JPH0421775A - スパッタリング装置のカソード - 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】 ［要］ 対向して配設された金属ターゲットと基板との間に高電
圧を印加すると共に、前記金属ターゲットに磁場を作用
させ、前記金属ターゲットより発生する電子を前記金属
ターゲット・基板間のガスと衝突させてガスイオンを生
成し、このガスイオンで前記金属ターゲットをスパッタ
リングして前記金属ターゲットの原子を蒸発させ、前記
基板上に薄膜を形成するスパッタリング装置のカソード
に関し、 金属ターゲット使用効率かアップし、金属ターゲットの
寿命が延びるスパッタリング装置のカッドを提供するこ
とを目的とし、 前記磁場の分布を移動させる磁場移動機構を設けるよう
に構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、対向して配設された金属ターゲットと基板と
の間に高電圧を印加すると共に、前記金属ターゲットに
磁場を作用させ、前記金属ターゲットより発生する電子
を前記金属ターゲット・基板間のガスと衝突させてガス
イオンを生成し、このガスイオンで前記金属ターゲット
をスパッタリングして前記金属ターゲットの原子を蒸発
させ、前記基板上に薄膜を形成するスパッタリング装置
のカソードに関する。

［従来の技術］ 次に図面を用いて従来例を説明する。第８図は従来のス
パッタリング装置のカソードの構成図である。図におい
て、１はバッキングプレート、２はバッキングプレート
１上に載置されたコバルト（Ｃｏ）の金属ターゲットで
ある。３は金属ターゲット２に対向して配置された基板
である。４はバッキングプレートの金属ターゲット２と
は反対の方向に設けられ、金属ターゲット２上にトンネ
ル状の平行磁場Ｂを形成する磁石である。

そして、これらは低圧（数■Ｔｏｒｒ〜数＋■Ｔｏｒｒ
　）のアルゴンガス（Ａ「）の雰囲気中に配設され、又
、金属ターゲット２と基板３との間には高電圧が印加さ
れるようになっている。

次に、上記構成の作動を説明する。金属ターゲット２と
基板３との間に高電圧か印加されると、金属ターゲット
２から電子が発生する。この電子は、磁場Ｂのために金
属ターゲット２の近傍で捕らえられ、アルゴンガスと衝
突する。この衝突により、アルゴンイオンが生成され、
このアルゴンイオンは金属ターゲット２をスパッタリン
グし、金属ターゲット２の原子を蒸発させる。そして、
この蒸気は基板３に付着して、コバルトの薄膜を形成す
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上記構成の従来例においては、アルゴンイオンの密度が
金属ターゲット２上において、大きく変わる。そのため
、スパッタリングのはげしさが金属ターゲット２の場所
によって非常に異なる。

般に、磁石４の磁極と磁極との間（平行磁場が最大にな
るところ）が大きくスパッタリングされる（以下、スパ
ッタリングされる領域をエロージョン領域という）。

このように、エロージョン領域が狭いと、金属ターゲッ
ト２の使用効率が悪く、寿命も短いという問題点がある
。

又、二ローション領域を広げるために、金属ターゲット
２上の平行磁場を広げるには、金属タゲット２の形状を
複雑にしなければならないという問題点がある。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、金属ターゲット使用効率がアップし、金属ターゲッ
トの寿命か延びるスパッタリング装置のカソードを提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理図である。図において、１１は金
属ターゲット、１２は金属ターゲット１１と対向配置さ
れた基板である。そして、これら金属ターゲット１１と
基板１２との間には高電圧が印加されている。又、金属
ターゲット１１には磁場Ｂが作用している。

１３は磁場Ｂの分布を移動させる磁場移動機構である。

［作用］ 第１図に示すスパッタリング装置のカソードにおいて、
対向して配設された金属ターゲツト１１と基板１２との
間に高電圧か印加されると、金属ターゲット１１より電
子が発生する。この電子は、磁場Ｂによって捕えられ、
金属ターケ・ント１１・基板間１２のガスと衝突し、ガ
スイオンか生成される。そして、カスイオンは金属ター
ゲット１１をスパフタリングして金属ターゲット】］の
原子を蒸発させ、基板上には薄膜が形成される。そして
、磁場移動機構１３は、磁場Ｂの分布を移動させる。

