JPH0692632B2 - Flat plate magnetron sputtering system - Google Patents

Flat plate magnetron sputtering system

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JPH0692632B2
JPH0692632B2 JP1306427A JP30642789A JPH0692632B2 JP H0692632 B2 JPH0692632 B2 JP H0692632B2 JP 1306427 A JP1306427 A JP 1306427A JP 30642789 A JP30642789 A JP 30642789A JP H0692632 B2 JPH0692632 B2 JP H0692632B2
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target
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magnetized
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啓次 石橋
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日電アネルバ株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、ターゲット背面の磁石の形状を改良した平
板マグネトロンスパッタリング装置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a flat plate magnetron sputtering apparatus in which the shape of a magnet on the back surface of a target is improved.

[従来の技術] 最近の薄膜形成技術においては、2種類以上の元素から
なる複雑な系の化合物のスパッタリングを行なって、そ
の薄膜を得たい場合が多い。その二、三の例を上げる
と、例えば酸化物超電導体におけるY1Ba2Cu3O7-Xのよう
ないわゆるY-Ba-Cu-O系の化合物がある。酸化物超電導
体の分野では、この他にもLa-Ba-Cu-O系、Bi-Sr-Ca-Cu-
O系、Tl-Ca-Ba-Cu-O系などの多数の系が知られ、いずれ
も複雑な系の化合物であることがよく知られている。こ
のような複雑な系の化合物は酸化物超電導体の分野だけ
に限らず、例えば磁性体の分野においてもそうで、この
分野においてよく用いられるセンダストもその代表的な
例である。また透明導電膜であるIn2O3+SnO2(ITO)、In2O
3、ZnOなどもその例である。
[Prior Art] In recent thin film forming techniques, it is often desired to obtain a thin film by sputtering a complex system compound composed of two or more kinds of elements. To give a few examples, there are so-called Y-Ba-Cu-O-based compounds such as Y 1 Ba 2 Cu 3 O 7-X in oxide superconductors. In the field of oxide superconductors, in addition to these, La-Ba-Cu-O system, Bi-Sr-Ca-Cu-
Numerous systems such as O-based and Tl-Ca-Ba-Cu-O-based are known, and it is well known that they are all complex compounds. Compounds of such a complicated system are not limited to the field of oxide superconductors, but are also applicable to the field of magnetic materials, for example, sendust that is often used in this field is a typical example. In addition, In 2 O 3 + SnO 2 (ITO), In 2 O
3 and ZnO are examples.

これらの化合物の薄膜作製には、一般に量産性に優れて
いて大面積化が容易な平板マグネトロンスパッタリング
装置が用いられる。
A flat plate magnetron sputtering apparatus, which is excellent in mass productivity and easy to have a large area, is generally used for forming thin films of these compounds.

第10図に従来の平板マグネトロンスパッタリング装置の
概略の正面断面図を示す。
FIG. 10 shows a schematic front sectional view of a conventional flat plate magnetron sputtering apparatus.

真空容器1は排気系2で排気される。ガス導入系5は、
流量調節弁7とガスボンベ6からなる。この従来例では
1系統のガス導入系を使用しているが、必要に応じて多
系統のガス導入系を用いた装置もある。ターゲット電極
10は、ターゲット12と、これを保持するターゲットホル
ダー11で構成される。ターゲットホルダー11の内部には
磁石が収容されている。この磁石は、内側の環状磁石10
1と外側の環状磁石102とからなり、両者はヨーク401に
固定されている。ターゲット12と磁石101、102はターゲ
ットホルダー11内を流れる冷媒13により冷却される。電
力を供給する手段14は、高周波電源15とインピーダンス
整合器16で構成され、この電力をターゲット電極10に供
給することによって真空容器1内にプラズマを発生させ
る。8はターゲットシールド、9は絶縁材である。
The vacuum container 1 is exhausted by the exhaust system 2. The gas introduction system 5 is
It consists of a flow control valve 7 and a gas cylinder 6. In this conventional example, one system of gas introduction system is used, but there is also an apparatus using multiple systems of gas introduction system as needed. Target electrode
Reference numeral 10 includes a target 12 and a target holder 11 that holds the target 12. A magnet is housed inside the target holder 11. This magnet is the inner ring magnet 10
1 and an outer ring-shaped magnet 102, both of which are fixed to a yoke 401. The target 12 and the magnets 101, 102 are cooled by the refrigerant 13 flowing in the target holder 11. The means 14 for supplying power is composed of a high frequency power supply 15 and an impedance matching device 16, and supplies this power to the target electrode 10 to generate plasma in the vacuum container 1. Reference numeral 8 is a target shield, and 9 is an insulating material.

