JPS61270366A - 三極スパツタリングソ−ス - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、薄膜作製に用いられるスパッタリング装置の
スパンタンースに関するものである。

（従来技術とその問題点） スパッタリングによる成膜は、金属、合金、絶縁物等種
々の物質の薄膜化が容易であることから電子部品工業界
では、真空蒸着と並んで、汎用薄膜作製技術として広く
用いられている。当初、スパッタリング装置としては、
ＲＦ　２極スパツタリング装置が用いられた。近年生産
性の向上と、基板損傷を防ぎ膜質の向上を図るために、
低温高速成膜装置への要求が高まり、かかる観点から、
マグネトロンスパッタリング装置が主流となっている。

しかし、この装置ではターゲットの損傷が著しく局在し
ているため、ターゲット使用効率が低く、又、磁性体タ
ーゲットを用いる場合、その厚みを相当小さくしなけれ
ばならない等の欠点を有している。この様な欠点を解決
できるものとして三極スパッタリングソースを用いたス
パッタリング装置が注目され、各方面への応用が検討さ
れている。

第４図（ａ）は、真空チャンバ１内に、三極スパッタリ
ンクソーヌ２と基板３が配されて、スパツタリング装置
が構成された様子を模式的に示したものである。二極ス
パッタリングソース２ば、ターゲット５とその両側に、
尋しい距離を隔てて配さ不した熱を子を発生ずるフィラ
メント６と、フィラメント６に対して正電位に、バイア
スされ、熱電子を銹導するγノードｔ＆７及びアノード
近傍に設けたガス導入部１２とから成り、さらにこれら
は、ターゲット５の開口部を残して、Ａｔなどの導電体
から成句カバー８でおおわれたガンタイプのソースを形
成している。この図では繁雑さを避けるため、ターケラ
ト冷却機構は省略しである。スパックリンクは、前記ソ
ース２内に導入されたアルコン等のガスが熱電子によっ
てプラズマ化されこれかターゲット５に印加される負の
直流電圧もしくは負にバイアスされた為周波電力により
ターゲット５をボンバードする過程で、行われる。この
方式では、フラスマかソース２内に殆ど閉じ込められる
ので、高いスパッタイールドか効率良く得られる。ざら
に、第４図（ｂ）に示す様に、アノード７とフィラメン
ト間６に発生する電界と直交する磁界を発生する様に、
永久磁石１４を、ターゲット５近傍に配すると、プラズ
マのソース２内への閉じ込めかより完全なものとなり、
マグネトロンスパッタリングと同様の原理によって、極
めて優れた低温高速スパッタリングが実現できる。

近年、光磁気記録媒体や磁気記録材料の分野において、
合金ターゲット化が困難な材料への要求から、ターゲッ
トとして、母材の上に、チップ状の別材料を分散配置し
た、複合ターゲットがしばしば用いられる。この場合、
膜組成は主にチップの数及び配置の仕方に依存するため
、細かい組成の調整は困難であり、膜特性の再現性にも
問題があった。

又、この様な複合ターゲット方式の欠点をなくすために
、第５図（ａ）　、　（ｂ）に示す様に、複数の単体タ
ーゲット３３．３４から同時にスパッタする方法が提案
されている。しかし、従来のスパッタリンクンースを、
この方式に採用した場合、ターゲット間隔かはなれてい
るために、基板に対して間欠的な成膜が成され、基板ホ
ルダー３５上の基板３６の回転数が小さいと膜厚方向に
組成むらを生じるという欠点があった。

（発明の目的） 本発明は、かかる観点から成されたものでありターゲッ
ト部を、各々別電源に接続された複数のターゲットで構
成し、各ターケラトへ印加する電力を制御することによ
って、膜組成の調整を、容易に、しかも再現性良く行う
ことができる三極スパッタリングソースを提供すること
にある。

（発明の構成） 本発明の構成は、ターゲット部と、その近傍に配置され
た熱電子を発生するフィラメントと、ターゲット部を介
してフィラメントと対向する位置に設置されフィラメン
トに対して正電位にバイアスされたアノード電極と、ガ
ス導入部と、アノードとフィラメント間に発生する電界
と直交する磁界を発生する永久磁石とを備えた三極スパ
ッタリングソースにおいて、前記ターゲット部が各々別
電源に接続された複数のターゲットから成ることを特徴
とする。

