JPS5953680A - 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】

本発明は、真空槽内でターゲットなスバノタリングし

【
基板上に該ターゲットに対応した組成の薄膜を形成する
ようにした周知のスノく・ツタ装置に関し、更に詳しく
は薄膜の大月生産に適（７たスパッタ装置に関する。 近年、研究・開発の盛んな超ＬＳＩ、光通信用（残油デ
バイス、超高密度記録用素子などでは、７を空蒸着法で
はとても作製できないような高融点あるいは活件的な材
料の膜をその組成１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ｊ、（材料でもほとんどの基板」二に膜漸成がで
きろ技術としてスノ（・ツタ法が見直され、その欠点の
克服のため′ＶＣ精力的な研究、　（１１発がなされて
いる。そして、その方向は高速イし低温化にあり、マグ
不トロンスノく゛ンタ汐足等１２°こ多くの提案がある
。 牛希禰４→辷＝ん℃ｚう１−高速、イ氏温の°人・く・
ツクができる上、磁性材料にも適用できろス／ヨ・ンＰ
５５８〜ｐ５５９）。この対向ターゲラ）・式ス／＜ツ
タ装置は第１図に示すように（ｊｌ）成される。すなわ
ち、従来の真空槽内に基板とターゲットを対向さぜた２
極スパツク装屑ノ・４％、　７ｒす、兵４Ｆ−１，Ｗｌ
ｏ内に−７；Ｊのターゲラ）　ＴＡ　、　　Ｔｎ３をス
バ′ンタされろスパッタ面ＴＡｑ　、　ＴＢｑが紫間な
隔てて平行に対面−す２）ように配置ｌゴすると共に、
基板２０＋ｉ、ターゲットＴＡ　、　ＴＢのイ１（Ｉ］
方に設けた基板ホルタ’−２１に」、り夕！ｆ　ツｌ□
　’ｒＡ　、　ＴＢ　Ｏ）空間の１に１１方に該空間に
力」面するように配偶１する。そして、真空槽１０の回
りに設けた一１イル３０によりスパッタ面ＴＡ！！　、
　　ＴＢｓに垂直な方向の磁界Ｉ（を発生させるように
しである。なお、図の１１Ａ７１１１３は鉄からなるタ
ーゲントポルダー、１２Ａ。 １２Ｂは保護のためのノールドである。 従って、図示省略した排気系により排気し」４０を通し
て真空槽１０内を排気した伊、図示省略したガス導入系
から導入Ｌ］５０を１ｔｌｌ　ｌ−てアルゴン等のスパ
ックガスを導入し、図示の如く直流電源からなるスパッ
タ電源６０によりシ・−ルビ１２Ａ、１２Ｂ従って真空
４？η器１０を］揚祢（接地）に、ターゲラＩ、ＴＡ、
ＴＢを陰極にし５（［スバ／り電力を供給し、フィル３
０によりｉｉｌ述の磁、、、：、　Ｉｆンユ竜生させイ
）ことによりスパックが行なわれ、基板２１）上にター
ゲットｉ’Ａ　、　’Ｉ’＋３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ッタ面’１．’Ａｓ　。 Ｔ　Ｂ　Ｓに垂直に磁界が印加されているので、対向す
るターゲントＴΔ、’ｒｎ間の空間内に高エネルキー市
、子が閉じ込められ、ここでのスパンタノノスのイオン
化が促進されてスパノタユ＊度が高くなり高床の膜形成
ができる。その土、基板２０は従来のスパッタ装置の如
くターゲットに対向せずターゲラｌ−Ｔ’Ａ　、　’１
’Ｂの側方に配置されているので、基板２０上への高い
エネルキーを有するイオンや箱、子の衝突がほとんどな
