JPH01294859A - 対向ターゲツト式スパツタリング装置 - Google Patents
対向ターゲツト式スパツタリング装置Info
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- JPH01294859A JPH01294859A JP12399588A JP12399588A JPH01294859A JP H01294859 A JPH01294859 A JP H01294859A JP 12399588 A JP12399588 A JP 12399588A JP 12399588 A JP12399588 A JP 12399588A JP H01294859 A JPH01294859 A JP H01294859A
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- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
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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］
本発明は被成膜部材に薄膜を形成するための対向ターゲ
ット式スパッタリング装置に関する。
ット式スパッタリング装置に関する。
［従来の技術］
スパッタリング装置は、被成膜部材の表面に種々の成膜
材料による薄膜を形成する手段の１つとして各種の方面
で利用されている。特に成膜材料であるターゲットの下
面に磁石等の磁界発生手段を配置してターゲットの表面
にトンネル状の磁界を形成するマグネトロン方式のスパ
ッタリング装置は、高速度成膜手段として有効である反
面、ターゲットが強磁性材の場合にはマグネトロン磁界
が該ターゲットに遮られてその表面に漏れにくくなるの
でこのマグネトロン方式のスパッタリング装置は強磁性
材料の成膜には不都合であった・このために、特開昭６
０−４６３７０号公報に記載されたように、真空容器内
に一対のターゲットのスパッタ面が放電空間を介して平
行に対面するように該ターゲットを保持し、前記放電空
間にターゲットのスパッタ面に垂直な方向の主磁界を発
生し、前記放電空間の側方に該放電空間に対面するよう
に被成膜部材を保持し、前記真空容器内にスパッタガス
を導入すると共に前記ターゲットに高周波電力を供給し
て前記スパッタガスをプラズマ化して主磁界内に閉じ込
め、ガスイオンを前記ターゲットに衝突させてスパッタ
粒子を発生しこれを前記被成膜部材に付着させて成膜す
る対向ターゲット式のスパッタリング装置が開発されて
いる。
材料による薄膜を形成する手段の１つとして各種の方面
で利用されている。特に成膜材料であるターゲットの下
面に磁石等の磁界発生手段を配置してターゲットの表面
にトンネル状の磁界を形成するマグネトロン方式のスパ
ッタリング装置は、高速度成膜手段として有効である反
面、ターゲットが強磁性材の場合にはマグネトロン磁界
が該ターゲットに遮られてその表面に漏れにくくなるの
でこのマグネトロン方式のスパッタリング装置は強磁性
材料の成膜には不都合であった・このために、特開昭６
０−４６３７０号公報に記載されたように、真空容器内
に一対のターゲットのスパッタ面が放電空間を介して平
行に対面するように該ターゲットを保持し、前記放電空
間にターゲットのスパッタ面に垂直な方向の主磁界を発
生し、前記放電空間の側方に該放電空間に対面するよう
に被成膜部材を保持し、前記真空容器内にスパッタガス
を導入すると共に前記ターゲットに高周波電力を供給し
て前記スパッタガスをプラズマ化して主磁界内に閉じ込
め、ガスイオンを前記ターゲットに衝突させてスパッタ
粒子を発生しこれを前記被成膜部材に付着させて成膜す
る対向ターゲット式のスパッタリング装置が開発されて
いる。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、従来のこの対向ターゲット式のスパッタ
リング装置は、ターゲット対向空間の中央部分における
主磁界の磁力線が外側に膨出して磁界が弱まり、核部か
らプラズマが磁界を横切って漏出拡散するためにプラズ
マ閉じ込め効率が低下し、このために成膜速度が低下す
ると共に被成膜部材表面がガスイオンによって衝撃され
て損傷する間厘がある。
リング装置は、ターゲット対向空間の中央部分における
主磁界の磁力線が外側に膨出して磁界が弱まり、核部か
らプラズマが磁界を横切って漏出拡散するためにプラズ
マ閉じ込め効率が低下し、このために成膜速度が低下す
ると共に被成膜部材表面がガスイオンによって衝撃され
て損傷する間厘がある。
従って本発明の目的は、プラズマ閉じ込め効率を高めて
成膜速度を向上させると共にガスイオンによる被成膜部
