JP2000265270A - スパッタリング装置のマグネトロンカソード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動式の磁石ユニットをターゲットの背面に
配置したタイプのマグネトロンカソードにおいて、ター
ゲット表面の中央を平坦にして外周部を内側に向かって
傾斜させることにより、基板上の膜厚分布を向上させる
と共に、カソードからのパーティクルの発生を防ぐ。 【解決手段】 カソード１０の内部の磁石ユニット１４
は回転中心４２の回りを回転する。ターゲット５２は中
央の平坦部５４とそれよりも外側に位置する傾斜部５６
とからなる。ターゲット５２の側面６２は平坦部５４に
対して垂直である。傾斜部５６は、ターゲット１０の外
周に近づくにつれて磁石ユニット１４から離れる方向に
傾斜している。傾斜部５６の傾斜角度αは５度〜４５度
の範囲内にするのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスパッタリング装置
のマグネトロンカソードに関する。

【０００２】

【従来の技術】スパッタリング装置に使用するマグネト
ロンカソードの形状としては種々のものが提案されてい
るが、それらの多くは、（１）得られる膜の膜厚分布の
向上、（２）ターゲットの有効利用、（３）カソードか
らのパーティクルの低減、の少なくともいずれかを目的
としている。

【０００３】膜厚分布の向上は、ターゲットのエロージ
ョン領域をできるだけ大きくするようにカソード構造を
工夫することで達成できることが知られている。また、
表面が傾斜したターゲットや、円筒状のターゲットを用
いることなども考えられてきた。表面が傾斜したターゲ
ットの公知例としては、特開平３−２８３６９号公報や
特開平５−２８７５２４号公報に記載のものが知られて
いる。

【０００４】ターゲットの有効利用に関しては、エロー
ジョン領域での急峻性を緩和させて寿命を長くしたり、
マグネットを回転させてエロージョン領域を広げたりす
ることで利用効率を向上させる方法が提案されている。

【０００５】カソードからのパーティクルの低減に関し
ては、ターゲット周辺のシールド形状を工夫するなどの
構造的な対策のほかに、ターゲット全面をエロージョン
領域にすることでターゲット表面に膜が堆積しないよう
にすることが有効であることが認識されてきた。

【０００６】ところで、マグネトロンカソードに要求さ
れる性能は成膜用途によって異なってくる。例えば、磁
気ディスクや光ディスクなどのディスク状記憶媒体を成
膜する場合を考えてみると、膜厚分布の均一性の向上と
パーティクルの低減とが最も大きな問題となる。それ以
外の問題はさほど重要ではない。このディスク状記憶媒
体の成膜の分野では、半導体デバイス用の成膜のような
１μｍ程度の厚い成膜は必要ないので、ターゲットの利
用効率や寿命はそれほど大きな問題ではなく、また、半
導体デバイスでは極力避けるべきとされる斜め入射もそ
れほど大きな問題とはならない。

【０００７】また、半導体デバイス用のスパッタリング
装置の場合は、膜質特性の制限から膜質の均一な部分を
使用するために、ターゲット径を大きくする傾向がある
が、ディスク媒体用のスパッタリング装置では、コスト
面の制約から半導体デバイス用に比べて比較的小径のタ
ーゲットを使用することが多い。このような背景から、
ディスク状記憶媒体用のスパッタリング装置に使用する
カソードは、ターゲット寿命までの総膜厚量はそれほど
重要ではないが、長時間安定して連続使用できることが
要求される。

【０００８】図１５は一般的な従来のマグネトロンスパ
ッタリング装置の正面断面図である。カソード１０の表
面にはターゲットが１２があり、カソード１０の内部に
は磁石ユニット１４がある。磁石ユニット１４はターゲ
ット１２の表面に磁力線１６を発生させる。ターゲット
１２は成膜を行うごとに侵食され、エロージョン領域１
３を形成する。カソード１０は絶縁部品１８によって真
空容器２０から電気的に絶縁されていて、高圧電源（図
示せず）に接続されている。成膜する基板２２は基板ホ
ルダー２４で支持している。基板の形状及び基板ホルダ
ーの形状は、目的とされるデバイスの要求により最適な
構造を選択することになる。図１５では排気系やガス導
入系は図示を省略してある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】通常のマグネトロンカ
ソードの場合には、その膜厚分布はターゲットの侵食部
分であるエロージョン領域の形状に大きく依存すること
が知られている。したがって、エロージョン領域をター
ゲットの外周側に持って行くことにより膜厚分布を向上
させることができる。または、より大きなターゲットを
使用することでも膜厚分布を向上させることができる。

