JPH06116725A - Magnetron sputtering device - Google Patents

Magnetron sputtering device

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JPH06116725A
JPH06116725A JP2730892A JP2730892A JPH06116725A JP H06116725 A JPH06116725 A JP H06116725A JP 2730892 A JP2730892 A JP 2730892A JP 2730892 A JP2730892 A JP 2730892A JP H06116725 A JPH06116725 A JP H06116725A
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JP
Japan
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target
targets
magnetic field
space near
plasma
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JP2730892A
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Shoji Nagasawa
昭治 長沢
Satoshi Imamura
聡 今村
Hidenori Suwa
秀則 諏訪
Hiroyuki Hirano
裕之 平野
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Ulvac Inc
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Ulvac Inc
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Abstract

PURPOSE:To prevent the eccentricity of the erosion regions of targets and to improve the film thickness distribution of thin films by preventing the interference of magnetic fields by magnetic devices with each other, thereby enabling uniform sputtering. CONSTITUTION:Plasma is generated by the discharge between an anode which is a substrate holder 5 and cathodes which are backing plates 2 and the targets 3. This plasma is confined by the magnetic fields formed in the spaces near the surfaces of the targets 3 and the density thereof is increased near the surfaces of the targets 3. The respective targets 3 are sputtered by the ions in the high-density plasma. The sputtered target particles stick to substrates by passing the target particle passage holes of deposition preventive plates 7 in common use as magnetic shields, by which the thin films are formed thereon.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は複数のカソードをもつ
マグネトロンスパッタ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetron sputtering apparatus having a plurality of cathodes.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、マグネトロンスパッタ装置の原
理的構成は、ターゲットを表面に取り付けたバッキング
プレートの裏面に磁石装置を配置し、この配置された磁
石装置により、ターゲットの表面近傍の空間に湾曲した
磁場を形成すると共に、バッキングプレートに負電圧を
印加して、バッキングプレートやターゲットをカソード
にし、そして、湾曲した磁場の作用により、ターゲット
の表面近傍の空間に高密度のプラズマを発生させ、その
高密度のプラズマ中のイオンでターゲットをスパッタし
ている。スパッタされたターゲット粒子は基板に付着
し、薄膜が基板に形成されている。
2. Description of the Related Art Generally, a magnetron sputtering apparatus has a principle structure in which a magnet device is arranged on the back surface of a backing plate having a target mounted on the front surface thereof, and the magnet device thus arranged is curved in a space near the surface of the target. While forming a magnetic field, a negative voltage is applied to the backing plate to make the backing plate and the target a cathode, and due to the action of the curved magnetic field, a high density plasma is generated in the space near the surface of the target. The target is sputtered with ions in a plasma of high density. The sputtered target particles adhere to the substrate and a thin film is formed on the substrate.

【0003】マグネトロンスパッタ装置の原理的構成は
上記の通りであるが、一つの基板ホルダーに所定の間隔
で並設した複数の基板に薄膜を同時に形成する場合、従
来のマグネトロンスパッタ装置は、基板と同数のターゲ
ットを基板と対向する位置に配置する構成であった。そ
のため、ターゲットや磁石装置は、基板と同様に、所定
の間隔で並設されていた。
The principle configuration of the magnetron sputtering apparatus is as described above. However, when a thin film is simultaneously formed on a plurality of substrates arranged side by side at a predetermined interval on one substrate holder, the conventional magnetron sputtering apparatus is The same number of targets are arranged at positions facing the substrate. Therefore, the target and the magnet device are arranged in parallel at a predetermined interval like the substrate.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来のマグネトロンス
パッタ装置は、上記のように一つの基板ホルダーに所定
の間隔で並設した複数の基板と同数のターゲットを基板
と対向する位置に配置し、ターゲットや磁石装置も所定
の間隔で並設していた。その場合、磁石装置によりター
ゲットの表面近傍の空間に磁場が形成されるが、隣りの
磁石装置による磁場の影響を受け、磁場の干渉が起こる
ようになる。そのため、均一なスパッタが出来なくな
り、ターゲットのエロージョン領域が偏心したり、ある
いは基板に形成される薄膜の膜厚分布が乱れたりする等
の問題が起きた。
In the conventional magnetron sputtering apparatus, as many targets as the plurality of substrates arranged side by side at a predetermined interval in one substrate holder as described above are arranged at positions facing the substrates, The magnet devices were also arranged in parallel at a predetermined interval. In that case, a magnetic field is formed in the space near the surface of the target by the magnet device, but the magnetic field interferes due to the influence of the magnetic field of the adjacent magnet device. As a result, uniform sputtering cannot be performed, the erosion region of the target is eccentric, and the film thickness distribution of the thin film formed on the substrate is disturbed.

【0005】この発明の目的は、上記問題を解決して、
磁石装置同士による磁場の干渉を防止して、均一なスパ
ッタを可能にし、ターゲットのエロージョン領域の偏心
を防いで、薄膜の膜厚分布を良くすることの出来るマグ
ネトロンスパッタ装置を提供するものである。
An object of the present invention is to solve the above problems and
(EN) A magnetron sputtering apparatus capable of preventing magnetic field interference between magnet apparatuses to enable uniform sputtering, prevent eccentricity of an erosion region of a target, and improve a film thickness distribution of a thin film.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、一つの基板ホルダーに所定の間隔で並
設した複数の基板と同数のターゲットを基板と対向する
位置に配置し、かつ、そのターゲットを表面に取り付け
たバッキングプレートの裏面に磁石装置を各ターゲット
毎に配置して、その磁石装置により、ターゲットの表面
近傍の空間に湾曲した磁場を形成すると共に、バッキン
グプレートに負電圧を印加してカソードを形成し、磁場
の作用により、ターゲットの表面近傍の空間に高密度の
プラズマを発生させ、その高密度のプラズマ中のイオン
でターゲットをスパッタするマグネトロンスパッタ装置
において、上記湾曲した磁場の形成されるターゲットの
表面近傍の空間に、各ターゲットと対向する位置にター
ゲット粒子通過孔をもつ磁気シールドと兼用になった防
着板を、各ターゲットと対向するように配設したことを
特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention arranges as many targets as a plurality of substrates arranged in parallel at a predetermined interval in one substrate holder at a position facing the substrate, Also, a magnet device is arranged for each target on the back surface of the backing plate with the target attached to the front surface, and a curved magnetic field is formed in the space near the surface of the target by the magnet device, and a negative voltage is applied to the backing plate. Is applied to form a cathode, a high-density plasma is generated in the space near the surface of the target by the action of the magnetic field, and the curved magnetron sputtering device is used to sputter the target with the ions in the high-density plasma. In the space near the surface of the target where the magnetic field is formed, the target particle passage hole is located at a position facing each target. The deposition preventing plate also serves as a magnetic shield having, is characterized in that it has arranged to face the target.

【0007】[0007]

【作用】この発明においては、湾曲した磁場の形成され
るターゲットの表面近傍の空間に磁気シールドと兼用に
なった防着板を各ターゲットと対向するように配設して
いるので、バッキングプレートの裏面に各ターゲット毎
に配置された磁石装置による磁場は磁気シールドと兼用
になった防着板によって外側に広がらなくなり、磁石装
置同士による磁場の干渉は防止されるようになる。
In the present invention, since the deposition preventing plate which also serves as the magnetic shield is arranged in the space near the surface of the target where the curved magnetic field is formed so as to face each target, the backing plate The magnetic field generated by the magnet device arranged on the back surface for each target is prevented from spreading to the outside by the adhesion preventing plate that also serves as the magnetic shield, and the magnetic field interference between the magnet devices is prevented.

【0008】[0008]

【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。この発明の実施例のマグネトロンス
パッタ装置は図1、図2および図3に示されており、こ
れらの図において、1はスパッタ室である。バッキング
プレート2の表面にはターゲット3が取り付けられてい
るが、バッキングプレート2の裏面には磁石装置4が取
り付けられている。そのため、磁石装置4により、ター
ゲット3の表面近傍の空間に湾曲した磁場が形成されて
いる。バッキングプレート2には図示していないが、負
電圧が印加され、バッキングプレート2やターゲット3
がカソードになっている。アノードとなる一つの基板ホ
ルダー5には複数の基板(図示せず)が所定の間隔で並
設され、この基板と同数のターゲット3がこれと対向し
ている。湾曲した磁場の形成されるターゲット3の表面
近傍の空間には、各ターゲット3と対向する位置にター
ゲット粒子通過孔6をもつ、例えば、SUS430のよ
うな磁性体にて形成した磁気シールドと兼用になった防
着板7が各ターゲット3と対向するように配設されてい
る。防着板7は隣合うターゲット3間を仕切る仕切板7
aを備えている。なお、磁石装置4は各ターゲット毎に
配置され、また、ターゲット3は基板ホルダー5の両側
に対向して配設されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1, 2 and 3, and in these figures, 1 is a sputtering chamber. The target 3 is attached to the front surface of the backing plate 2, but the magnet device 4 is attached to the back surface of the backing plate 2. Therefore, the magnet device 4 forms a curved magnetic field in the space near the surface of the target 3. Although not shown in the drawing, a negative voltage is applied to the backing plate 2 and the backing plate 2 and the target 3
Is the cathode. A plurality of substrates (not shown) are arranged side by side at a predetermined interval on one substrate holder 5 serving as an anode, and the same number of targets 3 as the substrates face this. In the space near the surface of the target 3 where a curved magnetic field is formed, there is a target particle passage hole 6 at a position facing each target 3 and also used as a magnetic shield formed of a magnetic material such as SUS430. The deposition prevention plate 7 is disposed so as to face each target 3. The anti-adhesion plate 7 is a partition plate 7 that partitions the adjacent targets 3 from each other.
a. The magnet device 4 is arranged for each target, and the targets 3 are arranged opposite to each other on both sides of the substrate holder 5.

【0009】このような実施例においては、基板ホルダ
ー5であるアノードと、バッキングプレート2やターゲ
ット3のカソードとの間の放電により、プラズマが発生
するが、そのプラズマはターゲット3の表面近傍の空間
において形成される磁場により封じ込められ、ターゲッ
ト3の表面近傍の空間において高密度なものになってい
る。そして、その高密度のプラズマ中のイオンで各ター
ゲット3をスパッタするようにしている。スパッタされ
たターゲット粒子は磁気シールドと兼用になった防着板
7のターゲット粒子通過孔6を通って、基板に付着し、
そこに薄膜が形成されるようになる。
In such an embodiment, plasma is generated by discharge between the anode, which is the substrate holder 5, and the cathode of the backing plate 2 and the target 3. The plasma is a space near the surface of the target 3. Is confined by the magnetic field formed in the target 3 and has a high density in the space near the surface of the target 3. Then, each target 3 is sputtered by the ions in the high-density plasma. The sputtered target particles pass through the target particle passage hole 6 of the deposition preventive plate 7 that also serves as a magnetic shield, and adhere to the substrate.
A thin film will be formed there.

【0010】その際、実施例では、湾曲した磁場の形成
されるターゲット3の表面近傍の空間に磁気シールドと
兼用になった防着板7を各ターゲット3と対向するよう
に配設しているので、バッキングプレート2の裏面に各
ターゲット3毎に配置された磁石装置4による磁場は磁
気シールドと兼用になった防着板7によって外側に広が
らなくなり、磁石装置4同士による磁場の干渉が防止さ
れるようになる。
In this case, in the embodiment, the deposition preventive plate 7 also serving as a magnetic shield is arranged in the space near the surface of the target 3 where a curved magnetic field is formed so as to face each target 3. Therefore, the magnetic field generated by the magnet device 4 arranged for each target 3 on the back surface of the backing plate 2 is prevented from spreading to the outside by the adhesion preventing plate 7 that also serves as the magnetic shield, and the magnetic field interference between the magnet devices 4 is prevented. Become so.

【0011】ところで、上記実施例は、ターゲット3を
基板ホルダー5の両側に対向して配設しているが、その
代わりに、ターゲット3を基板ホルダー5の片側にだけ
対向して配設したものであってもよい。また、防着板7
は仕切板7aを備えないものであってもよい。
By the way, in the above-mentioned embodiment, the targets 3 are arranged facing both sides of the substrate holder 5, but instead, the targets 3 are arranged facing only one side of the substrate holder 5. May be In addition, the deposition prevention plate 7
May not include the partition plate 7a.

【0012】[0012]

【発明の効果】この発明においては、湾曲した磁場の形
成されるターゲットの表面近傍の空間に磁気シールドと
兼用になった防着板を各ターゲットと対向するように配
設しているので、バッキングプレートの裏面に各ターゲ
ット毎に配置された磁石装置による磁場は磁気シールド
と兼用になった防着板によって外側に広がらなくなり、
磁石装置同士による磁場の干渉は防止される。このた
め、均一なスパッタを可能にし、ターゲットのエロージ
ョン領域の偏心を防いで、薄膜の膜厚分布を良くするこ
とが出来る。
According to the present invention, since the anti-adhesion plate also serving as the magnetic shield is disposed in the space near the surface of the target where the curved magnetic field is formed so as to face each target, the backing is performed. The magnetic field by the magnet device arranged for each target on the back surface of the plate does not spread to the outside due to the adhesion prevention plate that also serves as the magnetic shield,
Magnetic field interference between the magnet devices is prevented. Therefore, uniform sputtering is possible, eccentricity of the erosion region of the target is prevented, and the film thickness distribution of the thin film can be improved.

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

【図1】この発明の実施例の側面図FIG. 1 is a side view of an embodiment of the present invention.

【図2】この発明の実施例の平面図FIG. 2 is a plan view of an embodiment of the present invention.

【図3】図2のA−A線より見た矢視図FIG. 3 is a view seen from the line AA of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・・・スパッタ室 2・・・・・・バッキングプレート 3・・・・・・ターゲット 4・・・・・・磁石装置 5・・・・・・基板ホルダー 6・・・・・・ターゲット粒子通過孔 7・・・・・・防着板 7a・・・・・仕切板 1 ・ ・ Sputtering chamber 2 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Backing plate 3 ・ ・ ・ ・ Target 4 ・ ・ ・ ・ Magnetic device 5 ・ ・ ・ ・ Substrate holder 6 ・ ・ ・ ・ ・・ Target particle passage hole 7 ・ ・ ・ Adhesion prevention plate 7a ・ ・ ・ Partition plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 裕之 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地日本真空技 術株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroyuki Hirano 2500 Hagizono, Chigasaki City, Kanagawa Japan Vacuum Technology Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一つの基板ホルダーに所定の間隔で並設し
た複数の基板と同数のターゲットを基板と対向する位置
に配置し、かつ、そのターゲットを表面に取り付けたバ
ッキングプレートの裏面に磁石装置を各ターゲット毎に
配置して、そのの磁石装置により、ターゲットの表面近
傍の空間に湾曲した磁場を形成すると共に、バッキング
プレートに負電圧を印加してカソードを形成し、磁場の
作用により、ターゲットの表面近傍の空間に高密度のプ
ラズマを発生させ、その高密度のプラズマ中のイオンで
ターゲットをスパッタするマグネトロンスパッタ装置に
おいて、上記湾曲した磁場の形成されるターゲットの表
面近傍の空間に、各ターゲットと対向する位置にターゲ
ット粒子通過孔をもつ磁気シールドと兼用になった防着
板を、各ターゲットと対向するように配設したことを特
徴とするマグネトロンスパッタ装置。
1. A magnet device is provided on a back surface of a backing plate having a plurality of substrates arranged in parallel on one substrate holder at a predetermined interval and having the same number of targets as opposed to the substrates and having the targets mounted on the front surface. Is arranged for each target, and the magnet device of the target forms a curved magnetic field in the space near the surface of the target, and a negative voltage is applied to the backing plate to form a cathode. In a space near the surface of the target in which a curved magnetic field is formed in a magnetron sputtering apparatus that generates a high-density plasma in the space near the surface of the target and sputters the target with the ions in the high-density plasma. Attach the anti-adhesion plate that has a target particle passage hole at a position facing Magnetron sputtering apparatus, characterized in that arranged so as to face the.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005121394A1 (en) * 2004-06-07 2005-12-22 Ulvac, Inc. Magnetron sputtering method and magnetron sputtering system
JP2013023744A (en) * 2011-07-22 2013-02-04 Kobe Steel Ltd Vacuum film forming apparatus

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JP2013023744A (en) * 2011-07-22 2013-02-04 Kobe Steel Ltd Vacuum film forming apparatus

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