JPH0754144A

JPH0754144A - 平板マグネトロンスパッタリング装置

Info

Publication number: JPH0754144A
Application number: JP6159892A
Authority: JP
Inventors: Peter A Sieck; エイシークピーター; Milan R Kirs; アールカーズミラン; Terry A Trumbly; エイトランブリーテリー
Original assignee: BOC Group Inc
Current assignee: Messer LLC
Priority date: 1993-07-13
Filing date: 1994-07-12
Publication date: 1995-02-28
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: DE69410358T2; EP0634500B1; KR960015666A; CA2125532A1; JP3547485B2; EP0634500A1; DE69410358D1; US5407551A

Abstract

(57)【要約】【目的】改良されたターゲットを使用し、冷却液容量
を有する平板マグネトロンスパッタリング装置を提供す
る。【構成】本装置はカソード本体としての主要構造を有
するマグネットヨーク１００を備える。マグネットヨー
クは磁気分路及び物理的強度を提供する低カーボンスチ
ールから成る。適切なマグネットがターゲット１０５下
面上に閉ループ磁界を生成するために適応される。マグ
ネットは、細長い内部マグネット１２２の周囲に配置さ
れた環状構造を有する外部マグネット１２１，１２３を
備える。外部マグネットはバッキングプレートの周囲に
沿って配置され、小さいマグネットが大きい作用ターゲ
ット領域を生成するために使用される。マグネットヨー
クは、ターゲット側面に沿って配置される拡張構造１０
１ａ，１０３ａを有する。これらの拡張構造が、ターゲ
ットの縁で、磁界に分路を造る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的に膜を基板上に
スパッタするための装置に関し、特に、改良されたター
ゲットを利用する平板マグネトロンスパッタリング装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】スパッタリングは、ターゲットにおける
イオンの衝突の結果生じる、ターゲットからの物質の物
理的な射出である。イオンは、通常は、グロー放電にお
けるガス原子と電子の衝突によって生成される。イオン
は、電界によって、ターゲットのカソードの方に加速さ
れる。基板は、適切な場所に配置され、射出された原子
の一部を止める。従って、ターゲット材料のコーティン
グが、基板の表面上に堆積される。大きい堆積速度を得
るための試みにおいて、磁気的に高められたターゲット
が用いられてきた。平板マグネトロンにおいて、カソー
ドが永久磁石の列を有し、その永久磁石は、閉ループに
おいて配列され、平板状ターゲットに関連して固定され
た位置に配置される。従って、磁界は、通常“レースト
ラック(race track)”と呼ばれる閉ループにおいて作ら
れ、その閉ループは経路又は領域を確立し、その経路又
は領域に沿って、ターゲット材料のスパッタリングが発
生する。長方形に形成されたターゲットに対して、“レ
ーストラック”は、特徴的な長円形の構成を有してお
り、ターゲットにおける浸食パターンが、直接に磁力線
のピークの下で、円形の溝として現れる。マグネトロン
カソードにおいて、磁界はグロー放電プラズマを閉じ込
め、電界の影響下で動いている電子の経路長さを増加す
る。この結果、ガス原子と電子の衝突の確率が増加す
る。このことは、磁気閉じ込めを用いずに得られるスパ
ッタリング速度よりも、高いスパッタリング速度を導
く。更にスパッタリング処理が低いガス圧力の下で達成
されることができる。

【０００３】スパッタリング中に発生する熱は、平板マ
グネトロンの適切な性能を保証するために除かれなくて
はならないが、従来の平板マグネトロンにおいて、熱を
有効的に除去することは、しばしば困難である。この問
題は、部分的に平板マグネトロンの設計から生じてお
り、その設計において、カソードは、基礎のカソード本
体（すなわちコア）を有し、そのコアが、コアの側面に
位置づけられる１つもしくは２つのチャンネルを代表的
に有する。各チャンネルが、マグネットヨークによって
連絡される永久磁石を有する。平板状ターゲットが、永
久磁石の磁極に近接して配置され、その結果、ターゲッ
トがチャンネルの相当の部分を覆う。例えば、米国特許
4,572,776を参照されたい。コアのチャンネルにおいて
マグネットを配置することによって、コアが、有効的に
ターゲット上の領域に磁界の大部分を閉じ込める。この
設計を用いる限り、熱を有効的に除去することが問題と
して残る。従来の平板マグネトロンに関する別の問題
は、下部ターゲットの利用である。典型的には、現在の
大規模平板マグネトロンを有すると、全体のターゲット
板が置き換えられる前に、ターゲット材料のわずか２８
％しか使用されない。現在のシステムにおいて、主に
“レーストラック”の中心近くの狭い領域から、ターゲ
ット材料がスパッタされるという事実にこのことは起因
する。もしちょうどよい時にターゲット材料が置き換え
られなければ、このことは、ターゲット材料を通って支
持構造まで突き通すであろうはっきりした溝を有する浸
食パターンを生成する。