【００１０】さらに、膜厚分布を向上させる別の手段と
して、図１６に示す形状のターゲットを用いることも知
られている。図１６のターゲット２６は環状であり、そ
の表面は中心部分が低くなったテーパ状である。すなわ
ち、ターゲット２６の断面形状において、中心部が低く
て外周部が高い傾斜面２８となっている。このターゲッ
ト２６は外周部を磁石３０で取り囲んであり、底部はヨ
ーク３２で取り囲んである。ターゲット２６の中心部分
には貫通孔を形成してあり、この貫通孔に陽極３４を配
置している。ターゲット２６の傾斜面２８の表面には磁
石３０によって磁力線３６が形成される。このカソード
は、同等の大きさのエロージョン領域をもつ平板状のカ
ソードに比べて膜厚分布が良好である。その理由は、タ
ーゲットよりも小さな基板に成膜することを想定する
と、ターゲットから放出されるスパッタ粒子の放出量最
大となる方向（ターゲット表面の法線方向）が基板側を
向くからである。これにより、基板の外周部での膜付着
効率が向上する。なお、ターゲットからの放出量は放出
角度に依存しており、コサイン（ｃｏｓ）法則にほぼ従
う。すなわち、ターゲット表面の法線方向に最も放出量
が大きく、法線方向から離れるにしたがって放出量が減
少していく。

【００１１】図１６のようなターゲットを使うと、基板
上での膜厚分布は向上するが、ターゲットの内周部分や
陽極３４に膜が付着してしまい、剥がれやすい成膜材料
の場合はカソードからのパーティクル発生量が多くなる
問題があった。

【００１２】次に、カソードからパーティクルが発生す
る問題を説明する。図１７（Ａ）は平板状のターゲット
１２の形状変化を示す断面図である。エロージョン領域
１３がターゲット１２の外周付近にある場合には、ター
ゲットの中心付近には膜３８が堆積してしまう。

【００１３】そこで、これを解決するために、マグネト
ロンカソードに内蔵した磁石を回転させることでエロー
ジョン領域を中心領域まで拡大させることが行われてい
る。図１８は回転式の磁石ユニットを備えたマグネトロ
ンカソードを示しており、（Ａ）は磁石ユニットの動き
を説明する平面図であり、（Ｂ）はマグネトロンカソー
ドの正面断面図である。磁石ユニット１４はモータ４０
によって駆動されて、ターゲット表面に垂直な方向から
見て回転中心４２の回りを回転する。これにより、エロ
ージョン領域１３がターゲット１２の中心部まで拡大す
る。その結果、ターゲット１２の中心付近に膜が堆積す
るのを防ぐことができる。

【００１４】次に、ターゲットの外周付近での膜堆積に
ついて説明する。図１７（Ｂ）はターゲットの外周付近
の拡大断面図である。ターゲット１２の外周付近では、
まず、ターゲットシールド４４の表面に膜４６が堆積す
る。さらに、ターゲットシールド４４とターゲット１２
との隙間からスパッタ粒子が入り込んで、ターゲット１
２の周囲における裏板４８の表面に膜５０が堆積する。
特に絶縁膜を成膜する場合には、膜５０は絶縁膜となる
から、カソードと膜５０の表面との電位差によってアー
クが発生しやすくなり、パーティクル発生の原因となっ
ていた。

【００１５】ところで、中心部分に孔を形成したハード
ディスクを両面同時に成膜するスパッタリング装置で
は、一方のターゲットから飛来する物質がハードディス
クの孔を通過して他方のターゲットの中心付近に堆積す
ることもある。したがって、このような両面スパッタリ
ング装置では、片面スパッタリング装置と比較して、タ
ーゲットの中心部分の膜堆積が顕著になる。ゆえに、両
面スパッタリング装置ではターゲットの全面をエロージ
ョン領域にすることが特に重要になる。ターゲットの全
面をエロージョン領域にするには、ターゲットの中央部
分での侵食量を増加させる必要があるが、そうすると、
膜厚分布の観点からは基板の中心付近で膜厚が厚くなっ
てしまうという問題が生じる。また、ターゲットの全面
をエロージョン領域にした場合でも、ターゲットの周囲
のターゲットシールドやターゲット押さえに膜が付着し
てしまう現象は改善されていない。

