JPH0368766A - スパッタリング装置 - 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】 イ０発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は強磁性材を用いたターゲットを搭載したスパッ
タリング装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、スパッタリング装置は金属或いは非金属の薄膜を
作成するために広く使われている。これらの装置におい
ては薄膜の堆積速度を上げるために、ターゲットの前面
にこの面と平行な成分を持つ磁場を形成したスパッタリ
ング装置が知られている。

この場合、多くはターゲットの裏面に磁石を設け、ター
ゲットの前面に出る磁界を利用している。

また、ターゲットや磁石の温度上昇を防ぐために、ター
ゲットの裏面と磁石の外周には水冷するための水路が設
けられている。

このような装置、及びターゲットは、特にマグネトロン
スパッタリング装置、及びマグネトロンターゲットと呼
ばれている。

しかしながら、スパッタリング法を用いた磁気記録媒体
又は磁気ヘッド等の製造にはターゲットに強磁性材が用
いられているため、ターゲットの裏面に設けた磁石が発
生する磁界は、ターゲットに磁気的に短絡されてその前
面には及び難い。この為、強磁性材をスパッタリングす
るスパッタリング装置においては、ターゲットを中央と
外周に分割した磁極露出型のマグネトロンターゲットが
設置されている。

この磁極露出型マグネトロンターゲットは第３図のよう
に、底盤となる強磁性材のヨーク２の前面に２台の磁石
７ａ、７ｂを配置し、更に磁石７ａ、　７ｂの表面がス
パッタリングされるのを防ぐために、ターゲツト材で構
成した２台の上部ターゲット３ａ、　３ｂで磁石７ａ、
　７ｂを覆い、その間に更に下部ターゲット６をヨーク
２の直接上面に設けて構成する。磁石７ａ、　７ｂから
発生する磁界は一方が上部ターゲット３ａ。

３ｂを、他の一方がヨーク２及び下部ターゲット６を通
って結局溝８に漏洩する。このように上部及び下部ター
ゲット３ａ、３ｂ、６表面上の磁場は溝８に集中するた
め、スパッタリングを長時間行うと、それぞれの上部及
び下部ターゲット３ａ、３ｂ、６が形成する溝８の周辺
のターゲット部が主に消耗して、破線１１のような形状
に変化する。

一方、上部及び下部ターゲット３ａ、　３ｂ、　６や磁
石７ａ、　７ｂの温度上昇を防ぐために水冷方式がとら
れる。

更に詳しく構造を述べると、上部ターゲット３ａ、　３
ｂはヨーク２との間に金属ブロック４ａ、　４ｂ、　４
ｃと磁石７ａ、　７ｂを挟んで、ヨーク２にねじ止め（
図示しない）されている。更に下部ターゲット６は上部
ターゲット３ａ、　３ｂと、その下部の２台の金属ブロ
ック４ａ。

４ｂの間の溝８の下部に位置し、これらの形成するコー
ナーを利用しスペーサ９ａ、　９ｂを介してヨーク２の
上に固定されている。金属ブロック４ａ、　４ｂ、　４
ｃとスペーサ９ａ、　９ｂは磁路の短絡を防ぐため、非
磁性の材料（主にステンレスがよく使われている。）を
用いている。また、上部ターゲット３ａ、　３ｂと金属
ブロック４ａ、　４ｂ、　４ｃの上部の間、ヨーク２と
金属ブロック４ａ、　４ｂ、　４ｃの下部の間、及びヨ
ーク２と下部ターゲット６の間はそれぞれ○リング１４
等で全てシールされており、このようにして磁石７ａと
金属ブロック４ａの間の空間１０、下部ターゲット６と
ヨーク２の間の空間１３、及び磁石７ｂと金属ブロック
４ｂ、　４ｃの間の空間１５に水（斜線で示す）を流し
て上部及び下部ターゲット３ａ、３ｂ、６や磁石７ａ、
　７ｂを冷却した時、水が漏れないように構成されてい
る。

ところが、このような構造では、上部ターゲット３ａ、
　３ｂが破線１１にまで消耗すると、スペーサ９ａ。

９ｂが露出し、スパッタリングされるようになる。

更にスパッタリングを続けるとスペーサ９ａ、　９ｂが
消失し、下部ターゲット６をヨーク２の上に固定できな
くなり、下部ターゲット６がヨーク２から離れ出し固定
する枠組が破れてシールが効かなくなり、水冷用の水が
マグネトロンターゲットＵからスパッタ装置内にリーク
する。

よって、従来のマグネトロンターゲットＵは寿命が短い
という欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明が持つ課題はマグネトロンターゲットの寿命を延
ばし、それぞれのターゲットを有効に使用できるマグネ
トロンターゲットを搭載したスパッタリング装置を提供
することにある。

口０発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、底盤となる強磁性材のヨークと、前記ヨーク
の上面に位置しターゲットの前面に磁場を形成する２台
の磁石と、前記磁石の周囲の非磁性の金属ブロックの上
部にあり、且つ前記ヨークの中央とその外周に位置する
２台の上部ターゲットと、前記２台の上部ターゲットと
その下部の２台の金属ブロックの間の溝の下部にあり、
且つ前記ヨークの上面に位置する下部ターゲットとから
構成される、磁極露出型マグネトロンターゲットを設置
したスパッタリング装置に於て、前記下部ターゲットの
両側面に前記下部ターゲットの底面と同一面で外側へ突
出するリブを設け、前記下部ターゲットの両側に位置す
る２台の金属ブロックの一側面にそれぞれ突出して設け
たリブにて、前記下部ターゲットの前記リブを抑え込み
、前記下部ターゲットを前記ヨークに固定することを特
徴とするスパッタリング装置である。

〔作用〕

ターゲットが消耗しても、金属ブロックと下部ターゲッ
トに設けたリブがターゲットの底面に位置するため、ス
パッタリングされることがないので、下部ターゲットを
長時間固定しておくことが出来る。従ってマグネトロン
ターゲットの枠組が破れることなく、水もリークせず寿
命を大きく延ばすことが出来、下部ターゲットが使用に
耐えない薄い状態となる迄ターゲットを有効に使用する
ことが出来る。

〔実施例〕

以下に本発明による実施例のマグネトロンターゲットと
、従来の比較例のマグネトロンターゲットを用いたスパ
ッタリング装置によりスパッタを行った実験結果を、図
を参照して詳しく述べる。

〈従来の比較例〉 従来の比較例ではスパッタリング装置にφ６インチサイ
ズの円形マグネトロンターゲ・ソトを搭載した。

第３図に示した断面図において、上部ターゲット３ａ、
　３ｂ、及び下部ターゲット６の厚さは８ｍｍのＮｉ−
Ｆｅ合金（７８％Ｎｉ）のターゲット材料を設置した。

溝８の幅を２０ｍｍとし、スペーサ９ａ、　９ｂは厚さ
１ｍｍのステンレスを用いた。

スパッタリングの条件は１　ｍＴｏｒｒのアルゴンガス
雰囲気中において５００Ｗの高周波電力をこのターゲッ
トに投入し、ガラス基板上に厚さ１μｍのＮｉ−Ｆｅ合
金薄膜を繰り返し形成した。

〈本発明による実施例〉 本発明による実施例は第工図に示すマグネトロンターゲ
ット上を用いた。スパッタリングの条件は比較例におけ
るスパッタリングの条件と同じとした。

第１図のマグネトロンターゲット上におし）て、下部タ
ーゲット６の基本形状及び材料【よ従来の比較例と同じ
とし、その両側面の下方（底面に位置するところ）に径
方向に突出する厚さ０．５ｍｍ、高さ方向の幅１ｍｍの
リブ５ｃを設けると共に、金属ブロック４ａ、　４ｂも
基本形状及び材料は比較例と同じで、その下部ターゲッ
ト６に面する側面にも径方向に突出するリブ５ａ、　５
ｂを設け、リブ５ａ、　５ｂは金属ブロック４ａ、　４
ｂの底面から高さ１ｍｍのリブ５Ｃと噛み合うところに
リブ５Ｃと同じサイズのものを設けた。この他ヨーク２
の上面の磁石’Ｉａ、７ｂ、金属ブロック４Ｃ１上部タ
ーゲット３ａ、　３ｂ、これらの冷却水路である空間１
０．１３．１５、及びシール用の○リング１４は第３図
の従来の比較例の構成と同じとした。

第２図は従来の比較例と本発明の実施例によるそれぞれ
のマグネトロンターゲット１２．１を設置したスパッタ
リング装置を用いてスパッタを行った時の、スパッタリ
ング時間に対する下部ターゲット６の厚さの変化をグラ
フ化したマグネトロンターゲット寿命特性図である。従
来の比較例による寿命特性曲線Ａと本発明の実施例によ
る寿命特性曲線Ｂとによれば、従来のターゲットでは約
６００時間のスパッタリングを行ったところ、リークが
発生したが、本発明のものでは約９００時間行ってもリ
ークがなく、マグネトロンターゲットの寿命を延ばすこ
とが出来、従ってターゲットを有効に使用することが出
来ることが確証された。

尚、本発明は磁気記録媒体、磁気ヘッドの製造だけに限
られたことではなく、磁性を持つ薄膜を形成する場合に
利用できる。

また、ターゲットの形状は円形に限らず、長方形でも適
応できる。

ハ１発明の効果 〔発明の効果〕 以上に述べたように本発明によれば、マグネトロンター
ゲットの寿命を大きく延ばすことが出来、ターゲットの
使用効率を大きく向上し得るスパッタリング装置を提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例を示すマグネトロンター
ゲットの正面断面図である。 第２図は本発明の実施例と従来の比較例各々のマグネト
ロンターゲットを用いたスパッタリング装置によりスパ
ッタを行った時の、スパッタリング時間に対する下部タ
ーゲットの厚さの変化を示すマグネトロンターゲットの
寿命特性図である。 第３図は従来のマグネトロンターゲットの正面断面図で
ある。 よ・・・（本発明の）マグネトロンターゲット、２・・
・ヨーク、３ａ、　３ｂ・・・上部ターゲット、４ａ、
　４ｂ、　４ｃ・・・金属ブロック、５ａ、　５ｂ、　
５ｃ・・・リブ、６・・・下部ターゲット、７ａ。 ７ｂ・・・磁石、８・・・溝、９ａ、　９ｂ・・・スペ
ーサ、１０．１３．１５・・・空間、１１・・・破線、
１２−（従来の）マグネトロンターゲット、１４・・・
○リング。 Ａ・・・従来の比較例による寿命特性曲線。 Ｂ・・・本発明の実施例による寿命特性曲線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．底盤となる強磁性材のヨークと、前記ヨークの上面
   に位置しターゲットの前面に磁場を形成する２台の磁石
   と、前記磁石とその周囲の非磁性の金属ブロックの上部
   にあり、且つ前記ヨークの中央とその外周に位置する２
   台の上部ターゲットと、前記２台の上部ターゲットとそ
   の下部の２台の金属ブロックの間の溝の下部にあり、且
   つ前記ヨークの上面に位置する下部ターゲットとから構
   成される、磁極露出型マグネトロンターゲットを設置し
   たスパッタリング装置に於て、前記下部ターゲットの両
   側面に前記下部ターゲットの底面と同一面で外側へ突出
   するリブを設け、前記下部ターゲットの両側に位置する
   ２台の金属ブロックの一側面にそれぞれ突出して設けた
   リブにて、前記下部ターゲットの前記リブを抑え込み、
   前記下部ターゲットを前記ヨークに固定することを特徴
   とするスパッタリング装置。