JPS59215485A

JPS59215485A - プレ−ナマグネトロン型スパツタ装置

Info

Publication number: JPS59215485A
Application number: JP8744383A
Authority: JP
Inventors: Koji Kawaguchi; 河口　浩司
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-05-20
Filing date: 1983-05-20
Publication date: 1984-12-05

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、プレーナマグネトロン型スパッタ装置に関し
、特にそのターゲットｘ極構造の改良に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

第１図は、プレーナマグネトロン型スパッタ装置の概念
図である。図において、１は真空槽、２はターゲット電
極、３は基板、４は基板ホルダ、５はターゲット材料、
６，７は永久磁石、８は磁力線である。スパッタ装置の
ターゲット電極２は真空槽１内で高周波電圧を印加し、
電極前面に取シ付けたターゲット材料５をスパツクし、
対向する電極（基板ホルダ４）に取シ付けた試料（基板
３）表面にターゲット材料５の薄膜を堆積させるもので
ある。

第２図は、従来のターゲット電極の一例を示す断面図で
ある。従来のマグネトロン型ターゲット電極は、電極内
部に設置しである磁石９，１ｏにヨッてターゲット材料
１１側に磁場を発生させているが、内部の磁石９，１ｏ
は完全固定方式となっているためターゲット材料ｌｌ側
に発生する磁束密度の調整ができなかった。一定の性質
をもった薄膜を形成するだけであれば、この方式で十分
であったが、多種の薄膜を形成するためのスパッタ装置
では磁束密度を可変とするターゲット電極を必要とした
。従来のターゲット電極は真空槽１６内で使用されるた
めに電極本体１３　＋　１４　＋１５は真空中に存在し
、冷却水路用および高周波導入用の２重管１７を介して
真空槽１６の壁に絶縁固定された。このとき同時に真空
シールも行なわれだ（図示省略）。

さらに、従来の電極には次に述べる問題がもう１つめっ
た。ターゲット材料１１がホルダ４５によって電極本体
１５に押し伺けられているだけであったので、ターゲッ
ト材料１１と電極本体１５の完全な密着が困難なことで
ある。すなわち、ターゲット材料１１から発生した熱が
冷却水側に伝達しに＜＜、逆に熱がホルダ４５、電極本
体１５の周囲を通して電極本体１３．１４に伝達すると
とである。これは電極本体１３，１４．１５の温度を上
昇させ、Ｏリング磁石９，１０に熱影響を及はす原因と
なっていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記の点に着目してなされたレーナマ
グネトロン型スパッタ装置を提供するこへ〔発明の（は要〕上記目的を達成するために、本発明では、磁石の位置を
可変にしたことによって、磁束密度を調整シフ、薄膜の
堆積速度を調整するとともに、ターゲット材料を効率良
く冷却することによって磁石の磁束密度の低下を防止す
るよう宿成したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

第３図は、本発明のターゲット電極の一実施例の構造を
示すものである。真空容器内側２０は真空中であ！ノ、
＾空容器外側２１は大気圧である。

電極本体２２を電極ホルダ２３で固定している。

電極ホルダ２３の上部の外面にネジ部２４を設け、同時
にナツト２５を・取υ付けている。

ｉだ、スラストベアリング２６．２７を介して上下移動
し乃：いようにナツト２５を固定した。従ってナツト２
５を２８の矢印の方向に回転させると電極本体２２は２
９の矢印の方向に上下移動することができる。すなわち
、ターゲット材料３０とターゲット材料の下部に位置す
る基板（図示省略）との面間距離を調節することができ
る。回転時に発生するねじれを防止すること、および真
空封止のため、電極ホルダ２３の外側に伸縮可能である
ベローズ３１を用いた。まだ、ベローズ３１を支える７
ランジ３２とフェイスプレート３３、電極ホルダ２３と
電極本体２２、および、電極本体２２と冷却水路用ジャ
ケット３４との間には真空シールを行なった。電極本体
２２の内部には磁石３５．３６を設置している。磁石３
５．３６は自身の吸引力によって磁石ホルダ３７に固着
している。その磁石ホルダ３７の上部と直線導入機３８
を連結させ、直線導入機のツマミ部３９の回転４０によ
って磁石ホルダ３７が上下する機構としている。すなわ
ち、ターゲット電極の上部に位置するツマミ３９を操作
するだけで磁石位置を上下方向自由に調節することがで
きる。磁石の前側（図では下側）には、冷却水路用ジャ
ケット３４を間にはさみ、ターゲット材料３０をホルダ
４１によって取付けた。