【００１６】以上説明したように、従来技術において
は、膜厚分布を向上させることと、ターゲット表面への
膜付着量を減らすことを両立させることは困難であっ
た。また、ターゲット周辺に設けたターゲットシールド
に堆積する膜付着量を減らすことも難しかった。

【００１７】本発明は上述の問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、ターゲット径をそれほ
ど大きくせずに基板上の膜厚分布を向上させて、かつ、
ターゲットのほぼ全面をエロージョン領域にしてターゲ
ット表面からのパーティクルの発生を防ぐことにある。
また、本発明の別の目的は、ターゲット周辺のターゲッ
トシールドへの膜付着量を減らして、ターゲットシール
ドからのパーティクルの発生を防ぐことにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、移動式の磁石
ユニットをターゲットの背面に配置したタイプのマグネ
トロンカソードにおいて、ターゲットの表面を、中央の
平坦部と、この平坦部よりも外側に位置する傾斜部とで
構成したものである。この傾斜部は、ターゲットの外周
に近づくにつれて磁石ユニットから離れるような方向に
傾斜している。簡単に言えば、この傾斜部は、ターゲッ
トの内側に向かって傾斜している。ターゲットの底面が
平面であると仮定すれば、前記傾斜部は、ターゲットの
外周に近づくにつれてターゲットが厚くなるような方向
に傾斜していることになる。

【００１９】基板を静止して成膜することを考えると、
均一な膜厚分布を得るためには、ターゲットよりも小さ
な基板に成膜することになる。その場合、上述の傾斜部
におけるスパッタ粒子の最大放出方向（ターゲット表面
の法線方向）が基板側を向くので、基板の外周付近での
膜厚の減少を抑え、膜厚分布が均一になる。また、成膜
中に磁石ユニットを移動させることで、ターゲットのほ
ぼ全面をエロージョン領域にすることができるので、タ
ーゲットの表面に膜が堆積することがなくなり、ターゲ
ット上でのパーティクルの発生を防ぐことができる。従
来は、ターゲットの全面をエロージョン領域にすると、
どうしても基板の外周付近の膜厚が中央部よりも薄くな
ってしまったが、上述のようにターゲットの外周部に傾
斜部を設けることで、全面エロージョン領域と良好な膜
厚分布とを両立させることが可能となった。

【００２０】本発明は、ディスク状記憶媒体用のスパッ
タリング装置のように、成膜膜厚は薄くてもよいが、膜
厚分布が良好で膜の欠陥密度も低いことが要求されるよ
うな用途に特に適している。

【００２１】ターゲットの上述の傾斜部の傾斜角度αは
５度〜４５度の範囲内にするのが好ましい。５度以下に
すると、膜厚分布を向上させる効果が十分でない。一
方、４５度以上にすると、ターゲットから放出されたス
パッタ粒子がターゲット面に再付着する量が増加し好ま
しくない。また、円形ターゲットを例にとると、通常、
ターゲットの直径に対する平坦部の直径の比率は１５〜
６０％程度が適当である。

【００２２】ターゲットの外周部には、ターゲットの材
質よりも透磁率の高い材料を、ターゲットの表面に露出
しないように組み込むことができる。こうすると、磁石
ユニットの発生する磁力線がターゲットの最外周側に引
き寄せられ、エロージョン領域がターゲットの最外周側
まで広がることになる。上述の傾斜部の存在により、タ
ーゲットの外周部は中心部と比較して、磁石ユニットか
ら離れることになるので、ターゲットの外周部では、タ
ーゲットの表面に洩れてくる磁力線の強度がターゲット
の中心部よりも小さくなってしまう。そこで、上述のよ
うに高透磁率材料をターゲットの外周部に組み込むこと
で、磁力線を外周部側に引き寄せて、外周部での磁力線
の強度の低下を防ぐことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態の
マグネトロンカソードを示しており、（Ａ）は磁石ユニ
ットの動きを説明する平面図であり、（Ｂ）はマグネト
ロンカソードの正面断面図である。概略円形のカソード
１０の表面には概略円形のターゲット５２があり、カソ
ード１０の内部には磁石ユニット１４がある。磁石ユニ
ット１４はモータ４０によって駆動されて回転中心４２
の回りを回転する。磁石ユニット１４の中心は回転中心
４２から偏心している。ターゲット５２の平坦部５４
（後述する）に垂直な方向から見て、回転中心４２はタ
ーゲット５２の中心と一致している。カソード１０は絶
縁部品１８によって真空容器２０から電気的に絶縁され
ていて、高圧電源（図示せず）に接続されている。

