CN101466862A - 磁控溅射磁体部件、磁控溅射装置和方法 - Google Patents

磁控溅射磁体部件、磁控溅射装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101466862A
CN101466862A CNA2007800212427A CN200780021242A CN101466862A CN 101466862 A CN101466862 A CN 101466862A CN A2007800212427 A CNA2007800212427 A CN A2007800212427A CN 200780021242 A CN200780021242 A CN 200780021242A CN 101466862 A CN101466862 A CN 101466862A
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
magnet
magnet assembly
inboard
relative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007800212427A
Other languages
English (en)
Inventor
宇都宫信明
伊藤昭彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Mechatronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shibaura Mechatronics Corp filed Critical Shibaura Mechatronics Corp
Publication of CN101466862A publication Critical patent/CN101466862A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
    • H01J37/3408Planar magnetron sputtering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3455Movable magnets

Abstract

本发明的磁控溅射磁体部件可以沿大致平行于目标的溅射表面的方向运动并且朝向该目标,所述磁控溅射磁体部件包括:内侧磁体,沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸,所述内侧磁体的N极或S极与所述目标相对;外侧磁体,其围绕所述内侧磁体并和所示内侧磁体有间隔,所述外侧磁体和所述目标相对的磁极与所述内侧磁体的和所述目标相对的磁极相反;以及非磁性部件,设置在所述内侧磁体和所述外侧磁体之间并支持所述内侧磁体和所述外侧磁体。所述内侧磁体和所述外侧磁体和所述目标相对的磁极是可反转的。可以降低目标端部电子密度的不均匀性,并且使此处的等离子体密度均匀。因而,可以使目标端部的溅射率均匀,可以降低成膜对象上成膜分布的不均匀性。此外,可以降低目标蚀刻的不均匀性以改善目标利用效率。

Description

磁控溅射磁体部件、磁控溅射装置和方法
技术领域
本发明涉及磁控溅射磁体部件、磁控溅射装置和方法。
背景技术
已有用于进行溅射成膜的磁控溅射装置,特别是在大的基板上进行溅射成膜,该磁控溅射装置在使磁体沿基板的纵向往复运动的同时进行溅射成膜(例如,专利文件1)。
由磁体产生的磁场在粒子轨道结构中的目标表面上产生磁场隧道,放电空间中的电子在磁场隧道中旋转。这里,靠近角落区域从长边区域向短边区域运动的电子可能会飞出轨道,因而角落区域电子密度趋于降低。即,在大致垂直于磁体运动方向的方向上出现不均匀的电子密度,并引起基板上成膜厚度分布和目标蚀刻分布的不均匀。
在被沿目标的纵向运动的磁体穿过的部分中,在其沿磁体的运动方向被粒子轨道的前半部分穿过后,该部分被轨道的另一半穿过,在该另一半中,电子的运动方向和前侧轨道中的方向相反,因而,消除了电子密度的不均匀性。然而,在目标的最远端(其未被磁体穿过,而是仅面对一半的粒子轨道),电子的运动方向总是一样的,因而不能消除电子密度的不均匀性。
如图9所示,专利文件1中,磁体从目标150的纵向端部位置A处向位置C运动,以通过在图中向左运动的同时向上运动来划弧。此后,磁体通过水平(向左)运动到达另一端部位置E。然后,在磁体从位置E向下运动到位置F处后,磁体从位置F向位置H运动,以通过在图中向右运动同时向下运动来划弧。之后,磁体通过水平(向右)运动和向上运动返回初始端部位置。因而,根据专利文件1,在往复运动端部附近,同往复运动一起,磁体还在目标150的宽度方向(短边方向)运动,使得磁体的运动轨迹在前进路径和返回路径之间改变。
然而,即便磁体如专利文件1所示方式运动,目标150最远端电子的运动方向也不能改变。
专利文件1:JP-A-8-269712。
发明内容
本发明要解决的问题
本发明提供了一种磁控溅射磁体部件、磁控溅射设备和磁控溅射方法,用于降低目标端部电子密度的不均匀性。
问题解决方案
根据本发明的一方面,提供了一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:内侧磁体,沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸,所述内侧磁体的N极或S极与所述目标相对;外侧磁体,其围绕所述内侧磁体并和所述内侧磁体有间隔,所述外侧磁体与所述目标相对的磁极和所述内侧磁体和所述目标相对的磁极相反;以及非磁性部件,设置在所述内侧磁体和所述外侧磁体之间并支持所述内侧磁体和所述外侧磁体,和所述目标相对的所述内侧磁体和所述外侧磁体的磁极是可反转的。
根据本发明的另一方面,提供了一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:内侧磁体部件,沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸;线圈,缠绕在所述内侧磁体部件周围;外侧磁体部件,围绕所述线圈;以及磁轭,设置在所述内侧磁体部件、所述外侧磁体部件和所述线圈的表面上,该表面和所述内侧磁体部件、所述外侧磁体部件和所述线圈的与所述目标相对的表面相反,通过改变流过所述线圈的电流方向来切换在内侧磁体部件与所述目标相对的端部产生的磁极。
根据本发明的另一方面,提供一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:内侧磁体,沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸,所述内侧磁体的N极或S极与所述目标相对;磁轭,围绕所述内侧磁体并且和所述内侧磁体有间隔;以及非磁性部件,设置在所述内侧磁体和所述磁轭之间并支持所述内侧磁体和所述磁轭,所述内侧磁体和所述目标相对的磁极是可反转的。
根据本发明的另一方面,提供一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:磁轭,沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸;外侧磁体,其围绕所述磁轭并和所述磁轭有间隔,所述外侧磁体的N极或S极和所述目标相对;以及非磁性部件,设置在所述磁轭和所述外侧磁体之间并支持所述磁轭和所述外侧磁体,所述外侧磁体和所述目标相对的磁极是可反转的。
根据本发明的另一方面,提供一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:内侧磁体,沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸,所述内侧磁体的N极或S极与所述目标相对,和所述目标相对的所述内侧磁体的磁极是可反转的;以及磁轭,其围绕所述内侧磁体并且和所述内侧磁体有间隔。
根据本发明的另一方面,提供一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:磁轭,沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸;外侧磁体,其围绕所述磁轭并和所述磁轭有间隔,所述外侧磁体的N极或S极和所述目标相对,和所述目标相对的所述外侧磁体的磁极是可反转的。
根据本发明的另一方面,提供一种磁控溅射装置,包括:支撑单元,其上支撑成膜对象;目标,与所述支撑单元相对;以及如上所述的磁体部件。
根据本发明的另一发明,提供一种磁控溅射方法,包括:放置成膜对象使其朝向目标;以及在使磁体部件沿所述目标的一侧线性运动的同时对所述成膜对象进行溅射成膜,所述目标的所述一侧和与所述支撑单元相对的表面相反,所述磁体部件与所述目标相对,在所述磁体部件位于所述目标的端部时切换和所述目标相对的磁极。
附图说明
图1A和1B的示意图示出磁体部件的平面结构和根据本发明第一实施例扫描磁体的方法。
图2的示意图示出磁体部件的截面结构。
