JPH02243763A - マグネトロンカソードのマグネット - 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、反応性直流スパッタ装置のマグネトロンカソ
ードのマグネットに関する。

〔従来の技術〕

従来、第５図又は第６図に示すように、ターゲット面に
対し水平方向または垂直方向に磁化されたマグネットが
閉ループを構成し、ターゲット中央からターゲット外周
にむけて放射状の磁力線を形成するマグネットを用いて
いた。

ターゲットに電圧を印加して発生させたプラズマ内の２
次電子は、前記磁力線と電界によりサイクロイド運動を
行いながらターゲット面内を周回するため、ガス分子を
電離させる頻度が増し、より高密度プラズマを生ぜしめ
、高速成膜を可能としていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、第５図に示した従来技術では、ターゲット側面
において、４００ガウス〜６００ガウスの磁力線がター
ゲット側面と平行に形成され、ターゲット側面の電界と
直交するためシールド板とのすき間にペニング放電を引
き起こし易い。このため、反応性スパッタを行なう場合
、アースシールド板への絶縁膜のイ」着によって、絶縁
破壊による異常放電が発生し易い等の問題点を有する。

また、第６図に示した従来技術では、磁力線がターゲッ
ト面外に向けて広が゛るため、プラズマがターゲット面
外に拡散し、アースシールド板にまで達する。このため
、反応性スパッタにおいては、上記同様、アースシール
ド板の絶縁膜とプラズマの間で異常放電が発生し易くな
るという問題点を有する。

第５図および第６図に示した２つの従来技術に共通した
異常放電を抑制する手段としては、印加電圧を低くする
、あるいは、マグネット径を小さくする事でプラズマの
発生領域をターゲット中央に収縮する等の方法もあるが
、これらの手段は、成膜速度の低下、あるいは、ターゲ
ット使用効率の低下等の問題点も有していた。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するもので、
その目的とするところは、反応性直流スパッタにおける
異常放電を抑制し、加えてターゲットの使用効率及び成
膜速度を向上させるマグネットを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のマグネトロンカソードのマグネットは反応性直
流スパッタにおいて、 （１）ターゲット面に対し平行に磁化されたマグネット
が閉ループを構成するように配置した主マグネットの外
周に、前記主マグネットとは相反する向きに磁化された
補助マグネットが閉ループを構成すること。

（２、特許請求の範囲第１項に記載したマグネットの前
記補助マグネットと前記ターゲットとの間に前記補助マ
グネットと同一の閉ループを構成した任意の厚さの強磁
性体板を配置したこと、を特徴とする。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、補助マグネットにより、
ターゲット面内の外周に、２次電子を閉じ込めるための
ターゲット面に対して垂直方向の磁力線を形成すること
ができ、かつ、ターゲット側面の磁力線の磁束密度を充
分抑制することかできる。

また、補助マグネットとターゲットの間に配置した強磁
性体板により、ターゲット外周の磁力線の磁束密度分布
を補正することが可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例であるマグネットの断面図であ
って、強磁性体コア３を中心に、第１次リングのマグネ
ット１、そしてリング状の強磁性体コア４を介し第２次
リングのマグネット２、さらにその外周をリング形状の
強磁性体コア５により主マグネットを構成している。補
助マグネット６は主マグネットの外周に配置し、主マグ
ネットと補助マグネット６を非磁性体の固定板１４に接
着することによって全体を構成している。このように主
マグネットは、マグネットが何重のリング状構成をして
も可能であり、補助マグネットの磁化方向が、主マグネ
ットを構成しているマグネットのうち最外周のマグネッ
トの磁化方向と相反する向きであればよい。

第３図に、第１図のマグネットが形成する磁力線のター
ゲット半径方向の磁束強度分布を示す。

平行成分の分布において、ターゲット外周部の０ガウス
位置１６と垂直成分の第３のピークがほぼ同じであり、
この位置にターゲット面に対し垂直方向の向きの磁力線
が形成されている。この垂直方向の向きの磁力線が、タ
ーゲット面上の磁界と電界によりサイクロイド運動をし
ながら周回する電子をターゲット面内に閉じ込める役割
をしており、プラズマの拡散を防いでいる。

第４図は、本発明の別の実施例であるマグネットの断面
図であって、補助マグネット６とターゲット９の間に強
磁性体板である純鉄リング１５を配置したものである。

第４図に、第２図のマグネットが形成する磁場強度分布
を示す。第３図に示した主マグネット及び補助マグネッ
トのみで形成する磁束密度分布に比べ、平行成分におい
て、０ガウス位置１６“が４〜５ｍｍ程度外周に拡がっ
ている。これは、補助マグネットの形成する磁力線が純
鉄リングに捕捉されるためターゲット外周部の磁束密度
が、若干、弱くなることによるものである。

この強磁性体板である純鉄リングの厚さを任意に変える
ことで、磁束密度の平行成分の０ガウス位置１６．１６
’を変えることができ、プラズマの発生領域を補正する
ことが可能である。

また、ターゲット側面の磁束密度は、ここに挙げた２つ
の実施例のどちらもの場合においても、１００ガウス以
下におさえられており、ターゲット側面部及びシールド
板での異常放電が発生しなくなった。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、補助マグネットを用
いることによって電子をターゲット面内に効率よく閉じ
込めることができるのにもかかわらず、ターゲット側面
部の磁力線を１００ガウス以下と押えられるため、ター
ゲット側面部及びシールド板の異常放電を防止すること
ができる。さらに、マグネットを交換することもなく、
強磁性体板を変更するだけでプラズマの発生領域を補正
できるので、最も安定する放電状態を容易に、かつ安価
に得ることができる。また、プラズマの高密度化に伴い
、ターゲット使用効率を低下させることなく、成膜速度
をアップする等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明のマグネトロンカソードのマ
グネットの実施例を示す断面図。 第３図、第４図は、本発明のマグネトロンカソードのマ
グネットが形成する磁束密度分布図。 第５図、第６図は、従来技術のマグネトロンカソードの
マグネットの断面図。 １．２・・・１次リング、２次リングのマグネット ６・・・補助マグネット ９・・・ターゲット １０・・・アースシールド板 １５・・・強磁性体板 鴇 菖 １秒 弔 ω

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 反応性直流スパッタにおいて （１）ターゲット面に対し平行に磁化されたマグネット
   が閉ループを構成するように配置した主マグネットの外
   周に、前記主マグネットとは相反する向きに磁化された
   補助マグネットが閉ループを構成することを特徴とする
   マグネトロンカソードのマグネット。 （２）請求項１に記載したマグネットの前記補助マグネ
   ットと前記ターゲットの間に、前記補助マグネットと同
   一の閉ループを構成した任意の厚さの強磁性体板を配置
   したことを特徴とするマグネトロンカソードのマグネッ
   ト。