CN102037154B

CN102037154B - 磁铁单元和磁控溅射装置

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Publication number: CN102037154B
Application number: CN200980118213.1A
Authority: CN
Inventors: 远藤彻哉; 爱因斯坦·诺埃尔·阿巴拉
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2029-07-09
Also published as: CN102037154A; WO2010021078A1; JPWO2010021078A1; KR101353411B1; KR20100051867A; JP4551487B2; US8048277B2; JP4551490B2; US20110180401A1; JP2010150668A

Abstract

本发明提供一种磁铁单元和磁控溅射装置。该磁铁单元不增加靶的长度、宽度就能够使成膜在基板上的薄膜的膜厚分布均匀。磁铁单元(10)包括：环状外周磁铁(30)，其沿着靶(6)的轮廓配置在阴极电极背面侧的磁轭(20)上；内部磁铁(40)，其配置在外周磁铁内且极性与外周磁铁的极性不同，该磁铁单元(10)形成磁轨(MT)，该磁轨(MT)是在上述靶上产生的磁力线(M)的切线与上述靶面平行的区域的集合，该磁铁单元(10)还包括：n(n是2以上的正整数)根延伸磁极部(41)，其自内部磁铁的中央部朝着长度方向的两侧延伸且接近外周磁铁的长度方向的两端；n-1根突出磁极部(32)，其自外周磁铁的两端内侧朝着长度方向的内方突出，位于n根延伸磁极部之间，n根延伸磁极部和n-1根突出磁极部在磁轨的长度方向两端部形成数量为2n-1的折回形状部(U)。

Description

磁铁单元和磁控溅射装置

技术领域

本发明涉及一种在溅射过程中配置在用于将靶(target)支承在前表面侧的阴极电极的背面侧的磁铁单元的构造的改进、以及具有该磁铁单元的磁控溅射(magnetron sputtering)装置。

背景技术

磁控溅射装置利用配置在用于支承靶的阴极电极的背面侧的磁铁单元在靶的放电面上产生磁控体(magnetron)，然后封入等离子体而使该等离子体具有高密度。然后，使由该装置产生的等离子体的离子撞击靶，从而将靶上的物质弹飞而附着在基板上，形成薄膜。

因而，成膜率强烈地依赖于泄漏磁场强度和施加在靶上的电场强度。特别是，磁铁单元的磁控强度对等离子体密度的影响很大，且影响成膜在基板上的薄膜的膜厚分布。一般而言，磁控强度越高，对应的靶的等离子密度越高从而溅射率越高，因此在对应的基板位置上的成膜率也越高。

另外，图15是表示一边使基板通过靶的前方一边进行成膜的磁控溅射装置的说明图。在图15中，在该种通过式成膜系统中，如图15的(A)所示，通常使基板87与矩形的靶86的长度方向正交地通过。因而，如图15的(C)所示，来自靶86的长度方向两端部的溅射粒子较少，如图15的(B)所示，在基板87的两端部上膜厚变薄，从而导致膜厚分布不佳。因此，如图15的(D)所示，通过增加靶86的长度方向上的长度、且相应地增大阴极电极以及磁铁单元80，以便改善膜厚分布的不佳。

但是，为了不使基板的两端部的膜厚变薄而增加靶的长度的这一做法，必然增加靶材料的消耗量，结果增大运行成本。

从上述方面出发，以往提出了用于对成膜在基板上的薄膜的膜厚分布进行调整的各种方法。例如，以往提出了这样一种技术，即、设置各靶的最佳的磁体(magnet)高度来调整与要改善基板上的薄膜的膜厚分布的区域相对应的靶上的磁场强度，从而实现改善膜厚分布(参照专利文献1)。即、该膜厚调整方法是这样一种方法，即、通过提高与基板上的薄膜膜厚较薄的区域相对应的靶上的磁场强度来提高成膜率而增加膜厚从而改善膜厚分布。

此外，以往还提出了这样一种技术，即、由中心磁铁、以及围着该中心磁铁且极性与该中心磁铁的极性不同的环状的外周磁铁构成，在中心磁铁的两端部形成T字部，增大两端的磁轨(track)，从而改善基板上的薄膜的膜厚分布(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特公平7-26202号公报