プラズマ中の正イオンはターゲット12の表面を衝撃して
ターゲットの原子をスパッタリングし、スパッタリング
されたターゲット原子は、ターゲット12に対向設置され
た基板ホルダー3(通常は接地電位またはフローティン
グ電位である。装置によっては任意の電圧を印加できる
ものもある。)に取り付けられた基板4の表面上に膜と
なって推積する。このときプラズマは、ターゲット背面
の磁石101、102によってターゲット12の表面近傍にマグ
ネトロン領域21に収束される。このように平板マグネト
ロンスパッタリング装置では、高密度のプラズマを収束
させることによってスパッタ効率を向上させ、成膜速度
の高速化を行っている。
The positive ions in the plasma bombard the surface of the target 12 to sputter the target atoms, and the sputtered target atoms are at a substrate holder 3 (usually at ground potential or floating potential) opposite to the target 12. Depending on the type, an arbitrary voltage can be applied.) A film is deposited on the surface of the substrate 4 attached thereto. At this time, the plasma is focused on the magnetron region 21 near the surface of the target 12 by the magnets 101 and 102 on the back surface of the target. As described above, in the flat plate magnetron sputtering apparatus, the high-density plasma is converged to improve the sputtering efficiency and increase the film formation rate.

第11図は第10図に示した従来の装置における磁石の構成
例を示す正面断面図である。この磁石は、円形のターゲ
ットの裏面に配置されるもので、内側の円環状磁石103
とその外側の円環状磁石104とで構成され、両者はヨー
ク402に固定されている。この磁石の発生する磁力線201
は第11図に示すようになり、この磁力線がターゲット表
面に平行となっている点を結んだ軌跡301は円筒面とな
る。この円筒面状の軌跡301の中心軸はターゲット表面
に垂直となる。プラズマの密度は電界と磁界が直交する
領域で最も濃くなるので、プラズマはこの円筒面状の軌
跡301を中心にして収束する。
FIG. 11 is a front sectional view showing a structural example of a magnet in the conventional apparatus shown in FIG. This magnet is arranged on the back surface of the circular target, and the inner annular magnet 103
And the annular magnet 104 on the outside thereof, and both are fixed to the yoke 402. Magnetic field lines 201 generated by this magnet
Is as shown in FIG. 11, and the locus 301 connecting the points where the lines of magnetic force are parallel to the target surface is a cylindrical surface. The central axis of the locus 301 having a cylindrical surface is perpendicular to the target surface. Since the density of plasma is highest in the region where the electric field and the magnetic field are orthogonal to each other, the plasma converges around this cylindrical locus 301.

[発明が解決しようとする課題] スパッタリングによる薄膜作製において、ターゲット材
質によっては質量の大きい負イオンを発生しやすい。例
えば前記した酸化物超電導体やITO等の物質をターゲッ
トにしてこれをスパッタリングすると酸素の負イオンを
発生しやすい。この負イオンは、電極間の電界によって
ターゲットから基板に向かって加速され、基板上に堆積
する膜を衝撃し、薄膜の組成を変化させたり、薄膜の結
晶を破壊したり、甚だしい場合には基板表面の全面ない
しは一部分に薄膜を付着させないといった各種のダメー
ジを与える。
[Problems to be Solved by the Invention] In the production of a thin film by sputtering, negative ions having a large mass are easily generated depending on the target material. For example, when a target such as the above-mentioned oxide superconductor or ITO is used as a target and is sputtered, negative oxygen ions are easily generated. The negative ions are accelerated from the target toward the substrate by the electric field between the electrodes, bombard the film deposited on the substrate, change the composition of the thin film, destroy the crystal of the thin film, and in extreme cases, the substrate. It causes various damages such as not attaching the thin film to the whole surface or a part of the surface.

