(57)【要約】  基板上に薄膜を堆積させるためのスパッタリングステーションは、互いに対向して配置され、プラズマ領域を規定する２つのターゲットと、磁界を生成する永久磁石またはコイルと、磁界を方向付けるヨークと、各ターゲットへのエネルギを個別に制御するために各ターゲットに接続された２つの個別の電源とを備える陰極を含む。
2007529633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の対向するターゲットと、
複数の対向するターゲット間に位置するプラズマ領域と、
対向するターゲットに隣接して位置付けられた磁界生成源とを含み、前記磁界は、プラズマ領域の大部分にわたって、対向するターゲットの表面に本質的に垂直に延びており、
プラズマ領域に隣接して基板が位置付けられ、
少なくとも１つのターゲットは、基板上の膜の堆積がターゲットによって妨害されないような開口部を含み、
対向するターゲットの垂直面と基板の垂直面とは実質的に平行である、スパッタ陰極。
【請求項２】
磁界生成源は、
陰極の周囲周りに位置付けられた磁界生成源の少なくとも１つのリングと、
ターゲットの背部に磁界を誘導するための複数のヨークとを含み、背部は各ターゲットの互いに面していない側である、請求項１に記載のスパッタ陰極。
【請求項３】
磁界生成源は、永久磁石またはコイルのうちの１つである、請求項１または２に記載のスパッタ陰極。
【請求項４】
複数のターゲットからヨークおよびコイルを隔てるシールドをさらに含み、シールドはリング陽極であり、前記スパッタ陰極はさらに、
第２のターゲットの開口部に位置付けられた中心陽極を含む、請求項１〜３に記載のスパッタ陰極。
【請求項５】
膜厚均一性と複数のターゲットの侵食とは、ヨーク、中心陽極、またはリング陽極のうちの１つの電位の調節の影響を受ける、請求項２〜４に記載のスパッタ陰極。
【請求項６】
一方の対向するターゲットに接続された第１の電源と、第２の対向するターゲットに接続された第２の電源とをさらに含み、第１の電源の調節、第２の電源の調節、または第１および第２の電源双方の調節のうちの１つによって、膜組成が変更可能である、請求項１〜５に記載の陰極。
【請求項７】
膜組成は、対向するターゲットの面積の調節によって変更可能である、請求項１〜６に記載のスパッタ陰極。
【請求項８】
第１の電源の調節、第２の電源の調節、または第１および第２の電源双方の調節のうちの１つによって、膜厚均一性が変更可能である、請求項６または７に記載の陰極。
【請求項９】
複数のターゲットは、円形形状、環状形状、角型形状、長手方向に延びる形状、またはフレーム型形状のうちの１つである、請求項１〜８に記載のスパッタ陰極。
【請求項１０】
複数のターゲットは同じ材料から作られている、請求項１〜９に記載のスパッタ陰極。
【請求項１１】
複数のターゲットは異なる材料から作られている、請求項１〜９に記載のスパッタ陰極。
【請求項１２】
希ガスを含むスパッタガスをさらに含む、請求項１〜１１に記載のスパッタ陰極。
【請求項１３】
膜組成は、スパッタガスに窒素、酸素または他の元素のうちの１つを追加することによって変更可能である、請求項１〜１２に記載のスパッタ陰極。
【請求項１４】
第１の電源の調節、第２の電源の調節、または第１および第２の電源双方の調節のうちの１つによって、スパッタガスについてのスパッタ速度が変更可能である、請求項１〜１３に記載の陰極。
【請求項１５】
陰極の外部の磁界は、ヨークの形状の調節によって変更され、膜の組織特性、構造特性および磁気特性は、陰極の外部の磁界の影響を受ける、請求項２〜１４のスパッタ陰極。
【請求項１６】
第１および第２のスパッタ陰極を含み、第１および第２のスパッタ陰極は双方とも、
複数の対向するターゲットと、
複数の対向するターゲット間に位置するプラズマ領域と、
対向するターゲットに隣接する磁界生成源とを含み、前記磁界は、プラズマ領域の大部分にわたって、対向するターゲットの表面に本質的に垂直に延びており、
少なくとも１つのターゲットは、基板上の膜の堆積がターゲットによって妨害されないような開口部を含み、
対向するターゲットの平面と基板の平面とは実質的に平行である、スパッタステーション。
【請求項１７】
磁界生成源は、
陰極の周りに位置付けられた磁界生成源の少なくとも１つのリングと、
ターゲットの背部に磁界を誘導するための複数のヨークとを含む、請求項１６に記載のスパッタステーション。
【請求項１８】
基板は、第１の陰極と第２の陰極との間に、プラズマ領域に隣接して位置付けられ、両面を薄膜でコーティングされている、請求項１６または１７に記載のスパッタステーション。
【請求項１８】
陰極の外部の磁界の磁化ベクトルは単方向性であり、基板に垂直である、請求項１６〜１８に記載のスパッタステーション。
【請求項１９】
陰極の外部の磁界の磁化ベクトルは逆に整列され、基板に平行である、請求項１６〜１８に記載のスパッタステーション。
【請求項２０】
薄膜を生成するための方法であって、
スパッタ陰極を設けるステップを含み、前記スパッタ陰極は複数の対向するターゲットを有し、少なくとも１つのターゲットが開口部を有しており、前記スパッタ陰極はさらに、複数の対向するターゲット間に位置するプラズマ領域と、陰極に隣接して位置付けられた磁界生成源とを有し、前記方法はさらに、
プラズマ領域に隣接して基板を位置付けるステップと、
プラズマ領域においてプラズマを生成するステップと、
プラズマを用いてターゲットをスパッタリングし、それによりイオン粒子を生成するステップと、
イオン粒子を孔を通して方向付けるステップと、
基板上に粒子を堆積させて薄膜を形成するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、向かい合う２つのターゲットを陰極に有し、向かい合うターゲットの平面に本質的に平行な平面に基板を位置付ける、スパッタリングの方法を介して薄膜を製造するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
スパッタガスで充填された真空容器内に配置された１つ以上のターゲットと基板とからなるスパッタコーティングステーションは、２つの基本原理に基づいて機能する、ということが公知である。第１の原理では、プラズマが磁力線によって閉じ込められ、各ターゲットの表面上にトンネルを形成する。このトンネルは、ターゲット表面上に閉ループを形成する。陰極暗部での加速電界は、各ターゲットのスパッタリング面に垂直に向けられている。現在、可動磁石システムが、スパッタリングされるターゲットの表面を走査するために、特に円形のターゲット用によく使用されている。第２の原理では、磁界は各ターゲットのスパッタリング面に垂直である。プラズマは磁界によってターゲット間の空間に閉じ込められる。陰極暗部での電界は、各ターゲットのスパッタリング面に垂直に、ひいては磁界に平行に向けられている。この発明は、第２の原理に従って機能する。
【０００３】
米国特許第４，４０７，８９４号は、コバルトクロム合金層を生成するための、第２の原理に従った方法を記載している。磁界は、永久磁石によって、またはＤＣを動力源としたコイルによって生成される。電界は、ターゲット（陰極）およびシールド（陽極）に接続されたＤＣ電源またはＲＦ電源によって生成される。
【０００４】
米国特許第５，０００，８３４号では、異なる組成の合金膜の作製が請求されている。２つのターゲットが、互いに異なる材料で作られる。各ターゲットは、互いに独立して制御可能な別個の可変ＡＣ電源またはＤＣ電源に接続される。プラズマ領域に隣接する基板上の膜組成は、ターゲットに印加される電力を変えることによって設定される。プラズマ閉じ込め、ひいてはターゲット侵食は、ターゲット間の磁界の強度および均質性に依存する。この装置の欠点は、ターゲット表面で強く均質な磁界を達成することが、特に永久磁石および非磁性ターゲット材料について困難なことである。プラズマ領域の外部に基板を配置することは放射損傷および加熱を減少させるものの、均一な厚さの分布は、特に非回転基板について達成が困難である。加えて、異なる材料のターゲットを用いて合金膜を堆積させる場合、組成のずれが予想される。
【０００５】
米国特許第４，６９０，７４４号は、複数の対向するターゲットを含むイオンビーム生成器を記載している。ターゲットをスパッタリングすることにより、イオン化された粒子が生成される。イオン化された粒子は、少なくとも１つのターゲットにおける小さい孔を通って抽出され、ターゲットの後ろの基板上に膜を形成する。
【０００６】
米国特許第５，７５３，０８９号は、堆積プロセス中に基板がターゲット間に配置されている、両面コーティング用のスパッタコーティングステーションを記載している。対向するターゲットのうちの少なくとも１つは明らかな開口部を有しており、それを通して、基板取付構成はターゲット間で基板を動かすことができる。
