JPH0941135A - マグネトロンスパッタカソード - Google Patents
マグネトロンスパッタカソードInfo
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- JPH0941135A JPH0941135A JP19176295A JP19176295A JPH0941135A JP H0941135 A JPH0941135 A JP H0941135A JP 19176295 A JP19176295 A JP 19176295A JP 19176295 A JP19176295 A JP 19176295A JP H0941135 A JPH0941135 A JP H0941135A
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- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 title description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 4
- BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] Chemical compound N1=C2C=CC=CC2=[N+]([O-])C1(CC1)CCC21N=C1C=CC=CC1=[N+]2[O-] BGPVFRJUHWVFKM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】低圧力の下でも放電を起こすことができると共
に、ターゲットの使用効率がよいマグネトロンスパッタ
カソードを提供すること。 【解決手段】この発明は、内側環状磁石の廻りをこの内
側環状磁石と間隔をおいて外側環状磁石でリング状に囲
んでいる磁石装置をターゲットの背後に配設し、この磁
石装置によってターゲットの表面近傍の空間に湾曲した
磁場を形成するマグネトロンスパッタカソードにおい
て、磁石装置の内側環状磁石と外側環状磁石との間隔に
広狭をつけ、ターゲットの表面近傍の空間に形成される
湾曲した磁場の強度に強弱をつけることを特徴とするも
のである。
に、ターゲットの使用効率がよいマグネトロンスパッタ
カソードを提供すること。 【解決手段】この発明は、内側環状磁石の廻りをこの内
側環状磁石と間隔をおいて外側環状磁石でリング状に囲
んでいる磁石装置をターゲットの背後に配設し、この磁
石装置によってターゲットの表面近傍の空間に湾曲した
磁場を形成するマグネトロンスパッタカソードにおい
て、磁石装置の内側環状磁石と外側環状磁石との間隔に
広狭をつけ、ターゲットの表面近傍の空間に形成される
湾曲した磁場の強度に強弱をつけることを特徴とするも
のである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、低圧力の下でも
放電を起こすことができるマグネトロンスパッタカソー
ドに関するものである。
放電を起こすことができるマグネトロンスパッタカソー
ドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のマグネトロンスパッタカソードを
図５、図６および図７に示す。図５、図６において、タ
ーゲット１はターゲット電極２の表面に取り付けられ、
また、ターゲット電極２の背後には磁石装置３が配設さ
れている。磁石装置３は、円板の形をしたマグネットプ
レート４と、このマグネットプレート４上に配置された
円形の内側環状磁石５と、この内側環状磁石５の廻りを
内側環状磁石５と一定の間隔をおいてリング状に囲むよ
うに、マグネットプレート４上に配置された円形の外側
環状磁石６とで構成されている。そして、内側環状磁石
５のターゲット電極２に隣接した先端と外側環状磁石６
のターゲット電極２に隣接した先端とは互いに極性が異
なっている。図７は棒磁石７をリング状に並べたもので
あり、棒磁石の両開放端がＮ極、Ｓ極となっている
図５、図６および図７に示す。図５、図６において、タ
ーゲット１はターゲット電極２の表面に取り付けられ、
また、ターゲット電極２の背後には磁石装置３が配設さ
れている。磁石装置３は、円板の形をしたマグネットプ
レート４と、このマグネットプレート４上に配置された
円形の内側環状磁石５と、この内側環状磁石５の廻りを
内側環状磁石５と一定の間隔をおいてリング状に囲むよ
うに、マグネットプレート４上に配置された円形の外側
環状磁石６とで構成されている。そして、内側環状磁石
５のターゲット電極２に隣接した先端と外側環状磁石６
のターゲット電極２に隣接した先端とは互いに極性が異
なっている。図７は棒磁石７をリング状に並べたもので
あり、棒磁石の両開放端がＮ極、Ｓ極となっている
【０００３】なお、図５および図６において、８は磁石
装置３を回転または走査させるための機構である。９は
ターゲット電極２に負バイアス電圧を印加する直流電
源、10は放電ガス導入口11と真空排気口12とが設けられ
た真空槽、13は真空槽10内にターゲット１と対向して配
設された基板、14はヒーター15が設けられた基板ホルダ
ーである。
装置３を回転または走査させるための機構である。９は
ターゲット電極２に負バイアス電圧を印加する直流電
源、10は放電ガス導入口11と真空排気口12とが設けられ
た真空槽、13は真空槽10内にターゲット１と対向して配
設された基板、14はヒーター15が設けられた基板ホルダ
ーである。
【０００４】このようなマグネトロンスパッタカソード
においては、たとえば、内側環状磁石５のターゲット電
極２に隣接した先端をＮ極とし、外側環状磁石６のター
ゲット電極２に隣接した先端をＳ極とすれば、磁石装置
３の内側環状磁石５のターゲット電極２に隣接した先端
から流出した磁力線が、ターゲット１の表面近傍の空間
において湾曲してから磁石装置３の外側環状磁石６のタ
ーゲット電極２に隣接した先端に流入し、ターゲット１
の表面近傍の空間に湾曲した磁場が形成されるようにな
る。そして、真空槽10内を排気しながら放電ガスを導入
して真空槽10内の圧力を10-1Pa台に保ち、直流電源９よ
りターゲット電極２に負のバイアス電圧を印加すると、
ターゲット１の表面近傍の空間で湾曲した磁場が形成さ
れた領域に放電が起き、ターゲット１はこの放電に曝さ
れたところが放電中のイオンでスパッタされるようにな
る。
においては、たとえば、内側環状磁石５のターゲット電
極２に隣接した先端をＮ極とし、外側環状磁石６のター
ゲット電極２に隣接した先端をＳ極とすれば、磁石装置
３の内側環状磁石５のターゲット電極２に隣接した先端
から流出した磁力線が、ターゲット１の表面近傍の空間
において湾曲してから磁石装置３の外側環状磁石６のタ
ーゲット電極２に隣接した先端に流入し、ターゲット１
の表面近傍の空間に湾曲した磁場が形成されるようにな
る。そして、真空槽10内を排気しながら放電ガスを導入
して真空槽10内の圧力を10-1Pa台に保ち、直流電源９よ
りターゲット電極２に負のバイアス電圧を印加すると、
ターゲット１の表面近傍の空間で湾曲した磁場が形成さ
れた領域に放電が起き、ターゲット１はこの放電に曝さ
れたところが放電中のイオンでスパッタされるようにな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のマグネトロンス
パッタカソードは、上記のように内側環状磁石５と外側
環状磁石６との間隔を一定にしているか、または棒磁石
を並べたものから構成されているため、ターゲット１の
表面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の強度は一定
になる。そのため、真空槽10内の圧力を１×10-1Pa以下
の低圧力にすると、ある圧力領域において放電を起こす
のに必要な磁場の強度が不足し、電源９よりターゲット
電極２に負のバイアス電圧を印加しても放電を起こすこ
とができない問題が起きた。我々の検討によれば放電開
始圧力と磁場強度の関係は図４に示すごとくであり、図
４の放電領域中にない条件では放電されることが判明し
た。
パッタカソードは、上記のように内側環状磁石５と外側
環状磁石６との間隔を一定にしているか、または棒磁石
を並べたものから構成されているため、ターゲット１の
表面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の強度は一定
になる。そのため、真空槽10内の圧力を１×10-1Pa以下
の低圧力にすると、ある圧力領域において放電を起こす
のに必要な磁場の強度が不足し、電源９よりターゲット
電極２に負のバイアス電圧を印加しても放電を起こすこ
とができない問題が起きた。我々の検討によれば放電開
始圧力と磁場強度の関係は図４に示すごとくであり、図
４の放電領域中にない条件では放電されることが判明し
た。
【０００６】磁力強度の強い磁石を使用するか、または
内側環状磁石５もしくは外側環状状磁石６の径を変える
ことにより、内側環状磁石５と外側環状磁石６との間隔
を全体的に狭め、ターゲット１の表面近傍の空間に形成
される湾曲した磁場の強度を全体的に強くすると、真空
槽10内の圧力を１×10-1Pa以下の低圧力にしても放電を
起こすことが可能になるが、前者においては、入手可能
な高磁力磁石はおのずと限界があり、後者の方法におい
てはターゲット１の表面近傍の空間で湾曲した磁場が形
成される領域が狭くなるため、ターゲット１の表面近傍
の空間で起きる放電の領域が狭くなってしまう。そのた
め、ターゲット１は放電に曝されるところが狭くなり、
換言すれば、エローション領域が狭くなり、ターゲット
１の使用効率が非常に悪くなるという問題が新たに発生
する。
内側環状磁石５もしくは外側環状状磁石６の径を変える
ことにより、内側環状磁石５と外側環状磁石６との間隔
を全体的に狭め、ターゲット１の表面近傍の空間に形成
される湾曲した磁場の強度を全体的に強くすると、真空
槽10内の圧力を１×10-1Pa以下の低圧力にしても放電を
起こすことが可能になるが、前者においては、入手可能
な高磁力磁石はおのずと限界があり、後者の方法におい
てはターゲット１の表面近傍の空間で湾曲した磁場が形
成される領域が狭くなるため、ターゲット１の表面近傍
の空間で起きる放電の領域が狭くなってしまう。そのた
め、ターゲット１は放電に曝されるところが狭くなり、
換言すれば、エローション領域が狭くなり、ターゲット
１の使用効率が非常に悪くなるという問題が新たに発生
する。
【０００７】この発明の目的は、従来の上記問題を解決
して、低圧力の下でも放電を起こすことができると共
に、ターゲットの使用効率がよいマグネトロンスパッタ
カソードを提供することにある。
して、低圧力の下でも放電を起こすことができると共
に、ターゲットの使用効率がよいマグネトロンスパッタ
カソードを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のマグネトロンスパッタカソードは、内側
環状磁石の廻りをこの内側環状磁石と間隔をおいて外側
環状磁石でリング状に囲んでいる磁石装置をターゲット
の背後に配設し、この磁石装置によってターゲットの表
面近傍の空間に湾曲した磁場を形成するマグネトロンス
パッタカソードにおいて、上記磁石装置の内側環状磁石
と外側環状磁石との間隔に広狭をつけ、上記ターゲット
の表面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の強度に強
弱をつけることを特徴とするものである。
に、この発明のマグネトロンスパッタカソードは、内側
環状磁石の廻りをこの内側環状磁石と間隔をおいて外側
環状磁石でリング状に囲んでいる磁石装置をターゲット
の背後に配設し、この磁石装置によってターゲットの表
面近傍の空間に湾曲した磁場を形成するマグネトロンス
パッタカソードにおいて、上記磁石装置の内側環状磁石
と外側環状磁石との間隔に広狭をつけ、上記ターゲット
の表面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の強度に強
弱をつけることを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】この発明においては、磁石装置の内側環状磁石
と外側環状磁石との間隔に広狭をつけ、ターゲットの表
面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の強度に強弱を
つけているので、磁石装置の内側環状磁石と外側環状磁
石との間隔を狭め、ターゲットの表面近傍の空間に形成
される湾曲した磁場の強度を強めたところでは、低圧力
の下でも放電が起きるようになる。そして、この放電が
種放電となって磁場に沿って広がってゆき、内側環状磁
石と外側環状磁石との間隔を広げ、ターゲットの表面近
傍の空間に形成される湾曲した磁場の強度を弱めたとこ
ろでも放電が起きるようになる。
と外側環状磁石との間隔に広狭をつけ、ターゲットの表
面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の強度に強弱を
つけているので、磁石装置の内側環状磁石と外側環状磁
石との間隔を狭め、ターゲットの表面近傍の空間に形成
される湾曲した磁場の強度を強めたところでは、低圧力
の下でも放電が起きるようになる。そして、この放電が
種放電となって磁場に沿って広がってゆき、内側環状磁
石と外側環状磁石との間隔を広げ、ターゲットの表面近
傍の空間に形成される湾曲した磁場の強度を弱めたとこ
ろでも放電が起きるようになる。
【００１０】また、ターゲットの表面近傍の空間で湾曲
した磁場が形成される領域も広くなるため、ターゲット
の表面近傍の空間で起きる放電領域が広がり、ターゲッ
ト使用効率がよくなる。
した磁場が形成される領域も広くなるため、ターゲット
の表面近傍の空間で起きる放電領域が広がり、ターゲッ
ト使用効率がよくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示実施例に基づいて説明する。
示実施例に基づいて説明する。
【実施例】この発明の第１実施例のマグネトロンスパッ
タカソードは従来のものを改良したもので図１および図
２に示されている。これらの図において、ターゲット21
はターゲット電極22の表面に取り付けられ、また、ター
ゲット電極22の背後には磁石装置23が配設されている。
磁石装置23は、円板の形をしたマグネットプレート24
と、このマグネットプレート24の中心軸より中心軸をず
らしてマグネットプレート24上に配置された円形の内側
環状磁石25と、この内側環状磁石25の廻りを、マグネッ
トプレート24の円周側においては内側環状磁石25と狭い
間隔をおき、マグネットプレート24の外周側においては
内側環状磁石25と広い間隔をおいてリング状に囲むよう
に、マグネットプレート24上に配置された円形の外側環
状磁石26とで構成されている。そして、内側環状磁石25
のターゲット電極22に隣接した先端はＮ極となり、ま
た、外側環状磁石26のターゲット電極22に隣接した先端
はＳ極となっている。
タカソードは従来のものを改良したもので図１および図
２に示されている。これらの図において、ターゲット21
はターゲット電極22の表面に取り付けられ、また、ター
ゲット電極22の背後には磁石装置23が配設されている。
磁石装置23は、円板の形をしたマグネットプレート24
と、このマグネットプレート24の中心軸より中心軸をず
らしてマグネットプレート24上に配置された円形の内側
環状磁石25と、この内側環状磁石25の廻りを、マグネッ
トプレート24の円周側においては内側環状磁石25と狭い
間隔をおき、マグネットプレート24の外周側においては
内側環状磁石25と広い間隔をおいてリング状に囲むよう
に、マグネットプレート24上に配置された円形の外側環
状磁石26とで構成されている。そして、内側環状磁石25
のターゲット電極22に隣接した先端はＮ極となり、ま
た、外側環状磁石26のターゲット電極22に隣接した先端
はＳ極となっている。
【００１２】次に、図３に示すこの発明の第２実施例に
ついて説明する。同図において、外側環状磁石26は、内
側環状磁石25の廻りを、マグネットプレート24の内周側
においては内側環状磁石25と広い間隔をおき、マグネッ
トプレート24の外周側においては内側環状磁石25と狭い
間隔をおいてリング状に囲むように、マグネットプレー
ト24上に配置されている。
ついて説明する。同図において、外側環状磁石26は、内
側環状磁石25の廻りを、マグネットプレート24の内周側
においては内側環状磁石25と広い間隔をおき、マグネッ
トプレート24の外周側においては内側環状磁石25と狭い
間隔をおいてリング状に囲むように、マグネットプレー
ト24上に配置されている。
【００１３】このような第１実施例および第２実施例に
おいては、磁石装置23の内側環状磁石25と外側環状磁石
26との間隔に広狭をつけ、ターゲット21の表面近傍の空
間に形成される湾曲した磁場の強度に強弱をつけている
ので、磁石装置23の内側環状磁石25と外側環状磁石26と
の間隔を狭め、ターゲット21の表面近傍の空間に形成さ
れる湾曲した磁場の強度を強めたところでは、低圧力の
下でも放電が起きるようになる。そして、この放電が種
放電となって磁場に沿って広がってゆき、内側環状磁石
25と外側環状磁石26との間隔を広げ、ターゲット21の表
面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の強度を弱めた
ところでも放電が起きるようになる。
おいては、磁石装置23の内側環状磁石25と外側環状磁石
26との間隔に広狭をつけ、ターゲット21の表面近傍の空
間に形成される湾曲した磁場の強度に強弱をつけている
ので、磁石装置23の内側環状磁石25と外側環状磁石26と
の間隔を狭め、ターゲット21の表面近傍の空間に形成さ
れる湾曲した磁場の強度を強めたところでは、低圧力の
下でも放電が起きるようになる。そして、この放電が種
放電となって磁場に沿って広がってゆき、内側環状磁石
25と外側環状磁石26との間隔を広げ、ターゲット21の表
面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の強度を弱めた
ところでも放電が起きるようになる。
【００１４】また、ターゲット21の表面近傍の空間で湾
曲した磁場が形成される領域が広くなるため、ターゲッ
ト21の表面近傍の空間で起きる放電の領域が広くなる。
そのため、ターゲット21は放電に曝されるところが広く
なり、ターゲット21の使用効率がよくなる。
曲した磁場が形成される領域が広くなるため、ターゲッ
ト21の表面近傍の空間で起きる放電の領域が広くなる。
そのため、ターゲット21は放電に曝されるところが広く
なり、ターゲット21の使用効率がよくなる。
【００１５】例えば、内側環状磁石25と外側環状磁石26
との間隔を狭め、ターゲット21の表面近傍の空間に形成
される湾曲した磁場の強度を強めたところの水平磁場の
強度を53mT（ミリテスラ）、内側環状磁石25と外側環状
磁石26との間隔を広げ、ターゲット21の表面近傍の空間
に形成される湾曲した磁場の強度を弱めたところの水平
磁場の強度を35mTとすると、真空槽内の圧力を５×10-2
Paの低圧力にしても放電を起こすことができた。これ
は、図４に示すターゲット21の表面近傍の空間に形成さ
れる湾曲した磁場の水平磁場の強度と、放電を起こすこ
とができる真空槽内の圧力との関係を満たさず、磁石配
置に広狭をつけることにより、低圧力でより放電が容易
になったことを示している。
との間隔を狭め、ターゲット21の表面近傍の空間に形成
される湾曲した磁場の強度を強めたところの水平磁場の
強度を53mT（ミリテスラ）、内側環状磁石25と外側環状
磁石26との間隔を広げ、ターゲット21の表面近傍の空間
に形成される湾曲した磁場の強度を弱めたところの水平
磁場の強度を35mTとすると、真空槽内の圧力を５×10-2
Paの低圧力にしても放電を起こすことができた。これ
は、図４に示すターゲット21の表面近傍の空間に形成さ
れる湾曲した磁場の水平磁場の強度と、放電を起こすこ
とができる真空槽内の圧力との関係を満たさず、磁石配
置に広狭をつけることにより、低圧力でより放電が容易
になったことを示している。
【００１６】ところで、上記実施例では、磁石装置23の
内側環状磁石25および外側環状磁石26の形状を円形とし
ているが、この形状は円形以外であってもよい。
内側環状磁石25および外側環状磁石26の形状を円形とし
ているが、この形状は円形以外であってもよい。
【００１７】
【発明の効果】この発明は、上記のように、磁石装置の
内側環状磁石と外側環状磁石との間隔に広狭をつけ、タ
ーゲットの表面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の
強度に強弱をつけているので、磁石装置の内側環状磁石
と外側環状磁石との間隔を狭め、ターゲットの表面近傍
の空間に形成される湾曲した磁場の強度を強めたところ
では、低圧力の下でも放電が起きるようになる。そし
て、この放電が種放電となって磁場に沿って広がってゆ
き、内側環状磁石と外側環状磁石との間隔を広げ、ター
ゲットの表面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の強
度を弱めたところでも放電が起きるようになる。
内側環状磁石と外側環状磁石との間隔に広狭をつけ、タ
ーゲットの表面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の
強度に強弱をつけているので、磁石装置の内側環状磁石
と外側環状磁石との間隔を狭め、ターゲットの表面近傍
の空間に形成される湾曲した磁場の強度を強めたところ
では、低圧力の下でも放電が起きるようになる。そし
て、この放電が種放電となって磁場に沿って広がってゆ
き、内側環状磁石と外側環状磁石との間隔を広げ、ター
ゲットの表面近傍の空間に形成される湾曲した磁場の強
度を弱めたところでも放電が起きるようになる。
【００１８】また、ターゲットの表面近傍の空間で湾曲
した磁場が形成される領域が広くなるため、ターゲット
の表面近傍の空間で起きる放電の領域が広くなる。その
ため、ターゲットは放電に曝されるところが広くなり、
ターゲットの使用効率がよくなる。
した磁場が形成される領域が広くなるため、ターゲット
の表面近傍の空間で起きる放電の領域が広くなる。その
ため、ターゲットは放電に曝されるところが広くなり、
ターゲットの使用効率がよくなる。
【図１】 この発明の第１実施例の断面図。
【図２】 図１のＡ−Ａ線より見た矢視図。
【図３】 この発明の第２実施例の要部を示す説明図。
【図４】 ターゲットの表面近傍の空間に形成される湾
曲した磁場の水平磁場の強度と、放電を起こすことがで
きる真空槽内の圧力との関係を示すグラフ。
曲した磁場の水平磁場の強度と、放電を起こすことがで
きる真空槽内の圧力との関係を示すグラフ。
【図５】 従来のマグネトロンスパッタカソードの断面
図。
図。
【図６】 図４のＢ−Ｂ線より見た矢視図。
【図７】 従来のマグネトロンスパッタカソードの別の
例の要部の概略図。
例の要部の概略図。
21・・・・ターゲット 22・・・・ターゲット電極 23・・・・磁石装置 24・・・・マグネットプレート 25・・・・内側環状磁石 26・・・・外側環状磁石
フロントページの続き (72)発明者 永谷 浩治 鹿児島県姶良郡横川町上ノ3313 アルバッ ク九州株式会社鹿児島事業所内
Claims (1)
- 【請求項１】 内側環状磁石の廻りをこの内側環状磁石
と間隔をおいて外側環状磁石でリング状に囲んでいる磁
石装置をターゲットの背後に配設し、この磁石装置によ
ってターゲットの表面近傍の空間に湾曲した磁場を形成
するマグネトロンスパッタカソードにおいて、上記磁石
装置の内側環状磁石と外側環状磁石との間隔に広狭をつ
け、上記ターゲットの表面近傍の空間に形成される湾曲
した磁場の強度に強弱をつけることを特徴とするマグネ
トロンスッパタカソード。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19176295A JP3629305B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | マグネトロンスパッタカソード |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19176295A JP3629305B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | マグネトロンスパッタカソード |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0941135A true JPH0941135A (ja) | 1997-02-10 |
| JP3629305B2 JP3629305B2 (ja) | 2005-03-16 |
Family
ID=16280096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19176295A Expired - Lifetime JP3629305B2 (ja) | 1995-07-27 | 1995-07-27 | マグネトロンスパッタカソード |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3629305B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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