JPS582589B2 - スパツタリング装置 - Google Patents
スパツタリング装置Info
- Publication number
- JPS582589B2 JPS582589B2 JP12534479A JP12534479A JPS582589B2 JP S582589 B2 JPS582589 B2 JP S582589B2 JP 12534479 A JP12534479 A JP 12534479A JP 12534479 A JP12534479 A JP 12534479A JP S582589 B2 JPS582589 B2 JP S582589B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- sputtering
- target
- magnet
- thin film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、グロー放電にともなう陰極スパッタリング現
象を利用して被処理材の表面に金属薄膜を生成するスパ
ッタリング装置に関するものである。
象を利用して被処理材の表面に金属薄膜を生成するスパ
ッタリング装置に関するものである。
一般にスパッタリング装置は、グロー放電にともなう陰
極スパッタリング現象、すなわち陰極にガスイオンが射
突することにより陰極材料を原子またはその集団として
気化させ、その一部が周囲に拡散付着する現象を利用し
たもので、スパッタリングされて飛び出した金属原子を
陽極近くに置いた被処理材（以下これを基材と呼ぶ）の
表面上に付着堆積させて薄膜を生成させるように構成さ
れている。
極スパッタリング現象、すなわち陰極にガスイオンが射
突することにより陰極材料を原子またはその集団として
気化させ、その一部が周囲に拡散付着する現象を利用し
たもので、スパッタリングされて飛び出した金属原子を
陽極近くに置いた被処理材（以下これを基材と呼ぶ）の
表面上に付着堆積させて薄膜を生成させるように構成さ
れている。
このスパッタリングは低気圧のガス雰囲気中でこれを行
なうほどスパツタされて飛び出した金属原子が電極間の
残留分子と衝突する機会が少なくなり、この金属原子が
直接基材へ到達して生成される薄膜の仕上りもきれいに
なるという性質を有している。
なうほどスパツタされて飛び出した金属原子が電極間の
残留分子と衝突する機会が少なくなり、この金属原子が
直接基材へ到達して生成される薄膜の仕上りもきれいに
なるという性質を有している。
そのため従来のスパッタリング装置にあっては、第１図
に示すように、陰極（ターゲット４）および陽極５を同
心円筒状に配設するとともに、中空状の前記陰極内に磁
界方向が電界方向と直交しかつ磁力線が陰極より始まり
陰極に終るように棒状の永久磁石９を配設し、その電磁
気力により陰極から放出された２次電子を電極空間内に
閉じ込めて非常な低気圧のガス雰囲気中でスパッタリン
グが行なえるように構成されている（特願昭５０−４３
５２０参照）。
に示すように、陰極（ターゲット４）および陽極５を同
心円筒状に配設するとともに、中空状の前記陰極内に磁
界方向が電界方向と直交しかつ磁力線が陰極より始まり
陰極に終るように棒状の永久磁石９を配設し、その電磁
気力により陰極から放出された２次電子を電極空間内に
閉じ込めて非常な低気圧のガス雰囲気中でスパッタリン
グが行なえるように構成されている（特願昭５０−４３
５２０参照）。
しかしこのように構成されたいわゆる円筒状磁石型スパ
ッタリング装置にあっては、その永久磁石９の部分が１
つのスパツタ源となるため生成される金属薄膜の膜厚分
布が第２図に示すように不均一となってしまうことが実
験的に確かめられている。
ッタリング装置にあっては、その永久磁石９の部分が１
つのスパツタ源となるため生成される金属薄膜の膜厚分
布が第２図に示すように不均一となってしまうことが実
験的に確かめられている。
本発明は上記点を考慮してなされたもので、膜厚分布を
均一化したスパッタリング装置を提供するものである。
均一化したスパッタリング装置を提供するものである。
本発明によるスパッタリング装置は永久磁石部分が１つ
のスパツタ源になることに着目し、前記円筒状磁石型の
ものにおいて前記永久磁石を複数個に分割し、例えば第
４図に示すようにターゲット材の全面にわたりスパツタ
されて飛ばされる金属原子が平均化されるように複数の
スパツタ源を形成したものである。
のスパツタ源になることに着目し、前記円筒状磁石型の
ものにおいて前記永久磁石を複数個に分割し、例えば第
４図に示すようにターゲット材の全面にわたりスパツタ
されて飛ばされる金属原子が平均化されるように複数の
スパツタ源を形成したものである。
以下、添附図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。
述する。
第３図において、基部１およびこれにパッキン１０′を
介して気密性をもって着脱自在に取付けられた閉塞部２
からなる円筒状の真空容器３内に、ターゲット（陰極）
４、陽極５および基材６が同心状に配設されている。
介して気密性をもって着脱自在に取付けられた閉塞部２
からなる円筒状の真空容器３内に、ターゲット（陰極）
４、陽極５および基材６が同心状に配設されている。
ターゲット４は基部１の中心部に絶縁物７を介して取付
けられた非磁性材からなるシリンダ８の外周囲にクロー
ムＣｒなどのターゲット材４′を鍍金、溶射等で付着さ
せることによって、また板状または線状のモリブデンＭ
ｏ、タングステンＷなどのターゲット材を巻装させるこ
とによって形成されている。
けられた非磁性材からなるシリンダ８の外周囲にクロー
ムＣｒなどのターゲット材４′を鍍金、溶射等で付着さ
せることによって、また板状または線状のモリブデンＭ
ｏ、タングステンＷなどのターゲット材を巻装させるこ
とによって形成されている。
この場合、ターゲット４をアルミニウムＡｌ、銅Ｃｕ、
ステンレス鋼ＳＵＳなどの材質によって形成するときに
は、シリンダ８をそのままターゲット４として使用する
。
ステンレス鋼ＳＵＳなどの材質によって形成するときに
は、シリンダ８をそのままターゲット４として使用する
。
また前記陽極５はターゲット４の周囲に数本配設された
棒状の電極からなっており、さらにこの陽極５の外周囲
には基材６が適宜配設されている。
棒状の電極からなっており、さらにこの陽極５の外周囲
には基材６が適宜配設されている。
前記シリンダ８の内部には適宜数の中空円板状の永久磁
石９が同心状に、その磁界Ｈ方向が前記両電極４，５間
の電界Ｅ方向と直交するように設けられている。
石９が同心状に、その磁界Ｈ方向が前記両電極４，５間
の電界Ｅ方向と直交するように設けられている。
これら各永久磁石９は前記ターゲット材４′に沿って（
すなわち、陰極であるターゲット４の軸方向に沿って）
それぞれ適当な間隔を空けて配置されており（第３図参
照。
すなわち、陰極であるターゲット４の軸方向に沿って）
それぞれ適当な間隔を空けて配置されており（第３図参
照。
）、その配置間隔はターゲット材４の全面にわたりスパ
ツタされて飛ばされる金属原子がターゲット４の軸方向
に平均して分布するように（第４図分布図参照。
ツタされて飛ばされる金属原子がターゲット４の軸方向
に平均して分布するように（第４図分布図参照。
）、ダーゲット４内における上下部分は比較的密（間隔
小）に、中間部は比較的疎（間隔大）に設けられている
。
小）に、中間部は比較的疎（間隔大）に設けられている
。
また、各永久磁石９は第３図に示すように各Ｎ．Ｓの磁
極の向きが全て同一の向きに統一されて配列されている
。
極の向きが全て同一の向きに統一されて配列されている
。
また前記シリンダ８は、その内部に冷却水が循環される
ように基部１および絶縁物７との間にそれぞれパッキン
１０が設けられて気密性が維持されるように構成されて
いる。
ように基部１および絶縁物７との間にそれぞれパッキン
１０が設けられて気密性が維持されるように構成されて
いる。
シリンダ８の内部には、前記永久磁石９の中心を通る冷
却水の注入管１１と排水管１２とがそれぞれ外部から導
入されており、シリンダ８内に冷却水を循環してガスイ
オンの衝撃で高温になったターゲット４を冷却するよう
に構成されている。
却水の注入管１１と排水管１２とがそれぞれ外部から導
入されており、シリンダ８内に冷却水を循環してガスイ
オンの衝撃で高温になったターゲット４を冷却するよう
に構成されている。
真空容器３の基部１には、真空ポンプ１３が接続される
吸気口１４と、ガスボンベ１５が調整弁１６を介して接
続されるガス注入口１７とが設けられている。
吸気口１４と、ガスボンベ１５が調整弁１６を介して接
続されるガス注入口１７とが設けられている。
このように構成された本発明によるスパッタリング装置
の動作について、以下説明する。
