JPS6141767A - 別個の放電にさらされるターゲットへの別個の閉込め磁界を有するマグネトロンスパッタリング装置を制御する装置および方法 - 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、一般にマグネトロンス・ｅツタリング装置に
関し、特に、分離磁気回路によって制限された分離複数
放電に反応する複数ターゲットを有し、放電のインピー
ダンス及び／又は電力がターゲットが浸食するとき制御
されるマグネトロンス・ぐツタリング装置に関するもの
である。

従来技術 マグネトロンスパッタリング装置が、排気チェンバ内の
交差する電界と磁界とによって特徴づけられる。この排
気チェンバには、アルゴンのような不活性のイオン化可
能のガスが導入される。そのガスは、電界によってイオ
ン化される。磁界は、イオン化したがスを限定する。イ
オン化した゛ガスは、原子を放出するターゲット構造物
の近傍でプラズマを形成する。原子は、被加工物上に入
射する。被加工物は、コーティング処理での基板であり
、或いは原子によってエツチングされ得るものである。

一般Ｋ、磁界は永久磁石構造物によって形成され、電磁
石装置はこの目的のために使用されている。コーティン
グを行う上で、マグネトロンス・ぐツタリング装置は、
しばしば電子集積回路型ディバイスの製造において金属
を付着させるために使用される。磁気ディスク装置のた
めに用いられる型の高密度磁気ディスクの製造において
、磁性体を付着させるとともまた周知である。

従来技術のマグネトロンスノＪ？ツタリング装置におい
ては、基板に亘って一様なコーティングの厚さが、コー
ティング中に基板を移動させることによって得られた。

基板を移動させることは更に、最適のステップカ′ゞレ
ッジ（５ｔｅｐ　ｃｏｖｅｒａｇｅ　）、すなわち、あ
るコーティングから他のコーティングへの段階的移動を
行う助けとなる。もちろん、スノ！ツタ装置の動作中に
基板を移動させるのには、多くの問題がある。異なる物
質、特に合金にするのが困難であシ又は不可能な物質、
すなわち、単一のターガツト上に存在するのに適合しな
い物質、を共着させることもまた、ちる場合には所望さ
れる。あらゆる場合に、可能な限シ速い速度でスバ・　
　ツタ装置を動作させることが、所望されている。

永久磁石のみを組み入れる、代表的従来技術装置のスパ
ツタ源は、磁界を限定するプラズマをターゲットの寿命
に亘って変化させることができない。故に、スノヤツタ
装置のインピーダンス、すなわち、プラズマで流れる放
電電流への電界を形成する放電電圧の比は、ターゲット
が使用中浸食するとき着実に減少する。電界をもたらす
のに必要な電源は、従って比較的複雑であり、スパッタ
リング装置のインピーダンスを幾分一定に維持するには
不経済である。

ターガツト面が使用中浸食するとき、ターガツトは、ス
ノ々ツタ源から放出される物質のための遮蔽を創成する
傾向を有する。それによって、ス・ぐツタリング装置の
総効率は、ターガツトが使用中浸食するとき減少する。

遮蔽効果のため、物質が基板上に付着される速度は、タ
ーガツトが浸食するとき通常非線形方式で減少する。

遮蔽効果により生じた沈着速度の減少を最小にする一つ
の試みが、スパッタリング装置の軸線のまわりで永久磁
石を含む組立体を回転させることを必要とする。磁石組
立体の回転は、ス・母ツタリング処理の効率での実質的
改良をもたらすが、装置のインピーダンスでの減少がタ
ーガツトが浸食するとき依然として観察されている。更
に、物質がターガツトからスパッタされる速度もまた、
ターゲットがこの方法を用いて浸食するとき減少する。

もちろん、永久磁石構造を回転させることは、機械的に
複雑である。

永久磁石装置に関連した問題の多くが電磁石を用いるこ
とＫよって除去されているが、電磁石装置は、単一のタ
ーガツトを用いる不利な点を一般に有している。その単
一のターガツトは、はぼ１インチ（２，５４ｃｒｎ）の
比較的狭い幅を有する。最近、ターゲットが互いにほぼ
同心の複数のターゲット素子を有する組立体として形状
づけられている装置が、開発されている。−形状で、タ
ーゲットは二つの平面素子であり、第２の形状で、内方
ターガツトが平面で、外方ターゲットが円錐台の側壁に
よって画成された放出面を有する凹状である。これらの
従来技術装置は、物質がコーティングされるべき基板又
はエツチングされるべき表面のような大きな面積の被加
工物に亘って一様に付着されるのを可能にする効力があ
る。

被加工物上の二つのターガツトの相対的寄与はターゲッ
トが使用中浸食するとき特異的に変化することか、観察
されている。言い換えれば、第１のターゲットから被加
工物に達する物質の量は、ターガツトが消耗され又は浸
食されているとき第２のターガツトから被加工物に達す
る物質の量に対して変化する。かくして、ターゲット組
立体の有効寿命中に被加工物上に物質の一様な衝撃を達
成すべく多様な素子のターゲット組立体のための制御装
置を設計することは、複雑であって容易ではない。これ
は、特に、６インチ（１５，２４−ｃｍ　）集積回路ウ
エーノ・又はノ・−ドコンピュータストレージ磁気ディ
スクのような比較的大きな面積の被加工物に亘って一様
に付着させる場合に当てはまる。その装置もまた、ター
ゲットが浸食するとき生じる変化状態中にプラズマ放電
のインピーダンスを制御する必要及び要求のために複雑
である。

従って、本発明の目的は、マグネトロンス・ぐツタ装置
を制御する新規で且つ改良された装置及び方法を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、物質がスパッタされる複数のター
ガツト素子が消耗されるとき一様な（ｌの物質が比較的
大きな面積の被加工物の上に付着されるような、マグネ
トロンス・ぐツタリング装置を制御する新規で且つ改良
された装置及び方法を提供することである。

本発明の他の目的は、分離放電及び分離制限磁界に各々
さらされている複数のターゲット素子を有し、放電のイ
ンピーダンスがターゲット素子の消耗中に制御される、
新規で且つ改良された装置及び方法を提供することであ
る。

発明の開示 本発明に従りて、カソードス・ぐツタマグネトロン装置
が制御されて、物質が被加工物へ一様に供給される。そ
の被加工物は、複数の幾何学的に間隔を置いたターゲッ
トの寿命に亘って比較的大きな面積を有する。そのター
ゲットから物質はスノダッタされ、各ターゲットは分離
プラズマ放電にさらされている。分離プラズマ放電は、
結合したターｒットヘ分離磁界によりて限定される。本
発明の一特色に従って、一様性は分離プラズマ放電の相
対的電力を制御することによって達成され、相する。

分離プラズマ放電の相対的電力を変化させることは、一
様性がターゲットの寿命に亘って維持されるのを可能に
することがわかっている。

プラズマ放電の相対的電力での変化は、ターゲット素子
の被加工物の中心からの間隔がターゲットの消耗中に特
異的に変化する場合に所望の一様性をもたらすと仮定さ
れる。ターゲットの浸食プロフィールは、最初に被加工
物の中心から最も遠いターゲットが最初に被加工物の上
によシ少ない物質を付着させ、ターゲットの寿命の終末
に向かりて被加工物の上によシ少ない物質を付着させる
ようなフロフイールである。明らかに、被加工物の中心
からよシ遠いターゲットは、ターゲット素子が消耗され
るとき比較的さらＫより遠くへ離れて移動する。

本発明の他の重要な特色に従りて、分離放電のインピー
ダンスは、ターゲットが浸食するとき制御される。イン
ピーダンスは、各分離制限磁界を変化させることＫよっ
て制御される。各磁界は、電磁石によって得られる。電
磁石は、各放電のインピーダンスを制御する可変電流を
供給される。

第１放電のインピーダンスは、そのために設定値と比較
される。第１放電のために電磁石に印加される電流は、
比較値に応答して制御される。第２放電のために電磁石
に印加される電流は、第１放電のために電磁石に印加さ
れる電流の一定因子となるように好適に制御される。

好適には、放電の相対的電力及びインピーダンスは、同
時に制御されて最も所望される一様な結果を達成する。

第１及び第２ターゲットのための放電の電力は調整され
、ターゲット浸食は第１ターゲットに供給される電力量
の増加に比例して第２ターゲットに供給される電力量を
生じ、ターゲットの傾向を克服してターゲットが浸食す
るとき物質を被加工物の上に特異的に入射せしめる。

本発明の前述した、また更に他の目的、特徴及び利点は
、以下の好適実施例の説明によって、特に図面との関連
によって明らかになるであろう。

好適実施例の説゛明 第１図の概略図を参照すれば、マグネトロンスノクツタ
リング装置１１が、真空チェ／パ１２を含むように図示
されている。真空チェノ・ぐ１２は、包囲されたス・ぐ
ツタコーティング処理又は付着（ｔｅｐｏｓｉｔｉｎｇ
　）空間１３を含む。処理空間１３では、被加工物１４
が、在来の手段（図示せず）Ｖｃよりて固定して取り付
けられている。詳細な説明では被加工物１４はコート（
被覆）されるイき基板であるが、本発明は被加工物から
物質をエツチングするのにも適用できることを理解すべ
きである。代表的に、基板１４は、例えば、４乃至６イ
ンチ（１０，１６（Ｍｌ乃至１５．２４α）の比較的大
きな直径を有する集積回路の一部である。その基板１４
上には、物質が、ステップヵバレッノに対して付着する
。かかる場合では非磁性体が、基板上に付着する。　　
　゛ しかしながら、本発明は、例えば磁気ディスク装置のよ
うな装置を形成するために磁性体を基板１４上に付着さ
せるのに応用できる。第２図乃至第４図に関連して説明
される特定の構造物の一定の変形が、一般に磁性体の付
着のために最適の結果をもたらすのく必要である。磁性
体めス・平ツタリングのための各ターゲットが、非磁性
金属ホルダ上に取り付けられた比較的薄い磁気ストリッ
プを含む。磁気ストリップは、４分の１インチ（０，６
３ｃ！ＩＩ）と２分の１インチ（１，２７ｃｙａ）との
間で、比較的薄く、磁力線は、これらのストラングによ
りて実質的に影響を受けない。磁性体は、その磁性体を
貫通する磁束に対する磁性体の作用を最小にすべく飽和
される。異なる物質の層が、第１図で図示する装置によ
って、カソード組立体１５のためにターゲット物質を適
切に選択することによって基板１４上に付着され得る。

装置１１が、電気的にアースされた、高い導電率を有す
る金属製の物質から成る外部ハウジング１６を含む。ハ
ウゾング１６は、アノード組立体の一部であり、基板１
４と同心の軸線を有し、更にターゲットカン−２組立体
１５と同軸線の円筒として一般に形成される。カソード
組立体１５内のターゲットは、直流電源１８によってア
ースに対して負の高圧電位に維持される。

プラズマをカソード組立体１５付近の処理空間１３内に
形成するために、不活性がス、代表的にアルゴンが、加
圧不活性が電源１９から処理空間へ供給される。処理空
間は、真空ポンｆ２０によって排気される。が電源１９
と真空ボンｆ２０とを組み合わせて、例えば７ミリトル
の比較的低い圧力で処理空間１３を維持する。

図示された実施例で、カソード組立体１５は２つのター
ゲット素子２２及び２３を有する。ターゲット素子２２
及び２３は平坦な環状原子放出面２４及び凹状原子放出
面２５をそれぞれ有する。

凹状原子放出面２５は、ディスク形のターゲット素子２
２の縦軸線に直角の底辺２６を有する円錐台の側面とし
て成形される。面２４が、底辺２６に対して４５°の角
度でその長さ全体に亘って傾斜される。ターゲット素子
２２及び２３は、互いに同心であり、基板１４の軸線２
７に沿りて一致する軸線を有する。ターゲット素子２２
及び２３の特定の形状については、第２図乃至第４図に
関連して以下に詳細に説明する。

分離プラズマ放電が、形成されて、ターゲット素子２２
及び２３上に限定される。分離放電は、トロイブルミ磁
石コイル２９及び３０から得られた磁界に応答して（好
適には鉄の）磁極片組立体２８によってターゲット素子
２２及び２３に結合した分離可変磁界によって限定され
る。磁極片２８並びにコイル２９及び３０は軸線２７に
対し軸対称で且つ同心であ夛、コイル３０はコイル２９
の外側に設置される。

磁極片組立体２８は、軸線２７に関して直角に配置され
たディスク形のペース３２を含む。ペース３２は、中心
スタッド３３並びにリング３４及び３５と連結している
。スタッド３３は軸線２７に沿りて伸長し、リング３４
及び３５は軸線２７と同心である。スタッド及び各リン
グは、ペース３２から基板１４に向かって縦軸線方向に
伸長する。スタッド３３はコイル２９内の円筒状空間の
中心に設置され、リング３４はコイル２９とコイル３０
との間に伸長している。リング３５は、コイル３０及び
ターゲット素子２３の外側にある。

リング３５は、軸線２７に直角Ｋ、内方に向いた７ラン
ジ３６を含む。リング３４は環状ターゲット素子２２の
外径及びターゲット素子２３の下方面に近接し、中心の
スタッド３３はター１”　ｙ　）素子２２の内径に近接
している。

独立に制御された別々の電流が、直流電源３７及び３８
によって電磁石コイル２９及び３ｏ−にそれぞれ供給さ
れる。電源３７及び３８は制御装置３９から得られた信
号に応答して別々に制御され、ターゲット素子２２及び
２３が使用中に浸食されるとき、コイル２９及び３０に
供給された電流は放電インピーダンスを比較的一定に維
持すべく変化する。

分離放電を形成するために、直流電源１８が、異なる負
の直流高圧レベル−Ｅ、及び−Ｅｂでターゲット素子２
２及び２３をそれぞれ維持する。磁極片組立体２８の詳
細な構造並びに直流電力をターゲット素子２２及び２３
へ供給するための詳細な構造については、第２図乃至第
４図に関連して以下に説明する。

制御装置３９が、ターゲット素子２２及び２３を含むタ
ーゲット組立体の浸食の表示並びにターゲット素子の１
つと結合したプラズマ放電のインピーダンスの表示に応
答して、ターゲット素子が浸食するとき放電の電源及び
インピーダンスを制御する。ターゲットの浸食は、ター
ゲット素子２２及び２３に供給される全エネルｒ−によ
って、又はコイル２９及び３０に供給される電流に比例
する電気信号を得ることによって、或いは市販され入手
できるすべての電流損失を測定する装置を用いて付着の
均一性をオンライン測定するととくよって、決定するこ
とができる。放電のインピーダンスは、放電での電圧及
び電流に応答して測定される。詳細な実施例で、ターゲ
ット素子２２及び２３に供給される全エネルギーは、タ
ーゲット浸食の指示を得るために算出される。

これらの目的に対して、直流電源１８が、電圧レベル−
Ｅ、及び−Ｅｂ並びに電流■１及びＩｂを監視するため
の在来の装置を含む。電流１．及びＩｂは、電源１８に
よって電圧−Ｅ、及び−Ｅｂを保持するリード線へ供給
される。制御装置３９が、電源１８からの測定信号、す
なわち、信号Ｅａｍ　ｓ　”ｂｒｎ、ｘａｎａ及びより
ｍ並びにターゲット組立体がターゲット組立体に供給さ
れターゲット組立体によって散逸されるエネルギー及び
ターゲットカソード２２についての放電のインピーダン
スを算出するのに用いられている全時間を示す信号に応
答する。算出された信号に応答して、制御装置３９は、
目標値信号Ｉｆ＋ｓ及びＩｆｚｓをコイル電源３７及び
３８に供給する。更に、制御装置３９は、電源１８の電
力目標値ｐａｓ及びＰｂａのための信号を得る。電源１
８は一定の電力装置となるように構成され、以て、電源
１８によってターゲット素子２４及び２５へ供給される
電力は素子についての放電電圧及び電流の関数として一
定である。それＫよって、電源１８１Ｃよってターゲッ
ト素子２２及び２３へ結合される電流及び電圧は、Ｐａ
ｌ及びＰｂｓの値の関数として変化する。素子２２及び
２３を含むターゲット組立体゛が浸食するとき、素子と
結合した放電での電力の比は、変化する。最初に、素子
２２及び２３についての放電での電力比は比較的低く、
素子２２及び２３についての放電の電力比はターゲット
素子が浸食するとき増加する。例えば、ある実際の形状
で、ターゲット素子２２及び２３についての放電に供給
される電力の最初の比は１：５であり、最終の比は１：
１２である。すなわち、ターゲット素子２３へ供給され
る電力Ｐｂは、ターゲット素子２２へ供給される電力Ｐ
１を越える。

一般Ｋ、コイル２９及び３０並びに磁極片組立体２８に
供給される直流電流は、ターゲット素子２２及び２３内
に磁束線を形成する。この磁束線は、放出面２４と交差
し、はぼ垂直の第１の方向で、例えば、上方に、その放
出面の外径の近傍で環状放出面２４の境界を通って通過
する。同一の磁束は、はぼ垂直の第２の方向で、例えば
、放出面２４の内径の近傍で放出面２４を通過する。同
様に、放出面２５の外径の近傍で軸線２７に向って放出
面２５を通過する磁束はまた、ターゲット素子２３の内
径のところに戻る。これＫより、分離プラズマ放電が放
出表面２４及び２５の上方に保持され、ターゲット素子
２２及び２３の浸食フロフイールはターゲットの放出表
面上に集中する。

放出面２４及び２５によりて画成される境界を横断する
磁力線の間の角度は磁極組立体２８によって非常に低く
維持されて、その結果磁界は放出面２４及び２５に亘っ
て非常に一様になる。プラズマ密度を放出面２４及び２
５のすぐ上で全体゛に亘って可能な限９一様に維持して
、放出面を一様に浸食し、以て、放出物質によってター
ゲット自己遮蔽（ｓｅｌｆ−ｓｈａｄｏｗｉｎｇ　）を
誘導するｒＶＪ形浸食プロフィールとなる傾向を最小に
する。自己遮蔽とは、ターゲットから放出され又はス・
ヂクタされた物質がターゲット上に集まり、ターゲット
から基板に向けて更に物質が進行するのを妨げる傾向を
有する現象である。

コイル２９によって磁極片組立体２８に形成され、結合
した磁界は、磁束による第１の磁気回路を形成する。第
１の磁気回路内の磁束は、軸線方向くスタッド３−３に
沿って、そこがらターゲット素子２２を通って軸線方向
で且つ半径方向Ｋ、更に放出面２４よシわずかに上を通
る。ターゲット素子２２及び放出面２４よシすぐ上の空
間から、磁束は、リング３４へ軸線方向で且つ半径方向
く、そこからリング３４に沿ってペース３２へ軸線方向
に進む。ペース３２によシ、第１の磁気回路は、スタッ
ド３３へ半径方向に戻る磁束によって完全なものとなる
。

電磁石コイル３０によって形成される磁束は、第２の磁
気回路を形成する。第２の磁気回路内の磁束は、リング
３５を通りて軸線方向に進み、そこからフランク３６を
通ってターゲット素子２３へ半径方向に進む。磁束は、
タービット素子２３内で放出面２５よりわずかに上を通
り、そこからリング３４へ進む。リング３４に、よシ、
磁束は、ペース３２へ軸方向下方へ進み、村−ス３２で
磁束は、リング３５へ半径方向外方へ進み、第２磁気回
路が完全なものとなる。電磁石コイル２９及び３０の巻
き方向並びに電源３７及び３８によっでの第１及び第２
磁気回路の磁束が反対方向となって、（１）リング３４
を形成する磁性体の飽和を回避し、（２）カソード組立
体１５の大きさ及びｉｎを減少し、（３）効率を改良す
るようなものである。

ターゲット素子２２及び２３が磁性体であると十分な電
流が、電源３７及び３８によって電磁石２９及び３０に
供給されて磁気ターゲット素子を飽和させ、周縁の磁界
はターゲット素子よυ上に存在して放出面２２及び２３
よりすぐ上のプラズマを限定する。

ターゲット素子２２及び２３は、互いに関連付けて設置
され、そして基板１４から間隔をあけて配置され、物質
を基板表面に亘って一様に被覆可能にする。放出面２４
及び２５からの相対的スパッタ速度は、装置１１の動作
中に電＠３７及び３８を制御するととくよって調整され
て、ターゲット素子２２及び２３の放出面２４及び２５
が浸食するときに基板１４の異なる部分への一様な付着
が維持される。

ターゲット素子２２及び２３は、第２図乃至第４図に関
して詳細に以下で説明する方法で、磁極片組立体２８と
同様に冷却される。ターゲット素子２２及び２３を冷却
する同一の構造物は、電源１８からターゲット素子２２
及び２３へ直流動作電圧を印加する。冷却液体を磁極片
組立体２８へ供給する構造はまた、磁極片組立体を支持
する。

第２図乃至第４図において、カソード組立体１５が詳細
に図示されている。第２図の断面図は、第２図と第３図
の比較かられかるとおシ第３図の点線２−２によって示
されるかをシ迂回した径路に沿っているもので、そのよ
うな断面図はカソード組立体１５の最も重要な特徴をよ
シ容易かつ明らかに説明するためのものである。

ディスク状ターグクト素子２２が、平面で環状の放出面
２４を有し、更に先がとがった内側半径４１を有する。

その内側半径４１は、放出面２４に平行で、反対側の面
４２に向って軸線２７から外方へと広がっていくもので
ある。ター１”　７　）２２の外側周囲は、軸線方向に
伸長する切片壁４３を有する。その切片壁４３は、半径
方向に伸長するリム４４と同様に平面４２と交差する。

リム４４は、放出面２４及び平面４２に千行くなってい
る。

放出面２４とリム４４との間には、斜面４５が形成され
ている。軸線方向に伸長する切片壁４３上には、２つの
直径方向で対置する切取切片４６があり、各々が、非磁
性ピンを収納するため江平行六面体に成形されている。

非磁性ピンは、所定の位置にターゲット素子２２を保持
するのをｄける。

好適に切取切片４６内に収納されるピンは、ベリリウム
鋼合金で形成される。

ターゲット素子２３は、ペース４７及び円筒状側壁４８
を有し、凹状放出面２５を有するリングとして形成され
ている。ペース４７及び側壁４８は、それぞれ軸線２７
に直角で且つ軸線２７に平行である。凹状放出面２５は
、ペース４７及び側壁４８に関して放出面の長さ全体く
亘って４５°傾けられている円錐台の側面として形成さ
れている。

短い第２ベース２６が、軸線２７から最も遠く離れた放
出面２５の頂端と側壁４８との間にある。

側壁４８での直径方向で対置する切取部４９が、非磁性
ベリリウム鋼合金のピンを収納し、タービット素子２３
を所定の位置で保持する。

タービット素子２２及び２３は、半径Ｒ７を有する平面
環状放出面２４の外径が傾斜した放出面２５の内径Ｒ１
よシも小さくなるよう形状付けられる。

もちろん、放出面２５の外径Ｒ９は半径Ｒ１よりも大き
く、放出面２４の内径Ｒ８は半径Ｒ８よりも小さい。

第２図に示されているように１磁極片組立体２８は個々
の構造物を含み、中央磁極片スタッド３３、中間磁極片
リング３４及び外方磁極片リング３５がペース３２上に
ネジ５１により取り付は固定されている。コイル２９及
び３０は、ペース３２上に取り付けられ、同じような複
数の接続組立体５２によって電源３７及び３８からそれ
らコイルに電流が供給される。

第２図に示されているように、組立体５２０１つは、内
方壁上に比較的厚い金属コーティング５４を有する電気
絶縁スリーブ５３を含んでいる。そのスリーブ５３には
、金ＩＡ！Ａの平坦ワッシャ５６に座着する金属製ネジ
５５がねじ込まれている。

ターミナルラグ（図示せず）がネジ５５の頭部とワッシ
ャ５６との間のリード線に接続され、電源３７のターミ
ナルに接続される。そのラグをス・母ツタリング装置の
残部から電気的に絶縁するために、誘電ワッシャ５７が
ワッシャ５６とスリーブ５３０表面との間に挿入されて
いる。

所望の磁界の形を形成することを助けるために、中央磁
極片スタッド３３は円筒形状でアシ、上方で内側に傾斜
した部分５８を有し、そこＫは非磁性の金属製（好適に
はアルミニウム）キャップ６９がかぶせられている。ス
タッド３３の上方部５８は、タービット素子２２の内径
表面４１の傾斜角と同じ角度で、軸線２７に対して傾斜
している。

表面４１及びスタッド３３の上方部が同じ角度に傾斜し
ているので、それらの間隔は一定く形成され放出表面２
４を横断し、その上方に形成される磁場を一定にするこ
とに役立つ。キャップ６９は、好適にはアルミニウムで
ある非磁性ネジ５９によりスタッド３３上の適所に保持
される。

リング３４は、軸線２７と平行な上方部分及び下方部分
を含み、そして軸線２７に対して外側に傾斜した内壁を
有する中央部分を含んでいる。従って、リング３４の内
壁はコイル３０によって形成される磁場をリングに集中
できるように、リングの下方部分よシも僅かに大きな直
径を有している。

リング３５は、長さ全体くわたって実質的に一定な厚さ
の壁を有する。リング３５の上方部には内側に延在する
フランジ３６があり、その７ランノは、金属製の非磁性
（好適にはアルミニウム）のネジ６３によって適所に保
持される、２つの分離しているが接触した磁性素子、す
なわち外方磁極片インサート６１と外方磁極片シールド
６２から形成されている。インサート６１及びシールド
６２の内側面はターグット２３の外壁４８から間隔があ
けられ、それによジタービット素子と磁極片との間に一
定の間隔が形成される。

中間リング３４からの磁束を両ターゲット２２及び２３
に結合させるために、中間の磁極片インサート６４が、
金ＦＡ製の非磁性（好適にはアルミニウム）のネジによ
って、中間リングの上端面に取り付けられている。磁極
片インサート６４は、それ自身とタービット素子２２及
び２３の向い合った面４５及び４７との間に一定の空間
を形成できるような形状をしている。この目的のため、
磁極片インサート６４は外方にチー・ぐ−が付けられた
円筒状の内壁６５を含み、その内壁６５はターゲット面
４４の下の一平面から磁極片インサートの先端に延びて
いる。磁極片６４の上端には、タービット素子２３の底
面４７に平行に位置された平坦な環状面６６が形成され
ている。面６６は、軸線２７から半径方向外側に向って
、放出面２５とタービット素子２３の平坦な面４７とが
交差する所の外側の点から半径方向に面４７の長さのほ
ぼ十の点へと延びている。上記形状は、磁極片インサー
ト６４とタービット素子２２及び２３の各々との間に一
定の空隙を形成する。

タービット素子（陰極）２２及び２３は、アースされた
磁極片組立体２８に対して異なる負の高電位に維持され
ている。すなわちターゲット素子２２は−Ｅ、に、ター
ゲット素子は−Ｅｂの電位に維持されている。ターゲッ
ト素子２２及び２３と隣接した磁極片各素子、すなわち
中央磁極片３３上のアルミニウム製キャップ６９、中間
磁極片インサート６４、外方磁極片インサート６１及び
外方磁極片シールド６２との間に存する空間のために、
電気力線はその空間にそって、そしてターゲット素子を
貫通して存在する。

ターゲット素子２２は、軸方向に伸びた金属製の非磁極
（好適には銅）管７１によって−Ｅ、の電圧が供給され
ているみその管７１は、軸線２７と一致する軸線を有す
る金属製の非磁性（好適には銅）リング７２と機械的且
つ電気的に接続されている。リング７２はまた、ターガ
ツト素子２２の交差する水平及び垂直に延びた平面４２
．４３及び４４に接することＫよりてターゲット素子２
２の下面を支持している。リング７２内には小さな切欠
き部が設けられて、切欠き部４６（前述）Ｋ保合したビ
ンと同様な非磁性ピンを受容し、ターゲット２２を適所
に保持する。リング７２と平面４２とは、ターゲット素
子２２の外端からその中心に向った平面４２の半径のほ
ぼＸの距離だけ相互に接する。

管７１はペース３２を貫通するが、軸方向に伸張した銹
電スＩＪ−ｆ７３によシベース３２から電気的ＫＰＪ緑
される。リング７２の近傍の管７１の末端は、スリーブ
状の誘電スペーサ７４１Ｃより支えられる。スペーサ７
４は、金ＩＡ製の非磁性（好ＪＫｉステンレススチール
）の大きな頭部又はバルクヘクト（ｂｕｌｋ　ｈ＠ａｄ
　）　７５　Ｋより順に支えられている。バルクヘッド
７５は、中央磁極片３３と中間磁極片３４との間で半径
方向に延在し、それらに接続されている。ラグ（図示せ
ず）は銅製の管７１上に嵌合し、リード線（接続され、
そして直流電源１８の電圧ターミナル−Ｅ、に順に接続
されている。

軸線２７の反対側におけるターゲット素子２２のある部
分は、非磁性の金属製ネジ７６がねじ込まれる軸線方向
のネジ穴を有する誘電スタッド２７５によりて支持され
ている。ネジ７６はスタッド２７５を適所（（保持する
ためにバルクヘッド７５内の同様なネジ穴の中に伸びて
いる。スタッド２７５は、そのスタッドと近接した金属
製部品との間で絶縁が破壊されるのを妨げるために役立
つ、半径方向に伸長し軸線方向に離れた複数のスロット
７７を有している。スロット７７は、ターゲット素子２
２及び２３がらの金属粒子に対し高いフロー（ｆｌｏｗ
　）　　インピーダンスを有し、その金属粒子がスロッ
トに移動することを防止し、従ってスタッドの電気絶縁
特性が保存される。スタッド２７５はさら（半径方向く
延在するスロット７８を含み、その中にリング７２の底
面のための水平に延在した支持ショルダー７９を取り込
んでいる。

前述したように、ターゲット素子２２は機械的に支持さ
れ、電位−ＥＩＫ電気的に維持され、同一構造物によシ
アース導体及びターゲット素子２３から電気的に絶縁さ
れている。

ターゲット素子２２の支持構造物はまた、ターゲットを
冷却することができる。この目的のためＫ、リング７２
は、管７１の内部と連通して流体が流れることができる
、一対の環状の軸方向に伸長したスロット８１及び８２
を有している。管７１の内部に供給される冷却流体（好
適には水）が、スロット８１及び８２の中を流れ、リン
グ７２の全周囲を冷却する。スロット８１及び８２はリ
ング７２の全体にわたって垂直に伸びている。スロット
８１及び８２内の水は、管７１に隣接した鋼管７０（第
３図）を通ってスロットから流出゛する。

鋼製リング７２の底面に取り付けられた環状ガスケット
８４は、管７１．７ｏに連通する部分を除いてスロット
８１及び８２全体をカバーする。それによう、各スロッ
トと装置の残部との間に液密を形成する。管７０け管７
１と同様にペース３２を貫通し、スリーブ７３と同じス
リーブによってペースから電気的に絶縁される。

電源−Ｂｂ（Ｉｃ電気的に接続されたターゲット素子２
３は機械的に支持され、ターゲット素子２２について説
明したのと同じようにして冷却される。

特に、ターゲット素子２３は軸方向に伸長した銅管８５
及び８６に電気的に接続され、それらの銅管８５及び８
６はベース３２を貫通して伸び、誘電スリーブ８７によ
ってベースから電気的に絶縁されている。電流が銅管８
５からリング８８へと流れる。そのリング８８は、ター
ビット素子２３０円筒状１ｌｌｌ壁４８及び平坦面４７
に接触してそれらを保持している。リング８８は、ター
ゲット素子２３を適所に保持するために切欠き部分４９
に係合する非磁性ピンを受容するための小さな切欠き部
分を有している。リング８８は、軸線方向に伸長した誘
電スリーブ９１及び９２によって、装置の残部から機械
的に支持され電気的に絶縁されている。

スリーブ９１は、銅管８５が貫通して伸びる中央穴を有
している。スリーブ９１は、金属製で非磁性（好適ＫＲ
ステンレススチール）のバルクヘッド（ｂｕｌｋ　ｈｅ
ａｄ　）　９３　Ｋ対し下方で接するショルダ一部を有
している。バルクヘッド９３は、中間磁極片３４と外方
磁極片３５との間で半径方向く延び、それらに機械的に
接続されている。

ル９４があり、その中を冷却流体が以下で説明するよう
に循環する。リング支持スリーブ９２は、銅製リング８
８の内方へ延在するフランツ９６を受容し支持する。ス
！Ｊ−ｆ９２はまだ、スリーブ又はスタッド２７５上の
スロット７７と同じ機能を果たす、半径方向に延在した
同様なスロット９７を有している。

ターガツト素子２３ｔ−冷却するために、リング８８に
は、管８５及び８６の内部に連通し流体が流れることが
できる、軸方向に伸長した一対の環状スロット９８及び
９９を有している。スロット９８及び９９は、リング７
２内のスロット８１及び８２について説明したのと同様
にリング８８の全体にわたって垂直に伸びている。スロ
ット９８及び９９に対して環状がスケット１０１により
流体密封が形成される。がスケット１０１は、スロット
９８及び９９が管８５及び８６の内部と連通している領
域を除いて、リング８８の下面全体く接して、半径方向
に延在している。

高電位ターゲット素子２２及び２３とカソード組立体１
５を包囲する電気的にアースされた部分との間に比較的
一定の電場を維持するためＫ、金属製で非磁性（好適に
はアルミニウム）の環状スペーサ１０３及び１０４が設
けられている。内側スペーサ１０３は、金ｆｆｉ製の非
磁性ネソ３０４によってバルクヘッド７５に取り付けら
れ固定されている。スペーサ１０３は、中央磁極片３３
のわずか外側から中間磁極片３４のわずか内側へと半径
方向く延在している。スペーサ１０４は、ネジ１０５に
よりバルクヘッド９３に取付けられ固着される。ス４−
サ１０４は、中間磁極片３４の外壁に整合した位置から
磁極片３５の内壁のちょうど内側の位置まで半径方向に
延在している。スペーサ１０３及び１０４とその隣接し
た部分との間には一定の間隙が存在して、高電圧放電を
最小化し、装置の寿命を伸ばす。

効率を最大にするために、磁極片組立体２８並びにター
ゲット素子２２及び２３を有するタービット組立体が冷
却される。磁極片組立体２８を冷却するために、中央磁
極片３３は軸方向及び半径方向に伸びる穴又は通路１０
７．１０８及び１０９を有している。半径方向く伸びる
穴１０９は、磁極片３３の頂部近傍、すなわちターグッ
ト２２の近傍におる。穴１０７及び１０８は、ベース３
２を貫通して伸びるｆｌ［１及び１１２によって、水供
給源及び水溜めに連結されている。磁極片３４を冷却す
るために、それは軸方向に伸びた穴又は通路１１３及び
１１４（第３図）を有している。

それらの穴１１３及び１１４は、ベース３２を貫通して
水供給源及び水溜めへと伸長した管１１５及び１１６に
それぞれ連結されている。バルクヘッド９３に隣接した
穴１１３の末端には、外側に伸長した通路１１７がある
。冷却流体がその通路Ｌ１７を通って穴１１３と環状流
体チャネル９４との間を流れる。これＫより、冷却流体
は、磁極片３４を冷却するためＫ、磁極片３４の周囲を
循環して流れる。外側磁極片３５を冷却することは、大
きな露出面積を有すること及びカソード組立体１５の中
心から遠いことのために、必要でないことがわかった。

動作においてターガツト２２及び２３は、材料がそれら
からス・早ツタされるときに消散する放電電力による加
熱で膨張する。ターガツト素子２２及び２３の膨張によ
り、ターガツトと支持リング７２及び８８との間の接触
がよシ強くなる。そのため、ターガツト素子２２及び２
３とリング７２及び８８との間の緊密塵が高くなり、タ
ーガツト素子とリングとの間でよシよい熱伝導がもたら
され、これＫよりターガツト素子からリングへの伝熱に
おける冷却効率が高まる。

ターガツト素子２３及び２４の上方の空間及°びプラズ
マ放電がカソード組立体１５と基板１４との間で閉込め
られる領域において、バルクヘッド７５．９３によって
高度の真空が維持される。バルクヘッドに嵌合する全て
の要素はＯリング１２１によってバルクヘッド内の壁に
対して密封される。

例えば、絶縁スリーブ７４及び９１はそれぞれ、０リン
グ１２１によってバルクヘッド７５及び９３に対して密
封される。

方向に伸長した取付け７ランジ２１１及び２１２により
て、チェンバ１６に固着される。それらフランツ２１１
及び２１２は、磁極片３５の外側壁上に固定されている
。適正な密封を行うために、７ランジ２１１は０リング
２１３を支持するためのスロットを有している。無線周
波遮蔽体２１４が７ランジ２１１の他のスロット内に配
置されている。７ランノ２１２ａ、チェンバ１６と接触
する０リングを収納するための溝を有している。

第５図は、第１図の制御装置３９の回路図を図示する。

制御装置３９は、電源１８から得られたアナログ信号Ｅ
ａｍ　ｓ　Ｅｂｍ、ＡＩＬｍ、ＩｂｍＫ応答する。

これらの信号は、それぞれ、ターガツト素子２２に印加
される電圧、ターゲット素子２３に印加される電圧、タ
ーガツト素子２２と結合した放電電流及びターガツト素
子２３と結合した放電電流、のための測定値を示す。信
号Ｅ１ｍ、Ｅｂ工、ｒａｍ及びよりｍは、アナログ増幅
器３０１及び３０２並びにアナログデバイダ３０３へ印
加される。ターガツト２２のための放電電力は、増幅器
３０１で信号Ｅ１．及び工、ｒＩ、を増幅させることに
よって決定される。増幅器３０２は、信号Ｅｂｒｎ及び
Ｉｂｍに応答してターガツト２３のための放電電力を決
定する。

ターガツト２２及び２３のための放電で電力へ及びＰｂ
を示す信号は、それぞれ増幅器３０１及び３０２から得
られ、加算回路３０４で線形的に結合される。加算回路
３０４の出力、すなわちターガツト素子２２及び２３に
よって消耗される瞬間的総電力を示すアナログ信号は、
アナログ対デジタル変換器３０５によってデノタル信号
に変換される。

変換器３０５の出力信号を示す電力は、ターガツト素子
２２及び２３が動作する間隔に亘りて積分される。この
目的に対して、アキュムレータ３０６が、変換器３０５
の瞬間的出力に応答して、閉じた状態にあるスタート／
ストップスイッチ３０７に応答可能となる。これは、物
質がターガツト素子２２及び２３からスノクツタされて
いるとき生じる。新しいターガツト素子がス・ヂッタ装
置１１内に挿入され、アキュムレータ３０６がゼロへリ
セット（ｒｅｓｅｔ　）される。それによって、アキエ
ムレータ３０６は、ターゲット素子２２及ヒ２３によっ
て散逸されるエネルギーを示す出力を得る。

すなわち、ターゲット素子２２及び２３の散逸の量は、
ターガツトの浸食に対するアキュムレータ３０６でのけ
た移動子（ｓｃａｌｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒ　）によって
相互に関連づけられる。

アキエムレータ３０６の浸食を示すデノダル出力信号は
、読取専用メモリ３０８及び３０９へ並列で印加される
。読取専用メモリ３０８及び３０９は、ターガツト素子
２２及び２３での電力散逸の予定の所望の比に従ってタ
ーガツト浸食の関数としてフロダラムされる。直流電源
１８がターガツト素子２２及び２３へ一定の電力レベル
を供給するため、読取専用メモリ３０８及び３０９は、
それぞれターガツト素子２２及び２３へ印加されるべき
電力のための目標値ｐａｎ及びＰｂｓを示すｒソタル信
号を格納（５ｔｏｒｅ　）する。Ｐａｌ及びＰｂｓを表
す読取専用メモリ３０８及び３０９から連続的に読取ら
れるデノタル信号は、それぞれデジタル対アナログ変換
器３１１及び３１２へ供給される◇変換器３１１及び３
１２は、Ｐｌ、及びＰｂｓを表すアナログ信号を得る。

ｆノタル対アナログ変換器３１１及び３１２により得ら
れるＰ、Ｉ及びＰｂ、を表すアナログ信号は、直流電源
１８へ供給される。

ターゲット素子２２及び２３と結合した放電のインピー
ダンスはターゲット素子が浸食するとき制御され、ター
ゲット素子２２と結合した放電インピーダンスは、ター
ゲット素子２２の測定されたインピーダンスに応答して
一定に維持される。

ターゲット素子２３と結合した放電インピーダンスもま
た、ターゲット素子２２と結合した放電インピーダンス
の制御に応答して一定に維持される。

ターゲット素子２２と結合した放電インピーダンスは、
ターゲット素子２２と結合した放電のインピーダンスを
測定すること及び測定されたインピーダンスをそのため
の目標値と比較することによって制御される。結果とし
て生じる誤差信号が、コイル電源３７の電流を制御する
ために得られ、それＫよってターゲット素子２２と結合
した放電のインピーダンスを制御する。コイル３０のた
めに電源３８へ供給される電流は、変化して常に電源３
７によってコイル２９へ結合した一定比の電流となる。

これらの目的に対して、それぞれターゲット２２の電圧
及びターゲット２２と結合した放電電流を示す信号Ｅ１
ｍ及びｔａｍは、非線形的にデノタル分割回路３０３で
結合される。分割回路３０３は、Ｅａｍ　／　Ｉａｍ　
＝　Ｚａ　　を表すアナログ出力信号、すなわち、ター
ゲット２２と結合した放電の測定インピーダンスを得る
。ターゲット２２と結合した放電インピーダンスの測定
値は、電磁コイル電流制御装置３１３でそのための目標
値（Ｚａｓ　）と比較される。制御装置３１３は、値２
．と値２゜との間の誤差信号に応答して、信号Ｉｆ＋ｓ
を得る。信号’ｆ＋ｍは、コイル２９のために一定の電
流電源３７へ印加される。制御装置３１３もまた、２．
とＺ＆、との間の誤差を示す信号に応答して、制御信号
１ｆｔｍをコイル３０のための一定電流電源３８へ供給
する。

電源３７及び３８によってコイル２９及び３ｏへ供給さ
れる電流のための目標値の間の比は、一定でるる。

第６図に関連して、制御装置３１３で含まれる回路の詳
細な！ロブ２図が説明されている。コイル電流制御装置
３１３は、ターゲット素子２２と結合した放電の測定イ
ンピーダンスに応答シて、監視された値とそのための目
的値２゜との間のずれを示す誤差信号を得る。目的値２
゜は、実際Ｋｚ１のための容認できる値の窓（ｗｉｎｄ
ｏｗ　）を画成する範囲の値である。そのための容認で
きる範囲よりそれぞれ上及び下の２１の測定値に応答し
て、カウンタが漸増し、また漸減する。カウンタは、最
初に未使用のターゲット２９へ導かれる値の電流負荷を
かけられ、そのようなターゲットの放電のための所望の
インピーダンスを達成する。

これらの目的に対して、゛第５図でＺｂで示すｒパイダ
３０３のアナログ出力信号は、並列で振幅弁別回路３１
４及び３１５へ印加される◇弁別回路３１４及び３１５
は、容認できる範囲の値より上及び下のその入力信号に
応答して、二進法の１（ｂｉｎａｒｙ　ｏｎｅ　）のレ
ベルがそれぞれそれらの値から得られるようにセットさ
れる。弁別回路３１４及び３１５により得られる二進法
の１のレベルは、フリラグ・フロッグ３１６に印加され
る。フリラグ・フロッグ３１６は、交差結合ＮＡＮＤｒ
　−ト３１７及び３１８を含む。これらのｙ−トは、そ
れぞれ弁別回路３１４及び３１５の出力に応答する入力
を有する。ＮＡＮＤダート３１８は、がウンタ３１９の
上下入力制御端子３３３に結合した出力を有する。カウ
ンタ３１９は、ワンシヲット３２１の出力信号に応答す
るクロクク入力端子３３４を含む。ワンシ３ット３２１
は、弁別回路３１４又は３１５の一方の出力で得られる
べき二進法の１に応答可能となる。この目的のためＫ。

弁別回路３１４及び３１５の出力端子は、０Ｒｒ−）３
２２と結合する。Ｏｌ’ｌ−”−）　３２２は、ワンシ
ヲッ・ト３２１の入力端子に結合した出力を有する。

カウンタ３１９は、多数の段階を含み、最初にマルチビ
ット（ｍｕｌｔｉ−ｂｉｔ　）並列デジタル源３２７に
よシミ流のための所望の又は目的の値と等しい二進法の
値に対してセクトされ、未浸食のターゲット素子２２と
結合した放電のインピーダンス値Ｚａ１１を達成する。

カウンタ３１９は、マルチビット並列出力を含み、その
出力で電源３７によって電磁石コイル２９へ結合される
電流のための制御値を示す信号が得られる。弁別回路３
１４及び３１５によシ形成された窓の外側のターグット
２２と結合した放電のための測定インピーダンス値ｚ１
に応答して、カウンタ３１９１Ｃより得られる出力信号
は、漸増しまた漸減する。ＮＡＮＤｒ　−）　３１Ｂの
出力の二進法レベルは、カウンタ３１９が漸増するか或
いは漸減するかを決定する。カウンタ３１９のステツブ
制御が、ワンショット３２１の出力によってもたらされ
る。

ワクシ１ツト３２１は、０Ｒｒ−）３２２０出力によシ
ニ進法の１を供給されるとき、周期的・ぐルスをカウン
タ３１９のクロック入力へ供給する。

そのノ４ルスは、選択的に遅延回路（フィルタ）３２３
の出力の制御のもとで遅延する。当業者に周知の方法で
、遅延回路３２３は、０Ｒｅ−）３２２からワンショッ
ト３２１の入力へ出力レベル変化を加えるのを一秒の有
意部分と同じ大きさの周期の間、選択的に遅延する。そ
の遅延は、カウンタ３１９により得られる値が低速にの
み変化するのを可能にし、それＫよってコイル２９及び
３０へ印加される電流でのジッタ（ｊｉｔｔｅｒ　）を
防止する。弁別回路３１４及び３１５のいずれもが二進
法の１の出力を得ないならば、・セルスはワクシ１ツト
３２１によってカウンタ３１９へ供給されない。

カウンタ３１９の出力信号は、電源３７の出力電流のた
めの目標値ｒｆｍを示し、マルチブレフサ３２４を通じ
てデジタル対アナログ変換器３２５へ選択的に結合され
る。放電が開始するとき、例えば新しい被加工物１４が
本来の位置にあ）、或いは新しいターガツト組立体が取
り付けられるために、マルチブレフサ３２４は、マルチ
ビットの初期プ１１セクト値をデジタル対アナログ変換
器３２５へ供給する。初期プリセット値は、正常な動作
中より高いＩｆｓ値を形成して、ターグット２２及び２
３のための電気放電を誘発するのく必要なよシ高い磁界
をもたらす。Ｉｆｓの初期値は、デジタル信号源３２６
から得られて、カフ／り３１９が応答する入力母線から
分離したマルチブレフサ３２４０入力母線へ結合する。

マルチブレフサ３２４が初期に始動してデシタル源３２
６に応答するのと同時に、カウンタ３１９の出力の代°
りに、カウンタ３１９は、デジタル信号源３２７の出力
に応答して、所望の初期電流を形成する電流値にグリセ
ットされる。

デジタル対アナログ変換器３２５は、マルチブレフサ３
２４によってそこへ供給される入力信号に応答して、直
流動作増幅器３２８によってスケール（５ｃａｌｅ）さ
れ変換されるアナログ直流信号を得る。増幅器３２８の
出力は、緩衝増幅器３２９へ結合される。増幅器３２９
は、入力信号Ｉｆｓをコイル２９のための電源３７へ供
給する。増幅器３２９の出力信号は増幅器３３１へ結合
し、増幅器３３１は単位（ｕｎｉｔｙ）以外の一定の利
得因子を有する。増幅器３３１の直流出力信号は、コイ
ル３０のための電源３８へ供給される。電源３８によっ
て電磁石３０へ供給される電流は、従って電源３７によ
って電磁石２９へ結合された一定比の電流である。それ
によって、電磁石２９及び３０へ供給される磁界電流の
比は、ターゲット素子２２及び２３を含むターガツト組
立体の動作寿命に亘って一定の′−１まである。従りて
、電磁石２９、及び３０の始動から生じる磁界形状は、
電磁石２９及び３０と結合した磁界の大きさが変化して
も一定のままである。電源３７及び３８によって電磁石
２９及び３０に結合された電流は、記述したフィードバ
ックループによって調整されて、ターゲット素子２２及
び２３と結合した放電のための一定の効果的インピーダ
ンスを維持する。それＫより、電源１８の電力利用は、
増加する。

本発明の好適実施例が説明され図示されているが、説明
し図示した好適実施例の細部での変形が特許請求の範囲
で画成される本発明の思想及び範囲から逸脱することな
く行なわれ得ることは、明らかとなるであろう。例えば
、本発明は、多重平面ターゲット素子及び無線周波数放
電に適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の好適実施例に従う制御装置と結合し
た一対のターゲット素子を含むスｔ４７タリング装置の
概略図である。 第２図は、第３図の２−２線における、第１図で概略的
に図示されたターゲット組立体の断面図である。 第３図及び第４図は、第２図で図示された組立体のそれ
ぞれ平面図及び底面図である。 第５図は、第１図で図示された制御装置の詳細な回路図
である。 第６図は、第５図で図示された制御装置の詳細な回路図
である。 〔主要符号〕 １１・・・マグネトロンスパッタリング装置１２・・・
真空チェンバ　　　　　１３・・・処理空間２２．２３
゛・・ターゲット素子　２４・・・環状原子放出面２５
・・・凹状の原子放出面　　　２８・・・磁極片組立体
２９．３０・・・［ａ１石コイル　　３２・・・ペース
３３゛°°スタツド　　　　　　　３４．３５・・・リ
ング３６・・・７ランノ　　　　　　　３７，３８・・
・コイル電源３０１・・・アナログ増幅器　　　３０６
・・・アキュムレータ３０８．３０９・・・読取専用メ
モリ ３１１．３１２・・・アナログ変換器 ３１３・・・電磁コイル電流制御装置 ３１４．３１５・・・振幅弁別回路　　３１９・・・カ
ウンタ３２１・・・ワンシ冒ット　　　　３２３・・・
フィルタ３２４・・・マルチブレフサ ３２５・・・デノタル対アナログ変換器特許出願人　　
パリアン書アンシエイツ・インコーポレイテッド 乎　続　補　正　４４Ｆ　（方式） 昭和６０年９月４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カソードスパッタマグネトロン装置を制御するため
   の装置であって、 複数の幾何学的に間隔を置かれたターゲットの寿命に亘
   って被加工物へ供給される均一の物質があり、 物質が前記ターゲットからスパッタされ、 前記各ターゲットは分離プラズマ放電にさらされ、 該放電は分離磁界によって結合したターゲットへ限定さ
   れる、 ところの装置であって、 ターゲットの浸食状態を示す第１信号を得るための手段
   、並びに 前記分離プラズマ放電の相対的電力を制御するために第
   １信号に応答する手段、 から成り、 前記相対的電力が前記浸食状態の関数として変化する、 ところの装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、 更に、 前記分離プラズマ放電のインピーダンスを制御するため
   の手段、 を含むところの装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載された装置であって、 前記インピーダンスを制御するための手段が各分離磁界
   を変化させるための手段を含む、ところの装置。 ４、特許請求の範囲第３項に記載された装置であって、 前記各磁界は電磁石によって得られ、 前記インピーダンスを制御するための手段は、第１放電
   のインピーダンスをそのための設定値と比較して誤差信
   号を得る手段、並びに 前記誤差信号に応答して前記第１放電のために前記電磁
   石に印加される電流をそのための設定値へ制御し且つ第
   ２放電のために前記電磁石へ印加される電流を制御する
   ための手段、 を含む、ところの装置。 ５、特許請求の範囲第４項に記載された装置であって、 前記電流を制御するための手段は前記第２放電のために
   電磁石に印加される電流を制御するための手段を含み、 該電流は前記第１放電のために前記電磁石へ印加される
   一定因子の電流である、 ところの装置。 ６、特許請求の範囲第１項に記載された装置であって、 第１ターゲットが初期的に第２ターゲットより前記被加
   工物の中心へ近づいて、前記第１ターゲットのその中心
   までの距離に対する前記第２ターゲットのその中心まで
   の距離が、前記第１及び第２ターゲットが使用中浸食す
   るとき増加し、 前記制御するための手段は前記第１及び第２ターゲット
   のために放電電力を調整するための手段を含み、 ターゲットの浸食が生じるとき、前記第１ターゲットへ
   供給される電力の量に比例して前記第２ターゲットへ供
   給される電力の量が増加する、 ところの装置。 ７、複数の幾何学的に間隔を置かれたターゲットの寿命
   に亘って被加工物へ物質を一様に供給するためのカソー
   ドスパッタ装置であって、 物質が前記ターゲットからスパッタされ、 前記装置は、 各ターゲットを分離プラズマ放電へさらすための手段で
   あって、各プラズマ放電のための分離磁界源を含む手段
   、 ターゲットの浸食状態を示す第１信号を得るための手段
   、並びに 前記第１信号に応答して前記分離プラズマ放電の相対的
   電力を制御するための手段、 から成り、 前記相対的電力が前記浸食状態の関数として変化する、 ところの装置。 ８、特許請求の範囲第７項に記載された装置であって、 更に、 前記分離放電のインピーダンスを制御するための手段を
   含むところの装置。 ９、特許請求の範囲第８項に記載された装置であって、 前記インピーダンスを制御するための手段は各分離磁界
   を変化させるための手段を含む、ところの装置。 １０、特許請求の範囲第９項に記載された装置であって
   、 前記各磁界は電磁石によって得られ、 前記インピーダンスを制御するための手段は、第１放電
   のインピーダンスをそのための設定値と比較して誤差信
   号を得る手段、並びに 前記誤差信号に応答して前記第１放電のために前記電磁
   石に印加される電流をそのための設定値へ制御し且つ第
   ２放電のために前記電磁石へ印加される電流を制御する
   ための手段、 を含む、ところの装置。 １１、特許請求の範囲第１０項に記載された装置であっ
   て、 前記電流を制御するための手段は前記第２放電のために
   電磁石に印加される電流を制御するための手段を含み、 該電流は前記第１放電のために前記電磁石へ印加される
   一定因子の電流である、 ところの装置。 １２、特許請求の範囲第７項に記載された装置であって
   、 第１ターゲットが初期的に第２ターゲットより前記被加
   工物の中心へ近づいて、前記第１ターゲットのその中心
   までの距離に対する前記第２ターゲツトのその中心まで
   の距離が、前記第１及び第２ターゲットが使用中浸食す
   るとき増加し、 前記制御するための手段は前記第１及び第２ターゲット
   のために放電電力を調整するための手段を含み、 ターゲットの浸食が生じるとき、前記第１ターゲットへ
   供給される電力の量に比例して前記第２ターゲットへ供
   給される電力の量が増加する、 ところの装置。 １３、特許請求の範囲第１２項に記載された装置であっ
   て、 更に、 前記ターゲットを取り付けるための手段を含み、該ター
   ゲットは前記被加工物の中心を通って延在する軸線と同
   心であり、前記第２ターゲットは前記第１ターゲットの
   外側にある、ところの装置。 １４、特許請求の範囲第１３項に記載された装置であっ
   て、 前記被加工物は前記軸線に直角の平面を有し、前記被加
   工物の平面は前記ターゲットからスパッタされる物質に
   応答し、 前記第１ターゲットは粒子放出面を有し、前記第２ター
   ゲットは凹状放出面を有し、 前記取り付けるための手段は平面内で凹状放出面の最下
   部を取り付けるための手段を含み、前記平面は前記放出
   平面よりも前記被加工物の平面に接近している、 ところの装置。 １５、カソードスパッタマグネトロン装置を制御する方
   法であって、 複数の幾何学的に間隔を置かれたターゲットの寿命に亘
   って被加工物へ供給される均一の物質があり、 物質が前記ターゲットからスパッタされ、 前記各ターゲットは分離プラズマ放電にさらされ、 該放電は分離磁界によって結合したターゲットへ限定さ
   れる、 ところの方法であって、 前記プラズマ放電の相対的電力を制御して、前記相対的
   電力がターゲットの浸食状態の関数として変化する制御
   工程、 から成るところの方法。 １６、特許請求の範囲第１５項に記載された方法であっ
   て、 更に、 前記分離放電のインピーダンスを制御する工程、を含む
   ところの方法。 １７、特許請求の範囲第１６項に記載された方法であっ
   て、 前記インピーダンスは各分離磁界を変化させることによ
   って制御される、 ところの方法。 １８、特許請求の範囲第１７項に記載された方法であっ
   て、 前記各磁界は電磁石によって得られ、 前記インピーダンスは、 第１放電のインピーダンスをそのための設定値と比較す
   る工程、 前記第１放電のために前記電磁石に印加される電流を、
   前記第１放電のインピーダンスとそのための設定値との
   比較に応答して制御する工程、並びに 第２放電のための電磁石に印加される電流を制御する工
   程、 によって制御される、ところの方法。 １９、特許請求の範囲第１８項に記載された方法であっ
   て、 前記第２放電のための電磁石のための電流が、制御され
   て、前記第１放電のための電磁石へ印加される一定因子
   の電流となる、 ところの方法。 ２０、特許請求の範囲第１５項に記載された方法であっ
   て、 第１ターゲットが初期的に第２ターゲットより前記被加
   工物の中心へ近づいて、前記第１ターゲットのその中心
   までの距離に対する前記第２ターゲットのその中心まで
   の距離が、前記第１及び第２ターゲットが使用中浸食す
   るとき増加し、 前記制御工程が前記第１及び第２ターゲットのために放
   電電力を調整する工程を含み、 ターゲットの浸食が生じるとき、前記第１ターゲットへ
   供給される電力の量に比例して前記第２ターゲットへ供
   給される電力の量が増加する、 ところの方法。 ２１、カソードスパッタマグネトロン装置を制御するた
   めの装置であって、 複数の幾何学的に間隔を置かれたターゲットの寿命に亘
   って被加工物へ供給される均一の物質があり、 物質が前記ターゲットからスパッタされ、 前記各ターゲットは分離プラズマ放電にさらされ、 該放電は分離磁界によって結合したターゲツトへ限定さ
   れる、 ところの装置であって、 第１放電のインピーダンスを示す第１信号を得るための
   手段、並びに 前記第１放電のインピーダンスをそのための設定値に制
   御し且つ前記第１信号のそのための設定値からのずれの
   指示に応答して制御するための前記第１信号に応答する
   インピーダンス制御手段、 を含むところの装置。 ２２、特許請求の範囲第２１項に記載された装置であっ
   て、 前記インピーダンス制御手段は各分離磁界を変化させる
   ための手段を含む、 ところの方法。 ２３、特許請求の範囲第２２項に記載された装置であっ
   て、 各磁界が電磁石によって得られ、 前記インピーダンス制御手段は、 （ａ）前記第１放電のための電磁石へ印加される電流を
   そのための設定値へ制御し、且つ （ｂ）第２放電のための電磁石へ印加される電流を制御
   するための、 ずれの指示に応答する電流制御手段を含む、ところの装
   置。 ２４、特許請求の範囲第２３項に記載された装置であっ
   て、 前記電流制御手段は、前記第２放電のための電磁石へ印
   加される電流を制御するための手段を含み、 前記第１放電のための電磁石へ印加される一定因子の電
   流となる、 ところの装置。