く４（す、かつターゲット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゛（低温の膜形成が
でとる。史に磁界は全体としてターゲラ）　ＴＡ。 Ｔｎの垂直方向に印加してｋ】るので、ターゲラ）　Ｔ
Ａ　、　’Ｉ’１３に磁性材料を用いても有効に磁界が
作用し、高速膜形成ができイ・５、 しかしデ人から、ゴー業ノ尻（莫の太単イに産に」、；
いてはより一層の生唾性向上が望まれ、史には全体的な
効率向上が心火゛で、！−）る。そして、上述の従来の
７１向ターゲツト弐ノ、パ／り装置では、生唾性向上に
対かするため大型化するとコイルも大型化し設備費が十
！１すると共に、効率面でもスパック粒子の薄膜形成へ
の利用率が（Ｂ−いど（・５問題がある。 本発明は、かがる現状ＶＣ＆みなされたものであり、」
−述の７Ｊ向タ一ゲツト式スパンク法を基本構成として
その凌れた膜形成１１１代等の＋１ｋ（４トイ＋：　Ａ
、ｌＩ用−４る一方、ｉｉｉ＋述の問題点をｉ’ｒ’Ｆ
　ｒｒｉ　して牛四１′Ｉ。 効Ｊ１も良く目一つコンパクトな人ｌｌｉ勺二内ジにＪ
瀬にｌこスパッタ装置直を提供するものでル）イ〕１、
すなわち、本発明は、よ：Ｌｒ＝　４１ｈ内（゛ターク
゛／１をスバ・ツタリンダして基板」二に１１火ターク
　／　ｌ□に対応した組成の薄膜を形成」−るよっにし
たスパッタ装６づ、において、１１１１記ターク７トを
少なくとも一層の作間を隔てて対向した対向ターグア　
）と／ｃ］と共に該ス１向ターゲットの間にその偏置方
向の磁界を形成７１／Ｊ磁界発生手段を該対向タークノ
トの各々のターゲットの後方に設ケル−・方、［）１■
記基板を該対向ターフットの間の空間に対面させつつ該
対向ターゲットのターゲットとはｇ垂直力向に移送すイ
〕互特ゝｌ板移送手１夕を少なくとも２系列該対向ター
ゲットの８１１１方に設けたことを特徴とするものであ
る。 上り斗、本発明の詳細を実施例に基い

【図面により説明
する。 第２図は本光明の実施例の’Ｊ：Ｌ略１１１１１　ｉ１
ｉ＋図で、４ハる。 図において、１０は真空槽であり、第１１１！８１の従
来装置と同様に排気口４０を１１ｉ１　Ｌ−Ｃ排気系に
、導入１．：］　５０を別してカス導入系に接続され、
必便に応じて排気し、あるいはフル：１ノ等のス／くツ
タガスの供給することができるよ５にｊｘ、つている。 ’ｌ’ｉ　、　Ｔ２は、所定間隔の対向空間を隔てて対
向した細長いり９冊形状の同じターゲラ）　ＴＡＩ　。 ＴＢＩ、　　ＴＡ、２．　ＴＢ２からなる２組の対向タ
ーゲラ１て・あり、油、空槽１００側壁に固、没さねた
ターゲットホルダ−１１１，１１２，１１３，１１４に
より、図示のノ１イ３す、その」２辺（ｉｌ（イ）に垂
１ｒ１方向の辺）が互いｐ（平汀で１４つ対向２Ｆ　［
１がメ・ｊ商才ろよ５に並設され゛（いろ、 １０１．１０２，１０３は長尺の有機高分子フィルムか
らなる基板２０をｈＩＪ記対向イＰ間に２１面させつつ
移送する移送ローラで、対向クーケア　１−’ｌ’ｌ、
Ｔ２の長辺と軸子＜ｉで１．１つその対向ｈ′−間の両
１１１１に配置される　なお、移送ｎｌ−ラ１０２は対
向ターケラ）　’ｌ’ｌ　、　’ｌ”２に共、１；１に
使用されイ）。 そして、案内ローラ１５１　、　　＋　５２　、　　＋
　５　：（。 １５４と繰出し其Ｆ１６１と巻取装Ａ、６２とからなる
フィルム材送手段により、）、（板２０は移送ローラ１
０１　、１０２．Ｉｔ１３に密着しつつ月つ各対向空間
に対面しつつ移送されるようになつ−（いる。 従って、全体としてコンパクト１．Ｃ構成で生産件の高
いスパッタ装置が実現でとる。。 なお、移送ローラ１．０１，１０２，１０３は〕、Ｉ８
板２０を一様な速度で搬送する。１．５、イ、を送１１
・−−ノ１０１　、　＋　０２　、１　Ｆｌ　３間の周
速が調整できる制御装ｖｉ、（図示棲Ｊ’　）で駆動さ
れる１、制御装置ｉｔ？とじては、移送ａ　＝　ラ＋　
ｏ　Ｉを一定の周速で駆１（ＪＨし、案内ローラ１５１
．ＩＦ＋２の中間部に基板２０の張力を検出すイ〕張力
検知器（図示ぜ・１）を設け、張力が一定になるように
移送「ノーン１０２の速度をｌｉ”］節する１、移送ロ
ーラ１０３の速度はイ゛（送１’＋−−ラ１０２と同様
に５１−４節する・−とができイ）３、移送ｒノーン］
　（ｌ　１　、１０２　、　Ｉ　Ｏ３の表面は平１１３
性にすぐれ基板２０との密着性に優れているのが好＋１
．い。又移送「Ｊ−ラｌ（ン１，１０２，１０３の表面
温度は常温から数百度Ｃまで）ｊｌ、１４節できるのが
好ましい。表面温度の調節はンリコン油などの熱媒を「
ｌ−ラ内部に循環させて行うことができる。 ターゲットホルダー１１１．１１２．１１３．１１４は
非磁性利料からなる壁用構造とし、冷却管（図示省略）
を通して冷却水等により冷却７１」能となしである。 また、磁界発生」・段も第１図σ）フ】イル３０にかえ
て、クーゲットＴＡＩ　、　ｉ’ＩＮ　、　ＴＡ２　、
利３２の背後番で対向ずろターゲット′ｒΔ】とＴ旧、
１゛Δ２どＴＢ２の４礁性が同−力面でその磁力線がタ
ーゲットＴＡＩ　、　ＴＢＩ　、　ｉ’Ａ２　、　ｉ’
Ｈ２１ｔＣ垂直とブ仁るヨツに〃−り゛ットホルクーＩ
Ｉ＋、１１２，１１３．Ｉ＋４内に配置ｆｆｌ　Ｌだ永
久（「仔石３０　＋　、　：（０２，３（１３、３０４
どなし、てある。ｊｋ久１１ｎ石：ｌ　ＯＩ　、　３０
２　、３０３　。 ３０４は第２図に示すようしこ、それぞれ〃−ゲ：／　
トポルｌ’　　ＩＩ＋、＋１２．Ｉ］：（、＋１４（７
，Ｊｔ’ｆ１ｔｌ１１（のみに配置してメ；）るので、
ダー１向ターヶノ１−ＴＩ、′［”２０周縁部シτ−沿
って、その間の／・」同梁間を囲４化するように磁Ｖ？
のｉ５０が形成さＪＬイン。そして図示の如く、永久磁
石３０　］、　ｉ（ｔｌ　２．３０３゜３０４のヌ゛・
１向側をｊｌ、１辺側（（先端が、シ、る刃先状にする
と前記磁界の壁が周Ｈｌｉ：’に限定さゎ、ターゲット
のエロージ・＝ｔ］が均−化一孝イ）３、なお、シール
ドす／グ１２１，１２２，１２３゜１２４は従来と同（
子にターゲットホルダーＩ１１゜１１２．１１３，１１
４の周囲に図示の如（配買ｊ−てあ・Ｋ）。 ；した、人パ／り電力は、前述〔す１）ｒ−来’Ｒ１４
ｔと同様夫々の霜、０ハ（図示省ｌ’ｌｉｉ　）から、
／−スミ泣に保持した１゛（ζ′≧槽１０及びンール）
パリング１２１゜１２２．１２３，１２４を陽極とし２
′Ｃ１それぞれメ・１向クーゲツ）　ＴＩ　、　Ｔ２　
ｒ別々に供給するよ５にブ、（シである。 以上の構成から、従来ｆｉに　ｌｉ’ｒと同様にｔ、Ｊ
４空（ｉｉｌ　１　（１内を排気後、スパッタカスを導
入しつつ’ｉｌ］、源かラスバッタ１１１．力を供給す
イ）ことにより、対向りされろ。 そして、前述の通り永久磁石３（１１，３０２゜３（１
３，３０４により対向ターゲットＴＩ　、　Ｔ２の周縁
部には磁界の壁がハネ成さた℃いるのて゛、各ｌＩ向空
間に高エネルギー′＋ｌｆ、子が閉じ込められ、スパッ
タカスのイオン化が促進７４れて高速の膜形成カーでき
る上、基板２０は対向ターゲットＴ＋、Ｔ２の側方に位
置するので、低温の膜形成が゛（−きる３、すｌ、「わ
り、各対向ターゲ・ノド１゛ｌ。 ′１゛２　は第１図の従来の１同り−ウツ１一式スバ・
ノタベεｉ、１′と同様１０作用し、ｊｌ、で、速１−
１つ低温のＢ１１＼形成とい５Ｘ受れたｌ［）性をイ呆
＋、Ｖずろ１、その土、上ｉＣ冒１り成か１゛）コイル
が不す２七？、Ｃす」ンパクトな構成と１する上、ター
ゲラｌの周辺部のみに磁界の壁を構成して℃・るので、
ターゲラＩ・全面に貝って磁界を形成したものに比し、
ターゲットのスパッ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ラ）・間隔を広げろことができる
という大きな効１．ｊがある。 ところで、基板２０を移送しつ瓦）［へ形成す４）と、
対向ターゲット’ｌ’ｌ、ｉ”２でスパッタされた粒子
が順次基板２０」二に堆積して形成されイ）。 ｆ／（つて、各対向ターゲット’ＩＪ　、　Ｔ２を同一
系（１成のターゲラ！・物質で構成すイ）ど、（＋Ｙ−
米の対向ターゲット式スパッタ装儲、の４イ１“１の膜
形成速度となり、非當に生江４テ１が上列する、その−
１−、スパッタされた粒子は対向クーグツト’ｌ”ｌ　
、　Ｔ２０画ｇ）　７ｉ＊で膜形成に使用されるので、
ターゲットの１す４用効率は従来装置７）１の少な（と
も２培になる。 さらに１１１丁述０如くターゲットｉ’ｌ　、　Ｔ２を
細長し・知（ＩＩＩ形状となし、基板２０力’−，１＠
、送される１１１１冒ｈｉをＩ＋］広く構成して、ｌｂ
るので、ターゲラｌの前述の使用効率−すなわち、スパ
ッタされたターゲット物％のうち膜形成に使用された率
は犬［ｉＪに上夕１させろことができる。この使用効率
は対向クーフッドＩ”ｌ　、　Ｔ２の基板２０に１ｆ１
１すイ）長辺側ど短辺側のｒｉＪ比となるので、そのＩ
ｌｌ比を４：１以上にずλ１げｓ　ｏ　％　ｉ；Ｉ土と
ｌｊ（す、多く（Ｊ）場合にンへ足なものとブ、（ろう
。 ／Ｌお、基板２０に面していない短辺ａ＋は、スパッタ
さｌ１１だ粒子を捕獲すイ）ようにしやへい板を設けろ
ことができる。すなわｉ、、膜形成する基板２０に飛来
するスパッタ粒子・以外は、対向するターゲットホルダ
ー１１１．１１２．１１３．１１４の夕１周部分で挿′
獲する。従って兵壁槽１０の内壁等にスパッタさハた粒
子が付着ずろことはないので１，１′塾空槽を常に清浄
ｌ（保つことができる。 ’ｔ：？に大型スパッタ装置の場合には、膜作成時の清
掃が容易とｔ！す、生部（ツ１．保う；　ｌ’ｌ−を高
めろことができる。 また、以１゛のように、基板２０に多層膜を順次形成す
る場合に大ぎな効果が得られる。例えば、１１−ｉ開Ｊ
ＩＧ　５４　５１８０４号、仙開昭５７＝］　００　Ｌ
】２７−１５等に開示の垂１／↓（心気を丁２録媒体の
製ス告に１基し、え・１向ターゲツｌ−’ｌ”ｌにパー
マロイ。 対向クーゲット’ｌ’２にコハル１−りｒ３ムの合金タ
ーウーソ１−〈ｒ用い、）１−板２０を移送させながら
膜作製ずろことにより、基板２０すなわら高分子フィル