【００２４】このマグネトロンカソードが図１８の従来
のカソードと異なる点は、ターゲット５２の形状にあ
る。ターゲット５２は、その断面形状において、中央の
平坦部５４とそれよりも外側に位置する傾斜部５６とか
らなる。平坦部５４はカソード１０の電極面６０（裏板
４８の表面）と平行になっている。ターゲット５２の側
面６２は平坦部５４に対して垂直である。

【００２５】図６はターゲット５２の斜視図であり、一
部を切り欠いて示してある。中央は平坦部５４であり、
それよりも外側は、上に向かって広がる切頭円錐面５８
となっている。この切頭円錐面５８を正面断面図で見る
と図１（Ｂ）に示すような傾斜部５６となる。この傾斜
部５６は、ターゲット１０の外周に近づくにつれて磁石
ユニット１４から離れる方向に傾斜している。すなわ
ち、ターゲット１０の外周に近づくにつれてターゲット
１０が厚くなる方向に傾斜している。この傾斜部５６
は、平坦部５４の延長線５５に対して角度αだけ傾斜し
ている。

【００２６】図１に示すような形状のターゲットを使う
と、傾斜部５６におけるスパッタ粒子の最大放出方向
（ターゲット表面の法線方向）が基板側を向くために、
基板の外周付近での膜厚の減少を抑え、膜厚分布が均一
になる。

【００２７】図４は図１に示すターゲット５２を使用し
ていった場合の形状変化を示している。ターゲット５２
の表面において、一点鎖線６４が元の表面形状であり、
実線６６が侵食された形状である。回転する磁石ユニッ
ト１４の働きによってエロージョン領域はターゲット５
２の中心付近まで広がり、ターゲット５２のほぼ全面に
エロージョン領域が広がっている。したがって、ターゲ
ット表面に膜が付着せず、ターゲット表面からのパーテ
ィクルの発生を防ぐことができる。ターゲット５２の側
面６２はエロージョン領域の外側になるので侵食はほと
んど認められない。

【００２８】図５は図４におけるターゲットシールド４
４の付近を示す拡大断面図である。ターゲット５２の側
面６２の上端はターゲットシールド４４の表面よりも上
に大きく突き出している。その結果、ターゲットシール
ド４４はターゲット５２の側面６２の陰になり、ターゲ
ットシールド４４の表面に堆積する膜４６の付着量は、
図１７（Ｂ）に示す従来例と比較して非常に少なくな
る。しかも、ターゲット５２の表面の外周付近はターゲ
ット５２の内側に向かって傾斜しているので、ターゲッ
ト５２の表面から放出されるスパッタ粒子がターゲット
シールド４４に到達する確率はなおさら低くなる。ター
ゲット５２の周囲における裏板４８の表面に堆積する膜
５０についても、ターゲットシールド４４の表面の場合
と同様に、堆積量が非常に少なくなる。ターゲットシー
ルド４４等に堆積する膜付着量が少なくなると、スパッ
タリング装置のメンテナンスサイクルを長くでき、スパ
ッタリング装置の運用コストが下がる効果がある。

【００２９】図１（Ｂ）のターゲット形状を見ると分か
るように、このターゲット５２は外周付近が相当厚くな
る。したがって、ターゲット表面に現れる磁場の強さ
は、ターゲットの外周付近で弱くならざるを得ない。こ
れを避けるには内蔵磁石の構造を工夫することが考えら
れるが、その代わりに、図２に示すようにターゲットを
工夫することでこの問題を解決することができる。

