マグネトロンスパッタリングターゲットの磁場配置

- Jul 04, 2018-


平面マグネトロンスパッタリングターゲットの場合、磁気鋼はターゲットの後ろに配置され、磁気線はターゲットの表面を通過してターゲットの表面上に磁場を形成する。 ターゲット表面に平行な磁場Bと、ターゲット表面に垂直な電界Eは、ターゲット表面に平行なドリフト場E×Bを形成する。 ドリフト場E×Bは、ターゲット表面の電子密度を高め、中性ガス分子との電子の衝突確率を高め、スパッタリングガスのイオン化率を高め、スパッタリング速度を高める電子捕獲機能を有する。 典型的な平面矩形マグネトロンスパッタリングターゲットの場合、図1に磁気鋼の配置を示す(隣接する磁気鋼は反対の極性、すなわちNSNまたはSNSを有する)。


blob.png

                                               

図1磁気鋼板レイアウトと磁場分布図

 

図1の磁力線分布は数値シミュレーションにより求めた。 ターゲット表面上の磁力線がターゲット表面にほぼ平行である領域は狭いことが分かる。 マグネトロンスパッタリングシステムでは、ターゲット表面のスパッタリング領域は、ターゲット表面上の磁力線がターゲット表面にほぼ平行であるこの領域に主に集中するので、 エッチングされたトレンチの幅は、スパッタリングプロセスの間にエッチング深さが増加するにつれて狭くなる。 得られたエッチングプロファイルを図2に示す。


blob.png


図2通常の磁気鋼板によるエッチング

 

面積計算によれば、上記磁性鋼の配置方法の目標利用率は約20%に過ぎない。 磁気鋼の通常の配置は、高い目標利用率および堆積速度を得ることを困難にすることが分かる。