(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットに磁極端部表面を対向させるように配設された円筒形状の外周磁石と、
当該外周磁石の内側に上記ターゲットに磁極端部表面を対向させるように配設された円柱形状の内周磁石と
を具え、
上記外周磁石は、磁極端部表面が上記内周磁石からみて外側に行くに従って、上記ターゲットから離れて行くように傾斜した複数の磁石を外側の円周位置に配設してなり、
上記内周磁石は、磁極端部表面が上記外周磁石からみて中央に向って内側に行くに従って、上記ターゲットから離れて行くように傾斜した柱状の１つの磁石でなる
ことを特徴とするスパッタリングカソード。
【請求項２】
ターゲットに磁極端部表面を対向させるように配設された円筒形状の外周磁石と、
当該外周磁石の内側に上記ターゲットに磁極端部表面を対向させるように配設された円柱形状の内周磁石と
を具え、
上記外周磁石は、磁極端部表面が上記内周磁石からみて外側に行くに従って、上記ターゲットから離れて行くように傾斜した１つのリング状の磁石を外側の円周位置に配設してなり、
上記内周磁石は、磁極端部表面が上記外周磁石からみて中央に向って内側に行くに従って、上記ターゲットから離れて行くように傾斜した柱状の１つの磁石でなる
ことを特徴とするスパッタリングカソード。
【請求項３】
ターゲットに磁石端部表面を対向させるように配設された円筒形状の外周磁石と、
当該外周磁石の内側に上記ターゲットに磁極端部表面を対向させるように配設された円柱形状の内周磁石と
を具え、
上記が外周磁石は、内側の円周位置に複数の丸型の磁石をターゲットに近づくように積み重ねてなる第１の部分と、上記第１の部分の外側の円周位置に複数の丸型の磁石をターゲットに近づくように積み重ねてなる第２の部分とを有し、上記第２の部分の上記ターゲットに対向する磁極端部表面の上記ターゲットの表面との間の距離は、上記第１の部分の上記ターゲットに対向する磁極端部表面の上記ターゲットの表面との間の距離より大きく、
上記が内周磁石は、内側の円周位置に複数の丸型の磁石をターゲットに近づくように積み重ねてなる第３の部分と、上記第３の部分の外側の円周位置に複数の丸型の磁石をターゲットに近づくように積み重ねてなる第４の部分とを有し、上記第３の部分の上記ターゲットに対向する磁極端部表面の上記ターゲットの表面との間の距離は、上記第４の部分の上記ターゲットに対向する磁極端部表面の上記ターゲットの表面との間の距離より大きい
ことを特徴とするスパッタリングカソード。
【請求項４】
ターゲットに磁石端部表面を対向させるように配設された円筒形状の外周磁石と、
当該外周磁石の内側に上記ターゲットに磁極端部表面を対向させるように配設された円柱形状の内周磁石と
を具え、
上記が外周磁石は、内側の円周位置に複数の丸型の磁石をターゲットに近づくように積み重ねてなる第１の部分と、上記第１の部分の外側の円周位置に複数の丸型の磁石をターゲットに近づくように積み重ねてなる第２の部分とを有し、上記第２の部分の上記ターゲットに対向する磁極端部表面の上記ターゲットの表面との間の距離は、上記第１の部分の上記ターゲットに対向する磁極端部表面の上記ターゲットの表面との間の距離より大きく、
上記内周磁石は、内側の円周位置に複数の磁石を配設してなる第３の部分と、上記第３の部分の外側の円周位置に複数の磁石を配設してなる第４の部分とを有し、上記第３の部分の上記ターゲットに対向する磁極端部表面の上記ターゲットの表面との間の距離は、上記第４の部分の上記ターゲットに対向する時極端部表面の上記ターゲットの表面との間の距離より大きい
ことを特徴とするスパッタリングカソード。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のスパッタリングカソードを有するスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にスパッタ法により薄膜を形成するスパッタリング装置に係り、特にターゲットを機能させるスパッタリングカソードの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スパッタリング装置におけるスパッタリングカソードは、ターゲット上に略平行な磁場成分を形成し、電界と磁界をほぼ直交させるマグネトロン・スパッタ法に不可欠な要素である。ターゲット裏面側に永久磁石が設置されているが、その磁石はターゲット面に対して垂直の方向に磁化されるようになっている。
【０００３】
このような磁石の配置構成では、ターゲット面に平行になる磁力線の領域が狭く、安定した放電、さらには基板上への成膜速度に限界があった。また、ターゲット面に平行になる磁力線の領域が狭いと、結局、エロージョン（ターゲット侵食）領域が狭くなってしまう。従って、ターゲットの使用効率が低くなり、製造コストが高くなってしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のスパッタリングカソードにおいて、ターゲット面に平行になる磁力線の領域を広げるためには、より大型の磁石を配備してかつ内外周の磁石の間隔を広げる構成にすればよい。
【０００５】
しかし、上記構成の要求に従うとカソードは大型化してしまい、スパッタリング装置のコスト高を招く。また、カソード重量も増大するので、メンテナンス性も悪くなり、好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その課題は、カソードの大型化をせずに、ターゲット面に平行になる磁力線の領域が広く確保でき、ターゲットの利用効率を向上させ、高効率に大面積の領域に高い均一性をもって高速に成膜できるスパッタリングカソード及びスパッタリング装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、ターゲットに向って磁極端部表面を対向させるように配設された円筒形状の外周磁石と、この外周磁石の内側にターゲットに向って磁極端部表面を対向させるように配設された円柱形状の内周磁石とを有する、構成を基本構成として特定する。
【０００８】
これに加えて、請求項１について、
（ａ）内周磁石は、柱状の１つの磁石でなり、磁極端部表面が外周磁石からみて中央に向って内側に行くに従って、ターゲットから離れて行くように傾斜しており、
（ｂ）外周磁石は、外側の円周位置に配置された複数の磁石でなり、磁極端部表面が内周磁石からみて外側に行くに従って、ターゲットから離れて行くように傾斜している
点を特定する。
【０００９】
また、請求項２について、
（ａ）内周磁石が、上記第２の特徴点の（ａ）と同じ構成を有し、
（ｂ）外周磁石は、上記第２の特徴点の（ｂ）が「複数の磁石」で構成されているのに対して、「１つのリング状の磁石」で構成されている点が相違する
点を特定する。
【００１０】
さらに請求項３について、
（ａ）内周磁石は、内側の円周位置に複数の丸型の磁石を積み重ねてなる第３の部分と、その外側の円周位置に複数の丸型の磁石を積み重ねてなる第４の部分とを有し、内側の第３の部分の磁極端部表面のターゲット表面との間の距離が外側の第４の部分より大きい構成を有し、
（ｂ）外周磁石は、内側の円周位置に複数の丸型の磁石を積み重ねてなる第１の部分と、外側の円周位置に複数の丸型の磁石を積み重ねてなる第２の部分とを有し、外側の第２の部分の磁極端部表面のターゲット表面との間の距離が内側の第１の部分より大きい
点を特定する。
【００１１】
さらに、請求項４について、
（ａ）内周磁石が、上記第４の特徴点の（ａ）が「複数の丸型の磁石を積み重ねた」構成を有することに代えて、「内側及び外側の内周位置に複数の磁石を配設した」構成とし、
（ｂ）外周磁石は、上記第４の特徴点の（ｂ）と同じ構成を有する
点を特定する。
【００１３】
本発明によれば、円柱形状の内周磁石の外側の円周位置に円筒形状の外周磁石を設けると共に、内周磁石においてターゲットを通る磁力線を、内側に広げるように内側に傾斜する面又は段差を形成する磁極端部表面を設けると共に、外周磁石において外側に広げるように外側に傾斜する面又は段差を形成する磁極端部表面を設け、かくして全体としてコンパクトなスパッタリングカソードを実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るスパッタリングカソードを含むスパッタリング装置の要部構成を示す断面図である。カソード１におけるカソード・ハウジング６は、Ｏリング１２を介して絶縁板７と接し、さらにＯリング１４を介して真空容器２に取り付けられている。カソード１と真空容器２の取り付けに用いるボルト１６は、カソード・ハウジング６に接触しないように絶縁カラー９を介して固定されている。
【００１５】
真空容器２は、図示せぬ真空排気系により排気される。また、ガス供給手段により供給されるスパッタリングガスは、ガス導入口ＧＩＮにより導入される。真空容器２内には、カソード１に取り付けられたターゲット４と対向する位置に基板ホルダー３が配置されている。
【００１６】
カソード１にはＯリング１２を介してバッキングプレート５にボンディングされたターゲット４が取り付けられている。ターゲット４の側面にはアースシールド８が配置されている。真空容器２内の基板ホルダー３には図示せぬ基板保持手段があり、これにより、図示せぬ基板が保持される。
【００１７】
ターゲット４の背面には内周磁石１０と外周磁石１１が配置されている。ボルト１６はグランド電位とし、ボルト１５に図示せぬ直流電流により負の電圧を印加する。これにより、ターゲット４の表面付近にはプラズマが発生し、スパッタリングガスがイオン化される。イオン化したスパッタリングガスは、負電位にバイアスされたカソード１に向かい、ターゲット４表面に衝突するため、ターゲット表面から粒子（ターゲット材料）が飛び出す。この飛び出した粒子は基板ホルダー３上にある図示せぬ基板上に成膜される。
【００１８】
また、カソードハウジング６とＯリング１２を介して接触しているバッキングプレート５によってできる空間には冷却水が流れ、スパッタリング中のターゲット４を冷却する。
【００１９】
第１の実施形態における本発明の特徴は、カソード・ハウジング６内に配置された内周磁石１０と外周磁石１１の配置構成である。内周磁石１０は磁極端部表面が周囲内側に傾斜し、外周磁石１１は磁極端部表面が周囲外側に傾斜している。以下、このような内周磁石１０、外周磁石１１を有したスパッタリングカソードについて説明する。
【００２０】
図２は本発明のスパッタリングカソードの要部を示す、図１のカソード１の拡大図である。ターゲット４及びバッキングプレート５の背面には、円筒状の内周磁石１０は内側に、円筒状の外周磁石１１は外側に傾いて円周上に複数個配置されている。
【００２１】
ターゲット４表面には、これら内周磁石１０及び外周磁石１１による磁力線１８が通っている。この磁力線１８がターゲット４表面に平行になる部分ではイオン化したスパッタリングガスがターゲット４表面に衝突し、ターゲット４から粒子が飛び出す。
【００２２】
この第１の実施形態では、内周磁石１０を内側に、外周磁石１１を外側に傾けて磁石取付板１７に取り付けられている。すなわち、磁石取付板１７自体がターゲット４に平行な面から所定角度傾斜していることにより内周磁石１０、外周磁石１１の配置構成が実現されている。また、磁石取付板１７はボルト１９によってカソードハウジング６に取り付けられている。
【００２３】
内周磁石１０と、外周磁石１１の互いの磁極端部表面は逆極性である。磁力線１８は内周磁石１０から出て、一度広がってからターゲット４表面を出て、再度広がって外周磁石１１に向かって進む。
【００２４】
上記実施形態によれば、内外周の磁石１０，１１を傾けて配置したことにより、磁力線が広がってターゲット４表面に漏れるため、エロージョン領域が広く取れる。すなわち、ターゲット４の利用効率が向上する。
【００２５】
さらに、内外周の磁石１０，１１を傾けて配置したことで、ターゲット４表面に漏れる磁力線の、ターゲット４に平行な領域が広く取れる。このため、安定した放電が可能になる。従って、成膜の高速性、信頼性向上に寄与する。これにより、高効率に大面積の領域に高い均一性をもって高速に成膜できる。
【００２６】
さらに、従来と同様のエロージョン領域を得るために必要な磁石部分が小さくできる利点が生じる。このため、よりコンパクトなカソードの製作が可能になり、低コスト化が図れる。
【００２７】
図３は、本発明の第２の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。第１の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付す。内周磁石１０Ｑ及び外周磁石１１Ｑはそれぞれ、各磁極端部表面自体がターゲット４に平行な面から所定角度傾斜した面を有することにより各磁極端部表面が内周磁石１０Ｑでは内側に傾斜、外周磁石１１Ｑでは外側に傾斜している。
【００２８】
すなわち、それぞれの内外周の磁石に関し、ターゲットに近い方の磁極端部が斜めになっており、ターゲットから遠い方の磁極端部はターゲットに平行になっている。この平行になっている磁極表面にて内周磁石１０Ｑ及び外周磁石１１Ｑは磁石取付板１７Ｆにそれぞれ円周上に複数個配置されている。また、磁石取付板１７Ｆもターゲットに平行になっており、カソード・ハウジング６に取り付けられている。
【００２９】
内周磁石１０Ｑと、外周磁石１１Ｑの互いの磁極端部表面は逆極性である。磁力線１８は内周磁石１０Ｑから出て、一度広がってからターゲット４表面を出て、再度広がって外周磁石１１Ｑに向かって進む。
【００３０】
上記実施形態によっても第１の実施形態と同様な効果が得られる。すなわち、内外周の磁石１０Ｑ，１１Ｑの磁極端部表面を傾斜させたことにより、磁力線が広がってターゲット４表面に漏れるため、エロージョン領域が広く取れる。すなわち、ターゲット４の利用効率が向上する。
【００３１】
さらに、内外周の磁石１０Ｑ，１１Ｑの磁極端部表面を傾斜させたことで、ターゲット４表面に漏れる磁力線の、ターゲット４に平行な領域が広く取れる。このため、安定した放電が可能になる。従って、成膜の高速性、信頼性向上に寄与する。これにより、高効率に大面積の領域に高い均一性をもって高速に成膜できる。
【００３２】
さらに、従来と同様のエロージョン領域を得るために必要な磁石部分が小さくできる利点が生じる。このため、よりコンパクトなカソードの製作が可能になり、低コスト化が図れる。
【００３３】
図４は、本発明の第３の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。第２の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付す。第２の実施形態に比べて内周磁石１０Ｒの形態が異なっている。内周磁石１０Ｒは中央に向かって内側に傾斜した面を有する柱状（例えば円柱）の単一体で構成されている。その他は第２の実施形態と同様である。
【００３４】
ここでも、内周磁石１０Ｒと、外周磁石１１Ｑの互いの磁極端部表面は逆極性である。磁力線１８は内周磁石１０Ｒから出て、一度広がってからターゲット４表面を出て、再度広がって外周磁石１１Ｑに向かって進む。
【００３５】
このような構成によれば、第２の実施形態では複数個の内周磁石１０Ｑが必要であるのに対し、内周磁石１０Ｒという一つの磁石に置き換えられている。これにより、内周磁石の設置面積が第２の実施形態より小さくなる。
【００３６】
上記第３の実施形態によっても第１、第２の実施形態と同様な効果が得られる。すなわち、内外周の磁石１０Ｒ，１１Ｑの磁極端部表面を傾斜させたことにより、磁力線が広がってターゲット４表面に漏れるため、エロージョン領域が広く取れる。すなわち、ターゲット４の利用効率が向上する。
【００３７】
さらに、内外周の磁石１０Ｒ，１１Ｑの磁極端部表面を傾斜させたことで、ターゲット４表面に漏れる磁力線の、ターゲット４に平行な領域が広く取れる。このため、安定した放電が可能になる。従って、成膜の高速性、信頼性向上に寄与する。
【００３８】
さらに、従来と同様のエロージョン領域を得るために必要な磁石部分が小さくできる利点が生じる。特に、内周磁石１０Ｒは柱状の単一体で構成されるから、よりコンパクトなカソードの製作が可能になり、低コスト化が図れる。
【００３９】
なお、特に図示しないが変形例として、第１、第２、第３の実施形態に関し、内周磁石１０（１０Ｑ）、外周磁石１１（１１Ｑ）の少なくともいずれかが環状（リング状、円筒状）の単一体の磁石になっていても（つまり、内外周両磁石とも各々リング状（円筒状）となっていても）本発明の実施は可能であり、本発明の範囲内である。
【００４０】
図５は、本発明の第４の実施形態に係るスパッタリングカソードを含むスパッタリング装置の要部構成を示す断面図である。前記図１の第１の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付す。カソード１におけるカソード・ハウジング６は、Ｏリング１２を介して絶縁板７と接し、さらにＯリング１４を介して真空容器２に取り付けられている。カソード１と真空容器２の取り付けに用いるボルト１６は、カソード・ハウジング６に接触しないように絶縁カラー９を介して固定されている。
【００４１】
真空容器２は、図示せぬ真空排気系により排気される。また、ガス供給手段により供給されるスパッタリングガスは、ガス導入口ＧＩＮにより導入される。真空容器２内には、カソード１に取り付けられたターゲット４と対向する位置に基板ホルダー３が配置されている。
【００４２】
カソード１にはＯリング１２を介してバッキングプレート５にボンディングされたターゲット４が取り付けられている。ターゲット４の側面にはアースシールド８が配置されている。真空容器２内の基板ホルダー３には図示せぬ基板保持手段があり、これにより、図示せぬ基板が保持される。
【００４３】
ターゲット４の背面には内周磁石２０と内外周磁石２１が配置されている。ボルト１６はグランド電位とし、ボルト１５に図示せぬ直流電流により負の電圧を印加する。これにより、ターゲット４の表面付近にはプラズマが発生し、スパッタリングガスがイオン化される。イオン化したスパッタリングガスは、負電位にバイアスされたカソード１に向かい、ターゲット４表面に衝突するため、ターゲット表面から粒子（ターゲット材料）が飛び出す。この飛び出した粒子は基板ホルダー３上にある図示せぬ基板上に成膜される。
【００４４】
また、カソードハウジング６とＯリング１２を介して接触しているバッキングプレート５によってできる空間には冷却水が流れ、スパッタリング中のターゲット４を冷却する。
【００４５】
第４の実施形態における本発明の特徴は、カソード・ハウジング６内に配置された内周磁石２０と外周磁石２１の配置構成である。内周磁石２０は二重に囲むように構成され、外周磁石２１も二重に囲むように構成されている。以下、このような内周磁石２０、外周磁石２１を有したスパッタリングカソードについて説明する。
【００４６】
図６は本発明のスパッタリングカソードの要部を示す、図５のカソード１の拡大図である。ターゲット４及びバッキングプレート５の背面には、磁石取付板１７Ｆがボルト１９によってカソードハウジング６に取り付けられている。磁石取付板１７Ｆ上には円筒状の内周磁石２０Ａ及び外周磁石２１Ａが配置されている。内周磁石２０Ａのさらに内周には内周磁石２０Ａよりも磁極端部がターゲット４から離れた円筒状の磁石２０Ｂが配置されている。また、外周磁石２１Ａのさらに外周には外周磁石２１Ａよりも磁極端部がターゲット４から離れた円筒状の磁石２１Ｂが配置されている。
【００４７】
上記４種類の磁石はいずれも各円周上に複数個配置されている。また、上記４種類の磁石を磁石取付板１７Ｆへ固定するには、それぞれケースに入れて取り付ける。すなわち、樹脂等で型を作り、磁石を入れ込む。また、穴あきの磁石を用いてボルトなどで取り付けるなどの方法が考えられる。なお、磁石取付板１７Ｆはボルト１９によってカソードハウジング６に取り付けられている。
【００４８】
ターゲット４表面には、これら内周磁石２０及び外周磁石２１による磁力線１８が通っている。この磁力線１８がターゲット４表面に平行になる部分ではイオン化したスパッタリングガスがターゲット４表面に衝突し、ターゲット４から粒子が飛び出す。
【００４９】
この第４の実施形態では、内周磁石２０はより内側に設けたものほど磁極端部表面とターゲット４との離間距離が大きく（２０Ｂ）、外周磁石２１はより外側に設けたものほど磁極端部表面とターゲット４との離間距離が大きくなっている（２１Ｂ）。
【００５０】
内周磁石２０と、外周磁石２１の互いの磁極端部表面は逆極性である。磁力線１８は内周磁石２０Ｑから出て、一度広がってからターゲット４表面を出て、再度広がって外周磁石１１Ｑに向かって進む。
【００５１】
上記実施形態によれば、内外周の磁石２０，２１をそれぞれ二重に設け、磁極端部に段差をつけて配置したことにより、磁力線が広がってターゲット４表面に漏れるため、エロージョン領域が広く取れる。すなわち、ターゲット４の利用効率が向上する。
【００５２】
さらに、内外周の磁石２０，２１をそれぞれ二重に設け、磁極端部に段差をつけて配置したことで、ターゲット４表面に漏れる磁力線の、ターゲット４に平行な領域が広く取れる。このため、安定した放電が可能になる。従って、成膜の高速性、信頼性向上に寄与する。これにより、高効率に大面積の領域に高い均一性をもって高速に成膜できる。
【００５３】
さらに、従来と同様のエロージョン領域を得るために必要な磁石部分が小さくできる利点が生じる。このため、よりコンパクトなカソードの製作が可能になり、低コスト化が図れる。
【００５４】
図７は、本発明の第５の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。第４の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付す。内周磁石２０及び外周磁石２１をそれぞれ２重以上、例えば各３列（三重）とし、第４の実施例と同様に磁力線１８の平行な領域を広く取れるよう上記各３列が段差をつけて配置されている。
【００５５】
すなわち、内周磁石２０は、２０Ｃ→２０Ｄ→２０Ｅというように、より内側に設けたものほど、磁極端部表面とターゲット４との離間距離が大きく設定される。かつ、外周側磁石２１は、２１Ｃ→２１Ｄ→２１Ｅというように、より外側に設けたものほど磁極端部表面とターゲット４との離間距離が大きく設定される。
【００５６】
内周磁石２０（２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ）と、外周磁石２１（２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ）互いの磁極端部表面は逆極性である。磁力線１８は内周磁石２０から出て、一度広がってからターゲット４表面を出て、再度広がって外周磁石２１に向かって進む。
【００５７】
上記実施形態によれば、内外周の磁石２０，２１をそれぞれ二重以上に設け、磁極端部により細かい段差をつけて配置したことにより、磁力が増大すると共に、磁力線が広がってターゲット４表面に漏れるため、エロージョン領域が広く取れる。すなわち、ターゲット４の利用効率が向上する。
【００５８】
さらに、内外周の磁石２０，２１をそれぞれ二重以上に設け、磁極端部により細かい段差をつけて配置したことで、ターゲット４表面に漏れる磁力線の、ターゲット４に平行な領域が広く取れる。このため、安定した放電が可能になる。従って、成膜の高速性、信頼性向上に寄与する。これにより、高効率に大面積の領域に高い均一性をもって高速に成膜できる。
【００５９】
さらに、従来と同様のエロージョン領域を得るために必要な磁石部分が小さくできる利点が生じる。このため、よりコンパクトなカソードの製作が可能になり、低コスト化が図れる。
【００６０】
図８は、本発明の第６の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。この実施形態は上記第４、第５の実施形態を変形した構成であり、同様の符号を付している。内周磁石２０は図６と同様に２列（２０Ａ，２０Ｂ）で配置され、外周磁石２１は図７と同様に３列（２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ）で配置されている。
【００６１】
図９は、本発明の第７の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。この実施形態は上記第４、第５の実施形態を変形した構成であり、同様の符号を付している。内周磁石２０は図７と同様に３列（２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ）で配置され、外周磁石２１は図６と同様に２列（２１Ａ，２１Ｂ）で配置されている。
【００６２】
これら第６、第７の実施形態によっても、上記第４，第５の実施形態で示した構成と同様の作用効果を有するものである。すなわち、ターゲット４におけるエロージョン領域が広く取れ、ターゲット４の利用効率が向上する。さらに、基板への成膜速度向上に寄与する。また、ターゲット４に平行な領域が広く取れるので、安定した放電が可能になり、成膜の信頼性向上に寄与する。さらに、従来と同様のエロージョン領域を得るために必要な磁石部分が小さくできるので、より低コストでコンパクトなカソードの製作が可能になる。
【００６３】
図１０は、本発明の第８の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。第４の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付す。内周磁石２０及び外周磁石２１に関し、各々二重に構成され、より内側に設けた内周磁石ほど磁極端部表面とターゲット４との離間距離が大きく（２０Ｇ）、より外側に設けた外周側磁石ほど磁極端部表面とターゲット４との離間距離が大きい（２１Ｇ）ことは第４の実施形態と変わりないが、磁石の構成自体に特徴がある。
【００６４】
この実施形態では、内周磁石２０Ｆ，２０Ｇ及び外周磁石２１Ｆ，２１Ｇに関し、それぞれ丸型の磁石３０，３１をターゲット４に近づくように積み重ねた構成となっている。磁石３０，３１は互いに逆極性で配列し、磁極端部が内／外周磁石で互いに逆極性になるように構成されている。すなわち、樹脂等で型を作り、丸型の磁石を入れ込む。これにより、積み重ねることによる磁力増大を図っている。
【００６５】
図１１は、本発明の第９の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。内周磁石２０に第４の実施形態を、外周磁石２１に第８の実施形態を適用した変形例である。このように、内周側磁石、外周側磁石に関し少なくともいずれかは丸型の磁石をターゲット４に近づくように積み重ねた構成としてもよい。もちろん、磁極端部は内／外周磁石で互いに逆極性になるように構成されている。
【００６６】
以上各実施形態によれば、スパッタリング装置に各実施形態に示したようなスパッタリングカソードを設けることにより、ターゲット４表面に漏れる磁力線が広がり、ターゲット４に平行な領域が広く取れ、また、エロージョン領域が広く取れる。従って、カソードの小型化、低コスト化がなされつつ、ターゲット４の利用効率の向上と共に、基板への成膜速度向上、安定した放電が得られ、成膜の信頼性向上が期待できる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ターゲット背面のカソードにおける内／外周磁石を、磁力線が広がってターゲット表面に平行な領域が広く取れるように、また、エロージョン領域が広く取れるように特有な配置、構成としたことによって、ターゲットの利用効率の向上、基板への成膜速度向上、安定した放電等が実現されつつ、高効率に大面積の領域に高い均一性をもって高速に成膜できる、よりコンパクトで低コストな高信頼性のスパッタリングカソード及びスパッタリング装置提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスパッタリングカソードを含むスパッタリング装置の要部構成を示す断面図である。
【図２】本発明のスパッタリングカソードの要部を示す、図１におけるカソードの拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るスパッタリングカソードを含むスパッタリング装置の要部構成を示す断面図である。
【図６】本発明のスパッタリングカソードの要部を示す、図５のカソードの拡大図である。
【図７】本発明の第５の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。
【図８】本発明の第６の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。
【図９】本発明の第７の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。
【図１０】本発明の第８の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。
【図１１】本発明の第９の実施形態を示すスパッタリングカソードの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１…カソード、２…真空容器、３…基板ホルダー、４…ターゲット、５…バッキングプレート、６…カソード・ハウジング、７…絶縁板、８…アースシールド、９…絶縁カラー、１０，２０…外周磁石、１１，２１…内周磁石、１２，１３，１４…Ｏリング、１５，１６，１９…ボルト、１８…磁力線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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