JPH093640A

JPH093640A - スパッタリング装置

Info

Publication number: JPH093640A
Application number: JP17154095A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Nakamura; 均中村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1997-01-07

Abstract

(57)【要約】【目的】基板上スパッタリングによって多層膜を形成
する場合に、装置規模を小型化し、かつ低コスト化を図
ることが可能である。【構成】このスパッタリング装置は、基板１を所定位
置に保持する基板ホルダ部２と、基板１上に多層膜とし
て例えば４層(４種類の材料)のものを成膜する場合、４
種類の材料の各々からなる４つのターゲットＴ₁〜Ｔ₄を
それぞれ保持するターゲットホルダ部ＴＨ₁〜ＴＨ₄と、
４つのターゲットＴ₁〜Ｔ₄のうちの１つのターゲットを
スパッタ駆動する１つのスパッタ駆動部３とを有し、各
ターゲットホルダ部ＴＨ₁〜ＴＨ₄は、それぞれアームＡ
Ｍ₁〜ＡＭ₄により１つの回転軸５に連結されており、回
転軸５の回転を制御することによって、各ターゲットホ
ルダ部ＴＨ₁〜ＴＨ₄を所定位置に回転移動させるように
制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクやハードデ
ィスクなどのメディアや薄膜デバイス等の作製に使用可
能なスパッタリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクやハードディスクなどの媒体
や薄膜デバイスなどを作製する場合に、一般的に、基板
上に多層膜をスパッタリングにより形成するスパッタリ
ング装置が用いられる。図１０には、基板上に多層膜を
形成するための従来のスパッタリング装置の構成例が示
されている。図１０を参照すると、このスパッタリング
装置は、マグネトロン放電によってスパッタリングを行
なうマグネトロンスパッタリング装置として構成されて
おり、基板１０１を保持し、基板１０１を所定位置に回
転位置決めする基板ホルダ機構１０２と、基板１０１上
に多層膜として例えば４層(４種類の材料)のものを成膜
する場合、４種類の材料の各々からなる４つのターゲッ
トＰＴ₁〜ＰＴ₄をそれぞれ保持するターゲットホルダ部
ＰＴＨ₁〜ＰＴＨ₄と、４つのターゲットＰＴ₁〜ＰＴ₄の
各々に対応して設けられた４つのマグネトロン用磁石ア
センブリＭ₁〜Ｍ₄とを有している。なお、マグネトロン
用磁石アセンブリＭ₄については、図示を省略してい
る。

【０００３】このような構成のスパッタリング装置で
は、基板１０１上に多層膜(例えば４層膜)を成膜する場
合、図１１に示すように、基板ホルダ機構１０２によっ
て、基板１０１を最初、例えばターゲットＰＴ₁に対向
した位置に位置決めし、マグネトロン用磁石アセンブリ
Ｍ₁を駆動してマグネトロン放電によりターゲットＰＴ₁
からの材料を基板１０１上にスパッタさせて、基板１０
１上に第１層目の薄膜を形成し、次いで、図１２に示す
ように、基板ホルダ機構１０２によって、基板１０１を
例えばターゲットＰＴ₂に対向した位置まで回転移動し
て位置決めし、マグネトロン用磁石アセンブリＭ₂を駆
動してマグネトロン放電によりターゲットＰＴ₂からの
材料を基板１０１上にスパッタさせて、基板１０１上に
第２層目の薄膜を形成するというように、基板１０１を
順次にターゲットＰＴ₁，ＰＴ₂，ＰＴ₃，ＰＴ₄に対向す
る位置に移動させながら、基板１０１上に多層膜(４層
膜)を形成することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たスパッタリング装置では、マグネトロン放電を可能に
するマグネトロン用磁石アセンブリＭ₁〜Ｍ₄は、ターゲ
ットＰＴ₁〜ＰＴ₄の個数分だけ必要となり、装置規模が
大きくなるとともに、高コストになるという問題があっ
た。すなわち、４種のターゲットＰＴ₁〜ＰＴ₄と４個の
磁石アセンブリＭ₁〜Ｍ₄とのうち、実際に放電が生じて
いるのは、４個中の１つであり、残りは、待ちの状態で
あり、経済的ではない。

【０００５】本発明は、基板上スパッタリングによって
多層膜を形成する場合に、装置規模を小型化し、かつ低
コスト化を図ることの可能なスパッタリング装置を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項１乃至請求項６記載の発明では、
基板上に多層膜をスパッタリングにより形成するスパッ
タリング装置において、多層膜の材料となるターゲット
を複数個有し、複数個のターゲットを所定位置に回転移
動させる機構が設けられている。これにより、基板上に
多層膜をスパッタリングにより形成するのに、ターゲッ
トを必要に応じて回転させれば、１つのスパッタ駆動手
段(マグネトロン用磁石アセンブリ)だけで済み、かつ基
板も移動させずに済むので、装置規模を小型化し、か
つ、装置の低コスト化を図ることができる。

【０００７】特に、請求項３記載の発明では、前記スパ
ッタ駆動手段が、マグネトロン用磁石アセンブリであっ
て、該マグネトロン用磁石アセンブリを回転駆動するた
めの回転駆動機構がさらに設けられている。これによ
り、磁石アセンブリを回転させることによって、ターゲ
ット表面の磁界分布が均一となり、アーク等の異常放電
の発生などを有効に防止でき、基板上に成膜される被膜
の膜厚分布が均一になる。すなわち、良好な被膜を形成
することができる。

【０００８】また、請求項４記載の発明では、前記マグ
ネトロン用磁石アセンブリは、磁石からの漏れ磁界強度
がターゲット表面において調節可能なように、ターゲッ
トに対して移動可能である。これにより、ターゲットご
とに、その材料に合わせて漏れ磁界の強度を最適なもの
に簡単に調整し、基板上に成膜される被膜の膜厚を確実
に制御することができる。

【０００９】また、請求項５記載の発明では、マグネト
ロン用磁石アセンブリを回転駆動するための回転駆動機
構は、前記マグネトロン用磁石アセンブリを偏心回転さ
せることが可能に構成されている。これにより、ターゲ
ット表面の磁界分布をより一層均一なものにすることが
でき、ターゲットが削れ消耗する(エロージョン)領域を
拡げることができて、ターゲットの使用効率をより向上
させ、基板上に成膜される被膜の膜厚分布の均一性をよ
り一層向上させることができる。

【００１０】また、請求項６記載の発明では、請求項５
記載のスパッタリング装置において、前記マグネトロン
用磁石アセンブリを偏心回転させる場合に、偏心回転時
の回転ムラを防止するために、前記マグネトロン用磁石
アセンブリには重心安定のバランサー手段が取付け可能
となっている。これにより、アセンブリを偏心回転する
場合にも、アセンブリ全体の重心を中心に移動させ、回
転ムラを防ぐことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係るスパッタリング装置の一実施
例の斜視図である。図１を参照すると、このスパッタリ
ング装置は、基板１を所定位置に保持する基板ホルダ部
２と、基板１上に多層膜として例えば４層(４種類の材
料)のものを成膜する場合、４種類の材料の各々からな
る４つのターゲットＴ₁〜Ｔ₄をそれぞれ保持するターゲ
ットホルダ部ＴＨ₁〜ＴＨ₄と、４つのターゲットＴ₁〜
Ｔ₄のうちの１つのターゲットをスパッタ駆動する１つ
のスパッタ駆動部３とを有している。

【００１２】ここで、各ターゲットホルダ部ＴＨ₁〜Ｔ
Ｈ₄は、それぞれアームＡＭ₁〜ＡＭ₄により１つの回転
軸５に連結されており、回転軸５の回転を制御すること
によって、各ターゲットホルダ部ＴＨ₁〜ＴＨ₄を所定位
置に回転移動させるように制御することができる。すな
わち、例えば、基板１上にターゲットＴ₁の材料をスパ
ッタさせたいときには、基板１および基板ホルダ部２と
対向する位置にターゲットＴ₁が位置決められるよう、
ターゲットホルダ部ＴＨ₁〜ＴＨ₄を回転制御することが
できる。

【００１３】また、スパッタ駆動部３は、基板１および
基板ホルダ部２と対向する位置に１つのターゲットが位
置決めされるときに、この１つのターゲットをスパッタ
駆動するようになっている。スパッタリング装置をマグ
ネトロンスパッタリング装置として構成する場合、上記
１つのスパッタ駆動部３は、１つのマグネトロン用磁石
アセンブリＭとして構成することができる。

【００１４】図２は図１のスパッタリング装置のより具
体的な構成例を示す図(断面図)であり、図２の例では、
スパッタリング装置は、マグネトロンスパッタリング装
置として構成されている。すなわち、図２の例では、ス
パッタ駆動部３は、基板１０１と対向した位置に配置さ
れ、基板１との間に１つのターゲット，例えばターゲッ
トＴ₁が位置決めされるとき、このターゲットＴ₁からマ
グネトロン放電によって材料を基板１に向けて放出させ
るマグネトロン用磁石アセンブリＭとして構成されてい
る。

【００１５】なお、マグネトロン用磁石アセンブリ自体
は、例えば特開昭６３−２５９０７８号に示されてお
り、基本的には、ヨーク１１と、例えばヨーク１１の外
縁部に沿ってドーナツ状に配置された一の極性(例えば
Ｓ極)の永久磁石列１２と、例えばヨーク１１の中央部
に配置された他の極性(例えばＮ極)の永久磁石１３とを
備えている。このようなマグネトロン用磁石アセンブリ
Ｍでは、Ｎ極の磁石１３からＳ極の磁石１２に向かっ
て、すなわち、中央部から外側へ向かって磁界がループ
を描き、その漏れ磁界(マグネトロン磁界)がターゲット
の表面にも達し、マグネトロン放電が可能となる。

【００１６】また、図２の構成例では、基板１上に多層
膜を形成するとき、基板１および基板ホルダ部２，各タ
ーゲットＴ₁〜Ｔ₄および各ターゲットホルダ部ＴＨ₁〜
ＴＨ₄は、真空容器(真空チャンバ)２１内に配置される
ようになっている。また、ターゲットホルダ部ＴＨ₁〜
ＴＨ₄を回転制御するための回転軸５は、真空容器２１
内から真空容器２１の外壁の設けられた穴２５を貫通し
て真空容器２１の外部，すなわち大気中に延びており、
真空容器２１の外部から回転軸５を回すことにより、タ
ーゲットを所定の回転位置に移動させることができる。

【００１７】なお、上記回転軸５と真空容器２１の外壁
の穴２５との間には、ハーメチックシール(密封シール)
２６が施されており、このシール２６によって、真空容
器２１内を真空に維持することができる。

【００１８】また、真空容器２１は、基板１および基板
ホルダ部２と対向するところに、マグネトロン用磁石ア
センブリＭを嵌入させるための嵌入部２２を有し、嵌入
部２２にマグネトロン用磁石アセンブリＭを配置するこ
とで、ターゲットに近接させてマグネトロン用磁石アセ
ンブリＭを設けることができる。

【００１９】このような構成のスパッタリング装置で
は、基板１上に多層膜(例えば４層膜)を成膜する場合、
図３に示すように、回転軸５の回転制御によって、最
初、例えばターゲットＴ₁を基板１に対向した位置に位
置決めし、マグネトロン用磁石アセンブリＭを駆動して
マグネトロン放電によりターゲットＴ₁からの材料を基
板１上にスパッタさせて、基板１上に第１層目の薄膜を
形成し、次いで、図４に示すように、回転軸５の回転制
御によって、例えばターゲットＴ₂を基板１に対向した
位置まで回転移動して位置決めし、マグネトロン用磁石
アセンブリＭを駆動してマグネトロン放電によりターゲ
ットＴ₂からの材料を基板１上にスパッタさせて、基板
１上に第２層目の薄膜を形成するというように、ターゲ
ットＴ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₄を順次に基板１に対向する位置
に回転移動させながら、基板１上に多層膜(４層膜)を形
成することができる。

【００２０】このように、基板１上に多層膜(例えば４
層膜)を形成する場合にも、本発明の実施例では、ター
ゲットを所定位置に必要に応じて回転移動させることが
できるので、基板１を回転移動させずに済み(すなわち
基板ホルダ部２を回転駆動する機構を何ら必要とせずに
済み)、また、スパッタ駆動部(例えばマグネトロン用磁
石アセンブリ)としては、１つのスパッタ駆動部３(例え
ば１つのマグネトロン用磁石アセンブリＭ)だけで済み
(すなわち、各ターゲットについて１つのスパッタ駆動
部３を共用することができ)、これによって、従来に比
べて、装置規模を小型化し、かつ低コスト化させること
ができる。

