[发明专利]磁控溅射阴极和成膜装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁控溅射阴极，更详细地，涉及提高靶的使用效率的磁控溅射阴极和具备该阴极的成膜装置。

本申请基于2008年8月29日申请的日本特愿2008-222170号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

至今，为了以均匀膜厚在液晶显示器(LCD)或等离子体显示器(PDP)等大面积玻璃基板上连续形成ITO(Indium Tin Oxide)膜等氧化物类透明导电膜，提出了使用磁控溅射装置。

在该溅射装置中，在靶的背面侧配置多个磁路，在靶的表面侧配置基板，通过由磁路产生的磁场在靶表面附近产生等离子体，对基板进行成膜。

在使用现有的磁控溅射用磁路时，靶的使用效率为20～30％左右。这样在靶的使用效率低时，靶的寿命变短，所以存在靶的材料费、靶交换相关的人工费、靶结合所需的费用等增加，生产率恶化的问题。作为解决此问题的阴极，可以举出下述的三个例子。

专利文献1中公开了一种在主磁体之间配置辅助磁体的构造。然而，在仅仅是单纯配置辅助磁体的构造中，靶的使用效率难以提高，谈不上实现了最优化。

专利文献2中公开了一种通过组成复杂磁路而提高靶的使用效率的构造。然而，这种磁路非常复杂，使用了很多磁铁而成本增加。进而，由于使用了很多磁铁，所以需要考虑由各磁铁产生的磁场的影响，从而对靶表面和磁路的距离之间产生限制，必须缩短靶表面和磁路的距离。因此，由于磁场只能到达距磁铁表面较近的距离，所以很难增加靶的厚度。

例如，由专利文献2所记载的图4可知，靶中央部的侵蚀深度很浅。此类侵蚀发生的原因认为是由上述影响造成。

专利文献3或专利文献4中不仅公开了磁路形状，还对磁场进行了最优化。专利文献3或专利文献4中配置有板状磁体，以形成相对于靶表面的磁场的垂直磁场成分的值在零或零附近分布为平坦的区域、或者3次交叉零点的区域。

然而，由于专利文献3中的磁场的磁场垂直成分的定义不够充分，所以与专利文献2一样，专利文献3的靶的中央部不能被明确地进行溅射，因而产生未得到充分利用的形状的侵蚀。

此外，专利文献4中公开了一种使磁铁的相对位置发生变化的构造，但该构造难以产生足够的磁场，从而产生未得到充分利用的形状的侵蚀。

如此，一直以来为了改善靶的使用效率，进行了多种研究，但大部分的现有技术具有以相对于靶表面为水平的磁场增加的方式形成磁路，防止靶表面上的等离子体的集中而使该靶的侵蚀区域变宽的结构。即使在应用上述的专利文献2和专利文献3所公开的阴极构造时，靶的使用效率也仅为50％左右。为此，希望开发靶的使用效率超过50％的磁控溅射阴极。

此外，现有的阴极在靶为10mm以下时，能得到如上述一样的靶的使用效率。然而，在靶的厚度为10mm左右时，使用寿命变短，结果是靶的材料费、靶交换相关的人工费、靶结合所需的费用等增加，生产率有可能恶化。

因此，希望开发一种靶的使用效率超过50％，且还能适用于10mm以上厚度的靶的磁控溅射阴极。

专利文献1：日本特开平5-25625号公报

专利文献2：日本专利第3473954号公报

专利文献3：日本特开2006-16634号公报

专利文献4：日本特开平2-34780号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题而做出的，提供一种得到靶的使用效率超过50％的磁控溅射阴极。

本发明第一方式的磁控溅射阴极包括：磁轭，具有表面和中央区域，且为平板状；磁路，具有在所述磁轭的所述中央区域直线状地配置的中央磁铁部、在所述中央磁铁部的周围配置的周边磁铁部和在所述中央磁铁部和所述周边磁铁部之间配置的辅助磁铁部，并具有所述中央磁铁部、所述周边磁铁部和所述辅助磁铁部相互平行的平行区域，并设置在所述磁轭的所述表面；和背衬板，与所述磁路重叠配置。此外，在该磁控溅射阴极中，配置所述中央磁铁部、所述周边磁铁部和所述辅助磁铁部，以使所述中央磁铁部、所述周边磁铁部和所述辅助磁铁部的各前端部的极性在相邻的磁铁部之间不同。此外，在该磁控溅射阴极中，在纵切所述平行区域中的所述中央磁铁部、所述周边磁铁部和所述辅助磁铁部的方向，即与所述中央磁铁部延伸的方向垂直的轴向上，从所述中央磁铁部向着所述周边磁铁部，自所述背衬板的上方观测的磁场分布(磁場プロフアイル)被设定为，所述背衬板的平行面上的水平方向的磁通密度以对应于所述中央磁铁部的位置为界限，在第一区域为正值，在第二区域为负值。