JPS59215484A - スパツタリングカソ−ド - Google Patents
スパツタリングカソ−ドInfo
- Publication number
- JPS59215484A JPS59215484A JP8871883A JP8871883A JPS59215484A JP S59215484 A JPS59215484 A JP S59215484A JP 8871883 A JP8871883 A JP 8871883A JP 8871883 A JP8871883 A JP 8871883A JP S59215484 A JPS59215484 A JP S59215484A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- sputtering
- magnetic circuit
- cooling water
- cathode
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- 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
- H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野）
本発明は、スパッタリングカソード、特にマグネトロン
スパッタリングのカソードに関するものである。
スパッタリングのカソードに関するものである。
（目 的）
本発明は、例えばマグネトロンスパッタ装置のターグツ
１〜側に配置され、磁場を形成する磁気回路を移動及び
回転リ−る際、ターゲット冷却用の冷却水の突出圧を利
用してこれを駆動することにより、ターゲツト面に均一
なエロージョンが得られると共に、これの利用効率を上
げ、簡単な構成で、且つ廉価なマグネトロンカソードを
提供することを目的とする。
１〜側に配置され、磁場を形成する磁気回路を移動及び
回転リ−る際、ターゲット冷却用の冷却水の突出圧を利
用してこれを駆動することにより、ターゲツト面に均一
なエロージョンが得られると共に、これの利用効率を上
げ、簡単な構成で、且つ廉価なマグネトロンカソードを
提供することを目的とする。
（従来の技術）
一般に、スパッタリング装置は、イオン化づ−る希ガス
を導入した機密容器（ベルジャ〉内で、プラズマ中のイ
オンが負電圧のターゲットに衝突してスパッタが行なわ
れ、陽極側に設けられた基板の表面に簿膜を形成するも
のである。
を導入した機密容器（ベルジャ〉内で、プラズマ中のイ
オンが負電圧のターゲットに衝突してスパッタが行なわ
れ、陽極側に設けられた基板の表面に簿膜を形成するも
のである。
この種装置として用いられている、例えば平板マグネト
ロンスパッタ装置は高速低温スパッタ装置と称し、この
スパッタ装置の概要は、例えば第１図に示す如く、密閉
されたベルジャ１の内部において、その上部の陽極側に
簿膜を形成するための基板２が配置され、また下部の陰
極側にスパッタ材よりなるターグツ（へ３が配置されて
大略構成されている。 □ ターゲット３の下面には、磁気回路を形成する永久磁石
からなる外極（Ｎ極）４、及び内極４′（Ｓ極）がこれ
に近接して設けられ、ターグツ１−３の表面近傍にター
ゲツト面に平行な磁場を作用さぜながら、この磁場に直
交する高密度の放電プラズマをターゲット３面上に集中
させて高速スパッタを行なうものである。
ロンスパッタ装置は高速低温スパッタ装置と称し、この
スパッタ装置の概要は、例えば第１図に示す如く、密閉
されたベルジャ１の内部において、その上部の陽極側に
簿膜を形成するための基板２が配置され、また下部の陰
極側にスパッタ材よりなるターグツ（へ３が配置されて
大略構成されている。 □ ターゲット３の下面には、磁気回路を形成する永久磁石
からなる外極（Ｎ極）４、及び内極４′（Ｓ極）がこれ
に近接して設けられ、ターグツ１−３の表面近傍にター
ゲツト面に平行な磁場を作用さぜながら、この磁場に直
交する高密度の放電プラズマをターゲット３面上に集中
させて高速スパッタを行なうものである。
なお、５はヨーク、６はベルジＡ７１へのガス導入口、
７，８はそれぞれターゲット冷却用の冷却水導入口及び
排出口である。
７，８はそれぞれターゲット冷却用の冷却水導入口及び
排出口である。
上記の装置によってスパッタを行なって基板２上に薄膜
を形成する際、ターグツ１−３の表面上の磁場は一様に
分布しないので、磁場が大きく作用する部分のみが集中
的に速くスパッタされてしまうことになる。従って、タ
ーグツ１−３の表面には凹状の１０−ジョンエリア３ａ
、３ｂが形成されてしまう。このため、スパッタ材で
ターゲット全体を構成すると、スパッタ材の利用効率が
著しく低下して１０％にさえ満たないことがあり、これ
では生産性が悪いばかりかロス１−高となる問題が生じ
る。
を形成する際、ターグツ１−３の表面上の磁場は一様に
分布しないので、磁場が大きく作用する部分のみが集中
的に速くスパッタされてしまうことになる。従って、タ
ーグツ１−３の表面には凹状の１０−ジョンエリア３ａ
、３ｂが形成されてしまう。このため、スパッタ材で
ターゲット全体を構成すると、スパッタ材の利用効率が
著しく低下して１０％にさえ満たないことがあり、これ
では生産性が悪いばかりかロス１−高となる問題が生じ
る。
そこで、この問題を解決する一手段として、磁場印加用
の外極４、内極４′からなる磁気回路を他の駆動手段に
よって移動或いは回転させて、このターゲット３面に生
じる磁場を均一に形成する方法が一般的に採用されてい
る。
の外極４、内極４′からなる磁気回路を他の駆動手段に
よって移動或いは回転させて、このターゲット３面に生
じる磁場を均一に形成する方法が一般的に採用されてい
る。
しかしながら、この方法はｖＩｉ場を移動或いは回転駆
動するために陰極側を特殊構造にしなければならず、こ
のため装置が複雑となり、またこの駆動のためのモータ
等の駆動源を別途用意しなければならない等多くの欠点
があった。
動するために陰極側を特殊構造にしなければならず、こ
のため装置が複雑となり、またこの駆動のためのモータ
等の駆動源を別途用意しなければならない等多くの欠点
があった。
（発明の実施例）
本発明は上記の欠点に鑑みなされたものであり、以下図
面に承り一実施例に沿って訂細に説明づる。
面に承り一実施例に沿って訂細に説明づる。
第２図は本発明になるスパッタリングカソードの要部を
示し、（ａ ）はその一部組断側面図、（ｂ）は同Ｘ−
Ｘ断面の平面図でｄうる。
示し、（ａ ）はその一部組断側面図、（ｂ）は同Ｘ−
Ｘ断面の平面図でｄうる。
同図中、ベルジャ１１内の底部に設けられて冷却室１３
を有づ−るカソード本体１２の上部には、図示せぬ基板
と対向したスパッタ材からなるターグツｌ−１４が設け
れられている。
を有づ−るカソード本体１２の上部には、図示せぬ基板
と対向したスパッタ材からなるターグツｌ−１４が設け
れられている。
前記ターゲット１４の裏面側に（沫、背部にヨーク１５
を備えて、矩形状に形成された永久磁石からなる外極〈
Ｎ極）１６、及び内極（Ｓ極）１７によって構成されて
いる磁気回路部へが、これと微小空隙を保って近接して
配置されている。この外極１６とターゲット１４及びヨ
ーク１５とによって磁気空間部Ｂが形成されている。
を備えて、矩形状に形成された永久磁石からなる外極〈
Ｎ極）１６、及び内極（Ｓ極）１７によって構成されて
いる磁気回路部へが、これと微小空隙を保って近接して
配置されている。この外極１６とターゲット１４及びヨ
ーク１５とによって磁気空間部Ｂが形成されている。
１６ａ、１６ｂは前記矩形状の外極１６の上部で、且つ
これの略対角線の位置、即し回転対称位置に設けられた
一対の切欠き部で、これは後述する回転軸として機能す
る管軸１８より送られた冷却水を前記冷却室１３内に循
環させると共に、冷却水の圧力によって磁気回路部へを
回転駆動するよう機能する。
これの略対角線の位置、即し回転対称位置に設けられた
一対の切欠き部で、これは後述する回転軸として機能す
る管軸１８より送られた冷却水を前記冷却室１３内に循
環させると共に、冷却水の圧力によって磁気回路部へを
回転駆動するよう機能する。
１８は前記磁気空間部Ｂを介して前記冷却室１３内に゛
カッー′ド冷却用の冷却水を圧送する管軸で、一端部に
は＃記ヨーク１５が固定され、他端部は図示せぬスラス
ト軸受に支持されると共に、カソード本体１２に軸受１
９．１９介して回転自在に支持されている。従って前記
磁気回路部Ａは冷却室１３内での回転が可能となる。
カッー′ド冷却用の冷却水を圧送する管軸で、一端部に
は＃記ヨーク１５が固定され、他端部は図示せぬスラス
ト軸受に支持されると共に、カソード本体１２に軸受１
９．１９介して回転自在に支持されている。従って前記
磁気回路部Ａは冷却室１３内での回転が可能となる。
２０．２１は前記磁気空間部Ｂ内の前記ヨーク１５に穿
設され、前記管軸１８と連通ずる一対の冷却水導入口で
、この導入口から送られた冷１１Ｊ水は、この磁気空間
部Ｂ内を循環してカソード本体１２を冷却しカソード本
体１２の底部に穿設された冷却水排出口１２ａ、１２ｂ
、Ｊ：り排出される。
設され、前記管軸１８と連通ずる一対の冷却水導入口で
、この導入口から送られた冷１１Ｊ水は、この磁気空間
部Ｂ内を循環してカソード本体１２を冷却しカソード本
体１２の底部に穿設された冷却水排出口１２ａ、１２ｂ
、Ｊ：り排出される。
次に、このように構成された本発明になるスパッタリン
グカソードの動作について説明づる。
グカソードの動作について説明づる。
本発明になるスパッタリングカソードは、上記した理論
に基づいて図示せぬ制御装置によって駆動操作され、基
板上に薄膜を形成するものであるが、この際カソード本
体１２を冷却４ると共に、ターゲット１４面上に均一な
−Ｌローションが得られ、且つスパッタ効率を高めるた
めに、図示の如く、管軸１８より冷ＩＪ水を前記磁気空
間ＢＩＳＢ内に図示せぬポンプより圧送する。
に基づいて図示せぬ制御装置によって駆動操作され、基
板上に薄膜を形成するものであるが、この際カソード本
体１２を冷却４ると共に、ターゲット１４面上に均一な
−Ｌローションが得られ、且つスパッタ効率を高めるた
めに、図示の如く、管軸１８より冷ＩＪ水を前記磁気空
間ＢＩＳＢ内に図示せぬポンプより圧送する。
このポンプの突出圧によって磁気空間部Ｂ内を循環した
冷却水は、前記外極１６の回転対称な位置に設けられた
一対の切欠ぎ部１（３ａ、１６ｂを通って冷却室１３内
に圧送される。
冷却水は、前記外極１６の回転対称な位置に設けられた
一対の切欠ぎ部１（３ａ、１６ｂを通って冷却室１３内
に圧送される。
この冷却水の切欠き部よりの突出圧によって磁気回路部
Ａには反力が作用するので、これが管軸１８と共に冷却
室１３内で矢印で示づ方向に回転駆動され、このためこ
れと近接したターグツ［・１６面上には平行で、且つ均
一な磁場が形成し得、効率の良いスパッタリングが行な
われる。
Ａには反力が作用するので、これが管軸１８と共に冷却
室１３内で矢印で示づ方向に回転駆動され、このためこ
れと近接したターグツ［・１６面上には平行で、且つ均
一な磁場が形成し得、効率の良いスパッタリングが行な
われる。
従って、カソード本体１２を回転駆動する駆動部分を別
途に設けることなく、通常カソード冷却用として使用さ
れてる冷却水を有効に利用できると共に、カソード本体
１２の構造を簡単に構成することができる。
途に設けることなく、通常カソード冷却用として使用さ
れてる冷却水を有効に利用できると共に、カソード本体
１２の構造を簡単に構成することができる。
第３図及び第４図は、第２図に示す冷却室１３内に配置
された磁気回路部を構成する外極及び内極の形状の変形
例を示す平面図である。なＪ３、第２図と同一の部分は
同一の符号を付し、その具体的な説明は省略づる。
された磁気回路部を構成する外極及び内極の形状の変形
例を示す平面図である。なＪ３、第２図と同一の部分は
同一の符号を付し、その具体的な説明は省略づる。
第３図において、カソード本体１２内の磁気回路部Ｃは
、第２図で示す永久磁石からなる矩形状に形成された外
極１６を、その中央で略２分割したものである。
、第２図で示す永久磁石からなる矩形状に形成された外
極１６を、その中央で略２分割したものである。
即ち、この外極２２は２つの矩形状に形成された小外極
２３，２４から構成され、それぞれの上部にこの磁気回
路部Ｃの回転対称となる位置に、上記と同様の一対の切
欠き部２３ａ、２４ａが形成されている。
２３，２４から構成され、それぞれの上部にこの磁気回
路部Ｃの回転対称となる位置に、上記と同様の一対の切
欠き部２３ａ、２４ａが形成されている。
２５．２６は前記２つの外＠２３．２４内に、これと所
定の間隔を保って設けられた一対の内極である。
定の間隔を保って設けられた一対の内極である。
２７．２８は前記外極２３，２４内のヨークに穿設され
た冷却水導入口である。
た冷却水導入口である。
このように構成された磁気回路部Ｃは、前記と同様に管
軸から送られる冷却水が一対の切欠き部２３ａ 、２４
ａより突出される時の反力によって回転駆動される。
軸から送られる冷却水が一対の切欠き部２３ａ 、２４
ａより突出される時の反力によって回転駆動される。
また、第４図に示す磁気回路部りにＪ３いては、外極２
９は十文字に形成された４つの永久磁石からなる矩形状
の小外極３０〜３３から構成され、それぞれの空間部内
には永久磁石からなる内極３４〜３７がこれらと所定の
間隔を保って配置されている。
９は十文字に形成された４つの永久磁石からなる矩形状
の小外極３０〜３３から構成され、それぞれの空間部内
には永久磁石からなる内極３４〜３７がこれらと所定の
間隔を保って配置されている。
３０ａ〜３３ａは前記４つの小外極３０〜３３の回転対
称な位置、即ちこの場合は、回転中心に対して等距離な
位置に股（〕られた切欠き部であり、この小外極内のヨ
ークの穿設された冷却水導入口３８〜４１より導かれる
冷却水は、各空間部内を循環した後、これらの切欠き部
から突出されカソード本体１２を冷却するが、この冷却
水の突出による反力は、前記した各実施例に比べて大き
くなるので、磁気回路部りはカソード本体１２内をバラ
ンス良く、且つ円滑に、しがも速く回転駆動し得、良好
なスパッタリングを行なうことができるつく効 果） 以上の如く、本発明になるスパッタリングカソードは、
スパッタリングカソードに設けられた磁石等の磁気回路
を、該カソード冷却用の冷却媒体の突出圧によって駆動
させるようにしたので、ターゲツト面に均一なエロージ
ョンを得ることができると共に、これの利用効率を向上
せしめ、且つ従来装置の如く、磁気回路部を移動及び回
転駆動するだめの手段を別途に設ける必要もないので、
カソード本体の構造を簡単とし１ｑ１このため装置を廉
価に構成できる等多（の特長を有する。
称な位置、即ちこの場合は、回転中心に対して等距離な
位置に股（〕られた切欠き部であり、この小外極内のヨ
ークの穿設された冷却水導入口３８〜４１より導かれる
冷却水は、各空間部内を循環した後、これらの切欠き部
から突出されカソード本体１２を冷却するが、この冷却
水の突出による反力は、前記した各実施例に比べて大き
くなるので、磁気回路部りはカソード本体１２内をバラ
ンス良く、且つ円滑に、しがも速く回転駆動し得、良好
なスパッタリングを行なうことができるつく効 果） 以上の如く、本発明になるスパッタリングカソードは、
スパッタリングカソードに設けられた磁石等の磁気回路
を、該カソード冷却用の冷却媒体の突出圧によって駆動
させるようにしたので、ターゲツト面に均一なエロージ
ョンを得ることができると共に、これの利用効率を向上
せしめ、且つ従来装置の如く、磁気回路部を移動及び回
転駆動するだめの手段を別途に設ける必要もないので、
カソード本体の構造を簡単とし１ｑ１このため装置を廉
価に構成できる等多（の特長を有する。
第１図は従来のスパッタリング装置を示ず断面図、第２
図は本発明になるスパッタリングカソードの要部を示し
、（ａ ）はその一部組断側面図、（ｂ）は同Ｘ−ｘ断
面の平面図、第３図及び第４図は本発明の要部を構成す
る磁気回路部の他の実施例を示す一部平面図である。 １．１１・・・ベルジャ、２・・・基板、３．１４・・
・ターグツ１−１５，１５・・・ヨーク、１２・・・カ
ソード本体、１２ａ、１２ｂ・・・冷却水排出口、１３
・・・空間部、１６．２２．２９・・・外極、１７．２
５．２６．３４，３５．３６．３７川内極、１８・・・
管軸、２１，２２．２７．２８，３８゜３９．７１．０
．４１・・・冷却水導入口、Ａ、Ｃ，Ｄ・・・磁気回路
部。 特 許 出願人 日本ビクター株式会社第１図 第２図
図は本発明になるスパッタリングカソードの要部を示し
、（ａ ）はその一部組断側面図、（ｂ）は同Ｘ−ｘ断
面の平面図、第３図及び第４図は本発明の要部を構成す
る磁気回路部の他の実施例を示す一部平面図である。 １．１１・・・ベルジャ、２・・・基板、３．１４・・
・ターグツ１−１５，１５・・・ヨーク、１２・・・カ
ソード本体、１２ａ、１２ｂ・・・冷却水排出口、１３
・・・空間部、１６．２２．２９・・・外極、１７．２
５．２６．３４，３５．３６．３７川内極、１８・・・
管軸、２１，２２．２７．２８，３８゜３９．７１．０
．４１・・・冷却水導入口、Ａ、Ｃ，Ｄ・・・磁気回路
部。 特 許 出願人 日本ビクター株式会社第１図 第２図
Claims (1)
- スパッタリングカソードに設けられた磁石等の磁気回路
を、該カソード冷却用の冷却媒体の突出圧によって駆動
させたことを特徴とするスパッタリングカソード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8871883A JPS59215484A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | スパツタリングカソ−ド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8871883A JPS59215484A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | スパツタリングカソ−ド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59215484A true JPS59215484A (ja) | 1984-12-05 |
Family
ID=13950678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8871883A Pending JPS59215484A (ja) | 1983-05-20 | 1983-05-20 | スパツタリングカソ−ド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59215484A (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1983
- 1983-05-20 JP JP8871883A patent/JPS59215484A/ja active Pending
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