【０００４】

【発明の概要】本発明の主要な目的は、改良されたター
ゲットを使用可能することができる平板マグネトロンを
提供することである。本発明の別の目的は、磁界に分路
を用いるための構造を有するマグネットヨークを備える
平板マグネトロンを提供することであり、それによっ
て、分離したカソードコア構造を不要にすることであ
る。更に、本発明の目的は、改良されたターゲットの使
用、及び熱の放散を証明する平板マグネトロンを提供す
ることである。これらの目的及び別の目的が、カソード
の主構造としてのマグネットヨークを有する本発明の平
板マグネトロンによって達成される。本マグネットヨー
クが、磁気分路及び物理的強度を提供する低カーボンス
チールから構成される。本平板状ターゲットは、好まし
くは実質的に同じ輪郭を有する銅のバッキングプレート
に取り付けられ、従ってターゲットの側面が、実質的に
バッキングプレートの側面と同一平面となる。マグネッ
トは、ターゲットの下面上に閉ループの磁界を生成する
ために、バッキングプレートの近くに、且つ上部に配置
される。

【０００５】本発明の特徴の１つは、マグネットが、細
長い内部マグネット、及びバッキングプレートの縁に沿
って位置される環状の外部マグネットを有する。本マグ
ネットヨークは、内部マグネット上に位置される内部突
起、及び外部マグネット上に位置される外部突起を有す
る。本突起は、主冷却液チャンネルを画定し、そのチャ
ンネルが、バッキングプレートの実質的な領域と直接熱
的に連絡している。更に、マグネットヨークが、ターゲ
ットの縁における磁界に分路を造るために、ターゲット
の側面に沿った構造を有する。熱除去を容易にするため
に、平板マグネトロンは、従属的に冷却液チャンネルを
有するサイドバーを備え、そのチャンネルを通って、水
のような冷却液が循環される。サイドバーはアノードと
して機能でき、代替的には、サイドバーに取り付けられ
る分離したアノード構造が用いられることができる。本
発明の平板マグネトロンを用いると、ターゲット材料の
３６％、もしくはそれ以上が、ターゲットが取り換えら
れるべき状態の前に、スパッタされる。更に、ターゲッ
ト領域に対する作用領域の割合は、従来の平板マグネト
ロンのその割合より大きい。

【０００６】

【実施例】本発明は、分離したカソードコア（すなわち
基本体）を有する必要性、及びマグネットヨーク構造を
有する必要性を取り除く、改良された平板マグネトロン
の開発に部分的に基づいている。このことは、カソード
として役立ち、且つ磁界に分路を造ることが可能なマグ
ネットヨークを使用することによって達成される。改良
された平板マグネトロンは、優れたカソード及びアノー
ド冷却を供給し、任意のソース領域に対する作用ターゲ
ット領域を増加する。“ソース領域”は、平板状ターゲ
ット側部の全表面領域として一般的に定義され、ターゲ
ット材料がその領域からスパッタされる。また、“作用
ターゲット領域”は、ソース領域の一部として定義さ
れ、ターゲット材料が実際にその領域からスパッタされ
る。平板マグネトロン上の特有の“レーストラック”
は、スパッタリング中の作用ターゲット領域の浸食によ
って生じさせられる。図１は、１つの実施例の構成断面
図であって、排気可能チャンバーにおける取付けに適し
た平板マグネトロンスパッタリング装置を示す。本装置
は、カソード本体の主構造としてマグネットヨーク１０
０を有する。本マグネットヨークは、磁気分路及び物理
的強度を提供する低カーボンスチールから構成される。
平板状下面１０６を有するターゲット１０５は、一般的
に長方形であり、スパッタされるための特定の材料から
形成される。通常のスパッタリング材料は、チタン及び
亜鉛のような金属を含む。ターゲットは、一般には、表
面すなわちその上にスパッタされた堆積が生成されるべ
き表面に平行に配置される。従って、コーティングされ
るための基板は、平板状ターゲット下面１０６からの短
い距離を維持するであろう。

