JPH02200776A - スパツタリング装置 - 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、マグネトロン電極を有するスパッタリング装
置に関する。

（従来の技術〕 スパッタリングにおいて高い成膜速度を得るために、マ
グネトロンスパッタリング装置が用いられている。

第７図乃至第１０図に従来例のマグネトロンスパッタリ
ング装置（以下単にスパッタリング装置と呼ぶ）を示す
。

第７図は永久磁石を用いたスパッタリング装置の概念図
、第８図はその平面図、第９図は電磁石を用いたスパッ
タリング装置の概念図、第１０図はその平面図である。

第７図、第８図において、１は、高記録密度磁気ヘッド
を形成するためのＧｏ−Ｎｂ−Ｚｒ合金などで構成され
るスパッタリングターゲラＩ・であり、このスパッタリ
ングターゲット１の下側に磁界発生用の複数の永久磁石
２が同心円上に配置され、且つ容器３に収容されている
。そしてスパッタリングターゲット１直上に永久磁石２
からの磁界を漏洩させ、この漏洩磁界４によってプラズ
マを収束させて、プラズマ密度を高め、高プラズマ密度
領域５を形成し、スパッタリングターゲットｌに入射す
るＡｒ粒子を増加させ、よって成膜速度を高めるように
している。６は強くスパッタされる強スパッタ部分であ
る。また７はスパッタリングターゲット１を高周波でス
パッタするための高周波電源である。

第９図、第１０図も、コア８とコイル９からなる電磁石
１０を用いる他は第７図、第８図と同様である。１１は
各コイル９に直流電圧を印加するための直流電源である
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このように構成された従来のスパッタリング
装置番ごおいては、上述の磁石類（永久磁石２４電磁石
１０）は固定されていたために、プラズマ収束に有効な
強度の磁界（高プラズマ密度領域５）はスパッタリング
ターゲット１Ｆのごく一部に漏れるのみであった。その
ためにスパッタリングターゲラｌ＝　１のごく一部しか
強くスパッタされず（強スパッタ部分６）、スパッタリ
ングターゲット１の利用効率が悪いという欠点があった
。

本発明は、上記従来技術が持っていたスパッタリングタ
ーゲットの利用率の悪さを改善することを１１的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明は、複数の磁石をＮ
極とｓｉとが所定の間隔をおいて対向するように配置し
てマグネトロン電極を構成し、このマグネトロン電極を
所定の方向に回転する回転機構を設けたことを特徴とす
る。

〔作用〕

本発明は、上述のようにスパッタリングター・ゲット１
の下部に磁界発生用の永久磁石２や電磁石１０を電極中
心から放射状に配し、なお且つこれらの磁石類を回転さ
せることで、スバ・ンタリングターゲット全面を強くス
パッタさせ、よってスパッタリングターゲット１の有効
利用を可能としたものである。

第５図、第６図に直径８インチ、厚さ５ｒｎｒｎのスパ
ッタリングターゲラＩ−１を高周波電力１．５ｋＷで５
０００分間スパッタした後の断面形状を示す。第５図は
従来技術の電磁石を用いたマグネトロン電極の場合、第
６図は本発明の場合である。

図から明らかなように従来技術の場合には局所的にスパ
ッタリングターゲット１が使用されるので、その利用効
率は悪かった。この場合には５０００分の使用で中心側
のエロージョン領域１２では約４ｍ、ｍが使われており
、それ以外の部分では未だ十分に使用可能であるけれど
も、このスパッタリングターゲット１はもう寿命である
。一方、本発明ではスパッタリングターゲット１の一部
が集中的に使われることが無いので、最も深く削られた
部分でも、その深さはｌｒｎｍ強であり、さらに１００
００分間以ト使用可能と思われ、極めて高い有効利用率
となっている。

（実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。尚、
従来例と同一個所は同一符号を付して説明は省略する。

第１図、第２図は第１の実施例に係るスパッタリング装
置の平面図および概念図、第３図、第４図は第２の実施
例に係るスパッタリング装置の平面図および概念図であ
る。

まず第１の実施例を説明すると、第１図、第２図におい
Ｃ１ある間隔を開けてＮ極とＳ極が隣り合うように平行
に置かれた２個の永久磁石２を１組として、計４組の永
久磁石が電極の中心より放射状に等間隔で配置されてい
る。磁界はＮ極から出てＳ極へ入るが、その一部はスパ
ッタリングターゲット１上に漏れ出てプラズマを収束し
、スパッタリングレートを高める。このままでは前述し
た通り、ターゲット■のごく一部しか強くスパッタされ
ないが、これら４組の永久磁石２をモーター１３で回転
させることで、スパッタリングターゲツト１全面が強く
スパッタされる。勿論、永久磁石２を回転させる動力源
は安定的にその目的を達することが出来るならば、モー
ター以外の物、例えば圧縮空気を用いた空気圧シリンダ
ーや水田を用いた水圧シリンダーでも良い。そしてこの
時の回転数は１〜１０ｒｐｍ程度で良く、本実施例では
６ｒｐｍとした。

このように低速回転（ｌ〜ｌＯｒｐｍ）が良いのは、成
膜速度が、最大でも５０人／秒程度であり、厚さ数十人
〜数百人といった極めて薄い膜を作成する以外は、上記
の回転速度で十分に均質な膜を得られるからである。ま
た更に回転速度を高めることは駆動系等に大きな負担を
かけるからである。

第３図、第４図の実施例は永久磁石２の代わりに電磁石
］、Ｏを４個用いている。鉄芯８の周りに巻いたコイル
９に直流電源１１から直流電流を流し°ζ電磁石とし、
その時の電流・電圧・極性を変化させることで、磁界の
向きや強度を可変としζいる。それ以外は第１の実施例
と同じである。

尚、これら各実施例において、各磁石類からの磁束密度
は面内方向で１００〜１０００ガウス位が望まし７い。

〔発明の効果〕

以り説明したように、本発明ではプラズマ収束用磁界発
生用の磁石類をターゲットーヒに放射状に配置し、なお
且つこれら磁石類を回転させることで、スパッタリング
ターゲットの全面を強くスパッタすることを可能とし、
よってスパッタリングターゲットの利用効率を高める効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は第１の実施例に係るスパッタリング装
置の平面図および概念図、第３図、第４図は第２の実施
例に係るスパッタリング装置の平面図および概念図、第
５図１第６図は従来例と本発明に係るスパッタリング後
のスパッタリングターゲラ［・の縦断面図、第７図は永
久磁石を用いたスパッタリング装置の概念図、第８図は
その平面図、第９図は電磁石を用いたスパッタリング装
置の概念図、第１０図はその平面図である。 ２・・・永久磁石（マグネトロン電極）、１０・・・電
磁石（マグネトロン電極）、、１３・・・モーター（回
転機構）。 第１図 第３図 Ｏ 第５図 第６図 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の磁石をＮ極とＳ極とが所定の間隔をおいて対向す
   るように配置してマグネトロン電極を構成し、このマグ
   ネトロン電極を所定の方向に回転する回転機構を設けた
   ことを特徴とするスパッタリング装置。