JP3252434B2 - マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents
マグネトロンスパッタ装置Info
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- JP3252434B2 JP3252434B2 JP07842292A JP7842292A JP3252434B2 JP 3252434 B2 JP3252434 B2 JP 3252434B2 JP 07842292 A JP07842292 A JP 07842292A JP 7842292 A JP7842292 A JP 7842292A JP 3252434 B2 JP3252434 B2 JP 3252434B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネトロンスパッタ
装置に関し、特に非磁性ターゲット上の端部の漏洩磁界
の水平成分の強度と中央部の漏洩磁界の水平成分の強度
とを同程度になるようにし、さらに端部の漏洩磁界の水
平成分を広く均一にしたマグネトロンスパッタ装置に関
する。
装置に関し、特に非磁性ターゲット上の端部の漏洩磁界
の水平成分の強度と中央部の漏洩磁界の水平成分の強度
とを同程度になるようにし、さらに端部の漏洩磁界の水
平成分を広く均一にしたマグネトロンスパッタ装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来の一般的なマグネトロンスパッタ装
置は、図１０に示すように、マグネトロンスパッタ容器
内に、容器の上部に取付けた基板ホルダ１と、基板ホル
ダ１の下部に取付けられスパッタされた粒子が付着され
る基板２と、基板２の下方に配置されその粒子がスパッ
タされるターゲット３と、ターゲット３の下方にわずか
に離して設置した永久磁石（または電磁石）４とを有す
る。なお、図中、符号５は磁力線を、６はスパッタされ
た後のターゲットの状態（エロージョン）を、７はスパ
ッタされた粒子を、８は不活性ガス（Ａｒ等）を、それ
ぞれ示す。
置は、図１０に示すように、マグネトロンスパッタ容器
内に、容器の上部に取付けた基板ホルダ１と、基板ホル
ダ１の下部に取付けられスパッタされた粒子が付着され
る基板２と、基板２の下方に配置されその粒子がスパッ
タされるターゲット３と、ターゲット３の下方にわずか
に離して設置した永久磁石（または電磁石）４とを有す
る。なお、図中、符号５は磁力線を、６はスパッタされ
た後のターゲットの状態（エロージョン）を、７はスパ
ッタされた粒子を、８は不活性ガス（Ａｒ等）を、それ
ぞれ示す。
【０００３】このように、マグネトロンスパッタ装置
は、ターゲット３の表面に磁界が生じるように、ターゲ
ットの下方に永久磁石（または電磁石）を設置し、この
磁界によってターゲットの直上にプラズマを形成し、こ
のプラズマに閉じ込められたイオン化したスパッタされ
た粒子をターゲットの上方に配置された基板に飛来させ
て付着するように構成したものである。
は、ターゲット３の表面に磁界が生じるように、ターゲ
ットの下方に永久磁石（または電磁石）を設置し、この
磁界によってターゲットの直上にプラズマを形成し、こ
のプラズマに閉じ込められたイオン化したスパッタされ
た粒子をターゲットの上方に配置された基板に飛来させ
て付着するように構成したものである。
【０００４】図１に示すターゲット３の範囲Ａの水平磁
界を広く均一にするために、図１１に示すように、ター
ゲット（図面を明瞭にするために、図１１には図示せ
ず）の間に磁性体１１を設置することが提案されてい
る。なお、ターゲット３の両側部にも磁性体１２を設置
することが合わせて提案されており、また、これらの磁
性体と永久磁石４との間に磁性体９、１０を設置するこ
とも提案されている。従来の付加的な磁性体としては、
図１１に示すように、前述の磁性体９、１０より短く、
互いにほぼ等しい長さの磁性体１１、１２が用いられる
ことが提案されている。
界を広く均一にするために、図１１に示すように、ター
ゲット（図面を明瞭にするために、図１１には図示せ
ず）の間に磁性体１１を設置することが提案されてい
る。なお、ターゲット３の両側部にも磁性体１２を設置
することが合わせて提案されており、また、これらの磁
性体と永久磁石４との間に磁性体９、１０を設置するこ
とも提案されている。従来の付加的な磁性体としては、
図１１に示すように、前述の磁性体９、１０より短く、
互いにほぼ等しい長さの磁性体１１、１２が用いられる
ことが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、範囲Ａ
の漏洩磁界の水平磁界を均一にしているとしても、図１
に示す範囲Ａの漏洩磁界の水平磁界の強度と範囲Ｂの漏
洩磁界の水平磁界の強度とに対する考慮がなされておら
ず、一般に範囲Ａの漏洩磁界の水平磁界の強度と範囲Ｂ
の漏洩磁界の水平磁界の強度とは等しくない。このた
め、範囲Ａと範囲Ｂのターゲットの消耗度が異なること
になり、また、範囲Ｂの漏洩磁界の水平成分の均一性も
考慮されておらず、均一の範囲が狭いために、ターゲッ
トの利用効率が悪かった。
の漏洩磁界の水平磁界を均一にしているとしても、図１
に示す範囲Ａの漏洩磁界の水平磁界の強度と範囲Ｂの漏
洩磁界の水平磁界の強度とに対する考慮がなされておら
ず、一般に範囲Ａの漏洩磁界の水平磁界の強度と範囲Ｂ
の漏洩磁界の水平磁界の強度とは等しくない。このた
め、範囲Ａと範囲Ｂのターゲットの消耗度が異なること
になり、また、範囲Ｂの漏洩磁界の水平成分の均一性も
考慮されておらず、均一の範囲が狭いために、ターゲッ
トの利用効率が悪かった。
【０００６】したがって、本発明の目的は、範囲Ａの漏
洩磁界の水平成分の強度と範囲Ｂの漏洩磁界の水平成分
の強度とを同程度にし、範囲Ｂの漏洩磁界の水平成分を
広く均一にしたマグネトロンスパッタ装置を提供するこ
とにある。
洩磁界の水平成分の強度と範囲Ｂの漏洩磁界の水平成分
の強度とを同程度にし、範囲Ｂの漏洩磁界の水平成分を
広く均一にしたマグネトロンスパッタ装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、長手方向の側部を隣接して並置した２
つの幅広の直方体形状のターゲットに対して、2つのタ
ーゲットの間に配置したロッド形状の上方中央磁性体
と、２つのターゲットのそれぞれの外側の側部に配置し
たロッド形状の上方側部磁性体と、前記上方中央磁性体
と前記上方側部磁性体の下方位置に対応してターゲット
の長手方向に延びる中央磁極部と、２つの側部磁極部
と、２つの側部磁極部との間に端部磁極部を持つ磁石
と、前記中央磁極部の上面と前記２つの側部磁極部の上
面にそれぞれ配置したロッド形状の下方中央磁性体と２
つの下方側部磁性体と、前記２つの側部磁極部の両側の
対向する端部の間で端部磁極部の上面に配置した下方端
部磁性体と、を有し、前記上方中央磁性体の長手方向の
長さはターゲットの長手方向の長さより短く、かつ前記
下方側部磁性体の長手方向の長さは前記磁石の側部磁極
部の長手方向の長さとほぼ同一であるマグネトロンスパ
ッタ装置において、前記上方中央磁性体の長手方向の長
さは前記下方中央磁性体の長手方向の長さより短く、前
記上方側部磁性体の長手方向の長さは前記下方側部磁性
体の長手方向の長さとほぼ同一であることを特徴とする
マグネトロンスパッタ装置を採用するものである。
めに、本発明は、長手方向の側部を隣接して並置した２
つの幅広の直方体形状のターゲットに対して、2つのタ
ーゲットの間に配置したロッド形状の上方中央磁性体
と、２つのターゲットのそれぞれの外側の側部に配置し
たロッド形状の上方側部磁性体と、前記上方中央磁性体
と前記上方側部磁性体の下方位置に対応してターゲット
の長手方向に延びる中央磁極部と、２つの側部磁極部
と、２つの側部磁極部との間に端部磁極部を持つ磁石
と、前記中央磁極部の上面と前記２つの側部磁極部の上
面にそれぞれ配置したロッド形状の下方中央磁性体と２
つの下方側部磁性体と、前記２つの側部磁極部の両側の
対向する端部の間で端部磁極部の上面に配置した下方端
部磁性体と、を有し、前記上方中央磁性体の長手方向の
長さはターゲットの長手方向の長さより短く、かつ前記
下方側部磁性体の長手方向の長さは前記磁石の側部磁極
部の長手方向の長さとほぼ同一であるマグネトロンスパ
