KR20140126297A

KR20140126297A - 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치

Info

Publication number: KR20140126297A
Application number: KR1020147018458A
Authority: KR
Inventors: 요시히코 구리야마
Original assignee: 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2014-10-30
Also published as: CN104093878A; CN104093878B; JP5971262B2; TW201335411A; WO2013115030A1; KR102023521B1; JPWO2013115030A1; TWI607106B

Abstract

직선부 및 코너부로 이루어지는 레이스트랙 형상을 가지고, 비자성체로 이루어지는 베이스 상에, 봉형의 중앙 자극 부재와, 상기 중앙 자극 부재를 에워싸도록 설치된 외주 자극 부재와, 상기 중앙 자극 부재와 상기 외주 자극 부재와의 사이에, 한쪽의 자극이 상기 중앙 자극 부재에 대향하고, 다른 쪽의 자극이 상기 외주 자극 부재에 대향하도록 설치된 복수의 영구 자석을 가지고, 상기 직선부에 설치된 복수의 영구 자석은, 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가 자화 방향의 중앙부에 있어서 양 단부보다 얇은, 하나 또는 복수 개의 자장 조절용 영구 자석을 포함하는 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.

Description

마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치{MAGNETIC FIELD GENERATOR FOR MAGNETRON SPUTTERING}

본 발명은, 기판 표면에 박막을 형성하기 위해 사용되는 마그네트론 스퍼터링 장치에 내장되는 자장(磁場) 발생 장치에 관한 것이다.

Ar 등의 불활성 물질을 고속으로 충돌시킴으로써 타겟을 구성하는 원자나 분자가 방출되는 현상을 스퍼터링이라고 하고, 이 방출된 원자나 분자를 기판 상에 부착시킴으로써, 박막을 형성할 수 있다. 마그네트론 스퍼터링법은, 음극 내부에 자장을 내장함으로써, 기판에 대한 타겟 물질의 퇴적 속도를 향상시킬 수 있고, 또한 기판에 대한 전자의 충돌이 일어나지 않기 때문에 저온으로 성막이 가능한 방법이다. 따라서, 반도체 IC, 평판 디스플레이, 태양 전지 등의 전자 부품, 반사막 등의 제조 프로세스에 있어서는, 기판 표면에 박막을 형성하기 위해 마그네트론 스퍼터링법이 많이 사용되고 있다.

마그네트론 스퍼터링 장치는, 진공 챔버 내에 양극 측의 기판과, 기판과 상대하도록 배치한 타겟(음극)과, 타겟의 아래쪽에 배치한 자장 발생 장치를 구비한다. 양극과 음극과의 사이에 전압을 인가함으로써 글로 방전을 일으켜, 진공 챔버 내의 불활성 가스(0.1 Pa 정도의 Ar 가스 등)를 이온화시키고, 한편 타겟으로부터 방출된 2차 전자를 자장 발생 장치에 의해 형성한 자장에 의해 포획하고, 타겟의 표면에서 사이클로이드 운동을 행하게 한다. 전자의 사이클로이드 운동에 의해 가스 분자의 이온화가 촉진되므로, 막의 생성 속도는 자장을 이용하지 않는 경우와 비교하여 현저하게 커져, 막의 부착 강도가 커진다.

일본 공개특허 1989―147063호는, 자성 재료로 이루어지는 요크 상에 설치된, 높이 방향(타겟의 표면에 수직인 방향)으로 자화(磁化)된 원기둥형의 중심 자극(磁極)과, 상기 중심 자극과 역방향으로 자화되어, 상기 중심 자극의 주위에 동심적(同心的)으로 배치된 외주 자극으로 구성된 자계 발생 장치에 있어서, 상기 자계 발생 장치와 타겟과의 사이에 원형 및 동심원형(同心圓形)의 판형 자성 부재를 배치하고, 타겟의 표면의 이로존(erosion) 영역을 넓히는 기술을 개시하고 있다.

일본 공개특허 1989―147063호에 기재된 바와 같이, 자계 발생 장치와 타겟과의 사이에 자성 부재를 배치하기 위해서는, 배킹 플레이트(타겟의 지지판) 내에 이 자성 부재를 매립할 필요가 있다. 한편, 배킹 플레이트(타겟의 지지판)는, 타겟의 발열을 억제하기 위해 냉각 기구(機構)도 구비하지 않으면 안되므로, 배킹 플레이트(타겟의 지지판)의 구조가 복잡하게 되어, 필연적으로 자계 발생 장치로부터 타겟의 표면까지의 거리가 멀어져 버린다. 그러므로, 큰 자장을 발생시키는 것이 필요해지므로, 자계 발생 장치가 대형화된다.

일본 공개특허 제2008―156735호는, 도 17의 (a) 및 도 17의 (b)에 나타낸 바와 같은, 비자성체로 이루어지는 베이스(210)와, 그 표면에 설치된 직사각형상의 중앙 자극편(磁極片)(220)과, 그 주위에 설치된 긴 원형상의 외주 자극편(230)과, 상기 중앙 자극편과 상기 외주 자극편과의 사이에 연장 형성된 복수의 영구 자석(240, 250)을 가지고, 상기 영구 자석(240, 250)은 수평 방향으로 자화되고, 또한 동극성(同極性)의 자극이 상기 중앙 자극편에 대향하도록 배치되어 있는 동시에, 상기 중앙 자극편의 높이 및 상기 외주 자극편의 높이는 상기 영구 자석의 높이 이상으로 형성되어 있는 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치(200)가 개시되어 있고, 이 자장 발생 장치는 영구 자석의 각각의 자극면(磁極面)에 자극편이 접촉되고 있으므로, 영구 자석으로부터의 누설(漏洩) 자속(磁束)이 저감되어, 종래보다 적은 영구 자석으로 소정의 자속을 발생할 수 있는 것으로 기재하고 있다.

일본 공개특허 제2008―156735호는, 이 자장 발생 장치는, 특히 코너부에 있어서, 불활성 가스를 폐쇄하는데 필요한 강도(자속 밀도 수평 성분이 10mT 이상)의 자장 영역을 종래에 비해 확대시키므로, 코너부에서의 이로존 영역을 확대시켜, 직선부 및 코너부의 이로존을 균일하게 할 수 있는 것으로 기재하고 있지만, 중앙 자극편에 대향하는 부분의 자속 밀도가 비교적 낮으므로, 타겟의 중앙 부분(중앙 자극편에 대향하는 부분)의 이로존 진행이 늦어져, 타겟의 사용 효율을 저하시키는 원인으로 되어 있다.

일본 공개특허 1992―235277호는, 타겟의 표면에 도넛형의 자장을 발생시키기 위한 자기(磁氣) 장치로서, 타겟 중심 근방에 환형(環形)으로 배치한 중앙 자석과, 타겟 외주 근방에 환형으로 배치한 외주 자석을 가지고, 각 자석의 자화 방향 또는 배향이 타겟면에 대하여 경사(예를 들면, ±45°)지도록 한 자기 장치가 개시되어 있고, 이 자기 장치에 의해, 타겟 바로 위쪽면의 중심으로부터 외주에 이르는 범위에 있어서, 타겟면에 수평인 방향의 자속 밀도 성분이 쌍봉(雙峰) 특성을 나타내고, 또한 중심과 외주와의 사이에서 수직 방향의 자속 밀도 성분의 경사가 대략 제로로 되도록 한 자속 밀도 분포를 얻을 수 있어, 타겟의 이로존 영역을 균일하게 하여, 타겟의 이용 효율을 높일 수 있는 것으로 기재하고 있다.

일본 공개특허 1992―235277호는, 각 자석의 자화 방향 또는 배향을 타겟면에 대하여 경사지게 구성하는 구체적인 방법 중 하나로서, 중앙 자석과 외주 자석을 자화 방향이 타겟면에 평행하게 되도록 설치하고, 이들 사이에, 환형의 중간 자석을, 상기 중앙 자석과 외주 자석으로부터 이격시켜 배치한 구성을 기재하고 있다. 이 구성은, 환형의 중간 자석을 이격시킴으로써, 중앙 및 외주의 각각의 영구 자석의 N극으로부터 S극을 향하는 작은 루프를 그리는 자력선(磁力線)도 타겟 상의 누설 자계에 적극적으로 이용하도록 한 것이다. 그러나, 이와 같은, 중앙 자석, 외주 자석 및 중간 자석이 서로 이격되어 배치된 구성은, 각 자석의 자력선끼리가 서로 상쇄하는 부분이 생기므로, 자장 발생의 효율이 저하되어 버리는 문제가 있다. 또한, 이 방법은, 영구 자석만으로 구성하므로, 자기(磁氣) 효율(퍼미언스)이 낮아져 버려, 높은 자속 밀도를 얻기 위해 필요 이상의 영구 자석 체적이 요구되고, 장치가 대형화된다.

일본 공개특허 1989―147063호 일본 공개특허 제2008―156735호 일본 공개특허 제1992―235277호

따라서, 본 발명의 목적은, 배킹 플레이트 중에 자성체를 배치하지 않은 구성이라도, 타겟면 상의 자속 밀도 평행 성분(타겟의 표면에 대하여 평행한 성분)이 일정해지는 영역을 넓힐 수 있어, 타겟의 이로존 진행을 더욱 균일하게 하고, 따라서 기판 상에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있는 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 감안하여 예의(銳意) 연구한 결과, 본 발명자들은, 봉형(棒形)의 중앙 자극 부재와 외주 자극 부재에 의해 형성되는 레이스트랙(racetrack) 상태의 영역에, 타겟면에 대하여 평행한 방향으로 자화된 복수의 영구 자석을 설치하여 이루어지는 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치에 있어서, 상기 영구 자석의 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께를, 자화 방향의 중앙부에 있어서 양 단부(端部)보다 얇게 설계함으로써, 타겟면 상의 자속 밀도 평행 성분(타겟의 표면에 대하여 평행한 성분)이 일정해지는 영역을 넓힐 수 있고, 또한 얇게 설계한 상기 영구 자석의 중앙부의 한쪽 면 또는 양면에 자성체를 배치함으로써, 타겟의 이로존 진행을 더욱 균일하게 할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명에 이르렀다.

즉, 타겟에 대향하고, 타겟의 표면에 자장을 발생시키기 위한 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치는,

직선부 및 코너부로 이루어지는 레이스트랙 형상을 가지고,

비자성체로 이루어지는 베이스 상에, (a) 봉형의 중앙 자극 부재와, (b) 상기 중앙 자극 부재를 에워싸도록 설치된 외주 자극 부재와, (c) 상기 중앙 자극 부재와 상기 외주 자극 부재와의 사이에, 한쪽의 자극이 상기 중앙 자극 부재에 대향하고, 다른 쪽의 자극이 상기 외주 자극 부재에 대향하도록 설치된 복수의 영구 자석을 가지고,

상기 직선부에 설치된 복수의 영구 자석은, 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가 자화 방향의 중앙부에 있어서 양 단부보다 얇은, 하나 또는 복수 개의 자장 조절용 영구 자석을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 코너부에 설치된 복수의 영구 자석은, 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가 자화 방향의 중앙부에 있어서 양 단부보다 얇은, 하나 또는 복수 개의 자장 조절용 영구 자석을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 자장 조절용 영구 자석은, 상기 자화 방향의 중앙부 및 양 단부 중 적어도 3개의 영역을 가지고, 상기 양 단부의 영역은 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가 서로 같고, 상기 중앙부의 영역의 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가 상기 양 단부의 영역의 두께보다 얇은 것에 의해, 상기 중앙부의 영역에 대응하는 오목형부가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 자장 조절용 영구 자석은, 상기 중앙부의 영역의 자화 방향의 길이가, 상기 영구 자석의 자화 방향 전체 길이의 1∼99%인 것이 바람직하다.

상기 자장 조절용 영구 자석은, 상기 중앙부의 영역의 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가, 상기 양 단부의 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께의 0%보다 크고 99% 이하인 것이 바람직하다.

상기 중앙부 및 양 단부 중 적어도 3개의 영역이, 각각 독립된 영구 자석으로 이루어지고, 이들 독립된 영구 자석을 접합하여 상기 자장 조절용 영구 자석이 구성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 자장 조절용 영구 자석은, 상기 타겟 측의 면 및/또는 상기 베이스 측의 면에, 상기 중앙부의 영역에 대응하는 오목형부를 가지는 것이 바람직하다.

상기 자장 조절용 영구 자석은, 상기 타겟 측 및 상기 베이스 측의 양면에, 상기 중앙부의 영역에 대응하는 오목형부를 가지는 것이 바람직하다.

상기 오목형부에 자성체를 배치한 구성을 가지는 것이 바람직하다.

상기 오목형부에 배치한 상기 자성체의 두께가, 상기 오목형부의 깊이와 같은 것이 바람직하다.

상기 자장 조절용 영구 자석은, 상기 타겟 측 및 상기 베이스 측의 양면에, 상기 중앙부의 영역에 대응하는 오목형부 및 상기 오목형부에 배치한 자성체를 가지는 것이 바람직하다.

상기 타겟 측 및 상기 베이스 측의 양면에, 상기 중앙부의 영역에 대응하는 오목형부를 가지는 상기 자장 조절용 영구 자석에 의해 구성된 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치로부터, 상기 베이스를 제거해도 된다.

상기 타겟 측 및 상기 베이스 측의 양면에, 상기 중앙부의 영역에 대응하는 오목형부 및 상기 오목형부에 배치한 자성체를 가지는 상기 자장 조절용 영구 자석에 의해 구성된 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치로부터, 상기 베이스를 제거해도 된다.

상기 복수의 영구 자석 중 하나 이상을, 상기 영구 자석과 자화 방향이 같으며 자화 방향의 길이가 짧은 2개 이상의 영구 자석을 이격시켜 직렬로 배치하여 이루어지는 자장 조절용 영구 자석군으로 치환한 구성을 가져도 된다.

타겟에 대향하고, 타겟의 표면에 자장을 발생시키기 위한 본 발명의 다른 하나의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치는,

직선부 및 코너부로 이루어지는 레이스트랙 형상을 가지고,

상기 복수의 영구 자석 중 하나 이상을, 상기 영구 자석과 자화 방향이 같으며 자화 방향의 길이가 짧은 2개 이상의 영구 자석을 이격시켜 직렬로 배치하여 이루어지는 자장 조절용 영구 자석군으로 치환한 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치는, 상기 타겟의 표면에 인가되는 자장의, 상기 타겟의 표면에 대하여 수직인 방향의 자속 밀도가 제로로 되는 위치에 있어서, 상기 타겟의 표면에 대하여 평행한 방향의 자속 밀도가 10mT 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 자장 발생 장치를 사용함으로써, 타겟면 상의 자속 밀도 평행 성분(타겟의 표면에 대하여 평행한 성분)이 일정해지는 영역을 넓힐 수 있어, 타겟의 이로존 진행을 더욱 균일하게 할 수 있으므로, 타겟의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 자장 발생 장치를 사용함으로써, 배킹 플레이트에 자성체를 배치할 필요가 없어지므로, 부품수를 감소시킬 수 있고(저비용화), 또한 타겟의 냉각을 효율적으로 행하는 것이 가능해진다. 또한, 배킹 플레이트를 얇게 설계할 수 있으므로, 자장 발생 장치의 소형화가 가능해진다(저비용화).

도 1의 (a)는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 A―A 단면도(斷面圖)이다.
도 1의 (c)는 도 1의 (b)로부터 직선부용 자석만을 빼내어 나타내는 부분 단면도이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 직선부용 자석의 다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 2의 (b)는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 직선부용 자석의 또다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 3의 (a)는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 직선부용 자석에 형성한 오목형부에 자성체를 배치한 일례를 나타낸 단면도이다.
도 3의 (b)는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 직선부용 자석에 형성한 오목형부에 자성체를 배치한 다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 3의 (c)는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 직선부용 자석에 형성한 오목형부에 자성체를 배치한 또다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 직선부용 자석의 또다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 1의 (a)의 B―B 단면도이다.
도 6의 (a)는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 다른 일례를 나타낸 부분 평면도이다.
도 6의 (b)는 도 6의 (a)의 C―C 단면도이다.
도 6의 (c)는 도 6의 (b)로부터 코너부용 자석만을 빼내어 나타내는 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 코너부용 자석의 또다른 일례를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 코너부의 다른 일례를 나타낸 평면도이다.
도 9는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 코너부의 또다른 일례를 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 코너부의 또다른 일례를 나타낸 평면도이다.
도 11의 (a)는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 다른 태양를 나타낸 단면도이다.
도 11의 (b)는 본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 또다른 태양을 나타낸 단면도이다.
도 12의 (a)는 비교예 1의 자장 발생 장치를 나타낸 평면도이다.
도 12의 (b)는 도 12의 (a)의 D―D 단면도이다.
도 12의 (c)는 도 12의 (a)의 E―E 단면도이다.
도 13의 (a)는 실시예 1의 자장 발생 장치를 나타낸 평면도이다.
도 13의 (b)는 도 13의 (a)의 F―F 단면도이다.
도 13의 (c)는 도 13의 (a)의 G―G 단면도이다.
도 14는 비교예 1 및 실시예 1의 자장 발생 장치에 있어서의 A라인 및 B라인을 나타내는 모식도이다.
도 15는 비교예 1 및 실시예 1의 자장 발생 장치에 의해 타겟면 상에 발생하는 자속 밀도의 평행 성분 및 수직 성분을 A라인을 따라 작성한 그래프이다.
도 16은 비교예 1 및 실시예 1의 자장 발생 장치에 의해 타겟면 상에 발생하는 자속 밀도의 평행 성분 및 수직 성분을 B 라인을 따라 작성한 그래프이다.
도 17의 (a)는 종래의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 17의 (b)는 도 17의 (a)의 H―H 단면도이다.

(1) 구성

본 발명의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치(1)는, 타겟의 표면에 레이스트랙 상태의 자장을 발생시키기 위한 장치이며, 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 타겟(7)에 대향하고, 직선부(20) 및 2개의 코너부(30, 30)로 이루어지는 레이스트랙 형상을 가지고 있다.