の動作について、以下説明する。
まず真空ポンプ１３を動作状態にし、ガスボンベ１５の
調整弁１６を調節して真空容器３内が常に所定の低気圧
のガス雰囲気になるようにする。
調整弁１６を調節して真空容器３内が常に所定の低気圧
のガス雰囲気になるようにする。
このような状態からターゲット４と陽祝５との間に適当
な励起電圧Ｖを与えてグロー放電を生じさせると、前述
のように陰極スパッタリング現象が起き、スパッタリン
グされたターゲット原子が基材６の表面上に付着堆積し
、この基材６に付着力の強い薄膜が生成される。
な励起電圧Ｖを与えてグロー放電を生じさせると、前述
のように陰極スパッタリング現象が起き、スパッタリン
グされたターゲット原子が基材６の表面上に付着堆積し
、この基材６に付着力の強い薄膜が生成される。
この際、ガスイオンの衝突によってターゲット４から飛
び出した２次電子には永久磁石９による磁界Ｈの影響に
よって同心円筒状に設けられた両電極４，５に沿う力Ｆ
が作用し、これにより電子は電極空間内に閉じ込められ
て電極に沿って移行する。
び出した２次電子には永久磁石９による磁界Ｈの影響に
よって同心円筒状に設けられた両電極４，５に沿う力Ｆ
が作用し、これにより電子は電極空間内に閉じ込められ
て電極に沿って移行する。
そのため電極空間内の電子密度が高められ、グロー放電
が助長されてスパッタリングがより活発に行なわれるよ
うになる。
が助長されてスパッタリングがより活発に行なわれるよ
うになる。
したがって本発明によるスパッタリング装置にあっては
、真空容器３内の気圧を例えば１×１０−２Ｔｏｒｒか
ら１×１０−４Ｔｏｒｒ程度にまで下げても高能率でス
パッタリングを行なうことができるようになる。
、真空容器３内の気圧を例えば１×１０−２Ｔｏｒｒか
ら１×１０−４Ｔｏｒｒ程度にまで下げても高能率でス
パッタリングを行なうことができるようになる。
また同時に、陰極から放出された２次電子が基材６に衝
突する割合が非常に少なくなり、基材の温度上昇が極め
て低くなる。
突する割合が非常に少なくなり、基材の温度上昇が極め
て低くなる。
また前述のように複数の永久磁石９がターゲット材４′
に沿って密、疎に設けられているため、電極空間に飛ば
される金属原子の密度が平均化され、したがって基材６
に生成される金属薄膜の膜厚分布が均一化される。
に沿って密、疎に設けられているため、電極空間に飛ば
される金属原子の密度が平均化され、したがって基材６
に生成される金属薄膜の膜厚分布が均一化される。
したがって、金属薄膜を生成する基材６の大きさ（特に
高さ）を従来の装置の場合に比して大きくとることが可
能となる。
高さ）を従来の装置の場合に比して大きくとることが可
能となる。
以上、本発明によるスパッタリング装置は、非常な低気
圧のガス雰囲気のもとにあっても高能率でスパッタリン
グを行なうことができるとともに膜厚分布が均一な非常
にきれいな金属薄膜を生成することができるという優れ
た利点を有している。
圧のガス雰囲気のもとにあっても高能率でスパッタリン
グを行なうことができるとともに膜厚分布が均一な非常
にきれいな金属薄膜を生成することができるという優れ
た利点を有している。
また本発明によるスパッタリング装置は、特に冷却効果
に優れ、紙や合成樹脂などの耐熱性の悪い材料にも金属
薄膜を生成させることが可能である。
に優れ、紙や合成樹脂などの耐熱性の悪い材料にも金属
薄膜を生成させることが可能である。
なお前記実施例では直流法によるスパッタリングを採用
しているが、本考案によるスパッタリング装置は何らこ
れに限定されるものではなく、高周波電源を用いたＲＦ
スパッタリング法であっても同様に行なえることはいう
までもない。
しているが、本考案によるスパッタリング装置は何らこ
れに限定されるものではなく、高周波電源を用いたＲＦ
スパッタリング法であっても同様に行なえることはいう
までもない。
【図面の簡単な説明】
第１図ａ，ｂは従来のスパッタリング装置を示す正面お
よび上面の各断面図、第２図は従来装置による膜厚分布
状態を示す特性図、第３図は本発明の一実施例を示す正
面断面図、第４図は複数の永久磁石を設けた場合の膜厚
分布状態を示す特性図である。 ３・・・・・・真空容器、４・・・・・・ターゲット（
陰極）、５・・・・・・陽極、９・・・・・・永久磁石
、１１，１２・・・・・・冷却水の注入管および排水管
、１３・・・・・・真空ポンプ、１５・・・・・・ガス
ボンベ。
