特開 2020-200495 スパッタリングターゲット機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-200495(P2020-200495A)

(43)【公開日】2020年12月17日

(54)【発明の名称】スパッタリングターゲット機構

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/35 20060101AFI20201120BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/35 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2019-106855(P2019-106855)

(22)【出願日】2019年6月7日

(71)【出願人】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100144211

【弁理士】

【氏名又は名称】日比野 幸信

(72)【発明者】

【氏名】須田 具和

(72)【発明者】

【氏名】太田 淳

【テーマコード（参考）】

4K029

【Ｆターム（参考）】

4K029AA09

4K029AA24

4K029CA05

4K029DC16

4K029DC43

4K029DC46

4K029KA03

(57)【要約】

【課題】ターゲットに形成されるエロージョンがターゲット全域においてより均一な深さで形成される。
【解決手段】スパッタリングターゲット機構は、ターゲットに対する磁気回路部の相対位置が移動可能に構成されたスパッタリングターゲット機構である。上記スパッタリングターゲット機構は、ターゲットと、磁気回路部とを具備する。上記ターゲットは、一軸方向に延在する。上記磁気回路部は、上記一軸方向に延在し、上記ターゲットの表面に磁場を漏洩させ、一部が上記ターゲットの中心から離れるつれターゲットからより離れていく。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ターゲットに対する磁気回路部の相対位置が移動可能に構成されたスパッタリングターゲット機構であって、
一軸方向に延在するターゲットと、
前記一軸方向に延在し、前記ターゲットの表面に磁場を漏洩させ、一部が前記ターゲットの中心から離れるつれ前記ターゲットからより離れていく磁気回路部と
を具備するスパッタリングターゲット機構。

【請求項2】

請求項１に記載のスパッタリングターゲット機構であって、
前記磁気回路部は、第１磁気回路ユニットと、前記一軸方向において前記第１磁気回路ユニットの両側に配置された一対の第２磁気回路ユニットを有し、
前記一対の第２磁気回路ユニットのそれぞれが前記第１磁気回路ユニットから離れるにつれ、前記一対の第２磁気回路ユニットのそれぞれと前記ターゲットとの距離が長くなる
スパッタリングターゲット機構。

【請求項3】

請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット機構であって、
前記ターゲットは、プレーナ型であり、
前記ターゲットが前記一軸方向と交差する方向に揺動する
スパッタリングターゲット機構。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１つに記載のスパッタリングターゲット機構であって、
前記磁気回路部を前記ターゲットに投影した場合、前記磁気回路部は、前記ターゲットの内側に収まっている
スパッタリングターゲット機構。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１つに記載のスパッタリングターゲット機構であって、
前記一対の第２磁気回路ユニットのそれぞれの法線と、前記ターゲットの前記表面とがなす角度は、１５°以上４０°以下である
スパッタリングターゲット機構。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１つに記載のスパッタリングターゲット機構であって、
前記第１磁気回路ユニットの厚みと、前記一対の第２磁気回路ユニットの厚みとが同じである
スパッタリングターゲット機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スパッタリングターゲット機構に関する。

【背景技術】

【0002】

基板上に膜を形成する方法として、スパッタリング法がある。スパッタリング法では、基板にスパッタリングターゲット（以下、ターゲット）を対向させて、ターゲット表面から放出されるスパッタリング粒子を基板に堆積させる。スパッタリング法では、ターゲット表面におけるプラズマ密度を高くするために、ターゲット裏面からターゲット表面に磁場を漏洩させてプラズマをターゲット表面で拘束するマグネトロンスパッタリング法がある。例えば、マグネトロンスパッタリング法の１つとして、ターゲット裏面で磁石を環状に配置する技術がある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、マグネトロンスパッタリング法を採用した場合、ターゲット表面においてプラズマ密度が高い部分でターゲットが彫れるエロージョンが発生する。このエロージョンの形状を緩和するために、ターゲットと磁気回路との相対位置を揺動する技術がある（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１０２３８４号公報

