濺射設備和磁體單元的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了當磁體單元的寬度被減小時在靶的表面上獲得充分的漏磁通密度的濺射設備和磁體單元。該濺射設備設置有靶保持件以及具有長邊和短邊的矩形磁體單元。磁體單元具有：第一磁體；布置在第一磁體周圍且在與第一磁體的磁化方向不同的相反方向上被磁化的第二磁體；第三磁體，該第三磁體在短邊方向上的第一磁體與第二磁體之間的至少中央位置并且在短邊方向上在第一磁體和第二磁體之間的區(qū)域的一部分被磁化。第三磁體的面對第二磁體的表面具有與第二磁體的在靶保持件側的表面相同的極性，并且第三磁體的面對第一磁體的表面具有與第一磁體的在靶保持件側的表面相同的極性。
【專利說明】濺射設備和磁體單元

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及濺射設備和磁體單元，或者更具體地涉及包括磁控陰極的濺射設備和設置在磁控陰極中的磁體單元。

【背景技術】
[0002]作為使用磁控陰極的濺射設備，以往已經(jīng)公開有構造成使磁體單元擺動以便擴大靶的侵蝕區(qū)域并提高靶利用率的設備。例如，專利文獻I公開了一種濺射設備，其包括具有大致矩形的平板狀的靶保持件并且配備有構造成使具有大致矩形的磁體單元擺動的平面的磁控陰極。
[0003]引用列表
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開平10-88339號公報


【發(fā)明內容】

[0006]然而，存在著靶利用率上進一步改進的需求。
[0007]這里，將參照圖5A、圖5B和圖6來描述在使矩形磁體單元相對于靶擺動的情況下的靶的侵蝕形狀和靶利用率。
[0008]圖5A和圖5B是示出了大致矩形磁體單元相對于靶靜止時形成在靶上的侵蝕的區(qū)域和形狀的示意圖。圖5A是示出形成在靶上的侵蝕的平面圖。在圖5A中，侵蝕50代表在作為靶表面的xy平面上的侵蝕區(qū)域。由于進行了磁控放電，所以侵蝕50的區(qū)域被形成為如圖5A所示的無端環(huán)形形狀。圖5B是沿著圖5A中的VB-VB線截取的截面圖，其示出了侵蝕50的截面形狀。在圖5B中，侵蝕50的兩個谷部沿著圖5A中的VB-VB線、即在垂直于大致矩形磁體單元的長邊并垂直于靶表面的方向上并排地配置。
[0009]圖6是示出了大致矩形磁體單元相對于靶靜止時以及大致矩形磁體單元相對于靶擺動時形成在靶上的侵蝕的形狀的模擬結果的截面圖。在下文中，磁體單元相對于靶靜止時形成在靶上的侵蝕將稱作靜止侵蝕50，而磁體單元相對于靶擺動時形成在靶上的侵蝕將稱作擺動侵蝕51。
[0010]在圖6中，圖示在圖中左、右且各包括兩個谷部的侵蝕50的虛線和點線示出了當磁體單元700相對于靶分別位于左端和右端時將要形成在靶上的虛擬靜止侵蝕的輪廓。在圖6中，磁體單元700在磁體單元700的短邊方向上擺動。因為磁體單元700相對于革巴在區(qū)域L內擺動，所以靜止侵蝕50相對于靶移位，并且因此在靶中形成擺動侵蝕51。注意，靜止侵蝕50和擺動侵蝕51中的每一個都用其相對侵蝕深度指示，該相對侵蝕深度利用其最大侵蝕深度而被標準化。
[0011]如從圖6清楚看出的，擺動侵蝕51大體上被分成靜止侵蝕50隨著擺動完全通過靶的區(qū)域A和靜止侵蝕50隨著擺動僅部分地通過靶的區(qū)域B。換言之，圖6中指示為區(qū)域B的靶的在磁體單元的短邊方向上的兩端部未充分利用，而是留下來未被濺射。
[0012]本申請的發(fā)明人設想了一種使磁體寬度比在傳統(tǒng)方法中的磁體寬度小的方法，以便有效地利用未充分形成侵蝕并且靶被留下來未被濺射的靶的兩端部，并由此進一步提高了靶利用率。利用圖6，將針對通過該方法提高了多少靶利用率給出說明。
[0013]圖6中示出的擺動侵蝕51代表在短邊方向上寬度W為120mm的磁體單元700在具有180mm的長度的區(qū)域L中擺動的情況下形成的侵蝕的模擬結果。例如，當磁體單元700的短邊方向上的寬度從120mm減小至90mm時，標志著最大侵蝕深度的區(qū)域A可以被擴大并且靶利用率可以被提高。通過如上所述減小磁體單元的寬度W，理論上能夠擴大標志著最大侵蝕深度的區(qū)域A并能夠提高靶利用率。
[0014]然而，當基于該理論減小磁體單元的寬度W時，有以下問題:由磁體單元產(chǎn)生的在革巴的表面上的漏磁通密度(leakage magnetic flux density)很可能被減少，因此難以獲得在磁體單元的寬度W改變之前獲得的漏磁通密度。
[0015]鑒于上述問題而做出本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種即使當磁體單元的寬度W被減小時也能夠在靶的表面上獲得充分的漏磁通密度的濺射設備和磁體單元。
[0016]為達到該目的，本發(fā)明的第一方面提供一種濺射設備，其包括:具有靶載置表面的靶保持件；和具有長邊和短邊且布置在靶保持件的與靶載置表面相反側的表面附近的矩形的磁體單元。這里，磁體單元包括:在垂直于靶載置表面的方向上被磁化的第一磁體；以包圍第一磁體的方式布置并且在垂直于靶載置表面的方向且在與第一磁體的磁化方向不同的相反方向上被磁化的第二磁體；和位于短邊方向上第一磁體與第二磁體之間的一部分處并且在第一磁體與第二磁體之間的至少中央位置處的第三磁體，第三磁體在短邊方向上被磁化。第三磁體包括:面對第二磁體并且具有與第二磁體的在靶保持件側的表面的極性相同的極性的表面，和面對第一磁體并且具有與第一磁體的在靶保持件側的表面的極性相同的極性的表面。
[0017]同時，本發(fā)明的第二方面提供一種具有長邊和短邊的矩形的磁體單元，磁體單元包括:磁體載置表面；在垂直于磁體載置表面的方向上被磁化的第一磁體；以包圍第一磁體的方式布置并且在垂直于磁體載置表面的方向且在與第一磁體的磁化方向不同的相反的方向上被磁化的第二磁體；和位于短邊方向上在第一磁體與第二磁體之間的一部分處并且在第一磁體與第二磁體之間的至少中央位置處的第三磁體，第三磁體在短邊方向上被磁化。這里，第三磁體包括:面對第二磁體并且具有與第二磁體的在與磁體載置表面相反側的表面的極性相同的極性的表面；和面對第一磁體并且具有與第一磁體的在與磁體載置表面相反側的表面的極性相同的極性的表面。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，與傳統(tǒng)的示例相比，可以增加靶的表面上的漏磁通密度。因此，能夠提供一種通過減小磁體單元的寬度來提高靶利用率的濺射設備和磁控單元。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是說明適用于本發(fā)明的實施方式的濺射設備的構造的示意性截面圖。
[0020]圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式的磁體單元的細節(jié)的平面圖。
[0021]圖3是沿著圖2中的II1-1II線截取的截面圖。
[0022]圖4是說明包括第一磁體、第二磁體以及由板狀磁性材料制成并用作磁體載置部的磁軛的傳統(tǒng)的磁體單元的平面圖。
[0023]圖5A是由具有大致矩形的磁體單元形成的環(huán)狀侵蝕的示意性平面圖。
[0024]圖5B是沿著圖5A中的VB-VB線截取的截面圖。
[0025]圖6是示出當磁體單元的短邊方向上的寬度等于120mm時在革El上形成的靜止侵蝕和擺動侵蝕的模擬結果的截面圖。
[0026]圖7是示出當根據(jù)本發(fā)明的實施方式的磁體單元的短邊方向上的寬度等于90mm時在靶上形成的靜止侵蝕和擺動侵蝕的模擬結果的截面圖。
[0027]圖8A是說明包括第一磁體、第二磁體以及由板狀磁性材料制成并用作磁體載置部的磁軛的傳統(tǒng)的磁體單元的截面圖。
[0028]圖SB是說明包括第一磁體、第二磁體以及由板狀磁性材料制成并用作磁體載置部的磁軛的傳統(tǒng)的磁體單元的截面圖。
[0029]圖SC是說明包括第一磁體、第二磁體以及由板狀磁性材料制成并用作磁體載置部的磁軛的傳統(tǒng)的磁體單元的截面圖。
[0030]圖9圖示了示出由具有傳統(tǒng)結構的磁體單元形成的磁環(huán)和由根據(jù)本發(fā)明的實施方式的磁體單元形成的磁環(huán)的視圖。
[0031]圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式的磁體單元的尺寸的平面圖。
[0032]圖1lA是用于說明在本發(fā)明的另一實施方式中從磁體載置表面到第一至第三磁體的位于與磁體載置表面相反側的各個表面的距離的視圖。
[0033]圖1lB是用于說明在本發(fā)明的其他實施方式中從磁體載置表面到第一至第三磁體的位于與磁體載置表面相反側的各個表面的距離的視圖。
[0034]圖1lC是用于說明在本發(fā)明的其他實施方式中從磁體載置表面到第一至第三磁體的位于與磁體載置表面相反側的各個表面的距離的視圖。

【具體實施方式】
[0035](第一實施方式)
[0036]下面將基于附圖來描述本發(fā)明的典型實施方式。注意，本發(fā)明并不只限于該實施方式，并且能夠在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內進行各種改變。
[0037]圖1是說明適用于該實施方式的濺射設備的構造的示意性截面圖。圖1中示出的X方向代表靶5以及磁體單元7的短邊方向，該方向是磁體單元7的擺動方向。
[0038]如圖1所示，濺射設備包括作為主要構成要素的室3、磁控陰極40和基板保持件2。另外，濺射設備包括用于將濺射沉積處理所必要的電力施加至靶保持件4的電源13。靶5所接合的靶保持件4經(jīng)由絕緣體6附接至室3 (真空室)。絕緣體6是在室3與靶保持件4之間建立電絕緣的構件。室3、靶保持件4和絕緣體6共同形成能夠實現(xiàn)抽真空的處理室14ο
[0039]靶保持件4設置有靶5通過粘合接合至其上的靶附接表面(靶載置表面)4a。靶附接表面4a形成為面對基板保持件2的平滑表面。靶5是待被沉積的材料，其如之前所述被粘合至靶保持件4的靶附接表面4a。
[0040]構造成施加磁控放電所必要的磁場的、具有長邊和短邊的矩形的磁體單元(磁路單元)7布置在靶保持件4的與靶附接表面4a相反一側的表面附近。磁體單元7經(jīng)由接頭9從螺紋軸8上懸掛下來，并且馬達10被連接至螺紋軸8。螺紋軸8通過馬達10轉動(正轉和反轉)。換言之，接頭9和螺紋軸8共同形成滾珠絲杠機構。磁體單元7隨著螺紋軸8的轉動而在X方向(磁體單元7的短邊方向)上擺動。通過控制馬達10的轉動，能夠控制磁體單元7的移動距離、移動速度和移動方向。以該方式，由接頭9、螺紋軸8和馬達10形成的擺動裝置能夠使磁體單元7如用圖1中的虛線所圖示地移動。
[0041]雖然實施方式包括使磁體單元7僅在磁體單元7的短邊方向上移動的擺動裝置，但是還可以提供附加地被構造成使磁體單元7在作為磁體單元7的長邊方向的Y方向上擺動的擺動裝置。
[0042]能夠以面對靶5的方式保持基板I的基板保持件2設置在室3的內部。諸如排氣泵等的排氣裝置經(jīng)由未圖示的傳導閥(conductance valve)等被連接至室3的排氣口 11。設置有質量流量控制器(MFC)等的氣體導入機構12作為用于導入處理氣體的部件被連接至室3。以預定的流量從氣體導入機構12供給處理氣體。包含諸如氬(Ar)的稀有氣體、氮(N2)等的單一氣體或者混合氣體可以被用作處理氣體。
[0043]雖然在該實施方式中磁體單元7布置在靶保持件4的背面?zhèn)?，但是也能夠采用在靶保持?與磁體單元7之間的位置處設置分隔板并且分隔板被用作真空分隔壁的構造。需要注意的是，在實施方式中，磁體單元7是指著至少包括第一磁體71、第二磁體72和第三磁體(73a，73b)的構造。與此同時，磁控陰極40是指著至少包括磁體單元7和靶保持件4的構造。
[0044]圖2是說明實施方式的磁體單元7的細節(jié)的平面圖。圖3是沿圖2中的II1-1II線截取的、說明實施方式的磁體單元7的細節(jié)的截面圖。
[0045]磁體單元7包括:第一磁體71 ;第二磁體72 ;第三磁體73a ;以及磁體載置部74，磁體載置部74設置有用于支撐第一磁體71、第二磁體72和第三磁體73a的磁體載置表面74a。在實施方式中，至少第一磁體71和第二磁體72載置在磁體載置表面74a上。
[0046]注意，磁體單元7的長邊和短邊由第一磁體71和第二磁體72確定。
[0047]作為棒狀的永磁體的第一磁體71以及作為具有包圍第一磁體71的形狀的永磁體的第二磁體72相互隔開地設置并且載置在磁體載置部74上。第一磁體71和第二磁體72在垂直于靶表面和靶附接表面4a的方向(z方向)上被磁化。第一磁體71的極性和第二磁體72的極性彼此相對地配置。在實施方式中，第一磁體71設置成使得其N極指向磁體載置表面74a側，而其S極指向靶保持件4側。另一方面，第二磁體72被設置成使得其S極指向磁體載置表面74a —側而其N極指向靶保持件4 一側。換言之，第二磁體72在與第一磁體71的磁化方向不同的相反方向被磁化。
[0048]同時，作為棒狀的永磁體的第三磁體73a設置在磁體單元7的短邊方向上的第一磁體71與第二磁體72之間的各區(qū)域中的一部分處，并且至少在第一磁體71與第二磁體72之間的中央位置處。具體地，各第三磁體73a設置成使得第三磁體73a的長邊方向與第一磁體71的長邊方向一致并且第三磁體73a的短邊方向上的中點與第一磁體71和第二磁體72之間的中點一致。這里，從另一角度看，各第三磁體73a沿著磁體單元7的長邊方向(y方向)設置成使得第三磁體73a的在第一磁體71側的表面73b與第一磁體71之間的距離等于第三磁體73a的在第二磁體72側的表面73c與第二磁體72之間的距離。與此同時，如圖2所示，各第三磁體73a的在長邊方向上的長度短于第一磁體71的在長邊方向上的長度。因此，第三磁體73a未布置在第一磁體71與第二磁體72之間的區(qū)域中的在第一磁體71的長邊方向上的各端部處。
[0049]各第三磁體73a在平行于靶表面和靶附接表面4a的方向以及垂直于磁體單元7的長邊方向(X方向)被磁化。第三磁體73a的鄰接第一磁體71的表面73b (面對第一磁體71的表面)的極性具有與第一磁體71的面對靶保持件4側的表面的極性相同的極性。同時，第三磁體73a的鄰接第二磁體72的表面73c (面對第二磁體71的表面)的極性具有與第二磁體72的在靶保持件一側的表面的極性相同的極性。從利用經(jīng)濟上有利的方法產(chǎn)生磁控放電所必要的磁場的觀點出發(fā)，磁體載置部74優(yōu)選地由磁性材料制成。另外，從第一磁體71和第二磁體72的固定的角度出發(fā)，優(yōu)選的是存在磁體載置部74。然而，當僅通過第一磁體71、第二磁體72和第三磁體73a就能夠產(chǎn)生必要且充分的磁場時，磁體載置部74可以由非磁性材料制成。此外，在該情況下，如果第一磁體71、第二磁體72和第三磁體73a能夠相對于彼此固定，則不需要設置磁體載置部74。
[0050]支撐部73d設置在各第三磁體73a與磁體載置部74之間。在實施方式中，支撐部73d由作為非磁性材料的鋁制成。這里，只要能夠設計有利的磁路，支撐部73d可以由磁性材料制成，或者可以是具有與各第三磁體73a相同的磁化方向和相同的極性配置的磁體。可選地，第三磁體73a可以在未設置支撐部73d的情況下直接載置在磁體載置部74上。
[0051]實施方式說明了第一磁體71和第二磁體72直接設置在磁體載置部74上的情況。然而，不限于之前所述，也能夠在磁體載置部74與第一磁體71和第二磁體72中的至少一個之間設置諸如支撐部73d等的間隔件。
[0052]盡管上述實施方式說明了第三磁體73a中的每一個均為棒狀的情況。作為替代，第三磁體73a可以是單個的環(huán)形磁體。換言之，在實施方式中，第三磁體布置在第一磁體71和第二磁體72的短邊方向上的第一磁體71與第二磁體72之間的至少一部分處，并且在第一磁體71與第二磁體72之間的至少中心位置處。
[0053]將通過利用圖9來描述由實施方式的磁體單元7形成的磁環(huán)與由傳統(tǒng)的磁體單元90形成的磁環(huán)之間的比較。
[0054]在圖9中，傳統(tǒng)結構的磁體單元90具有從本實施方式的磁體單元7上取走第三磁體73a和支撐部73d的構造。在傳統(tǒng)的磁體單元90中，磁力線(磁環(huán))91由第一磁體71的作為靶保持件側的磁極的N極和第二磁體72的作為靶保持件側的磁極的S極形成。將從第一磁體71和第二磁體72到磁力線91中的與靶表面平行且磁場強度(漏磁通密度)為X(X:任意)高斯的區(qū)域的距離定義為LI。
[0055]在實施方式的磁體單元7中，在和傳統(tǒng)磁體單元90 —樣由第一磁體71和第二磁體72形成磁力線(磁環(huán))92的同時，在相應的磁力線92的內側(在第一磁體71側和第二磁體73側)由各第三磁體73a的N極和S極進一步形成了磁力線(磁環(huán))93。在實施方式中，從第二磁體72的N極發(fā)出的磁力線92與從第三磁體73a的N極發(fā)出的磁力線93彼此排斥。為此原因，從第二磁體72的N極發(fā)出的磁力線92以使繞著由第三磁體73a形成的磁力線93的繞行的方式進入第一磁體71的S極。結果，能夠形成與傳統(tǒng)的磁體單元90的情況相比距離磁體單元較遠的磁環(huán)。
[0056]具體地，在實施方式中，各第三磁體73a以如下方式設置在第一磁體71與第二磁體72之間:從面對第二磁體72的表面73c (第三磁體的N極)發(fā)出到靶側的磁力線93進入面對第一磁體71的表面73b (第三磁體的S極)；表面73c的極性是與第二磁體72的面對表面73c的區(qū)域的磁性相同的極性；并且表面73b的極性是與第一磁體71的面對表面73b的磁性相同的極性。因此，排斥由第一磁體71和第二磁體72形成的磁力線92的磁力線93能夠形成在磁力線92的內側。通過排斥磁力線92的上述磁力線93的存在，能夠形成遠離磁體單元7的、與漏磁通密度有關的磁力線92。換言之，能夠使得與漏磁通密度有關的磁力線92中的一個的從第一磁體71和第二磁體72到與靶表面平行且磁場強度為上述X高斯的區(qū)域的距離L2大于傳統(tǒng)磁體單元90中的距離LI。如上所述，在實施方式中，設置成使得由第三磁體73a產(chǎn)生的磁環(huán)(磁力線93)排斥由第一磁體71和第二磁體72產(chǎn)生的磁環(huán)(磁力線92)的第三磁體73a能夠導致與漏磁通密度有關的磁力線92形成在位于距離磁體單元7較遠的位置處，使得第三磁體73a能夠形成能獲得比傳統(tǒng)磁體單元的情況中的距離磁體單元7更遠的預定漏磁通密度的磁環(huán)。以該方式，根據(jù)實施方式，由于與漏磁通密度有關的磁力線92能夠距離磁體單元7較遠地形成，所以即使當磁體單元7的短邊方向上的寬度W被減小時也能夠在靶表面獲得充分的漏磁通密度。
[0057]這里，只要各第三磁體73a位于第一磁體71和第二磁體72之間的中央，就能夠期望如上所述充分遠地形成磁環(huán)的效果。另外，各第三磁體73a設置成使得第三磁體73a的短邊方向上的中點與第一磁體71和第二磁體72之間的中點一致，由此第三磁體73a的面對第二磁體72的表面73c與第二磁體72之間的距離Dl (D4)能夠設定為等于第三磁體73a的面對第一磁體71的表面73b與第一磁體71之間的距離D2(D3)。因而，能夠使第二磁體72的N極的在磁力線93上的作用與第一磁體71的S極的在磁力線93上的作用相等。結果，形成在各第三磁體73a的靶側的磁力線93能夠在形狀上更加對稱，并且接收磁力線93的排斥作用的磁力線92也能夠形成為更加對稱的形狀。因此能夠形成可以在較遠的部位處獲得預定的漏磁通密度的區(qū)域。
[0058]需要注意的是，盡管在實施方式中各第三磁體73a優(yōu)選地設置成使得第三磁體73a的在短邊方向上的中點與第一磁體71和第二磁體72之間的中點一致，但是本發(fā)明的效果也可以通過將各第三磁體73a設置在從中點相互一致的位置位移的位置處來獲得。換言之，在本發(fā)明中，重點是將具有本發(fā)明的特征的各第三磁體73a設置在第一磁體71和第二磁體72之間的至少中央位置處，以便盡可能距離磁體單元7遠地形成與漏磁通密度有關的磁力線92。于是，從上述中間的位置位移的磁體單元7也被包括在本發(fā)明的實施方式中，只要其中的各第三磁體73a以排斥磁力線92的方式在磁力線92的內側(磁體單元7 —側)形成磁力線93，由此形成磁力線92的位置能夠位于更遠離磁體單元7的位置處。
[0059]此外，在實施方式中，優(yōu)選的是分別將距離Dl、D2、D3和D4設定為等于或小于5mm。當距離Dl至D4等于或小于5mm時，能夠引起第一磁體71以及第二磁體72上的與第三磁體73a上的相同磁極充分地彼此排斥。從各第三磁體73a的N極發(fā)出的磁力線93強烈地排斥位于非常近的第二磁體72的N極，由此形成了在靶側較遠的磁力線93。為此原因，從第一磁體71的N極發(fā)出的磁力線92被如上所述較遠地形成的磁力線93推動。結果是，磁力線92在靶側較遠地形成。換言之，通過設置第三磁體73a的充分大的寬度(第三磁體73a的在磁體單元7的短邊方向(X方向)上的寬度)，能夠引起第三磁體73a充分地排斥第一磁體71以及第二磁體72，并且能夠利用來自第三磁體73a的磁力線93的如此排斥而在靶側較遠地形成與漏磁通密度有關的磁力線92。注意，在實施方式中，第三磁體73a可以與第一磁體71和第二磁體72中的至少一個接觸。在本文中，優(yōu)選的是將上述距離Dl至D4中的每一個設定在從0_至5_所包含的范圍內O
[0060]這里，在實施方式中，磁體載置部74可以是板狀的磁軛或者是板狀的非磁性材料。當磁體載置部74如上所述是磁軛時，能夠形成具有預定的漏磁通密度、甚至距離磁體單元7較遠的磁環(huán)。
[0061]同時，在實施方式中，各第三磁體73a是棒狀的永磁體，并且棒狀的第三磁體73a的長邊方向與第一磁體71的長邊方向對齊。于是，能夠減少靶的長邊方向(縱向)上的端部的被濺射量，以由此延長靶的壽命。因此，通過使靶的在長邊方向上的端部被深度削去時的時間延遲并通過延長靶的壽命，能夠提高靶的使用效率。
[0062]與此同時，在圖10中，優(yōu)選的是將棒狀的第一磁體71的在長邊方向上的長度a設定為等于或大于棒狀的第三磁體73a的在長邊方向上的長度b。以該方式，能夠減少靶的在長邊方向上的端部的被濺射量。因此，能夠延長靶的壽命并提高其使用效率。此外，優(yōu)選的是將磁體單元7的短邊方向上的第一磁體71與第二磁體72之間的距離(間距)α設定為等于或大于磁體單元7的長邊方向上的第一磁體71與第二磁體72之間的距離(間距)β。以該方式，能夠將圖10中的區(qū)域B中的部位處的侵蝕寬度設定為小于圖10中的區(qū)域C中的部位處的侵蝕寬度。于是，能夠減小在區(qū)域Al中的部位處削去的量與在區(qū)域Α2中的部位處削去的量的比例。當距離β變得小于距離α時，該效果更加顯著。由于可以如上所述使比例變小，所以能夠延長靶的壽命并提高其使用效率。
[0063](實施例)
[0064]該實施例中的靶5的尺寸、形狀和材料如下。具體地，靶5由矩形的鋁(Α1050)制成，該矩形以在短邊方向(X方向)上300mm的長度作為其寬度、在長邊方向(y方向)上的長度等于1700mm并且其厚度(z方向)等于15mm。與此同時，革EU呆持件4具有等于20mm的厚度(z方向)。磁體單元7的尺寸被限定為以在短邊方向(X方向)上90mm的長度作為其寬度并且在長邊方向(y方向)上的長度等于1700mm的矩形。第一磁體71、第二磁體72和第三磁體73a中的每一個都是具有1.39T的剩余磁通密度和12.8kOe的矯頑力的釹磁鐵。同時，磁體載置部74由SUS430制成。
[0065]從磁體單元7的在靶保持件4側的表面到靶5的濺射表面的距離等于39mm。圖3中的符號g示出了由磁體單元7產(chǎn)生的磁場的磁力線。靶5的與彎曲的磁力線的頂點對應的、用標記P指示的部位(磁力線g變成平行于靶表面的所在部位)處的部分最容易被濺射。磁體單元7在部位P處的短邊方向(X方向)上的漏磁通密度等于大約510高斯。
[0066]該實施例中磁體單元7的移動距離等于210mm并且用于一個往復運動所需的時間等于10秒。圖7是示出了該實施例中的靜止侵蝕50和擺動侵蝕51的模擬結果的視圖。在模擬中靶利用率等于69%。與此同時，通過測量由實際濺射靶5所獲得的擺動侵蝕51而能夠得到的靶利用率等于65%。配備有進行非接觸測量的激光位移計的坐標測量機被用于測量擺動侵蝕51。
[0067](比較例)
[0068]結合本發(fā)明對通過圖8A至圖8C中示出的現(xiàn)有技術的磁體單元700產(chǎn)生的磁場及其靶利用率進行了研宄。
[0069]圖4是示出現(xiàn)有技術的各磁體單元700的平面圖。圖8A至圖8C是說明現(xiàn)有技術的磁體單元700的細節(jié)的截面圖。
[0070]在傳統(tǒng)的磁體單元700中的每一個中，作為永磁體并具有棒狀的第一磁體71和具有包圍第一磁體71的形狀的第二磁體72載置在作為磁軛的磁體載置部74上。第一磁體71和第二磁體72在垂直于革El表面和革El載置表面的方向(z方向)上被磁化。第一磁體71的極性和第二磁體72的極性彼此相對地配置。
[0071](比較例I)
[0072]圖8A中示出的磁體單元700的尺寸被限定為以在短邊方向(x方向)上120mm的長度W作為其寬度并且在長邊方向(y方向)上的長度等于1700mm的矩形。換言之，該比較例I的磁體單元具有參照圖6描述的結構。第一磁體71和第二磁體72中的每一個都是具有1.39T的剩余磁通密度和12.8kOe的矯頑力的釹磁體。同時，磁體載置部74由SUS430制成。
[0073]從比較例I的磁體單元700的在靶保持件側的表面到靶的濺射表面的距離等于39mm，這與實施例相同。在如實施例中所描述的并且在圖3中用符號p所指示的，磁體單元700在靶的最容易被濺射的部分的部位處的短邊方向(X方向)上的漏磁通密度等于大約520高斯。
[0074]比較例I中的磁體單元700的移動距離等于180mm并且用于一個往復運動所需的時間等于10秒。圖6示出了比較例I中的靜止侵蝕50和擺動侵蝕51的模擬結果。模擬中的靶利用率等于58%。另一方面，實施例中的靶利用率等于69%。因此，顯然通過實施例能夠提高靶利用率。
[0075](比較例2)
[0076]圖8B中示出的磁體單元700的尺寸被限定以在短邊方向(x方向)上90mm的長度W作為其寬度并且在長邊方向(y方向)上的長度等于1700mm的矩形。同時，第一磁體71和第二磁體72的尺寸分別與比較例I中示出的第一磁體71和第二磁體72的尺寸相同。換言之，從第一磁體71到第二磁體72的距離根據(jù)磁體單元7的寬度W上的差異而在圖8A與圖8B之間不同。第一磁體71和第二磁體72中的每一個都是具有1.39T的剩磁通密度和12.8kOe的矯頑力的釹磁體。同時，磁體載置部74由SUS430制成。
[0077]從比較例2的磁體單元700的在靶保持件側的表面到靶的濺射表面的距離等于39mm，這與實施例和比較例I中的相同。在如實施例中所描述的并且在圖3中用符號P所指示的，磁體單元700在靶的最容易被濺射的部分的部位處的短邊方向(X方向)上的漏磁通密度等于大約330高斯。不能實現(xiàn)如實施例和比較例I中獲得的500高斯或500高斯以上。于是，從實施例與比較例2之間的比較顯然的是，根據(jù)實施例，即使當磁體單元的在短邊方向上的寬度被減小時，也能夠提高在遠離磁體單元的預定距離處的漏磁通密度。
[0078](比較例3)
[0079]圖8C中示出的磁體單元700的尺寸被限定以在短邊方向(X方向)上90mm的長度W作為其寬度并且在長邊方向(y方向)上的長度等于1700mm的矩形。第一磁體71和第二磁體72的尺寸不同于比較例I中示出的圖8A中的相應尺寸和比較例2中示出的圖8B中的相應尺寸。這里，第一磁體71和第二磁體72在相互不分離的情況下被最大化。換言之，該示例具有能夠獲得在現(xiàn)有技術中可得到的最大漏磁通密度的形狀。第一磁體71和第二磁體72中的每一個都是具有1.39T的剩余磁通密度和12.8kOe的矯頑力的釹磁體。同時，磁體載置部74由SUS430制成。
[0080]從比較例3的磁體單元700的在靶保持件側的表面到靶的濺射表面的距離等于39mm，這與實施例以及比較例I和2中的相同。在如實施例中所描述的并且在圖3中用符號P所指示的、磁體單元700在靶的最容易被濺射的部分的部位處的短邊方向(X方向)上的漏磁通密度等于大約440高斯。不能實現(xiàn)如實施例和比較例I中獲得的500高斯或500尚斯以上。
[0081](第二實施方式)
[0082]該實施方式描述了改變從磁體載置表面74a到第一磁體71、第二磁體72以及各第三磁體73a的在與磁體載置表面74a相反側的表面的距離(到靶載置表面的余下距離的長度)的情況。
[0083]在各情況中，借助于模擬研宄了靶表面形成的漏磁場。結果是，能夠增加靶表面的漏磁場的強度，即，能夠以圖1IA至圖1IC中示出的位置關系中的每一個在較遠部位處形成磁環(huán)。在圖1lA至圖1lC中，從磁體載置表面74a到第一磁體71的在與磁體載置表面74a相反側的表面的第一距離被表示為Da。從磁體載置表面74a到第二磁體72的在與磁體載置表面74a相反側的表面的第二距離被表示為Db。從磁體載置表面74a到各第三磁體73a的在與磁體載置表面74a相反側的表面的第三距離被表示為Dc。這里，即使當?shù)谝淮朋w71與磁體載置表面74a之間或者第二磁體72與磁體載置表面74a之間設置有間隔件時，第一距離Da和第二距離Db中的每一個也由從磁體載置表面74a到第一或第二磁體的與磁體載置表面74a相反側的表面的距離確定。
[0084]圖1lA示出了第一距離Da、第二距離Db和第三距離Dc都相等的方面。同時，圖1lB示出了第一距離Da和第三距離Dc相等而第二距離Db小于第三距離Dc的方面。此外，圖1lC示出了第二距離Db和第三距離Dc相等而第一距離Da小于第三距離Dc的方面。換言之，在實施方式中，可以說必不可少的是將第一距離的長度和第二距離的長度設定為等于或小于第三距離的長度，并且將第一距離和第二距離中的至少一個設定為等于第三距離。
【權利要求】
1.一種濺射設備，其包括: 靶保持件，所述靶保持件包括靶載置表面；和 矩形的磁體單元，所述磁體單元布置在所述靶保持件的與所述靶載置表面相反的表面附近，并且具有長邊和短邊，其中， 所述磁體單元包括: 第一磁體，所述第一磁體在垂直于所述靶載置表面的方向上被磁化， 第二磁體，所述第二磁體以包圍所述第一磁體的方式布置，并且在垂直于所述靶載置表面的方向且在與所述第一磁體的磁化方向相反的方向上被磁化，和 第三磁體，所述第三磁體位于短邊方向上所述第一磁體與所述第二磁體之間的一部分處，并且在所述第一磁體與所述第二磁體之間的至少正中央位置處，所述第三磁體在短邊方向上被磁化， 所述第三磁體包括: 面對所述第二磁體并且具有與所述第二磁體的在所述靶保持件側的表面的極性相同的極性的表面，和 面對所述第一磁體并且具有與所述第一磁體的在所述靶保持件側的表面的極性相同的極性的表面。
2.根據(jù)權利要求1所述的濺射設備，其特征在于， 所述磁體單元進一步包括位于與所述靶保持件相反側的用于載置所述第一磁體和所述第二磁體的磁體載置表面， 從所述磁體載置表面到所述第一磁體的在與所述磁體載置表面相反側的表面的第一距離和從所述磁體載置表面到所述第二磁體的在與所述磁體載置表面相反側的表面的第二距離均具有等于或小于從所述磁體載置表面到所述第三磁體的在與所述磁體載置表面相反側的表面的第三距離的長度，并且 所述第一距離和所述第二距離中的至少一個等于所述第三距離。
3.根據(jù)權利要求1所述的濺射設備，其特征在于，面對所述第二磁體的表面與所述第二磁體之間的距離和面對所述第一磁體的表面與所述第一磁體之間的距離均等于或小于5mm ο
4.根據(jù)權利要求1所述的濺射設備，其特征在于，所述第一磁體與所述第二磁體之間的在長邊方向上的端部未設置有所述第三磁體。
5.根據(jù)權利要求4所述的濺射設備，其特征在于，所述第三磁體的在長邊方向上的長度比所述第一磁體的在長邊方向上的長度短。
6.根據(jù)權利要求1所述的濺射設備，其特征在于，在長邊方向上的所述第一磁體與所述第二磁體之間的間距比在短邊方向上的所述第一磁體與所述第二磁體之間的間距短。
7.根據(jù)權利要求1所述的濺射設備，其特征在于，所述磁體單元進一步包括位于與所述靶保持件相反側的用于載置所述第一磁體和所述第二磁體的板狀磁軛。
8.根據(jù)權利要求1所述的濺射設備，其特征在于，所述磁體單元進一步包括位于與所述靶保持件相反側的用于載置所述第一磁體和所述第二磁體的板狀非磁性材料。
9.一種具有長邊和短邊的矩形的磁體單元，所述磁體單元包括: 磁體載置表面； 第一磁體，所述第一磁體在垂直于所述磁體載置表面的方向上被磁化； 第二磁體，所述第二磁體以包圍所述第一磁體的方式布置，并且在沿垂直于所述磁體載置表面的方向上與所述第一磁體的磁化方向相反的方向上被磁化；和 第三磁體，所述第三磁體位于短邊方向上在所述第一磁體與所述第二磁體之間的一部分處，并且在所述第一磁體與所述第二磁體之間的至少正中央位置處，所述第三磁體在短邊方向上被磁化，其中， 所述第三磁體包括: 面對所述第二磁體并且具有與所述第二磁體的在與所述磁體載置表面相反側的表面的極性相同的極性的表面，和 面對所述第一磁體并且具有與所述第一磁體的在與所述磁體載置表面相反側的表面的極性相同的極性的表面。
10.根據(jù)權利要求9所述的磁體單元，其特征在于， 從所述磁體載置表面到所述第一磁體的在與所述磁體載置表面相反側的表面的第一距離和從所述磁體載置表面到所述第二磁體的在與所述磁體載置表面相反側的表面的第二距離均具有等于或小于從所述磁體載置表面到所述第三磁體的在與所述磁體載置表面相反側的表面的第三距離的長度，并且 所述第一距離和所述第二距離中的至少一個等于所述第三距離。
11.根據(jù)權利要求9所述的磁體單元，其特征在于，面對所述第二磁體的表面與所述第二磁體之間的距離和面對所述第一磁體的表面與所述第一磁體之間的距離均等于或小于5mm ο
12.根據(jù)權利要求9所述的磁體單元，其特征在于，所述第一磁體與所述第二磁體之間的在長邊方向上的端部未設置有所述第三磁體。
13.根據(jù)權利要求12所述的磁體單元，其特征在于，所述第三磁體的在長邊方向上的長度比所述第一磁體的在長邊方向上的長度短。
14.根據(jù)權利要求9所述的磁體單元，其特征在于，在長邊方向上的所述第一磁體與所述第二磁體之間的間距比在短邊方向上的所述第一磁體與所述第二磁體之間的間距短。
15.根據(jù)權利要求9所述的磁體單元，其特征在于，所述磁體單元進一步包括用于載置所述第一磁體和所述第二磁體的板狀磁軛。
16.根據(jù)權利要求9所述的磁體單元，其特征在于，所述磁體單元進一步包括用于載置所述第一磁體和所述第二磁體的板狀非磁性材料。
【文檔編號】C23C14/35GK104487607SQ201380036961
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年3月14日 優(yōu)先權日:2012年7月11日
【發(fā)明者】鈴木英和 申請人:佳能安內華股份有限公司