[发明专利]用于溅射装置的磁路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成半导体装置的配线层、制造硬盘记录介质等的磁控溅射装置，并且涉及一种用于磁控溅射装置的磁路，该磁路将磁场施加到靶上。

背景技术

磁控溅射装置广泛用于电气或电子元件的材料的膜沉积技术中。在这种磁控溅射装置中，靶材料或靶101面向基板110设置，该基板设置在真空室中，并且磁路50设置在靶的背侧以便在靶表面上方或附近提供由弧形磁力线52代表的弧形磁场，如图6所示。在溅射过程中，在惰性气体气氛下在基板110和靶101之间施加高压以电离电子。电离后的电子与惰性气体碰撞，产生等离子气体。等离子中的阳离子攻击靶以便粒子从靶上射出并沉积到相对的基板上。这便使膜沉积在基板上。通常，如图6所示，通过磁路50的以下设置可以在靶表面上方获得弧形磁力线52：具有垂直于靶表面的磁化方向的内部磁体53设置在内部，具有与内部磁体53的磁化方向相反的磁化方向的外部磁体55设置内部磁体53的外侧。而且，内部磁体53和外部磁体55固定到磁轭59上以形成磁路。磁轭59允许磁通穿过内部磁体和外部磁体之间(磁通的回流)，因而提高了磁路的效率并且增大了表面磁场的强度。在图中，白色实心箭头表示磁化方向。

近年来，以越来越高的密度制造半导体装置，因此需要配线的进一步小型化。在这种情况下，需要进一步提高溅射装置的膜沉积性能。应对这种需要的一种方法是通过增加靶和其上将要沉积膜的基板之间的距离来提高从该靶射出的粒子的指向性。所射出的指向性增强的粒子可以以一接近直角的角度靠近基板从而即使在基板的微槽上也能够充分地进行膜沉积。为了增加所射出的粒子的指向性，必须降低所射出的粒子之间或者所射出的粒子和其他漂浮粒子之间的碰撞频率。因此，必须降低溅射装置中的环境压力。但是，降低后的环境压力会导致等离子密度的下降，并因而会使放电不稳定。为了防止等离子密度降低并且为了增加等离子密度，可以增加靶表面上方的磁场强度。而且，由于靶表面的磁场强度增大，所以可以增加靶厚度，因而延长了靶的使用寿命。

据报道，可以通过使用具有高剩余磁化强度的磁体形成内部磁体和外部磁体并且通过在内部磁体和外部磁体之间设置水平磁化磁体来产生磁路，水平磁化磁体具有相对于内部磁体和外部磁体的磁化方向垂直的磁化方向，并且由具有高磁矫顽力的磁体(例如参见JP2000-219965A)形成。因此与没有水平磁化磁体的磁路相比，所设置的磁路能够显著增加弧形磁力线的强度。而且，由于具有高磁矫顽力的磁体用于水平磁化磁体中，所以即使来自内部磁体和外部磁体的反向磁场作用于水平磁化磁体上，退磁也不会发生。

如果比磁体的磁矫顽力大的反向磁场作用于磁体，该磁体将会被退磁。为了防止在其使用过程中退磁，使用磁矫顽力比作用于磁体的反向磁场大的磁体。但是，通常地，当烧结NdFeB磁体的磁矫顽力变大时，烧结NdFeB磁体的剩余磁化强度变低，反之亦然。因此，使用具有过高磁矫顽力的磁体可能会导致所要产生的磁场的强度降低。

近年来，报导过一些通过将Dy(镝)或Tb(铽)从烧结磁体的表面扩散到其内部来提高磁矫顽力同时不降低剩余磁化强度的技术(例如参见WO2006/043348的国际公开文本，以及Machida K.、Kawasaki T.、Suzuki S.、Itoh M.、和Horikawa T.的″Improvement of Grain Boundaries and Magnetic Properties of Nd-Fe-B Sintered Magnets(日文)″，Abstracts of Spring Meeting，p202，2004，Japan Society of Powder and Powder Metallurgy)。由于这些技术可以在晶界有效地集中Dy或Tb，因此可以在几乎不降低剩余磁化强度的同时增大磁矫顽力。

发明内容

如果将Dy或Tb从磁体表面进行扩散的这种处理应用到尺寸不紧凑的磁体上，则在磁体内部不会增加磁矫顽力，并且磁矫顽力将会从内部向表面逐渐增加，因而需要在使用中加以注意(例如参见JP2010-135529A)。

考虑到上述内容，本发明的一个目的是提供一种用于磁控溅射装置的磁路，其产生了具有较高磁场强度的弧形磁力线，并且具有提高的抗退磁性。