JPH04183857A - プレーナ型マグネトロンスパッタ源における磁石の構造 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、スパッタリング装置に装着され、回転しつ
つ基板とターゲットとの間に磁界を形成するプレーナ型
マグネトロンスパッタ源における磁石の構造に関する。

（従来の技術） 従来のスパッタリング装置では、第３図に示すように、
金属、セラミックス、プラスチックス等の多種の基板ｌ
に対向してスパッタ源２が配置され、基板１面にターゲ
ット２１による材料の薄膜が形成される。ターゲット２
１はバッキングプレー１・２２に固定され、その裏側に
配置の磁石２３による磁力線がターゲット２】と平行に
なる位置が最もエツチングされる。そこで磁石２３は、
磁性体２３１上に内側磁石２３ａとこれを取囲む外側磁
石２３ｂが並列配置されリング状の磁場を発生させるも
のであり、第３図はいわゆるプレーナ型マグネトロンス
パッタ源２を構成する。

また、アノード２５とカソード側のターゲット２１との
間に直流あるいは高周波電力が供給きれるから、成膜室
３内には磁場によって拘束されたリング状の放電が発生
する。そこで、ガス吸入口４から供給の例えばアルゴン
（Ａｒ）ガス雰囲気のもとてスパッタが行われ、スパッ
タ後は排気管５から排気される。なお、２４１，２４２
は冷却用水配管である。

そこで、エツチングの均一化を目的として、磁力線の平
行部分ができるたけ広い磁界を形成するために、円形に
配置した磁石２３の中心位置Ｐをターゲット２１の中心
軸Ｃから距離ｄだけ偏心して位置させ、図示しないモー
タによって中心軸Ｃを中心として回転駆動させた。

その結果、ターゲット２１のエロージョン（ｅｒｏｓ−
１ｏｎ）パターンは、回転中心軸に近いところでは、磁
界の移動距離が短いので、第４図に実線Ａで示すように
なり、ターゲット２１と同心円で配置させて得られる従
来のパターン（点線Ｂで示す）よりも、ピーク値が若干
中心方向に寄るが、比較的広い範囲で効率的に削り取ら
れる。

ところで、ターゲット２１は消耗品でありしばしば交換
が必要とされる。上記従来のターゲット２１は高価な強
磁性体からなるので有効利用が望まれるが、ターゲット
２１が削り取られる割合、即ち利用効率は、磁石２３を
偏心回転させない場合よりも改善されてはいるものの精
々２５〜３０％に過キず、−層の利用効率の向上が要望
されていた。

（発明か解決しようとする課題） 従来のプレーナ型マグネトロンスパッタ源における磁石
の構造は、平板状の円形磁石を偏心回転させることによ
って、２５〜３０％程度の利用効率が得られたが、より
一層の利用効率の向上が要望されていた。

そこでこの発明は、簡単な構造により更に利用効率を高
め得るプレーナ型マグネトロンスパッタ源における磁石
の構造を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、成膜室内で基板と対向配置されたターゲッ
トとの間に磁界を形成するように配置されたプレーナ型
マグネトロンスパッタ源における磁石の構造において、
前記ターゲットの中心とは偏心して回転し、かつ回転軸
方向に非円形となる形状としたことを特徴とする。

（作用） この発明によるプレーナ型マグネトロンスパッタ源にお
ける磁石の構造は、偏心回転される磁石の形状を、回転
軸方向から見て、非円形としたので、この磁石によって
描かれる水平磁界の強度分布は、外側に広がる部分の長
さが長くなって、外側により多くの磁界エネルギーが分
布するようになり、平坦部分あるいは傾斜が緩やかな部
分の範囲がより外側に移動するから、ターゲットの平均
的に消耗される領域が広がり利用効率の向上が図れる。

（実施例） 以下、第１図（ａ）　、　（ｂ）及び第２図を参照し、
この発明によるプレーナ型マグネトロンスパッタ源にお
ける磁石の構造の一実施例を説明する。なお、第３図及
び第４図に示した従来の磁石の構造と同一構成には同一
？１号を付して詳細な説明は省略する。

中心軸Ｃを中心として偏心して回転する磁石２３は、そ
の形状が第１図（ａ）に平面図を、第１図（ｂ）にＡ−
Ａ線断面図を示すように、外側に位置する外側磁石２３
ｂは、内側磁石２３ａとは一定の間−へ　　− 隔ｅを保持してとり囲むように構成され、かつ全体が円
形の縁が潰れたような非円形状、即ちアルファベットの
ｒＤＪのような形状としたものである。

従って、磁石２３によって描かれる水平磁界の強度分布
は、外側に広がる部分の長さが長くなり、外側により多
くの磁界エネルギーが分布するようになる。この結果、
エロージョンパターンは第２図に実線Ｆで示すように、
そのピーク値は外側に移動し、・ＩＩ−用部分あるいは
傾斜が緩やかな部分の範囲がより広がるので、ターゲッ
トの利用効率は著しく向上する。

因みに、実施例によるターゲット２１のエロージョンパ
ターン（Ｆ）は第２図に示すようになるから、−点鎖線
Ａで示した従来のパターンと比較し、削り取られる全容
積は大となり、利用効率は３０〜３５％へと大幅に向上
した。

なお、この実施例では、磁石２３の周縁部を直線的に押
し潰したように変形させたが、要するに単なる偏心回転
させた円形磁石よりも、磁界分布のピーク点がより外側
に移動する非円形状としたところにあるから、その形状
は必ずしも上記実施例に限ることなく種々変形しても、
同様な効果が得られる。

以上のように、この発明によるプレーナ型マグネトロン
スパッタ源における磁石の構造によれば、回転によって
形成される水平磁界分布のピーク値が外側に位置した状
態でより広がったパターンとなるので、ターゲットの利
用効率の向上が実現する。

［発明の効果］ この発明によるプレーナ型マグネトロンスパッタ源にお
ける磁石の構造は、簡単な構成で、ターゲットの利用効
率を高め得るものであり、ターゲット自体は勿論のこと
スパッタリング装置自体の稼働効率をも改善し得るもの
であり、実用上顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明によるプレーナ型マグネトロン
スパッタ源における磁石の構造の一実施例を示す平面図
、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ、−Ａ線断面図、第２図
は第１図に示した磁石の構造による削りとられるターゲ
ットのエロージョンパターン図、第３図は従来のプレー
ナ型マグネトロンスパッタ源における磁石の構造を採用
したスパッタリング装置を示す断面図、第４図は第３図
に示したターゲットのエロージョンパターン図である。 １・・・基板、　　　　　２・・・スパッタ源、２１・
・・ターゲット、２２・・・バッキングプレート、２３
・・・磁石、　　　２３ａ・・・内側磁石、２３ｂ・・
・外側磁石、Ｃ・・・中心（回転）軸。 代理人　　弁理士　　大　胡　典　夫 ６０　　　４０　　　　′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　成膜室内で基板と対向配置されたターゲットとの間に
   磁界を形成するように配置されたプレーナ型マグネトロ
   ンスパッタ源における磁石の構造において、前記ターゲ
   ットの中心とは偏心して回転し、かつ回転軸方向に非円
   形となる形状としたことを特徴とするプレーナ型マグネ
   トロンスパッタ源における磁石の構造。