JPH0313575A

JPH0313575A - 対向ターゲツトスパツタ装置

Info

Publication number: JPH0313575A
Application number: JP14841389A
Authority: JP
Inventors: Yukio Nakagawa; 中川　由岐夫; Yasunori Ono; 康則大野; Kenichi Natsui; 健一夏井; Hidetsugu Setoyama; 英嗣瀬戸山; Shigeo Aoki; 青木　茂夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-06-13
Publication date: 1991-01-22

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］本発明は、対向ターゲットスパッタ装置に係り、特に、
そのバッキングプレートの材質及び構造を改善して成膜
効率を向上させた対向ターゲットスパッタ装置及びこの
装置を用いた薄膜形成方法に関する。

［従来の技術］薄膜形成用のスパッタ装置の１つとして、対向ターゲッ
トスパッタ装置が知られている。この対向ターゲットス
パッタ装置は、対向する一対のターゲット電極に印加す
る電源として、直流電源を用いるものと、高周波電源を
用いるものとがある。

そして、直流電源を用いる従来技術として、例えば、特
開昭５８−３１０８１号公報等に記載された技術が、高
周波電源を用いる従来技術として、例えば、特開昭５８
−１３６７７７号公報等に記載された技術が知られてい
る。また、対向ターゲットスパッタ装置は、対向する一
対のターゲット電極相互間に、垂直方向の磁場を印加す
る必要があり、磁場発生手段としてコイルを用いる従来
技術として、特開昭５８−３１０８１号公報に記載され
た技術が、また、磁石を用いる従来技術として、特開昭
５８−３１０８１号公報、特公昭６３−２０３０４号公
報等に記載された技術が知られている。

以下、対向ターゲットスパッタ装置の原理を図面により
説明する。

第１１図は対向ターゲットスパッタ装置の原理を説明す
る図である。第１１図において、２．２′はターゲット
、４．４′は磁石である。

対向ターゲットスパッタ装置の対向する一対のターゲッ
ト電極は、第１１図に示すように、対向して設けられる
一対のターゲット２．２′のそれぞれの背面に磁石４．
４′　を、その磁極が逆極性となるように配置されて構
成されている。なお、一般に、それぞれのターゲット２
．２′の背面には、ターゲット２．２′　を保持するた
めのバッキングプレートが備えられている。このような
ターゲット電極は、スパッタガスであるアルゴンガス等
の低圧ガス雰囲気中に置かれ、ターゲット２．２′に前
述した直流または高周波の電力が供給される。

この結果、第１１図に直線の矢印で示すように一方のタ
ーゲット２′から他方のターゲット２へ向かう磁場が発
生し、アルゴンガス等の低圧ガス内で、グロー放電が生
じる。このとき、放電により生じた電子は、前述の磁場
にトラップされ、磁場の周囲を回転運動しながら、陰極
であるターゲット２．２′の間を往復し、スパッタガス
であるアルゴンガスと衝突して、ガスを電離させプラズ
マ放電を持続させる。

前述した点から理解できるように、対向ターゲットスパ
ッタ装置においては、対向するターゲット２．２’間の
ターゲット空間の磁場分布が、スパッタ特性、すなわち
、薄膜生成時の成膜特性に大きな影響をおよぼすことに
なる。

なお、本発明に関連する従来技術として、他に例えば、
特開昭６３−３８５７６号公報、特開昭６３−８９６６
２号公報等に記載された技術が知られている。これらの
従来技術は、対向ターゲットスパッタ装置ではなく、マ
グネトロンスパッタ装置において、バッキングプレート
中にヨークを設け、あるいは、ターゲットベースに磁性
材料を埋設して、バッキングプレート上に載置したター
ゲットの表面近傍に効率良く漏洩磁界を発生させ、ター
ゲットの利用効率の向上及び成膜時の膜厚の均一性の向
上を図るものである。

前述したマグネトロンスパッタ装置は、ターゲットの背
面に、Ｎ極及びＳ極の磁極の相異なる磁石を配置するも
のであり、従って、一方の磁石から他方の磁石に向かう
トンネル形の磁場が形成される。そして、マグネトロン
スパッタ装置においては、ターゲット表面の磁場強度を
所望の値とし、その磁場強度を有する領域の幅を広くす
ることにより、ターゲット上での濃いプラズマ領域を大
きくして、ターゲットの利用効率の向上と成膜時の膜厚
の均一性の向上とを図るようにしたものである。