前記したように従来の平板マグネトロンスパッタリング
装置では、ターゲット背面に配置した磁石によってプラ
ズマをマグネトロン領域に収束させ、この部分のターゲ
ットだけをスパッタリングするようにしており、このた
め負イオンの発生もこの部分からとなる。したがって上
記したようなダメージを受ける膜部分はこのマグネトロ
ン領域に対向する基板上となり、ターゲット中心に対向
する部分の薄膜は比較的ダメージを受けないことにな
る。しかしながら、このダメージを受けない部分は極め
て狭く、この部分を広く得ようとする場合、マグネトロ
ン領域の内径を大きくしなければならない。従来の平板
マグネトロンスパッタリング装置では、マグネトロン領
域の内径を大きくしようとすると磁石の径を大きくしな
ければならず、したがって第10図に示すターゲット電極
10も大きくなり、装置そのものが大型化してしまうとい
った問題点があった。
As described above, in the conventional flat panel magnetron sputtering device, the plasma is focused on the magnetron region by the magnet placed on the back surface of the target, and only the target in this portion is sputtered. Therefore, the generation of negative ions is also generated from this portion. Becomes Therefore, the film portion that is damaged as described above is on the substrate facing the magnetron region, and the thin film in the portion facing the center of the target is relatively not damaged. However, the portion which is not damaged is extremely narrow, and in order to obtain this portion widely, the inner diameter of the magnetron region must be increased. In the conventional flat plate magnetron sputtering device, the diameter of the magnet must be increased in order to increase the inner diameter of the magnetron region, and therefore the target electrode shown in FIG.
There was a problem that the size of the device itself increased by 10 as well.

この発明の目的は、ターゲット背面の磁石を大きくする
ことなく、マグネトロン領域の径を大きくして、負イオ
ン衝撃によるダメージを受けない基板部分を広く得るこ
とのできる、平板マグネトロンスパッタリング装置を提
供することである。
An object of the present invention is to provide a flat plate magnetron sputtering apparatus capable of enlarging the diameter of the magnetron region and widening a substrate portion which is not damaged by negative ion bombardment without enlarging the magnet on the back surface of the target. Is.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、この発明に係る平板マグ
ネトロンスパッタリング装置では、1枚の平板状のター
ゲットの背面の磁石を次のように構成している。すなわ
ち、磁石の発生する磁力線がターゲット表面に平行にな
る点を結んだ軌跡が、磁石からターゲットに向かう方向
にテーパ状に広がっていくようにしている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, in the flat plate magnetron sputtering apparatus according to the present invention, the magnet on the back surface of one flat plate-shaped target is configured as follows. That is, the locus connecting the points where the lines of magnetic force generated by the magnet are parallel to the target surface is tapered in the direction from the magnet to the target.

このような磁石としては、例えば、ターゲット表面に垂
直な方向に磁化された内側磁石と、この内側磁石の周囲
に配置されて内側磁石とは磁化方向が逆向きの環状の外
側磁石とで構成して、外側磁石からターゲット表面まで
の距離を内側磁石からターゲット表面までの距離より大
きくする。
As such a magnet, for example, an inner magnet magnetized in a direction perpendicular to the target surface and an annular outer magnet arranged around the inner magnet and having a magnetization direction opposite to that of the inner magnet are used. Then, the distance from the outer magnet to the target surface is made larger than the distance from the inner magnet to the target surface.

別の磁石の例としては、ターゲット表面に垂直な方向に
磁化された内側磁石と、この内側磁石の周囲に配置され
て内側磁石とは磁化方向が逆向きの環状の外側磁石とで
構成して、外側磁石のターゲット側の表面をその外周が
内周よりもターゲットから離れるように傾斜させて、か
つ、外側磁石の前記内周が内側磁石よりもターゲットに
近付かないようにする。
Another example of the magnet is an inner magnet magnetized in a direction perpendicular to the target surface, and an annular outer magnet arranged around the inner magnet and having a magnetization direction opposite to that of the inner magnet. , The target side surface of the outer magnet is inclined so that its outer circumference is farther from the target than the inner circumference, and the inner circumference of the outer magnet is kept closer to the target than the inner magnet.