【００３０】図２は本発明の第２の実施形態の正面断面
図である。このターゲット６８は外周付近にリング７０
を組み込んである。このリング７０は、ターゲット６８
の材質に比べて透磁率の高い材質（例えば鉄や鉄合金）
でできている。このリング７０はターゲット６８の表面
（上面側）に露出することはない。この高透磁率のリン
グ７０の働きで、ターゲット６８の外周付近の磁力線１
６は最外周側に引き寄せられ、その結果、エロージョン
領域はターゲット６８の最外周側まで広がることにな
る。

【００３１】図３は図２に示すターゲットの外周付近を
拡大して示す断面図である。高透磁率のリング７０に磁
力線１６は集中し、その結果、磁力線１６はターゲット
６８の最外周部から洩れるようになる。これにより、エ
ロージョン領域が最外周付近まで広がる。

【００３２】次に、従来のカソードで成膜した場合の膜
厚分布と本発明のカソードで成膜した場合の膜厚分布と
を比較する。図７は図１８に示す従来のマグネトロンカ
ソードで成膜した場合の基板上の膜厚分布のグラフであ
る。横軸は基板の中心からの距離、縦軸は規格化膜厚
（基板上の最大膜厚を１００％として規格化したもの）
である。使用したターゲットの直径は１６４ｍｍであ
る。ターゲットの材質は高純度カーボンである。基板の
直径は９５ｍｍである。ターゲット・基板間距離は３７
ｍｍである。得られた膜厚分布は、基板上の直径９０ｍ
ｍの測定範囲内で±１２％であった。

【００３３】これに対して、図８は図１に示す本発明の
マグネトロンカソードで成膜した場合の膜厚分布のグラ
フである。ターゲットの直径は１６４ｍｍで、中央の平
坦部５４の直径は６４ｍｍである。ターゲットの直径に
対する平坦部の直径の比率は約３９％である。平坦部５
４よりも外側の傾斜部５６の傾斜角度α（図１を参照）
は２３．５度である。ターゲットの材質は高純度カーボ
ンである。基板の直径は９５ｍｍである。ターゲット・
基板間距離は４１ｍｍである。得られた膜厚分布は、基
板上の直径９０ｍｍの測定範囲内で±４．５％であっ
た。このように、図１（Ｂ）に示す形状のターゲットを
用いることで膜厚分布が向上した。

【００３４】次に、別のターゲットを用いて成膜した例
を説明する。図９は図１８に示す従来のマグネトロンカ
ソードで成膜した場合の基板上の膜厚分布を等高線で表
示したグラフである。横軸は基板の中心からのＸ方向の
距離（Ｘ座標）であり、縦軸は基板の中心からのＹ方向
の距離（Ｙ座標）である。使用したターゲットの直径は
２０３ｍｍである。ターゲットの材質はアルミニウムで
ある。基板の直径は１３０ｍｍである。ターゲット・基
板間距離は５５ｍｍである。図１０は図９に示した等高
線表示のグラフを、Ｘ方向における膜厚分布のグラフ
と、Ｙ方向における膜厚分布のグラフとで示したもので
ある。図９と図１０において、基板上の直径１２０ｍｍ
の測定範囲内での膜厚分布は±６．６％であった。ま
た、図１０のＸ方向のグラフにおいて、図の左側の領域
における膜厚が右側の領域における膜厚よりも厚くなっ
ている。このような非対称の膜厚分布は、カソードの周
辺のシールド等によるプラズマの偏在に起因するものと
考えられる。したがって、従来のマグネトロンカソード
を使った場合の膜厚分布は、カソードの周辺の影響を受
けていることになる。なお、図９は、等高線グラフの形
状が八角形になっているが、これは膜厚測定点（周方向
に８個所）を直線的に結んでグラフ化したことによるも
のであり、八角形に特別な意味はない。測定点を増やせ
ば膜厚分布の等高線は滑らかな曲線になるものと考えら
れる。後述の図１１と図１３も同様である。

【００３５】図１１は図１に示す本発明のマグネトロン
カソードで成膜した場合の基板上の膜厚分布を等高線で
表示したグラフである。使用したターゲットの直径は２
０３ｍｍである。ターゲットの材質はアルミニウムであ
る。基板の直径は１３０ｍｍである。ターゲットの中央
の平坦部５４の直径は４０ｍｍである。ターゲットの直
径に対する平坦部の直径の比率は約２０％である。平坦
部５４よりも外側の傾斜部５６の傾斜角度αは約３度で
ある。ターゲット・基板間距離は５３ｍｍである。図１
２は図１１に示した等高線表示のグラフを、Ｘ方向にお
ける膜厚分布のグラフと、Ｙ方向における膜厚分布のグ
ラフとで示したものである。図１１と図１２において、
基板上の直径１２０ｍｍの測定範囲内での膜厚分布は±
６．０％であった。図１０で見られたような膜厚分布の
非対称性は図１２では少し抑制されている。

