JPS6089571A - マグネトロン型スパツタ装置 - Google Patents

マグネトロン型スパツタ装置

Info

Publication number
JPS6089571A
JPS6089571A JP19526783A JP19526783A JPS6089571A JP S6089571 A JPS6089571 A JP S6089571A JP 19526783 A JP19526783 A JP 19526783A JP 19526783 A JP19526783 A JP 19526783A JP S6089571 A JPS6089571 A JP S6089571A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
electromagnets
thin film
magnetic
pole piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19526783A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Sudo
須藤 晃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
Nihon Shinku Gijutsu KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ulvac Inc, Nihon Shinku Gijutsu KK filed Critical Ulvac Inc
Priority to JP19526783A priority Critical patent/JPS6089571A/ja
Publication of JPS6089571A publication Critical patent/JPS6089571A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
    • H01J37/3408Planar magnetron sputtering

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

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】 本発明は主として強磁性体材料から成るターゲットを使
用するに適したマグネトロン型スパッタ装置に関する。
一般にスパッタ装置は真空蒸着装置よりも多くの物質に
薄膜を形成し得るがその薄膜形成速度は熱着装置よりも
迎いのでターゲットの背後に磁石を配直し、放電空間に
放電用電界と直交した磁場をかけ、薄膜形成速度を上げ
るようにしマグネトロン型のスパッタ装置が提案された
このマグネトロン型のものは、直交した磁場により、放
電空間を飛行する電子の軌道をターゲット前面に沿って
長くすることが出来るので真空室内の作動ガスから多く
のイオンを一1it ll!させ得、発生した多くのイ
オンがターゲットに衝突して多くの原子又(低分子を空
間に飛び出妊せるため薄膜形成速度を大幅に上げられて
有利である。而してターゲットが鉄、ニッケル、コバル
ト或はこれらの合金等の強磁性体であると、磁力線はタ
ーゲットの内部を通りその表向に直交磁場を形成出来な
いので、該ターゲットの前面に永久磁石を記数したり或
はターゲットの異面に磁力線漏洩のだめの溝を形成する
等の手段を袖しているが、n+1者の場合ターゲット表
面上の磁場を自在に変えられる程の効果はなく薄膜形成
速度を多少上げ?弄る程度でろ1)、ターゲツト材の利
用効率も約20%位と低く、また後者の場合ターゲット
の製作加工及び装しへの取付けが難しい等の欠点がろる
強磁性体のターゲットの利用効率が悪い理由れ1ターゲ
ットの表面に運転時間の経過につれて谷状の消耗部分が
生じ、そこに磁力線の漏洩が多くなって局部的に磁場が
強まシ、他の部分が余シ消耗されないまま該谷状部分の
みが消耗されてしまうからであると判断される。
本発明は薄膜形成速度が速くターゲットの利用効率も良
く製作容易な主として強磁性体をスパッタするに適した
装置を提供することを目的としたもので、真空室内に設
