JPH09111450A - マグネトロン型スパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基体を損傷することなく、また高い経済性を
保って貴金属膜を、基体上に成膜することのできるスパ
ッタ源を備えたマグネトロン型スパッタリング装置を提
供する。 【解決手段】 貴金属の平たい円板状のスパッタリング
ターゲット３に対し、距離ｄを隔てて円板状のメモリ・
プレート９が配置されている。メモリ・プレート９は膜
コートすべき側がスパッタリングターゲット３の方向に
向けられている。プラズマリングに対応するスパッタリ
ング源面６、７が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マグネトロン型ス
パッタリング装置に関し、特にマグネトロン型スパッタ
リング源に特徴を有するマグネトロン型スパッタリング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マグネトロン型スパッタリング源につい
ては一般に次の文献、 ＤＥ−ＯＳ ２４ ３１ ８３２ ＥＰ−Ａ ０ ３３０ ４４５ ＥＰ−Ａ ０ ３１１ ６９７ ＵＳ−Ｐ ５ １６４ ０６３ ＤＥ−ＰＳ ４０ １８ ９１４ が参照される。

【０００３】本発明の出願と同じ出願人による欧州出願
ＥＰ−Ａ ９４１０５３８８からは、マグネトロン型ス
パッタリング源が、吹き飛ばされた物質量と、被加工体
上に膜として付着した物質量との比に、本質的な改善を
もたらすような焦点ターゲット体の配置とともに既知で
ある。これにより根本的に経済性が高められている。こ
の既知の配置によれば経済性の向上は、ターゲット体の
スパッタリング面が本質的にプロセス空間を規定し、そ
のため本来の被加工体の外では、ターゲットから被加工
体への物質移送係数に不利な影響を及ぼす面が、ごくわ
ずかしか物質蒸気中にさらされないということにより達
成される。この長所は本質的には、ターゲットが、被加
工体面上へ向けて調節された、特殊の円錐形状ないし凹
面鏡形状に形成されていることにより達成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のような構成に
は、前述の形状をもったターゲットはすべてのスパッタ
リング物質に対してうまく準備することができないとい
うことと、また他方では、マグネトロン放電に必要な特
別な磁場が、特別なプロセス特性を達成するために、直
ちに必要な自由度をもって実現されないという欠点があ
る。たとえばターゲットの焦点形成形状は、貴金属のタ
ーゲットを準備する場合には、費用が高くつくという前
提条件となるであろう。特別な形状の付与には、貴金属
ターゲットに対してプロセスの基礎から、たとえば特殊
な合金化や、あるいは円錐構造も必要とされる場合に
は、さらに諸問題を伴い得る。

【０００５】さらに別の問題点は、既に言及したよう
に、たとえば磁場形状の最適化であって、それはある基
体の感受性に基づいて要求されるプロセス制約下のエネ
ルギ論的関係のためでもあるのと同じように、スパッタ
リング特性のためであるにしても問題点ではある。

【０００６】さらに現在の技術水準においては、平面状
の基体上によい膜厚分布を得るための要件を満足させる
ために、複数個の、たとえば２個のリング状のスパッタ
リング帯を作ることが知られている。たとえばＥＰ ０
０９５２１１にはそのような構成が示されており、それ
によれば、１つのターゲットを覆ってその表面上に、マ
グネトロン磁場を利用して２つの同心的なプラズマ・リ
ングが形成される。その際普通の方法で、できる限り完
全なターゲットの利用と優れた分布に向かっての最適化
が行なわれる。この最適化は、幅の広い互いに重なり合
った侵食溝と、比較的大きな、ターゲット・基体間距離
によって得られる。大きなターゲット距離は、放出され
た電子のような電荷キャリアーが基体上に達するのを、
提案されたリフレクタを用いて妨害し、基体が損なわ
れ、ないしは加熱されるのを防ぐためにも必要である。
大きなターゲット・基体間距離と、電荷キャリアー偏向
に必要な付帯装置は、物質収量ないし物質移送係数には
有利に作用しない。

