JP2556637B2 - マグネトロン陰極による基板への成膜装置 - Google Patents
マグネトロン陰極による基板への成膜装置Info
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- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は真空室内部にて基板の保
持体に配置された基板への成膜装置であって、上記基板
は少なくとも部分的に１つの成膜領域に設けられてお
り、該領域の両側には夫々１つずつ平板状に構成された
（プレーナ型）マグネトロン陰極が配置されており、該
各マグネトロン陰極の各磁気系は、槽体として構成され
た陰極基体の槽体底部の後方で多数の個別永久磁石から
構成されており、該多数の個別永久磁石は夫々Ｓ極とＮ
極とを有していて、共働して夫々のマグネトロン陰極に
おいて１つの、半径方向で見て内側の極と２つの、半径
方向で見て外側の極とを形成し、前記各マグネトロン陰
極の夫々のターゲットは上記成膜領域へ配向されてお
り、上記各マグネトロン陰極の各磁気系の極性付けは、
相互に逆極性の夫々の、内側の各極および外側の各極が
成膜領域の両側で対向し合うように選定されている成膜
装置に関する。
持体に配置された基板への成膜装置であって、上記基板
は少なくとも部分的に１つの成膜領域に設けられてお
り、該領域の両側には夫々１つずつ平板状に構成された
（プレーナ型）マグネトロン陰極が配置されており、該
各マグネトロン陰極の各磁気系は、槽体として構成され
た陰極基体の槽体底部の後方で多数の個別永久磁石から
構成されており、該多数の個別永久磁石は夫々Ｓ極とＮ
極とを有していて、共働して夫々のマグネトロン陰極に
おいて１つの、半径方向で見て内側の極と２つの、半径
方向で見て外側の極とを形成し、前記各マグネトロン陰
極の夫々のターゲットは上記成膜領域へ配向されてお
り、上記各マグネトロン陰極の各磁気系の極性付けは、
相互に逆極性の夫々の、内側の各極および外側の各極が
成膜領域の両側で対向し合うように選定されている成膜
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許明細書第３１０７
９１４号、米国特許明細書第４８７１４３４号並びにミ
ュンツ（Ｍｕｅｎｚ，）、著述論文“Ｔｉｔａｎｉｕｍ
ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ ｆｉｌｍｓ：
Ａ Ｎｅｗ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｔｏ ＴｉＮ
ｃｏａｔｉｎｇｓ”，Ｊ．Ｖａ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．Ａ４（６），Ｎｏｖ．／Ｄｅｚ．１９８６，第２７
１７〜２７２５頁，からは内部に設けられている磁気系
の極性付けに関しても、基体に対する送り経路に対して
鏡対称的にマグネトロン陰極を配置することが公知であ
り、上記陰極はターゲット間の中空空間を通って動かさ
れる。当該鏡対称的配置は磁気系の構成及び極位置に対
しても成立つ。そのような配置構成によっては磁気系の
相応に弱い（薄厚の）構成、及び、基体にてないし基板
保持体にて相応に高いバイアス電圧のもとでプラズマを
延長拡大させ、ここにおいてこのプラズマは基板（サブ
ストレート）の周りをいずれの側も洗う（さらす）よう
に延長させることが可能である。通常、マグネトロン陰
極の磁気系はプラズマをターゲット表面のごく附近にお
き、それにより所謂ダイオード装置に比してスパッタリ
ングレートを１０倍〜３０倍高の、同時に基板へのエネ
ルギ流を低減させるために用いられる。要するに磁気系
の上記の弱まり（薄厚化）、及び負のバイアス電圧の適
用は相まって共働作用して、磁気トンネルの集中作用を
部分的に解消して、基板を直接プラズマにさらすために
用いられる。
９１４号、米国特許明細書第４８７１４３４号並びにミ
ュンツ（Ｍｕｅｎｚ，）、著述論文“Ｔｉｔａｎｉｕｍ
ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｎｉｔｒｉｄｅ ｆｉｌｍｓ：
Ａ Ｎｅｗ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｔｏ ＴｉＮ
ｃｏａｔｉｎｇｓ”，Ｊ．Ｖａ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．Ａ４（６），Ｎｏｖ．／Ｄｅｚ．１９８６，第２７
１７〜２７２５頁，からは内部に設けられている磁気系
の極性付けに関しても、基体に対する送り経路に対して
鏡対称的にマグネトロン陰極を配置することが公知であ
り、上記陰極はターゲット間の中空空間を通って動かさ
れる。当該鏡対称的配置は磁気系の構成及び極位置に対
しても成立つ。そのような配置構成によっては磁気系の
相応に弱い（薄厚の）構成、及び、基体にてないし基板
保持体にて相応に高いバイアス電圧のもとでプラズマを
延長拡大させ、ここにおいてこのプラズマは基板（サブ
ストレート）の周りをいずれの側も洗う（さらす）よう
に延長させることが可能である。通常、マグネトロン陰
極の磁気系はプラズマをターゲット表面のごく附近にお
き、それにより所謂ダイオード装置に比してスパッタリ
ングレートを１０倍〜３０倍高の、同時に基板へのエネ
ルギ流を低減させるために用いられる。要するに磁気系
の上記の弱まり（薄厚化）、及び負のバイアス電圧の適
用は相まって共働作用して、磁気トンネルの集中作用を
部分的に解消して、基板を直接プラズマにさらすために
用いられる。
【０００３】但し前述の手段は次のような条件、ないし
場合に限ってしか働き得ない、即ち、基板が過度に大き
な寸法を有しない場合に限って、ないし、複数の基板の
設けられている基板保持体が過度に大きな横寸法を有し
ない場合に限ってしか働き得ない。すなわち上記の寸法
によってはターゲット相互間の最小間隔が定まる。
場合に限ってしか働き得ない、即ち、基板が過度に大き
な寸法を有しない場合に限って、ないし、複数の基板の
設けられている基板保持体が過度に大きな横寸法を有し
ない場合に限ってしか働き得ない。すなわち上記の寸法
によってはターゲット相互間の最小間隔が定まる。
【０００４】特開平１−８３６５９号公報（ＪＡ−ＯＳ
１−８３６５９）ではマグネトロン陰極が開示されてお
らず、プラズマを閉じ込めるための磁気トラップも開示
されていない。寧ろ磁界の重なりの起こるダイオード装
置が開示されている。磁気系は単極性系であり、著しく
平坦なマグネトロン陰極にとって不可欠の中央極が欠除
しており、周辺領域は唯１つの極、即ち“Ｎ”又は
“Ｓ”を形成する。磁気回路の開成は真空室外で行なわ
れる。
