JP2008025001A - Magnetron sputtering apparatus - Google Patents

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Hiroyuki Kanno
広之 管野
Koichi Fukuda
航一 福田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetron sputtering apparatus in which a thick target having a large thickness dimension (film thickness) can be used and a local erosion can be prevented and which is high in use efficiency. <P>SOLUTION: In the magnetron sputtering apparatus, a plasma is generated in a space between a cathode 1 on which a target 5 is placed and a substrate to be treated arranged to oppose to the cathode 1, and sputtering treatment is performed in a plasma space. The magnetron sputtering apparatus has such a cathode structure that the target 5 is formed of a ferromagnetic material, a couple of first and second magnets 2a, 2b, projecting to the plasma space side than the target 5, are provided, the couple of magnets 2a, 2b form a closed loop-like magnetic circuit including the target 5 and the plasma space as its parts, and the target 5 is provided at a position opposing to the magnetic circuit in the plasma space. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、スパッタリング装置に係り、特に、電子デバイスの製造および磁気センサー素子等への磁性膜形成に関わるマグネトロンスパッタリング装置の構造に関する。   The present invention relates to a sputtering apparatus, and more particularly, to a structure of a magnetron sputtering apparatus related to manufacture of an electronic device and formation of a magnetic film on a magnetic sensor element or the like.

従来より、薄膜成膜には、磁石を利用したスパッタリング装置が利用されている。   Conventionally, sputtering apparatuses using magnets have been used for thin film deposition.

従来における一般的なスパッタリング装置は、アルゴン(Ar)等の不活性ガスの導入口と排気口が配設された真空容器を有している。前記真空容器の内部には、真空容器と同電位となるように接地された取付板に取付けられ、陽極として作用する被処理基板と、陰極として作用するターゲットとが対向するようにして配置されている。   A conventional general sputtering apparatus has a vacuum vessel provided with an inlet and an outlet for an inert gas such as argon (Ar). Inside the vacuum vessel, it is attached to a mounting plate that is grounded so as to have the same potential as the vacuum vessel, and a substrate to be processed that acts as an anode and a target that acts as a cathode are arranged to face each other. Yes.

前記ターゲットは、ステンレス銅等からなるバッキングプレートに取付られており、前記バッキングプレートは電気的に絶縁され、かつ、真空気密を保つようにして真空容器に取付けられている。   The target is attached to a backing plate made of stainless steel or the like, and the backing plate is electrically insulated and attached to the vacuum vessel so as to keep vacuum airtightness.

そして、前記バッキングプレートの背面側、すなわち、ターゲットの被処理基板側には、磁石が配置されている。また、前記バッキングプレートには、ターゲットの被処理基板側に配置された磁石の磁気回路を、真空容器内におけるターゲット上に導くためのヨークが配設されている。   A magnet is disposed on the back side of the backing plate, that is, on the target substrate side of the target. The backing plate is provided with a yoke for guiding a magnetic circuit of a magnet disposed on the target substrate side of the target onto the target in the vacuum vessel.

このように構成されたスパッタリング装置においては、真空容器内に不活性ガスを導入し、真空とした状態で、前記バッキングプレートにスパッタ電源によって−400V前後の電圧を印加する。   In the sputtering apparatus configured as described above, an inert gas is introduced into a vacuum vessel, and a voltage of about −400 V is applied to the backing plate by a sputtering power source in a vacuum state.

これにより、陽極として作用する被処理基板と陰極として作用するターゲットとの間に生じる放電により発生した電子が、磁気回路の磁気の作用を受け、ターゲットの表面近傍の空間において不活性ガスの分子と衝突し、不活性ガスを励起または電離して高密度のプラズマを発生させる。   As a result, the electrons generated by the discharge generated between the target substrate acting as the anode and the target acting as the cathode are subjected to the magnetic action of the magnetic circuit, and the inert gas molecules Colliding and exciting or ionizing the inert gas to generate a high density plasma.

そして、このプラズマを磁場によってターゲット上面の近傍に高密度化させ、高効率でプラズマ中のガスイオンをターゲットに衝突させてスパッタリングし、スパッタリングされたターゲットの粒子(原子)を被処理基板の表面に付着させることにより、薄膜を形成することができる(例えば特許文献1、2参照)。   Then, the plasma is densified near the upper surface of the target by a magnetic field, and gas ions in the plasma collide with the target and are sputtered with high efficiency. By attaching, a thin film can be formed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

実開平2−118751号公報Japanese Utility Model Publication No. 2-118751 特開平2−194171号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-194171

このように、従来のスパッタリング装置においては、プラズマを捉える磁場をターゲット上面の近傍に得る構成とされている。   Thus, the conventional sputtering apparatus is configured to obtain a magnetic field for capturing plasma in the vicinity of the upper surface of the target.

しかしながら、ターゲットがコバルト、鉄などの強磁性材料である場合、磁場がターゲットに引き込まれてその内部に閉じ込められ、ターゲット上面の近傍には漏洩しにくい。よって、十分な漏れ磁場をターゲット上に得るためには、ターゲットの厚さ寸法を1mm程度と薄く形成しなくてはならず、ターゲット材料の使用期間が短く、ターゲットの交換作業のためにスパッタリング装置を停止する頻度も多くなり、量産性に問題があった。   However, when the target is a ferromagnetic material such as cobalt or iron, a magnetic field is drawn into the target and confined in the target, and is unlikely to leak near the upper surface of the target. Therefore, in order to obtain a sufficient leakage magnetic field on the target, the thickness of the target must be formed as thin as about 1 mm, the target material is used for a short period of time, and the sputtering apparatus is used for target replacement work. The frequency of stopping was increased, and there was a problem in mass productivity.

またさらに、漏れ磁場が不適当であると、ターゲットに局所的エロージョンが発生してしまうので、ターゲット交換の頻度は益々多くなる。   Furthermore, if the leakage magnetic field is inappropriate, local erosion occurs on the target, and the frequency of target replacement increases more and more.

そこで、本発明は、ターゲットが強磁性材料の場合でも、厚さ寸法(膜厚)の厚いターゲットが使用可能であり、局所的エロージョンを防いで、使用効率の良好なマグネトロンスパッタリング装置を提供することを目的とするものである。   Accordingly, the present invention provides a magnetron sputtering apparatus that can use a target having a large thickness dimension (film thickness) even when the target is a ferromagnetic material, prevents local erosion, and has good use efficiency. It is intended.

前述した目的を達成する本発明のマグネトロンスパッタリング装置の第1の特徴は、ターゲットを載置したカソードと、該カソードと対向する被処理基板との間の空間にプラズマを発生させ、該プラズマ空間内でスパッタ処理を行うマグネトロンスパッタリング装置であって、前記ターゲットは強磁性材料からなり、前記ターゲットよりもプラズマ空間側に突出した第1、第2の1対の磁石を備え、前記1対の磁石が、前記ターゲット及び前記プラズマ空間をその一部とする閉ループ状の磁気回路を形成しており、前記ターゲットが、前記プラズマ空間中の磁気回路と対向する位置にあるカソード構造を有する点にある。   The first feature of the magnetron sputtering apparatus of the present invention that achieves the above-described object is that plasma is generated in a space between a cathode on which a target is placed and a substrate to be processed facing the cathode, The target is made of a ferromagnetic material, and includes a first and a second pair of magnets projecting toward the plasma space from the target, and the pair of magnets includes: A closed loop magnetic circuit having the target and the plasma space as a part thereof is formed, and the target has a cathode structure in a position facing the magnetic circuit in the plasma space.

このような構成を備えた本発明のマグネトロンスパッタリング装置は、ターゲットがヨーク材としての役割をなすことにより、プラズマ発生空間と、ターゲット中を経路の一部とする閉じた磁気回路を形成することができる。   The magnetron sputtering apparatus of the present invention having such a configuration can form a plasma generation space and a closed magnetic circuit having a part of the path in the target by the role of the target as a yoke material. it can.

よって、ターゲットがプラズマ発生空間中の磁場を引き込んでそれを弱めることがなく、プラズマ発生空間中に十分な磁場強度を得ることができるので、ターゲットの厚み寸法を増すことができる。したがって、ターゲット材料の使用期間を長くでき、交換のためにマグネトロンスパッタリング装置を停止する頻度が少なくなり、量産性を向上させることができる。   Therefore, the target does not attract and weaken the magnetic field in the plasma generation space, and a sufficient magnetic field strength can be obtained in the plasma generation space. Therefore, the thickness dimension of the target can be increased. Therefore, the use period of the target material can be extended, the frequency of stopping the magnetron sputtering apparatus for replacement is reduced, and the mass productivity can be improved.

また、本発明のマグネトロンスパッタリング装置の第2の特徴は、前記第1磁石は前記カソードの中心部に配設され、前記ターゲットは円環状の形状で前記第1磁石を囲んで配置されており、前記第2磁石が前記ターゲットの外周部に配設されている点にある。   A second feature of the magnetron sputtering apparatus of the present invention is that the first magnet is disposed at the center of the cathode, and the target is disposed in an annular shape so as to surround the first magnet. The second magnet is disposed on the outer periphery of the target.

このような構成を備えた本発明のマグネトロンスパッタリング装置によれば、磁場が円環状に形成されるので電子が平面視外周方向に飛び出すのを防ぐことができる。すなわち本発明のマグネトロンスパッタリング装置は、電子をトラップし易く、プラズマが安定したものとなる。   According to the magnetron sputtering apparatus of the present invention having such a configuration, since the magnetic field is formed in an annular shape, electrons can be prevented from jumping out in the outer peripheral direction in plan view. That is, the magnetron sputtering apparatus of the present invention easily traps electrons and stabilizes the plasma.

さらに、本発明のマグネトロンスパッタリング装置の第3の特徴は、前記第1、2の磁石が前記磁気回路を構成する一部となるヨーク上に載置されており、前記ターゲットと前記ヨークが略同一面上にある点にある。   Furthermore, a third feature of the magnetron sputtering apparatus of the present invention is that the first and second magnets are placed on a yoke that forms a part of the magnetic circuit, and the target and the yoke are substantially the same. It is at a point on the surface.

このような構成を備えた本発明のマグネトロンスパッタリング装置は、閉じた磁気回路内での磁気的損失が少なく、結果としてプラズマ発生空間内の磁場も強いものとなる。   The magnetron sputtering apparatus of the present invention having such a configuration has less magnetic loss in the closed magnetic circuit, and as a result, the magnetic field in the plasma generation space becomes stronger.

またさらに、本発明のマグネトロンスパッタリング装置の第4の特徴は、前記第1、2の磁石および前記ヨークを含む前記カソードの全域を覆うバッキングプレートを有し、前記バッキングプレートには、前記第1の磁石と前記第2の磁石との間隙を凹ませてなる円環状の凹部が形成されており、前記ターゲットは、少なくとも前記凹部内に配設されている点にある。   Still further, a magnetron sputtering apparatus according to a fourth aspect of the present invention has a backing plate that covers the entire area of the cathode including the first and second magnets and the yoke, and the backing plate includes the first An annular recess formed by recessing the gap between the magnet and the second magnet is formed, and the target is at least disposed in the recess.

このような構成を備えた本発明のマグネトロンスパッタリング装置は、ターゲット材料以外の不純物がスパッタされることがない。   In the magnetron sputtering apparatus of the present invention having such a configuration, impurities other than the target material are not sputtered.

そして、本発明のマグネトロンスパッタリング装置の第5の特徴は、前記第1の磁石は、前記カソードの中心に対して偏心した状態で回転自在に配設されている点にある。   A fifth feature of the magnetron sputtering apparatus according to the present invention is that the first magnet is rotatably arranged in an eccentric state with respect to the center of the cathode.

このような構成を備えた本発明のマグネトロンスパッタリング装置によれば、第1の磁石を前記カソードの中心に対して偏心した状態で回転自在に配設することで、局所的エロージョンをさらに確実に回避することができる。   According to the magnetron sputtering apparatus of the present invention having such a configuration, local erosion can be avoided more reliably by disposing the first magnet in a state of being eccentric with respect to the center of the cathode. can do.

まず、本発明のマグネトロンスパッタリング装置の第1実施形態におけるカソード構造について図1を用いて説明する。図1は本発明のマグネトロンスパッタリング装置の要部であるカソードの構造を示す要部断面図である。なお、マグネトロンスパッタリング装置自体の構成は前述した従来から用いられているマグネトロンスパッタリング装置と同様とし、その説明は省略する。   First, the cathode structure in the first embodiment of the magnetron sputtering apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of the main part showing the structure of the cathode which is the main part of the magnetron sputtering apparatus of the present invention. The configuration of the magnetron sputtering apparatus itself is the same as that of the previously used magnetron sputtering apparatus, and the description thereof is omitted.

