特開 2023-169645 成膜装置

(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】P2023169645

(43)【公開日】2023-11-30

(54)【発明の名称】成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20231122BHJP

【ＦＩ】

C23C14/34 U

C23C14/34 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022080885

(22)【出願日】2022-05-17

(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】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】氏原 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】武井 応樹

【テーマコード（参考）】

4K029

【Ｆターム（参考）】

4K029AA09

4K029AA24

4K029CA05

4K029DA04

4K029DA10

4K029DC03

4K029DC04

4K029DC05

4K029DC13

4K029DC25

4K029DC34

4K029DC35

4K029DC39

4K029DC45

4K029DC46

4K029EA09

4K029HA01

4K029JA01

4K029JA06

4K029KA01

(57)【要約】

【課題】ロータリターゲット内の機構を簡素化しつつ、被対象物に形成される膜の厚みの均一化を図ることができる成膜装置を提供する。
【解決手段】本発明の一形態に係る成膜装置は、チャンバと、スパッタカソードと、調整部とを具備する。前記スパッタカソードは、前記チャンバ内に配置され円筒状のターゲット面をそれぞれ有する複数のロータリターゲットと、前記複数のロータリターゲットの両端部にそれぞれ絶縁層を介して配置された複数の電極部と、を有する。前記複数のロータリターゲットは、各々の中心軸と直交する方向である一軸方向に沿って配置される。前記調整部は、前記複数の電極部の電位を調整する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバと、
前記チャンバ内に配置され円筒状のターゲット面をそれぞれ有する複数のロータリターゲットと、前記複数のロータリターゲットの両端部にそれぞれ絶縁層を介して配置された複数の電極部と、を有し、前記複数のロータリターゲットが各々の中心軸と直交する方向である一軸方向に沿って配置されたスパッタカソードと、
前記複数の電極部の電位を調整する調整部と
を具備する成膜装置。

【請求項2】

請求項１に記載の成膜装置であって、
前記調整部は、前記複数の電極部の接地抵抗を調整する
成膜装置。

【請求項3】

請求項２に記載の成膜装置であって、
前記調整部は、前記複数の電極部とグランド電位との間に接続された可変抵抗器を含む
成膜装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１つに記載の成膜装置であって、
前記複数の電極部は環状であり、前記複数のロータリターゲットの両端部に同軸に配置される
成膜装置。

【請求項5】

請求項４に記載の成膜装置であって、
前記複数の電極部の外径は、前記ターゲット面の直径以下である
成膜装置。

【請求項6】

請求項１～３のいずれか１つに記載の成膜装置であって、
前記チャンバの内壁と前記複数のロータリターゲットの両端部との間に配置され、前記一軸方向に沿って設けられる防着板をさらに具備し、
前記調整部は、前記防着板の電位をさらに調整可能に構成される
成膜装置。

【請求項7】

請求項１～３のいずれか１つに記載の成膜装置であって、
前記中心軸の軸方向は、重力方向と平行である
成膜装置。

【請求項8】

請求項１～３のいずれか１つに記載の成膜装置であって、
前記スパッタカソードは、前記複数のロータリターゲットの内部にそれぞれ配置され前記ターゲット面に磁場を形成する複数の磁石ユニットをさらに有する
成膜装置。

【請求項9】

チャンバと、
前記チャンバ内に配置されたターゲット材と、前記ターゲット材の一軸方向の両端部にそれぞれ絶縁層を介して配置された複数の電極部と、前記ターゲット材の背面に配置された磁石ユニットと、を有するスパッタカソードと、
前記複数の電極部の電位を調整する調整部と
を具備する成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ロータリターゲットを用いたマグネトロンスパッタリングによる成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

スパッタリング装置には、円筒状のスパッタリングターゲット（以下、ロータリターゲット）と基板とを対向させ、基板に成膜を行うものがある。また、ロータリターゲットの表面付近のプラズマ密度を増加させるために、ロータリターゲットの内側に磁石ユニットを配置し、所謂マグネトロンスパッタリング法を採用する場合がある。

