JPH0953175A - スパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置Info
- Publication number
- JPH0953175A JPH0953175A JP20939795A JP20939795A JPH0953175A JP H0953175 A JPH0953175 A JP H0953175A JP 20939795 A JP20939795 A JP 20939795A JP 20939795 A JP20939795 A JP 20939795A JP H0953175 A JPH0953175 A JP H0953175A
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- Japan
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- vacuum container
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- plate
- sputtering apparatus
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スパッタ性能を向上させるため電子の閉じ込
め効果の小さい構成の磁石を用いながら、真空容器内面
に膜が形成されるのを防止する板上における異常放電及
び異物飛散を防止する。 【構成】 ガス導入口１１、排気口１２、基板３、ター
ゲット２、及びターゲット２近傍の磁石６、７を真空容
器１内に備え、基板３とターゲット２が対向して配置さ
れ、真空容器１とターゲット２間に電源５が接続されて
電圧が印加されるスパッタリング装置において、真空容
器１内面近傍に、真空容器１から電気的に絶縁された板
１４を、好ましくは真空容器１内面のターゲット部を除
くほぼ全面を覆うように配置した。
め効果の小さい構成の磁石を用いながら、真空容器内面
に膜が形成されるのを防止する板上における異常放電及
び異物飛散を防止する。 【構成】 ガス導入口１１、排気口１２、基板３、ター
ゲット２、及びターゲット２近傍の磁石６、７を真空容
器１内に備え、基板３とターゲット２が対向して配置さ
れ、真空容器１とターゲット２間に電源５が接続されて
電圧が印加されるスパッタリング装置において、真空容
器１内面近傍に、真空容器１から電気的に絶縁された板
１４を、好ましくは真空容器１内面のターゲット部を除
くほぼ全面を覆うように配置した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜、特に誘電体膜の
作成に好適に用いられるスパッタリング装置に関するも
のである。
作成に好適に用いられるスパッタリング装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、広く利用されている二極スパッタ
リング装置を図５を参照して説明する。図５において、
アース電位に接続された真空容器１内に、ターゲット２
と基板支持体（図示せず）により支持された基板３が対
向して配置されている。ターゲット２はターゲットホル
ダー４上に設置されている。ターゲット２と真空容器１
との間には電源５が接続されている。ターゲット2 及び
ターゲットホルダー４は絶縁体１０によって真空容器１
から絶縁されている。絶縁体１０内には磁石６、７が配
置され、ターゲット２表面近傍に電子わなを形成するよ
うな構成になっている。また、金属製の板８が金属製の
ビスおよび金属製の治具９によって真空容器１内面に設
置されている。この板８は、スパッタリングによる膜が
真空容器１内面に形成されることを防止するためのもの
である。板８はビスおよび治具９を介して真空容器１と
電気的に接触しており、アース電位となっている。な
お、図５において、１１はガス導入口、１２は排気口、
１３はプラズマである。
リング装置を図５を参照して説明する。図５において、
アース電位に接続された真空容器１内に、ターゲット２
と基板支持体（図示せず）により支持された基板３が対
向して配置されている。ターゲット２はターゲットホル
ダー４上に設置されている。ターゲット２と真空容器１
との間には電源５が接続されている。ターゲット2 及び
ターゲットホルダー４は絶縁体１０によって真空容器１
から絶縁されている。絶縁体１０内には磁石６、７が配
置され、ターゲット２表面近傍に電子わなを形成するよ
うな構成になっている。また、金属製の板８が金属製の
