WO2012053174A1 - マグネトロンスパッタリング装置、マグネトロンスパッタリング装置の制御方法、及び成膜方法 - Google Patents

マグネトロンスパッタリング装置、マグネトロンスパッタリング装置の制御方法、及び成膜方法 Download PDF

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magnet
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徳生 吉田
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シャープ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a magnetron sputtering apparatus, a control method of a magnetron sputtering apparatus, and a film forming method.
  • Sputtering is widely known as a dry process technology indispensable for film formation technology.
  • the sputtering method is a method of forming a film by introducing a rare gas such as Ar gas into a vacuum vessel and supplying direct current (DC) power or high frequency (RF) power to a cathode including a target to generate glow discharge. It is.
  • the former is called DC sputtering and the latter is called RF sputtering.
  • the sputtering method includes a magnetron sputtering method in which a magnet is disposed on the back surface of the target in an electrically grounded chamber to increase the plasma density in the vicinity of the target surface so that film formation can be performed at high speed.
  • the magnetron sputtering method includes an RF magnetron sputtering method using RF power and a DC magnetron sputtering method using DC power, each of which is used as a film forming method for mass production.
  • an RF-DC coupled magnetron sputtering method in which sputtering is performed by simultaneously supplying RF power and DC power to the cathode.
  • VT potential that is time-averaged at the cathode surface that is the target surface
  • the potential difference generated on the front surface of the target can be reduced by increasing the VT, so that a high-quality thin film can be formed.
  • Patent Document 1 discloses that in the thin film manufacturing method using the RF-DC coupled magnetron sputtering method, the power supply to the RF power and DC power targets is simultaneously and periodically stopped, and the power supply time is further reduced. It is disclosed that the generation of the tracking arc is to be prevented by making the time shorter than the time required for the generation of the tracking arc.
  • Patent Document 2 discloses that in a magnetron sputtering method for moving a magnet, the magnet is moved by moving the magnet in a direction perpendicular to the surface of the target in accordance with an increase or decrease in the voltage of the magnetron discharge. It is disclosed to keep the voltage substantially constant.
  • Patent Document 1 relates to an arc countermeasure, and there is no disclosure about abnormal discharge voltage due to swinging of the magnet, change in the film quality accompanying it, and uniformity of the film quality. There is no suggestion.
  • the sputtering apparatus disclosed in Patent Document 2 has a problem that the mechanism for swinging the magnet becomes extremely complicated.
  • the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a discharge associated with the swing of the magnet unit in a magnetron sputtering apparatus in which the magnet unit swings along the surface of the target unit.
  • the purpose is to improve the quality of the thin film formed on the substrate by suppressing the abnormality of the voltage.
  • a magnetron sputtering apparatus includes a substrate holding unit that holds a substrate, a target unit that is arranged to face the substrate held by the substrate holding unit, and the above A power source that supplies power to the target unit, a magnet unit that is disposed on the back side of the target unit opposite to the substrate of the target unit, and reciprocates along the back surface of the target unit, and the substrate A holding unit, the target unit, the power source, and the magnet unit are housed therein, and a chamber whose side wall is electrically grounded is provided.
  • a predetermined voltage is applied to the target part from the power source, while the magnet part reaches the approach position.
  • a power supply control unit for controlling the power supply so as to reduce the predetermined voltage is provided.
  • a predetermined voltage is applied to the target unit from the power source while the magnet unit is separated from the approach position closest to the side wall of the chamber, while the magnet unit reaches the approach position, Since the predetermined voltage is lowered, it is possible to suppress an abnormality in the discharge voltage in the chamber even when the magnet portion reaches the approach position. As a result, the film quality of the thin film formed on the substrate can be greatly improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a magnetron sputtering apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing a target portion in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a graph showing a waveform of a cathode voltage subjected to power supply control in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a graph showing the waveform of the cathode voltage when power supply control is not performed.
  • FIG. 5 is a graph schematically showing an enlarged part of FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between a film quality abnormality region that occurs when power supply control is not performed, a target, and a magnet.
  • FIG. 7 is a graph showing an abnormal discharge voltage that occurs when power supply control is not performed.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a magnetron sputtering apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing a target portion in
  • FIG. 8 is a graph showing an abnormal discharge voltage that occurs when power supply control is not performed.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the magnetron sputtering apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing the positional relationship between the magnet unit and the substrate in the second embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing the positional relationship between the magnet portion and the region where the film quality abnormality has occurred on the substrate.
  • FIG. 12 is a graph showing the waveform of the cathode voltage when power supply control is not performed.
  • FIG. 13 is a graph showing the waveform of the cathode voltage subjected to power supply control in the second embodiment.
  • FIG. 14 is a graph showing the waveform of the cathode voltage when the power supply control is not performed.
  • FIG. 15 is a graph showing the waveform of the cathode voltage subjected to power supply control in the second embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the magnetron sputtering apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view showing the positional relationship between the magnet section and the substrate in the third embodiment.
  • FIG. 18 is a plan view showing the positional relationship between the magnet portion and the region where the film quality abnormality has occurred on the substrate.
  • Embodiment 1 of the Invention 1 to 8 show Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a magnetron sputtering apparatus 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view showing the target unit 20 in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a graph showing a waveform of a cathode voltage subjected to power supply control in the first embodiment.
  • FIG. 4 is a graph showing the cathode voltage waveform when the power supply is not controlled.
  • FIG. 5 is a graph schematically showing an enlarged part of FIG.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between an abnormal film quality region that occurs when power control is not performed, the target 21 and the magnet 41. 7 and 8 are graphs showing the abnormal discharge voltage that occurs when the power supply is not controlled.
  • the magnetron sputtering apparatus 1 of Embodiment 1 includes a substrate holding unit 11 that holds a substrate 10 and a target unit 20 that is disposed so as to face the substrate 10 held by the substrate holding unit 11.
  • the chamber 50 is a vacuum chamber, and its side wall 51 is electrically grounded.
  • a vacuum pump (not shown) is connected to the chamber 50, and the inside of the chamber 50 is depressurized by the vacuum pump.
  • the chamber 50 is provided with a gas supply unit (not shown).
  • the gas supply unit is configured to introduce Ar gas and, if necessary, O 2 gas into the vacuum chamber 50.
  • the substrate 10 is a substrate such as a glass substrate constituting a liquid crystal display panel (not shown), for example.
  • the size of the substrate 10 is, for example, 730 mm in length and 920 mm in width.
  • the substrate holding unit 11 has a heater (not shown) that holds the substrate 10 on its lower surface and heats the substrate 10 during film formation.
  • a substrate mask 24 that covers the outer edge portion of the lower surface of the substrate 10 is provided.
  • the target unit 20 has a rectangular plate-like target 21 divided into four parts, for example.