【0003】

しかしながら、マグネトロンスパッタリング法によるロータリターゲットを用いた成膜装置では、ロータリターゲットの場所によってターゲット表面におけるプラズマ密度が異なり、ターゲットから放出されるスパッタリング粒子の量がばらついて、基板に形成される膜の厚みが不均一になる場合がある。すなわち、ロータリターゲットの両端部ではその中央部と比較してプラズマ密度が低くなる傾向にある。

【0004】

そこで例えば特許文献１には、一軸方向に延在し、一軸方向を中心に回転可能な筒状のターゲットと、ターゲットの内部に設けられた複数の磁石ユニットを有し、複数の磁石ユニットが一軸方向に分割配置され、複数の磁石ユニットのそれぞれが一軸方向を中心に独立して回転することが可能な磁場発生機構と有し、上記磁場発生機構は、基板に形成される膜の厚みが均一になるように上記複数の磁石ユニットを制御する成膜装置について記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－２００５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１では、ロータリターゲット内の複数の磁石ユニットを個々に制御するための機構が必要であるために装置構成が複雑化するといった問題があった。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、ロータリターゲット内の機構を簡素化しつつ、被対象物に形成される膜の厚みの均一化を図ることができる成膜装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一形態に係る成膜装置は、チャンバと、スパッタカソードと、調整部とを具備する。
前記スパッタカソードは、前記チャンバ内に配置され円筒状のターゲット面をそれぞれ有する複数のロータリターゲットと、前記複数のロータリターゲットの両端部にそれぞれ絶縁層を介して配置された複数の電極部と、を有する。前記複数のロータリターゲットは、各々の中心軸と直交する方向である一軸方向に沿って配置される。
前記調整部は、前記複数の電極部の電位を調整する。

【0009】

このような成膜装置によれば、複数のロータリターゲットの両端部に接続された複数の電極部の電位を調整する調整部を備えるため、ロータリターゲット内の機構を簡素化しつつ、被対象物に形成される膜の厚みの均一化を図ることができる。

【0010】

上記調整部は、上記複数の電極部の接地抵抗を調整するように構成されてもよい。

【0011】

上記調整部は、上記複数の電極部とグランド電位との間に接続された可変抵抗器であってもよい。

【0012】

上記複数の電極部は環状であり、上記複数のロータリターゲットの両端部に同軸に配置されてもよい。

【0013】

上記複数の電極部の外径は、上記ターゲット面の直径以下であってもよい。

【0014】

成膜装置は、前記チャンバの内壁と前記複数のロータリターゲットの両端部との間に配置され、前記一軸方向に沿って設けられる防着板をさらに具備し、前記調整部は、前記防着板の電位をさらに調整可能に構成されてもよい。

【0015】

上記中心軸の軸方向は、重力方向と平行であってもよい。

【0016】

本発明の他の形態に係る成膜装置は、チャンバと、スパッタカソードと、調整部とを具備する。
前記スパッタカソードは、前記チャンバ内に配置されたターゲット材と、前記ターゲット材の一軸方向の両端部にそれぞれ絶縁層を介して配置された複数の電極部と、前記ターゲット材の背面に配置された磁石ユニットと、を有する。
前記調整部は、前記複数の電極部の電位を調整する。

【発明の効果】

【0017】

以上述べたように、本発明によれば、ロータリターゲット内の機構を簡素化しコストを抑え、被対象物に形成される膜の厚みを均一にする成膜装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本実施形態の成膜装置を示す模式的断面図である。

【図2】本実施形態の成膜装置の一例を示す模式的断面図であり、（Ａ）は、複数のロータリターゲットの断面図であり、（Ｂ）は、一のロータリターゲットの断面図である。

【図3】ロータリターゲットを示す模式的断面図である。

【図4】本実施形態の成膜装置の調整部を示す模式的断面図である。

【図5】（Ａ）は、電極部に接続された可変抵抗器の抵抗値の値が０ｋΩの時のプラズマ分布であり、（Ｂ）は、電極部に接続された可変抵抗器の抵抗値の値が２ｋΩの時のプラズマ分布であり、（Ｃ）は、電極部に接続された可変抵抗器の抵抗値による膜厚分布を示すグラフである。

