KR100216900B1 - 마그네트론 스퍼터링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 직경이 다른 복수의 링형상의 평판타깃을 동일 중심축을 중심으로 배설한 마그네트론스퍼터링장치에 관한 것으로서, 타깃의 국소적인 침식을 발생하지 않도록 하는 장치는 제공하는 것을 목적으로 한 것이며, 그 구성에 있어서, 직경이 다른 복수의 링형상의 평판타깃(2), (3)을 동일 중심축(1)을 중심으로 배설하고, 각타깃(2), (3)에 있어서, 그 안둘레가장자리부를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일 구성을 가진 자석(21), (22) (타깃(3))에 대해서는 (23),(24)을, 마깥 둘레가장자리부를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일극성을 가진 자석(23),(24)(타깃(3))에 대해서는 (25),(26)을, 안둘레쪽과 바깥둘레쪽에서 반대극성이 되도록 배설한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

마그네트론 스퍼터링장치

제1도는 본 발명의 일실시예의 마그네트론 스퍼터링장치의 캐소드부의 단면도.

제2도는 동 실시예에 있어서의 자장의 모양을 표시한 도면.

제3도는 동 실시예의 타깃(Target)의 이용한계에 있어서의 침식면을 표시한 단면도.

제4도는 동 실시예의 타깃의 침식면의 경시변화를 표시한 도면.

제5도는 동 실시예의 타깃의 침식깊이의 경시변화를 표시한 도면.

제6도는 동 실시예의 기판의 성막속도의 경시변화를 표시한 도면.

제7도는 동 실시예의 기판의 막두께 분포의 경시변화를 표시한 도면.

제8도는 종래의 마그네트론 스퍼터링장치의 캐소드부의 단면도.

제9도는 종래의 타깃의 이용한계에 있어서의 침식면을 표시한 단면도.

제10도는 다른 종래예의 타깃의 이용한계에 있어서의 침식면을 표시한 단면도.

제11도는 종래예의 기판의 막두께 분포의 경시변화를 표시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 중심축 2, 3 : 타깃

21 : 안둘레이면에 배치된 자석 22 : 안둘레표면에 배치된 자석

23 : 중간둘레이면에 배치된 자석 24 : 중간둘레표면에 배치된 자석

25 : 바깥둘레이면에 배치된 자석 26 : 바깥둘레표면에 배치된 자석

본 발명은, 직경이 다른 복수의 링형상의 평판타깃을 동일 중심축을 중심으로 배설한 마그네트론스퍼터링장치에 관한 것이다.

기판에 박막을 퇴적시키는 기술로서는, 마그네트론스퍼터링기술이 사용되고 있다. 마그네트론스퍼터링기술은 저온고속스퍼터가 가능하며, 스퍼터링기술을 사용하는 성막장치의 주류로 되어 있다. 마그네트론스퍼터링기술은, 방전 등에 의해 타깃 부근에 플라즈마를 발생시키고, 이 플라즈마의 이온을 타깃에 충돌시키므로서 입자를 스퍼터시키고, 스퍼터한 입자를 기판에 부착시키는 방법으로 박막을 형성한다.

종래예의 마그네트론스퍼터링장치를, 제8도 ~ 제10도를 참조해서 설명한다.

제8도에 종래 사용되고 있는 링형상의 평판타깃을 사용한 마그네트론스퍼터링장치의 캐소드부의 구성을 표시한다. (41)은 중심축으로서, 캐소드부는 이중심축에 대해서 회전대칭형을 하고 있다. (42)는 링형상의 평판타깃, (43)은 타깃이면에 배치된 자석, (44)는 자석 (43)에 의해 형성되는 자장이다.

이와 같은 구성의 캐소드부를 진공처리실내에 기판과 타깃표면이 대향하도록 배치하고, 스퍼터가스도입후, 타깃(42)에 글로방전용의 고압전원으로부터 전력을 공급하면, 자력선에 의해 가두어진 스퍼터용의 고밀도 플라즈마가 발생한다.

이 플라즈마속의 이온이 타깃(42)의 표면에 충돌하면, 타깃(42)의 원자가 스퍼터되고, 기판의 대향 표면에 부착하여, 박막이 형성된다. 이때의 프라즈마는 영역(45)에서 높게되어 있다. 타깃(42)은 이 플라즈마에 의해 침식되고, 플라즈마밀도가 높은 영역(45) 부근에서는 타깃(42)의 침식속도가 빠르게 되며, 특히 영역(45)의 자력선방향의 끝부분(46)의 부근에서 타깃(42)의 침식속도가 국소적으로 빨라진다.

제9도에 타깃(42)을 이용한계까지 사용했을 때의 침식형상을 중심축(41)을 포함한 단면으로 표시한다. 단, 중심축(41)에 대하여 대칭의 부분은 생략하고 있다. 제9도에 있어서, (47)은 스퍼터전의 타깃(42)의 형상, (48)은 스퍼터된 부분, (49)는 스퍼터되지 않고 남은 부분이다. 제9도에 볼수 있는 바와 같이, F점의 부근이 두드러지게 침식되어, V자 형상의 침식면이 발생한다. 이와 같은 형상의 침식이 발생하면, 타깃(42)의 체적이용효율, 즉 스퍼터전의 타깃의 체적이 차지하는 타깃의 이용한계까지 이용했을 때의 스퍼터된 체적의 비율은 20정도이고, 그 위에 그 20의 10정도밖에 기판에는 부착되지 않아, 고가의 타깃(42)을 충분히 이용할 수 없다고 하는 문제가 있었다. 또, 이 형상의 침식이 발생하였을 경우에는 성막속도나 막두께의 균일성에 경시변화를 초래한다고 하는 기술상의 문제도 발생하고 있었다.

그래서, 이들 문제를 해결하기 위하여, 일본국 특개평5-209266호 공보 및 동 특개평 5-179440호 공보에 기재된 바와 같은 기술이 고안되어 있다. 상기 일본국 특개평5-209266호 공보에 기재된 마그네트론스퍼터링용캐소드는, 제8도에 표시한 종래예와 마찬가지로, 타깃의 이면쪽에 자석을 배치하는 동시에, 타깃의 바깥둘레와 안둘레에 강자성체를 배치함으로써, 자석이 타깃 표면을 초과해서 뻗게 되는 구성으로 되어 있으며, 플라즈마밀도가 평준화되고, 타깃의 침식도보다 평준화된다.

제10도에 이 구성에 의한 타깃의 이용한계시의 침식의 모양을 표시한다.

제9도와 마찬가지로, (47)은 스퍼터전의 타깃형상, (48)은 스퍼터된 부분, (49)는 스퍼터되지 않고 남은 부분이다. 제10도에 의하면, 제9도의 경우에 비교해서 침식이 보다 균일하게 진행되고 있는 것을 알 수 있다. 그러나, G점부근에서 침식 속도가 빨라지고 있다. 또, 이때의 타깃의 체적이용효율은 약 40정도이나, 그 10정도밖에 기판에 부착하지 않는다.

종래의 타깃(42)의 이면에 자석(43)을 배치하는 방법에서는, 제9도에 표시한 바와 같이 자형상의 침식면을 형성하기 때문에, 타깃(42)의 두께가 국소적으로 얇게 되고, 그 두께가 소정치이하에 도달했을 때가 타깃(42)의 이용한계가 되고, 그 이상 타깃(42)을 이용할 수 없다. 그러나, 타깃(42)에는, 아직 박막을 형성시키는 재료가 충분히 존재하므로, 고가의 타깃(42)을 충분히 이용할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또, 침식이 국소적으로 빨리 진행해가면, 스퍼터입자의 분포가 경시변화하여, 침식의 초기단게에서 기판에 생성되는 막의 막두께는 균일하더라도, 침식의 종료 단계에서는 막두께가 불균일하게 된다고 하는 문제가 있다. 또, 막두께 균일성을 얻기 위하여, 기판과 타깃과의 거리를 70이상으로 하지 않으면 안되며, 그 때문에 타깃으로부터 비산해온 입자의 10정도 밖에 기판에 부착하지 않는다고 하는 문제도 있다.

또, 상기 일본국 특개평5-209266호 공부에 기재의 기술에서도, 제10도에 표시한 바와 같이, 아직 G점부근에서 국소적인 침식의 발생하고 있으며, 타깃의 이용효율이 낮고, 기판에 부착하는 입자의 확률도 낮고, 막두께 균일성이나 성막속도 등의 경시 변화를 발생시킨다고 하는 문제가 있다.

상기 종래예에 있어서의 막두께의 경시변화에 대해서 제11도를 참조해서 설명한다. 제11도는 내경 40, 외경 120의 기판에 형성되는 막두께 분포의 경시변화를 적산전력으로 표시한 도면이다. 종축은 기판의 안둘레 가장자리의 막두께를 1로 했을 때의 상대적인 막두께이며, 횡축은 중심점으로부터의 거리를 표시한다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 종래예에서는 막두께의 분포가 시간과 더불어 대폭적으로 변화한다고 하는 문제가 있다.

본 발명은, 상기 종래의 문제점에 비추어, 국소적인 침식이 발생하지 않는 마그네트론스퍼터링장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 마그네트론스퍼터링장치는, 직경이 다른 복수의 링형상의 평판타깃을 동일중심축을 중심으로 배설하고, 각 타깃에 있어서, 그 안둘레가장자리부를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일극성을 가진 자석을, 바깥둘레 가장자리부를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일극성을 가진 자석을, 안둘레쪽과 바깥둘레쪽으로 반대극성이 되도록 배설한 것을 특징으로 한다.

또, 직경이 다른 복수의 링형상의 평판타깃을 동일중심축을 중심으로 배설한 마그네트론스퍼터링장치에 있어서, 제 1의 평판타깃의 안둘레가장자리를 다른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일 극성을 가진 자석을 배설하는 동시에 상기 제 1의 평판타깃의 바깥둘레 가장자리를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일극성을 가진 자석을 배설하고, 또한 제 1의 평판타깃의 안둘레를 따라서 배설된 자석과 바깥둘레를 따라서 배설된 자석의 극성을 제 1의 타깃을 사이에 두고 반대의 관계로 하고, 제 2의 평판타깃에 대해서도, 그 안둘레 가장자리를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일극성을 가진 자석을 배설하는 동시에 이 제 2의 평판타깃의 바깥 가장자리를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일극성을 가진 자석을 배설하고, 또한 제 2의 평판타깃의 안둘레를 따라서 배설된 자석과 바깥둘레를 따라서 배설된 자석의 극성을 제 2의 타깃을 사이에 두고, 반대의 관계로 하고, 제 3의 타깃 이하에 대해서도 마찬가지로 구성한 것을 특징으로 한다.

호적하게는, 안쪽의 평판타깃의 바깥둘레 가장자리를 따라서 배설한 자석과 바깥쪽의 평판타깃의 안둘레 가장자리를 따라서 배설한 자석을 공통의 자석에 의해서 구성되며, 또 타깃의 도면에서 자장의 방향이 타깃면에 평행으로 되는 점이 타깃의 반경방향으로 2 이상존재하도록 각 자석의 강도가 조정된다.

본 발명에 의하면, 직경이 다른 복수의 링형상의 평판타깃을 동일중심축을 중심으로 배설하고, 각 타깃에 있어서, 그 안둘레 가장자리부를 다른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일 극성을 가진 자석을, 바깥둘레 가장자리부를 다른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일 극성을 가진 자석을, 안둘레쪽과 바깥둘레 쪽에서 반대극성이 되도록 배설함으로써, 직경방향으로 병렬한 복수의 링형상의 타깃면에 있어서 각각 평행에 가깝고 도한 균등에 가까운 강도를 가진 가장을 형성할 수 있다.

제2도의 타깃단면부근의 자력선의 모양을 컴퓨터 시뮬레이션에 의해서 확인한 결과를 표시한다. 제2도에 표시한 바와 같이, 각 타깃표면에서 각 타깃표면에 평행에 가까운 자장이 형성되어 있고, 자장의 세기, 즉 자력선의 간격도 큰 불균일이었다.

이와 같이 타깃 전체면에 걸쳐서 타깃면에 평행하게 자장이 형성됨으로써 각 타깃의 침식은 균일하게 진행된다. 즉, 타깃의 침식속도는 플라즈마밀도에 의존하나, 자장이 타깃면에 평행하게 형성됨으로써 플라즈마밀도가 균등하게 분포되어, 침식이 균일하게 행하여 진다. 또, 마그네트론스퍼터링은 이온의 속도 벡터와 자장의 벡터의 외적(外積 :outer Product)에 의한 전자력에 의해 입자가 회전운동하고, 입자가 타깃에 충돌하는 기회가 증대하는 것에 특징이 있고, 이온이 타깃에 충돌하는 기회는 이온의 회전주기에 의존하며, 회전주기가 짧을수록, 즉 자장이 세고 이온의 운동하는 속도가 빠를수록 타깃에 충돌하는 기회가 증가한다. 통상, 전장(電場)은 타깃면에 수직으로 형성되므로, 자장을 타깃면에 평행하게 형성함으로써 자장과 이온을 운동시키는 전장이 수직으로 되며, 이온의 속도 벡터와 가장의 벡터의 외적이 최대로 되는 동시에 균등하게 되고, 이온의 회전주기가 짧고 또한 균일하게 되어서 타깃의 침식이 효율적으로 또한 균일하게 행하여진다.

이와 같이 타깃의 침식이 균등하게 행하여지게 됨으로써, 기판에 형성되는 박막의 막두께가 균일하게 되는 동시에 그 경시변화도 적게할 수 있다. 즉, 입자가 스퍼터되는 방향은 타깃표면의 방향에 의존하므로, 침식에 의해 타깃면과 기판면이 이루는 각도가 경시변화하면 기판면에 형성되는 박막의 막두께도 경시변화한다.

침식의 초기단계에서는 타깃이 평면이고, 기판면에 평행하게 배치되므로 기판면에 형성되는 박막의 막두께는 거의 일정하나, 침식의 진행에 따라서 타깃표면이 곡면으로되어 오면 기판면에 형성되는 박막의 막두께가 불균일하게 된다. 따라서, 상기한 바와 같이 타깃의 침식이 진행되어도 침식전의 타깃면과 평행의 평면에 가까운 침식면이 유지됨으로써 기판에 형성되는 박막의 막두께가 균일하게 유지된다.

또, 국소적으로 침식이 빠른 곳이 있으면, 타깃은 그 침식이 빠른 부분의 막두께가 소정이하로 되었 때에 타깃을 이용할 수 없게 되나, 타깃이 균일하게 침식됨으로써, 타깃의 이용효율을 높일 수 있고, 러닝코스트를 저렴화할 수 있다.

또, 직경이 다른 복수의 링형상의 평판타깃을 동일중심축을 중심으로 배설하고 있으므로, 각각 다른 전력을 투입함으로써, 타깃과 기판사이의 거리를 축소해도 막두께 균일성을 양호하게 할 수 있어, 타깃으로부터 비산한 입자를 효율적으로 기판에 부착시키는 동시에 막두께 균일성을 확보할 수 있다.

또, 안쪽의 평판타깃의 바깥둘레가장자리를 따라서 배설한 자석과 바깥쪽의 평판 타깃의 안둘레가장자리를 따라서 배설한 자석을 공통의 자석에 의해서 구성하면, 자석을 적게할 수 있는 동시에 자석을 배치하기 위한 쓸모없는 공간(dead space)을 작게할 수 있다.

또, 자장이 타깃면에 평행하게 되는 점을 반경방향으로 2점 이상 가지도록 자석의 강도를 조정하면, 자장의 방향이 타깃면에 대해서 보다 평행하게 되므로, 보다 효과를 높일 수 있다.

