[发明专利]磁控管溅射用磁场生成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种组装在为了在基板表面形成薄膜而使用的磁控管溅射装置中的磁场生成装置。

背景技术

溅射是指通过对氩(Ar)等惰性物质高速轰击而轰击出构成靶材的原子或分子的现象，通过使该被轰击出的原子或分子附着在基板上，能够形成薄膜。磁控管溅射法能够通过在阴极内部引进磁场，从而在基板上提高靶材物质的积聚速度，而且，由于不会引起电子对基板的轰击，因此，是一种能够低温成膜的方法。因此，在半导体IC、平板显示器、太阳能电池等电子部件或反射膜等的制造工序中，为了在基板表面形成薄膜，大多会使用磁控管溅射法。

磁控管溅射装置，在真空室内具有阳极侧的基板、与基板对置配置的靶材(阴极)以及配置在靶材下方的磁场生成装置。通过对阳极与阴极之间施加电压而引起辉光放电，使真空室内的惰性气体(0.1Pa左右的Ar气体等)离子化，另一方面，利用由磁场生成装置形成的磁场来捕获从靶材释放出的二次电子，在靶材表面进行旋轮线运动。由于电子的旋轮线运动促进了气体分子的离子化，因此，膜的生成速度与不使用磁场的情况相比显著变大，膜的附着强度变大。

JP特开2008-156735号公开了如图15(a)以及图15(b)所示的磁控管溅射用磁场生成装置200，其具有：由非磁性体形成的基底210；在其表面设置的棒状的中央磁极片220；设置在其周围的长圆形状的外周磁极片230；以及配置在所述中央磁极片与所述外周磁极片之间的多个永久磁铁240、250，所述永久磁铁240、250在水平方向上被磁化，并且相同极性的磁极以与所述中央磁极片对置的方式配置，并且，所述中央磁极片的高度以及所述外周磁极片的高度为所述永久磁铁的高度以上，通过使用该磁场生成装置，具有用为了将等离子状态的惰性气体封闭而所需要的强度(磁通密度水平分量为10mT以上)的磁场区域会特别在拐角部扩展，因此，能够使拐角部的侵蚀区域扩大，并使直线部以及拐角部的侵蚀变得均匀。

但是，由该磁场生成装置获得的磁场的与中央磁极片对置的部分的磁通密度比其他部分低，因此，靶材的中央部分(与中央磁极片对置的部分)的侵蚀进展会较慢。为了进一步提高靶材的使用效率，期待开发一种能够将靶材上的磁通密度的分布平均化，并相对地加快与靶材的中央磁极片对置的部分的侵蚀进展的技术。

JP特公平7-74439号公开了一种磁控管溅射装置，其具有：内侧磁极；将该内侧磁极包围且具有相反极性的外侧磁极；以及从所述内侧磁极向外侧磁极附近的两个磁极上配置的靶材，所述两个磁极设置具有垂直方向的磁化的永久磁铁、或者由软磁性体构成并且在所述两个磁极之间具有水平方向的磁化的永久磁铁，而且，在所述外侧磁极的外侧面设置具有与所述水平方向逆向的磁化的永久磁铁，所述磁控管溅射装置能够在稳定地保持靶材上的等离子的同时，防止靶材的局部的侵蚀，从而显著地延长靶材的寿命。

但是，JP特公平7-74439号所记载的磁控管溅射装置为了防止靶材的局部的侵蚀，而将永久磁铁一直设到比靶材更外侧(外侧磁极的外侧)，因此，会产生磁力生成装置大型化而导致成本增加的这一课题。

发明内容

发明要解决的技术课题

因此，本发明的目的在于提供一种通过使与靶材的中央磁极部件对置的部分的侵蚀的进展相对地加速，而将靶材上的磁通密度的分布平均化，从而能够提高靶材的利用效率的磁控管溅射用磁场生成装置。

解决技术课题的手段

鉴于上述目的，在经过锐意研究之后，本发明人获得了以下结果，即，在由直线状的中央磁极部件与外周磁极部件构成的跑道状的区域中，设置在与靶面平行的方向上被磁化的多个永久磁铁，从而形成磁控管溅射用磁场生成装置，其中，通过将所述永久磁铁置换成将在与靶面垂直的方向上被磁化的多个永久磁铁与配置在其两侧的在与靶面平行的方向上被磁化的多个永久磁铁组合而成的磁铁单元，从而使与中央磁极片对置的靶面上的磁通密度垂直分量(与靶表面垂直的分量)降低，能够使与靶材的中央磁极片对置的部分的侵蚀相对地加速。通过发现以上内容，本发明人实现了本发明。