【００２１】さらに、図２の構成例では、複数のターゲ
ットを真空容器２１内に設ける場合にも、これらを、ア
ームを介して１本の回転軸５に連結し、１本の回転軸５
のところにおいてのみ、シール２５を施すだけで真空容
器２１内を真空に維持することができて、従来のよう
な、複雑な真空隔離機構は必要なく、従来に比べて装置
の設計を容易にし、かつ信頼性を向上させることができ
る。

【００２２】また、図２の構成例においてマグネトロン
用磁石アセンブリＭについては、これを変形，改良する
ことができる。図５は図２の変形例(改良例)を示す図で
あり、図５の構成例では、マグネトロン用磁石アセンブ
リＭを回転駆動するための回転駆動機構がさらに設けら
れている。すなわち、マグネトロン用磁石アセンブリＭ
は、回転軸４１を介してモーター４２に連結され、モー
ター４２によって回転可能に構成されている。

【００２３】このように、マグネトロン用磁石アセンブ
リＭを回転可能な構造にすることによって、複数個ある
ターゲットのうち、比較的比抵抗の高い材料(例えばＳ
ｉなど)のターゲットにおける放電を容易にすることが
可能となる。すなわち、磁石アセンブリＭが固定されて
いる場合には、ターゲットの材料に応じてマグネトロン
磁界強度や分布を変えることができず、最適化を図るこ
とに制約があった。例えばＳｉターゲットから窒素ガス
雰囲気下でＳｉＮ膜を形成する場合や、酸素雰囲気下で
ＳｉＯやＳｉＯ₂膜を形成する場合、さらには、Ａｌタ
ーゲットからＡｌ₂Ｏ₃などの酸化物膜を形成する場合な
どにおいて、磁石アセンブリとして固定された磁石を用
いるときは、ターゲット表面の磁界分布が不均等とな
り、放電しているターゲット面は常に清浄面が出ている
が、その周辺部は窒化していたり酸化したりして、絶縁
膜が形成され、アーク等の異常放電が発生し、基板１上
に成膜される被膜の膜厚分布が不均等になることがあ
る。

【００２４】これに対し、磁石アセンブリＭを回転可能
な構造のものにし、磁石アセンブリＭを回転させること
によって、ターゲット表面の磁界分布が均一となり、ア
ーク等の異常放電の発生などを有効に防止でき、基板１
上に成膜される被膜の膜厚分布が均一になる。すなわ
ち、良好な被膜を形成することができる。

【００２５】さらに、図５の構成例において、モーター
４２は、真空容器２１に対して矢印Ａの方向に可動に取
り付けられており、モーター４２を矢印Ａの方向に移動
させると、回転軸４１を介してモーター４２に連結され
ているマグネトロン用磁石アセンブリＭも、モーター４
２の移動量分だけ移動し、これによって、ターゲットと
アセンブリＭとの間の間隔距離を調整し、ターゲット表
面における漏れ磁界の強度を調整することが可能とな
る。

【００２６】前述したように、一般には、ターゲット材
料に合わせて漏れ磁界の強度(マグネトロン磁界の強度)
の最適値を見つけることが必要である。例えば、ターゲ
ットがＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏやこれらの合金である場合に
は、材料自体が磁化しやすい強磁性体であるため、漏れ
磁界は、ターゲット内部に収束し、ターゲットの表面に
漏れ磁界を発生しないことがある。すなわち、ターゲッ
トがこのような強磁性体材料のものである場合、漏れ磁
界の強度が弱いとマグネトロン放電が発生しないことも
あり、従って、ターゲットがこの種の強磁性体材料であ
る場合には、非磁性体材料の場合に比べてマグネトロン
磁界を強くするため、一般には、磁石アセンブリの永久
磁石そのものを大きくしたり、強い磁石に交換せざるを
得ない。前述の従来例では、複数の各ターゲットごと
に、それぞれに対応させて、磁石アセンブリを設けるよ
うになっているので、強磁性体のターゲットの場合に
は、これに対応した磁石アセンブリについては、漏れ磁
界の強度を非磁性ターゲットの場合に比べて強くしてお
く必要があった。

【００２７】これに対し、本発明では、４つのターゲッ
トに対して、１つの磁石アセンブリＭを共用させるた
め、例えば強磁性体ターゲットの場合には、磁石アセン
ブリＭをターゲットに近づけてターゲットにおける漏れ
磁界の強度が大きくなるように、モーター４２(磁石ア
センブリＭ)を移動させ、また、漏れ磁界の強度を差程
強くする必要がないターゲット，例えば非磁性体ターゲ
ットの場合には、磁石アセンブリＭをターゲットから遠
ざけてターゲットにおける漏れ磁界の強度が所定のもの
となるようにモータ４２を移動させることができる。換
言すれば、１つの磁石アセンブリＭだけで、各種のター
ゲットに対応できる。

【００２８】図６には、磁石アセンブリＭの矢印Ａ方向
への移動距離に対するターゲット上での磁界強度が示さ
れている。なお、図６では、それぞれ強度が異なる４種
類の永久磁石の磁石アセンブリを用い、４種類の各磁石
アセンブリのそれぞれについて、磁界の距離依存性を測
定した結果が示されている。すなわち、図中、Ｒ₁，
Ｒ₂，Ｒ₃，Ｒ₄は、４種類の磁石アセンブリのそれぞれ
を示している。また、図６において、移動距離“０”
は、図５において磁石アセンブリＭが真空容器２１の外
壁と接触している位置を表わしており、移動距離ｘは、
この状態から磁石アセンブリＭが真空容器２１の外壁か
ら遠ざかる方向への距離である。図６の結果から、ター
ゲット表面への漏れ磁界の強度は、距離とともに減少
し、このことから、ターゲットごとに漏れ磁界の強度を
磁石アセンブリの移動距離でコントロールすることがで
きることがわかる。

【００２９】実際、標準的な強度の磁石を用いる場合に
も、その距離を“０”に接近させることによって、純鉄
のターゲット(必要とされるマグネトロン磁界７００Ｇ)
や純Ｓｉのターゲット(必要とされるマグネトロン磁界
３００Ｇ)についても、マグネトロン放電を生じさせる
ことができた。

【００３０】このように、磁石アセンブリを矢印Ａの方
向に移動させることで、ターゲットごとにその材料に合
わせて漏れ磁界の強度を最適なものに簡単に調整し、成
膜ごとに膜厚の制御を確実に行なうことができて、従来
のように種々の強度をもつ磁石を交換する必要もなくな
るので、効率化を図り、膜厚の管理を容易に行なうこと
ができる。

【００３１】さらに、図５の構成例において、マグネト
ロン用磁石アセンブリＭを回転駆動するための回転駆動
機構は、マグネトロン用磁石アセンブリＭを偏心回転さ
せることが可能に構成されている。すなわち、マグネト
ロン用磁石アセンブリＭを、モーター４２の回転軸４１
に対して、その中心から偏心させて取付けることができ
るよう構成されている。図７には、マグネトロン用磁石
アセンブリＭのヨーク１１に偏心量を制御するための取
付孔(モーター４２の回転軸４１を取付けるための孔)を
複数個，例えば６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１
ｅのように設けた状態が示されている。

【００３２】図８(ａ)，(ｂ)には、モーター４２の回転
軸４１をヨーク１１の中心孔６１ａに取付けてヨーク１
１を中心回転させた場合，モーター４２の回転軸４１を
ヨーク１１の例えば孔６１ｃに取付けてヨーク１１を偏
心回転させた場合がそれぞれ示されている。図８(ｂ)を
図８(ａ)と比べればわかるように、偏心回転させる場合
(図８(ｂ))には、中心回転の場合(図８(ａ))よりも広い
ターゲット面を放電させることができる。

【００３３】すなわち、図８(ａ)のようにターゲットを
中心回転させる場合、ターゲットの消耗状態は、磁界の
作用しているドーナツ状の狭い部分Ｄ₁のみに集中し、
膜厚の分布などに悪影響を及ぼす恐れがあるが、図８
(ｂ)のようにターゲットを偏心回転させることによっ
て、ターゲットの消耗を、より広い部分Ｄ₂に分散さ
せ、膜厚の良好な分布(より均一な分布)を得ることがで
き、性能を大幅に向上させることができる。

【００３４】なお、比較的重いマグネトロン用磁石アセ
ンブリを偏心回転させるときには重心が中心にないため
に、回転ムラが生じ、一定の回転が得られないことがあ
る。このような事態を防止するため、マグネトロン用磁
石アセンブリＭには、重心安定のバランサー手段を取付
けることもできる。図９には、重心を安定させるための
バランサー７１を取付けるための孔７２をヨーク１１に
設けた状態が示されている。この場合には、偏心量に応
じた量のバランサー７１を孔７２に取り付けることによ
って、アセンブリＭ全体の重心を中心に移動させ、回転
ムラを防ぐことができる。