【０００７】光学的メモリ・プレートの場合には、ある
応用法が確定しており、それによれば、メモリ・プレー
トを損なうことなく経済的に分離成膜するために、所定
高品質の貴金属膜が必要とされる。特に、ＣＤ−Ｒの名
で知られる再書込可能なコンパクト・ディスクの場合、
完全に確定した特性を有する金の薄膜が要求される。さ
らに同様な膜は、ＤＶＤとして知られるデジタル・ビデ
オ・ディスクの場合、あるいは光−ＣＤｓの場合にも要
求される。さらに別の応用範囲は、「相変化」技術とも
呼ばれる物質の相転移の原理に基づいて知られている、
メモリ・プレート上への分離成膜である。

【０００８】貴金属ターゲットは、製作およびリサイク
ルがともに容易であって、所定の冶金学上の要求事項を
満たすことができなければならない。その上、材料が高
価であるために、スパッタされた物質の極度に大きい移
送係数ないしは利用度が要求される。さらに、膜の非常
に大きな反射率とともに、傷つきやすい敏感な有機膜
が、貴金属膜、望ましくは金の膜が分離成膜されるべき
被加工体上で、プロセス中に輻射線または粒子照射には
よらないで損傷されることについても配慮すべきであ
る。このような成膜の機能状態と必要事項は、１９９４
年１１月のアトランタにおける「磁気的・光学的媒体セ
ミナーの３から４」、および、特にそれに対応するセミ
ナー講義である、Tad Ishiguroの「ＣＤＲの昨日と今日
と明日」に記されている。

【０００９】上に言及した文書に記述されたスパッタリ
ング源には、先に触れた要求事項をすべて満たすことは
できないという欠点がある。特にマグネトロン放電の形
を、対応する磁場を用いて、欠陥を伴うことなくまた同
時に、簡単なターゲット構成により大きな移送係数を減
少させなくてはならないために、被加工体の有機着色膜
に生ずる損傷を最小限に抑制することができるよう、形
成することはできない。

【００１０】本発明の課題は、現技術レベルの上述の欠
点を除去すること、特に、有機物よりなる基体の損傷を
排除するとともに高い経済性を保って貴金属膜を、望ま
しくは金の膜を、傷つきやすい敏感な光学的メモリ・プ
レート上に分離成膜させることのできるスパッタリング
源を備えたマグネトロン型スパッタリング装置を創造す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のマグネトロン型
スパッタリング装置は、請求項１の特徴項に従って達成
される。本発明に基づいて、プロセス空間を有するスパ
ッタリングの幾何学的構成が、事実上非常に短いターゲ
ット・基体間距離と、確実固定された二重の、同心的で
狭いプラズマ放電とによって規定され、その放電がそれ
に対応して規制された同心的なプラズマ閉じ込め空間を
有しているということから、それに対応して基体損傷の
排除が高い経済性をもって達成される。

【００１２】本発明によるマグネトロン型スパッタリン
グ装置の優先実施例は、請求項２〜１７に特定されてい
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下の記述により、図１および図
２に基づく実施例とともに、それらの変形例について
も、本発明に基づくスパッタリング装置の構造に関連し
て説明する。

【００１４】図１は、本発明によるマグネトロン型スパ
ッタリング装置のマグネトロン型スパッタリング源の構
成の断面を、模式図的に例示する。スパッタリング源の
図示の構成により、貴金属膜、望ましくは金の膜を、傷
つきやすい敏感な被加工体に、その利用面にわたり、許
容度を超えた損傷を与えることなく、５％より優れた膜
厚分布をもって経済的に分離成膜することができる。既
に言及したように、膜コートすべき被加工体の場合に
は、特に輻射線または粒子照射による損傷に敏感で、か
つ、特に高度な要求がコーティングの品質に求められる
ことになる、冒頭に述べた類の光学的メモリ・プレート
が問題となる。

【００１５】マグネトロン型スパッタリング源の構成
は、この例の場合、貴金属または貴金属の合金製の平た
い円板状のスパッタリング・ターゲット３に対し、ある
距離ｄを隔てて円板状のメモリ・プレート９が配置され
たマグネトロン型スパッタリング源１よりなる。メモリ
・プレート９は、その膜コートすべき側が、望ましくは
金を用いたスパッタリング・ターゲット３の方に向けら
れている。被加工体９の背面側は真空チャンバ２の方に
向けられており、同チャンバには、たとえば真空発生手
段とともに、被加工体の脱着手段も設けられている。被
加工体９は、マグネトロン型スパッタリング源１の所で
中心部が、中心に配置された内側マスク１０で隠蔽され
ている。被加工体９はまた、その外縁部を外側マスク１
１で隠蔽されている。外側マスク１１は円板状被加工
体、ないしトーラス型のプロセス空間１２を取り囲んで
いる。マスク１０または１１は、自明のことだが、多部
分体として形成することもでき、また、既知の方法でプ
ラズマ放電用のための電極機能を兼備することもでき
る。

