JP2755776B2 - 高速成膜スパッタリング装置 - Google Patents
高速成膜スパッタリング装置Info
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- JP2755776B2 JP2755776B2 JP2102997A JP10299790A JP2755776B2 JP 2755776 B2 JP2755776 B2 JP 2755776B2 JP 2102997 A JP2102997 A JP 2102997A JP 10299790 A JP10299790 A JP 10299790A JP 2755776 B2 JP2755776 B2 JP 2755776B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プラスチックフィルム、紙、鋼板等の表面
に機能性薄膜を形成するためのスパッタリング装置に関
する。
に機能性薄膜を形成するためのスパッタリング装置に関
する。
（従来の技術） 第３図〜第５図は特開昭60−46369号公報に記載の対
向ターゲット式スパッタリング装置の概念図であり、第
３図はターゲットと基板との配置状態を示す斜視図であ
り、第４図は対向ターゲット式スパッタリング装置の全
体の断面図であり、第５図は第４図のＡ−Ａ矢視平面図
である。
向ターゲット式スパッタリング装置の概念図であり、第
３図はターゲットと基板との配置状態を示す斜視図であ
り、第４図は対向ターゲット式スパッタリング装置の全
体の断面図であり、第５図は第４図のＡ−Ａ矢視平面図
である。
第３図においては、ホルダー22,22aに保持された一対
の角形ターゲット21,21aの空間部の側方に、冷却ロール
20を平行に配置し、該冷却ロール20に巻装させた連続テ
ープ状の基板19を移送させながら、上記空間部からのプ
ラズマ流により基板19上に成膜するものである。
の角形ターゲット21,21aの空間部の側方に、冷却ロール
20を平行に配置し、該冷却ロール20に巻装させた連続テ
ープ状の基板19を移送させながら、上記空間部からのプ
ラズマ流により基板19上に成膜するものである。
第４図においては、ホルダー22,22aに保持されたター
ゲット21,21aは、空間部23を隔てて対向させた長方形平
板状の強磁性体よりなる角形ターゲットであり、該ター
ゲット21,21aのスパッタ面25,25aと僅かな間隔を隔てて
その周辺部外方にシールドリング24,24aを覆設し、該シ
ールドリング24,24aは上記ターゲットホルダー22,22aと
絶縁体26,26aにより絶縁して接地させている。第５図に
示すシールドチップ27,27aは、角形ターゲット21,21aの
周辺部に設けたシールドリング24,24aの略中央部６カ所
に適宜間隔で配置し、上方に突出するように相対峙させ
る。該シールドチップ27,27aはシールドリング24,24aを
介して接地される。また、角形ターゲット21,21aの背面
には永久磁石28,28aが配置され、角形ターゲット21,21a
のスパッタ面25,25aに垂直方向の磁界を発生するように
それぞれ対向配置する。真空槽29は角形ターゲット21,2
1a及び空間部23を包囲する。
ゲット21,21aは、空間部23を隔てて対向させた長方形平
板状の強磁性体よりなる角形ターゲットであり、該ター
ゲット21,21aのスパッタ面25,25aと僅かな間隔を隔てて
その周辺部外方にシールドリング24,24aを覆設し、該シ
ールドリング24,24aは上記ターゲットホルダー22,22aと
絶縁体26,26aにより絶縁して接地させている。第５図に
示すシールドチップ27,27aは、角形ターゲット21,21aの
周辺部に設けたシールドリング24,24aの略中央部６カ所
に適宜間隔で配置し、上方に突出するように相対峙させ
る。該シールドチップ27,27aはシールドリング24,24aを
介して接地される。また、角形ターゲット21,21aの背面
には永久磁石28,28aが配置され、角形ターゲット21,21a
のスパッタ面25,25aに垂直方向の磁界を発生するように
それぞれ対向配置する。真空槽29は角形ターゲット21,2
1a及び空間部23を包囲する。
第４図の装置による成膜の手順を説明すると、まず、
真空槽29内部を真空排気し、アルゴン等のスパッタガス
を導入し、その後角形ターゲット21,21aを陰極とするよ
うに電圧を印加し、接地されたシールドリング21,21aと
の間にグロー放電を発生させ、永久磁石28.28aによる角
形ターゲット21,21aに対して垂直方向の磁界により、空
間部23内に上記角形ターゲット21,21aの金属原子、二次
電子及びアルゴンガスイオン等の飛散したプラズマ状態
が形成される。空間部23内に突出して配置されたシール
ドチップ27,27aがプラズマ空間部内の二次電子を吸収し
てアルゴンガスのイオン化を制御してプラズマ密度の均
一化をする。このように均一化されたプラズマ空間部内
の金属原子は衝突を繰り返しながらエネルギーを失いつ
つ拡散によって、空間部23の側方の基板19に被着し、成
膜される。
真空槽29内部を真空排気し、アルゴン等のスパッタガス
を導入し、その後角形ターゲット21,21aを陰極とするよ
うに電圧を印加し、接地されたシールドリング21,21aと
の間にグロー放電を発生させ、永久磁石28.28aによる角
形ターゲット21,21aに対して垂直方向の磁界により、空
間部23内に上記角形ターゲット21,21aの金属原子、二次
