永久磁石を用いたECRスパッタリング装置の開発

使用永磁体的ECR溅射设备的开发

• 批准号: 05780362
• 负责人: 米須 章
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05780362/
• 关键词: ECRプラズマ; スパッタリング

1.まず、設備備品費で購入したターボモレキュラーポンプと現有設備を用いてECRスパッタ装置を製作した。装置はステンレス製円筒型真空容器(長さ70cm、直径16cm)、真空排気(ターボモレキュラーポンプ)及びガス導入装置、マイクロ波発振器で構成されている。真空容器中央部には、2枚の円盤状(直径6cm、厚さ1cm)の永久磁石(Sm-Co)がN極面とS極面が向かい合う様に配置されており、両磁石間でミラー磁場配位が形成される。このミラー磁場の磁力線に垂直な方向から導波管によりマイクロ波を入射し、ECRプラズマの生成と閉じ込めを行った。磁石間隔を変えることにより共鳴点の空間分布やミラー磁場の形を変化させることができる。両磁石の向かい合った面には円盤状のターゲット(直径6cm、厚さ0.1cm)を設置し、直流電圧を印加することによりスパッタを行うことができる。2.上記装置を用いてECRプラズマを生成し、ガス圧力、マイクロ波入射電力、磁石間隔とプラズマの空間分布の関係調べた。その結果、マイクロ波入射電力が低い時はプラズマはミラー磁場に閉じ込められ磁石付近に分布するが、入射電力を上げて行くとある電力値で突然マイクロ波入射口側へ偏った分布へと変化することが分かった。この変化の起きる電力値はガス圧が高いほど、また、磁石間隔が広いほど低くなることが分かった。3.プラズマが磁石付近に分布する状態でターゲットに電圧を印加し、成膜速度の目安となるターゲット電流密度を測定した。その結果、磁石間隔が狭い時(6cm)、ターゲット電流は高くなり、約0.2A/cm^2(-100V印加時)になることが分かった。また、ガス圧力を低くしても(0.3mTorr)ターゲット電流は減少しないことが分かった。従って、本装置ではECRプラズマの特徴を活かした低ガス圧力下での高速スパッタが可能であると考えられる。

1。首先，使用在设备和现有设备上购买的涡轮分子泵制造的ECR溅射装置。该设备由不锈钢圆柱真空容器（长度为70厘米，直径16厘米），真空排气（涡轮分子泵），气体引入装置和微波炉振荡器组成。在真空容器的中心，排列了两个圆盘形的永久磁铁（SM-CO），以使N和S极面互相面对，并在两个磁铁之间形成镜面磁场协调。波导从垂直于镜面磁场的磁场线的方向入射微波，并生成ECR血浆并限制。通过更改磁铁间距，可以更改共振点的空间分布和镜面磁场的形状。将磁盘形靶（直径为6厘米，厚度为0.1 cm）放在两个磁体的相对表面上，可以通过施加DC电压来执行溅射。 2。使用上述设备以及气体压力，微波入射力，磁铁间距和血浆的空间分布之间的关系生成ECR血浆。结果，发现当微波入射功率较低时，等离子体将局限于镜面磁场并在磁铁附近分布，但是当入射功率增加时，一定的功率值突然变为微波炉入射端口侧的偏置分布。发现发生这种变化的功率值随着气压较高而磁铁间距较大而变得较低。 3。在磁铁附近分布等离子体的等离子体向目标施加电压，并测量了作为膜形成速度指南的目标电流密度。结果，发现当磁铁间距狭窄（6厘米）时，目标电流变高，达到约0.2a/cm^2（应用-100V时）。还发现，即使气压降低（0.3mtorr），目标电流也不会降低。因此，据信，该设备可利用ECR血浆的特性在低气压下实现高速溅射。

项目成果

米須 章: "永久磁石を用いたECRプラズマの生成" 電気学会研究会資料. 89-94 (1993)

Akira Yonesu：“使用永磁体生成 ECR 等离子体”IEEJ 研究组材料。 ​​89-94 (1993)