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JPH049469A - Planer type magnetron sputtering device - Google Patents

Planer type magnetron sputtering device

Info

Publication number
JPH049469A
JPH049469A JP11096390A JP11096390A JPH049469A JP H049469 A JPH049469 A JP H049469A JP 11096390 A JP11096390 A JP 11096390A JP 11096390 A JP11096390 A JP 11096390A JP H049469 A JPH049469 A JP H049469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
center
magnet
magnetron sputtering
orbit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11096390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Katsuta
伸一 勝田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Home Electronics Ltd
NEC Corp
Original Assignee
NEC Home Electronics Ltd
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Home Electronics Ltd, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Home Electronics Ltd
Priority to JP11096390A priority Critical patent/JPH049469A/en
Publication of JPH049469A publication Critical patent/JPH049469A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PURPOSE:To uniformize the thickness and composition of the sputtered film on a base body by positioning the center of the magnets provided in the rear part of a disk type target to be in the outside of the orbit of the center of the base body moving in circular motion. CONSTITUTION:The center of the disk type target 18 fixed on a packing plate 20 is positioned right under the orbit 34 of the center of the base plate 10 moved in the circular motion by a pat 12. On the other hand, the center of the magnets 22, 24 provided in the back of the target 18 is positioned in the outside of the orbit 34 of the center of the base plate 10 so that the position of the center of the magnets 22, 24 is shifted from that of the target 18. Therefore, the horizontal component of the leak magnetic field 26 of the magnets 22, 24 above the target 18 is positioned in the outside of the orbit 34 of the center of the base plate 10. By this method, the film thickness distribution of the sputtered film formed on the base plate 10 is almost uniformized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、陰極となるターゲットの表面に磁界を漏洩さ
せてスパッタリングを行うマグネトロンスパンタリング
装置に係り、特に陰極が平板であるプレーナー型マグネ
トロンスパッタリング装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a magnetron sputtering device that performs sputtering by leaking a magnetic field to the surface of a target serving as a cathode, and particularly relates to a planar type magnetron sputtering device in which the cathode is a flat plate. Regarding equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

マグネトロンスパッタリング装置は、ターゲットの近傍
にプラズマを閉じ込め、効率よくターゲットから粒子を
飛ばすことができるため、半導体デバイスの製造や光磁
気ディスク等の光ディスクの記録膜の形成などに利用さ
れでいる。特に、陰極が平板状のプレーナー型マグネト
ロンスパッタリング装置は、平板のターゲットを用いる
ことができて便利であるため、広く使用されている。そ
して、光ディスクの製造におけるプレーナー型マグネト
ロンスパンタリング装置(以下、単にスパッタリング装
置と称する)は、一般に第7図のようになっている。
Magnetron sputtering devices can confine plasma near a target and efficiently eject particles from the target, so they are used for manufacturing semiconductor devices and forming recording films for optical disks such as magneto-optical disks. In particular, planar magnetron sputtering apparatuses in which the cathode is in the form of a flat plate are conveniently used because they can use a flat target. A planar type magnetron sputtering device (hereinafter simply referred to as a sputtering device) used in manufacturing optical disks is generally as shown in FIG.

すなわち、基体である光ディスクの基板10を複数取り
付けたバント12は、回転軸14に固定してあり、回転
軸14が矢印16のように回転する。:とpより、基板
10を円運動させる。そして、円運動する基板10の下
方には、陰極となるターゲット18が基板10の軌道に
面して配置してあターゲット】8は、円板状をなし、バ
ッキングプレート20上に固定しである。このバッキン
グプレート20の背面(下側面)には、上側がN極をな
す円柱状の磁石22と、磁石22と同心状に配置した、
上側がS極をなすリング状の磁石24とが設けである。
That is, a bunt 12 to which a plurality of optical disc substrates 10 as a base body are attached is fixed to a rotating shaft 14, and the rotating shaft 14 rotates as indicated by an arrow 16. : and p, the substrate 10 is moved in a circular motion. A target 18 serving as a cathode is placed below the circularly moving substrate 10 facing the orbit of the substrate 10. Target 8 has a disk shape and is fixed on a backing plate 20. . On the back surface (lower surface) of this backing plate 20, there is a cylindrical magnet 22 whose upper side forms the north pole, and a magnet 22 arranged concentrically with the magnet 22.
A ring-shaped magnet 24 whose upper side forms the S pole is provided.

