JPH09176852A - Magnetron sputtering device - Google Patents
Magnetron sputtering deviceInfo
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- JPH09176852A JPH09176852A JP34901595A JP34901595A JPH09176852A JP H09176852 A JPH09176852 A JP H09176852A JP 34901595 A JP34901595 A JP 34901595A JP 34901595 A JP34901595 A JP 34901595A JP H09176852 A JPH09176852 A JP H09176852A
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- magnet
- base material
- rotating shaft
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は新規なマグネトロン
スパッタ装置に関する。詳しくは、ターゲット表面上の
磁界の強さをターゲットの使用開始から終了まで均一化
し、安定したスパッタ状態を保ち、基材に堆積するスパ
ッタ膜の膜厚及び膜厚分布が変化しないようにする技術
に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel magnetron sputtering apparatus. Specifically, a technology that makes the strength of the magnetic field on the target surface uniform from start to finish of the target, maintains a stable sputtering state, and prevents the thickness and thickness distribution of the sputtered film deposited on the substrate from changing. Regarding
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のマグネトロンスパッタ装置ａにあ
っては、図３に示すように、ターゲットｂの後側（ター
ゲットｂを挟んで基材ｃの反対側）に位置したマグネッ
トｄはターゲットｂとの位置関係が固定的にされてい
る。2. Description of the Related Art In a conventional magnetron sputtering apparatus a, as shown in FIG. 3, a magnet d located on the rear side of a target b (opposite side of a base material c with the target b sandwiched) is called a target b. The positional relationship of is fixed.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
のマグネトロンスパッタ装置ａにあっては、マグネット
ｄの位置が固定的であるので、ターゲットｂを使用し始
めたとき（実線で示した状態）と、使用が進んだ状態
（２点鎖線で示した状態）とでは、マグネットｄとター
ゲットｂの表面との間の距離が変化し、ターゲットｂの
表面での磁界の強さが変わってしまう。As described above, in the conventional magnetron sputtering apparatus a, since the position of the magnet d is fixed, when the target b starts to be used (state shown by the solid line). ) And the state of advanced use (state indicated by the chain double-dashed line), the distance between the magnet d and the surface of the target b changes, and the strength of the magnetic field on the surface of the target b changes. .
【０００４】従って、そのままでは、基材ｃに堆積する
スパッタ膜の膜厚や膜厚分布が変化してしまうという問
題がある。Therefore, there is a problem that the film thickness and the film thickness distribution of the sputtered film deposited on the base material c change if they are left as they are.
【０００５】そこで、本発明は、ターゲットの使用開始
から終了まで安定したスパッタ状態を保ち、基材に堆積
するスパッタ膜の膜厚及び膜厚分布が変化してしまわな
いようにすることを課題とするものである。Therefore, the present invention aims to maintain a stable sputtering state from the start to the end of use of the target so that the film thickness and film thickness distribution of the sputtered film deposited on the base material do not change. To do.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項１の発明は、ターゲットとマグネットと
の間の間隔を相対的に変化させる間隔変更手段を設け、
スパッタリングの進行に伴うターゲットの減少に応じて
ターゲットとマグネットとの間の間隔を大きくしていく
ようにしたものである。In order to solve the above-mentioned problems, the invention of claim 1 is provided with a distance changing means for relatively changing the distance between the target and the magnet,
The gap between the target and the magnet is increased as the target decreases with the progress of sputtering.
【０００７】従って、この請求項１の発明によれば、タ
ーゲットの表面とマグネットとの間の間隔をターゲット
の使用開始から終了まで常に一定に保つことが出来るの
で、ターゲット表面の磁界強度を均一に保つことが出来
る。Therefore, according to the first aspect of the present invention, the distance between the surface of the target and the magnet can be kept constant from the start to the end of use of the target, so that the magnetic field strength on the target surface is made uniform. I can keep it.
【０００８】また、請求項４の発明は、マグネットは、
基材、ターゲット及びマグネットという配列方向に見て
リング状に配置されており、かつ、上記配列方向に延び
る回転軸周りに回転自在に設けられ、上記回転軸を該回
転軸と直交する方向に移動させる回転軸移動手段を設
け、スパッタリングの進行に伴うターゲットの減少に応
じて上記回転軸を初期位置より離間する方向に移動させ
ていくようにしたものである。According to the invention of claim 4, the magnet is
The substrate, the target, and the magnets are arranged in a ring shape when viewed in the arrangement direction, and are rotatably provided around a rotation axis extending in the arrangement direction, and move the rotation axis in a direction orthogonal to the rotation axis. The rotating shaft moving means is provided to move the rotating shaft in a direction away from the initial position in accordance with the decrease of the target as the sputtering progresses.
【０００９】従って、ターゲットの使用が進むに従っ
て、リング状をしたマグネットの回転軸がターゲットに
対して偏心していくことになり、これによって、ターゲ
ットの表面における磁界強度を均一化することが出来
る。Therefore, as the use of the target progresses, the rotation axis of the ring-shaped magnet becomes eccentric with respect to the target, whereby the magnetic field strength on the surface of the target can be made uniform.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下に、本発明マグネトロンスパ
ッタ装置の実施の形態を添付図面に従って説明する。
尚、図面には本発明における要部のみを示し、その余の
部分については図示及び説明を省略する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a magnetron sputtering apparatus of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
It should be noted that only the essential parts of the present invention are shown in the drawings, and the illustration and description of the remaining parts are omitted.
【００１１】図１は本発明マグネトロンスパッタ装置の
第１の実施の形態を示すものである。FIG. 1 shows a magnetron sputtering apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【００１２】固定枠１の一端部に透磁性を有する金属板
から成る冷却板２が固定され、該冷却板２の基材、例え
ば、光ディスクの基板３に対向した面にターゲット、例
えば、アルミニウムブロック４が支持されている。A cooling plate 2 made of a magnetically permeable metal plate is fixed to one end of a fixed frame 1, and a target, for example, an aluminum block, is mounted on a surface of the cooling plate 2 facing the substrate, for example, a substrate 3 of an optical disk. 4 are supported.
【００１３】マグネット支持板５が固定枠１に移動自在
に支持されている。マグネット支持板５の上記冷却板２
に対向した側に透磁性を有する金属板により円板状に形
成されたマグネット連結板６が配置されている。そし
て、該マグネット連結板６の冷却板２に対向した側の面
の周縁部に複数のプラズマ制御用のマグネット７、７、
・・・がドーナツ状に配列されるように固定されてい
る。上記マグネット支持板５にはモータ８が固定され、
該モータ８の出力軸８ａの先端に上記マグネット連結板
６の中心部が固定されている。A magnet support plate 5 is movably supported by the fixed frame 1. The cooling plate 2 of the magnet support plate 5
A magnet connecting plate 6 formed in a disk shape by a magnetically permeable metal plate is arranged on the side facing to. A plurality of plasma controlling magnets 7, 7 are provided on the peripheral portion of the surface of the magnet connecting plate 6 facing the cooling plate 2.
... are fixed so that they are arranged in a donut shape. A motor 8 is fixed to the magnet support plate 5,
The central portion of the magnet connecting plate 6 is fixed to the tip of the output shaft 8a of the motor 8.
【００１４】固定枠１にはターゲット４、マグネット支
持板５、マグネット連結板６の配列方向に移動自在に摺
動杆９が支持されており、該摺動杆９にはその移動方向
にラック１０が形成されている。また、固定枠１には、
マグネット移動用モータ１１が固定されており、該モー
タ１１の出力軸１１ａに固定されたピニオン１２が上記
摺動杆９のラック１０と噛合している。A sliding rod 9 is supported on the fixed frame 1 so as to be movable in the arrangement direction of the target 4, the magnet supporting plate 5 and the magnet connecting plate 6, and the rack 10 is mounted on the sliding rod 9 in the moving direction. Are formed. Also, in the fixed frame 1,
The magnet moving motor 11 is fixed, and the pinion 12 fixed to the output shaft 11a of the motor 11 meshes with the rack 10 of the sliding rod 9.
【００１５】しかして、上記したマグネトロンスパッタ
装置において、マグネット７、７、・・・のターゲット
４に対する位置が調整される。即ち、マグネット７、
７、・・・のターゲット４側の面７ａ、７ａ、・・・と
ターゲット４の表面、即ち、基材、例えば、基板３に対
向した面４ａとの間の間隔Ｄが該表面４ａで最適の磁界
強度が得られるように調整される。In the magnetron sputtering apparatus described above, the positions of the magnets 7, 7, ... With respect to the target 4 are adjusted. That is, the magnet 7,
The distance D between the surfaces 7a, 7a, ... of the target 4 on the side of the target 4 and the surface of the target 4, that is, the base material, for example, the surface 4a facing the substrate 3, is optimal at the surface 4a. Is adjusted to obtain the magnetic field strength of.
【００１６】そして、モータ８を駆動してマグネット
７、７、・・・を回転させながら、スパッタによる基板
３へのスパッタ膜の堆積が行われる。Then, while the motor 8 is driven to rotate the magnets 7, 7, ..., Sputtered films are deposited on the substrate 3 by sputtering.
【００１７】そして、スパッタが進むに従ってターゲッ
ト４の表面４ａがマグネット７、７、・・・側へ後退し
ていく（図に２点鎖線４′ａで示す。）。このように、
ターゲット４の表面が４′ａのようにマグネット７、
７、・・・側へ後退してしまうと、マグネット７、７、
・・・とターゲット４との間の間隔Ｄ′が初期の数値と
変わってしまい、該表面４′ａでの磁界強度が強くなっ
てしまう。このため、スパッタ条件を調整しなければな
らなくなる。そこで、上記マグネトロンスパッタ装置に
あっては、マグネット移動用モータ１１を駆動して、ピ
ニオン１２を回転させ、それによって摺動杆９のラック
１０を送って、マグネット支持板５をターゲット４から
離間する方向に移動させ、これによって、マグネット
７、７、・・・の位置（図に２点鎖線７′、７′、・・
・で示す。）をターゲット４の表面４′ａと初期の間隔
Ｄを常に保つように制御する。Then, as the sputtering progresses, the surface 4a of the target 4 recedes toward the magnets 7, 7, ... (Indicated by a chain double-dashed line 4'a in the figure). in this way,
The surface of the target 4 is a magnet 7 like 4'a,
When it retreats to 7, ..., the magnets 7, 7,
The distance D'between ... and the target 4 changes from the initial value, and the magnetic field strength at the surface 4'a becomes strong. Therefore, it becomes necessary to adjust the sputtering conditions. Therefore, in the magnetron sputtering apparatus, the magnet moving motor 11 is driven to rotate the pinion 12, thereby feeding the rack 10 of the sliding rod 9 to separate the magnet supporting plate 5 from the target 4. , The positions of the magnets 7, 7, ... (The two-dot chain lines 7 ', 7', ...
・ Indicates. ) Is controlled so that the initial distance D from the surface 4'a of the target 4 is always maintained.
【００１８】尚、このマグネット７、７、・・・の位置
制御は、例えば、「何ショットでターゲット４の表面が
何μ減る」、という具合に、予め分かっているデータに
基づいて作成したプログラムに従って制御しても良い
し、或いは、レーザー等を用いてターゲット４の表面の
減り具合を検知し、その検知結果に基づいて、マグネッ
ト７、７、・・・を後退させても良く、その他、この２
つの方式を併用する、等種々の方式による制御が可能で
ある。The position of the magnets 7, 7, ... Is controlled by a program created based on previously known data such as "how many shots the surface of the target 4 decreases by .mu.". May be controlled according to the above, or the degree of decrease of the surface of the target 4 may be detected using a laser or the like, and the magnets 7, 7, ... May be retracted based on the detection result. This 2
It is possible to control by various methods such as using two methods together.
【００１９】また、上記マグネット回転用のモータ８の
出力軸８ａをマグネット連結板６の中心から偏心した位
置に固定しておけば、ターゲット４の表面４ａの一の円
周（マグネット７、７、・・・が為す環状に対応した）
に沿った部分だけが減っていくのではなく、ターゲット
４の表面４ａの広い範囲が平均的に減っていくことにな
る。If the output shaft 8a of the motor 8 for rotating the magnet is fixed at a position eccentric from the center of the magnet connecting plate 6, one circumference of the surface 4a of the target 4 (magnets 7, 7, (Corresponding to the ring formed by)
Not only the portion along the line decreases, but the wide range of the surface 4a of the target 4 decreases on average.
【００２０】更に、上記には、マグネット７、７、・・
・を移動させる方式によるものを示したが、ターゲット
４を移動させても良く、あるいは、ターゲット４とマグ
ネット７、７、・・・の両方を移動させるようにしても
良いものである。Further, in the above, the magnets 7, 7, ...
Although the method of moving is shown, the target 4 may be moved, or both the target 4 and the magnets 7, 7, ... May be moved.
【００２１】図２は本発明マグネトロンスパッタ装置の
第２の実施の形態を概念的に示すものである。FIG. 2 conceptually shows a second embodiment of the magnetron sputtering apparatus of the present invention.
【００２２】このマグネトロンスパッタ装置にあって
は、マグネット支持板５に回転軸移動手段１３が設けら
れ、該回転軸移動手段１３によってマグネット連結板６
の回転軸、即ち、モータ８を移動させるようになってい
る。In this magnetron sputtering apparatus, the magnet supporting plate 5 is provided with the rotating shaft moving means 13, and the rotating shaft moving means 13 causes the magnet connecting plate 6 to be connected.
The rotating shaft of the above, that is, the motor 8 is moved.
【００２３】この回転軸移動手段１３によって、スパッ
タが進むに従ってモータ８を移動させ、即ち、マグネッ
ト７、７、・・・の回転軸８ａを移動させて偏心させ、
また、その偏心量を変えて行き、ターゲット４の表面４
ａがその広い範囲に亘って平均的に減って行くようにし
て、マグネット７、７、・・・とターゲット４の表面４
ａとの間の間隔がスパッタ中略一定になるように制御
し、ターゲット４の表面４ａにおける磁界強度が略一定
になるようにして、スパッタ条件が著しく変化すること
が無いようにすることができる。The rotating shaft moving means 13 moves the motor 8 as the sputtering progresses, that is, the rotating shafts 8a of the magnets 7, 7, ... Are eccentric.
In addition, the eccentricity is changed to change the surface 4 of the target 4.
.. and the surface 4 of the target 4 so that a decreases on average over the wide range.
It is possible to control so that the distance between a and a becomes substantially constant during sputtering, and to make the magnetic field strength on the surface 4a of the target 4 substantially constant so that the sputtering conditions do not change significantly.
