TW201418501A - 濺鍍裝置及磁鐵單元 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種濺鍍裝置及磁鐵單元，即使使磁鐵單元的寬度變窄的情形下，仍能在靶材的表面上獲得充分的漏磁通量密度。本發明一實施形態之濺鍍裝置，係具備靶架、及具有長邊及短邊之矩形的磁鐵單元。磁鐵單元具備：第1磁鐵；及第2磁鐵，配置於第1磁鐵的周圍，於與第1磁鐵的磁化方向相異之反方向被磁化；及第3磁鐵，在短邊方向上第1磁鐵與第2磁鐵之間的一部分，且在第1磁鐵與第2磁鐵之間的至少正中間位置，於短邊方向被磁化；第3磁鐵當中，與第2磁鐵相向之面，和第2磁鐵中靶架側之面具有同極之極性，與第1磁鐵相向之面，和第1磁鐵中靶架側之面具有同極之極性。

Description

濺鍍裝置及磁鐵單元

本發明係有關濺鍍裝置及磁鐵單元，更詳細地說，係有關具備磁控管(magnetron)陰極之濺鍍裝置及設於磁控管陰極之磁鐵單元。

習知在使用磁控管陰極的濺鍍裝置當中，為了擴大靶材的侵蝕(erosion)區域、提升靶材利用率，係揭示一種使磁鐵單元搖動之裝置。舉例來說，專利文獻1揭示一種搭載有平板磁控管陰極的濺鍍裝置，其具備略矩形且平板狀之靶架(target holder)，使略矩形的磁鐵單元搖動。

先前技術文獻 專利文獻

專利文獻1：日本特開平10-88339號公報

然而，仍舊追求靶材利用率的進一步提升。

此處，參照圖5A、5B、6，說明當使矩形的 磁鐵單元對於靶材相對地搖動的情形下，靶材的侵蝕形狀與靶材利用率。

圖5A、5B為當略矩形的磁鐵單元對於靶材為相對靜止的情形下，靶材上形成的侵蝕區域、形狀示意模型圖。圖5A為靶材上形成的侵蝕示意俯視圖，圖5A當中，侵蝕50表示靶材面即xy面上的侵蝕區域。由於是使其磁控管放電，故侵蝕50的區域呈現如圖5A所示循環環狀。圖5B為圖5A之VB-VB線截面圖，揭示侵蝕50的截面形狀。圖5B中，在垂直於圖5A的VB-VB線，即垂直於略矩形的磁鐵單元的長邊，且垂直於靶材面之方向，有2個谷形的侵蝕50並排。

圖6為當略矩形的磁鐵單元對於靶材為相對靜止的情形下，及對於靶材相對地搖動的情形下，靶材上形成的侵蝕形狀之模擬結果示意截面圖。以下，當磁鐵單元對於靶材為相對靜止的情形下，將靶材上形成的侵蝕記述為靜止侵蝕50，而當相對地搖動的情形下，記述為搖動侵蝕51。

圖6中，面向紙面在左與右分別以虛線和點線表示的2個谷形的侵蝕50，係表示當磁鐵單元700對於靶材相對位於左、右端部的情形下，靶材上形成的假想之靜止侵蝕。另，圖6中，磁鐵單元700是沿著該磁鐵單元700的短邊方向搖動。隨著磁鐵單元700相對於靶材在區間L搖動，靜止侵蝕50會相對於靶材移動，靶材上會形成搖動侵蝕51。另，靜止侵蝕50及搖動侵蝕51，係分 別將其最深侵蝕深度予以常態化，而以相對侵蝕深度表示。

由圖6可知，搖動侵蝕51可以概分為隨著搖動而靜止侵蝕50會完全穿透靶材的區域A、以及靜止侵蝕50未完全穿透靶材的區域B。也就是說，圖6中區域B所示之，磁鐵單元短邊方向的靶材兩端部，並未被有效活用而有剩餘。

本案發明者為了有效活用未充分形成侵蝕而剩餘之靶材兩端部，謀求靶材利用率的進一步提升，曾想出一種使磁鐵寬度比習知更窄之方法。利用圖6，說明此方法如何提升靶材利用率。

圖6所示之搖動侵蝕51，係為當使短邊方向的寬度W為120mm之磁鐵單元700在長度180mm的區間L搖動的情形下，所形成之侵蝕模擬結果。舉例來說，將磁鐵單元700的短邊方向寬度從120mm縮短成90mm，藉此會擴大成為最深侵蝕深度之區域A，能夠提升靶材利用率。像這樣，藉由使磁鐵單元的寬度W變窄，理論上可以擴大成為最深侵蝕深度之區域A，提升靶材利用率。

然而，若基於該理論而使磁鐵單元的寬度W變窄，那麼會產生下述問題，亦即，由磁鐵單元生成的靶材表面之漏磁通量(leakage magnetic flux)密度容易變低，難以獲得磁鐵單元的寬度W變更前能得到的漏磁通量密度。

本發明係有鑑於上述問題而研發，其目的在 於提供一種濺鍍裝置及磁鐵單元，即使使磁鐵單元的寬度W變窄的情形下，仍能在靶材的表面上獲得充分的漏磁通量密度。

為達成此一目的，本發明之第1態樣為一種濺鍍裝置，具備：靶架，具有靶材載置面；及矩形的磁鐵單元，配置於前述靶架的與靶材載置面相反之面側，且具有長邊及短邊；其特徵為：前述磁鐵單元，具備：第1磁鐵，於相對於前述靶材載置面之垂直方向被磁化；第2磁鐵，配置於前述第1磁鐵的周圍，於相對於前述靶材載置面之垂直方向且與前述第1磁鐵的磁化方向相異之反方向被磁化；及第3磁鐵，在前述短邊方向上前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間的一部分，且在前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間的至少正中間位置，於前述短邊方向被磁化；前述第3磁鐵當中，與前述第2磁鐵相向之面，和前述第2磁鐵中靶架側之面具有同極之極性，與前述第1磁鐵相向之面，和前述第1磁鐵中靶架側之面具有同極之極性。

此外，本發明之第2態樣為具有長邊及短邊之矩形的磁鐵單元，其特徵為，具備：磁鐵載置面；第1磁鐵，於相對於前述磁鐵載置面之垂直方向被磁化；第2磁鐵，配置於前述第1磁鐵的周圍，於相對於前述磁鐵載置面之垂直方向且與前述第1磁鐵的磁化方向相異之反方向被磁化；及第3磁鐵，在前述短邊方向上前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間的一部分，且在前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間的至少正中間位置，於前述短邊方向被磁 化；前述第3磁鐵當中，與前述第2磁鐵相向之面，和前述第2磁鐵中與前述磁鐵載置面相反側之面具有同極之極性，與前述第1磁鐵相向之面，和前述第1磁鐵中與前述磁鐵載置面相反側之面具有同極之極性。

按照本發明，能夠將靶材表面的漏磁通量密度比習知更加提高。故，能夠提供一種藉由使磁鐵單元的寬度變窄而使靶材利用率提升之濺鍍裝置及磁控管單元。

1‧‧‧基板

2‧‧‧基板托座

3‧‧‧腔室

4‧‧‧靶架

4a‧‧‧靶材安裝面

5‧‧‧靶材

6‧‧‧絕緣體

7、90、700‧‧‧磁鐵單元

8‧‧‧螺桿軸

9‧‧‧接頭

10‧‧‧電動機

11‧‧‧排氣口

12‧‧‧氣體導入機構

13‧‧‧電源

14‧‧‧處理室

40‧‧‧磁控管陰極

50‧‧‧靜止侵蝕

51‧‧‧搖動侵蝕

71‧‧‧第1磁鐵

72‧‧‧第2磁鐵

73a‧‧‧第3磁鐵

73b‧‧‧第3磁鐵中與第1磁鐵相向的面

73c‧‧‧第3磁鐵中與第2磁鐵相向的面

73d‧‧‧支撐部

74‧‧‧磁鐵載置部

74a‧‧‧磁鐵載置面

91、92、93‧‧‧磁力線(磁迴路)

g‧‧‧磁力線(磁迴路)

p‧‧‧磁力線g當中與靶材表面平行之處

[圖1]可運用於本發明一實施形態之濺鍍裝置的構成說明概略截面圖。

[圖2]本發明一實施形態之磁鐵單元詳細說明俯視圖。

[圖3]圖2的III-III線截面圖。

[圖4]具備板狀磁性材料的軛來作為習知第1磁鐵、第2磁鐵、及磁鐵載置部之磁鐵單元說明俯視圖。

[圖5A]藉由略矩形的磁鐵單元而形成之環狀侵蝕概略俯視圖。

[圖5B]圖5A的VB-VB線截面圖。

[圖6]當磁鐵單元的短邊方向寬度為120mm的情形下，靶材上形成的靜止侵蝕與搖動侵蝕之模擬結果示意截面圖。

[圖7]本發明一實施形態之，當磁鐵單元的短邊方向 寬度為90mm的情形下，靶材上形成的靜止侵蝕與搖動侵蝕之模擬結果示意截面圖。

[圖8A]具備板狀磁性材料的軛來作為習知第1磁鐵、第2磁鐵、及磁鐵載置部之磁鐵單元說明截面圖。

[圖8B]具備板狀磁性材料的軛來作為習知第1磁鐵、第2磁鐵、及磁鐵載置部之磁鐵單元說明截面圖。

[圖8C]具備板狀磁性材料的軛來作為習知第1磁鐵、第2磁鐵、及磁鐵載置部之磁鐵單元說明截面圖。

[圖9]藉由習知構造的磁鐵單元而形成之磁迴路(magnetic loop)、及藉由本發明一實施形態的磁鐵單元而形成之磁迴路示意圖。

[圖10]本發明一實施形態的磁鐵單元之尺寸說明用俯視圖。

[圖11A]本發明一實施形態之，從第1磁鐵~第3磁鐵的磁鐵載置面至與該磁鐵載置面相反側的面之距離說明用圖。

[圖11B]本發明一實施形態之，從第1磁鐵~第3磁鐵的磁鐵載置面至與該磁鐵載置面相反側的面之距離說明用圖。

[圖11C]本發明一實施形態之，從第1磁鐵~第3磁鐵的磁鐵載置面至與該磁鐵載置面相反側的面之距離說明用圖。

(第1實施形態)

以下基於所附圖面，說明本發明代表性之實施形態。本發明並非限定於此，在不脫離本發明要旨之範圍內，可進行種種變更。

圖1為可運用於本實施形態之濺鍍裝置的構成說明概略截面圖。圖1所示之x方向為靶材5、磁鐵單元7的短邊方向，亦為磁鐵單元7的搖動方向。

如圖1所示，濺鍍裝置具有腔室3、磁控管陰極40、基板托座2以作為主要之構成要素。此外，濺鍍裝置具備電源13，用來施加對靶架4進行濺鍍成膜處理所需的電力。在腔室3(真空容器)，係隔著絕緣體6而安裝著接合有靶材5之靶架4。絕緣體6為將腔室3與靶架4予以電性絕緣之構件。藉由腔室3、靶架4、絕緣體6，構成可真空排氣之處理室14。

在靶架4設有靶材安裝面(靶材載置面)4a，供靶材5藉由黏接(bonding)而接合。靶材安裝面4a形成為與基板托座2相向的平滑面。靶材5為被成膜材料，如上述般黏接於靶架4的靶材安裝面4a。

在與靶架4的靶材安裝面4a相反之面側，配置有具有長邊及短邊之矩形的磁鐵單元(磁路單元)7，其施加磁控管放電所需之磁場。磁鐵單元7是透過接頭9而懸吊於螺桿軸8，螺桿軸8上連接有電動機10。螺桿軸8藉由電動機10而旋轉(正轉、反轉)。也就是說，以 接頭9和螺桿軸8來構成滾珠螺桿機構，磁鐵單元7係伴隨螺桿軸8的旋轉而在X方向(磁鐵單元7的短邊方向)搖動。藉由控制電動機10的旋轉，便能控制磁鐵單元7的移動距離、移動速度和移動方向。像這樣，藉由接頭9、螺桿軸8和電動機10所構成之搖動裝置，能夠使磁鐵單元7如圖1虛線所示般運動。

另，本實施形態中，具備使磁鐵單元7僅朝磁鐵單元7的短邊方向運動之搖動裝置，但亦可更具備使磁鐵單元7朝磁鐵單元7的長邊方向即y方向搖動之搖動裝置。

在腔室3內部設有基板托座2，能夠保持基板1使其與靶材5相向。在腔室3的排氣口11，係透過未圖示之氣導閥(conductance valve)等而連接排氣泵浦等排氣裝置。在腔室3，作為製程氣體的導入手段，係連接有具備流量控制器(MFC)等之氣體導入機構12。從氣體導入機構12以規定流量供給製程氣體。作為製程氣體，能夠使用氬(Ar)等稀有氣體或含有氮氣(N₂)等之單一或混合氣體。

本實施形態中，是在靶架4的背面側配置磁鐵單元7，但亦可構成為在靶架4和磁鐵單元7之間的位置設置分隔板，並將分隔板作為真空隔壁。另，本說明書中所謂磁鐵單元7，係指至少具備第1磁鐵71與第2磁鐵72與第3磁鐵(73a、73b)之構成。此外，所謂磁控管陰極40，係指至少包含磁鐵單元7與靶架4之構成。

圖2為本實施形態之磁鐵單元7詳細說明俯視圖。圖3為本實施形態之磁鐵單元7詳細說明截面圖，且為圖2的III-III線截面圖。

磁鐵單元7具備第1磁鐵71、第2磁鐵72、第3磁鐵73a、以及磁鐵載置部74，其具有用來支撐第1磁鐵71、第2磁鐵72、及第3磁鐵73a之磁鐵載置面74a。本實施形態中，在磁鐵載置面74a至少載置有第1磁鐵71及第2磁鐵72。

另，磁鐵單元7的長邊及短邊，是由第1磁鐵71、第2磁鐵72所決定。

在磁鐵載置部74上，永久磁鐵之棒狀的第1磁鐵71、以及圍繞該第1磁鐵71周圍的永久磁鐵之第2磁鐵72，係彼此隔離而載置。第1磁鐵71和第2磁鐵72，是在相對於靶材面及靶材安裝面4a的垂直方向(z方向)被磁化，彼此的極性相反。本實施形態中，第1磁鐵71是設置成N極朝向磁鐵載置面74a側、S極朝向靶架4側。另一方面，第2磁鐵72是設置成S極朝向磁鐵載置面74a側、N極朝向靶架4側。也就是說，第2磁鐵72是在與第1磁鐵71的磁化方向相異之反方向被磁化。

另一方面，在磁鐵單元7的短邊方向之第1磁鐵71與第2磁鐵72之間的一部分區域，且至少在第1磁鐵71與第2磁鐵72之間的正中間位置，係設置有棒狀的永久磁鐵之第3磁鐵73a。也就是說，第3磁鐵73a是設置成，第3磁鐵73a的長邊方向和第1磁鐵71的長邊 方向一致，且第3磁鐵73a的短邊方向中點，和第1磁鐵71與第2磁鐵72之間的中點一致。此外，若以若一種面向來說明，則第3磁鐵73a是設置成，沿著磁鐵單元7的長邊方向(y方向)，第3磁鐵73a的第1磁鐵71側之面73b和該第1磁鐵71之間的距離、與第3磁鐵73a的第2磁鐵72側之面73c和該第2磁鐵72之間的距離會相等。此外，如圖2所示，第3磁鐵73a的長邊方向長度，係比第1磁鐵71的長邊方向長度還短。故，在第1磁鐵71及第2磁鐵72之間的區域，於第1磁鐵71的長邊方向端部並未配置第3磁鐵73a。

第3磁鐵73a，是在與靶材面及靶材安裝面4a水平，且與磁鐵單元7的長邊垂直之方向(x方向)被磁化。第3磁鐵73a中與第1磁鐵71鄰接的面(與第1磁鐵71相向的面)73b之極性，係與第1磁鐵71面向靶架4側的面之極性相同。另一方面，第3磁鐵73a中與第2磁鐵72鄰接的面(與第2磁鐵72相向的面)73c，係與第2磁鐵72的靶架側之面具有同極極性。若要以較為經濟的方法來生成磁控管放電所需之磁場，從該觀點看來，磁鐵載置部74較佳為磁性材料。此外，由固定第1磁鐵71與第2磁鐵72的觀點看來，較佳是存在有磁鐵載置部74。但，若僅藉由第1磁鐵71、第2磁鐵72、及第3磁鐵73即能生成必要充分磁場的情形下，則磁鐵載置部74亦可為非磁性材料。此外，在此情形下，若能將第1磁鐵71、第2磁鐵72、及第3磁鐵73彼此固定的狀況 下，則亦可不需磁鐵載置部74。

在第3磁鐵73a與磁鐵載置部74之間，設有支撐部73d。本實施形態中，支撐部73d係為非磁性材料的鋁。另，如果可設計出較佳的磁路，則支撐部73d亦可為磁性材料，或是亦可為與第3磁鐵73a為同一磁化方向、同一極性之磁鐵。此外，亦可不設置支撐部73d，而使第3磁鐵73a直接載置於磁鐵載置部74。

另，本實施形態中，係說明在磁鐵載置部74上直接設置第1磁鐵71及第2磁鐵72之形態，但並不限於此形態，亦可在磁鐵載置部74與第1磁鐵71及第2磁鐵72的至少一者之間，設置如支撐部73d般的間隔材。

上述實施形態中，係說明第3磁鐵73a為棒狀之情形，但第3磁鐵73a亦可為一個環狀磁鐵。也就是說，本實施形態中重點在於，第3磁鐵是配置在第1磁鐵71和第2磁鐵72的短邊方向上第1磁鐵71與第2磁鐵72之間的至少一部分，且配置於第1磁鐵71與第2磁鐵72之間的至少中心位置。

利用圖9，說明本實施形態的磁鐵單元7所形成之磁迴路，與習知磁鐵單元90所形成之磁迴路的比較。

圖9中，習知構造的磁鐵單元90所具有之構成，係為本實施形態之磁鐵單元7扣除第3磁鐵73a及支撐部73d。習知之磁鐵單元90中，藉由第1磁鐵71的靶架側磁極即N極，和第2磁鐵72的靶架側磁極即S極， 來形成磁力線(磁迴路)91。假設該磁力線91中，與靶材表面平行的磁場強度(漏磁通量密度)達到XGauss(X：任意)之區域，與第1磁鐵71及第2磁鐵72相距之距離為L1。

本實施形態之磁鐵單元7中，藉由第1磁鐵71及第2磁鐵72而與習知的磁鐵單元90形成同樣的磁力線(磁迴路)92，但於該磁力線92的內側(第1磁鐵71及第2磁鐵73側)，更藉由第3磁鐵73a的N極及S極而形成磁力線(磁迴路)93。本實施形態中，從第2磁鐵72的N極伸出之磁力線92，會與從第3磁鐵73a的N極伸出之磁力線93互斥。因此，從第2磁鐵72的N極伸出之磁力線92，會以繞過第3磁鐵73a所形成的磁力線93的方式而進入第1磁鐵71的S極。其結果，相較於習知的磁鐵單元90，可在磁鐵單元的更遠方形成磁迴路。

也就是說，本實施形態中，從與第2磁鐵72相向的面73c(第3磁鐵的N極)朝靶材側伸出之磁力線93，會進入與第1磁鐵71相向的面73b(第3磁鐵的S極)，且將第3磁鐵73a設置於第1磁鐵71與第2磁鐵72之間，使得面73c的極性和與該面73c相向的第2磁鐵72的區域之磁性為同極，面73b的極性和與該面73b相向的第1磁鐵71之磁性為同極，故與第1磁鐵71及第2磁鐵所形成之磁力線92互斥之磁力線93，能夠形成於磁力線92的內側。像這樣，由於存在與磁力線92互斥之磁力線93，與漏磁通量密度息息相關之磁力線92，便能夠 形成在遠離磁鐵單元7之處。也就是說，與漏磁通量密度息息相關之磁力線92當中，與靶材表面平行的磁場強度達到上述XGauss之區域和第1磁鐵71及第2磁鐵72相距之距離L2，能夠比習知的磁鐵單元90之距離L1更為增大。像這樣，本實施形態中，第3磁鐵73a係設置成本身形成的磁迴路(磁力線93)會與第1磁鐵71及第2磁鐵72所形成之磁迴路(磁力線92)互斥，而會發揮作用使得與漏磁通量密度息息相關之磁力線92形成在遠離磁鐵單元7的位置，進而能夠將可得到規定漏磁通量密度之磁迴路形成為比習知更遠離磁鐵單元7。像這樣，本實施形態中，與漏磁通量密度息息相關之磁力線92能夠形成在遠離磁鐵單元7之處，故即使將磁鐵單元7的短邊方向的寬度W縮小，仍能在靶材表面獲得充分的漏磁通量密度。

此外，第3磁鐵73a只要位於第1磁鐵71與第2磁鐵72之間的至少正中間，便能期待其如上述般發揮將磁迴路形成在足夠遠方的效果。再加上，將第3磁鐵73a設置成第3磁鐵73a的短邊方向中點會和第1磁鐵71與第2磁鐵72之間的中點一致，藉此，便能夠使第3磁鐵73a中與第2磁鐵72相向的面73c和第2磁鐵72之間的距離D1(D4)、以及第3磁鐵73a中與第1磁鐵71相向的面73b和第1磁鐵71之間的距離D2(D3)相同。如此一來，便能夠使第2磁鐵72的N極對磁力線93造成之作用，與第1磁鐵71的S極對磁力線93造成之作用相 同。故，能夠使在第3磁鐵73a的靶材側形成之磁力線93更為對稱，受到該磁力線93互斥作用的磁力線92也能形成更對稱的形狀。是故，能夠將可獲得規定漏磁通量密度的區域形成在更遠處。

但，本實施形態中，雖然較佳的形態是將第3磁鐵73a設置成第3磁鐵73a的短邊方向中點會與第1磁鐵71和第2磁鐵72之間的中點一致，但即使將第3磁鐵73a設置成偏離中點一致的位置，仍能獲得本發明之功效。也就是說，本發明中，為了將與漏磁通量密度息息相關之磁力線92形成在盡可能遠離磁鐵單元7之處，重點在於將本發明具有特徵的第3磁鐵73a設置在第1磁鐵71與第2磁鐵72之間的至少正中間位置。故，只要能夠藉由第3磁鐵73a而在磁力線92的內側(磁鐵單元7側)形成與磁力線92互斥之磁力線93，藉此使磁力線92的形成位置遠離磁鐵單元7，那麼就算磁鐵單元7偏離上述正中間位置，仍包含在本發明一實施形態內。

