JPH0633232A - マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents
マグネトロンスパッタ装置Info
- Publication number
- JPH0633232A JPH0633232A JP20840992A JP20840992A JPH0633232A JP H0633232 A JPH0633232 A JP H0633232A JP 20840992 A JP20840992 A JP 20840992A JP 20840992 A JP20840992 A JP 20840992A JP H0633232 A JPH0633232 A JP H0633232A
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- JP
- Japan
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- target
- targets
- magnetron sputtering
- magnetic field
- magnetic
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 強、弱のいずれの磁界でもターゲットの利用
効率を高く保ったままスパッタリングでき保守作業も容
易なカソード部を有するマグネトロンスパッタ装置を提
供する。 【構成】 マグネトロンスパッタ装置のカソード部を、
ターゲットとその下方に配置された磁石と該磁石の底部
基板を構成するヨークで構成する。該ヨークを、磁石を
支持する部分と該磁石に沿って上下動可能な部分とから
構成する。
効率を高く保ったままスパッタリングでき保守作業も容
易なカソード部を有するマグネトロンスパッタ装置を提
供する。 【構成】 マグネトロンスパッタ装置のカソード部を、
ターゲットとその下方に配置された磁石と該磁石の底部
基板を構成するヨークで構成する。該ヨークを、磁石を
支持する部分と該磁石に沿って上下動可能な部分とから
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マグネトロンスパッタ
装置に関し、特に、非磁性体ターゲット上の漏洩磁界の
水平成分を広く均一に保ったままで、その強度を簡便に
調整可能にしたマグネトロンスパッタ装置に関する。
装置に関し、特に、非磁性体ターゲット上の漏洩磁界の
水平成分を広く均一に保ったままで、その強度を簡便に
調整可能にしたマグネトロンスパッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の一般的なマグネトロンスパッタ装
置は、図７に示すように、マグネトロンスパッタ容器内
に、容器の上部に取付けた基板ホルダ１と、基板ホルダ
１の下部に取付けられスパッタされた粒子が付着される
基板２と、基板２の下方に配置されその粒子がスパッタ
されるターゲット３と、ターゲット３の下方にわずかに
離して設置した永久磁石（または電磁石）４とを有す
る。なお、図中、符号５は磁力線を、６はスパッタされ
た後のターゲットの状態（エロージョン）を、７はスパ
ッタされた粒子を、８は不活性ガス（Ａｒ等）を、それ
ぞれ示す。
置は、図７に示すように、マグネトロンスパッタ容器内
に、容器の上部に取付けた基板ホルダ１と、基板ホルダ
１の下部に取付けられスパッタされた粒子が付着される
基板２と、基板２の下方に配置されその粒子がスパッタ
されるターゲット３と、ターゲット３の下方にわずかに
離して設置した永久磁石（または電磁石）４とを有す
る。なお、図中、符号５は磁力線を、６はスパッタされ
た後のターゲットの状態（エロージョン）を、７はスパ
ッタされた粒子を、８は不活性ガス（Ａｒ等）を、それ
ぞれ示す。
【０００３】このように、マグネトロンスパッタ装置
は、ターゲット３の表面に磁界が生じるように、ターゲ
ットの下方に永久磁石（または電磁石）を設置し、この
磁界によってターゲットの直上にプラズマを形成し、こ
のプラズマに閉じ込められたイオン化したスパッタされ
た粒子をターゲットの上方に配置された基板に飛来させ
て付着するように構成したものである。
は、ターゲット３の表面に磁界が生じるように、ターゲ
ットの下方に永久磁石（または電磁石）を設置し、この
磁界によってターゲットの直上にプラズマを形成し、こ
のプラズマに閉じ込められたイオン化したスパッタされ
た粒子をターゲットの上方に配置された基板に飛来させ
て付着するように構成したものである。
【０００４】水平磁界の強度を簡便に調節可能にするた
めに、カソード部に電磁石を用いて電磁石に流す電流で
制御することが提案されている。また、永久磁石を用い
たカソード部では永久磁石全体を上下させてターゲット
表面での漏洩磁界を制御することが提案されている。
めに、カソード部に電磁石を用いて電磁石に流す電流で
制御することが提案されている。また、永久磁石を用い
たカソード部では永久磁石全体を上下させてターゲット
表面での漏洩磁界を制御することが提案されている。
【０００５】ターゲット上の漏洩磁界を調整することの
必要な理由として、ターゲット材料に合ったスパッタリ
ングの条件を磁界の強度で調整可能にすることとターゲ
ット交換等の保守作業をする際に磁界を減少させて危険
を防止することがある。
必要な理由として、ターゲット材料に合ったスパッタリ
ングの条件を磁界の強度で調整可能にすることとターゲ
ット交換等の保守作業をする際に磁界を減少させて危険
を防止することがある。
【０００６】ターゲットの表面に生じる磁界の強度を変
更する方法として、一般に次のようなものがある。磁界
発生源に電磁石を用いている装置では、ごく単純にその
電磁石へ供給する電流量を変える手段が採られている。
また、永久磁石を磁界発生源に使用している装置では、
ターゲット下部に配置されている永久磁石を上下移動さ
せる機構を付与して磁界強度を変更している。これに
は、例えば特開平２−２７７７７１、特開平１−１１９
６６６、特開平２−１０７７６３、特開平２−２９０９
６９等がある。同じく永久磁石を有する装置で補助磁性
体を用いているものには、該磁性体を移動させる手段が
ある。これには、例えば特開平１−１６５７７１があ
る。
更する方法として、一般に次のようなものがある。磁界
発生源に電磁石を用いている装置では、ごく単純にその
電磁石へ供給する電流量を変える手段が採られている。
また、永久磁石を磁界発生源に使用している装置では、
ターゲット下部に配置されている永久磁石を上下移動さ
せる機構を付与して磁界強度を変更している。これに
は、例えば特開平２−２７７７７１、特開平１−１１９
６６６、特開平２−１０７７６３、特開平２−２９０９
６９等がある。同じく永久磁石を有する装置で補助磁性
体を用いているものには、該磁性体を移動させる手段が
ある。これには、例えば特開平１−１６５７７１があ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電磁石を用い
る装置の場合には電源装置等の補助が必要となるのに加
え、磁界を発生させる電力経費に著しく負担を強いられ
るため、電磁石を使うことは次第に無くなりつつある。
また磁石を移動するあるいは補助磁性体を移動する永久
磁石の組み込まれた装置では、その目的がスパッタリン
グ中にターゲットの利用効率を高めるものであるため、
磁界の均一性よりも磁界を変動させてターゲットの広い
面積にわたって利用しようとするものである。したがっ
て、強い磁界だけであるいは弱い磁界だけでスパッタリ
ングを実施することは磁界の分布形状が大きく変化する
ために利用効率が極端に変化し極めて問題である。
る装置の場合には電源装置等の補助が必要となるのに加
え、磁界を発生させる電力経費に著しく負担を強いられ
るため、電磁石を使うことは次第に無くなりつつある。
また磁石を移動するあるいは補助磁性体を移動する永久
磁石の組み込まれた装置では、その目的がスパッタリン
グ中にターゲットの利用効率を高めるものであるため、
磁界の均一性よりも磁界を変動させてターゲットの広い
面積にわたって利用しようとするものである。したがっ
て、強い磁界だけであるいは弱い磁界だけでスパッタリ
ングを実施することは磁界の分布形状が大きく変化する
ために利用効率が極端に変化し極めて問題である。
【０００８】また、補助磁性体を移動させる上記例にお
いてもターゲットと永久磁石との間の小さい磁性体が移
動するだけであるから磁界の分布をずらすことはあって
も分布形状を一定に保ったままその強度スケールを変え
ることは不可能である。
いてもターゲットと永久磁石との間の小さい磁性体が移
動するだけであるから磁界の分布をずらすことはあって
も分布形状を一定に保ったままその強度スケールを変え
ることは不可能である。
【０００９】したがって、本発明の目的は、強、弱のい
ずれの磁界でもターゲットの利用効率を高く保ったまま
スパッタリングでき保守作業も容易なカソード部を有す
るマグネトロンスパッタ装置を提供するものである。
ずれの磁界でもターゲットの利用効率を高く保ったまま
スパッタリングでき保守作業も容易なカソード部を有す
るマグネトロンスパッタ装置を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、本発明は、ターゲットとその下方に設置された磁
石と該磁石の底部基板を構成するヨークとからなるカソ
ード部を有するマグネトロンスパッタ装置において、上
記ヨークが該磁石を支持する部分と該磁石に沿って上下
動可能な部分とからなることを特徴とするマグネトロン
スパッタ装置を採用するものである。
めに、本発明は、ターゲットとその下方に設置された磁
石と該磁石の底部基板を構成するヨークとからなるカソ
ード部を有するマグネトロンスパッタ装置において、上
記ヨークが該磁石を支持する部分と該磁石に沿って上下
動可能な部分とからなることを特徴とするマグネトロン
スパッタ装置を採用するものである。
【００１１】
【作用】図１に示すように、本発明のマグネトロンスパ
ッタ装置のカソード構造では、例えば３つの間隔を隔て
た永久磁石４の磁極の上部にそれぞれ磁性体９を設置
し、これらの磁性体９の上方にさらに磁性体１０を設置
し、磁性体１０の間にターゲット３を設置している。な
お、永久磁石４は固定ヨーク１２の上部に設置されてい
る。このため、図１に示すように、固定ヨーク１２、永
久磁石４、磁性体９はほぼ上下方向に一直線となってい
る。これらの部品の間に磁性体である可動ヨーク１１が
これらの部品に沿って上下動可能に設置されている。
ッタ装置のカソード構造では、例えば３つの間隔を隔て
た永久磁石４の磁極の上部にそれぞれ磁性体９を設置
し、これらの磁性体９の上方にさらに磁性体１０を設置
し、磁性体１０の間にターゲット３を設置している。な
お、永久磁石４は固定ヨーク１２の上部に設置されてい
る。このため、図１に示すように、固定ヨーク１２、永
久磁石４、磁性体９はほぼ上下方向に一直線となってい
る。これらの部品の間に磁性体である可動ヨーク１１が
これらの部品に沿って上下動可能に設置されている。
【００１２】本発明の前述の構造で、ターゲット３、磁
性体１０及び永久磁石の寸法形状を適当に選ぶと、図８
に示す従来例のカソード構造よりターゲットに対して一
層均一な磁界の水平成分の分布が得られ、ターゲットの
利用効率を改良できることが見出されている。本発明
は、さらに磁性体９を設置し、磁性体１１を上下するこ
とにより、漏洩磁界の水平成分を広く均一に保ったまま
で、その強度を簡単に調整可能にするものである。
性体１０及び永久磁石の寸法形状を適当に選ぶと、図８
に示す従来例のカソード構造よりターゲットに対して一
層均一な磁界の水平成分の分布が得られ、ターゲットの
利用効率を改良できることが見出されている。本発明
は、さらに磁性体９を設置し、磁性体１１を上下するこ
とにより、漏洩磁界の水平成分を広く均一に保ったまま
で、その強度を簡単に調整可能にするものである。
【００１３】
（実施例１）図１に示すマグネトロンスパッタ装置にお
いて、移動可能なヨーク１１の上面と磁極上面（磁性体
９の上面）との距離をｄとすると、距離ｄを３０ｍｍに
設定して、ターゲット表面での磁界の水平成分を測定し
た。なお、このとき、磁性体には透磁率５００の鉄を用
いた。このときのターゲット表面での磁界の水平成分
は、図２に示すように、約１０５０ガウスの強度で約１
０％の誤差でターゲット表面の８０％以上が均一になっ
た。
いて、移動可能なヨーク１１の上面と磁極上面（磁性体
９の上面）との距離をｄとすると、距離ｄを３０ｍｍに
設定して、ターゲット表面での磁界の水平成分を測定し
た。なお、このとき、磁性体には透磁率５００の鉄を用
いた。このときのターゲット表面での磁界の水平成分
は、図２に示すように、約１０５０ガウスの強度で約１
０％の誤差でターゲット表面の８０％以上が均一になっ
た。
【００１４】（実施例２）図１に示すマグネトロンスパ
ッタ装置において、距離ｄを１１ｍｍとした。磁性体に
は透磁率５００の鉄を用いた。このとき、ターゲット表
面での磁界の水平成分は、図３に示すように、約８００
ガウスの強度で約１０％の誤差でターゲット表面の８０
％以上が均一になり、実施例１での均一度を保った。
ッタ装置において、距離ｄを１１ｍｍとした。磁性体に
は透磁率５００の鉄を用いた。このとき、ターゲット表
面での磁界の水平成分は、図３に示すように、約８００
ガウスの強度で約１０％の誤差でターゲット表面の８０
％以上が均一になり、実施例１での均一度を保った。
【００１５】（実施例３）図１に示すマグネトロンスパ
ッタ装置において、距離ｄを３ｍｍとした。磁性体には
透磁率５００の鉄を用いた。このとき、ターゲット表面
での磁界の水平成分は、図４に示すように、約２６０ガ
ウスの強度で約１０％の誤差でターゲット表面の７０％
以上が均一になり、実施例１での均一度を保った。
ッタ装置において、距離ｄを３ｍｍとした。磁性体には
透磁率５００の鉄を用いた。このとき、ターゲット表面
での磁界の水平成分は、図４に示すように、約２６０ガ
ウスの強度で約１０％の誤差でターゲット表面の７０％
以上が均一になり、実施例１での均一度を保った。
【００１６】（比較例１）本発明と比較するため、図８
に示すような従来例のようにターゲット３を上下させて
ターゲット表面での漏洩磁界を制御して、ターゲット表
面と磁極上面との距離Ｄを１１ｍｍとした。このとき、
ターゲット表面での磁界の水平成分は、図５に示すよう
に、約９５０ガウスの強度で１０％の誤差でターゲット
表面の約６０％が均一であった。
に示すような従来例のようにターゲット３を上下させて
ターゲット表面での漏洩磁界を制御して、ターゲット表
面と磁極上面との距離Ｄを１１ｍｍとした。このとき、
ターゲット表面での磁界の水平成分は、図５に示すよう
に、約９５０ガウスの強度で１０％の誤差でターゲット
表面の約６０％が均一であった。
【００１７】（比較例２）また、ターゲット表面と磁極
上面との距離Ｄを２１ｍｍとしたとき、ターゲット表面
での磁界の水平成分は、図６に示すように、山型の水平
成分の分布となり比較例１で示したような均一度は得ら
れなかった。
上面との距離Ｄを２１ｍｍとしたとき、ターゲット表面
での磁界の水平成分は、図６に示すように、山型の水平
成分の分布となり比較例１で示したような均一度は得ら
れなかった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
漏洩磁界の水平成分を広く均一に保ったままで、その強
度を簡単に制御できる。
漏洩磁界の水平成分を広く均一に保ったままで、その強
度を簡単に制御できる。
【図１】図１は、本発明のマグネトロンスパッタ装置の
カソード構造を示す正面図である。
カソード構造を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明のマグネトロンスパッタ装置を
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
【図３】図３は、本発明のマグネトロンスパッタ装置を
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
【図４】図４は、本発明のマグネトロンスパッタ装置を
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
【図５】図５は、従来例のマグネトロンスパッタ装置を
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
【図６】図６は、従来例のマグネトロンスパッタ装置を
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
用いた場合のターゲットに対する磁界の水平成分を示す
グラフである。
【図７】図７は、従来例のマグネトロンスパッタ装置全
体を示す正面図である。
体を示す正面図である。
【図８】図８は、従来例のマグネトロンスパッタ装置の
カソード構造の正面図である。
カソード構造の正面図である。
２ 基板 ３ ターゲット ４ 永久磁石 ９、１０ 磁性体 １１ 移動ヨーク １２ 固定ヨーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 槙 孝一郎 千葉県市川市中国分３−18−５住友金属鉱 山株式会社中央研究所内 (72)発明者 中西 功次 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 原 庸 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 ターゲットとその下方に設置された磁石
と該磁石の底部基板を構成するヨークとからなるカソー
ド部を有するマグネトロンスパッタ装置において、上記
ヨークが該磁石を支持する部分と該磁石に沿って上下動
可能な部分とからなることを特徴とするマグネトロンス
パッタ装置。 - 【請求項２】 該ターゲット中および該磁石の上部に磁
性体を設置することを特徴とする請求項１記載のマグネ
トロンスパッタ装置。 - 【請求項３】 該磁石が永久磁石であることを特徴とす
る請求項１および２記載のマグネトロンスパッタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20840992A JPH0633232A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | マグネトロンスパッタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20840992A JPH0633232A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | マグネトロンスパッタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0633232A true JPH0633232A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16555765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20840992A Pending JPH0633232A (ja) | 1992-07-13 | 1992-07-13 | マグネトロンスパッタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633232A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022083677A1 (zh) * | 2020-10-23 | 2022-04-28 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体工艺设备及其工艺腔室 |
-
1992
- 1992-07-13 JP JP20840992A patent/JPH0633232A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022083677A1 (zh) * | 2020-10-23 | 2022-04-28 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体工艺设备及其工艺腔室 |
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