JPH0748666Y2 - スパッタリング装置 - Google Patents

スパッタリング装置

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JPH0748666Y2
JPH0748666Y2 JP1990022025U JP2202590U JPH0748666Y2 JP H0748666 Y2 JPH0748666 Y2 JP H0748666Y2 JP 1990022025 U JP1990022025 U JP 1990022025U JP 2202590 U JP2202590 U JP 2202590U JP H0748666 Y2 JPH0748666 Y2 JP H0748666Y2
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Inventor
武広 桜井
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日電アネルバ株式会社
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は、特にターゲットに強磁性材料を使用するマグ
ネトロン方式のスパッタリング装置の構成に関する。
(従来技術とその問題点) スパッタリング装置は、基板上に金属あるいは非金属の
薄膜を作成するのに広く使われている。
スパッタリング装置では、スパッタリングの効果を上
げ、膜作成の効率を高めるため、ターゲットの前方(以
下、ターゲットから見て放電空間の側を「前」とする)
に、ターゲットの前面即ち放電空間の側の表面に平行な
磁力線成分を持つ磁場を設定することが広く行われてお
り、そのためには多くの場合、ターゲットの後方(以
下、ターゲットを挟んで放電空間とは反対側を「後ろ」
とする)に一対の磁石をおいてターゲットを透してター
ゲットの前方に出る磁力線を利用することが行なわれて
いる。
しかしながらこの構成で、ターゲットに強磁性材料を使
用する場合には、ターゲットの後方の磁石から発生する
磁力線がターゲットでシールドされてターゲットの前方
に出ることが難しくなる。
そのためターゲット周辺部の構成に種々の工夫を施すこ
とが行なわれている。
従来のその種の工夫を施した装置としては、例えば、第
3図にその要部断面図を示すような、特開昭60-138070
号公報所載の発明の装置がある。
この装置では、前側の表面を環状にくりぬいて形成した
ような環状の中空部100を有するカソード基体1が使用
されている。カーソド基体1の環状の中空部100の内部
には、内側環状磁石2と、この内側環状磁石2を取り囲
むようにして配置された外側環状磁石3と、内側環状磁
石2及び外側環状磁石3とをつなぐ磁気ヨーク4とが配
置されている。尚、第3図は後述の第1図、第2図とと
もに中心線Aにつき軸対称形である。そのために殆どの
部材が環状もしくは円盤状である。
第3図に示すように、内側環状磁石2、外側環状磁石3
及び磁気ヨーク4は、開口を前方に向けた姿勢の断面コ
状の部材を構成している。そして、非磁性材料の金属プ
レート5が、内側環状磁石2、外側環状磁石3及び磁気
ヨーク4からなる部材の前方の開口を閉鎖するようにし
て配置されている。尚、金属プレート5と内側環状磁石
2及び外側環状磁石3とは接触せず隙間が形成されてお
り、この隙間を冷却水が通るようになっている。そし
て、この金属プレート5の平らな前側の表面上に、それ
ぞれ強磁性材料のターゲット6と強磁性体ブロック7及
び8を設けるとともに、このターゲット6と強磁性体ブ
ロック7及び8とが磁気的に短絡しないように両者の間
に内側環状非磁性体ブロック9及び外側環状非磁性体ブ
ロック10を介在させ、この内側環状非磁性体ブロック9
及び外側環状非磁性体ブロック10の前面がスパッタされ
るのを防止するために、ターゲット6の厚さよりも内側
環状非磁性体ブロック9及び外側環状非磁性体ブロック
10の厚さをやや厚くしておき、その上にターゲット6と
組成が同一か類似する内側環状磁極片11及び外側環状磁
極片12を配置している。内側環状磁極片11及び外側環状
磁極片12は、環状のターゲット6の内縁部及び外縁部の
前方に配置されている。内側環状磁極片11及び外側環状
