(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットの前方にマグネトロン放電用の磁界を形成する永久磁石を該ターゲットの背後に設けると共に該ターゲットの前方にＲＦ誘導放電用コイルを設けたスパッタリング装置に於いて、冷却水の循環通路を備えた容器状のカソードケース内を真空に排気してその内部に該永久磁石を収容し、該カソードケース及び該ＲＦ誘導放電用コイルの周囲をスパッタ粒子放出用開口を有する金属製カバーで覆ったことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
上記容器状のカソードケースはバッキングプレートにより上記永久磁石収容空間を密閉したことを特徴とする請求項１に記載の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、高真空中で安定したマグネトロン放電を発生させて成膜を行うスパッタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スパッタリング装置として、ターゲットの背後に永久磁石を設け、この磁石により該ターゲットの前面に磁界を形成し、該ターゲットにカソード電位を投入してその前方にマグネトロン放電を発生させ、該ターゲットのスパッタ粒子をこれに対向して設けた基板に薄膜状に付着させる形式のものが知られている。しかし、この構成のスパッタリング装置では、１０-2Ｐａ台の真空中では放電が発生しないか或いは放電不安定になって成膜を行えなくなる不都合があり、これを解消するため、ターゲットの前方にＲＦ誘導放電用コイルを設け、該コイルへの通電により生じる放電を該マグネトロン放電と重合させる形式のマグネトロンスパッタリング装置（誘導結合ＲＦプラズマ支援マグネトロンスパッタ装置）が提案されている。この装置では、スパッタ電力として直流でも高周波でも使用できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の誘導結合ＲＦプラズマ支援マグネトロンスパッタ装置は、成膜室内を高真空のクリーンな雰囲気としてスパッタ成膜を行える利点がある。しかし、ターゲットは消耗品であり、これの交換のために該スパッタ装置を取り外すと成膜室内のクリーンな雰囲気が破壊されてしまう。該成膜室内の真空圧として例えば１０-7Ｐａ台以下の超高真空が要求されている場合には、短い排気時間でクリーンな環境を得るため、再使用の際には該スパッタ装置を取り付けたのち該成膜室内をベーキングする必要がある。しかし、該スパッタ装置ではベーキングの熱のためバッキングプレートにボンディングされているターゲットが外れたり、ＲＦコイルが損傷することになり、これは好ましくない。
【０００４】
本発明は、ベーキングに耐え得、且つスパッタ粒子の方向性が揃い、超高真空中での使用に適して１μｍ以下の極微細部にも成膜可能な誘導結合ＲＦプラズマ支援マグネトロンスパッタ装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、ターゲットの前方にマグネトロン放電用の磁界を形成する永久磁石を該ターゲットの背後に設けると共に該ターゲットの前方にＲＦ誘導放電用コイルを設けたスパッタリング装置に於いて、冷却水の循環通路を備えた容器状のカソードケース内を真空に排気してその内部に該永久磁石を収容し、該カソードケース及び該ＲＦ誘導放電用コイルの周囲をスパッタ粒子放出用開口を有する金属製カバーで覆うことにより、上記の目的を達成するようにした。該容器状のカソードケースはバッキングプレートにより該永久磁石収容空間を密閉することが好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図面に基づき本発明の実施の形態を説明すると、図１に於いて符号１はバッキングプレート２にボンディングされたターゲット、３ａ、３ｂは該ターゲット１の背後に設けられた永久磁石、４は該ターゲット１の前方に設けた円弧状のＲＦ誘導放電用コイルを示す。該永久磁石３ａ、３ｂは、フランジ５に取り付けた円筒形の電極保持筒６に円筒形のカソードケース７を介して取り付けされる。該フランジ５には該電極保持筒６の外周を覆う金属製の外筒８を取り付け、これの先端部に該ターゲット１の面積よりも多少大きい開口９を有するアースシールド１０を取り付けした。該ＲＦ誘導放電用コイル４の両端は、該外筒８に沿って設けた２本の給電ロッド１１、１１により支持した。該ターゲット１、バッキングプレート２、永久磁石３ａ、３ｂ及びカソードケース７は、カソード電極２０を構成し、これに直流若しくはＲＦ電力が投入されると適当なアノードとの間で放電が発生する。
【０００７】
以上の構成は従来の誘導結合ＲＦプラズマ支援マグネトロンスパッタ装置と略同様で、カソード電極２０への通電で該永久磁石３ａ、３ｂの磁界に拘束されたマグネトロン放電が発生するが、この放電は超高真空中では不安定になる等の不都合があるため、ＲＦ誘導放電用コイル４にも通電してこれに放電を生じさせ、この放電が該マグネトロン放電と結合することで超高真空中でも安定に放電が維持できる。しかし、以上の構成ではベーキングしたときに上記したＲＦ誘導放電用コイル４の損傷等の不都合を生じるが、本発明では該カソードケース７の内部に冷却水の循環通路１２を設け、該永久磁石３ａ、３ｂを該カソードケース７内にその内部を真空に排気した状態で密封収容し、該ＲＦ誘導放電用コイル４及び該カソード電極の周囲をスパッタ粒子放出用開口１３を有する金属製カバー１４で覆うようにした。
【０００８】
図示の例では、該循環通路１２を、カソードケース７の内部の中間に設けた区画壁１５を環状に窪ませ、これに蓋１６を施すことにより形成し、該金属製カバー１４には、内面を鏡面に処理したＳＵＳを使用して製作した。該金属製カバー１４のスパッタ粒子放出開口１３は、ターゲット１の直径よりも多少大きい直径の円形のの開口を形成し、該外筒８の先端部に該カバー１４を取り付けした。冷却水は該蓋１６に接続したパイプ１７、１７を介して給排される。１９はヨークである。
【０００９】
該スパッタ装置は真空排気された成膜室内１８に設けられ、上記したようにカソード電極２０及びＲＦ誘導放電用コイル４への通電でスパッタ成膜を行うが、その作動時間の経過と共にターゲット１が消耗するので該成膜室内１８を一旦大気圧に戻し、該スパッタ装置全体を外部へ取り出してターゲット１を新たなものに交換する。この後、該スパッタ装置を成膜室内１８へ収め、再びスパッタ成膜を行うが、該成膜室１８内を超高真空にすることの要望がある場合、該スパッタ装置及び成膜室をベーキングする必要がある。しかしこの時のベーキング熱は該金属カバー１４により遮断されると共に該循環通路１２に循環させた冷却水により冷却され、ターゲット１やＲＦ誘導放電用コイル４がベーキングの熱により損傷することを防止でき、また、永久磁石３ａ、３ｂが真空のカソードケース７内に設けられているため熱による損傷を受けず、磁石からの放出ガスが成膜室１８へ漏れ出すこともない。
【００１０】
【発明の効果】
以上のように本発明によるときは、ＲＦ誘導放電用コイルを備えた誘導結合ＲＦプラズマ支援マグネトロンスパッタ装置のカソードケースに冷却水の循環通路を設け、該ケース内を真空に排気してその内部に永久磁石を収容し、該ケース及び該コイルの周囲をスパッタ粒子放出用開口を有する金属製カバーで覆ったので、該コイルやターゲットが損傷せずベーキングに耐えられるようになり、成膜室を迅速に超高真空に排気でき、その構成も簡単で安価に製作できる等の効果があり、スパッタ粒子の方向性が極めてすぐれているため１μｍ以下のラインや穴等の極微細部への成膜も可能である効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図
【図２】図１の２−２線部分の平面図
【符号の説明】
１  ターゲット、２  バッキングプレート、３ａ・３ｂ  永久磁石、４  ＲＦ誘導放電用コイル、７  カソードケース、１２  循環通路、１３  スパッタ粒子放出用開口、１４  金属製カバー、２０  カソード電極、
【図１】
0003821893.tif 000002
【図２】
0003821893.tif 000003