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JP7712907B2 - Sputtering Equipment - Google Patents
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JP7712907B2 - Sputtering Equipment - Google Patents

Sputtering Equipment

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JP7712907B2 JP2022194920A JP2022194920A JP7712907B2 JP 7712907 B2 JP7712907 B2 JP 7712907B2 JP 2022194920 A JP2022194920 A JP 2022194920A JP 2022194920 A JP2022194920 A JP 2022194920A JP 7712907 B2 JP7712907 B2 JP 7712907B2
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Description

本発明はスパッタリング装置に関し、特に、マグネトロンカソードを有する成膜に用いて好適な技術に関する。 The present invention relates to a sputtering device, and in particular to a technology suitable for use in film deposition using a magnetron cathode.

マグネトロンカソードを有する成膜装置においては、ターゲットの利用効率を向上することなどを目的として、マグネットをターゲットに対して移動させる方式が知られている。
特許文献1に開示の技術のように、成膜の均一性向上等の目的のために、マグネットの移動に加え、カソードおよびターゲットを被成膜基板に対して揺動させることも知られている。
2. Description of the Related Art In a film forming apparatus having a magnetron cathode, a method of moving a magnet relative to a target is known for the purpose of improving the utilization efficiency of the target.
As in the technique disclosed in Patent Document 1, in order to improve the uniformity of film formation, it is also known to oscillate the cathode and the target relative to the substrate on which the film is formed, in addition to moving the magnet.

また、特許文献2に開示の技術のように、発生したパーティクルがスパッタ処理室内における成膜に悪影響を及ぼすことを防止する目的などで、マグネットおよびカソードを揺動させることが知られている。
さらに、マグネットおよびカソードに対して被成膜基板を揺動させる技術として、本出願人らは特許文献3のような技術を公開している。
Also, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-133696, it is known to oscillate the magnet and the cathode for the purpose of preventing generated particles from adversely affecting film formation in the sputtering chamber.
Furthermore, the applicants have disclosed a technique such as that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-233699 as a technique for oscillating a substrate on which a film is formed relative to a magnet and a cathode.

特開2009-41115号公報JP 2009-41115 A 特開2012-158835号公報JP 2012-158835 A 特許第6579726号公報Patent No. 6579726

しかし、上記のようにターゲットに対してマグネットを走査(揺動)させる技術であっても、非エロージョン領域の発生により、マグネットの揺動範囲の縁部に近接する成膜領域の周縁部付近においては、パーティクル発生原因となる場合があるためこれを解消したいという要求があった。特に、非エロージョン領域の発生そのものよりも、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界がぼやけた場合に、これがリデポ膜(ターゲットに着膜したスパッタ膜)の再スパッタ発生など、問題となるパーティクル発生の原因となることがわかった。 However, even with the technology of scanning (oscillating) a magnet relative to the target as described above, the occurrence of non-erosion areas can cause particle generation near the periphery of the deposition area close to the edge of the magnet's oscillation range, and there was a demand to eliminate this problem. In particular, it was found that rather than the occurrence of non-erosion areas themselves, when the boundary between the non-erosion area and the erosion area becomes blurred, this can cause problematic particle generation, such as re-sputtering of the redeposited film (the sputtered film deposited on the target).

また、上記のようにターゲットに対してマグネットを走査(揺動)させる技術であっても、非エロージョン領域の発生により、マグネットの揺動範囲に近接する成膜領域の周縁部付近においては、膜厚の減少、膜厚分布や膜質分布にムラができてしまうなどの問題が、依然として解消されていない。さらに、基板の大型化によってこのような不具合に対する改善要求が大きくなっていた。 Even with the technology of scanning (oscillating) a magnet over a target as described above, problems remain, such as a reduction in film thickness and uneven film thickness and quality distribution near the periphery of the deposition area close to the magnet's oscillation range due to the occurrence of non-erosion areas. Furthermore, as substrates become larger, there is an increasing demand for improvements to these problems.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
1.非エロージョン発生領域周りのぼやけた領域の発生を抑制して、パーティクル発生原因を減らすこと。
2.形成されたプラズマ分布を安定させ、マグネットの揺動位置にかかわらずに膜厚分布・膜厚特性分布の均一性を向上すること。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to achieve the following objects.
1. Suppression of the generation of blurred areas around non-erosion areas, reducing the source of particle generation.
2. To stabilize the distribution of the formed plasma and improve the uniformity of the film thickness distribution and film thickness characteristic distribution regardless of the magnet's swing position.

本願発明者らは、鋭意研究の結果、非エロージョン領域によるパーティクル発生の抑制、および、膜厚分布、膜質特性分布のばらつきの抑制に成功した。 As a result of extensive research, the inventors of the present application have succeeded in suppressing particle generation in non-erosion regions, as well as suppressing variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution.

スパッタリング中は、印加された電力によりマグネットからは磁界(磁場、磁力線)が形成されている。このとき、スパッタリングに寄与するプラズマまたは電子は、マグネットの形成する磁力線に沿って移動している。マグネットによる磁力線のうち、プラズマ発生に寄与するものは、ターゲットと平行に面一として配置されるマグネットの両極のうち、N極からターゲットに向かい円弧状にS極に到達する。このとき、マグネットによる磁力線は、N極から、ターゲットを裏面側から表面側に向けて厚さ方向に貫通し、プラズマ発生空間で円弧状に形成され、ターゲットを表面側から裏面側に向けて厚さ方向に貫通してS極へと戻る。 During sputtering, a magnetic field (magnetic field, magnetic lines of force) is formed from the magnet due to the applied power. At this time, the plasma or electrons that contribute to sputtering move along the magnetic lines of force formed by the magnet. Of the magnetic lines of force from the magnet, those that contribute to plasma generation run in an arc shape from the N pole toward the target and reach the S pole of the magnet, which is placed flush and parallel to the target. At this time, the magnetic lines of force from the magnet penetrate the thickness direction of the target from the back side to the front side from the N pole, form an arc shape in the plasma generation space, penetrate the thickness direction of the target from the front side to the back side, and return to the S pole.

ターゲットの端部周辺にはアノード等グランド電位の部分が配置されている。この状態で、マグネットを走査(揺動)させてマグネットが揺動端付近に位置した場合には、マグネットがこのアノードに近接した位置となる。
すると、マグネットの揺動端付近で、N極からの磁力線が近接しているアノードに向かい、S極に戻らないという現象が起こる場合がある。すると、電子は磁力線に沿ってトラッキングされる(動く)ため、プラズマ形成空間に戻らず、プラズマ形成に寄与せずにアノードに流れてしまう。これを電子が吸われると称する。
A portion at ground potential, such as an anode, is disposed around the edge of the target. In this state, when the magnet is scanned (oscillated) and positioned near the end of the oscillation, the magnet is positioned close to this anode.
When this happens, a phenomenon may occur in which the magnetic field lines from the north pole move toward the nearby anode near the oscillating end of the magnet, and do not return to the south pole. As a result, the electrons are tracked (move) along the magnetic field lines, and do not return to the plasma generation space, but instead flow to the anode without contributing to plasma generation. This is called electrons being sucked in.

電子がアノードに吸われると、ターゲットの表面側、つまり、プラズマ発生空間における電子密度が低下する。すると、形成されるプラズマ密度が低下する、あるいは、プラズマが発生しない、という現象が起こる場合がある。これをプラズマが吸われると称する。このような現象が発生した場合、プラズマによりターゲットがスパッタリングされないために、非エロージョン領域が発生し、さらに、非エロージョン領域が大きくなる場合がある。 When electrons are absorbed by the anode, the electron density on the surface side of the target, i.e., in the plasma generation space, decreases. This can result in a phenomenon in which the density of the plasma formed decreases, or no plasma is generated. This is called plasma being absorbed. When this phenomenon occurs, the target is not sputtered by the plasma, so non-erosion areas are created, and the non-erosion areas can become larger.

ここで、電子がアノードに吸われた場合、マグネットの揺動その他に起因して、アノード付近におけるプラズマのオンオフが発生する。これにより、プラズマによるスパッタリングのオンオフが発生する。すると、リデポ膜のスパッタリングに起因するパーティクルが発生する可能性が増大する。 Here, when electrons are absorbed by the anode, the plasma near the anode turns on and off due to the magnet's oscillation and other factors. This causes sputtering by the plasma to turn on and off. This increases the possibility of particles being generated due to sputtering of the redeposition film.

つまり、非エロージョン領域の発生により、マグネットの揺動範囲に近接する成膜領域の周縁部付近においては、パーティクル発生原因となる場合がある。
このとき、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になっており、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることになる。
In other words, the occurrence of non-erosion regions may cause particle generation near the periphery of the film-forming region close to the range of oscillation of the magnet.
At this time, the boundary between the non-erosion region and the erosion region becomes unclear, and an erosion-non-erosion boundary region is formed.

このように、非エロージョン領域の発生そのものよりも、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界がぼやけた場合に、これがリデポ膜の再スパッタ発生など、問題となるパーティクル発生の原因となることがわかった。 In this way, it was found that rather than the occurrence of non-erosion regions themselves, it is the blurring of the boundary between non-erosion regions and erosion regions that causes problematic particle generation, such as re-sputtering of the redeposited film.

上記のように、電子がアノードに吸われる場合、マグネットからの磁力線が、アノードに向かう状態、つまり、ターゲットの厚さ方向よりも、ターゲットの輪郭外向きに傾斜した状態である。 As mentioned above, when electrons are attracted to the anode, the magnetic field lines from the magnet are directed toward the anode, that is, they are inclined outward from the target contour rather than in the thickness direction of the target.

このため、本願発明者らはこのような問題を解決するために、マグネットの揺動端においてマグネットから形成される磁力線を、アノードに向かわないようにすることで、吸われる電子を減少することが可能であることを見出した。つまり、マグネットの揺動端の一端においてマグネットから形成される磁力線を、ターゲットの厚さ方向よりもマグネットの揺動端の他端に向けて傾斜させる、すなわち、ターゲットの厚さ方向よりもターゲットの輪郭内向きに傾斜させることが、非エロージョン領域の低減に有効であることを見出した。 Therefore, in order to solve this problem, the inventors of the present application discovered that it is possible to reduce the number of electrons that are absorbed by directing the magnetic field lines formed by the magnet at the oscillating end of the magnet away from the anode. In other words, they discovered that inclining the magnetic field lines formed by the magnet at one end of the oscillating end of the magnet toward the other end of the oscillating end of the magnet rather than in the thickness direction of the target, i.e., inclining them inward toward the target's contour rather than in the thickness direction of the target, is effective in reducing the non-erosion region.

なお、上記の説明では、通常の表記に従って磁力線をN極からS極へ到達するように表記したが、逆の極性としても現象の理解には支障がない。 In the above explanation, the magnetic field lines are shown as going from the north pole to the south pole, as is the usual notation, but the phenomenon can be understood without any problems if the polarity is reversed.

さらに、非エロージョン領域が発生している場合には、プラズマ発生が抑制されていることになる。このため、印加された供給電力がプラズマ発生に消費されずに余剰となる。この余剰電力が、もともとの非エロージョン領域とは異なる領域に対して再分配される、あるいは、全体の電圧(電力)変動として吸収されることになる。従って、電圧変動のようにプラズマ発生条件が変動してしまい、結果的に膜厚分布のばらつき、膜質特性分布のばらつき拡大の原因となる。 Furthermore, when a non-erosion region occurs, plasma generation is suppressed. As a result, the applied power supply is not consumed in plasma generation and becomes surplus. This surplus power is redistributed to a region other than the original non-erosion region, or is absorbed as an overall voltage (power) fluctuation. As a result, the plasma generation conditions fluctuate like voltage fluctuations, which ultimately causes variations in film thickness distribution and increases the variation in film quality characteristic distribution.

つまり、電子がアノードに吸われた場合、非エロージョン領域発生に起因して、膜厚分布のばらつき、膜質特性分布のばらつきが拡大することになる。 In other words, when electrons are absorbed by the anode, non-erosion regions occur, which increases the variation in film thickness distribution and film quality characteristic distribution.

さらに、非エロージョン領域が発生している場合、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動により、もともとの非エロージョン領域とは異なる非エロージョン領域が発生してしまうこともある。この場合、パーティクル発生、および、膜厚分布、膜質特性分布のばらつきなどが拡大してしまうことになる。 Furthermore, when a non-erosion region has already occurred, partial fluctuations in the plasma generation conditions due to voltage fluctuations, etc., can result in the generation of non-erosion regions that are different from the original non-erosion region. In this case, particle generation and variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution will increase.

このため、本願発明者らはこの問題を解決するために、マグネットの揺動端の一端において、マグネットから形成される磁力線を、アノードに向かわないようにすることで、吸われる電子を減少することが可能であることを見出した。つまり、マグネットの揺動端の一端において、マグネットから形成される磁力線を、ターゲットの厚さ方向よりもマグネットの揺動端の他端に向けて傾斜させる、すなわち、ターゲットの厚さ方向よりもターゲットの輪郭内向きに傾斜させることが、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制に有効であることを見出した。 Therefore, in order to solve this problem, the inventors of the present application discovered that it is possible to reduce the number of electrons that are absorbed by directing the magnetic field lines formed by the magnet at one end of the magnet's oscillating end away from the anode. In other words, they discovered that inclining the magnetic field lines formed by the magnet at one end of the magnet's oscillating end toward the other end of the magnet's oscillating end rather than in the thickness direction of the target, i.e., inclining them inward toward the target's contour rather than in the thickness direction of the target, is effective in suppressing the occurrence of variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution.

これらを鑑みて、本願発明者らは、以下のように本願発明を完成した。 In light of these considerations, the inventors have completed the present invention as follows:

(1) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込むとともに、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、隣接する前記マグネットの前記中央磁石部よりも小さく形成された揺動端中央磁石部を有する、ことができる。
(2) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込むとともに、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なり、前記中央磁石部の両側に等間隔で平行に延びる長手直線部および両方の前記長手直線部の端部を夫々橋渡す橋渡し部を有するとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、隣接する前記マグネットの前記長手直線部よりも大きく形成された揺動端長手直線部を有する、ことができる。
(3) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込むとともに、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、隣接する前記マグネットの前記中央磁石部よりも前記他方の揺動端に向けて傾斜して配置された揺動端傾斜中央磁石部を有する、
ことができる。
(4) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
非エロージョン領域およびエロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記非エロージョン領域および前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記非エロージョン領域と前記エロージョン領域との境界が不明瞭になっているエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を抑制するとともに、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込み、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端よりも前記揺動領域の外側位置に前記周縁磁石部に隣接して配置される補助マグネットを有する、
ことができる。
(5) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
非エロージョン領域およびエロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記非エロージョン領域および前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記非エロージョン領域と前記エロージョン領域との境界が不明瞭になっているエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を抑制するとともに、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込み、
前記カソードユニットと対となり前記ターゲットの周囲に位置するアノードを有し、 前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端よりも前記揺動領域の外側に位置する揺動端外磁石部を前記アノードの裏面に有する、
ことができる。
(6) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
非エロージョン領域およびエロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記非エロージョン領域および前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記非エロージョン領域と前記エロージョン領域との境界が不明瞭になっているエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を抑制するとともに、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記揺動方向に拡がる幅が減少するように変化させる、
ことができる。
(7) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記揺動方向に拡がる幅が減少するように変化させ、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、前記中央磁石部の前記揺動方向に隣接して配置された揺動端磁性体部を有する、
ことができる。
(8) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
非エロージョン領域およびエロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記非エロージョン領域および前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記非エロージョン領域と前記エロージョン領域との境界が不明瞭になっているエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を抑制するとともに、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、前記一方の揺動端において前記マグネットが形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾くように前記マグネットを傾けるマグネット傾斜走査部を有する、
ことができる。
(9) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記カソードユニットと対となり前記ターゲットの周囲に位置するアノードを有し、 前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、前記マグネットに形成されて前記アノードに到達する磁力線を減らすように前記マグネットを前記ターゲットに近接させるマグネット近接走査部を有する、
ことができる。

(1) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit includes a plurality of magnets arranged in the swing direction,
The magnetic field line tilt mechanism may have, in the magnet located at one of the oscillation ends, an oscillation end central magnet portion that is formed smaller than the central magnet portion of an adjacent magnet.
(2) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and having a polarity different from that of the central magnet section, longitudinal straight sections extending parallel to both sides of the central magnet section at equal intervals and bridging sections respectively bridging the ends of both longitudinal straight sections, and surrounding the periphery of the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit includes a plurality of magnets arranged in the swing direction,
The magnetic field line tilt mechanism may have, in the magnet located at one of the oscillation ends, a longitudinal straight portion formed larger than the longitudinal straight portion of an adjacent magnet.
(3) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit includes a plurality of magnets arranged in the swing direction,
The magnetic field line tilt mechanism has a swing end inclined central magnet portion inclined toward the other swing end relative to the central magnet portion of the adjacent magnet in the magnet located at one swing end.
It is possible.
(4) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which a non-erosion region and an erosion region are formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate to form the non-erosion region and the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism suppresses the formation of an erosion-non-erosion boundary region in which the boundary between the non-erosion region and the erosion region is unclear, and
the magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit includes a plurality of magnets arranged in the swing direction,
the magnetic field line tilt mechanism has an auxiliary magnet disposed adjacent to the peripheral edge magnet portion at a position outside the one of the swing ends of the swing region,
It is possible.
(5) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which a non-erosion region and an erosion region are formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate to form the non-erosion region and the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism suppresses the formation of an erosion-non-erosion boundary region in which the boundary between the non-erosion region and the erosion region is unclear, and
the magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
an anode that is paired with the cathode unit and is located around the target, and the magnetic field line tilt mechanism has an outer magnet portion for an oscillation end that is located outside the oscillation region relative to the one oscillation end, on a back surface of the anode;
It is possible.
(6) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which a non-erosion region and an erosion region are formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate to form the non-erosion region and the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism suppresses the formation of an erosion-non-erosion boundary region in which the boundary between the non-erosion region and the erosion region is unclear, and
the magnetic field line tilt mechanism changes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end so that the width of the lines of magnetic field extending in the oscillation direction decreases.
It is possible.
(7) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
the magnetic field line tilt mechanism changes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end so that the width of the lines of magnetic field extending in the oscillation direction decreases,
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
the magnetic field line tilt mechanism has an oscillation end magnetic body portion disposed adjacent to the central magnet portion in the oscillation direction in the magnet located at one of the oscillation ends,
It is possible.
(8) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which a non-erosion region and an erosion region are formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate to form the non-erosion region and the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism suppresses the formation of an erosion-non-erosion boundary region in which the boundary between the non-erosion region and the erosion region is unclear, and
the magnetic field line tilt mechanism has a magnet tilt scanning unit that tilts the magnet located at one of the oscillation ends so that the magnetic field lines formed by the magnet at the one of the oscillation ends are tilted toward the other oscillation end,
It is possible.
(9) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
the magnet is disposed at one of the swing ends and has an anode that is paired with the cathode unit and is located around the target, the magnetic field line tilt mechanism having a magnet proximity scanning unit that moves the magnet close to the target so as to reduce the magnetic field lines formed in the magnet and reaching the anode,
It is possible.

(1) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有する、
ことにより上記課題を解決した。
(1) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism for tilting the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end;
This has solved the above problem.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットの形成する磁力線を、磁力線傾斜機構によって他方の揺動端に向けて傾けることができる。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。これにより、エロージョン-非エロージョン境界領域を効果的に低減して、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることに起因するパーティクル発生を低減することができる。
同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットの揺動位置によるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定して、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。
According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range in which the magnet unit oscillates, the magnetic field lines formed by the magnet of the magnet unit at a position in contact with one of the oscillation ends can be tilted toward the other oscillation end by the magnetic field line tilt mechanism. This makes it possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode. This makes it possible to suppress the absorption of plasma and the reduction in plasma density. This effectively reduces the erosion-non-erosion boundary region, thereby reducing the generation of particles caused by the formation of the erosion-non-erosion boundary region.
At the same time, by suppressing fluctuations in the supply voltage, fluctuations in plasma density due to the magnet's swing position can be suppressed, the plasma generation state can be stabilized, and variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution can be effectively suppressed.

(2) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、上記(1)において、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込む、
ことができる。
(2) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the above (1),
the magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end;
It is possible.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットの形成する磁力線を、磁力線傾斜機構によって他方の揺動端に向けて押し込むことができる。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。 According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range in which the magnet unit oscillates, the magnetic field lines formed by the magnet of the magnet unit that is in contact with one of the oscillation ends can be pushed toward the other oscillation end by the magnetic field line tilt mechanism. This makes it possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode. This makes it possible to prevent the plasma from being absorbed, which would otherwise cause a decrease in plasma density.

(3) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、上記(2)において、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、隣接する前記マグネットの前記中央磁石部よりも小さく形成された揺動端中央磁石部を有する、
ことができる。
(3) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the above (2),
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
the magnetic field line tilt mechanism has a magnet located at one of the swing ends, the magnet having a swing end central magnet portion that is smaller than the central magnet portion of the adjacent magnet,
It is possible.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットに対して、磁力線傾斜機構が、揺動端中央磁石部と、揺動端中央磁石部よりも一方の揺動端に近接する周縁磁石部と、の間で形成される磁力線を、揺動方向において、他方の揺動端に向けて押し込むことができるためである。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。
これは、揺動端中央磁石部が小さく形成されていることで、揺動端中央磁石部よりも一方の揺動端に近接する周縁磁石部によって形成される磁力線の傾斜が、揺動方向において、ターゲット表面の法線に、近づくように磁力線を形成できるためである。
According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range in which the magnet unit oscillates, the magnetic field line tilt mechanism can push the magnetic field lines formed between the oscillation end central magnet part and the peripheral magnet part closer to the one oscillation end than the oscillation end central magnet part, in the oscillation direction, toward the other oscillation end, for the magnet of the magnet unit that is in contact with the one oscillation end. Therefore, it is possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode. Therefore, it is possible to suppress the plasma from being absorbed and the plasma density from being reduced.
This is because the central magnet section at the oscillating end is made small, so that the inclination of the magnetic field lines formed by the peripheral magnet section that is closer to one of the oscillating ends than the central magnet section at the oscillating end can be formed so that the magnetic field lines approach the normal to the target surface in the oscillating direction.

ここで、揺動端中央磁石部が小さく形成されるとは、揺動端中央磁石部の磁力が、隣接するマグネットの中央磁石部の磁力よりも小さくなることを意味する。具体的には、揺動端中央磁石部が小さく形成されるとは、揺動端中央磁石部の体積、特に、揺動方向における幅寸法が小さく形成されることを意味する。あるいは、揺動端中央磁石部が小さく形成されるとは、ターゲットの法線方向における揺動端中央磁石部の厚さ寸法が小さく形成されることを意味してもよい。 Here, "the central magnet part at the oscillating end is made small" means that the magnetic force of the central magnet part at the oscillating end is smaller than the magnetic force of the central magnet part of the adjacent magnet. Specifically, "the central magnet part at the oscillating end is made small" means that the volume of the central magnet part at the oscillating end, particularly the width dimension in the oscillating direction, is made small. Alternatively, "the central magnet part at the oscillating end is made small" may mean that the thickness dimension of the central magnet part at the oscillating end in the normal direction of the target is made small.

(4) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、上記(2)において、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なり、前記中央磁石部の両側に等間隔で平行に延びる長手直線部および両方の前記長手直線部の端部を夫々橋渡す橋渡し部を有するとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、隣接する前記マグネットの前記長手直線部よりも大きく形成された揺動端長手直線部を有する、
ことができる。
(4) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the above (2),
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and having a polarity different from that of the central magnet section, longitudinal straight sections extending parallel to both sides of the central magnet section at equal intervals and bridging sections respectively bridging the ends of both longitudinal straight sections, and surrounding the periphery of the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
the magnetic field line tilt mechanism has a longitudinal straight portion of the magnet located at one of the oscillation ends that is formed larger than the longitudinal straight portion of the adjacent magnet,
It is possible.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットに対して、磁力線傾斜機構が、中央磁石部と、中央磁石部よりも一方の揺動端に近接する揺動端長手直線部と、の間で形成される磁力線を、揺動方向において、他方の揺動端に向けて押し込むことができるためである。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。
これは、揺動端長手直線部が大きく形成されていることで、中央磁石部よりも一方の揺動端に近接する揺動端長手直線部によって形成される磁力線の傾斜が、揺動方向において、ターゲット表面の法線に、近づくように磁力線を形成できるためである。
According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range in which the magnet unit oscillates, the magnetic field line inclination mechanism can push the magnetic field lines formed between the central magnet part and the oscillation end longitudinal straight part closer to the one oscillation end than the central magnet part toward the other oscillation end in the oscillation direction for the magnet of the magnet unit that is in contact with the one oscillation end. Therefore, it is possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode. Therefore, it is possible to suppress the plasma from being absorbed and the plasma density from being reduced.
This is because the longitudinal straight portion of the oscillating end is formed to be large, so that the inclination of the magnetic field lines formed by the longitudinal straight portion of the oscillating end that is closer to one of the oscillating ends than the central magnet portion can be formed so that the magnetic field lines approach the normal to the target surface in the oscillating direction.

ここで、揺動端長手直線部が大さく形成されるとは、中央磁石部よりも一方の揺動端に近接する揺動端長手直線部の磁力が、隣接するマグネットの長手直線部の磁力よりも大きくなることを意味する。具体的には、揺動端長手直線部が大さく形成されるとは、揺動端長手直線部の体積、特に、揺動方向における幅寸法が大きく形成されることを意味する。あるいは、揺動端長手直線部が大さく形成されるとは、ターゲットの法線方向における揺動端長手直線部の厚さ寸法が大きく形成されることを意味してもよい。 Here, the fact that the oscillating end longitudinal straight portion is formed large means that the magnetic force of the oscillating end longitudinal straight portion closer to one of the oscillating ends than the central magnet portion is greater than the magnetic force of the longitudinal straight portion of the adjacent magnet. Specifically, the fact that the oscillating end longitudinal straight portion is formed large means that the volume of the oscillating end longitudinal straight portion, particularly the width dimension in the oscillating direction, is formed large. Alternatively, the fact that the oscillating end longitudinal straight portion is formed large may mean that the thickness dimension of the oscillating end longitudinal straight portion in the normal direction of the target is formed large.

さらに、揺動端長手直線部が大さく形成されるとは、中央磁石部よりも一方の揺動端に近接する揺動端長手直線部の磁力が、揺動方向において同じマグネットの中央磁石部を挟んで隣接する長手直線部の磁力よりも大きくなることを意味してもよい。具体的には、揺動端長手直線部が大さく形成されるとは、揺動端長手直線部の体積、特に、揺動方向における幅寸法が揺動方向において同じマグネットの中央磁石部を挟んで隣接する長手直線部の幅寸法より大きく形成されることを意味する。あるいは、揺動端長手直線部が大さく形成されるとは、ターゲットの法線方向における揺動端長手直線部の厚さ寸法が揺動方向において同じマグネットの中央磁石部を挟んで隣接する長手直線部の厚さ寸法より大きく形成されることを意味してもよい。 Furthermore, the fact that the oscillating end longitudinal straight portion is formed large may mean that the magnetic force of the oscillating end longitudinal straight portion closer to one of the oscillating ends than the central magnet portion is greater than the magnetic force of the adjacent longitudinal straight portion sandwiching the central magnet portion of the same magnet in the oscillating direction. Specifically, the fact that the oscillating end longitudinal straight portion is formed large means that the volume of the oscillating end longitudinal straight portion, particularly the width dimension in the oscillating direction, is formed larger than the width dimension of the adjacent longitudinal straight portion sandwiching the central magnet portion of the same magnet in the oscillating direction. Alternatively, the fact that the oscillating end longitudinal straight portion is formed large may mean that the thickness dimension of the oscillating end longitudinal straight portion in the normal direction of the target is formed larger than the thickness dimension of the adjacent longitudinal straight portion sandwiching the central magnet portion of the same magnet in the oscillating direction.

(5) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、上記(2)において、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、隣接する前記マグネットの前記中央磁石部よりも前記他方の揺動端に向けて傾斜して配置された揺動端傾斜中央磁石部を有する、
ことができる。
(5) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the above (2),
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
The magnetic field line tilt mechanism has a swing end inclined central magnet portion inclined toward the other swing end relative to the central magnet portion of the adjacent magnet in the magnet located at one swing end.
It is possible.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットに対して、揺動端傾斜中央磁石部が他方の端部に向けて傾斜していることにより、揺動端傾斜中央磁石部と、この揺動端傾斜中央磁石部よりも一方の揺動端に近接する周縁磁石部と、の間で形成される磁力線を、揺動方向において他方の揺動端に向けて押し込むことができるためである。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。
これは、揺動端傾斜中央磁石部が他方の端部に向けて傾斜して形成されていることで、揺動端傾斜中央磁石部よりも一方の揺動端に近接する周縁磁石部によって形成される磁力線の傾斜が、揺動方向において、ターゲット表面の法線に、近づくように磁力線を形成できるためである。
ここで、揺動端傾斜中央磁石部が他方の端部に向けて傾斜して形成されるとは、揺動端傾斜中央磁石部の磁力が、他方の端部に向けて傾斜することを意味する。
According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range in which the magnet unit oscillates, the oscillation end inclined central magnet part is inclined toward the other end with respect to the magnet of the magnet unit that is in contact with one of the oscillation ends, so that the magnetic field lines formed between the oscillation end inclined central magnet part and the peripheral magnet part closer to one of the oscillation ends than the oscillation end inclined central magnet part can be pushed toward the other oscillation end in the oscillation direction. Therefore, it is possible to reduce the electrons absorbed by the anode. Therefore, it is possible to suppress the plasma from being absorbed and the plasma density from being reduced.
This is because the swing end inclined central magnet portion is formed at an incline toward the other end, so that the inclination of the magnetic field lines formed by the peripheral magnet portion that is closer to one of the swing ends than the swing end inclined central magnet portion can be formed so that the magnetic field lines approach the normal to the target surface in the swing direction.
Here, the phrase "the oscillation end inclined central magnet portion is formed so as to be inclined toward the other end portion" means that the magnetic force of the oscillation end inclined central magnet portion is inclined toward the other end portion.

