JPH01147063A - マグネトロン・スパッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は基板に薄膜を形成するのに用いられるマグネト
ロン・スパッタ装置に関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

マグネトロン・スパッタ装置は、基板にターゲットの材
料を効率よく、その薄膜を形成させるのに用いられるも
のであるが、第７図はこの一従来例を示し、磁性材で成
るヨーク（１）上に磁極（２ｍ）（２ｂ）及び中心磁極
（３）が形成されている。本例では、これらは永久磁石
から成るもので、断面は山形を呈しているが、実際には
中心磁極（３）と同心的に外側磁極（２ａ）（２ｂ）が
形成されている。すなわち（２ａ）と（２ｂ）は一体的
となっている。中心磁極（３）は上方がＮ極、下方が８
極であり、この外方の磁極（２す（２ｂ）は上方がＳ極
、下方がＮ極となっている。従って、中心の磁極（３）
から矢印Ｈで示すように、磁力線Ｈが外側磁極（２ｍ）
（２ｂ）に流入するようになっている。

なお本例では、永久磁石で磁界発生装置を構成する場合
を説明したが、これは電磁石で構成してもよい。この場
合には中心磁極Ｎ−８の同日にコイルが巻装されること
になる。磁極（２す（２ｂ）　（３）に近接して、ター
ゲット支持板（４）が配設され、これにターゲット（５
ンが支持されている。磁力線Ｈは磁極（２ｍ）と（３）
、又は（３）と（２鳳）との間で、その方向がり−ゲッ
ト（５）の面に対しはゾ平行になるために、この部分に
おいて、プラズマが集中するようになっている。従って
、このターゲットからイオンが飛び出すのは、ハツチン
グで示した部分（５ｍ）（５ｂ）が主とした部分であり
、従ってこ＼が支配的に侵食される（エロージ１ン）。

そして、その他の部分においては、ハツチングで示され
てないように、はとんど侵食されることはなく、このタ
ーゲットを有効に利用しているとは言えない。すなわち
その利用効率は非常に低いものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は以上の問題に鑑みてなされ、ターゲットの使用
効率の大きいマグネトロン・スパッタ装置を提供するこ
とを目的とする。

し作　　用〕 複数の空隙又は磁気抵抗の特に大きい部分に対向する位
置で平行磁界の強度が最大となる。このような空隙又は
磁気抵抗の特に大きい部分が複数、設けられることによ
り平行磁界の強い部分が広がり、よってターゲットのエ
ロージ１ンは従来より一段と均一化される。すなわち、
ターゲットの利用効率を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例によるマグネトロン・スパッタ装
置について、第１図乃至第６図を参照して説明する。

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示すものであ
るが、第７図の従来例に対応する部分については同一の
符号を付し、その詳細な説明は省略する。

すなわち本実施例の磁界発生装置は永久磁石で構成され
、その形状は同心円状である。そして、この永久磁石の
磁極（２ａ）（ｚｂ）　（３）にわずかな空隙をおいて
、ターゲット支持板αＱ（いわゆるバッキングプレート
）が配設される。これは従来例と同様に、磁性材ではな
い他の金属であり例えば、銅で成るものである。そして
この上にターゲット（５）が支持される。そして本発明
によれば、ターゲット支持板αｑに第２図に示すような
形状の磁性板σジが埋設されている。すなわち、本実施
例の磁性板σηは、同心状に形成され、中心部（Ｉｌｍ
）　、これと同心的な中間部（ｌｌｂ）及びこれと同心
的な外周部（ｌｌｃ）から成っており、これらの間に間
隙（１２ａ）（１２ｂ）を形成させている。本発明の第
１実施例は以上のように構成されるのであるが、次にこ
の作用について説明する。永久磁石の磁極（３）からは
第１図の矢印で示すように、磁力線Ｈ′が流出し、大部
分は中間磁性板部（ｌｌｂ）へと流入し、これから外方
の磁極部（２ｍ）（２ｂ）へと外周部（ＩＩＣ）を介し
て流入する。そして部分的に磁極（３）から外方の磁極
（２す（２ｂ）へ流れる。すなわち、従来は殆んど全て
の磁力線が中央の磁極（３）から、直接、外方の磁極（
２ｍ）（ｚｂ）へ流れていったのであるが、本実施例に
よれば、図で示すような磁力線のいわば短絡路が形成さ
れる。従ってこのような磁力線について、その垂直成分
と平行成分についてグラフで示せば、第３図のようにな
る。この図から明らかなように垂直成分は、ターゲット
（５）の両端部において最大値を示し、これから内方に
向うにつれて急激に減少し、空隙（１２ｍ）（１２ｂ）
に対応する部分でほとんどゼａとなり、そしてターゲッ
ト（５）の中心部では極大値を示している。また、磁力
線の平行成分については、ターゲット（５）の中心とタ
ーゲット（５）端部の間で、はシー様なレベルを示して
いる。これを第４図に示す従来の各成分と比較してみる
と、従来では平行成分はターゲットの中心部とターゲッ
トの端部とのはソ中間部において局在していたが、これ
が本実施例によれば、第３図に示すごとく、はシー様に
分布されている。また従来例では垂直成分はやはりター
ゲットの中心、及びターゲット端部において極大値を示
しているが、ターゲット中心とターゲット端部の中心部
分ではソゼａとなりている。

本実施例によれば以上のような磁界分布を示すので、第
１図に示すような二ロージ鱈ン（１３ｍ）（１３ｂ）が
形成され、ターゲット（５）は−様に侵食されることに
なることにより、その利用効率は従来と比べるとはるか
に高いものである。

以上の実施例で、例えば磁性根回の厚みを３ｍ／ｍとし
、これをパーマロイで形成し、間隙（１２ｉ）（１２ｂ
）幅を１０　ｍ／ｍとし、またターゲット（５）の径を
６インチφ、その厚みを４５ｍｍでクロム（Ｃｒ）で成
るものとすれば、ターゲット（５）の使用効率は５５％
であったが、同じ材料、かつ同じサイズで従来例ではそ
の使用効率は２５チであった。

第５図は本発明の第２実施例によるマグネトロン・スパ
ッタ装置における、要部である磁性板翰の平面形状を示
すものである。すなわち本実施例では、上述の実施例の
永久磁石が同心円状であったのに対し、ターゲットが長
方形状であり、これに対応して永久磁石も長方形状とな
っておシ、その中心部に第５図に示すように磁性板義の
中心部のに対向する位置に中心磁極があシ、これと長方
形状であるが同心的に外局の磁極が磁性板■の外周部（
２１＋に対向して構成されている。そしてこの磁性板（
支）は、すでに述べたように中心部の、中間部ツ、及び
外周部Ｑ１１から成っておシ、これらの間にはを隙２４
１　Ｃ２５＋が形成されている。このような実施例でも
第１実施例と同様な効果を得ることは明らかである。

第６図は本発明の第３実施例を示すものであるが、第１
実施例に対応する部分については同一の符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。

本実施例によれば、ターゲット支持板■には第１実施例
と同様に磁性板３υが埋設されており、またこれは第１
実施例と同様に同心的な形状を有するものであるが、そ
の中心部３？Ｊと外周部時との厚みは、中間部図の厚み
より大きくしてその磁気抵抗をより小なるものとしてい
る。このようにすれば、磁極（３）から（２ｍ）（２ｂ
）に向う磁気抵抗がより小さくなって磁束をより強くす
ることができ、かつ上記実施例で述べた効果を奏するも
のである。

以上本発明の各実施例について説明し＆が、もちろん本
発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思
想に基すいて種々の変形が可能である。

例えば、以上の実施例では磁性板具■■には２つの空隙
が形成されたがさらにこれを増加するようにしてもよい
。すなわち、以上の実施例では磁性板は、分割構造とし
たが、この分割数をさらに増大させるようにしてもよい
。

また、以上の実施例では、磁性板に複数の空隙を形成さ
せるようにしたが、これに代えてこの部分をごく薄くす
るようにしてもよ−い。すなわち、この部分を特に大き
い磁気抵抗を有するようにしても空隙の場合よりは効果
は小さくなるが、従来よ）は利用効率を高めることがで
きる。あるいはこれに代えて、空隙部分を非磁性材で成
る材料で充てんさせたものであってもよい。すなわち、
例えば同心円状に成る分割磁性材の各空隙部分に非磁性
材で成る、同じく同心的な材料で充填させるようにして
完全に一体物とし、これをターゲット支持板の表面に貼
着させるようにしてもよい。あるいはこのような磁性材
、あるいは実施例で示すような形状の磁性板を磁界発生
装置とターゲット支持板の間に介設させるようにしても
よい。

また、以上の実施例では磁性板の材料としてパーマロイ
が用いられたが、他の磁性材であってもよいが透磁率の
高い材質で好ましい。

また、以上の実施例では磁界発生装置としてはものでな
く、断面形状が同じくＥ型であっても中心磁極の両側に
対応する磁極が相独立した磁極であっても同様な効果が
得られることはもちろんである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明のマグネトロン、スパッタ装置
によれば、従来に比ペターゲットの利用効率を一段と向
上させることができ、よって生産コストを低下させるこ
とができる。また、ターゲットの交換のインターバルを
従来より長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例によるマグネトロン・スパ
ッタ装置の部分断面側面図、第２図は第１図における磁
性板の平面図、第３図は同実施例の作用を説明するため
のグラフ、第４図は同実施例の作用と比較するための従
来例の作用を示すグラフ、第５図は本発明の第２実施例
のマグネトロン・スパッタ装置に用いられる磁性板の平
面図、第６図は本発明の第３実施例によるマグネトロン
、スパッタ装置の部分断面側面図、及び第７図は従来例
のマグネトロン・スパッタ装置の部分断面側面図である
。 なお図において、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁界発生装置とこれに近接してターゲットとを備
   えたマグネトロン・スパッタ装置において、前記磁界発
   生装置と前記ターゲットとの間に板状の磁性部材を介設
   し、その前記磁界発生装置の磁極間に対向する部位に複
   数の空隙又は磁気抵抗の特に大きい部分を形成させるよ
   うにしたことを特徴とするマグネトロン・スパッタ装置
   。
2. （２）前記ターゲットの支持板に前記磁性部材を取付け
   た前記第１項に記載のマグネトロン・スパッタ装置。