JPH04154967A - Confronting magnetic pole type sputtering device - Google Patents
Confronting magnetic pole type sputtering deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、薄膜の製造に使用されるスパッタリング装置
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a sputtering apparatus used for manufacturing thin films.
スパッタリング装置は、例えば光磁気記録媒体の記録層
である例えばＴｂＦｅ、 ＴｂＦｅＣｏ、 ＧｄＰｅ１
ＧｄＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、 ＤｙＦｅ、 ＴｂＤｙＦｅ
Ｃｏ等の希土類−遷移金属系非晶質合金薄膜を形成する
際に使用される。もちろん、これ以外にも、例えば垂直
磁気記録媒体の記録層として存用なＣｏＣｒ系の垂直磁
化可能な磁性薄膜の形成にも使用される。The sputtering device is capable of sputtering a material such as TbFe, TbFeCo, GdPe1, which is a recording layer of a magneto-optical recording medium, for example.
GdCo, GdFeCo, DyFe, TbDyFe
It is used when forming rare earth metal such as Co-transition metal-based amorphous alloy thin films. Of course, in addition to this, it can also be used to form a CoCr-based magnetic thin film that can be perpendicularly magnetized and is useful, for example, as a recording layer of a perpendicular magnetic recording medium.
このように多元素からなる磁性薄膜を形成でき、最も進
んだスパッタリング装置として、対向磁極式スパッタリ
ング装置（例えば、特開昭５７−１００６２７号参照）
がある。対向磁極式は、従来の非対向のものに比べて、
強磁性体でも使用できるという利点がある。強磁性体タ
ーゲットでもそこを磁界が貫くのでプラズマが集中し、
成膜速度が速い。As described above, the most advanced sputtering device that can form magnetic thin films made of multiple elements is an opposed magnetic pole type sputtering device (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 100627/1983).
There is. Compared to the conventional non-opposed magnetic pole type,
It has the advantage that it can also be used with ferromagnetic materials. Even with a ferromagnetic target, the magnetic field penetrates it, so the plasma concentrates,
Fast film formation speed.
対向磁極式のスパッタリング装置は、第２図（概略垂直
断面図）に示す通りであり、基板Ｓを取りつける基板ホ
ルダー１、基板面とほぼ垂直を成す「ターゲットＴ１を
含む第１カソード２（陰極）」、ターゲットＴ１の背後
であって第１カソード２の内部に取りつけられた第１磁
極３、基板面とほぼ垂直を成し、第１カソード２と対向
する「ターゲットＴ２を含む第２カソード２′」、ター
ゲットＴ２の背後であって第２カソード２’（７）内部
に取りつけられた極性が第１磁極３とは逆の第２磁極４
、少なくとも対向する一対のターゲラ１’Ｔ＋ 、Ｔ’
ｓと、基板Ｓが構成する空間を包囲する真空チャンバー
（ハウジング）５から主としてなる。The facing magnetic pole type sputtering apparatus is as shown in FIG. 2 (schematic vertical sectional view), and includes a substrate holder 1 to which a substrate S is attached, a first cathode 2 (cathode) containing a target T1 that is substantially perpendicular to the substrate surface. '', a first magnetic pole 3 attached behind the target T1 and inside the first cathode 2, and a second cathode 2' including the target T2, which is substantially perpendicular to the substrate surface and facing the first cathode 2. '', a second magnetic pole 4 having a polarity opposite to that of the first magnetic pole 3 is attached behind the target T2 and inside the second cathode 2' (7).
, at least a pair of opposing Targera 1'T+, T'
s and a vacuum chamber (housing) 5 surrounding the space constituted by the substrate S.
ターゲットＴ＋、Ｔｔは、第２図ではカソード２．２′
の上面に取り付けてあり、この意味でカソードはターゲ
ットホルダーを兼用している。しかし、むしろ、ターゲ
ットはカソードを兼用してもよいので、ここでは、「タ
ーゲットを含むカソード」 と表現する。Targets T+, Tt are cathode 2.2' in FIG.
In this sense, the cathode also serves as a target holder. However, since the target may also serve as a cathode, it is expressed here as "a cathode containing a target."
実際には、ターゲットは過熱するので、これを冷却する
必要かあり、第２図に示すように、カソード２．２′の
内部は空洞にしである。そして、この空洞内部に冷却水
を循環させることによりターゲットを冷却する。In reality, the target becomes overheated and needs to be cooled, so the interior of the cathode 2.2' is hollow, as shown in FIG. The target is cooled by circulating cooling water inside this cavity.
アースシールド６は、カソードの周囲を取り巻いており
、これはカソード２．２′及び絶縁部材７をスパッタリ
ング時のプラズマ粒子から保護するためと、ターゲット
表面以外の部分からの異常放電を防止するために設けで
ある。The earth shield 6 surrounds the cathode, and is used to protect the cathode 2.2' and the insulating member 7 from plasma particles during sputtering, and to prevent abnormal discharge from areas other than the target surface. It is a provision.
絶縁部材７は、カソード２．２′と、真空チャンバー５
との間の絶縁するためのものである。The insulating member 7 connects the cathode 2.2' and the vacuum chamber 5.
This is to provide insulation between the
負の直流電圧をカソードに与える電源（例えば−３００
ボルト）８は、カソード２．２＋とアースとの間に設置
され、カソードにスパッタ電力を供給する。これにより
、カソード２．２′から基板Ｓやチャンバー５に向かっ
て高電界か形成される。A power supply that applies a negative DC voltage to the cathode (e.g. -300
Bolts) 8 are installed between the cathode 2.2+ and ground to supply sputtering power to the cathode. As a result, a high electric field is formed from the cathode 2.2' toward the substrate S and the chamber 5.
他方、第１磁極３から第２磁極４に向かって磁界Ｈが形
成される。従って、磁界Ｈとカソード近傍（陰極降下部
と言われる）の電界とは平行又は反平行になっている。On the other hand, a magnetic field H is formed from the first magnetic pole 3 toward the second magnetic pole 4. Therefore, the magnetic field H and the electric field near the cathode (referred to as the cathode fall section) are parallel or antiparallel.
次にこの装置の動作を説明する。Next, the operation of this device will be explained.
最初にチャンバー５の内部を真空排気系により１０−６
〜１０−’ Ｔｏｒｒ程度の真空に排気した後、例えば
アルゴンガスＡｒ（例えば５ｘ １０−’Ｔｏｒｒ）を
導入する。 Ａｒ原子は、ターゲットＴ、 、Ｔ、の間
で電界にさらされることにより電離する。このとき、磁
界Ｈが電子をトラップするので、電離は促進される。電
離により発生した電子は、Ａｒ原子に衝突し、益々電離
を促進する。こうして、まずＡｒ＋イオンがターゲット
Ｔ１．１２間に発生する。First, the inside of chamber 5 is vacuum pumped to 10-6
After evacuation to a vacuum of about 10-' Torr, for example, argon gas Ar (for example, 5x 10-' Torr) is introduced. Ar atoms are ionized by being exposed to an electric field between targets T, , T,. At this time, since the magnetic field H traps electrons, ionization is promoted. Electrons generated by ionization collide with Ar atoms, further promoting ionization. In this way, Ar+ ions are first generated between targets T1.12.
Ａｒ＋イオンは、ターゲット近傍の電界で加速されて、
勢いよくターゲットに衝突する。この衝突によって、タ
ーゲットの一部が微粒子（クラッタ）となってスパッタ
（反跳）され、そのとき、同時にγ電子が放出される。Ar+ ions are accelerated by the electric field near the target,
It collides with the target with force. Due to this collision, part of the target becomes fine particles (clutter) and is sputtered (recoiled), and at the same time, γ electrons are emitted.
スパッタされたターゲット微粒子のうち、運良く基板Ｓ
方面に向かったものは、基板に衝突し、そこに付着又は
堆積する。この付着又は堆積の繰り返しにより、基板上
に次第に薄膜が形成される。Among the sputtered target particles, luckily the substrate S
Those directed toward the substrate collide with the substrate and adhere or deposit thereon. By repeating this adhesion or deposition, a thin film is gradually formed on the substrate.
２つのターゲットＴ１、Ｔ２に元素の異なるものを配置
しておけば、混合物からなる薄膜が形成される。この場
合、薄膜の均質性を高めるため、或いは膜の形成速度を
均すため、基板Ｓはホルダー１を回転させることによっ
て回転させることが多い。By placing different elements in the two targets T1 and T2, a thin film made of a mixture can be formed. In this case, in order to improve the homogeneity of the thin film or to equalize the film formation rate, the substrate S is often rotated by rotating the holder 1.
一方、ターゲット表面から放出されたγ電子は、ターゲ
ットＴ、、Ｔ、間に束縛され、反対側のターゲット表面
へ移動する。移動したγ電子は、反対側の陰極降下部で
反射される。このようにして、γ電子は、ターゲットＴ
３．１２間に束縛されながら、往復運動を繰り返す。こ
の往復運動の間に、γ電子は、Ａｒ原子と衝突してイオ
ン化と新たな電子を生成し、それらがターゲットからの
γ電子の放出とイオン化を促進する。On the other hand, γ electrons emitted from the target surface are bound between targets T, , T, and move to the target surface on the opposite side. The moved γ electrons are reflected at the cathode fall section on the opposite side. In this way, the γ electrons are transferred to the target T
3.Repeat the reciprocating movement while being restrained between 12. During this reciprocation, the γ electrons collide with Ar atoms to ionize and generate new electrons, which promote the release and ionization of the γ electrons from the target.
その結果、ターゲットＴ、 、１２間に高密度のプラズ
マが形成され、それに伴ってスパッタリングが促進され
る。これにより、薄膜の形成速度か向上する。これが高
速スパッタリングと言われるものである。As a result, high-density plasma is formed between the targets T, , 12, and sputtering is promoted accordingly. This improves the thin film formation speed. This is called high-speed sputtering.
しかしながら、従来の対向磁極式スパッタリング装置は
、最も密にスパッタされた微粒子が飛んで行く方向に反
対側のターゲットがある。つまり、幸運にも極めて斜め
に飛んだ微粒子だけが基板に到達する。However, in the conventional opposed magnetic pole type sputtering apparatus, there is a target on the opposite side in the direction in which the most densely sputtered fine particles fly. In other words, only those particles that are lucky enough to fly at an extremely oblique angle reach the substrate.
そのため、ターゲット収率（ターゲット総体積あるいは
ターゲット総体積のうち、スパッタされる総体積に対す
る薄膜形成総体積の割合）が低いという問題点があった
。ターゲットに希土類を使用した場合には、希土類は地
球上の資源として稀少であるので、この低い収率は省資
源に反する。Therefore, there was a problem in that the target yield (the total volume of the target or the ratio of the total volume of the thin film formed to the total volume sputtered among the total target volume) was low. When rare earths are used as targets, this low yield goes against resource conservation, since rare earths are rare resources on earth.
また、希土類は極めて高価であり、低い収率は、記録媒
体その他の最終製品の価格を高くする。Also, rare earths are extremely expensive, and low yields increase the cost of recording media and other final products.
そこで、本発明は、
［（ａ）基板ホルダー；
（ｂ）基板ホルダーと対向する［ターゲットを含むカソ
ード］ ；
（ｃ）基板ホルダーとターゲットとの間に位置し、ター
ゲット上面面積より小さい端面面積を有する第１磁極。Therefore, the present invention provides: [(a) substrate holder; (b) [cathode including target] facing the substrate holder; (c) located between the substrate holder and the target and having an end surface area smaller than the top surface area of the target. a first magnetic pole having a first magnetic pole;
（ｄ）第１磁極と対向する形でカソードの背後に位置し
、かつ第１磁極と極性か反対の第２磁極：
（ｅ）第１磁極と第２磁極とを通って閉磁回路を形成す
る閉磁回路形成手段：及び
（ｆ）少なくとも基板ホルダーとターゲットとの間の空
間を包囲する真空チャンバー；
からなることを特徴とする対向磁極式スパッタリング装
置Ｊを提供する。(d) A second magnetic pole located behind the cathode, facing the first magnetic pole, and having a polarity opposite to that of the first magnetic pole: (e) Forming a closed magnetic circuit through the first magnetic pole and the second magnetic pole. An opposed magnetic pole type sputtering apparatus J is provided, comprising: a closed magnetic circuit forming means; and (f) a vacuum chamber surrounding at least a space between a substrate holder and a target.
本発明では、閉磁回路形成手段を設けたので小さな磁極
で大きな磁界Ｈを発生させることができる。逆に言えば
、それだけ端面の面積の小さな第１磁極で済む。In the present invention, since the closed magnetic circuit forming means is provided, a large magnetic field H can be generated with small magnetic poles. In other words, a first magnetic pole with a smaller end face area is sufficient.
また、本発明では、第１磁極はターゲットと対向する位
置にあり、そして、その第１磁極の背後に基板がある。Further, in the present invention, the first magnetic pole is located at a position facing the target, and the substrate is behind the first magnetic pole.
そのため、ターゲットから最も密にスパッタされた微粒
子は、第１磁極方向に飛んで行く。しかし、第１磁極は
端面面積が小さいので、大部分の微粒子は、これを避け
て、その背後の基板に到達する。この結果、ターゲット
収率が高くなる。Therefore, the fine particles most densely sputtered from the target fly toward the first magnetic pole. However, since the first magnetic pole has a small end face area, most of the particles avoid this and reach the substrate behind it. This results in a higher target yield.
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、
本発明はこれに限られるものではない。Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.
The present invention is not limited to this.
第１図（１）は、本実施例の対向磁極式スパッタリング
装置の主要部の概略垂直断面図である。FIG. 1(1) is a schematic vertical sectional view of the main parts of the opposed magnetic pole type sputtering apparatus of this embodiment.
この装置は、主として、基板ホルダー１、基板ホルダー
１と対向する「ターゲットＴを含むカソード２」、基板
ホルダー１とターゲラＩ−Ｔとの間に位置し、ターゲッ
ト上面面積より小さい端面面積を有する第１磁極３、第
１磁極３と対向する形でカソード２の背後に位置し、か
つ第１磁極３と極性が反対の第２磁極４、第１磁極３と
第２磁極４とを通って閉磁回路を形成する閉磁回路形成
手段９、及び少なくとも基板ホルダー１とターゲットＴ
との間の空間を包囲する真空チャンバー５からなる。This device mainly consists of a substrate holder 1, a "cathode 2 including a target T" facing the substrate holder 1, and a cathode 2 located between the substrate holder 1 and the target laser I-T and having an end surface area smaller than the top surface area of the target. 1 magnetic pole 3, a second magnetic pole 4 located behind the cathode 2 facing the first magnetic pole 3 and opposite in polarity to the first magnetic pole 3, and a closed magnetic pole passing through the first magnetic pole 3 and the second magnetic pole 4. A closed magnetic circuit forming means 9 forming a circuit, and at least a substrate holder 1 and a target T.
It consists of a vacuum chamber 5 surrounding the space between.
次に各部材を詳細に説明する。Next, each member will be explained in detail.
基板ホルダー１は、回転可能であり、これにより基板を
基板面内で回転させることかできる。このホルダー１は
、直径１３０ｍｍφまでの円形基板を取り付は可能であ
る。The substrate holder 1 is rotatable, so that the substrate can be rotated within the plane of the substrate. This holder 1 can mount a circular substrate with a diameter of up to 130 mmφ.
ターゲットＴは、直径５０ｍｍφ、厚さ２０ｍｍの円盤
型をしており、ターゲツト面と基板面との距離りは約９
０〜１９０ｍｍある。下部はネジ穴になっていてバッキ
ングプレート２ａに装着てきる。また真空排気の時、雄
ネジと雌ネジの隙間の空気も速やかに排気できるように
、ターゲットＴには直径１ｍｍφ程度のガス抜き穴（図
示せず）かおいている。The target T has a disk shape with a diameter of 50 mmφ and a thickness of 20 mm, and the distance between the target surface and the substrate surface is approximately 9.
There are 0 to 190 mm. The lower part has a screw hole and can be attached to the backing plate 2a. In addition, a gas vent hole (not shown) with a diameter of about 1 mm is provided in the target T so that the air in the gap between the male and female threads can be quickly exhausted during vacuum evacuation.
カソード２は、ターゲットＴ１ポールピース、バッキン
グプレート２ ａ ｓ冷却液室なとから構成される。但
し、本実施例においてはターゲットＴがポールピース（
磁極部材）を兼用している。The cathode 2 is composed of a target T1 pole piece, a backing plate 2, and a cooling liquid chamber. However, in this example, the target T is the pole piece (
(magnetic pole member).
第１磁極３は、円柱状の鉄でてきており、その直径１０
ｍｍφは、ターケラト直径５０ｍｍφよりはるかに小さ
い。The first magnetic pole 3 is made of cylindrical iron, and its diameter is 10
mmφ is much smaller than the Terkerat diameter of 50 mmφ.
第２磁極４は、円柱状の磁石でてきており、第１磁極３
と対向し、かつ反対の極性を持ち、絶縁部材７を介して
カソード２の背後に取り付けられている。The second magnetic pole 4 is a cylindrical magnet, and the first magnetic pole 3
and has opposite polarity, and is attached behind the cathode 2 via an insulating member 7.
第２磁極４の上面に絶縁部材７を介して冷却水室が設置
されその冷却水室をバッキングプレート２ａが覆ってい
る。A cooling water chamber is installed on the upper surface of the second magnetic pole 4 via an insulating member 7, and the backing plate 2a covers the cooling water chamber.
閉磁回路形成手段Ｓは、第１磁極３と第２磁極４とを結
合する略「コ」の字形をしており、材料は鉄である。手
段９は真空チャンバー５を□貫いている。The closed magnetic circuit forming means S has a substantially U-shape that connects the first magnetic pole 3 and the second magnetic pole 4, and is made of iron. The means 9 penetrates the vacuum chamber 5 squarely.
冷却水室内を循環する冷却水は、バッキングプレートを
介して過熱したターゲットを冷却する。The cooling water circulating in the cooling water chamber cools the overheated target via the backing plate.
ターゲットの冷却効率を上げるため、ターゲットとバッ
キングプレートの熱伝導性を上げる必要がある。通常の
スパッタリング装置においては、ターゲット・バッキン
グプレート間の熱接触にはインジウムボンディングが行
なわれるが、本実施例では、ターゲット・バッキングプ
レート間をねじ込み式にし、間に熱接触用金属ガスケッ
トリング（不図示）を挟んで装着した。これは、通常の
スパッタ電力が数キロワットなのに対し、本実施例のス
パッタ電力は２００ワット程度なので熱接触はこれで充
分だからである。熱接触用金属ガスケットリングはアル
ミや銅等の金属薄板からなる。In order to increase the cooling efficiency of the target, it is necessary to increase the thermal conductivity of the target and backing plate. In normal sputtering equipment, indium bonding is used for thermal contact between the target and backing plate, but in this example, the target and backing plate are screwed together, and a metal gasket ring (not shown) for thermal contact is used in between. ) was attached by sandwiching it. This is because while the normal sputtering power is several kilowatts, the sputtering power of this embodiment is about 200 watts, which is sufficient for thermal contact. Metal gasket rings for thermal contact are made of thin metal plates such as aluminum and copper.
真空チャンバー５は、非磁性ステンレス製で、主として
、ターゲットＴと基板Ｓとの間の空間を包囲している。The vacuum chamber 5 is made of non-magnetic stainless steel and mainly surrounds the space between the target T and the substrate S.
また真空チャンバー５には、Ａｒガス導入口と、真空排
気系がそれぞれ設けである。The vacuum chamber 5 is also provided with an Ar gas inlet and a vacuum exhaust system.
絶縁部材７は、テフロン製であり、第２磁極４と真空チ
ャンバー５をカソードから絶縁している。The insulating member 7 is made of Teflon and insulates the second magnetic pole 4 and the vacuum chamber 5 from the cathode.
負の直流電圧をカソードに与える電源（例えば−３００
ボルト）８は直流電源、交流電源どちらでも構わないが
、ここでは直流電源とする。A power supply that applies a negative DC voltage to the cathode (e.g. -300
Volt) 8 may be either a DC power source or an AC power source, but here it is a DC power source.
次に本実施例におけるスパッタリング装置の動作を説明
する。Next, the operation of the sputtering apparatus in this embodiment will be explained.
まず、基板ホルダー１に基板Ｓを、バッキングプレート
２ａにターゲットＴをセットする。First, the substrate S is set on the substrate holder 1, and the target T is set on the backing plate 2a.
次に、真空チャンバー５の内部を真空排気系により、例
えば１０”〜１０−’Ｔｏｒｒの真空に排気し、Ａｒガ
ス（例えば５ｘ １０−’Ｔｏｒｒ）を導入する。Next, the inside of the vacuum chamber 5 is evacuated to a vacuum of, for example, 10" to 10-' Torr by an evacuation system, and Ar gas (for example, 5 x 10-' Torr) is introduced.
電源８により、負の直流電圧をカソードに与える。この
時、カソードにはスパッタ電力（例えば２００ワツト）
が供給される。A power supply 8 applies a negative DC voltage to the cathode. At this time, sputtering power (for example, 200 watts) is applied to the cathode.
is supplied.
これによって、カソード２から基板ホルダー１に向かっ
て高電界が形成され、これと平行に、ターゲットＴから
第１磁極３に向かってスパッタ磁界Ｈが形成される。そ
のスパッタ磁界ＨはＩＫＯｅ程度である。As a result, a high electric field is formed from the cathode 2 toward the substrate holder 1, and in parallel with this, a sputtering magnetic field H is formed from the target T toward the first magnetic pole 3. The sputtering magnetic field H is about IKOe.
これによりＡｒ＋イオンが生成し、これがターゲットに
衝突し、微粒子がスパッタされる。This generates Ar+ ions, which collide with the target and sputter fine particles.
Ａｒ＋イオンの衝突によって過熱されたターゲットは、
冷却液により冷却される。The target is heated by the collision of Ar+ ions,
Cooled by cooling fluid.
スパッタされたターゲット微粒子の多くは、「第１磁極
３の背後に位置し、ターゲットと対向する基板」へと飛
んで行き、基板上に付着又は堆積される。Most of the sputtered target particles fly to "the substrate located behind the first magnetic pole 3 and facing the target" and are attached or deposited on the substrate.
こうして基板上に薄膜が形成される。A thin film is thus formed on the substrate.
（多元化の説明）
第１図（２）は、第１磁極３とターゲットＴを上からみ
た概略平面図てあり、本実施例のスパッタ源の多元化を
示している。スパッタ源とは、ターゲットＴを含むカソ
ード、第１磁極及び第２磁極、閉磁回路形成手段からな
る組み合わせを指す。(Explanation of multiplicity) FIG. 1(2) is a schematic plan view of the first magnetic pole 3 and target T viewed from above, and shows multiplicity of sputtering sources in this embodiment. The sputtering source refers to a combination consisting of a cathode including the target T, first magnetic poles, second magnetic poles, and closed magnetic circuit forming means.
１０は、各スパッタ源の第１磁極の位置を結んだ仮想線
の作る円周である。ここでは円周の直径は３８０ｍｍφ
である。ここでは１６元（１６個）のスパッタ源を並べ
である。この１６元に全て異なる元素又は物質のターゲ
ットを使用する必要はない。１６元もあることのメリッ
トは、第１に、多元素の混合薄膜に対応できること、第
２に大量生産する場合に、基板１枚当たりの見掛けの成
膜速度が上がることである。10 is the circumference formed by an imaginary line connecting the positions of the first magnetic poles of each sputtering source. Here, the circumference diameter is 380mmφ
It is. Here, 16 elements (16 pieces) of sputtering sources are arranged. It is not necessary to use targets of all different elements or substances for these 16 elements. The advantages of using 16 yuan are, firstly, that it is compatible with multi-element mixed thin films, and secondly, in the case of mass production, the apparent film formation rate per substrate is increased.
各スパッタ源は、それぞれ小さい基板を取り付は可能な
基板ホルダーを有する。符号１１は１３０ｍｍφの基板
外周を示す仮想線である。この１３０ｍｍφの基板は、
スパッタ源に比べるとやや大きいので、１個おきのスパ
ッタ源に対応する基板ホルダーに取り付ける。その結果
、この装置には８枚の基板を取り付けることができる。Each sputter source has a substrate holder to which a small substrate can be attached. Reference numeral 11 is an imaginary line indicating the outer circumference of the substrate having a diameter of 130 mm. This 130mmφ board is
Since it is slightly larger than a sputter source, it is attached to a substrate holder that corresponds to every other sputter source. As a result, eight substrates can be attached to this device.
大きな基板の場合は、この装置に、その基板を１個取り
付ける。そのため基板ホルダー（第３図では不図示）も
符号１０の円周の直径に匹敵するか又はそれより小さい
、又は大きい直径を有する基板ホルダーが取り付けられ
ている。In the case of a large board, attach one board to this device. For this purpose, a substrate holder (not shown in FIG. 3) is also fitted with a substrate holder having a diameter comparable to, smaller than, or larger than the circumferential diameter of the reference numeral 10.
大きな基板例えば３００ｍｍφの基板の外周を仮想線１
２で示す。１０で示す円周の中心点０と１２で示される
基板の中心点とは同一である。The outer circumference of a large board, for example, a board with a diameter of 300 mm, is drawn with imaginary line 1.
Indicated by 2. The center point 0 of the circumference indicated by 10 and the center point of the substrate indicated by 12 are the same.
以上の説明は基板がいずれも自転する場合のみである。The above explanation is only for the case where both substrates rotate on their own axis.
基板は自転の他に公転させてもよい。In addition to rotating, the substrate may also revolve.
そのために、例えば外径５４０帥φ程度の公転用基板ホ
ルダーとそのホルダー上の直径３８０ｍｍφの円周に均
等に８個配置された自転用基板ホルダー（１３０ｍｍφ
）とを設けてもよい。For this purpose, for example, we have a revolving substrate holder with an outer diameter of about 540 mmφ, and 8 autorotating substrate holders (130 mmφ) arranged evenly around a circumference of 380 mmφ on the holder.
) may be provided.
このような複合ホルダーを用いれば、 １３０ｍｍφ位
の基板を、自転運動及び公転運動させなから成膜できる
。この方法は混合薄膜を成膜したい場合に、均一な組成
、膜厚で成膜できるので好ましい。If such a composite holder is used, a film can be formed on a substrate with a diameter of about 130 mm without rotating or orbiting the substrate. This method is preferable when a mixed thin film is desired to be formed because it can be formed with a uniform composition and film thickness.
ターゲツト面と基板面との距離をＬとすると、１３０ｍ
ｍφ位の基板（１１）を用いる時はＬ≧９０ｍｍでスパ
ッタする。１３０ｍｍφ基板（１１）を用いるときは、
ターゲツト面と基板面との距離りが小さい程、成膜速度
及びターゲット収率が向上する。If the distance between the target surface and the substrate surface is L, then 130m
When using a substrate (11) of about mφ, sputtering is performed with L≧90 mm. When using a 130mmφ substrate (11),
The smaller the distance between the target surface and the substrate surface, the better the deposition rate and target yield.
しかし、３００ｍｍφ基板（１２）を用いるときはあま
りＬを小さくするとかえって成膜速度及びターゲット収
率が悪くなる。これは、ターゲット中心からみて３００
ｍｍφ基板（１２）は斜め上方に設置されるからである
。このため、Ｌ ＝ １９０ｍｍ程度が好ましい。However, when using a 300 mmφ substrate (12), if L is made too small, the film formation rate and target yield will deteriorate. This is 300 from the center of the target.
This is because the mmφ substrate (12) is installed obliquely upward. For this reason, L=about 190 mm is preferable.
このように本発明によれば、基板とターゲットが対向し
ているので、スパッタされる微粒子の大部分が基板に到
達することから、成膜速度が速くなり、またターゲット
収率が高くなり、その結果、ターゲットが節約される。According to the present invention, since the substrate and the target face each other, most of the sputtered particles reach the substrate, which increases the film formation rate and increases the target yield. As a result, targets are saved.
その結果、記録媒体その他の最終製品のコストを低減で
きるという利点がもたらされる。As a result, the advantage is that the cost of recording media and other final products can be reduced.
また、実施例の如き、多元スパッタリング装置では、多
元素の混合薄膜の成膜できる。Further, in the multi-element sputtering apparatus as in the embodiment, a mixed thin film of multiple elements can be formed.
第１図（１）は、実施例の対向磁極式スパッタリング装
置の概略垂直断面図である。
第１図（２）は、実施例の対向磁極式スパッタリング装
置の一部を示す概略上面図である。
第２図は、従来の対向磁極式スパッタリング装置の概略
垂直断面図である。
〔主要部分の符号の説明〕
１・・・・・・基板ホルダー ２・・・・・・カソー
ド３・・・・・・第１磁極 ４・・・・・・第２
磁極５・・・・・・真空チャンバー ８・・・・・・電
源９・・・・・・閉磁回路形成手段FIG. 1 (1) is a schematic vertical cross-sectional view of the opposed magnetic pole type sputtering apparatus of the example. FIG. 1(2) is a schematic top view showing a part of the opposed magnetic pole type sputtering apparatus of the example. FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of a conventional opposed magnetic pole type sputtering apparatus. [Explanation of symbols of main parts] 1... Substrate holder 2... Cathode 3... First magnetic pole 4... Second
Magnetic pole 5...Vacuum chamber 8...Power supply 9...Closed magnetic circuit forming means
Claims (1)
ード」； （ｃ）基板ホルダーとターゲットとの間に位置し、ター
ゲット上面面積より小さい端面面積を 有する第１磁極； （ｄ）第１磁極と対向する形でカソードの背後に位置し
、かつ第１磁極と極性が反対の第２ 磁極； （ｅ）第１磁極と第２磁極とを通って閉磁回路を形成す
る閉磁回路形成手段；及び （ｆ）少なくとも基板ホルダーとターゲットとの間の空
間を包囲する真空チャンバー； からなることを特徴とする対向磁極式スパッタリング装
置。[Claims] 1 (a) Substrate holder; (b) "cathode including a target" facing the substrate holder; (c) located between the substrate holder and the target and having an end surface area smaller than the upper surface area of the target; (d) a second magnetic pole located behind the cathode facing the first magnetic pole and having opposite polarity to the first magnetic pole; (e) passing through the first magnetic pole and the second magnetic pole; A facing magnetic pole type sputtering apparatus comprising: a closed magnetic circuit forming means for forming a closed magnetic circuit; and (f) a vacuum chamber surrounding at least a space between a substrate holder and a target.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2277299A JPH04154967A (en) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Confronting magnetic pole type sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2277299A JPH04154967A (en) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Confronting magnetic pole type sputtering device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04154967A true JPH04154967A (en) | 1992-05-27 |
Family
ID=17581605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2277299A Pending JPH04154967A (en) | 1990-10-16 | 1990-10-16 | Confronting magnetic pole type sputtering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04154967A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5857344B2 (en) * | 2010-07-27 | 2016-02-10 | 株式会社ユーテック | Plasma poling apparatus and method for manufacturing piezoelectric body |
-
1990
- 1990-10-16 JP JP2277299A patent/JPH04154967A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5857344B2 (en) * | 2010-07-27 | 2016-02-10 | 株式会社ユーテック | Plasma poling apparatus and method for manufacturing piezoelectric body |
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