JP2000355764A - Magnetron cathode unit - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】局所的な著しいエロージョンを抑制し、ターゲ
ット利用効率を上げることができるマグネトロンカソー
ドユニットの提供。
【解決手段】矩形型の磁場形成手段のうち、コーナー部
磁石2(2aおよび2b)を直線部磁石1(1aおよび
1b)よりも強い磁石にすることにより、ターゲット5
上でのトラック状のエロージョン領域内の磁束密度を均
一化した矩形型のマグネトロンカソードユニット。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a magnetron cathode unit capable of suppressing significant local erosion and increasing the target use efficiency. In a rectangular magnetic field generating means, a target magnet is formed by making corner magnets (2a and 2b) stronger than linear magnets (1a and 1b).
A rectangular magnetron cathode unit with a uniform magnetic flux density in the track-shaped erosion area above.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、矩形型のマグネト
ロンカソードユニットに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rectangular magnetron cathode unit.
【0002】[0002]
【従来の技術】マグネトロンスパッタ法は、ターゲット
表面に電子を閉じ込めるための磁場を形成し、プラズマ
密度を上げて、成膜速度を向上させる方法であり、各方
面で利用されている。例えば、錫をドープしたインジウ
ム酸化物膜や、酸化亜鉛を主成分とする酸化物膜等の透
明導電膜をマグネトロンスパッタ法で成膜する場合、磁
束密度を上げ、放電電圧を低くして成膜することによ
り、低比抵抗の透明導電膜が得られることがよく知られ
ている(特開平2−232358号公報、特開平9−8
7833号公報)。2. Description of the Related Art The magnetron sputtering method is a method of forming a magnetic field for confining electrons on the surface of a target, increasing the plasma density, and improving the film forming rate, and is used in various fields. For example, when a transparent conductive film such as an indium oxide film doped with tin or an oxide film containing zinc oxide as a main component is formed by a magnetron sputtering method, the magnetic flux density is increased and the discharge voltage is reduced to form a film. It is well known that a transparent conductive film having a low specific resistance can be obtained by performing the method (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-232358 and 9-8).
No. 7833).
【0003】矩形型のマグネトロンカソードユニットに
おいて、補助磁石を配置して、電子密度が高くなる長方
形状の2箇所の磁束密度を弱めることが知られている
(特開平8−325726号公報)。しかし、特開平8
−325726号公報に示された方法でも、補助磁石に
よって磁束密度を弱めた部分に隣接(長辺中央側に隣
接)したところには、依然として局所的に深くエロージ
ョンされ、ターゲット利用効率の向上にはつながらなか
った。It is known that in a rectangular magnetron cathode unit, auxiliary magnets are arranged to weaken the magnetic flux density at two rectangular portions where the electron density is high (Japanese Patent Laid-Open No. 8-325726). However, JP
According to the method disclosed in JP-A-325726, the portion where the magnetic flux density is weakened by the auxiliary magnet (adjacent to the center of the long side) is still locally deeply eroded. Did not connect.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、局所的な著
しいエロージョンを抑制し、スパッタによりターゲット
が削られる量をエロージョン領域内でほぼ均一になるよ
うにし、ターゲット利用効率を上げることができるマグ
ネトロンカソードユニットの提供を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetron capable of suppressing a significant local erosion, making the amount of the target cut by sputtering substantially uniform within the erosion region, and improving the target utilization efficiency. The purpose is to provide a cathode unit.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を達
成すべくなされたものであり、マグネトロンスパッタ装
置において用いられる矩形型のマグネトロンカソードユ
ニットであって、該マグネトロンカソードユニットは、
ターゲットを有し、さらに、薄膜を形成すべき基板に対
してターゲットの裏側に配置され、かつターゲットの前
記基板側表面にマグネトロン磁場を形成する矩形型の磁
場形成手段を備えており、該磁場形成手段は、スパッタ
によりターゲットが削られるトラック状のエロージョン
領域の直線部分に対して主に磁場を形成する第一部分
と、前記トラック状のエロージョン領域の曲線部分に対
して主に磁場を形成する第二部分とからなり、前記磁場
形成手段の第一部分が形成する、矩形の長辺の2等分線
上における磁場の、ターゲット表面に垂直な成分の磁束
密度がゼロの位置における、ターゲット表面に水平な成
分の磁束密度の絶対値Baが0.02T(テスラ)以上
であり、前記トラック状のエロージョン領域に前記磁場
形成手段が形成する磁場の、ターゲットに垂直な成分の
磁束密度がゼロの位置での、ターゲットに水平な成分の
磁束密度の絶対値Bbと、前記磁束密度の絶対値Baとの
比(Bb/Ba)が、前記トラック状のエロージョン領域
内のすべての点において、0.9〜1.1であるマグネ
トロンカソードユニットを提供する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and is a rectangular magnetron cathode unit used in a magnetron sputtering apparatus, wherein the magnetron cathode unit comprises:
A rectangular magnetic field forming means arranged on the back side of the target with respect to the substrate on which the thin film is to be formed, and for forming a magnetron magnetic field on the substrate-side surface of the target; The means includes a first portion that mainly forms a magnetic field on a linear portion of a track-shaped erosion region where a target is cut by sputtering, and a second portion that mainly forms a magnetic field on a curved portion of the track-like erosion region. A component horizontal to the target surface at a position where the magnetic flux density of the component perpendicular to the target surface is zero, the magnetic field being on the bisector of the long side of the rectangle formed by the first portion of the magnetic field forming means. absolute value B a of the magnetic flux density is at 0.02 T (tesla) or more, the magnetic field forming means for forming the track-shaped erosion area Field, the magnetic flux density of the component perpendicular to the target is at the position of zero, and the absolute value B b of the magnetic flux density of the horizontal components in the target, the absolute value B a ratio of (B b / B a of the magnetic flux density ) Provides a magnetron cathode unit that is 0.9-1.1 at all points within said track-shaped erosion region.
【0006】図4に本発明のマグネトロンカソードユニ
ットを用いてスパッタした場合のターゲットのエロージ
ョン形状(半分のみ)を示す。図4は矩形型ターゲット
の半分のみを図示してあり、矩形型全体ではエロージョ
ン形状は環状、すなわちトラック状となる。本発明にお
ける「トラック状のエロージョン領域」とは、このよう
なトラック状の領域をいう。FIG. 4 shows the erosion shape (only half) of a target when sputtering is performed using the magnetron cathode unit of the present invention. FIG. 4 shows only half of the rectangular target, and the erosion shape is annular, that is, track-like in the entire rectangular target. The “track-shaped erosion area” in the present invention refers to such a track-shaped area.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】本発明における磁場形成手段とし
ては、ターゲットの基板側表面にマグネトロン磁場を形
成できるものであればよく、特に限定されず、コイルで
も磁石でも用いることができる。以下、図1および図2
を参照しながら、磁場形成手段として磁石を用いた場合
を例として、本発明のマグネトロンカソードユニットに
ついて説明するが、磁場形成手段としてコイルを用いた
場合でも同様である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The magnetic field forming means in the present invention is not particularly limited as long as it can form a magnetron magnetic field on the surface of a target on a substrate side, and may be a coil or a magnet. Hereinafter, FIGS. 1 and 2
The magnetron cathode unit of the present invention will be described with reference to the case where a magnet is used as the magnetic field forming means as an example, but the same applies when a coil is used as the magnetic field forming means.
【0008】図1は、本発明のマグネトロンカソードユ
ニットにおける磁場形成手段の一例の平面図、図2は、
図1の磁場形成手段のA−A線断面を含む本発明のマグ
ネトロンカソードユニットの概略断面図である。1は磁
場形成手段のうちの第一部分としての直線部磁石(1a
は直線部周辺磁石、1bは直線部中央磁石)、2、2は
磁場形成手段のうちの第二部分としてのコーナー部磁石
(2aはコーナー部周辺磁石、2bはコーナー部中央磁
石)、3は磁性体ヨーク、4はバッキングプレート、5
はターゲット、6はスパッタにより薄膜を形成すべき基
板である。FIG. 1 is a plan view of an example of a magnetic field forming means in the magnetron cathode unit of the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the magnetron cathode unit of the present invention including a cross section taken along the line AA of the magnetic field forming unit of FIG. 1. Reference numeral 1 denotes a linear magnet (1a) as a first part of the magnetic field forming means.
Is a straight portion peripheral magnet, 1b is a straight portion central magnet), 2 and 2 are corner magnets as a second part of the magnetic field forming means (2a is a corner peripheral magnet, 2b is a corner central magnet), 3 is Magnetic yoke, 4 is a backing plate, 5
Is a target, and 6 is a substrate on which a thin film is to be formed by sputtering.
【0009】マグネトロンスパッタ装置用の本発明のマ
グネトロンカソードユニットは、ターゲット5を有し、
さらに、薄膜を形成すべき基板6に対してターゲット5
の裏側に配置され、かつターゲット5の前記基板6に面
した表面にマグネトロン磁場を形成する矩形状の磁場形
成手段を備えたものである。The magnetron cathode unit of the present invention for a magnetron sputtering apparatus has a target 5,
Further, a target 5 is formed on a substrate 6 on which a thin film is to be formed.
And a rectangular magnetic field forming means for forming a magnetron magnetic field on the surface of the target 5 facing the substrate 6.
【0010】該磁場形成手段は、スパッタによりターゲ
ットが削られるトラック状のエロージョン領域の直線部
分に対して主に磁場を形成する第一部分と、前記トラッ
ク状のエロージョン領域の曲線部分に対して主に磁場を
形成する第二部分とからなる。前記第一部分により形成
される磁場はトラック状のエロージョン領域の主に直線
部分に対してであるが、曲線部分に対しても影響しう
る。反対に前記第二部分は直線部分に対して影響しう
る。The magnetic field forming means mainly forms a magnetic field with respect to a linear portion of a track-shaped erosion region where a target is cut by sputtering, and mainly forms a curved portion of the track-shaped erosion region. And a second part forming a magnetic field. The magnetic field formed by the first portion is mainly for the straight portion of the track-shaped erosion region, but may also affect the curved portion. Conversely, the second part can affect the straight part.
【0011】図1の場合、磁場形成手段の第一部分は、
矩形の長辺の中央部に配置される直線部周辺磁石1a
と、トラック状のエロージョン領域の内側の中央部に配
置される直線部中央磁石1bと、から構成される直線部
磁石1である。また、磁場形成手段の第二部分は、矩形
の長辺の端部付近および短辺部分に配置されるコーナー
部周辺磁石2aと、トラック状のエロージョン領域の内
側の両端付近に配置されるコーナー部中央磁石2bと、
から構成されるコーナー部磁石2である。In the case of FIG. 1, the first part of the magnetic field forming means is:
Peripheral magnet 1a located at the center of the long side of the rectangle
And a straight portion central magnet 1b disposed at the center inside the track-shaped erosion region. The second part of the magnetic field forming means includes a corner peripheral magnet 2a disposed near the end of the long side and a short side of the rectangle, and a corner part disposed near both ends inside the track-shaped erosion area. A central magnet 2b;
The corner magnet 2 is composed of:
【0012】磁場形成手段の第一部分である直線部磁石
1が形成する、矩形の長辺の2等分線(A−A線)上に
おける磁場の、ターゲット表面に垂直な成分(以下、単
に垂直成分ともいう)の磁束密度がゼロの位置におけ
る、ターゲット表面に水平な成分(以下、単に水平成分
ともいう)の磁束密度の絶対値Baが0.02T以上
(特に0.05T以上)の場合に、後述する磁束密度均
一化による作用効果が顕著になる。A component perpendicular to the target surface (hereinafter simply referred to as a vertical component) of the magnetic field on the long bisecting line (A-A line) of the rectangle formed by the linear magnet 1 as the first part of the magnetic field forming means. in magnetic flux density at the zero position of the also called component), a horizontal component to the target surface (hereinafter, when simply the absolute value B a magnetic flux density of the horizontal component and also referred to) is more than 0.02 T (in particular more than 0.05 T) In addition, the effect of the later-described uniform magnetic flux density becomes remarkable.
【0013】本発明においては、トラック状のエロージ
ョン領域に磁場形成手段が形成する磁場の、ターゲット
に垂直な成分(垂直成分)の磁束密度がゼロの位置で
の、ターゲットに水平な成分(水平成分)の磁束密度の
絶対値Bbと、前記磁束密度の絶対値Baとの比(Bb/
Ba)が、トラック状のエロージョン領域内のすべての
点において、0.9〜1.1として磁束密度を均一化す
ることにより、局所的なターゲットのエロージョンを抑
制できる。In the present invention, the magnetic field formed by the magnetic field forming means in the track-shaped erosion region has a component perpendicular to the target (vertical component) at a position where the magnetic flux density is zero (horizontal component). )) And the ratio of the absolute value B b of the magnetic flux density to the absolute value B a of the magnetic flux density (B b /
B a ) makes the magnetic flux density uniform at 0.9 to 1.1 at all points in the track-shaped erosion region, whereby local erosion of the target can be suppressed.
【0014】かかる磁場の均一化の具体的手段の一例と
しては、コーナー部磁石2を直線部磁石1よりも強い磁
石にすることが挙げられ、この場合、コーナー部磁石2
の最大エネルギ積が、直線部磁石1の最大エネルギ積に
対して10%以上大きいことが好ましい。また、磁石の
大きさを変える、すなわち、コーナー部磁石2の断面積
を直線部磁石1の断面積より大きくすることによって
も、磁束密度の均一化を達成できる。As an example of a specific means for making the magnetic field uniform, the corner magnet 2 may be a stronger magnet than the linear magnet 1. In this case, the corner magnet 2
Is preferably 10% or more larger than the maximum energy product of the linear magnet 1. Further, by changing the size of the magnet, that is, by making the sectional area of the corner magnet 2 larger than the sectional area of the linear part magnet 1, the magnetic flux density can be made uniform.
【0015】本発明におけるターゲット5としては、本
発明のように強磁場中でスパッタするのが好適なターゲ
ットが挙げられる。例えば、ITO(インジウムと錫の
酸化物)ターゲットやGa等をドープした酸化亜鉛ター
ゲットなどの導電性酸化物ターゲットが挙げられる。As the target 5 in the present invention, there is a target suitable for sputtering in a strong magnetic field as in the present invention. For example, a conductive oxide target such as an ITO (oxide of indium and tin) target or a zinc oxide target doped with Ga or the like can be given.
【0016】[0016]
【作用】マグネトロンスパッタ装置において、ターゲッ
トから放出された二次電子(以下、単に電子という)は
磁場にトラップされながら、磁場と電場とに垂直な方向
に運動(ドリフト運動)し、電離衝突を引き起こしプラ
ズマを発生させる。マグネトロンカソードユニットの場
合、電子がターゲット上を周回運動するように磁場が形
成されており、低ガス圧でも密度の濃いプラズマが形成
される。In a magnetron sputtering apparatus, secondary electrons (hereinafter, simply referred to as electrons) emitted from a target move in a direction perpendicular to the magnetic field and the electric field (drift motion) while being trapped by the magnetic field, causing ionization collision. Generates plasma. In the case of the magnetron cathode unit, a magnetic field is formed so that electrons orbit around the target, and a dense plasma is formed even at a low gas pressure.
【0017】しかし、磁束密度が強い場合は、ターゲッ
トから放出された電子が電離衝突を起こすのに充分なエ
ネルギを得るためにより多くのドリフト運動が必要とな
る。矩形型のマグネトロンカソードユニットの磁束密度
を強くした場合、矩形型という形状がゆえに、コーナー
部(曲線部)の磁束密度が直線部の磁束密度よりもかな
り弱くなる。However, when the magnetic flux density is strong, more drift motion is required to obtain sufficient energy for electrons emitted from the target to cause ionization collision. When the magnetic flux density of the rectangular magnetron cathode unit is increased, the magnetic flux density at the corner portion (curved portion) becomes considerably weaker than the magnetic flux density at the straight portion because of the rectangular shape.
【0018】したがって、コーナー部では磁場による電
子の閉じ込め効果が小さいため、コーナー部における電
子は容易に電離衝突に必要なエネルギを得ることがで
き、電子はコーナー部付近で多くの電離衝突を引き起こ
す。その結果、コーナー部付近に局所的に非常に濃いプ
ラズマが生成され、著しいエロージョンが起こり、ター
ゲット利用効率が低下する。本発明によればエロージョ
ンに沿った部分の磁束密度を均一化することにより、電
離衝突の発生を均一化し、コーナー部付近の局所的なタ
ーゲットのエロージョンを抑制できる。Therefore, since the effect of confining electrons by the magnetic field is small at the corner, the electrons at the corner can easily obtain the energy required for ionization collision, and the electrons cause many ionization collisions near the corner. As a result, a very dense plasma is locally generated near the corner, causing significant erosion and reducing the target use efficiency. According to the present invention, by uniformizing the magnetic flux density in the portion along the erosion, the occurrence of ionization collision can be uniformed, and local erosion of the target near the corner can be suppressed.
【0019】[0019]
【実施例】[実施例]図1および図2のようなマグネト
ロンカソードユニットを用いて以下の実験を行った。ユ
ニットの大きさは長さ740mm、幅140mm、高さ
40mmとした。直線部周辺磁石1aと直線部中央磁石
1bはサマリウムコバルト系の永久磁石(最大エネルギ
積が183kJ/m3)とし、コーナー部周辺磁石2a
とコーナー部中央磁石2bはより強い磁性材料であるネ
オジム鉄系の永久磁石(最大エネルギ積が342kJ/
m3)とし、磁性体ヨーク3はSUS430製のものを
用いた。磁場形成手段である直線部磁石1、コーナー部
磁石2を、磁性体ヨーク3上に設け、ターゲット5上に
トンネル状の磁場を形成した。EXAMPLE The following experiment was conducted using a magnetron cathode unit as shown in FIGS. The size of the unit was 740 mm in length, 140 mm in width, and 40 mm in height. The straight portion peripheral magnet 1a and the straight portion central magnet 1b are samarium-cobalt permanent magnets (maximum energy product is 183 kJ / m 3 ), and the corner portion peripheral magnet 2a
And the corner central magnet 2b are made of a neodymium iron-based permanent magnet (a maximum energy product of 342 kJ /
m 3 ), and the magnetic yoke 3 was made of SUS430. A linear magnet 1 and a corner magnet 2 as magnetic field forming means were provided on a magnetic yoke 3, and a tunnel-shaped magnetic field was formed on a target 5.
【0020】図3は本例にかかるマグネトロンカソード
ユニットのターゲット上での磁場分布を示す図である。
図3(a)は、主に直線部磁石1が形成する、図1の中
央線(A−A線)に沿った部分の磁場分布を示し、磁場
の垂直成分の磁束密度がゼロの位置における、水平成分
の磁束密度の絶対値Baは、0.097Tであった。図
3(b)は、主にコーナー部磁石2が形成する、図1の
B−B線(矩形の短辺の2等分線)に沿った部分の磁場
分布を示し、磁場の垂直成分の磁束密度がゼロの位置に
おける、水平成分の磁束密度の絶対値Bcは、0.09
8Tであり、比(Bc/Ba)は、1.01であった。FIG. 3 is a diagram showing a magnetic field distribution on a target of the magnetron cathode unit according to the present embodiment.
FIG. 3A shows a magnetic field distribution mainly along the center line (AA line) of FIG. 1 formed by the linear magnet 1, and shows a position where the magnetic flux density of the vertical component of the magnetic field is zero. The absolute value B a of the magnetic flux density of the horizontal component was 0.097T. FIG. 3B shows a magnetic field distribution along a BB line (a bisector of a short side of a rectangle) of FIG. 1, which is mainly formed by the corner magnet 2, and shows a vertical component of the magnetic field. magnetic flux density at the position of zero, the absolute value B c of the magnetic flux density of the horizontal component, 0.09
8T, and the ratio (B c / B a ) was 1.01.
【0021】また、B−B線に沿った部分以外の部分に
ついても調べたところ、ターゲットが削られるトラック
状のエロージョン領域内で磁場の垂直成分がゼロの位置
の水平成分の磁束密度の絶対値Bbとの比(Bb/Ba)
は、エロージョン領域内全ての点で0.9〜1.1の範
囲内にあった。Further, when a portion other than the portion along the BB line was also examined, the absolute value of the magnetic flux density of the horizontal component at the position where the vertical component of the magnetic field was zero in the track-shaped erosion region where the target was cut was obtained. the ratio of B b (B b / B a )
Was in the range of 0.9 to 1.1 at all points in the erosion area.
【0022】このマグネトロンカソードユニットを用い
て、5mTorrのArガス100%の雰囲気中で、I
TO(ただし、In2O3 とSnO2の合計量に対して
SnO2を10wt%含む)ターゲットを用い、5kW
の電力で80時間の放電を行ってスパッタした後、ター
ゲットのエロージョン形状を測定した。図4は、測定し
たターゲットのエロージョン形状を示す図である。最も
エロージョンされた点は深さ5mmで、エロージョンの
深さ1mmごとに等高線で示した。ほぼ均一に削られて
いることがわかる。また、ターゲット利用効率は20%
と高い値であった。Using this magnetron cathode unit, the I.sub.2 I.sub.3 atmosphere is placed in an atmosphere of 5 mTorr Ar gas 100%.
TO (However, based on the total amount of In 2 O 3 and SnO 2
5 kW using a target containing 10 wt% of SnO 2 )
After the electric power was discharged for 80 hours to perform sputtering, the erosion shape of the target was measured. FIG. 4 is a diagram showing the measured erosion shape of the target. The most eroded point was 5 mm deep, and was indicated by contour lines every 1 mm of erosion depth. It can be seen that they are almost uniformly removed. The target utilization efficiency is 20%
It was a high value.
【0023】[比較例]コーナー部磁石2についても、
ネオジム鉄系の永久磁石の代わりに直線部磁石1と同様
のサマリウムコバルト系の永久磁石を用いたこと以外は
上記実施例と同じとした。図5は、測定したターゲット
のエロージョン形状を示す図である。最もエロージョン
された点は深さ5mmで、エロージョンの深さ1mmご
とに等高線で示した。図4と比べて、局所的に深く削ら
れていることがわかる。[Comparative Example] Regarding the corner magnet 2,
The same as the above example except that a samarium cobalt-based permanent magnet similar to the linear magnet 1 was used instead of the neodymium iron-based permanent magnet. FIG. 5 is a diagram showing the measured erosion shape of the target. The most eroded point was 5 mm deep, and was indicated by contour lines every 1 mm of erosion depth. As can be seen from FIG.
【0024】また、図6は、比較例のユニットのターゲ
ット上での磁場分布を示す図である。図6(a)は、主
に直線部磁石1が形成する、図1の中央線(A−A線)
に沿った部分の磁場分布を示し、磁場の垂直成分の磁束
密度がゼロの位置における、水平成分の磁束密度の絶対
値Baは、0.097Tであった。図6(b)は、主に
コーナー部磁石2が形成する、図1のB−B線に沿った
部分の磁場分布を示し、磁場の垂直成分の磁束密度がゼ
ロの位置における、水平成分の磁束密度の絶対値B
cは、0.073Tであり、比(Bc/Ba)は、0.7
8であった。ターゲット利用効率は15%であり、低い
値であった。FIG. 6 is a diagram showing a magnetic field distribution on a target of the unit of the comparative example. FIG. 6A is a center line (AA line) of FIG. 1 mainly formed by the linear magnet 1.
Shows the magnetic field distribution of the portion along the, in the magnetic flux density at the zero position of the vertical component of the magnetic field, the absolute value B a magnetic flux density of the horizontal component was 0.097T. FIG. 6B shows the magnetic field distribution mainly along the line BB in FIG. 1 formed by the corner magnet 2, and shows the horizontal component of the magnetic field at the position where the magnetic flux density of the vertical component is zero. Absolute value B of magnetic flux density
c is 0.073T, and the ratio (B c / B a ) is 0.7
It was 8. The target use efficiency was 15%, which was a low value.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明のマグネトロンカソードユニット
によれば、ターゲット上の磁場が強い場合でも、コーナ
ー部付近の局所的な著しいエロージョンを抑制でき、ス
パッタによりターゲットが削られる量をエロージョン領
域内でほぼ均一になるようにし、ターゲット利用効率を
上げることができる。According to the magnetron cathode unit of the present invention, even when the magnetic field on the target is strong, local significant erosion near the corner can be suppressed, and the amount of the target to be cut by sputtering is substantially reduced within the erosion region. It is possible to increase the target utilization efficiency by making the target uniform.
【図1】本発明のマグネトロンカソードユニットにおけ
る磁場形成手段の一例の平面図。FIG. 1 is a plan view of an example of a magnetic field forming means in a magnetron cathode unit of the present invention.
【図2】図1の磁場形成手段のA−A線断面を含む本発
明のマグネトロンカソードユニットの概略断面図。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the magnetron cathode unit of the present invention including a cross section taken along the line AA of the magnetic field forming means of FIG.
【図3】本発明の実施例のユニットのターゲット上での
磁場分布を示す図((a)は図1のA−A線に沿った部
分の磁場分布、(b)は図1のB−B線に沿った部分の
磁場分布)。3A and 3B are diagrams showing a magnetic field distribution on a target of a unit according to an embodiment of the present invention ((a) is a magnetic field distribution along a line AA in FIG. 1, and (b) is a line B- in FIG. 1). Magnetic field distribution along the line B).
【図4】本発明の実施例におけるターゲットのエロージ
ョン形状を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an erosion shape of a target in the example of the present invention.
【図5】比較例におけるターゲットのエロージョン形状
を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an erosion shape of a target in a comparative example.
【図6】比較例のユニットのターゲット上での磁場分布
を示す図((a)は図1のA−A線に沿った部分の磁場
分布、(b)は図1のB−B線に沿った部分の磁場分
布)。6A and 6B are diagrams showing a magnetic field distribution on a target of a unit of a comparative example ((a) is a magnetic field distribution along a line AA in FIG. 1, and (b) is a line BB in FIG. 1). Along the magnetic field distribution).
1:直線部磁石(磁場形成手段の第一部分) 1a:直線部周辺磁石 1b:直線部中央磁石 2:コーナー部磁石(磁場形成手段の第二部分) 2a:コーナー部周辺磁石 2b:コーナー部中央磁石 3:磁性体ヨーク 4:バッキングプレート 5:ターゲット 6:基板 1: Linear part magnet (first part of magnetic field forming means) 1a: Linear part peripheral magnet 1b: Linear part central magnet 2: Corner part magnet (second part of magnetic field generating means) 2a: Corner part peripheral magnet 2b: Corner part center Magnet 3: Magnetic yoke 4: Backing plate 5: Target 6: Substrate
Claims (2)
れる矩形型のマグネトロンカソードユニットであって、 該マグネトロンカソードユニットは、ターゲットを有
し、さらに、薄膜を形成すべき基板に対してターゲット
の裏側に配置され、かつターゲットの前記基板側表面に
マグネトロン磁場を形成する矩形型の磁場形成手段を備
えており、 該磁場形成手段は、スパッタによりターゲットが削られ
るトラック状のエロージョン領域の直線部分に対して主
に磁場を形成する第一部分と、前記トラック状のエロー
ジョン領域の曲線部分に対して主に磁場を形成する第二
部分とからなり、 前記磁場形成手段の第一部分が形成する、矩形の長辺の
2等分線上における磁場の、ターゲット表面に垂直な成
分の磁束密度がゼロの位置における、ターゲット表面に
水平な成分の磁束密度の絶対値Baが0.02T以上で
あり、 前記トラック状のエロージョン領域に前記磁場形成手段
が形成する磁場の、ターゲットに垂直な成分の磁束密度
がゼロの位置での、ターゲットに水平な成分の磁束密度
の絶対値Bbと、前記磁束密度の絶対値Baとの比(Bb
/Ba)が、前記トラック状のエロージョン領域内のす
べての点において、0.9〜1.1であるマグネトロン
カソードユニット。1. A rectangular magnetron cathode unit used in a magnetron sputtering apparatus, the magnetron cathode unit having a target, further disposed on a back side of the target with respect to a substrate on which a thin film is to be formed, And a rectangular magnetic field forming means for forming a magnetron magnetic field on the substrate-side surface of the target. The magnetic field forming means mainly applies a magnetic field to a linear portion of a track-shaped erosion region where the target is cut by sputtering. And a second part that mainly forms a magnetic field with respect to the curved part of the track-shaped erosion region. The first part of the magnetic field forming means forms two or more long sides of a rectangle. The target at the position where the magnetic flux density of the component perpendicular to the target surface of the magnetic field on the branch line is zero Absolute value B a magnetic flux density of the horizontal components bets surface is at least 0.02 T, the magnetic field the magnetic field forming means is formed in the track-shaped erosion area, flux density component perpendicular to the target is zero The ratio (B b ) between the absolute value B b of the magnetic flux density of the component horizontal to the target at the position and the absolute value B a of the magnetic flux density
/ Ba ) is 0.9 to 1.1 at all points in the track-shaped erosion region.
石の最大エネルギ積が、第一部分の磁石の最大エネルギ
積に対して10%以上大きい請求項1に記載のマグネト
ロンカソードユニット。2. The magnetron cathode unit according to claim 1, wherein the magnetic field forming means is a magnet, and the maximum energy product of the magnet of the second part is larger than the maximum energy product of the magnet of the first part by 10% or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11170806A JP2000355764A (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Magnetron cathode unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11170806A JP2000355764A (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Magnetron cathode unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000355764A true JP2000355764A (en) | 2000-12-26 |
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ID=15911696
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP11170806A Pending JP2000355764A (en) | 1999-06-17 | 1999-06-17 | Magnetron cathode unit |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000355764A (en) |
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-
1999
- 1999-06-17 JP JP11170806A patent/JP2000355764A/en active Pending
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