JPH0699802B2 - 薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成装置Info
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- JPH0699802B2 JPH0699802B2 JP61154055A JP15405586A JPH0699802B2 JP H0699802 B2 JPH0699802 B2 JP H0699802B2 JP 61154055 A JP61154055 A JP 61154055A JP 15405586 A JP15405586 A JP 15405586A JP H0699802 B2 JPH0699802 B2 JP H0699802B2
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- JP
- Japan
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- target plate
- magnetic field
- thin film
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- plate
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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
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜形成装置に係り、特に、マグネトロンスパ
ッタ法を用いた大面積の薄膜形成用に好適なターゲット
板の支持を改良した薄膜形成装置に関する。
ッタ法を用いた大面積の薄膜形成用に好適なターゲット
板の支持を改良した薄膜形成装置に関する。
スパッタ装置は薄膜形成の優れた方法としてニーズが高
く、特に、成膜速度の速い高周波マグネトロン方式を用
いたものが広く使用されている。
く、特に、成膜速度の速い高周波マグネトロン方式を用
いたものが広く使用されている。
これら装置に用いられるターゲット板の冷却は、直接冷
却されるバッキングプレートと呼ばれる補強板を介して
行われている。
却されるバッキングプレートと呼ばれる補強板を介して
行われている。
上記スパッタ装置は、金属、非金属を問わず幅広く利用
できる装置であるが、磁性材の場合は趣が異なる。即
ち、マグネトロンスパッタ法では、第５図（ａ）に示す
ように成膜の母材であるターゲット板21の表面に磁場を
形成しなければならない。しかし、第５図（ｂ）に示す
ごとく、ターゲット板22が磁性材の場合、磁場形成用磁
束の殆どはターゲット板22内を通るため、ターゲット板
22の表面に形成される漏洩磁場は、第５図（ｂ）に示す
ように極めて弱くなってしまう。
できる装置であるが、磁性材の場合は趣が異なる。即
ち、マグネトロンスパッタ法では、第５図（ａ）に示す
ように成膜の母材であるターゲット板21の表面に磁場を
形成しなければならない。しかし、第５図（ｂ）に示す
ごとく、ターゲット板22が磁性材の場合、磁場形成用磁
束の殆どはターゲット板22内を通るため、ターゲット板
22の表面に形成される漏洩磁場は、第５図（ｂ）に示す
ように極めて弱くなってしまう。
このため、磁場形成用磁石の強度を強めたり、ターゲッ
ト板を薄くしたりする方法で磁性材ターゲット表面の漏
洩磁束を強くする方法が考えられる。
ト板を薄くしたりする方法で磁性材ターゲット表面の漏
洩磁束を強くする方法が考えられる。
しかし、磁石強度を強めるにも磁石性能上の限度があ
る。即ち、ターゲット板を薄くすると強度上問題となる
ので、補強板であるバッキングプレートを厚くしなけれ
ばならないが、パッキングプレートを厚くすると逆に磁
場が弱まる。また、バッキングプレートを無くすと、今
度は冷却水圧力に対するターゲット板の強度が不足する
ことになる。
る。即ち、ターゲット板を薄くすると強度上問題となる
ので、補強板であるバッキングプレートを厚くしなけれ
ばならないが、パッキングプレートを厚くすると逆に磁
場が弱まる。また、バッキングプレートを無くすと、今
度は冷却水圧力に対するターゲット板の強度が不足する
ことになる。
これらに対して、特開昭58−177468号公報のように、磁
性体のターゲット板を薄い複数の斜小片に分割し、その
斜小片の相互間に非磁性材からなる斜小片を挿入接合し
積層形状とすることにより、ターゲット板の表面への漏
洩磁場形成を容易にするという提案がされている。
性体のターゲット板を薄い複数の斜小片に分割し、その
斜小片の相互間に非磁性材からなる斜小片を挿入接合し
積層形状とすることにより、ターゲット板の表面への漏
洩磁場形成を容易にするという提案がされている。
しかし、成膜材以外の非磁性材といえどもスパッタされ
るため、不純物とみなされ、成膜材の純度、組成比など
に影響を及ぼす点については考慮されていなかった。
