JPS6012426B2 - 磁界圧着形マグネトロンスパッタリング装置 - Google Patents
磁界圧着形マグネトロンスパッタリング装置Info
- Publication number
- JPS6012426B2 JPS6012426B2 JP9087581A JP9087581A JPS6012426B2 JP S6012426 B2 JPS6012426 B2 JP S6012426B2 JP 9087581 A JP9087581 A JP 9087581A JP 9087581 A JP9087581 A JP 9087581A JP S6012426 B2 JPS6012426 B2 JP S6012426B2
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- Japan
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- target
- magnetic field
- magnetic pole
- magnetic
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
- H01J37/3405—Magnetron sputtering
- H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（従来技術）
従来のこの種の磁界圧着形マグネトロンスパツタ法とし
ては、本発明者の提案および出願に係る特関昭５５一３
１１４２号公報に記載のものがある。
ては、本発明者の提案および出願に係る特関昭５５一３
１１４２号公報に記載のものがある。
この公報に記載の従来装置は第１図ａに示すように礎成
されている。ターゲット１の裏面中央と周辺に同軸形の
磁石２が取り付けてある。その磁石によるターゲット表
面への漏洩磁界のターゲットに平行な成分３が少ないの
で、それを増すために中心磁極と反発するソレノィドコ
ィル４が設置してある。しかし、この方法では電子をト
ラップするのに有効なターゲット表面に平行な磁極成分
３は漏洩磁界のごく一部であり、大部分の磁力線がター
ゲットの中央と周辺で垂直に出入りするのでその部分は
侵食されず、ターゲットの有効利用率も図２の曲線ｂに
示すように、約３０％と悪くこれが最大の欠点となって
いる。したがって、薄膜作成中にターゲットに刻まれた
侵食の溝が膜作成中に徐々に深くなって行き、薄膜の最
適作成条件が時間とともに変化し一定の条件で長時間作
成することは困難である。さらに、この方法では高密度
磁気記録用薄膜作成のためなどで、強磁性体ターゲット
を用いると磁路を短絡してしまうので強磁性体薄膜の高
速作成は非常に困難である。（発明の要点） 発明の目的は上述の欠点を一挙に解決するものでターゲ
ット利用率の向上、薄膜形成条件の安定化を目指してい
る。
されている。ターゲット１の裏面中央と周辺に同軸形の
磁石２が取り付けてある。その磁石によるターゲット表
面への漏洩磁界のターゲットに平行な成分３が少ないの
で、それを増すために中心磁極と反発するソレノィドコ
ィル４が設置してある。しかし、この方法では電子をト
ラップするのに有効なターゲット表面に平行な磁極成分
３は漏洩磁界のごく一部であり、大部分の磁力線がター
ゲットの中央と周辺で垂直に出入りするのでその部分は
侵食されず、ターゲットの有効利用率も図２の曲線ｂに
示すように、約３０％と悪くこれが最大の欠点となって
いる。したがって、薄膜作成中にターゲットに刻まれた
侵食の溝が膜作成中に徐々に深くなって行き、薄膜の最
適作成条件が時間とともに変化し一定の条件で長時間作
成することは困難である。さらに、この方法では高密度
磁気記録用薄膜作成のためなどで、強磁性体ターゲット
を用いると磁路を短絡してしまうので強磁性体薄膜の高
速作成は非常に困難である。（発明の要点） 発明の目的は上述の欠点を一挙に解決するものでターゲ
ット利用率の向上、薄膜形成条件の安定化を目指してい
る。
ターゲットの有効利用率を高めるために、ターゲット裏
面外周の磁極の端をターゲットの前面にまで導き、中央
から漏洩し外周磁極へまで至る磁極間を結ぶ磁力線をタ
ーゲットに平行にするよう、ターゲットの前方にこれを
押し付けるソレノィドコィルを置き、またソレノイドコ
ィルの電流を調節して膜厚の均一性を制御するようにな
ったマグネト。ンスパツタ源をよびその周辺の構造。実
施例 上述の欠点を解決するために磁界圧着形マグネトロンス
パッタ法を開発した。
面外周の磁極の端をターゲットの前面にまで導き、中央
から漏洩し外周磁極へまで至る磁極間を結ぶ磁力線をタ
ーゲットに平行にするよう、ターゲットの前方にこれを
押し付けるソレノィドコィルを置き、またソレノイドコ
ィルの電流を調節して膜厚の均一性を制御するようにな
ったマグネト。ンスパツタ源をよびその周辺の構造。実
施例 上述の欠点を解決するために磁界圧着形マグネトロンス
パッタ法を開発した。
この方法は従来のスパッタ法とは全く異なりターゲット
裏面中央の磁石はそのままだが、外側の磁極を夕−ゲツ
トの裏面に付着させることなくターゲット前方へ導きタ
ーゲットの磁力線の終端を避ける。かつ、その漏洩磁界
をターゲットと平行にするためにターゲットの僅か前方
外周にソレノィドコィルを付置しこれに直流電流を流し
ターゲット裏面中央と同じ磁極を誘起する。こうするこ
とによってこれらの磁石は互いに反発しあい磁力線はタ
ーゲット全面に亙つて平行になる。このようにすると、
ターゲットは図２曲線ａに示すように、中央部を除き全
面がほぼ均一に侵食されるので利用率が８０％に上昇す
る。更に、プラズマは磁力線同様ターゲット表面に押し
付けられ、薄い円盤状のドーナツ形となるので、基板と
ターゲット間隔を１伽程度にまで近付ける事ができる。
堆積する膜の膜厚分布は、基板とターゲット間隔を調整
しても可能だし、たとえこれが困難な場合でも、ソレノ
イドコィルの電流を加減することによっても詳細に制御
することが出来る。図ｌｂは本発明による磁界圧着形マ
グネトロンスパッタ源の詳細を示したもので、磁極をタ
ーゲット・ホルダーを兼ねた構造になった例である。
裏面中央の磁石はそのままだが、外側の磁極を夕−ゲツ
トの裏面に付着させることなくターゲット前方へ導きタ
ーゲットの磁力線の終端を避ける。かつ、その漏洩磁界
をターゲットと平行にするためにターゲットの僅か前方
外周にソレノィドコィルを付置しこれに直流電流を流し
ターゲット裏面中央と同じ磁極を誘起する。こうするこ
とによってこれらの磁石は互いに反発しあい磁力線はタ
ーゲット全面に亙つて平行になる。このようにすると、
ターゲットは図２曲線ａに示すように、中央部を除き全
面がほぼ均一に侵食されるので利用率が８０％に上昇す
る。更に、プラズマは磁力線同様ターゲット表面に押し
付けられ、薄い円盤状のドーナツ形となるので、基板と
ターゲット間隔を１伽程度にまで近付ける事ができる。
堆積する膜の膜厚分布は、基板とターゲット間隔を調整
しても可能だし、たとえこれが困難な場合でも、ソレノ
イドコィルの電流を加減することによっても詳細に制御
することが出来る。図ｌｂは本発明による磁界圧着形マ
グネトロンスパッタ源の詳細を示したもので、磁極をタ
ーゲット・ホルダーを兼ねた構造になった例である。
夕一ゲツトー裏面磁石２の外周はターゲット前方にあっ
てターゲット裏面に接してはおらず、ターゲット裏面か
ら表面へ漏れ出た磁力線３はソレノイドコイル４によっ
て誘起されたターゲット裏面中央部の磁極の極性と同一
の極性によって生じた磁力線５によってターゲット表面
に押し付けられ、ターゲット全面にわたって平行な磁界
３が著しく増加し、この結果ターゲットの有効利用率も
８０％以上に増加する。電圧はターゲットと金属製処理
室９間に〜 またはガラス製処理室の場合には非磁性体
製金属簡閲に加える。図ｌｃはこの特徴を更に強調した
実施例で、磁極をターゲットホルダーと兼用せず、磁極
はターゲットに触れずにその前方にまで来ている。この
ような方法では強磁性体ターゲットを用いても磁路を短
絡しないので高速スパッタが可能であり、磁性体である
にもかかわらず、ターゲット利用率は７０％以上と良好
である。このようにこの磁極の構造はソレノィドコィル
による圧着磁界の効果と相まって、極めて顕著な効果を
有するものである。
てターゲット裏面に接してはおらず、ターゲット裏面か
ら表面へ漏れ出た磁力線３はソレノイドコイル４によっ
て誘起されたターゲット裏面中央部の磁極の極性と同一
の極性によって生じた磁力線５によってターゲット表面
に押し付けられ、ターゲット全面にわたって平行な磁界
３が著しく増加し、この結果ターゲットの有効利用率も
８０％以上に増加する。電圧はターゲットと金属製処理
室９間に〜 またはガラス製処理室の場合には非磁性体
製金属簡閲に加える。図ｌｃはこの特徴を更に強調した
実施例で、磁極をターゲットホルダーと兼用せず、磁極
はターゲットに触れずにその前方にまで来ている。この
ような方法では強磁性体ターゲットを用いても磁路を短
絡しないので高速スパッタが可能であり、磁性体である
にもかかわらず、ターゲット利用率は７０％以上と良好
である。このようにこの磁極の構造はソレノィドコィル
による圧着磁界の効果と相まって、極めて顕著な効果を
有するものである。
第１図ａは従来の磁界圧着形マグネトロンスパッタ装置
の断面図、ｂは本発明による磁界圧着形マグネトロンス
パッタ装置の断面図、ｃは更に特徴を強調した実施例の
断面図、第２図曲線ａは本発明によるターゲットの消耗
状態図、曲線ｂは従来の磁界圧着形マグネトロンスパッ
タ装置によるターゲットの消耗状態図。 １…夕−ゲツト、２・・・ターゲットの裏面の磁石、２
ａ…中央の磁極、２ｂ・・・外側の磁極、３・・・ター
ゲット裏面の磁石による漏えい磁界、４…圧着用ソレノ
イドコイル、５・・・ソレノイドコイルによる磁力線、
６・・・基板ホルダー、７・・・ソレノィドコィル入力
端子、８・・・金属筒、９…処理室、１０・・・スパッ
タ用電源、１１・・・絶縁フランジ、１２・・・ガス導
入口、１３・・・真空排気系。 第１図 第１図ｃ 第２図
の断面図、ｂは本発明による磁界圧着形マグネトロンス
パッタ装置の断面図、ｃは更に特徴を強調した実施例の
断面図、第２図曲線ａは本発明によるターゲットの消耗
状態図、曲線ｂは従来の磁界圧着形マグネトロンスパッ
タ装置によるターゲットの消耗状態図。 １…夕−ゲツト、２・・・ターゲットの裏面の磁石、２
ａ…中央の磁極、２ｂ・・・外側の磁極、３・・・ター
ゲット裏面の磁石による漏えい磁界、４…圧着用ソレノ
イドコイル、５・・・ソレノイドコイルによる磁力線、
６・・・基板ホルダー、７・・・ソレノィドコィル入力
端子、８・・・金属筒、９…処理室、１０・・・スパッ
タ用電源、１１・・・絶縁フランジ、１２・・・ガス導
入口、１３・・・真空排気系。 第１図 第１図ｃ 第２図
Claims (1)
- １ 真空室内にスパツタされる金属や半導体、誘導体な
どの円形または長方形のターゲツトを設置しその裏面に
同軸円筒形または同軸長方形の磁石を設置し、その中心
磁極の形状は半球またはテーパのついた円錐台形または
角錐台形としてターゲツト裏面中央に配置するが、外周
磁極はターゲツトホルダーを兼ねてターゲツトに引っ掛
けターゲツトを固定する役割を持たせるか、またはター
ゲツト外周前方にまで導くことを大きな特徴とし、いず
れの場合にもターゲツト中央から出てきた漏洩磁界を再
びターゲツトに入ることを防いだ構造で、この外周磁極
のやや前方にターゲツト裏面中央磁極と反発し、ターゲ
ツトの直径より一回り大きな磁界圧着用ソレノイドコイ
ルを設置し磁界をターゲツト表面に平行となるように整
形し、電源は上記ターゲツトと金属製真空チエンバーま
たはガラス製チエンバーの場合には、ソレノイドコイル
の内側に設置した非磁性体金属製円筒との間に電圧を掛
ける磁界圧着形マグネトロンスパツタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9087581A JPS6012426B2 (ja) | 1981-06-15 | 1981-06-15 | 磁界圧着形マグネトロンスパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9087581A JPS6012426B2 (ja) | 1981-06-15 | 1981-06-15 | 磁界圧着形マグネトロンスパッタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57207173A JPS57207173A (en) | 1982-12-18 |
| JPS6012426B2 true JPS6012426B2 (ja) | 1985-04-01 |
Family
ID=14010659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9087581A Expired JPS6012426B2 (ja) | 1981-06-15 | 1981-06-15 | 磁界圧着形マグネトロンスパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6012426B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60121268A (ja) * | 1983-12-01 | 1985-06-28 | Kanazawa Daigaku | 電磁界圧着型マグネトロンスパッタ源 |
| JP2594935B2 (ja) * | 1987-04-01 | 1997-03-26 | 株式会社日立製作所 | スパツタ成膜方法と装置 |
| US5744011A (en) * | 1993-03-18 | 1998-04-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sputtering apparatus and sputtering method |
| TW271490B (ja) * | 1993-05-05 | 1996-03-01 | Varian Associates | |
| US5496455A (en) * | 1993-09-16 | 1996-03-05 | Applied Material | Sputtering using a plasma-shaping magnet ring |
| US5736019A (en) * | 1996-03-07 | 1998-04-07 | Bernick; Mark A. | Sputtering cathode |
| US10047430B2 (en) | 1999-10-08 | 2018-08-14 | Applied Materials, Inc. | Self-ionized and inductively-coupled plasma for sputtering and resputtering |
| US6352629B1 (en) * | 2000-07-10 | 2002-03-05 | Applied Materials, Inc. | Coaxial electromagnet in a magnetron sputtering reactor |
| US6372098B1 (en) | 2000-09-28 | 2002-04-16 | The Boc Group, Inc. | High target utilization magnet array and associated methods |
| US7504006B2 (en) * | 2002-08-01 | 2009-03-17 | Applied Materials, Inc. | Self-ionized and capacitively-coupled plasma for sputtering and resputtering |
| TWI456082B (zh) * | 2010-03-26 | 2014-10-11 | Univ Nat Sun Yat Sen | 磁控式電漿濺鍍機 |
| KR101924143B1 (ko) * | 2017-03-31 | 2018-11-30 | 한국알박(주) | 자석 구조체, 자석 유닛 및 이를 포함하는 마그네트론 스퍼터링 장치 |
-
1981
- 1981-06-15 JP JP9087581A patent/JPS6012426B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57207173A (en) | 1982-12-18 |
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