JPH03104864A - スパッタリングカソード - Google Patents
スパッタリングカソードInfo
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- JPH03104864A JPH03104864A JP23996489A JP23996489A JPH03104864A JP H03104864 A JPH03104864 A JP H03104864A JP 23996489 A JP23996489 A JP 23996489A JP 23996489 A JP23996489 A JP 23996489A JP H03104864 A JPH03104864 A JP H03104864A
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- shaped
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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、スパッタリング装埴のスパッタリングカソー
ド構造に関する。
ド構造に関する。
プレーナマグネトロンカソードは、ターゲット背面に、
ターゲットに対して水平方向磁場を印加する固定マグネ
ットを配置し、プラズマを磁場中に局部集中させて、高
速、低温スパッタリングを行なうカソードである。しか
し、プラズマを局部集中させるため、結果として，ター
ゲットが局部的にスパッタされることになる。このため
、高速スパッタが可能であるが、ターゲットの極一部分
しか使用することができず、ターゲット利用効率が非常
に小さい事が常である。また、ターゲットが磁性体材料
である時は、エロージョン進行とともに磁場集中が加速
することになる。この結果として、エロージョン進行す
るにしたがい、その形状はシャープになってしまい、タ
ーゲット利用効率は着しく低下することになる。一般に
、通常のプレーナマグネトロンカソードでＣｏＮｉＣｒ
系ターゲットを使用した場合、ターゲット利用効率は約
４〜８％である。これを改善するために考案されている
のが、特開昭６２−２３０９７１号、特開昭６０−１９
７８７４号等に記載の様に、マグネトロン磁場印加用の
マグネットを移動させて、二〇ージョンを移動し、ター
ゲットの不均一・浸食を緩和するものであった。しかし
，板状ターゲットを用いる限りは，磁場移動距離もター
ゲット面積で制約されるため、大巾な利用効率向上は望
めず、磁性体ターゲットにおいては、約３０％程度が限
界であろうと考えられる。
ターゲットに対して水平方向磁場を印加する固定マグネ
ットを配置し、プラズマを磁場中に局部集中させて、高
速、低温スパッタリングを行なうカソードである。しか
し、プラズマを局部集中させるため、結果として，ター
ゲットが局部的にスパッタされることになる。このため
、高速スパッタが可能であるが、ターゲットの極一部分
しか使用することができず、ターゲット利用効率が非常
に小さい事が常である。また、ターゲットが磁性体材料
である時は、エロージョン進行とともに磁場集中が加速
することになる。この結果として、エロージョン進行す
るにしたがい、その形状はシャープになってしまい、タ
ーゲット利用効率は着しく低下することになる。一般に
、通常のプレーナマグネトロンカソードでＣｏＮｉＣｒ
系ターゲットを使用した場合、ターゲット利用効率は約
４〜８％である。これを改善するために考案されている
のが、特開昭６２−２３０９７１号、特開昭６０−１９
７８７４号等に記載の様に、マグネトロン磁場印加用の
マグネットを移動させて、二〇ージョンを移動し、ター
ゲットの不均一・浸食を緩和するものであった。しかし
，板状ターゲットを用いる限りは，磁場移動距離もター
ゲット面積で制約されるため、大巾な利用効率向上は望
めず、磁性体ターゲットにおいては、約３０％程度が限
界であろうと考えられる。
上記従来技術では、プレーナマグネトロンスパッタリン
グにおいて、ターゲットの利用効率向上について、配慮
が充分でない。このため磁性体ターゲットを使用する場
合においては，ターゲトの有効有益な利用が不可能であ
り、製品の製造コストが確保できない。また、ターゲッ
ト寿命が短かく、ひんぱんにターゲット交換が必要であ
る、等の問題があり、製品製造において製造コスト，量
産性が大きな問題となっている。
グにおいて、ターゲットの利用効率向上について、配慮
が充分でない。このため磁性体ターゲットを使用する場
合においては，ターゲトの有効有益な利用が不可能であ
り、製品の製造コストが確保できない。また、ターゲッ
ト寿命が短かく、ひんぱんにターゲット交換が必要であ
る、等の問題があり、製品製造において製造コスト，量
産性が大きな問題となっている。
本発明は、ターゲット利用効率を大巾に向上し、かつ、
ターゲット寿命を大巾に向上することにある。
ターゲット寿命を大巾に向上することにある。
上記目的を達成するために、内部に磁極を持つパイプ状
ターゲットを対向させ、それぞれのパイプ状ターゲット
間にマグネトロン磁場を形成させて、パイプ状ターゲッ
トの曲面をマグネトロン高速スパッタできる様にしたも
のである。
ターゲットを対向させ、それぞれのパイプ状ターゲット
間にマグネトロン磁場を形成させて、パイプ状ターゲッ
トの曲面をマグネトロン高速スパッタできる様にしたも
のである。
さらに，利用効率を向上させるために、パイプ状ターゲ
ットの内部極性を回転する様にしたものである。
ットの内部極性を回転する様にしたものである。
また、さらに利用効率を向上させるために、パイプ状タ
ーゲットを回転する様にしたものである。
ーゲットを回転する様にしたものである。
加えて，スパッタ装置による、製品製造スループット向
上のために、このパイプ状ターゲット対を，装置中央に
設置し，ターゲット両方向にスパッタｈ’ｊ．膜を行な
う様にしたものである。
上のために、このパイプ状ターゲット対を，装置中央に
設置し，ターゲット両方向にスパッタｈ’ｊ．膜を行な
う様にしたものである。
これらの結果として，大巾にターゲット寿命が向上でき
，かつ，利用効率も大巾に向上することができ，コスト
パフォーマンスが大巾に向上する。
，かつ，利用効率も大巾に向上することができ，コスト
パフォーマンスが大巾に向上する。
内部にＳ磁極を有するパイプ状ターゲットと、内部にＮ
ｌ極を有するパイプ状ターゲットを近接対向配置させる
６ 磁極より出た磁束は、パイプ状ターゲットを通過し、空
間を通り，対向配置されたパイプ状ターゲットを通過し
内部の逆方向磁極に引き込まれる．このため，近接対向
したパイプ状ターゲットの、両者間空間に，マグネトロ
ン磁場が形状される。
ｌ極を有するパイプ状ターゲットを近接対向配置させる
６ 磁極より出た磁束は、パイプ状ターゲットを通過し、空
間を通り，対向配置されたパイプ状ターゲットを通過し
内部の逆方向磁極に引き込まれる．このため，近接対向
したパイプ状ターゲットの、両者間空間に，マグネトロ
ン磁場が形状される。
また、近接対向するパイプ状ターゲットの距離を変化す
ることにより、任意の磁場強度，及び放電防止エリアを
設けることが可能である。
ることにより、任意の磁場強度，及び放電防止エリアを
設けることが可能である。
加えて、パイプ状ターゲット内部の磁極を固定し、パイ
プ状ターゲットを回転させる。それによって、スパッタ
リングされるエロージョンエリアは、パイプ状ターゲッ
ト曲面全体に広がり、著しくターゲット利用効率を高め
ることができる。
プ状ターゲットを回転させる。それによって、スパッタ
リングされるエロージョンエリアは、パイプ状ターゲッ
ト曲面全体に広がり、著しくターゲット利用効率を高め
ることができる。
以下、本発明の一実施例を説明する。第１図は本発明の
スパッタリングカソードの模式図である．Ｎ極内部磁極
１から放出した磁束は、パイプ状ターゲット２を通り、
対向するパイプ状ターゲット３に引き込まれ，Ｓ極内部
磁極４に到着する６このた、破線で模式的に示した様な
マグネトロン磁場内でプラズマが集中し高速スパッタリ
ングが行なわれることになる。
スパッタリングカソードの模式図である．Ｎ極内部磁極
１から放出した磁束は、パイプ状ターゲット２を通り、
対向するパイプ状ターゲット３に引き込まれ，Ｓ極内部
磁極４に到着する６このた、破線で模式的に示した様な
マグネトロン磁場内でプラズマが集中し高速スパッタリ
ングが行なわれることになる。
以下、本発明の実施例を、本発明スパッタリングカソー
ド断面図にて説明する。
ド断面図にて説明する。
実施例ｌ
内部磁極１と，パイプ状ターゲット２及びダークスペー
スアースシールド５を第２図の様に配置する。この時，
パイプ状ターゲット間の距離ｄ＝２ｍｍ．ダークスペー
スアースシールド５のクリアランス（３ｍｍとし、パイ
プ状ターゲット曲面を一方向にスパッタリングするもの
である。
スアースシールド５を第２図の様に配置する。この時，
パイプ状ターゲット間の距離ｄ＝２ｍｍ．ダークスペー
スアースシールド５のクリアランス（３ｍｍとし、パイ
プ状ターゲット曲面を一方向にスパッタリングするもの
である。
実施例２
上記、実施例１と同様に配置されたカソードにおいて、
第３図に示す様な、１ ｒｐｍで回転するパイプ状ター
ゲット６を設けることにより、パイプ状ターゲット６の
曲面全域を高速スパッタリングするものであり、利用効
率を５０％以上得るものである。
第３図に示す様な、１ ｒｐｍで回転するパイプ状ター
ゲット６を設けることにより、パイプ状ターゲット６の
曲面全域を高速スパッタリングするものであり、利用効
率を５０％以上得るものである。
実施例３
上記，実施例１と同様に配置されたカソードにおいて、
第４図に示す様に、パイプ状ターゲット２の内部に１
ｒｐｍで回転する磁極７を設けることにより，スパッタ
リングされるエロージョン領域をブロードにし、利用効
率を約３０％に向上させるものである。
第４図に示す様に、パイプ状ターゲット２の内部に１
ｒｐｍで回転する磁極７を設けることにより，スパッタ
リングされるエロージョン領域をブロードにし、利用効
率を約３０％に向上させるものである。
実施例４
上記、実施例１と同様に配置されたカソードにおいて、
第５図に示す様にパイプ状ターゲット８と、パイプ状タ
ーゲット９の、それぞれの材質を異ならせる。例えば、
パイプ状ターゲット８は、Ｇｏ − Ｎｉ （ ３ ０
ａｔ％）、パイプ状ターゲット９は、Ｃｏ−Ｃｒ （６
ａｔ％）を用意してスパッタリングを行なうことにより
、スパッタにより基板上にＣ ｏ Ｎ ｉ Ｃ ｒ合金
薄膜を得る。また、ここで、パイプ状ターゲット８と、
パイプ状ターゲット９を独立して，投入電力制御できる
配線としておくことにしておく．これにより，形成する
スパッタ脱の合金組成比を任意に制御可能とする。
第５図に示す様にパイプ状ターゲット８と、パイプ状タ
ーゲット９の、それぞれの材質を異ならせる。例えば、
パイプ状ターゲット８は、Ｇｏ − Ｎｉ （ ３ ０
ａｔ％）、パイプ状ターゲット９は、Ｃｏ−Ｃｒ （６
ａｔ％）を用意してスパッタリングを行なうことにより
、スパッタにより基板上にＣ ｏ Ｎ ｉ Ｃ ｒ合金
薄膜を得る。また、ここで、パイプ状ターゲット８と、
パイプ状ターゲット９を独立して，投入電力制御できる
配線としておくことにしておく．これにより，形成する
スパッタ脱の合金組成比を任意に制御可能とする。
実施例５
上記、実施例ｌと同様に配置されたカソードにおいて，
第６図に示す様に、第１図で示した、ダークスペースア
ースシールド５を除去する。これにより，パイプ状ター
ゲット曲面を両方向にスパッタリングするものであり、
処理能力を２倍とするものである。
第６図に示す様に、第１図で示した、ダークスペースア
ースシールド５を除去する。これにより，パイプ状ター
ゲット曲面を両方向にスパッタリングするものであり、
処理能力を２倍とするものである。
以上の様に、本実施例によれば、内部磁極をもつパイプ
状ターゲットを対向配置させるカソード構造を用いるこ
とによって、プレーナマグネトロンスパッタリングにお
いても、ターゲット利用効率を８０％から５０％以上へ
と著しく向上することができる。また、簡単に混合合金
スパッタ膜を形成可能である。加えて、ターゲットに対
して、両方向にスパッタ或膜を可能にするという効果が
あり、高速スパッタリングによる、量産性の良い、コス
トパフォーマンス性が非常に高くできる．また、パイプ
状ターゲット直径が小さくても問題がないため、長手方
向寸法を大きく取れ，超大型基板に対応できるスパッタ
リングカソードを提供できる。
状ターゲットを対向配置させるカソード構造を用いるこ
とによって、プレーナマグネトロンスパッタリングにお
いても、ターゲット利用効率を８０％から５０％以上へ
と著しく向上することができる。また、簡単に混合合金
スパッタ膜を形成可能である。加えて、ターゲットに対
して、両方向にスパッタ或膜を可能にするという効果が
あり、高速スパッタリングによる、量産性の良い、コス
トパフォーマンス性が非常に高くできる．また、パイプ
状ターゲット直径が小さくても問題がないため、長手方
向寸法を大きく取れ，超大型基板に対応できるスパッタ
リングカソードを提供できる。
本発明によれば，ターゲット利用効率を約５０％以上と
著しく向上したマグネトロン高速スパツタが行なえる．
また、両方向スバツタ或膜が行なえるので、量産性，コ
ストパフォーマンス性の非常に高いスパッタリングプロ
セスを得ることができる。
著しく向上したマグネトロン高速スパツタが行なえる．
また、両方向スバツタ或膜が行なえるので、量産性，コ
ストパフォーマンス性の非常に高いスパッタリングプロ
セスを得ることができる。
また，混合合金スパッタ膜を簡単に形成できるので，複
雑な組成のターゲットを用いることなく高品質なスパッ
タ合金薄膜を得ることができる。
雑な組成のターゲットを用いることなく高品質なスパッ
タ合金薄膜を得ることができる。
第１図、本発明の一実施例のスパッタリングカソードの
模式構造図，第２図は，一方向スパッタ方式のスパッタ
リングカソード断面図、第３図は、ターゲット回転方式
のスパッタリングカソード断面図、第４図は、内部磁極
回転方式のスパッタリングカソード断面図、第５図は，
混合合金或１１Ａ用スパッタリングカソード断面図、第
６図は，両方向スパッタ用スパッタリングカソード断面
図である。 ｌ・・・Ｎ極内部磁極５２・・・パイプ状ターゲット，
３・・・パイプ状ターゲット、４・・・Ｓ極内部磁極、
５・・ダークスペースアースシールド、６・・・回転パ
イプ状ターゲット、７・・・回転磁極，８・・・ＣｏＮ
ｉパイプ状ターゲット，９・・・Ｃ ｏ Ｃ ｒパイプ
状ターゲット．あ ／ 凹 第 ２ 困 第 う 口 祐４図 弟Ｓ困 尾 ｔ 囚
模式構造図，第２図は，一方向スパッタ方式のスパッタ
リングカソード断面図、第３図は、ターゲット回転方式
のスパッタリングカソード断面図、第４図は、内部磁極
回転方式のスパッタリングカソード断面図、第５図は，
混合合金或１１Ａ用スパッタリングカソード断面図、第
６図は，両方向スパッタ用スパッタリングカソード断面
図である。 ｌ・・・Ｎ極内部磁極５２・・・パイプ状ターゲット，
３・・・パイプ状ターゲット、４・・・Ｓ極内部磁極、
５・・ダークスペースアースシールド、６・・・回転パ
イプ状ターゲット、７・・・回転磁極，８・・・ＣｏＮ
ｉパイプ状ターゲット，９・・・Ｃ ｏ Ｃ ｒパイプ
状ターゲット．あ ／ 凹 第 ２ 困 第 う 口 祐４図 弟Ｓ困 尾 ｔ 囚
Claims (5)
- １．内部にＳ磁極を有するパイプ状ターゲットと、内部
にＮ磁極を有するパイプ状ターゲットを近接対向配置さ
せることにより、マグネトロン磁場を両者間に形成する
ことを特徴とする高速スパッタリングカソード。 - ２．特許請求の範囲第１項記載のスパッタリングカソー
ドにおいて、磁極を固定し、パイプ状ターゲットを回転
させることを特徴とする長寿命、高利用効率な、高速ス
パッタリングカソード。 - ３．特許請求の範囲第１項記載のスパッタリングカソー
ドにおいて、パイプ状ターゲットを固定し、内部磁極を
回転させることを特徴とする長寿命、高利用効率な、高
速スパッタリングカソード。 - ４．特許請求の範囲第１項記載のスパッタリングカソー
ドにおいて、近接、対向配置された、パイプ状ターゲッ
トの材質及び材料を異ならせて、それぞれのパイプ状タ
ーゲットの混合スパッタ膜を形成することを特徴とする
長寿命、高利用効率な高速スパッタリングカソード。 - ５．特許請求の範囲第１項記載のスパッタリングカソー
ドにおいて、パイプ状ターゲットの両方向にスパッタリ
ング粒子を放出し両サイド同時にスパッタ膜を形成する
ことを特徴とする高速スパッタリングカソード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23996489A JPH03104864A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | スパッタリングカソード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23996489A JPH03104864A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | スパッタリングカソード |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104864A true JPH03104864A (ja) | 1991-05-01 |
Family
ID=17052455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23996489A Pending JPH03104864A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | スパッタリングカソード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03104864A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350768A (ja) * | 2004-05-05 | 2005-12-22 | Applied Films Gmbh & Co Kg | 回転可能なマグネトロンの大面積アセンブリを有するコーター |
| WO2009013935A1 (ja) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | スパッタリング装置 |
| JP2012052191A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Ulvac Japan Ltd | スパッタ装置 |
| JP2012193459A (ja) * | 2012-07-20 | 2012-10-11 | Kobe Steel Ltd | スパッタリング装置 |
| KR20140126514A (ko) * | 2013-04-23 | 2014-10-31 | 주식회사 선익시스템 | 스퍼터링 장치 및 이를 포함하는 증착장치 |
| KR20140129576A (ko) * | 2013-04-30 | 2014-11-07 | 주식회사 선익시스템 | 스퍼터링 장치 및 방법 |
| WO2022069050A1 (en) * | 2020-10-01 | 2022-04-07 | Applied Materials, Inc. | Method of depositing a material on a substrate |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP23996489A patent/JPH03104864A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005350768A (ja) * | 2004-05-05 | 2005-12-22 | Applied Films Gmbh & Co Kg | 回転可能なマグネトロンの大面積アセンブリを有するコーター |
| JP4536584B2 (ja) * | 2004-05-05 | 2010-09-01 | アプライド マテリアルズ ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー | 回転可能なマグネトロンの大面積アセンブリを有するコーター |
| JP2010209470A (ja) * | 2004-05-05 | 2010-09-24 | Applied Materials Gmbh & Co Kg | 回転可能なマグネトロンの大面積アセンブリを有するコーター |
| JP4729122B2 (ja) * | 2004-05-05 | 2011-07-20 | アプライド マテリアルズ ゲーエムベーハー ウント ツェーオー カーゲー | 回転可能なマグネトロンの大面積アセンブリを有するコーター |
| WO2009013935A1 (ja) * | 2007-07-20 | 2009-01-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | スパッタリング装置 |
| JP2009024230A (ja) * | 2007-07-20 | 2009-02-05 | Kobe Steel Ltd | スパッタリング装置 |
| JP2012052191A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Ulvac Japan Ltd | スパッタ装置 |
| JP2012193459A (ja) * | 2012-07-20 | 2012-10-11 | Kobe Steel Ltd | スパッタリング装置 |
| KR20140126514A (ko) * | 2013-04-23 | 2014-10-31 | 주식회사 선익시스템 | 스퍼터링 장치 및 이를 포함하는 증착장치 |
| KR20140129576A (ko) * | 2013-04-30 | 2014-11-07 | 주식회사 선익시스템 | 스퍼터링 장치 및 방법 |
| WO2022069050A1 (en) * | 2020-10-01 | 2022-04-07 | Applied Materials, Inc. | Method of depositing a material on a substrate |
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