【図6】成膜装置の要部の変形例を示す模式的断面図である。

【図7】成膜装置の他の変形例を示すスパッタカソードの模式的斜視図である。

【図8】図７の成膜装置の調整部を示す模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0020】

図１は、本実施形態に係る成膜装置１を示す概略側断面図である。図２は、成膜装置１のスパッタカソード２００の構成を示す概略平面断面図である。図３は、スパッタカソード２００の電気的な接続関係を示す成膜装置１の要部の概略側断面図である。なお各図においてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸は相互に直交する３軸であって、Ｘ軸およびＹ軸は水平方向、Ｚ軸は高さ方向を示している。

【0021】

図１に示す成膜装置１は、チャンバ１００と、スパッタカソード２００と、制御装置５００と、基板ホルダ１０５とを備える。

【0022】

チャンバ１００は、排気ライン１０４を介して真空ポンプＰと接続され、内部に真空雰囲気を維持可能な成膜室１００Ａを形成する。成膜室１００Ａには、スパッタカソード２００、基板ホルダ１０５、防着板１２１，１２２，１２３、電極部４００Ａ、４００Ｂ等が配置される。チャンバ１００はさらに、ガス導入部１０３を有する。ガス導入部１０３は、ガス供給ライン１０２を介してスパッタガス用のガス源１０２Ａに接続されている。ガス供給ライン１０２には、図示せずとも流量調整弁が配置される。スパッタガスは、典型的には、Ａｒである。

【0023】

基板ホルダ１０５は、スパッタリングカソード２００とＹ軸方向に対向して配置され、基板ＷをＺ軸方向に平行な縦向きの姿勢に保持する。基板ホルダ１０５は、成膜室１００Ａに設置されたステージでもよいし、成膜室１００Ａ内を移動可能なキャリア等であってもよい。基板ホルダ１０５は、チャンバ１００とともにグランド電位に接続される。

【0024】

基板Ｗは、スパッタリングカソード２００と対向するように基板ホルダ１０５に支持される。支持方法は特に限定されず、メカニカルチャック、静電チャック等の各種方式が採用可能である。基板Ｗは、典型的には、矩形のガラス基板である。
なお、基板Ｗの周縁部には、マスク１０７が配置されてもよい。マスク１０７は、基板Ｗの周縁部の非成膜領域を被覆する。本実施形態においてマスク１０７は、絶縁層１０６を介して基板ホルダ１０５の周縁部に支持される。

【0025】

図１、図２（Ａ）に示すようにスパッタカソード２００は、複数（図示の例では４つ）のロータリターゲット２０１と、各ロータリターゲット２０１の内部に配置された磁石ユニット３０１と、各ロータリターゲット２０１の両端部に配置された電極４００Ａ、４００Ｂとを含む。スパッタカソード２００は、成膜装置１の成膜源である。すなわち、複数のロータリターゲット２０１が成膜室１００Ａに形成されるプラズマによってスパッタリングされることで、基板ホルダ１０５上の基板Ｗにターゲット材料が成膜される。

【0026】

図２（Ａ）に示すように、各ロータリターゲット２０１は、円筒状のターゲット面２１を有し、そのＺ軸方向に平行な中心軸２０の周りに回転可能に構成されている。各ロータリターゲット２０１は、その中心軸２０を重力方向（Ｚ軸方向）に向けてＸ軸方向に等間隔に配置される。つまり成膜装置１は、いわゆる縦型成膜装置である。縦型にすることにより、成膜装置１の設置スペースを小さくすることができるので、基板Ｗの大型化にも対応可能である。各ロータリターゲット２０１は、基板ホルダ１０５に保持された基板Ｗの縦方向の長さ（長辺あるいは短辺）よりも長い軸長を有する。

【0027】

図２（Ｂ）に示すように、各ロータリターゲット２０１は、円筒状のバッキングチューブ２２とその外周面に形成された円筒状のターゲット材２３との積層構造を有する。バッキングチューブ２２はスパッタ電源（直流電源あるいは交流電源）に接続されるとともに、その内部を流れる冷却水の循環経路を形成する。ターゲット材は、金属材料や酸化物材料等の各種成膜材料で形成される。成膜材料としては、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化ニオブ、タンタル、チタン、モリブデン、ガリウム、銅、ニッケル、クロム、ニッケルクロム合金（ＮｉＣｒ）、銅ニッケル合金（ＣｕＮｉ）、シリコン等の少なくとも１つを含む。

