JP6265534B2 - Sputtering cathode - Google Patents

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Description

本発明は、マグネトロン方式のスパッタリング装置に用いられるスパッタリングカソードに関し、より詳しくは、ターゲットのスパッタ面と背向する側を上とし、当該ターゲットの上方に設けられてターゲットのスパッタ面下方に局所的に磁場を発生させる磁場発生手段と、磁場が発生した領域をターゲットのスパッタ面に沿って走査させる走査手段とを備えるものに関する。   The present invention relates to a sputtering cathode used in a magnetron type sputtering apparatus. More specifically, the present invention relates to a sputtering cathode surface of a target, and the side facing away from the sputtering surface is provided above the target and locally below the sputtering surface of the target. The present invention relates to a magnetic field generating unit that generates a magnetic field and a scanning unit that scans a region where the magnetic field is generated along a sputtering surface of a target.

この種のスパッタリングカソードは例えば特許文献1で知られている。このものでは、ターゲット組立体の上方に、走査手段としてのエピサイクリック走査アクチュエータが設けられている。走査手段は、同心に配置された内側回転シャフトと外側回転シャフトとを有し、第1及び第2の各モータで夫々回転駆動される。また、内側回転シャフトと外側回転シャフトとはエピサイクリック機構に結合され、このエピサイクリック機構で取付台を介して磁場発生手段としてのマグネトロンが保持される。この場合、歯車箱と釣合いおもりとが外側回転シャフトの下端部に固定され、太陽歯車が、歯車箱の内で内側回転シャフトの下端部に固定されている。   This type of sputtering cathode is known from Patent Document 1, for example. In this device, an epicyclic scanning actuator as a scanning means is provided above the target assembly. The scanning means has an inner rotating shaft and an outer rotating shaft arranged concentrically, and is driven to rotate by the first and second motors, respectively. Further, the inner rotating shaft and the outer rotating shaft are coupled to an epicyclic mechanism, and a magnetron as a magnetic field generating means is held by the epicyclic mechanism via a mounting base. In this case, the gear box and the counterweight are fixed to the lower end portion of the outer rotating shaft, and the sun gear is fixed to the lower end portion of the inner rotating shaft in the gear box.

また、被動歯車が歯車箱内に支承され、遊び歯車を介して太陽歯車に結合される。被動歯車のシャフトが磁石アームに固定され、磁石アームが被動歯車で回転される。マグネトロンおよびその釣合いおもりが磁石アームの両端部に固定され、歯車箱は内側アームとして働き、磁石アームは外側アームとして働き、磁石アームは、太陽歯車と被動歯車と共に遊星歯車機構として働く。そして、各モータで別々に制御される回転シャフトにより、マグネトロンをほぼ任意のパターンで走査することができる。然し、上記従来例のものは、2個のモータを用いているため、部品点数が多く、しかも、ターゲット全面に亘って所定のパターンで磁場発生手段の走査させるためのモータの制御が複雑であるという問題がある。   A driven gear is supported in the gear box and coupled to the sun gear via an idler gear. The shaft of the driven gear is fixed to the magnet arm, and the magnet arm is rotated by the driven gear. The magnetron and its counterweight are fixed at both ends of the magnet arm, the gearbox acts as the inner arm, the magnet arm acts as the outer arm, and the magnet arm acts as a planetary gear mechanism with the sun gear and the driven gear. The magnetron can be scanned in an almost arbitrary pattern by a rotating shaft controlled separately by each motor. However, since the conventional example uses two motors, the number of parts is large, and the control of the motor for scanning the magnetic field generating means in a predetermined pattern over the entire target surface is complicated. There is a problem.

特開2011−505496号公報JP 2011-50596 A

本発明は、以上の点に鑑み、簡単な構成でターゲット全面に亘って磁場発生手段を走査することができる低コストのスパッタリングカソードを提供することをその課題とするものである。   In view of the above points, an object of the present invention is to provide a low-cost sputtering cathode capable of scanning a magnetic field generating unit over the entire target surface with a simple configuration.

上記課題を解決するために、ターゲットのスパッタ面と背向する側を上とし、当該ターゲットの上方に設けられてターゲットのスパッタ面下方に局所的に磁場を発生させる磁場発生手段と、磁場が発生した領域をターゲットのスパッタ面に沿って走査させる走査手段とを備える本発明のスパッタリングカソードは、走査手段が、単一のモータと、モータの出力軸に連結される第1回転体と、第1回転体の下方で出力軸に平行な回転軸を回転中心として第1回転体の回転に連動して回転する第2回転体と、第2回転体の回転中心から偏心した位置に一側が回動自在に連結され、その他側に磁場発生手段が設けられる軸体と、第2回転体の回転に連動する、同一線上での磁場発生手段の往復動をガイドするガイド手段とを備え、ガイド手段が、第1回転体の回転に連動してモータの出力軸に対して回転運動を行うことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a magnetic field generating means for generating a magnetic field locally on the side facing away from the sputtering surface of the target and generating a magnetic field locally above the target and below the sputtering surface of the target is generated. The sputtering cathode of the present invention comprising scanning means for scanning the region along the sputtering surface of the target, the scanning means comprises a single motor, a first rotating body connected to the output shaft of the motor, and a first A second rotating body that rotates in conjunction with the rotation of the first rotating body around the rotating shaft parallel to the output shaft below the rotating body, and one side rotates to a position eccentric from the rotating center of the second rotating body is rotatably connected, and the shaft body magnetic field generating means are provided other side, interlocked with the rotation of the second rotary member, and a guide means for guiding the reciprocation of the magnetic field generating means in the same line, the guide means The second In conjunction with the rotation of the rotary member and performing a rotational movement relative to the output shaft of the motor.

以上によれば、第1回転体を回転駆動すると、磁場発生手段は、出力軸回りの回転運動と、第2回転体に近接離間する方向での同一線上の往復動との合成による(螺旋)軌道を描きながらスパッタ面の所定領域が確実に走査されるようになる。この場合、単一のモータで磁場発生手段がスパッタ面の所定領域を走査する構成が実現できるため、装置構成は簡単で済み、低コストであり、しかも、上記従来例のような複雑な制御も必要としない。   According to the above, when the first rotating body is rotationally driven, the magnetic field generating means is based on the combination of the rotational motion around the output shaft and the reciprocating motion on the same line in the direction approaching and separating from the second rotating body (spiral). A predetermined area of the sputter surface is reliably scanned while drawing the trajectory. In this case, since the configuration in which the magnetic field generating means scans a predetermined area of the sputtering surface with a single motor can be realized, the apparatus configuration is simple and low in cost, and the complicated control as in the above conventional example is also possible. do not need.

本発明においては、前記第1回転体と前記第2回転体との間に設けた減速ギア列を有し、ギア列の出力側のギアが前記回転軸に設けた他のギアに噛合することが好ましい。これによれば、減速ギア列を適宜設定すれば磁場発生手段の往復動の周期が変更され、その上、第1回転体に対する第2回転体の(回転)速度比を変更すれば、磁場発生手段が描く軌道を任意に変更することができる。これにより、磁場発生手段をターゲットのスパッタ面の全面に亘って効率よく走査することができる。なお、第1回転体に対する第2回転体の回転速度(角速度)比は0.1〜0.3とすることが好ましい。この範囲であれば、磁場発生手段をターゲットのスパッタ面の全面に亘って確実に走査することができる。   In the present invention, there is a reduction gear train provided between the first rotator and the second rotator, and the gear on the output side of the gear train meshes with another gear provided on the rotating shaft. Is preferred. According to this, if the speed reduction gear train is appropriately set, the period of reciprocation of the magnetic field generating means is changed, and if the (rotational) speed ratio of the second rotating body to the first rotating body is changed, the magnetic field is generated. The trajectory drawn by the means can be arbitrarily changed. Thereby, the magnetic field generating means can be efficiently scanned over the entire sputtering surface of the target. In addition, it is preferable that the rotation speed (angular velocity) ratio of the 2nd rotary body with respect to a 1st rotary body shall be 0.1-0.3. Within this range, the magnetic field generating means can be reliably scanned over the entire sputtering surface of the target.

本発明の実施形態のスパッタリングカソードを備えたスパッタリング装置の構成を模式的に示す図。The figure which shows typically the structure of the sputtering device provided with the sputtering cathode of embodiment of this invention. 走査機構の構造を説明する図。The figure explaining the structure of a scanning mechanism. 図2のIII−III線に沿った断面図。Sectional drawing along the III-III line of FIG. 図2のIV−IV線に沿った断面図。Sectional drawing along the IV-IV line of FIG. 図2のV−V線に沿った断面図。Sectional drawing along the VV line | wire of FIG. 磁場発生手段の磁気中心が描く軌跡を示す図。The figure which shows the locus | trajectory which the magnetic center of a magnetic field generation means draws. 磁場発生手段の磁気中心が描く軌跡を示す図。The figure which shows the locus | trajectory which the magnetic center of a magnetic field generation means draws. (a)〜(d)は、磁場発生手段の磁気中心が描く軌跡を示す図。(A)-(d) is a figure which shows the locus | trajectory which the magnetic center of a magnetic field generation means draws.

以下に図面を参照して、処理すべき基板をウエハWとし、ターゲットTをCu製とし、ウエハW表面に、Cu膜を形成する場合を例に本発明のスパッタリングカソードを備えたスパッタリング装置の実施形態を説明する。以下においては、図1を基準に、ウエハWからターゲットTのスパッタ面T1に向かう方向を「上」、その逆を「下」とし、方向を示す用語を用いるものとする。   Referring to the drawings, an embodiment of a sputtering apparatus equipped with a sputtering cathode according to the present invention will be described in the case where a substrate to be processed is a wafer W, a target T is made of Cu, and a Cu film is formed on the surface of the wafer W. A form is demonstrated. In the following, with reference to FIG. 1, the direction from the wafer W toward the sputtering surface T1 of the target T is “up” and the opposite is “down”, and terminology indicating the direction is used.

図1を参照して、スパッタリング装置SMは、マグネトロン方式のものであり、密閉の処理室11を画成する真空チャンバ1を備える。真空チャンバ1の側壁には、アルゴン等の不活性ガスを含むスパッタガス(酸素等の反応ガスを含むこともできる)を導入するガス導入管2が接続され、このガス導入管2は、マスフローコントローラ21を介して図示省略のガス源に連通し、流量制御されたスパッタガスが真空チャンバ1内に導入できる。また、真空チャンバ1の底壁には、ターボ分子ポンプやロータリポンプ等の真空ポンプPに通じる排気管3が接続され、処理室11を所定圧力(例えば、10−5Pa)に真空引きできる。 Referring to FIG. 1, the sputtering apparatus SM is of a magnetron type and includes a vacuum chamber 1 that defines a sealed processing chamber 11. Connected to the side wall of the vacuum chamber 1 is a gas introduction pipe 2 for introducing a sputtering gas containing an inert gas such as argon (it can also contain a reaction gas such as oxygen). The gas introduction pipe 2 is connected to a mass flow controller. A sputtering gas whose flow rate is controlled by communicating with a gas source (not shown) via 21 can be introduced into the vacuum chamber 1. Further, an exhaust pipe 3 leading to a vacuum pump P such as a turbo molecular pump or a rotary pump is connected to the bottom wall of the vacuum chamber 1 so that the processing chamber 11 can be evacuated to a predetermined pressure (for example, 10 −5 Pa).

真空チャンバ1の底面にはステージ2が配置されている。ステージ2の上部には、特に図示して説明しないが、所謂静電チャックが設けられ、ウエハWを吸着保持できる。なお、ステージ2に公知の構造を持つ高周波電源からの出力を接続し、スパッタリングによる成膜時にステージ2にバイアス電位を印加するようにしてもよい。これにより、処理室11内でイオン化したスパッタ粒子をウエハWに積極的に引き込むことができる。   A stage 2 is disposed on the bottom surface of the vacuum chamber 1. Although not shown and described above, a so-called electrostatic chuck is provided on the upper portion of the stage 2 to hold the wafer W by suction. Note that an output from a high-frequency power source having a known structure may be connected to the stage 2 so that a bias potential is applied to the stage 2 during film formation by sputtering. Thereby, the sputtered particles ionized in the processing chamber 11 can be actively drawn into the wafer W.

また、真空チャンバ1内には導電性を有するアノードシールド4が配置されている。アノードシールド4は、ターゲットTの周囲を覆ってステージ2の上方まで、下方に延びる筒状の部材で構成される。アノードシールド4にはDC電源E1が接続され、スパッタリングによる成膜中、正の直流電位が印加されるようにしている。これにより、アノードシールド4でイオン化したスパッタ粒子が反射され、強い直進性を持ってウエハWへと放出されることをアシストする。そして、ウエハWに対向させて真空チャンバ1の上部には、処理室11を臨むように真空シールして配置されるターゲットTを含むスパッタリングカソードSCが、スパッタ面T1を下に向けて設けられている。   A conductive anode shield 4 is disposed in the vacuum chamber 1. The anode shield 4 is formed of a cylindrical member that covers the periphery of the target T and extends downward to above the stage 2. A DC power source E1 is connected to the anode shield 4 so that a positive DC potential is applied during film formation by sputtering. As a result, the sputtered particles ionized by the anode shield 4 are reflected and assisted to be emitted to the wafer W with strong straightness. A sputtering cathode SC including a target T disposed in a vacuum seal so as to face the processing chamber 11 facing the wafer W is provided with the sputtering surface T1 facing downward. Yes.

図2〜図5も参照して、スパッタリングカソードSCは、ターゲットTのスパッタ面T1の下方に局所的に磁場を発生させる磁場発生手段5と、磁場が発生した領域Mfをスパッタ面T1の所定範囲を走査させる走査手段6とを更に備える。ターゲットTとしては、Cuに限定されるものではなく、処理すべきウエハWに形成しようとする薄膜の組成に応じて適宜選択でき(例えばTiやTa製)、公知の方法で平面視円形や矩形に形成される。そして、ターゲットTは、バッキングプレートTbに装着した状態で真空シール兼用の絶縁体Iを介して真空チャンバ1に取り付けられる。なお、ターゲットTの上方に設けられる磁場発生手段5と走査手段6とはボックス7に収納されている。また、ターゲットTには、負の電位を持った所定電力を投入するスパッタ電源(DC電源)E2が接続されている。スパッタ電源E2は上記DC電源に限定されるものではなく、ターゲット種に応じて高周波電源等を用いることもできる。   2 to 5, the sputtering cathode SC includes a magnetic field generating means 5 for generating a magnetic field locally below the sputtering surface T1 of the target T, and a region Mf where the magnetic field is generated within a predetermined range of the sputtering surface T1. And scanning means 6 for scanning. The target T is not limited to Cu, and can be appropriately selected according to the composition of the thin film to be formed on the wafer W to be processed (for example, made of Ti or Ta). Formed. The target T is attached to the vacuum chamber 1 through the insulator I also serving as a vacuum seal in a state where the target T is mounted on the backing plate Tb. The magnetic field generating means 5 and the scanning means 6 provided above the target T are housed in a box 7. The target T is connected to a sputtering power source (DC power source) E2 for applying a predetermined power having a negative potential. The sputtering power source E2 is not limited to the DC power source, and a high frequency power source or the like can be used according to the target type.

磁場発生手段5は、バッキングプレートTbの裏面に平行に設けられる磁性材料製で円形の支持板(ヨーク)51の下面に、径が相互に異なる複数個の環状の永久磁石52を下側の極性を変えて同心で配置して構成される。そして、ターゲットTのスパッタ面T1の下方空間に閉ループの釣り合った磁場を発生させ、この磁場発生領域Mfにてスパッタ時にスパッタ面T1の下方で電離した電子等を捕捉してターゲットTから飛散したスパッタ粒子を効率よくイオン化する。この場合、ターゲットTを円柱としたとき、磁場発生手段5をスパッタ面T1全面に亘って走査させるために、ターゲットTの径に対する支持板51の径は,0.25倍〜0.33倍の範囲に設定することが好ましい。なお、磁場発生手段5は、上記限定されるものではなく、永久磁石に代えて電磁石を備えるもの等、種々の形態を有する公知のものが利用できるので、ここでは詳細な説明を省略する。   The magnetic field generating means 5 includes a plurality of annular permanent magnets 52 having different diameters on the lower surface of a circular support plate (yoke) 51 made of a magnetic material provided in parallel to the back surface of the backing plate Tb. It is configured by changing the concentricity. Then, a closed-loop balanced magnetic field is generated in the space below the sputtering surface T1 of the target T, and electrons and the like ionized below the sputtering surface T1 during the sputtering are captured in this magnetic field generation region Mf and scattered from the target T. Ions are efficiently ionized. In this case, when the target T is a cylinder, the diameter of the support plate 51 with respect to the diameter of the target T is 0.25 to 0.33 times in order to cause the magnetic field generating means 5 to scan over the entire sputtering surface T1. It is preferable to set the range. Note that the magnetic field generating means 5 is not limited to the above, and well-known ones having various forms such as those including electromagnets instead of permanent magnets can be used, and detailed description thereof is omitted here.

走査手段6は、ボックス7の上面に設けた単一のモータ61を備え、ボックス7内に突出するモータ61の出力軸61aには第1回転体62が連結されている。この場合、モータ61としては公知のDCモータ等を利用できることができ、また、出力軸61aは、ステージ2の中心を通る中心線CL上に位置するように配置されている。第1回転体62は、上下方向に所定間隔を存して配置した上回転板62aと下回転板62bとを備える。上回転板62aの下面には周方向に90°間隔で4本の支軸62cが立設され、各支軸62cには遊星歯車63が夫々設けられている。遊星歯車63には、上下方向に所定間隔を存して同一の回転軸64aに夫々固定の上歯車64bと下歯車64cとを有する太陽歯車64の上歯車64bと、ボックス7の上内面から吊設された外輪歯車65とが噛合している。そして、これら遊星歯車63、太陽歯車64及び外輪歯車65が本実施形態の減速ギア例を構成する。   The scanning unit 6 includes a single motor 61 provided on the upper surface of the box 7, and a first rotating body 62 is connected to an output shaft 61 a of the motor 61 protruding into the box 7. In this case, a known DC motor or the like can be used as the motor 61, and the output shaft 61 a is disposed on a center line CL passing through the center of the stage 2. The first rotating body 62 includes an upper rotating plate 62a and a lower rotating plate 62b arranged with a predetermined interval in the vertical direction. Four support shafts 62c are erected on the lower surface of the upper rotating plate 62a at intervals of 90 ° in the circumferential direction, and planetary gears 63 are provided on the respective support shafts 62c. The planetary gear 63 is suspended from the upper gear 64b of the sun gear 64 having an upper gear 64b and a lower gear 64c fixed to the same rotation shaft 64a with a predetermined interval in the vertical direction, and from the upper inner surface of the box 7. The outer ring gear 65 provided is meshed. The planetary gear 63, the sun gear 64, and the outer ring gear 65 constitute a reduction gear example of the present embodiment.

第1回転体62の下方には、出力軸61aに平行な他の回転軸66aを回転中心として第1回転体62の回転に連動して回転する第2回転体66が設けられている。第2回転体66は、上下方向に所定間隔を存して回転軸66aに固定される、下回転板62bより小径のクランク歯車66bとクランクディスク66cとを有する。クランク歯車66bとクランクディスク66cとの径は下回転板62bの半径より小さく設定している。そして、クランク歯車66bが、ギア列の出力側のギアに相当する下歯車64cに噛合している。   Below the first rotator 62, a second rotator 66 is provided that rotates in conjunction with the rotation of the first rotator 62 about another rotation shaft 66a parallel to the output shaft 61a. The second rotating body 66 includes a crank gear 66b and a crank disk 66c that are smaller in diameter than the lower rotating plate 62b and are fixed to the rotating shaft 66a with a predetermined interval in the vertical direction. The diameters of the crank gear 66b and the crank disk 66c are set smaller than the radius of the lower rotating plate 62b. The crank gear 66b meshes with the lower gear 64c corresponding to the gear on the output side of the gear train.

クランクディスク66cの回転中心から偏心した位置には支持ピン67が立設され、支持ピン67には、軸体としてのクランク軸68が回動自在に連結されている。クランク軸68の他側には、スライドブロック69aが設けられ、このスライドブロック69aの下部に磁場発生手段5が固定されている。この場合、クランク軸68の長さは、スパッタ面の半径と略同等に形成すればよく、磁場発生領域Mfがスパッタ面の半径全長に亘って往復動できるようにすればよい。また、スライドブロック69aの上部は、クランクディスク66cの径方向に延在するように、下回転板62bの下面に立設した支柱62d,62dで保持されて設けたガイド手段としてのスライドガイド69bに摺動自在に係合している。   A support pin 67 is erected at a position eccentric from the rotation center of the crank disk 66c, and a crank shaft 68 as a shaft body is rotatably connected to the support pin 67. A slide block 69a is provided on the other side of the crankshaft 68, and the magnetic field generating means 5 is fixed to the lower portion of the slide block 69a. In this case, the length of the crankshaft 68 may be formed approximately equal to the radius of the sputtering surface, and the magnetic field generation region Mf may be reciprocated over the entire radius of the sputtering surface. Further, the upper portion of the slide block 69a is supported by a slide guide 69b as guide means provided by being supported by support columns 62d and 62d erected on the lower surface of the lower rotary plate 62b so as to extend in the radial direction of the crank disk 66c. It is slidably engaged.

以上によれば、モータ61の回転により第1回転体62を回転駆動すると、各遊星歯車63が自転しながら、出力軸61a、ひいては中心線CL回りに公転し、これに伴って太陽歯車64が、上回転板62aと同方向に回転する。この場合の回転数は、外輪歯車65と遊星歯車63と太陽歯車64との速度伝達比によって決定される。そして、太陽歯車64の下歯車64cと噛合するクランク歯車66bによって第2回転体66が、中心線CL回りに公転しながら、そのクランクディスク66cが自転し、スライドブロック69aがスライドガイド69bに沿って往復動する。これにより、磁場発生手段5は、中心線CL回りの回転運動と、クランクディスク66cの径方向で第2回転体66に対して近接離間する方向での同一線上の往復動との合成による(螺旋)軌道を描きながらスパッタ面T1の所定領域が走査されるようになる。この場合、単一のモータ61で磁場発生手段5がスパッタ面T1の所定領域を走査する構成が実現できるため、装置構成は簡単で済み、低コストであり、しかも、上記従来例のような複雑な制御も必要としない。その上、減速ギア列を適宜設定すれば磁場発生手段5の往復動の周期が変更され、また、第1回転体62に対する第2回転体66の(回転)速度比を変更すれば、磁場発生手段5が描く軌道を任意に変更することができる。これにより、ターゲットTのスパッタ面T1をその全面に亘って効率よく走査することができる。なお、第1回転体62に対するクランクディスク66cの角速度比は0.1〜0.3とすることが好ましい。この範囲であれば、ターゲットTのスパッタ面T1をその全面に亘って確実に走査することができる。   According to the above, when the first rotating body 62 is rotationally driven by the rotation of the motor 61, each planetary gear 63 rotates while rotating around the output shaft 61a, and thus around the center line CL, and the sun gear 64 is accordingly rotated. Rotate in the same direction as the upper rotating plate 62a. The rotational speed in this case is determined by the speed transmission ratio of the outer ring gear 65, the planetary gear 63, and the sun gear 64. Then, while the second rotating body 66 revolves around the center line CL by the crank gear 66b meshing with the lower gear 64c of the sun gear 64, the crank disk 66c rotates and the slide block 69a moves along the slide guide 69b. Reciprocates. Thereby, the magnetic field generating means 5 is based on the combination of the rotational motion around the center line CL and the reciprocating motion on the same line in the direction of approaching and separating from the second rotating body 66 in the radial direction of the crank disk 66c (spiral). ) A predetermined area of the sputter surface T1 is scanned while drawing a trajectory. In this case, since the configuration in which the magnetic field generating means 5 scans a predetermined area of the sputtering surface T1 with a single motor 61 can be realized, the apparatus configuration is simple, low cost, and complicated as in the conventional example. It does not require any control. In addition, if the speed reduction gear train is appropriately set, the reciprocating cycle of the magnetic field generating means 5 is changed, and if the (rotational) speed ratio of the second rotating body 66 to the first rotating body 62 is changed, the magnetic field is generated. The trajectory drawn by the means 5 can be arbitrarily changed. Thereby, the sputtering surface T1 of the target T can be efficiently scanned over the entire surface. Note that the angular velocity ratio of the crank disk 66c to the first rotating body 62 is preferably 0.1 to 0.3. Within this range, the sputtering surface T1 of the target T can be reliably scanned over the entire surface.

次に、図2に示すスパッタリングカソードSCを用いて、磁場発生手段5の支持板51の中心(磁気中心)が描く軌跡をシュミレーションした。この場合、下回転板62bに対するクランク歯車66bの角速度の比が0.3になるように減速ギア列を設計した。これによれば、下回転板62bを2回転させると、図6に示すように、磁気中心は渦巻き状に螺旋を描いて移動していることが確認され、下回転板62bを10回転させると、図7に示す軌跡を描き、これからターゲットTのスパッタ面T1全面に亘って磁場発生手段5を走査できる(すなわち、スパッタ面T1全面に亘って放電させることができる)ことが確認された。   Next, the locus drawn by the center (magnetic center) of the support plate 51 of the magnetic field generating means 5 was simulated using the sputtering cathode SC shown in FIG. In this case, the reduction gear train was designed so that the ratio of the angular speed of the crank gear 66b to the lower rotating plate 62b was 0.3. According to this, when the lower rotating plate 62b is rotated twice, it is confirmed that the magnetic center moves spirally as shown in FIG. 6, and when the lower rotating plate 62b is rotated ten times, as shown in FIG. 7 was drawn, and from this, it was confirmed that the magnetic field generating means 5 can be scanned over the entire sputtering surface T1 of the target T (that is, discharge can be performed over the entire sputtering surface T1).

また、下回転板62bに対するクランク歯車66bの角速度の比が0.1、0.2、0.4、0.5と夫々なるように減速ギア列を設計し、下回転板62bを10回転させたとき上記中心は、図8(a)〜図8(d)に夫々示す軌跡を描くことが確認された。これによれば、下回転板62bに対するクランク歯車66bの角速度の比が0.4以上になると、10回転程度の回転数では、ターゲットTのスパッタ面T1全面に亘って磁場発生手段を走査できないことが確認された。   Further, the reduction gear train is designed so that the ratio of the angular velocity of the crank gear 66b to the lower rotating plate 62b is 0.1, 0.2, 0.4, 0.5, and the lower rotating plate 62b is rotated 10 times. It was confirmed that the center draws the trajectories shown in FIGS. 8A to 8D, respectively. According to this, when the ratio of the angular velocity of the crank gear 66b to the lower rotating plate 62b is 0.4 or more, the magnetic field generating means cannot be scanned over the entire sputtering surface T1 of the target T at a rotational speed of about 10 revolutions. Was confirmed.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施形態では、減速ギア列を備えるものを例に説明したが、これを省略することもできる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this. In the above-described embodiment, an example in which a reduction gear train is provided has been described, but this may be omitted.

SC…スパッタリングカソード、T…ターゲット、T1…スパッタ面、5…磁場発生手段、6…走査手段、61…モータ、61a…出力軸、62…第1回転体、66…第2回転体、66a…回転軸、68…クランク軸(軸体)、69b…スライドガイド(ガイド手段)。   SC ... Sputtering cathode, T ... Target, T1 ... Sputtering surface, 5 ... Magnetic field generating means, 6 ... Scanning means, 61 ... Motor, 61a ... Output shaft, 62 ... First rotating body, 66 ... Second rotating body, 66a ... Rotating shaft 68... Crank shaft (shaft body) 69 b. Slide guide (guide means).

Claims (2)

ターゲットのスパッタ面と背向する側を上とし、当該ターゲットの上方に設けられてターゲットのスパッタ面下方に局所的に磁場を発生させる磁場発生手段と、磁場が発生した領域をターゲットのスパッタ面に沿って走査させる走査手段とを備えるスパッタリングカソードにおいて、
走査手段が、単一のモータと、モータの出力軸に連結される第1回転体と、第1回転体の下方で出力軸に平行な回転軸を回転中心として第1回転体の回転に連動して回転する第2回転体と、第2回転体の回転中心から偏心した位置に一側が回動自在に連結され、その他側に磁場発生手段が設けられる軸体と、第2回転体の回転に連動する、同一線上での磁場発生手段の往復動をガイドするガイド手段とを備え
ガイド手段が、第1回転体の回転に連動してモータの出力軸に対して回転運動を行うことを特徴とするスパッタリングカソード。
A magnetic field generating means for generating a magnetic field locally above the target with the side facing away from the sputtering surface of the target being above the target, and the region where the magnetic field was generated is used as the target sputtering surface. A sputtering cathode comprising scanning means for scanning along,
The scanning means interlocks with the rotation of the first rotating body around the rotation axis parallel to the output shaft below the first rotating body, the first rotating body connected to the output shaft of the motor, and the first rotating body. The second rotating body rotating, a shaft body having one side pivotably connected to a position eccentric from the center of rotation of the second rotating body, and a magnetic field generating means on the other side, and rotation of the second rotating body And a guide means for guiding the reciprocating motion of the magnetic field generating means on the same line ,
A sputtering cathode characterized in that the guide means performs a rotational movement with respect to the output shaft of the motor in conjunction with the rotation of the first rotating body .
前記第1回転体と前記第2回転体との間に設けた減速ギア列を有し、ギア列の出力側のギアが前記回転軸に設けた他のギアに噛合することを特徴とする請求項1記載のスパッタリングカソード。
It has a reduction gear train provided between the first rotary body and the second rotary body, and the gear on the output side of the gear train meshes with another gear provided on the rotary shaft. Item 2. The sputtering cathode according to Item 1.
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