JPH06228749A

JPH06228749A - プラズマ発生装置

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Publication number: JPH06228749A
Application number: JP5313369A
Authority: JP
Inventors: Pius Gruenenfelder; グルエネンフェルデルピウス
Original assignee: Balzers AG
Current assignee: OC Oerlikon Balzers AG
Priority date: 1992-12-23
Filing date: 1993-12-14
Publication date: 1994-08-16
Anticipated expiration: 2019-09-15
Also published as: EP0603587A1; EP0603587B1; ATE143528T1; JP3566327B2; DE59303966D1; US5399253A

Abstract

(57)【要約】【目的】スパッタリング、エッチング、プラズマＣＶ
Ｄ法など、真空室内の基板処理に用いられるプラズマ発
生装置に関する。【構成】ターゲット（１）の形式で上面に処理すべき
材料を含む陰極（１７，５，２，１）を備え、プラズマ
発生装置はターゲットの背面領域上に少くとも１個の磁
石装置（１０，１１，１２）を具備し、陰極面上にトン
ネル脚磁極（１６）を形成する少くとも１個のトンネル
状磁界（１５）を陰極面の領域に発生させ、それにより
トンネル状磁界（１５）は水平トンネル軸の一部に沿っ
て伸び、この磁石装置（１０，１１，１２）は水平トン
ネル軸に向け少くとも１個のトンネル脚磁極（１６）を
変位させるように駆動部を処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は陰極により真空室内で基
板を処理するプラズマ発生装置に関し、該陰極はその上
面にターゲットの形式でこのターゲットの背面の少くと
も１個の磁石デバイスを用いて、処理すべき材料を含む
ものであり、該磁石デバイスは陰極表面のトンネル脚部
で磁極を生ずる陰極表面の領域に少くとも１つのトンネ
ル状磁界を発生し、これによりトンネル状磁界は少くと
も水平トンネル軸の一部に沿って伸びているものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】磁界支持形プラズマ発生装置は広く知ら
れかつ使用され、これは特に、薄膜（ＰＶＤ）により基
板を被覆するためのスパッタ装置として用いられてい
る。このようなプラズマ放電は基板から物質を取除くた
めにも用いられ、これは亦スパッタエッチングと呼ばれ
ている。更に、このようなプラズマ放電はまた、いわゆ
るＰＥＣＶＤ法（プラズマエッチングＣＶＤ法）により
用いられ、この方法は気相からのプラズマ活性化により
薄膜の化学的気相成長が基板上で発生するものである。
ＰＶＤ法（物理的気相成長法）とＣＶＤ法（化学的気相
成長法）の混合形法も亦ありふれたものである。

【０００３】いわゆるマグネトロンの原理に従って作動
するプラズマ発生装置が最も適切で、広汎に広まってい
る。例えばマグネトロン・スパッタリングは到達し得る
その高いスパッタ速度、および容易な制御可能性と同様
に装置の簡単な動作によって通常使用される方法となっ
た。供給源はそれぞれの位置において使用可能で、その
広域供給源としての多様な動作は完全自動化生産装置に
とって好都合である。このような供給源は真空室内の負
電圧に置かれた陰極より構成され、そこで同時にプラズ
マ放電が、アルゴンのような現存する貴ガス、もしくは
貴ガスと反応ガスとの混合気体により維持され、そのよ
うにして発生したイオン衝撃がターゲットをスパッタ
し、薄膜の気相成長を可能にするものである。

【０００４】高いプラズマ密度と、したがって高いスパ
ッタ速度に到達するためには、プラズマ放電は磁界によ
って濃縮される。これは、例えば、ターゲット前面側で
プラズマ放電用の電子トラップとして動作するトンネル
状構造が形成されるように、例えば磁界がターゲットを
通って入力および退出するように、磁界発生装置を陰極
もしくはターゲットの上、側面もしくは背面上に配列す
ることによりマグネトロンソースを用いて行われる。ト
ンネル状電子トラップが環状に形成され、したがってタ
ーゲットの前面側に閉ループを形成する場合にこの効果
は更に増大される。したがって電子トラップは極めて有
効になる。このような装置はドイツ特許明細書ＤＥNo.
２４１７２８８に記載されている。

【０００５】上記マグネトロン供給源はプラズマループ
のホース状構造がターゲット材料の溝（トレンチ）状腐
食に導かれるという不都合な点を有している。この溝状
腐食はターゲット材料の極めて悪い利用を２０ないし３
０％の範囲に導くものである。

【０００６】本発明に関係する重要な従来技術であるド
イツ公開公報ＤＥ−ＯＳNo. ２７０７１４４によれば、
この不都合さを無効にするために、磁気的電子トラップ
とターゲットを相互に相対的に移動させることが提起さ
れている。ターゲットが例えば回転板もしくは回転円柱
としてこの磁気システムの上部を移動され得るのみなら
ず、また磁気システムそれ自身がターゲットの下部を移
動され得ることが開示されている。両方の場合に、ター
ゲットはより均質的に腐食される。同様の結果は、電磁
遊動フイールドに対しても達成され得る。両方の場合に
おいて完全な電子トラップや閉ループ放電をターゲット
に対し相対的に移動させることが提起されている。電磁
バージョンの実用的な実現は、高度の成果と高い価格に
つながるものであるが、これは、数百ガウスの高い磁気
的流れ密度が小さな空間内で発生されねばならぬからで
ある。

【０００７】ターゲット同様に全体の磁気システムの機
械的移動は実現時にまた極めて消費的であり、大きな構
成寸法に導かれる。固定された磁気システムのまわりを
移動する円柱型ターゲットに関する１つの例は米国特許
明細書No. ４３５６，０７３に示されている。円柱内側
に位置された磁気システムの装置に関して提供された解
決法は高度の構造上の努力を必要とする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術の不
都合さを無効にするためのタスクを解決することを希望
したものである。例えばスパッタ装置もしくはエッチン
グ装置に対して、コンパクトで経済的な構造を以て、規
定されたもしくは一様なターゲットの腐食に導かれる陰
極表面上の予め設定された領域にプラズマ放電を生起す
るのを許容するプラズマ発生装置を実現するのが主要な
焦点であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１の特
徴に従ってこの課題を解決するものである。少くともプ
ラズマループの一部分が長手方向に拡張されるマグネト
ロン放電に対して、一部分のみ、特に電子トラップの直
線部分が移動されるならば十分である。

【００１０】更に直線部分のトンネル脚部磁極の一側面
のみを移動することが勧告される。トンネル脚部極は、
トンネル状磁界によって陰極表面で発生される磁極であ
る。磁界トンネルは常に陰極表面上に入口極と出口極と
を形成する。中間トンネル脚部極のみが移動される簡単
な環状放電が使用される場合、装置は特に簡単で有効で
ある。この中間トンネル脚部極の直線部分の制御された
運動により、例えばそれを前後に周期的に移動すること
により、ターゲット上のプラズマ放電の幅と同様に中間
位置が変化される。スパッタ放電に対しては之はその時
例えばターゲット表面の一層均質な腐食をするように導
かれる。

【００１１】本発明に係る該装置の別の利点は、プラズ
マにより過走査されないターゲット上の帯域を阻止する
ことを許容することである。これは反応的応用、特に多
層光学的フイルムのような光学的薄膜の応用に対し誘電
体材料をスパッタする時に特に重要である。勿論また１
つ以上の環状放電デバイスで、即ち数個の直線状トンネ
ル脚部点が移動可能である数個の大表面プラズマ放電環
を有する、プラズマ放電装置を製作することも可能であ
る。

【００１２】

【作用】上記の如く、プラズマ発生装置を支持する磁界
はまた閉止した磁界ループ又はプラズマループなしに製
作され得る。しかしながらこの場合に電子トラップの効
果は減少され、プラズマ放電はより高い電圧を用いて操
作されねばならない。更に、最大可能な放電電力又はプ
ラズマ密度はこの事実により低下される。したがって、
閉じたプラズマループを用いてプラズマ放電を規定する
磁石界磁発生装置を使用することは大きな利点である。
この場合、本発明に係る構成は極めて容易に実現され得
る。

【００１３】永久磁石より成る外側フレームはトンネル
状磁界が第１および第２の磁石磁極発生装置の間に発生
されるように、例えば第１の磁石磁極発生装置を形成
し、第２の磁石磁極発生装置を包囲して使用可能であ
る。長く広がった平面的構造を用いて−実用上の応用に
対し屡々必要とされるものであるが−本発明に係る内部
もしくは第２の磁石極は平面状表面に沿って陰極の長さ
の広がりの方へ横方向に移動可能である。

【００１４】例えば対応するトンネル脚部磁極を周期的
に前後方向に動かすことによりプラズマ放電が伴って発
生し、したがって例えば、スパッタ装置もしくはエッチ
ング装置を用いれば、夫々陰極もしくはターゲット表面
が一層広域にわたり、かつ一層均質な腐食を生ずること
になる。本発明によれば、トンネル脚部磁極の直線部分
のみが移動されねばならないので装置は極めて簡単にな
る。マグネトロン型環状放電の複雑な放電関係は、した
がって、全体の環状電子トラップの構造が修正されねば
ならない如く、一層良好な制御が可能となる。

【００１５】幾つかの直線状移動可能なトンネル脚部磁
極が固定されたフレーム状磁石フレーム内で発生される
ことを意味する、本発明に係る構造を用いて幾つかの環
状放電を操作することは勿論可能である。またこの運動
は、プラズマ密度のある平均分布のプロフイールを発生
することを許容するあるプロフイールに従ってこの運動
は操作可能となる。例えばスパッタ装置を用いて、これ
によりターゲットの腐食の形状が主として望む通りに予
め規定され得ることをもたらすものである。

【００１６】更に、このことは、スパッタ材料部分の分
布特性を規定したり、固定することをまた一層容易にす
るものである。本発明に係る構造は、永久磁石が磁界を
発生するように使用されるならばおよび長手方向のトン
ネル脚部磁極を形成する磁石デバイスの一部が機械的に
運動され得るならば、容易にかつ経済的に構築され得
る。しかしながら之はこのような永久磁石の電磁構造又
は組合せを使用することによりまた可能である。

【００１７】線型の平行に運動可能な磁石容器を用いて
実際に作動する場合、容易に制御されず、かつ駆動に対
してと同様にシステムの態様に対してもある努力を必要
とする高機械力が存在する。この問題に対する都合のよ
い推奨すべき解決策は、本発明により、縦方向長い磁極
発生容器が長手方向の軸上にて枢軸可能であるように、
更に構造を形成することにより得られる。この枢軸の態
様は別々に生ずる力を管理することが可能で、実現の努
力は之に対応して低くなる。所望の駆動力はまた極めて
低いもので、常にプラズマ発生装置の寸法に依存するエ
ンジン駆動特性の大約１００ワット（Ｗ）まで数ワット
の範囲内にある。大略４５cmの陰極寸法を用いて、大略
１００Ｗの駆動エネルギーは完全に十分である。構造が
大きくなれば、それに対応してより大きな駆動部の寸法
が必要とされる。

【００１８】例えば、非常に適切な構造は、２個の枢軸
可能な直線状磁石磁極の線を囲む外部固定形永久磁石磁
極フレームより構成される。その時最初の磁極は枢軸可
能な隣接している極に対応する外部フレームの１つの長
さ側にあるターゲットに対向する側に配置され、枢軸可
能な第２の極は反対側の極として配置される。プラズマ
の中断を阻止するために、９０°の回転の後に、各極は
それに対応して構造の中間軸上に配置されるように、枢
軸可能な極が相互に対して滑らかに回転されねばならな
い。もう１回の９０°の回転の後に、枢軸可能な極はそ
れらの側面を交換した。

【００１９】今ターゲット表面において生じたトンネル
脚部磁極は一方の側から他方の側に遊動し、外部のトン
ネル脚部磁極は、外部の磁極フレームと一つの枢軸可能
な磁石磁極の位置に依存して形成される。１８０°の回
転の後に、別の側に状態は変化する。プラズマ放電を中
断することなしに夫々均一な運動とトンネル脚部磁極の
幅変調を達成するために、磁石は１８０°反転される。
このような構造よりなるスパッタリング装置に対して７
０％以上までのターゲット利用率が容易に達成し得る。

【００２０】機械的構造は枢軸可能な磁力線が１８０°
だけ前後に揺動することを保証する介挿された振子駆動
部を用いた連続転回エンジン駆動装置が用いられるなら
ば更に簡略化可能である。電気式、水力式、空気圧式な
どのような周知のエンジンが駆動部として使用可能であ
る。

【００２１】もし大きな寸法の陰極が望まれるならば、
若干の枢軸可能な磁石磁極発生装置より成る構造を作成
することは問題にならない。枢軸可能な磁石磁極発生装
置は、陰極表面領域上のプラズマ放電の一種の動揺を発
生させるために連続的に前後に移動され得るのみなら
ず、これらの装置はまた対応するプラズマループの破壊
又は対応するプラズマ環の放電の付与に導かれるその効
果において、トンネル状電子トラップが著しく悪化され
るように意図されかつ移動され得る。したがって例えば
環状放電の局所的設置により陰極表面を走査することが
可能であることを意味する陰極表面上の単一プラズマル
ープを意図的にスイッチオンとスイッチオフすることが
可能である。

【００２２】更に、本発明によりプラズマ放電の位置を
年代順に事前設定することが可能であるのみならず、ま
た更にプラズマ放電の異なる位置の値を事前設定するよ
うに放電電力を導くことも可能である。これは例えば放
電電力が制御手段により誘導され得る場合、制御可能な
電源により実現され得る。

【００２３】極限において、この変調はまたパルス化又
は切換可能である。例えば、パルス化は反応プロセスに
より誘電材料をスパッタする時、望ましくない火花連絡
（ｓｐａｒｋ−ｏｖｅｒ）が大部分阻止されるという付
加的な利点、もしくは放電が夫々安定に制御され得ると
いう付加的利点を有する。局所的に可変のプラズマ放電
を変調可能な電源と組合せることにより、夫々スパッタ
された材料の腐食特性もしくは分布特性の制御に付加的
に影響を与えることが許可され得るものとなる。

【００２４】

【実施例】図面は、表示された例がスパッタリング装置
を示すプラズマ発生装置の相異なる方法での実用上の実
現を概略的に示している。しかしながら同じ機能方式は
之が前に述べたようにエッチング装置として使用可能で
ある。このような場合、スパッタリングターゲットの代
りに基板が用いられ、これはそれからスパッタリングも
しくは反応プロセスにより処理される。

【００２５】図２Ａは従来技術に係る移動可能な電子ト
ラップをもったスパッタ供給源に対する陰極構造の概略
断面図を示している。図２Ａのいわゆるマグネトロン型
スパッタ装置において、ハウジング１７、冷却チャンネ
ル６付きの冷却板５およびターゲット１よりなる陰極本
体は、強化絶縁９を用いて真空室８上にフランジ付けさ
れる。スパッタリング・ターゲット１はスクリュー３付
保持フレーム２と接触薄片４により冷却板５に対し押圧
される。その上真空室８は、同時に陽極を形成し、陰極
構造を外周上で囲むように設置されたシールド７で取付
けられる。例えば全体の構造は、ターゲットがたとえば
１４５×４５０mmの典型的な寸法を有する矩形として製
造される。

【００２６】冷却板５の後には、外部フレームに対し反
対極を形成する中心磁石１０を取巻く外部永久磁石フレ
ーム１１より構成される磁石系が設置される。それらの
磁石が冷却板５とターゲット１を通りしたがってターゲ
ット表面の前に環状電子トラップを形成するトンネル状
磁界１５を発生するように磁石は設置される。背面側で
は、背面側の磁界の流れに近接するために磁石系は強磁
性材料の磁極板１２を備えている。

【００２７】磁石磁極発生装置１０，１１，１２もしく
は磁石系は夫々磁界線が入りトンネル状磁界１５を通っ
て出る時に、トンネル脚部磁極１６がターゲット表面上
に生ずるように形成される。磁石磁極発生装置１０，１
１，１２は種々の異った方法で構成され得るが、重要な
ことは、ターゲット表面において、ターゲット表面上の
対応するトンネル脚部磁極１６を用いてループを形成す
るトンネル状磁石磁界１５が存在することである。プラ
ズマ放電を発生するために、例えば数百ボルトの負電圧
が、陽極７に関して夫々陰極本体１７又はターゲット１
に印加される。よく知られているように、数１００ヘル
ツないしキロヘルツの中間又は高周波の範囲内で陰極は
また交流電源を用いて作動可能である。交流電源と直流
電源の組合せもしくは重ね合わせ方法もまた可能であ
る。

【００２８】更に、共通バイアス配置の付加的電極が使
用可能である。真空室はそれから大略１０^-2ないし１０
^-3ミリバールのアルゴンガス圧力に設定される。ターゲ
ット上に生じた環状プラズマ放電から環状溝を腐食さす
イオンがターゲット１に向けて加速される。この不都合
を避けるために、図２Ａに示す如く、磁石磁極発生装置
１０，１１，１２を全体として移動さすことが提案され
た。この全体の電子トラップの運動は移動はまた全体の
プラズマ環の移動という結果になる。ターゲット１は、
図２Ａに図示されるようにしたがって比較的物質に腐食
される。

【００２９】このような磁石系１０，１１，１２を移動
するための所要の駆動部と軸受とは実現するには全く高
価である。結果としての製作寸法は応用に対しじゃまに
なり制限を与えるものである。更にターゲット腐食のプ
ロフイールを不都合なものにし、かつターゲット端部帯
域のある場所に腐食を集中せしめるプラズマのホースの
曲線領域に交差点が現われる。これは、それから、大き
な表面の、長い主ターゲット領域が完全に腐食され得る
前に、したがって効率的に使用不可能となる前でさえ、
ターゲットはこれらの制限された領域において完全に腐
食されるので、ターゲットの最大利用を減少させる。

【００３０】ある領域におけるプラズマのみが一時的に
完全なターゲット表面にわたり存在するので、特に誘電
材料がスパッタされる時に、望ましくないアーク放電と
反応プロセスを用いた放電の不安定性に関係する不都合
さが存在し得るものである。所望の腐食プロフイールの
事前設定も制限される。これは従来技術から知られるよ
うに、このような構造は管状構造のような別の陰極幾何
学的形状に対しても種々の寸法で使用可能である。図２
Ｂは概略上面図であり、点線を引いた磁石装置１０，１
１が矢印方向のように、ターゲット１つ下で前後方向に
いかに移動され得るかを示している。

【００３１】図３Ａは概略図で、一例として本発明の解
決策の第１の局面の断面図である。第１の磁石磁極発生
装置１１はターゲット１に関係する固定位置におけるフ
レームとして形成される。第２の磁石磁極発生装置１０
は、一周する磁石磁極発生装置１１の内部の陰極長手方
向軸に関係して横方向に変位可能な如く配置されてい
る。これを特定するために図３Ｂはまた上面図を示して
いる。第２の磁石磁極発生装置１０の前後方向の運動の
振れの振幅は、所望の腐食がターゲット１上に発生する
ように選定される。これは簡単な普通の試験により容易
に計算可能である。しかしながら、トンネル脚部磁極１
６がターゲット表面１から見えなくならないように、も
しくは陰極面上のトンネル状電子トラップ１５が完全に
見えなくならないように、したがってプラズマ放電を禁
止するような程度まで振れの振幅が達し得る可能性があ
る。これが望まれるならば、プラズマ放電を切断するた
めに、或る場合にはこの効果から利益が得られる。

【００３２】第２の磁石磁極発生装置１０の運動は周知
の駆動手段の使用により達成可能である。実用上の実現
に対して磁石磁極発生装置１０と駆動部との間に設置さ
れる振子伝導装置を使用することは特に都合のよいこと
である。しかしながら制御された電動機装置を使用する
ことにより、このような介挿された振子伝導装置なしに
被制御運動を行うことは可能である。

【００３３】本発明の好適な実施例は図１の断面図にお
いて概略的に示されている。この第１のフレーム状磁石
磁極発生装置１１内にその長手方向軸のまわりに回転可
能な２個の永久磁石構造１３と１４がある。磁石の配置
態様は、磁石が、周知の如くターゲット表面上のトンネ
ル状磁界を発生し得るようになっている。この目的のた
めに、対に設置された永久磁石１３と１４とは、背面側
の磁界の流れ１２を閉じるために磁極板に向けて十分な
距離を備えていなければならない。

【００３４】図４Ａは枢軸可能な永久磁石の構造１３，
１４の第１の始動位置を示している。左方の枢軸可能な
磁石１３は、ターゲットに接近している側におけるその
磁極は磁石フレーム１１の磁極に対応するように設定さ
れている。右側の枢軸可能な磁石１４は対向磁極として
配設されている。左側においてこの磁石は磁石１４と１
３と１１の間および右側における磁石１４と１１の間
で、トンネル状磁界１５を結果として生ずる。今度は磁
石１３と１４とが共に同一方向で９０°回転されるなら
ば磁石の磁極はお互に対し単極的に動作する。

【００３５】双極子を形成する磁石１３と１４とが、図
４Ｂで示されるように、今度はターゲット板１に平行に
方向付けられる。この位置において磁石１３と１４の２
個の対向して存在し反撥する磁極は、ターゲット表面の
中心において合成的なトンネル脚部磁極１６を発生す
る。このトンネル脚部磁極はしたがって右から左へ遊動
した。これによりまたプラズマ位置の変位とターゲット
上の放電の幅の変位に導かれる。中心からそらされた磁
石１３と１４の磁極は今度はフレーム状磁石磁極発生装
置１１のターゲットに向けて回転されたものに対応して
いる。

【００３６】磁石１３，１４を９０°だけ更に回転した
ものが図４Ｃに示されている。この磁石をもう１回転す
ることはトンネル脚部磁極１６を変位させ、したがって
プラズマ放電を更にターゲットの左側に変位させる。磁
石１３と１４の回転方向は、ターゲットに近い磁石１
３，１４の磁極は、トンネル状磁界が中断又は破壊され
るように、磁石１１，１４又は１１，１３の外部中間領
域におけるターゲットに接近したフレーム磁石磁極１１
に相互に逆極性に接続している方向には運転しないよう
に常に選択されねばならない。放電の連続的な動作が所
望されるならば、この課題は注意を払わねばならない。
しかしながら或る場合には、意図的なひっくり返しと電
子トラップの破壊とがプラズマを中断するために望まれ
ることもある。制御された駆動装置により磁石１３，１
４は、ある腐食のプロフイールが達成されるように容易
に移動され得る。再び、駆動機関と磁石１３，１４間の
振子伝導装置の介挿は構造を簡略化するのに最も適して
いる。したがって更に構造を簡略化する被制御駆動装置
なしに作動可能である。提案された実現は勿論、例えば
管状陰極構造においても使用可能である。

【００３７】図５ないし図７は、図４Ａ，４Ｂ，４Ｃに
係る原理が大きな表面の構造に適用される場合、本発明
の構造としての概略断面図を示す。例えば３個の枢軸可
能な磁石磁極対１３，１４が使用されるならば、運転制
御の可能な３個のプラズマループが発生可能である。し
かしながら、電子トラップの効果が対応する希望の位置
で禁止されるように、少くとも１個の枢軸可能な磁石磁
極を偏向することにより、プラズマループは系列的にス
イッチオンおよびスイッチオフが可能である。図８は多
重に移動可能なトンネル脚部磁極を用いた大きな表面構
造の概略上面図を示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の好適な実施例の断面図である。

【図２】図２Ａは従来技術による移動可能な電子トラッ
プをもつスパッタリング供給源に対する陰極構造の概略
断面図を示すものであり、図２Ｂは図２Ａの概略平面図
である。

【図３】図３Ａは本発明の解決策の第１のバージョンの
断面図であり、図３Ｂは図３Ａの平面図である。

【図４】図４Ａは枢軸可能な永久磁石の構造１３，１４
の第１の始動位置を示す図であり、図４Ｂは双極子を形
成する磁石１３，１４がターゲット板に平行に向いた図
であり、また図４Ｃは磁石１３，１４を９０°だけ更に
回転した場合の図を示している。

【図５】図５は、図４Ａに係る原理が大きな表面の構造
に適用された場合の本発明の構造としての概略断面図で
ある。

【図６】図６は、図４Ｂに係る原理が大きな表面の構造
に適用された場合の本発明の構造としての概略断面図で
ある。

【図７】図７は、図４Ｃに係る原理が大きな表面の構造
に適用された場合の本発明の構造としての概略断面図で
ある。

【図８】図８は、多重に移動可能なトンネル脚部磁極を
用いた大きな表面構造の概略平面図を示している。

【符号の説明】

１…ターゲット２…保持フレーム３…スクリュー４…接触薄片５…冷却板６…冷却チャンネル７…陽極８…真空室９…強化絶縁１０…中心磁石（磁石磁極発生装置）１１…外部永久磁石フレーム（磁石磁極発生装置）１２…磁界の流れ（磁石磁極発生装置）１３…永久磁石１４…永久磁石１５…トンネル状磁界１６…トンネル脚部磁極１７…ハウジング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ターゲット（１）の形式で陰極上面に処
理すべき材料を含む陰極（１７，５，２，１）を備え、
真空室内で複数の基板の処理に用いられるプラズマ発生
装置であって、該装置は、ターゲットの背面側領域に少
くとも１個の磁石装置（１０，１１，１２）を具備し、
該陰極表面の領域内において該陰極表面上にトンネル脚
部磁極（１６）を形成する少くとも１個のトンネル状磁
石磁界（１５）を発生せしめ、それによりトンネル状磁
界（１５）は水平方向トンネル軸の少くとも一部に沿っ
て伸展し、かつこの磁石装置（１０，１１，１２）は、
少くとも１個のトンネル脚部磁極（１６）を、水平方向
トンネル軸に対し長手方向に変位せしめる如く駆動部を
処理することを特徴とするプラズマ発生装置。
【請求項２】該磁石デバイス（１０，１１，１２）は
局所的に固定された第１の磁極発生装置（１１）を備
え、対応するトンネル脚部磁極（１６）を変位せしめる
手段を備えた、少くとも第２の磁極発生装置（１０）を
閉じたフレームとして包囲する、請求項１記載のプラズ
マ発生装置。
【請求項３】少くとも第２の磁極発生装置（１０）は
移動可能な如く設置されている、請求項２記載のプラズ
マ発生装置。
【請求項４】第２の磁極発生装置は対状に設置された
永久磁石（１３，１４）より構成され、該永久磁石は、
陰極表面の領域においてトンネル状横方向に修正可能な
磁石磁界が発生されるターゲット（１）に対し、該永久
磁石の長手方向軸上にて並列に枢軸可能な如く設置され
てなる、請求項２記載のプラズマ発生装置。
【請求項５】最初の位置にあるこれらの磁石（１１，
１２，１３）の磁極はターゲットに接近した位置の反対
方向に対極状に設置され、之に反し常に端縁極対（１
１，１３；１１，１２）は外部フレーム（１１）を用い
て単極状に設置されてなる、請求項４記載のプラズマ発
生装置。
【請求項６】磁石磁極対（１２，１３）は、その磁極
が中間位置において磁極が等しくかつ反発的であるよう
に１８０°だけ反対方向に枢軸可能な磁極を有するもの
である、請求項５記載のプラズマ発生装置。
【請求項７】磁石磁極対（１２，１３）が振子駆動装
置と結合されてなる、請求項６記載のプラズマ発生装
置。
【請求項８】該振子駆動装置は振子伝導装置と電動機
駆動装置とより成る、請求項７記載のプラズマ発生装
置。
【請求項９】数個の対よりなる枢軸化磁石磁極発生装
置（１２，１３）を目的とする、先行する請求項の１つ
に記載のプラズマ発生装置。
【請求項１０】駆動制部は、磁石磁極発生装置対（１
２，１３）が、例えば連続回転、或は前進および後進運
動のような一定の運動プロフイールに従ってトンネル状
磁石磁界（１６）の直線状部分領域の制御された横方向
運動をすることを目的とするものである、請求項９記載
のプラズマ発生装置。
【請求項１１】ターゲット表面の相異なる領域におけ
るプラズマ放電の逐次オンオフ・スイッチングに対し、
磁石磁極発生装置対（１２，１３）が、磁石磁界のトン
ネル状部分領域の明瞭に規定された逐次オンオフスイッ
チングをするために駆動制御部が使用されるものであ
る、請求項９記載のプラズマ発生装置。
【請求項１２】電力変調可能な、もしくはパルス化可
能な電源がプラズマ発生装置と結合され、更に該プラズ
マ発生装置を同期させて磁界を運動させるように結合さ
れてなる、先行する請求項の１つに記載のプラズマ発生
装置。
【請求項１３】プラズマ発生装置がスパッタ装置、お
よび／又はエッチング装置、および又はプラズマＣＶＤ
装置である、先行する請求項の１つに記載のプラズマ発
生装置。