JPS62214172A

JPS62214172A - イオンビ−ムスパツタ装置

Info

Publication number: JPS62214172A
Application number: JP5867986A
Authority: JP
Inventors: Noboru Yamahara; 山原　登
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 1986-03-17
Filing date: 1986-03-17
Publication date: 1987-09-19
Anticipated expiration: 2010-08-09
Also published as: JPH0774440B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、基板表面に所望の組成比の合金膜を形成す
ることができるように改良したイオンビームスパッタ装
置に関する。

〔従来の技術〕

第４図および第５図は、それぞれ、従来のイオンビーム
スパッタ装置の例を示す概略側面図である。図示しない
真空排気装置によって排気口２を介して所定の真空に排
気される真空容器ｌ内に、ターゲットホルダ８に保持さ
れた複合ターゲット５が収納されており、当該複合ター
ゲット５に向けてイオン源３から、アルゴン等の不活性
ガスイオンから成るイオンビーム４が照射されるように
なっている。更に真空容器１には、基板ホルダ１０に保
持された基板９が複合ターゲット５に対向するように設
けられており、イオンビーム４によって複合ターゲット
５からスパッタされた粒子は当該基板９の表面に付着し
、これによって基板９の表面に合金膜が形成される。

尚、第４図の装置は、イオン源３、基板９を水平に、複
合ターゲット５を傾斜させて配置した例であり、第５図
の装置は、複合ターゲット５を水平に、イオン源３、基
板９を傾斜させて配置した例である。

上記複合ターゲット５としては、例えば第６図に示すよ
うに、金属板６の上に金属片７を複数個乗せて構成した
ようなもの、あるいは第７図に示すように金属板６に多
数の穴６ａを開けてその中に金属片７を入れて構成した
ようなもの等がある。

これらの複合ターゲット５は、第４図のような装置、あ
るいは第５図のような装置のいずれにも使用される。

そして、基板９の表面に形成される合金膜の組成比は、
複合ターゲット５における金属板６と金属片７との表面
積比（より厳密にはイオンビーム４が照射される側の表
面積比）に依存する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

所がこのようなイオンビームスパッタ装置においては、
上記した複合ターゲット５を使用しているため、各ター
ゲット（６，７）のスパッタ率が異なり、しかも一つの
イオン源３でスパッタしているので、スパッタ中に複合
ターゲット５の各ターゲット（６，７）の構成比、即ち
スパッタされる表面積比が変化し、基板９上に形成され
る合金　　　　膜の組成比が所望のものとならないとい
った不都合がある。

また、第６図に示すような複合ターゲット５を用いると
、水平配置としなければならず、この種の装置全体の設
計自由度が少な（なるし、第７図に示すような複合ター
ゲット５を用いると、金属板６に穴６ａを形成しなけれ
ばならない他、その際の加工（例えば切削加工）によっ
て酸化され易く、特に金属片７が希土類金属から成る場
合は、酸化されて多量の酸化物を含み易くなる。ところ
が例えば非晶質垂直磁化膜を形成するような場合は、上
記のような酸化物を極力少なくしないと所定の特性が得
られなくなることがある。

そこでこの発明は、上記のような問題の多い複合ターゲ
ットを使用することなく、基板表面に所望の組成比の合
金膜を形成することができるイオンビームスパッタ装置
を提供することを主たる目的とする。

Ｃ問題点を解決するための手段〕この発明のイオンビームスパッタ装置は、異種ターゲッ
トの少なくとも２種以上に複数のイオン源からそれぞれ
イオンビームを同時に照射し、回転する基板ホルダに保
持された基板に各ターゲットからスパッタされた粒子を
付着するようにしたものである。

〔作用〕

各イオン源から異種のターゲットに向けてイオンビーム
がそれぞれ照射され、これによってスパッタされた粒子
は回転している基板表面に付着して所定の膜、例えば合
金膜を形成する。

〔実施例Ｉ〕

第１図は、この発明の一実施例に係るイオンビームスパ
ッタ装置を示す側面図である。この実施例においては、
図示しない真空排気装置によって真空排気口２２を介し
て所定の真空に排気される真空容器２０内に、複数（図
示例では二つ）のターゲット固定面２４ａ、２４ｂを有
するターゲソ。

トホルダ２４が設けられている。これら各ターゲット固
定面２４ａ、２４ｂには、異種の例えば板状のターゲッ
ト３０ａ、３０ｂをそれぞれ取り付けている。その取付
は手段としては種々のもの、例えばビス止め、あるいは
接着等が採り得る。

前記ターゲット３０ａ、３０ｂの組み合せは、形成する
合金膜によって決定されるもので、■単一合金同士、■
単一合金と合金、■合金量士の組み合せが採り得る。

一方、真空容器２０には同時にイオンビーム３６ａ、３
６ｂが照射されるターゲット３０ａ、３０ｂと同数の、
即ちこの例では二つのイオン源３４ａ、３４ｂが取り付
けられている。各イオン源３４ａ、３４ｂは、各ターゲ
ット３０ａ、３０ｂに例えばアルゴン等の不活性ガスイ
オンから成るイオンビーム３６ａ、３６ｂをそれぞれ照
射する。

更にこの例では、ターゲットホルダ２４の下側に、基板
３８を保持する基板ホルダ４０が設けられており、当該
基板ホルダ４０は、軸４２を介して、真空容器２０の大
気側に取り付けられた回転機構４４によってスパッタリ
ング中は所定方向、例えば矢印Ｂ方向に連続的に回転さ
せられる。

上記装置の動作の一例を説明すると、ターゲットホルダ
２４を例えば図示の位置に固定した状態で、基板ホルダ
４０を回転させながら、イオン源３４ａからのイオンビ
ーム３６ａをターゲット３０ａに、またイオン源３４ｂ
からのイオンビーム３６ｂをターゲット３２ｂにそれぞ
れ同時に照射する。これによってターゲット３０ａ、３
２ｂがそれぞれスパッタされて、そこから粒子４６ａ、
４６ｂがそれぞれ飛び出し、これらが回転中の基板３８
の表面に付着し、これによって所定の膜が所望の組成比
で基板３８の表面に形成される。その場合、基板３８は
上述のようにして回転させられているため、その表面に
形成される膜質の面内の均一性は優れたものが得られる
。また、形成される膜の組成比は、イオンビーム３６ａ
、３６ｂのビーム電流あるいはターゲット３０ａ、３０
ｂのスパッタされる表面積を変えることにより、容易に
調整することができる。

以上の構成によれば、各ターゲラｔ−３０ａ、３０ｂは
それぞれが対応するイオン源３４ａ、３４ｂからのイオ
ンビーム３６ａ、３６ｂによってスパッタされるので、
これらのスパッタ率が仮に相違しても、スパッタ中に従
来の複合ターゲットのようにその表面積が変化すること
はなく、従って基板３８の表面に形成される合金膜の組
成比は所望のものとなる。

また、各ターゲット３０ａ、３０ｂが単純な形状である
ため製作が容易で安価となる。また従来の複合ターゲッ
ト５のように金属片７を多数個加工したり、穴６ａを多
数加工したりするような作業がないので、上記のような
ターゲット３０ａ、３０ｂにおいては、酸化される表面
積が少なく不純物の少ないターゲットが得られる。その
結果、高純度の合金膜の形成が可能となる。

また、ターゲット３０ａ、３０ｂに合金ターゲットを用
いれば、３元以上の多元合金膜の形成が可能となる。

〔実施例■〕

第２図はこの発明の他の実施例に係るイオンビームスパ
ッタ装置を示す側面図であり、第３図はその平面図であ
る。尚、第１図と同じ符号を付した部分は、同一または
対応する部分を示す。この実施例においては、真空容器
２０内に、多角柱状、例えば四角柱状をしたターゲット
ホルダ２４が設けられている。当該ターゲットホルダ２
４は、軸２６を介して、真空容器２０の大気側に取り付
けられた回転機構２８によって例えば矢印Ａ方向に段階
的に、例えば９０度毎に回転させられる。そのためこの
例では回転機構２８に、ターゲットホルダ２４を９０度
毎に確実に位置決めできるラッチ機構を設けるのが好ま
しい。

ターゲットホルダ２４は、その軸方向に区分された複数
の、この例では二つのターゲット固定領域２５ａおよび
２５ｂを有している。そして、ターゲットホルダ２４の
各ターゲット固定領域２５ａ、２５ｂにおける各側面、
この例では４側面の各ターゲット固定面５１ａ〜５４ａ
および５１ｂ〜５４ｂに、例えば板状のターゲット６１
ａ〜６４ａおよび６１ｂ〜６４ｂをそれぞれ取り付けて
いる。この場合、同一のターゲット固定領域２５ａ（２
５ｂ）内のターゲット６１ａ　〜６４ａ　　（６１ｂ〜
６４ｂ）は、互いに同種であっても異種であっても良い
が、同時にイオンビーム３６ａ、３６ｂが照射される時
には異種となるようにその配置は考慮すべきであり、ま
たイオン源３４８％３４ｂの制御も必要である。

また、この例では第３図から明らかなとおり、各ターゲ
ット固定領域２５ａ、２５ｂに対して専用のイオン源３
４ａ、３４ｂが配置され、両イオン源３４ａと３４ｂの
軸線が対向しないように考慮されている。そして、実施
例の状態では、イオンビーム３６ａはターゲット６４ａ
に、イオンビーム３６ｂはターゲット６１ｂ　（これは
第２図ではターゲット６１ａの紙面裏側に位置している
）にそれぞれ照射される。

上記装置の動作の一例を説明すると、ターゲットホルダ
２４を例えば図示の位置に固定した状態で、基板ホルダ
４０を回転させながら、イオン源３４ａからのイオンビ
ーム３６ａをターゲット６４ａに、またイオン源３４ｂ
からのイオンビーム３６ｂをターゲラ）６１ｂにそれぞ
れ同時に照射する。これによってターゲット６４ａ、６
１ｂがそれぞれスパッタされて、そこから粒子４６ａ、
４６ｂがそれぞれ飛び出し、これらが回転中の基板３８
の表面に付着し、これによって所定の膜が基板３８の表
面に形成される。

ターゲット６４ａ、６１ｂがスパッタされて消耗した場
合は、ターゲットホルダ２４を回転機構２８によって一
段階、即ち９０度例えば右回転させれば、次にターゲッ
ト６１ａ、６２ｂのスパッタリングがそれぞれ可能とな
り、以降同様にすることによって、順次新しいターゲッ
トを使用することができる。

以上の構成によれば、ターゲットホルダ２４を大気側か
ら段階的に回転させることによって順次新しいターゲッ
トを使用することができるため、ターゲットの取替えの
サイクルが長くなり、ターゲット交換に伴う時間的損失
を少なくして同種または異種合金を能率良く成膜するこ
とができる。

尚、ターゲットホルダ２４は必ずしも上記のような四角
柱状に限られるものではなく、使用条件等に応じて三角
柱状、五角柱状、六角柱状等としても良い。

また、ターゲットホルダ２４のターゲット固定領域を３
以上としてそれと同数のイオン源を配置しても良く、そ
のようにしても３元以上の多元合金膜の形成が可能とな
る。しかも上記の両者を併用すれば、より多元の合金膜
の形成も可能となる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、複合ターゲットを使用
することなく、基板表面に高品質の、しかも所望組成比
の合金膜を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係るイオンビームスパ
ッタ装置を示す側面図である。第２図はこの発明の他の
実施例に係るイオンビームスパッタ装置を示す側面図で
あり、第３図はその平面図である。第４図および第５図
は、それぞれ、従来のイオンビームスパッタ装置の例を
示す概略側面図である。第６図（Ａ）は複合ターゲット
の一例を示す平面図であり、第６図（Ｂ）はその線■−
■に沿う断面図である。第７図（Ａ）は複合ターゲット
の他の例を示す平面図であり、第７図（Ｂ）はその線■
−■に沿う断面図である。２０・・・真空容器、２４・・・ターゲットホルダ、２
４ａ、２４ｂ、５１ａ〜５４ａ、５１ｂ　〜５４ｂ・・
・ターゲット固定面、２８．４４・・・回転機構、３０
ａ、３０ｂ、６１ａ　〜６４ａ、６１ｂ　〜６４ｂ・・
・ターゲット、３４ａ、３４ｂ・・・イオン源、３６ａ
、３６ｂ・・・イオンビーム、３８・・・基板、４０・
・・基板ホルダ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空容器と、この真空容器内に収納されかつ複数
のターゲット固定面を有するターゲットホルダと、この
ターゲットホルダの各ターゲット固定面に固着される複
数の異種ターゲットと、イオンビームを照射する複数の
イオン源と、基板を保持する回転式の基板ホルダとを備
え、前記異種ターゲットの少なくとも２種以上に、前記
複数のイオン源からそれぞれイオンビームを同時に照射
し、前記基板ホルダに保持された基板に各ターゲットか
らスパッタされた粒子を付着するように構成したことを
特徴とするイオンビームスパッタ装置。