JPH07292468A - Sputtering device - Google Patents
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- JPH07292468A JPH07292468A JP8824694A JP8824694A JPH07292468A JP H07292468 A JPH07292468 A JP H07292468A JP 8824694 A JP8824694 A JP 8824694A JP 8824694 A JP8824694 A JP 8824694A JP H07292468 A JPH07292468 A JP H07292468A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、カソードであるターゲ
ット板をイオン化したスパッタガスがスパッタリング
し、ターゲット板から飛び出した原子等によりアノード
に設置された基板上に薄膜を形成するスパッタリング装
置に関し、特に、ターゲット板の背後に磁力線を閉成す
る磁石系が配されてなるスパッタリング装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus for forming a thin film on a substrate placed on an anode by sputtering a target gas which is a cathode by ionized sputter gas and by atoms ejected from the target plate. , A sputtering system in which a magnet system for closing magnetic field lines is arranged behind a target plate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、スパッタリング装置は、グロー
放電によりターゲット板をイオン化したＡｒガスがスパ
ッタリングし、ターゲット板から飛び出した原子等によ
りアノードに設置された基板上に薄膜を形成する装置で
ある。2. Description of the Related Art Generally, a sputtering apparatus is an apparatus for forming a thin film on a substrate placed on an anode by sputtering Ar gas ionized on a target plate by glow discharge and by atoms or the like jumping out from the target plate.
【０００３】すなわち、上記スパッタリング装置におい
ては、先ず例えば１×１０-4Ｐａ程度以下の圧力のＡｒ
雰囲気中にてカソード、即ちターゲット板に所定の負電
位を印加する。すると一対の電極であるカソード−アノ
ード間に電界が生じ、グロー放電が起こってイオン化し
たＡｒガスがターゲット板をスパッタリングする。その
結果、上記ターゲット板からターゲット材料が原子等の
状態となって叩き出され、このターゲット材料がターゲ
ット板と対向して配置されたアノード表面に設置された
基板上に堆積して薄膜が形成される。That is, in the above sputtering apparatus, first, for example, Ar at a pressure of about 1 × 10 −4 Pa or less
A predetermined negative potential is applied to the cathode, that is, the target plate in the atmosphere. Then, an electric field is generated between the cathode and the anode, which are a pair of electrodes, and glow discharge occurs and ionized Ar gas sputters the target plate. As a result, the target material is ejected from the target plate in the state of atoms and the like, and the target material is deposited on the substrate placed on the anode surface facing the target plate to form a thin film. It
【０００４】近時の要請であるスパッタリング速度の増
大化に答える好適なスパッタリング装置の一つにマグネ
トロンスパッタリング装置がある。この装置は、上記タ
ーゲット板の表面にカソード−アノード間に生じる電界
と直交する方向に所定の磁界を印加することによりスパ
ッタリングの効率を上げ、上記基板上における成膜速度
を高くするものである。A magnetron sputtering apparatus is one of the preferable sputtering apparatuses that can meet the recent demand for increasing the sputtering rate. This device increases the sputtering efficiency by applying a predetermined magnetic field to the surface of the target plate in a direction orthogonal to the electric field generated between the cathode and the anode, and increases the film formation rate on the substrate.
【０００５】従来のマグネトロンスパッタリング装置の
カソード近傍の様子を図８に示す。この模式図に示すよ
うに、ターゲット板１０２の背後に磁石系１０３が設置
されている。このような構造のスパッタリング装置は平
板型マグネトロンスパッタリング装置（以下、単に平板
型装置と記す）と称されている。FIG. 8 shows a state near the cathode of a conventional magnetron sputtering apparatus. As shown in this schematic diagram, a magnet system 103 is installed behind the target plate 102. A sputtering device having such a structure is called a flat plate type magnetron sputtering device (hereinafter, simply referred to as a flat plate type device).
