JPS61204371A - 陰極スパツタリング用磁気回路装置 - Google Patents
陰極スパツタリング用磁気回路装置Info
- Publication number
- JPS61204371A JPS61204371A JP4285185A JP4285185A JPS61204371A JP S61204371 A JPS61204371 A JP S61204371A JP 4285185 A JP4285185 A JP 4285185A JP 4285185 A JP4285185 A JP 4285185A JP S61204371 A JPS61204371 A JP S61204371A
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- Japan
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- magnet
- magnetic field
- cathode
- magnetic
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、磁界の作用でターゲットから放出される電子
を閉じ込め電子密度を高めることによシ、高密度のプラ
ズマを発生させ、高い成膜速度を得るようにした陰極ス
パッタリング用磁気回路装置に関するものである。
を閉じ込め電子密度を高めることによシ、高密度のプラ
ズマを発生させ、高い成膜速度を得るようにした陰極ス
パッタリング用磁気回路装置に関するものである。
従来の技術
この棟のいわゆるハイレート陰極スパッタリング装置は
、ターゲットの温度上昇をおさｎｌ しがも成膜効率を
増大させることができる等、の特徴をもっている。そし
てその一般的な形式としては添附図面の第４図に示すよ
うに陰極１におけるターゲット２と反対側に隣接して円
柱状の中央永久磁石３と円墳状の外側永久磁石４と円板
状ヨーク５とから成る磁界形成手段が設けられ、この磁
界形成手段によって構成される磁力線は陰極１における
ターゲット２０表面から出てその表面に戻るようにさｎ
こうしてターゲット２の近傍に形成される磁界の働きで
プラズマを閉じ込め、ターゲット表面に強いイオン衝撃
が行なわれるように構成されている。そしてこのような
型式の例としては、例えば米国特許第４．１６２，９５
４号明細書の第１図や特公昭５５−２７６２７号公報の
第１３図（Ａ）等に記載されたものを挙げることができ
る。
、ターゲットの温度上昇をおさｎｌ しがも成膜効率を
増大させることができる等、の特徴をもっている。そし
てその一般的な形式としては添附図面の第４図に示すよ
うに陰極１におけるターゲット２と反対側に隣接して円
柱状の中央永久磁石３と円墳状の外側永久磁石４と円板
状ヨーク５とから成る磁界形成手段が設けられ、この磁
界形成手段によって構成される磁力線は陰極１における
ターゲット２０表面から出てその表面に戻るようにさｎ
こうしてターゲット２の近傍に形成される磁界の働きで
プラズマを閉じ込め、ターゲット表面に強いイオン衝撃
が行なわれるように構成されている。そしてこのような
型式の例としては、例えば米国特許第４．１６２，９５
４号明細書の第１図や特公昭５５−２７６２７号公報の
第１３図（Ａ）等に記載されたものを挙げることができ
る。
ところでこのような従来の装置では上記の米国特許明細
書および特許公報にも開示されているように磁界のかけ
られたターゲット上には第４図に示すように線Ｉで示す
垂直な磁界成分と線■で示す平行な磁界成分が存在し、
ターゲットからスパッタされる材料は主として、符号Ａ
で示さｎる浸食領域から放出され、そして平行な磁界成
分■がターゲット２と交わる部分２ａにおいて最も強く
浸食作用が生じる。このようにターゲット２上における
磁界の分布は均一ではなく、そのためターゲット２０表
面における浸食度合も不均一となる。
書および特許公報にも開示されているように磁界のかけ
られたターゲット上には第４図に示すように線Ｉで示す
垂直な磁界成分と線■で示す平行な磁界成分が存在し、
ターゲットからスパッタされる材料は主として、符号Ａ
で示さｎる浸食領域から放出され、そして平行な磁界成
分■がターゲット２と交わる部分２ａにおいて最も強く
浸食作用が生じる。このようにターゲット２上における
磁界の分布は均一ではなく、そのためターゲット２０表
面における浸食度合も不均一となる。
その結果スパッタリングが進むにつれて激しくスパッタ
される部分２ａのターゲット材料が早く消耗しターゲッ
ト２の寿命が比較的短かくなると共にターゲット材料の
無駄となっていた。
される部分２ａのターゲット材料が早く消耗しターゲッ
ト２の寿命が比較的短かくなると共にターゲット材料の
無駄となっていた。
ま之、形成される磁界によって必然的に浸食領域が決ま
るため、第４図に示すようにターゲット２０面積に比べ
て実際の浸食領域の中心径人は小さく、その之め均一な
膜厚分布の得られる範囲が狭く、上述のような陰極構造
ではターゲット径の約半分で±２０％程度である。従っ
て基板上に形成される膜の膜厚分布もこのような浸食領
域の形状や浸食状態によって決まることになる。
るため、第４図に示すようにターゲット２０面積に比べ
て実際の浸食領域の中心径人は小さく、その之め均一な
膜厚分布の得られる範囲が狭く、上述のような陰極構造
ではターゲット径の約半分で±２０％程度である。従っ
て基板上に形成される膜の膜厚分布もこのような浸食領
域の形状や浸食状態によって決まることになる。
さらに、上述のようにターゲットにおける浸食領域の面
積が小さいため付着速度も約１００ＯＡ／ｍｉｎ程度と
低い。
積が小さいため付着速度も約１００ＯＡ／ｍｉｎ程度と
低い。
このような欠点を解決するため、上記特許公報には、タ
ーゲットとターゲット近傍の磁界との相対的位置を時間
的に変動させてターゲット表面を均一にイオン衝撃レタ
ーゲットを経済的に消耗できるようにすると共に膜厚分
布を均一にできるようにしたものが提案されている。ま
た同様な提案は、実公昭５５−２８７５５号公報に記載
されておシ、それにおいては陰極の裏面側において磁石
を陰極スパッタ面と平行に移動できるようにしてターゲ
ット合体にわたって浸食を平均化すると共に膜厚分布の
均一化を図っている。ターゲットを耐用時間をのばすた
めターゲットと磁界とを相対移動させるようにしたもの
は特開昭５５−７５８６号公報に開示されている。さら
に上述の米国特許明細書に記載されたものにおいてはタ
ーゲットの浸食を一様化させるためターゲットの中心を
通る磁力線がターゲット表面に対して４５°以下を角度
となるように磁石を配置した構造が示されている。さら
にまた特開昭５１−８６０８３号公報には、ターゲット
に垂直な方向に補助的な可変磁界を発生させ、これによ
りターゲット表面上の磁界パターンを連続的に移動させ
浸食領域全体にわたって均一な浸食が行なわれるように
したものが開示されている。
ーゲットとターゲット近傍の磁界との相対的位置を時間
的に変動させてターゲット表面を均一にイオン衝撃レタ
ーゲットを経済的に消耗できるようにすると共に膜厚分
布を均一にできるようにしたものが提案されている。ま
た同様な提案は、実公昭５５−２８７５５号公報に記載
されておシ、それにおいては陰極の裏面側において磁石
を陰極スパッタ面と平行に移動できるようにしてターゲ
ット合体にわたって浸食を平均化すると共に膜厚分布の
均一化を図っている。ターゲットを耐用時間をのばすた
めターゲットと磁界とを相対移動させるようにしたもの
は特開昭５５−７５８６号公報に開示されている。さら
に上述の米国特許明細書に記載されたものにおいてはタ
ーゲットの浸食を一様化させるためターゲットの中心を
通る磁力線がターゲット表面に対して４５°以下を角度
となるように磁石を配置した構造が示されている。さら
にまた特開昭５１−８６０８３号公報には、ターゲット
に垂直な方向に補助的な可変磁界を発生させ、これによ
りターゲット表面上の磁界パターンを連続的に移動させ
浸食領域全体にわたって均一な浸食が行なわれるように
したものが開示されている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、ターゲットの浸食の一様化や膜厚分布の
均一化を狙った上述で挙げた従来提案のものでは、いず
れも磁気手段を時間と共に動かしたり或いは補助的な磁
気手段を付加する念め、真空容器内に運動導入部を設け
たり、磁気手段を動かした９補動手段を配置するための
スば一スを必要とし、その結果構造の複雑化や排気や真
空シールの問題が伴ない、装置が高価のものとなる等の
問題がある。
均一化を狙った上述で挙げた従来提案のものでは、いず
れも磁気手段を時間と共に動かしたり或いは補助的な磁
気手段を付加する念め、真空容器内に運動導入部を設け
たり、磁気手段を動かした９補動手段を配置するための
スば一スを必要とし、その結果構造の複雑化や排気や真
空シールの問題が伴ない、装置が高価のものとなる等の
問題がある。
そこで、本発明の目的は、上述のように磁石を移動させ
たシ補助的磁気手段を用いることなしにすなわち構造の
複雑化や余計なスに一スの必要性を伴なうことなしにタ
ーゲットの浸食領域を拡げて膜厚分布の均一化と共に付
着効率の上昇が得られるようにし九陰極スパッタリング
用磁気回路装ａｔ提供することにある。
たシ補助的磁気手段を用いることなしにすなわち構造の
複雑化や余計なスに一スの必要性を伴なうことなしにタ
ーゲットの浸食領域を拡げて膜厚分布の均一化と共に付
着効率の上昇が得られるようにし九陰極スパッタリング
用磁気回路装ａｔ提供することにある。
問題点を解決するための手段
上記の目的を達成するために、本発明による陰極スパッ
タリング用磁気回路装置は、陰極におけるスパッタされ
るターゲット表面に隣接して磁界を形成する磁気手段を
、陰極におけるターゲット表面と反対側の面に近接して
配置された外側磁石とこの外側磁石に近接して配置され
た円筒状の内側磁石とで構成し、ターゲット表面におけ
る浸食領域を拡げたことを特徴としている。
タリング用磁気回路装置は、陰極におけるスパッタされ
るターゲット表面に隣接して磁界を形成する磁気手段を
、陰極におけるターゲット表面と反対側の面に近接して
配置された外側磁石とこの外側磁石に近接して配置され
た円筒状の内側磁石とで構成し、ターゲット表面におけ
る浸食領域を拡げたことを特徴としている。
作 用
このように構成した本発明のｔｃｆｌにおいては、従来
の磁気回路を構成している中央磁石に円筒状磁石を使用
し、外側磁石に近接させて配置したことによって浸食領
域の径は大幅に拡大され、例えば従来構造でｆ１７５で
あったものがｆＩＩ９０に拡大でき、それによって基板
上における膜厚分布は従来構造Ｃｌｌ７５）で±１０チ
であったものが±５チと大幅に向上させることができる
。また浸食領域の拡大によシ蒸発源面積が実質的に増大
し、その結果蒸発指向特性が良、くなシ、基板への付着
確［ｋ約３０〜４０チ上昇させることができると共に付
着速度を約１．３〜１．４倍増大させることができる。
の磁気回路を構成している中央磁石に円筒状磁石を使用
し、外側磁石に近接させて配置したことによって浸食領
域の径は大幅に拡大され、例えば従来構造でｆ１７５で
あったものがｆＩＩ９０に拡大でき、それによって基板
上における膜厚分布は従来構造Ｃｌｌ７５）で±１０チ
であったものが±５チと大幅に向上させることができる
。また浸食領域の拡大によシ蒸発源面積が実質的に増大
し、その結果蒸発指向特性が良、くなシ、基板への付着
確［ｋ約３０〜４０チ上昇させることができると共に付
着速度を約１．３〜１．４倍増大させることができる。
さらに本発明においては、磁石自体の構成を変えるだけ
であるので、陰極本体シールド、絶縁構造等を実質的に
変更せずに従来の装置に容易に適用することができる。
であるので、陰極本体シールド、絶縁構造等を実質的に
変更せずに従来の装置に容易に適用することができる。
実施例
以下、添附図面の第１〜３図を参照して本発明の一実施
例について説明する。
例について説明する。
第１図に示す本発明の実施例において６は陰極本体で、
この陰極本体６はターゲット７を支持する受板８を備え
ている。受板８の裏側において、図示したように円筒状
の外側磁石９とこの外側磁石９に近接して円筒状の内側
磁石１０が同心にドーナツ状のヨーク１１に取付けられ
ている。陰極本体６内に設けられる水冷用バックルはそ
の一部だけを符号１２で示す。また第１図において符号
１３はシールド部材を示す。
この陰極本体６はターゲット７を支持する受板８を備え
ている。受板８の裏側において、図示したように円筒状
の外側磁石９とこの外側磁石９に近接して円筒状の内側
磁石１０が同心にドーナツ状のヨーク１１に取付けられ
ている。陰極本体６内に設けられる水冷用バックルはそ
の一部だけを符号１２で示す。また第１図において符号
１３はシールド部材を示す。
このように構成した装置の動作において、外側磁石９と
内側磁石１０とによって形成される磁界は第１図のター
ゲット７上に示すような垂直磁界成分Ｉと平行磁界成分
■とで表わされる。この磁界成分分布によってターゲッ
ト７上の浸食領域の径Ａは増大することが認められる。
内側磁石１０とによって形成される磁界は第１図のター
ゲット７上に示すような垂直磁界成分Ｉと平行磁界成分
■とで表わされる。この磁界成分分布によってターゲッ
ト７上の浸食領域の径Ａは増大することが認められる。
それによってターゲット７上に比較的広い有効蒸発源面
積が得られる。
積が得られる。
ｆ７ｇ１図に示す装置およびこれと同じ寸法の第４図に
示す従来構造の装置を用いて付着速度の比較をした結果
を第２図に示す。この場合５ｉ０２ のターゲット（
１５０ダ）を用い、Ｔ／Ｓ ７５ｍｍ、芥囲気：アルゴ
ンガス（６，７ｘ １０ Ｐａ）の条件で測定した結
果を示し、ａは本発明の場合、ｂｔｉ従来構造の場合を
表わし、このグラフかられかるように本発明によるもの
では従来のものに比べて約１．３〜１．４倍の付着速度
が得られる。
示す従来構造の装置を用いて付着速度の比較をした結果
を第２図に示す。この場合５ｉ０２ のターゲット（
１５０ダ）を用い、Ｔ／Ｓ ７５ｍｍ、芥囲気：アルゴ
ンガス（６，７ｘ １０ Ｐａ）の条件で測定した結
果を示し、ａは本発明の場合、ｂｔｉ従来構造の場合を
表わし、このグラフかられかるように本発明によるもの
では従来のものに比べて約１．３〜１．４倍の付着速度
が得られる。
また第３図には基板上における膜厚分布の比較結果を示
し、ａは本発明の場合、ｂは従来の場合を示す。このグ
ラフかられかるように従来のものでは基板の中心から２
備を越えると急激に膜厚が変動するのに対して、本発明
のものでは基板の中心から３−程度までほぼ一様な膜厚
分布が得られるＯ 効 果 以上説明してきたように本発明によれば、上述のように
構成したことによって従来の陰極スパッタリング装置の
構成ｔ−実質的に変える必要なしに容易に実施でき、そ
してターゲット上の浸食領域を拡げて付層確度および付
着速度の増大と共に膜厚分布の均一化を得ることができ
る。さらに浸食領域の拡大によってターゲットをより有
効に使用することができる。
し、ａは本発明の場合、ｂは従来の場合を示す。このグ
ラフかられかるように従来のものでは基板の中心から２
備を越えると急激に膜厚が変動するのに対して、本発明
のものでは基板の中心から３−程度までほぼ一様な膜厚
分布が得られるＯ 効 果 以上説明してきたように本発明によれば、上述のように
構成したことによって従来の陰極スパッタリング装置の
構成ｔ−実質的に変える必要なしに容易に実施でき、そ
してターゲット上の浸食領域を拡げて付層確度および付
着速度の増大と共に膜厚分布の均一化を得ることができ
る。さらに浸食領域の拡大によってターゲットをより有
効に使用することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第２．３
図は本発明の装置と従来装置との比較例を示すグラフ、
第４図は従来例を示す概略断面図である。 図中、６：′陰極本体、 ７：ターゲット。 ８：ターゲット受板、 ９：外側磁石、 １０：円筒状
の内側磁石。 第２図 中心からの距離（Ｃ＃）
図は本発明の装置と従来装置との比較例を示すグラフ、
第４図は従来例を示す概略断面図である。 図中、６：′陰極本体、 ７：ターゲット。 ８：ターゲット受板、 ９：外側磁石、 １０：円筒状
の内側磁石。 第２図 中心からの距離（Ｃ＃）
Claims (1)
- 陰極におけるスパッタされるターゲット表面に隣接して
磁界を形成する磁気手段を備えた陰極スパッタリング用
磁気回路装置において、上記磁気手段を、陰極における
ターゲット表面と反対側の面に近接して配置された外側
磁石とこの外側磁石に近接して配置された円筒状の内側
磁石とで構成し、ターゲット表面における浸食領域を拡
大したことを特徴とする陰極スパッタリング用磁気回路
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4285185A JPS61204371A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 陰極スパツタリング用磁気回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4285185A JPS61204371A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 陰極スパツタリング用磁気回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61204371A true JPS61204371A (ja) | 1986-09-10 |
Family
ID=12647514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4285185A Pending JPS61204371A (ja) | 1985-03-06 | 1985-03-06 | 陰極スパツタリング用磁気回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61204371A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02259071A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Ulvac Corp | マグネトロンスパッタ用電極装置 |
| NL1000139C2 (nl) * | 1995-04-13 | 1996-10-15 | Od & Me Bv | Magnetronsputtersysteem. |
| US8500975B2 (en) * | 2004-01-07 | 2013-08-06 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for sputtering onto large flat panels |
| US8961756B2 (en) | 2006-08-04 | 2015-02-24 | Applied Materials, Inc. | Ganged scanning of multiple magnetrons, especially two level folded magnetrons |
| CN106319476A (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-11 | 张家港清研再制造产业研究院有限公司 | 一种提高轴瓦涂层结合强度的处理方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6067668A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-18 | Fujitsu Ltd | スパッタリング装置 |
-
1985
- 1985-03-06 JP JP4285185A patent/JPS61204371A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6067668A (ja) * | 1983-09-21 | 1985-04-18 | Fujitsu Ltd | スパッタリング装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02259071A (ja) * | 1989-03-31 | 1990-10-19 | Ulvac Corp | マグネトロンスパッタ用電極装置 |
| NL1000139C2 (nl) * | 1995-04-13 | 1996-10-15 | Od & Me Bv | Magnetronsputtersysteem. |
| EP0737999A1 (en) * | 1995-04-13 | 1996-10-16 | ODME International B.V. | A magnetron sputtering system |
| US8500975B2 (en) * | 2004-01-07 | 2013-08-06 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for sputtering onto large flat panels |
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| CN106319476A (zh) * | 2016-08-10 | 2017-01-11 | 张家港清研再制造产业研究院有限公司 | 一种提高轴瓦涂层结合强度的处理方法 |
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