【００３５】実際に、偏心回転を生じさせるため、磁石
アセンブリＭをモーター４２の回転軸４１に対して２０
ｍｍの偏心量でずらしてモーター４２を回転させた時、
重心が偏っているために６０ｒｐｍ以下ではトルクが大
きくなり回転しなかったが、重心を中心に移すために直
方体状のバランサー７１を５個、ヨーク１１の孔７２に
取付けたところ、回転トルクが小さくなり、低速１０ｒ
ｐｍでも、磁石アセンブリＭをバランス良く回転させる
ことができた。

【００３６】このように、マグネトロン用磁石アセンブ
リの回転駆動機構としては、マグネトロン放電がターゲ
ット全面をカバーできる位置まで偏心量を可変にする構
造のものが用いられるのが良い。偏心量を適切なものに
設定することにより、ターゲット表面の磁界分布をより
一層均一なものにすることができ、ターゲットが削れ消
耗する(エロージョン)領域を拡げることができて、ター
ゲットの使用効率をより向上させ、基板１上に成膜され
る被膜の膜厚分布の均一性をより一層向上させることが
できる。

【００３７】以上のように、従来のスパッタリング装置
により本発明のような性能を得るためには非常に大きな
規模の装置構成が必要であるが、本発明によれば、上記
のような各構成のものとすることによって、小型でかつ
高効率なスパッタリング装置を安価に提供することがで
きる。

【００３８】なお、上述の実施例では、スパッタ駆動部
３がマグネトロン用磁石アセンブリであるとし、スパッ
タリング装置がマグネトロンスパッタリング装置として
構成されているとしたが、スパッタ駆動部３としては、
ターゲットから材料をスパッタリングされるものであれ
ば良く、マグネトロン用磁石アセンブリ以外のものを用
いることもできる。すなわち、本発明は、マグネトロン
スパッタリング装置以外の任意のスパッタリング装置に
も適用可能であり、基板上に多層膜を形成する場合に、
複数のターゲットに対して１つのスパッタ駆動部を設け
ることを特徴とし、これにより、スパッタリング装置の
規模を小型化し、低コストのものにすることができる。

【００３９】また、上述の実施例では、基板１上に成膜
される多層膜が４層のものであるとし、４個のターゲッ
トが設けられているとしたが、ターゲットの個数は、多
層膜の組成に応じて任意の個数に設定でき、すなわち２
個，３個，５個でも良く、空間的に配置可能であれば、
必要な個数分だけ取付け可能である。また、上述の実施
例では、４層の多層膜のそれぞれが異なった組成のもの
であるとし、４層に対応させて４つのターゲットを用い
たが、４層のうちで、共通の組成のものがある場合、例
えば第１層目と第４層目とが同じ組成のものである場
合、第１層目と第４層目を形成するのに、１つのターゲ
ットを共用することができる。すなわち、この場合、タ
ーゲットは３個設けるだけで良い。

【００４０】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１乃至請
求項６記載の発明によれば、基板上に多層膜をスパッタ
リングにより形成するスパッタリング装置において、多
層膜の材料となるターゲットを複数個有し、複数個のタ
ーゲットを所定位置に回転移動させる機構が設けられて
いるので、基板上に多層膜をスパッタリングにより形成
するのに、ターゲットを必要に応じて回転させれば、１
つのスパッタ駆動手段(マグネトロン用磁石アセンブリ)
だけで済み、かつ基板も移動させずに済み、装置規模を
小型化し、かつ、装置の低コスト化を図ることができ
る。

【００４１】特に、請求項３記載の発明では、前記スパ
ッタ駆動手段が、マグネトロン用磁石アセンブリであっ
て、該マグネトロン用磁石アセンブリを回転駆動するた
めの回転駆動機構がさらに設けられているので、磁石ア
センブリを回転させることによって、ターゲット表面の
磁界分布が均一となり、アーク等の異常放電の発生など
を有効に防止でき、基板上に成膜される被膜の膜厚分布
が均一になる。すなわち、良好な被膜を形成することが
できる。

【００４２】また、請求項４記載の発明では、前記マグ
ネトロン用磁石アセンブリは、磁石からの漏れ磁界強度
がターゲット表面において調節可能なように、ターゲッ
トに対して移動可能であるので、ターゲットごとに、そ
の材料に合わせて漏れ磁界の強度を最適なものに簡単に
調整し、基板上に成膜される被膜の膜厚を確実に制御す
ることができる。

【００４３】また、請求項５記載の発明では、マグネト
ロン用磁石アセンブリを回転駆動するための回転駆動機
構は、前記マグネトロン用磁石アセンブリを偏心回転さ
せることが可能に構成されているので、ターゲット表面
の磁界分布をより一層均一なものにすることができ、タ
ーゲットが削れ消耗する(エロージョン)領域を拡げるこ
とができて、ターゲットの使用効率をより向上させ、基
板上に成膜される被膜の膜厚分布の均一性をより一層向
上させることができる。

【００４４】また、請求項６記載の発明では、請求項５
記載のスパッタリング装置において、前記マグネトロン
用磁石アセンブリを偏心回転させる場合に、偏心回転時
の回転ムラを防止するために、前記マグネトロン用磁石
アセンブリには重心安定のバランサー手段が取付け可能
となっているので、アセンブリを偏心回転する場合に
も、アセンブリ全体の重心を中心に移動させ、回転ムラ
を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスパッタリング装置の一実施例を
示す図である。

【図２】図１のスパッタリング装置のより具体的な構成
例を示す図である。

【図３】図１のスパッタリング装置の動作を説明するた
めの図である。

【図４】図１のスパッタリング装置の動作を説明するた
めの図である。

【図５】図２のスパッタリング装置の変形例を示す図で
ある。

【図６】磁石アセンブリの移動距離に対するターゲット
上での磁界強度を示す図である。

【図７】磁石アセンブリのヨークの構成例を示す図であ
る。

【図８】ヨークを回転させたときのターゲットの放電面
を説明するための図である。

【図９】ヨークの他の構成例を示す図である。

【図１０】従来のスパッタリング装置の構成例を示す図
である。

【図１１】図１０のスパッタリング装置の動作を説明す
るための図である。

【図１２】図１０のスパッタリング装置の動作を説明す
るための図である。

【符号の説明】

１基板２基板ホルダ
部３スパッタ駆
動部５回転軸２１真空容器４１回転軸４２モーター１１ヨーク６１取付孔７１バランサ７２バランサ取
付孔２５シールＴ₁〜Ｔ₄ ターゲットＴＨ₁〜ＴＨ₄ ターゲット
ホルダ部Ｍマグネトロ
ン用磁石アセンブリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に多層膜をスパッタリングにより
形成するスパッタリング装置において、多層膜の材料と
なるターゲットを複数個有し、複数個のターゲットを所
定位置に回転移動させる機構が設けられていることを特
徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】請求項１記載のスパッタリング装置にお
いて、前記複数のターゲットのうち、所定の位置に位置
決めされたターゲットから材料を放出させるように該タ
ーゲットをスパッタ駆動する１つのスパッタ駆動手段が
さらに設けられていることを特徴とするスパッタリング
装置。
【請求項３】請求項２記載のスパッタリング装置にお
いて、前記スパッタ駆動手段は、マグネトロン用磁石ア
センブリであって、該マグネトロン用磁石アセンブリを
回転駆動するための回転駆動機構がさらに設けられてい
ることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】請求項３記載のスパッタリング装置にお
いて、前記マグネトロン用磁石アセンブリは、磁石から
の漏れ磁界強度がターゲット表面において調節可能なよ
うに、ターゲットに対して移動可能であることを特徴と
するスパッタリング装置。
【請求項５】請求項３記載のスパッタリング装置にお
いて、前記マグネトロン用磁石アセンブリを回転駆動す
るための回転駆動機構は、前記マグネトロン用磁石アセ
ンブリを偏心回転させることが可能に構成されているこ
とを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項６】請求項５記載のスパッタリング装置にお
いて、前記マグネトロン用磁石アセンブリを偏心回転さ
せる場合に、偏心回転時の回転ムラを防止するために、
前記マグネトロン用磁石アセンブリには重心安定のバラ
ンサー手段が取付け可能となっていることを特徴とする
スパッタリング装置。