JPS6389662A - Target base for magnetron sputtering of magnetic material - Google Patents
Target base for magnetron sputtering of magnetic materialInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この考案は、磁性体のマグネトロンスパッタに用いられ
るターゲットベースに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] This invention relates to a target base used for magnetron sputtering of magnetic materials.
被蒸着物の表面に金属被膜を形成する手段として、真空
槽中で金属を加熱蒸発させ、蒸発原子を被蒸着物の表面
に蒸着させるスパッタ法がある。As a means for forming a metal film on the surface of an object to be evaporated, there is a sputtering method in which metal is heated and evaporated in a vacuum chamber and evaporated atoms are deposited on the surface of the object to be evaporated.
その中で、パーマロイ、センダスト、アモルファス等の
軟磁性薄膜のマグネトロンスパッタにおいては、従来一
般に第５図に縦断面を示すように、磁性ターゲット１を
、銅等の肉厚のターゲット２にろう付けあるいは接着等
の手段により固着して外部ヨーク３の縁に固定し、その
下に磁場形成用のマグネット４を置いてスパッタを行な
うようになされている。このとき磁束は、ターゲットベ
ース２を経てターゲット１を通過し、外部ヨーク３を通
ってマグネット４の反対磁極側に戻るようになる。Among these, in magnetron sputtering of soft magnetic thin films such as permalloy, sendust, and amorphous, conventionally, a magnetic target 1 is generally brazed or It is fixed to the edge of the external yoke 3 by adhesion or the like, and a magnet 4 for forming a magnetic field is placed under it to perform sputtering. At this time, the magnetic flux passes through the target 1 via the target base 2, passes through the external yoke 3, and returns to the opposite magnetic pole side of the magnet 4.
そして上記のターゲット１等は真空槽に収納されるので
、ターゲット上は真空であり、またターゲットベース２
の下部には２〜３ Ｋｇ／ ｃｉ程度の冷却水の圧力が
加わるためこれに耐え得る構造とすることが必要となる
。Since the above-mentioned target 1 etc. is stored in a vacuum chamber, there is a vacuum above the target, and target base 2 etc.
Since a cooling water pressure of about 2 to 3 kg/ci is applied to the lower part of the cylinder, it is necessary to have a structure that can withstand this pressure.
そのため上記従来の構造によると、ターゲットベース２
の肉厚を大きくすることく銅製ターゲットベースの場合
５ｍ以上）が必要であり、このようにターゲットベース
２の肉厚を厚くするとマグネット４から出てターゲット
１に引出される磁束が小さくなってしまい、磁束の殆ん
どが磁性体ターゲット１中を通って、ターゲット１上に
漏洩する磁束が極めて僅かになってしまう。Therefore, according to the above conventional structure, the target base 2
In the case of a copper target base, it is necessary to increase the wall thickness of the target base (5 m or more), and if the wall thickness of the target base 2 is increased in this way, the magnetic flux coming out from the magnet 4 and drawn to the target 1 will become smaller. Most of the magnetic flux passes through the magnetic target 1, and only a small amount of magnetic flux leaks onto the target 1.
このようにターゲット１上に漏洩する磁束が少ないと、
電子のマグネトロン運動に寄与する割合が減少し、低Ａ
ｒ圧力により高品質の軟磁性膜を形成することができな
いばかりでなく、放電の安定性を維持することができな
い。さりとて漏洩磁束を多くするために軟磁性のターゲ
ット１を薄くすると、ターゲットとしての寿命が著しく
短かくなり、実用的でなくなるという問題がある。If the magnetic flux leaking onto the target 1 is small in this way,
The proportion of electrons contributing to magnetron motion decreases, resulting in low A
r pressure not only makes it impossible to form a high quality soft magnetic film, but also makes it impossible to maintain discharge stability. If the soft magnetic target 1 is made thinner in order to increase the leakage magnetic flux, there is a problem that the life of the target will be significantly shortened, making it impractical.
この発明は上記従来技術の問題点に着目し、これを改善
することを目的としてなされたもので、ターゲットベー
スの肉厚を増すことなく漏洩磁束を増大して、低Ａｒ圧
で放電することができ、スパッタターゲットの寿命を長
くすることができる磁性体のマグネトロンスパッタ用タ
ーゲットベースを提供するものである。This invention was made with the aim of improving the above-mentioned problems of the prior art, and it is possible to increase the leakage magnetic flux without increasing the thickness of the target base and to discharge at a low Ar pressure. The object of the present invention is to provide a target base for magnetron sputtering made of a magnetic material and capable of prolonging the life of the sputtering target.
上記従来技術の問題点を解決するため、この発明におい
ては、マグネトロンスパッタ用ターゲットベースにおい
て、非磁性体からなるターゲットベースの一部に高磁束
密度を有する磁性材料からなる補助磁極を埋設してなり
、埋設された補助磁極を磁路ヨークの一部として使用す
ることによりターゲット上の漏洩磁束を増大させるよう
にしたことを特徴とするものである。In order to solve the above problems of the prior art, in the present invention, in a target base for magnetron sputtering, an auxiliary magnetic pole made of a magnetic material having a high magnetic flux density is embedded in a part of the target base made of a non-magnetic material. The magnetic flux leakage on the target is increased by using the buried auxiliary magnetic pole as part of the magnetic path yoke.
（作 用〕
上記の構成により、非磁性材料からなるターゲットベー
スの一部に高磁束密度の磁性材料からなる補助磁極を埋
設したことによってこの補助磁束が磁路ヨークの一部と
なり、これによりターゲット上に漏洩する磁束が増大さ
れる。(Function) With the above configuration, the auxiliary magnetic pole made of a magnetic material with high magnetic flux density is embedded in a part of the target base made of a non-magnetic material, and this auxiliary magnetic flux becomes part of the magnetic path yoke, thereby The magnetic flux leaking upward is increased.
以下この発明の実施例を第１図乃至第４図を参照し、第
５図と共通する部材には同一符号を付して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4, with the same reference numerals assigned to the same members as in FIG. 5.
第１図はこの発明の一実施例の縦断面を、第２図は同平
面を示している。FIG. 1 shows a longitudinal section of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the same plane.
ターゲット１は円盤状に形成され、このターゲット１は
これと同大同形の非磁性材料からなるターゲットベース
２上に接着、ろう付、ボンディング等により固定され、
このターゲットベース２は外部ヨーク３の縁に固定され
ている。この外部ヨーク３の内部には磁路ヨーク５、そ
の中心部にマグネット４が配置されており、前記ターゲ
ットベース２内には前記磁路ヨーク５の環状部５Ａに対
応するリング状の補助磁極６と、前記マグネット４に対
応する円盤状の補助磁極７がそれぞれ埋設されている。The target 1 is formed into a disk shape, and the target 1 is fixed by adhesion, brazing, bonding, etc. on a target base 2 made of a non-magnetic material and having the same size and shape as the target 1.
This target base 2 is fixed to the edge of an external yoke 3. Inside this external yoke 3, a magnetic path yoke 5 is arranged, and a magnet 4 is arranged at its center, and inside the target base 2, a ring-shaped auxiliary magnetic pole 6 corresponding to the annular portion 5A of the magnetic path yoke 5 is arranged. A disc-shaped auxiliary magnetic pole 7 corresponding to the magnet 4 is buried therein.
この埋設構造は、例えばターゲットベース２の肉厚が５
＃である場合、その下面側から深さ３顕の溝２Ａ、２Ｂ
を形成し、これに３ｍ厚のセンダスト類の補助磁極６．
７を埋込むことで構成される。In this buried structure, for example, the wall thickness of the target base 2 is 5.
#, grooves 2A and 2B with a depth of 3 mm from the bottom surface side.
6. is formed, and an auxiliary magnetic pole 6. of sendust type with a thickness of 3 m is formed on this.
It is constructed by embedding 7.
この構造により、第１図に点線で示しているようにマグ
ネット４から発生する磁束は外側のリング状の補助磁極
６を通じて磁路ヨーク５に戻る。With this structure, the magnetic flux generated from the magnet 4 returns to the magnetic path yoke 5 through the outer ring-shaped auxiliary magnetic pole 6, as shown by the dotted line in FIG.
したがってターゲットベース２に埋設された補助磁極６
．７からターゲット１の上面までの距離が小さいためタ
ーゲット１を通過する磁束が多くなり、これによってタ
ーゲット１上に漏洩する磁束も大きくなる。Therefore, the auxiliary magnetic pole 6 buried in the target base 2
．． Since the distance from 7 to the top surface of target 1 is small, a large amount of magnetic flux passes through target 1, and as a result, magnetic flux leaking onto target 1 also increases.
上記ターゲットベース２に埋設される補助磁極６．７お
よび磁路ヨーク５に用いる材料は、極力高磁束密度で透
磁率の高いものが選択される。The materials used for the auxiliary magnetic pole 6.7 and the magnetic path yoke 5 buried in the target base 2 are selected to have as high a magnetic flux density as possible and a high magnetic permeability.
前記実施例において、ターゲットベース２に埋込み深さ
４ａｍ、３１Ｍの厚さの磁性体（鉄）をろう付けにより
埋設固定した場合、放電中に反り応力による剥離はみら
れなかった。またターゲットベース２上に厚さ３ＭＲの
センダストターゲットを載せ、漏洩磁束の強度を測定し
たところ、ターゲット１上で第５図示の従来の構造では
２００〜３００ガウスであったものが、第１図示の実施
例の構造によれば８００〜１０００ガウスであった。In the above example, when a magnetic material (iron) having an embedding depth of 4 am and a thickness of 31 m was embedded and fixed in the target base 2 by brazing, no peeling due to warping stress was observed during discharge. In addition, when a Sendust target with a thickness of 3MR was placed on the target base 2 and the strength of the leakage magnetic flux was measured, it was found that the strength of leakage magnetic flux on the target 1 was 200 to 300 Gauss in the conventional structure shown in Figure 5, but that in the case of the conventional structure shown in Figure 1 According to the structure of the example, it was 800 to 1000 Gauss.
そして第５図示の従来の構造によりスパッタを行なった
ところ、２ Ｘ １０−２ＴｏｒｒＡ ｒ圧でも放電が
不安定であるのに対し、第１図示の構造によれば、Ｉ
Ｘ １０ ’ＴｏｒｒＡｒ圧の低Ａｒ圧であつｒも安定
な放電を維持することができた。When sputtering was performed using the conventional structure shown in FIG.
It was possible to maintain stable discharge at a low Ar pressure of X 10 ' TorrAr pressure.
なお、上記実施例では、補助磁極６．７の平面形状をリ
ング状および円盤状とした場合について示したが、ター
ゲットの寿命を延長させるため、第３図に平面形状を示
すようにリング状の補助磁極６の内周に中心方向に向く
突部６Ａ、６Ａ・・・を定間隔をおいて突設し、円形の
補助磁極７の外周に前記突部６Ａ、６Ａ・・・間に位置
する突部７Ａ。In the above embodiment, the planar shape of the auxiliary magnetic pole 6.7 is ring-shaped and disc-shaped. However, in order to extend the life of the target, the planar shape of the auxiliary magnetic pole 6.7 is shown in FIG. Protrusions 6A, 6A, . . . are provided at regular intervals on the inner periphery of the auxiliary magnetic pole 6, and are located between the protrusions 6A, 6A, . . . on the outer periphery of the circular auxiliary magnetic pole 7. Projection 7A.
７Ａ・・・を放射方向に突設するようにして、漏洩磁場
の分布面積を増大させるようにすることもでき、また第
４図に示すようにリング状の補助磁極６゜６を複数とし
、Ｓ、Ｎ、Ｓ極配置とした多重リング構造とすることも
できる。7A... can be provided so as to protrude in the radial direction to increase the distribution area of the leakage magnetic field, and as shown in FIG. 4, a plurality of ring-shaped auxiliary magnetic poles 6. A multiple ring structure with an S, N, S pole arrangement may also be used.
以上説明したように、この発明は、マグネトロンスパッ
タ用ターゲットベースにおいて、非磁性体からなるター
ゲットベースの一部に高磁束密度を有する磁性材料から
なる補助磁極を埋設し、この補助磁極を磁路ヨークの一
部として利用することにより、ターゲットベースの肉厚
を薄くすることなくターゲット上の漏洩磁束を増大させ
ることができるので、ターゲットベースの耐用寿命を延
すことができるとともに低Ａｒ圧であっても放電を安定
に維持することができ、スパッタ膜質を著しく向上させ
ることができる。As explained above, the present invention provides a target base for magnetron sputtering in which an auxiliary magnetic pole made of a magnetic material having a high magnetic flux density is embedded in a part of the target base made of a non-magnetic material, and this auxiliary magnetic pole is connected to a magnetic path yoke. By using it as a part of the target base, it is possible to increase the leakage magnetic flux on the target without reducing the wall thickness of the target base, thereby extending the useful life of the target base and using low Ar pressure. Also, the discharge can be maintained stably, and the quality of the sputtered film can be significantly improved.
第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
同平面図、第３図および第４図はこの発明における補助
磁極の変形例を示す平面図、第５図は従来技術を示す縦
断面図である。
１・・・ターゲット、２・・・ターゲットベース、３・
・・外部ヨーク、４・・・マグネット、５・・・磁路ヨ
ーク、６．７・・・補助磁極。
出願人 日本楽器製造株式会社
第２図
第３図 第４図
手続補正書
昭和６１年１１月７日
特許庁長官殿 （裏
１、事件の表示
昭和６１年 特許願 第２３５５５９号２、発明の名称
磁性体のマグネトロンスパッタ用
ターゲットへ−ス
３、補正をする者
事件との関係 特許出願人
（４０７）日本楽器製造株式会社
４、代 理 人 （郵便番号１０５）
７、補正の内容
（１）特許請求の範囲を別紙のとおりに訂正する。
（２）明細書第４頁第９行、同頁第１６行、第６頁第１
３行、第８頁第４行の「高磁束密度」を「高飽和磁束茫
度」にそれぞれ訂正する。
特許請求の範囲
マグネトロンスパッタ用ターゲットベースにおいて、非
磁性体からなるターゲットベースの一部に高Ｉ磁束密度
を有する磁性材料からなる補助磁極を埋設してなり、埋
設された補助磁極を磁路ヨークの一部として使用するこ
とによりターゲット上の漏洩磁束を増大させるようにし
たことを特徴とする磁性体のマグネトロンスパッタ用タ
ーゲットベース。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, FIGS. 3 and 4 are plan views showing modified examples of the auxiliary magnetic pole in this invention, and FIG. 5 is a conventional one. FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the technique. 1...Target, 2...Target base, 3.
...External yoke, 4...Magnet, 5...Magnetic path yoke, 6.7...Auxiliary magnetic pole. Applicant: Nippon Gakki Manufacturing Co., Ltd. Figure 2 Figure 3 Figure 4 Procedural amendments November 7, 1985 To the Commissioner of the Japan Patent Office (Back 1, Indication of the case 1986 Patent application No. 235559 2, Title of the invention Target base for magnetron sputtering of magnetic materials 3. Relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant (407) Nippon Gakki Manufacturing Co., Ltd. 4. Agent (zip code 105) 7. Contents of the amendment (1) Patent The claims are amended as shown in the attached sheet. (2) Specification, page 4, line 9, page 16, line 1, page 6, line 1
In line 3 and page 8, line 4, "high magnetic flux density" is corrected to "high saturation magnetic flux intensity." Claims: A target base for magnetron sputtering, in which an auxiliary magnetic pole made of a magnetic material having a high I magnetic flux density is embedded in a part of the target base made of a non-magnetic material, and the embedded auxiliary magnetic pole is connected to a magnetic path yoke. A target base for magnetron sputtering of a magnetic material, characterized in that the leakage magnetic flux on the target is increased by using it as a part of the target base.
Claims (1)
磁性体からなるターゲットベースの一部に高磁束密度を
有する磁性材料からなる補助磁極を埋設してなり、埋設
された補助磁極を磁路ヨークの一部として使用すること
によりターゲット上の漏洩磁束を増大させるようにした
ことを特徴とする磁性体のマグネトロンスパッタ用ター
ゲットベース。In a target base for magnetron sputtering, an auxiliary magnetic pole made of a magnetic material with high magnetic flux density is embedded in a part of the target base made of a non-magnetic material, and the buried auxiliary magnetic pole is used as a part of the magnetic path yoke. A target base for magnetron sputtering of a magnetic material, which is characterized by increasing leakage magnetic flux on the target.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23555986A JPS6389662A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Target base for magnetron sputtering of magnetic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23555986A JPS6389662A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Target base for magnetron sputtering of magnetic material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6389662A true JPS6389662A (en) | 1988-04-20 |
Family
ID=16987779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23555986A Pending JPS6389662A (en) | 1986-10-03 | 1986-10-03 | Target base for magnetron sputtering of magnetic material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6389662A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01177369A (en) * | 1987-12-30 | 1989-07-13 | Nec Home Electron Ltd | Backing plate |
-
1986
- 1986-10-03 JP JP23555986A patent/JPS6389662A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01177369A (en) * | 1987-12-30 | 1989-07-13 | Nec Home Electron Ltd | Backing plate |
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