JPH04212412A

JPH04212412A - 特定のターゲット浸食プロフィールのための、回転する幾何学的磁石配列を有するスパッタリング装置

Info

Publication number: JPH04212412A
Application number: JP2382191A
Authority: JP
Inventors: Robert L Anderson; ロバート・エル・アンダーソン; John C Helmer; ジョン・シー・ヘルマー
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1991-01-25
Publication date: 1992-08-04
Anticipated expiration: 2015-11-20
Also published as: DE69133275T2; EP0439361A3; EP0439361A2; JP3111417B2; EP0439361B1; DE69133275D1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリング装置に
関するもので、特に定められた浸食プロフィールを与え
る、幾何学的に配列された回転可能な磁石の列を有する
スパッタリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】平坦なマグネトロンは、半導体処理の業
界において集積回路の製造中にシリコンウェーハをいろ
いろな材料、たとえばアルミニウムでコートするための
スパッタリング装置において使用されている。

【０００３】平坦な固定マグネトロンを有するスパッタ
リング装置は、典型的に、ダイオードスパッタリング、
あるいは蒸発技術に基づく装置を越えた素晴らしい改良
点をもつ効率の高いスパッタリング装置である。しかし
、平坦な固定マグネトロンを有するスパッタリング装置
は実際上の欠点をもち、その最も問題となるのはプラズ
マ放電によりターゲットに細い溝が浸食されることであ
る。

【０００４】さまざまな試みが（いくつかは部分的に成
功している）、このようなスパッタ源を改良してターゲ
ットの浸食を広げるため、およびスパッタされた原子の
分布をより一様にするためになされてきた。たとえば、
米国特許第４，４４４，６４３号には、機械的に回転さ
せられる永久磁石組立体を有するスパッタリング装置が
開示されている。永久磁石組立体の回転はターゲットの
広い範囲わたって浸食を生じさせる。

【０００５】他の試みは、拡張された磁場を使用するこ
とにより、より広い表面領域にわたって浸食を広げるた
めのものである。このアプローチに必要な磁石は大きく
、複雑なもので、磁石の性質がターゲットの浸食につれ
て変化しないようにすることが困難である。したがって
、最終的に生じる浸食のパターンを予測することが困難
である。

【０００６】磁石を特別に配列することもまた、より一
様な浸食を形成するために提案された。一つの配列は、
欧州特許第２１１，４１２号（名称「マグネトロンスパ
ッタリング装置」、１９８７年２月２５日発行）に説明
されている。他の配列は特開昭６２−２１１３７５号（
１９８６年３月１１日公開）に説明されている。これら
の文献のいずれの配列も一様な浸食を形成するのではな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、スパッタリング装置においてターゲットの浸食が一
様とならない点である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】マグネトロンスパッタリ
ング装置は回転可能な磁石を備えている。一つの実施例
において、マグネトロンのターゲット表面が凹状または
凸状となっている。この実施例において、磁石が磁石の
中心線の部分が円筒座標系（ｚ、ｒ、θ）で数５の方程
式に記述される形状をしている。

【数５】ここでξ（ｒ）は予め選択された正規化された浸食プロ
フィールを、Ｃは選択された定数を、ｚ（ｒ）は回転表
面を表す。

【０００９】一般に、上記定積分は数値積分を用いて計
算される。

【００１０】予め選択された浸食プロフィールが一定で
あるという重要で特別の場合は、上記方程式はつぎのよ
うに書ける。

【数６】

【００１１】磁気手段の中心線は対称性のある閉曲面と
して構成され得る。一つの実施例では、中心線の第１の
部分はθ０≦θ≦θ０＋πの範囲にわたって上記方程式
の１つにより定義され、閉中心線は対称に構成される。実質的に一定の幅および強度をもつ磁石が形状付けられ
、ｚ軸線のまわりで回転するとき、スパッタリング装置
により生じるターゲットの浸食プロフィールは予め選択
された浸食プロフィールとなる。

【００１２】磁気手段の中心線の実質的な部分は上記方
程式のいずれかにより定義される。閉中心線が、実質的
な部分の端点（ｅｎｄｏｐｏｉｎｔ）を上記方程式を満
たさない１またはそれ以上の曲線と連結することで構成
され得るが、しかし、この場合生じる浸食プロフィール
は予め選択されたプロフィールから多少ずれることにな
る。

【００１３】一定の浸食プロフィールを形成する一実施
例において、磁気手段は同じ寸法および強度をもち、中
心が上記方程式の後者により定義される曲線に沿うよう
に配置される複数の磁石を含む。磁場は、回転面と共形
で、磁石を保持し磁気手段の磁気曲線を形成する磁気材
料の保護器を使用することで一様になる。

【００１４】

【実施例】図１は平坦な固定マグネトロン２を含む従来
のスパッタリング装置１の略示部分斜視図を示す。マグ
ネトロン２はアースされたアノード４および負の高電圧
源に接続されたカソード（ターゲット）６を含む。ター
ゲット６は環状で、最初は（すなわちスパッタリングが
行われる前）平坦な上面６ａを有する。図１に示された
複数の永久磁石８がターゲット６の下に円形に配置され
ている。低圧の不活性ガス、たとえば５ミリトールのア
ルゴンガスが、ガス入口３を通ってマグネトロン２を含
む真空チェンバ５の中へと導入される。真空チェンバ５
は不活性ガスが導入される前に、チェンバ内を排気する
ために真空源（図示せず）に連結される。

【００１５】ウェーハＷがチェンバ５に取り付けられた
適当なウェーハ保持手段により保持され、コートされる
ウェーハの平坦な表面が露出され、ターゲット６の平坦
な表面６ａに平行となっている。

【００１６】動作中、矢印Ｂにより示された磁力線は環
状領域１２への放電を限定する。ここで、放電でエネル
ギをもったイオンがターゲット６をたたき、アルミニュ
ウム原子を追い出してターゲット６を浸食する。アルミ
ニュウム原子はウェーハＷの平坦な表面をコートする。エネルギをもったイオンが上述したようにターゲット６
に環状溝１３を浸食し、この局在化した浸食はスパッタ
された原子の分布を不均一なものとする。

【００１７】図３のＡは、従来のＶｅｒｓａｍａｇ（商
標）スパッタリング源１４の略示図を示す。このスパッ
タリング源１４はバリアン・アソシエイツ・インコーポ
レイテッドより市販されている。図１に関連して説明し
たように、スパッタリング源１４が真空チェンバ（図示
せず）内に配置され、不活性ガスがチェンバ内に導入さ
れる。

【００１８】スパッタリング源１４は矢印Ａにより示さ
れているように軸線２０のまわりにシャフト２３を回転
させるモータ１６を含む。磁石支持シャフト１９がシャ
フトから垂直に伸張し、そこに取り付けられた磁石組立
体２１を支持している。従って、石組立体２１の中心軸
線２４は軸線２０から距離Ｒだけ離れている。

【００１９】磁石組立体２１は、円の上に配列された図
２のものに似た磁石の配列を含み、磁力線Ｂにより限定
された円形で環状の放電１５が動作中に形成される。

【００２０】ターゲット（カソード）１７はディスクの
形をし、負の高電圧源（図示せず）に接続されている。真空チェンバ（図示せず）に取り付けられたプラズマシ
ールド２２は接地されゼロ電位になり、アノードとして
機能する。ターゲット１７は受け板１８に接着されてい
る。ハウジング２６に取り付けられている受け板１８は
ターゲット１７を支持している。ハウジング２６は受け
板１８と一緒になってターゲットを冷却するための水槽
を保持する水密なチェンバ２８を形成する。

【００２１】ウェーハＷは真空チェンバに取り付けられ
たウェーハ支持体（図示せず）により支持され、ウェー
ハＷのコートされるべき上面Ｗａがターゲット１７の下
で、かつ平行になっている。

【００２２】動作中、モータ１６がシャフト２３を回転
させ、全磁石組立体２１が軸線２０のまわりを回転する
。この回転によりターゲット１７に生じた浸食パターン
は単純な溝よりも複雑になる。図３のＢ（図３のＡと垂
直方向に整合している）は、一定の速度で何度も軸線２
０のまわりで磁石組立体２１を回転させることにより生
じたターゲット１７の浸食の深さのプロフィールが示さ
れたターゲット１７の部分断面（ただし、垂直方向に誇
張されている）を示す。一点鎖線２７は軸線２４の経路
を示す。放電１５が図３のＢに初期の場所で示されてい
る。もちろん、軸線２４に関する放電１５は軸線２０の
まわりを回転する。図３のＢに示されているように、タ
ーゲット１７の浸食は環状の放電１５が回転するとき一
定ではない。

【００２３】本発明は、図３のＡに示す構造の磁石組立
体２１に取って替わる磁石組立体に関するもので、軸線
２０のまわりを回転したとき、ターゲット１７の所定の
浸食プロフィールを生じる磁石組立体に関するものであ
る。特に注目しているのは、浸食プロフィールが一定の
深さをもつように選択される場合である。

【００２４】本発明の理論的根拠は図３のＡに示す浸食
プロフィールが一様でない理由をまず考慮することによ
りより理解され得るであろう。図３のＡに示す磁石組立
体２１は第１図に示すように円にそって配置された磁石
８をもつことで、生じる円形の放電１５（図３のＡに示
す）は、ターゲットの近接した放電領域３０で一様な分
布（実際の強度の分布はほぼガウス分布である）の強度
をもつと仮定できる。

【００２５】磁石の配列２１が固定して保持されるなら
、ターゲット１７の浸食プロフィールは図４のＡと整合
した図４のＢに示された形状をもつと仮定できる。すな
わち、浸食に深さは環状の領域３０の幅全体にわたって
一定である。もちろん、浸食の実際の深さは放電の強度
および放電がターゲット全体に維持されている時間の長
さに依存する。

【００２６】磁石の配列が回転の軸線２０（軸線２０は
図４のＡにおいて紙面に対して垂直である）に関して一
定の角速度で回転するとき、ターゲット１７の浸食表面
上の点ｒ（この点はターゲット１７上の放電領域３０に
おける完全な回転毎により生じるターゲットの中心から
直線でＲの距離の地点）における浸食量（Ｅ（Ｒ）で示
す）は、点ｒを通って回転する領域３０での弧の全長、
すなわち回転の軸線から距離Ｒにおける弧の全長に正比
例する。図３のＡにおいて、一つの弧の部分、Ａｒｃ（
Ｒ１）は各回転の間点ｒ１を通って回転する。二つの弧
の部分、Ａｒｃ１（Ｒ２）、およびＡｒｃ２（Ｒ２）は
各回転の間点ｒ２を通って回転する。一つの弧の部分、
Ａｒｃ（Ｒ３）は点ｒ３を通って回転する。原点から距
離Ｒにおける弧の部分の全長はΣＬ（Ａｒｃ（Ｒ））と
示される。したがって、Ｅ（Ｒ）はΣＬ（Ａｒｃ（Ｒ）
）に正比例する。

【００２７】一方、回転の軸線から距離Ｒにおける点を
通って回転する単位長さ当たりの弧が要する時間はＲの
逆数で変化するので、浸食Ｅ（Ｒ）はＲに反比例する。

【００２８】したがって、　　　　Ｅ（Ｒ）＝ｋΣＬ（Ａｒｃ（Ｒ））／Ｒ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　７と
なる。ここで、ｋは放電強度および他の因子に依存する
比例定数である。

【００２９】図４のＣにおいて、図４のＢに示す磁石の
配列２１が回転するため浸食の形は、弧の長さを測定す
ることにより、数７を使用することにより（ここでｋ＝
１と設定した）、図示されている。図４のＢに示す個々
の弧の長さが自在定規により測定され図４のＣに示す。

【００３０】図４のＢの固定浸食パターンに対して使用
した近似にもかかわらず、図３のＣの予測した平均浸食
パターンは測定値に近いものとなっている。固定浸食パ
ターンが狭ければ狭いほど、近似はより良くなり、回転
により得られる結果は固定浸食プロフィールの正確な形
に依存しなくなる。

【００３１】数７が第１近似として、総和が一回転に対
する弧の長さにわたって取られようとも、あるいは総和
がＮ回転に対する弧の長さにわたって取られようとも妥
当であると仮定する。言い換えると、Ｎ回転に対する浸
食の深さはＥＮ（Ｒ）＝ｋΣＬ（Ａｒｃ（Ｒ））／Ｒ（ここで、総
和はＮ回転に対する弧の長さについて取っている）、お
よびＥＮ（Ｒ）＝ｋ・ＮΣＬ（Ａｒｃ（Ｒ））／Ｒ（ここで
、総和は一回転に対する弧の長さについて取っている）
により与えられる。

【００３２】この重ね合わせの原理より、二つの浸食プ
ロフィールは一方が他方のスカラー積となるならば同等
である。

【００３３】第１近似では、定数ｋ（これは中でも放電
の強度に比例する）が、たとえば因子２だけ増加するな
らば、回転数を因子２だけ減少させることで全深さが同
じ浸食が得られる。

【００３４】第１近似として、数７が、総和が一回転ま
たはそれ以上の回転にわたってとられようとも妥当なも
のであるとの仮定は、図４のＣに示す予測された浸食パ
ターンに近接したものとなった、実験的に測定されたパ
ターン（Ｊｏｓｅｐｈ　Ｃｏ　とＪｏｈｎ　Ｈｅｌｍｅ
ｒによるガーテックスパッタリング源の浸食モデル（バ
リアンリサーチセンター）１９８５年９月）を参照）に
より実証された。

【００３５】数７が、放電１５に対して閉経路（これは
、経路が回転するとき一様な（平均して一定な）浸食を
もたらす）を幾何学的に構成するために利用され得る。このような構成は図５に示されている。図５において、
回転中心は０で示されている。その構成は次のようにし
て達成される。０から３６０°の範囲が等角度（図５に
おいて２２．５°）に分割される。

【００３６】長さ１の第１の半径Ｒ１が原点から０°線
にそって右に伸びている。Ａｒｃ（Ｒ１）は−２２．５
°の線から＋２２．５°の線へと伸び、Ｌ（Ａｒｃ（Ｒ
１））／Ｒ１＝π／４である。一般に、ｉ＝１、・・８
に対してＲｉ＋１＝Ｒｉ＋１／２である。Ａｒｃ（Ｒ２
）は２２．５°と４５°との間の部分Ａｒｃ１（Ｒ２）
および−２２．５°と−４５°との間の部分Ａｒｃ２（
Ｒ２）を有する。これらは等しいものである。ΣＬ（Ａ
ｒｃ（Ｒ２））／Ｒ２＝π／４となる。同様に、Ａｒｃ
１（Ｒ３）は４５°の線と６７．５の線との間に伸び、
Ａｒｃ２（Ｒ３）は−４５°の線と−６７．５°との間
に伸び、Ｌ（Ａｒｃ１（Ｒ３））＝Ｌ（Ａｒｃ２（Ｒ３
））となる。ΣＬ（Ａｒｃ（Ｒ３））／Ｒ３＝π／４と
なる。すべての弧がこのように描いたとき、第１のスム
ーズな曲線Ｃ１が一組みの弧の先端を連結して描かれ、
第２のスムーズな曲線Ｃ２が図５に示すように弧の先端
を連結して描かれる。この構成は、曲線Ｃ１と曲線Ｃ２
との間の領域の幅が一定とならない欠点がある。

【００３７】浸食のプロフィールを、強度および幅が変
わる磁場の形状に関係付けることは知られてはいないが
、今日、有望なモデルがＧｕ等により提唱されている（
“平坦はマグネトロン放電における光学的な放出の軸線
方向の分布”、Ｊ．Ｖａｃ　Ｓｃｉ　Ｔｅｃｈｎｏｌ．
　Ａ６（５），　ｐ２９６０，　９月／１０月（１９８
８））。したがって、ここで磁石の形状の幅が一定であ
る異なるアプローチを採用した。これは浸食の経路にそ
って一様な磁場を形成するマグネトロン磁石構造の構成
、および浸食の予測性を容易にする。

【００３８】したがって、一様な浸食を形成するために
、解析的に進め以下の数８を満たす浸食経路を見い出し
た。Ｅ（Ｒ）＝ｋΣＬ（Ａｒｃ（Ｒ））／Ｒ＝Ｋ、　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　８ここでＫ
は任意の定数であり、経路の幅が一定ｗであるという付
加的な性質をもつ。

【００３９】図６は、数が極座標でＲ＝Ｒ（θ）により
表される中央線をもつ経路の要素Ｐを示す。経路の幅ｗ
が一定とする。曲線Ｒ＝Ｒ（θ）と点（θ、Ｒ（θ））
での弧部分Ａｒｃ（Ｒ）との間の鋭角をαとする。その
弧部分Ａｒｃ（Ｒ）は経路部分Ｐの外端から経路部分の
内端へと伸びている。

【００４０】　　Ｅ（Ｒ）＝ｋＬ／Ｒ＝Ｋ、　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　９とする。ここでＬ＝Ｌ（Ａｒｃ（Ｒ））で、
ｋ、Ｋは定数である。ｋ１＝Ｋ／ｋとして、　　Ｌ／Ｒ＝ｋ１　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１０図６から分かるように、ｔａ
ｎα≒ｔａｎα′≒ｗ／ｄであるからｔａｎα≒ｗ／√
（Ｌ２−ｗ２）となる。

【００４１】この近似は経路幅ｗに対して良いもので、
　　ｔａｎα＝ｗ／√（Ｌ２−ｗ２）　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　１１とおく。一方、図６からｔａｎα≒ΔＲ
／ＲΔθということができる。

【００４２】曲線Ｒ＝Ｒ（θ）が点（θ、Ｒ（θ））で
微分可能であると、

【数１２】または

【数１３】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１３となる。

【００４３】数１１および１３から

【数１４】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１４となり、数１０
からＬ＝ｋ１Ｒを代入すると、

【数１５】または

【数１６】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　１６を得る。

【００４４】　　Ｒ０＝ｗ／ｋ１　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　１７を定義する。Ｒ＜ｗ／ｋ１
のとき、√｛〔（ｋ１／ｗ）Ｒ〕２−１｝は虚数となる
から、Ｒ０は半径Ｒの最小値である。実際上、Ｒ０は、
ｋ１が任意であるから設計上任意に選択することができ
る。

【００４５】　　ｒ＝Ｒ／Ｒ０　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　１８を定義すると、　　ｄｒ＝ｄＲ／Ｒ０　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　１９となる。このとき、数１６は

【数２０】となる。これは、

【数２１】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２１または

【数２２】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２２という既知の解
をもつ微分方程式である。ここでＣは積分定数である。

【００４６】数２１は、正のｒに対し、ｒ≧１、すなわ
ちＲ＝Ｒ０のとき実の解をもつことを示す。Ｃ＝０を選
ぶと、ｒ＝１、すなわちＲ＝Ｒ０のとき、θ＝０である
。このようなＣの選択に対し、θ＝０のとき、Ｒ、Ｒ０
の最小値が生じる。

【００４７】図７のＡは、Ｃ＝０のときの数２１すなわ
ち数２３

【数２３】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２３により定義され
るθとｒ＝Ｒ／Ｒ０との関係を示す。

【００４８】経路の中央線が螺旋となって外に向かって
いることに注意することが重要であり、故に、数９、Ｅ
（Ｒ）＝ｋＬ／Ｒ＝Ｋを満たし、どの点でも微分可能な
一定の幅ｗをもつ閉じたループ経路を構成することが不
可能である。

【００４９】しかし、対称性を利用し、限定され数の点
（また当該点の近傍で一様でない幅の経路がある）の微
分可能性の条件を緩和することにより、等しい長さおよ
び幅の磁石の中央線が、経路の中央を定義する線上に配
置されるとき、実際上一様な浸食を産する閉ループを構
成でき、一様な幅の浸食経路（微分可能性のない点を除
く）を形成する。磁力線（第１図および図１０に示す）
がターゲットの表面と平行であるところで最大の浸食が
生じる。これは磁気手段の中央線であると定義される。この中央線は数２３により定義される曲線と一致する。たとえば、図７のＢに示す曲線の上半分Ａは０≦θ≦π
で数２３により定義される。その曲線の下半分Ｂは、極
軸に関して上半分の鏡像を取ることにより得られる。最
終的な閉曲線は、２つの点（０，１）、（π，ｒ（π）
）で微分できない。

【００５０】他の閉ループ経路（図示せず）がθ０≦θ
≦θ０＋πで、θ０＞０が任意の角度で数２３により定
義される曲線のいずれかの１８０°部分を取ることによ
り、そして線θ＝θ０に関してこの部分の鏡像をとるこ
とにより定義され得る。

【００５１】図７のＣは、上部曲線Ａの大部分を中心と
して一定の幅ｗをもつ部分Ｐ１と下部曲線Ａの大部分を
中心とした部分Ｐ１とから成る経路Ｐを定義した図７の
Ｂの拡大図である。注意する点は、一定の幅をもつ経路
を微分不可能な点の近傍Ｎ１、Ｎ２で定義し得ないこと
である。しかし、図７のＣに示すように、これらの点で
一点鎖線により経路を閉じる。これら二つの別個の点の
近傍における一様でない経路幅の効果を無視できること
を実証した。

【００５２】図９のＡおよび図８のＢは磁石の中央線の
位置に対する複数の葉の形を取る他の実施例を示す。図
８のＡの第２の四分円の中央線Ｃ２はπ／２≦θ≦πで
数２３により定義される。曲線Ｃ３を得るために、極軸
に関して曲線Ｃ２の鏡像をとる。曲線Ｃ１およびＣ４を
得るために、π／２の線に関して曲線Ｃ２およびＣ３の
鏡像をとる。

【００５３】図８のＢにおいて、中央線は０≦θ≦２７
０°に対して数２３により、ＢとＣの間の帰路部分に対
して数２２により定義される。ＡとＢとの間およびＣと
Ｄとの間の短い部分が、閉じた経路を形成するために任
意に選択された。

【００５４】一枚の葉のような、ハート形の磁石を越え
た複数の葉のような磁石の利点は次の通りである。ａ．平均化を取るために速く回転させる必要がない。二
葉磁石であれは１／２速度の回転で、三葉磁石であれば
１／３速度の回転にすればよい。ｂ．磁石は回転中心に関して対称であり、機械的にバラ
ンスがとれている。ｃ．葉および関連したカスプの付加は、それらを所望に
個別的に調節できるので自由度の付加をもたらす。たと
えば、カスプは個々にターゲットの正に中心に浸食をも
たらしうる。ｄ．固定した浸食溝の長さがより長いので、スパッター
源の電気的なインピーダンスはより小さくなる。

【００５５】図８のＢに示す設計は、浸食が図８のＡの
経路よりスパッター源の中心により接近して伸びること
が自然に許される場合に有用である。この磁石は最も長
い固定浸食プロフィールをもつことになり、したがって
最も低いインピーダンスをもつことになる。非常に大き
な直径のスパッター源に対して、設計上の変更を行いう
る。

【００５６】以下の設計事項を考慮に入れて、図７のＢ
に示す曲線に基づくスパッタリング装置を構成した。ａ．磁石は軽量で、比較的構成することが容易であるべ
きである。ｂ．磁場は数学的な予見が妥当となるように一様で、狭
くなければならない。ｃ．設計は、所望の形状が正確に追随されるようになさ
れなければならない。ｄ．磁場は、スパッター源のインピーダンスを低く維持
するために高くなければならない。

【００５７】図９のＡは、このような条件を満たすよう
に構成された磁石の設計のレイアウトを示す。この磁石
は図３のＡの磁石配列２１に対して使用し得る。Ｍ１か
らＭ１４までの永久磁石は磁石を所定の場所に維持する
鉄製の保護器３１、３３の間に挟まれ、磁場を磁石にそ
って一様に分布させ、かつ磁石の形状を正確に定義する
ために機能する。保護器は磁石支持体に点熔接してもよ
い。ほかに、磁気手段は保護器３１、３３により定義さ
れる形状をもつ一体の磁石であってもよい。

【００５８】図７のＢに示す曲線Ａ、Ｂは各磁石の中心
を貫通し、各磁石の中央線Ｃｉが曲線Ａ、Ｂに垂直であ
る。保護器の厚さは、それが必要な形状に曲げるのに十
分な程度に柔軟であるように非常に小さいことが都合良
い。鉄製の保護器に対して必要な厚さを調べるために試
験が行われた。永久磁石はいろいろ異なる厚さの保護器
の間に配置された。使用された磁石は３／４″×３／４
″×０．３２″の寸法で、エネルギプロダクツが１８Ｍ
ＧＯのサマリウムコバルトである。多くの場合、二つの
磁石が、各ユニットを形成し、磁石の厚みが０．６４″
となるように用いられる。磁石間の間隔もまた変化させ
る。これらの試験から１／１６インチ（０．１６ｃｍ）
の厚さが十分であることが分かった。

【００５９】

【表１】

【００６０】磁場はホールプローブにより測定され、そ
の結果が図１０に示されている。測定は、０．４インチ
（１．０２ｃｍ）の磁石の間隔をもつ、厚さが１／１６
インチ（０．１６ｃｍ）を使用する前の試験において使
用された磁石配列でなされた。磁石の上方１／２インチ
（１．２７ｃｍ）の所（これらはターゲットおよび受け
板に対して通常必要とされる距離である）の最大磁場が
５００ガウス以上である。これは必要とされる以上に強
い磁場である。より強い磁石により、この磁場はより高
くなり、必要に応じて厚いターゲットの使用が可能とな
る。磁力線の形から、非常に狭い固定した浸食溝が予見
される。これは、固定した浸食プロフィールをよく定義
でき、予見できるので設計する上で利点となる。

【００６１】ここで重要なのは、磁石の運動によりター
ゲットおよび受け板に生じる渦電流が磁場を弱め、スパ
ッタリング源の動作に悪影響を与えることである。これ
らの影響は実験的に決定される。二つのディスク（一つ
がアルミニュム製で、他が銅製で、それぞれ１／４イン
チ（０．６４ｃｍ）の厚さをもつ）が共にボルト付けさ
れスパッリング源のターゲットおよび受け板に似たもの
となる。ディスクは旋盤に取り付けられ、速度を変えて
回転させられる。第１０Ａに示す磁石組立体は一方の側
において取り付けられ、他方の側にはホールプローブが
取り付けられている。図示するように、測定は磁石のい
ろいろな場所Ａ−Ｈでなされる。ＶｅｒｓａｍａｔＴＭ
スパッタリング源での通常の動作において、磁石は５７
ｒｐｍまたそれ以下で回転する。これらの回転数で、渦
電流の効果は図１１のＢから分かるように小さいもので
ある。予想通り、渦電流の効果は場所に依存する。また、形状
にそった場所Ａ−Ｃに対し、渦電流の効果は図１２のＡ
および図１２のＢから分かるように、磁力線を片側に移
動させることである。５７ｒｐｍ以下では、この効果を
無視し得ることは明らかである。

【００６２】上記の分析および構成は一般化し得る。浸
食プロフィールが一定でない場合にも拡張することがで
きる。

【００６３】固定放電経路の幅が一定でｗとする。Ｅ（
Ｒ）を予め選択された、一様でない浸食プロフィールと
するとＥ（Ｒ）＝ｋＬ（Ａｒｃ（Ｒ））／Ｒまたは　　　　Ｅ（Ｒ）＝ｋＬ／Ｒ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　２４となり、ここでＬ＝Ｌ（Ａｒｃ（Ｒ
））である。前と同じように、図６から

【数２５】となる。

【００６４】数２４を使うと、

【数２６】となる。ＲＥ０（Ｒ０）／Ｒ＝１とする。ここでＲ０は
最小の半径で、Ｅ（Ｒ０）はＲ＝Ｒ０での浸食を表す。数２６は

【数２７】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２７となる。正規化
された半径とｕ＝Ｒ／Ｒ０と、正規化された浸食をξ（
ｕ）＝Ｅ（Ｒ）／Ｅ（Ｒ０）と定義すると、

【数２８】となることから、

【数２９】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　２９（ここで、ｒは
積分の上限である）、または

【数３０】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　３０となる。

【００６５】定積分

【数３１】が存在すること（特に、ξ（ｕ）がこの範囲で連続的で
、ξ（ｕ）ｕ＞１であるならば、満たされる）を除き、
予め選択された浸食プロフィールについて何も限定はな
い。

【００６６】数２９はθとｒとの間の関係を定義し、数
２９に必要な積分はθとｒとの間の関係をグラフにする
ために、数値的に実行された。

【００６７】以前に行ったように、選択された角度間隔
にわたって経路の中央線を定義するために、数２９、数
３０を用いて閉ループを構成することができる。たとえ
ば、数３０が、０≦θ≦πに対して中央線部分を定義す
るならば、極軸に関してこの部分の鏡像をとることによ
り、閉じた曲線の中央線を構成し得る。

【００６８】ｒ≧π／２に対して、数３１の便利な近似
を見付けた。

【数３２】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　３２。

【００６９】Ｃ（ｕ）の形が、ｕ≧ｕ０に対してｕ２ξ
２≫１であるとき、数２９が

【数３３】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　３３により置き換えられることにより、示
される。一方、ｒ≫１に対して、　　　　θ＝Ｃ（ｒ）（ｒ−π／２）　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　３４したがって
、数３５により、

【数３５】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　３５Ｃ（ｒ）が定義される。

【００７０】１≦ｒ＜πに対して、数３０でＣ（ｒ）＝
１とする。これな一様な浸食のための方程式を作り出す
。この近似により、１≦ｒ＜πに対して一様な浸食を、
ｒ＞π／２に対して任意の浸食を与える経路を設計でき
る。

【００７１】数３２および数３５を用いて、幾つかの浸
食プロフィールに対するある浸食プを生成するのに必要
な磁石の形状を計算した。図１３のＡから図１３のＥは
、これらの計算結果を示す。各形状の中央線（図示せず
）は数２９により定義され、数３２および数３５により
近似化される。

【００７２】図１３のＡ乃至図１３のＥの第１欄は予め
選択された浸食プロフィールを示す。第３欄は第１欄の
予め選択された浸食プロフィールに対応する計算された
磁石の形を示す。数３２および数３５が磁石の中央線を
決定するために使われた。付録１は図１３のＡの一定な
浸食プロフィールに対応し、図１３のＢおよび図１３の
Ｃに対応する中央線を計算するために適したコンピュー
タプログラムのリストを示す。

【００７３】第２欄は上述したように、図４のＣを構成
するために使用したテクニックにより得られた浸食プロ
フィールのグラフ化したシュミレーションを示す。設計
の示すプロフィール（第１欄）とグラフから得られたプ
ロフィール（第２欄）とは非常によく一致する。磁石の
形は一見したところ非常に似ているが、注意して見ると
、異なる浸食を引き起こす重要な違いがある。

【００７４】予め選択された浸食プロフィールを考えつ
つ磁石を設計できることは重要なことである。なぜなら
ば、スパッタされた膜が所定の性質を有するように、浸
食の形を予見し、かつ制御しながら変えることができる
からである。最も重要なことは、スパッタされる膜の性
質および質が選択されていることである。最適でない浸
食プロフィールが、それがより一様な膜になり、または
他の選択された深さ特性をもつ膜になるとき、好適なも
のとなる。

【００７５】浸食プロフィールを制御できることは、タ
ーゲットの高さおよびウェーハまでの距離をより小さく
して操作できるようになることである。特に、図９の磁
石配列により形成された一様な浸食プロフィールは、ウ
ェーハとターゲットとを近付けることができる。これは
、ガスの散乱を減少させ、スパッタリング速度を増加さ
せ、処理量が増加する。より大きなターゲットもまた、
スパッタ原子の側方損失がないので、利用できる。一様な浸食により、ターゲットと磁石との間の距離は、
ターゲットが浸食され、ターゲットの寿命中にスパッタ
リング源の電気的な性質が一定に支持されるように（図
示されていない装置により）。変えることができる。

【００７６】図９に示す磁石配列は、それを図３のＢに
示すスパッタリング源の従来の磁石組立体の適切な場所
に使用することにより試験された。この新しいスパッタ
リング源が０．２ミリトールと同じぐらい低い圧力で操
作しうることがわかった。５アンペア電流および５ミリ
トールの圧力で、静的なインピーダンスは約７０オーム
および動的なインピーダンスは約１５オームである。

【００７７】図１４はこの新しいスパッタリング源の測
定された浸食プロフィールを示し、その結果と図４のＡ
および図４のＢに関連して説明したシュミレーション技
術を用いて予測したプロフィールとを比較している。測
定浸食と予測浸食との間の一致は非常によい。

【００７８】前述した欧州特許第２１１４１２号および
特開昭６２−２１１１３７５号に示された実施例と比較
することは有益である。

【００７９】図１５のＡは欧州特許第２１１４１２号の
支持に従って構成された磁石を示す。図１５のＢはこの
ような磁石に対する計算された浸食のプロフィールを示
す。その浸食が、半径が非常に小さいところで一様でな
いことに注目すべきである。

【００８０】特開昭６２−２１１１３７５号は、次の数
３６　　　　ｒ＝ｌ−ａ＋２ａ│θ│π　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３６によ
り表されるハート形の閉曲線にそって配置された磁石が
一様な浸食（しかし膜の厚さは一様ではない）をもたら
すことを述べている。図１６のＡは、数３６と一様な浸
食に対して導いた数２３とを比較している。これらの曲
線は、それらが実質的に異なる浸食パターンにならしめ
るように異なるものである。図１７は平坦な数２３の浸
食プロフィールおよび数３６に対応する浸食プロフィー
ル（これは一定ではなく、実際にＲの同じ範囲にわたっ
て約４８％変化している）を示す。

【００８１】上述のよに与えられた構成において、ター
ゲットは平坦である。しかし、上述の構成は非平坦なも
のの場合にも拡張することができる。図１８は、凹状の
ターゲットに対する本発明のマグネトロンスパッタリン
グ装置の一実施例の断面図を示す。

【００８２】図１８に示すマグネトロンスパッタリング
源４４は矢印Ａにより示されるように、軸線５０に関し
シャフト５３を回転させるモータを含む。シャフト５３
はそれに付設された磁石配列組立体ハウジング５１を支
持する。磁石配列組立体５２（図１９）はハウジング５
１を含む。

【００８３】ターゲット（カソード）４７は（ウェーハ
Ｗから見て）凹状ディスクの形をし、負の高電圧源（図
示せず）に接続されている。真空チェンバ（図示せず）
に取り付けられたプラズマシールド５２は電気的にアー
スされ、アノードとして機能する。ターゲット４７は受
け板４８に接着されている。受け板４８は、ハウジング
５６に取り付けられ、ターゲット４７を支持している。ハウジング５６は受け板４８と一緒になって、ターゲッ
トを冷却する水路を保持するための液密なチェンバを形
成する。スパッタリング源４４は、図１に関連して説明
した不活性ガスを導入する手段を有する真空チェンバ（
図示せず）内に含まれる。ウェーハＷは、ウェーハＷの
コートされるべき上面Ｗａがターゲット４７の下にあり
、ウェーハｗの中心が凹状ターゲットの中心に整合する
ように、真空チェンバに取り付けられたウェーハ支持体
（図示せず）により支持されている。軸線Ａはウェーハ
の表面に垂直である。

【００８４】動作において、モータ４６は、ハウジング
５１および全磁石配列組立体５２が軸線５０（図１９で
ｚ軸である）のまわりを回転するようにシャフト５３を
回転させる。

【００８５】図１９は、図１８に示すスパッタリング源
の部分斜視図を示す。この構成において、磁石配列組立
体５２は幅ｗが一定でターゲットの回転面と共形である
。

【００８６】図１８および図１９に示されているように
、ポールピース（保護器）６１および６２が、ターゲッ
ト４７の表面の後で、（その表面に垂直方向にそって測
定して）一定の距離ｄに配置され、かつ保護器（図１９
を参照）のターゲット４７の凹状表面への法線方向の投
影（ターゲットの表面に垂直方向）６１′および６２″
がターゲットの表面上で中央線に垂直な方向に測定して
、ターゲットの表面上の中央線から等間隔離れるように
、中央線から等間隔離れている。

【００８７】ポールピース（保護器）６１および６２は
支持プレート７０に取り付けられ、支持プレート７０な
らびに保護器６１および６２およびそれらの間の磁石Ｍ
がターゲット４７の表面と共形である。ターゲット４７
の表面は、ｚ＝ｆ（Ｒ）の形に表せる（ここでＲ＞０に
対してｆ（Ｒ）＞０）回転面とする。図２０はターゲッ
ト４７の表面上の中央線の投影方程式を導出するために
有用なターゲット４７の表面上の拡大領域６０を示す。

【００８８】ターゲット４７の表面上の三角形ＡＣＤか
ら、ｔａｎα≒Ｗ／ＡＤである（ここでＡＤはＡからＤ
までの弧の長さを示す）。

【００８９】Ｌ＝ＡＣ（ＡＣはＡからＣまでの弧の長さ
を示す）とすると、　　ｔａｎα≒ｗ／√（Ｌ２−ｗ２）　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３７と
なる。

【００９０】一方、ターゲット４７の表面上の三角形Ａ
ＰＢから、ｔａｎα≒ＰＢ／ＲΔθ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　３８（ここでＰＲは線分ＰＢを示す）である。

【００９１】ＰＢ＝ΔＲ／ｃｏｓβ（βはＲｚ平面から
の表面の角度である）であるから、ｔａｎα≒ΔＲ／（
ｃｏｓβ）Δθとなる。Δθ→０という極限を取ると、
α＝ｄＲ／ｃｏｓβｄθ　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３９とな
る。したがって、数３７および数３９を比較すると、

【数４０】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　４０となり、

【数４１】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　４１となる。

【００９２】一様な浸食（ターゲット４７の表面に垂直
に測定して）の条件に対して、　　Ｌ／Ｒ＝Ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　４２とする（ここでＣは定数を示す）。

【００９３】Ｒ０を最小の半径の値として、　　Ｒ０＝
ｗ／Ｃ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４
３と定義する。

【００９４】前に、正規化したように、　　ｒ＝Ｒ／Ｒ
０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４４か
ら　　ｄｒ＝ｄＲ／Ｒ０　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　４５となり、数４１は、

【数４６】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　４６となる。

【００９５】ｔａｎβ≒Δｚ／Δｒで、ｚがｒの微分可
能な関数とすると、ｔａｎβ＝ｄｚ／ｄｒとなる。

【００９６】数４６で、１＋ｔａｎ２β＝ｓｅｃ２βを
使うと、

【数４７】となり、したがって、

【数４８】　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　４８となる（ここでＣは積分定数であ
る）。

【００９７】前で行ったように、対称性を使い、数４８
により定義した曲線部分を利用するターゲットの表面上
に閉曲線を作る。

【００９８】たとえば、数４８のＣの値をまず選択し、
たとえばＣ＝０として閉じた中央線を作る。つぎに、θ
を０≦θ≦πの範囲に限定することにより、中央線の半
分を作る。中央線の他の半分は対称を取ることにより得
られる。

【００９９】最大の浸食は、磁力線の接線がターゲット
の表面の接線に平行であるところで生じる。これは磁気
手段の中央線と定義される。

【０１００】前で行ったように、数４８は、どの所望の
浸食プロフィールξ（ｒ）をも形成するための磁石配列
の中央線を得るために一般化することができ（ここで、
その浸食はターゲット表面に垂直に測定する）、

【数４
９】となる。

【０１０１】図２１はターゲットの表面が凸状（ウェー
ハｗから見て）である場合の曲げられた実施例を示す。この実施例は、シャフト６３がシャフト５３よりも長く
、ターゲット６７および受け板６８が凹状の回転表面で
、磁石ハウジング６１およびそこに含まれる磁石配列が
ターゲット６７と共形であることを除き、図１８の実施
例と同様に構成される。図２２は、ターゲット７７の凹
状表面が厳格にどこでも凹状である必要ながない場合の
実施例を示す。

【０１０２】皿状（凹状または凸状）のターゲットは平
坦、すなわち平らなターゲットに勝る利点を有している
。より一様なウェーハカバレージは、ターゲットの不一
様な浸食を利用すれば、皿状ターゲットにより可能であ
る。このことは、より大きなサイズのウェーハにターゲ
ットの直径を増加させることなくコートできるという非
常に優れた改良点となる。皿状のターゲットを用いて、
ウェーハをプラズマから遠くに移し、そのウェーハのプ
ラズマによる損傷を減少させることができる。また、平
らでない対象をコートするときは、その対象の形と共形
となる、曲面を描くターゲットにより、より一様なコー
ティングをすることができる。スパッタ粒子の角度を利
用することで、特に半径のより大きいところで、改良さ
れたステップカバレージをなしえる。より大きなターゲ
ットの利用もまた可能で、このことはターゲットを再配
置するための無駄な時間を減少させる。

【０１０３】皿状ターゲットもまた、大径のターゲット
に対し特に重要な機械的利点をもつ。皿状ターゲットは
平坦なウェーハと比較して、非常に堅固なものとなる。ターゲットは真空または水圧のためその重さを支えなけ
ればならない。この付加された強さにより、ターゲット
が非常に薄くなるまでターゲットの寿命がもつことから
、ターゲットを十分に利用することができる。通常、タ
ーゲットは、受け板に接着させて使用される。この設計
に伴う問題は、ターゲットと受け板との接着がターゲッ
トの加熱により駄目になることである。皿状のターゲッ
トを用いるとき、ターゲットが加熱され、膨張したとき
、接着の強度が増加し、ターゲットが受け板により機械
的に保持されるように、その接着を設計することができ
る。

【０１０４】ここで説明してきた本発明の実施例は例示
であり、限定するためのものではなく、当業者であれは
上記開示からいろいろな変形、変更をなしうること明ら
かである。

【図面の簡単な説明】

【図１】平坦な固定マグネトロンを含む従来技術のスパ
ッタリング装置の略示斜視図を示す。

【図２】図１に含まれるターゲットの下に配置された磁
石を示す。

【図３】回転磁石組立体を含む従来技術のスパッタリン
グ装置の略示図（図３のＡ）およびスパッタリング源に
より生成される浸食プロフィール（図３のＢ）を示す。

【図４】固定の環状磁気形状により生じたターゲット上
の浸食領域（図４のＡ）、図４のＡの磁気組立体により
生成される静止浸食プロフィール（図４のＢ）、および
図４のＡに示された磁気形状の回転により生成された浸
食プロフィール（図４のＣ）を示す。

【図５】一様でない幅ｗをもち、数Ｅ（Ｒ）＝ｋΣＬ（
Ａｒｃ（Ｒ））／Ｒ＝Ｋ（ここでＫは定数）を満たす浸
食領域のための幾何学的構成を示す。

【図６】一定の幅をもち、経路の中央線の方程式を導出
する関連した量をもつ経路要素を示す。

【図７】数２２の解のグラフ（図７のＡ）、図７のＡに
示す曲線部分を軸線に関して鏡像を取ることにより、図
７のＡの曲線から得られた閉ループ曲線（図７のＢ）、
ならびに幅が一定でなくなるθ＝０およびθ＝πの比較
的小さな領域を除き、閉ループ曲線の上部分および下部
分を中央にして一定幅の経路を有する、図７のＢの拡大
図を示す。

【図８】磁石の中央線の場所を示す、他の多葉形の実施
例を示す。

【図９】本発明の一の実施例（図９のＡ）、および図９
のＡの実施例により生じた浸食プロフィール（図９のＢ
）を示す。

【図１０】図９の実施例における磁場を示す。

【図１１】渦電流の測定のために使用される環状の磁石
配列（図１１のＡ）、および図１１のＡの磁石の回転中
におけるＡ−Ｈのより示された場所での渦電流の効果を
示す（図１１のＢ）。

【図１２】環状の磁石配列（図１３のＡ）、および図１
３のＡに示した場所Ａ−Ｃの関数とした、図１３のＡの
磁石配列の回転による渦電流の効果を示す（図１２のＢ
）。

【図１３】予め選択された浸食プロフィールに対応した
本発明の磁気手段の中央線に対する他の実施例を示す（
図１３のＡから図１３のＥ）。

【図１４】予測したプロフィールと比較した図９の実施
例の測定浸食プロフィールを示す。

【図１５】欧州特許第２１１４１２号の開示にしたがっ
て構成された磁石手段（図１５のＡ）、および図１５の
Ａの磁石構造の計算された浸食プロフィールを示す。

【図１６】ここで示した一様な浸食に対する方程式と特
開昭６２ー２１１３７５号により示された一様な浸食に
対する方程式との比較を示す。

【図１７】図１６に示した二つの曲線に関連した浸食プ
ロフィールの比較を示す。

【図１８】凹状のターゲット表面を有する本発明の実施
例の断面を示す。

【図１９】図１８の部分拡大図を示す。

【図２０】図１９の部分拡大図を示す。

【図２１】凸状のカソード表面を有する本発明の実施例
を示す。

【図２２】カソード表面が厳格に凹状でない本発明の実
施例を示す。

【符号の説明】

１７　　　　ターゲット１８　　　　受け板２１　　　　磁石組立体２８　　　　チェンバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マグネトロンスパッタリング装置であって
、真空チェンバと、該真空チェンバ内に凹状の正面を有
し、該正面が回転表面であるターゲットを保持する手段
と、前記ターゲットの前記正面全体にわたって磁場を生
じさせる、回転可能な磁気手段と、から成り、少なくと
も前記磁気手段の正規化された中央線の第１の部分が、
数１により【数１】表されるように前記磁気手段が形状付けられ、ここでξ
（ｒ）が前記磁気手段の回転の間に前記ターゲットに生
ずべき予め選択され、正規化された浸食プロフィールで
あり、ｚ（ｒ）が前記回転表面を定義し、Ｃが選択され
た定数で、θが選択された範囲をもつ、ことを特徴とす
るマグネトロンスパッタリング装置。
【請求項２】請求項１のマグネトロンスパッタリング装
置であって、前記予め選択された浸食プロフィールξ（
ｒ）が定数で、前記第１の部分が、数２により【数２】表され、ここでＣが選択された定数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。
【請求項３】請求項１のマグネトロンスパッタリング装
置であって、前記中央線が閉曲線を形成し、前記曲線が
各部分が、Ｃの選択された値およびθの選択された範囲
に対する数１により表される、ことを特徴とするマグネ
トロンスパッタリング装置。
【請求項４】請求項１のマグネトロンスパッタリング装
置であって、前記中央線の第２の部分が前記第１の部分
に関して対称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。
【請求項５】請求項１のマグネトロンスパッタリング装
置であって、第１および第２のポールピースを有し、該
ポールピースのそれぞれが、前記磁気手段により生じた
磁場を前記第１の部分にそって一様に分布させるために
、前記第１の部分から一様に離され、前記部分の大部分
にわたって位置する、ことを特徴とマグネトロンスパッ
タリング装置。
【請求項６】請求項５のマグネトロンスパッタリング装
置であって、前記保持手段が柔軟である、ことを特徴と
するマグネトロンスパッタリング装置。
【請求項７】マグネトロンスパッタリング装置であって
、真空チェンバと、該真空チェンバ内に凸状の正面を有
し、該正面が回転表面であるターゲットを保持する手段
と、前記ターゲットの前記正面全体にわたって磁場を生
じさせる、回転可能な磁気手段と、から成り、少なくと
も前記磁気手段の正規化された中央線の第１の部分が、
数３により【数３】表されるように前記磁気手段が形状付けられ、ここでξ
（ｒ）が前記磁気手段の回転の間に前記ターゲットに生
ずべき予め選択され、正規化された浸食プロフィールで
あり、ｚ（ｒ）が前記回転表面を定義し、Ｃが選択され
た定数で、θが選択された範囲をもつ、ことを特徴とす
るマグネトロンスパッタリング装置。
【請求項８】請求項７のマグネトロンスパッタリング装
置であって、前記予め選択された浸食プロフィールξ（
ｒ）が定数で、前記第１の部分が、数４により【数４】表され、ここでＣが選択された定数である、ことを特徴
とするマグネトロンスパッタリング装置。
【請求項９】請求項７のマグネトロンスパッタリング装
置であって、前記中央線が閉曲線を形成し、前記曲線が
各部分が、Ｃの選択された値およびθの選択された範囲
に対する数１により表される、ことを特徴とするマグネ
トロンスパッタリング装置。
【請求項１０】請求項７のマグネトロンスパッタリング
装置であって、前記中央線の第２の部分が前記第１の部
分に関して対称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。
【請求項１１】請求項７のマグネトロンスパッタリング
装置であって、第１および第２のポールピースを有し、
該ポールピースのそれぞれが、前記磁気手段により生じ
た磁場を前記第１の部分にそって一様に分布させるため
に、前記第１の部分から一様に離され、前記部分の大部
分にわたって位置する、ことを特徴とマグネトロンスパ
ッタリング装置。
【請求項１２】請求項１１のマグネトロンスパッタリン
グ装置であって、前記保持手段が柔軟である、ことを特
徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
【請求項１３】マグネトロンスパッタリング装置であっ
て、真空チェンバと、凹状の正面、および背面を有する
、前記真空チェンバ内のカソード、前記正面全体にわた
って磁場を形成し、前記背面の後方に配置される回転可
能な磁気手段と、から成るマグネトロンスパッタリング
装置。
【請求項１４】請求項１３のマグネトロンスパッタリン
グ装置であって、前記回転可能な磁気手段が前記凹状正
面と共形の部分を有することを特徴とするマグネトロン
スパッタリングス装置。
【請求項１５】請求項１３のマグネトロンスパッタリン
グ装置であって、前記カソードが前記真空チェンバの壁
の一部を形成する凹状部分を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。
【請求項１６】マグネトロンスパッタリング装置であっ
て、真空チェンバと、凸状の正面、および背面を有する
、前記真空チェンバ内のカソード、前記正面全体にわた
って磁場を形成し、前記背面の後方に配置される回転可
能な磁気手段と、から成るマグネトロンスパッタリング
装置。
【請求項１７】請求項１６のマグネトロンスパッタリン
グ装置であって、前記回転可能な磁気手段が前記凸状正
面と共形の部分を有することを特徴とするマグネトロン
スパッタリングス装置。
【請求項１８】請求項１７のマグネトロンスパッタリン
グ装置であって、前記カソードが前記真空チェンバの壁
の一部を形成する凸状部分を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。