放電時は、ターゲット材料３０から発熱する。

一般にターゲット電極内を流れる冷却水は電極本体内部
すべてを冷却するものであるが、唯一の発熱源であるタ
ーゲット材料３０を冷却さえすれば冷却効果は十分にあ
る。この考え方から、本発明。

は冷却水路用ジャケット３４をターゲット材料３０に直
接接触させる構造とした。すなわち、必要最小限の大き
さの冷却水路用ジャケット３４を磁石３５．３６とター
ゲット材料３０の間に設置するようにした。このとき冷
却水路用ジャケット３４の前面には熱伝導性の良い薄い
金属板４２を外側全周溶接して、真空封止をしている。

従って冷却水の圧力（通常、水道の圧力は約１．９６Ｘ
１０’Ｐ　ａ　（２Ｋｙ　ｆ　７ｃｍ２））によって薄
い金属板４２は完全にターゲット材料３０の背面に密着
され、ターゲット電極の冷却効率を良くすることができ
た。

また、冷却水路用ジャケットの背面部（図では上０１１
１　）にも同様に熱伝導性の良い薄い金属板４３を電極
本体２２にネジ４４で固定した。

この薄い金属板４３の上までが大気圧側で必るため、金
属板４３の全面が大気圧（約９．８ＸＩＯ’Ｐａ（ＩＫ
ｒ　ｆ　１０ｎ２）　）で冷却水路用ジャケット３４の
背面に押し付けられる。すなわち、薄い金属板４３全通
して電極本体２２の熱が冷却水路用ジャケット３４にも
伝達し、冷却水による冷却効率が良くなった。

本発明の装置は、例えば撮像管、太陽電池、絶縁膜、Ａ
７薄膜などの作製に広く用いられる。それら種々の薄膜
を作製する場合に、本発明の装置では、磁石を交換する
ことなく磁石の位置を動かしターゲット材料との間隔を
変えることによって簡単にターゲット材料面の磁束密度
を調整できるので、異なる性質ケもった薄膜を容易に形
成できる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明によれば、磁石の固定位置
を可変にすることによって、ターゲット材料面の磁束密
度の調整を容易にするとともに、ターゲット材料の効率
の良い冷却を可能としたことによって磁束密度の低下を
防止できた。従って堆積速度調節の可能性が拡大され、
しかも、より広範囲な膜質の薄膜作製が安定した状態で
行なえるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般的なプレーナマグネトロン型スパッタ装
置を示す概念図、第２図は、従来のターゲット電極の一
例を示す断面図、第３図は、本発明の一実施例になるタ
ーゲット電極構造を示す断面図である。３３・・・フェイスプレート、２０・・・真空容器内側
、２１・・・真空容器外側、２２・・・電極本体、２３
・・・電極ホルダ、２４・・・ネジ部、２５・・・ナラ
）、２６１２７・・・スラストベアリング、２８．４０
・・・回転方向、３０・・・ターゲット材料、３１・・
・ベローズ、３２・・・フランジ、３４・・・冷却水路
用ジャケット、３５．３６・・・磁石、３７・・・磁石
ボルダ、３８・・・直線導入機、３９・・・ツマミ部、
４１・・・ホルダ、４２゜第　１　図り矢Ｆ７に未＝４１第　２　図

Claims

【特許請求の範囲】

１、真空槽と、該真空槽内に設置されるブレーナマグネ
トロン型ターケット電極と、該ターゲット電極のターゲ
ット材料を堆積させる基板を載置する基板ホルダとを備
えたスパッタ装置において、上記ターゲット電極をター
ゲット材料と、該ターゲット材料の裏面に設置される磁
石の距離を可変にする機構を有する如く構成したことを
特徴とするプレーナマグネトロン型スパッタ装置。