JP2014047369A - Sputtering device, and magnet assembly - Google Patents

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Hiroyuki Hosoya
裕之 細谷
Toshikazu Irisawa
寿和 入澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering device for performing a sputtering deposition treatment by controlling an incident angle of sputtering particles with respect to a substrate to improve the film thickness distribution in the substrate face.SOLUTION: A magnet assembly of a target back surface comprising a plurality of magnet units arranged in a longer side direction. In the region, in which a magnetic tunnel is formed on the target, the distribution of an erosion progression rate is improved, so that the film thickness distribution in the substrate face is also improved.

Description

本発明は、スパッタリング成膜装置に関する。特に基板に対して、スパッタリングターゲットから飛散した粒子が特定の角度で入射するスパッタリング成膜装置に関する。   The present invention relates to a sputtering film forming apparatus. In particular, the present invention relates to a sputtering film forming apparatus in which particles scattered from a sputtering target are incident on a substrate at a specific angle.

基板に対して所定の角度でスパッタ粒子を入射させつつ成膜を行うために、基板への成膜中に、基板、スパッタリングターゲット及び遮蔽部材をそれぞれ回転制御する装置が知られている(例えば特許文献1)。このような入射角制御スパッタ(以下CIS:Control Incident sputtering ともいう)装置では、基板の径に対応した矩形のターゲットを用いてスパッタリング(以下単にスパッタともいう)成膜処理が行われる。   In order to perform film formation while sputtered particles are incident on the substrate at a predetermined angle, an apparatus that controls the rotation of the substrate, the sputtering target, and the shielding member during film formation on the substrate is known (for example, a patent). Reference 1). In such an incident angle control sputtering (hereinafter also referred to as CIS: Control Incident sputtering) apparatus, sputtering (hereinafter also simply referred to as sputtering) film forming processing is performed using a rectangular target corresponding to the diameter of the substrate.

WO2010−073307号公報WO2010-073307

上述した矩形のターゲットの裏面には、ターゲットの基板側の面上に所定の漏洩磁場を形成して磁気ループを形成するために、図14(a)に示すような矩形のマグネットユニット1が配置される。図14(a)において、11は内側磁石、12は外側磁石を示す。内側磁石11と外側磁石12は互いに、ターゲットに対向する側の面が反対の極性となるように配置される。いずれか一方の磁石の磁極から出た磁力線が、他方の磁石の磁極に入ることで磁気ループが形成される。図14(b)は、例えば内側磁石11のターゲット側の面をS極、外側磁石12のターゲット側の面をN極とした場合の、磁気ループ中の電子のドリフトを説明するものである。ターゲット表面における磁気ループ中の電子は、内側磁石11及び外側磁石12により形成された磁界およびターゲット表面に誘起される電界によりローレンツ力を受け、軌道Dのように移動する。そしてターゲットは、この軌道Dに沿った部分が主としてスパッタされ、基板への成膜が行われる。   A rectangular magnet unit 1 as shown in FIG. 14A is disposed on the back surface of the rectangular target described above to form a magnetic loop by forming a predetermined leakage magnetic field on the surface of the target on the substrate side. Is done. In FIG. 14A, 11 indicates an inner magnet, and 12 indicates an outer magnet. The inner magnet 11 and the outer magnet 12 are arranged so that the surfaces facing the target have opposite polarities. A magnetic loop is formed by the lines of magnetic force emitted from the magnetic pole of one of the magnets entering the magnetic pole of the other magnet. FIG. 14B illustrates the drift of electrons in the magnetic loop when, for example, the target side surface of the inner magnet 11 is an S pole and the target side surface of the outer magnet 12 is an N pole. Electrons in the magnetic loop on the target surface are subjected to Lorentz force by the magnetic field formed by the inner magnet 11 and the outer magnet 12 and the electric field induced on the target surface, and move like a trajectory D. Then, the target is mainly sputtered at a portion along the trajectory D to form a film on the substrate.

しかし、軌道Dのコーナー部では磁気ループの向きを90度反転させなければならないため、磁気回路が複雑になり磁場強度が弱くなる。そのためコーナー部では直線部に比べ磁場強度が弱くなり電子の運動速度が速くなる。結果、コーナー部の出口付近に電子の速度差による電子溜りが置きターゲットのスパッタが他の部分より進行し易い箇所Fが存在してしまう。この現象をコーナー効果と呼ぶ。
この現象は、特に長辺と短辺を有するマグネットユニットにおいて顕著となる。短辺方向に電子が進行する際の直線距離が短くなり、結果として電子の進行方向が長辺方向から短辺方向に変更する際には電子溜りは発生し難く、電子の進行方向が短辺方向から長辺方向に変更する際に大きな電子溜りが発生する。
However, since the direction of the magnetic loop must be reversed by 90 degrees at the corner portion of the track D, the magnetic circuit becomes complicated and the magnetic field strength becomes weak. Therefore, the magnetic field strength is weaker in the corner portion than in the straight portion, and the movement speed of the electrons is increased. As a result, there is a location F where an electron pool due to an electron velocity difference is placed near the exit of the corner portion, and sputtering of the target is more likely to proceed than other portions. This phenomenon is called the corner effect.
This phenomenon becomes remarkable particularly in a magnet unit having a long side and a short side. When the electron travels in the short side direction, the linear distance is shortened. As a result, when the electron traveling direction is changed from the long side direction to the short side direction, the accumulation of electrons hardly occurs and the electron traveling direction is short side. When changing from the direction to the long side direction, a large accumulation of electrons occurs.

ここで、より厳密に基板へのスパッタ粒子の入射角度を制御する場合、軌道Dの2つある長辺のうち、1辺のみを用いて成膜処理を行うことが考えられる。しかし、図14(a)に示すように、軌道Dにおいてはコーナー効果により、ターゲットのスパッタが他の部分より進行し易い箇所Fが存在する。従って、軌道Dの1辺のみを用いて成膜処理を行う場合、基板上において箇所Fに近い箇所は成膜量が多くなるが、箇所Fと遠い箇所は成膜量が少なくなるため、基板面内において成膜量の分布が生じてしまう。   Here, when the incident angle of the sputtered particles to the substrate is more strictly controlled, it is conceivable to perform the film forming process using only one of the two long sides of the trajectory D. However, as shown in FIG. 14 (a), in the track D, there is a portion F where the sputtering of the target is more likely to proceed than other portions due to the corner effect. Therefore, when the film forming process is performed using only one side of the track D, the amount of film formation is increased at locations close to the location F on the substrate, but the amount of film formation is decreased at locations far from the location F. Distribution of the film formation amount occurs in the plane.

この問題に対して箇所Fの部分を避けて、成膜処理を行うことが考えられるが、その場合基板の大口径化に伴い、ターゲット及びマグネットユニットを基板よりもさらに大型化する必要があり、装置の大型化およびコストの増加の要因となる。   For this problem, it is conceivable to perform the film forming process while avoiding the portion F, but in that case, it is necessary to make the target and the magnet unit larger than the substrate with an increase in the diameter of the substrate. This increases the size of the device and increases the cost.

本発明はこのような問題を解決するために為されたものであり、ターゲット及びマグネットユニットを大型化させることなく、大口径基板のCISにおいても基板面内の成膜量の分布を良好にするスパッタリング装置、スパッタリング方法およびマグネットユニットを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and makes the distribution of the film formation amount in the substrate surface good even in the CIS of the large-diameter substrate without increasing the size of the target and the magnet unit. It is an object to provide a sputtering apparatus, a sputtering method, and a magnet unit.

本願発明は上述した課題を解決するために、スパッタリングターゲットを保持するためのターゲットホルダと、前記ターゲットホルダの表面と対向する、基板を保持するための基板ホルダと、前記ターゲットホルダの裏面側に設けられた複数のマグネットユニットと、を備え、前記マグネットユニットは、中心に設けられた中心磁石および前記中心磁石の外周に設けられた外周磁石を有し、前記中心磁石および前記外周磁石によって磁気トンネルが形成され、前記外周磁石は第1方向に伸びた辺および第2方向に伸びた辺を有し、複数の前記マグネットユニットが、前記第1方向に隣接して配置され、複数の前記マグネットユニットの前記第1方向において、前記中心磁石から一方の側の磁気トンネルのみを使用して前記基板へのスパッタリング成膜処理を行うように制御する制御装置を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a target holder for holding a sputtering target, a substrate holder for holding a substrate facing the surface of the target holder, and a back surface side of the target holder. A plurality of magnet units, and the magnet unit includes a central magnet provided at the center and an outer peripheral magnet provided on an outer periphery of the central magnet, and a magnetic tunnel is formed by the central magnet and the outer peripheral magnet. The outer peripheral magnet has a side extending in the first direction and a side extending in the second direction, and the plurality of magnet units are arranged adjacent to each other in the first direction, Sputtering onto the substrate using only a magnetic tunnel on one side from the central magnet in the first direction. Characterized in that it comprises a control for controlling apparatus to perform a grayed deposition process.

さらに本願発明は、長辺および短辺を有し、前記長辺方向に並列された複数のマグネットユニットからなり、前記マグネットユニットは、中心に設けられた中心磁石および前記中心磁石の外周に設けられた外周磁石を有し、前記中心磁石および前記外周磁石によって磁気トンネルが形成され、隣接する他のマグネットユニットとの前記長辺方向の間隔を変更可能な間隔調節部を備えることを特徴とする。   Further, the present invention comprises a plurality of magnet units having a long side and a short side and arranged in parallel in the long side direction, and the magnet unit is provided at a center magnet provided at the center and an outer periphery of the center magnet. A magnetic tunnel is formed by the central magnet and the outer peripheral magnet, and an interval adjusting unit capable of changing an interval in the long side direction with another adjacent magnet unit is provided.

本発明によれば、従来の装置に比して小型のターゲットおよびマグネットユニットを用いて、基板面内の成膜分布が良好なスパッタ成膜処理が可能となる。   According to the present invention, it is possible to perform a sputter film formation process in which the film formation distribution in the substrate surface is good by using a target and a magnet unit that are smaller than those of the conventional apparatus.

(a)本発明に係る第1の実施形態を説明するための図である。(b)第1の実施形態における磁石と電子の軌道の関係を説明するための図である。(c)本発明におけるターゲットの利用領域を説明するための図である。(A) It is a figure for demonstrating 1st Embodiment based on this invention. (B) It is a figure for demonstrating the relationship between the magnet and an electron orbit in 1st Embodiment. (C) It is a figure for demonstrating the utilization area | region of the target in this invention. (a)コーナー効果を説明するための図である。(b)本発明に係るマグネットユニットを用いた場合の、基板面内の膜厚分布を説明するための図である。(A) It is a figure for demonstrating a corner effect. (B) It is a figure for demonstrating the film thickness distribution in the board | substrate surface at the time of using the magnet unit which concerns on this invention. (a)本発明に係る第2の実施形態を説明するための図である。(b)本発明に係る第2の実施形態におけるマグネットの配置位置を説明するための図である。(A) It is a figure for demonstrating 2nd Embodiment based on this invention. (B) It is a figure for demonstrating the arrangement position of the magnet in 2nd Embodiment which concerns on this invention. (a)本発明に係る第3の実施形態を説明するための図である。(b)本発明に係る第3の実施形態における電子の軌道を説明するための図である。(A) It is a figure for demonstrating 3rd Embodiment based on this invention. (B) It is a figure for demonstrating the trajectory of the electron in 3rd Embodiment based on this invention. (a)本発明の第1の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。(b)本発明の第1の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。(A) It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (B) It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)本発明の第1の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。(b)本発明の第1の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。(A) It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (B) It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)本発明の第1の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。(b)本発明の第1の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。(A) It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (B) It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)本発明の第1の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。(b)本発明の第1の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。(A) It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (B) It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)〜(d)本発明の第5の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。(A)-(d) It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the sputtering device which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明に係るスパッタリング装置に用いられる制御装置を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the control apparatus used for the sputtering device which concerns on this invention. (a)従来のスパッタリング装置におけるマグネットユニットを説明するための図である。(b)従来のマグネットユニットにおける電子の軌道を説明するための図である。(A) It is a figure for demonstrating the magnet unit in the conventional sputtering device. (B) It is a figure for demonstrating the track | orbit of the electron in the conventional magnet unit.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings described below, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.

(第1実施形態)
図6(a)は、本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置600の側面図である。図6(b)は、本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置600の斜視図である。
(First embodiment)
FIG. 6A is a side view of a sputtering apparatus 600 according to an embodiment of the present invention. FIG. 6B is a perspective view of a sputtering apparatus 600 according to an embodiment of the present invention.

図6(a)及び(b)において、スパッタリング装置600は、基板604を載置する基板ホルダ601と、ターゲット603を支持するカソード602及び遮蔽板606とを備えている。カソード602は、ターゲット603を保持するためのターゲットホルダと、ターゲット603の表面に磁気トンネルを形成するためのマグネットアセンブリを備える。ターゲットホルダ表面のターゲット保持面と基板ホルダ601の基板支持面とは互いに対面するように配置されている。基板ホルダ601及びカソード602はそれぞれ、回転駆動部A及び回転駆動部Bを備えており、且つ、基板ホルダ601及びカソード602はそれぞれ、回転駆動部A及び回転駆動部Bを中心に任意の角度で回転可能である。例えば、基板ホルダ601及びカソード602は、モーターなどの回転手段を用いて回転させることが可能であり、この回転手段を制御装置により制御することが可能である。   6A and 6B, the sputtering apparatus 600 includes a substrate holder 601 on which a substrate 604 is placed, a cathode 602 that supports a target 603, and a shielding plate 606. The cathode 602 includes a target holder for holding the target 603 and a magnet assembly for forming a magnetic tunnel on the surface of the target 603. The target holding surface on the surface of the target holder and the substrate support surface of the substrate holder 601 are arranged so as to face each other. Each of the substrate holder 601 and the cathode 602 includes a rotation driving unit A and a rotation driving unit B, and each of the substrate holder 601 and the cathode 602 is an arbitrary angle around the rotation driving unit A and the rotation driving unit B. It can be rotated. For example, the substrate holder 601 and the cathode 602 can be rotated using rotating means such as a motor, and the rotating means can be controlled by a control device.

回転駆動部Aと回転駆動部Bは、互いに平行に配置されており、カソード602は、ターゲット603を回転駆動部Bに対して平行となるように支持することができる。回転駆動部Bを中心に任意の角度で回転可能であるカソード602により支持されるターゲット603は、静止中及び回転中いずれの場合においても、プラズマ中のイオンをターゲット603表面に衝突させることによってスパッタ粒子605を基板604に堆積させることが出来る。   The rotation driving unit A and the rotation driving unit B are arranged in parallel to each other, and the cathode 602 can support the target 603 so as to be parallel to the rotation driving unit B. The target 603 supported by the cathode 602 that can be rotated at an arbitrary angle around the rotation drive unit B is sputtered by causing ions in the plasma to collide with the surface of the target 603 in both cases of stationary and rotating. Particles 605 can be deposited on the substrate 604.

成膜処理時では、ターゲット603によって成膜処理が施される基板604は、回転駆動部Aを中心に任意の角度で回転可能である基板ホルダ601上に載置される。基板ホルダ601の基板支持面とカソード602のターゲットホルダとは、それぞれ回転駆動部A及び回転駆動部Bを中心として、独立して回転可能に構成されている。   At the time of the film forming process, the substrate 604 on which the film forming process is performed by the target 603 is placed on the substrate holder 601 that can be rotated at an arbitrary angle around the rotation driving unit A. The substrate support surface of the substrate holder 601 and the target holder of the cathode 602 are configured to be independently rotatable around the rotation drive unit A and the rotation drive unit B, respectively.

さらに、ターゲット603と基板ホルダ601との間に遮蔽板606が設けられている。遮蔽板606は、ターゲット603と基板604の対向する領域を制限可能であり、回転駆動部A又は回転駆動部Bのいずれかを中心に任意の角度で回転するための手段を有し得る。遮蔽板606は、堆積される膜の膜厚分布の微調整やスパッタ粒子の入射角の選択性を高める機能を果たす。遮蔽板606は、任意の方法で、回転駆動部A又は回転駆動部Bを中心として回転することが出来るが、以下で説明する実施形態では回転駆動部Aを中心として回転可能な構成をしている。遮蔽板606は、カソード603又は基板ホルダ601とは独立して回転運動をするように、制御装置により制御することが可能である。
本実施形態では、基板604に対するスパッタ粒子の入射角を制御するため、回転駆動部Aと遮蔽板606を制御している。基板604とターゲット603との相対角度を維持しつつ、基板604に対するスパッタ粒子の入射角を制御するためには、回転駆動部Aまたは回転駆動部Bの少なくとも一方と、遮蔽板606を制御すれば足りる。
Further, a shielding plate 606 is provided between the target 603 and the substrate holder 601. The shielding plate 606 can limit a region where the target 603 and the substrate 604 face each other, and can include means for rotating at any angle around either the rotation drive unit A or the rotation drive unit B. The shielding plate 606 functions to finely adjust the film thickness distribution of the deposited film and to increase the selectivity of the incident angle of the sputtered particles. The shielding plate 606 can be rotated about the rotation driving unit A or the rotation driving unit B by any method, but in the embodiment described below, the shielding plate 606 is configured to be rotatable about the rotation driving unit A. Yes. The shielding plate 606 can be controlled by a control device so as to rotate independently of the cathode 603 or the substrate holder 601.
In the present embodiment, the rotation driving unit A and the shielding plate 606 are controlled in order to control the incident angle of the sputtered particles with respect to the substrate 604. In order to control the incident angle of the sputtered particles with respect to the substrate 604 while maintaining the relative angle between the substrate 604 and the target 603, it is necessary to control at least one of the rotation driving unit A or the rotation driving unit B and the shielding plate 606. It ’s enough.

図7(a)は、図6(a)のスパッタリング装置の基板ホルダ701の側面図である。基板ホルダ701は基板載置台702を有しており、基板載置台702上には基板703が載置されている。図7(b)は、本発明に一実施形態に係る基板ホルダ701の斜視図である。基板ホルダ701は、図6と同様に、回転駆動部Aを中心に回転可能に構成されている。基板ホルダ701の基板載置台702は、回転駆動部Aに垂直であり且つ基板703の中心を通過する回転駆動部Cを中心に回転可能に構成されており、回転駆動部Cを中心に基板703を回転させることが可能である。基板載置台702は、例えばモーターなどの回転手段を用いて回転させることが可能であり、この回転手段を制御装置により制御することが可能である。   FIG. 7A is a side view of the substrate holder 701 of the sputtering apparatus of FIG. The substrate holder 701 has a substrate mounting table 702, and the substrate 703 is mounted on the substrate mounting table 702. FIG. 7B is a perspective view of the substrate holder 701 according to the embodiment of the present invention. Similar to FIG. 6, the substrate holder 701 is configured to be rotatable about the rotation drive unit A. The substrate mounting table 702 of the substrate holder 701 is configured to be rotatable about a rotation driving unit C that is perpendicular to the rotation driving unit A and passes through the center of the substrate 703, and the substrate 703 is centered on the rotation driving unit C. Can be rotated. The substrate mounting table 702 can be rotated using, for example, a rotating means such as a motor, and the rotating means can be controlled by a control device.

図8は、本発明の別の実施形態に係るスパッタリング装置の一例を示す図である。スパッタリング装置800は、基板を載置する基板ホルダ801と、ターゲット803を支持するカソード802及び遮蔽板805とを備えている。基板ホルダ801及びカソード802はそれぞれ、回転駆動部A及び回転駆動部Bを備えており、且つ、基板ホルダ801及びカソード802の少なくとも一方は、回転駆動部A及び回転駆動部Bを中心に任意の角度で回転するように構成されている。例えば、基板ホルダ801及びカソード802の少なくとも一方は、モーターなどの回転手段を用いて回転させることが可能であり、回転手段を制御装置によって制御することが可能である。回転駆動部Aと回転駆動部Bは、互いに平行に配置されており、ターゲット803は、回転駆動部Bに対して平行となるように、カソード802によって支持されている。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a sputtering apparatus according to another embodiment of the present invention. The sputtering apparatus 800 includes a substrate holder 801 on which a substrate is placed, a cathode 802 that supports a target 803, and a shielding plate 805. Each of the substrate holder 801 and the cathode 802 includes a rotation driving unit A and a rotation driving unit B, and at least one of the substrate holder 801 and the cathode 802 is an arbitrary centering on the rotation driving unit A and the rotation driving unit B. It is configured to rotate at an angle. For example, at least one of the substrate holder 801 and the cathode 802 can be rotated using rotating means such as a motor, and the rotating means can be controlled by a control device. The rotation drive unit A and the rotation drive unit B are arranged in parallel to each other, and the target 803 is supported by the cathode 802 so as to be parallel to the rotation drive unit B.

回転駆動部Bを中心に任意の角度で回転可能であるカソード802により支持されるターゲット803は、静止中及び回転中いずれの場合においても、プラズマ中のイオンをターゲット803表面に衝突させることによってスパッタ粒子を基板上に堆積させることが出来る。   The target 803 supported by the cathode 802 that can rotate at an arbitrary angle around the rotation drive unit B is sputtered by causing ions in the plasma to collide with the surface of the target 803 in both cases of stationary and rotating. Particles can be deposited on the substrate.

ターゲット803a〜803cによって成膜処理が施される基板は、回転駆動部Aを中心に任意の角度で回転可能である基板ホルダ801上に載置されている。基板ホルダ801は、回転駆動部Aに垂直であり且つ基板の中心を通過する回転駆動部(不図示)を中心に回転可能に構成されており、該回転駆動部を中心に基板を回転させることが可能である。基板ホルダ801は、例えばモーターなどの回転手段を用いて回転させることが可能であり、この回転手段を制御装置により制御することが可能である。   The substrate on which the film forming process is performed by the targets 803a to 803c is placed on a substrate holder 801 that can rotate at an arbitrary angle around the rotation drive unit A. The substrate holder 801 is configured to be rotatable around a rotation drive unit (not shown) that is perpendicular to the rotation drive unit A and passes through the center of the substrate, and rotates the substrate around the rotation drive unit. Is possible. The substrate holder 801 can be rotated using rotating means such as a motor, for example, and the rotating means can be controlled by a control device.

さらに、ターゲットと基板ホルダ801との間に遮蔽板805が設けられており、遮蔽板805は、回転駆動部Aを中心に任意の角度で回転するための手段を有しており、堆積される膜の膜厚分布の微調整やスパッタ粒子の入射角の選択性を高める機能を果たす。遮蔽板805は、遮蔽板回転駆動部806を制御装置によって、カソード802又は基板ホルダ801とは独立して、回転駆動部Aを中心に回転することができる。なお、回転駆動部806と回転駆動部Aの回転中心は同じである必要は無く、各々の回転中心は、基板に対するスパッタ粒子の所望の入射角に応じて適宜選択される。
Further, a shielding plate 805 is provided between the target and the substrate holder 801. The shielding plate 805 has means for rotating at an arbitrary angle around the rotation drive unit A, and is deposited. It functions to finely adjust the film thickness distribution of the film and increase the selectivity of the incident angle of the sputtered particles. The shielding plate 805 can rotate around the rotation driving unit A independently of the cathode 802 or the substrate holder 801 by the control unit of the shielding plate rotation driving unit 806. Note that the rotation centers of the rotation drive unit 806 and the rotation drive unit A do not need to be the same, and each rotation center is appropriately selected according to a desired incident angle of the sputtered particles with respect to the substrate.

通常、配向性を高めた膜は複数層からなっており、その代表例はTa/FeCo,NiFe/FeCoやNiFeCr/FeCoである。このような複数層からなる膜を製作するためには、カソード802に支持されるターゲット803は複数であることが望ましい。図7の形態においては、複数のターゲット803a、803b及び803cが存在しており、使用用途に応じて適宜ターゲット803a、803b及び803cを使い分けることが可能である。回転駆動部Aと回転駆動部Bは、互いに平行に配置されており、ターゲット803a、803b及び803cは、回転駆動部Bに対して平行となるように、カソード802によって支持されている。回転駆動部Bを中心に回転可能であるターゲット803a、803b及び803cは、プラズマ中のイオンをターゲット803表面に衝突させることによってスパッタ粒子を基板に堆積させる。   Usually, a film with improved orientation is composed of a plurality of layers, and typical examples thereof are Ta / FeCo, NiFe / FeCo, and NiFeCr / FeCo. In order to manufacture such a multi-layered film, it is desirable that there are a plurality of targets 803 supported by the cathode 802. In the form of FIG. 7, there are a plurality of targets 803a, 803b, and 803c, and the targets 803a, 803b, and 803c can be properly used according to the intended use. The rotation drive unit A and the rotation drive unit B are arranged in parallel to each other, and the targets 803a, 803b, and 803c are supported by the cathode 802 so as to be parallel to the rotation drive unit B. The targets 803a, 803b, and 803c that can rotate around the rotation drive unit B cause the ions in the plasma to collide with the surface of the target 803 to deposit sputtered particles on the substrate.

次に、本発明の特徴となる、ターゲット803の裏面側に配されるマグネットアセンブリについて説明する。図8のターゲット803の裏には図1(a)に示すような2つのマグネットユニット101と102とからなるマグネットアセンブリ1が設けられる。マグネットユニット101と102は、マグネットアセンブリ1の長辺方向に2つ隣接してベース板100上に設置されている。これら2つの磁石によりターゲットの基板側の面上に所定の漏洩磁場を形成して磁気ループを形成している。例えばマグネット101の中心磁石111はS極とした場合、外側磁石はN極となる。マグネット102はマグネット101と逆の磁極持つように設計されており、中心磁石121はN極で、外側磁石はS極となる。このとき磁力線はN極からS極の向きへ形成されるので、マグネット101では外側から内側へ、マグネット102では内側から外側へ磁力線が生成される。
なおマグネットアセンブリ1の長辺及び短辺とは、ターゲットホルダのターゲット保持面と平行であり、且つマグネットユニット101および102が配置された領域における長辺及び短辺のことを指す。
Next, a magnet assembly arranged on the back side of the target 803, which is a feature of the present invention, will be described. A magnet assembly 1 including two magnet units 101 and 102 as shown in FIG. 1A is provided behind the target 803 in FIG. Two magnet units 101 and 102 are installed on the base plate 100 adjacent to each other in the long side direction of the magnet assembly 1. These two magnets form a predetermined leakage magnetic field on the surface of the target on the substrate side to form a magnetic loop. For example, when the center magnet 111 of the magnet 101 is an S pole, the outer magnet is an N pole. The magnet 102 is designed to have a magnetic pole opposite to that of the magnet 101, the central magnet 121 is an N pole, and the outer magnet is an S pole. At this time, the magnetic lines of force are formed from the north pole to the south pole, so that the magnetic lines are generated from the outside to the inside in the magnet 101 and from the inside to the outside in the magnet 102.
The long side and the short side of the magnet assembly 1 are parallel to the target holding surface of the target holder and indicate the long side and the short side in the region where the magnet units 101 and 102 are disposed.

前記の磁力線が生成された状態で、ターゲット803に高電位を印加すると、ターゲット面に垂直な電界が発生する。このターゲット面に垂直な電界と、前記の磁界の組み合わせにより、電子はローレンツ力を受けドリフト運動を行う。この電子の軌跡に沿ってターゲット面上でスパッタリングが起き成膜が行われる。   When a high potential is applied to the target 803 in a state where the magnetic lines of force are generated, an electric field perpendicular to the target surface is generated. Due to the combination of the electric field perpendicular to the target surface and the magnetic field, electrons receive a Lorentz force and perform a drift motion. Sputtering occurs on the target surface along the electron trajectory to form a film.

図1(b)はマグネット101と102により形成される磁力線を基にして形成されるターゲット203面上の電子のドリフト運動の軌跡を示す。マグネット101により形成される電子のドリフト運動の軌跡が201、マグネット102により形成される電子のドリフト運動の軌跡が202となる。電子の軌跡201と202は基礎になるマグネットの磁極が反対のため、運動方向が互いに逆になる。   FIG. 1B shows the locus of electron drift motion on the surface of the target 203 formed on the basis of the lines of magnetic force formed by the magnets 101 and 102. The trajectory of the electron drift motion formed by the magnet 101 is 201, and the trajectory of the electron drift motion formed by the magnet 102 is 202. Since the electron trajectories 201 and 202 have opposite magnetic poles, the directions of movement are opposite to each other.

このとき、軌跡201と202においてはコーナー効果により、ターゲットのスパッタが他の部分より進行し易い箇所Fが存在する。基板上において、このコーナー効果が生じる箇所と対向する箇所は膜厚が厚くなる傾向にあり、基板面内の膜厚分布を大きくする要因となっている。   At this time, in the trajectories 201 and 202, there is a portion F where sputtering of the target is more likely to proceed than other portions due to the corner effect. On the substrate, the portion opposite to the portion where the corner effect occurs tends to increase the film thickness, which is a factor for increasing the film thickness distribution in the substrate surface.

本発明では、基板へのスパッタ粒子の入射角度を厳密に制御するため、図8の遮蔽版805を使用してターゲットエロージョンの一部を使用する。使用するエロージョン領域を図1(c)の205に示す。この成膜方法ではターゲット長軸方向に平行な方向の基板上における膜厚分布は、ターゲット長軸方向のエロージョン進行速度の分布に依るところが大きく、このマグネットにより成膜される膜厚分布は図2のようになる。図10(a)の磁石では、マグネットの長軸と短軸の長さの比が大きいため磁場強度の差(電子の走査速度の差)が大きくなりコーナー効果が強く現れるのに対し、図1の磁石では2つに分割されているためマグネットの長軸と短軸の長さの比が小さくなりコーナー効果による影響が抑えられる。   In the present invention, in order to strictly control the incident angle of the sputtered particles to the substrate, a part of the target erosion is used using the shielding plate 805 of FIG. The erosion area to be used is indicated by reference numeral 205 in FIG. In this film forming method, the film thickness distribution on the substrate in the direction parallel to the target long axis direction largely depends on the distribution of the erosion speed in the target long axis direction. The film thickness distribution formed by this magnet is shown in FIG. become that way. In the magnet of FIG. 10 (a), the ratio of the major axis to the minor axis of the magnet is large, so that the difference in magnetic field strength (difference in electron scanning speed) becomes large and the corner effect appears strongly. Since the magnet is divided into two parts, the ratio of the major axis to the minor axis of the magnet is reduced, and the influence of the corner effect is suppressed.

図9は本実施形態に係るマグネットアセンブリを捕捉説明するための図である。図9(a)は、図1(b)のa−a´断面図である。中心磁石122と外周磁石121の、ターゲットに対向する側の磁極が互いに異なるよう配置される。これにより、中心磁石122から出た磁力線の一部はターゲット203上に漏洩して外周磁石121の磁極に入っていき、磁気トンネル904が形成される。
図9(b)は、図1(b)のマグネットアセンブリ1及びターゲット203を、マグネットアセンブリの短辺方向から見た状態を示す。マグネットアセンブリ1の長辺方向に、外周磁石111と外周磁石121が並んで配置されている。
FIG. 9 is a view for explaining and capturing the magnet assembly according to the present embodiment. FIG. 9A is a cross-sectional view along the line aa ′ in FIG. The central magnet 122 and the outer peripheral magnet 121 are arranged so that the magnetic poles on the side facing the target are different from each other. As a result, part of the lines of magnetic force emitted from the central magnet 122 leaks onto the target 203 and enters the magnetic poles of the outer peripheral magnet 121, thereby forming a magnetic tunnel 904.
FIG. 9B shows a state where the magnet assembly 1 and the target 203 of FIG. 1B are viewed from the short side direction of the magnet assembly. An outer peripheral magnet 111 and an outer peripheral magnet 121 are arranged side by side in the long side direction of the magnet assembly 1.

(第2実施形態)
本実施形態に係る発明について図3を用いて説明する。図3(a)、(b)は2つのマグネット間の間隔を可変とするものであり、例えばベース板401上でマグネットがスライドできるようにし、任意の位置で固定機構402を用いて固定できる。
本実施形態は第1実施形態に加え、各マグネットユニットの相互の間隔を調節する間隔調節部403を備えることを特徴とする。
(Second Embodiment)
The invention according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIGS. 3A and 3B are diagrams in which the interval between two magnets is variable. For example, the magnets can be slid on the base plate 401 and can be fixed using a fixing mechanism 402 at an arbitrary position.
This embodiment is characterized in that, in addition to the first embodiment, an interval adjusting unit 403 that adjusts the interval between the magnet units is provided.

このような機構により、2つのマグネットの距離を変えることで、2つのマグネットユニット101と102が隣接する領域周辺の磁場強度を調整でき、ターゲットにおける被スパッタ領域の中央部のスパッタ率を制御できる。従って、使用するターゲット材質、ターゲットとマグネット間の距離や、磁場強度などの種々の条件に応じて中央部のスパッタ率を制御することで、基板への成膜時の膜厚分布を制御することが可能となる。   By changing the distance between the two magnets by such a mechanism, the magnetic field intensity around the area where the two magnet units 101 and 102 are adjacent to each other can be adjusted, and the sputtering rate at the center of the sputtering target area in the target can be controlled. Therefore, by controlling the sputtering rate at the center according to various conditions such as the target material used, the distance between the target and the magnet, and the magnetic field strength, the film thickness distribution during film formation on the substrate can be controlled. Is possible.

(第3実施形態)
本実施形態に係る発明を図4(a)、(b)を用いて説明する。図4(a)、(b)はマグネット長辺方向において、各点の高さ(ターゲットとマグネット間の距離)を可変とした機構を示した図である。可変機構403を使用してマグネットの高さを調節できるようになっている。本実施形態は第1実施形態に加え、可変機構403を備えることを特徴とする。
(Third embodiment)
The invention according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 4A and 4B are views showing a mechanism in which the height of each point (distance between the target and the magnet) is variable in the direction of the long side of the magnet. The variable mechanism 403 can be used to adjust the height of the magnet. The present embodiment is characterized in that a variable mechanism 403 is provided in addition to the first embodiment.

図4(a)はマグネット101もしくは102の高さを変えてターゲット‐マグネット間の距離を調節できる調節部405を有するマグネットアセンブリを示している。マグネットがターゲットに近づくとターゲット表面の漏れ磁場が強くなるため、その位置のスパッタ率が増加する。これにより膜厚の制御が容易に実施できる。従って、本実施形態において中心部の膜厚が薄い場合、中心位値のマグネット高さを上げることで膜厚分布の調整を行える。   FIG. 4A shows a magnet assembly having an adjustment unit 405 that can adjust the distance between the target and the magnet by changing the height of the magnet 101 or 102. As the magnet approaches the target, the leakage magnetic field on the target surface becomes stronger, and the sputtering rate at that position increases. Thereby, the film thickness can be easily controlled. Therefore, in the present embodiment, when the film thickness at the center is thin, the film thickness distribution can be adjusted by increasing the magnet height of the center value.

図4(b)はマグネットの高さを変更可能とする他の一例である。マグネット101a、101b、101c、101d、101eは全て併せてマグネット101と同じ磁気回路をもつように分割したものである。マグネット102a、102b、102c、102d、102eも同様に併せてマグネット102と同じ磁気回路をもつように分割したものである。ターゲットの長辺方向における各点のマグネットの高さを変えることでその位置の磁場強度を制御できるので、膜厚の均一性を向上させることができる。本実施形態においても、膜厚分布が左右対称になっていると、高さ調節は中心から対称になるように行うことが可能となるため、膜厚分布の制御が容易に行い得る。   FIG. 4B shows another example in which the height of the magnet can be changed. Magnets 101 a, 101 b, 101 c, 101 d, and 101 e are all divided so as to have the same magnetic circuit as magnet 101. Similarly, the magnets 102a, 102b, 102c, 102d, and 102e are also divided so as to have the same magnetic circuit as the magnet 102. By changing the height of the magnet at each point in the long side direction of the target, the magnetic field strength at that position can be controlled, so that the uniformity of the film thickness can be improved. Also in the present embodiment, when the film thickness distribution is symmetric, the height adjustment can be performed so as to be symmetric from the center, so that the film thickness distribution can be easily controlled.

上述したいずれの実施形態においても、2つの隣接するマグネット同士で、ターゲットに対向する側の磁極を異ならせることで、スパッタ後の基板の膜厚分布がウエハの中心から略左右対称の膜厚分布が得られる。これにより、膜厚分布の調整を行う場合、2つのマグネットの中間点を中心として、2つの磁石の位置調整等を対称に行えばよい。このため、2つのマグネットの位置関係に起因する膜厚分布の制御を効率よく行うことが可能となる。   In any of the above-described embodiments, the film thickness distribution of the substrate after sputtering is substantially symmetrical from the center of the wafer by making the magnetic poles on the side facing the target different between two adjacent magnets. Is obtained. Thereby, when adjusting the film thickness distribution, the position adjustment of the two magnets and the like may be performed symmetrically around the midpoint of the two magnets. For this reason, it is possible to efficiently control the film thickness distribution resulting from the positional relationship between the two magnets.

(第4実施形態)
第1実施形態にて示した2分割マグネットの代わりに、多分割マグネットを使用してもよい。多数に分割することにより、マグネットの長軸と短軸の長さの比をより小さくすることができ、磁場強度の差(電子の走査速度の差)が小さくなりコーナー効果の影響をより小さくすることが可能である。これにより、コーナー効果による膜厚増加の影響が小さくできるためさらに分布がよくなる。
(Fourth embodiment)
A multi-divided magnet may be used instead of the two-divided magnet shown in the first embodiment. By dividing into a large number, the ratio between the major axis and minor axis length of the magnet can be made smaller, the difference in magnetic field strength (difference in electron scanning speed) becomes smaller, and the influence of the corner effect becomes smaller. It is possible. Thereby, since the influence of the film thickness increase by the corner effect can be reduced, the distribution is further improved.

図5(a)は磁気回路を4つに分割したマグネットの例である。このとき隣り合わせのマグネットの極性が反対になるようにする。例えば、マグネット501a、502a、501b、502bの中心磁石512a、512bと外側磁石521a、521bはN極、中心磁石522a、522bと外側磁石511a、511bはS極とする。   FIG. 5A shows an example of a magnet in which the magnetic circuit is divided into four. At this time, the polarities of adjacent magnets are reversed. For example, the center magnets 512a and 512b and the outer magnets 521a and 521b of the magnets 501a, 502a, 501b, and 502b are N poles, and the center magnets 522a and 522b and the outer magnets 511a and 511b are S poles.

図5(a)の4分割マグネットを使用した場合、ターゲット面上にできる電子のドリフト運動の軌跡を図5(b)に示す。ターゲット503上に531a、532a、531b、532bの電子のドリフト運動の軌跡が描かれることがわかる。このとき531aと531b、532aと532bはそれぞれ同じ方向に電子が回転する。
これによりマグネットユニット501aとマグネットユニット502aの間の中間位置を中心として、マグネットユニット501aとマグネットユニット502aの位置調整等を対称に行えばよい。
またマグネットユニット501bとマグネットユニット502bについても同様である。そして、マグネットユニット501aとマグネットユニット502aを一体とし、マグネットユニット501bとマグネットユニット502bを一体として考え、これらの中間位置(即ち、マグネットユニット502aとマグネットユニット501bの間の中間位置)を中心として、位置調整等を対称に行えばよい。
従って、複数のマグネットユニットの隣接するマグネット同士で、ターゲットに対向する側の磁極を異ならせることで、マグネットの位置関係に起因する膜厚分布の制御を効率よく行うことが可能となる。
FIG. 5 (b) shows the trajectory of electron drift motion that can be generated on the target surface when the quadrant magnet of FIG. 5 (a) is used. It can be seen that the locus of electron drift motion of 531a, 532a, 531b, and 532b is drawn on the target 503. At this time, electrons rotate in the same direction in 531a and 531b, 532a and 532b, respectively.
Thereby, the position adjustment of the magnet unit 501a and the magnet unit 502a may be performed symmetrically with the intermediate position between the magnet unit 501a and the magnet unit 502a as the center.
The same applies to the magnet unit 501b and the magnet unit 502b. Then, the magnet unit 501a and the magnet unit 502a are integrated, the magnet unit 501b and the magnet unit 502b are considered as an integrated unit, and the position is centered on the intermediate position (that is, the intermediate position between the magnet unit 502a and the magnet unit 501b). Adjustment and the like may be performed symmetrically.
Therefore, it is possible to efficiently control the film thickness distribution due to the positional relationship of the magnets by making the magnetic poles on the side facing the target different between adjacent magnets of the plurality of magnet units.

(第5実施形態)
本実施形態に係る発明を図10(a)〜(d)を用いて説明する。本実施形態では第1実施形態で示したマグネットアセンブリが、マグネットユニットの長辺方向に駆動可能であることを特徴とする。
(Fifth embodiment)
The invention according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the magnet assembly shown in the first embodiment can be driven in the long side direction of the magnet unit.

図10(a)において、点Mは各々のマグネットユニットにおける中心磁石の中心点を示す。また領域Rはターゲット上の領域であり、基板と対向し、主として成膜に寄与する領域を示している。本実施形態では、マグネットユニット101とマグネットユニット102とが設けられたベース板が、マグネットユニットの長辺方向に駆動することで、マグネットユニット101とマグネットユニット102とが一体となって駆動する。図中の矢印は、各マグネットユニットの点Mが動く軌跡を示したものである。
本実施形態では点Mが、マグネットユニットの長辺方向に加え、短辺方向にも駆動し、マグネットユニット101とマグネットユニット102により形成されるターゲット上のエロージョン領域が変動するように構成されている。
In FIG. 10A, a point M indicates the center point of the center magnet in each magnet unit. A region R is a region on the target, and is a region facing the substrate and mainly contributing to film formation. In the present embodiment, the magnet unit 101 and the magnet unit 102 are integrally driven by driving the base plate provided with the magnet unit 101 and the magnet unit 102 in the long side direction of the magnet unit. The arrows in the figure indicate the trajectory where the point M of each magnet unit moves.
In this embodiment, the point M is driven not only in the long side direction of the magnet unit but also in the short side direction so that the erosion region on the target formed by the magnet unit 101 and the magnet unit 102 varies. .

図10(b)〜(d)は、マグネットユニット101とマグネットユニット102とが駆動している際の他の状態を示したものである。いずれの状態においても、各マグネットユニットのトンネル領域のうち、長辺方向における中心磁石から一方の側のエロージョン領域Eが、領域Rの内側に位置するように、各マグネットユニットを駆動させている。
このような構成を採用することにより、マグネットユニット長辺方向におけるターゲット上の領域Rにおいてエロージョン進行速度の分布が改善される。
FIGS. 10B to 10D show other states when the magnet unit 101 and the magnet unit 102 are driven. In any state, each magnet unit is driven so that the erosion area E on one side from the central magnet in the long side direction is located inside the area R in the tunnel area of each magnet unit.
By adopting such a configuration, the distribution of the erosion speed is improved in the region R on the target in the long side direction of the magnet unit.

なお、本実施形態では、エロージョン領域Eが領域Rの内側で駆動する例を示したが、マグネットユニットの駆動によってエロージョン領域Eが領域Rの外側に駆動するように、軌跡Eを設定してもよい。ただしその場合でも、領域Rの内側において、エロージョン領域Eがマグネットの長辺方向に駆動することが肝要である。   In the present embodiment, the erosion region E is driven inside the region R. However, even if the locus E is set so that the erosion region E is driven outside the region R by driving the magnet unit. Good. However, even in that case, it is important that the erosion region E is driven in the long side direction of the magnet inside the region R.

図11はターゲット203、マグネットユニット101、マグネットユニット102およびベース板401の斜視図である。ターゲット203上の矢印は、各マグネットユニットの中心磁石の中心点Mの軌跡を、ターゲット203の表面上に投影したものである。   FIG. 11 is a perspective view of the target 203, the magnet unit 101, the magnet unit 102, and the base plate 401. The arrow on the target 203 is obtained by projecting the locus of the center point M of the center magnet of each magnet unit onto the surface of the target 203.

(第6実施形態)
本実施形態は、図12に示すように、第1実施形態におけるマグネットユニット101とマグネットユニット102を、各マグネットユニットの長辺方向において隣接して配置し、短辺方向にずらして配置している。ただし、長辺方向における中心磁石から一方の側のエロージョン領域E1のみを用いて基板への成膜を行っている。長辺方向における中心磁石からもう一方の側のエロージョン領域E2から基板方向に飛散したスパッタ粒子は、ターゲットと基板との間に設けられた遮蔽板によって制限される。
(Sixth embodiment)
In this embodiment, as shown in FIG. 12, the magnet unit 101 and the magnet unit 102 in the first embodiment are arranged adjacent to each other in the long side direction of each magnet unit, and are shifted in the short side direction. . However, the film is formed on the substrate using only the erosion region E1 on one side from the central magnet in the long side direction. Sputtered particles scattered in the substrate direction from the erosion region E2 on the other side from the central magnet in the long side direction are limited by a shielding plate provided between the target and the substrate.

上述したいずれの実施形態においても、マグネットユニットが形成する磁気トンネルによるエロージョン領域のうち、長辺方向における中心磁石から一方の側のエロージョン領域のみを用いて基板への成膜を行う旨を説明した。この一方の側のエロージョン領域のみを用いるとは、主として基板への成膜に寄与しているのが、一方の側のエロージョン領域のみであることを意味する。従って、他方の側のエロージョン領域から飛散したスパッタ粒子が、膜特性に影響の無い範囲で基板に入射してもよい。   In any of the above-described embodiments, it has been described that the film formation on the substrate is performed using only the erosion region on one side from the central magnet in the long side direction among the erosion regions by the magnetic tunnel formed by the magnet unit. . Use of only one erosion region means that only one erosion region contributes mainly to film formation on the substrate. Therefore, the sputtered particles scattered from the erosion region on the other side may enter the substrate within a range that does not affect the film characteristics.

上述した実施形態に用いられる制御装置について、図13を用いて説明する。
図13は制御装置90と、制御装置90により制御される装置の各要素の関係を示すものである。
制御装置90に具備された記憶装置63には、本発明に係る種々の基板処理プロセスを実行する制御プログラムが格納されている。
制御装置90は、例えば、一般的なコンピュータと各種のドライバを備え、種々の演算、制御、判別などの処理動作を実行し得る。このCPUによって実行される様々な制御プログラムなどを格納するROMやHDD(不図示)などを有する。また、制御プログラムはマスクROMとして実装され得る。あるいは、ハードディスクドライブ(HDD)などにより構成される記憶装置63に、外部の記録媒体やネットワークを介して制御プログラムをインストールすることも可能である。制御装置90は、回転駆動部A〜Cの各々と必要に応じて電気的に接続され、各回転駆動部の動作を管理し、制御できるように構成されている。またその他に必要に応じて、カソード602に接続された不図示の電源や、圧力計、排気手段など、本発明に係る装置の他の構成要素に接続される。
A control device used in the above-described embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 13 shows the relationship between the control device 90 and each element of the device controlled by the control device 90.
The storage device 63 provided in the control device 90 stores a control program for executing various substrate processing processes according to the present invention.
The control device 90 includes, for example, a general computer and various drivers, and can execute processing operations such as various calculations, control, and determination. A ROM or HDD (not shown) that stores various control programs executed by the CPU is included. The control program can be implemented as a mask ROM. Alternatively, the control program can be installed in a storage device 63 configured by a hard disk drive (HDD) or the like via an external recording medium or a network. The control device 90 is electrically connected to each of the rotation drive units A to C as necessary, and is configured to manage and control the operation of each rotation drive unit. In addition, it is connected to other components of the apparatus according to the present invention, such as a power source (not shown) connected to the cathode 602, a pressure gauge, and an exhaust means, as necessary.

1 マグネットアセンブリ
11 内側磁石
12 外側磁石
100 ベース板
101 マグネットユニット
101a〜e 分割マグネット
102 マグネットユニット
102a〜e 分割マグネット
111 外側磁石
112 内側磁石
121 外側磁石
122 内側磁石
201 電子の軌跡
202 電子の軌跡
203 ターゲット
401 ベース板
402 固定機構
403 可変機構
501a、b マグネットユニット
502a、b マグネットユニット
503 ターゲット
511a、b 外側磁石
512a、b 内側磁石
521a、b 外側磁石
522a、b 内側磁石
531a、b 電子の軌跡
532a、b 電子の軌跡
600 スパッタリング装置
601 基板ホルダ
602 カソード
603 ターゲット
604 基板
605 スパッタ粒子
606 遮蔽版
701 基板ホルダ
702 基板載置台
703 基板
800 スパッタリング装置
801 基板ホルダ
802 カソード
803a〜c ターゲット
805 遮蔽版
806 遮蔽版用回転手段
904 磁力線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnet assembly 11 Inner magnet 12 Outer magnet 100 Base plate 101 Magnet unit 101a-e Split magnet 102 Magnet unit 102a-e Split magnet 111 Outer magnet 112 Inner magnet 121 Outer magnet 122 Inner magnet 201 Electron track 202 Electron track 203 Target 401 Base plate 402 Fixing mechanism 403 Variable mechanism 501a, b Magnet unit 502a, b Magnet unit 503 Target 511a, b Outer magnet 512a, b Inner magnet 521a, b Outer magnet 522a, b Inner magnet 531a, b Electron tracks 532a, b Electron locus 600 Sputtering apparatus 601 Substrate holder 602 Cathode 603 Target 604 Substrate 605 Sputtered particle 606 Shielding plate 701 Substrate holder 702 Substrate Table 703 substrate 800 sputtering device 801 substrate holder 802 cathode 803a~c target 805 shielding plate 806 shielding plate rotating means 904 field lines

Claims (13)

スパッタリングターゲットを保持するためのターゲットホルダと、
前記ターゲットホルダの表面と対向する、基板を保持するための基板ホルダと、
前記ターゲットホルダの裏面側に設けられた複数のマグネットユニットと、を備え、
前記マグネットユニットは、中心に設けられた中心磁石および前記中心磁石の外周に設けられた外周磁石を有し、前記中心磁石および前記外周磁石によって磁気トンネルが形成され、
前記外周磁石は第1方向に伸びた辺および第2方向に伸びた辺を有し、
複数の前記マグネットユニットが、前記第1方向に隣接して配置され、
複数の前記マグネットユニットの前記第1方向において、前記中心磁石から一方の側の磁気トンネルのみを使用して前記基板へのスパッタリング成膜処理を行うように制御する制御装置を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
A target holder for holding a sputtering target;
A substrate holder for holding the substrate facing the surface of the target holder;
A plurality of magnet units provided on the back side of the target holder,
The magnet unit has a central magnet provided at the center and an outer peripheral magnet provided on the outer periphery of the central magnet, and a magnetic tunnel is formed by the central magnet and the outer peripheral magnet,
The outer peripheral magnet has a side extending in the first direction and a side extending in the second direction;
A plurality of the magnet units are arranged adjacent to each other in the first direction;
A control device is provided for controlling the sputtering film forming process on the substrate using only a magnetic tunnel on one side from the central magnet in the first direction of the plurality of magnet units. Sputtering equipment.
前記ターゲットホルダと前記基板ホルダの間に位置し、前記スパッタリングターゲットと前記基板との対向する領域を制限可能な遮蔽板を備え、
前記制御装置は、前記遮蔽板によって前記中心磁石から一方の側の磁気トンネルを前記基板に対して遮蔽することで、前記中心磁石からもう一方の側の磁気トンネルのみを使用して前記基板へのスパッタリング成膜処理を行うように、前記遮蔽板を制御することを特徴とする請求項1に記載のスパッタリング装置。
A shielding plate that is located between the target holder and the substrate holder and that can limit a region where the sputtering target and the substrate face each other;
The control device shields the magnetic tunnel on one side from the central magnet with respect to the substrate by the shielding plate, and uses only the magnetic tunnel on the other side from the central magnet to the substrate. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the shielding plate is controlled so as to perform a sputtering film forming process.
前記ターゲットホルダおよび複数の前記マグネットユニット回転駆動させる、もしくは前記基板ホルダを回転駆動させるための回転駆動部を備え、
前記制御装置は、前記基板に対してスパッタリング粒子が所定の角度をもって入射するよう前記回転駆動部および前記遮蔽板を制御することを特徴とする請求項1または2に記載のスパッタリング装置。
A rotation drive unit for rotating the target holder and the plurality of magnet units, or for rotating the substrate holder;
The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the control device controls the rotation driving unit and the shielding plate so that sputtering particles are incident on the substrate at a predetermined angle.
隣接する前記マグネットユニットの前記第1方向における間隔を変更可能な間隔調節部を備えることを特徴とする請求項1乃至3に記載のスパッタリング装置。   4. The sputtering apparatus according to claim 1, further comprising an interval adjusting unit capable of changing an interval between the adjacent magnet units in the first direction. 5. 複数の前記マグネットユニットの各々は、前記マグネットユニットと前記ターゲットホルダ表面との前記第1方向における各点の距離を変更可能な高さ調節部を備えることを特徴とする請求項1乃至4に記載のスパッタリング装置。   5. The plurality of magnet units each include a height adjustment unit capable of changing a distance of each point in the first direction between the magnet unit and the surface of the target holder. Sputtering equipment. 複数の前記マグネットユニットの前記第1方向における相互の間隔を保ったまま、複数の前記マグネットユニットを前記第1方向に駆動可能な移動部を備えることを特徴とする請求項1乃至5に記載のスパッタリング装置。   The moving part which can drive the said several magnet unit to the said 1st direction is provided, maintaining the mutual space | interval in the said 1st direction of several said magnet units, The Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Sputtering equipment. スパッタリングターゲットを保持するためのターゲットホルダと、
前記ターゲットホルダの表面と対向する、基板を保持するための基板ホルダと、
前記ターゲットホルダの裏面側に設けられたマグネットアセンブリと、
前記ターゲットホルダおよび前記マグネットアセンブリを回転駆動させる、もしくは前記基板ホルダを回転駆動させるための回転駆動部と、
前記ターゲットホルダと前記基板ホルダの間に位置し、前記スパッタリングターゲットと前記基板の対向する領域を制限可能な遮蔽板と、
前記第1の回転駆動部と、前記第2の回転駆動部と、前記遮蔽板を制御するための制御装置を備え、
前記第1の回転駆動部と前記第2の回転駆動部により前記スパッタリングターゲットと前記基板を所定の相対角度を維持しながら、基板へのスパッタリング成膜処理が可能に構成されたスパッタリング装置において、
前記マグネットアセンブリは長辺および短辺を有し、
前記マグネットアセンブリは長辺方向に並列された複数のマグネットユニットからなり、
前記マグネットユニットは、中心に設けられた中心磁石および前記中心磁石の外周に設けられた外周磁石を有し、前記中心磁石および前記外周磁石によって磁気トンネルが形成され、
前記制御装置は、前記ターゲットホルダの表面の領域の一部であって、複数の前記磁気トンネルが形成された領域の前記長辺方向の辺のうちの一辺のみを含み且つ前記長辺方向に伸びる領域が、前記基板ホルダと所定の角度で対向するように前記回転駆動部と前記遮蔽板を制御する、ことを特徴とするスパッタリング装置。
A target holder for holding a sputtering target;
A substrate holder for holding the substrate facing the surface of the target holder;
A magnet assembly provided on the back side of the target holder;
A rotational drive unit for rotationally driving the target holder and the magnet assembly, or for rotationally driving the substrate holder;
A shielding plate that is located between the target holder and the substrate holder and can limit a region where the sputtering target and the substrate face each other;
A control device for controlling the first rotation drive unit, the second rotation drive unit, and the shielding plate;
In the sputtering apparatus configured to allow sputtering film formation on the substrate while maintaining a predetermined relative angle between the sputtering target and the substrate by the first rotation driving unit and the second rotation driving unit,
The magnet assembly has a long side and a short side;
The magnet assembly comprises a plurality of magnet units arranged in parallel in the long side direction,
The magnet unit has a central magnet provided at the center and an outer peripheral magnet provided on the outer periphery of the central magnet, and a magnetic tunnel is formed by the central magnet and the outer peripheral magnet,
The control device is a part of a region of the surface of the target holder, includes only one side of the long side direction of the region where the plurality of magnetic tunnels are formed, and extends in the long side direction The sputtering apparatus, wherein the rotation driving unit and the shielding plate are controlled so that the region faces the substrate holder at a predetermined angle.
前記マグネットユニットは、隣接する他のマグネットユニットとの前記長辺方向の間隔を変更可能な間隔調節部を備えることを特徴とする請求項7に記載のスパッタリング装置。   The said magnet unit is provided with the space | interval adjustment part which can change the space | interval of the said long side direction with other adjacent magnet units, The sputtering device of Claim 7 characterized by the above-mentioned. 複数の前記マグネットユニットは、前記マグネットユニットと前記ターゲットホルダ表面との前記長辺方向における各点の距離を変更可能な高さ調節部を備えることを特徴とする請求項7または8に記載のスパッタリング装置。   9. The sputtering according to claim 7, wherein the plurality of magnet units include a height adjusting unit capable of changing a distance of each point in the long side direction between the magnet unit and the surface of the target holder. apparatus. 前記マグネットアセンブリは、複数の前記マグネットユニットの前記長辺方向における相互の距離を保ったまま、前記長辺方向に駆動可能な移動部を備えることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載のスパッタリング装置。   The said magnet assembly is provided with the moving part which can be driven to the said long side direction, maintaining the mutual distance in the said long side direction of the said several magnet unit. The sputtering apparatus according to item. 長辺および短辺を有し、
前記長辺方向に並列された複数のマグネットユニットからなり、
前記マグネットユニットは、中心に設けられた中心磁石および前記中心磁石の外周に設けられた外周磁石を有し、前記中心磁石および前記外周磁石によって磁気トンネルが形成され、
隣接する他のマグネットユニットとの前記長辺方向の間隔を変更可能な間隔調節部を備えることを特徴とするマグネットアセンブリ。
Has a long side and a short side,
A plurality of magnet units arranged in parallel in the long side direction,
The magnet unit has a central magnet provided at the center and an outer peripheral magnet provided on the outer periphery of the central magnet, and a magnetic tunnel is formed by the central magnet and the outer peripheral magnet,
A magnet assembly, comprising: an interval adjusting unit capable of changing an interval in the long side direction with another adjacent magnet unit.
複数の前記マグネットユニットはベース板上に配置され、
前記マグネットユニットと前記ベース板との前記長辺方向における各点の高さを変更可能な高さ調節部を備えることを特徴とする請求項11に記載のマグネットアセンブリ。
The plurality of magnet units are disposed on a base plate,
The magnet assembly according to claim 11, further comprising a height adjusting unit capable of changing a height of each point in the long side direction of the magnet unit and the base plate.
複数の前記マグネットユニットの前記長辺方向における相互の距離を保ったまま、前記長辺方向に駆動可能な移動部を備えることを特徴とする請求項11または12に記載のマグネットアセンブリ。   The magnet assembly according to claim 11 or 12, further comprising a moving unit that can be driven in the long side direction while maintaining a mutual distance in the long side direction of the plurality of magnet units.
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