이하, 본 발명의 일실시예의 마그네트론스퍼터링장치에 대해서, 제1도~제7도를참조해서 설명한다.

본 실시예는, 내경 36, 외경 64, 두께 6와, 내경 110, 외경 142, 두께 6의 2개의 링형상의 평판타깃을 사용한 마그네트론스퍼터링장치의 예를 표시한다.

제1도에 본 실시예의 마그네트론스퍼터링장치의 캐소드부의 단면도를 표시한다. 이 캐소드부는 중심축(1)에 대해서 회전대칭형이고, 소직경의 타깃(2)은 안둘레전극(4)과 중간둘레전극(5) 사이에 배설되고, 대직경의 타깃(3)은 중간둘레전극(5)과 바같둘레전극(6)사이에 배설되어 있다. (7)은 캐소드부를 지지하는 요우크이며, 강자성체의 SS41합금을 재료로 하고, 두께 15의 밑바닥판의 바깥둘레에 내경 198, 두께 9, 높이 84의 측판이 일체적으로 형성되는 동시에, 축심부에 직경 10, 높이 87.5의 원기둥 형상의 돌기가 형성되고, 직경방향중간위치에 외경 104, 내경 84, 높이 62의 원통형상의 돌기가 형성되어 있다.

타깃(2),(3)의 이면에는 각각 이면부재(8),(10)가 접하고 있으며, 타깃(2),(3)의 이면과의 사이의 틈새(9),(11)에 냉각수를 유입시키므로써 타깃(2),(3)을 냉각하고 있다. 또한, 냉각수의 도입배출수단은 도시를 생략하고 있다.

타깃(2) 및 이면부재(8)는 절연물(12),(13)에 의해 안둘레전국(4)과 중간둘레전극(5)으로부터 절연되고, 타깃(3) 및 이면부재(10)는 절연물(14),(15)에 의해 중간 둘레전극(5)과 바깥둘레전극(6)으로부터 절연되어 있다. 또, 바깥둘레전극(6)은 절연물(16)에 의해서 체임버(20)로부터 절연되어 있다. 타깃(2),(3)에 부(-) 전위를 인가하는 수단은 도시생략되어 있다.

안둘레전극(4)의 내부에는, 잔류자속밀도 12.1K가우스이고 유지력 11.6K에르스텟의 재료로 이루어진 내경 10, 두께 5, 높이 10의 링형상의 1쌍의 영구자석(21),(22)이 배치되고, 한쪽의 영구자석(21)이 타깃(2)의 이면쪽에, 다른쪽의 영구자석(22)이 타깃(2)의 표면쪽에 위치하고, 다같이 바깥둘레쪽이 N극으로 되어 있다.

중간둘레전극(5)의 내부에는, 안둘레전극(4)의 자석(21),(22)과 동일재료로 이루어진 외경 104, 내경 84, 두께 5의 링형상의 1쌍의 영구자석(23),(24)이 배치되고, 한쪽의 영구자석(23)이 타깃(2),(3)의 이면쪽에, 다른쪽의 영구자석(24)이 타깃(2),(3)의 표면쪽에 위치하고, 이들 자석(23),(24)이 비자성체(17)를 개재해서 S극이 대향하고 있다.

바깥둘레전극(6)의 내부에는, 안둘레전극(4)의 자석(21)(22)과 동일 재료로 이루어진 내경 176, 두께 9, 높이 5의 링형상의 1쌍의 영구자석(25),(26)이 배치되고, 한쪽의 영구자석(25)이 타깃(3)의 이면쪽에, 다른족의 영구자석(26)이 타깃(3)의 표면쪽에 위치하고, 다같이 안둘레가 N극으로 되어 있다.

상기한 바와 같이 영구자석(21)~(26)의 자석의 강도와 자석의 링형상과 자석사이의 거리와 요우크형상을 선정함으로써, 자킷(2),(3)의 표면위에서 자력선의 방향이 타깃표면에 평행하게 되는 점이 반경방향으로 2점존재하도록 구성할 수 있게 되었다. 제2도는, 제1의 실시예의 자석배치에 있어서의 자력선을 중심축(1)을 통과하는 평면상에서 그려진 것이다. 단, 자력선은 중심축에 대해서 대칭으로 형성되므로 한족편은 도시생략한다. 이 도면에 있어서, A-A'근처에 타깃표면이 위치하도록 타깃(2),(3)을 배치하면, B점과 C점 부근 및 D점과 E점 부근에서 자력선이 타깃표면에 평행하게 되는 점이 존재한다.

이상의 구성의 캐소드부는, 마그네트론스퍼터링장치내에서 이하와 같이 동작한다.

상기 구성의 캐소드부를그 타깃표면이 기판에 대해서 35의 거리에서 대향하는 동시에 중심축이 일치하도록 진공처리실내에 설치한다. 기판은 내경 40, 외경 120이다. 진공처리실내에 스퍼터가스도입후, 타깃(2),(3)에 글로방전용의 고압전원으로부터 전력을 공급하면, 자력선에 의해서 가두어진 스퍼터용의 고밀도플라즈마가 발생한다. 이 플라즈마속의 이온이 타깃(2),(3)의 표면에 충돌하면, 타깃(2),(3)의 원자가 스퍼터되고, 기판의 대향한 표면에 부착하여, 박막이 형성된다.

제3도는, 타깃(2),(3)을 이용한계까지, 사용하였을 때의 침식형상을 중심축(1)을 포함한 단면으로 그려진 것이다. 단, 중심축(1)에 대해서 대칭의 부분은 도시생략 되어 있다. (31)은 스퍼터전의 타깃의 모양, (32)는 스퍼터된 부분, (33)은 스퍼터되지 않고 남은 부분이다. 이때, 타깃의 체적이용효율은 58이고, 종래의 40에 비해서 대폭적으로 개선되어 있다.

제4도는 타깃(2),(3)을 이용한계까지 사용하였을 때의 침식형상의 경시변화, 구체적으로는 적산전력에 의한 변위를 표시한 것이다. 휭측은 중심축(1)에서부터의 거리, 종축은 침식의 깊이이며, 각 곡선은 각각의 적산전력이 인가되었을 때의 침식면의 모양을 표시하고 있다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 성막초기로부터 타깃의 이용한계까지 타깃의 전체면에 있어서 침식되어 있으며, 침식현상이 거의 변화해 있지 않는 것을 알 수 있다. 또, 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 실시예에 의하면 국소적으로 침식이 빨리 진행하는 개소가 없으므로, 타깃의 이용효율도 상승하는 것을 알 수 있다.

제5도는 침식깊이의 최대치와 적산전력의 관례, 즉 침식깊이의 최대치의 경시 변화의 모양을 표시한 것이다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 침식의 깊이는 거의 일정하며, 단위시간에 타깃으로부터 스퍼터되는 입자의 개수가 거의 경시 변화해 있지 않는 것을 알 수 있다.

제6도는 타깃(2),(3)의 이용한계까지 사용했을 때의 막두께 속도와 적산전력과의 관계, 즉 성막속도의 경시변화를 표시한 도면이다. 이 도면에서도 기판의 중심점의 성막속도를 보여주고 있다. 이 도면으로부터 성막속도의 변화율은 5로서, 종래의 변화율이 20였는 것에 비해서 대폭적으로 개선되어 있다.

제7도는 타깃(2),(3)의 이용한계까지 사용했을 때의 막두께 분포의 경시변화를 적산전력으로 표시하고 있다. 종축은 기판의 안둘레가장자리의 막두께를 1로 하였을 대의 상대적인 막두께이다. 이 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 성막의 모양은 기판 전체면에 걸쳐서 거의 경시변화해 있지 않는 것을 알 수 있다. 또, 막두께 분포도 타깃의 이용시작으로부터 종료까지 2이내에서 균일하게 분포되어 있는 것을 알 수 있다. 종래예의 막두께 분포를 표시한 도면인 제11도와 비교하면, 타깃의 침식에 따른 막두께 분포의 불균일성의 문제는 대폭적으로 개선되고, 안정적으로 성막되어 있는 것을 알 수 있다.

본 발명의 마그네트론스퍼터링장치에 의하면, 이상의 설명에서 명백한 바와 같이, 직경이 다른 복수의 링형상의 평판타깃을 동일중심축을 중심으로 배설하고, 또한 자석의소정의 배치에 의해 각 타깃의 타깃표면에 있어서 각각 평행에 가깝고 또한 균등에 가까운 강도을 가진 자장을 형성하도록 하고 있으므로, 각 타깃위에서 플라즈마가 균등하게 분포되고, 이온의 회전주기도 균일하게 되어서 각 타깃의 침식이 균일하게 진행되고, 따라서 타깃의 이용한계까지 사용해도 안정된 균일한 박막을 기판에 생성할 수 있고, 또 고가의 타깃의 이용효율이 향상되고, 러닝코스트의 저렴화를 도모할 수 있다.

또, 안쪽의 평판타깃의 바같둘레가장자리를 따라서 배설한 자석과 바깥쪽의 평판타깃의 안둘레가장자리를 따라서 배설한 자석을 공통의 자석에 의해서 구성하면, 자석을 적게할 수 있는 동시에 자석을 배치하기 위한 쓸모없는 공간을 작게할 수 있다.

또, 자장이 타깃면에 평행하게 되는 점을 반경방향으로 2점이상가지도록 자석의 강도를 조정하면, 자장의 방향이 타깃면에 대해서 보다 평행하게 되므로, 보다 효과를 높일 수 있다.

Claims (4)

1. 직경이 다른 복수의 링형상의 평판타깃을 동일 중심축을 중심으로 배설하고, 각 타깃에 있어서, 그 안둘레가장자리부를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일 극성을 가진 자석을, 바깥둘레가장자리부를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일극성을 가진 자석을, 안둘레쪽과 바깥둘레쪽에서 반대극성이 되도록 배설한 것을 특징으로 하는 마그네트론스퍼터링장치.
2. 직경이 다른 복수의 링형상의 평판타깃을 동일중심축을 중심으로 배설한 마그네트론스퍼터링장치에 있어서, 제 1의 평판타깃의 안둘레가장자리를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일 극성을 가진 자석을 배설하는 동시에 상기 제 1의 평판타깃의 바깥둘레 가장자리를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일극성을 가진 자석을 배설하고, 또한 제 1의 평판타깃의 안둘레를 따라서 배설된 자석과 바깥둘레를 따라서 배설된 자석의 극성을 제 1의 타깃을 사이에 두고 반대의 관계로 하고, 제 2의 평판타깃에 대해서도, 그 안둘레 가장자리를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일극성을 가진 자석을 배설하는 동시에 이 제 2의 평판타깃의 바깥 가장자리를 따른 위치의 표면쪽과 이면쪽에 각각 동일극성을 가진 자석을 배설하고, 또한 제 2의 평판타깃의 안둘레를 따라서 배설된 자석과 바깥둘레를 따라서 배설된 자석의 극성을 제 2의 타깃을 사이에 두고, 반대의 관계로 하고, 제 3의 타깃 이하에 대해서도 마찬가지로 구성한 것을 특징으로 하는 마그네트론스퍼터링장치.
3. 제1항에 있어서, 안쪽의 평판타깃의 바깥둘레가장자리를 따라서 배설한 자석과 바깥쪽의 평판 타깃의 안둘레가장자리를 따라서 배설한 자석을 공통의 자석에 의해서 구성한 것을 특징으로 하는 마그네트론스퍼터링장치.
4. 제1항에 있어서, 각 타깃의 표면에서 자장의 방향이 타깃면에 평행으로 되는 점이 타깃의 반경방향으로 2 이상 존재하도록 각 자석의 강도를 조정한 것을 특징으로 하는 마그네트론스퍼터링장치.