TWI247820B - Method to manufacture substrate, magnetron source and sputter coating room - Google Patents

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radius
axis
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TW090102175A
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Bernhard Cord
Gerd Deppisch
Karl-Heinz Schuller
Oliver Keitel
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Unaxis Deutschland Gmbh
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1247820 A7 ___B7___ 五、發明說明(1 ) 本發明是有關於 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} •一種方法以製造根據申請專利範圍第1項序言之基 板, •一種方法以產生根據申請專利範圍第1 4項之磁控管 靶上基本上中央浸蝕輪廓, •一種根據申請專利範圍第1 5項之磁控管源, •一種根據申請專利範圍第1 7或1 8項前言之濺鍍塗層 室,以及 •根據申請專利範圍第25或26項之應用。 本發明是由此問題而產生,其本身是用於磁性及/或 磁性光學記憶板的基板濺鍍塗層中產生,其特別平坦, 並且是圓環形。因此使用同樣特殊之圓形或圓環形新狀 態中平坦的靶。此塗層以合金實施,其靶由塗層合金所 構成。 因此其本身顯示,在具有像是例如鈷(Co)或鉑(Pt)具 有不同重的金屬的合金靶的濺鍍中,獲得在基板平面中 的分解(de-m1X)。其結果踏化學計量之不均勻的分佈, 其爲在基板上半徑座標的函數。其結果是在磁性或磁性 ^光學記憶體晶圓中抗磁力之不均勻的分佈。 ί 本發明首先的目的是特別將此問題解決。因此非常一 ί 般性地將此問題解決。在基板上,其可以相當平坦並且 ί 是圓環形或圓盤形,然而並非必須如此(在由靶製造塗 ί 層之中,此靶由不同重的元素所製的化合物所構成), [並且此靶雖然在基本上可以是圓環形或圓盤形或平坦, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1247820 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 五、發明說明(2 ) 但是並非必須如此(在此塗層上達成較重元素成份與較 輕元素成份之間之比例之所欲位置之分佈。這應該因此 通常還用於非圓盤形或圓環形的基板及/板非平坦的基 板而獲得,或在新使用狀態中的非圓環形或圓盤形或不 平坦的靶的任何組合中獲得。此外,此分解(de-nux)問 題,雖然是由金屬產生,通常應該是以不同重的元素而 解決。 此外,其目的位置主要是由於靶化合物之層(因此尤 其是合金層)的沈積。然而於此所提到的分解現象在 反應過程中可以以非所欲的方式作用,關於本發明,此 反應性之濺鍍塗層,是由所考慮之化合物的靶(尤其是 合金靶)所製成。 因此其再度特別有關於在塗層中的層,其包括此靶的 合金金屬,其本身依照重量比例,在基本上如金屬Pt 與Co所表現,(因此尤其是用於具有Pt、Co或Tb、
Fe、Co或Tb、Gd、Fe、Co之層的沈積),而將所提到 的問題解決。 此根據本發明所設置的目的通常是根據申請專利範圍 第1項的特徵而達成。因此,由此理解而得知,此等較 重的金屬較佳並且是對於其在濺鍍區域中之垂直平面, 在統計上是較比較輕的金屬以較大的角度釋出。此時根 據本發明而因此算出,此在基板的層上靶合金金屬之比 例之局部分佈,其藉由對於形成電子捕捉(trap)之磁控 管磁場與基板之幾何配置之互相選擇,而至少可以近似 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂----— In 1247820 A7 ___B7___ 五、發明說明(3 ) 此比例之上述局部分佈。 因此針對根據申請專利範圍第3或4項的本文而建議 措施,將此所提到的在基板上較佳是金屬的重元素對輕 元素的比例局部地增加或減少。緊接著是申請專利範圍 第5項之本文,較佳是以增加與減少兩個所提到的措 施,而力求所欲的分佈。因此還同時達成在基板上層厚 度的分佈,由於使用所存在的位置自由度還可以被調 整,尤其是可以均勻化。 根據本發明方法的較佳實施形式是在申請專利範圍第 6至1 3項中詳細說明。 因此顯示根據本發明之最大目的,尤其是在上述平坦 圓環形或圓盤形基板的特殊塗層,是由在新狀態中之平 坦的,同軸、圓盤形或圓環形的靶所構成。在靶的中央 設有靶的侵蝕區。對此在此較佳的情況而取消使用此圓 環形的靶。根據申請專利範圍第1 4項本文的方法詳細 說明,如在基本上在靶上如何製成中央侵蝕區。 在申請專利範圍第1 5與1 6項中再度詳細說明根據本 發明的磁控管源,其磁鐵配置是設計用於實現在靶上之 中央侵蝕輪廓。 申請專利範圍第1 7或1 8項詳細說明濺鍍塗層室,其 用於圓盤形或圓環形平坦的基板,而由在新狀態中的圓 盤形或圓環形同軸的靶所產生,在其中詳細說明在基板 上的幾何比例以獲得在基板上所提到比例之有關均勻形 狀的較佳分佈。此濺鍍塗層室的較佳實施例是在申請專 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線1 1247820 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 __ B7 _ 五、發明說明(4 ) 利範圍附屬項第1 9至24項中詳細說明。 本發明在其所有的觀點下’即製造方法、濺鍍方法、 磁控管源與濺鍍塗層室的觀點下,此緊接著的申請專利 範圍第2 5項之本文尤其適合用於在磁性或磁性光學記 憶體基板上之記憶體層之沈積,或者用於具有至少包括 PtCo、TbFeCo或GdFeCo合金層之基板塗層。 在以下的說明中,依據將所使用的觀念定義而說明根 據本發明所熟知的現象,將根據本發明有關的措施作詳 細說明。 圖式之簡單說明 第1圖是不同重的金屬之濺鍍發射品質特性曲線,用 於界定所使用的觀念。 第2圖根據槪要圖式說明的基板/磁控管源配置或濺 鍍塗層室,以在基板上產生金屬比例不均勻的分佈。 第3圖爲類似於第2圖的說明中,根據本發明之第一 措施之在靶上侵蝕與待塗層之基板表面之有關的幾何配 置。 第4圖在類似於第2或第3圖的說明中,根據本發明 之其他措施,以影響所提到的比例分配。 第5圖根據類似於第2至4圖之說明,一方面根據第 3與4圖將根據本發明措施組合而實現,而用於將放大 的基板塗層。 第6圖是在將根據第3與4圖的措施的組合中,在 Co/pt靶上根據本發明所實現之濺鍍侵蝕輪廓。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂--------·線 1247820 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明() 因此產生在基板7上V之曲線或分佈,如同樣在第2 圖中純粹以數量方式所產生。這在基本上是由以下所造 成,此在相對於侵蝕輪廓9的基板區域中有相當多的輕 的元素或金屬L沈積’其較較重的元素或金屬s沈積爲 多,此侵蝕輪廓是與基板區域對照,此基板區域是相對 於侵蝕溝渠9或通常的侵餽區域徑向地向內或向外移 動。 因此此時根據本發明是明顯,在基本上藉由改變或固 定基板7與在靶6上侵蝕區9的相對幾何配置在考慮到 元素重量或金屬重量具有不同的發射分佈或發射角度α 的情況下,此沿著基板而沈積的層上之元素或金屬比例 V之位置分佈是可以調整的。 當考慮到彎曲的基板表面及/或彎曲的靶表面,以及 不同成形的基板,如圓盤形、矩形、橢圓形等,或是同 樣成形的靶表面或在以上所實現的侵蝕輪廓時,則對以 上所提到的相對之幾何配置可以首先作全面之一般性的 瞭解。 在此現存的較佳是令人注意的情形中的圓盤形基板, 更較佳是平坦,以及在塗層中借助於對此同軸配置之圓 環形或圓盤形之靶,其同樣較佳是在新的狀態中之平 坦,藉由上述的尺寸r、d、Re或Rh而產生所提到之幾 何相對配置。 此外必須強調,此所說明的分解現象還有然後發生並 且本身產生影響,當由此所提到的特性的靶(其由元素 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1247820 A7 ___ Β7 五、發明說明(8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 化合物或金屬合金所構成),藉由反應性濺鍍而在基板 上沈積一層,其此時不再是化合物,而是在一個藉由反 應性製程所本身產生的化合物中,其包括靶之元素或合 金金屬。因此在此情況下V稱爲元素或金屬比例,並且 不稱爲合金比例。 本發明如一開始所提到的是由需求所產生圓盤形平坦 的基板,如同特別用於磁性或是磁性光學記憶體應用, 其具有合金層被濺鍍塗層,並且更確切的說不但具有V 均勻的分佈,而且還具有相同形狀的層厚度分佈。然後 說明根據本發明以上的描述以達成此目的,其中對於有 關的專家設有其他的可能,其相對應於以上對於反應性 製程或對於塗層之描述所不一樣所形成的基板及/或從 不一樣所形成的磁控管靶而配置。 此在第3圖中對於根據第2圖已經標示的位置使用相 同的參考符號。若相較於第2圖,在根據本發明的配置 中根據第3圖,此靶侵鈾區或此圍繞的侵蝕溝渠9相對 於基板7的邊緣區域對於軸A徑向的向外移動。其產生 RE>r 或 Ror (1) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此尤其是
ReDi:或 Rn>i.2r 因此參考第2圖,根據本發明使用區域E!用於基板塗 層,而將Re或Rh與d視爲恆定。 基本上藉由磁控管侵蝕區9對於基板邊緣區域的向外 移動,此在邊緣區域中之基板塗層上的比例V提高:此 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ~ 1247820 A7 _____B7_ 五、發明說明(9 ) 沈積的重元素或金屬S的成份,相對於所沈積的輕元素 或金屬L的成份而增加。 在第4圖中是以類似描述第2與3圖的方式說明另一 個用於根據本發明的措施。因此靶6是在中央區域中 (如同以侵蝕輪廓9 ’說明)被侵鈾。依據對於軸A的角 度α,比例V朝向基板中央(因此在減少的基板半徑 中)減少,而愈來愈少的重元素或金屬S沈積。 因此根據第3與4圖特別有兩個措施供使用。若其如 根據本發明尤其較佳將其組合,因此藉由上述根據第3 圖對於朝向基板7的邊緣區域比例V增加,並且藉由上 述根據第4圖朝向基板中央比例V減少。而且經由此組 合在基板上產生層厚度的均勻分佈。 以上根據第4圖是取決於沒有中央洞孔之靶的設計, 並且借助於一爲此設計的磁控管磁場,而在靶的中央區 域中實現電子捕捉,這無論如何是不尋常的。關於此以 下會再述及。 對於平坦圓盤形的基板,以及對此同軸配置之此靶, 爲了比例V之均勻(尤其是對於元素,因此特別是金 I 屬,其重量本身至少近似如Co與Pt所表現者),它尤 f 其是用於具有CoPt或TbFeCo合金的塗層,尤其是用於 I 磁性或磁性光學記憶體的應用,而建議以下的尺寸: | · 1.2r ^ Re ^ 5r
L | 較佳是 · 1.2d RES 21· r ^ 或 者 · 1.2r^ RhS 5r (la) P -11- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .f. -------訂—-------線邊 1247820 A7 __B7___ 五、發明說明(12 ) 其產生另外在第7圖中所說明的V-輪廓(a)。在第7 圖中是另外一個在基板半徑r上中所產生虛線的V輪 廓’這是當在相同的配置上沒有中央侵蝕輪廓9,根據第 4圖而實現時而產生。因此在此時輕易地明顯,一方面 應用此根據本發明之上述依據第4圖之非常大的效果, 以及參考第2圖,使用對於基板7塗層之本質,此基板 具有r<RE或r<RH的範圍。 在第8圖中是說明所產生的塗層率分佈。 如所提到的這是不尋常,在磁控管源的靶的中央中形 成電子捕捉。在第9圖的俯視圖中說明根據本發明磁控 管源的磁鐵配置。它包括在承載盤1 〇上一外部磁環1 2 與一內部磁環1 4。此外部磁環1 2是在軸A的方向中極 化,而內部磁環1 4與此有關的是在相反的方向中極 化’如在弟8圖中所顯不者。迨在根據第8圖的俯視圖 中在靶上產生隧道形狀延伸的磁場Η 9,此經由承載盤 1 〇的作用(其由可磁化材料製成而作爲磁性短路)而增 強。 爲了實現在靶中央之電子捕捉,以產生此同樣在第6 圖中所顯示的侵蝕輪廓9 ’,此內部磁環1 4,其本身圍繞 著軸Α延伸,因此彎曲成腎形,使得軸Α的外部存在著 此被磁環1 4包圍的表面。而一方面,外部磁環1 2具有 一個一直向軸A區域中延伸的輪輻1 6。此所造成的磁 場Η 9 ’同樣地在中央區域中產生。 在此時可進一步的考慮,此在第8圖中所描述的磁鐵 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂--I I I ! % 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1247820 A7 ___B7 五、發明說明(13 ) 配置,較佳是以永久磁鐵實現,如同以W說明,其在固 定的靶下圍繞著軸A而傳動,因此是明顯,一方面在介 於基本上同軸圍繞的兩個磁環1 2與1 4之間區域產生電 子捕捉隧道(tunnel)場,其造成侵蝕溝渠9。並且在內部 磁環1 4之被彎曲成腎形的區域與輪輻1 6上產生一中央 場,其造成在基本上呈鐘形的中央侵蝕輪廓9 ’。 因此補充說明,因此輪輻1 6不是經由軸A而通向外 面,此在第9圖中以Μ所標示之輪輻之最內磁極,是對 於軸Α稍微的偏心而圍繞著軸A,其有利地導致,此靶 的中央決定性地被侵鈾。如同在第1 0圖中所槪要圖式 說明,是絕對的可能,根據本發明以第一與第二磁環 12’與14’,以實現用於侵蝕溝渠9的磁場,藉由磁環 14”與中央磁鐵配置以實現磁場以產生中央侵蝕輪廓 9’。在此情況中此中央磁鐵12"是對於A軸稍微偏W地 配置。 以此根據本發明之以上說明,而根據本發明的方法及 /或使用根據本發明的磁控管源,或是根據本發明的磁 控管濺鍍室,是可能由此靶(其由兩種或多種不同的重 金屬所製成的合金所構成)須將基板塗層,使得所沈積 之合金金屬的表面分佈達成所欲的分佈,尤其是恆定的 分佈。這不但是在反應性的製程中,而且尤其在非反應 性的製程中,在其中沈積金屬合金層。這在製造磁性或 磁性光學記憶體晶圓中特別有利,其中此所沈積的合金 屬的抗磁力是依據合金的成份V而變化。 -15 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ,裝--------訂---------線一 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1247820 A7 _B7 14 五、發明說明() 符號說明 3…濺鍍表面 5…表面 6…靶 7…基板 9…侵蝕溝渠 1 0…承載板 11…磁性隧道場 1 2…磁環 1 4…磁環 1 6…輪輻 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----訂---------線逢 堅齊srfeo曰慧讨菱荀員31肖費&口阼fi印製 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

1247820 — 氣束贺At -—___ !___ 六、申請專利範圍 第90 1 02 1 7 5號「製造基板所用之方法,磁控管源,與濺 鍍塗層室」專利案 (94年4月修正) 六申請專利範圍 1. 一種製造環形或圓形平面式基板所用之方法,其具有 外徑且塗佈一種由至少兩個不同重量之元素所構成的 材料之層,該基板具有定値之厚度且該材料中較重元 素對較輕元素之比(rat io)沿著基板表面成定値之分 配,其特徵爲, 由靶表面以磁控管濺鍍一種具有至少該二種元素 之材料,因此在靶表面上產生至少一種侵鈾輪廓,其 沿著圓形之軌跡對該靶表面之中央具有最大之深度且 具有一種輪廓半徑以及在該中央中另產生第二侵蝕輪 廓; 置放該基板使其待塗層之一表面位於該相面對且 相平行之靶表面之某一距離處且以該中央作爲中心; 選取至少一侵蝕輪廓之輪廓半徑使大於該基板之 外徑; 以包含該材料之該層來塗佈該基板之表面。 2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該至少二種元素 是金屬。 3. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該材料之層之材 料是金屬合金。 1247820 六、申請專利範圍 4.如申請專利範圍第1項之方法,其中另包含產生多於 1個之侵蝕輪廓所需之步驟,各侵蝕輪廓沿著圓形軌 跡對該中央具有最大之深度。 5·如申請專利範圍第 1項之方法,其中包含選取該輪 廓半徑(RE)所需之步驟,該外徑(r)適用: 1 .2rS(RE)S5r。 6·如申請專利範圍第1項之方法,其中在未濺鍍之情 況下另包含置放該基板所需之步驟,使基板位於距該 靶表面某一距離d處且相對於基板之外徑(r )選擇該 距離d使符合如下之關係: r/2SdS3r。 7·如申請專利範圍第1項之方法,其中在新條件下另包 含置放該基板所需之步驟,使基板位於距該靶表面 某一距離d處,且選取該輪廓半徑使較該外徑還大八 RE,因此 0 · 33dSARE。 8·如申請專利範圍第1項之方法,其中另包含產生至少 兩個侵蝕輪廓所需之步驟,其沿著圓形之軌跡對該 靶表面之中央具有最大之深度,該靶表面之半徑是 依序之各軌跡之半徑之差ΛρΕ,且在新條件下使基板 置於距該靶面某一距離d處,且選取: △ pES2d 。 9·如申請專利範圍第1項之方法,其中施加隧道形之磁 1247820 六、申請專利範 圍 場 而 在 中 央 產 生該侵蝕輪廓,各磁場線在中央之二 側 存在 於 靶 表 面 上且分別穿過靶表面且以離心方式對 該 中 央 沿 著 靶 表 面另使該磁場旋轉。 10. 如 串 Ξ主 5円 專 利 範 圍第1項之方法,其中在靶表面下方 另 設 有 磁 鐵 配 置 ,該配置包含:第一磁鐵回路(loop) 其 垂 直 於 該 濺 鍍表面而圍繞該中央軸且經由中央; 第 二 磁 鐵 回 路 , 其是腎形的且未圍繞該軸,且各磁鐵 設 置 成 由 第 一 回 路在徑向中朝向第二回路外部之軸以 及 相 對 於 該 靶 表 面對該軸相對地旋轉該磁鐵配置。 11. 如 串 請 專 利 範 圍第1項之方法,其中該至少二種元 素 選 白 Pt,Tb ,F( 3,Gd,Co 〇 12. — 種 磁 控 管 源 ,其具有一靶(6 )與一在此靶反面所 設 之 圍 繞 著 垂 直 於靶之新表面之軸(A )而傳動之移動 式 磁 鐵 配 置 其特徵爲 此 磁 鐵 配 置 至少包括一個至少在一區段中圍繞該 軸 而延伸 之 磁 環 (1 4,1 4 ”),以及包括一在旋轉軸區域 (Α) 中 ( 與 其 相 關 的徑向偏移)的磁鐵(Μ,1 2 ”)。 13. 如 串 請 專 利 範 圍第1 2項之磁控管源,其中此磁環 14 本 身 以 腎 形 方 式圍繞著旋轉軸(Α)而延伸,其未包 圔 該 旋 轉 軸 (Α) ,且對於此磁環(1 4)在徑向外部設有至 少 另 外 — 個 磁 環(12),其圍繞著旋轉軸(Α),其中 此 磁 鐵 (M :,1 2 π )藉由一另一磁環(12)在第一次所提到 之 fe 環 (14)之 腎 形凹處中徑向凹進之輪輻形的磁鐡配 -3- 置 1247820 六、申請專利範圍 (1 6 )之位於末端的磁鐵(Μ )所形成。 14. 一種具有磁控管源之濺鍍塗層室,此磁控管源具有圓 盤形或圓環形之平面靶(6 )與基板托座以容納圓環形 或圓盤形基板(7 ),其是與靶(6 )同軸(A )且與其相隔 開,此磁控管源產生至少一同軸之圍繞此軸的磁控管 場(H9),其特徵爲 對與靶之新表面平行之最大場強度(Hmax)之圓形位 置之徑向距離RH與基板半徑r而言適用: 1 . 2r 5r 或 1 · 2r SRH$2r。 15. —種具有磁控管源之濺鍍塗層室,此磁控管源具有圓 盤形或圓環形之平坦之靶(6 )與基板托座以容納圓環 形或圓盤形基板(7),其是與靶(6)同軸(A)且與其相 隔開,此磁控管源產生至少一同軸之圍繞此軸的磁控 管場(H9),其特徵爲, 對共軸的侵蝕溝渠(9)之最大侵蝕深度(Emax)之位 置之半徑re與基板之半徑1而言適用: 1 . 2r 5r 或 1 .2rSRES2r。 16. 如申請專利範圍第1 4項之濺鍍塗層室,其中對於基 板半徑r與待塗層之基板表面與靶之新表面之間的距 離d適用: r / 2 ^ d ^ 3 r -4- 1247820 六、申請專利範圍 或 r/2Sd^2r。 17.如申請專利範圍第1 5項之濺鍍塗層室,其中對於基 板半徑r與待塗層之基板表面與靶之新表面之間的 距離d適用: r / 2 ^ d ^ 3 r 或 r / 2 S d S 2 r。 18·如申請專利範圍第1 3項之磁控管源,其中就靶上最 大侵蝕深度(Emax)之以同軸方式圍繞該軸(Α)之位置 之半徑RE之在基板半徑r上之突出距離ARE和由靶 之新表面至待塗層之基板表面之距離d而言適用: 0. 33d^ARE^4d 或 0· 33dSARES2d。 1¾如申請專利範圍第1 4項之磁控管源,其中就最大侵 蝕深度(Emax)靶上之以同軸方式圍繞該軸(A)之位置 之半徑RE之在基板半徑r上之突出距離ARE和由靶 之新表面至待塗層之基板表面之距離d而言適用: 0. 33d^ARE^4d 較佳是 0. 33dSARES2d。 20.如申請專利範圍第1 5項之磁控管源,其中就靶上最 大侵蝕深度(Emax)之以同軸方式圍繞該軸(A)之位置 之半徑RE之在基板半徑r上之突出距離ARE和由靶 之新表面至待塗層之基板表面之距離d而言適用: 0. 33d^ARE^4d 1247820 六、申請專利範圍 或 0. 33dSARE€2d。 21. 如申請專利範圍第1 3項之磁控管源’其中就平行於 靶之新表面之最大磁場強度(Hmax)以同軸方式圍繞該 軸(A )之位置之半徑RH在基板半徑r上之突出距離△ RH和在此待塗層之基板表面與靶之新表面之間之距 離d而言適用: 0.33d^ARH^4d 或 0.33dSARH$2d。 22. 如申請專利範圍第1 4項之磁控管源,其中最大之平 行於靶之新表面之磁場強度(Η^χ)以同軸方式圍繞該 軸(A )之位置之半徑RH在基板半徑r上之突出距離△ RH和在此待塗層之基板表面與靶之新表面之間之距離 d而言適用: 0 . 33d^ARH^4d 或 0.33dSARH$2d。 23. 如申請專利範圍第1 5項之磁控管源,其中就平行於 靶之新表面之最大磁場強度(Hmax)以同軸方式圍繞該 軸(A )之位置之半徑RH在基板半徑^•上之突出距離△ RH和在此待塗層之基板表面與靶之新表面之間之距離 d而言適用: 0.33d^ARH^4d ' 或 0.33dSARHS2d。 24. 如申請專利範圍第1 3項之磁控管源,其中在靶上對 1247820 六、申請專利範圍 軸成共軸而設有至少兩個侵蝕區(9, 9a,9’),且對於 最大侵触(Emax)之位置之徑向距離ΔρΕ和此待塗層之 基板表面與靶之新表面之間的距離d而言用: △ PES2d 或適用 dSApES2d。 25.如申請專利範圍第 1 4項之磁控管源,其中在靶上對 軸成共軸而設有至少兩個侵蝕區(9,9 a,9 ’),且對於 最大侵蝕(Emax)之位置之徑向距離ΔρΕ和此待塗層之 基板表面與靶之新表面之間的距離d而言用: △ pES2d 或適用 d$ApES2d。 26如申請專利範圍第 1 5項之磁控管源,其中在靶上對 軸成共軸而設有至少兩個侵蝕區(9,9 a,9 ’),且對於 最大侵蝕(Emax)之位置之徑向距離ΔρΕ和此待塗層之 基板表面與靶之新表面之間的距離d而言適用: △ pE$2d 較佳是適用 d$ApES2d。 27.如申請專利範圍第 1 3項之磁控管源,其中此磁控管 源在靶上產生至少兩個同軸之徑向相隔開的隧道場, 且對於平行於靶之新表面之最大場強度位置與在待塗 層之基板表面與靶之新表面之間的距離d而言適用: ΔρΗ^ 2d 或 (^△pHS2d。 1247820 六、申請專利範圍 28. 如申請專利範圍第 1 4項之磁控管源,其中此磁控管 源在靶上產生至少兩個同軸之徑向相隔開的隧道場, 且對於平行於靶之新表面之最大場強度位置與在待塗 層之基板表面與靶之新表面之間的距離d而言適用: ΔΡη ^ 2d 或 dSApHS2d 〇 29. 如申請專利範圍第 1 5項之磁控管源,其中此磁控管 源在靶上產生至少兩個同軸之徑向相隔開的隧道場, 且對於平行於靶之新表面之最大場強度位置與在待塗 層之基板表面與靶之新表面之間的距離d而言適用: △ pHS2d 或 d S △ pH S 2d 〇 30. 如申請專利範圍第 1 4項之鍍塗層室,其中具有如 申請專利範圍第1 2或1 3項之磁控管源。 31. 如申請專利範圍第1 5項之濺鍍塗層室,其中具有如 申請專利範圍第1 2或1 3項之磁控管源。 32如申請專利範圍第1至1 1項中任一項之方法,其中 製成磁性光學記憶體基板且此層是記憶體層。 33. 如申請專利範圍第9項之方法,其中以磁控管靶在磁 性光學記憶體基板上沈積至少一記憶體層。 34. 如申請專利範圍第 1 2或1 3項之磁控管源’其係用在 磁性光學記憶體基板上沈積至少一記憶體層。 35如申請專利範圍第 14至 20項中任一項之濺鍍塗層 1247820 六、申請專利範圍 室,其係用在磁性光學記憶體基板上沈積至少一記憶 體層。 36.如申請專利範圍第 32項之方法,其中沈積一種合金 層,其至少包含PtCo、TbFeCo或GdFeCo。 1247820 ί
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第1圖
第2圖
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005019100B4 (de) * 2005-04-25 2009-02-12 Steag Hamatech Ag Magnetsystem für eine Zerstäubungskathode
US20080047831A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Hendryk Richert Segmented/modular magnet bars for sputtering target
KR20100040855A (ko) * 2007-06-15 2010-04-21 오씨 외를리콘 발처스 악티엔게젤샤프트 멀티타겟 스퍼터 소스 및 다층 증착 방법
US20100044222A1 (en) * 2008-08-21 2010-02-25 Guardian Industries Corp., Sputtering target including magnetic field uniformity enhancing sputtering target backing tube
US8685214B1 (en) 2011-09-30 2014-04-01 WD Media, LLC Magnetic shunting pads for optimizing target erosion in sputtering processes
JP2013082961A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Ulvac Japan Ltd スパッタ装置
US9708706B2 (en) 2011-11-30 2017-07-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. PVD apparatus and method with deposition chamber having multiple targets and magnets
CN108004516B (zh) * 2016-10-31 2020-06-19 北京北方华创微电子装备有限公司 磁控溅射腔室、磁控溅射设备以及磁控管
US11488814B2 (en) * 2018-10-29 2022-11-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Permeance magnetic assembly
CN113699495B (zh) * 2021-06-21 2023-12-22 北京北方华创微电子装备有限公司 磁控溅射组件、磁控溅射设备及磁控溅射方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6260866A (ja) 1985-08-02 1987-03-17 Fujitsu Ltd マグネトロンスパツタ装置
JPS6282516A (ja) * 1985-10-07 1987-04-16 Victor Co Of Japan Ltd 磁気デイスクの製造法
DE3800449A1 (de) * 1988-01-09 1989-07-20 Leybold Ag Verfahren und einrichtung zur herstellung magnetooptischer, speicher- und loeschfaehiger datentraeger
JP2558892B2 (ja) * 1989-10-12 1996-11-27 松下電器産業株式会社 空気調和機の運転制御装置およびタイマー運転制御方法
US5252194A (en) 1990-01-26 1993-10-12 Varian Associates, Inc. Rotating sputtering apparatus for selected erosion
EP0439360A3 (en) * 1990-01-26 1992-01-15 Varian Associates, Inc. Rotating sputtering apparatus for selected erosion
US5126029A (en) * 1990-12-27 1992-06-30 Intel Corporation Apparatus and method for achieving via step coverage symmetry
US5254236A (en) * 1991-01-25 1993-10-19 Shibaura Engineering Works Co., Ltd. Sputtering apparatus
JP2505724B2 (ja) * 1992-05-15 1996-06-12 アネルバ株式会社 マグネトロンスパッタリング装置
US5374343A (en) * 1992-05-15 1994-12-20 Anelva Corporation Magnetron cathode assembly
US5248402A (en) * 1992-07-29 1993-09-28 Cvc Products, Inc. Apple-shaped magnetron for sputtering system
CA2111536A1 (en) * 1992-12-16 1994-06-17 Geri M. Actor Collimated deposition apparatus
DE19508535A1 (de) * 1995-03-10 1996-09-12 Leybold Materials Gmbh Sputtertarget aus einer Kobalt-Basislegierung mit hohem Magnetfelddurchgriff
US5746897A (en) * 1995-07-10 1998-05-05 Cvc Products, Inc. High magnetic flux permanent magnet array apparatus and method for high productivity physical vapor deposition
CH691643A5 (de) 1995-10-06 2001-08-31 Unaxis Balzers Ag Magnetronzerstäubungsquelle und deren Verwendung.
US5830327A (en) * 1996-10-02 1998-11-03 Intevac, Inc. Methods and apparatus for sputtering with rotating magnet sputter sources
US6342131B1 (en) * 1998-04-17 2002-01-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of depositing a multilayer thin film by means of magnetron sputtering which controls the magnetic field

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