JPH06136533A - スハ゜ッタリンク゛ターケ゛ット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低いスパッタガス圧及び低い電圧を同時に満た
す条件においても大電力投入のスパッタリングが可能で
あり、高画質の被膜や磁気記録媒体などを高速で作製で
きるスパッタリングターゲットを開発すること。 【構成】製膜処理をなすべき基板に対抗して配置される
強磁性体スパッタリングターゲットであって、バッキン
グプレートの表面に強磁性体スパッタリング材料を設
け、その上に中央に開口部を有する第１スパッタリング
材料と、開口部内に開口部端と等間隔の位置上に第２ス
パッタ材料をセットし、バッキングプレートの背面に設
けた磁石の磁界を漏洩しプラズマ密度を向上させ高速ス
パッタリングさせることを特徴とするスパッタリングタ
ーゲット。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空中においてＦｅ，Ｃ
ｏその他の強磁性体の高速スパッタリングにより被膜形
成を行う際に使用するスパッタリングターゲットに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】基板表面に金属被膜を形成する場合の形
成技術の一つとして、スパッタリングがある。近年各種
強磁性体をスパッタして磁性薄膜を形成することの要求
が高まっているが、かかる磁性薄膜を図１に示すような
ターゲット１を支持するバッキングプレート２の下に磁
界発生装置３を設けたマグンネトロン式のスパッタ装置
により形成する場合には、この磁気発生装置３の磁束が
強磁性体のターゲット１にシールドされてその表面に漏
洩しない事態を防止すべくターゲット１を３ｍｍの薄手
に形成するを要し、こうした薄手のターゲットでも漏洩
磁界は少なく低スパッタガスではプラズマ放電せず、製
膜が困難であった。さらに、こうした薄手のターゲット
では長時間のスパッタリングが困難であり、薄膜の生産
性に支障をきたした。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来から使用されてい
るプレイナーマグネトロンターゲットを用いて、Ｆｅな
どの高透磁率を持つ磁性体材料をスパッタ成膜する場
合、スパッタターゲットの下に設置した磁石からのター
ゲット表面に出る漏れ磁束が小さいために、高い電圧が
必要であった。更に、ターゲットの初期と末期において
放電電圧電流特性は大きく変化し、例えば電力を一定に
しても電圧が変動して再現性のある膜形成が望めない。
低スパッタガス圧では放電しなかった。

【０００４】そのため高速作製を行うためにスパッタガ
ス圧を高くして、高い電力を投入して製膜するとスパッ
タガスによりシャドウイング効果が大きく作用して結晶
性の劣化が余儀なくされた。また、本発明者は、従来の
プレイナーマグネトロン式スパッタターゲットを用いて
スパッタ製膜においては、例えば軟磁性材料であるＦｅ
−Ｓｉ材を製膜した場合、製膜時に結晶性の優れた緻密
な膜を形成できる低スパッタガス圧では高電力を投入す
ることができず、また高いスパッタガス圧においては高
電力を投入すると抗磁力が高くなってしまい軟磁性体の
特徴が失われてしまった。これらの問題を解決するため
に開発されたＧＴ（ギャップタイプ）ターゲットにギャ
プを形成する為にかかるコストなど経済的に問題がある
ことを見い出した。

【０００５】この発明は上記の如き事情に顧みてなされ
たものであって、低いスパッタガス圧及び低い電圧を同
時に満たす条件においても大電力投入のスパッタが可能
であり、高画質の被膜や磁気記録媒体などを高速で作製
でき、従来のプレイナースパッタ装置を簡単に改良する
だけで使用することができるためコストの面でも優れて
いるものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的に対応して、こ
の発明のスパッタターゲット装置は、製膜処理をなすべ
き基板に対抗して配置されるスパッタターゲット装置で
あって、バッキングプレートの表面に厚さ５ｍｍ以下の
強磁性体スパッタリング材料を設け、その上に中央に穴
の開いたスパッタリング材料とその穴の中央にのスパッ
タ材料をセットし、そのスパッタ材料の間隔が均一に離
し、バッキングプレートの背面に設けた磁石の磁界を漏
洩させることによりプラズマ密度を向上させて強磁性体
の高速スパッタリングさせるターゲットである。

【０００７】本発明を図３に基づき説明すると、１はＦ
ｅその他からなる強磁性体のスパッタターゲットを示
し、２はそのターゲット１を支持する為に設けられたＣ
ｕ等からなるバッキングプレートを示し、スパッタター
ゲット１とバッキングプレート２はボンディングされて
いる。３はバッキングプレート２の背面に設けた永久磁
石である。ここまでの構造は、従来のプレイナー型マグ
ネトロンスパッタ装置と同じ構造である。このスパッタ
ターゲット２の上にスパッタターゲットと同じ材料で作
成された厚さ５ｍｍスパッタ源４と厚さ５ｍｍの長方形
のスパッタ源５を図３の様に設置する。永久磁石からの
磁界はスパッタ源４および５の空隙に漏洩し、高速でス
パッタを可能とすべく該表面のプラズマを高密度に形成
させる。図示していないが通常該ターゲットと対向して
サブストレートが設けられ、その表面にスパッタされた
強磁性体が薄膜状に形成される。このターゲットを用い
て、スパッタを行いその結果について以下に示す。

【０００８】

【実施例】

実施例１ ターゲット材にＦｅを用いた実施例を示す。ターゲット
上に漏洩した磁力を測定した結果を図４に示す。図４よ
りターゲット上に形成した空隙の磁界は最高値で８００
Ｏｅを示しかなり大きな漏洩磁界が発生する事がわかっ
た。

【０００９】実施例２ 実施例１のターゲットを用いてスパッタガス圧２ｍＴｏ
ｒｒでの放電電圧電流特性を調べた結果を図５に示す。
この改良型ターゲットの放電特性は３００〜４００Ｖ付
近でマグネトロン放電が起きて高い電流を投入すること
が可能となった。

【００１０】比較例１ 使用初期の従来の平板プレイナーマグネトロンターゲッ
ト上の漏れ磁界を測定した結果を図６に示す。従来のタ
ーゲット表面に漏れた磁界の強さは２０Ｏｅでほとんど
表面で漏れていないことが判る。

【００１１】比較例２ 同じサイズの従来から用いられているマグネトロン式プ
レイナースパッタターゲットの放電電圧電流特性の比較
した結果を図５に示す。従来型のターゲットの使用初期
の放電特性は低いスパッタガス圧（２ｍＴｏｒｒ）では
７５０Ｖとかなり高い印加電圧を加えても２００Ｗ程度
しか電力を投入することが出来ない。よって、高堆積速
度の成膜が出来ないことが判る。更に、ターゲットの使
用初期と末期では放電特性は大きく変化することから、
作製された膜は結晶性のなどの膜特性はターゲットの状
態により変化することが予想される。

【００１２】

【発明の効果】本発明によって、次のような効果が確認
された。 （１）ターゲット表面にかなり強い磁場を形成すること
が可能となり、その結果、放電インピーダンスを小さく
する事ができ、ターゲットの発熱が少なく電力（スパッ
タに寄与する）効率が大きくできた。 （２）磁気回路の工夫により放電プラズマはターゲット
の空隙でのみ強く発生するために、基板への電子衝撃が
極めて少なく基板がスパッタ中に加熱されることがな
い。 （３）高速の膜体積を目的として高電力を投入してもそ
の電圧は低いのでターゲットも高温になず、高電力の低
温スパッタが促進され、かつ電力の損失が少ない。 （４）低スパッタガス圧でも高電力が投入できるように
なったので高速で堆積させても緻密で結晶性のよい膜が
できた。

【図面の簡単な説明】

図１は、一般的に使用されているプレイナー型マグネト
ロンスパッタターゲットの断面図である。図２は、本発
明の一実施例によるスパッタリングターゲットの断面図
である。図３は、本発明の斜断面図である。図４は、本
発明のターゲット表面の漏れ磁界を示した図である。図
５は本発明のターゲットと一般的に用いられているプレ
イナー式マグネトロンスパッタターゲットの放電特性図
である。図６は、一般的に使用されているターゲット表
面の漏れ磁界の強さを示した図である。

【符号の説明】

１：ターゲット材 ２：バッキングプレート ３：永久磁石 ４：ターゲット材 ５：ターゲット材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】製膜処理をなすべき基板に対抗して配置さ
   れる強磁性体スパッタリングターゲットであって、バッ
   キングプレートの表面に強磁性体スパッタリング材料を
   設け、その上に中央に開口部を有する第１スパッタリン
   グ材料と、開口部内に開口部端と等間隔の位置上に第２
   スパッタ材料をセットし、バッキングプレートの背面に
   設けた磁石の磁界を漏洩しプラズマ密度を向上させ高速
   スパッタリングさせることを特徴とするスパッタリング
   ターゲット。