可動接地電位電極5が固定接
地電位電極4と直接接している。本実施例も第1実施例
同様の効果を奏するほかに、可動接地電位電極5が無稼
動時は、従来の固定接地電位電極4のみの場合と同じ効
果が得られる。
In this embodiment, the movable ground potential electrode 5 is in direct contact with the fixed ground potential electrode 4. In addition to the same effects as the first embodiment, this embodiment also provides the same effects as when only the fixed ground potential electrode 4 is used when the movable ground potential electrode 5 is not operating.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、固定され
た大型基板に対応してスパッタ装置に可動マグネトロン
磁場方式を採用した場合でも、常に安定したプラズマを
確保して均一な膜質,膜厚となるスパッタ成膜を得るこ
とができる。
As described above, according to the present invention, even when a movable magnetron magnetic field system is adopted in a sputtering apparatus corresponding to a fixed large substrate, a stable plasma is always secured to obtain a uniform film quality and film quality. A thick sputter film can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は本発明の第1実施例に係る全体構成
図、(b)はこれに用いるマグネトロン磁石の一例図。
FIG. 1A is an overall configuration diagram according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is an example diagram of a magnetron magnet used therein.

【図2】上記実施例に用いる可動接地電位電極の駆動機
構の一部を示す部分断面図。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a part of a drive mechanism for a movable ground potential electrode used in the above embodiment.

【図3】本発明の第2実施例を示す要部断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例を示す要部断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of an essential part showing a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施例を示す要部断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…真空容器、2…ターゲット、4…固定接地電位電
極、5…可動接地電位電極、6…マグネトロン磁石、7
…基板、10……電源、11…可動接地電位電極駆動機
構、20…制御部、G…マグネトロン磁場、P…プラズ
マ、22…接地開閉スイッチ、25…第2の固定接地電
位電極、26…接地開閉スイッチ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum container, 2 ... Target, 4 ... Fixed earth potential electrode, 5 ... Movable earth potential electrode, 6 ... Magnetron magnet, 7
... substrate, 10 ... power supply, 11 ... movable ground potential electrode drive mechanism, 20 ... control unit, G ... magnetron magnetic field, P ... plasma, 22 ... ground open / close switch, 25 ... second fixed ground potential electrode, 26 ... ground Open / close switch.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空容器内にターゲット電極と基板電極
とを対向配置し、これらの電極間を放電させて、ターゲ
ット電極上にマグネトロン磁場により閉ざされたプラズ
マ(以下、マグネトロンプラズマと称する)を発生さ
せ、このマグネトロンプラズマ中のイオンにより前記タ
ーゲット電極をスパッタリングしてスパッタ粒子を前記
基板電極に堆積させて成膜するスパッタ装置において、 前記マグネトロン磁場を形成するためのマグネトロン磁
石は、駆動機構により大気側に臨むターゲット電極裏面
に沿って移動可能に設定してあり、 且つ前記ターゲット電極の周囲に電子捕捉用の固定接地
電位電極を配置すると共に、前記ターゲット電極・基板
電極間に前記マグネトロン磁石の移動に応じてターゲッ
ト電極表面に沿ってマグネトロンプラズマ領域外を移動
する電子捕捉用の可動接地電位電極を配置して成ること
を特徴とするスパッタ装置。
1. A target electrode and a substrate electrode are arranged to face each other in a vacuum container, and discharge is generated between these electrodes to generate plasma (hereinafter referred to as magnetron plasma) closed on the target electrode by a magnetron magnetic field. Then, in the sputtering apparatus for sputtering the target electrode by the ions in the magnetron plasma to deposit the sputtered particles on the substrate electrode to form a film, the magnetron magnet for forming the magnetron magnetic field is the atmosphere side by a driving mechanism. It is set so as to be movable along the back surface of the target electrode facing the target electrode, and a fixed ground potential electrode for electron capture is arranged around the target electrode, and the magnetron magnet is moved between the target electrode and the substrate electrode. Depending on the target electrode surface the magnetron plasm Sputtering apparatus characterized by comprising placing a movable ground electrode for electron capture moving the extracellular region.
【請求項2】 前記可動接地電位電極は、前記マグネト
ロン磁石の移動速度に同期して移動することで、前記マ
グネトロン領域から一定或いはほゞ一定の距離を保ちな
がら移動するように設定してあることを特徴とする請求
項1記載のスパッタ装置。
2. The movable ground potential electrode is set so as to move while synchronizing with the moving speed of the magnetron magnet, thereby keeping a constant or substantially constant distance from the magnetron region. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記可動接地電位電極は、前記マグネト
ロンプラズマ領域を臨む開口を有する環状枠形にしてあ
ることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のスパッ
タ装置。
3. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the movable ground potential electrode has an annular frame shape having an opening facing the magnetron plasma region.
【請求項4】 前記可動接地電位電極は、スパッタ粒子
を通過させるために網目,格子,棒状のいずれかの形状
を呈していることを特徴とする請求項1又は請求項2記
載のスパッタ装置。
4. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the movable ground potential electrode has any one of a mesh shape, a lattice shape, and a rod shape so as to allow the sputtered particles to pass therethrough.
【請求項5】 前記可動接地電位電極は、前記マグネト
ロンプラズマ領域を臨む開口を有し、この開口の周囲は
ターゲット電極・基板電極間を閉ざす形状にしてあるこ
とを特徴とする請求項1又は請求項2記載のスパッタ装
置。
5. The movable ground potential electrode has an opening facing the magnetron plasma region, and the periphery of this opening is shaped so as to close the space between the target electrode and the substrate electrode. Item 2. The sputtering apparatus according to item 2.
【請求項6】 前記可動接地電位電極は、開閉スイッチ
を有し、そのスイッチ閉の時に接地、スイッチ開の時に
非接地となるように設定してあることを特徴とする請求
項1ないし請求項5のいずれか1項記載のスパッタ装
置。
6. The movable ground potential electrode has an open / close switch, and is set to be grounded when the switch is closed and ungrounded when the switch is opened. The sputtering apparatus according to any one of 5 above.
【請求項7】 真空容器内にターゲット電極と基板電極
とを対向配置し、これらの電極間を放電させて、ターゲ
ット電極上にマグネトロン磁場により閉ざされたプラズ
マ(以下、マグネトロンプラズマと称する)を発生さ
せ、このマグネトロンプラズマ中のイオンにより前記タ
ーゲット電極をスパッタリングしてスパッタ粒子を前記
基板電極に堆積させて成膜するスパッタ装置において、 前記マグネトロン磁場を形成するためのマグネトロン磁
石は、駆動機構により大気側に臨むターゲット電極裏面
に沿って移動可能に設定してあり、 且つ前記ターゲット電極の周囲に電子捕捉用の第1の固
定接地電位電極を配置すると共に、前記ターゲット電極
・基板電極間にターゲット電極表面上のマグネトロンプ
ラズマ領域外に位置する電子捕捉用の第2の固定接地電
位電極を配置して成ることを特徴とするスパッタ装置。
7. A target electrode and a substrate electrode are arranged to face each other in a vacuum container, and a discharge is generated between these electrodes to generate plasma (hereinafter referred to as magnetron plasma) closed on the target electrode by a magnetron magnetic field. Then, in the sputtering apparatus for sputtering the target electrode by the ions in the magnetron plasma to deposit the sputtered particles on the substrate electrode to form a film, the magnetron magnet for forming the magnetron magnetic field is the atmosphere side by a driving mechanism. The first fixed ground potential electrode for capturing electrons is arranged around the target electrode, and the target electrode surface is located between the target electrode and the substrate electrode. A second electron trap located outside the upper magnetron plasma region Sputtering apparatus characterized by comprising placing a fixed ground potential electrode of.
【請求項8】 前記第2の固定接地電位電極は、棒状を
呈して少なくとも前記ターゲット電極中央の上方に前記
マグネトロン磁石の移動方向に対して直角となる方向に
横たわるように配置されていることを特徴とする請求項
7記載のスパッタ装置。
8. The second fixed ground potential electrode has a rod shape and is disposed at least above the center of the target electrode so as to lie in a direction perpendicular to the moving direction of the magnetron magnet. The sputtering apparatus according to claim 7, which is characterized in that.
【請求項9】 前記第2の固定接地電位電極は、前記タ
ーゲット電極表面と平行に格子状に配置してなることを
特徴とする請求項7記載のスパッタ装置。
9. The sputtering apparatus according to claim 7, wherein the second fixed ground potential electrode is arranged in a grid pattern in parallel with the surface of the target electrode.
【請求項10】 前記第2の固定接地電位電極は、スイ
ッチを有し、そのスイッチ閉の時に接地、スイッチ開の
時に非接地となるように設定してあり、且つ前記スイッ
チは、マグネトロンプラズマ領域が前記第2の固定接地
電位電極に対して許容の距離以下に近づくとスイッチ開
となるように設定してある特徴とする請求項7ないし請
求項9のいずれか1項記載のスパッタ装置。
10. The second fixed ground potential electrode has a switch, and is set to be grounded when the switch is closed and not grounded when the switch is opened, and the switch is a magnetron plasma region. 10. The sputtering apparatus according to any one of claims 7 to 9, wherein is set so that the switch is opened when the distance from the second fixed ground potential electrode is less than an allowable distance with respect to the second fixed ground potential electrode.
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