ム」―にバ・−マ「Ｊイの軟ｓ性膜、　　コバルトり

【
Ｊノ・の垂直？ｉｌｉ化１漠全１漠る所望の垂直モイ（
気記録媒体を連続的に作ることができろ。ところで、垂
直磁気記録媒体は基板２０の表血用１坦性が７［（要で
あり、基板２０移送時に基板２０の衣ｔ０１Δｌ’−坦
性を害するひっかき傷、凹凸斑の発生があ４）と、記録
媒体と１．ての価値が半減する。し、かじながら、本構
成によれば、基板２０は移送ローラ１０１，１０２，１
０３．］０４１Ｌよ予ノ移送速度を厳密に調整しつつす
べりを生ずることなく移送され、かつ基板２０」二に二
層膜イ・［製が　度０）　：Ｊ＆板２０の移送で実現で
きる。従′５〕て、基板２０の表間平坦性を害する要因
の発生確率を６ｊχ減させることができる。 以」−１本発明を実施例に基いて説明＋−１，−カｔ、
本発明はか〜る実施例に限定されるも（’）　−Ｑ　ｉ
ｌｌ、ブ工い。 ２層膜作成に好適な例として２組σ）対向クーゲットを
横方向に並設したものを示Ｌ　ノ、＝　ｌｌ’戯夕」向
ターグツ１−の組数は使用目的に応じ適宜設消すべきで
任意である。′ｔ（お多数、ｆ：Ｆ１．　、例え＋１４
　ｈｎの対向ターゲットを設ける場合は、実施例σつ如
く２組並設置−だものを上下２Ｉ父に配置？イする多段
配置も可能である。このようにＩると並び列方向の設置
スペースが犬「１」に節約できｂｏ」二連の４組の対向
クークー・ントσ）場合、ｒｊＮ　３図に示すよりにｉ
θ父１’ｈ標配置にすると、移送ｏ−ラを大ｌ］に減少
できろと共に全体としてコンノ（りｌ−ｔ、ｃ構成がで
きろ。第３図はターゲ・ン）σ）蝮辺側からの側断面図
であり、ＩＩイーって、前ｊ１４直父座標配置とは、図
示の如く、対向ターゲット１’　］　〜’ｒ４　（１）
短辺ｒ１１１の中心脚か１〔コ、交＋′ａ標軸の各辺−
）二ｊ（ル）るよ５な配置ｃノ）ことで、１−）イ〕。 図の配置′ｌｙにより基板２０な実腺で示すような経路
で実絆の矢印で示−づ方向に移送（、つつ膜形成する場
合には、一度の走行で基板２００．＋両面ｉ＋’ｉ−３
ｊａ、’ｉルＩＶまでの多層膜が形成できる。なお、全
ターゲラ）−を同一組成で構成することにより、１冒、
津に中層膜が形成できイ）７．図に一部点１ｉ４＋！で
示した経路に沿って点線の矢印力面に移送することによ
り、単層膜な基板２０の片面に非常／（商ユ１１１で形
成できろ。 また、第３図のものＣは、直交Ｊ１（標装置の原点Ｊ川
のターゲットＴ１３１　、　　ＴＢ３　：！　、　　Ｔ
Ｂ　：う、１’Ｈ４は制御容易なように独立したターゲ
ラ１ホルダ１１２．１１４，１１６，１１８に設けであ
るが、これらクーゲツトホルクーを共辿に１−イｌど：
Ｉノバクトな構成となる利点／Ｊ−ある。 ン、ｃお、第３図のその他の構成は帛２図と同ｔ、Ｑで
あり、その説明は省略する。また第３図の記号は第２図
と同じであイン。また基板２０の縁り出り装置ｉ！ｉ　
、巻取り装置をターゲットと同率に設けたものを示した
が、Ｋ７・り出し室、スパック室。 捲−月ゾリ♀にｌ：；ｌ閉手段を介（−チー分離１．て
シ、良い。 この場合、スパック室は必要に応じ゛（分！＋ＩＣして
真票をイ３１゛持で５・イ）ので、生産１イ１゛の白土
が期４！ｊできイ）。 以−１−０１１ｉＪす、本発明では、細長い知冊形状の
ターグツ１を対向させた力１向夕・−ゲン１と−）イ）
と共（「、千〇長辺個の両側に１に込Ｉ＋−ラを配して
、（多Ｉ〕、ｒフープに密着させて基板と７ｊイ〕！〈
尺の筒分子ノｒルトを移送しつつ膜形成−イろ、１、′
）になしたので、非常にコンパクトな構成でターグツ１
−の使用効率が高く旧つ基板を損傷さ−１すること１．
ｃいスパック装置が実現さハ、た。このように本発明（
ｉ、スパック装置特に対向クーゲ・）ｌ一方式のスパッ
ク装置１′ｔの生肉、性向上に大き／↓寄与をな（ｄ、
のτＩあ７！、］。 ４　図１ｆ１」のｙｒ〕Ｊ￥ｉ、　１工説、間第１図は
１ノｆ来装置Ｒノ構成を】■、−］’　１ｉｆａ　ＩＯ
２図、第２し」　はン１：　うこ　リ１　の　実　Ｊイ
ｉ１１≦リ　の　匂ｒｉ　　成　イぐ　刈：　−９４梶
１１１ｉｊ　　ｉ口１１　ｎノ［面　し各１、紀３１ｐ
ｌは本発明の他の実施例のＨ７１シ成な′示１概略ｆｌ
ｉｌｌ　Ｉ；）ｉｒｉｒｉ図である。 １０：兵箪槽、２０：硬１”−Ａ）シ。 １’　Ａ〜ｉ’Ｂ４　：クーゲラ１−２１０１〜ＩＯ４
：）、Ｊｊ送ローノ。 ］　ＩＡ、　］　１１３．　］　１　］〜１１８：クー
ゲツトホルクー。 １２Ａ、　１２Ｂ、　１２１〜１２８二ンール（・リン
ク。 １５１〜１６２：案内ローラ、３０１〜３（＋８：磁石
性ａ′Ｆ出炙１１人　帝人株式会イ１ ″″７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｉ　Ｊ′１空槽内で長尺のフィルムを移送しつつターゲ
   ラ］・をスパックリングして該フィルム上に該ターゲッ
   トに対応した組成の薄膜を形成するようにしたスパッタ
   装置ｇにおいて、１９［定の間隔を隔てて対向する２枚
   の短冊状で同形の前記クーゲットからなる少なくとも１
   組の対向クーグ゛ツトと、１咳ターゲットの後方に設（
   すだ該対向ターゲットの間の空間にターゲットに垂直方
   向の磁界を形成する磁界発生手段と、該対向ターゲット
   の長辺側の両側に前記空間に対面にするように設けた０
   ’）’を定速度で回転する）支持ローラと、前Ｍ＋ｊフ
   ィルトを核支持ローラに密着させ【前記空間に対面させ
   つつ移送する基板移送手段とを具備したことを％徴とす
   るスパッタ装置。 ２　禎数組の前記対向ターゲラ１−をその長辺が互いに
   ｉｔ′−行で且つその間のｔｊ’ｌ　Ｎｌｉ空間が互い
   に対面するように列状に並設すると共に、対向ターゲッ
   ト間の前６「シ支＋Ｈ’Ｉ’ｌ　ｒＪ−ラな共通の１個
   のロー　ラとブ工した特訂ｖｆｊ刃この市１目Ｈ１第１
   項り一載のスパッタ装置。 ３　列状に並設したｙｌ数組の対向クーゲットを多段に
   配置したＩＩを許ｉｉ＋’ｉ求の範囲第２項記載のスパ
   ック装置、。 ’　　ｊｊ’ｌ　ｊＦｌ、’ｉ対向ターゲットをそのケ
   （）辺１ｔｉｌｌ　（！Ｉｆ断１ｆｉｉ　Ｏ）中心線が
   ｉ１父座標の各辺にあるように配置すると共に、該直交
   座標の各音１す（にに接する各対向ターゲットに共通の
   支持１プーラを設けた特許請求の範囲？８１項記載のス
   パック装置。 ５、　　ｎｉｌ　Ｎ’＋対向ターゲットの各Ａ、＋１の
   前記直交座標の原点側のクーゲットを共通のターゲット
   ホルダーに設けた特許請求の９（１）間第４　ｔ５記載
   のスパッタ装Ｌｔ。