特許 6612448 ターゲット装置、スパッタリング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6612448

(24)【登録日】2019年11月8日

(45)【発行日】2019年11月27日

(54)【発明の名称】ターゲット装置、スパッタリング装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/35 20060101AFI20191118BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/35 C

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2018-524025(P2018-524025)

(86)(22)【出願日】2017年6月16日

(86)【国際出願番号】JP2017022263

(87)【国際公開番号】WO2017221821

(87)【国際公開日】20171228

【審査請求日】2018年4月12日

(31)【優先権主張番号】特願2016-123050(P2016-123050)

(32)【優先日】2016年6月21日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】100102875

【弁理士】

【氏名又は名称】石島 茂男

(74)【代理人】

【識別番号】100106666

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 英樹

(72)【発明者】

【氏名】白井 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】山本 拓司

(72)【発明者】

【氏名】高澤 悟

(72)【発明者】

【氏名】石橋 暁

【審査官】 ▲高▼橋 真由

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−００８９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２７７７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１８８９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０４−５０１５８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０４５２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平１１−５００４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０３５６０３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッキングプレートと、
前記バッキングプレートの片面に配置され、スパッタリングされるスパッタ面が露出されたスパッタリングターゲットと、
前記バッキングプレートの前記スパッタリングターゲットが配置された側とは反対の側に配置された磁石装置とを有するターゲット装置であって、
前記磁石装置は、
上端が、スパッタリングされる前の前記スパッタリングターゲットの前記スパッタ面と平行な磁石平面に位置し、リング形形状にされた外側磁石と、
上端が、前記磁石平面に位置し、前記外側磁石の内側に、前記外側磁石とは非接触に配置された内側磁石と、
前記バッキングプレートの透磁率よりも大きい透磁率を有するリング形形状の高透磁率板と、を有し、
前記高透磁率板は、前記内側磁石を取り囲み、前記外側磁石によって取り囲まれる位置に配置され、
前記高透磁率板の表面は、前記磁石平面と一致するか、又は、前記磁石平面よりも前記スパッタリングターゲットの近くに位置し、前記高透磁率板の裏面は前記磁石平面と一致するか、又は前記磁石平面よりも前記スパッタリングターゲットから遠くに位置するように配置され、磁場の垂直成分がゼロである点を結んで得られ、前記高透磁率板の表面に対して垂直方向に伸びる第一の線分と、磁場の垂直成分がゼロである点を結んで得られ、前記外側磁石の上端の内周から前記内側磁石の上端の外縁に伸びるか、もしくは、前記高透磁率板の表面の一方の端部から他方の端部に伸びる第二の線分とが交差する特異点における水平方向の磁場強度が１４０Ｇ以上２３０Ｇ以下の値になるようにされて前記スパッタ面上に磁力線が形成され、前記高透磁率板は、透磁率が０．９×１０^-3Ｈ／ｍ以上の金属材料で構成されたターゲット装置。