１−８３６５９）ではマグネトロン陰極が開示されてお
らず、プラズマを閉じ込めるための磁気トラップも開示
されていない。寧ろ磁界の重なりの起こるダイオード装
置が開示されている。磁気系は単極性系であり、著しく
平坦なマグネトロン陰極にとって不可欠の中央極が欠除
しており、周辺領域は唯１つの極、即ち“Ｎ”又は
“Ｓ”を形成する。磁気回路の開成は真空室外で行なわ
れる。
【０００５】米国特許明細書第４８８０５１５号には冒
頭に述べた形式のマグネトロン陰極の２重装置では磁気
系の極性付けは逆の極性の夫々の極が成極領域の両側に
て相対向するように選定されている。その場合両マグネ
トロン陰極の間隔をできるだけわずかにして、各単位時
間当りの高い付着量及びターゲット材料の良好な利用度
のもとで高い効率を達成する必要があり、基板をプラズ
マ領域外に配置して、それにより、付着したフイルム
（膜）がプラズマよりもはや侵蝕されないようにする必
要がある。殊に、マグネトロン陰極の作用は次のように
強化される必要がある、即ち密なプラズマ領域がターゲ
ット表面においてのみ生ぜしめられるように強化される
必要がある。それにより、基板がターゲットの前に少し
間隔をおいて配置され得、プラズマ領域外になお位置付
けられることを要するのである。
頭に述べた形式のマグネトロン陰極の２重装置では磁気
系の極性付けは逆の極性の夫々の極が成極領域の両側に
て相対向するように選定されている。その場合両マグネ
トロン陰極の間隔をできるだけわずかにして、各単位時
間当りの高い付着量及びターゲット材料の良好な利用度
のもとで高い効率を達成する必要があり、基板をプラズ
マ領域外に配置して、それにより、付着したフイルム
（膜）がプラズマよりもはや侵蝕されないようにする必
要がある。殊に、マグネトロン陰極の作用は次のように
強化される必要がある、即ち密なプラズマ領域がターゲ
ット表面においてのみ生ぜしめられるように強化される
必要がある。それにより、基板がターゲットの前に少し
間隔をおいて配置され得、プラズマ領域外になお位置付
けられることを要するのである。
【０００６】従来電磁的に不整合（離調）状態におかれ
たマグネトロン陰極についての多くの研究作業が公知で
あり、上記マグネトロン陰極は“不平衡マグネトロン”
（“ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ”）とも称され得る。永久磁
石及び電磁石の相応のフィールド重なりにより、磁力線
が、ターゲットのスパッタリング（飛散）面の前のとこ
ろまで室内に著しく侵入到達し、それによりプラズマの
満ちた空間が相応に拡大することが達成される。そのよ
うなプラズマの空間的拡がりは当該プラズマ中に相応の
大きさに選定されたサブストレート（基板）又はサブス
トレート（基板）装置ないし基板群を収容するために用
いられる。但し、プラズマはこの場合においても唯片側
においてのみ作用する、即ち一方のマグネトロン陰極か
ら基板へ作用するのである。
たマグネトロン陰極についての多くの研究作業が公知で
あり、上記マグネトロン陰極は“不平衡マグネトロン”
（“ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ”）とも称され得る。永久磁
石及び電磁石の相応のフィールド重なりにより、磁力線
が、ターゲットのスパッタリング（飛散）面の前のとこ
ろまで室内に著しく侵入到達し、それによりプラズマの
満ちた空間が相応に拡大することが達成される。そのよ
うなプラズマの空間的拡がりは当該プラズマ中に相応の
大きさに選定されたサブストレート（基板）又はサブス
トレート（基板）装置ないし基板群を収容するために用
いられる。但し、プラズマはこの場合においても唯片側
においてのみ作用する、即ち一方のマグネトロン陰極か
ら基板へ作用するのである。
【０００７】
【発明の目的】従って、本発明の課題は、大きな容積の
成膜領域を生成することができ、この成膜領域を通って
多数の基板を送り移動させることができ、又は、上記成
膜領域内に同時に多数の基板を滞留させることができる
ような冒頭に述べた形式の装置を提供することにある。
また、多数の基板の代わりに、相応して大容積の１つの
基板を当該成膜領域内に収容することもでき、要する
に、ターゲットの内法間隔を著しく拡大し、その際、磁
界の強度がプラズマ閉じ込めに必要なクリティカルな限
界値を下回らないようにする必要がある。
成膜領域を生成することができ、この成膜領域を通って
多数の基板を送り移動させることができ、又は、上記成
膜領域内に同時に多数の基板を滞留させることができる
ような冒頭に述べた形式の装置を提供することにある。
また、多数の基板の代わりに、相応して大容積の１つの
基板を当該成膜領域内に収容することもでき、要する
に、ターゲットの内法間隔を著しく拡大し、その際、磁
界の強度がプラズマ閉じ込めに必要なクリティカルな限
界値を下回らないようにする必要がある。
【０００８】
【発明の構成】上記課題は冒頭に述べた形式の装置にお
いて次のようにして解決される、即ち、ａ）当該１つの
成膜領域に対して相互に対向し合った両側に夫々少なく
とも１つの磁気コイルが設けられており、上記の対向し
合った各磁気コイルは電流源に接続されており、ここに
おいて、上記各磁気コイルの各フィールドが１つの閉じ
た磁界を形成するように構成されており、 ｂ）前記個別永久磁石からなる前記各磁気系の前記半径
方向で見て外側の各極の極性状態と前記各磁気コイルの
極性状態とが同一方向であるように構成されており、 ｃ）仮想エンベロープは、磁界により形成され、かつ、
その中で成膜が行なわれる非可視空間であって、相対向
するターゲットの縁部間に延在しており、少なくとも前
記仮想エンベロープの両側に少なくとも１つの電極が設
けられており、前記仮想エンベロープは、前記成膜領域
を包囲しており、上記電極は真空室から絶縁されて、ア
ースに対して正の電圧を印加され得るように構成されて
いるのである。
いて次のようにして解決される、即ち、ａ）当該１つの
成膜領域に対して相互に対向し合った両側に夫々少なく
とも１つの磁気コイルが設けられており、上記の対向し
合った各磁気コイルは電流源に接続されており、ここに
おいて、上記各磁気コイルの各フィールドが１つの閉じ
た磁界を形成するように構成されており、 ｂ）前記個別永久磁石からなる前記各磁気系の前記半径
方向で見て外側の各極の極性状態と前記各磁気コイルの
極性状態とが同一方向であるように構成されており、 ｃ）仮想エンベロープは、磁界により形成され、かつ、
その中で成膜が行なわれる非可視空間であって、相対向
するターゲットの縁部間に延在しており、少なくとも前
記仮想エンベロープの両側に少なくとも１つの電極が設
けられており、前記仮想エンベロープは、前記成膜領域
を包囲しており、上記電極は真空室から絶縁されて、ア
ースに対して正の電圧を印加され得るように構成されて
いるのである。
【０００９】本発明の手段によっては１方のマグネトロ
ン陰極から相対向する他方のマグネトロン陰極のところ
まで“連続する（途切れのない）磁気的ホース”が延
び、この磁気的ホースは同時に成膜領域を包囲すること
が達成される。上記の磁気的ホース中には高い強度のプ
ラズマが形成される。この高い強度のプラズマは高濃度
の電子の点ですぐれており、それら電子は磁力線の周り
にらせん状の運動をする。これにより、イオン化確率も
著しく高められる。
ン陰極から相対向する他方のマグネトロン陰極のところ
まで“連続する（途切れのない）磁気的ホース”が延
び、この磁気的ホースは同時に成膜領域を包囲すること
が達成される。上記の磁気的ホース中には高い強度のプ
ラズマが形成される。この高い強度のプラズマは高濃度
の電子の点ですぐれており、それら電子は磁力線の周り
にらせん状の運動をする。これにより、イオン化確率も
著しく高められる。
【００１０】その場合重要であるのは磁気コイル相互間
の極性付けであり、当該の、極性付けは殊にマグネトロ
ン陰極の磁気系の極性付けとの関連上で重要である。こ
の極性付けはターゲット間に位置する対称平面に鑑みて
鏡対称的でなく、当該の仮想の対称平面の両側で夫々異
なった極性の極が生じる。
の極性付けであり、当該の、極性付けは殊にマグネトロ
ン陰極の磁気系の極性付けとの関連上で重要である。こ
の極性付けはターゲット間に位置する対称平面に鑑みて
鏡対称的でなく、当該の仮想の対称平面の両側で夫々異
なった極性の極が生じる。
【００１１】ここにおいてまた重要なことはマグネトロ
ン陰極が、その種マグネトロン陰極にとって通有である
ような磁気系を有し、換言すれば、１つの半径方向で見
て外側の極には１つの、半径方向で見て内側の極が対応
づけられており、上記外側極は円環、矩形又は卵形ない
し楕円形（“競走トラック路”）の形状の輪郭形態を有
する。上記内側極は円形面又は長く延びたバー条片を有
し得、それにより、外側極と内側極との間に、１つの閉
じられた磁気トンネルが形成され得る。
ン陰極が、その種マグネトロン陰極にとって通有である
ような磁気系を有し、換言すれば、１つの半径方向で見
て外側の極には１つの、半径方向で見て内側の極が対応
づけられており、上記外側極は円環、矩形又は卵形ない
し楕円形（“競走トラック路”）の形状の輪郭形態を有
する。上記内側極は円形面又は長く延びたバー条片を有
し得、それにより、外側極と内側極との間に、１つの閉
じられた磁気トンネルが形成され得る。
【００１２】上記手段の詳細及びその作用は以下詳述す
る。
る。
【００１３】本発明によれば少なくとも１つの仮想エン
ベロープ（磁界により形成され、かつ、その中で成膜が
行なわれる非可視空間を仮想エンベロープと称し、これ
は相対向するするターゲットの縁部間に延び成膜領域を
包囲する）の両側に、少なくとも各１つの電極が配置さ
れこの電極は真空室から絶縁されアースに対して正の電
圧を印加され、有利に＋１０Ｖと＋２２０Ｖとの間の電
圧を印加され得る。
ベロープ（磁界により形成され、かつ、その中で成膜が
行なわれる非可視空間を仮想エンベロープと称し、これ
は相対向するするターゲットの縁部間に延び成膜領域を
包囲する）の両側に、少なくとも各１つの電極が配置さ
れこの電極は真空室から絶縁されアースに対して正の電
圧を印加され、有利に＋１０Ｖと＋２２０Ｖとの間の電
圧を印加され得る。
【００１４】その場合、有利な構成によれば、電極の、
成膜領域とは反対側である外側に、少なくとも１つの別
の、平板状に構成された磁気系が設けられており、該別
の磁気系は半径方向で見て外側の極及び半径方向で見て
内側の極を有しており、上記の別の磁気系は上記電極
の、成膜領域の側に少なくとも１つの閉じられた磁気的
トンネルを形成しており、更に、上記電極の磁気系の、
半径方向で見て外側の極の極性付けは夫々隣接するマグ
ネトロン陰極の磁気系の、半径方向で見て外側の極の極
性付けに対して逆方向に選定されているのである。
成膜領域とは反対側である外側に、少なくとも１つの別
の、平板状に構成された磁気系が設けられており、該別
の磁気系は半径方向で見て外側の極及び半径方向で見て
内側の極を有しており、上記の別の磁気系は上記電極
の、成膜領域の側に少なくとも１つの閉じられた磁気的
トンネルを形成しており、更に、上記電極の磁気系の、
半径方向で見て外側の極の極性付けは夫々隣接するマグ
ネトロン陰極の磁気系の、半径方向で見て外側の極の極
性付けに対して逆方向に選定されているのである。
【００１５】上記の手段によっては−磁界重なりにより
−上記の少なくとも１つの電極の方向への“磁気的ホー
ス”の拡開が行なわれる。それによって、プラズマの満
ちた容積の拡大がなされ、それによってプラズマ中に相
応して比較的大きな基板ないし基板群が収容され得る。
−上記の少なくとも１つの電極の方向への“磁気的ホー
ス”の拡開が行なわれる。それによって、プラズマの満
ちた容積の拡大がなされ、それによってプラズマ中に相
応して比較的大きな基板ないし基板群が収容され得る。
【００１６】本発明の有利な構成によれば、矩形のター
ゲット輪郭を有するマグネトロン陰極が使用されてお
り、及び矩形の輪郭を有する２つの相対向する電極が使
用されており、当該長手縁はほぼ同じ長さであり、か
つ、相互に平行に配置されているのである。
ゲット輪郭を有するマグネトロン陰極が使用されてお
り、及び矩形の輪郭を有する２つの相対向する電極が使
用されており、当該長手縁はほぼ同じ長さであり、か
つ、相互に平行に配置されているのである。
【００１７】本発明の有利な構成が他の引用請求項及び
詳細な説明に記載されている。
詳細な説明に記載されている。
【００１８】
【実施例】図１に示す真空室１は任意の形状をとり得
る。而して、外とう壁２は直方体状又はシリンダ状空間
を包囲し得、その際、後者の場合において、当該室軸は
水平方向に延びている。室壁は２つの相対向する端部に
て２つの相互に平行な端壁３，４を有し、これら端壁に
は各１つのマグネトロン陰極７，８を挿入するための開
口部５，６が設けられている。
る。而して、外とう壁２は直方体状又はシリンダ状空間
を包囲し得、その際、後者の場合において、当該室軸は
水平方向に延びている。室壁は２つの相対向する端部に
て２つの相互に平行な端壁３，４を有し、これら端壁に
は各１つのマグネトロン陰極７，８を挿入するための開
口部５，６が設けられている。
【００１９】真空ポンプ及びガス源に接続されている配
管はわかり易く示されていない。たんに夫々ガス分配導
管９，１０のみが示してあり、この導管は夫々の開口
５，６を取囲み、多数の排出開口を有し、これら開口を
通って、ガス又はガス混合物は真空室１内に導入され得
る。ここでガスは希ガス、又は例えばアルゴンであって
よい。反応プロセスを実施しようとする場合、付加的
に、又は単独で反応ガス、例えば酸素又は窒素がガス分
配導管９，１０を介して供給され得る。層（膜）として
炭化物又は重合体を付着しようとする場合、ガス分配導
管９，１０を介して相応の適当な炭化水素が、供給され
得る（必要な場合には希ガスとの混合気状態におい
て）。ガス供給用の制御系はマグネトロン陰極７，８用
の給電装置及び制御装置と同じく余り詳しくは示してな
い。
管はわかり易く示されていない。たんに夫々ガス分配導
管９，１０のみが示してあり、この導管は夫々の開口
５，６を取囲み、多数の排出開口を有し、これら開口を
通って、ガス又はガス混合物は真空室１内に導入され得
る。ここでガスは希ガス、又は例えばアルゴンであって
よい。反応プロセスを実施しようとする場合、付加的
に、又は単独で反応ガス、例えば酸素又は窒素がガス分
配導管９，１０を介して供給され得る。層（膜）として
炭化物又は重合体を付着しようとする場合、ガス分配導
管９，１０を介して相応の適当な炭化水素が、供給され
得る（必要な場合には希ガスとの混合気状態におい
て）。ガス供給用の制御系はマグネトロン陰極７，８用
の給電装置及び制御装置と同じく余り詳しくは示してな
い。
【００２０】マグネトロン陰極は従来型式のものであ
る。真空室１内部にて基板の保持体２５に配置された基
板への成膜装置であって、上記基板は少なくとも部分的
に１つの成膜領域２４，４２，４３に設けられており、
該領域の両側には夫々１つずつ平板状に構成された（プ
レーナ型）マグネトロン陰極７，８が配置されており、
該各マグネトロン陰極７，８の各磁気系１２，１３は、
槽体として構成された陰極基体１１の槽体底部の後方で
多数の個別永久磁石（棒磁石）から構成されており、該
多数の個別永久磁石は夫々Ｓ極とＮ極とを有していて、
共働して夫々のマグネトロン陰極において１つの半径方
向で見て内側の極１４，１５と２つの、半径方向で見て
外側の極１６，１７とを形成し、前記各マグネトロン陰
極の夫々のターゲット１８，１９は相互に上記成膜領域
２４，４２，４３へ配向されており、上記各マグネトロ
ン陰極７，８の各磁気系１２，１３の極性付けは、相互
に逆極性の夫々の、内側の各極１４と１５および外側の
各極１６と１７が成膜領域２４，４２，４３の両側で対
向し合うように選定されている。中空槽体として構成さ
れた陰極基体１１において、槽体底部の後方に各１つの
磁気系１２，１３が配置されている。それら磁気系のお
のおのは半径方向で見て内側の極１４，１５と、半径方
向で見て外側の極１６，１７から成る。上記内側極１
４，１５は円形の極面を有し得る。上記外側極は概して
エンドレスないし閉じられた（まとまった）一連の個別
磁石から成り、それら個別磁石の同極性（符号）の極面
が１つの円環面内に設けられ得る。この場合において、
回転対称のマグネトロン陰極が用いられている。但し、
内側極を長く延在させ（狭幅の矩形状の極面を以て）、
外側極を矩形又は卵形（オバール）の周囲上に設けて、
所謂“矩形陰極”を形成することも特に有利に行なわれ
得る。
る。真空室１内部にて基板の保持体２５に配置された基
板への成膜装置であって、上記基板は少なくとも部分的
に１つの成膜領域２４，４２，４３に設けられており、
該領域の両側には夫々１つずつ平板状に構成された（プ
レーナ型）マグネトロン陰極７，８が配置されており、
該各マグネトロン陰極７，８の各磁気系１２，１３は、
槽体として構成された陰極基体１１の槽体底部の後方で
多数の個別永久磁石（棒磁石）から構成されており、該
多数の個別永久磁石は夫々Ｓ極とＮ極とを有していて、
共働して夫々のマグネトロン陰極において１つの半径方
向で見て内側の極１４，１５と２つの、半径方向で見て
外側の極１６，１７とを形成し、前記各マグネトロン陰
極の夫々のターゲット１８，１９は相互に上記成膜領域
２４，４２，４３へ配向されており、上記各マグネトロ
ン陰極７，８の各磁気系１２，１３の極性付けは、相互
に逆極性の夫々の、内側の各極１４と１５および外側の
各極１６と１７が成膜領域２４，４２，４３の両側で対
向し合うように選定されている。中空槽体として構成さ
れた陰極基体１１において、槽体底部の後方に各１つの
磁気系１２，１３が配置されている。それら磁気系のお
のおのは半径方向で見て内側の極１４，１５と、半径方
向で見て外側の極１６，１７から成る。上記内側極１
４，１５は円形の極面を有し得る。上記外側極は概して
エンドレスないし閉じられた（まとまった）一連の個別
磁石から成り、それら個別磁石の同極性（符号）の極面
が１つの円環面内に設けられ得る。この場合において、
回転対称のマグネトロン陰極が用いられている。但し、
内側極を長く延在させ（狭幅の矩形状の極面を以て）、
外側極を矩形又は卵形（オバール）の周囲上に設けて、
所謂“矩形陰極”を形成することも特に有利に行なわれ
得る。
【００２１】各々の陰極基体１１の底部の、磁気系に対
向する側には各１つの板状ターゲット１８ないし１９が
設けられている。このターゲットの輪郭は外側極１６，
１７の形状輪郭に相応する。磁気系１２，１３の作用に
より、所謂スパッタリング面（噴霧面、飛散面）のター
ゲット１８，１９の外側表面上に１つのエンドレスの閉
じた磁気トンネルが形成され、この磁気トンネルはアー
チ状に湾曲された磁力線２０で示されている。上記磁力
線によっては所謂“近接フィールド”が規定され、通常
の場合では強力なプラズマ放電の形成が、磁力線２０に
より包囲された容積に限られることとなる。
向する側には各１つの板状ターゲット１８ないし１９が
設けられている。このターゲットの輪郭は外側極１６，
１７の形状輪郭に相応する。磁気系１２，１３の作用に
より、所謂スパッタリング面（噴霧面、飛散面）のター
ゲット１８，１９の外側表面上に１つのエンドレスの閉
じた磁気トンネルが形成され、この磁気トンネルはアー
チ状に湾曲された磁力線２０で示されている。上記磁力
線によっては所謂“近接フィールド”が規定され、通常
の場合では強力なプラズマ放電の形成が、磁力線２０に
より包囲された容積に限られることとなる。
【００２２】マグネトロン陰極７と８との間で所謂“成
膜領域”が存在し、これについては以下詳述する。図示
の装置構成では既に従来技術とは異なった特徴的事項が
存在している。すなわち磁気系１２，１３の極性付けは
次のように選定されている、即ち、成膜領域の相対向す
る側に夫々逆極性の極が生じるように選定されている。
例えば、磁気系１２の外側極１６がターゲット１８のほ
うに向ってＳ極として構成されており、一方、磁気系１
３の外側極１７はターゲット１９のほうに向ってＮ極と
して構成されている。内側極１４，１５は当然夫々逆の
極性を有する。
膜領域”が存在し、これについては以下詳述する。図示
の装置構成では既に従来技術とは異なった特徴的事項が
存在している。すなわち磁気系１２，１３の極性付けは
次のように選定されている、即ち、成膜領域の相対向す
る側に夫々逆極性の極が生じるように選定されている。
例えば、磁気系１２の外側極１６がターゲット１８のほ
うに向ってＳ極として構成されており、一方、磁気系１
３の外側極１７はターゲット１９のほうに向ってＮ極と
して構成されている。内側極１４，１５は当然夫々逆の
極性を有する。
【００２３】マグネトロン陰極７，８ないしそれの陰極
基体１１は外周上で各々の磁気コイル２１，２３により
取囲まれており、即ち、比較的わずかな間隔をおいて取
囲まれている。それら磁気コイル用の電流源はわかり易
いため図示されてない。その場合両磁気コイル２１，２
２の巻線方向及び端子は次のように選定されている、即
ち、両磁気コイルにてそれ自体閉じられた個々の磁界が
形成されず、両磁気コイルのフィールドが相互に補完し
て１つの閉じた磁界（これは両磁気コイルを包み込む）
が形成されるように選定されている。上記磁界の分布経
過は線２３でシンボリックに示されている。
基体１１は外周上で各々の磁気コイル２１，２３により
取囲まれており、即ち、比較的わずかな間隔をおいて取
囲まれている。それら磁気コイル用の電流源はわかり易
いため図示されてない。その場合両磁気コイル２１，２
２の巻線方向及び端子は次のように選定されている、即
ち、両磁気コイルにてそれ自体閉じられた個々の磁界が
形成されず、両磁気コイルのフィールドが相互に補完し
て１つの閉じた磁界（これは両磁気コイルを包み込む）
が形成されるように選定されている。上記磁界の分布経
過は線２３でシンボリックに示されている。
【００２４】磁気系１２，１３と、磁気コイル２１，２
２の選定された極位置関係により、或種の“磁気的ホー
ス”が形成されこの“磁気的ホース”によっては実際上
１つの仮想のエンベロープ内にある容積が填められる。
上記エンベロープは外とう線によつて形成され、この外
とう線はターゲットの相対向する縁部間に通線的に延在
する。それにより形成されたプラズマ領域（それは“成
膜領域”とも称される）は図中ハッチングで示されてい
る。回転対称マグネトロン陰極の場合、即ち、円板状タ
ーゲットを有するものの場合、上記領域はほぼシリンダ
の形状を有する。所謂矩形陰極の場合、成膜領域は直方
体の形状を有する。矩形陰極の場合、最長の長手軸は図
１による図平面に対して垂直方向に延びることとなり、
成膜領域２４の深さ（奥行）寸法は相応なものとなる。
２の選定された極位置関係により、或種の“磁気的ホー
ス”が形成されこの“磁気的ホース”によっては実際上
１つの仮想のエンベロープ内にある容積が填められる。
上記エンベロープは外とう線によつて形成され、この外
とう線はターゲットの相対向する縁部間に通線的に延在
する。それにより形成されたプラズマ領域（それは“成
膜領域”とも称される）は図中ハッチングで示されてい
る。回転対称マグネトロン陰極の場合、即ち、円板状タ
ーゲットを有するものの場合、上記領域はほぼシリンダ
の形状を有する。所謂矩形陰極の場合、成膜領域は直方
体の形状を有する。矩形陰極の場合、最長の長手軸は図
１による図平面に対して垂直方向に延びることとなり、
成膜領域２４の深さ（奥行）寸法は相応なものとなる。
【００２５】成膜領域の中央に回転可能な基板保持体２
５が配置されている。この保持体の被駆動軸は同様に図
１における図平面に対して垂直方向に延びる。上記の基
板保持体には円板状の底板２６が属し、この底板には回
転軸に対して同心的な装置構成にて多数の保持棒２７が
取付けられており、これら保持棒は個々の基板の収容の
ために用いられる。その種基板保持体は“ケージ”とも
称される。成膜領域２４（これは所謂“遠隔磁界”によ
って制限される）の拡大された空間的配置構成により、
１つの大きな個別基体又は多数の比較的小さな基体を著
しく拡大した成膜ゾーン中に収容することがいずれにし
ろ可能である。この成膜ゾーンでは基板は両側からのプ
ラズマの作用を受ける、即ち両マグネトロン陰極陰極
７，８の方向からプラズマの作用を受ける。基板保持体
２５の回転により、基板は順次いずれの側でもプラズマ
にさらされ、この作用は次のようにして改善され得る、
即ち個々の保持棒がそれの固有の軸を中心として回転さ
れ、それにより基板はサイクロイド又はインボリュート
の形式で運動を行なうのである。
５が配置されている。この保持体の被駆動軸は同様に図
１における図平面に対して垂直方向に延びる。上記の基
板保持体には円板状の底板２６が属し、この底板には回
転軸に対して同心的な装置構成にて多数の保持棒２７が
取付けられており、これら保持棒は個々の基板の収容の
ために用いられる。その種基板保持体は“ケージ”とも
称される。成膜領域２４（これは所謂“遠隔磁界”によ
って制限される）の拡大された空間的配置構成により、
１つの大きな個別基体又は多数の比較的小さな基体を著
しく拡大した成膜ゾーン中に収容することがいずれにし
ろ可能である。この成膜ゾーンでは基板は両側からのプ
ラズマの作用を受ける、即ち両マグネトロン陰極陰極
７，８の方向からプラズマの作用を受ける。基板保持体
２５の回転により、基板は順次いずれの側でもプラズマ
にさらされ、この作用は次のようにして改善され得る、
即ち個々の保持棒がそれの固有の軸を中心として回転さ
れ、それにより基板はサイクロイド又はインボリュート
の形式で運動を行なうのである。
【００２６】更に付言すべきは本例において真空室１は
高品質スチール（特殊鋼）のような非磁性材料から成
り、それにより、戻される磁力線は線２３に相応して端
壁３，４を通って延び得ることである。
高品質スチール（特殊鋼）のような非磁性材料から成
り、それにより、戻される磁力線は線２３に相応して端
壁３，４を通って延び得ることである。
【００２７】著しく類似の配置構成を図２に示してあ
り、但し、相違点となっているのは、真空室１は２つの
閉じられた端壁３ａ，４ａを有し、マグネトロン陰極
７，８及び磁気コイル２１，２２が、真空室１の内部
に、但し、上記端壁３ａ，４ａの直ぐ近くに配置されて
いることである。更に図示されているのは磁気コイル２
１，２２への所要の励磁電流（直流）の供給用の電流源
である。
り、但し、相違点となっているのは、真空室１は２つの
閉じられた端壁３ａ，４ａを有し、マグネトロン陰極
７，８及び磁気コイル２１，２２が、真空室１の内部
に、但し、上記端壁３ａ，４ａの直ぐ近くに配置されて
いることである。更に図示されているのは磁気コイル２
１，２２への所要の励磁電流（直流）の供給用の電流源
である。
【００２８】図３は図１の配置構成と類似の装置構成を
示しており、但し、相違点となるのは真空室１は本例で
は強磁性材から成り、それにより、磁束の戻りが、図示
の矢印に相応して真空室１を介して行なわれることであ
る。マグネトロン陰極７，８の磁気系及び磁気コイル２
１，２２の空間的極位置に関して、図１と図２による対
象物（装置構成）におけると同じことが成立つ。本例で
は仮想エンベロープの両側に、２つの板状電極１８，１
９が配置されており上記電極は−マグネトロン７，８と
同様に−真空室１に対して絶縁して取付けられている。
上記エンベロープは相対向するターゲット１８，１９の
縁部２９，３０間に延び、かつ、実質的に、図１と図２
に示すような成膜領域を包囲するものである。動作中、
それら電極３１，３２はアノード（陽極）機能を有す
る、換言すれば、それら電極は電圧源３３を用いて相応
の正の電位を印加され得る。
示しており、但し、相違点となるのは真空室１は本例で
は強磁性材から成り、それにより、磁束の戻りが、図示
の矢印に相応して真空室１を介して行なわれることであ
る。マグネトロン陰極７，８の磁気系及び磁気コイル２
１，２２の空間的極位置に関して、図１と図２による対
象物（装置構成）におけると同じことが成立つ。本例で
は仮想エンベロープの両側に、２つの板状電極１８，１
９が配置されており上記電極は−マグネトロン７，８と
同様に−真空室１に対して絶縁して取付けられている。
上記エンベロープは相対向するターゲット１８，１９の
縁部２９，３０間に延び、かつ、実質的に、図１と図２
に示すような成膜領域を包囲するものである。動作中、
それら電極３１，３２はアノード（陽極）機能を有す
る、換言すれば、それら電極は電圧源３３を用いて相応
の正の電位を印加され得る。
【００２９】基板保持体２５から見て、電極３１，３２
の向こう側に、但し、上記電極のシエード（影）のとこ
ろに各２つの別の磁気系３４，３５ないし３６，３７が
設けられており、これら磁気系は同様に外側極３８ない
し３９及び内側極４０ないし４１を有する。磁気系３４
〜３７の極位置関係は絶対的に交番的であり、即ち、夫
々直ぐ隣接する磁気系３４／３５，３６／３７に関して
も交番的であり、それにより、すべての極間でアーチ状
の磁力線が形成される。その場合勿論、電極３１，３２
の夫々所属の部分面上方での各磁気系の磁力線のみが、
それ自体閉じられた１つの磁気的トンネルを形成する。
の向こう側に、但し、上記電極のシエード（影）のとこ
ろに各２つの別の磁気系３４，３５ないし３６，３７が
設けられており、これら磁気系は同様に外側極３８ない
し３９及び内側極４０ないし４１を有する。磁気系３４
〜３７の極位置関係は絶対的に交番的であり、即ち、夫
々直ぐ隣接する磁気系３４／３５，３６／３７に関して
も交番的であり、それにより、すべての極間でアーチ状
の磁力線が形成される。その場合勿論、電極３１，３２
の夫々所属の部分面上方での各磁気系の磁力線のみが、
それ自体閉じられた１つの磁気的トンネルを形成する。
【００３０】さらに、重要なことは夫々対をなして配置
された磁気系３４／３５，３６／３７の外側極３８，３
９は夫々隣接するマグネトロン陰極７，８の磁気系１
２，１３の隣接する（最も近い）外側極１６，１７に対
して逆の極性付けを有することである。それ自体実際上
閉じられた直列配置体の周囲上にてすべての磁極を仮想
上（観念上）順次たどっていくと、もっぱら順序Ｎ−Ｓ
−Ｎ−Ｓ−Ｎ−Ｓ……で磁極のシーケンスが生じる。そ
れによって、プラズマは当該面全体上に電極と磁力線と
の間に閉じ込められるようになる。殊に図３から明かな
ように、さらに、もう１度著しく拡大された成膜領域４
２が形成される。
された磁気系３４／３５，３６／３７の外側極３８，３
９は夫々隣接するマグネトロン陰極７，８の磁気系１
２，１３の隣接する（最も近い）外側極１６，１７に対
して逆の極性付けを有することである。それ自体実際上
閉じられた直列配置体の周囲上にてすべての磁極を仮想
上（観念上）順次たどっていくと、もっぱら順序Ｎ−Ｓ
−Ｎ−Ｓ−Ｎ−Ｓ……で磁極のシーケンスが生じる。そ
れによって、プラズマは当該面全体上に電極と磁力線と
の間に閉じ込められるようになる。殊に図３から明かな
ように、さらに、もう１度著しく拡大された成膜領域４
２が形成される。
【００３１】それにより、成膜領域４２は電極３１，３
２の領域にて当該電極のほうに向ってひき離され、され
により、図３に示す基板保持体２５は図１及び図２にお
ける基板保持体より著しく大きな直径を有する。
２の領域にて当該電極のほうに向ってひき離され、され
により、図３に示す基板保持体２５は図１及び図２にお
ける基板保持体より著しく大きな直径を有する。
【００３２】上記電極３１，３２はまた飛散性（スパッ
タリング性）の材料から成り得、それにより、相応に高
い負の電圧へのそれらの電極の接続により、別のマグネ
トロン陰極が形成され、その結果本例において基板保持
体２５は周囲上で全部で６つのマグネトロン陰極により
取囲まれ、それにより、装置の能力が高められる。その
結果、１つの仮想エンベロープ（これは相対向するター
ゲット１８，１９の、各々矩形を形成する縁部間に延び
ている）の両側に、ターゲットを有する４つの別のマグ
ネトロン陰極が形成される（それらは磁気系３４〜３７
によって規定されている）。
タリング性）の材料から成り得、それにより、相応に高
い負の電圧へのそれらの電極の接続により、別のマグネ
トロン陰極が形成され、その結果本例において基板保持
体２５は周囲上で全部で６つのマグネトロン陰極により
取囲まれ、それにより、装置の能力が高められる。その
結果、１つの仮想エンベロープ（これは相対向するター
ゲット１８，１９の、各々矩形を形成する縁部間に延び
ている）の両側に、ターゲットを有する４つの別のマグ
ネトロン陰極が形成される（それらは磁気系３４〜３７
によって規定されている）。
【００３３】図４の装置構成例が図３のそれと相違する
点は本例においてもやはりマグネトロン陰極７，８及び
磁気コイル２１，２２が、真空室１の内部に配置されて
いることである。この場合においても、真空室は強磁性
材料から成り、それにより、室壁は帰磁路として用いら
れ得、このことは磁力線の部分的セクションによって示
されている。
点は本例においてもやはりマグネトロン陰極７，８及び
磁気コイル２１，２２が、真空室１の内部に配置されて
いることである。この場合においても、真空室は強磁性
材料から成り、それにより、室壁は帰磁路として用いら
れ得、このことは磁力線の部分的セクションによって示
されている。
【００３４】図５の装置構成例では真空室１の各側にマ
グネトロン陰極７／８，７ａ／８ａが対をなして相対向
して配置されており、真空室の各側にてそれの端壁３
ａ，４ａの領域に陰極群７／７ａ，８／８ａを形成して
いることである。この陰極群においては直ぐ隣接し合う
ターゲット１８／１８ａ，１９／１９ａの長手縁（図平
面に対して垂直方向）の間隔が、同じターゲットの長手
縁（同様に図平面に対して垂直方向）の間隔に比して小
さい。また、各陰極群７／７ａ，８／８ａの周辺の領域
にて各１つの磁気コイル２１，２２が配置されているの
である。
グネトロン陰極７／８，７ａ／８ａが対をなして相対向
して配置されており、真空室の各側にてそれの端壁３
ａ，４ａの領域に陰極群７／７ａ，８／８ａを形成して
いることである。この陰極群においては直ぐ隣接し合う
ターゲット１８／１８ａ，１９／１９ａの長手縁（図平
面に対して垂直方向）の間隔が、同じターゲットの長手
縁（同様に図平面に対して垂直方向）の間隔に比して小
さい。また、各陰極群７／７ａ，８／８ａの周辺の領域
にて各１つの磁気コイル２１，２２が配置されているの
である。
【００３５】上記の基本的構成法によっても特別に大き
な成膜領域４３が達成され得、この場合は２つの基板保
持体２５が配置され得る。
な成膜領域４３が達成され得、この場合は２つの基板保
持体２５が配置され得る。
【００３６】図３及び図４の有利な実施例によっては下
記のプロセスが行なわれ得る。
記のプロセスが行なわれ得る。
【００３７】エッチング： エッチングプロセスの際の成膜によるサブストレートを
介しての汚れの回避のためマグネトロン陰極７，８に比
較的わずかな電位が印加され、この電位は−１００Ｖと
−３００Ｖとの間の大きさをとり得る。基板保持体には
−３００Ｖと−２０００Ｖとの間の電圧が印加されるよ
うに選定される。エッチング過程は５×１０−４〜５×
１０−２の圧力のもとで純然たるアルゴン中で行なわれ
る。エッチングの際、プラズマ密度（これは陰極、陽
極、及び圧力の設定調整度により定まる）に依存して、
１〜４ｍＡ／ｃｍ２の電流密度が達成される。あらゆる
側でのプラズマ閉じ込めの生起により、均一にして強力
なエッチングが可能となる。幾何学的に複雑な部分及び
大きな部分群をも有効にエッチングすることも可能であ
ることが明らかになっている。また、温度に対して敏感
な部分を過熱なしでエッチングできることが明らかにな
っている。
介しての汚れの回避のためマグネトロン陰極７，８に比
較的わずかな電位が印加され、この電位は−１００Ｖと
−３００Ｖとの間の大きさをとり得る。基板保持体には
−３００Ｖと−２０００Ｖとの間の電圧が印加されるよ
うに選定される。エッチング過程は５×１０−４〜５×
１０−２の圧力のもとで純然たるアルゴン中で行なわれ
る。エッチングの際、プラズマ密度（これは陰極、陽
極、及び圧力の設定調整度により定まる）に依存して、
１〜４ｍＡ／ｃｍ２の電流密度が達成される。あらゆる
側でのプラズマ閉じ込めの生起により、均一にして強力
なエッチングが可能となる。幾何学的に複雑な部分及び
大きな部分群をも有効にエッチングすることも可能であ
ることが明らかになっている。また、温度に対して敏感
な部分を過熱なしでエッチングできることが明らかにな
っている。
【００３８】成膜（膜形成）： ここで、マグネトロン陰極にて−５００Ｖ〜−８００Ｖ
の飛散（スパッタリング）電圧のもとで、反応性雰囲気
中で、相応の金属ターゲットを基にして、有利に、部分
（部品）ないし基板（サブストレート）が、硬性膜
（層）を施され得る、例えばＴｉＡｌ−ＮｘＣｙ，Ｔｉ
Ｎ，ＴｉＮＣ，ＴｉＣ，ＣｒＮｘ，ＭＥ：Ｃの膜を施さ
れ得る。
の飛散（スパッタリング）電圧のもとで、反応性雰囲気
中で、相応の金属ターゲットを基にして、有利に、部分
（部品）ないし基板（サブストレート）が、硬性膜
（層）を施され得る、例えばＴｉＡｌ−ＮｘＣｙ，Ｔｉ
Ｎ，ＴｉＮＣ，ＴｉＣ，ＣｒＮｘ，ＭＥ：Ｃの膜を施さ
れ得る。
【００３９】このことは低い基板温度のもとで、しか
も、高い基板電流密度（これは１ｍＡ／ｃｍ２より大で
ある）のもとでの基板の均一なイオン照射のもとで行な
われる。切削工具においてバイトエッジを保護するため
に、有利に低い基板電位（これはほぼ１５０Ｖより大し
て負ではない）が用いられる。
も、高い基板電流密度（これは１ｍＡ／ｃｍ２より大で
ある）のもとでの基板の均一なイオン照射のもとで行な
われる。切削工具においてバイトエッジを保護するため
に、有利に低い基板電位（これはほぼ１５０Ｖより大し
て負ではない）が用いられる。
【００４０】構成設計方式は連続作業装置とバッチ作業
装置にも適している。連続作業装置では基板保持体２５
はマグネトロン陰極間の中間空間を通って通過移動せし
められる。
装置にも適している。連続作業装置では基板保持体２５
はマグネトロン陰極間の中間空間を通って通過移動せし
められる。
【００４１】図６ａ，ｂ，ｃは、図３乃至図４の実施例
の磁力線および仮想エンベロープ５０が分かるようにし
た斜視略図であり、その際、図ｂは、電極３１を略示
し、図ｃは、電極３２を略示する。図６ｄは、マグネト
ロン陰極７の磁気系１２及び磁気コイルの極性の構成を
示す略図である。
の磁力線および仮想エンベロープ５０が分かるようにし
た斜視略図であり、その際、図ｂは、電極３１を略示
し、図ｃは、電極３２を略示する。図６ｄは、マグネト
ロン陰極７の磁気系１２及び磁気コイルの極性の構成を
示す略図である。
【００４２】
【発明の効果】本発明により大きな容積の成膜領域が生
成され得、この成膜領域を通って多数の基板を送り移動
させ得、又は上記成膜領域内に同時に多数の基板を滞留
させ得るような冒頭に述べた形式の成膜装置を実現でき
る効果が奏される。
成され得、この成膜領域を通って多数の基板を送り移動
させ得、又は上記成膜領域内に同時に多数の基板を滞留
させ得るような冒頭に述べた形式の成膜装置を実現でき
る効果が奏される。
【図１】２つの相対向するマグネトロン陰極の装置構成
の軸方向断面図であって、ここにおいて、上記両マグネ
トロン陰極は真空室の相互に平行な端面に設けられてお
り当該磁気コイルは外側に配置されている様子を示す軸
断面図である。
の軸方向断面図であって、ここにおいて、上記両マグネ
トロン陰極は真空室の相互に平行な端面に設けられてお
り当該磁気コイルは外側に配置されている様子を示す軸
断面図である。
【図２】図１におけると類似しているが但しマグネトロ
ン陰極及び磁気コイルが真空室内部に設けられている装
置構成の断面図である。
ン陰極及び磁気コイルが真空室内部に設けられている装
置構成の断面図である。
【図３】図１と類似の磁気コイル付きの２つのマグネト
ロン陰極の装置構成であるが但し２つの付加的電極を有
しこの付加電極の後方に別の磁気系が配置されている装
置構成の断面図である。
ロン陰極の装置構成であるが但し２つの付加的電極を有
しこの付加電極の後方に別の磁気系が配置されている装
置構成の断面図である。
【図４】図３と類似であるが相違点としてはマグネトロ
ン陰極とこれに配属された磁気コイルが真空室内部に配
置されている装置構成の断面図である。
ン陰極とこれに配属された磁気コイルが真空室内部に配
置されている装置構成の断面図である。
【図５】図２と類似しているが、但し、各１つの磁気コ
イル内部に各２つのマグネトロン陰極が相互に隣接して
配置されている装置構成の断面図である。
イル内部に各２つのマグネトロン陰極が相互に隣接して
配置されている装置構成の断面図である。
【図６】図３乃至図４の実施例の磁力線および仮想エン
ベロープ５０が分かるようにした斜視略図であり、その
際、図ｂは、電極３１を略示し、図ｃは、電極３２を略
示する。図ｄは、マグネトロン陰極７の磁気系１２及び
磁気コイルの極性の構成を示す略図である。
ベロープ５０が分かるようにした斜視略図であり、その
際、図ｂは、電極３１を略示し、図ｃは、電極３２を略
示する。図ｄは、マグネトロン陰極７の磁気系１２及び
磁気コイルの極性の構成を示す略図である。
【符号の説明】 １ 真空室 ２ 外とう壁 ３，４ 端壁 ５，６ 開口部 ７，８ マグネトロン陰極 ９，１０ ガス分配導管 １１ 陰極基体 １２，１３ 磁気系 １４，１５ 内側の極 １６，１７ 外側の極 １８，１９ 板状ターゲット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハンス シュスラー ドイツ連邦共和国 シフヴァイラー ヒ ンター デア フルーアヴィーゼ ６ (72)発明者 アルベルト フォイアーシュタイン ドイツ連邦共和国 ノイベルク − ２ リングシュトラーセ 12 (56)参考文献 特開 昭63−277756（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−240261（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−106966（ＪＰ，Ａ)
Claims (7)
- 【請求項１】 真空室（１）内部にて基板の保持体（２
５）に配置された基板への成膜装置であって、上記基板
は少なくとも部分的に１つの成膜領域（２４，４２，４
３）に設けられており、該領域の両側には夫々１つずつ
平板状に構成された（プレーナ型）マグネトロン陰極
（７，８）が配置されており、該各マグネトロン陰極
（７，８）の各磁気系（１２，１３）は、槽体として構
成された陰極基体（１１）の槽体底部の後方で多数の個
別永久磁石から構成されており、該多数の個別永久磁石
は夫々Ｓ極とＮ極とを有していて、共働して夫々のマグ
ネトロン陰極において１つの、半径方向で見て内側の極
（１４，１５）と２つの、半径方向で見て外側の極（１
６，１７）とを形成し、前記各マグネトロン陰極の夫々
のターゲット（１８，１９）は上記成膜領域（２４，４
２，４３）へ配向されており、上記各マグネトロン陰極
（７，８）の各磁気系（１２，１３）の極性付けは、相
互に逆極性の夫々の、内側の各極（１４と１５）および
外側の各極（１６と１７）が成膜領域（２４，４２，４
３）の両側で対向し合うように選定されている成膜装置
において、 ａ）当該１つの成膜領域（２４，４２，４３）に対して
相互に対向し合った両側に夫々少なくとも１つの磁気コ
イル（２１，２２）が設けられており、上記の対向し合
った各磁気コイル（２１，２２）は電流源（２８）に接
続されており、ここにおいて、上記各磁気コイル（２
１，２２）の各フィールドが１つの閉じた磁界を形成す
るように構成されており、 ｂ）前記個別永久磁石からなる前記各磁気系（１２，１
３）の前記半径方向で見て外側の各極（１６，１７）の
極性状態と前記各磁気コイル（２１，２２）の極性状態
とが同一方向であるように構成されており、 ｃ）仮想エンベロープは、磁界により形成され、かつ、
その中で成膜が行なわれる非可視空間であって、相対向
するターゲット（１８，１９）の縁部（２９，３０）間
に延在しており、少なくとも前記仮想エンベロープの両
側に少なくとも１つの電極（３１，３２）が設けられて
おり、前記仮想エンベロープは、前記成膜 領域（２４，
４３）を包囲しており、上記電極は真空室（１）から絶
縁されて、アースに対して正の電圧を印加され得るよう
に構成されて いることを特徴とするマグネトロン陰極に
よる基板への成膜装置。 - 【請求項２】 電極（３１，３２）の、成膜領域（４
２）とは反対側である外側に、少なくとも１つの別の、
平面状に構成された磁気系（３４，３５，３６，３７）
が設けられており、該別の磁気系は半径方向で見て外側
の極（３８，３９）及び半径方向で見て内側の極（４
０，４１）を有しており、上記の別の磁気系は上記電極
（３１，３２）の、成膜領域（４２）の側に少なくとも
１つの閉じられた磁気的トンネルを形成しており、更
に、上記電極の磁気系の、半径方向で見て外側の極（３
８，３９）の極性付けは夫々隣接するマグネトロン陰極
（７，８）の磁気系（１２，１３）の、半径方向で見て
外側の極（１６，１７）の極性付けに対して逆方向に選
定されている請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 矩形のターゲット輪郭を有するマグネト
ロン陰極（７，８）が使用されており、及び矩形の輪郭
を有する２つの相対向する電極（３１，３２）が使用さ
れており、当該長手縁はほぼ同じ長さであり、かつ、相
互に平行に配置されている請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 上記の２つの相対向する電極（３１，３
２）の外側に、配置された少なくとも１つの夫々の長く
延在した磁気系（３４，３５，３６，３７）が、夫々の
電極（３１，３２）の各内面に１つの閉じられた磁気ト
ンネルの形成のため設けられている請求項３記載の装
置。 - 【請求項５】 真空室（１）の夫々の側に複数のマグネ
トロン陰極（７，８；７ａ，８ａ）が対をなして相対向
して配置されており、該陰極は真空室（１）の各側に１
つの陰極群を成しており、該陰極群においては直ぐ隣接
するターゲット（１８／１８ａ；１９／１９ａ）の上記
長手縁の間隔が、同じターゲットの長手縁の間隔に比し
て小であり、更に、各１つの陰極群の周辺部の領域にて
各１つの磁気コイル（２１，２２）が配置されている請
求項３記載の装置。 - 【請求項６】 仮想エンベロープの両側にターゲットを
有する２つの別のマグネトロン陰極が設けられており上
記のエンベロープは当該の対向し合うターゲット（１
８，１９）の、各々矩形を成す縁部間に延びている請求
項１記載の装置。 - 【請求項７】 強磁性材料から成る真空室（１）の使用
の場合、上記磁気コイル（２１，２２）は当該室壁（３
ａ，４ａ）に近接せしめられており、ここにおいて、上
記室壁は帰磁路を形成するように近接せしめられている
請求項１記載の装置。
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