【０００７】本ターゲットは金属バッキングプレート１
１０に取付けられ、そのバッキングプレートは、好まし
くは銅もしくはいずれかの適する材料から構成される。
銅は高い熱伝導性、及び優れた機械特性を有するため
に、好まれる。ターゲットの上面は、はんだ付け、蝋
接、接着剤もしくは他の結合技術によって、バッキング
プレートの下面に結合される。バッキングプレートの下
面は、好ましくは、ターゲットの上面と実質的に同じ輪
郭を有し、その結果ターゲットの側面が、実質的にバッ
キングプレートの側面と同一平面になる。（十分な強度
を有し、且つ加工容易な材料、例えばチタンもしくはス
テンレススチールによって構成されるターゲットに対し
て、バッキングプレートは必要でない。）ターゲットの
下面１０６上に閉ループ磁界を生成するために設計され
た適切なマグネット手段が、バッキングプレート上面の
近くで且つその上に配置される。本マグネット手段は、
細長い中心マグネット１２２、及び外部マグネット１２
１，１２３を有する。１２１，１２２，もしくは１２３
のいずれかに示される各マグネットは、好ましくは複数
の個々のマグネットを有する。以下に記されるように、
外部マグネット１２１及び１２３は、バッキングプレー
トの縁近くに位置される外側部を有する、連続して環状
に形づけられたマグネットを形成する。長方形に形づけ
られたバッキングプレートに対して、環状外部マグネッ
トが、バッキングプレートの長さ方向に沿った縁の一部
にのみ近接する。各永久磁石の磁極（１２１及び１２
３）とバッキングプレートの間（もしくはバッキングプ
レートが必要でない時、磁極とターゲットの間）には、
おおよそ０．０５０インチ（０．１５２４ｃｍ）の微小
なギャップが存在する。従って、磁極はターゲット及び
バッキングプレートの厚さによって、ターゲット表面１
０６から基本的に分離される。

【０００８】内部マグネット１２２の（バッキングプレ
ートに面する）磁極の極性は、外部マグネット１２１及
び１２３の（バッキングプレートに面する）磁極の極性
に対して反対である。この配置は磁界を生成し、その磁
界は一方の磁極を通ってターゲット下面から発生し、カ
ーブし、ターゲットに再び入り他方の磁極に戻る。本磁
界は、材料がスパッタされる“レーストラック”と定義
する特有の閉ループにおいて作られる。以下に示される
ように、本発明の平板マグネトロンを有すると、比較で
きる表面領域を備えるターゲットを有する従来の平板マ
グネトロンの場合よりも、ソース領域が大きくなる。改
良されたターゲットを利用することは、各マグネット１
２１，１２２，及び１２３の幅がターゲット下面の幅と
比較すると相対的に小さく、且つ外部マグネットがバッ
キングプレートの縁に配置される事実に、部分的に起因
できる。その結果、閉ループ磁界がターゲット表面の大
部分を覆う。図１は、平板マグネトロンの構成横断面図
であり、本発明に関して、各マグネットの幅が、好まし
くはバッキングプレートもしくはターゲット幅の約５．
５％である。この横断面図は、細長い内部マグネットの
断面図を含む長方形平板マグネトロンの中間部分に沿っ
て切られた横断面図を意味する。従って、長方形平板マ
グネトロンの中間断面図が、マグネトロンの長さ方向に
沿ってそれらの部分を有し、バッキングプレート上面
（バッキングプレートを有さない実施例に対しては、タ
ーゲット上面）が、内部マグネット及び外部マグネット
の両方を保持する。従って、図２に示されるように、中
間断面図が細長い内部マグネットの両端の間のマグネト
ロンの部分に相当する。

【０００９】本発明の重要な特徴の１つは、各マグネッ
トの幅をターゲット幅の約６％以下にすべきであり、好
ましくは５．５％以下にすることである。図１を参照
し、もしターゲットが幅Ｗを有し、マグネット１２１，
１２２，及び１２３が幅Ｗ₁，Ｗ₂，及びＷ₃を各々有
するならば、Ｗ₁，Ｗ₂，及びＷ₃は、一括して約０．
１８Ｗに等しくなるかもしくはそれ以下になるべきであ
り、好ましくは約０．１６５Ｗに等しくなるかもしくは
それ以下になるべきである。概して、マグネット１２１
及び１２３が単一の外部環状マグネットを有し、外部マ
グネット幅の関係が１２１，１２３の両方のマグネット
の幅を一括して含むことが理解される。各永久磁石の小
さい幅は、ターゲット材料がスパッタされることができ
る作用ターゲット領域を最大にする。低カーボンスチー
ルヨーク１００が、３つの突起すなわち部材を有する。
これらは内部突起１０２及び外部突起１０１，１０３で
あり、各々がマグネット１２２，１２１及び１２３に支
えられている。バッキングプレート１１０は複数のＴナ
ット１３０及びボルト１３１によって、ヨークに結合さ
れる。銅のバッキングプレートは、蝋付けもしくははん
だ付けを有さずに、単一の平板状ストックシートから製
造されることができる。マグネットヨークは、複数の支
持セラミックロッド１６０によって、サイドバー１４１
及び１４２に取付けられる。サイドバーはカバープレー
ト１７０に取付けられる。サイドバーの外部構造は、取
り外しできるように真空チャンバーに取付けられる。図
２に示されるように、サイドバー１４１及び１４２が、
ターゲットカソードの周囲に沿って連続するフレームの
ような外部構造を画定する。サイドバーは、細長い部材
１４３と１４４を有しており、その部材が、第二の冷却
液チャンネル１４３Ａ及び１４４Ａを各々画定し、その
チャンネルを通って水のような冷却液が循環される。冷
却液は注入口１４５及び１４６から供給され、放水口
（図示せず）を通って除かれる。サイドバーはアノード
として機能することができるが、好ましくは示されるよ
うに、アノードがシャドーバー１４８及び部材１４３を
備え、ターゲットの１端においてそれらは結合され、タ
ーゲットの他端において、シャドーバー１４９及び部材
１４４が結合している。各シャドーバーが実質的にター
ゲット表面１０６に共に平行である平板上下面を有する
金属プレートを備える。本シャドーバーは混合物が暗黒
部(dark space)１６５に堆積するのを妨げる。細長い部
材１４３及び１４４が、セラミック絶縁体によって、サ
イドバー１４１及び１４２の上側部分から各々電気的に
絶縁される。

【００１０】マグネットヨークは、バッキングプレート
及びターゲットの側面に沿って配置される拡張構造１０
１ａ及び１０３ａを有する。図１に示されるように、拡
張構造とターゲット側面の間の距離は、わずか約０．０
３１インチ（０．０８ｃｍ）である。これらの拡張構造
は、ターゲットの縁において磁界に分路を造る。更に、
サイドバー及び拡張構造がカソード周囲に暗黒部１６５
を画定し、プラズマは生成しない。暗黒部に入り込む余
分な磁界がアーク放電を引き起こす。明らかなように、
マグネットヨークの拡張構造１０１ａ及び１０３ａが、
分離したカソードコア構造を有する必要性をなくす。永
久磁石がいずれかの適する材料から生成されることがで
き、ＮｄＦｅＢマグネットが特に適する。拡張構造１０
１ａ及び１０３ａの存在は、ＮｄＦｅＢマグネットが従
来のアルニコもしくはセラミックマグネットと比較して
小さくなることを許容し、引き続いてマグネット１２１
及び１２３を、バッキングプレートの長さ方向に沿った
エッジの近くに、正確にはその場所に配置されるのを許
容する。最後に本発明の装置が、ステンレススチールイ
ンサート１５０及び１５３を有し、ガスケット１５１及
び１５２に対し腐食されない、無磁気のシール表面を提
供する。インサート１５０が、示されるように連続する
真空溶接ジョイント１７１によってマグネットヨークに
溶接される。

【００１１】スパッタリング中、水が連続して注入管１
３７を通って供給され、主要なチャンネル１３５及び１
３６を通って循環され、排水管１３８を通って除かれ
る。冷却液はスパッタリング中生じる熱を除く。マグネ
ットの腐食は、中心マグネット１２２にかぶせられたラ
バーシール１３９の二重の目的によって最小にされる。
このキャップは、チャンネル１３５中の冷却液がチャン
ネル１３６における冷却液と混合することを妨げる。マ
グネットヨークの腐食は、主要冷却液チャンネルの側面
をめっきしているニッケルによって最小にされる。図１
の２−２ラインに沿った図である図２に示されるよう
に、内部マグネット１２２は、（外部環状マグネットに
関して）中心に配置される細長い構造であり、シール１
３９によって一列にされる。インサート１８０は、内部
マグネットの一端に並置されて配置される。注入口１３
７からの冷却液は、インサート１８０の近くの地点にあ
るチャンネル１３５に入り込み、インサートの反対側の
近くに位置づけられた排水口１３８を通って出る。従っ
て、インサート１８０が冷却液の流れを示し、冷却液が
温められた冷却液と混合するのを妨げる。ステンレスス
チールインサート１５０が、インサート１８０及び内部
マグネットの周囲に配備される環状構造を画定し、更
に、インサート１５０及び内部マグネット及びインサー
ト１８０が、主要な冷却液チャンネル１３５と１３６を
画定する。ガスケット１５１は、インサート１５０によ
って画定される溝に位置づけられ、冷却液が真空チャン
バーに漏れるのを妨げる。図１に示されるように、イン
サート１５０におけるホールにはめ込むボルト１３１が
バッキングプレートをマグネットヨークに結び付ける。

【００１２】外部マグネット部分１２１及び１２３が、
インサート１５０の外形に適合する内形を有する環状構
造を形成し、従ってマグネットが密接してインサートに
適合する。外部マグネットの環状構造が、環状領域を画
定し、細長い内部マグネットが閉ループ磁界を生成する
ために配置される。ヨークの拡張構造１０１ａ及び１０
３ａが、環状マグネットの外周に沿って配置される長方
形のフレームのような構造を形成する。最後に、（概略
的に示されている）サイドバー１４１及び１４２が、拡
張構造の外周に配置される長方形のフレームのような構
造である。図１及び図２に示される構造を有する平板マ
グネトロンであって、１インチ（２．５４ｃｍ）の高
さ、７インチ（１７．７８ｃｍ）の幅、及び５１インチ
（１２９．５４ｃｍ）の長さを有するチタンカソードを
備える平板マグネトロンが、排気可能チャンバーにおい
て備え付けられた。チタンカソードを有すると、バッキ
ングプレートは必要でない。作動中、スパッタリングを
起こさせるための十分な大きさの負の電位が、直流電源
からターゲットに供給された。アノードは接地されてい
るか浮遊しているかのいずれかである。アルゴンがスパ
ッタリング中不活性ガスとして使用され、アルゴン圧力
は１から５ミクロンの間に保たれた。カソード組立体
が、基板上にチタン金属膜をスパッタするために使用さ
れた。

【００１３】システムが約２０から２５ｋｗの間で作動
する１つの実験において、チタン膜が堆積され、その厚
さが基板の幅に沿って種々の地点で測定された。図３は
厚さ変化の割合と、平板状ガラス基板にスパッタされた
チタン膜に対する基板の幅に沿った位置の関係を示すグ
ラフである。曲線３０１及び３０２はアノードが接地さ
れなかった場合の堆積を示し、曲線３０３及び３０４は
アノードが接地された場合の堆積を示す。本グラフは、
コーティング機の幅に沿って決められた１２箇所の測定
に基づいた平均から膜厚の偏差を示す。この実験におい
て、使用された基板が４４インチ（１１１．７６ｃｍ）
の幅を有し、その幅に沿っておよそ４インチの間隔で１
２個のガラススライドが配置された。各基板がチタン膜
によってコーティングされた後、各スライドの膜厚が測
定された。図４は、（図１の地点１５４で測定された）
バッキングプレートの温度とシステムに適用された電力
との相関関係を示している。明らかなように、バッキン
グプレートの温度が電力に対応して線形的に増加する。
システムに入る冷却液の水温はおよそ２３°Ｃであっ
た。図５は、システムに対する電流と電圧の相関関係を
示すグラフである。曲線５０１は、アノードが接地され
た時のＩ−Ｖ曲線であり、曲線５０２は、アノードが浮
遊している時のＩ−Ｖ曲線である。電力はおよそ２から
１２ｋＷの範囲で用いられた。

【００１４】図６は、チタンターゲットに対する浸食パ
ターンを示す。明らかなように、ターゲットの半分に対
する浸食溝が示されているが、他の半分に対する浸食溝
も実際同一である。ターゲットの浸食が、ターゲットの
横断面に沿って、ターゲットの長さ方向に沿った中間点
で測定された。上記システムが２ミクロンのアルゴン圧
力の下で２０ｋＷで約２００時間作動された時であり、
浸食曲線がチタンターゲットのスパッタされた外形を示
す。明らかなように、浸食パターンの広さが、ターゲッ
トの幅に沿って、改良されたターゲットを使用した結果
から、ターゲット材料が比較的均一にスパッタされたこ
とを示している。ターゲットがインジウム−スズ酸化物
（ＩＴＯ）のような、ターゲットがバッキングプレート
に取り付けられることを必要とする材料から成る時、タ
ーゲットは通常０．５インチ（１．２７ｃｍ）厚であ
り、バッキングプレートは０．３７５インチ（０．９５
２５ｃｍ）厚である。図６に示される１インチ（２．５
４ｃｍ）厚のチタンプレートに対する浸食特性に基づい
て、本発明の平板マグネトロンを有すれば、バッキング
プレートを必要とするターゲットに対して、ターゲット
使用が少なくとも約３６％であることが評価される。

【００１５】本発明の装置の重要な特徴の１つは、外部
磁極がバッキングプレートの外縁（もしくは周囲）に配
置されるため、浸食領域の外部境界が実質的にターゲッ
トの外縁であることである。更に、小さいマグネットを
使用することは、均質性の制御のために、ターゲットの
長さ方向に沿って磁界強度の優れた調整に備える。更
に、比較的小さいＮｄＦｅＢマグネットが、材料がスパ
ッタされる相対的に大きい浸食領域を生成する。更に、
作用ターゲット領域のソース領域に対する比が、約０．
６５であると測定は示した。（１メートル以上の従来の
平板マグネトロンに対して、この比は通常は０．４５で
ある。）本発明の平板マグネトロンは、交流モードにお
いて作動できるが、更に、本装置は、反応ガスが金属化
合物の膜を形成するために、不活性ガスと混合される反
応スパッタリングにおいても、使用されることができ
る。例えば、ターゲット材料がチタンである時、酸素の
使用がＴｉＯ₂膜を生成する。本発明の装置に対するス
パッタ有効性、もしくはダイナミック堆積速度（ＤＤ
Ｒ）が、従来の平板状ターゲットと比較できる。ＤＤＲ
は以下の式によって定義される：ＤＤＲ（Åｍｍ²/ジュール）＝（ｄ・Ｃ・Ｓ）／（Ｐ・
ｎ）ここで：ｄ＝膜厚（Å）Ｃ＝ターゲットのレーストラック長さ（ｍｍ）Ｓ＝伝達(conveyer)スピード（ｍｍ／秒）Ｐ＝電力（ワット）ｎ＝パスの数更に、上記の装置において、（図１の構造１１０として
示された）バッキングプレートが用いられた。本発明の
他の実施例において、バッキングプレートが使用され
ず、従って図１で１０５及び１１０に示された構造が、
代わりに１つの複合ターゲットによって置き換えられ
る。すなわち、２つの別の長方形平板（バッキングプレ
ートとターゲット）を結合したものを有する代わりに、
第２の実施例はバッキングプレートを有さない１つのタ
ーゲット構造を有する。明らかなように、第２の実施例
のターゲット構造の特性は、好ましくは構造１０５及び
１１０の結合された特性と等しくなる。

【００１６】本発明は、長方形ターゲット下面（すなわ
ちスパッタリング表面）を有する好ましい実施例につい
て述べられてきたが、本発明は一般的に円形のターゲッ
ト表面を含む平板マグネトロンにも適用できる。本発明
は好ましい特別な実施例に関連して記述されてきたが、
本記述及び例は特許請求の範囲によって定義される本発
明の範囲を示すものであり、制限するものでないことが
理解されるだろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】平板マグネトロンの構成断面図である。

【図２】ライン２−２に沿って切られた図１の平板マグ
ネトロンの平面図である。

【図３】スパッタされたチタン膜の厚さ変化と基板の幅
に沿った位置の関係を示すグラフである。

【図４】冷却液の水温と平板マグネトロンに適用される
電力の相関関係を示すグラフである。

【図５】平板マグネトロンに対する電流−電圧曲線。

【図６】チタンターゲットの浸食パターンを示す浸食カ
ーブである。

【符号の説明】

１００マグネットヨーク１０１ａ拡張構造１０３ａ拡張構造１０５ターゲット１１０バッキングプレート１２１外部マグネット１２２内部マグネット１２３外部マグネット１３５，１３６チャンネル１３７注入管１３８排水管１８０インサート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ミランアールカーズアメリカ合衆国カリフォルニア州 94549 ラファイエットグロリアテラス 3291 (72)発明者テリーエイトランブリーアメリカ合衆国カリフォルニア州 94523 プレザントヒルハミルトンドライヴ 723

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板マグネトロン装置であって：上部周囲
を備える上面、スパッタされるべき材料の平面状下面、
及び側面を備えるターゲット；閉ループ磁界をターゲッ
ト下面上に生成するために、ターゲット上面の近くで且
つ上部に配置されるマグネット手段；マグネットヨーク
は、ターゲットの上面部分と熱的に連絡する１つもしく
はそれ以上の冷却液用チャンネルを画定する内部突起及
び外部突起を有し、外部突起が、ターゲットの側面近く
に配置され、磁界に分路を造るための拡張手段を有する
ことを特徴とする平板マグネトロン装置。
【請求項２】前記マグネット手段が内部マグネット及び
外部マグネットを有し、外部マグネットがターゲット上
部周囲の一部の近くで且つ沿って配置され、内部突起が
前記内部マグネットに取付けられ、外部突起が前記外部
マグネットに取付けられることを特徴とする請求項１に
記載の平板マグネトロン装置。
【請求項３】ターゲットの側面近くに配置されるサイド
バー構造を更に含み、前記拡張手段及び前記サイドバー
構造が、その間の暗黒部を画定することを特徴とする請
求項１もしくは２に記載の平板マグネトロン装置。
【請求項４】サイドバー構造が１もしくはそれ以上の第
二の冷却液用チャンネルを画定することを特徴とする請
求項３に記載の平板マグネトロン装置。
【請求項５】外部マグネットが環状領域を画定する環状
構造を有し、内部マグネットが前記環状領域内部の中央
に配置される細長い内部マグネットを備えることを特徴
とする請求項２ないし４のいずれかに記載の平板マグネ
トロン装置。
【請求項６】ターゲット上面は長方形に形成され、Ｗに
等しい幅及びある長さを有し、ターゲットの横断面に沿
って幅を有する細長い内部マグネットが、ターゲットの
長さ方向に沿ったターゲットの縁に平行であり、外部マ
グネットがターゲットの横断面に沿って幅を有してお
り、内部マグネットの幅と外部マグネットの幅の和がＷ
の約１８％に等しいかもしくはそれ以下であることを特
徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の平板マグ
ネトロン装置。
【請求項７】ターゲットの反対側に配置される一対の細
長いアノード構造を更に含み、各アノードがターゲット
から均一な間隔で配置されることを特徴とする請求項１
ないし６のいずれかに記載の平板マグネトロン装置。
【請求項８】細長いアノード構造の各々が、前記平板状
ターゲット下面と同一平面上である平坦なアノード表面
を画定することを特徴とする請求項７に記載の平板マグ
ネトロン装置。
【請求項９】前記マグネット手段がＮｄＦｅＢマグネッ
トを有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれ
かに記載の平板マグネトロン装置。
【請求項１０】ターゲットが、バッキングプレートを備
え、前記バッキングプレートにおいて、バッキングプレ
ート下面がスパッタされるべき材料に属し、バッキング
プレート上面がターゲット上面を画定することを特徴と
する請求項１ないし９のいずれかに記載の平板マグネト
ロン装置。
【請求項１１】バッキングプレートが銅から成ることを
特徴とする請求項１０に記載の平板マグネトロン装置。