又，本實施形態中，上述距離D1、D2、D3、D4較佳是分別為5mm以下。若上述距離D1~D4在5mm以下，便能使第1磁鐵71及第2磁鐵72與第3磁鐵73a的同極彼此充分互斥。從第3磁鐵73a的N極伸出的磁力線93，會與就在鄰近的第2磁鐵72的N極強力互斥，而進一步在靶材側的更遠處形成磁力線93。因此，從第1磁鐵71的N極伸出的磁力線92，會被上述形成在更遠處的磁力線93進一步推擠，其結果，會在靶材側的更遠處 形成磁力線92。也就是說，將第3磁鐵73a的寬度(第3磁鐵73a於磁鐵單元7的短邊方向(x方向)寬度)充分增大，藉此使第3磁鐵73a與第1磁鐵71及第2磁鐵72充分互斥，如此一來便能藉由互斥的第3磁鐵73a的磁力線93，將與漏磁通量密度息息相關之磁力線92形成在靶材側的更遠處。另，本實施形態中，第3磁鐵73a亦可與第1磁鐵71及第2磁鐵72的至少一者相接。故，上述距離D1~D4較佳為0mm以上5mm以下。

另，本實施形態中，磁鐵載置部74可為板狀的軛，亦可為板狀的非磁性材料。像這樣，當磁鐵載置部74為軛的情形下，能夠將形成有規定漏磁通量密度的磁迴路，形成在更遠離磁鐵單元7之處。

此外，本實施形態中，是將第3磁鐵73a做成棒狀的永久磁鐵，使棒狀的第3磁鐵73a的長邊方向與第1磁鐵71的長邊方向一致，故能夠減低靶材的長邊方向(長邊)端部的被濺鍍量，能夠延長靶材壽命。像這樣，減少靶材的長邊方向端部被深度削減，延長靶材壽命，藉此能夠提升利用效率。

此外，圖10中，棒狀的第1磁鐵71的長邊方向之長度a，較佳是為棒狀的第3磁鐵73a的長邊方向之長度b以上。如此，便能減低靶材的長邊方向端部的被濺鍍量。故，能夠延長靶材壽命，提升利用效率。又，磁鐵單元7的短邊方向上第1磁鐵71與第2磁鐵72之間的距離(間隔)α，較佳是為磁鐵單元7的長邊方向上第1 磁鐵71與第2磁鐵72之間的距離(間隔)β以上。如此，便能使圖10中區域B處的侵蝕寬度比區域C處的侵蝕寬度更窄。是故，相對於區域A2處的削減量，能夠減少區域A1處的削減量的比例。此一效果，係距離β相較於距離α愈小則愈顯著。像這樣，由於能減少上述比例，故能延長靶材壽命，能提升利用效率。

(實施例)

本實施例中靶材5的大小、形狀及材質為，寬度即短邊方向(x方向)長度300mm、長邊方向(y方向)長度1700mm的矩形，厚度(z方向)15mm的鋁(A1050)。此外，靶架4的厚度(z方向)為20mm。磁鐵單元7的大小為，寬度即短邊方向(x方向)長度W為90mm、長邊方向(y方向)長度1700mm的矩形。第1磁鐵71、第2磁鐵72、第3磁鐵73a為，殘留磁通量密度1.39T、矯頑力12.8kOe的釹磁鐵。此外，磁鐵載置部74為SUS430。

從磁鐵單元7的靶架4側之面至靶材5的濺鍍面之距離，為39mm。圖3的符號g表示磁鐵單元7所生成的磁場之磁力線，而對應於山形的磁力線的頂點，以符號p表示的靶材5之處(磁力線g當中與靶材表面平行之處)最容易被濺鍍。在該處p，磁鐵單元7的短邊方向(x方向)的漏磁通量密度為約510Gauss。

本實施例中磁鐵單元7的移動距離為 210mm，往復一次的所需時間為10秒。圖7為本實施例中靜止侵蝕50與搖動侵蝕51的模擬結果示意圖。模擬中靶材利用率為69%。此外，對藉由實際濺鍍靶材5而得到的搖動侵蝕51予以測定，藉此得到的靶材利用率為65%。搖動侵蝕51之測定，係使用搭載有非接觸測定之雷射位移計的三維量測儀。

(比較例)

在實施本發明前，針對習知技術即圖8A~8C所示之磁鐵單元700所生成之磁場與靶材利用率，進行檢討。

圖4為習知技術之磁鐵單元700詳細說明俯視圖。圖8A~8C為習知技術之磁鐵單元700詳細說明截面圖。

習知之磁鐵單元700當中，在軛亦即磁鐵載置部74上，係載置有永久磁鐵之棒狀的第1磁鐵71、以及圍繞該第1磁鐵71周圍的第2磁鐵72。第1磁鐵71和第2磁鐵72，是在與靶材面及靶材載置面垂直之方向(z方向)被磁化，彼此的極性相反。

(比較例1)

圖8A所示磁鐵單元7的大小為，寬度即短邊方向(x方向)長度W為120mm、長邊方向(y方向)長度1700mm的矩形。也就是說，比較例1的磁鐵單元係為圖6中已說明之構造。第1磁鐵71、第2磁鐵72為，殘留 磁通量密度1.39T、矯頑力12.8kOe的釹磁鐵。此外，磁鐵載置部74為SUS430。

從比較例1的磁鐵單元700的靶架側之面至靶材的濺鍍面之距離，係與本實施例相同為39mm。本實施例中已說明之圖3中符號p所示之，在靶材中最容易被濺鍍之處，磁鐵單元700的短邊方向(x方向)的漏磁通量密度為約520Gauss。

比較例1中磁鐵單元700的移動距離為180mm，往復一次的所需時間為10秒。圖6為比較例1中靜止侵蝕50與搖動侵蝕51的模擬結果示意圖。模擬中靶材利用率為58%。相對於此，本實施例中靶材利用率為69%，可知藉由本實施例能夠提升靶材利用率。

(比較例2)

圖8B所示磁鐵單元7的大小為，寬度即短邊方向(x方向)長度W為90mm、長邊方向(y方向)長度1700mm的矩形。此外，第1磁鐵71、第2磁鐵72的大小，分別與比較例1所示之第1磁鐵71、第2磁鐵72的大小相同。也就是說，圖8A與圖8B中，隨著磁鐵單元7的寬度W相異，第1磁鐵71與第2磁鐵72的距離亦相異。第1磁鐵71、第2磁鐵72為，殘留磁通量密度1.39T、矯頑力12.8kOe的釹磁鐵。此外，磁鐵載置部74為SUS430。

從比較例2的磁鐵單元700的靶架側之面至 靶材的濺鍍面之距離，係與本實施例及比較例1相同為39mm。本實施例中已說明之圖3中符號p所示之，在靶材中最容易被濺鍍之處，磁鐵單元700的短邊方向(x方向)的漏磁通量密度為約330Gauss，無法獲得本實施例及比較例1中得到的500Gauss以上。像這樣，比較本實施例及比較例2，可知按照本實施例，即使將磁鐵單元的短邊方向寬度縮小，仍能使與磁鐵單元相距規定距離的漏磁通量密度增大。

(比較例3)

圖8C所示磁鐵單元7的大小為，寬度即短邊方向(x方向)長度W為90mm、長邊方向(y方向)長度1700mm的矩形。第1磁鐵71、第2磁鐵72的大小，係與比較例1所示之圖8A及比較例2所示之圖8B相異，第1磁鐵71與第2磁鐵72未隔離而是將它們增大到最大限度，亦即習知技術當中能夠獲得最大漏磁通量密度的形狀。第1磁鐵71、第2磁鐵72為，殘留磁通量密度1.39T、矯頑力12.8kOe的釹磁鐵。此外，磁鐵載置部74為SUS430。

從比較例3的磁鐵單元700的靶架側之面至靶材的濺鍍面之距離，係與本實施例及比較例1、2相同為39mm。本實施例中已說明之圖3中符號p所示之，在靶材中最容易被濺鍍之處，磁鐵單元700的短邊方向(x方向)的漏磁通量密度為約440Gauss，無法獲得本實施 例及比較例1中得到的500Gauss以上。

(第2實施形態)

本實施形態中，係描述將第1磁鐵71、第2磁鐵72、第3磁鐵73a之，從磁鐵載置面74a至與該磁鐵載置面74a相反側之面的距離(至靶材載置面之距離長度)予以改變之情形。

針對各個情形，藉由模擬來調查靶材表面上形成的漏磁場。其結果，當如圖11A~11C所示之位置關係時，能夠將靶材表面的漏磁場強度增大，亦即能夠將磁迴路形成在更遠處。圖11A~11C中，假設從磁鐵載置面74a至第1磁鐵71中與該磁鐵載置面74a相反側之面的第1距離為Da、從磁鐵載置面74a至第2磁鐵72中與該磁鐵載置面74a相反側之面的第2距離為Db、從磁鐵載置面74a至第3磁鐵73a中與該磁鐵載置面74a相反側之面的第3距離為Dc。另，即使在第1磁鐵71或第2磁鐵72與磁鐵載置面74a之間設有間隔材的情形下，第1距離Da及第2距離Db，仍然是各自藉由從磁鐵載置面74a至第1、第2磁鐵中與磁鐵載置面74a相反側之面的距離所決定。

圖11A為第1距離Da、第2距離Db、及第3距離Dc完全相等之形態。此外，圖11B為第1距離Da及第3距離Dc相等，而第2距離Db比第3距離Dc還小之形態。又，圖11C為第2距離Db及第3距離Dc相 等，而第1距離Da比第3距離Dc還小之形態。也就是說，本實施形態中，重點可說是在於，第1距離及第2距離為第3距離以下之長度，且第1距離及第2距離的至少一者與第3距離相等。

71‧‧‧第1磁鐵

72‧‧‧第2磁鐵

73a‧‧‧第3磁鐵

73b‧‧‧第3磁鐵中與第1磁鐵相向的面

73c‧‧‧第3磁鐵中與第2磁鐵相向的面

73d‧‧‧支撐部

74‧‧‧磁鐵載置部

74a‧‧‧磁鐵載置面

g‧‧‧磁力線(磁迴路)

p‧‧‧磁力線g當中與靶材表面平行之處

Claims (16)

1. 一種濺鍍裝置，係具備靶架，具有靶材載置面；及矩形的磁鐵單元，配置於前述靶架的與靶材載置面相反之面側，且具有長邊及短邊；該濺鍍裝置，其特徵為：前述磁鐵單元，具備：第1磁鐵，於相對於前述靶材載置面之垂直方向被磁化；第2磁鐵，配置於前述第1磁鐵的周圍，於相對於前述靶材載置面之垂直方向且與前述第1磁鐵的磁化方向相異之反方向被磁化；及第3磁鐵，在前述短邊方向上前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間的一部分，且在前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間的至少正中間位置，於前述短邊方向被磁化；前述第3磁鐵當中，與前述第2磁鐵相向之面，和前述第2磁鐵中靶架側之面具有同極之極性，與前述第1磁鐵相向之面，和前述第1磁鐵中靶架側之面具有同極之極性。
2. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述磁鐵單元，在與前述靶架相反側，更具有載置前述第1磁鐵及第2磁鐵之磁鐵載置面，從前述磁鐵載置面至前述第1磁鐵中與該磁鐵載置面相反側之面的第1距離、及從前述磁鐵載置面至前述第2 磁鐵中與該磁鐵載置面相反側之面的第2距離，長度係為從前述磁鐵載置面至前述第3磁鐵中與該磁鐵載置面相反側之面的第3距離以下，前述第1距離及前述第2距離的至少一者，係與前述第3距離相等。
3. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，與前述第2磁鐵相向之面和前述第2磁鐵之間的距離、及與前述第1磁鐵相向之面和前述第1磁鐵之間的距離，係為5mm以下。
4. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，在前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間且在前述長邊方向的端部，未配置前述第3磁鐵。
5. 如申請專利範圍第4項之濺鍍裝置，其中，前述第3磁鐵的前述長邊方向的長度，比前述第1磁鐵的前述長邊方向的長度還短。
6. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述長邊方向上前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間隔，比前述短邊方向上前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間隔還短。
7. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述磁鐵單元，在與前述靶架相反側，更具有載置前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之板狀的軛。
8. 如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，前述磁鐵單元，在與前述靶架相反側，更具有載置前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之板狀的非磁性材料。
9. 一種磁鐵單元，係為具有長邊及短邊之矩形的磁 鐵單元，其特徵為，具備：磁鐵載置面；第1磁鐵，於相對於前述磁鐵載置面之垂直方向被磁化；第2磁鐵，配置於前述第1磁鐵的周圍，於相對於前述磁鐵載置面之垂直方向且與前述第1磁鐵的磁化方向相異之反方向被磁化；及第3磁鐵，在前述短邊方向上前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間的一部分，且在前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間的至少正中間位置，於前述短邊方向被磁化；前述第3磁鐵當中，與前述第2磁鐵相向之面，和前述第2磁鐵中與前述磁鐵載置面相反側之面具有同極之極性，與前述第1磁鐵相向之面，和前述第1磁鐵中與前述磁鐵載置面相反側之面具有同極之極性。
10. 如申請專利範圍第9項之磁鐵單元，其中，從前述磁鐵載置面至前述第1磁鐵中與該磁鐵載置面相反側之面的第1距離、及從前述磁鐵載置面至前述第2磁鐵中與該磁鐵載置面相反側之面的第2距離，長度係為從前述磁鐵載置面至前述第3磁鐵中與該磁鐵載置面相反側之面的第3距離以下，前述第1距離及前述第2距離的至少一者，係與前述第3距離相等。
11. 如申請專利範圍第9項之磁鐵單元，其中，與前述第2磁鐵相向之面和前述第2磁鐵之間的距離、及與前 述第1磁鐵相向之面和前述第1磁鐵之間的距離，係為5mm以下。
12. 如申請專利範圍第9項之磁鐵單元，其中，在前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間且在前述長邊方向的端部，未配置前述第3磁鐵。
13. 如申請專利範圍第12項之磁鐵單元，其中，前述第3磁鐵的前述長邊方向的長度，比前述第1磁鐵的前述長邊方向的長度還短。
14. 如申請專利範圍第9項之磁鐵單元，其中，前述長邊方向上前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間隔，比前述短邊方向上前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之間隔還短。
15. 如申請專利範圍第9項之磁鐵單元，其中，更具備載置前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之板狀的軛。
16. 如申請專利範圍第9項之磁鐵單元，其中，更具備載置前述第1磁鐵與前述第2磁鐵之板狀的非磁性材料。