【０００７】
第２の原理に従って機能する先行技術の装置は、ターゲットの背部上に配置された永久磁石によって、またはターゲットの直径よりも大きい直径を有する、ＤＣを動力源とした
コイルによって、磁界を生成する。永久磁石およびコイルは通常、真空外に配置される。この発明の一目的は、高飽和磁化材料で作られたヨークを用いて、ターゲットの背部に磁界を誘導することである。これにより、磁界生成源は、装置の機能性を失うことなく再度位置付けられるようになる。たとえば、空気中または真空中で永久磁石またはコイルをターゲット間に位置付けることが可能であり、このため、磁束はターゲットの背部に到達可能である。また、これに代えて、ターゲットの背部上で永久磁石がもはや必要ではない場合、そこに基板を真空下で位置付けることが可能である。スパッタリングされる材料を用いた基板の堆積は、基板近くのターゲットの孔を通して可能である。
【０００８】
この発明の別の利点は、第１の原理に従った磁性ターゲットの従来のマグネトロンスパッタリングが磁性材料には困難である一方で、この発明の機能性は磁性ターゲットの厚さまたは透磁率によって限定されない、ということである。
【０００９】
この発明のさらに別の利点は、堆積プロセス中のターゲット間の電力比の調整によって多層膜が作製可能であることである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明の簡単な概要
この発明の一局面によれば、複数の対向するターゲットと、複数の対向するターゲット間に位置するプラズマ領域と、対向するターゲットに隣接する磁界生成源とを含むスパッタ陰極であって、前記界は、プラズマ領域の大部分にわたって、対向するターゲットの表面に本質的に垂直に延びており、プラズマ領域に隣接して基板が位置付けられ、少なくとも１つのターゲットは、基板上の膜の堆積がターゲットによって妨害されないような開口部を含み、対向するターゲットの垂直面と基板の垂直面とは実質的に平行である、スパッタ陰極が提供される。前記源は、陰極の周囲周りに位置付けられてもよく、ターゲットの背部に磁界を誘導するための複数のヨークを含んでいてもよい。
【００１１】
この発明のさらに別の局面によれば、第１および第２のスパッタ陰極を含み、第１および第２のスパッタ陰極は双方とも、複数の対向するターゲットと、複数の対向するターゲット間に位置するプラズマ領域と、陰極の周りに位置付けられた磁界生成源とを含み、少なくとも１つのターゲットは、基板上の膜の堆積がターゲットによって妨害されないような開口部を含み、少なくとも１つのリングの垂直面と基板の垂直面とは実質的に平行である、スパッタステーションが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
発明の好ましい実施例の詳細な説明
図１は、真空容器内で向かい合って配置されている主ターゲット１２ａと補助ターゲット１２ｂとを含む陰極１０を示している。ターゲット表面は、平面状で互いに平行であってもよく、または円錐形状を有していてもよい。さらに、内径および／または外径によって与えられる各ターゲット１２ａ、１２ｂの面積は、異なっていてもよい。各ターゲット１２ａ、１２ｂは、別個のＤＣ電源、パルスＤＣ電源またはＲＦ電源に接続される。主ターゲット１２ａは、中心陽極１６を含有し得る開口部１４を含む。中心陽極１６は、接地されても、バイアスがかけられても、または浮遊したままになっていてもよい。補助ターゲットも、以下にさらに説明するスパッタ材料が基板２０に移るようにする開口部１８を含む。ターゲット１２ａ、１２ｂのうちの少なくとも１つは磁性材料で製造されてもよく、そのため、ターゲットは、拡張されたヨーク２４または磁極片として作用することにより、磁束を運んで均質化する。ターゲットは、鉄といった当該技術分野において公知の材料から作られ得る。なお、この発明のターゲット１２ａ、１２ｂの形状は、円形、環状、角型、長手方向型、フレーム型などの当該技術分野において公知の任意の形状であり得る
。主ターゲット１２ａと補助ターゲット１２ｂとの間に、プラズマ領域２２が位置している。
【００１３】
