溅射设备和磁体单元制造技术

本发明专利技术提供了当磁体单元的宽度被减小时在靶的表面上获得充分的漏磁通密度的溅射设备和磁体单元。该溅射设备设置有靶保持件以及具有长边和短边的矩形磁体单元。磁体单元具有：第一磁体；布置在第一磁体周围且在与第一磁体的磁化方向不同的相反方向上被磁化的第二磁体；第三磁体，该第三磁体在短边方向上的第一磁体与第二磁体之间的至少中央位置并且在短边方向上在第一磁体和第二磁体之间的区域的一部分被磁化。第三磁体的面对第二磁体的表面具有与第二磁体的在靶保持件侧的表面相同的极性，并且第三磁体的面对第一磁体的表面具有与第一磁体的在靶保持件侧的表面相同的极性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】溅射设备和磁体单元
本专利技术涉及溅射设备和磁体单元，或者更具体地涉及包括磁控阴极的溅射设备和设置在磁控阴极中的磁体单元。
技术介绍
作为使用磁控阴极的溅射设备，以往已经公开有构造成使磁体单元摆动以便扩大靶的侵蚀区域并提高靶利用率的设备。例如，专利文献1公开了一种溅射设备，其包括具有大致矩形的平板状的靶保持件并且配备有构造成使具有大致矩形的磁体单元摆动的平面的磁控阴极。引用列表专利文献专利文献1：日本特开平10-88339号公报
技术实现思路
然而，存在着靶利用率上进一步改进的需求。这里，将参照图5A、图5B和图6来描述在使矩形磁体单元相对于靶摆动的情况下的靶的侵蚀形状和靶利用率。图5A和图5B是示出了大致矩形磁体单元相对于靶静止时形成在靶上的侵蚀的区域和形状的示意图。图5A是示出形成在靶上的侵蚀的平面图。在图5A中，侵蚀50代表在作为靶表面的xy平面上的侵蚀区域。由于进行了磁控放电，所以侵蚀50的区域被形成为如图5A所示的无端环形形状。图5B是沿着图5A中的VB-VB线截取的截面图，其示出了侵蚀50的截面形状。在图5B中，侵蚀50的两个谷部沿着图5A中的VB-VB线、即在垂直于大致矩形磁体单元的长边并垂直于靶表面的方向上并排地配置。图6是示出了大致矩形磁体单元相对于靶静止时以及大致矩形磁体单元相对于靶摆动时形成在靶上的侵蚀的形状的模拟结果的截面图。在下文中，磁体单元相对于靶静止时形成在靶上的侵蚀将称作静止侵蚀50，而磁体单元相对于靶摆动时形成在靶上的侵蚀将称作摆动侵蚀51。在图6中，图示在图中左、右且各包括两个谷部的侵蚀50的虚线和点线示出了当磁体单元700相对于靶分别位于左端和右端时将要形成在靶上的虚拟静止侵蚀的轮廓。在图6中，磁体单元700在磁体单元700的短边方向上摆动。因为磁体单元700相对于靶在区域L内摆动，所以静止侵蚀50相对于靶移位，并且因此在靶中形成摆动侵蚀51。注意，静止侵蚀50和摆动侵蚀51中的每一个都用其相对侵蚀深度指示，该相对侵蚀深度利用其最大侵蚀深度而被标准化。如从图6清楚看出的，摆动侵蚀51大体上被分成静止侵蚀50随着摆动完全通过靶的区域A和静止侵蚀50随着摆动仅部分地通过靶的区域B。换言之，图6中指示为区域B的靶的在磁体单元的短边方向上的两端部未充分利用，而是留下来未被溅射。本申请的专利技术人设想了一种使磁体宽度比在传统方法中的磁体宽度小的方法，以便有效地利用未充分形成侵蚀并且靶被留下来未被溅射的靶的两端部，并由此进一步提高了靶利用率。利用图6，将针对通过该方法提高了多少靶利用率给出说明。图6中示出的摆动侵蚀51代表在短边方向上宽度W为120mm的磁体单元700在具有180mm的长度的区域L中摆动的情况下形成的侵蚀的模拟结果。例如，当磁体单元700的短边方向上的宽度从120mm减小至90mm时，标志着最大侵蚀深度的区域A可以被扩大并且靶利用率可以被提高。通过如上所述减小磁体单元的宽度W，理论上能够扩大标志着最大侵蚀深度的区域A并能够提高靶利用率。然而，当基于该理论减小磁体单元的宽度W时，有以下问题：由磁体单元产生的在靶的表面上的漏磁通密度(leakagemagneticfluxdensity)很可能被减少，因此难以获得在磁体单元的宽度W改变之前获得的漏磁通密度。鉴于上述问题而做出本专利技术。本专利技术的目的是提供一种即使当磁体单元的宽度W被减小时也能够在靶的表面上获得充分的漏磁通密度的溅射设备和磁体单元。为达到该目的，本专利技术的第一方面提供一种溅射设备，其包括：具有靶载置表面的靶保持件；和具有长边和短边且布置在靶保持件的与靶载置表面相反侧的表面附近的矩形的磁体单元。这里，磁体单元包括：在垂直于靶载置表面的方向上被磁化的第一磁体；以包围第一磁体的方式布置并且在垂直于靶载置表面的方向且在与第一磁体的磁化方向不同的相反方向上被磁化的第二磁体；和位于短边方向上第一磁体与第二磁体之间的一部分处并且在第一磁体与第二磁体之间的至少中央位置处的第三磁体，第三磁体在短边方向上被磁化。第三磁体包括：面对第二磁体并且具有与第二磁体的在靶保持件侧的表面的极性相同的极性的表面，和面对第一磁体并且具有与第一磁体的在靶保持件侧的表面的极性相同的极性的表面。同时，本专利技术的第二方面提供一种具有长边和短边的矩形的磁体单元，磁体单元包括：磁体载置表面；在垂直于磁体载置表面的方向上被磁化的第一磁体；以包围第一磁体的方式布置并且在垂直于磁体载置表面的方向且在与第一磁体的磁化方向不同的相反的方向上被磁化的第二磁体；和位于短边方向上在第一磁体与第二磁体之间的一部分处并且在第一磁体与第二磁体之间的至少中央位置处的第三磁体，第三磁体在短边方向上被磁化。这里，第三磁体包括：面对第二磁体并且具有与第二磁体的在与磁体载置表面相反侧的表面的极性相同的极性的表面；和面对第一磁体并且具有与第一磁体的在与磁体载置表面相反侧的表面的极性相同的极性的表面。根据本专利技术，与传统的示例相比，可以增加靶的表面上的漏磁通密度。因此，能够提供一种通过减小磁体单元的宽度来提高靶利用率的溅射设备和磁控单元。附图说明图1是说明适用于本专利技术的实施方式的溅射设备的构造的示意性截面图。图2是说明根据本专利技术的实施方式的磁体单元的细节的平面图。图3是沿着图2中的III-III线截取的截面图。图4是说明包括第一磁体、第二磁体以及由板状磁性材料制成并用作磁体载置部的磁轭的传统的磁体单元的平面图。图5A是由具有大致矩形的磁体单元形成的环状侵蚀的示意性平面图。图5B是沿着图5A中的VB-VB线截取的截面图。图6是示出当磁体单元的短边方向上的宽度等于120mm时在靶上形成的静止侵蚀和摆动侵蚀的模拟结果的截面图。图7是示出当根据本专利技术的实施方式的磁体单元的短边方向上的宽度等于90mm时在靶上形成的静止侵蚀和摆动侵蚀的模拟结果的截面图。图8A是说明包括第一磁体、第二磁体以及由板状磁性材料制成并用作磁体载置部的磁轭的传统的磁体单元的截面图。图8B是说明包括第一磁体、第二磁体以及由板状磁性材料制成并用作磁体载置部的磁轭的传统的磁体单元的截面图。图8C是说明包括第一磁体、第二磁体以及由板状磁性材料制成并用作磁体载置部的磁轭的传统的磁体单元的截面图。图9图示了示出由具有传统结构的磁体单元形成的磁环和由根据本专利技术的实施方式的磁体单元形成的磁环的视图。图10是说明根据本专利技术的实施方式的磁体单元的尺寸的平面图。图11A是用于说明在本专利技术的另一实施方式中从磁体载置表面到第一至第三磁体的位于与磁体载置表面相反侧的各个表面的距离的视图。图11B是用于说明在本专利技术的其他实施方式中从磁体载置表面到第一至第三磁体的位于与磁体载置表面相反侧的各个表面的距离的视图。图11C是用于说明在本专利技术的其他实施方式中从磁体载置表面到第一至第三磁体的位于与磁体载置表面相反侧的各个表面的距离的视图。具体实施方式(第一实施方式)下面将基于附图来描述本专利技术的典型实施方式。注意，本专利技术并不只限于该实施方式，并且能够在不脱离本专利技术的精神的范围内进行各种改变。图1是说明适用于该实施方式的溅射设备的构造的示意性截面图。图1中示出的x方向代表靶5以及磁体单元7的短边方向，该方向是磁体单元7的摆动方向。如图1所示，溅射设备包括作为主要构成要素的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种溅射设备，其包括：靶保持件，所述靶保持件包括靶载置表面；和矩形的磁体单元，所述磁体单元布置在所述靶保持件的与所述靶载置表面相反的表面附近，并且具有长边和短边，其中，所述磁体单元包括：第一磁体，所述第一磁体在垂直于所述靶载置表面的方向上被磁化，第二磁体，所述第二磁体以包围所述第一磁体的方式布置，并且在垂直于所述靶载置表面的方向且在与所述第一磁体的磁化方向相反的方向上被磁化，和第三磁体，所述第三磁体位于短边方向上所述第一磁体与所述第二磁体之间的一部分处，并且在所述第一磁体与所述第二磁体之间的至少正中央位置处，所述第三磁体在短边方向上被磁化，所述第三磁体包括：面对所述第二磁体并且具有与所述第二磁体的在所述靶保持件侧的表面的极性相同的极性的表面，和面对所述第一磁体并且具有与所述第一磁体的在所述靶保持件侧的表面的极性相同的极性的表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.07.11 JP 2012-1555221.一种溅射设备，其包括：靶保持件，所述靶保持件包括靶载置表面；和矩形的磁体单元，所述磁体单元布置在所述靶保持件的与所述靶载置表面相反的表面附近，并且具有长边和短边，其中，所述磁体单元包括：第一磁体，所述第一磁体在垂直于所述靶载置表面的方向上被磁化，第二磁体，所述第二磁体以包围所述第一磁体的方式布置，并且在垂直于所述靶载置表面的方向且在与所述第一磁体的磁化方向相反的方向上被磁化，和第三磁体，所述第三磁体位于短边方向上所述第一磁体与所述第二磁体之间的一部分处，并且在所述第一磁体与所述第二磁体之间的至少正中央位置处，所述第三磁体在短边方向上被磁化，所述第三磁体包括：面对所述第二磁体并且具有与所述第二磁体的在所述靶保持件侧的表面的极性相同的极性的表面，和面对所述第一磁体并且具有与所述第一磁体的在所述靶保持件侧的表面的极性相同的极性的表面，其中，所述第一磁体与所述第二磁体之间的在长边方向上的端部未设置有所述第三磁体，所述第三磁体的长边方向的长度比所述第一磁体的长边方向的长度短。2.根据权利要求1所述的溅射设备，其特征在于，所述磁体单元进一步包括位于与所述靶保持件相反侧的用于载置所述第一磁体和所述第二磁体的磁体载置表面，从所述磁体载置表面到所述第一磁体的在与所述磁体载置表面相反侧的表面的第一距离或从所述磁体载置表面到所述第二磁体的在与所述磁体载置表面相反侧的表面的第二距离具有小于从所述磁体载置表面到所述第三磁体的在与所述磁体载置表面相反侧的表面的第三距离的长度，并且所述第一距离和所述第二距离中的至少一个等于所述第三距离。3.根据权利要求1所述的溅射设备，其特征在于，面对所述第二磁体的表面与所述第二磁体之间的距离和面对所述第一磁体的表面与所述第一磁体之间的距离均等于或小于5mm。4.根据权利要求1所述的溅射设备，其特征在于，所述第三磁体的在长边方向上的长度比所述第一磁体的在长边方向上的长度短。5.根据权利要求1所述的溅射设备，其特征在于，所述磁体单元进一步包括位于与所述靶保持件相反侧的用于载置所述第一磁体和所述第二磁体的板状磁轭。6.根据权利要求1所述的溅射设备，其特征在于，所述磁体单元进一步包括位于与所述靶保持件相反侧的用于载置所述第一磁体和所述第二磁体的板状非磁性材料。7.一种具有长边和短边的矩形的磁体单元，所述磁体单元包括：磁体载置表面；第一磁体，所述第一磁体在垂直于所述磁体载置表面的方向上被磁化；第二磁体，所述第二磁体以包围所述第一磁体的方式布置，并且在沿垂直于所述磁体载置表面的方向上与所述第一磁体的磁化方向相反的方向上被磁化；和第三磁体，所述第三磁体位于短边方向上在所述第一磁体与所述第二磁体之间的一部分处，并且在所述第一磁体与所述第二磁体之间的至少正中央位置处，所述第三磁体在短边方向上被磁化，其中，所述第三磁体包括：面对所述第二磁体并且具有与所述第二磁体的在与所述磁体载置表面相反侧的表面的极性相同的极性的表面，和面对所述第一磁体并且具有与所述第一磁体的在与所述磁体载置表面相反侧的表面的极性相同的极性的表面，其中，所述第一磁体与所述第二磁体之间的在长边方向上的端部未设置有所述第三磁体，所述第三磁体的长边方向的长度比所述第一磁体的长边...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木英和，
申请(专利权)人：佳能安内华股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP