WO2014002328A1 - スパッタリング装置およびスパッタリング方法 - Google Patents

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    • H01J37/3417—Arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a sputtering apparatus and a sputtering method for forming a thin film using a sputtering method (hereinafter also simply referred to as sputtering).
  • Patent Document 1 As a technique for satisfactorily forming a film thickness distribution in the substrate surface using a target smaller than the substrate size, an oblique incident rotation sputtering method in which the target is disposed diagonally opposite the substrate is widely used (for example, Patent Document 1). ).
  • the projection surface projected in the substrate normal direction in the direction of the center normal of the target is positioned outside the surface of the substrate. It is necessary to dispose the target away from the substrate along a direction parallel to the substrate surface, or to dispose the target and the substrate with a smaller inclination (that is, with the target and the substrate closer to parallel).
  • the target As the size of the substrate increases, the target must be arranged further away from the center point of the substrate.
  • the target projection surface is also projected in the substrate direction. For this reason, in order to avoid the target projection plane from within the substrate plane, it is necessary to increase the distance between the target and the substrate or to arrange the target and the substrate in a state of being more parallel. As a result, the amount of film formation at a point far from the target in the substrate surface is remarkably reduced, and even if the film is formed while rotating the substrate, a sufficient film thickness distribution cannot be obtained.
  • the present invention has been made with the above-described problem as an opportunity, and provides a sputtering apparatus and method that can obtain a sufficient film thickness distribution in the substrate surface even when the target projection surface is not projected onto the substrate. Objective.
  • a first aspect of the present invention is a sputtering apparatus, a processing chamber for processing a substrate, a substrate holder disposed in the processing chamber, and the substrate holder A target holder inclined to the substrate holder and opposed to the substrate holder, and a method of centering the target holding surface of the target holder with respect to a surface including the substrate placement surface of the substrate holder
  • the projection surface of the target holding surface projected in a line direction is formed outside the substrate placement surface of the substrate holder, and the center normal of the substrate placement surface and the center normal of the target holder are the same It is not on the surface.
  • a sputtering apparatus a processing chamber for processing a substrate, a substrate holder disposed in the processing chamber, and diagonally opposite the substrate holder, the substrate A first holder that is perpendicular to a surface including the substrate placement surface of the substrate holder and passes through a center point of the target holding surface of the target holder.
  • an angle formed by the center normal of the target holding surface is ⁇ , the first surface including the first line and the center normal of the substrate mounting surface, and the substrate mounting surface of the substrate holder
  • ⁇ is 15 ° ⁇ ⁇ ⁇ 60 °
  • the substrate mounting surface With respect to the plane on which includes a projection plane of the target holding surface projected onto the center normal direction of the target holding surface, characterized in that it is formed outside the substrate mounting surface of the substrate holder
  • a sputtering method wherein the target is positioned obliquely with respect to the substrate and is disposed so as to be opposed to the substrate while being inclined, and the substrate is rotated with respect to the substrate.
  • the center normal of the surface to be processed of the substrate does not exist on the same plane as the center normal of the target surface, and the surface includes the surface to be processed.
  • the sputtering process is performed on the substrate in a state where the substrate is placed so that a projection surface of the target surface projected in the direction of the center normal of the target surface is formed outside the surface to be processed.
  • a film treatment is performed.
  • the sputtering apparatus and method of the present invention it is possible to obtain a sufficient film thickness distribution in the substrate plane even when the target projection plane is not projected onto the substrate.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a film forming apparatus 1 according to this embodiment.
  • the film forming apparatus 1 includes a vacuum container 2 as a substrate processing chamber.
  • the vacuum vessel 2 is connected to a vacuum exhaust device having a turbo molecular pump 48 and a dry pump 49 that exhaust the vacuum vessel 2 through an exhaust port 8.
  • the film forming apparatus 1 includes a gas introduction mechanism 15 that can introduce a discharge gas into the vacuum vessel 2.
  • the exhaust port 8 is a conduit having a rectangular cross section, for example, and connects the vacuum vessel 2 and the turbo molecular pump 48.
  • a main valve 47 is provided between the exhaust port 8 and the turbo molecular pump 48.
  • a target 4 having a surface to be sputtered exposed is held by a target holder 6.
  • a substrate holder 7 for placing the substrate 10 is provided at a predetermined position where the sputtered particles emitted from the target 4 arrive.
  • the substrate 10 is carried in and out through the gate valve 42 provided in the vacuum vessel 2.
  • a mask 11 may be provided around the substrate placement surface of the substrate holder 7 to prevent film adhesion to the end, side wall, and back surface of the substrate 10.
  • the substrate holder 7 is configured to be able to rotate the substrate mounting surface on which the substrate 10 is mounted, and is configured to be able to rotate the substrate 10 within the surface in a state where the substrate 10 is mounted.
  • the rotation axis of the substrate holder 7 and the rotation axis of the substrate 10 are configured to coincide with each other.
  • the rotation of the substrate holder 7 is controlled by the substrate holder drive mechanism 31.
  • the vacuum vessel 2 is provided with a pressure gauge 41 for measuring the pressure of the vacuum vessel 2.
  • a grounded cylindrical shield 40 (an adhesion shield member) is provided on the inner surface of the vacuum vessel 2. The shield 40 prevents sputtered particles from directly attaching to the inner surface of the vacuum vessel 2.
  • the number of targets is two, but a larger number may be used.
  • the gas inlet is provided beside both targets, but it is not limited to this position and may be provided at other positions.
  • the target 4 is disposed diagonally opposite the substrate 10 and is inclined to face the substrate 10.
  • the target 4 having a diameter smaller than that of the substrate 10 is used.
  • the target 4 by providing the target 4 with the substrate holder 7 and the substrate 10 facing each other at an inclined position, a good film can be formed within the substrate plane even when the target 4 having a small diameter is used. A thickness distribution is obtained.
  • the target 4 is inclined with respect to the substrate holder 7 and the substrate 10, as shown in FIG. 1, when an unused target having a flat standard surface is used, the surface and the substrate 10. This means that the surface is not parallel.
  • the target holder 6 is connected to a power source 12 for applying sputtering discharge power.
  • the present invention is not limited to this.
  • the target 4 is an insulator
  • an RF power source is used.
  • a voltage is applied to the target 4 by the power source 12 to form plasma, whereby sputtering is performed.
  • a magnetron unit 19 is disposed on the back surface of the target holder 6, and magnetic lines for confining plasma are formed in the vicinity of the target 4.
  • the target holder 6 is insulated from the vacuum vessel 2 by an insulator. Since the target holder 6 is made of a metal such as Cu, it becomes an electrode when DC or RF power is applied. As is well known, the target 4 is composed of material components to be deposited on the substrate. Since it relates to the purity of the film, a high purity is desirable.
  • a target shutter 13 may be provided between the target holder 6 and the substrate holder 7.
  • the target shutter 13 is controlled by a target shutter drive mechanism 14 and is configured to be switchable between an open state in which the target 4 and the substrate 10 face each other or a closed state in which the target 4 and the substrate 10 are shielded from each other.
  • the gas introduction mechanism 15 includes a pipe for introducing a discharge gas, a cylinder for storing the gas, a mass flow controller for controlling the gas flow rate, valves for shutting off and starting the gas flow, It consists of a pressure reducing valve and a filter. Furthermore, the gas introduction mechanism 15 is configured to allow a designated gas flow rate to flow stably by the control device. Further, a mixed gas obtained by mixing a reactive gas with a discharge gas may be introduced from the gas introduction mechanism 15. Other introduction mechanisms for introducing the reactive gas may be provided.
  • FIGS. 2, 3A and 3B are diagrams for explaining the positional relationship between the conventional target 4 and the substrate 10.
  • FIG. 2 the projection plane P of the target 4 projected onto the surface of the substrate 10 is projected onto the substrate 10 along the direction of the center normal line N ⁇ b> 1 of the target 4.
  • the target 4 is separated from the substrate 10 so as to increase the distance between the target 4 and the substrate 10 as shown in FIG. 3A so that the projection plane P does not overlap the substrate 10.
  • the inclination of the target 4 and the substrate 10 is made smaller. In the method shown in FIGS.
  • the film formation speed is not linear on the surface of the substrate 10, that is, has an irregular distribution. It is difficult to obtain a similar film thickness.
  • the broken lines in FIGS. 3A and 3B indicate the position of the target 4 and the position of the normal line N1 in the state of FIG. 2 and the projection plane thereof on FIGS. 3A and 3B, respectively.
  • FIG. 4 is a view for explaining the positional relationship between the target 4 and the substrate 10 according to the present embodiment.
  • the projection surface P is rotated about the rotation axis R with respect to the conventional target 4 so that the projection surface P does not overlap the substrate 10, that is, the projection surface P is formed outside the substrate 10.
  • the target 4 is arranged at the position where it has been moved.
  • the normal line N ⁇ b> 3 that includes the surface of the substrate 10 and passes through the center of the target 4 is the rotation axis R.
  • the rotation axis R is used to compare and describe the positional relationship between the target 4 and the substrate 10 in the conventional sputtering apparatus and the positional relationship between the target 4 and the substrate 10 in the sputtering apparatus according to the present embodiment. It is. That is, in the sputtering apparatus according to this embodiment, the target 4 and the target holder 6 that holds the target 4 are not actually driven to rotate about the rotation axis R.
  • the projection plane can be obtained without increasing the distance (offset distance) between the center of the target 4 and the substrate 10. P can be removed from the surface to be processed of the substrate 10. As a result, it is possible to perform a film forming process on the substrate 10 with a good in-plane distribution while reducing damage to the coating film caused by negative ions.
  • the center normal N1 and the center normal N2 of the substrate 10 intersect on the substrate 10 side with respect to the target 4 (in the following description, the angle ⁇ is It may be explained by omitting +).
  • the offset distance is a distance between the center normal line N2 of the substrate 10 and the normal line N3.
  • the TS distance is a distance of the normal line N3 from the center position of the surface of the target 4 to the surface S including the surface of the substrate 10.
  • the angle ⁇ is a rotation angle when the normal line N1 and the normal line N2 are in the same plane as 0 degrees, and the normal line N1 is rotated about the normal line N3 as the rotation axis.
  • FIG. 7 shows a state when the substrate 10 and the target 4 are viewed from above.
  • the angle ⁇ will be described with reference to FIG. 7.
  • the center of the surface of the target 4 the plane including the center normal N ⁇ b> 2 of the substrate 10, and the center normal of the four targets parallel to the center normal N ⁇ b> 2 of the substrate 10. It is also an angle formed with the surface including N1.
  • ⁇ is 0 degree when the normal line N1 and the normal line N2 are in the same plane, so that the rotation angle is equivalent as long as the rotation angle is the same regardless of the direction of rotation. For example, if one rotation angle is + and the other rotation angle is-, + 30 ° and -30 ° are equivalent.
  • the angle ⁇ is not particularly limited as long as the film formation process on the substrate 10 is possible, but considering the in-plane distribution of the film thickness when the film is formed on the substrate 10 and the adhesion efficiency of sputtered particles on the substrate, It is preferable that 15 degrees ⁇ ⁇ ⁇ 60 degrees.
  • the angle ⁇ is not particularly limited as long as the film forming process can be performed on the substrate 10, but the in-plane distribution of the film thickness when the film is formed on the substrate 10, and the adhesion efficiency of the sputtered particles on the substrate Is considered, it is preferable that 15 degrees ⁇
  • the angle ⁇ and the angle ⁇ are also used to explain the positional relationship between the target 4 and the substrate 10 in the sputtering apparatus according to the present embodiment, like the rotation axis R. That is, in the sputtering apparatus according to the present embodiment, the target 4 and the target holder 6 are not actually rotated in the directions of the angle ⁇ and the angle ⁇ .
  • the center normal of the substrate 10 is a line perpendicular to the surface to be processed of the substrate 10 at the center point of the substrate 10.
  • the center normal of the target 4 is a line perpendicular to the surface to be sputtered of the target 4 at the center point of the surface to be sputtered of the target 4.
  • the surface to be sputtered of the target 4 refers to a target having a flat surface when not used. When the surface of the target 4 is processed into a predetermined shape, the perpendicular is obtained based on the back surface of the target 4 or a flat surface such as the target holder 6.
  • the size of the substrate 10 that can be placed on the substrate holder 7 from the configuration of the substrate holder 7 or other general components is as follows. Limited.
  • the target holder 6 is also limited in the form of the target 4 held by the target holder 6 from other general components (for example, means for fixing the target, form of the target holder 6, shield on the outer periphery). That is, since the projection surface P of the target 4 does not overlap the surface of the substrate 10, the target 4 of the target holder 6 is held with respect to the surface including the substrate placement surface on which the substrate 10 of the substrate holder 7 is placed.
  • the apparatus is arranged so that the projection surface obtained by projecting the target holding surface in the center normal direction of the target holding surface does not overlap the substrate mounting surface, that is, the projection surface is formed outside the substrate mounting surface. What is necessary is just to comprise.
  • FIG. 8 shows a state in which the projection plane P is projected on the substrate 10.
  • the target 4 is arranged at a position rotated around the rotation axis R that does not pass through the center of the target 4 from the state shown in FIG. 8, and the projection plane P is out of the plane of the substrate 10. positioned.
  • the rotation axis R is an arbitrary normal of the surface including the surface of the substrate 10.
  • FIG. 10 shows the positional relationship between the target 4 and the substrate 10 according to this embodiment.
  • the broken line is the state shown in FIG. 8, and the solid line is the state shown in FIG.
  • FIG. 11 it can be seen that the offset distance is changed by rotating around the rotation axis R. That is, the distance between the center C1 of the substrate 10 and the center C2 of the target 4 when the projection plane P exists on the substrate 10, and the center C1 and the center C2 ′ when the projection plane P does not exist on the substrate 10. It can be seen that the distance is changing.
  • this embodiment can be considered essentially the same as the first embodiment.
  • the target 4 is rotated with the line segment passing through the center C2 ′ as the rotation axis R. It can be considered that the target 4 is arranged at the position. That is, in this embodiment, both the offset distance and the angle ⁇ are changed.
  • the projection plane P is projected onto the surface of the substrate 10 while reducing the increase amount of the offset distance compared to the conventional method of changing only the offset distance. Can be avoided.
  • FIG. 12 shows a state in which the projection plane P is projected onto the substrate 10 as in FIG. As shown in FIG. 13, the projection surface P is located outside the surface of the substrate 10 by arranging the target 4 at a position where the target 4 is rotated around the rotation axis R.
  • This embodiment is essentially the same as the first embodiment.
  • the angle ⁇ since the line segment parallel to the surface of the target 4 is the rotation axis R, the angle ⁇ also changes. That is, it can be said that this embodiment changes both the angle ⁇ and the angle ⁇ with reference to the state of FIG.
  • the target 4 is disposed at the position where the target 4 is rotated with the line segment having the normal component in the plane of the substrate 10 as the rotation axis R.
  • the projection plane P is prevented from overlapping the surface of the substrate 10. That is, conventionally, in order not to overlap the projection plane P on the surface of the substrate 10, a method of separating the target 4 from the substrate or reducing the angle ⁇ has been adopted. It can be said that the angle 4 has the target 4 disposed at a position where the target 4 is rotated with a line segment parallel to the surface of the substrate 10 as a rotation axis.
  • the offset distance between the target 4 and the substrate 10 is not changed or the offset distance is changed. It is possible to avoid the projection plane P from overlapping the surface of the substrate 10 while reducing the amount of increase in comparison with the prior art. In other words, when arranging the target 4 and the substrate 10 so that the projection plane P does not overlap the surface to be processed of the substrate 10, the normal line N1 and the normal line N2 do not exist on the same plane.
  • the target drive unit 9 may be provided in the target holder 6 in order to adjust the angle ⁇ . For this reason, even when the material of the target 4 attached to the target holder 6 is changed, the angle ⁇ can be set according to the required film characteristics.
  • the target driving unit 9 may be further configured to adjust the angle ⁇ .
  • one or more drive units that can change the position of the substrate placement surface with respect to the target 4 may be provided. In this case, the angle ⁇ of the target 4 with respect to the substrate 10 can be adjusted by changing the position of the substrate 10 in the in-plane direction of the substrate 10 with respect to the target 4.
  • an outer edge portion of about several millimeters from the outer periphery of the substrate 10 may be discarded without being used for an electronic device or the like. In such a case, it is only necessary that the projection plane P is out of the effective use area used for manufacturing the electronic device or the like of the substrate 10.
  • a plurality of targets 4 according to Embodiments 1 to 3 may be disposed.
  • a film forming process may be performed using a plurality of targets 4 according to the first to third embodiments simultaneously.
  • two targets 4 according to the first embodiment may be arranged symmetrically with respect to the normal line N2, and the film forming process on the substrate 10 may be performed by simultaneously sputtering the two targets 4. In this way, the in-plane distribution of the substrate 10 can be improved.
  • the control device includes a main control unit 100, and the storage device 63 provided in the main control unit 100 stores control programs for executing various substrate processing processes according to the present invention.
  • the control program is implemented as a mask ROM.
  • the control program can be installed in a storage device 63 configured by a hard disk drive (HDD) or the like via an external recording medium or a network.
  • the main controller 100 is electrically connected to the power source 12 for applying the sputtering discharge power, the gas introduction mechanism 15, the substrate holder driving mechanism 31, the target shutter driving mechanism 14, the pressure gauge 41, the gate valve 42, and the like.
  • the operation of the sputtering apparatus can be managed and controlled.
  • Example 1 A first example of the simulation according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
  • Sputtering was RF sputtering using a MgO target.
  • the target diameter was 164 mm, and the tilt angle ⁇ of the target with respect to the substrate was 30 °.
  • the diameter of the substrate was 200 mm.
  • the offset distance between the target and the substrate was 250 mm.
  • the in-plane rotation of the substrate by the substrate holder was 60 rpm.
  • Example 2 A second example based on the simulation in the first embodiment will be described with reference to FIGS.
  • Sputtering was RF sputtering using a MgO target.
  • the target diameter was 164 mm, and the tilt angle ⁇ of the target with respect to the substrate was 30 °.
  • the diameter of the substrate was 300 mm.
  • the offset distance between the target and the substrate was 270 mm.
  • the in-plane rotation of the substrate by the substrate holder was 60 rpm.
  • the film forming apparatus 1 is configured so that the projection plane P of the target 4 does not overlap the substrate 10. It can be considered that the target 4 is equal to the target mounting portion of the target holder 6 and the substrate 10 is equal to the substrate mounting surface on the substrate holder 7.
  • the size of the substrate 10 used in the sputtering apparatus can be determined by another general module used in a normal sputtering apparatus. That is, the substrate mounting surface can also be determined by another general module in a normal sputtering apparatus. And the effect of this invention can be acquired by setting predetermined angle (omega) so that the projection surface of the target attachment part to the surface containing a substrate mounting surface may remove
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of the substrate holder 7, the substrate 10, and the mask 11 on the plane including the center normal line N 2 and the normal line N 3 of the substrate 10.
  • the line L is a line segment in contact with the end portion of the mask 11 and has an inclination angle similar to the inclination angle of the target 4 with respect to the substrate 10.
  • FIG. 19 shows the angle ⁇ , when the mask 11 is provided, the shadow formed on the surface of the substrate 10 by the mask 11 is considered for both the angle ⁇ and the angle ⁇ .
  • a region obtained by projecting a circle having a diameter X2 centered on the normal line N1 formed by the deposition preventing member 3 onto the target 4 in a direction perpendicular to the target 4 is defined as Z2.
  • a target projection plane P is formed by this region Z2. That is, when the outer edge of the target 4 is covered with the deposition preventing member 3, the target projection surface P formed by the region Z ⁇ b> 2 does not overlap the substrate 10, i.e., the projection surface P is formed outside the substrate 10. It ’s fine.
  • the projection plane P when the magnetron sputtering method is used as the sputtering method of the target 4 will be described with reference to FIG.
  • a magnetron unit 19 is disposed on the back surface of the target holder 6, and the magnetic lines of force M emitted from the magnet portion of the magnetron unit 19 form a magnetic tunnel in the vicinity of the target 4.
  • the surface to be sputtered of the target 4 is determined by the lines of magnetic force M formed by the magnetron unit 19. That is, when the width of the magnetic tunnel portion is smaller than the diameter of the target 4, the surface to be sputtered becomes smaller than the diameter of the target 4. Accordingly, in FIG. 21, the region Z3 is a substantial surface to be sputtered. In such a case, a plane obtained by projecting the region Z3 in the direction of the center normal line of the target 4 is the projection plane P.

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Abstract

　本発明はターゲット投影面を基板上に投影させない場合においても、十分な基板面内の膜厚分布が得られるスパッタリング装置および方法を提供することを目的とする。本発明の一実施形態では、基板を処理するための処理室と、前記処理室の内部に配置され、前記基板を保持した状態において前記基板の面内方向に回転可能である基板ホルダと、前記基板ホルダの斜向かいに位置し、前記基板ホルダに対して傾いて配置されたスパッタリングカソードとを備えたスパッタリング装置において、前記基板ホルダの基板載置面を含む面上に対して、前記スパッタリングカソードのターゲット保持面の中心法線方向に投影される前記ターゲット保持面の投影面が、前記基板ホルダの基板載置面よりも外側に形成され、前記基板載置面の中心法線と前記スパッタリングカソードの中心法線とが同一面上に無いことを特徴とする。

Description

スパッタリング装置およびスパッタリング方法
　本発明は、スパッタリング法（以下、単にスパッタともいう）を用いて薄膜を形成するスパッタリング装置およびスパッタリング方法に関するものである。
　基板サイズよりも小さなターゲットを用いて基板面内の膜厚分布を良好に成膜する技術として、ターゲットを基板の斜向かいに配置した斜め入射回転スパッタ法が広く用いられている（例えば特許文献１）。
　ところで、マグネトロンスパッタ法によって基板上に絶縁膜を成膜する場合には以下のような問題がある。
　マグネトロンスパッタ法ではターゲット近傍に形成されたプラズマ中の粒子がターゲットに入射することで、ターゲットから粒子が弾き出される。この際に一部の弾き出された粒子が負イオンとなる。この負イオンはターゲット表面に形成された電界によって、ターゲットとは反対方向（即ち基板方向）に加速されていく。
　このような加速された負イオンが基板上の膜にダメージを与えることがある。この問題は特にターゲットが絶縁体である場合に顕著となる。このため、斜め入射回転スパッタ法において特に精密な膜質コントロールが要求されるプロセスについては、ターゲットの中心法線方向に基板面内に投影された投影面が、該基板の面外に位置するように、基板面に平行な方向に沿ってターゲットを基板から遠ざけて配置するか、ターゲットと基板の傾きをより小さくして（即ちターゲットと基板がより平行に近い状態で）配置する必要がある。
特開２０１１－５８０７３号公報
　しかし上述した方法によれば、基板のサイズが大きくなるに伴いターゲットを基板の中心点からさらに離間させて配置しなければならない。特にターゲットを基板方向に向かって斜めに配置した斜め入射回転スパッタ法においては、ターゲット投影面もより基板方向に投影される。このためターゲット投影面を基板面内から避けるためにはターゲットと基板の距離を大きく離すか、ターゲットと基板をより平行に近い状態で配置する必要がある。
　この結果、基板面内においてターゲットと遠い点の成膜量が著しく減少し、基板を回転させつつ成膜したとしても十分な膜厚分布が得られなくなってしまう。
　本発明は上述した課題を契機として為されたものであり、ターゲット投影面を基板上に投影させない場合においても、十分な基板面内の膜厚分布が得られるスパッタリング装置および方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するために、本発明の第１の態様は、スパッタリング装置であって、基板を処理するための処理室と、前記処理室の内部に配置された基板ホルダと、前記基板ホルダの斜向かいに位置し、前記基板ホルダに対して傾いて対向するターゲットホルダと、を備え、前記基板ホルダの基板載置面を含む面上に対して、前記ターゲットホルダのターゲット保持面の中心法線方向に投影される前記ターゲット保持面の投影面が、前記基板ホルダの基板載置面よりも外側に形成され、前記基板載置面の中心法線と前記ターゲットホルダの中心法線とが同一面上に無いことを特徴とする。
　本発明の第２の態様は、スパッタリング装置であって、基板を処理するための処理室と、前記処理室の内部に配置された基板ホルダと、前記基板ホルダの斜向かいに位置し、前記基板ホルダに対して傾いて対向するターゲットホルダと、を備え、前記基板ホルダの基板載置面を含む面の垂線であって且つ前記ターゲットホルダのターゲット保持面の中心点を通過する含む第１の線と、前記ターゲット保持面の中心法線とが為す角度をθとし、前記第１の線と基板載置面の中心法線とを含む第１の面と、前記基板ホルダの基板載置面の中心法線と平行であって且つ前記ターゲット保持面の中心法線を含む第２の面と、が為す角度をωとしたとき、前記θは、１５度≦θ≦６０度であり、前記ωは、１５度≦｜ω｜≦７５度であり、前記基板載置面を含む面上に対して、前記ターゲット保持面の中心法線方向に投影される前記ターゲット保持面の投影面が、前記基板ホルダの基板載置面よりも外側に形成されることを特徴とする
　本発明の第３の態様は、スパッタリング方法であって、基板の斜向かいに位置し、前記基板に対して傾けて対向配置されたターゲットを用いて、前記基板を回転させながら前記基板に対してスパッタリング成膜処理を行うスパッタリング方法において、前記基板の被処理面の中心法線が、前記ターゲット表面の中心法線と同一面上に存在せず、且つ、前記被処理面を含む面上に対して前記ターゲット表面の中心法線方向に投影された前記ターゲット表面の投影面が、前記被処理面よりも外側に形成されるように、前記基板を載置した状態で、前記基板に前記スパッタリング成膜処理を行うことを特徴とする。
　本発明に係るスパッタリング装置および方法によれば、ターゲット投影面を基板上に投影させない場合においても、十分な基板面内の膜厚分布を得ることが可能となる。
本発明に係るスパッタリング装置を説明するための図である。 従来のスパッタリング装置におけるターゲットと基板の位置関係を説明するための図である。 従来のスパッタリング装置における、基板上へのターゲット投影面の投影を回避するための方法を説明するための図である。 従来のスパッタリング装置における、基板上へのターゲット投影面の投影を回避するための方法を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係るスパッタリング装置における、ターゲットと基板の位置関係を説明するための図である。 本願明細書における用語を説明するための図である。 本願明細書における用語を説明するための図である。 本願明細書における用語を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係るスパッタリング装置における、ターゲットと基板の位置関係を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係るスパッタリング装置における、ターゲットと基板の位置関係を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係るスパッタリング装置における、ターゲットと基板の位置関係を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係るスパッタリング装置における、ターゲットと基板の位置関係を説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係るスパッタリング装置における、ターゲットと基板の位置関係を説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係るスパッタリング装置における、ターゲットと基板の位置関係を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る第１の実施例を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る第１の実施例を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る第２の実施例を説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る第２の実施例を説明するための図である。 本発明を説明するための図である。 本発明を説明するための図である。 本発明を説明するための図である。 本発明を説明するための図である。 本発明に係るスパッタリング装置の制御部を説明するための図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
（第１の実施形態）
　図１を参照して、本実施形態に係るスパッタリング装置（以下、「成膜装置」ともいう）の全体構成について説明する。図１は、本実施形態に係る成膜装置１を模式的に示した図である。成膜装置１は、基板処理室としての真空容器２を備える。真空容器２は、排気ポート８を通じて真空容器２を排気するターボ分子ポンプ４８とドライポンプ４９とを有する真空排気装置と接続される。また、成膜装置１は、真空容器２へ放電用のガスを導入することのできるガス導入機構１５を備えている。
　排気ポート８は、例えば断面が矩形の形状の導管であり、真空容器２とターボ分子ポンプ４８との間を繋いでいる。排気ポート８とターボ分子ポンプ４８の間には、メインバルブ４７が設けられている。
　真空容器２の内部には、被スパッタ面が露出しているターゲット４がターゲットホルダ６に保持されている。また、ターゲット４から放出されたスパッタ粒子が到達する所定の位置に、基板１０を載置するための基板ホルダ７が設けられている。基板１０は、真空容器２に設けられているゲートバルブ４２を介して、搬入および搬出される。基板ホルダ７の基板載置面の周囲には、基板１０の端部や側壁、裏面などへの膜付着を防止するためのマスク１１が設けられてもよい。基板ホルダ７は、基板１０を載置している基板載置面を自転可能に構成され、基板１０を載置した状態で、基板１０をその面内で回転可能に構成される。本実施形態においては基板ホルダ７の回転軸と基板１０の回転軸は一致するよう構成されている。基板ホルダ７の回転は、基板ホルダ駆動機構３１によって制御される。
　そのほか、真空容器２には、真空容器２の圧力を測定するための圧力計４１が設けられている。真空容器２の内面には、接地された筒状のシールド４０（防着シールド部材）が設けられている。シールド４０は、スパッタ粒子が真空容器２の内面に直接付着するのを防止している。なお、図１ではターゲットの数は２であるが、これ以上の数でも良い。また、図１では双方のターゲットの脇にガス導入口が設けられているが、この位置に限らず他の位置に設けられても良い。
　ターゲット４は、基板１０の斜向かいに配置され、基板１０に対して傾いて対向している。本実施形態においては、ターゲット４の径は基板１０の径よりも小さなものが用いられる。本実施形態に示すように、ターゲット４を基板ホルダ７及び基板１０の対向した位置に傾斜させて設けることで、ターゲット４の径が小さなものを用いた場合にも、基板面内で良好な膜厚分布が得られる。なお、ターゲット４が基板ホルダ７及び基板１０に対して傾斜しているとは、図１に示すように、標準的な表面が平坦な未使用のターゲットを用いた際に、その表面と基板１０の表面とが平行では無いことを言う。ターゲットホルダ６には、スパッタ放電用電力を印加する電源１２が接続されている。図１に示す成膜装置１はＤＣ電源を備えているが、これに限定されるものではなく、例えばターゲット４が絶縁体である場合にはＲＦ電源が用いられる。ＲＦ電源を用いた場合には電源１２とターゲットホルダ６との間に整合器を設置する必要がある。電源１２により、ターゲット４に電圧が印加され、プラズマが形成されることで、スパッタリングが行われる。ターゲットホルダ６の裏面にはマグネトロンユニット１９が配置され、ターゲット４の近傍にプラズマを閉じ込めるための磁力線が形成される。
　ターゲットホルダ６は、絶縁体により真空容器２から絶縁されている。ターゲットホルダ６はＣｕ等の金属製であるので、ＤＣ又はＲＦの電力が印加された場合には電極となる。ターゲット４は、周知のとおり、基板へ成膜したい材料成分から構成される。膜の純度に関係するため、高純度のものが望ましい。
　ターゲットホルダ６の近傍には、円筒状の防着部材３がターゲットホルダ６を覆うように設置されており、スパッタ粒子が真空容器２の内面に直接付着するのを防止している。またターゲットホルダ６と基板ホルダ７の間にはターゲットシャッター１３が設けられても良い。ターゲットシャッター１３はターゲットシャッター駆動機構１４により制御され、ターゲット４と基板１０が対向する開状態、またはターゲット４と基板１０を互いに遮蔽する閉状態とを切り替え可能に構成される。
　ガス導入機構１５は、放電用のガスを導入するための配管、ガスを貯蔵するボンベ、ガスの流量を制御するためのマスフローコントローラー、ガスの流れを遮断したり開始したりするためのバルブ類、減圧弁やフィルターなどから構成されている。さらに、ガス導入機構１５は、制御装置により、指定されるガス流量を安定に流すことができる構成となっている。
　また、放電用ガスに反応性ガスを混合した混合ガスがガス導入機構１５から導入されても良い。反応性ガスを導入するための他の導入機構が設けられても良い。
　次に図２～４を用いて本発明の特徴となるターゲット４と基板１０との位置関係について説明する。
　図２、図３Ａ及び図３Ｂは従来のターゲット４と基板１０の位置関係を説明するための図である。図２では、ターゲット４の中心法線Ｎ１の方向に沿って、基板１０の面に投影されたターゲット４の投影面Ｐは基板１０の上に投影されている。これを避けるために、図３Ａのようにターゲット４と基板１０との距離を大きくするように、ターゲット４を基板１０から離して投影面Ｐが基板１０の上に重ならないようにしていた。もしくは図３Ｂのように、ターゲット４と基板１０の傾きをより小さくして配置していた。図３Ａおよび図３Ｂに示す方法では、成膜速度が基板１０の表面上で線形ではない、すなわち不規則な分布になるため、たとえ基板ホルダ７を回転させながら成膜を行ったとしても、一様な膜厚を得ることは難しい。
　なお図３Ａ、図３Ｂの破線は、図２の状態でのターゲット４の位置と法線Ｎ１の位置およびその投影面を図３Ａ、図３Ｂ上にそれぞれ示したものである。
　図４は本実施形態に係るターゲット４と基板１０の位置関係を説明するための図である。本実施形態では、基板１０の上に投影面Ｐが重ならないように、すなわち投影面Ｐが基板１０よりも外側に形成されるように、従来のターゲット４に対して回転軸Ｒを中心として回転させた位置にターゲット４を配置している。図４において、基板１０の表面を含む面の法線であって、ターゲット４の中心を通る法線Ｎ３を回転軸Ｒとしている。
　なお、回転軸Ｒは従来のスパッタリング装置におけるターゲット４と基板１０の位置関係と、本実施形態に係るスパッタリング装置におけるターゲット４と基板１０の位置関係とを比較して説明するために用いているものである。すなわち、本実施形態に係るスパッタリング装置において、ターゲット４及びターゲット４を保持するターゲットホルダ６が実際に回転軸Ｒを中心に回転駆動しているわけではない。
　このように従来のターゲット４に対して回転軸Ｒを中心に回転させた位置にターゲット４を配置することで、ターゲット４の中心と基板１０との距離（オフセット距離）を離すことなく、投影面Ｐを基板１０の被処理面から外すことが可能となる。その結果、負イオンによる被膜へのダメージを低減させつつ、良好な面内分布で基板１０に成膜処理を行うことが可能となる。
　ここで、本願明細書における用語について図５～図７を用いて説明する。まず、図５を用いて角度θについて説明する。まず、角度θについて、法線Ｎ３とターゲット４の中心法線Ｎ１が一致している状態を０度とする。そしてその状態から、ターゲット４表面の中心を回転の中心として、中心法線Ｎ１と法線Ｎ３を含む面の面内方向に回転させたときの法線Ｎ３と中心法線Ｎ１とのなす角度をθと定義する。また、θ＝０°の状態から、ターゲット４の表面と基板１０の表面が対向する方向に回転させた角度を＋、反対の方向に回転させた角度を－とする。従って、例えば０°＜θ＜＋９０°においては、中心法線Ｎ１と基板１０の中心法線Ｎ２は、ターゲット４を基準として基板１０の側で交差することになる（以下の説明では角度θの＋を省略して説明することもある）。
　次に図６を用いてオフセット距離とＴＳ距離について説明する。オフセット距離は、基板１０の中心法線Ｎ２と、法線Ｎ３との距離である。ＴＳ距離はターゲット４の表面の中心位置から基板１０の表面を含む面Ｓまでの法線Ｎ３の距離である。
　次に図５および図７を用いて角度ωについて説明する。
　図５に示すように、角度ωは法線Ｎ１と法線Ｎ２が同一面内に在る場合を０度として、法線Ｎ３を回転軸として法線Ｎ１を回転させた場合の回転角度である。
　一方、図７は基板１０及びターゲット４を上面から見たときの様子を示すものである。図７を用いて角度ωについて捕捉説明すると、ターゲット４の表面の中心と基板１０の中心法線Ｎ２を含む面と、基板１０の中心法線Ｎ２と平行であって且つ４ターゲットの中心法線Ｎ１を含む面とのなす角度でもある。なおωは法線Ｎ１と法線Ｎ２が同一面内に在る場合を０度としているので、いずれの方向に回転させてもそれらの回転角度が同じである限り等価である。例えば、一方の回転角度を＋とし、他方の回転角度を－とした場合、＋３０°と－３０°は等価である。
　角度θについて基板１０への成膜処理が可能な範囲において特に制限は無いが、基板１０に成膜した際の膜厚の面内分布、およびスパッタ粒子の基板上への付着効率を考慮すると、１５度≦θ≦６０度であることが好ましい。
　同様に、角度ωについても基板１０への成膜処理が可能な範囲において特に制限は無いが、基板１０に成膜した際の膜厚の面内分布、およびスパッタ粒子の基板上への付着効率を考慮すると、１５度≦｜ω｜≦７５度であることが好ましい。
　なお、角度θおよび角度ωについても、回転軸Ｒと同様に、本実施形態に係るスパッタリング装置におけるターゲット４と基板１０の位置関係を説明するために用いているものである。すなわち、本実施形態に係るスパッタリング装置において、ターゲット４およびターゲットホルダ６が実際に角度θおよび角度ωの方向に回転しているわけではない。
　基板１０の中心法線とは、基板１０の中心点における、基板１０の被処理面に対して垂直な線のことを言う。またターゲット４の中心法線とは、ターゲット４の被スパッタ面の中心点における、ターゲット４の被スパッタ面に対して垂直な線のことを言う。なお、ターゲット４の被スパッタ面とは未使用時の表面が平坦であるターゲットのことを指している。ターゲット４の表面が所定の形状に加工されている場合、垂線はターゲット４の裏面やターゲットホルダ６などの平坦面にもとづいて求められる。
　また、一般のスパッタリング装置においては、基板ホルダ７の構成やその他の一般的な構成部品（例えばゲートバルブの形態や基板搬送ロボットの形態）などから基板ホルダ７に載置可能な基板１０のサイズは限定される。またターゲットホルダ６についてもその他の一般的な構成部品（例えばターゲットを固定する手段、ターゲットホルダ６の形態、外周のシールド）などからターゲットホルダ６により保持されるターゲット４の形態も限定される。
　すなわち、ターゲット４の投影面Ｐが基板１０の表面に重ならないために、基板ホルダ７の基板１０が載置される基板載置面を含む面に対して、ターゲットホルダ６のターゲット４を保持するターゲット保持面の中心法線方向に該ターゲット保持面を投影した投影面が、基板載置面に重ならないように、すなわち投影面が基板載置面よりも外側に形成されるように、装置を構成すればよい。
（第２の実施形態）
　第１の実施形態では、ターゲット４の中心を通る線分を回転軸Ｒとした形態を示した。本実施形態では回転軸Ｒがターゲット４を通る線分ではない場合について、図８及び図９を用いて説明する。図８は投影面Ｐが基板１０の上に投影されている状態を示す。本実施形態では図９に示すように、図８に示す状態からターゲット４の中心を通らない回転軸Ｒを中心として回転した位置にターゲット４が配置され、投影面Ｐが基板１０の面外に位置している。ここで回転軸Ｒは基板１０の表面を含む面の任意の法線である。
　なお、第１実施形態と本実施形態は本質的に同様である。図１０は本実施形態に係るターゲット４と基板１０の位置関係を示している。破線が図８に示す状態であり、実線が図９に示す状態である。このとき、図１１に示すように、回転軸Ｒを中心に回転することでオフセット距離が変化していることが分かる。即ち、基板１０の上に投影面Ｐが存在する場合の基板１０の中心Ｃ１とターゲット４の中心Ｃ２の距離と、基板１０の上に投影面Ｐが存在しない場合の中心Ｃ１と中心Ｃ２´の距離が変化していることが分かる。
　従って、本実施形態は本質的に第１実施形態と同様に考えることができる。本実施形態は、図１１に示すように、中心Ｃ２を中心Ｃ２´に移動させた後に（オフセット距離を変化させた後に）、中心Ｃ２´を通過する線分を回転軸Ｒとしてターゲット４を回転させた位置にターゲット４を配置したものと考えることができる。即ち、オフセット距離と角度ωの両方を変化させたのが本実施形態である。本実施形態によれば、オフセット距離だけでなく角度ωも変化させているため、オフセット距離のみを変化させる従来の方法よりもオフセット距離の増大量を低減させつつ、基板１０の表面に投影面Ｐが重なることを回避できる。
（第３の実施形態）
　上述した実施形態では、基板１０の表面を含む面の法線を回転軸Ｒとしていた。本実施形態ではターゲット４の面内に平行な線分を回転軸Ｒとしている。本実施形態について図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は図８と同様に投影面Ｐが基板１０の上に投影されている状態を示す。図１３に示されるように、回転軸Ｒを中心にターゲット４を回転させた位置にターゲット４が配置されることで、投影面Ｐが基板１０の面外に位置している。
　本実施形態も本質的に第１実施形態と同様である。本実施形態ではターゲット４の面内に平行な線分を回転軸Ｒとしているため、角度θも変化する。即ち、図１２の状態を基準として、角度θ及び角度ωの両方を変化させたのが本実施形態であるといえる。
　以上、上述した第１実施形態から第３実施形態は基板１０の面内の法線方向の成分を有する線分を回転軸Ｒとしてターゲット４を回転させた位置にターゲット４を配置することで、基板１０の表面に投影面Ｐが重ならないようにしている。
　即ち、従来では基板１０の表面に投影面Ｐを重ねないために、ターゲット４を基板から離すか、もしくは角度θを小さくする方法を採っていた。この角度θは基板１０の面と平行な線分を回転軸として、ターゲット４を回転させた位置に、ターゲット４を配置していると言える。これに対して本発明では、基板１０の面内の法線方向の成分を有する線分を回転軸Ｒとしているために、ターゲット４と基板１０とのオフセット距離を変化させることなく、あるいはオフセット距離の増大量を従来に比べ低減させつつ基板１０の表面に投影面Ｐが重なることを回避できる。換言すれば、投影面Ｐが基板１０の被処理面に重ならないようにターゲット４と基板１０を配置するにあたって、法線Ｎ１と法線Ｎ２とが同一面上に存在しないようにしている。
　上述した実施形態において、角度ωを調整するために、ターゲットホルダ６にターゲット駆動部９が設けられていてもよい。このため、ターゲットホルダ６に取り付けるターゲット４の材質が変更された場合でも、必要な膜特性に合わせて角度ωを設定することができる。ターゲット駆動部９はさらに角度θを調整するように構成されてもよい。
　もしくは、基板１０が載置されている基板載置面を回転させる回転駆動部に加え、ターゲット４に対する基板載置面の位置を変更可能な駆動部を１以上備える構成としてもよい。この場合、ターゲット４に対して、基板１０の位置を、基板１０の面内方向で変化させることで、基板１０に対するターゲット４の角度ωを調整可能とすることができる。
　また上述した実施形態において、基板１０のその他の処理工程によっては、基板１０の外周から数ミリメートル程度の外縁部分は電子デバイス等に利用されず廃棄されることもある。そのような場合は基板１０の電子デバイス等の製造に利用される有効利用領域から投影面Ｐが外れていれば良い。
　上述した実施形態では基板１０に対してターゲット４が１つだけ配置された例を説明したが、実施形態１乃至３に係るターゲット４が複数配置されていても良い。また第１乃至第３の実施形態に係るターゲット４を複数同時に用いて成膜処理を行っても良い。例えば第１実施形態に係るターゲット４を、法線Ｎ２について対称に２つ配置し、２つのターゲット４を同時にスパッタリングすることで基板１０への成膜処理を行っても良い。このようにすることでより基板１０の面内分布を改善することが可能となる。
　図２２を用いて本発明に係るスパッタリング装置を動作させるための制御装置について説明する。制御装置は主制御部１００を備え、主制御部１００に具備された記憶装置６３には、本発明に係る種々の基板処理プロセスを実行する制御プログラムが格納されている。例えば、制御プログラムは、マスクＲＯＭとして実装される。あるいは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などにより構成される記憶装置６３に、外部の記録媒体やネットワークを介して制御プログラムをインストールすることも可能である。主制御部１００は、スパッタ放電用電力を印加する電源１２、ガス導入機構１５、基板ホルダ駆動機構３１、ターゲットシャッター駆動機構１４、圧力計４１、及びゲートバルブ４２等とそれぞれ電気的に接続されており、スパッタリング装置の動作を管理し、制御できるように構成されている。
（実施例１）
　第１実施形態におけるシミュレーションによる第１の実施例を図１４及び図１５を用いて説明する。
　スパッタはＭｇＯターゲットを用いたＲＦスパッタとした。ターゲットの直径は１６４ｍｍとし、ターゲットの基板に対する傾き角度θ＝３０°とした。基板の直径は２００ｍｍとした。ターゲットと基板とのオフセット距離は２５０ｍｍとした。基板ホルダによる基板の面内回転は６０ｒｐｍとした。この状態において、ターゲットと基板とのＴＳ距離、及びターゲットの傾き角度ωを変化させて、それぞれの状態で基板１０へスパッタリング成膜処理を行った際の、基板面内の膜厚分布の変化を調べた。図１４は、ωを変化させたときの基板１０及び基板１０を含む面へのターゲット投影面Ｐの変化を示している。図１４から分かるように、本実施例における条件では、ω＝４５°以上において、ターゲット投影面が基板上から外れている。
　次に、ωを変化させたときの基板面内における膜厚分布変化を図１５に示す。ターゲット投影面が基板上から外れるω＝４５°以上について着目すると、ＴＳ距離２００ｍｍにおいてはω＝０°に比べて膜厚分布が改善されていることが分かる。同じくＴＳ距離２４０ｍｍおよび２６０ｍｍにおいてもω＝０°に比べて膜厚分布が改善されていることが分かる。ＴＳ距離２８０ｍｍおよび３４０ｍｍにおいては、ω＝０°における膜厚分布が優れているため、ω＝４５°以上においては膜厚分布が僅かに悪くなっているものの、依然として良好な膜厚分布が得られていることがわかる。
（実施例２）
　上述した第１実施形態におけるシミュレーションによる第２の実施例を図１６及び図１７を用いて説明する。
　スパッタはＭｇＯターゲットを用いたＲＦスパッタとした。ターゲットの直径は１６４ｍｍとし、ターゲットの基板に対する傾き角度θ＝３０°とした。基板の直径は３００ｍｍとした。ターゲットと基板とのオフセット距離は２７０ｍｍとした。基板ホルダによる基板の面内回転は６０ｒｐｍとした。この状態において、ターゲットと基板とのＴＳ距離、及びターゲットの傾き角度ωを変化させて、それぞれの状態で基板１０へスパッタリング成膜処理を行った際、基板面内の膜厚分布の変化を調べた。図１６は、ωを変化させたときの基板１０及び基板１０を含む面へのターゲット投影面Ｐの変化を示している。図１６から分かるように、本実施例における条件では、ω＝６０°以上において、ターゲット投影面が基板上から外れている。
　次に、ωを変化させたときの基板面内における膜厚分布変化を図１７に示す。ターゲット投影面が基板上から外れるω＝６０°以上について着目すると、ＴＳ距離２００ｍｍにおいてはω＝０°のときと同等かあるいはそれよりも良好な膜厚分布が得られていることが分かる。ＴＳ距離２３０ｍｍおよび２６０ｍｍにおいては、ω＝０°のときよりも優れた膜厚分布が得られている。ＴＳ距離２９０ｍｍおよび３３０ｍｍにおいては、ω＝０°における膜厚分布が優れているため、ω＝６０°以上においては膜厚分布が僅かに悪くなっているものの、依然として良好な膜厚分布が得られていることがわかる。
　上述した実施例から分かるように、本発明を用いることで負イオンによる膜質劣化を低減しつつ、良好な膜厚分布を得ることが可能となる。
　上述した実施形態および実施例では全てターゲット４の投影面Ｐが基板１０に重ならないように成膜装置１を構成した。このターゲット４はターゲットホルダ６のターゲット取付部、基板１０は基板ホルダ７上の基板載置面に等しいと考えることができる。スパッタリング装置に用いられる基板１０のサイズは、通常のスパッタリング装置に用いられる他の一般的なモジュールにより決定され得る。即ち基板載置面も通常のスパッタリング装置における他の一般的なモジュールにより決定され得る。そして、基板載置面を含む面へのターゲット取付部の投影面が、基板載置面から外れるように、所定の角度ωを設定することで本願発明の効果を得ることができる。
　また、基板１０の外縁を覆うマスク１１が設けられる場合、ターゲット投影面Ｐはマスク１１により形成される面から外れていれば良い。このときの様子を図１８及び図１９を用いて説明する。図１８及び図１９において、基板１０の外縁はマスク１１により覆われている。なお、図１８では、基板１０とマスク１１との位置関係を説明するために、マスク１１を透過させて図示している。図１９は、基板１０の中心法線Ｎ２と法線Ｎ３を含む面における、基板ホルダ７、基板１０およびマスク１１の断面図である。ラインＬはマスク１１の端部に接する線分であり、基板１０に対するターゲット４の傾斜角度と同様の傾斜角度を有する。このとき、マスク１１の上側の内径Ｘ１のうち、ラインＬで囲まれる領域Ｚ１にターゲット４の投影面Ｐが重ならない、すなわち投影面Ｐが領域Ｚ１よりも外側に形成されるようにする必要がある。なお図１９は角度θについて記載しているが、マスク１１を設ける場合、マスク１１によって基板１０の表面上にできる影を角度θおよび角度ωの双方について考慮する。
　同様に、ターゲット４の外周部に防着部材３が設けられており、且つこの防着部材３がターゲット４の外縁の一部を覆っている場合について考える。このときの様子を図２０を用いて説明する。防着部材３により形成される法線Ｎ１を中心とする直径Ｘ２の円を、ターゲット４に対して垂直方向にターゲット４に投影した領域をＺ２とする。この領域Ｚ２によってターゲット投影面Ｐが形成される。即ち、ターゲット４の外縁が防着部材３により覆われる場合、領域Ｚ２により形成されるターゲット投影面Ｐが基板１０に重ならない、すなわち投影面Ｐが基板１０よりも外側に形成されるようにすれば良い。
　次にターゲット４のスパッタリング方法としてマグネトロンスパッタリング法を用いた場合の投影面Ｐについて、図２１を用いて説明する。ターゲットホルダ６の裏面にはマグネトロンユニット１９が配置されており、マグネトロンユニット１９のマグネット部分から出た磁力線Ｍが、ターゲット４の近傍において磁気トンネルを形成している。マグネトロンスパッタを用いる場合、ターゲット４の被スパッタ面は、マグネトロンユニット１９により形成される磁力線Ｍによって決定される。即ち、ターゲット４の直径に対して磁気トンネル部分の幅が小さい場合、被スパッタ面はターゲット４の直径よりも小さくなる。従って図２１においては、領域Ｚ３が実質的な被スパッタ面となる。このような場合、領域Ｚ３をターゲット４の中心法線方向に投影した面が投影面Ｐとなる。
　本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

Claims (6)

  1. 　基板を処理するための処理室と、
    　前記処理室の内部に配置され、前記基板を保持した状態において前記基板の面内方向に回転可能である基板ホルダと、
    　前記基板ホルダの斜向かいに位置し、前記基板ホルダに対して傾いて対向するターゲットホルダと、を備え、
    　前記基板ホルダの基板載置面を含む面上に対して、前記ターゲットホルダのターゲット保持面の中心法線方向に投影される前記ターゲット保持面の投影面が、前記基板ホルダの基板載置面よりも外側に形成され、
    　前記基板載置面の中心法線と前記ターゲットホルダの中心法線とが同一面上に無いことを特徴とするスパッタリング装置。
  2. 　前記ターゲットホルダの裏面に配置されるマグネトロンユニットを備えることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
  3. 　基板を処理するための処理室と、
    　前記処理室の内部に配置され、前記基板を保持した状態において前記基板の面内方向に回転可能である基板ホルダと、
    　前記基板ホルダの斜向かいに位置し、前記基板ホルダに対して傾いて対向するターゲットホルダと、を備え、
    　前記基板ホルダの基板載置面を含む面の垂線であって且つ前記ターゲットホルダのターゲット保持面の中心点を通過する含む第１の線と、前記ターゲット保持面の中心法線とが為す角度をθとし、
    　前記第１の線と基板載置面の中心法線とを含む第１の面と、前記基板ホルダの基板載置面の中心法線と平行であって且つ前記ターゲット保持面の中心法線を含む第２の面とが為す角度をωとしたとき、
    　前記θは、１５度≦θ≦６０度であり、
    　前記ωは、１５度≦｜ω｜≦７５度であり、
    　前記基板載置面を含む面上に対して、前記ターゲット保持面の中心法線方向に投影される前記ターゲット保持面の投影面が、前記基板ホルダの基板載置面よりも外側に形成されることを特徴とするスパッタリング装置。
  4. 　前記ターゲットホルダの裏面に配置されるマグネトロンユニットを備えることを特徴とする請求項３に記載のスパッタリング装置。
  5. 　基板の斜向かいに位置し、前記基板に対して傾けて対向配置されたターゲットを用いて、前記基板を回転させながら前記基板に対してスパッタリング成膜処理を行うスパッタリング方法において、
    　前記基板の被処理面の中心法線が、前記ターゲット表面の中心法線と同一面上に存在せず、且つ、前記被処理面を含む面上に対して前記ターゲット表面の中心法線方向に投影された前記ターゲット表面の投影面が、前記被処理面よりも外側に形成されるように、前記基板を載置した状態で、前記基板に前記スパッタリング成膜処理を行うことを特徴とするスパッタリング方法。
  6. 　前記スパッタリング方法は、前記ターゲットの裏面に配置されたマグネトロンユニットを用いて行うマグネトロンスパッタリング方法であることを特徴とする請求項５に記載のスパッタリング方法。
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