ビスおよび金属製の治具９によって真空容器１内面に設
置されている。この板８は、スパッタリングによる膜が
真空容器１内面に形成されることを防止するためのもの
である。板８はビスおよび治具９を介して真空容器１と
電気的に接触しており、アース電位となっている。な
お、図５において、１１はガス導入口、１２は排気口、
１３はプラズマである。
【０００３】シリコンウェハ基板３上にＺｎＳ−ＳｉＯ
2 混合体を成膜する場合を例に動作を説明する。真空容
器１の内面のターゲット部を除く面積を７５００cm2 と
し、その内部にＺｎＳ−ＳｉＯ2 混合体により構成され
た面積２６０cm2 のターゲット２を図示されているよう
に設置する。高周波電源である電源５を真空容器１とタ
ーゲット２間に接続する。電源５の周波数は１３．５６
ＭＨｚ、出力は２ｋＷである。排気口１２から真空容器
１内の空気を排気し、真空容器１内を高真空にした後、
ガス導入口１１からアルゴンガスを導入し、ガス圧を２
ｍＴｏｒｒとする。この状態で電源５により高電圧を印
加すると、ターゲット２表面近傍にプラズマ１３が発生
する。このプラズマ１３内の正のアルゴンイオンが負電
位にあるターゲット２に入射し、中性粒子と二次電子と
が放出される。この二次電子は、気体分子と衝突し、気
体分子を正イオン化させる。また、中性粒子はターゲッ
ト２中の物質であり、この粒子が基板３上に析出して薄
膜を形成する。
2 混合体を成膜する場合を例に動作を説明する。真空容
器１の内面のターゲット部を除く面積を７５００cm2 と
し、その内部にＺｎＳ−ＳｉＯ2 混合体により構成され
た面積２６０cm2 のターゲット２を図示されているよう
に設置する。高周波電源である電源５を真空容器１とタ
ーゲット２間に接続する。電源５の周波数は１３．５６
ＭＨｚ、出力は２ｋＷである。排気口１２から真空容器
１内の空気を排気し、真空容器１内を高真空にした後、
ガス導入口１１からアルゴンガスを導入し、ガス圧を２
ｍＴｏｒｒとする。この状態で電源５により高電圧を印
加すると、ターゲット２表面近傍にプラズマ１３が発生
する。このプラズマ１３内の正のアルゴンイオンが負電
位にあるターゲット２に入射し、中性粒子と二次電子と
が放出される。この二次電子は、気体分子と衝突し、気
体分子を正イオン化させる。また、中性粒子はターゲッ
ト２中の物質であり、この粒子が基板３上に析出して薄
膜を形成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、スパッタ性
能を向上するために、磁石６、７の位置等を最適化する
研究がなされているが、その場合スパッタ性能とトレー
ドオフの関係で、磁場による電子の閉じ込め効果が小さ
くなる。その様なスパッタリング装置で誘電体膜を成膜
する場合、以下のような問題がある。
能を向上するために、磁石６、７の位置等を最適化する
研究がなされているが、その場合スパッタ性能とトレー
ドオフの関係で、磁場による電子の閉じ込め効果が小さ
くなる。その様なスパッタリング装置で誘電体膜を成膜
する場合、以下のような問題がある。
【０００５】高周波電源５と誘電体により構成されたタ
ーゲット２とを用い、基板３上に誘電体膜を成膜する場
合、板８上にも誘電体膜が形成されてしまう。ここで、
スパッタ性能を向上させるための電子の閉じ込め効果の
小さい磁石構成を採用していた場合、相当量の電子が板
８上にチャージアップしてしまうことになる。板８は電
気的に電源５と接続されているため、当該誘電体膜上に
チャージアップした電荷が大きくなると、誘電体膜の両
面にかかる電圧が高くなってしまい、当該誘電体膜がそ
の電圧に耐えきれなくなった時に破壊される。これが異
常放電であり、その際に異物が飛散し、基板３上に付着
すると膜欠陥の原因となる。
ーゲット２とを用い、基板３上に誘電体膜を成膜する場
合、板８上にも誘電体膜が形成されてしまう。ここで、
スパッタ性能を向上させるための電子の閉じ込め効果の
小さい磁石構成を採用していた場合、相当量の電子が板
８上にチャージアップしてしまうことになる。板８は電
気的に電源５と接続されているため、当該誘電体膜上に
チャージアップした電荷が大きくなると、誘電体膜の両
面にかかる電圧が高くなってしまい、当該誘電体膜がそ
の電圧に耐えきれなくなった時に破壊される。これが異
常放電であり、その際に異物が飛散し、基板３上に付着
すると膜欠陥の原因となる。
【０００６】図６は高周波電源５と誘電体ターゲット
２、および電子の閉じ込め効果が小さい構成磁石を用
い、磁石構成以外の条件を上記条件として、基板３上に
誘電体膜を成膜した場合の真空容器１とターゲット２と
の間の電圧Ｖｄｃの時間的変化を示したものである。Ｖ
ｄｃが不安定になっていることが分かるが、これが板８
上の異常放電によるものと考えられている。
２、および電子の閉じ込め効果が小さい構成磁石を用
い、磁石構成以外の条件を上記条件として、基板３上に
誘電体膜を成膜した場合の真空容器１とターゲット２と
の間の電圧Ｖｄｃの時間的変化を示したものである。Ｖ
ｄｃが不安定になっていることが分かるが、これが板８
上の異常放電によるものと考えられている。
【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、スパ
ッタ性能を向上させるため電子の閉じ込め効果の小さい
構成の磁石を用いながら、真空容器内面に膜が形成され
るのを防止する板上における異常放電及び異物飛散を防
止するスパッタリング装置を提供することを目的として
いる。
ッタ性能を向上させるため電子の閉じ込め効果の小さい
構成の磁石を用いながら、真空容器内面に膜が形成され
るのを防止する板上における異常放電及び異物飛散を防
止するスパッタリング装置を提供することを目的として
いる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のスパッタリング
装置は、ガス導入口、排気口、基板、成膜材料で構成さ
れたターゲット、及びターゲット近傍の磁石を真空容器
内に備え、基板とターゲットが対向して配置され、真空
容器とターゲット間に電源が接続されて電圧が印加され
るスパッタリング装置において、真空容器内面近傍に、
真空容器から電気的に絶縁された板を有することを特徴
とする。
装置は、ガス導入口、排気口、基板、成膜材料で構成さ
れたターゲット、及びターゲット近傍の磁石を真空容器
内に備え、基板とターゲットが対向して配置され、真空
容器とターゲット間に電源が接続されて電圧が印加され
るスパッタリング装置において、真空容器内面近傍に、
真空容器から電気的に絶縁された板を有することを特徴
とする。
【０００９】好適には、真空容器から電気的に絶縁され
た板と真空容器内面との間の最短距離が、真空容器内面
におけるイオンシースの厚さよりも大きく設定され、ま
た真空容器から電気的に絶縁された板が、真空容器内面
のターゲット部を除くほぼ全面を覆うような形状に形成
される。
た板と真空容器内面との間の最短距離が、真空容器内面
におけるイオンシースの厚さよりも大きく設定され、ま
た真空容器から電気的に絶縁された板が、真空容器内面
のターゲット部を除くほぼ全面を覆うような形状に形成
される。
【００１０】また、真空容器から電気的に絶縁された板
は、絶縁体から成る板にて構成され、又は絶縁体から成
る治具を介して設置される。
は、絶縁体から成る板にて構成され、又は絶縁体から成
る治具を介して設置される。
【００１１】
【作用】本発明の上記構成によれば、真空容器内面に膜
が形成されるのを防止するために真空容器内面近傍に配
置される板を、真空容器から電気的に絶縁された板にて
構成しているので、その板に形成された誘電体膜の両側
にかかる電圧を低く保つことができ、板上の異常放電及
び異物の飛散を防止することができる。
が形成されるのを防止するために真空容器内面近傍に配
置される板を、真空容器から電気的に絶縁された板にて
構成しているので、その板に形成された誘電体膜の両側
にかかる電圧を低く保つことができ、板上の異常放電及
び異物の飛散を防止することができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明のスパッタリング装置の第１実
施例について、図１、図２を参照して説明する。なお、
図５で説明した従来例と共通の構成要素については同一
参照番号を付して説明を省略する。
施例について、図１、図２を参照して説明する。なお、
図５で説明した従来例と共通の構成要素については同一
参照番号を付して説明を省略する。
【００１３】図１において、１４は、絶縁体であるポリ
テトラフルオルエチレン製の板であり、治具９を介して
真空容器１の内面の近傍に取付けられている。その他の
条件を従来例と同様にした場合、真空容器１の内面にお
けるイオンシースの厚さは１ｍｍ以内とされているの
で、本実施例では板１４と真空容器１内面との距離を５
ｍｍに設定している。
テトラフルオルエチレン製の板であり、治具９を介して
真空容器１の内面の近傍に取付けられている。その他の
条件を従来例と同様にした場合、真空容器１の内面にお
けるイオンシースの厚さは１ｍｍ以内とされているの
で、本実施例では板１４と真空容器１内面との距離を５
ｍｍに設定している。
【００１４】以上の構成及び条件で成膜を行なったとこ
ろ、板１４上に異常放電が起こることなく、異物の飛散
もない状態で成膜することができた。図２に真空容器１
とターゲット２との間のＶｄｃの時間的変化を示す。図
２から明らかなように、安定した放電状態がえられてい
ることが分かる。
ろ、板１４上に異常放電が起こることなく、異物の飛散
もない状態で成膜することができた。図２に真空容器１
とターゲット２との間のＶｄｃの時間的変化を示す。図
２から明らかなように、安定した放電状態がえられてい
ることが分かる。
【００１５】次に、本発明の第２実施例について図３、
図４を参照して説明する。なお、図５で説明した従来例
と共通の構成要素については同一参照番号を付して説明
を省略する。
図４を参照して説明する。なお、図５で説明した従来例
と共通の構成要素については同一参照番号を付して説明
を省略する。
【００１６】図３において、１５は絶縁体であるポリテ
トラフルオルエチレン製の板支持治具であり、この板支
持治具１５を介して金属製の板８が真空容器１内面に取
付けられている。この板支持治具１５の詳細を図４に示
す。１６は板支持治具１５に形成された雌ねじ部を有す
る穴、１７はビス頭部を収容する座ぐり部を有する貫通
穴であり、貫通穴１７に挿通した金属製のビス１８にて
板支持治具１５が真空容器１の内面に取付けられ、この
板支持治具１５に板８を当接させて金属製のビス１９を
穴１６の雌ねじ部に螺合させることにより板８が真空容
器１から絶縁された状態でその内面近傍に取付けられて
いる。１ａは真空容器１内面に形成された雌ねじ部であ
る。
トラフルオルエチレン製の板支持治具であり、この板支
持治具１５を介して金属製の板８が真空容器１内面に取
付けられている。この板支持治具１５の詳細を図４に示
す。１６は板支持治具１５に形成された雌ねじ部を有す
る穴、１７はビス頭部を収容する座ぐり部を有する貫通
穴であり、貫通穴１７に挿通した金属製のビス１８にて
板支持治具１５が真空容器１の内面に取付けられ、この
板支持治具１５に板８を当接させて金属製のビス１９を
穴１６の雌ねじ部に螺合させることにより板８が真空容
器１から絶縁された状態でその内面近傍に取付けられて
いる。１ａは真空容器１内面に形成された雌ねじ部であ
る。
【００１７】この構成によっても、第１実施例と同様の
効果が得られる。この第２実施例と第１実施例との違い
は、板８を金属製にすることができるため、真空容器１
内のクリーニング処理などのメンテナンスが容易である
ことである。
効果が得られる。この第２実施例と第１実施例との違い
は、板８を金属製にすることができるため、真空容器１
内のクリーニング処理などのメンテナンスが容易である
ことである。
【００１８】
【発明の効果】本発明のスパッタリング装置によれば、
以上の説明から明らかなように、真空容器内面に膜が形
成されるのを防止するために真空容器内面近傍に配置さ
れる板を、真空容器から電気的に絶縁された板にて構成
しているので、電子の閉じ込め効果の小さい構成の磁石
を用いてスパッタ性能を向上するようにしても、その板
に付着した誘電体膜の両側にかかる電圧を低く保つこと
ができ、板上の異常放電及び異物の飛散を防止すること
ができ、誘電体を成膜する際の異常放電及び異常放電に
よる異物の飛散による膜欠陥を防止することができる。
以上の説明から明らかなように、真空容器内面に膜が形
成されるのを防止するために真空容器内面近傍に配置さ
れる板を、真空容器から電気的に絶縁された板にて構成
しているので、電子の閉じ込め効果の小さい構成の磁石
を用いてスパッタ性能を向上するようにしても、その板
に付着した誘電体膜の両側にかかる電圧を低く保つこと
ができ、板上の異常放電及び異物の飛散を防止すること
ができ、誘電体を成膜する際の異常放電及び異常放電に
よる異物の飛散による膜欠陥を防止することができる。
【００１９】また、板は、それ自体を絶縁体で構成して
も、絶縁体からなる板支持治具を介して真空容器内面に
取付けてもよいが、絶縁体からなる板支持治具を用いる
と金属製の板を用いることができるので、メンテナンス
が容易となる。
も、絶縁体からなる板支持治具を介して真空容器内面に
取付けてもよいが、絶縁体からなる板支持治具を用いる
と金属製の板を用いることができるので、メンテナンス
が容易となる。
【図１】本発明のスパッタリング装置の第１実施例の概
略構成図である。
略構成図である。
【図２】同実施例における真空容器とターゲットとの間
のＶｄｃの時間的変化を示す図である。
のＶｄｃの時間的変化を示す図である。
【図３】本発明のスパッタリング装置の第２実施例の概
略構成図である。
略構成図である。
【図４】同実施例における板支持治具の詳細断面図であ
る。
る。
【図５】従来例のスパッタリング装置の概略構成図であ
る。
る。
【図６】従来例における真空容器とターゲットとの間の
Ｖｄｃの時間的変化を示す図である。
Ｖｄｃの時間的変化を示す図である。
１ 真空容器 ２ ターゲット ３ 基板 ５ 電源 ６ 磁石 ７ 磁石 １４ 板 １５ 板支持治具
Claims (5)
- 【請求項１】 ガス導入口、排気口、基板、成膜材料で
構成されたターゲット、及びターゲット近傍の磁石を真
空容器内に備え、基板とターゲットが対向して配置さ
れ、真空容器とターゲット間に電源が接続されて電圧が
印加されるスパッタリング装置において、真空容器内面
近傍に、真空容器から電気的に絶縁された板を有するこ
とを特徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項２】 真空容器から電気的に絶縁された板と真
空容器内面との間の最短距離が、真空容器内面における
イオンシースの厚さよりも大きいことを特徴とする請求
項１記載のスパッタリング装置。 - 【請求項３】 真空容器から電気的に絶縁された板が、
真空容器内面のターゲット部を除くほぼ全面を覆うよう
な形状を有することを特徴とする請求項１記載のスパッ
タリング装置。 - 【請求項４】 真空容器から電気的に絶縁された板を、
絶縁体から成る板にて構成したことを特徴とする請求項
１記載のスパッタリング装置。 - 【請求項５】 真空容器から電気的に絶縁された板を、
絶縁体から成る治具を介して設置したことを特徴とする
請求項１記載のスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20939795A JP3805004B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20939795A JP3805004B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | スパッタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0953175A true JPH0953175A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3805004B2 JP3805004B2 (ja) | 2006-08-02 |
Family
ID=16572225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20939795A Expired - Fee Related JP3805004B2 (ja) | 1995-08-17 | 1995-08-17 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3805004B2 (ja) |
-
1995
- 1995-08-17 JP JP20939795A patent/JP3805004B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3805004B2 (ja) | 2006-08-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050810 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050823 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051024 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051213 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060210 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060509 |
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| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
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