DE19857699A1 - Vorrichtung zum Herstellen eines magnetischen Films - Google Patents

Vorrichtung zum Herstellen eines magnetischen Films

Info

Publication number
DE19857699A1
DE19857699A1 DE19857699A DE19857699A DE19857699A1 DE 19857699 A1 DE19857699 A1 DE 19857699A1 DE 19857699 A DE19857699 A DE 19857699A DE 19857699 A DE19857699 A DE 19857699A DE 19857699 A1 DE19857699 A1 DE 19857699A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic field
substrate
magnets
pairs
magnetic
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.)
Withdrawn
Application number
DE19857699A
Other languages
English (en)
Inventor
Fumihito Hirabayashi
Satoshi Umehara
Kazuo Sekine
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE19857699A1 publication Critical patent/DE19857699A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414Targets
    • H01J37/3426Material
    • 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
    • C23C14/351Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using a magnetic field in close vicinity to the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/18Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines magnetischen Films, insbesondere eine derartige Vorrichtung, die ein gleichmäßiges Magnetfeld erzeugt, um einen magneti­ schen Film mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften herzustellen.
Als Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Films, in dem das magnetische Moment in eine Richtung ausgerichtet ist, ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Sputtervorgang in einem Magnetfeld ausgeführt wird, wobei der magnetische Film ausgebildet wird, während die Magnetisierungsrichtung der filmbildenden Teilchen durch Anlegen eines Magnetfelds an dieselben in einer Richtung ausgerichtet wird.
Bei einer herkömmlichen Vorrichtung zum Ausbilden eines mag­ netischen Films unter Verwendung des eben genannten Verfah­ rens, wie z. B. in den Dokumenten JP-A-7-254603 und JP-A-8-30780 offenbart, wird ein Substrat, auf dem ein magnetischer Film herzustellen ist, einem Target gegenüberstehend in ei­ ner Sputterkammer angeordnet. Das Substrat wird durch einen Substrathalter und interne Befestigungen parallel zum Tar­ get, mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber diesem, ge­ halten. Darüber hinaus sind am Substrathalter zwei Perma­ nentmagnete enthalten. Im oberen Teil der Sputterkammer ist eine Führungsstange für einen Heizer über einen O-Ring an der Sputterkammer befestigt. Im Öffnungsteil unten in der Sputterkammer ist eine Targetelektrode über ein Isolierele­ ment an der Sputterkammer befestigt, wobei das Target an der Targetelektrode befestigt wird. Auch ist um das Target herum unter Einhaltung eines konstanten Spalts eine mit Erde ver­ bundene Abschirmung vorhanden.
Diese Vorrichtung erzeugt dadurch ein Plasma, daß von einer HF-Spannungsquelle eine Spannung über die Targetelektrode an das Target angelegt wird, und Ionen im erzeugten Plasma sor­ gen dafür, daß vom Target Sputterteilchen emittiert werden. Diese Teilchen treffen auf die Oberfläche des Substrats und bilden dort einen magnetischen Film. Da durch die am Sub­ strathalter vorhandenen Permanentmagnete um das Substrat herum ein Magnetfeld in dessen Nähe erzeugt wird, wird die Magnetisierungsrichtung der Sputterteilchen im erzeugten magnetischen Film in dieser Richtung ausgerichtet.
Im Raum nahe dem Substrat sind bei dieser Vorrichtung zwei stabförmige Permanentmagnete zu beiden Seiten des Substrats parallel zu diesem angeordnet. Darüber hinaus ist das Sub­ strat in der Mitte des Raums zwischen den zwei Permanentmag­ neten befestigt, und am Substrat ist ein gerades Stück vor­ handen, damit es sich nicht drehen kann.
Jedoch ist beim oben genannten Aufbau dieser herkömmlichen Vorrichtung zum Herstellen eines magnetischen Films in den beiden oberen Teilen des Substrats, in Längsrichtung gese­ hen, das erzeugte Magnetfeld zwischen den zwei Permanentmag­ neten nicht gerade, sondern es expandiert etwas zur Außen­ seite des Substrats. Daher ist, um die Expansion des Magnet­ felds zu verringern, ein Paar Hilfsmagnete an Orten zwischen den Endseiten der zwei Permanentmagnete einander gegenüber­ stehend parallel zueinander angeordnet, oder zwei Hilfsmag­ nete sind an den zwei Enden der jeweiligen Permanentmagnete befestigt. So kann in einem vergleichsweise breiten Bereich zwischen den zwei Permanentmagneten ein Magnetfeld recht­ winklig zu diesen Magneten erzielt werden.
