[發(fā)明專(zhuān)利]磁控濺射裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310024399.2
• 申請(qǐng)日: 2011-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103103489A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佐佐木雅夫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 佳能安內(nèi)華股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C23C14/35
• 分類(lèi)號(hào): C23C14/35
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 王永剛

本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?01110072752.5、申請(qǐng)日為2011年3月25日、發(fā)明名稱(chēng)為“磁控濺射裝置以及濺射方法”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁控濺射裝置。

背景技術(shù)

作為在太陽(yáng)能電池用基板、半導(dǎo)體晶片等上形成薄膜的方法，有濺射法。特別是，在安裝有靶的陰極的背面?zhèn)扰渲昧舜盆F的磁控濺射裝置，膜形成的穩(wěn)定性優(yōu)良，并且靶的大型化容易，因而被廣泛使用。為了提高生產(chǎn)性能，嘗試了使靶的侵蝕深度盡可能均勻來(lái)增加能夠由一張靶生產(chǎn)的基板張數(shù)。另外，為了提高基板上的膜厚分布均勻性，還將侵蝕深度形狀控制為所期望的形狀。

這樣，控制靶的侵蝕深度形狀與控制靶表面?zhèn)鹊姆烹娍臻g的等離子體密度分布幾乎相同。等離子體密度分布主要由放電空間的電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)決定，特別是，受到配置在靶背面?zhèn)鹊拇盆F在靶表面?zhèn)鹊姆烹娍臻g產(chǎn)生的磁場(chǎng)形狀很大影響。因此，為了控制侵蝕深度形狀，大多情況下設(shè)法改進(jìn)磁鐵形狀、或者使磁鐵旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

在磁控濺射中，作為通常的磁鐵結(jié)構(gòu)，具有如圖8A-8C所示的結(jié)構(gòu)。圖8A是磁鐵結(jié)構(gòu)的主視圖，圖8B是圖8A的磁鐵結(jié)構(gòu)的A-A截面圖，圖8C是圖8A的B-B截面圖。如圖8A所示，例如，在S極成為表面的方向上，永磁鐵（下面稱(chēng)作內(nèi)側(cè)磁鐵）11配置在磁軛14上的某個(gè)區(qū)域。而且，以包圍內(nèi)側(cè)磁鐵11的方式在相反極性的N極成為表面的方向上配置有永磁鐵（下面稱(chēng)作外側(cè)磁鐵）12。內(nèi)側(cè)磁鐵11以及外側(cè)磁鐵12配置在通常的強(qiáng)磁體的磁軛14上。下面，將內(nèi)側(cè)磁鐵11、外側(cè)磁鐵12、磁軛14合在一起稱(chēng)作磁鐵單元10。

大多情況下，內(nèi)側(cè)磁鐵11和外側(cè)磁鐵12通過(guò)粘接劑固定于磁軛14。因此，為了容易操作，磁軛14使用平面板狀的磁軛。由于內(nèi)側(cè)磁鐵11和外側(cè)磁鐵12在吸附的方向上產(chǎn)生力，所以為了將它們牢牢地固定，在磁軛中還需要一定程度的強(qiáng)度。

另外，磁軛14具有與沒(méi)有它時(shí)的磁鐵相比磁場(chǎng)強(qiáng)度提高的作用。因此，為了避免磁飽和，磁軛14通常使用高磁導(dǎo)率程度的厚度的磁軛。在大型濺射裝置中，多數(shù)情況下使用被濺射的面為矩形的矩形靶，在這種情況下，作為磁鐵單元使用如圖8A那樣的矩形磁鐵單元。針對(duì)一個(gè)矩形靶，排列一個(gè)或者多個(gè)這樣的磁鐵單元10來(lái)進(jìn)行磁控濺射。作為使用了這樣的磁鐵單元10的大型濺射裝置，例如有日本特開(kāi)2001-140069號(hào)公報(bào)中所公開(kāi)的裝置。

然而，以往的磁鐵單元10具有以下問(wèn)題。即，作為容易地變更靶表面?zhèn)鹊拇艌?chǎng)形狀、磁場(chǎng)強(qiáng)度的方法，有在磁鐵單元10的內(nèi)側(cè)磁鐵11和外側(cè)磁鐵12的靶側(cè)表面粘貼強(qiáng)磁體的薄板（下面稱(chēng)作磁體板）的方法。通過(guò)由磁體板將內(nèi)側(cè)磁鐵11和外側(cè)磁鐵12的N極和S極在磁路上短路，能夠降低從粘貼了磁體板的區(qū)域的N極和S極產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度。磁體板減薄到磁飽和的程度，穿過(guò)磁體板，而在靶表面?zhèn)刃纬梢欢ǔ潭鹊拇艌?chǎng)。因此，能夠通過(guò)改變粘貼的磁體板的位置和厚度來(lái)控制磁鐵單元10整體的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

然而，大多情況下，磁鐵單元10通常與靶側(cè)的結(jié)構(gòu)物靠近地設(shè)置。具體地說(shuō)，有時(shí)在靶與磁鐵單元10之間存在腔壁等。為了盡可能加強(qiáng)靶表面?zhèn)鹊拇艌?chǎng)強(qiáng)度，需要減小磁鐵單元10與靶之間的距離，大多情況下，磁鐵單元10相對(duì)于腔壁等以幾毫米左右的間隙設(shè)置。

因此，為了將所述的磁體板粘貼在磁鐵單元10表面，需要將磁鐵單元10向靶的相反側(cè)大幅移動(dòng)，而在磁鐵單元10的表面?zhèn)刃纬煽臻g。在最近的例如基板大小超過(guò)1m那樣的大型濺射裝置中，磁鐵單元10也大，重量也大，因此導(dǎo)致用于將磁鐵單元10向靶側(cè)大幅移動(dòng)的機(jī)構(gòu)變得大型且復(fù)雜，存在裝置制造成本變高的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種技術(shù)，通過(guò)不用將磁鐵單元從靶側(cè)大幅移動(dòng)而從磁鐵單元的背面?zhèn)茸兏跑椇穸?，能夠變更靶表面?zhèn)鹊拇艌?chǎng)形狀、磁場(chǎng)強(qiáng)度，能夠降低裝置的制造成本。

與本發(fā)明的一個(gè)方面有關(guān)的磁控濺射裝置，其特征在于，具備：

陰極，將靶的安裝面作為表面?zhèn)龋灰约?/p>

磁鐵單元，配置在所述陰極的背面?zhèn)龋?/p>

其中，

（a）所述磁鐵單元具有：

由永磁鐵構(gòu)成的內(nèi)側(cè)磁鐵，將一個(gè)極性的磁極面朝向所述陰極側(cè)；

由永磁鐵構(gòu)成的外側(cè)磁鐵，以包圍所述內(nèi)側(cè)磁鐵的方式矩形狀地排列，將與所述內(nèi)側(cè)磁鐵相反的極性的磁極面朝向所述陰極側(cè)；

非磁體，將所述內(nèi)側(cè)磁鐵和所述外側(cè)磁鐵固定；以及

由強(qiáng)磁體材料構(gòu)成的磁軛，位于朝向所述陰極的所述內(nèi)側(cè)磁鐵以及所述外側(cè)磁鐵的磁極面的相反側(cè)，將所述內(nèi)側(cè)磁鐵和所述外側(cè)磁鐵的磁極連接，