【０００６】ここで、上記磁石系１０３は、Ｓ極部１０
３ａの周囲が円形状のＮ極部１０３ｂにより包囲された
形状を呈している。ターゲット板１０２はＣｕ等よりな
るバッキングプレート１０４に設置され、このバッキン
グプレート１０４は電源（図示は省略する。）と電源ラ
イン１０５にて接続されている。また、スパッタ中にタ
ーゲット板１０２を冷却するためにバッキングプレート
１０４に冷却水ライン１０６を通じて冷却水が供給され
る。Here, the magnet system 103 includes the S pole portion 10
3a has a shape surrounded by a circular N-pole portion 103b. The target plate 102 is installed on a backing plate 104 made of Cu or the like, and the backing plate 104 is connected to a power source (not shown) by a power line 105. Further, cooling water is supplied to the backing plate 104 through the cooling water line 106 to cool the target plate 102 during the sputtering.
【０００７】上記磁石系１０３の形状によりターゲット
板１０２に印加される漏洩磁界は閉成されたドーナツ形
状となる。この漏洩磁界の上記ターゲット板１０２と水
平な成分と、ターゲット板１０２に垂直な電界とによ
り、放電プラズマの電子がサイクロトロン運動を起こす
ことでその部分の電子密度が増大し、スパッタリングガ
スであるＡｒのイオン化が促進される。したがって、上
記ターゲット板１０２のスパッタリング効率が向上して
上記基板への成膜密度が増大する。Due to the shape of the magnet system 103, the leakage magnetic field applied to the target plate 102 has a closed donut shape. Electrons in the discharge plasma cause a cyclotron motion due to a component of the leakage magnetic field that is horizontal to the target plate 102 and an electric field that is perpendicular to the target plate 102, so that the electron density of that portion increases, and Ar of the sputtering gas Ionization is promoted. Therefore, the sputtering efficiency of the target plate 102 is improved and the film deposition density on the substrate is increased.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記平
板型装置においては、磁気トンネルにより放電プラズマ
が磁力線の頂点部に集まり易くなり、この頂点部と対応
した箇所の上記ターゲット板１０２の表面の侵食が激し
くなる。すなわち、ターゲット板１０２の表面のスパッ
タされる領域であるエロージョン１１１が図示の如く非
常に狭いものとなる。このため、上記平板型装置におい
ては、ターゲット板１０２の使用効率が数％〜２０％程
度と非常に悪い。However, in the flat plate type apparatus, the discharge plasma is easily collected at the apex portion of the magnetic force line due to the magnetic tunnel, and the surface of the target plate 102 corresponding to the apex portion is corroded. It gets fierce. That is, the erosion 111, which is a sputtered region on the surface of the target plate 102, becomes very narrow as shown in the drawing. For this reason, in the flat plate type device, the use efficiency of the target plate 102 is very low, about several% to 20%.
【０００９】さらに、エロージョン１１１が狭いことか
ら、ターゲット板１０２の侵食が進行するにつれてその
形状の著しい変化が生じ、その結果、被成膜体である上
記基板の表面の膜厚が極めて不均一となる。Further, since the erosion 111 is narrow, the shape of the target plate 102 changes remarkably as the erosion of the target plate 102 progresses, and as a result, the film thickness of the surface of the substrate, which is the film formation target, becomes extremely uneven. Become.
【００１０】本発明は、上述の様々な課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、スパッタリ
ングによる成膜速度を低下させることなく被成膜体であ
る基板の表面の膜厚を均一なものとして、製品の歩溜り
及び信頼性の大幅な向上を図ることを可能とするスパッ
タリング装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above-mentioned various problems, and an object of the present invention is to form a film thickness on the surface of a substrate which is a film formation target without lowering the film formation rate by sputtering. The object is to provide a sputtering apparatus that makes it possible to significantly improve the yield and reliability of products by making them uniform.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の対象となるもの
は、基板と、この基板と対向配置されたターゲット板
と、ターゲット板の背後に設置された磁石系とを有する
スパッタリング装置である。本発明は、上記磁石系につ
いて、その中心軸をターゲット板の中心軸に対して偏心
する位置に配し、磁石系の中心軸及びターゲット板の中
心軸をそれぞれ回転中心として自転及び公転可能に設置
して構成するものである。The object of the present invention is a sputtering apparatus having a substrate, a target plate arranged to face the substrate, and a magnet system installed behind the target plate. According to the present invention, the magnet system is arranged such that its central axis is eccentric with respect to the central axis of the target plate, and is rotatable and revolvable with the central axis of the magnet system and the central axis of the target plate as rotation centers. And then configure.
【００１２】この場合、上記磁石系のターゲット板との
対向面形状を楕円形として構成する。ここで、上記磁石
系の対向面形状としては例えば円形のようにその中心軸
に対して回転対称のものは好ましくない。それ以外であ
れば楕円形に限る必要はない。In this case, the surface of the magnet system facing the target plate is formed into an elliptical shape. Here, it is not preferable that the shape of the facing surface of the magnet system is rotationally symmetrical with respect to the central axis thereof, such as a circular shape. Otherwise, the shape need not be elliptical.
【００１３】[0013]
【作用】本発明に係るスパッタリング装置においては、
ターゲット板の背後に設置された磁石系について、その
中心軸がターゲット板の中心軸に対して偏心する位置に
配され、上記磁石系の中心軸及びターゲット板の中心軸
をそれぞれ回転中心として自転及び公転可能とされてい
る。かかるスパッタリング装置においては、スパッタ時
に磁気トンネルにより放電プラズマが磁力線の頂点部に
集まり易くなり、この頂点部と対応した箇所の上記ター
ゲット板の表面の侵食の度合がターゲット板の他の部分
と比して大きくなる。本発明においては、上記磁石系が
自身の中心軸を回転中心として自転し、且つこの中心軸
と偏心、即ちこの中心軸から所定距離離間した上記ター
ゲット板の中心軸を回転中心として公転するので、この
ターゲット板表面全体に亘ってほぼ均一に磁力線の頂点
部を通過させることが可能となる。したがって、スパッ
タされる領域であるエロージョンが大幅に拡がってター
ゲット板の表面の侵食の度合が表面全体に亘ってほぼ均
一となるとともに、上記ターゲット板と対向して配され
ているアノード上に設置された被成膜体である基板の表
面の膜厚がほぼ均一となる。In the sputtering apparatus according to the present invention,
With respect to the magnet system installed behind the target plate, the center axis thereof is arranged at a position eccentric with respect to the center axis of the target plate, and the center axis of the magnet system and the center axis of the target plate are respectively used as rotation centers for rotation and rotation. It is supposed to be orbitable. In such a sputtering apparatus, discharge plasma is easily collected at the apex portion of the magnetic force line by the magnetic tunnel during sputtering, and the degree of erosion of the surface of the target plate at a portion corresponding to the apex portion is higher than that of other portions of the target plate. Grows. In the present invention, the magnet system revolves around its own center axis as a center of rotation, and is eccentric with the center axis, that is, revolves around the center axis of the target plate that is separated from the center axis by a predetermined distance as a center of rotation. It is possible to pass the apex portion of the magnetic force lines almost uniformly over the entire surface of the target plate. Therefore, the erosion, which is the area to be sputtered, is greatly expanded, and the degree of erosion of the surface of the target plate becomes substantially uniform over the entire surface, and the erosion is set on the anode arranged facing the target plate. In addition, the film thickness of the surface of the substrate that is the film formation target becomes substantially uniform.
【００１４】このとき具体的には、上記磁石系のターゲ
ット板との対向面形状を楕円形として構成する。楕円形
は単純な形状であり作製も容易である。かかる磁石系を
その中心軸の回りに自転させることにより磁石系を上記
ターゲット板に対して固定した場合と比較して磁力線の
頂点部の通過範囲が大幅に拡大し、且つ上記磁石系をタ
ーゲット板の中心軸も回りに公転させることにより更に
上記頂点部の通過範囲が拡大する。したがって、スパッ
タの際にターゲット板の中心に対して対称にこのターゲ
ット板表面全体に亘ってほぼ均一に磁力線の頂点部が通
過することが可能となる。したがって、スパッタされる
領域であるエロージョンが更に大幅に拡がってターゲッ
ト板の表面の侵食の度合が表面全体に亘ってより均一と
なるとともに、上記ターゲット板と対向して配されてい
るアノード上に設置された被成膜体である基板の表面の
膜厚がより均一となる。At this time, specifically, the surface of the magnet system facing the target plate is formed into an elliptical shape. The ellipse has a simple shape and is easy to manufacture. Compared with the case where the magnet system is fixed to the target plate by rotating the magnet system around its center axis, the passage range of the apex of the magnetic force lines is greatly expanded, and the magnet system is moved to the target plate. By revolving the central axis of the above, the passage range of the apex is further expanded. Therefore, at the time of sputtering, the apex portions of the lines of magnetic force can pass almost uniformly over the entire surface of the target plate symmetrically with respect to the center of the target plate. Therefore, the erosion, which is the area to be sputtered, is further greatly expanded, the degree of erosion of the surface of the target plate is made more uniform over the entire surface, and the erosion is set on the anode arranged facing the target plate. The film thickness of the surface of the substrate, which is the formed film-forming target, becomes more uniform.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明に係るスパッタリング装置の具
体的な実施例を図面を参照しながら説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Specific embodiments of the sputtering apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１６】この実施例に係るスパッタリング装置は、
ターゲット板の表面にカソード−アノード間に生じる電
界と直交する方向に所定の磁界を印加することによりス
パッタリングの効率を上げ、上記基板上における成膜速
度を高くするものであり、上記ターゲット板の背後に磁
石系が設置されてなる、いわゆる平板型マグネトロンス
パッタリング装置（以下、単に平板型装置と記す）と称
されるものである。The sputtering apparatus according to this embodiment is
By applying a predetermined magnetic field to the surface of the target plate in a direction orthogonal to the electric field generated between the cathode and the anode, the efficiency of sputtering is increased and the film formation rate on the substrate is increased. This is a so-called flat plate type magnetron sputtering device (hereinafter simply referred to as a flat plate type device) in which a magnet system is installed.
【００１７】具体的に、上記平板型装置は、図１に示す
ように、成膜室である真空チャンバー１と、この真空チ
ャンバー１内の真空状態を制御する真空制御部２と、プ
ラズマ放電用の電源３と、この電源３と電源ライン４に
て接続されているスパッタリングカソード部５と、この
スパッタリングカソード部５と所定距離をもって対向配
置されているアノード６と、スパッタガスであるＡｒ等
を真空チャンバー１内に供給するためのスパッタガス供
給部７とから構成されている。Specifically, as shown in FIG. 1, the flat plate type apparatus includes a vacuum chamber 1 as a film forming chamber, a vacuum controller 2 for controlling the vacuum state in the vacuum chamber 1, and a plasma discharge device. Power source 3, a sputtering cathode portion 5 connected to the power source 3 through a power source line 4, an anode 6 facing the sputtering cathode portion 5 with a predetermined distance, and a sputtering gas such as Ar is vacuumed. It comprises a sputtering gas supply unit 7 for supplying the gas into the chamber 1.
【００１８】スパッタリングカソード部５の構成要素で
あるカソードである後述のターゲット板１２と上記アノ
ード６とにより一対の電極が構成され、アノード６上に
はスパッタリングカソード部５と対向して被成膜体であ
る基板８が設置されている。A target plate 12, which will be described later, which is a cathode, which is a constituent element of the sputtering cathode portion 5, and a pair of electrodes are constituted by the anode 6, and a film-forming object is formed on the anode 6 so as to face the sputtering cathode portion 5. Substrate 8 is installed.
【００１９】スパッタリングカソード部５は、表面上に
アノード６と対向して配設されているターゲット板１２
と、このターゲット板１２の背後に配された磁石系１３
とにより構成されている。The sputtering cathode part 5 is provided on the surface of the target plate 12 facing the anode 6.
And a magnet system 13 arranged behind the target plate 12.
It is composed of and.
【００２０】上記平板型装置を使用するに際しては、先
ず上記真空チャンバー１内を真空制御部２により十分良
い真空状態、例えば１×１０-4Ｐａ以下とする。その
後、スパッタガス供給部７より真空チャンバー１内にス
パッタガス、例えばＡｒを所要の圧力となるまで導入す
る。この状態にて上記電源３よりカソード、即ちターゲ
ット板１２に所定の負電位を印加する。すると一対の電
極であるカソード−アノード間に電界が生じ、グロー放
電が起こってイオン化したＡｒガスがターゲット板１２
をスパッタリングする。その結果、上記ターゲット板１
２からターゲット材料が原子等の状態となって叩き出さ
れ、このターゲット材料がターゲット板１２と対向して
配置されたアノード６表面に設置された上記基板８の表
面に堆積して薄膜が形成される。When using the flat plate type apparatus, the inside of the vacuum chamber 1 is first set to a sufficiently good vacuum state by the vacuum control unit 2, for example, 1 × 10 -4 Pa or less. After that, a sputtering gas, for example, Ar is introduced into the vacuum chamber 1 from the sputtering gas supply unit 7 until the required pressure is reached. In this state, a predetermined negative potential is applied from the power source 3 to the cathode, that is, the target plate 12. Then, an electric field is generated between the cathode and the anode, which are a pair of electrodes, and glow discharge occurs and ionized Ar gas is emitted from the target plate 12.
Is sputtered. As a result, the target plate 1
The target material is ejected in the state of atoms from 2 and is deposited on the surface of the substrate 8 placed on the surface of the anode 6 facing the target plate 12 to form a thin film. It
【００２１】ここで、スパッタリングカソード部５は、
詳細には図２に示すように、スパッタリングされる部材
であるターゲット板１２と、このターゲット板１２の背
後に配されている磁石系１３と、この磁石系１３を支持
するヨーク板１４と、このヨーク板１４と連結している
ガイドピン１５と、このガイドピン１５と締結されて前
記ヨーク板１４と連結されているモータシャフトガイド
１６と、駆動源である駆動モータ１７とから構成されて
いる。Here, the sputtering cathode portion 5 is
More specifically, as shown in FIG. 2, a target plate 12 that is a member to be sputtered, a magnet system 13 arranged behind the target plate 12, a yoke plate 14 that supports the magnet system 13, It includes a guide pin 15 connected to the yoke plate 14, a motor shaft guide 16 fastened to the guide pin 15 and connected to the yoke plate 14, and a drive motor 17 as a drive source.
【００２２】上記磁石系１３は、図３に示すように、タ
ーゲット板１２との対向面形状が楕円形とされており、
その中心に同様に楕円形のＳ極部１３ａが形成され、こ
のＳ極部１３ａの周囲に同心状に楕円形のＮ極部１３ｂ
が形成され閉成された永久磁石として構成されている。
ここで、この磁石系１３の中心軸ｍは上記ターゲット板
１２の中心軸ｎに対して偏心しており、各中心軸ｍ，ｎ
間が所定距離離間されている。As shown in FIG. 3, the magnet system 13 has an elliptical surface facing the target plate 12.
Similarly, an elliptical S pole portion 13a is formed in the center, and an elliptical N pole portion 13b is concentrically formed around the S pole portion 13a.
And is formed as a closed permanent magnet.
Here, the central axis m of the magnet system 13 is eccentric with respect to the central axis n of the target plate 12, and the central axes m, n
The spaces are separated by a predetermined distance.
【００２３】このとき、上記磁石系１３においては、図
４に示すように、磁力線ＭはＮ極部１３ｂから発生して
Ｓ極部１３ａへ帰還する構造が形成されている。したが
って、磁力線Ｍは閉成されたトンネル状となり、上記図
２に示すように、ターゲット板１２上に磁力線Ｍがその
頂点部ｐを中心として印加されることになる。At this time, in the magnet system 13, as shown in FIG. 4, the magnetic field lines M are generated from the N pole portion 13b and returned to the S pole portion 13a. Therefore, the magnetic force lines M have a closed tunnel shape, and as shown in FIG. 2, the magnetic force lines M are applied to the target plate 12 with the apex portion p as the center.
【００２４】また、上記ヨーク板１４と連結しているガ
イドピン１５には円形状の平歯車板１８が連結され、図
５に示すように、この平歯車板１８の周縁部にはギア１
８ａが形成されている。この平歯車板１８と上記磁石系
１３とは締結されており、ガイドピン１５により平歯車
板１８と上記磁石系１３とが連動して上記中心軸ｍを中
心として回転可能とされている。さらに、モータシャフ
トガイド１６も、上記ターゲット板１２の中心軸ｎを中
心として回転可能とされている。A circular spur gear plate 18 is connected to the guide pin 15 connected to the yoke plate 14, and the gear 1 is attached to the peripheral edge of the spur gear plate 18 as shown in FIG.
8a is formed. The spur gear plate 18 and the magnet system 13 are fastened to each other, and the spur gear plate 18 and the magnet system 13 are interlocked by a guide pin 15 so as to be rotatable about the central axis m. Further, the motor shaft guide 16 is also rotatable about the central axis n of the target plate 12.
【００２５】そして、上記図５に示すように、上記平歯
車板１８の外側には内側にギア１９ａが形成されている
ドーナツ状の内歯車板１９が設けられている。この内歯
車板１９の中心軸は上記ギア１８ａの中心軸ｎと同一で
あり、そのギア１９ａと平歯車板１８の上記ギア１８ａ
とが一点で噛合している。As shown in FIG. 5, a donut-shaped internal gear plate 19 having a gear 19a formed inside is provided outside the spur gear plate 18. The central axis of the internal gear plate 19 is the same as the central axis n of the gear 18a, and the gear 19a and the gear 18a of the spur gear plate 18 are the same.
And are in mesh at one point.
【００２６】したがって、駆動モータ１７により、モー
タシャフトガイド１６がターゲット板１２の中心軸ｎを
中心として回転駆動力を受けると、このモータシャフト
ガイド１６と締結したガイドピン１５を介して平歯車板
１８が内歯車板１９の内側で回転駆動されることにな
る。すなわち、上記磁石系１３は、スパッタの際にその
中心軸ｍを中心として自転駆動されるとともに、上記タ
ーゲット板１２の中心軸ｎを中心として公転駆動され
る。Therefore, when the motor shaft guide 16 receives a rotational driving force about the central axis n of the target plate 12 by the drive motor 17, the spur gear plate 18 is passed through the guide pin 15 fastened to the motor shaft guide 16. Is driven to rotate inside the internal gear plate 19. That is, the magnet system 13 is rotationally driven about the central axis m of the magnet system 13 during sputtering, and is also revolved around the central axis n of the target plate 12.
【００２７】このとき、磁力線Ｍの頂点部ｐは、図６に
示すような軌跡を描く。ここでは、平歯車板１８と内歯
車板１９のギア比を平歯車板１８内歯車板１９内を４回
転したときに元の位置に戻るような値とし、上記磁石系
１３をその中心軸ｍを中心として２２．５゜ずつ自転さ
せたときの磁力線Ｍの頂点部ｐの軌跡を示している。上
記ギア比を変えることにより磁力線Ｍの頂点部ｐの軌跡
を変化させることが可能である。At this time, the vertex p of the magnetic force line M draws a locus as shown in FIG. Here, the gear ratio of the spur gear plate 18 and the internal gear plate 19 is set to a value that returns to the original position when the internal gear plate 19 of the spur gear plate 18 is rotated four times, and the magnet system 13 is set to have its central axis m. The locus of the apex part p of the magnetic force line M when rotating by 22.5 ° about the center is shown. By changing the gear ratio, it is possible to change the locus of the peak portion p of the magnetic force line M.
【００２８】このように、上記実施例においては、楕円
形状の上記磁石系１３が自身の中心軸ｍを回転中心とし
て自転し、且つこの中心軸ｍと偏心、即ちこの中心軸ｍ
から所定距離離間した上記ターゲット板１２の中心軸ｎ
を回転中心として公転するので、このターゲット板１２
の表面全体に亘って対称にほぼ均一に磁力線Ｍの頂点部
ｐを通過させることが可能となる。したがって、スパッ
タされる領域であるエロージョンが大幅に拡がってター
ゲット板１２の表面の侵食の度合が表面全体に亘ってほ
ぼ均一となるとともに、上記ターゲット板１２と対向し
て配されているアノード６上に設置された被成膜体であ
る基板８の表面の膜厚がほぼ均一となる。As described above, in the above embodiment, the elliptical magnet system 13 rotates about its own central axis m as a center of rotation and is eccentric with respect to this central axis m, that is, this central axis m.
The central axis n of the target plate 12 spaced a predetermined distance from
Since it revolves around the center of rotation, this target plate 12
It is possible to pass the apex portion p of the magnetic force line M symmetrically and substantially uniformly over the entire surface of the magnetic field. Therefore, the erosion, which is the region to be sputtered, is greatly expanded, the degree of erosion of the surface of the target plate 12 is made substantially uniform over the entire surface, and the anode 6 disposed opposite to the target plate 12 is covered. The film thickness on the surface of the substrate 8 which is the object to be film-formed on is substantially uniform.
【００２９】ここで、上記実施例に対する比較例につい
て説明する。この比較例においては、上記磁石系として
ターゲット板１２との対向面形状が円形のもの、すなわ
ち円形のＳ極部２１ａの周囲に同心状に円形ドーナツ形
状のＮ極部２１ｂが設けられた構造を有する磁石系２１
を用いたものである。Here, a comparative example to the above embodiment will be described. In this comparative example, the magnet system has a circular surface facing the target plate 12, that is, a structure in which a circular donut-shaped N pole portion 21b is concentrically provided around a circular S pole portion 21a. Magnet system 21
Is used.
【００３０】上記の如き磁石系２１をターゲット板１２
の中心軸ｎを中心として回転させた際の磁力線Ｍの頂点
部ｐの軌跡の様子を図７に示す。ここでは、上記実施例
と同様に、上記磁石系をその中心軸ｍを中心として２
２．５゜ずつ自転させたときの磁力線Ｍの頂点部ｐの軌
跡を示している。The magnet system 21 as described above is attached to the target plate 12
FIG. 7 shows a state of the locus of the apex portion p of the magnetic force lines M when it is rotated about the central axis n. Here, as in the above-described embodiment, the magnet system is arranged with the center axis m as the center.
The locus of the apex portion p of the magnetic force line M when rotated by 2.5 ° is shown.
【００３１】この図７に示すように、ターゲット板１２
表面の面積に対して上記頂点部ｐの軌跡による面積が小
さく、頂点部ｐの密度は内側及び外側で高く、中央部で
低くなっている。したがって、ターゲット板１２のター
ゲット材の侵食が均等とならず、それに伴って上記基板
８の表面の膜厚も不均一となる。As shown in FIG. 7, the target plate 12
The area due to the locus of the apex portion p is smaller than the surface area, and the density of the apex portion p is high inside and outside and low in the central portion. Therefore, the erosion of the target material on the target plate 12 is not uniform, and the film thickness on the surface of the substrate 8 is also non-uniform accordingly.
【００３２】なお、上記実施例においては、磁石系とし
てターゲット板１２との対向面形状が楕円状である磁石
系１３を用いたが、本発明はこれに限定されるものでは
ない。本発明においては、その中心軸に対して回転対称
な例えば上記比較例で示したような円形のような上記対
向面形状を有する磁石系でなければよい。したがって、
例えば上記対向面形状が正方形や長方形の磁石系を用い
ることも可能である。In the above embodiment, the magnet system 13 having an elliptical surface facing the target plate 12 is used as the magnet system, but the present invention is not limited to this. In the present invention, a magnet system which is rotationally symmetric with respect to the central axis thereof and has the above-mentioned facing surface shape such as a circle as shown in the above-mentioned comparative example may be used. Therefore,
For example, it is possible to use a magnet system having a square or rectangular facing surface.
【００３３】[0033]
【発明の効果】本発明に係るスパッタリング装置によれ
ば、基板と、この基板と対向配置されたターゲット板
と、このターゲット板の背後に設置された磁石系とを有
し、前記磁石系について、その中心軸をターゲット板の
中心軸に対して偏心する位置に配し、磁石系の中心軸及
びターゲット板の中心軸をそれぞれ回転中心として自転
及び公転可能として構成したので、スパッタリングによ
る成膜速度を低下させることなく被成膜体である基板の
表面の膜厚を均一なものとして、製品の歩溜り及び信頼
性の大幅な向上を図ることが可能となる。According to the sputtering apparatus of the present invention, the sputtering system has a substrate, a target plate arranged to face the substrate, and a magnet system installed behind the target plate. The central axis is arranged at a position eccentric with respect to the central axis of the target plate, and the central axis of the magnet system and the central axis of the target plate are configured to be rotatable and revolvable around the respective central axes, so that the film deposition rate by sputtering It is possible to make the film thickness of the surface of the substrate which is the film formation target uniform without lowering, and to significantly improve the yield and reliability of the product.
【図１】本実施例に係るスパッタリング装置を示す模式
図である。FIG. 1 is a schematic view showing a sputtering apparatus according to this embodiment.
【図２】上記スパッタリング装置の構成要素であるスパ
ッタリングカソード部を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a sputtering cathode portion which is a constituent element of the sputtering device.
【図３】スパッタリングカソード部の構成要素である磁
石系を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a magnet system that is a constituent element of a sputtering cathode portion.
【図４】スパッタリングカソード部の構成要素である磁
石系を模式的に示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing a magnet system that is a constituent element of a sputtering cathode portion.
