JP2002004044A - Sputtering system - Google Patents

Sputtering system

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JP2002004044A
JP2002004044A JP2000191381A JP2000191381A JP2002004044A JP 2002004044 A JP2002004044 A JP 2002004044A JP 2000191381 A JP2000191381 A JP 2000191381A JP 2000191381 A JP2000191381 A JP 2000191381A JP 2002004044 A JP2002004044 A JP 2002004044A
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JP
Japan
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target
magnet
sputtering apparatus
cylindrical
cylinder
Prior art date
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Application number
JP2000191381A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Nobumiya
利昭 信宮
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering system, with which efficiency of target utilization can be improved. SOLUTION: The target 31 has a cylindrical shape, and a magnet 40 located in a position outside the target 31 is arranged on a cylinder coaxial with the cylindrical axis of the target 31. Because, resultantly, the direction of the cylindrical axis of the target 31 becomes aligned with the direction of the magnetic field produced by the magnet 40, the density of inert-gas ions in the vicinity of the target 31 becomes nearly uniform and local wear at the surface of the target 31 can be prevented. As a result, the efficiency of utilization of the target 31 can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ターゲットをスパ
ッタすることにより、半導体や誘電体などの基板上に金
属や誘電体皮膜を付着させるためのスパッタリング装置
に関する。
The present invention relates to a sputtering apparatus for depositing a metal or dielectric film on a substrate such as a semiconductor or a dielectric by sputtering a target.

【0002】[0002]

【従来の技術】プラズマを用いたスパッタリング装置で
は、ターゲット付近に磁石を配置し、磁界によってプラ
ズマ密度を高めることにより、スパッタ速度を高める方
法が広く用いられている。
2. Description of the Related Art In a sputtering apparatus using plasma, a method of increasing a sputtering rate by arranging a magnet near a target and increasing a plasma density by a magnetic field is widely used.

【0003】図5は、従来のスパッタリング装置の一構
成例を示す図であり、ターゲット付近を示している。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of a conventional sputtering apparatus, showing the vicinity of a target.

【0004】図5に示すように本従来例においては、不
活性ガス雰囲気中に配置されたターゲット51と、磁石
52と、陽極54とが設けられている。なお、図5にお
いて、磁束線53は磁石52によって作られた磁束線で
ある。
As shown in FIG. 5, in the conventional example, a target 51, a magnet 52, and an anode 54 are provided in an inert gas atmosphere. In FIG. 5, the magnetic flux lines 53 are magnetic flux lines created by the magnets 52.

【0005】以下に、上記のように構成されたスパッタ
リング装置におけるスパッタ処理について説明する。
[0005] Hereinafter, a sputtering process in the sputtering apparatus configured as described above will be described.

【0006】ターゲット51と陽極54との間に電界を
加えると放電が発生し、この放電によって不活性ガス
(例えばアルゴン)がイオン化されてターゲット51の
近傍がプラズマ状態となる。
When an electric field is applied between the target 51 and the anode 54, a discharge is generated, and the discharge ionizes an inert gas (eg, argon), and the vicinity of the target 51 becomes a plasma state.

【0007】すると、イオン化した不活性ガスイオン
が、ターゲット51と陽極54との間に加えられた電界
によりターゲット51に引き付けられ、ターゲット51
をスパッタし、これにより、基板(不図示)上に薄膜が
形成される。
[0007] Then, the ionized inert gas ions are attracted to the target 51 by the electric field applied between the target 51 and the anode 54, and the target 51
Is sputtered, thereby forming a thin film on a substrate (not shown).

【0008】ここで、ターゲット51と陽極54との間
に加えられた電界によってターゲット51の表面から電
子が飛び出すが、この電子は、磁束線53で示した磁界
によりローレンツ力を受け、陽極54には到達せずに図
中のA点で螺旋運動を行う。
Here, electrons are ejected from the surface of the target 51 by an electric field applied between the target 51 and the anode 54, and the electrons receive Lorentz force by the magnetic field indicated by the magnetic flux lines 53, and Does not reach and performs a spiral motion at point A in the figure.

【0009】このため、A点における不活性ガスイオン
密度が高くなり、B点が集中的にスパッタされることに
なる。
For this reason, the inert gas ion density at point A is increased, and point B is intensively sputtered.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、図5
に示したスパッタリング装置においては、A点における
不活性ガスイオン密度が高くなるため、ターゲット51
上のB点のスパッタ速度が最も高くなり、B点が集中的
に摩耗されていく。
As described above, FIG.
In the sputtering apparatus shown in FIG. 1, since the inert gas ion density at point A is high, the target 51
The sputtering rate at the point B above becomes the highest, and the point B is worn intensively.

【0011】ここで、B点の摩耗が十分に進むと、ター
ゲット51上の他の部分が摩耗していなくても、そのタ
ーゲットを使用することが不可能となり、ターゲットの
利用効率が10〜20%程度になってしまうという問題
点がある。
Here, if the wear at the point B is sufficiently advanced, the target cannot be used even if other parts on the target 51 are not worn, and the target utilization efficiency is 10 to 20. %.

【0012】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、ターゲットの
利用効率の向上を図ることができるスパッタリング装置
を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional technology, and has as its object to provide a sputtering apparatus capable of improving the use efficiency of a target.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、不活性ガス雰囲気中に配置されたターゲッ
トと、前記ターゲットの内部に配置された磁石と、前記
ターゲットの周囲に配置され、前記ターゲットとの間に
電界が印加されて放電を励起させる陽極とを有し、前記
ターゲットと前記陽極との間の放電によりプラズマを発
生させて前記ターゲットをスパッタするスパッタリング
装置において、前記ターゲットは、円筒状に形成され、
前記磁石は、前記ターゲットの円筒軸と同軸である円筒
上に配置されたことを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a target placed in an inert gas atmosphere, a magnet placed inside the target, and a target placed around the target. A sputtering apparatus that has an anode to which an electric field is applied between the target and the target to excite discharge, and generates a plasma by a discharge between the target and the anode to sputter the target; , Formed in a cylindrical shape,
The magnet is arranged on a cylinder that is coaxial with a cylindrical axis of the target.

【0014】また、不活性ガス雰囲気中に配置されたタ
ーゲットと、前記ターゲットの外部に配置された第1の
磁石と、前記ターゲットの内部に配置された第2の磁石
と、前記ターゲットの周囲に配置され、前記ターゲット
との間に電界が印加されて放電を励起させる陽極とを有
し、前記ターゲットと前記陽極との間の放電によりプラ
ズマを発生させて前記ターゲットをスパッタするスパッ
タリング装置において、前記ターゲットは、円筒状に形
成され、前記第1及び第2の磁石は、前記ターゲットの
円筒軸と同軸である円筒上に配置されたことを特徴とす
る。
A target disposed in an inert gas atmosphere; a first magnet disposed outside the target; a second magnet disposed inside the target; A sputtering apparatus that is disposed and has an anode to which an electric field is applied between the target and the discharge to excite the discharge, and generates a plasma by a discharge between the target and the anode to sputter the target, The target is formed in a cylindrical shape, and the first and second magnets are arranged on a cylinder that is coaxial with a cylindrical axis of the target.

【0015】また、不活性ガス雰囲気中に配置されたタ
ーゲットと、前記ターゲットの外部に配置された磁石
と、前記ターゲットの周囲に配置され、前記ターゲット
との間に電界が印加されて放電を励起させる陽極とを有
し、前記ターゲットと前記陽極との間の放電によりプラ
ズマを発生させて前記ターゲットをスパッタするスパッ
タリング装置において、前記ターゲットは、外径が円柱
状に形成され、前記磁石は、前記ターゲットの円柱軸と
同軸である円筒上に配置されたことを特徴とする。
An electric field is applied between the target placed in an inert gas atmosphere, a magnet placed outside the target, and the target, and an electric field is applied between the target and the target to excite discharge. In a sputtering apparatus that has an anode to be generated and generates a plasma by a discharge between the target and the anode to sputter the target, the target has an outer diameter formed in a columnar shape, and the magnet has the It is characterized in that it is arranged on a cylinder that is coaxial with the cylinder axis of the target.

【0016】また、前記ターゲットは、内部に空間を有
することを特徴とする。
Further, the target has a space inside.

【0017】また、前記ターゲットは、円筒状に形成さ
れることを特徴とする。
Further, the target is formed in a cylindrical shape.

【0018】また、前記ターゲットは、一方の開口部が
閉じられた円筒状に形成されることを特徴とする。
Further, the target is formed in a cylindrical shape with one opening closed.

【0019】また、前記ターゲットは、円柱状に形成さ
れることを特徴とする。
Further, the target is formed in a cylindrical shape.