さらに別の磁石の例としては、ターゲット表面に垂直な
方向に磁化された内側磁石と、この内側磁石の周囲に配
置されてターゲット表面に平行にかつ径方向に磁化され
た環状の外側磁石とで構成して、外側磁石の外周の磁極
が内側磁石のターゲット側の磁極と反対になるようにす
る。
As another example of the magnet, an inner magnet magnetized in a direction perpendicular to the target surface and an annular outer magnet arranged around the inner magnet and magnetized in a radial direction parallel to the target surface. The outer magnetic pole of the outer magnet is opposite to the target magnetic pole of the inner magnet.

[作用] 磁石の発生する磁力線がターゲット表面に平行になる点
を結んだ軌跡(以下、平行点軌跡という。)が、磁石か
らターゲットに向かう方向にテーパ状に広がっていくよ
うにすると、ターゲットと磁石との距離を適当に調節す
ることによってマグネトロン領域の内径を変化させるこ
とができる。すなわち、ターゲットを磁石から離せば離
すほど、平行点軌跡とターゲット表面との交差位置がタ
ーゲット周縁方向に移動し、その結果マグネトロン領域
の内径が大きくなる。
[Operation] When the locus connecting points where the lines of magnetic force generated by the magnet are parallel to the target surface (hereinafter referred to as the parallel point locus) spreads in a taper shape in the direction from the magnet to the target, The inner diameter of the magnetron region can be changed by appropriately adjusting the distance to the magnet. That is, as the target is separated from the magnet, the intersecting position of the parallel point locus and the target surface moves toward the target peripheral direction, and as a result, the inner diameter of the magnetron region increases.

第11図のような従来の磁石構成では、磁石から離れた位
置でも、平行点軌跡の径は変化しない。しかし、この発
明の磁石構成にすれば、平行点軌跡の径は、磁石から離
れるに従って大きくなり、従来の装置における磁石と同
じ外形の磁石を使用しても、磁石から多少離れたターゲ
ット表面では従来よりもマグネトロン領域の内径を大き
くすることができる。したがって、磁石そのものの径を
大きくすることなく、負イオン衝撃によるダメージを受
けない基板部分を広く得ることが可能となる。また、磁
石そのものを大きくしなくてもよいため、装置を大型化
する必要もなくなる。
In the conventional magnet configuration as shown in FIG. 11, the diameter of the parallel locus does not change even at a position away from the magnet. However, according to the magnet configuration of the present invention, the diameter of the parallel point locus increases as the distance from the magnet increases, and even if a magnet having the same outer shape as the magnet in the conventional apparatus is used, the target surface slightly away from the magnet has a conventional shape. The inner diameter of the magnetron region can be made larger than that. Therefore, it is possible to obtain a wide substrate portion which is not damaged by the negative ion impact without increasing the diameter of the magnet itself. Further, since the magnet itself does not have to be large, it is not necessary to upsize the device.

[実施例] 以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。
Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

装置全体の構成については、第10図に示す従来の装置の
構成と同様なので、図示および説明を省略する。
The configuration of the entire device is the same as the configuration of the conventional device shown in FIG. 10, and therefore illustration and description thereof will be omitted.

第1図から第9図までは、この発明の平板マグネトロン
スパッタリング装置のターゲット背面に設置する磁石の
各種の実施例を示す正面断面図である。いずれも円形タ
ーゲットの背面に配置するものである。図中、105〜122
は内側磁石と外側磁石、403〜411は内側磁石と外側磁石
をつなぐヨーク、421〜423は円環状の内側磁石に取り付
けられるヨーク、202〜207は磁力線、302〜307は平行点
軌跡である。
1 to 9 are front sectional views showing various embodiments of magnets installed on the back surface of the target of the flat plate magnetron sputtering apparatus of the present invention. Both are arranged on the back surface of the circular target. In the figure, 105 to 122
Is an inner magnet and an outer magnet, 403 to 411 are yokes connecting the inner magnet and the outer magnet, 421 to 423 are yokes attached to the annular inner magnet, 202 to 207 are magnetic force lines, and 302 to 307 are parallel point loci.

第1図の磁石は、ターゲット表面に垂直な方向に磁化さ
れた円柱状の内側磁石105と、その周囲に配置されて磁
化方向が逆向きの円環状の外側磁石106とからなる。両
者はヨーク403に固定されている。外側磁石106のヨーク
403からの高さは内側磁石105より低くなっている。した
がって、ターゲット表面12aから内側磁石105のS極まで
の距離と、ターゲット表面12aから外側磁石106のN極ま
での距離とを比較すると、後者のほうが前者より大きく
なっている。この磁石の発生する磁力線202は図示のよ
うになり、平行点軌跡302は磁石からターゲット12に向
かう方向にテーパ状に広がっていくことになる。この例
では磁石が円形なので、平行点軌跡302は、概略、上に
開いた円錐面となる。ターゲット12を図の上方に動かし
てターゲット表面12aを磁石から離せば離すほど、平行
点軌跡302とターゲット表面12aとの交差する位置はター
ゲット周縁部に近付くことになる。したがって、ターゲ
ット12と磁石との距離を調節することによってマグネト
ロン領域の内径を調節することができる。
The magnet shown in FIG. 1 is composed of a cylindrical inner magnet 105 magnetized in a direction perpendicular to the target surface, and an annular outer magnet 106 arranged around the magnet inner side and magnetized in the opposite direction. Both are fixed to the yoke 403. Outer magnet 106 yoke
The height from 403 is lower than that of the inner magnet 105. Therefore, comparing the distance from the target surface 12a to the S pole of the inner magnet 105 and the distance from the target surface 12a to the N pole of the outer magnet 106, the latter is larger than the former. The magnetic force lines 202 generated by this magnet are as shown in the figure, and the parallel point locus 302 is tapered in the direction from the magnet toward the target 12. Since the magnet is circular in this example, the parallel point locus 302 is roughly a conical surface that opens upward. As the target 12 is moved upward in the figure and the target surface 12a is separated from the magnet, the position where the parallel point locus 302 and the target surface 12a intersect becomes closer to the peripheral portion of the target. Therefore, the inner diameter of the magnetron region can be adjusted by adjusting the distance between the target 12 and the magnet.

従来の磁石を利用した平板マグネトロンスパッタリング
装置では、例えば直径100mmのターゲットに対してエロ
ージョン中心の直径が約50mmであったのに対して、第1
図の磁石を利用すると、外形直径が従来と同じ磁石を使
っても、エロージョン中心の直径を50mmから100mm近く
まで任意の値に拡大することが可能となる。したがっ
て、磁石そのものの外形を大きくすることなく負イオン
衝撃によるダメージを受けない基板部分を広く得ること
が可能となる。
In a conventional flat panel magnetron sputtering apparatus using a magnet, for example, the diameter of the erosion center is about 50 mm for a target of 100 mm in diameter.
If the magnet shown in the figure is used, the diameter of the erosion center can be increased to any value from 50 mm to nearly 100 mm even if the magnet with the same outer diameter is used. Therefore, it is possible to obtain a wide substrate portion which is not damaged by the negative ion impact without enlarging the outer shape of the magnet itself.

第2図の磁石は、第1図の円柱状の内側磁石105の代わ
りに円環状の内側磁石107を用いた例である。内側磁石
を円環状にしたものは比較的大きなターゲットに対して
用いられる。
The magnet shown in FIG. 2 is an example in which an annular inner magnet 107 is used instead of the cylindrical inner magnet 105 shown in FIG. The ring-shaped inner magnet is used for a relatively large target.

第3図の磁石は、第2図の円環状の内側磁石107(第3
図では109)の上にヨーク421を取り付けた例である。第
3図では磁力線とその平行点軌跡を図示していないが、
これらは第1図および第2図と同様である。
The magnet shown in FIG. 3 corresponds to the annular inner magnet 107 (shown in FIG.
In the figure, it is an example in which a yoke 421 is attached on top of 109). Although the magnetic force line and its parallel locus are not shown in FIG. 3,
These are similar to FIGS. 1 and 2.

第4図の磁石は、第1図の低い外側磁石106の代わり
に、上面が傾斜した外側磁石112を用いている。この円
環状の外側磁石112は、内側磁石111とは磁化方向が逆向
きになっていて、ターゲット側の表面112aはその外周11
2bが内周112cよりもターゲットから離れるような傾斜面
となっている。内周112cのヨーク406からの高さは内側
磁石111と同じになっている。内周112cの高さは内側磁
石111より低くてもよく、要は内側磁石111より高くなけ
ればよい。このような磁石構成によっても第1図と同様
の平行点軌跡304が得られる。
The magnet of FIG. 4 uses an outer magnet 112 having an inclined upper surface, instead of the lower outer magnet 106 of FIG. The annular outer magnet 112 has a magnetization direction opposite to that of the inner magnet 111, and the target side surface 112a has an outer circumference 11 thereof.
The inclined surface 2b is farther from the target than the inner circumference 112c. The height of the inner circumference 112c from the yoke 406 is the same as that of the inner magnet 111. The height of the inner circumference 112c may be lower than that of the inner magnet 111, and in short, may be higher than that of the inner magnet 111. With such a magnet structure, the parallel point locus 304 similar to that shown in FIG. 1 can be obtained.

第5図の磁石は、第4図の円柱状の内側磁石111の代わ
りに円環状の内側磁石113を用いた例である。
The magnet in FIG. 5 is an example in which an annular inner magnet 113 is used instead of the cylindrical inner magnet 111 in FIG.

第6図の磁石は、第5図の円環状の内側磁石113(第6
図では115)の上にヨーク422を取り付けた例である。第
3図における磁力線とその平行点軌跡は第4図および第
5図と同様である。
The magnet shown in FIG. 6 corresponds to the annular inner magnet 113 (shown in FIG.
In the figure, the yoke 422 is attached on top of 115). The magnetic force lines and their parallel loci in FIG. 3 are the same as those in FIGS. 4 and 5.

第7図の磁石は、ターゲット表面に垂直な方向に磁化さ
れた円柱状の内側磁石117と、この内側磁石の周囲に配
置されてターゲット表面に平行にかつ半径方向に磁化さ
れた円環状の外側磁石118とで構成されている。外側磁
石118の外周の磁極はN極であって、これは内側磁石117
のターゲット側の磁極すなわちS極と反対になってい
る。このような磁石構成によっても第1図と同様の平行
点軌跡306が得られる。どちらかと言えば、このタイプ
の磁石の平行点軌跡306の方が第1図の平行点軌跡302よ
りもテーパ状の広がり程度が激しくなる。
The magnet shown in FIG. 7 is a cylindrical inner magnet 117 magnetized in a direction perpendicular to the target surface, and an annular outer magnet arranged around the inner magnet 117 and magnetized in a radial direction parallel to the target surface. It is composed of a magnet 118. The magnetic pole on the outer circumference of the outer magnet 118 is an N pole, which is the inner magnet 117.
It is opposite to the magnetic pole on the target side, that is, the S pole. With such a magnet structure, the parallel point locus 306 similar to that shown in FIG. 1 can be obtained. If anything, the parallel point locus 306 of this type of magnet has a larger degree of taper spread than the parallel point locus 302 of FIG.

第7図において外側磁石118のヨーク409からの高さは、
内側磁石117よりも低くしてあるが、内側磁石117と同じ
高さにしてもよい。ヨーク409は両磁石の固定のため
と、磁石裏面(図の下面)に磁場が漏れないようにする
ためのものであるが、ヨーク409がなくても図示のよう
な磁力線206は得られるので、内側磁石117と外側磁石11
8の固定に支障がなければヨーク409は無くてもよい。
In FIG. 7, the height of the outer magnet 118 from the yoke 409 is
Although the height is lower than that of the inner magnet 117, the height may be the same as that of the inner magnet 117. The yoke 409 is for fixing both magnets and for preventing the magnetic field from leaking to the back surface of the magnet (the lower surface in the figure). However, since the magnetic force line 206 as shown is obtained without the yoke 409, Inner magnet 117 and outer magnet 11
The yoke 409 may be omitted as long as it does not interfere with the fixing of 8.

第8図の磁石は、第7図の円柱状の内側磁石117の代わ
りに円環状の内側磁石119を用いた例である。
The magnet of FIG. 8 is an example in which an annular inner magnet 119 is used instead of the cylindrical inner magnet 117 of FIG.

第9図の磁石は、第8図の円環状の内側磁石119(第9
図では121)の上にヨーク423を取り付けた例である。第
9図における磁力線とその平行点軌跡は第7図および第
8図と同様である。
The magnet shown in FIG. 9 corresponds to the annular inner magnet 119 shown in FIG.
The figure shows an example in which a yoke 423 is attached on top of (121). The lines of magnetic force and the loci of parallel points in FIG. 9 are the same as those in FIGS. 7 and 8.

なお、第1図から第9図において、N極とS極を全く逆
にしてもよく、この場合は磁力線の向きが逆になるだけ
で、得られる効果については同じである。
In addition, in FIGS. 1 to 9, the N pole and the S pole may be completely reversed, and in this case, the directions of the lines of magnetic force are only reversed, and the same effect is obtained.

上述の実施例では円形ターゲットのための磁石構成を説
明してきたが、その他の形のターゲットに対してもこの
発明は適用できる。例えば、長方形のターゲットであれ
ば、角柱状の内側磁石と、外形が四角い環状の外側磁石
とを用いればよい。
Although the above embodiments have described a magnet configuration for a circular target, the present invention is applicable to other types of targets. For example, in the case of a rectangular target, a prismatic inner magnet and an outer magnet having a square outer shape may be used.

[発明の効果] この発明は、ターゲット背面の磁石の発生する磁力線が
ターゲット表面に平行になる点を結んだ軌跡が、磁石か
らターゲットに向かう方向にテーパ状に広がっていくよ
うに磁石を構成したので、磁石自身を大きくすることな
くマグネトロン領域の内径を大きくできる効果がある。
これにより、負イオンの衝撃によるダメージを受けない
基板部分を広く得ることができる。
[Advantages of the Invention] In the present invention, the magnet is configured such that the locus connecting the points where the lines of magnetic force generated by the magnet on the back surface of the target are parallel to the target surface spreads in a taper shape in the direction from the magnet to the target. Therefore, the inner diameter of the magnetron region can be increased without increasing the size of the magnet itself.
As a result, it is possible to obtain a wide substrate portion that is not damaged by the impact of negative ions.

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

第1図から第9図までは、この発明の装置に使用する磁
石の各種の例を示す正面断面図、 第10図は、従来の平板マグネトロンスパッタリング装置
の概略正面断面図、 第11図は、従来装置における磁石の正面断面図である。 12……ターゲット 105……内側磁石 106……外側磁石 202……磁力線 302……平行点軌跡
1 to 9 are front sectional views showing various examples of magnets used in the apparatus of the present invention, FIG. 10 is a schematic front sectional view of a conventional flat plate magnetron sputtering apparatus, and FIG. 11 is It is a front sectional view of a magnet in a conventional device. 12 …… Target 105 …… Inner magnet 106 …… Outer magnet 202 …… Magnetic field line 302 …… Parallel locus

