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

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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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JP
Japan
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magnetic field
magnetic pole
magnetic
center
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Expired
Application number
JP9087581A
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English (en)
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JPS57207173A (en
Inventor
朋延 畑
伸夫 梅宮
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WAARUDO ENJINIARINGU KK
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WAARUDO ENJINIARINGU KK
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
    • H01J37/3408Planar magnetron sputtering

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (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。
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。
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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP9087581A 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 Expired JPS6012426B2 (ja)

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JPS57207173A JPS57207173A (en) 1982-12-18
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