JPH0747822B2 - マグネトロンスパツタ装置 - Google Patents
マグネトロンスパツタ装置Info
- Publication number
- JPH0747822B2 JPH0747822B2 JP22514686A JP22514686A JPH0747822B2 JP H0747822 B2 JPH0747822 B2 JP H0747822B2 JP 22514686 A JP22514686 A JP 22514686A JP 22514686 A JP22514686 A JP 22514686A JP H0747822 B2 JPH0747822 B2 JP H0747822B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- magnetic field
- rod
- shaped
- magnetron sputtering
- Prior art date
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体製品や一般産業機器要素等の表面に薄
膜を形成する為に利用されるマグネトロンスパッタ装置
に関し、詳細には管状材殊に細径管の内面に均一な薄膜
を形成することのできるマグネトロンスパッタ装置に関
するものである。
膜を形成する為に利用されるマグネトロンスパッタ装置
に関し、詳細には管状材殊に細径管の内面に均一な薄膜
を形成することのできるマグネトロンスパッタ装置に関
するものである。
［従来の技術］ 減圧ガス（例えばAr）雰囲気中にターゲット（陰極）と
基板（陽極）を配置してそれらの間に高電圧を印加する
ことによってグロー放電を発生させ、該放電空間にプラ
ズマを形成してプラズマ正イオンをターゲット表面に衝
突させ、ターゲット表面から蒸発したスパッタ粒子を基
板上に蒸着させるスパッタ装置は公知であるが、中でも
電界と直交する方向に磁界を形成して放電効率を向上さ
せ成膜速度を増大させるマグネトロン方式のスパッタ装
置が近年注目され、半導体IC等の薄膜形成分野で汎用さ
れている。そしてこのマグネトロンスパッタ装置を用い
ると成膜速度が速くなるだけでなく、合金薄膜を再現性
良く形成することができ、蒸着物質の適用範囲も広い。
その為同装置は一般産業機器構成要素のコーティング分
野にまで利用される様になってきた。
基板（陽極）を配置してそれらの間に高電圧を印加する
ことによってグロー放電を発生させ、該放電空間にプラ
ズマを形成してプラズマ正イオンをターゲット表面に衝
突させ、ターゲット表面から蒸発したスパッタ粒子を基
板上に蒸着させるスパッタ装置は公知であるが、中でも
電界と直交する方向に磁界を形成して放電効率を向上さ
せ成膜速度を増大させるマグネトロン方式のスパッタ装
置が近年注目され、半導体IC等の薄膜形成分野で汎用さ
れている。そしてこのマグネトロンスパッタ装置を用い
ると成膜速度が速くなるだけでなく、合金薄膜を再現性
良く形成することができ、蒸着物質の適用範囲も広い。
その為同装置は一般産業機器構成要素のコーティング分
野にまで利用される様になってきた。
［発明が解決しようとする問題点］ 第４図は同軸型マグネトロンスパッタ装置のターゲット
の一例を示す断面説明図で、棒状永久磁石８を周方向及
び軸方向に並列させた集合棒状体５を環状ターゲット３
内に配設してターゲット表面に電界と直交する方向の磁
界（数百ガウス程度）を形成し、該集合棒状体５を軸方
向に往復移動させることによって磁界の分布を平均化さ
せ、これによりスパッタ状態を均一化させたものであ
る。
の一例を示す断面説明図で、棒状永久磁石８を周方向及
び軸方向に並列させた集合棒状体５を環状ターゲット３
内に配設してターゲット表面に電界と直交する方向の磁
界（数百ガウス程度）を形成し、該集合棒状体５を軸方
向に往復移動させることによって磁界の分布を平均化さ
せ、これによりスパッタ状態を均一化させたものであ
る。
しかるに上記スパッタ装置においては、磁界形成体即ち
集合棒状体が多数の棒状永久磁石を配設すると共に冷却
構造を備えて構成されるものであるから全体に嵩高であ
り、これを環状ターゲット内に挿設しようとすると環状
ターゲットの内径を大きくする必要がある。そして環状
ターゲットを挿入することのできる被蒸着管の内径も大
きくなり結局内面蒸着することのできる被蒸着管の径は
一定以上のものに制限されることになる。又上記装置で
は環状ターゲットが大きい為に表面に凹凸のある複雑な
基板に対するスパッタ蒸着も困難である。更に上記スパ
ッタ装置では永久磁石を複数個並列させて使用し、複合
磁界を形成しているので全体的に磁界が不均一であり、
その為スパッタ状態も不均一になっている。
集合棒状体が多数の棒状永久磁石を配設すると共に冷却
構造を備えて構成されるものであるから全体に嵩高であ
り、これを環状ターゲット内に挿設しようとすると環状
ターゲットの内径を大きくする必要がある。そして環状
ターゲットを挿入することのできる被蒸着管の内径も大
きくなり結局内面蒸着することのできる被蒸着管の径は
一定以上のものに制限されることになる。又上記装置で
は環状ターゲットが大きい為に表面に凹凸のある複雑な
基板に対するスパッタ蒸着も困難である。更に上記スパ
ッタ装置では永久磁石を複数個並列させて使用し、複合
磁界を形成しているので全体的に磁界が不均一であり、
その為スパッタ状態も不均一になっている。
本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
細径孔の内面や複雑な表面形状の基板に対して均一な蒸
着膜を形成することができる様なマグネトロンスパッタ
装置を提供しようとするものである。
細径孔の内面や複雑な表面形状の基板に対して均一な蒸
着膜を形成することができる様なマグネトロンスパッタ
装置を提供しようとするものである。
［問題点を解決する為の手段］ しかして上記目的を達成した本発明のマグネトロンスパ
ッタ装置は、電界と略直交する方向に磁場を形成してス
パッタリングを行なうマグネトロンスパッタ装置におい
て、コの字形強磁性材料にコイルを巻回して磁気回路を
形成すると共に、該磁気回路に基づく磁場内に棒状ター
ゲット材を設け、該棒状ターゲット材を取り囲む様に円
筒状基板が同心状に配置されてなる点に要旨を有するも
のである。
ッタ装置は、電界と略直交する方向に磁場を形成してス
パッタリングを行なうマグネトロンスパッタ装置におい
て、コの字形強磁性材料にコイルを巻回して磁気回路を
形成すると共に、該磁気回路に基づく磁場内に棒状ター
ゲット材を設け、該棒状ターゲット材を取り囲む様に円
筒状基板が同心状に配置されてなる点に要旨を有するも
のである。
［作用並びに実施例］ 以下本発明を実施例図面に基づいて説明するが、該実施
例は本発明を制限する性質のものではなく、前・後記の
趣旨に徴して適宜設定変更を加えること等は全て本発明
の技術的範囲に含まれる。
例は本発明を制限する性質のものではなく、前・後記の
趣旨に徴して適宜設定変更を加えること等は全て本発明
の技術的範囲に含まれる。
第１図は本発明の実施例を示す断面説明図で、マグネト
ロンスパッタ装置１は、真空チャンバー17内（図示せ
ず）に磁界形成機構A,ターゲット3a等を収納して構成さ
れ、ターゲット3aを取囲む様に円筒状基板９を配置して
いる。即ち磁界形成機構Ａはコの字形鉄心11にコイル13
を巻回したものであり、コイル13に電流を流すことによ
って形成される磁気回路Ｇは鉄心11内を通り鉄心が欠落
しているギャップ15部分では雰囲気中に磁力線Ｇとなっ
て現われている。一方ギャップ15を挟んで対向配置され
る鉄心11の上・下両端部には棒状ターゲット3aが上・下
両端部を貫通する様に配置され、鉄心11の棒状ターゲッ
ト3a挿通部分には絶縁体12が介装されている。更に鉄心
11の上・下両端部には鉄心11を被包する様にシールド材
19が被覆されている。そして棒状ターゲット3aは、上・
下方向に摺動し得る様に駆動装置14によって上端を支持
されると共に、その下端には高圧電源10が接続されてお
り、円筒状基板９は棒状ターゲット3a及び磁力線Ｇを取
り囲む様に同心状に配置されている。
ロンスパッタ装置１は、真空チャンバー17内（図示せ
ず）に磁界形成機構A,ターゲット3a等を収納して構成さ
れ、ターゲット3aを取囲む様に円筒状基板９を配置して
いる。即ち磁界形成機構Ａはコの字形鉄心11にコイル13
を巻回したものであり、コイル13に電流を流すことによ
って形成される磁気回路Ｇは鉄心11内を通り鉄心が欠落
しているギャップ15部分では雰囲気中に磁力線Ｇとなっ
て現われている。一方ギャップ15を挟んで対向配置され
る鉄心11の上・下両端部には棒状ターゲット3aが上・下
両端部を貫通する様に配置され、鉄心11の棒状ターゲッ
ト3a挿通部分には絶縁体12が介装されている。更に鉄心
11の上・下両端部には鉄心11を被包する様にシールド材
19が被覆されている。そして棒状ターゲット3aは、上・
下方向に摺動し得る様に駆動装置14によって上端を支持
されると共に、その下端には高圧電源10が接続されてお
り、円筒状基板９は棒状ターゲット3a及び磁力線Ｇを取
り囲む様に同心状に配置されている。
上記のマグネトロンスパッタ装置において、高圧電源10
により棒状ターゲット3aにマイナスの高電圧を印加して
棒状ターゲット3aと円筒状基板９の間にグロー放電を発
生させると共に、コイル13に電流を流して磁界Ｇを形成
すると、磁界中において放電効率が向上し、スパッタリ
ングが活発に起こって基板９への蒸着が速やかに進行す
る。
により棒状ターゲット3aにマイナスの高電圧を印加して
棒状ターゲット3aと円筒状基板９の間にグロー放電を発
生させると共に、コイル13に電流を流して磁界Ｇを形成
すると、磁界中において放電効率が向上し、スパッタリ
ングが活発に起こって基板９への蒸着が速やかに進行す
る。
本発明の基本構成は上記に示す通りであるが、要は従来
の如くターゲットに磁界形成機構（材料）を内蔵するの
ではなく、ギャップ内に形成される磁界内に磁界と同心
的に棒状ターゲットを設けるものであるからターゲット
の構成がコンパクトになり、従来に比べてかなり細径に
形成することができる。従って内径が相当に小さな円筒
状基板に対してもターゲットを挿設することができ、即
ち内径の小さな円筒状基板の内面や複雑な凹凸形状の基
板の小径凹部に対しても高速でスパッタ蒸着を行なうこ
とができる。又磁界は複数の永久磁石による複合磁界で
はなく単一コイルによる磁界である為磁界強度が安定で
ありターゲットへのスパッタリングが均一に起って膜厚
も均一化される。
の如くターゲットに磁界形成機構（材料）を内蔵するの
ではなく、ギャップ内に形成される磁界内に磁界と同心
的に棒状ターゲットを設けるものであるからターゲット
の構成がコンパクトになり、従来に比べてかなり細径に
形成することができる。従って内径が相当に小さな円筒
状基板に対してもターゲットを挿設することができ、即
ち内径の小さな円筒状基板の内面や複雑な凹凸形状の基
板の小径凹部に対しても高速でスパッタ蒸着を行なうこ
とができる。又磁界は複数の永久磁石による複合磁界で
はなく単一コイルによる磁界である為磁界強度が安定で
ありターゲットへのスパッタリングが均一に起って膜厚
も均一化される。
第２図は他の実施例を示す一部破断説明図であり、棒状
ターゲット3bはコの字形鉄心11の上端部のみを貫通して
構成されているが、前記と同様の作用効果を発揮する。
尚棒状ターゲット3bは両端とも鉄心11を貫通せず単にコ
の字形鉄心11のギャップ部分15に配置されるだけであっ
てもよい。
ターゲット3bはコの字形鉄心11の上端部のみを貫通して
構成されているが、前記と同様の作用効果を発揮する。
尚棒状ターゲット3bは両端とも鉄心11を貫通せず単にコ
の字形鉄心11のギャップ部分15に配置されるだけであっ
てもよい。
第３図は本発明装置と従来の平板型マグネトロンスパッ
タ装置を組み合わせた装置を示す断面説明図で、真空チ
ャンバーＣ内に平板型装置，真空チャンバーＢ内に本発
明（同軸型）装置を夫々配設している。そして環状基材
９を搬送ベルト18に載せて矢印方向に移送させつつ真空
チャンバーＣ内で平板型装置3cにより円筒状基板９の外
表面及び端面コーティングを行ない、次いで真空チャン
バーＢ内へ移送して本発明装置により円筒状基板９の内
面にコーティングを行ない、基板全面コーティングを達
成ている。
タ装置を組み合わせた装置を示す断面説明図で、真空チ
ャンバーＣ内に平板型装置，真空チャンバーＢ内に本発
明（同軸型）装置を夫々配設している。そして環状基材
９を搬送ベルト18に載せて矢印方向に移送させつつ真空
チャンバーＣ内で平板型装置3cにより円筒状基板９の外
表面及び端面コーティングを行ない、次いで真空チャン
バーＢ内へ移送して本発明装置により円筒状基板９の内
面にコーティングを行ない、基板全面コーティングを達
成ている。
［発明の効果］ 本発明は以上の様に構成されており、細径管の内面に当
たり優れたスパッタ蒸着性能を発揮し、且つ均一な薄膜
を形成することができるマグネトロンスパッタ装置を提
供することができた。
たり優れたスパッタ蒸着性能を発揮し、且つ均一な薄膜
を形成することができるマグネトロンスパッタ装置を提
供することができた。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係るマグネトロンスパッタ装置を示す
一部破断説明図、第2,3図は他の実施例を示す断面説明
図、第４図は従来のマグネトロンスパッタ装置を示す断
面説明図である。 １……マグネトロンスパッタ装置 ２……真空容器、３……環状ターゲット ４……収納管、５……集合棒状体 ６……支持プレート、７……冷却管 ８……永久磁石、９……円筒状基板 10……高圧電源、11……鉄心 12……絶縁体、13……コイル 14……駆動装置、15……ギャップ 18……搬送ベルト、19……シールド材
一部破断説明図、第2,3図は他の実施例を示す断面説明
図、第４図は従来のマグネトロンスパッタ装置を示す断
面説明図である。 １……マグネトロンスパッタ装置 ２……真空容器、３……環状ターゲット ４……収納管、５……集合棒状体 ６……支持プレート、７……冷却管 ８……永久磁石、９……円筒状基板 10……高圧電源、11……鉄心 12……絶縁体、13……コイル 14……駆動装置、15……ギャップ 18……搬送ベルト、19……シールド材
Claims (1)
- 【請求項１】電界と略直交する方向に磁場を形成してス
パッタリングを行なうマグネトロンスパッタ装置におい
て、コの字形強磁性材料にコイルを巻回して磁気回路を
形成すると共に、該磁気回路に基づく磁場内に棒状ター
ゲット材を設け、該棒状ターゲット材を取り囲む様に円
筒状基板が同心状に配置されてなることを特徴とするマ
グネトロンスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22514686A JPH0747822B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | マグネトロンスパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22514686A JPH0747822B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | マグネトロンスパツタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379962A JPS6379962A (ja) | 1988-04-09 |
| JPH0747822B2 true JPH0747822B2 (ja) | 1995-05-24 |
Family
ID=16824667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22514686A Expired - Lifetime JPH0747822B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | マグネトロンスパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0747822B2 (ja) |
-
1986
- 1986-09-24 JP JP22514686A patent/JPH0747822B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6379962A (ja) | 1988-04-09 |
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