JPH11140639A - マグネトロン装置及びスパッタリング装置 - Google Patents
マグネトロン装置及びスパッタリング装置Info
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- JPH11140639A JPH11140639A JP29730997A JP29730997A JPH11140639A JP H11140639 A JPH11140639 A JP H11140639A JP 29730997 A JP29730997 A JP 29730997A JP 29730997 A JP29730997 A JP 29730997A JP H11140639 A JPH11140639 A JP H11140639A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 内側領域の平均磁場強度を下げ、外側領域の
平均磁場強度とのバランスを調整したマグネトロン装置
を提供すること。 【解決手段】 本発明のマグネトロン装置２２における
マグネットユニット２４は、ベースプレート２６の一面
に定められた閉ループライン４０に沿って配列され、磁
極端をベースプレートとは反対側に向けた状態でベース
プレートの前記一面に固定される。閉ループラインは、
ベースプレートの回転中心Ｃを通る所定の基準ライン４
２に関して線対称に定められ、前記回転中心を中心とし
た所定半径の円４４の内側に位置するマグネットユニッ
ト２４は基準ラインに関して非対称に配置されている。
従って、内側領域のマグネットユニットは、ベースプレ
ートが一回転した際に同一の軌跡を描くことはなく、内
側領域の平均磁場強度が低減される。
平均磁場強度とのバランスを調整したマグネトロン装置
を提供すること。 【解決手段】 本発明のマグネトロン装置２２における
マグネットユニット２４は、ベースプレート２６の一面
に定められた閉ループライン４０に沿って配列され、磁
極端をベースプレートとは反対側に向けた状態でベース
プレートの前記一面に固定される。閉ループラインは、
ベースプレートの回転中心Ｃを通る所定の基準ライン４
２に関して線対称に定められ、前記回転中心を中心とし
た所定半径の円４４の内側に位置するマグネットユニッ
ト２４は基準ラインに関して非対称に配置されている。
従って、内側領域のマグネットユニットは、ベースプレ
ートが一回転した際に同一の軌跡を描くことはなく、内
側領域の平均磁場強度が低減される。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイス等
の製造に用いられるスパッタリング装置に関し、特に、
マグネトロン方式のスパッタリング装置及びそのための
マグネトロン装置に関するものである。
の製造に用いられるスパッタリング装置に関し、特に、
マグネトロン方式のスパッタリング装置及びそのための
マグネトロン装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリング装置は、プラズマ中にお
いて処理ガスの正イオン、通常はアルゴンイオンを陰極
であるターゲットの表面に衝突させ、そこからスパッタ
されるターゲット原子を陽極側の基板（例えば半導体ウ
ェハ）上に堆積させて成膜を行うものである。
いて処理ガスの正イオン、通常はアルゴンイオンを陰極
であるターゲットの表面に衝突させ、そこからスパッタ
されるターゲット原子を陽極側の基板（例えば半導体ウ
ェハ）上に堆積させて成膜を行うものである。
【０００３】このようなスパッタリング装置において
は、ターゲットの表面近傍のプラズマ密度を高めスパッ
タ効率を上げるために、いわゆるマグネトロン方式が広
く採用されている。この方式では、マグネトロン装置と
一般に称される磁石装置が用いられ、ターゲット表面に
平行な磁場を発生させることとしている。この磁界はタ
ーゲットとウェハとの間の電界と交差するため、ターゲ
ットから出た電子はターゲット表面の近傍領域で捕捉さ
れ、当該領域のプラズマ密度が高められる。
は、ターゲットの表面近傍のプラズマ密度を高めスパッ
タ効率を上げるために、いわゆるマグネトロン方式が広
く採用されている。この方式では、マグネトロン装置と
一般に称される磁石装置が用いられ、ターゲット表面に
平行な磁場を発生させることとしている。この磁界はタ
ーゲットとウェハとの間の電界と交差するため、ターゲ
ットから出た電子はターゲット表面の近傍領域で捕捉さ
れ、当該領域のプラズマ密度が高められる。
【０００４】スパッタリング装置に用いられるマグネト
ロン装置としては、米国特許第５，２５２，１９４号明
細書に開示されているような平板型のものが知られてい
る。この米国特許明細書に記載のマグネトロン装置は、
ターゲットの裏面側に配置される円形のベースプレート
と、このベースプレートにループ状の配列で固定された