材表面の衝撃を軽減することにある。
成膜速度を向上させると共にガスイオンによる被成膜部
材表面の衝撃を軽減することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明は、この目的を達成するために、放電空間に形成
される主磁界の外側に該磁界の外方への膨出を押える補
助磁界を発生し、またはカスプ磁界を発生する補助磁界
発生手段を設けたことを特徴とする。
される主磁界の外側に該磁界の外方への膨出を押える補
助磁界を発生し、またはカスプ磁界を発生する補助磁界
発生手段を設けたことを特徴とする。
［作用］
放電空間において主磁界が外方へ膨出するのを押えられ
るので腋部での主磁界の弱まりが防止され、あるいはカ
スプ磁界のプラズマ閉じ込め作用によって、プラズマ閉
じ込め効率が向上する。
るので腋部での主磁界の弱まりが防止され、あるいはカ
スプ磁界のプラズマ閉じ込め作用によって、プラズマ閉
じ込め効率が向上する。
［実施例］
第１図は本発明の第１の実施例の対向ターゲット式スパ
ッタリング装置の縦断側面図である。
ッタリング装置の縦断側面図である。
ガス溝人口１ａ及び排気口１ｂを有する真空容器１内に
は、主として、放電空間２を介してそのスパッタ面が平
行に対面するように一対のターゲット３ａ、３ｂを保持
する一対のターゲットホルダー４ａ、４ｂと、該ターゲ
ットホルダー４ａ。
は、主として、放電空間２を介してそのスパッタ面が平
行に対面するように一対のターゲット３ａ、３ｂを保持
する一対のターゲットホルダー４ａ、４ｂと、該ターゲ
ットホルダー４ａ。
４ｂの外周を包囲するアースシールド５ａ、５ｂと、前
記放電空間２にターゲット３ａ、３ｂのスパッタ面に垂
直な方向の主磁界を発生するために＠記ターゲットホル
ダー４ａ、４ｂ内に環状に設けられた主永久磁石６ａ、
６ｂと、前記放電空間２の側方に該放電空間２に対面す
るように被成膜部材である基板７ａ、７ｂを保持し、ス
パッタ放電を行うときの陽極となる基板ホルダー８ａ、
８ｂと、前記基板７ａ、７ｂを挾んで前記基板ホルダー
８ａ、８ｂに設けられ基板７ａ、７ｂの表面に沿って前
記主磁界と同一方向の環状の補助磁界を発生する補助永
久磁石９ａ、９ｂ及び９ｃ、９ｄとが収納される。ター
ゲットホルダー４ａ、４ｂは絶縁物１０ａ、１０ｂによ
って真空容器１から絶縁されており、マツチングボック
ス１１を介して高周波電源１２に接続される。
記放電空間２にターゲット３ａ、３ｂのスパッタ面に垂
直な方向の主磁界を発生するために＠記ターゲットホル
ダー４ａ、４ｂ内に環状に設けられた主永久磁石６ａ、
６ｂと、前記放電空間２の側方に該放電空間２に対面す
るように被成膜部材である基板７ａ、７ｂを保持し、ス
パッタ放電を行うときの陽極となる基板ホルダー８ａ、
８ｂと、前記基板７ａ、７ｂを挾んで前記基板ホルダー
８ａ、８ｂに設けられ基板７ａ、７ｂの表面に沿って前
記主磁界と同一方向の環状の補助磁界を発生する補助永
久磁石９ａ、９ｂ及び９ｃ、９ｄとが収納される。ター
ゲットホルダー４ａ、４ｂは絶縁物１０ａ、１０ｂによ
って真空容器１から絶縁されており、マツチングボック
ス１１を介して高周波電源１２に接続される。
以上の構成において、真空容器１内を排気した後にスパ
ッタガスを導入し、ターゲットホルダー４ａ、４ｂを介
してターゲット３ａ、３ｂに高周波電力を供給すると放
電空間２内のスパッタガスがプラズマ化されて主永久磁
石６ａ、６ｂによって形成される主磁界内に閉じ込めら
れる。そしてガスイオンが前記ターゲット３ａ、３ｂに
衝突してスパッタ粒子を発生し、このスパッタ粒子が基
板７ａ、７ｂの表面に付着して薄膜を形成する。
ッタガスを導入し、ターゲットホルダー４ａ、４ｂを介
してターゲット３ａ、３ｂに高周波電力を供給すると放
電空間２内のスパッタガスがプラズマ化されて主永久磁
石６ａ、６ｂによって形成される主磁界内に閉じ込めら
れる。そしてガスイオンが前記ターゲット３ａ、３ｂに
衝突してスパッタ粒子を発生し、このスパッタ粒子が基
板７ａ、７ｂの表面に付着して薄膜を形成する。
ここで放電空間２内の磁界について説明する。
従来のスパッタリング装置のように主永久磁石６ａ、６
ｂによる主磁界発生手段のみで主磁界を発生するように
構成した場合は、第２図（ｂ）に示すように、磁力線１
３がターゲット３ａ、３ｂ間（７）中央部分において外
側に膨出する。このために腋部の磁界は弱くなり、従っ
てプラズマは磁界に束縛されにくくなって拡散しやすく
なる。
ｂによる主磁界発生手段のみで主磁界を発生するように
構成した場合は、第２図（ｂ）に示すように、磁力線１
３がターゲット３ａ、３ｂ間（７）中央部分において外
側に膨出する。このために腋部の磁界は弱くなり、従っ
てプラズマは磁界に束縛されにくくなって拡散しやすく
なる。
これに対して本発明になる装置のように主永久磁石６ａ