【図５】平歯車板と内歯車板とが噛合する様子を模式的
に示す平面図である。FIG. 5 is a plan view schematically showing how a spur gear plate and an internal gear plate mesh with each other.
【図６】ターゲット板に対向する面における断面形状が
楕円形の磁石系が自転駆動及び公転駆動されることによ
り磁力線の頂点部の描く軌跡を模式的に示す平面図であ
る。FIG. 6 is a plan view schematically showing the locus drawn by the apex of magnetic force lines when a magnet system having an elliptical cross section on the surface facing the target plate is driven to rotate and revolve.
【図７】ターゲット板に対向する面における断面形状が
円形の磁石系が自転駆動及び公転駆動されることにより
磁力線の頂点部の描く軌跡を模式的に示す平面図であ
る。FIG. 7 is a plan view schematically showing the trajectory drawn by the apex of magnetic force lines when a magnet system having a circular cross-section on the surface facing the target plate is driven to rotate and revolve.
【図８】従来のマグネトロンスパッタリング装置のカソ
ード近傍の様子を模式的に示す断面図である。FIG. 8 is a sectional view schematically showing a state near a cathode of a conventional magnetron sputtering apparatus.
１ 真空チャンバー ２ 真空制御部 ３ 電源 ４ 電源ライン ５ スパッタリングカソード部 ６ アノード ７ スパッタガス供給部 ８ 基板 １２ ターゲット板 １３ 磁石系 １４ ヨーク板 １５ ガイドピン １６ モータシャフトガイド １７ 駆動モータ １８ 平歯車板 １９ 内歯車板 1 Vacuum Chamber 2 Vacuum Control Unit 3 Power Supply 4 Power Supply Line 5 Sputtering Cathode Unit 6 Anode 7 Sputtering Gas Supply Unit 8 Substrate 12 Target Plate 13 Magnet System 14 Yoke Plate 15 Guide Pin 16 Motor Shaft Guide 17 Drive Motor 18 Spur Gear Plate 19 Inside Gear plate
Claims (2)
ゲット板と、このターゲット板の背後に設置された磁石
系とを有し、 前記磁石系は、その中心軸がターゲット板の中心軸に対
して偏心する位置に配され、磁石系の中心軸及びターゲ
ット板の中心軸をそれぞれ回転中心として自転及び公転
可能とされてなることを特徴とするスパッタリング装
置。1. A substrate, a target plate arranged to face the substrate, and a magnet system installed behind the target plate, wherein the magnet system has a central axis in the central axis of the target plate. A sputtering apparatus, which is arranged eccentrically with respect to one another, and is capable of rotating and revolving around a center axis of a magnet system and a center axis of a target plate, respectively, as rotation centers.
楕円形であ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 sputtering apparatus according to claim 1, wherein the surface of the magnet system facing the target plate is elliptical.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8824694A JPH07292468A (en) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | Sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8824694A JPH07292468A (en) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | Sputtering device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07292468A true JPH07292468A (en) | 1995-11-07 |
Family
ID=13937503
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8824694A Pending JPH07292468A (en) | 1994-04-26 | 1994-04-26 | Sputtering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07292468A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002088471A (en) * | 2000-09-13 | 2002-03-27 | Anelva Corp | Sputtering system |
| JP2007026513A (en) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Hoya Corp | Perpendicular magnetic recording medium |
| KR100740811B1 (en) * | 1999-02-12 | 2007-07-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | High-density plasma source for ionized metal deposition |
| US8597479B2 (en) | 2005-02-08 | 2013-12-03 | Tohoku Seiki Industries, Ltd. | Sputtering system |
-
1994
- 1994-04-26 JP JP8824694A patent/JPH07292468A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100740811B1 (en) * | 1999-02-12 | 2007-07-19 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | High-density plasma source for ionized metal deposition |
| JP2002088471A (en) * | 2000-09-13 | 2002-03-27 | Anelva Corp | Sputtering system |
| US8597479B2 (en) | 2005-02-08 | 2013-12-03 | Tohoku Seiki Industries, Ltd. | Sputtering system |
| JP2007026513A (en) * | 2005-07-14 | 2007-02-01 | Hoya Corp | Perpendicular magnetic recording medium |
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040413 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |