JPS63100180A - マグネトロンスパツタリング装置 - Google Patents

マグネトロンスパツタリング装置

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JPS63100180A
JPS63100180A JP24640386A JP24640386A JPS63100180A JP S63100180 A JPS63100180 A JP S63100180A JP 24640386 A JP24640386 A JP 24640386A JP 24640386 A JP24640386 A JP 24640386A JP S63100180 A JPS63100180 A JP S63100180A
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JP
Japan
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magnetic field
target
erosion
sputtering
magnetron sputtering
Prior art date
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Pending
Application number
JP24640386A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiko Akao
安彦 赤尾
Toshio Yokogawa
横川 敏雄
Takehiro Sakurai
桜井 武広
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Canon Anelva Corp
Original Assignee
Anelva Corp
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Publication date
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Priority to JP24640386A priority Critical patent/JPS63100180A/ja
Publication of JPS63100180A publication Critical patent/JPS63100180A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、真空中で薄膜を形成するスパッタリング装置
に関し、特に薄膜を大量に生産する高速低温スパッタリ
ング装置の改良に関するものである。
(従来の技術とその問題点) ターゲットの表面近傍に電場と直交する磁場を与え、電
子をトラップして高密度プラズマを作るマグネトロン放
電型のスパッタリング装置は、所望厚さの膜を高速で量
産できるものとして特に開発が進んでいる。そして、磁
場を固定してスパッタリングを行う方式のものはターゲ
ットが局部的にエロージョン(侵食)されて利用率が悪
いので、ターゲットの利用率を向上して長寿命を図るた
め、スパッタリング中に磁場の位置を回転移動させる方
式が開発されている。
第9図(平面図)、第10図(断面図)にこのような従
来の方式のマグネトロンスパッタリング装置の電極の例
を示す。図中81が円盤状ターゲットであり、そのター
ゲット810表面82が真空室中でスパッタされる。タ
ーゲット81の裏面83側には、磁場印加装置である永
久磁石84が設けられている。永久磁石84は回転装置
85上に載置されており、軸86によって磁場の回転中
心870回りに回転可能となっている。そして、第9図
に示すように、磁場を静止させた状態でスパッタリング
を行ったと仮定した場合のエロージョン領域が、斜線を
施したほぼ矩形の領域88となる如く、裏面83の磁場
印加装置84(この場合は永久磁石等で構成)は一方の
磁極を中央部841に、他方の磁極をエロージョン領域
88の外側842に配置している。89はエコージョン
領域のうち、最も速くエロージョンが行われる最速エロ
ージョン部であり、殆ど線状となるが、その位置は正確
には実験で得られるが、磁場印加装置84が作る磁場の
分布からも予測可能である。
さて、上記のような従来の装置で、回転装置85で磁場
を回転移動させてスパッタリングを行った場合には、第
11図、第12図に示すように磁場の回転する通路の全
体に亙って、磁場の回転中心87を中心とする同心円状
のエロージョン帯98が形成されるが、エロージョン速
度がターゲット81表面の各部で不均一なところから、
同心円状エロージョン帯98の中央部付近に、特にエロ
ージョンの激しい円形の溝99が出来る傾向が強い。こ
のような溝99は、はじめに少しでも出来るとその溝部
の磁場が他より強くなるため、その溝部が他より速くエ
ロージョンされ、エロージョンが更に進行する傾向を生
む。
この傾向は特に強磁性体のターゲットを使用した場合に
強く、この場合には磁場を回転させても部分的な円形の
溝領域99のみが強くエロージョンされる結果となり、
磁場の回転の意味が殆ど失われてしまうことにもなる。
(発明の目的) 本発明は、ターゲットの利用率を向上してその長寿命化
を図るとともに、高速の成膜を可能にするマグネトロン
スパッタリング装置の提供を目的とする。
(発明の構成) 本発明は、平板状ターゲット表面と該ターゲットの裏面
近傍に設けた磁場印加装置と、該磁場印加装置がターゲ
ット表面上に作る磁場の位置を回転移動させる回転駆動
手段を備えるマグネトロンスパッタリング装置において
、 該磁場の静止状態において該磁場によってターゲット表
面に形成される環状の最速エロージョン部が、該磁場の
回転状態において、各回転毎にターゲット表面に可及的
に均一なエロージョンを発生させるように、前記磁場印
加装置を構成したマグネトロンスパッタリング装置によ
って前記目的を達成したものである。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図乃至第4図は本発明の1実施例のマグネトロンス
パッタリング電極部分を示す図であり、第1図はその平
面図、第2図はその断面図、第3図はその磁場静止状態
における最速エロージョン部の図、第4図はエロージョ
ン状態を示す断面図である。
1は強磁性体のターゲットであり、その表面2側が真空
容器内でスパッタされ、その裏面3の近傍に磁場印加装
置4がある、互いに磁極を異にする永久磁石41と42
(環状)、43と44(環状)がヨーク40の上に設置
され、回転装置5の上に載置されている。磁場印加装置
4は回転軸6により回転中心7を中心に回転する。磁場
印加装置4の永久磁石41〜44は第1図に示すような
平面的パターンで配置されており、磁場の静止状態では
第3図に示すような2つの最速エロージョン部9をター
ゲット10表面2上に形成するようになっている。この
最速エロージョン部9はそれぞれ独立した2つの扇形環
状線となる。
この構成の装置で回転装置5を回転させて磁場を移動さ
せ乍らスパッタリングを行うときは、1回転当りのエロ
ージョン速度の部分的不均一を原因として特定の溝部だ
けが集中的に常時スパッタされる事態は防止され、第4
図に示すように広範な領域かは鴇均−にスパッタリング
される。従ってターゲットの利用効率は向上し、長寿命
化が達成される。
1回の磁場の回転移動によるターゲット各部のエロージ
ョンは次の式によって近似的に算定できるので、これを
利用してターゲットの所望領域のエロージョン速度の全
てをは家均−にする構造設計が可能である。
D= (R/n) ・(L/ (2πr))ただし、 D:ターゲット表面上の点Pに生ずる、磁場印加装置1
回転当りのエロージョン深さで、単位は[A/回転]。
n:fi磁場印加装置回転速度[rpml。
R:回転によって点Pを通過する最速エロージョン部(
の一部)のエロージョン速度で、単位は[A/m1nd
r:回転の中心から点Pまでの距離で[mL L二回転の中心から半径rのところにある最速エロージ
ョン部の部分の長さの総計(一般には弧長)で(:mm
]。
ここで θ=L/r (θは弧が中心を見込む角)とす
ると、上記の式は D= (R/n)・ (θ/2π) となるが、nはターゲットの全表面で一定であるから、
この式は、 「若しRの値がターゲット表面の各位置で変化しない即
ち均一であるとすれば、Dはθに比例する」ということ
を意味している。
従って第3図に示すように、各半径rl、r2+r3.
r4 (r 1<r2<r3<r4)の位置にある、互
いにθを等しくする四つの円弧Ll、L3及びL2.L
4をそれぞれ辺とする、二つの環状最速エロージョン部
Sl、S2を生ずるような磁場印加装置4(40〜44
等)を設置して、この磁場印加装置を回転させるときは
、第4図に示すように、半径rl、r2.r3.r4の
各円周上に強いエロージョン領域を持ちはするが、ター
ゲット表面の比較的広い範囲で、実用上十分満足出来る
程度の、は(均一な広いエロージョン領域を生ずるよう
なスパッタリングが可能となる。
第5図、第6図は本発明の別の実施例を示す図であり、
第5図く平面図)はその磁場静止状態における最速エロ
ージョン部の図、第6図はエロージョン状態を示す断面
図である。最速エロージョン部L5.L6は半径r5.
r6の2ケ所にあり、弧L5.L6が中心を見込む角θ
はともには(等しい。ターゲットが小径のときはこんな
簡単なもので十分である。
第7図、第8図は本発明の別の実施例を示す図であり、
第7図(平面図)はその磁場静止状態における最速二ロ
ーション部の図、第8図はエロージョン状態を示す断面
図である。最速エロージョン部29は、スパイラル曲線
状部を主部としており、このため第8図のエロージョン
領域はは鴇理想的に平坦となっている。ターゲットが大
径の時に採用して効果がある。
なお、前記の回転によって点Pを通過する最速エロージ
ョン部(の一部)のエロージョン速度Rは、必ずしも一
定ではなく、半径rによって異なるのが晋通であるが、
そのときは、θまたは前記最速エロージョン部のスパイ
ラル曲線の形状を変形させて補正するか、磁石の強さ、
磁極の形状の変更で補正し、1回転当りのエロージョン
深さDがは檻等しくなるように構成する。
また実施例ではターゲットを固定し磁場印加装置を回転
させたが、その逆も可能であるし、磁場印加装置は電磁
石で構成しても良い。
(発明の効果) 本発明によれば、ターゲットの利用率を向上してその長
寿命化を図るとともに、高速の成膜を可能にする優れた
マグネトロンスパッタリング装置を提供することが出来
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例の平面図、第2図はそのA−
A断面図、第3図はその最速エロージョン部を示す図、
第4図は第1図の実施例の磁場を回転させた場合のエロ
ージョン状態を示すA−A断面図。 第5図は別の実施例の最速エロージョン部を示す図、第
6図はその磁場を回転させた場合の第4図と同様のB−
B断面図。 第7図は別の実施例の最速エロージョン部を示す図、第
8図はその磁場を回転させた場合の第6図と同様の図。 第9図は従来のマグネトロンスパッタリング電極を示す
平面図、第10図はそのC−C断面図、第11図は第9
図のマグネトロンスパッタリング電極で磁場を回転させ
てスパッタリングを行なった場合のエロージョン領域を
示す平面図、第12図はそのC−C断面図である。 1・・・・・・ターゲット、4,84・・・・・・磁場
印加装置、5.85・・・・・・回転装置、 7.87・・・・・・磁場の回転中心、9.89・・・
・・・最速エロージョン部、81・・・・・・ターゲッ
ト、88・・・・・・エロージョン領域、98・・・・
・・エロージョン、99・・・・・・溝、100・・・
・・・磁力線。 特許出願人  日電アネルバ株式会社 代理人    弁理士  村上 健次 FIG、I FIQ、2 FIG、3 FIG、4 FIG、5 FIQ、6 FIG、7 FIG 、8 FIG、9 FICr、10 FICv、11 FIG、12

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)平板状ターゲット表面と該ターゲットの裏面近傍
    に設けた磁場印加装置と、該磁場印加装置がターゲット
    表面上に作る磁場の位置を回転移動させる回転駆動手段
    を備えるマグネトロンスパッタリング装置において、 該磁場の静止状態において該磁場によってターゲット表
    面に形成される環状の最速エロージヨン部が、該磁場の
    回転状態において、各回転毎にターゲット表面に可及的
    に均一なエロージヨンを発生させるように、前記磁場印
    加装置を構成したことを特徴とするマグネトロンスパッ
    タリング装置。
JP24640386A 1986-10-16 1986-10-16 マグネトロンスパツタリング装置 Pending JPS63100180A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02254165A (ja) * 1989-03-27 1990-10-12 Tokyo Electron Ltd スパッタ装置
WO1993004211A1 (en) * 1991-08-16 1993-03-04 Varian Associates, Inc. Apparatus and method for multiple ring sputtering from a single target
US6045672A (en) * 1996-05-21 2000-04-04 Anelva Corporation Sputtering apparatus
JP2008101270A (ja) * 2006-09-22 2008-05-01 Toshiba Corp マグネトロン型スパッタリング装置および半導体装置の製造方法
US8016985B2 (en) * 2007-03-28 2011-09-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetron sputtering apparatus and method for manufacturing semiconductor device
CN102543354A (zh) * 2010-12-09 2012-07-04 河南师范大学 一种磁控溅射靶磁场源

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62211375A (ja) * 1986-03-11 1987-09-17 Fujitsu Ltd スパツタ装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62211375A (ja) * 1986-03-11 1987-09-17 Fujitsu Ltd スパツタ装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02254165A (ja) * 1989-03-27 1990-10-12 Tokyo Electron Ltd スパッタ装置
WO1993004211A1 (en) * 1991-08-16 1993-03-04 Varian Associates, Inc. Apparatus and method for multiple ring sputtering from a single target
US5194131A (en) * 1991-08-16 1993-03-16 Varian Associates, Inc. Apparatus and method for multiple ring sputtering from a single target
US6045672A (en) * 1996-05-21 2000-04-04 Anelva Corporation Sputtering apparatus
JP2008101270A (ja) * 2006-09-22 2008-05-01 Toshiba Corp マグネトロン型スパッタリング装置および半導体装置の製造方法
US8016985B2 (en) * 2007-03-28 2011-09-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetron sputtering apparatus and method for manufacturing semiconductor device
CN102543354A (zh) * 2010-12-09 2012-07-04 河南师范大学 一种磁控溅射靶磁场源

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