JPS6353265A - イオンビ−ムスパツタリング装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ターゲットにイオンビームを照射してター
ゲットからスパッタされた粒子を基板上に堆積させて薄
膜を形成するイオンビームスパッタリング装置に関する
。

〔従来の技術〕

第２図は、従来のイオンビームスパッタリング装置の一
例を示す概略断面図である。真空ポンプ２によって所定
の真空度に排気される真空容器４内に、ターゲット８を
保持可能なターゲットホルダ６と基板１２を保持可能な
基板ホルダ１０とが互いに対向して設けられており、タ
ーゲットホルダ６上のターゲット８にイオン源１４から
引き出したイオンビーム１６を照射することによって、
ターゲット８からスパッタされた粒子１８を基板ホルダ
１０上の基板１２に入射堆積させて薄膜を形成するよう
構成している。

イオン源１４は、アークチャンバー２０内にガス導入口
２２からアルゴン等のガスを導入して、アノード兼用の
アークチャンバー２０とフィラメント２４間でアーク放
電を起こさせてアークチャソバ−２０内にプラズマを発
生させ、このプラズマから引出し電極系２６によって電
界の作用でイオンビーム１６を引き出すよう構成されて
いる。

引出し電極系２６は、この例ではそれぞれが多数の小孔
を一面に有する正電極２６１、負電極２６２および接地
電極２６３から成る。なお２８は、プラズマ閉じ込め用
の磁界を発生させるための磁石である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような装置においては、基板１２上に多層膜を形
成するような場合には、−旦真空容器４内の真空を破っ
てターゲット８を取替え、そして真空容器４内を再度真
空排気してから成膜しなければならず、それには長時間
を要するため能率が非常に悪い。しかも、先に成膜した
ものを大気等にさらすことになるため、例えば酸化し易
い磁性膜を形成するような場合には成膜環境としては好
ましくない。

そこでこの発明は、真空容器の真空を破ることなく基板
上に多層膜を形成することができるイオンビームスパッ
タリング装置を提供することを主たる目的とする。

〔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リング装置は、真空に
排気される真空容器と、当該真空容器に取り付けられた
イオン源であってイオンビーム引出しのための引出し電
極系を複数有していて複数のイオンビームを引出し可能
なものと、真空容器内に設けられた複数のターゲットホ
ルダであってターゲットをそれぞれ保持可能でありイオ
ン源から引き出された複数のイオンビームが保持したタ
ーゲットにそれぞれ照射されるよう配置されたものと、
真空容器内に設けられた回転式の基板ホルダであって１
枚以上の基板を保持可能であり各ターゲットからスパツ
クされた粒子が保持した基板上に入射堆積するよう配置
されたものとを備えることを特徴とする。

〔作用〕

１台のイオン源から複数のイオンビームを引き出すこと
ができ、そしてこのイオンビームによって複数のターゲ
ットをスパッタさせることができるため、同一の真空容
器内でその真空を破ることなく基板上に多層膜を形成す
る等の多様な成膜が可能となる。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例に係るイオンビームスパ
ッタリング装置を示す概略断面図である。

第１図と同一または同等部分には同一符号を付してその
説明を省略する。

この実施例においては、真空容器４に凹部を設けてそこ
にイオン源３４を取り付けている。イオンｔＸ３４は、
一つのアークチャンバー２０の両端開口部にイオンビー
ム引出しのための二つの引出し電））系２６ａ、２６ｂ
を有しており、それぞれからイオンビーム１６ａ、１６
ｂを引き出すことができる。その場合、引出し電極系２
６ａ、２６ｂを個別に制御することによって、イオンビ
ーム１６ａ、１６ｂを個別に制御することもできる。

各引出し電極系２６ａ、２６ｂは、例えば従来と同様に
正電極（２６１）、負電極（２６２）および接地電極（
２６３）から成る。もっとも、両引出し電極系２６ａ、
２６ｂの構成は必ずしもこのようなものに限られるもの
ではなく、負電極のみの場合、あるいは正電極と負電極
または接地電極との場合等でも良い。

またこの実施例においては、真空容器４内に二つのター
ゲットホルダ６ａ、６ｂを設けている。

各ターゲットホルダ６ａ、６ｂは、ターゲット８ａ、８
ｂをそれぞれ保持可能であり、イオン源３４から引き出
されたイオンビーム１６ａ、１６ｂがそこに保持したタ
ーゲラ１−８３．８ｂにそれぞれ照射されるように、イ
オン源３４の引出し電極系２６ａ、２６ｂにそれぞれ対
向して配置されている。

更にこの実施例においては、真空容器４内に回転式の基
板ホルダ３０を設けており、この基板ホルダ３０は真空
容器４外に設けられたモータ３２によって例えば矢印Ａ
のように回転させられる。

この基板ホルダ３０は、１枚以上の基板１２を保持可能
であり、各ターゲラ１−８２．８ｂからスバフタされた
粒子１８ａ、１８ｂがそこに保持した基板１２上に入射
堆積するように、両ターゲットホルダ６ａ、６ｂに対向
して配置されている。なお、基板ホルダ３０の手前側の
３６ａ、３６ｂは可動式のシャッタである。

上記装置においては、１台で多様な成膜が可能である。

その例を以下に幾つか説明する。

■　ターゲットホルダ５ａ、５ｂに互いに異種のターゲ
ラ）８ａ、８ｂを取付け、基板ホルダ３０を回転させな
がら、シャッタ３６ａを開いて基板ホルダ３０上の基板
１２にターゲラ）８ａからスパッタされた粒子１８ａを
入射堆積させるのと、シャフタ３６ｂを開いて基Ｆｉ１
２にターゲット８ｂからスパッタされた粒子１８ｂを入
射堆積させるのを交互に１回以上行うことによって、基
ｖｉ１２上に２種類の膜の成膜を同一真空容器４内でそ
の真空を破ることなく行うことができ、これによって基
板１２上に多層膜を形成することができる。

その場合、シャッタ３６ａ、３６ｂの開閉と合わせて、
またはその代わりに、イオンＳ３ｔを制御してそこから
引き出すイオンビーム１６ａ、１６ｂを交互に断続させ
る等しても良い。

例えば基板１２上に磁性膜を成膜して磁気記録媒体等を
製造するような場合、磁性膜保護用の保護膜を磁性膜の
表面や表裏両面に形成することが必要であり、特にＴｂ
等の酸化の激しい金属を磁性膜材料に用いる場合には大
気に触れることなく保護膜を成膜することが重要である
。その点、本装置を用いると、磁性膜や保護膜等の多層
膜を大気に触れることなく基板１２上に交互に成膜する
ことができる。しかも、２台のイオン源を用いると真空
容器４等の装置が大形化する等の問題が生じるが、本装
置では１台のイオン源３４で済むので装置をコンパクト
化できる。また経済的でもある。

尚、上記基板ホルダ３０には、図示例のように複数枚の
小さな基板１２を丸（並べて取り付けても良く、あるい
は１枚の大きな基板１２を取り付けても良く、前者の場
合には各基板１２の表面全体に、後者の場合には１枚の
基板１２の表面にドーナツ状に成膜が可能である。

■　ターゲットホルダ６ａ、６ｂに互いに異種のターゲ
ット８ａ、８ｂを取付け、基板ホルダ３０を回転させな
がら、シャッタ３６ａおよび３６ｂの両方を開いて、基
板１２にターゲラ１−８３からスパッタされた粒子１８
ａとターゲット８ｂからスパッタされた粒子１８ｂを同
時に入射堆積させることによって、基板１２上に合金膜
を形成することもできる。

■　ターゲットホルダ６ａ、６ｂに互いに同種のターゲ
ラ）８ａ、８ｂを取付け、上記■の場合と同様に動作さ
せることによって、基板上２上に単一種類の膜を形成す
ることができるが、その場合のスループットは従来の装
置に比べて大幅に向上する。

更に上記例以外にも、基板ホルダ３０を回転と共に並進
させたり、あるいは所定角度ずつ断続回転させたりしな
がら成膜することもできる。

尚、以上においては２つの引出し電極系２６ａ１２６ｂ
を有するイオン源３４を用いた場合を例示したが、同様
の考えから、三つ以上の引出し電極系を有するイオン源
を用い、かつターゲットホルダを当該引出し電極系と同
数設けても良く、そのようにすれば、基板１２上に複数
種の薄膜を交互に成膜したり、多元合金を成膜したり、
あるいはスループットを更に向上させたりすることもで
きる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、真空容器の真空を破る
ことなく基板上に多層膜を形成する等の従来にはない多
様な成膜が可能となる。しかもイオン源が１台で済むの
で、装置をコンパクト化できると共に経済的でもある。

【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
ッタリング装置を示す概略断面図である。 第２図は、従来イオンビームスパッタリング装置の一例
を示す概略断面図である。 ４・・・真空容器、５ａ、５ｂ・・・ターゲットホルダ
、８ａ、３ｂ・・・ターゲット、１２・・・基板、１６
ａ、　　１６ｂ−−−イオンビーム、１８ａ、１８ｂ・
・・スパッタされた粒子、２６ａ、２６ｂ−−−引出し
電極系、３０・・・基板ホルダ、３４・・・イオン源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空に排気される真空容器と、当該真空容器に取
   り付けられたイオン源であってイオンビーム引出しのた
   めの引出し電極系を複数有していて複数のイオンビーム
   を引出し可能なものと、真空容器内に設けられた複数の
   ターゲットホルダであってターゲットをそれぞれ保持可
   能でありイオン源から引き出された複数のイオンビーム
   が保持したターゲットにそれぞれ照射されるよう配置さ
   れたものと、真空容器内に設けられた回転式の基板ホル
   ダであって１枚以上の基板を保持可能であり各ターゲッ
   トからスパッタされた粒子が保持した基板上に入射堆積
   するよう配置されたものとを備えることを特徴とするイ
   オンビームスパッタリング装置。