JPH0243328B2 - - Google Patents
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- JPH0243328B2 JPH0243328B2 JP4413281A JP4413281A JPH0243328B2 JP H0243328 B2 JPH0243328 B2 JP H0243328B2 JP 4413281 A JP4413281 A JP 4413281A JP 4413281 A JP4413281 A JP 4413281A JP H0243328 B2 JPH0243328 B2 JP H0243328B2
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- magnetic field
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3414—Targets
- H01J37/3423—Shape
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
- H01F41/18—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode sputtering
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、Fe、Co、Fe−Ni、Co−Cr、Co−
Ｒ合金、Fe3O4、BaO・Fe2O3その他の強磁性体
の高速スパツタ装置に関する。
Ｒ合金、Fe3O4、BaO・Fe2O3その他の強磁性体
の高速スパツタ装置に関する。
従来、この種装置として、真空処理室内に陰極
電位のFeその他の強磁性体ターゲツトと該強磁
性体ターゲツトに対向したサブストレートとを設
け、該ターゲツトの背後にさらに磁界発生装置を
設けて該ターゲツトの表面に漏洩磁界を発生させ
これによつてプラズマ密度を向上させるようにし
たものが知られるが、この場合該ターゲツトの表
面に高速スパツタに必要な約200ガウスの平行磁
界を得るには該ターゲツトの厚さを薄く制限する
と共に該磁界発生装置で該ターゲツトにその磁気
飽和値以上の磁界を与えなければならず、これに
伴つて該ターゲツトの損耗が早まりその寿命が低
下する不都合を生じ勝ちである。例えば該磁界発
生装置にバリウムフエライト磁石を使用し、強磁
性体ターゲツトにFeの板状ターゲツトを使用し
てこれらを互に接触させ、該ターゲツトの表面に
約200ガウスの漏洩磁界を得るには該Feターゲツ
トの厚さを1.4mm以下としなければならず、さら
にこの場合該Feターゲツトの背後にこれを補強
するCu製のバツキングプレートを設けるとその
厚さは0.7mm以下としなければならず、寿命が極
めて短いターゲツトになつて好ましくない。
電位のFeその他の強磁性体ターゲツトと該強磁
性体ターゲツトに対向したサブストレートとを設
け、該ターゲツトの背後にさらに磁界発生装置を
設けて該ターゲツトの表面に漏洩磁界を発生させ
これによつてプラズマ密度を向上させるようにし
たものが知られるが、この場合該ターゲツトの表
面に高速スパツタに必要な約200ガウスの平行磁
界を得るには該ターゲツトの厚さを薄く制限する
と共に該磁界発生装置で該ターゲツトにその磁気
飽和値以上の磁界を与えなければならず、これに
伴つて該ターゲツトの損耗が早まりその寿命が低
下する不都合を生じ勝ちである。例えば該磁界発
生装置にバリウムフエライト磁石を使用し、強磁
性体ターゲツトにFeの板状ターゲツトを使用し
てこれらを互に接触させ、該ターゲツトの表面に
約200ガウスの漏洩磁界を得るには該Feターゲツ
トの厚さを1.4mm以下としなければならず、さら
にこの場合該Feターゲツトの背後にこれを補強
するCu製のバツキングプレートを設けるとその
厚さは0.7mm以下としなければならず、寿命が極
めて短いターゲツトになつて好ましくない。
本発明はかゝる不都合のない高速スパツタ装置
を提供することをその目的としたもで、真空処理
室内に陰極電位の強磁性体ターゲツトと該強磁性
体ターゲツトに対向したサブストレートとを設
け、該強磁性体ターゲツトの背後に磁界発生装置
を設けるようにしたものに於いて、該強磁性体タ
ーゲツトを互いに該磁界発生装置の磁界方向を少
なくとも横切る３mm以下の小間隔を存して配置さ
れた小単位の強磁性体の複数個で構成し、該強磁
性体ターゲツトの上記サブストレートと対向した
表面の近傍の空間領域に漏洩磁界を発生させるよ
うにして成る。
を提供することをその目的としたもで、真空処理
室内に陰極電位の強磁性体ターゲツトと該強磁性
体ターゲツトに対向したサブストレートとを設
け、該強磁性体ターゲツトの背後に磁界発生装置
を設けるようにしたものに於いて、該強磁性体タ
ーゲツトを互いに該磁界発生装置の磁界方向を少
なくとも横切る３mm以下の小間隔を存して配置さ
れた小単位の強磁性体の複数個で構成し、該強磁
性体ターゲツトの上記サブストレートと対向した
表面の近傍の空間領域に漏洩磁界を発生させるよ
うにして成る。
本発明装置の１例を図面について説明するにそ
の第１図及び第２図に於いて１は真空処理室内に
サブストレートと対向して設けられるFeその他
の強磁性体からなるターゲツト、２は該ターゲツ
ト１の背面に設けた非強磁性体のバツキングプレ
ート、３は該プレート２のさらに背後に設けたバ
リウムフエライト磁石その他の磁界発生装置で、
図示の場合、Ｎ極とＳ極の間に磁界が発生する。
また４は該バツキングプレート２を冷却する冷却
水を収容した非強磁性体からなる水冷タンク、３
ａはヨークを示し、該ターゲツトに陰極電位が印
加されると該ターゲツトがスパツタされてその原
子がサブストレートに析出する。
の第１図及び第２図に於いて１は真空処理室内に
サブストレートと対向して設けられるFeその他
の強磁性体からなるターゲツト、２は該ターゲツ
ト１の背面に設けた非強磁性体のバツキングプレ
ート、３は該プレート２のさらに背後に設けたバ
リウムフエライト磁石その他の磁界発生装置で、
図示の場合、Ｎ極とＳ極の間に磁界が発生する。
また４は該バツキングプレート２を冷却する冷却
水を収容した非強磁性体からなる水冷タンク、３
ａはヨークを示し、該ターゲツトに陰極電位が印
加されると該ターゲツトがスパツタされてその原
子がサブストレートに析出する。
以上の構成は特に従来のものと変わりはない
が、本発明のものでは該強磁性体ターゲツト１を
小単位の複数個の強磁性体１ａを互いに磁界発生
装置３の磁界を少なくとも横切る３mm以下の小間
隔５を存して配置することにより構成するもの
で、第１、第２図示の場合、該強磁性体１ａを幅
ｂが５mmの方形断面を有する環状体に形成し、そ
の複数個を１mmの小間隔５を存してバツキングプ
レート２上に取付固定するようにした。この寸法
形状のFeからなるターゲツト１の背後にバリウ
ムフエライト磁石の磁界発生装置３を設け、該タ
ーゲツト１の厚さｔを変えてその表面から３mmの
高さで且つ磁極間中心位置の点ｃの水平方向の磁
界を測定した結果、第３図の曲線Ａの如くなつ
た。これに対し従来の一連の平板状のFeからな
るターゲツトの厚さを変えて同様の条件で測定し
た結果は同図の曲線Ｂに示す如くとなり、厚さ零
mm即ちバツキングプレート２のみの場合以外は磁
界の強さＧはいずれも曲線Ａを下回り、スパツタ
リングに必要な約200ガウス以上の漏洩磁界を得
るにはターゲツトを0.7mm以下の厚さとしなけれ
ばならず、厚さ２mm以上のターゲツトでは磁気飽
和せずその表面に漏洩磁界が得られなくなる。し
かし乍ら本発明のものでは厚さ５mm弱のターゲツ
トであつても約200ガウスの漏洩磁界が得られ、
比較的その厚さが大きいので長時間のスパツタリ
ングに耐えることが出来、また磁気飽和値以下の
磁界を有する磁界発生装置３を使用出来る。
が、本発明のものでは該強磁性体ターゲツト１を
小単位の複数個の強磁性体１ａを互いに磁界発生
装置３の磁界を少なくとも横切る３mm以下の小間
隔５を存して配置することにより構成するもの
で、第１、第２図示の場合、該強磁性体１ａを幅
ｂが５mmの方形断面を有する環状体に形成し、そ
の複数個を１mmの小間隔５を存してバツキングプ
レート２上に取付固定するようにした。この寸法
形状のFeからなるターゲツト１の背後にバリウ
ムフエライト磁石の磁界発生装置３を設け、該タ
ーゲツト１の厚さｔを変えてその表面から３mmの
高さで且つ磁極間中心位置の点ｃの水平方向の磁
界を測定した結果、第３図の曲線Ａの如くなつ
た。これに対し従来の一連の平板状のFeからな
るターゲツトの厚さを変えて同様の条件で測定し
た結果は同図の曲線Ｂに示す如くとなり、厚さ零
mm即ちバツキングプレート２のみの場合以外は磁
界の強さＧはいずれも曲線Ａを下回り、スパツタ
リングに必要な約200ガウス以上の漏洩磁界を得
るにはターゲツトを0.7mm以下の厚さとしなけれ
ばならず、厚さ２mm以上のターゲツトでは磁気飽
和せずその表面に漏洩磁界が得られなくなる。し
かし乍ら本発明のものでは厚さ５mm弱のターゲツ
トであつても約200ガウスの漏洩磁界が得られ、
比較的その厚さが大きいので長時間のスパツタリ
ングに耐えることが出来、また磁気飽和値以下の
磁界を有する磁界発生装置３を使用出来る。
強磁性体１ａ，１ａ間の小間隔５は余り大きい
とその内部までプラズマが侵入し、バツキングプ
レート２がスパツタされてこれが異物としてサブ
ストレートに付着して好ましくないが、第４図の
領域Ｃに見られるように該小間隔５を約３mm以下
とすればアルゴンガス圧に左右されることなく該
小間隔５内にプラズマが侵入せず、従つてバツキ
ングプレート２がスパツタされることがない。同
図示の領域Ｄは該小間隔５にプラズマの侵入があ
る範囲を示す。
とその内部までプラズマが侵入し、バツキングプ
レート２がスパツタされてこれが異物としてサブ
ストレートに付着して好ましくないが、第４図の