【００３６】図１３及び図１４は、ターゲットの傾斜部
の傾斜角度αを約３度から約９度に変更した場合におけ
る図１１及び図１２と同様のグラフである。傾斜角度以
外の条件は図１１及び図１２と同じである。この図１３
と図１４では基板上の直径１２０ｍｍの測定範囲内での
膜厚分布は±３．３％まで向上した。また、図１０で見
られたような膜厚分布の非対称性は図１４では全くなく
なった。

【００３７】図９〜図１４に示した実験結果及びその他
の実験結果を総合的に検討すると、図１に示すターゲッ
トの傾斜部５６の傾斜角度は次のようにするのが好まし
い。まず、膜厚分布を向上させるには、傾斜角度は５度
以上にするのが効果的である。５度以下の場合は、膜厚
分布を向上させる効果は十分ではない。一方、傾斜角度
を４５度以上にすると、ターゲットから放出されたスパ
ッタ粒子がターゲット面に再付着する量が増加し、好ま
しくない。したがって、傾斜角度の最大許容値は４５度
程度である。ゆえに、傾斜角度の好ましい角度範囲は５
度〜４５度である。

【００３８】ところで、ターゲットに傾斜部を形成する
と、ターゲットの価格が上昇し、また加工も困難になる
という問題が生じる。しかしながら、ターゲットの価格
の問題は、ターゲットの寿命や、スパッタリング装置の
メンテナンス・コストも加味して、総合的に判断すべき
問題である。傾斜部を形成したターゲットを使用するこ
とで、ターゲットの寿命が延びて、メンテナンス・コス
トも下げることができれば、全体的にはコスト低下につ
ながると考えられる。

【００３９】一方、加工上の問題については、ターゲッ
ト材質によっては傾斜部を形成するのが困難なものがあ
る。しかし、傾斜角度を小さくすれば加工はしやすくな
るので、その場合は、傾斜角度を５度程度と小さくして
もよい。その場合でも、平坦なターゲットと比較すれ
ば、膜厚分布の改善が少しは期待できる。

【００４０】本発明において、ターゲットの厚さや、平
坦部と傾斜部の割合、傾斜部の角度などは、さまざまに
選択することが可能である。本発明においては、ターゲ
ットの外周部に傾斜部を設けたことによる膜厚分布の改
良度合は、ターゲット寸法と基板寸法の比率や、ターゲ
ット・基板間距離に依存するので、これらの条件に応じ
て、ターゲットの平坦部と傾斜部の割合や、傾斜部の角
度についての最適な値を実験的に定めることができる。
また、カソードに内蔵する回転磁石ユニットの構造につ
いても特に限定はなく、ターゲットのほぼ全面にエロー
ジョン領域が広がれば、図１に示す以外の構造でもかま
わない。さらに、図２に示す高透磁率のリング６６の材
質についても、ターゲットの材質やその他の条件を考慮
して、鉄や鉄合金以外の材質を使ってもかまわない。

【００４１】

【発明の効果】本発明は、移動式の磁石ユニットをター
ゲットの背面に配置したタイプのマグネトロンカソード
において、ターゲット表面の中央を平坦にして外周部を
内側に向かって傾斜させたので、基板上の膜厚分布が向
上する。これにより、比較的小径のターゲットを用いて
も、大径のターゲットを用いたのと同等の良好な膜厚分
布を得ることができる。また、成膜中に磁石ユニットを
移動させることで、ターゲットのほぼ全面をエロージョ
ン領域にできるので、ターゲットの表面に膜が堆積する
ことがなく、ターゲットからのパーティクルの発生を防
ぐことができる。さらに、ターゲットの側面が平坦部に
対して垂直になっていて、かつ、ターゲットの外周部が
内側に向かって傾斜していることにより、ターゲットを
取り囲むターゲットシールドに膜が堆積しにくくなり、
ターゲットシールドからのパーティクルの発生も少なく
なる。ターゲットシールドに膜が堆積しにくくなれば、
スパッタリング装置のメンテナンスサイクルも長くで
き、装置の運用コストが低くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のマグネトロンカソー
ドにおいて磁石ユニットの動きを説明する平面図と、マ
グネトロンカソードの正面断面図である。