图3的示意图示出根据本发明该实施例的磁控溅射装置的主体部分。
图4A和4B的示意图描述了扫描目标的另一示例方法。
图5的示意图示出根据本发明第二实施例的磁体部件的截面结构。
图6的示意图示出根据本发明第三实施例的磁体部件的截面结构。
图7的示意图示出根据本发明第四实施例的磁体部件的截面结构。
图8的示意图示出根据本发明第五实施例的磁体部件的截面结构。
图9的图示描述了传统例子中溅射磁体的运动轨迹。
参考标号描述:
1  磁体部件
3  内侧磁体
5  外侧磁体
7  非磁性部件
12 轴部件
13 旋转轴承
14 滚珠螺杆
15 电动机
22 内侧磁性部件
24 外侧磁性部件
26 线圈
28 磁轭
32 内侧磁体
34 外侧磁体
36 非磁性部件
37、38 磁轭
42 内侧磁体
44 磁轭
46 非磁性部件
50 目标
51 支持板
53 支撑单元
54 成膜对象
62 内侧磁体
63 磁轭
100 电子轨道
102 磁场
150 目标
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的实施例。
第一实施例
图1的示意图示出磁体部件1的平面结构以及根据本发明第一实施例扫描目标50的方法。
图2的示意图示出磁体部件1的截面结构。
图3的示意图示出结合磁体部件1提供的磁控溅射装置的主体部分。
根据本实施例的磁体部件1包括内侧磁体3和外侧磁体5,二者都是永磁体。内侧磁体3和外侧磁体5由非磁性部件7支撑。内侧磁体3、外侧磁体5和非磁性部件7集成在一起,,在朝向目标50的同时,在大致平行于目标50的溅射表面(图中为目标的纵向)的方向往复运动。
如图3所示,目标50由支持板51支持,并且与支撑单元53支撑的成膜对象54的成膜对象面相对。成膜对象54例如为半导体晶片或者玻璃基板。本例中,成膜对象54例如为相对大的长方形玻璃基板,用于液晶面板或者太阳能电池面板,目标50的形状为长方形板,具有比玻璃基板大的平面大小。
如图3所示,磁体部件1设置在支持板51的背面(目标支持表面的相反面)并且隔着支持板51面对目标50。要注意,图1未示出支持板51。磁体部件1可以由移动装置在目标50纵向从一端向另一端沿目标50作纵向移动,下文对此进行描述。
磁性部件1的内侧磁体3形状为长方形的平行六面体。其纵向大致沿垂直于磁体部件1运动方向的方向(目标50的宽度方向)延伸,其N极或S极与目标50相对。
外侧磁体5和内侧磁体3有间隔,除了其磁极表面为外,外侧磁体5以椭圆形或长方形环状结构围绕内侧磁体3的表面。外侧磁体5的磁化方向和内侧磁体3的相反,并且其和目标50相对的磁极和内侧磁体3相应的磁极相反。
非磁性部件7置于内侧磁体3和外侧磁体5之间。内侧磁体3和外侧磁体5由非磁性部件7支持。
磁体部件1的纵向尺度比目标50的宽度尺度稍小。磁体部件1的宽度尺度不大于目标50纵向尺度的一半。磁体部件1在朝向目标50的一侧和反面侧都不包括磁轭。
由磁体部件1产生的磁场102在目标50表面上产生粒子轨道结构的磁场102的隧道,放电空间内的电子如轨道100所示在磁场中旋转。因而,即便是高度真空中,也有助于目标表面附近气体分子的电离,使得可以保持目标表面高密度等离子体的状态。
磁体部件1设置为可反转的,使得内侧磁体3和外侧磁体5中朝向目标50的磁极都可以反转。例如,如图1所示,在磁体部件1的一个纵向端部,设置有沿纵向延伸的轴部件12。轴部件12可旋转地支撑在旋转轴承13上。因而,磁体部件1可以绕轴部件12的中心轴旋转。
旋转轴承13旋在沿目标50的纵向延伸的滚珠螺杆14上。电动机15旋转滚珠螺杆14时,旋转轴承13沿目标50的纵向运动。随着旋转轴承13的运动,通过轴部件12连接到旋转轴承13的磁体部件1也沿目标50的纵向运动。
在溅射成膜过程中,目标50在目标50的纵向被磁体部件1从一端到另一端穿过(扫描)。因而,可以降低成膜对象54上平面内薄膜厚度分布的不均匀性,以改善膜厚度的均匀性,还可以降低目标50上蚀刻位置的偏差,以提高目标使用效率。
在一轮溅射成膜过程中,磁体部件1在目标50的纵向线性运动。此外,本实施例中,磁体部件1位于运动起始位置(扫描起始点)、运动结束位置(扫描结束点)和往复运动的返回位置时,磁体部件1被上下反转。
例如,如图1A所示,首先,内侧磁体3的N极与目标50相对,外侧磁体5的S极与目标50相对,磁体部件1从实线所示位置运动到点划线所示位置。
然后,在磁体部件1运动到图1A点划线所示的端部位置后,通过绕着轴部件12的旋转将磁体部件1上下反转,这样,如图1B的实线所示,内侧磁体3的S极与目标50相对,外侧磁体5的N极与目标50相对。然后,在图1B中,在该状态下,磁体部件1在和前面方向相反的方向从实线所示位置运动到点划线所示位置。
