WO2016189809A1 - マグネトロンスパッタリング装置 - Google Patents

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    • H01J37/32082—Radio frequency generated discharge
    • H01J37/321—Radio frequency generated discharge the radio frequency energy being inductively coupled to the plasma

Definitions

  • the present invention relates to a magnetron sputtering apparatus.
  • a magnetron sputtering apparatus In a manufacturing process of a next-generation semiconductor device such as a NAND flash memory, a magnetron sputtering apparatus is used to form an insulating film such as an aluminum oxide film.
  • the magnetron sputtering apparatus includes a vacuum chamber and a cathode unit that can be attached to and detached from the vacuum chamber.
  • the cathode unit is disposed on the side facing the sputtering surface of the target that is installed so as to face the inside of the vacuum chamber.
  • a magnet unit that generates a leakage magnetic field on the side of the sputtering surface.
  • the target While the target is sputtered to form a film on a processing substrate disposed opposite to the target in a vacuum chamber, the target center is set as the rotation center. What has a drive source which rotationally drives a magnet unit is known (for example, refer to patent documents 1).
  • the thickness distribution of the thin film formed on the processing substrate is biased due to the position of the exhaust port provided in the vacuum chamber and the position of the gas inlet. It is known. In next-generation semiconductor devices, it is required to control the in-plane distribution of the film thickness to less than 1%, for example. In order to satisfy this requirement, it is important how to suppress the uneven distribution of the film thickness. In this case, it is conceivable that the magnet of the magnet unit is configured to be movable in one direction, but there is a problem that the apparatus configuration becomes complicated.
  • an object of the present invention is to provide a magnetron sputtering apparatus that can effectively suppress the uneven thickness distribution with a simple configuration.
  • a vacuum chamber and a cathode unit detachably attached to the vacuum chamber are provided, and the cathode unit faces away from a target installed so as to face the vacuum chamber and a sputtering surface of the target.
  • the magnetron sputtering apparatus of the present invention having a magnet unit that is arranged on the side and generates a leakage magnetic field on the sputtering surface side forms a film by sputtering the target onto a processing substrate that is arranged to face the target in a vacuum chamber.
  • the bias of the thin film formed on the processing substrate can be effectively suppressed by the action of the leakage magnetic field generated by the auxiliary magnet unit, and as a result, the in-plane distribution of the film thickness. Can be improved. Moreover, it is not necessary to provide a complicated mechanism for moving the magnet unit in one direction, and this can be realized with a simple device configuration.
  • the target is made of an insulator, and the target made of the insulator is provided in the cathode unit in a state of being joined to a backing plate provided with a refrigerant circulation passage inside, and the target is sputtered by applying high-frequency power.
  • the film thickness at the portion where the refrigerant is discharged from the refrigerant circulation passage of the backing plate is thin. This has led to the finding that high-frequency power is consumed in the vicinity of the outlet where the cooling water is discharged from the refrigerant circulation passage, resulting in locally low plasma impedance.
  • the auxiliary magnet unit by arranging the auxiliary magnet unit so as to straddle the intersection of the line extending from the center of the target through the outlet and the outer wall of the vacuum chamber, the impedance of the plasma in the vicinity of the outlet can be increased, and the membrane The uneven thickness distribution can be effectively suppressed.
  • the in-plane film thickness distribution can be controlled to less than 0.6%.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1.
  • (A) And (b) is a figure which shows the experimental result which confirms the effect of this invention.
  • the magnetron sputtering apparatus SM includes a vacuum chamber 1 that defines a processing chamber 1a.
  • An exhaust port 11 is provided at the bottom of the vacuum chamber 1, and the exhaust port 11 is connected to a vacuum pump P such as a turbo molecular pump or a rotary pump via an exhaust pipe 12, and the processing chamber 1 a is set to a predetermined pressure (for example, 1 ⁇ is to be evacuated to 10 -5 Pa).
  • a gas inlet 13 is provided on the side wall of the vacuum chamber 1.
  • a gas pipe 15 connected to a gas source (not shown) and having a mass flow controller 14 connected to the gas inlet 13 is connected to the gas inlet 13.
  • a sputtering gas composed of a rare gas can be introduced into the processing chamber 1a at a predetermined flow rate.
  • a substrate stage 16 is disposed on the bottom of the vacuum chamber 1 so as to face a target described later.
  • the substrate stage 16 has a known electrostatic chuck (not shown). By applying a predetermined voltage to the electrode of the electrostatic chuck, the substrate W to be processed is placed on the substrate stage 16 with its film formation surface facing up. It can be held by suction.
  • a cathode unit C is detachably provided on the ceiling of the vacuum chamber 1.
  • the cathode unit C is bonded to a target 2 installed so as to face the inside of the vacuum chamber 1 (processing chamber 1a) and a surface facing the sputtering surface 2a of the target 2 via a bonding material such as indium or tin.
  • It has a backing plate 3 and a magnet unit 4 that is disposed on the side opposite to the sputtering surface 2a of the target 2 and generates a leakage magnetic field on the sputtering surface 2a side.
  • the backing plate 3 and the magnet unit 4 are surrounded by a housing H.
  • the target 2 is made of an insulating material such as alumina (Al 2 O 3 ), which is appropriately selected according to the composition of the thin film to be formed, and is made, for example, circular in plan view using a known method.
  • the target 2 is connected to an output from a high-frequency power source as the sputtering power source E, and high-frequency power is input during sputtering.
  • the backing plate 3 is made of a metal such as Cu having good thermal conductivity, and has a refrigerant circulation passage 31 formed therein, and a refrigerant inlet 32 and an outlet 33 are provided on the upper wall.
  • a refrigerant for example, cooling water supplied from a chiller (not shown) is supplied from the inlet 32 to the refrigerant circulation passage 31, and the refrigerant circulated through the refrigerant circulation passage 31 is discharged from the outlet 33 while exchanging heat with the refrigerant.
  • the target 2 can be cooled.
  • a drive shaft 44a of a drive source 44 is connected to the upper surface of the yoke 41 so that the magnet unit 4 can be driven to rotate about the center of the target 2 while the target 2 is formed by sputtering.
  • the magnetron sputtering apparatus SM has known control means including a microcomputer, a sequencer, etc., and controls the operation of the mass flow controller 10, the operation of the vacuum exhaust means P, the drive of the drive source 44, the drive of the chiller, etc. I am doing so.
  • control means including a microcomputer, a sequencer, etc., and controls the operation of the mass flow controller 10, the operation of the vacuum exhaust means P, the drive of the drive source 44, the drive of the chiller, etc. I am doing so.
  • a sputtering method using the sputtering apparatus SM will be described by taking an example in which an alumina film is formed.
  • the vacuum chamber 1 in which the alumina target 2 is disposed is evacuated to a predetermined degree of vacuum (for example, 1 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa), and the substrate W is transferred into the vacuum chamber 1 by a transfer robot (not shown).
  • the substrate W is transferred to the substrate stage 2 and electrostatically attracted.
  • argon gas as a sputtering gas is introduced at a flow rate of, for example, 150 to 250 sccm (at this time, the pressure in the vacuum chamber 1 is 2 to 4 Pa), and high frequency power (for example, 13.56 MHz, 4 kW) to form plasma in the vacuum chamber 1.
  • the sputtering surface 2a of the target 2 is sputtered, and the sputtered particles that have scattered are deposited and deposited on the surface of the substrate W to form an alumina film.
  • the positions of the first and second magnets 42 and 43 of the magnet unit 4 are designed so that the in-plane distribution of the alumina film formed on the processing substrate W is good. It is known that the thickness distribution of the thin film formed on the processing substrate W is biased due to the position 11 and the position of the gas inlet 13. In the present embodiment, it has been found that the film thickness at the portion of the outlet 33 that discharges the refrigerant from the refrigerant circulation passage 31 of the backing plate 3 is thin, and as a result, the distribution of the film thickness is uneven.
  • the vacuum chamber is aligned with the orientation of the bias of the film thickness distribution, that is, across the intersection Cp between the line extending from the center of the target 2 through the outlet 33 and the outer wall of the vacuum chamber 1.
  • the auxiliary magnet unit 5 was locally provided on the outer wall of 1.
  • the auxiliary magnet unit 5 can be constituted by a plurality (four in this embodiment) of magnets 51 arranged in a circumferential direction.
  • these several magnets 51 make a pair, respectively.
  • the plasma magnetic field in the vicinity of the outlet is increased by the action of the leakage magnetic field generated in the vacuum chamber 1 by the auxiliary magnet unit 5, and the uneven distribution of the film thickness is effectively suppressed.
  • the film thickness in-plane distribution can be improved.
  • the following experiment was performed using the magnetron sputtering apparatus SM.
  • a silicon substrate having a diameter of 300 mm was used as the processing substrate W, and a target made of aluminum oxide having a diameter of 400 mm was used as the target 2 of the cathode unit C.
  • the cathode unit C was assembled, and the four magnets 51 of the auxiliary magnet unit 5 were provided on the outer wall of the vacuum chamber 1 so as to straddle the intersection Cp as shown in FIG.
  • the magnet unit 4 is rotated at a rotational speed of 40 rpm, and argon gas is introduced into the vacuum chamber 1 at a flow rate of 200 sccm (processing at this time).
  • the pressure inside the chamber 1a was 3 Pa), and 4kW of 13.56 MHz high frequency power was applied to the target 2 to generate plasma, and an alumina film was formed on the processing substrate W by sputtering.
  • the average film thickness of the formed alumina film is 45.61 nm, the film thickness in-plane distribution ( ⁇ ) is 0.55%, and as shown in FIG. It was confirmed that the portion having the thickness was substantially concentric and the uneven thickness distribution was suppressed. Note that the direction shown in FIG. 3A corresponds to the direction shown in FIG.
  • a comparative experiment was conducted for comparison with the above invention experiment.
  • an alumina film was formed using the same conditions as the above-described invention except that the auxiliary magnet unit 5 was not provided.
  • the average film thickness of the formed alumina film is 46.16 nm and the film thickness in-plane distribution ( ⁇ ) is 1.19%.
  • ⁇ film thickness in-plane distribution
  • the film thickness distribution was biased such that the film thickness was thinner and the film thickness increased toward the right side.
  • the auxiliary magnet unit 5 by providing the auxiliary magnet unit 5 locally on the outer wall of the vacuum chamber 1, it is possible to suppress the deviation of the film thickness distribution, and consequently the film thickness in-plane distribution is less than 0.6%. It was found that it can be greatly improved.
  • the present invention is not limited to the above.
  • the case where the auxiliary magnet unit 5 is provided on the outer wall of the vacuum chamber 1 has been described as an example.
  • the auxiliary magnet unit 5 may be provided on the outer wall of the housing H so as to match the unevenness of the film thickness distribution.
  • the auxiliary magnet unit 5 is comprised with the four magnets 51, what is necessary is just to set the number of the magnets 51 suitably according to the range which acts on a leakage magnetic field.
  • the aluminum oxide was demonstrated to the example as a material of the target 2, not only this but insulators, such as MgO, SiC, SiN, can be selected, and metals, such as Ti, Cu, and Al, can be selected. You can choose.
  • insulators such as MgO, SiC, SiN
  • metals such as Ti, Cu, and Al. You can choose.
  • a known DC power source may be used as the sputtering power source E.
  • SM magnetron sputtering apparatus
  • C cathode unit
  • Cp intersection of a line extending from the target center 2c through the outlet 33 and the outer wall of the vacuum chamber 1
  • H housing
  • W processing substrate
  • 2 ... Target 2a ... Sputtering surface
  • 2c Center of target 2
  • 3 Backing plate

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Abstract

　簡単な構成で、膜厚分布の偏りを効果的に抑制することができるマグネトロンスパッタリング装置を提供する。　真空チャンバ１と、この真空チャンバに着脱自在なカソードユニットＣとを備え、カソードユニットは、真空チャンバ内を臨むように設置されるターゲット２と、ターゲットのスパッタ面と背向する側に配置されてスパッタ面側に漏洩磁場を発生させる磁石ユニット４とを有する本発明のマグネトロンスパッタリング装置ＳＭは、真空チャンバ内でターゲットに対向配置される処理基板Ｗに対してターゲットをスパッタリングして成膜する間、ターゲット中心を回転中心として磁石ユニットを回転駆動する駆動源４４を有し、処理基板に成膜したときに生じる膜厚分布の偏りの方位に一致させて真空チャンバまたはカソードユニットのハウジングＨの外壁に、真空チャンバ内に漏洩磁場を作用させる補助磁石ユニット５を局所的に設ける。

Description

マグネトロンスパッタリング装置
　本発明は、マグネトロンスパッタリング装置に関する。
　ＮＡＮＤ型フラッシュメモリのような次世代の半導体デバイスの製造工程において、酸化アルミニウム膜等の絶縁膜を成膜するために、マグネトロンスパッタリング装置が用いられる。マグネトロンスパッタリング装置としては、真空チャンバと、この真空チャンバに着脱自在なカソードユニットとを備え、カソードユニットは、真空チャンバ内を臨むように設置されるターゲットと、ターゲットのスパッタ面と背向する側に配置されてスパッタ面側に漏洩磁場を発生させる磁石ユニットとを有し、真空チャンバ内でターゲットに対向配置される処理基板に対してターゲットをスパッタリングして成膜する間、ターゲット中心を回転中心として磁石ユニットを回転駆動する駆動源を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
　このようなマグネトロンスパッタリング装置を用いた成膜では、真空チャンバに設けられた排気口の位置やガス導入口の位置に起因して、処理基板に成膜される薄膜の膜厚分布に偏りが生じることが知られている。次世代の半導体デバイスでは、膜厚面内分布を例えば１％未満に制御することが要求されており、この要求を満たすには、膜厚分布の偏りを如何に抑制するかが重要となる。この場合、磁石ユニットの磁石を一方向に移動自在に構成することが考えられるが、装置構成が複雑化するという問題があった。
特開平５－２０９２６８号公報
　本発明は、上記知見に基づき、簡単な構成で、膜厚分布の偏りを効果的に抑制することができるマグネトロンスパッタリング装置を提供することをその課題とするものである。
　上記課題を解決するために、真空チャンバと、この真空チャンバに着脱自在なカソードユニットとを備え、カソードユニットは、真空チャンバ内を臨むように設置されるターゲットと、ターゲットのスパッタ面と背向する側に配置されてスパッタ面側に漏洩磁場を発生させる磁石ユニットとを有する本発明のマグネトロンスパッタリング装置は、真空チャンバ内でターゲットに対向配置される処理基板に対してターゲットをスパッタリングして成膜する間、ターゲット中心を回転中心として磁石ユニットを回転駆動する駆動源を有し、前記処理基板に成膜したときに生じる膜厚分布の偏りの方位に一致させて真空チャンバまたはカソードユニットのハウジングの外壁に、真空チャンバ内に漏洩磁場を作用させる補助磁石ユニットを局所的に設けることを特徴とする。
　本発明によれば、補助磁石ユニットで発生させる漏洩磁場の作用により、処理基板に成膜される薄膜の膜厚分布の偏りを効果的に抑制することができ、その結果、膜厚面内分布を向上できる。しかも、磁石ユニットを一方向に移動させる複雑な機構を設ける必要がなく、簡単な装置構成で実現できる。
　ところで、ターゲットが絶縁物製であり、この絶縁物製のターゲットが、内部に冷媒循環通路が設けられたバッキングプレートに接合された状態でカソードユニットに設けられ、高周波電力を投入してターゲットをスパッタリングして成膜する場合、バッキングプレートの冷媒循環通路から冷媒を排出する部分での膜厚が薄くなっていることを判明した。これは、冷媒循環通路から冷却水が排出される流出口付近で高周波電力が消費されてプラズマのインピーダンスが局所的に低くなることに起因するとの知見するに至った。
　そこで、本発明において、補助磁石ユニットを、ターゲットの中心から流出口を経てのびる線と真空チャンバの外壁との交点を跨ぐように配置することで、流出口近傍におけるプラズマのインピーダンスが高められ、膜厚分布の偏りを効果的に抑制することができる。本発明者らの実験では、膜厚面内分布を０．６％未満に制御できることが確認された。
本発明の実施形態のマグネトロンスパッタリング装置を示す模式的断面図。 図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う模式的断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の効果を確認する実験結果を示す図。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態のマグネトロンスパッタリング装置について説明する。以下においては、図１を基準とし、真空チャンバ１の天井部側を「上」、その底部側を「下」として説明する。
　図１に示すように、マグネトロンスパッタリング装置ＳＭは、処理室１ａを画成する真空チャンバ１を備える。真空チャンバ１の底部には排気口１１が設けられ、この排気口１１は排気管１２を介してターボ分子ポンプやロータリーポンプなどからなる真空ポンプＰが接続され、処理室１ａを所定圧力（例えば１×１０－５Ｐａ）まで真空引きできるようにしている。真空チャンバ１の側壁にはガス導入口１３が設けられ、このガス導入口１３には、図示省略のガス源に連通し、マスフローコントローラ１４が介設されたガス管１５が接続され、Ａｒなどの希ガスからなるスパッタガスを処理室１ａ内に所定流量で導入できるようになっている。
　真空チャンバ１の底部には、後述するターゲットと対向させて基板ステージ１６が配置されている。基板ステージ１６は図示省略する公知の静電チャックを有し、この静電チャックの電極に所定電圧を印加することで、基板ステージ１６上に処理すべき基板Ｗをその成膜面を上にして吸着保持できるようになっている。
　真空チャンバ１の天井部には、カソードユニットＣが着脱自在に設けられている。カソードユニットＣは、真空チャンバ１内（処理室１ａ）を臨むように設置されるターゲット２と、ターゲット２のスパッタ面２ａと背向する面にインジウムやスズ等のボンディング材を介して接合されるバッキングプレート３と、ターゲット２のスパッタ面２ａと背向する側に配置されてスパッタ面２ａ側に漏洩磁場を発生させる磁石ユニット４とを有する。バッキングプレート３及び磁石ユニット４はハウジングＨで囲われている。ターゲット２は、成膜しようとする薄膜の組成に応じて適宜選択されるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の絶縁物製であり、公知の方法を用いて例えば平面視円形に作製されている。ターゲット２には、スパッタ電源Ｅとしての高周波電源からの出力が接続され、スパッタリング時、高周波電力が投入される。バッキングプレート３は、熱伝導の良いＣｕ等の金属製であり、内部に冷媒循環通路３１が形成されていると共に、上壁には、冷媒の流入口３２と流出口３３が設けられている。図外のチラーから供給される冷媒（例えば冷却水）を流入口３２から冷媒循環通路３１に供給し、冷媒循環通路３１を循環した冷媒を流出口３３から排出しながら、冷媒との熱交換でターゲット２を冷却出来るようになっている。磁石ユニット４としては、ヨーク４１と、ヨーク４１の下面に環状に列設した同磁化の複数個の第１の磁石４２と、第１の磁石４２の周囲を囲うように環状に列設した第１の磁石４２と同磁化の複数個の第２の磁石４３とを有する。ヨーク４１の上面には、駆動源４４の駆動軸４４ａが接続され、ターゲット２をスパッタリングして成膜する間、ターゲット２中心を回転中心として磁石ユニット４を回転駆動できるようになっている。
　上記マグネトロンスパッタリング装置ＳＭは、マイクロコンピュータやシーケンサ等を備えた公知の制御手段を有し、マスフローコントローラ１０の稼働、真空排気手段Ｐの稼働、駆動源４４の駆動、チラーの駆動等を統括制御するようにしている。以下、上記スパッタリング装置ＳＭを用いたスパッタリング方法について、アルミナ膜を成膜する場合を例に説明する。
　アルミナ製のターゲット２が配置された真空チャンバ１内を所定の真空度（例えば、１×１０－５Ｐａ）まで真空引きし、図外の搬送ロボットにより真空チャンバ１内に基板Ｗを搬送し、基板ステージ２に基板Ｗを受け渡し、静電吸着する。次いで、スパッタガスたるアルゴンガスを例えば、１５０～２５０ｓｃｃｍの流量で導入し（このときの真空チャンバ１内の圧力は２～４Ｐａ）、スパッタ電源Ｅからターゲット２に高周波電力（例えば、１３．５６ＭＨｚ、４ｋＷ）を投入することにより、真空チャンバ１内にプラズマを形成する。これにより、ターゲット２のスパッタ面２ａがスパッタされ、飛散したスパッタ粒子を基板Ｗの表面に付着、堆積させてアルミナ膜が成膜される。
　ここで、磁石ユニット４の第１及び第２の磁石４２，４３の位置は、処理基板Ｗに成膜されるアルミナ膜の膜厚面内分布が良好となるように設計されるが、排気口１１の位置やガス導入口１３の位置に起因して、処理基板Ｗに成膜される薄膜の膜厚分布に偏りが生じることが知られている。本実施形態では、バッキングプレート３の冷媒循環通路３１から冷媒を排出する流出口３３の部分での膜厚が薄くなっており、その結果、膜厚分布の偏りが生じることが判明した。
　そこで、本実施形態では、膜厚分布の偏りの方位に一致させて、つまり、ターゲット２の中心から流出口３３を経てのびる線と真空チャンバ１の外壁との交点Ｃｐを跨ぐように、真空チャンバ１の外壁に補助磁石ユニット５を局所的に設けた。補助磁石ユニット５は、周方向に列設した複数個（本実施形態では４個）の磁石５１で構成することができる。尚、膜厚の制御範囲を限定し、発散磁場でない閉磁場とさせるため、これら複数個の磁石５１は夫々対をなすことが好ましい。
　以上説明した実施形態によれば、補助磁石ユニット５により真空チャンバ１内に発生させる漏洩磁場の作用により、流出口近傍におけるプラズマのインピーダンスが高められ、膜厚分布の偏りを効果的に抑制することができ、その結果、膜厚面内分布を向上させることができる。しかも、磁石ユニット４を一方向に移動自在にする複雑な機構を設ける必要がなく、補助磁石ユニットという簡単な構成で実現することができ、設備コストの上昇を抑制できて有利である。
　次に、上記効果を確認するために、上記マグネトロンスパッタリング装置ＳＭを用いて次の実験を行った。発明実験では、処理基板Ｗとしてφ３００ｍｍのシリコン基板を用い、カソードユニットＣのターゲット２としてφ４００ｍｍの酸化アルミニウム製のものを用いた。このカソードユニットＣを組み付け、図２に示すように補助磁石ユニット５の４つの磁石５１を交点Ｃｐを跨ぐように真空チャンバ１の外壁に設けた。そして、真空チャンバ１内の基板ステージ１６に処理基板Ｗをセットした後、磁石ユニット４を回転速度４０ｒｐｍで回転させると共に、真空チャンバ１内にアルゴンガスを２００ｓｃｃｍの流量で導入し（このときの処理室１ａ内の圧力は３Ｐａ）、ターゲット２へ１３．５６ＭＨｚの高周波電力を４ｋＷ投入してプラズマを生成し、スパッタリングにより処理基板Ｗにアルミナ膜を成膜した。成膜したアルミナ膜の平均膜厚は４５．６１ｎｍ、膜厚面内分布（σ）は０．５５％であり、図３（ａ）に示すように、基板面内において線で結ばれる同一膜厚を有する部分が略同心円状となって膜厚膜厚分布の偏りが抑制されていることが確認された。尚、図３（ａ）に示す方向は、図２に示す方向に対応する。
　上記発明実験に対する比較のために比較実験を行った。比較実験では、補助磁石ユニット５を設けない点を除いて、上記発明条件と同様の条件を用いてアルミナ膜を成膜した。成膜したアルミナ膜の平均膜厚は４６．１６ｎｍ、膜厚面内分布（σ）は１．１９％であり、図３（ｂ）に示すように、流出口３３に対応する左側部分の膜厚が薄く、右側に向かうほど膜厚が厚くなるという膜厚分布の偏りが確認された。上記発明実験及び比較実験によれば、真空チャンバ１の外壁に補助磁石ユニット５を局所的に設けることで、膜厚分布の偏りを抑制でき、ひいては、膜厚面内分布を０．６％未満にまで大幅に向上できることが判った。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。上記実施形態では、補助磁石ユニット５を真空チャンバ１の外壁に設ける場合を例に説明したが、膜厚分布の偏りの包囲に一致させてハウジングＨの外壁に設けるようにしてもよい。また、上記実施形態では、補助磁石ユニット５を４個の磁石５１で構成しているが、漏洩磁場を作用させる範囲に応じて磁石５１の数を適宜設定すればよい。
　また、上記実施形態では、ターゲット２の材質として酸化アルミニウムを例に説明したが、これに限らず、ＭｇＯ、ＳｉＣ，ＳｉＮ等の絶縁物を選択でき、また、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属を選択できる。金属製のターゲット２を用いる場合、スパッタ電源Ｅとして公知の直流電源を用いればよい。
　ＳＭ…マグネトロンスパッタリング装置、Ｃ…カソードユニット、Ｃｐ…ターゲット中心２ｃから流出口３３を経てのびる線と真空チャンバ１の外壁との交点、Ｈ…ハウジング、Ｗ…処理基板、１…真空チャンバ、２…ターゲット、２ａ…スパッタ面、２ｃ…ターゲット２の中心、３…バッキングプレート、３１…冷媒循環通路、３２…流入口、３３…流出口、４…磁石ユニット、５…補助磁石ユニット。

Claims (2)

  1. 　真空チャンバと、この真空チャンバに着脱自在なカソードユニットとを備え、カソードユニットは、真空チャンバ内を臨むように設置されるターゲットと、ターゲットのスパッタ面と背向する側に配置されてスパッタ面側に漏洩磁場を発生させる磁石ユニットとを有するマグネトロンスパッタリング装置であって、真空チャンバ内でターゲットに対向配置される処理基板に対してターゲットをスパッタリングして成膜する間、ターゲット中心を回転中心として磁石ユニットを回転駆動する駆動源を有するものにおいて、
    　前記処理基板に成膜したときに生じる膜厚分布の偏りの方位に一致させて真空チャンバまたはカソードユニットのハウジングの外壁に、真空チャンバ内に漏洩磁場を作用させる補助磁石ユニットを局所的に設け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記載のマグネトロンスパッタリング装置であって、
    　前記ターゲットが絶縁物製であり、このターゲットが、内部に冷媒循環通路が設けられたバッキングプレートに接合された状態でカソードユニットに設けられ、
    　高周波電力を投入してターゲットをスパッタリングして成膜する間、バッキングプレートの上壁に設けた冷媒の流入口から冷媒循環通路に冷媒を供給し、その上壁に設けた冷媒の流出口から排出しながら冷媒との熱交換でターゲットを冷却するようにしたものにおいて、
    　前記補助磁石ユニットが、ターゲットの中心から流出口を経てのびる線と真空チャンバの外壁との交点を跨ぐように配置されることを特徴とするマグネトロンスパッタリング装置。
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