JP6999380B2 - スパッタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、スパッタ装置に関する。

真空槽内におけるカソードの位置を変えるスパッタ装置が知られている。このスパッタ装置は、成膜対象に成膜処理を行うとき、真空槽内における成膜対象の位置を固定する。一方で、このスパッタ装置は、カソードが備えるターゲットが成膜対象と対向し、かつ、ターゲットがスパッタされている状態で、成膜面と対向する領域を横切る１次元方向に沿って、成膜対象の一端から他端に向けてカソードを走査する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－２７３０１８号公報

ところで、ターゲットのスパッタが開始されたときにターゲットの周りに生成されたプラズマの状態は、それ以降に生成されるプラズマの状態とは異なることが多い。これにより、ターゲットのスパッタを開始したときにターゲットから放出されるスパッタ粒子の状態と、それ以降にターゲットから放出されるスパッタ粒子の状態とが異なることも多い。結果として、成膜対象の面内においては、成膜対象に到達するスパッタ粒子の状態にばらつきが生じてしまい、それによって、成膜対象に形成された膜の面内において膜の有する特性にばらつきが生じる場合がある。

本発明は、ターゲットのスパッタを開始したときにターゲットから放出されるスパッタ粒子が成膜対象に付着することを抑えることを可能としたスパッタ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためのスパッタ装置は、真空槽と、前記真空槽内における成膜対象領域に成膜対象を配置する配置部と、ターゲットから前記成膜対象領域に向けてスパッタ粒子を放出するための第１状態と、前記ターゲットから前記成膜対象領域外に向けてスパッタ粒子を放出するための第２状態と、を有するカソードユニットと、前記成膜対象領域と対向する対向領域よりも広い走査領域で前記カソードユニットを走査する走査部と、前記カソードユニットが前記スパッタ粒子の放出を開始して前記対向領域に入る走査において、前記カソードユニットの状態を前記第２状態から前記第１状態に変える設定を行う設定部と、を備える。

上記構成によれば、スパッタ粒子の放出を開始して対向領域に入るカソードユニットの走査において、カソードユニットの状態が第２状態から第１状態に変わるため、ターゲットのスパッタを開始したときにターゲットから放出されるスパッタ粒子が成膜対象に付着することが抑えられる。

上記スパッタ装置において、前記設定部は、前記カソードユニットが前記対向領域から出る走査において、前記カソードユニットの状態を前記第１状態から前記第２状態に変える設定を行ってもよい。

カソードユニットが走査領域で走査される構成において、カソードユニットが対向領域から出るとき、ターゲットから放出されるスパッタ粒子が成膜対象領域に到達しない位置までカソードユニットを走査しなければ、成膜対象領域の端部に向けて放出されるスパッタ粒子の量が、他の部分よりも多くなる。これにより、成膜対象に形成された膜の面内において、膜の厚さにばらつきが生じる。

この点で、上記構成によれば、対向領域から出る走査において、カソードユニットの状態が第１状態から第２状態に変わるため、カソードユニットを走査するのみの構成と比べて、対向領域の外側においてカソードユニットを走査する距離が小さくとも、成膜対象領域にスパッタ粒子が到達しない。結果として、走査領域がより狭くともよい分だけ、カソードユニットの走査される方向において、真空槽の大きさを小さくすることができる。

上記スパッタ装置において、前記カソードユニットは、前記ターゲットから放出されるスパッタ粒子の放出方向を規定する方向規定部と、前記方向規定部を回転させることによって、前記放出方向を回転させる回転部と、を含み、前記設定部は、前記カソードユニットの状態を前記第１状態と前記第２状態との間で変える設定において、前記回転部に前記方向規定部を回転させる設定を行ってもよい。

上記構成によれば、スパッタ粒子の放出方向を規定する方向規定部を備えるため、方向規定部の回転によって、カソードユニットの状態を第１状態と第２状態との間で変えることができる。

上記スパッタ装置において、前記走査領域のうち前記対向領域の外側が外側領域であり、前記成膜対象領域を区画するマスクをさらに備え、前記設定部は、前記カソードユニットが、前記外側領域に達する前に、前記回転部に前記方向規定部の回転を開始させてもよい。

マスクを用いて成膜対象に対して膜を形成するとき、成膜対象のうち、マスクによって囲まれる領域の縁は、他の部分と比べて、限られた放出方向に放出されるスパッタ粒子しか到達することができない。そのため、成膜対象に形成された膜のうち、マスクによって囲まれる領域の縁において、他の部分と比べて膜厚が薄くなる。

この点で、上記構成によれば、カソードユニットの状態が第１状態から第２状態に変わる途中にターゲットから放出されるスパッタ粒子を、成膜対象のうち、マスクによって囲まれる領域の縁に向けて飛行させることができる。これにより、成膜対象のうち、マスクによって囲まれる領域の縁にもスパッタ粒子を到達させることができ、この部分に形成される膜の厚さが薄くなることが抑えられる。

上記スパッタ装置において、前記走査部は、前記対向領域から出る走査から、前記対向領域に入る走査に切り替えることによって、前記走査領域で前記カソードユニットを２回以上走査してもよい。

上記構成によれば、カソードユニットの走査される方向を切り替えるときに、カソードユニットの状態が第１状態と第２状態との間で変わる。そのため、カソードユニットの状態が第１状態に固定された構成と比べて、カソードユニットの走査される方向の切り替えのためにカソードユニットが停止する位置がより対向領域寄りであっても、成膜対象にスパッタ粒子が付着することが抑えられる。結果として、カソードユニットの走査される方向において、真空槽の大きさを小さくすることができる。

上記スパッタ装置において、前記ターゲットは、前記成膜対象領域と対向する外周面を有した円筒状を有し、前記方向規定部は、前記ターゲットが区画する空間の内部に位置するとともに、前記ターゲットの前記外周面上に磁場を形成する磁場形成部であり、前記回転部は、前記ターゲットの中心軸を回転軸として前記方向規定部を回転させてもよい。

上記構成によれば、磁場形成部が回転軸を中心に回転することによって、カソードユニットの状態を第１状態と第２状態との間で変えることができる。磁場形成部の回転は、ターゲットが区画する空間内で行われるため、ターゲットが平板状を有し、かつ、カソードユニットの状態を第１状態と第２状態との間で変える構成と比べて、真空槽の内部において、カソードユニットの状態を変えるために必要な空間を小さくすることができる。

スパッタ装置を具体化した一実施形態を上面視した概略構成を示すブロック図。 スパッタチャンバの概略構成を示すブロック図。 スパッタチャンバ内の各領域を説明するためのブロック図。 カソードおよび磁場形成部の断面構造を示す断面図。 図４のＩ－Ｉ線に沿う断面構造の一部をカソードに接続される機能部とともに示す部分断面図。 スパッタチャンバの電気的構成を説明するためのブロック図。 カソードユニットの動作を説明するための図。 カソードユニットの動作を説明するための図。 カソードユニットの動作を説明するための図。 カソードユニットの動作を説明するための図。 カソードユニットの動作を説明するための図。 カソードユニットの動作を説明するための図。 カソードユニットの動作を説明するための図。 カソードユニットの動作を説明するための図。 カソードユニットの動作を説明するための図。 カソードユニットの動作を説明するための図。 走査方向に沿うカソードユニットの走査のみが行われた場合に放出されるスパッタ粒子の状態を説明するための図。 スパッタチャンバの作用を説明するための作用図。 基板に形成された膜のうちで走査方向における基板の端部に形成された部分を模式的に示す図。 変形例におけるカソードユニットの概略構成を示すブロック図。

