本发明专利技术提供一种在靶(Tg)的母线方向全长上均匀侵蚀靶的磁控管溅射装置用旋转式阴极单元(RC)。设置在圆筒状的靶内，产生从靶表面泄漏的磁场且通过磁场的垂直分量为零的位置的线沿靶的母线延伸并封闭成跑道形的磁铁单元(Mu)分为：在靶的母线方向两端分别形成跑道的拐角部的第一部分(5a)、从第一部分在靶的母线方向内向与第一部分分别相邻配置的第二部分(5b)、以及位于第二部分彼此之间的第三部分(5c)。使第一部分～第三部分独立并可相对于靶表面接近远离地进退的移动装置(6)收纳在靶的内部空间中。
Rotary cathode unit for magnetron sputtering device
The present invention provides a rotary cathode unit (RC) for magnetron sputtering devices that uniformly erode targets on the full length of the bus direction of the target (Tg). Set in a cylindrical target, leakage from the target surface and the vertical component of the magnetic field through the magnetic field of the zero position along the target line bus extension and closed into a racetrack shaped magnet unit (Mu) is divided into: the first part of the corner in the generatrix direction are formed at both ends of the runway target (5a) in the first part, from the direction of the bus bar target within the first part are respectively disposed adjacent to the second part (5b), and in the second part between the third part (5C). A moving device (6) which is independent of the first part to the third part and is close to the target surface and moves away from the ground is accommodated in the inner space of the target.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁控管溅射装置用旋转式阴极单元
本专利技术涉及一种使用磁控管溅射装置的旋转式阴极单元。
技术介绍
这种旋转式阴极单元例如由专利文献1已知。该以往例的装置具有在真空室内与基板相对配置的圆筒状的靶、配置在靶的内部空间的磁铁单元、使冷媒在靶的内部空间循环的冷媒循环装置，以及旋转驱动靶的驱动装置。作为磁铁单元，使用的是设置有沿靶的母线延长配置在磁性材料制成的与靶的母线长度具有相同长度的轭的一面上的中央磁铁、沿该中央磁铁延长配置在中央磁铁两侧的周边磁铁，以及分别包住在中央磁铁两端并架设在周边磁铁彼此之间的拐角磁铁的磁铁单元。并且，改变中央磁铁和周边磁铁及拐角磁铁的基板侧的极性，在靶和基板之间产生从靶表面泄漏的磁场，且通过磁场的垂直分量为零的位置的线沿靶的母线延伸并封闭成跑道形。再有，在靶的内部空间中，设置可使磁铁单元相对于靶整体接近远离的移动装置。此处，如果在使用上述旋转式阴极单元旋转靶的同时溅射该靶的话，则沿跑道形的线产生等离子体，沿此等离子中的电子根据中央磁铁和周边磁铁及拐角磁铁的基板侧的极性作顺时针旋转或逆时针旋转运动。此时，在跑道的拐角部电子密度容易局部升高。这种情况下，查看沿靶的母线进行溅射后的靶的侵蚀，发现存在与拐角部分别相对的靶两端部处的侵蚀量比其中央部多，靶的使用效率显著恶化的问题。作为解决这样问题的方法，可想到改变靶和磁铁单元之间的间隔并改变从靶表面泄漏的磁场的强度，但如上述以往例那样，只是使磁铁单元相对于靶整体接近远离的话，无法抑制在靶两端部处的局部侵蚀。另一方面，可想到在发生靶局部侵蚀的磁铁单元的拐角部，例如改变磁铁种类或磁铁配置使从靶表面泄漏的磁场的强度局部减弱。但是，已知一旦像这样使强度局部减弱，虽然可抑制靶端部的局部侵蚀，但在位于由该端部向母线方向内向的靶的部分上侵蚀量发生变化。现有技术文献专利文献【专利文献1】专利公开2012－132039号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题鉴于上述内容，本专利技术的课题是提供一种在靶的母线方向全长上均匀侵蚀靶的使用效率良好的磁控管溅射装置用旋转式阴极单元。解决技术问题的手段为解决上述课题，本专利技术的磁控管溅射装置用旋转式阴极单元，其具有圆筒状的靶、配置在该靶的内部空间并产生从靶表面泄漏的磁场且通过磁场的垂直分量为零的位置的线沿靶的母线延伸并封闭成跑道形的磁铁单元、使冷媒在靶的内部空间循环的冷媒循环装置、以及旋转驱动靶的驱动装置，所述磁控管溅射装置用旋转式阴极单元，其特征在于：磁铁单元分为在靶的母线方向两端分别形成跑道形的拐角部的第一部分、从第一部分在靶的母线方向内向分别与第一部分相邻配置的第二部分、以及位于第二部分彼此之间的第三部分，使第一部分及第二部分独立并可相对于靶表面接近远离地移动的移动装置收纳在靶的内部空间。根据本专利技术，在跑道形上产生的等离子体中的电子密度在其拐角部局部升高，靶的两端部侵蚀量增加时，通过收纳在靶的内部空间的移动装置使两第一部分相对于靶向远离方向移动，由此可减弱从靶表面泄漏的磁场的强度，抑制在靶的两端部的局部侵蚀。并且，一旦由于减弱拐角部的磁场强度，导致在从靶的两端部分别位于母线方向内侧的靶的部分的侵蚀量改变，则通过移动装置使两第二部分相对于靶向接近方向或远离方向移动，以此使该部分的磁场强度改变，可调整靶的侵蚀量。结果是可沿靶的母线方向全长均匀地侵蚀靶，靶的使用效率良好。在本专利技术中，优选还具有使所述磁铁单元的第三部分独立并可相对于靶表面接近远离地进退的移动装置。由此，可根据靶的种类或厚度使从靶表面泄漏的磁场的强度随之改变，再有，进行靶的侵蚀后，也可使从靶表面泄漏的磁场的强度变为固定，其结果是如果在磁控管溅射装置中使用本专利技术的旋转式阴极单元的话，就能可重复性良好地在基板表面形成规定的薄膜。附图说明图1是说明本专利技术实施方式的旋转式阴极单元结构的局部剖面主视图。图2是说明驱动块构成的剖面图。图3是说明磁铁单元的立体图。图4是沿图1的IV－IV线的剖面图，(a)显示的是使磁铁单元接近靶的状态，(b)显示的是使磁铁单元离开靶的状态。图5是说明移动磁铁单元的移动装置的放大剖面图。具体实施方式下面参照附图，说明本专利技术的磁控管溅射装置用旋转式阴极单元的实施方式。在下述内容中，以图1所示的旋转式阴极单元的姿态为基准，使用表示“上”、“下”、“左”、“右”方向的用语。参照图1及图2，RC是本实施方式的旋转式阴极单元。旋转式阴极单元RC间隔绝缘材料设置在图外的真空室内与作为成膜对象的基板W在上下方向相对，具有圆筒状的靶Tg、经夹具Cp连接在靶Tg右端的驱动块1、以及经夹具Cp连接在靶Tg左端的支撑块2。在支撑块2上，设置有由省略图示的轴承支撑的从动轴21，支撑靶Tg的一端自由转动。如图2所示，驱动块1具有壳体11，壳体11的右内壁上竖直设立有沿左右方向延伸的截面圆形的内筒体12。在固定在壳体11上的内筒体12周围，与该内筒体12同心配置有截面圆形的外筒体13。在外筒体13的内周面上设置有朝径向凹陷的环形的凹部13a，设置有通过该凹部13a导通内筒体12和外筒体13的电刷14。外筒体13通过多个轴承15a由插设在壳体11内的支撑部件16旋转自由地支撑。此外，图2中15b是油封。外筒体13的外周面上在与电机3a的驱动轴上设置皮带轮3b之间卷绕有带3c。再有，在外筒体13左端上液密安装有法兰17，间隔该法兰17通过夹具Cp与靶Tg的衬底管41连接。由此，一旦驱动电机3a旋转驱动外筒体13，靶Tg就与该外筒体13一体地被以规定的转数旋转驱动。此时，电机3a、带3c及外筒体13构成本实施方式的驱动装置。再有，内筒体12经电刷14与外筒体13导通，该外筒体13经法兰17与衬底管41进而与靶材42导通(即内筒体12和靶材42是相同电位)。在壳体11上设置有导电性的管道18，其内部分别设置有去路18a和回路18b，该管道18一端贯通壳体11延伸到内筒体12且去路18a与内筒体12的内部空间12a连通，回路18b与内筒体12和外筒体13之间的空间13b连通。管道18的另一端与具有公知结构的作为冷媒循环装置的制冷单元Ch相连。再有，管道18上连接有来自图外的溅射电源的输出电缆19。由此，在通过电机3a旋转驱动外筒体13旋转驱动靶Tg的同时，经来自溅射电源的输出电缆19可向靶Tg施加带有例如负电位的规定功率。靶Tg具有圆筒状的衬底管41以及经铟或锡等粘接材料(未图示)与衬底管41接合的圆筒状的靶材42。作为靶材42，使用根据要在基板W上形成的膜的组成从金属或金属化合物中适当选择。衬底管41内插设有沿靶材42的母线方向大致全长延伸的薄壁的磁盒43。并且，如图3所示，在磁盒43内组装有产生从靶Tg表面泄漏的磁场且通过靶Tg和基板W之间磁场的垂直分量为零的位置的线Ml沿靶的母线延伸并封闭成跑道形的磁铁单元Mu。此处，如果旋转靶Tg的同时溅射靶材42的话，则沿跑道形的线Ml产生等离子体，沿其等离子体中的电子做顺时针旋转或逆时针旋转运动，但在其拐角部Mc电子密度容易局部升高。因此，需要形成磁铁单元Mu使与拐角部Mc相对的靶材42的两端不被局部侵蚀且使靶Tg在靶Tg的母线方向全长上被均匀侵蚀。在本实施方式中，磁铁单元Mu分为在靶Tg的母线方向两端分别形成拐角部Mc的第一部分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁控管溅射装置用旋转式阴极单元，其具有圆筒状的靶、配置在该靶的内部空间并产生从靶表面泄漏的磁场且通过磁场的垂直分量为零的位置的线沿靶的母线延伸并封闭成跑道形的磁铁单元、使冷媒在靶的内部空间循环的冷媒循环装置、以及旋转驱动靶的驱动装置，所述磁控管溅射装置用旋转式阴极单元，其特征在于：磁铁单元分为在靶的母线方向两端分别形成跑道的拐角部的第一部分、从第一部分在靶的母线方向内向分别与第一部分相邻配置的第二部分、以及位于第二部分彼此之间的第三部分，使第一部分及第二部分独立并可相对于靶表面接近远离地进退的移动装置收纳在靶的内部空间中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.24 JP 2015-0342061.一种磁控管溅射装置用旋转式阴极单元，其具有圆筒状的靶、配置在该靶的内部空间并产生从靶表面泄漏的磁场且通过磁场的垂直分量为零的位置的线沿靶的母线延伸并封闭成跑道形的磁铁单元、使冷媒在靶的内部空间循环的冷媒循环装置、以及旋转驱动靶的驱动装置，所述磁控管溅射装置用旋转式阴极单元，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤修司，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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