(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状のバッキングプレートと、
前記バッキングプレートの表面上に配置されたターゲットと、
前記バッキングプレートの裏面に配置された磁石とを有し、
前記磁石は、第一の磁性体と、前記第一の磁性体を離間して取り囲み一方の開口が前記ターゲットに向けられた円筒形形状の第二の磁性体とから成り、
前記第一の磁性体と前記第二の磁性体は互いに異なる磁極が前記ターゲットに向けられ、前記ターゲット表面上では、前記第一、第二の磁性体の間の位置に電気力線と磁力線とが直交するリング状の領域が形成されるカソード電極装置であって、
前記ターゲット及び前記磁石の近傍であって、前記磁石の生成する磁界中に、強磁性体で構成された磁束吸収装置が配置され、
前記磁束吸収装置は、筒状部とリング部とを有し、
前記筒状部は、前記ターゲット及び前記磁石を取り囲み、上端が前記ターゲットよりも高く配置され、
前記リング部は前記筒状部の前記上端に前記ターゲット側に付き出るように配置され、
前記ターゲット表面上の前記第二の磁性体の外側の位置に電気力線と磁力線とが直交するリング状の領域が形成され、
前記リング状の領域の磁界強度は、外側の前記リング状の領域の方が強くされたことを特徴とするカソード電極装置。
【請求項２】
前記磁束吸収装置は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅの単体又は合金、若しくはパーマロイ、センダスト、アルニコ、磁性体ステンレスのいずれか一種又は二種以上から構成されることを特徴とする請求項１記載のカソード電極装置。
【請求項３】
前記筒状部の内側には、アースシールドが配置された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のカソード電極装置。
【請求項４】
前記磁束吸収装置は接地電位に接続されたことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のカソード電極装置。
【請求項５】
真空槽と、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のカソード電極装置とを有し、
前記カソード電極装置は前記真空槽内に配置され、前記ターゲットをスパッタリングして前記真空槽内に配置された基板表面に薄膜を形成するスパッタリング装置。
【請求項６】
前記基板は、前記ターゲットと対面して配置される請求項５記載のスパッタリング装置。
【請求項７】
前記基板は、前記ターゲットの外周部側面に配置される請求項５記載のスパッタリング装置。
【請求項８】
板状のバッキングプレートと、
前記バッキングプレートの表面上に配置されたターゲットと、
前記バッキングプレートの裏面に配置された磁石とを有し、
前記磁石は、第一の磁性体と、前記第一の磁性体を離間して取り囲み一方の開口が前記ターゲットに向けられた円筒形形状の第二の磁性体とから成り、
前記第一の磁性体と前記第二の磁性体は互いに異なる磁極を前記ターゲットに向けて構成したカソード電極装置を真空槽内に配置し、
前記ターゲット表面上に、前記第一、第二の磁性体の間の位置に電気力線と磁力線とが直交するリング状の領域を形成し、前記ターゲットをスパッタリングし、前記真空槽内に配置された基板表面に薄膜を形成するスパッタリング方法であって、
強磁性体で構成され磁束吸収装置のうち、筒状部を、前記ターゲット及び前記磁石を取り囲み、上端が前記ターゲットよりも高く配置し、
前記磁束吸収装置のうちのリング部を、前記筒状部の前記上端に前記ターゲット側に突き出るように取り付けておき、
前記ターゲット表面上の前記第二の磁性体の外側の位置に電気力線と磁力線とが直交するリング状の領域を形成し、前記リング状の領域の磁界強度は、外側の前記リング状の領域の方を強くしておいて前記スパッタリングを行うことを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項９】
前記磁束吸収装置には、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅの単体又は合金、若しくはパーマロイ、センダスト、アルニコ、磁性体ステンレスのいずれか一種又は二種以上から構成されることを特徴とする請求項８記載のスパッタリング方法。
【請求項１０】
前記筒状部の内側には、予めアースシールドを配置しておく請求項８又は請求項９のいずれか１項記載のスパッタリング方法。
【請求項１１】
前記磁束吸収装置は接地電位に接続することを特徴とする請求項８又は請求項９のいずれか１項記載のスパッタリング方法。
【請求項１２】
前記基板は、前記ターゲットと対面して配置する請求項８乃至請求項１１のいずれか１項記載のスパッタリング方法。