【0028】

図２（Ｂ）に示すように各磁石ユニット３０１は、Ｚ軸方向に延びる第１磁石３１２と、これら２つの第１磁石３１２の間に配置されＺ軸方向に延びる第２磁石３１３と、第１磁石３１２と第２磁石３１３を支持する磁気ヨーク３１１とを有し、ターゲット面２１に磁場が形成されるように、第１磁石３１２及び第２磁石３１３がロータリターゲット２０１の内面に対向して配置されている。ロータリターゲット２０１の内面に対向する第１磁石３１２および第２磁石３１３の極性は特に限定されず、例えば、第１磁石３１２がＮ極、第２磁石３１３がＳ極である。各磁石ユニット３０１は、ロータリターゲット２０１の軸方向（Ｚ軸方向）に連続的に配置されてもよいし、分割して配置されてもよい。

【0029】

なお図示せずとも、成膜装置１は、複数のロータリターゲット２０１を中心軸２０のまわりに回転させるターゲット回転機構を備える。成膜装置１は、磁石ユニット３０１を中心軸２０のまわりに揺動させる磁石揺動機構を備えていてもよい。また、ロータリターゲット２０１の本数は図示する４本に限定されず、基板Ｗの大きさに応じて任意に設定可能である。

【0030】

成膜装置１は、防着板１２１，１２２，１２３をさらに備える。防着板１２１～１２３は、チャンバ１００の内壁面にターゲット材料が堆積するのを防ぐための部材である。防着板１２１は、スパッタカソード２００とチャンバ１００の天井面１０１Ａおよび底面１０１Ｂとの間に配置される。防着板１２２は、マスク１０７の近傍に配置される。防着板１２３は、スパッタカソード２００の背面側に配置される。

【0031】

各ロータリターゲット２０１は、電極部４００Ａと、電極部４００Ｂとを有する。電極部４００Ａは、各ロータリターゲット２０１の一端部（図１において上端部）２１０Ａに配置され、電極部４００Ｂは、各ロータリターゲット２０１の他端部（図１において下端部）２１０Ｂに配置される。電極部４００Ａ，４００Ｂは、円環状の部材であり、各ロータリターゲット２０１の両端部２１０Ａ，２１０Ｂにそれぞれ同心的に配置される。

【0032】

図３に示すようにロータリターゲット２０１の両端部２１０Ａ、２１０Ｂには、内径側に凹んだ段部２２０が環状に形成される。つまり、両端部２１０Ａ、２１０Ｂの直径は、ターゲット面２１を含むロータリターゲット２０１の直径（ロータリターゲット２０１の中央部分のターゲット面２１の直径）よりも小さい。電極部４００Ａ，４００Ｂの外径は特に限定されないが、本実施形態ではロータリターゲット２０１の直径以下の大きさとされる。これにより、電極部４００Ａ，４００Ｂの外周面がターゲット面２１よりも基板Ｗ側に突出することがないため、電極部４００Ａ，４００Ｂへの成膜材料の堆積を抑えつつ、堆積した膜の剥離も抑えることができる。

【0033】

電極部４００Ａ、４００Ｂは、各ロータリターゲット２０１の両端部２１０Ａ，２１０Ｂにそれぞれ絶縁層２３０を介して配置される。したがって、電極部４００Ａ，４００Ｂは、中心軸２０のまわりにロータリターゲット２０１と一体的に回転可能である。電極部４００Ａ、４００Ｂは、例えば、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等の導電性の金属材料からなるもので構成されている。

【0034】

制御装置５００は、調整部１４０と、調整部１４０を制御する制御部１５０とを有する。調整部１４０は、電極部４００Ａと電極部４００Ｂの電位をそれぞれ個別に調整するためのものである。図４は、調整部１４０を示す模式図である。ここでは、電極部４００Ｂの電位を調整する調整部１４０について説明するが、電極部４００Ａの電位を調整する調整部１４０についても同様に構成される。

【0035】

図４に示すように、各ロータリターゲット２０１は、電源１０と接続される。電源１０は、スパッタ用の電源であり、本実施形態では、直流電源である。電源１０の正極はグランド電位Ｇに接続され、電源１０の負極は各ロータリターゲット２０１バッキングチューブ２２に接続される。

【0036】

本実施形態において、調整部１４０は、電極部４００Ａ，４００Ｂとグランド電位Ｇとの間に接続された第１の可変抵抗器１４１と、防着板１２１とグランド電位Ｇとの間に配置された第２の可変抵抗器１４２とを有する。第１の可変抵抗器１４１は、ロータリターゲット２０１ごとに独立しており、各ロータリターゲット２０１の電極部４００Ａ，４００Ｂの接地抵抗を個別に調整する。第２の可変抵抗器１４２は、防着板１２１の接地抵抗を調整する。つまり、調整部１４０は、電極部４００Ａ，４００Ｂおよび防着板１２１の接地抵抗の値を調整することで、スパッタ成膜中における電極部４００Ａ，４００Ｂおよび防着板１２１の電子のチャージアップ量、つまり、これらの電位を調整する。

【0037】

なお、電極部４００Ａに接続される第１の可変抵抗器１４１の抵抗値と、電極部４００Ｂに接続される第１の可変抵抗器１４１の抵抗値は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。

【0038】

制御部１５０は、成膜装置１の各部を制御する。具体的に、ロータリターゲット２０１の回転制御、真空ポンプＰの動作制御、ガス導入部１０３によるガスの供給制御などのほか、可変抵抗器１４１，１４２が目的とする抵抗値となるように調整部１４０を制御する。

【0039】

続いて、以上のように構成される成膜装置１を用いた成膜方法について説明する。

【0040】

まず、真空ポンプＰによってチャンバ１００の成膜室１００Ａを所定の減圧雰囲気に真空排気する。続いて、ガス導入部１０３からスパッタガスを導入し、成膜室１００Ａを所定の成膜圧力に維持する。続いて、各ロータリターゲット２０１を各々の中心軸２０のまわりに所定回転数で同一方向に回転させながら、電源１０から各ロータリターゲット２０１へＤＣ電圧を供給することで成膜室１００Ａ内にスパッタガスのプラズマを発生させる。プラズマ中のイオンはロータリターゲット２０１のターゲット面２１をスパッタし、そのスパッタ粒子が基板ホルダ１０５に保持された基板Ｗ上に堆積することで、基板Ｗに成膜処理が施される。

【0041】

本実施形態の成膜装置１は、磁石ユニット３０１によりターゲット面２１上に形成される固定磁場によってプラズマ中の電子を捕捉することで、ターゲット面２１の近傍に高密度なプラズマ領域が作られる。これにより、プラズマ中のイオンをターゲット面２１に効率よく衝突させることができるため、成膜レートの向上を図ることができる。

【0042】

このようなマグネトロンスパッタリング法による成膜装置１では、ロータリターゲット２０１の場所によってターゲット表面におけるプラズマ密度が異なり、ターゲットから放出されるスパッタリング粒子の量がばらついて、基板Ｗに形成される膜の厚みが不均一になる場合がある。すなわち、ロータリターゲット２０１の両端部ではその中央部と比較してプラズマ密度が低くなる傾向にある。

【0043】

例えば図１に示すように、各ロータリターゲット２０１の両端部には防着板１２１が配置されているため、これら防着板１２１がグランド電位に接続されていると、プラズマ中の電子がこれら防着板１２１に吸い寄せられてしまい、結果的に、ロータリターゲット２０１の両端部近傍のプラズマ密度が低下する。このため、基板Ｗの周縁部に形成される膜の厚みが基板Ｗの中央部に比べて小さくなり、膜厚分布の均一性が悪化しやすい。

【0044】

そこで本実施形態の成膜装置１は、各ロータリターゲット２０１の両端部の電位を調整することで、各ロータリターゲット２０１の両端部におけるプラズマ密度の低下を抑制し、これにより膜厚分布の均一性を高めるようにしている。

【0045】

本実施形態の成膜装置１は、各ロータリターゲット２０１の両端部に配置された電極部４００Ａ，４００Ｂと、これら電極部４００Ａ，４００Ｂの電位（接地抵抗）を調整する調整部１４０とを備える。調整部１４０により電極部４００Ａ，４００Ｂの電位を適切に調整することで、ターゲット面２１におけるプラズマの広がりを最適化し、ロータリカソード２０１の両端部におけるプラズマ密度を維持して、基板Ｗの面内における膜厚均一性の向上を図るようにしている。

【0046】

より具体的に、調整部１４０は、電極部４００Ａ，４００Ｂの電位を調整する第１可変抵抗器１４１を有する。第１可変抵抗器１４１は、電極部４００Ａ，４００Ｂの接地抵抗を、ロータリカソード２０１の両端部におけるプラズマ中の電子がグランド電位１０へ逃げにくい抵抗値に設定される。一方、電極部４００Ａ，４００Ｂの接地抵抗値が過度に高すぎると、電極部４００Ａ，４００Ｂが電子でチャージアップしていまい、プラズマ中の電子との間に斥力が働くことで、ロータリカソード２０１の両端部までプラズマが広がりにくくなる。このため、電極部４００Ａ，４００Ｂの接地抵抗は、電極部４００Ａ，４００Ｂの過剰な帯電を阻止できる値であることが好ましい。電極部４００Ａ，４００Ｂの接地抵抗は、電極部４００Ａ，４００Ｂの構成材料やスパッタ電圧等に応じて任意に設定可能であり、例えば数ｍΩ～数ＭΩである。

【0047】

また本実施形態において、調整部１４０は、防着板１２１の電位（接地抵抗）を調整可能な第２の可変抵抗器１４２をさらに有する。防着板１２１は、各ロータリターゲット２０１の両端部をチャンバ１００の内壁から共通に遮蔽するように形成されているため、防着板１２１の電位（接地抵抗）を調整することで、すべてのロータリターゲット２０１についてそれらの両端部におけるプラズマの広がりを共通に調整することができる。これにより、第１の可変抵抗器１４１による各ロータリターゲット２０１の両端部での個別的なプラズマの広がりの調整が容易となるため、各ロータリターゲット２０１についてプラズマ分布の最適化を図ることができる。

【0048】

例えば、図５（Ａ）は第１の可変抵抗器１４１の抵抗値が０ｋΩの時のプラズマＰの分布であり、図５（Ｂ）は第１の可変抵抗器１４１の抵抗値が２ｋΩの時のプラズマＰの分布であり、図５（Ｃ）は、第１の可変抵抗器１４１の抵抗値が０ｋΩの時と２ｋΩの時とを比較して示す基板Ｗの面内における膜厚分布の実験結果である。
この実験では、各ロータリターゲット２０１の軸長は２６９５ｍｍ、本数は２本、磁石ユニット３０１の揺動角度は３０度、スパッタ電力を３０ｋＷ、スパッタガス圧を０．３Ｐａ、成膜時間を１２０秒とした。

【0049】

第１の可変抵抗器１４１の抵抗値が０ｋΩの場合、電極部４００Ａ，４００Ｂの電位は実質的にグランド電位に相当するため、図５（Ａ）に示すようにロータリカソード２０１の両端部におけるプラズマ密度が低下する。このため、ロータリカソード２０１の両端部におけるスパッタ効率が低下するため、基板Ｗの周縁部（上縁部、下縁部）が中央部に比べて膜厚が著しく小さくなる（図５（Ｃ）参照）。
一方、第１の可変抵抗器１４１の抵抗値を最適化することで、図５（Ｂ）に示すようにロータリカソード２０１の両端部におけるプラズマ密度の低下が抑えられる。これによりロータリカソード２０１の両端部におけるスパッタ効率の低下を抑えられるため、基板Ｗの周縁部（上縁部、下縁部）における膜厚の低下も抑えられる結果、膜厚の面内均一性を向上させることができる。

【0050】

以上のように本実施形態によれば、ロータリカソード２０１の両端部におけるプラズマ密度を維持して、基板Ｗの面内における膜厚均一性の向上を図ることができる。これにより、例えば磁石ユニット３０１の位置を調整することなく、各ロータリカソード２０１の軸長方向に沿ったプラズマ分布を容易に調整することができるので、スパッタカソード２００の構成を複雑化することなく、所望とする膜厚分布を維持することができる。

【0051】

また、ロータリカソード２０１の各端部（電極部４００Ａ側と電極部４００Ｂ側）でプラズマ密度が異なることがある。例えば、ロータリカソード２０１の下端部（底面１０１Ｂ側）のプラズマ密度がその上端部（天井面１０１Ａ側）よりも高くなる場合、調整部１４０によって電極部４００Ｂの接地抵抗を電極部４００Ａの接地抵抗よりも下げるように調整することで、膜厚均一性を維持することができる。

【0052】

なお、電極部４００Ａ，４００Ｂの接地抵抗の調整は、成膜中にオンラインで行ってもよいし、ロットごとに基板Ｗの膜厚布を解析し、その結果を次ロットにおける調整時にフィードバックするようにしてもよい。

【0053】

（変形例）
図６は、成膜装置１の要部の変形例を示す模式的断面図である。
以上の実施形態では、調整部１４０は可変抵抗器１４１，１４２で構成されたが、例えば、図６に示すように可変電源１４３，１４４で構成されてもよい。このような構成によっても、電極部４００Ａ，４００Ｂの電位を任意の値に調整して、プラズマ分布の最適化を図ることができる。

【0054】

また以上の実施形態では、複数のロータリターゲット２０１を有するスパッタカソード２００を備えた成膜装置１を例に挙げて説明したが、これに限られず、例えば図７および図８に示すように、プレーナ型のターゲット材２５１を備えたスパッタカソード２５０が用いられてもよい。

【0055】

図７に示すようにスパッタカソード２５０は、矩形のターゲット材２５１と、ターゲット材２５１の背面に配置された磁石ユニット３５０と、ターゲット材２５１の一軸方向（長辺方向）の両端部にそれぞれ絶縁層２４０を介して配置された複数の電極部４５０Ａ，４５０Ｂとを備える。
磁石ユニット３５０は、ターゲット材２５１のターゲット面２５に磁場を形成するための磁気回路であり、ターゲット材２５１の長辺方向に往復移動可能に構成される。
電極部４５０Ａ，４５０Ｂは、ターゲット材２５１の各短辺に沿って配置され、図８に示すように調整部１４０の第１の可変抵抗器１４１にそれぞれ接続される。電極部４５０Ａ，４５０Ｂの表面は、ターゲット材２５１のターゲット面２５と同一面またはこれよりターゲット材２５１の背面側に位置するように、ターゲット材２５１の長辺方向の両端部には電極部４５０Ａ，４５０Ｂを収容するための段部２５２が設けられる。電極部４５０Ａ，４５０Ｂの形状は図示する直方体形状に限られず、板状、円柱形状などであってもよい。
絶縁層２４０は、ターゲット材２５０の段部２５２と電極部４５０Ａ，４５０Ｂとの間に充填されることで、ターゲット材２５０と電極部４５０Ａ，４５０Ｂとの間を電気的に絶縁する。

【0056】

以上のように構成されるスパッタカソード２５０によれば、調整部１４０における第１の可変抵抗器２５１（図８参照）によって電極部４５０Ａ，４５０Ｂの電位を適切に調整することで、ターゲット面２５におけるプラズマの広がりを最適化し、ターゲット材２５０の両端部におけるプラズマ密度を維持して、基板Ｗの面内における膜厚均一性の向上を図ることができる。

【符号の説明】

【0057】

１…成膜装置
１０…電源
２１，２５…ターゲット面
２３，２５１…ターゲット材
１００…チャンバ
１００Ａ…成膜室
１０５…基板ホルダ
１４０…調整部
１４１…第１の可変抵抗器
１４２…第２の可変抵抗器
１２１，１２２，１２３…防着板
１５０…制御部
２００，２５０…スパッタカソード
２３０，２４０…絶縁層
２０１…ロータリターゲット
３０１，３５０…磁石ユニット
４００Ａ、４００Ｂ，４５０Ａ，４５０Ｂ…電極部
５００…制御装置
Ｗ…基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】