Die obige Anordnung der Hauptpermanentmagnete und der Hilfs­ magnete ist kompliziert, und es ist schwierig, diese Anord­ nung zu optimieren. Ferner ist es zum Verringern der Streu­ ung der Verteilung von Effekten, wie sie bei einem vorab an der Oberfläche des Substrats ausgeführten Ätzvorgang erzeugt werden, und hinsichtlich einer Streuung der Eigenschaften eines erzeugten Magnetfilms, wünschenswert, zwischen den zwei Permanentmagneten einen großen Abstand L einzustellen, was wiederum eine größere Länge der zwei Permanentmagnete erforderlich macht. Darüber hinaus ist die optimale Anord­ nung von Magneten vorgegebener Größe eindeutig bestimmt. Demgemäß wird es, wenn der Abstand L zwischen den zwei Per­ manentmagneten geändert wird, um dem Erfordernis zu genügen, die Stärke oder die Verteilung des Magnetfelds zu ändern, erneut durch Einstellen der Positionen der Hilfsmagnete die optimale Anordnung der Magnete zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung erstens zum Erzeugen eines Magnetfilms zu schaffen, die ein­ fach und klein ist und ein Magnetfeld gleichmäßiger Vertei­ lung an die Oberfläche eines Substrats anlegen kann, und bei der zweitens die Stärke oder die Verteilung des an das Sub­ strat angelegten Magnetfelds dadurch geändert werden kann, daß die Anordnung der Magnete geändert wird, während eine gleichmäßige Verteilung des Magnetfelds aufrechterhalten bleibt.
Diese Aufgabe ist durch die Vorrichtung gemäß dem beigefüg­ ten Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Wei­ terbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren ver­ anschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für die Anordnung von an einer Magnetbefestigungsplatte befestigten Magneten sowie eines Substrats.
Fig. 2 ist eine vertikale Schnittansicht einer Vorrichtung zum Herstellen eines magnetischen Films gemäß einem Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 3 ist ein Diagramm zum Veranschaulichen von Hauptpara­ metern, die die Magnetfeldverteilung bei der in Fig. 1 dar­ gestellten Anordnung bestimmen.
Fig. 4 veranschaulicht die Beziehung zwischen dem Kippwinkel und dem Spaltabstand in jedem Paar von Magneten einer Mag­ netfeld-Erzeugungseinrichtung in der Vorrichtung dieses Aus­ führungsbeispiels.
Fig. 5 bis 7 zeigen jeweils die Anordnung von an einer Ma­ gnetbefestigungsplatte befestigten Magneten sowie eines Sub­ strats in einer Vorrichtung zum Erzeugen eines magnetischen Films gemäß anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung.
In Fig. 2 bezeichnet die Zahl 12 eine Magnetbefestigungs­ platte, an der später erörterte Magnete 20, 21, 22 und 23 befestigt sind. Hierbei unterscheidet sich der Aufbau der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung von demjenigen der oben ge­ nannten herkömmlichen Vorrichtung nur darin, daß vier Per­ manentmagnete 20-23 mit neuer Anordnung an der Magnetbe­ festigungsplatte befestigt sind. Außerdem sind ein Substrat­ halter 6, ein Heizer 9, ein O-Ring 10 und eine Führungsstan­ ge 11 für den Heizer vorhanden. Darüber hinaus ist in der Nähe des Substrats 7, falls erforderlich, ein Magnetfeld- Überwachungselement 30 zum Erfassen des an ein Substrat 7 angelegten Magnetfelds vorhanden.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für die Anordnung der vier an der Magnetbefestigungsplatte 12 befestigten Stabmagnete 20-23 sowie des Substrats 7.
Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, besteht eine N-Pol-Magnet­ felderzeugungseinrichtung aus einem Paar Magnete 20 und 21, deren N-Pol auf das Substrat 7 gerichtet ist, und eine S-Pol-Magnetfelderzeugungseinrichtung besteht ferner aus einem Paar weiterer Magnete 22 und 23, deren S-Pol auf das Sub­ strat 7 gerichtet ist. Das Substrat 7 liegt beinahe an der mittleren Position zwischen der N- und der S-Pol-Magnetfeld­ erzeugungseinrichtung in der horizontalen Ebene, die diese Einrichtungen enthält. Darüber hinaus ist am Substrat ein gerader Teil 14 ausgebildet, damit sich dieses nicht drehen kann.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 die Verteilung des an das Substrat 7 angelegten Magnetfelds erläutert.
