JPS58210167A - マグネトロン形カソ−ドスパツタ装置 - Google Patents

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】 発明の１’！　ｉ！する分野 本発明は、エンベロープと、少くとも表面がスパッタす
べき材料より成る平坦なカソード板と、前記カソード板
と同軸を成すほぼ環状のアノードと、前記カソード板の
前記アノードとは反対側に配置され、カソード表面の１
部分上に少くとも１つの電子捕獲を形成する少くとも１
つの磁力線のトンネル状閉曲線を発生する磁気装置とを
具えるマグネトロン形カソードスパッタ装置にＢ＠ｙる
ものである。

従　　来　　１支　　伶 かかるマグネトロン形カンートスバッタ装置は、基板Ｌ
ｋ−成る別科（＃！ｌｑλ（、ｌ金〜シ）の薄胆を設番
ノるためにしはしは使用己ＩＬる。スパッタ装置の作動
中、被膜すべさ基板を・ガス光１１ｔユンベロープ内に
置き、アノード及びカソード間に十分な高１は圧を印加
すると、ガス放電が起り、カスイオンがカソード」−に
高速で衝突し、そこから＃着物＊（主として原子）を放
出する。このスパッタされた蒸着物置は基板に捕集され
る。カソードの前面にこれから放出した電子を捕獲Ｊる
磁力線の１個以上のトンネル状閉曲ｍ＋設けることによ
り、一層多くのイオンか形成され、従ってスパッタ処理
が増強されるようになる。この結果、所命する被膜が急
速に基板上に形成されるようになる。カンード乎板は、
例えば正方形、矩彰、＊いは円板状とジることができる
。はぼ環状０）アノードはこの方ソードの形状に適８さ
せるようにする。ががるマグネトロン形カソードスパッ
タ装置は、ｌ’　Ｖａｃｃｕｍ　Ｊ　。

ｖｏｌ、　２８　ｅ　４４　ｍ　　”９７８年から既知
である。この論文には、マグネトロン修正形カソードス
パッタ装置が記載されている。この装置では、金属棒を
円板状カソードの中央から延在させると共にこれにより
ｈＨ％装置の１方の細長ボールシューを形成する。ｎＩ
ノ記磁気装置の他のボールシューは、これによって円板
状のカソードを囲むと共にこれに同軸状に配設する。こ
れらボールシュー間の磁場によっていわゆる電子捕獲を
形成する＠前記スパッタ装置に使用される円板状カソー
ド直径はｌ　（１０Ｍ以下である〇 かかるマグネトロン形カソードスパッタ装置は、特に半
導体装置の＠造に用いられると共に情報が多数の孔（ビ
ット）の形態で存在する薄い合成プラスチック或いはガ
ラス円板からなる基板に薄い反射金ｌ１１４膜を被覆す
る光学記録担体の製造に使用される。かかる記録担体は
、フィリップステクニカルレビュー、第８８巻、１７８
〜１８０ページ。

１９７８年、第７号に記載されているエヌ・ベニ・フィ
リップス−フルーイランベンファプリケン社のビデオロ
ングプレイシスデム、即ちＶＬＰ　ｓｙｓｔｅｍ（商標
）に使用されている。かかる円板はその直径が約３９ｃ
ｍであり、着しく平坦に被置する必要がある。この円板
は昔しく加熱してはならず、しかも著しい電子衝撃にざ
らしてはならない。その理由は、加熱或いは電子衝撃に
よって円板を損傷するからである。加熱及び電子衝撃に
よる損傷は、かかるスパッタ装置を用いて半導体装置を
製造する場合にも不所望である。

発明の開ポ 本発明の目的は、スパッタ装置６内で発生する電子のう
ちの僅かな電子たけが、被覆すべき基板に当り、これに
より基板のｍ傷を減少或いは防止し得るようにしたマグ
ネトロン形カソードスパッタ装置を提供することにある
。

この目的のため、エンベロープと、少くとも表面が子バ
ッタすべき材料より成る平坦なカソード板と、前記カソ
ード板と同軸を成すほぼ環状のアノードと、前記カソー
ド板の前記アノードとけ反対価に配置され、カソード表
面の１部分上に少くとも１つの電子捕獲を形成する少く
とも１つの磁力線のトンネル状閉曲線を発生する磁気装
置とを具えるマグネトロン形カソードスパッタ装置にお
いて、前記電子捕獲によって囲まれ、且つこれから離間
され、前記カソード板の中心から同心状に延在する棒状
電極と、管状断面を有し、前記カソード板と同軸を成し
、前記カソード板の周縁付近から延在する補助電極を具
え、これら前記棒状電極及び前記補助電極は、前記カソ
ード板表面の前記電子捕獲の存在しない区域から延在さ
せ、前記補助１４Ｌ極の開口及び少くとも前記カソード
板により近い前記アノードの端部の開口並びに前記カソ
ード板の周縁及び前記棒状電極の周縁は互いに平行に配
置し、装置の作動中前記棒状電極を、材料をスパッタす
べき基板から適宜離間して、電子がアノード方向に指向
されるようにしたことを特徴とする。