前述のようなマグネトロンスパッタ装置の従来技術とし
て、例えば、特開昭６３−３８５７６号公報、特開昭６
３−８９６６２号公報等に記載された技術が知られてお
り、前者の公報に記載された技術は、バッキングプレー
トの中にヨークを設けることにより、また、後者の公報
に記載された技術は、ターゲットベースに補助磁極を設
けることにより、いずれの公報に記載の技術も、ターゲ
ット表面の漏洩磁束を強くして、マグネトロンスパッタ
装置に固有のターゲット表面上の水平方向磁場の増大を
図るものである。

これに対して、対向ターゲットスパッタ装置は、ターゲ
ット背面に配置される磁石が同極性であり、対向するタ
ーゲット相互間に垂直方向の磁場を形成するものであり
、その構成及び磁石の作用がマグネトロンスパッタ装置
とは異なっている。

［発明が解決しようとする課題］前述した対向ターゲットスーパツタ装置の従来技術は、
ターゲット材が絶縁物あるいは非磁性金属である場合、
ターゲット間の空間磁場分布が均一になりにくく、ター
ゲット間の空間内におけるプラズマ密度が不均一となり
、プラズマ密度が小さくなる部分を生じ、成膜速度を大
きくすることができないという問題点を有していた。

第１２図は従来技術によるターゲットスパッタ装置のタ
ーゲット間の磁場の様子を説明する図であり、以下、こ
の図により前述した問題点について、さらに詳細に説明
する。第１２図において、３．３″はバッキングプレー
トであり、他の符号は第１１図の場合と同一である。

第１２図は、ターゲット２．２′、バッキングプレート
３．３′及び磁石４．４′により構成される対向ターゲ
ットスパッタ装置における、ターゲット２．２′間の空
間内における磁界の様子を示しており、図の左側がター
ゲット２．２″の中心位置である。第１２図には、磁石
４．４′付近の強い磁界の等磁界線のみを示しているが
、ターゲット２．２′間にも垂直方向の磁場が生じてい
る。この垂直方向の磁場は、場合によって、その方向が
逆転することがあり、次に、この点について説明する。

いま、対向ターゲットスパッタ装置により、ビデオヘッ
ドの保護膜を形成するものとする。この場合、ターゲッ
ト２．２′は、その材料が絶縁物あるいは非磁性金属で
あり、また、パッキングブレート３．３′は、ターゲッ
トに対する冷却効率の点から、通常、熱伝導率の高い非
磁性材である銅等が用いられる。

このような場合、磁石４．４′による磁束は、バッキン
グプレート３．３′の存在に影響されず、磁石の一端か
らでて他端に戻るループを描く。磁石４′の磁束につい
てみると、磁石４′の近傍では、下側のターゲット２′
から上側のターゲット２の方向へ向かう、矢印で示すよ
うな磁束を生じるが、磁石４′から離れたターゲット２
．２′の中心部に近い部分では、この磁束が他端に戻る
ループを描くため、矢印で示すように逆方向の磁束と成
り、逆方向の磁場を生じさせることになる。

すなわち、前述した従来技術による対向ターゲットスパ
ッタ装置は、ターゲット２．２′及びバッキングプレー
ト３．３′が非磁性材である場合、ターゲット２．２′
間のターゲット空間において、該空間の径方向の位置に
より磁場が逆転する場合が生じる。

第１３図はこの場合のターゲット２．２″の中間位置に
おける径方向に対する磁場強度の変化を示す図である。

この図から理解できるように、ターゲット２．２°の外
周部の磁石４．４′に近い位置で、ターゲット空間にお
ける磁場は、上向き、すなわち、正の値となっているが
、ターゲット２．２′の中心部に近づくにしたがって、
その強度が弱くなり、零点を経て、逆向きのものとなる
。このような磁場分布を有する場合、磁場強度が零に近
い領域では、電子は磁場にトラップされないことになる
。