Im Allgemeinen ist bei einem Stabpermanentmagnet, dessen Längsrichtung rechtwinklig zu seiner Magnetisierungsrichtung (Richtung der Pole) verläuft, der magnetische Oberflächen­ fluß in der Nähe seiner mittleren Position am stärksten, und der Magnetfluß strahlt von dieser mittleren Position aus oder ist auf diese zentriert. Daher strahlt, wenn die vier Magnete 20-23 so angeordnet sind, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, der Magnetfluß von der mittleren Position jedes Magnets ab oder ist hierauf zentriert. Demgemäß heben die jeweiligen Vertikalkomponenten (Komponenten in y-Rich­ tung) des durch das Paar Magnete 20 und 21 (22 und 23) er­ zeugten Magnetflusses einander auf, und das durch die N- und die S-Pol-Magnetfelderzeugungseinrichtung erzeugte Magnet­ feld ist gleichmäßig parallel zur x-Richtung. So kann unter Verwendung dieser Anordnung von vier Magneten 20-23) ein in der x-Richtung gleichmäßig paralleles Magnetfeld an alle Orte an der Oberfläche des Substrats 7 angelegt werden.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 werden nun die Film­ bildungsvorgänge in der Vorrichtung dieses Ausführungsbei­ spiels erläutert.
Als erstes werden die Magnete 20-23 und das Substrat 7 an der Magnetbefestigungsplatte 12 bzw. dem Substrathalter 6 ausgerichtet und befestigt. Als nächstes wird durch die HF- Spannungsquelle eine Spannung an das Target 3 angelegt, wo­ durch ein Plasma erzeugt wird. Dadurch werden vom Target 3 Sputterteilchen emittiert, die die Oberfläche des Substrats 7 erreichen und dort einen magnetischen Film erzeugen. Da an das gesamte Gebiet nahe dem Substrat 7 durch die an der Mag­ netbefestigungsplatte 12 befestigten Magnete 20-23 ein gleichmäßig zur x-Richtung paralleles Magnetfeld angelegt wird, wie oben angegeben, werden die Sputterteilchen in der­ selben Richtung magnetisiert. So wird ein magnetischer Film mit unidirektionaler Magnetisierung hergestellt.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 ein Verfahren zum Anordnen der Magnete in der Vorrichtung dieses Ausführungsbeispiels erläutert, wobei die Anordnung derge­ stalt ist, daß das an das Substrat 7 angelegte Magnetfeld in einer Richtung parallel zur x-Richtung gleichmäßig ausge­ richtet ist.
In Fig. 3 sind die folgenden Symbole enthalten: die Spalt­ weite d zwischen den zwei Magneten in jedem Paar von Magne­ ten 20 und 21 bzw. 22 und 23, die Weite L zwischen der N-Pol-Magnetfelderzeugungseinrichtung (20 und 21) und der S-Pol-Magnetfelderzeugungseinrichtung (22 und 23); sowie die Gesamtlänge e dieser Einrichtungen.
Fig. 4 zeigt die Beziehung zwischen dem Kippwinkel und der Spaltweite d in jedem Paar von Magneten mit vorgegebener Größe innerhalb der Vorrichtung. Der Kippwinkel ist als die maximale Winkeldifferenz in horizontaler Richtung zwischen dem Magnetfeldwinkel und der erforderlichen Magnetfeldrich­ tung an jeder Position am Substrat 7 für einen Vorgabewert von d definiert.
Die Stärke und die Richtung des an das Substrat 7 angelegten Magnetfelds (Magnetfeldverteilung) ist durch einen geeigne­ ten Oberflächenmagnetfluß für jeden Magnet und durch die relative Positionsbeziehung zwischen den Magneten 20-23 bestimmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Anordnung der Magnete 20-23 zum Erhalten eines gleichmäßig in einer Richtung ausgerichteten Magnetfelds wie folgt bestimmt.
Zunächst werden der Abstand L zwischen den zwei Paaren von Magneten sowie die Gesamtlänge e der zwei Paare eingestellt. Als nächstes werden Parameter-Überblicksberechnungen für die Magnetfeldverteilung unter Verwendung eines Analyseprogramms für ein dreidimensionales Magnetfeld unter Variation des Pa­ rameters d ausgeführt. Bei der Parameter-Übersichtsberech­ nung werden die Größe und die Remanenz jedes Magnets sowie die Anordnung der Magnete 20-23 in das genannte Analyse­ programm eingegeben.
Aus dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel, bei dem es sich um das Ergebnis einer Parameterübersicht handelt, ist erkenn­ bar, daß der Kippwinkel bei einem bestimmten Wert der Spaltweite d am kleinsten wird. Daher ist es möglich, das optimale Magnetfeld durch Optimieren der Spaltweite d an das Substrat anzulegen. So ist es gemäß der obigen Vorgehenswei­ se möglich, die Größe jedes Magnets und die Anordnung der Magnete zu bestimmen, durch die ein gleichmäßig paralleles Magnetfeld an das Substrat 7 angelegt werden kann.
Ferner ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Optimierung der Magnetanordnung vergleichsweise einfach, da die optimale Anordnung der Magnete nur vom Abstand L zwischen den Paaren von Magneten und der Spaltweite d abhängt. Auch ist es nicht erforderlich, da als Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung für jeden Pol ein Paar Magnete verwendet wird, einen großen Mag­ net für jeden Magnet der Paare zu verwenden.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Fig. 5, 6 und 7 andere Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der die Positionen der Mag­ nete 20-23 sowie ihr jeweiliger Rotationswinkel an der Magnetbefestigungsplatte 12 variabel sind. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel ist gleichmäßige Parallelität des Magnet­ felds beibehalten, jedoch kann die Stärke des an das Sub­ strat 7 angelegten Magnetfelds durch Ändern der Spaltweite d zwischen den zwei Magneten jedes Paars und durch den Abstand L zwischen den zwei Paaren eingestellt werden. Ferner kann durch die obige Anordnung auch die Verzerrung des gleichmä­ ßig parallelen Magnetfelds, wie durch Streuungen der Ober­ flächenmagnetflußdichte in den vier Magneten hervorgerufen, korrigiert werden.
Demgemäß kann bei diesem Ausführungsbeispiel selbst dann, wenn der Abstand L zwischen den zwei Paaren von Magneten va­ riiert wird, die Stärke des an das Substrat 7 angelegten Magnetfelds geändert werden, ohne daß die gleichmäßige Par­ allelität des Magnetfelds verlorengeht. Die obige Einstel­ lung wird auf Grundlage des Ergebnisses der vorab berechne­ ten Magnetfeldverteilung oder auf Grundlage von Ergebnissen von Messungen ausgeführt, wie sie durch das Magnetfeld-Über­ wachungselement 30 vorgenommen werden.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 ist ein Paar Hilfsmagnete 24 und 25 zwischen den zwei Paaren von Magneten in der horizon­ talen xy-Ebene symmetrisch zur mittleren x-Achse des Sub­ strats 7 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, noch besser gleichmäßige Parallelität des an das Substrat 7 angelegten Magnetfelds zu erzielen, da eine Ex­ pansion des Magnetfelds in vertikaler y-Richtung an Orten nahe den beiden Enden des Substrats 7 in vertikaler Richtung mehr als beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 unterdrückt werden kann.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 7 ist jeweils ein Paar von Hilfsmagneten 26 und 27 bzw. 28 und 29 an einem jeweiligen Magnet der Paare 20 und 21 bzw. 22 und 23 an der Innenseite des Endabschnitts an der vom Spalt abgewandten Seite, auf das Substrat hin gerichtet, befestigt. Auch bei diesem Aus­ führungsbeispiel kann besser gleichmäßige Parallelität des an das Substrat 7 angelegten Magnetfelds als beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erzielt werden, da die vertikale Expansion des Magnetfelds an Orten nahe den beiden vertikalen Enden des Substrats 7 besser unterdrückt werden kann.
Bei den obigen Ausführungsbeispielen sind zwar Permanentmag­ nete für die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtungen verwendet, jedoch kann hervorragend gleichmäßige Parallelität des an das Substrat 7 angelegten Magnetfelds auch unter Verwendung von Magnetspulen erzielt werden.
