JPH11158625A - Magnetron sputtering film forming device - Google Patents

Magnetron sputtering film forming device

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JPH11158625A
JPH11158625A JP32258197A JP32258197A JPH11158625A JP H11158625 A JPH11158625 A JP H11158625A JP 32258197 A JP32258197 A JP 32258197A JP 32258197 A JP32258197 A JP 32258197A JP H11158625 A JPH11158625 A JP H11158625A
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JP
Japan
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target
discharge
permanent magnet
substrate
cylindrical
Prior art date
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Application number
JP32258197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Ozawa
豊 小澤
Naoji Nada
直司 名田
Motosuke Omi
元祐 大海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the control and uniformization of film formation by changing the form of the distribution of the magnetic field on a target in the process of the coating formation in a magnetron sputtering coating forming device. SOLUTION: The space between a substrate 2 in a chamber 1 and a target 3 is applied with voltage by a DC power source 6 to generate discharge therebetween and to generate the lines of magnetic force on the target 3 by permanent magnets 7 provided at the lower part on the target cathode side including the target 3 and auxiliary permanent magnets 10 on the space between the magnetic poles of the permanent magnets 7, the discharge is made magnetron discharge to ionize a gas for discharge in the chamber 1, and the atoms of the target 3 are sputtered by the ionized positive ions to form coating on the substrate 2. In the process of this film formation, an actuator is driven, and the auxiliary permanent magnets 10 are rotated to change the direction of the magnetic poles 10, i.e., the form of the lines of magnetic force on the target 3 (the distribution of the magnetic field) is changed to control the film formation.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はマグネトロンスパッ
タ法により基板を成膜するマグネトロンスパッタ成膜装
置に係り、特に詳しくはターゲット上の磁場(磁界)を
可変して成膜を制御するマグネトロンスパッタ成膜装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetron sputtering film forming apparatus for forming a substrate by a magnetron sputtering method, and more particularly, to a magnetron sputtering film forming method in which a magnetic field (magnetic field) on a target is varied to control the film formation. It concerns the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】マグネトロンスパッタ成膜装置は、真空
槽(真空チャンバ)内に放電用ガス((不活性ガス)を
流入し、真空チャンバに配置したターゲットの陰極と基
板の陽極との間に電圧を加えて放電(グロー放電を含
む)を起こして不活性ガスをイオン化し、かつターゲッ
ト上に磁力線を発生させてその放電をマグネトロン放電
とし、イオン(正イオン、電子)をマグネトロン回転運
動させてターゲット面近傍に捕捉する。これにより、タ
ーゲット上に高密度のブラズマを発生させ、このプラズ
マ中の正イオンをターゲットに衝突させて同ターゲット
の原子をスパッタリングし、このスパッタリング原子を
基板に蒸着して薄膜を形成する。
2. Description of the Related Art In a magnetron sputtering film forming apparatus, a discharge gas ((inert gas)) flows into a vacuum chamber (vacuum chamber), and a voltage is applied between a cathode of a target placed in the vacuum chamber and an anode of a substrate. To generate a discharge (including a glow discharge) to ionize the inert gas, generate magnetic lines of force on the target, and use that discharge as a magnetron discharge. This generates high-density plasma on the target, collides the positive ions in the plasma with the target, sputters the atoms of the target, and deposits the sputtered atoms on the substrate to form a thin film. To form

【0003】図19に示すように、チャンバ1内に基板
2と同基板2に対向して成膜材料のターゲット3を配置
し、チャンバ1内を所定真空度とし、かつ放電用ガスを
流入し、基板2を保持する電極部4とターゲット3を固
持するバッキングプレート5との間に直流電源6によっ
て所定電圧を印加する。このようにして、ターゲット3
に所定の負電圧が印加されると、基板2とターゲット3
との間では放電が起こる。
As shown in FIG. 19, a substrate 2 and a target 3 of a film-forming material are arranged in the chamber 1 so as to face the substrate 2, the inside of the chamber 1 is set to a predetermined degree of vacuum, and a discharge gas is introduced. A predetermined voltage is applied by a DC power supply 6 between the electrode portion 4 holding the substrate 2 and the backing plate 5 holding the target 3. In this way, target 3
When a predetermined negative voltage is applied to the substrate 2 and the target 3
Discharge occurs between and.

【0004】前記ターゲット3を含むターゲットカソー
ド側下部には、前記放電をマグネトロン放電とする磁力
線を発生させるための永久磁石7および補助永久磁石8
を配置し、また補助永久磁石8を永久磁石7の磁極と同
極の向きとする。これにより、ターゲット3上に発生す
るプラズマaは高密度となり、この高密度のプラズマa
の正イオンがターゲット3に衝突してターゲット粒子を
チャンバ1内にたたき出す。このターゲット粒子はチャ
ンバ1内を飛行して正側の基板2に付着する。このよう
に、マグネトロンスパッタ成膜装置は、比較的低真空度
でも高密度のプラズマaを発生させることができ、これ
によりスパッタレートを上げ、基板2の成膜速度を上げ
ることができるというのが利点である。
A permanent magnet 7 and an auxiliary permanent magnet 8 for generating magnetic lines of magnetic force using the discharge as a magnetron discharge are provided below the target cathode including the target 3.
And the auxiliary permanent magnet 8 has the same polarity as the magnetic pole of the permanent magnet 7. Thus, the plasma a generated on the target 3 has a high density, and the high density plasma a
Positive ions collide with the target 3 and strike target particles into the chamber 1. The target particles fly in the chamber 1 and adhere to the substrate 2 on the positive side. As described above, the magnetron sputtering film forming apparatus can generate high-density plasma a even at a relatively low vacuum degree, thereby increasing the sputtering rate and the film forming speed of the substrate 2. Is an advantage.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】ところで、前記マグネト
ロンスパッタ成膜装置にあっては、永久磁石7および補
助永久磁石8を磁束密度の異なる永久磁石と交換すれ
ば、ターゲット3上の磁界の強度を変えることができ、
つまり成膜を制御することが可能である。すなわち、タ
ーゲット3上の磁界の強度を変えれば、プラズマaの形
状が変わり、これに伴ってエロージョンbの形状が変わ
り、成膜分布の制御が可能となるからである。しかし、
基板2の成膜中に、永久磁石7あるいは補助永久磁石8
を交換することは極めて困難であり、したがって永久磁
石による方法では成膜分布の制御ができなかった。
By the way, in the magnetron sputtering film forming apparatus, if the permanent magnet 7 and the auxiliary permanent magnet 8 are replaced with permanent magnets having different magnetic flux densities, the strength of the magnetic field on the target 3 is reduced. Can be changed,
That is, film formation can be controlled. That is, if the intensity of the magnetic field on the target 3 is changed, the shape of the plasma a changes, and accordingly, the shape of the erosion b changes, and the film formation distribution can be controlled. But,
During the deposition of the substrate 2, the permanent magnet 7 or the auxiliary permanent magnet 8
It is extremely difficult to replace the film, and therefore, the film distribution cannot be controlled by the method using a permanent magnet.

【0006】本発明は前記課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は基板の成膜中にターゲット上の磁界を変
えることができ、これによって発生するプラズマの形状
を変えることができるため、成膜分布の制御を可能とす
るとともに、ターゲットのエロージョンの形状を制御し
成膜の均一化を制御可能としたマグネトロンスパッタ成
膜装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to change the magnetic field on a target during film formation on a substrate, thereby changing the shape of generated plasma. It is an object of the present invention to provide a magnetron sputtering film forming apparatus capable of controlling the film distribution and controlling the erosion shape of the target to control the uniformity of film formation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は内部にターゲットおよび同ターゲットに対
向して基板を配置したチャンバ内を所定真空度として放
電用ガスを入れ、前記ターゲットと基板の間に放電を起
こし、かつ該放電をマグネトロン放電にして前記ガスを
イオン化するとともに、該イオン化された正イオンによ
り前記ターゲットの原子をスパッタリングし、該スパッ
タリング原子により前記基板を成膜するマグネトロンス
パッタ成膜装置において、前記マグネトロン放電を起こ
して前記ターゲット上に高密度のブラズマを発生させる
ために、前記ターゲットを含むスパッタカソード側には
前記ターゲット上に磁力線を発生する磁力線発生手段を
配置し、該磁力線発生手段は少なくとも当該装置の断面
で交互に異なる複数の磁極を構成する永久磁石と、該異
磁極の間で回転可能とした複数の補助永久磁石とからな
り、該補助永久磁石の回転により前記ターゲット上の磁
界分布を変えて前記基板の成膜を制御可能としたことを
特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which a target and a chamber in which a substrate is arranged opposite to the target are placed at a predetermined degree of vacuum, and a discharge gas is introduced thereinto. A magnetron sputter that causes a discharge between the substrates and turns the discharge into a magnetron discharge to ionize the gas, sputters the target atoms with the ionized positive ions, and forms the substrate with the sputtered atoms. In the film forming apparatus, in order to cause the magnetron discharge to generate high-density plasma on the target, a magnetic field generating means for generating magnetic field lines on the target is disposed on the sputtering cathode side including the target, The magnetic field generating means is at least alternately different in cross section of the device. And a plurality of auxiliary permanent magnets rotatable between the different magnetic poles, and the magnetic field distribution on the target is changed by rotation of the auxiliary permanent magnet to form a film on the substrate. It is characterized by being controllable.

【0008】本発明は内部にターゲットおよび同ターゲ
ットに対向して基板を配置したチャンバ内を所定真空度
として放電用ガスを入れ、前記ターゲットと基板の間に
放電を起こし、かつ該放電をマグネトロン放電にして前
記ガスをイオン化するとともに、該イオン化された正イ
オンにより前記ターゲットの原子をスパッタリングし、
該スパッタリング原子により前記基板を成膜するマグネ
トロンスパッタ成膜装置において、前記マグネトロン放
電を起こして前記ターゲット上に高密度のブラズマを発
生させるために、前記ターゲットを含むスパッタカソー
ド側下部には円筒形および同円筒形の中心にある円柱形
からなる永久磁石を配置して当該装置の断面で交互に異
なる磁極を構成し、かつ前記円筒形の磁極と円柱形の磁
極の間で回転可能な補助永久磁石を同円柱形の外周に沿
って複数個配置し、該複数の補助永久磁石の磁極を前記
円筒形および円柱形からなる永久磁石の磁極と同極ある
いは異極の向きに構成し、前記補助永久磁石の回転によ
り前記ターゲット上の磁界分布を変えて前記基板の成膜
を制御可能としたことを特徴としている。この場合、前
記永久磁石の回転機構をアクチュエータとし、かつ該永
久磁石およびアクチュエータを可動可能にすると好まし
い。
According to the present invention, a discharge gas is introduced into a chamber in which a target and a substrate facing the same target are disposed at a predetermined degree of vacuum to generate a discharge between the target and the substrate. While ionizing the gas, sputtering the atoms of the target with the ionized positive ions,
In the magnetron sputtering film forming apparatus for forming the substrate by the sputtering atoms, in order to generate the high density plasma on the target by generating the magnetron discharge, a cylindrical shape and a lower part on the sputtering cathode side including the target. An auxiliary permanent magnet which is arranged at a cross section of the apparatus by disposing a columnar permanent magnet at the center of the cylinder to form alternately different magnetic poles, and which is rotatable between the cylindrical magnetic pole and the columnar magnetic pole; Are arranged along the outer circumference of the same cylindrical shape, and the magnetic poles of the plurality of auxiliary permanent magnets are configured to have the same or different polarities as the magnetic poles of the cylindrical and cylindrical permanent magnets. The film formation on the substrate can be controlled by changing a magnetic field distribution on the target by rotation of a magnet. In this case, it is preferable that the rotation mechanism of the permanent magnet is an actuator, and the permanent magnet and the actuator are movable.

【0009】本発明は内部にターゲットおよび同ターゲ
ットに対向して基板を配置したチャンバ内を所定真空度
として放電用を入れ、前記ターゲットと基板の間に放電
を起こし、かつ該放電をマグネトロン放電にして前記ガ
スをイオン化するとともに、該イオン化された正イオン
により前記ターゲットの原子をスパッタリングし、該ス
パッタリング原子により前記基板を成膜するマグネトロ
ンスパッタ成膜装置において、前記マグネトロン放電を
起こして前記ターゲット上に高密度のブラズマを発生さ
せるために、前記ターゲットを含むスパッタカソード側
下部には円筒形および同円筒形の中心にある円柱形から
なる永久磁石を配置して当該装置の断面で交互に異なる
磁極を構成し、かつ前記円筒形の磁極と円柱形の磁極の
間に電磁石を複数個配置し、該複数の電磁石の磁極を前
記円筒形および円柱形からなる永久磁石の磁極の向きに
構成し、前記電磁石の電流の大きさを可変することによ
り前記ターゲット上の磁界分布を変えて前記基板の成膜
を制御可能としたことを特徴としている。この場合、前
記電磁石を回転可能とする回転機構を備え、かつ該永久
磁石および回転機構を可動可能にすると好ましい。
According to the present invention, a discharge chamber is provided with a predetermined degree of vacuum inside a chamber in which a target and a substrate are disposed facing the target, a discharge is generated between the target and the substrate, and the discharge is converted into a magnetron discharge. In the magnetron sputtering film forming apparatus for sputtering the atoms of the target with the ionized positive ions and forming the substrate with the sputtered atoms, the magnetron discharge is caused to occur on the target by ionizing the gas. In order to generate high-density plasma, a permanent magnet consisting of a cylindrical shape and a cylindrical shape at the center of the cylindrical shape is arranged at the lower part of the sputtering cathode side including the target, and different magnetic poles are alternately formed in the cross section of the device. And a plurality of electromagnets between the cylindrical magnetic pole and the cylindrical magnetic pole. Arranged, the magnetic poles of the plurality of electromagnets are configured in the direction of the magnetic poles of the cylindrical and cylindrical permanent magnets, and the magnetic field distribution on the target is changed by changing the magnitude of the current of the electromagnets. It is characterized in that the film formation on the substrate can be controlled. In this case, it is preferable to provide a rotating mechanism for rotating the electromagnet, and to make the permanent magnet and the rotating mechanism movable.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
ないし図18を参照して詳細に説明する。図中、図19
と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
本発明のマグネトロンスパッタ成膜装置は、ターゲット
カソード側下部に配置している補助永久磁石を回転させ
ると(例えば180度回転させると)、永久磁石の磁極
の並びがかわり、つまりターゲット上の磁力線が変化し
(磁界が変化し)、それに伴ってプラズマの形状が変化
することに着目したものである。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
This will be described in detail with reference to FIGS. In the figure, FIG.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
In the magnetron sputtering film forming apparatus of the present invention, when the auxiliary permanent magnet disposed at the lower portion of the target cathode is rotated (for example, when rotated by 180 degrees), the arrangement of the magnetic poles of the permanent magnet is changed. It changes (the magnetic field changes), and the shape of the plasma changes accordingly.

【0011】そのため、図1に示すように、本発明のマ
グネトロンスパッタ成膜装置は、永久磁石7の磁極の間
(S極とN極の間)に、図19に示す補助永久磁石8に
代えて回転可能な補助永久磁石10を設置している。な
お、他の構成については、従来と同様であることからそ
の説明を省略する。例えば、図2に示すように、永久磁
石7は円筒形および同円筒形の中心にある円柱形の磁石
で構成し、補助永久磁石10は永久磁石7の磁極の間で
同磁極に磁極を向け、かつ円柱形の外周に沿って複数個
(例えば8個)配置されている。また、図3に示すよう
に、複数の補助永久磁石10は図1の実線矢印に沿って
180度回転し、永久磁石7の磁極と隣接する補助永久
磁石10の磁極は異なるようになる。
For this reason, as shown in FIG. 1, the magnetron sputtering film forming apparatus of the present invention replaces the auxiliary permanent magnet 8 shown in FIG. 19 between the magnetic poles of the permanent magnet 7 (between the S pole and the N pole). The auxiliary permanent magnet 10 which can be rotated is installed. The other configuration is the same as the conventional one, and thus the description is omitted. For example, as shown in FIG. 2, the permanent magnet 7 is constituted by a cylindrical magnet and a cylindrical magnet at the center of the cylindrical shape, and the auxiliary permanent magnet 10 is directed between the magnetic poles of the permanent magnet 7 toward the same magnetic pole. And a plurality (for example, eight) are arranged along the outer periphery of the columnar shape. Further, as shown in FIG. 3, the plurality of auxiliary permanent magnets 10 are rotated by 180 degrees along the solid arrows in FIG. 1, and the magnetic poles of the permanent magnet 7 and the adjacent auxiliary permanent magnet 10 become different.

【0012】補助永久磁石10の回転機構としては、例
えばアクチュエータ11を用い、補助永久磁石10を図
1の実線矢印方向に回転させる。また、回転機構を備え
た補助永久磁石に、水平方向(紙面の横方向)、垂直方
向(紙面の縦方向)に可動可能とする移動機構を設ける
とよい。なお、補助永久磁石10を水平方向(紙面の横
方向)に回転させるようにしてもよい。この場合、その
水平方向へ回転させる機構が永久磁石7の磁極の間に設
置可能なものが必要である。
As a rotating mechanism of the auxiliary permanent magnet 10, for example, an actuator 11 is used to rotate the auxiliary permanent magnet 10 in the direction of the solid line arrow in FIG. Further, it is preferable to provide a moving mechanism capable of moving in the horizontal direction (horizontal direction on the paper) and the vertical direction (vertical direction on the paper) on the auxiliary permanent magnet having a rotating mechanism. In addition, you may make it rotate the auxiliary permanent magnet 10 in a horizontal direction (horizontal direction of a paper surface). In this case, a mechanism that can be installed in the horizontal direction between the magnetic poles of the permanent magnet 7 is required.

【0013】次に、前記構成のマグネトロンスパッタ成
膜装置の動作を説明すると、まず基板2を基板ホルダの
電極部3に片持ちで保持し、チャンバ1内を所定真空度
とし、放電用ガス(不活性ガス)を流入し、かつ所定圧
力になるように調節する。チャンバ1内を所定ガス圧力
にしたら、ターゲット3のバッキングプレート5に負電
圧を印加する。すると、基板2とターゲット3との間に
は放電が起こり、また直流電源6を調節し、その放電電
流が一定に、つまり放電が安定、均一になるようにす
る。
Next, the operation of the magnetron sputtering film forming apparatus having the above configuration will be described. First, the substrate 2 is held by the electrode portion 3 of the substrate holder in a cantilever manner, the inside of the chamber 1 is set to a predetermined degree of vacuum, and the discharge gas ( (Inert gas) is introduced and adjusted to a predetermined pressure. When the inside of the chamber 1 has a predetermined gas pressure, a negative voltage is applied to the backing plate 5 of the target 3. Then, a discharge occurs between the substrate 2 and the target 3, and the DC power supply 6 is adjusted so that the discharge current is constant, that is, the discharge is stable and uniform.

【0014】すると、前述した放電により、基板2とタ
ーゲット3との間にイオン化された正イオンおよび電子
からなるプラズマが発生し、かつターゲットカソード側
下部の永久磁石7および補助永久磁石10によってプラ
ズマが高密度化する。高密度のプラズマ中の正のイオン
がターゲットに衝突してターゲット7の原子(成膜材
料)をたたき出し、このたたき出されたスパッタリング
原子がチャンバ1内を飛行して基板2に付着して成膜を
形成する。なお、このマグネトロンスパッタ法について
は、既に知られていることから、詳細な説明を省略す
る。
Then, by the above-described discharge, a plasma composed of ionized positive ions and electrons is generated between the substrate 2 and the target 3, and the plasma is generated by the permanent magnet 7 and the auxiliary permanent magnet 10 below the target cathode side. Increase density. Positive ions in the high-density plasma strike the target and strike out atoms (film-forming material) of the target 7, and the blown-out sputtered atoms fly in the chamber 1 and adhere to the substrate 2 to form a film. To form Since the magnetron sputtering method is already known, a detailed description is omitted.

【0015】ここで、ターゲット3上の磁界分布(磁束
密度分布)のシュミレーションおよび測定結果を図4な
いし図15を参照して説明すると、まず補助永久磁石1
0がない場合、つまり永久磁石7のみの場合、図4に示
すシュミレーション空間における磁力線は図5に示す結
果となった。なお、図4中、シュミレーション空間の下
部にある円柱状のものがN極およびS極の永久磁石7を
模している。この場合、永久磁石7の磁極の表面から2
mm、7mmおよび12mmの位置でのX方向の磁束密
度を測定すると、図6に示す結果となり、Z方向の磁束
密度を測定すると、図7に示す結果となった。
Here, the simulation and measurement results of the magnetic field distribution (magnetic flux density distribution) on the target 3 will be described with reference to FIGS.
When there is no 0, that is, when only the permanent magnet 7 is provided, the magnetic field lines in the simulation space shown in FIG. 4 have the results shown in FIG. In FIG. 4, a columnar one below the simulation space represents the N-pole and S-pole permanent magnets 7. In this case, 2 mm from the surface of the magnetic pole of the permanent magnet 7
When the magnetic flux density in the X direction at the positions of mm, 7 mm and 12 mm was measured, the result shown in FIG. 6 was obtained, and when the magnetic flux density in the Z direction was measured, the result was shown in FIG.

【0016】また、永久磁石7の磁極の間に同極で補助
永久磁石10を配置した場合、つまり永久磁石7のN
極、補助永久磁石10のN極、補助永久磁石10のS極
および永久磁石7のS極の順に配置した場合を想定す
る。すると、図8に示すシュミレーション空間における
磁力線は図9に示す結果となった。なお、図8中、シュ
ミレーション空間の下側にある円柱状のものがN極およ
びS極の永久磁石7を模し、立方体状のものが補助永久
磁石10を模している。この場合、永久磁石7の磁極の
表面から2mm、7mmおよび12mmの位置でのX方
向の磁束密度を測定すると、図10に示す結果となり、
Z方向の磁束密度を測定すると、図11に示す結果とな
った。
When the auxiliary permanent magnet 10 is arranged between the magnetic poles of the permanent magnet 7 and has the same polarity,
It is assumed that the poles, the N pole of the auxiliary permanent magnet 10, the S pole of the auxiliary permanent magnet 10, and the S pole of the permanent magnet 7 are arranged in this order. Then, the magnetic field lines in the simulation space shown in FIG. 8 have the results shown in FIG. In FIG. 8, a columnar one below the simulation space represents the N-pole and S-pole permanent magnets 7, and a cubic one represents the auxiliary permanent magnets 10. In this case, when measuring the magnetic flux density in the X direction at 2 mm, 7 mm, and 12 mm from the surface of the magnetic pole of the permanent magnet 7, the result shown in FIG. 10 is obtained.
When the magnetic flux density in the Z direction was measured, the result shown in FIG. 11 was obtained.

【0017】さらに、永久磁石7の磁極の間に異極で補
助永久磁石10を配置した場合、つまり永久磁石7のN
極、補助永久磁石10のS極、補助永久磁石10のN極
および永久磁石7のS極の順に配置した場合を想定す
る。すると、図12に示すシュミレーション空間におけ
る磁力線は図13に示す結果となった。なお、図12
中、シュミレーション空間の下側にある円柱状のものが
N極およびS極の永久磁石7を模し、立方体状のものが
補助永久磁石10を模している。この場合、永久磁石7
の磁極の表面から2mm、7mmおよび12mmの位置
でのX方向の磁束密度を測定すると、図14に示す結果
となり、Z方向の磁束密度を測定すると、図15に示す
結果となった。なお、図6、図7、図10、図11、図
14および図15のグラフは、横軸が位置を表し、その
単位はmmであり、縦軸は磁束密度を表し、その単位は
ガウスである。
Further, when the auxiliary permanent magnet 10 is arranged between the magnetic poles of the permanent magnet 7 with a different polarity,
It is assumed that the poles, the S pole of the auxiliary permanent magnet 10, the N pole of the auxiliary permanent magnet 10, and the S pole of the permanent magnet 7 are arranged in this order. Then, the magnetic field lines in the simulation space shown in FIG. 12 have the results shown in FIG. FIG.
In the middle, the columnar one below the simulation space represents the N-pole and S-pole permanent magnets 7, and the cubic one represents the auxiliary permanent magnets 10. In this case, the permanent magnet 7
When the magnetic flux density in the X direction was measured at the positions of 2 mm, 7 mm, and 12 mm from the surface of the magnetic pole, the result shown in FIG. 14 was obtained, and when the magnetic flux density in the Z direction was measured, the result shown in FIG. 15 was obtained. In the graphs of FIGS. 6, 7, 10, 11, 14, and 15, the horizontal axis represents the position, the unit is mm, the vertical axis represents the magnetic flux density, and the unit is Gauss. is there.

【0018】前述の結果により、補助永久磁石10の回
転によってターゲット3上の磁力線の形が変わるだけな
く、磁束密度が変わることは明かである。したがって、
補助永久磁石10を図16に示す回転位置にすると、同
図の波線矢印に示す磁力線が発生するが、補助永久磁石
10を図17に示す回転位置(R軸方向に180度回転
させた位置)にすると、同図の波線矢印に変わる。そこ
で、基板2の成膜中に、補助永久磁石10を180度回
転し、つまりターゲット3上の磁力線の形状を変える
と、高密度のプラズマの形状が変わる。例えば、補助永
久磁石10を図16に示す状態とすると、プラズマはほ
ぼ断面円形となるが(図1参照)、補助永久磁石10を
回転して図17に示す状態にすると、プラズマは磁力線
に沿ってその形状を変える。
From the above results, it is clear that the rotation of the auxiliary permanent magnet 10 not only changes the shape of the magnetic field lines on the target 3 but also changes the magnetic flux density. Therefore,
When the auxiliary permanent magnet 10 is set to the rotational position shown in FIG. 16, magnetic lines of force indicated by wavy arrows in FIG. 16 are generated, but the auxiliary permanent magnet 10 is rotated to a rotational position shown in FIG. 17 (a position rotated 180 degrees in the R-axis direction). Then, it changes to a wavy arrow in the same figure. Therefore, when the auxiliary permanent magnet 10 is rotated by 180 degrees during the formation of the substrate 2, that is, when the shape of the magnetic field lines on the target 3 is changed, the shape of the high-density plasma changes. For example, when the auxiliary permanent magnet 10 is in the state shown in FIG. 16, the plasma has a substantially circular cross section (see FIG. 1), but when the auxiliary permanent magnet 10 is rotated to the state shown in FIG. 17, the plasma follows the line of magnetic force. To change its shape.

【0019】このように、プラズマの形状を変えること
により、ターゲット3に発生するエロージョンbの形状
が変わり、かつ基板2の成膜分布が変わり、つまり成膜
分布の制御が可能となり、成膜の均一化も図れる。しか
も、エロージョンbがターゲット3の厚さ方向に進行し
ていたものが、ターゲット3の面方向にも進行し、この
結果その厚さ方向の進行が小さくなり、これにともなっ
てスパッタインピーダンスの変化を抑えることにもな
る。
As described above, by changing the shape of the plasma, the shape of the erosion b generated on the target 3 changes, and the film formation distribution of the substrate 2 changes, that is, the film formation distribution can be controlled. Uniformity can also be achieved. In addition, the erosion b has progressed in the thickness direction of the target 3, but has also progressed in the plane direction of the target 3. As a result, the progress in the thickness direction has decreased, and the change in the sputter impedance has accordingly been reduced. It will also suppress it.

【0020】また、補助永久磁石10およびアクチュエ
ータ11を移動機構によってX軸方向あるいはY軸方向
もしくはZ軸方向を移動すれば、磁界分布が変わり、プ
ラズマの形状を変えることができ、補助永久磁石10の
回転と組み合わせれば、プラズマの形状をより変えるこ
とにもなる。さらに、補助永久磁石10をR軸方向でな
く、水平方向(X軸、Y軸方向)に回転させると、補助
永久磁石10を所定角度に回転させることができ、これ
に伴って種々の磁力線分布(磁界分布)を発生させるこ
とができ、プラズマの形状の変化も様々なものとするこ
とができ、ひいては基板2の成膜分布の制御や成膜の均
一化が図れる。
If the auxiliary permanent magnet 10 and the actuator 11 are moved in the X-axis direction, the Y-axis direction, or the Z-axis direction by a moving mechanism, the magnetic field distribution changes, and the shape of the plasma can be changed. In combination with the rotation of the above, the shape of the plasma can be further changed. Further, when the auxiliary permanent magnet 10 is rotated not in the R-axis direction but in the horizontal direction (X-axis, Y-axis direction), the auxiliary permanent magnet 10 can be rotated at a predetermined angle. (Magnetic field distribution) can be generated, and the shape of the plasma can be varied in various ways. As a result, the film formation distribution of the substrate 2 can be controlled and the film formation can be made uniform.

【0021】図18は、本発明の実施の変形形態を説明
する概略的部分断面図である。この変形例は、補助永久
磁石10に代えて電磁石12を用いている。電磁石12
に電流を流さなければ、ターゲット3上には永久磁石7
による磁力線のみが発生する。逆に、電磁石12に電流
を流せば、ターゲット3上には、前実施例と同様の磁力
線が発生し、しかもその電流の大きさを可変すれば、磁
力線の大きさ(磁界の強度)を変え、ひいてはプラズマ
の大きさを変えることになり、基板2の成膜分布の制御
が可能である。
FIG. 18 is a schematic partial sectional view illustrating a modification of the embodiment of the present invention. In this modification, an electromagnet 12 is used instead of the auxiliary permanent magnet 10. Electromagnet 12
If no current is supplied to the target 3, a permanent magnet 7
Only the lines of magnetic force are generated. Conversely, if a current is applied to the electromagnet 12, magnetic lines of force similar to those in the previous embodiment are generated on the target 3, and if the magnitude of the current is varied, the size of the magnetic lines (the strength of the magnetic field) is changed. Therefore, the size of the plasma is changed, and the film formation distribution of the substrate 2 can be controlled.

【0022】なお、電磁石12の電流を逆に流させるよ
うにすれば、前実施の形態と同様の作用、効果が得られ
る。また、前記実施の形態同様に、電磁石12をR軸方
向(紙面の縦方向)に180度正転、逆転させる回転機
構を備えるようにしてもよく、さらに電磁石12および
回転機構をX軸方向、Y軸方向およびZ軸方向に可動さ
せる移動機構を備えるようにしてもよい。すると、前実
施の形態と同様にプラズマの形状を変えることができる
だけなく、電流可変と組み合わせれば、プラズマの形状
の変化をより様々なものとすることができ、基板2の成
膜分布の制御や成膜の均一化が図れる。
If the current of the electromagnet 12 is made to flow in the reverse direction, the same operation and effect as in the previous embodiment can be obtained. Further, similarly to the above-described embodiment, a rotating mechanism for rotating the electromagnet 12 forward and backward by 180 degrees in the R-axis direction (vertical direction on the paper) may be provided. A moving mechanism that can move in the Y-axis direction and the Z-axis direction may be provided. Then, not only can the shape of the plasma be changed in the same manner as in the previous embodiment, but also in combination with the variable current, the change in the shape of the plasma can be made more varied, and the film formation distribution of the substrate 2 can be controlled. And uniform film formation.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したとおり、マグネトロンスパ
ッタ成膜装置の請求項1記載の発明によると、基板とタ
ーゲットとの間にマグネトロン放電を起こしてターゲッ
ト上に高密度のブラズマを発生させるために、前記ター
ゲットを含むスパッタカソード側には前記ターゲット上
に磁力線を発生する磁力線発生手段を配置し、この磁力
線発生手段は少なくとも当該装置の断面で交互に異なる
複数の磁極を構成する永久磁石と、この異磁極の間で回
転可能とした複数の補助永久磁石とからなり、この補助
永久磁石の回転により前記ターゲット上の磁界分布を変
えて前記基板の成膜を制御可能としたので、基板の成膜
中にあっても、補助永久磁石を回転して磁極の向きを変
えることによりターゲット上の磁界分布を変え、ターゲ
ットのエロージョンを変えることともに、その成膜を制
御することができ、したがって基板の成膜の均一化向上
を図ることができるという効果がある。
As described above, according to the first aspect of the magnetron sputtering film forming apparatus, magnetron discharge is caused between the substrate and the target to generate high density plasma on the target. Magnetic field generating means for generating magnetic field lines on the target is disposed on the sputtering cathode side including the target, and the magnetic field generating means includes a permanent magnet that forms a plurality of magnetic poles that are alternately different at least in the cross section of the apparatus, It consists of a plurality of auxiliary permanent magnets rotatable between magnetic poles, and the rotation of the auxiliary permanent magnet changes the magnetic field distribution on the target to control the film formation on the substrate. In this case, the magnetic field distribution on the target is changed by rotating the auxiliary permanent magnet to change the direction of the magnetic pole, and the target erosion Both altering, it is possible to control the film formation, thus there is an effect that can be made uniform improvement in film formation substrate.

【0024】請求項2記載の発明によると、基板とター
ゲットとの間にマグネトロン放電を起こして前記ターゲ
ット上に高密度のブラズマを発生させるために、前記タ
ーゲットを含むスパッタカソード側下部には円筒形およ
び同円筒形の中心にある円柱形からなる永久磁石を配置
して当該装置の断面で交互に異なる磁極を構成し、かつ
前記円筒形の磁極と円柱形の磁極の間で回転可能な補助
永久磁石を同円柱形の外周に沿って複数個配置し、この
複数の補助永久磁石の磁極を前記円筒形および円柱形か
らなる永久磁石の磁極と同極あるいは異極の向きに構成
し、前記補助永久磁石の回転により前記ターゲット上の
磁界分布を変えて前記基板の成膜を制御可能としたの
で、基板の成膜中に、補助永久磁石を回転して磁極の向
きを変えることによりターゲット上の磁界を変えること
ができ、これによって発生するプラズマの形状を変える
ことができるため、基板の成膜分布およびターゲットの
エロージョンの形状を変え、成膜の均一化向上を図るこ
とができるという効果がある。
According to the second aspect of the present invention, in order to generate a magnetron discharge between the substrate and the target to generate a high density plasma on the target, a cylindrical lower portion on the sputtering cathode side including the target is formed. And an auxiliary permanent magnet which is arranged at a cross section of the apparatus by arranging a permanent magnet having a cylindrical shape at the center of the cylindrical shape, and which is rotatable between the cylindrical magnetic pole and the cylindrical magnetic pole. A plurality of magnets are arranged along the outer circumference of the same columnar shape, and the magnetic poles of the plurality of auxiliary permanent magnets are configured to have the same or different polarities as the magnetic poles of the cylindrical and cylindrical permanent magnets. Since the film formation on the substrate can be controlled by changing the magnetic field distribution on the target by the rotation of the permanent magnet, the direction of the magnetic pole can be changed by rotating the auxiliary permanent magnet during the film formation on the substrate. Since the magnetic field on the target can be changed and the shape of the generated plasma can be changed, the distribution of the film on the substrate and the shape of the erosion of the target can be changed to improve the uniformity of the film formation. effective.

【0025】請求項3記載の発明によると、請求項1ま
たは2において前記補助永久磁石の回転機構をアクチュ
エータとし、かつこの補助永久磁石およびアクチュエー
タを可動可能としたので、請求項1または2の効果に加
え、アクチュエータ等の部品が入手し易く、即実現する
ことができ、また補助永久磁石およびアクチュエータを
可動することにより、ターゲット上の磁界分布を請求項
1または2よりも様々な形に変えることができ、成膜の
制御や成膜の均一化の向上がより図れるという効果があ
る。
According to the third aspect of the present invention, the rotating mechanism of the auxiliary permanent magnet is an actuator and the auxiliary permanent magnet and the actuator are movable in the first or second aspect. In addition to the above, parts such as an actuator are easily available and can be realized immediately, and by moving the auxiliary permanent magnet and the actuator, the magnetic field distribution on the target can be changed to various forms than in claim 1 or 2. Therefore, there is an effect that the control of film formation and the uniformity of film formation can be further improved.

【0026】請求項4記載の発明によると、基板とター
ゲットとの間にマグネトロン放電を起こしてターゲット
上に高密度のブラズマを発生させるために、前記ターゲ
ットを含むスパッタカソード側下部には円筒形および同
円筒形の中心にある円柱形からなる永久磁石を配置して
当該装置の断面で交互に異なる磁極を構成し、かつ前記
円筒形の磁極と円柱形の磁極の間に電磁石を複数個配置
し、この複数の電磁石の磁極を前記円筒形および円柱形
からなる永久磁石の磁極の向きに構成し、前記電磁石の
電流の大きさを可変することにより前記ターゲット上の
磁界分布を変えて前記基板の成膜を制御可能としたの
で、基板の成膜中に、電磁石の電流の大きさを変えるこ
とによりターゲット上の磁界を変えることができ、これ
によって発生するプラズマの形状を変えることができる
ため、基板の成膜分布およびターゲットのエロージョン
の形状を変え、成膜の均一化向上を図ることができると
いう効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, in order to generate a magnetron discharge between the substrate and the target to generate high density plasma on the target, a cylindrical shape and a lower part on the side of the sputtering cathode including the target are provided. A cylindrical permanent magnet at the center of the cylindrical shape is arranged to form alternately different magnetic poles in the cross section of the device, and a plurality of electromagnets are arranged between the cylindrical magnetic pole and the cylindrical magnetic pole. The magnetic poles of the plurality of electromagnets are arranged in the directions of the magnetic poles of the permanent magnets having the cylindrical shape and the columnar shape, and the magnitude of the current of the electromagnets is varied to change the magnetic field distribution on the target, thereby changing the magnetic field distribution on the target. Since the film formation can be controlled, the magnetic field on the target can be changed by changing the magnitude of the current of the electromagnet during the film formation on the substrate. It is possible to change the shape of Zuma, changing the film formation distribution and the target erosion shape of the substrate, there is an effect that can be made uniform improvement in film formation.

【0027】請求項5記載の発明によると、請求項4の
効果に加え、前記電磁石を回転可能とする回転機構を備
え、かつ該永久磁石および回転機構を可動可能としたの
で、ターゲット上の磁界分布を請求項4よりも様々な形
に変えることができ、成膜の制御や成膜の均一化の向上
がより図れるという効果がある。
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fourth aspect, a rotating mechanism for rotating the electromagnet is provided, and the permanent magnet and the rotating mechanism are movable. The distribution can be changed to various shapes as compared with the fourth aspect, and there is an effect that the control of film formation and the uniformity of film formation can be further improved.

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

【図1】本発明のマグネトロンスパッタ成膜装置の形態
を説明するための概略的断面図。
FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining an embodiment of a magnetron sputtering film forming apparatus of the present invention.

【図2】図1に示すマグネトロンスパッタ成膜装置の概
略的平面図。
FIG. 2 is a schematic plan view of the magnetron sputtering film forming apparatus shown in FIG.

【図3】図1に示すマグネトロンスパッタ成膜装置の概
略的部分断面図。
FIG. 3 is a schematic partial sectional view of the magnetron sputtering film forming apparatus shown in FIG.

【図4】図1に示すマグネトロンスパッタ成膜装置を説
明するための磁力線のシュミレーション空間の概略的模
式図。
FIG. 4 is a schematic diagram of a simulation space of lines of magnetic force for explaining the magnetron sputtering film forming apparatus shown in FIG.

【図5】図4に示す空間における磁力線の概略的シュミ
レーション図。
FIG. 5 is a schematic simulation diagram of magnetic lines of force in the space shown in FIG. 4;

【図6】図5に示すシュミレーション構成のX方向の磁
束密度の概略的グラフ図。
FIG. 6 is a schematic graph of the magnetic flux density in the X direction of the simulation configuration shown in FIG. 5;

【図7】図5に示すシュミレーション構成のZ方向の磁
束密度の概略的グラフ図。
FIG. 7 is a schematic graph of the magnetic flux density in the Z direction of the simulation configuration shown in FIG. 5;

【図8】図1に示すマグネトロンスパッタ成膜装置を説
明するための磁力線の概略的シュミレーション空間の模
式図。
FIG. 8 is a schematic view of a schematic simulation space of lines of magnetic force for explaining the magnetron sputtering film forming apparatus shown in FIG.

【図9】図8に示す空間における磁力線の概略的シュミ
レーショングラフ図。
FIG. 9 is a schematic simulation graph of magnetic lines of force in the space shown in FIG. 8;

【図10】図9に示すシュミレーション構成のX方向の
磁束密度の概略的グラフ図。
FIG. 10 is a schematic graph of the magnetic flux density in the X direction of the simulation configuration shown in FIG. 9;

【図11】図9に示すシュミレーション構成のZ方向の
磁束密度の概略的グラフ図。
FIG. 11 is a schematic graph of the magnetic flux density in the Z direction of the simulation configuration shown in FIG. 9;

【図12】図1に示すマグネトロンスパッタ成膜装置を
説明するための磁力線の概略的シュミレージョン空間の
模式図。
FIG. 12 is a schematic diagram of a simulated space of lines of magnetic force for explaining the magnetron sputtering film forming apparatus shown in FIG. 1;

【図13】図12に示す空間における磁力線の概略的シ
ュミレージョングラフ図。
FIG. 13 is a schematic simulation graph of magnetic lines of force in the space shown in FIG. 12;

【図14】図13に示すシュミレーション構成のX方向
の磁束密度の概略的グラフ図。
FIG. 14 is a schematic graph of the magnetic flux density in the X direction of the simulation configuration shown in FIG. 13;

【図15】図13に示すシュミレーション構成のZ方向
の磁束密度の概略的グラフ図。
FIG. 15 is a schematic graph of the magnetic flux density in the Z direction of the simulation configuration shown in FIG. 13;

【図16】図1に示すマグネトロンスパッタ成膜装置の
概略的部分断面図。
16 is a schematic partial cross-sectional view of the magnetron sputtering film forming apparatus shown in FIG.

【図17】図1に示すマグネトロンスパッタ成膜装置の
概略的部分断面図。
17 is a schematic partial cross-sectional view of the magnetron sputtering film forming apparatus shown in FIG.

【図18】本発明の変形実施の形態を説明するマグネト
ロンスパッタ成膜装置の概略的部分断面図。
FIG. 18 is a schematic partial cross-sectional view of a magnetron sputtering film forming apparatus for explaining a modified embodiment of the present invention.

【図19】従来のマグネトロンスパッタ成膜装置の概略
的断面図。
FIG. 19 is a schematic sectional view of a conventional magnetron sputtering film forming apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバ 2 基板 3 ターゲット 4 電極部 5 バッキングプレート 6 直流電源 7 永久磁石(円筒形および円柱形から磁石) 10 補助永久磁石(回転可能) 11 アクチュエータ(回転機構) 12 電磁石(電流可変可能) a プラズマ b エロージョン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber 2 Substrate 3 Target 4 Electrode part 5 Backing plate 6 DC power supply 7 Permanent magnet (from a cylindrical shape and a cylindrical shape) 10 Auxiliary permanent magnet (rotatable) 11 Actuator (rotation mechanism) 12 Electromagnet (variable current) a Plasma b erosion

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部にターゲットおよび同ターゲットに
対向して基板を配置したチャンバ内を所定真空度として
放電用ガスを入れ、前記ターゲットと基板の間に放電を
起こし、かつ該放電をマグネトロン放電にして前記ガス
をイオン化するとともに、該イオン化された正イオンに
より前記ターゲットの原子をスパッタリングし、該スパ
ッタリング原子により前記基板を成膜するマグネトロン
スパッタ成膜装置において、 前記マグネトロン放電を起こして前記ターゲット上に高
密度のブラズマを発生させるために、前記ターゲットを
含むスパッタカソード側には前記ターゲット上に磁力線
を発生する磁力線発生手段を配置し、該磁力線発生手段
は少なくとも当該装置の断面で交互に異なる複数の磁極
を構成する永久磁石と、該異磁極の間で回転可能とした
複数の補助永久磁石とからなり、該補助永久磁石の回転
により前記ターゲット上の磁界分布を変えて前記基板の
成膜を制御可能としたことを特徴とするマグネトロンス
パッタ成膜装置。
1. A discharge gas is introduced into a chamber in which a target and a substrate disposed opposite to the target are placed at a predetermined degree of vacuum to generate a discharge between the target and the substrate, and the discharge is converted into a magnetron discharge. In the magnetron sputtering film forming apparatus that sputters the atoms of the target with the ionized positive ions and forms the substrate with the sputtered atoms, the magnetron discharge is caused to occur on the target by ionizing the gas. In order to generate high-density plasma, a magnetic field generating means for generating magnetic field lines is arranged on the target on the side of the sputtering cathode including the target, and the magnetic field generating means includes a plurality of magnetic field lines alternately different at least in the cross section of the apparatus. Rotating between a permanent magnet that constitutes a magnetic pole and the different magnetic pole And a plurality of auxiliary permanent magnet Noh, magnetron sputtering deposition system which is characterized in that to allow controlled deposition of the substrate by the rotation of the auxiliary permanent magnet to change the magnetic field distribution on the target.
【請求項2】 内部にターゲットおよび同ターゲットに
対向して基板を配置したチャンバ内を所定真空度として
放電用ガスを入れ、前記ターゲットと基板の間に放電を
起こし、かつ該放電をマグネトロン放電にして前記ガス
をイオン化するとともに、該イオン化された正イオンに
より前記ターゲットの原子をスパッタリングし、該スパ
ッタリング原子により前記基板を成膜するマグネトロン
スパッタ成膜装置において、 前記マグネトロン放電を起こして前記ターゲット上に高
密度のブラズマを発生させるために、前記ターゲットを
含むスパッタカソード側下部には円筒形および同円筒形
の中心にある円柱形からなる永久磁石を配置して当該装
置の断面で交互に異なる磁極を構成し、かつ前記円筒形
の磁極と円柱形の磁極の間で回転可能な補助永久磁石を
同円柱形の外周に沿って複数個配置し、該複数の補助永
久磁石の磁極を前記円筒形および円柱形からなる永久磁
石の磁極と同極あるいは異極の向きに構成し、前記補助
永久磁石の回転により前記ターゲット上の磁界分布を変
えて前記基板の成膜を制御可能としたことを特徴とする
マグネトロンスパッタ成膜装置。
2. A discharge gas is introduced into a chamber in which a target and a substrate disposed opposite to the target are disposed at a predetermined degree of vacuum to generate a discharge between the target and the substrate, and the discharge is converted into a magnetron discharge. In the magnetron sputtering film forming apparatus that sputters the atoms of the target with the ionized positive ions and forms the substrate with the sputtered atoms, the magnetron discharge is caused to occur on the target by ionizing the gas. In order to generate high-density plasma, a permanent magnet consisting of a cylindrical shape and a cylindrical shape at the center of the cylindrical shape is arranged at the lower part of the sputtering cathode side including the target, and different magnetic poles are alternately formed in the cross section of the device. An auxiliary comprising and rotatable between said cylindrical and cylindrical poles A plurality of permanent magnets are arranged along the outer periphery of the same columnar shape, and the magnetic poles of the plurality of auxiliary permanent magnets are configured to have the same or different polarities as the magnetic poles of the cylindrical and cylindrical permanent magnets, A magnetron sputtering film forming apparatus, wherein the film formation on the substrate can be controlled by changing a magnetic field distribution on the target by rotation of an auxiliary permanent magnet.
【請求項3】 前記永久磁石の回転機構をアクチュエー
タとし、かつ該永久磁石およびアクチュエータを可動可
能とした請求項1または2記載のマグネトロンスパッタ
成膜装置。
3. The magnetron sputtering film forming apparatus according to claim 1, wherein the rotating mechanism of the permanent magnet is an actuator, and the permanent magnet and the actuator are movable.
【請求項4】 内部にターゲットおよび同ターゲットに
対向して基板を配置したチャンバ内を所定真空度として
放電用を入れ、前記ターゲットと基板の間に放電を起こ
し、かつ該放電をマグネトロン放電にして前記ガスをイ
オン化するとともに、該イオン化された正イオンにより
前記ターゲットの原子をスパッタリングし、該スパッタ
リング原子により前記基板を成膜するマグネトロンスパ
ッタ成膜装置において、 前記マグネトロン放電を起こして前記ターゲット上に高
密度のブラズマを発生させるために、前記ターゲットを
含むスパッタカソード側下部には円筒形および同円筒形
の中心にある円柱形からなる永久磁石を配置して当該装
置の断面で交互に異なる磁極を構成し、かつ前記円筒形
の磁極と円柱形の磁極の間に電磁石を複数個配置し、該
複数の電磁石の磁極を前記円筒形および円柱形からなる
永久磁石の磁極の向きに構成し、前記電磁石の電流の大
きさを可変することにより前記ターゲット上の磁界分布
を変えて前記基板の成膜を制御可能としたことを特徴と
するマグネトロンスパッタ成膜装置。
4. A discharge having a predetermined degree of vacuum in a chamber in which a target and a substrate are disposed opposite to the target is disposed inside, a discharge is generated between the target and the substrate, and the discharge is converted into a magnetron discharge. In the magnetron sputtering film forming apparatus, which ionizes the gas and sputters the atoms of the target with the ionized positive ions, and forms the substrate with the sputtered atoms, the magnetron discharge is caused to cause a high In order to generate density plasma, a permanent magnet consisting of a cylindrical shape and a cylindrical shape at the center of the cylindrical shape is arranged at the lower part of the sputtering cathode side including the target, and different magnetic poles are alternately formed in the cross section of the apparatus. And a plurality of electromagnets are arranged between the cylindrical magnetic pole and the cylindrical magnetic pole. Configuring the magnetic poles of the plurality of electromagnets in the direction of the magnetic poles of the cylindrical and cylindrical permanent magnets, changing the magnitude of the current of the electromagnets to change the magnetic field distribution on the target, and A magnetron sputtering film forming apparatus characterized in that film formation can be controlled.
【請求項5】 前記電磁石を回転可能とする回転機構を
備え、かつ該永久磁石および回転機構を可動可能とした
請求項4記載のマグネトロンスパッタ成膜装置。
5. The magnetron sputtering film forming apparatus according to claim 4, further comprising a rotating mechanism for rotating said electromagnet, and wherein said permanent magnet and rotating mechanism are movable.
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