(6) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、上記(2)において、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端よりも揺動領域の外側位置に前記周縁磁石部に隣接して配置される補助マグネットを有する、
ことができる。
(6) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is the above-mentioned (2),
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
the magnetic field line tilt mechanism has an auxiliary magnet disposed adjacent to the peripheral edge magnet portion at a position outside the one of the swing ends in a swing region;
It is possible.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットに対して、一方の揺動端に位置するマグネットの形成する磁力線を、補助マグネットの形成する磁場を用いて傾けることができる。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。これにより、エロージョン-非エロージョン境界領域を効果的に低減して、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることに起因するパーティクル発生を低減することができる。
同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットの揺動位置によるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定して、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。
According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range in which the magnet unit oscillates, the magnetic field formed by the magnet located at one of the oscillation ends can be tilted with respect to the magnet of the magnet unit located at a position in contact with one of the oscillation ends, using the magnetic field formed by the auxiliary magnet. Therefore, it is possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode. Therefore, it is possible to suppress the absorption of plasma and the reduction in plasma density. This effectively reduces the erosion-non-erosion boundary region, and reduces the generation of particles caused by the formation of the erosion-non-erosion boundary region.
At the same time, by suppressing fluctuations in the supply voltage, fluctuations in plasma density due to the magnet's swing position can be suppressed, the plasma generation state can be stabilized, and variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution can be effectively suppressed.

(7) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、上記(2)において、
前記カソードユニットと対となり前記ターゲットの周囲に位置するアノードを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端よりも揺動領域の外側に位置する揺動端外磁石部を前記アノードの裏面に有する、
ことができる。
(7) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the above (2),
an anode that is paired with the cathode unit and positioned around the target;
the magnetic field line tilt mechanism has an outer magnet part for an oscillation end located on the back surface of the anode and located outside a oscillation region of the one oscillation end;
It is possible.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットに対して、一方の揺動端に位置するマグネットの形成する磁力線を、揺動端外磁石部(補助マグネット)によって形成される磁場を用いて傾けることができる。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。これにより、エロージョン-非エロージョン境界領域を効果的に低減して、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることに起因するパーティクル発生を低減することができる。
同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットの揺動位置によるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定して、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。
According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range in which the magnet unit oscillates, the magnetic field formed by the magnet located at one of the oscillation ends can be tilted with respect to the magnet of the magnet unit located at a position in contact with one of the oscillation ends by using the magnetic field formed by the oscillation end outer magnet part (auxiliary magnet). Therefore, it is possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode. Therefore, it is possible to suppress the absorption of plasma and the reduction in plasma density. This effectively reduces the erosion-non-erosion boundary region, and reduces the generation of particles caused by the formation of the erosion-non-erosion boundary region.
At the same time, by suppressing fluctuations in the supply voltage, fluctuations in plasma density due to the magnet's swing position can be suppressed, the plasma generation state can be stabilized, and variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution can be effectively suppressed.

(8) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、上記(1)において、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記揺動方向に拡がる幅が減少するように変化させる、
ことができる。
(8) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the above (1),
the magnetic field line tilt mechanism changes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end so that the width of the lines of magnetic field extending in the oscillation direction decreases.
It is possible.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットに対して、一方の揺動端に位置するマグネットの形成する磁力線を、磁力線傾斜機構によって揺動領域の外側に拡がらないように形成することができる。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。これにより、エロージョン-非エロージョン境界領域を効果的に低減して、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることに起因するパーティクル発生を低減することができる。
同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットの揺動位置によるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定して、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。
According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range in which the magnet unit oscillates, the magnetic field lines formed by the magnet located at one of the oscillation ends can be formed by the magnetic field line tilt mechanism so as not to spread outside the oscillation region with respect to the magnet of the magnet unit located at a position in contact with one of the oscillation ends. Therefore, it is possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode. Therefore, it is possible to suppress the absorption of plasma and the reduction in plasma density. This effectively reduces the erosion-non-erosion boundary region, and reduces the generation of particles caused by the formation of the erosion-non-erosion boundary region.
At the same time, by suppressing fluctuations in the supply voltage, fluctuations in plasma density due to the magnet's swing position can be suppressed, the plasma generation state can be stabilized, and variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution can be effectively suppressed.

(9) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、上記(8)において、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、前記中央磁石部の前記揺動方向に隣接して配置された揺動端磁性体部を有する、
ことができる。
(9) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the above (8),
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
the magnetic field line tilt mechanism has an oscillation end magnetic body portion disposed adjacent to the central magnet portion in the oscillation direction in the magnet located at one of the oscillation ends,
It is possible.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットに対して、揺動端磁性体部が、中央磁石部と周縁磁石部との間で形成される磁力線を、揺動方向において揺動領域の外側に拡がらないように形成することができる。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。
これは、中央磁石部に揺動端磁性体部が隣接して配置されたことにより、中央磁石部よりも一方の揺動端に近接する周縁磁石部によって形成される磁力線を揺動領域の外側に拡がらないように形成することができるためである。
According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range in which the magnet unit oscillates, the oscillation end magnetic body portion can form the magnetic field lines formed between the central magnet portion and the peripheral magnet portion for the magnet of the magnet unit that is in contact with one of the oscillation ends so that they do not spread outside the oscillation region in the oscillation direction. Therefore, it is possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode. Therefore, it is possible to suppress the absorption of plasma and the reduction in plasma density.
This is because, by arranging the oscillating end magnetic material portion adjacent to the central magnet portion, the magnetic field lines formed by the peripheral magnet portion which is closer to one of the oscillating ends than the central magnet portion can be formed so as not to extend outside the oscillating region.

ここで、揺動端磁性体部は、中央磁石部の一方の端部に近接する位置に配置されることができる。あるいは、揺動端磁性体部は、中央磁石部の他方の端部に近接する位置に配置されることができる。もしくは、揺動端磁性体部は、揺動方向における中央磁石部の両側位置に配置されることができる。 Here, the oscillating end magnetic body part can be located in close proximity to one end of the central magnet part. Alternatively, the oscillating end magnetic body part can be located in close proximity to the other end of the central magnet part. Alternatively, the oscillating end magnetic body part can be located on both sides of the central magnet part in the oscillating direction.

(10) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、上記(1)において、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、前記一方の揺動端において前記マグネットが形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾くように前記マグネットを傾けるマグネット傾斜走査部を有する、
ことができる。
(10) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the above (1),
the magnetic field line tilt mechanism has a magnet tilt scanning unit that tilts the magnet located at one of the oscillation ends so that the magnetic field lines formed by the magnet at the one of the oscillation ends are tilted toward the other oscillation end,
It is possible.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットに対して、マグネット傾斜走査部が一方の揺動端に位置するマグネッを傾斜させることによって、マグネットから形成する磁場を他方の端部に向かって傾けることができる。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。これにより、エロージョン-非エロージョン境界領域を効果的に低減して、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることに起因するパーティクル発生を低減することができる。
同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットの揺動位置によるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定して、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。
According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range in which the magnet unit oscillates, the magnet tilt scanning unit tilts the magnet located at one of the oscillation ends with respect to the magnet of the magnet unit located at a position in contact with one of the oscillation ends, thereby tilting the magnetic field formed by the magnet toward the other end. Therefore, it is possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode. Therefore, it is possible to suppress the absorption of plasma and the reduction in plasma density. This effectively reduces the erosion-non-erosion boundary region, thereby reducing the generation of particles caused by the formation of the erosion-non-erosion boundary region.
At the same time, by suppressing fluctuations in the supply voltage, fluctuations in plasma density due to the magnet's swing position can be suppressed, the plasma generation state can be stabilized, and variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution can be effectively suppressed.

(11) 本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、上記(1)において、
前記カソードユニットと対となり前記ターゲットの周囲に位置するアノードを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、前記マグネットに形成されて前記アノードに到達する磁力線を減らすように前記マグネットを前記ターゲットに近接させるマグネット近接走査部を有する、
ことができる。
(11) A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is the sputtering apparatus according to the above (1),
an anode that is paired with the cathode unit and positioned around the target;
the magnetic field line tilt mechanism has a magnet proximity scanning unit that moves the magnet located at one of the swing ends closer to the target so as to reduce magnetic field lines formed in the magnet and reaching the anode.
It is possible.

上記の構成によれば、マグネットユニットの揺動する範囲である揺動領域において、その一方の揺動端にマグネットユニットが位置する場合、マグネットユニットのうち、一方の揺動端に接する位置にあるマグネットに対して、マグネット近接走査部が一方の揺動端に位置するターゲットに近接させることによって、マグネットから形成する磁場がターゲット付近で、揺動方向において揺動領域の外側に拡がらない位置にすることができる。
したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。これにより、エロージョン-非エロージョン境界領域を効果的に低減して、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることに起因するパーティクル発生を低減することができる。
同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットの揺動位置によるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定して、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。
According to the above configuration, when the magnet unit is located at one of the oscillation ends in the oscillation region, which is the range within which the magnet unit oscillates, the magnet proximity scanning unit brings the magnet of the magnet unit, which is located in contact with one of the oscillation ends, close to the target located at one of the oscillation ends, so that the magnetic field formed from the magnet can be positioned near the target and not extend outside the oscillation region in the oscillation direction.
Therefore, it is possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode, which in turn prevents the plasma from being absorbed and reduces the plasma density. This effectively reduces the erosion-non-erosion boundary region, thereby reducing the generation of particles caused by the formation of the erosion-non-erosion boundary region.
At the same time, by suppressing fluctuations in the supply voltage, fluctuations in plasma density due to the magnet's swing position can be suppressed, the plasma generation state can be stabilized, and variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution can be effectively suppressed.

本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットを備えたマグネットユニットと、
前記マグネットと前記被成膜基板とを相対的に基板表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間で往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
前記磁力線傾斜機構として、基板表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在する複数本の前記マグネットのうち前記一方の揺動端に位置する前記マグネットに沿って、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットが形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける補助マグネットと、
を有することができる。
A sputtering apparatus according to one aspect of the present invention comprises:
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit including a magnet disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and forming the erosion region in the target;
a magnet unit scanning section that can move the magnet and the film formation substrate back and forth between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the surface of the substrate;
the magnetic field line tilt mechanism including an auxiliary magnet that tilts the magnetic field lines formed by the magnet located at one of the plurality of magnets extending along the substrate surface in a swing width direction intersecting the swing direction along the magnet located at the one swing end toward the other swing end;
may have the following structure:

これにより、マグネットユニットの一方の揺動端において、一方の揺動端に位置するマグネットの形成する磁力線を、補助マグネットによって発生する磁場を用いて傾けることができる。したがって、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまい、プラズマ密度が減少することを抑制できる。これにより、エロージョン-非エロージョン境界領域を効果的に低減して、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることに起因するパーティクル発生を低減することができる。
同時に、供給転圧の変動を抑制して、マグネットの揺動位置によるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定して、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。
As a result, at one of the oscillation ends of the magnet unit, the magnetic field lines formed by the magnet located at that one oscillation end can be tilted using the magnetic field generated by the auxiliary magnet. This makes it possible to reduce the number of electrons absorbed by the anode. This makes it possible to prevent the plasma from being absorbed, thereby preventing a decrease in plasma density. This effectively reduces the erosion-non-erosion boundary region, thereby reducing the generation of particles caused by the formation of the erosion-non-erosion boundary region.
At the same time, by suppressing fluctuations in the supply pressure, fluctuations in plasma density due to the magnet's swing position can be suppressed, the plasma generation state can be stabilized, and variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution can be effectively suppressed.

本発明のスパッタリング装置は、
前記磁力線傾斜機構の前記補助マグネットが、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットに沿って前記一方の揺動端に対して前記他方の揺動端と逆側に配置されるとともに、
前記補助マグネットが、前記マグネットと一体に揺動可能であることができる。
The sputtering apparatus of the present invention comprises:
The auxiliary magnet of the magnetic field line tilt mechanism is disposed along the magnet located at the one oscillation end on the opposite side of the other oscillation end with respect to the one oscillation end,
The auxiliary magnet may be capable of swinging integrally with the magnet.

これにより、マグネットの揺動位置にかかわらず、マグネットからの磁力線の減少を抑制して、プラズマ発生状態を安定して、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることを減少させ、パーティクル発生を抑制するとともに、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生を抑制することができる。 This makes it possible to suppress the reduction of the magnetic field lines from the magnet regardless of the magnet's swing position, stabilizing the plasma generation state and reducing the formation of erosion-non-erosion boundary regions, suppressing particle generation, and suppressing variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution.

本発明のスパッタリング装置は、
前記磁力線傾斜機構の前記補助マグネットが、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットと同極のマグネットとされることができる。
The sputtering apparatus of the present invention comprises:
The auxiliary magnet of the magnetic field line tilt mechanism may be a magnet having the same polarity as the magnet located at the one oscillation end.

これにより、プラズマを発生させるマグネットからの磁力線を、補助マグネットからの磁力線で反発させて、必要な磁気強度(磁束密度)を維持したまま所定の方向に傾けることが可能となる。従って、プラズマ密度の低下を生じることなく、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることを抑制して、パーティクル発生を抑制するとともに、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生を抑制することができる。 This makes it possible to tilt the magnetic field lines from the magnet that generates the plasma in a specified direction while maintaining the required magnetic strength (magnetic flux density) by repelling the magnetic field lines from the auxiliary magnet. This therefore makes it possible to prevent the formation of an erosion-non-erosion boundary region without causing a decrease in plasma density, suppress particle generation, and suppress variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution.

本発明のスパッタリング装置は、
前記磁力線傾斜機構の前記補助マグネットの磁気強度が、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットの磁気強度と同等かまたは小さいことができる。
The sputtering apparatus of the present invention comprises:
The magnetic strength of the auxiliary magnet of the magnetic field line tilt mechanism may be equal to or smaller than the magnetic strength of the magnet located at the one oscillation end.

これにより、プラズマを発生させるマグネットからの磁力線を、補助マグネットからの磁力線で過大に傾斜させることなく、所定の角度に傾斜させることが可能となる。従って、余計なプラズマ密度の低下を生じることなく、余計な非エロージョン境界領域を発生させることなく、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることを抑制して、パーティクル発生を抑制するとともに、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生を抑制することができる。 This makes it possible to tilt the magnetic field lines from the magnet that generates the plasma at a predetermined angle without excessively tilting the magnetic field lines from the auxiliary magnet. Therefore, it is possible to suppress the formation of an erosion-non-erosion boundary region without causing an unnecessary decrease in plasma density or generating an unnecessary non-erosion boundary region, thereby suppressing particle generation and suppressing the occurrence of variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution.

本発明のスパッタリング装置は、
前記磁力線傾斜機構の前記補助マグネットが、前記マグネットに沿って前記ターゲットに向けて突出する突条を有することができる。
The sputtering apparatus of the present invention comprises:
The auxiliary magnet of the magnetic field line tilt mechanism may have a protrusion that protrudes along the magnet toward the target.

これにより、補助マグネットの磁力線を突条から集中して形成することができる。これにより、補助マグネットの磁力線が分散することなく、プラズマを発生させるマグネットからの磁力線を効率的に傾斜させることが可能となる。従って、補助マグネットを小型化・軽量化することができ、マグネットユニット走査部に余計な負担をかけずにマグネットおよび補助マグネットを揺動させることが可能となる。これにより、プラズマ密度の低下を生じることなく、余計な非エロージョン境界領域を発生させることなく、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることを抑制して、パーティクル発生を抑制するとともに、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生を抑制することができる。 This allows the magnetic field lines of the auxiliary magnet to be concentrated from the ridges. This makes it possible to efficiently tilt the magnetic field lines from the magnet that generates plasma without dispersing the magnetic field lines of the auxiliary magnet. This allows the auxiliary magnet to be made smaller and lighter, and makes it possible to oscillate the magnet and auxiliary magnet without placing an unnecessary burden on the magnet unit scanning section. This prevents the formation of an erosion-non-erosion boundary region without causing a decrease in plasma density or generating an unnecessary non-erosion boundary region, suppresses particle generation, and suppresses variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution.

本発明のスパッタリング装置は、
前記磁力線傾斜機構の前記補助マグネットが、前記マグネットに対して前記ターゲットから離間する反対側に配置されて前記マグネットと磁気回路を形成するヨークに取り付け固定されることができる。
The sputtering apparatus of the present invention comprises:
The auxiliary magnet of the magnetic field line tilt mechanism can be attached and fixed to a yoke that is disposed on the opposite side of the magnet away from the target and forms a magnetic circuit with the magnet.

これにより、マグネットと一体的に揺動することが可能となるとともに、揺動位置に関わりなく補助マグネットによる揺動一端のマグネットに対する磁力線の傾きを一定に保持することができる。また、ヨークとともに形成されるマグネットの磁気回路に補助マグネットの磁気も組み込んで、より効率的にプラズマ発生させることができる。 This allows the auxiliary magnet to oscillate together with the magnet, and keeps the inclination of the magnetic field lines relative to the magnet at one end of the oscillation constant regardless of the oscillation position. In addition, the magnetic field of the auxiliary magnet can be incorporated into the magnetic circuit of the magnet formed together with the yoke, allowing for more efficient plasma generation.

本発明のスパッタリング装置は、
前記カソードユニットが、
前記マグネットが表面に磁性体からなる中央領域を有する平板状のヨークに配置されて、
前記ヨークの前記中央領域に直線状に配置された中央磁石部と、前記中央磁石部を囲むように周設された周縁磁石部と、を有し、前記中央磁石部および前記周縁磁石部が互いに平行である平行領域を有し、
前記ヨークの前記表面に設けられた磁気回路と、
前記磁気回路に重ねて配置されたバッキングプレートと、
前記磁力線傾斜機構として、前記中央磁石部に平行で前記揺動端の前記周縁磁石部に沿った直線状の前記補助マグネットと、
を有し、
前記補助マグネットが補助ヨークを介して前記ヨークに固定され、
前記補助ヨークが磁性体または誘電体からなることができる。
The sputtering apparatus of the present invention comprises:
The cathode unit is
The magnet is disposed in a flat yoke having a central region made of a magnetic material on its surface,
The yoke has a central magnet portion linearly arranged in the central region and a peripheral magnet portion arranged so as to surround the central magnet portion, and the central magnet portion and the peripheral magnet portion have a parallel region in which they are parallel to each other,
a magnetic circuit provided on the surface of the yoke;
A backing plate disposed over the magnetic circuit;
As the magnetic field line tilt mechanism, a linear auxiliary magnet parallel to the central magnet portion and aligned along the peripheral magnet portion at the swing end;
having
the auxiliary magnet is fixed to the yoke via an auxiliary yoke,
The auxiliary yoke may be made of a magnetic material or a dielectric material.

これにより、被成膜基板に対して平行となる面に沿って周縁磁石部の磁極面が配置され、この揺動方向で揺動一端に位置する周縁磁石が磁極面と直交する方向よりも揺動他端から離間する向きの磁力線を、少なくとも磁極面と直交する方向より揺動他端に向かう方向に傾けて、マグネットが最もアノードに近接する揺動位置になった場合でも、アノードに吸われる電子を抑制し、揺動方向の周縁でプラズマ密度が減少することを防止して、余計な非エロージョン境界領域を発生させることなく、エロージョン-非エロージョン境界領域が形成されることを抑制して、パーティクル発生を抑制するとともに、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生を抑制することができる。 As a result, the magnetic pole faces of the peripheral magnet section are arranged along a plane parallel to the substrate on which the film is to be formed, and the magnetic field lines of the peripheral magnet located at one end of the oscillation direction, which are directed away from the other end of the oscillation from the direction perpendicular to the magnetic pole face, are tilted at least in a direction toward the other end of the oscillation from the direction perpendicular to the magnetic pole face, so that even when the magnet is in an oscillation position closest to the anode, electrons are suppressed from being absorbed by the anode, and a decrease in plasma density is prevented at the periphery in the oscillation direction, and an erosion-non-erosion boundary region is suppressed from being formed without generating unnecessary non-erosion boundary regions, thereby suppressing particle generation and suppressing variations in film thickness distribution and film quality characteristic distribution.

本発明のスパッタリング装置は、
前記補助ヨークおよび前記補助マグネットが、前記ヨークから取り外し可能であることができる。
The sputtering apparatus of the present invention comprises:
The auxiliary yoke and the auxiliary magnet may be removable from the yoke.

これにより、異なる動作条件での処理をおこなう場合に、対応する磁力線を形成するために、揺動端におけるマグネットからの磁力線の傾斜角度を異ならせる場合に、補助マグネットを取り替えることで、容易に設定変更をおこなうことが可能となる。 This makes it possible to easily change the settings by replacing the auxiliary magnet when processing under different operating conditions and changing the inclination angle of the magnetic field lines from the magnet at the oscillation end to form corresponding magnetic field lines.

本発明のスパッタリング装置は、
前記ヨークおよび前記マグネットが、前記揺動幅方向に分割され、これらの分割部分が前記揺動幅方向およびターゲットに近接離間する方向に互いに位置設定可能とされ、前記分割部分における前記補助マグネットが、対応する前記マグネットと一体に揺動可能であることができる。
The sputtering apparatus of the present invention comprises:
The yoke and the magnet can be divided in the swing width direction, and these divided parts can be positioned relative to each other in the swing width direction and in the direction approaching and moving away from the target, and the auxiliary magnets in the divided parts can be swung integrally with the corresponding magnets.

これにより成膜領域全体に対する成膜状態の制御のため、例えば、揺動幅方向で、プラズマ発生に関する磁束密度の条件を調整する場合に対応して、マグネットが分割され、この分割されたそれぞれの部分がマグネット揺動操作部に対して互いに揺動方向あるいは揺動幅方向または磁極面と直交する方向に相対位置を移動させる場合に、揺動一端となる周縁磁極の磁力線を補助マグネットによって必要な方向に傾斜させた状態を変化させることを、個々の分割部分において維持することができる。 As a result, in order to control the film formation state for the entire film formation area, for example, in response to the adjustment of the magnetic flux density conditions related to plasma generation in the swing width direction, the magnet is divided, and when each of these divided parts moves its relative position relative to the magnet swing operation unit in the swing direction, the swing width direction, or a direction perpendicular to the magnetic pole face, it is possible to maintain in each divided part the change in the state in which the magnetic field lines of the peripheral magnetic pole, which is one end of the swing, are tilted in the required direction by the auxiliary magnet.

本発明によれば、必要な磁束密度を維持してプラズマ密度を維持することを可能として、非エロージョン発生領域周りのぼやけた領域の発生を抑制して、パーティクルの削減を図ること、および、形成されたプラズマ分布を安定させ、マグネットの揺動位置にかかわらずに膜厚分布・膜厚特性分布の均一性向上を図ることができることができるという効果を奏することが可能となる。 The present invention makes it possible to maintain the required magnetic flux density and thus maintain the plasma density, suppressing the generation of blurred areas around non-erosion areas, reducing particles, and stabilizing the distribution of the formed plasma, thereby improving the uniformity of the film thickness distribution and film thickness characteristic distribution regardless of the magnet's oscillation position.

本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態を示す模式平面図である。1 is a schematic plan view showing a first embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention; 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形における成膜室を示す模式側面図である。1 is a schematic side view showing a film formation chamber in a first embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention; 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態におけるガラス基板とカソード装置の構成との位置関係を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the positional relationship between a glass substrate and a configuration of a cathode device in the first embodiment of the sputtering device according to the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態におけるガラス基板とターゲットとマグネットユニットとの位置関係を示す正面図である。1 is a front view showing the positional relationship between a glass substrate, a target, and a magnet unit in a first embodiment of a sputtering device according to the present invention. FIG. 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。2 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a magnet unit in the first embodiment of the sputtering apparatus according to the present invention. FIG. 本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態における磁力線傾斜機構の作用を説明するための図である。5A to 5C are diagrams for explaining the operation of a magnetic field line tilt mechanism in the first embodiment of the sputtering apparatus according to the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第2実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。11 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a magnet unit in a sputtering apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 本発明に係るスパッタリング装置の第2実施形態における磁力線傾斜機構の作用を説明するための図である。13A and 13B are diagrams for explaining the operation of a magnetic field line tilt mechanism in the second embodiment of the sputtering apparatus according to the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第3実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。13 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a magnet unit in a sputtering apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIG. 本発明に係るスパッタリング装置の第3実施形態における磁力線傾斜機構の作用を説明するための図である。13A and 13B are diagrams for explaining the operation of a magnetic field line tilt mechanism in a sputtering apparatus according to a third embodiment of the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第4実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。13 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a magnet unit in a sputtering apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 本発明に係るスパッタリング装置の第4実施形態における磁力線傾斜機構の作用を説明するための図である。13A and 13B are diagrams for explaining the operation of a magnetic field line tilt mechanism in a sputtering apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第5実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。13 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a magnet unit in a sputtering apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 本発明に係るスパッタリング装置の第5実施形態における磁力線傾斜機構の作用を説明するための図である。13A and 13B are diagrams for explaining the operation of a magnetic field line tilt mechanism in a sputtering apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第6実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。13 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a magnet unit in a sputtering apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 本発明に係るスパッタリング装置の第6実施形態における磁力線傾斜機構の作用を説明するための図である。13A and 13B are diagrams for explaining the operation of a magnetic field line tilt mechanism in a sputtering apparatus according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第7実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。13 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a magnet unit in a sputtering apparatus according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 本発明に係るスパッタリング装置の第7実施形態における磁力線傾斜機構の作用を説明するための図である。13A to 13C are diagrams for explaining the operation of a magnetic field line tilt mechanism in the seventh embodiment of the sputtering apparatus according to the present invention. 本発明に係るスパッタリング装置の第8実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。13 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a magnet unit in an eighth embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention. FIG. 本発明に係るスパッタリング装置の第8実施形態における磁力線傾斜機構の作用を説明するための図である。13A to 13C are diagrams for explaining the operation of a magnetic field line tilt mechanism in the eighth embodiment of the sputtering apparatus according to the present invention. スパッタリング装置における磁力線傾斜機構がない場合の作用を説明するための図である。11A and 11B are diagrams for explaining the operation of the sputtering apparatus when there is no magnetic field line tilt mechanism.

以下、本発明に係るスパッタリング装置の第1実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態におけるスパッタリング装置を示す模式平面図である。図2は、本実施形態におけるスパッタリング装置における成膜室を示す模式側面図である。図において、符号1は、スパッタリング装置である。
Hereinafter, a first embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Fig. 1 is a schematic plan view showing a sputtering apparatus according to the present embodiment. Fig. 2 is a schematic side view showing a film formation chamber in the sputtering apparatus according to the present embodiment. In the drawings, reference numeral 1 denotes the sputtering apparatus.

本実施形態に係るスパッタリング装置1は、例えば、半導体装置の製造工程や、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイなどのFPD(flat panel display,フラットパネルディスプレイ)の製造工程においてガラス等からなる基板上にTFT(Thin Film Transistor)を形成する場合などに用いる。本実施形態に係るスパッタリング装置1は、ガラスや樹脂からなる被処理基板に対して、真空環境下で加熱処理、成膜処理、エッチング処理等を行うインターバック式の真空処理装置である。 The sputtering apparatus 1 according to this embodiment is used, for example, in the manufacturing process of semiconductor devices and in the manufacturing process of FPDs (flat panel displays) such as liquid crystal displays and organic EL displays, when forming TFTs (thin film transistors) on substrates made of glass or the like. The sputtering apparatus 1 according to this embodiment is an inter-back type vacuum processing apparatus that performs heating, film formation, etching, and other processes in a vacuum environment on substrates made of glass or resin.

本実施形態では、ガラス基板(被成膜基板、透明基板)11として、一辺100mm程度から、一辺2500mm以上の矩形基板を適用可能であり、さらに、厚み1mm以下の基板、厚み数mmの基板や、厚み10mm以上の基板も用いることができる。 In this embodiment, a rectangular substrate with a side length of about 100 mm to 2500 mm or more can be used as the glass substrate (substrate on which a film is to be formed, transparent substrate) 11. Furthermore, substrates with a thickness of 1 mm or less, substrates with a thickness of several mm, and substrates with a thickness of 10 mm or more can also be used.

本実施形態に係るスパッタリング装置1は、図1に示すように、ロード・アンロード室(真空チャンバ)2と、成膜室(真空チャンバ)4と、搬送室(真空チャンバ)3と、を備えている。
ロード・アンロード室2は、略矩形のガラス基板11(被処理基板)を外部との間で搬入/搬出する。成膜室4は、ガラス基板11上に、例えば、ZnO系やIn系の透明導電膜等、アルミニウムや銀等の金属や酸化物、それ以外の被膜をスパッタリング法により形成する耐圧の真空チャンバである。搬送室3は、成膜室4とロード・アンロード室2との間に位置し、成膜室4とロード・アンロード室2(真空チャンバ)との間でガラス基板11を搬送する。
As shown in FIG. 1, the sputtering apparatus 1 according to this embodiment includes a load/unload chamber (vacuum chamber) 2, a film formation chamber (vacuum chamber) 4, and a transfer chamber (vacuum chamber) 3.
The load/unload chamber 2 carries in/out a substantially rectangular glass substrate 11 (substrate to be processed) to/from the outside. The film formation chamber 4 is a pressure-resistant vacuum chamber in which, for example, a ZnO-based or In2O3 - based transparent conductive film, a metal such as aluminum or silver, an oxide, or other coating is formed on the glass substrate 11 by a sputtering method. The transfer chamber 3 is located between the film formation chamber 4 and the load/unload chamber 2, and transfers the glass substrate 11 between the film formation chamber 4 and the load/unload chamber 2 (vacuum chamber).

本実施形態に係るスパッタリング装置1は、図1に示すように、ロード・アンロード室(真空チャンバ)2と、成膜室(真空チャンバ)4と、搬送室(真空チャンバ)3と、を備えている。
ロード・アンロード室2は、略矩形のガラス基板11(被処理基板)を外部との間で搬入/搬出する。成膜室4は、ガラス基板11上に、例えば、ZnO系やIn系の透明導電膜等、アルミニウムや銀等の金属や酸化物、それ以外の被膜をスパッタリング法により形成する耐圧の真空チャンバである。搬送室3は、成膜室4とロード・アンロード室2との間に位置し、成膜室4とロード・アンロード室2(真空チャンバ)との間でガラス基板11を搬送する。
As shown in FIG. 1, the sputtering apparatus 1 according to this embodiment includes a load/unload chamber (vacuum chamber) 2, a film formation chamber (vacuum chamber) 4, and a transfer chamber (vacuum chamber) 3.
The load/unload chamber 2 carries in/out a substantially rectangular glass substrate 11 (substrate to be processed) to/from the outside. The film formation chamber 4 is a pressure-resistant vacuum chamber in which, for example, a ZnO-based or In2O3 - based transparent conductive film, a metal such as aluminum or silver, an oxide, or other coating is formed on the glass substrate 11 by a sputtering method. The transfer chamber 3 is located between the film formation chamber 4 and the load/unload chamber 2, and transfers the glass substrate 11 between the film formation chamber 4 and the load/unload chamber 2 (vacuum chamber).

本実施形態に係るスパッタリング装置1は、図1に示すように、サイドスパッタ式の装置として構成できる。あるいは、本実施形態に係るスパッタリング装置1は、図2に示すように、スパッタダウン式の装置として構成できる。さらに、スパッタアップ式の装置として構成することもできる。 The sputtering apparatus 1 according to this embodiment can be configured as a side sputtering type apparatus, as shown in FIG. 1. Alternatively, the sputtering apparatus 1 according to this embodiment can be configured as a sputter-down type apparatus, as shown in FIG. 2. Furthermore, it can also be configured as a sputter-up type apparatus.

さらに、スパッタリング装置1には、成膜室(真空チャンバ)4Aとロード・アンロード室(真空チャンバ)2aとを設けてもよい。これら複数のチャンバであるロード・アンロード室2、ロード・アンロード室2a、成膜室4、成膜室4Aは、搬送室3の周囲を取り囲むように形成されている。こうしたチャンバは、例えば、互いに隣接して形成された2つのロード・アンロード室(真空チャンバ)と、複数の処理室(真空チャンバ)とを有して構成されることになる。 The sputtering apparatus 1 may further include a deposition chamber (vacuum chamber) 4A and a load/unload chamber (vacuum chamber) 2a. These multiple chambers, the load/unload chamber 2, the load/unload chamber 2a, the deposition chamber 4, and the deposition chamber 4A, are formed to surround the transfer chamber 3. Such a chamber may be configured, for example, with two load/unload chambers (vacuum chambers) formed adjacent to each other and multiple processing chambers (vacuum chambers).

例えば、一方のロード・アンロード室2は、外部からスパッタリング装置1(真空処理装置)の内部に向けてガラス基板11を搬入するロード室であり、他方のロード・アンロード室2aは、スパッタリング装置1の内部から外部にガラス基板11を搬出するアンロード室である。また、成膜室4と成膜室4Aとが異なる成膜工程を行う構成が採用されてもよい。また、成膜室4と成膜室4Aとが異なる方式のスパッタリング処理を行う構成が採用されてもよい。たとえば、成膜室4と成膜室4Aとの一方がサイドスパッタ式、他方がスパッタダウン式の装置として構成できる。 For example, one of the load/unload chambers 2 is a load chamber that carries the glass substrate 11 from the outside to the inside of the sputtering apparatus 1 (vacuum processing apparatus), and the other load/unload chamber 2a is an unload chamber that carries the glass substrate 11 from the inside of the sputtering apparatus 1 to the outside. Also, a configuration may be adopted in which the film formation chamber 4 and the film formation chamber 4A perform different film formation processes. Also, a configuration may be adopted in which the film formation chamber 4 and the film formation chamber 4A perform different types of sputtering processing. For example, one of the film formation chamber 4 and the film formation chamber 4A can be configured as a side sputtering type apparatus, and the other as a sputter down type apparatus.

搬送室3とロード・アンロード室2との間には、仕切りバルブ(ドアバルブ)が形成されていればよい。同様に、搬送室3とロード・アンロード室2aとの間には、仕切りバルブ(ドアバルブ)が形成されていればよい。搬送室3と成膜室4との間には、仕切りバルブ(ドアバルブ)が形成されていればよい。搬送室3と成膜室4Aとの間には、仕切りバルブ(ドアバルブ)が形成されていればよい。 A partition valve (door valve) may be formed between the transfer chamber 3 and the load/unload chamber 2. Similarly, a partition valve (door valve) may be formed between the transfer chamber 3 and the load/unload chamber 2a. A partition valve (door valve) may be formed between the transfer chamber 3 and the deposition chamber 4. A partition valve (door valve) may be formed between the transfer chamber 3 and the deposition chamber 4A.

ロード・アンロード室2には、スパッタリング装置1の外部から搬入されたガラス基板11の載置位置を設定してアライメント可能な位置決め部材が配置されていてもよい。ロード・アンロード室2には、また、この室内を粗真空引きするロータリーポンプ等の粗引き排気装置(粗引き排気手段、低真空排気装置)が設けられる。 The load/unload chamber 2 may be provided with a positioning member capable of setting and aligning the placement position of the glass substrate 11 brought in from outside the sputtering apparatus 1. The load/unload chamber 2 is also provided with a roughing exhaust device (roughing exhaust means, low vacuum exhaust device) such as a rotary pump that roughly evacuates the interior of the chamber.

搬送室3の内部には、図1に示すように、搬送装置(搬送ロボット)3aが配置されている。
搬送装置3aは、回転軸と、この回転軸を回転駆動する回転駆動装置と、回転軸に取り付けられたロボットアームと、ロボットアームの一端に形成されたロボットハンドと、ロボットハンドを上下動させる上下動装置とを有している。ロボットアームは、互いに直交してそれぞれ水平方向にスライド可能な第一のアーム部と、第二のアーム部とから構成されている。搬送装置3aは、被搬送物であるガラス基板11を、ロード・アンロード室2、ロード・アンロード室2a、成膜室4、成膜室4Aの各々と、搬送室3と、の間で移動させることができる。
As shown in FIG. 1, a transfer device (transfer robot) 3a is disposed inside the transfer chamber 3.
The transport device 3a has a rotating shaft, a rotary drive device for rotating the rotating shaft, a robot arm attached to the rotating shaft, a robot hand formed at one end of the robot arm, and a vertical movement device for moving the robot hand up and down. The robot arm is composed of a first arm portion and a second arm portion that are orthogonal to each other and can slide horizontally. The transport device 3a can move the glass substrate 11, which is the object to be transported, between the load/unload chamber 2, the load/unload chamber 2a, the film formation chamber 4, the film formation chamber 4A, and the transport chamber 3.

成膜室4には、図1に示すように、カソード装置10と、マスク等を有する基板ホルダとされた基板保持部13と、ガス導入装置(ガス導入手段)および高真空排気装置(高真空排気手段)を備えるガス制御部14と、が設けられている。
成膜室4の内部は、図1に示すように、成膜時にガラス基板11の表面が露出する前側空間41と、成膜時にガラス基板11の裏面側に位置する裏側空間42とで構成されている。前側空間41には、カソード装置10が配置される。
As shown in FIG. 1, the film formation chamber 4 is provided with a cathode device 10, a substrate holding portion 13 serving as a substrate holder having a mask or the like, and a gas control portion 14 including a gas introduction device (gas introduction means) and a high vacuum exhaust device (high vacuum exhaust means).
1, the inside of the film formation chamber 4 is composed of a front space 41 in which the front surface of the glass substrate 11 is exposed during film formation, and a back space 42 located on the back surface side of the glass substrate 11 during film formation. The cathode device 10 is disposed in the front space 41.

カソード装置10は、図1に示すサイドスパッタ式の成膜室4の内部において、搬送室3に接続される搬送口4aから最も遠い位置に立設される。
また、カソード装置10は、図2に示すダウンスパッタ式の成膜室4の内部において、搬送口4aから搬送室3に搬送した水平位置のガラス基板11の上方に、かつ、ガラス基板11と平行に対向して配置される。ここで、成膜口4bの周囲には、マスク20が配置されてもよい。
The cathode device 10 is erected in the side sputtering type film formation chamber 4 shown in FIG. 1 at a position farthest from the transfer port 4 a connected to the transfer chamber 3 .
2, the cathode device 10 is disposed above the horizontally positioned glass substrate 11 transferred from the transfer opening 4a to the transfer chamber 3, and in parallel with and opposite to the glass substrate 11. A mask 20 may be disposed around the film formation opening 4b.

基板保持部(基板保持機構)13は、図1または図2に示すように、裏側空間42内部に設けられている。基板保持部13は、搬送口4aから搬入されたガラス基板11を支持可能とされる。
基板保持部13は、図1に示すように、成膜中に後述するターゲット23とガラス基板11の被処理面(成膜面)11aとが対向するように、ガラス基板11を保持する。基板保持部13は、成膜中には、立設されたカソード装置10に対向する縦位置にガラス基板11を保持する。
1 or 2, the substrate holding portion (substrate holding mechanism) 13 is provided inside the rear space 42. The substrate holding portion 13 is capable of supporting the glass substrate 11 carried in through the transfer opening 4a.
1, the substrate holding unit 13 holds the glass substrate 11 so that a target 23 (described later) faces a surface to be processed (film formation surface) 11a of the glass substrate 11 during film formation. The substrate holding unit 13 holds the glass substrate 11 in a vertical position facing the cathode device 10 that is installed upright during film formation.

基板保持部13(基板保持手段)は、図2に示すように、成膜中に後述するターゲット23とガラス基板11の被処理面(成膜面)11aとが対向するように、ガラス基板11を保持する。基板保持部13は、成膜中には、下方に向いたカソード装置10に対向する水平位置にガラス基板11を保持する。
基板保持部13は、図1に示すサイドスパッタ式の成膜室4の内部において、裏側空間42の下側位置で、搬送口4aおよび/または成膜口4bと略並行に延在する揺動軸と、揺動軸に取り付けられガラス基板11の裏面を保持する保持部と、を備えてもよい。
2, the substrate holding unit 13 (substrate holding means) holds the glass substrate 11 so that a target 23 (described later) faces a surface to be processed (film formation surface) 11a of the glass substrate 11 during film formation. During film formation, the substrate holding unit 13 holds the glass substrate 11 in a horizontal position facing the cathode device 10 facing downward.
The substrate holding part 13 may include, inside the side sputtering type film formation chamber 4 shown in Figure 1, a swing shaft extending approximately parallel to the transport opening 4a and/or the film formation opening 4b at a lower position of the back space 42, and a holding part attached to the swing shaft and holding the back surface of the glass substrate 11.

ガス制御部14におけるガス導入装置(ガス導入手段)は、成膜室4の内部にガスを導入する。ガス制御部14における高真空排気装置(高真空排気手段)は、成膜室4の内部を高真空引きするターボ分子ポンプ等である。 The gas introduction device (gas introduction means) in the gas control unit 14 introduces gas into the inside of the film formation chamber 4. The high vacuum exhaust device (high vacuum exhaust means) in the gas control unit 14 is a turbo molecular pump or the like that draws a high vacuum inside the film formation chamber 4.

カソード装置10は、図1に示すサイドスパッタ式の成膜室4の内部において、成膜室4の内部における成膜位置(プラズマ処理位置)とされたガラス基板11に対してガラス基板11の主面に沿った水平方向に揺動可能とされている。この場合、カソード装置10は、カソードボックスと称される箱形に構成されてもよい。
カソード装置10は、図2に示すダウンスパッタ式の成膜室4の内部において、成膜室4の内部における成膜位置(プラズマ処理位置)とされたガラス基板11に対してガラス基板11の主面に沿った水平方向に揺動可能とされている。
1, the cathode device 10 is capable of swinging in a horizontal direction along the main surface of the glass substrate 11 relative to the glass substrate 11 that is set to a film formation position (plasma processing position) inside the film formation chamber 4. In this case, the cathode device 10 may be configured in a box shape called a cathode box.
The cathode device 10 is capable of oscillating horizontally along the main surface of the glass substrate 11 relative to the glass substrate 11 which is set to a film formation position (plasma processing position) inside the film formation chamber 4 of the down sputtering type shown in FIG.

以下の説明では、図1に示すサイドスパッタ式の成膜室4の内部におけるカソード装置10について説明するが、揺動方向が異なるだけで、図2に示すダウンスパッタ式の成膜室4の内部におけるカソード装置10も、同じ構成とすることができる。 The following explanation will be given of the cathode device 10 inside the side sputtering type deposition chamber 4 shown in Figure 1, but the cathode device 10 inside the down sputtering type deposition chamber 4 shown in Figure 2 can also have the same configuration, with only the oscillation direction being different.

図3は、本実施形態のスパッタリング装置におけるガラス基板とカソード装置の構成との位置関係を示す模式図である。
カソード装置10は、図3に示すように、1つのカソードユニット22を有する。
カソードユニット22は、図3に示すように、ガラス基板11の表面と対向するZX平面に沿って配置されている。カソードユニット22では、ターゲット23、バッキングプレート24、および、マグネットユニット21が、ガラス基板11に近い位置から離間するY方向に向けて、この順に配置されている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the positional relationship between the glass substrate and the configuration of the cathode device in the sputtering device of this embodiment.
As shown in FIG. 3, the cathode device 10 has one cathode unit 22 .
3, the cathode unit 22 is disposed along the ZX plane facing the surface of the glass substrate 11. In the cathode unit 22, the target 23, the backing plate 24, and the magnet unit 21 are disposed in this order from a position close to the glass substrate 11 toward the Y direction away from the glass substrate 11.

なお、図3おいて、カソード装置10は、図1に示すサイドスパッタ式に即して、ガラス基板11と略平行にターゲット23を鉛直方向に立てた縦型として記載している。さらに本実施形態の構成は、図2に示すダウンスパッタ式に即して、ガラス基板11が水平状態でターゲット23の下側に配置されたダウンデポの場合でも、XYZの方向をそれぞれ対応して読み替えることで、同様の構成に対応することができる。 In FIG. 3, the cathode device 10 is shown as a vertical type in which the target 23 is vertically set up approximately parallel to the glass substrate 11, in accordance with the side sputtering method shown in FIG. 1. Furthermore, the configuration of this embodiment can be adapted to a similar configuration even in the case of down deposition in which the glass substrate 11 is horizontally placed below the target 23, in accordance with the down sputtering method shown in FIG. 2, by interpreting the X, Y and Z directions accordingly.

図4は、本実施形態のスパッタリング装置におけるガラス基板とターゲットとマグネットユニットとの位置関係を示す正面図である。
ターゲット23は、ガラス基板11と対向するZX平面に沿った平板状に配置される。ターゲット23は、カソードボックスの表面でガラス基板11に対向する位置に露出している。
FIG. 4 is a front view showing the positional relationship between the glass substrate, the target, and the magnet unit in the sputtering apparatus of this embodiment.
The target 23 is disposed in a flat plate shape along the ZX plane facing the glass substrate 11. The target 23 is exposed at a position facing the glass substrate 11 on the surface of the cathode box.

ターゲット23は、図4に示すように、Z方向においてガラス基板11よりも長い幅を有する。また、ターゲット23は、揺動方向であるX方向においてガラス基板11よりも大きい幅を有する。ターゲット23の周囲には、アノード28が設けられる。
アノード28は、ターゲット23の全周に設けられる。アノード28は、ターゲット23からはみ出したバッキングプレート24を、ガラス基板11に対して覆っている。
4, the target 23 has a width in the Z direction that is greater than that of the glass substrate 11. The target 23 also has a width in the X direction, which is the oscillation direction, that is greater than that of the glass substrate 11. An anode 28 is provided around the target 23.
The anode 28 is provided around the entire circumference of the target 23. The anode 28 covers the backing plate 24 protruding from the target 23 with respect to the glass substrate 11.

バッキングプレート24は、ガラス基板11と対向するZX平面に沿った平板状に形成される。バッキングプレート24は、ターゲット23のガラス基板11と向かい合わない面に接合されている。バッキングプレート24には、直流電源を有する制御部26が接続している。直流電源から供給される直流電力は、バッキングプレート24を通じてターゲット23に供給される。カソードの電源として直流電源に変えて、直流電源・パルス電源・RF電源を用いてもよい。
カソードユニット22は、ガラス基板11の成膜面11aと対向するZX平面に沿ってターゲット23が配置されている。カソードユニット22には、ターゲット23の裏面側、つまり、ターゲット23に対してバッキングプレート24に近接する位置に、複数本のマグネット25が並ぶマグネットユニット21を有する。
The backing plate 24 is formed in a flat plate shape along the ZX plane facing the glass substrate 11. The backing plate 24 is bonded to the surface of the target 23 that does not face the glass substrate 11. A control unit 26 having a DC power supply is connected to the backing plate 24. DC power supplied from the DC power supply is supplied to the target 23 through the backing plate 24. Instead of the DC power supply, a DC power supply, a pulse power supply, or an RF power supply may be used as the power supply for the cathode.
In the cathode unit 22, a target 23 is disposed along a ZX plane facing the film formation surface 11a of the glass substrate 11. The cathode unit 22 includes a magnet unit 21 in which a plurality of magnets 25 are arranged on the rear surface side of the target 23, i.e., at a position close to a backing plate 24 with respect to the target 23.

マグネットユニット21は、複数本のマグネット25が平行に並んでいる。マグネット25は、多連マグネットである。複数本のマグネット25は、いずれも長手方向がZ方向に沿って配置されている。複数本のマグネット25は、ZX平面に沿って互いに平行に配置される。マグネット25は、その長手方向がガラス基板11の表面に沿って揺動方向であるX方向に交差する揺動幅方向であるY方向に延在する。X方向において、複数本のマグネット25は、互いに等間隔に配置される。 The magnet unit 21 has multiple magnets 25 arranged in parallel. The magnets 25 are multiple magnets. The longitudinal direction of each of the multiple magnets 25 is arranged along the Z direction. The multiple magnets 25 are arranged parallel to each other along the ZX plane. The longitudinal direction of the magnets 25 extends in the Y direction, which is the oscillation width direction that intersects with the X direction, which is the oscillation direction, along the surface of the glass substrate 11. In the X direction, the multiple magnets 25 are arranged at equal intervals from each other.

本実施形態では、例えば9本のマグネット25がX方向に隣接される。マグネットユニット21において、マグネット25の本数は、ガラス基板11の面積やターゲット23の面積、あるいは、後述するマグネットユニット21の揺動範囲等に応じて適宜設定することができる。なお、本実施形態におけるカソードユニット22では、ガラス基板11に対してターゲット23が固定配置されて、ターゲット23が成膜室4に固定された構成とされる。 In this embodiment, for example, nine magnets 25 are adjacent to each other in the X direction. In the magnet unit 21, the number of magnets 25 can be set appropriately depending on the area of the glass substrate 11, the area of the target 23, or the oscillation range of the magnet unit 21 described below. In the cathode unit 22 in this embodiment, the target 23 is fixedly disposed relative to the glass substrate 11, and the target 23 is fixed to the film formation chamber 4.

マグネット25は、それぞれ磁気回路を形成している。
1本のマグネット25は、ガラス基板11と向かい合うターゲット23の表面23aにそれぞれマグネトロン磁場を形成する。
マグネットユニット21において、それぞれのマグネット25は永久磁石の組み合わせによって所定の磁気回路を形成する構成されてもよい。マグネットユニット21において、それぞれのマグネット25は個別に制御部26に接続されて、個々に発生する磁場状態を制御可能な構成としてもよい。
マグネットユニット21のうち、揺動方向であるX方向端部で揺動終端と揺動始端のマグネット25には、磁力線傾斜機構が設けられる。磁力線傾斜機構に関しては後述する。
The magnets 25 each form a magnetic circuit.
Each magnet 25 forms a magnetron magnetic field on the surface 23 a of the target 23 facing the glass substrate 11 .
In the magnet unit 21, each magnet 25 may be configured to form a predetermined magnetic circuit by a combination of permanent magnets. In the magnet unit 21, each magnet 25 may be individually connected to the control unit 26, so that the state of the magnetic field generated by each magnet can be controlled.
A magnetic field line tilt mechanism is provided on the magnets 25 at the ends in the X direction, which is the direction of oscillation, of the magnet unit 21. The magnetic field line tilt mechanism will be described later.

図5は、本実施形態におけるスパッタリング装置のマグネットユニットにおける端部を示す拡大断面図である。
マグネットユニット21において、マグネット25は、図4~図5に示すように、ヨーク31と、中央磁石部50と、周縁磁石部60と、を有する。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing an end portion of a magnet unit of the sputtering apparatus in this embodiment.
In the magnet unit 21, the magnet 25 has a yoke 31, a central magnet portion 50, and a peripheral edge magnet portion 60, as shown in FIGS.

ヨーク31は、図4,図5に示すように、略矩形輪郭を有する平板状の磁石ベースとされる。ヨーク31は、その表面に中央領域25aを有する。ヨーク31は、SUS430等から形成することができる。
中央磁石部50は、Z方向を長手方向とする棒状の複合磁石体である。中央磁石部50は、中央領域25aにおいてX方向の中央位置に配置される。中央磁石部50は、Z方向に沿った略直線状に配置される。
周縁磁石部60は、磁石ベース(ヨーク)31平面において、中央磁石部50から離間して、この中央磁石部50を囲むように周設される。周縁磁石部60は、ZX面に沿って配置される略長円の環状磁石である。
4 and 5, the yoke 31 is a flat magnet base having a substantially rectangular outline. The yoke 31 has a central region 25a on its surface. The yoke 31 can be made of SUS430 or the like.
The central magnet portion 50 is a rod-shaped composite magnet body with its longitudinal direction in the Z direction. The central magnet portion 50 is disposed at the center position in the X direction in the central region 25a. The central magnet portion 50 is disposed in a substantially straight line along the Z direction.
The peripheral magnet portion 60 is spaced apart from the central magnet portion 50 on the plane of the magnet base (yoke) 31 and is provided so as to surround the central magnet portion 50. The peripheral magnet portion 60 is a substantially elliptical ring-shaped magnet arranged along the ZX plane.

中央磁石部50と周縁磁石部60とは、図4,図5に示すように、いずれもZ方向に向かう磁極面(磁極平面)30を有する。中央磁石部50と周縁磁石部60とは、いずれもZX面に沿った磁極面30を有する。中央磁石部50と周縁磁石部60とは、互いに極性が異なる。中央磁石部50と周縁磁石部60とは磁気回路を構成する。
中央磁石部50および周縁磁石部60は、マグネット25の長手方向であるZ方向の中央領域25aにおいて、互いに平行である平行領域を形成する。
As shown in Figures 4 and 5, the central magnet section 50 and the peripheral magnet section 60 both have magnetic pole faces (magnetic pole planes) 30 facing in the Z direction. The central magnet section 50 and the peripheral magnet section 60 both have magnetic pole faces 30 along the ZX plane. The central magnet section 50 and the peripheral magnet section 60 have mutually different polarities. The central magnet section 50 and the peripheral magnet section 60 form a magnetic circuit.
The central magnet portion 50 and the peripheral magnet portion 60 form a parallel region that is parallel to each other in the central region 25 a in the Z direction, which is the longitudinal direction of the magnet 25 .

中央磁石部50は、その延在するZ方向に複数に分割されている。中央磁石部50は、分割された個々の磁石がZ方向に連続的に隣接して配置される。中央磁石部50は、複数の磁石を棒状に並べた構成である。 The central magnet section 50 is divided into multiple parts in the Z direction in which it extends. The divided magnets of the central magnet section 50 are arranged adjacent to each other in the Z direction. The central magnet section 50 is configured with multiple magnets arranged in a rod shape.

同様に、周縁磁石部60は、環状に延在するZ方向およびX方向に沿って複数個に分割されている。周縁磁石部60は、分割された個々の磁石がZ方向およびX方向に連続的に隣接して配置される。周縁磁石部60は、複数の磁石を環状に並べた構成である。周縁磁石部60は、ZX面において、長円形状、言い換えると、レーストラック形状に配置される。または、周縁磁石部60は、ZX面において、四隅を角丸めした長方形に近い形状として配置される。 Similarly, the peripheral magnet section 60 is divided into multiple pieces along the Z and X directions that extend in a ring shape. The divided magnets of the peripheral magnet section 60 are arranged adjacent to each other in the Z and X directions. The peripheral magnet section 60 is configured with multiple magnets arranged in a ring shape. The peripheral magnet section 60 is arranged in an elliptical shape, in other words, a racetrack shape, in the ZX plane. Alternatively, the peripheral magnet section 60 is arranged in a shape close to a rectangle with rounded corners in the ZX plane.

ここで、長円形状とは、平面上で2分割した円を分割線と直交する方向に離間し、分割して対向する位置の端部どうしを平行な2直線で結んだ形状である。あるいは、レーストラック形状とは、長方形の四隅を角丸めするとともに、短辺がなくなる程度まで円弧状に角丸めした輪郭形状を意味する。 Here, an elliptical shape is a shape formed by dividing a circle in two on a plane, separating the two in a direction perpendicular to the dividing line, and connecting the opposing ends with two parallel straight lines. Alternatively, a racetrack shape refers to a contour shape formed by rounding the four corners of a rectangle and rounding the corners in an arc to the point where the short sides disappear.

周縁磁石部60は、図4,図5に示すように、長手直線部61と、長手直線部62と、橋渡し部63と、を有する。
長手直線部61と長手直線部62とは、周縁磁石部60のうち、Z方向に延在する部分である。長手直線部61と長手直線部62とは、ZX面において、いずれも、中央磁石部50の両側に平行に延びる。長手直線部61と長手直線部62とは、Z方向の全長で、X方向における互いの離間距離が等しい。長手直線部61と長手直線部62とは、Z方向の全長で、X方向に等間隔に配置される。
As shown in FIGS. 4 and 5 , the peripheral edge magnet portion 60 has a longitudinal straight portion 61 , a longitudinal straight portion 62 , and a bridging portion 63 .
The longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62 are portions of the peripheral magnet portion 60 that extend in the Z direction. The longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62 both extend parallel to both sides of the central magnet portion 50 in the ZX plane. The longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62 are spaced apart from each other in the X direction over their entire length in the Z direction. The longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62 are disposed at equal intervals in the X direction over their entire length in the Z direction.

長手直線部61と長手直線部62とは、Z方向の全長が、互いに等しく形成される。長手直線部61と長手直線部62とは、中央磁石部50に対して、Z方向において互いに等しい位置に配置される。長手直線部61と長手直線部62とは、Z方向の全長で、X方向における幅寸法が等しく形成される。長手直線部61の外周面(外周部)と長手直線部62の外周面(外周部)とは、ヨーク31の外周輪郭のうちZ方向に沿った辺に沿って配置される。 The longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62 are formed so that their overall length in the Z direction is equal to each other. The longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62 are arranged at equal positions in the Z direction relative to the central magnet portion 50. The longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62 are formed so that their overall length in the Z direction is equal to each other and their width dimension in the X direction is equal. The outer peripheral surface (outer peripheral portion) of the longitudinal straight portion 61 and the outer peripheral surface (outer peripheral portion) of the longitudinal straight portion 62 are arranged along the side of the outer peripheral contour of the yoke 31 that is along the Z direction.

長手直線部61のZ方向端部(端面)と長手直線部62のZ方向端部(端面)とは、Z方向の配置が互いに同じ位置である。長手直線部61の内周面(内周部)と長手直線部62の内周面(内周部)とは、互いに平行に対向する。長手直線部61の内周面と長手直線部62の内周面とは、いずれもZY平面に沿って形成される。 The Z-direction end (end face) of the longitudinal straight portion 61 and the Z-direction end (end face) of the longitudinal straight portion 62 are disposed at the same position in the Z direction. The inner peripheral surface (inner peripheral portion) of the longitudinal straight portion 61 and the inner peripheral surface (inner peripheral portion) of the longitudinal straight portion 62 face each other in parallel. The inner peripheral surface of the longitudinal straight portion 61 and the inner peripheral surface of the longitudinal straight portion 62 are both formed along the ZY plane.

橋渡し部63は、長手直線部61と長手直線部62とにおけるZ方向の端部を夫々橋渡ししている。橋渡し部63は、Z方向における長手直線部61と長手直線部62との橋渡し部を有する。橋渡し部63は、マグネット25におけるZ方向の端部に配置される。橋渡し部63は、長手直線部61のZ方向端部61aからZ方向に向かい、X方向に曲がって、さらにZ方向に曲がって長手直線部62のZ方向端部に接続する。橋渡し部63は、中央領域25aよりもZ方向で外側となる端部領域25bに含まれる。 The bridging portion 63 bridges the Z-direction ends of the longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62. The bridging portion 63 has a bridging portion between the longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62 in the Z direction. The bridging portion 63 is disposed at the Z-direction end of the magnet 25. The bridging portion 63 extends from the Z-direction end 61a of the longitudinal straight portion 61 toward the Z direction, bends in the X direction, and then bends further in the Z direction to connect to the Z-direction end of the longitudinal straight portion 62. The bridging portion 63 is included in the end region 25b, which is more outer in the Z direction than the central region 25a.

周縁磁石部60は、長手直線部61および長手直線部62が所定の長さに分割されて直線状に組み合わされている。長手直線部61および長手直線部62を構成するそれぞれの磁石は、いずれも永久磁石である。また、橋渡し部63は、所定の長さに分割されて組み合わされる。橋渡し部63を構成するそれぞれの磁石は、いずれも永久磁石である。 The peripheral magnet section 60 has a longitudinal straight section 61 and a longitudinal straight section 62 that are divided into a predetermined length and assembled in a straight line. The magnets that make up the longitudinal straight section 61 and the longitudinal straight section 62 are all permanent magnets. The bridging section 63 is also divided into a predetermined length and assembled. The magnets that make up the bridging section 63 are all permanent magnets.

周縁磁石部60のZX面に沿った径方向の肉厚は、長手直線部61および長手直線部62、橋渡し部63でほぼ等しく形成されることができる。なお、周縁磁石部60のZX面に沿った径方向の肉厚は、長手直線部61および長手直線部62に比べて、橋渡し部63のコーナー部分で小さく形成されてもよい。 The radial thickness of the peripheral magnet portion 60 along the ZX plane can be made approximately equal at the longitudinal straight portion 61, the longitudinal straight portion 62, and the bridging portion 63. The radial thickness of the peripheral magnet portion 60 along the ZX plane can be made smaller at the corner portion of the bridging portion 63 than at the longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62.

中央磁石部50は、図4,図5に示すように、長手方向となるZ方向に直線状、あるいは棒状に形成される。中央磁石部50は、所定の長さに分割されて直線状に組み合わされる。中央磁石部50を構成するそれぞれの磁石は、いずれも永久磁石である。中央磁石部50は、周縁磁石部60には接していない。中央磁石部50は、周縁磁石部60から離間している。 As shown in Figures 4 and 5, the central magnet section 50 is formed in a straight line or rod shape in the Z direction, which is the longitudinal direction. The central magnet section 50 is divided into a predetermined length and assembled in a straight line. Each magnet that constitutes the central magnet section 50 is a permanent magnet. The central magnet section 50 is not in contact with the peripheral magnet section 60. The central magnet section 50 is spaced apart from the peripheral magnet section 60.

カソード装置10は、マグネットユニット21を1つの走査方向である揺動方向に沿って移動させるマグネットユニット走査部29を備える。揺動方向は、マグネットユニット21において、複数本のマグネット25が立設されるZ方向と直交するX方向である。
マグネットユニット走査部29は、ターゲット23に対するマグネットユニット21の位置を変える。マグネットユニット走査部29は、ターゲット23に対する複数本のマグネット25の位置を変える。マグネットユニット走査部29は、複数本のマグネット25の相対位置関係を変えずに揺動することが可能である。つまり、マグネット25は、いずれも、ターゲット23に対して、マグネットユニット走査部29によってターゲット23の粒子放出面と平行に移動(揺動)可能とされている。
The cathode device 10 includes a magnet unit scanning section 29 that moves the magnet unit 21 along a swing direction, which is one scanning direction. The swing direction is an X direction perpendicular to a Z direction in which the magnets 25 are erected in the magnet unit 21.
The magnet unit scanning unit 29 changes the position of the magnet unit 21 with respect to the target 23. The magnet unit scanning unit 29 changes the positions of the multiple magnets 25 with respect to the target 23. The magnet unit scanning unit 29 can swing the multiple magnets 25 without changing the relative positional relationship between them. In other words, each of the magnets 25 can be moved (swinged) by the magnet unit scanning unit 29 with respect to the target 23 in parallel to the particle emission surface of the target 23.

Y方向から見た場合に、マグネットユニット走査部29によってマグネットユニット21が走査する範囲である領域を、揺動領域と称する。なお、揺動領域に沿った、との表現をZX面に沿った、との意味で用いることがある。Y方向から見て、揺動領域は略矩形輪郭を有する。 When viewed from the Y direction, the area in which the magnet unit 21 is scanned by the magnet unit scanning section 29 is called the oscillation area. Note that the expression "along the oscillation area" is sometimes used to mean "along the ZX plane." When viewed from the Y direction, the oscillation area has a substantially rectangular outline.

マグネットユニット走査部29は、例えば、走査方向に沿って延びるレールと、カソードユニット22におけるX方向の2つの端部の各々に取り付けられたローラーと、ローラーの各々を自転させる複数のモーター等から構成される。マグネットユニット走査部29は、走査方向に沿って延びるレールを有するLMガイド等から構成されてもよい。
マグネットユニット走査部29のレールは、走査方向(X方向)においてターゲット23と同程度かそれよりも長い幅を有する。なお、マグネットユニット走査部29は、走査方向に沿って複数本のマグネット25を一体として移動させることが可能であれば、他の構成として具体化されてもよい。
The magnet unit scanning part 29 is composed of, for example, a rail extending along the scanning direction, rollers attached to each of the two ends in the X direction of the cathode unit 22, and a plurality of motors for rotating each of the rollers. The magnet unit scanning part 29 may be composed of an LM guide or the like having a rail extending along the scanning direction.
The rail of the magnet unit scanning part 29 has a width in the scanning direction (X direction) that is equal to or greater than that of the target 23. Note that the magnet unit scanning part 29 may be embodied in other configurations as long as it is possible to move the multiple magnets 25 as a unit along the scanning direction.

マグネットユニット21のうち、揺動方向であるX方向端部で揺動終端と揺動始端のマグネット25には、磁力線傾斜機構が設けられる。磁力線傾斜機構に関しては後述する。 A magnetic field line tilt mechanism is provided on the magnets 25 at the end of the magnet unit 21 in the X direction, which is the oscillation direction, at the oscillation end and oscillation start ends. The magnetic field line tilt mechanism will be described later.

本実施形態における磁力線傾斜機構は、揺動領域のうち、一方の揺動端に位置するマグネット25において、隣接するマグネット25の中央磁石部50よりも小さく形成された揺動端中央磁石部50Aを有する。
揺動端中央磁石部50Aは、図5に示すように、中央磁石部50と同様に、周縁磁石部60に囲まれている。つまり、揺動端中央磁石部50Aは、ヨーク31に対して、中央磁石部50とほぼ同じ位置に配置される。揺動端中央磁石部50Aは、X方向において、長手直線部61と長手直線部62との略中央位置に配置される。
The magnetic field line tilt mechanism in this embodiment has a magnet 25 located at one of the oscillation ends of the oscillation region, the magnet 25 having an oscillation end central magnet portion 50A that is smaller than the central magnet portion 50 of the adjacent magnet 25.
5, the oscillation end central magnet section 50A is surrounded by the peripheral magnet section 60, similar to the central magnet section 50. In other words, the oscillation end central magnet section 50A is disposed in approximately the same position as the central magnet section 50 with respect to the yoke 31. The oscillation end central magnet section 50A is disposed in approximately the center position between the longitudinal straight section 61 and the longitudinal straight section 62 in the X direction.

揺動端中央磁石部50Aが、中央磁石部50と異なるのは、X方向における幅寸法が小さいことである。揺動端中央磁石部50Aは、中央磁石部50よりも体積が小さく形成される。揺動端中央磁石部50Aは、中央磁石部50よりもX方向における幅寸法が小さい。揺動端中央磁石部50Aは、Z方向における全長で、中央磁石部50よりもX方向における幅寸法が小さい。揺動端中央磁石部50Aは、中央磁石部50のZ方向の長さ寸法と同じZ方向の長さ寸法を有する。揺動端中央磁石部50Aは、中央磁石部50のY方向の厚さ寸法と同じY方向の厚さ寸法を有する。揺動端中央磁石部50Aは、Z方向の全長で、略同一のXY断面形状を有することができる。揺動端中央磁石部50Aは、中央磁石部50と同様に、ヨーク31に固定される。 The difference between the swing end central magnet section 50A and the central magnet section 50 is that the width dimension in the X direction is smaller. The swing end central magnet section 50A is formed to have a smaller volume than the central magnet section 50. The swing end central magnet section 50A has a smaller width dimension in the X direction than the central magnet section 50. The swing end central magnet section 50A has a smaller width dimension in the X direction than the central magnet section 50 over its entire length in the Z direction. The swing end central magnet section 50A has a length dimension in the Z direction that is the same as the length dimension in the Z direction of the central magnet section 50. The swing end central magnet section 50A has a thickness dimension in the Y direction that is the same as the thickness dimension in the Y direction of the central magnet section 50. The swing end central magnet section 50A can have approximately the same XY cross-sectional shape over its entire length in the Z direction. The swing end central magnet section 50A is fixed to the yoke 31, just like the central magnet section 50.

揺動端中央磁石部50Aの磁性体としての磁力密度は、中央磁石部50とほぼ同じである。つまり、揺動端中央磁石部50Aは、中央磁石部50とほぼ同じ磁石を用いて形成されている。
なお、揺動端中央磁石部50Aは、後述するように、揺動端中央磁石部50Aがない場合に比べて、一端部におけるマグネット25の形成する磁力線が、X方向において他方の揺動端に向かって傾斜する構成であれば、上記の構成に限定されない。例えば、揺動端中央磁石部50Aは、中央磁石部50とほぼ同じ体積で、形成する磁力が弱い構成とすることもできる。
The magnetic force density of the oscillating end central magnet section 50A as a magnetic body is approximately the same as that of the central magnet section 50. In other words, the oscillating end central magnet section 50A is formed using approximately the same magnet as the central magnet section 50.
As described below, the oscillation end central magnet section 50A is not limited to the above configuration as long as the magnetic field lines formed by the magnet 25 at one end are inclined in the X direction toward the other oscillation end compared to when there is no oscillation end central magnet section 50A. For example, the oscillation end central magnet section 50A may have a configuration that has approximately the same volume as the central magnet section 50 but generates a weaker magnetic force.

本実施形態におけるカソードユニット22では、図3,図4に示すように、マグネットユニット走査部29によって、スパッタ粒子を放出して成膜するとき、マグネットユニット21を揺動端位置Reversと揺動端位置Forwardとの間で往復移動させる。 In the cathode unit 22 of this embodiment, as shown in Figures 3 and 4, when sputter particles are emitted by the magnet unit scanning section 29 to form a film, the magnet unit 21 is moved back and forth between the oscillation end position Reverse and the oscillation end position Forward.

カソードユニット22では、複数本のマグネット25からなる多連マグネットをまとめてマグネットユニット21とする。カソードユニット22では、マグネットユニット走査部29により、マグネットユニット21を、揺動方向(X方向)中央位置centerから、図3,図4において右向きに揺動端位置Forwardまで、さらに揺動端位置Forwardから左向きに中央位置centerを経由して揺動端位置Reversまで、さらに、揺動端位置Reversから中央位置centerまで移動させて、1スキャンが終了する。カソードユニット22では、このスキャンを複数回繰り返す。 In the cathode unit 22, a multiple magnet consisting of multiple magnets 25 is grouped together to form the magnet unit 21. In the cathode unit 22, the magnet unit scanning section 29 moves the magnet unit 21 from the center position center in the oscillation direction (X direction) to the right in Figures 3 and 4 to the oscillation end position Forward, then from the oscillation end position Forward to the oscillation end position Reverse to the left via the center position center, and then from the oscillation end position Reverse to the center position, completing one scan. In the cathode unit 22, this scan is repeated multiple times.

同時に、マグネットユニット21では、それぞれのマグネット25において、中央磁石部50と周縁磁石部60とが磁場を形成する。マグネット25では、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31で磁気回路を形成する。このとき、揺動端にあるマグネット25では、揺動端中央磁石部50Aと周縁磁石部60とヨーク31で磁気回路を形成する。つまり、揺動端にあるマグネット25では、磁力線傾斜機構である揺動端中央磁石部50Aを備えていることで、隣接するマグネット25およびのX方向で中央寄りにあるマグネット25では、異なる磁力線が形成された状態を維持しつつ、マグネットユニット21がスキャンをおこなう。 At the same time, in the magnet unit 21, the central magnet section 50 and the peripheral magnet section 60 form a magnetic field in each magnet 25. In the magnet 25, the central magnet section 50, the peripheral magnet section 60, and the yoke 31 form a magnetic circuit. At this time, in the magnet 25 at the oscillation end, the oscillation end central magnet section 50A, the peripheral magnet section 60, and the yoke 31 form a magnetic circuit. In other words, the magnet 25 at the oscillation end is equipped with the oscillation end central magnet section 50A, which is a magnetic field line tilt mechanism, so that the magnet unit 21 performs scanning while maintaining a state in which different magnetic field lines are formed in the adjacent magnets 25 and the magnet 25 that is closer to the center in the X direction.

次に、本実施形態に係るスパッタリング装置1において、ガラス基板11に対する成膜について説明する。 Next, we will explain how a film is formed on a glass substrate 11 using the sputtering device 1 according to this embodiment.

まず、スパッタリング装置1の外部から内部に搬入されたガラス基板11は、まず、ロード・アンロード室2内の位置決め部材に載置され、ガラス基板11がアライメントされる(図1参照)。
次に、ガラス基板11は、搬送装置3aのロボットハンドで支持され、ロード・アンロード室2から取り出される。そして、ガラス基板11は、搬送室3を経由して成膜室4へ搬送される。
First, the glass substrate 11 is carried from the outside to the inside of the sputtering apparatus 1 and placed on a positioning member in the load/unload chamber 2, where the glass substrate 11 is aligned (see FIG. 1).
Next, the glass substrate 11 is supported by a robot hand of the transfer device 3 a and taken out of the load/unload chamber 2. Then, the glass substrate 11 is transferred to the film formation chamber 4 via the transfer chamber 3.

成膜室4においては、基板保持部13が駆動部によって回転されて水平載置位置に配置される。さらに、図示しないリフトピン移動部によって、リフトピンは、基板保持部13から上方に突出した準備位置に配置されている。
この状態で、成膜室4へ到達したガラス基板11は、搬送装置3aによって基板保持部13の上側に挿入される。
In the film formation chamber 4, the substrate holding part 13 is rotated by the drive part and placed in a horizontal placement position. Furthermore, the lift pins are placed in a preparation position protruding upward from the substrate holding part 13 by a lift pin moving part (not shown).
In this state, the glass substrate 11 that has reached the film formation chamber 4 is inserted above the substrate holding portion 13 by the transport device 3a.

次いで、搬送装置3aのロボットハンドが降下して基板保持部13に近接することで、基板保持部13の所定の位置にアライメントされた状態として、リフトピン上にガラス基板11が載置される。その後、搬送ロボット3aのロボットハンドが搬送室3へ後退する。そして、リフトピンが下降し、ガラス基板11が基板保持部13上に支持される。 Then, the robot hand of the transport device 3a descends and approaches the substrate holding unit 13, so that the glass substrate 11 is placed on the lift pins in a state aligned with a predetermined position on the substrate holding unit 13. After that, the robot hand of the transport robot 3a retreats to the transport chamber 3. Then, the lift pins descend, and the glass substrate 11 is supported on the substrate holding unit 13.

次いで、基板保持部13が回動されることで、基板保持部13によってガラス基板11が保持された状態で、ガラス基板11は鉛直処理位置に到達するように立ち上がる。これにより、ガラス基板11によって成膜口4bがほぼ閉塞され、ガラス基板11が成膜位置に保持される。この状態でガス制御部14によって所定のガス雰囲気とし、制御部26によってプラズマを発生させ、スパッタリングにより成膜処理をおこなう。成膜処理時のマグネットユニット21による磁場形成等については後述する。 Then, the substrate holder 13 is rotated, and the glass substrate 11, while held by the substrate holder 13, rises to reach the vertical processing position. As a result, the film formation port 4b is almost blocked by the glass substrate 11, and the glass substrate 11 is held at the film formation position. In this state, a predetermined gas atmosphere is created by the gas control unit 14, plasma is generated by the control unit 26, and film formation is performed by sputtering. The formation of a magnetic field by the magnet unit 21 during film formation will be described later.

成膜処理が終了した際には、基板保持部13が回動されることで、基板保持部13によってガラス基板11が保持された状態で、ガラス基板11は水平載置位置に到達する。
成膜処理が終了したガラス基板11は、搬送装置3aによって、成膜室4から取り出される。そして、ガラス基板11は、搬送室3を経由してロード・アンロード室2から取り出される。
When the film formation process is completed, the substrate holding portion 13 is rotated so that the glass substrate 11 reaches a horizontal placement position while being held by the substrate holding portion 13 .
After the film formation process, the glass substrate 11 is removed from the film formation chamber 4 by the transfer device 3a. Then, the glass substrate 11 is removed from the load/unload chamber 2 via the transfer chamber 3.

以下、本実施形態におけるマグネットユニット21の作用について説明する。 The function of the magnet unit 21 in this embodiment is described below.

図21は、本実施形態における磁力線傾斜機構の作用を説明するための図であり、磁力線傾斜機構がない場合における磁力線の向きを示す模式図である。
まず、磁力線傾斜機構のない場合、つまり、揺動端中央磁石部50Aが設けられておらず、全てのマグネット25が同じ中央磁石部50を有する場合について説明する。
FIG. 21 is a diagram for explaining the action of the magnetic field line tilt mechanism in this embodiment, and is a schematic diagram showing the direction of the magnetic field lines in the case where there is no magnetic field line tilt mechanism.
First, a case where there is no magnetic field line tilting mechanism, that is, where the swing end central magnet portion 50A is not provided and all magnets 25 have the same central magnet portion 50 will be described.

上述したように、マグネット25の形成した磁場により、ターゲット23の表面23aとガラス基板11との間にプラズマを発生させる。この状態で、後述するスパッタ条件とすることで、ガラス基板11の表面に成膜をおこなう。 As described above, the magnetic field formed by the magnet 25 generates plasma between the surface 23a of the target 23 and the glass substrate 11. In this state, a film is formed on the surface of the glass substrate 11 by setting the sputtering conditions described below.

ここで、スパッタリング中、N極の周縁磁石部60からS極の中央磁石部50へと磁力線が形成される。中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31で磁気回路が形成されている。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
During sputtering, magnetic field lines are formed from the N-pole peripheral magnet portion 60 to the S-pole central magnet portion 50. The central magnet portion 50, the peripheral magnet portion 60, and the yoke 31 form a magnetic circuit.
This causes the electrons to track along the magnetic field lines.

このとき、ターゲット23の揺動範囲のうち揺動端となる位置では、図21に示すように、N極の周縁磁石部60からの磁力線が近接しているアノード28に向かい、ターゲット23の表面23aにおいては、磁力線密度が低下する。つまり、トラッキングされる電子密度が不充分になり、プラズマ密度が不充分になる。この結果、ターゲット23の表面23aにおけるエロージョン領域が形成されず、X方向の両端で、非エロージョン領域が形成される。
N極の周縁磁石部60からの磁力線は、Y方向に向かうに連れて、X方向で左向きに傾いてアノード28に向かっている。
At this time, at the position of the oscillation end of the oscillation range of the target 23, as shown in Fig. 21, the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet portion 60 are directed toward the nearby anode 28, and the magnetic field line density decreases on the surface 23a of the target 23. In other words, the density of tracked electrons becomes insufficient, and the plasma density becomes insufficient. As a result, no erosion region is formed on the surface 23a of the target 23, and non-erosion regions are formed at both ends in the X direction.
As the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet portion 60 move in the Y-direction, they tilt leftward in the X-direction toward the anode 28 .

また、N極の周縁磁石部60からS極の中央磁石部50へと磁力線が形成される。この磁力線により、ターゲット23の表面23aにおいては、周縁磁石部60によって囲まれた中央磁石部50の周囲をZX面に沿って電子が周回する。このとき、マグネット25の長手方向で電子の移動方向の端部、つまり、中央磁石部50に沿ってZ方向に移動してきた電子は、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、その移動速度が遅くなり密度が上昇する。 Furthermore, magnetic lines of force are formed from the N-pole peripheral magnet section 60 to the S-pole central magnet section 50. These magnetic lines of force cause electrons to circulate along the ZX plane around the central magnet section 50, which is surrounded by the peripheral magnet section 60, on the surface 23a of the target 23. At this time, the electrons that have moved in the Z direction along the end of the longitudinal direction of the magnet 25, that is, along the central magnet section 50, slow down their movement speed and increase in density near the point where they bend in the X direction along the bridging section 63.

その結果、橋渡し部63から周縁磁石部60に沿って、電子がX方向からZ方向に曲がる位置においては、電子の密度が減少する。この結果、ターゲット23の表面23aにおけるエロージョンが減少し、非エロージョン領域が形成される。この現象は隣り合うマグネット25においては、中央磁石部50のまわりを回る電子の向きが逆になって打ち消し合って相殺されるので、X方向の両端(揺動端)となる2本のマグネット25において発現する。しかも、X方向の両端では、それぞれ非エロージョン領域の形成される位置がZ方向で反対側となる。つまり、X方向の両端でそれぞれ非エロージョン領域の形成される位置は、ターゲット23の対角位置になる。 As a result, the density of electrons decreases at the positions where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridging portion 63 and the peripheral magnet portion 60. As a result, erosion on the surface 23a of the target 23 decreases, and non-erosion regions are formed. This phenomenon occurs in the two magnets 25 at both ends in the X direction (oscillation ends) because the directions of the electrons circulating around the central magnet portion 50 are reversed in adjacent magnets 25, causing them to cancel each other out. Moreover, at both ends in the X direction, the positions where the non-erosion regions are formed are opposite in the Z direction. In other words, the positions where the non-erosion regions are formed at both ends in the X direction are diagonal positions of the target 23.

この結果、磁力線傾斜機構のない場合には、ターゲット23の四隅のうち、対角となる2箇所に非エロージョン領域が形成される。また、このように非エロージョン領域が形成されると、X方向の両端位置、および、対角となる2箇所以外にも、他の非エロージョン領域が形成されやすい。これは、非エロージョン領域が形成された場合、印加された供給電力がプラズマ発生に消費されずに余剰となることによる。この余剰電力が、X方向の両端位置、および、対角となる2箇所の非エロージョン領域とは異なる領域に対して再分配される、あるいは、全体の電圧(電力)変動として吸収されることになるためである。従って、電圧変動の発生時ように、プラズマ発生条件がターゲット23表面における位置に応じて変動してしまうと考えられる。 As a result, in the absence of a magnetic field line tilt mechanism, non-erosion regions are formed at two diagonal corners of the target 23. Furthermore, when non-erosion regions are formed in this way, other non-erosion regions are likely to be formed in addition to the two diagonal corners and both ends in the X direction. This is because when non-erosion regions are formed, the applied power supply is not consumed in plasma generation and becomes surplus. This surplus power is redistributed to areas other than the non-erosion regions at both ends in the X direction and the two diagonal corners, or is absorbed as an overall voltage (power) fluctuation. Therefore, it is thought that the plasma generation conditions fluctuate depending on the position on the surface of the target 23, just as when a voltage fluctuation occurs.

次に、磁力線傾斜機構のある場合について説明する。 Next, we will explain the case where a magnetic field line tilt mechanism is included.

図6は、磁力線傾斜機構の作用を説明するための図であり、揺動端中央磁石部50Aがある場合における磁力線の向きを示す模式図である。
ここで、スパッタリング中、揺動範囲のうち揺動端となるマグネット25では、図6に示すように、N極の周縁磁石部60からS極の揺動端中央磁石部50Aへと磁力線が形成される。このとき、揺動端中央磁石部50Aと周縁磁石部60とヨーク31とで磁気回路が形成されている。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
FIG. 6 is a diagram for explaining the action of the magnetic field line tilt mechanism, and is a schematic diagram showing the direction of the magnetic field lines when the oscillation end central magnet section 50A is present.
During sputtering, in the magnet 25 that is the oscillation end of the oscillation range, magnetic field lines are formed from the N-pole peripheral magnet portion 60 to the S-pole central magnet portion 50A of the oscillation end, as shown in Fig. 6. At this time, a magnetic circuit is formed by the central magnet portion 50A of the oscillation end, the peripheral magnet portion 60, and the yoke 31.
This causes the electrons to track along the magnetic field lines.

このとき、揺動端となるマグネット25では、図6に示すように、中央磁石部50に比べて小さい揺動端中央磁石部50Aによって、N極の周縁磁石部60からの磁力線がアノード28に向かわないように傾く。つまり、N極の周縁磁石部60から磁極平面30に直交するY方向に向かう磁力線が、揺動端中央磁石部50Aがない場合に比べてX方向で右向きに傾いている。つまり、マグネット25では、揺動端中央磁石部50Aを設けることで、一方の揺動端において形成する磁力線を他方の揺動端に向けて押し込むことができる。 At this time, as shown in FIG. 6, in the magnet 25 that is the oscillation end, the oscillation end central magnet part 50A, which is smaller than the central magnet part 50, tilts the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet part 60 so that they do not point toward the anode 28. In other words, the magnetic field lines that point from the N-pole peripheral magnet part 60 in the Y direction perpendicular to the magnetic pole plane 30 are tilted to the right in the X direction compared to when the oscillation end central magnet part 50A is not present. In other words, by providing the oscillation end central magnet part 50A in the magnet 25, the magnetic field lines formed at one oscillation end can be pushed toward the other oscillation end.

すると、ターゲット23の表面23aにおいては、磁力線密度が低下することがない。つまり、揺動端となるマグネット25では、トラッキングされる電子密度が充分に維持されるとともに、プラズマ密度が充分に維持される。この結果、ターゲット23の表面23aにおいて、X方向の両端に形成されていた非エロージョン領域を抑制することができる。 As a result, the magnetic field line density does not decrease on the surface 23a of the target 23. In other words, in the magnet 25, which is the oscillation end, the tracking electron density is sufficiently maintained, and the plasma density is also sufficiently maintained. As a result, the non-erosion regions formed on both ends of the surface 23a of the target 23 in the X direction can be suppressed.

また、揺動端となるマグネット25では、揺動端中央磁石部50Aと周縁磁石部60とで磁気回路が形成されており、N極の周縁磁石部60からS極の揺動端中央磁石部50Aへと向かう磁力線が形成されている。これにより、ターゲット23の表面23aにおいて周縁磁石部60によって囲まれた揺動端中央磁石部50Aの周囲を周回する電子は、マグネット25の長手方向の端部で、その移動速度が遅くなることがない。したがって、マグネット25のZ方向端部においては、電子の密度上昇が抑制される。つまり、揺動端となるマグネット25では、揺動端中央磁石部50Aに沿ってZ方向に移動してきた電子が、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、その移動速度が遅くなることがない。また、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、電子の密度上昇が抑制される。 In addition, in the magnet 25 that is the oscillation end, a magnetic circuit is formed by the oscillation end central magnet part 50A and the peripheral magnet part 60, and a magnetic field line is formed from the peripheral magnet part 60 of the N pole to the oscillation end central magnet part 50A of the S pole. As a result, the electrons circulating around the oscillation end central magnet part 50A surrounded by the peripheral magnet part 60 on the surface 23a of the target 23 do not slow down their movement speed at the longitudinal end of the magnet 25. Therefore, at the Z-direction end of the magnet 25, the increase in electron density is suppressed. In other words, in the magnet 25 that is the oscillation end, the movement speed of the electrons that have moved in the Z direction along the oscillation end central magnet part 50A does not slow down near the area where they bend in the X direction along the bridging part 63. Also, the increase in electron density is suppressed near the area where they bend in the X direction along the bridging part 63.

その結果、揺動端となるマグネット25では、長手直線部61または長手直線部62から、橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置において、電子密度の減少が発生しない。この結果、X方向の両端となる2本のマグネット25においては、ターゲット23の表面23aにおける非エロージョン領域の形成を抑制することができる。つまり、X方向の両端(揺動端)となる2本のマグネット25に揺動端中央磁石部50Aが設けられていることで、対角となる2箇所の非エロージョン領域の形成を抑制することができる。これにより、ターゲット23では、電圧変動の発生を抑制することができる。ターゲット23では、X方向端部における非エロージョン領域の形成を抑制することができる。したがって、ターゲット23では、X方向の端部および対角となる2箇所以外に他の非エロージョン領域が形成されやすくなることを抑制できる。 As a result, in the magnet 25 at the oscillation end, a decrease in electron density does not occur at the position where the electrons bend from the longitudinal straight portion 61 or the longitudinal straight portion 62 along the bridge portion 63 from the X direction to the Z direction. As a result, in the two magnets 25 at both ends in the X direction, the formation of non-erosion regions on the surface 23a of the target 23 can be suppressed. In other words, by providing the oscillation end central magnet portion 50A on the two magnets 25 at both ends (oscillation ends) in the X direction, the formation of non-erosion regions at two diagonal corners can be suppressed. This makes it possible to suppress the occurrence of voltage fluctuations in the target 23. In the target 23, the formation of non-erosion regions at the X direction end can be suppressed. Therefore, in the target 23, it is possible to suppress the formation of other non-erosion regions other than the end in the X direction and the two diagonal corners.

本実施形態におけるスパッタリング装置1によれば、磁力線傾斜機構として揺動端中央磁石部50Aを設けることによって、揺動端のマグネット25において、このマグネット25が形成する磁力線がアノード28に向かわないように抑制することができる。これにより、スパッタリング装置1は、アノード28に吸われる電子を減少することが可能である。つまり、マグネット25が形成する磁力線の向かう方向をY方向とするか、Y方向よりも図6の右向きに傾斜させることができる。すなわち、マグネット25が形成する磁力線を、ターゲット23の厚さ方向よりもターゲット23の輪郭内向きに傾斜させることができる。これにより、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の形成される面積をトータルで低減することができる。 According to the sputtering device 1 of this embodiment, by providing the oscillation end central magnet part 50A as a magnetic field line tilt mechanism, the magnetic field lines formed by the magnet 25 at the oscillation end can be suppressed so as not to be directed toward the anode 28. This allows the sputtering device 1 to reduce the number of electrons absorbed by the anode 28. In other words, the direction of the magnetic field lines formed by the magnet 25 can be set to the Y direction, or can be tilted to the right of the Y direction in FIG. 6. In other words, the magnetic field lines formed by the magnet 25 can be tilted inward of the contour of the target 23 rather than in the thickness direction of the target 23. This allows the sputtering device 1 to reduce the total area in which non-erosion regions are formed.

つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の発生を低減することにより、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になってパーティクル発生の原因となるエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を低減することができる。 In other words, the sputtering device 1 can suppress the generation of particles by reducing the generation of non-erosion regions. In other words, the sputtering device 1 can reduce the formation of erosion-non-erosion boundary regions, which are areas where the boundary between non-erosion regions and erosion regions becomes unclear and causes particle generation.

さらに、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域発生を抑制することで、供給パワーが再分配されないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、放電電圧のスパイク変動を抑制して、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動を抑制できる。したがって、スパッタリング装置1は、パーティクル発生、および、膜厚分布、シート抵抗値分布等の膜質特性分布のばらつきなどを抑制することができる。 Furthermore, the sputtering apparatus 1 can prevent the redistribution of the supplied power by suppressing the occurrence of non-erosion regions. This allows the sputtering apparatus 1 to suppress spike fluctuations in the discharge voltage and suppress partial fluctuations in the plasma generation conditions due to voltage fluctuations, etc. Therefore, the sputtering apparatus 1 can suppress particle generation and variations in the distribution of film quality characteristics such as film thickness distribution and sheet resistance value distribution.

以下、本発明に係るスパッタリング装置の第2実施形態を、図面に基づいて説明する。
図7は、本実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。本実施形態において、上述した第1実施形態と異なるのは、磁力線傾斜機構に関する点であり、これ以外の上述した第1実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
A second embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention will now be described with reference to the drawings.
7 is an enlarged cross-sectional view showing an end of the magnet unit in this embodiment. The difference between this embodiment and the first embodiment is the magnetic field line tilt mechanism. The same reference numerals are used to designate the same components as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

本実施形態におけるマグネットユニット21は、図7に示すように、揺動領域のうち、一方の揺動端に位置するマグネット25が、隣接するマグネット25の周縁磁石部60よりも大きく形成された揺動端長手直線部60Aを有する。揺動端長手直線部60Aは、磁力線傾斜機構を構成する。 As shown in FIG. 7, in the magnet unit 21 of this embodiment, the magnet 25 located at one of the swing ends of the swing region has a swing end longitudinal straight portion 60A that is larger than the peripheral magnet portion 60 of the adjacent magnet 25. The swing end longitudinal straight portion 60A constitutes a magnetic field line tilt mechanism.

揺動端長手直線部60Aは、隣接するマグネット25の周縁磁石部60と同様に、ヨーク31に対して、長手直線部61とほぼ同じ位置に配置される。揺動端長手直線部60Aは、周縁磁石部60と同様に、中央磁石部50と平行に配置される。揺動端長手直線部60Aは、周縁磁石部60と同様に、Z方向の両端が橋渡し部63に接続される。 The oscillating end longitudinal straight portion 60A is disposed at approximately the same position as the longitudinal straight portion 61 with respect to the yoke 31, similar to the peripheral magnet portion 60 of the adjacent magnet 25. The oscillating end longitudinal straight portion 60A is disposed parallel to the central magnet portion 50, similar to the peripheral magnet portion 60. The oscillating end longitudinal straight portion 60A is connected at both ends in the Z direction to the bridging portion 63, similar to the peripheral magnet portion 60.

揺動端長手直線部60Aは、揺動端に位置するマグネット25において、中央磁石部50よりも揺動端に位置する長手直線部61に対応する部分のみに形成される。つまり、揺動端長手直線部60Aは、周縁磁石部60において、中央磁石部50よりも隣接するマグネット25に近接する長手直線部62に対応する部分には形成されない。揺動端長手直線部60Aは、Z方向の全長で、X方向における中央磁石部50との離間距離が等しい。 The oscillation end longitudinal straight portion 60A is formed only in the portion of the magnet 25 located at the oscillation end that corresponds to the longitudinal straight portion 61 located closer to the oscillation end than the central magnet portion 50. In other words, the oscillation end longitudinal straight portion 60A is not formed in the portion of the peripheral magnet portion 60 that corresponds to the longitudinal straight portion 62 that is closer to the adjacent magnet 25 than the central magnet portion 50. The oscillation end longitudinal straight portion 60A has the same overall length in the Z direction as the distance from the central magnet portion 50 in the X direction.

揺動端長手直線部60Aは、隣接するマグネット25の長手直線部61および長手直線部62よりも大きく形成される。揺動端長手直線部60Aは、Z方向で両端に位置する橋渡し部63に挟まれた位置において、長手直線部61および長手直線部62よりもX方向における幅寸法が大きい。揺動端長手直線部60Aは、Z方向の全長で、X方向における幅寸法が等しい。
なお、揺動端長手直線部60Aは、橋渡し部63に接続される部分でのX方向における幅寸法が、橋渡し部63に等しくなるようにしてもよい。
The oscillating end longitudinal straight portion 60A is formed larger than the longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62 of the adjacent magnet 25. At a position sandwiched between the bridging portions 63 located at both ends in the Z direction, the oscillating end longitudinal straight portion 60A has a larger width dimension in the X direction than the longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62. The oscillating end longitudinal straight portion 60A has the same width dimension in the X direction over its entire length in the Z direction.
In addition, the width dimension of the swing end longitudinal straight portion 60A in the X direction at the portion connected to the bridging portion 63 may be equal to that of the bridging portion 63.

揺動端長手直線部60AのZX面に沿った径方向の肉厚は、長手直線部61、長手直線部62、橋渡し部63の肉厚と、ほぼ等しく形成されることができる。
揺動端長手直線部60Aは、周縁磁石部60と同じ極性の磁石とされる。揺動端長手直線部60A、長手直線部62、橋渡し部63と、中央磁石部50とは磁気回路を構成する。揺動端長手直線部60Aは、長手直線部61および長手直線部62と同様に、所定の長さに分割されて組み合わされる。揺動端長手直線部60Aを構成するそれぞれの磁石は、いずれも永久磁石である。
The thickness of the swing end longitudinal straight portion 60A in the radial direction along the ZX plane can be formed to be approximately equal to the thicknesses of the longitudinal straight portion 61, the longitudinal straight portion 62, and the bridging portion 63.
The oscillating end longitudinal straight portion 60A is a magnet of the same polarity as the peripheral edge magnet portion 60. The oscillating end longitudinal straight portion 60A, the longitudinal straight portion 62, the bridging portion 63, and the central magnet portion 50 form a magnetic circuit. The oscillating end longitudinal straight portion 60A is divided into predetermined lengths and combined, similar to the longitudinal straight portions 61 and 62. Each of the magnets that form the oscillating end longitudinal straight portion 60A is a permanent magnet.

揺動端長手直線部60Aの磁性体としての磁力密度は、長手直線部61および長手直線部62とほぼ同じである。つまり、揺動端長手直線部60Aは、中央磁石部50とほぼ同じ磁石を用いて形成されている。
なお、揺動端長手直線部60Aは、後述するように、揺動端長手直線部60Aがない場合に比べて、一端部におけるマグネット25の形成する磁力線が、X方向において他方の揺動端に向かって傾斜する構成であれば、上記の構成に限定されない。例えば、揺動端長手直線部60Aは、中央磁石部50とほぼ同じ体積で、形成する磁力が強い構成とすることもできる。
The magnetic force density of the oscillating end longitudinal straight portion 60A as a magnetic body is approximately the same as that of the longitudinal straight portion 61 and the longitudinal straight portion 62. In other words, the oscillating end longitudinal straight portion 60A is formed using approximately the same magnet as the central magnet portion 50.
As described below, the swing end longitudinal straight portion 60A is not limited to the above configuration as long as the magnetic field lines formed by the magnet 25 at one end are inclined in the X direction toward the other swing end compared to the case where there is no swing end longitudinal straight portion 60A. For example, the swing end longitudinal straight portion 60A may be configured to have approximately the same volume as the central magnet portion 50 and to form a stronger magnetic force.

図8は、磁力線傾斜機構の作用を説明するための図であり、揺動端長手直線部60Aがある場合における磁力線の向きを示す模式図である。
ここで、スパッタリング中、揺動範囲のうち揺動端となるマグネット25では、図8に示すように、N極の周縁磁石部60からS極の中央磁石部50へと磁力線が形成される。このとき、揺動端長手直線部60A、長手直線部62、橋渡し部63と、中央磁石部50と、ヨーク31と、で磁気回路が形成されている。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
FIG. 8 is a diagram for explaining the action of the magnetic field line tilt mechanism, and is a schematic diagram showing the direction of the magnetic field lines when the oscillation end longitudinal straight portion 60A is present.
During sputtering, in the magnet 25 that is the oscillation end of the oscillation range, magnetic field lines are formed from the N-pole peripheral magnet portion 60 to the S-pole central magnet portion 50, as shown in Fig. 8. At this time, a magnetic circuit is formed by the oscillation end longitudinal straight portion 60A, the longitudinal straight portion 62, the bridging portion 63, the central magnet portion 50, and the yoke 31.
This causes the electrons to track along the magnetic field lines.

このとき、揺動端となるマグネット25では、図8に示すように、長手直線部61に比べて大きい揺動端長手直線部60Aによって、N極の周縁磁石部60からの磁力線がアノード28に向かわないように傾く。つまり、N極の周縁磁石部60から磁極平面30に直交するY方向に向かう磁力線が、揺動端長手直線部60Aがない場合に比べて、X方向で右向きに傾いている。つまり、マグネット25では、揺動端長手直線部60Aを設けることで、一方の揺動端において形成する磁力線を他方の揺動端に向けて押し込むことができる。
なお、揺動端となるマグネット25において、揺動端長手直線部60Aと中央磁石部50とで形成される磁力線はX方向で右向きに傾くが、長手直線部62と中央磁石部50とで形成される磁力線は、ほぼ揺動端長手直線部60Aがない場合と同じとみなせる。
At this time, in the magnet 25 that serves as the oscillation end, as shown in Fig. 8, the oscillation end longitudinal straight portion 60A, which is larger than the longitudinal straight portion 61, tilts the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet portion 60 so that they do not point toward the anode 28. In other words, the magnetic field lines that point from the N-pole peripheral magnet portion 60 in the Y direction perpendicular to the magnetic pole plane 30 are tilted to the right in the X direction compared to when there is no oscillation end longitudinal straight portion 60A. In other words, by providing the oscillation end longitudinal straight portion 60A in the magnet 25, it is possible to push the magnetic field lines formed at one oscillation end toward the other oscillation end.
In addition, in the magnet 25 which is the oscillating end, the magnetic field lines formed by the oscillating end longitudinal straight portion 60A and the central magnet portion 50 tilt to the right in the X direction, but the magnetic field lines formed by the longitudinal straight portion 62 and the central magnet portion 50 can be regarded as being substantially the same as when the oscillating end longitudinal straight portion 60A is not present.

すると、ターゲット23の表面23aにおいては、磁力線密度が低下することがない。つまり、揺動端となるマグネット25では、トラッキングされる電子密度が充分に維持されるとともに、プラズマ密度が充分に維持される。この結果、ターゲット23の表面23aにおいて、X方向の両端に形成されていた非エロージョン領域を抑制することができる。 As a result, the magnetic field line density does not decrease on the surface 23a of the target 23. In other words, in the magnet 25, which is the oscillation end, the tracking electron density is sufficiently maintained, and the plasma density is also sufficiently maintained. As a result, the non-erosion regions formed on both ends of the surface 23a of the target 23 in the X direction can be suppressed.

また、揺動端となるマグネット25では、揺動端長手直線部60A、長手直線部62、橋渡し部63と、中央磁石部50と、で磁気回路が形成されており、N極の周縁磁石部60からS極の揺動端中央磁石部50Aへと向かう磁力線が形成されている。これにより、ターゲット23の表面23aにおいて周縁磁石部60によって囲まれた中央磁石部50の周囲を周回する電子は、マグネット25の長手方向の端部で、その移動速度が遅くなることがない。したがって、マグネット25の長手方向Z方向端部においては、電子の密度上昇が抑制される。つまり、揺動端となるマグネット25では、中央磁石部50に沿ってZ方向に移動してきた電子が、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、その移動速度が遅くなることがない。また、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、電子の密度上昇が抑制される。 In addition, in the magnet 25 that is the oscillation end, a magnetic circuit is formed by the oscillation end longitudinal straight portion 60A, the longitudinal straight portion 62, the bridging portion 63, and the central magnet portion 50, and a magnetic field line is formed from the peripheral magnet portion 60 of the N pole to the central magnet portion 50A of the oscillation end of the S pole. As a result, the electrons circulating around the central magnet portion 50 surrounded by the peripheral magnet portion 60 on the surface 23a of the target 23 do not slow down their movement speed at the longitudinal end of the magnet 25. Therefore, at the longitudinal Z-direction end of the magnet 25, the increase in electron density is suppressed. In other words, in the magnet 25 that is the oscillation end, the movement speed of the electrons that have moved in the Z direction along the central magnet portion 50 does not slow down near the bend in the X direction along the bridging portion 63. Also, the increase in electron density is suppressed near the bend in the X direction along the bridging portion 63.

その結果、揺動端となるマグネット25では、揺動端長手直線部60Aから、橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置、または、長手直線部62から橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置において、電子密度の減少が発生しない。この結果、X方向の両端となる2本のマグネット25によって、ターゲット23の表面23aにおける非エロージョン領域の形成を抑制することができる。つまり、X方向の両端(揺動端)となる2本のマグネット25に揺動端長手直線部60Aが設けられていることで、対角となる2箇所の非エロージョン領域の形成を抑制することができる。これにより、ターゲット23では、電圧変動の発生を抑制することができる。ターゲット23では、X方向端部における非エロージョン領域の形成を抑制することができる。したがって、ターゲット23では、X方向の端部および対角となる2箇所以外に他の非エロージョン領域が形成されやすくなることを抑制できる。 As a result, in the magnet 25 that is the oscillation end, a decrease in electron density does not occur at the position where the electrons bend from the oscillation end longitudinal straight portion 60A to the Z direction along the bridging portion 63, or at the position where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridging portion 63 from the longitudinal straight portion 62. As a result, the formation of non-erosion regions on the surface 23a of the target 23 can be suppressed by the two magnets 25 that are both ends in the X direction. In other words, by providing the oscillation end longitudinal straight portion 60A on the two magnets 25 that are both ends (oscillation ends) in the X direction, the formation of non-erosion regions at two diagonal positions can be suppressed. This makes it possible to suppress the occurrence of voltage fluctuations in the target 23. In the target 23, the formation of non-erosion regions at the X direction end can be suppressed. Therefore, in the target 23, it is possible to suppress the formation of other non-erosion regions other than the end in the X direction and the two diagonal positions.

本実施形態におけるスパッタリング装置1によれば、磁力線傾斜機構として揺動端長手直線部60Aを設けることによって、揺動端のマグネット25において、このマグネット25が形成する磁力線を、アノード28に向かわないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、アノード28に吸われる電子を減少することが可能である。つまり、スパッタリング装置1は、マグネット25が形成する磁力線をY方向とするか、Y方向よりも図8の右向きに傾斜させることができる。すなわち、マグネット25が形成する磁力線を、ターゲット23の厚さ方向よりもターゲット23の輪郭内向きに傾斜させることができる。これにより、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の形成される面積をトータルで低減することができる。 According to the sputtering device 1 of this embodiment, by providing the oscillating end longitudinal straight section 60A as a magnetic field line tilting mechanism, the magnetic field lines formed by the magnet 25 at the oscillating end can be prevented from being directed toward the anode 28. This allows the sputtering device 1 to reduce the number of electrons absorbed by the anode 28. In other words, the sputtering device 1 can make the magnetic field lines formed by the magnet 25 to be in the Y direction or tilt them to the right in FIG. 8 from the Y direction. In other words, the magnetic field lines formed by the magnet 25 can be tilted inward of the contour of the target 23 from the thickness direction of the target 23. This allows the sputtering device 1 to reduce the total area in which non-erosion regions are formed.

つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の発生を低減することにより、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になってパーティクル発生の原因となるエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を低減することができる。 In other words, the sputtering device 1 can suppress the generation of particles by reducing the generation of non-erosion regions. In other words, the sputtering device 1 can reduce the formation of erosion-non-erosion boundary regions, which are areas where the boundary between non-erosion regions and erosion regions becomes unclear and causes particle generation.

さらに、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域発生を抑制することで、供給パワーが再分配されないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、放電電圧のスパイク変動を抑制して、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動を抑制できる。したがって、スパッタリング装置1は、パーティクル発生、および、膜厚分布、シート抵抗値分布等の膜質特性分布のばらつきなどを抑制することができる。 Furthermore, the sputtering apparatus 1 can prevent the redistribution of the supplied power by suppressing the occurrence of non-erosion regions. This allows the sputtering apparatus 1 to suppress spike fluctuations in the discharge voltage and suppress partial fluctuations in the plasma generation conditions due to voltage fluctuations, etc. Therefore, the sputtering apparatus 1 can suppress particle generation and variations in the distribution of film quality characteristics such as film thickness distribution and sheet resistance value distribution.

以下、本発明に係るスパッタリング装置の第3実施形態を、図面に基づいて説明する。
図9は、本実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。本実施形態において、上述した第1,第2実施形態と異なるのは、磁力線傾斜機構に関する点であり、これ以外の上述した第1,第2実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
A third embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention will now be described with reference to the drawings.
9 is an enlarged cross-sectional view showing an end of the magnet unit in this embodiment. The present embodiment differs from the first and second embodiments in terms of the magnetic field line tilt mechanism, and other configurations corresponding to those in the first and second embodiments are given the same reference numerals and will not be described.

本実施形態におけるマグネットユニット21は、図9に示すように、揺動領域のうち、一方の揺動端に位置するマグネット25が、隣接するマグネット25の中央磁石部50よりも他方の揺動端に向けて傾斜して配置された揺動端傾斜中央磁石部50Bを有する。揺動端傾斜中央磁石部50Bは、磁力線傾斜機構を構成する。 As shown in FIG. 9, the magnet unit 21 in this embodiment has a swing-end inclined central magnet section 50B in which the magnet 25 located at one swing end of the swing region is inclined toward the other swing end relative to the central magnet section 50 of the adjacent magnet 25. The swing-end inclined central magnet section 50B constitutes a magnetic field line inclination mechanism.

揺動端傾斜中央磁石部50Bは、図9に示すように、中央磁石部50と同様に、周縁磁石部60に囲まれている。つまり、揺動端傾斜中央磁石部50Bは、ヨーク31に対して、Y方向視して中央磁石部50とほぼ同じ位置に配置される。揺動端傾斜中央磁石部50Bは、X方向において、長手直線部61と長手直線部62との略中央位置に配置される。 As shown in FIG. 9, the sway end inclined central magnet section 50B is surrounded by the peripheral magnet section 60, similar to the central magnet section 50. In other words, the sway end inclined central magnet section 50B is positioned at approximately the same position as the central magnet section 50 relative to the yoke 31 when viewed in the Y direction. The sway end inclined central magnet section 50B is positioned approximately in the center between the longitudinal straight section 61 and the longitudinal straight section 62 in the X direction.

揺動端傾斜中央磁石部50Bが、中央磁石部50と異なるのは、ヨーク31に対する取付方向が傾斜していることである。揺動端傾斜中央磁石部50Bは、中央磁石部50と同じ体積に形成される。揺動端傾斜中央磁石部50Bは、中央磁石部50と同じX方向における幅寸法を有する。揺動端傾斜中央磁石部50Bは、Z方向における全長で、中央磁石部50と同じX方向における幅寸法を有する。揺動端傾斜中央磁石部50Bは、中央磁石部50のZ方向の長さ寸法と同じZ方向の長さ寸法を有する。揺動端傾斜中央磁石部50Bは、中央磁石部50のY方向の厚さ寸法と同じY方向の厚さ寸法を有する。揺動端傾斜中央磁石部50Bは、Z方向の全長で、中央磁石部50と同一のXY断面形状を有することができる。 The difference between the sway end inclined central magnet section 50B and the central magnet section 50 is that the mounting direction relative to the yoke 31 is inclined. The sway end inclined central magnet section 50B is formed to have the same volume as the central magnet section 50. The sway end inclined central magnet section 50B has the same width dimension in the X direction as the central magnet section 50. The sway end inclined central magnet section 50B has the same width dimension in the X direction as the central magnet section 50 over its entire length in the Z direction. The sway end inclined central magnet section 50B has the same length dimension in the Z direction as the central magnet section 50. The sway end inclined central magnet section 50B has the same thickness dimension in the Y direction as the central magnet section 50. The sway end inclined central magnet section 50B can have the same XY cross-sectional shape as the central magnet section 50 over its entire length in the Z direction.

揺動端傾斜中央磁石部50Bは、磁極平面30に対して、ターゲット23に向かう面が他方の揺動端に傾斜するようにヨーク31に対して固定される。揺動端傾斜中央磁石部50Bを取り付けるために、ヨーク31には、凹溝が形成されていてもよい。なお、揺動端傾斜中央磁石部50Bが磁極平面30よりもターゲット23に向けて突出しないようにすることもできる。あるいは、揺動端傾斜中央磁石部50Bの端面(磁極面)のうち、一方の揺動端に近接する端部が、磁極平面30よりもターゲット23に向けて突出することもできる。揺動端傾斜中央磁石部50Bは、後述する補助マグネット27と同様に傾斜した状態で配置させてもよい。 The sway end inclined central magnet part 50B is fixed to the yoke 31 so that the surface facing the target 23 is inclined toward the other sway end with respect to the magnetic pole plane 30. A groove may be formed in the yoke 31 to mount the sway end inclined central magnet part 50B. It is also possible to prevent the sway end inclined central magnet part 50B from protruding toward the target 23 beyond the magnetic pole plane 30. Alternatively, the end face (magnetic pole face) of the sway end inclined central magnet part 50B that is close to one of the sway ends may protrude toward the target 23 beyond the magnetic pole plane 30. The sway end inclined central magnet part 50B may be arranged in an inclined state similar to the auxiliary magnet 27 described later.

揺動端傾斜中央磁石部50Bの磁性体としての磁力密度は、中央磁石部50とほぼ同じである。つまり、揺動端傾斜中央磁石部50Bは、中央磁石部50とほぼ同じ磁石を用いて形成されている。
なお、揺動端傾斜中央磁石部50Bは、後述するように、揺動端傾斜中央磁石部50Bがない場合に比べて、一端部におけるマグネット25の形成する磁力線が、X方向において他方の揺動端に向かって傾斜する構成であれば、上記の構成に限定されない。例えば、揺動端傾斜中央磁石部50Bは、中央磁石部50よりも小さい体積で、形成する磁力が強い構成とすることもできる。あるいは、揺動端傾斜中央磁石部50Bは、中央磁石部50よりも大きい体積で、形成する磁力が弱い構成とすることもできる。
The magnetic force density of the oscillation end inclined central magnet section 50B as a magnetic body is approximately the same as that of the central magnet section 50. In other words, the oscillation end inclined central magnet section 50B is formed using approximately the same magnet as the central magnet section 50.
As described below, the oscillation end inclined central magnet section 50B is not limited to the above configuration as long as the magnetic field lines formed by the magnet 25 at one end are inclined in the X direction toward the other oscillation end compared to when there is no oscillation end inclined central magnet section 50B. For example, the oscillation end inclined central magnet section 50B may be configured to have a smaller volume than the central magnet section 50 and to generate a stronger magnetic force. Alternatively, the oscillation end inclined central magnet section 50B may be configured to have a larger volume than the central magnet section 50 and to generate a weaker magnetic force.

図10は、磁力線傾斜機構の作用を説明するための図であり、揺動端傾斜中央磁石部50Bがある場合における磁力線の向きを示す模式図である。
ここで、スパッタリング中、揺動範囲のうち揺動端となるマグネット25では、図10に示すように、N極の周縁磁石部60からS極の揺動端傾斜中央磁石部50Bへと磁力線が形成される。このとき、揺動端傾斜中央磁石部50Bと周縁磁石部60とヨーク31とで磁気回路が形成されている。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
FIG. 10 is a diagram for explaining the action of the magnetic field line tilt mechanism, and is a schematic diagram showing the direction of the magnetic field lines when the oscillation end inclined central magnet section 50B is present.
During sputtering, in the magnet 25 that is the oscillation end of the oscillation range, magnetic field lines are formed from the N-pole peripheral magnet portion 60 to the S-pole oscillation end inclined central magnet portion 50B, as shown in Fig. 10. At this time, a magnetic circuit is formed by the oscillation end inclined central magnet portion 50B, the peripheral magnet portion 60, and the yoke 31.
This causes the electrons to track along the magnetic field lines.

このとき、揺動端となるマグネット25では、図10に示すように、中央磁石部50に比べて傾斜している揺動端傾斜中央磁石部50Bによって、N極の周縁磁石部60からの磁力線がアノード28に向かわないように傾く。つまり、N極の周縁磁石部60から磁極平面30に直交するY方向に向かう磁力線が、揺動端傾斜中央磁石部50Bがない場合に比べてX方向で右向きに傾いている。つまり、マグネット25では、揺動端傾斜中央磁石部50Bを設けることで、一方の揺動端において形成する磁力線を他方の揺動端に向けて押し込むことができる。 At this time, as shown in FIG. 10, in the magnet 25 that is the oscillation end, the oscillation end inclined central magnet part 50B, which is inclined compared to the central magnet part 50, inclines the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet part 60 so that they do not point toward the anode 28. In other words, the magnetic field lines that point from the N-pole peripheral magnet part 60 in the Y direction perpendicular to the magnetic pole plane 30 are inclined to the right in the X direction compared to when the oscillation end inclined central magnet part 50B is not present. In other words, by providing the oscillation end inclined central magnet part 50B in the magnet 25, the magnetic field lines formed at one oscillation end can be pushed toward the other oscillation end.

すると、ターゲット23の表面23aにおいては、磁力線密度が低下することがない。つまり、揺動端となるマグネット25では、トラッキングされる電子密度が充分に維持されるとともに、プラズマ密度が充分に維持される。この結果、ターゲット23の表面23aにおいて、X方向の両端に形成されていた非エロージョン領域を抑制することができる。 As a result, the magnetic field line density does not decrease on the surface 23a of the target 23. In other words, in the magnet 25, which is the oscillation end, the tracking electron density is sufficiently maintained, and the plasma density is also sufficiently maintained. As a result, the non-erosion regions formed on both ends of the surface 23a of the target 23 in the X direction can be suppressed.

また、揺動端となるマグネット25では、揺動端傾斜中央磁石部50Bと周縁磁石部60とで磁気回路が形成されており、N極の周縁磁石部60からS極の揺動端傾斜中央磁石部50Bへと向かう磁力線が形成されている。これにより、ターゲット23の表面23aにおいて周縁磁石部60によって囲まれた揺動端傾斜中央磁石部50Bの周囲を周回する電子は、マグネット25の長手方向の端部で、その移動速度が遅くなることがない。したがって、マグネット25のZ方向端部においては、電子の密度上昇が抑制される。つまり、揺動端となるマグネット25では、揺動端傾斜中央磁石部50Bに沿ってZ方向に移動してきた電子が、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、その移動速度が遅くなることがない。また、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、電子の密度上昇が抑制される。 In addition, in the magnet 25 that is the oscillation end, a magnetic circuit is formed by the oscillation end inclined central magnet part 50B and the peripheral magnet part 60, and a magnetic field line is formed from the peripheral magnet part 60 of the N pole to the oscillation end inclined central magnet part 50B of the S pole. As a result, the electrons circulating around the oscillation end inclined central magnet part 50B surrounded by the peripheral magnet part 60 on the surface 23a of the target 23 do not slow down their movement speed at the longitudinal end of the magnet 25. Therefore, at the Z-direction end of the magnet 25, the increase in electron density is suppressed. In other words, in the magnet 25 that is the oscillation end, the movement speed of the electrons that have moved in the Z direction along the oscillation end inclined central magnet part 50B does not slow down near the area where they bend in the X direction along the bridging part 63. Also, the increase in electron density is suppressed near the area where they bend in the X direction along the bridging part 63.

その結果、長手直線部61または長手直線部62から、橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置においては、電子密度の減少が発生しない。この結果、X方向の両端となる2本のマグネット25においては、ターゲット23の表面23aにおける非エロージョン領域の形成を抑制することができる。つまり、X方向の両端(揺動端)となる2本のマグネット25に揺動端傾斜中央磁石部50Bが設けられていることで、対角となる2箇所の非エロージョン領域の形成を抑制することができる。これにより、ターゲット23では、電圧変動の発生を抑制することができる。ターゲット23では、X方向端部における非エロージョン領域の形成を抑制することができる。したがって、ターゲット23では、X方向の端部および対角となる2箇所以外に他の非エロージョン領域が形成されやすくなることを抑制できる。 As a result, no decrease in electron density occurs at the position where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridging portion 63 from the longitudinal straight portion 61 or the longitudinal straight portion 62. As a result, in the two magnets 25 at both ends in the X direction, the formation of non-erosion regions on the surface 23a of the target 23 can be suppressed. In other words, by providing the oscillating end inclined central magnet portion 50B on the two magnets 25 at both ends (oscillating ends) in the X direction, the formation of non-erosion regions at two diagonal locations can be suppressed. This makes it possible to suppress the occurrence of voltage fluctuations in the target 23. In the target 23, the formation of non-erosion regions at the X direction ends can be suppressed. Therefore, in the target 23, it is possible to suppress the formation of other non-erosion regions other than the X direction ends and the two diagonal locations.

本実施形態におけるスパッタリング装置1によれば、磁力線傾斜機構として揺動端傾斜中央磁石部50Bを設けることによって、揺動端のマグネット25において、このマグネット25が形成する磁力線がアノード28に向かわないように抑制することができる。これにより、スパッタリング装置1は、アノード28に吸われる電子を減少することが可能である。つまり、マグネット25が形成する磁力線の向かう方向をY方向とするか、Y方向よりも図10の右向きに傾斜させることができる。すなわち、マグネット25が形成する磁力線を、ターゲット23の厚さ方向よりもターゲット23の輪郭内向きに傾斜させることができる。これにより、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の形成される面積をトータルで低減することができる。 According to the sputtering device 1 of this embodiment, by providing the oscillation end inclined central magnet part 50B as a magnetic field line inclination mechanism, the magnetic field lines formed by the magnet 25 at the oscillation end can be suppressed so as not to be directed toward the anode 28. This allows the sputtering device 1 to reduce the number of electrons absorbed by the anode 28. In other words, the direction of the magnetic field lines formed by the magnet 25 can be set to the Y direction, or can be inclined to the right of the Y direction in FIG. 10. In other words, the magnetic field lines formed by the magnet 25 can be inclined toward the inside of the contour of the target 23 rather than the thickness direction of the target 23. This allows the sputtering device 1 to reduce the total area in which non-erosion regions are formed.

つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の発生を低減することにより、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になってパーティクル発生の原因となるエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を低減することができる。 In other words, the sputtering device 1 can suppress the generation of particles by reducing the generation of non-erosion regions. In other words, the sputtering device 1 can reduce the formation of erosion-non-erosion boundary regions, which are areas where the boundary between non-erosion regions and erosion regions becomes unclear and causes particle generation.

さらに、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域発生を抑制することで、供給パワーが再分配されないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、放電電圧のスパイク変動を抑制して、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動を抑制できる。したがって、スパッタリング装置1は、パーティクル発生、および、膜厚分布、シート抵抗値分布等の膜質特性分布のばらつきなどを抑制することができる。 Furthermore, the sputtering apparatus 1 can prevent the redistribution of the supplied power by suppressing the occurrence of non-erosion regions. This allows the sputtering apparatus 1 to suppress spike fluctuations in the discharge voltage and suppress partial fluctuations in the plasma generation conditions due to voltage fluctuations, etc. Therefore, the sputtering apparatus 1 can suppress particle generation and variations in the distribution of film quality characteristics such as film thickness distribution and sheet resistance value distribution.

本実施形態においては、一方の揺動端に位置するマグネット25に加えて、その隣りに位置するマグネットにおいても、磁力線傾斜機構として揺動端傾斜中央磁石部50Bを設けることができる。なお、図10においては、一方の揺動端から隣接する2本のマグネット25に揺動端傾斜中央磁石部50Bを設けた構成を例示している。 In this embodiment, in addition to the magnet 25 located at one of the swing ends, the magnet located next to it can also be provided with a swing end inclined central magnet section 50B as a magnetic field line tilt mechanism. Note that FIG. 10 shows an example of a configuration in which swing end inclined central magnet sections 50B are provided on two magnets 25 adjacent to one swing end.

以下、本発明に係るスパッタリング装置の第4実施形態を、図面に基づいて説明する。
図11は、本実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。本実施形態において、上述した第1~第3実施形態と異なるのは、磁力線傾斜機構に関する点であり、これ以外の上述した第1~第3実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
A fourth embodiment of the sputtering apparatus according to the present invention will now be described with reference to the drawings.
11 is an enlarged cross-sectional view showing an end of the magnet unit in this embodiment. The difference between this embodiment and the first to third embodiments is the magnetic field line tilt mechanism. Other configurations corresponding to the first to third embodiments are given the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

本実施形態におけるマグネットユニット21は、図11に示すように、揺動領域のうち、一方の揺動端に位置するマグネット25が、隣接するマグネット25とは異なり、補助マグネット27を有する。補助マグネット27は、磁力線傾斜機構を構成する。 As shown in FIG. 11, in the magnet unit 21 of this embodiment, the magnet 25 located at one of the oscillation ends of the oscillation region has an auxiliary magnet 27, unlike the adjacent magnet 25. The auxiliary magnet 27 constitutes a magnetic field line tilt mechanism.

補助マグネット27は、揺動方向であるX方向端部のマグネット25に対して、揺動終端と揺動始端の外縁に配置される。補助マグネット27は、長手直線部61と平行な直線状に形成される。補助マグネット27は、最近接する長手直線部61と同極とされる。つまり、長手直線部61がN極であれば、補助マグネット27は同極のN極とされる。
補助マグネット27は、X方向両端の最外周に位置するマグネット25の長手直線部61に最近接する位置以外には設けられていない。つまり、補助マグネット27は、X方向でターゲット23の端部に対応する位置のみに設けられる。
The auxiliary magnet 27 is disposed on the outer edge of the oscillation end and oscillation start ends of the magnet 25 at the end in the X direction, which is the oscillation direction. The auxiliary magnet 27 is formed in a straight line parallel to the longitudinal straight portion 61. The auxiliary magnet 27 has the same polarity as the longitudinal straight portion 61 that is closest to it. In other words, if the longitudinal straight portion 61 is an N pole, the auxiliary magnet 27 will have the same polarity as the N pole.
The auxiliary magnets 27 are not provided at any positions other than those closest to the longitudinal straight portions 61 of the magnets 25 located on the outermost periphery at both ends in the X direction. In other words, the auxiliary magnets 27 are provided only at positions corresponding to the ends of the target 23 in the X direction.

補助マグネット27は、最近接する長手直線部61と同じ長さとされる。つまり、補助マグネット27のZ方向寸法は、X方向両端の最外周に位置するマグネット25のZ方向寸法とほぼ等しい。ここで、補助マグネット27のZ方向寸法は、X方向両端の最外周に位置するマグネット25のZ方向寸法に対してプラスマイナス5mm程度とされることができる。 The auxiliary magnet 27 has the same length as the nearest longitudinal straight portion 61. In other words, the Z direction dimension of the auxiliary magnet 27 is approximately equal to the Z direction dimension of the magnets 25 located on the outermost periphery at both ends in the X direction. Here, the Z direction dimension of the auxiliary magnet 27 can be set to about plus or minus 5 mm with respect to the Z direction dimension of the magnets 25 located on the outermost periphery at both ends in the X direction.

補助マグネット27は、最近接する長手直線部61と同様に、断面矩形の磁石とされる。補助マグネット27は、Z方向の全長で同じ断面形状を有する。補助マグネット27は、最近接する長手直線部61に対して、X方向で極めて近接する。具体的には、図11に示すように、補助マグネット27は、最近接する長手直線部61に対して、X方向で極めて近接して接触しているか、後述するように、所定のX方向距離だけ離間することもできる。 The auxiliary magnet 27 is a magnet with a rectangular cross section, similar to the nearest longitudinal straight portion 61. The auxiliary magnet 27 has the same cross-sectional shape over its entire length in the Z direction. The auxiliary magnet 27 is very close to the nearest longitudinal straight portion 61 in the X direction. Specifically, as shown in FIG. 11, the auxiliary magnet 27 is in contact with the nearest longitudinal straight portion 61 very close to it in the X direction, or it can be spaced apart by a predetermined X-direction distance, as described below.

補助マグネット27は、マグネット25の周縁磁石部60の端面(磁極平面)30によって形成されるZX平面に対して、ターゲット23に向かって突出する凸部がZ方向に連続した突条27aを形成する。突条27aの先端は、磁極平面30よりもターゲット23に向かって突出していてもよい。突条27aの先端は、Y方向で磁極平面30と同じ位置にあってもよい。突条27aの先端は、磁極平面30よりもターゲット23から離間していてもよい。
なお、突条27aとしては、矩形断面の補助マグネット27では、その磁極面の隅となる角部、あるいは、磁極面の幅方向の所定位置に凸状に形成されることもできる。
The auxiliary magnet 27 forms a ridge 27a whose convex portion protruding toward the target 23 continues in the Z direction with respect to the ZX plane formed by the end face (magnetic pole plane) 30 of the peripheral magnet portion 60 of the magnet 25. The tip of the ridge 27a may protrude toward the target 23 beyond the magnetic pole plane 30. The tip of the ridge 27a may be located at the same position as the magnetic pole plane 30 in the Y direction. The tip of the ridge 27a may be farther away from the target 23 than the magnetic pole plane 30.
In the case of auxiliary magnets 27 having a rectangular cross section, the protrusions 27a may be formed in a convex shape at the corners of the magnetic pole face, or at predetermined positions in the width direction of the magnetic pole face.

補助マグネット27は、磁極平面30に対して傾斜している。つまり、補助マグネット27は、図11に示すように、磁極となる端面がZX平面に対して、角度θだけ傾いていてもよい。ここで、角度θは、ターゲット23の表面23aの法線であるY方向に対して、Z方向を軸線としてX方向に回転するように傾斜している。角度θは、マグネットユニット21の揺動範囲の内側に補助マグネット27の磁極面が向かうように傾斜する向きをプラスとして、0degから90degの範囲、より好ましくは、0degから60degの範囲、さらに、0degから45degの範囲、0degから30degの範囲とすることができる。 The auxiliary magnet 27 is inclined with respect to the magnetic pole plane 30. That is, as shown in FIG. 11, the end face of the auxiliary magnet 27 that becomes the magnetic pole may be inclined by an angle θ with respect to the ZX plane. Here, the angle θ is inclined so as to rotate in the X direction with the Z direction as the axis with respect to the Y direction that is the normal to the surface 23a of the target 23. The angle θ can be in the range of 0 deg to 90 deg, more preferably in the range of 0 deg to 60 deg, further in the range of 0 deg to 45 deg, or in the range of 0 deg to 30 deg, with the direction in which the magnetic pole surface of the auxiliary magnet 27 is inclined toward the inside of the swing range of the magnet unit 21 being positive.

補助マグネット27の磁気強度は、最近接する長手直線部61の磁気強度と同等かまたは小さい。具体的には、補助マグネット27の磁気強度は、最近接する長手直線部61の磁気強度の1/2~3/4、あるいは、1/2~1/3の範囲とすることができる。最近接する長手直線部61の磁気強度が、補助マグネット27の磁気強度の1~1.5倍、あるいは、1.1~1.4倍、例えば、1.39倍程度とすることができる。 The magnetic strength of the auxiliary magnet 27 is equal to or smaller than the magnetic strength of the nearest longitudinal straight portion 61. Specifically, the magnetic strength of the auxiliary magnet 27 can be in the range of 1/2 to 3/4, or 1/2 to 1/3, of the magnetic strength of the nearest longitudinal straight portion 61. The magnetic strength of the nearest longitudinal straight portion 61 can be 1 to 1.5 times, or 1.1 to 1.4 times, for example, approximately 1.39 times, of the magnetic strength of the auxiliary magnet 27.

補助マグネット27は、図11に示すように、補助ヨーク31dを介してヨーク31に固定される。補助ヨーク31dは、ヨーク31のX方向端部に隣接している。補助ヨーク31dは、ヨーク31と一体とされることもできる。この場合、補助ヨーク31dは、ヨーク31と同材とされる。補助ヨーク31dは、磁性体または誘電体からなる。補助ヨーク31dは、SUS430等から形成することができる。
補助マグネット27は、固定部材27gによって所定の角度θとなるように補助ヨーク31dに固定される。補助マグネット27は、ターゲット23とは逆側の磁極面が補助ヨーク31dに当接している。これにより、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31で形成する磁気回路に対して、補助マグネット27と補助ヨーク31dとの磁気も加わることになる。
As shown in Fig. 11, the auxiliary magnet 27 is fixed to the yoke 31 via an auxiliary yoke 31d. The auxiliary yoke 31d is adjacent to the end of the yoke 31 in the X direction. The auxiliary yoke 31d can also be integrated with the yoke 31. In this case, the auxiliary yoke 31d is made of the same material as the yoke 31. The auxiliary yoke 31d is made of a magnetic or dielectric material. The auxiliary yoke 31d can be made of SUS430 or the like.
The auxiliary magnet 27 is fixed to the auxiliary yoke 31d by a fixing member 27g at a predetermined angle θ. The auxiliary magnet 27 has a magnetic pole face on the opposite side to the target 23 in contact with the auxiliary yoke 31d. As a result, the magnetic force of the auxiliary magnet 27 and the auxiliary yoke 31d is added to the magnetic circuit formed by the central magnet portion 50, the peripheral magnet portion 60, and the yoke 31.

図12は、磁力線傾斜機構の作用を説明するための図であり、補助マグネット27がある場合における磁力線の向きを示す模式図である。
ここで、スパッタリング中、揺動範囲のうちマグネットユニット21の揺動端では、図12に示すように、N極の周縁磁石部60からS極の中央磁石部50へと磁力線が形成される。このとき、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31に加えて、補助マグネット27と補助ヨーク31dとも含んで磁気回路が形成されている。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
FIG. 12 is a diagram for explaining the function of the magnetic field line tilt mechanism, and is a schematic diagram showing the direction of the magnetic field lines when the auxiliary magnet 27 is present.
During sputtering, at the oscillation end of the magnet unit 21 within the oscillation range, magnetic field lines are formed from the N-pole peripheral magnet section 60 to the S-pole central magnet section 50, as shown in Fig. 12. At this time, a magnetic circuit is formed including the central magnet section 50, the peripheral magnet section 60, and the yoke 31, as well as the auxiliary magnet 27 and the auxiliary yoke 31d.
This causes the electrons to track along the magnetic field lines.

このとき、揺動端となるマグネット25では、図12に示すように、長手直線部61に沿った補助マグネット27によって、N極の周縁磁石部60からの磁力線がアノード28に向かわないように傾く。つまり、N極の周縁磁石部60から磁極平面30に直交するY方向に向かう磁力線が、補助マグネット27がない場合に比べて、X方向で右向きに傾いている。つまり、揺動端となるマグネット25では、補助マグネット27を設けることで、一方の揺動端において形成する磁力線を他方の揺動端に向けて押し込むことができる。 At this time, as shown in FIG. 12, in the magnet 25 that is the oscillation end, the auxiliary magnet 27 along the longitudinal straight portion 61 tilts the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet portion 60 so that they do not point toward the anode 28. In other words, the magnetic field lines that point from the N-pole peripheral magnet portion 60 in the Y direction perpendicular to the magnetic pole plane 30 are tilted to the right in the X direction compared to when there is no auxiliary magnet 27. In other words, by providing the auxiliary magnet 27 in the magnet 25 that is the oscillation end, the magnetic field lines formed at one oscillation end can be pushed toward the other oscillation end.

つまり、揺動端となるマグネット25では、N極の周縁磁石部60からの磁力線が、補助マグネット27からの磁力線によってアノード28に向かわないように、磁極平面30に直交するY方向、あるいは、X方向で右向きに傾いている。
なお、揺動端となるマグネット25において、補助マグネット27と長手直線部61と中央磁石部50とで形成される磁力線はX方向で右向きに傾くが、長手直線部62と中央磁石部50とで形成される磁力線は、ほぼ補助マグネット27がない場合と同じとみなせる。
In other words, in the magnet 25 which is the swing end, the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet portion 60 are inclined to the right in the Y direction perpendicular to the magnetic pole plane 30 or in the X direction so that they are not directed toward the anode 28 by the magnetic field lines from the auxiliary magnet 27.
In addition, in the magnet 25 which is the swing end, the magnetic field lines formed by the auxiliary magnet 27, the longitudinal straight portion 61, and the central magnet portion 50 tilt to the right in the X direction, but the magnetic field lines formed by the longitudinal straight portion 62 and the central magnet portion 50 can be regarded as being almost the same as when the auxiliary magnet 27 is not present.

すると、ターゲット23の表面23aにおいては、磁力線密度が低下することがない。つまり、揺動端となるマグネット25では、トラッキングされる電子密度が充分に維持されるとともに、プラズマ密度が充分に維持される。この結果、ターゲット23の表面23aにおいて、X方向の両端に形成されていた非エロージョン領域を抑制することができる。 As a result, the magnetic field line density does not decrease on the surface 23a of the target 23. In other words, in the magnet 25, which is the oscillation end, the tracking electron density is sufficiently maintained, and the plasma density is also sufficiently maintained. As a result, the non-erosion regions formed on both ends of the surface 23a of the target 23 in the X direction can be suppressed.

また、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31と補助マグネット27と補助ヨーク31dとも含んで磁気回路が形成されており、N極の周縁磁石部60からS極の中央磁石部50へと向かう磁力線が形成されている。これにより、ターゲット23の表面23aにおいて周縁磁石部60によって囲まれた中央磁石部50の周囲を周回する電子は、マグネット25の長手方向の端部で、その移動速度が遅くなることがない。したがって、マグネット25の長手方向Z方向端部においては、電子の密度上昇が抑制される。つまり、揺動端となるマグネット25では、中央磁石部50に沿ってZ方向に移動してきた電子が、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、その移動速度が遅くなることがない。また、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、電子の密度上昇が抑制される。 A magnetic circuit is also formed including the central magnet section 50, the peripheral magnet section 60, the yoke 31, the auxiliary magnet 27, and the auxiliary yoke 31d, and magnetic field lines are formed from the peripheral magnet section 60 with the N pole to the central magnet section 50 with the S pole. As a result, the electrons circulating around the central magnet section 50 surrounded by the peripheral magnet section 60 on the surface 23a of the target 23 do not slow down their movement speed at the longitudinal end of the magnet 25. Therefore, at the longitudinal Z-direction end of the magnet 25, the increase in electron density is suppressed. In other words, in the magnet 25 that is the oscillation end, the movement speed of the electrons that have moved in the Z direction along the central magnet section 50 does not slow down near the area where they bend in the X direction along the bridging section 63. Also, the increase in electron density is suppressed near the area where they bend in the X direction along the bridging section 63.

その結果、長手直線部61から、橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置、または、長手直線部62から橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置においては、密度の減少が発生しない。この結果、X方向の両端となる2本のマグネット25においてターゲット23の表面23aにおける非エロージョン領域の形成が抑制される。 As a result, no decrease in density occurs at the position where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridging portion 63 from the longitudinal straight portion 61, or at the position where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridging portion 63 from the longitudinal straight portion 62. As a result, the formation of non-erosion regions on the surface 23a of the target 23 is suppressed in the two magnets 25 at both ends in the X direction.

つまり、X方向の両端(揺動端)となる2本のマグネット25において補助マグネット27が設けられていることで、対角となる2箇所の非エロージョン領域の形成が抑制できる。これにより、ターゲット23では、電圧変動の発生を抑制することができる。ターゲット23では、X方向端部における非エロージョン領域の形成を抑制することができる。したがって、ターゲット23では、X方向の端部および対角となる2箇所以外に他の非エロージョン領域が形成されやすくなることを抑制できる。 In other words, by providing the auxiliary magnets 27 on the two magnets 25 at both ends (oscillation ends) in the X direction, the formation of non-erosion regions at two diagonal corners can be suppressed. This makes it possible to suppress the occurrence of voltage fluctuations in the target 23. In the target 23, the formation of non-erosion regions at the X direction ends can be suppressed. Therefore, in the target 23, it is possible to suppress the tendency for other non-erosion regions to form other than the X direction ends and the two diagonal corners.

本実施形態におけるスパッタリング装置1によれば、磁力線傾斜機構として補助マグネット27を設けることによって、揺動端のマグネット25において、このマグネット25が形成する磁力線を、アノード28に向かわないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、アノード28に吸われる電子を減少することが可能である。つまり、スパッタリング装置1は、マグネット25が形成する磁力線をY方向とするか、Y方向よりも図12の右向きに傾斜させることができる。すなわち、マグネット25が形成する磁力線を、補助マグネット27によって、ターゲット23の厚さ方向よりもターゲット23の輪郭内向きに傾斜させることができる。これにより、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の形成される面積をトータルで低減することができる。 According to the sputtering device 1 of this embodiment, by providing an auxiliary magnet 27 as a magnetic field line tilting mechanism, the magnetic field lines formed by the magnet 25 at the swing end can be prevented from being directed toward the anode 28. This allows the sputtering device 1 to reduce the number of electrons absorbed by the anode 28. In other words, the sputtering device 1 can make the magnetic field lines formed by the magnet 25 to be in the Y direction, or tilt them to the right in FIG. 12 from the Y direction. In other words, the magnetic field lines formed by the magnet 25 can be tilted by the auxiliary magnet 27 toward the inside of the contour of the target 23 from the thickness direction of the target 23. This allows the sputtering device 1 to reduce the total area in which non-erosion regions are formed.

つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の発生を低減することにより、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になってパーティクル発生の原因となるエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を低減することができる。 In other words, the sputtering device 1 can suppress the generation of particles by reducing the generation of non-erosion regions. In other words, the sputtering device 1 can reduce the formation of erosion-non-erosion boundary regions, which are areas where the boundary between non-erosion regions and erosion regions becomes unclear and causes particle generation.

さらに、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域発生を抑制することで、供給パワーが再分配されないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、放電電圧のスパイク変動を抑制して、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動を抑制できる。したがって、スパッタリング装置1は、パーティクル発生、および、膜厚分布、シート抵抗値分布等の膜質特性分布のばらつきなどを抑制することができる。 Furthermore, the sputtering apparatus 1 can prevent the redistribution of the supplied power by suppressing the occurrence of non-erosion regions. This allows the sputtering apparatus 1 to suppress spike fluctuations in the discharge voltage and suppress partial fluctuations in the plasma generation conditions due to voltage fluctuations, etc. Therefore, the sputtering apparatus 1 can suppress particle generation and variations in the distribution of film quality characteristics such as film thickness distribution and sheet resistance value distribution.

以下、本発明に係るスパッタリング装置の第5実施形態を、図面に基づいて説明する。
図13は、本実施形態におけるマグネットユニットの端部及びその近傍を示す拡大断面図である。本実施形態において、上述した第1~第4実施形態と異なるのは、磁力線傾斜機構に関する点であり、これ以外の上述した第1~第4実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
Hereinafter, a fifth embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
13 is an enlarged cross-sectional view showing the end of the magnet unit and its vicinity in this embodiment. This embodiment differs from the first to fourth embodiments described above in terms of the magnetic field line tilt mechanism, and other configurations corresponding to the first to fourth embodiments described above are given the same reference numerals and their description will be omitted.

本実施形態におけるスパッタリング装置1は、図13に示すように、ターゲット23の周囲に位置するアノード28の裏面に揺動端外磁石部35を有する。揺動端外磁石部35は、磁力線傾斜機構を構成する。
揺動端外磁石部35は、揺動領域におけるX方向の端部外側に配置される。揺動端外磁石部35は、揺動領域の輪郭に沿ってZ方向に延在する。揺動端外磁石部35は、揺動方向であるX方向端部のマグネット25に対して、揺動終端と揺動始端の外縁に配置される。揺動端外磁石部35は、長手直線部61と平行な直線状に形成される。
13, the sputtering apparatus 1 in this embodiment has a swing end outer magnet section 35 on the back surface of the anode 28 located around the target 23. The swing end outer magnet section 35 constitutes a magnetic field line tilt mechanism.
The oscillation end external magnet part 35 is disposed on the outer side of the end in the X direction of the oscillation region. The oscillation end external magnet part 35 extends in the Z direction along the contour of the oscillation region. The oscillation end external magnet part 35 is disposed on the outer edge of the oscillation end and oscillation start end with respect to the magnet 25 at the end in the X direction, which is the oscillation direction. The oscillation end external magnet part 35 is formed in a straight line parallel to the longitudinal straight part 61.

揺動端外磁石部35は、アノード28の裏面、すなわち、ガラス基板11とは反対位置となるアノード28の面に配置される。揺動端外磁石部35は、ターゲット23の輪郭に沿って配置される。揺動端外磁石部35のZ方向長さは、ターゲット23のZ方向長さと同じである。あるいは、揺動端外磁石部35のZ方向寸法は、X方向において揺動領域の両端に位置するマグネット25のZ方向寸法とほぼ等しくしてもよい。
揺動端外磁石部35は、アノード28の裏面に接している。
The oscillation end external magnet part 35 is disposed on the back surface of the anode 28, i.e., on the surface of the anode 28 that is opposite to the glass substrate 11. The oscillation end external magnet part 35 is disposed along the contour of the target 23. The Z direction length of the oscillation end external magnet part 35 is the same as the Z direction length of the target 23. Alternatively, the Z direction dimension of the oscillation end external magnet part 35 may be approximately equal to the Z direction dimension of the magnets 25 located at both ends of the oscillation region in the X direction.
The swing end outer magnet portion 35 is in contact with the rear surface of the anode 28 .

揺動端外磁石部35は、最近接する長手直線部61と同様に、断面矩形の磁石とされる。揺動端外磁石部35は、ターゲット23に向かう端面が磁極とされる。揺動端外磁石部35は、X方向において揺動領域の内側に向かう端面が磁極とされる。揺動端外磁石部35は、ターゲット23に向かう端面が最近接する長手直線部61と同極とされる。つまり、長手直線部61がN極であれば、揺動端外磁石部35は同極のN極とされる。 The oscillating end outer magnet part 35 is a magnet with a rectangular cross section, similar to the nearest longitudinal straight part 61. The oscillating end outer magnet part 35 has an end face facing the target 23 as its magnetic pole. The oscillating end outer magnet part 35 has an end face facing the inside of the oscillating region in the X direction as its magnetic pole. The oscillating end outer magnet part 35 has an end face facing the target 23 with the same polarity as the nearest longitudinal straight part 61. In other words, if the longitudinal straight part 61 is a north pole, then the oscillating end outer magnet part 35 is a north pole of the same polarity.

揺動端外磁石部35の磁気強度は、最近接する長手直線部61の磁気強度と同等かまたは小さい。揺動端外磁石部35の磁気強度は、最近接する長手直線部61の磁気強度の1/2~3/4、あるいは、1/2~1/3の範囲とすることができる。 The magnetic strength of the oscillating end outer magnet part 35 is equal to or smaller than the magnetic strength of the nearest longitudinal straight part 61. The magnetic strength of the oscillating end outer magnet part 35 can be in the range of 1/2 to 3/4 or 1/2 to 1/3 of the magnetic strength of the nearest longitudinal straight part 61.

揺動端外磁石部35は、アノード28に接していない部分が、被覆部35aで覆われていてもよい。被覆部35aは、磁極となるX方向の端面には形成されない。揺動端外磁石部35は、磁極となるX方向の端面が露出している。揺動端外磁石部35は、ターゲット23とは逆側の磁極面が被覆部35aに当接している。
被覆部35aは、揺動端外磁石部35が磁気回路を形成する際に、長手直線部61に対するS極として作用する。つまり、被覆部35aは、X方向においてターゲット23から離間する揺動端外磁石部35の端面を覆うとともに、長手直線部61に近接するZ方向の揺動端外磁石部35の面を覆っている。被覆部35aは、磁性体あるいは誘電体である。被覆部35aは、ヨーク31と同材とされてもよい。被覆部35aは、SUS430等から形成することができる。
The portion of the oscillating end outer magnet part 35 that is not in contact with the anode 28 may be covered with a covering part 35a. The covering part 35a is not formed on the end face in the X direction that becomes a magnetic pole. The end face in the X direction of the oscillating end outer magnet part 35 that becomes a magnetic pole is exposed. The magnetic pole face of the oscillating end outer magnet part 35 on the side opposite to the target 23 abuts against the covering part 35a.
The covering portion 35a acts as a south pole with respect to the longitudinal straight portion 61 when the oscillating end outer magnet portion 35 forms a magnetic circuit. In other words, the covering portion 35a covers the end face of the oscillating end outer magnet portion 35 that is away from the target 23 in the X direction, and covers the face of the oscillating end outer magnet portion 35 in the Z direction that is close to the longitudinal straight portion 61. The covering portion 35a is a magnetic material or a dielectric material. The covering portion 35a may be made of the same material as the yoke 31. The covering portion 35a can be made of SUS430 or the like.

被覆部35aは、揺動端外磁石部35と長手直線部61とで磁気回路を形成する際に、アノード28に磁力線が入らないように形成される。これにより、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31で形成する磁気回路に対して、揺動端外磁石部35と被覆部35aとの磁気も加わることになる。
被覆部35aは、長手直線部61に近接するZ方向の面が、ターゲット23の表面23aと平行に形成されている。なお、被覆部35aは、最近接する長手直線部61との間で磁気回路を形成する際に好適であれば、この形状に限定されない。
The covering portion 35a is formed so that when a magnetic circuit is formed by the oscillating end outer magnet portion 35 and the longitudinal straight portion 61, magnetic lines of force do not enter the anode 28. As a result, the magnetism of the oscillating end outer magnet portion 35 and the covering portion 35a is also added to the magnetic circuit formed by the central magnet portion 50, the peripheral magnet portion 60, and the yoke 31.
The Z-direction surface of the covering portion 35a that is adjacent to the longitudinal straight portion 61 is formed parallel to the surface 23a of the target 23. Note that the covering portion 35a is not limited to this shape as long as it is suitable for forming a magnetic circuit with the longitudinal straight portion 61 that is closest to it.

図14は、磁力線傾斜機構の作用を説明するための図であり、揺動端外磁石部35がある場合における磁力線の向きを示す模式図である。
ここで、スパッタリング中、揺動範囲のうちマグネットユニット21の揺動端では、図14に示すように、N極の周縁磁石部60からS極の中央磁石部50へと磁力線が形成される。このとき、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31に加えて、揺動端外磁石部35と被覆部35aとを含んで磁気回路が形成される。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
FIG. 14 is a diagram for explaining the action of the magnetic field line tilt mechanism, and is a schematic diagram showing the direction of the magnetic field lines when the oscillation end outer magnet portion 35 is present.
During sputtering, at the oscillation end of the magnet unit 21 within the oscillation range, magnetic field lines are formed from the N-pole peripheral magnet portion 60 to the S-pole central magnet portion 50, as shown in Fig. 14. At this time, a magnetic circuit is formed including the oscillation end outer magnet portion 35 and the covering portion 35a in addition to the central magnet portion 50, the peripheral magnet portion 60, and the yoke 31.
This causes the electrons to track along the magnetic field lines.

このとき、揺動端となるマグネット25では、図12に示すように、長手直線部61に沿った揺動端外磁石部35によって、N極の周縁磁石部60からの磁力線がアノード28に向かわないように傾く。つまり、N極の周縁磁石部60から磁極平面30に直交するY方向に向かう磁力線が、揺動端外磁石部35がない場合に比べて、X方向で右向きに傾いている。つまり、揺動端となるマグネット25では、揺動端外磁石部35を設けることで、一方の揺動端において形成する磁力線を他方の揺動端に向けて押し込むことができる。 At this time, in the magnet 25 that becomes the oscillation end, as shown in FIG. 12, the oscillation end outer magnet part 35 along the longitudinal straight part 61 tilts the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet part 60 so that they do not point toward the anode 28. In other words, the magnetic field lines that point from the N-pole peripheral magnet part 60 in the Y direction perpendicular to the magnetic pole plane 30 are tilted to the right in the X direction compared to when the oscillation end outer magnet part 35 is not present. In other words, by providing the oscillation end outer magnet part 35 in the magnet 25 that becomes the oscillation end, the magnetic field lines formed at one oscillation end can be pushed toward the other oscillation end.

つまり、揺動端となるマグネット25では、N極の周縁磁石部60からの磁力線が、揺動端外磁石部35からの磁力線によってアノード28に向かわないように、磁極平面30に直交するY方向、あるいは、X方向で右向きに傾いている。
なお、揺動端となるマグネット25において、揺動端外磁石部35と長手直線部61と中央磁石部50とで形成される磁力線はX方向で右向きに傾くが、長手直線部62と中央磁石部50とで形成される磁力線は、ほぼ揺動端外磁石部35がない場合と同じとみなせる。
In other words, in the magnet 25 that serves as the oscillating end, the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet portion 60 are inclined to the right in the Y direction perpendicular to the magnetic pole plane 30 or in the X direction so that they are not directed toward the anode 28 by the magnetic field lines from the oscillating end outer magnet portion 35.
In addition, in the magnet 25 which constitutes the oscillating end, the magnetic field lines formed by the oscillating end outer magnet section 35, the longitudinal straight section 61, and the central magnet section 50 tilt to the right in the X direction, but the magnetic field lines formed by the longitudinal straight section 62 and the central magnet section 50 can be regarded as being substantially the same as when the oscillating end outer magnet section 35 is not present.

すると、ターゲット23の表面23aにおいては、磁力線密度が低下することがない。つまり、揺動端となるマグネット25では、トラッキングされる電子密度が充分に維持されるとともに、プラズマ密度が充分に維持される。この結果、ターゲット23の表面23aにおいて、X方向の両端に形成されていた非エロージョン領域を抑制することができる。 As a result, the magnetic field line density does not decrease on the surface 23a of the target 23. In other words, in the magnet 25, which is the oscillation end, the tracking electron density is sufficiently maintained, and the plasma density is also sufficiently maintained. As a result, the non-erosion regions formed on both ends of the surface 23a of the target 23 in the X direction can be suppressed.

また、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31と揺動端外磁石部35と被覆部35aとも含んで磁気回路が形成されており、N極の周縁磁石部60からS極の中央磁石部50へと向かう磁力線が形成されている。これにより、ターゲット23の表面23aにおいて周縁磁石部60によって囲まれた中央磁石部50の周囲を周回する電子は、マグネット25の長手方向の端部で、その移動速度が遅くなることがない。したがって、マグネット25の長手方向Z方向端部においては、電子の密度上昇が抑制される。つまり、揺動端となるマグネット25では、中央磁石部50に沿ってZ方向に移動してきた電子が、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、その移動速度が遅くなることがない。また、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、電子の密度上昇が抑制される。 A magnetic circuit is also formed including the central magnet section 50, the peripheral magnet section 60, the yoke 31, the oscillating end outer magnet section 35, and the covering section 35a, and magnetic field lines are formed from the peripheral magnet section 60 of the N pole to the central magnet section 50 of the S pole. As a result, the electrons circulating around the central magnet section 50 surrounded by the peripheral magnet section 60 on the surface 23a of the target 23 do not slow down their movement speed at the longitudinal end of the magnet 25. Therefore, at the longitudinal Z-direction end of the magnet 25, the increase in electron density is suppressed. In other words, in the magnet 25 that is the oscillating end, the movement speed of the electrons that have moved in the Z direction along the central magnet section 50 does not slow down near the area where they bend in the X direction along the bridging section 63. Also, the increase in electron density is suppressed near the area where they bend in the X direction along the bridging section 63.

その結果、長手直線部61から、橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置、または、長手直線部62から橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置においては、密度の減少が発生しない。この結果、X方向の両端となる2本のマグネット25においてターゲット23の表面23aにおける非エロージョン領域の形成が抑制される。 As a result, no decrease in density occurs at the position where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridging portion 63 from the longitudinal straight portion 61, or at the position where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridging portion 63 from the longitudinal straight portion 62. As a result, the formation of non-erosion regions on the surface 23a of the target 23 is suppressed in the two magnets 25 at both ends in the X direction.

つまり、X方向の両端(揺動端)となる2本のマグネット25において揺動端外磁石部35が設けられていることで、対角となる2箇所の非エロージョン領域の形成が抑制できる。これにより、ターゲット23では、電圧変動の発生を抑制することができる。ターゲット23では、X方向端部における非エロージョン領域の形成を抑制することができる。したがって、ターゲット23では、X方向の端部および対角となる2箇所以外に他の非エロージョン領域が形成されやすくなることを抑制できる。 In other words, by providing the oscillation end outer magnet parts 35 on the two magnets 25 at both ends (oscillation ends) in the X direction, the formation of non-erosion regions at two diagonal corners can be suppressed. This makes it possible to suppress the occurrence of voltage fluctuations in the target 23. In the target 23, the formation of non-erosion regions at the X direction ends can be suppressed. Therefore, in the target 23, it is possible to suppress the tendency for other non-erosion regions to form other than the X direction ends and the two diagonal corners.

本実施形態におけるスパッタリング装置1によれば、磁力線傾斜機構として揺動端外磁石部35を設けることによって、揺動端のマグネット25において、このマグネット25が形成する磁力線を、アノード28に向かわないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、アノード28に吸われる電子を減少することが可能である。つまり、スパッタリング装置1は、マグネット25が形成する磁力線をY方向とするか、Y方向よりも図12の右向きに傾斜させることができる。すなわち、マグネット25が形成する磁力線を、補助マグネット27によって、ターゲット23の厚さ方向よりもターゲット23の輪郭内向きに傾斜させることができる。これにより、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の形成される面積をトータルで低減することができる。 According to the sputtering device 1 of this embodiment, by providing the magnet part 35 outside the oscillation end as a magnetic field line tilting mechanism, the magnetic field lines formed by the magnet 25 at the oscillation end can be prevented from being directed toward the anode 28. This allows the sputtering device 1 to reduce the number of electrons absorbed by the anode 28. In other words, the sputtering device 1 can make the magnetic field lines formed by the magnet 25 to be in the Y direction or tilt them to the right in FIG. 12 from the Y direction. In other words, the auxiliary magnet 27 can tilt the magnetic field lines formed by the magnet 25 toward the inside of the contour of the target 23 from the thickness direction of the target 23. This allows the sputtering device 1 to reduce the total area in which non-erosion regions are formed.

つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の発生を低減することにより、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になってパーティクル発生の原因となるエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を低減することができる。 In other words, the sputtering device 1 can suppress the generation of particles by reducing the generation of non-erosion regions. In other words, the sputtering device 1 can reduce the formation of erosion-non-erosion boundary regions, which are areas where the boundary between non-erosion regions and erosion regions becomes unclear and causes particle generation.

さらに、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域発生を抑制することで、供給パワーが再分配されないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、放電電圧のスパイク変動を抑制して、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動を抑制できる。したがって、スパッタリング装置1は、パーティクル発生、および、膜厚分布、シート抵抗値分布等の膜質特性分布のばらつきなどを抑制することができる。 Furthermore, the sputtering apparatus 1 can prevent the redistribution of the supplied power by suppressing the occurrence of non-erosion regions. This allows the sputtering apparatus 1 to suppress spike fluctuations in the discharge voltage and suppress partial fluctuations in the plasma generation conditions due to voltage fluctuations, etc. Therefore, the sputtering apparatus 1 can suppress particle generation and variations in the distribution of film quality characteristics such as film thickness distribution and sheet resistance value distribution.

以下、本発明に係るスパッタリング装置の第6実施形態を、図面に基づいて説明する。
図15は、本実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。本実施形態において、上述した第1~第5実施形態と異なるのは、磁力線傾斜機構に関する点であり、これ以外の上述した第1~第5実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
A sixth embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention will now be described with reference to the drawings.
15 is an enlarged cross-sectional view showing an end of the magnet unit in this embodiment. This embodiment differs from the first to fifth embodiments in terms of the magnetic field line tilt mechanism, and other configurations corresponding to the first to fifth embodiments are given the same reference numerals and will not be described.

本実施形態におけるマグネットユニット21は、図15に示すように、揺動領域のうち、一方の揺動端に位置するマグネット25が、隣接するマグネット25の中央磁石部50とは異なり、中央磁石部50のX方向における側面に揺動端磁性体部50Cを有する。揺動端磁性体部50Cは、磁力線傾斜機構を構成する。揺動端磁性体部50Cは、ヨーク31と同材から形成することができる。揺動端磁性体部50Cは、SUS430等により形成することができる。 As shown in FIG. 15, in the magnet unit 21 of this embodiment, the magnet 25 located at one of the oscillation ends of the oscillation region has an oscillation end magnetic body part 50C on the side surface in the X direction of the central magnet part 50, unlike the central magnet part 50 of the adjacent magnet 25. The oscillation end magnetic body part 50C constitutes a magnetic field line tilt mechanism. The oscillation end magnetic body part 50C can be made of the same material as the yoke 31. The oscillation end magnetic body part 50C can be made of SUS430 or the like.

なお、揺動端磁性体部50Cの接する中央磁石部50は、隣接するマグネット25の中央磁石部50と同じ大きさとして形成することができる。あるいは、揺動端磁性体部50Cの接する中央磁石部50は、隣接するマグネット25の中央磁石部50よりも小さく形成してもよい。言い換えると、揺動端磁性体部50Cを揺動端中央磁石部50Aに接続することも可能である。 The central magnet part 50 that the oscillating end magnetic part 50C comes into contact with can be formed to be the same size as the central magnet part 50 of the adjacent magnet 25. Alternatively, the central magnet part 50 that the oscillating end magnetic part 50C comes into contact with can be formed to be smaller than the central magnet part 50 of the adjacent magnet 25. In other words, it is also possible to connect the oscillating end magnetic part 50C to the oscillating end central magnet part 50A.

一方の揺動端に位置するマグネット25は、隣接するマグネット25の中央磁石部50と同様に、ヨーク31に対して、ほぼ同じ位置に配置される中央磁石部50を有する。
揺動端磁性体部50Cは、この中央磁石部50において、周縁磁石部60と対向するX方向の端面に接続される。揺動端磁性体部50Cは、中央磁石部50のX方向における端面の全てを覆っている。揺動端磁性体部50Cは、中央磁石部50のZ方向における全長に形成される。揺動端磁性体部50Cは、中央磁石部50の端面(磁極平面)30を覆っていない。
The magnet 25 located at one of the swing ends has a central magnet portion 50 that is disposed at approximately the same position relative to the yoke 31 as the central magnet portion 50 of the adjacent magnet 25 .
The oscillating end magnetic body part 50C is connected to the end face of the central magnet part 50 in the X direction that faces the peripheral magnet part 60. The oscillating end magnetic body part 50C covers all of the end faces of the central magnet part 50 in the X direction. The oscillating end magnetic body part 50C is formed over the entire length of the central magnet part 50 in the Z direction. The oscillating end magnetic body part 50C does not cover the end face (magnetic pole plane) 30 of the central magnet part 50.

揺動端磁性体部50Cは、この中央磁石部50において、長手直線部61と対向するX方向の端面に接続される。さらに、揺動端磁性体部50Cは、この中央磁石部50において、長手直線部62と対向するX方向の端面に接続されてもよい。図15には、揺動端磁性体部50Cが中央磁石部50のX方向両側に配置された構成を示している。
なお、揺動端磁性体部50Cが中央磁石部50のX方向の片側のみに配置された構成とすることもできる。この場合、揺動端磁性体部50Cは、この中央磁石部50において、長手直線部61と対向するX方向の端面に配置することが好ましい。
The oscillating end magnetic material part 50C is connected to an end surface of the central magnet part 50 in the X direction that faces the longitudinal straight portion 61. Furthermore, the oscillating end magnetic material part 50C may be connected to an end surface of the central magnet part 50 in the X direction that faces the longitudinal straight portion 62. Fig. 15 shows a configuration in which the oscillating end magnetic material parts 50C are arranged on both sides of the central magnet part 50 in the X direction.
The oscillating end magnetic part 50C may be arranged on only one side in the X direction of the central magnet part 50. In this case, it is preferable that the oscillating end magnetic part 50C is arranged on the end face in the X direction of the central magnet part 50 that faces the longitudinal straight part 61.

揺動端磁性体部50Cは、中央磁石部50のZ方向寸法とほぼ等しいZ方向寸法を有する。揺動端磁性体部50Cは、Y方向において、中央磁石部50の端面(磁極平面)30からヨーク31まで形成されている。揺動端磁性体部50Cは、Z方向における全長で、ほぼ等しいX方向寸法を有する。揺動端磁性体部50Cは、Y方向における全長で、ほぼ等しいX方向寸法を有する。揺動端磁性体部50Cは、Z方向における全長で、周縁磁石部60とほぼ等しいX方向の離間距離を有する。
揺動端磁性体部50CのX方向寸法は、中央磁石部50のX方向寸法よりも小さい。
The oscillation end magnetic material part 50C has a Z direction dimension that is approximately equal to the Z direction dimension of the central magnet part 50. The oscillation end magnetic material part 50C is formed in the Y direction from the end face (magnetic pole plane) 30 of the central magnet part 50 to the yoke 31. The oscillation end magnetic material part 50C has an X direction dimension that is approximately equal to the total length in the Z direction. The oscillation end magnetic material part 50C has an X direction dimension that is approximately equal to the total length in the Y direction. The oscillation end magnetic material part 50C has an X direction separation distance that is approximately equal to the peripheral magnet part 60 over the total length in the Z direction.
The X-direction dimension of the swing end magnetic body portion 50C is smaller than the X-direction dimension of the central magnet portion 50.

図16は、磁力線傾斜機構の作用を説明するための図であり、揺動端磁性体部50Cがある場合における磁力線の向きを示す模式図である。
ここで、スパッタリング中、揺動範囲のうち揺動端となるマグネット25では、図8に示すように、N極の周縁磁石部60からS極の中央磁石部50へと磁力線が形成される。このとき、長手直線部61、長手直線部62、橋渡し部63と、中央磁石部50と、ヨーク31と、揺動端磁性体部50Cと、で磁気回路が形成されている。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of the magnetic field line tilt mechanism, and is a schematic diagram showing the direction of the magnetic field lines when the oscillation end magnetic body portion 50C is present.
During sputtering, in the magnet 25 that is the oscillation end of the oscillation range, magnetic field lines are formed from the N-pole peripheral magnet portion 60 to the S-pole central magnet portion 50, as shown in Fig. 8. At this time, a magnetic circuit is formed by the longitudinal straight portion 61, the longitudinal straight portion 62, the bridging portion 63, the central magnet portion 50, the yoke 31, and the oscillation end magnetic material portion 50C.
This causes the electrons to track along the magnetic field lines.

このとき、揺動端となるマグネット25では、図16に示すように、中央磁石部50に対して揺動端磁性体部50Cが接続されていることによって、N極の周縁磁石部60からの磁力線がアノード28に向かわないように傾く。つまり、N極の周縁磁石部60から磁極平面30に直交するY方向に向かう磁力線が、揺動端磁性体部50Cがない場合に比べて、X方向で右向きに傾いている。つまり、マグネット25では、揺動端磁性体部50Cを設けることで、揺動端中央磁石部50Aを設けたときと同様に、一方の揺動端において形成する磁力線を他方の揺動端に向けて押し込むことができる。 At this time, in the magnet 25 that is the oscillation end, as shown in FIG. 16, the oscillation end magnetic body part 50C is connected to the central magnet part 50, so that the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet part 60 are tilted so as not to point toward the anode 28. In other words, the magnetic field lines that point from the N-pole peripheral magnet part 60 in the Y direction perpendicular to the magnetic pole plane 30 are tilted to the right in the X direction compared to when the oscillation end magnetic body part 50C is not present. In other words, by providing the oscillation end magnetic body part 50C in the magnet 25, the magnetic field lines formed at one oscillation end can be pushed toward the other oscillation end, just as when the oscillation end central magnet part 50A is provided.

すると、ターゲット23の表面23aにおいては、磁力線密度が低下することがない。つまり、揺動端となるマグネット25では、トラッキングされる電子密度が充分に維持されるとともに、プラズマ密度が充分に維持される。この結果、ターゲット23の表面23aにおいて、X方向の両端に形成されていた非エロージョン領域を抑制することができる。 As a result, the magnetic field line density does not decrease on the surface 23a of the target 23. In other words, in the magnet 25, which is the oscillation end, the tracking electron density is sufficiently maintained, and the plasma density is also sufficiently maintained. As a result, the non-erosion regions formed on both ends of the surface 23a of the target 23 in the X direction can be suppressed.

また、揺動端となるマグネット25では、長手直線部61、長手直線部62、橋渡し部63と、中央磁石部50と、で磁気回路が形成されており、N極の周縁磁石部60からS極の揺動端中央磁石部50Aへと向かう磁力線が形成されている。これにより、ターゲット23の表面23aにおいて周縁磁石部60によって囲まれた中央磁石部50の周囲を周回する電子は、マグネット25の長手方向の端部で、その移動速度が遅くなることがない。したがって、マグネット25の長手方向Z方向端部においては、電子の密度上昇が抑制される。つまり、揺動端となるマグネット25では、中央磁石部50に沿ってZ方向に移動してきた電子が、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、その移動速度が遅くなることがない。また、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、電子の密度上昇が抑制される。 In addition, in the magnet 25 that is the oscillation end, a magnetic circuit is formed by the longitudinal straight portion 61, the longitudinal straight portion 62, the bridging portion 63, and the central magnet portion 50, and a magnetic field line is formed from the peripheral magnet portion 60 of the N pole to the central magnet portion 50A of the oscillation end of the S pole. As a result, the electrons circulating around the central magnet portion 50 surrounded by the peripheral magnet portion 60 on the surface 23a of the target 23 do not slow down their movement speed at the longitudinal end of the magnet 25. Therefore, at the longitudinal Z-direction end of the magnet 25, the increase in electron density is suppressed. In other words, in the magnet 25 that is the oscillation end, the movement speed of the electrons that have moved in the Z direction along the central magnet portion 50 does not slow down near the bend in the X direction along the bridging portion 63. Also, the increase in electron density is suppressed near the bend in the X direction along the bridging portion 63.

その結果、揺動端となるマグネット25では、長手直線部61から、橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置、または、長手直線部62から橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置において、電子密度の減少が発生しない。この結果、X方向の両端となる2本のマグネット25によって、ターゲット23の表面23aにおける非エロージョン領域の形成を抑制することができる。つまり、X方向の両端(揺動端)となる2本のマグネット25に揺動端磁性体部50Cが設けられていることで、対角となる2箇所の非エロージョン領域の形成を抑制することができる。これにより、ターゲット23では、電圧変動の発生を抑制することができる。ターゲット23では、X方向端部における非エロージョン領域の形成を抑制することができる。したがって、ターゲット23では、X方向の端部および対角となる2箇所以外に他の非エロージョン領域が形成されやすくなることを抑制できる。 As a result, in the magnet 25 that is the oscillation end, a decrease in electron density does not occur at the position where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridging portion 63 from the longitudinal straight portion 61, or at the position where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridging portion 63 from the longitudinal straight portion 62. As a result, the formation of non-erosion regions on the surface 23a of the target 23 can be suppressed by the two magnets 25 that are both ends in the X direction. In other words, by providing the oscillation end magnetic body portion 50C on the two magnets 25 that are both ends (oscillation ends) in the X direction, the formation of non-erosion regions at two diagonal positions can be suppressed. This makes it possible to suppress the occurrence of voltage fluctuations in the target 23. In the target 23, the formation of non-erosion regions at the X direction end can be suppressed. Therefore, in the target 23, it is possible to suppress the formation of other non-erosion regions other than the end in the X direction and the two diagonal positions.

本実施形態におけるスパッタリング装置1によれば、磁力線傾斜機構として揺動端磁性体部50Cを設けることによって、一方の揺動端に接する位置にあるマグネット25に対して、揺動端磁性体部50Cが、中央磁石部50と周縁磁石部60と、の間で形成される磁力線を、X方向において揺動領域の外側に拡がらないように形成することができる。つまり、スパッタリング装置1は、揺動端のマグネット25において、このマグネット25が形成する磁力線を、アノード28に向かわないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、アノード28に吸われる電子を減少することが可能である。つまり、スパッタリング装置1は、マグネット25が形成する磁力線をY方向とするか、Y方向よりも図8の右向きに傾斜させることができる。すなわち、マグネット25が形成する磁力線を、ターゲット23の厚さ方向よりもターゲット23の輪郭内向きに傾斜させることができる。これにより、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の形成される面積をトータルで低減することができる。 According to the sputtering device 1 in this embodiment, by providing the oscillation end magnetic body part 50C as a magnetic field line tilt mechanism, the oscillation end magnetic body part 50C can form the magnetic field lines formed between the central magnet part 50 and the peripheral magnet part 60 for the magnet 25 at a position in contact with one of the oscillation ends so that they do not spread outside the oscillation region in the X direction. In other words, the sputtering device 1 can prevent the magnetic field lines formed by the magnet 25 at the oscillation end from heading toward the anode 28. This allows the sputtering device 1 to reduce the number of electrons absorbed by the anode 28. In other words, the sputtering device 1 can make the magnetic field lines formed by the magnet 25 in the Y direction or tilt them to the right in FIG. 8 from the Y direction. In other words, the magnetic field lines formed by the magnet 25 can be tilted toward the inside of the contour of the target 23 from the thickness direction of the target 23. This allows the sputtering device 1 to reduce the total area in which the non-erosion region is formed.

つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の発生を低減することにより、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になってパーティクル発生の原因となるエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を低減することができる。 In other words, the sputtering device 1 can suppress the generation of particles by reducing the generation of non-erosion regions. In other words, the sputtering device 1 can reduce the formation of erosion-non-erosion boundary regions, which are areas where the boundary between non-erosion regions and erosion regions becomes unclear and causes particle generation.

さらに、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域発生を抑制することで、供給パワーが再分配されないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、放電電圧のスパイク変動を抑制して、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動を抑制できる。したがって、スパッタリング装置1は、パーティクル発生、および、膜厚分布、シート抵抗値分布等の膜質特性分布のばらつきなどを抑制することができる。 Furthermore, the sputtering apparatus 1 can prevent the redistribution of the supplied power by suppressing the occurrence of non-erosion regions. This allows the sputtering apparatus 1 to suppress spike fluctuations in the discharge voltage and suppress partial fluctuations in the plasma generation conditions due to voltage fluctuations, etc. Therefore, the sputtering apparatus 1 can suppress particle generation and variations in the distribution of film quality characteristics such as film thickness distribution and sheet resistance value distribution.

以下、本発明に係るスパッタリング装置の第7実施形態を、図面に基づいて説明する。
図17は、本実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。本実施形態において、上述した第1~第6実施形態と異なるのは、磁力線傾斜機構に関する点であり、これ以外の上述した第1~第6実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
A seventh embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention will now be described with reference to the drawings.
17 is an enlarged cross-sectional view showing an end of the magnet unit in this embodiment. This embodiment differs from the first to sixth embodiments in terms of the magnetic field line tilt mechanism, and other configurations corresponding to the first to sixth embodiments are given the same reference numerals and will not be described.

本実施形態におけるマグネットユニット走査部29は、図17に示すように、マグネットユニット21が、揺動領域のうち一方の揺動端に位置するときに、一方の揺動端に最近接するマグネット25を傾斜させるマグネット傾斜走査部29Aを有する。マグネット傾斜走査部29Aは、磁力線傾斜機構を構成する。 As shown in FIG. 17, the magnet unit scanning section 29 in this embodiment has a magnet tilt scanning section 29A that tilts the magnet 25 closest to one of the oscillation ends when the magnet unit 21 is located at one of the oscillation ends of the oscillation region. The magnet tilt scanning section 29A constitutes a magnetic field line tilt mechanism.

マグネット傾斜走査部29Aは、マグネットユニット21が、X方向において揺動領域のうち一方の揺動端に位置するときに、一方の揺動端に最近接するマグネット25の磁極平面30Aを、磁極平面30から他方の揺動端に向けて傾くように傾斜させる。つまり、マグネット傾斜走査部29Aは、マグネットユニット走査部29がマグネットユニット21をX方向に移動させる際に、一方の揺動端に最近接するマグネット25のみを傾斜することができる。 When the magnet unit 21 is located at one of the swing ends of the swing region in the X direction, the magnet tilt scanning unit 29A tilts the magnetic pole plane 30A of the magnet 25 closest to one of the swing ends so that it is inclined from the magnetic pole plane 30 toward the other swing end. In other words, when the magnet unit scanning unit 29 moves the magnet unit 21 in the X direction, the magnet tilt scanning unit 29A can tilt only the magnet 25 closest to one of the swing ends.

マグネット傾斜走査部29Aは、一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端に向かって近接する方向に移動する際に、このマグネット25の磁極平面30Aを、磁極平面30から他方の揺動端に向けて傾くように傾斜させる。マグネット傾斜走査部29Aは、一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端に向かって近接する方向に移動する際に、このマグネット25のヨーク31の法線方向でターゲット23に向かう中心軸線25ZAが、他方の揺動端に向けて傾くように傾斜させる。 When the magnet 25 closest to one of the oscillation ends moves in a direction approaching the one of the oscillation ends, the magnet tilt scanning unit 29A tilts the magnetic pole plane 30A of the magnet 25 so that it is inclined from the magnetic pole plane 30 toward the other of the oscillation ends. When the magnet 25 closest to one of the oscillation ends moves in a direction approaching the one of the oscillation ends, the magnet tilt scanning unit 29A tilts the central axis 25ZA of the magnet 25, which is normal to the yoke 31 and faces the target 23, so that it is inclined toward the other of the oscillation ends.

また、マグネット傾斜走査部29Aは、一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端から離間する方向に移動する際に、このマグネット25の磁極平面30Aを、磁極平面30と面一となるように傾斜を元に戻す。マグネット傾斜走査部29Aは、一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端から離間する方向に移動する際に、このマグネット25のヨーク31の法線方向でターゲット23に向かう中心軸線25ZAが、ターゲット23に向かう方向が、ターゲット23の法線および磁極平面30の法線と一致するように傾斜を元に戻す。 When the magnet 25 closest to one of the oscillation ends moves in a direction away from the one of the oscillation ends, the magnet tilt scanning unit 29A returns the tilt so that the magnetic pole plane 30A of the magnet 25 is flush with the magnetic pole plane 30. When the magnet 25 closest to one of the oscillation ends moves in a direction away from the one of the oscillation ends, the magnet tilt scanning unit 29A returns the tilt so that the central axis 25ZA of the magnet 25, which faces the target 23 in the normal direction of the yoke 31, faces the target 23 and coincides with the normal to the target 23 and the normal to the magnetic pole plane 30.

したがって、一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端から離間する位置から、さらに一方の揺動端よりも離間する方向に移動する際に、一方の揺動端に最近接するマグネット25は、マグネットユニット走査部29によって、隣接するマグネット25と相対位置関係を維持した姿勢でX方向のみに移動する。一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端から離間する位置から、さらに一方の揺動端よりも離間する方向に移動する際に、一方の揺動端に最近接するマグネット25のヨーク31の法線方向でターゲット23に向かう中心軸線25ZAは、隣接するマグネット25のヨーク31の法線方向でターゲット23に向かう中心軸線25Zと平行な状態を維持する。 Therefore, when the magnet 25 closest to one of the oscillation ends moves from a position away from the one oscillation end in a direction further away from the one oscillation end, the magnet 25 closest to the one oscillation end moves only in the X direction in a posture that maintains the relative positional relationship with the adjacent magnet 25 by the magnet unit scanning unit 29. When the magnet 25 closest to the one oscillation end moves from a position away from the one oscillation end in a direction further away from the one oscillation end, the central axis 25ZA of the magnet 25 closest to the one oscillation end, which faces the target 23 in the normal direction of the yoke 31, maintains a parallel state with the central axis 25Z of the adjacent magnet 25, which faces the target 23 in the normal direction of the yoke 31.

マグネット傾斜走査部29Aは、マグネットユニット21をX方向に移動させるマグネットユニット走査部29に対して、傾斜させる機能を追加した構成とされる。
マグネット傾斜走査部29Aは、マグネットユニット走査部29の構成に加えて、一方の揺動端に近接するマグネット25を傾斜するZ方向の回転軸と、この回転軸周りに一方の揺動端に近接するマグネット25を傾斜する傾斜駆動部とを備えることができる。
ここで、マグネット傾斜走査部29Aは、マグネットユニット21における複数本のマグネット25の相対位置をX方向には変化させない。
The magnet tilt scanning section 29A is configured such that a tilting function is added to the magnet unit scanning section 29 which moves the magnet unit 21 in the X direction.
The magnet tilt scanning unit 29A can be equipped with, in addition to the configuration of the magnet unit scanning unit 29, a rotation axis in the Z direction that tilts the magnet 25 adjacent to one of the oscillation ends, and a tilt drive unit that tilts the magnet 25 adjacent to one of the oscillation ends around this rotation axis.
Here, the magnet tilt scanning unit 29A does not change the relative positions of the multiple magnets 25 in the magnet unit 21 in the X direction.

なお、マグネット傾斜走査部29Aは、マグネットユニット21が、X方向において揺動領域のうち他方の揺動端に位置するときに、他方の揺動端に最近接するマグネット25の磁極平面30Aを、磁極平面30から一方の揺動端に向けて傾くように傾斜させる。 When the magnet unit 21 is located at the other end of the swing range in the X direction, the magnet tilt scanning unit 29A tilts the magnetic pole plane 30A of the magnet 25 closest to the other swing end so that it is tilted from the magnetic pole plane 30 toward one swing end.

図18は、磁力線傾斜機構の作用を説明するための図であり、マグネット傾斜走査部29Aが一方の揺動端に最近接するマグネット25を傾斜させた場合における磁力線の向きを示す模式図である。
ここで、スパッタリング中、一方の揺動端に最近接するマグネット25では、揺動範囲におけるX方向位置にかかわらず、図18に示すように、N極の周縁磁石部60からS極の中央磁石部50へと磁力線が形成される。このとき、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31とで磁気回路が形成されている。
一方の揺動端に最近接するマグネット25では、揺動範囲のうち一方の揺動端に位置した場合、図18に示すように、マグネット傾斜走査部29Aによってマグネット25自体が傾斜される。このとき、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31とで形成される磁気回路は維持されている。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
FIG. 18 is a diagram for explaining the operation of the magnetic field line tilt mechanism, and is a schematic diagram showing the direction of the magnetic field lines when the magnet tilt scanning unit 29A tilts the magnet 25 closest to one of the oscillation ends.
During sputtering, in the magnet 25 closest to one of the oscillation ends, regardless of the X-direction position in the oscillation range, magnetic field lines are formed from the peripheral magnet portion 60 (N pole) to the central magnet portion 50 (S pole), as shown in Fig. 18. At this time, a magnetic circuit is formed by the central magnet portion 50, the peripheral magnet portion 60, and the yoke 31.
When the magnet 25 closest to one of the swing ends is located at one of the swing ends of the swing range, the magnet 25 itself is tilted by the magnet tilt scanning unit 29A as shown in Fig. 18. At this time, the magnetic circuit formed by the central magnet portion 50, the peripheral magnet portion 60, and the yoke 31 is maintained.
This causes the electrons to track along the magnetic field lines.

このとき、一方の揺動端となるマグネット25では、図18に示すように、マグネット傾斜走査部29Aによってマグネット25自体が傾斜されることで、マグネット25の形成する磁力線がアノード28に向かわないように傾く。つまり、マグネット25からターゲット23に向かう中心軸線25ZAが右向きに傾いていることで、N極の周縁磁石部60から磁極平面30Aに直交する方向に向かう磁力線が、X方向で右向きに傾いている。つまり、マグネットユニット21では、マグネット傾斜走査部29Aを設けることで、一方の揺動端において、一方の揺動端に最近接するマグネット25が形成する磁力線を他方の揺動端に向けて傾斜させることができる。マグネット25の形成する磁力線がアノード28に吸われてしまうことを抑制できる。 At this time, as shown in FIG. 18, the magnet 25 at one of the oscillation ends is tilted by the magnet tilt scanning unit 29A, so that the magnetic field lines formed by the magnet 25 are tilted so as not to point toward the anode 28. In other words, the central axis 25ZA from the magnet 25 toward the target 23 is tilted to the right, so that the magnetic field lines from the N-pole peripheral magnet part 60 in a direction perpendicular to the magnetic pole plane 30A are tilted to the right in the X direction. In other words, by providing the magnet tilt scanning unit 29A in the magnet unit 21, the magnetic field lines formed by the magnet 25 closest to one oscillation end can be tilted toward the other oscillation end at one oscillation end. This makes it possible to prevent the magnetic field lines formed by the magnet 25 from being attracted to the anode 28.

すると、ターゲット23の表面23aにおいては、磁力線密度が低下することがない。つまり、一方の揺動端となるマグネット25では、トラッキングされる電子密度が充分に維持されるとともに、プラズマ密度が充分に維持される。この結果、ターゲット23の表面23aにおいて、X方向の両端に形成されていた非エロージョン領域を抑制することができる。 As a result, the magnetic field line density does not decrease on the surface 23a of the target 23. In other words, in the magnet 25, which is one of the oscillation ends, the tracking electron density is sufficiently maintained, and the plasma density is also sufficiently maintained. As a result, the non-erosion regions formed on both ends of the surface 23a of the target 23 in the X direction can be suppressed.

また、揺動端となるマグネット25では、隣接するマグネット25と同様に、中央磁石部50と周縁磁石部60とで磁気回路が形成されており、N極の周縁磁石部60からS極の揺動端傾斜中央磁石部50Bへと向かう磁力線が形成されている。これにより、ターゲット23の表面23aにおいて周縁磁石部60によって囲まれた中央磁石部50の周囲を周回する電子は、マグネット25の長手方向の端部で、その移動速度が遅くなることがない。したがって、マグネット25のZ方向端部においては、電子の密度上昇が抑制される。つまり、揺動端となるマグネット25では、中央磁石部50に沿ってZ方向に移動してきた電子が、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、その移動速度が遅くなることがない。また、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、電子の密度上昇が抑制される。 In addition, in the magnet 25 that is the oscillation end, a magnetic circuit is formed by the central magnet part 50 and the peripheral magnet part 60, as in the adjacent magnet 25, and a magnetic field line is formed from the peripheral magnet part 60 of the N pole to the oscillation end inclined central magnet part 50B of the S pole. As a result, the movement speed of electrons circulating around the central magnet part 50 surrounded by the peripheral magnet part 60 on the surface 23a of the target 23 does not slow down at the longitudinal end of the magnet 25. Therefore, at the Z-direction end of the magnet 25, the increase in electron density is suppressed. In other words, in the magnet 25 that is the oscillation end, the movement speed of electrons that have moved in the Z direction along the central magnet part 50 does not slow down near the area where they bend in the X direction along the bridging part 63. Also, the increase in electron density is suppressed near the area where they bend in the X direction along the bridging part 63.

その結果、長手直線部61または長手直線部62から、橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置においては、電子密度の減少が発生しない。この結果、X方向の両端となる2本のマグネット25においては、ターゲット23の表面23aにおける非エロージョン領域の形成を抑制することができる。つまり、X方向の両端(揺動端)となる2本のマグネット25をマグネット傾斜走査部29Aによって揺動端となる位置で傾斜することで、対角となる2箇所の非エロージョン領域の形成を抑制することができる。これにより、ターゲット23では、電圧変動の発生を抑制することができる。ターゲット23では、X方向端部における非エロージョン領域の形成を抑制することができる。したがって、ターゲット23では、X方向の端部および対角となる2箇所以外に他の非エロージョン領域が形成されやすくなることを抑制できる。 As a result, no decrease in electron density occurs at the position where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridging portion 63 from the longitudinal straight portion 61 or the longitudinal straight portion 62. As a result, in the two magnets 25 at both ends in the X direction, the formation of non-erosion regions on the surface 23a of the target 23 can be suppressed. In other words, by tilting the two magnets 25 at both ends (oscillation ends) in the X direction at the position of the oscillation end by the magnet tilt scanning unit 29A, the formation of non-erosion regions at two diagonal locations can be suppressed. This makes it possible to suppress the occurrence of voltage fluctuations in the target 23. In the target 23, the formation of non-erosion regions at the X direction end can be suppressed. Therefore, in the target 23, it is possible to suppress the formation of other non-erosion regions other than the end in the X direction and the two diagonal locations.

本実施形態におけるスパッタリング装置1によれば、磁力線傾斜機構としてマグネット傾斜走査部29Aを設けることによって、揺動端のマグネット25において、このマグネット25が形成する磁力線がアノード28に向かわないように抑制することができる。これにより、スパッタリング装置1は、アノード28に吸われる電子を減少することが可能である。つまり、マグネット25が形成する磁力線の向かう方向をY方向とするか、Y方向よりも図18の右向きに傾斜させることができる。すなわち、マグネット25が形成する磁力線を、ターゲット23の厚さ方向よりもターゲット23の輪郭内向きに傾斜させることができる。これにより、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の形成される面積をトータルで低減することができる。 According to the sputtering device 1 of this embodiment, by providing a magnet tilt scanning unit 29A as a magnetic line tilt mechanism, the magnetic lines of force formed by the magnet 25 at the swing end can be prevented from heading toward the anode 28. This allows the sputtering device 1 to reduce the number of electrons absorbed by the anode 28. In other words, the direction of the magnetic lines of force formed by the magnet 25 can be set to the Y direction, or can be tilted to the right in FIG. 18 from the Y direction. In other words, the magnetic lines of force formed by the magnet 25 can be tilted inwardly of the contour of the target 23 from the thickness direction of the target 23. This allows the sputtering device 1 to reduce the total area in which non-erosion regions are formed.

つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の発生を低減することにより、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になってパーティクル発生の原因となるエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を低減することができる。 In other words, the sputtering device 1 can suppress the generation of particles by reducing the generation of non-erosion regions. In other words, the sputtering device 1 can reduce the formation of erosion-non-erosion boundary regions, which are areas where the boundary between non-erosion regions and erosion regions becomes unclear and causes particle generation.

さらに、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域発生を抑制することで、供給パワーが再分配されないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、放電電圧のスパイク変動を抑制して、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動を抑制できる。したがって、スパッタリング装置1は、パーティクル発生、および、膜厚分布、シート抵抗値分布等の膜質特性分布のばらつきなどを抑制することができる。 Furthermore, the sputtering apparatus 1 can prevent the redistribution of the supplied power by suppressing the occurrence of non-erosion regions. This allows the sputtering apparatus 1 to suppress spike fluctuations in the discharge voltage and suppress partial fluctuations in the plasma generation conditions due to voltage fluctuations, etc. Therefore, the sputtering apparatus 1 can suppress particle generation and variations in the distribution of film quality characteristics such as film thickness distribution and sheet resistance value distribution.

以下、本発明に係るスパッタリング装置の第8実施形態を、図面に基づいて説明する。
図19は、本実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。本実施形態において、上述した第1~第7実施形態と異なるのは、磁力線傾斜機構に関する点であり、これ以外の上述した第1~第7実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
Hereinafter, an eighth embodiment of a sputtering apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
19 is an enlarged cross-sectional view showing an end of the magnet unit in this embodiment. This embodiment differs from the first to seventh embodiments in terms of the magnetic field line tilt mechanism, and other configurations corresponding to the first to seventh embodiments are given the same reference numerals and their description will be omitted.

本実施形態におけるマグネットユニット走査部29は、図17に示すように、マグネットユニット21が、揺動領域のうち一方の揺動端に位置するときに、一方の揺動端に最近接するマグネット25をターゲットに近接させるマグネット近接走査部29Bを有する。マグネット近接走査部29Bは、磁力線傾斜機構を構成する。 As shown in FIG. 17, the magnet unit scanning section 29 in this embodiment has a magnet proximity scanning section 29B that, when the magnet unit 21 is located at one of the oscillation ends of the oscillation region, moves the magnet 25 closest to the one oscillation end closer to the target. The magnet proximity scanning section 29B constitutes a magnetic field line tilt mechanism.

マグネット近接走査部29Bは、マグネットユニット21がX方向において揺動領域のうち一方の揺動端に位置するときに、一方の揺動端に最近接するマグネット25を、磁極平面30Bが隣接するマグネット25の磁極平面30からターゲット23に近接するように移動させる。このとき、マグネット近接走査部29Bは、一方の揺動端に最近接するマグネット25の磁極平面30Bを傾斜させない。つまり、マグネット近接走査部29Bは、マグネットユニット走査部29がマグネットユニット21をX方向に移動させる際に、一方の揺動端に最近接するマグネット25のみをY方向に移動することができる。 When the magnet unit 21 is located at one of the swing ends of the swing region in the X direction, the magnet proximity scanning unit 29B moves the magnet 25 closest to one of the swing ends so that the magnetic pole plane 30B moves closer to the target 23 from the magnetic pole plane 30 of the adjacent magnet 25. At this time, the magnet proximity scanning unit 29B does not tilt the magnetic pole plane 30B of the magnet 25 closest to one of the swing ends. In other words, when the magnet unit scanning unit 29 moves the magnet unit 21 in the X direction, the magnet proximity scanning unit 29B can move only the magnet 25 closest to one of the swing ends in the Y direction.

マグネット近接走査部29Bは、一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端に向かって近接するX方向に移動する際に、このマグネット25の磁極平面30Bを、磁極平面30を平行な状態に維持しつつ、マグネット25をZ方向にターゲット23向けて近接させる。マグネット近接走査部29Bは、一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端に向かって近接するX方向に移動する際に、このマグネット25のヨーク31の法線方向でターゲット23に向かう中心軸線25ZBが、隣接するマグネット25の中心軸線25Zを平行な状態に維持しつつ、マグネット25をZ方向にターゲット23に向けて近接させる。 When the magnet 25 closest to one of the swing ends moves in the X direction toward the swing end, the magnet proximity scanning unit 29B moves the magnet 25 closer in the Z direction toward the target 23 while maintaining the magnetic pole plane 30B of the magnet 25 parallel to the magnetic pole plane 30. When the magnet 25 closest to one of the swing ends moves in the X direction toward the swing end, the magnet proximity scanning unit 29B moves the magnet 25 closer in the Z direction toward the target 23 while maintaining the central axis 25ZB of the magnet 25 normal to the yoke 31 toward the target 23 parallel to the central axis 25Z of the adjacent magnet 25.

また、マグネット近接走査部29Bは、一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端から離間するX方向に移動する際に、このマグネット25の磁極平面30Bを、磁極平面30を平行な状態に維持しつつ、マグネット25をターゲット23からZ方向に離間させて元に戻す。マグネット近接走査部29Bは、一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端から離間する方向に移動する際に、このマグネット25のヨーク31の法線方向でターゲット23に向かう中心軸線25ZAが、隣接するマグネット25の中心軸線25Zと平行な状態を維持しつつ、マグネット25をターゲット23からZ方向に離間させて元に戻す。 When the magnet 25 closest to one of the swing ends moves in the X direction away from the swing end, the magnet proximity scanning unit 29B moves the magnet 25 back to its original position by moving it away from the target 23 in the Z direction while maintaining the magnetic pole plane 30B of the magnet 25 parallel to the magnetic pole plane 30. When the magnet 25 closest to one of the swing ends moves in the X direction away from the swing end, the magnet proximity scanning unit 29B moves the magnet 25 back to its original position by moving it away from the target 23 in the Z direction while maintaining the central axis 25ZA of the magnet 25 normal to the yoke 31 toward the target 23 parallel to the central axis 25Z of the adjacent magnet 25.

したがって、一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端から離間する位置から、さらに一方の揺動端よりも離間する方向に移動する際に、一方の揺動端に最近接するマグネット25は、マグネットユニット走査部29によって、隣接するマグネット25と相対位置関係を維持した姿勢でX方向のみに移動する。一方の揺動端に最近接するマグネット25が、一方の揺動端から離間する位置から、さらに一方の揺動端よりも離間する方向に移動する際に、一方の揺動端に最近接するマグネット25の中心軸線25ZBは、隣接するマグネット25の中心軸線25Zと平行な状態を維持する。 Therefore, when the magnet 25 closest to one of the oscillation ends moves from a position away from the one of the oscillation ends in a direction further away from the one of the oscillation ends, the magnet 25 closest to the one of the oscillation ends moves only in the X direction in a posture that maintains the relative positional relationship with the adjacent magnet 25 by the magnet unit scanning unit 29. When the magnet 25 closest to the one of the oscillation ends moves from a position away from the one of the oscillation ends in a direction further away from the one of the oscillation ends, the central axis 25ZB of the magnet 25 closest to the one of the oscillation ends maintains a state parallel to the central axis 25Z of the adjacent magnet 25.

マグネット近接走査部29Bは、マグネットユニット21をX方向に移動させるマグネットユニット走査部29に対して、Y方向に移動させる機能を追加した構成とされる。
マグネット近接走査部29Bは、マグネットユニット走査部29の構成に加えて、一方の揺動端に最近接するマグネット25をY方向に移動する構成として、例えば、Y方向に沿って延びるレールと、一方の揺動端に最近接するマグネット25におけるZX方向の2つの端部の各々に取り付けられたローラーと、ローラーの各々を自転させる複数のモーター等を有することができる。マグネット近接走査部29Bは、Y方向に沿って延びるレールを有するLMガイド等から構成されてもよい。
ここで、マグネット近接走査部29Bは、マグネットユニット21における複数本のマグネット25の相対位置をX方向には変化させない。
The magnet proximity scanning section 29B is configured such that a function of moving the magnet unit 21 in the Y direction is added to the magnet unit scanning section 29 which moves the magnet unit 21 in the X direction.
In addition to the configuration of the magnet unit scanning unit 29, the magnet proximity scanning unit 29B can have, as a configuration for moving the magnet 25 closest to one of the oscillation ends in the Y direction, for example, a rail extending along the Y direction, rollers attached to each of the two ends in the ZX direction of the magnet 25 closest to one of the oscillation ends, and a plurality of motors for rotating each of the rollers, etc. The magnet proximity scanning unit 29B may be composed of an LM guide or the like having a rail extending along the Y direction.
Here, the magnet proximity scanning unit 29B does not change the relative positions of the multiple magnets 25 in the magnet unit 21 in the X direction.

なお、マグネット近接走査部29Bは、マグネットユニット21が、X方向において揺動領域のうち他方の揺動端に位置するときに、他方の揺動端に最近接するマグネット25の磁極平面30Bを、磁極平面30を平行な状態に維持しつつ、マグネット25をターゲット23からZ方向に近接および離間させる。 When the magnet unit 21 is located at the other end of the swing range in the X direction, the magnet proximity scanning unit 29B moves the magnet 25 closer to and farther away from the target 23 in the Z direction while maintaining the magnetic pole plane 30B of the magnet 25 closest to the other swing end in a parallel state.

図20は、磁力線傾斜機構の作用を説明するための図であり、マグネット近接走査部29Bが一方の揺動端に最近接するマグネット25をターゲット23に近接させた場合における磁力線の向きを示す模式図である。
ここで、スパッタリング中、一方の揺動端に最近接するマグネット25では、揺動範囲におけるX方向位置にかかわらず、図20に示すように、N極の周縁磁石部60からS極の中央磁石部50へと磁力線が形成される。このとき、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31とで磁気回路が形成されている。
一方の揺動端に最近接するマグネット25では、揺動範囲のうち一方の揺動端に位置した場合、図20に示すように、マグネット近接走査部29Bによってマグネット25自体がY方向に移動する。このとき、中央磁石部50と周縁磁石部60とヨーク31とで形成される磁気回路は維持されている。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
Figure 20 is a diagram for explaining the operation of the magnetic line tilt mechanism, and is a schematic diagram showing the direction of the magnetic line of force when the magnet proximity scanning unit 29B brings the magnet 25 closest to one of the oscillation ends close to the target 23.
During sputtering, in the magnet 25 closest to one of the oscillation ends, regardless of the X-direction position in the oscillation range, magnetic field lines are formed from the peripheral magnet portion 60 (N pole) to the central magnet portion 50 (S pole), as shown in Fig. 20. At this time, a magnetic circuit is formed by the central magnet portion 50, the peripheral magnet portion 60, and the yoke 31.
When the magnet 25 closest to one of the swing ends is located at one of the swing ends of the swing range, the magnet 25 itself moves in the Y direction by the magnet proximity scanning unit 29B as shown in Fig. 20. At this time, the magnetic circuit formed by the central magnet portion 50, the peripheral magnet portion 60, and the yoke 31 is maintained.
This causes the electrons to track along the magnetic field lines.

このとき、一方の揺動端となるマグネット25では、図20に示すように、マグネット近接走査部29Bによってマグネット25がY方向に移動することで、マグネット25の形成する磁力線がアノード28に向かわないようにずれる。つまり、マグネット25の磁極平面30Bがターゲット23に向かって近接することで、N極の周縁磁石部60から磁極平面30Bに交差する方向に向かう磁力線が、X方向における傾きを小さくできる。つまり、マグネットユニット21では、マグネット近接走査部29Bを設けることで、一方の揺動端において、一方の揺動端に最近接するマグネット25が形成する磁力線を他方の揺動端に向けて傾斜させたとみなすことができる。マグネット25の形成する磁力線がアノード28に吸われてしまうことを抑制できる。 At this time, as shown in FIG. 20, in the magnet 25 at one of the oscillation ends, the magnet 25 is moved in the Y direction by the magnet proximity scanning unit 29B, so that the magnetic field lines formed by the magnet 25 are shifted so as not to point toward the anode 28. In other words, by moving the magnetic pole plane 30B of the magnet 25 toward the target 23, the magnetic field lines that point from the N-pole peripheral magnet part 60 in a direction intersecting the magnetic pole plane 30B can be made less inclined in the X direction. In other words, by providing the magnet proximity scanning unit 29B in the magnet unit 21, it can be considered that, at one oscillation end, the magnetic field lines formed by the magnet 25 closest to one oscillation end are inclined toward the other oscillation end. It is possible to prevent the magnetic field lines formed by the magnet 25 from being attracted to the anode 28.

すると、ターゲット23の表面23aにおいては、磁力線密度が低下することがない。つまり、一方の揺動端となるマグネット25では、トラッキングされる電子密度が充分に維持されるとともに、プラズマ密度が充分に維持される。この結果、ターゲット23の表面23aにおいて、X方向の両端に形成されていた非エロージョン領域を抑制することができる。 As a result, the magnetic field line density does not decrease on the surface 23a of the target 23. In other words, in the magnet 25, which is one of the oscillation ends, the tracking electron density is sufficiently maintained, and the plasma density is also sufficiently maintained. As a result, the non-erosion regions formed on both ends of the surface 23a of the target 23 in the X direction can be suppressed.

また、揺動端となるマグネット25では、隣接するマグネット25と同様に、中央磁石部50と周縁磁石部60とで磁気回路が形成されており、N極の周縁磁石部60からS極の揺動端傾斜中央磁石部50Bへと向かう磁力線が形成されている。これにより、ターゲット23の表面23aにおいて周縁磁石部60によって囲まれた中央磁石部50の周囲を周回する電子は、マグネット25の長手方向の端部で、その移動速度が遅くなることがない。したがって、マグネット25のZ方向端部においては、電子の密度上昇が抑制される。つまり、揺動端となるマグネット25では、中央磁石部50に沿ってZ方向に移動してきた電子が、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、その移動速度が遅くなることがない。また、橋渡し部63に沿ってX方向に曲がる付近で、電子の密度上昇が抑制される。 In addition, in the magnet 25 that is the oscillation end, a magnetic circuit is formed by the central magnet part 50 and the peripheral magnet part 60, as in the adjacent magnet 25, and a magnetic field line is formed from the peripheral magnet part 60 of the N pole to the oscillation end inclined central magnet part 50B of the S pole. As a result, the movement speed of electrons circulating around the central magnet part 50 surrounded by the peripheral magnet part 60 on the surface 23a of the target 23 does not slow down at the longitudinal end of the magnet 25. Therefore, at the Z-direction end of the magnet 25, the increase in electron density is suppressed. In other words, in the magnet 25 that is the oscillation end, the movement speed of electrons that have moved in the Z direction along the central magnet part 50 does not slow down near the area where they bend in the X direction along the bridging part 63. Also, the increase in electron density is suppressed near the area where they bend in the X direction along the bridging part 63.

その結果、長手直線部61または長手直線部62から、橋渡し部63に沿って電子がX方向からZ方向に曲がる位置においては、電子密度の減少が発生しない。この結果、X方向の両端となる2本のマグネット25においては、ターゲット23の表面23aにおける非エロージョン領域の形成を抑制することができる。つまり、X方向の両端(揺動端)となる2本のマグネット25をマグネット近接走査部29Bによって揺動端となる位置でターゲット23に近接させることで、対角となる2箇所の非エロージョン領域の形成を抑制することができる。これにより、ターゲット23では、電圧変動の発生を抑制することができる。ターゲット23では、X方向端部における非エロージョン領域の形成を抑制することができる。したがって、ターゲット23では、X方向の端部および対角となる2箇所以外に他の非エロージョン領域が形成されやすくなることを抑制できる。 As a result, at the position where the electrons bend from the X direction to the Z direction along the bridge portion 63 from the longitudinal straight portion 61 or the longitudinal straight portion 62, no decrease in electron density occurs. As a result, in the two magnets 25 at both ends in the X direction, the formation of non-erosion regions on the surface 23a of the target 23 can be suppressed. In other words, by bringing the two magnets 25 at both ends (oscillation ends) in the X direction close to the target 23 at the oscillation end position by the magnet proximity scanning unit 29B, the formation of non-erosion regions at two diagonal positions can be suppressed. This makes it possible to suppress the occurrence of voltage fluctuations in the target 23. In the target 23, the formation of non-erosion regions at the X direction end can be suppressed. Therefore, in the target 23, it is possible to suppress the formation of other non-erosion regions other than the X direction end and the two diagonal positions.

本実施形態におけるスパッタリング装置1によれば、磁力線傾斜機構としてマグネット近接走査部29Bを設けることによって、揺動端のマグネット25において、このマグネット25が形成する磁力線がアノード28に向かわないように抑制することができる。これにより、スパッタリング装置1は、アノード28に吸われる電子を減少することが可能である。つまり、マグネット25が形成する磁力線の向かう方向をY方向とするか、Y方向よりも図20の右向きに傾斜させることができる。すなわち、マグネット25が形成する磁力線を、ターゲット23の厚さ方向よりもターゲット23の輪郭内向きに傾斜させることができる。これにより、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の形成される面積をトータルで低減することができる。 According to the sputtering device 1 of this embodiment, by providing a magnet proximity scanning unit 29B as a magnetic line tilt mechanism, the magnetic lines of force formed by the magnet 25 at the swing end can be prevented from heading toward the anode 28. This allows the sputtering device 1 to reduce the number of electrons absorbed by the anode 28. In other words, the direction of the magnetic lines of force formed by the magnet 25 can be set to the Y direction, or can be tilted to the right in FIG. 20 from the Y direction. In other words, the magnetic lines of force formed by the magnet 25 can be tilted inwardly of the contour of the target 23 from the thickness direction of the target 23. This allows the sputtering device 1 to reduce the total area in which non-erosion regions are formed.

つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域の発生を低減することにより、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。つまり、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になってパーティクル発生の原因となるエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を低減することができる。 In other words, the sputtering device 1 can suppress the generation of particles by reducing the generation of non-erosion regions. In other words, the sputtering device 1 can reduce the formation of erosion-non-erosion boundary regions, which are areas where the boundary between non-erosion regions and erosion regions becomes unclear and causes particle generation.

さらに、スパッタリング装置1は、非エロージョン領域発生を抑制することで、供給パワーが再分配されないようにすることができる。これにより、スパッタリング装置1は、放電電圧のスパイク変動を抑制して、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動を抑制できる。したがって、スパッタリング装置1は、パーティクル発生、および、膜厚分布、シート抵抗値分布等の膜質特性分布のばらつきなどを抑制することができる。 Furthermore, the sputtering apparatus 1 can prevent the redistribution of the supplied power by suppressing the occurrence of non-erosion regions. This allows the sputtering apparatus 1 to suppress spike fluctuations in the discharge voltage and suppress partial fluctuations in the plasma generation conditions due to voltage fluctuations, etc. Therefore, the sputtering apparatus 1 can suppress particle generation and variations in the distribution of film quality characteristics such as film thickness distribution and sheet resistance value distribution.

1…スパッタリング装置
4…成膜室(チャンバ)
10…カソード装置
11…ガラス基板(被成膜基板、透明基板)
22…カソードユニット
23…ターゲット
24…バッキングプレート
25…マグネット(磁気回路)
26…制御部
27…補助マグネット
28…アノード
29…マグネットユニット走査部
29A…マグネット傾斜走査部
29B…マグネット近接走査部
30,30A…磁極平面
31…ヨーク
35…揺動端外磁石部
35a…被覆部
41…前側空間
42…裏側空間
50…中央磁石部
50A…揺動端中央磁石部
50B…揺動端傾斜中央磁石部
50C…揺動端磁性体部
61,62…長手直線部
60…周縁磁石部
60A…揺動端長手直線部
63…橋渡し部
1... sputtering device 4... film formation chamber
10... cathode device 11... glass substrate (film-forming substrate, transparent substrate)
22: cathode unit 23: target 24: backing plate 25: magnet (magnetic circuit)
26...Control unit 27...Auxiliary magnet 28...Anode 29...Magnet unit scanning unit 29A...Magnet inclination scanning unit 29B...Magnet proximity scanning unit 30, 30A...Magnetic pole plane 31...Yoke 35...Oscillation end outer magnet section 35a...Covering section 41...Front space 42...Rear space 50...Central magnet section 50A...Oscillation end central magnet section 50B...Oscillation end inclined central magnet section 50C...Oscillation end magnetic body section 61, 62...Longitudinal straight section 60...Peripheral magnet section 60A...Oscillation end longitudinal straight section 63...Bridge section

Claims (9)

被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込むとともに、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、隣接する前記マグネットの前記中央磁石部よりも小さく形成された揺動端中央磁石部を有する、ことを特徴とするスパッタリング装置。
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
A sputtering apparatus characterized in that the magnetic field line tilt mechanism has a central magnet portion at one of the magnets located at one of the magnet oscillation ends that is smaller than the central magnet portion of an adjacent magnet.
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込むとともに、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なり、前記中央磁石部の両側に等間隔で平行に延びる長手直線部および両方の前記長手直線部の端部を夫々橋渡す橋渡し部を有するとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、隣接する前記マグネットの前記長手直線部よりも大きく形成された揺動端長手直線部を有する、ことを特徴とするスパッタリング装置。
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and having a polarity different from that of the central magnet section, longitudinal straight sections extending parallel to both sides of the central magnet section at equal intervals and bridging sections respectively bridging the ends of both longitudinal straight sections, and surrounding the periphery of the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
A sputtering apparatus characterized in that the magnetic field line tilt mechanism has a longitudinal straight portion of the magnet located at one of the oscillation ends that is formed larger than the longitudinal straight portion of an adjacent magnet.
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込むとともに、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、隣接する前記マグネットの前記中央磁石部よりも前記他方の揺動端に向けて傾斜して配置された揺動端傾斜中央磁石部を有する、
ことを特徴とするスパッタリング装置。
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
The magnetic field line tilt mechanism has a swing end inclined central magnet portion inclined toward the other swing end relative to the central magnet portion of the adjacent magnet in the magnet located at one swing end.
A sputtering apparatus comprising:
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
非エロージョン領域およびエロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記非エロージョン領域および前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記非エロージョン領域と前記エロージョン領域との境界が不明瞭になっているエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を抑制するとともに、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込み、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端よりも前記揺動領域の外側位置に前記周縁磁石部に隣接して配置される補助マグネットを有する、
ことを特徴とするスパッタリング装置。
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which a non-erosion region and an erosion region are formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate to form the non-erosion region and the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism suppresses the formation of an erosion-non-erosion boundary region in which the boundary between the non-erosion region and the erosion region is unclear, and
the magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
the magnetic field line tilt mechanism has an auxiliary magnet disposed adjacent to the peripheral edge magnet portion at a position outside the one of the swing ends of the swing region,
A sputtering apparatus comprising:
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
非エロージョン領域およびエロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記非エロージョン領域および前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記非エロージョン領域と前記エロージョン領域との境界が不明瞭になっているエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を抑制するとともに、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて押し込み、
前記カソードユニットと対となり前記ターゲットの周囲に位置するアノードを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端よりも前記揺動領域の外側に位置する揺動端外磁石部を前記アノードの裏面に有する、
ことを特徴とするスパッタリング装置。
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which a non-erosion region and an erosion region are formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate to form the non-erosion region and the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism suppresses the formation of an erosion-non-erosion boundary region in which the boundary between the non-erosion region and the erosion region is unclear, and
the magnetic field line tilt mechanism pushes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
an anode that is paired with the cathode unit and positioned around the target;
the magnetic field line tilt mechanism has an outer magnet part for an oscillation end located on the back surface of the anode and located outside the oscillation region relative to the one oscillation end;
A sputtering apparatus comprising:
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
非エロージョン領域およびエロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記非エロージョン領域および前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記非エロージョン領域と前記エロージョン領域との境界が不明瞭になっているエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を抑制するとともに、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記揺動方向に拡がる幅が減少するように変化させる、
ことを特徴とするスパッタリング装置。
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which a non-erosion region and an erosion region are formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate to form the non-erosion region and the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism suppresses the formation of an erosion-non-erosion boundary region in which the boundary between the non-erosion region and the erosion region is unclear, and
the magnetic field line tilt mechanism changes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end so that the width of the lines of magnetic field extending in the oscillation direction decreases.
A sputtering apparatus comprising:
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記揺動方向に拡がる幅が減少するように変化させ、
前記マグネットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なるとともに前記ターゲット表面に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記マグネットユニットは、前記揺動方向に複数本並べて配置された前記マグネットを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、前記中央磁石部の前記揺動方向に隣接して配置された揺動端磁性体部を有する、
ことを特徴とするスパッタリング装置。
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
the magnetic field line tilt mechanism changes the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end so that the width of the lines of magnetic field extending in the oscillation direction decreases,
The magnet is
A central magnet portion having magnetic poles arranged linearly toward the target;
a peripheral magnet section having a magnetic pole facing the target and different in polarity from the central magnet section and surrounding the central magnet section along the target surface;
Equipped with
The magnet unit has a plurality of magnets arranged in the swing direction,
the magnetic field line tilt mechanism has an oscillation end magnetic body portion disposed adjacent to the central magnet portion in the oscillation direction in the magnet located at one of the oscillation ends,
A sputtering apparatus comprising:
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
非エロージョン領域およびエロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記非エロージョン領域および前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記非エロージョン領域と前記エロージョン領域との境界が不明瞭になっているエロージョン-非エロージョン境界領域の形成を抑制するとともに、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、前記一方の揺動端において前記マグネットが形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾くように前記マグネットを傾けるマグネット傾斜走査部を有する、
ことを特徴とするスパッタリング装置。
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which a non-erosion region and an erosion region are formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate to form the non-erosion region and the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
The magnetic field line tilt mechanism suppresses the formation of an erosion-non-erosion boundary region in which the boundary between the non-erosion region and the erosion region is unclear, and
the magnetic field line tilt mechanism has a magnet tilt scanning unit that tilts the magnet located at one of the oscillation ends so that the magnetic field lines formed by the magnet at the one of the oscillation ends are tilted toward the other oscillation end,
A sputtering apparatus comprising:
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に前記ターゲット表面に沿った揺動方向(走査方向)における一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される揺動領域において往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が前記ターゲット表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するマグネットを有するとともに、
前記マグネットが前記一方の揺動端において形成する磁力線を前記他方の揺動端に向けて傾ける磁力線傾斜機構を有し、
前記カソードユニットと対となり前記ターゲットの周囲に位置するアノードを有し、
前記磁力線傾斜機構は、前記一方の揺動端に位置する前記マグネットにおいて、前記マグネットに形成されて前記アノードに到達する磁力線を減らすように前記マグネットを前記ターゲットに近接させるマグネット近接走査部を有する、
ことを特徴とするスパッタリング装置。
A cathode unit that emits sputtered particles toward a deposition region of a deposition substrate,
a target on which an erosion region is formed;
a magnet unit disposed on the opposite side of the target from the deposition substrate and configured to form the erosion region in the target;
a magnet unit scanning unit capable of reciprocating the magnet unit and the deposition substrate in a swing region defined between one swing end and the other swing end in a swing direction (scanning direction) along the target surface;
having
The magnet unit has a magnet whose longitudinal direction extends along the target surface in a swing width direction that intersects with the swing direction,
a magnetic field line tilting mechanism that tilts the magnetic field lines formed by the magnet at the one oscillation end toward the other oscillation end,
an anode that is paired with the cathode unit and positioned around the target;
the magnetic field line tilt mechanism has a magnet proximity scanning unit that moves the magnet located at one of the swing ends closer to the target so as to reduce magnetic field lines formed in the magnet and reaching the anode.
A sputtering apparatus comprising:
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