【００２４】尚、この第２の実施の形態に示したマグネ
ットの回転軸を移動させる方式と、第１の実施の形態に
示したマグネット７、７、・・・とターゲット４との間
の間隔をスパッタの進行と共に広げて行く方式とを併用
することも可能である。The method of moving the rotary shaft of the magnet shown in the second embodiment and the gap between the magnets 7, 7, ... And the target 4 shown in the first embodiment. It is also possible to jointly use a method of expanding with the progress of sputtering.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１にかかる本発明マグネトロンスパッタ装置
は、スパッタ膜が形成される基材に対向配置され上記基
材に堆積されるスパッタ膜の材料となるターゲットの基
材が配置された側と反対側に配置されたマグネットを有
するマグネトロンスパッタ装置において、上記ターゲッ
トとマグネットとの間の間隔を相対的に変化させる間隔
変更手段を設け、スパッタリングの進行に伴うターゲッ
トの減少に応じてターゲットとマグネットとの間の間隔
を大きくしていくようにしたことを特徴とする。As is apparent from the above description, the magnetron sputtering apparatus of the present invention according to the first aspect of the present invention comprises a sputtering film deposited on the base material which is arranged so as to face the base material on which the sputtering film is formed. In a magnetron sputtering apparatus having a magnet arranged on the side opposite to the side on which the base material of the target serving as the material is arranged, a gap changing means for relatively changing the gap between the target and the magnet is provided, and The feature is that the distance between the target and the magnet is increased according to the decrease of the target as the process progresses.
【００２６】従って、この請求項１の発明によれば、タ
ーゲットの表面とマグネットとの間の間隔をターゲット
の使用開始から終了まで常に一定に保つことが出来るの
で、ターゲット表面の磁界強度を均一に保つことが出来
る。Therefore, according to the invention of claim 1, the distance between the surface of the target and the magnet can be kept constant from the start to the end of use of the target, so that the magnetic field strength on the target surface is made uniform. I can keep it.
【００２７】また、請求項４にかかる本発明マグネトロ
ンスパッタ装置は、スパッタ膜が形成される基材に対向
配置され上記基材に堆積されるスパッタ膜の材料となる
ターゲットの基材が配置された側と反対側に配置された
マグネットを有するマグネトロンスパッタ装置におい
て、マグネットは、基材、ターゲット及びマグネットと
いう配列方向に見てリング状に配置されており、かつ、
上記配列方向に延びる回転軸周りに回転自在に設けら
れ、上記回転軸を該回転軸と直交する方向に移動させる
回転軸移動手段を設け、スパッタリングの進行に伴うタ
ーゲットの減少に応じて上記回転軸を初期位置より離間
する方向に移動させていくようにしたことを特徴とす
る。Further, in the magnetron sputtering apparatus of the present invention according to claim 4, a target base material which is arranged facing the base material on which the sputtered film is formed and which is a material of the sputtered film deposited on the base material is arranged. In a magnetron sputtering apparatus having a magnet arranged on the side opposite to the side, the magnets are arranged in a ring shape when viewed in the arrangement direction of the substrate, the target and the magnet, and
Rotating shaft moving means is provided rotatably around a rotating shaft extending in the arrangement direction and configured to move the rotating shaft in a direction orthogonal to the rotating shaft, and the rotating shaft is moved according to the decrease of the target as the sputtering progresses. Is moved in a direction away from the initial position.
【００２８】従って、ターゲットの使用が進むに従っ
て、リング状をしたマグネットの回転軸がターゲットに
対して偏心していくことになり、これによって、ターゲ
ットの表面における磁界強度を均一化することが出来
る。Therefore, as the use of the target progresses, the rotation axis of the ring-shaped magnet becomes eccentric with respect to the target, whereby the magnetic field strength on the surface of the target can be made uniform.
【００２９】尚、上記した各実施の形態に示した各部の
具体的形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際し
ての具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これら
によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されること
があってはならないものである。It should be noted that the specific shapes and structures of the respective portions shown in the above-mentioned respective embodiments are merely examples of the embodiment when the present invention is carried out, and accordingly, the present invention can be realized. The technical scope should not be limitedly interpreted.
【図１】本発明マグネトロンスパッタ装置の第１の実施
の形態を示す概略側面図である。FIG. 1 is a schematic side view showing a first embodiment of a magnetron sputtering apparatus of the present invention.
【図２】本発明マグネトロンスパッタ装置の第２の実施
の形態を示す概略側面図である。FIG. 2 is a schematic side view showing a second embodiment of the magnetron sputtering apparatus of the present invention.
【図３】従来のマグネトロンスパッタ装置の一例を示す
一部切欠概略側面図である。FIG. 3 is a partially cutaway schematic side view showing an example of a conventional magnetron sputtering apparatus.
３ 基板（基材） ４ ターゲット ７ マグネット １１ マグネット移動用モータ（間隔変更手段） １３ 回転軸移動手段 3 substrate (base material) 4 target 7 magnet 11 magnet moving motor (interval changing means) 13 rotary axis moving means
Claims (4)
され上記基材に堆積されるスパッタ膜の材料となるター
ゲットの基材が配置された側と反対側に配置されたマグ
ネットを有するマグネトロンスパッタ装置において、 上記ターゲットとマグネットとの間の間隔を相対的に変
化させる間隔変更手段を設け、 スパッタリングの進行に伴うターゲットの減少に応じて
ターゲットとマグネットとの間の間隔を大きくしていく
ようにしたことを特徴とするマグネトロンスパッタ装
置。1. A magnetron having a magnet which is arranged so as to face a base material on which a sputtered film is formed and which is arranged on a side opposite to a side where a base material of a target, which is a material of the sputtered film deposited on the base material, is arranged. In the sputter device, a space changing means for relatively changing the space between the target and the magnet is provided to increase the space between the target and the magnet as the target decreases as the sputtering progresses. The magnetron sputtering device characterized in that
グネットという配列方向に見てリング状に配置されてお
り、かつ、上記配列方向に延びる回転軸周りに回転する
ものであることを特徴とする請求項１に記載のマグネト
ロンスパッタ装置。2. The magnet is arranged in a ring shape when viewed in the arrangement direction of the base material, the target and the magnet, and rotates about a rotation axis extending in the arrangement direction. Item 2. The magnetron sputtering apparatus according to item 1.
移動させる回転軸移動手段を設けたことを特徴とする請
求項２に記載のマグネトロンスパッタ装置。3. The magnetron sputtering apparatus according to claim 2, further comprising rotating shaft moving means for moving the rotating shaft in a direction orthogonal to the rotating shaft.
され上記基材に堆積されるスパッタ膜の材料となるター
ゲットの基材が配置された側と反対側に配置されたマグ
ネットを有するマグネトロンスパッタ装置において、 マグネットは、基材、ターゲット及びマグネットという
配列方向に見てリング状に配置されており、かつ、上記
配列方向に延びる回転軸周りに回転自在に設けられ、 上記回転軸を該回転軸と直交する方向に移動させる回転
軸移動手段を設け、 スパッタリングの進行に伴うターゲットの減少に応じて
上記回転軸を初期位置より離間する方向に移動させてい
くようにしたことを特徴とするマグネトロンスパッタ装
置。4. A magnetron having a magnet which is arranged so as to face a base material on which a sputtered film is formed and which is arranged on a side opposite to a side where a base material of a target, which is a material for the sputtered film deposited on the base material, is arranged. In the sputtering apparatus, the magnets are arranged in a ring shape when viewed in the arrangement direction of the base material, the target, and the magnets, and are rotatably provided around a rotation axis extending in the arrangement direction. The magnetron is provided with a rotating shaft moving means for moving the rotating shaft in a direction orthogonal to the axis, and the rotating shaft is moved in a direction away from the initial position in accordance with the decrease of the target as the sputtering progresses. Sputtering equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34901595A JPH09176852A (en) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | Magnetron sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34901595A JPH09176852A (en) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | Magnetron sputtering device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09176852A true JPH09176852A (en) | 1997-07-08 |
Family
ID=18400918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34901595A Pending JPH09176852A (en) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | Magnetron sputtering device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09176852A (en) |
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1995
- 1995-12-21 JP JP34901595A patent/JPH09176852A/en active Pending
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