JPH05140741A - スパツタ装置 - Google Patents

スパツタ装置

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JPH05140741A
JPH05140741A JP30172091A JP30172091A JPH05140741A JP H05140741 A JPH05140741 A JP H05140741A JP 30172091 A JP30172091 A JP 30172091A JP 30172091 A JP30172091 A JP 30172091A JP H05140741 A JPH05140741 A JP H05140741A
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JP
Japan
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sputtering
target
targets
magnetic field
magnetic
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP30172091A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Kameyama
誠 亀山
Kenji Ando
謙二 安藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP30172091A priority Critical patent/JPH05140741A/ja
Priority to US07/971,063 priority patent/US5328583A/en
Publication of JPH05140741A publication Critical patent/JPH05140741A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板に磁性膜を、磁性体の異物が付着しない
ように形成できるスパッタ装置の提供。 【構成】 磁性材料によってつくられ、かつスパッタ面
3,4が空間を隔てて対面するように平行に配置され
た、陰極となる1対のターゲット1,2と、両ターゲッ
ト1,2の間にスパッタ面にほぼ垂直な方向のスパッタ
磁界を発生する磁石12とを有し、かつ前記スパッタ磁
界の外周部に同磁界の方向とほぼ平行に配置した基板1
0の成膜面に磁性膜を形成するスパッタ装置において、
前記ターゲット1,2の外周近傍であって、ターゲット
1,2に電気的に接触しない位置に磁石13を配設した
もの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁性膜を歩留り良く
形成することができる対向ターゲット方式のスパッタ装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記録分野において高密度記録
を達成するための様々な研究・開発がなされている。そ
の1つとして磁性薄膜の形成技術が注目されている。
【0003】従来、この磁性薄膜の作成には、特公昭6
1−61164号公報に開示されているような2極スパ
ッタ装置が使われていたが、成膜速度が遅いため、量産
装置としては不向きであった。
【0004】そこで、近年になって成膜速度の早いスパ
ッタ装置としてマグネトロン型スパッタ装置が開発さ
れ、半導体薄膜形成に良く用いられるようになった。こ
のマグネトロン型スパッタ装置は、ターゲット電極の裏
側に配置した磁石より発生する磁界によってターゲット
近傍に発生したプラズマの密度を上げることで高速成膜
を可能にしたものである。
【0005】ところが、この装置にあっては、ターゲッ
ト材料が磁性体であると、磁束がターゲット内を通り、
ターゲット近傍のもれ磁束が減少してしまうため、プラ
ズマ密度が上がらず、成膜速度も大きくならない欠点が
ある。
【0006】以上の欠点を解決するスパッタ装置として
提案されたのが、対向ターゲット方式のものである。こ
の対向ターゲット方式のスパッタ装置は、例えば、「応
用物理」第48巻(1979)第6号P558〜P55
9にすでに開示されているもので、図4に示すように、
陰極となる一対のターゲット21,22をそれぞれのス
パッタ面23,24が空間Sを置いて対面するように設
けるとともに、両スパッタ面23,24に垂直な方向の
磁界Hを発生する手段25,26を設け、前記空間Sの
側方に配した基板ホールダ27に取り付けた基板28上
に膜形成をするようにした構成のものである。この装置
は、高速低温の膜形成ができる点で優れたものである。
【0007】すなわち、スパッタ面23,24に垂直な
方向に300〜500[Oe]の磁界Hを発生させれ
ば、対向ターゲット21,22間の空間S内に、スパッ
タ面23,24から放出された高エネルギーの電子を閉
じ込めることができる。
【0008】従って、この多数の電子が基板28まで到
達しなくなるので、イオンを収束する電界が形成され
ず、スパッタガスのイオン化が促進されてスパッタ速度
が早くなる。また、基板28への電子の衝突がほとんど
ないので基板温度はあまり上昇しない。なお、図中、2
9,30,31,32はシールド板である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、ターゲット21,22が磁性材料であると、
磁界Hによってターゲット21,22が磁化されて、い
わゆる磁石となるので、基板28以外のシールド板29
〜32、基板ホールダ27等に付着した磁性膜がはがれ
た場合、その膜片33は磁性体であるため、スパッタ面
23,24に吸引されてしまう。そうすると、この膜片
33によって、その近傍に電界の集中が起こり、膜片3
3がスパークしたり、急激に加熱されて飛散したりし
て、基板28に異物もしくは大きな粒となって付着して
しまう欠点があった。このため、製品の歩留りが大幅に
低下してしまうという問題点があった。
【0010】この発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたもので、基板に磁性膜を歩留り良
く形成することができるスパッタ装置を提供することを
目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明が提供するスパ
ッタ装置は、スパッタ面が一定の空間を置いて対面する
ように平行に配置された1対のターゲットと、両ターゲ
ットの間にスパッタ面と直交する方向のスパッタ磁界を
発生する第1の磁界発生手段と、前記一定の空間の外周
部にターゲットの軸心とほぼ平行に配置された基板ホル
ダとを有するスパッタ装置において、前記ターゲットの
外周部であって、ターゲットに電気的に接触しない位置
に、第2の磁界発生手段を配設したものである。
【0012】
【作用】この発明のスパッタ装置においては、装置内の
各部からはがれた磁性体からなる膜片は、ターゲットの
スパッタ面に吸引されることなく、第2の磁性発生手段
に吸引,捕獲される。このため、基板に成膜される磁性
膜には、ターゲットから飛来する膜片の混入がなくな
り、歩留り良く、高速で磁性膜を形成することができ
る。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例を図によって説明す
る。
【0014】(実施例1)図1は実施例1の対向ターゲ
ット方式のスパッタ装置を模式的に示したものである。
図において、1,2は陰極となる円板状のターゲット
で、それぞれのスパッタ面3,4が一定の空間Sを置い
て対面するように平行に配設されている。両ターゲット
1,2は、磁性材料(例えば、センダスト,Co−Cr
等の磁性合金)でできていて、ターゲット用ブロック
5,6に取り付けられている。7はスパッタ用直流電
源、7aはカソード電極、8は真空チャンバー、9は真
空チャンバー8に設けたスパッタシールド板(材質はS
uS)で、ターゲット1,2の外周に配設されている。
10は基板ホールダ11に取り付けた基板、12はスパ
ッタ面3,4にほぼ垂直な方向のスパッタ磁界H1 を発
生するための磁石、13はスパッタシールド板9内であ
って、ターゲット1,2の外周近傍に、ターゲット1,
2と電気的に接触しないように設けられた環状の磁石
で、基板7以外の部分に付着した磁性膜がはがれて生ず
る膜片を捕獲するための磁界H2 を発生する。14は真
空チャンバー8とターゲット用ブロック5,6の間をシ
ールするOリングである。
【0015】上記磁石12と磁石13にはSm−Co系
磁石が用いられ、対向する両磁石間の中心磁界H1 ,H
2 は、それぞれ図2のA,B,C,Dで囲まれる範囲に
なるように設定されている。なお、図2中、破線は磁石
13がない場合の磁界を示す。
【0016】また上記ターゲット1,2にはセンダスト
合金製で、φ5インチ×10tのものが用いられ、ター
ゲット1,2間距離は130mmである。なお、15はA
rガス導入口、16は真空排気口である。
【0017】次に、上記スパッタ装置を用いてセンダス
ト合金膜を成膜した場合の例を説明する。真空チャンバ
ー8内を真空排気ポンプによって2×10-6Torr程
度まで減圧し、そこにArガスをマスフローにより5×
10-3Torrの圧力になるように導入した。その後、
ターゲット1,2にそれぞれ1000Vの直流電圧を印
加し、ターゲット1,2間に直流グロー放電を発生させ
た。この時のターゲット1,2に流れるイオン電流は、
それぞれ2Aになるように、定電流制御を行った。その
際の基板10に成膜されるセンダスト合金膜の成膜速度
は500オングストローム/minであった。なお、タ
ーゲット1,2の中心軸から基板10までの距離は12
0mmとした。このようにして40分間成膜を行ったとこ
ろ、厚さ20μmのセンダスト合金膜を得た。そして、
以上述べた要領で、同様に50バッチ成膜を繰り返し
た。
【0018】このようにして得られたセンダスト合金膜
の外観を光学顕微鏡を用いて全数検査をしたところ、膜
片の付着及び粒大は観察されなかった。しかし、膜片捕
獲用の磁石13には、多数の膜片が吸引されているのが
観察された。
【0019】(実施例2)実施例1において、さらに成
膜速度を上げるためにターゲットへの投入電力を上げる
場合、あるいはさらに厚い磁性膜を得るために長時間ス
パッタを行わなければならない場合には、プラズマ中の
電子イオンの入射によって膜片捕獲用の磁石13が加熱
され、そのキューリー点を越えてしまう危険性がある。
もし、キューリー点を越えてしまうと、磁石としての性
質が消失し、膜片を捕獲できなくなってしまう。
【0020】実施例2のスパッタ装置は、このようなこ
とが生じないように、図3に示すように、膜片捕獲用の
磁石13を水冷ジャケット17で被覆して水冷できるよ
うにし、その水冷ジャケット17がターゲットシールド
板の役割をも同時に果たすように構成したものである。
ここで用いた水冷ジャケット17にはSuSを用いた。
その他の構成は実施例1と同じである。
【0021】このような構成によれば、磁石17の温度
上昇を抑えることができるので、膜片の捕獲も確実にな
る。また、水冷ジャケット、すなわちターゲットシール
ド板17からの輻射がなくなるので基板の輻射熱による
温度上昇を防ぐことができ、したがって、熱ダメージの
ない磁性膜を得ることができる。
【0022】なお、実施例1,2では、ターゲット1,
2の材料としてセンダスト合金を用いたが、他の磁性合
金であっても、その効果は同様に得られることは言うま
でもない。また、膜片捕獲用の磁石としてSm−Co系
磁石を用いたが、他のフェライト,アルニコ磁石であっ
ても、磁界H2 を発生できれば、同様に使用することが
できる。
【0023】さらに、いずれの実施例においても、ター
ゲット1,2間の距離よりも膜片捕獲用の磁石13間の
距離を大きく取りすぎると、膜片の捕獲能力は減少して
しまうので、スパッタ粒子の基板10への入射を極端に
さまたげることがない限りにおいて、ターゲット1,2
間の距離よりも近づけて配置するようにすると、膜片の
捕獲能力は向上する。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、互に向き合うターゲット間に磁界を発生させる第1
の磁界発生手段とは別に、ターゲット外周近傍であっ
て、ターゲットに電気的に接触しない位置に膜片を捕獲
するための磁界を発生する第2の磁界発生手段を設けた
ので、装置内の各部からはがれた磁性体からなる膜片
は、ターゲットのスパッタ面に吸引されず、第2の磁界
発生手段に捕獲される。このため、基板に成膜される磁
性膜には、上記膜片の混入がなくなり、歩留り良く磁性
膜を形成することができる。
【0025】なお、対向ターゲット方式のスパッタ装置
では、ターゲットの中心部分のプラズマ密度が高くな
り、ターゲットの中心部分が選択的にけずられる傾向が
ある。しかし、この発明では、ターゲットの外周近傍に
第2の磁界発生手段を配置したので、ターゲット周辺部
の磁界が強くなり、プラズマ密度がターゲットの中心部
分で高くなるのが緩和され、ターゲットのけずられ方が
均一になる。このため、ターゲットの利用効率が増す利
点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の対向ターゲット方式のスパッタ装
置の構成を模式的に示す断面図
【図2】 図1のスパッタ装置における磁界を表すグラ
【図3】 実施例2の要部構成を模式的に示す断面図
【図4】 従来のスパッタ装置の構成を模式的に示す断
面図
【符号の説明】
1,2 ターゲット 3,4 スパッタ面 8 真空チャンバー 10 基板 12 スパッタ磁界H1 を発生する磁石 13 磁界H2 を発生する磁石

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スパッタ面が一定の空間を置いて対面す
    るように平行に配置された1対のターゲットと、両ター
    ゲットの間にスパッタ面と直交する方向のスパッタ磁界
    を発生する第1の磁界発生手段と、前記一定の空間の外
    周部にターゲットの軸心とほぼ平行に配置された基板ホ
    ルダとを有するスパッタ装置において、前記ターゲット
    の外周部であって、ターゲットに電気的に接触しない位
    置に、第2の磁界発生手段を配設したことを特徴とする
    スパッタ装置。
  2. 【請求項2】 第2の磁界発生手段が、ターゲットシー
    ルド板を兼ねる水冷ジャケットで被覆されている請求項
    1記載のスパッタ装置。
JP30172091A 1991-11-05 1991-11-18 スパツタ装置 Withdrawn JPH05140741A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30172091A JPH05140741A (ja) 1991-11-18 1991-11-18 スパツタ装置
US07/971,063 US5328583A (en) 1991-11-05 1992-11-03 Sputtering apparatus and process for forming lamination film employing the apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30172091A JPH05140741A (ja) 1991-11-18 1991-11-18 スパツタ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05140741A true JPH05140741A (ja) 1993-06-08

Family

ID=17900353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30172091A Withdrawn JPH05140741A (ja) 1991-11-05 1991-11-18 スパツタ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05140741A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014017681A1 (ko) * 2012-07-26 2014-01-30 주식회사 아비즈알 이중 챔버 마그네트론 스퍼터링 장치
WO2014017682A1 (ko) * 2012-07-26 2014-01-30 주식회사 아비즈알 마그네트론 냉각부를 구비한 마그네트론 스퍼터링 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014017681A1 (ko) * 2012-07-26 2014-01-30 주식회사 아비즈알 이중 챔버 마그네트론 스퍼터링 장치
WO2014017682A1 (ko) * 2012-07-26 2014-01-30 주식회사 아비즈알 마그네트론 냉각부를 구비한 마그네트론 스퍼터링 장치

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990204