JPH05125529A - スパツタ電極 - Google Patents
スパツタ電極Info
- Publication number
- JPH05125529A JPH05125529A JP29124191A JP29124191A JPH05125529A JP H05125529 A JPH05125529 A JP H05125529A JP 29124191 A JP29124191 A JP 29124191A JP 29124191 A JP29124191 A JP 29124191A JP H05125529 A JPH05125529 A JP H05125529A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- hollow cylindrical
- annular
- cylindrical target
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明はスパッタ装置のスパッタ電極に関し、
磁性ターゲットのエロージョン領域を拡大するものを提
供することにある。 【構成】ターゲット１６を中空円筒状とし、ターゲット
の両端部にコイル５，５’を該ターゲットの中心軸１４
上に配置し、該コイルに同方向に電流を流し、ミラー磁
場を形成する。被膜基板を中心軸１４上にターゲットと
対面して配置することにより達成される。 【効果】ターゲットのエロージョン領域を拡大でき、タ
ーゲットのほぼ全面からスパッタできるのでターゲット
材料の有効利用が図れる。
磁性ターゲットのエロージョン領域を拡大するものを提
供することにある。 【構成】ターゲット１６を中空円筒状とし、ターゲット
の両端部にコイル５，５’を該ターゲットの中心軸１４
上に配置し、該コイルに同方向に電流を流し、ミラー磁
場を形成する。被膜基板を中心軸１４上にターゲットと
対面して配置することにより達成される。 【効果】ターゲットのエロージョン領域を拡大でき、タ
ーゲットのほぼ全面からスパッタできるのでターゲット
材料の有効利用が図れる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスパッタ装置のスパッタ
電極に関し、特に磁性体ターゲット面のエロージョン領
域を拡大し、ターゲット使用効率を高めるものに関す
る。
電極に関し、特に磁性体ターゲット面のエロージョン領
域を拡大し、ターゲット使用効率を高めるものに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】スパッタ電極においてエロージョン領域
を拡大するためにターゲット面上の磁場を変化させ、タ
ーゲット上のプラズマを移動させながらスパッタ成膜す
るスパッタ電極については特許公開昭５８−７１３７２
に記載されている。
を拡大するためにターゲット面上の磁場を変化させ、タ
ーゲット上のプラズマを移動させながらスパッタ成膜す
るスパッタ電極については特許公開昭５８−７１３７２
に記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記発明に記載されて
いるスパッタ電極はターゲットの裏面に一対のコイルか
らなる電磁石を同心上に配置し、両コイルへの通電電流
の制御によりターゲット上の磁場を変化させ、ターゲッ
ト上のプラズマを移動させるものである。これによって
ターゲットのエロージョン領域拡大を図るものである。
しかしながらこの方式でもターゲットが磁性材料の場
合、ターゲット上にプラズマを閉じ込めるために必要な
磁束密度を確保するためターゲットの厚さを数ミリメー
トルまで薄くする必要があった。また、プラズマを移動
させる方式により、特許公開昭５８−７１３７２に記載
されている電極以前のプレーナマグネトロン型スパッタ
電極に比べエロージョン領域は広がったものの（ターゲ
ットの利用率が２０％から２５％へ向上）、やはりター
ゲットが磁性材料の場合、不均一なエロージョンが進む
とエロージョンが局所的に進行し、期待したほどの効果
は見られなかった。本発明の目的は、磁性ターゲットの
エロージョン領域拡大を図ることにある。さらに本発明
の他の目的は、従来、ターゲット上へプラズマを閉じ込
めるために必要な磁束密度を確保するためターゲットの
厚さが限定されていたが、これによる限定を無くし、厚
板ターゲット（板厚：１０〜２０ミリメートル）が使用
できるスパッタ電極を提供し、ターゲット一枚あたりの
被膜形成基板の処理枚数向上を図ることにある。
いるスパッタ電極はターゲットの裏面に一対のコイルか
らなる電磁石を同心上に配置し、両コイルへの通電電流
の制御によりターゲット上の磁場を変化させ、ターゲッ
ト上のプラズマを移動させるものである。これによって
ターゲットのエロージョン領域拡大を図るものである。
しかしながらこの方式でもターゲットが磁性材料の場
合、ターゲット上にプラズマを閉じ込めるために必要な
磁束密度を確保するためターゲットの厚さを数ミリメー
トルまで薄くする必要があった。また、プラズマを移動
させる方式により、特許公開昭５８−７１３７２に記載
されている電極以前のプレーナマグネトロン型スパッタ
電極に比べエロージョン領域は広がったものの（ターゲ
ットの利用率が２０％から２５％へ向上）、やはりター
ゲットが磁性材料の場合、不均一なエロージョンが進む
とエロージョンが局所的に進行し、期待したほどの効果
は見られなかった。本発明の目的は、磁性ターゲットの
エロージョン領域拡大を図ることにある。さらに本発明
の他の目的は、従来、ターゲット上へプラズマを閉じ込
めるために必要な磁束密度を確保するためターゲットの
厚さが限定されていたが、これによる限定を無くし、厚
板ターゲット（板厚：１０〜２０ミリメートル）が使用
できるスパッタ電極を提供し、ターゲット一枚あたりの
被膜形成基板の処理枚数向上を図ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は磁性材料ター
ゲットの形状を中空円筒状とし、ターゲットの両端部近
傍に、該ターゲットの中心軸と同軸上にコイルを配置さ
せることにより達成される。
ゲットの形状を中空円筒状とし、ターゲットの両端部近
傍に、該ターゲットの中心軸と同軸上にコイルを配置さ
せることにより達成される。
【０００５】
【作用】上記手段による作用についてその原理を図２を
用いて説明する。磁性材料からなる中空円筒状ターゲッ
ト９の両端部近傍に、該ターゲット９の中心軸１４と同
軸上にコイル５，５’を配置させる。ただしターゲット
９はコイル５，５’の内径よりも外側に配置する。ター
ゲットには高周波電源または直流電源が接続され（図示
せず。）、プラズマ発生に必要な電力を供給している。
両コイルに同方向に電流を流すことにより、ミラー磁場
が発生する。磁場は磁力線１５で示すようにターゲット
の中心軸に対して概略平行な磁場を形成し、かつコイル
の両端部でコイルの外側に向かって拡がる。コイル外周
に配置した磁性材料（例えば鉄）からなるヨーク４によ
り磁束は収束され、ヨーク内と磁性ターゲット内を通
る。この結果、ターゲットの被スパッタ面での磁束密度
は低いものの、中心軸１４に向かって磁束密度が高くな
るためプラズマはターゲット近傍にそのターゲット全面
で閉じ込められる。特に、中心軸１４に向かって磁束密
度が高くなるためターゲットの厚さを厚くしてもプラズ
マを閉じ込めるために必要な強度（１００ガウス〜３０
０ガウス）の磁場を発生させることができる。また、従
来のプレーナマグネトロン型スパッタ電極の様にターゲ
ット面から出て再びターゲット面に入る磁場を形成しな
いため、局部的にエロージョンが進むことが無い。以上
のことから、磁性ターゲットのエロージョン領域の拡大
が図れると共に、従来、ターゲット上へプラズマを閉じ
込めるために必要な磁束密度を確保するため律則されて
いたターゲットの厚さについての限界をなくし、厚板タ
ーゲット（板厚：１０〜２０ミリメートル）が使用でき
る。
用いて説明する。磁性材料からなる中空円筒状ターゲッ
ト９の両端部近傍に、該ターゲット９の中心軸１４と同
軸上にコイル５，５’を配置させる。ただしターゲット
９はコイル５，５’の内径よりも外側に配置する。ター
ゲットには高周波電源または直流電源が接続され（図示
せず。）、プラズマ発生に必要な電力を供給している。
両コイルに同方向に電流を流すことにより、ミラー磁場
が発生する。磁場は磁力線１５で示すようにターゲット
の中心軸に対して概略平行な磁場を形成し、かつコイル
の両端部でコイルの外側に向かって拡がる。コイル外周
に配置した磁性材料（例えば鉄）からなるヨーク４によ
り磁束は収束され、ヨーク内と磁性ターゲット内を通
る。この結果、ターゲットの被スパッタ面での磁束密度
は低いものの、中心軸１４に向かって磁束密度が高くな
るためプラズマはターゲット近傍にそのターゲット全面
で閉じ込められる。特に、中心軸１４に向かって磁束密
度が高くなるためターゲットの厚さを厚くしてもプラズ
マを閉じ込めるために必要な強度（１００ガウス〜３０
０ガウス）の磁場を発生させることができる。また、従
来のプレーナマグネトロン型スパッタ電極の様にターゲ
ット面から出て再びターゲット面に入る磁場を形成しな
いため、局部的にエロージョンが進むことが無い。以上
のことから、磁性ターゲットのエロージョン領域の拡大
が図れると共に、従来、ターゲット上へプラズマを閉じ
込めるために必要な磁束密度を確保するため律則されて
