JPH01279752A - スパッタリング方法及びその装置 - Google Patents
スパッタリング方法及びその装置Info
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- JPH01279752A JPH01279752A JP10845288A JP10845288A JPH01279752A JP H01279752 A JPH01279752 A JP H01279752A JP 10845288 A JP10845288 A JP 10845288A JP 10845288 A JP10845288 A JP 10845288A JP H01279752 A JPH01279752 A JP H01279752A
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Landscapes
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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。
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、光磁気記録媒体、追記型ディスク媒体、相変
化型ディスク媒体、CD(コンパクト・ディスク)、L
D(レーザ・ディスク)、あるいはEL素子等の薄膜デ
バイスの製造に適したスパッタリング方法及びその装置
に関する。
化型ディスク媒体、CD(コンパクト・ディスク)、L
D(レーザ・ディスク)、あるいはEL素子等の薄膜デ
バイスの製造に適したスパッタリング方法及びその装置
に関する。
従来の技術
スパッタリング法は、周知のように、真空容器中にAr
ガス等の不活性ガスを導入して市場をかけ、プラズマ放
電を発生させ、ます、気体を高エネルギー化し、その気
体イオンで固体ターゲットをたたき、ターゲット原子を
たたき出して基板に堆積させる方法である。その中で、
マグネトロンスパッタ法は、■膜の堆積速度、すなわち
成膜速度が速い、■基板温度の上昇を伴わず低温で成膜
が行える、等の優れた特徴を有し、低温かつ高速で膜形
成が可能であるため、最近多方面で利用されている薄膜
形成技術である。このマグネトロンスパッタ法の特徴は
、電界と直交する方向に磁界かけ、ターゲット表面の漏
洩磁界中にプラズマを封し込め、集中させる点にある。
ガス等の不活性ガスを導入して市場をかけ、プラズマ放
電を発生させ、ます、気体を高エネルギー化し、その気
体イオンで固体ターゲットをたたき、ターゲット原子を
たたき出して基板に堆積させる方法である。その中で、
マグネトロンスパッタ法は、■膜の堆積速度、すなわち
成膜速度が速い、■基板温度の上昇を伴わず低温で成膜
が行える、等の優れた特徴を有し、低温かつ高速で膜形
成が可能であるため、最近多方面で利用されている薄膜
形成技術である。このマグネトロンスパッタ法の特徴は
、電界と直交する方向に磁界かけ、ターゲット表面の漏
洩磁界中にプラズマを封し込め、集中させる点にある。
しかも、ターゲット表面に漏洩してきた磁界のうち、タ
ーゲットの而に平行な成分を利用するものである。
ーゲットの而に平行な成分を利用するものである。
第6図は従来のマグネトロンスパッタリング装置のカソ
ード部における基本構成を示すもので、中心がN極、周
辺がS極の同軸形磁石2をヨーク3に支持し、配置した
ものである。ターゲット1は、永久磁石2上には直接保
持されることなく、バンキンクグプレートと呼ばれるタ
ーゲットホルダー4を介して永久磁石2上に保持される
。夕一ゲ、トホルダ−4は、通常は無酸素銅等を素材と
したものが用いられる。そして、ターゲット1を陰極と
して電場をかけると、磁石2のN極からS極へターゲッ
トホルダー4を通して磁界が発生しているため、ターゲ
ット1の表面に’RA il!磁界が生じている。その
周りに発生した高密度のプラズマによってターゲット粒
子がたたき出され基板上に堆積する。
ード部における基本構成を示すもので、中心がN極、周
辺がS極の同軸形磁石2をヨーク3に支持し、配置した
ものである。ターゲット1は、永久磁石2上には直接保
持されることなく、バンキンクグプレートと呼ばれるタ
ーゲットホルダー4を介して永久磁石2上に保持される
。夕一ゲ、トホルダ−4は、通常は無酸素銅等を素材と
したものが用いられる。そして、ターゲット1を陰極と
して電場をかけると、磁石2のN極からS極へターゲッ
トホルダー4を通して磁界が発生しているため、ターゲ
ット1の表面に’RA il!磁界が生じている。その
周りに発生した高密度のプラズマによってターゲット粒
子がたたき出され基板上に堆積する。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、従来のマグネトロンスパッタ法による装
置において、カソード部の永久磁石2は、第6図に明ら
かなように、ターゲット中心部のマグネット2aと外周
部のマグネット2bとが磁極の向きを逆にして同心円状
に配置されているので、ターゲット1としてF 8%
COlN i等の強磁性体を用いた場合、透磁率μが高
いために、磁路を短絡するこきになり、はとんどの磁束
がターゲ。
置において、カソード部の永久磁石2は、第6図に明ら
かなように、ターゲット中心部のマグネット2aと外周