複数の磁石とから構成されている。これらの磁石は、ベ
ースプレートの回転中心を通る或る直線を基準ラインと
して、左右対称に配置されている。また、磁石は、同じ
磁性の磁極端同士がポールピースと呼ばれる磁性体リン
グにより相互に連結されている。更に、磁石がターゲッ
トに対して不動であると、ターゲットの侵食パターンが
不均一となるため、ベースプレートは回転駆動されるよ
うになっている。
ロン装置としては、米国特許第５，２５２，１９４号明
細書に開示されているような平板型のものが知られてい
る。この米国特許明細書に記載のマグネトロン装置は、
ターゲットの裏面側に配置される円形のベースプレート
と、このベースプレートにループ状の配列で固定された
複数の磁石とから構成されている。これらの磁石は、ベ
ースプレートの回転中心を通る或る直線を基準ラインと
して、左右対称に配置されている。また、磁石は、同じ
磁性の磁極端同士がポールピースと呼ばれる磁性体リン
グにより相互に連結されている。更に、磁石がターゲッ
トに対して不動であると、ターゲットの侵食パターンが
不均一となるため、ベースプレートは回転駆動されるよ
うになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のマグネ
トロン装置においては、回転中心側にある磁石の速度は
外側の磁石に比して低速であるため、一定時間における
移動距離は回転中心側の磁石の方が短い。これは、一定
の大きさの領域に磁石が存在している時間が外側よりも
回転中心側の方が長いことを意味する。更に言い換える
ならば、従来構成においては、回転中心側の平均磁場強
度は外側の平均磁場強度よりも高いという問題点があっ
た。従って、ターゲットの中心側領域では、外側領域よ
りもスパッタが促進される傾向があった。
トロン装置においては、回転中心側にある磁石の速度は
外側の磁石に比して低速であるため、一定時間における
移動距離は回転中心側の磁石の方が短い。これは、一定
の大きさの領域に磁石が存在している時間が外側よりも
回転中心側の方が長いことを意味する。更に言い換える
ならば、従来構成においては、回転中心側の平均磁場強
度は外側の平均磁場強度よりも高いという問題点があっ
た。従って、ターゲットの中心側領域では、外側領域よ
りもスパッタが促進される傾向があった。
【０００６】そこで、従来においては、回転中心側の磁
石を磁力の弱いものにするという手段が考えられている
が、磁石同士がポールピースにより連結されているた
め、その効果が十分に発揮されないという問題点があ
る。また、磁力の異なる磁石を用いた場合、多種類の部
品を扱うこととなり、マグネトロン装置の製造に手間が
かかるという問題もある。
石を磁力の弱いものにするという手段が考えられている
が、磁石同士がポールピースにより連結されているた
め、その効果が十分に発揮されないという問題点があ
る。また、磁力の異なる磁石を用いた場合、多種類の部
品を扱うこととなり、マグネトロン装置の製造に手間が
かかるという問題もある。
【０００７】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、その主目的は、ターゲットを全面にわたり可
能な限り均等にスパッタすることができるマグネトロン
装置、及びそれを用いたスパッタリング装置を提供する
ことにある。
のであり、その主目的は、ターゲットを全面にわたり可
能な限り均等にスパッタすることができるマグネトロン
装置、及びそれを用いたスパッタリング装置を提供する
ことにある。
【０００８】また、本発明の他の目的は、製造が容易な
マグネトロン装置、及びそれを用いたスパッタリング装
置を提供することにある。
マグネトロン装置、及びそれを用いたスパッタリング装
置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、スパッタリング装置のターゲットの裏面
側に同軸に配置されるベースプレートと、このベースプ
レートを回転駆動する駆動ユニットと、ベースプレート
の一面に定められた閉ループラインに沿って配列され、
磁極端をベースプレートとは反対側に向けた状態でベー
スプレートの前記一面に固定されると共に、一方の磁性
を有する磁極端がベースプレートの回転中心側に向けら
れ且つ他方の磁性を有する磁極端がベースプレートの外
側に向けられている複数の略Ｕ字状のマグネットユニッ
トとを備えるマグネトロン装置において、前記閉ループ
ラインを、ベースプレートの回転中心を通る所定の基準
ラインに関して線対称に定め、前記回転中心を中心とし
た所定半径の円の内側に位置するマグネットユニットを
基準ラインに関して非対称に配置したことを特徴として
いる。特に、前記閉ループラインは、基準ラインと交差
する点の一方がベースプレートの回転中心の近傍に位置
し、他方の点がベースプレートの外周縁の近傍に位置
し、前記一方の点から前記他方の点にかけて閉ループラ
インは前記回転中心からの距離が漸次増加している。
に、本発明は、スパッタリング装置のターゲットの裏面
側に同軸に配置されるベースプレートと、このベースプ
レートを回転駆動する駆動ユニットと、ベースプレート
の一面に定められた閉ループラインに沿って配列され、
磁極端をベースプレートとは反対側に向けた状態でベー
スプレートの前記一面に固定されると共に、一方の磁性
を有する磁極端がベースプレートの回転中心側に向けら
れ且つ他方の磁性を有する磁極端がベースプレートの外
側に向けられている複数の略Ｕ字状のマグネットユニッ
トとを備えるマグネトロン装置において、前記閉ループ
ラインを、ベースプレートの回転中心を通る所定の基準
ラインに関して線対称に定め、前記回転中心を中心とし
た所定半径の円の内側に位置するマグネットユニットを
基準ラインに関して非対称に配置したことを特徴として
いる。特に、前記閉ループラインは、基準ラインと交差
する点の一方がベースプレートの回転中心の近傍に位置
し、他方の点がベースプレートの外周縁の近傍に位置
し、前記一方の点から前記他方の点にかけて閉ループラ
インは前記回転中心からの距離が漸次増加している。
【００１０】従来構成においては、磁石は左右対称に配
置されているため、２つの磁石が同一軌跡を描いていた
が、本発明では、内側領域のマグネットユニット（磁
石）は非対称的に配置されているため、ベースプレート
が一回転した際に各マグネットユニットはそれぞれ異な
る軌跡を描き、内側領域の平均磁場強度が低減される。
マグネットユニットの配置をより具体的に述べるなら
ば、前記円の内側の領域であって前記基準ラインを挟む
２つの領域をそれぞれ第１の領域及び第２の領域とし、
その第１の領域に位置する各マグネットユニットについ
ての回転中心からの距離を内側からＲａ1，Ｒａ2，Ｒａ
3，…とし、更に、第２の領域に位置する各マグネット
ユニットについての回転中心からの距離を内側からＲｂ
1，Ｒｂ2，Ｒｂ3，…とした場合、Ｒａn＜Ｒｂn、及
び、Ｒｂn＜Ｒａn+1（ｎは整数）の関係を満たすように
することが好ましい。
置されているため、２つの磁石が同一軌跡を描いていた
が、本発明では、内側領域のマグネットユニット（磁
石）は非対称的に配置されているため、ベースプレート
が一回転した際に各マグネットユニットはそれぞれ異な
る軌跡を描き、内側領域の平均磁場強度が低減される。
マグネットユニットの配置をより具体的に述べるなら
ば、前記円の内側の領域であって前記基準ラインを挟む
２つの領域をそれぞれ第１の領域及び第２の領域とし、
その第１の領域に位置する各マグネットユニットについ
ての回転中心からの距離を内側からＲａ1，Ｒａ2，Ｒａ
3，…とし、更に、第２の領域に位置する各マグネット
ユニットについての回転中心からの距離を内側からＲｂ
1，Ｒｂ2，Ｒｂ3，…とした場合、Ｒａn＜Ｒｂn、及
び、Ｒｂn＜Ｒａn+1（ｎは整数）の関係を満たすように
することが好ましい。
【００１１】また、回転中心の近傍における閉ループラ
インの曲率を、他の部分、特に外側領域における閉ルー
プラインの曲率よりも大きくすることも有効である。こ
の場合、隣合うマグネットユニットのＳ極とＮ極とが隣
接するため、一方のマグネットユニットのＳ極による効
果が隣接のマグネットユニットのＮ極により減じられ、
これにより内側領域の磁場強度が低減される。
インの曲率を、他の部分、特に外側領域における閉ルー
プラインの曲率よりも大きくすることも有効である。こ
の場合、隣合うマグネットユニットのＳ極とＮ極とが隣
接するため、一方のマグネットユニットのＳ極による効
果が隣接のマグネットユニットのＮ極により減じられ、
これにより内側領域の磁場強度が低減される。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明によるスパッタリ
ング装置１０を示している。このスパッタリング装置１
０は、内部で半導体ウェハ等の基板１２に対してスパッ
タリング処理を行う処理チャンバ１４を備えている。処
理チャンバ１４の上部には、基板表面に堆積される材料
からなる円盤状のターゲット１６が配置されている。ま
た、処理チャンバ１４の内部には、基板１２を保持する
ためのペディスタル（保持手段）１８が設けられてい
る。このペディスタル１８の上面は、ターゲット１６の
下面に対して平行に対向配置されている。ターゲット１
６とペディスタル１８とにはそれぞれ直流電源２０の陰
極と陽極が接続されている。更に、処理チャンバ１４に
は、内部を真空引きするための真空ポンプ（図示せず）
が接続され、また、プラズマ発生用の処理ガス、通常は
アルゴンガスを内部に導入するためのガス供給源（図示
せず）が接続されている。
ング装置１０を示している。このスパッタリング装置１
０は、内部で半導体ウェハ等の基板１２に対してスパッ
タリング処理を行う処理チャンバ１４を備えている。処
理チャンバ１４の上部には、基板表面に堆積される材料
からなる円盤状のターゲット１６が配置されている。ま
た、処理チャンバ１４の内部には、基板１２を保持する
ためのペディスタル（保持手段）１８が設けられてい
る。このペディスタル１８の上面は、ターゲット１６の
下面に対して平行に対向配置されている。ターゲット１
６とペディスタル１８とにはそれぞれ直流電源２０の陰
極と陽極が接続されている。更に、処理チャンバ１４に
は、内部を真空引きするための真空ポンプ（図示せず）
が接続され、また、プラズマ発生用の処理ガス、通常は
アルゴンガスを内部に導入するためのガス供給源（図示
せず）が接続されている。
【００１３】このような構成において、真空ポンプによ
り所定の圧力に減圧された処理チャンバ１４内にガス供
給源からアルゴンガスを導入し、ターゲット１６とペデ
ィスタル１８との間に電圧を印加すると、プラズマが発
生する。この時、プラズマ中のアルゴンイオンがターゲ
ット１６の下面に衝突し、ターゲット原子をはじき出
し、このターゲット原子が基板１２上に堆積して薄膜が
形成されるのである。
り所定の圧力に減圧された処理チャンバ１４内にガス供
給源からアルゴンガスを導入し、ターゲット１６とペデ
ィスタル１８との間に電圧を印加すると、プラズマが発
生する。この時、プラズマ中のアルゴンイオンがターゲ
ット１６の下面に衝突し、ターゲット原子をはじき出
し、このターゲット原子が基板１２上に堆積して薄膜が
形成されるのである。
【００１４】ターゲット１６の裏面側、即ちターゲット
１６の上方には、処理チャンバ１４内で発生したプラズ
マの密度を高めるために、マグネトロン装置２２が配置
されている。このマグネトロン装置２２は、ターゲット
１６と同軸に配置され複数のマグネットユニット２４が
固定された円板状のベースプレート２６と、ベースプレ
ート２６を回転駆動するための駆動ユニット２８とを備
えている。駆動ユニット２８の回転シャフト３０はター
ゲット１６及びベースプレート２６と同軸に延び、ベー
スプレート２６の中心点に接続されている。ベースプレ
ート２６を回転させるのは、マグネットユニット２４に
よる磁場がターゲット１６に対して不動である場合の不
具合を回避するためである。
１６の上方には、処理チャンバ１４内で発生したプラズ
マの密度を高めるために、マグネトロン装置２２が配置
されている。このマグネトロン装置２２は、ターゲット
１６と同軸に配置され複数のマグネットユニット２４が
固定された円板状のベースプレート２６と、ベースプレ
ート２６を回転駆動するための駆動ユニット２８とを備
えている。駆動ユニット２８の回転シャフト３０はター
ゲット１６及びベースプレート２６と同軸に延び、ベー
スプレート２６の中心点に接続されている。ベースプレ
ート２６を回転させるのは、マグネットユニット２４に
よる磁場がターゲット１６に対して不動である場合の不
具合を回避するためである。
【００１５】マグネットユニット２４はＵ字状ないしは
コの字状をなしている。かかるマグネットユニット２４
は、一体（one-piece）型のＵ字磁石から構成すること
も可能であるが、強い磁力が要求されるため、図２に示
すように、強磁性体からなる平板状のヨーク部材３２
と、ヨーク部材３２の各端部に固着された棒状の磁石３
４，３６とから構成することが好ましい。すなわち、こ
の構成では磁石３４，３６の持つ異方性を損なうことが
なく、強い磁力を維持することができる。なお、図示実
施形態では、各磁石３４，３６における磁極端の端面面
積は実質的に等しくされており、これにより、各マグネ
ットユニット２４において、磁石３４，３６の端面間で
延びる磁力線はほぼ平衡する。
コの字状をなしている。かかるマグネットユニット２４
は、一体（one-piece）型のＵ字磁石から構成すること
も可能であるが、強い磁力が要求されるため、図２に示
すように、強磁性体からなる平板状のヨーク部材３２
と、ヨーク部材３２の各端部に固着された棒状の磁石３
４，３６とから構成することが好ましい。すなわち、こ
の構成では磁石３４，３６の持つ異方性を損なうことが
なく、強い磁力を維持することができる。なお、図示実
施形態では、各磁石３４，３６における磁極端の端面面
積は実質的に等しくされており、これにより、各マグネ
ットユニット２４において、磁石３４，３６の端面間で
延びる磁力線はほぼ平衡する。
【００１６】このようなマグネットユニット２４は、ヨ
ーク部材３２の背面をベースプレート１８に接触させた
状態で適当な固定手段、例えばねじ３８により、ベース
プレート１８の下面に固定される。従って、ベースプレ
ート１８をターゲット１６の上方の所定位置に配置した
場合、マグネットユニット２４による磁場がターゲット
１６の下面近傍に形成され（図２の破線を参照）、そこ
で電子が捕捉されることとなる。
ーク部材３２の背面をベースプレート１８に接触させた
状態で適当な固定手段、例えばねじ３８により、ベース
プレート１８の下面に固定される。従って、ベースプレ
ート１８をターゲット１６の上方の所定位置に配置した
場合、マグネットユニット２４による磁場がターゲット
１６の下面近傍に形成され（図２の破線を参照）、そこ
で電子が捕捉されることとなる。
【００１７】マグネットユニット２４は、図３に示す如
く、ベースプレート１６の中心点（回転中心）Ｃを囲む
ようにして予め定められた閉ループのライン４０に沿っ
て、適当な間隔で配列されている。なお、この実施形態
では、各マグネットユニット２４は、ヨーク部材３２の
上面の重心を当該マグネットユニット２４の中心点とし
ており、この中心点が閉ループライン４０上に位置する
よう取り付けられている。また、各マグネットユニット
２４は、Ｓ極となる磁極端が内側に、Ｎ極となる磁極端
が外側に向けられている。
く、ベースプレート１６の中心点（回転中心）Ｃを囲む
ようにして予め定められた閉ループのライン４０に沿っ
て、適当な間隔で配列されている。なお、この実施形態
では、各マグネットユニット２４は、ヨーク部材３２の
上面の重心を当該マグネットユニット２４の中心点とし
ており、この中心点が閉ループライン４０上に位置する
よう取り付けられている。また、各マグネットユニット
２４は、Ｓ極となる磁極端が内側に、Ｎ極となる磁極端
が外側に向けられている。
【００１８】閉ループライン４０の形状は、図３に示す
ように、略ハート形をなしている。具体的に述べるなら
ば、ベースプレート２６の中心点Ｃを通る１本の直線を
基準ライン４２とした場合、閉ループライン４０はこの
基準ライン４２に関して左右対称形とされている。ま
た、閉ループライン４０は基準ライン４２と２つの点Ｐ
1，Ｐ2で交差しているが、その一方の点Ｐ1はベースプ
レート２６の中心点Ｃの近傍に位置し、他方の点Ｐ2は
ベースプレート２６の外周縁の近傍に位置している。そ
して、左右各側に位置している閉ループライン４０は、
点Ｐ1から点Ｐ2にかけて、中心点Ｃからの距離が漸次長
くなるように規定されている。特に、中心点Ｃ付近の閉
ループライン４０の曲率は、外周縁付近の曲率よりも大
きくされている。更に、ベースプレート２６の中心点Ｃ
を中心とした所定の半径の円４４よりも外側の領域に位
置している閉ループライン４０は、その曲率半径が当該
外側領域全域にわたり実質的に一定とされている。
ように、略ハート形をなしている。具体的に述べるなら
ば、ベースプレート２６の中心点Ｃを通る１本の直線を
基準ライン４２とした場合、閉ループライン４０はこの
基準ライン４２に関して左右対称形とされている。ま
た、閉ループライン４０は基準ライン４２と２つの点Ｐ
1，Ｐ2で交差しているが、その一方の点Ｐ1はベースプ
レート２６の中心点Ｃの近傍に位置し、他方の点Ｐ2は
ベースプレート２６の外周縁の近傍に位置している。そ
して、左右各側に位置している閉ループライン４０は、
点Ｐ1から点Ｐ2にかけて、中心点Ｃからの距離が漸次長
くなるように規定されている。特に、中心点Ｃ付近の閉
ループライン４０の曲率は、外周縁付近の曲率よりも大
きくされている。更に、ベースプレート２６の中心点Ｃ
を中心とした所定の半径の円４４よりも外側の領域に位
置している閉ループライン４０は、その曲率半径が当該
外側領域全域にわたり実質的に一定とされている。
【００１９】かかる閉ループライン４０に沿って配列さ
れたマグネットユニット２４は、前記円４４の外側領域
においては、周方向に一定の間隔で取り付けられてい
る。この外側領域での配列は従来構成においても見られ
るものである。
れたマグネットユニット２４は、前記円４４の外側領域
においては、周方向に一定の間隔で取り付けられてい
る。この外側領域での配列は従来構成においても見られ
るものである。
【００２０】一方、円４４の内側領域におけるマグネッ
トユニット２４の配列は、基準ライン４２に関して左右
非対称となっている。ここで、円４４の内側領域を基準
ライン４２により２つの領域に区分し、一方を第１の領
域４６、他方を第２の領域４８と称することとする。ま
た、第１の領域４６に位置する各マグネットユニット２
４についてのベースプレート中心点Ｃからの距離を、内
側からそれぞれ、Ｒａ1，Ｒａ2，Ｒａ3，Ｒａ4とし、第
２の領域４８に位置する各マグネットユニット２４につ
いての中心点Ｃからの距離を、同じく内側から、Ｒ
ｂ1，Ｒｂ2，Ｒｂ3，Ｒｂ4とした場合、 Ｒａn＜Ｒｂn、 及び、Ｒｂn＜Ｒａn+1（ｎは整数）の２式の関係を満た
すよう、マグネットユニット２４を配置することが有効
である。
トユニット２４の配列は、基準ライン４２に関して左右
非対称となっている。ここで、円４４の内側領域を基準
ライン４２により２つの領域に区分し、一方を第１の領
域４６、他方を第２の領域４８と称することとする。ま
た、第１の領域４６に位置する各マグネットユニット２
４についてのベースプレート中心点Ｃからの距離を、内
側からそれぞれ、Ｒａ1，Ｒａ2，Ｒａ3，Ｒａ4とし、第
２の領域４８に位置する各マグネットユニット２４につ
いての中心点Ｃからの距離を、同じく内側から、Ｒ
ｂ1，Ｒｂ2，Ｒｂ3，Ｒｂ4とした場合、 Ｒａn＜Ｒｂn、 及び、Ｒｂn＜Ｒａn+1（ｎは整数）の２式の関係を満た
すよう、マグネットユニット２４を配置することが有効
である。
【００２１】このような構成において、スパッタリング
装置１０を起動して処理チャンバ１４内にプラズマを発
生させると、マグネトロン装置２２の磁場により電子が
ターゲット１６の近傍で捕捉され、その部分でのプラズ
マ密度が高くなり、スパッタ効率が向上する。また、マ
グネトロン装置２２の駆動ユニット２８を作動させる
と、ベースプレート２６の回転と共に磁場が移動し、プ
ラズマ密度の偏りが防止される。この際、前述の円４４
の外側領域に位置している複数のマグネットユニット２
４は、同一の軌跡を描く。一方、円４４の内側領域に位
置しているマグネットユニット２４は、上記の２式の条
件に従って左右非対称に配置されているため、同じ軌跡
を通るマグネットユニット２４はない。従って、この配
置構成では、内側領域の平均磁場強度が低下され、外側
領域における平均磁場強度とのバランスの改善を図るこ
とが可能となっている。
装置１０を起動して処理チャンバ１４内にプラズマを発
生させると、マグネトロン装置２２の磁場により電子が
ターゲット１６の近傍で捕捉され、その部分でのプラズ
マ密度が高くなり、スパッタ効率が向上する。また、マ
グネトロン装置２２の駆動ユニット２８を作動させる
と、ベースプレート２６の回転と共に磁場が移動し、プ
ラズマ密度の偏りが防止される。この際、前述の円４４
の外側領域に位置している複数のマグネットユニット２
４は、同一の軌跡を描く。一方、円４４の内側領域に位
置しているマグネットユニット２４は、上記の２式の条
件に従って左右非対称に配置されているため、同じ軌跡
を通るマグネットユニット２４はない。従って、この配
置構成では、内側領域の平均磁場強度が低下され、外側
領域における平均磁場強度とのバランスの改善を図るこ
とが可能となっている。
【００２２】更に、ベースプレート２６の中心点Ｃ付近
における閉ループライン４０の曲率が大きいため、この
部分においては、隣合うマグネットユニット２４のＮ極
とＳ極とが近接し、中心点Ｃ付近のマグネットユニット
２４の効果が減じられる。これにより、閉ループライン
の曲率が高くなっている中心点付近の平均磁場強度を更
に低減することが可能となる。
における閉ループライン４０の曲率が大きいため、この
部分においては、隣合うマグネットユニット２４のＮ極
とＳ極とが近接し、中心点Ｃ付近のマグネットユニット
２４の効果が減じられる。これにより、閉ループライン
の曲率が高くなっている中心点付近の平均磁場強度を更
に低減することが可能となる。
【００２３】このように、本発明によるマグネットユニ
ット２４の配列によって、ターゲット１６表面の近傍に
生ずる磁場の平均強度が均一化され、ターゲット１６の
侵食パターンも均一化されることとなる。なお、マグネ
ットユニット２４の配列及び個数、或は、円４４の半径
については、ターゲット１６の寸法形状や各マグネット
ユニット２４の磁力強度等に依存して変動するものであ
るため、本発明は図示実施形態に限定されないことは言
うまでもなく、種々の変形が可能である。
ット２４の配列によって、ターゲット１６表面の近傍に
生ずる磁場の平均強度が均一化され、ターゲット１６の
侵食パターンも均一化されることとなる。なお、マグネ
ットユニット２４の配列及び個数、或は、円４４の半径
については、ターゲット１６の寸法形状や各マグネット
ユニット２４の磁力強度等に依存して変動するものであ
るため、本発明は図示実施形態に限定されないことは言
うまでもなく、種々の変形が可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、タ
ーゲット表面近傍に形成される磁場の平均磁場強度、ひ
いては侵食パターンを全面にわたり均一化することが可
能となり、その結果として、基板に堆積される薄膜の均
一化が可能となる。これは、半導体デバイスの信頼性や
歩留りの向上にも寄与するものである。
ーゲット表面近傍に形成される磁場の平均磁場強度、ひ
いては侵食パターンを全面にわたり均一化することが可
能となり、その結果として、基板に堆積される薄膜の均
一化が可能となる。これは、半導体デバイスの信頼性や
歩留りの向上にも寄与するものである。
【００２５】また、上記効果は同一のマグネットユニッ
トを用いて得ることができる。従って、部品の種類の増
加を抑制することができ、部品の取扱いや管理が容易で
あり、マグネトロン装置の製造も容易化される。
トを用いて得ることができる。従って、部品の種類の増
加を抑制することができ、部品の取扱いや管理が容易で
あり、マグネトロン装置の製造も容易化される。
【図１】本発明によるスパッタリング装置の概略図であ
る。
る。
【図２】本発明のマグネトロン装置に用いられるマグネ
ットユニットを詳細に示す断面図である。
ットユニットを詳細に示す断面図である。
【図３】本発明のマグネトロン装置におけるマグネット
ユニットの配列を示す平面図である。
ユニットの配列を示す平面図である。
１０…スパッタリング装置、１２…基板、１４…処理チ
ャンバ、１６…ターゲット、１８…ペディスタル、２０
…電源、２２…マグネトロン装置、２４…マグネットユ
ニット、２６…ベースプレート、２８…駆動ユニット、
３０…回転シャフト、３２…ヨーク部材、３４，３６…
磁石、３８…ねじ、４０…閉ループライン、４２…基準
ライン、４４…円、４６…第１の領域、４８…第２の領
域。
ャンバ、１６…ターゲット、１８…ペディスタル、２０
…電源、２２…マグネトロン装置、２４…マグネットユ
ニット、２６…ベースプレート、２８…駆動ユニット、
３０…回転シャフト、３２…ヨーク部材、３４，３６…
磁石、３８…ねじ、４０…閉ループライン、４２…基準
ライン、４４…円、４６…第１の領域、４８…第２の領
域。
Claims (6)
- 【請求項１】 スパッタリング装置において円盤状のタ
ーゲットの裏面側に配置されるマグネトロン装置であっ
て、 前記ターゲットと同軸に配置されるベースプレートと、 前記ベースプレートを回転駆動する駆動ユニットと、 前記ベースプレートの一面に定められた閉ループライン
に沿って配列され、磁極端を前記ベースプレートとは反
対側に向けた状態で前記ベースプレートの前記一面に固
定されると共に、一方の磁性を有する磁極端が前記ベー
スプレートの回転中心側に向けられ且つ他方の磁性を有
する磁極端が前記ベースプレートの外側に向けられてい
る複数の略Ｕ字状のマグネットユニットと、を備え、 前記閉ループラインが、前記回転中心を通る所定の基準
ラインに関して線対称に定められており、 前記回転中心を中心とした所定半径の円の内側に位置す
る前記マグネットユニットが前記基準ラインに関して非
対称に配置されていることを特徴とする、マグネトロン
装置。 - 【請求項２】 前記閉ループラインは、前記基準ライン
と交差する点の一方が前記ベースプレートの回転中心の
近傍に位置し、他方の点が前記ベースプレートの外周縁
の近傍に位置しており、前記一方の点から前記他方の点
にかけて前記閉ループラインは前記回転中心からの距離
が漸次増加していることを特徴とする、請求項１に記載
のマグネトロン装置。 - 【請求項３】 前記円の内側の領域であって前記基準ラ
インを挟む２つの領域をそれぞれ第１の領域及び第２の
領域とし、前記第１の領域に位置する各マグネットユニ
ットについての前記回転中心からの距離を内側からＲａ
1，Ｒａ2，Ｒａ3，…とし、前記第２の領域に位置する
各マグネットユニットについての前記回転中心からの距
離を内側からＲｂ1，Ｒｂ2，Ｒｂ3，…とした場合、 Ｒａn＜Ｒｂn、及び、Ｒｂn＜Ｒａn+1 （ｎは整数） の関係を満たすよう、前記マグネットユニットが配置さ
れていることを特徴とする、請求項２に記載のマグネト
ロン装置。 - 【請求項４】 前記回転中心の近傍における前記閉ルー
プラインの曲率は、他の部分における前記閉ループライ
ンの曲率よりも大きいことを特徴とする、請求項２又は
３に記載のスパッタリング装置用のマグネトロン装置。 - 【請求項５】 前記マグネットユニットは、強磁性体か
らなる平板状のヨーク部材と、前記ヨーク部材の各端部
に略Ｕ字状をなすよう固着された棒状の磁石とから構成
されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか
１項に記載のスパッタリング装置用のマグネトロン装
置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載のマ
グネトロン装置を備えるスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29730997A JPH11140639A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | マグネトロン装置及びスパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29730997A JPH11140639A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | マグネトロン装置及びスパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11140639A true JPH11140639A (ja) | 1999-05-25 |
Family
ID=17844851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29730997A Pending JPH11140639A (ja) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | マグネトロン装置及びスパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11140639A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001077052A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-03-23 | Applied Materials Inc | スパッタリング装置および成膜方法 |
| WO2011080927A1 (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-07 | キヤノンアネルバ株式会社 | マグネトロンスパッタリング装置及び電子部品の製造方法 |
| US8016985B2 (en) | 2007-03-28 | 2011-09-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetron sputtering apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
| WO2017042123A1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | Evatec Ag | Vacuum processing apparatus and method for vacuum processing substrates |
| JP2020033590A (ja) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 株式会社アルバック | スパッタリングカソード |
| CN116426893A (zh) * | 2023-06-13 | 2023-07-14 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 磁控溅射设备及方法 |
-
1997
- 1997-10-29 JP JP29730997A patent/JPH11140639A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001077052A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-03-23 | Applied Materials Inc | スパッタリング装置および成膜方法 |
| US8016985B2 (en) | 2007-03-28 | 2011-09-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetron sputtering apparatus and method for manufacturing semiconductor device |
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| WO2017042123A1 (en) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | Evatec Ag | Vacuum processing apparatus and method for vacuum processing substrates |
| US10889890B2 (en) | 2015-09-08 | 2021-01-12 | Evatec Ag | Vacuum processing apparatus and method for vacuum processing substrates |
| JP2020033590A (ja) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | 株式会社アルバック | スパッタリングカソード |
| CN116426893A (zh) * | 2023-06-13 | 2023-07-14 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 磁控溅射设备及方法 |
| CN116426893B (zh) * | 2023-06-13 | 2023-08-18 | 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 | 磁控溅射设备及方法 |
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