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(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】P2024070140
(43)【公開日】2024-05-22
(54)【発明の名称】スパッタリング装置
(51)【国際特許分類】
C23C 14/35 20060101AFI20240515BHJP
【ＦＩ】
C23C14/35 B
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022180563
(22)【出願日】2022-11-10
(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】100141139
【弁理士】
【氏名又は名称】及川 周
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(72)【発明者】
【氏名】北沢 僚也
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼木 大
(72)【発明者】
【氏名】石榑 文昭
【テーマコード（参考）】
4K029
【Ｆターム（参考）】
4K029AA09
4K029BA44
4K029BA45
4K029BA49
4K029BA50
4K029CA05
4K029DC05
4K029DC42
4K029DC43
4K029DC46
(57)【要約】
【課題】非エロージョン発生領域周りのぼやけた領域の発生を抑制して、パーティクル発生原因を減らす。
【解決手段】スパッタリング装置１では、被成膜基板１１の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニット２２が、エロージョン領域が形成されるターゲット２３と、ターゲットに対して被成膜基板とは反対側に配置されるマグネットユニット２５と、マグネットユニットと被成膜基板とを相対的に基板表面に沿った揺動方向（走査方向）において往復動作可能なマグネットユニット走査部２９と、を有し、マグネットユニットは、その長手方向が被成膜基板表面に沿って揺動方向に交差する揺動幅方向に延在する端部において、長手方向の中央部に対して両磁極の磁力密度が均一化するように配置されている。
【選択図】図１
【解決手段】スパッタリング装置１では、被成膜基板１１の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニット２２が、エロージョン領域が形成されるターゲット２３と、ターゲットに対して被成膜基板とは反対側に配置されるマグネットユニット２５と、マグネットユニットと被成膜基板とを相対的に基板表面に沿った揺動方向（走査方向）において往復動作可能なマグネットユニット走査部２９と、を有し、マグネットユニットは、その長手方向が被成膜基板表面に沿って揺動方向に交差する揺動幅方向に延在する端部において、長手方向の中央部に対して両磁極の磁力密度が均一化するように配置されている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に基板表面に沿った揺動方向（走査方向）における一方の揺動端と他方の揺動端との間で往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が基板表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するとともに、
前記マグネットユニットは、一方の前記揺動端と他方の前記揺動端とを結ぶ揺動領域の輪郭辺の近傍に位置する前記長手方向の端部において、前記長手方向の中央部に対して両磁極の磁力密度が均一化するように配置されている、
ことを特徴とするスパッタリング装置。
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に基板表面に沿った揺動方向（走査方向）における一方の揺動端と他方の揺動端との間で往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が基板表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するとともに、
前記マグネットユニットは、一方の前記揺動端と他方の前記揺動端とを結ぶ揺動領域の輪郭辺の近傍に位置する前記長手方向の端部において、前記長手方向の中央部に対して両磁極の磁力密度が均一化するように配置されている、
ことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項2】
前記マグネットユニットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なり、前記中央磁石部の両側に等間隔で平行に延びる長手直線部および両方の前記長手直線部の端部を夫々橋渡す橋渡し部を有するとともに前記揺動領域に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記長手方向の中央部に対して前記長手方向の端部では前記中央磁石部と前記周縁磁石部との磁力密度が均一化するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置。
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なり、前記中央磁石部の両側に等間隔で平行に延びる長手直線部および両方の前記長手直線部の端部を夫々橋渡す橋渡し部を有するとともに前記揺動領域に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記長手方向の中央部に対して前記長手方向の端部では前記中央磁石部と前記周縁磁石部との磁力密度が均一化するように配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置。
【請求項3】
前記周縁磁石部は、前記橋渡し部のコーナー部で前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部の前記長手直線部に対して小さく形成される、
ことを特徴とする請求項２記載のスパッタリング装置。
ことを特徴とする請求項２記載のスパッタリング装置。
【請求項4】
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部が前記長手直線部とほぼ等しい肉厚で形成される、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部が前記長手直線部とほぼ等しい肉厚で形成される、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
【請求項5】
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の延長線と前記長手直線部の延長線とで形成される前記揺動領域に沿った外周輪郭形状に比べて、前記揺動領域に沿った前記コーナー部の外周輪郭が前記中央磁石部に近接して形成される、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の延長線と前記長手直線部の延長線とで形成される前記揺動領域に沿った外周輪郭形状に比べて、前記揺動領域に沿った前記コーナー部の外周輪郭が前記中央磁石部に近接して形成される、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
【請求項6】
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記コーナー部が、前記短手直線部に対して前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った端部よりも、前記長手方向の中央部に近接する位置で接続される、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記コーナー部が、前記短手直線部に対して前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った端部よりも、前記長手方向の中央部に近接する位置で接続される、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
【請求項7】
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った長さが、前記揺動領域に沿って前記長手方向の中央部における前記揺動方向に沿った前記長手直線部の離間距離よりも短く形成される、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った長さが、前記揺動領域に沿って前記長手方向の中央部における前記揺動方向に沿った前記長手直線部の離間距離よりも短く形成される、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
【請求項8】
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記長手方向における前記コーナー部の長さが、前記長手方向の中央部における前記揺動領域に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離近とほぼ等しい、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記長手方向における前記コーナー部の長さが、前記長手方向の中央部における前記揺動領域に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離近とほぼ等しい、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
【請求項9】
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記揺動領域に沿った前記短手直線部と前記中央磁石部の端部との離間距離が、前記長手方向の中央部での前記揺動方向に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離よりも小さく形成される、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記揺動領域に沿った前記短手直線部と前記中央磁石部の端部との離間距離が、前記長手方向の中央部での前記揺動方向に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離よりも小さく形成される、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
【請求項10】
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記中央磁石部は、前記長手方向の端部に、前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部に対して小さく形成される挟幅部を有する、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記中央磁石部は、前記長手方向の端部に、前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部に対して小さく形成される挟幅部を有する、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
【請求項11】
前記中央磁石部の前記挟幅部は、前記長手方向で前記長手直線部よりも前記短手直線部に近接して配置される、
ことを特徴とする請求項１０記載のスパッタリング装置。
ことを特徴とする請求項１０記載のスパッタリング装置。
【請求項12】
前記マグネットユニットは、前記コーナー部が減肉されていない構造に比べて前記長手方向の寸法が短い、
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
ことを特徴とする請求項３記載のスパッタリング装置。
【請求項13】
前記マグネットユニットが、前記揺動方向に複数本並んで平行に配置される、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のスパッタリング装置。
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はスパッタリング装置に関し、特に、マグネトロンカソードを有する成膜に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【0002】
マグネトロンカソードを有する成膜装置においては、ターゲットの利用効率を向上することなどを目的として、マグネットをターゲットに対して移動させる方式が知られている。
特許文献１に開示の技術のように、成膜の均一性向上等の目的のために、マグネットの移動に加え、カソードおよびターゲットを被成膜基板に対して揺動させることも知られている。
特許文献１に開示の技術のように、成膜の均一性向上等の目的のために、マグネットの移動に加え、カソードおよびターゲットを被成膜基板に対して揺動させることも知られている。
【0003】
また、特許文献２に開示の技術のように、発生したパーティクルがスパッタ処理室内における成膜に悪影響を及ぼすことを防止する目的などで、マグネットおよびカソードを揺動させることが知られている。
さらに、マグネットおよびカソードに対して被成膜基板を揺動させる技術として、本出願人らは特許文献３のような技術を公開している。
さらに、マグネットおよびカソードに対して被成膜基板を揺動させる技術として、本出願人らは特許文献３のような技術を公開している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２００９－４１１１５号公報
【特許文献2】特開２０１２－１５８８３５号公報
【特許文献3】特許第６５７９７２６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、上記のようにターゲットに対してマグネットを走査（揺動）させる技術であっても、非エロージョン領域の発生により、マグネットの揺動範囲の縁部に近接する成膜領域の周縁部付近においては、パーティクル発生原因となる場合があるためこれを解消したいという要求があった。特に、非エロージョン領域の発生そのものよりも、非エロージョン領域とエローション領域との境界がぼやけた場合に、これがリデポ膜（ターゲットに着膜したスパッタ膜）の再スパッタ発生など、問題となるパーティクル発生の原因となることがわかった。
【0006】
また、上記のようにターゲットに対してマグネットを走査（揺動）させる技術であっても、非エロージョン領域の発生により、マグネットの揺動範囲に近接する成膜領域の周縁部付近においては、膜厚の減少、膜厚分布や膜質分布にムラができてしまうなどの問題が、依然として解消されていない。さらに、基板の大型化によってこのような不具合に対する改善要求が大きくなっていた。
【0007】
特に、矩形となるマグネットの揺動範囲の縁部のうち、揺動方向に沿った辺となる縁部における上記の課題を重点的に解決したいという要求がある。
【0008】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
１．非エロージョン発生領域周りのぼやけた領域の発生を抑制して、パーティクル発生原因を減らすこと。
２．形成されたプラズマ分布を安定させ、膜厚分布・膜厚特性分布の均一性を向上すること。
３．これらの改善を、特に、矩形となるマグネットの揺動範囲の縁部のうち、揺動方向に沿った辺となる縁部付近において可能とすること。
４．ターゲットライフを延ばすこと。
５．部品点数を削減し、装置部品の小型化軽量化を可能とすること。
６．形成されたプラズマ分布を安定させ、マグネットの揺動位置にかかわらずに膜厚分布・膜厚特性分布の均一性を向上すること。
１．非エロージョン発生領域周りのぼやけた領域の発生を抑制して、パーティクル発生原因を減らすこと。
２．形成されたプラズマ分布を安定させ、膜厚分布・膜厚特性分布の均一性を向上すること。
３．これらの改善を、特に、矩形となるマグネットの揺動範囲の縁部のうち、揺動方向に沿った辺となる縁部付近において可能とすること。
４．ターゲットライフを延ばすこと。
５．部品点数を削減し、装置部品の小型化軽量化を可能とすること。
６．形成されたプラズマ分布を安定させ、マグネットの揺動位置にかかわらずに膜厚分布・膜厚特性分布の均一性を向上すること。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本願発明者らは、鋭意研究の結果、非エロージョン領域によるパーティクル発生の抑制、および、膜厚分布、膜質特性分布のばらつきの抑制に成功した。
【0010】
スパッタリング中は、印加された電力によりマグネットユニットの磁極(マグネット)からは磁界（磁場、磁力線）が発生している。このとき、スパッタリングに寄与するプラズマまたは電子は、マグネットの形成する磁力線に沿って移動している。つまり、電子等は、中央に棒状に形成されたＳ極のまわりに、レーストラック形状に形成されたＮ極との間を、このレーストラック形状に沿って周回する。
ここで、マグネットユニットによる磁力線のうち、プラズマ発生に寄与するものは、ターゲットと平行に面一として配置されるマグネットの両極のうち、Ｎ極からターゲットに向かい円弧状にＳ極に到達する。このとき、マグネットによる磁力線は、Ｎ極から、ターゲットを裏面側から表面側に向けて厚さ方向に貫通し、プラズマ発生空間で円弧状に形成され、ターゲットを表面側から裏面側に向けて厚さ方向に貫通してＳ極へと戻る。
ここで、マグネットユニットによる磁力線のうち、プラズマ発生に寄与するものは、ターゲットと平行に面一として配置されるマグネットの両極のうち、Ｎ極からターゲットに向かい円弧状にＳ極に到達する。このとき、マグネットによる磁力線は、Ｎ極から、ターゲットを裏面側から表面側に向けて厚さ方向に貫通し、プラズマ発生空間で円弧状に形成され、ターゲットを表面側から裏面側に向けて厚さ方向に貫通してＳ極へと戻る。
【0011】
ターゲットの端部周辺にはアノード等グランド電位の部分が配置されている。この状態で、マグネットユニットを走査（揺動）させてマグネットが揺動端付近に位置した場合には、マグネットがこのアノードに近接した位置となる。
すると、マグネットユニットの揺動端付近で、Ｎ極からの磁力線が近接しているアノードに向かい、Ｓ極に戻らないという現象が起こる場合がある。すると、電子は磁力線に沿ってトラッキングされる（動く）ため、プラズマ形成空間に戻らず、プラズマ形成に寄与せずにアノードに流れてしまう。これを電子が吸われると称する。
すると、マグネットユニットの揺動端付近で、Ｎ極からの磁力線が近接しているアノードに向かい、Ｓ極に戻らないという現象が起こる場合がある。すると、電子は磁力線に沿ってトラッキングされる（動く）ため、プラズマ形成空間に戻らず、プラズマ形成に寄与せずにアノードに流れてしまう。これを電子が吸われると称する。
【0012】
電子がアノードに吸われると、ターゲットの表面側、つまり、プラズマ発生空間における電子密度が低下する。すると、形成されるプラズマ密度が低下する、あるいは、プラズマが発生しない、という現象が起こる場合がある。これをプラズマが吸われると称する。このような現象が発生した場合、プラズマによりターゲットがスパッタリングされないために、非エロージョン領域が発生し、さらに、非エロージョン領域が大きくなる場合がある。
【0013】
ここで、電子がアノードに吸われた場合、アノード付近におけるプラズマのオンオフが発生し、プラズマの発生状態が不安定になる。これにより、プラズマによるスパッタリングのオンオフが発生する。すると、リデポ膜のスパッタリングに起因するパーティクルが発生する可能性が増大する。
【0014】
つまり、非エロージョン領域の発生により、マグネットユニットの揺動範囲に近接する成膜領域の周縁部付近においては、パーティクル発生原因となる場合がある。
このとき、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になっており、エロージョン－非エロージョン境界領域が形成されることになる。
このとき、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になっており、エロージョン－非エロージョン境界領域が形成されることになる。
【0015】
このように、非エロージョン領域の発生そのものよりも、非エロージョン領域とエローション領域との境界がぼやけた場合に、これがリデポ膜の再スパッタ発生など、問題となるパーティクル発生の原因となることがわかった。
【0016】
上記のように、電子がアノードに吸われる場合、マグネットユニットからの磁力線が、アノードに向かう状態、つまり、ターゲットの厚さ方向よりも、ターゲットの輪郭外向きに傾斜した状態である。
【0017】
この状態を回避するためには、矩形となるマグネットユニットの揺動範囲の縁部のうち、揺動方向に沿った辺となる縁部においてマグネットユニットの形成する磁力線を、アノードに向かわないようにすることで、吸われる電子を減少することが必要である。このため、従来から、マスクと呼ばれる基板周辺に配置されるアノードに、磁力線を吸収するアノードブロックという別部品を取り付けていた。しかし、このアノードブロックは、ターゲットに対向する位置にあり、着膜部材である上、取り外しが必要なため、かえってパーティクス発生源となる場合があった。
【0018】
このため、本願発明者らはこのような問題を解決するために、マグネットユニットの揺動端においてマグネットユニットの形成する磁力線を、アノードブロックを用いることなくアノードに向かわないようにすることで、パーティクス発生を低減しつつ、吸われる電子を減少することが可能であることを見出した。つまり、矩形となるマグネットユニットの揺動範囲の縁部のうち揺動方向に沿った辺となる縁部の一端において、マグネットユニットの形成する磁力線を、ターゲットの厚さ方向よりもマグネットユニットの揺動範囲の縁部の他端に向けて傾斜させる、すなわち、ターゲットの厚さ方向よりもターゲットの輪郭内向きに傾斜させることが、非エロージョン領域の低減に有効であることを見出した。
【0019】
なお、上記の説明では、通常の表記に従って磁力線をＮ極からＳ極へ到達するように表記したが、逆の極性としても現象の理解には支障がない。
【0020】
さらに、非エロージョン領域が発生している場合には、プラズマ発生が抑制されていることになる。このため、印加された供給電力がプラズマ発生に消費されずに余剰となる。この余剰電力が、もともとの非エロージョン領域とは異なる領域に対して再分配される、あるいは、全体の電圧（電力）変動として吸収されることになる。従って、電圧変動のようにプラズマ発生条件が変動してしまい、結果的に膜厚分布のばらつき、膜質特性分布のばらつき拡大の原因となる。
【0021】
つまり、電子がアノードに吸われた場合、非エロージョン領域発生に起因して、膜厚分布のばらつき、膜質特性分布のばらつきが拡大することになる。
【0022】
さらに、非エロージョン領域が発生している場合、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動により、もともとの非エロージョン領域とは異なる非エロージョン領域が発生してしまうこともある。この場合、パーティクル発生、および、膜厚分布、膜質特性分布のばらつきなどが拡大してしまうことになる。
【0023】
このため、本願発明者らはこの問題を解決するために、矩形となるマグネットユニットの揺動範囲の縁部のうち揺動方向に沿った辺となる縁部において、マグネットユニットの形成する磁力線を、アノードに向かわないようにすることで、吸われる電子を減少することが可能であることを見出した。つまり、矩形となるマグネットユニットの揺動範囲の縁部のうち揺動方向に沿った辺となる縁部の一端において、マグネットの形成する磁力線を、ターゲットの厚さ方向よりもマグネットユニットの揺動範囲の縁部の他端に向けて傾斜させる、すなわち、ターゲットの厚さ方向よりもターゲットの揺動範囲における輪郭内向きに傾斜させることが、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制に有効であることを見出した。
なお、本願発明者らはこの問題を解決するために、マグネットユニットの揺動端の一端においても、同様に磁力線を形成可能とすることが好ましいことも見出した。
なお、本願発明者らはこの問題を解決するために、マグネットユニットの揺動端の一端においても、同様に磁力線を形成可能とすることが好ましいことも見出した。
【0024】
一方、プラズマが発生している間、レーストラック形状のマグネットに沿って周回する電子等は、隣接するマグネットユニットで周回している電子等とは独立に周回している。しかし、マグネットユニットの形成する磁力線が乱れた場合、隣接するマグネットユニットで周回している電子等が混ざってしまう可能性がある。この状態では、発生するプラズマが不安定になる。このようなプラズマの不安定な状態は、複数本並列に並べられたマグネットユニットの長手方向の端部付近で発生していることが判明した。
【0025】
特に、フラットパネルディスプレイの製造に利用されるガラス基板のように大面積の基板に成膜するような場合、ターゲットも長く製作せざるを得ず、これに伴い、マグネットユニットにおけるマグネット、つまり、磁石ユニットの中央磁石部や周縁磁石部の長さも長くなる。この場合、電磁場によって曲げられて向きを変える前の周辺領域で、レーストラック状に周回する電子の密度が局所的に高くなり、向きを変えた後の周辺領域での周回電子の密度が局所的に低くなる。このような現象に起因して、隣接するマグネットユニットで周回している電子等が混ざってしまう可能性があることを本願発明者らは見出した。
【0026】
ここで、電子の密度が局所的に高くなった領域では、プラズマが集中して、基板温度が上がってしまう。また、電子の密度が局所的に低くなった領域では、プラズマの発生が不安定化して、プラズマが消えてしまう場合がある。つまり、このような現象が発生した場合には、結果的にプラズマが不安定化し、パーティクル発生、および、膜厚分布、膜質特性分布のばらつきなどが拡大してしまうことになる。
【0027】
本願発明者らはこの問題を解決するために、電子等が、複数本並列に並べられたマグネットユニットにおいて、それぞれ独立に分離した状態で、レーストラック形状に安定して周回する状態が可能な磁力線を形成することで、安定したプラズマ発生を持続することが可能なことを見出した。これにより、プラズマの局所的な消失などを招くことなく、スパッタリングの進行に伴うターゲットの侵食領域を略均一にでき、ターゲットの利用効率を高めることができる。
【0028】
これらを鑑みて、本願発明者らは、以下のように本願発明を完成した。
【0029】
（１）本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に基板表面に沿った揺動方向（走査方向）における一方の揺動端と他方の揺動端との間で往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が基板表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するとともに、
前記マグネットユニットは、一方の前記揺動端と他方の前記揺動端とを結ぶ揺動領域の輪郭辺の近傍に位置する前記長手方向の端部において、前記長手方向の中央部に対して両磁極の磁力密度が均一化するように配置されている、
ことにより上記課題を解決した。
（２）本発明のスパッタリング装置は、上記（１）において、
前記マグネットユニットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なり、前記中央磁石部の両側に等間隔で平行に延びる長手直線部および両方の前記長手直線部の端部を夫々橋渡す橋渡し部を有するとともに前記揺動領域に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記長手方向の中央部に対して前記長手方向の端部では前記中央磁石部と前記周縁磁石部との磁力密度が均一化するように配置されている、
ことができる。
（３）本発明のスパッタリング装置は、上記（２）において、
前記周縁磁石部は、前記橋渡し部のコーナー部で前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部の前記長手直線部に対して小さく形成される、
ことができる。
（４）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部が前記長手直線部とほぼ等しい肉厚で形成される、
ことができる。
（５）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の延長線と前記長手直線部の延長線とで形成される前記揺動領域に沿った外周輪郭形状に比べて、前記揺動領域に沿った前記コーナー部の外周輪郭が前記中央磁石部に近接して形成される、
ことができる。
（６）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記コーナー部が、前記短手直線部に対して前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った端部よりも、前記長手方向の中央部に近接する位置で接続される、
ことができる。
（７）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った長さが、前記揺動領域に沿って前記長手方向の中央部における前記揺動方向に沿った前記長手直線部の離間距離よりも短く形成される、
ことができる。
（８）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記長手方向における前記コーナー部の長さが、前記長手方向の中央部における前記揺動領域に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離近とほぼ等しい、
ことができる。
（９）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記揺動領域に沿った前記短手直線部と前記中央磁石部の端部との離間距離が、前記長手方向の中央部での前記揺動方向に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離よりも小さく形成される、
ことができる。
（１０）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記中央磁石部は、前記長手方向の端部に、前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部に対して小さく形成される挟幅部を有する、
ことができる。
（１１）本発明のスパッタリング装置は、上記（１０）において、
