JPH0530157U - マグネトロンスパツタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ターゲットを大型化することなく、基板上の
膜厚分布を良好にできるマグネトロンスパッタリング装
置を提供する。 【構成】 マグネトロンスパッタリング装置は、ターゲ
ット４と磁界形成部１０とを備えている。磁界形成部１
０は、Ｓ極１１と、両端部がＳ極１１両端部と所定間隔
ｒを隔てて配置され、中央部ｈがＳ極１１に対し間隔ｒ
よりも狭い間隔ａを隔てて平行に延びるＮ極１２とを有
している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、スパッタリング装置、特に、ターゲット面に電界と直交する磁界を 形成するための磁界形成部を備えたマグネトロンスパッタリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及びその課題】

基板上に薄膜を形成する装置として、マグネトロン方式のスパッタリング装置 が用いられている。 このマグネトロンスパッタリング装置は、チャンバ内において基板に対向配置 されるターゲットと、ターゲット面に磁界を形成するための磁界形成部とから主 として構成されている。

【０００３】 従来の磁界形成部は、たとえば図４に示すように、ターゲット長手方向（図４ 左右方向）に延びる棒状のＳ極４０と、Ｓ極４０を囲んで配置された矩形状のＮ 極４１とを備えている。 このような従来のマグネトロンスパッタリング装置では、磁界形成部のＮ極が 矩形状であるため、ターゲット長手方向及びその直交方向におけるＮ極及びＳ極 の間隔は、所望強さの磁界が発生するような所定間隔ｃ（図４）に保たれるが、 Ｓ極端部において斜め方向（対角線方向）の間隔ｄは間隔ｃよりも大きくなって いる。この結果、Ｓ極端部では中央部に比べ磁界強さが低下している。

【０００４】 図４に示す磁界形成部を用いて成膜処理を行うと、図３の破線４２に示すよう に、基板上の膜厚分布は、基板両端部において厚みが薄くなり、この結果、基板 全体で膜厚分布が不均一になるという問題が生じる。そこで、成膜すべき基板に 比べ長手方向の寸法が大きめのターゲットを用意し、このターゲットを用いて基 板上の膜厚分布を改善することが考えられる。ところが、ターゲットが大型化す ることにより、装置全体が大型化してしまう。

【０００５】 本考案の目的は、ターゲットを大型化することなく、基板上の膜厚分布を良好 にできるマグネトロンスパッタリング装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るマグネトロンスパッタリング装置は、ターゲットと磁界形成部と を備えている。 前記ターゲットは、成膜すべき基板に対向配置され、基板との間に放電用電力 が供給されるものである。前記磁界形成部は、ターゲットの長手方向に延びる第 １磁石と、両端部が第１磁石の両端部と所定間隔を隔てて配置され、中央部が第 １磁石に対し前記所定間隔よりも狭い間隔を隔てて平行に延びる第２磁石とを有 し、ターゲット面に電界と直交する磁界を形成するためのものである。

【０００７】

【作用】

本考案では、ターゲットが成膜すべき基板に対向配置されている。そして、磁 界形成部によりターゲット面に電界と直交する磁界が形成された状態で、ターゲ ットと基板との間に放電用電力が供給されて成膜処理が行われる。 この場合において、磁界形成部の第２磁石は、その両端部が第１磁石の両端部 と所定間隔を隔てて配置されている。これにより、第１磁石の両端部において磁 界強さを所望強さに保つことができ、第１磁石の両端部と対向する基板成膜面へ の膜付着を促進できる。また、第２磁石の中央部は、第１磁石に対し前記間隔よ りも狭い間隔を隔てて平行に延びている。これにより、第１磁石の中央部におい て磁界強さを弱めに設定でき、第１磁石中央部と対向する基板成膜面に対する膜 付着を抑制できる。このようにして、基板成膜面においてターゲット長手方向全 体に渡って膜厚分布を良好にできる。また、これにより、ターゲットを大型化す る必要がなくなり、装置全体をコンパクトに構成できる。

【０００８】

【実施例】

図１は本考案の一実施例によるマグネトロンスパッタリング装置の磁界形成部 分を示している。 図１において、チャンバ１の下部には、開口１ａが形成されている。この開口 １ａ内には、概ね円筒状のターゲットホルダ２が設けられている。ターゲットホ ルダ２の先端はチャンバ１内に挿入されており、この挿入部３上には、図１の紙 面直角方向（長手方向）に延びる矩形状のターゲット４が載置されている。ター ゲット４は、保持部材５によって挿入部３上に保持されている。またターゲット ホルダ２の下部には、フランジ６が形成されており、フランジ６とチャンバ１と の間には絶縁部材７が挿入されている。

【０００９】 ターゲットホルダ２の凹部２ａ内には、ターゲット４のターゲット面４ａに対 して磁界１３を形成するための磁界形成部１０が配置されている。この磁界形成 部１０は、図２に示すように、ターゲット長手方向（図２左右方向）に延びる概 ね棒状のＳ極１１と、Ｓ極１１を囲むように配置されたＮ極１２とを備えている 。Ｓ極１１の両端部１１ａは、円柱状に形成されている。これにより、その周囲 のＮ極との機能上のバランスが保たれている。Ｎ極１２は、その中央部ｈ部分が Ｓ極１１の対向部分と平行に配置されており、各極の間隔はａとなっている。Ｎ 極１２の両端部１２ａは平面視円弧状に形成されており、その円弧の中心はＳ極 端部１１ａの中心と一致している。また、Ｎ極端部１２ａとＳ極端部１１ａとの 間隔は、各極間で所望強さの磁界強さが発生するような間隔ｒに保たれている。 この間隔ｒは、 ｒ＞ａ となっており、両端部での磁界強さの方が中央部ｈ部 分での磁界強さよりも弱い。

【００１０】 このようにＳ極１１及びＮ極１２の間隔を、中央部ｈにおいてａ、両端部にお いてｒとすることにより、両端部におけるマグネトロン放電ゾーン（高密度プラ ズマ発生領域）１５（図１）を大きくでき、中央部寄りのマグネトロン放電ゾー ン１５を小さくできる。これにより、ターゲット４の両端部寄りのスパッタレー トを大きくでき、中央部寄りのスパッタレートを小さくできる。

【００１１】 また、チャンバ１内には、開口１ａ内に挿入されたターゲットホルダ２の挿入 部３及びこれに取り付けられたターゲット４の端部を囲むようにアースシールド 板１７が取り付けられている。なお、チャンバ１内において、ターゲット４の上 方には、成膜すべき基板２０がターゲット４に対向配置される。そして、ターゲ ット４と基板２０との間には、図示しない電力供給装置から放電用電力が供給さ れるようになっている。

【００１２】 次に、上述のマグネトロンスパッタリング装置の作動について説明する。 成膜時には、基板２０がターゲット４に対向配置され、基板２０及びターゲッ ト４の間に放電用電力が供給された状態で、基板２０が図１左右方向に搬送され つつ成膜処理が行われる。 この成膜時には、上述のように、磁界形成部１０のＳ極１１及びＮ極１２の間 隔が、両端部において広く、中央部ｈにおいて狭くなっており、両端部の方が磁 界強さが強い。したがって、マグネトロン放電ゾーン１５は、両端部側で大きく 、中央部側で小さい。これにより、ターゲット４のスパッタレートが両端部側で 大きくなってスパッタ部分１８が大きくなり、またマグネトロン放電ゾーン１５ が中央部側で小さくなってスパッタ部分１８が小さくなる。 この装置を用いて成膜処理を行うと、図３の実線２２に示すように、基板２０ 上に形成される薄膜は、基板２０のターゲット長手方向（図１紙面直角方向）全 体に渡って一定の厚さに形成され、膜厚分布が良好になる。また、これにより、 ターゲット４を大型化する必要がなくなり、コンパクトな装置が実現される。

【００１３】

【考案の効果】

本考案に係るマグネトロンスパッタリング装置では、第２磁石の両端部が第１ 磁石の両端部と所定間隔を隔てて配置され、かつ第２磁石の中央部が第１磁石に 対し前記間隔よりも狭い間隔を隔てて平行に延びる磁界形成部が設けられるので 、ターゲットを大型化することなく、基板上の膜厚分布を良好にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のターゲット取付部分の縦断
面部分図。

【図２】磁界形成部の平面概略図。

【図３】基板上の膜厚分布を示す図。

【図４】従来の磁界形成部の図２に相当する図。

【符号の説明】

４ ターゲット １０ 磁界形成部 １１ Ｓ極 １２ Ｎ極

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】成膜すべき基板に対向配置され、前記基板
   との間に放電用電力が供給されるターゲットと、 前記ターゲットの長手方向に延びる第１磁石と、両端部
   が前記第１磁石の両端部と所定間隔を隔てて配置され、
   中央部が前記第１磁石に対し前記所定間隔よりも狭い間
   隔を隔てて平行に延びる第２磁石とを有し、前記ターゲ
   ット面に電界と直交する磁界を形成するための磁界形成
   部と、 を備えたマグネトロンスパッタリング装置。