［実施例］ 次に、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。第２
図は本発明の一実施例を示す要部構成図、第３図は第２
図における磁場移動機構の駆動部を説明する構成図、第
４図は第２図に示すカソードが複数設けられた磁気ディ
スク用基板のインライン通過型スパッタリング装置の平
面構成図、第５図は第４図における防着板の駆動を説明
する図、第６図は第５図におけるＶｌ−ＶＴ断面構成図
、第７図は第５図における変向機構を説明する要部斜視
図である。

先ず、第２図及び第３図を用いて本発明の一実施例を説
明する。第２図において、２１は上面及びサイド面が開
放されたフレームである。このフレーム２１内には、ガ
イドレール２２２３が配設されている。そして、このガ
イドレール２２゜２３には磁石２４が図において矢印Ａ
方向に移動可能に設けられている。

２５はフレーム２１の上面に設けられたバッキングプレ
ートである。このバッキングプレート２５上に、マイナ
スの高電圧が印加される金属ターゲット２６が設置され
ている。

２７は一端部が磁石２４に取り付けられ、他端部がフレ
ーム２１に設けられた窓２１ａを介して第３図に示す駆
動部２８に接続されるロッドである。

次に、第３図を用いて駆動部２８を説明する。

本実施例の駆動部２８は、ロッド２７の直線往復運動を
得るためにクランク・クロススライダ機構を用いている
。

ロッド２７の他端部にはスライダ枠２９が形成されてい
る。このスライダ枠２９内にはスライダ３０が移動可能
設けられている。３１は図示しない駆動源によって回転
駆動されるクランクである。

そして、クランク３１の回転端部とスライダ３０とはピ
ン３２によって取り付けられている。

次に、第４図を用いて本実施例のカソードが複数設けら
れたインライン型スパッタリング装置の説明を行なう。

図において、本装置は、仕込室４１、加熱室４２．対向
配置されたカソード（＾１．＾２、Ｂｌ、Ｂ２．Ｃ１，
Ｃ２）が３組配設されたスパッタリング室４３及び取り
出し室４４の４つの室よりなっている。これら４つの室
は、低圧（数ｍＴｏｒｒ〜数十＋Ｔｏｒｒ　）のアルゴ
ンガス（Ａｒ）の雰囲気となっている。そして、これら
の室内を磁気ディスク用の基板が紙面に対して垂直にセ
ットされた自走車４５が矢印Ｂ方向に移動するようにな
っている。

ここて、カソード＾ｌ、Ａ２は基板の両面に対して下地
層としてのＣｒのスパッタリンクを行ない、カソードＢ
ｌ、Ｂ２は基板の両面に対して磁性膜としてのＣｏ−Ｎ
ｉ−Ｃｒのスパッタリングを行ない、カソードＣ１，Ｃ
２は基板の両面に対して保護膜としてのＣのスパッタリ
ングを行なうようになっている。又、各カソード（Ａｔ
、Ａ２．Ｂｌ、Ｂ２．Ｃ１，Ｃ２）には、金属ターゲッ
ト２６からスパッタされた原子の蒸気か基板以外の部分
に付着するのを防止する防着板４５が取り付けられてい
る。

次に、第５図及び第６図を用いて第４図における防着板
の説明を行なう。尚、第５図及び第６図においては、移
動機構は省略している。図において、５１は第１駆動軸
、５２は第１駆動軸５１と平行して配設され、カソード
の金属ターゲット２６と対向し、中央部に金属ターゲッ
ト２６の蒸気が出る窓５３ａが形成された第１の防着板
５３を回転駆動する第２駆動軸である。５４及び５５は
第１駆動軸５１に変向機構５６及び５７を介して設けら
れ、第２の防着板５８及び第３の防着板５９を回転駆動
する軸である。６０及び６１は軸５４に変向機構６２及
び６３を介して設けられ、第４の防着板６４及び第５の
防着板６５を回転駆動する軸である。

次に、第７図を用いて変向機構５６．５７，６２．６３
の説明を行なう。尚、これらの変向機構の構成は同一な
ので、変向機構５６を用いて説明を行なう。７１は第１
駆動軸５１に取り付けられる螺旋歯車、７２は軸５４に
取り付けられ、螺旋歯車７１と噛合する螺旋歯車である
。

次に、上記構成の作動を説明する。基板がセットされた
自走車４５がスパッタリング室４３に移動してくると、
先ず、Ａ１．Ａ２のカソードによってＣ「のスパッタリ
ングがなされる。

金属ターゲット２６にはマイナスの高電圧が印加される
と、金属ターゲット２６から電子が発生する。この電子
は、磁石２４によって生成される磁場のために金属ター
ゲット２の近傍で捕らえられ、アルゴンガスと衝突する
。この衝突により、アルゴンイオンが生成され、このア
ルゴンイオンは金属ターゲット２６をスパッタリングし
、金属ターゲット２６の原子（この場合はＣｒ）を蒸発
させる。そして、この蒸気は第１の防着板の窓５３ａを
介して、基板に付着し、基板の両面にＣｒの薄膜を形成
する。

又、このとき、駆動部２８の図示しない駆動源がクラン
ク３１を回転駆動している。よって、スライダ枠２９は
クランク３１に従い、直線運動を行なう。この直線運動
は、ロッド２７を介して磁石２４に伝達され、磁石２４
は第２図において矢印Ａ方向１こ直線往復運動をしてい
る。尚、本実施例においては、往復移動距離はエロージ
ョンの幅の倍くらいとし、１秒間にｌＯ往復程度移動さ
せるようにしている。

又、他のカソードＢ１．Ｂ２．Ｃ１，Ｃ２についても、
スパッタリングされる金属が異なるだけで、作動は同じ
なので、説明は省略する。

上記構成によれば、カソードの磁石２４は駆動部２８に
よって、往復直線運動している。よって、金属ターゲッ
ト２６上の平行磁場が往復運動することになるので、エ
ロージョンの領域が増え、金属ターゲット２６の使用効
率を約５０％向上させ、同時に、寿命を延ばすことがで
きる。

また、カソードの回りに配設される防着板５３゜５８．
５９，６４．６５を回転駆動可能な構造とした。よって
、防着板５３，５８，５９．６４゜６５の内面にスパッ
タされた金属粒子が付着し、剥離等がおきる前にこれら
防着板５３，５８，５９．６４．６５は交換する必要か
あるが、本実施例の場合、駆動軸５１．５２を回転させ
るだけで、防着板５３，５８，５９，６４．６５が反転
し、両面使用することができる。よって、防着板５３゜
５８．５９，６４．６５の寿命を倍にすることができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、磁場の分布を移動
させる磁場移動機構を設けたことにより、金属ターゲッ
ト使用効率がアップし、金属ターゲットの寿命が延びる
スパッタリング装置のカッドを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の〜実施例を示す要部構成図、第３図は
第２図における磁場移動機構の駆動部を説明する構成図
、 第４図は第２図に示すカソードが複数設けられた磁気デ
ィスク用基板のインライン通過型スパッタリング装置の
平面構成図、 第５図は第４図における防着板の駆動を説明する図、 第６図は第５図における■−■断面構成図、第７図は第
５図における変向機構を説明する要部斜視図、 第８図は従来のスパッタリング装置のカソードの構成図
である。 第１図乃至第７図において １１．２６は金属ターゲット、 １２は基板、 １３は磁場移動機構、 Ｂは磁場である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　対向して配設された金属ターゲット（１１）と基板（
   １２）との間に高電圧を印加すると共に、前記金属ター
   ゲット（１１）に磁場（Ｂ）を作用させ、前記金属ター
   ゲット（１１）より発生する電子を前記金属ターゲット
   （１１）・基板（１２）間のガスと衝突させて、ガスイ
   オンを生成し、このガスイオンで前記金属ターゲット（
   １１）をスパッタリングして前記金属ターゲット（１１
   ）の原子を蒸発させ、前記基板（１２）上に薄膜を形成
   するスパッタリング装置のカソードにおいて、前記磁場
   （Ｂ）の分布を移動させる磁場移動機構（１３）を設け
   たことを特徴とするスパッタリング装置のカソード。