【特許文献2】特開２０１５−２１４７１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、このような揺動しても、ターゲット表面に形成されるエロージョンは、部分的に深くなる場合がある。ターゲットを効率よく使用するには、ターゲット全域において、エロージョンがより均一な深さで形成されることが望ましい。

【0006】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ターゲットに形成されるエロージョンがターゲット全域においてより均一な深さで形成されるスパッタリングターゲット機構を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るスパッタリングターゲット機構は、ターゲットに対する磁気回路部の相対位置が移動可能に構成されたスパッタリングターゲット機構である。上記スパッタリングターゲット機構は、ターゲットと、磁気回路部とを具備する。
上記ターゲットは、一軸方向に延在する。
上記磁気回路部は、上記一軸方向に延在し、上記ターゲットの表面に磁場を漏洩させ、一部が上記ターゲットの中心から離れるつれターゲットからより離れていく。

【0008】

このようなスパッタリングターゲット機構によれば、ターゲットの表面に磁場を漏洩させる磁気回路部の一部がターゲットの中心から離れるつれターゲットからより離れていくため、ターゲットに形成されるエロージョンがターゲット全域においてより均一な深さで形成される。

【0009】

上記スパッタリングターゲット機構においては、上記磁気回路部は、第１磁気回路ユニットと、上記一軸方向において上記第１磁気回路ユニットの両側に配置された一対の第２磁気回路ユニットを有し、上記一対の第２磁気回路ユニットのそれぞれが上記第１磁気回路ユニットから離れるにつれ、上記一対の第２磁気回路ユニットのそれぞれと上記ターゲットとの距離が長くなってもよい。

【0010】

このようなスパッタリングターゲット機構によれば、第１磁気回路ユニットの両側に配置された一対の第２磁気回路ユニットのそれぞれが第１磁気回路ユニットから離れるにつれ、一対の第２磁気回路ユニットのそれぞれとターゲットとの距離が長くなるため、ターゲットに形成されるエロージョンがターゲット全域においてより均一な深さで形成される。

【0011】

上記スパッタリングターゲット機構においては、上記ターゲットは、プレーナ型であり、上記ターゲットが上記一軸方向と交差する方向に揺動してもよい。

【0012】

このようなスパッタリングターゲット機構によれば、ターゲットがプレーナ型で、ターゲットが一軸方向と交差する方向に揺動しても、ターゲットに形成されるエロージョンがターゲット全域においてより均一な深さで形成される。

【0013】

上記スパッタリングターゲット機構においては、上記磁気回路部を上記ターゲットに投影した場合、上記磁気回路部は、上記ターゲットの内側に収まってもよい。

【0014】

このようなスパッタリングターゲット機構によれば、磁気回路部をターゲットに投影した場合、磁気回路部がターゲットの内側に収まっているため、ターゲットに形成されるエロージョンがターゲット全域においてより均一な深さで形成される。

【0015】

上記スパッタリングターゲット機構においては、上記一対の第２磁気回路ユニットのそれぞれの法線と、上記ターゲットの上記表面とがなす角度は、１５°以上４０°以下であってもよい。

【0016】

このようなスパッタリングターゲット機構によれば、一対の第２磁気回路ユニットのそれぞれの法線と、ターゲットの表面とがなす角度は、１５°以上４０°以下に設定されるので、ターゲットに形成されるエロージョンがターゲット全域においてより均一な深さで形成される。

【0017】

上記スパッタリングターゲット機構においては、上記第１磁気回路ユニットの厚みと、上記一対の第２磁気回路ユニットの厚みとが同じであってもよい。

【0018】

このようなスパッタリングターゲット機構によれば、第１磁気回路ユニットの厚みと、一対の第２磁気回路ユニットの厚みとが同じであっても、ターゲットに形成されるエロージョンがターゲット全域においてより均一な深さで形成される。

【発明の効果】

【0019】

以上述べたように、本発明によれば、ターゲットに形成されるエロージョンがターゲット全域においてより均一な深さで形成されるスパッタリングターゲット機構が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施形態のターゲット機構を有する成膜装置の模式的断面図である。

【図2】図（ａ）は、本実施形態のターゲット機構の模式的平面図である。図（ｂ）は、本実施形態のターゲット機構の模式的断面図である。

【図3】本実施形態のターゲット機構の表面近傍に形成されるプラズマを示す模式的平面図である。

【図4】比較例に係るターゲット機構の構造及び揺動を示す模式的平面図である。

【図5】比較例におけるターゲットの彫れ率の一例を示すマップ図である。

【図6】本実施形態のターゲットのエロージョン形成の様子を示す模式的断面図である。

【図7】本実施形態のターゲット機構の変形例を示す模式的斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。

【0022】

図１は、本実施形態のターゲット機構を有する成膜装置の模式的断面図である。

【0023】

図１に示す成膜装置１０１は、真空容器１０と、基板搬送機構２０と、スパッタリングターゲット機構３１と、電源３５と、ガス供給源７０とを具備する。本実施形態では、"スパッタリングターゲット"を"ターゲット"と呼び、"スパッタリングターゲット機構"を"ターゲット機構"と呼ぶ場合がある。また、スパッタリングターゲット機構３１と、電源３５とを含めて成膜源３０とする。

【0024】

真空容器１０は、真空室１１、１２、１３を有する。図１では、真空室１２、１３のそれぞれの一部が示されている。また、真空室の数は、３つとは限らず、２個以下、あるいは、４個以上でもよい。

【0025】

真空室１１、真空室１２、及び真空室１３のそれぞれは、減圧状態を維持することができる真空容器である。例えば、真空室１１内のガスは、排気口１０ｄを通じてターボ分子ポンプ等の排気機構によって外部に排気される。真空室１２及び真空室１３のそれぞれについても、排気機構によって減圧状態が維持される。

【0026】

図１の例では、成膜装置１０１が連続式（例えば、インライン式）の成膜装置になっている。例えば、真空室１２は、真空室１１に減圧状態で連結可能になり、真空室１３は、真空室１１に減圧状態で連結可能になっている。また、側壁１０ｗａには、バルブ１５が設けられ、側壁１０ｗｂには、バルブ１６が設けられている。

【0027】

例えば、バルブ１５が開状態になると、真空室１２と真空室１１との間に開口が形成され、バルブ１５が閉状態になると、真空室１２と真空室１１との間の開口が閉じられる。バルブ１６が開状態になると、真空室１１と真空室１３との間に開口が形成され、バルブ１６が閉状態になると、真空室１１と真空室１３との間の開口が閉じられる。

【0028】

真空室１１、１２、１３の中、真空室１１は、成膜可能な処理室として機能する。例えば、バルブ１５が開状態となり、基板２１及び基板２１を支持するキャリア（基板ホルダ）２２が真空室１２から開口を介して真空室１１に搬入される。バルブ１５が閉状態となると、真空室１１で基板２１にスパッタリング成膜がなされる。スパッタリング成膜が終了すると、バルブ１６が開状態になり、基板２１及びキャリア２２が真空室１１から開口を介して真空室１３に搬出される。

【0029】

基板２１は、例えば、平面形状が矩形の大型ガラス基板である。基板２１が成膜源３０に対向する面は、成膜面２１ｄである。

【0030】

基板搬送機構２０は、真空容器１０内で基板２１を搬送する。基板搬送機構２０は、ローラ回転機構２０ｒ及びフレーム部２０ｆを有する。ローラ回転機構２０ｒは、フレーム部２０ｆによって支持されている。ローラ回転機構２０ｒ上に、基板２１及びキャリア２２が載置されると、ローラ回転機構２０ｒが自転することにより、基板２１及びキャリア２２がバルブ１５からバルブ１６に向けてスライド移送される。これにより、基板２１が真空室１１内に搬入されたり、真空室１１外に搬出されたりする。真空室１１における基板２１の搬入出は、例えば、自動的に行われる。

【0031】

成膜装置１０１で成膜処理がなされる基板の枚数は、一枚とは限らない。例えば、成膜装置１０１に仕込まれた複数の基板２１が真空室１１で定期的に一枚ずつ成膜処理がなされる。この際、バルブ１５、１６は、定期的に開閉する。

【0032】

成膜源３０は、図１の例では、例えば、２つの成膜源３０を有する。２つの成膜源３０は、基板２１が搬送される方向Ｔに並ぶ。２つの成膜源３０のそれぞれは、スパッタリングターゲット機構３１及び電源３５を有する。成膜源３０の数は、２つに限らず、１つでもよく、３つ以上でもよい。

【0033】

ターゲット機構３１は、ターゲット３２、バッキングプレート３３、及び磁気回路部３４を有する。

【0034】

ターゲット３２は、基板２１に対向している。ここで「対向」とは、直接的に何らかの部材に向かい合う意味でもよく、あるいは他の部材を介して何らかの部材に向かい合う意味で用いられる。例えば、ターゲット３２は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、金属等を含む。

【0035】

ターゲット３２は、バッキングプレート３３に支持される。ターゲット３２及びバッキングプレート３３のそれぞれは、プレーナ型である。ターゲット３２及びバッキングプレート３３のそれぞれは、搬送方向Ｔに直交する方向（例えば、Ｘ軸方向）に延在する。バッキングプレート３３の内部には、冷却媒体が流れる流路が設けられてもよい。

【0036】

また、ターゲット機構３１においては、ターゲット３２に対する磁気回路部３４の相対位置が移動可能に構成されている。例えば、ターゲット３２が搬送方向Ｔに沿って揺動する。図１では、揺動する方向が矢印Ｍ１で表されている。揺動する方向Ｍ１は、搬送方向Ｔと平行である。

【0037】

ここで、「ある方向に沿って揺動する」とは、ある方向と同じ方向に移動する動作、ある方向と逆方向に移動する動作が交互に繰り返されることを意味する。

【0038】

磁気回路部３４は、基板２１とは反対側のターゲット３２の裏面側に配置されている。ターゲット３２の表面に磁力線が漏洩することにより、ターゲット３２の表面における磁束密度がターゲット３２と基板２１との間で高くなる。これにより、ターゲット３２の表面近傍におけるプラズマ密度が高くなる。

【0039】

また、磁気回路部３４は、真空室１１内で固定されている。すなわち、真空室１１内での磁気回路部３４の位置は、固定され、磁気回路部３４上で、ターゲット３２が搬送方向Ｔに沿って揺動する。

【0040】

成膜装置１０１では、真空容器１０内に放電用ガスが導入され、ターゲット３２に電源３５から電圧が印加されると、ターゲット３２とアース部（真空容器１０、基板搬送機構２０、キャリア２２及び防着板１０ｐ等）との間で放電用ガスが電離し、ターゲット３２とアース部との間にプラズマが発生する。

【0041】

ターゲット３２に供給される電圧は、直流電圧または交流電圧である。交流電圧の場合、その周波数は、１０ｋＨｚ以上３００ＭＨｚ以下（例えば、１３．５６ＭＨｚ）である。

【0042】

ターゲット３２からスパッタリングされたスパッタリング粒子Ｓ１は、基板２１の成膜面２１ｄに到達する。これにより、成膜面２１ｄにスパッタリング粒子Ｓ１が堆積して、膜が形成される。

【0043】

ガス供給源７０は、流量調整器７１及びガスノズル７２を有する。流量調整器７１及びガスノズル７２のそれぞれの数は、図示された数に限らない。なお、基板搬送機構２０と成膜源３０との間には、防着板１０ｐが設けられている。

【0044】

ターゲット機構３１について詳細に説明する。

【0045】

図２（ａ）は、本実施形態のターゲット機構の模式的平面図である。図２（ｂ）は、本実施形態のターゲット機構の模式的断面図である。図２（ｂ）には、図２（ａ）のＡ１−Ａ２線に沿った断面が示されている。

【0046】

図２（ａ）に示すように、ターゲット機構３１は、ターゲット３２と、バッキングプレート３３と、磁気回路部３４とを有する。

【0047】

ターゲット３２は、一軸方向（Ｘ軸方向）に延在する。ターゲット３２のＸ−Ｙ軸平面における平面形状は、例えば、Ｘ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸方向を短手方向とする長方形である。長手方向は、搬送方向Ｔと直交する方向である。すなわち、ターゲット３２は、所謂プレーナ型のターゲットである。ターゲット３２のＸ軸方向における長さは、基板２１のＸ軸方向の幅に応じて適宜設定される。

【0048】

バッキングプレート３３は、ターゲット３２を支持する。バッキングプレート３３のＸ−Ｙ軸平面における平面形状は、Ｘ軸方向を長手方向とし、Ｙ軸方向を短手方向とする長方形である。バッキングプレート３３のサイズは、ターゲット３２のサイズに応じて適宜設定される。例えば、バッキングプレート３３の面積は、ターゲット３２の面積よりも大きく設定される。ターゲット３２及びバッキングプレート３３は、Ｘ軸方向と交差する方向に揺動する。

【0049】

磁気回路部３４は、Ｚ軸方向から上面視した場合、Ｘ軸方向に延在する。磁気回路部３４は、基板２１とは反対側のターゲット３２の背面側に配置される。例えば、バッキングプレート３３は、磁気回路部３４とターゲット３２とによって挟まれる。また、Ｚ軸方向から上面視した場合、磁気回路部３４は、ターゲット３２の領域内に位置する。例えば、Ｚ軸方向において、磁気回路部３４をターゲット３２に投影した場合、磁気回路部３４は、ターゲット３２の内側に収まっている。磁気回路部３４は、ターゲット３２の表面に磁場を漏洩させる。

【0050】

磁気回路部３４は、磁気回路ユニット３４ａ（第１磁気回路ユニット）と、Ｘ軸方向において、磁気回路ユニット３４ａの両側に配置された一対の磁気回路ユニット３４ｂ（第２磁気回路ユニット）とを有する。

【0051】

磁気回路ユニット３４ａは、Ｘ軸方向に延在する。磁気回路ユニット３４ａは、磁石部３４１ａと、Ｙ軸方向において、磁石部３４１ａの両側に配置された一対の磁石部３４２ａと、ヨーク部３４５ａとを有する。磁石部３４１ａは、ターゲット３２の背面に向かってＳ極が臨んでいる。磁石部３４２ａは、ターゲット３２の背面に向かってＮ極が臨んでいる。

【0052】

一対の磁気回路ユニット３４ｂのそれぞれは、Ｘ軸方向に延在するとともに、ターゲット３２に対して斜めに配置される。一対の磁気回路ユニット３４ｂのそれぞれは、磁気回路ユニット３４ａと連続的に配置されている。すなわち、磁気回路部３４では、Ｘ軸方向において、一方の磁気回路ユニット３４ｂと、磁気回路ユニット３４ａと、他方の磁気回路ユニット３４ｂとが連続的に並んでいる。

【0053】

また、一対の磁気回路ユニット３４ｂのそれぞれは、磁石部３４１ｂと、磁石部３４１ｂを囲む磁石部３４２ｂと、ヨーク部３４５ｂとを有する。

【0054】

磁石部３４１ｂは、磁石部３４１ａと連続的に配置されている。磁石部３４２ｂは、磁石部３４１ａの両側に配置された磁石部３４２ａのそれぞれと連続的に配置されている。磁石部３４１ｂは、ターゲット３２の背面に向かってＳ極が臨んでいる。磁石部３４２ｂは、ターゲット３２の背面に向かってＮ極が臨んでいる。

【0055】

これにより、Ｚ軸方向から上面視した場合、磁気回路部３４では、一軸方向に延在するＳ極の磁石がＮ極の磁石に囲まれた構成をしている。なお、磁石部のそれぞれでは、例えば、複数のブロック状磁石が列状に並んでいる。

【0056】

また、図２（ｂ）に示すように、磁気回路部３４の中心部は、ターゲット３２に沿って配置されている。磁気回路部３４の中心部を除いた磁気回路部３４の一部は、ターゲット３２と交差するように構成されている。例えば、磁気回路部３４の一部は、ターゲット３２の中心から離れるにつれ、ターゲットからより離れていくように構成されている。

【0057】

例えば、一対の磁気回路ユニット３４ｂのそれぞれは、ターゲット３２と交差するように配置されている。例えば、一対の磁気回路ユニット３４ｂのそれぞれは、Ｘ軸方向において磁気回路ユニット３４ａから離れるにつれ、一対の磁気回路ユニット３４ｂのそれぞれとターゲットと３２とのの距離が長くなっている。

【0058】

なお、磁石部３４１ａ、３４２ａは、ヨーク部３４５ａに支持され、磁石部３４１ｂ、３４２ｂは、ヨーク部３４５ｂに支持される。また、磁気回路ユニット３４ａの厚みは、一対の磁気回路ユニット３４ｂのそれぞれの厚みと同じである。例えば、磁気回路ユニット３４ａに含まれる磁石部３４１ａ、３４２ａの厚みは、磁気回路ユニット３４ｂに含まれる磁石部３４１ｂ、３４２ｂの厚みと同じである。また、磁気回路ユニット３４ａ、３４ｂのサイズ、磁気回路ユニット３４ｂの角度は、適宜変更される。

【0059】

図３は、本実施形態のターゲット機構の表面近傍に形成されるプラズマを示す模式的平面図である。

【0060】

図３には、磁気回路部３４によってプラズマが拘束されて形成される高密度プラズマ領域３４６（濃いプラズマ領域）がドットで示されている。高密度プラズマ領域３４６は、ターゲット３２の表面に形成される。高密度プラズマ領域３４６は、Ｘ軸方向に平行に延びた２つの領域を含むストレート領域３４６ｓと、ストレート領域３４６ｓの端をＵ字状に折り返す２つのコーナ領域３４６ｃとにより構成される。

【0061】

また、図３には、ターゲット３２の揺動方向が示されている。ターゲット３２は、揺動幅Ｍ１１で搬送方向Ｔに沿って揺動する。ターゲット３２を揺動することで、エロージョンが局部的にターゲット３２に形成されにくく、ターゲット３２が全体的に彫り下げられていく。この際、磁気回路部３４は、真空容器１０内で固定されている。

【0062】

本実施形態のターゲット機構３１の作用を説明する前に、磁気回路ユニット３４ｂのようなターゲット３２に対して斜めに配置される磁気回路ユニットを持たない磁気回路部を用いた場合に起き得る現象を説明する。

【0063】

図４（ａ）、（ｂ）は、比較例に係るターゲット機構の構造及び揺動を示す模式的平面図である。

【0064】

図４（ａ）に示すように、磁気回路部３４は、ターゲット３２に対して斜めに配置される磁気回路ユニットを持たず、全体がプレーナ状になっている。すなわち、磁気回路部３４の全域は、ターゲット３２と平行に配置されている。

【0065】

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ターゲット３２は、磁気回路部３４が固定された状態で、搬送方向Ｔに沿って揺動幅Ｍ１１で揺動する。

【0066】

例えば、図４（ａ）では、ターゲット３２が磁気回路部３４に対して最も左側に移動した状態が示され、図４（ｂ）には、ターゲット３２が磁気回路部３４に対して最も右側に移動した状態が示されている。この左右に示す状態が交互に繰り返されることで、高密度プラズマ領域３４６がターゲット３２の局所部分に晒されることが回避され、ターゲット３２におけるエロージョン形成が緩和される。しかし、この場合、以下に説明する現象が起きる。

【0067】

例えば、ターゲット３２を高密度プラズマ領域３４６のストレート領域３４６ｓ下を揺動するストレート部３２ｓと、高密度プラズマ領域３４６のコーナ領域３４６ｃ下を揺動する端部３２ｅとに分ける。

【0068】

ストレート部３２ｓは、高密度プラズマ領域３４６のストレート領域３４６ｓに対して、Ｙ軸方向に沿って揺動する。このため、ストレート部３２ｓの全域が高密度プラズマ領域３４６のストレート領域３４６ｓに満遍なく晒される。これにより、ストレート部３２ｓにおけるターゲットの彫れ率（％）は、略均一になる。

【0069】

ここで、ターゲットの「彫れ率」とは、任意の位置におけるターゲットの使用開始前の厚みをｔ_０とし、その位置におけるターゲットの使用後の厚みをｔ_１とした場合、（１−（ｔ_０−ｔ_１）／ｔ_０）×１００（％）で定義される。

【0070】

一方、端部３２ｅは、Ｕ字状の高密度プラズマ領域３４６のコーナ領域３４６ｃに対して、Ｙ軸方向に沿って揺動する。ここで、Ｕ字状のコーナ領域３４６ｃには、揺動方向と同じ方向に延在する領域３４６ｅが含まれている。このため、端部３２ｅの中心付近は、揺動の際、領域３４６ｅに晒される。従って、端部３２ｅの中心付近の彫れ率は、ストレート部３２ｓの彫れ率に比べて相対的に大きくなる。このことを確認するために、ターゲット３２の彫れ率の面内分布をシミュレーションにより求めた。

【0071】

図５は、比較例におけるターゲットの彫れ率の一例を示すマップ図である。

【0072】

図５のグリッド部における縦横の寸法の単位は、ミリメートル（ｍｍ）である。このマップ図では、色が濃くなるほど、彫れ率（％）が高くなることを意味している。色の濃さと彫れ率との対応は、マップ図の左に示されている。

【0073】

図５には、ターゲット３２において、Ｙ軸方向に沿った揺動幅Ｍ１１が５０ｍｍ（搬送方向と同方向に２５ｍｍ、搬送方向と逆方向に２５ｍｍ）のときの掘れ率が２次元状に示されている。ターゲット３２のＹ軸方向における幅は、１４５ｍｍである。なお、ターゲット３２は、Ｘ軸方向に対称であるため、残りの約半分については略されている。

【0074】

図５に示すように、ターゲット３２をＹ軸方向に沿って揺動した場合には、ストレート部３２ｓにおいて彫れ率が略均一になるものの、端部３２ｅには、彫れ率がストレート部３２ｓに比べて大きくなる部分が存在している。例えば、ストレート部３２ｓにおける彫れ率は、４０％弱（３７％）であるのに対し、端部３２ｅの中心における彫れ率は、１００％になっている。

【0075】

このように、比較例では、ターゲット３２の端部３２ｅの中心部において局所的な彫れ率の低下が見られた。換言すれば、端部３２ｅにおける掘れ速度がストレート部３２ｓにおける掘れ速度よりも速くなり、端部３２ｅでの彫れがターゲット使用効率の律速になってしまう。

【0076】

図６（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のターゲットのエロージョン形成の様子を示す模式的断面図である。

【0077】

図６（ｂ）は、図６（ａ）からスパッタリング時間がある程度経過した後の状態が示されている。例えば、図６（ａ）に比べて、図６（ｂ）では、ターゲット３２全体の厚みが薄くなっている。

【0078】

ここで、ターゲット機構３１の磁気回路ユニット３４ａにおいては、ターゲット３２と平行に配置されているため、ターゲット３２のストレート部３２ｓにおける掘れ率は、比較例と略同じになる。

【0079】

一方、磁気回路ユニット３４ｂは、磁気回路ユニット３４ａから離れるにつれ、ターゲット３２の端部３２ｅから離れるように構成されている。このため、磁気回路ユニット３４ｂの法線３４ｎは、端部３２ｅに対して斜めに交わる。例えば、法線３４ｎとターゲット３２の表面３２０とがなす角度θは、１５°以上４０°以下に設定される。

【0080】

従って、高密度プラズマ領域３４６のコーナ領域３４６ｃは、時間経過とともに徐々にターゲット３２のストレート部３２ｓに近づく。これは、磁気回路ユニット３４ｂの法線３４ｎが端部３２ｅに対して斜めに交わっているため、端部３２ｅの彫れに応じて、コーナ領域３４６ｃの表面に漏れ出る磁力線が磁気回路ユニット３４ａに近づくためである。例えば、図６（ａ）に比べて、図６（ｂ）では、高密度プラズマ領域３４６のコーナ領域３４６ｃがターゲット３２のストレート部３２ｓの側に寄っている。換言すれば、スパッタリングにより端部３２ｅの厚みが薄くなるにつれ、高密度プラズマ領域３４６のコーナ領域３４６ｃがＸ軸方向に移動する。

【0081】

このように、ターゲット機構３１を用いれば、比較例に比べて、ターゲット３２の端部３２ｅの彫れ速度を鈍化させることができる。これにより、角度θを調整することにより、ターゲット３２の端部３２ｅにおける彫れ率と、ターゲット３２のストレート部３２ｓにおける彫れ率とを略同じ値にすることができる。

【0082】

【表1】

【0083】

表１に、法線３４ｎとターゲット３２の表面３２０とがなす角度θと、Ｒ比との関係が示されている。ここで、Ｒ比とは、本実施形態の端部３２ｅの中心における彫れ率（％）に対する比較例の端部３２ｅの中心における彫れ率（１００％）の比で定義される。

【0084】

例えば、角度が９０°では、磁気回路ユニット３４ｂは、ターゲット３２の表面３２０と平行になるため、比較例と同じ構成になる。従って、それぞれの彫れ率は、同じになり、Ｒ比は「１」になる。角度θを徐々に下げていくと、Ｒ比は、上昇し、例えば、２０°で２．９になる。このとき、彫れ率は、１００％／２．９で３４％となり、ストレート部３２ｓの彫れ率３７％と均衡する。例えば、角度θが１５°以上４０°以下に設定されれば、ストレート部３２ｓにおける彫れ率と、端部３２ｅにおける彫れ率とが均衡し、スパッタリング時には、ターゲット３２全域において均一にターゲット表面が彫れていく。

【0085】

（変形例）

【0086】

図７は、本実施形態のターゲット機構の変形例を示す模式的斜視図である。

【0087】

図７に示すように、磁気回路部３４は、バッキングチューブ３７を介して、円筒状のターゲット３６内に収容されてもよい。ターゲット３６は、磁気回路部３４の周りを回転することができる。このようなターゲット機構（ロータリターゲット機構）においても、スパッタリング時には、ターゲット３６全域において均一にターゲット表面が彫れていくことになる。

【0088】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。

【符号の説明】

【0089】

１０…真空容器
１０ｄ…排気口
１０ｗ…側壁
１０ｐ…防着板
１１、１２、１３…真空室
１５、１６…バルブ
２０…基板搬送機構
２０ｒ…ローラ回転機構
２０ｆ…フレーム部
２１…基板
２１ｄ…成膜面
２２…キャリア
３０…成膜源
３１…ターゲット機構（スパッタリングターゲット機構）
３２、３６…ターゲット
３２ｓ…ストレート部
３２ｅ…端部
３３…バッキングプレート
３４…磁気回路部
３４ａ、３４ｂ…磁気回路ユニット
３４ｎ…法線
３５…電源
３７…バッキングチューブ
７０…ガス供給源
７１…流量調整器
７２…ガスノズル
１０１…成膜装置
３２０…表面
３４１ａ、３４１ｂ、３４２ａ、３４２ｂ…磁石部
３４５ａ、３４５ｂ…ヨーク部
３４６…高密度プラズマ領域
３４６ｓ…ストレート領域
３４６ｃ…コーナ領域
３４６ｅ…領域
Ｓ１…スパッタリング粒子
Ｍ１１…揺動幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】