JPH01177370A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ターゲットをスパッタして得られ゛た蒸着物
質を被蒸着体へ蒸着させることにより、薄膜を成膜する
ようにした成膜装置に関し、特にターゲットの消耗を均
一化させるようにした成膜装置に関するものである。

（従来の技術） 近年においては、デジタルデータ等を記録する光ディス
ク等の光学的記録媒体の研究開発に伴い、このようなデ
ジタルデータを記録するための記録膜を成膜するための
成膜装置が種々開発されている。

従来のこのような成膜装置は、ターゲットと、このター
ゲットをスパッタして得られた蒸着物質を蒸着させるた
めの被蒸着体である基板等を成膜真空槽内に設は構成さ
れている。

また、成膜作業は、この成膜真空槽内を例えば５Ｘ１０
”３Ｔｏｒｒ程度の高真空に維持するとともに、この高
真空に維持された成膜真空槽内へ微量のＡｒ　　（アル
ゴン）ガスを供給し、このＡｒガスの雰囲気中でグロー
放電を発生させる。次に、グロー放電により生成された
Ａｒイオンによってターゲットをスパッタし、このスパ
ッタにより得られた蒸着物質を基板へ蒸着するようにし
て行なわれる。

第５図は従来の成膜装置で用いられるターゲット１００
と、このターゲット１００の周辺の装置構成を示したも
のである。

ターゲット１００は枠体１０３の上側に固定されるとと
もに、枠体１０３の下側、すなわちターゲット１００と
対向する位けに複数の永久磁石を収納したマグネット収
納体１０５が図示しない回転駆動源によって回動自在に
構成されている。

第６図は第５図のｘ−Ｘから見た場合を示した説明図で
あり、第５図および第６図に示すように、マグネット収
納体１０５は、円柱体を形成している。このマグネット
収納体１０５は、マグネット収納体１０５の中心軸Ｐか
ら所定量だけ偏位した回転中心Ｒ１を通る回転軸Ｒを中
心にして回転する。

すなわち、第７図に示すように、マグネット収納体１０
５は、中心点Ｐ１から所定量だけ偏位した地点である回
転中心Ｒ１を中心として回転する、いわゆる偏心回転を
行なう。

また、円柱体であるマグネット収納体１０５の内部には
、第８図に示すように、複数の棒状の永久磁石、いわゆ
る棒磁石１０７が等間隔で配置されている。

これらの複数の棒磁石１０７のそれぞれは同一の磁極の
強さを有しており、このような磁極の強さが均一な複数
の棒磁石１０７を収納したマグネット収納体１０５を側
面から見た場合には、第９図に示すような磁力線Ｈの分
布が認められる。すなわち、マグネット収納体１０５の
中心点Ｐ１近傍においては、磁力線Ｈの分布が少なく、
逆に棒磁石１０７が存在する位置、すなわち棒磁石１０
７と対向する位置では、磁力線Ｈの密度が高くなるトー
ラス（ドーナツ）型の磁力線のトンネルを形成する。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第９図に示すような磁力線Ｈの分布状態
を示すマグネット収納体１０５を回転中心Ｒ１を中心に
偏心して回転させると、この偏心した回転によっても磁
力線Ｈの分布密度が十分に均一とはならないことから、
この磁力線Ｈの分布密度に対応してターゲット１００の
消耗に偏りが生じる。

すなわち、第１０図中、磁力線のトンネルに沿った部分
の地点ａおよび地点すに示されるように磁力線Ｈの分布
密度が高い地点においては、ターゲット１００が選択的
にスパッタされ、従ってこの部分のターゲット１００の
消耗が激しく、また逆に第１０図の地点Ｃおよび地点ｄ
に示すように、磁力線ト］の分布密度が低い地点ではタ
ーゲット１００がそれほど消耗されず、全体としてター
ゲット１００が不均一に消耗されてしまう。

そのため、第１０図に示すようにターゲット１００の特
定な地点ａもしくは地点すの消耗が激しい場合には、他
の地点での消耗がきわめて少ない場合であっても、ター
ゲット１００を交換する必要があり、ターゲット１００
の利用効率を改善することが望まれていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、ターゲットの
表面の消耗を均一化し、ターゲットの利用効率を改善す
るようにした成膜装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明が提供する成膜装置は
、磁界発生手段を固設した基体をターゲットの近傍に配
設すると共に、この基体を回転しながらターゲットをス
パッタし、このスパッタによって得られる蒸着物質を被
蒸着体へ蒸着させて成膜を行なう成膜装置に、磁界発生
手段をターゲットに作用する磁界の強さが非点対称とな
るように基体に配置して固定した。

（作用） 本発明は蒸着物質で形成されるターゲットをスパッタし
、このスパッタにより得られた蒸着物質を基板等の被蒸
着体へ蒸着させることにより、薄膜の成膜を行なう。こ
のようなターゲットのスパッタを行なう際に、ターゲッ
トの表面に作用する磁界の強さを非点対称に設定するこ
とにより、ターゲット表面のスパッタを均一にし、ター
ゲットの消耗を均一化させるようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明に係る一実施例を図面を参照して詳細に説
明する。

まず、第２図を参照して本発明が適用される成膜装置の
全体的な構成を説明する。

成膜真空槽５は、槽内にｉ’１ｌｌｌを形成させるため
の基板１と、蒸着物質、例えばテルル（Ｔｅ）をイオン
化して構内に供給するためのターゲット３とを配置して
いる。

ターゲット３は枠体７の上側に固着されており、この枠
体７の内側、すなわちターゲット３と対向する位置にマ
グネット収納体９を回転自在に設けている。このマグネ
ット収納体９はターゲット３の表面の磁界の強さを非点
対称に設定する磁界設定手段である。

また、ターゲット３はスイッチＳを介して所定の直流電
源Ｅに接続されており、スイッチＳを閉じることにより
、所定の負電圧がターゲット３へ印加される。成膜真空
槽５とａ−タリボンプ１１との間には微調整用のコンダ
クタンスバルブ１３と電磁弁１５が配置されている。こ
のロータリポンプ１１は粗引用の排気手段であり、コン
ダクタンスバルブ１３を全開状態に設定するとともに、
電磁弁１５を開放してロータリポンプ１１を駆動し、成
ＩＩＩ寞空［５内の圧力を例えば５Ｘ１０−２Ｔｏｒｒ
程度に粗引きする。その後、電磁弁１５を閉鎖するとと
もに、電磁弁１７を開放してメインクライオポンプ１９
を駆動する。このメインクライオポンプ１９を駆動する
ことにより、成膜真空槽５内に存在する気体分子を吸着
して真空成膜槽５内の圧力をさらに高真空に設定する。

成膜真空槽５にはイオンゲージ２１が取付けられており
、このイオンゲージ２１は成膜真空槽５内の圧力を計測
し、計測した真空度の信号を制御部２３へ送出する。制
御部２３にはマイクロコンピュータ等の処理手段を備え
ており、前述したイオンゲージ２１からの信号に基づい
て種々の制御指令を送出する。すなわら、ｉｌｌ　１１
部２３は、コンダクタンスバルブ１３と電磁弁１７との
それぞれに接続されており、イオンゲージ２１からの信
号に基づいてコンダクタンスバルブ１３の開度を調整す
ることにより、成膜真空槽５内の圧力を例えば５Ｘ１０
−５ＴＯｒｒ以下に設定する。

ボンベ２５はＡｒガス等の不活性ガスを封入しており、
このボンベ２５からのＡｒガスはマスフローコントロー
ラ２７および電磁弁２９を介して成膜真空槽５内へ供給
される。このときのマスフローコントローラ２７の開度
は制御部２３からの制御指令に基づいて調整される。こ
のようにマスフローコントローラ２７を介して供給され
た微量のＡｒガスの一部は前述したメインクライオポン
プ１９により吸引されることから、成膜真空ＷＪＳ内の
圧力は所定の高真空状態、例えば５Ｘ１０−”７０ｒｒ
に設定される。

以上のようなＡｒ　　（アルゴン）ガスの圧力コントロ
ールが終了すると、いわゆるプラズマ法によるスパッタ
蒸着が実行される。すなわち、成膜真空槽５内では、Ａ
ｒガスの雰囲気中でグロー放電を発生させ、このグロー
放電により生成されたＡｒイオンによってターゲット３
のスパッタを実行する。このターゲット３のスパッタに
より得られた蒸着物質であるテルル（Ｔｅ　）の微粒子
を基板１へ蒸着させる。このとき基板１を回転させるこ
とにより、蒸着物質であるテルル（Ｔｏ　）の蒸着を均
一化させるようにしている。

次に第１図を参照して本発明に係る一実施例の要部を詳
細に説明する。

第１図は第２図に示した円筒形のマグネット収納体９の
内部を示したものであり、第１図に示すように、マグネ
ット収納体９には複数の棒磁石３１が特定の関連をもっ
て位置付けされた状態で配列されている。複数の棒磁石
３１のそれぞれはマグネット収納体９の中心方向にＳ極
を配置するとともに、マグネット収納体９の外側にＮ極
を配置している。これらの複数の棒磁石３１のそれぞれ
のｌａ極の強さは均一に設定されている。また、複数の
棒磁石３１の一部は、それぞれマグネット収納体９の特
定される位置に密な状態に配列され、まｌζ他の一部の
棒磁石３１は他の特定される位置に粗な状態に配列され
ている。このようにマグネット収納体９の内部において
、複数の棒磁石３１の配列を所定の粗密状態に設定した
ことにより、第３図に示すように、マグネット収納体９
の表面の磁界の強さは非点対称に設定される。