よび上面の各断面図、第２図は従来装置による膜厚分布
状態を示す特性図、第３図は本発明の一実施例を示す正
面断面図、第４図は複数の永久磁石を設けた場合の膜厚
分布状態を示す特性図である。 ３・・・・・・真空容器、４・・・・・・ターゲット（
陰極）、５・・・・・・陽極、９・・・・・・永久磁石
、１１，１２・・・・・・冷却水の注入管および排水管
、１３・・・・・・真空ポンプ、１５・・・・・・ガス
ボンベ。
Claims (1)
- １ 陰極および陽極を同心円筒状に配設するとともに、
磁界方向が前記両電極の電界方向と直交しかつその磁力
線の全てが陰極表面より始まり陰極表面に終るように磁
石を陰極内に設けた円筒状磁石型スパッタリング装置に
おいて、前記磁石を陰極の軸方向に沿って互に適当な間
隔を置いて複数個配設し、かつ各磁石の磁極の向きが全
て同一になるよう配設して金属薄膜の膜厚分布を平均化
するようにしたことを特徴とするスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12534479A JPS582589B2 (ja) | 1979-10-01 | 1979-10-01 | スパツタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12534479A JPS582589B2 (ja) | 1979-10-01 | 1979-10-01 | スパツタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5562164A JPS5562164A (en) | 1980-05-10 |
| JPS582589B2 true JPS582589B2 (ja) | 1983-01-17 |
Family
ID=14907786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12534479A Expired JPS582589B2 (ja) | 1979-10-01 | 1979-10-01 | スパツタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS582589B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109314035A (zh) * | 2016-07-12 | 2019-02-05 | 应用材料公司 | 溅射沉积源、溅射沉积设备和操作溅射沉积源的方法 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59177373A (ja) * | 1983-03-25 | 1984-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | マグネトロンスパツタ装置 |
| JP2604442B2 (ja) * | 1988-10-15 | 1997-04-30 | 三菱化学株式会社 | マグネトロンスパッタ装置 |
| JPH0339469A (ja) * | 1989-07-06 | 1991-02-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | スパッタリング装置 |
| JPH0539566A (ja) * | 1991-02-19 | 1993-02-19 | Mitsubishi Materials Corp | スパツタリング用ターゲツト及びその製造方法 |
| AT8697U1 (de) | 2005-10-14 | 2006-11-15 | Plansee Se | Rohrtarget |
-
1979
- 1979-10-01 JP JP12534479A patent/JPS582589B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109314035A (zh) * | 2016-07-12 | 2019-02-05 | 应用材料公司 | 溅射沉积源、溅射沉积设备和操作溅射沉积源的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5562164A (en) | 1980-05-10 |
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