ッタ装置において、前記上方中央磁性体の長手方向の長
さは前記下方中央磁性体の長手方向の長さより短く、前
記上方側部磁性体の長手方向の長さは前記下方側部磁性
体の長手方向の長さとほぼ同一であることを特徴とする
マグネトロンスパッタ装置を採用するものである。
【０００８】
【実施例】次に、図面を参照して本発明の好ましい実施
例を説明する。図２ａ及び図２ｂに示すように、本発明
のマグネトロンスパッタ装置のカソード構造では、永久
磁石４の磁極の上面にそれぞれ磁性体９，磁性体１０を
設置し、これらの磁性体の上方に磁性体１１と磁性体１
２を設置し，磁性体１１は、その下方にある磁性体９よ
り短く設置し、磁性体１２は、その下方にある磁性体１
０と同長に設置し、磁性体11と磁性体１２との間にター
ゲットを設置している。
例を説明する。図２ａ及び図２ｂに示すように、本発明
のマグネトロンスパッタ装置のカソード構造では、永久
磁石４の磁極の上面にそれぞれ磁性体９，磁性体１０を
設置し、これらの磁性体の上方に磁性体１１と磁性体１
２を設置し，磁性体１１は、その下方にある磁性体９よ
り短く設置し、磁性体１２は、その下方にある磁性体１
０と同長に設置し、磁性体11と磁性体１２との間にター
ゲットを設置している。
【０００９】本発明のこのカソード構造は、図１１に示
す従来のカソード構造よりターゲットの範囲Ａに対して
一層均一な磁界の水平成分の分布が得られ、ターゲット
の利用効率を改良できることが見出されている。即ち、
磁性体１１を磁性体９より短くし、磁性体１０と磁性体
１２を同長にすることにより、範囲Ｂの漏洩磁界の水平
成分を広く均一にできることが見出されており、さらに
その強度を範囲Ａの漏洩磁界の水平成分の強度と同程度
にすることで、ターゲットの利用効率が改良できること
が見出されている。
す従来のカソード構造よりターゲットの範囲Ａに対して
一層均一な磁界の水平成分の分布が得られ、ターゲット
の利用効率を改良できることが見出されている。即ち、
磁性体１１を磁性体９より短くし、磁性体１０と磁性体
１２を同長にすることにより、範囲Ｂの漏洩磁界の水平
成分を広く均一にできることが見出されており、さらに
その強度を範囲Ａの漏洩磁界の水平成分の強度と同程度
にすることで、ターゲットの利用効率が改良できること
が見出されている。
【００１０】以下、本発明の具体的な実施例及び比較例
を説明する。
を説明する。
【００１１】（実施例１）図２ａ及び図２ｂに示すマグ
ネトロンスパッタ装置において、ｃ／ｄを０．２０８と
し、磁性体には透磁率が５００の鉄を用いた。このと
き、ターゲット３上の範囲Ａでの漏洩磁界の水平成分を
測定したところ、その水平成分は、図３に示すように、
約１０５０ガウスの強度で約１０％の誤差でターゲット
表面の８０％以上が均一なし、また範囲Ｂでの漏洩磁界
のの水平成分を測定したところ、その水平成分は、図４
に示すように、約１１５０ガウスの強度で約１０％の誤
差でターゲットの表面の６０％以上が均一になった。
ネトロンスパッタ装置において、ｃ／ｄを０．２０８と
し、磁性体には透磁率が５００の鉄を用いた。このと
き、ターゲット３上の範囲Ａでの漏洩磁界の水平成分を
測定したところ、その水平成分は、図３に示すように、
約１０５０ガウスの強度で約１０％の誤差でターゲット
表面の８０％以上が均一なし、また範囲Ｂでの漏洩磁界
のの水平成分を測定したところ、その水平成分は、図４
に示すように、約１１５０ガウスの強度で約１０％の誤
差でターゲットの表面の６０％以上が均一になった。
【００１２】（比較例１）本発明と比較するために、図
１１に示すような従来例のスパッタリングカソード構造
での範囲Ａ及びＢの漏洩磁界の水平成分の強度を測定し
た。なお、磁性体には、透磁率が５００の鉄を用いた。
このときのターゲット上の範囲Ａでの漏洩磁界の水平成
分は、図５に示すように、約１０５０ガウスの強度で約
１０％の誤差でターゲット表面の約８０％が均一であ
り、また範囲Ｂでの漏洩磁界の水平成分は、図６に示す
ように、約１１００ガウスの強度で約１０％の誤差でタ
ーゲット表面の５０％が均一であった。
１１に示すような従来例のスパッタリングカソード構造
での範囲Ａ及びＢの漏洩磁界の水平成分の強度を測定し
