JP2009007637A - マグネトロンスパッタリング装置及び薄膜形成物製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本願は効率的にターゲットを消費することでターゲットの消費量を抑えることのできるマグネトロンスパッタリング装置及び薄膜形成物製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】プラズマによりターゲット１０をスパッタするマグネトロンスパッタリング装置は、プラズマを閉じこめるための磁場を形成する複数の磁石２０と、複数の磁石２０Ａ，２０Ｂを回転中心Ｐを中心にして回転させる回転機構２２とを有する。複数の磁石２０Ａ，２０Ｂはターゲット１０の表面近傍において閉じた曲線をまたぐように延在する磁場を形成するよう配列される。回転中心Ｐは閉じた曲線により囲まれた領域内にある。閉じた曲線は複数の凸部と複数の凹部を有し、凸部の各々と回転中心Ｐとの距離が互いに異なり、かつ凹部の各々と回転中心Ｐとの距離が互いに異なる
【選択図】図６

Description

本発明はマグネトロンスパッタリング装置に係り、特にターゲット上に磁界を形成してプラズマを閉じこめながらターゲットをスパッタするマグネトロンスパッタリング装置及びそのようなマグネトロンスパッタリング装置を用いて行われる薄膜形成物製造方法に関する。

半導体加工産業の集積回路製造において、シリコンウェハ等の基板上に種々の材料（例えば、アルミニウム）の被膜を形成するために、マグネトロンスパッタリング装置が用いられる。マグネトロンスパッタリング装置は、成膜材料であるターゲットの近傍にプラズマを生成し、プラズマから発生するイオン原子を高速でターゲットに衝突させることでターゲットをスパッタし、ウェハ上にターゲット材の薄膜を形成する成膜装置である。

図１はマグネトロンスパッタリング装置におけるスパッタリングの概念図である。ターゲット１００から放出された電子は、一対の永久磁石１０２Ａ，１０２Ｂにより形成される磁場の磁力線がターゲット表面に対して平行になる位置で閉じこめられる。これにより、ターゲット１００の近傍で磁力線が平行になる位置を中心にしてプラズマ１０４が形成される。このプラズマ１０４のイオンがターゲット１００に衝突することでターゲット１００がスパッタされ、スパッタ粒子１０６が飛散してウェハ１０８上に堆積し、ターゲット材の薄膜１１０がウェハ１０８上に形成される。

ターゲット１００上のプラズマは磁力線に直交する方向に移動するため、ターゲット１００上にプラズマを閉じこめておくために、図２に示されるように、プラズマの移動方向が閉じたループを形成するように磁力線を形成する必要がある。このため、ターゲット１００の下側に、複数対の磁石をループを形成するように配列して図２に示すような磁力線を形成する。

上述のように、ループに沿ってプラズマを形成した場合、ターゲットのスパッタされる部分はループに沿った部分のみとなり、この部分のみがスパッタされて侵食される。この侵食をエロージョンと称する。エロージョンが局部的に生じると、その部分のみターゲットの厚みが薄くなり、最終的にターゲットに孔が空いてしまう前に交換しなくてはならない。そこで、エロージョンがなるべくターゲット全体に一様に生じるように、プラズマのループを円環状ではないよう変形させた上で、ループ自体を回転させることが提案されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。
特表２００３−５３１２８４号公報 特開平９−１９５０４２号公報 特開平３−６３７１号公報 特開平９−９５７８１号公報

上述のようにプラズマのループは永久磁石の配列形状により決まるので、永久磁石の配列形状を工夫することで、エロージョンがなるべくターゲット全体に一様に生じるようにすることができる。

永久磁石の配列形状として多様なパターンが考えられるが、現状ではどのようなパターンが最適であるかは決まっておらず、より効率的に（すなわち、より長い時間）ターゲットを用いることができるようなパターンを見出すことが必要である。特に、近年はターゲットに用いられる材料の価格が急激に上昇しており、一つのターゲットをより長く用いる必要性が増している。

本願は上述の問題に鑑みなされたものであり、効率的にターゲットを消費することでターゲートの消費量を抑えることのできるマグネトロンスパッタリング装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の一局面によれば、プラズマによりターゲットをスパッタするマグネトロンスパッタリング装置であって、該ターゲットが配置される位置の近傍に配置され、該プラズマを閉じこめるための磁場を形成する複数の磁石と、該複数の磁石を回転中心を中心にして回転させる回転機構とを有し、前記複数の磁石は前記ターゲットの表面近傍において閉じた曲線をまたぐように延在する磁場を形成するよう配列され、前記回転中心は該閉じた曲線により囲まれた領域内にあり、前記閉じた曲線は複数の凸部と複数の凹部を有し、該凸部の各々と前記回転中心との距離が互いに異なり、かつ該凹部の各々と前記回転の中心との距離が互いに異なることを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置が提供される。

また、本発明の他の局面によれば、スパッタされるターゲットと、該ターゲットに近接する面上の閉じた曲線に沿って磁石を配列し、該ターゲットの表面に磁場を発生させ、該磁場内にプラズマを閉じこめる磁場発生ユニットと、該曲線の内側にある点を回転中心として該ターゲットと該磁場発生ユニットを相対的に回転させる回転機構とを有するマグネトロンスパッタリング装置であって、前記閉じた曲線は複数の凸部と複数の凹部を有し、前記曲線の各凸部と前記回転中心との距離が互いに異なり、かつ前記曲線の凹部と前記回転の中心との距離が互いに異なることを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置が提供される。

また、本発明の他の局面によれば、スパッタされるターゲットに近接する面上において回転中心を囲むように閉じた曲線に沿って複数の磁石を配列し、該閉じた曲線の複数の凸部の各々と該回転中心との距離が各々異なり、且つ該閉じた曲線の複数の凹部の各々と該回転中心との距離が各々異なるように構成された磁場発生ユニットと前記ターゲットとを前記回転中心を中心として相対的に回転させる回転ステップと、前記磁場発生ユニットによって形成される磁場によって前記閉じた曲線に沿って前記ターゲット上にプラズマを閉じこめ、該プラズマを利用して前記ターゲットをスパッタし、薄膜を形成する形成ステップとを有することを特徴とする薄膜形成物製造方法が提供される。

上述の本発明によれば、ターゲットが全体にわたって一様にエロージョンされることとなり、ターゲット利用効率を高めることができる。これにより、高価なターゲット材を無駄なく使用することができ、成膜コストを低減することができる。

また、ターゲット全面を一様にスパッタすることで、スパッタ粒子の放出角度が一定に保たれるため、スパッタ粒子の放出角度の変化に起因した成膜条件の変化を抑制することができる。

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

まず、本発明が適用されるマグネトロンスパッタリング装置について、図３を参照しながら説明する。図３は本発明が適用されるマグネトロンスパッタリング装置の概要を示す簡略図である。

図３に示すマグネトロンスパッタリング装置は、内部を真空に近い状態に維持できる密閉容器である真空チャンバ２を有する。真空チャンバ２には、ガス流入口２Ａ及び排気口２Ｂが設けられる。ガス流入口２Ａからプラズマ源としてのガス（例えば、Ａｒガス）が真空チャンバ２内に供給される。真空チャンバ２内のガスは、排気口２Ｂから排気されて真空チャンバ２内が所定の真空度に維持される。

真空チャンバ２内には、基板ホルダ４及びマグネトロンカソード６が設けられる。マグネトロンカソード６の周囲はシールド８により覆われる。成膜材料であるターゲット１０はマグネトロンカソード６上に載置される。成膜対象である基板１２は、ターゲット１０に対向するように基板ホルダ４に取り付けられる。

真空チャンバ２内のアノードとなる基板ホルダ４及びシールド８は接地される。マグネトロンカソード６には電源から数百ボルトの電圧が印加される。通常のマグネトロンスパッタリング装置では、プラズマガスとして不活性ガスであるＡｒ等が用いられる。プラズマガスは、ガス流入口２Ａから真空チャンバ２内に供給される。マグネトロンカソード６には磁場発生ユニットとも称されるマグネットユニットが組み込まれる。

マグネットユニットは、ターゲット１０の近傍にプラズマが閉じこめられるように、ターゲット１０の表面近傍に漏洩磁場を生成する。マグネトロンカソード６に電圧を印加すると、ターゲット１０の表面近傍の漏洩磁場により電子が閉じこめられ、この電子がＡｒ原子と衝突することでＡｒイオンが生成される。イオン化したＡｒ^＋はプラズマとターゲット１０の間に生成されたシース電場により加速されてターゲット１０に衝突することでスパッタリングが生じる。

図４は図３に示すマグネトロンカソード６の拡大断面図である。マグネトロンカソード６の頂部にはターゲットホルダ１４が設けられる。ターゲット１０はターゲットホルダ１４上に載置されて支持される。上述のマグネットユニット１６は、ターゲットホルダ１４の下側に設けられる。

磁場発生ユニットであるマグネットユニット１６は、円盤形状の磁石裏板１８と、磁石裏板１８上に固定された複数の永久磁石２０とを有する。複数の永久磁石２０は、後述のように所定のパターンに配列されることで、ターゲット１０の表面近傍にプラズマ閉じこめ用の磁場を形成する。マグネットユニット１６は回転機構２２に取り付けられており、回転機構２２を駆動して磁気ユニット１６をターゲット１０の下方で回転させることができる。これによりターゲット１０の表面近傍に形成された磁場を、ターゲット１０の表面に平行な面内で回転させることができる。回転機構２２は電動モータの動力により磁石裏板１８を回転させる周知の機構であり、その説明は省略する。

ターゲット１０の表面近傍に生成されたプラズマは、プラズマ閉じこめ用磁場に対応した幅の領域内に閉じこめられる。この領域の幅は、プラズマ閉じこめ幅と称される。ここで、プラズマ閉じこめ幅について、図５を参照しながら説明する。図５はターゲットの表面近傍におけるイオン衝突密度を示すグラフである。

プラズマの密度を実際に測定することは難しいため、プラズマ中のイオンが衝突する密度又はスパッタレートを測定してプラズマの密度を推定する。磁場に閉じこめられたプラズマの密度は図５に示すようなガウス分布に近い曲線となる。プラズマ閉じこめ幅は、通常、イオン衝突密度分布曲線において、イオン衝突密度がピーク値の半分となるときの幅である半値幅（full-width at half-maximum）として定義する。一般的なマグネトロンスパッタリング装置では、この半値幅は約６ｍｍである。したがって、半値幅が約６ｍｍの帯状のプラズマがターゲットの表面近傍に生成されることとなる。帯状のプラズマは磁場の磁力線に垂直な方向に移動するため、プラズマがターゲットの表面から離れてしまわないように、帯状のプラズマがターゲット表面上でループ（あるいは、閉じた曲線）を形成するように磁場を形成する必要がある。

次に、本発明の一実施例によるマグネトロンスパッタリング装置における、プラズマ閉じこめ用磁場を形成する永久磁石２０の配列パターンについて説明する。図６は本発明の一実施例における永久磁石２０の配列パターンを示す平面図であり、図７は図６における磁石の配列パターンにより形成されるターゲット表面上の磁場水平位置に対応する曲線を示す図である。

図６に示すように、プラズマ閉じこめ用磁場を形成する永久磁石２０は、複数対の磁石２０Ａ，２０Ｂを含む。対となる磁石２０Ａ，２０Ｂの間に磁場が形成されるように、磁石２０Ａの上部がＳ極となり、磁石２０Ｂの上部がＮ極になるように、磁石２０Ａ，２０Ｂを配置する（図４参照）。磁石２０Ａ，２０Ｂの近傍にターゲット１０が配置されると、Ｓ極となる磁石２０ＡからＮ極となる磁石２０Ｂに向かう磁力線は、磁石２０Ａから上方に向かって延在し、ターゲット１０を貫通してターゲットの表面近傍でＵターンして折り返され、再びターゲット１０を下方に向かって貫通して、磁石２０Ｂに至る。

磁力線がターゲット１０の表面近傍でＵターンする部分では、磁力線がターゲット１０の表面に対して平行となる部分ができる。この磁力線がターゲット１０の表面に対して平行となる部分において、プラズマが閉じこめられる。磁力線がターゲット１０の表面に対して平行となる部分の位置を磁場水平位置と称する。したがって、磁場水平位置は、対となる磁石２０Ａ，２０Ｂのほぼ中央である。図７に示す閉じた曲線は、この磁場水平位置を結んでできる曲線であり、磁石２０Ａ，２０Ｂの配列パターンによって決まる形状である。

本実施例では、図７に示すように、磁場水平位置を結んでできる閉じた曲線は、３つの凸部と３つの凹部を有する変形したループ状の曲線である。言い換えれば、本実施例では、磁場水平位置を結んでできるパターンが、３つの凸部と３つの凹部を有する閉じた曲線となるように、磁石２０Ａ，２０Ｂを配列する。この閉じた曲線に沿ってプラズマが帯状に閉じこめられることとなる。なお、凸部の数と凹部の数は３つに限られず、後述のように２つあるいは４つとしてもよい。

回転機構２２を駆動してマグネットユニット１６を回転させると、磁石２０Ａ，２０Ｂがターゲット１０の表面に平行な面内で回転中心を中心として回転する。したがって、磁場水平位置を結んでできた閉じた曲線は、ターゲット１０の表面上で回転中心を中心として回転することとなる。これにより、閉じた曲線に沿って閉じこめられたプラズマはターゲット１０の表面上で回転移動する。したがって、プラズマによるターゲットのエロージョン位置が回転移動し、ターゲット１０の表面全体がほぼ一様にスパッタされることとなる。

本実施例では、図７に示す磁場水平位置を結んでできた閉じた曲線の形状を工夫することで、ターゲット１０の表面全体ができるだけ一様にスパッタされるよう構成している。図７に示すように、本実施例では、磁場水平位置を結んでできた閉じた曲線は、３つの凸部Ａ，Ｂ，Ｃを有し、且つ凸部Ａ，Ｂ，Ｃの間に形成された３つの凹部Ｄ，Ｅ，Ｆを有している。そして、上述の回転中心Ｐは、閉じた曲線で囲まれた領域内にある。言い換えれば、対となる磁石２０Ａ，２０Ｂのほぼ中央を結ぶ線がマグネットユニット１６の回転軸を包含するような閉じた曲線となるように、磁石２０Ａ，２０Ｂが配列される。

凸部Ａ，Ｂ，Ｃの頂点（回転中心Ｐから最も離れた位置）をそれぞれａ，ｂ，ｃとすると、回転中心Ｐから凸部Ａの頂点ａまでの距離と、回転中心Ｐから凸部Ｂの頂点ｂまでの距離と、回転中心Ｐから凸部Ｃの頂点ｃまでの距離は、互いに異なっている。同様に、凹部Ｄ，Ｅ，Ｆの谷底（回転中心Ｐに最も近い位置）をそれぞれｄ，ｅ，ｆとすると、回転中心Ｐから凹部Ｄの谷底ｄまでの距離と、回転中心Ｐから凹部Ｅの谷底ｅまでの距離と、回転中心Ｐから凹部Ｆの谷底ｆまでの距離は、互いに異なっている。

また、一番大きな凸部（頂点までの距離が回転中心Ｐから一番遠い凸部）の中心角が他の全ての凸部の中心角より大きいことが好ましい。凸部の中心角は、その凸部の左右にある凹部の谷底と回転中心とを結ぶ線で形成される角度として定義できる。本実施例では、図７に示すように、一番大きな凸部は凸部Ａであり、その中心角は、左右の凹部Ｄ及びＦと回転中心Ｐを結んだ線により形成される角度θである。さらに、最も小さな凸部Ｃに対する中心角は、左右の凹部ＤおよびＥと回転中心Ｐを結んで形成される最も小さい角度となり、凸部の大小関係と凸部に対応する中心角の大小関係とが一致している。

さらに、各凸部Ａ，Ｂ，Ｃの頂点ａ，ｂ，ｃと回転中心Ｐとの間の距離は、上述のプラズマの半値幅の半分以上互いに異なることが好ましい。同様に、各凹部Ｄ，Ｅ，Ｆの谷底ｄ，ｅ，ｆと回転中心Ｐとの間の距離は、上述のプラズマの半値幅の半分以上互いに異なることが好ましい。通常、プラズマの半値幅を６ｍｍとするので、各距離の差異は３ｍｍ以上とすることが好ましい。

図８は回転中心Ｐから見たターゲット１０の面内における磁場水平位置までの距離を示すグラフである。図８において、横軸は角度位置を表し、−１８０度〜＋１８０度までの一周分が示されている。縦軸は、回転中心Pから曲線のまでの距離を表している。回転中心Pから各点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆまでの距離が互いに異なることがわかる。なお、縦軸において、回転中心Ｐから最も遠い点、すなわち凸部Ａの頂点ａまでの距離を１とした場合の比率が示されている。

図９は回転中心Ｐから見た場合の磁場水平位置の曲線の長さの分布を示すグラフである。図９の横軸は回転中心Ｐからの距離を表し、縦軸は磁場水平位置の長さを表している。図９のグラフから、磁場水平位置の長さは回転中心Ｐからの距離にほぼ比例して長くなっていることがわかる。すなわち、ある点において回転中心Ｐからの距離（回転半径）が大きくなるほど、その点が一回転するのに移動する距離（円周）は大きくなり、その分だけターゲット１０のエロージョンが少なくなるので、その点が単位時間当たりにターゲット上を移動する距離（円周上の距離）を長くすることで、回転中心Ｐからの距離にかかわりなく一様にエロージョンが進むようにしている。

図１０は図６に示す磁石の配列を用いてスパッタリングを行った場合に得られたターゲット１０のエロージョン形状を示すグラフである。図１０に示すグラフにおいて、横軸はターゲット１０の半径方向の位置を表し、縦軸はエロージョンにより削り取られたターゲット１０の表面の高さ（すなわち削りとられた部分の深さ）を表している。図１０からわかるように、ターゲット１０の全面において、ほぼ一様にエロージョンが進んでいる。

以上のように、本実施例による磁石の配列を用いることにより、ターゲット１０の全面がほぼ一様にエロージョンされることとなり、ターゲット１０が局所的に削り取られることがなく、ターゲット１０の利用効率を高めることができる。これにより、高価なターゲット材を無駄なく使用することができ、成膜コストを低減することができる。また、ターゲット１０の全面が一様にスパッタされるので、スパッタ粒子の放出角度が一定に保たれるため、スパッタ粒子の放出角度の変化に起因した成膜条件の変化を抑制することができる。これにより、スパッタにより形成される膜を均質で均一な厚みとすることができる。

上述の実施例では、磁場水平位置を結んでできた閉じた曲線が３つの凸部と３つの凹部を有しているが、凸部及び凹部を２つ又は４つとすることでも、上述の実施例と同様な効果を得ることができる。

図１１は凸部及び凹部を４つずつ有する場合の磁場水平位置を結んでできた閉じた曲線を示す図である。図１１に示す閉じた曲線においても、回転中心は閉じた曲線で囲まれる領域内にあり、回転中心から各凸部の頂点までの距離は互いに異なり、且つ回転中心から各凹部の谷底までの距離も互いに異なっている。図１２はこのような閉じた曲線となるように磁石を配列した場合に得られたターゲット１０のエロージョン形状を示すグラフである。図１０に示すエロージョン形状と比較すると、中央部分のエロージョンが少ないが、中央部分は全体の面積からする僅かなものであり、ターゲットの利用効率は図１０に示すエロージョン形状の場合と比較して僅かに下がる程度である。

図１３は凸部及び凹部を２つずつ有する場合の磁場水平位置を結んでできた閉じた曲線を示す図である。図１３に示す閉じた曲線においても、回転中心は閉じた曲線で囲まれる領域内にあり、回転中心から各凸部の頂点までの距離は互いに異なり、且つ回転中心から各凹部の谷底までの距離も互いに異なっている。図１４はこのような閉じた曲線となるように磁石を配列した場合に得られたターゲット１０のエロージョン形状を示すグラフである。図１０に示すエロージョン形状と比較すると、中央部分のエロージョン深さの凹凸が大きくなっているが、ターゲットの利用効率は図１０に示すエロージョン形状の場合と比較して僅かに下がる程度である。

以上のように、本明細書は以下の発明を開示する。
（付記１）
プラズマによりターゲットをスパッタするマグネトロンスパッタリング装置であって、
該ターゲットが配置される位置の近傍に配置され、該プラズマを閉じこめるための磁場を形成する複数の磁石と、
該複数の磁石を回転中心を中心にして回転させる回転機構と
を有し、
前記複数の磁石は前記ターゲットの表面近傍において閉じた曲線をまたぐように延在する磁場を形成するよう配列され、
前記回転中心は該閉じた曲線により囲まれた領域内にあり、
前記閉じた曲線は複数の凸部と複数の凹部を有し、該凸部の各々と前記回転中心との距離が互いに異なり、かつ該凹部の各々と前記回転中心との距離が互いに異なる
ことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
（付記２）
スパッタされるターゲットと、
該ターゲットに近接する面上の閉じた曲線に沿って磁石を配列し、該ターゲットの表面に磁場を発生させ、該磁場内にプラズマを閉じこめる磁場発生ユニットと、
該曲線の内側にある点を回転中心として該ターゲットと該磁場発生ユニットを相対的に回転させる回転機構と
を有するマグネトロンスパッタリング装置であって、
前記閉じた曲線は複数の凸部と複数の凹部を有し、
前記曲線の各凸部と前記回転中心との距離が互いに異なり、かつ前記曲線の凹部と前記回転中心との距離が互いに異なることを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
（付記３）
付記１又は２記載のマグネトロンスパッタリング装置であって、
前記凸部のうち最大の中心角を有する凸部の頂点が前記回転中心から最も離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装置。
（付記４）
付記１又は２記載のマグネトロンスパッタリング装置であって、
前記凸部の各々と前記回転中心との間の距離及び前記凹部の各々と前記回転中心との間の距離は、少なくとも前記プラズマの閉じこめ幅の半分以上互いに異なることを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
（付記５）
付記１乃至４のうちいずれか一項記載のマグネトロンスパッタリング装置であって、
前記凹部のうち前記回転中心に最も近い凹部の谷底の前記回転中心からの距離は、前記プラズマの閉じこめ幅の半分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装置。
（付記６）
付記４又は５記載のマグネトロンスパッタリング装置であって、
前記閉じこめ幅は６ｍｍであることを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
（付記７）
付記１乃至６のうちいずれか一項記載のマグネトロンスパッタリング装置であって、
前記閉じた曲線は、前記凸部を２〜４つ有し、前記凹部を２〜４つ有することを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
（付記８）
スパッタされるターゲットに近接する面上において回転中心を囲むように閉じた曲線に沿って複数の磁石を配列し、該閉じた曲線の複数の凸部の各々と該回転中心との距離が各々異なり、且つ該閉じた曲線の複数の凹部の各々と該回転中心との距離が各々異なるように構成された磁場発生ユニットと前記ターゲットとを前記回転中心を中心として相対的に回転させる回転ステップと、
前記磁場発生ユニットによって形成される磁場によって前記閉じた曲線に沿って前記ターゲット上にプラズマを閉じこめ、該プラズマを利用して前記ターゲットをスパッタし、薄膜を形成する形成ステップと
を有することを特徴とする薄膜形成物製造方法。

マグネトロンスパッタリング装置におけるスパッタリングの概念図である。 ターゲット上に生成されるプラズマの位置を示す斜視図である。 本発明が適用されるマグネトロンスパッタリング装置の概要を示す簡略図である。 図３に示すマグネトロンカソードの拡大断面図である。 ターゲットの表面近傍におけるイオン衝突密度を示すグラフである。 本発明の一実施例における永久磁石の配列パターンを示す平面図である。 図６における磁石の配列パターンにより形成される磁場水平位置に対応する曲線を示す図である。 回転中心から見たターゲット面内における磁場水平位置までの距離を示すグラフである。 回転中心Ｐから見た場合の磁場水平位置の曲線の長さの分布を示すグラフである。 図６に示す磁石の配列を用いてスパッタリングを行った場合に得られたターゲットのエロージョン形状を示すグラフである。 凸部及び凹部を４つずつ有する場合の磁場水平位置を結んでできた閉じた曲線を示す図である。 図１１に示す閉じた曲線となるように磁石を配列した場合に得られたターゲットのエロージョン形状を示すグラフである。 凸部及び凹部を２つずつ有する場合の磁場水平位置を結んでできた閉じた曲線を示す図である。 図１３に示す閉じた曲線となるように磁石を配列した場合に得られたターゲットのエロージョン形状を示すグラフである。

符号の説明

２ 真空チャンバ
２Ａ ガス流入口
２Ｂ 排気口
４ 基板ホルダ
６ マグネットカソード
８ シールド
１０ ターゲット
１２ 基板
１４ ターゲットホルダ
１６ マグネットユニット
１８ 磁石裏板
２０ 永久磁石
２０Ａ，２０Ｂ 磁石
２２ 回転機構

Claims (6)

1. プラズマによりターゲットをスパッタするマグネトロンスパッタリング装置であって、
   該ターゲットが配置される位置の近傍に配置され、該プラズマを閉じこめるための磁場を形成する複数の磁石と、
   該複数の磁石を回転中心を中心にして回転させる回転機構と
   を有し、
   前記複数の磁石は前記ターゲットの表面近傍において閉じた曲線をまたぐように延在する磁場を形成するよう配列され、
   前記回転中心は該閉じた曲線により囲まれた領域内にあり、
   前記閉じた曲線は複数の凸部と複数の凹部を有し、該凸部の各々と前記回転中心との距離が互いに異なり、かつ該凹部の各々と前記回転の中心との距離が互いに異なる
   ことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
2. スパッタされるターゲットと、
   該ターゲットに近接する面上の閉じた曲線に沿って磁石を配列し、該ターゲットの表面に磁場を発生させ、該磁場内にプラズマを閉じこめる磁場発生ユニットと、
   該曲線の内側にある点を回転中心として該ターゲットと該磁場発生ユニットを相対的に回転させる回転機構と
   を有するマグネトロンスパッタリング装置であって、
   前記閉じた曲線は複数の凸部と複数の凹部を有し、
   前記曲線の各凸部と前記回転中心との距離が互いに異なり、かつ前記曲線の凹部と前記回転の中心との距離が互いに異なることを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
3. 請求項１又は２記載のマグネトロンスパッタリング装置であって、
   前記凸部のうち最大の中心角を有する凸部の頂点が前記回転中心から最も離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装置。
4. 請求項１又は２記載のマグネトロンスパッタリング装置であって、
   前記凸部の各々と前記回転中心との間の距離、及び前記凹部の各々と前記回転中心との間の距離は、少なくとも前記プラズマの閉じこめ幅の半分以上互いに異なることを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
5. 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載のマグネトロンスパッタリング装置であって、
   前記凹部のうち前記回転中心に最も近い凹部の谷底の前記回転中心からの距離は、前記プラズマの閉じこめ幅の半分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装置。
6. スパッタされるターゲットに近接する面上において回転中心を囲むように閉じた曲線に沿って複数の磁石を配列し、該閉じた曲線の複数の凸部の各々と該回転中心との距離が各々異なり、且つ該閉じた曲線の複数の凹部の各々と該回転中心との距離が各々異なるように構成された磁場発生ユニットと前記ターゲットとを前記回転中心を中心として相対的に回転させる回転ステップと、
   前記磁場発生ユニットによって形成される磁場によって前記閉じた曲線に沿って前記ターゲット上にプラズマを閉じこめ、該プラズマを利用して前記ターゲットをスパッタし、薄膜を形成する形成ステップと
   を有することを特徴とする薄膜形成物製造方法。