るため、不純物とみなされ、成膜材の純度、組成比など
に影響を及ぼす点については考慮されていなかった。
又、特開昭59−179784号公報のように、ターゲット板の
中央部をバッキングプレートと固定する方法では、ター
ゲット板を薄くすることは可能だが、バッキングプレー
トが不可避であり、この厚み分ターゲット板に到達する
磁束が大幅に減磁され、磁性材用という点では考慮され
ていなかった。特に、大面積ターゲットともなると、冷
却水圧が極めて大きくなり、パッキングプレートは増々
厚く、かつ、大きくならざるを得なかった。
中央部をバッキングプレートと固定する方法では、ター
ゲット板を薄くすることは可能だが、バッキングプレー
トが不可避であり、この厚み分ターゲット板に到達する
磁束が大幅に減磁され、磁性材用という点では考慮され
ていなかった。特に、大面積ターゲットともなると、冷
却水圧が極めて大きくなり、パッキングプレートは増々
厚く、かつ、大きくならざるを得なかった。
上記従来技術は、磁性材に関しては、水圧にも耐え、か
つ、ターゲット板の表面に強力な漏洩磁場を形成するた
めの、薄くて強いターゲット板の構造については十分な
考慮がされておらず、特に、近年、著しく伸びつつある
大面積用の成膜装置に用いる大面積ターゲット板構造に
は、強度上の問題があった。
つ、ターゲット板の表面に強力な漏洩磁場を形成するた
めの、薄くて強いターゲット板の構造については十分な
考慮がされておらず、特に、近年、著しく伸びつつある
大面積用の成膜装置に用いる大面積ターゲット板構造に
は、強度上の問題があった。
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、大面積ターゲット板で、かつ、バッキング
プレートが無くても、不純物の影響を心配することがな
いことは勿論、冷却水圧力耐え得ることのできるターゲ
ット板を有する薄膜形成装置を提供するにある。
るところは、大面積ターゲット板で、かつ、バッキング
プレートが無くても、不純物の影響を心配することがな
いことは勿論、冷却水圧力耐え得ることのできるターゲ
ット板を有する薄膜形成装置を提供するにある。
上記目的は、カソードホルダに支持されている磁場発生
手段と同一表面上に直接支持されている磁性材料からな
るターゲット板の食刻領域の内側と外側に、該ターゲッ
ト板を支持するカソードホルダとターゲット板との固定
用取付穴を設け、該固定用取付穴を介して前記ターゲッ
ト板をカソードホルダにネジ、又はボルトで固定するこ
とにより達成される。
手段と同一表面上に直接支持されている磁性材料からな
るターゲット板の食刻領域の内側と外側に、該ターゲッ
ト板を支持するカソードホルダとターゲット板との固定
用取付穴を設け、該固定用取付穴を介して前記ターゲッ
ト板をカソードホルダにネジ、又はボルトで固定するこ
とにより達成される。
本発明の構成では、ターゲット板を冷却固定するパッキ
ングプレートが無くなり、磁石〜ターゲット板間の漏洩
磁束が減るため、ターゲット板面上での漏洩磁場を強め
ることができると共に、ターゲット板に応力が下げられ
るため、板厚を薄くすることが可能となる。
ングプレートが無くなり、磁石〜ターゲット板間の漏洩
磁束が減るため、ターゲット板面上での漏洩磁場を強め
ることができると共に、ターゲット板に応力が下げられ
るため、板厚を薄くすることが可能となる。
以下、本発明の一実施例を第１図（ａ）、（ｂ）に基づ
いて説明する。
いて説明する。
スパッタ装置はいろいろな方式があるが、例えば、マグ
ネトロン方式では、カソードホルダ２の凹部にヨーク８
を介して磁場形成用の磁石７が取り付けられている。こ
の磁石７と同一平面上のカソードホルダ２上に磁性材の
ターゲット板１をのせると、磁石７からの磁力線９は、
ほとんどこのターゲット板１の内部を通る。しかし、一
部はターゲット板１の表面に漏洩し、漏洩磁場10を形成
する。
ネトロン方式では、カソードホルダ２の凹部にヨーク８
を介して磁場形成用の磁石７が取り付けられている。こ
の磁石７と同一平面上のカソードホルダ２上に磁性材の
ターゲット板１をのせると、磁石７からの磁力線９は、
ほとんどこのターゲット板１の内部を通る。しかし、一
部はターゲット板１の表面に漏洩し、漏洩磁場10を形成
する。
ここで、カソードホルダ２に高周波電源18から高周波電
力を印加すると、カソードホルダ２がカソードの役目を
果たし、本図では省略してあるが、アース側との間に放
電プラズマを形成する。
力を印加すると、カソードホルダ２がカソードの役目を
果たし、本図では省略してあるが、アース側との間に放
電プラズマを形成する。
このプラズマ電子が漏洩磁場10に巻き付きながら旋回運
動し、この電子と衝突電離したイオンが高周波電界によ
りターゲット板１と衝突して、ターゲット板１をスパッ
タさせる。そして、ターゲット板１とほぼ対向した面に
配置した基板３面上に成膜させる。
動し、この電子と衝突電離したイオンが高周波電界によ
りターゲット板１と衝突して、ターゲット板１をスパッ
タさせる。そして、ターゲット板１とほぼ対向した面に
配置した基板３面上に成膜させる。
第１図では、ターゲット板１とカソードホルダ２で囲ま
れた部分のうち、磁石７とヨーク８以外の部分は、冷却
水が冷却水入口６より充填され循環しながらターゲット
板１の裏面を直接冷却する。
れた部分のうち、磁石７とヨーク８以外の部分は、冷却
水が冷却水入口６より充填され循環しながらターゲット
板１の裏面を直接冷却する。
従来の装置では、ターゲット板１はバッキングプレート
に取り付けられ、又は、取り付けられたものが止めネジ
13で固定されていた。
に取り付けられ、又は、取り付けられたものが止めネジ
13で固定されていた。
しかし、本発明のように漏洩磁束密度を増すために、バ
ッキングプレートをとった場合、ターゲット板１は直接
水冷となる。ところが、50cm×50cmのターゲット板１を
2kg/mm2Ｇの冷却水圧で冷却すると、ターゲット板１に
加わる総圧力は7.5tonにも達する。従って、薄いターゲ
ット板１の両側では大きな剪断力が加わり、中央部は曲
げ応力に対する強度が不足する。
ッキングプレートをとった場合、ターゲット板１は直接
水冷となる。ところが、50cm×50cmのターゲット板１を
2kg/mm2Ｇの冷却水圧で冷却すると、ターゲット板１に
加わる総圧力は7.5tonにも達する。従って、薄いターゲ
ット板１の両側では大きな剪断力が加わり、中央部は曲
げ応力に対する強度が不足する。
本発明では、バッキングプレートを取外した上、ターゲ
ット食刻領域11の内側にあたる部分に、カソードホルダ
２からの突起状の保持部を設け、固定ネジ、又はボルト
14で固定することにより、バッキングプレートが無くて
もターゲット板１に加わる応力を小さくし、冷却水圧力
に耐えるようにしたものである。突起状の保持部は、冷
却水と周囲の真空とを遮蔽するための真空シール用Ｏリ
ング溝とＯリング15が用いられる。固定ネジ、又はボル
ト14は、ターゲット板１とほぼ同一の材質のものを用い
て第１図（ｂ）、又は第２図のように固定する。
ット食刻領域11の内側にあたる部分に、カソードホルダ
２からの突起状の保持部を設け、固定ネジ、又はボルト
14で固定することにより、バッキングプレートが無くて
もターゲット板１に加わる応力を小さくし、冷却水圧力
に耐えるようにしたものである。突起状の保持部は、冷
却水と周囲の真空とを遮蔽するための真空シール用Ｏリ
ング溝とＯリング15が用いられる。固定ネジ、又はボル
ト14は、ターゲット板１とほぼ同一の材質のものを用い
て第１図（ｂ）、又は第２図のように固定する。
又、固定ネジ、又はボルト14がターゲット板１と異なる
材質を用いる場合は、第３図のように、固定ネジ、又は
ボルト14の上をターゲット板１と同一材の小片カバー16
で覆うか、あるいは第４図のように、固定ネジ、又はボ
ルト14をターゲット板１と同一材のカバー17でその周囲
を覆うようにする。このようにすることにより、固定材
の不純物の影響を取り除くことができる。
材質を用いる場合は、第３図のように、固定ネジ、又は
ボルト14の上をターゲット板１と同一材の小片カバー16
で覆うか、あるいは第４図のように、固定ネジ、又はボ
ルト14をターゲット板１と同一材のカバー17でその周囲
を覆うようにする。このようにすることにより、固定材
の不純物の影響を取り除くことができる。
以上説明した本発明の薄膜形成装置によれば、カソード
ホルダに支持されている磁場発生手段と同一表面上に直
接支持されている磁性材料からなるターゲット板の食刻
領域の内側と外側に、該ターゲット板を支持するカソー
ドホルダとターゲット板との固定用取付穴を設け、該固
定用取付穴を介して前記ターゲット板をカソードホルダ
にネジ、又はボルトで固定するようにしたものであるか
ら、パッキングプレートが付いてなく強度の弱いターゲ
ット板を用いても、又、大面積ターゲット板を用いて
も、不純物の影響を心配することなく、冷却水圧力に耐
え得るようにターゲット板を固定できるので、大面積磁
性膜装置用の薄くて強くて漏洩磁束密度の高いターゲッ
ト板を備えた薄膜形成装置を得ることができる。
ホルダに支持されている磁場発生手段と同一表面上に直
接支持されている磁性材料からなるターゲット板の食刻
領域の内側と外側に、該ターゲット板を支持するカソー
ドホルダとターゲット板との固定用取付穴を設け、該固
定用取付穴を介して前記ターゲット板をカソードホルダ
にネジ、又はボルトで固定するようにしたものであるか
ら、パッキングプレートが付いてなく強度の弱いターゲ
ット板を用いても、又、大面積ターゲット板を用いて
も、不純物の影響を心配することなく、冷却水圧力に耐
え得るようにターゲット板を固定できるので、大面積磁
性膜装置用の薄くて強くて漏洩磁束密度の高いターゲッ
ト板を備えた薄膜形成装置を得ることができる。
第１図（ａ）は本発明の薄膜形成装置の一実施例である
スパツタ装置の全体構成図、第１図（ｂ）は第１図
（ａ）におけるターゲット部の詳細図、第２図はターゲ
ット板の固定部詳細図、第３図、及び第４図は、それぞ
れ本発明の実施例におけるターゲット板の固定の他の例
をを示す詳細図、第５図（ａ）、（ｂ）はマグネトロン
磁場の非磁性ターゲットと磁性ターゲットの場合の相違
を示す概念図である。 １…ターゲット板、２…カソードホルダ、３…基板、４
…基板ホルダ、５…真空容器、６…冷却水入口、７…磁
石、８…ヨーク、９…磁力線、10…漏洩磁場、11…ター
ゲット食刻領域、14…固定ネジ、又はボルト、16…小片
カバー、17…カバー、18…高周波電源。
スパツタ装置の全体構成図、第１図（ｂ）は第１図
（ａ）におけるターゲット部の詳細図、第２図はターゲ
ット板の固定部詳細図、第３図、及び第４図は、それぞ
れ本発明の実施例におけるターゲット板の固定の他の例
をを示す詳細図、第５図（ａ）、（ｂ）はマグネトロン
磁場の非磁性ターゲットと磁性ターゲットの場合の相違
を示す概念図である。 １…ターゲット板、２…カソードホルダ、３…基板、４
…基板ホルダ、５…真空容器、６…冷却水入口、７…磁
石、８…ヨーク、９…磁力線、10…漏洩磁場、11…ター
ゲット食刻領域、14…固定ネジ、又はボルト、16…小片
カバー、17…カバー、18…高周波電源。
Claims (2)
- 【請求項１】磁性材料からなるターゲット板と、該ター
ゲット板を支持し、かつ、水冷する構造を備えていると
共に、該ターゲット板表面に漏洩磁場を形成するための
磁場発生手段を、ターゲット板支持側に形成されている
凹部に有するカソードホルダと、前記ターゲット板と対
向配置されている成膜すべき母材である基板と、該基板
を保持する基板ホルダと、これらを収納保持する真空容
器とから成り、 前記磁場発生手段を支持したカソードホルダに前記ター
ゲット材を前記磁場発生手段と同一平面上に直接支持し
て冷却するようにし、前記カソードホルダに高周波電力
を印加することにより放電プラズマを形成し、このプラ
ズマ電子が前記漏洩磁場に巻付きながら旋回運動し、こ
の電子と衝突電離したイオンが高周波電界により前記タ
ーゲット板と衝突して該ターゲット板をスパッタさせて
前記基板表面に薄膜を形成する薄膜形成装置において、 前記カソードホルダの磁場発生手段と同一表面上に直接
支持されている前記ターゲット板の食刻領域の内側と外
側に、前記ターゲット板を支持する前記カソードホルダ
とターゲット板との固定用取付穴を設け、該固定用取付
穴を介して前記ターゲット板をカソードホルダにネジ、
又はボルトで固定したことを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項２】前記固定用のネジ、又はボルトの頭部を、
前記ターゲット板と同一材質から成る小片、又はカバー
で覆ったことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
薄膜形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154055A JPH0699802B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | 薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61154055A JPH0699802B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | 薄膜形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6311665A JPS6311665A (ja) | 1988-01-19 |
| JPH0699802B2 true JPH0699802B2 (ja) | 1994-12-07 |
Family
ID=15575925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61154055A Expired - Fee Related JPH0699802B2 (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | 薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0699802B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5545347Y2 (ja) * | 1975-07-22 | 1980-10-24 | ||
| JPS5289149U (ja) * | 1975-12-26 | 1977-07-04 |
-
1986
- 1986-07-02 JP JP61154055A patent/JPH0699802B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6311665A (ja) | 1988-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |