JPH0214425B2 - - Google Patents
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- JPH0214425B2 JPH0214425B2 JP58032998A JP3299883A JPH0214425B2 JP H0214425 B2 JPH0214425 B2 JP H0214425B2 JP 58032998 A JP58032998 A JP 58032998A JP 3299883 A JP3299883 A JP 3299883A JP H0214425 B2 JPH0214425 B2 JP H0214425B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- support plate
- container
- cathode sputtering
- type cathode
- Prior art date
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-
- H10P72/0402—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- 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
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
- H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/3435—Target holders (includes backing plates and endblocks)
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3488—Constructional details of particle beam apparatus not otherwise provided for, e.g. arrangement, mounting, housing, environment; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/3497—Temperature of target
-
- H10P72/78—
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の分野及び従来技術の説明
本発明は容器内に陽極と、支持板に取付けられ
たターゲツトから成る陰極を具え、前記支持板の
背后には容器内の前記ターゲツトの前に磁界を形
成する装置を設けて成るマグネトロン形陰極スパ
ツタ装置に関するものである。
たターゲツトから成る陰極を具え、前記支持板の
背后には容器内の前記ターゲツトの前に磁界を形
成する装置を設けて成るマグネトロン形陰極スパ
ツタ装置に関するものである。
斯るスパツタ装置は基板上に薄い膜を設けるの
にしばしば使用されている。マグネトロン形陰極
スパツタ装置の動作中、基板は容器内に置かれ、
容器にはガスが充填される。陽極と陰極との間に
充分高い電位を加えると、ガス放電が生じ、ガス
イオンがターゲツトに高速度で衝突し、ターゲツ
トから材料（主として原子）を飛び出させる。こ
の飛び出した材料は次いで基板上に堆積する。タ
ーゲツトの前に電子を捕捉する磁力線のトンネル
を与えると、一層多くのイオンが形成され、従つ
てスパツタ処理が向上する。この結果、所望の膜
が基板上に一層迅速に形成される。斯るスパツタ
装置においては、ターゲツトは極めて容易に冷却
できるようにしてターゲツトが溶融するのを阻止
すると共にターゲツトが過大な熱を放出しないよ
うにする必要がある。
にしばしば使用されている。マグネトロン形陰極
スパツタ装置の動作中、基板は容器内に置かれ、
容器にはガスが充填される。陽極と陰極との間に
充分高い電位を加えると、ガス放電が生じ、ガス
イオンがターゲツトに高速度で衝突し、ターゲツ
トから材料（主として原子）を飛び出させる。こ
の飛び出した材料は次いで基板上に堆積する。タ
ーゲツトの前に電子を捕捉する磁力線のトンネル
を与えると、一層多くのイオンが形成され、従つ
てスパツタ処理が向上する。この結果、所望の膜
が基板上に一層迅速に形成される。斯るスパツタ
装置においては、ターゲツトは極めて容易に冷却
できるようにしてターゲツトが溶融するのを阻止
すると共にターゲツトが過大な熱を放出しないよ
うにする必要がある。
上述した種類のマグネトロン形陰極スパツタ装
置は米国特許第4204936号明細書により既知であ
る。この特許明細書に開示されている装置ではタ
ーゲツトを支持板に、その背后にある磁石と共働
する１個以上の磁石でクランプしている。斯る装
置の欠点は単位表面積当りのクランプ力が弱い点
にある。更に、ターゲツト前面の磁界が悪影響を
受ける問題がある。斯るスパツタ装置は情報を多
数のピツトの形で設けてある薄いプラスチツク又
はガラスのデイスクから成る基板上に薄い金属膜
を被覆して光学情報記録担体を製造するのに使用
されている。これまではターゲツトは支持板には
んだ接合により取り付けて機械的及び熱的に良好
な接触を得ることが時々行なわれていた。しか
し、ターゲツトを支持板にはんだ付けすると、タ
ーゲツトがスパツタリングにより消耗したときに
ターゲツトと支持板を分離して支持板を再使用す
ることが極めて困難になる。また、ターゲツトと
支持板の２枚の板をこれらが大きい場合にはそれ
らの表面全体に亘つて一様にはんだ付けすること
も困難である。英国特許第1311042号明細書には
ターゲツトを支持板にねじ止めクランプリングに
よつて固着した高周波陰極スパツタ装置が開示さ
れている。この装置ではターゲツトと支持板との
間に、熱エネルギーを良く導く材料、例えば液体
金属又は金属ペーストを介挿している。斯る冷却
構造によつてもターゲツトと支持板との間にマグ
ネトロン形陰極スパツタ装置に必要とされるよう
な極めて一様な熱接触を得ることは不可能である
ことが確かめられている。更に、液体金属が容器
内に漏出しないようにシールを設ける必要があ
る。
置は米国特許第4204936号明細書により既知であ
る。この特許明細書に開示されている装置ではタ
ーゲツトを支持板に、その背后にある磁石と共働
する１個以上の磁石でクランプしている。斯る装
置の欠点は単位表面積当りのクランプ力が弱い点
にある。更に、ターゲツト前面の磁界が悪影響を
受ける問題がある。斯るスパツタ装置は情報を多
数のピツトの形で設けてある薄いプラスチツク又
はガラスのデイスクから成る基板上に薄い金属膜
を被覆して光学情報記録担体を製造するのに使用
されている。これまではターゲツトは支持板には
んだ接合により取り付けて機械的及び熱的に良好
な接触を得ることが時々行なわれていた。しか
し、ターゲツトを支持板にはんだ付けすると、タ
ーゲツトがスパツタリングにより消耗したときに
ターゲツトと支持板を分離して支持板を再使用す
ることが極めて困難になる。また、ターゲツトと
支持板の２枚の板をこれらが大きい場合にはそれ
らの表面全体に亘つて一様にはんだ付けすること
も困難である。英国特許第1311042号明細書には
ターゲツトを支持板にねじ止めクランプリングに
よつて固着した高周波陰極スパツタ装置が開示さ
れている。この装置ではターゲツトと支持板との
間に、熱エネルギーを良く導く材料、例えば液体
金属又は金属ペーストを介挿している。斯る冷却
構造によつてもターゲツトと支持板との間にマグ
ネトロン形陰極スパツタ装置に必要とされるよう
な極めて一様な熱接触を得ることは不可能である
ことが確かめられている。更に、液体金属が容器
内に漏出しないようにシールを設ける必要があ
る。
発明の概要
本発明の目的は、ターゲツトと支持板との間に
極めて一様な熱接触を得ることができると共に、
ターゲツトを支持板に極めて簡単に取り付け及び
取り外すことができるようにしたマグネトロン形
陰極スパツタ装置を提供せんとするにある。
極めて一様な熱接触を得ることができると共に、
ターゲツトを支持板に極めて簡単に取り付け及び
取り外すことができるようにしたマグネトロン形
陰極スパツタ装置を提供せんとするにある。
本発明は頭書に記した種類のマグネトロン形陰
極スパツタ装置において、ターゲツトのエツジを
容器の開口部のエツジに気密に連結し、前記支持
板内にはこれとターゲツトとの接触面に開口する
複数個のチヤンネルを設け、この支持板をターゲ
ツトに前記チヤンネルを介して真空吸引により取
付けるようにしたことを特徴とする。
極スパツタ装置において、ターゲツトのエツジを
容器の開口部のエツジに気密に連結し、前記支持
板内にはこれとターゲツトとの接触面に開口する
複数個のチヤンネルを設け、この支持板をターゲ
ツトに前記チヤンネルを介して真空吸引により取
付けるようにしたことを特徴とする。
発明の効果
スパツタリング処理中容器内は比較的低圧
（0.001トル＝0.1333パスカル）に維持されるた
め、ターゲツトのエツジは容器の開口部のエツジ
上に載置すればよい。前記チヤンネルを介して真
空吸引することにより支持板は大気圧でターゲツ
トに一定に圧接される。チヤンネルの開口部はタ
ーゲツトと支持板との接触面上に規則正しく分布
させることができるため、一様な熱伝達に必要な
極めて一様な圧接が得られる。この熱伝達はター
ゲツトと支持板との接触面に、陰極の動作温度よ
り数度から数拾度高い溶融温度を有しターゲツト
には付着しないが支持板には付着するはんだ材料
の薄い層を設けることにより更に改善することが
できる。支持板の取付け処理中冷却チヤンネルに
熱湯を通すことによりはんだ材料を溶融し、次い
で冷却して支持板に付着させる。加えて、一様且
つ一定の圧接の結果としてこのはんだ材料がター
ゲツトと支持板との間に隙間があつたとしてもそ
の隙間を充填するため、ターゲツトと支持板との
間に、例えば熱伝導ペーストを使用する場合の熱
伝達よりも８〜10倍良好な熱伝達が得られる。好
適なはんだ材料の例としてはBi50重量％−
Pb26.7重量％−Sn13.3重量％−Cd10重量％の組
成のもの、又はBi49重量％−Pb18重量％−In21
重量％の組成のもの又はBi34重量％−In66重量
％のものがある。前記米国特許第4204936号明細
書にははんだ材料層をターゲツトと支持板との間
に設けて熱伝達を促進することが記載されてい
る。更に、支持板を薄いニツケル層で被覆しては
んだが支持板に接着しないようにすることが記載
されている。しかし、このニツケル層は磁界の不
所望な短絡回路を構成する。更に、この方法では
はんだ材料がターゲツトに付着するため新しいは
んだ材料を何度も使用する必要がある。
（0.001トル＝0.1333パスカル）に維持されるた
め、ターゲツトのエツジは容器の開口部のエツジ
上に載置すればよい。前記チヤンネルを介して真
空吸引することにより支持板は大気圧でターゲツ
トに一定に圧接される。チヤンネルの開口部はタ
ーゲツトと支持板との接触面上に規則正しく分布
させることができるため、一様な熱伝達に必要な
極めて一様な圧接が得られる。この熱伝達はター
ゲツトと支持板との接触面に、陰極の動作温度よ
り数度から数拾度高い溶融温度を有しターゲツト
には付着しないが支持板には付着するはんだ材料
の薄い層を設けることにより更に改善することが
できる。支持板の取付け処理中冷却チヤンネルに
熱湯を通すことによりはんだ材料を溶融し、次い
で冷却して支持板に付着させる。加えて、一様且
つ一定の圧接の結果としてこのはんだ材料がター
ゲツトと支持板との間に隙間があつたとしてもそ
の隙間を充填するため、ターゲツトと支持板との
間に、例えば熱伝導ペーストを使用する場合の熱
伝達よりも８〜10倍良好な熱伝達が得られる。好
適なはんだ材料の例としてはBi50重量％−
Pb26.7重量％−Sn13.3重量％−Cd10重量％の組
成のもの、又はBi49重量％−Pb18重量％−In21
重量％の組成のもの又はBi34重量％−In66重量
％のものがある。前記米国特許第4204936号明細
書にははんだ材料層をターゲツトと支持板との間
に設けて熱伝達を促進することが記載されてい
る。更に、支持板を薄いニツケル層で被覆しては
んだが支持板に接着しないようにすることが記載
されている。しかし、このニツケル層は磁界の不
所望な短絡回路を構成する。更に、この方法では
はんだ材料がターゲツトに付着するため新しいは
んだ材料を何度も使用する必要がある。
実施例の説明
以下本発明を図面を参照して実施例につき説明
する。
する。
第１図は本発明によるマグネトロン形陰極スパ
ツタ装置の一例の断面図である。このスパツタ装
置は容器１内に環状陽極２と陰極システム３を具
える。容器１は排気管４を介して排気し得ると共
にガス（例えばアルゴン）を充填することができ
る。容器１は更にスルース５を具え、ここにスパ
ツタすべき基板７のホルダ６を取付ける。基板７
は例えば「フイリツプステクニカルレビユー」
Vol.33、No.７（1973年）、pp178−180に開示され
ているエヌ・ベー・フイリツプス社のビデオ・ロ
ング・プレイ（V.L.P.）システムに使用されるよ
うなプラスチツクのデイスク状レコード担体であ
る。陰極システム３はスパツタ材料となる例えば
１cmの厚さのアルミニウムターゲツト８を具え
る。
ツタ装置の一例の断面図である。このスパツタ装
置は容器１内に環状陽極２と陰極システム３を具
える。容器１は排気管４を介して排気し得ると共
にガス（例えばアルゴン）を充填することができ
る。容器１は更にスルース５を具え、ここにスパ
ツタすべき基板７のホルダ６を取付ける。基板７
は例えば「フイリツプステクニカルレビユー」
Vol.33、No.７（1973年）、pp178−180に開示され
ているエヌ・ベー・フイリツプス社のビデオ・ロ
ング・プレイ（V.L.P.）システムに使用されるよ
うなプラスチツクのデイスク状レコード担体であ
る。陰極システム３はスパツタ材料となる例えば
１cmの厚さのアルミニウムターゲツト８を具え
る。
ターゲツト８のエツジ９は容器１の開口部１２
のエツジに、絶縁材料の封止リング１０により連
結する。ターゲツト８に取付けられる支持板１３
は冷却用ダクト１４を具え、このダクトを経て冷
却液を流してターゲツト８から発する熱エネルギ
ーを消散するようにしてある。支持板１３には複
数個の磁石１５を取付けてターゲツト８の表面の
前に磁力線１６のトンネルを発生するようにして
ある。陰極から出た電子がこれらの磁力線のトン
ネル内に捕捉され、容器内の陰極近傍のガスをイ
オン化する。この場合、ターゲツト８に射突する
多数のイオンが形成されるため、スパツタリング
処理が向上する。その結果、ターゲツト８が磁石
を使用しない場合よりも一層高温となる。
のエツジに、絶縁材料の封止リング１０により連
結する。ターゲツト８に取付けられる支持板１３
は冷却用ダクト１４を具え、このダクトを経て冷
却液を流してターゲツト８から発する熱エネルギ
ーを消散するようにしてある。支持板１３には複
数個の磁石１５を取付けてターゲツト８の表面の
前に磁力線１６のトンネルを発生するようにして
ある。陰極から出た電子がこれらの磁力線のトン
ネル内に捕捉され、容器内の陰極近傍のガスをイ
オン化する。この場合、ターゲツト８に射突する
多数のイオンが形成されるため、スパツタリング
処理が向上する。その結果、ターゲツト８が磁石
を使用しない場合よりも一層高温となる。
第２図は第１図の円で囲んだ部分の細部を示
す断面図である。支持板１３はターゲツト８と支
持板１３との接触面１８に開口する多数のチヤン
ネル１７を具えている。チヤンネル１７を排気す
ることによつて支持板１３を吸引によりターゲツ
ト板８に一様に接触させて接触面全体に亘つて極
めて良好な熱伝達を得ることができる。この接触
は、前述したようにターゲツト８と支持板１３と
の間に、支持板１３にのみ付着するはんだ材料の
層を設けることにより更に改善することができ
る。
す断面図である。支持板１３はターゲツト８と支
持板１３との接触面１８に開口する多数のチヤン
ネル１７を具えている。チヤンネル１７を排気す
ることによつて支持板１３を吸引によりターゲツ
ト板８に一様に接触させて接触面全体に亘つて極
めて良好な熱伝達を得ることができる。この接触
は、前述したようにターゲツト８と支持板１３と
の間に、支持板１３にのみ付着するはんだ材料の
層を設けることにより更に改善することができ
る。
第１図では容器内のターゲツト８の前面に２個
の磁力線１６の環状トンネルを発生させている
が、もつと多数の磁力線の環状トンネル又はただ
１個の磁力線の環状トンネルを用いることができ
る勿論である。また、磁力線のトンネルは異なる
形状にすることもできる。また、磁力線はターゲ
ツト８の表面に平行に延在させ、磁力線のシール
ドを形成することもできる。ターゲツトと支持板
は円形にするのが好適であるが、方形、矩形又は
任意の他の所望の形状にすることもできる。
の磁力線１６の環状トンネルを発生させている
が、もつと多数の磁力線の環状トンネル又はただ
１個の磁力線の環状トンネルを用いることができ
る勿論である。また、磁力線のトンネルは異なる
形状にすることもできる。また、磁力線はターゲ
ツト８の表面に平行に延在させ、磁力線のシール
ドを形成することもできる。ターゲツトと支持板
は円形にするのが好適であるが、方形、矩形又は
任意の他の所望の形状にすることもできる。
第１図は本発明マグネトロン形陰極スパツタ装
置の一例の断面図、第２図は第１図の一部の細部
を示す断面図である。 １……容器、２……陽極、３……陰極システ
ム、４……排気管、５……スルース、６……ホル
ダ、７……基板、８……ターゲツト、９……エツ
ジ、１０……封止リング、１１……エツジ、１２
……開口部、１３……支持板、１４……冷却用ダ
クト、１５……磁石、１６……磁力線、１７……
チヤンネル、１８……接触面。
置の一例の断面図、第２図は第１図の一部の細部
を示す断面図である。 １……容器、２……陽極、３……陰極システ
ム、４……排気管、５……スルース、６……ホル
ダ、７……基板、８……ターゲツト、９……エツ
ジ、１０……封止リング、１１……エツジ、１２
……開口部、１３……支持板、１４……冷却用ダ
クト、１５……磁石、１６……磁力線、１７……
チヤンネル、１８……接触面。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 容器内に陽極と、支持板に取付けられたター
ゲツトから成る平板陰極を具え、前記支持板の背
后には容器内の前記ターゲツトの前に磁界を発生
する装置を設けて成るマグネトロン形陰極スパツ
タ装置において、前記ターゲツトのエツジを容器
の開口部のエツジに気密に連結し、前記支持板内
には前記ターゲツトと支持板との接触面に開口し
た複数個のチヤンネルを設け、前記支持板をター
ゲツトに前記チヤンネルを介して真空吸引により
取付けるようにしたことを特徴とするマグネトロ
ン形陰極スパツタ装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のマグネトロン形
陰極スパツタ装置において、前記ターゲツトと支
持板との接触面には、陰極の動作温度より高い溶
融温度を有すると共に前記ターゲツトには付着し
ないで前記支持板には付着するはんだ材料の薄い
層を設けたことを特徴とするマグネトロン形陰極
スパツタ装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のマグネトロン形
陰極スパツタ装置において、前記はんだ材料の溶
融温度は70゜〜100℃であることを特徴とするマグ
ネトロン形陰極スパツタ装置。 ４ 特許請求の範囲第１、２又は３項記載のマグ
ネトロン形陰極スパツタ装置において、当該装置
はデイスク状記録担体に光反射膜を被覆する装置
としたことを特徴とするマグネトロン形陰極スパ
ツタ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8200902A NL8200902A (nl) | 1982-03-05 | 1982-03-05 | Magnetron-kathodesputtersysteem. |
| NL8200902 | 1982-03-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58164783A JPS58164783A (ja) | 1983-09-29 |
| JPH0214425B2 true JPH0214425B2 (ja) | 1990-04-09 |
Family
ID=19839373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58032998A Granted JPS58164783A (ja) | 1982-03-05 | 1983-03-02 | マグネトロン形陰極スパツタ装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4392939A (ja) |
| EP (1) | EP0088463B1 (ja) |
| JP (1) | JPS58164783A (ja) |
| AT (1) | ATE22752T1 (ja) |
| AU (1) | AU560381B2 (ja) |
| CA (1) | CA1192318A (ja) |
| DE (1) | DE3366772D1 (ja) |
| ES (1) | ES8401678A1 (ja) |
| NL (1) | NL8200902A (ja) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4595482A (en) * | 1984-05-17 | 1986-06-17 | Varian Associates, Inc. | Apparatus for and the method of controlling magnetron sputter device having separate confining magnetic fields to separate targets subject to separate discharges |
| US4606806A (en) * | 1984-05-17 | 1986-08-19 | Varian Associates, Inc. | Magnetron sputter device having planar and curved targets |
| US4657654A (en) * | 1984-05-17 | 1987-04-14 | Varian Associates, Inc. | Targets for magnetron sputter device having separate confining magnetic fields to separate targets subject to separate discharges |
| US4569746A (en) * | 1984-05-17 | 1986-02-11 | Varian Associates, Inc. | Magnetron sputter device using the same pole piece for coupling separate confining magnetic fields to separate targets subject to separate discharges |
| US4597847A (en) * | 1984-10-09 | 1986-07-01 | Iodep, Inc. | Non-magnetic sputtering target |
| US5215639A (en) * | 1984-10-09 | 1993-06-01 | Genus, Inc. | Composite sputtering target structures and process for producing such structures |
| JP2934711B2 (ja) * | 1989-12-07 | 1999-08-16 | カシオ計算機株式会社 | スパッタ装置 |
| KR950000906B1 (ko) * | 1991-08-02 | 1995-02-03 | 니찌덴 아넬바 가부시기가이샤 | 스퍼터링장치 |
| US5458759A (en) * | 1991-08-02 | 1995-10-17 | Anelva Corporation | Magnetron sputtering cathode apparatus |
| US5374343A (en) * | 1992-05-15 | 1994-12-20 | Anelva Corporation | Magnetron cathode assembly |
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