JPH03257160A - Sputtering device formed by using dipole ring type magnetic circuit - Google Patents
Sputtering device formed by using dipole ring type magnetic circuitInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、スパッタ装置に関し、特に、高周波電圧を印
加したターゲットの表面からダイポールリング型磁気回
路を利用してマグネトロンスパッタリングにより試料原
子を真空中に放出させて基板の表面に薄膜を形成するス
パッタ装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a sputtering apparatus, and in particular, the present invention relates to a sputtering apparatus that sputters sample atoms in a vacuum by magnetron sputtering using a dipole ring type magnetic circuit from the surface of a target to which a high frequency voltage is applied. The present invention relates to a sputtering device that forms a thin film on the surface of a substrate by emitting water.
本発明は、ターゲットとして鉄などの軟磁性体を使用す
る場合に好適である。The present invention is suitable when a soft magnetic material such as iron is used as a target.
［従来の技術］
周知の如く、スパッタ装置は電子・電気分野において薄
膜製造に広く使用されている。スパッタリングは大きく
分けて次の２種類、即ち、ターゲットに直流電圧を印加
して行なうＤＣスパッタとターゲットに高周波電圧を印
加して行なうＲＦスパッタに分類される。更に、このＤ
Ｃ及びＲＦスバッタハ、夫々コンベンショナルモードと
マグネトロンモードに分類される。つまり、合計４種類
のスパッタリングが知られている。[Prior Art] As is well known, sputtering apparatuses are widely used for thin film production in the electronic and electrical fields. Sputtering is roughly divided into two types: DC sputtering, which is performed by applying a direct current voltage to a target, and RF sputtering, which is performed by applying a high frequency voltage to the target. Furthermore, this D
C and RF transmission are classified into conventional mode and magnetron mode, respectively. In other words, a total of four types of sputtering are known.
これらの４種類のスパッタリングの内、マグネトロンモ
ードは、ターゲットに磁場を印加し、不活性ガスに高電
圧を加えて発生させたプラズマを磁場内に閉じ込めるこ
とにより、スパッタ効率を上げて成膜速度を速くすると
共に薄膜が形成される基板の温度上昇を抑えることがで
きる。このため、量産を目的とする場合には、ＤＣ及び
ＲＦスパッタの何れにおいても、マグネトロンモードを
採用するのが普通である。Of these four types of sputtering, magnetron mode applies a magnetic field to the target and confines the plasma generated by applying a high voltage to an inert gas within the magnetic field, thereby increasing sputtering efficiency and increasing the deposition rate. It is possible to increase the speed and suppress the temperature rise of the substrate on which the thin film is formed. For this reason, when mass production is aimed at, magnetron mode is usually adopted for both DC and RF sputtering.
第４図を参照して、従来のスパッタ装置の一例を簡単に
説明する。第４図に示すスパッタ装置１０は２極スパツ
タ装置であり、２枚の平板の一方をスパッタされるター
ゲット（陰極）１２とし、他方の平板を膜形成用の基板
１４を保持する基板ホルダー１６とする。参照番号１８
はターゲット１２に高周波電圧を印加するための電極で
ある。An example of a conventional sputtering apparatus will be briefly described with reference to FIG. The sputtering apparatus 10 shown in FIG. 4 is a two-pole sputtering apparatus, in which one of two flat plates is used as a sputtering target (cathode) 12, and the other flat plate is used as a substrate holder 16 for holding a substrate 14 for film formation. do. Reference number 18
is an electrode for applying a high frequency voltage to the target 12.
第４図からは明らかでないが、ターゲット１２、電極１
８及び基板ホルダー１６は夫々円板状である。ターゲッ
ト１２に隣接する磁石２０は環状であり、他の円柱状磁
石２２を囲むように配置されている。破線２４は図示の
装置を内部に収容する容器を示し、この容器２４の外部
には、容器内部を真空にする装置、ターゲット電極、ア
ルゴンガス等の不活性ガス供給源、真空計等が設けられ
ている。尚、２６は不活性ガスイオン、２８はプラズマ
、３０はスパッタ原子、３２はシャッタを示す。Although it is not clear from FIG. 4, the target 12 and the electrode 1
8 and the substrate holder 16 each have a disk shape. The magnet 20 adjacent to the target 12 is annular and is arranged to surround other cylindrical magnets 22. A broken line 24 indicates a container in which the illustrated device is housed, and a device for evacuating the inside of the container, a target electrode, an inert gas supply source such as argon gas, a vacuum gauge, etc. are provided on the outside of the container 24. ing. Note that 26 is an inert gas ion, 28 is a plasma, 30 is a sputtered atom, and 32 is a shutter.
マグネトロンモードを利用したスパッタ装置は、第４図
の装置以外にも種々提案されている。しかし、この種の
従来の装置には次のような欠点がある。Various sputtering apparatuses using the magnetron mode have been proposed in addition to the apparatus shown in FIG. However, this type of conventional device has the following drawbacks.
即ち、従来のマグネトロンモードのスパッタ装置では、
ターゲツト面上の磁場分布が一様でないためターゲツト
面上のプラズマ強度が均一にならない。つまり、ターゲ
ットの表面の消耗が不均一なためにターゲットの使用効
率が極めて悪く、例えば使用効率は約１０％から約３０
％（体積比）であった。更に、ターゲットが軟磁性体の
場合（例えば鉄）には磁束漏洩が起きにくいが、−旦タ
ーゲットが消耗し始めると厚みの薄くなった消耗箇所に
益々磁束が集中して局部的にターゲットの厚みが減少し
、消耗箇所が漏斗状となり一使用効率が極端に低下する
という問題があった。この様子を第５図及び第６図に示
す。In other words, in conventional magnetron mode sputtering equipment,
Since the magnetic field distribution on the target surface is not uniform, the plasma intensity on the target surface is not uniform. In other words, the use efficiency of the target is extremely poor due to uneven consumption of the surface of the target, for example, the use efficiency ranges from about 10% to about 30%.
% (volume ratio). Furthermore, magnetic flux leakage is less likely to occur when the target is made of soft magnetic material (e.g. iron), but once the target begins to wear out, the magnetic flux will concentrate more and more at the thinner worn parts, causing the target to become thinner locally. There was a problem in that the consumption area decreased and the consumption area became funnel-shaped, resulting in an extremely low usage efficiency. This situation is shown in FIGS. 5 and 6.
第５図は第４図のターゲット１２の簡単な斜視図であり
、ターゲット１２が環状に不均一に侵食されたＶ字形溝
４０を示している。この溝４０は環状の永久磁石２０（
第４図）の外側に漏れた磁束に起因する。このターゲッ
ト表面の不均一消耗のため上述のようにターゲットの使
用効率が極端に制限される。尚、第６図は第５図のター
ゲット１２の中心を通る断面を示す図である。FIG. 5 is a simplified perspective view of the target 12 of FIG. 4, showing the V-shaped groove 40 in which the target 12 is annularly and unevenly eroded. This groove 40 is connected to the annular permanent magnet 20 (
This is caused by magnetic flux leaking to the outside (Fig. 4). Due to this non-uniform wear of the target surface, the efficiency of use of the target is extremely limited as described above. Incidentally, FIG. 6 is a diagram showing a cross section passing through the center of the target 12 in FIG. 5.
このような欠点を除去するため、従来、ターゲット近傍
に配置した磁石を移動させてターゲットを出来るだけ均
一に消耗させようとする装置が提案されている（例えば
、特開昭６１−６９９６４号、特開昭６１−１４７８７
３号、特開昭６２−７８５４号）。しかし、これらの方
法によってもタータット使用効率は高々的４０％（体積
比）であり、磁気回路を移動させるので装置の複雑化と
信頼性に問題があった。更に、ターゲットが磁性体の場
合には、ターゲットの表面全体に亘って縦・横方向にス
リットを入れて漏洩磁束が一箇所に集中しないようにす
る方法も提案されているか、ターゲットの使用効率は３
０％程度でありしかも製作費が高いという問題があった
。In order to eliminate such drawbacks, devices have been proposed in the past that try to wear out the target as uniformly as possible by moving a magnet placed near the target (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-69964, Kaisho 61-14787
No. 3, JP-A-62-7854). However, even with these methods, the tartat usage efficiency is at most 40% (volume ratio), and since the magnetic circuit is moved, there are problems with the complexity and reliability of the device. Furthermore, if the target is a magnetic material, has a method been proposed in which slits are made in the vertical and horizontal directions over the entire surface of the target to prevent leakage magnetic flux from concentrating in one place? 3
However, there was a problem that the production cost was high.
このような問題を解決するため、本願の特許出願人は先
にダイポールリング型磁気回路を用いたスパッタ装置を
提案した（平底２年２月１２日出願の特許願（１）及び
（２））。In order to solve such problems, the patent applicant of the present application previously proposed a sputtering device using a dipole ring type magnetic circuit (patent applications (1) and (2) filed on February 12, 2007). .
本発明に直接関係するダイポールリング型磁気回路を述
べる前に、ＲＦスパッタリングと水平−様磁場の印加に
よって、何故ターゲットの表面消耗が均一化され成膜速
度が上昇するかについて説明する。尚、本明細書におい
て水平−様磁場とは、ターゲットの表面に対して平行方
向の均一磁場を指す。Before describing the dipole ring type magnetic circuit that is directly related to the present invention, it will be explained why RF sputtering and application of a horizontal-like magnetic field make the surface wear of the target uniform and increase the deposition rate. Note that in this specification, a horizontal-like magnetic field refers to a uniform magnetic field in a direction parallel to the surface of the target.
水平−様磁場をターゲット表面近傍に印加したとき、直
流或いは高周波電圧により放電１．た不活性ガスの電子
が磁束をよぎるように移動する。ＤＣスパッタではプラ
ズマ中の電子は一方向に移動するためプラズマ発生はタ
ーゲットの端部に偏ってしまい、水平−様磁場を印加し
てもターゲット消耗は一様にはならない。しかし、ＲＦ
スパッタでは高周波電圧によりプラズマが発生するため
、水平−様磁場によりターゲツト面上に均一なプラズマ
が発生する。つまり、ターゲット表面は一様に消耗する
ことになる。後述するダイポールリング型磁気回路によ
る水平−様磁場は、ターゲット１２の裏側（ターゲット
１２の上側（図面上））から磁場を印加している方法（
第４図）に比較し、ターゲット１２の表面に水平−様磁
場を印加できるので、成膜速度はＤＣマグネトロンスパ
ッタと同等以上になる。When a horizontal-like magnetic field is applied near the target surface, discharge 1. Electrons in the inert gas move across the magnetic flux. In DC sputtering, electrons in the plasma move in one direction, so plasma generation is biased toward the edge of the target, and even if a horizontal magnetic field is applied, target consumption is not uniform. However, R.F.
In sputtering, plasma is generated by a high-frequency voltage, so a horizontal-like magnetic field generates a uniform plasma on the target surface. In other words, the target surface is uniformly worn away. A horizontal-like magnetic field using a dipole ring type magnetic circuit, which will be described later, can be generated using a method in which a magnetic field is applied from the back side of the target 12 (the upper side of the target 12 (in the drawing)).
4), since a horizontal-like magnetic field can be applied to the surface of the target 12, the film forming rate is equal to or higher than that of DC magnetron sputtering.
次に、第７図を参照して本発明に直接関係するダイポー
ルリング型磁気回路を説明する。Next, a dipole ring type magnetic circuit directly related to the present invention will be explained with reference to FIG.
第７図は、ダイポールリング型磁気回路５０及びターゲ
ット１２（第２図と同じ）を示し、他の部分は例えば第
４図に示した従来例と同様なので図示を省略しである。FIG. 7 shows a dipole ring type magnetic circuit 50 and a target 12 (same as in FIG. 2), and other parts are the same as, for example, the conventional example shown in FIG. 4, so illustrations are omitted.
即ち、第４図の装置において、ターゲット１２の周囲を
囲むようにしてダイポールリング型磁気回路５０（第７
図）を配置すればよい。That is, in the apparatus shown in FIG. 4, a dipole ring type magnetic circuit 50 (seventh
Figure) should be placed.
第７図について更に詳しく説明する。ダイポールリング
型磁気回路（以下単に磁気回路という場合がある）５０
は、８個の異方性永久磁石（異方性セグメント永久磁石
）５２ａ乃至５２ｈを環状に配置し、架台（リングヨー
ク）５４と複数のセグメント磁石調節具５６により支持
されている。FIG. 7 will be explained in more detail. Dipole ring type magnetic circuit (hereinafter sometimes simply referred to as magnetic circuit) 50
Eight anisotropic permanent magnets (anisotropic segment permanent magnets) 52a to 52h are arranged in a ring shape, and are supported by a frame (ring yoke) 54 and a plurality of segment magnet adjusters 56.
この調節具５６により対応するセグメント磁石を磁気回
路５０の径方向に移動させて磁場調節を行なう。尚、図
面を見易くするため、調節具５６の番号は全部には付け
ていない。セグメント永久磁石５２ａ乃至５２ｈ内の矢
印は夫々磁石の磁化方向を示している。セグメント磁石
の磁化方向は、セグメント毎に異なっており、リングを
一周する間に磁化方向は２回転する。側面（セグメント
永久磁石５２ａ及び５２ｅ）にＮ極及びＳ極の２極が出
るのでダイポールリング型と称する。即ち、セグメント
永久磁石５２ａ及び５２ｅは極位置のセグメント永久磁
石である。白抜きの矢印５８は磁気回路５０の内部に形
成された均一磁界の磁化方向を示している。The adjusting tool 56 moves the corresponding segment magnet in the radial direction of the magnetic circuit 50 to adjust the magnetic field. Note that, in order to make the drawing easier to read, all the adjusting tools 56 are not numbered. The arrows in the segment permanent magnets 52a to 52h each indicate the magnetization direction of the magnet. The magnetization direction of the segment magnet is different for each segment, and the magnetization direction rotates twice during one rotation around the ring. It is called a dipole ring type because two poles, an N pole and an S pole, appear on the side surfaces (segment permanent magnets 52a and 52e). That is, the segmented permanent magnets 52a and 52e are segmented permanent magnets at pole positions. A white arrow 58 indicates the magnetization direction of the uniform magnetic field formed inside the magnetic circuit 50.
ダイポールリング型磁気回路の利点は、リングの中心軸
方向の長さを延ばしたり（即ちセグメント永久磁石の中
心軸（第８図）方向の長さを延ばしたり）、或いは、複
数のリングを用いるなどにより、均一磁場発生空間の調
節を容易にすることである。セグメント永久磁石の数は
、４個以上の偶数個であれば良い。一般的には、セグメ
ント永久磁石数が多い程磁場均−性が良好になるが、実
用的には８個から１６個の間で製作される。更に、セグ
メント永久磁石を夫々バックヨークで保持する場合もあ
る（図示を省略）。ターゲット１２は磁気回路５０内に
設置され、通常は磁気回路の高さ（中心軸に沿った高さ
）の中心位置に置かれる。The advantage of the dipole ring type magnetic circuit is that the length of the ring in the central axis direction can be increased (that is, the length of the segment permanent magnet can be extended in the central axis direction (Fig. 8)), or that multiple rings can be used. The objective is to facilitate the adjustment of a uniform magnetic field generation space. The number of segment permanent magnets may be an even number of 4 or more. Generally, the greater the number of segment permanent magnets, the better the magnetic field uniformity, but in practice, between 8 and 16 segment permanent magnets are manufactured. Furthermore, each segment permanent magnet may be held by a back yoke (not shown). The target 12 is placed within the magnetic circuit 50 and is typically placed at the center of the height of the magnetic circuit (height along the central axis).
磁気回路に対するターゲット１２の位置を中心軸に沿っ
て移動させることにより、ターゲット１２の表面の磁場
強度を調節することができる。By moving the position of the target 12 relative to the magnetic circuit along the central axis, the magnetic field strength on the surface of the target 12 can be adjusted.
上述したように、マグネトロンスパッタでは、不活性ガ
スイオンがターゲツト面上に生じた磁束に拘束されるの
で、ターゲツト面上の磁束強度と磁場均一性が重要とな
る。水平磁場の一様性は良好であればある程良いが、実
用的には５％以下であれば良い。たとえばターゲット面
上３ＱＩＩ１１高さでの磁場強度が５０Ｇ（ガウス）以
下では成膜速度が遅くなるので、５０Ｇを超える磁場が
必要である。一般的には３００Ｇ程度の磁場が好ましい
。As mentioned above, in magnetron sputtering, inert gas ions are restrained by the magnetic flux generated on the target surface, so the magnetic flux strength and magnetic field uniformity on the target surface are important. The better the uniformity of the horizontal magnetic field, the better, but practically it is sufficient if it is 5% or less. For example, if the magnetic field strength at the height of 3QII11 above the target surface is 50 G (Gauss) or less, the film formation rate will be slow, so a magnetic field exceeding 50 G is required. Generally, a magnetic field of about 300G is preferable.
即ち、磁場が強いはど成膜速度が上昇するが、強すぎる
と放電条件が厳しくなるという問題がある。That is, the stronger the magnetic field, the higher the film formation rate, but if the magnetic field is too strong, there is a problem that the discharge conditions become severe.
ところで、第７図に示したダイポールリング型磁気回路
の中心軸（第７図において紙面に垂直な軸）に沿った各
セグメント永久磁石の長さは全て等しい。第８図は、第
７図のＡ−Ｂ線を含む平面で切断した断面図であり、ダ
イポールリング型磁気回路の中心軸（第８図において紙
面に平行な軸）に沿った各セグメント永久磁石の長さが
等しいことを示している（但しセグメント永久磁石５２
ｂ。Incidentally, the lengths of the segment permanent magnets along the central axis (the axis perpendicular to the plane of paper in FIG. 7) of the dipole ring type magnetic circuit shown in FIG. 7 are all equal. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along a plane including line A-B in FIG. (However, segment permanent magnet 52
b.
５２ｃ、５２ｄは示されていない）。52c, 52d are not shown).
このように、ダイポールリング型磁気回路の各セグメン
ト永久磁石の中心軸に沿った長さが等しいため、次のよ
うな問題があった。即ち、ターゲットが鉄のように軟磁
性体の場合、ターゲ・ント内部に磁束の集束作用が起き
るためにターゲツト面上で水平磁場強度が均一にならな
い。この様子を模式的に第９図に示す。As described above, since the lengths along the central axis of each segment of the permanent magnet in the dipole ring type magnetic circuit are equal, the following problem occurs. That is, when the target is a soft magnetic material such as iron, the horizontal magnetic field strength is not uniform on the target surface because a magnetic flux is focused inside the target. This situation is schematically shown in FIG.
第９図に示すように、極位置（Ｎ極）にあるセグメント
永久磁石５２ａの上部及び下部からの磁束は、軟磁性体
ターゲット１２に引かれ、一方、他の極位置（Ｓ極）に
あるセグメント永久磁石５２ｅはターゲット１２中の磁
束を上部及び下部に引く。このため、ターゲット１２の
極位置永久磁石に近い周辺部では、磁場の水平方向成分
が増加し、逆にこの部分でのターゲット内の磁束が減少
する。つまり、ターゲット１２の表面の極位置に近い磁
場は均一にならないため、ターゲットの使用効率の上昇
の割合が十分満足するものでなかった。As shown in FIG. 9, the magnetic flux from the top and bottom of the segment permanent magnet 52a at the pole position (N pole) is attracted to the soft magnetic target 12, while at the other pole position (S pole). Segmented permanent magnets 52e draw magnetic flux in target 12 to the top and bottom. Therefore, in the peripheral part of the target 12 near the pole position permanent magnet, the horizontal component of the magnetic field increases, and conversely, the magnetic flux within the target in this part decreases. In other words, since the magnetic field near the pole position on the surface of the target 12 is not uniform, the rate of increase in target usage efficiency is not sufficiently satisfactory.
［発明の目的］
本発明の目的は、ダイポールリング型磁気回路の中心軸
に直角方向の断面の形状を楕円形とし、極位置にあるセ
グメント永久磁石とターゲットの距離を、他のセグメン
ト永久磁石とターゲットとの距離より長くして上述の欠
点を解決したスパッタ装置を提供することである。[Objective of the Invention] An object of the present invention is to make the cross section of the dipole ring type magnetic circuit perpendicular to the central axis elliptical, and to set the distance between the segment permanent magnet at the pole position and the target to be different from other segment permanent magnets. It is an object of the present invention to provide a sputtering device which solves the above-mentioned drawbacks by making the distance to the target longer than the distance from the target.
［課題を解決するための手段及び作用］本発明は、高周
波電圧を印加したターゲットの表面からダイポールリン
グ型磁気回路を用いてマグネトロンスパッタリングによ
り試料原子を真空中に放出させて基板の表面に薄膜を形
成する装置において：上記ダイポールリング型磁気回路
の中心軸に対して直角方向の断面の形状が略々楕円形で
あり、上記ダイポールリング型磁気回路を構成する複数
のセグメント永久磁石の内、極位置にあるセグメント永
久磁石の磁化方向が上記楕円形の長軸方向と一致するこ
とを特徴とするダイポールリング型磁気回路を利用した
スパッタ装置である。[Means and effects for solving the problem] The present invention emits sample atoms into a vacuum by magnetron sputtering using a dipole ring type magnetic circuit from the surface of a target to which a high frequency voltage is applied, thereby forming a thin film on the surface of a substrate. In the apparatus for forming the dipole ring type magnetic circuit, the shape of the cross section in the direction perpendicular to the central axis of the dipole ring type magnetic circuit is approximately elliptical, and the pole position of the plurality of segment permanent magnets constituting the dipole ring type magnetic circuit is This is a sputtering apparatus using a dipole ring type magnetic circuit characterized in that the magnetization direction of the segment permanent magnets in the elliptical shape coincides with the long axis direction of the ellipse.
［実施例］
以下、第１図乃至第３図を参照して本発明の詳細な説明
する。[Example] The present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 3.
第１図乃至第３図において、上述の第７図乃至第９図に
示した部分と同一の部分には同一参照番号を付しである
。第１図乃至第３図において既に説明した部分について
は説明を省略する場合がある。In FIGS. 1 to 3, the same parts as those shown in FIGS. 7 to 9 described above are given the same reference numerals. Descriptions of parts already described in FIGS. 1 to 3 may be omitted.
第１図は本発明に係るダイポールリング型磁気回路５０
’の中心軸（第２図参照）の方向からみた側面図である
。第１図の磁気回路は、例えば、第４図に示した従来の
スパッタ装置に組み込んで使用される。第２図は第１図
の線Ｃ−Ｄを含む平面で切断んた断面図である。FIG. 1 shows a dipole ring type magnetic circuit 50 according to the present invention.
Fig. 2 is a side view seen from the direction of the central axis (see Fig. 2). The magnetic circuit shown in FIG. 1 is used by being incorporated into the conventional sputtering apparatus shown in FIG. 4, for example. FIG. 2 is a sectional view taken along a plane including line CD in FIG. 1.
第１図から明らかなように、ダイポールリング型磁気回
路５０′の中心軸（第２図参照）に直角方向の断面は略
々楕円形であり、ダイポールリング型磁気回路５０′を
構成する複数のセグメント永久磁石５２ａ乃至５２ｈは
夫々、断面が楕円形のバックヨーク６２の内側に設けら
れている。調節具５６は、第７図の場合と同様に、対応
するセグメント磁石を磁気回路５０′の中心軸方向に対
して前進或いは後退させて磁場調節を行なうためのもの
である。As is clear from FIG. 1, the cross section of the dipole ring type magnetic circuit 50' in the direction perpendicular to the central axis (see FIG. 2) is approximately elliptical, and the dipole ring type magnetic circuit 50' has a plurality of The segment permanent magnets 52a to 52h are each provided inside a back yoke 62 having an elliptical cross section. The adjuster 56 is used to adjust the magnetic field by moving the corresponding segment magnet forward or backward in the direction of the central axis of the magnetic circuit 50', as in the case of FIG.
第１図に示すように、ダイポールリング型磁気回路５０
’を構成する複数のセグメント永久磁石５２ａ乃至５２
ｈの内、極位置にあるセグメント永久磁石５２ａ及び５
２ｅの磁化方向は楕円形の長袖方向と一致するようにし
である。As shown in FIG. 1, a dipole ring type magnetic circuit 50
A plurality of segment permanent magnets 52a to 52 configuring '
Segment permanent magnets 52a and 5 at the pole positions among h.
The magnetization direction of 2e is made to match the long sleeve direction of the ellipse.
このように磁気回路５０′の極位置のセグメント磁石５
２ａ及び６２ｅの磁化方向と、楕円形の長袖方向を一致
させることにより、第３図に示すように、ターゲット１
２の極位置磁石に近い周辺部の集束角度を小さくするこ
とができる。即ち、極位置にあるセグメント永久磁石を
ターゲット１２から遠ざけることにより、ターゲット１
２への磁束集束が緩和されるので、ターゲット１２は均
一に飽和される。従って、ターゲット表面に均一な水平
磁場強度を得ることができる。In this way, the segment magnet 5 at the pole position of the magnetic circuit 50'
By matching the magnetization direction of 2a and 62e with the long sleeve direction of the ellipse, as shown in FIG.
The convergence angle in the periphery near the second pole position magnet can be made smaller. That is, by moving the segment permanent magnet located at the pole position away from the target 12, the target 1
Since the magnetic flux focus on 2 is relaxed, target 12 is uniformly saturated. Therefore, it is possible to obtain a uniform horizontal magnetic field strength on the target surface.
本発明によれば、非磁性ターゲット、強磁性ターゲット
の何れの場合においても−様な水平磁場が得られるので
、厚膜ターゲットの使用も可能となる。このことは、ス
パッタ装置の稼動効率の上からも、ターゲット使用効率
の上からも非常に有利である。According to the present invention, a -like horizontal magnetic field can be obtained for both non-magnetic targets and ferromagnetic targets, so that thick-film targets can also be used. This is extremely advantageous in terms of operating efficiency of the sputtering apparatus and target usage efficiency.
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、特に軟磁性体タ
ーゲット表面に一様水平磁場を発生させることができる
ので、ターゲットの使用効率及び装置の稼動効率を飛躍
的に上げることができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to generate a uniform horizontal magnetic field particularly on the surface of a soft magnetic target, thereby dramatically increasing the usage efficiency of the target and the operating efficiency of the device. be able to.
第１図は本発明に係るスパッタ装置用のダイポールリン
グ型磁気回路の概略側面図、第２図は第１図の線Ｃ−Ｄ
を含む平面で切断した断面図、第３図は本発明を説明す
る断面図（第２図に対応）、第４図は従来のスパッタ装
置を説明する図、第５図及び第６図は夫々従来例を説明
するための図、第７図は従来のダイポールリング型磁気
回路の概略側面図、第８図は第７図の線Ａ−Ｂを含む平
面で切断した断面図、第９図は従来例を説明するための
断面図（第８図に対応）である。
図中、１２はターゲット、５０′はグイポール型磁気回
路、５２ａ’ 、５２ｅ’は夫々ダイポールリング型磁
気回路の極位置にあるセグメント永久磁石、５２ｂ、５
２ｃ、５２ｄ、５２ｆ、５２ｇ、５２ｈは夫々極位置以
外にあるセグメント永久磁石を示す。FIG. 1 is a schematic side view of a dipole ring type magnetic circuit for a sputtering apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a line C-D in FIG. 1.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the present invention (corresponding to FIG. 2), FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional sputtering apparatus, and FIGS. 5 and 6 are respectively 7 is a schematic side view of a conventional dipole ring type magnetic circuit, FIG. 8 is a sectional view taken along a plane including line A-B in FIG. 7, and FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional example. FIG. 8 is a sectional view (corresponding to FIG. 8) for explaining a conventional example. In the figure, 12 is a target, 50' is a Goupole type magnetic circuit, 52a' and 52e' are segment permanent magnets located at the pole positions of the dipole ring type magnetic circuit, and 52b, 5
2c, 52d, 52f, 52g, and 52h indicate segment permanent magnets located at positions other than the pole positions, respectively.
Claims (2)
ポールリング型磁気回路を用いてマグネトロンスパッタ
リングにより試料原子を真空中に放出させて基板の表面
に薄膜を形成する装置において、 上記ダイポールリング型磁気回路の中心軸に対して直角
方向の断面の形状が略々楕円形であり、上記ダイポール
リング型磁気回路を構成する複数のセグメント永久磁石
の内、極位置にあるセグメント永久磁石の磁化方向が上
記楕円形の長軸方向と一致する ことを特徴とするダイポールリング型磁気回路を利用し
たスパッタ装置。(1) In an apparatus that forms a thin film on the surface of a substrate by ejecting sample atoms into vacuum by magnetron sputtering using a dipole ring type magnetic circuit from the surface of a target to which a high frequency voltage is applied, The shape of the cross section in the direction perpendicular to the central axis is approximately elliptical, and the magnetization direction of the segment permanent magnet at the pole position among the plurality of segment permanent magnets constituting the dipole ring type magnetic circuit is the elliptical shape. A sputtering device that uses a dipole ring type magnetic circuit that is characterized by being aligned with the long axis direction of the sputtering device.
第１項に記載のスパッタ装置。(2) The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the target is a soft magnetic material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5303490A JP2789252B2 (en) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | Sputtering equipment using dipole ring type magnetic circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5303490A JP2789252B2 (en) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | Sputtering equipment using dipole ring type magnetic circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03257160A true JPH03257160A (en) | 1991-11-15 |
| JP2789252B2 JP2789252B2 (en) | 1998-08-20 |
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ID=12931608
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5303490A Expired - Fee Related JP2789252B2 (en) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | Sputtering equipment using dipole ring type magnetic circuit |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2789252B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0661728A1 (en) * | 1993-12-28 | 1995-07-05 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Dipole ring magnet for use in magnetron sputtering or magnetron etching |
| US5444207A (en) * | 1992-03-26 | 1995-08-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plasma generating device and surface processing device and method for processing wafers in a uniform magnetic field |
| US5660744A (en) * | 1992-03-26 | 1997-08-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plasma generating apparatus and surface processing apparatus |
-
1990
- 1990-03-05 JP JP5303490A patent/JP2789252B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5444207A (en) * | 1992-03-26 | 1995-08-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plasma generating device and surface processing device and method for processing wafers in a uniform magnetic field |
| US5660744A (en) * | 1992-03-26 | 1997-08-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Plasma generating apparatus and surface processing apparatus |
| EP0661728A1 (en) * | 1993-12-28 | 1995-07-05 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Dipole ring magnet for use in magnetron sputtering or magnetron etching |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2789252B2 (en) | 1998-08-20 |
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