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JPH10168566A - Sputtering equipment - Google Patents
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JPH10168566A - Sputtering equipment - Google Patents

Sputtering equipment

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JPH10168566A
JPH10168566A JP33357596A JP33357596A JPH10168566A JP H10168566 A JPH10168566 A JP H10168566A JP 33357596 A JP33357596 A JP 33357596A JP 33357596 A JP33357596 A JP 33357596A JP H10168566 A JPH10168566 A JP H10168566A
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JP
Japan
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target
magnet
magnetic field
field generator
inner magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP33357596A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuto Shimoda
和人 下田
Naoji Nada
直司 名田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
    • H01J37/3408Planar magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3455Movable magnets

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  • Plasma & Fusion (AREA)
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  • Analytical Chemistry (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ターゲットの侵食面積を広げ、膜形成のため
のターゲットの利用効率を高めることのできるスパッタ
リング装置を提供すること。 【解決手段】 リング状の外側マグネット13と内側マ
グネット12との間にリング状のターゲット11を配
し、内側マグネット12をターゲット厚み方向に移動さ
せる。
(57) [Problem] To provide a sputtering apparatus capable of increasing the erosion area of a target and increasing the use efficiency of the target for film formation. SOLUTION: A ring-shaped target 11 is arranged between a ring-shaped outer magnet 13 and an inner magnet 12, and the inner magnet 12 is moved in a target thickness direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング装
置(具体的には、磁場収束型のマグネトロンスパッタリ
ング装置)に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus (specifically, a magnetic field focusing type magnetron sputtering apparatus).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、スパッタリング装置の中で、マグ
ネトロン方式は低電圧で高密度のプラズマが得られ、そ
の上に高速で、しかも基板の温度上昇を少なくして薄膜
の形成が行えるということから、基板上に金属膜等を形
成することに多く用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a sputtering apparatus, a magnetron method can obtain a high-density plasma at a low voltage, and can form a thin film at a high speed with a small increase in the temperature of a substrate. Are often used to form a metal film or the like on a substrate.

【0003】一般に、マグネトロンスパッタリング装置
にはアルゴン等の不活性ガスが用いられ、このアルゴン
の気体分子と電子との衝突によりアルゴンがイオン化さ
れるが、このイオン化や励起に好適なエネルギーを持っ
た電子を高密度で均等に分布させることが重要である。
このために、磁石により磁場を形成してプラズマを収束
し、これに対して電子を効果的に衝突させる方法がマグ
ネトロン方式の特徴である。
In general, an inert gas such as argon is used in a magnetron sputtering apparatus, and argon is ionized by collision of gas molecules of the argon with electrons. It is important to have a high density and uniform distribution.
To this end, a feature of the magnetron method is that a method is used in which a magnetic field is formed by a magnet to converge a plasma and electrons are effectively collided with the plasma.

【0004】図11は、マグネトロンスパッタリング装
置の一例を示す概略断面図である。この装置の場合は、
高周波電源Rf1 で運転し、ターゲット1に高周波バイ
アスを印加してターゲット1をスパッタし、例えばアル
ミニウム等の薄膜を基板6上に形成するものである。例
えば、排出孔10bと連結した真空ポンプにより処理室
10を真空にして導入孔10aからアルゴンを導入し、
Rf1 の組み合わせによりプラズマ7を作り、マグネッ
ト2A、2Bによる磁場でプラズマ生成速度と密度を高
めている。
FIG. 11 is a schematic sectional view showing an example of a magnetron sputtering apparatus. For this device,
The operation is performed by the high frequency power supply Rf 1 , and a high frequency bias is applied to the target 1 to sputter the target 1 to form a thin film of, for example, aluminum on the substrate 6. For example, the processing chamber 10 is evacuated by a vacuum pump connected to the discharge hole 10b, and argon is introduced from the introduction hole 10a.
Creating a plasma 7 by the combination of Rf 1, the magnet 2A, thereby increasing the plasma generation rate and density in a magnetic field due to 2B.

【0005】このようなスパッタリング装置は、プラズ
マ収束用マグネット2A、2Bから発生した磁束がター
ゲット1の表面で、電離した電子及びスパッタリングに
よって生じた二次電子をとらえるため、ターゲット1表
面での電子密度が高くなり、これらの電子と中性ガス分
子との衝突確率が高くなってプラズマ密度を高くするこ
とができるという特徴を有している。
In such a sputtering apparatus, the magnetic flux generated from the plasma focusing magnets 2A and 2B captures ionized electrons and secondary electrons generated by sputtering on the surface of the target 1, so that the electron density on the surface of the target 1 is increased. And the probability of collision between these electrons and neutral gas molecules is increased, so that the plasma density can be increased.

【0006】図12は、図11中のターゲット1、内側
マグネット2A及び外側マグネット2Bを抽出して示し
た拡大断面図であり、内側マグネット2Aの磁極から出
た磁束は図示の如く磁力線3を形成して外側マグネット
2Bの磁極に入る。
FIG. 12 is an enlarged sectional view showing the target 1, the inner magnet 2A and the outer magnet 2B extracted from FIG. 11, and the magnetic flux emitted from the magnetic poles of the inner magnet 2A forms the magnetic force lines 3 as shown. And enters the magnetic pole of the outer magnet 2B.

【0007】しかしながら、上記のようなスパッタリン
グ装置は、図示したようにターゲット1表面上に生じて
いる磁界の分布が均一ではなく、プラズマ収束用の内側
マグネット2Aと外側マグネット2Bとの中間部分にお
いて、ターゲット1表面上の磁界のうちターゲット1の
表面に対する垂直成分がゼロになる部分があり、この部
分でプラズマが収束されこの部分のターゲット1面が侵
食される。
However, in the sputtering apparatus as described above, the distribution of the magnetic field generated on the surface of the target 1 is not uniform as shown in the figure, and the intermediate portion between the inner magnet 2A for plasma convergence and the outer magnet 2B has There is a portion of the magnetic field on the surface of the target 1 where the component perpendicular to the surface of the target 1 becomes zero. In this portion, the plasma is converged and the target 1 surface is eroded in this portion.

【0008】図13は、上記のようにして侵食された状
態を示すターゲット1の平面図であり、図14は、図1
3の XIV−XIV 線断面図である。図示の如く、ターゲッ
ト1表面の侵食部4が放出して基板6に膜形成用として
供されることになるが、この量は実際の膜形成に寄与す
るターゲット1の体積比率をターゲット利用率とした場
合、利用率は約20〜25%と非常に少ない場合が多
い。
FIG. 13 is a plan view of the target 1 showing the eroded state as described above, and FIG.
3 is a sectional view taken along line XIV-XIV of FIG. As shown in the figure, the eroded portion 4 on the surface of the target 1 is released and provided to the substrate 6 for film formation. The amount is determined by the volume ratio of the target 1 that contributes to the actual film formation and the target utilization rate. In this case, the utilization rate is very low, about 20 to 25% in many cases.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情に鑑みてなされたものであって、ターゲットの侵
食面積を広げて膜形成のためのターゲットの利用効率を
高めることのできるスパッタリング装置を提供すること
を目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been made in view of the above circumstances, and is intended to increase the erosion area of a target and increase the efficiency of use of the target for film formation. It is intended to provide a device.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために鋭意検討を重ねた結果、ターゲットの
侵食面積が拡大され、その利用効率を高められる効果的
な方法を見出し、本発明に到達したものである。
Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies to achieve the above object, and as a result, has found an effective method for enlarging the target erosion area and increasing its utilization efficiency. The present invention has been reached.

【0011】即ち、本発明の装置は、ターゲットに対し
てプラズマ収束用の磁場発生体が配置されているスパッ
タリング装置において、前記磁場発生体による磁場の位
置を前記ターゲットに対して相対的に変化させる手段を
有することを特徴とする、スパッタリング装置に係るも
のである。
That is, according to the apparatus of the present invention, in a sputtering apparatus in which a magnetic field generator for plasma convergence is arranged on a target, the position of a magnetic field generated by the magnetic field generator is changed relative to the target. The present invention relates to a sputtering apparatus having means.

【0012】これにより、磁場発生体とターゲットとに
より磁場の位置を相対的に変化させるので、例えばター
ゲットの侵食面積が広くなり、ターゲットの利用効率を
高くすることができる。
Thus, since the position of the magnetic field is relatively changed by the magnetic field generator and the target, for example, the erosion area of the target is increased, and the utilization efficiency of the target can be increased.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明による装置においては、前
記磁場発生体が前記ターゲットに対して相対的に往復動
し、この往復動により、前記ターゲットに対する前記プ
ラズマ収束用の磁束の垂直成分が減少することが望まし
い。
In the apparatus according to the present invention, the magnetic field generator reciprocates relative to the target, and the reciprocation reduces the perpendicular component of the plasma converging magnetic flux with respect to the target. It is desirable to do.

【0014】そして、上記の装置は前記磁場発生体が中
心磁石とこれを囲むリング状周辺磁石とからなり、前記
中心磁石がリング状の前記ターゲットの中心孔内に配置
されてこのターゲットの厚み方向に往復動し、前記周辺
磁石がリング状の前記ターゲットの外周囲においてこの
ターゲットを包囲していることが望ましい。
In the above apparatus, the magnetic field generator includes a center magnet and a ring-shaped peripheral magnet surrounding the center magnet. The center magnet is disposed in a center hole of the ring-shaped target, and the thickness of the target in the thickness direction is reduced. It is preferable that the peripheral magnet surrounds the target around the ring-shaped target.

【0015】この場合、往復動する前記中心磁石が、前
記周辺磁石と比べて磁極面で小さい磁束密度を有してい
ることが望ましい。
In this case, it is desirable that the reciprocating center magnet has a smaller magnetic flux density on the magnetic pole surface than the peripheral magnet.

【0016】また、上記の装置は、前記磁場発生体が、
前記ターゲットの一方端側に配置されて往復動する第1
の磁石と、前記ターゲットの他方端側に配置された第2
の磁石とからなり、往復動する前記第1の磁石が前記第
2の磁石と比べて磁極面で小さい磁束密度を有している
ことが望ましい。
In the above apparatus, the magnetic field generator may be:
A first reciprocatingly arranged first end side of the target;
And a second magnet disposed on the other end side of the target.
It is preferable that the first magnet that reciprocates has a smaller magnetic flux density on the magnetic pole surface than the second magnet.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
が以下の実施例に限定されるものでないことは勿論であ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but it goes without saying that the present invention is not limited to the following embodiments.

【0018】図1は、実施例によるマグネトロンスパッ
タリング装置(以下、単に装置と称する。)のマグネッ
トとターゲットとの配置を示した断面図であり、図2は
その平面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an arrangement of a magnet and a target of a magnetron sputtering apparatus (hereinafter simply referred to as an apparatus) according to an embodiment, and FIG. 2 is a plan view thereof.

【0019】図示の如く、本実施例の装置は、横長断面
の内側マグネット12の外側にリング状のターゲット1
1を配置し、その外側にこれらを包囲するようにリング
状の縦長断面の外側マグネット13を配してプラズマ収
束用のマグネットを構成し、内側マグネット12及び外
側マグネット13の磁極面をターゲット11の裏面と同
一平面に位置させ、矢印で図示の如く、内側マグネット
12を上記平面と直交する方向に往復動させることによ
り磁束の垂直成分が減少する場所を移動させるようにし
たものである。
As shown in the figure, the apparatus of the present embodiment has a ring-shaped target 1 outside an inner magnet 12 having a horizontally long cross section.
1 is arranged, and an outer magnet 13 having a ring-shaped vertically long cross section is arranged outside the outer magnet 13 so as to form a magnet for converging plasma. The magnetic pole surfaces of the inner magnet 12 and the outer magnet 13 are The position where the vertical component of the magnetic flux is reduced is moved by reciprocating the inner magnet 12 in a direction perpendicular to the above-mentioned plane, as shown by an arrow in the drawing.

【0020】この場合も図12について前述したのと同
様に、プラズマ収束用の内側マグネット12の磁極から
出た磁束は、ターゲット11表面まで達し、外側マグネ
ット13の磁極に入る。このとき、ターゲット11表面
における磁界のうちターゲット11の表面に垂直の成分
は、内側マグネット12と外側マグネット13との中間
部分でゼロとなる部分がある。その結果、この部分でプ
ラズマが収束され、ターゲット11の侵食が生じる。
In this case as well, the magnetic flux emitted from the magnetic pole of the inner magnet 12 for plasma convergence reaches the surface of the target 11 and enters the magnetic pole of the outer magnet 13 in the same manner as described above with reference to FIG. At this time, the component of the magnetic field on the surface of the target 11 that is perpendicular to the surface of the target 11 has a portion that is zero in an intermediate portion between the inner magnet 12 and the outer magnet 13. As a result, the plasma is converged in this portion, and the target 11 is eroded.

【0021】従って、図1に仮想線で示すように、内側
マグネット12又は外側マグネット13をターゲット1
1表面に対して垂直方向に往復動させることにより、磁
界のうちターゲット11の表面に垂直の成分がゼロとな
る箇所が移動するため、ターゲット11の侵食部分が広
くなる。
Therefore, as shown by a virtual line in FIG. 1, the inner magnet 12 or the outer magnet 13 is
By reciprocating in a direction perpendicular to one surface, a portion of the magnetic field where the component perpendicular to the surface of the target 11 becomes zero moves, so that the eroded portion of the target 11 is widened.

【0022】図1は、内側マグネット12の往復動に伴
う磁力線の変化を示しており、実線で示す磁力線15A
は内側マグネット12の往復動の下降位置の磁力線軌跡
であり、破線の磁力線15Bは内側マグネット12の往
復動の上限位置における磁力線軌跡を示している。
FIG. 1 shows the change of the magnetic field lines accompanying the reciprocation of the inner magnet 12, and the magnetic field lines 15A indicated by solid lines.
Is a magnetic field line locus at the lower position of the reciprocating motion of the inner magnet 12, and a broken magnetic line 15B is a magnetic field line locus at the upper limit position of the reciprocating motion of the inner magnet 12.

【0023】この内側マグネット12の往復動は装置の
運転中において常時動作する。従って、磁界の垂直成分
がゼロとなる位置が常に移動し、図3に示すように、タ
ーゲット11の表面を均等に侵食14することができ
る。図において、仮想線は侵食される前のターゲット1
1の表面を表している。
The reciprocating motion of the inner magnet 12 always operates during operation of the apparatus. Therefore, the position where the vertical component of the magnetic field becomes zero constantly moves, and as shown in FIG. 3, the surface of the target 11 can be eroded 14 evenly. In the figure, the phantom line indicates the target 1 before erosion.
1 represents the surface.

【0024】上記のような内側マグネット12の往復動
に伴ってターゲット侵食場所が拡大して平均化されるメ
カニズムを、図4により説明する。
The mechanism by which the target erosion site is enlarged and averaged as the inner magnet 12 reciprocates as described above will be described with reference to FIG.

【0025】即ち、前述した従来例のように、マグネッ
ト12が位置固定されている(従って、往復動がない)
場合には、ターゲット11表面における磁界の垂直成分
がゼロとなる位置は、内側マグネット12と外側マグネ
ット13とのそれぞれの中心C、C’の距離Lの間の一
定の地点に固定されるため、図14で示した如く侵食箇
所が局在化されてしまう。これに対し、本実施例のよう
に、内側マグネット12を往復動させることにより、磁
界の垂直成分がゼロとなる位置は、内側マグネット12
が下降位置のときのO1 と上昇位置のときのO2 との間
を移動する。
That is, as in the above-described conventional example, the position of the magnet 12 is fixed (therefore, there is no reciprocation).
In this case, the position where the vertical component of the magnetic field is zero on the surface of the target 11 is fixed at a fixed point between the distances L between the centers C and C ′ of the inner magnet 12 and the outer magnet 13, The erosion site is localized as shown in FIG. On the other hand, by reciprocating the inner magnet 12 as in the present embodiment, the position where the vertical component of the magnetic field becomes zero is determined by the inner magnet 12.
Is moved between O 1 when it is in the lowered position and O 2 when it is in the raised position.

【0026】この場合、ターゲット11に対する磁界の
磁力線15A、15Bの垂直成分がゼロとなる位置が、
それぞれ上記の位置O1 、O2 であり、これらの各位置
では収束されたプラズマによりターゲット11の侵食が
早く進行する。従って、上記の内側マグネット12の上
下動によって、上記垂直成分がゼロとなる位置がO1
2 の間を絶えず移動することになる。この結果、プラ
ズマによるターゲット11に対するスパッタ位置は図4
に示す矢印の如く、ターゲット11の表面に均等に分布
する。
In this case, the position where the vertical component of the magnetic field lines 15A and 15B of the magnetic field with respect to the target 11 becomes zero is:
These positions are O 1 and O 2 , respectively. At each of these positions, the erosion of the target 11 proceeds quickly by the converged plasma. Therefore, the position where the vertical component becomes zero constantly moves between O 1 and O 2 due to the vertical movement of the inner magnet 12. As a result, the sputtering position of the plasma with respect to the target 11 is shown in FIG.
Are uniformly distributed on the surface of the target 11 as shown by the arrow shown in FIG.

【0027】また、図4に示すように、磁力線のアーチ
形状を変化させるためには、内側マグネット12が断面
横長に形成されていることにより、内側マグネット12
の表面の磁束密度が外側マグネット13の狭い表面幅の
磁束密度に比べて低いことが効果的に作用している。
As shown in FIG. 4, in order to change the arch shape of the line of magnetic force, the inner magnet 12 is formed to have a horizontally long cross section, so that the inner magnet 12 is formed.
Is effective in that the magnetic flux density at the surface of the outer magnet 13 is lower than the magnetic flux density at the narrow surface width of the outer magnet 13.

【0028】図5〜図7は、マグネットの移動例を示す
ものであり、図5は、内側マグネット12上面と外側マ
グネット13上面とが同一平面になった下降位置を示し
ている。この状態における、外側マグネット13上面か
らの距離dが25mmの位置における磁束密度の測定結
果を後述する。
FIGS. 5 to 7 show examples of the movement of the magnet. FIG. 5 shows a lowered position where the upper surface of the inner magnet 12 and the upper surface of the outer magnet 13 are flush with each other. A measurement result of the magnetic flux density at a position where the distance d from the upper surface of the outer magnet 13 is 25 mm in this state will be described later.

【0029】図6は、内側マグネット12上面が外側マ
グネット13の上面より15mmターゲット11方向に
移動した上昇位置を示している。この状態における、外
側マグネット13上面からの距離dが25mmの位置に
おける磁束密度測定結果についても後述する。
FIG. 6 shows a raised position in which the upper surface of the inner magnet 12 has moved toward the target 11 by 15 mm from the upper surface of the outer magnet 13. The magnetic flux density measurement result at a position where the distance d from the upper surface of the outer magnet 13 is 25 mm in this state will be described later.

【0030】上述した本実施例は内側マグネット12が
移動するものであるが、図7に示すように、外側マグネ
ット13を移動させることもできる。この場合も、内側
マグネット12を移動させる場合と同様に磁界の垂直成
分がゼロになる位置を移動させることができる。
In the above-described embodiment, the inner magnet 12 is moved, but as shown in FIG. 7, the outer magnet 13 can be moved. Also in this case, the position where the vertical component of the magnetic field becomes zero can be moved in the same manner as when the inner magnet 12 is moved.

【0031】図8は、上述した本実施例に基づく装置の
全体を示す概略断面図である。図示の如く、内側マグネ
ット12の移動機構としては、例えば処理室20の外に
設けた駆動源(図示省略)に連結したロッド16に内側
マグネット12を結合するものであってよい。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing the entire apparatus according to the above-described embodiment. As shown in the figure, the moving mechanism of the inner magnet 12 may be, for example, a mechanism that couples the inner magnet 12 to a rod 16 connected to a driving source (not shown) provided outside the processing chamber 20.

【0032】この装置の場合も、前記した図11と同様
に排出孔20bと真空ポンプとを連結させて処理室20
内を真空にし、導入孔20aから例えばアルゴンを導入
して図示省略した電源により運転すれば、図示のように
プラズマ9が形成され、ターゲット11の表面に高密度
に電子を分布させることができる。
In the case of this apparatus as well, the discharge hole 20b and the vacuum pump are connected to each other in the same manner as in FIG.
If the inside is evacuated and, for example, argon is introduced from the introduction hole 20a and operated by a power supply (not shown), the plasma 9 is formed as shown in the figure and electrons can be distributed at a high density on the surface of the target 11.

【0033】図9及び図10は、上記した図5及び図6
における磁束密度の測定の結果得られたデータのグラフ
である。
FIGS. 9 and 10 correspond to FIGS. 5 and 6 described above.
7 is a graph of data obtained as a result of measuring the magnetic flux density in FIG.

【0034】即ち、図9は図5の如く、内側マグネット
12が下降位置における外側マグネット13上面から2
5mm上方位置の磁束密度であり、符号18Aはターゲ
ット11と平行な磁界の平行成分の密度、符号19Aは
磁界の垂直成分の密度である。
That is, FIG. 9 shows that, as shown in FIG.
The magnetic flux density at a position 5 mm above, reference numeral 18A is the density of the parallel component of the magnetic field parallel to the target 11, and reference numeral 19A is the density of the vertical component of the magnetic field.

【0035】また、図10は図6の如く、内側マグネッ
ト12が上昇位置における外側マグネット13上面から
25mm上方位置の磁束密度であり、符号18Bはター
ゲット11と平行な磁界の平行成分の密度、符号19B
は磁界の垂直成分の密度である。
FIG. 10 shows the magnetic flux density at a position 25 mm above the upper surface of the outer magnet 13 when the inner magnet 12 is in the raised position, as shown in FIG. 6, and reference numeral 18B denotes the density of the parallel component of the magnetic field parallel to the target 11. 19B
Is the density of the vertical component of the magnetic field.

【0036】これによれば、図9に示すように、内側マ
グネット12の上面が外側マグネット13の上面と同一
平面上になっている内側マグネット12の往復動の下降
位置(図5参照)においては、内側マグネット12の中
心Cから外側マグネット13の中心C’までの領域内で
中心Cからの距離が約63mmのときに磁界の垂直成分
がゼロになる部分O1 が生じる。一方、磁界の平行成分
は中心Cからの距離が80mm近くまではほぼ安定した
密度が保たれている。
According to this, as shown in FIG. 9, when the upper surface of the inner magnet 12 is flush with the upper surface of the outer magnet 13, the lower position of the reciprocating motion of the inner magnet 12 (see FIG. 5). , occurs part O 1 of the vertical component of the magnetic field when the distance is about 63mm from the center C from the center C in the region to the center C 'of the outer magnet 13 of the inner magnet 12 is zero. On the other hand, the parallel component of the magnetic field has a substantially stable density until the distance from the center C is close to 80 mm.

【0037】また、図10に示すように、内側マグネッ
ト12の上面が外側マグネット13の上面より15mm
上昇した上昇位置(図6参照)においては、内側マグネ
ット12の中心Cからの距離が約33mmで磁界の垂直
成分がゼロになる部分O2 が生じ、そして、この垂直成
分がゼロの領域が中心Cから33mm〜63mmの範囲
に亘って生じている。一方、磁界の水平成分は中心Cか
ら距離が約47mm位までは低下するものの、それ以降
は図9の場合と同様に安定した傾向を示すことが分か
る。
As shown in FIG. 10, the upper surface of the inner magnet 12 is 15 mm from the upper surface of the outer magnet 13.
Elevated in the raised position (see FIG. 6), caused partial O 2 of the vertical component distance of the magnetic field of about 33mm from the center C of the inner magnet 12 is zero, and the center the vertical component is zero in the region It occurs over a range of 33 mm to 63 mm from C. On the other hand, it can be seen that the horizontal component of the magnetic field decreases until the distance from the center C to about 47 mm, but thereafter shows a stable tendency as in the case of FIG.

【0038】上記した図9並びに図10から明らかなよ
うに、磁界のうちターゲット11表面と垂直の成分がゼ
ロになるc−c’間の距離は63mm〜33mmが有効
な距離であることが分かる。従って、内側マグネット1
2を15mm往復動させることにより、この間の全体で
ターゲット11の侵食を均一に生じさせることができ
る。換言すれば、ターゲット11の内周−外周間の幅を
上記の33mm〜63mmの範囲に設定し、内側マグネ
ット12を15mm上下動させることが好ましいことが
分かる。
As is clear from FIGS. 9 and 10 described above, the effective distance between cc 'and the cc' where the component perpendicular to the surface of the target 11 in the magnetic field becomes zero is 63 mm to 33 mm. . Therefore, the inner magnet 1
By reciprocating 2 by 15 mm, the erosion of the target 11 can be uniformly generated throughout the entire period. In other words, it is preferable to set the width between the inner circumference and the outer circumference of the target 11 in the range of 33 mm to 63 mm and move the inner magnet 12 up and down by 15 mm.

【0039】本実施例によれば、内側マグネット12を
往復動させることにより、内側マグネット12と外側マ
グネット13間に生じる磁界の垂直成分がゼロになる部
分の位置が常に移動するので、この位置で侵食されるタ
ーゲット11の侵食位置も常に変化し、侵食面積が拡大
する。従って、膜形成に利用されるターゲット11の利
用効率を飛躍的に改善することができる。
According to this embodiment, by reciprocating the inner magnet 12, the position where the vertical component of the magnetic field generated between the inner magnet 12 and the outer magnet 13 becomes zero always moves. The erosion position of the target 11 to be eroded always changes, and the erosion area increases. Therefore, the use efficiency of the target 11 used for film formation can be dramatically improved.

【0040】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基づいて種々に変形が
可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments can be variously modified based on the technical idea of the present invention.

【0041】例えば、マグネットの移動は内側マグネッ
ト12及び外側マグネット13を同時にそれぞれを反対
方向又は同一方向に移動させることもできる。
For example, the movement of the magnets may be such that the inner magnet 12 and the outer magnet 13 are simultaneously moved in opposite directions or in the same direction.

【0042】また、内側マグネット12及び外側マグネ
ット13を固定し、ターゲット11を水平又は垂直方向
に移動させてもよく、それぞれのマグネット12、13
及びターゲット11を共に移動させることもできる。マ
グネットの位置は、ターゲットの側方に限らず、下方で
あってもよい。ターゲットの形状も種々変更できる。
Further, the inner magnet 12 and the outer magnet 13 may be fixed, and the target 11 may be moved in the horizontal or vertical direction.
And the target 11 can be moved together. The position of the magnet is not limited to the side of the target, but may be below. The shape of the target can be variously changed.

【0043】また、磁石は永久磁石でもよく、電磁石で
もよい。そして、磁石の形状はリング状に限らず、三角
形や四角形又はそれ以上の多角形であってもよい。更
に、棒磁石を用いることもでき、この場合は外側磁石の
一つを省略し、一つのターゲットに対してその側方に1
本の磁石を上下動可能に配し、ターゲットの他の側方に
固定磁石を配することもできる。
The magnet may be a permanent magnet or an electromagnet. The shape of the magnet is not limited to the ring shape, but may be a triangle, a quadrangle, or a polygon having more than that. Further, a bar magnet may be used, in which case one of the outer magnets may be omitted and one target may be positioned laterally to one target.
The book magnets can be arranged to be vertically movable, and fixed magnets can be arranged on the other side of the target.

【0044】また、移動手段としては、カム式やねじ式
等の機械的方式又は電磁式等の様々な方式を採ることが
できる。
The moving means may be of a mechanical type such as a cam type or a screw type, or various types such as an electromagnetic type.

【0045】[0045]

【発明の作用効果】本発明は上述した如く、ターゲット
に対してプラズマ収束用の磁場発生体が配置されている
スパッタリング装置が、前記磁場発生体による磁場の位
置を前記ターゲットに対して相対的に変化させる手段を
有しているので、ターゲットに対して侵食が生じ易い領
域を任意に変化させ、ターゲットの侵食面積を拡大し
て、ターゲットの利用効率を高めることができる。
According to the present invention, as described above, a sputtering apparatus in which a magnetic field generator for plasma convergence is arranged on a target is used to position the magnetic field generated by the magnetic field generator relative to the target. Since there is a means for changing the target, it is possible to arbitrarily change a region in which erosion is likely to occur on the target, enlarge the erosion area of the target, and improve the use efficiency of the target.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例によるマグネトロンスパッタリ
ング装置のマグネットとターゲットを示す断面図(図2
のI−I線断面図)である。
FIG. 1 is a sectional view showing a magnet and a target of a magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention (FIG. 2).
FIG. 2 is a sectional view taken along line II of FIG.

【図2】図1の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG.

【図3】同、マグネトロンスパッタリング装置によるス
パッタ後のターゲットの断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a target after sputtering by a magnetron sputtering apparatus.

【図4】図1の一部分を拡大して示した原理図である。FIG. 4 is a principle diagram showing an enlarged part of FIG. 1;

【図5】同、マグネトロンスパッタリング装置の内側マ
グネットの下降位置を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a lowered position of an inner magnet of the magnetron sputtering apparatus.

【図6】同、マグネトロンスパッタリング装置の内側マ
グネットの上昇位置を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a raised position of an inner magnet of the magnetron sputtering apparatus.

【図7】同、マグネトロンスパッタリング装置の外側マ
グネットを移動させた状態を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state where an outer magnet of the magnetron sputtering apparatus is moved.

【図8】同、マグネトロンスパッタリング装置の概略断
面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view of the same magnetron sputtering apparatus.

【図9】図5の状態における磁束密度を示すグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph showing the magnetic flux density in the state of FIG.

【図10】図6の状態における磁束密度を示すグラフで
ある。
FIG. 10 is a graph showing the magnetic flux density in the state of FIG.

【図11】従来のマグネトロンスパッタリング装置の一
例を示す概略断面図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view showing an example of a conventional magnetron sputtering apparatus.

【図12】同、マグネトロンスパッタリング装置のマグ
ネットとターゲットを示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a magnet and a target of the magnetron sputtering apparatus.

【図13】同、マグネトロンスパッタリング装置による
スパッタ後のターゲットの平面図である。
FIG. 13 is a plan view of the target after sputtering by the magnetron sputtering apparatus.

【図14】図13の XIV−XIV 線断面図である。14 is a sectional view taken along line XIV-XIV of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…ターゲット、12…内側マグネット、13…外側
マグネット、14…侵食部分、15A、15B…磁力
線、16…ロッド、18A、18B…水平成分、19
A、19B…垂直成分、20…処理室、20a…導入
孔、20b…排出孔、Rf1 …高周波電源、L…距離
11 target, 12 inner magnet, 13 outer magnet, 14 erosion portion, 15A, 15B magnetic line of force, 16 rod, 18A, 18B horizontal component, 19
A, 19B: vertical component, 20: processing chamber, 20a: introduction hole, 20b: discharge hole, Rf 1 : high frequency power supply, L: distance

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ターゲットに対してプラズマ収束用の磁
場発生体が配置されているスパッタリング装置におい
て、前記磁場発生体による磁場の位置を前記ターゲット
に対して相対的に変化させる手段を有することを特徴と
する、スパッタリング装置。
1. A sputtering apparatus in which a magnetic field generator for plasma convergence is disposed with respect to a target, comprising: means for changing a position of a magnetic field by the magnetic field generator relative to the target. A sputtering apparatus.
【請求項2】 前記磁場発生体が前記ターゲットに対し
て相対的に往復動する、請求項1に記載した装置。
2. The apparatus of claim 1, wherein said magnetic field generator reciprocates relative to said target.
【請求項3】 前記磁場発生体の前記往復動により、前
記ターゲットに対する前記プラズマ収束用の磁束の垂直
成分が減少する、請求項2に記載した装置。
3. The apparatus according to claim 2, wherein the reciprocating motion of the magnetic field generator reduces a perpendicular component of the plasma converging magnetic flux with respect to the target.
【請求項4】 前記磁場発生体が中心磁石とこれを囲む
リング状周辺磁石とからなり、前記中心磁石がリング状
の前記ターゲットの中心孔内に配置されてこのターゲッ
トの厚み方向に往復動し、前記周辺磁石がリング状の前
記ターゲットの外周囲においてこのターゲットを包囲し
ている、請求項2に記載した装置。
4. The magnetic field generator comprises a center magnet and a ring-shaped peripheral magnet surrounding the center magnet. The center magnet is disposed in a center hole of the ring-shaped target and reciprocates in the thickness direction of the target. 3. The apparatus according to claim 2, wherein the peripheral magnet surrounds the target in a ring-shaped outer periphery.
【請求項5】 往復動する前記中心磁石が、前記周辺磁
石と比べて磁極面で小さい磁束密度を有している、請求
項4に記載した装置。
5. The apparatus according to claim 4, wherein the reciprocating center magnet has a lower magnetic flux density at the pole face than the peripheral magnet.
【請求項6】 前記磁場発生体が、前記ターゲットの一
方端側に配置されて往復動する第1の磁石と、前記ター
ゲットの他方端側に配置された第2の磁石とからなって
いる、請求項2に記載した装置。
6. The magnetic field generator includes a first magnet disposed on one end side of the target and reciprocating, and a second magnet disposed on the other end side of the target. An apparatus according to claim 2.
【請求項7】 往復動する前記第1の磁石が、前記第2
の磁石と比べて磁極面で小さい磁束密度を有している、
請求項6に記載した装置。
7. The apparatus according to claim 7, wherein the first magnet reciprocatingly moves comprises the second magnet.
Has a smaller magnetic flux density on the pole face than the magnet of
An apparatus according to claim 6.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008514810A (en) * 2004-09-28 2008-05-08 オー・ツェー・エリコン・バルザース・アクチェンゲゼルシャフト Method for manufacturing substrate formed by magnetron, and magnetron sputtering source
CN102102185A (en) * 2009-12-22 2011-06-22 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 Magnetron sputtering source and magnetron sputtering device and method
CN121362953A (en) * 2025-12-19 2026-01-20 长沙元戎科技有限责任公司 Adjustable magnetron sputtering ring device

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