磁控管单元、磁控管溅射设备和制造电子器件的方法.pdf

一种磁控管单元包括：多个第一磁体元件，每个第一磁体元件都包括具有相同极性且设置在由磁性材料制成的轭板的两端部分上的第一磁体、以及具有与第一磁体的极性不同的极性且布置在轭板的中间部分上的第二磁体；基板，在所述基板上设置有运动装置以使所述多个第一磁体元件中的每个沿一个方向运动；以及第二磁体元件，其包括由磁性材料制成且分别固定至基板的两端部分的轭板、具有与第二磁体的极性相同的极性且布置在轭板上的磁体、以及具有与第一磁体的极性相同的极性且设置在所述磁体上的磁体。

1.  一种磁控管单元，包括：
多个第一磁体元件，每个第一磁体元件都包括：具有相同极性且设置在由磁性材料制成的轭板的两端部分上的第一磁体、以及具有与所述第一磁体的极性相反的极性且布置在所述轭板的中间部分上的第二磁体；
基板，在所述基板上设置有运动装置以使所述多个第一磁体元件中的每个都沿一个方向运动；以及
两个第二磁体元件，所述第二磁体元件包括：由磁性材料制成且固定至所述基板的两端部分的轭板、具有与所述第二磁体的极性相同的极性且布置在轭板上的磁体、以及具有与所述第一磁体的极性相同的极性且设置在所述磁体上的磁体。

2.  根据权利要求1所述的磁控管单元，其中布置在所述基板上的所述运动装置还包括：
导引装置，其用于允许所述多个第一磁体元件沿所述一个方向运动，以及
运动机构，其通过使用所述导引装置而使所述多个第一磁体元件中的一个第一磁体元件沿所述一个方向运动，
当所述一个第一磁体元件通过所述运动机构运动时，除了所述一个第一磁体元件以外的其它第一磁体元件通过具有相同极性的磁体的排斥力而沿所述一个方向运动，以及
当所述其它第一磁体元件中的每个都运动时，由所述其它第一磁体元件中相邻的第一磁体元件所形成的磁场被调节。

3.  根据权利要求2所述的磁控管单元，其中所述导引装置包括：
两个导轨，其设置在所述基板上以与所述一个方向平行，以及
直线导引件，其安装在所述第一磁体元件的所述轭板上且构造成在所述导轨上运动从而允许每个所述第一磁体元件都沿所述一个方向运动。

4.  根据权利要求2所述的磁控管单元，其中所述运动机构包括螺纹件，
所述一个第一磁体元件的轭板设有螺纹孔，
所述其它第一磁体元件和所述第二磁体元件的轭板都设有孔径大于所述螺纹孔的孔径的通孔，以及
在所述螺纹件可螺纹连接地与所述螺纹孔接合、延伸通过所述通孔并旋转时，所述一个第一磁体元件沿所述一个方向运动。

5.  根据权利要求4所述的磁控管单元，还包括用于控制所述运动机构的运动的控制装置，
其中所述控制装置基于所述螺纹件的旋转和所述螺纹件的螺距而控制所述一个第一磁体元件沿所述一个方向的运动。

6.  根据权利要求2所述的磁控管单元，其中根据所述一个第一磁体元件的运动产生用于帮助所述排斥力的辅助排斥力的弹性构件设置在所述第二磁体元件和与所述第二磁体元件相邻的第一磁体元件之间以及所述多个第一磁体元件之间。

7.  一种包括由权利要求1至6中任一项所述的磁控管单元的磁控管溅射设备。

8.  根据权利要求7所述的磁控管溅射设备，还包括保持成膜基底的基底支架，所述成膜基底设置成面对构成所述磁控管单元的第一磁体元件和第二磁体元件，
其中所述基底支架沿与构成所述磁控管单元的所述第一磁体元件和所述第二磁体元件的布置方向垂直的方向运动。

9.  一种制造电子器件的方法，所述方法包括通过使用由权利要求1至6中任一项所述的磁控管单元制造电子器件的步骤。

10.  根据权利要求9所述的制造电子器件的方法，其中所述电子器件包括平板显示器、薄膜太阳能电池板、微感应器、磁打印头和MRAM(磁阻随机存取存储器)中至少之一。

磁控管单元、磁控管溅射设备和制造电子器件的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种在诸如晶片的基底上沉积材料膜的磁控管溅射设备所用的磁控管单元，更具体地，涉及一种用于磁控管式溅射设备的磁控管单元、磁控管溅射设备以及制造电子器件的方法，其使用在面对溅射靶的晶片紧邻着靶被扫描时沉积膜的方案(以下称为“成行方案”)。
背景技术
[0002]溅射设备产生等离子体并且使由等离子体产生的离子与靶相撞，从而射出靶材料并使其粘附到基底，由此形成膜。在这种成膜处理设备中，一种称为磁控管式设备的设备通过布置在靶的后表面上的阴极磁体(磁控管单元)产生与靶表面平行的磁场。由于该磁场同靶与基底之间的电场交叉，所以从靶发射的电子被限制在靶附近以增加等离子体密度。由于该原因，磁控管式溅射设备中的成膜速率强烈地取决于靶上所形成的电场和漏磁场的强度。
[0003]来自布置在靶的后表面上的磁控管单元的磁场强度尤其对等离子体密度有重要影响并影响基底上的膜厚分布。通常，随着磁场强度增加，等离子体密度增加。这提升了溅射速率，并因此增加基底上特定位置处的成膜速率。
[0004]在这些情况下，已经提出一种通过增加/降低磁场强度来改变用于形成磁场的磁路而执行调节的方法，以作为修改基底上膜厚分布的方法(参见专利文献1至3)：
专利文献1：日本专利特公No.7-26202(图1)
专利文献2：日本专利特开No.9-118980
专利文献3：日本专利特开No.3-75369(图5)
发明内容
[0005]在使用成行方案的磁控管溅射设备中，如图14中所示，靶7形成为沿与诸如晶片的基底(成膜基底9)的传输方向垂直的方向延伸的矩形形状。靶7的后表面侧上的磁控管单元28的结构具有矩形环状间隙。在矩形环状间隙部分中设置有与靶7的整个区域对应的具有不同磁极的永磁体。
[0006]在具有这种布置的磁控管单元28中，来自矩形靶(靶7)沿纵向方向的两侧的溅射颗粒的数量较少(图15)，并因此基底的两端上的膜厚趋向于小于中间部分上的膜厚(图16)。在这种情况下，如图17中所示，必须通过进行某种大规模的改变而改进膜厚分布，例如，通过增加靶7沿与基底9的传输方向(x方向)垂直的方向(y方向)的长度。最近，尤其在增加基底的尺寸的情况下，靶7和磁控管单元28需要在与基底传输方向垂直的方向上延长。由于这些原因，需要允许容易调节基底的外周边部分上的膜厚分布的矩形磁控管单元。
[0007]根据专利文献1中所公开的方法，由于具有多种高度和尺寸的磁体件必须预先制备以调节膜厚分布，并且基底上的磁场强度由磁体的物理尺寸确定，所以无法精细地调节基底上的磁场。
[0008]另外，可以适当布置的多个磁体用于专利文献2中所公开的磁控管单元。然而，在基于成行方案的溅射设备中调节膜厚分布时，待运动以进行调节的磁体的数量很多，导致复杂的修改。
[0009]在专利文献3中所公开的溅射设备中，磁体构造成增加在靶沿纵向方向的两侧处的磁场强度。然而，该磁体具有连续的形状。由于该原因，为了调节磁场，整个磁体需要重新设计或更换。
[0010]考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种在基于成行方案的磁控管溅射设备中可以容易精确地调节基底的整个表面上所形成的膜的膜厚分布而不会增加尺寸的磁控管。
[0011]为了得到上述目的，根据本发明，提供一种磁控管单元，其包括：多个第一磁体元件，每个第一磁体元件都包括具有相同极性且设置在由磁性材料制成的轭板的两端部分上的第一磁体、以及具有与所述第一磁体的极性不同的极性且布置在轭板的中间部分上的第二磁体；基板，其布置成允许相应的第一磁体元件沿一个方向平移；以及分别固定在基板沿一个方向的两端上的第二磁体元件，每个第二磁体元件都包括具有与第一磁体元件的第一磁体的极性相同的极性的磁体。
[0012]根据本发明，能够精确容易地执行膜厚调节而不增加靶和磁控管单元的长度。因此更容易在整个基底上实现期望的膜厚分布。
附图说明
[0013]包含在说明书中且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同说明一起用于解释本发明的原理：
图1是示出本发明的磁控管单元的布置示例的视图；
图2A是示出由没有应用本发明的磁控管单元所形成的靶上的磁场强度的示例的视图；
图2B是用于解释本发明的磁控管单元所形成的靶上的磁场强度的视图；
图3是示出根据本发明第一实施例的溅射设备的主要部件的示意图；
图4是示出根据本发明第二实施例的溅射设备的主要部件的示意图；
图5A是示出本发明的磁控管单元的具体布置的端视图；
图5B是示出磁控管单元的磁体元件如何运动和调节的侧视图；
图6A是示出用于本发明磁控管单元的磁体元件的运动机构的示例的示意图；
图6B是示出用于本发明磁控管单元的磁体元件的运动机构的示例的示意图；
图7A是用于解释图6A和6B中所示的磁体元件运动机构的布置的视图；
图7B是用于解释图6A和6B中所示的磁体元件运动机构的布置的示例的视图；
图7C是示出第二磁体元件的布置的示例的视图；
图8是示出包括磁体元件运动机构的磁控管单元中的磁体元件的布置的示例的视图；
图9是示出包括磁体元件运动机构的磁控管单元中的磁体元件的布置的示例的视图；
图10是示出根据本发明第三实施例的溅射设备的示意图；
图11是示出根据本发明第四实施例的溅射设备的示意图；
图12A是用于解释当膜由应用本发明磁控管单元的溅射设备所形成时的磁场强度和膜厚状态的示意图；
图12B是用于解释当膜由应用本发明磁控管单元的溅射设备所形成时的磁场强度和膜厚状态的示意图；
图13是用于比较地解释通过使用现有技术和本发明所得到效果的视图；
图14是使用传统磁控管单元的溅射设备的示意性透视图；
图15是示出沿图14中的箭头B指示的方向的磁场强度和膜厚状态的侧视图；
图16是示出沿图14中的箭头A指示的方向的磁场强度和膜厚状态的平面图；
图17是用于解释改进传统磁控管单元中的膜厚分布的方法的示意图；
图18是示出使用弹性构件作为辅助排斥力的构件的布置的示例的视图；
图19A是示出其中通过布置用于溅射靶的多个磁控管单元来调节磁场的示例的视图；
图19B是示出其中当有多个溅射靶时通过提供用于相应溅射靶的磁控管单元来调节磁场的示例的视图。
具体实施方式
[0014]以下将详细说明本发明的实施例。然而注意，实施例中所说明的构成元件仅仅是示例。本发明的技术范围由所附权利要求书限定，而不受以下待说明的各实施例限制。
[0015]图1示出本发明的磁控管单元8的布置的示例。
[0016]在该情况中的磁控管单元8包括矩形板1以及沿纵向方向相互平行地布置在该矩形板1上的第一磁体元件2和第二磁体元件3。
[0017]第一磁体元件2包括轭板4以及具有不同极性的第一磁体5和第二磁体6。轭板4由磁性材料制成，并构造成沿与纵向方向垂直的方向(横向方向)延伸。具有相同极性的第一磁体5设置在轭板4的两端上。第二磁体6固定在轭板4的中间部分处。第一磁体元件2沿矩形板1的纵向方向相互平行地布置，并且通过滑动机构可以运动，所述滑动机构包括直线导引件15和轨道13，例如如图5A中所示。传输机构可以将第一磁体元件2定位在纵向方向上的任意位置处。
[0018]第二磁体元件3固定在矩形板1沿通过轭板4的横向方向的两端处。第二磁体元件3具有与轭板4上的第二磁体6的极性相同的极性(图1中所示的情况中为S极)的磁体3a。第二磁体元件3具有与第一磁体5的极性相同的极性(图1中所示的情况中为N极)的磁体3b。该磁体3b布置在与轭板4上的第二磁体6具有相同极性的磁体3a上。
[0019]具有这种布置的磁控管单元8可以布置在基于成行方案的溅射设备的靶的后表面上。
[0020]为了调节靶上的漏磁场强度从而改进基底的整个表面上所溅射的膜厚分布，增加/降低靶中与基底上的膜厚待被调节处相应的特定位置上的磁场强度就足够了。即，增加/降低布置在靶的后表面上的磁控管单元中的相应位置中的磁场强度就足够了。
[0021]作为用于这种调节的方法，除了改变各磁体的高度和材料的方法以外，改变磁体之间的间隔的方法也是可用的。
[0022]随着本发明的磁控管单元8中彼此相邻(如图2A和2B中所示)的第一磁体元件2之间的距离减小，在靶7的与该相应位置对应的端部部分处的磁场强度增加(图2B)。随着该距离增加，靶7的端部部分处的磁场强度减小(图2A)。
[0023]根据具有这种布置的磁控管单元8，磁场强度可以改变，并且成膜基底上的膜厚分布可以通过沿矩形板1的纵向方向直线调节第一磁体元件2的位置而进行调节。
[0024]以下是可以应用本发明磁控管单元8的一种形式的溅射设备。
[0025]图3是示出根据本发明第一实施例的溅射设备的主要部件的示意图。
[0026]具有上述图1中所示布置的磁控管单元8布置在矩形靶7的后表面(上表面侧)上。诸如晶片的基底9在与靶7的后表面相对侧(下表面侧)上布置在基底台11上。这样能够通过靶7的表面上的磁场和从电源单元(未示出)供应的功率而在靶7与基底9之间产生高密度等离子体，所述磁场从磁控管单元8产生，由此通过溅射形成膜。
[0027]能够通过使用沿与靶7长度方向垂直的方向由导轨10驱动的基底台11来传输基底9。当晶片在靶下方被扫描时进行溅射。
[0028]以这种方式将本发明的磁控管单元8应用于溅射设备可以抑制基底的外周边部分上的膜厚的减小。沉积的颗粒的相当大一部分来自靶7沿纵向方向的两端。
[0029]图4是示出根据本发明的第二实施例的溅射设备的主要部件的示意图。
[0030]如在第一实施例中一样，具有上述图1中所示布置的磁控管单元8布置在矩形靶7的后表面(上表面侧)上，并且基底9布置在与靶7的后表面相对侧(下表面侧)上。关于扫描基底的装置，第二实施例不同于第一实施例。
[0031]在该实施例中，基底台11具有与靶7的纵向方向平行的轴12。基底台11绕轴12旋转以使基底9通过靶7的前表面。
[0032]该实施例也能够抑制成膜基底中与靶7沿纵向方向的两端对应的外周边部分上的膜厚的减小。
[0033]将进一步说明磁控管单元8的布置的具体示例。
[0034]图5A是示出磁控管单元8的第一磁体元件的布置的端视图。图5B是示出磁控管单元8的第一磁体元件2如何被调节的示例的侧视图。图5B的目的是示出第一磁体元件2的运动和调节的示例。图5B中所示的第一磁体元件2的数量不意味着对本发明的限制。
[0035]磁控管单元8包括多个第一磁体元件2、用于第一磁体元件2纵向运动的轨道13、基板14、以及固定至基板14两端的第二磁体元件3。基板14与图1中的矩形板1对应。两个轨道13固定在基板14的一个表面上并与纵行方向平行。两个直线导引件15固定至各第一磁体元件2的轭板4的下部。直线导引件15和轨道13的中心部分具有类似的宽度。在直线导引件15中配合有轨道13能够使相应的第一磁体元件2沿基板14上的轨道13自由地运动(图5A)。然而注意，位于磁控管单元8沿纵向方向的两端上的第二磁体元件3固定至基板14。当第一磁体元件2之一(例如，图5B中由阴影线表示的第一磁体元件)在一个方向上沿轨道13重新定位时，重新定位的第一磁体元件的任一侧上的磁体元件之间的距离由于相互面对的磁极的排斥力而几乎均匀地减小。随同该操作一起，位于沿运动方向相对侧上的磁体元件阵列的磁体之间的距离由于相互面对的磁极的排斥力而变长(图5B)。
[0036]借助以上操作，包括上述磁控管单元8的靶7的表面上的磁场强度可以在靶7的两端处调节。
[0037]将详细说明用于磁控管单元8的第一磁体元件2的运动机构。图6A和6B是各自都示出用于任意的第一磁体元件2的运动机构的示例的示意图。图7A和7B是用于解释图6A和6B中所示的运动机构的布置的视图。图7C是示出第二磁体元件3的布置的示例的视图。
[0038]如图6A中所示，两个第一磁体元件(磁体元件2A)相互平行地布置在作为矩形板的基板14沿纵向方向的中间部分上。另外，多个第一磁体元件(磁体元件2B)相互平行地沿基板14的纵向方向布置在两个磁体元件2A的阵列的两侧上。在图6A中所示的情况中，三个磁体元件2B布置在磁体元件2A的左侧，并且三个磁体元件2B布置在磁体元件2A的右侧。第二磁体元件3分别布置在基板14的左端和右端上。
[0039]应注意，磁体元件2A和2B可以通过包括上述轨道13和直线导引件15的运动机构(导引装置)沿基板14的纵向方向自由地运动。
[0040]每个磁体元件2A都设有延伸通过轭板4沿运动方向的表面的螺纹孔16，如图7A中所示。每个磁体元件2B都设有延伸通过轭板4沿运动方向的表面的通孔17，如图7B中所示。通孔17的孔径设计成大于螺纹孔16的孔径(丝锥直径)。如图7C中所示，第二磁体元件3设有沿运动方向在轭板4的表面中的通孔17。通孔17的孔径设计成大于螺纹孔16的孔径(丝锥直径)。
[0041]如图6A和6B中所示，还制备有两个杆状螺纹件18。每个螺纹件18都延伸通过第二磁体元件3和多个磁体元件2B的轭板4的通孔17，并附装至一个磁体元件2A的轭板4的螺纹孔16。
[0042]参照图6A，马达610和620作为用于旋转/驱动螺纹件18的驱动机构。由例如编码器形成的探测装置630和640分别探测马达61 0和620的旋转速度和旋转角度。控制器650基于来自探测装置630和640的探测信息和作为已知参数的每个螺纹件18的螺距而通过控制马达610和620的旋转速度和旋转角度确定磁体元件2A的行进距离。
[0043]在该布置中，旋转每个螺纹件18会迫使磁体元件2A随着螺纹件18的旋转而在轨道13上运动。同时，多个磁体元件2B由于相邻的磁体元件的排斥力而与螺纹件18的旋转无关地(图6B)沿轨道13自己重新布置。
[0044]在包括使用上述螺纹件18的磁体元件运动机构的磁控管单元中，可以改变图6A和6B中所示的磁体元件2A和2B的布置。图8和9示出磁体元件2A和2B的其它示例。为了避免与参照图6A的说明相同的说明，在图8和9中将不示出包括马达610和620、探测装置630和640以及控制器650的控制系统。图8和9中示出磁体元件2A和2B的布置的示例。磁体元件2B的数量不必受图8和9中所示数量的限制。
[0045]参照图8和9，在基板14的中间部分上布置有包括一个或两个第一磁体元件的磁体元件2C。两个磁体元件2A沿纵向方向在磁体元件2C的两侧上相互平行布置。多个磁体元件2B沿基板14的纵向方向在磁体元件2A和2C的阵列的两侧上相互平行布置。第二磁体元件3固定到基板14的两端。应注意，磁体元件2A、2B和2C与第一磁体元件2对应，并且可以在基板14的纵向方向上沿上述轨道13自由地运动。当通过旋转螺纹件18而迫使磁体元件2A运动时，多个磁体元件2B由于磁体的排斥力而运动。
[0046]在图8和9中所示的各情况中，在靶的两端处的磁场强度可以调节成高于中间部分上的磁场强度。该调节促使更多来自靶沿纵向方向的两端部分的溅射颗粒沉积到基底上，由此抑制基底的外周边部分上的膜厚的突然减小。
[0047]基板14的中间部分上的磁体元件2C没有被螺纹件18强迫运动，而是留在中间部分附近。该布置的目的是防止等离子体放电由于靶的中间部分附近的磁场突然减小而变得不稳定。
[0048]图8示出使用一个磁体元件2C的情况。图9示出使用两个磁体元件2C的情况。显然，本发明不受这些示例限制。能够布置两个或更多的磁体元件2C以避免基板14的中间部分中的磁场的突然波动而使放电稳定。留在基板的中间部分附近的磁体元件2C的数量优选地被确定以便：1)使磁控管单元的中间部分处的磁场强度变得小于磁控管单元沿纵向方向的两端处的磁场强度；2)使与磁控管单元的中间部分相对应的漏磁场达到300G或更大。
[0049]接下来将详细说明应用具有以上布置的磁控管单元8的溅射设备。
[0050]图10是根据第三实施例的溅射设备的示意图。如在第一实施例中一样，图10中的设备包括沿与靶7的纵向方向交叉的方向(优选地是与纵向方向垂直的水平方向)直线地运动的基底支架19。基底支架19保持基底9并可以在基底支架19的下面沿轨道20前后扫描。位于磁控管单元8下方的基底支架19和靶7在真空室21中布置成相互面对。磁控管单元8的磁体元件2(图10中未示出)沿与基底支架19的运动方向(由箭头指示的方向)垂直的方向布置。
[0051]真空室21包括处理气体引入口22、真空泵23和排气口24。
[0052]能够将负电压施加至靶7以使布置在靶7的后表面上的磁控管单元8在真空中产生高密度等离子体，由此导致离子轰击在靶7的表面上。这使得可以在基底9上沉积靶材料。另外，当基底支架19在轨道20上被扫描时，可以执行溅射操作。
[0053]在提高靶的利用的目的下，也可以使磁控管单元8布置在靶7的后表面侧上以通过使用振动机构而沿基底支架19的运动方向摆动。
[0054]图11是根据第四实施例的溅射设备的示意图。如在第二实施例中一样，图11中的设备包括沿与靶7的纵向方向交叉的方向(相交成直角的水平方向)扫过的基底支架19。位于磁控管单元8中的基底支架19和靶7在真空室21中布置成相互面对。另外，磁控管单元8的磁体元件2(图11中未示出)沿与基底支架19的运动方向垂直的方向布置。
[0055]磁控管单元8和基底支架19分别具有旋转轴12和25，并且可以绕旋转轴12和25自由地旋转。使磁控管单元8和基底支架19绕旋转轴12和25沿相反方向旋转可以改变偏移距离，而同时一直维持靶7和基底支架19之间水平状态的位置关系。即，从靶7的观察点，该状态等同于其中基底支架19通过阴极表面侧上的空间的状态。
[0056]还可以将负电压施加至靶7以导致离子轰击在靶7的表面上。由此在基底9上沉积靶材料，如在第三实施例中一样。还可以在基底支架19旋转的同时执行溅射操作。
[0057]在提高靶的利用的目的下，也可以使布置在靶7的后表面侧上的磁控管单元8沿基底支架的运动方向振荡。
[0058]在上述图6A、6B、8和9中所示的磁控管单元8中，磁体元件2A通过使螺纹件18旋转而运动，并且各磁体元件2B都通过由具有相同极性的磁体所形成的磁场的排斥力(磁力)运动。
[0059]然而，磁场的排斥力在以下情况中较小：由磁体元件2A和2B所形成的磁场较弱，相邻的磁体元件2B之间的磁场较弱，磁体元件2A和2B相互间隔开较远，以及相邻的磁体元件2B相互间隔开较远。在这些情况中，不能得到用于将磁体元件2B定位在期望位置处的足够的排斥力。在该情况下，可以使用产生除了由磁场所形成的排斥力以外的辅助力的弹性构件(辅助构件)。
[0060]图18是示出使用例如由螺旋弹簧所形成的弹性构件(辅助弹簧1801)的布置的示例的视图，所述弹性构件作为用于帮助在磁体元件2A和2B之间、磁体元件2B之间、以及磁体元件2B与第二磁体元件3之间所产生的排斥力的构件。当磁体元件2A运动时，弹性构件(辅助弹簧1801)帮助磁场的排斥力推开磁性元件或使磁性元件拉到一起。该力等于各弹簧构件(辅助弹簧1801)的相对位移乘以弹性构件的弹性系数(弹簧常数)。各弹簧构件(辅助弹簧1801)的位移都与磁体元件2A的运动量对应。磁体元件2A的运动量由控制器650(图6A)根据螺纹件18的螺距和旋转量进行控制。
[0061]当布置各自具有预定弹性系数(弹簧常数)的弹性构件(辅助弹簧1801)时，基于弹性系数(弹簧常数)和磁体元件2A的运动距离得到辅助排斥力(各辅助弹簧1801的回复力)。控制器650可以基于已知的弹性系数(弹簧常数)控制该运动距离以产生必需的力。
[0062]各个弹性构件(辅助弹簧1801)可以具有相同的弹簧常数。或者，为了调节磁体元件2A和2B之间的相应间隔，可以使用具有不同弹簧常数的弹性构件。
[0063]根据图18中的布置，即使排斥力由于磁场而较小，磁体元件2B也可以由弹性构件(辅助弹簧1801)定位。
[0064]图18示出使用螺旋弹簧作为弹性构件(辅助弹簧1801)布置的示例。然而，本发明的精神不受该示例限制。例如，可以使用产生抵抗弹性变形的回复力的弹性构件，例如板簧。
[0065]接下来将说明由溅射所产生的膜厚和磁场强度之间的关系。图12A是示出通过使用本发明得到的基底上的膜厚和磁场强度分布的平面图。图12B示出沿图12A中的箭头B指示的方向的磁场强度和膜厚分布。
[0066]根据传统磁控管单元(图14)，来自靶沿纵向方向的两个端面的溅射颗粒的量是较小的，并因此在基底的每个端面上的膜厚趋向于小于中间部分上的膜厚，如图15和16中所示。
[0067]与此相反，当使用上述实施例的磁控管8时，靶7沿纵向方向的两侧上(两端部分区域)的磁场强度25(在图12A和12B中可视地示出)增大，而靶7的中间部分上的磁场强度25降低，如图12A和12B中所示。结果，来自靶7沿纵向方向的两侧的溅射颗粒26的量增加。这样能够改进通过靶表面侧上的空间的基底表面上沉积的膜的厚度分布而没有增加靶沿纵向方向的长度，如图17中所示。
[0068]通过具体数值比较说明通过使用现有技术和本发明所得到的效果。图13是示出基底9和靶7之间的位置关系的视图。参照图13，附图标记W表示靶7沿纵向方向的尺寸；D表示靶7沿横向方向的尺寸；P表示成膜基底9(晶片)沿与传输方向垂直的方向的宽度；以及T表示相互面对的靶7与基底9之间的距离。
[0069]当具有适当膜厚分布的膜由现有技术形成时，一般地设定以下尺寸关系：
W/P≥2.8
W/D≥4.5
W/T≥7
[0070]例如，P＝200mm，W＝600mm，D＝130mm，以及T＝80mm。
[0071]当应用本发明时，由Range/Mean＜3％所限定的膜厚分布能够通过以下尺寸关系得到：
2.5≥W/P≥1.8
W/D＜4.5
6.3≥W/T≥4.5
即，增加在靶沿与基底扫描方向垂直的方向的两端处的磁场强度的效果能够减小靶长度W，并因此减少运行成本。
[0072]例如，可以设计具有以下尺寸的设备：P＝200mm，W＝450mm，D＝130mm，以及T＝100mm。
[0073]根据上述每个实施例，可以提供一种能够容易精确地调节在基底的整个表面上所形成的膜的膜厚分布而不会增加基于成行方案的磁控管溅射设备的尺寸的磁控管单元。
[0074]  (制造电子器件的方法的应用)
根据本发明的每个实施例的磁控管单元8也可以应用至用于形成膜的阴极磁体以制造电子器件，例如大平板显示器(液晶显示器)、薄膜太阳能电池板、微感应器、磁打印头、使用诸如MRAM(磁阻随机存取存储器)的磁性薄膜的存储器或类似物。
[0075]例如，在用于大平板显示器(液晶显示器)或类似物的成膜步骤(溅射步骤)中，使用大的矩形靶(溅射靶)。阴极磁体布置在溅射靶的相对表面侧上。在许多情况下，阴极磁体具有如同本发明的各实施例中的磁控管单元8的矩形形状。然而注意，这种磁体具有米的量级上的尺寸。同样在这种情况下，必须通过使用磁控管单元的磁场调节来调节膜厚分布。然而，由于磁体本身较大，排斥力(吸引力)也较大。因此，难于通过以传统方式更换和附装/拆卸磁体来调节磁场。
[0076]图19A是示出通过布置用于溅射靶的多个磁控管单元8来调节磁场分布的示例的视图。图19B是示出以下示例的视图，在该示例中当有多个溅射靶时，通过对每个溅射靶都提供根据本发明的磁控管单元8来执行用于每个溅射靶的磁场调节。根据本发明的各实施例的磁控管单元8允许在不拆卸任何被用于成膜步骤的磁体的情况下进行磁场调节，所述成膜步骤用于制造电子器件，例如大平板显示器(液晶显示器)、薄膜太阳能电池板、微感应器、磁打印头、使用诸如MRAM的磁性薄膜的存储器或类似物。
[0077]虽然已经参照附图说明本发明的优选实施例，但本发明不受这些实施例限制，并且在所附权利要求书所限定的技术范围内可以进行多种修改。
[0078]本申请享有2007年10月31日提交的日本专利申请No.2007-283438的权益，该申请整体通过参考包含于此。