【請求項2】

前記高透磁率板は、前記外側磁石と前記内側磁石とに非接触にされた請求項１記載のターゲット装置。

【請求項3】

真空槽と、
前記真空槽の内部に配置されたターゲット装置と、
を有するスパッタリング装置であって、
前記ターゲット装置は、
バッキングプレートと、
前記バッキングプレートの片面に配置され、スパッタリングされるスパッタ面が露出されたスパッタリングターゲットと、
前記バッキングプレートの前記スパッタリングターゲットが配置された側とは反対の側に配置された磁石装置とを有し、
前記磁石装置は、
上端が、スパッタリングされる前の前記スパッタリングターゲットの前記スパッタ面と平行な磁石平面に位置し、リング形形状にされた外側磁石と、
上端が、前記磁石平面に位置し、前記外側磁石の内側に、前記外側磁石とは非接触に配置された内側磁石と、
前記バッキングプレートの透磁率よりも大きい透磁率を有するリング形形状の高透磁率板と、を有し、
前記高透磁率板は、前記内側磁石を取り囲み、前記外側磁石によって取り囲まれる位置に配置され、
前記高透磁率板の外側側面と内側側面とは前記磁石平面と交叉し、又は、前記外側側面の上端と前記内側側面の上端若しくは前記外側側面の下端と前記内側側面の下端とが前記磁石平面と一致するように配置され、磁場の垂直成分がゼロである点を結んで得られ、前記高透磁率板の表面に対して垂直方向に伸びる第一の線分と、磁場の垂直成分がゼロである点を結んで得られ、前記外側磁石の上端の内周から前記内側磁石の上端の外縁に伸びるか、もしくは、前記高透磁率板の表面の一方の端部から他方の端部に伸びる第二の線分とが交差する特異点における水平方向の磁場強度が１４０Ｇ以上２３０Ｇ以下の値になるようにされて前記スパッタ面上に磁力線が形成され、前記高透磁率板は、透磁率が０．９×１０^-3Ｈ／ｍ以上の金属材料で構成されたスパッタリング装置。

【請求項4】

前記高透磁率板は、前記外側磁石と前記内側磁石とに非接触にされた請求項３記載のスパッタリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターゲット装置と、そのターゲット装置を用いたスパッタリング装置の技術分野に係り、特に、スパッタリングターゲットを均一にスパッタリングすることができるターゲット装置とスパッタリング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

マグネトロンスパッタリング装置は、ターゲット装置に設けられたスパッタリングターゲットの表面に磁力線を形成し、電子を磁力線に沿って螺旋運動させ、高密度のプラズマを形成してスパッタリングターゲットをスパッタリングする装置である。そして従来より、スパッタリングターゲットの表面のうち、スパッタリングターゲットの表面と平行な磁力線が位置する部分が多量にスパッタリングされることが知られている。

【0003】

そのため、ターゲット表面に平行な磁力線が位置する部分の面積を広げる努力が重ねられている。例えば、下記特許文献１では、バッキングプレート中に板状磁性部材を配置することで、スパッタリングターゲットの表面における磁場の垂直成分が、ゼロもしくはゼロ近傍でフラットになる領域が形成されるようにしている（同文献段落００１１)。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−１６６３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

マグネトロンスパッタリング装置では、ターゲットはスパッタリングするにつれてターゲット表面が掘れ厚みが減じるが、ターゲットを交換するためにはスパッタリング装置の真空雰囲気を破って大気に戻す必要がある。このため、ターゲットの交換頻度を削減することは、スパッタリング装置の生産効率を向上させるための重要な要素である。

【0006】

しかしながら、ターゲットの交換頻度を削減するためにスパッタリングターゲットの厚みを厚くすると、ターゲットのスパッタリングによる掘れが進行するにつれて、スパッタリングターゲットを均一にスパッタリングすることができなくなり、ターゲットの使用効率が悪化する。このため、ターゲットの厚みを厚くしてターゲットの交換頻度を削減しようとしても、厚くしたターゲットの使用効率が悪化するため、結果としてターゲットを交換する頻度の削減効果が得られないという問題があった。