【0020】(作用)上記のように構成された本発明に
おいては、磁石がターゲットの内部にのみ配置される場
合、或いは磁石がターゲットの内部及び外部に配置され
る場合には、ターゲットが円筒状に形成されるととも
に、磁石がターゲットの円筒軸と同軸である円筒上に配
置され、また、磁石がターゲットの外部にのみ配置され
る場合には、ターゲットの外形が円柱状に形成されると
ともに、磁石がターゲットの円柱軸と同軸である円筒上
に配置される。
(Operation) In the present invention configured as described above, when the magnet is arranged only inside the target, or when the magnet is arranged inside and outside the target, the target is cylindrical. And the magnet is arranged on a cylinder that is coaxial with the cylinder axis of the target, and when the magnet is arranged only outside the target, the outer shape of the target is formed in a cylindrical shape, The magnet is placed on a cylinder that is coaxial with the cylinder axis of the target.

【0021】これにより、ターゲットの円筒軸方向或い
は円柱軸方向と磁石による磁界方向とが一致することに
なるため、ターゲット近傍における不活性ガスイオンの
密度がほぼ均一となり、ターゲット表面の局所的な摩耗
が防止される。その結果、ターゲットの利用効率の向上
が図れる。
As a result, the direction of the magnetic field generated by the magnet coincides with the direction of the cylindrical axis or the cylindrical axis of the target, so that the density of the inert gas ions near the target becomes substantially uniform, and the target surface is locally worn. Is prevented. As a result, the use efficiency of the target can be improved.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0023】(第1の実施の形態)図1は、本発明のス
パッタリング装置の第1の実施の形態を示す図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the sputtering apparatus of the present invention.

【0024】図1に示すように本形態においては、不活
性ガス雰囲気中に配置されたターゲット(不図示)が表
面に形成された円筒状のカソードボックス10と、陽極
20とが設けられており、4つの基板30に同時に薄膜
を形成することが可能である。
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a cylindrical cathode box 10 having a target (not shown) disposed on an inert gas atmosphere and having a surface formed thereon, and an anode 20 are provided. It is possible to form thin films on four substrates 30 at the same time.

【0025】ここで、カソードボックス10について説
明する。
Here, the cathode box 10 will be described.

【0026】図2は、図1に示したカソードボックス1
0の構成を説明するための図であり、(a)は円筒軸と
平行な面で切断した断面図、(b)は円筒軸と垂直な面
で切断した断面図である。
FIG. 2 shows the cathode box 1 shown in FIG.
It is a figure for demonstrating the structure of No. 0, (a) is sectional drawing cut | disconnected by the surface parallel to a cylindrical axis, (b) is sectional drawing cut | disconnected by the surface perpendicular | vertical to a cylindrical axis.

【0027】図2に示すようにカソードボックス10
は、不活性ガス雰囲気中に配置された円筒状のターゲッ
ト11と、磁石12と、バッキングプレート13と、ス
ペーサー14と、カバー15と、冷却通路16とから構
成されている。
As shown in FIG.
Is composed of a cylindrical target 11, a magnet 12, a backing plate 13, a spacer 14, a cover 15, and a cooling passage 16 arranged in an inert gas atmosphere.

【0028】磁石12は、ターゲット11の内部に、か
つターゲット11の円筒軸と同軸である円筒上に配置さ
れている。
The magnet 12 is arranged inside the target 11 and on a cylinder which is coaxial with the cylindrical axis of the target 11.

【0029】なお、磁石12は、ターゲット11の円筒
軸と同軸である円筒上に配置されていれば、円柱状の磁
石であっても、円筒状の磁石であっても良い。
The magnet 12 may be a columnar magnet or a cylindrical magnet as long as it is arranged on a cylinder that is coaxial with the cylinder axis of the target 11.

【0030】バッキングプレート13は、ターゲット1
1を保持するためのものである。
The backing plate 13 is used for the target 1
1 is to be held.

【0031】スペーサー14は、カバー15とターゲッ
ト11及びバッキングプレート13との間を絶縁するた
めのものである。
The spacer 14 is for insulating the cover 15 from the target 11 and the backing plate 13.

【0032】冷却通路16は、冷却水を流すための通路
であり、冷却通路16に流れる冷却水により磁石12を
冷却し、ターゲット11のスパッタにより発生した熱に
よって磁石12の磁化が失われるのを防ぐ。
The cooling passage 16 is a passage for flowing cooling water. The cooling passage 16 cools the magnet 12 with the cooling water flowing through the cooling passage 16 and prevents loss of magnetization of the magnet 12 due to heat generated by sputtering of the target 11. prevent.

【0033】以下に、上記のように構成されたスパッタ
リング装置におけるスパッタ処理について説明する。
Hereinafter, a description will be given of a sputtering process in the sputtering apparatus configured as described above.

【0034】カソードボックス10の表面に形成された
ターゲット11と陽極20との間に電界を加えると放電
が発生し、この放電によって不活性ガスがイオン化され
てターゲット11の近傍がプラズマ状態となる。
When an electric field is applied between the target 11 and the anode 20 formed on the surface of the cathode box 10, a discharge is generated, and the discharge ionizes the inert gas to bring the vicinity of the target 11 into a plasma state.

【0035】すると、イオン化した不活性ガスイオン
が、ターゲット11と陽極20との間に加えられた電界
によりターゲット11に引き付けられ、ターゲット11
をスパッタし、これにより、基板30上に薄膜が形成さ
れる。
Then, the ionized inert gas ions are attracted to the target 11 by the electric field applied between the target 11 and the anode 20, and the target 11
Is sputtered, whereby a thin film is formed on the substrate 30.

【0036】ここで、基板30上にアルミニウムの薄膜
を形成する場合には、ターゲット11として円筒状のア
ルミニウムを用い、また、不活性ガスとして、例えば、
アルゴンを用いる。
Here, when an aluminum thin film is formed on the substrate 30, a cylindrical aluminum is used as the target 11, and an inert gas such as, for example,
Use argon.

【0037】本形態においては、ターゲット11が円筒
状であり、磁石12がターゲット11の円筒軸と同軸で
ある円筒上に配置されているため、ターゲット11の円
筒軸方向と磁石12による磁界方向とが一致することに
なる。
In the present embodiment, since the target 11 is cylindrical and the magnet 12 is disposed on a cylinder coaxial with the cylindrical axis of the target 11, the direction of the cylindrical axis of the target 11 and the direction of the magnetic field by the magnet 12 are different. Will match.

【0038】これにより、ターゲット11近傍の不活性
ガスイオン密度がほぼ均一になり、ターゲット11近傍
のプラズマ密度がほぼ均一になる。
As a result, the inert gas ion density near the target 11 becomes almost uniform, and the plasma density near the target 11 becomes almost uniform.

【0039】その結果、ターゲット11全表面でのスパ
ッタ速度がほぼ均一になるため、ターゲット11の局所
的な摩耗を防止することができ、ターゲット11の利用
効率の向上を図ることができる。
As a result, the sputtering rate on the entire surface of the target 11 becomes substantially uniform, so that local wear of the target 11 can be prevented and the utilization efficiency of the target 11 can be improved.

【0040】(第2の実施の形態)図3は、本発明のス
パッタリング装置の第2の実施の形態を示す図である。
なお、同図において、図1に示したスパッタリング装置
と同様の部分については同一の符号を付した。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a view showing a sputtering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
In this figure, the same parts as those of the sputtering apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0041】図3に示すように本形態においては、不活
性ガス雰囲気中に配置された円筒状のターゲット31
と、陽極20と、ターゲット31の外部にかつターゲッ
ト31の円筒軸と同軸である円筒上に配置された磁石4
0とが設けられており、4つの基板30に対して同時に
薄膜を形成することが可能である。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, a cylindrical target 31 placed in an inert gas atmosphere is used.
, An anode 20, and a magnet 4 disposed outside the target 31 and on a cylinder coaxial with the cylindrical axis of the target 31.
0, so that thin films can be formed on the four substrates 30 at the same time.

【0042】本形態は、上述した第1の実施の形態がタ
ーゲットの内部に磁石が配置された構成であるのに対し
て、ターゲットの外部に磁石が配置された点が異なるも
のである。
This embodiment is different from the first embodiment in that the magnet is arranged inside the target, but the magnet is arranged outside the target.

【0043】以下に、上記のように構成されたスパッタ
リング装置におけるスパッタ処理について説明する。
Hereinafter, a sputtering process in the sputtering apparatus configured as described above will be described.

【0044】ターゲット31と陽極20との間に電界を
加えると放電が発生し、この放電によって不活性ガスが
イオン化されてターゲット31の近傍がプラズマ状態と
なる。
When an electric field is applied between the target 31 and the anode 20, a discharge is generated, and the discharge ionizes the inert gas to bring the vicinity of the target 31 into a plasma state.

【0045】すると、イオン化した不活性ガスイオン
が、ターゲット31と陽極20との間に加えられた電界
によりターゲット31に引き付けられ、ターゲット31
をスパッタし、これにより、基板30上に薄膜が形成さ
れる。
Then, the ionized inert gas ions are attracted to the target 31 by the electric field applied between the target 31 and the anode 20, and
Is sputtered, whereby a thin film is formed on the substrate 30.

【0046】ここで、基板30上にアルミニウムの薄膜
を形成する場合には、ターゲット31として円筒状のア
ルミニウムを用い、また、不活性ガスとして、例えば、
アルゴンを用いる。
Here, when an aluminum thin film is formed on the substrate 30, cylindrical aluminum is used as the target 31, and an inert gas such as, for example,
Use argon.

【0047】本形態においては、ターゲット31が円筒
状であり、磁石40がターゲット31の円筒軸と同軸で
ある円筒上に配置されているため、ターゲット31の円
筒軸方向と磁石40による磁界方向とが一致することに
なる。
In this embodiment, since the target 31 is cylindrical and the magnet 40 is arranged on a cylinder coaxial with the cylindrical axis of the target 31, the direction of the cylindrical axis of the target 31 and the direction of the magnetic field by the magnet 40 are different. Will match.

【0048】これにより、ターゲット31近傍の不活性
ガスイオン密度がほぼ均一になるため、ターゲット31
近傍のプラズマ密度がほぼ均一になる。
As a result, the inert gas ion density in the vicinity of the target 31 becomes substantially uniform.
The plasma density in the vicinity becomes substantially uniform.

【0049】その結果、ターゲット31全表面でのスパ
ッタ速度がほぼ均一になるため、ターゲット31の局所
的な摩耗を防止することができ、ターゲット31の利用
効率の向上を図ることができる。
As a result, the sputtering rate on the entire surface of the target 31 becomes substantially uniform, so that local wear of the target 31 can be prevented and the utilization efficiency of the target 31 can be improved.

【0050】なお、本発明においては、磁石40とし
て、円筒状の磁石を用いる構成であっても良く、また、
ターゲット31の円筒軸と同軸である円筒上に複数の円
弧状の磁石或いは複数の棒状の磁石を並べて配置する構
成であっても良い。
In the present invention, a configuration using a cylindrical magnet as the magnet 40 may be employed.
A configuration in which a plurality of arc-shaped magnets or a plurality of rod-shaped magnets are arranged side by side on a cylinder that is coaxial with the cylindrical axis of the target 31 may be used.

【0051】また、本形態においては、ターゲットが円
筒状であるものとして説明したが、本発明においては、
磁石がターゲットの外部にのみ配置される場合には、図
6に示すように、ターゲットが円柱状であっても、一方
の開口部が閉じられた円柱状であっても良い。
In the present embodiment, the target has been described as having a cylindrical shape.
When the magnet is arranged only outside the target, as shown in FIG. 6, the target may be cylindrical or may be cylindrical with one opening closed.

【0052】図6は、図3に示したターゲット31とし
て使用可能な形状を示す図であり、(a)は円筒形状を
示す図、(b)は円柱形状を示す図、(c)は一方の開
口部が閉じられた円筒形状を示す図である。
FIGS. 6A and 6B are views showing shapes usable as the target 31 shown in FIG. 3, wherein FIG. 6A shows a cylindrical shape, FIG. 6B shows a cylindrical shape, and FIG. FIG. 3 is a view showing a cylindrical shape in which an opening is closed.

【0053】(第3の実施の形態)図4は、本発明のス
パッタリング装置の第3の実施の形態を示す図である。
なお、同図において、図1に示したスパッタリング装置
と同様の部分については同一の符号を付した。
(Third Embodiment) FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the sputtering apparatus of the present invention.
In this figure, the same parts as those of the sputtering apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0054】図4に示すように本形態においては、不活
性ガス雰囲気中に配置されたターゲット(不図示)が表
面に形成された円筒状のカソードボックス10と、陽極
20と、カソードボックス10表面に形成されたターゲ
ットの外部にかつ該ターゲットの円筒軸と同軸である円
筒上に配置された第1の磁石である磁石41とが設けら
れており、4つの基板30に同時に薄膜を形成すること
が可能である。
As shown in FIG. 4, in this embodiment, a cylindrical cathode box 10 having a target (not shown) disposed in an inert gas atmosphere and having a surface formed thereon, an anode 20, and a surface of the cathode box 10 And a magnet 41 which is a first magnet disposed outside the target formed on a cylinder coaxial with the cylindrical axis of the target, and forming thin films on the four substrates 30 simultaneously. Is possible.

【0055】カソードボックス10は、図2に示した構
成を備えており、不活性ガス雰囲気中に配置された円筒
状のターゲット11と、ターゲット11の内部に、かつ
ターゲット11の円筒軸と同軸である円筒上に配置され
た第2の磁石である磁石12と、バッキングプレート1
3と、スペーサー14と、カバー15と、冷却通路16
とから構成されている。
The cathode box 10 has the configuration shown in FIG. 2, and has a cylindrical target 11 arranged in an inert gas atmosphere, and a target 11 inside the target 11 and coaxial with the cylindrical axis of the target 11. A magnet 12, which is a second magnet disposed on a certain cylinder, and a backing plate 1
3, a spacer 14, a cover 15, and a cooling passage 16
It is composed of

【0056】なお、磁石12は、ターゲット11の円筒
軸と同軸である円筒上に配置されていれば、円柱状の磁
石であっても、円筒状の磁石であっても良い。
The magnet 12 may be a columnar magnet or a cylindrical magnet as long as it is arranged on a cylinder that is coaxial with the cylinder axis of the target 11.

【0057】本形態は、上述した第1の実施の形態がタ
ーゲットの内部にのみ磁石が配置された構成であるのに
対して、ターゲットの内部及び外部のそれぞれに磁石が
配置された点が異なるものである。
This embodiment is different from the first embodiment in that magnets are arranged only inside the target, but differs in that magnets are arranged inside and outside the target. Things.

【0058】以下に、上記のように構成されたスパッタ
リング装置におけるスパッタ処理について説明する。
Hereinafter, the sputtering process in the sputtering apparatus configured as described above will be described.

【0059】カソードボックス10の表面に形成された
ターゲット11と陽極20との間に電界を加えると放電
が発生し、この放電によって不活性ガスがイオン化され
てターゲット11の近傍がプラズマ状態となる。
When an electric field is applied between the target 11 and the anode 20 formed on the surface of the cathode box 10, a discharge is generated, and this discharge ionizes an inert gas to bring the vicinity of the target 11 into a plasma state.

【0060】すると、イオン化した不活性ガスイオン
が、ターゲット11と陽極20との間に加えられた電界
によりターゲット11に引き付けられ、ターゲット11
をスパッタし、これにより、基板30上に薄膜が形成さ
れる。
Then, the ionized inert gas ions are attracted to the target 11 by the electric field applied between the target 11 and the anode 20, and the target 11
Is sputtered, whereby a thin film is formed on the substrate 30.

【0061】ここで、基板30上にアルミニウムの薄膜
を形成する場合には、ターゲット11として円筒状のア
ルミニウムを用い、また、不活性ガスとして、例えば、
アルゴンを用いる。
Here, when an aluminum thin film is formed on the substrate 30, cylindrical aluminum is used as the target 11, and an inert gas such as, for example,
Use argon.

【0062】本形態においては、ターゲット11が円筒
状であり、磁石14がターゲット11の円筒軸と同軸で
ある円筒上に配置され、磁石41がターゲット11の円
筒軸と同軸である円筒上に配置されているため、ターゲ
ット11の円筒軸方向と磁石14及び磁石41による磁
界方向とが一致することになる。
In this embodiment, the target 11 is cylindrical, the magnet 14 is arranged on a cylinder coaxial with the cylinder axis of the target 11, and the magnet 41 is arranged on a cylinder coaxial with the cylinder axis of the target 11. Therefore, the direction of the cylindrical axis of the target 11 and the direction of the magnetic field generated by the magnets 14 and 41 match.

【0063】これにより、ターゲット11近傍の不活性
ガスイオン密度がほぼ均一になるため、ターゲット11
近傍のプラズマ密度がほぼ均一になる。
As a result, the inert gas ion density in the vicinity of the target 11 becomes substantially uniform.
The plasma density in the vicinity becomes substantially uniform.

【0064】その結果、ターゲット11全表面でのスパ
ッタ速度がほぼ均一になるため、ターゲット11の局所
的な摩耗を防止することができ、ターゲット11の利用
効率の向上を図ることができる。
As a result, the sputtering rate on the entire surface of the target 11 becomes substantially uniform, so that local wear of the target 11 can be prevented and the utilization efficiency of the target 11 can be improved.

【0065】なお、本発明においては、磁石41とし
て、円筒状の磁石を用いる構成であっても良く、また、
ターゲット11の円筒軸と同軸である円筒上に複数の円
弧状の磁石或いは複数の棒状の磁石を並べて配置する構
成であっても良い。
In the present invention, a configuration using a cylindrical magnet as the magnet 41 may be employed.
A configuration in which a plurality of arc-shaped magnets or a plurality of rod-shaped magnets are arranged side by side on a cylinder that is coaxial with the cylinder axis of the target 11 may be used.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
磁石がターゲットの内部にのみ配置される場合、或いは
磁石がターゲットの内部及び外部に配置される場合に
は、ターゲットが円筒状に形成されるとともに、磁石が
ターゲットの円筒軸と同軸である円筒上に配置されるよ
うな構成とし、また、磁石がターゲットの外部にのみ配
置される場合には、ターゲットの外形が円柱状に形成さ
れるとともに、磁石がターゲットの円柱軸と同軸である
円筒上に配置されるような構成としたため、ターゲット
の円筒軸方向或いは円柱軸方向と磁石による磁界方向と
が一致することになる。
As described above, in the present invention,
When the magnet is arranged only inside the target, or when the magnet is arranged inside and outside the target, the target is formed in a cylindrical shape and the magnet is formed on a cylinder which is coaxial with the cylindrical axis of the target. When the magnet is arranged only outside the target, the outer shape of the target is formed in a cylindrical shape, and the magnet is placed on a cylinder that is coaxial with the cylinder axis of the target. Since the configuration is such that they are arranged, the direction of the cylinder axis or the direction of the cylinder axis of the target coincides with the direction of the magnetic field generated by the magnet.

【0067】これにより、ターゲット近傍における不活
性ガスイオンの密度がほぼ均一となり、ターゲット表面
の局所的な摩耗を防止することができるため、ターゲッ
トの利用効率の向上を図ることができる。
As a result, the density of the inert gas ions in the vicinity of the target becomes substantially uniform, and local abrasion of the target surface can be prevented, so that the utilization efficiency of the target can be improved.

【0068】また、半導体や誘電体などに金属や誘電体
皮膜を付着させて電子部品、光学部品などを製造する場
合、本スパッタリング装置を用いることにより製造コス
トを大幅に低減することができる。
When an electronic component, an optical component, or the like is manufactured by attaching a metal or dielectric film to a semiconductor, a dielectric, or the like, the manufacturing cost can be significantly reduced by using the sputtering apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のスパッタリング装置の第1の実施の形
態を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of a sputtering apparatus of the present invention.

【図2】図1に示したカソードボックスの構成を説明す
るための図であり、(a)は円筒軸と平行な面で切断し
た断面図、(b)は円筒軸と垂直な面で切断した断面図
である。
FIGS. 2A and 2B are views for explaining the configuration of the cathode box shown in FIG. 1, wherein FIG. 2A is a cross-sectional view taken along a plane parallel to a cylindrical axis, and FIG. FIG.

【図3】本発明のスパッタリング装置の第2の実施の形
態を示す図である。
FIG. 3 is a view showing a second embodiment of the sputtering apparatus of the present invention.

【図4】本発明のスパッタリング装置の第3の実施の形
態を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the sputtering apparatus of the present invention.

【図5】従来のスパッタリング装置の一構成例を示す図
である。
FIG. 5 is a diagram showing one configuration example of a conventional sputtering apparatus.

【図6】図3に示したターゲットとして使用可能な形状
を示す図であり、(a)は円筒形状を示す図、(b)は
円柱形状を示す図、(c)は一方の開口部が閉じられた
円筒形状を示す図である。
6A and 6B are diagrams showing shapes usable as the target shown in FIG. 3, wherein FIG. 6A shows a cylindrical shape, FIG. 6B shows a cylindrical shape, and FIG. It is a figure showing the closed cylindrical shape.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 カソードボックス 11,31 ターゲット 12,40,41 磁石 13 バッキングプレート 14 スペーサー 15 カバー 16 冷却通路 20 陽極 30 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cathode box 11, 31 Target 12, 40, 41 Magnet 13 Backing plate 14 Spacer 15 Cover 16 Cooling passage 20 Anode 30 Substrate

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 不活性ガス雰囲気中に配置されたターゲ
ットと、前記ターゲットの内部に配置された磁石と、前
記ターゲットの周囲に配置され、前記ターゲットとの間
に電界が印加されて放電を励起させる陽極とを有し、前
記ターゲットと前記陽極との間の放電によりプラズマを
発生させて前記ターゲットをスパッタするスパッタリン
グ装置において、 前記ターゲットは、円筒状に形成され、 前記磁石は、前記ターゲットの円筒軸と同軸である円筒
上に配置されたことを特徴とするスパッタリング装置。
An electric field is applied between a target disposed in an inert gas atmosphere, a magnet disposed inside the target, and a periphery of the target, and an electric field is applied between the target and the target to excite discharge. A sputtering apparatus that generates plasma by discharge between the target and the anode to sputter the target, wherein the target is formed in a cylindrical shape, and the magnet is a cylinder of the target. A sputtering apparatus, which is disposed on a cylinder that is coaxial with an axis.
【請求項2】 不活性ガス雰囲気中に配置されたターゲ
ットと、前記ターゲットの外部に配置された第1の磁石
と、前記ターゲットの内部に配置された第2の磁石と、
前記ターゲットの周囲に配置され、前記ターゲットとの
間に電界が印加されて放電を励起させる陽極とを有し、
前記ターゲットと前記陽極との間の放電によりプラズマ
を発生させて前記ターゲットをスパッタするスパッタリ
ング装置において、 前記ターゲットは、円筒状に形成され、 前記第1及び第2の磁石は、前記ターゲットの円筒軸と
同軸である円筒上に配置されたことを特徴とするスパッ
タリング装置。
2. A target placed in an inert gas atmosphere, a first magnet placed outside the target, and a second magnet placed inside the target.
An anode disposed around the target, and an electric field applied between the target and the anode to excite discharge,
In a sputtering apparatus for generating plasma by discharge between the target and the anode to sputter the target, the target is formed in a cylindrical shape, and the first and second magnets are cylindrical axes of the target. A sputtering apparatus, which is disposed on a cylinder that is coaxial with the sputtering apparatus.
【請求項3】 不活性ガス雰囲気中に配置されたターゲ
ットと、前記ターゲットの外部に配置された磁石と、前
記ターゲットの周囲に配置され、前記ターゲットとの間
に電界が印加されて放電を励起させる陽極とを有し、前
記ターゲットと前記陽極との間の放電によりプラズマを
発生させて前記ターゲットをスパッタするスパッタリン
グ装置において、 前記ターゲットは、外径が円柱状に形成され、 前記磁石は、前記ターゲットの円柱軸と同軸である円筒
上に配置されたことを特徴とするスパッタリング装置。
3. An electric field is applied between a target placed in an inert gas atmosphere, a magnet placed outside the target, and the target, and an electric field is applied between the target and the target to excite discharge. A sputtering apparatus for generating plasma by discharge between the target and the anode to sputter the target, wherein the target has an outer diameter formed in a columnar shape, and the magnet includes: A sputtering apparatus, wherein the sputtering apparatus is arranged on a cylinder that is coaxial with a cylindrical axis of a target.
【請求項4】 請求項3に記載のスパッタリング装置に
おいて、 前記ターゲットは、内部に空間を有することを特徴とす
るスパッタリング装置。
4. The sputtering apparatus according to claim 3, wherein the target has a space inside.
【請求項5】 請求項4に記載のスパッタリング装置に
おいて、 前記ターゲットは、円筒状に形成されることを特徴とす
るスパッタリング装置。
5. The sputtering apparatus according to claim 4, wherein the target is formed in a cylindrical shape.
【請求項6】 請求項4に記載のスパッタリング装置に
おいて、 前記ターゲットは、一方の開口部が閉じられた円筒状に
形成されることを特徴とするスパッタリング装置。
6. The sputtering apparatus according to claim 4, wherein the target is formed in a cylindrical shape with one opening closed.
【請求項7】 請求項3に記載のスパッタリング装置に
おいて、 前記ターゲットは、円柱状に形成されることを特徴とす
るスパッタリング装置。
7. The sputtering apparatus according to claim 3, wherein the target is formed in a column shape.
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