Ferner konnten die Erfinder klarstellen, daß das Verhältnis aus der Fläche des Substrats 7 zu einer Fläche in der hori­ zontalen xy-Ebene parallel zur Fläche des Substrats, die das Substrat innerhalb der Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung um­ faßt, größer als ungefähr 0,14 ist, und daß der Kippwinkel des an das Substrat angelegten Magnetfelds durch die obigen Ausführungsbeispiele unter weniger als 0,6° gehalten wird.
Wie oben erläutert, ist es möglich, ein Magnetfeld mit her­ vorragenderen magnetischen Eigenschaften als denen des Mag­ netfelds zu erzielen, wie es bei der herkömmlichen Vorrich­ tung zum Erzeugen eines magnetischen Films angelegt wird, da gemäß der Erfindung ein gleichmäßig paralleles Magnetfeld an ein gesamtes Substrat angelegt werden kann, ohne die Größe von Magneten zu erhöhen, und zwar selbst dann, wenn der Ab­ stand zwischen den Paaren von Magneten erhöht wird, um einem größeren Substrat zu entsprechen. Ferner kann eine gewünsch­ te Verteilung des an das Substrat angelegten Magnetfelds er­ zielt werden, da es möglich ist, die Stärke des angelegten Magnetfelds einzustellen, ohne daß die gleichmäßige Paral­ lelität desselben verlorengeht, was dadurch erfolgt, daß das Magnetfeld-Erzeugungssystem so aufgebaut wird, daß die Positionen der Magnete und der Drehwinkel jedes Magnets ein­ stellbar sind, oder daß zwischen den zwei Paaren von Magne­ ten ein Paar Hilfsmagnete angebracht wird.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines magnetischen Films mit:
  • - einer Filmbildungsquelle (3) zum Emittieren von Filmbil­ dungsteilchen;
  • - einem Substrathalter (6) zum Halten eines Substrats (7), auf dem durch die Filmbildungsteilchen ein magnetischer Film erzeugt wird; und
  • - einer Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung (20-23) zum Anle­ gen eines Magnetfelds an das Substrat;
dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeld-Erzeugungsein­ richtung einen solchen Aufbau aufweist, daß das Verhältnis aus der Fläche des Substrats zu einer Fläche in der horizon­ talen xy-Ebene parallel zur Oberfläche des Substrats (ein­ schließlich des Substrats) innerhalb der Magnetfeld-Erzeu­ gungseinrichtung größer als ungefähr 0,14 ist und der Kipp­ winkel des an das Substrat angelegten Magnetfelds auf weni­ ger als 0,6° gehalten ist, was durch Unterdrücken einer ver­ tikalen Expansion des Magnetfelds an Orten nahe den beiden vertikalen Enden des Substrats erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung zwei Paare von Magneten (20, 21; 22, 23) aufweist, wobei jedes Paar der Magnete aus zwei Stabmagneten besteht, die in einer Linie mit einer Spaltweite d voneinander angeordnet sind und je­ weilige Paare von Magnetpolen aufweisen, wobei die Richtung jedes Paars der Magnetpole rechtwinklig zur Längsrichtung des Paars von Magneten, mit derselben Richtung, verläuft, und wobei die zwei Paare von Magneten mit dem gegenseitigen Abstand L in der horizontalen xy-Ebene beinahe symmetrisch zur vertikalen, mittleren y-Achse des Substrats (7) angeord­ net sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paare von Magneten (20, 21; 22, 23) alles Perma­ nentmagnete mit im Wesentlichen derselben Form sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der horizontalen xy-Ebene zwischen den zwei Paaren von Magneten (20, 21; 22, 23) ein Paar Hilfsmagnete (24, 25) beinahe symmetrisch zur mittleren x-Achse des Substrats (7) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Hilfsmagnete (26, 27; 28, 29) an den jeweili­ gen Endabschnitten jedes Paars von Magneten (20, 21; 22, 23) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (20 - 23) auf Grundlage einer vorab berechneten dreidimensionalen Magnetfeldvertei­ lung optimal angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der optimale Wert der Spaltweite d als Funktion des Ab­ stands L zwischen den Paaren von Magneten (20-23) beim Op­ timieren der Anordnung der Magnete gegeben ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Paare von Magneten (20, 21; 22, 23) sowie je­ der Magnet dieser Paare so befestigt sind, daß der Abstand L zwischen den zwei Paaren veränderlich ist, jeder Magnet verdrehbar ist und das an das Substrat (7) angelegte Magnet­ feld durch Ändern des Abstands L und des Drehwinkels jedes Magnets so eingestellt ist, daß das erforderliche Magnet­ feld erzielt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetfeld-Überwachungseinrichtung (30) innerhalb der Sputterkammer vorhanden ist, um das an das Substrat (7) angelegte Magnetfeld zu messen, wobei die Anordnung der Mag­ nete auf Grundlage der Messergebnisse durch die Magnetfeld- Überwachungseinrichtung optimal eingestellt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeld-Erzeugungseinrichtung zwei Spulen mit derselben Wicklungsrichtung aufweist, die so angeordnet sind, daß ihre Achsen in einer Linie in der parallelen x-Richtung des Substrats verbunden sind, das in der horizonta­ len xy-Ebene, die die Mittelachsen der zwei Spulen enthält, angeordnet ist, und wobei die zwei Spulen ferner beinahe symmetrisch zur vertikalen, mittleren y-Achse des Substrats angeordnet sind, wodurch Strom unidirektional in den zwei Spulen fließt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der zwei Magnetspulen und ihre Anordnung auf Grundlage einer vorab berechneten Verteilung des an das Sub­ strat angelegten dreidimensionalen Magnetfelds optimiert sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Magnetfeld-Überwachungseinrichtung zum Erfassen des an das Substrat angelegten Magnetfelds in der Sputter­ kammer vorhanden ist und der Stromfluß in den Magnetspulen auf Grundlage des Messergebnisses durch die Magnetfeld-Über­ wachungseinrichtung so eingestellt ist, daß das an das Sub­ strat angelegte Magnetfeld dem erforderlichen Magnetfeld entspricht.
DE19857699A 1997-12-16 1998-12-14 Vorrichtung zum Herstellen eines magnetischen Films Withdrawn DE19857699A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9346665A JPH11172432A (ja) 1997-12-16 1997-12-16 磁性膜形成装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19857699A1 true DE19857699A1 (de) 1999-06-24

Family

ID=18384992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19857699A Withdrawn DE19857699A1 (de) 1997-12-16 1998-12-14 Vorrichtung zum Herstellen eines magnetischen Films

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6099706A (de)
JP (1) JPH11172432A (de)
KR (1) KR19990063056A (de)
DE (1) DE19857699A1 (de)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6579421B1 (en) 1999-01-07 2003-06-17 Applied Materials, Inc. Transverse magnetic field for ionized sputter deposition
US10047430B2 (en) 1999-10-08 2018-08-14 Applied Materials, Inc. Self-ionized and inductively-coupled plasma for sputtering and resputtering
US8696875B2 (en) * 1999-10-08 2014-04-15 Applied Materials, Inc. Self-ionized and inductively-coupled plasma for sputtering and resputtering
JP4219566B2 (ja) * 2001-03-30 2009-02-04 株式会社神戸製鋼所 スパッタ装置
US7033514B2 (en) * 2001-08-27 2006-04-25 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for micromachining using a magnetic field and plasma etching
US7504006B2 (en) * 2002-08-01 2009-03-17 Applied Materials, Inc. Self-ionized and capacitively-coupled plasma for sputtering and resputtering
US7638022B2 (en) * 2006-02-27 2009-12-29 Ascentool, Inc Magnetron source for deposition on large substrates
JP2008071379A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Fujitsu Ltd 磁気ヘッド素子の製造方法
US7538546B2 (en) * 2006-11-10 2009-05-26 Infinitum Solutions, Inc. In-plane magnetic field generation and testing of magnetic sensor
WO2018230752A1 (ko) * 2017-06-15 2018-12-20 한국기초과학지원연구원 웨이퍼 검사장치
CN112011771B (zh) * 2019-05-30 2022-02-22 北京北方华创微电子装备有限公司 偏置磁场控制方法、磁性薄膜沉积方法、腔室及设备
KR20240054413A (ko) * 2021-10-21 2024-04-25 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 반도체 프로세싱 동안 기판들 상에 자기장들을 생성하기 위한 장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4525262A (en) * 1982-01-26 1985-06-25 Materials Research Corporation Magnetron reactive bias sputtering method and apparatus