즉, 자장 발생 장치(1)는, 도 1의 (a), 도 1의 (b) 및 도 1의 (c)에 나타낸 바와 같이, 비자성체로 이루어지는 베이스(6) 상에, (a) 봉형의 중앙 자극 부재(2)와, (b) 상기 중앙 자극 부재를 에워싸도록 설치된 외주 자극 부재(3)와, (c) 상기 중앙 자극 부재(2)와 상기 외주 자극 부재(3)와의 사이에, 자화 방향이 상기 타겟의 표면(7a)에 평행하게 되도록, 또한 한쪽의 자극이 상기 중앙 자극 부재(2)에 대향하고, 다른 쪽의 자극이 상기 외주 자극 부재(3)에 대향하도록 설치된 복수의 직선부용 영구 자석(4) 및 코너부용 영구 자석(5)을 가지고, 상기 직선부(20)에 배치된 복수의 영구 자석(4)은, 상기 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향의 두께가 자화 방향의 중앙부(4a)에 있어서 양 단부(4b, 4c)보다 얇은, 하나 또는 복수 개의 자장 조절용 영구 자석(41)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(a) 직선부의 구성

상기 직선부(20)는, 예를 들면, 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 비자성체로 이루어지는 베이스(6) 상에 설치된 사각기둥형의 중앙 자극 부재(2)와, 상기 중앙 자극 부재(2)와 평행하게, 상기 중앙 자극 부재(2)의 양측으로 이격되어 설치된 사각기둥형의 2개의 외주 자극 부재(3)와, 상기 중앙 자극 부재(2) 및 상기 외주 자극 부재(3)와의 사이에, 자화 방향이 타겟의 표면(7a)에 대하여 평행하게, 한쪽의 동극성의 자극(도면에서는 N극)이 중앙 자극 부재(2)에 대향하고, 다른 쪽의 동극성의 자극(도면에서는 S극)이 외주 자극 부재(3)에 대향하도록 설치된 복수의 직선부용 영구 자석(4)으로 이루어지고, 상기 직선부용 영구 자석(4)은 하나 또는 복수 개의 자장 조절용 영구 자석(41)을 포함한다.

상기 자장 조절용 영구 자석(41)은, 예를 들면, 도 1의 (c)에 나타낸 바와 같이, 자화 방향의 중앙부(4a) 및 양 단부(4b, 4c) 중 적어도 3개의 영역을 가지고 있고, 상기 중앙부(4a)의 영역의 상기 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향의 두께(H1)가, 상기 양 단부(4b, 4c)의 영역의 상기 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향의 두께(H)보다 얇은 것에 의해 오목형부(4d)를 형성하고 있다. 상기 중앙부(4a)의 영역의 두께(H1)는, 상기 양 단부(4b, 4c)의 영역의 두께(H)의 0%보다 크고 99% 이하인 것이 바람직하고, 30∼70%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 양 단부(4b, 4c)의 영역의 상기 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향의 두께는, 서로 같고, 또한 상기 외주 자극 부재(3)와 같은 두께인 것이 바람직하다. 상기 중앙부(4a)의 영역의 자화 방향의 길이 L1은, 자장 조절용 영구 자석(41)의 자화 방향 전체 길이 L의 1∼99%인 것이 바람직하고, 30∼70%인 것이 더욱 바람직하다.

상기 자장 조절용 영구 자석(41)은, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 타겟(7) 측의 면에 오목형부(4d)가 형성된 것이라도 되고, 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이, 베이스(6) 측의 면에 오목형부(4d)가 형성된 것이라도 되고, 도 2의 (b)에 나타낸 바와 같이, 타겟(7) 측 및 베이스(6) 측의 양면에 오목형부(4d)가 형성된 것이라도 된다. 타겟(7) 측 및 베이스(6) 측의 양면에 오목형부(4d, 4d)가 형성되는 경우, 2개의 오목형부(4d, 4d)는 대응하는 위치에 형성되는 것이 바람직하고, 이들의 깊이는 목적에 따라 같게 해도, 상이하게 해도 된다.

상기 자장 조절용 영구 자석(41)은, 입방체의 영구 자석에 연마 등의 가공을 행함으로써 오목형부(4d)를 형성하여 제작해도 되고, 상기 중앙부(4a) 및 상기 양 단부(4b, 4c)를 구성하는 3개의 영구 자석을 접합하여 제작해도 된다. 또한, 많은 4개 이상의) 영구 자석을 접합하여 구성해도 된다.

상기 중앙 자극 부재(2) 및 상기 외주 자극 부재(3)와의 사이에 배치된 복수의 직선부용 영구 자석(4)의 모두를, 오목형부(4d)를 가지는 자장 조절용 영구 자석(41)으로 구성해도 되고, 일부만을 오목형부(4d)를 가지는 자장 조절용 영구 자석(41)으로 구성해도 된다. 또한, 자장 조절용 영구 자석(41)의 형상은 모두 같을 필요는 없고, 목적에 따라 오목형부(4d)의 깊이[중앙부(4a)의 영역의 두께] 및 자화 방향의 길이, 또는 오목형부(4d)가 형성된 면이 상이한 복수의 자석을 조합시켜 사용해도 된다.

상기 자장 조절용 영구 자석(41)에 형성된 오목형부(4d)에는, 도 3의 (a)∼도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 충전용 자성체(8)를 배치해도 된다. 상기 충전용 자성체(8)는, 오목형부(4d)의 형상과 대응하는 형상, 즉 오목형부(4d)의 깊이와 같은 두께를 가지고, 오목형부(4d)에 배치했을 때, 오목형부(4d)를 간극없이 충전할 수 있는 형상이라도 되고, 오목형부(4d)의 깊이에 대하여, 얇은 것이라도, 두꺼운 것이라도 되고, 또한 오목형부(4d)의 일부만을 충전하도록 한 형상이라도 된다. 상기 충전용 자성체(8)의 형상 및 두께를 변경함으로써, 자장 강도를 조절할 수 있다.

상기 복수의 영구 자석(4) 중 하나 이상을, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석(4)과 자화 방향이 같으며 자화 방향의 길이가 짧은 2개 이상의 영구 자석으로 이루어지고, 1개의 영구 자석(42a)이 상기 중앙 자극 부재(2)에 대향하고, 다른 1개의 영구 자석(42b)이 상기 외주 자극 부재(3)에 대향하도록, 이격되어 직렬로 배치하여 이루어지는 자장 조절용 영구 자석군(42)으로 치환하여 자장 발생 장치를 구성해도 된다. 즉 이 구성은, 상기 중앙부(4a)의 영역의 타겟(7) 방향 두께를 얇게 한 상기 자장 조절용 영구 자석(41)에 대하여, 상기 중앙부(4a)의 영역에 대응하는 부분을 제거한 것이다.

상기 영구 자석(42a, 42b)의 자화 방향의 길이, 및 이들의 간격은 목적에 따라 적절히 조절하는 것이 바람직하다. 상기 영구 자석(42a, 42b)의 사이에는, 자성체를 배치해도 되고, 비자성체(非磁性體)를 배치해도 되고, 아무것도 배치하지 않아도 된다.

도 1의 (a)에서는, 상기 중앙 자극 부재(2) 및 상기 외주 자극 부재(3)와의 사이에 복수의 직선부용 영구 자석(4)을 연이어 접촉시켜 직선부(20)의 자기 회로를 구성하고 있지만, 이들 복수의 직선부용 영구 자석(4)에 의해 구성하는 대신에, 일체로 형성된 직선부용 영구 자석(4)을 사용하여 직선부(20)의 자기 회로를 구성해도 된다. 또한, 필요한 자장 강도나 자석의 재질에 따라, 복수의 직선부용 영구 자석(4)을 이격시켜 배열되어 직선부(20)의 자기 회로를 구성해도 된다. 이격되어 배치하는 경우, 영구 자석과 영구 자석과의 사이는, 비자성(非磁性)의 스페이서로 충전해도 되고, 아무것도 두지 않아도 된다. 직선부용 영구 자석(4)의 수 및 크기는 특별히 한정되지 않고, 제조 상 또는 조립 용이함의 관점에서 어떠한 크기로 분할해도 되고, 또한 각각의 크기가 상이하게 해도 된다.

(b) 코너부의 구성

코너부(30)는, 도 1의 (a)에 나타낸 바와 같이, 중앙 자극 부재(2)의 단부(2a)와, 중앙 자극 부재(2)의 단부(2a)를 중심으로 하여 반다각(半多角) 형상으로 형성된 코너부 외주 자극 부재(3c)와, 중앙 자극 부재(2)의 단부(2a)와 코너부 외주 자극 부재(3c)와의 사이에, 자화 방향이 타겟의 표면(7a)에 대하여 평행하게, 한쪽의 동극성의 자극(도면에서는 N극)이 중앙 자극 부재(2)의 단부(2a)에 대향하고, 다른 쪽의 동극성의 자극(도면에서는 S극)이 코너부 외주 자극 부재(3c)에 대향하도록 설치된 복수의 코너부용 영구 자석(5)으로 이루어진다. 상기 중앙 자극 부재(2)의 단부(2a) 및 상기 코너부 외주 자극 부재(3c)는, 도 1의 (a)에서는 반다각 형상이지만, 반원형이라도 된다.

코너부용 영구 자석(5)은, 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 타겟의 표면에 대하여 수직인 방향의 두께가, 자화 방향을 따라 균일한 자석을 사용해도 되지만, 도 6의 (b) 및 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 전술한 직선부용 영구 자석(4)과 마찬가지로, 상기 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향의 두께가 자화 방향의 중앙부(5a)에 있어서 양 단부(5b, 5c)보다 얇은, 하나 또는 복수 개의 자장 조절용 영구 자석(51)을 포함해도 된다.

자장 조절용 영구 자석(51)은, 예를 들면, 도 6의 (c)에 나타낸 바와 같이, 자화 방향의 중앙부(5a) 및 양 단부(5b, 5c) 중 적어도 3개의 영역을 가지고 있고, 상기 중앙부(5a)의 영역의 상기 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향의 두께(Hc1)가, 상기 양 단부(5b, 5c)의 영역의 상기 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향의 두께(Hc)보다 얇은 것에 의해, 오목형부(5d)를 형성하고 있다. 상기 중앙부(5a)의 영역의 두께(Hc1)는, 상기 양 단부(5b, 5c)의 영역의 두께(Hc)의 0%보다 크고 99% 이하인 것이 바람직하고, 30∼70%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 양 단부(5b, 5c)의 영역의 상기 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향의 두께는, 서로 같고, 또한 상기 외주 자극 부재(3c)와 같은 두께인 것이 바람직하다. 상기 중앙부(5a)의 영역의 자화 방향의 길이 Lc1은, 자장 조절용 영구 자석(51)의 자화 방향 전체 길이 Lc의 1∼99%인 것이 바람직하고, 30∼70%인 것이 더욱 바람직하다.

코너부 자장 조절용 영구 자석(51)은, 상기 직선부 자장 조절용 영구 자석(41)과 마찬가지로, 타겟(7) 측의 면에 오목형부(5d)가 형성된 것이라도 되고, 베이스(6) 측의 면에 오목형부(5d)가 형성된 것이라도 되고, 타겟(7) 측 및 베이스(6) 측의 양면에 오목형부(5d)가 형성된 것이라도 된다. 타겟(7) 측 및 베이스(6) 측의 양면에 오목형부(5d, 5d)가 형성되는 경우, 2개의 오목형부(5d, 5d)는 대응하는 위치에 형성되는 것이 바람직하고, 이들의 깊이는 목적에 따라 같게 해도 상이하게 해도 된다.

상기 직선부 자장 조절용 영구 자석(41)의 자화 방향 전체 길이 L에 대한 상기 중앙부(4a)의 영역의 자화 방향의 길이 L1의 비율과, 상기 코너부 자장 조절용 영구 자석(51)의 자화 방향 전체 길이 Lc에 대한 상기 중앙부(5a)의 영역의 자화 방향의 길이 Lc1의 비율은 같아도 되고, 상이하게 해도 된다. 상기 직선부 자장 조절용 영구 자석(41)의 상기 중앙부(4a)의 영역의 상기 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향의 두께(H1)와, 상기 코너부 자장 조절용 영구 자석(51)의 상기 중앙부(5a)의 영역의 상기 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향의 두께(Hc1)와는 같은 것이 바람직하다. 또한, 상기 직선부 자장 조절용 영구 자석(41)의 상기 양 단부(4b, 4c)의 영역의 상기 두께(H)에 대한 상기 중앙부(4a)의 영역의 상기 두께(H1)의 비율과, 상기 코너부 자장 조절용 영구 자석(51)의 상기 양 단부(5b, 5c)의 영역의 상기 두께(Hc)에 대한 상기 중앙부(5a)의 영역의 상기 두께(Hc1)의 비율은 같게 해도 되고, 상이하게 해도 된다.

자장 조절용 영구 자석(51)은, 예를 들면, 평면에서 볼 때 사다리꼴의 기둥형체의 영구 자석에 연마 등의 가공을 행함으로써 오목형부(5d)를 형성하여 제작해도 되고, 상기 중앙부(5a) 및 상기 양 단부(5b, 5c)를 구성하는 3개의 영구 자석을 접합시킴으로써 제작해도 된다. 또한, 많은(4개 이상의) 영구 자석을 접합하여 구성해도 된다.