【００１６】ターゲット３の背面側には電磁システム用
の空間１３があり、そこには、ターゲット表面上にマグ
ネトロン・リング放電を発生させるのに必要な磁場を生
成するための、磁気的手段が含まれている。この磁気シ
ステムは、費用のかかる構造を避けるために、固定式に
構成するのが有利である。その上さらに、望ましくは永
久磁石が採用される。マグネトロン型スパッタリング構
成１は、たとえば、真空チャンバの壁１４の開口部に直
接、気密にフランジ取り付けされている。しかしまたス
パッタリング源は、既知の方法で真空チャンバ２の中に
組み込んだ状態で機能させることもできる。被加工体は
円板型をしているので、スパッタリング源全体は、その
軸１７の周りに、回転系的に構成されている。

【００１７】高価な貴金属の採用は、材料の損失をでき
る限り小さく保つという問題の解決法を見出すことを必
要とする。本発明によれば、スパッタリング源表面６、
７の間、ないしはターゲット表面間の距離ｄは、できる
限り小さく選ばれる。このことはしかし、通常のプラズ
マ領域は、一方では被加工体に損傷を与える可能性があ
り、他方では、分布が５％未満に収まるべきとの要求を
達成しなければならないという限りにおいて、問題を含
んでいる。

【００１８】本発明においては、比較的小さい広がりを
有し、かつ、２つの狭い、同心的に配されたスパッタリ
ング源面ないし環状領域が生じるよう作用する、２つの
プラズマ・リングを相応の小さい距離ｄをおいて作り出
すよう、提案されている。プラズマ・リングは、スパッ
タすべきターゲットへのイオン衝撃を通じて、これらが
相応に侵食され、そこに対応するスパッタリング源面
６、７が形成される。リング状の内側スパッタリング源
面６は、比較的中央領域１７の近くに位置し、それに対
し、さらに距離をおいて、外側のリング状スパッタリン
グ源面７は相似的に、ないしは、スパッタリング源の軸
から、被加工体９の外縁より若干遠い距離を離れて位置
している。

【００１９】スパッタリング源面６と７の間には、本発
明によれば、望ましくは実質的にスパッタリングの生じ
ない領域のできることが必要である。この領域は、その
幅が少なくとも、リング状のスパッタリング源面６と７
のうちの小さい方の幅より小さくはならないことが望ま
れる。プラズマ放電は普通の方法で、たとえば圧力範囲
１×１０^-1ｍｂａｒから１×１０^-3ｍｂａｒ、望ましく
は１×１０^-1ｍｂａｒから１×１０^-2ｍｂａｒのアルゴ
ンのような作業ガスを用いて行なわれる。自明のことだ
が、必要な場合には反応性のガスも使用される。

【００２０】既知の構成では、被加工体の負担が大きく
なるという問題のために、普通それほど短い距離は採用
せず、その上、相対的に広く互いに距離をおいた、２つ
の狭いリング状の同心的な侵食痕を作り出し、それによ
りターゲットの利用率が低下するようなことをするのは
普通でない。しかしながら、ここに示す本発明に適った
応用例では、一方ではターゲットより基体上への物質の
移送損失を最小にし、他方では要求される特性を有する
膜の分離成膜を可能にする解決法を見出すことは排他的
な事象となる。ターゲットの使用率自体も非常に高くな
ければ、これはこの場合、この物質は容易にリサイクル
され得るので、大きな意味をもたない。しかしながら、
マスク部分または他の別のところで消失するような物質
は、そのままではリサイクルされ得ない。

【００２１】本発明によれば、この問題は、ターゲット
表面と基体との間の距離ｄを最適に選び、一方で両スパ
ッタリング源面の位置姿勢と幅を正しく選ぶことによっ
て解決される。距離ｄに対して１５ｍｍから３０ｍｍの
範囲が提案され、その際距離は、２０ｍｍから２５ｍｍ
の範囲内とすべきである。内側スパッタリング源面６な
いしリング状領域は、スパッタリング源の軸１７から平
均半径Ｒ_1Eを有し、外側リングは平均半径Ｒ_2Eを有す
る。スパッタリング源面のこれらの半径は、本発明によ
れば、０．８≦（Ｒ_2E−Ｒ_1E）／ｄ≦３．０なる条件が
満たされるべきであるが、設定された要求要件を満たす
ことができるためには、１．０≦（Ｒ_2E−Ｒ_1E）／ｄ≦
２．２が満たされることが望ましい。

【００２２】リング型スパッタリング源の、本発明に適
った位置決めのためには、実質的に、特性的な磁場条件
もまたマグネトロン電子トラップに責任を有する。各電
子トラップは、スパッタリング源の表面ないしはターゲ
ット表面６、７は、最大の、絶対値においても、位置に
関してもスパッタリング源の軸１７に対して規定され
た、表面主方向に平行なラジアル方向成分を有してい
る。この最大磁場成分に対する位置的条件は、事実上、
先に述べたスパッタリング源面に対する条件に対応して
いる。スパッタリング源面６、７の正確な中心位置は、
リング領域の中心軸２１とスパッタリング源面６、７の
交点で規定され、確かに平行な磁場ベクトル２２の最大
位置の場所より離れている。磁場ベクトル２２の最大値
は、外側スパッタリング源面６、７の中心に対してごく
わずか約３ｍｍから５ｍｍ外側にずれ、半径Ｒ_2Fのリン
グ上に位置し、それに対して、内側のスパッタリング源
領域の最大平行磁場ベクトル２２は、内側スパッタリン
グ源面の中心に対して、同じようにごくわずか約３ｍｍ
から５ｍｍずれ、半径Ｒ_1Fのリング上に位置する。

【００２３】望ましくは光学的メモリ・プレートの場合
に採用される、たとえば１２０ｍｍないし１３０ｍｍの
被加工体円板の直径Ｄ₁ に対しては、内半径Ｒ₁ は２０
ｍｍから３０ｍｍ大きいのが望ましく、幅は２４ｍｍか
ら２８ｍｍ大きいのが望ましい。半径Ｒ₂ に対しては、
５５ｍｍから６５ｍｍの領域を選ぶのが望ましい。

【００２４】さらに、外にまで届く外側のスパッタリン
グ源面７を有しターゲット３、５を、被加工体９ないし
は被加工体保持部１１の直径Ｄ₁ よりいくらか大きく選
ぶことが有利である。直径Ｄ₁ は直径Ｄ₃ より高々２０
％小さく、しかし、望ましくは高々１０％小さく選ぶべ
きである。

【００２５】プラズマおよびスパッタさせられる物質に
とっての有利な拡張条件を得るには、プラズマ放電空
間、ないしはトーラス空間１２の直径Ｄ₂ をターゲット
３、５の直径Ｄ₃ より大きく選ぶことが望ましく、その
際、これらの直径が距離Ｄより、少なくとも５０％大き
く選ばれていることが望ましい。

【００２６】マグネトロン電子トラップに対する磁場配
置は、対応して要求される狭い侵食領域ないしはスパッ
タリング源面６、７が生じるようにその大きさが決めら
れる。その際、スパッタリング源表面６、７ないしはタ
ーゲット表面上の各リング領域６、７のところに、関係
するリング領域の中心、事実上Ｒ₁ ないしＲ₂ 上にター
ゲット３、４、５が位置した状態で、ターゲットの新し
い表面に対して平行な磁場強度成分２２が出現し、同成
分はそこで、表面とそのリング領域の軸２１ａとの交
点、ないしは半径Ｒ_1FとＲ_2Fのところで最大値を示す。
この値は最低でも２００ガウスに達すべきことが望まし
いが、さらに望ましくは最低３５０ガウスに達している
ことである。しかしこの場合、リング領域Ｒ_1Fは、望ま
しくは最低４００ガウスを有するべきである。

【００２７】さらにプラズマ放電の広がりと振る舞い
は、マグネトロン電子トラップの、スパッタリング源面
６、７上で出入りする磁力線によって規定される。軸２
１ａに沿ってスパッタリング源面６、７から１０ｍｍの
距離において、磁場強度の平行成分２３は、スパッタリ
ング源面上の最高成分２２の、高々６０％の値であるこ
とが望ましい。しかしさらに望ましい値は、この成分２
２の高々５５％である。しかし第２の成分２３は、小さ
い方の半径Ｒ_1Fのリング領域における値の方が、大きい
方の半径Ｒ_2Fのリング領域における値より大きいことが
望ましい。

【００２８】瞬時的に関係するリング領域上へスパッタ
された物質の７０％が発生するもとである、スパッタリ
ング源面のリング領域の広がりは、その幅は高々１６ｍ
ｍであるべきであるが、望ましくは高々１２ｍｍ、さら
に望ましくは１０ｍｍ未満であるべきである。

【００２９】図２は、本発明に基づく構成の、さらに別
の推奨変形実施例を示す。侵食形状を事実上実際どおり
に取り入れた、２つのリング状ターゲット４、５におけ
る、ターゲット３の分割は、高価な貴金属材料の経済的
な取り扱いに関してさらに利点をもたらし、さらに、磁
場発生装置と電極構成の形状のよりよき可能性を通じて
の、冷却方法のよりよき可能性と侵食形状の制御法のよ
りよき可能性とに関連して追加の利点をもたらす。これ
ら追加の可能性と、前面に取り付けることのできる電極
１６ないし磁性物質を有するターゲット・リング４、５
間に追加された組み込み取り付け体とにより、侵食形状
をさらに追加的に最適化することが可能となり、これに
より、ターゲットの利用度を追加的に高め、ないしは、
スパッタされる物質の輻射形状に積極的に影響を及ぼす
ことができ、構成体の経済性が向上する。

【００３０】内側スパッタリング源面ないしリング領域
６を有する内側リング・ターゲット４と、外側スパッタ
リング源面ないしリング領域７を有する外側リング・タ
ーゲット５との間には、絶縁体１５を介して電極１６が
絶縁配設されるのが望ましい。電極１６は選択的に、必
要なポテンシャルを課すか、あるいは可変ポテンシャル
下で操作することができる。これにより一方では、両タ
ーゲットの中間領域で物質がスパッタされるのを避ける
ことができ、他方、追加ポテンシャル付加の場合には、
被加工体の電荷キャリアー衝撃に関連して放電率が影響
を受ける。自明のことだが、すべてのターゲット構成に
おいて、ターゲットの周縁領域で好ましからざる物質が
スパッタされることに対し、対向電極１０、１１への暗
空間距離をなくすことにより既知の方法で達成されるよ
うに、通常の方法で対策を講ずべきである。

【００３１】図３には、スパッタリング源面６、７ない
しターゲット３、４、５を円板状の被加工体９に対向配
置することができるよう構成された変形例が模式図的に
示されている。図３（ａ）には、スパッタリング源軸１
７の右側に、平坦ターゲットが距離ｄを隔てて被加工体
９に対向配置できる状態が示され、そこでは、内側のス
パッタリング源面６は中間半径Ｒ₁ を有し、外側のスパ
ッタリング源面７は中間半径Ｒ₂ を有する。予期される
侵食形状８は点線で示されている。スパッタリング源軸
１７の左側には、もとの平坦ターゲット３が、一平面上
に互いに同心的に存在する２つのリング・ターゲット
４、５に分割されている。このような構成は、特に有利
に、かつ、経済的に操作できるので、推奨されるべき実
施例である。

【００３２】自明のことだが、図３（ｂ）においてスパ
ッタリング源軸の右側に示されているように、特定の輻
射特性を、あるいは、ターゲット利用度に関連して有利
な特性を得るため、ターゲット１８は、たとえば内側を
周囲より高めたり、あるいは低めた状態に予め形成して
おくことができる。図３（ｂ）にはさらに、スパッタリ
ング源軸ないしは被加工体９に対向したスパッタリング
源面をもったリング状ターゲットが一定の傾斜１９をも
有することができるということが示されている。これに
よって、スパッタされる物質の輻射特性と、被加工体９
上の膜分布の影響とに対する影響力の、さらに別の可能
性が存続する。傾斜は内側リングにも外側リングにも、
また内向きにも外向きにも設けることができる。

【００３３】図３（ｃ）にはさらに、内側リングまたは
外側リングが、被加工体に対して異なる距離ｄ₁ ないし
ｄ₂ をとることのできることが、模式図的に示されてい
る。しかしこの際、ｄ₁ およびｄ₂ の大きさの領域はｄ
の大きさの予期された領域内にあるべきである。

【００３４】図４は、スパッタリング源面６、７、ない
しはターゲット３、４、５内に形成され得る侵食溝８の
断面を、模式図的に示している。侵食溝８はマグネトロ
ン放電機構の場合、大抵、スパッタリング源面の中央に
侵食最大部２０を有する。この場合この最大部はリング
領域Ｒ₁ とＲ₂ にある。リング領域の軸２１は侵食最大
部２０を通り、スパッタリング源面６、７と直角に交差
する。イオン衝撃によってスパッタされる面である、ス
パッタリング源面６、７は、周縁から周縁まで幅Ｚを有
している。大抵の物質は中心に向かってスパッタされ、
その際、幅Ｚ₁が面の内の、侵食溝からの物質の７０％
を受持つ部分を占めている。リング領域の軸２１は大抵
の場合、スパッタリング源面６、７との交点のところで
スパッタリング源面に平行な磁場成分２２の最大点を決
定する軸とは、予期されることだが、正確には一致しな
い。スパッタリング源面に平行に規定された第２の磁場
成分２３は、スパッタリング源面からの距離２４が１０
ｍｍであることで特定されている。既に示された最大磁
場成分の値は、両方に離された点のところで、典型的な
マグネトロン電子トラップは、既知の構成に対比して、
狭い空間上で強度の不均一性を有し、そのため、外に向
かって減衰する非常に大きな磁場勾配を伴うことを示し
ている。

【００３５】本発明に基づいて実現された実施例を、以
下に説明する。 被加工体外形 １２０ｍｍ 距離 ｄ ２６ｍｍ トーラス直径 Ｄ₂ １４０ｍｍ ターゲット外縁直径 Ｄ₃ （平坦ターゲット） １３０ｍｍ 半径 Ｒ₁ ２６ｍｍ 半径 Ｒ₂ ６３ｍｍ 内側のスパッタリング源面の幅 Ｚ₁ １０ｍｍ 外側のスパッタリング源面の幅 Ｚ₁ ７ｍｍ ターゲット材料 金 作業ガス アルゴン 放電空間の作業圧力 ５×１０^-2ｍｂａｒ 外側スパッタリング源面上での平行最大磁場成分 ３５０ガウス 距離１０ｍｍで１５０ガウス 内側スパッタリング源面上での平行最大磁場成分 ４７０ガウス 距離１０ｍｍで２５０ガウス スパッタリング電力 ３ｋＷ 放電電圧 ５００−７００ｖｏｌｔ ＤＣ スパッタリング率 ５０ｎｍｓ 被加工体の半径２０から半径６０までの間の膜厚分布 ５％より良 物質移送率 ３０％−４０％より大

【００３６】得られた成果は、光学的プレートの傷に敏
感な着色膜を損傷することなく非常に肯定的であって、
並外れた高い物質移送率が示された。要求される高度な
分布仕様を満たす、静的な被膜コーティング装置による
通常の物質移送率は、とりわけこのような小さな被加工
体直径の場合には、３０％未満の範囲に、典型的には１
５％−２０％の範囲にある。本発明による構成は、自明
のことであるが、たとえば直径が５０ｍｍから７０ｍｍ
である場合のように、既に示した例の場合より小さい、
または大きい被加工体直径の場合にも効果的に利用でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係るマグネトロン型スパ
ッタリング装置のマグネトロン型スパッタリング源の簡
略断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るマグネトロン型スパ
ッタリング装置のマグネトロン型スパッタリング源の他
の例を示す簡略断面図である。

【図３】（ａ）は、被加工体に対するターゲット構成の
幾何学的配置関係を示す模式図であり、（ｂ）は、異な
る傾斜配置されたターゲット・リングを有するさらに別
の、（ａ）と同様な説明図であり、（ｃ）は、被加工体
に対する距離の異なるターゲットを有するさらに別の、
（ａ）および（ｂ）と同様な説明図である。

【図４】侵食領域を有するターゲットないしターゲット
・リング断面の、模式図的拡大説明図および磁場成分の
様相を示す図である。

【符号の説明】

１ マグネトロン型スパッタリング源 ３ スパッタリング・ターゲット ６，７ スパッタリング源面 ８ 侵食溝 ９ 被加工体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バルター・ハーク スイス、ツェー・ハー−9472 グラープ ス、ブッヒェンベーク、３ (72)発明者 バルター・アルバーティン スイス、ツェー・ハー−7310 バート・ラ ーガツ、マラウスシュトラーセ、５・ベー

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネトロン型スパッタリング装置であ
   って、 回転対称的マグネトロン型スパッタリング源（１）と、 該スパッタリング源（１）の対称軸（１７）と同軸的
   で、かつ、該対称軸（１７）に関して間隔を有する、円
   板状被加工体（９）受容のためのホルダ（１０、１１）
   とを構成要素に含み、 前記スパッタリング源（１）が少なくとも２個のリング
   状のマグネトロン電子トラップを有し、各前記マグネト
   ロン電子トラップがスパッタリング源面（６、７）に沿
   ってラジアル方向に磁場強度成分（２２）の最大値を定
   義し、より詳しくは、リング領域（６、７）ごとに小さ
   い方の半径Ｒ_1Fの位置と大きい方の半径Ｒ_2Fの位置に前
   記最大値を定義し、前記スパッタリング源に向けられた
   前記被加工体（９）の平面が前記ホルダ（１０、１１）
   の中で前記リング領域（６、７）から、それぞれ対応す
   る距離ｄ₁ およびｄ₂ を有し、ｄがｄ₁ およびｄ₂ のす
   べての可能な値を取り得ることができ、 次の関係、 ０．８≦（Ｒ_2F−Ｒ_1F）／ｄ≦３．０ また望ましくは、 １．０≦（Ｒ_2F−Ｒ_1F）／ｄ≦２．２ なる関係が成り立つことを特徴とする、マグネトロン型
   スパッタリング装置。
2. 【請求項２】 マグネトロン型スパッタリング装置であ
   って、 回転対称的マグネトロン型スパッタリング源（１）と、 該スパッタリング源（１）の対称軸（１７）と同軸的
   で、かつ、前記対称軸（１７）に関して間隔を有する、
   円板状被加工体（９）受容のためのホルダ（１０、１
   １）とを構成要素に含み、 前記スパッタリング源（１）が少なくとも２個のリング
   状侵食溝（８）を形成し、各前記リング状侵食溝がスパ
   ッタリング源面（６、７）に沿って最大侵食部（２０）
   を定義し、より詳しくは、リング領域（６、７）ごとに
   小さい方の半径Ｒ_1Eの位置と大きい方の半径Ｒ_2Eの位置
   に前記最大侵食部を定義し、スパッタリング源に向けら
   れた前記被加工体（９）の平面が前記ホルダ（１０、１
   １）の中で前記リング領域（６、７）から、それぞれ対
   応する距離ｄ₁ およびｄ₂ を有し、ｄがｄ₁ およびｄ₂
   のすべての可能な値を取り得ることができ、次の関係、 ０．８≦（Ｒ_2E−Ｒ_1E）／ｄ≦３．０ また望ましくは、 １．０≦（Ｒ_2E−Ｒ_1E）／ｄ≦２．２ なる関係が成り立つことを特徴とする、マグネトロン型
   スパッタリング装置。
3. 【請求項３】 請求項１および２の特徴部分に基づくマ
   グネトロン型スパッタリング装置。
4. 【請求項４】 前記最大磁場強度成分（２２）が、前記
   スパッタリング源面（６、７）から１０ｍｍの距離（２
   ４）にあり、それがスパッタリング源面（６、７）上の
   この成分の高々６０％、ないし望ましくは５５％であ
   り、また望ましくは、それが、小さい方の半径（Ｒ_1F）
   を有するリング領域における方が大きい方の半径
   （Ｒ_2F）を有するリング領域におけるより大きいという
   ことを特徴とする、請求項１または３に記載のマグネト
   ロン型スパッタリング装置。
5. 【請求項５】 前記最大磁場強度成分（２２）がスパッ
   タリング源面（６、７）のところで少なくとも２００ガ
   ウス、望ましくは３５０ガウスとなり、その際、特に望
   ましくは、内側のリング領域（Ｒ_1F）のところが少なく
   とも４００ガウスであることを特徴とする、請求項１、
   ３または４のいずれか１項に記載のマグネトロン型スパ
   ッタリング装置。
6. 【請求項６】 関係のリング領域（６、７、Ｚ）へのス
   パッタリング物質のその時々の量の７０％を受持ってい
   るリング領域幅（Ｚ１）が高々１６ｍｍ、望ましく高々
   １２ｍｍ、全く望ましく１０ｍｍ未満であることを特徴
   とする、請求項２または３に記載のマグネトロン型スパ
   ッタリング装置。
7. 【請求項７】 前記リング領域（Ｚ）が事実上共通の平
   面内にあることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか
   １項に記載のマグネトロン型スパッタリング装置。
8. 【請求項８】 前記リング領域（Ｚ）が、分けられた同
   心的なターゲット物質リング（４、５）ごとに存在する
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載
   のマグネトロン型スパッタリング装置。
9. 【請求項９】 前ターゲット物質リング（４、５）のラ
   ジアル方向幅が事実上請求項６に基づくリング領域幅
   （Ｚ）に相当していることを特徴とする、請求項８に記
   載のマグネトロン型スパッタリング装置。
10. 【請求項１０】 次の関係、 Ｒ_1F≒Ｒ_1E＝Ｒ₁ Ｒ_2F≒Ｒ_2E＝Ｒ₂ および ２０≦Ｒ₁ ≦３０ｍｍ また望ましくは、 ２４≦Ｒ₁ ≦２８ｍｍ および／または、 ５５≦Ｒ₂ ≦６５ｍｍ を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１
    項に記載のマグネトロン型スパッタリング装置。
11. 【請求項１１】 次の関係、 １５≦ｄ≦３０ｍｍ また望ましくは、 ２０≦ｄ≦２５ｍｍ を有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか
    １項に記載のマグネトロン型スパッタリング装置。
12. 【請求項１２】 前記被加工体のために前記ホルダ（１
    ０、１１）が設けられており、前記ホルダ（１０、１
    １）の直径Ｄ₁ が前記スパッタリング源面（７）の外直
    径Ｄ₃ より高々２０％小さく、または望ましく高々１０
    ％小さいことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか
    １項に記載のマグネトロン型スパッタリング装置。
13. 【請求項１３】 前記スパッタリング源面（６、７）が
    少なくとも貴金属、望ましくは金のターゲットで構成さ
    れていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか
    １項に記載のマグネトロン型スパッタリング装置。
14. 【請求項１４】 リング領域間の平面が、非スパッタリ
    ング電極（１６）で構成されており、望ましくは電気的
    に事前に与えられたポテンシャル、特に望ましく可変ポ
    テンシャルで操作されることを特徴とする、請求項１〜
    １３のいずれか１項に記載のマグネトロン型スパッタリ
    ング装置。
15. 【請求項１５】 前記ホルダ上に置かれた前記被加工体
    （９）およびスパッタリング源面が、トーラス状のプロ
    セス空間（１２）の上壁ないし下壁を構成していること
    を特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の
    マグネトロン型スパッタリング装置。
16. 【請求項１６】 トーラス空間（１２）の最大直径Ｄ₂
    が、スパッタリング源面（７）の外直径Ｄ₃ より大き
    く、望ましくはｄより、少なくとも５０％大きいことを
    特徴とする、請求項１５に記載のマグネトロン型スパッ
    タリング装置。
17. 【請求項１７】 デジタルビデオディスクまたは光コン
    パクトディスクのような、また望ましくは再書込可能な
    コンパクトディスクまたは位相変換板のような、光学的
    メモリ・プレートに膜コーティングを行なう、請求項１
    〜１６のいずれか１項に記載のマグネトロン型スパッタ
    リング装置。