このため、対向ターゲットスパッタ装置においては、タ
ーゲット相互間のターゲット空間における空間磁場分布
を、プラズマ密度を一様にするために、できるだけ均一
にする必要があるが、前述した従来技術は、バッキング
プレートの材質が非磁性材であるため、ターゲット空間
の磁場分布を一様にすることが困難であるという問題点
を有している。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、非磁
性体をターゲットとする対向ターゲットスパッタ装置に
おいて、対向するターゲット間の空間磁場分布を均一化
し、スパッタ効率のよい対向ターゲットスパッタ装置を
提供することにあり、また、このような、非磁性体をタ
ーゲットとするスパッタ効率のよい対向ターゲットスパ
ッタ装置を用いて、高効率にビデオ装置等における磁気
ヘッドに絶縁膜等の保護膜を成膜する方法を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］本発明によれば前記目的は、ターゲット背面に磁性材か
らなる構成物を配置することにより達成される。該構成
物は、ターゲットのバッキングプレートとして構成され
てもよく、また、バッキングプレートとは別の部材とし
て構成されてもよい。

そして、前記目的は、ターゲット材料として絶縁物を用
いる場合、プラズマ生成のための電源として高周波電源
を用い、ターゲット材料として非磁性金属等の導電性材
料を用いる場合、電源として直流′ａ源を用いることに
より達成される。

また、前記目的を達成し、かつ、その性能を改善するな
めに、本発明は、前記バッキングプレートに代る磁性材
からなる構成物、あるいは、バッキングプレート（以下
、両者を含めてバッキングプレートという）の厚さを一
部分薄くする、バッキングプレートの中央部を非磁性材
で構成する、バッキングプレートの中央部に中空部を設
ける、バッキングプレートを２層構造とし、それぞれの
層の材質を異ならせる等、バッキングプレートの構成に
変更を加えることが可能である。さらに、本発明は、磁
石を磁性材によるヨークで結合する、磁石とは別にコイ
ルと励磁用の電源を設け、ターゲット間の空間磁場の磁
場分布の形状を制御可能にする等の変形が可能である。

また、本発明は、成膜時の膜質の改善、成膜処理枚数を
増大して、成膜処理効率を向上させるために、ターゲッ
ト中央部を中空構造とし、この中空構造部にイオン源を
設ける、あるいは、中空構造部に成膜すべき基板を配置
する等の変形を行うことも可能である。

本発明による対向ターゲットスパッタ装置におけるバッ
キングプレート材としては、例えば、鉄、磁性ステンレ
ス、パーマロイ、鉄系合金等の磁性材を用いることがで
き、本発明による対向ターゲットスパッタ装置は、例え
ば、磁気ヘッドに対する保護膜の形成等に用いて好適で
ある。

［作　用コバッキングプレートを磁性材で構成することにより、バ
ッキングプレートの背面に接触して設けられる磁石がバ
ッキングプレートを磁化するので、ターゲットの背面に
平面磁石を配置したと同様な効果を得ることができる。

そして、バッキングプレートの相対向する磁極がお互い
に逆向きとなっているので、ターゲット全面にわたり、
ターゲットに垂直な方向の磁場を、磁場強度の変化を少
なく形成することができるので、対向して設けられるタ
ーゲット間に、はぼ−様の濃度を有するプラズマを形成
することができ、成膜速度を小さくすることなく、効率
のよい成膜を行わせることができる。

［実施例］以下、本発明による対向ターゲットスパッタ装置の実施
例を図面により詳細に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す断面図、第
２図はターゲット間の磁場の様子を説明する図、第３図
は対向するターゲットの中間位置における径方向に対す
る磁場強度の変化を示す図である。第１図、第２図にお
いて、ｌは真空チャンバ、５．５′はターゲットホルダ
、６．６′は通水孔、７．７′は排水孔、８．８′はア
ースシールド、９は基板ホルダ、１０は基板、１１は排
気孔、１２はガス給気孔、１３．１３′はマツチングボ
ックス、１４は高周波電源であり、他の符号は第１１図
、第１２図の場合と同一である。

本発明による対向ターゲットスパッタ装置の第１の実施
例は、第１図に示すように、真空チャンバｌの内部に、
例えば、円盤状の形状を有しており、バッキングプレー
ト３．３′と一体に構成された一対のターゲット２．２
′が対向して配置されて構成されている。これらのター
ゲット２．２′は絶縁物であり、バッキングプレート３
，３′は、鉄、磁性ステンレス、パーマロイ、鉄系合金
等の磁性材である。バッキングプレート３．３″の背面
には、磁石４．４′が相対する磁極が逆向きとなるよう
に配置されている。この磁石４．４′は、例えば、リン
グ状の形状を有するものである。

