JPH11323548A - マグネトロンスパッタ装置と膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良質の薄膜を高速に効率よく形成することが
できるマグネトロンスパッタ装置と膜形成方法を提供す
る。 【解決手段】 スパッタリングのターゲット３０の表面
近傍でそのターゲット３０表面に閉磁界を形成するよう
に、ターゲット３０と重ならない側方に磁石３２を配
し、ターゲット３０の背面側に透磁率の高い軟質磁性材
料の保持部３４を設置スル。ターゲット３０表面側に、
保持部３４を通過する磁束と反対方向の水平成分をもつ
磁界を形成して、ターゲット３０表面側に高密度プラズ
マを形成する。保持部３４はターゲット３２と接して配
置され、ターゲット３２に対して絶縁され電気的に浮か
せたカバーにより磁石３２の表面を覆い、磁石３２がス
パッタされないようにした。磁石３２によりターゲット
３０表面に形成される磁石３２間の閉磁界の磁力線が、
ターゲット３０の両端に接する条件で、磁石３２を配置
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スパッタリング
による成膜技術をもとにして、イオン衝撃効果を用いた
スパッタ膜を形成するマグネトロンスパッタ装置と膜形
成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、マグネトロン効果をターゲット表
面で生じさせる磁界の発生手段は、図６に示すように、
非磁性材料のターゲット１０の場合、その裏面側に棒状
の磁石１２とそれらを磁気的に結合する高透磁率のヨー
ク１４とで構成され、ターゲット１０の表面に水平方向
の磁界を発生させていた。しかしながら、図７に示すよ
うに、磁性材料のターゲット１６の場合は、磁力線がタ
ーゲット内部を通過してしまい、ターゲット表面に取り
出すことは不可能であった。そのため、磁性材料は、そ
れまでのマグネトロンスパッタ法には適していなかっ
た。

【０００３】その対策として、特公昭６１−２７４６５
号公報に開示されているように、ターゲットに接続して
側方または上方に磁石を配置し、磁性体のターゲットに
おいて、ターゲット表面にプラズマを発生させ、効率的
なスパッタリングを可能としたものもある。

【０００４】

【課題を解決しようとする課題】上記従来の技術の図６
に示す方法では、ターゲット１０の厚みが増すと、プラ
ズマを発生させるターゲット１０の表面と磁石１２との
距離が増加し、ターゲット１０の表面で、プラズマを封
じ込めるために必要な磁界の大きさを得ることが困難と
なり、ターゲット１０は比較的に薄いものしか使用でき
ず、スパッタリングによりターゲットの頻繁な取り替え
が必要となるという問題があった。

【０００５】また、図７に示す磁性材料のターゲット１
６の場合は、磁束はほとんど透磁率の高いターゲット１
６の内部を通過し、ターゲット１６の表面には、プラズ
マを閉じこめるために必要な磁界が発生せず、マグネト
ロンモードの放電は不可能であった。

【０００６】さらに、上記各従来の方法では、磁石１２
の上のターゲット１０，１６部分の磁界は、ターゲット
１０，１６に対して垂直な成分のみであるため、プラズ
マをターゲット表面で閉じ込めることができず、その部
分は、ほとんどスパッタされることがなかった。そのた
め、直流で絶縁膜を形成する反応性スパッタを行った場
合、その部分に、ターゲットの熱や膜の付着により、絶
縁膜が形成され、そのチャージアップにより絶縁膜と、
導電性のターゲットの間で、強い電界が生じてアーキン
グ現象を起こし、正常な膜形成が困難になっていた。

【０００７】一方、成膜中のイオン衝撃を積極的に利用
して、さらに緻密で高機能な膜を形成する手段として、
図８に示すように、バイアススパッタリングを利用した
アンバランスドマグネトロンスパッタ法があるが、この
方法は、ターゲット２０と基板２２との距離が大きくな
ると、ターゲット２０の磁界が基板２２に及ばなくなる
ので、大きな製品に膜形成する場合や大面積に成膜する
場合には利用できなかった。また、従来のプレーナマグ
ネトロンターゲットを利用しているので、基板上のプラ
ズマ密度の制御が不可能であった。そのため、十分なイ
オン電流密度を利用した最適なイオン衝撃効果を施した
膜形成を行うことは困難であった。

【０００８】また、上記公報に開示されたマグネトロン
スパッタ装置の場合、磁石表面がプラズマによる衝撃を
受けるため、ターゲット材料で保護したりしているが、
ターゲット構造が複雑になり、ターゲット全面を利用す
ることができず、工業的な効率が良くないものであっ
た。

