JP2001032067A - 成膜用磁石とそれを用いた成膜方法及びその装置 - Google Patents
成膜用磁石とそれを用いた成膜方法及びその装置Info
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- JP2001032067A JP2001032067A JP11207261A JP20726199A JP2001032067A JP 2001032067 A JP2001032067 A JP 2001032067A JP 11207261 A JP11207261 A JP 11207261A JP 20726199 A JP20726199 A JP 20726199A JP 2001032067 A JP2001032067 A JP 2001032067A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 主にマグネトロンスパッタ装置に使用し、タ
ーゲット表面に磁界を発生させて、ターゲットの利用効
率を図るための成膜用磁石とそれを用いた成膜方法及び
その装置に関する。 【解決手段】マグネトロンスパッタ装置等のターゲット
の表面に磁界を形成する磁石であって、磁石が略円柱状
に形成された本体に、磁石を同一極が揃うように螺旋状
に埋設又は螺旋状に貫通埋設して形成されている成膜用
磁石からなり、この成膜用磁石を用いて、磁界のウエー
ブを連続形成することを特徴とする。
ーゲット表面に磁界を発生させて、ターゲットの利用効
率を図るための成膜用磁石とそれを用いた成膜方法及び
その装置に関する。 【解決手段】マグネトロンスパッタ装置等のターゲット
の表面に磁界を形成する磁石であって、磁石が略円柱状
に形成された本体に、磁石を同一極が揃うように螺旋状
に埋設又は螺旋状に貫通埋設して形成されている成膜用
磁石からなり、この成膜用磁石を用いて、磁界のウエー
ブを連続形成することを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主にマグネトロン
スパッタ装置に使用し、ターゲット表面に磁界を発生す
るための成膜用磁石とそれを用いた成膜方法、及びその
装置に関する。
スパッタ装置に使用し、ターゲット表面に磁界を発生す
るための成膜用磁石とそれを用いた成膜方法、及びその
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、マグネトロン型のスパッタ装置は
基板に平行(対向して)に設けられターゲットの表面に
磁界を発生すべく、ターゲットの裏面にN極を中心にS
極がこれを取り囲むように設けられている。そして、タ
ーゲットのスパッタはエロージョン領域(高密度にプラ
ズマが集中する領域)に集中し、それ以外の領域(中央
部や周辺部…非エロージョン領域)では、ターゲット表
面がスパッタされずに残ってしまい、さらに、スパッタ
粒子が再付着することになる。これにより、異常放電の
原因等が発生することとなる。
基板に平行(対向して)に設けられターゲットの表面に
磁界を発生すべく、ターゲットの裏面にN極を中心にS
極がこれを取り囲むように設けられている。そして、タ
ーゲットのスパッタはエロージョン領域(高密度にプラ
ズマが集中する領域)に集中し、それ以外の領域(中央
部や周辺部…非エロージョン領域)では、ターゲット表
面がスパッタされずに残ってしまい、さらに、スパッタ
粒子が再付着することになる。これにより、異常放電の
原因等が発生することとなる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、特開平2−3
05960号に記載のマグネトロンスパッタ装置が考え
られた。この装置は、図4に示すように、ターゲットの
裏面側に設けられた磁石をターゲット面に対して平行状
態で回転することでターゲットの非エロージョン領域の
減少を図るものである。しかしながら、この装置ではタ
ーゲット表面への磁界の発生位置を変化させることがで
きるものの、磁界の発生が偏るために均一にターゲット
がスパッタされることなく、また、磁石の回転速度を上
げる構成にも構造的に無理があり、依然としてターゲッ
トの利用効率は低いものであった。これを解決すべく、
図5に示すようなターゲットに対して直行方向での磁石
を回転する方法(本体に棒状磁石を一列に貫通埋設して
形成した回転式磁石)が考えられた(U.S.Pate
nt5399253号)。
05960号に記載のマグネトロンスパッタ装置が考え