けたターゲットの背後に電磁石を配置し、該ターゲット
の前方の放電空間に該電磁石の磁力線を作用させる式の
ものに於て、該ターゲットの背面よりも前方に前記電磁
石と磁気的に結合した極片を設けたこと全特徴とする。
本発明の実施例fj:図面につき説明するに、第1図及
び第2図に於てfil tよ真空室(2)内に設けた強
磁性体からJ戊る平板状のターゲラ)、(31は該ター
ゲラ) filに対向して設けた基板、(4)は真空室
t27外のスパッタリング用直流電源装置(5)に接続
された陽極、(6)はガス吹田管でこれを介してアルゴ
ンその他の作動ガスがガス供給装置(7)から真空室(
2)内に供給される。(8)はターゲット(1)の背後
に設けた磁芯(9)とフィル叫でj+’rt成される電
磁石を示し、外側の′電磁石(8a)と内側の電磁石(
8b)とでは互に逆極性となるように各コイル(10a
)(10b)が巻かれる。(lυUは各コイル(10a
)(10b)への導°成端子で、これには前記スパッタ
リング用直流曲源装M(5)とは別個のは源からfk力
が供給される。uカは電磁石(8)と磁気的に結合嘔れ
且つターゲット[11の背面(1a)よυも111ノ方
に位t/l して設けられた極片で、第1図及び第2図
示の例ではターゲラ) illが接着等により強固に取
付けされる銅板その他の排磁性材のバッキングプレー)
(131を挿通して電磁石(8)の磁芯(9)を上方に
0111長し、これに斜面OIを形成した極片a21t
対向してボルトで取付け、内外の電磁石(8a)(8b
)によシ異なる極性に各極片(12a)(12b)の励
磁が得られると共にその磁力を各′電磁石(8)への供
給電力に応じてiJ変出来るようにした。また各極片a
zをターゲラ) illよりも厚手に形成してその背面
(1b)よシも前方の側方から表面にかけて位置し得る
ようにした。α滲は!i!ll磁性体のターゲット(1
)と極片a2との絶縁空間、a5)は絶縁材(15IL
)を介して真空室(2)に取付けたケーシング、αeは
ケーシング盆で該ケーシングQ51内にはケーシング蓋
aeの冷却水注入口αηを介して冷却水が循環される。
(181は極片(12+がスパッタされることを防止す
る防護カバーを示し、ターゲット(1)と同−若しくは
類似の材料で形成され、厳密にターゲット(1)以外の
材料が薄膜内に混入することを防止する必要がある場合
に使用される。
尚、極片(121は第3図示の如く電磁石(8)の磁芯
(9)に間隔(21を存してバッキングプレート(1〜
に取付けしてもよく、この場合磁気回路としての効率は
多少落ちるが製作が容易であシ、また第4図示の如く磁
芯(9)を延長してその先端部を極片α2として利用す
ることも用能である。
さらに非磁性材$−1のターゲラ) +I+の場合には
第5図示のように極片Q2]上に直接取付けしてもよい
その作動を第1図示の場合につき説明するに、スパッタ
リング用直流電源(5)から陽極(4)とケーシング蓋
ttti及びケーシングα5)を介してターゲラ目1)
とに通電すると共に各電磁石(8)を図示してない電源
により励磁し、ガス吹田管(6)よシ例えばアルゴンガ
スからなる作動ガスを吹出させるとターゲラ) ill
の前方の空間で作動ガスが′電離してプラズマ状態にな
ると共にこれによシ生じたイオンがターゲラ) ill
の表面に突入し、ターゲラ) illを構成する原子1
分子が飛び出してntJ方の基板(3)に薄膜状に付着
する。この場合各軍磁石(8)の励磁に伴ない極片(1
21が励磁され、極片(12a)(12b)に生ずる磁
力線がターゲラ) filの表面前方の空間にその表面
と平行な磁場を形成し、該空間の電子密度を上げるので
作動ガスのifL離が促進され、ターゲラ) +I+か
ら飛びL[3す原子。
分子の景が多くなり、その結果基板に3)に対する薄膜
形成速度が速くなる。而して該ターゲットtxtの表面
前方の空間に形成される磁場の分布は極片(12a)(
12b)の形状によシ左右され、その分布が適切でない
とターゲット利用効率の低下や極片0’lJ カスバッ
タされて基板(3)上に形成中の薄膜が汚染される等の
小都合が生じやすい。理想的にはターゲット(1)上の
極片(12a)(12b)間の空間に於けるターゲット
表面と平行な磁束密度の分布が第6図の曲線Aで示すよ
うな分布となると共に表面と垂直な磁束密度の分布が曲
線Bで示すような分布となることが望ましい。実験によ
れば磁束密度の分布は極片α2の斜面側の角度αに依存
し、該角度αが90°即ち斜面(30)がない場合、タ
ーゲット前方空間の極片(12a)(12b)間のター
ゲット表面と平行な磁束密度の分布及び垂直な磁束密度
の分布は第7図の曲線0.Dで示す如くになり、該角度
αが52.5°の場合にはその平行と垂直の磁束密度の
分布は夫々第8図の曲線E。
Fで示す如くとなり、また角度αが3oQの場合平行と
垂直の磁束密度の分布は第9図の曲線G。
Hの如くであった。これによれば極片aりの斜面□□□
の角度αが52.5°前後であれば第6図の理想的磁束
密度の分布に近くなって好都合であるが、90°の場合
には垂直磁束密度の分布が悪く、プラズマの閉じ込めが
不充分となるので極片(121がイオンの衝撃を受け易
くなる不都合があり、゛また30°の場合には平行及び
垂直の磁束密度の分布が共に悪く、ターゲット(1)を
均等に消耗させその利用効率を高めることが出来ない。
第10図に参考迄に極片α2のない場合の平行及び垂直
磁束密度の曲線工、Jを示した。
本発明の具体的実施例は次の通りである。
(実施例1) 真空室(2)にアルゴンガスを導入してその圧力をI 
X 10−3Torrとし、純鉄のターゲットt1.I
の側方から前方にかけて斜面6Qの角度が52.5°の
極片α々を第1図示のように設け、ガラス製のノ^板(
3)上へ純鉄の薄膜を形成すべ(40Aの’rj+、流
をスパッタリング用Ia源装置(5)からターゲット(
1)及び陽極(41に流すと共に電磁石(81に10O
Aの1に流を流した。この場合その結果該ガラス基板(
3)上には4500A/市の薄膜形成速度で純鉄の薄膜
が形成された。この速度はほぼ従来の非磁性体のターゲ
ットのスパッタリングの場合と略同程度である。この条
件で55時間運転した後のターゲット(1)の全体の利
用効率は45%であった。
iタターゲツ) 111の1部の断面に於ては第11図
示のように当初の11さhから牛分以上消耗され、この
部分に於ける利用効率は51.7%であった。
尚、極片α2のない場合はターゲット(1)は第12図
示の如く消耗され、その利用効率は28.4%にすぎな
い。
(実施例2) ターゲラ) +11に非磁性体の金属である銅を用いる
他は前記実施例1と同条件でスパッタした結果、ガラス
基板(3)には銅の薄膜が従来の銅をスパッタする場合
よシも速い8200 X/mmの速度で形成され、ター
ゲット(1)の利用効率は55%であった。
実施例2の場合に於て防護カバー〇81を外し極片O4
の拐料がスパッタでれて基板(3)の薄膜内に混入する
等を1iIll屋したところ混入率は0.2%であった
。而してjlt[石(8)に14OAの電流を流して形
成した薄膜には0゜05%しか混入せず、特に不純物の
混入を嫌う薄膜以外はカバー181を設ける必要がない
ことも明らかになった。
このように本発明によるときは、ターゲットの背面より
も前方に、該ターゲットの背後の電磁石と磁気的に結合
した細片を設けたので、ターゲットの前方空間にほぼ理
想的な分布状況の磁場を形成し得薄膜形成速度を速くす
ることが出来ると共にターゲットをほぼ平均的に消耗さ
せ得てその利用効率を高めることが出来、また該極片の
磁速密度は電磁石の電流に応じて自在に+IiI制御出
来るので所望のプラズマ領域の形成が容易であり、極片
の取付けも簡単になる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の裁断1lllIIf11図、
第2図はその要部の拡大断面図、第6図乃至第5図は本
発明の他の実施例の裁断側面図、第6図乃至第8図は本
発明装置に於けるターゲットの前方22nllの磁束密
度の分布を示う−N図、第10図は従来例の磁束密度の
分布の線図、第11図は本発明装置にょう使用されたタ
ーゲットの消耗状況を示す断面図、第12図は従来装置
で使用されたターゲットの消耗状態を示す断面図である
。 (1)・・・ターゲット (2)・・・真 空 室 (31・・・基 板 (8)・・・電磁石 (I21・・・極片 外2名