【請求項１３】
前記基板は、前記ターゲットの外周部側面に配置する請求項８乃至請求項１１のいずれか１項記載のスパッタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カソード電極装置及びスパッタリング装置に係り、特に、ターゲットを備え、マグネトロン放電でターゲットをスパッタリングさせることが可能なカソード電極装置及びスパッタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜は、従来より、半導体装置や液晶表示装置等の種々の分野に用いられており、スパッタリング装置や蒸着装置等の薄膜形成装置によって、金属薄膜や磁性薄膜等の多種の薄膜が成膜されている。
それらのうち、マグネトロンスパッタ法は、低温で高速に薄膜を成膜できるため、広く用いられている。
【０００３】
マグネトロンスパッタ装置の一例を図２の符号１０１に示す。このマグネトロンスパッタ装置１０１は、真空槽１０２と、基板ホルダ１０３と、カソード電極装置１０４と、電源１０５と、ガス導入系１０６と、排気系１０７と、絶縁碍子１０９を有している。
【０００４】
基板ホルダ１０３は、真空槽１０２の内部底面に配置されており、アノード電極として機能している。カソード電極装置１０４は、基板ホルダ１０３の上方に配置されている。
【０００５】
従来のカソード電極装置１０４の構造を図３(ａ)、(ｂ)に示す。カソード電極装置１０４は、土台１１０と、バッキングプレート１１７と、鉄製のヨーク板１１４と、第１の磁石１１２と、第２の磁石１１３と、ターゲット１１１と、アースシールド１１５とを有している。
【０００６】
土台１１０は絶縁碍子１０９を介して真空槽１０２の上部に取り付けられている。ヨーク板１１４は、土台１１０の表面に固定されている。
第１、第２の磁石１１２、１１３はともに永久磁石からなる。このうち第１の磁石１１２は円筒状に形成され、第２の磁石１１３は円柱状に形成されている。第１の磁石１１２は第２の磁石１１３を取り囲んでおり、第１、第２の磁石１１２、１１３は、その中心軸線がともにヨーク板１１４表面の法線と同方向を向くように、ヨーク板１１４表面に配置されている。第１、第２の磁石１１２、１１３の上面はともに平面状にされており、各上面が面一になるようにされている。
【０００７】
バッキングプレート１１７は、板状の導電体から成り、その裏面が第１及び第２の磁石１１２、１１３の上面に固定されており、カソード電極として機能している。
【０００８】
ターゲット１１１は銅が円板状に形成され、裏面がバッキングプレート１１７の表面に面し、表面が基板ホルダ１０３の上面と対向するように配置されている。
アースシールド１１５は、円筒状の導電体と、中央に孔が形成された円板状の導電体とを有している。円板状の導電体は、円筒状の導電体の上面に固定されており、ヨーク板１１４、第１、第２の磁石１１２、１１３、ターゲット１１１を取り囲み、ターゲット１１１の表面が円板の孔から露出するように配置されている。
【０００９】
真空槽１０２の外部には、電源１０５と、ガス導入系１０６と、排気系１０７が設けられ、電源１０５はバッキングプレート１１７に接続され、ガス導入系１０６と排気系１０７とは真空槽１０２に接続されている。
【００１０】
上述のマグネトロンスパッタ装置１０１で、基板表面に薄膜を成膜するには、まず、予め排気系１０７で真空槽１０２内を真空排気し、真空槽１０２内に図示しない基板を搬入して基板ホルダ１０３に保持させ、基板の表面がターゲット１１１と対向するように配置しておく。
【００１１】
次いで、電源１０５を起動して、バッキングプレート１１７に直流電圧を印加する。アノード電極である基板ホルダ１０３は接地されているので、バッキングプレート１１７と基板ホルダ１０３との間に電位差が生じて電界が生じ、その電気力線１６０はターゲット１１１の表面を垂直に貫く方向を向く。かかる電界によって放電が生じる。
【００１２】
他方、第１、第２の磁石１１２、１１３の表面の磁極は、互いに異なるようにされており、その間に磁界が発生し、その磁力線１５０は図４(ａ)に示すように、第１の磁石１１２の表面から、第２の磁石１１３の表面へ向かう。かかる磁界中に、上述の放電によって発生した電子が閉じ込められることにより、ターゲット１１１が効率的にスパッタリングされ、基板表面にターゲット材料からなる薄膜が成膜される。
【００１３】
上述のターゲット１１１では、第１の磁石１１２と第２の磁石１１３の中間の領域では電気力線１６０と磁力線１５０とが直交するので、特に他の領域に比して効率良くスパッタリングされる。長期間ターゲットを使用すると、この領域に図４(ｂ)に示すようなリング状の溝(以下でエロージョンと称する)１２１が形成される。
【００１４】
このため、ターゲット１１１の他の領域でほとんど減っていなくても、エロージョン１２１領域でターゲットが費消されてしまうと使用できなくなるため、ターゲットの使用効率が低くなり、実用寿命が短くなってしまうという問題があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、エロージョンの形成される領域を拡大することで、スパッタリングターゲットの使用効率を向上させる技術を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、板状のバッキングプレートと、前記バッキングプレートの表面上に配置されたターゲットと、前記バッキングプレートの裏面に配置された磁石とを有し、前記磁石は、第一の磁性体と、前記第一の磁性体を離間して取り囲み一方の開口が前記ターゲットに向けられた円筒形形状の第二の磁性体とから成り、前記第一の磁性体と前記第二の磁性体は互いに異なる磁極が前記ターゲットに向けられ、前記ターゲット表面上では、前記第一、第二の磁性体の間の位置に電気力線と磁力線とが直交するリング状の領域が形成されるカソード電極装置であって、前記ターゲット及び前記磁石の近傍であって、前記磁石の生成する磁界中に、強磁性体で構成された磁束吸収装置が配置され、前記磁束吸収装置は、筒状部とリング部とを有し、前記筒状部は、前記ターゲット及び前記磁石を取り囲み、上端が前記ターゲットよりも高く配置され、前記リング部は前記筒状部の前記上端に前記ターゲット側に付き出るように配置され、前記ターゲット表面上の前記第二の磁性体の外側の位置に電気力線と磁力線とが直交するリング状の領域が形成され、前記リング状の領域の磁界強度は、外側の前記リング状の領域の方が強くされたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載のカソード電極装置であって、前記磁束吸収装置は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅの単体又は合金、若しくはパーマロイ、センダスト、アルニコ、磁性体ステンレスのいずれか一種又は二種以上から構成されることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のカソード電極装置であって、前記筒状部の内側には、アースシールドが配置されたことを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のカソード電極装置であって、前記磁束吸収装置は接地電位に接続されたことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、スパッタリング装置であって、真空槽と、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のカソード電極装置とを有し、前記カソード電極装置は前記真空槽内に配置され、前記ターゲットをスパッタリングして前記真空槽内に配置された基板表面に薄膜を形成することを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５記載のスパッタリング装置であって、前記基板は、前記ターゲットと対面して配置されることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項５記載のスパッタリング装置であって、前記基板は、前記ターゲットの外周部側面に配置されることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、板状のバッキングプレートと、前記バッキングプレートの表面上に配置されたターゲットと、前記バッキングプレートの裏面に配置された磁石とを有し、前記磁石は、第一の磁性体と、前記第一の磁性体を離間して取り囲み一方の開口が前記ターゲットに向けられた円筒形形状の第二の磁性体とから成り、前記第一の磁性体と前記第二の磁性体は互いに異なる磁極を前記ターゲットに向けて構成したカソード電極装置を真空槽内に配置し、前記ターゲット表面上に、前記第一、第二の磁性体の間の位置に電気力線と磁力線とが直交するリング状の領域を形成し、前記ターゲットをスパッタリングし、前記真空槽内に配置された基板表面に薄膜を形成するスパッタリング方法であって、強磁性体で構成され磁束吸収装置のうち、筒状部を、前記ターゲット及び前記磁石を取り囲み、上端が前記ターゲットよりも高く配置し、前記磁束吸収装置のうちのリング部を、前記筒状部の前記上端に前記ターゲット側に突き出るように取り付けておき、前記ターゲット表面上の前記第二の磁性体の外側の位置に電気力線と磁力線とが直交するリング状の領域を形成し、前記リング状の領域の磁界強度は、外側の前記リング状の領域の方を強くしておいて前記スパッタリングを行うことを特徴とするスパッタリング方法である。
請求項９記載の発明は、請求項８記載のスパッタリング方法であって、前記磁束吸収装置には、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅの単体又は合金、若しくはパーマロイ、センダスト、アルニコ、磁性体ステンレスのいずれか一種又は二種以上から構成されることを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項８又は請求項９のいずれか１項記載のスパッタリング方法であって、前記筒状部の内側には、予めアースシールドを配置しておくことを特徴とする。
請求項１１記載の発明は、請求項８又は請求項９のいずれか１項記載のスパッタリング方法であって、前記磁束吸収装置は接地電位に接続することを特徴とする。
請求項１２記載の発明は、請求項８乃至請求項１１のいずれか１項記載のスパッタリング方法であって、前記基板は、前記ターゲットと対面して配置することを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、請求項８乃至請求項１１のいずれか１項記載のスパッタリング方法であって、前記基板は、前記ターゲットの外周部側面に配置することを特徴とする。
【００１７】
本発明のカソード電極装置では、強磁性体からなる磁束吸収装置が、ターゲット及び磁石の近傍であって、磁石の生成する磁界中に配置されている。
このため、従来磁石から放散されていた磁束が、磁束吸収装置に吸収されることにより、磁石と磁束吸収装置との間に新たな磁気回路が形成され、ターゲット表面を貫く電気力線と、磁力線が直交する領域が、従来に比して多くなる。
【００１８】
これにより、集中的にターゲット材料が減って１箇所にエロージョンが生じていた従来と異なり、複数箇所から効率良くターゲットがスパッタリングされ、複数箇所にエロージョンが生じるので、従来に比してターゲットの減りを均一になり、ターゲットの実用寿命を長くすることができる。
【００１９】
本発明のカソード電極装置において、磁束吸収装置が筒状部及びリング部を有し、筒状部がターゲット及び磁石を取り囲むように配置され、リング部がターゲットの表面側に配置された場合には、従来磁石から放散されていた磁束が、筒状部及びリング部中に閉じ込められ、ターゲット表面における磁束密度が従来に比して大きくなり、かつ均一になるので、さらに効率良くマグネトロン放電を発生させ、ターゲットをスパッタリングさせることができる。
【００２０】
また、本発明のスパッタリング装置では、ターゲット及び磁石の近傍であって、磁石の生成する磁界中に配置され、強磁性体からなる磁束吸収装置を有している。
このため、従来磁石から放散されていた磁束が、磁束吸収装置に吸収されることにより、集中的にターゲット材料が減って１箇所にエロージョンが生じていた従来と異なり、複数箇所から効率良くターゲットがスパッタリングされ、複数箇所にエロージョンが生じるので、ターゲットの実用寿命を長くすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１(ａ)の符号４に、本実施形態のカソード電極装置を示す。
【００２２】
このカソード電極装置４は、土台１０と、ヨーク板１４と、第１の磁性体と、第２の磁性体１３と、バッキングプレート１７と、ターゲット１１と、アースシールド１５と、磁束吸収装置１６とを有しており、図２に示すようなマグネトロンスパッタ装置１０１に取り付けられている。
【００２３】
土台１０は、絶縁碍子１０９を介して真空槽１０２の上部に取り付けられている。ヨーク板１４は鉄製であって、土台１０の表面に固定されている。
第１、第２の磁性体１２、１３はともにＳｍ−Ｃｏ永久磁石からなる。このうち第１の磁性体１２は円筒状で、第２の磁性体１３は円柱状に形成されている。第１の磁性体１２は第２の磁性体１３を取り囲み、その中心軸線は第２の磁性体１３の中心軸線とともに、ヨーク板１４の法線と同方向を向くように、ヨーク板１４上に配置されている。
【００２４】
第１の磁性体１２、第２の磁性体１３の上面はともに平面状にされており、第１、第２の磁性体１２、１３の上面が面一になるようにされている。また、ここでは第１の磁性体１２の内径を３４mmとし、第２の磁性体１３の直径を１１mmとしている。第１、第２の磁性体１２、１３とヨーク板１４は、冷却可能な容器(図示せず)内に収納されている。
【００２５】
バッキングプレート１７は金属板であり、第１及び第２の磁性体１２、１３上に固定されており、カソード電極として機能している。
ターゲット１１は銅が円板状に形成され、その裏面がバッキングプレート１７を挟んで第１、第２の磁性体１２、１３上に裏面が固定され、表面が基板ホルダ１０３に対向するように配置されている。ここではターゲット１１の直径を６０mmとしている。
【００２６】
アースシールド１５は、円筒状の導電体の上面に、導電体からなる円板が固定され、円板の中央に孔が形成されることで構成されており、ヨーク板１４上に、第１、第２の磁性体１２、１３とターゲット１１とを取り囲むように配置されている。
【００２７】
磁束吸収装置１６は、ともにパーマロイからなる円筒部１６ａとリング部１６ｂとを有しており、リング部１６ｂは円筒部１６ａの上面に固定されている。円筒部１６ａの内側面の一部はアースシールド１５の外側面に、導電体からなる固定部材１８を介して固定され、第１、第２の磁性体１２、１３とターゲット１１とを取り囲むように配置されている。ここでは、円筒部１６ａの内径を７８mm、外径を８０mmとしている。
【００２８】
上述のカソード電極装置４を用いて、マグネトロンスパッタ法で基板表面に薄膜を成膜するには、予め排気系１０７で真空槽１０２内を真空排気し、真空槽１０２内に図示しない基板を搬入して基板ホルダ１０３に保持させ、基板の表面がターゲット１１１と対向するように配置し、基板ホルダ１０３を接地電位にしておく。さらに、第１、第２の磁性体１２、１３を予め冷却しておき、スパッタリングガスを導入する。
【００２９】
この状態でバッキングプレート１７に直流電圧を印加すると、ターゲット１１の表面と基板ホルダ１０３との間に電界が生じ、その電気力線６０は図１(ａ)に示すようにターゲット１１表面を垂直に貫く。かかる電界によって放電が生じる。
【００３０】
他方、第１、第２の磁性体１２、１３の上面の磁極の極性は、互いに異なるようにされており、この間に磁界が発生する。その磁力線５０は、図１(ａ)に示すように第１の磁性体１２の上面から第２の磁性体１３の上面へと向かう。
【００３１】
かかる磁界中に、上述の放電によって発生した電子が閉じ込められることにより、ターゲット１１１が効率的にスパッタリングされ、基板表面にターゲット材料からなる薄膜が成膜される。特に第１の磁性体１２と第２の磁性体１３の中間の領域では電気力線６０と磁力線５０が直交するので、他の領域に比して多くのターゲットが効率良くスパッタリングされる。
【００３２】
本実施形態では、第１の磁性体１２を取り囲むように磁束吸収装置１６が配置されているので、第１の磁性体１２の表面と、その近傍の磁束吸収装置１６との間に新たな磁界が生じ、その磁力線５１は図１(ａ)に示すように第１の磁性体１２の上面から、磁束吸収装置１６の端部へと向かう。
【００３３】
この新たな磁界により、ターゲット１１表面の外周部でも、電気力線６０と磁力線５１とが直交する。
電気力線と磁力線とが直交する磁界(以下で直交電磁界と称する。)の磁界強度は、ターゲット１１の外周部の方が、第１、第２の磁性体１２、１３間よりも強い。本発明の発明者等が測定したところ、第１、第２の磁性体１２、１３間で発生する直交電磁界の磁界強度は４００ガウス程度であるのに対し、ターゲット１１の外周部で生じた直交電磁界は１０００ガウス以上になっていた。
【００３４】
このように強い直交電磁界が生じることにより、ターゲット１１の表面の外周部でも、他の領域に比して多くのターゲットがスパッタリングされる。
このように、ターゲット１１の表面では、第１、第２の磁性体１２、１３の中間の領域と、外周部の領域との２箇所において、特に他の領域に比して効率良くスパッタリングされ、基板表面にターゲット材料からなる薄膜が成膜される。
【００３５】
長期間ターゲット１１を使用すると、第１、第２の磁性体１２、１３の中間の領域と、外周部の領域との２箇所に、図１(ｂ)に示すようなリング状のエロージョン２１、２２がそれぞれ形成される。
【００３６】
こうして、合計２箇所にエロージョン２１、２２が生じるので、１箇所のエロージョン領域で集中的にターゲットが減っていた従来に比して、ターゲット１１の減りを均一にすることができ、ターゲットの使用効率を高め、実用寿命を長くすることが可能になる。
【００３７】
また、本実施形態では磁束吸収装置１６は、円筒部１６ａとリング部１６ｂとを有し、その中空内部に従来放散されていた磁束を閉じ込めることができる。本発明の発明者等がターゲット１１上部での漏洩磁束を測定したところ、１桁以下に減少したことを確認した。
【００３８】
このように、磁束は外部にほとんど放散せずに、磁束吸収装置１６の中空内部に閉じ込められることにより、ターゲット１１表面における磁束密度が従来に比して大きくなり、かつ均一になるので磁束をスパッタリングのために有効に活用することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、第１の磁性体１２の内径を３４mmとし、第２の磁性体１３の直径を１１mmとし、ターゲット１１の直径を６０mmとし、磁束吸収装置１６の内径、外径をそれぞれ７８mm、８０mmとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、第１の磁性体１２の内径を８mmとし、第２の磁性体１３の直径を２mmとし、ターゲット１１の直径は１５mmとし、磁束吸収装置１６の内径、外径をそれぞれ２０mm、２２mmとして、超小型のカソード電極装置を形成することもできる。かかる超小型のカソード電極装置は、充分に実用可能であることを、本発明の発明者等は確認した。
【００４０】
また、本実施形態では、磁束吸収装置１６の材料としてパーマロイを用いているが、本発明はこれに限らず、例えばＮｉ、Ｃｏ、Ｆｅの単体又は合金を用いてもよいし、センダスト、アルニコ或いは磁性体ステンレス等を用いてもよく、さらにこれらのうち二種以上を含む構成としてもよい。
【００４１】
材料として永久磁石を用いてもよいが、加工が容易で小規模の磁束吸収装置を製造できる点や、ターゲット周辺への漏洩磁束が少なく、放電をターゲット表面に集中させることができるという点などで、パーマロイ等の強磁性体を用いることが好ましい。
【００４２】
さらに、本実施形態では、第２の磁性体１３としてＳｍ−Ｃｏ永久磁石を用いたが、本発明はこれに限らず、例えば第２の磁性体１３として、ヨーク板１４と同じ材料を用いてもよい。
【００４３】
また、本実施形態では、磁束吸収装置１６が円筒部１６ａとリング部１６ｂとを両方有するような構成にしているが、このうちいずれか一方を有する構成にしてもよい。
【００４４】
さらに、本実施形態では、アースシールド１５の周囲に磁束吸収装置１６を設けているが、磁束吸収装置１６を接地することが可能であれば、必ずしもアースシールド１５を設ける必要はない。
【００４５】
また、本実施形態では、板状のターゲット１１を用いているが、本発明のターゲットの形状はこれにかぎられるものではない。
さらに本実施形態では、第１、第２の磁性体１２、１３の上下面をともに平面状にしているが、本発明はこれに限らず、例えばターゲット１１の裏面に接する側の面を曲面状又は傾斜面状に形成してもよい。このように構成すると、電気力線と磁力線とが直交する領域をさらに増加させることができるので、より効率よくターゲットを使用することができる。
【００４６】
さらに、磁性体１２、１３のそれぞれの磁束密度を変えることにより、ターゲットのエロージョンの均一性をさらに改善することができる。
また、エロージョン領域が、ターゲットの外周部に広がるため、薄膜形成するための基板を、ターゲットの外周部側面に配置する、いわゆるオフ・アクシス  スパッタにも本発明のカソード電極装置は、有効である。
【００４７】
すなわち、通常広く用いられている、基板をターゲット面の対向位置に配置する、いわゆるオン・アクシススパッタでは、薄膜形成中にスパッタ放電中の高速粒子により、基板表面やスパッタ薄膜が照射損傷を受ける事がある。例えば磁性体フェライト基板にガラス薄膜をスパッタ蒸着する時に、しばしば観測される。このような、高速粒子による照射損傷を抑えるため、基板の対向位置を避け、オフ・アクシスの位置に配置するが、ターゲット外周部のスパッタ放電が弱い時、薄膜形成速度が遅いという欠点があった。
本発明のカソード電極装置は、これらの欠点を除去し、薄膜形成速度が速い、実用的なオフ・アクシススパッタにも有効であることを、本発明者は確認した。
【００４８】
【発明の効果】
ターゲットの使用効率を高め、実用寿命を長くすることができる。また、同じターゲットの使用面積で考えると、ターゲットの小型化も可能である。また、オフ・アクシススパッタにも有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】(ａ)：本発明の一実施形態のカソード電極装置を説明する断面図
(ｂ)：本発明の一実施形態のターゲットを説明する平面図
【図２】マグネトロンスパッタ装置の構造を説明する断面図
【図３】(ａ)：従来のカソード電極装置の構成を説明する断面図
(ｂ)：従来のターゲットと磁石との配置関係を説明する平面図
【図４】(ａ)：従来のカソード電極装置の磁界と電界との関係を説明する断面図
(ｂ)：従来のターゲットに生じるエロージョンを説明する平面図
【符号の説明】
１１……ターゲット    １２……第１の磁性体(磁石)  １３……第２の磁性体(磁石)    １４……ヨーク板    １５……アースシールド  １６……磁束吸収装置    １６ａ…円筒部(筒状部)    １６ｂ…リング部    １７……バッキングプレート
【図１】
0004489868.tif 000002
【図２】
0004489868.tif 000003
【図３】
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【図４】
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