られた。この装置は、図4に示すように、ターゲットの
裏面側に設けられた磁石をターゲット面に対して平行状
態で回転することでターゲットの非エロージョン領域の
減少を図るものである。しかしながら、この装置ではタ
ーゲット表面への磁界の発生位置を変化させることがで
きるものの、磁界の発生が偏るために均一にターゲット
がスパッタされることなく、また、磁石の回転速度を上
げる構成にも構造的に無理があり、依然としてターゲッ
トの利用効率は低いものであった。これを解決すべく、
図5に示すようなターゲットに対して直行方向での磁石
を回転する方法(本体に棒状磁石を一列に貫通埋設して
形成した回転式磁石)が考えられた(U.S.Pate
nt5399253号)。
【0004】しかし、この場合もターゲット表面への磁
界の形成は同図に示すような(N極とS極とが180度
のわりで交互にターゲット側にくるだけであるために)
強弱のある磁界が交互に形成されるだけで、非エロージ
ョン領域を十分に減少させることができないという欠点
があった。
界の形成は同図に示すような(N極とS極とが180度
のわりで交互にターゲット側にくるだけであるために)
強弱のある磁界が交互に形成されるだけで、非エロージ
ョン領域を十分に減少させることができないという欠点
があった。
【0005】そこで、本発明は、このような実情に鑑み
てなされたもので、ターゲットに対して、エロージョン
領域を拡大し、均一で精度のよいスパッタを可能とする
成膜用磁石とそれを用いた成膜方法及びその装置を提供
する。
てなされたもので、ターゲットに対して、エロージョン
領域を拡大し、均一で精度のよいスパッタを可能とする
成膜用磁石とそれを用いた成膜方法及びその装置を提供
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、マグネトロンスパッタ装置等のターゲッ
トの表面に磁界を形成する磁石であって、該磁石が略円
柱状に形成された本体に棒状磁石を同一極が揃うように
螺旋状に埋設又は螺旋状に貫通埋設して形成されている
ことを特徴とする。
め、本発明は、マグネトロンスパッタ装置等のターゲッ
トの表面に磁界を形成する磁石であって、該磁石が略円
柱状に形成された本体に棒状磁石を同一極が揃うように
螺旋状に埋設又は螺旋状に貫通埋設して形成されている
ことを特徴とする。
【0007】また、マグネトロンスパッタ装置等のター
ゲットの表面に磁界を形成すべくターゲットの裏面で少
なくとも2以上の請求項1記載の成膜用磁石を回転駆動
してターゲット表面全体に均一な磁界を形成することを
特徴とする。
ゲットの表面に磁界を形成すべくターゲットの裏面で少
なくとも2以上の請求項1記載の成膜用磁石を回転駆動
してターゲット表面全体に均一な磁界を形成することを
特徴とする。
【0008】さらに、基板に対向して設けられたターゲ
ットと、ターゲットの裏面に設けられた磁石とからなる
マグネトロンスパッタ等の成膜装置において、前記磁石
がターゲットの外周面側に設けられた固定磁石と、固定
磁石間に設けられた少なくとも2以上の請求項1記載の
成膜用磁石とからなり、しかも、各成膜用磁石がそれぞ
れ軸心を中心に回転駆動すべく構成されていることを特
徴とする。
ットと、ターゲットの裏面に設けられた磁石とからなる
マグネトロンスパッタ等の成膜装置において、前記磁石
がターゲットの外周面側に設けられた固定磁石と、固定
磁石間に設けられた少なくとも2以上の請求項1記載の
成膜用磁石とからなり、しかも、各成膜用磁石がそれぞ
れ軸心を中心に回転駆動すべく構成されていることを特
徴とする。
【0009】具体的には、成膜用磁石は、隣り合う成膜
用磁石の極が逆になるように配置されていることであ
る。
用磁石の極が逆になるように配置されていることであ
る。
【0010】
【作用】即ち、本発明は、磁石を、略円柱状に形成され
た本体と、該本体に棒状磁石を同一極が揃うように螺旋
状に埋設して形成、又は螺旋状に貫通埋設して形成する
ことで、マグネトロンスパッタ装置のターゲットの表面
に磁界を形成すべくターゲットの裏面で少なくとも2以
上この成膜用磁石を設け、さらに回転駆動することによ
り、ターゲット表面に同一強度の磁界のウエーブを連続
形成することでができる。
た本体と、該本体に棒状磁石を同一極が揃うように螺旋
状に埋設して形成、又は螺旋状に貫通埋設して形成する
ことで、マグネトロンスパッタ装置のターゲットの表面
に磁界を形成すべくターゲットの裏面で少なくとも2以
上この成膜用磁石を設け、さらに回転駆動することによ
り、ターゲット表面に同一強度の磁界のウエーブを連続
形成することでができる。
【0011】この、成膜用磁石をターゲットの外周面側
に設けられた固定磁石間に少なくとも2以上設けること
により、固定磁石と成膜用磁石との間、及び各成膜用磁
石間に複数の磁界を発生させることができ、さらに、そ
の磁界が成膜用磁石の回転駆動で、強い同一磁界の連続
ウエーブとすることができるので、ターゲットのエロー
ジョン域の拡大(利用効率の拡大)が可能となり、さら
に、均一なスパッタ、即ち均一な膜を基板に成膜するこ
とができることとなる。この際、当然のこととである
が、成膜用磁石の隣り合う磁石間の極が逆になるように
配置されている。
に設けられた固定磁石間に少なくとも2以上設けること
により、固定磁石と成膜用磁石との間、及び各成膜用磁
石間に複数の磁界を発生させることができ、さらに、そ
の磁界が成膜用磁石の回転駆動で、強い同一磁界の連続
ウエーブとすることができるので、ターゲットのエロー
ジョン域の拡大(利用効率の拡大)が可能となり、さら
に、均一なスパッタ、即ち均一な膜を基板に成膜するこ
とができることとなる。この際、当然のこととである
が、成膜用磁石の隣り合う磁石間の極が逆になるように
配置されている。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に沿って説明する。図1は成膜用磁石を示す概略斜視
図、図2は本装置、即ちマグネトロンスパッタ装置へ成
膜用磁石を利用した状態を示す概略平面図である。この
図において、成膜用磁石1は、略円柱状の磁石本体2
と、本体2に螺旋状に貫通状態で埋設した棒状磁石3と
からなる。この棒状磁石3の極は同一面の螺旋に沿って
同じ極を配置する。この磁石本体2の形状は回転駆動に
適する形状であれば、多角形柱状であってもよい。ま
た、棒状磁石3は磁石本体2に螺旋状の両面にそれぞれ
磁石3を埋設して形成することも可能である。
面に沿って説明する。図1は成膜用磁石を示す概略斜視
図、図2は本装置、即ちマグネトロンスパッタ装置へ成
膜用磁石を利用した状態を示す概略平面図である。この
図において、成膜用磁石1は、略円柱状の磁石本体2
と、本体2に螺旋状に貫通状態で埋設した棒状磁石3と
からなる。この棒状磁石3の極は同一面の螺旋に沿って
同じ極を配置する。この磁石本体2の形状は回転駆動に
適する形状であれば、多角形柱状であってもよい。ま
た、棒状磁石3は磁石本体2に螺旋状の両面にそれぞれ
磁石3を埋設して形成することも可能である。
【0013】この成膜用磁石1をターゲット5の裏面側
に設けられた固定磁石6,6(上面がN極)間にS極、
N極、S極(先端側の棒状磁石3の極)の順に3本配置
し、駆動源(図示せず)により軸心を中心に回転駆動す
べく構成する。この際、配置する成膜用磁石1の数はタ
ーゲット5の大きさ、材質等に応じて種々変更可能であ
る。基本的には奇数本数配置することが、固定磁石6と
の磁界を形成する関係上(即ちN極からS極への磁場の
形成の関係上(多く磁場を同時に形成する必要があるた
めに))好ましい。さらに、成膜用磁石1の距離(d)
は成膜用磁石1とターゲット5表面との距離(t)の2
倍以上が好ましい。(これにより、ターゲット5表面に
適当な磁界(エロージョン領域を拡げる)が形成され
る。)
に設けられた固定磁石6,6(上面がN極)間にS極、
N極、S極(先端側の棒状磁石3の極)の順に3本配置
し、駆動源(図示せず)により軸心を中心に回転駆動す
べく構成する。この際、配置する成膜用磁石1の数はタ
ーゲット5の大きさ、材質等に応じて種々変更可能であ
る。基本的には奇数本数配置することが、固定磁石6と
の磁界を形成する関係上(即ちN極からS極への磁場の
形成の関係上(多く磁場を同時に形成する必要があるた
めに))好ましい。さらに、成膜用磁石1の距離(d)
は成膜用磁石1とターゲット5表面との距離(t)の2
倍以上が好ましい。(これにより、ターゲット5表面に
適当な磁界(エロージョン領域を拡げる)が形成され
る。)
【0014】次に、上記装置を使用して、実際の磁界の
形成状態を説明する。即ち、螺旋状磁石1が回転してい
ない状態では、図3の(イ)に示すように、手前側(先
端側の棒状磁石3の極)は固定磁石6,6のN極から成
膜用磁石1の両側のS極への磁場と、真ん中の成膜用磁
石1のN極から、両側の成膜用磁石1のS極への磁場と
が形成されている。さらに、成膜用磁石1の中央部で
は、両側の成膜用磁石1のN極から真ん中の成膜用磁石
1のS極への磁場が形成され、下方側では、固定磁石6
のN極から成膜用磁石1の両側のS極への磁場と、真ん
中の成膜用磁石1のN極から、両側の成膜用磁石1のS
極への磁場とが形成されている。即ち、ターゲット5面
に多くの磁場が形成されている。
形成状態を説明する。即ち、螺旋状磁石1が回転してい
ない状態では、図3の(イ)に示すように、手前側(先
端側の棒状磁石3の極)は固定磁石6,6のN極から成
膜用磁石1の両側のS極への磁場と、真ん中の成膜用磁
石1のN極から、両側の成膜用磁石1のS極への磁場と
が形成されている。さらに、成膜用磁石1の中央部で
は、両側の成膜用磁石1のN極から真ん中の成膜用磁石
1のS極への磁場が形成され、下方側では、固定磁石6
のN極から成膜用磁石1の両側のS極への磁場と、真ん
中の成膜用磁石1のN極から、両側の成膜用磁石1のS
極への磁場とが形成されている。即ち、ターゲット5面
に多くの磁場が形成されている。
【0015】この状態で、成膜用磁石1が回転を始める
と、約90度回転した時点で同図(ロ)に示すように、
上方の固定磁石6,6のN極から成膜用磁石1の両側の
S極への磁場が(イ)の状態よりさらに多く形成される
とともに、全体の磁場が(イ)の状態より下方側へと移
動することとなる。
と、約90度回転した時点で同図(ロ)に示すように、
上方の固定磁石6,6のN極から成膜用磁石1の両側の
S極への磁場が(イ)の状態よりさらに多く形成される
とともに、全体の磁場が(イ)の状態より下方側へと移
動することとなる。
【0016】さらに、成膜用磁石1を回転して約180
度回転すると、同図(ハ)に示すように、成膜用磁石1
の極がそれぞれ、スタート時と逆に、即ち、上方では両
側の成膜用磁石1のN極から真ん中の成膜用磁石1のS
極への磁場が形成され、中央部では、真ん中の成膜用磁
石1のN極から両側の成膜用磁石1のS極への磁場と、
固定磁石6,6のN極から成膜用磁石1の両側のS極へ
の磁場が形成され、下方側では両側の成膜用磁石1のN
極から真ん中の成膜用磁石1のS極への磁場が形成され
ている。
度回転すると、同図(ハ)に示すように、成膜用磁石1
の極がそれぞれ、スタート時と逆に、即ち、上方では両
側の成膜用磁石1のN極から真ん中の成膜用磁石1のS
極への磁場が形成され、中央部では、真ん中の成膜用磁
石1のN極から両側の成膜用磁石1のS極への磁場と、
固定磁石6,6のN極から成膜用磁石1の両側のS極へ
の磁場が形成され、下方側では両側の成膜用磁石1のN
極から真ん中の成膜用磁石1のS極への磁場が形成され
ている。
【0017】このように、固定磁石6,6と成膜用磁石
1の両側間、及び成膜用磁石1の両側間と真ん中の成膜
用磁石1間の磁場は回転に応じて常に下方側へ移動する
とともに、新たな磁場が上方に形成されることとなる。
この磁場は、磁石の螺旋状に応じて連続的に磁場のウエ
ーブとしてターゲット5表面に形成されてることとな
る。このため、ターゲット5表面の非エロージョン域が
消滅又は減少することとなり、さらに,ターゲット5の
均一な減少を可能にする。これは,基板(図示せず)へ
のスパッタ粒子の均一な堆積を可能にすることとなる。
従って、近年需要の多い大型基板の成膜に対しても最適
な装置と成りうる。
1の両側間、及び成膜用磁石1の両側間と真ん中の成膜
用磁石1間の磁場は回転に応じて常に下方側へ移動する
とともに、新たな磁場が上方に形成されることとなる。
この磁場は、磁石の螺旋状に応じて連続的に磁場のウエ
ーブとしてターゲット5表面に形成されてることとな
る。このため、ターゲット5表面の非エロージョン域が
消滅又は減少することとなり、さらに,ターゲット5の
均一な減少を可能にする。これは,基板(図示せず)へ
のスパッタ粒子の均一な堆積を可能にすることとなる。
従って、近年需要の多い大型基板の成膜に対しても最適
な装置と成りうる。
【0018】尚、上記実施例では、成膜用磁石1に埋設
等した磁石3を棒状に形成したが、磁石の形状はこれに
限定されるものでなく、例えば、球形磁石で形成するこ
とも可能である。要は、本体2に螺旋状に極を同一で磁
石が設けられていればよく、その磁石の形状は問うもの
でない。
等した磁石3を棒状に形成したが、磁石の形状はこれに
限定されるものでなく、例えば、球形磁石で形成するこ
とも可能である。要は、本体2に螺旋状に極を同一で磁
石が設けられていればよく、その磁石の形状は問うもの
でない。
【0019】
【発明の効果】このように、本発明による成膜用磁石を
マグネトロンスパッタ装置に用いることで、ターゲット
表面の非エロージョン域を消滅又は減少することが可能
で、ターゲットの利用効率を格段に上げ、コストを低減
することができるという利点を得た。
マグネトロンスパッタ装置に用いることで、ターゲット
表面の非エロージョン域を消滅又は減少することが可能
で、ターゲットの利用効率を格段に上げ、コストを低減
することができるという利点を得た。
【0020】さらに、基板へのスパッタ粒子の均一な堆
積を可能にし、大型基板の成膜に対しても最適な装置を
提供することができるという大いなる利点を得ることが
できた。
積を可能にし、大型基板の成膜に対しても最適な装置を
提供することができるという大いなる利点を得ることが
できた。
【図1】は本発明の螺旋状磁石の一例を示す概略斜視
図。
図。
【図2】は本発明のマドネトロンスパッタ装置の一例を
示す概略側面図。
示す概略側面図。
【図3】は螺旋状磁石の回転時の磁場の形成状態を示
し、(イ)は螺旋状磁石の停止時、(ロ)は90度回転
した状態時、(ハ)は180度回転した状態時を示す。
し、(イ)は螺旋状磁石の停止時、(ロ)は90度回転
した状態時、(ハ)は180度回転した状態時を示す。
【図4】は従来のマドネトロンスパッタ装置の磁石の回
転による磁場の形成状態を示す概略側面図。
転による磁場の形成状態を示す概略側面図。
【図5】は従来の回転磁石の磁場を示す概略側面図。
1…成膜用磁石 2…本体 3…棒状磁石 5…ターゲット 6…固定磁石
Claims (4)
- 【請求項1】 マグネトロンスパッタ装置等のターゲッ
トの表面に磁界を形成する磁石であって、磁石が略円柱
状に形成された本体に磁石を同一極が揃うように螺旋状
に埋設又は螺旋状に貫通埋設して形成されていることを
特徴とする成膜用磁石。 - 【請求項2】 マグネトロンスパッタ装置等のターゲッ
トの表面に磁界を形成すべくターゲットの裏面で少なく
とも2以上の請求項1記載の成膜用磁石を回転駆動して
磁界のウエーブを連続形成することを特徴とする成膜方
法。 - 【請求項3】 基板に対向して設けられたターゲット
と、ターゲットの裏面に設けられた磁石とからなるマグ
ネトロンスパッタ等の成膜装置において、前記磁石がタ
ーゲットの外周面側に設けられた固定磁石と、固定磁石
間に設けられた少なくとも2以上の請求項1記載の成膜
用磁石とからなり、しかも、成膜用磁石がそれぞれ回転
駆動すべく構成されていることを特徴とする成膜装置。 - 【請求項4】 成膜用磁石は、隣り合う各磁石間の極が
逆になるように配置されている請求項3記載の成膜装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11207261A JP2001032067A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 成膜用磁石とそれを用いた成膜方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11207261A JP2001032067A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 成膜用磁石とそれを用いた成膜方法及びその装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001032067A true JP2001032067A (ja) | 2001-02-06 |
Family
ID=16536873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11207261A Pending JP2001032067A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 成膜用磁石とそれを用いた成膜方法及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001032067A (ja) |
Cited By (8)
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---|---|---|---|---|
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-
1999
- 1999-07-22 JP JP11207261A patent/JP2001032067A/ja active Pending
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