磁極片12とターゲット6の内縁部及び外縁部との間に
は、空隙13と14が形成されている。尚、ターゲット6
は、円板状の部材の中央に円形の開口を形成した環状の
形状である。また、形成される磁場は、ターゲット6の
前面に平行な磁力線成分を持ちターゲット6の前面に平
行な面内で環状となる。
この構成において、例えば内側環状磁石2から出た磁力
線は、強磁性体ブロック7を通って内側環状磁極片11の
前面から出てターゲット6の前方の空間に達する。この
磁力線は、ターゲット6の前方の空間で孤状を描き、外
側環状磁極片12の表面に達する。そして、外側環状磁極
片12から強磁性体ブロック8を経て外側環状永久磁石3
に達する。ここで、もし内側環状非磁性体ブロック9及
び外側環状非磁性体ブロック10が無く強磁性体ブロック
7及び8が強磁性体のターゲット6に直接接した状態で
あると、上記磁気回路が強磁性体のターゲット6によっ
て短絡された状態となる。即ち、ターゲット6の前方の
空間に磁力線が孤状に漏洩しなくなってしまう。内側環
状非磁性体ブロック9及び外側環状非磁性体ブロック10
は、このような短絡を防止して、内側環状磁極片11と外
側環状磁極片12とをつなぐようにしてターゲット6の前
方の空間に磁力線が漏洩するようにしている。
しかしながら上記のように構成した装置では、ターゲッ
ト6をスパッタリングしている最中に、イオンが上記空
隙13、14の内部に侵入し、内側環状非磁性体ブロック9
や外側環状非磁性体ブロック10の前面がスパッタされ
て、スパッタされた非磁性材料が基板(図示していな
い)上に生成されつつある膜中に不純物として混入する
という問題があった。
(考案の目的) 本考案は、上記構成のスパッタリング装置で、ターゲッ
トによる磁気回路の短絡を防止する目的で置かれた非磁
性体ブロックの前面がスパッタされることがないように
したスパッタリング装置の提供を目的としている。
(問題点を解決するための手段) 本考案は上記の目的を達成するために次記のように構成
される。即ち、 円板状の部材の中央に円形の開口を形成した環状の形状
の強磁性体材料よりなるターゲットと、ターゲットの前
面即ち放電空間の側のターゲットの板面に平行な磁力線
成分を持ちターゲットの前面に平行な面内で環状となる
磁場を設定する磁気回路とを採用するマグネトロン方式
のスパッタリング装置において、 前記磁気回路は、ターゲットの後ろ側に配置された内側
環状磁石と、この内側環状磁石よりも径が大きく内側環
状磁石を取り囲むようにして配置された外側環状磁石
と、内側環状磁石及び外側環状磁石とをつなぐ磁気ヨー
クとから構成され、また、前記環状のターゲットの内縁
及び外縁を放電空間に対してそれぞれ覆う内側環状磁極
片及び外側環状磁極片と、前記内側環状磁石と外側環状
磁石との間に漏洩する磁力線が強磁性体よりなるターゲ
ットの前方に漏洩するように環状のターゲットの内側に
内側環状非磁性体ブロック外側に外側環状非磁性体ブロ
ックがそれぞれ配置され、 さらに、ターゲットの厚さ方向を高さ方向としたとき、
前記内側環状非磁性体ブロック及び外側環状非磁性体ブ
ロックの前面は前記ターゲットの前面よりも低い位置と
され、この結果、この内側環状非磁性体ブロック及び外
側環状非磁性体ブロックの前面は、放電空間から距離が
ターゲットの前面よりも遠くなっているものである。
また、望ましい態様として、前記環状のターゲットの内
縁部及び外縁部は、前記内側環状非磁性体ブロック及び
外側環状非磁性体ブロックへのイオンの到達を防止する
よう前方に突出している。
さらに別の望ましい態様として、前記内側環状磁極片
は、その外縁部に、前記内側環状非磁性体へのイオンの
到達を防止する突起を有し、前記外側環状磁極片は、そ
の内縁部に、前記外側環状非磁性体へのイオンの到達を
防止する突起を有している。
(実施例) 以下、図面参照して本考案の実施例の内容を詳細に説明
する。
第1図は、本考案にかかるスパッタリング装置の一実施
例の要部断面図を示す。なお前記した従来の第3図と同
一か又はそれに相当する部分には同一符号を付して説明
を一部省略する。
第1図の装置では、第3図の装置と同様、環状の中空部
を有するカソード基体1を使用している。中空部には、
永久磁石からなる内側環状磁石2及び外側環状磁石3と
これらをつなぐ磁気ヨーク4が配置されている。内側環
状磁石2、外側環状磁石3及び磁気ヨーク4は、第3図
の装置と同様、開口を前方に向けた姿勢の断面コ状の環
状の部材を構成している。内側環状磁石2、外側環状磁
石3及び磁気ヨーク4の内部には、非磁性ステンレス製
水冷ブロック15が配置されている。
内側環状磁石2、外側環状磁石3及び磁気ヨーク4から
なる部材の前方には、ステンレス製の強磁性体ブロック
7、8が配置されている。尚、内側に位置する強磁性体
ブロック7は、第3図の装置とは異なり、円盤状の部材
である。上記非磁性ステンレス製水冷ブロック15の上端
部(太線部分)は、これら強磁性ステンレスブロック
7、8に溶接されている。このため金属プレート5は、
第3図の装置と異なり、かなり少面積の環状のものにな
っており、磁気回路を遮ぎる部分が消失している。
また、カソード基体1、強磁性体ブロック7及び8、内
側環状磁石2及び外側環状磁石3等によって水路101、1
02、103が形成されている。21,25,26は、水路101、10
2、103に対して気密を確保するために設けられたOリン
グである。
本考案の実施例の第1図の装置が第3図の装置と大きく
異なるところは、ターゲット6の厚さ方向を高さ方向と
したとき、内側環状非磁性体ブロック9及び外側環状非
磁性体ブロック10の前面はターゲット6の前面60よりも
低い位置とされている点である。この結果、内側環状非
磁性体ブロック9及び外側環状非磁性体ブロック10の前
面は、放電空間から距離がターゲット6の前面60よりも
遠くなっている。
そして、環状のターゲット6の内縁部及び外縁部の前方
には、内側環状磁極片11及び外側環状磁極片12が配置さ
れ、ターゲット6の内縁部及び外縁部を覆っている。ま
た、内側環状磁極片11及び外側環状磁極片12の後面には
段差が設けられ、ターゲット6の内縁部及び外縁部との
間は空隙13、14を形成している。
実験によって、この「内側環状非磁性体ブロック及び外
側環状非磁性体ブロックの前面は前記ターゲットの前面
よりも低い位置とする」という簡単な構成の変化で、内
側環状非磁性体ブロック9及び外側環状非磁性体ブロッ
ク10のスパッタリングは大きく防止されることが判明し
た。
次に、本考案の他の実施例について説明する。第2図
は、他の実施例のスパッタリング装置のターゲット付近
の要部断面図である。この第2図に示すように、ターゲ
ット6の内縁部61及び外縁部62を前方に突出させ(この
突出も環状である。従って全体の形はリブ状となる)、
内側環状非磁性体ブロック9及び外側環状非磁性体ブロ
ック10の前面を、この突出させたターゲット6の周端部
61より低くすることだけで目的は達成される。スッパタ
される前面60が内側環状非磁性体ブロック9及び外側環
状非磁性体ブロック10の前面よりも低くなっていても、
スパッタリングに支障のないことも判明している。
第2図の装置では、内側環状非磁性体ブロック9及び外
側環状非磁性体ブロック10の前面のスパッタリングを一
層厳重に防止したいため、もう1つの工夫を加えた個所
がある。
即ち、第2図に示すように、内側環状磁極片11の外縁部
の後面側の角及び外側環状磁極片12の内縁部の後面側の
角には、ターゲット6の内縁部61及び外縁部62をそれぞ
れ包み込むような形の突起110、120(この突起も環状で
ある。従って全体の形はリブ状となる)を設けているの
である。
これによって、ターゲット6の内縁部61及び外縁部62の
表面と、それを覆う内側環状磁極片11の外縁部及び外側
環状磁極片12の内縁部の後面とが作る間隙の断面形状
は、複雑に屈曲したものとなり、イオンの侵入は防止さ
れて不正規なスパッタリングは完全に抑圧される。
なお、この考案の装置は、ターゲット6の前面60が水
平、鉛直、傾斜のいずれの姿勢になっていても使用でき
る。
(効果) 本考案の装置によれば、強磁性体材料よりなるターゲッ
トを使用するマグネトロン方式のスパッタリング装置に
おいて、ターゲットによる磁気回路の短絡を防止するた
めに配置された内側環状非磁性体ブロック及び外側環状
非磁性体ブロックがスパッタされることがなくなり、基
板上に形成される膜中に不純物が混入するのを防ぐこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例を示したマグネトロンスパッタ
