JP2604442B2 - Magnetron sputtering equipment - Google Patents
Magnetron sputtering equipmentInfo
- Publication number
- JP2604442B2 JP2604442B2 JP63258365A JP25836588A JP2604442B2 JP 2604442 B2 JP2604442 B2 JP 2604442B2 JP 63258365 A JP63258365 A JP 63258365A JP 25836588 A JP25836588 A JP 25836588A JP 2604442 B2 JP2604442 B2 JP 2604442B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target material
- magnetic
- magnetic field
- erosion
- magnetron sputtering
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、特に強磁性体ターゲット材の局所的なエ
ロージョンの発生を抑えて、長寿命化を図ると同時に、
エロージョンが進行してもターゲット材上面付近の磁場
分布をほぼ一定に保ち、成膜条件の経時変化がほとんど
無視できるようにしたマグネトロンスパッタ装置に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention suppresses the occurrence of local erosion of a ferromagnetic target material, and achieves a long service life.
The present invention relates to a magnetron sputtering apparatus in which a magnetic field distribution near the upper surface of a target material is kept substantially constant even when erosion progresses, and a change with time in film forming conditions can be almost ignored.
従来のマグネトロンスパッタ装置を第10図によって説
明する。この図において、１は強磁性体からなるターゲ
ット材で、この裏面に内側磁極２と、これを取り囲むよ
うに、これと反対の極性を持つ外側磁極３とが配置され
ている。前記ターゲット材１は、通常銅やステンレスの
非磁性材のバッキングプレート上に貼り付けて使われる
が、本明細書では、前記バッキングプレートは磁界の分
布に影響を与えることはないので省略して描かれてい
る。４はコイルで、これに電流を流すことにより内側磁
極２を励磁するものである。なお、各磁極2,3は電磁石
に代えて永久磁石を用いてもよい。これらの各部は真空
容器中に収容されている。使用にあたっては、コイル４
に励磁電流を流し、ターゲット材１に図示矢印方向の磁
界を与えながら、例えばArイオンでターゲット材１をた
たき、スパッタを被加工物（図示せず）に施すものであ
る。A conventional magnetron sputtering apparatus will be described with reference to FIG. In this drawing, reference numeral 1 denotes a target material made of a ferromagnetic material, on which an inner magnetic pole 2 and an outer magnetic pole 3 having a polarity opposite to the inner magnetic pole 2 are arranged on the back surface. The target material 1 is usually used by being attached on a backing plate made of a non-magnetic material such as copper or stainless steel. However, in this specification, the backing plate is omitted because it does not affect the magnetic field distribution. Have been. Reference numeral 4 denotes a coil which excites the inner magnetic pole 2 by passing a current through the coil. Note that the magnetic poles 2 and 3 may use permanent magnets instead of electromagnets. These components are accommodated in a vacuum container. In use, coil 4
A magnetic field is applied to the target material 1 in the direction indicated by an arrow in the drawing, and the target material 1 is hit with, for example, Ar ions, and sputtering is performed on a workpiece (not shown).
第11図は従来のマグネトロンスパッタ装置の他の例で
あり、第10図のものが長方形であるのに対し、円形であ
る点で相違する。FIG. 11 shows another example of a conventional magnetron sputtering apparatus, which is different from that of FIG. 10 in that the apparatus is rectangular, but circular.
さて、第10図，第11図において、内側，外側磁極2,3
による漏洩磁界のうち、ターゲット材１に平行な成分で
ターゲット材１の表面から飛び出した電子を捕獲し、そ
れによってガス分子のイオン化を促進させることにより
高速スパッタリングを可能にしている。10 and 11, the inner and outer magnetic poles 2, 3
Of the leakage magnetic field due to the component parallel to the target material 1, the electrons jumping out of the surface of the target material 1 are captured, thereby promoting ionization of gas molecules, thereby enabling high-speed sputtering.
このような従来のマグネトロンスパッタ装置では、タ
ーゲット材１の表面付近で捕獲された電子は、第10図に
矢印で示した半円弧状の磁場のドーム内に閉じ込められ
ドームに沿って運動する。したがって、ターゲット材１
の表面でのスパッタの施され方の程度はターゲット材１
の上面での磁界の水平分布のみならず、垂直成分の分布
によっても左右される。In such a conventional magnetron sputtering apparatus, electrons captured near the surface of the target material 1 are confined within a dome of a semicircular magnetic field indicated by an arrow in FIG. 10 and move along the dome. Therefore, target material 1
The degree of sputtering on the surface of the target material 1
Not only the horizontal distribution of the magnetic field on the upper surface but also the distribution of the vertical component.
第12図（ａ），（ｂ）はターゲット材１が強磁性体
（例えば鉄，コバルト等）の場合のターゲット材１の上
面（第10図のPA−PB線上）での磁場の水平および垂直成
分で、エロージョンの進行前後での分布をそれぞれ実線
と点線により示す。FIGS. 12 (a) and 12 (b) show the horizontal direction of the magnetic field on the upper surface (on the line P A -P B in FIG. 10) of the target material 1 when the target material 1 is a ferromagnetic material (eg, iron, cobalt, etc.). The distribution before and after the erosion progression is shown by a solid line and a dotted line in the vertical component.
また、第13図は、第10図のPA−PB間のターゲット材１
のエロージョンの様子を示す断面図である。この図から
わかるように、エロージョンの部分は局所的に進行し、
ターゲット材１の寿命を著しく縮めるという問題点があ
った。FIG. 13 shows the target material 1 between P A and P B in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state of erosion. As can be seen from this figure, the erosion part progresses locally,
There is a problem that the life of the target material 1 is significantly shortened.
さらに、ターゲット材１が強磁性体の場合、第12図に
示すように、エロージョンの進行に伴ないターゲット上
面の磁場分布が変化し、スパッタ条件が変化し、成膜さ
れた膜厚の分布や物性に経時変化が起るという問題点が
あった。Further, when the target material 1 is a ferromagnetic material, as shown in FIG. 12, the magnetic field distribution on the target upper surface changes with the progress of the erosion, the sputtering conditions change, and the distribution of the deposited film thickness and There has been a problem that physical properties change with time.
本発明者は、エロージョンが進行する場合は磁場の水
平成分の強度の分布とは直接的には関係なく、磁場の垂
直成分の極性の変化する位置、つまり垂直成分が零にな
る点とよく対応することを見出した。これは、第10図に
おいて、電子がターゲット材１の面上においてドーム状
磁界内に沿って運動すると同時に、垂直磁場の勾配が存
在する方向に対しても周期的な運動をしており、垂直成
分が零になる点付近で前記電子の濃度が高くなるためと
考えられる。また、ターゲット材１のエロージョンが起
こると、第12図（ｂ）に示すように漏れ磁場が大きくな
り、その場所での垂直磁場の勾配も大きくなるため局所
的なエロージョンがさらに進行する。The present inventors have found that when erosion proceeds, the position of the change in the polarity of the vertical component of the magnetic field, which is not directly related to the distribution of the intensity of the horizontal component of the magnetic field, corresponds to the point where the vertical component becomes zero. I found to do. This is because, in FIG. 10, the electrons move along the dome-shaped magnetic field on the surface of the target material 1 and, at the same time, move periodically in the direction in which the gradient of the vertical magnetic field exists. It is considered that the concentration of the electrons increases near the point where the component becomes zero. Further, when the erosion of the target material 1 occurs, the leakage magnetic field increases as shown in FIG. 12 (b), and the gradient of the vertical magnetic field at that location also increases, so that the local erosion further proceeds.
この発明は、上記の欠点を解決するためになされたも
ので、エロージョンの発生を可及的に防止し、ターゲッ
ト材の寿命を長くし、また、ターゲット面でスパッタさ
れる領域が広がると同時に、エロージョンが進行しても
ターゲット上面付近での磁場分布をほぼ一定に保つた
め、サブストレート上に成膜された膜の厚さの分布や物
性値が均一化し、また、経時変化もほとんどないといっ
た長所をもつマグネトロンスパッタ装置を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned drawbacks, to prevent the occurrence of erosion as much as possible, to extend the life of the target material, and, at the same time as the area to be sputtered on the target surface is widened, Even when erosion progresses, the magnetic field distribution near the top surface of the target is kept almost constant, so the thickness distribution and physical properties of the film deposited on the substrate are uniform, and there is little change over time. It is an object of the present invention to provide a magnetron sputtering apparatus having the following.
この発明にかかるマグネトロンスパッタ装置は、内側
磁極とこの内側磁極を取り囲んだ反対の極性を持つ外側
磁極と、これら両磁極上にまたがって配置されたターゲ
ット材とを有するプレーナマグネトロンスパッタ装置に
おいて、両磁極からの漏れ磁場のターゲット材に垂直な
成分の勾配をターゲット材の外部において両磁極間中央
部では減少させ、かつ両磁極に向い漏れ磁場の垂直成分
の勾配を漸次大きくするため、前記漏れ磁場を横切る方
向に複数に分割した軟磁性体をターゲット材の裏面に沿
って内側磁極と外側磁極間に設けたものである。A magnetron sputtering apparatus according to the present invention is directed to a planar magnetron sputtering apparatus having an inner magnetic pole, an outer magnetic pole surrounding the inner magnetic pole and having the opposite polarity, and a target material disposed over both of the magnetic poles. To reduce the gradient of the component perpendicular to the target material of the leakage magnetic field from the target material outside the target material at the center between the two magnetic poles, and gradually increase the gradient of the perpendicular component of the leakage magnetic field toward both magnetic poles, The soft magnetic material divided into a plurality in the transverse direction is provided between the inner magnetic pole and the outer magnetic pole along the back surface of the target material.
この発明においては、ターゲット材の外部において、
内側，外側磁極間中央部の垂直磁場の強度およびその勾
配が減少し、また、前記両磁極に近い部分では前記垂直
磁場の勾配が増大し、さらにエロージョンが進行しても
ターゲット上面付近の磁場分布を一定に保つため、スパ
ッタ時において、マグネトロンモードが安定に保たれ、
局所的なエロージョンが防止され、なおかつ成膜された
膜厚部分や物性値の経時変化も防止される。In the present invention, outside the target material,
The intensity and gradient of the vertical magnetic field in the central portion between the inner and outer magnetic poles decrease, and the gradient of the vertical magnetic field increases near the magnetic poles, and the magnetic field distribution near the target upper surface even when erosion proceeds. , The magnetron mode is kept stable during sputtering,
Local erosion is prevented, and a temporal change in a film thickness portion and a physical property value of the formed film is also prevented.
第１図はこの発明の一実施例を示すもので、第10図の
PA−PBの部分に相当する断面図である。この図におい
て、符号１〜４は第10図と同じであり、５はこの発明に
よる互いのギャップ長が板厚の1/50〜１になるように配
置された漏れ磁場を横切る方向に分割された複数個から
なる軟磁性体であり、ターゲット材１の裏面に沿ってタ
ーゲット材１とギャップを介して配置される。なお、軟
磁性体５としては、磁極の作る磁場で容易に磁化される
ものであれば何でもよい。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to a portion P A -P B. In this figure, reference numerals 1 to 4 are the same as in FIG. 10, and 5 is divided in a direction crossing the stray magnetic field arranged so that the gap length of the present invention is 1/50 to 1 of the plate thickness. And a plurality of soft magnetic materials disposed along the back surface of the target material 1 with a gap therebetween. The soft magnetic material 5 may be any material that can be easily magnetized by the magnetic field generated by the magnetic pole.
次に作用について説明する。 Next, the operation will be described.
軟磁性体５は両磁極2,3の作る磁界によってターゲッ
ト材１の中の磁化の向きと同一方向の磁化を持ち、軟磁
性体５がターゲット材１の上面において、前記両磁極2,
3間中央部で水平磁場の絶対値と垂直磁場の勾配を減少
させるように作用する。また、両磁極2,3の上部付近で
は、前記軟磁性体５による磁界の影響は小さいので、そ
の結果、両磁極2,3付近の垂直磁場の勾配は増大する。The soft magnetic material 5 has a magnetization in the same direction as the direction of magnetization in the target material 1 due to the magnetic field generated by the two magnetic poles 2 and 3, and the soft magnetic material 5 is located on the upper surface of the target material 1.
It acts to reduce the absolute value of the horizontal magnetic field and the gradient of the vertical magnetic field at the center between the three. In addition, the influence of the magnetic field due to the soft magnetic material 5 is small near the upper portions of the magnetic poles 2 and 3, and as a result, the gradient of the vertical magnetic field near the magnetic poles 2 and 3 increases.
軟磁性体５はターゲット材１の上面の磁場を打ち消す
磁石の働きをし、ターゲット材１のエロージョンが進行
し、ターゲット材１上の漏れ磁場が大きくなると軟磁性
体５磁化の強さが大きくなり、ターゲット材１上の漏れ
磁場が大きくなるのを防止し、エロージョンが局所的に
大きくなるのを防ぐ作用を有する。The soft magnetic material 5 functions as a magnet for canceling the magnetic field on the upper surface of the target material 1, and erosion of the target material 1 proceeds, and when the leakage magnetic field on the target material 1 increases, the intensity of magnetization of the soft magnetic material 5 increases. This has the effect of preventing the leakage magnetic field on the target material 1 from increasing and preventing the erosion from locally increasing.
第２図（ａ），（ｂ）は、第１図の実施例のPA−PB間
におけるエロージョン前後における磁場の水平成分およ
び垂直成分を示す図である。これらの図で、実線の曲線
はエロージョン前、点線の曲線はエロージョン後を示
す。また、第３図（ａ），（ｂ）は、第１図のPA−PB部
分でのエロージョンの様子を示すものである。Figure 2 (a), (b) is a diagram showing horizontal and vertical components of the magnetic field before and after erosion between P A -P B embodiment of Figure 1. In these figures, the solid curve shows before erosion and the dotted curve shows after erosion. FIGS. 3 (a) and 3 (b) show the state of erosion at the portion P A -P B in FIG.
第３図（ａ）に示されるように、従来のマグネトロン
スパッタ装置でスパッタを行った場合に見られるＶ字形
のエロージョンは見られず、エロージョンは広範囲にわ
たって比較的均一に起こっており、第３図（ｂ）のよう
に、ターゲット材１の厚さが元の厚さの10％程度になっ
ても局所的なエロージョンは発生しない。As shown in FIG. 3 (a), no V-shaped erosion is observed when sputtering is performed with a conventional magnetron sputtering apparatus, and erosion occurs relatively uniformly over a wide range. As shown in (b), even if the thickness of the target material 1 becomes about 10% of the original thickness, local erosion does not occur.
第４図，第５図はTb−Feの合金のターゲット材１を用
いた場合のサブストレートに成膜された薄膜中のTbの濃
度分布を、ターゲット材１の中心位置から半径方向の分
布の経時変化を、従来の第10図で示すマグネトロンスパ
ッタ装置とこの発明によるマグネトロンスパッタ装置を
使った場合の比較例である。曲線ａ〜ｃにしたがってエ
ロージョンが進行している。ターゲット材１の寿命は、
従来のマグネトロンスパッタ装置に比べ約２倍、また、
ターゲット材１上の磁場分布はエロージョンが進行して
もほぼ一定に保たれるため、例えば薄膜中のTb分布を見
ると、従来型が経時変化を起こしているのに対し、この
発明による装置ではターゲット寿命が尽きるまでほとん
ど変化しない。4 and 5 show the concentration distribution of Tb in the thin film formed on the substrate when the target material 1 of Tb-Fe alloy is used. The change with time is a comparative example when the conventional magnetron sputtering apparatus shown in FIG. 10 and the magnetron sputtering apparatus according to the present invention are used. Erosion progresses according to curves a to c. The life of target material 1 is
About twice as large as conventional magnetron sputtering equipment,
Since the magnetic field distribution on the target material 1 is kept almost constant even when the erosion proceeds, for example, looking at the Tb distribution in the thin film, the conventional type has changed with time, whereas the apparatus according to the present invention has Almost unchanged until the end of the target life.
第６図は本発明者の提案にかかる特願昭61−198031号
に示した、板状の軟磁性体により改良したマグネトロン
スパッタ装置を用いた場合の、薄膜中のTb分布の経時変
化を示したものである（第４図，第５図に対応）。この
第６図に示されるように、ターゲット材１のエロージョ
ンが元の厚さの1/2程度のところまでは経時変化は起こ
さないが、エロージョンが元の厚さのほぼ70％を超える
とTb分布に経時変化が起ってくる。これは、ターゲット
材１が薄くなり、第７図（ａ）のように、前記軟磁性体
５の作る垂直磁場が曲線B1,B2,B3のように次第に強くな
ると、曲線Ａで示す磁極およびターゲット材１がつくる
垂直磁場よりも軟磁性体５が作る磁場が優勢となり、合
成磁場は第７図（ｂ）に示すような変曲点をもった垂直
磁場の分布となり、プラズマ密度に片寄りが生ずるため
と思われる。なお、L1,L2はプラズマ密度が高くなると
ころである。これは一定の断面積をもった連続した軟磁
性体５′の場合、第８図（ａ）に示すように、磁束φの
空間への飛び出しが両端付近に片寄っているのと、ター
ゲット材１が薄くなることによって増加した磁界によっ
て連続した軟磁性体５′が容易に強く磁化されてしまう
ためである。FIG. 6 shows the change over time of the Tb distribution in the thin film when a magnetron sputtering apparatus improved by a plate-like soft magnetic material, which is disclosed in Japanese Patent Application No. 61-198031 proposed by the present inventors, is used. (Corresponding to FIGS. 4 and 5). As shown in FIG. 6, the erosion of the target material 1 does not change with time up to about 1/2 of the original thickness, but when the erosion exceeds about 70% of the original thickness, Tb The distribution changes over time. This will thin target material 1, as in the FIG. 7 (a), when gradually becomes stronger as the curve B 1 is a vertical magnetic field generated by the soft magnetic material 5, B 2, B 3, shown by curve A The magnetic field produced by the soft magnetic material 5 becomes dominant over the vertical magnetic field produced by the magnetic pole and the target material 1, and the resultant magnetic field has a distribution of a vertical magnetic field having an inflection point as shown in FIG. This is probably due to offset. Note that L 1 and L 2 are where the plasma density increases. This is because, in the case of a continuous soft magnetic material 5 'having a constant cross-sectional area, as shown in FIG. 8 (a), the magnetic flux .phi. This is because the continuous soft magnetic material 5 'is easily and strongly magnetized by the increased magnetic field due to the decrease in thickness.
第８図（ｂ），（ｃ）はこの発明による複数個の軟磁
性体５を使った場合で、これは複数の軟磁性体５は互い
にギャップをもつため、軟磁性体５の磁化が大きくなる
とギャップ付近での磁束の漏れ出しも大きくなり、これ
による軟磁性体５内部での反磁場のために軟磁性体５が
急激に磁化することを防止する。したがって、ターゲッ
ト材１が薄くなり、ターゲット上面での垂直勾配が大き
くなるにつれて、第９図（ａ）に示すように、軟磁性体
５が作る反対向きの垂直磁場が曲線B1,B2,B3のように次
第に大きくなっていき、曲線Ａで示す磁極およびターゲ
ットが作る垂直磁場との合成磁界は、第９図（ｂ）に示
すように変曲点をもつように大きく湾曲することはな
く、ターゲット材１が十分薄くなってもプラズマ片寄り
がなく、スパッタ条件の経時変化はほとんど起こらな
い。軟磁性体５の磁化強度の制御は軟磁性体５同士のギ
ャップ長や軟磁性体５の分割数で行う。つまり分割数，
ギャップ長を大きくすると、軟磁性体５の磁化のされ方
はゆるやかになり、前記両磁極2,3に近い部分での磁化
が大きくなりすぎるのを防ぐ効果がある。FIGS. 8 (b) and 8 (c) show the case where a plurality of soft magnetic members 5 according to the present invention are used. Since the plurality of soft magnetic members 5 have a gap therebetween, the magnetization of the soft magnetic members 5 is large. As a result, leakage of magnetic flux near the gap also increases, thereby preventing the soft magnetic material 5 from being rapidly magnetized due to a demagnetizing field inside the soft magnetic material 5. Accordingly, thin target material 1, as the vertical gradient of the target top increases, as shown in FIG. 9 (a), the vertical magnetic field curves in the opposite direction in which the soft magnetic body 5 made B 1, B 2, will gradually increase as B 3, the combined magnetic field of the vertical magnetic field created by the magnetic poles and the target indicated by the curve a, increasing curved to have an inflection point as shown in FIG. 9 (b) is In addition, even if the target material 1 is sufficiently thin, there is no deviation of the plasma, and there is almost no change in the sputtering conditions with time. The magnetization intensity of the soft magnetic material 5 is controlled by the gap length between the soft magnetic materials 5 and the number of divisions of the soft magnetic material 5. That is, the number of divisions,
When the gap length is increased, the magnetization of the soft magnetic material 5 becomes gentler, which has the effect of preventing the magnetization near the magnetic poles 2 and 3 from becoming too large.
また、この発明は、強磁性体のターゲット材１に特に
有効であるが、非磁性体のターゲット材の場合にもエロ
ージョン領域を拡大することができる。Although the present invention is particularly effective for the ferromagnetic target material 1, the erosion region can be expanded even in the case of a non-magnetic target material.
この発明は以上説明したように、内側磁極と外側磁極
からの漏れ磁場のターゲット材に垂直な成分の勾配をタ
ーゲット材の外部において前記両磁極の中央部で減少さ
せ、なおかつ両磁極付近で漸次増大させるため前記漏れ
磁場を横切る方向に分割された複数の軟磁性体を、ター
ゲット材の裏面に沿って内側，外側の磁極間に形成され
る磁界中に設けたので、ターゲット材の垂直磁場の勾配
が下がり、かつ垂直磁極が零に近い範囲がターゲット材
上で広くとれ、プラズマ濃度の均一な部分が広く取れ、
かつ前記両磁極間の近くでは前記垂直磁場の勾配が大き
くなるために電子のターゲット上面からの逸脱も防げる
ので、マグネトロンモードが安定に保たれターゲット材
のエロージョンが均一に行われ、ターゲット材の長寿命
化が図れるとともに、かつターゲット材のエロージョン
が進行しても磁場分布はほとんど変らないため、スパッ
タ条件の経時変化も起こらず、安定な薄膜を得ることが
できる利点がある。As described above, the present invention reduces the gradient of the component perpendicular to the target material of the leakage magnetic field from the inner magnetic pole and the outer magnetic pole at the center of the two magnetic poles outside the target material, and gradually increases near the two magnetic poles. A plurality of soft magnetic materials divided in a direction crossing the leakage magnetic field are provided in a magnetic field formed between the inner and outer magnetic poles along the back surface of the target material, so that the gradient of the vertical magnetic field of the target material is increased. And the range where the vertical magnetic pole is close to zero can be widened on the target material, and the part with uniform plasma concentration can be widened,
In addition, since the gradient of the vertical magnetic field is large near the two magnetic poles, it is possible to prevent the electron from deviating from the upper surface of the target. The service life can be extended, and the magnetic field distribution hardly changes even if the erosion of the target material progresses. Therefore, there is an advantage that the sputtering conditions do not change with time and a stable thin film can be obtained.
第１図はこの発明の一実施例を示す要部の断面図、第２
図（ａ），（ｂ）は、第１図の実施例におけるエロージ
ョン前後における磁場の水平成分および垂直成分を示す
図、第３図（ａ），（ｂ）はこの発明によるエロージョ
ン状態を説明する要部の断面図、第４図，第５図は従来
のマグネトロスパッタ装置とこの発明のマグネトロンス
パッタ装置によるTb−Feの合金のターゲット材を用いた
場合のTb温度分布を示す図、第６図は同じく先に提案し
たマグネトロンスパッタ装置による第５図と同様なTb濃
度分布を示す図、第７図（ａ），（ｂ）は、第６図の状
態を説明するための磁界の強さと距離との関係図、第８
図（ａ），（ｂ），（ｃ）は軟磁性体の形状と磁束の状
態とを説明するための図、第９図（ａ），（ｂ）はこの
発明の作用を説明するための磁界の強さと距離との関係
を示す図、第10図．第11図は従来のマグネトロンスパッ
タ装置の一例をそれぞれ示す要部の斜視図、第12図
（ａ），（ｂ）は従来のマグネトロンスパッタ装置によ
るターゲット材の上面でのエロージョンの進行前後での
磁場の水平および垂直の分布を示す図、第13図は、第10
図のPA−PB間のエロージョンの様子を示す断面図であ
る。 図中、１はターゲット材、２は内側磁極、３は外側磁
極、４はコイル、５は軟磁性体である。FIG. 1 is a sectional view of an essential part showing one embodiment of the present invention.
1A and 1B show horizontal and vertical components of a magnetic field before and after erosion in the embodiment of FIG. 1, and FIGS. 3A and 3B illustrate an erosion state according to the present invention. FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of a main part, and FIGS. 4 and 5 are diagrams showing Tb temperature distributions when a Tb-Fe alloy target material is used by the conventional magnetron sputtering apparatus and the magnetron sputtering apparatus of the present invention. The figure also shows the same Tb concentration distribution as in FIG. 5 by the magnetron sputtering apparatus proposed earlier, and FIGS. 7 (a) and (b) show the magnetic field strength for explaining the state in FIG. Relationship diagram with distance, 8th
Figures (a), (b) and (c) are diagrams for explaining the shape of the soft magnetic material and the state of the magnetic flux, and Figs. 9 (a) and (b) are diagrams for explaining the operation of the present invention. Diagram showing the relationship between magnetic field strength and distance, FIG. FIG. 11 is a perspective view of an essential part showing an example of a conventional magnetron sputtering apparatus, and FIGS. 12 (a) and 12 (b) are magnetic fields before and after erosion progresses on an upper surface of a target material by the conventional magnetron sputtering apparatus. FIG. 13 shows the horizontal and vertical distributions of FIG.
It is a cross-sectional view showing the state of erosion between P A -P B in FIG. In the figure, 1 is a target material, 2 is an inner magnetic pole, 3 is an outer magnetic pole, 4 is a coil, and 5 is a soft magnetic material.
Claims (1)
の極性を持つ外側磁極と、これら両磁極上にまたがって
配置されたターゲット材とを有するプレーナマグネトロ
ンスパッタ装置において、前記両磁極からの漏れ磁場の
前記ターゲット材に垂直な成分の勾配を前記ターゲット
材の外部において前記両磁極間中央部では減少させ、か
つ前記両磁極に向い前記漏れ磁場の垂直成分の勾配を漸
次大きくするため、前記漏れ磁場を横切る方向に複数に
分割した軟磁性体を前記ターゲット材の裏面に沿って前
記内側磁極と外側磁極間に設けたことを特徴とするマグ
ネトロンスパッタ装置。In a planar magnetron sputtering apparatus having an inner magnetic pole, an outer magnetic pole surrounding the inner magnetic pole and having an opposite polarity, and a target material disposed over the two magnetic poles, a leakage from the two magnetic poles is provided. To reduce the gradient of the component of the magnetic field perpendicular to the target material outside the target material at the center between the two magnetic poles, and to gradually increase the gradient of the perpendicular component of the leakage magnetic field toward the two magnetic poles, A magnetron sputtering apparatus, wherein a soft magnetic material divided into a plurality in a direction crossing a magnetic field is provided between the inner magnetic pole and the outer magnetic pole along a back surface of the target material.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258365A JP2604442B2 (en) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | Magnetron sputtering equipment |
| US07/321,210 US4964968A (en) | 1988-04-30 | 1989-03-09 | Magnetron sputtering apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63258365A JP2604442B2 (en) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | Magnetron sputtering equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02107764A JPH02107764A (en) | 1990-04-19 |
| JP2604442B2 true JP2604442B2 (en) | 1997-04-30 |
Family
ID=17319228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63258365A Expired - Lifetime JP2604442B2 (en) | 1988-04-30 | 1988-10-15 | Magnetron sputtering equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2604442B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4102102C2 (en) * | 1991-01-25 | 1995-09-07 | Leybold Ag | Magnet arrangement with at least two permanent magnets and their use |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5239851U (en) * | 1975-09-11 | 1977-03-22 | ||
| JPS582589B2 (en) * | 1979-10-01 | 1983-01-17 | 株式会社 徳田製作所 | sputtering equipment |
| JPH0680187B2 (en) * | 1986-08-26 | 1994-10-12 | 三菱化成株式会社 | Magnetic field adjustment method for magnetron sputtering device |
-
1988
- 1988-10-15 JP JP63258365A patent/JP2604442B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02107764A (en) | 1990-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4865708A (en) | Magnetron sputtering cathode | |
| US4892633A (en) | Magnetron sputtering cathode | |
| US4162954A (en) | Planar magnetron sputtering device | |
| US4265729A (en) | Magnetically enhanced sputtering device | |
| GB2051877A (en) | Magnetically Enhanced Sputtering Device and Method | |
| KR102023521B1 (en) | Magnetic field generator for magnetron sputtering | |
| JP2604442B2 (en) | Magnetron sputtering equipment | |
| JPH02277772A (en) | Magnetron sputtering device | |
| JPH02194171A (en) | Magnetron sputtering source | |
| JP2823862B2 (en) | Magnetron sputtering equipment | |
| JPH0680187B2 (en) | Magnetic field adjustment method for magnetron sputtering device | |
| JPH0525625A (en) | Magnetron sputtering cathode | |
| JPH0734244A (en) | Magnetron type sputtering cathode | |
| JP2005068468A (en) | Target for magnetron sputtering, and magnetron sputtering system | |
| JPH0463273A (en) | Magnetron sputtering system | |
| JPH04358064A (en) | Magnetron sputtering cathode | |
| JPH03183123A (en) | Sputtering apparatus | |
| JPH0641737A (en) | Magnetron sputtering device | |
| JPH0463274A (en) | Magnetron sputtering system | |
| JPH02163372A (en) | Magnetron sputtering device | |
| JP3211915B2 (en) | Magnetron sputtering cathode | |
| JPH046792B2 (en) | ||
| JPH0641738A (en) | Magnetron sputtering device | |
| JPH02163371A (en) | Magnetron sputtering device | |
| JPH02270963A (en) | Magnetron sputtering device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090129 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090129 Year of fee payment: 12 |