部のマグネット2bとが磁極の向きを逆にして同心円状
に配置されているので、ターゲット1としてF 8%
COlN i等の強磁性体を用いた場合、透磁率μが高
いために、磁路を短絡するこきになり、はとんどの磁束
がターゲ。
ト内部を通ってしまい、外部にI洩磁界かほとんど出な
くなる。そのため、ターゲットの一部分で局部的にしか
スパッタリングされなくなる。
くなる。そのため、ターゲットの一部分で局部的にしか
スパッタリングされなくなる。
しかも、マグネトロンスパッタ法の場合、磁束がターゲ
ット表面から垂直に出ている中心部と外周部とはエロー
ジョン(食刻)領域とはならなす、その中間部に表れる
。このエロージョンは、ターゲットが強磁性体である場
合、2つのマグネットの間のターゲット中心部と外周部
との中間部に局部的に集中し、その食刻作用でターゲッ
ト表面が円環状の溝となって局所的に深く侵蝕されるこ
とになる。この円環状の溝はスパッタリングと共に表面
から裏面に深く掘れて行き、裏面まで穿孔されると、タ
ーゲットが使用不可となる。そのため、未使用部分が殆
どであるにもかかわらず、新しいターゲットと取り換え
なければならす、高価なターゲy)の使用効率が悪いと
いう問題が生じていた。
ット表面から垂直に出ている中心部と外周部とはエロー
ジョン(食刻)領域とはならなす、その中間部に表れる
。このエロージョンは、ターゲットが強磁性体である場
合、2つのマグネットの間のターゲット中心部と外周部
との中間部に局部的に集中し、その食刻作用でターゲッ
ト表面が円環状の溝となって局所的に深く侵蝕されるこ
とになる。この円環状の溝はスパッタリングと共に表面
から裏面に深く掘れて行き、裏面まで穿孔されると、タ
ーゲットが使用不可となる。そのため、未使用部分が殆
どであるにもかかわらず、新しいターゲットと取り換え
なければならす、高価なターゲy)の使用効率が悪いと
いう問題が生じていた。
この発明は、以トの点に鑑み提案されたもので、高価な
ターゲットの有効使用効率を格段に向上させることを目
的とするものである。
ターゲットの有効使用効率を格段に向上させることを目
的とするものである。
課題を解決するための手段
本発明は、上記目的を達成するために、マグネトロンス
パッタ法において、カソード部のターデッドを平行間隔
でスパイラル状に並設し、その中間の9−ゲットに形成
されるエロージョン爲を互いに交差しないように周方向
に順次移動させなからスパッタするスパッタリング方法
を採用した。
パッタ法において、カソード部のターデッドを平行間隔
でスパイラル状に並設し、その中間の9−ゲットに形成
されるエロージョン爲を互いに交差しないように周方向
に順次移動させなからスパッタするスパッタリング方法
を採用した。
このスパッタリング方法において、2つのマグネ7トは
、ターゲットに対して周方向に1順次相対的に回動され
る。その−法として、本発明では、ターゲy)を固定し
ておき、2つのマグネットが順次間欠的に、又は連続的
に周方向へ回動される。
、ターゲットに対して周方向に1順次相対的に回動され
る。その−法として、本発明では、ターゲy)を固定し
ておき、2つのマグネットが順次間欠的に、又は連続的
に周方向へ回動される。
なお、2つのマグネy l・を固定しておき、これに対
してターゲットを1スパノタ工程毎に所定角ずつ面内周
方向へ回動させるようにしても良い。
してターゲットを1スパノタ工程毎に所定角ずつ面内周
方向へ回動させるようにしても良い。
さらに、本発明は、上記目的を達成するために下記の構
成を採用した。
成を採用した。
すなわち、本発明は、カソード部のターゲット背部に平
行間隔でスパイラル状に並設された極性の異なる2つの
マグネットと、この2つのマグネットを取付けたマグネ
ットホルダーと、このマグネットホルダーを介して2つ
のマグネ1 )をターゲット中心局りに回動させる回転
駆動系とを備え、2つのマグネット中間のターゲツト面
に形成されるエロージョン溝をマグネットの相対回動と
共にターゲy)周方向に互いに交差しないように順次移
動させる構成とした。この構成において、2つのマグネ
ットの一端部はターゲ7)中心寄り内周側に配置され、
他端部は径方向外周側へ周方向に沿って拡がって延び、
一端部から他端部方向へスパイラル状に並設される。
行間隔でスパイラル状に並設された極性の異なる2つの
マグネットと、この2つのマグネットを取付けたマグネ
ットホルダーと、このマグネットホルダーを介して2つ
のマグネ1 )をターゲット中心局りに回動させる回転
駆動系とを備え、2つのマグネット中間のターゲツト面
に形成されるエロージョン溝をマグネットの相対回動と
共にターゲy)周方向に互いに交差しないように順次移
動させる構成とした。この構成において、2つのマグネ
ットの一端部はターゲ7)中心寄り内周側に配置され、
他端部は径方向外周側へ周方向に沿って拡がって延び、
一端部から他端部方向へスパイラル状に並設される。
本発明の別の構成によると、ターゲットを保持するホル
ダーが2つのスパイラル状のマグネットに対して面内周
方向へ回動調整可能であり、取付角度か可変にされる。
ダーが2つのスパイラル状のマグネットに対して面内周
方向へ回動調整可能であり、取付角度か可変にされる。
スパイラル状に並設された2つのマグネットは、そのス
パイラル状の一端部とターゲット中心とを結ぶ中心線と
、他端部とターゲット中心とを結ぶ中心線のなす角度O
が0〜180度の範囲に設定される。さらに、2つのマ
グネットのうち、−・方のマグネットのスパイラル状の
一方端部と他方のマグネットの他方端部との間隔1)が
2つのマグネットの並設間隔dの2倍以上(D≧2d)
に設定されている。
パイラル状の一端部とターゲット中心とを結ぶ中心線と
、他端部とターゲット中心とを結ぶ中心線のなす角度O
が0〜180度の範囲に設定される。さらに、2つのマ
グネットのうち、−・方のマグネットのスパイラル状の
一方端部と他方のマグネットの他方端部との間隔1)が
2つのマグネットの並設間隔dの2倍以上(D≧2d)
に設定されている。
作用
スパッタリングの際、磁束がターゲットを横切る空間が
、マグネットのスパイラル形状に対応してスパイラル状
に発生する。これにより、2つのマグネットの中間と対
応するターゲツト面にスパイラル状のエロージョン溝が
形成される。このスパイラル状のエロージョン溝は、ス
パッタリング過程で、2つのマグネットをターゲットに
対して間欠的、又は連続的に相対回動させることにより
、ターゲット中心局りに周方向へ順次移動して行く。
、マグネットのスパイラル形状に対応してスパイラル状
に発生する。これにより、2つのマグネットの中間と対
応するターゲツト面にスパイラル状のエロージョン溝が
形成される。このスパイラル状のエロージョン溝は、ス
パッタリング過程で、2つのマグネットをターゲットに
対して間欠的、又は連続的に相対回動させることにより
、ターゲット中心局りに周方向へ順次移動して行く。
2つのマグネットの間に形成されるエロージd/の領域
は、周回方向で互いに交差したり、横切ったりすること
なく、マグネットの回動と共に間欠移動又は連続移動す
る。したがって、ターゲットの円周方向全周にわたり、
内周側から外周側にかけて広い領域がスパッタリングに
よるエロージ?ン発生領域として利用可能となり、エロ
ージョンによる食刻溝がターゲットの局所に集中する現
象はな(なる。すなわち、ターゲットのスパイラル状マ
グネットが通過する領域を全てスバッタリング領域とし
て利用可能となる。また、2つのマグネット間に形成さ
れるエロージョン領域は、マグネットの回動により互い
に交差したり、横切ったりしないので、食刻による溝の
形成されていない部分を当初からスパッタリング領域と
することができる。
は、周回方向で互いに交差したり、横切ったりすること
なく、マグネットの回動と共に間欠移動又は連続移動す
る。したがって、ターゲットの円周方向全周にわたり、
内周側から外周側にかけて広い領域がスパッタリングに
よるエロージ?ン発生領域として利用可能となり、エロ
ージョンによる食刻溝がターゲットの局所に集中する現
象はな(なる。すなわち、ターゲットのスパイラル状マ
グネットが通過する領域を全てスバッタリング領域とし
て利用可能となる。また、2つのマグネット間に形成さ
れるエロージョン領域は、マグネットの回動により互い
に交差したり、横切ったりしないので、食刻による溝の
形成されていない部分を当初からスパッタリング領域と
することができる。
実施例
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明に係るスパッタリング装置の概要を示し
、第2図はその要部を示している。
、第2図はその要部を示している。
ここで示されているスパッタリング装置は、いわゆる漏
洩磁界の中に発生したプラズマを封じ込めてスパッタを
行うマグネトロンスパッタリング装置であって、真空槽
10の下部にカソード部11が配設されている。カソー
ド部11において、高圧の喰極電圧が印加されるカソー
ド12は、ステンレス材により形成され、その真空槽1
0の内部側中央に中空部121が凹状に形成されている
。
洩磁界の中に発生したプラズマを封じ込めてスパッタを
行うマグネトロンスパッタリング装置であって、真空槽
10の下部にカソード部11が配設されている。カソー
ド部11において、高圧の喰極電圧が印加されるカソー
ド12は、ステンレス材により形成され、その真空槽1
0の内部側中央に中空部121が凹状に形成されている
。
中空部121は真空槽10内へ開口している。カソード
12には、冷却水の入口側流路122と出[1側流路1
23とが形成されている。夫々の流路122.123は
中空部121の内壁に開口している。スパッタリングの
際、外部から供給された冷却水が人口側流路122を通
してカソード12の中空部12i内へ供給され、中空部
121内を循環した後、出口側流路123を通して外部
へυF出される。
12には、冷却水の入口側流路122と出[1側流路1
23とが形成されている。夫々の流路122.123は
中空部121の内壁に開口している。スパッタリングの
際、外部から供給された冷却水が人口側流路122を通
してカソード12の中空部12i内へ供給され、中空部
121内を循環した後、出口側流路123を通して外部
へυF出される。
真空槽lO内において、カソード12の中空部121の
周縁上にバッキングプレートと呼ばれるターゲットホル
ダー13が設置され、その上にスパッタリング用のター
ゲット14が載置されている。ターゲットホルダー13
は、導電率の良い無酸素銅等により円盤状に形成されて
おり、その外周縁部にカソード12への取付孔131−
−・が、周方向に一定間隔で、複数(図示例の場合は1
2)箇所に形成されている。カソード12の中空部12