本実施形態のマグネトロンスパッタリング装置は、中心部に配設された第1の磁石2aと、前記第1の磁石2aを中心として円環状に取り囲んで配設された第2の磁石2bを備えている。   The magnetron sputtering apparatus of the present embodiment includes a first magnet 2a disposed in the center and a second magnet 2b disposed in an annular shape around the first magnet 2a. .

前記第1の磁石2aおよび第2の磁石2bはそれぞれ円盤状の第1ヨーク3a及び円環状の第2ヨーク3b上に載置されている。本実施形態において、第1ヨーク3a及び第2ヨーク3bは鉄からなる。   The first magnet 2a and the second magnet 2b are placed on a disk-shaped first yoke 3a and an annular second yoke 3b, respectively. In the present embodiment, the first yoke 3a and the second yoke 3b are made of iron.

そして、前記第1の磁石2aおよび第2の磁石2bの上方には外形形状を円形とされたステンレス銅からなるバッキングプレート4が配設されている。本実施形態において、前記バッキングプレート4には、前記第1の磁石2aと第2の磁石2bとの間に形成される間隙に対応する部分を凹ませた円環状の凹部4aが形成されている。そして、前記凹部4aを含むバッキングプレート4の表面には円環状に形成された、強磁性材料としてのコバルト、鉄、またその合金などの強磁性材料(微量添加元素が存在する場合もあり)からなるターゲット5が配設されている。すなわち、本実施形態においては、カソードの中心部に配設された前記第1の磁石2aを囲んでバッキングプレート4の前記凹部4aには、主たるターゲット材料として機能する円環状の第1ターゲット5aが配置されており、その円環状のターゲットの外周部に前記第2の磁石2bが配設されていることとなる。   A backing plate 4 made of stainless copper having a circular outer shape is disposed above the first magnet 2a and the second magnet 2b. In the present embodiment, the backing plate 4 is formed with an annular recess 4a in which a portion corresponding to a gap formed between the first magnet 2a and the second magnet 2b is recessed. . And, from the surface of the backing plate 4 including the concave portion 4a is formed in an annular shape, from a ferromagnetic material such as cobalt, iron, or an alloy thereof as a ferromagnetic material (a trace additive element may be present). A target 5 is provided. That is, in the present embodiment, an annular first target 5a that functions as a main target material is formed in the recess 4a of the backing plate 4 so as to surround the first magnet 2a disposed in the center of the cathode. The second magnet 2b is disposed on the outer periphery of the annular target.

ここで、前記凹部4aは、第1ターゲット5aを第1ヨーク3a及び第2ヨーク3bと略同一面上に位置させるとともに、前記第1の磁石2aおよび第2の磁石2bが前記第1ターゲット5aよりもプラズマを発生させる空間(以下プラズマ発生空間)側へ突出する深さ寸法に形成されている。   Here, the concave portion 4a positions the first target 5a on substantially the same plane as the first yoke 3a and the second yoke 3b, and the first magnet 2a and the second magnet 2b are connected to the first target 5a. It is formed to have a depth dimension that protrudes toward the space where plasma is generated (hereinafter referred to as plasma generation space).

そして、前記第1の磁石2aに対応する前記凹部4aの中央部分には円形の第2ターゲット5b、前記第2の磁石2bに対応する前記凹部4aの外周辺部分には円環状の第3ターゲット5cが配設されている。さらに、前記凹部4aを形成する外周側壁部及び内周側壁部には、それぞれ前記第1ターゲット5aと第3ターゲット5cとを連接させる第4ターゲット5d、第1ターゲット5aと第2ターゲット5bを連接させる第5ターゲット5eが配設されている。   A circular second target 5b is provided at the center of the recess 4a corresponding to the first magnet 2a, and an annular third target is provided at the outer peripheral portion of the recess 4a corresponding to the second magnet 2b. 5c is arranged. Furthermore, a fourth target 5d for connecting the first target 5a and the third target 5c, and a first target 5a and a second target 5b are connected to the outer peripheral side wall and the inner peripheral side wall forming the recess 4a, respectively. A fifth target 5e is disposed.

このような構成とされた、本実施形態のマグネトロンスパッタリング装置は、前記第1の磁石2aおよび第2の磁石2bが、前記第1ターゲット5a及びプラズマ発生空間をその一部とする閉ループ状の磁気回路を形成する。その際、前記第1ターゲット5aはプラズマ発生空間中の磁気回路に形成される平行磁場と対向して位置することとなる。   In the magnetron sputtering apparatus of the present embodiment configured as described above, the first magnet 2a and the second magnet 2b have a closed-loop magnetic structure in which the first target 5a and the plasma generation space are a part thereof. Form a circuit. At this time, the first target 5a is positioned opposite to the parallel magnetic field formed in the magnetic circuit in the plasma generation space.

図2には、このようなカソード1の構造を有するマグネトロンスパッタリング装置において、第1の磁石2aと第2の磁石2bが形成する磁場解析シミュレートの結果が示されている。   FIG. 2 shows the results of a magnetic field analysis simulation formed by the first magnet 2a and the second magnet 2b in the magnetron sputtering apparatus having such a cathode 1 structure.

この図2に示すように、前記カソード1は、強磁性材料からなる前記第1ターゲット5aがヨークとしての役割をなすことで、前記第1ターゲット5aを一部に含む磁気回路が形成され、その磁気回路における前記第2ターゲット5b及び第3ターゲット5c間に第1ターゲット5aに平行な磁場(平行磁場)が形成されることが確認されている。   As shown in FIG. 2, in the cathode 1, the first target 5a made of a ferromagnetic material serves as a yoke, so that a magnetic circuit including the first target 5a in part is formed. It has been confirmed that a magnetic field (parallel magnetic field) parallel to the first target 5a is formed between the second target 5b and the third target 5c in the magnetic circuit.

なお、このシミュレーションに用いた第1ターゲット5aの厚さ寸法は20mmである。このように、本実施形態のマグネトロンスパッタリング装置においては、20mmの厚さ寸法に形成された第1ターゲット5を用いても、該第1ターゲット5が磁場を弱めることがなく、磁気回路の形成にヨークとして貢献することを確認できた。   In addition, the thickness dimension of the 1st target 5a used for this simulation is 20 mm. As described above, in the magnetron sputtering apparatus of this embodiment, even when the first target 5 having a thickness of 20 mm is used, the first target 5 does not weaken the magnetic field, and the magnetic circuit can be formed. It was confirmed that he contributed as York.

また、第4ターゲット5d及び第5ターゲット5eの厚さ寸法は1mm以下とした。このように、前記平行磁場と直交して配設される前記第4ターゲット5d及び第5ターゲット5eの厚さ寸法は薄い方が望ましい。仮に、第4ターゲット5d及び第5ターゲット5eを厚く形成した場合には、第1ターゲット5aに平行な磁場を形成できなくなってしまうためであり、バッキングプレート4の外周側壁部及び内周側壁部を構成する材料がスパッタされることにより主たるターゲット材料からなる成膜中に混入しないように、前記バッキングプレート4を被覆できれば十分だからである。   Moreover, the thickness dimension of the 4th target 5d and the 5th target 5e was 1 mm or less. As described above, it is desirable that the fourth target 5d and the fifth target 5e disposed perpendicular to the parallel magnetic field have a small thickness. If the fourth target 5d and the fifth target 5e are formed thick, a magnetic field parallel to the first target 5a cannot be formed. The outer peripheral side wall and the inner peripheral side wall of the backing plate 4 are not formed. This is because it is sufficient to cover the backing plate 4 so that the constituent material is not sputtered during the film formation of the main target material.

そして、このようなカソード1の構造を有するマグネトロンスパッタリング装置においては、磁気回路における前記第1ターゲット5aと対向する位置に発生させた平行磁場に発生するプラズマを高密度で捉え、前記平行磁場と対向して位置する陰極としての前記第1ターゲット5aをスパッタリングし、前記第1ターゲット5aに対向して配設された陽極上に支持される被処理基板の表面に第1ターゲット5aの材料膜を成膜する。   In the magnetron sputtering apparatus having such a cathode 1 structure, the plasma generated in the parallel magnetic field generated at the position facing the first target 5a in the magnetic circuit is captured at high density and is opposed to the parallel magnetic field. The first target 5a serving as a cathode positioned at the same position is sputtered, and a material film of the first target 5a is formed on the surface of the substrate to be processed which is supported on the anode disposed to face the first target 5a. Film.

その際、本実施形態のマグネトロンスパッタリング装置の磁気回路に形成される前記平行磁場は幅の広い平行磁場となるので、主たるターゲット材料としての第1ターゲット5aの表面略全面をスパッタすることができ、局所的エロージョンの発生を回避することができる。   At that time, since the parallel magnetic field formed in the magnetic circuit of the magnetron sputtering apparatus of the present embodiment is a wide parallel magnetic field, it is possible to sputter the substantially entire surface of the first target 5a as the main target material, Generation of local erosion can be avoided.

また、磁気回路は第1ターゲット5a、第1ヨーク3a及び第2ヨーク3b内を経路とし、閉じた磁気回路を構成するので、磁力強度も十分なものとなる。よって、強磁性材料からなる第1ターゲット5aの厚さ寸法を増しても、ターゲット5上に十分な漏れ磁場を得ることができ、ターゲット材料の使用期間が長くなるので、ターゲット材料の交換のためにマグネトロンスパッタリング装置を停止する頻度が少なくなり、量産性を向上させることができる。   Further, since the magnetic circuit forms a closed magnetic circuit through the first target 5a, the first yoke 3a, and the second yoke 3b, the magnetic strength is sufficient. Therefore, even if the thickness dimension of the first target 5a made of a ferromagnetic material is increased, a sufficient leakage magnetic field can be obtained on the target 5 and the usage period of the target material becomes longer. In addition, the frequency of stopping the magnetron sputtering apparatus is reduced, and the mass productivity can be improved.

なお、プラズマ中のガスイオンの中には外周側壁部や内周側壁部に衝突し、スパッタするものもあることから、前述のように、バッキングプレート4の表面全面にターゲット5を配設することが好ましい。しかしながら、バッキングプレート41の素材を、スパッタにより、ターゲット材料に混入したとしても被処理基板に成膜される材料膜の特性に悪影響を及ぼさない適当な材料とすれば、図3に示すように、第2ターゲット5b乃至第5ターゲット5eの配設を省略し、前記磁石2が形成する磁気回路内の第1ターゲット5aのみを配設したカソード構造としてもよい(第2実施形態)。   Since some gas ions in the plasma collide with the outer peripheral side wall and the inner peripheral side wall and are sputtered, the target 5 is disposed on the entire surface of the backing plate 4 as described above. Is preferred. However, if the material of the backing plate 41 is an appropriate material that does not adversely affect the characteristics of the material film formed on the substrate to be processed even if it is mixed into the target material by sputtering, as shown in FIG. The cathode structure in which the second target 5b to the fifth target 5e are omitted and only the first target 5a in the magnetic circuit formed by the magnet 2 is provided (second embodiment) may be employed.

また、前記磁石2を構成する第1の磁石2aからなる前記一方の極を、該磁石2の中心に対して偏心した状態で回転自在に配設してもよい(第3実施形態)。   Further, the one pole made of the first magnet 2a constituting the magnet 2 may be rotatably arranged in a state of being eccentric with respect to the center of the magnet 2 (third embodiment).

具体的には、図4に示すように、第1の磁石2aを偏心させて載置させた円形状の第1ヨーク3aを前記第1の磁石2aの中心に位置する回転軸6を以て回転自在とし、第2の磁石2bを前記第1の磁石2aの中心から等しい寸法に配置させる。   Specifically, as shown in FIG. 4, a circular first yoke 3a on which the first magnet 2a is eccentrically mounted is rotatable by a rotating shaft 6 positioned at the center of the first magnet 2a. The second magnet 2b is arranged with the same dimension from the center of the first magnet 2a.

このように、磁石2の一極を回転させることにより、局所的エロージョンをさらに確実に防止することができる。   Thus, local erosion can be more reliably prevented by rotating one pole of the magnet 2.

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。   In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible as needed.

本発明のマグネトロンスパッタリング装置の第1実施形態におけるカソードの構成を示す断面斜視図Sectional perspective view which shows the structure of the cathode in 1st Embodiment of the magnetron sputtering apparatus of this invention. 本発明のマグネトロンスパッタリング装置の第1実施形態におけるカソードの磁場解析シミュレート結果(バッキングプレート不図示)Simulation result of cathode magnetic field analysis in first embodiment of magnetron sputtering apparatus of the present invention (backing plate not shown) 本発明のマグネトロンスパッタリング装置の第2実施形態におけるカソードの構成を示す断面斜視図Sectional perspective view which shows the structure of the cathode in 2nd Embodiment of the magnetron sputtering apparatus of this invention. 本発明のマグネトロンスパッタリング装置の第3実施形態におけるカソードの構成を示す概略断面図Schematic sectional view showing the configuration of the cathode in the third embodiment of the magnetron sputtering apparatus of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1 カソード
2a 第1の磁石
2b 第2の磁石
3a 第1ヨーク
3b 第2ヨーク
4 バッキングプレート
4a 凹部
5 ターゲット
5a 第1ターゲット
5b 第2ターゲット
5c 第3ターゲット
5d 第4ターゲット
5e 第5ターゲット
6 回転軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cathode 2a 1st magnet 2b 2nd magnet 3a 1st yoke 3b 2nd yoke 4 Backing plate 4a Recessed part 5a 1st target 5b 2nd target 5c 3rd target 5d 4th target 5e 5th target 6 Rotating shaft

Claims (5)

ターゲットを載置したカソードと、該カソードと対向する被処理基板との間の空間にプラズマを発生させ、該プラズマ空間内でスパッタ処理を行うマグネトロンスパッタリング装置であって、前記ターゲットは強磁性材料からなり、前記ターゲットよりもプラズマ空間側に突出した第1、第2の1対の磁石を備え、前記1対の磁石が、前記ターゲット及び前記プラズマ空間をその一部とする閉ループ状の磁気回路を形成しており、前記ターゲットが、前記プラズマ空間中の磁気回路と対向する位置にあるカソード構造を有することを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。 A magnetron sputtering apparatus for generating a plasma in a space between a cathode on which a target is placed and a substrate to be processed facing the cathode, and performing a sputtering process in the plasma space, wherein the target is made of a ferromagnetic material. Comprising a first and second pair of magnets protruding from the target toward the plasma space, and the pair of magnets includes a closed loop magnetic circuit having the target and the plasma space as a part thereof. A magnetron sputtering apparatus, wherein the magnetron sputtering apparatus is formed, and the target has a cathode structure located at a position facing a magnetic circuit in the plasma space. 前記第1磁石は前記カソードの中心部に配設され、前記ターゲットは円環状の形状で前記第1磁石を囲んで配置されており、前記第2磁石が前記ターゲットの外周部に配設されていることを特徴とする請求項1記載のマグネトロンスパッタリング装置。 The first magnet is disposed at a central portion of the cathode, the target is disposed in an annular shape so as to surround the first magnet, and the second magnet is disposed at an outer peripheral portion of the target. The magnetron sputtering apparatus according to claim 1, wherein: 前記第1、2の磁石が前記磁気回路を構成する一部となるヨーク上に載置されており、前記ターゲットと前記ヨークが略同一面上にあることを特徴とする請求項2記載のマグネトロンスパッタリング装置。 3. The magnetron according to claim 2, wherein the first and second magnets are placed on a yoke that is a part of the magnetic circuit, and the target and the yoke are on substantially the same plane. Sputtering equipment. 前記第1、2の磁石および前記ヨークを含む前記カソードの全域を覆うバッキングプレートを有し、前記バッキングプレートには、前記第1の磁石と前記第2の磁石との間隙を凹ませてなる円環状の凹部が形成されており、前記ターゲットは、少なくとも前記凹部内に配設されており、前記バッキングプレートの前記ターゲット以外の箇所は、前記ターゲットと同一の材料で覆われている、ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載のマグネトロンスパッタリング装置。 A backing plate that covers the entire area of the cathode including the first and second magnets and the yoke, and the backing plate has a circle in which a gap between the first magnet and the second magnet is recessed; An annular recess is formed, the target is disposed at least in the recess, and portions other than the target of the backing plate are covered with the same material as the target. The magnetron sputtering apparatus according to claim 2 or 3. 前記第1の磁石は、前記カソードの中心に対して偏心した状態で回転自在に配設されていることを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載のマグネトロンスパッタリング装置。 5. The magnetron sputtering apparatus according to claim 2, wherein the first magnet is rotatably arranged in an eccentric state with respect to the center of the cathode. 6.
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