JPH01219158A - 合金薄膜製造装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はイオンビームを金属面に照射し、基板の表面に
金属薄膜をスパッタリングにより被覆する装置に関する
。

（従来の技術） 第５図に示すものは従来のスパッタ装置を説明するため
の縦断面図で、真空槽ａを真空にするためのクライオポ
ンプｂおよびメカニカルポンプＣが付随しており、真空
槽ａを真空状態に保つ。ターゲットホルダーｄは矢印方
向に回転可能であり４面にターゲット材ｅ金属を固着し
てターゲット面を形成する。ｆはイオンガン、ｇはミニ
イオンガンである。基板りは基板ホルダーｋに固定され
る。基板りの表面に薄膜を形成するには基板りの表面に
スパッタリングを施す。すなわち、ターゲットホルダー
ｄに固着したターゲット材ｅにイオンガンｆからのイオ
ンガスを照射し、反射したイオンガスが基板りに当たる
ようにターゲットホルダーｄの方向を定める。ミニイオ
ンガンｇからの低エネルギーのイオンが成膜中の基板り
にも照射するように基板ホルダーにの角度を決定し、イ
オンガンｆからのイオン照射を行なう、基板ホルダ−に
はＯ″から９０″の回動範囲がある。ターゲットホルダ
ーｄはターゲットｈを変更するときに回転してターゲッ
トを変更しその向きを調整することが出来る。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の例においては２種以上の金属ターゲットを組
合せてはスパッタリングすることができないが、本発明
においては、異種金属を組み合わせ合金状のスパッタリ
ングを可能とするもので、たとえターゲットが合金化し
にくい金属同志であっても、合金状の薄膜を基板の表面
に形成することが出来る装置を提供することを本発明の
課題とする。

（課題を解決しようとする手段） 本発明は回転軸に垂直な面に複数種の金属を装着してタ
ーゲット面を構成してなる水冷式ターゲットホルダーと
、前記ターゲット面に斜めからアルゴンガス等を照射す
るイオンガンと、該イオンガンによって発生するイオン
を前記ターゲット面に反射せしめ、ターゲット面のター
ゲット材をスパッタリングにより付着させる基板を取付
ける基板ホルダーとを真空槽内に設けてなる合金薄膜製
造装置である。また、前記イオンガンを首振り式にして
前記ターゲット面の面積範囲にイオンを照射するように
したことをも含む。

（作用） 上記の構成であるので、真空槽内に基板を配置し、該基
板に対しイオンガンから照射したイオンガスがターゲッ
ト面に照射され、ターゲット面で反射されてターゲット
材の一部が基板にスパッタリングされる。ターゲット面
はターゲットホルダーの回転軸に直角に構成されている
のでターゲットホルダーの回転に伴い該ターゲット面は
回転面となる。該ターゲラ１−面には複数種の金属が配
置されているのでターゲット面の回転によって、それら
の金属のいずれにもイオンガスが照射され、基板の表面
にスパッタリングされる。従って、基板の表面はそれら
の金属の合金となり合金薄膜を形成することが出来るも
のである。なお、合金の金属割合はターゲット面の金属
配置、あるいは回転角速度を分割ターゲットごとに制御
するなどによって調整することができる。

（実施例） 次に本発明を実施例によって説明すると、第１図は合金
薄膜製造装置１の縦断面図で、真空４！２の片側にイオ
ンガン３が装着される。該イオンガン３にはイオン発生
機３ａが内蔵され外部から供給するアルゴンガスＡｒに
よってイオンガスを真空槽２内に照射する。真空槽２内
にはイオンガスの照射部に斜めのターゲット面４ａを有
するターゲットホルダー４が取付けられる。そして、該
ターゲット面４ａによってイオンガスが反射される位置
に基板５を固定する基板ホルダー６が設けられる。第２
図は第１図のｎ−ｎ矢視図で前記ターゲット面４ａの正
面図に相当する。ターゲット面４ａはドーナツ状に形成
され複数個の異種金属Ａ。

Ｂ、Ｃが円周に沿って扇状に配列される。そして、該ド
ーナツ状のターゲット面４ａは中心ｍを軸として回転す
る。また、第１図に示されるようにターゲットホルダー
４の回転軸４ｂは内部が水冷式に構成されている。４ｃ
は軸受である。

上記の構成による作用をその作動と共に述べると、金属
の薄膜を付着させたい基板５を基板ホルダー６に固定す
ると共に、ターゲット面４ａに合金として求める夫々、
の金属板Ａ、Ｂ、Ｃを配列する。次に真空槽２内の空気
をポンプ（図示省略）によって排除する。

真空槽内の真空度が基準に到達した時点で、ターゲット
ホルダー４を回転しイオンガン３のイオンガス照射を開
始する。ターゲットホルダー４の回転に伴いターゲット
面４ａが回転し、数種類の積層金属膜が合金の形で生成
され、基板５に向けてスパッタされる。

第３図は他の実施例を示す縦断面図、第４図は第３図の
ＩＶ　−ＩＶ矢視図である。基本的には第１図および第
２図と同様であるので同一の符号を付す。

この実施例においてはイオンガン３は首振り形式で真空
ＷＩ２とイオンガン３との間にベローズ３ｂを設け、調
整用のボールネジ３Ｃによってベローズ３ｂを伸縮しイ
オンガスの照射角を変更するように構成している。また
、第４図に示すようにターゲット面４ａはドーナツ形状
でなく円形にしている。作用および作動状況については
殆ど同じであるが、イオンガン３を首振り式にすること
によってターゲット面の広い範囲にイオンガスを照射す
ることができ、基板５の表面にスパッタする金属の種類
を調整することが出来る。

（発明の効果） 上記説明したように、本発明は回転軸に垂直な面に複数
種の金属を装着してターゲット面を構成してなる水冷式
ターゲットホルダーと、前記ターゲット面に斜めからア
ルゴンガス等を照射するイオンガンと、該イオンガンに
よって発生するイオンを前記ターゲット面に反射せしめ
てターゲット面のターゲット材をスパッタリングにより
付着させる基板を取付ける基板ホルダーを真空槽内に設
けたものであるので、従来の固定式ターゲット（第５図
参照）に対し、本発明においてはターゲットの利用面積
が大きくなる一方、２種以上のターゲットを組み合わせ
てターゲット面を回転させることにより異種金属を積層
して合金薄膜を形成することが出来る。また、複数のタ
ーゲット同志が合金化しにくい組み合わせでも、別々の
ターゲットを並べてスパッタすることにより合金化する
ことができる。

一般に真空槽内で基板に対し、ターゲットにイオンガン
などを用いてアルゴンイオンなどを照射してスパッタリ
ングを行なうことを、イオンビームスパッタといって、
通常のスパッタリングより高真空化、不純物の少ないス
パッタリング膜が出来るとされている。

なお、スパッタ膜生成速度とターゲット材の回転速度を
コントロールし、あるいは、スパッタ膜生成速度とイオ
ンガンの首振り速度をコントロールすることにより、僅
か数人（分子数個分）の膜積層を生成することができる
。そして、成膜プロセスとして基板ホルダーに熱源をい
れて基板を加熱したり、補助手段として他のイオンガン
によって基板を照射したりして、成膜プロセスを拡大す
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は合金薄膜製造装置の実施例の構造を示す縦断面
図、第２図は第１図のｎ−ｎ矢視図、第３図は他の実施
例を示す同じく合金薄膜製造装置の縦断面図、第４図は
第３図のＩＶ−ｒＶ矢視図、第５図は従来例を示すスパ
ッタ装置の概略縦断面図である。 １・・・・・・合金薄膜製造装置、２・・・・・・真空
槽、３・・・・・・イオンガン、４・・・・・・ターゲ
ットホルダー、５・・・・・・基板、６・・・・・基板
ホルダー。 発１図 犯２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転軸に垂直な面に複数種の金属を装着してター
   ゲット面を構成してなる水冷式ターゲットホルダーと、
   前記ターゲット面に斜めからアルゴンガス等を照射する
   イオンガンと、該イオンガンによって発生するイオンを
   前記ターゲット面に反射せしめてターゲット面のターゲ
   ット材をスパッタリングにより付着させる基板を取付け
   る基板ホルダーとを真空槽内に設けてなることを特徴と
   する合金薄膜製造装置。
2. （２）前記イオンガンを首振り式にして前記ターゲット
   面の面積範囲にイオンを照射するようにした特許請求の
   範囲第１項記載の合金薄膜製造装置。