KR20240068562A - 스퍼터링 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 스퍼터링 장치는, 기판 표면을 갖는 피성막 기판을 향해 스퍼터 입자를 방출하는 캐소드 유닛을 구비한다. 캐소드 유닛은, 타깃과, 마그넷 유닛과, 마그넷 유닛 주사부를 갖는다. 요동 영역의 윤곽 변의 근방에 위치하는 단부에 생기는 자력밀도와, 상기 요동 영역의 중앙부에 생기는 자력밀도가 균일화되어 있다.

Description

스퍼터링 장치{SPUTTERING APPARATUS}

본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것으로, 특히 마그네트론 캐소드를 갖는 성막에 이용하기에 적합한 기술에 관한 것이다.

마그네트론 캐소드를 갖는 성막 장치에서는, 타깃의 이용 효율을 향상시키는 것 등을 목적으로, 마그넷을 타깃에 대해서 이동시키는 방식이 알려져 있다.

특허문헌 1에 개시된 기술과 같이, 성막의 균일성 향상 등의 목적을 위해, 마그넷의 이동에 더하여, 캐소드 및 타깃을 피성막 기판에 대해서 요동시키는 것도 알려져 있다.

또, 특허문헌 2에 개시된 기술과 같이, 발생한 파티클이 스퍼터 처리실 내에서의 성막에 악영향을 미치는 것을 방지하는 목적 등에서, 마그넷 및 캐소드를 요동시키는 것이 알려져 있다.

또한, 마그넷 및 캐소드에 대해서 피성막 기판을 요동시키는 기술로서, 본 출원인들은 특허문헌 3과 같은 기술을 공개하고 있다.

일본국 특개 2009-41115호 공보 일본국 특개 2012-158835호 공보 일본 특허 제6579726호 공보

그러나, 상기와 같이 타깃에 대해서 마그넷을 주사(走査)(요동)시키는 기술이라도, 비이로전(非 erosion) 영역이 파티클 발생 원인이 되는 경우가 있다. 예를 들면, 비이로전 영역이 발생함으로써, 마그넷의 요동 범위에서의 가장자리부(緣部)에 가까운 성막 영역의 주연부(周緣部) 부근의 영역에서 파티클이 발생하는 경우가 있다. 이 때문에, 종래, 이와 같이 파티클이 발생하는 문제를 해소하고자 하는 요구가 있었다. 특히, 비이로전 영역이 발생하는 경우보다 비이로전 영역과 이로션 영역의 경계가 불명료한 경우에서, 리디포지션막(redeposition 膜)(타깃에 착막한 스퍼터막)에 의한 재스퍼터가 발생하는 등, 문제가 되는 파티클 발생 원인이 되는 것을 알 수 있었다.

또, 상기와 같이 타깃에 대해서 마그넷을 주사(요동)시키는 기술이라도, 비이로전 영역이 발생한다. 이로 인해, 마그넷의 요동 범위에 가까운 성막 영역의 주연부 부근의 영역에서는, 막 두께의 감소, 막 두께 분포나 막질 분포에 불균일이 생겨 버리는 등의 문제가 있다. 이러한 문제는 여전히 해소되지 않았다. 또한, 피성막 기판의 대형화에 의해 이러한 문제에 대한 개선이 더욱 요구되고 있었다.

특히, 직사각형 형상을 갖는 마그넷의 요동 범위의 가장자리부 중, 요동 방향에 따른 변(邊)이 되는 가장자리부에서의 상기 과제를 중점적으로 해결하고자 하는 요구가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 이하의 목적을 달성한다.

1. 비이로전이 발생하는 영역 주위에서, 비이로전 영역과 에로션 영역의 경계가 불명료한 영역의 발생을 억제하여, 파티클 발생 원인을 줄이는 것.

2. 발생된 플라즈마 분포를 안정시켜, 막 두께 분포·막 두께 특성 분포의 균일성을 향상시키는 것.

3. 특히, 직사각형 형상을 갖는 마그넷의 요동 범위의 가장자리부 중, 요동 방향에 따른 변이 되는 가장자리부의 부근의 영역에서, 상술한 개선을 가능하게 하는 것.

4. 타깃 라이프를 늘리는 것.

5. 부품 점수를 삭감하고 장치 부품의 소형화 경량화를 가능하게 하는 것.

6. 발생된 플라즈마 분포를 안정시켜, 마그넷의 요동 위치에 관계없이 막 두께 분포·막 두께 특성 분포의 균일성을 향상하는 것.

본 발명자들은, 예의 연구의 결과, 비이로전 영역에 의한 파티클 발생의 억제, 막 두께 분포의 편차의 억제, 및 막질 특성 분포의 편차의 억제에 성공하였다.

스퍼터링 중에는 인가된 전력에 의해 마그넷 유닛의 자극(마그넷)으로부터 자계(자장, 자력선)가 발생하고 있다. 이 때, 스퍼터링에 기여하는 플라즈마 또는 전자는 마그넷에 의해 발생된 자력선을 따라 이동한다. 마그넷 유닛에서는, 중앙에 봉상(棒狀)으로 형성된 S 극 주위에 레이스 트랙 형상으로 N 극이 배치되어 있다. 전자 등은 레이스 트랙 형상을 따라 주회(周回)한다.

여기서, 마그넷 유닛에 의한 자력선 중, 플라즈마 발생에 기여하는 자력선은, 타깃과 평행하게 면일(面一)로서 배치되는 마그넷의 양극 중, N극으로부터 타깃으로 향하는 원호상으로 S극에 도달한다. 이 때, 마그넷에 의한 자력선은, N극으로부터, 타깃을 이면측으로부터 표면측을 향해 두께 방향으로 관통한다. 또한, 자력선은 플라즈마 발생 공간에서 원호상으로 발생하고, 타깃을 표면측으로부터 이면측을 향해 늘어나, 두께 방향으로 관통하여 S극으로 돌아온다.

타깃의 단부 주변에는 애노드 등 그랜드 전위 부분이 배치되어 있다. 이 상태에서, 마그넷 유닛을 주사(요동)시켜 마그넷이 요동단 부근의 영역에 위치하는 경우에는, 마그넷이 애노드에 근접한 위치가 된다.

그러면, 마그넷 유닛의 요동단 부근의 영역에서, N극으로부터 형성된 자력선이 마그넷 유닛에 근접하고 있는 애노드를 향해, S극으로 돌아가지 않는 현상이 일어나는 경우가 있다. 그러면 전자는 자력선을 따라 트래킹되기(움직이기) 때문에 플라즈마 생성 공간으로 돌아 가지 않고 플라즈마 생성에 기여하지 않고 애노드로 흘러 버린다. 이것을 「전자가 흡입된다」라고 칭한다.

전자가 애노드에 흡입되면, 타깃의 표면측, 즉 플라즈마 발생 공간에서의 전자 밀도가 저하된다. 그 결과, 발생하는 플라즈마 밀도가 저하되거나, 혹은, 플라즈마가 발생하지 않는 현상이 일어나는 경우가 있다. 이것을 「플라즈마가 흡입된다」라고 칭한다. 이러한 현상이 발생하면, 플라즈마에 의해 타깃이 스퍼터링되지 않는다. 이 때문에, 비이로전 영역이 발생하고, 또한 비이로전 영역이 커지는 경우가 있다.

여기서, 전자가 애노드에 흡입되었을 경우, 애노드 부근의 영역에서 플라즈마의 온 오프가 발생하여 플라즈마의 발생 상태가 불안정해진다. 이에 의해, 플라즈마에 의한 스퍼터링의 온 오프가 발생한다. 그러면, 리디포지션막의 스퍼터링에 기인하는 파티클이 발생할 가능성이 증대된다.

즉, 비이로전 영역의 발생에 의해, 마그넷 유닛의 요동 범위에 가까운 성막 영역의 주연부 부근의 영역에서는 파티클 발생 원인이 되는 경우가 있다.

이 때, 비이로전 영역과 이로전 영역의 경계가 불명료하게 되어, 이로전과 비이로전의 경계 영역이 형성된다.

이와 같이, 비이로전 영역이 발생하는 경우보다, 비이로전 영역과 에로션 영역의 경계가 불명료한 경우에서, 리디포지션막에 의한 재스퍼터가 발생하는 등, 문제가 되는 파티클 발생 원인이 되는 것을 알 수 있었다.

상기와 같이, 전자가 애노드에 흡입되는 경우, 마그넷 유닛으로부터 형성된 자력선이 애노드를 향하는 상태가 되고, 즉, 타깃의 두께 방향보다도 타깃의 윤곽 외향으로 경사한 상태가 된다.

이 상태를 회피하기 위해서는, 직사각형 형상을 갖는 마그넷 유닛의 요동 범위의 가장자리부 중, 요동 방향에 따른 변이 되는 가장자리부에서 마그넷 유닛에 의해 생기는 자력선을 애노드로 향하지 않도록 할 필요가 있다. 이에 의해, 흡입되는 전자를 감소시키는 것이 가능해진다. 이 때문에, 종래부터, 마스크라고 불리는 기판 주변에 배치되는 애노드에, 자력선을 흡수하는 애노드 블록이라고 하는 다른 부품을 부착하고 있었다. 그렇지만, 애노드 블록은 타깃에 대향하는 위치에 배치되고 있어 착막 부재이며, 제거가 필요한 부재이다. 이 때문에, 애노드 블록은 파티클 발생원이 되는 경우가 있었다.

따라서, 본 발명자들은 이러한 문제를 해결하기 위해 마그넷 유닛의 요동단에서 마그넷 유닛에 의해 생기는 자력선을 애노드 블록을 이용하지 않고 애노드를 향하지 않도록 함으로써 파티클 발생을 저감하면서 흡입되는 전자를 감소시키는 것이 가능하다는 것을 발견하였다. 즉, 직사각형 형상을 갖는 마그넷 유닛의 요동 범위의 가장자리부 중 요동 방향에 따른 변이 되는 가장자리부의 일단에서, 마그넷 유닛에 의해 생기는 자력선을 타깃의 두께 방향보다도 마그넷 유닛의 요동 이동 범위의 가장자리부의 타단을 향해 경사시키는 것, 즉 타깃의 두께 방향보다도 타깃의 윤곽 내향으로 경사시키는 것이 비이로전 영역의 저감에 유효한 것을 발견하였다.

또한, 상기의 설명에서는, 통상의 표기에 따라 자력선을 N극으로부터 S극에 도달하도록 표기했지만, 반대의 극성이라고 해도 현상의 이해에는 지장이 없다.

또한, 비이로전 영역이 발생하고 있는 경우에는 플라즈마 발생이 억제된다. 이 때문에, 인가된 공급 전력이 플라즈마 발생에 소비되지 않고 잉여가 된다. 이 잉여 전력은 초기에 형성된 비이로전 영역과 다른 영역에 대해서 재분배되거나 전체 전압(전력) 변동으로서 흡수된다. 따라서, 전압 변동과 같이 플라즈마 발생 조건이 변동되고, 결과적으로 막 두께 분포에 편차가 생겨 막질 특성 분포의 편차가 확대되는 원인이 된다.

즉, 전자가 애노드에 흡입되면, 비이로전 영역의 발생에 기인하여 막 두께 분포의 변동 및 막질 특성 분포의 변동이 확대된다.

또한, 비이로전 영역이 발생하고 있는 경우, 전압 변동 등에 의한 플라즈마 발생 조건의 부분적인 변동에 의해, 초기에 형성된 비이로전 영역과는 다른 비이로전 영역이 발생해 버리기도 한다. 이 경우, 파티클이 발생하여 막 두께 분포의 변동, 막질 특성 분포의 변동 등이 확대된다.

이 때문에, 본 발명자들은 이 문제를 해결하기 위해 직사각형 형상을 갖는 마그넷 유닛의 요동 범위의 가장자리부 중 요동 방향에 따른 변이 되는 가장자리부에서 마그넷 유닛에 의해 생기는 자력선을 애노드로 향하지 않도록 함으로써 흡입되는 전자를 감소시키는 것이 가능하다는 것을 발견하였다. 즉, 직사각형 형상을 갖는 마그넷 유닛의 요동 범위의 가장자리부 중 요동 방향에 따른 변이 되는 가장자리부의 일단에서, 마그넷에 의해 생기는 자력선을, 타깃의 두께 방향보다도 마그넷 유닛의 요동 범위의 가장자리부의 타단을 향해 경사시키는, 즉, 타깃의 두께 방향보다도 타깃의 요동 범위에서의 윤곽 내향으로 경사시키는 것이, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제에 유효하다는 것을 발견하였다.

또한, 본 발명자들은, 이 문제를 해결하기 위해서, 마그넷 유닛의 요동단에서도 마찬가지로 자력선을 발생 가능하게 하는 것이 바람직하다는 것도 발견하였다.

한편, 플라즈마가 발생하고 있는 동안, 레이스 트랙 형상의 마그넷을 따라 주회하는 전자 등은, 인접하는 마그넷 유닛에서 주회하고 있는 전자 등과는 독립하여 주회하고 있다. 그러나, 마그넷 유닛에 의해 생기는 자력선이 흐트러지는 경우, 인접하는 마그넷 유닛에서 주회하는 전자 등이 섞여 버릴 가능성이 있다. 이 상태에서는 발생하는 플라즈마가 불안정하게 된다. 이러한 플라즈마의 불안정한 상태는 병렬로 배열된 복수줄(複數本)의 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서 발생하는 것이 판명되었다.

특히, 플랫 패널 디스플레이의 제조에 이용되는 유리 기판과 같이 대면적의 기판에 성막하는 경우를 고려한다. 이 경우, 장척(長尺)의 타깃을 제작하지 않을 수 없으며, 이에 수반하여 마그넷 유닛에서의 마그넷, 즉 자석 유닛의 중앙 자석부나 주연 자석부의 길이도 길어진다. 이 경우, 전자장에 의해 굽은(曲) 방향을 바꾸기 전의 주변 영역에서, 레이스 트랙 형상으로 주회하는 전자의 밀도가 국소적으로 높아지고, 방향을 바꾼 후의 주변 영역에서의 주회 전자의 밀도가 국소적으로 낮아진다. 본 발명자들은, 이러한 현상에 기인하여, 인접하는 마그넷 유닛에서 주회하고 있는 전자 등이 섞여 버릴 가능성이 있는 것을 발견하였다.

여기서, 전자의 밀도가 국소적으로 높아진 영역에서는 플라즈마가 집중되어 기판 온도가 상승한다. 또, 전자의 밀도가 국소적으로 낮아진 영역에서는, 플라즈마의 발생이 불안정해져, 플라즈마가 사라져 버리는 경우가 있다. 즉, 이러한 현상이 발생한 경우에는, 결과적으로 플라즈마가 불안정화되어, 파티클이 발생하여, 막 두께 분포의 변동이나 막질 특성 분포의 변동 등이 확대되어 버린다.

본 발명자들은, 이 문제를 해결하기 위해서, 전자 등이 병렬로 배열된 복수줄의 마그넷 유닛 각각을 독립하여 분리한 상태에서 레이스 트랙 형상으로 안정되게 주회하는 상태가 가능한 자력선을 형성함으로써 안정된 플라즈마 발생을 지속하는 것이 가능함을 발견하였다. 이에 의해, 플라즈마의 국소적인 소실 등을 초래하지 않고, 스퍼터링의 진행에 수반하는 타깃의 침식 영역을 대략 균일하게 할 수 있고, 타깃의 이용 효율을 높일 수 있다.

상술한 착안점을 감안하여, 본 발명자들은 이하와 같이 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치는, 기판 표면을 갖는 피성막 기판을 향해서 스퍼터 입자를 방출하는 캐소드 유닛을 구비하고, 상기 캐소드 유닛은, 이로전 영역이 형성되는 타깃과, 상기 타깃에 대해서 상기 피성막 기판과는 반대측에 배치되어 상기 타깃에 상기 이로전 영역을 형성하는 마그넷 유닛과, 상기 기판 표면에 따른 요동 방향에서의 제1 요동단과 제2 요동단 사이에서 상기 마그넷 유닛과 상기 피성막 기판을 상대적으로 왕복 동작시키는 마그넷 유닛 주사부를 갖고, 상기 제1 요동단과 상기 제2 요동단 사이에서 요동 영역이 형성되고, 상기 요동 영역은, 상기 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 윤곽 변과, 상기 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 중앙부를 갖고, 상기 마그넷 유닛은 상기 기판 표면을 따라 상기 요동 방향으로 교차하는 요동 폭 방향으로 연재하고, 상기 요동 영역의 윤곽 변의 근방에 위치하는 단부에 생기는 자력밀도와, 상기 요동 영역의 상기 중앙부에 생기는 자력밀도가 균일화되고 있다. 이로 인해 상기 과제를 해결하였다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 마그넷 유닛은, 직선상(直線狀)으로 배치되어 상기 타깃을 향해 자계를 형성하는 제1 자극인 중앙 자석부와, 상기 타깃을 향해서 자계를 형성하고 상기 제1 자극과는 극성이 다른 제2 자극인 주연 자석부를 갖고, 상기 주연 자석부는, 2개의 긴 직선부(長手直線部)와, 가교부(橋渡部)를 갖고, 상기 2개의 긴 직선부는 상기 중앙 자석부의 양측에 위치하고, 상기 중앙 자석부로부터 등간격으로 이간되고, 상기 길이 방향에서 서로 평행하게 늘어나고, 상기 가교부는 2개의 긴 직선부의 단부의 각각을 접속하고, 상기 주연 자석부는 상기 요동 영역을 따라 상기 중앙 자석부의 주위를 둘러싸고, 상기 요동 영역의 상기 중앙부에 생기는 상기 자력밀도와 상기 요동 영역의 상기 단부에 생기는 상기 자력밀도가 균일화되어도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는 코너부를 갖고, 상기 요동 영역에 따른 상기 코너부의 두께는 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 2개의 긴 직선부의 각각의 두께에 대해서 작아도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부(短 手直線部)를 구비하고, 상기 짧은 직선부의 두께는 상기 2개의 긴 직선부의 각각의 두께와 거의 같아도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 짧은 직선부의 연장선과 상기 긴 직선부의 연장선으로 형성되는 상기 요동 영역에 따른 외주 윤곽 형상에 비해, 상기 요동 영역에 따른 상기 코너부의 외주 윤곽이 상기 중앙 자석부에 근접해도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 코너부가 상기 짧은 직선부에 대해서 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 단부보다 상기 길이 방향의 상기 중앙부에 가까운 위치에서 접속되어도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 짧은 직선부의 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 길이가 상기 요동 영역을 따라서 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 요동 방향에 따른 상기 긴 직선부의 이간 거리보다 짧아도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 길이 방향에서의 상기 코너부의 길이가 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 요동 영역에 따른 상기 긴 직선부와 상기 중앙 자석부 사이의 이간 거리와 대략 동일해도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 요동 영역에 따른 상기 짧은 직선부와 상기 중앙 자석부의 단부 사이의 이간 거리가 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 요동 방향에 따른 상기 긴 직선부와 상기 중앙 자석부 사이의 이간 거리보다 작게 형성되어도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 중앙 자석부는 상기 길이 방향에서의 단부를 갖고, 상기 중앙 자석부는 상기 단부에서 상기 요동 영역에 따른 두께가 상기 길이 방향의 상기 중앙부에 대해서 작게 형성되는 협폭부를 가져도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 중앙 자석부의 상기 협폭부는 상기 길이 방향으로 상기 긴 직선부보다 상기 짧은 직선부에 근접하여 배치되어도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 마그넷 유닛은 상기 코너부의 두께가 감소되어 있지 않은 구조에 비해 상기 길이 방향의 치수가 짧아도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 마그넷 유닛이 상기 요동 방향으로 복수줄 나란히 평행하게 배치되어도 좋다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치는, 기판 표면을 갖는 피성막 기판을 향해서 스퍼터 입자를 방출하는 캐소드 유닛을 구비하고, 상기 캐소드 유닛은, 이로전 영역이 형성되는 타깃과, 상기 타깃에 대해서 상기 피성막 기판과는 반대측에 배치되어 상기 타깃에 상기 이로전 영역을 형성하는 마그넷 유닛과, 상기 기판 표면에 따른 요동 방향에서의 제1 요동단과 제2 요동단 사이에서, 상기 마그넷 유닛과 상기 피성막 기판을 상대적으로 왕복 동작시키는 마그넷 유닛 주사부를 갖고, 상기 제1 요동단과 상기 제2 요동단 사이에 요동 영역이 형성되고, 상기 요동 영역은 상기 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 윤곽 변과, 상기 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 중앙부를 갖고, 상기 마그넷 유닛은 상기 기판 표면을 따라 상기 요동 방향으로 교차하는 요동 폭 방향으로 연재하고, 상기 요동 영역의 윤곽 변의 근방에 위치하는 단부에 생기는 자력밀도와, 상기 요동 영역의 상기 중앙부에 생기는 자력밀도가 균일화되고 있다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서 자력선이 형성된다. 이 상태에서, 길이 방향에서의 중앙부에 대해서 양자극의 자력밀도가 균일화되도록 밸런스를 얻을 수 있다. 이러한 마그넷 유닛에 의해, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장을 형성할 수 있다. 이에 의해, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것이 가능해진다. 그 때문에, 플라즈마가 흡입되어 버려 플라즈마 밀도가 감소하는 것, 및 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 발생하는 플라즈마를 안정시키고, 이로전과 비이로전의 경계 영역을 효과적으로 저감할 수 있다. 이에 의해, 이로전과 비이로전의 경계 영역이 형성되는 것에 기인하는 파티클 발생을 저감할 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛에서 주회하는 전자 등을 깨끗하게 가두고, 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 마그넷 유닛은, 직선상으로 배치되어 상기 타깃을 향해 자계를 형성하는 제1 자극인 중앙 자석부와, 상기 타깃을 향해서 자계를 형성하고 상기 제1 자극과는 극성이 다른 제2 자극인 주연 자석부를 갖고, 상기 주연 자석부는 2개의 긴 직선부와 가교부를 갖고, 상기 2개의 긴 직선부는 상기 중앙 자석부의 양측에 위치하고, 상기 중앙 자석부로부터 등간격으로 이간되고, 상기 길이 방향에서 서로 평행하게 늘어나고, 상기 가교부는 상기 2개의 긴 직선부의 단부 각각을 접속하고, 상기 주연 자석부는 상기 요동 영역을 따라 상기 중앙 자석부의 주위를 둘러싸고, 상기 요동 영역의 상기 중앙부에 생기는 상기 자력밀도와 상기 요동 영역의 상기 단부에서 생기는 상기 자력밀도가 균일화되고 있다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서 자력선이 형성된다. 이 상태에서, 길이 방향에서의 중앙부에 대해서 양자극의 자력밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 자력밀도가 균일화되도록 배치된 중앙 자석부와 주연 자석부에 의해, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장을 형성할 수 있다. 이에 의해, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것이 가능해진다. 따라서, 플라즈마가 흡입됨으로써 불안정화되는 것을 방지하고, 플라즈마 밀도를 균일화할 수 있다. 이에 의해, 이로전과 비이로전의 경계 영역을 효과적으로 저감할 수 있다. 이에 의해, 이로전과 비이로전의 경계 영역이 형성되는 것에 기인하는 파티클 발생을 저감할 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛에 의해 주회하는 전자 등을 깨끗하게 가두어, 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동하는 것이 가능해진다. 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는 코너부를 갖고, 상기 요동 영역에 따른 상기 코너부의 두께는 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 2개의 긴 직선부의 각각의 두께에 대해서 작다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회한다. 전자의 궤적을 따라 중앙 자석부 및 주연 자석부는 전자 등을 트랩한다. 이에 의해, 중앙 자석부 및 주연 자석부에 의해 자력밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장으로서 발생시킬 수 있다. 따라서, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것, 및 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제 가능하게 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생을 안정화할 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 중앙 자석부와 주연 자석부에 의해 주회 전자 등을 깨끗하게 가두는 것이 가능하다. 따라서, 트랩된 전자 등을 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하고, 마그넷의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 짧은 직선부의 두께는 상기 2개의 긴 직선부의 각각의 두께와 거의 같다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회한다. 전자의 궤적을 따라, 코너부 및 짧은 직선부는 이 전자 등을 트랩한다. 이에 의해, 코너부와 짧은 직선부에 의해 자력밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장으로서 발생시킬 수 있다. 따라서, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것, 및 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제 가능하게 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생을 안정화할 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 코너부 및 짧은 직선부와 중앙 자석부에 의해, 주회하는 전자 등을 깨끗하게 가두는 것이 가능하다. 따라서, 트랩된 전자 등을 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 짧은 직선부의 연장선과 상기 긴 직선부의 연장선으로 형성되는 상기 요동 영역에 따른 외주 윤곽 형상에 비해, 상기 요동 영역에 따른 상기 코너부의 외주 윤곽이 상기 중앙 자석부에 근접하고 있다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회한다. 코너부 및 짧은 직선부는 이 전자 등을 트랩한다. 이에 의해, 코너부와 짧은 직선부에 의해 자력밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장으로서 발생시킬 수 있다. 따라서, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것, 및 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제 가능하게 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생을 안정화할 수 있다.

여기서, 코너부가 중앙 자석부에 근접하여 형성됨으로써, 중앙 자석부와 코너부가 밸런스를 이룬 배치가 된다. 따라서, 안정되게 전자 등을 트랩하는 자장을 발생시켜, 전자를 주회시킬 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 코너부 및 짧은 직선부와 중앙 자석부에 의해 주회하는 전자 등을 깨끗하게 가두는 것이 가능하다. 따라서, 트랩된 전자 등을 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 코너부가 상기 짧은 직선부에 대해서 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 단부보다 상기 길이 방향의 상기 중앙부에 가까운 위치에서 접속된다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회한다. 코너부 및 짧은 직선부는 이 전자 등을 트랩한다. 이에 의해, 코너부와 짧은 직선부에 의해 자력밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장으로서 발생시킬 수 있다. 따라서, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것, 및 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제 가능하게 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생을 안정화할 수 있다.

여기서, 코너부가 중앙 자석부에 가까운 위치에서 접속됨으로써, 주연 자석부와 중앙 자석부의 밸런스를 취한 배치가 된다. 따라서, 안정되게 전자 등을 트랩하는 자장을 발생시키고, 전자를 주회시킬 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 코너부 및 짧은 직선부와 중앙 자석부에 의해 주회하는 전자 등을 깨끗하게 가두는 것이 가능하다. 따라서, 트랩된 전자 등을 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 짧은 직선부의 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 길이가 상기 요동 영역을 따라 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 요동 방향에 따른 상기 긴 직선부의 이간 거리보다 짧다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회한다. 코너부 및 짧은 직선부는 이 전자 등을 트랩한다. 이에 의해, 코너부와 짧은 직선부에 의해 자력밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장으로서 발생시킬 수 있다. 따라서, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것, 및 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제 가능하게 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생을 안정화할 수 있다.

여기서, 짧은 직선부의 길이를 상술한 바와 같이 구성함으로써, 주연 자석부와 중앙 자석부의 밸런스를 취한 배치가 된다. 따라서, 안정되게 전자 등을 트랩하는 자장을 발생시키고, 전자를 주회시킬 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 코너부 및 짧은 직선부와 중앙 자석부에 의해 주회시키는 전자 등을 깨끗하게 가두는 것이 가능하다. 따라서, 트랩된 전자 등을 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 길이 방향에서의 상기 코너부의 길이가 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 요동 영역에 따른 상기 긴 직선부와 상기 중앙 자석부 사이의 이간 거리와 대략 동일하다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회한다. 코너부 및 짧은 직선부는 이 전자 등을 트랩한다. 이에 의해, 코너부와 짧은 직선부에 의해 자력밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장으로서 발생시킬 수 있다. 따라서, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것, 및 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제 가능하게 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생을 안정화할 수 있다.

여기서, 상술한 바와 같이 코너부의 길이를 규정함으로써, 주연 자석부와 중앙 자석부의 밸런스를 취한 배치가 된다. 따라서, 안정되게 전자 등을 트랩하는 자장을 발생시키고, 전자를 주회시킬 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 코너부 및 짧은 직선부와 중앙 자석부에 의해 주회시키는 전자 등을 깨끗하게 가두는 것이 가능하다. 따라서, 트랩된 전자 등을 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 요동 영역에 따른 상기 짧은 직선부와 상기 중앙 자석부의 단부 사이의 이간 거리가 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 요동 방향에 따른 상기 긴 직선부와 상기 중앙 자석부 사이의 이간 거리보다 작게 형성되어 있다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회한다. 코너부 및 짧은 직선부는 이 전자 등을 트랩한다. 이에 의해, 코너부와 짧은 직선부에 의해 자력밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장으로서 발생시킬 수 있다. 따라서, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것, 및 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제 가능하게 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생을 안정화할 수 있다.

여기서, 상술한 구성을 채용함으로써, 주연 자석부와 중앙 자석부의 밸런스를 취한 배치가 된다. 따라서, 안정되게 전자 등을 트랩하는 자장을 발생시키고, 전자를 주회시킬 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 코너부 및 짧은 직선부와 중앙 자석부에 의해 주회시키는 전자 등을 깨끗하게 가두는 것이 가능하다. 따라서, 트랩된 전자 등을 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 가교부는, 상기 2개의 긴 직선부 각각에 접속하는 상기 코너부와, 상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부를 구비하고, 상기 중앙 자석부는 상기 길이 방향에서의 단부를 갖고, 상기 중앙 자석부는 상기 단부에서 상기 요동 영역에 따른 두께가 상기 길이 방향의 상기 중앙부에 대해서 작게 형성되는 협폭부를 갖는다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회한다. 코너부 및 짧은 직선부는 이 전자 등을 트랩한다. 이에 의해, 코너부와 짧은 직선부에 의해 자력밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장으로서 발생시킬 수 있다. 따라서, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것, 및 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제 가능하게 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생을 안정화할 수 있다.

여기서, 상술한 바와 같이, 코너부의 두께를 감소시킨 구성함으로써, 주연 자석부와 중앙 자석부의 밸런스를 취한 배치가 된다. 따라서, 안정되게 전자 등을 트랩하는 자장을 발생시키고, 전자를 주회시킬 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 코너부 및 짧은 직선부와 중앙 자석부에 의해 주회시키는 전자 등을 깨끗하게 가두는 것이 가능하다. 따라서, 트랩된 전자 등을 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 중앙 자석부의 상기 협폭부는 상기 길이 방향으로 상기 긴 직선부보다 상기 짧은 직선부에 근접하여 배치되어 있다.

상기의 구성에 의하면, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회한다. 코너부 및 짧은 직선부는 이 전자 등을 트랩한다. 이에 의해, 코너부와 짧은 직선부에 의해 자력밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장으로서 발생시킬 수 있다. 따라서, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키는 것, 및 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제 가능하게 할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생을 안정화할 수 있다.

여기서, 상술한 구성을 채용함으로써, 주연 자석부와 중앙 자석부의 밸런스를 취한 배치가 된다. 따라서, 안정되게 전자 등을 트랩하는 자장을 발생시키고, 전자를 주회시킬 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 코너부 및 짧은 직선부와 중앙 자석부에 의해 주회시키는 전자 등을 깨끗하게 가두는 것이 가능하다. 따라서, 트랩된 전자 등을 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 마그넷 유닛은, 상기 코너부의 두께가 감소되어 있지 않은 구조에 비해 상기 길이 방향의 치수가 짧다.

상기의 구성에 의하면, 상술한 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 코너부의 두께가 감소되지 않은 구조에 비해, 마그넷 유닛으로 형성되는 수평 자장의 피크 위치를, 길이 방향을 따라서 외측으로 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 동일한 면적의 이로전 영역에서 스퍼터링 처리를 실시하는 타깃에 대해서, 마그넷 유닛의 길이 방향의 치수를 작게 할 수 있다. 이로 인해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 쉽게 용이하게 가능하다.

본 발명의 일 형태에 따른 스퍼터링 장치에서는, 상기 마그넷 유닛은 상기 요동 방향으로 복수줄 나란히 평행하게 배치되어 있다.

상기의 구성에 의하면, 요동하는 복수의 마그넷 유닛의 각각의 길이 방향의 단부에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회한다. 복수의 마그넷 유닛 각각은 이 전자 등을 트랩한다. 이에 의해, 자기력 밀도가 균일화되도록 서로 밸런스를 얻을 수 있다. 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시킬 수 있다. 이에 의해, 복수줄의 마그넷 유닛의 각각 길이 방향의 단부에서, 타깃면의 법선으로부터 경사하지 않는 자장을 발생시킬 수 있다. 따라서, 모든 마그넷 유닛의 각각의 단부에서, 애노드에 흡입되는 전자를 감소시키고, 플라즈마 밀도의 감소에 따라 인접하여 플라즈마 밀도가 증대되어 버리는 것을 억제 가능하게 할 수 있다. 따라서, 타깃 전체에서 플라즈마 발생을 안정화할 수 있다.

동시에, 모든 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 코너부 및 짧은 직선부와, 중앙 자석부에 의해 주회하는 전자 등을 깨끗하게 가둘 수 있다. 따라서, 트랩된 전자 등을 레이스 트랙 형상을 따라 주회시키고 외부로 누설하지 않는 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 모든 마그넷 유닛의 길이 방향의 단부에서, 전자나 플라즈마가 집중되어 그 밀도가 증대하는 것을 방지할 수 있다. 동시에, 요동 영역의 전역에서 공급 전압의 변동을 억제하여, 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 단부 부근의 영역에서의 플라즈마 밀도의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 플라즈마 발생 상태를 안정된 상태로 마그넷 유닛을 요동시키는 것이 가능해진다. 이에 의해, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 발생의 억제를 효과적으로 실시하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 타깃 라이프를 늘리고, 파티클 발생을 억제하는 것이 용이하게 가능해진다.

본 발명에 따르면, 필요한 자속 밀도를 유지하여 플라즈마 밀도를 유지하는 것이 가능해진다. 비이로전이 발생하는 영역 주위의 불명료한 영역의 발생을 억제할 수 있다. 파티클의 삭감을 도모하는 것 및, 형성된 플라즈마 분포를 안정시켜, 마그넷 유닛의 요동 위치에 관계없이 막 두께 분포·막 두께 특성 분포의 균일성 향상을 도모할 수 있다. 타깃 라이프를 늘릴 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치를 도시한 모식 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 성막실을 도시한 모식 측면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 유리 기판과 캐소드 장치의 구성의 위치 관계를 도시한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 유리 기판과 타깃과 마그넷 유닛의 위치 관계를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 마그넷 유닛의 단부를 도시한 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 마그넷 유닛의 단부를 도시한 확대 정면도이다.
도 7은 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 15a는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 15b는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 16a는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 16b는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 마그넷 유닛의 단부를 도시한 확대 정면도이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 마그넷 유닛의 단부를 도시한 확대 정면도이다.
도 21은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 마그넷 유닛의 단부를 도시한 확대 단면도이다.
도 22는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 발명의 제4 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 24a는 비교예의 스퍼터링 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 24b는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 25a는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25b는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

<제1 실시형태>

이하, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 스퍼터링 장치를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치를 도시한 모식 평면도이다. 도 2는 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 성막실을 도시한 모식 측면도이다. 도면에서, 부호 1은 스퍼터링 장치이다.

본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)는, 예를 들면, 반도체 장치의 제조 공정이나, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등의 FPD(flat 'panel display, 플랫 패널 디스플레이)의 제조 공정에서 유리 등으로 이루어지는 기판 상에 TFT(Thin Film Transistor)를 형성하는 경우 등에 이용된다. 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)는, 유리나 수지로 이루어지는 피처리 기판에 대해서, 진공 분위기 하에서 가열 처리, 성막 처리, 에칭 처리 등을 실시하는 인터백식의 진공 처리 장치이다.

본 실시형태에서는, 유리 기판(피성막 기판, 투명 기판)(11)으로서, 한 변 100㎜ 정도로부터, 한 변 2500㎜ 이상의 직사각형 기판을 적용 가능하다. 또한, 본 실시형태에서는 두께 1mm 이하의 기판, 두께 수 mm의 기판 또는 두께 10mm 이상의 기판도 이용할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)는, 로드·언로드실(진공 챔버)(2), 성막실(진공 챔버)(4) 및 반송실(진공 챔버)(3)을 구비하고 있다.

로드·언로드실(2)은, 대략 직사각형의 유리 기판(11)(피처리 기판)을 외부와의 사이에서 반입/반출한다. 성막실(4)은, 유리 기판(11) 상에, 예를 들면, ZnO계나 In2O3계의 투명 도전막 등, 알루미늄이나 은 등의 금속이나 산화물, 그 이외의 피막을 스퍼터링법에 의해 형성하는 내압의 진공 챔버이다. 반송실(3)은 성막실(4)과 로드·언로드실(2) 사이에 위치한다. 반송실(3)은 성막실(4)과 로드·언로드실(2)(진공 챔버) 사이에서 유리 기판(11)을 반송한다.

본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)는 도 1에 도시한 바와 같이 사이드 스퍼터링 장치로서 구성할 수 있다. 혹은, 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)는 도 2에 도시한 바와 같이 스퍼터 다운식의 장치로서 구성할 수 있다. 또한, 스퍼터 업식의 장치로서 구성할 수도 있다.

또한, 스퍼터링 장치(1)에는, 성막실(진공 챔버)(4A)과 로드·언로드실(진공 챔버)(2a)을 설치해도 좋다. 이들 복수의 챔버인 로드 언로드실(2), 로드 언로드실(2a), 성막실(4), 성막실(4A)은, 반송실(3)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 이러한 챔버를 갖는 스퍼터링 장치(1)는, 예를 들면, 서로 인접하여 배치된 2개의 로드·언로드실(진공 챔버)과, 복수의 처리실(진공 챔버)을 갖고 구성되게 된다.

예를 들면, 일방의 로드·언로드실(2)은 외부로부터 스퍼터링 장치(1)(진공 처리 장치)의 내부를 향해 유리 기판(11)을 반입하는 로드실이다. 타방의 로드·언로드실(2a)은 스퍼터링 장치(1)의 내부로부터 외부로 유리 기판(11)을 반출하는 언로드실이다. 또, 성막실(4)과 성막실(4A)에서는, 서로 다른 성막 공정을 실시하는 구성을 채용해도 좋다. 또, 성막실(4)과 성막실(4A)에서는, 서로 다른 방식의 스퍼터링 처리를 실시하는 구성을 채용해도 좋다. 예를 들면, 성막실(4)과 성막실(4A) 중, 일방이 사이드 스퍼터식의 성막실이고, 타방이 스퍼터 다운식의 성막실이라고 하는 장치 구성을 스퍼터링 장치(1)에 적용할 수도 있다.

반송실(3)과 로드·언로드실(2)의 사이에는 구획 밸브(도어 밸브)가 배치되어 있으면 좋다. 마찬가지로, 반송실(3)과 로드·언로드실(2a) 사이에는 구획 밸브(도어 밸브)가 배치되어 있으면 좋다. 반송실(3)과 성막실(4)의 사이에는 구획 밸브(도어 밸브)가 배치되어 있으면 좋다. 반송실(3)과 성막실(4A) 사이에는 구획 밸브(도어 밸브)가 배치되어 있으면 좋다.

로드·언로드실(2)에는, 스퍼터링 장치(1)의 외부로부터 반입된 유리 기판(11)의 재치 위치를 설정하여 얼라인먼트 가능한 위치 결정 부재가 배치되어 있어도 좋다. 로드·언로드실(2)에는, 조진공(粗振空) 흡인하는 로터리 펌프 등의 조인 배기 장치(조인(粗引) 배기 장치, 저진공 배기 장치)가 설치된다. 조인 배기 장치는 로드·언로드실(2)의 내부 공간을 감압하는 것이 가능하다.

반송실(3)의 내부에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 반송 장치(반송 로봇)(3a)가 배치되어 있다.

반송 장치(3a)는, 회전축과, 이 회전축을 회전 구동하는 회전 구동 장치와, 회전축에 부착된(取付) 로봇 암과, 로봇 암의 일단에 형성된 로봇 핸드와, 로봇 핸드를 상하동시키는 상하동 장치를 갖고 있다. 로봇 암은 서로 직교하고 각각 수평 방향으로 슬라이딩 가능한 제1 암부와 제2 암부로 구성된다. 반송 장치(3a)는, 피반송물인 유리 기판(11)을, 로드·언로드실(2), 로드·언로드실(2a), 성막실(4), 성막실(4A)의 각각과, 반송실(3) 사이에서 이동시킬 수 있다.

성막실(4)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 캐소드 장치(10)와, 마스크 등을 갖는 기판 홀더로 이루어진 기판 유지부(13)와, 가스 도입 장치(가스 도입부) 및 고진공 배기 장치(고진공 배기부)를 구비하는 가스 제어부(14)가 설치되어 있다.

성막실(4)의 내부는 도 1에 도시한 바와 같이 막 형성시에 유리 기판(11)의 표면이 노출되는 전측 공간(41)과, 성막시에 유리 기판(11)의 이면측에 위치하는 이측 공간(42)으로 구성된다. 전측 공간(41)에는 캐소드 장치(10)가 배치된다.

캐소드 장치(10)는, 도 1에 도시한 사이드 스퍼터식의 성막실(4)의 내부에서, 반송실(3)에 접속되는 반송구(4a)로부터 가장 먼 위치에 세워진다(立設).

또, 캐소드 장치(10)는, 도 2에 도시한 다운 스퍼터식의 성막실(4)의 내부에서, 반송구(4a)로부터 반송실(3)에 반송한 수평 위치의 유리 기판(11)의 상방에, 또한, 유리 기판(11)과 평행하게 대향해서 배치된다. 여기서, 성막구(4b)의 주위에는 마스크(20)가 배치되어도 좋다.

기판 유지부(기판 유지기구)(13)는, 도 1 또는 도 2에 도시한 바와 같이, 이측 공간(42)의 내부에 설치되어 있다. 기판 유지부(13)는 반송구(4a)로부터 반입된 유리 기판(11)을 지지할 수 있다.

기판 유지부(13)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 성막 중에 후술하는 타깃(23)과 유리 기판(11)의 피처리면(성막면)(11a)이 대향하도록, 유리 기판(11)을 유지한다. 기판 유지부(13)는 성막 중에 세워진 캐소드 장치(10)에 대향하는 수직 위치에 유리 기판(11)을 유지한다.

기판 유지부(13)(기판 유지 장치)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 성막 중에 후술하는 타깃(23)과 유리 기판(11)의 피처리면(성막면)(11a)이 대향하도록, 유리 기판(11) 유지한다. 기판 유지부(13)는, 성막 중에는, 하방을 향한 캐소드 장치(10)에 대향하는 수평 위치에 유리 기판(11)을 유지한다.

기판 유지부(13)는, 도 1에 도시한 사이드 스퍼터식의 성막실(4)의 내부에서, 이측 공간(42)의 하측 위치에서, 반송구(4a) 및 성막구(4b) 중 적어도 일방과 대략 병행으로 연재하는 요동축과, 요동축에 부착되어 유리 기판(11)의 이면을 유지하는 유지부를 구비해도 좋다.

가스 제어부(14)에서의 가스 도입 장치(가스 도입부)는, 성막실(4)의 내부에 가스를 도입한다. 가스 제어부(14)에서의 고진공 배기 장치(고진공 배기부)는, 성막실(4)의 내부를 고진공 흡인하는 터보 분자 펌프 등이다.

캐소드 장치(10)는, 도 1에 도시한 사이드 스퍼터식의 성막실(4)의 내부에서, 성막실(4)의 내부에서의 성막 위치(플라즈마 처리 위치)로 된 유리 기판(11)에 대해서 유리 기판(11)의 주(主)면을 따라 수평 방향으로 요동 가능하게 되어 있다. 이 경우, 캐소드 장치(10)는 캐소드 박스라 불리는 박스형으로 구성되어도 좋다.

캐소드 장치(10)는, 도 2에 도시하는 다운 스퍼터식의 성막실(4)의 내부에서, 성막실(4)의 내부에서의 성막 위치(플라즈마 처리 위치)로 된 유리 기판(11)에 대해서 유리 기판(11)의 주면을 따라 수평 방향으로 요동 가능하게 되어 있다.

이하의 설명에서는, 도 1에 도시한 사이드 스퍼터식의 성막실(4)의 내부에서의 캐소드 장치(10)에 대해서 설명하지만, 요동 방향이 다른 것만으로도, 도 2에 도시한 다운 스퍼터식의 성막실(4)의 내부에서의 캐소드 장치(10)도 동일한 구성으로 할 수 있다.

도 3은 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 유리 기판과 캐소드 장치의 구성의 위치 관계를 도시한 모식도이다.

음극 장치(10)는 도 3에 도시한 바와 같이 1개의 음극 유닛(22)을 갖는다.

캐소드 유닛(22)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 유리 기판(11)의 표면에 대향하는 ZX 평면을 따라 배치되어 있다. 캐소드 유닛(22)에서, 타깃(23), 배킹 플레이트(24) 및 복수줄(複數本)의 마그넷 유닛(25)은 유리 기판(11)에 가까운 위치로부터 이간된 Y 방향을 향해서 이 순서로 배치된다.

또한, 도 3에서, 캐소드 장치(10)는, 도 1에 도시한 사이드 스퍼터식에 따라, 유리 기판(11)과 대략 평행하게 타깃(23)을 연직 방향으로 세운 종형으로서 기재하고 있다. 또한, 본 실시형태의 구성은 도 2에 도시한 다운 스퍼터링 방식에 따라 유리 기판(11)이 수평 상태에서 타깃(23)의 하측에 배치된 다운 디포지션(down deposition)의 경우에도 XYZ의 방향을 각각 대응하여 판독함으로써 동일한 구성으로 대응할 수 있다.

도 4는 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에서의 유리 기판과 타깃과 마그넷 유닛의 위치 관계를 도시한 정면도이다.

타깃(23)은 유리 기판(11)과 대향하는 ZX 평면을 따라 평판상으로 배치된다. 타깃(23)은 캐소드 박스의 표면에서 유리 기판(11)에 대향하는 위치에 노출된다.

타깃(23)은 도 4에 도시한 바와 같이 Z 방향으로 유리 기판(11)보다 긴 폭을 갖는다. 또, 타깃(23)은 요동 방향인 X 방향으로 유리 기판(11)보다 큰 폭을 갖는다. 타깃(23) 주위에는 애노드(28)가 설치된다.

애노드(28)는 타깃(23)의 전체 둘레에 설치된다. 애노드(28)는 타깃(23)으로부터 돌출된 배킹 플레이트(24)를 유리 기판(11)에 대해서 덮는다.

배킹 플레이트(24)는, 유리 기판(11)과 대향하는 ZX 평면에 따른 평판상으로 형성된다. 배킹 플레이트(24)는 타깃(23)의 유리 기판(11)과 마주하지 않는 표면에 접합된다. 배킹 플레이트(24)에는 직류 전원을 갖는 제어부(26)가 접속되어 있다. 직류 전원으로부터 공급되는 직류 전력은 배킹 플레이트(24)를 통해 타깃(23)에 공급된다. 캐소드의 전원으로서 직류 전원으로 바꾸고, 직류 전원·펄스 전원·RF 전원을 이용해도 좋다.

캐소드 유닛(22)은 유리 기판(11)의 성막면(11a)과 대향하는 ZX 평면을 따라 타깃(23)이 배치되어 있다. 캐소드 유닛(22)에는 타깃(23)의 이면측, 즉 타깃(23)에 대해서 배킹 플레이트(24)에 가까운 위치에 복수줄의 마그넷 유닛(25)이 설치되어 있다.

복수줄의 마그넷 유닛(25)은 다연 마그넷이다. 복수줄의 마그넷 유닛(25)의 길이 방향은 요동 폭 방향인 Z 방향에 따른다. 환언하면, 복수줄의 마그넷 유닛(25) 각각은 Z 방향으로 연재한다. 복수줄의 마그넷 유닛(25)은 ZX 평면을 따라 서로 평행하게 배치된다. 복수줄의 마그넷 유닛(25)은 유리 기판(11)의 표면을 따라 배치된다. X 방향으로, 복수줄의 마그넷 유닛(25)은 서로 등간격으로 배치된다.

본 실시형태에서는, 예를 들면, 9개의 마그넷 유닛(25)이 X 방향으로 서로 인접하도록 배치되어 있다. 마그넷 유닛(25)의 개수는, 유리 기판(11)의 면적이나 타깃(23)의 면적, 혹은, 후술하는 마그넷 유닛(25)의 요동 범위 등에 따라 적절히 설정할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 따른 캐소드 유닛(22)에서는, 유리 기판(11)에 대해서 타깃(23)이 고정 배치되어 있다. 타깃(23)은 성막실(4)에 고정되어 있다.

복수줄의 마그넷 유닛(25)의 각각은 자기회로를 형성한다.

1줄(本)의 마그넷 유닛(25)은 유리 기판(11)과 마주하는 타깃(23)의 표면(23a)에 각각 마그네트론 자장을 형성한다.

복수줄의 마그넷 유닛(25) 각각은 영구 자석의 조합에 의해 소정의 자기회로를 형성하도록 구성될 수 있다. 복수줄의 마그넷 유닛(25)의 각각은, 개별적으로 제어부(26)에 접속되어, 개별적으로 발생하는 자장 상태를 제어 가능한 구성으로 해도 좋다.

도 5는 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 마그넷 유닛의 단부를 도시한 확대 단면도이다. 도 6은 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 자석의 단부를 도시한 확대 정면도이다. 이하, 복수줄의 마그넷 유닛(25) 중 1개의 마그넷 유닛에 대해서 설명한다.

마그넷 유닛(25)은, 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 요크(31)와, 중앙 자석부(50)와, 주연 자석부(60)를 갖는다.

요크(31)는 대략 직사각형 윤곽을 갖는 평판상의 자석 베이스이다. 요크(31)는 요크(31)의 표면에 중앙 영역(25a)을 갖는다.

중앙 자석부(50)는 Z 방향(길이 방향)으로 연재하는 봉상의 복합 자석체이다. 중앙 자석부(50)는 요크(31)의 중앙 영역(25a)에서 X 방향의 중앙 위치에 배치된다. 중앙 자석부(50)는 Z 방향을 따라 대략 직선상으로 배치된다. 중앙 자석부(50)는 타깃(23)을 향해서 자계를 형성하는 제1 자극이다.

주연 자석부(60)는 요크(31)의 평면에서 중앙 자석부(50)로부터 이간되어 있다. 주연 자석부(60)는 중앙 자석부(50)를 둘러싸도록 주설된다. 주연 자석부(60)는, ZX면을 따라 배치되는 대략 장원(長圓)의 환상(環狀) 자석이다. 주연 자석부(60)는 타깃(23)을 향해서 자계를 형성하고 제1 자극과 극성이 다른 제2 자극이다. 이하의 설명에서, 제1 자극 및 제2 자극을 단지 양자극이라고 칭하는 경우가 있다.

중앙 자석부(50) 및 주연 자석부(60) 각각은 Y 방향을 향하는 자극면(자극 평면)(30)을 갖는다. 환언하면, 중앙 자석부(50) 및 주연 자석부(60) 각각은 ZX면에 따른 자극면(30)을 갖는다. 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)는 서로 극성이 다르다. 즉, 중앙 자석부(50)를 구성하는 제1 자극이 N극인 경우, 주연 자석부(60)를 구성하는 제2 자극은 S극이다. 반대로, 제1 자극이 S극인 경우, 제2 자극은 N이다. 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)는 자기회로를 구성한다.

중앙 자석부(50) 및 주연 자석부(60)는 마그넷 유닛(25)의 길이 방향인 Z 방향의 중앙 영역(25a)에서 서로 평행한 평행 영역을 형성한다.

중앙 자석부(50)는 Z 방향을 따라 복수로 분할되어 있다. 중앙 자석부(50)는 분할된 개별 자석이 Z 방향으로 연속적으로 인접하여 배치된다. 중앙 자석부(50)는 복수의 자석을 봉상으로 배열한 구성이다. 환언하면, 중앙 자석부(50)는 복수의 중앙 분할 자석을 갖는다.

마찬가지로, 주연 자석부(60)는 환상으로 연재하는 Z 방향 및 X 방향을 따라 복수개로 분할되어 있다. 주연 자석부(60)는 분할된 개개의 자석이 Z 방향 및 X 방향으로 연속적으로 인접하여 배치된다. 환언하면, 주연 자석부(60)는 복수의 주연 분할 자석을 갖는다. 주연 자석부(60)는, 복수의 자석을 환상으로 배열한 구성이다. 주연 자석부(60)는, ZX면에서, 장원 형상, 환언하면, 레이스 트랙 형상으로 배치된다. 또는, 주연 자석부(60)는, ZX면에서, 네 모퉁이의 모서리를 둥글게 한 직사각형에 가까운 형상을 갖는다.

여기서, 장원 형상이란, 평면상에서 2분할한 원을 분할선과 직교하는 방향으로 이간하고, 분할하여 대향하는 위치의 단부끼리를 평행한 2직선으로 묶은 형상이다. 혹은, 레이스 트랙 형상이란, 직사각형의 네 모퉁이의 모퉁이를 둥글게 하고, 단변이 없어질 정도까지 원호상으로 모퉁이를 둥글게 한 윤곽 형상을 의미한다.

주연 자석부(60)는, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 제1 긴 직선부(長手直線部)(61), 제2 긴 직선부(62) 및 가교부(橋渡部)(63)를 갖는다. 즉, 주연 자석부(60)는 2개의 긴 직선부를 갖는다.

제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)는 주연 자석부(60) 중 Z 방향으로 연재하는 부분이다. 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)의 각각은 ZX면에서 중앙 자석부(50)의 양측에 위치하고, 서로 평행하고 Z 방향으로 늘어난다. X 방향에서 제1 긴 직선부(61)와 제2 긴 직선부(62)가 서로 이간하는 이간 거리는 Z 방향의 전체 길이에 걸쳐 동일하다. 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)는 Z 방향의 전체 길이에 걸쳐 X 방향으로 등간격으로 배치되어 있다.

제1 긴 직선부(61)와 제2 긴 직선부(62)의 Z 방향에서의 전체 길이는 서로 동일하다. 제1 긴 직선부(61)와 제2 긴 직선부(62)는 Z 방향에서 서로 동일한 위치에 배치된다. 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)의 X 방향에서의 폭 치수는 Z 방향의 전체 길이에 걸쳐 동일하다. 제1 긴 직선부(61)의 외주면(외주부)(61d)과 제2 긴 직선부(62)의 외주면(외주부)(62d)은 요크(31)의 외주 윤곽 중 Z 방향에 따른 변을 따라 배치되어 있다.

제1 긴 직선부(61)의 단부(단면)(61a)의 Z 방향에서의 위치와, 제2 긴 직선부(62)의 단부(단면)(62a)의 Z 방향에서의 위치는 서로 동일하다. 제1 긴 직선부(61)의 내주면(내주부)(61c)과 제2 긴 직선부(62)의 내주면(내주부)(62c)은 서로 평행하게 대향한다. 제1 긴 직선부(61)의 내주면(61c)과 제2 긴 직선부(62)의 내주면(62c)은 ZY 평면을 따라 형성되어 있다.

가교부(63)는 Z 방향에서의 제1 긴 직선부(61)의 단부와 Z 방향에서의 제2 긴 직선부(62)의 단부의 각각을 매개(橋渡)한다. 가교부(63)는, Z 방향에서의 제1 긴 직선부(61)의 단부와 Z 방향에서의 제2 긴 직선부(62)의 단부를 매개하고 있다. 가교부(63)는 Z 방향에서의 마그넷 유닛(25)의 단부에 배치된다. 가교부(63)는 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)로부터 Z 방향을 향해 늘어나고, X 방향으로 구부러지고, 또한 Z 방향으로 구부러져, 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)에 접속되어 있다. 환언하면, 가교부(63)는, 단부(61a)에 접속되는 제1 굴곡부와, 단부(62a)에 접속되는 제2 굴곡부를 갖는다. 가교부(63)는 중앙 영역(25a)보다 Z 방향으로 외측이 되는 단부 영역(25b)에 포함된다.

가교부(63)는 제1 코너부(65), 제2 코너부(64) 및 짧은 직선부(短 手直線部)(66)를 구비한다. 제1 코너부(65)는 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)에 접속되어 있다. 제2 코너부(64)는 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)에 접속된다. 짧은 직선부(66)는 양방의 제2 코너부(64) 및 제1 코너부(65)에 접속되어 있다. 짧은 직선부(66)는 X 방향을 따라 연재한다. 가교부(63)는 장원 형상의 반원 부분에 상당한다.

짧은 직선부(66)는 Y 방향으로 보아 대략 직사각형의 윤곽을 갖는다. 짧은 직선부(66)의 외주면(66d)은 요크(31)의 Z 방향에서의 단부를 따라 배치된다. 짧은 직선부(66)는 요크(31)의 Z 방향에서의 단부에 대해서 X 방향의 중앙부에 배치된다. 짧은 직선부(66)의 Z 방향에서의 폭 치수는 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)의 X 방향에서의 폭 치수와 거의 동일하다. 혹은, 짧은 직선부(66)의 Z 방향에서의 폭 치수는 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)의 X 방향에서의 폭 치수보다 약간 크다.

짧은 직선부(66)는 X 방향을 따라 대략 직선상으로 형성되어 있다. X 방향에서, 짧은 직선부(66)의 길이는 제1 긴 직선부(61)와 제2 긴 직선부(62) 사이의 이간 거리와 거의 동일하다. 즉, X 방향에서의 짧은 직선부(66)의 단부(단면)(66a)의 위치는 제1 긴 직선부(61)의 내주면(61c)과 거의 일치한다. X 방향에서의 짧은 직선부(66)의 단부(66a)는 제1 긴 직선부(61)의 내주면(61c)과 면일이다. 마찬가지로, X 방향에서의 짧은 직선부(66)의 단부(66b)의 위치는 제2 긴 직선부(62)의 내주면(62c)과 거의 일치한다. X 방향에서의 짧은 직선부(66)의 단부(66b)는 제1 긴 직선부(61)의 내주면(62c)과 면일이다.

혹은, X 방향에서, 짧은 직선부(66)의 길이는 중앙 영역(25a)의 제1 긴 직선부(61)와 제2 긴 직선부(62) 사이의 이간 거리보다 약간 작다. 즉, X 방향에서의 짧은 직선부(66)의 단부(66a)의 위치는 제1 긴 직선부(61)의 내주면(61c)보다 중앙 자석부(50)에 가깝다. 마찬가지로, X 방향에서의 짧은 직선부(66)의 단부(66b)의 위치는 제2 긴 직선부(62)의 내주면(62c)보다 중앙 자석부(50)에 가깝다.

제1 코너부(65)의 일방의 단부는 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)에 접속되어 있다. 제1 코너부(65)의 타방의 단부는 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 접속되어 있다. 즉, 제1 코너부(65)는, 짧은 직선부(66)에 대해서 요동 영역의 윤곽 중 요동 방향에 따른 단부(66a)보다 Z 방향의 중앙부에 가까운 위치에서, 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)에 접속되어 있다. 제1 코너부(65)의 타방의 단부는 짧은 직선부(66)의 단부(66a)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가까운 내주면(66c)에 접속되어 있다.

제1 코너부(65)는 Y 방향으로 보아 정사각형의 윤곽 형상을 갖는 3 개의 자석으로 구성된다. 즉, 제1 코너부(65)는 제1 코너 자석부(651)와, 제2 코너 자석부(652)와, 제3 코너 자석부(653)로 구성된다.

제1 코너 자석부(651), 제2 코너 자석부(652) 및 제3 코너 자석부(653) 각각은 Y 방향으로 보아 동일한 윤곽 형상을 갖는다.

Z 방향에서의 제1 코너 자석부(651)의 일단이 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)에 접속되어 있다. Z 방향에서의 제1 코너 자석부(651)의 일단의 전면이 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)에 접속되어 있다. Z 방향에서의 제1 코너 자석부(651)의 타단이 제2 코너 자석부(652)에 접속되어 있다.

Z 방향에서의 제2 코너 자석부(652)의 일단이 제1 코너 자석부(651)에 접속되어 있다. X 방향에서의 제2 코너 자석부(652)의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 제1 코너 자석부(651)에 접속되어 있다. Z 방향에서의 제2 코너 자석부(652)의 타단이 제3 코너 자석부(653)에 접속되어 있다.

Z 방향에서의 제3 코너 자석부(653)의 일단이 제2 코너 자석부(652)에 접속되어 있다. X 방향에서의 제3 코너 자석부(653)의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 제2 코너 자석부(652)에 접속되어 있다.

Z 방향에서의 제3 코너 자석부(653)의 타단이 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 접속되어 있다. X 방향에서의 제3 코너 자석부(653)의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 접속되어 있다. X 방향에서의 제3 코너 자석부(653)의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 짧은 직선부(66)의 단부(66a)로부터 돌출되어 있다.

제1 코너 자석부(651)의 내주면(내주부)(651b)은, 제1 긴 직선부(61)의 내주면(61c)과 면일이다. 제1 코너 자석부(651)의 외주면(외주부)(651a)은 제1 긴 직선부(61)의 외주면(61d)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다. 제2 코너 자석부(652)의 내주면(내주부)(652b)은 제1 코너 자석부(651)의 내주면(651b)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다. 제2 코너 자석부(652)의 외주면(외주부)(652a)은 제1 코너 자석부(651)의 외주면(651a)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다. 제3 코너 자석부(653)의 내주면(내주부)(653b)은 제2 코너 자석부(652)의 내주면(652b)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다. 제3 코너 자석부(653)의 외주면(외주부)(653a)은 제2 코너 자석부(652)의 외주면(652a)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다.

즉, 제1 코너부(65)의 외주면에는, Z 방향에서 제1 긴 직선부(61)로부터 짧은 직선부(66)로 향하는 방향(Z 방향으로 경사하는 방향)을 따라, 제1 긴 직선부(61)의 외주면(651a)으로부터 짧은 직선부(66)의 단면(66a)에 근접하도록 복수의 단차가 형성되어 있다. 제1 코너부(65)의 내주면은, 외주면과 마찬가지로, Z 방향에서 제1 긴 직선부(61)로부터 짧은 직선부(66)로 향하는 방향(Z 방향으로 경사하는 방향)을 따라, 제1 긴 직선부(61)로부터 중앙 자석부(50)에 근접하도록 복수의 단차가 형성되어 있다.

제1 코너부(65)는 제1 긴 직선부(61)의 외주면(61d)에 따른 Z 방향으로 연재하면서 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 따른 X 방향을 향하도록 경사하여 만곡한다. 즉, 제1 코너부(65)는 만곡부를 갖는다. 제1 코너부(65)는 만곡부의 전체 길이에 걸쳐 X 방향으로 동일한 폭 치수를 갖는다. 제1 코너부(65)의 X 방향에서의 폭 치수는 제1 긴 직선부(61)의 X 방향에서의 폭 치수보다 작다. 제1 코너부(65)의 X 방향에서의 폭 치수는 짧은 직선부(66)의 Z 방향에서의 폭 치수보다 작다.

제1 코너부(65)의 외주면은 요크(31)의 윤곽보다 마그넷 유닛(25)의 내측을 향해 오목하다. 즉, 제1 코너부(65)의 외주면은, 제1 긴 직선부(61)의 외주면(61d)을 Z 방향으로 연장한 평면과, 짧은 직선부(66)의 외주면(66d)을 X 방향으로 연장한 평면으로 형성된다. 마그넷 유닛(25)의 가상 직사각형 윤곽보다 마그넷 유닛(25)의 내측으로 오목하다. 제1 코너부(65)의 외주면은 마그넷 유닛(25)의 가상 직사각형 윤곽보다 중앙 자석부(50)에 가까워지도록 오목하다.

제1 코너부(65)의 Z 방향에서의 길이는 후술하는 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)의 X 방향에서의 이간 거리와 거의 동일하다. 즉, Z 방향에서, 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)와 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)의 이간 거리는 중앙 영역(25a)의 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60) X 방향에서의 이간 거리와 거의 동일하다.

제2 코너부(64)는, 제1 코너부(65)와 마찬가지로, Y 방향으로 보아 정사각형의 윤곽 형상을 갖는 3개의 자석으로 구성된다. 즉, 제2 코너부(64)는, 제1 코너 자석부(641)와, 제2 코너 자석부(642)와, 제3 코너 자석부(643)로 구성된다.

제1 코너 자석부(641), 제2 코너 자석부(642) 및 제3 코너 자석부(643) 각각은 Y 방향으로 보아 동일한 윤곽 형상을 갖는다.

Z 방향에서의 제1 코너 자석부(641)의 일단이 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)에 접속되어 있다. Z 방향에서의 제1 코너 자석부(641)의 일단의 전면이 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)에 접속되어 있다. Z 방향에서의 제1 코너 자석부(641)의 타단이 제2 코너 자석부(642)에 접속되어 있다.

Z 방향에서의 제2 코너 자석부(642)의 일단이 제1 코너 자석부(641)에 접속되어 있다. X 방향에서의 제2 코너 자석부(642)의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 제1 코너 자석부(641)에 접속되어 있다. Z 방향에서의 제2 코너 자석부(642)의 타단이 제3 코너 자석부(643)에 접속되어 있다.

Z 방향에서의 제3 코너 자석부(643)의 일단이 제2 코너 자석부(642)에 접속되어 있다. X 방향에서의 제3 코너 자석부(643)의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 제2 코너 자석부(642)에 접속되어 있다.

Z 방향에서의 제3 코너 자석부(643)의 타단이 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 접속되어 있다. X 방향에서의 제3 코너 자석부(643)의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 접속되어 있다. X 방향에서의 제3 코너 자석부(643)의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 짧은 직선부(66)의 단부(66b)로부터 돌출되어 있다.

제1 코너 자석부(641)의 내주면(내주부)(641b)은 제2 긴 직선부(62)의 내주면(62b)과 면일이다. 제1 코너 자석부(641)의 외주면(외주부)(641a)은 제2 긴 직선부(62)의 외주면(62d)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다. 제2 코너 자석부(642)의 내주면(내주부)(642b)은 제1 코너 자석부(641)의 내주면(641b)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다. 제2 코너 자석부(642)의 외주면(외주부)(642a)은 제1 코너 자석부(641)의 외주면(641a)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다. 제3 코너 자석부(643)의 내주면(내주부)(643b)은 제2 코너 자석부(642)의 내주면(642b)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다. 제3 코너 자석부(643)의 외주면(외주부)(643a)은 제2 코너 자석부(642)의 외주면(642a)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다.

즉, 제2 코너부(64)의 외주면에는, Z 방향에서 제2 긴 직선부(62)로부터 짧은 직선부(66)로 향하는 방향(Z 방향으로 경사하는 방향)을 따라, 제2 긴 직선부(62)의 외주면(641a)으로부터 짧은 직선부(66)의 단면(66a)에 근접하도록 복수의 단차가 형성되어 있다. 제2 코너부(64)의 내주면은, 외주면과 마찬가지로, Z 방향에서 제2 긴 직선부(62)로부터 짧은 직선부(66)로 향하는 방향(Z 방향으로 경사하는 방향)을 따라, 제2 긴 직선부(62)로부터 중앙 자석부(50)에 근접하도록 복수의 단차가 형성되어 있다.

제2 코너부(64)는 제2 긴 직선부(62)의 외주면(62d)을 따라 Z 방향으로 연재하면서 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)을 따라 X 방향을 향하도록 경사하여 만곡한다. 즉, 제2 코너부(64)는 만곡부를 갖는다. 제2 코너부(64)는 만곡부의 전체 길이에 걸쳐 X 방향으로 동일한 폭 치수를 갖는다. 제2 코너부(64)의 X 방향에서의 폭 치수는 제2 긴 직선부(62)의 X 방향에서의 폭 치수보다 작다. 제2 코너부(64)의 X 방향에서의 폭 치수는 짧은 직선부(66)의 Z 방향에서의 폭 치수보다 작다.

제2 코너부(64)의 외주면은 요크(31)의 윤곽보다 마그넷 유닛(25)의 내측을 향해 오목하다. 즉, 제2 코너부(64)의 외주면은, 제2 긴 직선부(62)의 외주면(62d)을 Z 방향으로 연장한 평면과, 짧은 직선부(66)의 외주면(66d)을 X 방향으로 연장한 평면으로 형성된다. 마그넷 유닛(25)의 가상 직사각형 윤곽보다 마그넷 유닛(25)의 내측으로 오목하다. 제2 코너부(64)의 외주면은 마그넷 유닛(25)의 가상 직사각형 윤곽보다 중앙 자석부(50)에 가까워지도록 오목하다.

제2 코너부(64)의 Z 방향에서의 길이는 후술하는 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)의 X 방향에서의 이간 거리와 거의 동일하다. 즉, Z 방향에서 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)와 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)의 이간 거리는 중앙 영역(25a)의 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60) X 방향에서의 이간 거리와 거의 동일하다.

제2 코너부(64)와 제1 코너부(65)는 마그넷 유닛(25)의 중심축선(도 6에 도시한 점선)에 대해서 축 대칭으로 형성되어 있다. 제2 코너부(64) 및 제1 코너부(65)는 주연 자석부(60)의 중심축선에 대해서 축 대칭으로 형성되어 있다.

가교부(63)는 마그넷 유닛(25)의 중심축선에 대해서 축 대칭으로 형성되어 있다.

가교부(63)의 Z 방향에서의 치수는, 중앙 영역(25a)의 X 방향에서의 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60) 사이의 이간 거리, 및, 짧은 직선부(66)의 Z 방향에서의 폭 치수를 적산한 치수와 동일하다.

제1 긴 직선부(61)는 소정의 길이를 갖는 복수의 제1 분할 직선부(자석)로 구성되어 있다. 제2 긴 직선부(62)는 소정의 길이를 갖는 복수의 제2 분할 직선부(자석)로 구성된다. 주연 자석부(60)는 복수의 제1 분할 직선부와 복수의 제2 분할 직선부가 직선 형상으로 조합되어 형성되어 있다. 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)를 구성하는 복수의 분할 직선부의 각각은 영구 자석이다.

가교부(63)는 소정의 길이를 갖는 제2 코너부(64), 제1 코너부(65) 및 짧은 직선부(66)를 조합함으로써 형성된다. 제2 코너부(64), 제1 코너부(65) 및 짧은 직선부(66)의 각각을 구성하는 자석은 영구 자석이다.

가교부(63)는 대략 반원 형상을 갖는다. 반원의 중심에 대한 반경 방향에서의 주연 자석부(60)의 ZX면에 따른 두께에 대해서 설명한다. 제1 긴 직선부(61)의 두께, 제2 긴 직선부(62)의 두께 및 짧은 직선부(66)의 두께는 거의 동일하다. 제1 긴 직선부(61)의 두께, 제2 긴 직선부(62)의 두께 및 짧은 직선부(66)의 두께에 비해 제2 코너부(64)의 두께 및 제1 코너부(65)의 두께가 작다. 이하의 설명에서는, 코너부(64, 65)의 각각의 두께를 직선부(61, 62, 66)의 각각의 두께에 대해 작게 한 마그넷 유닛을 「두께를 감소시킨 마그넷 유닛」이라고 칭하는 경우가 있다.

반대로, 코너부(64, 65)의 각각의 두께를 직선부(61, 62, 66)의 각각의 두께에 대해 작게 하지 않는 마그넷 유닛을 「두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛」이라고 칭하는 경우가 있다.

중앙 자석부(50)는 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 Z 방향에서 직선상 또는 봉상으로 형성된다. 중앙 자석부(50)는 소정의 길이를 갖는 복수의 분할 중앙 자석부(자석)로 구성된다. 중앙 자석부(50)는 복수의 분할 중앙 자석부가 직선 형상으로 조합되어 형성되어 있다. 중앙 자석부(50)를 구성하는 복수의 분할 중앙 자석부의 각각은 영구 자석이다. 중앙 자석부(50)는 주연 자석부(60)와 접촉하지 않는다. 중앙 자석부(50)는 주연 자석부(60)로부터 이간되어 있다.

중앙 자석부(50)는 긴 직선부(51) 및 협폭부(56)를 갖는다. 협폭부(56)는 Z 방향에서의 중앙 자석부(50)의 단부에 위치한다.

긴 직선부(51)는 중앙 영역(25a)에서 Z 방향으로 연재하는 직선 형상으로 형성되어 있다. 긴 직선부(51)는, 마그넷 유닛(25)에서의 X 방향의 중심인 중심축선(25Z)과 평행하게 배치된다. 긴 직선부(51)의 Z 방향으로 늘어나는 축선, 즉 X 방향의 중심 위치는 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에 따른 중심축선(25Z)과 일치한다. 긴 직선부(51)는 중앙 영역(25a)으로부터 단부 영역(25b)으로 돌출하여 연재한다. 긴 직선부(51)의 단부 영역(25b)에 돌출된 부분은 Z 방향으로 연재되는 직선 형상으로 형성된다. 긴 직선부(51)의 Z 방향에서의 길이는 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)의 Z 방향에서의 길이와 동일하다. 긴 직선부(51)는 중앙 영역(25a)에서 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)와 평행하다. 긴 직선부(51)는 단부 영역(25b)에서 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)와 평행하다.

긴 직선부(51)는 중앙 영역(25a) 및 단부 영역(25b)에 돌출하는 부분에 걸쳐 연재하고 있다. 긴 직선부(51)의 전체 길이에서, X 방향에서의 폭 치수는 동일하다. 긴 직선부(51)의 ZX면에 따른 X 방향의 두께는 중앙 영역(25a)의 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)의 두께와 짧은 직선부(66)의 두께와 거의 동일하다.

협폭부(56)는 단부 영역(25b)에 위치한다. 협폭부(56)는 Y 방향으로 보아 직사각형 윤곽을 갖는다. 협폭부(56)의 X 방향에서의 폭 치수는 중앙 영역(25a)의 긴 직선부(51)의 X 방향에서의 폭 치수보다 작다. 협폭부(56)의 X 방향에서의 폭 치수는 중앙 영역(25a)의 긴 직선부(51)의 X 방향에서의 폭 치수보다 1할 내지 2할 정도 작다. 협폭부(56)는, Z 방향에서의 긴 직선부(51)의 단부(단면)(51a)에 접속되어 있다.

협폭부(56)는 긴 직선부(51)의 단부(51a)에서 X 방향의 중앙 위치에 배치된다. 즉, 긴 직선부(51)의 단부(51a)는 X 방향에서의 양단에 협폭부(56)와 접하지 않는 부분을 갖는다.

협폭부(56)는 긴 직선부(51)의 단부(51a)와 접하고 있는 단면(단부)(56c)을 갖는다. 단면(단부)(56c)은 제1 긴 직선부(61)의 단면(61a) 및 제2 긴 직선부(62)의 단면(62a)과 면일로 형성되어 있다. 협폭부(56)는 Z 방향에서, 단면(단부)(56c)이 제1 코너부(65)가 제1 긴 직선부(61)에 접속되는 위치와 동일한 위치에 배치된다.

협폭부(56)는 Z 방향으로 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)보다 짧은 직선부(66)에 근접하여 배치되어 있다.

협폭부(56)의 Z 방향에서의 치수는 Z 방향에서의 긴 직선부(51)의 단부(51a)와 짧은 직선부(66)의 내주면(66c) 사이의 이간 거리의 약 반 정도이다. 협폭부(56)의 Z 방향에서의 치수는 제2 코너부(64) 및 제1 코너부(65)의 Z 방향에서의 치수의 반 정도이다.

Z 방향에서 서로 대향하는 협폭부(56)의 단면(단부)(56d)과, 짧은 직선부(66)의 내주면(66c) 사이의 이간 거리는, 중앙 영역(25a)에서의 긴 직선부(51)와 제1 긴 직선부(61)와의 X 방향에서의 이간 거리보다 작다. 즉, Z 방향으로 서로 대향하는 협폭부(56)의 단면(단부)(56d)과, 짧은 직선부(66)의 내주면(66c) 사이의 이간 거리는, 중앙 영역(25a)에서의 긴 직선부(51)와 제1 긴 직선부(61)와의 X 방향에서의 이간 거리의 거의 반 정도이다.

본 실시형태에 따른 마그넷 유닛(25)에서는, 제2 코너부(64), 제1 코너부(65) 및 협폭부(56)의 두께 치수가 작게 이루어진다. 이 때문에, 단부 영역(25b)에서, 중앙 영역(25a)에 비해 양자극의 자력밀도가 균일화되어 있다. 이에 의해, 타깃(23)을 향하지 않고 애노드(28)로 향하는 자력선의 발생을 저감하고, 자력선의 불필요한 집중을 방지하고, 레이스 트랙 형상으로 주회하는 전자 등의 혼란을 방지한다. 따라서, 플라즈마 발생의 안정화를 도모하고, 플라즈마 밀도의 균일화를 도모하고, 파티클 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

캐소드 장치(10)는 복수줄의 마그넷 유닛(25)을 1개의 주사 방향인 요동 방향을 따라 이동시키는 마그넷 유닛 주사 부(29)를 구비한다. 요동 방향은 복수줄의 마그넷 유닛(25)이 세워지는 Z 방향과 직교하는 X 방향이다.

마그넷 유닛 주사부(29)는 타깃(23)에 대한 복수줄의 마그넷 유닛(25)의 위치를 바꾼다. 마그넷 유닛 주사부(29)는, 복수줄의 마그넷 유닛(25)의 상대 위치 관계를 바꾸지 않고 요동하는 것이 가능하다. 즉, 복수줄의 마그넷 유닛(25) 각각은 타깃(23)에 대해서 마그넷 유닛 주사부(29)에 의해 타깃(23)의 입자 방출면과 평행하게 이동(요동) 가능하게 되어 있다.

Y 방향에서 보았을 때, 마그넷 유닛 주사부(29)에 의해 마그넷 유닛(25)이 주사하는 범위인 영역을 요동 영역이라고 칭한다. 또한, 요동 영역에 따른다는 표현은 「ZX면에 따른」이라는 의미로 이용될 수 있다. Y 방향에서 보면, 요동 영역은 대략 직사각형 윤곽을 갖는다. 요동 영역은 X 방향으로 2개의 요동단이 되는 제1 요동단과 제2 요동단 사이에 규정된다.

마그넷 유닛 주사부(29)는, 예를 들면 레일, 롤러, 복수의 모터 등으로 구성된다. 레일은 주사 방향을 따라 늘어난다. 롤러는 캐소드 유닛(22)에서 X 방향의 2개의 단부 각각에 부착된다. 복수의 모터는 복수의 롤러 각각을 자전시킨다. 마그넷 유닛 주사부(29)는 주사 방향을 따라 늘어나는 레일을 갖는 LM 가이드(등록상표) 등으로 구성될 수 있다.

마그넷 유닛 주사부(29)의 레일의 폭은 주사 방향(X 방향)에서 타깃(23)의 폭과 동일하거나 타깃(23)의 폭보다 길다. 또한, 마그넷 유닛 주사부(29)는, 주사 방향을 따라 복수줄의 마그넷 유닛(25)을 일체로 이동시킬 수 있으면, 다른 구성으로서 구체화되어도 좋다.

본 실시형태에 따른 캐소드 유닛(22)에서는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 마그넷 유닛 주사부(29)에 의해 스퍼터 입자를 방출하여 성막할 때, 마그넷 유닛(25)을 요동단 위치 Reverse와 요동단 위치 Forward 사이로 왕복 이동시킨다.

캐소드 유닛(22)에서는, 복수줄의 마그넷 유닛(25)으로 이루어지는 다연(多連) 마그넷이 함께 이동한다. 구체적으로는, 마그넷 유닛 주사부(29)의 구동에 의해 다연 마그넷이 이동한다. 여기서, 도 3을 참조하여, 마그넷 유닛 주사부(29)에 의한 다연 마그넷의 1 스캔에 대해서 설명한다.

우선, 다연 마그넷은 요동 방향(X 방향)에서의 중앙 위치 center로부터 좌향으로 이동하여 요동단 위치 Forward에 도달한다. 또한, 다연 자석은 요동단 위치 Forward로부터 우향으로 이동하여 중앙 위치 center를 통해 요동단 위치 Reverse에 도달한다. 또한, 요동단 위치 Reverse로부터 중앙 위치 center까지 이동한다. 이로 인해 다연 자석의 1 스캔이 종료된다. 캐소드 유닛(22)에서는, 이러한 다연 마그넷의 스캔을 복수회 반복한다.

동시에, 마그넷 유닛(25)에서는, 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)가 자장을 형성한다. 이 때, 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)와 요크(31)로 자기회로를 형성한다.

다음으로, 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)에서, 유리 기판(11)에 대한 성막에 대해서 설명한다.

우선, 스퍼터링 장치(1)의 외부로부터 내부로 반입된 유리 기판(11)은 우선, 로드·언로드실(2) 내의 위치 결정 부재에 재치되어 유리 기판(11)이 정렬된다(도 1 참조).

다음으로, 유리 기판(11)은 반송 장치(3a)의 로봇 핸드에 의해 지지되어 로드·언로드실(2)로부터 취출된다. 그리고, 유리 기판(11)은 반송실(3)을 통해 성막실(4)로 반송된다.

성막실(4)에서는 기판 유지부(13)가 구동부에 의해 회전되어 수평 재치 위치에 배치된다. 또한, 도시하지 않은 리프트 핀 이동부에 의해, 리프트 핀은 기판 유지부(13)로부터 상방으로 돌출한 준비 위치에 배치되어 있다.

이 상태에서, 성막실(4)에 도달한 유리 기판(11)은, 반송 장치(3a)에 의해 기판 유지부(13)의 상측에 삽입된다.

다음으로, 반송 장치(3a)의 로봇 핸드가 강하하여 기판 유지부(13)에 근접함으로써, 기판 유지부(13)의 소정의 위치에 얼라인먼트된 상태로서, 리프트 핀 상에 유리 기판(11)이 재치된다. 그 후, 반송 로봇(3a)의 로봇 핸드가 반송실(3)로 후퇴한다. 그리고, 리프트 핀이 하강하고, 유리 기판(11)이 기판 유지부(13) 상에 지지된다.

다음으로, 스퍼터링에 의해 성막 처리를 실시한다.

우선, 스퍼터링 장치(1)가 사이드 스퍼터식 장치인 경우의 성막 처리에 대해서 설명한다. 스퍼터링 장치(1)에서, 기판 유지부(13)가 회동하면, 기판 유지부(13)에 의해 유리 기판(11)이 유지된 상태에서, 유리 기판(11)은 연직 처리 위치에 도달하도록 상승한다. 이에 의해, 유리 기판(11)에 의해 성막구(4b)가 거의 폐색되고, 유리 기판(11)이 성막 위치에 유지된다. 이 상태에서 가스 제어부(14)에 의해 소정의 가스 분위기를 얻는다. 이 상태에서, 제어부(26)에 의해 플라즈마를 발생시키고, 스퍼터링에 의해 성막 처리를 실시한다. 성막 처리시의 자장 형성 등에 대해서는 후술한다.

또, 스퍼터링 장치(1)가 스퍼터 다운식의 장치인 경우의 성막 처리에 대해서 설명한다. 스퍼터링 장치(1)에서, 기판 유지부(13)가 상승함으로써, 기판 유지부(13)에 의해 유리 기판(11)이 유지된 상태에서, 유리 기판(11)은, 연직 처리 위치에 도달한다. 이에 의해, 유리 기판(11)에 의해 성막구(4b)가 거의 막히고(閉塞), 유리 기판(11)이 성막 위치에 유지된다. 이 상태에서 가스 제어부(14)에 의해 소정의 가스 분위기를 얻는다. 이 상태에서, 제어부(26)에 의해 플라즈마를 발생시키고, 스퍼터링에 의해 성막 처리를 실시한다. 성막 처리시의 자장 형성 등에 대해서는 마찬가지로 후술한다.

다음으로, 성막 처리가 종료된 후의 공정을 설명한다.

우선, 스퍼터링 장치(1)가 사이드 스퍼터식의 장치인 경우의 성막 처리 후에 대해서 설명한다. 스퍼터링 장치(1)에서, 성막 처리가 종료됐을 때에, 기판 유지부(13)가 회동된다. 이에 의해, 기판 유지부(13)에 의해 유리 기판(11)이 유지된 상태에서, 유리 기판(11)은 수평 재치 위치에 도달한다.

또, 스퍼터링 장치(1)가 스퍼터 다운식의 장치인 경우의 성막 처리 후에 대해서 설명한다. 스퍼터링 장치(1)에서, 성막 처리가 종료됐을 때에, 기판 유지부(13)가 하강한다. 이에 의해, 기판 유지부(13)에 의해 유리 기판(11)이 유지된 상태에서, 유리 기판(11)은 반출 가능 위치에 도달한다.

성막 처리가 종료된 유리 기판(11)은 반송 장치(3a)에 의해 성막실(4)로부터 취출된다. 그리고, 유리 기판(11)은, 반송실(3)을 경유하여 로드·언로드실(2)로부터 취출된다.

이하, 본 실시형태에 따른 마그넷 유닛(25)의 동작을 설명한다.

도 7은 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 마그넷 유닛의 두께가 감소되지 않은 경우의 전자 트래킹 상태를 도시한 Z 방향에 따른 단면 모식도이다. 도 8은 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 마그넷 유닛의 두께가 감소되지 않은 경우의 ZX면에서의 전자 트래킹 상태를 도시한 모식도이다. 도 9는 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 마그넷 유닛의 두께가 감소되지 않은 경우의 자력선의 방향을 도시한 ZY면의 모식도이다. 도 10은 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 마그넷 유닛의 두께가 감소되지 않은 경우의 플라즈마에 의해 파이는 타깃의 두께를 도시한 모식도이다.

우선, 마그넷 유닛(25)의 두께가 감소되지 않은 경우에 대해서 설명한다.

또한, 이하의 설명에서는, 3개의 마그넷 유닛(25)을 X 방향으로 배열한 상태로서 설명한다.

상술한 바와 같이, 마그넷 유닛(25)에 의해 형성된 자장에 의해, 타깃(23)의 표면(23a)과 유리 기판(11) 사이에 플라즈마를 발생시킨다. 이 상태에서, 후술하는 스퍼터링 조건으로 함으로써, 유리 기판(11)의 표면에 성막을 실시한다.

여기서, 스퍼터링 중에, 도 9에 도시한 바와 같이, N 극의 주연 자석부(60)로부터 S 극의 중앙 자석부(50)를 향하는 자력선이 형성된다. 중앙 자석부(50), 주연 자석부(60) 및 요크(31)는 자기회로를 형성한다.

이에 따라, 도 8에 도시한 바와 같이, 자력선을 따라 전자가 트래킹되어 레이스 트랙 형상으로 주회한다. 이때, 트래킹된 전자는, 주연 자석부(60)를 따르는 레이스 트랙 형상으로 주회한다. 트래킹된 전자는, ZX면에서, 주연 자석부(60)와 중앙 자석부(50) 사이를 주회한다.

이 때, 타깃(23)의 요동 영역 중 요동 방향에 따른 변이 되는 단부 영역(25b) 부근의 영역에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, N극의 주연 자석부(60)로 형성된 자력선이 타깃(23)을 향하는 방향이 아니라 근접한 애노드(28)를 향한다. 즉, 자력선은 타깃(23)의 표면(23a)의 법선에 따른 방향보다 타깃(23)의 요동 영역의 외측을 향해 개방 방향으로 늘어나게 된다.

N 극의 주연 자석부(60)로 형성된 자력선은, 도 9에서, Z 방향으로 하방으로 향함에 따라, X 방향으로 좌향으로 기울어져 애노드(28)를 향하고 있다.

이 때문에, 타깃(23)의 표면(23a) 부근의 영역에서는, N 극의 주연 자석부(60)로부터 형성된 자력선의 밀도가 저하되어 버린다. 이 때, 단부 영역(25b)에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회하기 때문에, 중앙 영역(25a)에 비해 전자의 흐름이 불안정하게 되어 트랙킹되는 전자 밀도가 불안정해진다. 전자 밀도가 불안정한 경우, 예를 들면, 레이스 트랙 형상의 흐름을 따라 전자 밀도가 높은 부분과 낮은 부분이 교대로 발생한다.

도 7은 트래킹되는 전자 밀도가 과분하게 되어 플라즈마가 집중되어 버린 상태를 도시하고 있다.

트래킹되는 전자 밀도가 불충분한 경우에는, 타깃(23)의 표면(23a)에서의 이로전 영역이 형성되지 않고, Z 방향의 양단에서, 비이로전 영역이 형성된다. 또, 트래킹되는 전자 밀도가 과분한 경우에는, 비이로전 영역을 플라즈마가 두드려 버려, 파티클의 발생 원인이 된다. 또한, 트래킹되는 전자 밀도가 과분한 경우에는, 타깃(23)의 파임량이 많아져, 국소적으로 타깃(23)의 두께가 과분하게 줄어들어 버린다.

또, N 극의 주연 자석부(60)로부터 S 극의 중앙 자석부(50)를 향하는 자력선이 형성된다. 이 자력선에 의해, 타깃(23)의 표면(23a)에서는, 주연 자석부(60)에 의해 둘러싸인 중앙 자석부(50)의 주위를 전자가 주회한다. 이 때, 마그넷 유닛(25)의 길이 방향으로 전자의 이동 방향의 단부, 즉 중앙 자석부(50)를 따라 Z 방향으로 이동해 온 전자가, 가교부(63)를 따라 X 방향으로 구부러지는 위치 부근의 영역에서 중앙 영역(25a)에 비해 이동 속도가 느려져 밀도가 상승한다.

그 결과, 가교부(63)를 따라 전자 밀도가 상승한 위치로부터 전자가 X 방향에서 Z 방향으로 구부러지는 위치에서는 밀도가 감소한다. 그 결과, 타깃(23)의 표면(23a)에서의 이로전이 감소하여 비이로전 영역이 형성된다.

그러나, 이 현상은 서로 인접하는 마그넷 유닛(25) 각각에서 발생하기 때문에, 하나씩 분리하여 주회해야 하는 전자가 인접한 마그넷 유닛(25)으로 튀어 나온다. 그 결과, 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 마그넷 유닛(25)에서 트래킹된 전자의 흐름이 섞인 상태가 된다.

도 10은, 단부 영역(25b)에 대응하는 타깃(23)의 요동 방향에 따른 변에서 플라즈마에 의해 파이는 타깃(23)의 두께를 도시내고 있다. 또한, 도 10에는, 스퍼터링에 사용한 후의 타깃의 두께 방향에서의 단면을 모식적으로 도시한 윤곽 형상을 도시하고 있다.

또한, 마그넷 유닛(25)의 두께가 감소되지 않은 경우에는, 도 10에 도시한 바와 같이, 단부 영역(25b)에 대응하는 타깃(23)의 요동 방향에 따른 변을 따라서, 타깃(23)에 플라즈마에 의해서 국소적으로 말려진 부분과 플라즈마에 의해서 파이지 않은 부분이 생기게 된다. 여기서, 타깃 라이프는 타깃(23)의 두께가 가장 작아진 부분에 의해 결정된다. 따라서, 동일한 두께의 타깃(23)이라도 타깃 라이프가 짧아지게 된다.

또한, 타깃(23)의 대각이 되는 2 개소에 비이로전 영역이 형성된다. 그러면 대각이 되는 2 개소 이외에도 비이로전 영역이 형성되기 쉽다. 이것은, 비이로전 영역이 형성되는 경우에는, 인가된 공급 전력이 플라즈마 발생에 소비되지 않고 잉여가 된다. 이 잉여 전력은 대각이 되는 2개소의 비이로전 영역과는 다른 영역에 대해서 재분배되거나 전체 전압(전력) 변동으로 흡수된다. 이와 같은 현상이 반복되기 때문에, 마그넷 유닛(25)의 두께가 감소되어 있지 않은 경우에는, 전압 변동과 같이 플라즈마 발생 조건이 변동해 버린다고 생각된다.

이러한 플라즈마 발생의 불안정성은 성막 특성의 악화 또는 파티클 발생의 원인이 되는 것이 판명되었다.

이와 같이, 자력선의 방향이 타깃(23)의 표면(23a)의 법선 방향으로부터 어긋나는 현상, 전자의 트랙킹이 충분하지 않게 되는 현상, 및 플라즈마 발생이 불안정화하는 현상이 생긴다. 본 발명자들은, 이러한 현상은, 마그넷 유닛(25)의 두께가 감소되지 않은 경우에, 가교부(63) 부근의 영역에서, 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)의 자력의 밸런스가 나빠진 것에 기인하고 있다고 생각하였다.

즉, 제1 긴 직선부(61)와 긴 직선부(51) 사이에 끼인 중앙 영역(25a)과, 제2 긴 직선부(62)와 긴 직선부(51) 사이에 끼인 중앙 영역(25a)에서는, N 극과 S 극의 강도 밸런스가 적합하다. 이 때문에, 자력선이 타깃(23)의 표면(23a)의 법선 방향을 향하고 있어, 전자가 충분히 트래킹되어, 전자는 부드럽게 흐르고 있다.

이에 대해서, 가교부(63) 부근의 영역의 단부 영역(25b)에서는, 레이스 트랙 형상으로 구부러지는 전자의 궤적을 따라 N 극과 S 극의 강도 밸런스가 중앙 영역(25a)에 대해서 변화하고 있다. 이러한 자석 배치로 인해 자력의 밸런스가 나빠지고 있다고 생각된다.

본 실시형태에서는, 이러한 밸런스의 개선을 목표로 하였다.

도 11은 본 실시형태에 따른 두께가 감소된 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 11은 마그넷 유닛(25)에서의 전자 트래킹 상태를 도시한 Z 방향에 따른 단면 모식도이다. 도 12는 본 실시형태에 따른 두께가 감소된 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 마그넷 유닛(25)의 ZX면에서의 전자 트래킹 상태를 도시한 모식도이다. 도 13은 본 실시형태에 따른 두께를 감소시킨 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 마그넷 유닛(25)에서의 자력선의 방향을 도시한 ZY면에서의 모식도이다. 도 14는 본 실시형태에 따른 두께를 감소시킨 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 14는 마그넷 유닛(25)에서의 플라즈마에 의해 파인 타깃의 두께를 도시한 모식도이다.

다음으로, 마그넷 유닛(25)의 두께를 감소시키는 경우에 대해서 설명한다.

마찬가지로, 3 개의 마그넷 유닛(25)을 X 방향으로 배열한 상태로서 설명한다.

여기서, 스퍼터링 중, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에서도, 도 13에 도시하는 바와 같이, N극의 주연 자석부(60)로부터 S극의 중앙 자석부(50)로 향하도록 자력선이 형성된다. 이 때, 중앙 자석부(50)와, 주연 자석부(60)와,요크(31)에 의해 자기회로가 형성되고 있다.

도 12에 도시한 바와 같이, 전자는 자력선을 따라 트랙킹되어 레이스 트랙 형상으로 주회한다. 이때, 트래킹된 전자는, 주연 자석부(60)를 따르는 레이스 트랙 형상으로 주회한다. 트래킹된 전자는, ZX면에서, 주연 자석부(60)와 중앙 자석부(50) 사이를 주회한다.

이 때, 단부 영역(25b) 부근의 영역에서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 가교부(63)의 두께가 중앙 영역(25a)에 비해 감소되어 있다. 이에 의해, N극의 주연 자석부(60)로부터 형성된 자력선이, 애노드(28)를 향하는 방향이 아니라, 근접한 타깃(23)을 향한다. 즉, 가교부(63)로부터 형성된 자력선이, 타깃(23)의 표면(23a)의 법선을 따라, 타깃(23)의 요동 영역의 외측을 향해 개방하는 방향으로 늘어나지 않는다.

N극의 가교부(63)로부터 형성된 자력선은, 도 13에서, Z 방향으로 하방으로 향함에 따라, X 방향으로 좌향으로 기울어지지 않고 애노드(28)에는 향하지 않는다.

이 때문에, 타깃(23)의 표면(23a) 부근의 영역에서는, N극의 가교부(63)로부터 형성된 자력선의 밀도가 저하되지 않는다. 가교부(63)로 형성된 자력선은 균일한 밀도를 유지한다. 이 때, 단부 영역(25b)에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회하기 때문에, 중앙 영역(25a)에 비해 전자의 흐름이 불안정하게 되지 않는다. 단부 영역(25b)에서는, 중앙 영역(25a)에 비하여 트래킹되는 전자 밀도가 안정화된다. 전자 밀도가 불안정해지지 않기 때문에, 레이스 트랙 형상의 흐름을 따라 전자 밀도가 높은 부분과 낮은 부분이 교대로 발생하지 않는다.

도 11은 트래킹되는 전자 밀도가 균일해지고, 플라즈마가 집중되어 있지 않은 상태를 도시하고 있다.

트래킹되는 전자 밀도가 불충분하지 않기 때문에, 타깃(23)의 표면(23a)에서의 이로전 영역이 제대로 형성된다. Z 방향의 양단에 비이로전 영역이 형성되더라도, 비이로전 영역은 얼마 안되는 크기이다. 또, 트래킹되는 전자 밀도가 과분하게 되지 않기 때문에, 비이로전 영역을 플라즈마가 두드려 버리는 것에 의한 파티클의 발생 원인이 되지 않는다. 또한, 트래킹되는 전자 밀도가 과분해지지 않는다. 따라서, 타깃(23)의 파임량이 증가하지 않는다. 국소적으로 타깃(23)의 두께가 과분하게 줄어들지 않은 상태를 유지할 수 있고, 비교적 균일하게 타깃(23)의 두께를 줄일 수 있다.

또, N 극의 주연 자석부(60)로부터 S 극의 중앙 자석부(50)를 향하는 자력선이 형성된다. 이 자력선에 의해, 타깃(23)의 표면(23a)에서는, 주연 자석부(60)에 의해 둘러싸인 중앙 자석부(50)의 주위를 전자가 주회한다. 이 때, 마그넷 유닛(25)의 길이 방향으로 전자의 이동 방향의 단부, 즉 중앙 자석부(50)를 따라 Z 방향으로 이동해 온 전자가, 가교부(63)를 따라 X 방향으로 구부러지는 위치 부근의 영역에서 중앙 영역(25a)에 비해 이동 속도가 느려지지 않는다. 이 때문에, 단부 영역(25b)에서 전자 밀도는 과분하게 상승하지 않고, 중앙 영역(25a)과 동등한 전자 밀도를 유지한다.

그 결과, 가교부(63)를 따라 전자가 X 방향으로부터 Z 방향으로 구부러지는 위치에서, 전자 밀도는 균일한 상태를 유지한다. 그 결과, 타깃(23)의 표면(23a)에서의 이로전이 감소하지 않고, 비이로전 영역의 형성도 억제된다.

또한, 이 현상은 인접하는 마그넷 유닛(25)의 각각에서 발생하고, 하나씩 분리하여 주회해야 하는 전자가 인접한 마그넷 유닛(25)으로 튀어 나오는 경우가 거의 없다. 그 결과, 도 12에 도시한 바와 같이, 복수의 마그넷 유닛(25)의 각각에서 트래킹된 전자의 흐름이 분리되어 주회하는 상태를 유지할 수 있다.

도 14는 단부 영역(25b)에 대응하는 타깃(23)의 요동 방향에 따른 변에서 플라즈마에 의해 파이는 타깃(23)의 두께를 도시하고 있다. 또한, 도 14에는 스퍼터링에 사용한 후의 타깃의 두께 방향에서의 단면을 모식적으로 도시한 윤곽 형상을 도시하고 있다.

본 실시형태와 같이, 마그넷 유닛(25)의 두께를 감소시킨 경우에는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 단부 영역(25b)에 대응하는 타깃(23)의 요동 방향에 따른 변을 따라, 플라즈마에 의해 파이는 타깃(23)의 깊이가 균일화된다. 즉, 타깃(23)에는, 플라즈마에 의해 국소적으로 깊게 파이는 부분과, 플라즈마에 의해 얕게 파이는 부분과의 깊이의 차를 억제할 수 있다. 그러면 타깃 라이프가 짧아지는 것을 억제할 수 있다. 즉, 동일한 두께의 타깃(23)에서 타깃(23)의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 통상, 타깃(23)의 대각이 되는 2개소, 및 대각이 되는 2개소 이외에도, 비이로전 영역이 형성되기 쉽지만, 본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서는, 비이로전 영역의 형성을 억제할 수 있다. 또는, 본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서는, 비이로전 영역이 형성되었을 경우에서도, 그 경계가 명료한 상태로 할 수 있다.

따라서, 본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서는, 비이로전 영역이 형성된 경우에 발생하는 전력 잉여와 잉여 전력의 재분배의 반복, 혹은 전체 전력 변동의 반복이라는 현상을 억제할 수 있다. 따라서, 전압 변동에 의한 플라즈마 발생 조건의 변동을 억제할 수 있다.

이러한 플라즈마 발생의 안정성을 향상시킬 수 있기 때문에, 성막 특성의 악화, 혹은 파티클 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

이와 같이, 본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서는, 가교부(63)의 부근의 영역에서, 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)의 자력의 밸런스가 향상되어 있다. 이 때문에, 자력선의 방향이 타깃(23)의 표면(23a)의 법선 방향으로부터 어긋나는 현상, 전자의 트래킹이 충분하지 않게 되는 현상, 및, 플라즈마 발생이 불안정화하는 현상을 모두 억제하는 것이 가능해진다 .

즉, 제1 긴 직선부(61)와 긴 직선부(51) 사이에 끼인 중앙 영역(25a) 및 제2 긴 직선부(62)와 긴 직선부(51) 사이에 끼인 중앙 영역(25a)과 마찬가지로, 본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서는, 가교부(63) 부근의 영역에서의 N극과 S극의 강도 밸런스가 바람직하다. 따라서, 본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서는, 단부 영역(25b)에서 자력선이 타깃(23)의 표면(23a)의 법선 방향을 향하고 있고, 전자의 트래킹이 충분히 이루어져 전자가 원활하게 흐르고 있다. 본 실시형태에서는 이러한 밸런스를 개선할 수 있다.

본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서는, 두께를 감소시킨 가교부(63)에 의해 비이로전 영역의 발생을 저감하고, 입자의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 즉, 비이로전 영역과 이로전 영역의 경계가 불명료하게 되어, 파티클 발생의 원인이 되는 이로전과 비이로전의 경계 영역의 형성이 저감되고 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 비이로전 영역의 발생을 억제함으로써, 공급 파워가 재분배되지 않도록 하여, 전압 변동 등에 의한 플라즈마 발생 조건의 부분적인 변동을 억제하고 있다. 이에 의해, 파티클 발생, 막 두께 분포, 막질 특성 분포의 편차 등을 억제할 수 있다.

도 15a 및 도 15b는, 본 실시형태에 따른, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 15a는 마그넷 유닛(25)에 의해 형성된 수평 자장의 피크 위치의 마그넷 유닛(25)의 X 방향에서 중앙 위치에서의 Z 방향에 따른 위치 변화를 도시한 그래프이다. 도 15b는, 도 15a의 그래프를 설명하기 위한 도면으로, 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에서의 위치를 도시하고 있다. 도 15b에 도시한 부호 PZ0은 도 15a의 Z 방향 위치가 0(mm)임을 나타낸다.

도 16a 및 도 16b는, 본 실시형태에 따른, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 16a는 마그넷 유닛(25)에 의해 형성된 수평 자장의 피크 위치의 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에서 중앙 위치에서의 X 방향에 따른 위치 변화를 도시한 그래프이다. 도 16b는 도 16a의 그래프를 설명하기 위한 도면으로, 3개의 마그넷 유닛(25)의 X 방향에서의 위치를 나타낸다. 3개의 마그넷 유닛(25) 각각은 부호 25L, 25M, 25N으로 표시한다. 도 16b에 도시한 부호 PX0은, 도 16a의 X 방향 위치가 -300(mm)인 경우에 상당한다. 도 16b에 도시한 부호 PX1은 도 16a의 X 방향 위치가 200(mm)임을 나타낸다.

두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에서는, 주연 자석부(60)와 중앙 자석부(50)로 형성되는 자장 중, 수평 자장의 크기가 도 15a 및 도 16a에 도시하는 바와 같이 형성된다.

두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에서, 주연 자석부(60)와 중앙 자석부(50)로 형성되는 수평 자장의 피크가 형성되어 있다. 도 15a에 도시한 바와 같이, 마그넷의 윤곽 최외 위치로부터의 Z 방향에서의 자장 강도에 관해서, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)의 피크의 상승 형상은, 마그넷 유닛(25)의 두께가 감소하지 않은 경우의 피크의 상승 형상과 동일하다. 자장 강도가 내측을 향해 감소하기 시작하는 위치, 즉 수평 자장의 피크 위치에 관해서, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)은, 마그넷 유닛(25)의 두께가 감소되지 않은 경우와는 다르다. 두께가 감소된 마그넷 유닛(25)의 피크 위치는 두께가 감소되지 않은 마그넷 유닛의 피크 위치와 비교하여 약 20mm만큼 중앙 영역(25a)으로부터 이간된다.

또, 도 16a에 도시한 바와 같이, X 방향의 단부에 위치하는 마그넷 유닛(25L)에서, 이하의 2개의 자장 강도의 피크에 차이가 있는 것을 알 수 있다.

[자장 강도 A]

X 방향으로 가장자리에 위치하는 주연 자석부(60)의 제2 긴 직선부(62)에 의해 형성되는 자장 강도의 피크

[자장 강도 B]

중앙 자석부(50)의 긴 직선부(51)를 사이에 두고 요동 영역의 내측에 인접하는 주연 자석부(60)의 제1 긴 직선부(61)에 의해 형성되는 자장 강도의 피크

자장 강도 A는 자장 강도 B에 비해 0.9 (0.027/0.030) 정도 작다.

또, 3개의 마그넷 유닛(25L, 25M, 25N) 각각에서의 주연 자석부(60)의 제1 긴 직선부(61)에 의해 형성되는 자장 강도에 관하여, 이하의 2개의 자장 강도의 피크에 차이가 있는 것을 알 수 있다.

[자장 강도 C]

X 방향으로 중간에 위치하는 마그넷 유닛(25M)의 제1 긴 직선부(61)에 의해 형성되는 자장 강도의 최대 피크

[자장 강도 D]

인접하는 마그넷 유닛(25L, 25N)의 제1 긴 직선부(61)에 의해 형성되는 자장 강도의 최대 피크

그리고, 자장 강도 C가 자장 강도 D에 비해, 0.983(0.0295/0.030) 정도 작아지고 있다.

이와 같이, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에서는, 수평 자장의 피크 위치가, 두께가 감소되지 않은 마그넷 유닛에 비해, 외향이 되는 위치로 이동하고 있다. 따라서, 동일한 공간 위치로서 플라즈마를 발생시킬 때에 필요한 Z 방향에서의 마그넷 유닛(25)의 길이를 짧게 할 수 있다. 따라서, 중앙 영역(25a)에서, 제1 긴 직선부(61), 제2 긴 직선부(62) 및 긴 직선부(51) 각각의 길이를 줄일 수 있다. 즉, 중앙 영역(25a)에 구성되는 자석의 개수를 줄이고, 부품 점수를 삭감하여, 마그넷 유닛(25)을 소형화 할 수 있다.

동시에, 마그넷 유닛 주사부(29)에 의해 요동하는 마그넷 유닛(25)의 중량을 경량화하여, 마그넷 유닛 주사부(29)를 소형화하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 성막실(4) 내의 캐소드 박스를 소형화하고, 캐소드 장치(10)를 소형화하여, 파티클의 발생을 더욱 저감할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 가교부(63)의 외주 윤곽이 내측으로 들어가도록 오목하게 되어 있다. 대조적으로, 가교부(63)의 내주 윤곽이 바깥쪽으로 부풀도록 가교부(63)의 두께를 감소시키는 것은 바람직하지 않다. 이 구조에서는, 도 26에 도시한 바와 같이, 제1 코너부(65) 및 제2 코너부(64) 부근의 영역에서의 플라즈마의 집중은 개선할 수 있지만, 주회하는 트래킹 전자가 인접하는 마그넷 유닛(25)에서 주회 하는 전자와 혼입해 버리는 것이 저감할 수 없기 때문이다.

내주 윤곽을 외측으로 팽창하도록 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에서 주회하는 전자를 도 26에 도시한다.

본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)에서는, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)을 흔드는 것으로, 가교부(63) 부근의 영역에서, 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)의 자력의 밸런스가 향상되고 있다. 이 때문에, 자력선의 방향이 타깃(23)의 표면(23a)의 법선 방향으로부터 어긋나는 현상, 전자의 트래킹이 충분하지 않게 되는 현상, 및, 플라즈마 발생이 불안정화하는 현상을, 모두 억제하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 비이로전 영역의 발생을 억제하고, 비이로전 영역으로부터 파티클이 발생하는 것을 억제하고, 성막 특성의 저하를 억제하고, 막 두께의 균일성을 향상시키는 것이 가능해진다.

즉, 본 실시형태에서는, 이하의 구성을 채용하고 있다. 제2 코너부(64) 및 제1 코너부(65)의 폭 치수는 제1 긴 직선부(61)와 긴 직선부(51)와 제2 긴 직선부(62)의 폭 치수보다 작다. 짧은 직선부(66)의 연장선과 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)의 연장선으로 형성된 요동 영역에 따른 외주 윤곽 형상에 비해 ZX면의 제2 코너부(64) 및 제1 코너부(65)의 외주 윤곽은 중앙 자석부(50)에 근접하여 형성되어 있다. Z 방향에서의 제2 코너부(64) 및 제1 코너부(65)의 길이는 중앙 영역(25a)의 ZX면에 따른 제1 긴 직선부(61)와 긴 직선부(51) 사이의 이간 거리, 및 제2 긴 직선부(62)와 긴 직선부(51) 사이의 이간 거리거 거의 동일하다. ZX면에서의 짧은 직선부(66)와 중앙 자석부(50)의 단부(56d) 사이의 이간 거리가, 중앙 영역(25a)에서의 X 방향에 따른 제1 긴 직선부(61)와 긴 직선부(51) 사이의 이간 거리 및 제2 긴 직선부(62)와 긴 직선부(51) 사이의 이간 거리보다 작다. 이에 따라, 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)의 양자극으로부터 발생하는 자력에 관해, 마그넷 유닛(25)의 단부 영역(25b)에서의 양자극의 자력밀도와, 마그넷 유닛(25)의 중앙 영역(25a)에서의 양자극의 자력밀도가 균일하게 되도록, 자력밀도의 밸런스를 얻을 수 있다. 상술한 효과를 상주할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 플라즈마의 국소적인 집중이 해소됨으로써, 기판 온도의 편향과 막질의 편향을 개선하는 효과를 상주할 수 있다.

<제2 실시형태>

이하, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 스퍼터링 장치를 도면에 기초하여 설명한다.

도 17은 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 자석의 단부를 도시한 확대 정면도이다. 본 실시형태는 코너부의 윤곽 형상에 관한 점에서 상기 제1 실시형태와 다르다. 본 실시형태에서는, 상술한 제1 실시형태와 대응하는 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

본 실시형태에 따른 제2 코너부(64) 및 제1 코너부(65)는, 도 17에 도시한 바와 같이, ZX면에서의 윤곽이 평행 사변형인 제4 코너 자석부(645) 및 제4 코너 자석부(655)를 갖는다 .

제1 코너부(65)의 일방의 단부는 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)에 접속된다. 제1 코너부(65)의 타방의 단부는, 짧은 직선부(66)의 내주면(내주부)(66c)에 접속되어 있다. 즉, 제1 코너부(65)는, 짧은 직선부(66)에 대해서 요동 영역의 윤곽 중 요동 방향에 따른 단부(66a)보다 Z 방향의 중앙부에 가까운 위치에서 접속되어 있다. 제1 코너부(65)의 타방의 단부는 짧은 직선부(66)의 단부(66a)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가까운 내주면(66c)에 접속되어 있다.

제4 코너 자석부(655)의 Z 방향에서의 일단은 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(655)의 Z 방향에서의 일단의 전면은 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(655)의 Z 방향에서의 일단은 X 방향에서의 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)의 중앙 위치에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(655)는 Z 방향의 타단이 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(655)는, X 방향에서의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(655)는, X 방향에서의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 짧은 직선부(66)의 단부(66a)로부터 돌출되어 있다.

제4 코너 자석부(655)의 내주면(내주부)(655b)의 Z 방향에서의 단부는, 제1 긴 직선부(61)의 내주면(61c)보다 X 방향으로 외방이 되는 위치에서, 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(655)의 내주면(655b)의 Z 방향에서의 단부는 제1 긴 직선부(61)의 내주면(61b)과 일치하도록 접속되어도 좋다. 제4 코너 자석부(655)의 내주면(655b)은 마그넷 유닛(25)의 Z 방향의 축선에 대해서 경사하고 있다. 제4 코너 자석부(655)의 내주면(655b)은, Z 방향으로 외측을 향함에 따라, 후술하는 제4 코너 자석부(645)의 내주면(645b)에 근접하도록 경사하고 있다.

제4 코너 자석부(655)의 외주면(외주부)(655a)은, 제1 긴 직선부(61)의 외주면(61d)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다. 제4 코너 자석부(655)의 외주면(655a)은 마그넷 유닛(25)의 Z 방향의 축선에 대해서 경사하고 있다. 제4 코너 자석부(655)의 외주면(655a)은, Z 방향으로 외측을 향함에 따라, 후술하는 제4 코너 자석부(645)의 외주면(645a)에 근접하도록 경사하고 있다.

즉, 제1 코너부(65)의 외주면(655a)은, Z 방향에서 제1 긴 직선부(61)로부터 짧은 직선부(66)로 향하는 방향(Z 방향으로 경사하는 방향)을 따라, 제1 긴 직선부(61)의 외주면(61d)으로부터 짧은 직선부(66)의 단면(66a)에 근접하도록 경사하고 있다. 제1 코너부(65)의 내주면(655b)은, 외주면(655a)과 마찬가지로, Z 방향에서 제1 긴 직선부(61)로부터 짧은 직선부(66)로 향하는 방향(Z 방향으로 경사하는 방향)을 따라, 제1 긴 직선부(61)로부터 중앙 자석부(50)에 근접하도록 경사하고 있다.

제1 코너부(65)는, 제1 긴 직선부(61)의 외주면(61d)에 따른 Z 방향으로 연재하면서 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 따른 X 방향을 향하도록 경사한다. 즉, 제1 코너부(65)는 경사부를 갖는다. 제1 코너부(65)는 경사부의 전체 길이에 걸쳐 X 방향으로 동일한 폭 치수를 갖는다. 제1 코너부(65)의 X 방향에서의 폭 치수는 제1 긴 직선부(61)의 X 방향에서의 폭 치수보다 작다. 제1 코너부(65)의 X 방향에서의 폭 치수는 짧은 직선부(66)의 Z 방향에서의 폭 치수보다 작다.

제1 코너부(65)의 외주면(655a)은 요크(31)의 윤곽보다 마그넷 유닛(25)의 내측을 향해 오목하다. 즉, 제1 코너부(65)의 외주면(655a)은, 제1 긴 직선부(61)의 외주면(61d)을 Z 방향으로 연장한 평면과, 짧은 직선부(66)의 외주면(66d)을 X 방향으로 연장한 평면으로 형성되는 마그넷 유닛(25)의 가상 직사각형 윤곽보다는 마그넷 유닛(25)의 내측으로 오목하다. 제1 코너부(65)의 외주면(655a)은 마그넷 유닛(25)의 가상 직사각형 윤곽보다 중앙 자석부(50)에 가까워지도록 오목하다.

제1 코너부(65)의 Z 방향에서의 길이는 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)의 X 방향에서의 이간 거리와 거의 동일하다. 즉, Z 방향에서, 제1 긴 직선부(61)의 단부(61a)와 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)의 이간 거리는 중앙 영역(25a)의 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60) X 방향에서의 이간 거리와 거의 동일하다.

제2 코너부(64)의 일방의 단부는 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)에 접속되어 있다. 제2 코너부(64)의 타방의 단부는 짧은 직선부(66)의 내주면(내주부)(66c)에 접속되어 있다. 즉, 제2 코너부(64)는, 짧은 직선부(66)에 대해서 요동 영역의 윤곽 중 요동 방향에 따른 단부(66a)보다 Z 방향의 중앙부에 가까운 위치에서 접속되어 있다. 제2 코너부(64)의 타방의 단부는 짧은 직선부(66)의 단부(66a)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가까운 내주면(66c)에 접속되어 있다.

제4 코너 자석부(645)의 Z 방향에서의 일단은 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(645)의 Z 방향에서의 일단의 전면은 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(645)의 Z 방향에서의 일단은 X 방향에서의 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)의 중앙 위치에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(645)는 Z 방향의 타단이 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(645)는, X 방향에서의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(645)는, X 방향에서의 폭 치수 중 절반을 차지하는 부위가 짧은 직선부(66)의 단부(66a)로부터 돌출되어 있다.

제4 코너 자석부(645)의 내주면(내주부)(645b)의 Z 방향에서의 단부는, 제2 긴 직선부(62)의 내주면(61c)보다 X 방향으로 외방이 되는 위치에서, 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)에 접속되어 있다. 제4 코너 자석부(645)의 내주면(645b)의 Z 방향에서의 단부는 제2 긴 직선부(62)의 내주면(61c)과 일치하도록 접속되어도 좋다. 제4 코너 자석부(645)의 내주면(645b)은 마그넷 유닛(25)의 Z 방향의 축선에 대해서 경사하고 있다. 제4 코너 자석부(645)의 내주면(645b)은, Z 방향으로 외측을 향함에 따라, 제4 코너 자석부(655)의 내주면(655b)에 근접하도록 경사하고 있다.

제4 코너 자석부(645)의 외주면(외주부)(645a)은, 제2 긴 직선부(62)의 외주면(62d)보다 X 방향으로 중앙 자석부(50)에 가깝다. 제4 코너 자석부(645)의 외주면(645a)은 마그넷 유닛(25)의 Z 방향의 축선에 대해서 경사하고 있다. 제4 코너 자석부(645)의 외주면(645a)은 Z 방향으로 외측을 향함에 따라 제4 코너 자석부(655)의 외주면(655a)에 근접하도록 경사하고 있다.

즉, 제2 코너부(64)의 외주면(645a)은, 제2 긴 직선부(62)를 Z 방향으로 제2 긴 직선부(62)로부터 짧은 직선부(66)로 향하는 방향(Z 방향으로 경사하는 방향)을 따라 제2 긴 직선부(62)의 외주면(62d)으로부터 짧은 직선부(66)의 단면(66a)에 근접하도록 경사하고 있다. 제2 코너부(64)의 내주면(645b)은, 외주면(645a)과 마찬가지로, Z 방향에서 제2 긴 직선부(62)로부터 짧은 직선부(66)로 향하는 방향(Z 방향으로 경사하는 방향)을 따라, 제2 긴 직선부(62)로부터 중앙 자석부(50)에 근접하도록 경사하고 있다.

제2 코너부(64)는, 제2 긴 직선부(62)의 외주면(62d)에 따른 Z 방향으로 연재하면서 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)에 따른 X 방향을 향하도록 경사한다. 즉, 제2 코너부(64)는 경사부를 갖는다. 제2 코너부(64)는 경사부의 전체 길이에 걸쳐 X 방향으로 동일한 폭 치수를 갖는다. 제2 코너부(64)의 X 방향에서의 폭 치수는 제1 긴 직선부(61)의 X 방향에서의 폭 치수보다 작다. 제2 코너부(64)의 X 방향에서의 폭 치수는 짧은 직선부(66)의 Z 방향에서의 폭 치수보다 작다.

제2 코너부(64)의 외주면(645a)은 요크(31)의 윤곽보다 마그넷 유닛(25)의 내측을 향해 오목하다. 즉, 제2 코너부(64)의 외주면(645a)은, 제2 긴 직선부(62)의 외주면(62d)을 Z 방향으로 연장한 평면과, 짧은 직선부(66)의 외주면(66d)을 X 방향으로 연장한 평면으로 형성되는 마그넷 유닛(25)의 가상 직사각형 윤곽보다는 마그넷 유닛(25)의 내측으로 오목하다. 제2 코너부(64)의 외주면(645a)은 마그넷 유닛(25)의 가상 직사각형 윤곽보다 중앙 자석부(50)에 가까워지도록 오목하다.

제2 코너부(64)의 Z 방향에서의 길이는 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)의 X 방향에서의 이간 거리와 거의 동일하다. 즉, Z 방향에서 제2 긴 직선부(62)의 단부(62a)와 짧은 직선부(66)의 내주면(66c)의 이간 거리는 중앙 영역(25a)의 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60) X 방향에서의 이간 거리와 거의 동일하다.

도 18은 본 실시형태에 따른 두께가 감소된 마그넷 유닛의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 18은 마그넷 유닛(25)에서의 전자 트래킹 상태를 도시한 Z 방향에 따른 단면 모식도이다. 도 19는 본 실시형태에 따른 두께가 감소된 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 19는 마그넷 유닛(25)의 ZX면에서의 전자 트래킹 상태를 도시한 모식도이다.

본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서도, 주연 자석부(60)로부터 S 극의 중앙 자석부(50)를 향하는 자력선이 형성되어 있다. 이 때, 도 17에 도시한 바와 같이, 단부 영역(25b) 부근의 영역에서는, 가교부(63)의 두께가 중앙 영역(25a)에 비해 감소된다. 이에 의해, N극의 주연 자석부(60)로부터 형성된 자력선이, 애노드(28)를 향하는 방향이 아니라, 근접한 타깃(23)을 향한다. 즉, 가교부(63)로부터 형성된 자력선이, 타깃(23)의 표면(23a)의 법선을 따라, 타깃(23)의 요동 영역의 외측을 향해 개방하는 방향으로 늘어나 버리지 않는다.

본 실시형태의 N극의 가교부(63)로부터 형성된 자력선은, 도 13에 도시한 제1 실시형태와 마찬가지로, Z 방향으로 하방으로 향함에 따라 X 방향으로 좌향으로 기울이지 않고 애노드(28)로 향하지 않는다.

이 때문에, 타깃(23)의 표면(23a) 부근의 영역에서는, N극의 가교부(63)로부터 형성된 자력선의 밀도가 저하되지 않는다. 가교부(63)로 형성된 자력선은 균일한 밀도를 유지한다. 이 때, 단부 영역(25b)에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회하기 때문에, 중앙 영역(25a)에 비해 전자의 흐름이 불안정하게 되지 않는다. 단부 영역(25b)에서는, 중앙 영역(25a)에 비하여 트래킹되는 전자 밀도가 안정화된다. 전자 밀도가 불안정해지지 않기 때문에, 레이스 트랙 형상의 흐름을 따라 전자 밀도가 높은 부분과 낮은 부분이 교대로 발생하지 않는다.

도 18은 트래킹되는 전자 밀도가 균일해지고, 플라즈마가 집중되어 있지 않은 상태를 도시하고 있다.

트래킹되는 전자 밀도가 불충분하지 않기 때문에, 타깃(23)의 표면(23a)에서의 이로전 영역이 제대로 형성된다. Z 방향의 양단에 비이로전 영역이 형성되더라도, 비이로전 영역은 약간 크다. 또, 트래킹되는 전자 밀도가 과분하게 되지 않기 때문에, 비이로전 영역을 플라즈마가 두드려 버리는 것에 의한 파티클의 발생 원인이 되지 않는다. 또한, 트래킹되는 전자 밀도가 과분해지지 않는다. 따라서, 타깃(23)의 파임량이 증가하지 않는다. 국소적으로 타깃(23)의 두께가 과분하게 감소되지 않은 상태를 유지할 수 있고, 상대적으로 균일하게 타깃(23)의 두께를 감소시킬 수 있다.

또, N 극의 주연 자석부(60)로부터 S 극의 중앙 자석부(50)를 향하는 자력선이 형성된다. 이 자력선에 의해, 타깃(23)의 표면(23a)에서는, 주연 자석부(60)에 의해 둘러싸인 중앙 자석부(50)의 주위를 전자가 주회한다. 이 때, 마그넷 유닛(25)의 길이 방향으로 전자의 이동 방향의 단부, 즉 중앙 자석부(50)를 따라 Z 방향으로 이동해 온 전자가, 가교부(63)를 따라 X 방향으로 구부러지는 위치 부근의 영역에서 중앙 영역(25a)에 비해 이동 속도가 느려지지 않는다. 이 때문에, 단부 영역(25b)에서 전자 밀도는 과분하게 상승하지 않고, 중앙 영역(25a)과 동등한 전자 밀도를 유지한다.

그 결과, 가교부(63)를 따라 전자가 X 방향으로부터 Z 방향으로 구부러지는 위치에서, 전자 밀도는 균일한 상태를 유지한다. 그 결과, 타깃(23)의 표면(23a)에서의 이로전이 감소하지 않고, 비이로전 영역의 형성도 억제된다.

또한, 이 현상은 인접하는 마그넷 유닛(25)의 각각에서 발생하고, 하나씩 분리하여 주회해야 하는 전자가 인접한 마그넷 유닛(25)으로 튀어 나오는 경우가 거의 없다. 결과적으로, 도 19에 도시한 바와 같이, 복수의 마그넷 유닛(25) 각각에서 트래킹된 전자의 흐름이 분리되어 주회하는 상태를 유지할 수 있다.

본 실시형태에서는 상기 실시형태와 동등한 효과를 상주할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 플라즈마의 국소적인 집중이 해소됨으로써, 기판 온도의 편향과 막질의 편향을 개선하는 효과를 발휘할 수 있다.

<제3 실시형태>

이하, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 스퍼터링 장치를 도면에 기초하여 설명한다.

도 20은 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 자석의 단부를 도시한 확대 정면도이다. 본 실시형태는 중앙 자석부의 형상에 관한 점에서 상술한 제1 실시형태와 다르다. 본 실시형태에서, 상술한 제1 실시형태와 대응하는 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

본 실시형태에 따른 중앙 자석부(50)는 도 20에 도시한 바와 같이 단부 영역(25b)에서 X 방향으로 편심된다. 즉, 중앙 영역(25a)에서의 긴 직선부(51)를 따른 중심축선(25Z)에 대해서, 단부 영역(25b)에서는, Z 방향으로 중앙 영역(25a)으로부터 이간함에 따라, 중앙 자석부(50)가 X 방향으로 어긋나게 배치되어 한다. 단부 영역(25b)에서는, Z 방향으로 중앙 영역(25a)으로부터 이간됨에 따라, 중앙 자석부(50)에서의 X 방향의 어긋남 량이 커지도록 배치된다.

즉, 중앙 영역(25a)의 긴 직선부(51)의 단부(51a)에는 도 20에서 우측으로 어긋난 직선부(52)가 접속되어 있다. 직선부(52)의 일단은 긴 직선부(51)의 단부(51a)에 접속되어 있다. 직선부(52)는 마그넷 유닛(25)의 중심축선(25Z)과 평행하게 배치된다. 직선부(52)의 X 방향의 중심 위치(Z 방향으로 연재하는 중심축선)는 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에 따른 중심축선(25Z)으로부터 도 20에서 우측으로 어긋나 배치된다. 직선부(52)의 X 방향에서의 폭 치수는 긴 직선부(51)의 X 방향에서의 폭 치수와 동일하다.

직선부(52)에는 직선부(53)가 접속되어 있다. 직선부(53)의 일단은 직선부(52)의 타단에 접속되어 있다. 직선부(53)는 마그넷 유닛(25)의 중심축선(25Z)과 평행하게 배치된다. 직선부(53)의 X 방향의 중심 위치(Z 방향에 따른 중심축선)는 직선부(52)의 Z 방향의 중심축선으로부터 도 20에서 우측으로 어긋나 배치된다. 직선부(53)의 X 방향에서의 폭 치수는 긴 직선부(51)의 X 방향에서의 폭 치수와 동일하다.

직선부(53)에는 직선부(54)가 접속되어 있다. 직선부(54)의 일단은 직선부(53)의 타단에 접속되어 있다. 직선부(54)는 마그넷 유닛(25)의 중심축선(25Z)과 평행하게 배치된다. 직선부(54)의 X 방향의 중심 위치(Z 방향에 따른 중심축선)는 직선부(53)의 Z 방향의 중심축선으로부터 도 20에서 우측으로 어긋나 배치된다. 직선부(54)의 X 방향에서의 폭 치수는 긴 직선부(51)의 X 방향에서의 폭 치수와 동일하다. 직선부(54)의 X 방향의 단부(단면)(54a)에는, 협폭부(56)의 Z 방향의 단부(56c)가 접속되어 있다.

협폭부(56)의 X 방향에서의 폭 치수는 중앙 영역(25a)의 긴 직선부(51)의 X 방향에서의 폭 치수보다 작다. 협폭부(56)의 X 방향에서의 폭 치수는 중앙 영역(25a)의 긴 직선부(51)의 X 방향에서의 폭 치수보다 1할 내지 2할 정도 작다.

협폭부(56)는 직선부(54)의 단부(54a)에서 X 방향의 중앙 위치에 배치된다. 즉, 직선부(54)의 단부(54a)는 X 방향에서의 양단에 협폭부(56)와 접하지 않는 부분을 갖는다.

이들 직선부(52), 직선부(53) 및 직선부(54)는 모두 단부 영역(25b)에 배치되어 있다. 직선부(52), 직선부(53), 직선부(54)는 Z 방향을 따라 복수의 단차를 형성하고 있다. 또한, 직선부(52), 직선부(53), 직선부(54)는, 긴 직선부(51)보다 도 20에서 우측으로 어긋나게 배치되어 있으면, 상기의 구성에 한정되지 않는다.

본 실시형태의 마그넷 유닛(25)은, 단부 영역(25b)에서, 중앙 자석부(50)와 제1 긴 직선부(61)의 X 방향에서의 이간 거리가, 중앙 자석부(50)와 제2 긴 직선부(62)의 X 방향 이간 거리보다 짧다.

본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서 형성되는 자장에 의해서, X 방향으로부터 Z 방향, 및 Z 방향으로부터 X 방향으로 방향을 바꾸기 전후의 단부 영역(25b)에서의 주회 전자의 밀도차는 그만큼 없이 균일화되고 있다.

단부 영역(25b)에서는, ZX 평면에서 방향을 바꾼 후의 중앙 영역(25a)을 향하는 주회 전자의 유리 기판(11)으로의 비산은, 제1 실시형태에 따른 마그넷 유닛(25)보다도 억제된다. 환언하면, ZX 평면에서 방향을 바꾼 후의 중앙 영역(25a)을 향하는 주회 전자의 유리 기판(11)으로의 비산은, 제1 실시형태에 따른 마그넷 유닛(25)에 비해 누설 자장에 제대로 트랩된다.

한편, 방향을 바꾼 후, 단부 영역(25b)으로부터 중앙 영역(25a)을 향하는 소정 길이의 범위에서는, 단부 영역(25b)에서의 주회 전자의 밀도가 커져 Y축 방향으로 넓어지는 것이 없다. 따라서, 주회 전자의 밀도가 커져 Y축 방향으로 넓어지는 것에 기인하는 플라즈마의 국소적인 소실 등을 초래하지 않는다.

여기서, 단부 영역(25b)으로서, X 방향으로 중앙 자석부(50)를 시프트하는 범위는, 마그넷 유닛(25)의 Z축 방향에서의 길이, 스퍼터면과 유리 기판(11) 사이의 거리, 스퍼터링시의 타깃(23)으로의 투입 전력 등에 따라 적당 설정된다. 단부 영역(25b)의 Z 방향에서의 길이는, 예를 들면 중앙 영역(25a)의 긴 직선부(51)와 제1 긴 직선부(61)의 X 방향에서의 이간 거리, 및 긴 직선부(51)와 제2 긴 직선부(62)의 X 방향에서의 이간 거리의 배 이상으로 설정할 수 있다.

이 때, 중앙 자석부(50)의 일방의 단부는, 단부 영역(25b)에서 Z 방향에서의 외측을 향함에 따라, 제1 긴 직선부(61)와의 X 방향의 간격이 단계적으로 작아지도록 시프트시키는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 중앙 자석부(50)의 타방의 단부는 단부 영역(25b)에서 Z 방향에서의 외측을 향함에 따라, 제2 긴 직선부(62)와의 사이의 X 방향의 간격이 단계적으로 작아지도록 시프트시키는 것이 바람직하다.

본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서는, 단부 영역(25b)에서 ZX 평면을 따라 방향을 바꾸기 전후의 주회 전자의 밀도 차는 그다지 없다. 또, 마그넷 유닛(25)에서는, ZY 평면에서, 방향을 바꾼 후의 중앙 영역(25a)으로 향하는 주회 전자의 유리 기판(11)을 향하는 비산도 더욱 억제되고 있다. 즉, 마그넷 유닛(25)에서는, 전자가 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)로 형성된 자계에 충분히 트랩된다. 더욱이, 마그넷 유닛(25)에서는, 방향을 바꾼 후에도, 단부 영역(25b)에서의 주회 전자의 밀도는 중앙 영역(25a)에서의 전자의 밀도와 동일하다. 마그넷 유닛(25)에서는, 자력선이 Y축 방향을 향해 넓어지지 않는 것이 확인되었다.

상술한 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 마그넷 유닛(25)과 같이, 중앙 자석부(50)의 양단부를 주연 자석부(60)의 서로 다른 제1 긴 직선부(61) 및 제2 긴 직선부(62)를 향해서 근접시키도록 중앙 자석부(50) 및 주연 자석부(60)를 시프트시키는 구성이 바람직하다는 것을 알았다. 본 실시형태의 마그넷 유닛(25)은 주회하는 전자의 상방으로의 발산을 억제하는 전자 발산 억제 장치로서 적합하다는 것이 판명되었다.

본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에 의하면, Z 방향의 대략 전체 길이에 걸쳐, X 방향으로 대략 대칭으로 전자 밀도 분포가 갖추어진 레이스 트랙 형상의 플라즈마를 생성할 수 있다.

이 때문에, 상기 마그넷 유닛(25)을 설치한 스퍼터링 장치(1)를 이용하여 유리 기판(11)에 소정의 박막을 성막하면, 유리 기판(11)의 전면에 걸쳐 막 두께나 막질의 분포 좋게 성막할 수 있다. 또한, 마그넷 유닛 주사부(29)에 의한 X축 방향의 왕복동의 스트로크 길이를 길게 설정할 수 있으므로, 타깃(23)의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 특별히 도시하고 설명하지는 않지만, 상술한 구성과는 반대로, 중앙 자석부(50)가 직선 형상을 갖고, 중앙 자석부(50)에 대해서 단부 영역(25b)에서는 주연 자석부(60)의 가교부(63) 부근의 영역을 서로 다른 방향으로 시프트시키는 구조가 고려된다. 그러나, 이 구조에서는, 가교부(63)의 방향을 바꾼 후의 주변 영역에서의 주회 전자의 확산을 억제할 수 없는 것이 확인되었다.

본 실시형태에서는 상술한 실시형태와 동등한 효과를 상주할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 플라즈마의 국소적인 집중이 해소됨으로써, 기판 온도의 편향과 막질의 편향을 개선하는 효과를 상주할 수 있다.

<제4 실시형태>

이하, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 스퍼터링 장치를 도면에 기초하여 설명한다.

도 21은 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치의 마그넷에서의 단부를 도시한 확대 정면도이다. 본 실시형태는 보조 마그넷에 관한 점에서 상술한 제1 내지 제3 실시형태와 다르다. 본 실시형태에서는, 제1 내지 제3 실시형태와 대응하는 구성에는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)는 도 21에 도시한 바와 같이 보조 마그넷(27)을 구비한다.

보조 마그넷(27)은 X 방향에서의 단부의 마그넷 유닛(25)에 대해서 요동 종단과 요동 시단의 외연에 배치된다. 보조 마그넷(27)은 직선상으로 형성된다. 보조 마그넷(27)은 주연 자석부(60)의 제1 긴 직선부(61)와 평행하게 배치된다. 보조 마그넷(27)의 극은, 최근접하는 주연 자석부(60)의 극과 동일하다. 즉, 도 21에 도시한 바와 같이, 주연 자석부(60)가 N 극인 경우, 보조 마그넷(27)은 마찬가지로 N 극이 된다.

보조 마그넷(27)은, 복수줄의 마그넷 유닛(25) 중, X 방향에서의 양단의 최외주에 위치하는 마그넷 유닛(25)의 주연 자석부(60)에 가장 가까운 위치 이외에는 설치되어 있지 않다. 즉, 보조 마그넷(27)은, X 방향으로 타깃(23)의 단부에 대응하는 위치에만 설치된다.

보조 마그넷(27)은, 최근접하는 주연 자석부(60)와 동일한 Z 방향으로 연재하고 있다. 즉, 보조 마그넷(27)의 Z 방향에서의 치수는 X 방향에서의 양단의 최외주에 위치하는 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에서의 치수와 거의 동일하다. 여기서, 보조 마그넷(27)의 Z 방향에서의 치수는, X 방향에서의 양단의 최외주에 위치하는 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에서의 치수에 대해서 플러스 마이너스 5㎜ 정도로 할 수 있다. 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에서의 치수는 중심축선(25Z)에 따른 주연 자석부(60)의 길이이다.

보조 마그넷(27)의 단면 형상은, 최근접하는 주연 자석부(60)의 제1 긴 직선부(61)와 동일하다. 즉, 보조 마그넷(27)은 대략 직사각형의 단면 형상을 갖는 자석이다. 보조 마그넷(27)은 Z 방향의 전체 길이에서 동일한 단면 형상을 갖는다. 보조 마그넷(27)은, 최근접하는 주연 자석부(60)에 대해서, X 방향으로 매우 근접하게 배치된다. 구체적으로는, 도 21에 도시한 바와 같이, 보조 마그넷(27)은, 최근접하는 주연 자석부(60)에 대해서, X 방향으로 매우 근접하여 접촉하고 있다. 혹은, 후술하는 바와 같이, 보조 마그넷(27)은 최근접하는 주연 자석부(60)에 대해서, X 방향에서 소정의 거리만큼 이간할 수도 있다.

보조 마그넷(27)은 돌조(27a)를 갖는다. 돌조(27a)는, 마그넷 유닛(25)의 주연 자석부(60)의 단면(자극 평면)(30)에 의해 형성되는 ZX 평면에 대해서, 타깃(23)을 향해서 돌출한다. 돌조(27a)는, ZX 평면으로부터 Y 방향으로 돌출하는 철부(凸部)이다. 돌조(27a)는 Z 방향으로 연속하여 형성된다. 돌조(27a)의 선단은 자극 평면(30)보다 타깃(23)을 향해서 돌출되어 있어도 좋다. 돌조(27a)의 선단은 Y 방향으로 자극 평면(30)과 동일한 위치에 있어도 좋다. 돌조(27a)의 선단은 자극 평면(30)보다 타깃(23)으로부터 이간되어 있어도 좋다.

환언하면, 직사각형 단면 형상을 갖는 보조 마그넷(27)의 한 변이 자극 평면(30)에 경사하도록 보조 마그넷(27)이 배치되어 있다. 이에 의해, 보조 마그넷(27)의 2개의 변 사이에 형성된 모서리부가 자극 평면(30)으로부터 Y 방향으로 돌출한다. 돌출된 코너부는 자극 평면(30)에서 마그넷 유닛(25)의 모서리에 위치한다. 이 돌출된 코너(돌출 각부)는 돌조(27a)이다.

또, 직사각형 단면 형상을 갖는 보조 마그넷(27)의 자세를 조정함으로써 돌조(27a)를 배치하는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 보조 마그넷(27)은 보조 마그넷(27)의 한 변에 볼록부를 설치함으로써, 보조 마그넷(27)이 돌조(27a)를 가질 수 있다. 보조 마그넷(27)의 돌출부(27a)는 보조 마그넷(27)의 폭 방향에서의 소정 위치에 형성될 수 있다. 이 경우, 보조 마그넷(27)은, 자극 평면(30)에 대해서 자극면에 평행하게 배치된 상태에서, 돌조(27a)가 자극 평면(30)으로부터 Y 방향으로 돌출한다.

본 실시형태의 보조 마그넷(27)은 보조 마그넷(27)의 한 변이 자극 평면(30)에 대해 경사하는 구성을 채용한다.

보조 마그넷(27)은 자극 평면(30)에 대해 경사하고 있다. 즉, 보조 마그넷(27)은 도 21에 도시한 바와 같이 자극이 되는 단면이 ZX 평면에 대해 각도 θ만큼 기울어져도 좋다. 여기서, 각도(θ)는, 타깃(23)의 표면(23a)의 법선인 Y 방향에 대해서, Z 방향을 축선으로서 X 방향으로 회전하도록 경사하고 있다. 마그넷 유닛(25)의 요동 영역의 내측에 보조 마그넷(27)의 자극면이 향하도록 보조 마그넷(27)이 경사하는 각도의 방향을 플러스로 한다. 이 경우, 각도 θ는 0deg 내지 90deg의 범위, 보다 바람직하게는 0deg 내지 60deg의 범위, 또한 0deg 내지 45deg의 범위, 0deg 내지 30deg의 범위로 할 수 있다.

보조 마그넷(27)의 자기 강도는 최근접하는 주연 자석부(60)의 제1 긴 직선부(61)의 자기 강도와 동일하거나 작다. 구체적으로는, 보조 마그넷(27)의 자기 강도는, 최근접하는 제1 긴 직선부(61)의 자기 강도의 1/2~3/4, 혹은, 1/2~1/3의 범위로 할 수 있다. 최근접하는 제1 긴 직선부(61)의 자기 강도가 보조 마그넷(27)의 자기 강도의 1~1.5배, 혹은, 1.1~1.4배, 예를 들면, 1.39배 정도로 할 수 있다.

보조 마그넷(27)은 보조 요크(31d)를 통해 요크(31)에 고정된다. 보조 요크(31d)는 요크(31)의 X 방향에서의 단부에 인접한다. 보조 요크(31d)는 요크(31)와 일체화될 수도 있다. 이 경우, 보조 요크(31d)는 요크(31)와 동일한 재료로 이루어진다. 보조 요크(31d)는 자성체 또는 유전체로 이루어진다.

보조 마그넷(27)은 고정 부재(27g)에 의해 소정 각도 θ가 되도록 보조 요크(31d)에 고정된다. 보조 마그넷(27)은, 타깃(23)과는 반대측의 자극면이 보조 요크(31d)에 맞닿고(當接) 있다. 따라서, 중앙 자석부(50)와, 주연 자석부(60)와 요크(31)로 형성되는 자기회로에 보조 마그넷(27)과 보조 요크(31d)의 자기도 더해지게 된다.

본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)에서는, 상술한 각 실시형태와 마찬가지로, 스퍼터링 중에 N 극의 주연 자석부(60)로부터 S 극의 중앙 자석부(50)를 향하는 자력선이 형성되어 있다. 중앙 자석부(50)와, 주연 자석부(60)와 요크(31)에 더하여, 보조 마그넷(27)과 보조 요크(31d)를 포함하는 자기회로가 형성되어 있다.

이에 의해 자력선에 따라 전자가 트래킹된다.

이 때, 타깃(23)의 요동 범위 중 요동단이 되는 위치에서는, N극의 주연 자석부(60)로부터 자력선이 형성된다. 이 자력선은 보조 마그넷(27)으로 형성된 자력선의 영향을 받으므로, 애노드(28)를 향하지 않도록 자극 평면(30)에 직교하는 Y 방향 또는 도 21에서 X 방향의 우측으로 기울어진다.

따라서, 타깃(23)의 표면(23a)에서는 자력선 밀도가 저하되지 않는다. 즉, 트래킹되는 전자 밀도가 과부족하지 않고 충분히 유지되고, 플라즈마 밀도가 충분히 유지된다. 그 결과, 타깃(23)의 표면(23a)에서, X 방향의 양단에 형성되어 있는 비이로전 영역을 억제할 수 있다.

또, 중앙 자석부(50)와 주연 자석부(60)와 요크(31)와 보조 마그넷(27)과 보조 요크(31d)를 포함하는 자기회로가 형성되어 있다. 이 때문에, N 극의 주연 자석부(60)로부터 S 극의 중앙 자석부(50)로 향하는 자력선에 의해, 전자가 타깃(23)의 표면(23a)에서 주연 자석부(60)에 의해 둘러싸인 중앙 자석부(50)의 주위를 주회한다. 이 때, 마그넷 유닛(25)의 단부 영역(25b)에서는, 중앙 자석부(50)를 따라 Z 방향으로 이동해 온 전자가 가교부(63)를 따라 X 방향으로 구부러지는 위치 부근의 영역에서, 전자의 이동 속도가 느려지는 것을 더욱 억제하고, 밀도 상승을 더욱 억제할 수 있다.

그 결과, 가교부(63)를 따라 X 방향으로부터 Z 방향으로 전자가 구부러지는 위치에서는 전자 밀도의 감소가 발생하지 않는다. 그 결과, 요동단, 즉 X 방향의 양단이 되는 2 개의 마그넷 유닛(25)에서 타깃(23)의 표면(23a)에서의 비이로전 영역의 형성이 억제된다. 즉, X 방향의 양단이 되는 2 개의 마그넷 유닛(25) 각각에 보조 마그넷(27)이 인접하고 있기 때문에, 대각이 되는 2 개소의 비이로전 영역의 형성을 억제할 수 있다. 이에 의해, 전압 변동이 억제되어 비이로전 영역의 형성이 억제되면, 대각이 되는 2개소 이외에 비이로전 영역이 형성되기 쉬워지는 것을 더욱 억제할 수 있다.

본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)에 의하면, 상기의 각 실시형태와 동등하게, 요동 영역의 Z 방향의 단부 부근의 영역에서의 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)에 의하면, 보조 마그넷(27)에 의해 형성되는 자계의 작용에 의해, 마그넷 유닛(25)의 요동단에서 마그넷 유닛(25)으로 형성되는 자력선을, 추가로 애노드(28)로 향하지 않게 할 수 있다. 이에 의해, 본 실시형태에서는, 애노드(28)에 흡입되는 전자를 더욱 억제하는 것이 가능하다. 즉, 본 실시형태에서는, 마그넷 유닛(25)에 의해 형성되는 자력선을 요동단에서 Y 방향으로 향하게 하거나, Y 방향보다 도 21의 우측 방향으로 경사시킬 수 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 마그넷 유닛(25)에 의해 형성되는 자력선을 요동단에서 타깃(23)의 두께 방향보다도 타깃(23)의 윤곽 내향으로 경사시킬 수 있다. 이에 의해, 비이로전 영역 발생의 억제를 도모할 수 있다.

즉, 비이로전 영역의 발생을 더욱 저감시킴으로써 파티클의 발생을 억제하는 것이 가능해진다. 즉, 종래에는 비이로전 영역과 이로전 영역의 경계가 불명료하게 되어 파티클 발생의 원인이 되었지만, 본 실시형태에 의하면 이로전과 비이로전의 경계 영역의 형성이 저감되고 있다.

도 22는 본 실시형태의 두께를 감소시킨 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 22는 마그넷 유닛(25)에서의 전자 트래킹 상태를 도시한 Z 방향에 따른 단면 모식도이다. 도 23은 본 실시형태의 두께를 감소시킨 마그넷 유닛의 작용을 설명하기 위한 도면이다. 도 23은 마그넷 유닛(25)의 ZX면에서의 전자 트래킹 상태를 도시한 모식도이다.

본 실시형태의 마그넷 유닛(25)에서도 보조 마그넷(27) 및 주연 자석부(60)로부터 S 극의 중앙 자석부(50)를 향하는 자력선이 형성된다. 이 때, 도 20에 도시한 바와 같이, 단부 영역(25b) 부근의 영역에서는, 가교부(63)의 두께가 중앙 영역(25a)에 비해 감소되어 있다. 이에 의해, N극의 주연 자석부(60)로부터 형성된 자력선이, 애노드(28)를 향하는 방향이 아니라, 근접한 타깃(23)을 향한다. 즉, 가교부(63)로부터 형성된 자력선이, 타깃(23)의 표면(23a)의 법선을 따라, 타깃(23)의 요동 영역의 외측을 향해 개방하는 방향으로 늘어나 버리지 않는다.

본 실시형태의 N극의 가교부(63)로부터 형성된 자력선은, 도 13에 도시한 제1 실시형태와 마찬가지로, Z 방향으로 하방으로 향함에 따라 X 방향으로 좌향으로 기울어지지 않고 애노드(28)로 향하지 않는다. 보조 마그넷(27)이 배치되더라도, 이 현상은 크게 변하지 않는다.

이 때문에, 타깃(23)의 표면(23a) 부근의 영역에서는, N극의 가교부(63)로부터 형성된 자력선의 밀도가 저하되지 않는다. 가교부(63)로 형성된 자력선은 균일한 밀도를 유지한다. 이 때, 단부 영역(25b)에서는, 레이스 트랙 형상으로 전자가 주회하기 때문에, 중앙 영역(25a)에 비해 전자의 흐름이 불안정하게 되지 않는다. 단부 영역(25b)에서는, 중앙 영역(25a)에 비하여 트래킹되는 전자 밀도가 안정화된다. 전자 밀도가 불안정해지지 않기 때문에, 레이스 트랙 형상의 흐름을 따라 전자 밀도가 높은 부분과 낮은 부분이 교대로 발생하지 않는다. 보조 마그넷(27)이 배치되어 있는 경우에도, 이 현상은 크게 변하지 않는다.

도 22는 트래킹되는 전자 밀도가 균일해지고, 플라즈마가 집중되어 있지 않은 상태를 도시하고 있다.

트래킹되는 전자 밀도가 불충분하게 되지 않기 때문에, 타깃(23)의 표면(23a)에서의 이로전 영역이 제대로 형성되고, Z 방향의 양단에는, 비이로전 영역이 형성되어도 얼마 안되는 크기이다. 또, 트래킹되는 전자 밀도가 과분하게 되지 않기 때문에, 비이로전 영역을 플라즈마가 두드려 버려, 파티클의 발생 원인이 되지 않는다. 또한, 트래킹되는 전자 밀도가 과분하게 되지 않기 때문에, 타깃(23)의 파임(掘)량이 많아지지 않는다. 이 때문에, 국소적으로 타깃(23)의 두께가 과분하게 줄어들지 않은 상태를 유지하고, 비교적 균일하게 타깃(23)의 두께를 줄일 수 있다.

또, N 극의 주연 자석부(60)로부터 S 극의 중앙 자석부(50)를 향하는 자력선이 형성된다. 이 자력선에 의해, 타깃(23)의 표면(23a)에서는, 주연 자석부(60)에 의해 둘러싸인 중앙 자석부(50)의 주위를 전자가 주회한다. 이 때, 마그넷 유닛(25)의 길이 방향으로 전자가 이동한다. 즉, 중앙 자석부(50)를 따라 Z 방향으로 전자가 이동한다. 전자의 이동 방향의 단부에서의 전자의 이동 속도에 관하여, 가교부(63)를 따라 X 방향으로 구부러지는 위치의 부근의 영역에서의 이동 속도는, 중앙 영역(25a)에서의 이동 속도에 비해 느려지지 않는다. 이 때문에, 단부 영역(25b)에서 전자 밀도는 과분하게 상승하지 않고, 중앙 영역(25a)과 동등한 전자 밀도를 유지한다.

그 결과, 가교부(63)를 따라 전자가 X 방향으로부터 Z 방향으로 구부러지는 위치에서, 전자 밀도는 균일 한 상태를 유지한다. 그 결과, 타깃(23)의 표면(23a)에서의 이로전이 감소하지 않고, 비이로전 영역의 형성도 억제된다.

또한, 이 현상은 인접하는 마그넷 유닛(25)의 각각에서 발생하고, 하나씩 분리하여 주회해야 하는 전자가 인접한 마그넷 유닛(25)으로 튀어 나오는 경우가 거의 없다. 결과적으로, 도 23에 도시한 바와 같이, 복수의 마그넷 유닛(25) 각각에 의해 트래킹된 전자의 흐름이 분리되어 주회하는 상태를 유지할 수 있다. 보조 마그넷(27)이 배치되더라도, 이 현상은 크게 변하지 않는다.

따라서, 본 실시형태에 의하면, 두께를 감소시킨 가교부(63)를 갖는 각 마그넷 유닛(25)과, 보조 마그넷(27)을 구비하는 캐소드 유닛이 실현된다. 이에 의해, 요동 영역에서의 X 방향의 단부 및 Z 방향의 단부 양방에서, 자력선의 방향이 타깃(23)의 표면(23a)의 법선 방향으로부터 어긋나는 현상, 전자의 트래킹이 충분하지 않게 되는 현상, 및, 플라즈마 발생이 불안정화되는 현상을 모두 억제하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 요동 영역의 전체 둘레에서, 비이로전 영역의 발생을 억제할 수 있다. 비이로전 영역으로부터 파티클이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 성막 특성의 저하를 억제하고, 막 두께의 균일성을 향상시키고, 타깃 라이프의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

따라서, 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치(1)에 의하면, 상기 각 실시형태에 따른 요동 영역의 Z 방향의 단부 부근의 영역에서의 효과를, X 방향의 단부 부근의 영역에서와 마찬가지로 상주할 수 있다. 즉, 상기의 효과를 요동 영역의 4방의 전 둘레에서 상주하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명에서는, 상술한 각 실시형태에 따른 개개의 구성을 개별적으로 선택하여, 각각 조합하여 실시하는 것도 가능하다.

예를 들어, 제4 실시형태의 보조 마그넷(27)은 제1 내지 제3 실시형태 중 어느 하나와 조합할 수 있다. 또, 제2 실시형태의 제4 코너 자석부(655) 및 제4 코너 자석부(645)와 제3 실시형태의 X 방향으로 편심된 중앙 자석부(50)를 조합하는 것 등을 할 수 있다. 혹은, 제2 실시형태의 제4 코너 자석부(655) 및 제4 코너 자석부(645)와, 제3 실시형태의 X 방향으로 편심된 중앙 자석부(50)와, 제4 실시형태의 보조 마그넷(27)을 조합할 수 있다.//

[실시예]

이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

여기서, 본 발명의 스퍼터링 장치의 구체 예로서 실시하는 확인 시험에 대해서 설명한다. 여기에서는, 타깃(23)에서의 비이로전 영역의 확인 및 타깃의 파임량 분포 측정, 막 두께 분포 측정, 시트 저항값 분포 측정을 실시하였다.

<실험예 1>

제3 실시형태에서 도시한 편심된 중앙 자석부(50) 및 두께를 감소시킨 가교부(63)를 갖는 스퍼터링 장치(1)를 이용하여, 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에서의 길이를 2340㎜로 하였다. 그 이외의 치수(화살표로 표기)에는, 도 24a, 도 24b, 및 도 25a에 도시한 수치(mm)를 채용하였다. 이 마그넷 유닛(25)을 3개 X 방향으로 나란히 하여 캐소드 장치(10)로 하였다.

도 24a는, 비교예의 마그넷 유닛을 구비한 스퍼터링 장치를 도시하고 있다. 도 24b 및 도 25a는 도 20에 도시한 제3 실시형태에 따른 마그넷 유닛을 도시한다. 비교예의 마그넷 유닛에서는 두께가 감소하지 않고 X 방향으로 중앙 자석부가 편심되어 있지 않다.

도 24b에 도시한 점선 DL은 도 24a에 도시한 마그넷 유닛의 Z 방향에서의 단면 EL에 대응한다. 환언하면, 제1 실시형태에 따른 마그넷 유닛의 Z 방향에서의 길이는 비교예의 마그넷 유닛보다 짧다. 이 이유는, 제1 실시형태에 따른 마그넷 유닛에서는, 자장을 깨끗하게 형성하는 것이 가능하고, 플라즈마가 흐트러지지 않기 때문에, Z 방향에서의 길이를 짧게 할 수 있다.

여기에서는 성막의 제원을 나타낸다.

· 조건 0

타깃 조성: ITO(Indium Tin Oxide: 산화인듐주석)

타깃 치수: X 방향×Z 방향: 1800mm×2300mm

타깃 두께: 16mm

기판 치수: X 방향×Z 방향: 1500mm×1850mm

막 조성: ITO

성막 두께: 80nm

공급 전력(플라즈마 발생 전력): 15kW

바이어스 전력: 미사용

공급 가스 및 가스 유량: Ar 120sccm

분위기압: 0.2Pa

성막 시간: 53sec

이 결과, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 비해, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛을 이용한 경우, 막 두께 분포 및 시트 저항 분포％의 성막 특성을 개선할 수 있었다 .

이 때의, 타깃에서의 요동 영역의 Z 방향 외주 부근의 영역에서, X 방향에 따른 타깃의 파임량을 측정하였다. 그 결과를 도 10 및 도 14에 도시한다.

여기서, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 비해, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛을 이용한 타깃 파임량은 최소 파임량 및 최대 파임량이 개선되었다.

<실험예 2>

이하의 3개의 마그넷 유닛을 준비하였다.

· 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛

· 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)

· 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에 제4 실시형태의 보조 마그넷(27)을 추가한 구성

이 3 개의 마그넷 유닛 각각에서, 형성된 수평 자장의 피크 위치를 시뮬레이션에 의해 구했다. 그 결과를 도 15a 내지 도 16b에 도시한다. 또, 보조 마그넷의 제원을 이하에 나타낸다.

보조 마그넷(27)의 X 방향에서의 폭 치수(자극면의 폭) 185mm

각도 θ: 30°

Wx: 17mm

Wy: 20mm

보조 요크 31d: SUS430

도 15a는 각 마그넷 유닛에 의해 형성된 수평 자장의 피크 위치를 마그넷 유닛의 중심축선(25Z)에 따른 위치 변화를 도시한다. 도 15b에 대해서는 상술한 바와 같다. 여기서, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 의한 피크 위치를 실험예 2-0으로서 나타낸다. 또, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에 의한 피크 위치를 실험예 2-1로서 나타낸다. 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에 제4 실시형태의 보조 마그넷(27)을 추가한 구성에 의한 피크 위치를 실험예 2-2로서 나타낸다.

도 15a 및 도 15b에 도시한 결과로부터, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)을 이용한 경우, 두께가 감소하지 않은 것에 비해, Z 방향의 마그넷의 윤곽 최외 위치로부터 내측으로의 자장 강도의 상승은 유사하다는 것을 알 수 있다. 동시에, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에서는, 자장 강도가 내측을 향해 감소하기 시작하는 위치가, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 비해, Z 방향으로 외향으로 이동하고 있다. 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)을 이용함으로써, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 비해, Z 방향에서의 수평 자장의 피크 위치가, 약 20mm 중심축선(25Z)을 따라 외향으로 이동하고 있는 것을 알 수 있다.

이 결과로부터, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)을 이용함으로써, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 비해 20㎜ 정도, 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에서의 길이를 단축해도, 두께 감소되지 않은 마그넷 유닛과 동등한 자장을 형성할 수 있음을 알 수 있다.

도 15a 및 도 15b에 도시한 결과로부터, 보조 마그넷을 구비함과 동시에 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)을 이용한 경우, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 비해, Z 방향의 마그넷의 윤곽 최외 위치로부터 내방으로의 자장 강도의 시작은 동일하다는 것을 알 수 있다. 동시에, 보조 마그넷을 구비함과 동시에 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에서는, 자장 강도가 내방을 향해 감소하기 시작하는 위치가, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 비해, Z 방향으로 외향으로 이동하고 있다. 보조 마그넷을 구비함과 동시에 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)을 이용함으로써, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 비해, Z 방향에서의 수평 자장의 피크 위치가 약 20mm 중심축선(25Z)을 따라 외향으로 이동하고 있는 것을 알 수 있다.

이 결과로부터, 보조 마그넷을 구비함과 동시에 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)을 이용함으로써, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 비해 20㎜ 정도, 마그넷 유닛(25)의 Z 방향에서의 길이를 단축해도 두께가 감소되지 않은 마그넷 유닛과 동등한 자장을 형성할 수 있음을 알 수 있다.

도 16a 및 도 16b는 각 마그넷 유닛에 의해 형성된 수평 자장의 피크 위치가 마그넷 유닛의 중앙 영역(25a)의 중심부에서 X 방향에 따른 위치 변화를 도시한다. 여기서, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛에 의한 피크 위치를 실험예 2-0으로서 나타낸다. 또, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에 의한 피크 위치를 실험예 2-1로서 나타낸다. 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)에 제4 실시형태의 보조 마그넷(27)을 추가한 구성에 의한 피크 위치를 실험예 2-2로서 나타낸다.

도 16a 및 도 16b에 도시한 결과로부터, 두께를 감소시킨 마그넷 유닛(25)과, 두께가 감소하지 않은 마그넷 유닛을 이용한 경우에서, 중앙 영역(25a)에서 형성되는 자장 강도는 X 방향에서 그만큼 차이가 없다는 것을 알 수 있다.

한편, X 방향의 단부에 위치하는 마그넷 유닛(25L)에서, 이하의 2 개의 자장 강도의 피크에 차이가 있음을 알 수 있다.

[자장 강도 E]

X 방향으로 요동단에 위치하는 마그넷 유닛(25L)에서, X 방향에서 가장 단에 위치하는 주연 자석부(60)의 제2 긴 직선부(62) 부근의 영역에 형성되는 자장 강도의 피크

[자장 강도 F]

긴 직선부(51)를 사이에 두고 요동 영역의 내측에 인접하는 제1 긴 직선부(61)에 의해 형성되는 자장 강도의 피크

그리고, 자장 강도 E가 자장 강도 F에 비해, 0.9(0.027/0.030) 정도 작아지는 것을 알 수 있다.

또, 3개의 마그넷 유닛(25L, 25M, 25N) 각각에서의 주연 자석부(60)의 제1 긴 직선부(61)에 의해 형성되는 자장 강도에 관하여, 이하의 2개의 자장 강도의 피크에 차이가 있는 것을 알 수 있다.

[자장 강도 G]

X 방향으로 중간에 위치하는 마그넷 유닛(25M)의 제1 긴 직선부(61) 부근의 영역에 형성되는 자장 강도의 최대 피크

[자장 강도 H]

인접하는 마그넷 유닛(25L, 25N)의 제1 긴 직선부(61) 부근의 영역에 형성되는 자장 강도의 최대 피크

그리고, 자장 강도 G가 자장 강도 H에 비해, 0.983(0.0295/0.030) 정도 작아지고 있다.

<실험예 3>

도 25b는, 제2 실시형태에서 설명한 경사부를 갖는 제2 코너부(64) 및 제1 코너부(65)와, 편심된 중앙 자석부(50)를 구비한 마그넷 유닛(25)을 도시하고 있다.

도 25b에 도시한 마그넷 유닛을 이용하여, 실험예 2와 마찬가지로, 성막을 실시하였다. 도 25b에 도시한 마그넷 유닛의 Z 방향에서의 길이는 2340mm로 설정되었다. 그 이외의 치수(화살표로 표기)에는, 도 25b에 도시한 수치(mm)를 채용하였다.

경사한 코너부를 갖는 마그넷 유닛(25)에서도, 단차를 형성한 코너부를 갖는 마그넷 유닛과 동일한 결과가 얻어졌다.

1…스퍼터링 장치
4…성막실(진공 챔버)
10… 캐소드 장치
11… 유리 기판(피성막 기판, 투명 기판)
13…기판 유지부
22… 캐소드 유닛
23…타깃
24…배킹 플레이트
25…마그넷 유닛(자기회로)
28… 애노드
29…마그넷 유닛 주사부
31…요크
41… 앞쪽 공간(前側空間)
42…뒤쪽 공간(裏側空間)
50…중앙 자석부
51, 61, 62…긴 직선부(長手直線部)
56… 협폭부
60…주연 자석부
63…가교부
64, 65… 코너부
66… 짧은 직선부(短手直線部)

Claims (13)

1. 스퍼터링 장치로서,
   기판 표면을 갖는 피성막 기판을 향해 스퍼터 입자를 방출하는 캐소드 유닛을 구비하고,
   상기 캐소드 유닛은,
   이로전 영역이 형성되는 타깃과,
   상기 타깃에 대해서 상기 피성막 기판과는 반대측에 배치되어 상기 타깃에 상기 이로전 영역을 형성하는 마그넷 유닛과,
   상기 기판 표면에 따른 요동 방향에서의 제1 요동단과 제2 요동단 사이에서, 상기 마그넷 유닛과 상기 피성막 기판을 상대적으로 왕복 동작시키는 마그넷 유닛 주사부,
   를 갖고,
   상기 제1 요동단과 상기 제2 요동단 사이에 요동 영역이 형성되고,
   상기 요동 영역은, 상기 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 윤곽 변과, 상기 마그넷 유닛의 길이 방향에서의 중앙부를 갖고,
   상기 마그넷 유닛은, 상기 기판 표면을 따라 상기 요동 방향으로 교차하는 요동 폭 방향으로 연재하고,
   상기 요동 영역의 윤곽 변의 근방에 위치하는 단부에 생기는 자력밀도와, 상기 요동 영역의 상기 중앙부에 생기는 자력밀도가 균일화되어 있는,
   스퍼터링 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 마그넷 유닛은,
   직선상으로 배치되어 상기 타깃을 향해 자계를 형성하는 제1 자극인 중앙 자석부와,
   상기 타깃을 향해서 자계를 형성함과 동시에 상기 제1 자극과는 극성이 다른 제2 자극인 주연 자석부,
   를 갖고,
   상기 주연 자석부는, 2개의 긴 직선부와, 가교부를 갖고,
   상기 2개의 긴 직선부는 상기 중앙 자석부의 양측에 위치하고, 상기 중앙 자석부로부터 등간격으로 이간하고, 상기 길이 방향에서 서로 평행하게 늘어나고 있고,
   상기 가교부는 상기 2개의 긴 직선부의 단부의 각각을 접속하고 있고,
   상기 주연 자석부는, 상기 요동 영역을 따라 상기 중앙 자석부의 주위를 둘러싸고 있고,
   상기 요동 영역의 상기 중앙부에 생기는 상기 자력밀도와, 상기 요동 영역의 상기 단부에 생기는 상기 자력밀도가 균일화되어 있는,
   스퍼터링 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 가교부는 코너부를 갖고,
   상기 요동 영역에 따른 상기 코너부의 두께는, 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 2개의 긴 직선부의 각각의 두께에 대해서 작은,
   스퍼터링 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 가교부는,
   상기 2개의 긴 직선부의 각각에 접속하는 상기 코너부와,
   상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부
   를 구비하고,
   상기 짧은 직선부의 두께는 상기 2개의 긴 직선부의 각각의 두께와 동일한,
   스퍼터링 장치.
   
5. 제3항에 있어서,
   상기 가교부는,
   상기 2개의 긴 직선부의 각각에 접속하는 상기 코너부와,
   상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부,
   를 구비하고,
   상기 짧은 직선부의 연장선과 상기 긴 직선부의 연장선으로 형성되는 상기 요동 영역에 따른 외주 윤곽 형상에 비해, 상기 요동 영역에 따른 상기 코너부의 외주 윤곽이 상기 중앙 자석부에 근접하고 있는,
   스퍼터링 장치.
   
6. 제3항에 있어서,
   상기 가교부는,
   상기 2개의 긴 직선부의 각각에 접속하는 상기 코너부와,
   상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부,
   를 구비하고,
   상기 코너부는 상기 짧은 직선부에 대해서 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 단부보다 상기 길이 방향의 상기 중앙부에 가까운 위치에서 접속되는,
   스퍼터링 장치.
   
7. 제3항에 있어서,
   상기 가교부는,
   상기 2개의 긴 직선부의 각각에 접속하는 상기 코너부와,
   상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부,
   를 구비하고,
   상기 짧은 직선부의 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 길이가 상기 요동 영역을 따라 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 요동 방향에 따른 상기 긴 직선부의 이간 거리보다 짧은,
   스퍼터링 장치.
   
8. 제3항에 있어서,
   상기 가교부는,
   상기 2개의 긴 직선부의 각각에 접속하는 상기 코너부와,
   상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부,
   를 구비하고,
   상기 길이 방향에서의 상기 코너부의 길이가, 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 요동 영역에 따른 상기 긴 직선부와 상기 중앙 자석부 사이의 이간거리와 동일한,
   스퍼터링 장치.
   
9. 제3항에 있어서,
   상기 가교부는,
   상기 2개의 긴 직선부의 각각에 접속하는 상기 코너부와,
   상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부,
   를 구비하고,
   상기 요동 영역에 따른 상기 짧은 직선부와 상기 중앙 자석부의 단부 사이의 이간 거리가 상기 길이 방향의 상기 중앙부에서의 상기 요동 방향에 따른 상기 긴 직선부와 상기 중앙 자석부와의 이간 거리보다 작게 형성되는,
   스퍼터링 장치.
   
10. 제3항에 있어서,
    상기 가교부는,
    상기 2개의 긴 직선부의 각각에 접속하는 상기 코너부와,
    상기 2개의 긴 직선부에 접속된 양방의 상기 코너부에 접속되어 상기 요동 영역의 윤곽 중 상기 요동 방향에 따른 짧은 직선부,
    를 구비하고,
    상기 중앙 자석부는 상기 길이 방향에서의 단부를 갖고,
    상기 중앙 자석부는, 상기 단부에서, 상기 요동 영역에 따른 두께가 상기 길이 방향의 상기 중앙부에 대해서 작게 형성되는 협폭부를 갖는,
    스퍼터링 장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 중앙 자석부의 상기 협폭부는, 상기 길이 방향으로 상기 긴 직선부보다 상기 짧은 직선부에 근접하여 배치되는,
    스퍼터링 장치.
    
12. 제3항에 있어서,
    상기 마그넷 유닛은 상기 코너부의 두께가 감소되지 않은 구조에 비해 상기 길이 방향의 치수가 짧은,
    스퍼터링 장치.
    
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마그넷 유닛이 상기 요동 방향으로 복수줄 나란히 평행하게 배치되는,
    스퍼터링 장치.