カソード板は、円形、矩形、或いは正多角形とすること
ができる。

８個以上の電子捕獲を使用ｒる場合には、カソード表向
から延在する同軸円部状補助電極を前記電子捕獲間にも
設けることができる。従ってカソード及びアノード間の
電場がこの補助電極の影響をうけるため、より多くの電
子が基板に衝突せず、アノードに向って移動するように
なる。かように補助電極によってカソードに対する電場
を適宜修正してＳ電子捕獲で捕捉されない電子が基板で
なくてアノードで終端する通路内を移ｖノシ得るように
する。スパッタ処理中、補助電極はカソードと同一電位
とすることができる。従って、カソードのスパッタは電
子捕獲の下側のカソード表面のみに生じるようになるた
め、補助電極をスパッタすべき羽村で造る必要ハナい。

１個以上の補助電極を、カソードに対して電気的に絶縁
されるように配設する場合には、これら電極の電位を適
宜変化させて、より多くの電子を基板からアノードに向
がってあ導させるようにすることがでさる。

上述したＶＬＰ　ｓｙｓｔｅｍの記録担体では、基板の
中央部を被覆しないままとするため、棒状補助電極の端
部に半径方向に延在するフランジ或いは円板を設けるこ
とができる。これがため電場を一層好適に修正すること
ができる。

発明の実施例 図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図に示すマグネトシン形カソードスパッター装置は
、エンペｐ−１１１円板状カソード２及びカソード２と
同軸をなすほぼ環状のアノード８を具える。エンベロー
プｌは、排気すると共に排気管４を介して、ガス（例え
ばアルゴン）を充填し得るようにする。更にエンベロー
１１は扉５を具え、これにスパッタすべき基板７の支持
体６を連結する。この場合には、基板７をＶＬＰ　ｓｙ
ｓｔｅｍ用の合成プラスチック製円板状記憶担体とする
。カソード２は、厚さ１　ｃｍの蒸着すべき材料（例え
ばアルミニウム）の板で構成する。カソード２の主表面
の周縁８を、電気絶縁材料製のガスケット９を介して、
エンベロープ２内の開口１’ｌを囲む環状の７ランジ１
０に御粘する。カンード支持珈１２はカソード２のγノ
ー１゛８と番」反対側の主表面に当接し、多数のマグネ
ット１８は１カンード支持板１２の裏面に固着すると共
にカソード２の表＋Ｍｉでトンネル状の磁力線１４の閉
曲線を発生し得るようにする。カソード２から生ずる電
子を前記トンネル状磁力線内に捕獲し、これによ−リ、
カソード表面近くのエンベロープ１内のガスをイオン化
する。カソード２から放出された電子の１部分を電子捕
獲で捕捉することによって、前記電子捕獲を使用しない
場合より一層多くのイオンがつくられ−従ってスパッタ
処理が増強されるようになる。カソードから放出された
゛電子のＩＶＡ分が捕獲されないで基板７に当るように
に〔るため、前記基板７の加熱及び指部を防止する牛ｌ
りを購する心電がある。こｎがため本発明によれは同心
円筒状の補助電極１５をアノード及びカソード間のカソ
ード２の周縁８近くに設け、棒状の補助ｍ＆！１６をカ
ソードの中央に設けるようにする。円筒状の補助電極１
５及び棒状補助電極１６の双方はカン−ドの電子捕獲の
おこらない部分１７及び１８の近くに設けるようにする
。第８図につき説明するようにＳ棒状の補助電極からス
パッタすべき基板７までの距離を適宜選定して、部分１
７及び１８から放出される電子とカソードの電子捕獲間
に位置する部分１９から放出される電子の双方がアノー
ド８にできるだけ誘導されるようにする。

１個以上の電子捕獲を使用する場合には電子捕獲間（第
１図のカソード表面過部分１９）に円筒状の補助電極を
設けることができる。１例として、円筒状の補助ｍ１ｌ
ｉｉ’２０を第１図に破線で示す。

１個以上の円筒状電極１５及び２ｏと棒状補助電極１６
とをカソード２に対し電気的に絶縁した状態で配設し、
これら電極の電位を変化させることができるため、より
一層多くの電子を基板７でなくアノード８に指向させる
ことができる。棒状の補助電極１６の端部２１に半径方
向に延在する円板２２を設けることにより、電場をより
一層好適に修正することができる。

基板７の直径を約３Ｑｃｍとする場合には１．円板２２
から基板７までの距１ｖｉｊ釣２〜３　（＋ｎとするの
が好適である。この場合棒状−４！１１１１６はその長
さを約ＩＱｃＩ１１．直径を約８　ｃｎ＋とする。

