JPH05217898A - Planar-type magnetron sputtering apparatus - Google Patents

Planar-type magnetron sputtering apparatus

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Publication number
JPH05217898A
JPH05217898A JP1556192A JP1556192A JPH05217898A JP H05217898 A JPH05217898 A JP H05217898A JP 1556192 A JP1556192 A JP 1556192A JP 1556192 A JP1556192 A JP 1556192A JP H05217898 A JPH05217898 A JP H05217898A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
target
magnetron sputtering
planar
sputtered
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1556192A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masafumi Suzuki
雅史 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP1556192A priority Critical patent/JPH05217898A/en
Publication of JPH05217898A publication Critical patent/JPH05217898A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a planar-type magnetron sputtering apparatus that sputters a target uniformly and forms a uniform sputtering film on a substrate when the face of the target is full sputtered. CONSTITUTION:In a planar-type magnetron sputtering apparatus, a magnetron magnet field is provided by a magnet 4 included in a planar-type magnetron sputtering gun. The planar-type magnetron sputtering apparatus has a rotary mechanism 5 for rotating the magnet 4 in parallel with a target 1, and a shifting mechanism 6 for shifting the rotational center of the rotating magnet 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プレーナ型マグネトロ
ンスパッタ装置に係り、詳しくは、半導体の製造、LC
Dの製造等におけるスパッタによる成膜工程用のプレー
ナ型マグネトロンスパッタ装置に適用することができ、
特に、ターゲット表面を全面スパッタする際、ターゲッ
トを均一にスパッタすることができるプレーナ型マグネ
トロンスパッタ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planar type magnetron sputtering apparatus, and more particularly to semiconductor manufacturing, LC
It can be applied to a planar type magnetron sputtering device for a film forming process by sputtering in the production of D, etc.
In particular, it relates to a planar magnetron sputtering apparatus capable of uniformly sputtering a target when the entire surface of the target is sputtered.

【0002】近年、スパッタの成膜工程においては、磁
力強度や放電電圧、パワー等によって成膜されるスパッ
タ膜の膜質が変化することが判ってきている。マクロ的
な見方で言うと、グレーンサイズ、配交性、比抵抗、ス
パッタ用ガスの吸蔵等が変化する。ところで、スパッタ
法は比較的安定な成膜方法であると言われている。しか
しながら、スパッタ時に塵が多く発生し易いため、ター
ゲット表面を全面スパッタして塵の低減を図っている
が、ターゲットが不均一に削られて成膜されるスパッタ
膜の中心部と周辺部で膜質の差が生じ易いという欠点を
有する。
In recent years, it has been known that the film quality of a sputtered film is changed by the magnetic force strength, the discharge voltage, the power, etc. in the sputtering film forming process. From a macro perspective, the grain size, mating property, specific resistance, storage of sputtering gas, etc. change. By the way, the sputtering method is said to be a relatively stable film forming method. However, since much dust is likely to be generated during sputtering, the target surface is sputtered over the entire surface to reduce dust.However, the quality of the sputtered film formed by unevenly scraping the target is not uniform at the center and the periphery. There is a drawback that the difference between the two is likely to occur.

【0003】このため、ターゲット表面を全面スパッタ
する際、ターゲットを均一にスパッタすることができ、
成膜されるスパッタ膜の膜質を均一にすることができる
プレーナ型マグネトロンスパッタ装置が要求されてい
る。
Therefore, when the entire surface of the target is sputtered, the target can be uniformly sputtered,
There is a demand for a planar type magnetron sputtering apparatus that can make the quality of the sputtered film uniform.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来のプレーナ型マグネトロンスパッタ
装置では、プレーナ型のターゲットを用い磁石の配列を
工夫し、一つの回転中心を軸に回転させて全面スパッタ
していたため、塵の発生を抑えることができるという利
点を有する。
2. Description of the Related Art In a conventional planar type magnetron sputtering apparatus, a planer type target is used to devise the arrangement of magnets and the whole surface is rotated by rotating one rotation center, so that the generation of dust can be suppressed. It has the advantage that it can.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のプレーナ型マグネトロンスパッタ装置では、マ
グネットを一つの回転中心を軸に回転させて全面スパッ
タしていたため、図4に示す如く、回転中心であるター
ゲット部分が常にスパッタされ、均一にターゲットをス
パッタし難く、成膜される基板上のスパッタ膜の膜質
(比抵抗等)を均一にし難いという問題があった。具体
的には、成膜される基板上のスパッタ膜の中心部の膜厚
が周辺部と比較して高めにでてしまい、周辺部と中心部
でスパッタ膜の膜質(比抵抗等)が変化してしまってい
た。このため、中心部分の磁力を弱めたり弱い磁石でプ
ラズマをブロードにしたりしていたが、調整が非常に面
倒であった。
However, in the above-mentioned conventional planar type magnetron sputtering apparatus, since the magnet is rotated about one rotation center to perform the entire surface sputtering, the rotation center is as shown in FIG. The target portion is always sputtered, and it is difficult to uniformly sputter the target, and there is a problem that it is difficult to make the film quality (specific resistance, etc.) of the sputtered film on the substrate to be uniform. Specifically, the film thickness of the center part of the sputtered film on the substrate to be formed is higher than that of the peripheral part, and the film quality (specific resistance etc.) of the sputtered film changes between the peripheral part and the central part. I had done it. For this reason, the magnetic force in the central portion was weakened or the plasma was broadened by a weak magnet, but the adjustment was very troublesome.

【0006】そこで本発明は、ターゲット表面を全面ス
パッタする際、ターゲットを均一にスパッタすることが
でき、成膜される基板上のスパッタ膜の膜質を均一にす
ることができるプレーナ型マグネトロンスパッタ装置を
提供することを目的としている。
Therefore, the present invention provides a planar type magnetron sputtering apparatus capable of uniformly sputtering the target when the target surface is entirely sputtered and making the quality of the sputtered film on the substrate uniform. It is intended to be provided.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によるプレーナ型
マグネトロンスパッタ装置は上記目的達成のため、プレ
ーナ型マグネトロンスパッタガンを構成するマグネット
を有し、該マグネットによりマグネトロン磁場が構成さ
れるプレーナ型マグネトロンスパッタ装置において、タ
ーゲットに対して該マグネットを平行に回転させる回転
機構と、回転する該マグネットの回転中心を揺動させる
揺動機構とを有するものである。
In order to achieve the above object, a planar type magnetron sputtering apparatus according to the present invention has a magnet which constitutes a planar type magnetron sputtering gun, and a magnetron magnetic field is formed by the magnet. The apparatus has a rotating mechanism for rotating the magnet parallel to the target and a swinging mechanism for swinging the rotation center of the rotating magnet.

【0008】本発明においては、前記揺動するサイクル
をマグネット全体の回転とは非同期とするように構成し
てもよく、この場合、ターゲットのスパッタされ方を偏
らないように均一にスパッタすることができ好ましい。
本発明においては、揺動する振幅を適宜調整できるよう
に構成してもよく、この場合、揺動幅を最適値にしてス
パッタすることができ好ましい。
In the present invention, the oscillating cycle may be configured to be asynchronous with the rotation of the entire magnet. In this case, the target may be uniformly sputtered so as not to be biased. It is possible and preferable.
In the present invention, the swinging amplitude may be appropriately adjusted, and in this case, it is preferable that the swinging width can be set to an optimum value for sputtering.

【0009】[0009]

【作用】従来は、プレーナ型ターゲットを用いて表面を
全面スパッタするために、磁石の配列により、分布を満
足するようにしており、一つの回転中心のみで全面スパ
ッタしていた。このため、周辺はマグネットの構成上ス
パッタされる時とされない時が交互に繰り返されるが、
回転中心部分は常にスパッタされてしまい、成膜される
基板上のスパッタ膜が、中心部が周辺部よりも厚く形成
されて周辺部と中心部でスパッタ膜の膜質が不均一にな
り易かった。
In the prior art, since the entire surface is sputtered using the planar type target, the distribution of magnets is arranged to satisfy the distribution, and the entire surface is sputtered only at one rotation center. Therefore, the surroundings are alternately sputtered and not sputtered due to the structure of the magnet.
The center of rotation is always sputtered, and the sputtered film on the substrate to be formed is thicker in the central part than in the peripheral part, and the film quality of the sputtered film is likely to be uneven between the peripheral part and the central part.

【0010】これに対し、本発明では、従来と同様ター
ゲットに対して磁石を平行に回転する回転機構を設け、
磁石により構成されたマグネトロンスパッタの磁石全体
を回転して広面積のエロージョンを形成し、更に、回転
する磁石の回転中心を揺動する揺動機構を設け、中心部
分のマグネットを揺動させるようにしたため、全体のマ
グネットの構成を大きく変えることなく、ターゲットを
均一に全面スパッタすることができ、塵の発生を抑制す
ることができる。しかも、中心付近のマグネットの磁力
を特に弱くする必要がなく、中心における磁場を周辺と
同じ条件で構成することができるため、成膜される基板
上のスパッタ膜の中心部と周辺部における膜質を均一に
することができる。
On the other hand, in the present invention, a rotating mechanism for rotating the magnet parallel to the target is provided as in the conventional case,
A large area erosion is formed by rotating the whole magnetron magnet magnet sputter magnet, and a swinging mechanism that swings the rotation center of the rotating magnet is provided to swing the magnet in the central portion. Therefore, the target can be uniformly sputtered over the entire surface without significantly changing the overall structure of the magnet, and the generation of dust can be suppressed. Moreover, it is not necessary to particularly weaken the magnetic force of the magnet near the center, and the magnetic field at the center can be configured under the same conditions as those at the periphery, so the film quality at the center and the periphery of the sputtered film on the substrate to be formed can be improved. Can be uniform.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明の一実施例に則したプレーナ型マグネトロン
スパッタ装置の構成を示す概略図である。図2は本発明
の一実施例に則した揺動と回転を組み合わせた時のター
ゲットのスパッタされる領域のシミュレーションを示す
図である。図1、2において、1は真空容器2の水冷ジ
ャケット付バッキングプレート3上に設置されたターゲ
ットであり、4はプレーナ型マグネトロンスパッタガン
のマグネットであり、5はこのマグネット4の周辺部に
設置され、ターゲット1に対してマグネット4を平行に
回転させる回転モータであり、6はマグネット4の中心
部に設置され、マグネット4の回転中心を揺動させる揺
動用モータである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a planar type magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a simulation of a sputtered region of a target when the swing and the rotation are combined according to the embodiment of the present invention. In FIGS. 1 and 2, 1 is a target installed on a backing plate 3 with a water cooling jacket of a vacuum container 2, 4 is a magnet of a planar magnetron sputtering gun, and 5 is installed around the magnet 4. A rotary motor for rotating the magnet 4 in parallel with the target 1, and a swinging motor 6 installed at the center of the magnet 4 for swinging the rotation center of the magnet 4.

【0012】本実施例では、従来と同様ターゲット1に
対してマグネット4を平行に回転させる回転用モータ5
を設けてマグネット4全体を回転して広面積のエロージ
ョンを形成し、更に、回転するマグネット4の回転中心
を揺動させる揺動用モータ6を設けてマグネット4の回
転中心を揺動させるようにしたため、全体のマグネット
構成を大きく変えることなく、図3に示す如く、ターゲ
ット1を均一に全面スパッタすることができ、塵の発生
を抑制することができる。しかも、中心付近のマグネッ
ト1の磁力を特に弱くする必要がなく、中心における磁
場を周辺と同じ条件で構成することができるため、成膜
される基板上のスパッタ膜の中心部と周辺部における膜
質を均一にすることができる。
In this embodiment, a rotation motor 5 for rotating the magnet 4 in parallel with the target 1 as in the conventional case.
Is provided to form a large area erosion by rotating the magnet 4 as a whole, and further, a swing motor 6 for swinging the rotation center of the rotating magnet 4 is provided to swing the rotation center of the magnet 4. As shown in FIG. 3, the target 1 can be uniformly sputtered on the entire surface without significantly changing the overall magnet configuration, and the generation of dust can be suppressed. Moreover, since it is not necessary to particularly weaken the magnetic force of the magnet 1 near the center, and the magnetic field at the center can be configured under the same conditions as those at the periphery, the film quality in the central portion and the peripheral portion of the sputtered film on the substrate to be deposited is improved. Can be made uniform.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明によれば、ターゲット表面を全面
スパッタする際、ターゲットを均一にスパッタすること
ができ、成膜される基板上のスパッタ膜の膜質を均一に
することができるという効果がある。
According to the present invention, when the target surface is entirely sputtered, the target can be uniformly sputtered, and the quality of the sputtered film on the substrate can be made uniform. is there.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に則したプレーナ型マグネト
ロンスパッタ装置の構成を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a planar type magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に則した揺動と回転を組み合
わせた時のターゲットのスパッタされる領域のシミュレ
ーションを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a simulation of a sputtered region of a target when the swing and the rotation are combined according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例に則したターゲットのエロー
ジョン形成状態を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state of erosion formation of a target according to an embodiment of the present invention.

【図4】従来例の課題を説明するための回転のみの場合
のターゲットのエロージョン形成状態を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state of erosion formation of a target in the case of only rotation for explaining the problem of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ターゲット 2 真空容器 3 水冷ジャケット付バッキングプレート 4 マグネット 5 回転用モータ 6 揺動用モータ 1 target 2 vacuum container 3 backing plate with water cooling jacket 4 magnet 5 rotation motor 6 swing motor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 プレーナ型マグネトロンスパッタガンを
構成するマグネット(4)を有し、該マグネット(4)
によりマグネトロン磁場が構成されるプレーナ型マグネ
トロンスパッタ装置において、 ターゲット(1)に対して該マグネット(4)を平行に
回転させる回転機構(5)と、回転する該マグネット
(4)の回転中心を揺動させる揺動機構(6)とを有す
ることを特徴とするプレーナ型マグネトロンスパッタ装
置。
1. A magnet (4) which constitutes a planar type magnetron sputtering gun, and the magnet (4).
In a planar type magnetron sputtering apparatus in which a magnetron magnetic field is constituted by, a rotating mechanism (5) for rotating the magnet (4) in parallel to the target (1) and a rotation center of the rotating magnet (4) are shaken. A planar magnetron sputtering apparatus having a swinging mechanism (6) for moving.
【請求項2】 前記揺動するサイクルをマグネット全体
の回転とは非同期とすることを特徴とする請求項1記載
のプレーナ型マグネトロンスパッタ装置。
2. The planar magnetron sputtering apparatus according to claim 1, wherein the oscillating cycle is asynchronous with the rotation of the entire magnet.
JP1556192A 1992-01-30 1992-01-30 Planar-type magnetron sputtering apparatus Withdrawn JPH05217898A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1556192A JPH05217898A (en) 1992-01-30 1992-01-30 Planar-type magnetron sputtering apparatus

Applications Claiming Priority (1)

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JP1556192A JPH05217898A (en) 1992-01-30 1992-01-30 Planar-type magnetron sputtering apparatus

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JPH05217898A true JPH05217898A (en) 1993-08-27

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ID=11892170

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1556192A Withdrawn JPH05217898A (en) 1992-01-30 1992-01-30 Planar-type magnetron sputtering apparatus

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JP (1) JPH05217898A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103255382A (en) * 2012-02-20 2013-08-21 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 Magnetron sputtering source and magnetron sputtering apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103255382A (en) * 2012-02-20 2013-08-21 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 Magnetron sputtering source and magnetron sputtering apparatus

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990408