【０００９】この発明は、上記従来の技術に鑑みてなさ
れたもので、良質の薄膜を高速に効率よく形成すること
ができるマグネトロンスパッタ装置と膜形成方法を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、スパッタリ
ングのターゲット表面近傍でそのターゲット表面に閉磁
界を形成するように、上記ターゲットと重ならない側方
に磁石を配し、上記ターゲットの背面側に透磁率の高い
軟質磁性材料の保持部を設置し、上記ターゲット表面側
に、上記保持部を通過する磁束と反対方向の水平成分を
もつ磁界を形成して、上記ターゲット表面側に高密度プ
ラズマを形成するマグネトロンスパッタ装置である。そ
して、上記保持部は上記ターゲットと接して配置され、
上記ターゲットに対して絶縁され電気的に浮かせたカバ
ーにより上記磁石の表面を覆い、上記磁石がスパッタさ
れないようにした。さらに、プラズマ発生効率を高める
ために、上記磁石から発生する上記磁石間の磁力線が、
上記ターゲットの両端に接する条件で、上記磁石を配置
した。また、上記ターゲット表面の全面がスパッタされ
るように、上記カバーを上記ターゲットと重ならない側
方に配置した。この構造は、高エネルギー密度の希土類
マグネトの特徴を生かしたもので、磁石の磁極間隔を短
くすることができ、磁気回路の低コスト化を可能にす
る。

【００１１】また、上記ターゲット表面周囲の上記プラ
ズマ領域と連続した高密度プラズマを上記基板表面にま
で形成するために、上記ターゲットと上記基板間に、そ
のターゲット上で発生した電子を誘導するカスプ磁界の
発生手段を設け、上記ターゲットと上記基板との間で閉
じた電子軌道を設けたマグネトロンスパッタ装置であ
る。上記ターゲットに対して絶縁され電気的に浮かせた
カバーで上記磁石の表面を覆い、このカバーに電圧を印
加し、上記プラズマと上記ターゲット表面のシースの電
位を制御するマグネトロンスパッタ装置である。

【００１２】またこの発明は、スパッタリングのターゲ
ット表面周囲のプラズマ領域と連続した高密度プラズマ
を基板表面に形成し、上記基板に電圧を印加して、上記
ターゲット側方の磁石の高さを変化させることで、上記
ターゲット表面の電子の一部について、上記基板方向へ
の閉じた軌道へ導く量を制御し、上記基板表面上のイオ
ン電流密度を調整することで最適なイオン衝撃を伴った
成膜を行う膜形成方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。図１はこの発明の第一実
施形態のマグネトロンスパッタリング装置のターゲット
構造を示し、図示するように、ターゲット３０の表面近
傍に閉磁界を形成するようにターゲット３０の側方に磁
石３２を配置した。さらに、ターゲット３０の背面また
はターゲットホルダーに透磁率の高い磁性材料のヨーク
３４を設置することにより、磁界が最適化されターゲッ
ト３０の表面に水平成分の強い磁界を形成する。また、
ヨーク３４等を保持した本体部３５には、冷却水の流入
出用のパイプ３７が接続されている。

【００１４】この場合、ヨーク３４は高飽和磁束密度の
材料を使うことで、その厚みを薄くすることができ、タ
ーゲット３０の冷却を妨げることはない。磁石１２は、
ターゲット３０の側方に位置し、ヨーク３４とターゲッ
ト３０互いに接して配置され、ターゲット３０と磁石３
２は電気的に同電位に設定されている。そして、磁石３
２の上面を覆うように金属板等の導電性のカバー３８
が、絶縁体３６を介して設けられている。また、冷却水
の電気的絶縁が不十分な場合は、ヨーク３４と本体部３
５との間にも絶縁体３６を挿入する。

【００１５】この実施形態の磁石３２は、ターゲット３
０表面に形成される磁界の水平成分が強くなるように、
かつ表面に形成される磁石間の閉磁界の磁力線がターゲ
ット３０の両端に接するように配置され、カバー３８
は、ターゲット３０の表面のイオンシース３９の電界の
影響を受けないように配置されている。即ち、カバー３
８は、その先端周縁部３８ａのターゲット３０との間隔
が、イオンシース３９の厚さより少し厚い間隙で、ター
ゲット側方上部に設定する。従って、カバー３８のター
ゲット表面側の端縁部３８ａは、ターゲット３０の周縁
部のほぼ上方に位置し、カバー３８はプラズマ４１の浮
動電位となる。

【００１６】ここで、金属のカバー３８は、プラズマ電
位と同じである方がターゲット３０上のプラズマに与え
る影響が少ないので、別電源を用いてその値に保持する
方法や、近似的にアース電位でそれを代用しても良い。
また完全に浮かせることで、負の浮動電位として、ある
いは、別電源からの負の電圧を印加して、その近傍に薄
いイオンシースを形成させ、電子の反射機能を持たせる
ことも可能である。

【００１７】この実施形態のマグネトロンスパッタリン
グ装置のターゲット構造によれば、ターゲット３０とし
て厚いものを用いても、磁石３２とターゲット３０の表
面の距離がターゲット３０の厚さに関係なく設定され、
その表面で電子がトラップされるに十分な水平成分の磁
界を形成することができる。そして、ターゲット３０の
表面全体がスパッタリングされ、比較的厚いターゲット
３０を用いても効率よくスパッタリングが行われ、製膜
効率が高いものとすることができる。また、カバー３８
は、ガンマ電子のターゲット３０の表面のホッピング運
動を妨げ、強い負の電圧がかかっているターゲット３０
と違い、電気的に浮いているので、イオン衝撃されず、
磁石３２がスパッタリングされることはなく、しかもス
パッタリング効率を向上させることができる。

【００１８】ここで、以上の効果について、ターゲット
上部の電子の動きに注目して解説する。ターゲット上の
空間は、ターゲットに近い方から、シースによるスパッ
タイオンの電界加速領域、そのターゲット表面の磁界と
シースの電界層によるホッピング運動領域と、さらに、
その上部に磁界によるスパイラルな運動領域がある。タ
ーゲット上部の電子を有効に利用し、ターゲット上部で
電子とガスの衝突によるガスのイオン化、即ちプラズマ
の密度を高めるためには、当然、スパイラルな運動領域
の電子も有効に利用する必要がある。そこで、ターゲッ
ト表面に形成される磁石間の閉磁界の磁力線がターゲッ
ト表面に来れば、スパイラルな運動領域の電子はその磁
界によってターゲット表面に到達し、ホッピング運動領
域の電子となり、ターゲット上のプラズマ密度を効率的
に高めることができる。従って、効率的なターゲット表
面のスパッタとターゲットの利用効率を高めるために
は、ターゲット表面の単なる磁界の水平成分だけではな
く、ターゲット表面に形成される磁石間の閉磁界の磁力
線がターゲット側方の両端に接することが必要になる。

【００１９】次にこの発明の第二実施形態のマグネトロ
ンスパッタリング装置のターゲット構造について図２を
基にして説明する、ここで上記実施形態と同様の部材は
同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態は、
ターゲット４０が磁性材料の場合であり、図２に示すよ
うにターゲット４０自体を磁気回路の一部のヨークとし
て使用し、磁石３２をターゲット表面から所定距離上方
に位置させる構造をとっている。これによって、ターゲ
ット４０内部の磁束と、ターゲット４０の表面から露出
された磁石３２のからの磁束が反発し、結果としてター
ゲット４０の表面の磁石の上部の場所ににプラズマ封じ
込めに必要な大きさを持った水平な磁界を形成すること
が可能となる。ここでは、磁石はヨーク３４と絶縁体３
６を介して接続されている。

【００２０】ここで、シースの場所では電界が強いの
で、磁界の影響はなく、マグネトロンモードには、シー
スの上部に十分な水平磁界があれば良い。この場合も、
磁石３２を金属板等の導電性のカバー３８で覆い、その
カバー３８がターゲット上の電子のホッピング運動を妨
げ、カバー３８の下部でプラズマ密度を下げ、且つその
電位のためイオンの衝撃をなくし、カバー３８及び磁石
３２がスパッタリングされることを確実に防いでいる。
またこの実施形態も、カバー３８の先端周縁部３８ａ
は、その先端周縁部３８ａのターゲット３０との間隔
が、イオンシース３９の厚さより少し厚い間隙で、ター
ゲット側方上部に位置する。さらに、磁石３２を直接プ
ラズマ４１の電位とほぼ同電位の電圧に設定し、カバー
３８を設けないようにしても良い。

【００２１】次にこの発明の第三実施形態のマグネトロ
ンスパッタリング装置のターゲット構造について図３を
基にして説明する、ここで上記実施形態と同様の部材は
同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態のマ
グネトロンスパッタリング装置は、図示するように、非
磁性体のターゲット３０の表面近傍に閉磁界を形成する
ように、ターゲット３０の側方上方に磁石３２を配置し
た。磁石３２は絶縁体３６でヨーク３４と絶縁され、タ
ーゲット３０とも絶縁された状態で取り付け部材４４に
よりターゲット３０の側方上方に設置されている。

【００２２】この場合は、磁石３２は絶縁体３６により
ターゲット４０と電気的に絶縁され、磁石３２自体を電
気的に浮かせることで、磁石３２の周辺で強いプラズマ
を発生させないようにしている。さらに、磁石３２を金
属板等の導電性のカバー３８で覆い、そのカバー３８を
電気的に浮かせた構造のため、その電位をアース電位、
浮動電位、プラズマ電位等に設定することで、スパッタ
リングされることを確実に防いでいる。またこの実施形
態も、カバー３８の先端周縁部３８ａは、イオンシース
３９より少し大きな間隙を開け得る位置に設定される。
さらに、磁石３２の電位を電源で直接制御しても良い。
また、取り付け部材４４の取付位置をネジ等により適宜
変更可能であり、磁石３２の位置調整が容易である。

【００２３】この実施形態のマグネトロンスパッタリン
グ装置のターゲット構造によれば、簡易な構造で、ター
ゲット３０として厚いものを用いても、磁石３２とター
ゲット３０の表面の距離がターゲット３０の厚さに関係
なく設定され、その表面で電子がトラップされるに十分
な水平成分の磁界を形成することができる。また、図１
の場合と比較して、磁石の高さを替える場合、取り付け
部材４４の位置を上下させれば良く、磁石の位置調整が
容易であり、プラズマの制御性が良い。

【００２４】次にこの発明の第四実施形態のマグネトロ
ンスパッタリング装置のターゲット構造について図４を
基にして説明する、ここで上記実施形態と同様の部材は
同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態は、
ターゲット４０が磁性材料の場合であり、図４に示すよ
うにターゲット４０自体を磁気回路の一部のヨークとし
て使用する構造をとっている。ターゲット４０の側方上
方には、磁石３２が配置され、磁石３２は絶縁体３６で
ヨーク３４と絶縁され、ターゲット３０とも絶縁された
状態で取り付け部材４４により設置されている。

【００２５】この場合も、磁石３２は絶縁体３６により
ターゲット４０と電気的に絶縁させることで、カバー３
８、磁石３２の周辺でプラズマを発生させないようにし
ている。またこの実施形態も、カバー３８の先端周縁部
３８ａは、イオンシース３９より少し大きな間隙を開け
得る位置に設定される。さらに、磁石３２の電位を直接
プラズマ４１の電位とほぼ同電位に設定し、カバー３８
を設けないようにしても良く、電源で制御しても良い。
また、取り付け部材４４の取付位置をネジ等により適宜
変更可能であり、磁石３２の位置調整が容易である。

【００２６】次にこの発明の第五実施形態のマグネトロ
ンスパッタリング装置のターゲット構造について図５を
基にして説明する、ここで上記実施形態と同様の部材は
同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態は、
ターゲット５２の表面周囲のプラズマ領域と連続するプ
ラズマを基板６０の表面近傍に形成するために、ターゲ
ット５２と基板６０間に、そのターゲット５２上で発生
した電子を誘導するカスプ磁界の発生手段である磁石５
６を備えた構造に形成したものである。カプス磁界を発
生させる磁石５６は、互いに反対の極にターゲット５２
と基板６０の間で適宜の数設けられているとともに、電
子運動の閉じたループを形成するために、基板６０の両
側方と、基板６０の中央部背面にも配置されている。

【００２７】ターゲット５２と基板６０間が近く、それ
らの磁石５６で閉じたループの形成ができる場合には、
ターゲット５２と基板６０間の磁石５６はなくても良
い。これにより、ターゲット５２の表面周囲と基板６０
との間を囲むようにカプス磁界及びそれによるプラズマ
領域が形成され、ターゲット５２の表面近傍に高密度の
プラズマ領域が形成される。

【００２８】また、磁石３２及び金属板等の導電性のカ
バー３８がターゲット５２の表面のプラズマを制御し
て、ターゲット５２表面全体をスパッタし、基板６０上
に膜を形成する。さらにこのとき、基板６０に電圧を印
加し、適宜のエネルギーでイオン衝撃しながら製膜す
る。このとき、カプス磁界には、ターゲット基板間の電
子運動の軌道を作り、電子が消滅しないようにする。そ
して、基板上でのプラズマ密度、即ちイオン衝撃密度を
変えるために、一部の電子を基板上に導く量を調整し、
ターゲット側方の磁石の高さを変化させる。

【００２９】この実施形態においても、カバー３８の先
端周縁部３８ａは、イオンシース３９より少し大きな間
隙に設定される。さらに、カバー３８を設けなくても良
ク、十分なイオン密度で、イオン衝撃を受けた膜の作成
が可能になる。

【００３０】また、この実施形態においては、基板６０
は、図５の実線で示した位置であるイオン衝撃を受ける
位置と、図５の２点鎖線で示した、磁石５６の間の磁界
によるプラズマ封じ込め効果が期待できる場所で、イオ
ン衝撃を受けない位置とに適宜設定することができる。

【００３１】なお、この発明のマグネトロンスパッタ装
置と膜形成方法は、上記実施形態に限定されるものでは
なく、磁石の位置や絶縁手段は適宜設定可能なものであ
り、磁石が横長に設置されていても良く、磁石が電気的
にプラズマから絶縁されていれば良い。また、磁界の強
さや、イオン衝撃のエネルギー等も用途に合わせて設定
可能なものである。

【００３２】

【発明の効果】この発明のマグネトロンスパッタ装置と
膜形成方法によれば、スパッタリングを効率良く行うこ
とができ、ターゲットの取り扱いも容易である。また、
ターゲットと基板との間にカプス磁界を形成することに
より、さらに効率よく高品質の膜を基板上に形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施形態のマグネトロンスパッ
タ装置のターゲット構造を示す概略断面図である。

【図２】この発明の第二実施形態のマグネトロンスパッ
タ装置のターゲット構造を示す概略断面図である。

【図３】この発明の第三実施形態のマグネトロンスパッ
タ装置のターゲット構造を示す概略断面図である。

【図４】この発明の第四実施形態のマグネトロンスパッ
タ装置のターゲット構造を示す概略断面図である。

【図５】この発明の第五実施形態のマグネトロンスパッ
タ装置のターゲット構造を示す概略断面図である。

【図６】従来の技術のマグネトロンスパッタ装置のター
ゲット構造を示す概略断面図である。

【図７】従来の技術のマグネトロンスパッタ装置の他の
ターゲット構造を示す概略断面図である。

【図８】従来の技術のアンバランスドマグネトロンスパ
ッタ装置のターゲット構造を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１０，１６，２０，３０，４０，５２ ターゲット １２，３２，５６ 磁石 １４，３４ ヨーク ３６ 絶縁体 ３８ カバー

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年５月１９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、スパッタリ
ングのターゲット表面近傍でそのターゲット表面に閉磁
界を形成するように、上記ターゲットと重ならない側方
に磁石を配し、上記ターゲットの背面側に透磁率の高い
軟質磁性材料の保持部を設置し、上記ターゲット表面側
に、上記保持部を通過する磁束と反対方向の水平成分を
もつ磁界を形成して、上記ターゲット表面側に高密度プ
ラズマを形成するマグネトロンスパッタ装置である。そ
して、上記保持部は上記ターゲットと接して配置され、
上記ターゲットに対して絶縁され電気的に浮かせたカバ
ーにより上記磁石の表面を覆い、上記磁石がスパッタさ
れないようにした。さらに、プラズマ発生効率を高める
ために、上記磁石から発生する上記磁石間の磁力線が、
上記ターゲットの両端に接する条件で、上記磁石を配置
した。また、上記ターゲット表面の全面がスパッタされ
るように、上記カバーを上記ターゲットと重ならない側
方に配置した。この構造は、高エネルギー密度の希土類
マグネットの特徴を生かしたもので、磁石の磁極間隔を
短くすることができ、磁気回路の低コスト化を可能にす
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】この場合、ヨーク３４は高飽和磁束密度の
材料を使うことで、その厚みを薄くすることができ、タ
ーゲット３０の冷却を妨げることはない。磁石３２は、
ターゲット３０の側方に位置し、ヨーク３４とターゲッ
ト３０互いに接して配置され、ターゲット３０と磁石３
２は電気的に同電位に設定されている。そして、磁石３
２の上面を覆うように金属板等の導電性のカバー３８
が、絶縁体３６を介して設けられている。また、冷却水
の電気的絶縁が不十分な場合は、ヨーク３４と本体部３
５との間にも絶縁体３６を挿入する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】次にこの発明の第二実施形態のマグネトロ
ンスパッタリング装置のターゲット構造について図２を
基にして説明する、ここで上記実施形態と同様の部材は
同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態は、
ターゲット４０が磁性材料の場合であり、図２に示すよ
うにターゲット４０自体を磁気回路の一部のヨークとし
て使用し、磁石３２をヨーク表面３４から所定距離上方
に位置させる構造をとっている。これによって、ターゲ
ット４０内部の磁束と、ターゲット４０の表面から露出
された磁石３２のからの磁束が反発し、結果としてター
ゲット４０の表面の磁石の上部の場所ににプラズマ封じ
込めに必要な大きさを持った水平な磁界を形成すること
が可能となる。ここでは、磁石はヨーク３４と絶縁体３
６を介して接続されている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】ここで、シースの場所では電界が強いの
で、磁界の影響はなく、マグネトロンモードには、シー
スの上部に十分な水平磁界があれば良い。この場合も、
磁石３２を金属板等の導電性のカバー３８で覆い、その
カバー３８がターゲット上の電子のホッピング運動を妨
げることなく、カバー３８の下部でプラズマ密度を下
げ、且つその電位のためイオンの衝撃をなくし、カバー
３８及び磁石３２がスパッタリングされることを確実に
防いでいる。またこの実施形態も、カバー３８の先端周
縁部３８ａは、その先端周縁部３８ａのターゲット３０
との間隔が、イオンシース３９の厚さより少し厚い間隙
で、ターゲット側方上部に位置する。さらに、磁石３２
を直接プラズマ４１の電位とほぼ同電位の電圧に設定
し、カバー３８を設けないようにしても良い。

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スパッタリングのターゲット表面近傍で
   そのターゲット表面に閉磁界を形成するように、上記タ
   ーゲットと重ならない側方に磁石を配し、上記ターゲッ
   トの背面側に透磁率の高い軟質磁性材料の保持部を設置
   し、上記ターゲット表面側に、上記保持部を通過する磁
   束と反対方向の水平成分をもつ磁界を形成して、上記タ
   ーゲット表面側に高密度プラズマを形成するマグネトロ
   ンスパッタ装置において、上記保持部は上記ターゲット
   と接して配置され、上記ターゲットに対して絶縁され電
   気的に浮かせたカバーにより上記磁石の表面を覆い、上
   記磁石がスパッタされないようにしたことを特徴とする
   マグネトロンスパッタ装置。
2. 【請求項２】 上記磁石により発生し上記ターゲット表
   面に形成される上記磁石間の磁力線が、上記ターゲット
   の側方の両端に接する条件で、上記磁石を配置したこと
   を特徴とする請求項１記載のマグネトロンスパッタ装
   置。
3. 【請求項３】 上記ターゲット表面の全面がスパッタさ
   れるように、上記カバーを上記ターゲットと重ならない
   側方に配置したことを特徴とする請求項１または２記載
   のマグネトロンスパッタ装置。
4. 【請求項４】 上記ターゲット表面周囲の上記プラズマ
   領域と連続した高密度プラズマを上記基板表面にまで形
   成するために、上記ターゲットと上記基板間に、そのタ
   ーゲット上で発生した電子を誘導する磁界の発生手段を
   設け、上記ターゲットと上記基板との間で閉じた電子軌
   道を設けたことを特徴とする請求項１または３記載のマ
   グネトロンスパッタ装置。
5. 【請求項５】 スパッタリングのターゲット表面近傍で
   そのターゲット表面に閉磁界を形成し、上記ターゲット
   と重ならない側方に磁石を配置し、上記ターゲット背面
   側に透磁率の高い磁性材料を設置し、上記ターゲット表
   面に水平成分を有する磁界を形成して、上記ターゲット
   表面に高密度プラズマを形成するマグネトロンスパッタ
   装置において、上記ターゲットに対して絶縁され電気的
   に浮かせたカバーで上記磁石の表面を覆い、このカバー
   に電圧を印加し、上記プラズマと上記ターゲット表面の
   プラズマ状態を制御するマグネトロンスパッタ装置。
6. 【請求項６】 スパッタリングのターゲット表面周囲の
   プラズマ領域と連続した高密度プラズマを基板表面に形
   成し、上記基板に電圧を印加して、上記ターゲット側方
   の磁石の高さを変化させることで、上記ターゲット表面
   の電子の一部について、上記基板方向への閉じた軌道へ
   導く量を制御し、上記基板表面上のイオン電流密度を調
   整することで最適なイオン衝撃を伴った成膜を行う膜形
   成方法。