（実施例） 次に本発明の実施例について、図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は、本発明の実施例を示したものであり永久磁石
１７と、アノード２０とフィラメント１９との間に、各
々別電源２４．２５に接続された２つのターゲット１５
．１６が一列に並んで配されている。１８はカバー、２
１はガス導入管である。

第２図は、第１図のｘ−ｘ’断面の模式図である。

例えば、光磁気記録媒体として知られる’ｌ’ｂ−Ｆｅ
合金膜を作製する場合、ターゲットＡとして厚さ５Ｗの
Ｆｅ板、ターゲットＢとして厚さ５ｎのＴｂ板を用いる
。膜組成は、各ターゲットに印加する高周波電力によっ
て調整できる。

ガラス基板に対して、次の様な条件でスパッタを行った
。

背　　　　　圧　　５×１０−テＴｏｒｒ以下Ａｒガス
圧　７Ｘ１０−ｓＴｏｒｒ スパッタパワー　　ターゲットＡ（Ｆｅ）・・・１６Ｗ
／ｍターゲットＢ（Ｔｂ）・・・４．８Ｗ／ｉ電極間距
離　１５α プラズマ電圧　　７０Ｖ プラズマ電流　　５Ａ 基板回転数　１ＯＲＰＭ この様にして作製された膜厚１５００Ａの膜は組成Ｔｂ
２６ａｔ％で膜面に垂直方向に磁化容易軸を有し、又、
Ｘ線的に非晶質であった。又、カーヒステリシスループ
より得られる抗磁力ＨＣはａＫＯｅ＋カー回転角Ｏｋは
０．２３°であり、光磁気媒体として良好なる特性を有
する。

この様に、各ターゲットへ印加するスパッタパワーを選
択することによって所望の組成の膜を、容易に得ること
ができる。

又、ターゲット間隔が小さいために、基板回転数が、比
較的小さいＩＯＲＰＭ前後においても膜厚方向に組成む
らを生じることはなかった。

第３図は、本発明の他の実施例を示したものであり、各
々別電源に接続された２つのターゲット２６、２７が、
永久磁石２８の間に、−列に並んで配されている。２９
はフィラメント、３ｏはアノード、３２はカバー、３１
はガス導入管である。

この場合も、各ターゲットへ印加するスパッタパワーを
選択することによって所望の組成の膜を容易に得ること
ができる。

以上述べた実施例では、ターゲット形状が円板状のもの
について述べたが、方形状υツターゲットについても同
様に、本発明の効果が適用される。

又、ターゲット個数は、２個以上でも良い。

（発明の効果） 以上述べた様に、本発明によれば、ターゲット部を各々
別電源に接続された複数のターゲットで構成し、各ター
ゲットへ印加する電力を制御することによって、膜組成
の調整を、容易に、しかも再現性良く行うことができる
三極スパッタリングソースを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の実施例を示す図、第４図（ａ
）　、　（ｂ）　、第５図（ａ）　、　（ｂ）は従来例
を説明するための図である。 図において、１は真空チャンバ、２は三極スパッタリン
グンース、３．３６は基板、４．３５は基板ホルダ、５
，１５，１６，２６，２７，３３．３４はターゲット、
６，１９．２９はフィラメント、７．２０．３０はアノ
ード、８．１８．３２はカバー、９はフィラメント電源
、１０はアノードバイアス電源、１１，２４．２５はタ
ーゲット電源、１２，２１．３１はガス導入部、１３は
ガスボンベ、１４，１７．２８は永久磁石。 Ｃ鯉人−０′ｖ士内原　　晋 第　１　図 第２図 第　３　図 第４図 （叩 ［■二■ト１４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ターゲット部と、その近傍に配置された熱電子を発生す
   るフィラメントと、ターゲット部を介してフィラメント
   と対向する位置に設置されフィラメントに対して正電位
   にバイアスされたアノード電極と、ガス導入部と、アノ
   ードとフィラメント間に発生する電界と直交する磁界を
   発生する永久磁石とを備えた三極スパッタリングソース
   において、前記ターゲット部が、各々別電源に接続され
   た複数のターゲットから成ることを特徴とする三極スパ
   ッタリングソース。