【0007】

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、使用効率が高いターゲット装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために本発明は、バッキングプレートと、前記バッキングプレートの片面に配置され、スパッタリングされるスパッタ面が露出されたスパッタリングターゲットと、前記バッキングプレートの前記スパッタリングターゲットが配置された側とは反対の側に配置された磁石装置とを有するターゲット装置であって、前記磁石装置は、上端が、スパッタリングされる前の前記スパッタリングターゲットの前記スパッタ面と平行な磁石平面に位置し、リング形形状にされた外側磁石と、上端が、前記磁石平面に位置し、前記外側磁石の内側に、前記外側磁石とは非接触に配置された内側磁石と、前記バッキングプレートの透磁率よりも大きい透磁率を有するリング形形状の高透磁率板と、を有し、前記高透磁率板は、前記内側磁石を取り囲み、前記外側磁石によって取り囲まれる位置に配置され、前記高透磁率板の表面は、前記磁石平面と一致するか、又は、前記磁石平面よりも前記スパッタリングターゲットの近くに位置し、前記高透磁率板の裏面は前記磁石平面と一致するか、又は前記磁石平面よりも前記スパッタリングターゲットから遠くに位置するように配置され、磁場の垂直成分がゼロである点を結んで得られ、前記高透磁率板の表面に対して垂直方向に伸びる第一の線分と、磁場の垂直成分がゼロである点を結んで得られ、前記外側磁石の上端の内周から前記内側磁石の上端の外縁に伸びるか、もしくは、前記高透磁率板の表面の一方の端部から他方の端部に伸びる第二の線分とが交差する特異点における水平方向の磁場強度が１４０Ｇ以上２３０Ｇ以下の値になるようにされて前記スパッタ面上に磁力線が形成され、前記高透磁率板は、透磁率が０．９×１０^-3Ｈ／ｍ以上の金属材料で構成されたターゲット装置である。
本発明は、前記高透磁率板は、前記外側磁石と前記内側磁石とに非接触にされたターゲット装置である。
本発明は、真空槽と、前記真空槽の内部に配置されたターゲット装置と、を有するスパッタリング装置であって、前記ターゲット装置は、バッキングプレートと、前記バッキングプレートの片面に配置され、スパッタリングされるスパッタ面が露出されたスパッタリングターゲットと、前記バッキングプレートの前記スパッタリングターゲットが配置された側とは反対の側に配置された磁石装置とを有し、前記磁石装置は、上端が、スパッタリングされる前の前記スパッタリングターゲットの前記スパッタ面と平行な磁石平面に位置し、リング形形状にされた外側磁石と、上端が、前記磁石平面に位置し、前記外側磁石の内側に、前記外側磁石とは非接触に配置された内側磁石と、前記バッキングプレートの透磁率よりも大きい透磁率を有するリング形形状の高透磁率板と、を有し、前記高透磁率板は、前記内側磁石を取り囲み、前記外側磁石によって取り囲まれる位置に配置され、前記高透磁率板の外側側面と内側側面とは前記磁石平面と交叉し、又は、前記外側側面の上端と前記内側側面の上端若しくは前記外側側面の下端と前記内側側面の下端とが前記磁石平面と一致するように配置され、磁場の垂直成分がゼロである点を結んで得られ、前記高透磁率板の表面に対して垂直方向に伸びる第一の線分と、磁場の垂直成分がゼロである点を結んで得られ、前記外側磁石の上端の内周から前記内側磁石の上端の外縁に伸びるか、もしくは、前記高透磁率板の表面の一方の端部から他方の端部に伸びる第二の線分とが交差する特異点における水平方向の磁場強度が１４０Ｇ以上２３０Ｇ以下の値になるようにされて前記スパッタ面上に磁力線が形成され、前記高透磁率板は、透磁率が０．９×１０^-3Ｈ／ｍ以上の金属材料で構成されたスパッタリング装置である。
本発明は、前記高透磁率板は、前記外側磁石と前記内側磁石とに非接触にされたスパッタリング装置である。

【発明の効果】

【0009】

厚いスパッタリングターゲットでも、均一にスパッタリングすることができるので、ターゲット使用効率が高い。スパッタリングターゲットを高効率で長時間使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明のターゲット装置とスパッタリング装置

【図2】本発明のターゲット装置

【図3】図２のターゲット装置のＡ−Ａ線截断断面図

【図4】(ａ)〜(ｅ)：高透磁率板と外側磁石及び内側磁石との位置関係を説明するための図面

【図5】高透磁率板を有さない磁石装置を説明するための図面

【図6】図４(ａ)〜(ｅ)の、磁場強度と広さを示すグラフ

【図7】ターゲットの位置と厚さの関係を示すグラフ

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１のスパッタリング装置１１は本発明の一例であり、真空槽１２を有しており、真空槽１２の内部には、本発明のターゲット装置１４が配置されている。
このターゲット装置１４の平面図を、図２に示し、そのA-A線截断断面図を図３に示す。ターゲット装置１４は、板状のバッキングプレート２１を有しており、バッキングプレート２１の片面には、スパッタリングターゲット２２が配置されている。

【0012】

真空槽１２の内部のターゲット装置１４とは反対側の位置には、基板ホルダ１７が配置されている。スパッタリングターゲット２２の片面であるスパッタ面２４は、真空槽１２の内部に露出されており、基板ホルダ１７に基板１８が配置されると、基板１８の成膜面１９は、スパッタ面２４と平行に対面する。

【0013】

真空槽１２には、真空排気装置１３とガス供給装置１６とが接続されており、真空排気装置１３によって真空槽１２の内部を真空排気し、真空槽１２の内部に真空雰囲気が形成された後、ガス供給装置１６から真空槽１２の内部にスパッタリングガスを供給し、真空槽１２の内部に、スパッタリングガスを含有する真空状態であるスパッタリングガス雰囲気を形成する。

【0014】

バッキングプレート２１のスパッタリングターゲット２２が配置された面とは反対側の面の近傍には、磁石装置２３が配置されている。
この磁石装置２３は、スパッタリングターゲット２２のスパッタ面２４とは反対側である裏面側に位置している。

【0015】

磁石装置２３は、透磁性を有する透磁性材料が平板状に成形されたヨーク２８と、ヨーク２８の片面上に配置された内側磁石２６と、内側磁石２６が配置された片面に配置され、内側磁石２６を取り囲むリング形形状の外側磁石２５とを有している。

【0016】

Ｎ極とＳ極のうち、いずれか一方を第一磁極とし、他方を第二磁極とすると、内側磁石２６は、ヨーク２８に向けられた方の端部に第一の磁極が配置され、ヨーク２８とは反対側に向けられた端部に第二の磁極が配置されており、外側磁石２５は、内側磁石２６とは正反対に、ヨーク２８に向けられた方の端部に第二の磁極が配置され、ヨーク２８とは反対側に向けられた端部に第一の磁極が配置されている。磁極については、第一の磁極がＮ極で第二の磁極がＳ極である場合と、第一の磁極がＳ極で第二の磁極がＮ極である場合とがある。

【0017】

スパッタリングターゲット２２は、内側磁石２６と外側磁石２５の、ヨーク２８とは反対側に向けられた端部の近くに、バッキングプレート２１を介して位置している。

【0018】

バッキングプレート２１は、透磁率が真空の値に近い銅で構成されており、ここでは、スパッタリングターゲット２２も、真空の値に近い材料が用いられている。磁石装置２３のＮ極から放出された磁力線は、バッキングプレート２１とスパッタリングターゲット２２とを貫通し、スパッタ面２４上に漏出され、スパッタ面２４上で湾曲し、スパッタリングターゲット２２とバッキングプレート２１とを貫通して、磁石装置２３のＳ極に入る。

【0019】

バッキングプレート２１は、スパッタ電源３４に接続されており、スパッタリング雰囲気が形成された状態でスパッタ電源３４によってバッキングプレート２１に電圧を印加すると、カソード電極(ここではスパッタリングターゲット２２)の表面から電子が放出される。

【0020】

カソード電極から放出された電子は、スパッタ面２４上の磁力線に沿って螺旋運動をし、スパッタリングガスとの相互作用によってスパッタ面２４の近傍にプラズマを発生させ、スパッタ面２４がスパッタリングされる。

【0021】

このとき、スパッタ面２４上に漏出された磁力線のうち、垂直方向の磁気成分がゼロの部分、即ち、スパッタ面２４上に漏出された磁力線のうちのスパッタ面２４と平行な方向に伸びる部分の真下位置のプラズマは高密度になり、スパッタ面２４のうち、その高密度プラズマと接触する部分が多量にスパッタリングされる。

【0022】

従って、スパッタ面２４のうち、スパッタ面２４と平行に伸びる磁力線の真下に位置する部分の面積が広いほど、スパッタリングターゲット２２の広い領域がスパッタリングされ、使用効率が向上する。

【0023】

本発明の磁石装置２３は、図３に示すように、外側磁石２５と内側磁石２６との間は、樹脂２９が配置されており、外側磁石２５と内側磁石２６とは、樹脂２９によって互いに離間した状態で固定されている。
樹脂２９上には、内側磁石２６を取り囲むリング形形状の高透磁率板２７が配置されており、後述するように、スパッタ面２４と平行に伸びる磁力線が多い。

【0024】

図５は、高透磁率板２７が配置されていない磁石装置３３ｄであり、磁石装置３３ｄによって形成される磁力線３０は、外側磁石２５と内側磁石２６のほぼ中間位置で最大値となるように湾曲しており、磁力線３０のうち、スパッタ面２４と平行に伸びる部分は少ない。

【0025】

図４(ａ)〜(ｅ)の磁石装置２３、３３ａ、３３ｂは、高透磁率板２７を有しており、樹脂２９の記載は省略されている。高透磁率板２７の外周と外側磁石２５の内周との間と、高透磁率板２７の内周と内側磁石２６の外周との間とには、隙間が設けられており、高透磁率板２７は外側磁石２５と非接触にされ、また、内側磁石２６とも非接触にされ、過剰な磁力線が高透磁率板２７の中を通ることがなく、また、磁力線３０の形状が偏ることがないようにされている。

【0026】

外側磁石２５の上端と内側磁石２６の上端とは、未だスパッタリングされていないスパッタリングターゲット２２のスパッタ面２４と平行で同一の磁石平面３１に位置している。

【0027】

高透磁率板２７は、バッキングプレート２１よりも大きな透磁率を有する材料で構成されており、真空や空気の透磁率よりも大きい透磁率であるから、外側磁石２５と内側磁石２６との間に形成される磁力線３０のうち、一部の磁力線が、高透磁率板２７の外周付近又は内周付近のうちのいずれかから高透磁率板２７の内部に入り、高透磁率板２７の内部を通って、他方から外部に出るようになっている。

【0028】

特に、図４(ｂ)の磁石装置２３では、高透磁率板２７は、高透磁率板２７の表面３３が磁石平面３１と一致し、且つ、高透磁率板２７の表面３３とは反対側の裏面が、磁石平面３１よりもスパッタリングターゲット２２から遠くに位置するように配置されており、図４(ｃ)の磁石装置２３では、高透磁率板２７の表面３３が磁石平面３１よりもスパッタリングターゲット２２の近くに位置し、且つ、高透磁率板２７の表面３３とは反対側の裏面３２が、磁石平面３１よりもスパッタリングターゲット２２から遠くに位置するように配置されている。また、図４（ｄ）の磁石装置２３では、高透磁率板２７は、高透磁率板２７の裏面３２が磁石平面３１と一致するように配置されている。

【0029】

外側磁石２５の上端と内側磁石２６の上端の間に形成される磁力線３０のうち、内側磁石２６の中央付近と外側磁石２５の外周付近との間に形成される磁力線を上方磁力線３５と呼び、内側磁石２６の外縁付近と外側磁石２５の内周付近との間に形成される磁力線を下方磁力線３６と呼ぶと、外側磁石２５の上端と内側磁石２６の上端とから一定距離離間したスパッタリングターゲット２２のスパッタ面２４上には、上方磁力線３５が半環状に漏出して電子を巻き付ける一方、下方磁力線３６は、スパッタ面２４上には漏出しないが、高透磁率板２７が設けられていない図５の磁石装置３３ｄでは、下方磁力線３６が上方磁力線３５の中央部分を押し上げるため、スパッタ面２４上で上方磁力線３５が湾曲し、スパッタ面２４と平行に伸びる磁力線の部分が減少する。

【0030】

それに対し、高透磁率板２７を有する図４(ａ)〜(ｅ)の磁石装置２３，３３ａ、３３ｂのうち、本発明に用いる同図(ｂ)、(ｃ)、(ｄ)の磁石装置２３では、下方磁力線３６の一部が高透磁率板２７の外周付近又は内周付近のうち、一方の付近から高透磁率板２７の中に入り、高透磁率板２７の中を通って、他方の付近から高透磁率板２７の外部に漏出する。

【0031】

上方磁力線３５の中央の真下位置では、高透磁率板２７の外部を通る下方磁力線３６は少なくなるから、上方磁力線３５の中央部分は、下方から押圧されず、スパッタ面２４に対して平行に伸びる部分が増加し、スパッタリングされる面積が増大する。

【0032】

他方、図４(ａ)のように、高透磁率板２７の表面３３が磁石平面３１よりも下方にされている磁石装置３３ａの場合は、高透磁率板２７の内部を通る磁力線が減少し、上方磁力線３５が下方磁力線３６によって上方に押圧されるため、スパッタ面２４に対して平行に伸びる部分は減少する。

【0033】

図４(ｅ)のように高透磁率板２７の裏面３２が磁石平面３１の上方に位置している磁石装置３３ｂでは、多量の磁力線が高透磁率板２７の中を通るようになり、特に上方磁力線３５の一部も高透磁率板２７の中を通るようになる。このとき、上方磁力線３５は下方磁力線３６により押圧されず、スパッタ面２４に対して平行に伸びる部分が増加するため、スパッタリングされる面積は増大するが、スパッタ面２４上の磁力線が減少し、スパッタリング効率が低下してしまう。

【0034】

ここで、スパッタ面２４の上において、磁場の垂直成分がゼロである点を結んで得られる線分は、スパッタ面２４の上に漏出した複数の磁力線と交叉しており、その線分には、図４(ｂ)と図４(ｄ)に示すように、高透磁率板２７の表面に対してほぼ垂直方向に伸びる第一の線分４１と、外側磁石２５の上端の内周から内側磁石２６の上端の外縁に伸びるか、もしくは、高透磁率板２７の表面の一方の端部から他方の端部に伸びる第二の線分４２が含まれる。

【0035】

第一の線分４１と第二の線分４２との交点を垂直磁場ゼロの特異点４３と呼ぶと、図４(ｂ)の磁石装置２３の第二の線分４２は、外側磁石２５の上端の内周から内側磁石２６の上端の外縁に伸びており、図４(ｂ)と図４(ｄ)とでは、特異点４３は上方磁力線３５と下方磁力線３６の間付近に形成されることがわかる。

【0036】

、図６のグラフの左縦軸は、特異点における水平方向の磁場強度を示し、右縦軸は、特異点における水平方向の磁場強度±５Ｇの強度を有する磁力線の幅（磁石平面３１と平行な平面内の直線方向であって、外側磁石２５と内側磁石２６との間の距離を示す直線とは垂直な直線方向の長さ)を示しており、図６のグラフの横軸の(ａ)〜(ｅ)は、図４(ａ)〜(ｅ)の同じアルファベットの磁石装置２３，３３ａ，３３ｂに対応付けられている。

【0037】

実験では、特異点における水平方向の磁場強度が１４０Ｇ以上２３０Ｇ以下の値の場合に、安定した放電が得られ、かつスパッタ面２４が広くスパッタリングされることが確認されている。特異点における水平方向の磁場強度が１４０Ｇよりも小さいと、スパッタリングターゲット２２のスパッタ面２４の近傍に発生するプラズマが不安定になり、放電電圧が上昇する傾向が見られた。

【0038】

一方、特異点における水平方向の磁場強度が２３０Ｇよりも大きいと、磁力線に沿って螺旋運動する電子の磁力線に対する拘束が強くなるので、高密度なプラズマ領域が狭くなり、スパッタリングターゲット２２のスパッタ面２４でスパッタリングされる領域が狭くなってしまった。

【0039】

図６から、図４(ｂ)、(ｃ)、(ｄ)の磁石装置２３が１４０Ｇ以上２３０Ｇ以下の範囲内の磁場強度になっている。また、磁場強度±５Ｇの強度を有する磁力線の幅は、いずれの磁石装置２３，３３ａ，３３ｂでも、１０ｍｍを超えており、広いスパッタ領域を得ることが可能となっている。すなわち、図４(ｂ)、(ｃ)、(ｄ)の磁石装置２３は、スパッタ面２４上の半環状の磁力線を大きく減少させることは無いため、厚いスパッタリングターゲット２２も均一にスパッタリングすることができる。

【0040】

ここで、図４(ｂ)の磁石装置２３と図４(ｅ)の磁石装置３３ｂを用いて、それぞれ厚さ１４ｍｍのターゲットをスパッタリングした際の、ターゲットの長手方向中央部における断面形状、すなわちターゲット表面のプロファイルを図７に示す。

【0041】

このとき、図４(ｂ)の磁石装置２３では、特異点４３における水平方向の磁場強度は２０８Ｇであり、磁場強度±５Ｇの強度を有する磁力線の幅は１３ｍｍであった。また、図４(ｅ)の磁石装置３３ｂでは、特異点における水平方向の磁場強度は１１９Ｇであり、磁場強度±５Ｇの強度を有する磁力線の幅は１５ｍｍであった。

【0042】

スパッタリングターゲット２２の断面積から各スパッタリングターゲット２２の使用効率を計算すると、図４(ｅ)では４２．８％であったところ、図４(ｂ)では５３．５％となり、１０％以上の改善が見られた。

【0043】

図４(ｅ)の磁石装置３３ｂでは、磁場強度が１１９Ｇであって１４０Ｇよりも小さく、このため放電が安定せず、磁力線が集中し、比較的磁場の強い中央側に放電が集中したため、スパッタリングによりスパッタされる量に偏りが生じたと考えられる。

【0044】

この点、図４(ｂ)の磁石装置２３では、磁場強度が２０８Ｇであって１４０Ｇから２３０Ｇの範囲に収まっており、磁力線の幅も１３ｍｍと広いため、スパッタリングターゲット２２の深い位置、すなわち、スパッタリングが進行した後でも、広いスパッタ領域を得ることができていると考えられる。
なお、高透磁率板２７の厚さは数ｍｍ程度であり、ステンレス、鉄、パーマロイを平板状に加工した板や、他の透磁材料の板を用いることができる。
バッキングプレート２１を構成する銅の透磁率μ(Ｈ／ｍ)は１．２６×１０^-6であり、本発明の高透磁率板２７を構成する材料は、マルテンサイトステンレス鋼(焼き鈍し：９．４２×１０^-4、１，１９×１０^-3)、フェライトステンレス(焼き鈍し：１．２６×１０^-3、２．２６×１０^-3)、パーマロイ(１．２×１０^-2)、鉄(９９．８％純鉄：６．３×１０^-3)ケイ素鋼(５．０×１０^-3）、鉄コバルト合金(２．３×１０^-2)等の透磁率μが０．９×１０^-3以上の金属材料を使用することができる。

【符号の説明】

【0045】

１１……スパッタリング装置
１４……ターゲット装置
２１……バッキングプレート
２２……スパッタリングターゲット
２３……磁石装置
２４……スパッタ面
２５……外側磁石
２６……内側磁石
２７……高透磁率板
３０……磁力線
３１……磁石平面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】