図１から図１９を参照して、スパッタ装置を具体化した一実施形態を説明する。以下では、スパッタ装置の構成、スパッタチャンバの構成、カソードユニットの構成、スパッタチャンバの電気的構成、スパッタチャンバの動作、および、スパッタチャンバの作用を順番に説明する。

［スパッタ装置の構成］
図１を参照してスパッタ装置の構成を説明する。
図１が示すように、スパッタ装置１０は、搬出入チャンバ１１、前処理チャンバ１２、および、スパッタチャンバ１３を備え、これら３つのチャンバが１つの方向である搬送方向に沿って並んでいる。３つのチャンバの各々は、互いに隣り合う他のチャンバとゲートバルブ１４によって連結されている。３つのチャンバの各々には、チャンバ内を排気する排気部１５が連結され、３つのチャンバの各々は、排気部１５の駆動によって個別に減圧される。

３つのチャンバの各々の底面には、搬送方向に沿って延びる搬送部１６が位置している。搬送部１６は、例えば、搬送方向に沿って延びるレールと、レールに沿って並ぶ複数のローラーと、複数のローラーの各々を自転させる複数のモーターなどを含んでいる。搬送部１６は、配置部の一例である。

搬送部１６は、トレイＴに支持された状態の基板Ｓを搬送する。搬送部１６は、スパッタ装置１０の内部に搬入された成膜前の基板Ｓを搬出入チャンバ１１からスパッタチャンバ１３に向けて搬送し、成膜後の基板Ｓをスパッタチャンバ１３から搬出入チャンバ１１に向けて搬送する。また、搬送部１６は、各チャンバ内における所定の位置にて、基板Ｓの位置を固定することができる。

基板Ｓは成膜対象の一例であり、紙面の手前に向かって延びる矩形状を有している。スパッタ装置１０内において、基板Ｓは、トレイＴによって起立した状態で支持される。基板Ｓにおいて、例えば、搬送方向に沿う幅が２２００ｍｍであり、紙面の手前に向かう方向に沿う幅が２５００ｍｍである。

搬出入チャンバ１１では、搬送部１６によって、スパッタ装置１０の外部から搬入される成膜前の基板Ｓが前処理チャンバ１２へ搬送され、前処理チャンバ１２から搬入される成膜後の基板Ｓがスパッタ装置１０の外部に搬出される。

成膜前の基板Ｓが外部から搬出入チャンバ１１へ搬入されるとき、また、成膜後の基板Ｓが搬出入チャンバ１１から外部へ搬出されるとき、搬出入チャンバ１１では、搬出入チャンバ１１の内部が大気圧まで高められる。成膜前の基板Ｓが搬出入チャンバ１１から前処理チャンバ１２へ搬入されるとき、また、成膜後の基板Ｓが前処理チャンバ１２から搬出入チャンバ１１へ搬出されるとき、搬出入チャンバ１１では、排気部１５によって、前処理チャンバ１２の内部と同じ程度にまで内部が減圧される。

前処理チャンバ１２では、搬出入チャンバ１１から前処理チャンバ１２へ搬送された成膜前の基板Ｓに、例えば、前処理の一例である加熱処理や洗浄処理などが行われる。前処理チャンバ１２では、搬送部１６によって、成膜前の基板Ｓが前処理チャンバ１２からスパッタチャンバ１３に搬送され、成膜後の基板Ｓが前処理チャンバ１２から搬出入チャンバ１１へ搬送される。

スパッタチャンバ１３は、基板Ｓに所定の膜を形成するためのカソード装置１７を備え、スパッタチャンバ１３では、成膜前の基板Ｓにカソード装置１７を用いて所定の膜が形成される。カソード装置１７の形成する膜は、主成分が無機物である膜であってもよいし、主成分が無機化合物である膜であってもよい。スパッタチャンバ１３では、搬送部１６によって、成膜前の基板Ｓが前処理チャンバ１２からスパッタチャンバ１３へ搬送され、成膜後の基板Ｓがスパッタチャンバ１３から前処理チャンバ１２へ搬送される。

スパッタ装置１０は、スパッタ装置１０に基板Ｓへの膜の形成に関わる処理を行わせる制御部１０Ｃを備えている。制御部１０Ｃは設定部の一例である。

なお、スパッタ装置１０は、少なくともスパッタチャンバ１３を備えていればよく、搬出入チャンバ１１と前処理チャンバ１２の少なくとも一方を備えていなくてもよい。また、スパッタ装置１０は、複数の前処理チャンバを備えてもよいし、成膜後の基板Ｓに対して所定の処理を行う後処理チャンバを備えてもよい。

［スパッタチャンバの構成］
図２および図３を参照して、スパッタチャンバ１３の構成を説明する。なお、図２および図３では、マスクの縁を図示する便宜上、マスクの上端の図示が省略されている。また、図３では、真空槽２１内に区画される領域を説明する便宜上、成膜対象領域、対向領域、走査領域、および、マスクのみが模式的に示されている。

図２が示すように、スパッタチャンバ１３は、真空槽２１、搬送部１６、カソードユニット２２、走査部２３、および、マスク２５を備えている。

搬送部１６は、真空槽２１内における成膜対象領域Ａ１に基板Ｓを配置する。カソードユニット２２は、ターゲットから成膜対象領域Ａ１に向けてスパッタ粒子を放出するための第１状態と、ターゲットから成膜対象領域Ａ１外に向けてスパッタ粒子を放出するための第２状態と、を有している。成膜対象領域Ａ１は、マスク２５によって区画された領域である。

走査部２３は、成膜対象領域Ａ１と対向する対向領域よりも広い走査領域でカソードユニット２２を走査する。走査部２３は、対向領域から走査領域に出る走査から、対向領域に入る走査に切り替えることによって、走査領域でカソードユニット２２を２回以上走査する。なお、対向領域に入る走査は、カソードユニット２２の全体が対向領域の外側に位置する状態から、対向領域とその外側との境界を跨いでカソードユニット２２の全体が対向領域に位置するまでの走査である。また、対向領域を出る走査は、カソードユニット２２の全体が対向領域に位置する状態から、対向領域とその外側との境界を跨いでカソードユニット２２の全体が対向領域の外側に位置するまでの走査である。

より詳しくは、真空槽２１は箱状を有し、搬送部１６の一部、トレイＴ、カソードユニット２２、走査部２３、および、マスク２５を収容する空間を区画している。真空槽２１は、搬出入口２１ａ、排気口２１ｂ、および、ガス供給口２１ｃを備えている。

搬出入口２１ａは、真空槽２１に対するトレイＴの搬出および搬入を行うための通路であり、上述したゲートバルブ１４によって、空けられたり塞がれたりする部分である。排気口２１ｂには、上述した排気部１５が接続されている。ガス供給口２１ｃは、ガス供給口２１ｃを通じてガス供給部２４をカソードユニット２２に接続するための通路である。

ガス供給部２４は、スパッタチャンバ１３においてプラズマを生成するためのプラズマ生成用ガスを供給する。プラズマ生成用ガスは、カソードユニット２２を用いて生成する膜に応じて選択することが可能であり、例えば、希ガスであってもよいし、希ガスに加えて、酸素ガスおよび窒素ガスなどの反応ガスを含む混合ガスであってもよい。

カソードユニット２２は、カソード３１と収容部３２とを備えている。収容部３２は、カソード３１を収容することが可能な空間を区画し、空間内にカソード３１を収容している。上述したガス供給部２４は、カソードユニット２２のうち、収容部３２に接続し、収容部３２が区画する空間であって、カソード３１の周りにプラズマ生成用ガスを供給する。

こうした構成では、真空槽２１の区画する空間にプラズマ生成用ガスが供給される構成と比べて、スパッタチャンバ１３内におけるカソードユニット２２の位置にかかわらず、カソード３１の周りに供給されるガスの状態がほぼ同じ状態に保たれる。そのため、スパッタチャンバ１３内におけるカソードユニット２２の位置が変わることによって、カソード３１の周りに生成されるプラズマの状態が変わることが抑えられる。

走査部２３がカソードユニット２２を走査する方向が走査方向であり、走査方向は、上述した搬送方向と平行な方向である。走査部２３は、スパッタチャンバ１３の底面に位置し、例えば、搬送部１６と同様、走査方向に沿って延びるレールと、レールに沿って並ぶ複数のローラーと、複数のローラーの各々を自転させる複数のモーターなどを含んでいる。走査部２３は、カソードユニット２２のうち、収容部３２を支持することによって、カソードユニット２２を走査する。

こうしたスパッタチャンバ１３では、カソードユニット２２と走査部２３とが、カソード装置１７を構成している。

マスク２５は、成膜対象領域Ａ１を区画している。マスク２５は、例えば矩形枠状を有し、基板Ｓのうち、走査方向における２つの端部に加えて、上端と下端とを覆っている。

マスク２５と基板Ｓとが並ぶ方向から見て、マスク２５のなかで基板Ｓに重なる部分がマスク２５の縁２５ａであり、縁２５ａは、走査方向における基板Ｓの中心に向けて先細りする形状を有している。言い換えれば、マスク２５の縁２５ａは傾斜を有し、より詳しくは、走査部２３から搬送部１６に向かう方向において、走査方向に沿う縁２５ａ間の距離が小さくなるような傾斜を有している。

図３が示すように、真空槽２１が区画する空間内には、成膜対象領域Ａ１、対向領域Ａ２、走査領域Ａ３、および、外側領域Ａ４が含まれる。このうち、成膜対象領域Ａ１は、上述したように、マスク２５によって区画される領域であり、対向領域Ａ２は、成膜対象領域Ａ１と対向する領域であり、成膜対象領域Ａ１と対向領域Ａ２とは互いに平行である。対向領域Ａ２は、走査方向、すなわち１次元の方向において、２つの端Ａ２ｅを有している。

走査領域Ａ３は、対向領域Ａ２よりも広い領域であって、カソードユニット２２が走査部２３によって走査される領域である。走査領域Ａ３は、カソードユニット２２の走査方向において、すなわち１次元の方向において、対向領域Ａ２の２つの端Ａ２ｅの各々よりも外側にも位置する領域である。

走査領域Ａ３のうち、対向領域Ａ２の外側が外側領域Ａ４である。対向領域Ａ２は、走査方向において２つの外側領域Ａ４に挟まれ、各外側領域Ａ４は、対向領域Ａ２の端Ａ２ｅに接している。

上述した走査部２３は、対向領域Ａ２よりも広い走査領域Ａ３でカソードユニット２２を１回走査することによって、外側領域Ａ４から対向領域Ａ２に入る走査を行い、そして、対向領域Ａ２に沿う走査を行い、その後に、対向領域Ａ２から出る走査を行う。

走査部２３は、上述したように、走査領域Ａ３の端において、対向領域Ａ２から外側領域Ａ４に出る走査から、外側領域Ａ４から対向領域Ａ２に入る走査に、カソードユニット２２の走査を切り替える。これにより、走査領域Ａ３において、カソードユニット２２を２回以上走査する。

マスク２５は、上述したように、成膜対象領域Ａ１を区画し、マスク２５の縁２５ａは、走査方向において、成膜対象領域Ａ１の端から外側領域Ａ４に向けて延びている。

［カソードユニットの構成］
図４および図５を参照して、カソードユニット２２の構成を説明する。なお、図４および図５では、図示の便宜上、カソードユニット２２が備える収容部３２の図示が省略されている。

図４が示すように、カソード３１は、ターゲット４１とバッキングプレート４２とを備えている。ターゲット４１は、成膜対象領域Ａ１と対向する外周面４１ａを有した円筒状を有している。ターゲット４１において、外周面４１ａがスパッタされる面である。

バッキングプレート４２は、ターゲット４１と同様、成膜対象領域Ａ１と対向する外周面を有した円筒状を有している。バッキングプレート４２の外径は、ターゲット４１の内径にほぼ等しく、バッキングプレート４２の外周面に、ターゲット４１の内周面が固定されている。

カソードユニット２２は、さらに磁場形成部４３を備えている。磁場形成部４３は方向規定部の一例であり、ターゲット４１が区画する空間の内部に位置するとともに、ターゲット４１の外周面４１ａ上に磁場を形成する。磁場形成部４３は、ターゲット４１から放出されるスパッタ粒子の放出方向を規定する。

磁場形成部４３は、第１磁石４３ａ、第２磁石４３ｂ、および、ヨーク４３ｃを備えている。第１磁石４３ａは、ターゲット４１の中心軸Ｃに沿って延びる棒状を有し、第２磁石４３ｂは、ターゲット４１の中心軸Ｃに沿って延び、かつ、第１磁石４３ａを取り囲む環状を有している。ヨーク４３ｃは、ターゲット４１の中心軸Ｃに沿って延びる板状を有し、第１磁石４３ａと第２磁石４３ｂとはヨーク４３ｃの１つの面に固定されている。第１磁石４３ａのうち、ヨーク４３ｃに接する端部とは反対側の端部と、第２磁石４３ｂのうち、ヨーク４３ｃに接する端部とは反対側の端部とは、互いに異なる極性を有している。

カソードユニット２２は、被回転筒部４４をさらに備えている。被回転筒部４４は、ターゲット４１の中心軸Ｃに沿って延びる円筒状であって、ターゲット４１およびバッキングプレート４２と同心の円筒状を有している。被回転筒部４４は、磁場形成部４３のうち、ヨーク４３ｃのなかで、第１磁石４３ａおよび第２磁石４３ｂが位置する面とは反対側の面に固定されている。

図５が示すように、バッキングプレート４２は多段の円筒状を有し、バッキングプレート４２の筒端は、バッキングプレート４２における筒端以外の部分よりも縮径されている。バッキングプレート４２は、各筒端を塞ぐ壁部を有している。

被回転筒部４４は、中心軸Ｃが延びる方向においてバッキングプレート４２を貫通し、被回転筒部４４の筒端は、バッキングプレート４２の筒端よりも外側に位置している。被回転筒部４４は、バッキングプレート４２の筒端において、中心軸Ｃを回転軸とする回転が可能な状態で、バッキングプレート４２によって支持されている。

カソードユニット２２は、バッキングプレート４２と、被回転筒部４４とを支持する軸支部４５を備えている。軸支部４５は、バッキングプレート４２と被回転筒部４４とが通される空間を区画する筒状を有している。軸支部４５は、中心軸Ｃを回転軸とするバッキングプレート４２の回転が可能な状態で、バッキングプレート４２の筒端を支持し、かつ、中心軸Ｃを回転軸とする被回転筒部４４の回転が可能な状態で、被回転筒部４４を支持している。

被回転筒部４４の筒端には、回転部の一例である磁場用モーター４６が接続し、磁場用モーター４６は、ターゲット４１の中心軸Ｃを回転軸として被回転筒部４４、ひいては被回転筒部４４に固定された磁場形成部４３を回転させる。磁場用モーター４６は、磁場形成部４３を回転させることによって、スパッタ粒子の放出方向を回転させる。

カソードユニット２２では、磁場形成部４３が回転軸を中心に回転することによって、カソードユニット２２の状態を第１状態と第２状態との間で変えることができる。磁場形成部４３の回転は、ターゲット４１が区画する空間内で行われるため、ターゲット４１が平板状を有し、かつ、カソードユニットの状態を第１状態と第２状態との間で変える構成と比べて、真空槽２１の内部において、カソードユニット２２の状態を変えるために必要な空間を小さくすることができる。

カソードユニット２２では、ターゲット４１の周方向のうち、磁場形成部４３における第１磁石４３ａおよび第２磁石４３ｂとバッキングプレート４２を挟んで対向する部分に、高密度のプラズマが生成される。そのため、磁場用モーター４６が磁場形成部４３を回転させることにより、ターゲット４１の周方向において、高密度のプラズマが生成される領域が回転する。

ここで、ターゲット４１のスパッタは、ターゲット４１のうちで高密度のプラズマが生成されている部分に集中する。そのため、ターゲット４１から放出されるスパッタ粒子の放出方向も、ターゲット４１の周方向において、高密度のプラズマが生成されている位置によって決まる。それゆえに、磁場用モーター４６は、磁場形成部４３を回転させることによって、スパッタ粒子の放出方向を回転させることができる。結果として、カソードユニット２２では、磁場形成部４３が回転することによって、カソードユニット２２の状態が、第１状態と第２状態との間で変わる。

例えば、磁場形成部４３がカソード３１を挟んで成膜対象領域Ａ１に正対するとき、被回転筒部４４の回転角度が０°であり、カソードユニット２２の状態は第１状態である。これに対して、被回転筒部４４の回転角度が１８０°であるとき、磁場形成部４３が被回転筒部４４に対して成膜対象領域Ａ１が位置する側とは反対側に位置している。このとき、カソードユニット２２の状態は第２状態である。そして、カソードユニット２２の状態は、被回転筒部４４の回転角度が０°から１８０°に変わるまでの間に、第１状態から第２状態に変わる。

バッキングプレート４２の筒端には、プレート用モーター４７が接続し、プレート用モーター４７は、中心軸Ｃを回転軸としてバッキングプレート４２、ひいてはバッキングプレート４２に固定されたターゲット４１を回転させる。

なお、カソードユニット２２は、上述した磁場用モーター４６およびプレート用モーター４７を含み、磁場用モーター４６およびプレート用モーター４７は、ターゲット４１とともに上述した走査部２３によって、走査領域Ａ３で走査される。

バッキングプレート４２には、上述した真空槽２１の外部に位置する電源２６が接続されている。電源２６は、例えば、バッキングプレート４２に直流電圧を印加する直流電源であり、電源２６が直流電圧を印加することによって、収容部３２の内部に供給されたプラズマ生成用ガスからプラズマが生成される。なお、電源２６は、バッキングプレート４２に交流電圧を印加する交流電源でもよい。

被回転筒部４４は冷却水が通る通路を内部に有し、通路には、真空槽２１の外部に位置する循環部２７が接続されている。循環部２７は、被回転筒部４４の通路内に冷却水を循環させることで、被回転筒部４４を冷却し、ひいては輻射によって被回転筒部４４の外側に位置するカソード３１を冷却する。

［スパッタ装置の電気的構成］
図６を参照してスパッタ装置１０の電気的構成を説明する。以下では、スパッタ装置１０の電気的構成のうち、スパッタチャンバ１３において膜を形成する処理を行うための電気的構成についてのみ説明する。

図６が示すように、上述した制御部１０Ｃは、搬送部１６、走査部２３、ガス供給部２４、電源２６、磁場用モーター４６、および、プレート用モーター４７に接続している。

制御部１０Ｃは、搬送部１６の駆動を開始させるための開始信号を生成し、搬送部１６に開始信号を出力して、搬送部１６を駆動する。制御部１０Ｃは、開始信号として第１開始信号と第２開始信号とを生成する。第１開始信号は、搬送部１６に搬出入チャンバ１１からスパッタチャンバ１３に向かう方向に沿う基板Ｓの搬送を開始させるための信号であり、第２開始信号は、スパッタチャンバ１３から搬出入チャンバ１１に向かう方向に沿う基板Ｓの搬送を開始させるための信号である。

また、制御部１０Ｃは、搬送部１６の駆動を停止させるための停止信号を生成し、搬送部１６に停止信号を出力して、搬送部１６の駆動を停止する。制御部１０Ｃは、搬送部１６がスパッタ装置１０内の所定の位置、例えば、スパッタチャンバ１３の内部において駆動を停止するように搬送部１６に停止信号を出力して、スパッタチャンバ１３内の成膜対象領域Ａ１に基板Ｓが位置するように搬送部１６に基板Ｓを支持させる。

制御部１０Ｃは、走査部２３の駆動を開始させるための開始信号を生成し、走査部２３に開始信号を出力して、走査部２３を駆動する。制御部１０Ｃは、開始信号として第１開始信号と第２開始信号とを生成する。

第１開始信号は、走査部２３に、走査領域Ａ３における一方の端部から他方の端部に向けたカソードユニット２２の走査を開始させるための信号である。第２開始信号は、走査部２３に、第１開始信号とは逆の方向、すなわち、走査領域Ａ３における他方の端部から一方の端部に向けたカソードユニット２２の走査を開始させるための信号である。

言い換えれば、第１開始信号は、走査部２３に、例えば、スパッタチャンバ１３から前処理チャンバ１２に向かう方向と平行な方向に沿う走査を開始させるための信号である。第２開始信号は、走査部２３に、例えば、前処理チャンバ１２からスパッタチャンバ１３に向かう方向と平行な方向に沿う走査を開始させるための信号である。

制御部１０Ｃは、こうした開始信号の生成と出力とにより、カソードユニット２２が対向領域Ａ２に入る走査と、カソードユニット２２が対向領域Ａ２から出る走査とを走査部２３に行わせる。

また、制御部１０Ｃは、走査部２３の駆動を停止させるための停止信号を生成し、走査部２３に停止信号を出力して、走査部２３の駆動を停止する。これにより、制御部１０Ｃは、走査部２３にカソードユニット２２の走査を停止させる。

制御部１０Ｃは、ガス供給部２４の駆動を開始させるための開始信号を生成し、ガス供給部２４に開始信号を出力して、ガス供給部２４を駆動する。これにより、制御部１０Ｃは、ガス供給部２４にプラズマ生成用ガスを収容部３２の内部に供給させる。また、制御部１０Ｃは、ガス供給部２４の駆動を停止させるための停止信号を生成し、ガス供給部２４に停止信号を出力して、ガス供給部２４の駆動を停止する。これにより、制御部１０Ｃは、ガス供給部２４にプラズマ生成用ガスの供給を停止させる。

制御部１０Ｃは、電源２６の駆動を開始させるための開始信号を生成し、電源２６に開始信号を出力して、電源２６を駆動する。これにより、制御部１０Ｃは、電源２６に所定の電圧をバッキングプレート４２に印加させる。また、制御部１０Ｃは、電源２６の駆動を停止させるための停止信号を生成し、電源２６に停止信号を出力して、電源２６の駆動を停止する。これにより、制御部１０Ｃは、電源２６にバッキングプレート４２への電圧の印加を停止させる。

制御部１０Ｃは、磁場用モーター４６の回転を開始させるための開始信号を生成し、磁場用モーター４６に開始信号を出力して、磁場用モーター４６を回転させる。制御部１０Ｃは、開始信号として第１開始信号と第２開始信号とを生成する。第１開始信号は、磁場用モーター４６に第１回転方向での回転を開始させるための信号であり、第２開始信号は、磁場用モーター４６に第１回転方向とは逆の回転方向である第２回転方向での回転を開始させるための信号である。

制御部１０Ｃは、第１回転信号および第２回転信号のいずれかを磁場用モーター４６に出力することで、磁場用モーター４６に磁場形成部４３を回転させる設定を行い、それによって、カソードユニット２２の状態を第２状態から第２状態に変える設定、または、第１状態から第２状態に変える設定を行う。

また、制御部１０Ｃは、磁場用モーター４６の回転を停止させるための停止信号を生成し、磁場用モーター４６に停止信号を出力して、磁場用モーター４６の回転を停止させる。

制御部１０Ｃは、プレート用モーター４７の回転を開始させるための開始信号を生成し、プレート用モーター４７に開始信号を出力して、プレート用モーター４７を回転させる。制御部１０Ｃは、プレート用モーター４７の回転を停止させるための停止信号を生成し、プレート用モーター４７に停止信号を出力して、プレート用モーター４７の回転を停止させる。

［スパッタチャンバの動作］
図７から図１６を参照して、スパッタチャンバ１３の動作を説明する。以下では、走査部２３が、カソードユニット２２を走査領域Ａ３において２回走査する例におけるスパッタチャンバ１３の動作を説明する。

なお、図７から図１６では、図示の便宜上、カソードユニット２２のうち、ターゲット４１、バッキングプレート４２、磁場形成部４３、および、被回転筒部４４以外の要素の図示が省略され、基板Ｓを支持するトレイＴの図示も省略されている。また、図７から図１６では、図２および図３と同様、マスク２５の縁２５ａを図示する便宜上、マスクの上端の図示が省略されている。さらに、図７から図１６では、図示の便宜上、走査部２３と、走査部２３がカソードユニット２２を走査する範囲である走査領域Ａ３とを１つのブロックで示している。

スパッタチャンバ１３において基板Ｓへの膜の形成を行うときには、まず、制御部１０Ｃは、搬送部１６に基板Ｓの搬送を開始させ、真空槽２１内の所定の位置まで基板Ｓを搬送させる。これにより、制御部１０Ｃは、搬送部１６に基板Ｓを成膜対象領域Ａ１に配置させる。

図７が示すように、基板Ｓへの膜の形成を開始するときには、カソードユニット２２は、走査領域Ａ３の端に位置し、走査領域Ａ３の端が、カソードユニット２２の初期位置である。また、磁場形成部４３は、被回転筒部４４に対して成膜対象領域Ａ１が位置する側とは反対側に位置している。このとき、被回転筒部４４の回転角度は１８０°であり、１８０°の回転角度が、被回転筒部４４の初期角度である。

制御部１０Ｃは、プレート用モーター４７にバッキングプレート４２の回転を開始させる。次いで、制御部１０Ｃは、ガス供給部２４にプラズマ生成用ガスの供給を開始させ、その後に、電源２６にバッキングプレート４２への電圧の印加を開始させる。これにより、ターゲット４１の周りにプラズマが生成され、ターゲット４１のうち、磁場形成部４３と対向する部分に高密度のプラズマが生成される。

このとき、高密度のプラズマは、被回転筒部４４に対して成膜対象領域Ａ１が位置する側とは反対側に生成されるため、スパッタ粒子Ｓｐは、被回転筒部４４に対して成膜対象領域Ａ１とは反対側に向けて放出される。言い換えれば、カソードユニット２２の状態は、成膜対象領域Ａ１外にスパッタ粒子Ｓｐを放出する第２状態である。

なお、被回転筒部４４の初期角度は１８０°以外の角度であってもよく、成膜対象領域Ａ１外にスパッタ粒子Ｓｐを放出することができれば、１８０°よりも小さくてもよいし、１８０°よりも大きくてもよい。

ターゲット４１の周りにプラズマが生成されたとき、バッキングプレート４２とともにターゲット４１が回転しているため、ターゲット４１の周方向において、スパッタ粒子Ｓｐを放出するエロージョン領域が固定されない。そのため、ターゲット４１における周方向の全体がスパッタされる。

制御部１０Ｃは、磁場用モーター４６に中心軸Ｃを回転軸として磁場形成部４３を右回りに回転させる。このとき、制御部１０Ｃは、被回転筒部４４の回転角度が０°になるまで、磁場用モーター４６を回転させる。これにより、磁場形成部４３が、被回転筒部４４に対して成膜対象領域Ａ１が位置する側に位置する。

なお、制御部１０Ｃが電源２６に電圧の印加を開始させてから磁場用モーター４６に磁場形成部４３の回転を開始させるまでの時間は、ターゲット４１の周りに生成されるプラズマの状態が安定するまでの時間、例えば数秒間程度であればよい。

図８が示すように、制御部１０Ｃは、走査部２３に走査領域Ａ３でのカソードユニット２２の走査を開始させる。これにより、走査部２３は、外側領域Ａ４のなかで、カソードユニット２２が外側領域Ａ４から対向領域Ａ２に入る走査を行う。

このとき、高密度のプラズマは、被回転筒部４４に対して成膜対象領域Ａ１が位置する側に生成されるため、スパッタ粒子Ｓｐは、被回転筒部４４に対して成膜対象領域Ａ１が位置する側に放出される。言い換えれば、カソードユニット２２の状態は、成膜対象領域Ａ１にスパッタ粒子Ｓｐを放出する第１状態である。

このように、制御部１０Ｃは、外側領域Ａ４のなかでカソードユニット２２が外側領域Ａ４から対向領域Ａ２に入る走査において、カソードユニット２２の状態を第２状態から第１状態に変える設定を行う。

そのため、ターゲット４１のスパッタを開始したときにターゲット４１から放出されるスパッタ粒子Ｓｐが基板Ｓに付着することが抑えられる。

図９が示すように、制御部１０Ｃは、走査部２３に対向領域Ａ２でカソードユニット２２を走査させ、カソードユニット２２が外側領域Ａ４に達する前に、制御部１０Ｃは、磁場用モーター４６に磁場形成部４３の回転を開始させる。このとき、制御部１０Ｃは、中心軸Ｃを回転軸として、磁場形成部４３を右回りに回転させる。なお、対向領域Ａ２にて磁場形成部４３の回転を開始させる位置は、外側領域Ａ４よりもターゲット４１の径以下の距離だけ内側の位置であることが好ましい。

図１０が示すように、制御部１０Ｃは、走査部２３に対向領域Ａ２のなかでカソードユニット２２を対向領域Ａ２から出るように走査させている状態で、磁場用モーター４６に磁場形成部４３を回転させる。

制御部１０Ｃが磁場用モーター４６に磁場形成部４３の回転を開始させても、被回転筒部４４の回転角度が所定の角度を超えるまでの間は、ターゲット４１から成膜対象領域Ａ１に向けてスパッタ粒子Ｓｐが放出される。そのため、カソードユニット２２の状態は、第１状態に維持される。

図１１が示すように、被回転筒部４４の回転角度が所定の角度を超えると、例えば回転角度が４５°を超えると、ターゲット４１から成膜対象領域Ａ１外に向けてスパッタ粒子Ｓｐが放出される。これにより、カソードユニット２２の状態は、第１状態から第２状態に変わる。

このように、制御部１０Ｃは、カソードユニット２２が対向領域Ａ２から外側領域Ａ４に出る走査において、カソードユニット２２の状態を第１状態から第２状態に変える設定を行う。また、制御部１０Ｃは、カソードユニット２２の状態を第１状態と第２状態との間で変える設定において、磁場用モーター４６に磁場形成部４３を回転させる設定を行う。

カソードユニット２２が走査領域で走査される構成では、カソードユニット２２が対向領域から外側領域に出るとき、スパッタ粒子Ｓｐが成膜対象領域Ａ１に到達しない位置までカソードユニット２２を走査しなければ、成膜対象領域Ａ１の端部に向けて放出されるスパッタ粒子Ｓｐの量が、他の部分よりも多くなる。これにより、基板Ｓに形成された膜の面内において、膜の厚さにばらつきが生じる。

この点で、スパッタチャンバ１３では、対向領域Ａ２から外側領域Ａ４に出る走査において、カソードユニット２２の状態が第１状態から第２状態に変わる。そのため、カソードユニット２２を走査するのみの構成と比べて、対向領域Ａ２の外側においてカソードユニット２２を走査する距離が小さくとも、成膜対象領域Ａ１にスパッタ粒子Ｓｐが到達しない。結果として、走査領域Ａ３がより狭くともよい分だけ、カソードユニット２２の走査される方向において、真空槽２１の大きさを小さくすることができる。

図１２が示すように、制御部１０Ｃは、磁場用モーター４６に被回転筒部４４の回転角度が１８０°になるまで、磁場形成部４３を回転させる。また、制御部１０Ｃは、走査部２３に走査領域Ａ３の端までカソードユニット２２を走査させ、カソードユニット２２が走査領域Ａ３の端に達したところで、走査部２３にカソードユニット２２の走査を一旦停止させる。

言い換えれば、制御部１０Ｃは、走査部２３にカソードユニット２２を走査領域Ａ３の端まで走査させたときに、被回転筒部４４の回転角度が１８０°になるように、磁場用モーター４６に磁場形成部４３を回転させる。

なお、制御部１０Ｃが、走査部２３にカソードユニット２２を走査領域Ａ３の端まで走査させたときに、カソードユニット２２の状態が第２状態であれば、被回転筒部４４の回転角度は１８０°以外の角度であってもよい。すなわち、制御部１０Ｃは、磁場用モーター４６に被回転筒部４４の回転角度が１８０°よりも小さい角度になるように磁場形成部４３を回転させてもよいし、磁場用モーター４６に被回転筒部４４の回転角度が１８０°よりも大きい角度になるように磁場形成部４３を回転させてもよい。

図１３が示すように、制御部１０Ｃは、磁場用モーター４６に被回転筒部４４の回転角度が０°になるまで、中心軸Ｃを回転軸として磁場形成部４３を左回りに回転させる。

図１４が示すように、磁場形成部４３が被回転筒部４４に対して成膜対象領域Ａ１が位置する側に位置する状態で、制御部１０Ｃは、走査部２３にカソードユニット２２の走査を再び開始させる。このように、制御部１０Ｃは、カソードユニット２２が外側領域Ａ４から対向領域Ａ２に入る走査と、カソードユニット２２が対向領域Ａ２から外側領域Ａ４に出る走査との切り替えを走査領域Ａ３の端において走査部２３に行わせる。

図１５が示すように、制御部１０Ｃは、走査部２３に対向領域Ａ２でカソードユニット２２を走査させ、カソードユニット２２が外側領域Ａ４に達する前に、図９を参照して先に説明した場合と同様、制御部１０Ｃは、磁場用モーター４６に磁場形成部４３の回転を開始させる。このとき、制御部１０Ｃは、中心軸Ｃを回転軸として、磁場形成部４３を左回りに回転させる。なお、対向領域Ａ２にて磁場形成部４３の回転を開始させる位置は、外側領域Ａ４よりもターゲット４１の径以下の距離だけ内側の位置であることが好ましい。

そして、図１０から図１２を参照して先に説明した場合と同様、制御部１０Ｃは、走査部２３にカソードユニット２２を走査領域Ａ３の端まで走査させたときに、被回転筒部４４の回転角度が１８０°になるように、走査部２３による走査と磁場用モーター４６による回転とを行わせる。

図１６が示すように、カソードユニット２２が走査領域Ａ３の端に達すると、制御部１０Ｃは、走査部２３にカソードユニット２２の走査を停止させる。制御部１０Ｃは、電源２６にバッキングプレート４２への電圧の印加を停止させた後、ガス供給部２４にプラズマ生成用ガスの供給を停止させる。そして、制御部１０Ｃは、プレート用モーター４７にバッキングプレート４２の回転を停止させる。これにより、制御部１０Ｃは、スパッタチャンバ１３による基板Ｓへの膜の形成を終了する。

このように、スパッタチャンバ１３では、カソードユニット２２の走査される方向を切り替えるときに、カソードユニット２２の状態が第１状態と第２状態との間で変わる。そのため、カソードユニット２２の状態が第１状態に固定された構成と比べて、カソードユニット２２の走査される方向の切り替えのためにカソードユニット２２が停止する位置がより対向領域Ａ２寄りであっても、基板Ｓにスパッタ粒子Ｓｐが付着することが抑えられる。結果として、カソードユニット２２の走査される方向において、真空槽２１の大きさを小さくすることができる。

［スパッタチャンバの作用］
図１７から図１９を参照して、スパッタチャンバ１３の作用を説明する。なお、図１７では、説明の便宜上、走査方向において互いに異なる位置に位置するカソードユニット２２が全て実線で示されている。

上述したように、スパッタチャンバ１３では、外側領域Ａ４から対向領域Ａ２に入るようにカソードユニット２２が走査されるとき、カソードユニット２２の状態が第２状態から第１状態に変わる。そのため、ターゲット４１のスパッタを開始したときにターゲット４１から放出されるスパッタ粒子Ｓｐが基板Ｓに付着することが抑えられる。

図１７が示すように、マスク２５を用いて基板Ｓに対して膜を形成するとき、カソードユニット２２が走査方向に沿って走査されるのみでは、カソードユニット２２が走査方向においてマスク２５に近付くと、ターゲット４１から放出されたスパッタ粒子Ｓｐの一部は、マスク２５に向けて飛行する。これにより、スパッタ粒子Ｓｐの一部は、マスク２５によって基板Ｓに到達することが妨げられる。

そのため、基板Ｓのうち、マスク２５に囲まれる領域の縁では、他の部分と比べて、限られた放出方向に放出されるスパッタ粒子Ｓｐしか到達することができない。それゆえに、基板Ｓに形成された膜のうち、マスク２５に囲まれる領域の縁において、他の部分と比べて膜厚が薄くなる。

これに対して、図１８が示すように、外側領域Ａ４の近傍にて磁場形成部４３を回転させる構成によれば、カソードユニット２２の状態が第１状態から第２状態に変わる途中にターゲット４１から放出されるスパッタ粒子Ｓｐを、基板Ｓのうち、走査方向においてマスク２５に囲まれる領域の縁に向けて飛行させることができる。これにより、基板Ｓのうち、マスク２５に囲まれる領域の縁にもスパッタ粒子Ｓｐを到達させることができ、結果として、膜のうち、走査方向における基板Ｓの端部に形成された部分の厚さが、基板Ｓの他の部分に形成された部分よりも薄くなることが抑えられる。

これにより、図１９が示すように、上述したスパッタチャンバ１３を用いて形成した膜５１では、走査方向における基板Ｓの端部において、他の部分に比べて膜厚が薄くなることが抑えられ、結果として、膜５１の面内における膜厚のばらつきが抑えられる。

一方で、図１７を参照して先に説明したように、カソードユニット２２が走査されるのみによって形成された膜５２では、走査方向における基板Ｓの端部において、他の部分に比べて膜厚が薄くなり、結果として、膜５２の面内における膜厚のばらつきが生じる。

なお、走査方向における基板Ｓの端部において、他の部分に比べて膜厚が薄くなることを抑える上では、走査方向においてカソードユニット２２がマスク２５に近付いたときに、電源２６がバッキングプレート４２に印加する電圧を高めることも可能ではある。あるいは、走査方向におけるカソードユニット２２の走査速度を低くめることも可能ではある。

しかしながら、これらの方法によって形成された膜５３では、基板Ｓのうちスパッタ粒子Ｓｐが付着する部分の全体において膜厚が厚くなる。それゆえに、走査方向における基板Ｓの端部以外の部分においても、膜５３の厚さが厚くなり、結果として、膜５３の面内における膜厚のばらつきが生じる。

以上説明したように、スパッタ装置の一実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）スパッタ粒子Ｓｐの放出を開始して外側領域Ａ４から対向領域Ａ２に入るようにカソードユニット２２が走査されるとき、カソードユニット２２の状態が第２状態から第１状態に変わる。そのため、ターゲット４１のスパッタを開始したときにターゲット４１から放出されるスパッタ粒子Ｓｐが基板Ｓに付着することが抑えられる。

（２）対向領域Ａ２から外側領域Ａ４に出る走査において、カソードユニット２２の状態が第１状態から第２状態に変わる。そのため、カソードユニットを走査するのみの構成と比べて、対向領域Ａ２の外側においてカソードユニット２２を走査する距離が小さくとも、成膜対象領域Ａ１にスパッタ粒子Ｓｐが到達しない。結果として、走査領域Ａ３がより狭くともよい分だけ、カソードユニット２２の走査される方向において、真空槽２１の大きさを小さくすることができる。

（３）スパッタ粒子Ｓｐの放出方向を規定する磁場形成部４３を備えるため、磁場形成部４３の回転によって、カソードユニット２２の状態を第１状態と第２状態との間で変えることができる。

（４）カソードユニット２２の状態が第１状態から第２状態に変わる途中にターゲット４１から放出されるスパッタ粒子Ｓｐを、基板Ｓのうち、マスク２５によって囲まれる領域の縁に向けて飛行させることができる。これにより、基板Ｓのうち、マスク２５によって囲まれる領域の縁にもスパッタ粒子Ｓｐを到達させることができ、この部分に形成される膜５１の厚さが薄くなることが抑えられる。

（５）カソードユニット２２の走査される方向を切り替えるときに、カソードユニット２２の状態が第１状態と第２状態との間で変わるため、カソードユニット２２の走査される方向の切り替えのためにカソードユニットが停止する位置がより対向領域寄りであっても、基板Ｓにスパッタ粒子Ｓｐが付着することが抑えられる。結果として、カソードユニット２２の走査される方向において、真空槽２１の大きさを小さくすることができる。

（６）磁場形成部４３が回転軸を中心に回転することによって、カソードユニット２２の状態を第１状態と第２状態との間で変えることができる。磁場形成部４３の回転は、ターゲット４１が区画する空間内で行われるため、真空槽２１の内部において、カソードユニット２２の状態を変えるために必要な空間を小さくすることができる。

なお、上述した実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・図２０が示すように、カソードユニット６０は、カソード６１、収容部６２、磁場形成部６３、および、磁場走査部６４を備える構成であってもよい。カソード６１は、平板状を有するターゲット６１ａと、同じく平板状を有するバッキングプレート６１ｂとを含み、磁場形成部６３は、カソード６１に対して成膜対象領域Ａ１が位置する側とは反対側に位置している。磁場走査部６４は、走査方向と平行な方向に沿って磁場形成部６３を走査する。収容部６２は、カソード６１、磁場形成部６３、および、磁場走査部６４を収容する空間を区画している。

こうした構成では、カソード６１、磁場形成部６３、および、磁場走査部６４の間における相対位置が維持された状態で、回転軸Ｒに対して、カソード６１、磁場形成部６３、および、磁場走査部６４が回転することが可能であればよい。こうした構成であっても、上述したカソードユニット２２と同様、カソード６１、磁場形成部６３、および、磁場走査部６４の回転によって、上述したカソードユニット２２における磁場形成部６３の回転に準じた効果を得ることはできる。

こうした構成では、スパッタ粒子の放出方向は、バッキングプレート６１ｂによって規定されるため、バッキングプレート６１ｂが方向規定部の一例である。

・上述したカソードユニット６０は、ターゲット６１ａに対するバッキングプレート６１ｂの位置を変えることが可能な構成であってもよく、ターゲット６１ａに対するバッキングプレート６１ｂの位置が変わることによって、カソードユニット６０の状態において第１状態と第２状態とが切り替えられてもよい。

・上述したカソードユニット６０は、カソード６１、磁場形成部６３、および、磁場走査部６４に対する収容部６２の相対位置を変えることができる構成であってもよい。こうした構成では、カソード６１、磁場形成部６３、および、磁場走査部６４が回転軸Ｒに対して回転するとき、カソード６１、磁場形成部６３、および、磁場走査部６４が収容部６２の外側に位置するように、収容部６２の相対位置を変えればよい。これにより、カソード６１、磁場形成部６３、および、磁場走査部６４が収容部６２内にて回転する構成と比べて、収容部６２の大きさを小さくすることができる。

・走査部２３は、カソードユニット２２を走査領域Ａ３で１回のみ走査してもよいし、３回以上走査してもよい。走査部２３がカソードユニット２２を走査する回数は、基板Ｓに形成する膜の厚さと、１回の走査によって形成することのできる膜の厚さとを加味して適宜選択されればよい。

・スパッタチャンバ１３はマスク２５を備えていなくてもよい。こうした構成であっても、カソードユニット２２を走査方向において走査する距離が小さくともスパッタ粒子Ｓｐが基板Ｓに付着することを抑えられるため、上述した（２）に準じた効果を得ることはできる。なお、マスク２５を備えていない構成では、基板Ｓの配置される領域が成膜対象領域Ａ１である。

・スパッタチャンバ１３がマスク２５を備えていない構成であっても、制御部１０Ｃは、カソードユニット２２が成膜対象領域Ａ１と対向している状態で、磁場用モーター４６に磁場形成部４３の回転を開始させてもよい。

・制御部１０Ｃが、対向領域Ａ２から外側領域Ａ４に出る走査においてカソードユニット２２の状態が第１状態から第２状態に変える設定を行うときには、制御部１０Ｃは、走査部２３にカソードユニット２２の走査を停止させた状態で、磁場用モーター４６に磁場形成部４３を回転させてもよい。こうした構成であっても、上述した（２）に準じた効果を得ることはできる。

・制御部１０Ｃは、対向領域Ａ２から外側領域Ａ４に出る走査において、カソードユニット２２の状態を第１状態から第２状態に変える設定を行えばよい。そのため、制御部１０Ｃは、対向領域Ａ２の外側でカソードユニット２２の状態を第１状態から第２状態に変える設定を行ってもよいし、対向領域Ａ２の内側でカソードユニット２２の状態を第１状態から第２状態に変える設定を行ってもよい。いずれの場合であっても、制御部１０Ｃは、対向領域Ａ２から外側領域Ａ４に出る走査において、カソードユニット２２の状態を第１状態から第２状態に変える設定を行うため、上述した（２）に準じた効果を得ることはできる。

・制御部１０Ｃは、外側領域Ａ４から対向領域Ａ２に入る方向に沿う走査において、カソードユニット２２の状態を第２状態から第１状態に変える設定を行えばよい。そのため、制御部１０Ｃは、対向領域Ａ２の外側でカソードユニット２２の状態を第２状態から第１状態に変える設定を行ってもよいし、対向領域Ａ２の内側でカソードユニット２２の状態を第２状態から第１状態に変える設定を行ってもよい。いずれの場合であっても、ターゲット４１のスパッタを開始したときのスパッタ粒子Ｓｐは基板Ｓに到達しないため、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

・スパッタチャンバ１３は、複数のカソードユニット２２を備えてもよく、こうした構成では、複数のカソードユニット２２は、走査方向に沿って並んでいればよい。スパッタチャンバ１３が複数のカソードユニット２２を備える構成では、全てのカソードユニット２２において、磁場形成部４３の回転が同時に行われてもよいし、互いに異なるタイミングで磁場形成部４３の回転が行われてもよい。

こうした構成であっても、制御部１０Ｃが、各カソードユニット２２において、対向領域Ａ２に入る走査において、カソードユニット２２の状態を第１状態から第２状態に変える設定を行えばよい。これにより、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

・カソードユニット２２が外側領域Ａ４から対向領域Ａ２に入る走査には、カソードユニット２２が停止された状態で、ターゲット４１の表面がクリーニングされる処理が含まれてもよい。こうした場合には、制御部１０Ｃは、ターゲット４１の周方向の全体が所定の量だけスパッタされる時間の後に、例えば、電源２６に電圧の印加を開始させてから数十分から数時間の後に、磁場用モーター４６に磁場形成部４３の回転を開始させればよい。こうした構成であっても、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

・カソードユニット２２が外側領域Ａ４から対向領域Ａ２に入る走査において、制御部１０Ｃは、磁場用モーター４６に磁場形成部４３を回転させているときに、走査部２３に、カソードユニット２２を走査させてもよい。すなわち、制御部１０Ｃは、磁場形成部４３の回転よりも先にカソードユニット２２の走査を走査部２３に開始させてもよいし、磁場形成部４３の回転と同時にカソードユニット２２の走査を走査部２３に開始させてもよい。いずれの場合であっても、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。

１０…スパッタ装置、１０Ｃ…制御部、１１…搬出入チャンバ、１２…前処理チャンバ、１３…スパッタチャンバ、１４…ゲートバルブ、１５…排気部、１６…搬送部、１７…カソード装置、２１…真空槽、２１ａ…搬出入口、２１ｂ…排気口、２１ｃ…ガス供給口、２２，６０…カソードユニット、２３…走査部、２４…ガス供給部、２５…マスク、２５ａ…縁、２６…電源、２７…循環部、３１，６１…カソード、３２，６２…収容部、４１，６１ａ…ターゲット、４１ａ…外周面、４２，６１ｂ…バッキングプレート、４３，６３…磁場形成部、４３ａ…第１磁石、４３ｂ…第２磁石、４３ｃ…ヨーク、４４…被回転筒部、４５…軸支部、４６…磁場用モーター、４７…プレート用モーター、５１，５２，５３…膜、６４…磁場走査部、Ａ１…成膜対象領域、Ａ２…対向領域、Ａ２ｅ…端、Ａ３…走査領域、Ａ４…外側領域、Ｃ…中心軸、Ｒ…回転軸、Ｓ…基板、Ｓｐ…スパッタ粒子、Ｔ…トレイ。

Claims (6)

1. 真空槽と、
   前記真空槽内における成膜対象領域に成膜対象を配置する配置部と、
   前記成膜対象領域と対向する外周面を有した円筒状を有するターゲットから前記成膜対象領域に向けてスパッタ粒子を放出するための第１状態と、前記ターゲットから前記成膜対象領域外に向けてスパッタ粒子を放出するための第２状態と、を有するカソードユニットであって、前記ターゲットを含むカソードを収容することが可能な空間を区画する収容部を有した前記カソードユニットと、
   前記収容部に接続し、前記空間における前記カソードの周りにプラズマを生成するためのプラズマ生成用ガスを供給するガス供給部と、
   前記成膜対象領域と対向する対向領域よりも広い走査領域で前記カソードユニットを走査する走査部と、
   前記カソードユニットが前記スパッタ粒子の放出を開始して前記対向領域に入る走査において、前記カソードユニットの状態を前記第２状態から前記第１状態に変える設定を行う設定部と、を備える
   スパッタ装置。
2. 前記設定部は、前記カソードユニットが前記対向領域から出る走査において、前記カソードユニットの状態を前記第１状態から前記第２状態に変える設定を行う
   請求項１に記載のスパッタ装置。
3. 前記カソードユニットは、前記ターゲットから放出されるスパッタ粒子の放出方向を規定する方向規定部と、前記方向規定部を回転させることによって、前記放出方向を回転させる回転部と、を含み、
   前記設定部は、前記カソードユニットの状態を前記第１状態と前記第２状態との間で変える設定において、前記回転部に前記方向規定部を回転させる設定を行う
   請求項１または２に記載のスパッタ装置。
4. 前記走査領域のうち前記対向領域の外側が外側領域であり、
   前記成膜対象領域を区画するマスクをさらに備え、
   前記設定部は、前記カソードユニットが、前記外側領域に達する前に、前記回転部に前記方向規定部の回転を開始させる
   請求項３に記載のスパッタ装置。
5. 前記走査部は、前記対向領域から出る走査から、前記対向領域に入る走査に切り替えることによって、前記走査領域で前記カソードユニットを２回以上走査する
   請求項２に記載のスパッタ装置。
6. 前記方向規定部は、前記ターゲットが区画する空間の内部に位置するとともに、前記ターゲットの前記外周面上に磁場を形成する磁場形成部であり、
   前記回転部は、前記ターゲットの中心軸を回転軸として前記方向規定部を回転させる
   請求項３に記載のスパッタ装置。

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