【図２】本発明の第２の実施形態の正面断面図である。

【図３】図２に示すターゲットの外周付近を拡大して示
す断面図である。

【図４】図１に示すターゲットの形状変化を示す断面図
である。

【図５】図１のマグネトロンカソードにおけるターゲッ
トシールドの付近を示す拡大断面図である

【図６】図１に示すターゲットの一部を切り欠いて示す
斜視図である。

【図７】図１８に示す従来のマグネトロンカソードで成
膜した場合の基板上の膜厚分布のグラフである。

【図８】図１に示す本発明のマグネトロンカソードで成
膜した場合の膜厚分布のグラフである。

【図９】図１８に示す従来のマグネトロンカソードで成
膜した場合の基板上の膜厚分布を等高線で表示したグラ
フである。

【図１０】図９に示した等高線表示のグラフを、Ｘ方向
における膜厚分布のグラフと、Ｙ方向における膜厚分布
のグラフとで示したものである。

【図１１】図１に示す本発明のマグネトロンカソードで
成膜した場合の基板上の膜厚分布を等高線で表示したグ
ラフである。

【図１２】図１１に示した等高線表示のグラフを、Ｘ方
向における膜厚分布のグラフと、Ｙ方向における膜厚分
布のグラフとで示したものである。

【図１３】ターゲットの傾斜部の傾斜角度を約３度から
約９度に変更した場合における図１１と同様のグラフで
ある。

【図１４】ターゲットの傾斜部の傾斜角度を約３度から
約９度に変更した場合における図１２と同様のグラフで
ある。

【図１５】一般的な従来のマグネトロンスパッタリング
装置の正面断面図である。

【図１６】従来の別のターゲットの正面断面図である。

【図１７】平板状のターゲットの形状変化を示す正面断
面図とターゲットの外周付近の拡大断面図である。

【図１８】回転式の磁石ユニットを備えた従来のマグネ
トロンカソードにおいて磁石ユニットの動きを説明する
平面図と、マグネトロンカソードの正面断面図である。

【符号の説明】

１０ カソード １４ 磁石ユニット ４０ モータ ４４ ターゲットシールド ５２ ターゲット ５４ 平坦部 ５６ 傾斜部 ６２ 側面 ７０ リング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ターゲットと、前記ターゲットの裏側に
   配置された磁石ユニットと、前記磁石ユニットを前記タ
   ーゲットに対して移動させる磁石ユニット移動機構とを
   備えるスパッタリング装置のマグネトロンカソードにお
   いて、 前記ターゲットの表面が、中央の平坦部と、前記平坦部
   よりも外側に位置する傾斜部とからなり、前記傾斜部は
   ターゲットの外周に近づくにつれて前記磁石ユニットか
   ら離れるような方向に傾斜していることを特徴とするマ
   グネトロンカソード。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のマグネトロンカソード
   において、前記傾斜部は、前記平坦部の延長線に対して
   傾斜角度αで傾斜しており、この傾斜角度αが５度〜４
   ５度の範囲内であることを特徴とするマグネトロンカソ
   ード。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のマグネトロン
   カソードにおいて、前記平坦部に垂直な方向から見て、
   前記磁石ユニットの中心は前記ターゲットの中心から偏
   心しており、前記磁石ユニット移動機構の働きによって
   前記磁石ユニットは前記ターゲットの中心の回りを回転
   することを特徴とするマグネトロンカソード。
4. 【請求項４】 請求項１から３までのいずれか１項に記
   載のマグネトロンカソードにおいて、前記ターゲットの
   側面は前記平坦部に対して垂直であることを特徴とする
   マグネトロンカソード。
5. 【請求項５】 請求項１から４までのいずれか１項に記
   載のマグネトロンカソードにおいて、前記ターゲットの
   外周部において、ターゲットの材質よりも透磁率の高い
   材料が、ターゲットの表面に露出しないようにターゲッ
   トに組み込まれていることを特徴とするマグネトロンカ
   ソード。