電子及びアルゴンガスイオン等の飛散したプラズマ状態
が形成される。空間部23内に突出して配置されたシール
ドチップ27,27aがプラズマ空間部内の二次電子を吸収し
てアルゴンガスのイオン化を制御してプラズマ密度の均
一化をする。このように均一化されたプラズマ空間部内
の金属原子は衝突を繰り返しながらエネルギーを失いつ
つ拡散によって、空間部23の側方の基板19に被着し、成
膜される。
（発明が解決しようとする課題） 上記の対向ターゲット式スパッタリング装置は、二極
スパッタリング装置やマグネトロンスパッタリング装置
等に比べて薄膜形成速度が大きいが、工業上幅広く利用
されている真空蒸着装置に比べると、10分の１以下の薄
膜形成速度しか得らていない。
スパッタリング装置やマグネトロンスパッタリング装置
等に比べて薄膜形成速度が大きいが、工業上幅広く利用
されている真空蒸着装置に比べると、10分の１以下の薄
膜形成速度しか得らていない。
これは安定したグロー放電を維持するためのプラズマ
空間部におけるプラズマ密度に制約があるからである。
上記第４図に示した例では、スパッタ面に垂直な磁界を
印加することにより、プラズマ密度を向上させている
が、一対の角形ターゲットを使用する構造であるため、
基板への薄膜形成速度が不十分である。また、上記のス
パッタリング装置を複数設置することも考えられるが、
装置全体が大きくなり、高価になるという問題がある。
空間部におけるプラズマ密度に制約があるからである。
上記第４図に示した例では、スパッタ面に垂直な磁界を
印加することにより、プラズマ密度を向上させている
が、一対の角形ターゲットを使用する構造であるため、
基板への薄膜形成速度が不十分である。また、上記のス
パッタリング装置を複数設置することも考えられるが、
装置全体が大きくなり、高価になるという問題がある。
そこで、本発明は、上記の問題点を解消し、コンパク
トで安価な高速成膜スパッタリング装置を提供しようと
するものである。
トで安価な高速成膜スパッタリング装置を提供しようと
するものである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、陰極となる一対の角形ターゲットのスパッ
タ面を対向させ、該スパッタ面の間のプラズマ空間部の
側方に基板を配置した高速成膜スパッタリング装置にお
いて、上記プラズマ空間部の側方に上記基板を保持する
ための冷却ロールを設け、該冷却ロール上を通過する基
板表面に対し、上記プラズマ空間部が対向するように上
記角形ターゲットを複数配置して基板の周囲にプラズマ
空間部を環状に形成し、上記角形ターゲットの背面には
スパッタ面に略垂直な磁界を印加するように、磁石を配
置したことを特徴とする高速成膜スパッタリング装置で
ある。
タ面を対向させ、該スパッタ面の間のプラズマ空間部の
側方に基板を配置した高速成膜スパッタリング装置にお
いて、上記プラズマ空間部の側方に上記基板を保持する
ための冷却ロールを設け、該冷却ロール上を通過する基
板表面に対し、上記プラズマ空間部が対向するように上
記角形ターゲットを複数配置して基板の周囲にプラズマ
空間部を環状に形成し、上記角形ターゲットの背面には
スパッタ面に略垂直な磁界を印加するように、磁石を配
置したことを特徴とする高速成膜スパッタリング装置で
ある。
（作用） 本発明による対向ターゲットの放電の原理は、対をな
すターゲットの背面に永久磁石の両極をそれぞれ配置す
ることにより、磁力線が複数のターゲットのスパッタ面
に対して垂直に貫くように形成される。そして、該ター
ゲットを陰極としてDC又はRFの高電圧を印加してターゲ
ットの間で放電を発生させ、ターゲット間のガスを電離
させてプラズマを生成する。ファラデーの法則により、
ターゲットに直交する磁力線のまわりの電子が螺旋運動
を開始して他の原子と衝突して電離を促進するため、プ
ラズマ密度が増加し、イオン化領域が広くなり、薄膜形
成速度を増加させることができる。そして、従来の対向
ターゲット式スパッタリング装置が、ターゲット毎に永
久磁石を配置するのに対して、本発明では、ターゲット
の背面に設ける１つの永久磁石が、隣接する２つのター
ゲットに作用するため、使用する永久磁石の数を大幅に
減少させることができ、限られた容積の真空槽内に複数
対のターゲットを容易に組み込むことができるととも
に、複数対のターゲットにより同時に成膜することがで
きるところから、薄膜形成速度を飛躍的に増大させるこ
とができる。
すターゲットの背面に永久磁石の両極をそれぞれ配置す
ることにより、磁力線が複数のターゲットのスパッタ面
に対して垂直に貫くように形成される。そして、該ター
ゲットを陰極としてDC又はRFの高電圧を印加してターゲ
ットの間で放電を発生させ、ターゲット間のガスを電離
させてプラズマを生成する。ファラデーの法則により、
ターゲットに直交する磁力線のまわりの電子が螺旋運動
を開始して他の原子と衝突して電離を促進するため、プ
ラズマ密度が増加し、イオン化領域が広くなり、薄膜形
成速度を増加させることができる。そして、従来の対向
ターゲット式スパッタリング装置が、ターゲット毎に永
久磁石を配置するのに対して、本発明では、ターゲット
の背面に設ける１つの永久磁石が、隣接する２つのター
ゲットに作用するため、使用する永久磁石の数を大幅に
減少させることができ、限られた容積の真空槽内に複数
対のターゲットを容易に組み込むことができるととも
に、複数対のターゲットにより同時に成膜することがで
きるところから、薄膜形成速度を飛躍的に増大させるこ
とができる。
（実施例） 第１図は本発明の１実施例である高速成膜スパッタリ
ング装置の断面を示した概念図であり、第２図は第１図
の斜視図である。
ング装置の断面を示した概念図であり、第２図は第１図
の斜視図である。
真空槽１内に、背面に永久磁石を備えた角形ターゲッ
トのプラズマ空間部13,14,15の側方に冷却ロール18を配
置して、該冷却ロールに沿って移送する基板16上に成膜
17を形成するものである。図には３組の角形ターゲット
2,2a、3,3a、4,4aをホルダー5,5a、6,6a、7,7aで背面よ
り保持し（第２図参照）、空間部13,14,15をそれぞれ介
して対向させ、隣接するターゲットの間に永久磁石8,9,
10,11を配置したもので、磁石の極は図のようにターゲ
ットに向けることにより、ターゲットのスパッタ面に垂
直な磁力線Ｂが矢印のように形成される。なお、永久磁
石は基板16に向かってターゲットの前後の端部に設けて
もよいし、ターゲットの背面全体に設けてもよい。図面
の装置では、冷却ロール18の上の基板16に向けてプラズ
マ空間部を形成するために、角形ターゲットのホルダー
及び永久磁石の両端を円弧状の架台12,12aで保持する。
トのプラズマ空間部13,14,15の側方に冷却ロール18を配
置して、該冷却ロールに沿って移送する基板16上に成膜
17を形成するものである。図には３組の角形ターゲット
2,2a、3,3a、4,4aをホルダー5,5a、6,6a、7,7aで背面よ
り保持し（第２図参照）、空間部13,14,15をそれぞれ介
して対向させ、隣接するターゲットの間に永久磁石8,9,
10,11を配置したもので、磁石の極は図のようにターゲ
ットに向けることにより、ターゲットのスパッタ面に垂
直な磁力線Ｂが矢印のように形成される。なお、永久磁
石は基板16に向かってターゲットの前後の端部に設けて
もよいし、ターゲットの背面全体に設けてもよい。図面
の装置では、冷却ロール18の上の基板16に向けてプラズ
マ空間部を形成するために、角形ターゲットのホルダー
及び永久磁石の両端を円弧状の架台12,12aで保持する。
次に、この装置を用いた成膜スパッタリング操作を説
明する。まず、ホルダーの所定のターゲットを装着す
る。真空槽１の内部を真空排気してから、アルゴン等の
スパッタガスを導入し、角形ターゲットを陰極として電
圧を印加してスパッタ面に垂直な磁力線Ｂを形成し、タ
ーゲットからスパッタリングされて飛び出した原子、二
次電子及びアルゴンガスイオン等の飛散したプラズマが
形成される。プラズマ空間部内のターゲット材の原子
は、磁力線Ｂのまわりに螺旋運動する電子γなどと衝突
を繰り返しながらエネルギーを失いつつ拡散し、イオン
化領域βを広げ、高速で空間部の側方の基板16に付着し
て成膜17を形成する。図の装置では、角形ターゲット2,
2aの原子が付着して形成された成膜の上に、角形ターゲ
ット3,3aの原子が付着し、さらに、角形ターゲット4,4a
の原子が付着して成膜の厚さを増してゆく。３対の角形
ターゲット材料が同じ場合は、一対のものに比べて３倍
の成膜速度を得ることができる。また、異なる角形ター
ゲット材料を使用するときには、ターゲットとは異なる
組成比の成膜が得られる。
明する。まず、ホルダーの所定のターゲットを装着す
る。真空槽１の内部を真空排気してから、アルゴン等の
スパッタガスを導入し、角形ターゲットを陰極として電
圧を印加してスパッタ面に垂直な磁力線Ｂを形成し、タ
ーゲットからスパッタリングされて飛び出した原子、二
次電子及びアルゴンガスイオン等の飛散したプラズマが
形成される。プラズマ空間部内のターゲット材の原子
は、磁力線Ｂのまわりに螺旋運動する電子γなどと衝突
を繰り返しながらエネルギーを失いつつ拡散し、イオン
化領域βを広げ、高速で空間部の側方の基板16に付着し
て成膜17を形成する。図の装置では、角形ターゲット2,
2aの原子が付着して形成された成膜の上に、角形ターゲ
ット3,3aの原子が付着し、さらに、角形ターゲット4,4a
の原子が付着して成膜の厚さを増してゆく。３対の角形
ターゲット材料が同じ場合は、一対のものに比べて３倍
の成膜速度を得ることができる。また、異なる角形ター
ゲット材料を使用するときには、ターゲットとは異なる
組成比の成膜が得られる。
なお、対向する角形ターゲットの使用組み数は、上記
の３組に限定されるものではなく、その目的に応じて選
択される。
の３組に限定されるものではなく、その目的に応じて選
択される。
（発明の効果） 本発明は、上記の構成を採用することにより、複数対
の対向ターゲットを限られた容積の真空槽に容易に組み
込むことができ、比較的小さな冷却ロールの上を移送す
る基板に対してもプラズマ空間部を対面させることがで
き、全体としてコンパクトに装置を構成することができ
る。また、プラズマ密度も増大させることができるた
め、高速成膜機能を容易に確保することができる。
の対向ターゲットを限られた容積の真空槽に容易に組み
込むことができ、比較的小さな冷却ロールの上を移送す
る基板に対してもプラズマ空間部を対面させることがで
き、全体としてコンパクトに装置を構成することができ
る。また、プラズマ密度も増大させることができるた
め、高速成膜機能を容易に確保することができる。
第１図は本発明の１実施例である高速成膜スパッタリン
グ装置の断面を示した概念図、第２図は第１図の斜視
図、第３図は従来の対向ターゲット式スパッタリング装
置における、ターゲットと基板との配置状態を示す斜視
図であり、第４図は従来の対向ターゲット式スパッタリ
ング装置の全体の断面図であり、第５図は第４図のＡ−
Ａ矢視平面図である。
グ装置の断面を示した概念図、第２図は第１図の斜視
図、第３図は従来の対向ターゲット式スパッタリング装
置における、ターゲットと基板との配置状態を示す斜視
図であり、第４図は従来の対向ターゲット式スパッタリ
ング装置の全体の断面図であり、第５図は第４図のＡ−
Ａ矢視平面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−182711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−54789（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−46369（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58
Claims (1)
- 【請求項１】陰極となる一対の角形ターゲットのスパッ
タ面を対向させ、該スパッタ面の間のプラズマ空間部の
側方に基板を配置した高速成膜スパッタリング装置にお
いて、上記プラズマ空間部の側方に上記基板を保持する
ための冷却ロールを設け、該冷却ロール上を通過する基
板表面に対し、上記プラズマ空間部が対向するように上
記角形ターゲットを複数配置して基板の周囲にプラズマ
空間部を環状に形成し、上記角形ターゲットの背面には
スパッタ面に略垂直な磁界を印加するように、磁石を配
置したことを特徴とする高速成膜スパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102997A JP2755776B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 高速成膜スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2102997A JP2755776B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 高速成膜スパッタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042773A JPH042773A (ja) | 1992-01-07 |
| JP2755776B2 true JP2755776B2 (ja) | 1998-05-25 |
Family
ID=14342328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2102997A Expired - Lifetime JP2755776B2 (ja) | 1990-04-20 | 1990-04-20 | 高速成膜スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2755776B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006070623A1 (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Fts Corporation | 対向ターゲット式スパッタ装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008266676A (ja) * | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Choshu Industry Co Ltd | 合金薄膜の製造装置及び方法 |
| CN116837332B (zh) * | 2023-05-09 | 2023-11-17 | 宁波招宝磁业有限公司 | 一种钕铁硼磁体表面磁控溅射方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60182711A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-18 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 磁性薄膜の形成方法およびその装置 |
| JPS6354789A (ja) * | 1986-08-26 | 1988-03-09 | Toshiba Corp | ガスレ−ザ装置 |
-
1990
- 1990-04-20 JP JP2102997A patent/JP2755776B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006070623A1 (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-06 | Fts Corporation | 対向ターゲット式スパッタ装置 |
| CN100540728C (zh) * | 2004-12-28 | 2009-09-16 | F·T·S·股份有限公司 | 对向靶材式溅镀装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH042773A (ja) | 1992-01-07 |
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