、６ｂによって形成される主磁界の外側に補助永久磁石
９ａ〜９ｄによって前記主磁界と同一方向の補助磁界を
形成すると、第２図（ａ）に示すように、主磁界の磁力
線１３が押し戻されて真直になる。従って主磁界は、む
しろ、外側の方が強くなり、放電空間２内に発生したプ
ラズマは外側に広がりにくくなってプラズマ閉じ込め効
率が向上し、放電空間２内のプラズマ密度が高くなる。
、６ｂによって形成される主磁界の外側に補助永久磁石
９ａ〜９ｄによって前記主磁界と同一方向の補助磁界を
形成すると、第２図（ａ）に示すように、主磁界の磁力
線１３が押し戻されて真直になる。従って主磁界は、む
しろ、外側の方が強くなり、放電空間２内に発生したプ
ラズマは外側に広がりにくくなってプラズマ閉じ込め効
率が向上し、放電空間２内のプラズマ密度が高くなる。
従って本発明になる装置は、スパッタ率が高くなって成
膜速度が向上し、また、基板７ａ、７ｂに衝突するイオ
ンも減少するので該基板７ａ、７ｂの損傷が軽減する。
膜速度が向上し、また、基板７ａ、７ｂに衝突するイオ
ンも減少するので該基板７ａ、７ｂの損傷が軽減する。
第３図は本発明の第２の実施例の対向ターゲット式スパ
ッタリング装置の縦断側面図である。この実施例は前述
した第１の実施例における補助磁界を発生する手段とし
て電磁コイル１４ａ、１４ｂを用いたものである。この
電磁コイル１４ａ。
ッタリング装置の縦断側面図である。この実施例は前述
した第１の実施例における補助磁界を発生する手段とし
て電磁コイル１４ａ、１４ｂを用いたものである。この
電磁コイル１４ａ。
１４ｂは主磁界の側方を包囲するように配置された環状
のものであり、両コイル１４ａ、１４ｂに電流を流して
補助磁界を発生するものである。電磁コイル１４ａ、１
４ｂで発生した磁束を磁性ガイドを用いて集束して基板
７ａ、７ｂの表面に導くようにすれば、補助磁界の利用
効率を高めることができる。
のものであり、両コイル１４ａ、１４ｂに電流を流して
補助磁界を発生するものである。電磁コイル１４ａ、１
４ｂで発生した磁束を磁性ガイドを用いて集束して基板
７ａ、７ｂの表面に導くようにすれば、補助磁界の利用
効率を高めることができる。
第４図は本発明の第３の実施例の対向ターゲット式スパ
ッタリング装置の縦断側面図である。この実施例は前述
した第２の実施例における電磁コイルを真空容器の外に
配置したものである。環状の電磁コイル１５ａ、１５ｂ
は真空容器１の側方に配置され、該電磁コイル１５ａ、
１５ｂで発生した磁束は磁性ガイド１６ａ〜１６ｄで集
束して基板７ａ、７ｂの両側に導かれて該部Ｆｉ７ａ、
７ｂの表面に沿った補助磁界を形成する。
ッタリング装置の縦断側面図である。この実施例は前述
した第２の実施例における電磁コイルを真空容器の外に
配置したものである。環状の電磁コイル１５ａ、１５ｂ
は真空容器１の側方に配置され、該電磁コイル１５ａ、
１５ｂで発生した磁束は磁性ガイド１６ａ〜１６ｄで集
束して基板７ａ、７ｂの両側に導かれて該部Ｆｉ７ａ、
７ｂの表面に沿った補助磁界を形成する。
第２．第３の実施例のように電磁コイル１４ａ。
１４ｂまたは１５ａ、１５ｂを用いると、電磁コイル１
４ａ、１４ｂまたは１５ａ、１５ｂに流す電流の大きさ
を変えて補助磁界の強さを調整することができる利点が
ある。更に第３の実施例のように電磁コイル１５ａ、１
５ｂを真空容器１の外に配置することによって真空容器
１の気密構造を容易にし、また電磁コイル１５ａ、１５
ｂの冷却対策も容易になる。
４ａ、１４ｂまたは１５ａ、１５ｂに流す電流の大きさ
を変えて補助磁界の強さを調整することができる利点が
ある。更に第３の実施例のように電磁コイル１５ａ、１
５ｂを真空容器１の外に配置することによって真空容器
１の気密構造を容易にし、また電磁コイル１５ａ、１５
ｂの冷却対策も容易になる。
第５図（ａ）、第５図（ｂ）は本発明の第４の実施例の
対向ターゲット式スパッタリング装置の縦断側面図及び
基板と補助永久磁石の配置関係を示す平面図である。
対向ターゲット式スパッタリング装置の縦断側面図及び
基板と補助永久磁石の配置関係を示す平面図である。
この実施例は、プラズマの拡散を防止するための補助磁
界としてカスプ磁界を利用するものである。カスプ磁界
がその内部にプラズマを閉じ込める作用をもつことは良
く知られている。カスプ磁界１７を形成する補助永久磁
石１８は、主磁界の側方周囲を包囲するように基板７と
交互に環状に配置される。
界としてカスプ磁界を利用するものである。カスプ磁界
がその内部にプラズマを閉じ込める作用をもつことは良
く知られている。カスプ磁界１７を形成する補助永久磁
石１８は、主磁界の側方周囲を包囲するように基板７と
交互に環状に配置される。
［発明の効果コ
以上のように本発明は、放電空間に形成される主磁界の
外側への膨出を押える補助磁界を発生して主磁界の弱ま
りを防止し、またはカスプ磁界を発生してプラズマ閉じ
込め効率を高めることにより、成膜速度を向上させると
共にガスイオンによる被成膜部材の衝撃を軽減して該部
材の損傷を防止する効果が得られる。
外側への膨出を押える補助磁界を発生して主磁界の弱ま
りを防止し、またはカスプ磁界を発生してプラズマ閉じ
込め効率を高めることにより、成膜速度を向上させると
共にガスイオンによる被成膜部材の衝撃を軽減して該部
材の損傷を防止する効果が得られる。
第１図は本発明の第１の実施例の対向ターゲット式スパ
ッタリング装置の縦断側面図、第２図（ａ）はその磁界
分布説明図、第２図（ｂ）は従来装置の磁界分布説明図
、第３図及び第４図は本発明の第２及び第３の実施例の
対向ターゲット式スパッタリング装置の縦断側面図、第
５図（ａ）は本発明の第４の実施例の対向ターゲット式
スパッタリング装置の縦断側面図、第５図（ｂ）はその
基板と補助永久磁石の配置関係を示す平面図である。 １・・・・・・真空容器、２・・・・・・放電空間、３
ａ、３ｂ・・・・・・ターゲット、４ａ、４ｂ・・・・
・・ターゲットホルダー、６ａ、６ｂ・・・・・・主永
久磁石、７ａ、７ｂ・・・・・・基板、８ａ、８ｂ・・
・・・・基板ホルダー、９ａ〜９ｄ・・・・・・補助永
久磁石、１２・・・・・・高周波電源。 第１図 １： 真空容器 ２： 放電空間 シ、３ｂ： タープ１シト ４ｏ 、 ４ｂ ： ターゲットホルダー雎 ７０．７ｂ：基板 ｓｏ、ｓｂ： 基板ホルタ− ９０〜９ｄ： 補助永久磁石 １２： 高居汲電源 第２図 （ｂン 第３図 第４図
ッタリング装置の縦断側面図、第２図（ａ）はその磁界
分布説明図、第２図（ｂ）は従来装置の磁界分布説明図
、第３図及び第４図は本発明の第２及び第３の実施例の
対向ターゲット式スパッタリング装置の縦断側面図、第
５図（ａ）は本発明の第４の実施例の対向ターゲット式
スパッタリング装置の縦断側面図、第５図（ｂ）はその
基板と補助永久磁石の配置関係を示す平面図である。 １・・・・・・真空容器、２・・・・・・放電空間、３
ａ、３ｂ・・・・・・ターゲット、４ａ、４ｂ・・・・
・・ターゲットホルダー、６ａ、６ｂ・・・・・・主永
久磁石、７ａ、７ｂ・・・・・・基板、８ａ、８ｂ・・
・・・・基板ホルダー、９ａ〜９ｄ・・・・・・補助永
久磁石、１２・・・・・・高周波電源。 第１図 １： 真空容器 ２： 放電空間 シ、３ｂ： タープ１シト ４ｏ 、 ４ｂ ： ターゲットホルダー雎 ７０．７ｂ：基板 ｓｏ、ｓｂ： 基板ホルタ− ９０〜９ｄ： 補助永久磁石 １２： 高居汲電源 第２図 （ｂン 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、真空容器と、該真空容器内に放電空間を介してスパ
ッタ面が平行に対面するように一対のターゲットを保持
するターゲットホルダーと、前記放電空間にターゲット
のスパッタ面に垂直な方向の主磁界を発生する主磁界発
生手段と、前記放電空間の側方に該放電空間に対面する
ように被成膜部材を保持する基板ホルダーとを備え、前
記真空容器内にスパッタガスを導入すると共に前記ター
ゲットホルダーに保持したターゲットに高周波電力を供
給して前記スパッタガスをプラズマ化して主磁界内に閉
じ込め、ガスイオンを前記ターゲットに衝突させてスパ
ッタ粒子を発生しこれを前記基板ホルダーに保持した被
成膜部材に付着させて成膜する対向ターゲット式スパッ
タリング装置において、前記主磁界の外側に該主磁界の
外方への膨出を押える補助磁界を発生する補助磁界発生
手段を設けたことを特徴とする対向ターゲット式スパッ
タリング装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記補助磁界発生
手段は、前記基板ホルダーに設けられて前記被成膜部材
表面に沿つて前記主磁界と同一方向の補助磁界を発生す
る永久磁石を備えたことを特徴とする対向ターゲット式
スパッタリング装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記補助磁界発生
手段は、前記主磁界を包囲するように配置され前記被成
膜部材表面に沿つて主磁界と同一方向の補助磁界を発生
する環状の電磁コイルを備えたことを特徴とする対向タ
ーゲット式スパッタリング装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記補助磁界発生
手段は、真空容器外周に配置された環状の電磁コイルと
、該電磁コイルによつて発生した磁束を主磁界の外側に
導き前記被成膜部材表面に沿つて主磁界と同一方向の補
助磁界を発生する磁性ガイドとを備えたことを特徴とす
る対向ターゲット式スパッタリング装置。 ５、特許請求の範囲第３項または第４項において、前記
電磁コイルは複数個並設されたことを特徴とする対向タ
ーゲット式スパッタリング装置。 ６、真空容器と、該真空容器内に放電空間を介してスパ
ッタ面が平行に対面するように一対のターゲットを保持
するターゲットホルダーと、前記放電空間にターゲット
のスパッタ面に垂直な方向の主磁界を発生する主磁界発
生手段と、前記放電空間の側方に該放電空間に対面する
ように被成膜部材を保持する基板ホルダーとを備え、前
記真空容器内にスパッタガスを導入すると共に前記ター
ゲットホルダーに保持したターゲットに高周波電力を供
給して前記ターゲットガスをプラズマ化して主磁界内に
閉じ込め、ガスイオンを前記ターゲットに衝突させてス
パッタ粒子を発生しこれを前記基板ホルダーに保持した
被成膜部材に付着させて成膜する対向ターゲット式スパ
ッタリング装置において、前記一対のターゲットホルダ
ーの対向空間の中間に前記主磁界の側方から該主磁界に
対して垂直な方向にカスプ磁界を発生する補助磁界発生
手段を設けたことを特徴とする対向ターゲット式スパッ
タリング装置。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記補助磁界発生
手段は複数の永久磁石を備え、該永久磁石と被成膜部材
を前記主磁界の外周に環状に交互に配置したことを特徴
とする対向ターゲット式スパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12399588A JPH01294859A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 対向ターゲツト式スパツタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12399588A JPH01294859A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 対向ターゲツト式スパツタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01294859A true JPH01294859A (ja) | 1989-11-28 |
Family
ID=14874435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12399588A Pending JPH01294859A (ja) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | 対向ターゲツト式スパツタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01294859A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5196105A (en) * | 1990-12-03 | 1993-03-23 | Leybold Aktiengesellschaft | System for coating substrates with magnetron cathodes |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58151473A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-08 | Teijin Ltd | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
| JPS62185875A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-14 | Shimadzu Corp | 気相成膜装置 |
| JPS62232911A (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-13 | Hitachi Ltd | 磁性膜形成装置 |
-
1988
- 1988-05-23 JP JP12399588A patent/JPH01294859A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS58151473A (ja) * | 1982-03-03 | 1983-09-08 | Teijin Ltd | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5196105A (en) * | 1990-12-03 | 1993-03-23 | Leybold Aktiengesellschaft | System for coating substrates with magnetron cathodes |
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