いたターゲットの厚さについての限界をなくし、厚板タ
ーゲット（板厚：１０〜２０ミリメートル）が使用でき
る。
【０００６】
【実施例】図１に本発明によるスパッタ電極の１実施例
を示す。ターゲット１６は磁性材料（例えばＣｏ−Ｃｒ
−Ｎｉ）で中空円筒状ターゲット９と円環状ターゲット
１０からなる。ターゲット１６はバッキングプレート７
に載置されている。バッキングプレート７は水路１７に
流された水により冷却され、スパッタ時のターゲットの
過熱を防止している。成膜時は、ターゲット１６は負の
高電圧（通常２００〜１０００Ｖ）が印加される。図１
には高電圧印加用の電源は省略してある。防着板１１は
スパッタされた成膜粒子が不要な所へ付着するのを防止
するとともにターゲット１６に対して陽極となってい
る。被膜基板１３は基板ホルダ１２により中心軸１４上
に保持されており、両面を同時に成膜できる。よって磁
気ディスクや光磁気ディスクのコーティングに適当であ
る。図２で説明したようにターゲット面上での磁束密度
は低く、中心軸１４にむかって次第に高くなっている。
このためプラズマはターゲット近傍にそのターゲット全
面で閉じ込められる。また、ターゲットの厚さを厚くし
ても中心軸上での磁束密度は変わらないので、プラズマ
は安定に発生する。基板ホルダ１２に電圧を印加できる
ようにすることでバイアススパッタ成膜も可能である。
本発明は磁性材料のスパッタ成膜に特に有効であるが、
非磁性材料のスパッタ成膜にも適用できる。非磁性材料
のスパッタ成膜の場合にはバッキングプレート７を磁性
材料で作るか、ターゲット１６とバッキングプレート７
との間に磁性材料を挾み込む様にすれば磁性ターゲット
の場合と等価となる。
を示す。ターゲット１６は磁性材料（例えばＣｏ−Ｃｒ
−Ｎｉ）で中空円筒状ターゲット９と円環状ターゲット
１０からなる。ターゲット１６はバッキングプレート７
に載置されている。バッキングプレート７は水路１７に
流された水により冷却され、スパッタ時のターゲットの
過熱を防止している。成膜時は、ターゲット１６は負の
高電圧（通常２００〜１０００Ｖ）が印加される。図１
には高電圧印加用の電源は省略してある。防着板１１は
スパッタされた成膜粒子が不要な所へ付着するのを防止
するとともにターゲット１６に対して陽極となってい
る。被膜基板１３は基板ホルダ１２により中心軸１４上
に保持されており、両面を同時に成膜できる。よって磁
気ディスクや光磁気ディスクのコーティングに適当であ
る。図２で説明したようにターゲット面上での磁束密度
は低く、中心軸１４にむかって次第に高くなっている。
このためプラズマはターゲット近傍にそのターゲット全
面で閉じ込められる。また、ターゲットの厚さを厚くし
ても中心軸上での磁束密度は変わらないので、プラズマ
は安定に発生する。基板ホルダ１２に電圧を印加できる
ようにすることでバイアススパッタ成膜も可能である。
本発明は磁性材料のスパッタ成膜に特に有効であるが、
非磁性材料のスパッタ成膜にも適用できる。非磁性材料
のスパッタ成膜の場合にはバッキングプレート７を磁性
材料で作るか、ターゲット１６とバッキングプレート７
との間に磁性材料を挾み込む様にすれば磁性ターゲット
の場合と等価となる。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、ターゲットのエロージ
ョン領域を拡大できるので、ターゲットの寿命を延ばす
ことができる。さらにターゲットの厚さを厚くできるの
でターゲット一枚あたりの被膜形成基板の処理枚数を増
加させることができる。
ョン領域を拡大できるので、ターゲットの寿命を延ばす
ことができる。さらにターゲットの厚さを厚くできるの
でターゲット一枚あたりの被膜形成基板の処理枚数を増
加させることができる。
【図１】本発明の一実施例を示すスパッタ電極の断面図
である。
である。
【図２】本発明のスパッタ電極の作用を示す図である。
１，１’…フランジ、２…ケーシング、３，３’…スペ
ーサ、４，４’…ヨーク、５，５’…コイル、６，６’
…絶縁碍子，７…バッキングプレート、８，１０…円環
状ターゲット、９…中空円筒状ターゲット、１１，１
１’…防着板、１２…基板ホルダ、１３…基板縁物。
ーサ、４，４’…ヨーク、５，５’…コイル、６，６’
…絶縁碍子，７…バッキングプレート、８，１０…円環
状ターゲット、９…中空円筒状ターゲット、１１，１
１’…防着板、１２…基板ホルダ、１３…基板縁物。
Claims (8)
- 【請求項１】スパッタ電極において、成膜材料からなる
中空円筒状ターゲットの両端部近傍に、該ターゲットの
中心軸と同軸上に環状コイルを配置したことを特徴とす
るスパッタ電極。 - 【請求項２】スパッタ電極において、磁性材料からなる
中空円筒状ターゲットの両端部近傍に、該ターゲットの
中心軸と同軸上に環状コイルを配置したことを特徴とす
るスパッタ電極。 - 【請求項３】スパッタ電極において、成膜材料からなる
ターゲットが中空円筒状ターゲットと円環状ターゲット
からなり、該円環状ターゲットは該中空円筒状ターゲッ
トの両端部近傍に配置され、さらに該中空円筒状ターゲ
ットの中心軸と同軸上に該円環状ターゲットの外側にそ
れぞれ環状コイルを配置したことを特徴とするスパッタ
電極。 - 【請求項４】スパッタ電極において、磁性材料からなる
ターゲットが中空円筒状ターゲットと円環状ターゲット
からなり、該円環状ターゲットは該中空円筒状ターゲッ
トの両端部近傍に配置され、さらに該中空円筒状ターゲ
ットの中心軸と同軸上に該円環状ターゲットの外側にそ
れぞれ環状コイルを配置したことを特徴とするスパッタ
電極。 - 【請求項５】スパッタ電極において、成膜材料からなる
中空円筒状ターゲットの両端部近傍に、該ターゲットの
中心軸と同軸上に環状コイルを配置し、かつ該中空円筒
状ターゲットの内径が該環状コイルの内径よりも大きい
ことを特徴とするスパッタ電極。 - 【請求項６】スパッタ電極において、成膜材料からなる
中空円筒状ターゲットの両端部近傍に、該ターゲットの
中心軸と同軸上に環状コイルを配置し、かつ該中空円筒
状ターゲットの内径が該環状コイルの内径よりも大きい
ことを特徴とするスパッタ電極。 - 【請求項７】スパッタ電極において、成膜材料からなる
ターゲットが中空円筒状ターゲットと円環状ターゲット
からなり、該円環状ターゲットは該中空円筒状ターゲッ
トの両端部近傍に配置され、さらに該中空円筒状ターゲ
ットの中心軸と同軸上に該円環状ターゲットの外側にそ
れぞれ環状コイルを配置し、かつ該中空円筒状ターゲッ
トの内径が該環状コイルの内径よりも大きいことを特徴
とするスパッタ電極。 - 【請求項８】スパッタ電極において、磁性材料からなる
ターゲットが中空円筒状ターゲットと円環状ターゲット
からなり、該円環状ターゲットは該中空円筒状ターゲッ
トの両端部近傍に配置され、さらに該中空円筒状ターゲ
ットの中心軸と同軸上に該円環状ターゲットの外側にそ
れぞれ環状コイルを配置し、かつ該中空円筒状ターゲッ
トの内径が該環状コイルの内径よりも大きいことを特徴
とするスパッタ電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29124191A JPH05125529A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | スパツタ電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29124191A JPH05125529A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | スパツタ電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05125529A true JPH05125529A (ja) | 1993-05-21 |
Family
ID=17766308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29124191A Pending JPH05125529A (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | スパツタ電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05125529A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100483585B1 (ko) * | 2002-07-16 | 2005-04-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | 할로우 캐소드 마그네트론 타겟 및 할로우 캐소드마그네트론 스퍼터링 장치 |
-
1991
- 1991-11-07 JP JP29124191A patent/JPH05125529A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100483585B1 (ko) * | 2002-07-16 | 2005-04-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | 할로우 캐소드 마그네트론 타겟 및 할로우 캐소드마그네트론 스퍼터링 장치 |
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