JPH04131375A - マグネトロンスパッター装置の磁極構造 - 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、マグネトロンスパッター装置の磁極構造に関
するものであり、詳しくは、組み立てが容易であり、し
かも、強力な磁場分布を発生し得るように改良されたマ
グネトロンスパッター装置の磁極構造に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

第５図は、従来のマグネトロンスパッター装置の磁極構
造の説明図であり、第６（ａ）図は、第５図で示す磁極
構造にターゲツト材を設置してマグネトロンスパッター
装置とした状態の説明図である。また、第６（ｂ）図は
、第６（ａ）図のＰａ−Ｐｂで示す部分の断面図である
。

従来のマグネトロンスパッター装置の磁極構造は、第５
図に示すように、垂直方向の磁化を有する永久磁石より
成る内側磁極（１）、内側磁極（１）を取り囲んで配置
され、且つ、該内側磁極と反対の極性であり、しかも、
垂直方向の磁化を有する永久磁石より成る外側磁極（２
）により構成され、通常、これらの両磁極は、その底部
において、軟鋼などの軟磁性体からなるヨーク（５）に
て連結されている。

そして、第６（ａ）図および第６（ｂ）図に示すように
、内側磁極（１）と外側磁極（２）の近傍の両磁極上に
ターゲツト材（６）を配置する。

なお、第６（ａ）図および第６（ｂ）図において、（７
）は、バッキングプレートである。

上記の各部は、真空容器中に収容されており、使用に当
たっては、低圧のＡｒ雰囲気とし、前記ターゲツト材（
６）と図示しない非スパッター物（ディスクなど）の間
に電圧を印加し、ターゲツト材（６）面から飛び出した
電子により、前記Ａｒガスをイオン化し、このＡｒイオ
ンがターゲツト材（６）に衝突することにより、ターゲ
ット物質をたたき出し、非スパッター物質の表面に薄膜
を生成させる。

そして、前記両磁極が形成する漏洩磁場は、ターゲツト
材（６）面から飛び出した電子を効率よく捕獲し、Ａｒ
ガスのイオン化を促進させてスパッター効率を高める。

本発明者は、先に、特願昭６２−３４５４３号により、
第４図に示すようなマグネトロンスパッター装置を提案
した。

上記構造の装置は、内側磁極（１）と外側磁極（２）の
間に補助永久磁石（８）、（９）を配置し、ターゲツト
材（６）上面での磁場分布を精密に制御するようにした
ものである。

ところが、上記の構造においては、補助永久磁石（８）
、（９）により、磁場強度か低下するために、内側磁極
（１）、外側磁極（２）は、強力な磁束を発生する必要
かある。

そして、前記両磁極の磁束密度を大きくするためには、
特願平２〜１４９９２号により、本発明者によって更に
提案された方法に従い、両磁極の側面に、水平方向の磁
化を有する永久磁石を配置するのが有効である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、外側磁極（２）の外周囲に永久磁石を配
置する場合、非常に大きな反発力が働くために、特別の
治具を使わない限り、組立作業は困難であり、また、組
み立て時に減磁を起こし易く、磁極の磁化の強さの制御
が困難である。

また、上記の他、ターゲツト材（６）が強磁性体の場合
はターゲツト材（６）表面への漏洩磁束が減少するため
に、外側磁極（２）の外周囲に永久磁石を配置して磁束
密度の高い磁極構造にすることがが望まれるが、上記と
同様の問題かある。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、組み立
てが容易であり、しかも、強力な磁場分布を発生し得る
ように改良されたマグネトロンスパッター装置の磁極構
造の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記の目的は、垂直方向の磁化を有する永久磁
石より成る内側磁極（１）、内側磁極（１）を取り囲ん
で配置され、且つ、該内側磁極と反対の極性であり、し
かも、垂直方向の磁化を有する永久磁石より成る外側磁
極（２）より主として構成されるマグネトロンスパッタ
ー装置の磁極構造において、外側磁極（２）の外周囲に
、軟磁性体（３）を介し、水平方向の磁化を有する永久
磁石（４）を配置したことを特徴とするマグネトロンス
パッター装置の磁極構造により容易に達成される。

［作用］ 外側磁極（２）と水平方向の磁化を有する永久磁石（４
）との間の軟磁性体（３）は、外側磁極（２）と永久磁
石（４）の端部において、両者がつくる各磁束の向きを
同一方向とし、これらの反発力を減少せしめる。

〔実施例〕

以下、第４図に示したマグネトロンスパッター装置の磁
極構造を例とし、本発明の詳細な説明するが、本発明は
、その要旨を越えない限り、以下の実施例に限定される
ものではない。

第１図および第２図は、本発明の実施例を示す説明図で
ある。

第１図は、２０×５インチ角のターゲツト材用の磁極構
造の要部を示したものであり、第４図における補助永久
磁石は図示を省略しである。

第２図は、第１図に示した磁極構造の部分断面説明図で
あり、第４図における補助永久磁石（８）、（９）など
を含めて示したものである。

本発明のマグネトロンスパッター装置の磁極構造は、基
本的には、従来の磁極構造と同様に、垂直方向の磁化を
有する永久磁石より成る内側磁極（１）、内側磁極（１
）を取り囲んで配置され、且つ、該内側磁極と反対の極
性であり、しかも、垂直方向の磁化を有する永久磁石よ
り成る外側磁極（２）より主として構成される。そして
、これらの両磁極は、通常、その底部において、ヨーク
（５）にて連結されている。

本発明の磁極構造の特徴は、外側磁極（２）の外周囲に
、軟磁性体（３）を介し、水平方向の磁化を有する永久
磁石（４）を配置した点にある。

第３図は、上記の磁極構造における磁束分布の説明図で
あるが、同図から明らかなように、軟磁性体（３）の下
側の部分において、外側磁極（２）と水平方向の磁化を
有する永久磁石（４）とがつくる互いの磁束の向きは同
一方向となる。その結果、外側磁極（２）と水平方向の
磁化を有する永久磁石（４）との反発力が減少する。

軟磁性体（３）の厚さは、これが厚いほど、磁束が増加
し、上記の反発力を更に減少せしめて組み立て作業を一
層簡単なものとするが、余りに厚くし過ぎると、外側磁
極（２）の発生磁束自体も減少してしまうため、作業の
し易さとの兼ね合いで適宜決定される。

外側磁極（２）、軟磁性体（３）、永久磁石（４）のそ
れぞれの固定方法は、特に制限はなく、接着剤を用いる
方法、ボルト締めによる方法、凹凸部を設けて嵌合させ
る方法などの適宜の方法により行うことができる。

第１図に示した実施例においては、外側磁極（２）は、
エネルギー積が約１２ＭＧＯｅのＳｍＣｏ系希土磁石の
ブ七ツク（５０Ｘ１０Ｘ４０、配向方向が４０ｍｍ）に
より構築し、水平方向の磁化を有する永久磁石（４）も
、上記と同一の希土磁石のブロック（５０Ｘ４０Ｘ１２
、配向方向が１２ｍｍ）で構築しである。そして、軟磁
性体（３）には、厚さ３　ｍｍの軟綱板を用いている。

上記の場合、外側磁極（２）のターゲツト材（６）上面
での垂直方向の磁束密度は、約７００Ｇであり、この値
は、プラズマを保持するのに十分に大きなものである。

また、上記のような構造の磁極構造によれば、特別の治
具等を必要なく組立作業を行うことかできる。

因みに、上記の実施例において、軟磁性体（３）を使わ
ず、固定治具を用い、外側磁極（２）と水平磁化を有す
る永久磁石（４）を直接取り付けた場合は、取り付は時
の磁石の減磁によるのか、原因は不明であるが、磁束密
度の大きさは約５００Ｇと小さくなった。

〔発明の効果〕 以上説明した本発明によれば、比較的簡単な構成により
、磁極の組み立てが簡単であり、また、強力な磁場を発
生するマグネトロンスパッター装置の磁極構造が提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の実施例を示す説明図、
第３図は、上記の実施例における磁束分布の説明図であ
る 第４図は、特願昭６２−３４５４３号により、提案され
たマグネトロンスパッター装置の説明図である。 第５図は、従来のマグネトロンスパッター装置の磁極構
造の説明図であり、第６　（ａ）図は、第５図で示す磁
極構造にターゲツト材を設置してマグネトロンスパッタ
ー装置とした状態の説明図である。第６（ｂ）図は、第
６（ａ）図のＰａ−Ｐｂで示す部分の断面図である。 図中、（１）は内側磁極、（２）は外側磁極、（３）は
軟磁性体、（４）は永久磁石を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）垂直方向の磁化を有する永久磁石より成る内側磁
   極（１）、内側磁極（１）を取り囲んで配置され、且つ
   、該内側磁極と反対の極性であり、しかも、垂直方向の
   磁化を有する永久磁石より成る外側磁極（２）より主と
   して構成されるマグネトロンスパッター装置の磁極構造
   において、外側磁極（２）の外周囲に、軟磁性体（３）
   を介し、水平方向の磁化を有する永久磁石（４）を配置
   したことを特徴とするマグネトロンスパッター装置の磁
   極構造。