JPS6320303B2 - - Google Patents
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- JPS6320303B2 JPS6320303B2 JP12768181A JP12768181A JPS6320303B2 JP S6320303 B2 JPS6320303 B2 JP S6320303B2 JP 12768181 A JP12768181 A JP 12768181A JP 12768181 A JP12768181 A JP 12768181A JP S6320303 B2 JPS6320303 B2 JP S6320303B2
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、スパツタ装置、更に詳しくは高速、
低温スパツタが可能な対向ターゲツト式スパツタ
装置の改良に関する。
低温スパツタが可能な対向ターゲツト式スパツタ
装置の改良に関する。
近年、研究・開発の盛んな超LSI、光通信用機
能デバイス、超高密度記録用素子などでは、真空
蒸着法ではとても作製できないような高融点ある
いは活性的な材料の膜をその組成、寸法、特性を
制御しながら作製するという強い要望があり、ど
のような材料でもほとんどの基板上に膜形成がで
きる技術としてスパツタ法が見直され、その欠点
の克服のために精力的な研究、開発がなされてい
る。そして、その方向は高速化、低温化にあり、
マグネトロンスパツタ法等既に多くの提案があ
る。
能デバイス、超高密度記録用素子などでは、真空
蒸着法ではとても作製できないような高融点ある
いは活性的な材料の膜をその組成、寸法、特性を
制御しながら作製するという強い要望があり、ど
のような材料でもほとんどの基板上に膜形成がで
きる技術としてスパツタ法が見直され、その欠点
の克服のために精力的な研究、開発がなされてい
る。そして、その方向は高速化、低温化にあり、
マグネトロンスパツタ法等既に多くの提案があ
る。
本発明者の一人も、先に高速、低温のスパツタ
ができる上、磁性材料にも適用できるスパツタ方
式として対向ターゲツト式スパツタ装置を提案し
た（「応用物理」第48巻第６号（1979）P558〜
P559）。この対向ターゲツト式スパツタ装置は第
１図に示すように構成される。すなわち、従来の
真空槽内に基板とターゲツトを対向させた２極ス
パツタ装置と異なり、真空槽１０内に一対のター
ゲツトT1，T2をスパツタさせるスパツタ面T1s，
T2sが空間を隔てて平行に対面するように配置す
ると共に、基板２０はターゲツトT1，T2の側方
に設けた基板ホルダー２１によりターゲツトT1，
T2の空間の側方に該空間に対面するように配置
する。そして、真空槽１０の回りに設けたコイル
３０によりスパツタ面T1s，T2sに垂直な方向の
磁界を発生させるようにしてある。なお、図の１
１，１２は鉄からなるターゲツトホルダー、１
３，１４は保護のためのシールドである。
ができる上、磁性材料にも適用できるスパツタ方
式として対向ターゲツト式スパツタ装置を提案し
た（「応用物理」第48巻第６号（1979）P558〜
P559）。この対向ターゲツト式スパツタ装置は第
１図に示すように構成される。すなわち、従来の
真空槽内に基板とターゲツトを対向させた２極ス
パツタ装置と異なり、真空槽１０内に一対のター
ゲツトT1，T2をスパツタさせるスパツタ面T1s，
T2sが空間を隔てて平行に対面するように配置す
ると共に、基板２０はターゲツトT1，T2の側方
に設けた基板ホルダー２１によりターゲツトT1，
T2の空間の側方に該空間に対面するように配置
する。そして、真空槽１０の回りに設けたコイル
３０によりスパツタ面T1s，T2sに垂直な方向の
磁界を発生させるようにしてある。なお、図の１
１，１２は鉄からなるターゲツトホルダー、１
３，１４は保護のためのシールドである。
従つて、図示省略した排気系により排気口４０
を通して真空槽１０内を排気した後、図示省略し
たガス導入系から導入口５０を通してアルゴン等
のスパツタガスを導入し、図示の如く直流電源か
らなるスパツタ電源６０によりシールド１３，１
４従つて真空容器１０を陽極（接地）に、ターゲ
ツトT1，T2を陰極にしてスパツタ電力を供給し、
コイル３０により前述の磁界を発生させることに
よりスパツタが行なわれ、基板２０上にターゲツ
トT1，T2に対応した組成の薄膜が形成される。
を通して真空槽１０内を排気した後、図示省略し
たガス導入系から導入口５０を通してアルゴン等
のスパツタガスを導入し、図示の如く直流電源か
らなるスパツタ電源６０によりシールド１３，１
４従つて真空容器１０を陽極（接地）に、ターゲ
ツトT1，T2を陰極にしてスパツタ電力を供給し、
コイル３０により前述の磁界を発生させることに
よりスパツタが行なわれ、基板２０上にターゲツ
トT1，T2に対応した組成の薄膜が形成される。
この際、前述の構成によりスパツタ面T1s，
T2sに垂直に磁界が印加されているので、対向す
るターゲツトT1，T2間の空間内に高エネルギー
電子が閉じ込められ、ここでのスパツタガスのイ
オン化が促進されてスパツタ速度が高くなり高速
の膜形成ができる。その上、基板２０は従来のス
パツタ装置の如くターゲツトに対向せずターゲツ
トT1，T2の側方に配置されているので、基板２
０上へのイオンや電子の衝突がほとんどなくな
り、かつターゲツトT1，T2からの熱輻射も小さ
く基板温度の上昇の小さい、よつて低温の膜形成
ができる。更に磁界には全体としてターゲツト
T1，T2の垂直方向に印加してあるので、ターゲ
ツトT1，T2に磁性材料を用いても有効に磁界が
作用し、高速膜形成ができる。
T2sに垂直に磁界が印加されているので、対向す
るターゲツトT1，T2間の空間内に高エネルギー
電子が閉じ込められ、ここでのスパツタガスのイ
オン化が促進されてスパツタ速度が高くなり高速
の膜形成ができる。その上、基板２０は従来のス
パツタ装置の如くターゲツトに対向せずターゲツ
トT1，T2の側方に配置されているので、基板２
０上へのイオンや電子の衝突がほとんどなくな
り、かつターゲツトT1，T2からの熱輻射も小さ
く基板温度の上昇の小さい、よつて低温の膜形成
ができる。更に磁界には全体としてターゲツト
T1，T2の垂直方向に印加してあるので、ターゲ
ツトT1，T2に磁性材料を用いても有効に磁界が
作用し、高速膜形成ができる。
本発明は、上述の対向ターゲツト式スパツタ装
置の改良を目的としたもので、〔１〕ターゲツト
からスパツタされるスパツタ粒子を基板に析出す
る効率が良く、〔２〕高品質の薄膜を基板上に形
成できるスパツタ装置を提供するものである。
置の改良を目的としたもので、〔１〕ターゲツト
からスパツタされるスパツタ粒子を基板に析出す
る効率が良く、〔２〕高品質の薄膜を基板上に形
成できるスパツタ装置を提供するものである。
すなわち、本発明は、陰極となる一対のターゲ
ツトをそのスパツ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、該スパツタ面に垂直な
方向の磁界をターゲツト間の空間及びその近傍の
みに発生する磁界発生手段を設け、前記ターゲツ
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
ツト式スパツタ装置において、前記ターゲツト間
の空間の周囲を、スパツタ時前記基板方向のみに
スパツタ粒子が析出するように遮蔽したことを特
徴とする対向ターゲツト式スパツタ装置である。
ツトをそのスパツ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、該スパツタ面に垂直な
方向の磁界をターゲツト間の空間及びその近傍の
みに発生する磁界発生手段を設け、前記ターゲツ
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
ツト式スパツタ装置において、前記ターゲツト間
の空間の周囲を、スパツタ時前記基板方向のみに
スパツタ粒子が析出するように遮蔽したことを特
徴とする対向ターゲツト式スパツタ装置である。
以下、本発明の詳細を図面に基いて説明する。
第２図は本発明の構成の一例を示す説明図、第３
図はそのターゲツト間部の平面断面図である。な
お図の記号は、第１図と同じものを使用してあ
る。
第２図は本発明の構成の一例を示す説明図、第３
図はそのターゲツト間部の平面断面図である。な
お図の記号は、第１図と同じものを使用してあ
る。
図から明らかな通り、ターゲツトT1，T2及び
基板２０の真空槽１０内の配置は第１図の従来の
対向ターゲツト式スパツタ装置と同じである。
基板２０の真空槽１０内の配置は第１図の従来の
対向ターゲツト式スパツタ装置と同じである。
ただし、ターゲツトホルダー１２，１３は空胴
構造とし冷却水の供給管１７ａ，１８ａ及び排出
管１７ｂ，１８ｂを設け冷却可能とし、絶縁部材
１５，１６を介して真空槽１０に取着してある。
又、基板ホルダー２１は、基板２０の取着部にヒ
ーター２２を設け基板２０の温度を調節可能とし
てある。更に、磁界発生手段は、第１図のコイル
３０に替えて、永久磁石３１，３２にすると同時
に、ターゲツトT1，T2の後方のターゲツトホル
ダー１２，１３内にその磁極により形成される磁
界が全てターゲツトT1，T2のスパツタ面の垂直
方向で同じ向きになるように、かつターゲツト
T1，T2の周辺部に配置して、全体としてコンパ
クトな構成としてある。
構造とし冷却水の供給管１７ａ，１８ａ及び排出
管１７ｂ，１８ｂを設け冷却可能とし、絶縁部材
１５，１６を介して真空槽１０に取着してある。
又、基板ホルダー２１は、基板２０の取着部にヒ
ーター２２を設け基板２０の温度を調節可能とし
てある。更に、磁界発生手段は、第１図のコイル
３０に替えて、永久磁石３１，３２にすると同時
に、ターゲツトT1，T2の後方のターゲツトホル
ダー１２，１３内にその磁極により形成される磁
界が全てターゲツトT1，T2のスパツタ面の垂直
方向で同じ向きになるように、かつターゲツト
T1，T2の周辺部に配置して、全体としてコンパ
クトな構成としてある。
そして、ターゲツトT1，T2間の空間Ｓの周囲
は、遮蔽手段８０により次のように遮蔽してあ
る。すなわち、第３図に示すように、基板ホルダ
ー２１に対面する部分を除いてターゲツトT1，
T2回りのシールド１３，１４に沿つてステンレ
ス板等からなる遮蔽板８１を設けると共に、遮蔽
板８１を設けない開放部８２には図示省略した操
作手段で開閉できるシヤツター８３を設け、スパ
ツタ時には操作手段によりシヤツター８３を開け
スパツタ粒子が基板ホルダー２１方向のみに析出
するようにしてある。
は、遮蔽手段８０により次のように遮蔽してあ
る。すなわち、第３図に示すように、基板ホルダ
ー２１に対面する部分を除いてターゲツトT1，
T2回りのシールド１３，１４に沿つてステンレ
ス板等からなる遮蔽板８１を設けると共に、遮蔽
板８１を設けない開放部８２には図示省略した操
作手段で開閉できるシヤツター８３を設け、スパ
ツタ時には操作手段によりシヤツター８３を開け
スパツタ粒子が基板ホルダー２１方向のみに析出
するようにしてある。
従つて、従来の対向ターゲツト式スパツタ装置
と同様に排気系により排気口４０から充分排気し
た後、ガス導入系から導入口５０を通してスパツ
タガスを導入し、シールド１３，１４とターゲツ
トT1，T2にスパツタ電源よりスパツタ電力を供
給することによりスパツタが行なわれ基板２０上
に所望の膜形成ができる。
と同様に排気系により排気口４０から充分排気し
た後、ガス導入系から導入口５０を通してスパツ
タガスを導入し、シールド１３，１４とターゲツ
トT1，T2にスパツタ電源よりスパツタ電力を供
給することによりスパツタが行なわれ基板２０上
に所望の膜形成ができる。
ところが、前述の構成のため、プレスパツタ面
時にはシヤツター８３で開放部８２を閉じること
ができ、ターゲツトT1，T2のスパツタ粒子は遮
蔽板８１とシヤツター８３とからなる遮蔽手段８
０によりターゲツトT1，T2間に閉じ込められる。
時にはシヤツター８３で開放部８２を閉じること
ができ、ターゲツトT1，T2のスパツタ粒子は遮
蔽板８１とシヤツター８３とからなる遮蔽手段８
０によりターゲツトT1，T2間に閉じ込められる。
一方、シヤツター８３を用いて行なう膜形成の
スパツタ時には、開放部８２を除いた空間Ｓの周
囲は遮蔽板８１により遮蔽してあるので、基板ホ
ルダー２１方向のみにスパツタ粒子は析出し、基
板２０上に堆積して膜となる。従つて、ターゲツ
トT1，T2からスパツタされるスパツタ粒子を基
板２０方向のみに析出できるので、ターゲツト
T1，T2部から基板２０に形成する薄膜のスパツ
タ効率が著しく上昇する。更に、スパツタが閉じ
られた空間で行なわれ、開放部８２を通してのみ
スパツタ粒子が拡散するので、高品質の薄膜形成
ができる。その上、スパツタ部分が周囲と遮蔽板
により区画されるので、周囲の条件例えばガス圧
等の変動の影響を受けにくく、スパツタが安定す
る。
スパツタ時には、開放部８２を除いた空間Ｓの周
囲は遮蔽板８１により遮蔽してあるので、基板ホ
ルダー２１方向のみにスパツタ粒子は析出し、基
板２０上に堆積して膜となる。従つて、ターゲツ
トT1，T2からスパツタされるスパツタ粒子を基
板２０方向のみに析出できるので、ターゲツト
T1，T2部から基板２０に形成する薄膜のスパツ
タ効率が著しく上昇する。更に、スパツタが閉じ
られた空間で行なわれ、開放部８２を通してのみ
スパツタ粒子が拡散するので、高品質の薄膜形成
ができる。その上、スパツタ部分が周囲と遮蔽板
により区画されるので、周囲の条件例えばガス圧
等の変動の影響を受けにくく、スパツタが安定す
る。
次に以上の装置による磁性膜の作成例を説明す
る。
る。
Ａ 作成条件
ａ ターゲツト材：パーマロイ
（Ni／Fe＝78／22）
ｂ 基板：25μ厚ポリエチレンテレフタレート
フイルム ｃ ターゲツトT1，T2間隔：75mm ｄ スパツタ表面の磁界：150〜250ガウス ｅ ターゲツト形状：100mmφ×５mmｔ ２枚 ｆ 基板とターゲツト端部の距離：50mm ｇ 遮蔽手段８０をシールド１３，１４に密着
させて設けた Ｂ 操作手順 以下の手順で膜形成を行なつた。
フイルム ｃ ターゲツトT1，T2間隔：75mm ｄ スパツタ表面の磁界：150〜250ガウス ｅ ターゲツト形状：100mmφ×５mmｔ ２枚 ｆ 基板とターゲツト端部の距離：50mm ｇ 遮蔽手段８０をシールド１３，１４に密着
させて設けた Ｂ 操作手順 以下の手順で膜形成を行なつた。
ａ 基板を設置後、真空槽１０内を到達真空度
Pfが１×10-7Torr〜６×10-6Torrの範囲に調
節する。
Pfが１×10-7Torr〜６×10-6Torrの範囲に調
節する。
ｂ アルゴン（Ar）ガスを所定の圧力まで導入
し、３〜５分間のプレスパツタを行い、 ｃ シヤツターを開いて基板上に膜形成を行なつ
た。スパツタ条件のArガス圧は10mmTorrであ
る。
し、３〜５分間のプレスパツタを行い、 ｃ シヤツターを開いて基板上に膜形成を行なつ
た。スパツタ条件のArガス圧は10mmTorrであ
る。
Ｃ 結果
磁性層の代表特性である保持力Hc及び磁性媒
体のそりの度合Kpについて、遮蔽手段８０を設
けない場合との比較を行なつた。
体のそりの度合Kpについて、遮蔽手段８０を設
けない場合との比較を行なつた。
なお、そりの度合Kpは第４図に示す方法で評
価する。すなわち、そりのない場合の試料長l0に
対し、そりによつて生じた両端のずれをh1，h2と
し、そりの度合をKp＝h1＋h2／2l0とし、そりの極性 を磁性層を外側にして変形した場合をプラス
（＋）、磁性層を内側にして変形した場合をマイナ
ス（−）とした。また保持力Hcは振動試料型磁
力計で測定した。
価する。すなわち、そりのない場合の試料長l0に
対し、そりによつて生じた両端のずれをh1，h2と
し、そりの度合をKp＝h1＋h2／2l0とし、そりの極性 を磁性層を外側にして変形した場合をプラス
（＋）、磁性層を内側にして変形した場合をマイナ