すなわち、複数の棒磁石３１を第１図に示すような配列
構成にした場合には、第３図に示すように、領域Ｃの磁
界の強さが領域Ａの磁界の強さよりも、大きく設定され
る。また、領域Ｂの磁界の強さが領域Ｃの磁界の強さよ
りさらに大きな値に決定される。このようなマグネット
収納体９の表面上の磁界の強さが非点対称に設定された
マグネット収納体９を枠体７の中において回転中心を所
定の母だけ偏位して回転させる。すなわち、マグネット
収納体９はマグネット収納体９の中心位置Ｐ１から所定
の量だけ偏位させた地点を回転中心Ｒ１とし、この回転
中心Ｒ１を中心にして偏位した状態で回転する。このよ
うに磁界の強さが非点対称に設定されたマグネット収納
体９を偏位させた状態で回転させることにより、このマ
グネット収納体９と対向する位置に配置されたターゲッ
ト３の表面の磁界の強さも、非点対称に設定される。

次に本実施例の作用を操作手順に従って説明する。

まず、コンダクタンスバルブ１３および電磁弁１５を開
放し、ロータリポンプ１１を駆動して成膜真空槽５内の
圧力を所定の圧力以下に排気する。

次に′ＩＩｉ磁弁１５をｖ！１鎖し、電磁弁１７を開放
してメインタライオボンプ１９を駆動することにより、
成ｍ真空槽５内を高真空状態に設定する。

次に電磁弁２９を開放するとともにマスフローコントロ
ーラ２７の開度を調整して、ボンベ２５がら微量のＡｒ
ガスを成膜真空１ｆ１５へ供給する。

一方、スイッチＳを閉じてターゲット３へ所定の負電源
を印加する一方、マグネット収納体９を偏心した状態で
回転させる。

プラズマ法によるスパッタ蒸着が開始されると、成膜真
空槽５内ではＡｒガスの雰囲気中でグロー放電が発生し
、Ａｒイオンによってターゲット３のスパッタを実行す
る。このとき、第３図に示したように磁界の強さが非点
対称に設定されたマグネット収納体９を偏心させて回転
させることがら、ターゲット３の表面の磁界の強さも非
点対称に設定されており、ターゲット３の表面が均一に
スパッタされる。

したがって、第４図に示すように、ターゲット３の表面
が均一に消耗される。

このようにターゲット３の表面を均一にスパッタして得
られた蒸着物質であるテルル（Ｔｅ　）の微粒子が基板
１の表面へ蒸着される。

なお、第１図に示した実施例では、複数の棒磁石３１の
磁極の配置をＳ極をマグネット収納体９の中心側に配置
するとともに、Ｎ極をマグネット収納体９の外側に配置
した場合を例にとって示したが、逆の配置構成すなわち
、Ｓ極をマグネット収納体９の外側に配置す、るととも
に、Ｎ極をマグネット収納体９の中心側に配置するよう
にしてもよい。

また、第１図に示した実施例では、ターゲット３０表面
の磁界の強さを非点対称に設定するｌζめの磁界設定手
段を複数の棒磁石３１を配列して構成したが、本発明は
これに限定されることなく、例えば電磁石などにより構
成することができる。

このように永久磁石である棒磁石３１の代りに電磁石を
用いて構成した場合には、ターゲット３の表面の磁界の
強さを非点対称となるように容易に設定することができ
る。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明によれば、ターゲット
の表面の磁界の強さを非点対称に設定するようにしたこ
とから、ターゲットの表面のスパッタを均一化させるこ
とができ、ターゲットの利用効率をさらに改善させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した説明図、第２図は第
１図に示した実施例が適用される成膜装置の全体的な構
成を示したブロック図、第３図は第１図に示した実施例
の作用を示した説明図、第４図は第２図に示したターゲ
ットの消耗状態を示した説明図、第５図は従来例を示し
た側面図、第６図は第５図のＸ−Ｘから見た場合を示し
た説明図、第７図は第６図の回転中心の偏心状態を示し
た説明図、第８図は第７図に示したマグネット収納体の
内部の棒磁石の配置構成を示した説明図、第９図は第８
図に示したマグネット収納体の表面の磁力線の分布状態
を示した説明図、第１０図は第８図におけるターゲット
の消耗状態を示した説明図である。 ３・・・ターゲット　　９・・・マグネット収納体３１
・・・棒磁石

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁界発生手段を固設した基体をターゲットの近傍
   に配設すると共に、この基体を回転しながらターゲット
   をスパッタし、このスパッタによつて得られる蒸着物質
   を被蒸着体へ蒸着させて成膜を行なう成膜装置において
   、 前記磁界発生手段は、ターゲットに作用する磁界の強さ
   が非点対称となるように基体に配置して固定されること
   を特徴とする成膜装置。