【手続補正書】
【提出日】平成17年3月28日(2005.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に堆積するためにスパッタされた原子を供給するための装置であって、
ターゲットと、
前記ターゲット上の電位に対して正の電位を有し、第１の方向に、前記ターゲットとの間に電界を発生するためのアノードと、
前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向に磁界を発生するために、前記アノードおよび前記ターゲットに対して配置されるマグネット構造とを備え、
前記ターゲットが、ほぼ前記磁界の方向に相当する方向に配置される装置。
【請求項２】
前記マグネット構造が凹部を形成し、
凹部内で前記第１および第２の方向にほぼ垂直な第３の方向に電子が移動し、
前記凹部内で前記電子によりイオン化され、前記基板への前記のスパッタされた原子の移動のため、前記ターゲットの表面から原子をスパッタするべく、前記イオンを移動するために不活性ガスの分子が前記凹部内に導入される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記マグネット構造が、前記凹部を形成するべく、前記アノードおよび前記ターゲットと協働する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記電子が前記凹部から出るのを防止するために、リフレクタが凹部内に前記マグネット構造に対して間隔をおいて配置される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記凹部内に前記マグネット構造に対して配置され、前記電子が前記マグネット構造に到着するのを防止するべく電子を反射するために、前記ターゲットの電位に対してある電位を有するリフレクタを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記マグネット構造が、前記凹部を形成するべく前記アノードおよび前記ターゲットと協働し、
リフレクタが、前記凹部内に前記マグネット構造に対して配置され、電子が前記凹部から出るのを防止するために、前記ターゲットの電位に対してある電位を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
基板上に堆積するためにスパッタされた原子を供給するための装置であって、
ターゲットと、
第１の方向に、前記ターゲットと前記アノードとの間に電界を形成するために、前記ターゲットから離れていて、前記ターゲットとともに凹部を画成し、前記ターゲットと協働するアノードと、
前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向に磁力線を供給するために、前記アノードおよび前記ターゲットに対して配置されるマグネット構造とを含み、
前記ターゲットが、前記ターゲットと平面関係で前記ターゲットを通して、また上方に隣接して磁力線用の通路を提供するために前記マグネット構造に対して配置される装置。
【請求項８】
対向端部を有する永久磁石と、井戸を形成するために前記永久磁石を横切る方向に、前記永久磁石の前記対向端部からそれぞれ延びる第１および第２の極片とを備える前記マグネット構造と、
前記マグネット構造により形成された井戸内に配置される前記ターゲットとを含む、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
ほぼ前記第１の方向に延びる前記マグネット構造の前記極片と、
前記井戸内をほぼ前記第２の方向に延びる前記ターゲットとを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
凹部を形成している前記アノードと前記マグネット構造と、
前記凹部内でガス分子をイオン化するために、前記凹部内にガスの分子を導入するためのコンジットとを含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記井戸（凹部）から電子が移動するのを禁止するために、前記マグネット構造が形成する前記井戸内に配置されるリフレクタを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
凹部を形成している前記アノードと前記マグネット構造と、
前記凹部内で前記ガス分子をイオン化するべく、前記凹部内にガスの分子を導入するためのコンジットと、
