磁控溅射装置以及磁控溅射方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104114742 A (43)申请公布日 2014.10.22 CN 104114742 A (21)申请号 201280070032.8 (22)申请日 2012.10.26 C23C 14/35(2006.01) (71)申请人 国立大学法人东北大学 地址 日本宫城县 (72)发明人 后藤哲也 (74)专利代理机构 北京林达刘知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11277 代理人 刘新宇 张会华 (54) 发明名称 磁控溅射装置以及磁控溅射方法 (57) 摘要 本发明的磁控溅射装置具有 ： 第 1 磁体列 (33)， 其呈螺旋状排列 ； 第 2 磁体列 (3。

2、5)， 其与第 1磁体列(33)并列 ； 固定磁体(38)， 其配置于第1 磁体列的周围和第 2 磁体列的周围 ； 磁体旋转机 构(30)， 其使第1磁体列和第2磁体列(33、 35)以 旋转轴线 (Ct) 为中心旋转 ； 以及多个磁感应构件 (11)， 从靶材 (21) 侧观察， 在横截旋转轴线方向 的方向上， 其配置在第1磁体列的外周和第2磁体 列 (33、 35) 的外周与固定磁体 (38) 之间， 并且沿 旋转轴线方向排列， 该多个磁感应构件 (11) 用于 吸引自第1磁体列(33)出来的磁力线并将该出来 的磁力线向靶材 (21) 侧引导， 或者， 吸引自靶材 (21) 侧进入的磁力线。

3、并将该进入的磁力线向第 2 磁体列 (35) 引导。 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.08.18 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/006899 2012.10.26 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2014/064741 JA 2014.05.01 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 8 页 附图 12 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书8页 附图12页 (10)申请公布号 CN 104114742 A CN 104114742 A 1/1 页 2 1. 一种磁控溅射装置， 其特征。

4、在于， 其具有 ： 靶材， 其配置为面向等离子体形成空间 ； 第 1 磁体列， 其相对于上述靶材配置在与上述等离子体形成空间相反的一侧， 绕与上 述靶材的靠等离子体形成空间侧的表面平行的旋转轴线呈螺旋状排列， 并且该第 1 磁体列 由 N 极朝向径向外侧的多个磁体构成 ； 第 2 磁体列， 其绕上述旋转轴线呈螺旋状排列， 并且与上述第 1 磁体并列， 且该第 2 磁 体列由 S 极朝向径向外侧的多个磁体构成 ； 固定磁体， 从上述靶材侧观察， 其配置于上述第1磁体列的周围和上述第2磁体列的周 围， 由在与上述靶材相对的一侧具有 N 极或 S 极的磁体形成， 用于与旋转的上述第 1 磁体列 和上。

5、述第 2 磁体列配合， 在上述靶材的表面形成沿上述旋转轴线的方向移动的环状的磁场 图案 ； 磁体旋转机构， 其用于支承上述第 1 磁体列和上述第 2 磁体列， 并使上述第 1 磁体列和 上述第 2 磁体列以上述旋转轴线为中心旋转 ； 以及 多个磁感应构件， 从上述靶材侧观察， 在横截上述旋转轴线方向的方向上， 该多个磁感 应构件的至少一部分配置在上述第1磁体列的外周和上述第2磁体列的外周与上述固定磁 体之间， 并且沿上述旋转轴线方向排列， 该多个磁感应构件吸引自上述第 1 磁体列出来的 磁力线并将该出来的磁力线向靶材侧引导， 或者， 吸引自靶材侧进入的磁力线并将该进入 的磁力线向上述第 2 磁。

6、体列引导。 2. 根据权利要求 1 所述的磁控溅射装置， 其特征在于， 上述多个磁感应构件各自的上述旋转轴线方向上的厚度比构成上述第 1 磁体列和上 述第 2 磁体列的磁体的上述旋转轴线方向上的宽度薄， 上述多个磁感应构件的上述旋转轴 线方向上的排列间距比上述第 1 磁体列与上述第 2 磁体列之间的间隔小。 3. 根据权利要求 1 所述的磁控溅射装置， 其特征在于， 上述多个磁感应构件沿上述磁体旋转机构的旋转方向排列有多个。 4. 一种磁控溅射方法， 其特征在于， 其使用权利要求13中任一项所述的磁控溅射装置， 并使上述第1磁体列和上述第2 磁体列旋转， 而将在上述等离子体形成空间中形成于上述。

