JPS6134176A - 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 - Google Patents

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】 ［技術分野］ 本発明は一組のターゲットを所定間隔隔てて対面させ、
その側方に配した基板上に薄膜を形成するようにした対
向ターゲット式スパッタ装置に関し、更に詳しくは形成
される薄膜の膜厚分布の調整が容易で長時間均一膜厚の
薄膜が形成できる対向ターゲット式スパッタ装置に関す
る。

［従来技術］ 上述の対向ターゲット式スパッタ装置は、「応用物理」
第４８巻（１９７９）第６号Ｐ５５８〜Ｐ　５５９゜特
開昭５７−１５８３８０号公報等で公知の通り、陰極と
なる一対のターゲットをそのスパッタ面が空間を隔てて
平行に対面するように設けると共に、該スパッタ面に垂
直な方向の磁界を発生する磁界発生手段を設け、前記タ
ーゲット間の空間の側方に配した基板上に膜形成するよ
うになしたスパッタ装置で、高速・低温の膜形成ができ
る上、磁性材料にも適用できる非常に優れたものである
。

また、その実用化を目的に、特開昭５８−１８９３７０
号公報、特開＠５８−１８９３７１号公報等でその改善
が提案されている。

［問題点］ 本発明者らは、対向ターゲット式スパッタ装置の前述の
特長に注目し、磁気記録媒体の製造への適用を検討して
きた。この方法は、特願昭５７−１６３０８１％で提案
された巾の広い長方形のターゲットと移送ローラとを組
合せた対向ターゲット式スパッタ装置に数１００ｍとい
うような長尺のポリエステルフィルム等の可撓性の基板
をロール状にして装填し、長時間連続して該基板を移送
しつつその上に所定の磁性ｉ股を形成して磁気記録媒体
を連続生産するものである。

長方形のターゲットを用いる場合、ターゲットの基板に
面した辺の長さａが他の辺の長さｂよりも大きくなるよ
う設計されているのが普通である。

この場合、基板上における膜厚分布は必ずしも充分なも
のではなかった。

第４図にターグツ１〜の形状すなわちターゲットの基板
に面した辺Ａの長さａと他の辺Ｂの長さｂとの比と、前
述の長尺のフィルム上での巾方向の膜厚分布との関係を
示す。

本実験は、辺Ｂの長さｂを一定とし、辺Ａの長さａをシ
ールドカバーによって調節し、連続して移送された基板
上の膜厚を測定、プロットしたもので、横軸は長尺の基
板の巾方向の中心Ｏからの距離をターゲットの辺の長さ
ａで規格化した数値、縦軸は基板上に堆積された薄膜の
膜厚を基板の中心Ｏの膜厚で規格化した数値である。

第４図から明らかなように、基板上の膜厚分布はターゲ
ットの比ａ／ｂが小さくなるにつれて改善され、ａ／ｂ
が１以下の場合には基板上の膜厚分布は基板上のターゲ
ットの辺の長さａの中白で±１０％以内となる。

本発明は前述の如き知見を背景にしてなされたものであ
り、その目的とするところは、前述の長尺の基板上に形
成した膜の巾方向膜厚分布の改善を可能とする装置を提
供することにある。

［解決手段］ 斯る目的を達成するため、本発明の装置は、陰極となる
ターゲットをそのスパッタ面が空間を隔てて平行に対面
するように設けるとともに、該スパッタ面に垂直な方向
の磁界を発生する磁界発生手段を設け、前記ターゲット
間の空間の側方に該空間に対面するように配置した基板
上に膜形成するようになした対向ターゲット式スパッタ
装置において、前記ターゲットの前面を基板に面する辺
側において２つ以上の区画に分割するシールド部材が前
記ターゲットの航方に配置されたことを特徴とするもの
である。

以下、本発明の詳細を図面により説明する。

第１図は、本発明に係わる対向ターゲット式スパッタ装
置の説明図、第２図はそのターゲット部の拡大図である
。

図から明らかな通り、本装置は前述の特開昭５７−１５
８３８０号公報で公知の対向ターゲット式スパッタ装置
と基本的に同じ構成となっている。

すなわち、図において１０は真空槽、２０は真空槽１０
を排気する真空ポンプ等からなる排気系、３０は真空槽
１０内に所定のガスを導入して真空槽１０内の圧力を１
０″□′〜１０″Ｔ　ｏｒｒ程度の所定のガス圧力に設
定づるガス導入系である。