  • Each of the four targets 21 has the same shape, and is arranged in a predetermined direction (left and right directions in FIGS. 1 and 2) so that the long side portions are close to each other.
  • each target 21 is arrange
  • the target 21 is made of, for example, a material containing IGZO (In—Ga—ZnO 4 ; amorphous oxide semiconductor).
  • the target unit 20 is supported by the target support unit 22.
  • the target support portion 22 is formed of a conductive material such as a metal material, for example.
  • the target support portion 22 is installed on the insulating member 23. Two power supplies 30 are connected to the target support portion 22.
  • the power source 30 is an AC power source, and applies a predetermined AC drive voltage to the target unit 20 via the target support unit 22 as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the frequency of the drive voltage (cathode voltage) of the power supply 30 is, for example, about 19 kHz to 20 kHz.
  • the magnet unit 40 is configured to reciprocate along the back surface of the target unit 20 by a drive mechanism (not shown). As shown in FIG. 1, the magnet unit 40 has a plurality of magnets 41 arranged at predetermined intervals in the moving direction of the magnet unit 40 (left and right direction in FIG. 1).
  • the magnets 41 swing in synchronization with each other.
  • the swing speed is, for example, about 10 mm / s to 30 mm / s.
  • the swing width of each magnet 41 is substantially the same as the width of each target 21 (that is, the width in the moving direction of the magnet unit 40).
  • the width of the magnet 41 is smaller than the width of the target 21.
  • the width of the magnet 41 is, for example, about half the width of the target 21.
  • the said magnetron sputtering apparatus 1 has the power supply control part 60 which controls the output of the power supply 30.
  • FIG. The power supply control unit 60 applies a predetermined voltage from the power supply 30 to the target unit 20 while the magnet unit 40 is detached from the approach position closest to the side wall 51 of the chamber 50, while the magnet unit 40 is When the position is reached, the power source 30 is controlled so as to decrease the predetermined voltage.
  • the power source control unit 60 when the magnet unit 40 does not reach the position facing the left and right end portions of the target unit 20 and is separated from the approaching position, the power source control unit 60, as shown by reference numeral c in FIG.
  • the input power density of 30 is about 1.0 W / cm 2 to 4.0 W / cm 2 , and this state is about 4 sec to 15 sec depending on the rocking speed of the magnet unit 40 as shown by the symbol b in FIG. Maintain with.
  • the power supply control unit 60 is configured as shown in FIG. 3, the input power density of the power source 30 is set to a predetermined value that is smaller than 1.0 W / cm 2 and can maintain the discharge. Maintain at about 1 msec.
  • the power supply control unit 60 may stop voltage application from the power supply 30 to the target unit 20 when the magnet unit 40 reaches the approach position.
  • the substrate 10 that is a glass substrate is carried into the chamber 50 and is held by the substrate holding unit 11.
  • the inside of the chamber 50 is depressurized by a vacuum pump (not shown), and the substrate 10 is heated by a heater (not shown) of the substrate holder 11.
  • the target 21 is made of a material containing, for example, IGZO (In—Ga—ZnO 4 ; amorphous oxide semiconductor).
  • a gas supply unit (not shown).
  • a predetermined AC voltage is applied from the power supply 30 to supply power to the target unit 20 and the film formation is started by swinging the magnet unit 40.
  • the swing speed of the magnet unit 40 is, for example, about 10 mm / s to 30 mm / s.
  • the power supply control unit 60 controls the voltage applied to the target unit 20. That is, as shown in FIG. 3, while the magnet unit 40 is separated from the approach position closest to the side wall 51 of the chamber 50 (for example, between about 4 sec and 15 sec depending on the swing speed of the magnet unit 40). , it applies a voltage from the power source 30 at input power density of the order of 1.0W / cm 2 ⁇ 4.0W / cm 2 to the target unit 20.
  • the voltage of the power source 30 is kept constant at a predetermined input power density as described above, an abnormality occurs in the discharge voltage of each of the two power sources 30, as shown in FIGS.
  • the discharge voltage periodically increases by about 10% with respect to the steady discharge voltage.
  • the steady discharge voltage Vmf1_MIN of one power supply 30 was 525V, and the abnormal discharge voltage Vmf1_MAX was 583V.
  • the steady discharge voltage Vmf2_MIN of the other power supply 30 was 545V, and the abnormal discharge voltage Vmf2_MAX was 609V.
  • the abnormality of the discharge voltage occurs at the timing when the magnet unit 40 reaches the approach position to the side wall 51 of the chamber 50. Due to this abnormal discharge, as shown in FIG. 6, the film quality of the substrate 10 changes in the region 13 in the center of the swing direction of the magnet 41.
  • the voltage of the power source 30 is controlled by the power source control unit 60, and the voltage of the power source 30 is removed from the approach position when the magnet unit 40 reaches the approach position.
  • the voltage control of the power supply 30 according to the position of the magnet part 40 is performed periodically. As a result, the discharge voltage when the magnet unit 40 reaches the approach position can be appropriately reduced, and the discharge voltage can be maintained substantially constant.
  • Embodiment 1- Therefore, according to the first embodiment, while the magnet unit 40 is separated from the approach position closest to the side wall 51 of the chamber 50, a predetermined voltage is applied from the power supply 30 to the target unit 20, while the magnet unit 40. Since the predetermined voltage is reduced when the magnet reaches the approach position, the discharge voltage in the chamber 50 is reduced by appropriately reducing the discharge voltage even when the magnet unit 40 reaches the approach position. Abnormalities can be suppressed. As a result, the uniformity of the thin film formed on the substrate 10 can be improved and the film quality can be greatly improved.
  • Embodiment 2 of the Invention >> 9 to 15 show Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the magnetron sputtering apparatus 1 in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing the positional relationship between the magnet unit 40 and the substrate 10 in the second embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing the positional relationship between the magnet unit 40 and the region where the film quality abnormality has occurred in the substrate 10.
  • 12 and 14 are graphs showing the cathode voltage waveform when the power supply is not controlled.
  • 13 and 15 are graphs showing the waveform of the cathode voltage subjected to power supply control in the second embodiment.
  • the same portions as those in FIGS. 1 to 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the target unit 20 includes a plurality of targets 21 and the power source 30 is an AC power source.
  • the target unit 20 is configured by one target and the power source 30 is The power source is a DC power source or an RF power source.
  • the magnetron sputtering apparatus 1 of the present embodiment has a substrate holding unit 11, a substrate mask 24, an insulating member 23, and a target support unit in the chamber 50, as in the first embodiment. 22.
  • the target unit 20 supported by the target support unit 22 is composed of a single target.
  • the magnet unit 40 is disposed on the back side of the target unit 20 and has a plurality of magnets 41 that translate along the back surface of the target unit 20.