ス（−）とした。また保持力Hcは振動試料型磁
力計で測定した。
第５図に、本発明に係わる前述の装置により得
られた結果を、第６図に該装置で遮蔽手段８０を
取り除いた場合に得られた結果を示す。
られた結果を、第６図に該装置で遮蔽手段８０を
取り除いた場合に得られた結果を示す。
第５図から明らかなように、遮蔽手段８０を設
ける本発明によれば、到達真空度Pfの広い範囲
に渡つて保持力Hc、そりの度合Kpともにほとん
ど一様であつた。これに対して遮蔽手段８０を取
り除いた場合では第６図に示すように、保持力
Hc、そりの度合Kpともに到達真空度Pfに対応し
て変化が大きい。特に到達真空度Pfが３×
10-7Torr以下では保持力Hcが大きく、かつそり
の度合Kpがマイナスになりヒビワレが生じ易く
なつた。このように遮蔽手段８０を設けることに
より、条件変動に対する安定性が大巾に上昇する
ことがわかる。
ける本発明によれば、到達真空度Pfの広い範囲
に渡つて保持力Hc、そりの度合Kpともにほとん
ど一様であつた。これに対して遮蔽手段８０を取
り除いた場合では第６図に示すように、保持力
Hc、そりの度合Kpともに到達真空度Pfに対応し
て変化が大きい。特に到達真空度Pfが３×
10-7Torr以下では保持力Hcが大きく、かつそり
の度合Kpがマイナスになりヒビワレが生じ易く
なつた。このように遮蔽手段８０を設けることに
より、条件変動に対する安定性が大巾に上昇する
ことがわかる。
以上本発明を説明したが、本発明はかかる実施
例に限定するものではない。
例に限定するものではない。
遮蔽手段として遮蔽板の開放部にシヤツターを
設けたものを示したが、シヤツターは必要時基板
への粒子の飛散を実質的に遮蔽できるものであれ
ば良く、従つてターゲツトと基板の間に位置すれ
ば良く、遮蔽板に取着する必要はない。但し、遮
蔽板の開放部に設けると効果的に粒子の飛散が防
止でき、かつ構成もコンパクトになる。
設けたものを示したが、シヤツターは必要時基板
への粒子の飛散を実質的に遮蔽できるものであれ
ば良く、従つてターゲツトと基板の間に位置すれ
ば良く、遮蔽板に取着する必要はない。但し、遮
蔽板の開放部に設けると効果的に粒子の飛散が防
止でき、かつ構成もコンパクトになる。
又、遮蔽板もターゲツトT1，T2に密着して設
ける必要はなく、粒子の飛散を実質的に防止でき
るものであれば良い。なお、遮蔽板をターゲツト
ホルダー回りのシールドと一体的に構成する構成
が簡単になり有利である。また遮蔽板はシールド
等同じ材を用いれば良い。
ける必要はなく、粒子の飛散を実質的に防止でき
るものであれば良い。なお、遮蔽板をターゲツト
ホルダー回りのシールドと一体的に構成する構成
が簡単になり有利である。また遮蔽板はシールド
等同じ材を用いれば良い。
以上の通り、本発明では、対向ターゲツトのタ
ーゲツト間の空間の周囲を基板方向の部分を除い
て遮蔽するようにしたので、スパツタ効率が良
く、かつ条件変動に左右されない安定した対向タ
ーゲツト式スパツタ装置が可能となつた。このよ
うに本発明はスパツタによる膜形成技術の向上に
大きな寄与をなすものである。
ーゲツト間の空間の周囲を基板方向の部分を除い
て遮蔽するようにしたので、スパツタ効率が良
く、かつ条件変動に左右されない安定した対向タ
ーゲツト式スパツタ装置が可能となつた。このよ
うに本発明はスパツタによる膜形成技術の向上に
大きな寄与をなすものである。
第１図は従来の対向ターゲツト式スパツタ装置
の説明図、第２図は本発明に係わる実施例の説明
図、第３図は該実施例のターゲツト部の平面断面
図、第４図はそりの度合Kpの測定法の説明図、
第５図、第６図は前記実施例と該実施例から遮蔽
手段を除いたものにより作成した磁性膜の評価結
果を示すグラフである。 １０：真空槽、T1，T2：ターゲツト、２０：
基板、８０：遮蔽手段、８１：遮蔽板、８３：シ
ヤツター。
の説明図、第２図は本発明に係わる実施例の説明
図、第３図は該実施例のターゲツト部の平面断面
図、第４図はそりの度合Kpの測定法の説明図、
第５図、第６図は前記実施例と該実施例から遮蔽
手段を除いたものにより作成した磁性膜の評価結
果を示すグラフである。 １０：真空槽、T1，T2：ターゲツト、２０：
基板、８０：遮蔽手段、８１：遮蔽板、８３：シ
ヤツター。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 陰極となる一対のターゲツトをそのスパツタ
面が空間を隔てて平行に対面するように設けると
共に、該スパツタ面に垂直な方向の磁界をターゲ
ツト間の空間及びその近傍のみに発生する磁界発
生手段を設け、前記ターゲツ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ツト式スパツタ装置
において、前記ターゲツト間の空間の周囲を、ス
パツタ時前記基板方向のみにスパツタ粒子が析出
するように遮蔽したことを特徴とする対向ターゲ
ツト式スパツタ装置。 ２ 前記基板に対面する部分に開閉可能なシヤツ
タを有する遮蔽板で遮蔽した特許請求の範囲第１
項記載の対向ターゲツト式スパツタ装置。 ３ 前記遮蔽板をターゲツトホルダー回りのシー
ルドと一体構成とした特許請求の範囲第２項記載
の対向ターゲツト式スパツタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12768181A JPS5831081A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12768181A JPS5831081A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5831081A JPS5831081A (ja) | 1983-02-23 |
| JPS6320303B2 true JPS6320303B2 (ja) | 1988-04-27 |
Family
ID=14966071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12768181A Granted JPS5831081A (ja) | 1981-08-17 | 1981-08-17 | 対向タ−ゲツト式スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5831081A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6881311B2 (en) | 2001-11-19 | 2005-04-19 | Fts Corporation | Facing-targets-type sputtering apparatus |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0778275B2 (ja) * | 1986-12-03 | 1995-08-23 | 住友電気工業株式会社 | スパツタリング装置 |
| CN102618845B (zh) * | 2012-04-01 | 2014-06-11 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 具有遮挡板装置的反应器 |
-
1981
- 1981-08-17 JP JP12768181A patent/JPS5831081A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6881311B2 (en) | 2001-11-19 | 2005-04-19 | Fts Corporation | Facing-targets-type sputtering apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5831081A (ja) | 1983-02-23 |
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