7、靶材的表面附近的等离子体封闭 于上述靶材的表面附近， 并且将上述靶材的材料成膜在被处理基板上。 权 利 要 求 书 CN 104114742 A 2 1/8 页 3 磁控溅射装置以及磁控溅射方法 技术领域 0001 本发明涉及磁控溅射装置以及磁控溅射方法。 背景技术 0002 在液晶显示元件、 半导体元件等的制造过程中， 需要在基板上形成由金属或绝缘 物等构成的薄膜的工序。在该薄膜形成工序中， 采用基于溅射装置的成膜方法。在溅射装 置中， 利用直流高电压或者高频电使氩气等非活性气体等离子体化， 利用该等离子体化气 体使作为薄膜形成用的原材料的靶材活性化而熔解并且飞散， 使其覆盖于基板上。作为溅。

8、 射装置， 提出了一种使用磁体旋转机构的磁控溅射装置， 该装置能够加快成膜速度， 并且提 高靶材利用效率而降低生产成本， 可实现稳定的长期运转 ( 参照专利文献 1)。该装置具有 磁体列和固定磁体， 该磁体列由以相同磁性的磁极朝向外侧的方式、 螺旋状地排列于旋转 轴的外周的多个磁体构成， 该固定磁体以与靶材相对的方式设于该磁体列的周围， 通过使 磁体列以旋转轴为中心旋转， 使形成于靶材表面附近的与靶材表面水平的水平磁场的磁场 环沿旋转轴线方向移动而加快成膜速度， 并且提高靶材的利用效率。 0003 现有技术文献 0004 专利文献 0005 专利文献 1 ： 国际公开 2007/043476A。

9、1 发明内容 0006 发明要解决的问题 0007 通常在磁控溅射中， 为了以高产量向更大面积的基板进行成膜， 行之有效的是扩 大靶材的面积并且增大侵蚀区域。在上述那样的使用磁体旋转机构的磁控溅射装置中， 为 了增大侵蚀区域， 能够通过在长度方向 ( 旋转轴线方向 ) 上延长磁体旋转机构的全长来进 行应对。然而， 若为了增大横截磁体旋转机构的长度方向时的宽度方向上的侵蚀区域而延 长磁体列与固定磁体之间的距离， 则靶材表面处的、 磁体列与固定磁体之间的区域的磁场 强度就降低， 难以将等离子体稳定地封闭于靶材表面。为了防止该情况而增大形成磁体列 的螺旋的直径、 或者并列多个磁体旋转机构， 则所使用。

10、的磁体的量变多， 装置成本大幅上 升。另外， 若所使用的磁体的量变多， 则磁体间作用的力也变大， 而难以确保装置稳定地动 作。 0008 本发明的目的之一在于提供一种在使用磁体旋转机构的磁控溅射装置中， 将磁体 的使用量抑制到最小限度， 并且能够伴随着靶材面积的扩大而增大侵蚀区域、 特别是在靶 材的宽度方向上增大侵蚀区域的装置、 以及使用该装置的磁控溅射方法。 0009 用于解决问题的方案 0010 本发明的磁控溅射装置的特征在于， 其具有 ： 靶材， 其配置为面向等离子体形成空 间 ； 0011 第 1 磁体列， 其相对于上述靶材配置在与上述等离子体形成空间相反的一侧， 绕 说 明 书 CN。

11、 104114742 A 3 2/8 页 4 与上述靶材的靠等离子体形成空间侧的表面平行的旋转轴线呈螺旋状排列， 并且该第 1 磁 体列由 N 极朝向径向外侧的多个磁体构成 ； 0012 第 2 磁体列， 其绕上述旋转轴线呈螺旋状排列， 并且与上述第 1 磁体列并列， 且该 第 2 磁体列由 S 极朝向径向外侧的多个磁体构成 ； 0013 固定磁体， 从上述靶材侧观察， 其配置于上述第1磁体列的周围和上述第2磁体列 的周围， 由在与上述靶材相对的一侧具有 N 极或 S 极的磁体形成， 用于与旋转的上述第 1 磁 体列和上述第 2 磁体列配合， 在上述靶材的表面形成沿上述旋转轴线的方向移动的环状。

12、的 磁场图案 ； 0014 磁体旋转机构， 其用于支承上述第 1 磁体列和上述第 2 磁体列， 并使上述第 1 磁体 列和上述第 2 磁体列以上述旋转轴线为中心旋转 ； 以及 0015 多个磁感应构件， 从上述靶材侧观察， 在横截上述旋转轴线方向的方向上， 该多个 磁感应构件的至少一部分配置在上述第1磁体列的外周和上述第2磁体列的外周与上述固 定磁体之间， 并且沿上述旋转轴线方向排列， 该多个磁感应构件用于吸引自上述第 1 磁体 列出来的磁力线并将该磁力线向靶材侧引导， 或者， 吸引自靶材侧进入的磁力线并将该磁 力线向上述第 2 磁体列引导。 0016 在本发明的磁控溅射方法中， 使用上述的磁。

13、控溅射装置， 并使上述第 1 磁体列和 上述第 2 磁体列旋转， 而将在上述等离子体形成空间中形成于上述靶材的表面附近的等离 子体封闭于上述靶材的表面附近， 并且将上述靶材的材料成膜在被处理基板上。 0017 发明的效果 0018 采用本发明， 将构成旋转的第1磁体列和第2磁体列的多个磁体中的、 处于距靶材 相对较远的状态下的磁体的磁场有效灵活地用作等离子体封闭用的磁场， 能够将磁体的使 用量抑制到最小限度， 能够伴随着靶材面积的扩大而沿该靶材的宽度方向扩张侵蚀区域。 其结果， 实现成膜速率、 生产率的提高。 附图说明 0019 图 1 是表示磁控溅射装置的一例的剖视图。 0020 图 2 是。

14、图 1 中的磁体旋转机构、 磁体列以及固定磁体的立体图。 0021 图 3 是用于说明侵蚀区域的图。 0022 图 4 是本发明的一实施方式的磁控溅射装置的剖视图。 0023 图 5 是表示图 4 的装置的磁体旋转机构、 磁体列、 固定磁体以及磁感应构件的图， 是从靶材侧观察的俯视图。 0024 图 6 是表示磁感应构件的形状的图。 0025 图 7 是表示磁感应构件的配置的图， 是从与靶材表面水平的方向观察的侧视图。 0026 图 8A 是用于说明磁性体的性质的示意图。 0027 图 8B 是用于说明磁性体的性质的示意图。 0028 图 8C 是用于本发明的原理的示意图。 0029 图 9 。

15、是用于说明磁感应构件的作用的图。 0030 图 10A 是用于说明磁感应构件的作用的图， 是图 9 中的 XA-XA 方向的剖视图。 0031 图 10B 是用于说明磁感应构件的作用的图， 是图 9 的 XB-XB 方向的剖视图。 说 明 书 CN 104114742 A 4 3/8 页 5 0032 图 10C 是用于说明磁感应构件的作用的图， 是图 9 的 XC-XC 方向的剖视图。 0033 图 11A 是表示无磁感应构件的情况下的磁力线的分布的、 与图 10A 相对应的剖视 图。 0034 图 11B 是表示无磁感应构件的情况下的磁力线的分布的、 与图 10B 相对应的剖视 图。 00。

16、35 图 12 是表示固定磁体的开口宽度与水平磁场环图案的强度之间的关系的图表。 0036 图 13 是表示本发明的另一实施方式的磁感应构件的示意图。 具体实施方式 0037 以下参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。 而且， 在本说明书以及附图中， 对实质上具有同一功能结构的结构要素标注同一附图标记从而省略重复说明。 0038 磁控溅射装置的基本结构 0039 图 1 表示应用本发明的磁控溅射装置的一例的图， 图 2 是表示图 1 的装置的磁体 旋转机构、 磁体列以及固定磁体的立体图。该装置具有 ： 靶材 21， 其配置为面向等离子体形 成空间SP ； 磁体旋转机构30 ； 多个磁体34，。

17、 其构成后述的第1磁体列33 ； 多个磁体36， 其构 成后述的第2磁体列35 ； 以及固定磁体35， 其配置在第1磁体列33的周围和第2磁体列35 的周围。 而且， 在图1中， 附图标记40是粘接有靶材21的包装板， 附图标记50是磁性体罩， 附图标记 51 是用于等离子体激励的 RF 电源， 附图标记 52 是隔直电容器， 附图标记 53 是用 于等离子体激励和靶材直流电压控制的直流电源， 附图标记60是铝罩， 附图标记55是用于 经由铝罩 60 和包装板 40 向靶材 21 供电的馈线， 附图标记 90 是被处理基板， 附图标记 200 是设置有被处理基板 90 并使该被处理基板 90 。

18、移动的移动工作台。 0040 磁体旋转机构 30 具有中空的旋转轴 31， 在旋转轴 31 的外周面支承第 1 磁体列 33 和第 2 磁体列 35， 并使第 1 磁体列 33 和第 2 磁体列 35 以旋转轴线 Ct 为中心旋转。旋转轴 31 的截面的外形形状为正十六边形， 在各面安装有多个磁体 34、 36。旋转轴 31 的两端部以 旋转自如的方式支承于未图示的支承机构， 并且其一端部与未图示的齿轮单元和马达相连 接， 从而能够使该旋转轴 31 旋转。作为旋转轴 31 的材质， 也可以是通常的不锈钢等， 但优 选磁阻较低的强磁性体、 例如以 Ni-Fe 系高磁导率合金、 铁构成一部分或全部。

19、。在本实施方 式中， 旋转轴 31 的形成材料为铁。 0041 如图 2 所示， 第 1 磁体列 33 相对于靶材 21 配置在与等离子体形成空间 SP 相反的 一侧， 绕与靶材 21 的靠等离子体形成空间 SP 侧的表面平行的旋转轴线 Ct 呈螺旋状排列， 并且该第 1 磁体列 33 由 N 极朝向径向外侧的多个磁体 34 构成。第 2 磁体列 35 绕旋转轴 线Ct呈螺旋状排列， 并且该第2磁体列35与第1磁体列33并列， 由S极朝向径向外侧的多 个磁体 36 构成。各磁体 34、 36 由板状磁体构成， 优选的是， 为了稳定地产生较强的磁场而 使用剩余磁感应强度、 矫顽力、 能积较高的磁。

20、体。 例如剩余磁感应强度为1.1T程度的Sm-Co 系烧结磁体则较佳， 剩余磁感应强度为 1.3T 程度的 Nd-Fe-B 系烧结磁体等则更佳。在本实 施方式中， 使用 Nd-Fe-B 系烧结磁体。各磁体 34、 36 在与其表面垂直的方向上被磁化。 0042 从靶材 21 侧观察， 固定磁体 35 配置为包围在第 1 磁体列 33 和第 2 磁体列 35 的 周围， 利用在与靶材 21 相对的一侧具有 S 极的磁体形成。而且， 也可以是在与靶材 21 相对 的一侧具有 N 极的磁体。而且， 固定磁体 35 通过将设于沿旋转轴线 C 方向的部分的端部和 说 明 书 CN 104114742 A。

21、 5 4/8 页 6 与该部分正交的部分的端部连结起来而成， 但也可以将上述部分分离。 关于固定磁体35， 也 与各磁体 34、 36 同样地使用 Nd-Fe-B 系烧结磁体。 0043 包装板 40 借助未图示的绝缘体设置于未图示的处理室外壁。RF 电源 51 的电频 率例如为 13.56MHz。在本实施方式中， 直流电源也采用能够叠加施加的 RF-DC 结合放电方 式， 但也可以采用仅有直流电源的 DC 放电溅射方式， 也可以采用仅有 RF 电源的 RF 放电溅 射方式。 0044 接下来， 利用图 3 对在磁控溅射装置中在靶材表面移动的环状的磁场图案的形成 进行说明。 而且， 形成该磁场。

22、图案的磁场的作用为将等离子体封闭于靶材的表面附近， 并形 成作为靶材表面的被溅射的区域的侵蚀区域。 0045 如图 3 所示， 从靶材 21 侧观察设于旋转轴 31 的第 1 磁体列 33 和第 2 磁体列 35 时， 近似地， 第 1 磁体列 33 的 N 极的周围被第 2 磁体列 35 的 S 极和固定磁体 38 的 S 极包 围。来自第 1 磁体列 33 的磁力线中的、 来自相对地位于与靶材 21 较近的位置的磁体 34 的 磁力线在穿过靶材21后， 在包围其周围的第2磁体列35的S极或固定磁体38的S极终止。 因此， 在靶材 21 的表面， 形成有多个闭合的环状的磁场图案 601。磁场。

23、图案 601 是与靶材 21 的表面垂直的方向上的磁场成分为零且仅存在与靶材 21 的表面水平的方向上的磁场成 分的区域的轨迹， 该闭合的环状的磁场图案 ( 以下称作水平磁场环。)601 内封闭有等离子 体， 因此磁场图案 601 与侵蚀区域一致。伴随着旋转轴 31 的旋转， 多个磁场图案 601 在靶 材 21 的表面沿箭头所示的方向移动。而且， 在第 1 磁体列 33 的端部和第 2 磁体列 35 的端 部， 自一侧的端部依次产生侵蚀区域， 该侵蚀区域朝向另一侧的端部移动， 在另一侧的端部 依次消失。 0046 靶材 21 的表面根据时间平均效果其整个面被高效率地削去 ( 被侵蚀 )， 因。

24、此靶材 21 的使用效率提高。在侵蚀区域中被溅射而飞出的靶材 21 的原子到达并附着于设置于移 动工作台 200 的被处理基板 90。由此， 在被处理基板 90 上形成薄膜。而且， 也能够对设置 有被处理基板 90 的移动工作台 200 进行驱动， 在靶材 21 的表面激励等离子体期间， 一边使 被处理基板 90 相对于靶材 21 移动一边进行成膜。 0047 ( 第 1 实施方式 ) 0048 在图 1 所示的磁控溅射装置中， 使 W1 所示的固定磁体 38 的宽度方向 ( 从靶材侧 观察， 与旋转轴线 Ct 正交的方向 ) 上的开口宽度与 D1 所示的第 1 磁体列 33 的直径和第 2 。

25、磁体列 35 的直径的磁体列直径同等程度。其原因在于， 在为了扩大靶材 21 的宽度方向上 的尺寸而扩大开口宽度 W1 时， 如后述那样， 在靶材 21 的表面， 水平磁场环 601 的、 距第 1 磁 体列 33 和第 2 磁体列 35 以及固定磁体 38 相对较远的区域的磁场强度降低， 难以稳定地将 等离子体封闭于靶材表面。 因此， 在本实施方式中， 对无需增加所使用的磁体的数量就能够 应对靶材 21 的宽度方向上的尺寸的扩大的磁控溅射装置进行说明。 0049 图 4 是表示本发明的第 1 实施方式的磁控溅射装置的剖视图。而且， 在图 4 中， 对 与图 1 的装置同样的结构部分使用同一附。

26、图标记。该装置形成为固定磁体 38 的开口宽度 W1 比磁体列直径 D1 大很多， 并且在旋转轴 31 与固定磁体 38 之间设有磁感应构件 11。如 后所述， 该磁感应构件11是为了提高形成于靶材21的表面附近的、 移动的水平磁场环的磁 场强度、 特别是为了提高第 1 磁体列 33 和第 2 磁体列 35 与固定磁体 38 之间的区域的磁场 强度而设置的。 说 明 书 CN 104114742 A 6 5/8 页 7 0050 如图 5 以及图 6 所示， 磁感应构件 11 利用薄板构件形成， 磁感应构件 11 的形成材 料由因磁感应而产生磁极的磁性体形成， 优选的是， 利用磁阻较低的强磁性。

27、体、 例如 Ni-Fe 系高磁导率合金、 铁等形成。在本实施方式中， 磁感应构件 11 由铁形成。如图 6 所示， 磁感 应构件 11 具有其一侧的两角为直角的梯形形状， 图 6 所示的尺寸 A、 B、 C 例如分别为 37mm、 34mm、 22mm。另外， 厚度 T 例如为 2mm。如图 5 所示， 从靶材 21 侧观察， 磁感应构件 11 在第 1 磁体列 33 和第 2 磁体列 35 与固定磁体 38 之间并且在旋转轴线 Ct 两侧沿该旋转轴线 Ct 方向排列有多个。 0051 接下来， 参照图 7， 对磁感应构件 11 的具体配置例进行说明。图 7 是从与靶材 21 的表面水平的方向。

28、观察第 1 磁体列和第 2 磁体列与磁感应构件 11 的侧视图。磁感应构件 11 与图 7 中 D 所示的第 1 磁体列 33 和第 2 磁体列 35 的倾斜角度 ( 螺旋的倾斜角度 ) 相 匹配地相对于旋转轴线 Ct 倾斜地配置。在本实施方式中， 由于螺旋的倾斜角度为 65， 因 此磁感应构件 11 也相对于旋转轴线 Ct 倾斜 65。为了防止相邻的第 1 磁体列 33 和第 2 磁体列 35 间的磁力线的干涉， 使磁感应构件 11 与螺旋的倾斜角度相匹配地配置。而且， 在 螺旋的倾斜角度较小的情况下， 也能够将磁感应构件 11 配置为不相对于旋转轴线 Ct 倾斜 而与旋转轴线 Ct 正交。。

29、 0052 多个磁感应构件 11 以规定的排列间距 P1 排列， 间距 P1 例如为 4mm 程度。另外， 根据图 7 可知， 磁感应构件 11 的旋转轴线 Ct 方向上的厚度比构成第 1 磁体列 33 和第 2 磁 体列 35 的磁体的旋转轴线 Ct 方向上的宽度 E 薄， 磁感应构件 11 的旋转轴线 Ct 方向上的 排列间距 P1 构成为比第 1 磁体列与第 2 磁体列之间的间隔 F 小。宽度 E 和间隔 F 例如为 19mm 和 25mm。在这样的尺寸条件下， 磁感应构件 11 在第 1 磁体列和第 2 磁体列的宽度 E 的范围内设置 2 3 个。而且， 关于将磁感应构件 11 的厚度。

30、以及排列间距 P1 设置为上述 那样的结构的理由， 后面将进行阐述。 0053 磁感应构件 11 的下端部 ( 与靶材 21 相对的端部 ) 的位置设定于在与靶材 21 的 表面垂直的方向上与第 1 磁体列 33 和第 2 磁体列 35 的磁体中的最接近靶材 21 的位置的 磁体大致相同的高度。 0054 虽然省略了用于支承磁感应构件 11 的支承构件的图示， 但是为了将磁感应构件 11 固定于支承构件， 也能够将由例如铝、 树脂等非磁性材料形成的板状构件夹于多个磁感 应构件11之间。 此时， 优选一体化成形多个磁感应构件11与多个上述板状构件。 在上述板 状构件为铝那样的非磁性金属材料的情况。

31、下， 既可以利用铝制的螺栓螺母、 铆钉紧固， 也 可以利用带状框体以牢固密合的方式固定。在上述板状构件为树脂的情况下， 也可以将以 等间隔的方式临时排列维持的多个磁感应构件 11 浸渍于熔融树脂中并使树脂固化， 从而 进行一体成型。多个磁感应构件 11 各自如图 6 所示那样由相同的材质形成为相同形状、 相 同尺寸为佳， 但从材质的均质性、 加工精度这点考虑， 并不一定为相同材质相同形状相 同尺寸。而且， 也有时被其他的因素、 例如靶材 21、 磁体旋转机构 30 的形状方面的均质性、 或者构造方面的均质性左右。考虑到上述情况， 期望的是， 该磁感应构件 11 的材质形 状 尺寸的容许范围设置。

32、为使得形成于靶材 21 与磁体旋转机构 30 之间的等离子体无场所 依赖性地成为均质或者实质上均质的范围。磁感应构件 11 的排列间隔优选设置为等间隔 或者实质上或者实效上等间隔。但是， 若依赖于靶材 21 和磁体旋转机构 30 的均质性而设 置为等间隔或者实质上或者实效上等间隔， 则妨碍被形成于靶材 21 与磁体旋转机构 30 之 说 明 书 CN 104114742 A 7 6/8 页 8 间的等离子体的均质性的话， 也可以有意地改变磁感应构件 11 的排列间隔以保证等离子 体的均质性。例如， 若沿着磁体旋转机构 30 的旋转轴线 Ct 向磁体旋转机构 30 的中央以使 其排列间隔逐渐扩大。

33、的方式排列多个磁感应构件 11， 则前述的课题较容易解决， 因此是优 选该方式。在本发明的实施方式例的说明中， 将第 1 磁体列 33 和第 2 磁体列 35 沿旋转轴 线 Ct 的周边以等间距呈螺旋状配置的例子作为优选的例子之一进行了说明， 但除此之外， 根据实施方式例的不同也可以以不等间距呈螺旋状配置， 不等间距也可以是以沿磁体旋转 机构 30 的旋转轴线 Ct 向磁体旋转机构 30 的中央使间距间隔连续地扩大的方式呈螺旋状 配设。第 1 磁体列的宽度 E 和第 2 磁体列的宽度 E 为了便于说明以等宽度的方式进行了说 明以及图示， 但与构成磁体列的磁体的磁力的强弱的差异相对应地或为了所期。

34、望的等离子 体按照既定目的那样形成而使上述宽度 E 不同也为优选的例子之一。例如， 作为期望的例 子可以例举与构成磁体列的磁体的磁力的强弱的差异相对应地使N型磁体列的宽度比S型 磁体列的宽度宽。 0055 接下来， 参照图 8A 图 11B 对磁感应构件 11 的作用、 效果进行说明。如图 8A 所 示， 磁极朝向相反的两个磁体 301、 302 并列配置时， 自一侧的磁体 301 出来的磁力线 MF 被 吸引而进入到另一侧的磁体 302。在分别与磁体 301、 302 相对的位置配置端面的宽度与磁 体301、 302大致相同的磁性体401、 402时， 因磁感应的作用磁力线尽可能穿过磁性体里。

35、面， 因此如图 8A 所示， 能够使磁力线 MF 的路径延伸至距磁体 301、 302 更远的位置。然而， 如图 8B 所示， 磁体 301、 302 移动至不与磁性体 401、 402 相对的位置时， 磁在磁体间短路， 磁力线 MF 不会延伸至远离磁体 301、 302 的位置。因此， 如图 8C 所示， 将具有比磁体 301、 302 的端 面的宽度窄的端面的多个磁性体 501 以比磁体 301、 302 的端面的宽度窄的间隔排列。利 用磁性体 501， 能够使磁力线 MF 的路径延伸至距磁体 301、 302 更远的位置， 并且即使磁体 301、 302 相对于磁性体 501 发生了移动。

36、， 也能够维持延长后的磁力线 MF 的路径。其原因在 于， 磁性体板彼此孤立， 因此磁不会在磁体间分流 ( )。 0056 在水平磁场环区域中， 为了高效地将等离子体封闭， 需要使水平磁场环区域的最 低水平磁场强度为至少 100 高斯以上、 期望的是 200 高斯以上、 进一步期望的是 300 高斯以 上。如上所述， 在固定磁体 38 的开口宽度 W1 形成为比磁体列直径 D1 大很多时， 水平磁场 环区域的最低水平磁场强度降低。在本实施方式中， 利用图 8C 所示的原理， 利用磁感应构 件 11 进行作用以延长在第 1 磁体列 33、 第 2 磁体列 35 以及固定磁体 38 间形成的磁力线。

37、的 路径， 提高水平磁场环的磁场强度。 0057 图9是从靶材方向观察第1磁体列和第2磁体列、 磁感应构件和固定磁体的图。 在 图 9 中， 单点划线所示的轨迹 601 为形成于靶材 21 的表面的水平磁场环。图 10A 是沿图 9 中的第 1 磁体列 33 的 XA-XA 线剖视图， 图 10B 是沿图 9 中的与 XA-XA 线正交的 XB-XB 线剖 视图， 图 10C 是沿图 9 中第 2 磁体列 35 的 XC-XC 线剖视图。而且， 图 10A 以及图 10C 仅示 出了相对于旋转轴线 Ct 的单侧半部分的磁体列。 0058 如图 10A 所示， 根据前述的磁性体的性质， 自位于距。

38、靶材 21 的表面相对较远的位 置而非靶材21的表面的附近的第1磁体列33的磁体34出来的磁力线被吸引至配置于该第 1 磁体列 33 与固定磁体 38 之间的磁感应构件 11 的一端部， 进入到磁感应构件 11 内。磁力 线会尽可能地集中于磁导率较高的材质， 并且磁力线具有彼此欲相互排斥的性质， 因此进 入到磁感应构件 11 内的磁力线穿过磁感应构件 11 的内部而被引导至靶材侧， 从磁感应构 说 明 书 CN 104114742 A 8 7/8 页 9 件 11 的下端部朝向靶材 21 出来。自磁感应构件 11 出来的磁力线中的、 位于接近固定磁体 38 的位置的磁力线终止于固定磁体 38。。

39、此时， 如图 10A 所示， 在靶材 21 的表面形成水平磁 场区域 ( 垂直磁场为零 )， 该处封闭有等离子体 PL。该位置与图 9 中的位置 802 相对应。 0059 如图 10A 以及图 10B 所示， 自磁感应构件 11 出来的余下的磁力线 MFA 被引导至靶 材21侧。 而且， 被引导至靶材21的表面侧的磁力线MFA最终作为磁力线MFB终止于在旋转 轴线方向上相邻的第 2 磁体列 35 的磁体 36。如图 10B 以及图 10C 所示， 在该情况下， 自靶 材 21 侧进入的磁力线 MFB 也被吸引至配置于第 2 磁体列 35 与固定磁体 38 之间的磁感应 构件 11 的下端部，。

40、 穿过磁感应构件 11 的内部而被引导至第 2 磁体列 35 的磁体 36。此时， 如图 10B 所示， 在靶材表面形成水平磁场区域 ( 垂直磁场为零 )， 该处封闭有等离子体 PL。 这与图 9 的位置 803 相对应。像这样， 通过利用磁感应构件 11 将处于距靶材 21 相对较远 的状态的磁体的磁场灵活地用作等离子体封闭用的磁场， 即使扩大固定磁体 38 的开口宽 度 W1， 也能够稳定地激励宽度较宽的水平磁场环。 0060 为了进行比较， 对不引入磁感应构件 11 而扩大固定磁体 38 的开口宽度 W1 的情况 进行说明。在该情况下， 如图 11A 所示， 自位于距靶材 21 的表面较。

41、远的位置而非靶材 21 的 表面的附近的磁体出来的磁力线向与磁体面大致垂直方向发散， 而非向靶材 21 侧发散。一 部分的磁力线朝向固定磁体 38 行进， 但由于不存在磁感应构件 11， 因此难以形成如图 10A 所示那样的水平磁场环， 难以稳定地将等离子体 PL 封闭。另外， 在图 9 的位置 803 的附近， 在靶材 21 的表面上形成较强的磁场强度的水平磁场环区域是非常困难的。其原因在于， 如 图 11B 所示， 自位于远离靶材 21 的表面的位置的磁体的 N 极出来的磁力线 MFA 朝向相邻 的磁体的 S 极行进而非向靶材 21 侧行进， 从而不经由靶材 21 的表面。因此， 在不存在。

42、磁感 应构件 11 的情况下， 即使在图 9 所示的磁体与靶材 21 的距离较近的位置 801 处激励了较 多的等离子体， 等离子体也在水平磁场较弱的位置 802、 803 发生扩散， 难以稳定地激励等 离子体。 0061 图 12 是对改变了固定磁体 38 的开口宽度 W1 后的水平磁场环内的最低水平磁场 的强度进行标识而得到的图表。比较例表示不存在磁感应构件 11 的装置中的水平磁场环 内的最低水平磁场的强度。可知 ： 在本实施例中， 即使将固定磁体 38 的开口宽度 W1 扩大至 磁体列直径 D1 的两倍， 最低水平磁场也超过 200 高斯。而且， 水平磁场环内的最高水平磁 场在靶材的宽。

43、度方向上的中央附近为 750 高斯程度， 即使改变固定磁体 38 的开口宽度 W1， 该水平磁场环内的最高水平磁场也几乎不变化。 通过引入磁感应构件11， 将靶材21的宽度 增大至磁体列直径 D1 的两倍， 能够将水平磁场环扩大至该靶材的宽度的整个范围。另一方 面， 在不存在磁感应构件 11 的比较例中， 在开口宽度 W1 超过磁体列直径 D1 的约 1.5 倍时， 最低水平磁场就低于 100 高斯， 变得不能够稳定地激励等离子体。 0062 ( 第 2 实施方式 ) 0063 图 13 是表示本发明的另一实施方式的磁感应构件的构造的图。图 13 所示的磁感 应构件与第 1 实施方式同样地在旋。

44、转轴线 Ct 方向上分别排列有多个， 但如附图标记 11A 11C 所示， 也在旋转轴 31 的旋转方向 R1 排列有多个磁感应构件。而且， 磁感应构件 11A 11C 以其一端部与第 1 磁体列 33 的远离靶材 21 的表面的磁体相对、 且其另一端部与靶材 21 相对的方式弯曲。 0064 对于第1实施方式的由一个磁性体形成的磁感应构件11， 该磁感应构件11的内部 说 明 书 CN 104114742 A 9 8/8 页 10 的磁阻为各向同性， 因此大部分的磁力线朝向靶材 21 的表面行进， 但一部分产生自图 10A 的右端部扩散并沿水平方向扩散的成分。 0065 另一方面， 在本实施。

45、方式中， 磁感应构件 11A 11C 在旋转方向 R1 上被分割为多 个， 其形状为自第 1 磁体列 33 朝向靶材 21 的表面的弯曲形状， 因此能够减小磁力线的扩散 的比例， 能够将磁力线高效率地引导至靶材表面。 0066 而且， 磁感应构件的宽度在旋转轴线C的方向以及旋转方向R1的方向的任一者上 均比相对的磁体的宽度窄， 排列间距优选为磁体宽度那样的大小以及磁体间至少排列两个 以上磁感应构件那样的大小。 0067 以上参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明， 但本发明不限于该例。在上 述实施方式中， 将螺旋状的磁体列设置为两列， 但并不限于此， 例如也能够形成四列、 六列、 八列等更多。

46、的磁体列。 在上述实施方式中， 从靶材侧观察时， 将磁感应构件配置于磁体列的 外周与固定磁体之间， 但只要是磁感应构件的至少一部分配置于磁体列的外周与固定磁体 之间即可， 也能够将磁感应构件设置为在从靶材侧观察时与磁体列重叠的结构。对具有本 发明所述的技术领域的通常的知识的人员而言， 在权利要求的范围所记载的技术构思的范 畴内能够想到各种的变更例或修改例是显而易见的， 应该能够理解上述情况也当然属于本 发明的保护范围。 0068 产业上的可利用性 0069 本发明的磁控溅射装置不仅能够用于在半导体晶片等上形成绝缘膜或者导电性 膜， 也能够应用于对平板显示器装置的玻璃等的基板形成各种覆膜， 能够。

47、在存储装置、 其他 的电子装置的制造中用于溅射成膜。 说 明 书 CN 104114742 A 10 1/12 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 11 2/12 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 12 3/12 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 13 4/12 页 14 图 4 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 14 5/12 页 15 图 5 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 15 6/12 页 16 图 6 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 16 7/12 页 17 图 7 图 8A 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 17 8/12 页 18 图 8B 图 8C 图 9 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 18 9/12 页 19 图 10A 图 10B 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 19 10/12 页 20 图 10C 图 11A 图 11B 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 20 11/12 页 21 图 12 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 21 12/12 页 22 图 13 说 明 书 附 图 CN 104114742 A 22 。