JPS5952957B2 - マグネトロン型スパッタ装置のカソ−ド部 - Google Patents

マグネトロン型スパッタ装置のカソ−ド部

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JPS5952957B2
JPS5952957B2 JP55080221A JP8022180A JPS5952957B2 JP S5952957 B2 JPS5952957 B2 JP S5952957B2 JP 55080221 A JP55080221 A JP 55080221A JP 8022180 A JP8022180 A JP 8022180A JP S5952957 B2 JPS5952957 B2 JP S5952957B2
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JP
Japan
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magnetic
target
target material
type sputtering
magnetron type
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JPS575871A (en
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秀文 船木
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NICHIDEN ANERUBA KK
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NICHIDEN ANERUBA KK
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    • 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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はマグネトロン型スパッタにおけるカソード部の
構成に関するものである。
従来のマグネトロン型スパッタ装置のカソード部の構成
は、あとに詳しく説明するが、ヨークの上部にターゲッ
ト材を配置し、ヨークの両端を結ぶ外部空間の磁力線と
プラズマ放電の組合わせによりターゲット表面にイオン
衝撃を行なつて効果。
的なスパッタを行なつていた。しかし乍らこの方式では
形成しようとする膜の磁性すなわちターゲット材の磁性
が強くなると磁力線が空間に出なくなり、したがつてス
パッタが行われなくなつてしまう欠点があつた。このた
め強磁性膜の作成には。別の効率のより劣るスパッタを
使用する必要があつた。したがつて本発明の目的は、マ
グネトロン型スパッタにおいて磁性膜の形成を効率的に
行うことのできるカソード部の構成を得ようとするもの
である。
本発明によれば、マグネトロン型スパッタ装置において
、磁性のターゲット材を軟磁性体のヨークに並列に配置
して並列体を構成し、この並列体の両端部に対の磁石を
、これら磁石、前記並列体、および外部空間で磁気回路
が形成されるような極性で配設し、更に前記磁石の表面
に前記ターゲット材と同じ材料のシールドを設けたこと
を特徴とするマグネトロン型スパッタ装置のカソード部
が得られる。
次に図面を参照して詳細に説明する。
第１図はマグネトロン型スパッタ装置に用いられる公知
カソード部の断面をあられした図である。
なお本発明においてカソード部というのは、装置の本来
のカソード電極部にイオン衝撃をしようとするターゲッ
ト材を使用状態にセットした状態の構成を指すものとす
る。第１図において、１はターゲット材、２はターゲッ
ト材を固定するターゲット電極、３はプラズマ集束用の
磁場を発生する磁石、４の破線はこの磁石から発生する
磁力線を代表的にあられしたものである。このようなカ
ソード部は図示してない真空容器の中に真空容器と電気
的に絶縁されて配置されている。真空容器中のガスは真
空ポンプによりたとえば１×１０−゜Ｔｏｒｒまで排気
した後、アルゴンガスを１×１０−”Ｔｏ汀〜１×１０
−”Ｔｏｒｒの圧力になる迄導入し、該カソード部と該
真空容器の間に高周波により又は直流電流により該カソ
ードが負の電位になる如く電力を供給すると、該カソー
ド部と該真空容器との間にグロー放電が発生するが、磁
力線４が該カソードと該真空容器との間に印加した電力
による電界と直交するため、プラズマ中の電子はマグネ
トロン運動を行なつてアルゴン原子との衝突回数が増加
し、イオン化効率が増大する。このためにプラズマ密度
は上り、大量のアルゴンイオンがターゲツト１の表面を
衝撃し、効率の良いスパツタが行われる。またプラズマ
が磁力線４の中に閉じ込められるため、基板を電子が衝
撃して基板にダメージを与えるようなことが極めて少な
いことも良く知られている。上記のようにマグネトロン
スパツタ装置は優れた特徴をもつているが、ターゲツト
材１が強磁性材の場合は、磁束は磁性材の中を通りター
ゲツト材１の表面に洩れ出ないか洩れ出しても極めて弱
いため、マグネトロンスパツタの実現が不可能となる。
第２図は本発明の一実施例の構成の断面をあられした図
である。
なお磁力線の径路を表示するため、ハツチングは省いて
ある。この第２図において、１１は強磁性のターゲツト
材、１２は軟磁性材で形成されたターゲツト電極、１３
はターゲツト冷却水の為の間隔である。又１４および１
５は永久磁石であり、これら磁石の間に１６で示した磁
力線が発生するような極性で配置される。１７および１
８はターゲツト材と同じ材料で作られたシーノレドすな
わちマグネツトカバ一で゛あり、このマグネツトカバ一
は永久磁石１４と１５を短絡しないようにこれら永久磁
石と平行になる部分は薄くしてある。
本発明においては、第２図から明らかなように、強磁性
体のターゲツト材１１と軟磁性材で作られたタ：＄−ゲ
ツト電Ｉ６のｌ面が近接して並列に配置され、この並列
体がＥ字形磁石のヨーク部を形成する構造となつている
ため、ターゲツト材１１が強磁性体の場合でも空間に発
生する磁力線１６には影響を与えない。
また長時間スパツタを行いターゲツト材１１が薄くなつ
た場合でも、ターゲツト電極１２が磁気抵抗の低い材料
により形成されているため、空間磁力線１６への影響は
ほとんどない。更に空間のターゲツト１１と平行な磁界
分布が良いため、ターゲツト１１がスパツタされる領域
が広くかつ均一となり、ターゲツトの利用効率が良くな
る等すぐれた点を有する。第３図は本発明の他の実施例
の断面図を示す。
図中２１はターゲツト材、２２は磁力線、２３は永久磁
石（４個）、２４は軟磁性材料によるターゲツト電極、
２５はスペーサーである。なおこのスペーサーは通常軟
磁性材料が用いられる。第３図から明らかなように、こ
のカソード部の断面は２個の棒磁石を相反発する向きに
配置した構造を有するため、空間の磁力線は２２のよう
になる。またターゲツト材２１およびスパツタ電極２４
内の磁力線の向きは、両者の内部に破線で示したように
並列して同じ向きになつている。そしてこのような並列
体を有するカソード部においてプラズマが磁力線２２内
に閉じ込められることも容易に理解できる。なお２６は
永久磁石２３がアルゴンイオンの衝撃を受けないように
保護するための力バ一即ちシールドを示し、該シールド
の電位は真空容器と同電位に保たれている。以上実施例
で説明したように、本発明においては磁性体のターゲツ
ト材をスパツタ時において磁気回路のヨークの一部とし
ているために、従来のマグネトロンカソードで困難であ
つた磁性体のマグネトロンスパツタが可能となつた。
なお本発明は前記説明の実施例に限定されるべきでない
ことは当然である。
【図面の簡単な説明】
第１図はマグネトロン型スパツタ装置に用いられる公知
のカソード部の断面を示した図、第２図は本発明の一実
施例の構成の断面をあられした図、第３図は本発明の他
の実施例の断面をあられした図である。 記号の説明：１１は強磁性のターゲツト材、１２は軟磁
性材のターゲツト電極、１３は冷却水間隔、１４と１５
は永久磁石、１６は磁力線、１７と１８は１１と同じ材
料のカバー、２５はスペーサ、２６はシールドをそれぞ
れあられしている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ マグネトロン型スパッタ装置において、磁性のター
    ゲット材を軟磁性体のヨークに並列に配置して並列体を
    構成し、この並列体の両端部に対の磁石を、これら磁石
    、前記並列体、および外部空間で磁気回路が形成される
    ような極性で配設し、更に前記磁石の表面に前記ターゲ
    ット材と同じ材料のシールドを設けたことを特徴とする
    マグネトロン型スパッタ装置のカソード部。
JP55080221A 1980-06-16 1980-06-16 マグネトロン型スパッタ装置のカソ−ド部 Expired JPS5952957B2 (ja)

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US06/272,778 US4370217A (en) 1980-06-16 1981-06-10 Target assembly comprising, for use in a magnetron-type sputtering device, a magnetic target plate and permanent magnet pieces

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JPS575871A JPS575871A (en) 1982-01-12
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