領域Ｃに見られるように該小間隔５を約３mm以下
とすればアルゴンガス圧に左右されることなく該
小間隔５内にプラズマが侵入せず、従つてバツキ
ングプレート２がスパツタされることがない。同
図示の領域Ｄは該小間隔５にプラズマの侵入があ
る範囲を示す。
また強磁性体１ａを厚さ５mm、幅５mmの正方形
とし小間隔５を１mmとした場合の放電特性は第５
図の曲線Ｅ乃至Ｊに示す如くとなり、高速スパツ
タ特有の高い放電電流が得られていることが分
る。これに於いて曲線Ｅはアルゴンガス圧が１×
10-2（Torr）、Ｆは７×10-3、Ｇは５×10-3、Ｈは
３×10-3、Ｉは１×10-3、Ｊは５×10-4（Torr）
の場合を示し、曲線Ｇの場合630V、8Aで6100
Å／mmの析出速度が得られた。
とし小間隔５を１mmとした場合の放電特性は第５
図の曲線Ｅ乃至Ｊに示す如くとなり、高速スパツ
タ特有の高い放電電流が得られていることが分
る。これに於いて曲線Ｅはアルゴンガス圧が１×
10-2（Torr）、Ｆは７×10-3、Ｇは５×10-3、Ｈは
３×10-3、Ｉは１×10-3、Ｊは５×10-4（Torr）
の場合を示し、曲線Ｇの場合630V、8Aで6100
Å／mmの析出速度が得られた。
尚、小間隔５を形成する手段として、平板状の
強磁性体ターゲツトをバツキングプレートにボン
デイングしたのち、該ターゲツトのみを第６図或
は第７図示のように例えば切削して小間隔５を形
成し可及的に小単位の強磁性体１ａからなるター
ゲツト１を構成することも考えられ、この場合Ｘ
−Ｘ方向、Ｙ−Ｙ方向において小間隔５が磁界に
対して直交しないが、磁界を横切る複数の小間隔
５からの漏洩磁界のベクトル和に相当する磁界が
発生するので実用上の支障はない。さらに中心に
磁界発生装置３を軸方向に配列し、その周囲を囲
繞して小間隔５を有する強磁性体１ａを設けて第
８図示のような筒形とし、同軸型のスパツタ装置
に適した強磁性体ターゲツト１に構成してもよ
い。
強磁性体ターゲツトをバツキングプレートにボン
デイングしたのち、該ターゲツトのみを第６図或
は第７図示のように例えば切削して小間隔５を形
成し可及的に小単位の強磁性体１ａからなるター
ゲツト１を構成することも考えられ、この場合Ｘ
−Ｘ方向、Ｙ−Ｙ方向において小間隔５が磁界に
対して直交しないが、磁界を横切る複数の小間隔
５からの漏洩磁界のベクトル和に相当する磁界が
発生するので実用上の支障はない。さらに中心に
磁界発生装置３を軸方向に配列し、その周囲を囲
繞して小間隔５を有する強磁性体１ａを設けて第
８図示のような筒形とし、同軸型のスパツタ装置
に適した強磁性体ターゲツト１に構成してもよ
い。
その作動を説明するに強磁性体ターゲツト１の
背後から作用する磁界発生装置３からの磁界は該
ターゲツト１を磁界を横切る３mm以下の小間隔５
を存して配置された小単位の複数個の強磁性体１
ａで構成することによりその表面に比較的強い漏
洩効果を生ずるもので、該ターゲツト１及びサブ
ストレートに陰極電位を印加してスパツタすると
きには該漏洩磁界によりプラズマ密度が高められ
て高速で強磁性体１ａがスパツタされる。
背後から作用する磁界発生装置３からの磁界は該
ターゲツト１を磁界を横切る３mm以下の小間隔５
を存して配置された小単位の複数個の強磁性体１
ａで構成することによりその表面に比較的強い漏
洩効果を生ずるもので、該ターゲツト１及びサブ
ストレートに陰極電位を印加してスパツタすると
きには該漏洩磁界によりプラズマ密度が高められ
て高速で強磁性体１ａがスパツタされる。
このように本発明によるときは強磁性体ターゲ
ツトを互いに磁界発生装置の磁界を少なくとも横
切る３mm以下の小間隔を存して配置した小単位の
複数個の強磁性体で構成したので該ターゲツトの
背後の磁界発生装置の磁界が該ターゲツトの磁気
飽和値以下であつても該ターゲツトのサブストレ
ートと対向した表面に比較的大きな漏洩磁界を生
じさせ得、比較的磁界の弱い安価な磁界発生装置
を使用出来ると共にターゲツトの厚さを従来の一
連板状のターゲツトに比べ５〜７倍に厚くするこ
とが出来るのでその耐久性を向上させ得、連続的
に能率良くしかも異物を混入させることなく強磁
性体のスパツタリングを行なえる等の効果があ
る。
ツトを互いに磁界発生装置の磁界を少なくとも横
切る３mm以下の小間隔を存して配置した小単位の
複数個の強磁性体で構成したので該ターゲツトの
背後の磁界発生装置の磁界が該ターゲツトの磁気
飽和値以下であつても該ターゲツトのサブストレ
ートと対向した表面に比較的大きな漏洩磁界を生
じさせ得、比較的磁界の弱い安価な磁界発生装置
を使用出来ると共にターゲツトの厚さを従来の一
連板状のターゲツトに比べ５〜７倍に厚くするこ
とが出来るのでその耐久性を向上させ得、連続的
に能率良くしかも異物を混入させることなく強磁
性体のスパツタリングを行なえる等の効果があ
る。
第１図は本発明装置の１例の截断側面図、第２
図はその一部截断斜視図、第３図は漏洩磁界の特
性曲線図、第４図は小間隔とプラズマ侵入との関
係を示す線図、第５図は放電電流の特性曲線図、
第６図及び第７図は夫々本発明装置の他の例の平
面図を示し、第８図は本発明装置のさらに他の１
例の截断側面図である。 １……強磁性体ターゲツト、１ａ……強磁性
体、３……磁界発生装置、５……小間隔。
図はその一部截断斜視図、第３図は漏洩磁界の特
性曲線図、第４図は小間隔とプラズマ侵入との関
係を示す線図、第５図は放電電流の特性曲線図、
第６図及び第７図は夫々本発明装置の他の例の平
面図を示し、第８図は本発明装置のさらに他の１
例の截断側面図である。 １……強磁性体ターゲツト、１ａ……強磁性
体、３……磁界発生装置、５……小間隔。
Claims (1)
- １ 真空処理室内に陰極電位の強磁性体ターゲツ
トと該強磁性体ターゲツトに対向したサブストレ
ートとを設け、該強磁性体ターゲツトの背後に磁
界発生装置を設けるようにしたものに於いて、該
強磁性体ターゲツトを互いに磁界発生装置の磁界
方向を少なくとも横切る３mm以下の小間隔を存し
て配置された小単位の強磁性体の複数個で構成
し、該強磁性体ターゲツトの上記サブストレート
と対向した表面の近傍の空間領域に漏洩磁界を発
生させるようにして成る強磁性体の高速スパツタ
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4413281A JPS57160113A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | High speed sputtering apparatus for ferromagnetic body |
| CH1682/82A CH649578A5 (de) | 1981-03-27 | 1982-03-18 | Hochgeschwindigkeits-kathoden-zerstaeubungsvorrichtung. |
| US06/361,629 US4401546A (en) | 1981-03-27 | 1982-03-25 | Ferromagnetic high speed sputtering apparatus |
| DE19823211229 DE3211229A1 (de) | 1981-03-27 | 1982-03-26 | Vorrichtung zur ferromagnetischen schnellzerstaeubung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4413281A JPS57160113A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | High speed sputtering apparatus for ferromagnetic body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57160113A JPS57160113A (en) | 1982-10-02 |
| JPH0243328B2 true JPH0243328B2 (ja) | 1990-09-28 |
Family
ID=12683087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4413281A Granted JPS57160113A (en) | 1981-03-27 | 1981-03-27 | High speed sputtering apparatus for ferromagnetic body |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57160113A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4391697A (en) * | 1982-08-16 | 1983-07-05 | Vac-Tec Systems, Inc. | High rate magnetron sputtering of high permeability materials |
| JP2550098B2 (ja) * | 1987-09-29 | 1996-10-30 | 株式会社東芝 | 光磁気記録膜の製造方法 |
| JP2750058B2 (ja) * | 1992-09-30 | 1998-05-13 | 株式会社芝浦製作所 | スパッタリング装置 |
-
1981
- 1981-03-27 JP JP4413281A patent/JPS57160113A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57160113A (en) | 1982-10-02 |
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