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 真空室内に設けたターゲットの背後に電磁石を配し、該
    ターゲットの前方の放電空間に該電磁石の磁力線を作用
    させる式のものに於て、該ターゲットの背面よりも前方
    に前記電磁石と磁気的に結合した極片を設けたことを特
    徴とするマグネトロン型スパッタ装置。
JP19526783A 1983-10-20 1983-10-20 マグネトロン型スパツタ装置 Pending JPS6089571A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19526783A JPS6089571A (ja) 1983-10-20 1983-10-20 マグネトロン型スパツタ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19526783A JPS6089571A (ja) 1983-10-20 1983-10-20 マグネトロン型スパツタ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6089571A true JPS6089571A (ja) 1985-05-20

Family

ID=16338306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19526783A Pending JPS6089571A (ja) 1983-10-20 1983-10-20 マグネトロン型スパツタ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6089571A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6274074A (ja) * 1985-09-27 1987-04-04 Shimadzu Corp スパツタ用タ−ゲツトアセンブリ
JPS6338576A (ja) * 1986-08-01 1988-02-19 Anelva Corp スパツタリング装置
US7485210B2 (en) * 2004-10-07 2009-02-03 International Business Machines Corporation Sputtering target fixture
JP2010222698A (ja) * 2009-02-26 2010-10-07 Canon Anelva Corp マグネトロンスパッタカソード、マグネトロンスパッタ装置及び磁性デバイスの製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS575871A (en) * 1980-06-16 1982-01-12 Anelva Corp Cathode part of magnetron type sputtering apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS575871A (en) * 1980-06-16 1982-01-12 Anelva Corp Cathode part of magnetron type sputtering apparatus

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6274074A (ja) * 1985-09-27 1987-04-04 Shimadzu Corp スパツタ用タ−ゲツトアセンブリ
JPS6338576A (ja) * 1986-08-01 1988-02-19 Anelva Corp スパツタリング装置
US7485210B2 (en) * 2004-10-07 2009-02-03 International Business Machines Corporation Sputtering target fixture
US8157970B2 (en) 2004-10-07 2012-04-17 International Business Machines Corporation Sputtering target fixture
JP2010222698A (ja) * 2009-02-26 2010-10-07 Canon Anelva Corp マグネトロンスパッタカソード、マグネトロンスパッタ装置及び磁性デバイスの製造方法
US8778150B2 (en) 2009-02-26 2014-07-15 Canon Anelva Corporation Magnetron sputtering cathode, magnetron sputtering apparatus, and method of manufacturing magnetic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4404077A (en) Integrated sputtering apparatus and method
US4956070A (en) Sputtering apparatus
US5876576A (en) Apparatus for sputtering magnetic target materials
US5277779A (en) Rectangular cavity magnetron sputtering vapor source
US6649036B2 (en) Mirrortron sputtering apparatus
JPH11500490A (ja) 磁性ターゲット材料のスパッタ方法及び装置
WO2003023814A3 (en) Flat magnetron sputter apparatus
JP3749178B2 (ja) 切頭円錐形スパッタリングターゲットのためのターゲット利用率の高い磁気構成
JPS6089571A (ja) マグネトロン型スパツタ装置
Spencer et al. The design and performance of planar magnetron sputtering cathodes
GB2096177A (en) Improved integrated sputtering apparatus and method
JPH08209343A (ja) 平面マグネトロン・スパッタリングの方法と装置
JPH024965A (ja) スパッタリングターゲットおよびそれを用いたマグネトロンスパッタ装置
JPH0525625A (ja) マグネトロンスパツタカソード
JPH01298154A (ja) 対向ターゲット式プレーナーマグネトロンスパッタリング装置
JPH0784659B2 (ja) スパッタリングターゲット
JPS6217175A (ja) スパツタリング装置
JPS61183466A (ja) 対向タ−ゲツト式スパツタ装置
KR100963413B1 (ko) 마그네트론 스퍼터링 장치
JPS63118067A (ja) スパツタリングタ−ゲツト
RU2280097C2 (ru) Магнетронное распылительное устройство
JP2010156018A (ja) スパッタ装置
JPS5813622B2 (ja) マグネトロン型スパッタ装置
JPS5943548B2 (ja) マグネトロン型スパッタ装置
JP3211915B2 (ja) マグネトロンスパッタリングカソード