前記凹部から電子が移動するのを禁止するために、前記マグネット構造の前記第１および第２の極片から間隔を置いて位置する前記凹部内に配置されるリフレクタとを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１３】
前記ターゲットと前記アノード上の電位に対して負の電位を有する前記リフレクタと、
前記マグネット構造の永久磁石にほぼ垂直に、前記マグネット構造の前記永久磁石から延びる前記マグネット構造の前記第１および第２の極片とを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
基板上に堆積するためにスパッタされた原子を供給するための装置において、
マグネット構造が、対向端部を備える永久磁石を有し、また井戸を形成するために、前記永久磁石を横切る方向に、前記永久磁石の前記対向端部からそれぞれ延びる第１および第２の極片を有し、
ターゲットが、前記マグネット構造により形成された前記井戸内に配置される装置。
【請求項１５】
前記第１および第２の極片が、前記第１および第２の極片間に磁力線を供給するための対向磁極を有し、
前記ターゲットが、前記マグネット構造の前記第１および第２の極片の間を延びる前記磁力線と整合状態で前記井戸内に配置される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記マグネット構造の極片が、それぞれが前記マグネット構造の他の前記極片の角度位置から間置した角度位置のところで、前記マグネット構造の前記第１の極片と前記マグネット構造の前記第２の極片との間を延びる複数の永久磁石のスポークを形成する、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記ターゲットが中央開口部を有するシリンダにより構成され、前記中央開口部は、前記マグネット構造の前記第２の極片が通って延びることができる寸法を有し、
前記マグネット構造の前記第１および第２の極片が、前記マグネット構造の前記極片にほぼ垂直である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記マグネット構造の極片が、それぞれが他の前記極片の角度位置から間隔を置いた角度位置のところで、前記マグネット構造の前記第１の極片と前記マグネット構造の前記第２の極片との間を延びる複数の永久磁石のスポークを形成し、
前記ターゲットが、中央の開口部を有するシリンダにより構成され、該中央開口は、前記マグネット構造の前記第２の極片が通って延びることができる寸法を有し、
前記マグネット構造の前記第１および第２の極片が、前記マグネット構造にほぼ垂直である、請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
基板上に堆積するためにスパッタされた原子を供給するための装置において、
マグネット構造が、対向端部を有する極片を有し、また、前記極片を横切る方向に、前記極片の前記各対向端部からそれぞれ延びる第２および第２の極片を有し、前記マグネット構造の前記第１および第２の極片が、反対の磁極を有する装置。
【請求項２０】
前記マグネット構造が１つの環状体を画成し、前記マグネット構造の前記第２の極片が前記環状体の半径方向の中央に開口部を画成し、前記永久磁石が半径方向のスポークを形成する方向に、前記第１および第２の極片間を延びる、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記マグネット構造の前記第１および第２の極片が、前記マグネット構造にほぼ垂直な方向に、前記マグネット構造から延びる、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
前記マグネット構造の前記第１の極片が第１の直径を有する環状体を形成し、前記マグネット構造の前記第２の極片が、前記第１の直径より小さい第２の直径を有し、前記第２の環状体上に間隔を置いた位置を有する第２の環状体を形成する、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
前記マグネット構造の前記第１および第２の極片が、前記マグネット構造にほぼ垂直な方向に、前記マグネット構造から延び、
前記マグネット構造の前記第１の極片が第１の直径を有する環状体を画成し、前記マグネット構造の前記第２の極片が、前記第１の直径より小さい第２の直径を有する第２の環状体内に配置され、前記第２の環状体上に間隔を置いた位置により画成される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
基板の表面上に堆積するためにスパッタされた原子を供給するための装置であって、
相互に対して配置され、第１の方向に電界を形成するために相対的な電位を有するアノードおよびターゲットと、
前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向に延びる磁力線を有する磁界を形成するために、前記アノードおよび前記ターゲットに対して配置されているマグネット構造とを含み、
前記ターゲットが、前記磁界内の前記第２の方向に配置され、
前記電界および磁界が、前記第１および第２の方向にほぼ垂直な第３の方向に電子を移動させるために、協働するように配置され、さらに、
前記電子によりガスの分子をイオン化し、基板の表面上にスパッタされた原子を堆積するために、前記のイオン化されたガス分子により、前記ターゲットから原子をスパッタするために、前記電界および磁界内に不活性ガスの分子を導入するためのコンジットとを備える装置。
【請求項２５】
リフレクタが、電子が前記磁気構造に到着するのを防止するために、前記磁気構造に対して配置される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記ターゲットおよび前記リフレクタが、前記アノード上の電位に対して負の電位を有する、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記リフレクタを冷却する目的で前記リフレクタを通して流体を移動するために、コンジットが設置される、請求項２５に記載の装置。
【請求項２８】
前記マグネット構造が、相互に間隔を置いて内部極片と外部極片との間を延びる複数のスポークを形成する内部および外部極片を備え、
リフレクタが、電子が前記磁気構造に到着するのを防止するために、前記マグネット構造の前記内部および外部極片に隣接して配置される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
前記ターゲットおよび前記リフレクタが、前記アノード上の電位に対して負の電位を有し、
前記ターゲットおよび前記リフレクタが、前記アノード上の電位に対してほぼ同じ負の電位を有する、請求項２５に記載の装置。
【請求項３０】
基板上に堆積するためにスパッタされた原子を供給するための方法であって、
平らな形態を有するターゲットを供給するステップと、
前記平らなターゲットにほぼ垂直な第１の方向の前記平らなターゲットの付近に電界を与えるステップと、
前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向、および前記ターゲットの平らな配列とほぼ同じ方向に、前記ターゲットの付近に磁界を与えるステップと、
前記ガス分子をイオン化し、前記ガス・イオンにより前記ターゲットの表面から原子をスパッタするために、前記ターゲットの付近にガスの分子を導入するステップとを含む方法。
【請求項３１】
前記磁界が井戸内に与えられ、
前記ターゲットが前記井戸内に配置される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記電子による前記ガス分子のイオン化を容易にするために、前記電界および磁界にほぼ垂直な方向に、螺旋経路で前記電子を移動するために、前記ターゲット付近の電子に前記電界および磁界が与えられる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記磁界内の磁力線が、前記ターゲットの平らな形態とほぼ同じ方向に、前記ターゲットを通して、また前記ターゲットに隣接して直線的に延びる、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
基板上に堆積するためにスパッタされた原子を供給するための方法であって、
平らな形態を有するターゲットを供給するステップと、
前記ターゲットの前記平らな形態にほぼ垂直な第１の方向に、前記平らなターゲットの付近に電界を与えるステップと、
前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向で、および前記ターゲットの平らな形態とほぼ同じ方向に、前記ターゲットの付近に磁界を与えるステップと、
前記ガス分子をイオン化し、前記ガス・イオンにより前記ターゲットの表面から原子をスパッタするために、前記ターゲットの付近にガスの分子を導入するステップとを含み、
前記磁界が井戸内に与えられ、
前記ターゲットが前記井戸内に配置され、
前記磁界内の磁力線が、前記ターゲットの平らな配列とほぼ同じ方向に、前記ターゲットを通して、また前記ターゲットに隣接して直線的に延びる方法。
【請求項３５】
基板上に堆積するためにスパッタされた原子を供給するための方法であって、
第１の方向に電界を与えるステップと、
前記第１および前記第２の方向にほぼ垂直な経路内で電子を流すために、前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向内を延びる磁力線を有する磁界を与えるステップと、
前記第２の方向に前記電界および磁界内にターゲットを配置するステップと、
前記ガス分子をイオン化し、前記ターゲットの表面から原子をスパッタするべく、前記ターゲットにガス・イオンを移動するために、前記電界および磁界内にガスの分子を導入するステップとを含む方法。
【請求項３６】
前記基板上に前記ターゲットからスパッタした原子を堆積するために、前記ターゲットに対して基板が配置される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記磁界が井戸を形成する空間内で実質的に発生し、
前記ターゲットが前記井戸内に配置され、
前記電界が前記第１の方向に前記ターゲットに向かって前記井戸内に延びる、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記基板上への前記のスパッタされた原子の堆積速度が、前記電界の強度、および前記電界および磁界への前記ガス分子の流速の中の少なくとも一方を調整することにより制御することができる、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記基板上に前記ターゲットからスパッタした原子を堆積するために、前記ターゲットに対して基板が配置され、
前記基板上の前記のスパッタされた原子の堆積速度が、前記電界の強度、および前記電界および磁界への前記ガス分子の流速の中の少なくとも一方を調整することにより制御することができる、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
基板上に堆積するためにスパッタされた原子を供給するための方法であって、
第１の方向に電界を与えるステップと、
前記第１の方向にほぼ垂直な第２の方向に延びる磁力線を有する磁界を与えるステップと、
前記第２の方向に前記電界および磁界内にターゲットを配置するステップと、
前記電界および磁界内で電子により前記ガス分子をイオン化し、前記ガス・イオンにより前記ターゲットから原子をスパッタし、前記基板上に前記スパッタした原子を堆積するために、前記電界および磁界内に不活性ガスの分子を通すステップとを含む方法。
【請求項４１】
前記電界および磁界内に前記電子を維持するために、前記電子を反射するステップを含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記磁界内でリフレクタを配置することにより反射ステップを行い、
前記リフレクタを冷却する、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記ターゲットが、中央開口部を有するディスク状の構成を備え、
前記磁界がマグネット構造の内径および外径が形成する井戸内で発生し、
前記ターゲットが前記井戸の内径および外径とで画成される前記井戸内に配置される、請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記電界および磁界内に前記電子を維持するために、前記電子を反射するステップを含む、請求項４３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】平型マグネトロン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に材料を堆積するための装置および方法に関する。より詳細には、本発明は、基板上にスパッタされた原子の堆積用のターゲットから原子をスパッタするための装置および方法に関する。本発明は、従来技術の装置の場合と比較すると、ターゲットからかなり大きな百分率の材料をスパッタする。
【背景技術】
【０００２】
集積回路のチップは、複数の層から形成される。層の中のある層は電気的に絶縁されていて、他の層は導電性のものであってもよい。各層は、基板上に予め選択した材料の原子を堆積するためにマグネトロンを供給することにより形成することができる。予め選択した材料は、予め選択した材料から形成されるターゲットから入手することができる。ターゲットは凹部内に配置される。
【０００３】
凹部内に電界および磁界が与えられる。凹部内の電子は、凹部内に導入された不活性ガスの分子をイオン化するために、電界および磁界の組合わせに応答する。ガスイオンは、ターゲットの表面から原子をスパッタするのに十分なエネルギーによりターゲットに引き寄せられる。スパッタされた原子は、基板上に堆積する。
【０００４】
ターゲットから原子をスパッタする際に最適な効率を与えるために、磁力線は、磁界内でターゲットの配置方向とほぼ同じ方向に、ターゲットを通して、またその真上を延びる必要がある。従来技術のマグネトロンの場合には、そうすることはできなかった。その結果、材料の中の約３５％だけが従来技術のマグネトロン内のターゲットからスパッタされた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ターゲットは高価なものである。従来技術のターゲットからは、ターゲット内の材料のほぼ３５％だけしかスパッタすることができないので、基板上に材料の層を堆積するためにターゲットを使用している企業の場合、かなりコスト高になる。さらに、基板の表面上にターゲットからの材料の層を堆積するために、マグネトロンを設定するには時間がかかり、そのためコスト高になる。従って、ターゲット内のほぼすべての材料が、基板の表面にスパッタされるマグネトロンを供給することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
電界は、アノードと平らな形態を有するターゲットとの間で、第１の方向に与えられる。磁界は、磁力線が第１の方向にほぼ垂直な第２の方向を向くように、マグネット構造により与えられる。マグネット構造は、車輪内のスポークのように水平面内を半径方向に延びる永久磁石と、および水平方向に配列された永久磁石の対向端部から垂直方向に延びる磁化できる極片とから構成することができる。水平方向の永久磁石および垂直方向の磁化可能の壁部は井戸を形成する。
【０００７】
ターゲットは、その平らな配列が磁力線と同じ方向になるように井戸内に配置される。不活性ガスの分子は、井戸を通って流れる。井戸内の電子は、第１および第２の方向にほぼ垂直な第３の方向に移動する。電子はガス分子をイオン化する。イオンはターゲットに引き付けられ、ターゲットの表面から原子をスパッタする。スパッタされた原子は基板上に堆積する。マグネット構造の半径方向の外側の磁化可能壁部近くの井戸内のリフレクタ、および一実施形態の場合には、マグネット構造の半径方向の内側の磁化可能壁部の近くの井戸内のリフレクタは、電子がマグネット構造に衝突するのを防止する。リフレクタおよびアノードは、流体（例えば、水）により冷却される。
【０００８】
結果として得られるマグネトロンは、従来技術の場合、基板上にターゲットから材料の約３５％しかスパッタできなかったのと比較すると、基板上にターゲットから６５％もの材料をスパッタする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、従来技術のマグネトロンの全体を参照符号１０で示す従来技術の実施形態の一部の略図である。従来技術の実施形態１０は、基板１６の表面１４上にスパッタされる材料からできているターゲット１２を含む。集積回路は、ターゲット１２のような幾つかのターゲットから材料（例えば、チタン、銅またはシリコン）の連続層を堆積することにより基板１６上に形成される。
【００１０】
複数のマグネット１８、２０および２２が、ターゲット１２に隣接して相互に間隔を置いて配置される。マグネット１８、２０および２２は、それぞれ、ターゲット１２に隣接してＮ極、Ｓ極およびＮ極を有する。それ故、磁力線２４（破線で示す）は、マグネット１８と２０との間を延び、磁力線２６（破線で示す）は、マグネット２０と２２との間を延びる。磁力線２４および２６は、ターゲット１２に主成分が垂直となる方向でターゲット１２と交差する。ターゲットに垂直な磁力線の成分は、ターゲット１２からの原子のスパッタリングを容易にする働きを持たない。何故なら、これらの部分は、電界（図示せず）と同じ方向を向いているからである。ターゲット１２に平行な磁力線２４の構成要素は、基板１６上でターゲット１２からスパッタされた原子の堆積を容易にする働きを持つ。
【００１１】
図２は、全体を参照符号３０で示す、従来技術のマグネトロンの他の実施形態の略図である。従来技術のマグネトロン３０は、アースされたシールド３５から間隔を置いて設置することができるペアのターゲット３２および３４を含むことができる。各ターゲット３２および３４は、中空の円錐台構成（ｆｒｕｓｔｏ−ｃｏｎｉｃａｌ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）のような適当な構成にすることができる。ターゲット３２とシールド３５との間隔は、ターゲット３４との間隔より狭くすることができ、ターゲット３４と同じ軸上に配置することができる。ターゲット３２は、ターゲット３４より大きな半径を有することができる。ターゲット３２および３４は、基板３６の表面３５ａ上に層の形で堆積される材料から作ることができる。例えば、銅の層を基板３６の表面３５ａ上に堆積する場合には、ターゲット３２および３４を銅から作ることができる。
【００１２】
アノード３９は、好適には、ターゲット３２および３４と同軸に、ターゲット３４に対して間隔を置いて配置される。凹部３７は、アノード３９とターゲット３２および３４との間に形成される。正の電圧差を、電圧源３８によりアノード３９とターゲット３２および３４との間に生成することができる。アノード３９とターゲット３２および３４との間のこの電圧差が電界を発生する。この電界により、アノード３９とターゲット３２および３４により形成されている凹部３７内に電子が発生する。マグネット４０は、アノード３９とターゲット３２および３４との間の電界にほぼ垂直に磁界を発生するために、ターゲット３２および３４に対して配置することができる。
【００１３】
アルゴンのような不活性ガスの分子は、４２のところで、電界および磁界が存在する凹部３７内に導入される。これらの分子は、凹部３７内で電子によりイオン化される。アルゴン分子のイオン化は容易に行うことができる。何故なら、電子は磁界および電界が互いに交差しているので凹部内の螺旋経路を移動し、それにより電子がガスの分子に衝突してイオン化する傾向が増大するからである。アルゴンの正のイオンは、ターゲット３２および３４に向かって移動し、ターゲットの表面から原子をスパッタさせる。これらの原子は、基板３６の露出面３５ａに向かって移動し、この表面上に堆積される。
【００１４】
図２の参照符号４４のところに概略示すように、磁力線は図２のターゲット３２および３４を通って移動する。この磁力線４４は、ターゲット３２の表面３２ａおよびターゲット３４の表面３４ａを横断する。表面３２ａおよび３４ａは、ターゲット３２および３４内の原子がスパッタされる表面である。
【００１５】
磁力線４４と表面３２ａおよび３４ａとは互いに交差しているので、電子によりアルゴン・イオンが発生する速度、および基板３６の表面３５ａ上に堆積するために、表面３２ａおよび３４ａからアルゴン・イオンが原子をスパッタする速度は制限される。さらに、この交差により、ターゲット３２の表面３２ａおよびターゲット３４の表面３４ａからスパッタすることができる材料の量が制限される。
【００１６】
図３は、ターゲット３２の一部の略図である。図４の参照符号４８は、各ターゲットからスパッタされる材料の量を示す。従来技術の場合には、各ターゲット３２および３４からスパッタされる材料の量は約３５％である。この量は、最適な量よりかなり少ない。何故なら、各ターゲット３２および３４からほとんどすべての材料をスパッタすることが好ましいからである。
【００１７】
ターゲット３２および３４は高価であるので、基板３６の表面３５ａ上に連続層を堆積するコストはかなり高いものになる。さらに、ターゲット３２および３４の連続層を形成するための時間はかなり長くなる。何故なら、比較的小量の材料４８だけが各ターゲットからスパッタされるからである。
【００１８】
全体を参照符号５０（図９および図１２）で示すマグネトロンは、本発明の好ましい実施形態である。本発明は、マグネトロン５０により従来技術と比較した場合はっきりと改善される。何故なら、マグネトロン５０は、平らな形態を有するターゲット５２（図５〜図７）を含んでいるからであり、またマグネトロンは、ターゲットの平らな形態に対応する方向に、ターゲットを通して、またターゲットの真上を平らな形態内を延びる磁力線５４（図１０）を含む磁界を形成するからである。このような磁界の形成は有利である。何故なら、この磁界は、原子がターゲットからスパッタされ、基板５８の表面５６（図９）上に堆積する速度を増大するからである。さらに、ターゲット５２からスパッタされる材料の量は約６５％になる。この量は、従来技術の図１のターゲット１２からおよび従来技術の図２のターゲット３２および３４からスパッタされる材料の量の約２倍である。
【００１９】
マグネトロン５０は、ハウジング（図９にその全体を参照符号６０で示す）を含む。このハウジング内には、本発明の好ましい実施形態の構成要素が配置されている。これらの構成要素としては、アノード６２（図９、図１０および図１２）等がある。このアノードには、アース電位（０ボルト）から約６０ボルト（６０Ｖ）までの範囲の正の電圧が印加される。アノード６２は、銅のような適当な材料から作ることができる。
【００２０】
ターゲット５２は、アノード６２から間隔を置いて位置する。ターゲット５２およびアノード６２は凹部を形成する。ターゲット５２の材料は、基板５８の表面５７上にマグネトロン５０がスパッタする材料である。ターゲット５２には、アノード６２上の電圧に対して負である−５００ボルト（−５００Ｖ）のような適当な電位を加えることができる。ターゲット５２は、ディスクの中央に開口部６４（図５）を有するディスク状の形態のようなシリンダー状の形態とすることができる。アノード６２およびターゲット５２上の電圧の違いにより、アノードとターゲットとの間に電界６６が発生する。図８の破線は電界６６の略図である。図を見れば分かるように、電界６６は、ターゲットの頂部および底部の平面にほぼ垂直である。
【００２１】
その全体を図９の参照符号６８で示すマグネット構造は、ターゲット５２から離して、水平支持面を有する支持体６９（図１１）上へ配置されている。マグネット構造６８には、アース電位のような適当な電位を加えることができる。マグネット構造を環状構成にして、環状体の中央のところに開口部７０を設けることができる。マグネット構造は、車輪のスポークに対応する構成で、水平方向に外側に向かって半径方向に延びる永久磁石７２を含む。図９、図１４および図１５は、この様子を示す。磁化可能の極片７４は、水平に配置されている永久磁石の半径方向の外端部で、水平方向に配置された永久磁石７２から上方に延びる。同じように、磁化可能の極片７６は、水平に配置されている永久磁石の半径方向の内端部で、水平方向に配置された永久磁石７２から上方に延びる。支持体６９および上方に延びる極片７４および７６は、井戸７８（図９）を画成する。ターゲット５２は、永久磁石７２および磁化できる極片７４および７６から間隔を置いて位置する井戸７８内に水平方向に配置される。当然ながら、極片７４および７６は、永久磁石７２により磁化される。
【００２２】
磁力線５４（図１０）は、上方に延びる極片７４、水平方向に配置されている永久磁石７２および上方に延びる極片７６を通り、上方に延びる極片７４および７６の間の井戸７８中の空間を横切る。図１０で理解容易なように、磁力線５４は、平らでほぼ水平である。平らでほぼ水平な磁力線５４は、ターゲット５２内およびその付近で集中する。それにより、磁力線５４の方向と直角に井戸７８内の電子に力が働く。
【００２３】
電子は、電界６６および磁力線５４にほぼ垂直な方向に移動する。この方向は、水平であり、紙面に対してほぼ垂直である。電子はこの方向に移動する際に螺旋経路を通る。この螺旋経路により、電子が井戸７８内でアルゴンのような不活性ガスの分子に衝突し、イオン化する確率が増大する。アルゴン分子は、コンジット８０（図９）を通してハウジング６０内に入り、ハウジング６０からの出口に向かって、アノード６２とマグネット構造６８の垂直に配置されている極片７４および７６間の空間を通して移動する。
【００２４】
アルゴン・イオンは、アルゴン・イオン上の正の電荷に対して負の電位であるターゲット５２に引き寄せられる。アルゴン・イオンは、特にターゲット５２に引き寄せられる。何故なら、それらはターゲット５２に比較的近く、ターゲットが約−５００ボルト（−５００Ｖ）の負の電圧を有しているからである。アルゴン・イオンはターゲット５２の表面に向かって移動し、ターゲットの表面から原子をスパッタする。これらの原子は、基板５８の表面５７（図９）に向かって移動し、基板の表面に堆積する。
【００２５】
ターゲット５２の配置方向と同じ方向に磁力線５４が発生すると、幾つかの重要な利点が生じる。１つの利点は、ターゲット５２内の材料の約６５％が、ターゲットからスパッタされることである。従来技術のマグネトロンの場合には、ターゲット材料の約３５％しかスパッタされないのと比較した場合、この量は非常に多い。このことは特に重要である。何故なら、ターゲット５２のようなターゲットは、非常に高価なものであるからである。
【００２６】
本発明のマグネトロン５０のもう１つの利点は、ターゲット５２の表面から原子をスパッタし、基板５８の表面５７上にスパッタされた原子を堆積する速度が増大することである。また、このように速度が増大するのは、ターゲット５２の配置方向と同じ方向に磁力線５４が発生するからであり、磁力線がターゲット内およびその付近を通過するからである。
【００２７】
リフレクタ８２（図９および図１２）は、マグネット構造６８の上方に延びる極片７４に近い井戸７８内に配置される。好適には、リフレクタには、ターゲット５２の負の電位に近い負の電位を加えることが好ましい。リフレクタ８２は、好適には、極片７４の頂部または頂部上のある位置に垂直に延びることが好ましい。リフレクタ８２は、電子が上方に延びる極片７４に到着するのを防止する。電子が上方に延びる極片７４に到着するのは望ましくない。何故なら、極片に電子が堆積すると、極片のアース電位に影響を与え、マグネット構造６８の磁気特性に影響を与える恐れがあるからである。
【００２８】
リフレクタ８４も、リフレクタ８２が極片７４に供給するのと同じ機能を極片に供給するために、マグネット構造６８の上方に延びる極片７６の近くに設置することができる。リフレクタ８４は、好適には、上方に延びる極片７６の高さを同じ高さまたはそれより高いところまで延びることが好ましい。好適には、リフレクタ８４には、ターゲット５２の負の電位にほぼ近い負の電位を与えることが好ましい。
【００２９】
好適には、リフレクタ８２および８４を冷却することが好ましい。リフレクタ８２は、図１３のその全体を参照符号８６で示す冷却システムにより冷却することができる。システム８６は、ターゲット５２のレベルにほぼ対応する垂直レベルのところに、水を供給するための入力ノズル８８を含む。入力コンジット９０は、入力ノズル８８から、上方に延びる極片７４の頂部またはその付近のところの環状通路９２に向かって上方に延びる。環状通路はターゲット５２を囲んでいる。水の約半分は、参照符号９４で示すように、出力コンジット９６に向かって時計方向に通路９２の周囲を流れ、水のもう半分は、参照符号９８で示すように、出力コンジット９６に向かって反時計方向に流れる。次に、水は出力ノズル１００に向かって出力コンジット９６内を下方に流れる。その全体を参照符号１０２（図１２）で示す、システム８６に対応するシステムが、リフレクタ８４のために設置される。
【００３０】
アノード６２は、頂部６２ａ、および頂部からマグネット構造６８の垂直部分７６内に形成されている空間内を一体に延びるステム部分６２ｂ（図１２）を備えるＴ字型にすることができる。ステム部分６２ｂは、銅のような適当な材料から作ることができる冷却ブロック１０４内に延びる。ブロック１０４は、アノード６２を冷却する参照符号１０６で示す水の流れにより冷却することができる。
【００３１】
特定の好ましい実施形態を参照しながら本発明を開示し、図示してきたが、本発明の原理は、当業者ならすぐ思い付くことができる多数の他の実施形態で容易に使用することができる。それ故、本発明は添付の特許請求の範囲の内容だけにより制限される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】基板の表面上に原子を堆積する目的でターゲットから原子をスパッタするために、電界（図示せず）と組合わせて使用される磁界を生成するための従来技術のマグネトロンの一部の略図である。
【図２】基板の表面上に原子を堆積する目的で、ターゲットの表面から原子をスパッタするための従来技術のもう１つのマグネトロンの略図である。
【図３】図２のマグネトロンに内蔵されているターゲットの一部を示す概略立面図であり、ターゲットの表面から原子をスパッタする前のその元の形を示す。
【図４】図２の従来技術のマグネトロンにより、最大量の原子をターゲットの表面からスパッタした後の、図３のターゲットの一部を示す概略立面図である。
【図５】本発明のマグネトロンの好ましい実施形態で使用されるターゲットの斜視図である。
【図６】図５の６−６線にほぼ沿って切断した、図５のターゲットの一部の断面図である。
【図７】図６のものと類似の断面図であり、本発明のマグネトロンの好ましい実施形態により最大量の材料をターゲットからスパッタした後のターゲットの一部を示す。
【図８】ターゲットおよびアノードおよび、図５〜図７に示す本発明のマグネトロンの好ましい実施形態のアノードおよびターゲットとの間に形成された電界（破線で示す）を示す概略立面図である。
【図９】アノード、ターゲットおよび本発明の好ましい実施形態の、ターゲットが配置されているマグネット構造の概略立面図である。
【図１０】図９類似の概略立面図であり、本発明のマグネトロンの好ましい実施形態に内蔵されているマグネット構造が形成した磁界内の磁力線を示す。
【図１１】図１０のマグネット構造およびマグネット構造の支持体の斜視図である。
【図１２】アノード、ターゲットおよびマグネット構造と、さらに荷電粒子がマグネット構造に到着するのを防止するためのリフレクタと、さらにアノードおよびリフレクタを冷却するための素子と、マグネット構造が形成する井戸内にガス分子を導入する経路とを示す概略立面図である。
【図１３】図１２のリフレクタの中の１つ、およびターゲットおよびアノード用の冷却システムをさらに詳細に示す斜視図である。