JPH06212420A - Sputtering or etching method - Google Patents

Sputtering or etching method

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Publication number
JPH06212420A
JPH06212420A JP5020629A JP2062993A JPH06212420A JP H06212420 A JPH06212420 A JP H06212420A JP 5020629 A JP5020629 A JP 5020629A JP 2062993 A JP2062993 A JP 2062993A JP H06212420 A JPH06212420 A JP H06212420A
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JP
Japan
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magnetic circuit
magnets
sputtering
etching
target
Prior art date
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Pending
Application number
JP5020629A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ohashi
健 大橋
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.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH06212420A publication Critical patent/JPH06212420A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To uniformize the plasma density on a target surface and to execute efficient sputtering and etching by rotating a spiral type permanent magnet magnetic circuit having a specific structure. CONSTITUTION:Two magnets varying, in magnetization direction are disposed adjacent to each other and the magnetic circuit disposed with the magnets in a spiral form is used. The spiral parts 40, 42, 48, 50 are the magnets. The magnets 40 and 42 and the magnets 48 and 50 are magnetized in the directions different from each other. Since the magnets of the magnetic circuit are spiral, magnetic fields are allowed to leak to a wide range from the outer peripheral part to the central part and the plasma is generated over nearly the entire surface of the target or the substrate. Sputtering or etching is executed by rotating the spiral type magnetic circuit (or target or substrate).

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、放電させた気体中の電
子に無限軌道を描かせ、放電気体のイオン化を促進させ
るためのマグネトロンプラズマ発生用永久磁石磁気回路
を用いたスパッタ及びエッチング方法に関する。本発明
に係るスパッタ及びエッチング方法は、たとえば、電
極、配線及び記録膜などの薄膜を作製するためのマグネ
トロンスパッタ、及び、LSIのドライエッチングを行
うマグネトロンプラズマエッチングなどの際に用いて最
適である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering and etching method using a permanent magnet magnetic circuit for magnetron plasma generation for causing electrons in a discharged gas to draw endless trajectories to promote ionization of the discharged gas. . The sputtering and etching method according to the present invention is optimal for use in, for example, magnetron sputtering for producing thin films such as electrodes, wirings and recording films, and magnetron plasma etching for dry etching of LSI.

【0002】[0002]

【従来の技術】スパッタリングとして、従来よりマグネ
トロンプラズマを利用したマグネトロンスパッタリング
が行われている。マグネトロンスパッタリングでは、ま
ず、容器内のアルゴン等の気体中に電極を挿入し、放電
によって気体をイオン化する。このとき生じた電子がア
ルゴン等の気体分子やターゲットと衝突することによっ
てさらに気体はイオン化し、2次電子も生じる。その
際、放電で放出された電子及び2次電子はマグネトロン
の磁場と電場によって補足され、小さな径の旋回運動を
行う。したがって、電子は次々に気体分子と衝突するこ
とができる。このため、マグネトロン方式によるイオン
化の効率は高い。次に、プラズマ内の陽イオンが、陰極
(スパッタされるターゲット)に衝突してスパッタ原子
(ターゲットを構成している原子)をたたき出す。最後
に、スパッタ原子は陽極に置かれた基板に付着し、基板
面に膜を形成する。
2. Description of the Related Art As sputtering, magnetron sputtering utilizing magnetron plasma has been conventionally performed. In magnetron sputtering, first, an electrode is inserted into a gas such as argon in a container, and the gas is ionized by discharge. The electrons generated at this time collide with gas molecules such as argon and the target, so that the gas is further ionized and secondary electrons are also generated. At that time, the electrons and secondary electrons emitted by the discharge are trapped by the magnetic field and electric field of the magnetron, and perform a turning motion of a small diameter. Therefore, electrons can collide with gas molecules one after another. Therefore, the efficiency of ionization by the magnetron system is high. Next, the cations in the plasma collide with the cathode (the target to be sputtered) and knock out sputtered atoms (atoms forming the target). Finally, the sputtered atoms attach to the substrate placed on the anode, forming a film on the substrate surface.

【0003】また、プラズマ内のイオンが、フォトレジ
ストを貼付して露光した基板をエッチングする仕組み
が、反応性イオンエッチングである。
Reactive ion etching is a mechanism in which ions in plasma etch a substrate exposed by applying a photoresist.

【0004】上で述べたように、従来より、マグネトロ
ンプラズマを、スパッタリングや反応性イオンエッチン
グに広く利用してきた。マグネトロン方式ではイオン化
の効率が高いため、スパッタリング及びエッチングを行
う際、通常の高圧放電方式と比較して2〜3倍の効率が
得られるという利点がある。
As described above, conventionally, magnetron plasma has been widely used for sputtering and reactive ion etching. Since the magnetron system has high ionization efficiency, there is an advantage that the efficiency is 2-3 times as high as that of the normal high-pressure discharge system when performing sputtering and etching.

【0005】マグネトロン方式において磁場を発生させ
るために、永久磁石磁気回路が設けられる。永久磁石磁
気回路は、平面型2極放電のスパッタリングではターゲ
ット裏面に、エッチングでは、普通、基板裏面に設置さ
れる。永久磁石磁気回路の作る磁場がターゲットまたは
基板上に漏洩し、この漏洩磁場の水平成分を利用して放
電電子を運動させ、気体のイオン化を促進する。
A permanent magnet magnetic circuit is provided to generate a magnetic field in the magnetron system. The permanent magnet magnetic circuit is provided on the back surface of the target in the case of flat type bipolar discharge sputtering, and usually on the back surface of the substrate in etching. The magnetic field created by the permanent magnet magnetic circuit leaks onto the target or the substrate, and the horizontal component of this leaked magnetic field is used to move the discharge electrons to promote the ionization of the gas.

【0006】電子の運動領域に磁場のみが存在する場
合、電子は磁力線に補足され磁力線に巻き付くような形
で螺旋運動を行う。しかし、たとえば、2極放電型のマ
グネトロンの場合には、放電電極に垂直な方向に電場が
印加されているため、(電場)×(磁場)の大きさに比
例するドリフト力が電子に加わる。これにより、電子は
磁力線を横切るようにサイクロイド曲線を描きながら動
く。電子のドリフト力に寄与するのは、電場に垂直な磁
場、すなわち磁場の水平成分のみである。したがって、
水平磁場成分が強く、磁場均一性のよい磁場を作る永久
磁石磁気回路が望ましい。
When only a magnetic field exists in the moving region of the electrons, the electrons perform a spiral motion in a manner that they are captured by the magnetic force lines and wrapped around the magnetic force lines. However, in the case of, for example, a two-pole discharge type magnetron, an electric field is applied in a direction perpendicular to the discharge electrodes, so that a drift force proportional to the magnitude of (electric field) × (magnetic field) is applied to the electrons. As a result, the electrons move while drawing a cycloid curve so as to cross the lines of magnetic force. Only the magnetic field perpendicular to the electric field, that is, the horizontal component of the magnetic field, contributes to the drift force of the electrons. Therefore,
A permanent magnet magnetic circuit that produces a magnetic field with a strong horizontal magnetic field component and good magnetic field uniformity is desirable.

【0007】ターゲット(または基板)上の磁場の水平
成分が一方向のみの場合、電子は磁力線を横切って進む
ために、ターゲット(または基板)の一方向に進み、プ
ラズマもその方向に片寄ることになる。このような電子
の逃散を防ぐため、通常は、磁石面上にドーナツ状の漏
洩磁場が発生するように永久磁石を配置する(図3)。
図3では図示を省略したが、ターゲット2の裏面に適当
な磁石配置の永久磁石磁気回路が設けられており、これ
によって、ドーナツ状の漏洩磁場がターゲット面上に出
現する。図3において、ターゲット2の面上の漏洩磁場
が磁力線4のようであり、符号6で示した向きに電場が
印加されると、電子8は無限軌道10を描く。その結
果、電子8は漏洩磁場の領域12に閉じ込められて気体
のイオン化を促進するため、高密度なプラズマが発生す
る。図3において、符号14及び16は、磁力線4がタ
ーゲット2の面上と交わるところを示したものである。
When the horizontal component of the magnetic field on the target (or substrate) is in only one direction, the electrons travel in one direction of the target (or substrate) because they travel across the magnetic field lines, and the plasma also deviates in that direction. Become. In order to prevent such escape of electrons, a permanent magnet is usually arranged so that a donut-shaped leakage magnetic field is generated on the magnet surface (FIG. 3).
Although not shown in FIG. 3, a permanent magnet magnetic circuit having an appropriate magnet arrangement is provided on the back surface of the target 2, so that a donut-shaped leakage magnetic field appears on the target surface. In FIG. 3, the leakage magnetic field on the surface of the target 2 is like magnetic field lines 4, and when an electric field is applied in the direction indicated by reference numeral 6, the electron 8 draws an endless orbit 10. As a result, the electrons 8 are confined in the leakage magnetic field region 12 and promote the ionization of the gas, so that high-density plasma is generated. In FIG. 3, reference numerals 14 and 16 indicate where the magnetic force lines 4 intersect with the surface of the target 2.

【0008】しかし、ドーナツ状漏洩磁場を発生させる
磁気回路では、漏洩磁場の水平磁場強度が場所により大
きく異なり、水平磁場強度の強い領域ほど高密度なプラ
ズマが発生する。すなわち、プラズマ密度が不均一にな
る。したがって、スパッタ装置では水平磁場強度の強い
領域(プラズマ密度の高い領域)ほど大きなスパッタリ
ングが生じてターゲットが消耗するので、ターゲットの
使用効率が悪い上に、形成されるスパッタ膜の厚さが不
均一になるという問題がある。
However, in a magnetic circuit for generating a donut-shaped leakage magnetic field, the horizontal magnetic field strength of the leakage magnetic field varies greatly depending on the location, and a higher density plasma is generated in a region having a stronger horizontal magnetic field strength. That is, the plasma density becomes non-uniform. Therefore, in the sputtering apparatus, the larger the horizontal magnetic field strength region (higher plasma density region) is, the larger sputtering occurs and the target is consumed, resulting in poor target use efficiency and the non-uniform thickness of the sputtered film formed. There is a problem that becomes.

【0009】さらには、水平磁場強度の強い領域に発生
するプラズマ内の陽イオンは、大きな運動エネルギーを
持つため、ターゲットからスパッタ原子をたたき出す際
に重い原子(ターゲットは通常数種類の原子より成る
が、その中で重い方の原子)をたたき出しやすい。すな
わち、水平磁場強度の違いのため、スパッタ膜の組成が
場所によって異なってくるという問題もある。
Further, since the cations in the plasma generated in the region where the horizontal magnetic field intensity is strong have large kinetic energy, heavy atoms (the target is usually composed of several kinds of atoms, when the sputtered atoms are knocked out from the target, It is easy to knock out the heavier atom). That is, there is also a problem that the composition of the sputtered film varies depending on the location due to the difference in the horizontal magnetic field strength.

【0010】また、エッチング装置の場合も同様に、プ
ラズマ密度が一定にならず、よって基板の位置によりエ
ッチングの深さが異なるという問題がある。
Also in the case of the etching apparatus, the plasma density is not constant and the etching depth varies depending on the position of the substrate.

【0011】上記のような欠点を改良するため磁気回路
の色々な磁石配置が従来より考えられている。たとえ
ば、同心円型を改良して磁石列を3列にしたり(図4
(a))、変形同心円とする(図4(b))などして、
磁気回路(または基板)の回転を行い、より広い領域に
漏洩磁場を発生させるようなものが提案されている。
Various magnet arrangements in a magnetic circuit have been conventionally considered in order to improve the above-mentioned drawbacks. For example, the concentric circle type was improved to have three rows of magnets (see FIG.
(A)), a modified concentric circle (Fig. 4 (b)), etc.
It has been proposed to rotate a magnetic circuit (or a substrate) to generate a leakage magnetic field in a wider area.

【0012】また、水平方向に磁化された磁石と垂直方
向に磁化された磁石を組み合わせて漏洩磁場領域の拡大
を意図したもの(図4(c))等も提案されている。
Further, there is also proposed a magnet (FIG. 4 (c)) intended to expand the leakage magnetic field region by combining a magnet magnetized in the horizontal direction and a magnet magnetized in the vertical direction.

【0013】図4(a)〜(c)において、符号20、
24、28は、磁石22、26、30の下に設置される
バックヨークを示している。また、図4(c)の符号3
2は、水平方向に磁化された磁石の磁化の向きを表わし
ている。
In FIGS. 4 (a) to 4 (c), reference numeral 20,
Reference numerals 24 and 28 denote back yokes installed below the magnets 22, 26 and 30. In addition, reference numeral 3 in FIG.
2 represents the direction of magnetization of a magnet magnetized in the horizontal direction.

【0014】上記いずれの磁気回路も、単純な同心円型
に比べてプラズマ密度は均一になり改善はされている。
しかし、いずれも同心円型磁気回路の変形であるため
に、ターゲット(または基板)の中心部まで漏洩磁場を
発生させることはできず、プラズマ密度の均一性には限
界がある。
In any of the above magnetic circuits, the plasma density is uniform and improved as compared with the simple concentric type.
However, since each is a modification of the concentric magnetic circuit, it is not possible to generate a leakage magnetic field up to the center of the target (or substrate), and there is a limit to the uniformity of plasma density.

【0015】以上の問題を解決するため、ターゲット
(または基板)に漏洩する水平磁場領域を拡大し、発生
するプラズマ密度を均一にできる、同心円型磁気回路に
代わる磁気回路を用いたスパッタ及びエッチング方法が
求められている。
In order to solve the above problems, a horizontal magnetic field region leaking to a target (or a substrate) can be enlarged and the generated plasma density can be made uniform, and a sputtering and etching method using a magnetic circuit instead of a concentric magnetic circuit. Is required.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スパ
ッタリング、エッチング等のマグネトロンプラズマ発生
に用いられる永久磁石磁気回路を改良して、マグネトロ
ンプラズマ内の電子がターゲット(または基板)のほぼ
全域に渡って軌道を描くことが可能となるような漏洩磁
場分布を有する永久磁石磁気回路を用いた、スパッタ及
びエッチングの方法を提供することである。
An object of the present invention is to improve a permanent magnet magnetic circuit used for magnetron plasma generation such as sputtering and etching so that electrons in the magnetron plasma are distributed over almost the entire target (or substrate). It is an object of the present invention to provide a sputtering and etching method using a permanent magnet magnetic circuit having a leakage magnetic field distribution that enables a trajectory to be drawn.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】磁化方向の異なる2つの
希土類磁石が隣接し、この2つの希土類磁石の各々が半
回転以上の渦巻状になっているマグネトロンプラズマ用
永久磁石磁気回路を回転させることにより、スパッタま
たはエッチングを行う。また、前記2つの希土類磁石の
磁化方向が磁気回路底面に対して垂直であり、この2つ
の希土類磁石の一方のN極が他方のS極と隣接し、各々
が半回転以上の渦巻状になっているマグネトロンプラズ
マ用永久磁石磁気回路を回転させることにより、スパッ
タまたはエッチングを行う。さらにまた、前記2つの希
土類磁石の磁化方向が磁気回路底面に対して平行であ
り、この2つの希土類磁石の同極同士が対向するように
隣接し、各々が半回転以上の渦巻状になっているマグネ
トロンプラズマ用永久磁石磁気回路を回転させることに
より、 スパッタまたはエッチングを行う。
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] Rotating a permanent magnet magnetic circuit for magnetron plasma in which two rare earth magnets having different magnetization directions are adjacent to each other, and each of the two rare earth magnets has a spiral shape of half a revolution or more. To perform sputtering or etching. Further, the magnetization directions of the two rare earth magnets are perpendicular to the bottom surface of the magnetic circuit, one N pole of the two rare earth magnets is adjacent to the other S pole, and each has a spiral shape of half a revolution or more. The permanent magnet magnetic circuit for magnetron plasma is rotated to perform sputtering or etching. Furthermore, the magnetization directions of the two rare earth magnets are parallel to the bottom surface of the magnetic circuit, the two rare earth magnets are adjacent to each other so that the same poles face each other, and each has a spiral shape of more than half a turn. Sputtering or etching is performed by rotating the permanent magnet magnetic circuit for magnetron plasma.

【0018】[0018]

【実施例】本発明では、磁化方向の異なる2つの磁石を
隣接させ、それらを渦巻状とする磁石配置の磁気回路を
用い、これを回転させてスパッタ及びエッチングを行
う。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, two magnets having different magnetization directions are arranged adjacent to each other, and a magnetic circuit having magnets arranged in a spiral shape is used. The magnetic circuit is rotated to perform sputtering and etching.

【0019】本発明に用いる磁気回路は、本発明者が既
に特許出願をしているが、その実施例を図1に示し、以
下に説明する。渦巻状の部分40、42、48、50は
磁石であり、磁石40と42、磁石48と50は、お互
いに異なる方向に磁化されている。符号54、56は磁
石40と42、48と50の下に設置されるバックヨー
クの外周を示している。
The magnetic circuit used in the present invention has already been applied for a patent by the present inventor. An embodiment thereof is shown in FIG. 1 and will be described below. The spiral portions 40, 42, 48 and 50 are magnets, and the magnets 40 and 42 and the magnets 48 and 50 are magnetized in directions different from each other. Reference numerals 54 and 56 denote the outer circumferences of the back yokes installed below the magnets 40 and 42, 48 and 50.

【0020】隣接する2つの磁石の磁化方向を異ならせ
る組み合わせ方は無限にある。図1(a)のように磁気
回路の底面に対して2つの磁石の磁化方向が垂直でお互
いに反対向きの場合(図中の記号44、46はそれぞれ
の磁石の磁化方向を示す。記号44は、紙面のこちら側
から向こう側に向かう向きを示し、記号46は反対向き
を示す)と、図1(b)のように平行でお互いに反対向
きの場合(図中の矢印52はそれぞれの磁石の磁化方向
を示す)、及び、一方の磁石または両方の磁石が磁気回
路の底面に対して垂直と平行の間の任意の方向に磁化さ
れている場合である。どのような組み合わせの場合で
も、これらの磁石から発生する磁場により電子は磁石面
上を運動する。
There are infinite ways to combine the two magnets adjacent to each other so that the magnetization directions thereof are different from each other. As shown in FIG. 1A, when the magnetization directions of the two magnets are perpendicular to the bottom surface of the magnetic circuit and are opposite to each other (symbols 44 and 46 in the figure indicate the magnetization directions of the respective magnets. Symbol 44) Indicates the direction from this side of the paper to the other side, and the symbol 46 indicates the opposite direction) and the case where they are parallel and opposite to each other as shown in FIG. 1 (b) (the arrows 52 in the figure indicate the respective directions). Magnetizing direction of magnets), and one or both magnets are magnetized in any direction between perpendicular and parallel to the bottom surface of the magnetic circuit. In any combination, the magnetic field generated by these magnets causes the electrons to move on the magnet surface.

【0021】磁石の磁化方向が磁気回路の底面に対し垂
直な場合(図1(a))、隣接する磁石の表面には、そ
れぞれN極とS極が出現する。この場合、隣合うN、S
磁極面間に磁力線が走るので、2つの磁石の境界付近に
強い水平磁場が生じ、放電により生じた電子はこの水平
磁場を横切るように運動する。したがって、図1(a)
の渦巻型磁気回路において、電子は、図2(a)に示し
た矢印60に沿って隣接磁石の境界領域を運動する。
When the magnetizing direction of the magnets is perpendicular to the bottom surface of the magnetic circuit (FIG. 1 (a)), the N pole and the S pole appear on the surfaces of the adjacent magnets, respectively. In this case, adjacent N and S
Since the magnetic field lines run between the magnetic pole faces, a strong horizontal magnetic field is generated near the boundary between the two magnets, and the electrons generated by the discharge move so as to cross the horizontal magnetic field. Therefore, FIG.
In the spiral magnetic circuit of, the electrons move in the boundary region of the adjacent magnets along the arrow 60 shown in FIG.

【0022】矢印60に沿って運動する電子は、マグネ
トロンプラズマ内の気体分子と次々に衝突しこれらをイ
オン化する。ターゲットや気体分子との衝突の際に生じ
る2次電子もまた矢印60に沿って運動する。これらの
電子は、渦巻状の磁石境界に沿って外周部から中心部ま
で運動し、ターゲット(または基板)のほぼ全体にわた
る気体をイオン化させることができる。したがって、従
来のドーナツ状漏洩磁場磁束の場合と比較し、ターゲッ
ト(または基板)全域の、より広い範囲でプラズマを発
生させることが可能となった。
The electrons moving along the arrow 60 collide with gas molecules in the magnetron plasma one after another and ionize them. Secondary electrons generated upon collision with the target or gas molecule also move along the arrow 60. These electrons can move along the spiral magnet boundary from the outer circumference to the center and ionize the gas over almost the entire target (or substrate). Therefore, it becomes possible to generate plasma in a wider range over the entire target (or substrate) than in the case of the conventional donut-shaped leakage magnetic field flux.

【0023】磁石の磁化方向が平行な場合(図1
(b))は、同極同士(N−N極同士またはS−S極同
士)を対向させる必要がある。この場合、電子は、図2
(b)に示した矢印62に沿って運動する。磁化が垂直
方向に向いている場合(図1(a))と異なり、磁力線
が垂直に出入りするわけではないので、漏洩磁場の水平
磁場強度が強い部分の領域が広い。したがって、ターゲ
ット(または基板)の全面にわたるさらに広い範囲でプ
ラズマが発生する。
When the magnetization directions of the magnets are parallel (see FIG.
In (b)), it is necessary that the same poles (N-N poles or S-S poles) face each other. In this case, the electrons are
It moves along the arrow 62 shown in (b). Unlike the case where the magnetization is oriented in the vertical direction (FIG. 1A), the lines of magnetic force do not go in and out vertically, so that the region of the portion where the horizontal magnetic field strength of the leakage magnetic field is strong is wide. Therefore, plasma is generated in a wider area over the entire surface of the target (or the substrate).

【0024】本発明に用いる磁気回路の磁石は図1のよ
うに渦巻状になっているため、外周部から中心部までの
広い範囲に磁場を漏洩させ、ターゲット(または基板)
のほぼ全面にわたりプラズマを発生させることができ
る。しかし、渦巻型磁気回路でも、ターゲット(または
基板)の全面にわたってプラズマ密度を均一にすること
はできない。これは、漏洩磁場の水平成分が大きい領域
ではプラズマ密度が高く、小さい領域ではプラズマ密度
が低いからである。
Since the magnet of the magnetic circuit used in the present invention has a spiral shape as shown in FIG. 1, the magnetic field is leaked in a wide range from the outer peripheral portion to the central portion, and the target (or substrate)
It is possible to generate plasma over almost the entire surface of the. However, even in the spiral magnetic circuit, the plasma density cannot be made uniform over the entire surface of the target (or the substrate). This is because the plasma density is high in a region where the horizontal component of the leakage magnetic field is large, and is low in a region where the horizontal component is small.

【0025】本発明では、上で述べたプラズマ密度不均
一の問題を改善するために、渦巻型磁気回路(あるいは
ターゲットまたは基板)を回転してスパッタ及びエッチ
ングを行う方法を提案する。
The present invention proposes a method of rotating a spiral magnetic circuit (or a target or a substrate) to perform sputtering and etching in order to solve the above-mentioned problem of nonuniform plasma density.

【0026】上記の渦巻型磁気回路では外周部から中心
部までプラズマが発生するので、磁気回路とターゲット
(または基板)の中心を一致させて、いずれかを回転さ
せるだけでターゲット(または基板)全面のプラズマ密
度を均一にできる。すなわち、従来において同心円型磁
気回路を回転させるのに偏心させる必要があったのとは
異なり、回転機構は簡便であり、また回転に必要な空間
も少なくてすむ。
In the above-mentioned spiral magnetic circuit, plasma is generated from the outer peripheral portion to the central portion, so that the magnetic circuit and the target (or substrate) are made to coincide with each other in center, and either one is rotated to make the entire surface of the target (or substrate). The plasma density can be made uniform. That is, unlike the conventional case where the concentric magnetic circuit had to be eccentric to rotate, the rotation mechanism is simple and the space required for rotation is small.

【0027】本発明のスパッタ及びエッチング方法に用
いる磁気回路に使用する永久磁石としては、希土類磁石
が望ましい。これは、希土類磁石を使用すると強い水平
磁場強度が得られるからである。たとえば、 Sm2Co
17磁石、NdFeB磁石が使用できる。
A rare earth magnet is desirable as the permanent magnet used in the magnetic circuit used in the sputtering and etching method of the present invention. This is because a strong horizontal magnetic field strength can be obtained by using a rare earth magnet. For example, Sm 2 Co
17 magnets and NdFeB magnets can be used.

【0028】ターゲット(または基板)のほぼ全面にわ
たり磁場を漏洩させるためには、磁気回路の渦巻を半回
転以上にする必要があり、さらに1回転以上とするとよ
り望ましい。しかし、渦巻の回転数を増やすしすぎると
(たとえば3回転以上にすると)、漏洩磁場の領域は増
えて望ましいが磁気回路製作が難しくなる。よって、渦
巻の回転数は、1回転以上3回転以下が望ましい。
In order to leak the magnetic field over substantially the entire surface of the target (or the substrate), it is necessary to make the spiral of the magnetic circuit half rotation or more, and more preferably one rotation or more. However, if the number of revolutions of the spiral is increased too much (for example, 3 revolutions or more), the region of the leakage magnetic field increases, which is desirable, but it is difficult to manufacture the magnetic circuit. Therefore, it is desirable that the number of revolutions of the spiral is 1 or more and 3 or less.

【0029】渦巻型磁気回路を回転させる際の回転数は
数rpm以上にする必要があり、20〜500rpm程
度が望ましい。これは、回転数があまり低すぎると静止
の場合との違いがなくなり、回転数があまり高すぎる
と、回転機構が複雑になる上に回転により発生する渦電
流の影響が大きくなって漏洩磁場が小さくなるからであ
る。
The number of rotations when rotating the spiral magnetic circuit must be several rpm or more, preferably about 20 to 500 rpm. This is because if the number of rotations is too low, there is no difference from the case of stationary, and if the number of rotations is too high, the rotating mechanism becomes complicated and the influence of the eddy current generated by the rotation becomes large, and the leakage magnetic field becomes large. Because it becomes smaller.

【0030】[0030]

【発明の効果】渦巻型永久磁石磁気回路を回転させてス
パッタ及びエッチングを行う方法により、ターゲット
(または基板)面上でのプラズマ密度が均一になり、真
空容器内の気体が低圧であっても、効率よくスパッタ及
びエッチングを行えるようになった。
By the method of rotating the spiral permanent magnet magnetic circuit to perform sputtering and etching, the plasma density on the target (or substrate) surface becomes uniform, and even if the gas in the vacuum container is at a low pressure. Now, sputtering and etching can be performed efficiently.

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

【図1】本発明に係る永久磁石磁気回路を説明する図。FIG. 1 is a diagram illustrating a permanent magnet magnetic circuit according to the present invention.

【図2】本発明に係る永久磁石磁気回路上での電子の運
動を説明する図。
FIG. 2 is a diagram illustrating movement of electrons on a permanent magnet magnetic circuit according to the present invention.

【図3】ドーナツ状漏洩磁場を発生させる磁気回路と、
その漏洩磁場による電子の運動を説明する図。
FIG. 3 is a magnetic circuit for generating a donut-shaped leakage magnetic field;
The figure explaining the motion of the electron by the leak magnetic field.

【図4】永久磁石磁気回路の従来例。FIG. 4 is a conventional example of a permanent magnet magnetic circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H05H 1/46 9014−2G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H05H 1/46 9014-2G

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁化方向の異なる2つの希土類磁石が隣
接し、 該2つの希土類磁石の各々が半回転以上の渦巻状になっ
ている、 マグネトロンプラズマ用永久磁石磁気回路を回転させる
ことにより、スパッタまたはエッチングを行う、ことを
特徴とするスパッタ及びエッチング方法。
1. Sputtering is performed by rotating a permanent magnet magnetic circuit for magnetron plasma, in which two rare earth magnets having different magnetization directions are adjacent to each other, and each of the two rare earth magnets has a spiral shape of half rotation or more. Alternatively, a method of sputtering and etching is characterized in that etching is performed.
【請求項2】 前記2つの希土類磁石の磁化方向が磁気
回路底面に対して垂直であり、 前記2つの希土類磁石の一方のN極が他方のS極と隣接
し、 前記2つの希土類磁石の各々が半回転以上の渦巻状にな
っている、 マグネトロンプラズマ用永久磁石磁気回路を回転させる
ことにより、スパッタまたはエッチングを行う、ことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のスパッタ及びエ
ッチング方法。
2. The magnetization directions of the two rare earth magnets are perpendicular to the bottom surface of the magnetic circuit, one N pole of the two rare earth magnets is adjacent to the other S pole, and each of the two rare earth magnets is The sputtering and etching method according to claim 1, wherein the sputtering or etching is performed by rotating a permanent magnet magnetic circuit for magnetron plasma, which has a spiral shape of more than half a revolution.
【請求項3】 前記2つの希土類磁石の磁化方向が磁気
回路底面に対して平行であり、 前記2つの希土類磁石の同極同士が対向するように隣接
し、 前記2つの希土類磁石の各々が半回転以上の渦巻状にな
っている、 マグネトロンプラズマ用永久磁石磁気回路を回転させる
ことにより、スパッタまたはエッチングを行う、ことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のスパッタ及びエ
ッチング方法。
3. The magnetization directions of the two rare earth magnets are parallel to the bottom surface of the magnetic circuit, and the two rare earth magnets are adjacent to each other so that the same poles face each other. The sputtering and etching method according to claim 1, wherein sputtering or etching is performed by rotating a permanent magnet magnetic circuit for magnetron plasma, which has a spiral shape of rotation or more.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6351075B1 (en) 1997-11-20 2002-02-26 Hana Barankova Plasma processing apparatus having rotating magnets
US6585870B1 (en) 2000-04-28 2003-07-01 Honeywell International Inc. Physical vapor deposition targets having crystallographic orientations
CN103882394A (en) * 2012-12-20 2014-06-25 Ap系统股份有限公司 Magnetron And Magnetron Sputtering System Using The Same

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