  • the size of the substrate 10 is, for example, 404 mm in length and 595 mm in width.
  • the power supply control unit 60 When the power supply 30 is a DC power supply, the power supply control unit 60 does not reach the position where the magnet unit 40 faces the left and right ends of the target unit 20, and leaves the approaching position to the side wall 51 of the chamber 50. 13, the input power density of the power source 30 is set to about 0.3 W / cm 2 to 1.6 W / cm 2 as indicated by reference symbol c in FIG. 13, and this state is indicated by reference symbol b in FIG. It is maintained at about 10 sec to 20 sec depending on the rocking speed of the magnet unit 40.
  • the input power density of the power supply 30 is set to a predetermined value that is smaller than 0.3 W / cm 2 and that discharge can be maintained, and this state is maintained at, for example, about 1 msec, as indicated by reference symbol a in FIG.
  • the power supply control unit 60 may stop voltage application from the power supply 30 to the target unit 20 when the magnet unit 40 reaches the approach position.
  • the power source control unit 60 sets the input power density of the power source 30 to 0.3 W / cm when the magnet unit 40 is detached from the approach position, as indicated by reference numeral c in FIG.
  • the state is set to about 2 to 4.0 W / cm 2 , and this state is maintained for about 4 to 20 seconds depending on the rocking speed of the magnet unit 40 as indicated by reference numeral b in FIG.
  • the input power density of the power source 30 is set to a predetermined value that is smaller than 0.3 W / cm 2 and can maintain the discharge. This state is maintained at, for example, about 1 msec, as indicated by symbol a in FIG.
  • the power supply control unit 60 may stop voltage application from the power supply 30 to the target unit 20 when the magnet unit 40 reaches the approach position.
  • the substrate 10 carried into the chamber 50 is held by the substrate holding unit 11, and the inside of the chamber 50 is depressurized and heated as in the first embodiment.
  • the substrate 10 is heated by (not shown).
  • the swing speed of the magnet unit 40 is set to, for example, about 4 mm / s to 10 mm / s.
  • the power supply control unit 60 controls the voltage applied to the target unit 20. That is, as shown in FIG. 13, while the magnet unit 40 is separated from the approach position closest to the side wall 51 of the chamber 50 (for example, between about 10 sec and 20 sec depending on the swing speed of the magnet unit 40). Then, a voltage is applied from the power source 30 to the target unit 20 with an input power density of about 0.3 W / cm 2 to 1.6 W / cm 2 .
  • Ar ions collide with the target 21 by the plasma generated on the substrate 10 side of the target unit 20 to form a film on the surface of the substrate 10.
  • the substrate 10 is placed in the swing range where the influence of the abnormal discharge is superimposed (that is, as shown in FIG. 11, the region 13 in the center of the swing direction of the magnet 41). The film quality will change.
  • the voltage of the power source 30 is controlled by the power source control unit 60, and the voltage of the power source 30 is removed from the approach position when the magnet unit 40 reaches the approach position.
  • the power supply control unit 60 may stop the voltage application from the power supply 30 to the target unit 20 when the magnet unit 40 reaches the approach position.
  • the power supply control unit 60 controls the voltage applied to the target unit 20. That is, as shown in FIG. 15, while the magnet unit 40 is detached from the approach position (for example, between about 4 sec and 20 sec depending on the swinging speed of the magnet unit 40), the power source 30 supplies 0 to the target unit 20. A voltage is applied at an input power density of about 3 W / cm 2 to 4.0 W / cm 2 .
  • Ar ions collide with the target 21 by the plasma generated on the substrate 10 side of the target unit 20 to form a film on the surface of the substrate 10.
  • the substrate 10 is placed in the swing range where the influence of the abnormal discharge is superimposed (that is, as shown in FIG. 11, the region 13 in the center of the swing direction of the magnet 41). The film quality will change.
  • the voltage of the power source 30 is controlled by the power source control unit 60, and the voltage of the power source 30 is removed from the approach position when the magnet unit 40 reaches the approach position.
  • the power supply control unit 60 may stop the voltage application from the power supply 30 to the target unit 20 when the magnet unit 40 reaches the approach position.
  • the discharge voltage when the magnet unit 40 reaches the approach position is appropriately reduced, and the discharge voltage is made substantially constant. Can be maintained.
  • Embodiment 2- Therefore, also in the second embodiment, as in the first embodiment, while the magnet unit 40 is detached from the approach position, a predetermined voltage is applied from the power source 30 to the target unit 20, while the magnet unit 40 Since the predetermined voltage is lowered when the approaching position is reached, even when the magnet unit 40 reaches the approaching position, the discharge voltage is appropriately lowered to cause abnormal discharge voltage in the chamber 50. Can be suppressed. As a result, the uniformity of the thin film formed on the substrate 10 can be improved and the film quality can be greatly improved.
  • Embodiment 3 of the Invention >> 16 to 18 show Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the magnetron sputtering apparatus 1 according to the third embodiment.
  • FIG. 17 is a plan view showing the positional relationship between the magnet unit 40 and the substrate 10 according to the third embodiment.
  • FIG. 18 is a plan view showing the positional relationship between the magnet unit 40 and the region where the film quality abnormality has occurred in the substrate 10.
  • the magnet unit 40 is configured by one magnet 41 in the second embodiment.
  • the magnetron sputtering apparatus 1 includes the substrate holding unit 11, the substrate mask 24, the insulating member 23, the target unit 20, and the like in the chamber 50 as in the second embodiment.
  • a target support portion 22 is provided.
  • the magnet unit 40 has one magnet 41 and reciprocates between one end and the other end of the target unit 20.
  • the size of the substrate 10 is, for example, 320 mm in length and 400 mm in width.
  • the power source 30 is a DC power source or an RF power source as in the second embodiment.
  • the power supply control unit 60 applies a relatively large voltage to the target unit 20 as in the second embodiment when the magnet unit 40 is detached from the approach position. On the other hand, when the magnet unit 40 reaches the approach position, the voltage is reduced as in the second embodiment.
  • a predetermined voltage is applied from the power source 30 to the target unit 20 while the magnet unit 40 is detached from the approach position, while the magnet unit 40 is magnetized. Since the predetermined voltage is lowered when the part 40 reaches the approach position, even when the magnet part 40 reaches the approach position, the discharge voltage is appropriately lowered to discharge in the chamber 50. Voltage abnormality can be suppressed. As a result, the uniformity of the thin film formed on the substrate 10 can be improved and the film quality can be greatly improved.
  • the present invention is not limited to the first to third embodiments, and the present invention includes a configuration in which these first to third embodiments are appropriately combined.
  • the present invention is useful for a magnetron sputtering apparatus, a control method for a magnetron sputtering apparatus, and a film forming method.

Abstract

　マグネトロンスパッタリング装置は、基板保持部に保持された基板に対向するように配置されたターゲット部と、ターゲット部に対して電力を供給する電源と、ターゲット部の背面に沿って往復移動するマグネット部と、側壁が電気的に接地されたチャンバと、マグネット部が側壁に最も接近した接近位置から離脱している間に、電源からターゲット部に所定の電圧を印加する一方、マグネット部が接近位置に到達したときに、所定の電圧を低下させるように電源を制御する電源制御部を備えている。

Description

マグネトロンスパッタリング装置、マグネトロンスパッタリング装置の制御方法、及び成膜方法
　本発明は、マグネトロンスパッタリング装置、マグネトロンスパッタリング装置の制御方法、及び成膜方法に関するものである。
　スパッタ法は、成膜技術には欠かせないドライプロセス技術として広く知られている。スパッタ法とは、真空容器内にＡｒガスなどの希ガスを導入し、ターゲットを含むカソードに直流（ＤＣ）電力または高周波（ＲＦ）電力を供給してグロー放電を発生させ、成膜を行う方法である。前者はＤＣスパッタ法、後者はＲＦスパッタ法と呼ばれている。
　上記スパッタ法には、電気的に接地されたチャンバ内においてターゲット背面にマグネットを配置することによりターゲット表面近傍のプラズマ密度を増加させ、高速に成膜を行えるようにしたマグネトロンスパッタ法がある。マグネトロンスパッタ法には、ＲＦ電力を利用するＲＦマグネトロンスパッタ法と、ＤＣ電力を利用するＤＣマグネトロンスパッタ法があり、それぞれ大量生産用の成膜法として用いられている。
　近年、マグネトロンスパッタ法による成膜技術において、薄膜の特性改善のための技術開発が要求されている。スパッタ法による成膜において、薄膜の特性を阻害する要因としては、高エネルギー粒子の基板衝撃による薄膜へのダメージが挙げられる。この高エネルギー粒子のエネルギーは、主にターゲット前面に生じる電位差に起因するため、高品位な薄膜を得るには、この電位差を小さくする必要がある。
　ところで、カソードに対してＲＦ電力とＤＣ電力を同時に供給してスパッタを行うＲＦ－ＤＣ結合マグネトロンスパッタ法も知られている。ＲＦ－ＤＣ結合マグネトロンスパッタ法では、ＤＣ電力を供給するＤＣ電源の電圧により、ＶＴ（ターゲット表面であるカソード表面における時間平均した電位）を制御できる。したがって、このＲＦ－ＤＣ結合マグネトロンスパッタ法では、ＶＴを高くすることによりターゲット前面に生じる電位差を小さくできるため、高品位な薄膜を形成することができる。
　しかしながら、マグネトロンスパッタ法では、ターゲット上において、ターゲット面に垂直な磁場の成分がゼロとなる部分（すなわちターゲットが最も食刻される部分）でアークが回転するという特別な異常放電（トラッキングアーク）が発生する問題がある。このトラッキングアークが発生すると、放電のインピーダンスが変化し、電力が効率良くターゲットに供給されず、成膜速度が低下したり、全く成膜されなくなる不具合が生じる。
　これに対し、特許文献１には、ＲＦ－ＤＣ結合マグネトロンスパッタ法を用いた薄膜作製方法について、ＲＦ電力とＤＣ電力のターゲットへの電力供給を同時にかつ周期的に停止し、さらに電力の供給時間をトラッキングアーク発生に要する時間よりも短くすることによって、トラッキングアークの発生を防止しようとすることが開示されている。
　また、特許文献２には、マグネットを移動させるマグネトロンスパッタリング方法において、マグネットの移動中に、マグネトロン放電の電圧の増減に応じて当該マグネットをターゲットの表面に垂直な方向に移動させることにより、その放電電圧を略一定に維持することが開示されている。
特開平１１－６０６３号公報 特開２０００－１４４４０８号公報
　本願の発明者は、マグネトロンスパッタリング装置について鋭意研究を重ねた結果、揺動するマグネットが、電気的に接地されたチャンバの側壁に接近した際に、図７及び図８のグラフに示すように、放電電圧に揺らぎが生じ、異常放電が発生することを見出した。
　これに対し、上記特許文献１に開示されている方法は、アーク対策に関するものであって、マグネットの揺動による異常放電電圧や、それに伴う膜質の変化及び膜質の均一性については、何ら開示も示唆もされていない。また、上記特許文献２に開示されているスパッタリング装置では、マグネットを揺動させる機構が極めて複雑になる問題がある。
　本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マグネット部がターゲット部の表面に沿って揺動するマグネトロンスパッタリング装置について、そのマグネット部の揺動に伴う放電電圧の異常を抑制することにより、基板に形成された薄膜の膜質の向上を図ることにある。
　上記の目的を達成するために、本発明に係るマグネトロンスパッタリング装置は、基板を保持する基板保持部と、上記基板保持部に保持された上記基板に対向するように配置されたターゲット部と、上記ターゲット部に対して電力を供給する電源と、上記ターゲット部の上記基板と反対側である当該ターゲット部の背面側に配置され、該ターゲット部の背面に沿って往復移動するマグネット部と、上記基板保持部、上記ターゲット部、上記電源及び上記マグネット部を内部に収容すると共に側壁が電気的に接地されたチャンバとを備えている。
　そして、上記マグネット部が上記チャンバの側壁に最も接近した接近位置から離脱している間に、上記電源から上記ターゲット部に所定の電圧を印加する一方、上記マグネット部が上記接近位置に到達したときに、上記所定の電圧を低下させるように上記電源を制御する電源制御部を備えている。
　本発明によれば、マグネット部がチャンバの側壁に最も接近した接近位置から離脱している間に、電源からターゲット部に所定の電圧を印加する一方、マグネット部が接近位置に到達したときに、所定の電圧を低下させるようにしたので、マグネット部が接近位置に到達したときであっても、チャンバ内における放電電圧の異常を抑制することができる。その結果、基板に形成された薄膜の膜質を大幅に向上させることができる。
図１は、本実施形態１におけるマグネトロンスパッタリング装置の概略構成を示す断面図である。 図２は、本実施形態１におけるターゲット部を示す平面図である。 図３は、本実施形態１における電源制御をしたカソード電圧の波形を示すグラフである。 図４は、電源制御をしない場合のカソード電圧の波形を示すグラフである。 図５は、図４の一部を拡大して概略的に示すグラフである。 図６は、電源制御をしない場合に生じる膜質異常領域と、ターゲット及びマグネットとの関係を示す説明図である。 図７は、電源制御をしない場合に生じる異常放電電圧を示すグラフである。 図８は、電源制御をしない場合に生じる異常放電電圧を示すグラフである。 図９は、本実施形態２におけるマグネトロンスパッタリング装置の概略構成を示す断面図である。 図１０は、本実施形態２におけるマグネット部と基板との配置関係を示す平面図である。 図１１は、マグネット部と、基板に膜質異常が生じた領域との位置関係を示す平面図である。 図１２は、電源制御をしない場合のカソード電圧の波形を示すグラフである。 図１３は、本実施形態２における電源制御をしたカソード電圧の波形を示すグラフである。 図１４は、電源制御をしない場合のカソード電圧の波形を示すグラフである。 図１５は、本実施形態２における電源制御をしたカソード電圧の波形を示すグラフである。 図１６は、本実施形態３におけるマグネトロンスパッタリング装置の概略構成を示す断面図である。 図１７は、本実施形態３におけるマグネット部と基板との配置関係を示す平面図である。 図１８は、マグネット部と、基板に膜質異常が生じた領域との位置関係を示す平面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
　《発明の実施形態１》
　図１～図８は、本発明の実施形態１を示している。
　図１は、本実施形態１におけるマグネトロンスパッタリング装置１の概略構成を示す断面図である。図２は、本実施形態１におけるターゲット部２０を示す平面図である。図３は、本実施形態１における電源制御をしたカソード電圧の波形を示すグラフである。
　図４は、電源制御をしない場合のカソード電圧の波形を示すグラフである。図５は、図４の一部を拡大して概略的に示すグラフである。図６は、電源制御をしない場合に生じる膜質異常領域と、ターゲット２１及びマグネット４１との関係を示す説明図である。図７及び図８は、電源制御をしない場合に生じる異常放電電圧を示すグラフである。
　本実施形態１のマグネトロンスパッタリング装置１は、図１に示すように、基板１０を保持する基板保持部１１と、基板保持部１１に保持された基板１０に対向するように配置されたターゲット部２０と、ターゲット部２０に対して電力を供給する電源３０と、ターゲット部２０の基板１０と反対側である当該ターゲット部２０の背面側に配置されたマグネット部４０と、上記基板保持部１１、ターゲット部２０、電源３０及びマグネット部４０を内部に収容するチャンバ５０とを備えている。
　チャンバ５０は、真空チャンバであって、その側壁５１が電気的に接地されている。チャンバ５０には、図示省略の真空ポンプが接続され、当該真空ポンプによってチャンバ５０の内部が減圧されるようになっている。また、チャンバ５０には、ガス供給部（図示省略）が設けられている。ガス供給部は、真空状態のチャンバ５０内にＡｒガス、及び、必要に応じてＯ２ガスを導入するように構成されている。
　基板１０は、例えば液晶表示パネル（不図示）を構成するガラス基板等の基板である。また、基板１０の大きさは、例えば縦が７３０ｍｍであり横が９２０ｍｍである。基板保持部１１は、その下面において基板１０を保持すると共に、当該基板１０を成膜の際に加熱するヒータ（図示省略）を有している。また、チャンバ５０内には、基板１０の下面の外縁部分を覆う基板マスク２４が設けられている。
　ターゲット部２０は、図１及び図２に示すように、例えば４つに分割された長方形板状のターゲット２１を有している。４つの各ターゲット２１は同じ形状を有し、長辺部分が近接するように所定の方向（図１及び図２で左右方向）に並んでいる。そして、各ターゲット２１は、後述のマグネット部４０の移動方向に所定の間隔で配置されている。
　ターゲット２１は、例えば、ＩＧＺＯ（Ｉｎ－Ｇａ－ＺｎＯ４；アモルファス酸化物半導体）を含む材料によって構成されている。ターゲット部２０は、ターゲット支持部２２によって支持されている。ターゲット支持部２２は、例えば金属材料等の導電性材料によって形成されている。ターゲット支持部２２は絶縁性部材２３の上に設置されている。ターゲット支持部２２には、２つの電源３０が接続されている。
　電源３０は、ＡＣ電源であって、図４及び図５に示すように、所定の交流駆動電圧をターゲット支持部２２を介してターゲット部２０に印加するようになっている。電源３０の駆動電圧（カソード電圧）の周波数は、例えば１９ｋＨｚ～２０ｋＨｚ程度である。
　マグネット部４０は、不図示の駆動機構により、ターゲット部２０の背面に沿って往復移動するように構成されている。図１に示すように、マグネット部４０は、当該マグネット部４０の移動方向（図１で左右方向）に所定の間隔で配置された複数のマグネット４１を有している。
　図１に示すように、各マグネット４１は、互いに同期して揺動する。その揺動速度は、例えば１０ｍｍ／ｓ～３０ｍｍ／ｓ程度である。そして、各マグネット４１の揺動幅は、各ターゲット２１の幅（すなわち、マグネット部４０の移動方向の幅）と略同じである。一方、マグネット４１の幅は、ターゲット２１の幅よりも小さい。マグネット４１の幅は、例えばターゲット２１の幅の半分程度である。
　そして、上記マグネトロンスパッタリング装置１は、電源３０の出力を制御する電源制御部６０を有している。電源制御部６０は、マグネット部４０がチャンバ５０の側壁５１に最も接近した接近位置から離脱している間に、電源３０からターゲット部２０に所定の電圧を印加する一方、マグネット部４０が上記接近位置に到達したときに、上記所定の電圧を低下させるように電源３０を制御する。
　すなわち、電源制御部６０は、マグネット部４０がターゲット部２０の左右端部に対向する位置に到達しておらず、接近位置から離脱しているときには、図３において符号ｃで示すように、電源３０の投入電力密度を１．０Ｗ／ｃｍ２～４．０Ｗ／ｃｍ２程度とし、この状態を、図３において符号ｂで示すように、マグネット部４０の揺動速度に応じて４ｓｅｃ～１５ｓｅｃ程度で維持する。
　一方、電源制御部６０は、マグネット部４０がターゲット部２０における左右何れかの端部に対向する位置に移動することにより、マグネット部４０が側壁５１への接近位置に到達したときに、図３において符号ｄで示すように、電源３０の投入電力密度を１．０Ｗ／ｃｍ２よりも小さく且つ放電が維持できる程度の所定値とし、この状態を、図３において符号ａで示すように、例えば１ｍｓｅｃ程度で維持する。
　さらに、電源制御部６０は、マグネット部４０が接近位置に到達したときに、電源３０からターゲット部２０への電圧印加を停止するようにしてもよい。
　　－制御方法及び成膜方法－
　次に、上記マグネトロンスパッタリング装置１の制御方法及び成膜方法について説明する。
　上記マグネトロンスパッタリング装置１によって基板１０に成膜を行う場合には、まず、チャンバ５０内にガラス基板である基板１０を搬入し、基板保持部１１に保持させる。次に、真空ポンプ（不図示）によってチャンバ５０の内部を減圧すると共に、基板保持部１１のヒータ（図示省略）によって基板１０を加熱する。一方、ターゲット２１は、例えば、ＩＧＺＯ（Ｉｎ－Ｇａ－ＺｎＯ４；アモルファス酸化物半導体）を含む材料からなる。
　次に、高真空を維持しつつ、ガス供給部（不図示）によってチャンバ５０内にＡｒガス、及び、必要に応じてＯ２ガスを導入する。次いで、電源３０から所定の交流電圧を印加してターゲット部２０に電力を供給すると共に、マグネット部４０を揺動させることによって、成膜を開始する。マグネット部４０の揺動速度は、例えば１０ｍｍ／ｓ～３０ｍｍ／ｓ程度とする。
　そして、電源制御部６０によって、ターゲット部２０に印加する電圧を制御する。すなわち、図３に示すように、マグネット部４０がチャンバ５０の側壁５１に最も接近した接近位置から離脱している間（例えばマグネット部４０の揺動速度に応じて４ｓｅｃ～１５ｓｅｃ程度の間）に、電源３０からターゲット部２０に１．０Ｗ／ｃｍ２～４．０Ｗ／ｃｍ２程度の投入電力密度で電圧を印加する。
　こうして、ターゲット部２０とチャンバ５０の壁面との間にグロー放電を生じさせることにより、ターゲット部２０の基板１０側にプラズマが発生する。このプラズマによってプラスイオン化したＡｒがターゲット部２０に引きつけられる。そして、Ａｒイオンが各ターゲット２１に衝突し、ターゲット２１の構成粒子が弾き飛ばされて基板１０に付着する。このようにして、基板１０の表面に成膜が行われる。
　ここで、電源３０の電圧を上述のように所定の投入電力密度で一定に維持した場合には、図７及び図８に示すように、２つの電源３０のそれぞれによる放電電圧に異常が生じ、定常放電電圧に対して周期的に放電電圧が１０％程度大きくなる。これらの電圧値を実際に測定したところ、一方の電源３０の定常放電電圧Ｖmf1_MINは５２５Ｖであり、その異常放電電圧Ｖmf1_MAXは５８３Ｖであった。また、他方の電源３０の定常放電電圧Ｖmf2_MINは５４５Ｖであり、その異常放電電圧Ｖmf2_MAXは６０９Ｖであった。
　この放電電圧の異常は、マグネット部４０がチャンバ５０の側壁５１への接近位置に到達したタイミングで生じる。この異常放電により、図６に示すように、マグネット４１の揺動方向中央の領域１３において、基板１０に膜質が変化してしまう。
　これに対し、本実施形態では、電源制御部６０により電源３０の電圧を制御して、マグネット部４０が接近位置に到達したときに電源３０の電圧を、マグネット部４０が接近位置から離脱しているときの電圧よりも低下させる。すなわち、図３に示すように、電源３０の投入電力密度を１．０Ｗ／ｃｍ２よりも小さく且つ放電が維持できる程度の所定値とし、この状態を例えば１ｍｓｅｃ程度で維持する。このように、マグネット部４０の位置に応じた電源３０の電圧制御を周期的に行う。そのことによって、マグネット部４０が接近位置に到達したときの放電電圧を適切に低下させ、放電電圧を略一定に維持することが可能となる。
　　－実施形態１の効果－
　したがって、この実施形態１によると、マグネット部４０がチャンバ５０の側壁５１に最も接近した接近位置から離脱している間に、電源３０からターゲット部２０に所定の電圧を印加する一方、マグネット部４０が接近位置に到達したときに、所定の電圧を低下させるようにしたので、マグネット部４０が接近位置に到達したときであっても、放電電圧を適切に低下させてチャンバ５０内における放電電圧の異常を抑制することができる。その結果、基板１０に形成された薄膜の均一性を高めて、その膜質を大幅に向上させることができる。
　《発明の実施形態２》
　図９～図１５は、本発明の実施形態２を示している。
　図９は、本実施形態２におけるマグネトロンスパッタリング装置１の概略構成を示す断面図である。図１０は、本実施形態２におけるマグネット部４０と基板１０との配置関係を示す平面図である。図１１は、マグネット部４０と、基板１０に膜質異常が生じた領域との位置関係を示す平面図である。
　図１２及び図１４は、電源制御をしない場合のカソード電圧の波形を示すグラフである。図１３及び図１５は、本実施形態２における電源制御をしたカソード電圧の波形を示すグラフである。尚、以降の各実施形態では、図１～図８と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
　上記実施形態１では、ターゲット部２０が複数のターゲット２１を有すると共に電源３０がＡＣ電源であったのに対し、本実施形態２は、ターゲット部２０を１枚のターゲットによって構成すると共に電源３０がＤＣ電源又はＲＦ電源であるようにしたものである。
　すなわち、図９に示すように、本実施形態のマグネトロンスパッタリング装置１は、上記実施形態１と同様に、チャンバ５０内に、基板保持部１１、基板マスク２４、絶縁性部材２３、及びターゲット支持部２２を有している。
　本実施形態において、ターゲット支持部２２に支持されたターゲット部２０は１枚のターゲットによって構成されている。マグネット部４０は、ターゲット部２０の背面側に配置され、そのターゲット部２０の背面に沿って平行移動する複数のマグネット４１を有している。また、基板１０の大きさは、例えば縦が４０４ｍｍであり横が５９５ｍｍである。
　電源３０をＤＣ電源とした場合、電源制御部６０は、マグネット部４０がターゲット部２０の左右端部に対向する位置に到達しておらず、チャンバ５０の側壁５１への接近位置から離脱しているときには、図１３において符号ｃで示すように、電源３０の投入電力密度を０．３Ｗ／ｃｍ２～１．６Ｗ／ｃｍ２程度とし、この状態を、図１３において符号ｂで示すように、マグネット部４０の揺動速度に応じて１０ｓｅｃ～２０ｓｅｃ程度で維持する。
　一方、マグネット部４０がターゲット部２０における左右何れかの端部に対向する位置に移動することにより、マグネット部４０が側壁５１への接近位置に到達したときに、図１３において符号ｄで示すように、電源３０の投入電力密度を０．３Ｗ／ｃｍ２よりも小さく且つ放電が維持できる程度の所定値とし、この状態を、図１３において符号ａで示すように、例えば１ｍｓｅｃ程度で維持する。電源制御部６０は、マグネット部４０が接近位置に到達したときに、電源３０からターゲット部２０への電圧印加を停止するようにしてもよい。
　電源３０をＲＦ電源とした場合、電源制御部６０は、マグネット部４０が接近位置から離脱しているときには、図１５において符号ｃで示すように、電源３０の投入電力密度を０．３Ｗ／ｃｍ２～４．０Ｗ／ｃｍ２程度とし、この状態を、図１５において符号ｂで示すように、マグネット部４０の揺動速度に応じて４ｓｅｃ～２０ｓｅｃ程度で維持する。
　一方、マグネット部４０が接近位置に到達したときに、図１５において符号ｄで示すように、電源３０の投入電力密度を０．３Ｗ／ｃｍ２よりも小さく且つ放電が維持できる程度の所定値とし、この状態を、図１３において符号ａで示すように、例えば１ｍｓｅｃ程度で維持する。電源制御部６０は、マグネット部４０が接近位置に到達したときに、電源３０からターゲット部２０への電圧印加を停止するようにしてもよい。
　　－制御方法及び成膜方法－
　次に、上記マグネトロンスパッタリング装置１の制御方法及び成膜方法について説明する。
　上記マグネトロンスパッタリング装置１によって基板１０に成膜を行う場合には、上記実施形態１と同様に、チャンバ５０内に搬入した基板１０を基板保持部１１によって保持させ、チャンバ５０内を減圧すると共にヒータ（図示省略）によって基板１０を加熱する。
　次に、高真空を維持しつつ、チャンバ５０内にＡｒガス、及び、必要に応じてＯ２ガスを導入し、電源３０から所定の直流電圧を印加してターゲット部２０に電力を供給すると共に、マグネット部４０を揺動させることによって、成膜を開始する。
　まず、電源３０がＤＣ電源である場合、マグネット部４０の揺動速度は、例えば４ｍｍ／ｓ～１０ｍｍ／ｓ程度とする。そして、電源制御部６０によって、ターゲット部２０に印加する電圧を制御する。すなわち、図１３に示すように、マグネット部４０がチャンバ５０の側壁５１に最も接近した接近位置から離脱している間（例えばマグネット部４０の揺動速度に応じて１０ｓｅｃ～２０ｓｅｃ程度の間）に、電源３０からターゲット部２０に０．３Ｗ／ｃｍ２～１．６Ｗ／ｃｍ２程度の投入電力密度で電圧を印加する。
　こうして、ターゲット部２０の基板１０側に発生させたプラズマにより、Ａｒイオンをターゲット２１に衝突させて、基板１０の表面に成膜を行う。
　ここで、電源３０の電圧を図１２に示すように所定の投入電力密度で一定に維持した場合には、図１１に示すように、マグネット部４０が側壁５１への接近位置に到達したときに異常放電が発生し、揺動する各マグネット４１について、異常放電の影響が重畳する揺動範囲（すなわち、図１１に示すように、マグネット４１の揺動方向中央の領域１３）において、基板１０に膜質が変化してしまう。
　これに対し、本実施形態では、電源制御部６０により電源３０の電圧を制御して、マグネット部４０が接近位置に到達したときに電源３０の電圧を、マグネット部４０が接近位置から離脱しているときの電圧よりも低下させる。すなわち、図１３に示すように、電源３０の投入電力密度を０．３Ｗ／ｃｍ２よりも小さく且つ放電が維持できる程度の所定値とし、この状態を例えば１ｍｓｅｃ程度で維持する。また、電源制御部６０によって、マグネット部４０が接近位置に到達したときに、電源３０からターゲット部２０への電圧印加を停止するようにしてもよい。
　一方、電源３０がＲＦ電源である場合、マグネット部４０の揺動速度は、例えば４ｍｍ／ｓ～３０ｍｍ／ｓ程度とする。そして、電源制御部６０によって、ターゲット部２０に印加する電圧を制御する。すなわち、図１５に示すように、マグネット部４０が接近位置から離脱している間（例えばマグネット部４０の揺動速度に応じて４ｓｅｃ～２０ｓｅｃ程度の間）に、電源３０からターゲット部２０に０．３Ｗ／ｃｍ２～４．０Ｗ／ｃｍ２程度の投入電力密度で電圧を印加する。
　こうして、ターゲット部２０の基板１０側に発生させたプラズマにより、Ａｒイオンをターゲット２１に衝突させて、基板１０の表面に成膜を行う。
　ここで、電源３０の電圧を図１４に示すように所定の投入電力密度で一定に維持した場合には、図１１に示すように、マグネット部４０が側壁５１への接近位置に到達したときに異常放電が発生し、揺動する各マグネット４１について、異常放電の影響が重畳する揺動範囲（すなわち、図１１に示すように、マグネット４１の揺動方向中央の領域１３）において、基板１０に膜質が変化してしまう。
　これに対し、本実施形態では、電源制御部６０により電源３０の電圧を制御して、マグネット部４０が接近位置に到達したときに電源３０の電圧を、マグネット部４０が接近位置から離脱しているときの電圧よりも低下させる。すなわち、図１５に示すように、電源３０の投入電力密度を０．３Ｗ／ｃｍ２よりも小さく且つ放電が維持できる程度の所定値とし、この状態を例えば１ｍｓｅｃ程度で維持する。また、電源制御部６０によって、マグネット部４０が接近位置に到達したときに、電源３０からターゲット部２０への電圧印加を停止するようにしてもよい。
　このように、マグネット部４０の位置に応じた電源３０の電圧制御を周期的に行うことにより、マグネット部４０が接近位置に到達したときの放電電圧を適切に低下させ、放電電圧を略一定に維持することが可能となる。
　　－実施形態２の効果－
　したがって、この実施形態２によっても、上記実施形態１と同様に、マグネット部４０が接近位置から離脱している間に、電源３０からターゲット部２０に所定の電圧を印加する一方、マグネット部４０が接近位置に到達したときに、所定の電圧を低下させるようにしたので、マグネット部４０が接近位置に到達したときであっても、放電電圧を適切に低下させてチャンバ５０内における放電電圧の異常を抑制することができる。その結果、基板１０に形成された薄膜の均一性を高めて、その膜質を大幅に向上させることができる。
　《発明の実施形態３》
　図１６～図１８は、本発明の実施形態３を示している。
　図１６は、本実施形態３におけるマグネトロンスパッタリング装置１の概略構成を示す断面図である。図１７は、本実施形態３におけるマグネット部４０と基板１０との配置関係を示す平面図である。図１８は、マグネット部４０と、基板１０に膜質異常が生じた領域との位置関係を示す平面図である。
　本実施形態３は、上記実施形態２において、マグネット部４０を１つのマグネット４１によって構成したものである。
　すなわち、図１６に示すように、本実施形態のマグネトロンスパッタリング装置１は、上記実施形態２と同様に、チャンバ５０内に、基板保持部１１、基板マスク２４、絶縁性部材２３、ターゲット部２０及びターゲット支持部２２を有している。
　マグネット部４０は１つのマグネット４１を有し、ターゲット部２０の一端と他端との間を往復移動する。また、基板１０の大きさは、例えば縦が３２０ｍｍであり横が４００ｍｍである。電源３０は、上記実施形態２と同様に、ＤＣ電源又はＲＦ電源である。
　電源制御部６０は、マグネット部４０が接近位置から離脱しているときには、上記実施形態２と同様に、比較的大きい電圧をターゲット部２０に対して印加する。一方、マグネット部４０が接近位置に到達したときには、上記実施形態２と同様に、電圧を低下させる。
　ここで、このような電源制御部６０による電源制御を行わない場合には、図１８に示すように、マグネット部４０が接近位置に到達したときに異常放電が生じる結果、基板１０の左右両端の領域１３において薄膜の膜質が変化してその膜質の均一性が損なわれる。
　これに対し、本実施形態３では、上記実施形態１及び２と同様に、マグネット部４０が接近位置から離脱している間に、電源３０からターゲット部２０に所定の電圧を印加する一方、マグネット部４０が接近位置に到達したときに、所定の電圧を低下させるようにしたので、マグネット部４０が接近位置に到達したときであっても、放電電圧を適切に低下させてチャンバ５０内における放電電圧の異常を抑制することができる。その結果、基板１０に形成された薄膜の均一性を高めて、その膜質を大幅に向上させることができる。
　尚、本発明は上記実施形態１～３に限定されるものでなく、本発明には、これらの実施形態１～３を適宜組み合わせた構成が含まれる。
　以上説明したように、本発明は、マグネトロンスパッタリング装置、マグネトロンスパッタリング装置の制御方法、及び成膜方法について有用である。
　　　　　　１　　　マグネトロンスパッタリング装置 
　　　　　１０　　　基板 
　　　　　１１　　　基板保持部 
　　　　　２０　　　ターゲット部 
　　　　　２１　　　ターゲット 
　　　　　２２　　　ターゲット支持部 
　　　　　２３　　　絶縁性部材 
　　　　　３０　　　電源 
　　　　　４０　　　マグネット部 
　　　　　４１　　　マグネット 
　　　　　５０　　　チャンバ 
　　　　　５１　　　チャンバの側壁 
　　　　　６０　　　電源制御部 　　

Claims (12)

  1. 　基板を保持する基板保持部と、
    　上記基板保持部に保持された上記基板に対向するように配置されたターゲット部と、
    　上記ターゲット部に対して電力を供給する電源と、
    　上記ターゲット部の上記基板と反対側である当該ターゲット部の背面側に配置され、該ターゲット部の背面に沿って往復移動するマグネット部と、
    　上記基板保持部、上記ターゲット部、上記電源及び上記マグネット部を内部に収容すると共に側壁が電気的に接地されたチャンバとを備えたマグネトロンスパッタリング装置であって、
    　上記マグネット部が上記チャンバの側壁に最も接近した接近位置から離脱している間に、上記電源から上記ターゲット部に所定の電圧を印加する一方、上記マグネット部が上記接近位置に到達したときに、上記所定の電圧を低下させるように上記電源を制御する電源制御部を備えている
    ことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
  2. 　請求項１に記載されたマグネトロンスパッタリング装置において、
    　上記電源制御部は、上記マグネット部が上記接近位置に到達したときに、上記電源から上記ターゲット部への電圧印加を停止する
    ことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
  3. 　請求項１又は２に記載されたマグネトロンスパッタリング装置において、
    　上記マグネット部は、当該マグネット部の移動方向に所定の間隔で配置された複数のマグネットを有している
    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乃至３の何れか１つに記載されたマグネトロンスパッタリング装置において、
    　上記ターゲット部は、当該マグネット部の移動方向に所定の間隔で配置された複数のターゲットを有している
    ことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
  5. 　基板を保持する基板保持部と、
    　上記基板保持部に保持された上記基板に対向するように配置されたターゲット部と、
    　上記ターゲット部に対して電力を供給する電源と、
    　上記ターゲット部の上記基板と反対側である当該ターゲット部の背面側に配置され、該ターゲット部の背面に沿って往復移動するマグネット部と、
    　上記基板保持部、上記ターゲット部、上記電源及び上記マグネット部を内部に収容すると共に側壁が電気的に接地されたチャンバとを備えたマグネトロンスパッタリング装置の制御方法であって、
    　上記マグネット部が上記チャンバの側壁に最も接近した接近位置から離脱している間に、上記電源から上記ターゲット部に所定の電圧を印加する一方、上記マグネット部が上記接近位置に到達したときに、上記所定の電圧を低下させるように上記電源を制御する
    ことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置の制御方法。
  6. 　請求項５に記載されたマグネトロンスパッタリング装置の制御方法において、
    　上記マグネット部が上記接近位置に到達したときに、上記電源から上記ターゲット部への電圧印加を停止する
    ことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置の制御方法。
  7. 　請求項５又は６に記載されたマグネトロンスパッタリング装置の制御方法において、
    　上記マグネット部は、当該マグネット部の移動方向に所定の間隔で配置された複数のマグネットを有している
    ことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置の制御方法。
  8. 　請求項５乃至７の何れか１つに記載されたマグネトロンスパッタリング装置の制御方法において、
    　上記ターゲット部は、当該マグネット部の移動方向に所定の間隔で配置された複数のターゲットを有している
    ことを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置の制御方法。
  9. 　基板を保持する基板保持部と、
    　上記基板保持部に保持された上記基板に対向するように配置されたターゲット部と、
    　上記ターゲット部に対して電力を供給する電源と、
    　上記ターゲット部の上記基板と反対側である当該ターゲット部の背面側に配置され、該ターゲット部の背面に沿って往復移動するマグネット部と、
    　上記基板保持部、上記ターゲット部、上記電源及び上記マグネット部を内部に収容すると共に側壁が電気的に接地されたチャンバとを備えたマグネトロンスパッタリング装置によって、上記基板に成膜を行う成膜方法であって、
    　上記マグネット部が上記チャンバの側壁に最も接近した接近位置から離脱している間に、上記電源から上記ターゲット部に所定の電圧を印加する一方、上記マグネット部が上記接近位置に到達したときに、上記所定の電圧を低下させるように上記電源を制御して、上記基板の表面に薄膜を形成する
    ことを特徴とする成膜方法。
  10. 　請求項９に記載された成膜方法において、
    　上記マグネット部が上記接近位置に到達したときに、上記電源から上記ターゲット部への電圧印加を停止する
    ことを特徴とする成膜方法。
  11. 　請求項９又は１０に記載された成膜方法において、
    　上記マグネット部は、当該マグネット部の移動方向に所定の間隔で配置された複数のマグネットを有している
    ことを特徴とする成膜方法。
  12. 　請求項９乃至１１の何れか１つに記載された成膜方法において、
    　上記ターゲット部は、当該マグネット部の移動方向に所定の間隔で配置された複数のターゲットを有している
    ことを特徴とする成膜方法。
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