JPH02217467A - 対向ターゲット型スパッタリング装置 - Google Patents
対向ターゲット型スパッタリング装置Info
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- JPH02217467A JPH02217467A JP1037741A JP3774189A JPH02217467A JP H02217467 A JPH02217467 A JP H02217467A JP 1037741 A JP1037741 A JP 1037741A JP 3774189 A JP3774189 A JP 3774189A JP H02217467 A JPH02217467 A JP H02217467A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
- C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/548—Controlling the composition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、スパッタリング法により薄膜を形成する対向
ターゲット型スパッタリング装置に関する。
ターゲット型スパッタリング装置に関する。
背景技術
薄膜の形成技術としては、真空蒸着法、スパッタリング
法等が知られている。特にスパッタリング法は、基板と
薄膜との密着が良い故に薄膜形成に広く用いられている
。例えば、スパッタリング法により希土類−遷移金属の
非晶質合金薄膜が得られ、これは消去可能な光磁気記録
媒体として応用されている。
法等が知られている。特にスパッタリング法は、基板と
薄膜との密着が良い故に薄膜形成に広く用いられている
。例えば、スパッタリング法により希土類−遷移金属の
非晶質合金薄膜が得られ、これは消去可能な光磁気記録
媒体として応用されている。
スパッタリング法は、加速されたスパッタガス粒子、例
えばAr等がターゲット表面に衝突したとき、運動量の
交換によりターゲットから空間へ放出される原子(スパ
ッタリング原子)を所定の基板上に堆積させる方法であ
る。
えばAr等がターゲット表面に衝突したとき、運動量の
交換によりターゲットから空間へ放出される原子(スパ
ッタリング原子)を所定の基板上に堆積させる方法であ
る。
かかるスパッタリング法を実行する装置として、第3図
に概略を示す如き対向ターゲット型スパッタリング装置
が開発されている。図に示すように、真空容器1の再閉
塞端部に2枚のターゲット5がい を;向かい合いターゲットホルダ6上に配置されている
。ターゲットホルダ6は、真空容器1から絶縁され、永
久磁石8がターゲットの面に垂直な磁界をターゲット5
間に生じるように永久磁石8を収容する。基板11はタ
ーゲット間のプラズマ保持領域20の周囲に配置されて
いる。真空容器1及びターゲット5間にグロー放電を生
じるようにターゲット5に電源10が接続され、容器1
は接地される。永久磁石8と真空容器の外側の磁界コイ
ル22とを使って磁界の強さと分布を調整している。
に概略を示す如き対向ターゲット型スパッタリング装置
が開発されている。図に示すように、真空容器1の再閉
塞端部に2枚のターゲット5がい を;向かい合いターゲットホルダ6上に配置されている
。ターゲットホルダ6は、真空容器1から絶縁され、永
久磁石8がターゲットの面に垂直な磁界をターゲット5
間に生じるように永久磁石8を収容する。基板11はタ
ーゲット間のプラズマ保持領域20の周囲に配置されて
いる。真空容器1及びターゲット5間にグロー放電を生
じるようにターゲット5に電源10が接続され、容器1
は接地される。永久磁石8と真空容器の外側の磁界コイ
ル22とを使って磁界の強さと分布を調整している。
電圧の印加によりターゲット5から放出された電子は、
両ターゲット5間に閉じこめられプラズマ保持領域20
を形成しスパッタガスのイオン化を促進する。スパッタ
ガス又はそのイオンの粒子はターゲットに激しく衝突し
てターゲットの構成原子を放出せしめる。基板11がプ
ラズマ保持領域20の周囲に配置されているため、電子
や負イオン等の高エネルギー粒子の基板11の膜面への
衝撃が抑制される。
両ターゲット5間に閉じこめられプラズマ保持領域20
を形成しスパッタガスのイオン化を促進する。スパッタ
ガス又はそのイオンの粒子はターゲットに激しく衝突し
てターゲットの構成原子を放出せしめる。基板11がプ
ラズマ保持領域20の周囲に配置されているため、電子
や負イオン等の高エネルギー粒子の基板11の膜面への
衝撃が抑制される。
このように、対向ターゲット型スパッタリング装置によ
れば、組成ずれ、基板の温度上昇や基板、膜面の損傷な
どの問題が生じ難い状況で放出ターゲット構成原子を基
板上に成膜できる。
れば、組成ずれ、基板の温度上昇や基板、膜面の損傷な
どの問題が生じ難い状況で放出ターゲット構成原子を基
板上に成膜できる。
かかる従来の対向ターゲット型スパッタリング装置にお
いては、合金薄膜の組成を変化させる場合には、異なる
金属のターゲットを交換したり、異なる金属領域面を有
するターゲットを用いて行われている。
いては、合金薄膜の組成を変化させる場合には、異なる
金属のターゲットを交換したり、異なる金属領域面を有
するターゲットを用いて行われている。
しかしながら、そのターゲット交換作業が煩雑で、また
異なる金属領域面を有するターゲットの作成が難しかっ
た。
異なる金属領域面を有するターゲットの作成が難しかっ
た。
発明の概要
本発明の目的は、成膜される合金薄膜の組成を容易に変
化させることのできる対向ターゲット型スパッタリング
装置を提供することである。
化させることのできる対向ターゲット型スパッタリング
装置を提供することである。
本発明の対向ターゲット型スパッタリング装置は、スパ
ッタガスを吸入及び排気自在な真空容器と、前記容器の
対向する再閉塞端部の内側に距離を隔てて平行に対向し
てプラズマ保持領域を形成するように固定された一対の
ターゲットと、磁界を前記ターゲットを介して前記プラ
ズマ保持領域に形成するように異極を対向させて前記タ
ーゲット近傍に配置された一対の磁石と、薄膜を形成す
べき基板を前記プラズマ保持領域に向かうように配置さ
せる基板ホルダとを含む対向ターゲット型スパッタリン
グ装置であって、前記ターゲットの一方に第1電力を供
給する第111力可変供給手段と、前記第1電力とは独
立して変化する第2電力を前記ターゲットの他方に供給
する第2電力可変供給手段とを有することを特徴とする
。
ッタガスを吸入及び排気自在な真空容器と、前記容器の
対向する再閉塞端部の内側に距離を隔てて平行に対向し
てプラズマ保持領域を形成するように固定された一対の
ターゲットと、磁界を前記ターゲットを介して前記プラ
ズマ保持領域に形成するように異極を対向させて前記タ
ーゲット近傍に配置された一対の磁石と、薄膜を形成す
べき基板を前記プラズマ保持領域に向かうように配置さ
せる基板ホルダとを含む対向ターゲット型スパッタリン
グ装置であって、前記ターゲットの一方に第1電力を供
給する第111力可変供給手段と、前記第1電力とは独
立して変化する第2電力を前記ターゲットの他方に供給
する第2電力可変供給手段とを有することを特徴とする
。
実施例
以下に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第1図は、本実施例の対向ターゲット型スパッタリング
装置の概略断面図である。かかる装置は、磁界コイル(
図示せず)を有した円筒状容器1からなり、容器1の両
端を閉塞して内部に空間を保持している。かかる容器の
側面には、内部にAr等の不活性ガスを供給するスパッ
タガス通路2と、内部を負圧にするための真空ポンプ及
び拡散ポンプに通ずる排気通路3が設けられている。
装置の概略断面図である。かかる装置は、磁界コイル(
図示せず)を有した円筒状容器1からなり、容器1の両
端を閉塞して内部に空間を保持している。かかる容器の
側面には、内部にAr等の不活性ガスを供給するスパッ
タガス通路2と、内部を負圧にするための真空ポンプ及
び拡散ポンプに通ずる排気通路3が設けられている。
容器1の対向する再閉塞端部には、スパッタ源4が絶縁
部材1aを介して配置されている。スパッタ源の各々は
ターゲット5をその端部に載置した筒状部材6からなり
、内部空間に冷却水が流通するように冷却通路7が設け
られている。一対のスパッタ源4は、ターゲット5が距
離りを隔てて平行となるように容器1に固定されている
。ターゲット近傍の筒状部材6の内周側壁には、内周側
壁に沿った筒状の永久磁石8が設けられている。
部材1aを介して配置されている。スパッタ源の各々は
ターゲット5をその端部に載置した筒状部材6からなり
、内部空間に冷却水が流通するように冷却通路7が設け
られている。一対のスパッタ源4は、ターゲット5が距
離りを隔てて平行となるように容器1に固定されている
。ターゲット近傍の筒状部材6の内周側壁には、内周側
壁に沿った筒状の永久磁石8が設けられている。
かかる一対の永久磁石8は、対向するターゲット5を介
して磁界を形成するように異なる極が向かい合っている
。
して磁界を形成するように異なる極が向かい合っている
。
基板を保持する基板ホルダ12は、対向するターゲット
5の中心軸線(−点鎖線)を隔てて基板11が該軸線に
平行にかつターゲット5に挾まれる空間(プラズマ保持
領域)に向かうように配置されている。また、基板ホル
ダ12には基板冷却用流体を流通させる冷却通路13が
設けられている。
5の中心軸線(−点鎖線)を隔てて基板11が該軸線に
平行にかつターゲット5に挾まれる空間(プラズマ保持
領域)に向かうように配置されている。また、基板ホル
ダ12には基板冷却用流体を流通させる冷却通路13が
設けられている。
スパッタ源4の筒状部材6の周囲には、筒状部材6及び
ターゲット5から絶縁された筒状陽極9が設けられ容器
1を介して接地されている。スパッタ源4の一方におい
て筒状部材6及びターゲット5は、第1電力可変供給手
段として電圧を可変できる第1直流電圧電源10aによ
り負の電位が印加されるようになっている。また、他方
のスパッタ源4の筒状部材6及びターゲット5は、第1
直流電圧電源10aとは独立しかつ電圧を可変できる第
2電力可変供給手段としての第2直流電圧電源10aに
より負の電位が印加されるようになっている。基板ホル
ダ12は、円筒状容器1及びスパッタ源4から絶縁され
ている。
ターゲット5から絶縁された筒状陽極9が設けられ容器
1を介して接地されている。スパッタ源4の一方におい
て筒状部材6及びターゲット5は、第1電力可変供給手
段として電圧を可変できる第1直流電圧電源10aによ
り負の電位が印加されるようになっている。また、他方
のスパッタ源4の筒状部材6及びターゲット5は、第1
直流電圧電源10aとは独立しかつ電圧を可変できる第
2電力可変供給手段としての第2直流電圧電源10aに
より負の電位が印加されるようになっている。基板ホル
ダ12は、円筒状容器1及びスパッタ源4から絶縁され
ている。
上記した対向ターゲット型スパッタリング装置において
は、第1及び第2直流電圧電源10a110bによりタ
ーゲットの各々に電力を印加してターゲット5及び円筒
状容器1間にグロー放電を生ぜしめArのプラズマを形
成する。次に、永久磁石8の磁力を十分大とすることに
よって、対向ターゲット5間のプラズマ保持領域に生ず
るプラズマを収束させ、プラズマが基板11に達しない
ように:A節する。このようにして、本装置は、ターゲ
ット5から放出されたスパッタ原子だけが基板11の表
面に堆積して薄膜を成長するようになされている。
は、第1及び第2直流電圧電源10a110bによりタ
ーゲットの各々に電力を印加してターゲット5及び円筒
状容器1間にグロー放電を生ぜしめArのプラズマを形
成する。次に、永久磁石8の磁力を十分大とすることに
よって、対向ターゲット5間のプラズマ保持領域に生ず
るプラズマを収束させ、プラズマが基板11に達しない
ように:A節する。このようにして、本装置は、ターゲ
ット5から放出されたスパッタ原子だけが基板11の表
面に堆積して薄膜を成長するようになされている。
かかる対向ターゲット型スパッタリング装置によってT
bFeCo合金の薄膜を形成した。
bFeCo合金の薄膜を形成した。
まず、第1直流電圧電R10aに接続されたターゲット
5の一方としてTbターゲットを取り付け、第2直流電
圧電源10bに接続されたターゲット5の他方としてF
eCoターゲットを取り付けた。
5の一方としてTbターゲットを取り付け、第2直流電
圧電源10bに接続されたターゲット5の他方としてF
eCoターゲットを取り付けた。
次に、真空容器1内を排気して、Arガスを3mTor
rの圧力まで供給し維持した。
rの圧力まで供給し維持した。
次に、第1及び第2直流電圧電源10a、10bの出力
電力を同時に所定値まで上げ、グロー放電を開始した。
電力を同時に所定値まで上げ、グロー放電を開始した。
その後、第2直流電圧電源10bに接続されたFeCo
ターゲットへの電力供給量を3Kwに一定に維持しつつ
、第1直流電圧電源10aに接続されたTbターゲット
の電力供給量を1〜5Kwの範囲で可変させ、TbFe
Co合金中のTb組成が異なる種々の薄膜を基板の上に
成膜した。
ターゲットへの電力供給量を3Kwに一定に維持しつつ
、第1直流電圧電源10aに接続されたTbターゲット
の電力供給量を1〜5Kwの範囲で可変させ、TbFe
Co合金中のTb組成が異なる種々の薄膜を基板の上に
成膜した。
この方法で得られたTbFeCo合金薄膜中のTb組成
とTbターゲットへの供給電力量との関係を第2図に示
す。Tbターゲットの電力供給量とTb組成とは、はぼ
比例関係にあることが分かる。このように実施例装置で
は、TbFeCo組成に対しTb組成を10〜40%の
範囲で制御できる。
とTbターゲットへの供給電力量との関係を第2図に示
す。Tbターゲットの電力供給量とTb組成とは、はぼ
比例関係にあることが分かる。このように実施例装置で
は、TbFeCo組成に対しTb組成を10〜40%の
範囲で制御できる。
上記実施例では、第1及び第2電力可変供給手段として
は共に独立して電圧を可変できる2つの直流電圧電源1
0a、10bを用いているが、電源を1つとして共用し
、独立した2つの供給経路において可変抵抗器等の電力
可変手段を介して一対のターゲットへ別個に電力を供給
してもよい。
は共に独立して電圧を可変できる2つの直流電圧電源1
0a、10bを用いているが、電源を1つとして共用し
、独立した2つの供給経路において可変抵抗器等の電力
可変手段を介して一対のターゲットへ別個に電力を供給
してもよい。
また、第1及び第2電力可変供給手段は各々直流電力及
び交流電力のいずれかを供給できる電源であればよい。
び交流電力のいずれかを供給できる電源であればよい。
すなわち、第1電源を直流電圧電源とし第2電源を高周
波電圧電源としてもよく、また逆に、第1牢源を高周波
電圧電源とし第2電源を直流電圧電源としてもよい。更
に、第1及び第2電源ともに高周波電圧電源としてもよ
い。
波電圧電源としてもよく、また逆に、第1牢源を高周波
電圧電源とし第2電源を直流電圧電源としてもよい。更
に、第1及び第2電源ともに高周波電圧電源としてもよ
い。
発明の効果
以上のように、本発明によれば、対向ターゲット型スパ
ッタリング装置において、ターゲットの一方に第1電力
を供給する第1電力可変供給手段と、第1電力とは独立
して変化する第2電力をターゲットの他方に供給する第
2電力可変供給手段とを設けているので、各電力供給経
路からの電力供給量をターゲット毎に変化させ得ること
ができる。よって、各成膜工程における回分ごとに、合
金薄膜の組成を容易に制御できる。更に、成膜中におい
ても合金薄膜の厚さ方向においてその組成を連続して変
化させることができる。
ッタリング装置において、ターゲットの一方に第1電力
を供給する第1電力可変供給手段と、第1電力とは独立
して変化する第2電力をターゲットの他方に供給する第
2電力可変供給手段とを設けているので、各電力供給経
路からの電力供給量をターゲット毎に変化させ得ること
ができる。よって、各成膜工程における回分ごとに、合
金薄膜の組成を容易に制御できる。更に、成膜中におい
ても合金薄膜の厚さ方向においてその組成を連続して変
化させることができる。
第1図は本発明による対向ターゲット型スパッタリング
装置の概略断面図、第2図は本発明による対向ターゲッ
ト型スパッタリング装置によって得られるTbFeCo
合金薄膜中のTb組成とTbターゲットへの供給電力量
との関係を示すグラフ、第3図は従来の対向ターゲット
型スパッタリング装置の概略断面図である。 主要部分の符号の説明 1・・・・・・円筒状容器 2・・・・・・スバヅタガス通路 3・・・・・・排気通路 4・・・・・・スパッタ源 5・・・・・・ターゲット 6・・・・・・筒状部材 7.13・・・・・・冷却通路 8・・・・・・永久磁石 9・・・・・・筒状陽極 O・・・・・・電源 Oa・・・・・・第1直流電圧電源 Ob・・・・・・第2直流電圧電源 1・・・・・・基板 2・・・・・・基板ホルダ 0・・・・・・プラズマ保持領域 2・・・・・・磁界コイル
装置の概略断面図、第2図は本発明による対向ターゲッ
ト型スパッタリング装置によって得られるTbFeCo
合金薄膜中のTb組成とTbターゲットへの供給電力量
との関係を示すグラフ、第3図は従来の対向ターゲット
型スパッタリング装置の概略断面図である。 主要部分の符号の説明 1・・・・・・円筒状容器 2・・・・・・スバヅタガス通路 3・・・・・・排気通路 4・・・・・・スパッタ源 5・・・・・・ターゲット 6・・・・・・筒状部材 7.13・・・・・・冷却通路 8・・・・・・永久磁石 9・・・・・・筒状陽極 O・・・・・・電源 Oa・・・・・・第1直流電圧電源 Ob・・・・・・第2直流電圧電源 1・・・・・・基板 2・・・・・・基板ホルダ 0・・・・・・プラズマ保持領域 2・・・・・・磁界コイル
Claims (2)
- (1)スパッタガスを吸入及び排気自在な真空容器と、
前記容器の対向する両閉塞端部の内側に距離を隔てて平
行に対向してプラズマ保持領域を形成するように固定さ
れた一対のターゲットと、磁界を前記ターゲットを介し
て前記プラズマ保持領域に形成するように異極を対向さ
せて前記ターゲット近傍に配置された一対の磁石と、薄
膜を形成すべき基板を前記プラズマ保持領域に向かうよ
うに配置させる基板ホルダとを含む対向ターゲット型ス
パッタリング装置であって、前記ターゲットの一方に第
1電力を供給する第1電力可変供給手段と、前記第1電
力とは独立して変化する第2電力を前記ターゲットの他
方に供給する第2電力可変供給手段とを有することを特
徴とする対向ターゲット型スパッタリング装置。 - (2)前記第1及び第2電力可変供給手段は各々直流電
力及び交流電力のいずれかを供給することを特徴とする
請求項1記載の対向ターゲット型スパッタリング装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1037741A JPH02217467A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 対向ターゲット型スパッタリング装置 |
| US07/405,818 US5000834A (en) | 1989-02-17 | 1989-09-08 | Facing targets sputtering device |
| GB8920847A GB2228268B (en) | 1989-02-17 | 1989-09-14 | Facing targets sputtering device |
| DE3931212A DE3931212A1 (de) | 1989-02-17 | 1989-09-19 | Zerstaeubungsvorrichtung mit einander zugewandt angeordneten targets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1037741A JPH02217467A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 対向ターゲット型スパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02217467A true JPH02217467A (ja) | 1990-08-30 |
Family
ID=12505911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1037741A Pending JPH02217467A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 対向ターゲット型スパッタリング装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5000834A (ja) |
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