JPS63125675A - マグネトロンスパツタ装置 - Google Patents
マグネトロンスパツタ装置Info
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- JPS63125675A JPS63125675A JP27025386A JP27025386A JPS63125675A JP S63125675 A JPS63125675 A JP S63125675A JP 27025386 A JP27025386 A JP 27025386A JP 27025386 A JP27025386 A JP 27025386A JP S63125675 A JPS63125675 A JP S63125675A
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- magnetron
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- Pending
Links
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- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 11
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 abstract description 9
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
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。
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
本発明は磁界中の放電にともなう陰極スパッタリング現
象を利用して、被膜を形成するマグネトロンスパッタ装
置に関するものである。
象を利用して、被膜を形成す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
スパッタリング現象はグロー放電によるガスイオンが電
界により加速されて陰極に衝突することにより、陰極材
料が原子、又はその集団として射出する現象である。
界により加速されて陰極に衝突することにより、陰極材
料が原子、又はその集団として射出する現象である。
スパッタリング装置は、陰極から射出する陰極材料を陰
極と対向する基板上に付着、堆積し、基２へ−ジ 板上に陰極材料の被膜を形成する装置である。
極と対向する基板上に付着、堆積し、基２へ−ジ 板上に陰極材料の被膜を形成する装置である。
近年、スパッタリング装置は、被膜の形成速度が速い直
交電磁界配置のマグネトロンスパッタ装置が主流となっ
てきた（例えば、早用茂、和佐清孝著：「薄膜化技術」
第５章、５．２スパツタ装置参照）。
交電磁界配置のマグネトロンスパッタ装置が主流となっ
てきた（例えば、早用茂、和佐清孝著：「薄膜化技術」
第５章、５．２スパツタ装置参照）。
直交電磁界放電を利用したマグネトロンスパッタ装置の
ターゲットの表面近傍における磁界分布は不均一となる
。この結果、ターゲット表面は不均一なイオン衝撃を受
け、ターゲット表面が局部的な浸蝕を受ける。このため
ターゲットの寿命は局部的な浸蝕が進み、ターゲットと
ターゲット裏板のボンディング面に浸蝕が達した時とな
り、ターゲットの利用効率が非常に低い状態であった。
ターゲットの表面近傍における磁界分布は不均一となる
。この結果、ターゲット表面は不均一なイオン衝撃を受
け、ターゲット表面が局部的な浸蝕を受ける。このため
ターゲットの寿命は局部的な浸蝕が進み、ターゲットと
ターゲット裏板のボンディング面に浸蝕が達した時とな
り、ターゲットの利用効率が非常に低い状態であった。
以下、図面を参照しながら、上述したような従来のマグ
ネトロンスパッタ装置について説明を行う。
ネトロンスパッタ装置について説明を行う。
第３図は従来のマグネトロンスパッタ装置の陰極部を示
すものである。第３図において、１はターゲット、２１
２Ｌ、２１ｂは上端がＮ極、下端が３ベージ Ｓ極の永久磁石、２３は上端がＳ極下端がＮ極の永久磁
石、３は磁気回路を構成するためのコーク、５はターゲ
ット１上での放電領域を限定するためのアース電位のシ
ールド板、６は陰極部を保持するベースプレート、７は
絶縁プレート、８はカソード、９はカソード８に負電位
を与えるり、Ｏｌ又はＲ，Ｆの電源である。
すものである。第３図において、１はターゲット、２１
２Ｌ、２１ｂは上端がＮ極、下端が３ベージ Ｓ極の永久磁石、２３は上端がＳ極下端がＮ極の永久磁
石、３は磁気回路を構成するためのコーク、５はターゲ
ット１上での放電領域を限定するためのアース電位のシ
ールド板、６は陰極部を保持するベースプレート、７は
絶縁プレート、８はカソード、９はカソード８に負電位
を与えるり、Ｏｌ又はＲ，Ｆの電源である。
以上のように構成されたマグネトロンスパッタ装置の陰
極部について、以下その動作について説明する。
極部について、以下その動作について説明する。
ターゲット１の永久磁石２１１Ｌ、２１ｔ）及び２３に
対する面の裏面をｌＸ１０Ｔｏ□１Ｘ １０ Ｔｏｒｒ
の低圧気体雰囲気中に設置する。ターゲット１のこの面
上では、永久磁石２１１Ｌ、２１ｂ、２３［より、矢印
人で示す向きに磁力線が発生しているため、カソード８
に電源９により負電圧金印加するとターゲット１上で電
磁界の作用によりマグネトロン放電が生ずる。このマグ
ネトロン放電ね収束磁力線Ａにより閉じ込められ、その
結果この部分のターゲットは強いイオン衝撃を受け、激
しい浸蝕を受ける。
対する面の裏面をｌＸ１０Ｔｏ□１Ｘ １０ Ｔｏｒｒ
の低圧気体雰囲気中に設置する。ターゲット１のこの面
上では、永久磁石２１１Ｌ、２１ｂ、２３［より、矢印
人で示す向きに磁力線が発生しているため、カソード８
に電源９により負電圧金印加するとターゲット１上で電
磁界の作用によりマグネトロン放電が生ずる。このマグ
ネトロン放電ね収束磁力線Ａにより閉じ込められ、その
結果この部分のターゲットは強いイオン衝撃を受け、激
しい浸蝕を受ける。
マグネトロンスパッタ装置を利用した薄膜形成において
は、ターゲット１の浸蝕面に対向して基板を設け、ター
ゲツト材質を主成分にした薄膜を基板上に堆積させるも
のである。第４図に、ターゲット１を長時間マグネトロ
ン放電にさらし、スパッタを行った後のターゲットの断
面と、基板上に堆積した薄膜の膜厚分布を示す。第４図
において、１０は永久磁石２１ａ、２１ｂ、２３の配列
方向にターゲット１を切断した断面形状、その上の曲線
Ｘは断面直上の基板上の堆積膜の膜厚分布を示すもので
ある。
は、ターゲット１の浸蝕面に対向して基板を設け、ター
ゲツト材質を主成分にした薄膜を基板上に堆積させるも
のである。第４図に、ターゲット１を長時間マグネトロ
ン放電にさらし、スパッタを行った後のターゲットの断
面と、基板上に堆積した薄膜の膜厚分布を示す。第４図
において、１０は永久磁石２１ａ、２１ｂ、２３の配列
方向にターゲット１を切断した断面形状、その上の曲線
Ｘは断面直上の基板上の堆積膜の膜厚分布を示すもので
ある。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、第４図に示す如く、磁界収束部分に対応
するターゲツト面は深く浸蝕を受けるが、磁界収束部か
らはずれたターゲツト面はほとんど浸蝕を受けておらず
、このためターゲットの寿命は磁界収束部の浸蝕の深さ
で決まり、ターゲット全体積の１０〜２ｏ％程度しか利
用されていないという問題点を有していた。
するターゲツト面は深く浸蝕を受けるが、磁界収束部か
らはずれたターゲツト面はほとんど浸蝕を受けておらず
、このためターゲットの寿命は磁界収束部の浸蝕の深さ
で決まり、ターゲット全体積の１０〜２ｏ％程度しか利
用されていないという問題点を有していた。
５ページ
また近年、薄膜形成において、レアメタルを中心とした
高価なターゲツト材が利用されはじめ、ターゲットの利
用効率の向上という要請が高まってきており、この問題
は極めて重要であった。
高価なターゲツト材が利用されはじめ、ターゲットの利
用効率の向上という要請が高まってきており、この問題
は極めて重要であった。
本発明は上記問題点に鑑み、ターゲットの利用効率を向
上することができるマグネトロンスパッタ装置を提供す
るものである。
上することができるマグネトロンスパッタ装置を提供す
るものである。
問題点を解決するだめの手段
この目的を達成するために、本発明のマグネトロンスパ
ッタ装置は、Ｎ極磁石、Ｓ極磁石が交互に配列された磁
石群が配列方向に連続的に移動する磁界発生機構を陰極
部に設けた構成となっている。
ッタ装置は、Ｎ極磁石、Ｓ極磁石が交互に配列された磁
石群が配列方向に連続的に移動する磁界発生機構を陰極
部に設けた構成となっている。
作用
この構成によってターゲット」二の磁界収束部分がター
ゲットを一様に掃引し、ターゲツト面は一様に浸蝕を受
け、局部的なターゲットの浸蝕がなく、ターゲットの利
用効率が格段に向上することとなる。
ゲットを一様に掃引し、ターゲツト面は一様に浸蝕を受
け、局部的なターゲットの浸蝕がなく、ターゲットの利
用効率が格段に向上することとなる。
実施例
６ヘージ
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明の一実施例におけるマグネトロンスパッ
タ装置の陰極部を示すものである。第１図において、１
はターゲット、２１は上端がＮ極、下端がＳ極の永久磁
石、２２は上端がＳ極、下端がＮ極の永久磁石、３はベ
ルトの機能を有したヨークであり、第１図に示す如く複
数個の永久磁石２１．２２をベルトｓ上に交互に設けて
いる。４はヨーク３及び永久磁石２１．２２を駆動させ
るための回転車、５はシールド板、６はベースプレー
１−１７は絶縁ポート、８はカソード、９はり、Ｃ又は
Ｒ，Ｆの電源である。
タ装置の陰極部を示すものである。第１図において、１
はターゲット、２１は上端がＮ極、下端がＳ極の永久磁
石、２２は上端がＳ極、下端がＮ極の永久磁石、３はベ
ルトの機能を有したヨークであり、第１図に示す如く複
数個の永久磁石２１．２２をベルトｓ上に交互に設けて
いる。４はヨーク３及び永久磁石２１．２２を駆動させ
るための回転車、５はシールド板、６はベースプレー
１−１７は絶縁ポート、８はカソード、９はり、Ｃ又は
Ｒ，Ｆの電源である。
以上のように構成されたマグネトロンスパッタ装置の陰
極部について、以下その動作について説明する。
極部について、以下その動作について説明する。
ターゲット１の永久磁石２１及び２２に対する面と反対
面をｌＸ１０Ｔｏｒｒ〜Ｉ Ｘ １０ Ｔｏｒｒの低圧
気体雰囲気中に設置する。ターゲット１のこの面上では
、永久磁石２１．２２により、矢印Ｂで７ヘージ 示す向きに磁力線が発生している。
面をｌＸ１０Ｔｏｒｒ〜Ｉ Ｘ １０ Ｔｏｒｒの低圧
気体雰囲気中に設置する。ターゲット１のこの面上では
、永久磁石２１．２２により、矢印Ｂで７ヘージ 示す向きに磁力線が発生している。
カソード８に電源９により負電圧を印加すると、ターゲ
ット１上で電磁界の作用によりマグネトロン放電が生ず
る。この際に、回転車４を駆動させ矢印Ｃの方向に、ヨ
ーク３及び永久磁石２１．２２を移動させると、収束磁
力線Ｂにより閉じ込められたマグネトロン放電はターゲ
ット１上を第１図の左から右に向かって移動する。これ
に伴って、イオン衝撃による浸蝕部もターゲット１上を
移動する。
ット１上で電磁界の作用によりマグネトロン放電が生ず
る。この際に、回転車４を駆動させ矢印Ｃの方向に、ヨ
ーク３及び永久磁石２１．２２を移動させると、収束磁
力線Ｂにより閉じ込められたマグネトロン放電はターゲ
ット１上を第１図の左から右に向かって移動する。これ
に伴って、イオン衝撃による浸蝕部もターゲット１上を
移動する。
イオン衝撃による浸蝕がカソード８におよばないために
、シールド板５によりマグネトロン放電の領域を限定し
ている。
、シールド板５によりマグネトロン放電の領域を限定し
ている。
第２図に、本実施例によるマグネトロンスパッタ装置の
陰極部により、ターゲット１を長時間マグネトロン放電
にさらし、スパッタを行った後のターゲット１の断面及
び基板上に堆積した薄膜の膜厚分布を示す。第２図にお
いて、１１は永久磁石２１．２２の配列方向にターゲッ
ト１を切断した断面形状、その上の曲線Ｙはターゲツト
１断面直上の基板上の堆積膜の膜厚分布を示すもので、
均一にターゲット１が浸蝕されている。
陰極部により、ターゲット１を長時間マグネトロン放電
にさらし、スパッタを行った後のターゲット１の断面及
び基板上に堆積した薄膜の膜厚分布を示す。第２図にお
いて、１１は永久磁石２１．２２の配列方向にターゲッ
ト１を切断した断面形状、その上の曲線Ｙはターゲツト
１断面直上の基板上の堆積膜の膜厚分布を示すもので、
均一にターゲット１が浸蝕されている。
以上のように本実施例によれば、永久磁石２１゜２２を
連続的に移動させることによシ、イオン衝撃によるター
ゲット浸蝕部分をターゲット全面で掃引させ、第２図に
示す如く、均一なターゲット浸蝕を実現し、ターゲット
の利用効率を６０−６０％に向上できる。さらに、基板
への膜付着速度の等速性を達成し、均一な膜厚分布の薄
膜を作製できる。
連続的に移動させることによシ、イオン衝撃によるター
ゲット浸蝕部分をターゲット全面で掃引させ、第２図に
示す如く、均一なターゲット浸蝕を実現し、ターゲット
の利用効率を６０−６０％に向上できる。さらに、基板
への膜付着速度の等速性を達成し、均一な膜厚分布の薄
膜を作製できる。
また、本実施例では永久磁石を密に配置することにより
ターゲット上でのイオン衝撃面積を広げたため、ターゲ
ットの浸蝕速度が速くなシ、薄膜の高速成膜が可能とな
る。
ターゲット上でのイオン衝撃面積を広げたため、ターゲ
ットの浸蝕速度が速くなシ、薄膜の高速成膜が可能とな
る。
なお、本実施例ではターゲットの形状を角型としたが、
ジ−トド板５の形状を変更することにより、丸型のター
ゲットでも対応できる。
ジ−トド板５の形状を変更することにより、丸型のター
ゲットでも対応できる。
発明の効果
本発明はＮ極、Ｓ極が交互に配列された磁石群を、配列
方向の一方向に連続的に移動する磁界発９べ−７ 主機構を陰極部に設けることにより、イオン衝撃による
ターゲット浸蝕を均一にし、ターゲットの利用効率の向
上と薄膜の膜厚の均一化をはかることができ、さらに永
久磁石の配置を密にしたことによシ薄膜の高速成膜とい
う効果を得ることができる優れたマグネトロンスパッタ
装置を実現できるものである。
方向の一方向に連続的に移動する磁界発９べ−７ 主機構を陰極部に設けることにより、イオン衝撃による
ターゲット浸蝕を均一にし、ターゲットの利用効率の向
上と薄膜の膜厚の均一化をはかることができ、さらに永
久磁石の配置を密にしたことによシ薄膜の高速成膜とい
う効果を得ることができる優れたマグネトロンスパッタ
装置を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例におけるマグネトロンスパッ
タ装置の断面斜視図、第２図は長時間スパッタ後のター
ゲット断面と膜厚分布とを示す対応図、第３図は従来の
マグネトロンスパッタ装置の断面斜視図、第４図は長時
間スパッタ後のターゲット断面と膜厚分布とを示す対応
図である。 １・・・・・・ターゲット、３・・・・・・ヨーク、４
・・・・・・回転車、５・・・・・シールド板、６・・
・・・ベースプレート、了・・・・・・絶縁ボート、８
・・・・・カソード、９・・・・・−電源、１０．１１
・・・・・・ターゲット断面、２１．２２・・・・・・
永久磁石。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名×
３ ８−Ｉｌｉ！１呻 大−
タ装置の断面斜視図、第２図は長時間スパッタ後のター
ゲット断面と膜厚分布とを示す対応図、第３図は従来の
マグネトロンスパッタ装置の断面斜視図、第４図は長時
間スパッタ後のターゲット断面と膜厚分布とを示す対応
図である。 １・・・・・・ターゲット、３・・・・・・ヨーク、４
・・・・・・回転車、５・・・・・シールド板、６・・
・・・ベースプレート、了・・・・・・絶縁ボート、８
・・・・・カソード、９・・・・・−電源、１０．１１
・・・・・・ターゲット断面、２１．２２・・・・・・
永久磁石。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名×
３ ８−Ｉｌｉ！１呻 大−
Claims (1)
- Ｎ極、Ｓ極が交互に配列された磁石群が、配列方向の一
方向に連続的に移動するように構成された磁界発生機構
を陰極部分に設けた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 |
|---|---|---|---|
| JP27025386A JPS63125675A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | マグネトロンスパツタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27025386A JPS63125675A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | マグネトロンスパツタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63125675A true JPS63125675A (ja) | 1988-05-28 |
Family
ID=17483669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27025386A Pending JPS63125675A (ja) | 1986-11-13 | 1986-11-13 | マグネトロンスパツタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63125675A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001254175A (ja) * | 2000-01-24 | 2001-09-18 | Senken Kan | 平板マグネトロンスパッタリング装置 |
| WO2003015124A1 (en) * | 2001-08-02 | 2003-02-20 | N.V. Bekaert S.A. | Sputtering magnetron arrangements with adjustable magnetic field strength |
| KR100603459B1 (ko) | 2003-11-13 | 2006-07-20 | 엘지전자 주식회사 | 스퍼터링 장치 |
| JP2009228129A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Beijing Boe Optoelectronics Technology Co Ltd | 磁気制御スパッタリング・ターゲット構造及び設備 |
| US20100006424A1 (en) * | 2008-07-09 | 2010-01-14 | Samsung Mobile Display Co. Ltd. | Magnetron unit moving apparatus for preventing magnetization and magnetron sputtering equipment having the same |
| US8388819B2 (en) | 2009-02-13 | 2013-03-05 | Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Magnet target and magnetron sputtering apparatus having the same |
| US9449799B2 (en) | 2013-12-30 | 2016-09-20 | Shanghai Tianma AM-OLED Co., Ltd. | Film deposition device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6176673A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Fujitsu Ltd | スパツタリング方法 |
-
1986
- 1986-11-13 JP JP27025386A patent/JPS63125675A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6176673A (ja) * | 1984-09-21 | 1986-04-19 | Fujitsu Ltd | スパツタリング方法 |
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| US8882976B2 (en) * | 2008-07-09 | 2014-11-11 | Samsung Display Co., Ltd. | Magnetron unit moving apparatus for preventing magnetization and magnetron sputtering equipment having the same |
| US8388819B2 (en) | 2009-02-13 | 2013-03-05 | Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. | Magnet target and magnetron sputtering apparatus having the same |
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| DE102014107354B4 (de) | 2013-12-30 | 2022-07-21 | Tianma Micro-Electronics Co., Ltd. | Schichtablagerungsvorrichtung |
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