(57)【要約】      （修正有）【課題】ターゲット上の磁束密度の分布を平均化し、ターゲットの利用効率を向上させることのできるマグトロンスパッタリング用磁場発生装置を提供する。【解決手段】非磁性体のベース６上に、(a)ターゲットに対向して磁化された直線状の中央部永久磁石２の周りに、(b)ターゲットに平行に磁化された第１の平行永久磁石５１、(c)ターゲットに対向して磁化された中間部永久磁石４、(d)ターゲットに平行に磁化された第２の平行永久磁石５２、(e)ターゲットに対向して磁化された外周部永久磁石３を順に配置し、中央部永久磁石２、外周部永久磁石３及び中間部永久磁石４のターゲット側の磁極、第１の平行永久磁石の中央部永久磁石に対向する磁極、並びに第２の平行永久磁石の外周部永久磁石に対向する磁極が同一であることを特徴とするレーストラック形状のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置。【選択図】図３
2014210967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットに対向し、ターゲット表面に磁場を発生させるための、直線部及びコーナー部からなるレーストラック形状のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置であって、
非磁性体からなるベース上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石と、(b)前記中央部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石と、(c)前記第１の平行永久磁石を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石と、(d)前記中間部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石と、(e)前記第２の平行永久磁石を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石とを有し、
前記中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石の前記中央部永久磁石に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石の前記外周部永久磁石に対向する側の磁極が同一であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置。
【請求項２】
ターゲットに対向し、ターゲット表面に磁場を発生させるための、直線部及びコーナー部からなるレーストラック形状のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置であって、
非磁性体からなるベース上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石と、(b)前記中央部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石と、(c)前記第１の平行永久磁石を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石と、(d)前記中間部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石と、(e)前記直線部を構成する前記第２の平行永久磁石の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石と、(f)前記コーナー部を構成する前記第２の平行永久磁石の外側に設置されたコーナー部磁極部材とを有し、
前記中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石の前記中央部永久磁石に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石の前記外周部永久磁石に対向する側の磁極が同一であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置。
【請求項３】
ターゲットに対向し、ターゲット表面に磁場を発生させるための、直線部及びコーナー部からなるレーストラック形状のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置であって、
非磁性体からなるベース上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石と、(b)前記中央部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石と、(c)前記第１の平行永久磁石を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石と、(d)前記中間部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石と、(e)前記直線部を構成する前記第２の平行永久磁石の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石と、(f)前記コーナー部を構成する前記第２の平行永久磁石の外側に設置されたコーナー部非磁性部材とを有し、
前記中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石の前記中央部永久磁石に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石の前記外周部永久磁石に対向する側の磁極が同一であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置。
【請求項４】
ターゲットに対向し、ターゲット表面に磁場を発生させるための、直線部及びコーナー部からなるレーストラック形状のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置であって、
非磁性体からなるベース上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石と、(b)前記中央部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石と、(c)前記第１の平行永久磁石を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石と、(d)前記中間部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石と、(e)前記直線部を構成する前記第２の平行永久磁石の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石とを有し、
前記中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石の前記中央部永久磁石に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石の前記外周部永久磁石に対向する側の磁極が同一であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置において、前記中央部永久磁石、外周部永久磁石又は中間部永久磁石と、前記ベースとの間に、磁極部材が配置されていることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置において、前記中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石が希土類磁石からなり、前記第１の平行永久磁石及び第２の平行永久磁石がフェライト磁石からなることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置において、前記ターゲット表面に印加される磁場を、前記直線部において軸方向と直交する方向について測定したとき、前記中間部永久磁石に対向する部分の前記ターゲット表面に対して垂直な方向の磁束密度の絶対値の極大値が、前記中央部永久磁石に対向する部分の前記ターゲット表面に対して垂直な方向の磁束密度よりも小さいことを特徴とするマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置において、前記ターゲット表面に印加される磁場の、前記ターゲット表面に対して垂直な方向の磁束密度がゼロとなる位置において、前記ターゲット表面に対して平行な方向の磁束密度が10 mT以上であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面に薄膜を形成するために使用されるマグネトロンスパッタリング装置に組み込まれる磁場発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングとは、Ar等の不活性物質を高速で衝突させることによりターゲットを構成する原子や分子がたたき出される現象をいい、このたたき出された原子や分子を基板上に付着させることで、薄膜を形成することができる。マグネトロンスパッタリング法は、陰極内部に磁場を組み込むことにより、基板へのターゲット物質の堆積速度を向上させることができ、しかも基板への電子の衝突が起こらないため低温で成膜が可能な手法である。従って、半導体IC、フラットパネルディスプレー、太陽電池等の電子部品や、反射膜等の製造プロセスにおいては、基板表面に薄膜を形成するためにマグネトロンスパッタリング法が多く用いられている。
【０００３】
マグネトロンスパッタリング装置は、真空チャンバー内に陽極側の基板と、基板と相対するように配置したターゲット（陰極）と、ターゲットの下方に配置した磁場発生装置とを具備する。陽極と陰極との間に電圧を印加することによりグロー放電を起こし、真空チャンバー内の不活性ガス(0.1 Pa程度のArガス等)をイオン化させ、一方でターゲットから放出された二次電子を磁場発生装置により形成した磁場により捕獲し、ターゲット表面でサイクロイド運動を行わせる。電子のサイクロイド運動によりガス分子のイオン化が促進されるため、膜の生成速度は磁場を用いない場合に比べ格段に大きくなり、膜の付着強度が大きくなる。
【０００４】
特開2008-156735号（特許文献１）は、図14(a)及び図14(b)に示すような、非磁性体からなるベース210と、その表面に設置された棒状の中央磁極片220と、その周囲に設けられた長円形状の外周磁極片230と、前記中央磁極片と前記外周磁極片との間に配置された複数の永久磁石240,250とを有し、前記永久磁石240,250は水平方向に磁化されかつ同極性の磁極が前記中央磁極片に対向するように配置されているとともに、前記中央磁極片の高さ及び前記外周磁極片の高さは前記永久磁石の高さ以上に形成されているマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置200を開示しており、この磁場発生装置を使用することにより、プラズマ状態の不活性ガスの閉じこめに必要な強度(磁束密度水平成分が10 mT以上)の磁場領域が、特にコーナー部において広がるので、コーナー部でのエロージョン領域を拡大させ、直線部及びコーナー部のエロージョンを均一にすることができると記載している。
【０００５】
しかしながら、この磁場発生装置では中央磁極片に磁束が集中するため、中央磁極片に対向するターゲットの表面では、磁束密度垂直成分がスパッタリングが起こる最低磁場10 mTの３倍以上に達してしまう。このような磁束密度垂直成分が高い領域ではエロージョンが進行せず、ターゲットの使用効率を低下させてしまう。ターゲットの使用効率をさらに向上させるため、ターゲット上の磁束密度の分布を平均化し、磁束密度垂直成分の高い領域をより小さくし、ターゲットの中央磁極片に対向する部分のエロージョン進行を相対的に速めることのできる技術の開発が望まれている。
【０００６】
特公平7-74439号（特許文献２）は、内側磁極と、この内側磁極を取り囲んだ反対の極性を持つ外側磁極と、前記内側磁極から外側磁極近傍の両磁極上に配置されたターゲット材とを有し、前記両磁極は垂直方向の磁化を有する永久磁石，又は軟磁性体からなり、前記両磁極間に、水平方向の磁化を有する永久磁石を設け、さらに前記外側磁極の外側面に前記水平方向とは逆向きの磁化を有する永久磁石を設けたマグネトロンスパッタ装置を開示しており、ターゲット材上のプラズマを安定に保持すると同時に、ターゲット材の局所的なエロージョンを防止し、ターゲット材の寿命を著しく長くすることができると記載している。
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載のマグネトロンスパッタ装置は、ターゲット材の局所的なエロージョンを防止するために、ターゲット材よりも外側（外側磁極の外側）にまで永久磁石を設けた構成になっているため、磁気発生装置が大型化するとともに、コストアップするという問題がある。
【０００８】
特開2005-139521号（特許文献３）は、内側磁石と、これと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石と、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとからなる、ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に平行かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、前記外側磁石のさらに外側にも、前記ターゲット面に平行かつ前記外側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、さらに、前記内側磁石と前記外側磁石で挟まれた水平磁石、外側磁石の外側に配した外側水平磁石とヨークとの間の空間を磁性体で充填した磁場発生装置を備えたマグネトロンスパッタ装置を開示しており、ターゲットが小型化しても、ターゲット表面に弧状の磁力線が形成され、安定してマグネトロンスパッタが行えると記載している。
【０００９】
しかしながら、特許文献３に記載の磁場発生装置は、ターゲットが小型化し、それに伴いターゲット裏面の磁石の径も小型化した場合、外側磁石と内側磁石との距離が近くなり、ターゲット表面に弧状の磁力線が形成されずマグネトロンスパッタにならないという問題を解決するためのものであり、前記のように磁場発生装置を構成することにより、磁場の垂直な成分の値が０となる位置を外側に広げるという効果を有するものの、ターゲットの内側磁石に対向する部分のエロージョン進行は相対的に遅く、ターゲットの利用効率を高めるためにはさらなる改良の必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開2008-156735号公報
【特許文献２】特公平7-74439号公報
【特許文献３】特開2005-139521号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、ターゲット上の磁束密度の分布を平均化し、ターゲットの利用効率を向上させることのできるマグトロンスパッタリング用磁場発生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、ターゲット表面に垂直な磁化方向を有する直線状の中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石、並びにターゲット表面に平行な磁化方向を有する第１の平行永久磁石及び第２の平行永久磁石を、前記直線状の中央部永久磁石を取り囲むように、第１の平行永久磁石、中間部永久磁石、第２の平行永久磁石、及び外周部永久磁石の順に配置し、前記中央部永久磁石、中間部永久磁石及び外周部永久磁石のターゲットに対向する磁極、前記第１の平行永久磁石の中央部永久磁石に対向する磁極、並びに前記第２の平行永久磁石の外周部永久磁石に対向する磁極を同じにすることにより、中央部永久磁石に対向するターゲット面上の磁束密度垂直成分（ターゲット表面に対して垂直な成分）が相対的に低下し、ターゲットの中央部永久磁石に対向する部分の、エロージョンが進行しない領域を小さくすることができるとともに、中間部永久磁石に対向するターゲット面上の磁束密度垂直成分（ターゲット表面に対して垂直な成分）が相対的に低下し、ターゲットの中間部永久磁石に対向する部分のエロージョン進行を相対的に速めることができることを見出し、本発明に想到した。
【００１３】
すなわち、ターゲットに対向し、ターゲット表面に磁場を発生させるための直線部及びコーナー部からなる、本発明の第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置は、
非磁性体からなるベース上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石と、(b)前記中央部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石と、(c)前記第１の平行永久磁石を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石と、(d)前記中間部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石と、(e)前記第２の平行永久磁石を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石とを有し、
前記中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石の前記中央部永久磁石に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石の前記外周部永久磁石に対向する側の磁極が同一であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置は、
非磁性体からなるベース上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石と、(b)前記中央部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石と、(c)前記第１の平行永久磁石を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石と、(d)前記中間部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石と、(e)前記直線部を構成する前記第２の平行永久磁石の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石と、(f)前記コーナー部を構成する前記第２の平行永久磁石の外側に設置されたコーナー部磁極部材とを有し、
前記中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石の前記中央部永久磁石に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石の前記外周部永久磁石に対向する側の磁極が同一であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第３のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置は、
非磁性体からなるベース上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石と、(b)前記中央部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石と、(c)前記第１の平行永久磁石を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石と、(d)前記中間部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石と、(e)前記直線部を構成する前記第２の平行永久磁石の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石と、(f)前記コーナー部を構成する前記第２の平行永久磁石の外側に設置されたコーナー部非磁性部材とを有し、
前記中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石の前記中央部永久磁石に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石の前記外周部永久磁石に対向する側の磁極が同一であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第４のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置は、
非磁性体からなるベース上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石と、(b)前記中央部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石と、(c)前記第１の平行永久磁石を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石と、(d)前記中間部永久磁石を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面に平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石と、(e)前記直線部を構成する前記第２の平行永久磁石の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面に垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石とを有し、
前記中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石の前記中央部永久磁石に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石の前記外周部永久磁石に対向する側の磁極が同一であることを特徴とするマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置。
【００１７】
前記中央部永久磁石、外周部永久磁石又は中間部永久磁石と、前記ベースとの間に、磁極部材が配置されているのが好ましい。
【００１８】
前記中央部永久磁石、外周部永久磁石及び中間部永久磁石が希土類磁石からなり、前記第１の平行永久磁石及び第２の平行永久磁石がフェライト磁石からなるのが好ましい。
【００１９】
前記ターゲット表面に印加される磁場を、前記直線部において軸方向と直交する方向について測定したとき、前記中間部永久磁石に対向する部分の前記ターゲット表面に対して垂直な方向の磁束密度の絶対値の極大値が、前記中央部永久磁石に対向する部分の前記ターゲット表面に対して垂直な方向の磁束密度よりも小さいのが好ましい。
【００２０】
前記ターゲット表面に印加される磁場の、前記ターゲット表面に対して垂直な方向の磁束密度がゼロとなる位置において、前記ターゲット表面に対して平行な方向の磁束密度は10 mT以上であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の磁場発生装置を用いることにより、ターゲット上の磁束密度の分布を平均化し、ターゲットのエロージョン進行をより均一にできるので、ターゲットの利用効率を向上させることができる。
【００２２】
本発明の磁場発生装置を用いることにより、ターゲット又は磁場発生装置を機械的に揺動する機構が必要なくなるため、装置が小型化し、コストダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の第１の構成を示す(a)平面図、(b)A-A断面図、及び(c)B-B断面図である。
【図２】図1(a)の(a)A-A断面図、及び(b)B-B断面図である。
【図３】本発明のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の第２の構成を示す(a)平面図、(b)C-C断面図、及び(c)D-D断面図である。
【図４】本発明のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の第３の構成を示す(a)平面図、(b)E-E断面図、及び(c)F-F断面図である。
【図５】本発明のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の第４の構成を示す(a)平面図、(b)G-G断面図、及び(c)H-H断面図である。
【図６】本発明のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部用磁石の他の一例を示す平面図である。
【図７】本発明のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部用磁石の他の一例を示す平面図である。
【図８】本発明のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置のコーナー部用磁石のさらに他の一例を示す平面図である。
【図９】実施例１の磁場発生装置を示す(a)平面図、(b)I-I断面図、及び(c)J-J断面図である。
【図１０】図9(a)の(a)I-I断面図、及び(b)J-J断面図である。
【図１１】比較例１の磁場発生装置を示す(a)平面図、(b)K-K断面図、及び(c)L-L断面図である。
【図１２】実施例１の磁場発生装置によってターゲット面上に発生する磁束密度の平行成分及び垂直成分を図9(a)のAラインに沿ってプロットしたグラフである。
【図１３】比較例１の磁場発生装置によってターゲット面上に発生する磁束密度の平行成分及び垂直成分を図11(a)のAラインに沿ってプロットしたグラフである。
【図１４】従来のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置の一例を示す(a)平面図、及び(b)M-M断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
[1] マグネトロンスパッタリング用磁場発生装置
(A)全体構成
本発明のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置は、ターゲット表面にレーストラック状の磁場を発生させるための装置であり、例えば図1(a)、図1(b)及び図1(c)に示すように、ターゲット７に対向し、直線部20及び２つのコーナー部30,30からなるレーストラック形状を有している。
【００２５】
(1)第１の構成
第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１は、非磁性体からなるベース６上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石２と、(b)前記中央部永久磁石２を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石２に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石51と、(c)前記第１の平行永久磁石51を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石４と、(d)前記中間部永久磁石４を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石４に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石52と、(e)前記第２の平行永久磁石52を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石３とを有し、前記中央部永久磁石２、外周部永久磁石３及び中間部永久磁石４の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石51の前記中央部永久磁石２に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石52の前記外周部永久磁石３に対向する側の磁極が同一であることを特徴とする。
【００２６】
(i)直線部の構成
第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１において、直線部20は、例えば図1(a)及び図1(b)に示すように、非磁性体からなるベース６上に設置された(a)磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように直線状に配置された四角柱状の複数の中央部永久磁石２と、(b)前記中央部永久磁石２の両側に、磁化方向が前記ターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石２に対向するように配置された四角柱状の複数の第１の平行永久磁石51と、(c)前記第１の平行永久磁石51の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように配置された四角柱状の複数の中間部永久磁石４と、(d)前記中間部永久磁石４の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石４に対向するように配置された四角柱状の複数の第２の平行永久磁石52と、(e)前記第２の平行永久磁石52の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように配置された四角柱状の複数の外周部永久磁石３とからなり、前記中央部永久磁石２、外周部永久磁石３及び中間部永久磁石４の前記ターゲットに対向する側の磁極（図ではS極）、前記第１の平行永久磁石51の前記中央部永久磁石２に対向する側の磁極（図ではS極）、並びに前記第２の平行永久磁石52の前記外周部永久磁石３に対向する側の磁極（図ではS極）が同一となるように構成されている。
【００２７】
中央部永久磁石２、外周部永久磁石３、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52の、マグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１の軸に直交する方向（図1(a)のy軸方向）長さ、すなわち図2(a)においてそれぞれL2、L3、L4、L51及びL52で示される各永久磁石の長さは、以下のような関係： 
L2=(0.1〜0.3)×L、
L3=(0.05〜0.2)×L、
L4=(0.05〜0.2)×L、
L51=(0.075〜0.475)×L、
L52=(0.475〜0.9)×L、及び
A=(0.1〜0.5)×L
（ただし、A=L51+L4×0.5、及びL=L51+L4+L52である。）を満たすのが好ましい。
【００２８】
中央部永久磁石２、外周部永久磁石３、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52のターゲット表面7aに垂直な方向の長さ、すなわち図2(a)においてそれぞれh2、h3、h4、h51及びh52で示される各永久磁石の縦方向長さは、h51及びh52がほぼ等しく、h2、h3及びh4がほぼ等しく、h2、h3及びh4がh51（又はh52）の50〜100％であるのが好ましく、60〜90％であるのがより好ましい。中央部永久磁石２、外周部永久磁石３及び中間部永久磁石４のターゲット表面7aに垂直な方向の長さ（それぞれh2、h3及びh4）を第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52のターゲット表面7aに垂直な方向の長さ（それぞれh51及びh52）よりも短く構成することにより、発生させる磁場の強度及び分布を調節することができる。これらの各永久磁石のターゲット表面7aに垂直な方向の長さ（h2、h3、h4、h51及びh52）は、軸方向（図1(a)のx軸方向）について全て同じである必要はなく、目的に応じて変化させてもよい。
【００２９】
直線部の中央部永久磁石２、外周部永久磁石３、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52の構成の一例を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2014210967.tif 000003
ただし、A=L51+L4×0.5、及びL=L51+L4＋L52である。
【００３１】
中央部永久磁石２、外周部永久磁石３及び中間部永久磁石４のターゲット表面7aに垂直な方向の長さ（それぞれh2、h3及びh4）を第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52のターゲット表面7aに垂直な方向の長さ（それぞれh51及びh52）よりも短く構成した場合、中央部永久磁石２、外周部永久磁石３及び中間部永久磁石４とベース６との間に、それらの間隙を充填するようにそれぞれ磁性体（軟磁性体）からなる磁極部材82,磁極部材83及び磁極部材84を配置するのが好ましい。
【００３２】
中央部永久磁石２、外周部永久磁石３、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52は、ベース６上に、個々の永久磁石を接着剤等で貼りつけて構成してもよいし、あらかじめマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１の軸に直交する方向（図1(a)のy軸方向）にいくつかの永久磁石（例えば、外周部永久磁石３、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52）を貼り合わせて一体に形成した永久磁石ユニットをベース６上に貼りつけて構成しても良い。
【００３３】
直線部20の磁気回路は、各中央部永久磁石２、外周部永久磁石３、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52として一体に形成されたものを用いて構成してもよいし、図1(a)に示すように、マグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１の軸方向（図1(a)のx軸方向）に２個以上の永久磁石を連接して構成しても良い。また必要な磁場強度や磁石の材質に応じて、複数の永久磁石を前記軸方向（図1(a)のx軸方向）に離間して並べて直線部20の磁気回路を構成してもよい。離間して配置する場合、永久磁石と永久磁石との間隙は、非磁性のスペーサで充填しても良いし、何も置かなくても良い。各永久磁石の数及び大きさは特に限定されず、製造上又は組立易さの観点からどのような大きさに分割してもよく、またそれぞれの大きさが異なっていても良い。
【００３４】
(ii)コーナー部の構成
第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１において、コーナー部30は、例えば図1(a)及び図1(c)に示すように、非磁性体からなるベース６上に設置された(a)前記ターゲット表面7aに垂直に磁化された中央部永久磁石２の端部2aと、(b)前記中央部永久磁石２の端部2aを中心に、磁化方向がターゲット表面7aに対して平行で、かつ一方の極性の磁極（図ではS極）が中央部永久磁石２の端部2aに対向するように半多角形状に設置された、平面視で台形の複数の第１の平行永久磁石51と、(c)前記第１の平行永久磁石51の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように半多角形状に配置された、平面視で台形の複数の中間部永久磁石４と、(d)前記中間部永久磁石４の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極（図ではN極）が前記中間部永久磁石４に対向するように半多角形状に設置された、平面視で台形の複数の第２の平行永久磁石52と、(e)前記第２の平行永久磁石52の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように半多角形状に配置された、平面視で台形の複数の外周部永久磁石３(3c)とからなり、前記中央部永久磁石２、外周部永久磁石３(3c)及び中間部永久磁石４の前記ターゲットに対向する側の磁極（図ではS極）、前記第１の平行永久磁石51の前記中央部永久磁石２に対向する側の磁極（図ではS極）、並びに前記第２の平行永久磁石52の前記外周部永久磁石３(3c)に対向する側の磁極（図ではS極）が同一となるように構成されている。コーナー部を構成するこれらの永久磁石は、図1(a)では半多角形状（台形の組み合わせ）だが、半円状（扇形の組み合わせ）であってもよい。
【００３５】
外周部永久磁石３(3c)、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52の、マグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１の軸方向（図1(a)のx軸方向）長さ、すなわち図2(b)においてそれぞれL3'、L4'、L51'及びL52'で示される各永久磁石の長さは、以下のような関係:
L3'=(0.05〜0.2)×L'、
L4'=(0.05〜0.2)×L'、
L51'=(0.075〜0.475)×L'、
L52'=(0.475〜0.9)×L'、及び
A'=(0.1〜0.5)×L'
（ただし、A'=L51'+L4'×0.5、及びL'=L51'+L4'+L52'である。）を満たすのが好ましい。これらの長さの関係は、直線部20を構成する外周部永久磁石３、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52の対応する長さL3、L4、L51及びL52の関係と同様であるのが好ましく、コーナー部30における長さL3'、L4'、L51'及びL52'と、直線部20における対応する長さL3、L4、L51及びL52とはそれぞれ同じであるのが好ましい。これらの関係は、コーナー部を構成する他の永久磁石についても同様である。
【００３６】
中央部永久磁石２、外周部永久磁石３(3c)、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52のターゲット表面7aに垂直な方向の長さ、すなわち図2(b)においてそれぞれh2'、h3'、h4'、h51'及びh52'で示される各永久磁石の縦方向長さは、h51'及びh52'がほぼ等しく、h2'、h3'及びh4'がほぼ等しく、h2'、h3'及びh4'がh51'（又はh52'）の50〜100％であるのが好ましく、60〜90％であるのがより好ましい。これらの長さの関係は、直線部20を構成する中央部永久磁石２、外周部永久磁石３、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52の対応する縦方向長さh2、h3、h4、h51及びh52の関係と同様であるのが好ましく、コーナー部30における長さh2'、h3'、h4'、h51'及びh52'は、直線部20における対応する長さh2、h3、h4、h51及びh52とそれぞれ同じであってもよいし、異なっていても良い。これらの関係は、コーナー部を構成する他の永久磁石についても同様である。
【００３７】
コーナー部の外周部永久磁石３(3c)、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52の構成の一例を表２に示す。
【００３８】
【表２】
2014210967.tif 000004
ただし、A'=L51'+L4'×0.5、及びL'=L51'+L4'＋L52'である。
【００３９】
中央部永久磁石２、外周部永久磁石３(3c)及び中間部永久磁石４のターゲット表面7aに垂直な方向の長さ（それぞれh2'、h3'及びh4'）を第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52のターゲット表面7aに垂直な方向の長さ（それぞれh51'及びh52'）よりも短く構成した場合、中央部永久磁石２、外周部永久磁石３(3c)及び中間部永久磁石４とベース６との間に、それらの間隙を充填するようにそれぞれ磁性体(軟磁性体）からなる磁極部材82,磁極部材83及び磁極部材84を配置するのが好ましい。
【００４０】
コーナー部の永久磁石は、図1(a)に示すように、中央部永久磁石２の端部2aと、中央部永久磁石２の端部2aを中心として複数の永久磁石を、半多角形状に、間隙を設けないで配置されていてもよいし、図６に示すように、コーナー部用の各永久磁石を周方向に間隙30aを設けて配置しても良い。このように間隙30aを設けてコーナー部用永久磁石を配置することによりターゲット表面上の磁束密度を調節することができる。間隙30aには、非磁性体のスペーサを充填しても良い。コーナー部における永久磁石の占有率は、特に限定しないが、30％以上であるのが好ましい。
【００４１】
コーナー部を構成する永久磁石は、図６に示すように、平面視でほぼ台形であってもよいし、図７に示すように、平面視でほぼ扇形であってもよい。また図８に示すように、平面視で長方形であっても良い。コーナー部を構成する永久磁石の周方向の数及び大きさは特に限定されず、製造上又は組立易さの観点からどのような大きさに分割してもよく、またそれぞれの大きさが異なっていても良い。
【００４２】
中央部永久磁石２、外周部永久磁石３(3c)、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52は、ベース６上に、個々の永久磁石を接着剤等で貼りつけて構成してもよいし、あらかじめ径方向にいくつかの永久磁石（例えば、外周部永久磁石３(3c)、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52）を貼り合わせて一体に形成した永久磁石ユニットをベース６上に貼りつけて構成しても良い。
【００４３】
(2)第２の構成
第２のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１は、例えば図3(a)、図3(b)及び図3(c)に示すように、非磁性体からなるベース６上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石２と、(b)前記中央部永久磁石２を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石２に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石51と、(c)前記第１の平行永久磁石51を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石４と、(d)前記中間部永久磁石４を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石４に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石52と、(e)直線部20を構成する前記第２の平行永久磁石52の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石３と、(f)コーナー部30を構成する前記第２の平行永久磁石52の外側に設置されたコーナー部磁極部材８とを有し、前記中央部永久磁石２、外周部永久磁石３及び中間部永久磁石４の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石51の前記中央部永久磁石２に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石52の前記外周部永久磁石３に対向する側の磁極が同一であることを特徴とする。
【００４４】
すなわち、第２の構成は、第１の構成において、コーナー部を構成する外周部永久磁石３(3c)を、磁性体(軟磁性体)からなるコーナー部磁極部材８に置き換えてマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置を構成したものである。
【００４５】
(i)直線部の構成
直線部の構成は、第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１の直線部の構成と同じである。
【００４６】
(ii)コーナー部の構成
コーナー部の構成は、外周部永久磁石３(3c)を磁性体(軟磁性体)からなるコーナー部磁極部材８に置き換えた以外、第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１のコーナー部30の構成と同じである。第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１において、コーナー部30を構成する外周部永久磁石３(3c)とベース６との間に磁極部材83が配置されている場合は、外周部永久磁石３(3c)及び磁極部材83を一体のコーナー部磁極部材８に置き換えるのが好ましい。また図3(c)に示すように、中央部永久磁石２の端部2aは永久磁石を配置しないように構成するのが好ましい。なお、図６に示すように、コーナー部用の各永久磁石を周方向に間隙30aを設けて配置する場合、コーナー部磁極部材８は、間隙を設けずにコーナー部30の外郭を囲うように配置するのが好ましい。
【００４７】
(3)第３の構成
第３のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１は、例えば図4(a)、図4(b)及び図4(c)に示すように、非磁性体からなるベース６上に、(a)磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石２と、(b)前記中央部永久磁石２を取り囲むように、磁化方向がターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石２に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石51と、(c)前記第１の平行永久磁石51を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石４と、(d)前記中間部永久磁石４を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石４に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石52と、(e)直線部20を構成する前記第２の平行永久磁石52の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石３と、(f)コーナー部30を構成する前記第２の平行永久磁石52の外側に設置されたコーナー部非磁性部材９とを有し、前記中央部永久磁石２、外周部永久磁石３及び中間部永久磁石４の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石51の前記中央部永久磁石２に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石52の前記外周部永久磁石３に対向する側の磁極が同一であることを特徴とする。
【００４８】
すなわち、第３の構成は、第１の構成において、コーナー部を構成する外周部永久磁石３(3c)を、非磁性体からなるコーナー部非磁性部材９に置き換えてマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置を構成したものである。
【００４９】
(i)直線部の構成
直線部の構成は、第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１の直線部の構成と同じである。
【００５０】
(ii)コーナー部の構成
コーナー部の構成は、外周部永久磁石３(3c)を非磁性体からなるコーナー部非磁性部材９に置き換えた以外、第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１のコーナー部30の構成と同じである。非磁性部材９としては、オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304)、アルミニウム等が好ましい。図4(c)に示すように、中央部永久磁石２の端部2aは永久磁石を配置しないように構成するのが好ましい。また図６に示すように、コーナー部用の各永久磁石を周方向に間隙30aを設けて配置する場合、コーナー部非磁性部材９は、間隙を設けずにコーナー部30の外郭を囲うように配置するのが好ましい。
【００５１】
(4)第４の構成
第４のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１は、例えば図5(a)、図5(b)及び図5(c)に示すように、非磁性体からなるベース６上に、(a)磁化方向がターゲット表面7aに垂直になるように直線状に配置された複数の中央部永久磁石２と、(b)前記中央部永久磁石２を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極が前記中央部永久磁石２に対向するように設置された複数の第１の平行永久磁石51と、(c)前記第１の平行永久磁石51を取り囲むように、かつ磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように設置された複数の中間部永久磁石４と、(d)前記中間部永久磁石４を取り囲むように、磁化方向が前記ターゲット表面7aに平行で、かつ一方の磁極が前記中間部永久磁石４に対向するように設置された複数の第２の平行永久磁石52と、(e)直線部20を構成する前記第２の平行永久磁石52の外側に、磁化方向が前記ターゲット表面7aに垂直になるように設置された複数の外周部永久磁石３とを有し、前記中央部永久磁石２、外周部永久磁石３及び中間部永久磁石４の前記ターゲットに対向する側の磁極、前記第１の平行永久磁石51の前記中央部永久磁石２に対向する側の磁極、並びに前記第２の平行永久磁石52の前記外周部永久磁石３に対向する側の磁極が同一であることを特徴とする。
【００５２】
すなわち、第４の構成は、第１の構成において、コーナー部を構成する外周部永久磁石３(3c)を取り除いてマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置を構成したものである。
【００５３】
(i)直線部の構成
直線部の構成は、第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１の直線部の構成と同じである。
【００５４】
(ii)コーナー部の構成
コーナー部の構成は、外周部永久磁石３(3c)を取り除いた以外、第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１のコーナー部30の構成と同じである。第１のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置１において、コーナー部30を構成する外周部永久磁石３(3c)とベース６との間に磁極部材83が配置されている場合は、前記磁極部材83も取り除くのが好ましい。
【００５５】
(B)永久磁石
直線部及びコーナー部を構成する中央部永久磁石２、外周部永久磁石３(3c)、中間部永久磁石４、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52は、公知の永久磁石材料で形成することができる。永久磁石の材質は設備の構成（磁場発生装置からターゲットまでの距離）や必要な磁場強度によって適宜設定すれば良いが、中央部永久磁石２、外周部永久磁石３(3c)及び中間部永久磁石４は、R（Nd等の希土類元素のうちの少なくとも一種）、T（Fe又はFe及びCo）及びBを必須成分とする希土類鉄ボロン系異方性焼結磁石等の希土類磁石（耐食性の点から各種の表面処理を施したもの）で構成し、第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52は、フェライト磁石で構成するのが好ましい。また直線部とコーナー部との磁束密度分布を変えたい場合には、それぞれに必要な磁束密度にあわせ、直線部用永久磁石とコーナー部用永久磁石との材質を変えても良い。
【００５６】
(C)磁極部材
磁極部材には公知の磁性体(軟磁性体)を用いるのが好ましい、特に磁性を有する鋼材を用いるのが好ましい。
【００５７】
(D)磁束密度
本発明のマグネトロンスパッタリング用磁場発生装置において、ターゲット表面7aに印加される磁場を、直線部20の軸方向ほぼ中央部において、軸方向と直交する方向（図1(a)、図3(a)、図4(a)及び図5(a)のy軸方向）について測定したとき、中間部永久磁石４に対向する部分の前記ターゲット表面7aに対して垂直な方向の磁束密度の絶対値の極大値が、前記中央部永久磁石２に対向する部分の前記ターゲット表面7aに対して垂直な方向の磁束密度よりも小さくなるように永久磁石及び磁性部材を構成するのが好ましい。さらにターゲット表面7aにおける磁場の磁束密度垂直成分がゼロとなる位置における磁束密度の平行成分が10 mT以上となるように永久磁石及び磁性部材を構成するのが好ましい。
【００５８】
[2]その他の態様
本発明の磁場発生装置を複数台所定間隔で並列に配置することにより、一体型のターゲットを使用して大型の基板に成膜することができる。また磁場発生装置には、磁場発生装置の上面とターゲット面との距離を調節する機構を設けてもよい。
【実施例】
【００５９】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００６０】
実施例１
図9及び図10に示すように、オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304)製のベース６上に、希土類鉄ボロン系焼結磁石(日立金属株式会社製NMX-S49CH)からなる中央部永久磁石２、外周部永久磁石３及び中間部永久磁石４、フェライト焼結磁石(日立金属株式会社製NMF-12F、残留磁束密度：約450 mT)からなる第１の平行永久磁石51及び第２の平行永久磁石52、フェライト系ステンレス(SUS430)製の磁極部材82、磁極部材83及び磁極部材84、並びにSUS304製のコーナー部非磁性部材９を配置し、磁場発生装置１（W1＝400 mm、W2＝200 mm、W3＝220 mm、L2＝20 mm、L3＝10 mm、L4＝L4'＝10mm、L8'＝10 mm、L51＝L51'＝30 mm、L52＝L52'＝50 mm、h＝h'＝25 mm、h2＝h2'＝20 mm、h3＝20 mm、h4＝h4'＝20 mm、h51＝h51'＝25 mm及びh52＝h52'＝25 mm）を作製した。
【００６１】
比較例１
図11に示すように、オーステナイト系ステンレス鋼(SUS304)製のベース６上に、フェライト系ステンレス(SUS430)製の中央磁極部材102及び外周磁極部材103、並びにフェライト焼結磁石(日立金属製NMF-12F、残留磁束密度：約450 mT)からなる直線部用永久磁石104及びコーナー部用永久磁石105を、磁化方向がターゲット面に平行でかつ同極性の磁極が前記中央磁極部材102に対向するように配置し、磁場発生装置101（W1＝400 mm、W3＝220 mm、L2＝20 mm、L3＝L3'＝10 mm、L4＝L5＝90 mm及びh＝h'＝25 mm）を作製した。
【００６２】
実施例１の磁場発生装置１表面（ターゲットと対向する面）から25 mmの位置（ターゲット表面の位置に相当）における磁束密度を磁場解析により求め、前記磁束密度のターゲット表面7aに対して平行な成分（磁束密度平行成分）及び垂直な成分（磁束密度垂直成分）をAライン（図9参照）に沿ってプロットした結果を図12に示す。また比較例１の磁場発生装置101についても同様にして磁束密度平行成分及び磁束密度垂直成分をAライン（図11参照）に沿ってプロットした結果を図13に示す。
【００６３】
図12及び図13から、中間部永久磁石４に対向する部分（中央からの距離が40 mm付近）のターゲット表面7aに対して垂直な方向の磁束密度は約30 mTであり、中央部永久磁石２に対向する部分（中央からの距離が0 mm付近）のターゲット表面7aに対して垂直な方向の磁束密度（約40 mT）よりも小さくなっており、従来の磁場発生装置（比較例１）に対して、中央磁極部材２に対向する部分の磁束密度垂直成分が低下し、かつ磁束密度垂直成分がゼロとなる点が中心方向に移動していた。この結果から、本発明の磁場発生装置は、比較例１の磁場発生装置に比べて、ターゲットの中間部永久磁石に対向する部分のエロージョン進行が相対的に促進され、ターゲットの利用効率が向上すると予測できる。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・マグネトロンスパッタリング用磁場発生装置
２・・・中央部永久磁石
2a・・・端部
３・・・外周部永久磁石
3c・・・コーナー部外周部永久磁石
４・・・中間部永久磁石
51・・・第１の平行永久磁石
52・・・第２の平行永久磁石
６・・・ベース
７・・・ターゲット
7a・・・ターゲット表面
８・・・コーナー部磁極部材
82・・・中央部永久磁石用磁極部材
83・・・外周部永久磁石用磁極部材
84・・・中間部永久磁石用磁極部材
９・・・コーナー部非磁性部材
20・・・直線部
30・・・コーナー部
200・・・マグネトロンスパッタリング用磁場発生装置
210・・・ベース
220・・・中央磁極片
230・・・外周磁極片
240,250・・・永久磁石
【図１】
2014210967.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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