WO2008059814A1

WO2008059814A1 - Electrode de pulvérisation de magnétron et dispositif de pulvérisation muni de l'électrode de pulvérisation de magnétron

Info

Publication number: WO2008059814A1
Application number: PCT/JP2007/071965
Authority: WO
Inventors: Yasuhiko Akamatsu; Tatsunori Isobe; Makoto Arai; Jyunya Kiyota; Takashi Komatsu
Original assignee: Ulvac, Inc.
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2008-05-22
Also published as: US8172993B2; TWI470102B; TW200900523A; KR101117105B1; KR20090078827A; US20100051454A1

Description

明細書

マグネトロンスパッタ電極及びマグネトロンスパッタ電極を備えたスパッタリング装置

技術分野

[0001] 本発明は、マグネトロンスパッタリング方式で処理基板上に所定の薄膜を形成するング装置に関する。

背景技術

[0002] この種のスパッタリング装置では、例えば矩形のターゲットの前方 (スパッタ面側）にトンネル状の磁束を形成するために磁石組立体が設けられている。そして、ターゲットに負の直流電圧または交流電圧を印加してターゲットをスパッタリングする際、ターゲット前方で電離した電子及びスパッタリングによって生じた二次電子を捕捉してタ一ゲット前方での電子密度を高め、これらの電子と真空チャンバ内に導入される希ガスのガス分子との衝突確率を高めることでプラズマ密度を高めている。これにより、例えば処理基板の著しい温度上昇を伴うことなく成膜速度を向上できる等の利点があり、処理基板上に金属膜等を形成することによく利用されている。

[0003] この種のスパッタリング装置に組み込まれる磁石組立体としては、ターゲットに平行に設けた支持板（ヨーク）と、この支持板の上面略中央に、その長手方向に沿って線状に配置した中央磁石と、この中央磁石の周囲を囲うようにターゲット側の極性をかえて配置した周辺磁石とから構成したものが知られている（特許文献 1)。

特許文献 1 :特開 2004— 278502号公報 (例えば、従来技術の欄参照）。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0004] ところで、上記スパッタリング装置を用いてスパッタリングする際、ターゲットの前方にレーストラック状に発生したプラズマ中の電子は、中央磁石と周辺磁石とのターグット側の極性に応じて、このレーストラックに沿って時計周りまたは半時計回りに運動している。そして、ターゲットの端部まで来ると、電磁場によって曲げられて向きを変える力向きを変える際に惰性的な運動が残ることから、電子がターゲット端側に飛び出す。

[0005] この惰性的な運動によってターゲット端側に電子が飛び出すと、プラズマが局所的に拡がってターゲットの侵食領域がターゲット端側に延びることで、放電が不安定になって良好な薄膜形成が阻害される虞がある。また、スパッタリングの進行に伴うターゲットの侵食領域を均一にするために、磁石組立体をターゲットに沿って水平に往復動させる場合、上記電子の飛び出しを考慮すると、磁石組立体の大きさや移動量を小さくする必要があり、これでは、却って非侵食領域が大きくなつてターゲットの利用効率が悪くなる。

[0006] そこで、上記点に鑑み、本発明の課題は、ターゲットの外周縁部を均等に侵食でき、良好な薄膜形成が可能であり、その上、ターゲットの利用効率を高くできるマグネトロンスパッタ電極及びマグネトロンスパッタ電極を備えたスパッタリング装置を提供するこどにめる。

課題を解決するための手段

[0007] 上記課題を解決するために、請求項 1記載のマグネトロンスパッタ電極は、処理基板に対向して配置されるターゲットの後方に磁石組立体を備え、この磁石組立体は、長手方向に沿って線状に配置した中央磁石と、中央磁石の周囲を囲うように配置した周辺磁石とをターゲット側の極性をかえて有し、この磁石組立体の長手方向端部において中央磁石と周辺磁石との間でトンネル状に発生した各磁束のうち磁場の垂直成分が 0となる位置を、一定の範囲で中央磁石側にシフトさせたことを特徴とする。

[0008] 本発明によれば、磁場の垂直成分が 0となる位置を、一定の範囲で中央磁石側に局所的にシフトさせたため、この前記磁場の垂直成分が 0となる位置をシフトさせた範囲を、電子の飛び出しが生じる箇所に対応させておけば、電子がターゲットの端部まで来て電磁場で曲げられて向きを変えるときに惰性的な運動が残っても、ターゲット端側に飛び出さず、プラズマが局所的に拡がることを防止できる。その結果、スパッタリングの際に安定して放電させることができ、良好な薄膜形成が可能になる。

[0009] 前記磁場の垂直成分が 0となる位置をシフトさせた範囲は、中央磁石の一側でかつこの中央磁石の両端部で互い違いに存することがよい。これにより、例えば、磁石組立体を往復動させる場合に、その往復動方向で惰性的な運動によってターゲット端側に電子が飛び出す箇所のみ磁場の垂直成分が 0となる位置を電子の飛び出し方向と反対側にシフトさせ、ターゲットの外周縁部でのスパッタリングの進行に伴うターゲットの侵食領域を均一にでき、磁石組立体の移動距離を大きくできる。

[0010] ここで、前記磁場の垂直成分が 0となる位置を一定の範囲でシフトさせるには、例えば、中央磁石または周辺磁石の少なくとも一方の磁力を局所的に強弱させればよい

[0011] 前記中央磁石のうち長手方向両端部の側面に所定の長さの磁気シャントを取付ければ、中央磁石のうち磁気シャントを設けた範囲の磁力が局所的に弱まって、磁石組立体自体の形態を変更することなぐ上記電子の飛び出し方向と反対側に磁場の垂直成分が 0となる位置を一定の範囲でシフトさせることができてよい。

[0012] また、前記周辺磁石は、前記中央磁石両側で平行に延びる直線部及び両直線部相互間を橋渡す折り返し部から構成され、前記中央磁石と周辺磁石の各直線部とが等間隔で、かつ、前記磁石組立体の長手方向両端部で中央磁石と各直線部との間隔を磁石組立体の中央領域におけるものより狭くし、前記磁場の垂直成分が 0となる位置をシフトさせる構成を採用してもよい。

[0013] この場合、ターゲット側の極性に応じて、前記直線部の一方及び中央磁石の両端部を、他方の直線部側に移動させて前記間隔を狭くし、前記両端部が回転対称であれば、上記と同様、磁石組立体を往復動させる場合に、その往復動方向で惰性的な運動によってターゲット端側に電子が飛び出す箇所のみ、磁場の垂直成分が 0となる位置を一定の範囲で電子の飛び出し方向と反対側にシフトさせることができ、ターグットの外周縁部でのスパッタリングの進行に伴うターゲットの侵食領域を均一にできる

[0014] ここで、上記のように、直線部の一方及び中央磁石の両側の一部を他方の直線部側に移動させて前記間隔を狭くした場合、これに起因して、電子の飛び出し方向と反対側に位置する磁場の垂直成分が 0となる位置が局所的にターゲット端側にシフトする場合があり、これでは、レーストラック状に発生したプラズマの一部がターゲット端側に拡がる。このため、前記中央磁石の両端部のうち、他方の直線部側の側面に磁気シャントを設ければ、中央磁石のうち磁気シャントを設けた箇所の磁力が局所的に弱まって、上記電子の飛び出し方向に、磁場の垂直成分が 0となる位置を一定の範囲でシフトさせる再補正ができてよ!/、。

[0015] 他方、垂直成分が 0となる位置を再補正するために、上記に加えてまたは上記にかえて、前記他方の直線部のうち、磁石組立体の長手方向の両端部に対向する部分の少なくとも一部を、中央磁石側に移動させてもよい。

[0016] また、前記他方の直線部のうち、磁石組立体の長手方向の両端部に対向する部分の少なくとも一部の上面に、補助磁石を追加して、周辺磁石の一部の磁力を局所的に強めて、上記電子の飛び出し方向に磁場の垂直成分が 0となる位置をシフトさせて再ネ甫正するようにしてあよレヽ。

[0017] 前記磁石組立体を、ターゲットの裏面に沿って平行に往復動させる駆動手段を備えておけば、ターゲットの外周縁部でのスパッタリングの進行に伴うターゲットの侵食領域を均一にできることから、磁石組立体の移動距離を大きくでき、その結果、ターゲットの高レ、利用効率が達成できる。

[0018] また、上記課題を解決するために、請求項 11記載の発明は、請求項 1乃至請求項

10記載のマグネトロンスパッタ電極を真空排気可能なスパッタ室内に配置し、スパッタ室内に所定のガスを導入するガス導入手段と、ターゲットへの電力投入を可能とするスパッタ電源とを設けたことを特徴とする。

発明の効果

[0019] 以上説明したように、本発明のマグネトロンスパッタ電極及びこのマグネトロンスパッタ電極を備えたスパッタリング装置では、ターゲットの外周縁部を均等に侵食できてタ一ゲットの利用効率が高ぐその上、放電を安定させて良好な薄膜形成が可能になるという効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態

[0020] 図 1を参照して説明すれば、 1は、本発明のマグネトロンスパッタ電極 Cを有するマグネトロン方式のスパッタリング装置（以下、「スパッタ装置」という）である。スパッタ装置 1は、例えばインライン式のものであり、ロータリーポンプ、ターボ分子ポンプなどの真空排気手段（図示せず)を介して所定の真空度に保持できるスパッタ室 11を有する。スパッタ室 11の上部空間には基板搬送手段 2が設けられている。基板搬送手段 2は、公知の構造を有し、例えば、処理基板 Sが装着されるキャリア 21を有し、駆動手段を間欠駆動させて、後述するターゲットと対向した位置に処理基板 Sを順次搬送できる。

[0021] スパッタ室 11にはガス導入手段 3が設けられている。ガス導入手段 3は、マスフローコントローラ 31を介設したガス管 32を通じてガス源 33に連通し、アルゴンなどのスパッタガスや反応性スパッタリングの際に用いる反応ガスがスパッタ室 11内に一定の流量で導入できる。反応ガスとしては、処理基板 S上に成膜しょうとする薄膜の組成に応じて選択され、酸素、窒素、炭素、水素を含むガス、オゾン、水若しくは過酸化水素またはこれらの混合ガスなどが用いられる。スパッタ室 11の下側には、マグネトロンスパッタ電極 Cが配置されて!/、る。

[0022] マグネトロンスパッタ電極 Cは、スパッタ室 11を臨むように設けた略直方体（上面視で長方形）の一枚のターゲット 41を有する。ターゲット 41は、 A1合金、 Moや ITOなど処理基板 S上に成膜しょうとする薄膜の組成に応じて公知の方法でそれぞれ作製され、スパッタ面 411の面積が処理基板 Sの外形寸法より大きく設定されている。ターゲット 41はまた、スパッタリング中、ターゲット 41を冷却するバッキングプレート 42にィゲット 41を接合した状態で、ターゲット 41のスパッタ面 411を処理基板 Sと対向するように絶縁板 43を介してマグネトロンスパッタ電極 Cのフレーム 44に装着される。ターゲット 41を装着したとき、ターゲット 41の周囲には、グランド接地されたアノードとしての役割を果たすシールド（図示せず）が取付けられる。

[0023] マグネトロンスパッタ電極 Cは、ターゲット 41の後方（スパッタ面 411と反対側）に位置して磁石組立体 5を有する。磁石組立体 5は、ターゲット 41の長手方向に沿ってその両側に延出するように形成した支持板（ヨーク） 51を有する。支持板 51は、磁石の吸着力を増幅する磁性材料製の平板力構成される。また、支持板 51上には、支持板 51の長手方向に延びる中心線上に位置させて配置した中央磁石 52 (例えば、タ一ゲット 41側の極性が S)と、この中央磁石 52の周囲を囲うように、支持板 51の上面外周に沿って環状に配置した周辺磁石 53 (ターゲット 41側の極性が N)とがターゲット 41側の極性をかえて設けられている。

[0024] 周辺磁石 53は、中央磁石 52に沿って平行に延びる直線部 53a、 53bと、両直線部 53a、 53bの相互間を橋渡す長手方向両側の各折り返し部 53cとから構成されている。この場合、中央磁石 52と両直線部 53a、 53bとの間の間隔は一定であり、また、中央磁石 52の同磁化に換算したときの体積をその周囲を囲う周辺磁石 53の同磁化に換算したときの体積の和力周辺磁石：中心磁石：周辺磁石 = 1 : 2 : 1 (図 1参照）程度になるように設計される。これにより、ターゲット 41の前方 (スパッタ面 411側）に、釣り合った閉ループのトンネル状の磁束がそれぞれ形成され、ターゲット 41の前方で電離した電子及びスパッタリングによって生じた二次電子を捕捉することで、ターグット 41前方での電子密度を高くしてプラズマ密度を高くできる。

[0025] そして、処理基板 Sを、ターゲット 41と対向した位置に搬送し、ガス導入手段 3を介して所定のスパッタガスや反応ガスを導入した後、ターゲット 41に接続したスパッタ電源（図示せず）を介して、負の直流電圧または高周波電圧を印加すると、処理基板 S 及びターゲット 41に垂直な電界が形成され、ターゲット 41の前方に、レーストラック状のプラズマが発生してターゲット 41がスパッタリングされることで処理基板 S上に所定の薄膜が形成される。

[0026] 上記磁石組立体 5では、中央磁石 52や周辺磁石 53の上方におけるプラズマ密度は低くなり、その周辺と比較して、スパッタリングの進行に伴うターゲット 41の侵食量が少なくなる。このため、支持板 51の横幅をターゲット 41の幅より小さく定寸すると共に、ェアーシリンダやモータなどの駆動手段 6を設け、駆動手段 6の駆動軸 61に磁石組立体 5を取付けた。そして、スパッタリング中、ターゲット 41の幅方向（中央磁石 5 2の長手方向と直角な方向）に沿った水平な 2箇所の位置で磁石組立体 5を平行に往復動させてトンネル状の磁束の位置を変えるようにしている。これにより、ターゲット 41の外周縁部を含むその全面に亘つて略均等に侵食でき、さらには二次元的な往復動によってターゲット 41の利用効率をさらに高めることができる。

[0027] ここで、上記説明した磁石組立体の構成では、ターゲット 41の前方にレーストラック状のプラズマを発生させたとき、中央磁石のターゲット 41側の極性を S、周辺磁石のターゲット 41側の極性を Nとすると、プラズマ中の電子は、ターゲット 41の裏側から見た場合、レーストラック T1に沿って時計周りに運動している。そして、ターゲット 41の端部まで来ると、電磁場によって曲げられて向きを変えるが、向きを変える際に惰性的な運動が残ることから、電子がターゲット 41端側に飛び出し、レーストラック状のプラズマの一部が局所的にターゲット 41端側に拡がる（図 2 (a)に示すように、例えばタ一ゲット 41の左下側では下方向（X方向）に飛び出し、他方、図示しないターゲット 4 1の右上側では上方向に飛び出すようになる）。

[0028] このような状態で磁石組立体を往復動させた場合、ターゲット 41の侵食領域 E1の一部が、局所的にターゲット 41端側まで延び（図 2 (b)で符号 Rで示す領域）、放電が不安定になって良好な薄膜形成が阻害される。このような電子の飛び出しを考慮すると、磁石組立体 5の大きさや移動量を小さくすることが考えられるが、これでは、却って非侵食領域が大きくなり、ターゲット 41の利用効率が悪くなる。

[0029] そこで、図 3 (a)に示すように、第 1の実施の形態の磁石組立体 5においては、中央磁石 52の両端部のうち、電子の飛び出し方向 Xに位置する側面に板状の磁気シャント 7を設けた（つまり、中央磁石の両端部の互!/、違!/、の側面に磁気シャント 7が取付けられる）。この場合、例えば、ターゲット 41が 200 X 2500mmの寸法を有するとき、ターゲット 41端から 100〜250mmの範囲の位置で、最大 20mm程度の電子の飛び出しが発生することから、このような場合には、中央磁石 52の両端から所定の長さ（磁石組立体 5の長手方向両端から 350mmまでの長さ）で磁気シャント 7を設ければよい。

[0030] 磁気シャント 7としては、最大透磁率が高くかつ剛性を有する材料であればよぐ例えば、 SUS430などの磁性を有するステンレス、磁場の減衰効果を高められる純鉄、ニッケルなどの金属、パーマロイ、スーパーマロイなどの透磁率の高いァロイを用いることができ、その厚さは、 1. 0〜5. Ommの範囲に設定される。

[0031] これにより、中央磁石 52のうち磁気シャント 7を設けた範囲の磁力が局所的に弱まることで、磁石組立体 5自体の形態を変更することなぐ中央磁石 52と周辺磁石 53との間でトンネル状に発生した各磁束のうち、磁気シャント 7を設けた中央磁石 52と一方の直線部 53aとの間の領域に位置するものの磁場の垂直成分が 0となる位置 (最もプラズマが密度が高くなり、ターゲットのスパッタに寄与する位置）が、磁気シャント 7 の長さの範囲で中央磁石 52側に局所的にシフトする。即ち、磁場の垂直成分が 0となる位置をそれぞれ通るトラック状の線 L1をみると、この線 L1のうち、中央磁石 52の一側にかっこの中央磁石 52の両端で互い違いに位置する部分力 S、中央磁石 52側に局所的にシフトし、図 3 (b)に示すような線 L1となる。このため、ターゲット 41前方にプラズマを発生させた場合、電子がターゲット 41の端部まで来て電磁場で曲げられて向きを変えるときに惰性的な運動が残っても、ターゲット 41端側に飛び出すことが防止され、プラズマが局所的に拡がることはない。

[0032] その結果、ターゲット 41の外周縁部でのスパッタリングの進行に伴うターゲットの侵食領域 E2をターゲット 41の長手方向に沿って略線状にできると共に（図 3 (c)参照）、スパッタリングの際に安定して放電させることができ、良好な薄膜形成が可能になる。また、スパッタリング中、ターゲット 41の幅方向に沿って磁石組立体 5を往復動させても、磁石組立体 5のターゲットの移動距離を大きくできるため、ターゲット 41の外周縁部を含むその全面に亘つて略均等に侵食でき、ターゲット 41の利用効率をさらに高めること力 Sでさる。

[0033] 尚、上記第 1の本実施の形態では、磁石組立体 5自体の形態を変更せず、中央磁石 52または周辺磁石 53の少なくとも一方の磁力を局所的に強弱させるために、中央磁石 52の側面に磁気シャント 7を設けたものについて説明した力これに限定されるものではなぐ周辺磁石 53の一方の直線部 53aのうち、磁気シャント 7を設ける位置に対向する部分のみを、磁力の強い磁石に変更したり、または、その部分の上面に追加の磁石を取付けるようにして、局所的に周辺磁石 53の磁力を強くしてもよい。他方で、磁場の垂直成分が 0となる位置を中央磁石 52側に局所的にシフトするために磁石組立体 50を次のように構成してもよ!/、。

[0034] 図 4を参照して説明すれば、第 2の実施の形態に係る磁石組立体 50は、当該磁石組立体 50の長手方向の両端部において、中央磁石 52と周辺磁石 53の両直線部 5 3a、 53bとの間の間隔を一定に保持しつつ中央磁石 52と各直線部 53a、 53bとの間隔カ磁石組立体 50の中央領域におけるものより狭くなると共に、この間隔を狭くした磁石組立体 50の長手方向の両端部が回転対称となるように、即ち、中央磁石 52 のうち両端部 521、 522と、一方の直線部 53a (中央磁石の他端では他方の直線部 5 3b)の両端部 531、 532とを、電子の飛び出し方向 Xと反対側に位置する他方の直線部 53b (中央磁石の他端では一方の直線部 53a)側に段階的に移動させ、磁石組立体 5の中央領域での間隔 D1より、その長手方向両側に向かうに従い間隔 D2、 D3 が狭くなるようにしている。

[0035] ここで、上述したように、ターゲット 41が 200 X 2500mmの寸法を有するとき、ターゲット 41端から 100〜250mmの範囲の位置で、最大 20mm程度の電子の飛び出しが発生することから、磁石組立体 5の長手方向両端から 350mm程度の範囲を、磁石組立体 5の長手方向の両端部とし、この両端部において電子の飛び出し距離に応じた幅 (例えば、 30mm以下）で間隔 D2、 D3を狭くする。この場合、長手方向の両端力もの距離が 350mmより長くなると、非侵食領域が広がってしまう。

[0036] これにより、中央磁石 52と周辺磁石 53との間でトンネル状に発生した各磁束のうち、この間隔を局所的に狭くした領域に位置するものの磁場の垂直成分が 0となる位置 (最もプラズマが密度が高くなり、ターゲットのスパッタに寄与する位置）が一定の範で中央磁石 52側に局所的にシフトする。即ち、図 4 (b)に示すように、磁場の垂直成分力 SOとなる位置をそれぞれ通るトラック状の線 L2をみると、中央磁石 52の両端部 521 、 522と、一方の直線部 53aの両端部 531、 532とを、電子の飛び出し方向 Xと反対側に位置する他方の直線部 53b側に移動させることで、この移動させた領域で、線し 2のうち一方の直線部 53a側に位置するものが中央磁石 52側にシフトする。

[0037] このため、上記第 1の実施の形態と同様、ターゲット 41前方にプラズマを発生させたとき、電子がターゲット 41の端部まで来て電磁場で曲げられて向きを変えるときに惰性的な運動が残っても、ターゲット 41端側に飛び出すことが防止され、プラズマが局所的に拡がることはない。その結果、ターゲット 41の外周縁部でのスパッタリングの進行に伴うターゲットの侵食領域 E3をターゲット 41の長手方向に沿って略線状にできると共に（図 4 (c)参照）、スパッタリングの際に安定して放電させることができ、良好な薄膜形成が可能になる。また、スパッタリング中、ターゲット 41の幅方向に沿って磁石組立体 50を往復動させても、磁石組立体 50のターゲットの移動距離を大きくできるため、ターゲット 41の外周縁部を含むその全面に亘つて略均等に侵食でき、ターゲット 41の利用効率をさらに高めることができる。 [0038] ところで、上記のように磁石組立体 50を構成した場合、これに起因して、電子の飛び出し方向と反対側に存する、磁場の垂直成分が 0となる位置が一定の範囲で電子の飛び出し方向と反対側に局所的にシフトする場合がある。即ち、図 4 (b)に示すように、磁場の垂直成分が 0となる位置をそれぞれ通るトラック状の線 L2をみると、中央磁石 52及び一方の直線部 53aを移動させた領域で、線 L2のうち他方の直線部 53b 側に位置する範囲 Laが、電子の飛び出し方向 Xと反対側に膨らむようにシフトする。この場合、レーストラック状に発生したプラズマの一部がターゲット 41端側に拡がり、侵食領域 E3がターゲット 41端方向に若干延びる虞がある。このため、図 5 (a)に示すように、中央磁石 52のうち、他方の直線部 53b側に移動させた部分 522の側面に磁気シャント 71を設けることが好ましい。

[0039] これにより、中央磁石 52のうち磁気シャント 71を設けた箇所の磁力を局所的に弱めて、電子の飛び出し方向に、磁場の垂直成分が 0となる位置をシフトさせて上記膨らみが再補正される。つまり、線 L2のうち、他方の直線部 53bより外側に膨らんだ領域 Laが中央磁石 52側にシフトし、図 5 (b)に示すようなレーストラック状の線 L3となる。その結果、ターゲット 41の外周縁部でのスパッタリングの進行に伴うターゲット 41の侵食領域を、ターゲット 41の長手方向に沿ってより線状に均一にできる。

[0040] 磁気シャント 7としては、上記第 1の実施の形態と同様に、純鉄、ニッケルなどの金属、パーマロイ、スーパーマロイなどの透磁率の高いァロイを用いることができ、その厚さは、 1. 0〜5. Ommの範囲に設定され、例えば、直線部 53b側に移動させた部分 522のその全長に亘つて取付けられる。

[0041] 他方で、図 6に示すように、レーストラック状の線 L2の膨らみを再補正するために、上記に加えてまたは上記にかえて、前記他方の直線部 53bのうち、磁石組立体 5の長手方向の両端部に対向する部分の少なくとも一部 530を、好ましくは、線 L2の膨らんだ領域 Laに対応する部分を、中央磁石 52側に移動させてもよい。これにより、膨らみが中央磁石 52方向にシフトして再補正され、図 6 (b)に示すようなレーストラック状の L4となる。

[0042] さらに、図 7に示すように、レーストラック状の線 L2の膨らみを再補正するために、上記に加えてまたは上記にかえて、他方の直線部 53bのうち、磁石組立体の長手方向の両端部に対向する部分の少なくとも一部、好ましくは、線 L2の膨らんだ領域 Laに対応する部分の上面に、補助磁石 8を追加してもよい。これにより、補助磁石 8を設けた箇所の磁力を局所的に強めて、磁場の垂直成分が 0となる位置をシフトさせて上記膨らみが再補正される。

[0043] 尚、上記第 2の本実施の形態では、磁石組立体 50の作製を考慮して、中央磁石 5 2のうち両端咅 521、 522と、一方の直泉咅 53aの両端咅 531、 532とを他方の直泉部 53b側に段階的で移動させたものについて説明した力 S、これに限定されるものではなく、電子の飛び出し幅に応じて、磁石組立体 5の長手方向両端に向力、うに従い、間隔が連続して変化するようにしてもよい。

[0044] また、上記第 1及び第 2の両実施の形態では、一枚のターゲット 41を配置したマグネトロンスパッタ電極 Cについて説明した力 S、これに限定されるものではなぐ処理基板 Sに対し複数枚のターゲット 41を並設したものについて本発明を適用できる。複数枚のターゲット 41を並設した場合、惰性的な運動によって電子がターゲット端から外側に飛び出すと、隣接するターゲットに電子が飛び移って放電を不安定にするが、本発明を適用することで、電子の飛び移りが防止され、放電を安定させて良好な薄膜形成が可能になる。

図面の簡単な説明

[0045] [図 1]本発明のスパッタリング装置を模式的に説明する図。

[図 2] (a)は、従来の磁石組立体の構成を説明する図。（b)は、電子の飛び出しを説明する図。

[図 3] (a)は、第 1の実施の形態に係る磁石組立体の構成を説明する図。 (b)は、磁場垂直成分が 0となる位置を通るレーストラック状の線を説明する図。（c)は、スパッタリングの進行に伴うターゲットの侵食領域を説明する図。

[図 4] (a)は、第 2の実施の形態に係る磁石組立体の構成を説明する図。（b)は、レーストラックの補正を説明する図。（c)は、スパッタリングの進行に伴うターゲットの侵食領域を説明する図。

[図 5] (a)は、図 4に示す磁石組立体の変形例に係る構成を説明する図。（b)は、磁場垂直成分が 0となる位置を通るレーストラック状の線の位置の補正を説明する図。 [図 6] (a)は、図 4に示す磁石組立体の他の変形例に係る構成を説明する図。（b)は、磁場垂直成分が 0となる位置を通るレーストラック状の線の位置の補正を説明する図。

園 7] (a)及び (b)は、図 4に示す磁石組立体の他の変形例に係る構成を説明する図符号の説明

4411 タターーゲゲッットト

55、、 5500 磁磁石石,,袓袓立立体体

5522 中中心心磁磁石石

5533 周周辺辺磁磁石石

5533aa,, 5533bb 直直線線部部

5533cc 折折りり返返しし部部

SS 処処理理基基板板

Claims

請求の範囲

[1] 処理基板に対向して配置されるターゲットの後方に磁石組立体を備え、この磁石組立体は、長手方向に沿って線状に配置した中央磁石と、中央磁石の周囲を囲うように配置した周辺磁石とをターゲット側の極性をかえて有し、この磁石組立体の長手方向端部において中央磁石と周辺磁石との間でトンネル状に発生した各磁束のうち磁場の垂直成分が 0となる位置を、一定の範囲で中央磁石側にシフトさせたことを特徴

[2] 前記磁場の垂直成分が 0となる位置をシフトさせた範囲は、中央磁石の一側でかつこの中央磁石の両端部で互い違いに存することを特徴とする請求項 1記載のマグネトロンスパッタ電極。

[3] 中央磁石または周辺磁石の少なくとも一方の磁力を局所的に強弱させることを特徴とする請求項 1または請求項 2記載のマグネトロンスパッタ電極。

[4] 前記中央磁石のうち長手方向両端部の側面に所定の長さの磁気シャントを取付けことを特徴とする請求項 3記載のマグネトロンスパッタ電極。

[5] 前記周辺磁石は、前記中央磁石両側で平行に延びる直線部及び両直線部相互間を橋渡す折り返し部から構成され、前記中央磁石と周辺磁石の各直線部とが等間隔で、かつ、前記磁石組立体の長手方向両端部で中央磁石と各直線部との間隔を磁石組立体の中央領域におけるものより狭くし、前記磁場の垂直成分が 0となる位置をシフトさせたことを特徴とする請求項 1記載のマグネトロンスパッタ電極。

[6] 前記直線部の一方及び中央磁石の両端部を、他方の直線部側に移動させて前記間隔を狭くし、前記両端部が回転対称であることを特徴とする請求項 5記載のマグネトロンスパッタ電極。

[7] 前記中央磁石の両端部のうち、他方の直線部側の側面に磁気シャントを設けたことを特徴とする請求項 5または請求項 6記載のマグネトロンスパッタ電極。

[8] 前記他方の直線部のうち、磁石組立体の長手方向の両端部に対向する部分の少なくとも一部を、中央磁石側に移動させたことを特徴とする請求項 5乃至請求項 7のいずれ力、 1項に記載のマグネトロンスパッタ電極。

[9] 前記他方の直線部のうち、磁石組立体の長手方向の両端部に対向する部分の少なくとも一部の上面に、補助磁石を追加したことを特徴とする請求項 5乃至請求項 8 のいずれ力、 1項に記載のマグネトロンスパッタ電極。

[10] 前記磁石組立体を、ターゲットの裏面に沿って平行に往復動させる駆動手段を備えたことを特徴とする請求項 1乃至請求項 9のいずれか 1項に記載のマグネトロンスパッタ電極。

[11] 請求項 1乃至請求項 10記載のマグネトロンスパッタ電極を真空排気可能なスパッタ室内に配置し、スパッタ室内に所定のガスを導入するガス導入手段と、ターゲットへの電力投入を可能とするスパッタ電源とを設けたことを特徴とするスパッタリング装置