1の周縁には取付孔131・・・と対応する取付ネジ孔
124・Φ・が同一間隔で同数形成されている。ターゲ
ットホルダー13は、取付ネジを取付孔131を通して
取付ネジ孔124ヘネジ込むことにより、カソード12
の中空部121の周縁上に載置固定される。そして、取
付ネジ孔122に対する取付孔131の位置を替えると
、ターゲットホルダー13の中心回りに対するカソード
12への取付位置が可変される。これによって、ホルダ
ー13上に保持されたターゲット14がマグネット21
.22に対して面内周方向に所定角毎に回動される。タ
ーゲットホルダー13の下面周縁部とカソード12の中
空部121の周縁部との間には0リング等のシール部材
、例えば0リング15が介在されており、ターゲットホ
ルダー13をカソード12の中空部周縁上に載置し、ネ
ジ止め固定した際、中空部121の内部と真空槽10内
との間が密封されるようになっている。0リング15は
、ターゲットホルダー13の下面周縁に形成した溝13
2内に嵌め入られている。
周縁上にバッキングプレートと呼ばれるターゲットホル
ダー13が設置され、その上にスパッタリング用のター
ゲット14が載置されている。ターゲットホルダー13
は、導電率の良い無酸素銅等により円盤状に形成されて
おり、その外周縁部にカソード12への取付孔131−
−・が、周方向に一定間隔で、複数(図示例の場合は1
2)箇所に形成されている。カソード12の中空部12
1の周縁には取付孔131・・・と対応する取付ネジ孔
124・Φ・が同一間隔で同数形成されている。ターゲ
ットホルダー13は、取付ネジを取付孔131を通して
取付ネジ孔124ヘネジ込むことにより、カソード12
の中空部121の周縁上に載置固定される。そして、取
付ネジ孔122に対する取付孔131の位置を替えると
、ターゲットホルダー13の中心回りに対するカソード
12への取付位置が可変される。これによって、ホルダ
ー13上に保持されたターゲット14がマグネット21
.22に対して面内周方向に所定角毎に回動される。タ
ーゲットホルダー13の下面周縁部とカソード12の中
空部121の周縁部との間には0リング等のシール部材
、例えば0リング15が介在されており、ターゲットホ
ルダー13をカソード12の中空部周縁上に載置し、ネ
ジ止め固定した際、中空部121の内部と真空槽10内
との間が密封されるようになっている。0リング15は
、ターゲットホルダー13の下面周縁に形成した溝13
2内に嵌め入られている。
ターゲット14は、Fe1Cos Ni等の強磁性体に
より円盤状に形成されている。カソード部11のカソー
ド12の下方に駆動モータ16が配設されている。駆動
モータ16は、ステッピングモータ、サーボモータ等で
構成されている。そのモータ軸161は垂直上方に向い
、カソード12の中空部内底の密閉軸受19を通して中
空部121内へ突出している。その軸161に中空部1
21に配設されたマグネットホルダー20か支持されて
いる。このマグネットホルダー20の上に2つの極性の
異なるマグネット21.22が平行間隔dでスパイラル
状に取付けられている。その詳細が第3図に示されてい
る。2つのマグネット21.22は、サマリウムコバル
ト等から成る永久磁石小片21a・・・、22a・φ・
を平行に羊べてスパイラル状に形成したもので、ホルダ
ー20の中心に対し、外周側のマグネット21はN極、
内周側のマグネット22の極性はS極に設定されている
。2つの極性は逆の関係であっても良い。
より円盤状に形成されている。カソード部11のカソー
ド12の下方に駆動モータ16が配設されている。駆動
モータ16は、ステッピングモータ、サーボモータ等で
構成されている。そのモータ軸161は垂直上方に向い
、カソード12の中空部内底の密閉軸受19を通して中
空部121内へ突出している。その軸161に中空部1
21に配設されたマグネットホルダー20か支持されて
いる。このマグネットホルダー20の上に2つの極性の
異なるマグネット21.22が平行間隔dでスパイラル
状に取付けられている。その詳細が第3図に示されてい
る。2つのマグネット21.22は、サマリウムコバル
ト等から成る永久磁石小片21a・・・、22a・φ・
を平行に羊べてスパイラル状に形成したもので、ホルダ
ー20の中心に対し、外周側のマグネット21はN極、
内周側のマグネット22の極性はS極に設定されている
。2つの極性は逆の関係であっても良い。
すなわち、どちらか一方がN極、他方がS極で、互いに
異なる極性であれば良い。なお、マグネットホルダー2
0の中心は、ターゲットホルダー13トのターゲット1
4の中心と一致し、かつ駆動モータ1Bのモータ軸心と
一致する。
異なる極性であれば良い。なお、マグネットホルダー2
0の中心は、ターゲットホルダー13トのターゲット1
4の中心と一致し、かつ駆動モータ1Bのモータ軸心と
一致する。
2つのマグネノ)2L22の一方端部は、マグネットホ
ルダー20の中心寄り内周側に位置し、その先端部はホ
ルダー中心を通る中心線Ll上に配置されている。2つ
のマグネット21.22は、−刃側端部から予め設定し
た螺旋角で、ホルダー20の外周側に拡がって周方向の
他方側へスパイラル形状で延び、その他方側端部が一方
側端部と一定間隔離れた外周側に延びている。その先端
部はホルダー中心を通る中心線L2上に位置している。
ルダー20の中心寄り内周側に位置し、その先端部はホ
ルダー中心を通る中心線Ll上に配置されている。2つ
のマグネット21.22は、−刃側端部から予め設定し
た螺旋角で、ホルダー20の外周側に拡がって周方向の
他方側へスパイラル形状で延び、その他方側端部が一方
側端部と一定間隔離れた外周側に延びている。その先端
部はホルダー中心を通る中心線L2上に位置している。
2つのマグネット21.22の一方端とホルダー中心を
結ぶ中心線Llと、他方端とホルダー中心を結ぶ中心線
L2とのなす角度θは、0度〜180度の範囲に設定さ
れる。この角度θの調整により、2つのマグネット2L
22の一方端と他方端の最も近接した距離D1例えば内
周側のマグネット22の他方端と、外周側のマグネット
21の一方端との間隔りが遠近調節される。この間隔り
が余りに近付き過ぎると、スパッタリングの際、2つの
マグネット21.22の一方端と他力端との間に磁束が
生じ、その間がスパッタによるエロージョン領域になり
、2つのマグネット21.22を周方向に回動させた際
、その間に形成されるスパイラル状のエロージョン溝(
食刻溝)が周回途中で交差する慣れがある。したがって
、間隔I〕は所要量だけ開けてお(必要がある。すなわ
ち、角度0は、0度〜180度の範囲で最適値に選ぶ2
安がある。また、2つのマグネット21.22の並設間
ladは、その間がスパッタリングによるエロージョン
発生領域となるので、実験的に定まる所定値に設定して
おく必要がある。本実施例では、間隔りは、マグネット
21.22の並設間隔dの少なくとも2倍、すなわち、
D≧2dに設定されている。
結ぶ中心線Llと、他方端とホルダー中心を結ぶ中心線
L2とのなす角度θは、0度〜180度の範囲に設定さ
れる。この角度θの調整により、2つのマグネット2L
22の一方端と他方端の最も近接した距離D1例えば内
周側のマグネット22の他方端と、外周側のマグネット
21の一方端との間隔りが遠近調節される。この間隔り
が余りに近付き過ぎると、スパッタリングの際、2つの
マグネット21.22の一方端と他力端との間に磁束が
生じ、その間がスパッタによるエロージョン領域になり
、2つのマグネット21.22を周方向に回動させた際
、その間に形成されるスパイラル状のエロージョン溝(
食刻溝)が周回途中で交差する慣れがある。したがって
、間隔I〕は所要量だけ開けてお(必要がある。すなわ
ち、角度0は、0度〜180度の範囲で最適値に選ぶ2
安がある。また、2つのマグネット21.22の並設間
ladは、その間がスパッタリングによるエロージョン
発生領域となるので、実験的に定まる所定値に設定して
おく必要がある。本実施例では、間隔りは、マグネット
21.22の並設間隔dの少なくとも2倍、すなわち、
D≧2dに設定されている。
上記の駆動モータ16は、駆動回路17を介して制御ユ
ニット18に接続されており、その信号を受けてスパッ
タリングに応じて回転制御される。
ニット18に接続されており、その信号を受けてスパッ
タリングに応じて回転制御される。
そのモータ軸161は、カソード12の中空部121の
内底部中央で、密封軸受19によって回転【jJ能、か
つ液封されて支持されている。
内底部中央で、密封軸受19によって回転【jJ能、か
つ液封されて支持されている。
真空槽10内のターゲット14の上方には、基板ホルダ
ー30に保持された基板、例えば光磁気ディスクの基板
31が公転又は自・公転可能に配置されている。
ー30に保持された基板、例えば光磁気ディスクの基板
31が公転又は自・公転可能に配置されている。
次に、上述した装置を用いた本発明に係るスパックリン
グ方法について説明する。
グ方法について説明する。
基板31−1−へ薄膜を形成するにあたり、先ず、真空
槽10内が2X10 Torr()−ル)程度に減圧
される。同時に、槽内へAr(アルゴン)ゴス等の不活
性ガスが導入される。この状態で、カソード12を陰極
とし、基板31との間に高電圧を印加すると、スパッタ
リングが開始される。
槽10内が2X10 Torr()−ル)程度に減圧
される。同時に、槽内へAr(アルゴン)ゴス等の不活
性ガスが導入される。この状態で、カソード12を陰極
とし、基板31との間に高電圧を印加すると、スパッタ
リングが開始される。
このスパッタリングに際して、カソード12に高圧の陰
極電圧が印加されると、2つのマグネット21.22の
N極からS極へターゲット14をスパイラル状に横切る
一束の空間が形成されるため、その空間にプラズマが封
じ込まれる。その空間領域がスパッタリングによるエロ
ージョンの渦発生領域となる。このエロージョンによる
溝33は、第4図に示すように、2つのマグネット21
.22の中間と対応するターゲット表面に、マグネット
の形状に応じたスパイラル形状に形成される。
極電圧が印加されると、2つのマグネット21.22の
N極からS極へターゲット14をスパイラル状に横切る
一束の空間が形成されるため、その空間にプラズマが封
じ込まれる。その空間領域がスパッタリングによるエロ
ージョンの渦発生領域となる。このエロージョンによる
溝33は、第4図に示すように、2つのマグネット21
.22の中間と対応するターゲット表面に、マグネット
の形状に応じたスパイラル形状に形成される。
スパッタリングに伴い、ターゲット表面に所定の深さで
エローシコン溝33Aが食刻された段階で、駆動モータ
16を所定量回転制御すると、2つのマグネット21.
