JP3315113B2 - 磁電管スパッタリング標的の性能を向上させる方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は陰極スパッタリング標的の使用を延長させる
方法に係わり、特に陰極スパッタリング標的の寿命の間
それに対する付勢を制御して標的の腐食面積部分を広
げ、標的材料の利用性を高めることに関する。

発明の背景 スパッター被覆は一般に化学的に不活性なガスを充満
された真空圧の室内で実施され、これにおいて被覆され
る基体は被覆材料で形成された標的に向けて取り付けら
れる。室内において、標的は室壁もしくは他の室内陽極
に対して負電位とされる。標的面付近の電位勾配が電子
が標的から放出させる。それらの電子が室陽極に向けて
引っ張られる、その放出電子は不活性ガスの原子に衝突
し、電子を奪ってその幾分かをイオン化させる。ガスの
正イオンはこのようにして形成され、負の標的に向けて
引きつけられて衝突し、標的材料に運動量を伝達し且つ
また標的面からその材料の粒子を追い出す。被覆される
べき基体は一般にその表面を標的に向けて室内に配置さ
れて標的から跳ね飛ばされた移動する被覆材料粒子を遮
るようにされており、追い出された粒子の幾分かを受け
取り、その粒子が基体表面に付着してその表面を被覆す
る。

磁電管強化スパッタリングにおいては、磁力線が標的
面と平行に延在する成分を有する磁界が標的面の上に形
成される。多くの応用例において、磁力線は標的面の上
にアーチを形成し、閉磁トンネルを形成する。この磁界
は、それによる閉じた標的面領域において標的から移動
する電子を螺旋経路に弯曲させ、これにより閉じた空間
内での電子密度を高め、そして標的面の囲まれた領域に
おける電子とガス原子との衝突する比率を増大させる。
衝突する比率の増大は、囲まれた空間におけるガスのイ
オン化を高め、これがその下方の標的領域でのスパッタ
リング処理の効率を高める。磁力線が臨界磁界強度と等
しいかそれ以上である場合、成長するイオン雲すなわち
プラズマは標的表面のその領域上の磁界内に捕捉される
ように見られる。

参照することでここに引用導入される共通して譲渡さ
れた出願中の「段付きウェーハのスパッター被覆方法お
よび装置」と題する1989年４月17日付けでに出願された
米国特許出願一連番号第07/339,308号においては、凹状
の環状標的が一対の同心的な環状電磁石を備え、同心的
な磁極が標的の後方且つまた周縁に備えられたスパッタ
ー被覆装置および方法が開示されている。これらの磁石
によって生じた磁界は、一対の同心的なプラズマリング
を標的面上の同心的なスパッター領域の上に形成させ
る。これらの２つのプラズマリングは磁石コイルに対し
て交互に電流を供給することによって交互に付勢される
一方、標的の電力は磁石コイルに対する電流の切換えと
同期して制御された電力レベルの間で切換えられる。こ
れは２つの標的領域が交互に活動化されて、その領域か
らのスパッター処理が交互にオンオフされるようにす
る。これが、単一部材のスパッタリング標的の面の内側
および外側の同心領域から行われるスパッタリングの比
率を様々に変化させる。

複数の標的領域からのスパッタリング処理の別々の制
御は、被覆される基体もしくはウェーハ上に付着される
スパッター材料の分布特性の制御を可能にする。例とし
て、例えば標的領域の各々が活動化される「オン」の電
力レベルまたは作動サイクルのように２つの標的領域に
対する付勢に影響を及ぼす相対的なパラメータを変化さ
せることは、基体表面上における被覆の均一性制御を与
える。この制御は、段付き半導体ウェーハのような基体
の異なる方向に向いた表面が均一に被覆されるべき場合
に特に重要である。先に参照した特許出願一連番号第07
/339,308号は特に、標的および基体の幾何形状により、
また標的およびプラズマの付勢に関連する電気的パラメ
ータによって生じる被覆の均一性に対する幾つかの影響
を詳細に記載している。この出願はまたスパッター被覆
の均一性に対する標的腐食の影響も論じている。

ごく当然に、陰極スパッター被覆処理はスパッタリン
グ標的からの材料の排除、そしてそのスパッターすなわ
ち追い出された材料の基体表面上への再配置を伴う。陰
極スパッタリング標的からの材料の排除は標的を消耗
し、最終的に腐食溝すなわち面積部分が標的の裏面へ
「貫通」してしまうまで、標的の厚さが減少する。標的
面の腐食は通常は均等でなく、標的面に隣接して標的上
方空間にあるイオン集中部すなわちプラズマの濃密領域
の下側に位置する面積部分に集中する。標的腐食の面積
部分を広げるために、幾つかの従来技術は一般に磁界に
おいてなされる移動によってプラズマを標的面上で移動
させた。このプラズマの移動は腐食面積部分を標的の表
面上で移動させ、鋭い腐食溝が形成される傾向を軽減す
る。しかしながらプラズマ位置の移動は、被覆の均一性
を達成するために異なる標的領域からのスパッタリング
処理比率の選択的な制御を無能化し、あるいは少なくと
も困難にする。

磁電管スパッタリング装置によれば、プラズマは標的
面の１つ以上の領域に一般に制限されてしまい、これは
磁石構造の要求される設計に一部原因し、また、基体上
での所望の被覆分布を達成するために基体面に対して特
定の幾何学的な位置にプラズマが位置されることを必要
とする或る種の性能上の要求に一部原因する。例えば、
上述で参照することで引用導入された米国特許出願第07
/339,308号には、基体面に対して特定の幾何学的な関係
を有して標的上に別々のプラズマを保持することが基体
表面上の被覆の均一性を制御するために使用され、特に
基体面が半導体ウェーハ上の段部のように様々な方向へ
向いた面を含む場合に使用される。

上述にて参照した特許出願において、プラズマの位置
がスパッタリング材料の放出される箇所を決定し、これ
は基体面上の付着被覆材料の対応する分布を決定する。
スパッタリング標的上の異なるスパッタリング領域から
放出される材料の比率を制御することで、被覆の均一性
が制御可能となる。従って、スパッタリング領域の箇所
が所望される被覆の均一性を与えるように選択された特
定位置にて標的上に位置されるようにすることが重要で
ある。従って、標的の寿命の間を通じて腐食面積部分を
再形成するようにプラズマを標的面上にて移動させるた
めの従来技術の或る種の装置によって具現される技術
は、プラズマの、従って標的の腐食領域の正確な位置決
めによって所望の被覆均一性を自由に達成できるように
する機能を阻害することになる。

スパッタリング材料の放出による標的面の腐食は、次
第に深くなる腐食溝の形成として現れる。この腐食溝の
形成は、一般に「ロールオフ」と称される現象であるス
パッタリング標的から損失（declaying）される放出率
によってスパッタリング標的の性能を変化させる。この
ロールオフは、腐食溝が基体面から幾何学的に退行する
事実に一部起因するが、より重要なことにこれは標的面
の輪郭変化および腐食溝の急勾配の側部を形成すること
になる。腐食溝の急勾配の側部はスパッタリング材料の
フラックス放出方向を変化させ、被覆されるべき基体の
方向へ圧倒的に向けるほどでなくなる。更に、スパッタ
リング材料の方向変化は対向する腐食溝の壁面に対する
材料の衝突、および標的面上への材料の再付着を生じる
傾向を見せる。更に、この腐食が進行する間、腐食溝の
側壁に対する材料の再付着が溝をいっそう狭くする傾向
を見せる。また、スパッタリングエネルギーが材料の放
出によって消費されるなかで、スパッタリング材料の基
体に対する以外の標的への再付着は基体面を効果的に被
覆する処理効率を次第に低下させる。従って、付着速度
の減退が経験される。減退する付着速度の効果の補償
は、標的の使用寿命の間標的に付与される電力を次第に
増大し、基体に対する許容できるもしくはほぼ一定な付
着速度に維持するようにすることで通常は達成される。

標的の寿命を通じて急勾配な腐食溝深さの増大および
これに対応するスパッタリング電力の必要な増大は幾つ
かの欠点を有しており、これらが標的の寿命を短縮し、
標的材料の有効な使用を妨げる。腐食溝の深さの増大は
標的面の小さな面積部分または幅において標的を速い速
度で貫通する方向へ向かって進行する傾向を見せる。こ
の貫通が生じると、標的の残る部分の材料はもはや使用
できず、標的の寿命は終わるのである。更に、効果的な
再付着速度を与えるように標的の電力を連続して増大さ
せることは、多くの場合に標的が取り扱えることのでき
る最大電力を超えることになり、従って標的の寿命は標
的が十分なスパッタリング速度で作動されるように付勢
できなくなったときに早々と終わることになりかねな
い。安全な電力にまで増大される電力を制限すること
は、スパッタリング処理を許容できないほどに減速させ
る傾向を見せ、付与される基体被覆の品質に対する影響
が変化され、更にその機器を十分に使用できないように
してしまう。

腐食溝の位置は、スパッタリング標的の側部または周
辺部の後方に配置される磁極部材を含む磁石構造の磁電
管スパッタリング装置内での配置によって決まる。この
ように形成された磁石は通常は、標的のスパッタリング
領域の上にアーチを作り且つまた内部にプラズマを発生
するイオンを閉じ込める磁界を形成する。標的を覆う磁
力線は通常は磁石からの距離によって強さが減退する。
このような磁界に関してプラズマを効果的に閉じ込める
ために、特定の最小臨界強さの幾つかの磁力線が標的面
を覆う。臨界磁力線の必要強さは幾つかの設計パラメー
タによってきまるが、例えば約160〜180ガウスの範囲と
され得る。標的が新しく、そのスパッタリング面が磁石
から遠いほど、適正な寸法および形状の臨界磁力線を標
的面の所望箇所の上に形成してプラズマを効果的に閉じ
込めるために、ある程度の磁気作用が必要となる。磁石
が電磁石であり、磁界強さが磁石巻線を流れる電流レベ
ルに関する場合、このような新しい標的による臨界磁界
強度は正確に確定できる。

しかしながら標的が腐食されると、腐食溝が形成され
て標的面は下方に位置された磁石に対して退行する。磁
界の強さおよび形状が標的の腐食される間に一定である
ならば、標的面の輪郭変化は、磁界が最強でこの最強磁
界の磁力線が標的面を跨ぐ箇所において最大速度で面を
腐食させる。それ故に、新しい磁石の腐食領域の中央に
おける磁界が180〜190ガウスの面積部分であったなら
ば、腐食溝が形成されるにつれて腐食溝内の標的面にお
ける磁界強さは例えば240ガウスにまで増大され得る。
標的面でのこの磁界強さが増大すると、プラズマはいっ
そう緊密に閉じ込められ、標的面にいっそう密接に引き
つけられる。これは、腐食溝の中央にて起きることが見
い出される。増大された磁界強さのもとでのこのプラズ
マの緊密化および圧密化は鋭い形状とされた深く狭い腐
食溝の標的面での形成を加速させるものと考えられる。
標的面における深く急勾配の壁面を有する狭い腐食溝の
形成は、磁界従ってプラズマの位置を移動させ、多くの
場合にこれはスパッタリング材料の本来位置を移動させ
て基体表面上の被覆の均一性を許容できないほどにして
しまうような従来技術の提案よりも部分的に勝る。

標的の電気的パラメータを制御するための多くの計画
が具現されてきたが、これらの制御目的は標的被覆の均
一性のようなパラメータを満足させることに向けられて
きた。しかしながら従来技術は、スパッター被覆処理を
他の方法で制御する機能を犠牲にしたり制限することな
く急勾配の腐食溝の望ましくない形成を避けるようにし
て、スパッタリング標的の寿命の間作動パラメータを制
御する方法を効果的に生み出すことができなかった。腐
食溝の形成は、標的面の輪郭もしくは形状が標的の寿命
を通じて本来の標的の輪郭もしくは形状にほとんど近い
状態で一致されるように制御されることが望まれ、特に
標的面上のスパッタリング領域を移動させずにこのよう
にできることが望まれる。このようにして、基体上の付
着均一性を制御する努力は、標的材料の使用がいっそう
効果的に行われるなかで、いっそう容易に達成されるよ
うになされる。

発明の概要 本発明の主目的は、標的の寿命の間１つのスパッタリ
ング標的で被覆される基体個数を増大するようにして、
少なくとも１つのスパッタリング領域を有するスパッタ
リング標的の性能を向上させることである。本発明の更
に特別な目的は、標的のスパッタリング領域に広い腐食
輪郭を維持することでスパッタリング標的の性能を向上
させることである。

本発明の付加的な目的は、複数のスパッタリング領域
を与えるスパッタリング標的の性能を向上させ、特に複
数のスパッタリング領域を有する単一部材のスパッタリ
ング材料で形成されたスパッタリング標的の性能を向上
させることである。

米国特許第4,500,409号は、調整可能な付勢電流を与
えられる電磁コイルが永久磁石の代わりに使用されたマ
グネトロンスパッター被覆装置を記載している。このコ
イルで発生されるプラズマもしくはグロー放電の電気的
インピーダンスはコイルを流れる電流を制御してコント
ロールされ、このコイルは例えば望まれる電圧値または
電流値での作動を可能にする。標的の近くに配置された
ホール探針は、その標的の使用寿命の終わりを判断でき
るように磁界強度をモニターするために使用し得る。

ヨーロッパ特許出願第0330445号は、凹形標的、２つ
の電磁コイルおよび複数の電極部材を備えたマグネトロ
ンスパッター被覆組立体を記載している。標的は中央の
平坦基部および角度を付された環状部を含んで構成され
得る。コイルおよび電極部材は標的の腐食をコントロー
ルするために、特に標的領域およびそれらの間の遷移領
域の両方からのスパッタリングを生じるように配置され
制御される。

ヨーロッパ特許出願第0162643号は、２つの環状標的
が互いに中心軸線のまわりで外方へ向けて間隔を隔てら
れたスパッター被覆供給源を記載している。各標的はそ
れ自体の磁界発生手段および別々に制御可能な電源を有
する。

本発明は、少なくとも１つのスパッタリング領域を有
するマグネトロンスパッタリング標的の性能を向上させ
て、標的の寿命までの間にその標的から被覆できる基体
の個数を増大させる方法を提供する。

本発明による方法は、電磁石を設けて標的のスパッタ
リング領域上に延びた磁力線を有するプラズマ閉じ込め
磁界をつくり、該磁力線が、スパッタリング領域上方に
在って標的を通る初期位置を有するとともに、プラズマ
形状を定める臨界磁力線を含むことと、電力の供給によ
り標的を付勢して、材料をスパッタリング領域から飛散
させ、標的のスパッタリング領域に面した基体上に予め
定めた割合で付着させることを含む。

この方法は、標的が浸食するに従って、そのスパッタ
リング領域を、磁力線が次第に平坦化されるような磁力
線の様々な位置によって次第に後退させること、標的に
供給される電圧を検出して対応する制御信号を発生する
こと、材料を基体上にほぼ一定したレベルで付着させる
予め定めた速度を維持するように、標的が浸食するに伴
い、標的の寿命の実質的に全期間にわたって、標的に供
給する電力を徐々に増大するとともに、電力が増大し標
的が浸食するにつれて電圧を予め定めたレベルまたはそ
れ以上に保持するように、前記制御信号に応じて、標的
の使用寿命を通して、磁界強度を徐々に低減し、スパッ
タリング領域上の臨界磁力線を平坦化することを特徴と
する。

複数の磁石が備えられ、これらの磁石が標的面のスパ
ッタリング領域を定めるのが好ましい。各磁石はプラズ
マ閉じ込め磁界を対応するスパッタリング標的の領域上
に形成し、各磁界は領域上ニッケル性されるプラズマの
形状を定める臨界磁力線を有する。標的の使用寿命の
間、＿この臨界磁力線は標的が腐食されるにつれて徐々
に平坦化される。この平坦化は、標的の腐食に応じて標
的の活動寿命すなわち使用寿命に対して徐々に生じるよ
うになされる。標的のスパッタリング領域の上の臨界磁
力線の徐々の平坦化は連続してまたは断続的に生るが、
しばしば十分な間隔をあけて、プラズマが腐食溝の中央
に集中する傾向は見せない。このような場合、標的のス
パッタリング領域における広域腐食輪郭がこれによって
維持される。

複数の磁石で形成され、各々の磁石が別々の臨界磁力
線を有する別々の磁界を形成して、それぞれの領域の上
のプラズマの位置および形状を定めるようにされた１つ
以上の腐食領域を有する標的により、この方法は１つ以
上の標的に使用されて標的寿命を延長し、標的性能を高
めるようになされる。＿好ましい応用例において、標的
の性能は複数プラズマ１部材磁石に関して向上されるの
であり、これにおいて２つのプラズマがそれぞれを包含
するそれぞれの磁界を形成する電磁石に対する電流を切
換えることで交互にオンオフ切換えされる。複数プラズ
マ応用例においては、この方法はスパッタリングの主部
に応答する標的の１つの領域に対して使用されるときに
特に有用であるが、標的の他の領域にも有利に使用し得
る。何れかの与えられた標的領域に対する電力がオンオ
フ切換えされる場合の応用例では、標的もしくは標的の
何れかの領域の「寿命」は、ここではこの用語を使用す
るが、関連するスパッタリング領域が磁石の付勢によっ
て活動化されてプラズマを支持し、これにより標的また
は標的領域からのスパッタリングが引き起こされる間の
サイクル部分だけを含む。

本発明の好ましい実施例によれば、磁石は、磁界強さ
が減少するにつれて標的のスパッタリング領域上で平坦
化する傾向を見せる臨界磁力線形状を生じるような設計
の構造を含む。このような磁石構造は、限定される必要
はないが、標的の特定のスパッタリング領域の側部の後
方および周囲に間隔を隔てられた磁極構造を有する磁
石、特に電磁石を含む。このような磁石構造は、標的が
腐食すると腐食溝が標的内部に向けて磁極部材の端部間
で下方へ退行するようにして、標的材料を取り囲むこと
が好ましい。しかしながら、多くの様々な支持構造がこ
のような傾向を見せて具現され得る。

磁石の磁界強さは標的の使用寿命の間減少または変化
され、標的領域の上の臨界磁力線が標的の腐食につれて
徐々に平坦化を生じる。磁界強さのこの減少は電磁石を
備え、その電磁石のコイルを通る電流を、磁界強さが衰
退しスロット付き臨界磁力線がこのために平坦化するよ
うにして、徐々に減少させることで好ましく達成され
る。

標的は調整された電源で付勢され、この電源は、標的
領域からのスパッタリング付着速度をほぼ一定のレベル
に維持するように標的の使用寿命の間増大するような調
整された電力にて作動される。このような電源は、従っ
て標的の腐食を含む標的パラメータの変化に応答する電
圧−電流比を展開して、電源を調整したレベルとする傾
向を示す。例えば、このような電源は標的に調整した電
力を供給するために必要な電圧レベルを探すことが見い
だされており、標的が腐食したときには減衰することが
見いだされている。また、標的領域の上の磁界を低減す
ることは調整された電力を発生するために供給されねば
ならない電力の電圧を高めることも見いだされている。

磁石の磁界強さを低減するように標的磁石の磁界強さ
を制御することによって、プラズマを閉じ込める臨界磁
力線の形状は変化し、標的の腐食を変化させる。磁界強
さが低減されると、腐食領域の広域化が生じる。予め定
めたレベルまたはそれより多少高いレベルに標的電力の
電圧を維持するように、この磁界強さを低減することに
よって、また、標的の実質的に寿命全体にわたってこの
ようにして磁界を制御することによって、腐食溝は広が
り、標的面からの材料の使用が改善されるのであり、特
に標的の寿命を通じて、電源圧を一定レベルに維持する
ように磁界強さが低減される場合にそうである。

本発明の好ましい実施例によれば、電源電圧が予め定
めたレベル以下に低下したときにその電源電圧を所望レ
ベルまたはそれ以上に維持するために、標的材料を取り
囲む磁極部材を有する電磁石のコイルに対する電流は減
少され、磁界強さを低減し、これにより標的上の磁界、
特にスパッター処理されている標的領域上の臨界プラズ
マを含む磁力線を平坦にする。このようにすることで、
スパッター標的の性能の効果的な向上が得られる。

本発明の結果によれば、スパッタリング標的領域に形
成される腐食溝の幅は広がり、標的はその寿命の間、す
なわち標的の腐食が進行してその背面に貫通する前に、
または標的電力がその限界を超える前に、いっそう多量
のスパッタリング材料を供給できることが見出された。
腐食溝のこの広域化は、スパッタリングが行われる標的
面上の領域の有効位置を移動させないで達成できる。更
に、標的からの基体における一定付着速度を維持するの
に必要な電力量は、本発明の原理によれば標的の寿命の
間減少され、これにより電力増大はいっそう緩やかに進
行し、電力が高過ぎて標的が作動できなくなる時点を遅
らせるだけでなく、熱、アーチ形成、およびその他の望
ましくない高電力による側面作用を低減することが見い
だされている。この結果として、与えられた付着厚さで
被覆できる基体個数が適当に設計された標的で最大30％
も猛烈に増大した。

本発明のこれらの、およびその他の目的および利点は
図面を参照した以下の詳細な説明から容易に明白となろ
う。図面において、 図面の簡単な説明 第１図は、本発明の原理を具備したスパッタリング被
覆装置の処理室の横断面図。

第２図は、本発明の原理による電気回路構成を示す線
図。

第３図は、第２図の回路の各種電気値の変化を、標的
の作動寿命にわたって時間の関数として示すグラフ。

第４図、第4A図、第4B図および第4C図は、本発明によ
るときおよび本発明によらないときの磁力線、プラズマ
および腐食溝形状を比較する標的の破断横断面図。

図面の詳細な説明 本発明が関係する形式の磁電管スパッタリング装置は
以下の＿米国特許および出願中の特許願に記載されてい
る。

「スパッター被覆装置のための陽極標的設計」に関す
る米国特許第4,853,033号、 「磁電管スパッタリング装置におけるイオンボンバー
ドメントの均一性を改善する装置」に関する米国特許第
4,871,433号、 「ウェーハ状材料を操作し処理する方法および装置」
と題する米国特許第4,909,675号および第4,915,564号、
そして 「段付きウェーハをスパッター被覆する方法および装
置」と題する1989年４月17日付けで出願された米国特許
出願一連番号第07/339,308号である。

第１図は、本発明の原理によるスパッター被覆装置の
スパッター被覆処理室（10）を断面で示している。室
（10）は米国特許第4,909,675号に開示されたスパッタ
ー処理装置の一部である。この処理室（10）は主室（1
1）の隔離された部分で形成された真空処理室である。
主室（11）はプレナム壁（14）によって機械環境（12）
の大気から隔離されている。処理室（10）はプレナム壁
（14）の開口（15）を通して主室（11）と通じることが
できる。開口（15）はほぼ円形である。処理室（10）は
ディスク形の回転ウェーハ移送部材（17）の一部に対す
る処理室後面部分（16）の選択された動作によって主室
（11）から選択的に隔離されることができ、後面部分
（16）とプレナム壁（14）との間にシール状態で移送部
材（17）をクランプし、これにより処理室（10）内の後
面空間（19）を取り囲んで処理室（10）を主室（11）か
ら隔離する。

後面部分（16）と反対側では、移送部材（17）の前面
側において処理室（10）は、開口（15）を取り囲むプレ
ナム壁（14）に対して真空シール状態で取り付けられて
いる陰極組立体モジュール（20）によって機械環境（1
2）から隔離される。このモジュール（20）すなわち処
理室前面部分は後面部分（16）および移送部材（17）と
協働して、主室（11）および機械環境（12）の両方から
隔離されている密閉され隔離された処理室を形成する。
処理室（10）の内部には平坦なシリコンウェーハすなわ
ちディスクの形状をした加工片（21）が配置され、この
加工片は処理室（10）内で実施されるスパッター被覆処
理で被覆を付着される面（22）を有する。ウェーハ（2
1）は１組のクリップまたはその他の保持装置（24）に
よってウェーハホルダー（25）内に保持され、ウェーハ
ホルダーは移送部材（17）によって弾性的に担持されて
いる。移送部材（17）は主室内で回転されてホルダー
（25）、従って加工片すなわちウェーハ（21）を穴（1
5）と整合させるように運ぶことができ、部材（17）を
プレナム壁（14）に対して移動させるように後面部分
（16）を横方向に移動させて、処理室（10）がホルダー
（25）上のウェーハ（21）の周囲に形成される。（移送
部材の部分（17）は図示されていない回転可能な割り出
し板で担持された横方向に移動可能なリングである。）
この好ましい実施例において、ウェーハ（21）は主室
（10）の中心軸線（27）に直角な平面内で該軸線と同心
に支持され、また、これはプレナム壁（14）の穴（15）
とも同心である。ホルダー（25）上のウェーハ（21）の
周囲にはディスク（29）が配置され、このディスクはウ
ェーハ（21）の表面（22）の被覆を意図されたが外れて
しまった被覆がホルダー（25）に過剰に堆積しないよう
に少なくとも部分的に保護する。処理室（10）がウェー
ハ移送部材（17）、ウェーハホルダー（25）、後面部分
（16）の特に細部を含む一部であるようなスパッタリン
グ装置の詳細は、上述で参照することにより引用導入さ
れる米国特許第4,909,675号および第4,915,564号に記載
され図示されている。

陰極組立体モジュール（20）は２つの組立体、すなわ
ち取り外し可能な陰極組立体（30）および固定組立体部
分（31）を含む。固定組立体部分（31）は開口（15）を
取り囲むプレナム壁（14）に密閉状態で剛性的に取り付
けられている環状筐体である。これは、プレナム枠（1
4）に電気的に接地されている室（10）の円筒形金属側
壁（33）と、開口（15）を取り囲むウェーハホルダーシ
ールド（34）と、室扉枠組立体（35）とを含む。

陰極組立体（30）はヒンジ取り付けされた扉組立体
（37）に取り付けられ、これは取り外し可能であるが密
閉可能な状態で陰極組立体（30）を固定組立体（31）に
支持する。陰極組立体（30）はスパッタリング標的（4
0）を担持し、これは連続した滑らかな凹形のスパッタ
リング面（41）を有する環状凹形標的である。組立体
（30）は標的（40）を、その軸線を室（10）の軸線（2
7）と整合させて且つそのスパッタリング面（41）をウ
ェーハ（21）の被覆される面（22）に向けて、支持す
る。

標的（40）は軸線（27）と同心のほぼ円形の後板（4
3）を有する標的ホルダーすなわちネスト（42）に支持
される。標的ホルダー（42）は外側円筒壁（44）および
直立円筒中間壁（45）を有する。外側壁（44）は標的
（40）の外縁を取り囲む。標的（40）は外側冷却面を有
し、この冷却面は標的（40）がホルダー（42）に取り付
けられて作動温度までに膨張したときに、ホルダー（4
2）の内側面と一致して密接な冷却接触状態となる。標
的（40）の後部の環状溝（47）はホルダー（42）の直角
中間壁（45）と部分的に接触して位置される。標的ホル
ダーすなわちネスト（42）は通常は水である冷却液体を
循環させるために後面に複数の環状溝（48）を、また外
壁（44）の外側に環状溝（49）を有し、伝熱標的ホルダ
ー（42）を冷却することでスパッタリング処理間に標的
（40）に発生する熱を取り除く。標的（40）の表面形状
は、全ての標的（40）が旋盤上でスパッタリング材料の
ブロックを回転させて形成できることが好ましい。標的
ホルダー（40）は伝熱および電導材料、好ましくは硬く
焼入れしたOFHC銅または合金110で作られる。標的（4
0）は作動的に加熱されると、膨張し、ホルダー（42）
の内部空間に緊密に一致する形状に組成変形してホルダ
ー（42）と熱を伝えるように協働するのが好ましい。ホ
ルダー（42）および標的（40）の協働は上述にて参照す
ることで引用導入された米国特許第4,871,433号に記載
されているようであるのが好ましい。

標的組立体（30）は磁石組立体（50）を備えており、
この磁石組立体は一対の同心の環状磁石（51）および
（52）、好ましくはそれぞれ内側および外側の巻線（5
3）および（54）を有する電磁石を含み、これらは標的
（42）の後方の平面内に軸線（27）と同心に且つ直角に
配置される。剛性的な鉄材料、例えば410焼きなましス
テンレス鋼が標的組立体（30）の構造支持部を形成し、
また、磁石（51）および（52）の磁極部材を構成する。
この鉄材料は円形中央板（56）を含み、これは組立体
（30）の平面的な後部支持部を形成し、また、磁石（5
1）および（52）の磁極部材の間に横方向の磁界を維持
する。円筒形の外側磁極部材（57）が板（56）に対して
外縁位置で溶接され、そこから上方へ起立してホルダー
（42）の外壁を取り囲む。標的外側保持リング（58）は
外側磁極部材（57）の上縁にボルト止めされ、標的（4
0）の外側環状リップ（40a）に係止されて標的（40）を
ネスト（42）内に保持する。外側磁極部材（57）および
リング（58）の上側の露出面は金属暗部シールド（59）
によってシールドされ、このシールドは磁極部材（57）
または保持リング（58）がスパッタリング処理されてし
まうのを防止する。暗部シールド（59）は室壁（33）に
剛性的に固定され、従って電気的に接地される。

軸線（27）をその軸線として有する内側の円筒形の磁
極部材（61）は標的（40）の内縁を通して突出する。こ
の磁極部材（61）は標的（40）の下側のホルダー（42）
の中央を通して螺合され、また、標的（40）より上方に
中央保持ナット（62）が螺着されており、このナットが
標的（40）を中央穴に保持する。中央磁極部材（61）は
その底端部に磁極キャップ組立体（63）をボトル止めさ
れて有する。この磁極キャップ組立体（63）は、円形の
内側板（64）と、底部で板（64）の外縁に溶接された円
筒形の下側中間磁極部材（65）と、内縁にて下側中間磁
極部材（65）の外側に溶接された環状の外側板（66）
と、底部で環状板（66）の外縁に溶接された下側の円筒
形の外側磁極部材（67）とを含む。下側の外側磁極部材
（67）はその上端にボルト止めされた外側磁極部材（6
7）の底部（68）を有する。磁極キャップ（63）の部材
（64）、（65）、（66）および（67）は室（10）の軸線
（27）上に位置する共通軸線を有する。

中間円筒磁極部材（65）は標的（40）の後部の環状溝
（47）の下方に位置し、板（56）を通して連続した環状
リングとしてまたは間隔を隔ててホルダー（42）の後面
の凹部（69）内に突出する。剛性的な強磁性材料で作ら
れ、中間磁極部材とほぼ同じ直径を有するリング（69）
が配置され、これは標的（40）の後面の環状溝（47）内
に入れ込まれている。中間磁極部材（65）の上端はリン
グ（69a）に近い後板（56）の表面を通して環状溝内に
位置する。この強磁性リング（69）は標的（40）の後部
の溝（47）内でホルダー（42）の中間壁（45）を取り囲
む。

中間磁極部材（65）はリング（69a）と一緒に磁極部
材を形成し、これは内側および外側の磁石（51）および
（52）が共通して有する。リング（69a）は磁気的に中
間磁極部材（65）に連結され、有効磁極部材を標的（4
0）の環状溝（47）において標的（40）の表面（41）の
非常に近い下方位置まで延長する。剛性的な強磁性材料
で強磁性リングが作られているので、ホルダー（40）の
軟銅よりも実質的に強力な構造が加熱されたときにそれ
ほど膨張しない材料で作られる。このようにされると、
標的（40）の加熱によって生じる半径方向の膨張に対し
て標的ホルダー（42）の中間壁（45）を実質的に補強す
るように働き、これにより半径方向の熱膨張に対して標
的（40）を抑止する。

中央磁極部材（61）のチューブには中央電極（70）が
同心的に取り付けられており、この電極はセラミックワ
ッシャー（71）により磁極部材（61）とは電気的に絶縁
されている。中央磁極部材（61）、標的（40）、ホルダ
ー（42）、そして中央板（56）および磁極キャップ組立
体（63）の全体は、同じ陰極電位に付勢される。従っ
て、組立体（30）はテフロン（商標）絶縁環状スペーサ
ー（73）によって接地固定組立体（31）から絶縁され
る。

中央磁極キャップ（76）は磁極キャップ組立体（63）
の底部に軸線（27）と同心に固定される。このキャップ
組立体（63）は外側冷却チューブ（77）を支持し、この
チューブは中央磁極部材（61）の穴（78）を通して電極
（70）まで垂直に延在し、電気的に接続される。チュー
ブ（77）は導電性であり、キャップ（76）から絶縁され
て標的（40）または接地室壁（33）とは異なる電位で電
極（70）を付勢するようになされる。キャップ（76）の
底部にはチューブ（77）からの冷却流体を伝える出口チ
ューブ組立体（79）が取り付けられる。出口組立体（7
9）の底部に連結された入口組立体（80）は入口チュー
ブ（81）を支持し、このチューブはチューブ（77）の中
央を通して電極（70）まで延在し、電極に対して冷却流
体を供給する。水入口（83）および出口（84）がそれぞ
れ入口組立体（80）および出口組立体（79）に備えられ
ている。同様に、冷却通路（85）が板（56）に備えら
れ、通路（48）および（49）からの冷却水を板（56）の
冷却水出口（86）に通じる。冷却水入口（87）は砥石
（グラインダー）入口ダクトを通してホルダー（42）の
通路（48）および（49）に通じる。

第２図を参照すれば、標的（40）が標的すなわち陰極
組立体（30）に支持されて示されており、この陰極組立
体は磁石コアー（50）を含み、磁石コアーは円筒形の外
側磁極（57）、中央支柱すなわち磁極部材（61）および
円筒形の中間磁極部材（65）を含む。外側磁極部材（5
7）は標的（10）の外縁を取り囲み、中央磁極部材（6
1）は標的（40）の中央穴を通して突出する。中間磁極
部材（65）は標的（40）の後面に形成されている環状溝
（47）内を延在する。

本発明の目的のために、磁石コアー（50）の磁極部材
（57）、（61）および（65）が一体部材を形成している
磁石は、機械的または電気的に、また磁石組立体（50）
を可変的方法で機能するように作るか、または磁界を変
化させるように構造部（50）と協働することのできる補
助磁石を導入することによって、標的の寿命の間徐々に
平坦化し得る磁力線を発生する。磁界の機械的な平坦化
は、一般に磁石要素の移動および融通性の少ない複雑な
技術を必要とする。従って、ここに記載したような電磁
石の使用が好ましい。

第２図に示した好ましい実施例において、磁石（5
1）、（52）は内側および外側の磁石巻線（53）、（5
4）を有する電磁石である。電流を付勢されると、磁石
巻線（53）、（54）は第２図にそれぞれアーチライン
（101）、（102）で全体的に示された磁界を標的（40）
のスパッタリング面（41）上に発生し、この磁界はそれ
ぞれ楕円形（103）および（104）で示されたそれぞれの
プラズマを第２図で標的面（41）上のそれぞれ内側およ
び外側のスパッタリング領域（105）および（106）の上
に閉じ込める、すなわちトラップする。更に、標的面
（41）のそれぞれの領域（105）および（106）の回りを
延在するそれぞれの磁極部材（57）、（61）および（6
5）の位置および形状を含む磁石コアー構造体（50）
は、コイルすなわち巻線（53）、（54）を流れる電流が
変化する、従って磁界（101）、（102）の強さが変化す
ると、第４図に関連して以下に完全に記載されるように
形状を変化する。

本発明の好ましい図示実施例において、磁石（53）、
（54）は交互にオンオフ切換えられて、磁界（101）お
よび（102）を交互に標的（40）の面（41）のそれぞれ
の領域（105）、（106）上に維持して、スパッタリング
のために交互に領域（105）、（106）を活動化させる。
磁界（101）および（102）は交互に保持されて交互にそ
れぞれのプラズマ（103）および（104）を標的領域（10
5）、（106）上に支持する。この実施例において、磁界
の「平坦化」はそれぞれの磁石（51）、（52）が付勢さ
れたときのみに存在する磁界に関連する。同様に、標的
の、すなわち更に詳しくは標的の領域の「寿命」はここ
では与えられた領域が活動化され、材料がそこからスパ
ッター作動される間の時間に関連する。

磁石の電流は切換え電源（110）により切換えられ、
この電源は所望のレベルの電流を交互にライン（116）
および（118）をそれぞれ通してコイル（53）、（54）
に供給する。磁石電源（110）はプログラム可能なある
いは設定可能な制御回路（120）からの制御ライン（11
1）上の信号に応答して切換える。磁石は制御回路（12
0）からのライン（119）上の制御信号に応答した電流レ
ベルに交互に付勢される。磁石の切換えはプラズマ（10
3）および（104）の対応する交互の活動化を引き起こ
す。

電源（122）は標的電源（122）からライン（121）を
通して標的（40）に電力を供給する。この電力は、制御
回路（120）からライン（123）を通して与えられる信号
に応答して、２つの調整された電力レベルの間で切換え
られる。磁石電源（110）の切換え、および標的電源（1
22）の切換えは、制御装置（120）からのライン（112）
上の標的電源（122）に供給される電力タイミング信号
によって、制御装置（120）の制御のもとで同期状態に
維持される。

スパッター被覆が施される基体（21）は幾つかの応用
例において第２図のブロック（124）により全体的に表
された基体バイアス電源を通してバイアス電圧を受け
る。基体（21）のこの電圧は、代替例においては、一般
に接地電圧である室壁（33）により代表される装置陽極
と同じ電圧に保持される。１部材の凹形環状標的を使用
した切換え式の２プラズマ装置に関連して説明された
が、本発明の特徴は、単一プラズマ、非平坦標的、およ
び永久磁石または電磁石によって向上された磁電管とさ
れ得る装置に対して適用できる。

更に、標的（40）にスパッタリングエネルギーを供給
する標的電源（122）は一定電力出力を発生できる。し
かしながら標的の寿命の間、標的電源（122）のライン
（121）上の全電力出力は周期的に調整され、ウェーハ
（21）の一定した付着速度を保持するために好ましくは
連続して、周期的にまたはその他の方法で標的に導かれ
る電力の調整されたレベルを徐々に増大させる。このよ
うな付着速度は、例えば標的が45秒間付勢される毎に１
μｍとされ得る。標的の使用寿命の間にわたって標的が
腐食される際に発生するロールオフ比として知られてい
る現象に関する一定付着速度のこの保持は、通常はその
寿命の間標的電源（122）の出力電力を増大することで
補完される。好ましい実施例において標的領域が交互に
付勢されると、標的（40）に供給される電力は２つの調
整された電力レベルの間で磁石の各領域（105）、（10
6）に関するそれぞれの磁石電流の切換えに同期して切
換えられ、異なる領域からのスパッタリングがその領域
からのスパッタリングに適正な電力レベルで実行でき
る。このように制御される装置においてスパッタリング
電力の増大は、異なるスパッタリング領域（105）、（1
06）の異なるロールオフ比に対応する異なる速度に調整
された電力レベルを独立して増大させて遂行される。

制御装置（120）も入力ライン（130）を備えており、
これは標的電源（122）に連結されて標的に対する電源
出力ライン（121）の電圧に比例した信号を制御装置（1
20）に与える。制御装置（120）は差動増幅器またはそ
の他の機能が等価の回路を含み、これはライン（130）
上の電圧基準信号を何れかの予め定めた基準信号と比較
する。制御装置（120）は標的電圧信号（130）と基準電
圧との間の差から、磁石電源（110）に対するライン（1
19）上の電流レベル信号を制御するエラー信号を発生さ
せる。この制御装置の機能は、それぞれの巻線が活動化
されたとき、標的電源の電圧が基準レベルより下に落ち
るとそれぞれの磁石巻線（53）または（54）の付勢電流
を徐々に低下させるように作動する。同様に、活動化さ
れた磁石の電流は、標的電源の電圧が基準電圧より高ま
ったときは常に増大される。異なる基準電圧が各々の標
的領域に対して与えられる。標的（40）の各々の領域
（105）、（106）は、磁石巻線（53）、（54）に対する
別個のコイル電流を変化させて制御される。

代替例において、ライン（130）は電源（122）に対す
る代わりに標的腐食センサーの出力に連結され、ライン
（130）上の信号は制御装置（120）において或基準と比
較される。この比較に応答して、制御装置（130）がエ
ラー信号を発生し、これは磁石電源（110）の電流を制
御するために論理的に処理され、それぞれの標的領域
（105）、（106）における検出された標的の腐食に従っ
て磁石巻線（53）または（54）のそれぞれの１つにおけ
る電流を低減する。

第３図を参照すれば、曲線Ｉは標的の寿命がある間に
わたる標的のスパッタリング面（41）が腐食される際の
標的（40）に対するライン（121）上の電源電圧の活動
化レベルの変化の典型的な状態を表す。この電圧は一般
に衰退する傾向を見せる。同時に、一定付着速度を維持
するために、電源（122）から標的（40）に付与される
電力は本発明によらなければ第３図の曲線IIIに沿って
典型的に増大する。従って本発明によらなければ標的の
寿命は２つのうちの１つの方法で終わる。第１に寿命の
終わりは標的がその後面まで燃えたとき、すなわち腐食
溝が標的を貫通したときである。これは第３図の曲線II
Iの点Ａで代表される。また、標的が完全に燃えつきて
いなくても、その寿命は第３図の曲線IIIの点Ｂで示さ
れるように必要な電力レベルが標的によって許容できる
最大レベルを超えたときに終わる。

本発明によれば、ライン（130）上の制御信号は制御
装置（122）によって処理されて磁石電源（110）に対す
るライン（119）上の制御信号を変化させて、磁石巻線
（53）、（54）の電流レベルを調整し、第３図の曲線II
で示されるされるような標的の使用寿命の間一定付勢電
圧を生じるように標的（40）に対するライン（121）上
の一定な標的付勢電圧維持させる。本発明のこの制御に
よれば、標的（40）に対する標的電源（122）からの電
力は本発明によらずに一定付着率を維持するような試み
ほどに迅速に増大される必要はない。従って、ライン
（121）上の標的電源は本発明によれば第３図のグラフ
の曲線IVによりいっそう一致する。従って、標的の寿命
の終わりは、第３図のグラフにおける点Ｂにて終わる従
来技術の制御方法による以上に約25〜30％の基体が処理
された後、曲線IVの点Ｃにて起こることが見いだされ
た。この改善された性能は第４図〜第4C図に関連して記
載されるように本発明の結果である広域化された腐食溝
の結果であると考えられる。

第４図は、標的（40）が新しいときのスパッタリング
処理の開始時における標的（40）の外側標的領域（10
6）に関する電界（102）の輪郭およびプラズマ（104）
の形状を示す。磁石（52）の巻線（54）を通して特定の
電流が与えられると、磁界は個別の磁力線（102a）〜
（102f）で代表される強さおよび形状を有する領域（10
6）の上に展開される。これらの線は例えば160ガウスか
ら260ガウスまで増大する強さが変化する磁界を表す。
スパッタリング室の特定の状態が与えられると、これら
の磁力線の１つ、例えば180ガウスの磁界強よさの磁力
線（102b）は磁力線（104a）によって境界される成長す
るプラズマ放電（104）を維持し支持する最少強さの臨
界磁力線を表す。このような磁界形状により、プラズマ
は標的（40）の面（41）の近くでいっそう濃密となる傾
向を見せる。これは一部で磁力線（102c）における磁界
が例えば200ガウスのようなより強い磁界強さであるこ
とによる。磁力線（102b）および（102c）は面（41）の
上方に現れて標的（40）の面の領域（106）の上に閉ト
ンネルまたは磁気トラップを形成する。この強い磁力線
（102c）はまた第４図の線（104b）によって表されるよ
うにプラズマ（104）のいっそう濃密な面積部分を囲む
傾向を見せる。領域（106）での標的面（41）のスパッ
タリングはこの最も濃密なプラズマの部分の近くでいっ
そう迅速に進められる。

本発明によらなければ、第4A図に見られるように、標
的（40）の腐食が進行する際、面（41）内の腐食溝（4
1）が発達する。本発明によらなければこの腐食溝は、
腐食溝の面の形状（41b）によって図示されるように、
腐食溝が標的の寿命の間最終的に溝が標的を貫通するま
で深くなる。これが起こると、プラズマ（134）は腐食
溝（41a）のような腐食箇所内に深く引き込まれ、そこ
ではプラズマの弱い部分（134a）および（134b）の中の
部分（134c）および（134d）で示されるように更に濃密
化される傾向を見せる。これはライン（102d）および
（102e）で表される強い磁界の影響によると考えられ
る。強く濃密なプラズマ（134）の結果、標的面でのイ
オンフラックスのボンバードメントの割合が高まり、特
に腐食溝（41a）の深い部分で高まる。これは標的（4
0）に許容された電力の電流−電圧比を高める。更に、
面（41a）からスパッター作動された粒子は高い頻度で
面（41a）のその他の粒子に衝突して、深い溝（41a）の
一方の側から腐食溝（41a）の他側偏心とし、これによ
りスパッタリング効率および基体に対する付着率が低下
する。この付着率すなわちロールオフ率の減衰は、通常
は付着率が基体上に一定レベルを維持する迄標的（40）
に付与される電力を増大してオフセットされるが、腐食
溝（41a）の側部に対する再付着も増大する。標的面へ
の材料の再付着は更に腐食溝（40a）を狭める。標的が
第4A図に溝（41b）で示されるように貫通されると、標
的の材料の残る部分は使用できない。更に、腐食溝の深
さが深くなるためにスパッタリングロールオフセット率
をオフセットするように電力を増大することは或る種の
例では標的の許容度を超えてしまい、貫通を生じる前で
あっても使用寿命を終えてしまう。

第4B図を参照すれば、本発明の原理を具備した装置に
おいて標的（40）の進行した腐食が示されている。磁石
（52）の構造は、磁極部材（57）および（65）間の磁界
強さが減衰するに従って磁極部材（57）および（65）間
の磁力線を平坦化するようになっている。この磁力線
（202a〜ｅ）は例えば160〜240ガウスの強さの磁界を、
20ガウスの増分にて表しており、標的（40）の本来の面
（41）に近く且つ後方の位置では弯曲の小さな形状とさ
れている。従って例えば180ガウスの臨界プラズマ形成
線（202b）は線（204a）で示された形状のプラズマ（20
4）を制限する。200ガウス磁力線（202C）はプラズマ
（204b）の最濃密部分を腐食した標的面（41c）の上方
に閉じ込める。強い磁力線（202d）および（202e）は腐
食面（41c）の下方にあって、上方にはならない。これ
らの磁力線（202a〜ｅ）は第４図および第4A図に示され
た対応する構造の磁力線（102a〜ｅ）に関連する平坦過
した形状を有する。このようにして、第4B図に本発明に
よるものと示されているように、プラズマ（204）の形
状は面（41c）の上で広域化され、面（41c）がより広い
範囲で腐食を生じ、従って第4A図の溝（41a）よりも広
く浅い腐食溝（41c）の形状にする。

同様に、第4C図に見られるように、標的が貫通状態に
近づくと、標的面（41）が形状（41d）とされ、腐食溝
が標的（40）の後面に近づくことを立証しているが、広
い腐食模様が発達され、実質的に第4A図における以上の
標的が使用可能とされる。この状態に近づくために、第
4C図に示されるように磁界（302）の強さは連続して平
坦化され、プラズマ閉じ込め磁力線（302a〜ｃ）は腐食
溝（41d）の中に沈み込み、プラズマ（304）を閉じ込め
るのであり、腐食面（41d）の近くの広い平坦帯状部内
に希密および濃密な両方の部分（304a）、（304b）が含
まれる。

磁石強さの変形例は、磁石電流が低減される際に磁界
を平坦化させる磁極部材（57）および（65）に関連して
図示実施例に記載されたが、電気的に可変で機械的に可
動な補助磁石の使用がこの目的に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バン，ナット，チャールズ アメリカ合衆国10950 ニューヨーク州 モンロー，リベアー ロード ９ (56)参考文献 特開 昭62−17174（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−272765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−255974（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23C 14/00 - 14/58 H01J 37/34

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１つのスパッタリング領域を有
   するマグネトロンスパッタリング標的の性能を向上させ
   て、標的の寿命までの間にその標的から被覆できる基体
   の個数を増大させる方法であって、電磁石を設けて標的
   のスパッタリング領域上に延びた磁力線を有するプラズ
   マ閉じ込め磁界をつくり、該磁力線が、スパッタリング
   領域上方に在って標的を通る初期位置を有するととも
   に、プラズマ形状を定める臨界磁力線を含むことと、電
   力の供給により標的を付勢して、材料をスパッタリング
   領域から飛散させ、標的のスパッタリング領域に面した
   基体上に予め定めた割合で付着させることを含む方法に
   おいて、 標的が浸食するに従って、そのスパッタリング領域を、
   磁力線が次第に平坦化されるような磁力線の様々な位置
   によって次第に後退させること、標的に供給される電圧
   を検出して対応する制御信号を発生すること、材料を基
   体上にほぼ一定したレベルで付着させる予め定めた速度
   を維持するように、標的が浸食するに伴い、標的の寿命
   の実質的に全期間にわたって、標的に供給する電力を徐
   々に増大するとともに、電力が増大し標的が浸食するに
   つれて電圧を予め定めたレベルまたはそれ以上に保持す
   るように、前記制御信号に応じて、標的の使用寿命を通
   して、磁界強度を徐々に低減し、スパッタリング領域上
   の臨界磁力線を平坦化することを特徴とする方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、制御信号
   に応じてコイルを流れる電流を徐々に減らして磁界強さ
   を低減する方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載の方法において、磁石に供
   給する電流を制御信号に応じて減らして、電圧をほぼ一
   定レベルに維持する方法。
4. 【請求項４】請求項１に記載の方法において、制御信号
   に応じて磁石の磁界強さを徐徐に減らして電圧をほぼ一
   定レベルに維持する方法。
5. 【請求項５】請求項１から請求項４の何れかに記載の方
   法において、電磁石が、標的のスパッタリング領域をほ
   ぼ取囲む外側磁極構造と、この外側磁極構造に対向して
   内方に隔置された、反対極性の内側磁極構造とを有し、
   当該方法は、標的の浸食にともなってスパッタリング面
   が外側および内側磁極構造内およびこれら磁極構造の間
   に徐々に後退するようにそれら磁極構造を位置決めする
   ことを含む方法。
6. 【請求項６】請求項１から請求項５の何れかに記載の方
   法において、標的は複数のスパッタリング領域を有し、
   電磁石が各スパッタリング領域に設けられ、これら電磁
   石を順々に付勢して対応するスパッタリング領域からス
   パッタリングを順順に行わせ、各電磁石を付勢するとき
   に標的へ供給する電圧を検出し、電磁石の発生する磁界
   強さを、標的の寿命を通じて徐々に減少させる方法。
7. 【請求項７】請求項６に記載の方法において、標的は２
   つのスパッタリング領域を有し、第１のスパッタリング
   領域用の第１の電磁石は、スパッタリング領域間の標的
   中に延びた第１の磁極構造と、反対極性の第２の磁極構
   造とを有し、この第２の磁極構造は、第１のスパッタリ
   ング領域下のスパッタリング材料が第１および第２の磁
   極構造の間に直接に位置するように位置決めされてお
   り、また、第２のスパッタリング領域用の第２の電磁石
   は、第１磁極構造と反対極性の第３の磁極構造を有し、
   この第３の磁極構造は、第２のスパッタリング領域下の
   スパッタリング材料が第１および第３の磁極構造の間に
   直接に位置するように位置決めされており、当該方法が
   これら電磁石の各々を用いて磁界を交互に発生させるこ
   とを含む方法。