JPH0216381B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は放電電極に係り、特にマグネトロン放
電およびホローカソード放電を発生させるための
放電電極に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、スパツタリング等に用いられ、ターゲツ
ト等の電極部材を被処理物に飛散させるための放
電電極には、種々のものがあるが、通常、ターゲ
ツト表面に閉磁界を有するマグネトロン方式を用
いることが多い。このような放電電極は、通常陰
極として用いられ、この陰極と陽極との間に高電
界を印加してターゲツト表面上の閉磁界内でプラ
ズマ放電を起させ生成させるイオンによりターゲ
ツト材料が叩かれて被処理物上に膜を形成するも
のである。

しかし、上記マグネトロン方式の放電電極にお
いては、ターゲツト表面上に平行な磁界が存在す
ることが条件であるが、ターゲツト材料として、
鉄等の強磁性体を用いた場合には、平行でかつ閉
じた磁界を作るべき磁力線の大部分がターゲツト
内を通るため、ターゲツト表面上に平行な磁界を
得ることが困難であるという問題があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、
強磁性体ターゲツト、非磁性体ターゲツトにかか
わらず、安定したプラズマ放電を起こさせること
ができかつ均一な膜形成を行うことのできる放電
電極を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的達成のため本発明に係る放電電極は、
電極上で放射状に発生する閉磁界内、ホローカソ
ード放電を生じさせるのに十分な深さで同心状に
配設された少なくとも１つの環状溝部を有する電
極部材を、上記磁界が上記溝部を貫通するように
配設したことをその特徴とするものであり、一般
に磁界が存在しない場合でも陰極に溝部が形成さ
れていると放電プラズマが上記溝部内に入つてホ
ローカソード放電と呼ばれる強烈な放電プラズマ
が起きることが知られているが、上記構成により
ホローカソード放電とマグネトロン放電とを生じ
させて低圧力でも安定した放電を得られるように
なされている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第７図を参
照して説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、鉄
等の磁性材料からなる円板１の上面中心部および
外周部には、それぞれマグネツト２，２が固着さ
れ、この各マグネツト２，２の上面側には、円板
状のターゲツト３が配設されている。のターゲツ
ト３の上面には、第２図ａに示すように、同心円
状に複数の溝４，４…が形成され、さらに、ター
ゲツト３には電源５が接続されている。なお、上
記溝４は１つであつてもよく、上記ターゲツト３
は、第２図ｂに示すように、四角形に形成して同
心状の溝４を形成するようにしてもよい。

本実施例においては、上記のように構成された
放電電極を真空容器内に配置し、上記ターゲツト
３に対向する位置に被処理物（図示せず）を配置
する。そして、上記電源５から上記被処理物とタ
ーゲツト３との間に高電圧を印加することによ
り、第２図ａに破線で示すように、溝４の内側で
電子が動き、電界が発生し、マグネツト２により
発生する放射状の磁界Ａとの直交する部分すなわ
ち、溝４の内部にマグネトロンによるプラズマ６
が発生する。そして、このプラズマ６によりター
ゲツト３の内側面材料をイオンで叩くことにより
上記被処理物に被着させるものである。

したがつて、本実施例においては、第３図に示
すように、溝４の内部にホローカソード放電と上
記マグネトロン放電とが発生し、ターゲツト３の
溝４部分に電子が閉じ込められるので、プラズマ
６の放電が安定する。また、ターゲツト３の溝４
がすべてスパツタ源として機能するので、溝４の
数を多くすることにより、同一面内でのスパツタ
源を増すことができ、したがつて、より均一な膜
形成が可能となる。

なお、上記ターゲツト３の溝４の側面に上方に
拡がるテーパを形成するようにしてもよい。

また、第４図は本発明の他の実施例を示したも
ので、ターゲツト３を円筒状に形成し、このター
ゲツト３の内部には、複数の環状マグネツト２，
２…が軸方向に所定間隔を有するように配設され
ており、上記ターゲツト３の外周面には、軸方向
に直交する方向に複数の環状の溝４，４…が形成
されている。

本実施例においては、マグネツト２により軸方
向の磁界Ａが発生し、ターゲツト３と図示しない
被処理物との間に高電圧を印加することにより、
溝４，４…の内部に電界を発生させ、溝４，４…
の内部にプラズマを発生させる。

したがつて、本実施例においても上記実施例と
同様に、強磁性体ターゲツトであつても安定した
プラズマ放電を得ることができ、さらに、面均一
なスパツタ源となるので、被処理物の均一な膜形
成を行なうことが可能となる。

さらに、第５図は本発明の他の家施例を示した
もので、マグネツト２の上面側には、鉄等の磁性
材料からなるターゲツト支持部材７，７…が所定
間隔を有するように同心円状に配設されており、
上記各ターゲツト支持部材７，７…の間隙部分に
は、断面形状ほぼＵ字状を有し内側に溝４が形成
された環状ターゲツト３，３…がそれぞれ着脱自
在に嵌合されている。

本実施例においても上記各実施例と同様に、被
処理物の均一な膜形成を行なうことができ、さら
に、ターゲツ３，３…の交換を極めて簡単に行な
うことができる。また、各ターゲツト３，３…を
異なる物質で形成すれば、合金の膜形成も容易に
行なうことが可能となる。

また、第６図は本発明の他の実施例を示したも
ので、強磁性体からなるターゲツト３を、マグネ
ツト２の上面側に、半径方向に所定間隙を有しこ
の間隙部分が溝として作用するように同心円状に
配設するようになされており、上記間隙部分の下
方には、石英板等からなる絶縁板８が配設されて
いる。

本実施例においては、ターゲツト材料を強磁体
で形成した場合でも、磁力線がターゲツト３の内
部を通ることがなく、必ず各ターゲツト３，３…
の間隙部分に磁界Ａが発生するため、確実にかつ
均一に溝すなわち間隙部分にプラズマを発生させ
ることが可能となる。

なお、第７図に示すように、ターゲツト３の側
面にテーパを形成するようにしてもよく、これに
より、ターゲツト材料の上方への飛散が円滑に行
なわれる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明に係る放電電極は、放
射状に発生する閉磁界内に、ホローカソード放電
を生じさせるのに十分な深さで同心状に配設され
た少なくとも１つの環状溝を有する電極部材を、
上記磁界が上記溝部を貫通するように配設するよ
うに構成し、上記溝部にホローカソード放電とマ
グネトロン放電を発生させるようにしたので、強
磁性体の電極部材であつても安定したプラズマ放
電を発生させることができ、さらに、上記溝部に
均一にプラズマが発生するので、平面で均一な電
極部材として機能し、被処理物の均一な膜形成を
行なうことができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第７図はそれぞれ本発明の一実施例
を示したもので、第１図、第４図および第７図は
それぞれ縦断面図、第２図ａ，ｂはそれぞれター
ゲツトの斜視図、第３図はホローカソードによる
放電作用を示す溝部分の縦断面図、第５図および
第６図はそれぞれ一部の縦断面図である。 １……円板、２……マグネツト、３……ターゲ
ツト、４……溝、５……電源、６……プラズマ、
７……ターゲツト支持部材、８……絶縁板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電極上で放射状に発生する閉磁界内に、ホロ
   ーカソード放電を生じさせるのに十分な深さで同
   心状に配設された少なくとも１つの環状溝部を有
   する電極部材を、上記磁界が上記溝部を貫通する
   ように配置したことを特徴とする放電電極。