また、これらの磁石22.24の下端部は、磁路を形成
するヨーク25ζこよって接続しである。そして、ター
ゲット18の上方には、磁石22.24による漏れ磁界
26が、磁石22を中心にリング状に形成される。
Further, the lower ends of these magnets 22 and 24 are connected by a yoke 25ζ forming a magnetic path. A leakage magnetic field 26 caused by the magnets 22 and 24 is formed above the target 18 in a ring shape with the magnet 22 at the center.

この漏れ磁界26は、ターゲット18が非磁性体である
A1の場合、第8図のようになっていて、漏れ磁界26
の垂直成分が磁石22の上方で大きくなっていて、水平
成分の最も大きな部分が中心から2cm程度のところに
ある。この漏れ磁界26の様子は、他の非磁性体をター
ゲットとした場合にも同様である。なお、ANターゲッ
トは、直径20.32cm (8インチ)、厚さ5mm
であって、磁石にはフェライト磁石を使用しているゆ一
方、ターゲット18が強磁性体、例えばFeCoTiの
場合には、漏れ磁界26が第9図の如くなり、マイクロ
ドメイン型TbFeCoの場合には第10図のようにな
る。従って、ターゲット18が強磁性体の場合には、垂
直成分のピークも中心からずれるとともに、水平成分の
ピークがさらに外方に移動する。
This leakage magnetic field 26 is as shown in FIG. 8 when the target 18 is A1 which is a non-magnetic material.
The vertical component of is large above the magnet 22, and the largest horizontal component is about 2 cm from the center. The appearance of this leakage magnetic field 26 is similar even when other non-magnetic materials are targeted. The AN target has a diameter of 20.32 cm (8 inches) and a thickness of 5 mm.
While a ferrite magnet is used as the magnet, if the target 18 is a ferromagnetic material, for example FeCoTi, the leakage magnetic field 26 will be as shown in FIG. 9, and if it is a microdomain type TbFeCo, It will look like Figure 10. Therefore, when the target 18 is a ferromagnetic material, the peak of the vertical component also shifts from the center, and the peak of the horizontal component moves further outward.

ただし、FeCoTNターゲットは直径20゜3cm、
厚さ2.5mm、TbFeCoターゲットは直径20.
3cm、厚さ2.2rr++nであって、いずれの場合
も磁石はサマリウム・コハルNfi石を使用した。
However, the FeCoTN target has a diameter of 20°3cm,
The thickness is 2.5 mm, and the TbFeCo target has a diameter of 20 mm.
3 cm and a thickness of 2.2 rr++n, and in each case, samarium kohar Nfi stone was used as the magnet.

このようムこ、磁石22.24によってターゲット18
の上方に漏れ磁界26が形成されるが、この漏れ磁界2
6の水平成分が、ターゲット18と図示しない陽極との
間に印加した電圧によって住じた放電プラズマを拘束し
、ターゲ・ン) 18の近傍にプラズマの高密度領域を
形成する。そして、漏れ磁界26によって拘束されたプ
ラズマは、磁石22.24([極間)の部分を大きくス
バ、ツタリングし、ターゲット18を構成している原子
等の粒子28を基板10に向けて叩き出すとともに、タ
ーゲット18にエロージヨン3oを発生させる。
In this way, the magnet 22.24 causes the target 18 to
A leakage magnetic field 26 is formed above the leakage magnetic field 2.
The horizontal component of 6 confines the discharge plasma populated by the voltage applied between the target 18 and an anode (not shown), forming a high density region of plasma in the vicinity of the target 18. Then, the plasma restrained by the leakage magnetic field 26 causes the magnets 22 and 24 ([between the poles]) to swell and swell, and ejects particles 28 such as atoms forming the target 18 toward the substrate 10. At the same time, erosion 3o is generated in the target 18.

上記のスパッタリング装置においては、成膜しようとす
る基#Ii、10とターゲット】8とを静止対向させて
おいて成膜すると、比較的均一、均質なスパッタ膜を得
ることができる。しかし、基板10を回転軸14を中心
とした円運動さセると、基板10の中心の軌道より内側
(回転軸14側)では線速度が小さく、外側では大きく
なるなどの理由により、成膜速度が均一にならず、成膜
した膜厚が第1I図の実線のように外側が薄くなり、組
成の点でも不均一となる。
In the above sputtering apparatus, a comparatively uniform and homogeneous sputtered film can be obtained by forming a film while the group #Ii, 10 and the target #8 are statically opposed to each other. However, when the substrate 10 is moved in a circular motion around the rotating shaft 14, the linear velocity is small on the inside (on the rotating shaft 14 side) of the orbit of the center of the substrate 10, and increases on the outside. The speed is not uniform, and the thickness of the formed film becomes thinner on the outside as shown by the solid line in FIG. 1I, and the composition is also non-uniform.

そこで、この問題を解決するために、第12図、第13
図に示したように、円運動している基板10とターゲッ
ト18との間に、分布修正板32なる遮蔽板を設け、膜
厚の均一化を図っている。そして、この分布修正板32
を用いると、第11図の破線に示したように、成膜した
スパッタ膜の厚さを比較的均一にすることができる。
Therefore, in order to solve this problem, Figures 12 and 13
As shown in the figure, a shielding plate called a distribution correcting plate 32 is provided between the circularly moving substrate 10 and the target 18 to make the film thickness uniform. Then, this distribution correction plate 32
By using this method, the thickness of the sputtered film formed can be made relatively uniform, as shown by the broken line in FIG.

C発明が解決しようとする課題〕 ところが、上記の如く分布修正板32を用いて膜厚の均
一化を図る場合、成膜された膜の厚さの基準を、すなわ
ち成膜速度の基準を基板10の回転軸14から最も遠い
位置の成膜速度にしなければならない。このため、成膜
速度が10〜30%程度低下するばかりでなく、ターゲ
ット18からの粒子28を分布修正板32に付着させる
ために、ターゲット18の使用効率が低下する。しかも
、長期間スパッタリングを行っていると、分布修正板3
2に付着したものがゴミとして飛散し、基板10に形成
した膜にピンホール等の欠陥を発生させる。
C Problems to be Solved by the Invention] However, when trying to make the film thickness uniform using the distribution correction plate 32 as described above, the reference for the thickness of the deposited film, that is, the reference for the deposition rate, is set to the substrate. The film forming speed must be set to the position farthest from the rotation axis 14 of 10. For this reason, not only the film formation rate decreases by about 10 to 30%, but also the usage efficiency of the target 18 decreases because the particles 28 from the target 18 are made to adhere to the distribution correction plate 32. Moreover, if sputtering is performed for a long period of time, the distribution correction plate 3
2 is scattered as dust and causes defects such as pinholes in the film formed on the substrate 10.

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、分布修正板を用いることなく均一なスパッタ
膜を形成することができるプレーナー型マグネトロンス
パッタリング装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made to eliminate the drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to provide a planar type magnetron sputtering apparatus that can form a uniform sputtered film without using a distribution correction plate.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記の目的を達成するために、本発明に係るプレーナー
型マグネトロンスパッタリング装置は、円運動をしてい
る基体に面してターゲットを配置するとともに、このタ
ーゲットの背後に磁石のN極とS極とを同心状に設けた
プレーナー型マグネトロンスパッタリング装置において
、前記ターゲットから放出される粒子の分布中心を、前
記円運動をしている基体の中心が通る軌道の外側とした
ことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the planar magnetron sputtering apparatus according to the present invention arranges a target facing a circularly moving substrate, and has N and S poles of a magnet behind the target. A planar type magnetron sputtering apparatus having concentrically arranged planar magnetron sputtering apparatuses is characterized in that the distribution center of particles emitted from the target is set outside the orbit through which the center of the circularly moving base passes.

ターゲットから放出される粒子の分布中心を、円運動を
している基体の中心が通る軌道の外側にする場合、ター
ゲットの中心位置と磁石の中心位置とをずらせ、何れか
一方の中心位置を円運動をしている基体の中心が通る軌
道の外側にすることによって実現することができる。
If the center of distribution of particles emitted from the target is to be outside the orbit of the center of the base body moving in a circular motion, the center position of the target and the center position of the magnet are shifted, and the center position of one of them is moved in a circular direction. This can be achieved by placing it outside the orbit through which the center of the moving base body passes.

磁石の中心位1を円運動している基体の中心が通る軌道
の外方に配置する場合、リング状をなす外側の磁石外径
寸法を、ターゲットの外径寸法より小さくするとよい。
When the center 1 of the magnet is placed outside the orbit through which the center of the circularly moving base passes, the outer diameter of the ring-shaped outer magnet is preferably smaller than the outer diameter of the target.

また、ターゲットの中心位1を円運動している基体の中
心が通る軌道の外方に配置する場合、ターゲットの寸法
を磁石の外径寸法より小さくすることができる。なお、
ターゲットと前記磁石とは、相対回転可能に設けるとよ
い。
Further, when the center position 1 of the target is placed outside the orbit through which the center of the circularly moving base passes, the dimension of the target can be made smaller than the outer diameter dimension of the magnet. In addition,
The target and the magnet are preferably provided so as to be relatively rotatable.