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1枚の平板状のターゲットの背面に磁石を
配置してターゲット表面近傍に高密度プラズマを発生さ
せてターゲットをスパッタリングし、そのターゲットに
対向設置された基板上に成膜を行う平板マグネトロンス
パッタリング装置において、 前記磁石の発生する磁力線がターゲット表面に平行にな
る点を結んだ軌跡が、磁石からターゲットに向かう方向
にテーパ状に広がっていくように磁石を構成したことを
特徴とする平板マグネトロンスパッタリング装置。
1. A magnet is arranged on the back surface of a flat plate-shaped target to generate high-density plasma in the vicinity of the surface of the target to sputter the target, and a film is formed on a substrate facing the target. In the flat plate magnetron sputtering apparatus, the magnet is configured such that a locus connecting points where the magnetic force lines generated by the magnet are parallel to the target surface spreads in a taper shape in a direction from the magnet to the target. Flat plate magnetron sputtering system.
【請求項2】前記磁石は、ターゲット表面に垂直な方向
に磁化された内側磁石と、この内側磁石の周囲に配置さ
れて内側磁石とは磁化方向が逆向きの環状の外側磁石と
で構成され、外側磁石からターゲット表面までの距離は
内側磁石からターゲット表面までの距離より大きくなっ
ていることを特徴とする請求項1記載のスパッタリング
装置。
2. The magnet comprises an inner magnet magnetized in a direction perpendicular to the target surface, and an annular outer magnet arranged around the inner magnet and having a magnetization direction opposite to that of the inner magnet. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the distance from the outer magnet to the target surface is larger than the distance from the inner magnet to the target surface.
【請求項3】前記磁石は、ターゲット表面に垂直な方向
に磁化された内側磁石と、この内側磁石の周囲に配置さ
れて内側磁石とは磁化方向が逆向きの環状の外側磁石と
で構成され、外側磁石のターゲット側の表面はその外周
が内周よりもターゲットから離れるように傾斜してい
て、外側磁石の前記内周は内側磁石よりもターゲットに
近付かないことを特徴とする請求項1記載のスパッタリ
ング装置。
3. The magnet comprises an inner magnet magnetized in a direction perpendicular to the target surface, and an annular outer magnet arranged around the inner magnet and having a magnetization direction opposite to that of the inner magnet. 2. The target-side surface of the outer magnet is inclined so that its outer circumference is farther from the target than its inner circumference, and the inner circumference of the outer magnet is closer to the target than the inner magnet. Sputtering equipment.
【請求項4】前記磁石は、ターゲット表面に垂直な方向
に磁化された内側磁石と、この内側磁石の周囲に配置さ
れてターゲット表面に平行にかつ径方向に磁化された環
状の外側磁石とで構成され、外側磁石の外周の磁極が内
側磁石のターゲット側の磁極と反対になっていることを
特徴とする請求項1記載のスパッタリング装置。
4. The magnet comprises an inner magnet magnetized in a direction perpendicular to the target surface, and an annular outer magnet arranged around the inner magnet and magnetized in a radial direction parallel to the target surface. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the magnetic pole on the outer circumference of the outer magnet is opposite to the magnetic pole on the target side of the inner magnet.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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TW399245B (en) 1997-10-29 2000-07-21 Nec Corp Sputtering apparatus for sputtering high melting point metal and method for manufacturing semiconductor device having high melting point metal
US7182843B2 (en) * 2003-11-05 2007-02-27 Dexter Magnetic Technologies, Inc. Rotating sputtering magnetron
JP4552051B2 (en) * 2005-03-25 2010-09-29 アイシン精機株式会社 Multilayer film manufacturing method and multilayer film
JP4807120B2 (en) * 2006-03-23 2011-11-02 アイシン精機株式会社 Superconducting magnetic field generator and sputtering film forming apparatus
JP4526582B2 (en) * 2007-11-30 2010-08-18 パナソニック株式会社 Sputtering apparatus and sputtering method
WO2011056581A2 (en) * 2009-10-26 2011-05-12 General Plasma, Inc. Rotary magnetron magnet bar and apparatus containing the same for high target utilization
WO2012165385A1 (en) * 2011-05-30 2012-12-06 日立金属株式会社 Racetrack-shape magnetic field generator for magnetron sputtering

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60200962A (en) * 1984-03-23 1985-10-11 Hitachi Ltd Planar magnetron sputtering method
DE3624150C2 (en) * 1986-07-17 1994-02-24 Leybold Ag Atomizing cathode based on the magnetron principle

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