そして、真空槽１０内には、図示の如く真空槽１０の側
板１、１２に絶縁部材１３．　ｉａを介して固着された
ターゲットホルダー１５．１６により１対の基板４０に
面づる辺が長い長方形のターゲットＴ＋　、Ｔ２が、そ
のスパッタされる面Ｔ　＋ｓ　、　Ｔ　２Ｓを空間を隔
てて平行に対面するように配設しである。そして、ター
ゲラ１１２丁２とそれに対応するターゲットホルダー１
５．１６は、冷却パイプ１５、　１６１を介して冷却水
によりターゲット下＋　＋　Ｔ２、永久磁石１５２．　
１６２が冷却される。磁石１５２．　１６２はターゲッ
トＴ＋　、Ｔ２を介してＮ極、Ｓ極が対抗するように設
けてあり、従って磁界φは図示のようにターゲットＴＩ
’、Ｔ２に垂直な方向に、かつターゲット間のみに形成
される。なお、１７．１８は絶縁部材１３．１４及びタ
ーゲットホルダー１５．１６をスパッタリング時のプラ
ズマ粒子から保護するためとターゲット表面以外の部分
の異常放電を防止するためのスーアンレス鋼等の導電材
からなるシールドカバー、１７ａ、１８ａはターゲラｈ
　ｉ−＋　、　Ｔ２の前方に配置された同じく導電材か
らなる本発明のシールド部材で従来第３図の如きターゲ
ットＴ＋。

Ｔ２の周囲に沿った単なる矩形棒に替えて第２図に示す
構成となっている。すなわちターゲットＴ、Ｔ２の夫々
の前方にターゲットＴ＋　、Ｔ２を基板４０に面する側
の長辺において三区画１９ａ。

１９ｂ、１９ｃに分割する梯子状枠体のシールド板１７
ａ。

１８ａとし、その各区画１９ａ、　１９ｂ、　１９ｃの
辺Ｃと辺ｄの寸法比ｃ／ｄを小さくし、基板の膜厚分布
を改善している。なお、図はシールド部材１７ａ、１８
ａをシールドカバー１７．１８に一体的に取着したもの
を示したが別体であっても良い。

さらに第２図に示すシールド部材１７ａ、１８ａ内ター
ゲツ１〜Ｔ＋　、Ｔ２に直面する区画辺部１７ｂ、１８
ｂはスパッタリング時に飛来する粒子によって加熱され
るため図示の板状体に替えて水冷可能な金属管を用いる
ことが望ましい。

また、磁性薄膜が形成される長尺の基板４０を保持する
基板保持手段４１は、真空槽１０内のターゲットＴＩ、
−１−２の側１ｉに設けである。基板保持手段４１は、
図示省略した支持ブラケットにより夫々回転自在かつ互
いに軸平行に支持された、ロール状の基板４０を保持す
る繰り出しロール４１ａと、支持ロール４１ｂと、巻取
ロール４１ｃとの３個のロールからなり、基板４０をタ
ーゲットＴ＋　、Ｔ２間の空間に対面するようにスパッ
タ面ＴＩＳ、Ｔ２Ｓに対して略直角方向に保持するよう
に配しである。従って基板４０は巻取ロール４１ａによ
りスパッタ面Ｔ＋ｓ。

Ｔ２Ｓに対して直角方向に移動可能である。なお、支持
ロール４１ｂはその表面温度が調節可能となっている。

＝方、スパッタ電力を供給りる直流電源からなる電力供
給手段５０はプラス側をアースに、マイナス側をターゲ
ットＴ＋、−ｒ２に夫々接続する。従って電力供給手段
５０からのスパッタ電力は、アースをアノードとじニタ
ーゲットＴＩ、１−２をカソードとして、アノード、カ
ソード間に供給される。

なお、プレスパッタ時基板４０を保護するため、基板４
０とターゲットＴ＋、王２との間に出入するシャッター
（図示省略）が設けである。

以上の通り、前述の特開昭５７−１５８３８０号公報の
ものと基本的には同じ構成であり、公知の通り高速低温
スパッタが可能となる。すなわち、ターゲットＴ＋　、
７２間の空間に、磁界の作用によりスパッタガスイオン
、スパッタにより放出されたγ電子等が束縛され高密度
プラズマが形成される。

従って、ターゲットＴ＋　、Ｔ２のスパッタが促進され
て前記空間より析出量が増大し、基板４０上への堆積速
度が増し高速スパッタが出来る上、基板４０がターゲッ
トＴ＋　、Ｔ２の側方にあるので低温スパッタも出来る
。

ところで、前ｊホの通りターゲットＴ＋　、Ｔ２の前方
にはその前面をｃ／ｄが小さい具体的にはｃ／ｄが略１
の正方形の区画１９ａ、１９ｂ、１９ｃに分割するシー
ルド部材１７ａ、１８ａが設けであるので、各区画１９
ａ、１９ｂ、１９ｃが独立したターゲットと同様に作用
シ、各区画１９ａ、１９ｂ、１９ｃ　Ｌ、ｔ！４図（７
）　ａ／ｂ　＝、０に対応する膜厚分布を有すると考え
られ、全体として基板４０の１］方向に広範囲に亙って
均一膜厚が得られた。

以下、実施結果により上述の点を具体的に説明する。

第５図は、第１図の対向ターゲット式スパッタ装置によ
りポリエステルフィルムを基板とし、ターゲットにパー
マロイを用い、パーマロイの磁性薄膜を形成した場合の
結果で、基板の巾方向の膜厚分布を示す。図の一点鎖線
工が第２図に示す３等分割のシールド部材を設けた実施
例、点線■は、第２図の３等分割に替え４等分割のシー
ルド部材を設けた実施例、比較例として第３図に示す従
来のシールドカバーを用いた場合の結果を実線で示す。

横軸は基板の巾方向の中心Ｏからの距離を、縦軸は中心
Ｏにおける膜厚で規格化した膜厚値を示す。なお、基板
中は３００Ｍであった。

本結果は、ターゲット寸法ａ、　ｂがａ　＝　３３０ｍ
ｍ。

ｂ　＝　１３０ｍｍで、三区分のシールド部材の各区分
の開口部寸法はｃ　＝　１００ｓ、　ｄ　＝　１３０ｍ
、で、また四区分のシールド部材の各区分の開口部寸法
はＣ＝７５ｓ、　ｄ　＝　１３０ｍで１ｑられたもので
ある。

この図から明らかなにうに膜厚分布は大巾に改善され、
基板中３００　ｍｍにおいて、膜厚分布が±１０％の範
囲にはいる１］は、従来の１５０＃ＩＩＩ＋から２００
　ｍｍ以上となった。

以上の通り、本発明は基板の巾方向に長い長方形ターゲ
ットに特に効果を有するものであるが、その他の形状の
ターゲットの揚台にも適用できることは本発明の趣旨か
ら明らかである。又、区画は略正方形になるものを示し
たが、第２図においてｃ／ｄが２以下であれば充分な効
果が期待できる。更に好ましくはｃ／ｄが１以下である
。

このように本発明によれば、対向ターゲット式スパッタ
装置において、連続する長尺フィルム上の１］方向に均
一な膜厚を有する薄膜を形成することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる対向ターゲット式スパッタ装置
の説明図、第２図は第１図の装置のターゲット部の拡大
図、第３図は従来のシールドカバーの説明図、第４図は
、ターゲットの形状と基板巾方向の膜厚分布の関係を示
すグラフ、第５図は実施例の実施結果を示ずグラフであ
る。 １０：真空槽、　Ｔ＋　、Ｔ２　　：ターゲット、１’
７ａ、１８ａ：シールド部材、　４０：基板、５０：電
源 す１　図 才２１￥１ ′Ａ７４図 万権’Ｔス向距害虻

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、陰極となるターゲットをそのスパッタ面が空間を隔
   てて平行に対面するように設けると共に、該スパッタ面
   に垂直な方向の磁界を発生する磁界発生手段を設け、前
   記ターゲット間の空間の側方に該空間に対面するように
   配置した基板上に膜形成するようになした対向ターゲッ
   ト式スパッタ装置において、前記ターゲットの前面を基
   板に面する辺側において２つ以上の区画に分割するシー
   ルド部材が前記ターゲットの前方に配置されたことを特
   徴とする対向ターゲット式スパッタ装置。 ２、前記シールド部材が前記ターゲットの周囲のシール
   ドカバーに取着された特許請求の範囲第１項記載の対向
   ターゲット式スパッタ装置。 ３、前記シールド部材のうち少なくともターゲットに直
   面する部分が、内部に冷却水を流すことが出来るように
   した金属管である特許請求の範囲第１項若しくは第２項
   記載の対向ターゲット式スパッタ装置。 ４、前記ターゲットが基板に面する側の辺が長い長方形
   である特許請求の範囲第１項、第２項若しくは第３項記
   載の対向ターゲット式スパッタ装置。 ５、前記区画の長辺側の長さがターゲットの短辺の長さ
   の２倍以下である特許請求の範囲第４項記載の対向ター
   ゲット式スパッタ装置。