[作用〕 上記の如く構成した本発明は、ターゲットから放出され
る粒子の分布中心を、円運動をしている基体の中心が通
る軌道の外側としたことにより、円運動をしている基体
の円運動外側部分へのターゲットからの粒子の到達量が
、基体の円運動中心側の部分より多くなり、基体に形成
されるスパッタ膜の厚さ、組成を均一にすることができ
る。
[Function] The present invention configured as described above sets the center of distribution of particles emitted from the target outside the trajectory of the center of the circularly moving substrate, so that The amount of particles from the target reaching the outer portion of the circular motion is greater than the portion of the base closer to the center of the circular motion, and the thickness and composition of the sputtered film formed on the base can be made uniform.

この結果、分布修正板を用いて膜厚の修正を行う必要が
なく、成膜速度の向上とターゲ7)の利用効率の向上と
を図ることができる。しかも、分布修正板に付着したも
のがゴミとして飛散することがなく、形成した膜のピン
ホールの発生が防止できて信転性の高い膜を形成するこ
とができる。
As a result, there is no need to correct the film thickness using a distribution correction plate, and it is possible to improve the film formation rate and the utilization efficiency of the target 7). Moreover, the particles attached to the distribution correction plate are not scattered as dust, and the formation of pinholes in the formed film can be prevented, so that a film with high reliability can be formed.

ターゲットから放出される粒子の分布中心を、円運動を
している基体の中心が通る軌道の外側にする場合、ター
ゲットの中心位置と前記磁石の中心位置とをずらせ、何
れか一方の中心位置を円運動をしている基体の中心が通
る軌道の外側にすることによって容易に実現することが
できる。
If the center of distribution of particles emitted from the target is to be outside the orbit of the center of the circularly moving base, the center position of the target and the center position of the magnet are shifted, and the center position of either one is shifted. This can be easily achieved by placing the center of the base body in circular motion outside the orbit.

磁石の中心位置を円運動している基体の中心が通る軌道
の外方に配置する場合、リング状をなす外側磁石の外径
寸法を、ターゲットの外径寸法より小さくすると、磁石
を配置した部分のターゲットはマグネトロンスパンタさ
れ、ターゲットの磁石の配置されていない円運動してい
る基体の円運動中心側の部分が通常のスパフタリングを
され、スパッタ膜の均一化を良好に行うことができる。
If the center of the magnet is placed outside the orbit that the center of the circularly moving base passes through, if the outer diameter of the ring-shaped outer magnet is smaller than the outer diameter of the target, the area where the magnet is placed will be The target is subjected to magnetron sputtering, and the part of the substrate that is moving in a circular motion, where the magnet is not located, is subjected to normal sputtering, which allows for good uniformity of the sputtered film. .

また、ターゲットの中心位置を円運動している基体の中
心が通る軌道の外方に配置する場合、ターゲ7)の寸法
を磁石の外径寸法より小さくすると、大型の高価なター
ゲットを用いる必要がない。
In addition, when the center position of the target is placed outside the orbit through which the center of the circularly moving base passes, if the dimension of target 7) is made smaller than the outer diameter of the magnet, it is necessary to use a large and expensive target. do not have.

そして、ターゲットと磁石とを相対回転可能に設けると
、ターゲットのエロージョンの発生個所を異ならせるこ
とができ、ターゲットの利用効率を大幅に向上すること
が可能となる。
By providing the target and the magnet so that they can rotate relative to each other, the locations where erosion occurs on the target can be made different, making it possible to significantly improve the utilization efficiency of the target.

〔実施例〕〔Example〕

本発明のプレーナー型マグネトロンスパッタリング装置
の好ましい実施例を、添付図面に従って詳説する。なお
、前記従来技術において説明した部分に相当する部分に
ついては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
A preferred embodiment of the planar magnetron sputtering apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals are given to the parts corresponding to the parts explained in the prior art, and the explanation thereof will be omitted.

第1図は、本発明の第1実施例に係るプレーナー型マグ
ネトロンスパッタリング装置の説明図であり、第2図は
、基板の中心の軌道に対するターゲットと磁石との位置
関係を示したものである。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a planar magnetron sputtering apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the positional relationship between a target and a magnet with respect to the orbit of the center of a substrate.

これらの図において、バッキングプレート20の上には
、円板状のターゲット18が固定しである。このターゲ
ット18の中氾4よ、バット12によって円運動させら
れる基板10の中心が通る軌道34の直下にある。
In these figures, a disc-shaped target 18 is fixed on the backing plate 20. The intermediate portion 4 of this target 18 is located directly below the trajectory 34 through which the center of the substrate 10 that is moved in a circular motion by the bat 12 passes.

一方、バッキングプレート20の下部、すなわちターゲ
ット18の背後に設けた磁石22.24は、いわゆるS
極となるリング状の磁石24の中心部にN極となる磁石
22が配置しである。そして、リング状の磁石24の外
径寸法は、ターゲット18の直径より小さく形成しであ
るとともに、磁石22.24の中心が円運動する基板1
0の中心が通る軌道34の外側に位置し、ターゲット1
8の中心位置と磁石22.24の中心位置とがずれてい
る。
On the other hand, magnets 22 and 24 provided at the bottom of the backing plate 20, that is, behind the target 18, are so-called S
A magnet 22 serving as an N pole is arranged at the center of a ring-shaped magnet 24 serving as a pole. The outer diameter of the ring-shaped magnet 24 is smaller than the diameter of the target 18, and the center of the magnet 22.24 moves circularly on the substrate 1.
Target 1 is located outside the trajectory 34 through which the center of
The center positions of magnets 22 and 24 are shifted from each other.

このため、磁石22.24によるターゲット18上方の
漏れ磁界26の水平成分は、第3図の2点鎖線に示した
ように、基板10の中心が通る軌道34の外側となる。
Therefore, the horizontal component of the leakage magnetic field 26 above the target 18 due to the magnets 22, 24 is outside the trajectory 34 through which the center of the substrate 10 passes, as shown by the two-dot chain line in FIG.

従って、ターゲット1Bから放出される粒子は、漏れ磁
界26によって拘束された放電プラズマによってスパッ
タリングされた部分が多いため、分布中心が基板10の
中心の通る軌道34の外側となり、またターゲット18
の磁石22.24が配置されていない基板10の円運動
中心側の部分が通常のスパッタリングをされる。
Therefore, since most of the particles emitted from the target 1B are sputtered by the discharge plasma restrained by the leakage magnetic field 26, the distribution center is outside the orbit 34 that the center of the substrate 10 passes, and the target 18
The part of the substrate 10 on the center side of the circular motion where the magnets 22 and 24 are not placed is subjected to normal sputtering.

上記の如く構成したスパッタリング装置により、スパッ
タ膜を形成したところ、第3図に実線示したように、基
板10に形成されたスパッタ膜の膜厚分布をほぼ均一に
することができた。なお、用いたターゲット18は、強
磁性体としてFeC。
When a sputtered film was formed using the sputtering apparatus configured as described above, the thickness distribution of the sputtered film formed on the substrate 10 could be made almost uniform, as shown by the solid line in FIG. Note that the target 18 used was FeC as a ferromagnetic material.

系、TbFeCo系、FeCoTi系であって、何れも
直径が20.32cm(8インチ)であり、磁石24の
外径は15.24cm (6インチ)であって、磁石2
2.24の中心位置をターゲット18の中心位置よりタ
ーゲット18の半径の1/4程度、基板10の中心が通
る軌道の外側にずらした。また、到達真空度は5X10
−’以下、スパッタガス圧を2mTorrとし、スノク
・ツタリングの投入電力を0.5〜3kWとして基板1
0を5〜10rpm回転(円運動)させた。
The magnet 24 has a diameter of 20.32 cm (8 inches), and the outer diameter of the magnet 24 is 15.24 cm (6 inches).
The center position of 2.24 was shifted from the center position of the target 18 by about 1/4 of the radius of the target 18 to the outside of the trajectory through which the center of the substrate 10 passes. In addition, the ultimate vacuum level is 5X10
-' In the following, the sputtering gas pressure was set to 2 mTorr, and the input power of the Sunoku Tsutering was set to 0.5 to 3 kW.
0 was rotated (circular motion) at 5 to 10 rpm.

この結果、均一な厚さのスパッタ膜が得られたばかりで
なく、ターゲット】8から放出された粒子を遮る分布修
正板を使用していないため、ターゲット1Bから放出さ
れる粒子を効率よく基板10に到達させることができ、
分布修正板を使用した場合にに比較して、成膜速度を2
0%程度向上することができ、ターゲット18の利用効
率を高めることができた。そして、分布修正板を使用し
ていないため、分布修正板に付着したものが再びゴミと
して飛散することがなく、形成した膜を汚染してピンボ
ールが発生するなどの欠点を少なくでき、信軽性の高い
スパッタ膜が得られた。
As a result, not only was a sputtered film with a uniform thickness obtained, but also because no distribution correction plate was used to block the particles emitted from the target 8, the particles emitted from the target 1B were efficiently transferred to the substrate 10. can be reached,
Compared to the case where a distribution correction plate is used, the film formation speed has been reduced by 2
It was possible to improve the utilization efficiency of target 18 by about 0%. In addition, since no distribution correction plate is used, the particles attached to the distribution correction plate will not be scattered again as dust, reducing defects such as contaminating the formed film and causing pinballs. A sputtered film with high properties was obtained.

なお、前記実施例においては、ターゲット18の中心位
置と磁石22.24の中心位1とがずれている場合につ
いて説明したが、ターゲット18と磁石22.24との
中心位置とを一致させ、両者の中心位置を基板10の中
心が通る軌道34の外側としてもよい。そして、磁石2
2.24の大きさ、配置位置は、実験やソミュレーソヨ
ン等により、スパッタリング装置に対応して適宜に定め
る。
In the above embodiment, the case where the center position of the target 18 and the center position 1 of the magnet 22.24 are deviated from each other is explained. The center position may be set outside the orbit 34 through which the center of the substrate 10 passes. And magnet 2
2. The size and arrangement position of 24 are determined as appropriate depending on the sputtering apparatus by experiment, solar cell, etc.

第4図は第2実施例の説明図であり、第5図は基板の中
心の軌道とターゲットと磁石との関係を示す図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the second embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the trajectory of the center of the substrate, the target, and the magnet.

これらの図において、ハンキングフ゛レート20の下部
に設けた磁石22.24は、同心に配置してあり、中心
の位置が円運動する基板10の中心が通る軌道34の直
下にある。また、バンキングプレート20の上に固定し
たターゲット18は、直径がリング状の磁石24の外径
寸法より小さく形成しであるとともに、中心の位置が円
運動する基板10の中心が逼る軌道34の外側に位置し
ている。
In these figures, the magnets 22, 24 provided at the bottom of the hunk plate 20 are arranged concentrically, and their centers are directly below the track 34 through which the center of the circularly moving substrate 10 passes. Further, the target 18 fixed on the banking plate 20 has a diameter smaller than the outer diameter of the ring-shaped magnet 24, and the center position of the target 18 is set on a trajectory 34 in which the center of the substrate 10, which moves in a circular motion, is close. It is located on the outside.

従って、磁石22.24によるターゲット18の上方の
漏れ磁界26の水平成分は、第6図の2点鎖線に示した
ように、基板10の中心に対してほぼ対称となる。しか
し、磁石24より小さく形成したターゲット18の位置
がずれているため、ターゲット18の回転軸14例の部
分のスパッタリングされる部分が少な(、ターゲット1
8から放出される粒子の分布の中心は、円運動する基板
10の中心が通る軌道34の外側に位置する。このため
、基板10に形成したスパッタ膜の膜厚はほぼ均一とな
り、前記実施例と同様の効果が得られる。
Therefore, the horizontal component of the leakage magnetic field 26 above the target 18 due to the magnets 22, 24 is approximately symmetrical with respect to the center of the substrate 10, as shown by the two-dot chain line in FIG. However, because the position of the target 18, which is formed smaller than the magnet 24, is shifted, the sputtering portion of the rotation axis 14 of the target 18 is small (target 1
The center of the distribution of particles emitted from the substrate 8 is located outside the trajectory 34 through which the center of the circularly moving substrate 10 passes. Therefore, the thickness of the sputtered film formed on the substrate 10 is substantially uniform, and the same effects as in the previous embodiment can be obtained.

発明者らが外径20.32cm (8インチ)の磁石2
4と直径15.24cm(6インチ)のターゲット18
を用い、ターゲット1Hの中心位置を磁石22.24の
中心位置より磁石240半径の1/4程度、基板10の
中心が通る軌道の外側にずらしてスパッタリングを行っ
たところ、第6図の実線に示したような膜厚分布が得ら
れた。なお、用いたターゲットの種類、実験条件等は、
前記実施例と同様である。
The inventors created a magnet 2 with an outer diameter of 20.32 cm (8 inches).
4 and a target 18 with a diameter of 15.24 cm (6 inches).
When sputtering was performed by shifting the center position of the target 1H from the center position of the magnets 22 and 24 by about 1/4 of the radius of the magnet 240 to the outside of the orbit through which the center of the substrate 10 passes, the solid line in FIG. A film thickness distribution as shown was obtained. The type of target used, experimental conditions, etc.
This is the same as in the previous embodiment.

なお、前記各実施例において、ターゲット18と磁石2
2.24とを相対回転が可能なように構成し、ターゲッ
ト18と磁石22.24との何れかまたは両者をそれぞ
れの中心を中心にして回転させると、ターゲット18と
磁石22.24との相対位置が変化し、ターゲット18
に形成されるエロ ’−’qン30の部分が移動し、タ
ーゲット18の利用効率を大幅に向上することができる
。また、前記実施例においては、光磁気ディスクにおけ
るスパッタ膜の形成について説明したが、他の光ディス
クや半導体デバイスの製造等にも適用することができる
In addition, in each of the above embodiments, the target 18 and the magnet 2
If the target 18 and the magnet 22.24 are configured to be able to rotate relative to each other, and either or both of the target 18 and the magnet 22.24 are rotated about their respective centers, the relative rotation between the target 18 and the magnet 22.24 is The position changes and target 18
The part of the air gap 30 formed on the surface moves, and the utilization efficiency of the target 18 can be greatly improved. Further, in the embodiments described above, the formation of a sputtered film on a magneto-optical disk has been described, but the present invention can also be applied to the manufacture of other optical disks or semiconductor devices.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明したように、本発明によれば、ターゲットか
ら放出される粒子の分布中心を、円運動をしている基体
の中心が通る軌道の外側としたことにより、円運動をし
ている基体の円運動外側部分への粒子の到達量が、基体
の円運動中心側の部分より多くなり、基体に形成される
スパッタ膜の厚さ、組成を均一にすることができる。
As explained above, according to the present invention, by setting the distribution center of particles emitted from a target to be outside the orbit through which the center of the substrate moving in a circular motion passes, The amount of particles reaching the outer portion of the circular motion of the substrate is larger than that of the portion of the substrate closer to the center of the circular motion, and the thickness and composition of the sputtered film formed on the substrate can be made uniform.

この結果、分布修正板を用いて膜厚の修正を行う必要が
なく、成膜速度の向上とターゲットの利用効率の向上と
を図ることができる。しがも、分布修正板に付着したも
のがゴミとして飛散することがなく、形成した膜のピン
ホールの発生を防止できて信軽性の高いスパッタ膜を形
成することができる。
As a result, there is no need to correct the film thickness using a distribution correction plate, and it is possible to improve the film formation rate and target utilization efficiency. However, the particles attached to the distribution correction plate are not scattered as dust, and the formation of pinholes in the formed film can be prevented, making it possible to form a highly reliable sputtered film.

ターゲットから放出される粒子の分布中心を、円運動を
している基体の中心が通る軌道の外側にする場合、ター
ゲットの中心位置と前記磁石の中心位置とをずらせ、何
れか一方の中心位置を円運動をしている基体の中心が通
る軌道の外側にすることによって容易に実現することが
できる。
If the center of distribution of particles emitted from the target is to be outside the orbit of the center of the circularly moving base, the center position of the target and the center position of the magnet are shifted, and the center position of either one is shifted. This can be easily achieved by placing the center of the base body in circular motion outside the orbit.

磁石の中心位置を円運動している基体の中心が通る軌道
の外方に配置する場合、リング状をなす外側の磁石外径
寸法を、ターゲットの外径寸法より小さくすると、磁石
が配置された部分のターゲットはマグネトロンスパッタ
され、ターゲットの磁石の配置されていない円運動して
いる基体の中心が通る軌道の内側の部分が通常のスパッ
タリングをされ、スパッタ膜の均一化を良好に行うこと
ができる。
If the center of the magnet is placed outside the trajectory of the center of a circularly moving base, the outer diameter of the ring-shaped outer magnet should be smaller than the outer diameter of the target. The part of the target is subjected to magnetron sputtering, and the part inside the orbit through which the center of the circularly moving base body, where the target magnet is not located, is subjected to normal sputtering, making it possible to achieve good uniformity of the sputtered film. .

また、ターゲットの中心位置を円運動している基体の中
心が通る軌道の外方に配置する場合、ターゲットの寸法
を磁石の外径寸法より小さくすると、大型の高価なター
ゲットを用いる必要がない。
Further, when the center position of the target is placed outside the orbit through which the center of the circularly moving base passes, if the size of the target is made smaller than the outer diameter of the magnet, there is no need to use a large and expensive target.

そして、ターゲットと磁石とを相対回転可能に設けると
、ターゲットのエロージョンの発生個所を異ならせるこ
とができ、ターゲットの利用効率を大幅に向上すること
が可能となる。
By providing the target and the magnet so that they can rotate relative to each other, the locations where erosion occurs on the target can be made different, making it possible to significantly improve the utilization efficiency of the target.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1実施例に係るプレーナー型マグ不
トロンスパンタリング装置の説明図、第2図は第1実施
例の基板の中心の軌道とターゲ・7トと磁石との関係を
示す図、第3図は第1実施例の基板とターゲットとに対
する漏れ磁界の分布を示す図、第4図は第2実施例の説
明図、第5図は第2実施例の基板の中心の軌道とターゲ
ットと磁石との関係を示す図、第6図は第2実施例の基
板とターゲットとに対する漏れ磁界の分布を示すl第7
図は従来のプレーナー型マグネトロンスパッタリング装
置の説明図、第8図ないし第10図は従来のプレーナー
型マグネトロンスパンタリング装置におけるターゲット
上方の漏れ磁界の説明A第11図は従来のプレーナー型
マグネトロンスパッタリング装置の漏れ磁界と形成した
スパッタ膜の膜厚分布との関係説明図、第12図は分布
修正板を有する従来のプレーナー型マグネトロンスパッ
タリング装置の説明図、第13図は分布修正板の使用状
態を示す図である。 10・・−・−基体(基板)、14 °゛−゛・回転軸
、18・−ターゲット、22.24−−−−一磁石、3
4軌道。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a planar type magnetron sputtering device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the relationship between the trajectory of the center of the substrate, the target 7, and the magnet in the first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing the distribution of leakage magnetic fields between the substrate and target of the first embodiment, FIG. 4 is an explanatory diagram of the second embodiment, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the trajectory, target, and magnet, and FIG.
The figure is an explanatory diagram of a conventional planar type magnetron sputtering apparatus. Figures 8 to 10 are illustrations of the leakage magnetic field above the target in a conventional planar type magnetron sputtering apparatus. An explanatory diagram of the relationship between the leakage magnetic field and the film thickness distribution of the sputtered film formed. Fig. 12 is an explanatory diagram of a conventional planar type magnetron sputtering apparatus having a distribution correction plate. Fig. 13 is a diagram showing the state in which the distribution correction plate is used. It is. 10...-Base (substrate), 14 °゛-゛・Rotation axis, 18...-Target, 22.24--One magnet, 3
4 orbits.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)円運動をしている基体に面してターゲットを配置
するとともに、このターゲットの背後に磁石のN極とS
極とを同心状に設けたプレーナー型マグネトロンスパッ
タリング装置において、前記ターゲットから放出される
粒子の分布中心を、前記円運動をしている基体の中心が
通る軌道の外側としたことを特徴とするプレーナー型マ
グネトロンスパッタリング装置。
(1) A target is placed facing the base that is moving in a circular motion, and the north and south poles of the magnet are placed behind this target.
A planar type magnetron sputtering device in which a pole and a pole are provided concentrically, wherein the distribution center of particles emitted from the target is set outside the orbit through which the center of the circularly moving base passes. type magnetron sputtering equipment.
(2)前記ターゲットの中心位置と前記磁石の中心位置
とをずらせ、何れか一方の中心位置を前記円運動をして
いる基体の中心が通る軌道の外側としたことを特徴とす
る請求項1に記載のプレーナー型マグネトロンスパッタ
リング装置。
(2) The center position of the target and the center position of the magnet are shifted from each other, and one of the center positions is set outside the orbit along which the center of the circularly moving base body passes. The planar magnetron sputtering device described in .
(3)前記磁石の中心位置は、円運動している前記基体
の中心が通る軌道の外方にあるとともに、リング状をな
す外側の磁石の外径寸法が、前記ターゲットの外径寸法
より小さいことを特徴とする請求項2に記載のプレーナ
ー型マグネトロンスパッタリング装置。
(3) The center position of the magnet is located outside the orbit through which the center of the circularly moving base passes, and the outer diameter of the ring-shaped outer magnet is smaller than the outer diameter of the target. The planar type magnetron sputtering apparatus according to claim 2, characterized in that:
(4)前記ターゲットの寸法を、前記磁石の外径寸法よ
り小さく形成するとともに、ターゲットの中心位置が円
運動している前記基体の中心が通る軌道の外方にあるこ
とを特徴とする請求項2に記載のプレーナー型マグネト
ロンスパッタリング装置。
(4) A dimension of the target is formed to be smaller than an outer diameter dimension of the magnet, and a center position of the target is located outside a trajectory along which the center of the circularly moving base passes. 2. The planar magnetron sputtering apparatus according to 2.
(5)前記ターゲットと前記磁石とは、相対回転が可能
であることを特徴とする請求項2ないし4のいずれか1
に記載のプレーナー型マグネトロンスパッタリング装置
(5) The target and the magnet are capable of relative rotation.
The planar magnetron sputtering device described in .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023505569A (en) * 2019-12-13 2023-02-09 エヴァテック・アーゲー Sputter-coated substrate method or sputter-coated substrate manufacturing method and apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63199867A (en) * 1987-02-16 1988-08-18 Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd Method and device for magnetron sputtering

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