JPS63195263A - Sputtering device - Google Patents

Sputtering device

Info

Publication number
JPS63195263A
JPS63195263A JP2703887A JP2703887A JPS63195263A JP S63195263 A JPS63195263 A JP S63195263A JP 2703887 A JP2703887 A JP 2703887A JP 2703887 A JP2703887 A JP 2703887A JP S63195263 A JPS63195263 A JP S63195263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic flux
target
flux density
magnet
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2703887A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eisuke Ueda
上田 映介
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.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP2703887A priority Critical patent/JPS63195263A/en
Publication of JPS63195263A publication Critical patent/JPS63195263A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To successively obtain homogenous thin film, by fitting a means of regulating magnetic flux density in a discharge atmosphere on a target of a magnetic body so as to enable stable magnetron discharge at all times. CONSTITUTION:This sputtering device is composed essentially of a target 5 of a magnetic body, magnets 2 for causing magnetron discharge on the target 5, a yoke 1 for guiding magnetic flux generated from the magnets 2 and a means 6 of varying magnetic flux density. The means 6 is provided with driving units 7 for changing the relative distance between the magnets 2 and the target 5. Magnetic flux density BS1 in a discharge atmosphere on the target 5 is regulated by the means 6.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、マグネトロン放電を利用して磁性体ターゲッ
トをスパッタし、試料上に薄膜を形成するようにしたス
パッタリング装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a sputtering apparatus that sputters a magnetic target using magnetron discharge to form a thin film on a sample.

[従来の恍術] マグネトロン方式は、相互に鎖交する電界と磁界の中に
電子を閉込めてサイクロイド運動させ、放電を誘起させ
るようにしたものである。このマグネトロン放電を利用
したスパッタリングでは、このような電界と磁界を放電
雰囲気であるターゲット上に形成するとともに、該ター
ゲット側を陰極に設定し、放電により発生した陽イオン
を前記ターゲットに引寄せることによってターゲット分
子をスパッタさせるものである。そして、このような方
式は、磁石を前記ターゲットの下側に配置することを特
徴としており、ターゲットには透磁率の高い磁性体が用
いられる場合もある。
[Conventional method] The magnetron method is a method in which electrons are trapped in mutually interlinked electric and magnetic fields to cause cycloidal motion, thereby inducing electrical discharge. In sputtering using this magnetron discharge, such an electric field and a magnetic field are formed on a target which is a discharge atmosphere, and the target side is set as a cathode, and the positive ions generated by the discharge are attracted to the target. It sputters target molecules. This method is characterized in that a magnet is placed below the target, and the target may be made of a magnetic material with high magnetic permeability.

[発明が解決しようとする問題点] ところで、磁石から出る磁束は、磁性体ターゲットを貫
通して放電雰囲気に到達するものと、ターゲット内に磁
路を結ぶものに分岐する。しかるに、このターゲット内
に磁路を結ぶ磁束の飽和量は、該ターゲットの材質や形
状に応じて変化し、長期間の使用でターゲツト材が薄く
なると、次第に減少する。その結果、放電雰囲気への磁
束到達量がその分増加し、マグネトロン放電の様子が変
化して、作成した薄膜の厚さや物性に等質のものが得ら
れなくなる。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, the magnetic flux emitted from the magnet is divided into one that penetrates the magnetic target and reaches the discharge atmosphere, and one that connects a magnetic path within the target. However, the saturation amount of the magnetic flux connecting the magnetic path within the target changes depending on the material and shape of the target, and gradually decreases as the target material becomes thinner after long-term use. As a result, the amount of magnetic flux reaching the discharge atmosphere increases accordingly, and the state of magnetron discharge changes, making it impossible to obtain the same thickness and physical properties of the produced thin film.

本発明は、上記不具合に鑑み、スパッタリング装置の長
期間の使用に対し、ターゲットの消費による磁束の変化
を修正し得る機能をハードウェアとして付設することに
より、ターゲット上の磁束密度を常に一定に保ち、作成
する薄膜の厚さや物性に影響を及ぼさないようなマグネ
トロン方式のスパッタリング装置を実現することを目的
とする。
In view of the above-mentioned problems, the present invention maintains the magnetic flux density on the target at a constant level by adding a hardware function that can correct changes in magnetic flux due to consumption of the target during long-term use of the sputtering apparatus. The purpose is to realize a magnetron-type sputtering device that does not affect the thickness or physical properties of the thin film being created.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、かかる目的を達成するために、次のような手
段を採用したものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention employs the following means.

すなわち、本発明にかかるスパッタリング装置は、磁性
体ターゲットと、このターゲット上にマグネトロン放電
を生起させるための磁石と、この磁石から発生する磁束
を案内するヨークと、前記ターゲット上の放電雰囲気に
おける磁束密度の大きさを調節するための磁束密度可変
手段とを具備してなることを特徴としている。
That is, the sputtering apparatus according to the present invention includes a magnetic target, a magnet for causing magnetron discharge on the target, a yoke for guiding magnetic flux generated from the magnet, and a magnetic flux density in the discharge atmosphere above the target. It is characterized by comprising a magnetic flux density variable means for adjusting the magnitude of the magnetic flux density.

なお、磁束密度可変手段としては、磁路中のギャップを
変化させてその磁気抵抗を変更したり、あるいは磁束を
途中で逃がしたりすることにより、放電雰囲気への磁束
到達量を調節する手段が特に好適である。
In addition, as a magnetic flux density variable means, there is particularly a means for adjusting the amount of magnetic flux reaching the discharge atmosphere by changing the magnetic resistance by changing the gap in the magnetic path, or by letting the magnetic flux escape midway. suitable.

[作用] このような手段であれば、スパッタリング装置の長期間
の使用によって放電雰囲気の磁束密度が変化しようとし
ても、磁束密度可変手段により磁束到達量を変更できる
ので、その変化量を打消すことが可能となる。これによ
り、使用するターゲツト材の断面形状やその消費世の如
何に拘らず、常に安定したマグネトロン放電を誘起でき
、対向配置した試料上に等質なる薄膜を反復継続して形
成することが可能となるものである。
[Function] With such means, even if the magnetic flux density of the discharge atmosphere changes due to long-term use of the sputtering device, the amount of magnetic flux reached can be changed by the magnetic flux density variable means, so the amount of change can be canceled out. becomes possible. This makes it possible to always induce a stable magnetron discharge regardless of the cross-sectional shape of the target material used or its consumption, and it is possible to repeatedly and continuously form homogeneous thin films on the specimens placed opposite each other. It is what it is.

[実施例] 以下、本発明のスパッタリング装置を平行平板型で構成
した場合の実施例を図面を参照して説明する。
[Example] Hereinafter, an example in which the sputtering apparatus of the present invention is constructed as a parallel plate type will be described with reference to the drawings.

(第1実施例) この実施例は、第1図に示すように、ヨーク1上に対称
をなして複数の永久磁石2が配置されており、これらの
磁石2および前記ヨーク1を、ハウジング3で包囲して
いる。そして、このハウジング3の側壁上端3a間には
バッキングプレート4が載荷されており、その上に磁性
体ターゲット5をセットするようになっている。
(First Embodiment) In this embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of permanent magnets 2 are arranged symmetrically on a yoke 1, and these magnets 2 and the yoke 1 are connected to a housing 3. surrounded by. A backing plate 4 is loaded between the upper ends 3a of the side walls of the housing 3, and a magnetic target 5 is set on the backing plate 4.

一方、この実施例の磁束可変手段6は、前記磁石2とタ
ーゲット5との相対距離を変更して両者間のギャップを
変化させ得る駆動装置7を備えてなる。この駆動装置7
は、モータやアクチュエータ等(図示省略)の駆動によ
って突没するアーム7aを備えており、このアーム7a
をガイド7bを介しハウジング3の底板3bを貫通させ
て前記ヨーク1の底部1aに取付けており、該ヨーク1
とともに、磁石2をターゲット5に対して矢印Iのごと
く昇降させ得るようになっている。
On the other hand, the magnetic flux variable means 6 of this embodiment includes a drive device 7 that can change the relative distance between the magnet 2 and the target 5 to change the gap between them. This drive device 7
is equipped with an arm 7a that protrudes and retracts when driven by a motor, actuator, etc. (not shown), and this arm 7a
is attached to the bottom part 1a of the yoke 1 by passing through the bottom plate 3b of the housing 3 via a guide 7b, and the yoke 1
At the same time, the magnet 2 can be raised and lowered relative to the target 5 as shown by arrow I.

以上において、磁石から出る磁束の磁束密度Bmと、タ
ーゲット5を貫通して放電雰囲気にトロイダル磁場を形
成する磁束の磁束密度Bsおよび前記ターゲット5内を
通る磁束の磁束密度Btとの関係は、ギャップに無関係
に、 Bm −Bt+ Bs= (1) が成立する。今、ターゲット5が消費され、Btおよび
BsがそれぞれBt+  (Bt>Bh )およびBs
1(Bs+ >Bs)になったとすると、やはりBm=
Bt+ +Bs+ ・−(2) が成立するので、(1) 、(2)式よりBsとBs、
との関係を求めると、 Bsl =Bs+ (Bt  Bt+ )となる。
In the above, the relationship between the magnetic flux density Bm of the magnetic flux emitted from the magnet, the magnetic flux density Bs of the magnetic flux that penetrates the target 5 and forms a toroidal magnetic field in the discharge atmosphere, and the magnetic flux density Bt of the magnetic flux that passes through the target 5 is as follows: Regardless of , Bm −Bt+ Bs= (1) holds true. Now target 5 is consumed and Bt and Bs are Bt+ (Bt>Bh) and Bs respectively
If it becomes 1 (Bs+ >Bs), then Bm=
Bt+ +Bs+ ・-(2) holds, so from equations (1) and (2), Bs and Bs,
The relationship between Bsl = Bs+ (Bt Bt+) is obtained.

一方、磁束密度は、第4図に示すように、磁石から遠ざ
かるにつれて小さくなる性質がある。しかして、この性
質を利用し、駆動装置7を作動させて、放電雰囲気りへ
の到達磁束の磁束密度Bs。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the magnetic flux density tends to decrease as it moves away from the magnet. Using this property, the drive device 7 is operated to increase the magnetic flux density Bs of the magnetic flux reaching the discharge atmosphere.

が(Bt  Bt+ )はど減少するまで、磁石2をタ
ーゲット5に対して降下させギャップの磁気抵抗を大き
くすることにより、その磁束密度増加分を打消すことが
できる。
By lowering the magnet 2 relative to the target 5 and increasing the magnetic resistance of the gap until (Bt Bt+ ) decreases, the increase in magnetic flux density can be canceled out.

なお、磁石2を固定しておき、ターゲット5の方を昇降
させる構成であっても、本実施例と同様の効果が得られ
ることは勿論である。
It goes without saying that even if the magnet 2 is fixed and the target 5 is moved up and down, the same effects as in this embodiment can be obtained.

(第2実施例) この実施例は、第2図に示すように、前記第1実施例と
概ね同様の構成であって、共通する部分は同一符号をも
って示す。
(Second Embodiment) As shown in FIG. 2, this embodiment has generally the same structure as the first embodiment, and common parts are designated by the same reference numerals.

この実施例は、ヨーク1がハウジング3の底板3b上に
直接載置されており、磁束密度可変手段6には、磁束を
短絡し得る磁束短絡部材として薄板状の短絡板8を備え
てなる。この短絡板8は、図示しない取付部材によって
磁石2とバッキングプレート4との間に配置されている
In this embodiment, the yoke 1 is placed directly on the bottom plate 3b of the housing 3, and the magnetic flux density variable means 6 is provided with a thin shorting plate 8 as a magnetic flux shorting member capable of shorting the magnetic flux. This shorting plate 8 is arranged between the magnet 2 and the backing plate 4 by a mounting member (not shown).

この実施例の場合、短絡板8に、ターゲット5の消費に
よる磁束密度増加量(Bt  Bt+ )に等しい磁束
Bpをもって飽和するものを使用すれば、放電雰囲気り
の磁束密度増加分を打消すことができる。なお、この短
絡板8は、磁束密度の変化に応じて増設すればよい。
In this embodiment, if the shorting plate 8 is used to saturate with a magnetic flux Bp equal to the increase in magnetic flux density (Bt Bt+) due to consumption of the target 5, the increase in magnetic flux density in the discharge atmosphere can be canceled out. can. Note that this shorting plate 8 may be added according to changes in magnetic flux density.

(第3実施例) この実施例は、第3図に示すように、前述した両実施例
と概ね同様の構成であって、同じく共通する部分を同一
符号で示している。
(Third Embodiment) As shown in FIG. 3, this embodiment has a generally similar configuration to both of the embodiments described above, and common parts are indicated by the same reference numerals.

この実施例は、磁石2が薄板状の取付板9の上に載置さ
れており、ヨーク1はその下にあって駆動装置7により
磁石2に対して昇降する。
In this embodiment, the magnet 2 is placed on a thin plate-shaped mounting plate 9, and the yoke 1 is located below the mounting plate 9 and is moved up and down relative to the magnet 2 by a drive device 7.

磁気回路は閉じているので、ヨーク1と磁石2との相対
距離が大きくなって、両者間のギャップにおける磁気抵
抗が増大すると、磁石2からターゲット5側へ出る磁束
は減少する。この性質を利用し、ターゲット5の消費に
よる磁束密度増加分(Bt  Btl)だけ、ギャップ
の磁気抵抗を大きくすることによって、放電雰囲気りの
磁束密度増加分を打消すことができる。
Since the magnetic circuit is closed, when the relative distance between the yoke 1 and the magnet 2 increases and the magnetic resistance in the gap between them increases, the magnetic flux exiting from the magnet 2 to the target 5 side decreases. Utilizing this property, by increasing the magnetic resistance of the gap by the increase in magnetic flux density (Bt Btl) due to consumption of the target 5, the increase in magnetic flux density in the discharge atmosphere can be canceled out.

なお、本発明は、上述の実施例において用いた平行平板
型のターゲット構造以外のものにも適用できるのは勿論
である。また、ターゲットに磁束検出センサを取付け、
目標値との誤差を増幅して磁束可変手段にフィードバッ
クしてやれば、リアルタイムな磁束の修正も可能となる
ものである。
Note that the present invention can of course be applied to structures other than the parallel plate type target structure used in the above-described embodiments. In addition, a magnetic flux detection sensor is attached to the target,
By amplifying the error from the target value and feeding it back to the magnetic flux variable means, real-time correction of the magnetic flux becomes possible.

[発明の効果] 本発明は、以上のような磁束可変手段を設けたことによ
り、ターゲットの断面形状やその消費量の如何に拘らず
、常に安定したマグネトロン放電を誘起し、等質なる薄
膜を反復継続して作成することの可能なスパッタリング
装置を提供できるものである。
[Effects of the Invention] By providing the magnetic flux variable means as described above, the present invention can always induce stable magnetron discharge regardless of the cross-sectional shape of the target or its consumption, and can form a thin film with uniform quality. It is possible to provide a sputtering device that can be manufactured repeatedly.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第3図はそれぞれ本発明の第1〜第3実施例を
示す概略的な断面図であり、第4図は作用説明図である
。 1・・・ヨーク 2・・・磁石 5・・・磁性体ターゲット 6・・・磁束可変手段 7・・・駆動装置
1 to 3 are schematic sectional views showing first to third embodiments of the present invention, respectively, and FIG. 4 is an explanatory view of the operation. 1... Yoke 2... Magnet 5... Magnetic target 6... Magnetic flux variable means 7... Drive device

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)磁性体ターゲットと、このターゲット上にマグネ
トロン放電を生起させるための磁石と、この磁石から発
生する磁束を案内するヨークと、前記ターゲット上の放
電雰囲気における磁束密度の大きさを調節するための磁
束密度可変手段とを具備してなることを特徴とするスパ
ッタリング装置。
(1) A magnetic target, a magnet for causing magnetron discharge on the target, a yoke for guiding the magnetic flux generated from the magnet, and for adjusting the magnitude of magnetic flux density in the discharge atmosphere above the target. 1. A sputtering apparatus comprising: magnetic flux density variable means.
(2)磁束密度可変手段が、磁石とターゲットとの間の
相対距離を変更し得る駆動装置を備えてなることを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のスパッタリング装置
(2) The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the magnetic flux density variable means includes a drive device capable of changing the relative distance between the magnet and the target.
(3)磁束密度可変手段が、磁石とターゲットとの間の
磁束の一部を短絡し得る磁束短絡部材を備えてなること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のスパッタリン
グ装置。
(3) The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the magnetic flux density variable means includes a magnetic flux short-circuiting member capable of short-circuiting part of the magnetic flux between the magnet and the target.
(4)磁束密度可変手段が、磁石とヨークとの間の相対
距離を変更し得る駆動装置を備えてなることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のスパッタリング装置。
(4) The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the magnetic flux density variable means includes a drive device capable of changing the relative distance between the magnet and the yoke.
JP2703887A 1987-02-06 1987-02-06 Sputtering device Pending JPS63195263A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2703887A JPS63195263A (en) 1987-02-06 1987-02-06 Sputtering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2703887A JPS63195263A (en) 1987-02-06 1987-02-06 Sputtering device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63195263A true JPS63195263A (en) 1988-08-12

Family

ID=12209899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2703887A Pending JPS63195263A (en) 1987-02-06 1987-02-06 Sputtering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63195263A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02107763A (en) * 1988-10-14 1990-04-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Thin film formation
JP2007523257A (en) * 2003-11-05 2007-08-16 デクスター・マグネティック・テクノロジーズ・インコーポレーテッド Rotating sputtering magnetron
JP2007302921A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Cyg Gijutsu Kenkyusho Kk Magnetron cathode, and sputtering system installed with the same
WO2011024411A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 株式会社アルバック Magnetron sputtering electrode and sputtering device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02107763A (en) * 1988-10-14 1990-04-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Thin film formation
JP2007523257A (en) * 2003-11-05 2007-08-16 デクスター・マグネティック・テクノロジーズ・インコーポレーテッド Rotating sputtering magnetron
JP2007302921A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Cyg Gijutsu Kenkyusho Kk Magnetron cathode, and sputtering system installed with the same
WO2011024411A1 (en) * 2009-08-28 2011-03-03 株式会社アルバック Magnetron sputtering electrode and sputtering device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090194409A1 (en) Magnetron sputtering magnet assembly, magnetron sputtering device, and magnetron sputtering method
JPH02291005A (en) Target value setting device for integrated circuit
KR910006515A (en) Substrate coating device
JPH0133548B2 (en)
TWI493069B (en) Sputtering device and magnet unit
JPS63195263A (en) Sputtering device
US11111577B2 (en) Film-forming apparatus and film-forming method
JP3043499B2 (en) Uniform magnetic field magnet
JPS5778123A (en) Manufacture of anisotropic thin magnetic film
JPH0881769A (en) Sputtering device
JPS62232911A (en) Magnetic film forming device
JPS5780713A (en) Manufacture of magnetic thin film by sputtering
JPH03257159A (en) Sputtering device formed by using dipole ring type magnetic circuit
JPH05214527A (en) Magnetron electrode
JP2909694B2 (en) Sheet plasma generation method and apparatus
JPS61246367A (en) Magnetron type sputtering device
JPH11172431A (en) Magnetron sputter film formation and device therefor
JPS58199862A (en) Magnetron type sputtering device
JPH03260067A (en) Sputtering device
JPH05295536A (en) Magnetron sputtering cathode
KR100523203B1 (en) Method of, and apparatus for, magnetron sputtering
US2748198A (en) Magnetronic circuit-controlling devices
JPH0680187B2 (en) Magnetic field adjustment method for magnetron sputtering device
JPH0280564A (en) Sputtering device
JPS648624A (en) Plasma apparatus