US4581118A (en) * 1983-01-26 1986-04-08 Materials Research Corporation Shaped field magnetron electrode
US4853102A (en) * 1987-01-07 1989-08-01 Hitachi, Ltd. Sputtering process and an apparatus for carrying out the same
EP0295649B1 (de) * 1987-06-16 1994-12-14 Hitachi, Ltd. Magnetron-Zerstäubungsgerät und Verfahren zur Anwendung desselben zur Schichtenherstellung
US5045166A (en) * 1990-05-21 1991-09-03 Mcnc Magnetron method and apparatus for producing high density ionic gas discharge
US5630916A (en) * 1993-03-02 1997-05-20 Cvc Products, Inc. Magnetic orienting device for thin film deposition and method of use
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
US5589039A (en) * 1995-07-28 1996-12-31 Sony Corporation In-plane parallel bias magnetic field generator for sputter coating magnetic materials onto substrates
JPH0971862A (ja) * 1995-09-06 1997-03-18 Hitachi Ltd 基板面外部磁場印加機構及び方法
JPH09228041A (ja) * 1996-02-19 1997-09-02 Hitachi Ltd スパッタ装置
US5804041A (en) * 1996-06-10 1998-09-08 Sony Corporation Method and apparatus for forming a magnetically oriented thin film

Also Published As

Publication number Publication date
US6099706A (en) 2000-08-08
KR19990063056A (ko) 1999-07-26
JPH11172432A (ja) 1999-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69403548T2 (de) Mit einer drehenden Magneten-Einheit und stehenden Elektromagneten ausgerüstetes Zerstäubungsgerät
DE10329383B4 (de) Ionenstrahldetektor für Ionenimplantationsanlagen, Faraday-Behälter dafür und Verfahren zur Steuerung der Eigenschaften eines Ionenstrahls mittels des Ionenstrahldetektors
DE69305127T2 (de) Vorrichtung zur Synchrotronstrahlungserzeugung und deren Herstellungsverfahren
DE102006035661B4 (de) Magnetfelderfassungsvorrichtung und Verfahren zu deren Einstellung
DE19857699A1 (de) Vorrichtung zum Herstellen eines magnetischen Films
DE102006024722B4 (de) Magnetfelddetektor sowie Verfahren zu seiner Herstellung
DE1764564B2 (de) Vorrichtung zur erzeugung eines homogenen magnetfeldes
DE68928610T2 (de) Passiver Ausgleichskörper zur Korrektur von (3,2)- und (3,-2)-harmonischen Gliedern bei magnetischen Resonanzmagneten
DE112009000123T5 (de) Substratauflage, mit dieser versehene Zerstäubungsvorrichtung, und Dünnschichtbildungsverfahren
DE69812828T2 (de) Ionenstrahl-Sputtering-System
DE2829784A1 (de) Geraet zur materialbearbeitung mittels eines durch ein stoermagnetfeld verlaufenden ladungstraegerstrahles
DE102011001569A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Modellieren von Antennen-Abstrahlcharakeristiken
DE69209028T2 (de) Ionenstrahl-Analyseverfahren
DE68915751T2 (de) Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes für ein Elektronspinresonanzsystem.
DE4430017A1 (de) Wien'sches Filter
WO2019072567A1 (de) Sensor für eine kernspinresonanzvorrichtung
EP3814793B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur lagebestimmung eines auf einem substrat angeordneten bauteils
DE102017120408B4 (de) Verfahren und Anordnung zum Ermitteln eines elektrischen Potentials und zum Ermitteln einer Verteilungsdichtefunktion eines Stromes von einem Strahl von Teilchen
DE102014105172B4 (de) Verfahren zur simultanen herstellung von wenigstens zwei permanentmagneten
DE102005045774A1 (de) Messvorrichtung und Verfahren zur berührungslosen Bestimmung der Lage zweier relativ zueinander verstellbarer Bauteile
DE1952150C3 (de) Anordnung und Verfahren zur Kompensation von magnetischen Störfeldern in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Flugzeug
DE102007019982B4 (de) Anordnung zur Ausbildung von Beschichtungen auf Substraten im Vakuum
DE1920941B2 (de) Vorrichtung zur Korrektur des Strahlenganges eines durch ein magnetisches Streufeld einer oder mehrerer magnetischer Linsen abgelenkten Elektronenstrahles
DE942518C (de) Einrichtung zur Kompensation der Symmetriefehler von Elektronenlinsen
DE4221058C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Magnetisieren eines Detektors für ferromagnetische Elemente

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee