JPH034621B2 - - Google Patents
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- JPH034621B2 JPH034621B2 JP57070246A JP7024682A JPH034621B2 JP H034621 B2 JPH034621 B2 JP H034621B2 JP 57070246 A JP57070246 A JP 57070246A JP 7024682 A JP7024682 A JP 7024682A JP H034621 B2 JPH034621 B2 JP H034621B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- targets
- target
- opposing
- sputtering
- Prior art date
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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
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、真空槽内でターゲツトをスパツタリ
ングして基板上に該ターゲツトに対応した組成の
薄膜を形成するようにしたスパツタ装置に関し、
更に詳しくは薄膜の大量生産に適したスパツタ装
置に関する。
ングして基板上に該ターゲツトに対応した組成の
薄膜を形成するようにしたスパツタ装置に関し、
更に詳しくは薄膜の大量生産に適したスパツタ装
置に関する。
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TA，TBをスパツタされるスパツタ面
TAs，TBs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TA，
TBの側方に設けた基板ホルダー２１によりター
ゲツトTA，TB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TAs，TBs
に垂直な方向の磁界Ｈを発生させるようにしてあ
る。なお、図の１１Ａ，１１Ｂは鉄からなるター
ゲツトホルダー、１２Ａ，１２Ｂ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TA，TBをスパツタされるスパツタ面
TAs，TBs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TA，
TBの側方に設けた基板ホルダー２１によりター
ゲツトTA，TB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TAs，TBs
に垂直な方向の磁界Ｈを発生させるようにしてあ
る。なお、図の１１Ａ，１１Ｂは鉄からなるター
ゲツトホルダー、１２Ａ，１２Ｂ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１２Ａ，
１２Ｂ従つて真空槽１０を陽極（接地）に、ター
ゲツトTA，TB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Ｈ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TA，TB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１２Ａ，
１２Ｂ従つて真空槽１０を陽極（接地）に、ター
ゲツトTA，TB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Ｈ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TA，TB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TAs，
TBs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TA，TB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TA，TBの側方に配置されているので、
基板２０上への高いエネルギーを有するイオンや
電子の衝突がほとんどなくなり、かつターゲツト
TA，TB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
界は全体としてターゲツトTA，TBの垂直方向
に印加してあるので、ターゲツトTA，TB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。
TBs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TA，TB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TA，TBの側方に配置されているので、
基板２０上への高いエネルギーを有するイオンや
電子の衝突がほとんどなくなり、かつターゲツト
TA，TB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
界は全体としてターゲツトTA，TBの垂直方向
に印加してあるので、ターゲツトTA，TB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。
しかしながら、工業規模の大量生産においては
より一層の生産性向上が望まれ、更には全体的な
効率向上が必要である。そして、上述の従来の対
向ターゲツト式スパツタ装置では、生産性向上に
対処するため大型化するとコイルも大型化し設備
費が上昇すると共に、効率面でもスパツタ粒子の
薄膜形成への利用率が低いという問題がある。
より一層の生産性向上が望まれ、更には全体的な
効率向上が必要である。そして、上述の従来の対
向ターゲツト式スパツタ装置では、生産性向上に
対処するため大型化するとコイルも大型化し設備
費が上昇すると共に、効率面でもスパツタ粒子の
薄膜形成への利用率が低いという問題がある。
本発明は、かかる現状に鑑みなされたものであ
り、上述の対向ターゲツト式スパツタ法を基本構
成としてその優れた膜形能等の特性を利用する一
方、前述の問題点を解消して生産性、効率も良く
且つコンパクトな大量生産に適したスパツタ装置
を提供するものである。
り、上述の対向ターゲツト式スパツタ法を基本構
成としてその優れた膜形能等の特性を利用する一
方、前述の問題点を解消して生産性、効率も良く
且つコンパクトな大量生産に適したスパツタ装置
を提供するものである。
すなわち、本発明は、真空槽内にターゲツトが
空間を隔てて対向した対向ターゲツトを設けると
共に、磁界発生手段により該ターゲツト間にター
ゲツト面に垂直方向の磁界を形成し、両ターゲツ
トをスパツタして、該空間の側方に配置した基板
上に薄膜を形成するようにしたスパツタ装置にお
いて、複数組の対向ターゲツトはターゲツト面に
垂直方向に列状に配設されたターゲツトホルダー
に取着されて列状に並設されており、中間のター
ゲツトホルダーは一体でその両側にターゲツトが
取得されており、磁界発生手段はターゲツトの周
辺に沿つて配設された永久磁石からなり、前記基
板は長尺のフイルム状の基板であり、該基板を移
送する基板移送手段が対向ターゲツトの両側にそ
の空間に対向するように配置された基板を移動可
能に支持する支持体と、該支持体に基板を案内す
るように配置された案内ローラと、コイル状に巻
かれた基板を保持する保持装置と、基板を所定張
力で巻き取る巻き取り装置とからなることを特徴
とするスパツタ装置である。
空間を隔てて対向した対向ターゲツトを設けると
共に、磁界発生手段により該ターゲツト間にター
ゲツト面に垂直方向の磁界を形成し、両ターゲツ
トをスパツタして、該空間の側方に配置した基板
上に薄膜を形成するようにしたスパツタ装置にお
いて、複数組の対向ターゲツトはターゲツト面に
垂直方向に列状に配設されたターゲツトホルダー
に取着されて列状に並設されており、中間のター
ゲツトホルダーは一体でその両側にターゲツトが
取得されており、磁界発生手段はターゲツトの周
辺に沿つて配設された永久磁石からなり、前記基
板は長尺のフイルム状の基板であり、該基板を移
送する基板移送手段が対向ターゲツトの両側にそ
の空間に対向するように配置された基板を移動可
能に支持する支持体と、該支持体に基板を案内す
るように配置された案内ローラと、コイル状に巻
かれた基板を保持する保持装置と、基板を所定張
力で巻き取る巻き取り装置とからなることを特徴
とするスパツタ装置である。
以下、本発明の詳細を実施例に基いて図面によ
り説明する。
り説明する。
第２図は本発明の実施例の概略側面図、第３図
はそのＡ−Ｂ断面図、第４図はその基板支持プレ
ートの詳細図、第５図はそのターゲツトホルダー
の詳細図である。
はそのＡ−Ｂ断面図、第４図はその基板支持プレ
ートの詳細図、第５図はそのターゲツトホルダー
の詳細図である。
図において、１０は真空槽であり、第１図の従
来装置と同様に排気口４０を通して排気系に、導
入口５０を通してガス導入系に接続されている。
すなわち、従来装置と同様に必要に応じ排気し、
またアルゴン等のスパツタガスの供給が可能とな
してある。
来装置と同様に排気口４０を通して排気系に、導
入口５０を通してガス導入系に接続されている。
すなわち、従来装置と同様に必要に応じ排気し、
またアルゴン等のスパツタガスの供給が可能とな
してある。
ところで、ターゲツトは従来装置と異なりター
ゲツトTA1とTB1とからなる第１の対向ターゲツ
トT1とターゲツトTA2とTB2とからなる第２の
対向ターゲツトT2の二組をその垂直方向に列状
に並設した構成としてある。すなわち、真空槽１
０の側壁１０Ａ，１０Ｂに、ターゲツト取着面が
所定間隔で対向するようにターゲツトホルダー１
１１，１１２，１１３を配設し、ターゲツト取着
面にターゲツトTA1，TB1，TA2，TB2を取り付
けることにより、前述のターゲツト構成となるよ
うになしてある。なお、ターゲツトTB1，TA2の
ターゲツトホルダーは両端面をターゲツト取着面
となした共通のターゲツトホルダー１１２となし
てあり、コンパクトな構成となつている。また、
ターゲツトホルダー１１１，１１２，１１３は非
磁性材からなる空洞構造とし、冷却管１１１Ａ，
１１２Ａ，１１３Ａを通して冷却水等により冷却
可能となしてある。
ゲツトTA1とTB1とからなる第１の対向ターゲツ
トT1とターゲツトTA2とTB2とからなる第２の
対向ターゲツトT2の二組をその垂直方向に列状
に並設した構成としてある。すなわち、真空槽１
０の側壁１０Ａ，１０Ｂに、ターゲツト取着面が
所定間隔で対向するようにターゲツトホルダー１
１１，１１２，１１３を配設し、ターゲツト取着
面にターゲツトTA1，TB1，TA2，TB2を取り付
けることにより、前述のターゲツト構成となるよ
うになしてある。なお、ターゲツトTB1，TA2の
ターゲツトホルダーは両端面をターゲツト取着面
となした共通のターゲツトホルダー１１２となし
てあり、コンパクトな構成となつている。また、
ターゲツトホルダー１１１，１１２，１１３は非
磁性材からなる空洞構造とし、冷却管１１１Ａ，
１１２Ａ，１１３Ａを通して冷却水等により冷却
可能となしてある。
また、磁界発生手段も第１図のコイル３０にか
えて、ターゲツトTA1，TB1，TA2，TB2の背後
に極性が同一方向でその磁力線がターゲツト
TA1，TB1，TA2，TB2に垂直となるように配置
した永久磁石３０１，３０２，３０３となしてあ
る。従つて、この場合は磁界発生は対向するター
ゲツトTA1とTB1，TA2とTB2の間に集中する。
そして、永久磁石３０１，３０２，３０３は、第
２図に示すように、それぞれターゲツトホルダー
１１１，１１２，１１３内にターゲツトTA1，
TB1，TA2，TB2の周辺に対応するように配置し
てあるので、対向ターゲツトT1及びT2の周縁部
に沿つてその空間S1，S2を囲繞するように磁界の
壁が形成される。なお、本例では、構成が簡単で
あるターゲツトTB1，TA2の背後に共通の永久磁
石３０２を設けたものを示したが、第４図に示す
ように夫々のターゲツトTB1，TA2に対して個別
の永久磁石３０２ａ，３０２ｂを設けても良い。
この場合は、対向ターゲツトT1，T2の磁界強度
が独立に設定できる利点がある。
えて、ターゲツトTA1，TB1，TA2，TB2の背後
に極性が同一方向でその磁力線がターゲツト
TA1，TB1，TA2，TB2に垂直となるように配置
した永久磁石３０１，３０２，３０３となしてあ
る。従つて、この場合は磁界発生は対向するター
ゲツトTA1とTB1，TA2とTB2の間に集中する。
そして、永久磁石３０１，３０２，３０３は、第
２図に示すように、それぞれターゲツトホルダー
１１１，１１２，１１３内にターゲツトTA1，
TB1，TA2，TB2の周辺に対応するように配置し
てあるので、対向ターゲツトT1及びT2の周縁部
に沿つてその空間S1，S2を囲繞するように磁界の
壁が形成される。なお、本例では、構成が簡単で
あるターゲツトTB1，TA2の背後に共通の永久磁
石３０２を設けたものを示したが、第４図に示す
ように夫々のターゲツトTB1，TA2に対して個別
の永久磁石３０２ａ，３０２ｂを設けても良い。
この場合は、対向ターゲツトT1，T2の磁界強度
が独立に設定できる利点がある。
なお、シールドリング１２１，１２２，１２３
は従来と同様にターゲツトホルダー１１１，１１
２，１１３の周囲に図示の如く配置してある。
は従来と同様にターゲツトホルダー１１１，１１
２，１１３の周囲に図示の如く配置してある。
また、スパツタ電力は、電源６１，６２から、
アース電位に保持した真空槽１０及びシールドリ
ングを陽極として、それぞれ対向ターゲツトT1，
T2に別々に供給するようになしてある。
アース電位に保持した真空槽１０及びシールドリ
ングを陽極として、それぞれ対向ターゲツトT1，
T2に別々に供給するようになしてある。
一方、基板移送手段２００は基板２０が長尺可
撓性高分子フイルムである場合に適した下記構成
となしてある。
撓性高分子フイルムである場合に適した下記構成
となしてある。
すなわち、繰出し装置２０１に装着した基板ロ
ールから繰り出される基板２０を、対向ターゲツ
トT1，T2の並び列方向に沿つてその図で上側と
下側の両側面に配置した回転自在に支持された移
送ローラ２１１Ｕ，２１２Ｕ，２１３Ｕ，２１１
Ｄ，２１２Ｄ，２１３Ｄを介して、対向ターゲツ
トT1，T2の二側面をＵ字状に通つて巻取り装置
２０２に一定速度で巻取るようになしてある。そ
して、基板２０の移送途中の対向ターゲツトT1，
T2の空間S1，S2に対面する領域すなわちスパツ
タゾーンには基板２０を加熱若しくは冷却するた
めの基板支持プレート２２１Ｕ，２２２Ｕ，２２
１Ｄ，２２２Ｄを設けてある。また、基板支持プ
レート２２１Ｕ，２２２Ｕ，２２１Ｄ，２２２Ｄ
の前後には回転自在に支持した押えローラ２３１
ｕ，２３２ｕ，２３３ｕ，２３４ｕ，２３１ｄ，
２３２ｄ，２３３ｄ，２３４ｄを設け、基板２０
を基板支持プレートに密着させて移送するように
してある。なお、基板支持プレート２２１Ｕ，２
２２Ｕ，２２１Ｄ，２２２Ｄの加熱あるいは冷却
の手段（図示省略）は、熱媒体あるいは冷却媒体
循還方式あるいは電気加熱等公知の手段がそのま
ま適用できる。
ールから繰り出される基板２０を、対向ターゲツ
トT1，T2の並び列方向に沿つてその図で上側と
下側の両側面に配置した回転自在に支持された移
送ローラ２１１Ｕ，２１２Ｕ，２１３Ｕ，２１１
Ｄ，２１２Ｄ，２１３Ｄを介して、対向ターゲツ
トT1，T2の二側面をＵ字状に通つて巻取り装置
２０２に一定速度で巻取るようになしてある。そ
して、基板２０の移送途中の対向ターゲツトT1，
T2の空間S1，S2に対面する領域すなわちスパツ
タゾーンには基板２０を加熱若しくは冷却するた
めの基板支持プレート２２１Ｕ，２２２Ｕ，２２
１Ｄ，２２２Ｄを設けてある。また、基板支持プ
レート２２１Ｕ，２２２Ｕ，２２１Ｄ，２２２Ｄ
の前後には回転自在に支持した押えローラ２３１
ｕ，２３２ｕ，２３３ｕ，２３４ｕ，２３１ｄ，
２３２ｄ，２３３ｄ，２３４ｄを設け、基板２０
を基板支持プレートに密着させて移送するように
してある。なお、基板支持プレート２２１Ｕ，２
２２Ｕ，２２１Ｄ，２２２Ｄの加熱あるいは冷却
の手段（図示省略）は、熱媒体あるいは冷却媒体
循還方式あるいは電気加熱等公知の手段がそのま
ま適用できる。
以上の構成により、前述の従来装置と同様に、
真空槽１０内を排気後、スパツタガスを導入しつ
つ電源６１，６２からスパツタ電力を供給するこ
とにより対向ターゲツトT1，T2がスパツタされ
ターゲツト物質に対応した組成の薄膜が基板２０
上に形成される。
真空槽１０内を排気後、スパツタガスを導入しつ
つ電源６１，６２からスパツタ電力を供給するこ
とにより対向ターゲツトT1，T2がスパツタされ
ターゲツト物質に対応した組成の薄膜が基板２０
上に形成される。
そして、前述の通り永久磁石３０１，３０２，
３０３により対向ターゲツトT1，T2の周縁部に
は磁界の壁が形成されているので、空間S1，S2に
高エネルギー電子が閉じ込められ、スパツタガス
のイオン化が促進されて高速の膜形成ができる
上、基板２０は対向ターゲツトT1，T2の側方に
位置するので、低温の膜形成ができる。すなわ
ち、各対向ターゲツトT1，T2は第１図の従来の
対向ターゲツト式スパツタ装置と同様に作用し、
高速且つ低温の膜形成という優れた特性を保持す
る。
３０３により対向ターゲツトT1，T2の周縁部に
は磁界の壁が形成されているので、空間S1，S2に
高エネルギー電子が閉じ込められ、スパツタガス
のイオン化が促進されて高速の膜形成ができる
上、基板２０は対向ターゲツトT1，T2の側方に
位置するので、低温の膜形成ができる。すなわ
ち、各対向ターゲツトT1，T2は第１図の従来の
対向ターゲツト式スパツタ装置と同様に作用し、
高速且つ低温の膜形成という優れた特性を保持す
る。
その上、上記構成からコイルが不要となりコン
パクトな構成となる上、ターゲツトの周辺部のみ
に磁界の壁を構成しているので、ターゲツト全面
に亘つて磁界を形成したものに比し、ターゲツト
のスパツタが全面で均一化すると共に磁界形成が
容易なためターゲツト間隔を広げることができる
という大きな効果がある。
パクトな構成となる上、ターゲツトの周辺部のみ
に磁界の壁を構成しているので、ターゲツト全面
に亘つて磁界を形成したものに比し、ターゲツト
のスパツタが全面で均一化すると共に磁界形成が
容易なためターゲツト間隔を広げることができる
という大きな効果がある。
ところで、基板移送手段２００を起動して基板
２０を移送しつつ膜形成すると、膜は前述の各ス
パツタゾーンでスパツタされた粒子が順次基板２
０上に堆積して形成される。従つて、ターゲツト
T1，T2を同一組成のターゲツト物質で構成する
と、従来の対向ターゲツト式スパツタ装置の４倍
の膜形成速度となり、非常に生産性が上昇する。
その上、スパツタされた粒子はターゲツトT1，
T2の両側面で膜形成に使用されるので、ターゲ
ツトの使用効率は従来装置の少なくとも２倍にな
る。更に図示の如く基板２０が移送される側面を
巾広く構成することにより、ターゲツトの前述の
使用効率すなわちスパツタされたターゲツト物質
のうち膜形成に使用された率は大巾に上昇させる
ことができる。この使用効率は基板２０に面する
側面とその他側面の巾比となるので、その巾比を
４：１以上にすれば80％以上となり、多くの場合
に満足なものとなろう。
２０を移送しつつ膜形成すると、膜は前述の各ス
パツタゾーンでスパツタされた粒子が順次基板２
０上に堆積して形成される。従つて、ターゲツト
T1，T2を同一組成のターゲツト物質で構成する
と、従来の対向ターゲツト式スパツタ装置の４倍
の膜形成速度となり、非常に生産性が上昇する。
その上、スパツタされた粒子はターゲツトT1，
T2の両側面で膜形成に使用されるので、ターゲ
ツトの使用効率は従来装置の少なくとも２倍にな
る。更に図示の如く基板２０が移送される側面を
巾広く構成することにより、ターゲツトの前述の
使用効率すなわちスパツタされたターゲツト物質
のうち膜形成に使用された率は大巾に上昇させる
ことができる。この使用効率は基板２０に面する
側面とその他側面の巾比となるので、その巾比を
４：１以上にすれば80％以上となり、多くの場合
に満足なものとなろう。
以上、本発明を実施例に基いて説明したが、本
発明はかかる実施例に限定されるものではない。
発明はかかる実施例に限定されるものではない。
単層膜の高速膜作成に適した例として、基板２
０を対向ターゲツトの両側面をＵターンさせるも
のを示したが、複合膜例えば二層膜を作成する場
合は対向ターゲツトの両側面に一方向に基板２０
を移送する基板移送手段を２系列設けると良い。
このようにしても、ターゲツトの使用効率、生産
性は本質的に変化しない。このように、目的に応
じて基板移送手段は設計する必要がある。肝要な
点は、対向ターゲツトの両側に基板を移送させる
基板移送手段を設けることである。
０を対向ターゲツトの両側面をＵターンさせるも
のを示したが、複合膜例えば二層膜を作成する場
合は対向ターゲツトの両側面に一方向に基板２０
を移送する基板移送手段を２系列設けると良い。
このようにしても、ターゲツトの使用効率、生産
性は本質的に変化しない。このように、目的に応
じて基板移送手段は設計する必要がある。肝要な
点は、対向ターゲツトの両側に基板を移送させる
基板移送手段を設けることである。
また二組の対向ターゲツトをその垂直方向に連
設したものを示したが、対向ターゲツトの組数は
任意である。但し、生産性向上面からは組数は多
い程好ましいが、組数が多い場合には、第６図に
示すように、複数組の対向ターゲツトを連設した
列を多段配置した多段構成にすると、コンパクト
な構成が可能である。また第６図の例は高速生産
を目的として基板移送手段２００を１系列とし、
その移送経路を基板２０が各列をＵターンしつつ
蛇行するようにしたものであるが、上列のターゲ
ツトと下列のターゲツトとを同じ組成とすれば単
層膜が、別組成とすれば二層膜が生産できる。ま
た基板移送手段２００を４系列にして、上列の上
側、下側及び下列の上側、下側をそれぞれ基板２
０が通るように巻取装置等配置しても良い。この
ようにしても同一装置での生産量は変化しない。
設したものを示したが、対向ターゲツトの組数は
任意である。但し、生産性向上面からは組数は多
い程好ましいが、組数が多い場合には、第６図に
示すように、複数組の対向ターゲツトを連設した
列を多段配置した多段構成にすると、コンパクト
な構成が可能である。また第６図の例は高速生産
を目的として基板移送手段２００を１系列とし、
その移送経路を基板２０が各列をＵターンしつつ
蛇行するようにしたものであるが、上列のターゲ
ツトと下列のターゲツトとを同じ組成とすれば単
層膜が、別組成とすれば二層膜が生産できる。ま
た基板移送手段２００を４系列にして、上列の上
側、下側及び下列の上側、下側をそれぞれ基板２
０が通るように巻取装置等配置しても良い。この
ようにしても同一装置での生産量は変化しない。
また基板支持プレートとして冷却、加熱するも
のを示したが、基板支持プレート２２１Ｄを例に
示した第５図の構成にすると以下のように大きな
効果がある。すなわち、基板支持プレート２２１
Ｄを真空槽１０と電気的に絶縁すると共に、基板
支持プレート２２１Ｄを電気絶縁材Ｉで適当な長
さに３分割して各部分を独立した電極Ｅ１，Ｅ
２，Ｅ３として構成し、電源Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に
よりそれぞれバイアス電圧を印加するようにす
る。すると、基板２０が基板支持プレート２２１
Ｄ部を移送する途中で電源Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の電
位に応じたプラズマの衝撃力を受ける。対向する
ターゲツト面TA1，TB1の空間部では、スパツタ
された粒子の堆積速度とプラズマ衝撃力とは全て
一様でない。特に基板２０面上での熱電子あるい
はイオンの衝撃エネルギーは、基板支持プレート
２２１Ｄの電極電位（負（正）ではイオンのエネ
ルギーを増し（減らし）、熱電子のエネルギーを
減らす（増す））で調節できる。すなわち、ター
ゲツトTA1，TB1からスパツタされた粒子が基板
上に堆積する際のプラズマ衝撃エネルギーが調節
できるので、スパツタにより形成する薄膜の結晶
構造を調整し易い。特に、結晶構造に敏感な磁性
薄膜を作製する場合には、本基板支持プレートの
効果は大きい。例えば、垂直磁気記録に用いる媒
体としてCo−Cr合金薄膜では、六方最密構造
（h.c.p）でかつ膜面垂直配向した結晶構造が必要
である。そして、スパツタ粒子の堆積速度とプラ
ズマ衝撃に起因する基板面での熱流の大きさが
Co−Cr合金薄膜の結晶構造に大きく影響する。
これに対して、本構成の基板支持プレートによれ
ば、スパツタ空間でのスパツタ粒子に対する熱流
の大きさを部分的に調節できるので、均質な結晶
構造のCo−Cr合金膜を基板２０の幅方向、長さ
方向に作製できるという大きな効果が得られる。
なお、上述の基板支持プレートを電極化するのに
替えて、基板支持プレートとターゲツトとの間に
適当な大きさの格子電極を設けることにより、同
様の効果を達成することができる。
のを示したが、基板支持プレート２２１Ｄを例に
示した第５図の構成にすると以下のように大きな
効果がある。すなわち、基板支持プレート２２１
Ｄを真空槽１０と電気的に絶縁すると共に、基板
支持プレート２２１Ｄを電気絶縁材Ｉで適当な長
さに３分割して各部分を独立した電極Ｅ１，Ｅ
２，Ｅ３として構成し、電源Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３に
よりそれぞれバイアス電圧を印加するようにす
る。すると、基板２０が基板支持プレート２２１
Ｄ部を移送する途中で電源Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の電
位に応じたプラズマの衝撃力を受ける。対向する
ターゲツト面TA1，TB1の空間部では、スパツタ
された粒子の堆積速度とプラズマ衝撃力とは全て
一様でない。特に基板２０面上での熱電子あるい
はイオンの衝撃エネルギーは、基板支持プレート
２２１Ｄの電極電位（負（正）ではイオンのエネ
ルギーを増し（減らし）、熱電子のエネルギーを
減らす（増す））で調節できる。すなわち、ター
ゲツトTA1，TB1からスパツタされた粒子が基板
上に堆積する際のプラズマ衝撃エネルギーが調節
できるので、スパツタにより形成する薄膜の結晶
構造を調整し易い。特に、結晶構造に敏感な磁性
薄膜を作製する場合には、本基板支持プレートの
効果は大きい。例えば、垂直磁気記録に用いる媒
体としてCo−Cr合金薄膜では、六方最密構造
（h.c.p）でかつ膜面垂直配向した結晶構造が必要
である。そして、スパツタ粒子の堆積速度とプラ
ズマ衝撃に起因する基板面での熱流の大きさが
Co−Cr合金薄膜の結晶構造に大きく影響する。
これに対して、本構成の基板支持プレートによれ
ば、スパツタ空間でのスパツタ粒子に対する熱流
の大きさを部分的に調節できるので、均質な結晶
構造のCo−Cr合金膜を基板２０の幅方向、長さ
方向に作製できるという大きな効果が得られる。
なお、上述の基板支持プレートを電極化するのに
替えて、基板支持プレートとターゲツトとの間に
適当な大きさの格子電極を設けることにより、同
様の効果を達成することができる。
なお、基板を支持する支持体としては基板を移
動可能に支持できるものであればよく、上述の支
持プレートの他、周知の支持ロールも適用でき
る。
動可能に支持できるものであればよく、上述の支
持プレートの他、周知の支持ロールも適用でき
る。
以上の通り、本発明は、対向ターゲツトの各々
のターゲツトの後方に磁界発生手段を設けると共
に、対向ターゲツトの空間に対面させつつターゲ
ツトの垂直方向に基板を移送する基板移送手段を
少なくとも対向ターゲツトの両側に設ける構成を
基本とし、種々の態様で実施できるものであり、
その効果は下記の如くであり、非常に有用なもの
である。
のターゲツトの後方に磁界発生手段を設けると共
に、対向ターゲツトの空間に対面させつつターゲ
ツトの垂直方向に基板を移送する基板移送手段を
少なくとも対向ターゲツトの両側に設ける構成を
基本とし、種々の態様で実施できるものであり、
その効果は下記の如くであり、非常に有用なもの
である。
(1) ターゲツトの数に等しい対向ターゲツト側方
空間で基板上に薄膜が作成できるので、スパツ
タ効率を著しく高めることができる。
空間で基板上に薄膜が作成できるので、スパツ
タ効率を著しく高めることができる。
(2) ターゲツトホルダー１ケにターゲツトを２ケ
設置でき、かつ、磁界発生部、ターゲツト冷却
部は共通にできるので、真空槽内の少ないスペ
ースに、有効なスパツタ空間を広く設けること
ができる。
設置でき、かつ、磁界発生部、ターゲツト冷却
部は共通にできるので、真空槽内の少ないスペ
ースに、有効なスパツタ空間を広く設けること
ができる。
(3) スパツタ空間を横方向に複数個設けることが
できるだけでなく、縦方向に複数段設けること
ができる。従つて、生産効率の高いスパツタ装
置が可能となつた。
できるだけでなく、縦方向に複数段設けること
ができる。従つて、生産効率の高いスパツタ装
置が可能となつた。
(4) 対向ターゲツトで形成するスパツタ空間
（S1，S2…）は独立しており、かつ基板支持手
段はそれぞれ電極として、プラズマの基板流入
エネルギーを可変にできる。支持手段の温度調
節も独立に出来る。従つて、異種の金属薄膜層
を多段に積層することは容易であり、かつ、磁
性薄膜に要求される結晶構造の調節、一様性を
容易に実現できる。
（S1，S2…）は独立しており、かつ基板支持手
段はそれぞれ電極として、プラズマの基板流入
エネルギーを可変にできる。支持手段の温度調
節も独立に出来る。従つて、異種の金属薄膜層
を多段に積層することは容易であり、かつ、磁
性薄膜に要求される結晶構造の調節、一様性を
容易に実現できる。
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図は本発明の実施例の説明図、第
３図は第２図のＡ−Ｂ断面図、第４図はターゲツ
トホルダーの他の実施例の説明図、第５図は基板
支持プレートの他の実施例の説明図、第６図は本
発明の他の実施例の要部説明図である。 TA，TA1，TA2，TB，TB1，TB2はターゲ
ツト、１０は真空槽、１１，１１０，１１１，１
１２，１１３はターゲツトホルダー、２０は基
板、２００は基板移送手段、３００，３０１，３
０２，３０３は永久磁石。
の説明図、第２図は本発明の実施例の説明図、第
３図は第２図のＡ−Ｂ断面図、第４図はターゲツ
トホルダーの他の実施例の説明図、第５図は基板
支持プレートの他の実施例の説明図、第６図は本
発明の他の実施例の要部説明図である。 TA，TA1，TA2，TB，TB1，TB2はターゲ
ツト、１０は真空槽、１１，１１０，１１１，１
１２，１１３はターゲツトホルダー、２０は基
板、２００は基板移送手段、３００，３０１，３
０２，３０３は永久磁石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空槽内にターゲツトが空間を隔てて対向し
た対向ターゲツトを設けると共に、磁界発生手段
により該ターゲツト間にターゲツト面に垂直方向
の磁界を形成し、両ターゲツトをスパツタして、
該空間の側方に配置した基板上に薄膜を形成する
ようにしたスパツタ装置において、複数組の対向
ターゲツトはターゲツト面に垂直方向に列状に配
設されたターゲツトホルダーに取着されて列状に
並設されており、中間のターゲツトホルダーは一
体でその両側にターゲツトが取得されており、磁
界発生手段はターゲツトの周辺に沿つて配設され
た永久磁石からなり、前記基板は長尺のフイルム
状の基板であり、該基板を移送する基板移送手段
が対向ターゲツトの両側にその空間に対面するよ
うに配置された基板を移動可能に支持する支持体
と、該支持体に基板を案内するように配置された
案内ローラと、コイル状に巻かれた基板を保持す
る保持装置と基板を所定張力で巻き取る巻き取り
装置とからなることを特徴とするスパツタ装置。 ２ 前記永久磁石の極性を全て同一方向とし、中
間のターゲツトホルダーの永久磁石をその両側の
ターゲツトに共通とした特許請求の範囲第１項記
載のスパツタ装置。 ３ 列状に並設された複数組の対向ターゲツトを
多段に配置した特許請求の範囲第１項若しくは第
２項記載のスパツタ装置。 ４ 前記基板の支持体を真空槽と電気的に絶縁す
ると共に電源に接続して、バイアス電圧を印加で
きるようにした特許請求の範囲第１項、第２項若
しくは第３項記載のスパツタ装置。 ５ 前記基板移送手段が一組の保持装置と巻取装
置を備え、その保持装置から巻取装置への基板の
移送経路が対向ターゲツトの両側を往復するよう
になされた特許請求の範囲第１項、第２項、第３
項若しくは第４項記載のスパツタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7024682A JPS58189371A (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | スパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7024682A JPS58189371A (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | スパツタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58189371A JPS58189371A (ja) | 1983-11-05 |
| JPH034621B2 true JPH034621B2 (ja) | 1991-01-23 |
Family
ID=13426010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7024682A Granted JPS58189371A (ja) | 1982-04-28 | 1982-04-28 | スパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58189371A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5953680A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-28 | Teijin Ltd | スパツタ装置 |
| JPS61270369A (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-29 | Nec Corp | 三極スパツタリングソ−ス |
| US4841908A (en) * | 1986-06-23 | 1989-06-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Multi-chamber deposition system |
| JPH0772344B2 (ja) * | 1988-06-23 | 1995-08-02 | 帝人株式会社 | 対向ターゲット式スパッタ装置 |
| US5053625A (en) * | 1988-08-04 | 1991-10-01 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Surface characterization apparatus and method |
| JP5116078B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2013-01-09 | 株式会社神戸製鋼所 | 対向ターゲットスパッタ装置及び対向ターゲットスパッタ方法 |
| DE102008029379A1 (de) * | 2008-06-23 | 2009-08-13 | Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh | Anordnung zum Beschichten bandförmiger Foliensubstrate |
| CN109881166B (zh) * | 2016-03-30 | 2021-04-20 | 京浜乐梦金属科技株式会社 | 溅射阴极、溅射装置和成膜体的制造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS573831A (en) * | 1980-06-10 | 1982-01-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Vacuum metallizing method |
| JPS5743986A (en) * | 1980-08-30 | 1982-03-12 | Shimadzu Corp | Film forming apparatus |
-
1982
- 1982-04-28 JP JP7024682A patent/JPS58189371A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58189371A (ja) | 1983-11-05 |
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