リング装置の要部断面図、第2図は本考案の他の実施例
のターゲット付近の要部断面図、第3図は従来の同様の
図である。 1……カソード基体、100……中空部、2……内側環状
磁石、3……外側環状磁石、4……磁気ヨーク、5……
金属プレート、6……ターゲット、7、8……強磁性体
ブロック、9……内側環状非磁性体ブロック、10……外
側環状非磁性体ブロック、13、14……空隙、11……内側
環状磁極片、12……外側環状磁極片、15……非磁性ステ
ンレス製水冷ブロック。

Claims (3)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】円板状の部材の中央に円形の開口を形成し
    た環状の形状の強磁性体材料よりなるターゲットと、タ
    ーゲットの前面即ち放電空間の側のターゲットの表面に
    平行な磁力線成分を持ちターゲットの前面に平行な面内
    で環状となる磁場を設定する磁気回路とを採用するマグ
    ネトロン方式のスパッタリング装置において、 前記磁気回路は、ターゲットの後ろ側に配置された内側
    環状磁石と、この内側環状磁石よりも径が大きく内側環
    状磁石を取り囲むようにして配置された外側環状磁石
    と、内側環状磁石及び外側環状磁石とをつなぐ磁気ヨー
    クとから構成され、また、前記環状のターゲットの内縁
    及び外縁を放電空間に対してそれぞれ覆う内側環状磁極
    片及び外側環状磁極片と、前記内側環状磁石と外側環状
    磁石との間に漏洩する磁力線が強磁性体よりなるターゲ
    ットの前方に漏洩するように環状のターゲットの内側に
    内側環状非磁性体ブロックが外側に外側環状非磁性体ブ
    ロックとがそれぞれ配置され、 さらに、ターゲットの厚さ方向を高さ方向としたとき、
    前記内側環状非磁性体ブロック及び外側環状非磁性体ブ
    ロックの前面は前記ターゲットの前面よりも低い位置と
    され、この結果、この内側環状非磁性体ブロック及び外
    側環状非磁性体ブロックの前面は、放電空間から距離が
    ターゲットの前面よりも遠くなっていることを特徴とす
    るスパッタリング装置。
  2. 【請求項2】前記環状のターゲットの内縁部及び外縁部
    は、前記内側環状非磁性体ブロック及び外側環状非磁性
    体ブロックへのイオンの到達を防止するよう前方に突出
    していることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第1
    項記載のスパッタリング装置。
  3. 【請求項3】前記内側環状磁極片は、その外縁部に、前
    記内側環状非磁性体へのイオンの到達を防止する突起を
    有し、前記外側環状磁極片は、その内縁部に、前記外側
    環状非磁性体へのイオンの到達を防止する突起を有して
    いることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第2項記
    載のスパッタリング装置。
JP1990022025U 1990-03-05 1990-03-05 スパッタリング装置 Expired - Lifetime JPH0748666Y2 (ja)

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JPH03115659U JPH03115659U (ja) 1991-11-29
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ID=31525051

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WO2023112155A1 (ja) * 2021-12-14 2023-06-22 日新電機株式会社 スパッタリング装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH03115659U (ja) 1991-11-29

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