然后,在磁体部件1运动到图1B点划线所示端部位置后,通过绕着轴部件12的旋转将磁体部件1上下反转,这样,如图1A的实线所示,内侧磁体3的N极朝向目标50,外侧磁体的S极朝向目标50。
在一轮溅射成膜过程中磁体部件1往复运动两次或更多次的情况下,重复上面的操作。要注意,在目标端部位置反转磁体部件1时,目标和成膜对象之间(阴极和阳极之间)的放电暂停。
通过在目标50的端部位置反转磁体部件1,可以反转电子在目标表面附近粒子轨道形状的轨道100内的旋转方向。这样,可以消除目标50最远端处目标宽度方向上(其未被磁体部件1穿过,而是只面对宽度的一半)电子密度的不均匀性(具体而言,可以消除在磁体部件1中从长边部分向短边部分延伸的角落部分附近的低电子密度部分),以使目标宽度方向的等离子体密度变得均匀。因而,在目标端部的宽度方向上可以使溅射率均匀,并且可以降低成膜对象上成膜分布的不均匀性。此外,也可以降低目标蚀刻的不均匀性,以改善目标利用效率。
关于反转磁体部件1的时间,可以在每个往复扫描返回时以及回到起始位置处时进行反转。在进行多个往复扫描的情况下,多次往复只可以在目标端部位置反转一次。在目标端部位置,优选地,电子在一个方向旋转的次数等于电子在相反方向旋转的次数。
磁体部件1不限于往复扫描,而且可以进行单向扫描运动。例如,如图4A所示,在目标50的一端(扫描起始位置),首先,内侧磁体3的N极对着目标50、外侧磁体5的S极对着目标50进行溅射成膜。然后,反转磁体部件1,使得如图4B的实线所示,内侧磁体3的S极朝向目标50,外侧磁体5的N极朝向目标50。然后,该状态下进行溅射成膜后,磁体部件1从图4B中实线所示的该端位置(扫描起始位置)运动到点划线所示的另一端位置(扫描结束位置)。
然后,在磁体部件1运动到图4B中点划线所示的端部位置后,将磁体部件1反转,内侧磁体3的S极对着目标50、外侧磁体5的N极对着目标50进行溅射成膜。此后,将磁体部件1反转,使得内侧磁体的N极对着目标50,外侧磁体5的S极对着目标50,并该状态下进行溅射成膜。
图4所示的单向扫描中,通过在目标50的端部位置将磁体部件1反转,可以将目标表面附近电子的粒子轨道形状旋转的方向反转。因而,可以消除目标50最远端处目标宽度方向(其未被磁体部件1穿过,而是只面对宽度的一半)电子密度的不均匀性。
接下来,描述本发明的其他实施例。要注意,和前述部件相同的部件用类似的参考标号表示,并且省略相关详细描述。
第二实施例
图5的示意图示出根据本发明第二实施例的磁体部件的截面结构。
根据该实施例的磁体部件是电磁体。具体而言,根据本实施例的磁体部件包括沿目标50的宽度方向延伸的内侧磁体部件22,围绕内侧磁体部件22缠绕的线圈26,以及磁轭28,该磁轭28设置在内侧磁体部件22、外侧磁体部件24和线圈26的表面,该表面和与目标50相对的表面相反。
根据本实施例的磁体部件在目标50的纵向上作线性运动,与设置有磁轭28的表面相反的一侧朝向目标50。在目标端部位置,通过改变流过线圈26的电流方向,朝向目标50的内侧磁性部件22的端部产生的磁极可以被切换,从而将电子的粒子轨道形状旋转的方向反转。因而,可以消除目标50最远端处宽度方向的电子密度的不均匀性,以使目标宽度方向的等离子体密度变得均匀。
根据本实施例,通过切换流过线圈26的电流方向来简单地对磁极进行切换。因而,不需提供使磁体部件反转的装置,其结构可被简化。
第三实施例
图6的示意图示出根据本发明第三实施例的磁体部件的截面结构。
在根据该实施例的磁体部件中,内侧磁体32、外侧磁体34、以及设置在它们之间的非磁性部件36的形状类似圆柱体,其中心轴大致平行于目标50的宽度方向。内侧磁体32结合在非磁性部件36的直径方向,从而在目标50的纵向将非磁性部件36分开,而且内侧磁体32在该直径方向上磁化。内侧磁体32的磁极形成端的表面暴露在非磁性部件36之外。
在非磁性部件36的侧表面形成粒子轨道形状的槽,距内侧磁体32的磁极形成端的表面约90°,外侧磁体34被置入槽内。内侧磁体32和外侧磁体34的磁化方向相反。外侧磁体34在磁化方向上的尺度小于内侧磁体32在磁化方向的尺度。外侧磁体34放置在内侧磁体32磁化方向上的中心。
内侧磁体32、外侧磁体34以及非磁性部件36可以整体绕内侧磁体32在磁化方向上的中心旋转。对于由内侧磁体32、外侧磁体34和非磁性部件36构成的圆柱形旋转体,在和朝向目标50的部分相反的一侧设置有磁轭38。磁轭38朝向旋转体的内侧部分具有凹的表面,和旋转体的外侧边缘表面相一致。
当内侧磁体32处于其N极或S极朝向目标50的位置时,在位于磁极两侧的非磁性部件36的外部设置有磁轭37。因而,如图6所示,可以在目标50的表面附近设置产生闭环磁场102的磁路。
由内侧磁体32、外侧磁体34和非磁性部件3组成的圆柱形旋转体和磁轭37、38集成在一起,并且沿目标50的纵向线性运动。旋转体可以绕着内侧磁体32在磁化方向上的中心旋转(磁轭37、38不旋转)。通过在目标50的端部位置反转旋转体,可以切换朝向目标50的磁极,并且可以将目标表面附件电子的粒子轨道形状旋转的方向反转。这样,可以消除目标50最远端处宽度方向的电子密度的不均匀性,从而使目标宽度方向上的等离子体密度变得均匀。
在上面的第一实施例中,如果磁体部件和目标(确切地说是支持板)之间的距离较小,当反转磁体部件时,需要暂时将磁体部件远离目标;为此需要一个独立的机制。相比而言,图6所示的本实施例中,旋转具有大致圆形的截面的旋转体。因而,可以无需改变旋转体和目标之间的间隔来使旋转体旋转,旋转体和目标之间的间隔设为预定间隔。因而,可以简单快速地反转磁极。
第四实施例
图7的示意图示出根据本发明第四实施例的磁体部件的截面结构。
根据该实施例的该磁体部件包括沿目标50的宽度方向延伸的内侧磁体42,其N极或S极对着目标;磁轭44,其围绕内侧磁体42,并且和内侧磁体42有间隔;以及在内侧磁体42和磁轭44之间设置的非磁性部件46,其支持内侧磁体42和磁轭44。
内侧磁体42的N极或S极朝向目标,内侧磁体42、非磁性部件46和磁轭44集成在一起,沿目标50的纵向线性运动。通过在目标端部位置反转磁体部件,可以切换内侧磁体42朝向目标的磁极,并且可以将目标表面附近电子的粒子轨道形状旋转的方向反转。因而,可以消除目标最远端处宽度方向上电子密度的不均匀性,以使目标宽度方向上的等离子体密度变得均匀。
作为替代实施例,通过调换图7中内侧和外侧部件的布局,可以在内部设置磁轭,外侧磁体可以围绕磁轭设置,并和磁轭有一定间隔,支持磁轭和外侧磁体的非磁性部件可以在磁轭和外侧磁体之间设置,这样,可以反转外侧磁体朝向目标的磁极。
第五实施例
图8的示意图示出根据本发明第五实施例的磁体部件的截面结构。
根据该实施例的磁体部件包括沿目标50的宽度方向延伸的内侧磁体62,其N极或S极朝向目标;磁轭63围绕内侧磁体62并和内侧磁体62有间隔。内侧磁体62设置为可反转的,这样,可以反转朝向目标的磁极。
内侧磁体62的N极或S极朝向目标,内侧磁体62和磁轭63集成在一起,沿目标50的纵向线性运动。通过在目标端部位置仅仅反转内侧磁体62,可以切换朝向目标的内侧磁体62的磁极,并且可以反转目标表面附近电子的粒子轨道形状旋转的方向。因而,可以消除目标最远端处目标宽度方向上电子密度的不均匀性,以使目标宽度方向上的等离子体密度变得均匀。
作为替代实施例,通过调换图8中内侧和外侧部件的布局,可以在内部设置磁轭,外侧磁体可以围绕磁轭设置,并和磁轭有一定间隔,这样,可以反转外侧磁体朝向目标的磁极。
工业实用性
根据本发明,可以降低目标端部电子密度的不均匀性,并且可以使其中的等离子体密度变得均匀。因而,可以使目标端部的溅射率变得均匀,可以降低成膜对象上成膜分布的不均匀性。此外,还可以降低目标蚀刻的不均匀性以提高目标利用效率。

Claims (11)

1、一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:
内侧磁体,其沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸,所述内侧磁体的N极或S极与所述目标相对;
外侧磁体,其围绕所述内侧磁体并和所述内侧磁体有间隔,所述外侧磁体和所述目标相对的磁极与所述内侧磁体和所述目标相对的磁极相反;以及
非磁性部件,设置在所述内侧磁体和所述外侧磁体之间并支持所述内侧磁体和所述外侧磁体,
和所述目标相对的所述内侧磁体和所述外侧磁体的磁极是可反转的。
2、根据权利要求1所述的磁控溅射磁体部件,其中所述磁控溅射磁体部件的形状类似圆柱体,其中心轴大致平行于和所述运动方向大致垂直的方向。
3、一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:
内侧磁体部件,其沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸;
线圈,缠绕在所述内侧磁体部件周围;
外侧磁体部件,围绕所述线圈;以及
磁轭,设置在所述内侧磁体部件、所述外侧磁体部件和所述线圈的表面上,该表面和所述内侧磁体部件、所述外侧磁体部件和所述线圈的与所述目标相对的表面相反,
通过改变流过所述线圈的电流方向切换在所述内侧磁体部件与所述目标相对的端部产生的磁极。
4、一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:
内侧磁体,其沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸,所述内侧磁体的N极或S极与所述目标相对;
磁轭,围绕所述内侧磁体并且和所述内侧磁体有间隔;以及
非磁性部件,设置在所述内侧磁体和所述磁轭之间并支持所述内侧磁体和所述磁轭;
所述内侧磁体和所述目标相对的磁极是可反转的。
5、一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:
磁轭,其沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸;
外侧磁体,其围绕所述磁轭并和所述磁轭有间隔,所述外侧磁体的N极或S极和所述目标相对;以及
非磁性部件,设置在所述磁轭和所述外侧磁体之间并支持所述磁轭和所述外侧磁体;
所述外侧磁体和所述目标相对的磁极是可反转的。
6、一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:
内侧磁体,其沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸,所述内侧磁体的N极或S极与所述目标相对,所述内侧磁体和所述目标相对的磁极是可反转的;以及
磁轭,围绕所述内侧磁体并且和所述内侧磁体有间隔。
7、一种磁控溅射磁体部件,其可以在朝向目标的同时沿大致平行于该目标的溅射表面的方向运动,所述磁控溅射磁体部件包括:
磁轭,其沿大致垂直于所述运动方向的方向延伸;
外侧磁体,其围绕所述磁轭并和所述磁轭有间隔,所述外侧磁体的N极或S极和所述目标相对,所述外侧磁体和所述目标相对的磁极是可反转的。
8、一种磁控溅射装置,包括:
支撑单元,其上支撑成膜对象;
目标,与所述支撑单元相对;以及
根据权利要求1至7任一项所述的磁体部件。
9、一种磁控溅射方法,包括:
放置成膜对象使其朝向目标;以及
在使磁体部件沿所述目标的一侧线性运动的同时对所述成膜对象进行溅射成膜,所述目标的所述一侧和与所述支撑单元相对的表面相反,所述磁体部件与所述目标相对,
在所述磁体部件位于所述目标的端部时切换和所述目标相对的磁极。
10、根据权利要求9所述的磁控溅射方法,其中通过上下反转所述磁体部件来切换和所述目标相对的所述磁极。
11、根据权利要求9所述的磁控溅射方法,其中所述磁体部件是电磁体,通过切换流过所述电磁体线圈的电流来切换和所述目标相对的所述磁极。
CNA2007800212427A 2006-06-08 2007-06-06 磁控溅射磁体部件、磁控溅射装置和方法 Pending CN101466862A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP159565/2006 2006-06-08
JP2006159565 2006-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101466862A true CN101466862A (zh) 2009-06-24

Family

ID=38801512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800212427A Pending CN101466862A (zh) 2006-06-08 2007-06-06 磁控溅射磁体部件、磁控溅射装置和方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090194409A1 (zh)
JP (1) JP5078889B2 (zh)
KR (1) KR101082813B1 (zh)
CN (1) CN101466862A (zh)
TW (1) TWI421363B (zh)
WO (1) WO2007142265A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103354844A (zh) * 2011-01-06 2013-10-16 零件喷涂公司 溅射装置
CN114231923A (zh) * 2021-12-10 2022-03-25 华虹半导体(无锡)有限公司 一种磁控溅射装置的磁控管
CN116092899A (zh) * 2023-01-16 2023-05-09 深圳市矩阵多元科技有限公司 用于pvd平面靶的扫描磁控管装置与磁控溅射设备

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101009642B1 (ko) * 2008-07-09 2011-01-19 삼성모바일디스플레이주식회사 자화 방지용 마그네트론 부 이송 장치 및 이를 갖는마그네트론 스퍼터링 설비
TWI391514B (zh) * 2009-07-16 2013-04-01 Univ Nat Sun Yat Sen 磁控濺鍍機
KR20110027187A (ko) * 2009-09-10 2011-03-16 에이피시스템 주식회사 대면적 기판용 마그네트론 스퍼터링 타겟 장치
WO2012165366A1 (ja) * 2011-06-02 2012-12-06 シャープ株式会社 スパッタ装置
KR101288129B1 (ko) 2011-07-13 2013-07-19 삼성디스플레이 주식회사 기상 증착 장치, 기상 증착 방법 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법
KR101328980B1 (ko) * 2011-07-13 2013-11-13 삼성디스플레이 주식회사 기상 증착 장치, 기상 증착 방법 및 유기 발광 표시 장치 제조 방법
WO2013010990A1 (en) * 2011-07-15 2013-01-24 Hauzer Techno Coating Bv Apparatus and method for the pretreatment and/or for the coating of an article in a vacuum chamber with a hipims power source
US20190043701A1 (en) * 2017-08-02 2019-02-07 HIA, Inc. Inverted magnetron for processing of thin film materials
JP2022023640A (ja) * 2020-07-27 2022-02-08 東京エレクトロン株式会社 スパッタリング処理を行う装置及び方法
CN112593193B (zh) * 2020-11-16 2022-12-09 中建材玻璃新材料研究院集团有限公司 一种真空磁控溅射镀膜设备及其镀膜方法
CN113755808A (zh) * 2021-09-28 2021-12-07 北海惠科半导体科技有限公司 磁控溅射装置及其控制方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0257684A (ja) * 1988-08-23 1990-02-27 Nippon Kentetsu Co Ltd スパッタリング装置
JPH04193949A (ja) * 1990-11-28 1992-07-14 Hitachi Ltd スパッタ電極及びクリーニング方法
US5399253A (en) * 1992-12-23 1995-03-21 Balzers Aktiengesellschaft Plasma generating device
JP2970317B2 (ja) * 1993-06-24 1999-11-02 松下電器産業株式会社 スパッタリング装置及びスパッタリング方法
SE511139C2 (sv) * 1997-11-20 1999-08-09 Hana Barankova Plasmabearbetningsapparat med vridbara magneter
JPH11323546A (ja) * 1998-05-18 1999-11-26 Mitsubishi Electric Corp 大型基板用スパッタ装置
JP3803520B2 (ja) * 1999-02-22 2006-08-02 忠弘 大見 マグネット回転スパッタ装置
US6440282B1 (en) * 1999-07-06 2002-08-27 Applied Materials, Inc. Sputtering reactor and method of using an unbalanced magnetron
KR100529915B1 (ko) 2003-08-12 2005-11-22 엘지전자 주식회사 마그네트론 스퍼터링 장치 및 그 동작방법
DE102004007813A1 (de) * 2004-02-18 2005-09-08 Applied Films Gmbh & Co. Kg Sputtervorrichtung mit einem Magnetron und einem Target

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103354844A (zh) * 2011-01-06 2013-10-16 零件喷涂公司 溅射装置
CN103354844B (zh) * 2011-01-06 2016-01-13 零件喷涂公司 溅射装置
CN114231923A (zh) * 2021-12-10 2022-03-25 华虹半导体(无锡)有限公司 一种磁控溅射装置的磁控管
CN116092899A (zh) * 2023-01-16 2023-05-09 深圳市矩阵多元科技有限公司 用于pvd平面靶的扫描磁控管装置与磁控溅射设备
CN116092899B (zh) * 2023-01-16 2024-01-09 深圳市矩阵多元科技有限公司 用于pvd平面靶的扫描磁控管装置与磁控溅射设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090007795A (ko) 2009-01-20
TW200827468A (en) 2008-07-01
US20090194409A1 (en) 2009-08-06
TWI421363B (zh) 2014-01-01
JP5078889B2 (ja) 2012-11-21
KR101082813B1 (ko) 2011-11-11
JPWO2007142265A1 (ja) 2009-10-29
WO2007142265A1 (ja) 2007-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101466862A (zh) 磁控溅射磁体部件、磁控溅射装置和方法
JP4314318B2 (ja) マグネトロンユニット、マグネトロンスパッタリング装置及び電子デバイスの製造方法
US20090277779A1 (en) Magnetic field generating apparatus, magnetic field generating method, sputtering apparatus, and method of manufacturing device
US9761423B2 (en) Sputtering apparatus and magnet unit
JP3919266B2 (ja) スパッタリング装置のマグネトロンカソード電極
US20090078571A1 (en) Magnet assembly capable of generating magnetic field having direction that is uniform and can be changed and sputtering apparatus using the same
CN113056573B (zh) 溅射装置、薄膜制造方法
JPH10102247A (ja) スパッタリング装置及び方法
JP5792812B2 (ja) スパッタ装置
WO2007088808A1 (ja) マグネトロンスパッタリング装置用の磁石構造体およびカソード電極ユニット並びにマグネトロンスパッタリング装置並びに磁石構造体の使用方法
JPH0517869A (ja) スパツタリング方法及び装置
JP2006291262A (ja) 薄膜形成装置
JP2023057218A (ja) マグネトロンスパッタリング装置用のカソードユニット及びマグネトロンスパッタリング装置
JPH04346662A (ja) スパッタリング方法およびその装置
JPH05295536A (ja) マグネトロンスパッタリングカソード
JP2013185254A (ja) 磁石ユニット及びスパッタ装置
KR100489311B1 (ko) 반도체 제조용 에칭설비 및 이를 이용한 에칭방법
CN117044403A (zh) 磁控溅射装置用阴极单元及磁控溅射装置
JPH04314859A (ja) スパッタリング方法及び装置
JP2007270162A (ja) 回転マグネット式スパッタ装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20090624