JPH02270963A - 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） この発明は、電磁石によらず永久磁石を利用してもター
ゲット材のエロージョン領域を大きくすることができる
マグネトロンスパッタ装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来のマグネトロンスパッタ装置を第２図（ａ）、（ｂ
）に示す。

これらの図において、１はターゲット材で、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
をもつ外側磁極３とが配置されている。４は通常、銅や
ステンレスの非磁性材からなる前記ターゲット材１を貼
るためのバッキングプレート、５は非磁性体からなるベ
ースプレートである。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、ターゲット材１の上面付近に前記両
磁極２．３によって生じている図示矢印方向のドーム状
磁界中で、ターゲット材、１の表面から飛び出した電子
を効率よく捕え、この電子によりイオン化されたＡｒガ
スでターゲット材１をたたき、サブストレート（図示せ
ず）に薄膜を生成する。

第２図（ａ）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に並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。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来のマグネトロンスパッタ装置は、ターゲ
ット材１の表面付近で捕獲された電子は、第２図（ａ）
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。

第２図（ａ）、（ｂ）に示す通常の円弧状マグネトロン
の場合、磁束は内側磁極２から外側磁極３に向って広が
っており、外周部分での磁束密度は内側に比べて減少し
、この傾向はマグネトロンが大型化するにつれて顕著と
なる。電子を磁界のドーム中に効率よく閉じ込めておく
ためには、外側磁極３の磁束密度を大きくする必要があ
る。このため、大型のマグネトロンにおいては、磁極の
磁束密度が大きくとれる第３図に示すようなコイル６に
通電して励磁する電磁石（この場合、内。

外側磁極２．３は軟磁性体）を用いるが、または永久磁
石を使ったマグネトロンでは外側磁極３にエネルギー積
の大きい永久磁石を用いたり、あるいは第４図に示すよ
うに、外側磁極３を肉厚の永久磁石にする等の方法が取
られてきた。しかし、外側磁極３を肉厚にすると前記磁
界ドームは幅が狭くなり、プラズマの閉じ込められる領
域が小さくなり、大きなターゲット材１を用いた割には
エロージョン領域が狭く、ターゲット材１は使用効率が
悪いという問題点があった。

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、大型のものに対しても永久磁石マグネトロンの適用
を可能にし、エロージョン領域も広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。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にが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、前記内側磁極から外側磁極近傍の両磁極上に配
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、前記両磁極間に水平方向の磁化
を有する永久磁石有し、また、前記両磁極は軟磁性材か
らなり、かつ前記ターゲット材側を基準として前記外側
磁極の高さ方向の距離を前記内側磁極の高さ方向の距離
よりも大きいものである。

（作用） この発明においては、軟磁性材（通常は軟鋼）からなる
外側磁極の高さ方向の距離を大きくしたので、外側磁極
の磁束密度が十分高くなり、大型のマグネトロンスパッ
タ装置においても、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、エロージョン領域も広く効率の高
いスパッタが可能となる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す要部の断面図である
。図中、２Ａは内側磁極、３Ａは外側磁極で、共に軟磁
性材からなり、ターゲット材１側に基準線りをとった場
合、高さ方向の距離をそれぞれＨｌ　、Ｈ２としたとき
、Ｈｚ　＞　Ｈ、となるようにしたものである。そして
、高さの短ＧＡ内側磁極２Ａの高さの不足部分に非磁性
材７を充填しである。また、８は永久磁石である。その
他は第２図と同様である。

このように構成すると、外側磁極３Ａの磁束密度が内側
磁極２Ａに対して相対的に高くなるため、大型のマグネ
トロンスパッタ装置においてもスパッタ時にターゲット
材１の端部の領域まで磁界が及びマグネトロンモードが
安定に保たれる。

（発明の効果） この発明は以上詳細に説明したように、内側。

外側両磁極間に水平方向の磁化を有する永久磁石を有し
、また両磁極は軟磁性材からなり、ターゲット材側を基
準として、外側磁極の高さ方向の距離が内側磁極のそれ
よりも大きくしたので、永久磁石による磁界がターゲッ
ト材の端部にまで及び、安定したマグネトロンモードが
得られる。そして、ターゲット材のエロージョン領域も
広くなり、効率の高いスパッタが可能となる利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

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）は従来のマグネトロンスパッタ装置の
一例を示す斜視図およびその要部の断面図、第３図、第
４図は他の従来例を示す要部の断面図である。 図中、１はターゲット材、２Ａは内側磁極、３Ａは外側
磁極、４はバッキングプレート、５はベースプレート、
８は永久磁石である。 第１図 ８、永久磁石 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内側磁極と、この内側磁極を取り込んだ反対の極性を持
   つ外側磁極と、前記内側磁極から外側磁極近傍の両磁極
   上に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、前記両磁極間に水平方向
   の磁化を有する永久磁石を有し、また、前記両磁極は軟
   磁性材からなり、かつ前記ターゲット材側を基準として
   、前記外側磁極の高さ方向の距離が前記内側磁極の高さ
   方向の距離よりも大きいことを特徴とするマグネトロン
   スパッタ装置。