JPH06136529A - マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents
マグネトロンスパッタ装置Info
- Publication number
- JPH06136529A JPH06136529A JP30782992A JP30782992A JPH06136529A JP H06136529 A JPH06136529 A JP H06136529A JP 30782992 A JP30782992 A JP 30782992A JP 30782992 A JP30782992 A JP 30782992A JP H06136529 A JPH06136529 A JP H06136529A
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- JP
- Japan
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- target
- magnetic
- cathode
- magnetron sputtering
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ターゲットの利用効率を向上させたマグネト
ロンスパッタ装置を提供する。 【構成】 ターゲットとその下方に設置された磁石と該
磁石の底部基板を構成するヨークとからなるカソード部
を有するマグネトロンスパッタ装置において、両外側磁
極上にカソード短辺側断面がＬ字型である磁性体のへこ
み部が互いに向かい合うように設置し、中央磁極上にカ
ソード短辺側断面が凸型である磁性体を設置し、さらに
該ターゲットの両端にカソード短辺側断面がＬ字型であ
る磁性体のへこみ部が互いに向かい合うように設置し、
該ターゲットの中央にカソード短辺側断面が凸型である
磁性体を設置する。
ロンスパッタ装置を提供する。 【構成】 ターゲットとその下方に設置された磁石と該
磁石の底部基板を構成するヨークとからなるカソード部
を有するマグネトロンスパッタ装置において、両外側磁
極上にカソード短辺側断面がＬ字型である磁性体のへこ
み部が互いに向かい合うように設置し、中央磁極上にカ
ソード短辺側断面が凸型である磁性体を設置し、さらに
該ターゲットの両端にカソード短辺側断面がＬ字型であ
る磁性体のへこみ部が互いに向かい合うように設置し、
該ターゲットの中央にカソード短辺側断面が凸型である
磁性体を設置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネトロンスパッタ
装置に関し、特に非磁性体ターゲットの利用効率を改良
したマグネトロンスパッタ装置に関するものである。
装置に関し、特に非磁性体ターゲットの利用効率を改良
したマグネトロンスパッタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の一般的なマグネトロンスパッタ装
置は、図１０に示すようにマグネトロンスパッタ装置内
に、容器の上部に取り付けた基板ホルダ８と基板ホルダ
８の下部に取り付けられスパッタされた粒子が付着され
る基板９と、基板９の下方に配置されその粒子がスパッ
タされるターゲット１０と、ターゲット１０の下方にわ
ずかに離して設置した永久磁石（または電磁石）１１を
有する。図中、符号１２は磁力線を１３はスパッタされ
た後のターゲットの状態（エロージョン）を、１４はス
パッタされた粒子を、１５は不活性ガス（Ａｒ等）をそ
れぞれ示す。
置は、図１０に示すようにマグネトロンスパッタ装置内
に、容器の上部に取り付けた基板ホルダ８と基板ホルダ
８の下部に取り付けられスパッタされた粒子が付着され
る基板９と、基板９の下方に配置されその粒子がスパッ
タされるターゲット１０と、ターゲット１０の下方にわ
ずかに離して設置した永久磁石（または電磁石）１１を
有する。図中、符号１２は磁力線を１３はスパッタされ
た後のターゲットの状態（エロージョン）を、１４はス
パッタされた粒子を、１５は不活性ガス（Ａｒ等）をそ
れぞれ示す。
【０００３】このようにマグネトロンスパッタ装置はタ
ーゲット１０の表面に磁界が生じるように、ターゲット
の下方に永久磁石（または電磁石）を設置し、この磁界
によってターゲット直上にプラズマを形成し、このプラ
ズマに閉じこめられイオン化しスパッタされた粒子をタ
ーゲットの上方に配置された基板に飛来させて付着する
ように構成したものである。
ーゲット１０の表面に磁界が生じるように、ターゲット
の下方に永久磁石（または電磁石）を設置し、この磁界
によってターゲット直上にプラズマを形成し、このプラ
ズマに閉じこめられイオン化しスパッタされた粒子をタ
ーゲットの上方に配置された基板に飛来させて付着する
ように構成したものである。
【０００４】しかしながら、従来のマグネトロンスパッ
タ装置では、図１０中１３に示すようにスパッタされた
後のターゲットは局所的に消耗しており、ターゲットの
利用効率は著しく悪かった。このようにターゲット材料
が局所的にスパッタされることを防ぎ、ターゲットの利
用効率を向上させるためにターゲット直上の水平磁界を
広い範囲にわたって均一にし、かつ、垂直磁界の強度を
弱くする必要がある。
タ装置では、図１０中１３に示すようにスパッタされた
後のターゲットは局所的に消耗しており、ターゲットの
利用効率は著しく悪かった。このようにターゲット材料
が局所的にスパッタされることを防ぎ、ターゲットの利
用効率を向上させるためにターゲット直上の水平磁界を
広い範囲にわたって均一にし、かつ、垂直磁界の強度を
弱くする必要がある。
【０００５】ターゲット直上の水平磁界を広い範囲にわ
たって均一にするために、特公平０３−７３６３３によ
れば、中央磁極、両外側磁極上に磁性体を設置する手段
がある。また、ターゲット直上の垂直磁界の強度を弱く
するために、特開平０１−２７９７５４によれば、中央
磁極と両外側磁極の間に軟磁性体を設置する手段があ
る。
たって均一にするために、特公平０３−７３６３３によ
れば、中央磁極、両外側磁極上に磁性体を設置する手段
がある。また、ターゲット直上の垂直磁界の強度を弱く
するために、特開平０１−２７９７５４によれば、中央
磁極と両外側磁極の間に軟磁性体を設置する手段があ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、中央磁極、両
外側磁極上に磁性体を設置する場合は、磁極付近の垂直
磁界の強度が大きくなってしまうために、ターゲットの
利用効率の大幅な向上は認められない。また、中央磁極
と両外側磁極との間に軟磁性体を設置する場合は垂直磁
界の強度は弱くなるが水平磁界の強度の均一な範囲が狭
いために、ターゲットの利用効率の大幅な向上は認めら
れない。したがって、本発明の目的は、ターゲットの利
用効率を向上させるためにターゲットの広い範囲にわた
って水平磁界を均一にし、かつ、ターゲット表面の垂直
磁界の強度の小さいカソード部を有するマグネトロンス
パッタ装置を提供するものである。
外側磁極上に磁性体を設置する場合は、磁極付近の垂直
磁界の強度が大きくなってしまうために、ターゲットの
利用効率の大幅な向上は認められない。また、中央磁極
と両外側磁極との間に軟磁性体を設置する場合は垂直磁
界の強度は弱くなるが水平磁界の強度の均一な範囲が狭
いために、ターゲットの利用効率の大幅な向上は認めら
れない。したがって、本発明の目的は、ターゲットの利
用効率を向上させるためにターゲットの広い範囲にわた
って水平磁界を均一にし、かつ、ターゲット表面の垂直
磁界の強度の小さいカソード部を有するマグネトロンス
パッタ装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、ターゲットとその下方に設置された磁
石と該磁石の底部基板を構成するヨークとからなるカソ
ード部を有するマグネトロンスパッタ装置において、両
外側磁極上にカソード短辺側断面がＬ字型である磁性体
（磁極側Ｌ型磁性体と称す）のへこみ部が互いに向かい
合うように設置し、中央磁極上にカソード短辺側断面が
凸型である磁性体（磁極側凸型磁性体と称す）を設置
し、さらに、該ターゲットの両側にカソード短辺側断面
がＬ字型である磁性体（ターゲット側Ｌ型磁性体と称
す）のへこみ部が互いに向かい合うように設置し、該タ
ーゲットの中央にカソード短辺側断面が凸型である磁性
体（ターゲット側凸型磁性体と称す）を設置する点に特
徴がある。
めに、本発明は、ターゲットとその下方に設置された磁
石と該磁石の底部基板を構成するヨークとからなるカソ
ード部を有するマグネトロンスパッタ装置において、両
外側磁極上にカソード短辺側断面がＬ字型である磁性体
（磁極側Ｌ型磁性体と称す）のへこみ部が互いに向かい
合うように設置し、中央磁極上にカソード短辺側断面が
凸型である磁性体（磁極側凸型磁性体と称す）を設置
し、さらに、該ターゲットの両側にカソード短辺側断面
がＬ字型である磁性体（ターゲット側Ｌ型磁性体と称
す）のへこみ部が互いに向かい合うように設置し、該タ
ーゲットの中央にカソード短辺側断面が凸型である磁性
体（ターゲット側凸型磁性体と称す）を設置する点に特
徴がある。
【０００８】
【作用】図１は、カソード部短辺断面を示す図である。
図１に示すように、本発明のマグネトロンスパッタ装置
のカソード構造では中央磁極である永久磁石１を設置
し、永久磁石１の両側に間隔を隔て外側磁極である永久
磁石２を設置し、永久磁石１の上部に磁極側凸型磁性体
３を設置し、永久磁石２の上部に磁極側Ｌ型磁性体４を
設置し、さらに、これらの上方にターゲット７を設置
し、ターゲット７の両端にターゲット側Ｌ型磁性体６を
設置し、ターゲット７の中央にターゲット側凸型磁性体
５を設置している。なお、永久磁石２、磁極側Ｌ型磁性
体４、ターゲット側Ｌ型磁性体６の外側の面はほぼ上下
方向に一直線にすることが望ましく、また、永久磁石
１、磁極側凸型磁性体３、ターゲット側凸型磁性体５の
中心はほぼ一直線にする必要がある。
図１に示すように、本発明のマグネトロンスパッタ装置
のカソード構造では中央磁極である永久磁石１を設置
し、永久磁石１の両側に間隔を隔て外側磁極である永久
磁石２を設置し、永久磁石１の上部に磁極側凸型磁性体
３を設置し、永久磁石２の上部に磁極側Ｌ型磁性体４を
設置し、さらに、これらの上方にターゲット７を設置
し、ターゲット７の両端にターゲット側Ｌ型磁性体６を
設置し、ターゲット７の中央にターゲット側凸型磁性体
５を設置している。なお、永久磁石２、磁極側Ｌ型磁性
体４、ターゲット側Ｌ型磁性体６の外側の面はほぼ上下
方向に一直線にすることが望ましく、また、永久磁石
１、磁極側凸型磁性体３、ターゲット側凸型磁性体５の
中心はほぼ一直線にする必要がある。
【０００９】本発明は、上記の構造で磁極側凸型磁性体
３、ターゲット側凸型磁性体５のそれぞれの長さの比率
をａ1 ／ｂ1 、ｃ1 ／ｄ1 とし、磁極側Ｌ型磁性体４、
ターゲット側Ｌ型磁性体６のそれぞれの長さの比率をａ
2 ／ｂ2 、ｃ2 ／ｄ2 とすれば、それらはそれぞれ次の
ようにすると好適である。 ａ1 ／ｂ1 ＝１〜７／３ ｃ1 ／ｄ1 ＝３／１４〜１／３ ａ2 ／ｂ2 ＝１〜７／３ ｃ2 ／ｄ2 ＝１〜３／２ ターゲットの広い範囲にわたって水平磁界が均一し、か
つ、垂直磁界の強度を小さくするのに好適である。
３、ターゲット側凸型磁性体５のそれぞれの長さの比率
をａ1 ／ｂ1 、ｃ1 ／ｄ1 とし、磁極側Ｌ型磁性体４、
ターゲット側Ｌ型磁性体６のそれぞれの長さの比率をａ
2 ／ｂ2 、ｃ2 ／ｄ2 とすれば、それらはそれぞれ次の
ようにすると好適である。 ａ1 ／ｂ1 ＝１〜７／３ ｃ1 ／ｄ1 ＝３／１４〜１／３ ａ2 ／ｂ2 ＝１〜７／３ ｃ2 ／ｄ2 ＝１〜３／２ ターゲットの広い範囲にわたって水平磁界が均一し、か
つ、垂直磁界の強度を小さくするのに好適である。
【００１０】
【実施例】図１に示すマグネトロンスパッタ装置におい
て、磁極側凸型磁性体３、ターゲット側凸型磁性体５の
それぞれの長さの比率ａ1 ／ｂ1 、ｃ1 ／ｄ1 、磁極側
Ｌ型磁性体４、ターゲット側Ｌ型磁性体６のそれぞれの
長さの比率をａ2 ／ｂ2 、ｃ2 ／ｄ2 をそれぞれａ1 ／
ｂ1 ＝１、ｃ1 ／ｄ1 ＝１／３、ａ2 ／ｂ2 ＝１、ｃ2
／ｄ2 ＝３／２に設定した。このときのターゲット表面
での磁界の水平成分は図２に示すように約１０００ガウ
スの強度で約１０％の誤差でターゲットの約８０％以上
の部分が均一になった。また、ターゲット表面での磁界
の垂直成分は図３に示すようにターゲットの約８０％以
上の部分が±７００ガウス以下の強度になった。
て、磁極側凸型磁性体３、ターゲット側凸型磁性体５の
それぞれの長さの比率ａ1 ／ｂ1 、ｃ1 ／ｄ1 、磁極側
Ｌ型磁性体４、ターゲット側Ｌ型磁性体６のそれぞれの
長さの比率をａ2 ／ｂ2 、ｃ2 ／ｄ2 をそれぞれａ1 ／
ｂ1 ＝１、ｃ1 ／ｄ1 ＝１／３、ａ2 ／ｂ2 ＝１、ｃ2
／ｄ2 ＝３／２に設定した。このときのターゲット表面
での磁界の水平成分は図２に示すように約１０００ガウ
スの強度で約１０％の誤差でターゲットの約８０％以上
の部分が均一になった。また、ターゲット表面での磁界
の垂直成分は図３に示すようにターゲットの約８０％以
上の部分が±７００ガウス以下の強度になった。
【００１１】（比較例１）本発明と比較するために、図
４に示すマグネトロンスパッタ装置のように中央磁極、
両外側磁極上に磁性体を設置した。このときのターゲッ
ト表面での磁界の水平成分は図５に示すように約１７０
０ガウスの強度で約１０％の誤差でターゲットの約６０
％の部分が均一になった。また、ターゲット表面での磁
界の垂直成分は図６に示すようにターゲットの約４０％
の部分が±７００ガウス以下の強度になった。
４に示すマグネトロンスパッタ装置のように中央磁極、
両外側磁極上に磁性体を設置した。このときのターゲッ
ト表面での磁界の水平成分は図５に示すように約１７０
０ガウスの強度で約１０％の誤差でターゲットの約６０
％の部分が均一になった。また、ターゲット表面での磁
界の垂直成分は図６に示すようにターゲットの約４０％
の部分が±７００ガウス以下の強度になった。
【００１２】（比較例２）また、図７に示すマグネトロ
ンスパッタ装置のように中央磁極と両外側磁極との間に
軟磁性体を設置した。このときのターゲット表面での磁
界の水平成分は図８に示すように約８００ガウスの強度
で約１０％の誤差でターゲットの約６０％の部分が均一
になった。また、ターゲット表面での磁界の垂直成分は
図９に示すようにターゲットの約８０％の部分が±７０
０ガウス以下の強度になった。
ンスパッタ装置のように中央磁極と両外側磁極との間に
軟磁性体を設置した。このときのターゲット表面での磁
界の水平成分は図８に示すように約８００ガウスの強度
で約１０％の誤差でターゲットの約６０％の部分が均一
になった。また、ターゲット表面での磁界の垂直成分は
図９に示すようにターゲットの約８０％の部分が±７０
０ガウス以下の強度になった。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ターゲットの広い範囲にわたって水平磁界を均一にし、
かつ、ターゲット表面の垂直磁界の強度を小さくするこ
とができる。
ターゲットの広い範囲にわたって水平磁界を均一にし、
かつ、ターゲット表面の垂直磁界の強度を小さくするこ
とができる。
【図１】図１は、本発明のマグネトロンスパッタ装置の
好ましいカソード構造を示す短辺側断面図である。
好ましいカソード構造を示す短辺側断面図である。
【図２】図２は、本発明のマグネトロンスパッタ装置を
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
【図３】図３は、本発明のマグネトロンスパッタ装置を
用いた場合のターゲットに対する磁界の垂直成分を示す
グラフである。
用いた場合のターゲットに対する磁界の垂直成分を示す
グラフである。
【図４】図４は、従来用いられていたマグネトロンスパ
ッタ装置のカソード構造を示す短辺側断面図である。
ッタ装置のカソード構造を示す短辺側断面図である。
【図５】図５は、図４のマグネトロンスパッタ装置を用
いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示すグ
ラフである。
いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示すグ
ラフである。
【図６】図６は、図４のマグネトロンスパッタ装置を用
いた場合のターゲットに対する磁界の垂直成分を示すグ
ラフである。
いた場合のターゲットに対する磁界の垂直成分を示すグ
ラフである。
【図７】図７は、従来用いられていたマグネトロンスパ
ッタ装置のカソード構造を示す短辺側断面図である。
ッタ装置のカソード構造を示す短辺側断面図である。
【図８】図８は、図７のマグネトロンスパッタ装置を用
いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示すグ
ラフである。
いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示すグ
ラフである。
【図９】図９は、図７のマグネトロンスパッタ装置を用
いた場合のターゲットに対する磁界の垂直成分を示すグ
ラフである。
いた場合のターゲットに対する磁界の垂直成分を示すグ
ラフである。
【図１０】図１０は、従来一般に用いられていたマグネ
トロンスパッタ装置の全体を示す概略断面図である。
トロンスパッタ装置の全体を示す概略断面図である。
１ 永久磁石または電磁石 ２ 永久磁石または電磁石 ３ 磁性体 ４ 磁性体 ５ 磁性体 ６ 磁性体 ７ ターゲット １０ ターゲット １１ 永久磁石または電磁石 １６ 永久磁石または電磁石 １７ ターゲット １８ 磁性体 １９ 永久磁石または電磁石 ２０ 軟磁性体 ２１ ターゲット ２２ ヨーク
Claims (1)
- 【請求項１】 ターゲットとその下方に設置された磁石
と該磁石の底部基板を構成するヨークとからなるカソー
ド部を有するマグネトロンスパッタ装置において、両外
側磁極上にカソード短辺側断面がＬ字型である磁性体の
へこみ部が互いに向かい合うように設置し、中央磁極上
にカソード短辺側断面が凸型である磁性体を設置し、さ
らに、該ターゲットの両端にカソード短辺側断面がＬ字
型である磁性体のへこみ部が互いに向かい合うように設
置し、該ターゲットの中央にカソード短辺側断面が凸型
である磁性体を設置する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 |
|---|---|---|---|
| JP30782992A JPH06136529A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | マグネトロンスパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30782992A JPH06136529A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | マグネトロンスパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06136529A true JPH06136529A (ja) | 1994-05-17 |
Family
ID=17973710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30782992A Pending JPH06136529A (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | マグネトロンスパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06136529A (ja) |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP30782992A patent/JPH06136529A/ja active Pending
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