JP4472065B2 - Magnetron cathode, sputtering apparatus and sputtering method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はスパッタリング装置のマグネトロンカソード、そのマグネトロンカソードを備えたスパッタリング装置、及び、そのスパッタリング装置を用いたスパッタリング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
マグネトロンスパッタリング装置のカソード(マグネトロンカソード)には磁石ユニットが設けられているが、その磁石構造としては、従来、種々のものが提案されている。各種の提案は、放電状態・ターゲット材料の利用率・膜厚分布・膜特性などの向上を目的としてなされたものである。そして、円形カソードにおける回転磁石構造についても多くの形状が提案されており、その主たる目的は、ターゲット材料の利用率の向上である。
【0003】
強磁性体材料をスパッタリングする場合には、ターゲット(強磁性体材料)の透磁率が高いので、ターゲットが消耗するに従って、ターゲットから漏洩する磁場強度が著しく変化することが知られている。したがって、強磁性体材料のターゲットを使う場合には、ターゲットの消耗を局所的にせずにできるだけ均一にするために、ターゲットのエロージョン領域を広くとることが重要になってくる。そのために、回転型の磁石構造は必要不可欠なものになっている。
【0004】
図7は回転型の磁石ユニットを備えた従来のマグネトロンカソードの正面断面図である。カソード本体10の表面にはターゲット12が固定されており、カソード本体10の内部には磁石ユニット14が設けられている。磁石ユニット14はモータ16によって回転する。磁石ユニット14は概略円形であり、その回転中心は磁石ユニット14の中心から偏心している。このような偏心回転型の磁石ユニットを用いることにより、ターゲット12のエロージョン領域が拡大し、ターゲット利用率が向上する。
【0005】
一方、マグネトロン放電の制御から言えば、ターゲットから漏洩する磁場強度と磁場形状とを常に適正なものにすることが大切である。しかし、ターゲットが消耗するにつれて、漏洩する磁場強度と磁場形状は変化していく。それにもかかわらず、従来の多くのマグネトロンカソードにおいては、ターゲットが消耗していってもターゲットと磁石との距離は一定のままである。ターゲットと磁石との距離が一定であると、特に強磁性体材料のようにターゲットの透磁率が高い場合には、エロージョンが進むにつれて漏洩磁場強度が増加していくことになる。そうすると、(1)ターゲットのエロージョンが進むにつれて漏洩磁場強度が強くなり、放電インピーダンスが低くなる。(2)漏洩磁束の形状が変化して放電領域が変化する。などの現象が生じ、ターゲット寿命までのマグネトロン放電の安定性が損なわれる。
【0006】
ターゲットの透磁率が漏洩磁束に及ぼす影響を図11を参照して説明する。図11(A)は、透磁率の高いターゲットを用いる場合の磁石ユニット24とターゲット12dとターゲットシールド26とを示す正面断面図である。磁力線23の一部はターゲット12dの内部を通過し、残りの磁力線23はターゲット12dの表面から漏洩している。
【0007】
図11(B)は図11(A)と同じ磁石ユニット24を用いて、透磁率のもっと低い強磁性体ターゲットや非磁性体(弱磁性体)ターゲットをスパッタリングする場合の磁力線の状況を示している。ターゲット12eの内部を通過する磁力線23は図11(A)の場合よりも少なくなり、ターゲット12eから漏洩する磁束は図11(A)の場合よりも多くなる。したがって、漏洩磁場強度が増加する。さらに、ターゲット12eの外周付近から漏洩する磁束は、ターゲットシールド26の方まで外側に大きく膨れることになる。こうなると、放電インピーダンスが高くなるし、放電も不安定になりやすい。
【0008】
そこで、ターゲットの透磁率に応じて磁石を変更することが考えられる。この点を図8を参照して説明する。図8(A)は非磁性体のターゲット12aを用いた場合の漏洩磁束の形状を示す正面断面図である。非磁性体ターゲット12aの裏側に配置された内側磁石18aと外周磁石20はヨーク22に固定されている。これらの磁石から出る磁力線23はターゲット12aの影響をほとんど受けていない。
【0009】
図8(B)は強磁性体のターゲット12bを用いた場合の漏洩磁束の形状を示している。磁石から出た磁力線23の一部はターゲット12bの内部を通過する。そのため、図8(A)の場合と同じ漏洩磁場強度を得るためには、内側磁石18bを大きくする必要がある。すなわち、図8(B)の内側磁石18bの直径D2は、図8(A)の内側磁石18aの直径D1よりも大きい。
【0010】
図8(C)は透磁率のさらに高いターゲット12cを用いた場合の漏洩磁束の形状を示している。ターゲット12cの内部を通る磁力線23がさらに多くなるので、同じ漏洩磁場強度を得るためには、内側磁石18cをさらに大きくする必要がある。すなわち、図8(C)の内側磁石18cの直径D3は、図8(B)の内側磁石18bの直径D2よりもさらに大きくなっている。
【0011】
図9は図8(C)の場合の磁石ユニットの一例を示す平面図であり、図10はその斜視図である。磁極面をクロスハッチングで示している。内側磁石18cと外周磁石20cはヨーク22に固定されている。図9の平面図において、この磁石ユニットは回転中心Oの回りを回転するようになっている。内側磁石18cの磁極面の図心(磁極面の面積の重心)は回転中心Oからずれており、外周磁石20cの磁極面の図心も回転中心Oからずれている。このように偏心回転型の磁石ユニットを使うことによって、ターゲットのエロージョン領域を広くかつ均一にすることができて、ターゲットの利用率を向上させることができる(例えば、特開昭63−100180号公報を参照)。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
結局、従来は、透磁率の異なるターゲットを使用する場合には、図8に示すように、透磁率に応じて磁石ユニットを交換する必要があった。ところで、ターゲットの透磁率に応じて磁石ユニットの全体を昇降させて(ターゲットとの距離を変化させて)漏洩磁束強度を最適化することも一応は考えられる。しかし、その場合には、漏洩磁束強度はある程度調整できても、漏洩磁束の形状が必ずしも最適にはならない。
【0013】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、透磁率の異なるターゲットを使用する場合に最適な漏洩磁束を得ることができて、かつ、ターゲットの利用率も向上するようなマグネトロンカソードを提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明のマグネトロンカソードは、内蔵する磁石ユニットの構造を工夫している。この磁石ユニットにおいては、外周磁石と内側磁石とを分離して、外周磁石を固定し、内側磁石だけを回転可能にしている。内側磁石は偏心回転型である。すなわち、内側磁石の磁極面(外周磁石の磁極面と反対の極性の磁極面)の図心は回転中心からずれている。そして、内側磁石はターゲットの表面に垂直な方向に移動可能になっている。
【0015】
内側磁石を偏心回転型にしたことにより、ターゲットのエロージョン領域が広くなり、ターゲットの利用率が向上する。そして、このような偏心回転型の内側磁石をターゲットの表面に垂直な方向に移動可能にしたことにより、透磁率の異なるターゲットを使用した場合に、透磁率に応じて内側磁石とターゲットとの距離を変えることができて、これによってターゲットの表面に漏洩する磁場強度と磁場形状を最適なものにすることができる。
【0016】
内側磁石は、少なくとも外周磁石と反対の極性の磁極面を備える磁石を有するものであるが、このほかに、外周磁石と同一の極性の磁極面を備える補助的な内側磁石を備えている。すなわち、内側磁石は、外周磁石と反対の極性の磁極面を備える第1内側磁石と、外周磁石と同一の極性の磁極面を備える第2内側磁石とからなる。そして、第1内側磁石の磁極面の面積は第2内側磁石の磁極面の面積よりも大きい。磁石ユニット全体としてみた場合に、第2内側磁石は、第1磁石の磁極面の図心を内側磁石の回転軸線からずらす効果がある。したがって、第2内側磁石もエロージョン領域を広くかつ均一にするために役に立つものであって、ターゲットの利用率の向上に役立つ。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1はこの発明のマグネトロンカソードのひとつの実施形態を示す正面断面図である。カソード本体30の表面には強磁性体のターゲット32が固定されている。カソード本体30の内部(ターゲット32の背面側)には磁石ユニット34が設けられている。磁石ユニット34は二つのヨーク36、38と二つの磁石40、42から構成されている。内側ヨーク36には内側磁石40が固定されており、外周ヨーク38には外周磁石42が固定されている。外周ヨーク38はカソード本体30に固定されている。内側ヨーク36は第1モータ44の回転シャフトに固定されており、第1モータ44によって回転する。第1モータ44はブラケット46に固定されており、ブラケット46にはナット48が固定されている。ナット48はボールねじ50と噛み合っている。ボールねじ50は第2モータ52の回転シャフトに結合されている。第2モータ52はカソード本体30に固定されている。第2モータ52はパルスモータであり、第2モータ52が指令パルスを受けて所定量だけ回転すると、ボールねじ50が回転し、ブラケット46が昇降して、その結果、内側磁石40が所定量だけ昇降する。以上の説明から分かるように、外周磁石42はターゲット32に対する距離が一定である。一方、内側磁石32は、ターゲット32の表面に垂直な回転軸線の回りに回転可能であり、かつ、ターゲット32の表面に垂直な方向に移動可能である。
【0018】
図1の状態では、内側磁石40の磁極面の高さ位置が外周磁石42の磁極面の高さ位置に等しくなっている。このとき、磁石から出る磁力線54の一部は、強磁性体のターゲット32の内部を通過し、残りの磁束がターゲット32の表面から漏洩する。この状態で、漏洩磁束の磁場強度と磁場形状が最適になっている。
【0019】
図2は図1で使用している磁石ユニット34の平面図である。磁極面はクロスハッチングにしており、ヨークの見える面はハッチングにしている。図3は磁石ユニット34の一部を切り欠いて示した斜視図である。図2において、内側ヨーク36は円形であり、外周ヨーク38は円環状である。内側ヨーク36の外周面と外周ヨーク38の内周面の間には隙間56がある。この隙間56を広くすると、隙間56での磁束の洩れが多くなるので、隙間56はなるべく狭い方がよい。
【0020】
外周磁石42は円環状であり、その磁極面(ターゲットの表面に平行である)はN極である。内側磁石40は大小二つの磁石58、60からなっている。第1内側磁石58は比較的大きなものであり、第1内側磁石58の磁極面(ターゲットの表面に平行である)の図心は回転中心Oに対して一方向に(図の右上方向に)大きくずれている。第2内側磁石60は第1内側磁石58よりも小さなものであって、第2内側磁石60の磁極面の図心は内側磁石40の回転中心Oに対して第1内側磁石58の場合とは反対の方向(図の左下方向)に大きくずれている。第1内側磁石58の磁極面はS極(外周磁石42の磁極面の極性と反対)であるが、第2内側磁石60の磁極面はN極(外周磁石42の磁極面の極性と同一)である。図2から明らかなように、第1内側磁石58の外周は、外周磁石42と同一の中心を有する第1円弧を備えており、第2内側磁石60の外周は、第1円弧と同一の円上にある第2円弧を備えている。そして、第1円弧は第2円弧よりも長くなっている。磁石ユニット34を全体として見れば、外周磁石42と第2内側磁石60とでN極を構成し、第1内側磁石58がS極を構成している。そして、磁石ユニット34を全体として見れば、図において、S極の図心が回転中心Oから右上方向にずれており、N極の図心が回転中心Oから左下方向にずれていることになる。なお、内側磁石40は回転中心Oの回りを回転するので、S極及びN極の図心は回転中心Oの回りを回転することになる。
【0021】
内側磁石40が回転中心Oの回りを回転することにより、ターゲットのエロージョン領域も回転し、これによって、エロージョン領域が広くかつ均一になり、ターゲットの利用率が向上する。
【0022】
上述の第2内側磁石60については省略することもできる。その場合は、N極の図心は回転中心Oに一致することになり、S極の図心だけが回転中心Oから大きくずれることになる。
【0023】
外周磁石42は電磁石で構成してもよい。電磁石で構成すると、ターゲットの透磁率に応じて内側磁石40を昇降させたときに、電磁石の電流値を制御することで外周磁石42の磁場の強さについても微調整ができる。これにより、特に漏洩磁場形状の微調整が可能になる。
【0024】
図1で使用しているターゲット32よりも透磁率の低いターゲットを使用する場合には、図4に示すように、図1の状態(内側磁石40の磁極面の高さ位置が外周磁石42の磁極面の高さ位置に等しい状態)から内側磁石40を下げている。すなわち、第2モータ52を回転して、ブラケット46と第1モータ44と内側ヨーク36と内側磁石40とを下げている。これにより、内側磁石40はターゲット32から遠ざかる。外周磁石42の位置は変わらない。磁石から出る磁力線54は、ターゲット32の内部をほとんど通過せずに、その多くがターゲット32の表面に漏洩する。その結果、図1と同程度の漏洩磁場強度と磁場形状が得られる。内側磁石40の降下量については、ターゲット32の透磁率に依存する。このマグネトロンカソードを使用する前には、あらかじめ、透磁率の異なる複数のターゲットについて、内側磁石40の昇降量とターゲット表面からの漏洩磁場強度との関係をあらかじめ実験的に求めておけばよい。この実験結果に基づいて、ターゲットの透磁率に応じて内側磁石の最適な高さ位置を求めることは容易である。
【0025】
このように、ターゲットの透磁率に応じて内側磁石40だけをターゲット32に近付けたり遠ざけたりしているので、ターゲット32の外周付近での漏洩磁力線の形状はそれほど変化しない。したがって、ターゲットの透磁率に応じて磁石ユニットを変化させても、放電が不安定になることはない。
【0026】
図2と図3に示した内側磁石の形状はこれに限定されない。内側磁石の磁極面の図心が内側磁石の回転中心からずれていさえすれば、ターゲットのエロージョン領域を広げる効果はあるので、そのような偏心回転型の内側磁石であればどのような形状の内側磁石でもこの発明に使うことができる。例えば、内側磁石のもっと簡単な形状として、図5(A)に示すような半円形の内側磁石40aや、図5(B)に示すような偏心した円形の内側磁石40bなども使うことができる。
【0027】
図6はこの発明のマグネトロンカソードを備えたスパッタリング装置の正面図である。ただし、処理室については、その内部構造を示している。このスパッタリング装置は、対向する1対のターゲットの間に基板を静止させて基板上に成膜を行う、いわゆる静止対向型のスパッタリング装置である。真空容器からなる複数の処理室62はゲートバルブ64で仕切られている。各処理室62には、図6の紙面の手前側の側壁と奥側の側壁のそれぞれに1個ずつの(合計で2個の)カソード66が互いに対向するように取り付けられている。基板支持装置70には2個の基板68が支持されている。基板支持装置70は搬送装置(図示せず)によってゲートバルブ64を通過して移動できるようになっている。各処理室62はバルブ72を介して真空ポンプ74で排気できる。ガス導入系76からスパッタリング用のガスを処理室62に導入して、1対のカソード66に高電圧を印加することでマグネトロン放電を生じさせ、基板68の両面に同時に成膜する。基板68は鉛直姿勢であり、カソード66のターゲットも鉛直に立っている。したがって、図1のマグネトロンカソードは、図6のスパッタリング装置では、ターゲット32が鉛直に立つように(例えば、図1の状態から反時計方向に90度回転させた状態で)処理室62に取り付けられる。
【0028】
【発明の効果】
この発明のマグネトロンカソードは、内蔵する磁石ユニットの外周磁石と内側磁石とを分離して、外側磁石を固定し、内側磁石だけを回転可能にし、さらに、内側磁石をターゲットの表面に垂直な方向に移動可能にしている。これにより、透磁率の異なるターゲットを使用した場合に、透磁率に応じて内側磁石とターゲットとの距離を変えることができて、ターゲットの表面に漏洩する磁場強度と磁場形状を最適なものにすることができる。そして、偏心回転型の内側磁石を使っているので、ターゲットのエロージョン領域が広くなり、ターゲットの利用率も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のマグネトロンカソードのひとつの実施形態を示す正面断面図である。
【図2】図1で使用している磁石ユニットの平面図である。
【図3】磁石ユニットの一部を切り欠いて示した斜視図である。
【図4】図1のマグネトロンカソードの別の状態を示す正面断面図である。
【図5】この発明のマグネトロンカソードの別の磁石ユニットを示す平面図である。
【図6】この発明のマグネトロンカソードを備えたスパッタリング装置の正面図である。
【図7】回転型の磁石ユニットを備えた従来のマグネトロンカソードの正面断面図である。
【図8】従来のマグネトロンカソードを用いた場合の漏洩磁束の形状を示す正面断面図である。
【図9】従来の磁石ユニットの一例を示す平面図である。
【図10】図9の磁石ユニットの斜視図である。
【図11】従来のマグネトロンカソードを用いた場合の漏洩磁束の形状を示す正面断面図である。
【符号の説明】
30 カソード本体
32 ターゲット
34 磁石ユニット
36 内側ヨーク
38 外周ヨーク
40 内側磁石
42 外周磁石
44 第1モータ
52 第2モータ
54 磁力線
58 第1内側磁石
60 第2内側磁石[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetron cathode of a sputtering apparatus, a sputtering apparatus including the magnetron cathode, and a sputtering method using the sputtering apparatus .
[0002]
[Prior art]
A magnet unit is provided on a cathode (magnetron cathode) of a magnetron sputtering apparatus, and various types of magnet structures have been conventionally proposed. Various proposals have been made for the purpose of improving discharge conditions, target material utilization, film thickness distribution, film characteristics, and the like. Many shapes have been proposed for the rotating magnet structure in the circular cathode, and the main purpose thereof is to improve the utilization rate of the target material.
[0003]
When sputtering a ferromagnetic material, the magnetic permeability of the target (ferromagnetic material) is high, and it is known that the magnetic field strength leaking from the target changes significantly as the target is consumed. Therefore, when using a target made of a ferromagnetic material, it is important to widen the erosion region of the target in order to make the target consumption as uniform as possible without causing local consumption. Therefore, a rotating magnet structure is indispensable.
[0004]
FIG. 7 is a front sectional view of a conventional magnetron cathode provided with a rotating magnet unit. A
[0005]
On the other hand, in terms of control of the magnetron discharge, it is important to always make the magnetic field intensity and magnetic field shape leaking from the target appropriate. However, as the target is consumed, the leaked magnetic field strength and magnetic field shape change. Nevertheless, in many conventional magnetron cathodes, the distance between the target and the magnet remains constant even if the target is consumed. When the distance between the target and the magnet is constant, especially when the magnetic permeability of the target is high, such as a ferromagnetic material, the leakage magnetic field strength increases as erosion progresses. As a result, (1) the leakage magnetic field strength increases and the discharge impedance decreases as the erosion of the target proceeds. (2) The shape of the leakage magnetic flux changes and the discharge area changes. As a result, the stability of the magnetron discharge until the target lifetime is impaired.
[0006]
The influence of the magnetic permeability of the target on the leakage magnetic flux will be described with reference to FIG. FIG. 11A is a front sectional view showing the
[0007]
FIG. 11B shows the state of magnetic lines of force when sputtering a ferromagnetic or non-magnetic (weak magnetic) target having a lower magnetic permeability using the
[0008]
Therefore, it is conceivable to change the magnet according to the magnetic permeability of the target. This point will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a front sectional view showing the shape of the leakage magnetic flux when the
[0009]
FIG. 8B shows the shape of the leakage magnetic flux when the
[0010]
FIG. 8C shows the shape of the leakage magnetic flux when the
[0011]
9 is a plan view showing an example of the magnet unit in the case of FIG. 8C, and FIG. 10 is a perspective view thereof. The pole face is shown by cross hatching. The
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
After all, conventionally, when using targets with different magnetic permeability, it was necessary to replace the magnet unit according to the magnetic permeability as shown in FIG. By the way, it is conceivable to optimize the leakage magnetic flux intensity by raising and lowering the whole magnet unit according to the magnetic permeability of the target (by changing the distance from the target). However, in that case, even if the leakage magnetic flux intensity can be adjusted to some extent, the shape of the leakage magnetic flux is not necessarily optimal.
[0013]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is to obtain an optimum leakage magnetic flux when using targets with different magnetic permeability, and also to use the target. It is an object of the present invention to provide an improved magnetron cathode.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In the magnetron cathode of the present invention, the structure of the built-in magnet unit is devised. In this magnet unit separates the outer circumferential magnet and the inner magnet, the outer peripheral magnet fixed, are rotatable only inner magnet. The inner magnet is an eccentric rotating type. That is, the centroid of the magnetic pole surface of the inner magnet (the magnetic pole surface having the opposite polarity to the magnetic pole surface of the outer magnet) is deviated from the center of rotation. The inner magnet is movable in a direction perpendicular to the surface of the target.
[0015]
By making the inner magnet eccentric, the erosion area of the target is widened, and the utilization factor of the target is improved. And by making such an eccentric rotation type inner magnet movable in a direction perpendicular to the surface of the target, when using a target with different permeability, the distance between the inner magnet and the target according to the permeability The magnetic field strength and magnetic field shape leaking to the surface of the target can be optimized.
[0016]
The inner magnet includes at least a magnet having a magnetic pole surface having a polarity opposite to that of the outer peripheral magnet, but additionally includes an auxiliary inner magnet having a magnetic pole surface having the same polarity as the outer peripheral magnet . That is, an inner magnet consists of a 1st inner magnet provided with the magnetic pole surface of the polarity opposite to an outer peripheral magnet, and the 2nd inner magnet provided with the magnetic pole surface of the same polarity as an outer peripheral magnet. The area of the magnetic pole face of the first inner magnet is larger than the area of the magnetic pole face of the second inner magnet. When viewed as a whole magnet unit, the second inner magnets has the effect of shifting the centroid of the pole face of the first magnet inner magnet from the axis of rotation. Therefore, the second inner magnet is also useful for making the erosion region wide and uniform, and is useful for improving the utilization rate of the target.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a front cross-sectional view showing one embodiment of a magnetron cathode of the present invention. A
[0018]
In the state of FIG. 1, the height position of the magnetic pole surface of the
[0019]
FIG. 2 is a plan view of the
[0020]
The outer
[0021]
When the
[0022]
The second
[0023]
The outer
[0024]
When using a target having a lower magnetic permeability than the
[0025]
Thus, since only the
[0026]
The shape of the inner magnet shown in FIGS. 2 and 3 is not limited to this. As long as the centroid of the magnetic pole surface of the inner magnet is deviated from the center of rotation of the inner magnet, there is an effect of expanding the erosion region of the target. Magnets can also be used in this invention. For example, as a simpler shape of the inner magnet, a semicircular
[0027]
FIG. 6 is a front view of a sputtering apparatus equipped with the magnetron cathode of the present invention. However, the internal structure of the processing chamber is shown. This sputtering apparatus is a so-called stationary facing type sputtering apparatus in which a substrate is stationary between a pair of opposed targets and a film is formed on the substrate. A plurality of
[0028]
【The invention's effect】
The magnetron cathode of the present invention separates the outer magnet and inner magnet of the built-in magnet unit, fixes the outer magnet, allows only the inner magnet to rotate, and further moves the inner magnet in a direction perpendicular to the surface of the target. It is movable. As a result, when using targets with different magnetic permeability, the distance between the inner magnet and the target can be changed according to the magnetic permeability, and the magnetic field strength and magnetic field shape leaking to the surface of the target are optimized. be able to. And since the eccentric rotation type inner magnet is used, the erosion area of the target is widened and the utilization factor of the target is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing an embodiment of a magnetron cathode of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the magnet unit used in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the magnet unit with a part cut away.
4 is a front sectional view showing another state of the magnetron cathode of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a plan view showing another magnet unit of the magnetron cathode of the present invention.
FIG. 6 is a front view of a sputtering apparatus provided with the magnetron cathode of the present invention.
FIG. 7 is a front sectional view of a conventional magnetron cathode provided with a rotating magnet unit.
FIG. 8 is a front cross-sectional view showing a shape of a leakage magnetic flux when a conventional magnetron cathode is used.
FIG. 9 is a plan view showing an example of a conventional magnet unit.
10 is a perspective view of the magnet unit of FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is a front cross-sectional view showing the shape of leakage magnetic flux when a conventional magnetron cathode is used.
[Explanation of symbols]
30
Claims (5)
(イ)前記磁石ユニットは、円環状の外周磁石と、この外周磁石の内側に離間して配置された内側磁石とからなる。
(ロ)前記外周磁石は前記カソード本体に固定されている。
(ハ)前記内側磁石は、カソードに取り付けられるターゲットの表面に垂直な回転軸線の回りに回転可能である。
(ニ)前記内側磁石は、少なくとも前記外周磁石と反対の極性の磁極面を備えており、その磁極面の図心が前記回転軸線からずれている。
(ホ)前記内側磁石は前記ターゲットの表面に垂直な方向に移動可能である。
(ヘ)前記内側磁石は、前記外周磁石と反対の極性の磁極面を備える第1内側磁石と、前記外周磁石と同一の極性の磁極面を備える第2内側磁石とからなり、前記第1内側磁石の磁極面の面積は前記第2内側磁石の磁極面の面積よりも大きい。 2. A magnetron cathode having the following characteristics (a) to ( f ) in a magnetron cathode of a sputtering apparatus in which a magnet unit is arranged inside a cathode body.
(A) The magnet unit includes an annular outer peripheral magnet and an inner magnet that is spaced apart from the inner periphery of the outer peripheral magnet.
(B) The outer peripheral magnet is fixed to the cathode body.
(C) The inner magnet is rotatable around a rotation axis perpendicular to the surface of the target attached to the cathode.
(D) The inner magnet includes at least a magnetic pole surface having a polarity opposite to that of the outer peripheral magnet, and the centroid of the magnetic pole surface is deviated from the rotation axis.
(E) The inner magnet is movable in a direction perpendicular to the surface of the target.
(F) The inner magnet includes a first inner magnet having a magnetic pole surface having a polarity opposite to that of the outer peripheral magnet, and a second inner magnet having a magnetic pole surface having the same polarity as the outer peripheral magnet. The area of the magnetic pole face of the magnet is larger than the area of the magnetic pole face of the second inner magnet.
Priority Applications (1)
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