상기 중앙 자극 부재(2)의 단부(2a) 및 상기 코너부 외주 자극 부재(3c)의 사이에 배치된 복수의 코너부용 영구 자석(5)의 모두를 오목형부(5d)를 가지는 자장 조절용 영구 자석(51)으로 구성해도 되고, 일부만을 오목형부(5d)를 가지는 자장 조절용 영구 자석(51)으로 구성해도 된다. 또한, 자장 조절용 영구 자석(51)의 형상은 모두 같을 필요는 없고, 목적에 따라 오목형부(5d)의 깊이[중앙부(5a)의 영역의 두께] 및 자화 방향의 길이, 또는 오목형부(5d)가 형성된 면이 상이한 복수의 자석을 조합시켜 사용해도 된다.

상기 코너부 자장 조절용 영구 자석(51)에 형성된 오목형부(5d)에는, 상기 직선부 자장 조절용 영구 자석(41)과 마찬가지로, 충전용 자성체(8)를 배치해도 된다. 상기 충전용 자성체(8)는, 오목형부(5d)의 형상과 대응하는 형상, 즉 오목형부(5d)의 깊이로 같은 두께를 가지고, 오목형부(5d)에 배치했을 때, 오목형부(5d)를 간극없이 충전할 수 있는 형상이라도 되고, 오목형부(5d)의 깊이에 대하여, 얇은 것이라도, 두꺼운 것이라도 되고, 또한 오목형부(5d)의 일부만을 충전하도록 한 형상이라도 된다. 상기 충전용 자성체(8)의 형상 및 두께를 변경함으로써, 자장 강도를 조절할 수 있다.

상기 복수의 영구 자석(5) 중 하나 이상을, 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 영구 자석(5)과 자화 방향이 같으며 자화 방향의 길이가 짧은 2개 이상의 영구 자석으로 이루어지고, 1개의 영구 자석(52a)이 상기 중앙 자극 부재(2)의 단부(2a)에 대향하고, 다른 1개의 영구 자석(52b)이 상기 코너부 외주 자극 부재(3c)에 대향하도록, 이격되어 직렬로 배치하여 이루어지는 자장 조절용 영구 자석군(52)으로 치환하여 자장 발생 장치를 구성해도 된다. 여기서, 도 7은, 도 6의 (b)에 나타낸 코너부 C―C 단면도에서의 자장 조절용 영구 자석(51)을 자장 조절용 영구 자석군(52)으로 치환한 단면도이다. 즉 이 구성은, 상기 중앙부(5a)의 영역의 타겟의 표면(7a)에 수직인 방향 두께를 얇게 한 상기 자장 조절용 영구 자석(51)에 대하여, 상기 중앙부(5a)의 영역에 대응하는 부분을 제거한 것이다.

상기 영구 자석(52a, 52b)의 자화 방향의 길이, 및 이들의 간격은 목적에 따라 적절히 조절하는 것이 바람직하다. 상기 영구 자석(52a, 52b)의 사이에는, 자성체를 배치해도 되고, 비자성체를 배치해도 되고, 아무것도 배치하지 않아도 된다.

코너부용 영구 자석(5)의 평면에서 볼 때에 의한 형상은, 코너부 외주 자극 부재(3c)의 형상을 따라 설정하는 것이 바람직하다. 코너부용 영구 자석(5)은, 도 1의 (a), 도 6의 (a) 또는 도 8에 나타낸 바와 같이, 코너부 외주 자극 부재(3c)가 반다각 형상인 경우, 평면에서 볼 때 대략 사다리꼴인 것이 바람직하고, 도 9에 나타낸 바와 같이, 코너부 외주 자극 부재(3c)가 반원형의 경우, 평면에서 볼 때 대략 부채형인 것이 바람직하다. 또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 평면에서 볼 때 직사각형이라도 된다. 코너부용 영구 자석(5)의 수 및 크기는 특별히 한정되지 않고, 제조 상 또는 조립 용이함의 관점에서 어떠한 크기로 분할해도 되고, 또한 각각의 크기가 상이하게 해도 된다.

코너부용 영구 자석(5)은, 도 1의 (a) 및 도 6의 (a)에 나타낸 바와 같이, 중앙 자극 부재(2)의 단부(2a)와, 중앙 자극 부재(2)의 단부(2a)를 중심으로 하여 반다각 형상으로 형성된 코너부 외주 자극 부재(3c)와의 간극(間隙)을 모두 충전하도록 배치되어 있어도 되고, 도 8에 나타낸 바와 같이, 코너부용 영구 자석(5)과 코너부용 영구 자석(5)과의 사이에 간극(5e)을 두고 배치해도 된다. 이와 같이 간극(5e)을 개방하여 코너부용 영구 자석(5)을 배치함으로써 타겟의 표면 상의 자속 밀도를 조절할 수 있다. 간극(5e)에는, 비자성체의 스페이서를 충전해도 된다. 중앙 자극 부재(2)의 단부(2a)와 코너부 외주 자극 부재(3c)와의 간극의 총 면적에 대한 코너부용 영구 자석(5)의 점유율은, 30% 이상인 것이 바람직하고, 30∼80%인 것이 더욱 바람직하다.

(c) 이로존 영역

직선부에 상기 직선부 자장 조절용 영구 자석(41) 또는 직선부 자장 조절용 영구 자석군(42)을 사용하지 않으므로, 구성한 종래의 자장 발생 장치에서는, 타겟의 표면에서의 자속 밀도 평행 성분(타겟의 표면에 대하여 평행한 성분)을 자화 방향을 따라 작성했을 때, 상기 자속 밀도 평행 성분이 산형(山形)이므로(도 15 및 도 16의 비교예 1을 참조), 자화 방향을 따라 타겟의 침식(이로존)이 불균일하게 되어, 타겟을 높은 효율로 이용할 수 없다.

이에 대하여, 직선부(20)에 오목형부(4d)를 가지는 직선부 자장 조절용 영구 자석(41), 또는 이격되는 2개 이상의 영구 자석(42a, 42b)으로 이루어지는 직선부 자장 조절용 영구 자석군(42)을 사용한 본 발명의 자장 발생 장치에서는, 상기 타겟의 표면에서의 자속 밀도 평행 성분의 플롯(plot) 값이 자화 방향을 따라 사다리꼴이므로(도 15의 실시예 1을 참조), 자화 방향을 따라 타겟의 침식(이로존)이 균일화되어 타겟의 이용 효율이 향상된다.

또한, 코너부(30)에도 오목형부(5d)를 가지는 코너부 자장 조절용 영구 자석(51), 또는 이격되는 2개 이상의 영구 자석(52a, 52b)으로 이루어지는 코너부 자장 조절용 영구 자석군(52)을 사용함으로써, 코너부(30)에 있어서도, 상기 타겟의 표면에서의 자속 밀도 평행 성분의 플롯 값이 자화 방향을 따라 사다리꼴(도 16의 실시예 1을 참조)로 되므로, 자화 방향을 따라 타겟의 침식(이로존)이 균일화되어 타겟의 이용 효율이 향상된다.

(d) 영구 자석

직선부 및 코너부를 구성하는 영구 자석은, 공지의 영구 자석 재료로 형성할 수 있다. 영구 자석 재료의 재질은 설비의 구성(자장 발생 장치로부터 타겟까지의 거리)이나 필요한 자장 강도에 따라 적절히 설정하면 된다. 본 발명에 있어서는, 타겟의 표면(7a)에서의 자장의 자속 밀도 수직 성분이 제로로 되는 위치에서의 자속 밀도의 평행 성분이 10mT 이상으로 되도록 영구 자석을 선택하는 것이 바람직하다.

높은 자속 밀도를 얻고 싶은 경우에는, R[Nd 등의 희토류(希土類) 원소 중 적어도 일종], T(Fe 또는 Fe 및 Co) 및 B를 필수 성분으로 하는 R―T―B계 이방성 소결(燒結) 자석 등의 희토류 자석[내식성(耐蝕性)의 점에서 각종 표면 처리를 행한 것]을 사용하면 되고, 필요한 자속 밀도가 그만큼 높지 않을 때는 페라이트(ferrite) 자석이라도 된다. 또한, 직선부와 코너부와의 자속 밀도를 바꾸고 싶은 경우에는, 각각에 필요한 자속 밀도에 맞추어 직선부용 영구 자석, 코너부용 영구 자석, 중앙부 영구 자석 및 단부 영구 자석의 재질이나 치수를 설정하면 된다.

(e) 자극 부재 및 충전용 자성체

자극 부재 및 충전용 자성체에는 공지의 자성체[연자성체(軟磁性體)]를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 자성을 가지는 강재(鋼材)를 사용하는 것이 바람직하다.

(2) 그 외의 태양(態樣)

마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치(1)의 다른 태양으로서, 도 11의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상기 자장 조절용 영구 자석(41, 51)의 양면에, 상기 오목형부(4d, 5d)를 형성하고, 상기 베이스를 제거한 구성을 들 수 있다. 또한, 다른 태양으로서, 도 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 자장 조절용 영구 자석(41, 51)의 양면에, 상기 오목형부(4d, 5d) 및 상기 오목형부(4d, 5d)에 배치한 충전용 자성체(8)를 가지고, 상기 베이스를 제거한 구성을 들 수 있다. 이와 같이 상기 베이스를 제거하여 자장 발생 장치(1)를 구성함으로써, 자장 발생 장치(1)의 양면에 타겟(7, 7)을 배치하여 양면에서 스퍼터하는 것이 가능해진다. 그리고, 도 11의 (a) 및 도 11의 (b)에 있어서, 코너부 자장 조절용 영구 자석(51)은 직전부 자장 조절용 영구 자석(41)과 같으므로 생략하였다.

또한 본 발명의 자장 발생 장치를 복수 대 소정 간격으로 병렬로 배치하고, 각 자장 발생 장치를 상기 간격과 같은 정도로 이동[요동(搖動)]시킴으로써, 일체형의 타겟을 사용하여 대형의 기판에 성막할 수 있다. 또한, 자장 발생 장치에는, 자장 발생 장치의 상면과 타겟면과의 거리를 조절하는 기구를 설치해도 된다.

[실시예]

본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

비교예 1

도 12의 (a), 도 12의 (b) 및 도 12의 (c)에 나타낸 구성에서, Al―Mg계 합금(A5052)제의 베이스(6) 상에, 페라이트계 스테인레스(SUS430)제의 중앙 자극 부재(2), 그 단부(2a), 외주 자극 부재(3) 및 코너부 외주 자극 부재(3c), 및 페라이트 소결 자석(히타치 금속제 NMF―3B, 최대 에너지 곱: 약 4MGOe)으로 이루어지는 직선부용 영구 자석(4), 코너부용 영구 자석(5)을 배치하고, 자장 발생 장치(1)(W=360㎜, L1=260㎜, L2=50㎜, a=110㎜, b=26㎜, c=10㎜, d=8㎜, e=20㎜, f=42㎜, g=42㎜, h=18㎜, 및 i=8㎜)를 제작하였다.

실시예 1

직선부용 영구 자석(4) 및 코너부용 영구 자석(5)을, 도 13의 (a), 도 13의 (b) 및 도 13의 (c)에 나타낸 바와 같이, 각각 오목형부(4d) 및 오목형부(5d)를 가지는 직선부 자장 조절용 영구 자석(41) 및 코너부 자장 조절용 영구 자석(51)으로 치환한 이외에 비교예 1과 마찬가지로 하여 자장 발생 장치(1)(W=360㎜, L1=260㎜, L2=50㎜, a=110㎜, b=26㎜, c=10㎜, d=8㎜, e=20㎜, f=42㎜, g=42㎜, h=18㎜, h1=13㎜, hc=18㎜, hc1=13㎜, i=8㎜, j=26㎜, k=8㎜, l=8㎜, m=26㎜, n=8㎜, 및 o=8㎜)를 제작하였다.

실시예 1 및 비교예 1의 자장 발생 장치(1) 표면(타겟과 대향하는 면)으로부터 17㎜의 위치(타겟의 표면의 위치에 상당)에서의 자속 밀도를 자장 해석에 의해 구하고, 상기 자속 밀도의 타겟의 표면에 대하여 평행한 성분(자속 밀도 평행 성분) 및 수직인 성분(자속 밀도 수직 성분)을, 도 14에 나타낸 바와 같이, A라인(직선부 중앙) 및 B라인(코너부)을 따라 각각 도 15 및 도 16에 작성하였다.

도 15 및 도 16으로부터, 직선부용 영구 자석(4) 및 코너부용 영구 자석(5)에 오목형부(4d) 및 오목형부(5d)를 형성한 직선부 자장 조절용 영구 자석(41) 및 코너부 자장 조절용 영구 자석(51)으로 치환한 것에 의해, 직선부 및 코너부 모두 자속 밀도 평행 성분이 자화 방향을 따라 사다리꼴로 되어, 보다 균일한 자장을 부여하는 것을 알 수 있었다. 이들 결과로부터, 본 발명의 자장 발생 장치는, 종래의 것에 비하여, 타겟의 이로존이 균일화되어 타겟의 이용 효율이 향상되는 것으로 예측할 수 있다.

1: 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치
2: 중앙 자극 부재
2a: 단부
3: 외주 자극 부재
3c: 코너부 외주 자극 부재
4: 직선부용 영구 자석
4a: 중앙부
4b, 4c: 양 단부
4d: 오목형부
41: 자장 조절용 영구 자석
42: 자장 조절용 영구 자석군
42a, 42b: 영구 자석
5: 코너부용 영구 자석
5a: 중앙부
5b, 5c: 양 단부
5d: 오목형부
5e: 간극
51: 자장 조절용 영구 자석
52: 자장 조절용 영구 자석군
52a, 52b: 영구 자석
6: 베이스
7: 타겟
7a: 타겟의 표면
8: 충전용 자성체
20: 직선부
30: 코너부
200: 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치
210: 베이스
220: 중앙 자극편
230: 외주 자극편
240, 250: 영구 자석

Claims

타겟에 대향하고, 상기 타겟의 표면에 자장(磁場)을 발생시키기 위한, 직선부 및 코너부로 이루어지는 레이스트랙(racetrack) 형상의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치로서,
비자성체로 이루어지는 베이스 상에, (a) 봉형(棒形)의 중앙 자극(磁極) 부재와, (b) 상기 중앙 자극 부재를 에워싸도록 설치된 외주 자극 부재와, (c) 상기 중앙 자극 부재와 상기 외주 자극 부재 사이에, 한쪽의 자극이 상기 중앙 자극 부재에 대향하고, 다른 쪽의 자극이 상기 외주 자극 부재에 대향하도록 설치된 복수의 영구 자석을 가지고,
상기 직선부에 설치된 복수의 영구 자석은, 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가 자화(磁化) 방향의 중앙부에 있어서 양 단부(端部)보다 얇은, 하나 또는 복수 개의 자장 조절용 영구 자석을 포함하는,
마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제1항에 있어서,
상기 코너부에 설치된 복수의 영구 자석은, 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가 자화 방향의 중앙부에 있어서 양 단부보다 얇은, 하나 또는 복수 개의 자장 조절용 영구 자석을 포함하는, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 자장 조절용 영구 자석은, 상기 자화 방향의 중앙부 및 양 단부 중 적어도 3개의 영역을 가지고, 상기 양 단부의 영역은 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가 서로 같고, 상기 중앙부의 영역의 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가 상기 양 단부의 영역의 두께보다 얇은 것에 의해, 상기 중앙부의 영역에 대응하는 오목형부가 형성되어 있는, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제3항에 있어서,
상기 중앙부의 영역의 자화 방향의 길이가, 상기 영구 자석의 자화 방향 전체 길이의 1∼99%인, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 중앙부의 영역의 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께가, 상기 양 단부의 상기 타겟의 표면에 수직인 방향의 두께의 0%보다 크고 99% 이하인, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중앙부 및 양 단부 중 적어도 3개의 영역이, 각각 독립된 영구 자석으로 이루어지고, 이들 독립된 영구 자석을 접합하여 상기 자장 조절용 영구 자석이 구성되어 있는, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자장 조절용 영구 자석은, 상기 타겟 측의 면 및/또는 상기 베이스 측의 면에, 상기 중앙부의 영역에 대응하는 오목형부를 가지는, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제7항에 있어서,
상기 자장 조절용 영구 자석은, 상기 타겟 측 및 상기 베이스 측의 양면에, 상기 중앙부의 영역에 대응하는 오목형부를 가지는, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제7항에 있어서,
상기 오목형부에 자성체를 배치한, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제9항에 있어서,
상기 오목형부에 배치한 상기 자성체의 두께가, 상기 오목형부의 깊이와 같은, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 자장 조절용 영구 자석은, 상기 타겟 측 및 상기 베이스 측의 양면에, 상기 중앙부의 영역에 대응하는 오목형부 및 상기 오목형부에 배치한 자성체를 가지는, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제8항에 기재된 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치로부터, 상기 베이스를 제거한 구성을 가지는, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제11항에 기재된 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치로부터, 상기 베이스를 제거한 구성을 가지는, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 영구 자석 중 하나 이상을, 상기 영구 자석과 자화 방향이 같으며 자화 방향의 길이가 짧은 2개 이상의 영구 자석을 이격시켜 직렬로 배치하여 이루어지는 자장 조절용 영구 자석군으로 치환한 구성을 가지는, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
타겟에 대향하고, 상기 타겟의 표면에 자장을 발생시키기 위한, 직선부 및 코너부로 이루어지는 레이스트랙 형상의 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치로서,
비자성체로 이루어지는 베이스 상에, (a) 봉형의 중앙 자극 부재와, (b) 상기 중앙 자극 부재를 에워싸도록 설치된 외주 자극 부재와, (c) 상기 중앙 자극 부재와 상기 외주 자극 부재와의 사이에, 한쪽의 자극이 상기 중앙 자극 부재에 대향하고, 다른 쪽의 자극이 상기 외주 자극 부재에 대향하도록 설치된 복수의 영구 자석을 가지고,
상기 복수의 영구 자석 중 하나 이상을, 상기 영구 자석과 자화 방향이 같으며 자화 방향의 길이가 짧은 2개 이상의 영구 자석을 이격시켜 직렬로 배치하여 이루어지는 자장 조절용 영구 자석군으로 치환한 구성을 가지는,
마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 타겟의 표면에 인가되는 자장의, 상기 타겟의 표면에 대하여 수직인 방향의 자속(磁束) 밀도가 제로로 되는 위치에 있어서, 상기 타겟의 표면에 대하여 평행한 방향의 자속 밀도가 10mT 이상인, 마그네트론 스퍼터링용 자장 발생 장치.