特許5835235IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

基板表面に薄膜を形成するために使用されるマグネトロンスパッタリング装置に組み込まれる磁場発生装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

従って、本発明の第1の目的は、磁束密度水平成分の高い領域を広げることによりターゲットのエロ-ジョン進行を均一にし、基板上に均一な厚さの薄膜を形成するとともに、漏洩磁場を減少させ、スパッタリング装置への影響を少なくしたマグトロンスパッタリング用磁場発生装置を提供することである。 本発明の第2の目的は、ターゲットを取り外すことなく磁場の調節が可能であり、かつスパッタリングの途中であっても容易に磁場を調節することができ、その結果、複数のターゲット材料に対して共用可能なマグトロンスパッタリング用磁場発生装置を提供することである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、高さ方向に磁化したロッド形状の中心磁石と、前記中心磁石の周囲に配置される逆方向に磁化した矩形の外周磁石とによって構成される磁場発生装置において、コーナー部のみを中央磁極部材及び外周磁極部材と、ターゲットの表面に平行な方向に磁化した永久磁石とからなる構成に置き換えることにより、漏洩磁場が少なく、スパッタリング装置への取り付けが容易で、かつコーナー部に・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明の第一の磁場発生装置を用いることにより、コーナー部における磁束密度垂直成分がゼロになる部分を外側に広げることができ、その結果、直線部とコーナー部とで均一なエロージョンを得ることができる。このためターゲットの利用効率を向上させることができる。 コーナー部の磁石の使用量を減らすことができるため、磁気回路全体の重量及び製造コストを低減できる。 コーナー部と直線部とを分離することが可能なので、ターゲット材の材質や寸法に応じて磁場発生装置の設計変更が容易に行える。 コーナー部の全ての領域に磁石を配置しなくても均一な磁場発生が可能なので、コーナー部の空いた部分にスパッタリング装置に必要な部材を配置することができる。 直線部には磁石が配置されていない領域が多く存在するため、磁性体のベースに穴を開け、ターゲット側(磁石が配置されている側)からネジ止めすることにより、磁場発生装置のスパッタリング装置への固定が容易に行える。 本発明の第二及び第三の磁場発生装置は、シャント用磁性体により磁場を調節することができるので、ターゲット材料に適した磁場を発生することができる。またレーストラック状の磁場発生装置の任意の場所において、それぞれ独立に磁場強度を調節することができる。その結果、ターゲットのエロージョン進行がより均一になり、基板上に均一な厚さの薄膜を形成することができる。特に、レーストラック状の磁場発生装置では、ターゲットのエロージョンが直線部よりもコーナー部で大きくなる傾向にあるが、シャント用磁性体の大きさ、配置等をコーナー部と直線部とで変えることにより、ターゲットのエロージョンを均一化させることができる。 さらに本発明によれば、必要とする磁場よりも僅かに強い磁場を発生するように磁場発生装置を設計しておき、形成する薄膜の種類又はターゲットの種類に応じて、磁気回路のターゲット側と反対側の面に調節板(シャント用磁性体)を全面又は部分的に設置することで、ターゲット側に発生する磁場強度を全面的に又は部分的に容易に調節することができ、膜質に合わせた磁場を発生させることができる。その結果、生産能力に適合した一つの磁気回路で全ての薄膜に対応可能な磁場発生装置を提供することができる。 シャント用磁性体は簡便な操作で脱着が可能なので、スパッタリングの途中であってもターゲットの浸食量に応じて磁場を調節することが可能である。また一般にターゲットは、材質やスパッタリング条件によって浸食速度が異なってくるため、ターゲット材質やスパッタリング条件によって磁場の強さを調節することが必要となるが、本発明の磁場発生装置はそのような要求にも対応が可能である。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

知財ポータルサイト IP Force にログインして確認する (無料)

この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1(a)】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の一例を示す平面図である。

【図1(b)】図1(a)のA-A断面図である。

【図1(c)】図1(a)のB-B断面図である。

【図1(d)】図1(a)のC-C断面図である。

【図2】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置により発生する磁場の、ターゲット表面における磁束密度垂直成分がゼロとなる部分を示す模式図である。

【図3】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部の他の一例を示す平面図である。

【図4】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部のさらに他の一例を示す平面図である。

【図5】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部のさらに他の一例を示す平面図である。

【図6(a)】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部に設けたシャント用磁性体の一例を示す模式断面図である。

【図6(b)】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部に設けたシャント用磁性体の他の一例を示す模式断面図である。

【図6(c)】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部に設けたシャント用磁性体のさらに他の一例を示す模式断面図である。

【図6(d)】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部に設けたシャント用磁性体のさらに他の一例を示す模式断面図である。

【図6(e)】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部に設けたシャント用磁性体のさらに他の一例を示す模式断面図である。

【図6(f)】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部に設けたシャント用磁性体のさらに他の一例を示す模式断面図である。

【図7】シャント用磁性体を挿入するための孔を設けた本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部の一例を示す斜視図である。

【図8(a)】シャント用部材を挿入するための孔を設けた本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部の他の一例を示す斜視図である。

【図8(b)】図8(a)の磁場発生装置のコーナー部に使用するシャント用部材を示す斜視図である。

【図9】本発明の第一のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の他の一例を示す部分平面図である。

【図10(a)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の一例を示す平面図である。

【図10(b)】図10(a)のD-D断面図である。

【図11(a)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置における中央磁極部材の端部及び外周磁極部材のコーナー部の形状の一例を示す平面図である。

【図11(b)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置における中央磁極部材の端部及び外周磁極部材のコーナー部の形状の他の一例を示す平面図である。

【図11(c)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置における中央磁極部材の端部及び外周磁極部材のコーナー部の形状のさらに他の一例を示す平面図である。

【図11(d)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置における中央磁極部材の端部及び外周磁極部材のコーナー部の形状のさらに他の一例を示す平面図である。

【図12】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置により発生する磁力線の様子を示す模式断面図である。

【図13】従来のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置により発生する磁力線の様子を示す模式断面図である。

【図14】図12及び図13に示す磁場発生装置によってターゲット表面に発生する磁場の磁束密度水平成分をシミュレーションにより求めた結果を示すグラフである。

【図15(a)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のシャント用磁性体の構成例を模式的に示す断面図である。

【図15(b)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のシャント用磁性体の他の構成例を模式的に示す断面図である。

【図15(c)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のシャント用磁性体のさらに他の構成例を模式的に示す断面図である。

【図15(d)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のシャント用磁性体のさらに他の構成例を模式的に示す断面図である。

【図15(e)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のシャント用磁性体のさらに他の構成例を模式的に示す断面図である。

【図15(f)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のシャント用磁性体のさらに他の構成例を模式的に示す断面図である。

【図16(a)】シャント用磁性体を挿入するための孔を設けた本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の一例を模式的に示す斜視図である。

【図16(b)】シャント用磁性体を挿入するための孔を設けた本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の他の一例を模式的に示す斜視図である。

【図17(a)】シャント用磁性体を設けた本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の一例を模式的に示す一部断面斜視図である。

【図17(b)】シャント用磁性体を設けた本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の他の一例を模式的に示す一部断面斜視図である。

【図18】シャント用磁性体を設けた本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のさらに他の一例を示す、ベース側から見た模式図である。

【図19(a)】シャント用磁性体を設けた本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のさらに他の一例を模式的に示す一部断面斜視図である。

【図19(b)】シャント用磁性体を設けた本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のさらに他の一例を模式的に示す一部断面斜視図である。

【図19(c)】シャント用磁性体を設けた本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のさらに他の一例を模式的に示す一部断面斜視図である。

【図20(a)】磁性体部分と非磁性のスペーサとを積層してなるシャント板の一例を模式的に示す部分断面図である。

【図20(b)】磁性体部分と非磁性のスペーサとを積層してなるシャント板の他の一例を模式的に示す部分断面図である。

【図20(c)】磁性体部分と非磁性のスペーサとを積層してなるシャント板のさらに他の一例を模式的に示す部分断面図である。

【図20(d)】磁性体部分と非磁性のスペーサとを積層してなるシャント板のさらに他の一例を模式的に示す部分断面図である。

【図21(a)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のシャント用磁性体のさらに他の一例を模式的に示す一部断面斜視図である。

【図21(b)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のシャント用磁性体のさらに他の一例を模式的に示す一部断面斜視図である。

【図21(c)】本発明の第二のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のシャント用磁性体のさらに他の一例を模式的に示す一部断面斜視図である。

【図22(a)】本発明の第三のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の一例を示す平面図である。

【図22(b)】図22(a)のE-E断面図である。

【図23(a)】比較例1の磁場発生装置を示す平面図である。

【図23(b)】図23(a)のF-F断面図である。

【図24】比較例1の磁場発生装置により発生する磁束密度分布を示すグラフである。

【図25(a)】実施例1の磁場発生装置を示す平面図である。

【図25(b)】図25(a)のG-G断面図である。

【図25(c)】図25(a)のH-H断面図である。

【図26】実施例1の磁場発生装置により発生する磁束密度分布を示すグラフである。

【図27】実施例6の磁場発生装置により発生する磁場のターゲット表面における磁束密度の垂直成分がゼロとなる点を示す模式図である。

【図28】実施例7の磁場発生装置により発生する磁場のターゲット表面における磁束密度の垂直成分がゼロとなる点を示す模式図である。

【図29】従来のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の一例を示す斜視図である。

【図30】従来のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置により発生する磁場のターゲット表面における磁束密度垂直成分がゼロとなる部分を示す模式図である。

【図31(a)】従来のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の他の一例を示す平面図である。

【図31(b)】図31(a)のI-I断面図である。

全ての図面はログインすると無料で閲覧できます。ログイン・ユーザー登録

[広告欄]

ログインすれば広告は減ります

ログインすれば広告は減ります