JPH01108375A - マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ターゲット支持台に内蔵する永久磁石磁気回
路により、大きな強磁界領域を発生させ、広いスパッタ
領域を得るマグネトロンスパッタ装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ マグネトロンスパッタ装置は、第８図に示すように、ス
パッタガス導入管２および排気装置３を備えた真空容器
１内に、ターゲット４および磁気回路を内蔵したターゲ
ット支持台５と、これに対抗して薄膜を形成すべき基板
６が基板ホルダー７によって保持されている。

このようなマグネトロンスパッタ装置を用いて基板６表
面に薄膜を形成するには、真空容器１内を排気装置３に
より真空排気した後、アルゴンガスなどのスパッタガス
をスパッタガス導入管７より導入した後、ターゲット４
に所定電圧を印加する。このとき発生したスパッタガス
プラズマはターゲット支持台５に内蔵された環状磁石と
中央磁石よりなる磁気回路の発生する磁界に集束されて
、ターゲット４に衝突することにより、その表面のスパ
ッタ物質がスバッタされて基板６上に大きな堆積速度で
［１を生成する。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のようなマグネトロンスパッタ装置においては、タ
ーゲット支持台に内蔵した磁石により発生する磁界のタ
ーゲット中央から外側もしくは外側から内側に向い、タ
ーゲット表面と平行な成分（以下Ｂ１とする）によって
、ガスプラズマが集束されてスパッタされることから、
ターゲット上の環状強磁界！ｉ域にガスプラズマが集り
、この領域が局所的にスパッタされて、浸食された環状
エロージョン領域となり、その他の領域はほとんどスパ
ッタされない領域である。

ここで強磁界領域とは、ターゲット表面でＢＲがその最
大値の８０％以上の磁界強度を示す領域のことである。

これを図面によって説明すると、第９図はターゲット支
持台５に内蔵される磁石回路の一例であって、バックヨ
ーク８の上に中央円筒磁石９とこれを取り囲んで環状磁
石１０が配置されている。この磁石回路の位置と８えと
の関係を示したグラフが第１０図である。ここで表われ
る強磁界ａ域を平面図で示すと第１１図のとおりで、そ
の領域はターゲット表面積の３５％である。

この環状の強磁界領域に前述のガスプラズマが集まり、
環状エロージョン領域となる。

第１２図は各磁石が角型の場合の例で、第１３図はその
８乳の分布グラフ、第１４図は同強磁性領域の平面図で
、その領域はターゲット表面積の３２％である。　　　
　　゛ ターゲットの寿命はこの環状エロージョン領域の深さが
ターゲット支持台またはターゲットバックプレートに達
するまでであり、使用不能となったター、ゲットはエロ
ージョン領域以外の未使用部分が多く残留する。

また、スパッタされる領域が強磁界領域であるエロージ
ョン領域に限定されるため、薄膜生成速度を低下させる
原因にもなっている。

そこで、本発明ではターゲットの未使用領域が少なく、
成膜速度の大きいマグネトロンスパッタ装置を提供せん
とするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、真空容器内に配置されたターゲットと、ター
ゲット表面近傍に磁界を発生する手段を備えるマグネト
ロンスパッタ装置において、磁界発生用の磁気回路が、
中央磁石、環状磁石及び中央から外周方向もしくは外周
から中央方向で、かつターゲット表面と平行な１１６１
１方向を持つ環状磁石より構成されていることを特徴と
するマグネトロンスパッタ装置である。

上記において、中央磁石および各環状磁石が角型に形成
されていてもよい。

かかる磁気回路は、従来の磁気回路に比して、中央から
外周方向もしくは外周から中央方向でかつターゲット表
面と平行な着磁方向を持つ環状磁石をさらに配置するこ
とによって、前記強磁界領域がターゲット表面積の４０
％以上ある磁気回路としたものである。

［作用］ 本発明は、ターゲット支持台に内蔵される磁気回路によ
って、広い強磁界領域を発生させて、ターゲットの未使
用領域を少なくし、成膜速度を大とする。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す。

本発明はターゲット支持台内の磁気回路の構成に主たる
特徴があり、他は第８図と同様の構造であるから、説明
は磁気回路のみで行なう。

なお、実施例は代表例を示すもので、本発明の範囲を限
定するものではなく、勿論他にも本発明の範囲内の実施
例は存在する。

実施例１ 第１図の丸型ターゲット用磁気回路の構成図であり、図
中矢印は磁石の磁化方向を示す。

磁気回路中心位置にターゲット表面と垂直な＠磁方向を
持つ中央磁石１１が配置され、その外周位ｄに、中央磁
石１１と＠磁方向を逆にした円環状磁石１２を配置し、
さらに中央磁石１１と円環状磁石１２との上部にさし渡
すように、ターゲットの表面に平行かつ外周から中央方
向に着磁方向を持つ環状磁石１３を配置する。８はバッ
クヨークで、漏洩磁界を防ぐために磁気回路下面に配置
される。磁気回路に使用する磁石は保磁力が充分に大き
いことが必要である。

ターゲット表面は磁気回路上面より１２ａｖ上方に位置
しており、その面上におけるＢ１の分布及び強磁界領域
を第２図に示し、第３図は強磁界領域の平面図を示す。

本実施例での強磁界領域は全ターゲット表面積の４７％
である。又、第４図は第１図の場合と＠磁方向の異なる
、すなわち環状磁石１３の着磁方向が中央から外周方向
にしたものである。

実施例２ 第５図は角型ターゲット用磁気回路の構成図であり、磁
気回路中心位置にターゲット表面と垂直な磁化を持つ角
型中央磁石１４が配置され、その外周位置に角型中央磁
石１４と着磁方向を逆にした角環状磁石１５を配置し、
さらに角型中央磁石１４と角環状磁石１５との上部にさ
し渡すように、ターゲットの表面に平行かつ外周から中
央方向に着磁方向を持つ角環状磁石１６を配置する。

８はバックヨークである。

第６図は第５図のＡ−Ａ″線上Ｂ、Ｌの分布及び強磁界
領域を示すグラフで、第７図はその強磁界領域の平面図
である。本実施例での強磁界領域は全ターゲット表面積
の４２％である。

［発明の効果］ 本発明のマグネトロンスパッタ装置は、ターゲット表面
の強磁界領域が従来品と比較して約１．３〜１．８倍と
なり、スパッタされるエロージョン領域がこれに従って
大きくなって、ターゲットの未使用部分が減少し、利用
効率が向上し、さらに高い成膜速度が得られる。したが
って、半導体集積回路、磁気記録媒体の製造に適用して
すぐれた効果を得ることができる。又、本発明における
磁気回路は強磁場を広い閣囲で発生するので、磁気回路
の構成そのものは、例えば磁気浮上ＭＲＩの磁気回路等
にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の磁気回路の構成図、第２図は
同Ｂトの分布グラフ、第３図は同強磁界領域の平面図、
第４図は第１図の変形例の構成図、第５図は他の実施例
の磁気回路の構成図、第６図は同８Ｎの分布グラフ、第
７図は同強磁界領域の平面図、第８図はマグネトロンス
パッタ装置の概念図、第９図は従来の磁気回路の構成図
、第１０図は同Ｂ１の分布グラフ、第１１図は同強磁界
領域の平面図、第１２図は他の従来例の磁気回路の構成
図、第１３図は同Ｂ、の分布グラフ、第１４図は同強磁
界領域の平面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）真空容器内に配置されたターゲットと、ターゲッ
   ト表面近傍に磁界を発生する手段を備えるマグネトロン
   スパッタ装置において、磁界発生用の磁気回路が、中央
   磁石、環状磁石及び中央から外周方向もしくは外周から
   中央方向で、かつターゲット表面と平行な着磁方向を持
   つ環状磁石より構成されていることを特徴とするマグネ
   トロンスパッタ装置。（２）各磁石が角型に構成されて
   いる特許請求の範囲第（１）項記載のマグネトロンスパ
   ッタ装置。 （３）強磁界領域が、ターゲット表面積の４０％以上あ
   る磁気回路をもつ特許請求の範囲第（１）項又は第（２
   ）項記載のマグネトロンスパッタ装置。