22がホルダー20を介し、ターゲット14に対して中
心回りに周方向へ所定角、例えば120度の角度だけ初
期位置に対して回動する。この回動はスパッタリング過
程で行われる。その回動位置で所定時間スパッタリング
か行われると、第5図に示すように、第2のエロージョ
ン領域において2本口のエロージョン溝33Bが形成さ
れる。次に、第2のエロージョン溝33Bが所定深さ食
刻された段階で、モータ16の回転制御により、2つの
マグネット21.22を−1−述と同様に120度の角
度だけターゲット14の周方向へ回動させ、この回動位
置でスパッタリングを継続すると、第5図に示すように
、3木目のエロージョン溝33Cが形成される。か(て
、基板31Fにスパッタリングによる薄膜が形成される
。このスパッタリングにおいて、2つのマグネ7)2L
22の各回動位置でターゲット表面に形成される第1、
第2、第3の各エロージョン溝33A、338133C
は、2つのマグネット2L22のターゲット中心回りへ
の回動時に、そのスパイラル形状によって互いに交差し
たり、重なり合ったりすることなく、ターゲット表面の
周方向に、全く別個の位置に順次形成される。
エローシコン溝33Aが食刻された段階で、駆動モータ
16を所定量回転制御すると、2つのマグネット21.
22がホルダー20を介し、ターゲット14に対して中
心回りに周方向へ所定角、例えば120度の角度だけ初
期位置に対して回動する。この回動はスパッタリング過
程で行われる。その回動位置で所定時間スパッタリング
か行われると、第5図に示すように、第2のエロージョ
ン領域において2本口のエロージョン溝33Bが形成さ
れる。次に、第2のエロージョン溝33Bが所定深さ食
刻された段階で、モータ16の回転制御により、2つの
マグネット21.22を−1−述と同様に120度の角
度だけターゲット14の周方向へ回動させ、この回動位
置でスパッタリングを継続すると、第5図に示すように
、3木目のエロージョン溝33Cが形成される。か(て
、基板31Fにスパッタリングによる薄膜が形成される
。このスパッタリングにおいて、2つのマグネ7)2L
22の各回動位置でターゲット表面に形成される第1、
第2、第3の各エロージョン溝33A、338133C
は、2つのマグネット2L22のターゲット中心回りへ
の回動時に、そのスパイラル形状によって互いに交差し
たり、重なり合ったりすることなく、ターゲット表面の
周方向に、全く別個の位置に順次形成される。
このようにして、固定されたターゲット14に対してマ
グネy)21.22を所定角ずつ中心回りに動かして行
くと、そのスパイラル形状により、周方向で互いに交差
しない、エロージョン溝が複数形成されて行(。
グネy)21.22を所定角ずつ中心回りに動かして行
くと、そのスパイラル形状により、周方向で互いに交差
しない、エロージョン溝が複数形成されて行(。
なお、マグネット2L22のターゲット中心回りへの回
動は、1スパツタリング工程において、第4図、第5図
の図示例のように、順次の動作で間欠的に行われても良
く、又は連続的に行わせても良い。いずれの場合にあっ
ても、マグネット21.22の中間に形成されるエロー
ジョン溝33は、互いに交差したり、重なり合ったりす
ることはない。
動は、1スパツタリング工程において、第4図、第5図
の図示例のように、順次の動作で間欠的に行われても良
く、又は連続的に行わせても良い。いずれの場合にあっ
ても、マグネット21.22の中間に形成されるエロー
ジョン溝33は、互いに交差したり、重なり合ったりす
ることはない。
2つのマグネット21.22は、ターゲットの周方向へ
、ホルダー20の中心回りに回動されるのであるが、そ
の回動の範囲・動作は、1スパッタリング工程毎に必要
に応じて選択される。すなわち、0度〜360度の範囲
で周方向の一方へのみ、時間をおいて間欠的に、又はス
パッタリング動作に応じた速度で連続的に可動される。
、ホルダー20の中心回りに回動されるのであるが、そ
の回動の範囲・動作は、1スパッタリング工程毎に必要
に応じて選択される。すなわち、0度〜360度の範囲
で周方向の一方へのみ、時間をおいて間欠的に、又はス
パッタリング動作に応じた速度で連続的に可動される。
なお、360度の範囲を越えて可動させることも、必要
に応じて選択される。また、0〜360度の範囲あるい
はそれを越える範囲で、マグネット21.22を周方向
の一方から他方へ、かつ他方から一方へ往復揺動させる
ようにしても良い。それらのマグネット21.22の可
動の動作制御は、スパッタリングの状態等に応じて駆動
モータ16を駆動制御することによって行われる。そし
て、間欠動作で可動させる場合は、第4図、第5図の例
のように、2つのマクネット21.22の間に形成され
るエロージョンの領域は、ターゲット14の周方向に間
隔をおいて形成される。このようにして、2つのマグネ
y?21.22の間に形成される エロージョンの溝3
3をターゲット14の周方向へ順次移動させながらスパ
ッタリング工程が行われる。そして、順次形成されるエ
ロージョンの溝は、マグネッ)21.22の形状に対応
したスパイラル状となりターゲット14の周方向におい
て、互いに交差したり、重なり合ったりすることはない
。
に応じて選択される。また、0〜360度の範囲あるい
はそれを越える範囲で、マグネット21.22を周方向
の一方から他方へ、かつ他方から一方へ往復揺動させる
ようにしても良い。それらのマグネット21.22の可
動の動作制御は、スパッタリングの状態等に応じて駆動
モータ16を駆動制御することによって行われる。そし
て、間欠動作で可動させる場合は、第4図、第5図の例
のように、2つのマクネット21.22の間に形成され
るエロージョンの領域は、ターゲット14の周方向に間
隔をおいて形成される。このようにして、2つのマグネ
y?21.22の間に形成される エロージョンの溝3
3をターゲット14の周方向へ順次移動させながらスパ
ッタリング工程が行われる。そして、順次形成されるエ
ロージョンの溝は、マグネッ)21.22の形状に対応
したスパイラル状となりターゲット14の周方向におい
て、互いに交差したり、重なり合ったりすることはない
。
なお、上述した実施例では、ターゲット14を固定して
おき、これに対してマグネット21.22を可動させる
ように説明したが、逆に、マグネット2L22を固定し
ておき、1スパツタリング玉程を終える毎に、ターゲッ
ト14をターゲットホルダー13を介して所定角ずつ可
動させるようにしてもよい。それは、取付孔131・・
・の位置をカソード12の取付ネジ孔124・・・に対
して周方向に順次移し替えて杼(ことによって可能であ
る。
おき、これに対してマグネット21.22を可動させる
ように説明したが、逆に、マグネット2L22を固定し
ておき、1スパツタリング玉程を終える毎に、ターゲッ
ト14をターゲットホルダー13を介して所定角ずつ可
動させるようにしてもよい。それは、取付孔131・・
・の位置をカソード12の取付ネジ孔124・・・に対
して周方向に順次移し替えて杼(ことによって可能であ
る。
発明の詳細
な説明したとおり、本発明によれば、2つのマクネット
の間に形成されるスパイラル状のエロージョン溝がスパ
ッタリング工程に応じてターゲット周方向へ順次間欠的
、又は連続的に移動し、スパッタリングの際、ターゲッ
ト周方向に順次形成されるエロージョン溝が互いに交差
したり、重なり合ったりしないので、従来のマグネトロ
ンスパッタ法のようなエロージョンの局部的な集中はな
くなり、ターゲットの広い面積をエロージョン発生領域
とすることができる。また、エロージョンによる溝が形
成されていない部分を当初よりスパッタリングすること
ができる。これらのこ上により、ターゲットの有効利用
率が従来比で格段に向上し、ターゲットの使用効率が飛
躍的に向上する。したがって、高価なターゲットの寿命
を従来に比へて数倍に延ばすことかできる。
の間に形成されるスパイラル状のエロージョン溝がスパ
ッタリング工程に応じてターゲット周方向へ順次間欠的
、又は連続的に移動し、スパッタリングの際、ターゲッ
ト周方向に順次形成されるエロージョン溝が互いに交差
したり、重なり合ったりしないので、従来のマグネトロ
ンスパッタ法のようなエロージョンの局部的な集中はな
くなり、ターゲットの広い面積をエロージョン発生領域
とすることができる。また、エロージョンによる溝が形
成されていない部分を当初よりスパッタリングすること
ができる。これらのこ上により、ターゲットの有効利用
率が従来比で格段に向上し、ターゲットの使用効率が飛
躍的に向上する。したがって、高価なターゲットの寿命
を従来に比へて数倍に延ばすことかできる。
第1図は本発明に係るスパッタリング装置の概認を示す
断面図、第2図はその要部平面図、第3図は同じく平面
図、第4図、第5図は本発明方法によるエロージョン溝
の発生状態を例示する平面図、第6図は従来のスパッタ
リング装置を示す断面図である。 10−@榔真空槽、 11・・番カソード部、 12#拳・カソード、 13・・・ターゲットホルダー、 14・・・ターゲット、 16・・・駆動モータ、 20・・・マグネット・ホルダー、 21.22・・・マグネット。 特許出願人 日本電気ホームエレクトロニクス第2図 第3図 ! ノ 第4図 第5 閃 3c 第6図
断面図、第2図はその要部平面図、第3図は同じく平面
図、第4図、第5図は本発明方法によるエロージョン溝
の発生状態を例示する平面図、第6図は従来のスパッタ
リング装置を示す断面図である。 10−@榔真空槽、 11・・番カソード部、 12#拳・カソード、 13・・・ターゲットホルダー、 14・・・ターゲット、 16・・・駆動モータ、 20・・・マグネット・ホルダー、 21.22・・・マグネット。 特許出願人 日本電気ホームエレクトロニクス第2図 第3図 ! ノ 第4図 第5 閃 3c 第6図
Claims (11)
- (1)マグネトロンスパッタ法において、カソード部の
ターゲット背部に極性の異なる2つのマグネットを平行
間隔でスパイラル状に並設し、その中間の前記ターゲッ
トに形成されるエロージョン溝を互いに交差しないよう
に周方向に順次移動させることを特徴とするスパッタリ
ング方法。 - (2)2つのマグネットを平行間隔でスパイラル状に並
設し、その中間部の前記ターゲット面に形成されるエロ
ージョン溝が互いに交差しないように、前記2つのマグ
ネットを前記ターゲットに対して周方向に順次相対回動
させることを特徴とする請求項(1)記載のスパッタリ
ング方法。 - (3)ターゲットを固定しておき、このターゲットに対
して2つのマグネットを順次間欠的に、若しくは連続的
に周方向へ回動させることを特徴とした請求項(2)記
載のスパッタリング方法。 - (4)スパイラル状に並設された2つのマグネットを固
定しておき、1スパッタ工程毎にターゲットを所定角ず
つ回動させることを特徴とする請求項(2)記載のスパ
ッタリング方法。 - (5)前記マグネット又はターゲットが0度〜360度
の範囲で可動することを特徴とした請求項(2)、(3
)又は(4)記載のスパッタリング方法。 - (6)カソード部のターゲット背部に平行間隔でスパイ
ラル状に並設された極性の異なる2つのマグネットと、
この2つのマグネットを取付けたマグネットホルダーと
、このマグネットホルダーを介し前記マグネットをター
ゲット中心回りに回動させる回転駆動系とを備え、前記
2つのマグネット中間の前記ターゲット面に形成される
エロージョン溝を前記マグネットの回動と共にターゲッ
ト周方向に互いに交差しないように順次移動させる様に
構成したことを特徴とするスパッタリング装置。 - (7)2つのマグネットの一端部がターゲット中心寄り
内周側に位置し、他端部が径方向外周側へ拡がって延び
、前記2つのマグネットが前記一端部から他端部方向へ
スパイラル状に並設されていることを特徴とする請求項
(6)記載のスパッタリング装置。 - (8)ターゲットを保持するホルダーを面内で角度方向
に回動調整可能に取付けたことを特徴とする請求項(6
)記載のスパッタリング装置。 - (9)ターゲット中心とスパイラル状に並設された2つ
のマグネットの一端部を結ぶ中心線と、他端部を結ぶ中
心線とのなす角度θが0〜180度の範囲に設定されて
いることを特徴とする請求項(6)又は(7)記載のス
パッタリング装置。 - (10)2つのマグネットのうち、一方のマグネットの
一方端部と他方のマグネットの他方端部との間隔Dが前
記並設間隔dの2倍以上(D≧2d)に設定されたこと
を特徴とする請求項(6)又は(7)記載のスパッタリ
ング装置。 - (11)前記間隔Dが径方向内周側に配設された一方の
マグネットの一端と径方向外周側に配置された他方のマ
グネットの他端との距離に相当することを特徴とした請
求項(10)記載のスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10845288A JPH01279752A (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | スパッタリング方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10845288A JPH01279752A (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | スパッタリング方法及びその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01279752A true JPH01279752A (ja) | 1989-11-10 |
Family
ID=14485137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10845288A Pending JPH01279752A (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | スパッタリング方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01279752A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04131651U (ja) * | 1991-05-21 | 1992-12-03 | サンユー電子株式会社 | スパツタ装置 |
US5628889A (en) * | 1994-09-06 | 1997-05-13 | International Business Machines Corporation | High power capacity magnetron cathode |
JPH1129865A (ja) * | 1997-04-23 | 1999-02-02 | Applied Materials Inc | スパッタリングチャンバのマグネット |
US6101970A (en) * | 1997-09-30 | 2000-08-15 | Tokyo Electron Yamanashi Limited | Plasma processing apparatus |
WO2009044705A1 (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Ulvac, Inc. | 成膜装置及び成膜方法 |
US20110311735A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | Applied Materials, Inc. | Magnetron design for rf/dc physical vapor deposition |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS619573A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-17 | Hitachi Ltd | スパツタリング装置 |
JPS61291971A (ja) * | 1985-06-19 | 1986-12-22 | Tokuda Seisakusho Ltd | 平面放電陰極 |
-
1988
- 1988-04-30 JP JP10845288A patent/JPH01279752A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS619573A (ja) * | 1984-06-22 | 1986-01-17 | Hitachi Ltd | スパツタリング装置 |
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US20110311735A1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-12-22 | Applied Materials, Inc. | Magnetron design for rf/dc physical vapor deposition |
US8580094B2 (en) * | 2010-06-21 | 2013-11-12 | Applied Materials, Inc. | Magnetron design for RF/DC physical vapor deposition |
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