陰極１０はさらに、磁界を生成する永久磁石またはコイル２６を含む。磁石またはコイル２６は、陰極１０の周囲周りにあり、かつターゲット１２ａ、１２ｂの背部（ターゲットの互いに面していない側）にはない１つ以上のリングに構成されている。さらに、リングの内径は、主ターゲット１２ａおよび補助ターゲット１２ｂ双方の外径よりも大きい。リングは、リングの垂直面がターゲット１２ａの垂直面とターゲット１２ｂの垂直面との間に位置し、かつターゲット１２ａ、１２ｂの回転軸とリングの回転軸との方向が同一であるように位置付けられている。その結果、永久磁石２６の磁化は、リングの回転軸に平行である。磁石リングまたはコイル２６の一部は電極として使用可能であり、接地されても、バイアスがかけられても、または浮遊したままになってもよい。ターゲットに本質的に平行な平面において測定された磁石リングまたはコイル２６の幅は、ｒmag、言い換えれば、コイル２６の「厚さ」と呼ばれる。
【００１４】
陰極１０はさらに、主ターゲット１２ａおよび補助ターゲット１２ｂの背部に磁界を誘導するよう構成された、磁性材料で作られた多数のヨーク２４を含む。永久磁石またはコイル２６によって生成された磁束は、ヨーク２４、主ターゲット１２ａを通り抜けてプラズマ領域２２を通り、補助ターゲット１２ｂを通り抜けて、ヨーク２４によって永久磁石またはコイル２６に戻るよう誘導される。基板２０に最も近いヨーク２４ａの部分は、陰極１０の外部に漂遊磁界の特定の半径方向構造を得るよう設計され得る。ヨークは、鉄といった当該技術分野において公知の任意の材料から作られ得る。ヨーク２４の一部は電極として使用可能であり、接地されても、バイアスをかけられても、または浮遊したままになっていてもよい。
【００１５】
ヨーク２４および磁石またはコイル２６の双方をターゲット１２ａ、１２ｂから隔てるために、シールド２８が追加されてもよく、それにより、スパッタリングプロセス中のヨーク２４および磁石またはコイル２６への堆積が防止される。シールド２８の一部は、接地されても、バイアスをかけられても、または浮遊したままになっていてもよく、そのため、リング陽極として機能する。
【００１６】
基板２０は、プラズマ領域２２に隣接して、かつ開口部１８の前に配置される。基板２０は、接地されても、バイアスをかけられても、または浮遊したままになっていてもよい。動作時、ターゲット１２ａ、１２ｂは、アルゴン、クリプトンなどの希ガスといったスパッタ材料でスパッタリングされる。スパッタリングプロセスの結果、材料粒子が生成され、磁界によって開口部１８を通るよう方向付けられ、基板２０上に堆積し、それにより基板２０上に薄膜を形成する。このため、開口部１８は、基板２０の堆積がターゲット１２ｂによって妨害されない好適な大きなのものである。この実施例では、基板２０は片面を薄膜でコーティングされる。
【００１７】
図２は、第１の陰極１０ａおよび第２の陰極１０ｂを含むこの発明の代替的な一実施例を示している。第１の陰極１０ａおよび第２の陰極１０ｂは、上述の陰極１０と同じであり、繰返さない。この実施例では、第１の陰極１０ａおよび第２の陰極１０ｂは、補助ターゲット１２ｂの開口部１８同士が互いに隣接するよう、互いに面している。図２に示すように、基板２０は、陰極１０ａと陰極１０ｂとの間の、開口部１８の前でかつ各陰極１０ａ、１０ｂのプラズマ領域２２に隣接するところに配置される。この実施例では、スパッタリングプロセス中、基板２０は両面を薄膜でコーティングされる。
【００１８】
ターゲット１２ａ、１２ｂ間の磁界の強度および均質性は、残留磁気が異なる永久磁石を用いた方法、または図４に示すような半径方向寸法（ｒmag）が異なる磁石リングを用
いた方法などのいくつかの方法によって、もしくはコイルを通る電流を変化させることによって、またはヨーク用の磁性材料の透磁率を変更することによって、もしくはヨークの内径または外径および厚さを変えることで異なるヨーク形状を実現することによって、変更可能である。たとえば、磁界の強度および方向は、ヨーク平面の半径方向厚さの変化によって修正可能である。さらに、磁石によって生成される磁界構造は、ターゲット間のプラズマ閉じ込めに影響を与えるため、堆積した膜の厚さ均一性を向上させるために使用することができる。
【００１９】
さらに、堆積した膜の厚さ均一性は、リング陽極、中心陽極またはヨークの電位を調節することによって制御可能であり、このため、図７に示すようにプラズマ密度を調整する。プラズマ密度の調整は、図８に示すようなターゲットの半径方向侵食プロファイルの制御を可能にする。
【００２０】
ターゲット１２ａ、１２ｂが異なる材料から作られている場合、ターゲット面積の比率、および各ターゲットに印加される電力の比率を使用して、堆積した膜の組成比を変更することができる。好ましい材料は一般に強磁性材料であるが、それに限定されない。スパッタ希ガス（アルゴン、クリプトンなど）に窒素、酸素または他の元素を追加することは、膜組成にさらに影響を与える。ターゲット１２ａ、１２ｂが同じ材料から作られている場合、各ターゲットに印加される電力の比率を使用して、厚さ均一性を制御することができる。電力比は、補助ターゲットの侵食を最小限に抑えるためにも使用可能であり、このため、補助ターゲットは主ターゲットよりもはるかに小さくなり得るものの、双方のターゲットの寿命は同じである。その結果、主ターゲット１２ａと比べて、補助ターゲット１２の厚さを著しく減少させることができる。
【００２１】
基板２０に最も近いヨーク部２４ａの漂遊磁界は、成長する膜の組織特性、構造特性、および磁気特性に影響を与える。基板２０の近くの磁界は、基板２０への電子衝撃、および堆積した磁性膜の好ましい配向を決定する。たとえば、２つの陰極１０ａ、１０ｂが１つの基板２０の対称的な両面コーティングに使用されている第２の実施例では、結果として生じる磁界の構造は、永久磁石２６の磁化ベクトルの方向に依存する。図３ａに示すように、磁化ベクトルは単方向性であり、このため磁界は、成長する膜の組織に影響を与える。基板２０表面に垂直な磁界成分も、電子衝撃の増加をもたらす。その結果、基板２０は加熱され、浮遊基板のためにバイアス電位が蓄積する。図３ｂに示すように、磁化ベクトルは反平行であり、このため、磁界の半径方向成分が、成長する膜の組織に影響を与える。基板２０に垂直な磁界成分は少なく、またはほぼゼロである。電子は磁力線に沿って半径方向に誘導され、基板２０を超える。その結果、電子衝撃による加熱またはバイアス印加が抑制される。また、これに代えて、磁化ベクトルとは独立して作用する追加の磁界を、ＤＣを動力源とするコイルによって重ね合わせることが可能である。コイルは基板よりも大きくてもよく、コイルおよび基板２０の平面は好ましくは平行である。この例では、磁界の軸方向成分が電子を基板２０に誘導し、それは次に基板を加熱し、浮遊基板のためのバイアス電位の蓄積をもたらす。
【００２２】
この発明を、アルゴン中で２・１０-4ｍｂａｒ〜６・１０-2ｍｂａｒの圧力範囲で検査した。図５の電流電圧特性に示すように、この圧力範囲内で、安定したグロー放電が点火可能である。鉄についての堆積速度は、主ターゲット１２ａと基板２０との間の５０ｍｍの距離に対し、２．５ｎｍ／ｋＷ／ｓ〜４．５ｎｍ／ｋＷ／ｓである。この堆積速度は、主ターゲット１２ａに印加される電力に規格化される。一定の電力レベルＰmtが主ターゲット１２ａに印加された状態では、補助ターゲット１２ｂに印加される電力Ｐatの減少は、図６に示すような堆積速度の減少をもたらす。さらに、主ターゲット１２ａおよび補助ターゲット１２ｂに印加される電力が等しい場合、堆積速度はその最大値に到達する。１つのターゲットに印加される一定の電力については、対向するターゲットに印加される電
力があるしきい値を下回る場合、グロー放電は消滅する。図６に示すように、アルゴン圧を高めることは堆積速度を増加させ、陰極と基板２０との間の一定の距離が保たれる。
【００２３】
この発明を好ましい実施例を参照して説明してきたが、この発明の範囲から逸脱することなく、さまざまな変更が行なわれてもよいこと、および、それらの要素の代わりに均等物が置き換えられてもよいことが、当業者には理解されるであろう。加えて、この発明の教示に、その本質的な範囲から逸脱することなく或る特定の状況または材料を適合させるために、多くの修正が行なわれてもよい。したがって、この発明が、この発明を実行するために考えられる最良の形態として開示された特定の実施例に限定されないこと、および、この発明が、添付された特許請求の範囲に該当するすべての実施例を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】永久磁石を用いて実現された場合の、この発明に従った陰極の最小限の構造の概略断面図である。
【図２】２つの陰極を含むコーティングステーションの代替的な一実施例の概略図である。
【図３ａ】永久磁石の単方向性配向の磁化ベクトルを用いた、２つの陰極からなるコーティングステーションにおける磁束密度の結果的な配向の図である。
【図３ｂ】永久磁石の反平行配向の磁化ベクトルを用いた、２つの陰極からなるコーティングステーションにおける磁束密度の結果的な配向の図である。
【図４】図３ｂに従った実施例についての、永久磁石によって供給される磁界の、磁束密度に対する効果を表わす図である。
【図５】異なるアルゴン圧についての、陰極で点火されるグロー放電の電流電圧特性の図である。
【図６】２０ｍｍの基板半径で測定された鉄の堆積速度が、アルゴン圧に、および主ターゲットと補助ターゲットとに印加される電力の比率にどのように依存しているかを示す図である。
【図７】リング陽極の電位を変えることによる、およびアルゴン圧を変えることによる膜厚分布の調節可能性を示すグラフである。
【図８】リング陽極が接地された、または浮遊電位にある状態でのスパッタリングに起因する、鉄の環状主ターゲットの侵食プロファイルを示す図である。
【図１】
2007529633.tif 000003
【図２】
2007529633.tif 000004
【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
2007529633.tif 000008
【図６】
2007529633.tif 000009
【図７】
2007529633.tif 000010
【図８】
2007529633.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成18年9月25日(2006.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の対向するターゲットと、
複数の対向するターゲット間に位置するプラズマ領域と、
対向するターゲットに隣接して位置付けられた磁界生成源とを含み、前記磁界は、プラズマ領域の大部分にわたって、対向するターゲットの表面に本質的に垂直に延びており、
プラズマ領域に隣接して基板が位置付けられ、
少なくとも１つのターゲットは、基板上の膜の堆積がターゲットによって妨害されないような開口部を含み、
対向するターゲットの垂直面と基板の垂直面とは実質的に平行である、スパッタ陰極。
【請求項２】
磁界生成源は、
陰極の周囲周りに位置付けられた磁界生成源の少なくとも１つのリングと、
ターゲットの背部に磁界を誘導するための複数のヨークとを含み、背部は各ターゲットの互いに面していない側である、請求項１に記載のスパッタ陰極。
【請求項３】
磁界生成源は、永久磁石またはコイルのうちの１つである、請求項１または２に記載のスパッタ陰極。
【請求項４】
複数のターゲットからヨークおよびコイルを隔てるシールドをさらに含み、シールドはリング陽極であり、前記スパッタ陰極はさらに、
第２のターゲットの開口部に位置付けられた中心陽極を含む、請求項１〜３に記載のスパッタ陰極。
【請求項５】
膜厚均一性と複数のターゲットの侵食とは、ヨーク、中心陽極、またはリング陽極のうちの１つの電位の調節の影響を受ける、請求項２〜４に記載のスパッタ陰極。
【請求項６】
一方の対向するターゲットに接続された第１の電源と、第２の対向するターゲットに接続された第２の電源とをさらに含み、第１の電源の調節、第２の電源の調節、または第１
および第２の電源双方の調節のうちの１つによって、膜組成が変更可能である、請求項１〜５に記載の陰極。
【請求項７】
膜組成は、対向するターゲットの面積の調節によって変更可能である、請求項１〜６に記載のスパッタ陰極。
【請求項８】
第１の電源の調節、第２の電源の調節、または第１および第２の電源双方の調節のうちの１つによって、膜厚均一性が変更可能である、請求項６または７に記載の陰極。
【請求項９】
複数のターゲットは、円形形状、環状形状、角型形状、長手方向に延びる形状、またはフレーム型形状のうちの１つである、請求項１〜８に記載のスパッタ陰極。
【請求項１０】
複数のターゲットは同じ材料から作られている、請求項１〜９に記載のスパッタ陰極。
【請求項１１】
複数のターゲットは異なる材料から作られている、請求項１〜９に記載のスパッタ陰極。
【請求項１２】
希ガスを含むスパッタガスをさらに含む、請求項１〜１１に記載のスパッタ陰極。
【請求項１３】
膜組成は、スパッタガスに窒素、酸素または他の元素のうちの１つを追加することによって変更可能である、請求項１〜１２に記載のスパッタ陰極。
【請求項１４】
第１の電源の調節、第２の電源の調節、または第１および第２の電源双方の調節のうちの１つによって、スパッタガスについてのスパッタ速度が変更可能である、請求項１〜１３に記載の陰極。
【請求項１５】
陰極の外部の磁界は、ヨークの形状の調節によって変更され、膜の組織特性、構造特性および磁気特性は、陰極の外部の磁界の影響を受ける、請求項２〜１４のスパッタ陰極。
【請求項１６】
第１および第２のスパッタ陰極を含み、第１および第２のスパッタ陰極は双方とも、
複数の対向するターゲットと、
複数の対向するターゲット間に位置するプラズマ領域と、
対向するターゲットに隣接する磁界生成源とを含み、前記磁界は、プラズマ領域の大部分にわたって、対向するターゲットの表面に本質的に垂直に延びており、
少なくとも１つのターゲットは、基板上の膜の堆積がターゲットによって妨害されないような開口部を含み、
対向するターゲットの平面と基板の平面とは実質的に平行である、スパッタステーション。
【請求項１７】
磁界生成源は、
陰極の周りに位置付けられた磁界生成源の少なくとも１つのリングと、
ターゲットの背部に磁界を誘導するための複数のヨークとを含む、請求項１６に記載のスパッタステーション。
【請求項１８】
基板は、第１の陰極と第２の陰極との間に、プラズマ領域に隣接して位置付けられ、両面を薄膜でコーティングされている、請求項１６または１７に記載のスパッタステーション。
【請求項１９】
陰極の外部の磁界の磁化ベクトルは単方向性であり、基板に垂直である、請求項１６〜１８に記載のスパッタステーション。
【請求項２０】
陰極の外部の磁界の磁化ベクトルは逆に整列され、基板に平行である、請求項１６〜１８に記載のスパッタステーション。
【請求項２１】
薄膜を生成するための方法であって、
スパッタ陰極を設けるステップを含み、前記スパッタ陰極は複数の対向するターゲットを有し、少なくとも１つのターゲットが開口部を有しており、前記スパッタ陰極はさらに、複数の対向するターゲット間に位置するプラズマ領域と、陰極に隣接して位置付けられた磁界生成源とを有し、前記方法はさらに、
プラズマ領域に隣接して基板を位置付けるステップと、
プラズマ領域においてプラズマを生成するステップと、
プラズマを用いてターゲットをスパッタリングし、それによりイオン粒子を生成するステップと、
イオン粒子を孔を通して方向付けるステップと、
基板上に粒子を堆積させて薄膜を形成するステップとを含む、方法。
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月26日(2006.10.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
一方の対向するターゲットに接続された第１の電源と、第２の対向するターゲットに接続された第２の電源とをさらに含み、第１の電源の調節、第２の電源の調節、または第１および第２の電源双方の調節のうちの１つによって、膜組成が変更可能である、請求項１〜５に記載のスパッタ陰極。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
ターゲット１２ａ、１２ｂが異なる材料から作られている場合、ターゲット面積の比率、および各ターゲットに印加される電力の比率を使用して、堆積した膜の組成比を変更することができる。好ましい材料は一般に強磁性材料であるが、それに限定されない。スパッタ希ガス（アルゴン、クリプトンなど）に窒素、酸素または他の元素を追加することは、膜組成にさらに影響を与える。ターゲット１２ａ、１２ｂが同じ材料から作られている場合、各ターゲットに印加される電力の比率を使用して、厚さ均一性を制御することができる。電力比は、補助ターゲットの侵食を最小限に抑えるためにも使用可能であり、このため、補助ターゲットは主ターゲットよりもはるかに小さくなり得るものの、双方のターゲットの寿命は同じである。その結果、主ターゲット１２ａと比べて、補助ターゲット１２ｂの厚さを著しく減少させることができる。
【国際調査報告】
2007529633.tif 000012
2007529633.tif 000013
2007529633.tif 000014