JP2019189933A - スパッタリングカソードおよびスパッタリング装置 - Google Patents
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横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられているスパッタリングカソードにおいて、
前記一対の長辺部がそれぞれロータリーターゲットにより構成されていることを特徴とするものである。
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられているスパッタリングカソードにおいて、
前記スパッタリングターゲットのうちの前記一対の長辺部以外の二つの部分の少なくとも一方が、前記一対の長辺部を含む平面または曲面に関して前記一対の長辺部の一方の長辺部側から前記エロージョン面が捩じれた曲面を形成しながら湾曲して前記一対の長辺部の他方の長辺部側に延在した形状を有することを特徴とするものである。
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられているスパッタリングカソードが複数、並列配置されていることを特徴とするスパッタリングカソード集合体である。
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられ、前記一対の長辺部がそれぞれ円筒形状のロータリーターゲットにより構成されているスパッタリングカソードと、
前記スパッタリングターゲットのエロージョン面が露出するように設けられたアノードとを有することを特徴とするスパッタリング装置である。
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられ、前記スパッタリングターゲットのうちの前記一対の長辺部以外の二つの部分の少なくとも一方が、前記一対の長辺部を含む平面または曲面に関して前記一対の長辺部の一方の長辺部側から前記エロージョン面が捩じれた曲面を形成しながら湾曲して前記一対の長辺部の他方の長辺部側に延在した形状を有するスパッタリングカソードと、
前記スパッタリングターゲットのエロージョン面が露出するように設けられたアノードとを有することを特徴とするスパッタリング装置である。
横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられているスパッタリングカソードが複数、並列配置されているスパッタリングカソード集合体と、
それぞれの前記スパッタリングターゲットのエロージョン面が露出するように設けられたアノードとを有することを特徴とするスパッタリング装置である。
[スパッタリング装置]
図1および図2は第1の実施の形態によるスパッタリング装置を示す縦断面図および平面図であり、スパッタリング装置の真空容器の内部に設けられたスパッタリングカソード集合体付近の構成を示したものである。図1は図2のX−X線に沿っての断面図である。
基板Sは、成膜前は、スパッタリングターゲット10により囲まれた空間の上方から十分に離れた位置にある。
図10に示すように、スパッタリングターゲット10を四つの板状のスパッタリングターゲット10a、10b、10c、10dにより形成し、永久磁石20を四つの板状あるいは棒状の永久磁石20a、20b、20c、20dにより形成し、ヨーク30を四つの板状のヨーク30a、30b、30c、30dにより形成する。また、スパッタリングターゲット10a、10b、10c、10dと永久磁石20a、20b、20c、20dとの間にそれぞれバッキングプレート90a、90b、90c、90dを挿入する。スパッタリングターゲット10aとスパッタリングターゲット10cとの間の距離は80mm、スパッタリングターゲット10bとスパッタリングターゲット10dとの間の距離は200mm、スパッタリングターゲット10a、10b、10c、10dの高さは80mmとする。
[スパッタリング装置]
第2の実施の形態によるスパッタリング装置は、スパッタリングターゲット10として図11に示すようなものを用いる点が、第1の実施の形態によるスパッタリング装置と異なる。すなわち、図11に示すように、スパッタリングターゲット10は、互いに平行に対向する一対の長辺部とこれらの長辺部に連結した半円形部とからなる。スパッタリングターゲット10の外側に設けられた永久磁石20も、この永久磁石20の外側に設けられたヨーク30も、スパッタリングターゲット10と同様な形状を有する。このスパッタリング装置のその他の構成は第1の実施の形態によるスパッタリング装置と同様である。
このスパッタリング装置による成膜方法は第1の実施の形態と同様である。
[スパッタリング装置]
図12および図13は第3の実施の形態によるスパッタリング装置を示す縦断面図および平面図であり、スパッタリング装置の真空容器の内部に設けられたスパッタリングカソード集合体付近の構成を示したものである。図13は図12のY−Y線に沿っての断面図である。
真空容器を真空ポンプにより高真空に排気した後、スパッタリングターゲット10により囲まれた空間にスパッタリングガスとしてArガスを導入し、アノード40とスパッタリングカソードとの間に、所定の電源によりプラズマ発生に必要な、一般的には直流の高電圧を印加する。一般的には、アノード40が接地され、スパッタリングカソードに負の高電圧(例えば、−400V)が印加される。これによって、図3および図4に示すと同様に、スパッタリングターゲット10の表面近傍にこのスパッタリングターゲット10の内面に沿って周回するプラズマ60が発生する。
[スパッタリング装置]
図14および図15は第4の実施の形態によるスパッタリング装置を示す縦断面図および平面図であり、スパッタリング装置の真空容器の内部に設けられたスパッタリングカソード付近の構成を示したものである。図14は図15のZ−Z線に沿っての断面図である。また、図16は図15のW−W線に沿っての断面図である。
このスパッタリング装置による成膜方法は、スパッタリングターゲット10の互いに対向する一対の長辺部を構成するロータリーターゲット11、12を回転させながらスパッタリングを行うことを除いて第1の実施の形態と同様である。
[スパッタリング装置]
図18に示すように、第5の実施の形態によるスパッタリング装置においては、ロータリーターゲット11、12の両端部が面取りされており(面取り角度はロータリーターゲット11、12の中心軸に対して例えば45度)、これに対応して短辺部13、14の両端部も同じく角度に面取りされていることが、第4の実施の形態と異なる。その他のことは第4の実施の形態と同様である。
このスパッタリング装置による成膜方法は、第4の実施の形態と同様である。
[スパッタリング装置]
図19および図20は第6の実施の形態によるスパッタリング装置を示す縦断面図および平面図であり、スパッタリング装置の真空容器の内部に設けられたスパッタリングカソード付近の構成を示したものである。図19は図20のV−V線に沿っての断面図である。
このスパッタリング装置による成膜方法は、第4の実施の形態と同様である。
[スパッタリング装置]
図21は第7の実施の形態によるスパッタリング装置を示す縦断面図であり、スパッタリング装置の真空容器の内部に設けられたスパッタリングカソード付近の構成を示したものである。また、図22はスパッタリングターゲット10を示す斜視図である。
このスパッタリング装置による成膜方法は、第1の実施の形態と同様である。
[スパッタリング装置]
第8の実施の形態においては、第1〜第7の実施の形態によるスパッタリング装置においてスパッタリングカソードとアノードとの間にスパッタリングに必要な電圧を印加する電源としてパルス電源が用いられる。このパルス電源の電圧パルス波形を図23AおよびBに示す。図23AおよびBに示すように、このパルス電源においては、電圧パルスのハイレベルは0Vもしくは絶対値が概ね50V以下の負の電圧V0 −、ローレベルは絶対値が概ね100V以上の負の電圧VL −が印加されるようになっており、正の電圧が印加されないようになっている。なお、スパッタリングカソードに印加する電圧をパルス波形にすることで、スパッタリング時のグロー放電の一部あるいは全部がアーク放電に移行することを抑制できる。
Claims (5)
- 横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状または環状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられているスパッタリングカソードにおいて、
前記スパッタリングターゲットのうちの前記一対の長辺部以外の二つの部分の少なくとも一方が、前記一対の長辺部を含む平面または曲面に関して前記一対の長辺部の一方の長辺部側から前記エロージョン面が捩じれた曲面を形成しながら湾曲して前記一対の長辺部の他方の長辺部側に延在した形状を有することを特徴とするスパッタリングカソード。 - 前記一対の長辺部がそれぞれロータリーターゲットにより構成されていることを特徴とする請求項1記載のスパッタリングカソード。
- 横断面形状が互いに対向する一対の長辺部を有する管状または環状の形状を有し、エロージョン面が内側を向いているスパッタリングターゲットを有し、前記スパッタリングターゲットに沿って磁気回路が設けられ、前記スパッタリングターゲットのうちの前記一対の長辺部以外の二つの部分の少なくとも一方が、前記一対の長辺部を含む平面または曲面に関して前記一対の長辺部の一方の長辺部側から前記エロージョン面が捩じれた曲面を形成しながら湾曲して前記一対の長辺部の他方の長辺部側に延在した形状を有するスパッタリングカソードと、
前記スパッタリングターゲットのエロージョン面が露出するように設けられたアノードとを有することを特徴とするスパッタリング装置。 - 前記スパッタリングカソードとアノードとの間に印加する電圧がパルス波形であり、前記スパッタリングカソードにおける電圧パルスのハイレベルを0Vもしくは絶対値が概ね50V以下の負の電圧V0 −、ローレベルを絶対値が概ね100V以上の負の電圧VL −とすることで、正の電圧が印加されないことを特徴とする請求項1または2記載のスパッタリングカソード。
- 前記スパッタリングカソードと前記アノードとの間に印加する電圧がパルス波形であり、前記スパッタリングカソードにおける電圧パルスのハイレベルを0Vもしくは絶対値が概ね50V以下の負の電圧V0 −、ローレベルを絶対値が概ね100V以上の負の電圧VL −とすることで、正の電圧が印加されないことを特徴とする請求項3記載のスパッタリング装置。
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