专利文献2：日本特许第3798039号公报

但是，在专利文献1的通过设置最佳的磁铁高度来调整磁场强度的技术中，在靶为磁体、强磁体的情况下，必须增加放电点火所需要的靶上的泄漏磁场强度。例如，在靶材料为FeCo那样的强磁体的情况下，使用NdFeB材料作为磁体。即使使用这样强磁性的磁体材料，也很难得到能使FeCo那样的强磁体靶放电点火的磁场强度。在该种状况下即使改变磁体材料的高度，也无法将靶上的磁场强度增强到能调整膜厚分布那样的程度。

另外，在专利文献2的技术中，在使用强磁体等作为靶材的情况下，为了磁力线容易在靶的内部通过，因此磁轨为切掉(shortcut)角部而形成的形状。因此，只在中心磁铁的两端部形成T字部并不能调整磁轨的长度。为了增加靶的两端部的磁轨的长度，如图16所示，必须增加T字部的宽度方向的长度A，但该长度A却受到磁铁宽度B的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不管靶的磁性特性是强是弱、且不增加靶的长度、宽度就能使成膜在基板上的薄膜的膜厚分布均匀的磁铁单元以及磁控溅射装置。

为了达到上述目的而做成的本发明的结构如下所述。

即、本发明提供一种磁控溅射装置的磁铁单元，该磁铁单元被配置在用于支承矩形的靶的阴极电极的背面侧，其包括：磁轭(yoke)，其由强磁性板材构成；环状的外周磁铁，其沿着上述靶的轮廓配置在该磁轭上；内部磁铁，其配置在上述磁轭上的上述外周磁铁的内部且极性与上述外周磁铁的极性不同，利用上述外周磁铁和上述内部磁铁形成磁轨，该磁轨作为在上述靶上产生的磁力线的切线与上述靶面平行那样的区域的集合，其特征在于，该磁铁单元还包括：n(n是2以上的正整数)根延伸磁极部，其自上述内部磁铁的中央部朝着长度方向的两侧延伸且接近上述外周磁铁的长度方向的两端；n-1根突出磁极部，其自上述外周磁铁的两端内侧朝着长度方向的内方突出且位于上述n根延伸磁极部之间，上述n根延伸磁极部和上述n-1根突出磁极部在上述磁轨的长度方向的两端部形成数量为2n-1的折回形状部。

采用本发明，利用内部磁铁的n根延伸磁极部以及外周磁铁的n-1根突出磁极部在磁轨的长度方向的两端部形成数量为2n-1的折回形状部。因而，利用数量为2n-1的折回形状部补充磁轨的长度方向的两端部的磁力线，从而不管靶的磁性特性是强是弱、且不增加靶的长度就能使成膜在基板上的薄膜的膜厚分布均匀。

附图说明

图1是表示本发明的磁控溅射装置的概略结构的示意图。

图2是表示使基板通过的机构的一例的概略图。

图3是表示使基板通过的机构的另一例的概略图。

图4是表示第1实施方式的磁铁单元的结构的俯视图。

图5是表示一般的磁铁单元的磁力线的形成状况的说明图。

图6是表示由第1实施方式的磁铁单元形成的磁轨的说明图。

图7是表示第2实施方式的磁铁单元的结构的俯视图。

图8是表示由第2实施方式的磁铁单元形成的磁轨的主要部分的说明图。

图9是表示与第1实施方式相比、第2实施方式的非侵蚀(erosion)区变小的状况的说明图。

图10是用与以往技术的关系来表示实施例1的成膜状况的说明图。

图11是表示靶与基板的尺寸(dimension)关系的说明图。

图12是用与以往技术的关系来表示实施例2的成膜状况的说明图。

图13是表示第2实施方式的磁铁单元的变形例的结构的俯视图。

图14是表示一般的CIS类太阳能电池的构造的剖视示意图。

图15是表示以往的一边使基板在靶的前方通过一边进行成膜的磁控溅射装置的说明图。

图16是表示专利文献2的磁铁单元的主要部分的俯视图。

附图标记说明

1、磁控溅射装置；2、真空容器；6、靶；7、基板；10、50、磁铁单元；15、25、输送机构；20、磁轭；30、外周磁铁；31、主体(第1磁极)；32、突出磁极部(第2磁极)；40、内部磁铁；41、延伸磁极部(第3磁极)；42、磁极长片(第3磁极)；43、结合磁极片(第4磁极)；62、中央磁极短片(第5磁极)；63、分支部磁极片(第4磁极)；M、磁力线；MT、磁轨；U、折回形状部。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式，但本发明并不限于本实施方式。

首先，参照图1～图3说明本发明的磁控溅射装置。本实施方式的磁控溅射装置1(以下称作“溅射装置”)能共用为用于搭载后述的第1以及第2磁铁单元10、50的装置。图1是表示本发明的磁控溅射装置的概略结构的示意图。图2是表示使基板通过的机构的一例的概略图。图3是表示使基板通过的机构的另一例的概略图。

如图1所示，本实施方式的溅射装置1具有用于划分能真空排气的处理室的真空容器2。排气泵等排气装置借助未图示的电导阀(conductance valve)等与真空容器2的排气口3相连接。另外，具有流量控制器等的气体导入系统4作为处理气体(工艺气体)的导入部件与真空容器2相连接，自该气体导入系统4以规定流量供给处理气体。能够使用氩(Ar)等惰性气体、含氮(N₂)等的1种气体或混合气体作为处理气体。

在真空容器2内具有用于支承基板的工作台5、和与基板相对配置且用于将靶6支承在前表面侧的未图示的阴极电极。

作为被支承在阴极电极的前表面侧的靶6的材料，例如能够使用钽(Ta)、铜(Cu)、钛(Ti)等单一元素的材料、像GeSbTe、NiFe那样的由2种以上元素组成的复合组成的材料。靶6既可以是Ta、Cu这样的非磁性材料，也可以是NiFe等这样的磁性材料。本实施方式的靶6例如是矩形(长方形)的板材，且与阴极电极的主体的前表面(下表面)接合。

能施加可变电压的高频电源等借助例如匹配电路与阴极电极相连接(均未图示)。在阴极电极的背面侧配置有磁铁单元10，能利用该磁铁单元10以高密度形成等离子体。即、本实施方式的溅射装置1将处理气体导入到真空容器2内的处理室，然后自高频电源等(放电用电力)对阴极电极施加高电压，同时利用磁铁单元10在阴极电极上形成磁场。由此，溅射装置1使处理室内产生等离子体，在基板上形成靶物质的薄膜。当然，也可以利用直流放电、脉冲放电等方式产生等离子体。另外，关于磁铁单元10的详细构造，见后述。

另外，如图2所示，在靶6的前方配置有使上述基板通过的输送机构15。该基板的输送机构15例如由带状的导轨构成。导轨15沿与靶6的长度方向正交的方向延伸，在导轨15上支承多个基板7而在工作台5上按顺序引导这些基板7。并且，本发明的溅射装置1一边使作为处理对象的基板7在靶6的前方通过一边进行成膜。该溅射装置1能够同时进行溅射操作和基板输送操作。另外，也可以在工作台5中内置加热器等未图示的加热机构。

作为基板7，能够列举例如半导体晶圆，在只有基板的状态下或将基板搭载在托盘(tray)上的状态下在导轨15上引导该基板。

另外，如图3所示，也可以由使支承基板7的圆形工作台5沿着在以该工作台5的载置面为切线的圆而进行旋转的工作台旋转机构构成基板的输送机构25。在该结构例中，工作台5具有沿着与矩形靶6的长度方向平行的方向延伸的旋转轴25A，通过使工作台5绕该旋转轴25A的轴线进行旋转，能使基板7在靶6的前方通过。

第1实施方式

接着，参照图4对搭载于上述溅射装置1中的第1实施方式的磁铁单元10进行说明。图4是表示第1实施方式的磁铁单元的结构的俯视图。

如图4所示，本实施方式的磁铁单元10在阴极电极的背面侧具有与靶6相同的形状(长方形)且由强磁性板材构成的磁轭20。在该磁轭上设置有沿着靶6的轮廓配置的环状的外周磁铁30、以及配置在外周磁铁内且极性与外周磁铁30的极性不同的内部磁铁40。

如上所述，外周磁铁30的主体(第1磁极)31沿着靶6的轮廓形成为环状(矩形框体状)。

配置在该外周磁铁30的主体(第1磁极)31内的内部磁铁40具有自内部磁铁40的中央部朝着长度方向的两侧延伸且接近外周磁铁30的长度方向的两端的n根延伸磁极部41。具体而言，内部磁铁40包括在两端具有上述延伸磁极部41的n根磁极长片(第3磁极)42。在本实施方式中，2根第3磁极42通过外周磁铁30的长度方向中心部CL且沿着外周磁铁30的长度方向平行配置。

内部磁铁40具有用于连接n根磁极长片(第3磁极)42的结合磁极片(第4磁极)43。在本实施方式中，2根第3磁极42隔开间隔地配置，且这2根第3磁极42之间隔开间隔地被2根第4磁极43连接起来。上述磁极长片(第3磁极)42以及结合磁极片(第4磁极)43具有相同的极性。

另外，在外周磁铁30的主体(第1磁极)31的两端内侧突出地设有n-1根突出磁极部(第2磁极)32，该n-1根突出磁极部(第2磁极)32位于n根延伸磁极部41之间且朝向外周磁铁30的长度方向的内方。在本实施方式中，在各端部配置有2根延伸磁极部41，因此在外周磁铁30的两端内侧分别突出设有1根突出磁极部(第2磁极)32。

即、第1实施方式的磁铁单元10的外周磁铁30形成第1磁组件(magnet assembly)，内部磁铁40构成第2磁组件，且第1磁组件的极性与第2磁组件的极性互不相同。

接着，参照图4～图6对第1实施方式的磁铁单元10的作用进行说明。图5是表示一般的磁铁单元的磁力线的形成状况的说明图。图6是表示由第1实施方式的磁铁单元形成的磁轨的说明图。另外，在图5中，上下颠倒地表示靶6和磁铁单元10。

如图5的(A)所示，利用外周磁铁30以及内部磁铁40在靶6的前表面上产生多条弯曲状的磁力线(磁控体)M。如图5的(B)所示，在靶上产生的磁力线M的切线形成磁轨MT，该磁轨MT是与靶面平行的那样的区域的集合。

在本发明的磁铁单元中，如图4所示，在内部磁铁40的两端部上延伸设有n根延伸磁极部41，在外周磁铁30的两端内侧朝向外周磁铁30的长度方向的内方地突出设有n-1根突出磁极部32。因而，利用上述n根延伸磁极部41和n-1根突出磁极部32，在磁轨MT的长度方向的两端部形成数量为2n-1的折回形状部U。在本实施方式的磁铁单元10中，由于在各端部上交错配置2根延伸磁极部41和1根突出磁极部32，因此如图6所示，在磁轨MT的长度方向的两端部形成波状的3个折回形状部U。

本实施方式中的延伸磁极部41、突出磁极部32以及折回形状部U的数量是举例说明，将2以上的正整数代入n中就能够充分理解本发明。例如，在延伸磁极部41为3根的情况下，位于相邻的延伸磁极部41间的突出磁极部32为2根，在磁轨MT的长度方向的两端部形成5个折回形状部U。同样，在延伸磁极部41为4根的情况下，位于相邻的延伸磁极部41间的突出磁极部32为3根，在磁轨MT的长度方向的两端部形成7个折回形状部U。

这样，采用第1实施方式的磁铁单元10，使靶的宽度和长度均不改变就能够调整磁轨长度。即、在本实施方式中，在两端部具有延伸磁极部41的磁极长片(第3磁极)42是连续的，因此通过适当地改变设置在外周磁铁30的两端内侧的突出磁极部(第2磁极)32的突出长度，能够增加靶两端的磁轨长度。另外，2根1组的内部磁铁40相对于外周磁铁30平行排列，从而能够在靶6的中央区域中产生较强磁场。

因而，能够利用数量为2n-1的折回形状部U补充磁轨MT的长度方向的两端部的磁力线，从而不管靶6的磁性特性是强是弱、且不增加靶的长度就能使成膜在基板7上的薄膜的膜厚分布均匀。

另外，在将本实施方式的磁铁单元10搭载在能沿与靶6的长度方向正交的方向输送基板7的溅射装置1中的情况下，能够抑制与靶6的长度方向相对应的基板外周部的膜厚变薄。

第2实施方式

接着，参照图7对搭载在上述溅射装置1中的第2实施方式的磁铁单元50进行说明。图7是表示第2实施方式的磁铁单元的结构的俯视图。另外，对于与第1实施方式相同的构成部件，标注相同的附图标记而进行说明。

如图7所示，在第2实施方式的磁铁单元50中，磁轭20和外周磁铁30的构造与第1实施方式相同。即、在阴极电极的背面侧具有形状是与靶6相同的长方形且由强磁性板材构成的磁轭20。另外，外周磁铁30的主体(第1磁极)31沿着靶6的轮廓形成为矩形框体状。另外，在外周磁铁30的主体(第1磁极)31的两端内侧朝着外周磁铁31的长度方向的内方地突出设有n-1根突出磁极部(第2磁极)32。

内部磁铁40在外周磁铁内的中央部具有沿着外周磁极的长度方向配置的中央磁极短片(第5磁极)62。在本实施方式中，中央磁极短片62是1个磁极件，但也可以平行地设置多个。n根延伸磁极部(第3磁极)41隔着分支部磁极片(第4磁极)63呈分支状地与该中央磁极短片62的两端部相连接。分支部磁极片(第4磁极)63和中央磁极短片(第5磁极)62呈コ字状，各延伸磁极部41沿着外周磁铁30的长度方向平行配置。另外，如图13所示，也可以呈V字状地配置2根分支部磁极片(第4磁极)63。

即、内部磁铁40在中央磁极短片(第5磁极)62的两端部上隔着分支部磁极片(第4磁极)63具有n根延伸磁极部(第3磁极)41，在上述n根的第3磁极41之间突出设有外周磁铁30的n-1根突出磁极部(第2磁极)32。在本实施方式中，在1根第5磁极62的两端部隔着第4磁极63分支延伸设有2根第3磁极41，在上述第3磁极41之间突出设有外周磁铁30的1根第2磁极32。用于构成上述内部磁铁40的第5磁极62、第4磁极63以及第3磁极41具有相同的极性。

即、第2实施方式的磁铁单元50的外周磁铁30形成第1磁组件，内部磁铁40构成第2磁组件，且第1磁组件的磁性与第2磁组件的极性互不相同

接着，参照图8以及图9对第2实施方式的磁铁单元50的作用进行说明。图8是表示由第2实施方式的磁铁单元形成的磁轨的主要部分的说明图。图9是表示与第1实施方式相比、第2实施方式的非侵蚀区较小的状况的说明图。

如上所述，在本发明的磁铁单元中，在内部磁铁40的两端部上延伸设有n根延伸磁极部41，在外周磁铁30的两端内侧朝着外周磁铁30的长度方向的内方地突出设有n-1根突出磁极部32。因而，如图8所示，在磁轨MT的长度方向的两端部利用上述n根延伸磁极部41和n-1根突出磁极部32形成数量为2n-1的折回形状部U。在本实施方式的磁铁单元50中，在各端部上交错配置有2根延伸磁极部41和1根突出磁极部32，因此在磁轨MT的长度方向的两端部形成波状的3个折回形状部U。

本实施方式中的延伸磁极部41、突出磁极部32以及折回形状部U的数量是举例说明，在2以上的正整数代入n中能够充分理解本发明。例如，在延伸磁极部41为3根的情况下，位于相邻的延伸磁极部41间的突出磁极部32为2根，在磁轨MT的长度方向的两端部形成5个折回形状部U。同样，在延伸磁极部41为4根的情况下，位于相邻的延伸磁极部41间的突出磁极部32为3根，在磁轨MT的长度方向的两端部形成7个折回形状部U。

这样，采用第2实施方式的磁铁单元50，不管靶的磁性特性是强是弱、且既不用改变靶的宽度也不用改变靶的长度就能调整磁轨长度。即、在本实施方式中，通过适当地改变内部磁铁40的两端部的延伸磁极部(第3磁极)41的延伸长度D以及设置在外周磁铁30的两端内侧的突出磁极部(第2磁极)32的突出长度C，就能够增加靶两端的磁轨长度。也就是说，在想要增加靶的两端部的磁轨长度的情况下，能够通过增加第3磁极41的延伸长度D和第2磁极32的突出长度CD来增加靶的两端部的磁轨长度，不需改变靶6的尺寸。

特别是，在第2实施方式的磁铁单元50中，在设置1个中央磁极短片(第5磁极)62的情况下，外周磁铁30与第5磁铁62之间的间隔变大。由此，如图9所示，与第1实施方式的磁铁单元10相比，磁轨靠近靶的短轴中央部，因此等离子体的存在区域移动到靶的短轴中央部附近，从而非侵蚀区N变小。

如上所述，采用第1和第2实施方式的磁铁单元10、50，与以往的磁铁单元相比，能够增加靶的长度方向两端部的侵蚀轨道长度。因而，采用第1和第2实施方式的磁铁单元10、50，与以往的磁铁单元相比，能够进一步增加来自靶的长度方向两端部的溅射粒子数量，从而能够抑制因区域A上的膜厚变薄所导致的膜厚分布不佳。

另外，为了提高靶的利用效率，也可以沿长度方向摆动磁铁单元10、50。

实施例

下面，使用实施例详细说明本发明，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

在实施例1中，使用图1的溅射装置1和图2的输送机构(导轨)15将多个硅基板支承在导轨上，使导轨沿与靶的长度方向正交的方向移动，从而在各基板上形成氮化钛膜。

使用钛(Ti)作为支承在阴极电极上的靶6，将Ar、N₂的混合气体作为处理气体导入到真空容器2内。

图10是用与以往技术的关系来表示实施例1的成膜状况的说明图。如图10的(A)、(C)所示，在将以往的磁铁单元搭载在溅射装置1中的情况下，观察到在相当于靶6的长度方向两端部的基板外周部上的膜厚变薄。

相对于此，如图10的(B)、(D)所示，在将上述磁铁单元10搭载在溅射装置1中的情况下，在磁轨MT的两端部形成折回形状部U。结果，磁轨的长度变长，增强了磁轨MT的两端部的磁力线，从而能够抑制相当于靶6的长度方向的两端部的基板外周部上的膜厚变薄。

这样，通过使用根据本发明的磁铁单元10，增强靶6的长度方向两侧的磁场强度，中心部的磁场强度下降。因而，来自靶6的长度方向两侧的溅射粒子相对地增多，从而不用增加靶的长度就能改善堆积在通过的基板上的膜的膜厚分布。

图11是表示靶与基板的尺寸关系的说明图。

在使用以往技术进行具有良好的薄厚分布的成膜操作的情况下，一般满足这样的尺寸。即，

W/P≥2.8

W/D≈4.5

W/T≥7

例如，P＝200mm，W＝600mm，D＝130mm，T＝80mm。

相对于此，在应用了本发明的情况下，能够以下述尺寸关系获得Range/Mean＜3％的分布，即，

2.5≥W/P≥1.7

W/D≈4.5

6.3≥W/T≥4.3

也就是说，意味着通过提高两端的磁场强度而得到的效果能够减小靶的宽度(W)，降低运行成本。

实施例2

在实施例2中，使用图1的溅射装置1以及图3的输送机构(旋转机构)25将硅基板支承在工作台5上，利用旋转机构25使基板7沿着与靶6的长度方向正交的方向移动，从而在各基板7上形成氮化钛膜。

使用钽(Ta)为支承在阴极电极上的靶6，将Ar、N₂的混合气体作为处理气体导入到真空容器2内。

图12是用与以往技术的关系来表示实施例2的成膜状况的说明图。如图12的(A)所示，在将以往的磁铁单元搭载在溅射装置1中的情况下，磁轨MT的缩短(シヨ一トカツトshortcut)部S的宽度变小，因此观察到相当于靶的长度方向的两端部的基板外周部的膜厚变薄。

相对于此，如图12的(B)所示，在将上述磁铁单元50搭载在溅射装置1中的情况下，在磁轨MT的两端部上形成折回形状部U。结果，磁轨的长度变长且缩短部S的宽度变大，增强了磁轨MT的两端部的磁力线，从而能够抑制相当于靶6的长度方向的两端部的基板外周部的膜厚变薄。

这样，通过使用本发明的磁铁单元50，靶6的长度方向两侧的磁场强度变高，中心部的磁场强度下降。因而，来自靶6的长度方向两侧的溅射粒子相对地增多，从而不用增加靶的长度就能改善堆积在通过的基板上的膜的膜厚分布。

本发明的溅射装置并不限于实施例1、2所示的氮化物膜的成膜操作，也可以用于制造例如太阳能电池。以最近受关注的CIS类太阳能电池为例进行说明。图14是表示一般的CIS类太阳能电池的构造的剖视示意图。本发明的溅射装置能够用于基板101上的下部电极102(例如Mo膜)的成膜操作、下部电极102上的p形半导体层103(例如Cu(In，Ga)Se₂)的成膜操作、利用蒸镀法等形成的n形半导体层104(例如CdS)上的透明电极105(例如ITO(Indium Tin Oxide，铟锡化合物))的成膜操作等。除此之外，只要能在例如防反射膜106等上适用溅射成膜操作，就能使用本发明的溅射装置。另外，通过沿着与本发明的磁铁单元的长度方向垂直的方向配置多个该磁铁单元并使多个该磁铁单元摆动，能够在大型基板上均匀地进行成膜。

工业实用性

本发明不仅能应用在上述例示的磁控溅射装置中，还能应用在干刻装置、等离子灰化(plasma asher)装置、CVD装置以及液晶显示器制造装置等的等离子处理装置中。另外，本发明不仅能用于制造例示的氮化物膜、太阳能电池，还能扩展应用于制造HDD(hard disk driver，硬盘驱动器)用磁头工序中的成膜操作所用的磁性材料。

Claims

1.一种磁控溅射装置的磁铁单元，该磁铁单元被配置在用于支承矩形的靶的阴极电极的背面侧，其包括：磁轭，其由强磁性板材构成；环状的外周磁铁，其沿着上述靶的轮廓配置在该磁轭上；内部磁铁，其配置在上述磁轭上的上述外周磁铁的内部且极性与上述外周磁铁的极性不同，

该磁铁单元利用上述外周磁铁和上述内部磁铁在上述靶的前表面上产生多条弯曲状的磁力线，在上述靶上产生的磁力线的切线形成磁轨，该磁轨是与上述靶的前表面平行的区域的集合，

其特征在于，

该磁铁单元还包括：

n根延伸磁极部，其自上述内部磁铁的中央部朝着长度方向的两侧延伸且接近上述外周磁铁的长度方向的两端，n是2以上的正整数；

n-1根突出磁极部，其自上述外周磁铁的两端内侧朝着长度方向的内方突出，位于上述n根延伸磁极部之间；

上述内部磁铁包括：n根磁极长片，其在两端具有上述延伸磁极部，通过上述外周磁铁的长度方向中心部且沿该长度方向平行配置；结合磁极片，其用于将上述n根磁极长片连接起来，上述n根磁极长片和上述结合磁极片具有相同的极性；

上述n根延伸磁极部和上述n-1根突出磁极部在上述磁轨的长度方向的两端部形成数量为2n-1的折回形状部。

2.一种磁控溅射装置的磁铁单元，该磁铁单元被配置在用于支承矩形的靶的阴极电极的背面侧，其包括：磁轭，其由强磁性板材构成；环状的外周磁铁，其沿着上述靶的轮廓配置在该磁轭上；内部磁铁，其配置在上述磁轭上的上述外周磁铁的内部且极性与上述外周磁铁的极性不同，该磁铁单元利用上述外周磁铁和上述内部磁铁在上述靶的前表面上产生多条弯曲状的磁力线，在上述靶上产生的磁力线的切线形成磁轨，该磁轨是与上述靶的前表面平行的区域的集合，其特征在于，

该磁铁单元还包括：

上述内部磁铁包括：中央磁极短片，其在上述外周磁铁内的中央部沿着内部磁铁的长度方向配置；上述n根延伸磁极部，其呈分支状地与该中央磁极短片的两端部相连接且沿着上述外周磁铁的长度方向平行配置，上述中央磁极短片和上述n根延伸磁极部具有相同的极性；

3.一种磁控溅射装置，其具有用于划分能真空排气的处理室的真空容器，其特征在于，

该装置在该真空容器中包括：

工作台，其用于支承作为处理对象的基板；

阴极电极，其被配置成与上述基板相对且用于供给放电用电力；

靶，其被支承在上述阴极电极的前表面侧；

输送机构，其用于使上述基板在上述靶的前方通过，

该磁控溅射装置在上述阴极电极的背面侧配置有权利要求1或2所述的磁铁单元。