マグネトロン形カンートスバッタ装置のカソードの浸食
は、カソードの表向全体にわたって同一ではなく、電子
捕獲の中央部２８に集中し、この中央部において長時間
の作動の後孔が形成されるようになる。これがためカソ
ード支持板１２により機械的な力をうけるようにする必
要があり、従って支持板１２は厚くする必要がある。し
かし、カソード保持部１２のマグネット１３の区域は１
比較的薄くなるように選定してエンベロープ１内の磁場
の強さをできるたり小どくし得るようにする。これがた
めカソード表出１の磁場が強くなり、これにより電子捕
獲の童子が良好に発生するため基板７上に到達する電子
は僅がとなる。

第２図は第１図の半部を詳細に示す断面図である。図中
カソード表面の部分１７．１８及び１９から発生ずる電
子の通路２４を破線で示す。カソード２のｔＪＪ方に多
線のイＡン化ガスから成る２個の円形区域！！５（断］
ａ１のみで示す。）が形成され、これにより２個の電子
捕獲が形成されるようになる。円筒状補助電極１５及び
棒状電極１６を設′けることにより、基板７に到達する
電子の＃Ｉ！ｌヲ著しく減少させることができ、その結
果、基板フは加熱及び亀子衝撃による損傷をほとんど受
け１．１＜′なる。円筒状補助電極１５及び２０と棒状
補助電極１６とは、カソードの電子捕獲は発生しないが
磁力線が残存する部分１７．１８及び１ｇの近くに設け
られている。

本発明は、円形のカソード及び環状のアノードを有°す
るマグネトロン形カソードスパッタ装置に限定されるも
のではなく、矩形及び正方形のカソードを有するスパッ
タ装置とすることもできることは勿論である。従ってこ
の場合には環状アノードを７１１形状或いは正方形状と
する。このようなスパッタ装置では、円筒状補助電極及
び棒状補助電極も正方形又は矩形状断ｆｉｔとする。棒
状補助電極１６から基板までの距離、も上述した実施例
の場合より大きくすることができるが、この場合スパッ
タ装置の効果は減少するようになる。

【図面の簡単な説明】

給１図は本発明マグネトロン形カソードスパッタ装置の
構成を示ず断面図、 第２図は前記マグネト四ン形カソードスパッタ装置の多
数の電子通路を示す断面図である。 ｌ・・・エンベロープ　　　２・・・円板状カソード８
・・・７　／　−）’　　　　　　４・・・排気管５・
・・肺　　　　　　　　７・・・基板８・・・カソード
周縁部　　９・・・ガスナツト１０・・・７ランジ　　
　　　１１・・・開口１２・・・カソード支持板　　１
８・・・マグネット１４・・・磁力線 １５．２０・・・同心円筒状補助電極 １６・・・棒状補助電極 ２２・・・半径方向に延在する板

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　エンベロープと、少なくとも表面がスパッタすべき
   材料より成る平坦なカソード板と、］）ＩＪ記カソード
   板と同軸を成すほぼ環状のアノードと、前記カソード板
   の前記アノードと番」反対側に配置され、カソード表面
   の１部分上に少くとも１つの電子捕獲を形成する少くと
   も１つの磁力線のトンネル状閉曲線を発」する磁気装置
   とを具えるマグネトロン形カソードスパッタ装置におい
   て、前記電子捕獲によって囲ま１％ｓ且つこれから離間
   され、前記カソード板の中心から同心状に延在する棒状
   電極と、管状断＋０＋を有し、前記カソード板と同軸を
   成し、前記カソード板の周縁付近から延在する補助電極
   を其え、これら前記棒状ｖＬ極及び０１１記補助電極は
   、前記カソード板表向の前記電子捕獲の存在しない区域
   から延在させ、前記補助電極の開口及び少くとも前記カ
   ソード板により近い前−己アノードの端部σ］開口並び
   に前記カソード板の周縁及び前記棒状電極の周縁は互い
   に平行に配敗し、装置の作動中前記棒状電極を、材料を
   ス、＜ツタすべき基板から適宜離間して、電子がアノー
   ド方向に指向されるようにしたことを’？？ｉ徴とする
   マグネトロン形カシートスバッタ装置。 λ　カソード板−を円、板、正方形、或いは正多角形の
   形状としたことを特徴とする特許請求の範囲帖１項記載
   のマグネトロン形カソードスパッタ装−０ ＆　カソード表向に対し少くとも２個の電子捕獲を生ぜ
   しめ、管状断面を有する同心補助電極は、これら電子捕
   獲の間においてカソード表面から延在させるようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   のマグネトロン形カソードスパッタ装置。 転　補助電極の少くとも１　（１１１１をカッ−Ｙに対
   してｍ％的に絶縁されるように配設したことを特徴とす
   る特許１ｉＩｖ求の範囲第１’Ｅｔ第２項又は第８項記
   載のマグネトロン形カソードスパッタ装置。 翫　棒状補助電極にはその端部に半径方向に延在するフ
   ランジ或いは円板を設けるよう（こしたことを特徴とす
   る特許關求の範囲第１項。 第２項、第８項又は第４項記載のマグネトロン形カソー
   ドスパッタ装置。