JPH0633957U - スパッタカソード構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ターゲットが均一に侵食されるようにし、最終
利用率を向上させ、コストを低減する。 【構成】ＲＦマグネトロンスパッタ１０は、円板状のベ
ース１１の上にて、一側の側縁付近にて、ベースに接す
る下端がＳ極、上端がＮ極となるように、配設された第
一の磁石１２と、ベースの他側の側縁付近にて、第一の
磁石１２に対向して、下端がＮ極、上端がＳ極となるよ
うに配設された第二の磁石１３と、第一の磁石及び第二
の磁石の上に載置された円板状のターゲット１４と、タ
ーゲットに対して、適宜の間隙を挟んで対向せしめられ
るアノード１５とから構成されており、ターゲットに、
ＲＦ電源１６を接続することにより、ターゲット及びア
ノード間に、ＲＦ電圧を印加する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ＲＦマグネトロンスパッタにおけるスパッタカソード構造に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えば薄膜磁気ヘッドを製造する場合、ＲＦマグネトロンスパッタを使 用して、スパッタリングを行なうことにより、薄膜を形成するようにしている。

【０００３】 このようなＲＦマグネトロンスパッタは、例えば図５に示すように構成されて いる。即ち、図５において、ＲＦマグネトロンスパッタ１は、円板状のベース２ の上にて、その中心付近に、該ベース２に接する下端がＳ極、上端がＮ極となる ように、配設された第一の磁石３と、該ベース２の外周に沿って、下端がＮ極、 上端がＳ極となるように配設された扁平な円筒状の第二の磁石４と、該第一の磁 石３及び第二の磁石４の上に載置されたターゲット５と、該ターゲット５に対し て、適宜の間隙を挟んで対向せしめられるアノード６とから構成されており、該 ターゲット５に、ＲＦ電源７を接続することにより、ターゲット５及びアノード ６間に、ＲＦ電圧を印加するようになっている。

【０００４】 このように構成されたＲＦマグネトロンスパッタ１によれば、第一の磁石３及 び第二の磁石４により発生する磁場により、ＲＦ電界により発生するγ電子が、 束縛されることになり、ターゲット５の表面付近のアルゴンガスのイオン化確率 が高められることになる。これにより、ターゲット５の表面に、高密度プラズマ 領域８が確立されることになり、スパッタリング速度が向上され得るようになっ ている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような構成のＲＦマグネトロンスパッタ１においては、中 央に配設された第一の磁石３と周囲に配設された第二の磁石４により、磁場が発 生されるようになっていることから、その磁場は、図５に示すように、第二の磁 石４の上面から第一の磁石３の上面に向かって弧状に延びる磁束により構成され ている。

【０００６】 従って、図５の断面に沿った磁束密度の水平方向成分の分布は、図７に示すよ うになる。このため、高密度プラズマ領域８は、リング状になってしまい、ター ゲット５は、図８に示すように、同様にリング状に侵食されることになる。

【０００７】 かくして、該ターゲット５は、最終利用率として、約１０％程度になり、ター ゲット５の材料が有効に利用され得ず、コストが高くなってしまうという問題が あった。

【０００８】 本考案は、以上の点に鑑み、ターゲットが、比較的均一に侵食されるようにし て、該ターゲットの最終利用率が向上され得ることにより、コストが低減され得 るようにした、ＲＦマグネトロンスパッタにおけるスパッタカソード構造を提供 することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的は、磁石を有するスパッタカソードの表面にターゲットを載置したカ ソードと、該カソードの表面に対して、所定間隔で対向するように配設されたア ノードと、該カソード及びアノード間に接続されるＲＦ電源とを含んでおり、Ｒ Ｆ電源によるＲＦ電界により発生するγ電子を、上記磁石により発生する磁場に よって束縛することにより、ターゲットの表面付近のガスのイオン化確率を向上 させて、高密度プラズマ領域が確立され得るようにした、ＲＦマグネトロンスパ ッタにおいて、上記カソードが、一側にて上下に極性を有するように内側に向か って凹状に配設された第一の磁石と、他側にて、逆極性となるように内側に向か って凹状に配設された第二の磁石とを含んでいることにより、その上に載置され たターゲットに関して、該第一の磁石及び第二の磁石により発生せしめられる磁 束が、ターゲットの一側から他側の側縁に向かって、表面に沿って弧状に延びる ようにし、さらに該カソード全体が中心軸の周りに回動されるようにしたことを 特徴とする、スパッタカソード構造により、達成される。

【００１０】

【作用】

上記構成によれば、第一の磁石及び第二の磁石により発生する磁場は、ターゲ ットの表面に沿って、該ターゲットの一側から他側に向かって弧状に延びている ので、磁束の方向に関しては、磁束密度の分布は、両端がやや低くなるものの、 ほぼ均一となり、また磁束と直角な水平方向に関しては、該第一の磁石及び第二 の磁石が、その両側で互いに接近していることから、磁束密度の分布は、両端が やや高くなっている。

【００１１】 従って、該カソードを中心軸の周りに回動させたとき、ターゲットの表面全体 に亘って、ほぼ均一な磁束密度分布が得られることになる。かくして、高密度プ ラズマ領域は、ターゲットの表面全体に亘って構成されることになり、該ターゲ ット表面の侵食は、全体がほぼ均一に行なわれ得ることになる。

【００１２】 これにより、該ターゲットの材料利用率はが向上され得ることになり、コスト が低減され得ることとなる。

【００１３】

【実施例】

以下、図面に示した実施例に基づいて、本考案を詳細に説明する。 図１は、本考案によるカソードを組み込んだＲＦマグネトロンスパッタの一実 施例を示している。

【００１４】 図１において、ＲＦマグネトロンスパッタ１０は、円板状のベース１１の上に て、一側の側縁付近にて、該ベース１１に接する下端がＳ極、上端がＮ極となる ように、配設された第一の磁石１２と、該ベース１１の他側の側縁付近にて、第 一の磁石１２に対向して、下端がＮ極、上端がＳ極となるように配設された第二 の磁石１３と、該第一の磁石１２及び第二の磁石１３の上に載置された円板状の ターゲット１４と、該ターゲット１４に対して、適宜の間隙を挟んで対向せしめ られるアノード１５とから構成されており、該ターゲット１４に、ＲＦ電源１６ を接続することにより、ターゲット１４及びアノード１５間に、ＲＦ電圧を印加 するようになっている。

【００１５】 ここで、上記第一の磁石１２と第二の磁石１３とは、図２に示すように、互い に対向する内側面が、凹状に形成されている。

【００１６】 これにより、図２にて横方向に関しては、上記第一の磁石１２と第二の磁石１ ３により発生する磁束密度の分布は、図３（Ａ）に示すように、両端がやや低く なる。

【００１７】 また、図２にて縦方向に関しては、上記第一の磁石１２と第二の磁石１３によ り発生する磁束密度の分布は、図３（Ｂ）に示すように、両端に向かってやや大 きくなっている。

【００１８】 これは、該第一の磁石１２と第二の磁石１３の配置に基づいて、両端にいくほ ど互いに接近しているためである。

【００１９】 本考案によるＲＦマグネトロンスパッタ１０は、以上のように構成されており 、ＲＦ電界により発生するγ電子は、上述した磁束密度分布に基づいて、同様に 束縛され得ることになり、プラズマ領域の密度も同様となる。

【００２０】 従って、ベース１１，磁石１２，１３及びターゲット１４から成るカソード全 体を、図示しない回転駆動機構により、その中心軸の周りに回動させながらスパ ッタリングを行なうと、ターゲット１４は、図４に示すように、全体に亘って比 較的平坦に侵食されることになるため、全体が比較的均一な厚さとなる。

【００２１】 かくして、ターゲット１４の最終利用率は、著しく向上せしめられ得ることに なる。

【００２２】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、ターゲットが、比較的均一に侵食される ようにして、該ターゲットの最終利用率が向上され得ることにより、コストが低 減され得るようにした、ＲＦマグネトロンスパッタにおけるスパッタカソード構 造が提供され得ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるＲＦマグネトロンスパッタの一実
施例を示す概略断面図である。

【図２】図１のＲＦマグネトロンスパッタのカソードの
平面図である。

【図３】図１のＲＦマグネトロンスパッタを示し、
（Ａ）は磁束方向、及び（Ｂ）はそれに直角な方向の磁
束密度分布を示すグラフである。

【図４】図１のＲＦマグネトロンスパッタによるターゲ
ットの侵食状態を示す断面斜視図である。

【図５】従来のＲＦマグネトロンスパッタの一実施例を
示す概略断面図である。

【図６】図５のＲＦマグネトロンスパッタのカソードの
平面図である。

【図７】図５のＲＦマグネトロンスパッタの磁束方向の
磁束密度分布を示すグラフである。

【図８】図５のＲＦマグネトロンスパッタによるターゲ
ットの侵食状態を示す断面斜視図である。

【符号の説明】

１０ ＲＦマグネトロンスパッタ １１ ベース １２ 第一の磁石 １３ 第二の磁石 １４ ターゲット １５ アノード １６ ＲＦ電源

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁石を有するスパッタカソードの表面に
   ターゲットを載置したカソードと、該カソードの表面に
   対して、所定間隔で対向するように配設されたアノード
   と、該カソード及びアノード間に接続されるＲＦ電源と
   を含んでおり、ＲＦ電源によるＲＦ電界により発生する
   γ電子を、上記磁石により発生する磁場によって束縛す
   ることにより、ターゲットの表面付近のガスのイオン化
   確率を向上させて、高密度プラズマ領域が確立され得る
   ようにした、ＲＦマグネトロンスパッタにおいて、 上記カソードが、一側にて上下に極性を有するように内
   側に向かって凹状に配設された第一の磁石と、他側に
   て、逆極性となるように内側に向かって凹状に配設され
   た第二の磁石とを含んでいることにより、その上に載置
   されたターゲットに関して、該第一の磁石及び第二の磁
   石により発生せしめられる磁束が、ターゲットの一側か
   ら他側の側縁に向かって、表面に沿って弧状に延びるよ
   うにし、さらに該カソード全体が中心軸の周りに回動さ
   れるようにしたことを特徴とする、スパッタカソード構
   造。