た。なお、磁性体には、透磁率が５００の鉄を用いた。
このときのターゲット上の範囲Ａでの漏洩磁界の水平成
分は、図５に示すように、約１０５０ガウスの強度で約
１０％の誤差でターゲット表面の約８０％が均一であ
り、また範囲Ｂでの漏洩磁界の水平成分は、図６に示す
ように、約１１００ガウスの強度で約１０％の誤差でタ
ーゲット表面の５０％が均一であった。
【００１３】（比較例２）さらに本発明のスパッタリン
グカソード構造と比較するために、図７に示すような磁
性体９の上方の磁性体１１が磁性体９と同一の長さをも
ったスパッタリングカソード構造を作製して範囲Ａと範
囲Ｂでの漏洩磁界の水平成分の強度を測定した。このと
きのターゲット上の範囲Ａでの漏洩磁界の水平成分は、
図８に示すように、約１０５０ガウスの強度で約１０％
の誤差でターゲット表面の約８０％が均一であり、また
範囲Ｂでの漏洩磁界の水平成分は、図６に示すように、
約１４５０ガウスの強度で約１０％の誤差でターゲット
表面の４５％が均一であった。
グカソード構造と比較するために、図７に示すような磁
性体９の上方の磁性体１１が磁性体９と同一の長さをも
ったスパッタリングカソード構造を作製して範囲Ａと範
囲Ｂでの漏洩磁界の水平成分の強度を測定した。このと
きのターゲット上の範囲Ａでの漏洩磁界の水平成分は、
図８に示すように、約１０５０ガウスの強度で約１０％
の誤差でターゲット表面の約８０％が均一であり、また
範囲Ｂでの漏洩磁界の水平成分は、図６に示すように、
約１４５０ガウスの強度で約１０％の誤差でターゲット
表面の４５％が均一であった。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
範囲Ａの漏洩磁界の水平成分の強度と範囲Ｂの漏洩磁界
の水平成分の強度とを同程度にでき、範囲Ｂの漏洩磁界
の水平成分を広く均一にできる。
範囲Ａの漏洩磁界の水平成分の強度と範囲Ｂの漏洩磁界
の水平成分の強度とを同程度にでき、範囲Ｂの漏洩磁界
の水平成分を広く均一にできる。
【図１】図１は、マグネトロンスパッタ装置のスパッタ
リンブカソード構造のターゲット表面のスパッタされる
範囲を示すための斜視図である。
リンブカソード構造のターゲット表面のスパッタされる
範囲を示すための斜視図である。
【図２】図２ａは、本発明のマグネトロンスパッタ装置
のスパッタリンブカソード構造全体を示す斜視図であ
り、図２ｂは、その正面図である。
のスパッタリンブカソード構造全体を示す斜視図であ
り、図２ｂは、その正面図である。
【図３】図３は、本発明のマグネトロンスパッタ装置の
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
【図４】図４は、本発明のマグネトロンスパッタ装置の
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
【図５】図５は、従来例のマグネトロンスパッタ装置の
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
【図６】図６は、従来例のマグネトロンスパッタ装置の
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
【図７】図７は、比較例のマグネトロンスパッタ装置の
スパッタリンブカソード構造の斜視図である。
スパッタリンブカソード構造の斜視図である。
【図８】図８は、比較例のマグネトロンスパッタ装置の
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
【図９】図９は、従来例のマグネトロンスパッタ装置の
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
スパッタリンブカソード構造を用いた場合のターゲット
に対する漏洩磁界の水平成分を示すグラフである。
【図１０】図１０は、従来のプロトタイプのマグネトロ
ンスパッタ装置全体の正面図である。
ンスパッタ装置全体の正面図である。
【図１１】図１１は、従来例のマグネトロンスパッタ装
置のスパッタリンブカソード構造の斜視図である。
置のスパッタリンブカソード構造の斜視図である。
２ 基板 ３ ターゲット ４ 永久磁石（または電磁石） ９〜１２ 磁性体
Claims (2)
- 【請求項１】長手方向の側部を隣接して並置した２つの
幅広の直方体形状のターゲット（３，３）に対して、2
つのターゲット（３，３）の間に配置したロッド形状の
上方中央磁性体（１１）と、 ２つのターゲット（３，３）のそれぞれの外側の側部に
配置したロッド形状の上方側部磁性体（１２，１２）
と、 前記上方中央磁性体（１１）と前記上方側部磁性体（１
２，１２）の下方位置に対応してターゲットの長手方向
に延びる中央磁極部と、２つの側部磁極部と、２つの側
部磁極部との間に端部磁極部を持つ磁石（４）と、 前記中央磁極部の上面と前記２つの側部磁極部の上面に
それぞれ配置したロッド形状の下方中央磁性体（９）と
２つの下方側部磁性体（１０，１０）と、前記２つの側
部磁極部の両側の対向する端部の間で端部磁極部の上面
に配置した下方端部磁性体と、を有し、 前記上方中央磁性体（１１）の長手方向の長さはターゲ
ット（３，３）の長手方向の長さより短く、かつ前記下
方側部磁性体（１０，１０）の長手方向の長さは前記磁
石（４）の側部磁極部の長手方向の長さとほぼ同一であ
るマグネトロンスパッタ装置において、 前記上方中央磁性体（１１）の長手方向の長さは前記下
方中央磁性体（９）の長手方向の長さより短く、前記上
方側部磁性体（１２，１２）の長手方向の長さは前記下
方側部磁性体（１０，１０）の長手方向の長さとほぼ同
一であることを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。 - 【請求項２】請求項１記載のマグネトロンスパッタ装置
において、前記磁石（４）は、さらに、２つの側部磁極
部の両側の対向する端部の間に端部磁極部をそれぞれ有
し、各端部磁極部の上面には下方端部磁性体が配置され
ており、該下方端部磁性体の内側面と前記下方中央磁性
体（９）の端部との間の距離をｄとし、前記下方中央磁
性体（９）の端部と前記上方中央磁性体（１１）の端部
との間の距離をｃとすると、ｃとｄの関係を、０＜ｃ／
ｄ＜０．５とすることを特徴とするマグネトロンスパッ
タ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07842292A JP3252434B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | マグネトロンスパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07842292A JP3252434B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | マグネトロンスパッタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05239638A JPH05239638A (ja) | 1993-09-17 |
| JP3252434B2 true JP3252434B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=13661615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07842292A Expired - Fee Related JP3252434B2 (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | マグネトロンスパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252434B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP07842292A patent/JP3252434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05239638A (ja) | 1993-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |