JPH01240653A - スパッタリングカソード - 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、真空槽内で薄膜を形成するためのブレナーマ
グネトロンスソバタリング装置に使用されるマグネット
の形状に関する。

（従来の技術） スパッタリングは、真空中で、アルゴンの陽イオンＡｒ
”を電界で加速した後、負電位に帯電されたターゲット
へ衝突させ、ターゲットの原子をたたきだし、その原子
を目的の基板上に堆積させることにより、薄膜を形成さ
せる方法である。

従来のプレナーマグネトロンスパッタリング装置を第２
図に示す。矩形でテーブル状のパフキングプレート１の
表面にターゲット３がメタルボンディングされており、
バッキングプレート１の裏面にはバフキングプレートｌ
を冷却するための水路７と、はぼバッキングプレート１
と同じ大きさのヨーク８上に取りつけられたマグネット
９がある。マグネット９はヨーク８の周辺にある口形の
マグネット９Ａ（以下、口形マグネットという）と、口
形マグネット９Ａのほぼ中央に配された棒状のマグネッ
ト９Ｂ（以下、棒状マグネットという）からなっている
。棒状マグネットは、中央部分が矩形で両端部分が中央
部分の矩形幅より広い矩形の形状をしている。口型マグ
ネット９Ａと棒状マグネット９Ｂは、その長辺が長手方
向（基板５の進行方向に対し、直角方向をいう、以下同
じ）になるように配されている。口形マグネット９Ａは
ターゲット３側の面がＳ極であり、棒状マグネット９Ｂ
はターゲット３側の面がＮ極である。

マグネット９はターゲット３の表面上に磁界を発生させ
るためのものであり、この磁界によりスッパタリング時
の放電中の電子を捕捉し、マグネトロン運動せしめ、Ａ
ｒ原子と衝突させることによって、Ａｒ原子のイオン化
を促している。

第３図は、マグネット９の部分の斜視図である。

第２図に示すように、基板５はターゲット３の表面に対
し、平行に一定速度で進行（−印）する。

防着板６の開口部で限定される成膜領域に進入すると薄
膜１０の形成が始まり、通過している間に薄膜１０は成
長し、通過し終わると共に薄膜１０の形成が終了する。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のプレナースバッタリングカソードには、バッキン
グプレート１の裏面に配されるマグネットが口型マグネ
ット９Ａと棒状マグネット９Ｂからなるために次の問題
点があった。

（１）ターゲット３の長手方向の両端部上を通る基板部
分の膜厚１０が中央部上を通る基板部分の膜厚１０より
薄くなり、膜厚分布が悪くなる。

（２）膜厚１０の堆積速度をあげるためには、開口部の
幅（基板の進行方向の長さをいう、以下同じ）を狭くす
る必要があるが、その場合ターゲット３の利用効率を下
げないためにターゲット３の幅も狭くする必要がある。

そのため、マグネット９の幅も狭くする必要があるが、
そうするとターゲット３表面上の磁場強度が、電子を捕
捉するのに充分な強さが得られなくなり、放電が不安定
となる。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、プレナーマグネトロンスバフタリグ装置にお
いて、バッキングプレートの裏面にマグネットがあり、
そのマグネットが、長手方向の両端部分の最長幅が中央
部分の最長幅より広い棒状のマグネットと棒状のマグネ
ットを囲んでいる囲みマグネットからなり、囲みマグネ
ットの長手方向の両端部分の内側の最長幅が中央部分の
内側の最長幅より広いことを特徴とするスパッタリング
カソードである。

ここで、両端とは、長手方向の全長に対し、各両端部分
の長手方向の長さが多くとも１／３以下の部分をいい、
中央部分とは残りの部分をいう。

マグネットの材料は、囲みマグネットと棒状のマグネッ
ト（以下、改良棒状マグネットという）間の空間幅を狭
めてもターゲット表面上にマグネトロンスッバタリング
を行うのに充分な磁界を保つことができるものが好まし
い。例えば、サマリウム・コバルト、バリウム・フェラ
イト磁石等の永久磁石が挙げられる。

ターゲット表面上の磁場が充分得られない場合は、水冷
ジャケットの厚みを薄くする等、マグネットをターゲッ
ト表面にちかずけることにより、電子を充分に捕捉でき
る磁場を確保する。

ヨークの大きさはマグネットの磁場の不必要な漏洩を防
ぐため、囲みマグネットと同程度にすることが望ましい
。

（作用） マグネットの形状を上記のようにすることによって、マ
グネットの両端部分上の電子補足領域の曲率半径を大き
くすることが可能となり、そのため、電子のまわり込み
が容易になった。

（実施例） 実施例１ 第１Ａ図に示すように、中央部分が矩形で両端部分が中
央部分の矩形幅より広い矩形の改良棒状マグネット４Ｂ
とそれを囲んでいる囲みマグネット４Ａからなる。囲み
マグネット４Ａの外側の形状は矩形であり、内側の形状
は囲みマグネット４Ａの中央部分が改良棒状マグネット
４Ｂの中央部分に対応して両端部分に比べ、内側にでつ
ばっている。囲みマグネット４Ａと改良棒状マグネット
４Ｂの間の空間幅は一様であるが、囲みマグネット４Ａ
の中央部分の長手方向の長さが、改良棒状マグネッ）４
Ｂのそれより空間幅だけ両端が短いためその部分の空間
幅だけ他より広くなっている。

第４Ａ図は、本実施例を用いた場合の基板の膜厚分布の
図であり、第４Ｂ図は第３図に示す従来のマグネットを
用いた場合の基板の膜厚分布の図である。膜厚分布差Δ
ｄが本実施例を用いた場合の方が小さくなっている。

実施例２ 第１Ｂ図に示すように、中央部分が矩形で両端部分が中
央部分の矩形幅より長い直径の円形である改良棒状マグ
ネット４Ｂとそれを囲んでいる囲みマグネット４Ａから
なる。囲みマグネット４Ａは、改良棒状マグネフｌ−４
Ｂの中央部分を空間間隙を置いてはさんでいる矩形の中
央部分とその中央部分を円状に膨らみをもってつないで
いる両端部分よりなっている。囲みマグネットと４Ａと
改良棒状マグネット４Ｂの間の空間幅は一様になってい
る。

（発明の効果） 本発明によれば、基板の膜厚分布がよくなり、マグネッ
トの幅を狭くしても、安定した放電が行なえるようにな
った。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本発明の実施例の斜視図、第１Ｂ図本発明の
別の実施例の斜視図、第２図はプレナーマグネトロンス
パッタリング装置の説明す、第３図は従来のマグネット
の斜視図、第４Ａ図は実施例１を用いた場合の基板の膜
厚分布の図、第４Ｂ図は従来のマグネ７トを用いた場合
の基板の膜厚分布の図である。 １：バッキングプレート、２：アースシールド、３：タ
ーゲット、４：改良マグネット、４Ａ：囲みマグネット
、４Ｂ：改良棒状マグネット、５：基板、６：防着板、
７：水路、８：ヨーク、９：マゲネット、９Ａ：ロ形マ
グネット、９Ｂ：棒状マグネット、１０：薄膜、Δｄ：
膜厚分布差特許出願人　　　旭化成工木株式会社 第１Ａ図 第１Ｂ図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プレナーマグネトロンスパッタリグ装置において、バッ
   キングプレートの裏面にマグネットがあり、そのマグネ
   ットが、長手方向の両端部分の最長幅が中央部分の最長
   幅より広い棒状のマグネットと棒状のマグネットを囲ん
   でいる囲みマグネットからなり、囲みマグネットの長手
   方向の両端部分の内側の最長幅が中央部分の内側の最長
   幅より広いことを特徴とするスパッタリングカソード。