ターゲットホルダ５，５′は、前述のターゲット２．２
′、バッキングプレート３．３′　を保持し、磁石４．
４′　を内蔵するもので、その内部は、真空チャンバ１
に対して気密に構成されており、ターゲット２．２′　
を冷却するための冷却水が、通水孔６．６′及び排水孔
７．７′　を介して流れるように構成されている。ター
ゲットホルダ５．５′の周囲には、アースシールド８．
８′が、真空チャンバ１と電気的に接続されて設けられ
ており、従って、真空チャンバｌは、大地電位に保持さ
れている。

前述したように、ターゲット２．２′は、通常円形であ
るので、アースシールド８．８′は、円筒状の形状を有
している。そして、基板ｌＯを保持する基板ホルダ９が
アースシールド８．８′の外周の、ターゲット２．２′
間の位置に円筒状に設けられている。該基板ホルダ９に
は、成膜を行うべき複数の基板ｌＯが、ターゲット２．
２′の外周部に、通常、ターゲット面とは垂直に配置さ
れ、その表面に、ターゲット材による薄膜が形成される
。基板ホルダ９は、図示例の場合、真空チャンバ１と結
合され、該真空チャンバｌと同電位、すなわち、大地電
位とされているが、大地電位と絶縁し、あるいは、別途
に基板バイアス電位を与えるようにしてもよい。

真空チャンバ１には、図示しない真空排気装置を接続す
る排気孔１１と、アルゴンガス等のスパッタリングガス
を供給するガス給気孔１２が設けられており、それぞれ
、真空排気装置及びガス供給装置が接続されている。

バッキングプレート３．３′は、マツチングボックス１
３．１３′を介して、高周波電源、この場合、１３．５
６ＭＨｚの高周波電源１４に接続されている。この高周
波電源１４から見たターゲット２．２′及びバッキング
プレート３．３″は、それぞれが、はぼ対称となるよう
に配置され、また、その配線も対称に行われる。このた
め、バッキングプレート３．３′すなわちターゲット２
．２′には、高周波電源１４からの電源が、同電圧、同
位相で印加される。

次に、前述したような構成の対向ターゲットスパッタ装
置による成膜処理について説明する。

まず、真空チャンバ１は、その内部が、例えば、１／１
０’Ｐａ程度のオーダまで真空に引かれ、アルゴンガス
等のスパッタリングガスをガス供給孔１２から供給して
、１／１０ＰａないしＩＰａ程度のオーダの真空度とさ
れる。

対向ターゲットスパッタ装置は、このような状態で、高
周波電源１４より高周波電力をターゲット２．２′に供
給することにより、ターゲット２．２′間の空間内にプ
ラズマを生成させるものであるが、ターゲット２．２′
間の、該ターゲットに垂直な方向の磁場に電子がトラッ
プされて、プラズマ生成効率をたかめることは、第１１
図により既に説明した通りである。ターゲット２．２′
の電位は、プラズマを生成することにより、１自動的に
負電位にバイアスされており、このため、磁場にトラッ
プされた電子は、ターゲット前面で跳ね返され、ターゲ
ット２．２′間を往復することになる。

また、第１図に示す本発明の実施例は、バッキングプレ
ート３．３′が磁性材で構成されているため、ターゲッ
ト２．２′の磁場の様子は、第２図に示すようになる。

この場合、磁石４．４′からターゲット２．２′方向へ
でた磁束は、その多くが、磁性材で構成されたバッキン
グプレート３．３′の内部を通り、バッキングプレート
３．３′を磁化することになり、第１２図により説明し
た、バッキングプレート３．３′が非磁性材の場合とは
、磁場の形状が異なっている。すなわち、この場合、バ
ッキングプレート３．３′が磁化され、平板状の磁石が
配置されたと同様となり、しかも、その相対する磁極は
、既に述べたように逆極性となっている。従って、磁性
体であるバッキングプレート３．３′から漏れた磁界は
、上、下のターゲット２．２′相互間に垂直方向成分の
磁場を発生させることができる。

このような本発明の実施例による磁場の発生は、特開昭
６３−３８５７６号公報、特開昭６３−８９６６２号公
報等に記載された、既に従来技術として説明した、マグ
ネトロンスパッタ装置において、ヨーク、補助磁極を用
いてターゲット上に水平方向の漏洩磁界を発生させ、こ
れを利用するのとは、その作用、効果が異なるものであ
る。

ターゲット２．２′間の中間位置における径方向の磁場
強度の変化の様子を示す第３図から理解できるように、
磁場強度は、ターゲット２．２′の中心位置（ｒ＝ｏ）
で最も大きく、外周部に近づくにしたがって弱くなるが
、第１３図により説明した従来技術による場合、すなわ
ち、バッキングプレート３．３′が非磁性材である場合
のように、磁場強度が正負にまたがって大きく変化し、
途中で零になるようなことがなく、ターゲット空間にお
ける磁場強度分布特性が大きく改善されている。磁性材
をターゲットとする直流印加のターゲットスパッタ装置
では、従来技術の場合にも、磁場強度分布は、ターゲッ
トが磁化されるので、第３図に示した特性に近い特性と
なるが、ターゲット材として絶縁材を用いる、高周波印
加の対向ターゲットスパッタ装置においても、バッキン
グプレートを磁性材で構成することにより、前述と同様
な磁場分布を与えることができる。

第１図に示す本発明の実施例は、高周波印加のターゲッ
トスパッタ装置であり、バッキングプレート３．３′を
磁性材で構成したので、ターゲット空間の磁場分布を大
幅に改善することができ、ターゲット径方向の磁場分布
を一様にすることができるので、プラズマ密度のターゲ
ット径方向の変化を少なくして、均一なプラズマをター
ゲット空間内に生成させることができる。

このようにしてターゲット空間内に生成されたプラズマ
中のイオンの内、ターゲット近傍のイオンは、ターゲッ
トの負のバイアス電位で加速され、ターゲットを叩いて
、ターゲット材をスパッタ粒子としてターゲットから引
き離す。ターゲットから放出されたスパッタ粒子の内、
基板ｌＯの方向への運動成分をもったスパッタ粒子は、
基板１０に付着し、基板１０上に薄膜を生成させる。こ
の薄膜生成の速度は、プラズマ密度が高いほど大きくな
り、また、プラズマ密度は、注入電力を大きくすること
により高くすることができるが、これには限度がある。

従って、同一注入電力に対して成膜速度が大きいほど、
効率の良い装置ということができるが、第１図に示す本
発明の実施例によれば、この成膜効率を高くすることが
できる。

前述した第１図に示す本発明の実施例は、磁場の発生手
段として磁石を用いているが、磁石に代り電磁石を用い
てもよく、この場合にも同様な効果を得ることもできる
。但し、電磁石を用いる場合、電源を別に必要とするた
め構成要素が多くなるので、電磁石を単体で用いるより
磁石を用いるのが効果的である。

本発明の実施例は、ビデオ、磁気ディスク等の磁気ヘッ
ドの保護膜形成に用いて効果的であり、特に、厚い保護
膜を形成する場合に有利である。

前述した本発明の実施例によれば、ターゲット間の磁場
分布特性を改善することができ、プラズマ密度の高い領
域を大きくとることができるので、成膜効率の高い高周
波印加のターゲットスパッタ装置を提供することができ
る。

第４図〜第６図は本発明の第２〜第４の実施例を示す図
であり、バッキングプレートを含む磁場発生手段の変形
例を示す図、第７図は前記各実施例におけるターゲット
の中間位置の径方向に対する磁場強度の変化を示す図で
ある。第４図〜第６図において、３ａ、３’ａは非磁性
材部、３ｂ、３’ｂは磁性材部、１５．１５′はヨーク
であり、他の符号は第１図の場合と同一である。また、
第４図〜第６図の実施例における対向ターゲット間距離
、磁石の強さ、大きさ、ターゲットの厚さ及びバッキン
グプレートの中央部の厚さ等は、第１図の場合と同一と
して、各実施例のターゲット空間における磁場強度を第
７図に示している。

第４図に示す本発明の第２の実施例は、バッキングプレ
ート３．３′の背面の磁石４．４′　を設置する位置の
バッキングプレートの部分の厚さを他の部分より薄く構
成したものである。この場合のターゲット空間における
磁場分布特性は、第７図に曲線（ｂ）として示す特性と
なり、比較のため示した第１図の実施例の場合の磁場分
布特性の曲線（ａ）と比較してターゲット中央部の磁場
強度を大きくすることができるものである。すなわち、
この実施例では、必要とする磁場強度を得るための、磁
石４．４′の磁力が小さくてもよいことになる。

このような本発明の第２の実施例においても、成膜効率
の高い高周波印加の対向ターゲットスパッタ装置を提供
することができる。

第５図に示す本発明の第３の実施例は、バッキングプレ
ート３．３′　を、その中央部を非磁性材部３ａ、３’
ａで、外周部を磁性材部３ｂ、３’ｂで構成したもので
ある。この場合のターゲット空間における磁場分布特性
は、第７図に曲線（Ｃ）として示す特性となる。すなわ
ち、ターゲット中心部での磁場強度は、第１図の実施例
の場合より小さくなるが、ターゲットの外周部の磁石よ
りわずかに内側の部分で磁場強度のピークを生じるもの
となる。

対向ターゲットスパッタ装置においては、ターゲット外
周部のプラズマ密度が高い方が、成膜を行うべき基板と
の距離が短く、成膜速度を大きくすることができるが、
この本発明の第３の実施例は、ターゲットの外周部に磁
場強度のピークがあり、この部分でプラズマ密度を高く
することができるので、高効率で成膜処理を行うことが
可能である。

なお、この本発明の第３の実施例において、バッキング
プレート３．３′の中央部の非磁性材部３ａ、３’ａの
部分を、中空構造としてもよく、この場合にも、同様の
効果を得ることができる。

第６図に示す本発明の第４の実施例は、磁石４．４′の
背面にヨーク１５．１５’　を設けたものである。この
場合の磁場分布は、第７図に曲線（ｄ）として示すよう
になり、曲線（ａ）として示す第１図の実施例の場合の
磁場強度より、その磁場強度が弱くなっているが、この
ような構成によっても、充分に効率の高い成膜処理を行
うことが可能である。

前述した本発明の第２〜第４の実施例は、それらの少な
くとも２つを組合せて使用することが可能であり、相乗
的な効果を得ることができる。

第８図は本発明の第５の実施例の構成を示す断面図であ
る。第８図において、Ｉ６．１６’　はコイル、１７．
１７′は直流電源であり、他の符号は第１図の場合と同
一である。

この本発明の第５の実施例は、第１図に示した本発明の
第１の実施例の構成に、さらに、磁場発生のためのコイ
ル１６．１６′及び励磁用の直流電源１７．１７’　を
付加したものである。そして、この実施例は、コイルＩ
６．１６’に直流電源１７．１７′より直流電流を流す
ことにより、ターゲット２．２′間のターゲット空間に
垂直方向の磁場を付与し、磁石４．４′により発生する
磁場をベースに、磁場強度を制御可能としたものである
。これにより、本発明の第５の実施例によれば、成膜処
理のための最適な磁場強度を得ることができる。

また、この実施例において、コイル１６．１６′の径を
磁石４．４＋より小さくして、磁石４．４′による磁場
の方向とは逆方向の磁場を発生させるように、コイル１
６．１６′　を励磁することにより、ターゲット２．２
′の中央部付近の磁場強度を弱め、ターゲット２．２′
の外周部の磁場強度を相対的に強くすることも可能であ
る。この場合、第５図により説明した実施例と同様な効
果を得ることができる。

第９図は本発明の第６の実施例の構成を示す断面図であ
る。第９図において、１８．１８’　はアースシールド
、１９はイオン源であり、他の符号は第１図の場合と同
一である。

この本発明の第６の実施例は、第１図に示した実施例に
おけるターゲットホルダの中心部を中空構造とし、この
中空部に別の構成要素を組み込むようにしたものである
。そして、第１図の実施例と異なる基本構造として、中
空部のアースシールド１８．１８′が組み込まれている
。

第９図に示す実施例では、別の構成要素として、イオン
源１９が組み込まれている。このイオン源１９から発生
されるイオンビームは、矢印でしめすように、ターゲッ
トホルダの外周部に配置されている成膜すべき基板ＩＯ
を照射し、スパッタ成膜中にこのイオンビームのアシス
トで、形成される薄膜の膜質を良好にすることができる
。

この実施例では、別の構成要素として組み込まれるイオ
ン源１９の代りに、基板ホルダと基板とを配置すること
も可能であり、この場合、ターゲットホルダの内周部と
外周部とを利用して基、板に対する成膜処理を行うこと
ができるので、装置全体として、成膜処理効率を向上さ
せることができるという効果を得ることができる。

前述した本発明の第１〜第６の実施例は、本発明を、タ
ーゲット材が絶縁物である高周波印加の対向ターゲット
スパッタ装置に適用したものであるが、本発明は、非磁
性金属ターゲットを使用する高周波印加の対向ターゲッ
トスパッタ装置に適用することも可能であり、この場合
にも、バッキングプレートを磁性材とすることにより、
同様な効果を得ることができる。

さらに、本発明は、直流印加の対向ターゲットスパッタ
装置にも適用することができる。すなわち、直流印加の
対向ターゲットスパッタ装置においても、ターゲット材
が非磁性金属の場合、バッキングプレートが非磁性材で
あれば、ターゲット空間における磁場分布は、第１３図
に示した特性と類似なものとなる。そして、このような
直流印加の対向ターゲットスパッタ装置において、バッ
キングプレートを、本発明を適用して磁性材とすること
により、その磁場分布を第３図に示したと同様な特性と
することができ、直流印加の対向ターゲットスパッタ装
置においても、ターゲット材が非磁性金属の場合、前述
と同様な効果を奏することができる。

第１Ｏ図は本発明の第７の実施例を示す図であり、バッ
キングプレートの変形例を示す図である。

第１０図において、３ｃ、３’ｃは非磁性金属板であり
、他の符号は第１図の場合と同一である。

この本発明の第７の実施例は、バッキングプレートを２
重構成としたもので、ターゲット２．２′に近い側を磁
性材によるバッキングプレート３．３′とし、遠い側を
、通常、バッキングプレートの材質として用いられてい
る銅等の熱伝導率のよい、かつ、水により錆びの発生す
ることの少ない非磁性金属板３ｃ、３’ｃとした、２重
構造のバッキングプレートを用いるものである。

バッキングプレートは、ターゲットの冷却のため、第１
図で説明したように水冷されている。バッキングプレー
トが、鉄系材質による磁性材の場合、水冷することによ
り錆びが発生するが、この実施例のように、冷却用の水
と接する部分のバッキングプレート材を銅等とすること
により、錆びの発生を抑え、冷却効率を高めることがで
き、しかも、他の実施例と同様な効果も奏することがで
きる。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、非磁性ターゲッ
ト材を用いる対向ターゲットスパッタ装置において、対
向する両ターゲット間の空間における磁場分布をターゲ
ットに垂直方向に一様にすることができ、プラズマ密度
の濃い部分を広い範囲で確保することができるので、基
板に対する成膜効率の向上を図ることができる。

また、本発明による装置を用いた場合、ビデオ用等の磁
気ヘッド等に保護膜を形成する処理を短時間で行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を示す断面図、第
２図はターゲット間の磁場の様子を説明する図、第３図
はターゲットの中間における径方向に対する磁場強度の
変化を示す図、第４図、第５図、第６図は本発明の第２
〜第４の実施例を示す図であり、バッキングプレートを
含む磁場発生手段の変形例を示す図、第７図は前記各実
施例におけるターゲットの中間位置の径方向に対する磁
場強度の変化を示す図、第８図、第９図、第１Ｏ図は本
発明の第５、第６、第７の実施例の構成を示す図、第１
１図は対向ターゲットスパッタ装置の原理を説明する図
、第１２図は従来技術によるターゲットスパッタ装置の
ターゲット間の磁場の様子を説明する図、第１３図はこ
の場合のターゲット２．２′の中間における径方向に対
する磁場強度の変化を示す図である。ｌ・・・・・・真空チャンバ、２．２′・・・・・・タ
ーゲット、３．３′・・・・・・バッキングプレート、
３ａ、３’ａ・・・・・・非磁性材部、３ｂ、３’ｂ・
・・・・・磁性材部、３ｃ、３’ｃ・・・・・・非磁性
金属板、４．４′・・・・・・磁石、５．５′・・・・
・・ターゲットホルダ、６．６′・・・・・・通水孔、
７．７′・・・・・・排水孔、８．８’、１８．１８′
　・・・・・・アースシールド、９・・・・・・基板ホ
ルダ、ｌＯ・・・・・・基板、１１・・・・・・排気孔
、１２・・・・・・ガス給気孔、１３．１３’　・・・
・・・マツチングボックス、１４・・・・・・高周波電
源、１５．１５′　・・・・・・ヨーク、１６．１６′
・・・・・・コイル、１７．１７’　・旧・・直流電源
、１９・・・・・・イオン源。第２図第３図第８図７＋　６．　＋　６“：コイル＋　７．　＋　７’　：直流電源第９図１つ：イオン源第１Ｏ図

Claims

【特許請求の範囲】

１．真空チャンバ内にターゲットが対向して備えられ、
基板に成膜を行う対向ターゲットスパッタ装置において
、前記ターゲットの背面に磁性材料からなる構成物を備
えたことを特徴とする対向ターゲットスパッタ装置。
２．真空チャンバ内に、バッキングプレートを背面に備
えたターゲットが対向して備えられ、基板に成膜を行う
対向ターゲットスパッタ装置において、前記バッキング
プレートが磁性材料により構成されることを特徴とする
対向ターゲットスパッタ装置。
３．前記ターゲットに接続される電源が高周波電源であ
り、前記ターゲットの材質が絶縁物あるいは非磁性金属
であることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
２項記載の対向ターゲットスパッタ装置。
４．前記ターゲットに接続される電源が直流電源であり
、前記ターゲットの材質が非磁性金属であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の対向タ
ーゲットスパッタ装置。
５．前記ターゲットの背面に備えられる構成物あるいは
バッキングプレートの背面に磁場発生用の磁石が備えら
れ、前記ターゲットの背面に備えられる構成物あるいは
バッキングプレートの厚さを、前記磁石と接する部分で
他の部分より薄く構成したことを特徴とする特許請求の
範囲第１項ないし第４項のうち１項記載の対向ターゲッ
トスパッタ装置。
６．前記ターゲットの背面に備えられる構成物あるいは
バッキングプレートの中央部を、非磁性材で構成し、ま
たは、中空構造とすることを特徴とする特許請求の範囲
第１項ないし第４項のうち１項記載の対向ターゲットス
パッタ装置。
７．前記磁場発生用の磁石のターゲットと反対の側を磁
性材ヨークにより接続したことを特徴とする特許請求の
範囲第５項または第６項記載の対向ターゲットスパッタ
装置。
８．前記ターゲット、該ターゲットの背面に備えられる
構成物あるいはバッキングプレートと、磁場発生用の磁
石とを保持するターゲットホルダの外部に、コイル及び
直流電源を備え、ターゲット面に垂直な磁場をさらに付
与することを特徴とする特許請求の範囲第５項または第
６項記載の対向ターゲットスパッタ装置。
９．前記ターゲットの背面に配置される構成物あるいは
バッキングプレートは、２層構造に構成され、ターゲッ
トに近い側が磁性材料で、その反対側が熱伝導率のよい
非磁性金属で構成されることを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第８項のうち１項記載の対向ターゲット
スパッタ装置。
１０．前記ターゲットの背面に備えられる構成物あるい
はバッキングプレートに用いられる磁性材料は、鉄、磁
性ステンレス、パーマロイあるいは鉄系合金であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項のうち
１項記載の対向ターゲットスパッタ装置。
１１．前記ターゲット、及び、前記ターゲットの背面に
備えられる構成物あるいはバッキングプレートの中央部
を中空構造とし、該中空構造部内に、イオン源または成
膜すべき基板を配置することを特徴とする特許請求の範
囲第１項ないし第１０項のうち１項記載の対向ターゲッ
トスパッタ装置。
１２．前記特許請求の範囲第１項ないし第１１項のうち
１項記載の対向ターゲットスパッタ装置を用いて、ビデ
オ、磁気ディスク等の磁気ヘッドに保護膜を形成するこ
とを特徴とする成膜方法。
１３．前記特許請求の範囲第１項ないし第１０項のうち
１項記載の対向ターゲットスパッタ装置を用いて、保護
膜を形成して作成することを特徴とするビデオ、磁気デ
ィスク等の磁気ヘッド。