前記中央磁石部の前記挟幅部は、前記長手方向で前記長手直線部よりも前記短手直線部に近接して配置される、
ことができる。
（１２）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記マグネットユニットは、前記コーナー部が減肉されていない構造に比べて前記長手方向の寸法が短い、
ことができる。
（１３）本発明のスパッタリング装置は、上記（１）から（１２）のいずれかにおいて、
前記マグネットユニットが、前記揺動方向に複数本並んで平行に配置される、
ことができる。
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に基板表面に沿った揺動方向（走査方向）における一方の揺動端と他方の揺動端との間で往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が基板表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するとともに、
前記マグネットユニットは、一方の前記揺動端と他方の前記揺動端とを結ぶ揺動領域の輪郭辺の近傍に位置する前記長手方向の端部において、前記長手方向の中央部に対して両磁極の磁力密度が均一化するように配置されている、
ことにより上記課題を解決した。
（２）本発明のスパッタリング装置は、上記（１）において、
前記マグネットユニットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なり、前記中央磁石部の両側に等間隔で平行に延びる長手直線部および両方の前記長手直線部の端部を夫々橋渡す橋渡し部を有するとともに前記揺動領域に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記長手方向の中央部に対して前記長手方向の端部では前記中央磁石部と前記周縁磁石部との磁力密度が均一化するように配置されている、
ことができる。
（３）本発明のスパッタリング装置は、上記（２）において、
前記周縁磁石部は、前記橋渡し部のコーナー部で前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部の前記長手直線部に対して小さく形成される、
ことができる。
（４）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部が前記長手直線部とほぼ等しい肉厚で形成される、
ことができる。
（５）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の延長線と前記長手直線部の延長線とで形成される前記揺動領域に沿った外周輪郭形状に比べて、前記揺動領域に沿った前記コーナー部の外周輪郭が前記中央磁石部に近接して形成される、
ことができる。
（６）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記コーナー部が、前記短手直線部に対して前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った端部よりも、前記長手方向の中央部に近接する位置で接続される、
ことができる。
（７）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った長さが、前記揺動領域に沿って前記長手方向の中央部における前記揺動方向に沿った前記長手直線部の離間距離よりも短く形成される、
ことができる。
（８）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記長手方向における前記コーナー部の長さが、前記長手方向の中央部における前記揺動領域に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離近とほぼ等しい、
ことができる。
（９）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記揺動領域に沿った前記短手直線部と前記中央磁石部の端部との離間距離が、前記長手方向の中央部での前記揺動方向に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離よりも小さく形成される、
ことができる。
（１０）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記中央磁石部は、前記長手方向の端部に、前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部に対して小さく形成される挟幅部を有する、
ことができる。
（１１）本発明のスパッタリング装置は、上記（１０）において、
前記中央磁石部の前記挟幅部は、前記長手方向で前記長手直線部よりも前記短手直線部に近接して配置される、
ことができる。
（１２）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記マグネットユニットは、前記コーナー部が減肉されていない構造に比べて前記長手方向の寸法が短い、
ことができる。
（１３）本発明のスパッタリング装置は、上記（１）から（１２）のいずれかにおいて、
前記マグネットユニットが、前記揺動方向に複数本並んで平行に配置される、
ことができる。
【0030】
（１）本発明の一態様にかかるスパッタリング装置は、
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に基板表面に沿った揺動方向（走査方向）における一方の揺動端と他方の揺動端との間で往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が基板表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するとともに、
前記マグネットユニットは、一方の前記揺動端と他方の前記揺動端とを結ぶ揺動領域の輪郭辺の近傍に位置する前記長手方向の端部において、前記長手方向の中央部に対して両磁極の磁力密度が均一化するように配置されている、
ことにより上記課題を解決した。
被成膜基板の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソードユニットが、
エロージョン領域が形成されるターゲットと、
前記ターゲットに対して前記被成膜基板とは反対側に配置されて前記ターゲットに前記エロージョン領域を形成するマグネットユニットと、
前記マグネットユニットと前記被成膜基板とを相対的に基板表面に沿った揺動方向（走査方向）における一方の揺動端と他方の揺動端との間で往復動作可能なマグネットユニット走査部と、
を有し、
前記マグネットユニットは、その長手方向が基板表面に沿って前記揺動方向に交差する揺動幅方向に延在するとともに、
前記マグネットユニットは、一方の前記揺動端と他方の前記揺動端とを結ぶ揺動領域の輪郭辺の近傍に位置する前記長手方向の端部において、前記長手方向の中央部に対して両磁極の磁力密度が均一化するように配置されている、
ことにより上記課題を解決した。
【0031】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部において、形成する磁力線を、長手方向中央部に対して両磁極の磁力密度が均一化するようにバランスをとって配置されたマグネット（磁極）によって、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができる。これにより、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われてしまいプラズマ密度が減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制できる。これにより、発生するプラズマを安定させて、エロージョン－非エロージョン境界領域を効果的に低減して、エロージョン－非エロージョン境界領域が形成されることに起因するパーティクル発生を低減することができる。
【0032】
同時に、マグネットユニットにおいて周回する電子等をきれいに閉じ込めて、レーストラック形状に沿って周回させて、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となる。これにより、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0033】
（２）本発明のスパッタリング装置は、上記（１）において、
前記マグネットユニットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なり、前記中央磁石部の両側に等間隔で平行に延びる長手直線部および両方の前記長手直線部の端部を夫々橋渡す橋渡し部を有するとともに前記揺動領域に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記長手方向の中央部に対して前記長手方向の端部では前記中央磁石部と前記周縁磁石部との磁力密度が均一化するように配置されている、
ことができる。
前記マグネットユニットは、
線状に配置されて前記ターゲットへ向かう磁極である中央磁石部と、
前記ターゲットへ向かう磁極で前記中央磁石部と極性が異なり、前記中央磁石部の両側に等間隔で平行に延びる長手直線部および両方の前記長手直線部の端部を夫々橋渡す橋渡し部を有するとともに前記揺動領域に沿って前記中央磁石部の周囲を囲う周縁磁石部と、
を備え、
前記長手方向の中央部に対して前記長手方向の端部では前記中央磁石部と前記周縁磁石部との磁力密度が均一化するように配置されている、
ことができる。
【0034】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部において、形成する磁力線を、長手方向中央部に対して両磁極の磁力密度が均一化するように互いにバランスをとって配置された中央磁石部と周縁磁石部とによって、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができる。これにより、アノードに吸われる電子を減少することが可能となる。そのため、プラズマが吸われることで不安定化することを防止して、プラズマ密度を均一化することができる。これにより、エロージョン－非エロージョン境界領域を効果的に低減して、エロージョン－非エロージョン境界領域が形成されることに起因するパーティクル発生を低減することができる。
【0035】
同時に、マグネットユニットによって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、レーストラック形状に沿って周回させて、マグネットユニットの長手方向の端部において、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0036】
（３）本発明のスパッタリング装置は、上記（２）において、
前記周縁磁石部は、前記橋渡し部のコーナー部で前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部の前記長手直線部に対して小さく形成される、
ことができる。
前記周縁磁石部は、前記橋渡し部のコーナー部で前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部の前記長手直線部に対して小さく形成される、
ことができる。
【0037】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部において、レーストラック形状に周回する電子の軌跡に沿って、この電子等をトラップする中央磁石部と周縁磁石部との磁力密度が均一化するように互いにバランスをとって配置することができる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができるので、アノードに吸われる電子を減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制可能とすることができる。そのため、プラズマ発生を安定化することができる。
【0038】
同時に、マグネットユニットの長手方向の端部において、中央磁石部と周縁磁石部とによって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、トラップした電子等をレーストラック形状に沿って周回させ、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0039】
（４）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部が前記長手直線部とほぼ等しい肉厚で形成される、
ことができる。
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部が前記長手直線部とほぼ等しい肉厚で形成される、
ことができる。
【0040】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部では、コーナー部と短手直線部とによって、レーストラック形状に周回する電子の軌跡に沿って、この電子等をトラップする磁力密度が均一化するように互いにバランスをとった配置とすることができる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができるので、アノードに吸われる電子を減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制可能とすることができる。そのため、プラズマ発生を安定化することができる。
【0041】
同時に、マグネットユニットの長手方向の端部において、コーナー部および短手直線部と、中央磁石部と、によって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、トラップした電子等をレーストラック形状に沿って周回させ、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0042】
（５）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の延長線と前記長手直線部の延長線とで形成される前記揺動領域に沿った外周輪郭形状に比べて、前記揺動領域に沿った前記コーナー部の外周輪郭が前記中央磁石部に近接して形成される、
ことができる。
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の延長線と前記長手直線部の延長線とで形成される前記揺動領域に沿った外周輪郭形状に比べて、前記揺動領域に沿った前記コーナー部の外周輪郭が前記中央磁石部に近接して形成される、
ことができる。
【0043】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部では、コーナー部と短手直線部とによって、レーストラック形状に周回する電子の軌跡に沿って、この電子等をトラップする磁力密度が均一化するように互いにバランスをとって安定した配置とすることができる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができるので、アノードに吸われる電子を減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制可能とすることができる。そのため、プラズマ発生を安定化することができる。
ここで、コーナー部が中央磁石部に近接して形成されることで、中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
ここで、コーナー部が中央磁石部に近接して形成されることで、中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
【0044】
同時に、マグネットユニットの長手方向の端部において、コーナー部および短手直線部と、中央磁石部と、によって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、トラップした電子等をレーストラック形状に沿って周回させ、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0045】
（６）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記コーナー部が、前記短手直線部に対して前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った端部よりも、前記長手方向の中央部に近接する位置で接続される、
ことができる。
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記コーナー部が、前記短手直線部に対して前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った端部よりも、前記長手方向の中央部に近接する位置で接続される、
ことができる。
【0046】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部では、コーナー部と短手直線部とによって、レーストラック形状に周回する電子の軌跡に沿って、この電子等をトラップする磁力密度が均一化するように互いにバランスをとって安定した配置とすることができる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができるので、アノードに吸われる電子を減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制可能とすることができる。そのため、プラズマ発生を安定化することができる。
ここで、コーナー部が中央磁石部に近接する位置で接続されることで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
ここで、コーナー部が中央磁石部に近接する位置で接続されることで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
【0047】
同時に、マグネットユニットの長手方向の端部において、コーナー部および短手直線部と、中央磁石部と、によって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、トラップした電子等をレーストラック形状に沿って周回させ、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0048】
（７）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った長さが、前記揺動領域に沿って前記長手方向の中央部における前記揺動方向に沿った前記長手直線部の離間距離よりも短く形成される、
ことができる。
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記短手直線部の前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った長さが、前記揺動領域に沿って前記長手方向の中央部における前記揺動方向に沿った前記長手直線部の離間距離よりも短く形成される、
ことができる。
【0049】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部では、コーナー部と短手直線部とによって、レーストラック形状に周回する電子の軌跡に沿って、この電子等をトラップする磁力密度が均一化するように互いにバランスをとって安定した配置とすることができる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができるので、アノードに吸われる電子を減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制可能とすることができる。そのため、プラズマ発生を安定化することができる。
ここで、短手直線部の長さを上述したように構成することで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
ここで、短手直線部の長さを上述したように構成することで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
【0050】
同時に、マグネットユニットの長手方向の端部において、コーナー部および短手直線部と、中央磁石部と、によって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、トラップした電子等をレーストラック形状に沿って周回させ、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0051】
（８）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記長手方向における前記コーナー部の長さが、前記長手方向の中央部における前記揺動領域に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離近とほぼ等しい、
ことができる。
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記長手方向における前記コーナー部の長さが、前記長手方向の中央部における前記揺動領域に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離近とほぼ等しい、
ことができる。
【0052】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部では、コーナー部と短手直線部とによって、レーストラック形状に周回する電子の軌跡に沿って、この電子等をトラップする磁力密度が均一化するように互いにバランスをとって安定した配置とすることができる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができるので、アノードに吸われる電子を減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制可能とすることができる。そのため、プラズマ発生を安定化することができる。
ここで、コーナー部の長さを上述したように構成することで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
ここで、コーナー部の長さを上述したように構成することで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
【0053】
同時に、マグネットユニットの長手方向の端部において、コーナー部および短手直線部と、中央磁石部と、によって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、トラップした電子等をレーストラック形状に沿って周回させ、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0054】
（９）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記揺動領域に沿った前記短手直線部と前記中央磁石部の端部との離間距離が、前記長手方向の中央部での前記揺動方向に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離よりも小さく形成される、
ことができる。
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記揺動領域に沿った前記短手直線部と前記中央磁石部の端部との離間距離が、前記長手方向の中央部での前記揺動方向に沿った前記長手直線部と前記中央磁石部との離間距離よりも小さく形成される、
ことができる。
【0055】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部では、コーナー部と短手直線部とによって、レーストラック形状に周回する電子の軌跡に沿って、この電子等をトラップする磁力密度が均一化するように互いにバランスをとって安定した配置とすることができる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができるので、アノードに吸われる電子を減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制可能とすることができる。そのため、プラズマ発生を安定化することができる。
ここで、中央磁石部の端部位置を上述したように構成することで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
ここで、中央磁石部の端部位置を上述したように構成することで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
【0056】
同時に、マグネットユニットの長手方向の端部において、コーナー部および短手直線部と、中央磁石部と、によって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、トラップした電子等をレーストラック形状に沿って周回させ、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0057】
（１０）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記中央磁石部は、前記長手方向の端部に、前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部に対して小さく形成される挟幅部を有する、
ことができる。
前記周縁磁石部の前記橋渡し部は、
前記長手直線部に接続する前記コーナー部と、
両方の前記コーナー部に接続されて前記揺動領域の輪郭のうち前記揺動方向に沿った短手直線部と、
を備え、
前記中央磁石部は、前記長手方向の端部に、前記揺動領域に沿った肉厚が前記長手方向の中央部に対して小さく形成される挟幅部を有する、
ことができる。
【0058】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部では、コーナー部と短手直線部とによって、レーストラック形状に周回する電子の軌跡に沿って、この電子等をトラップする磁力密度が均一化するように互いにバランスをとって安定した配置とすることができる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができるので、アノードに吸われる電子を減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制可能とすることができる。そのため、プラズマ発生を安定化することができる。
ここで、コーナー部を上述したように減肉した構成することで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置として、安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
ここで、コーナー部を上述したように減肉した構成することで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置として、安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
【0059】
同時に、マグネットユニットの長手方向の端部において、コーナー部および短手直線部と、中央磁石部と、によって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、トラップした電子等をレーストラック形状に沿って周回させ、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0060】
（１１）本発明のスパッタリング装置は、上記（１０）において、
前記中央磁石部の前記挟幅部は、前記長手方向で前記長手直線部よりも前記短手直線部に近接して配置される、
ことができる。
前記中央磁石部の前記挟幅部は、前記長手方向で前記長手直線部よりも前記短手直線部に近接して配置される、
ことができる。
【0061】
上記の構成によれば、マグネットユニットの長手方向の端部では、コーナー部と短手直線部とによって、レーストラック形状に周回する電子の軌跡に沿って、この電子等をトラップする磁力密度が均一化するように互いにバランスをとって安定した配置とすることができる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、ターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができるので、アノードに吸われる電子を減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制可能とすることができる。そのため、プラズマ発生を安定化することができる。
ここで、挟幅部を上述したように構成することで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
ここで、挟幅部を上述したように構成することで、周縁磁石部と中央磁石部とのバランスを取った配置としても安定して電子等をトラップする磁場を発生させて周回させることができる。
【0062】
同時に、マグネットユニットの長手方向の端部において、コーナー部および短手直線部と、中央磁石部と、によって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、トラップした電子等をレーストラック形状に沿って周回させ、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、マグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0063】
（１２）本発明のスパッタリング装置は、上記（３）において、
前記マグネットユニットは、前記コーナー部が減肉されていない構造に比べて前記長手方向の寸法が短い、
ことができる。
前記マグネットユニットは、前記コーナー部が減肉されていない構造に比べて前記長手方向の寸法が短い、
ことができる。
【0064】
上記の構成によれば、上述したマグネットユニットの長手方向の端部で、コーナー部が減肉されていない構造に比べて、マグネットユニットで発生する水平磁場のピーク位置を、長手方向に沿って外側に移動させることができる。これにより、同じ面積のエロージョン領域でスパッタリング処理をおこなうターゲットに対して、マグネットユニットの長手方向の寸法を小さくすることができる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【0065】
（１３）本発明のスパッタリング装置は、上記（１）から（１２）のいずれかにおいて、
前記マグネットユニットが、前記揺動方向に複数本並んで平行に配置される、
ことができる。
前記マグネットユニットが、前記揺動方向に複数本並んで平行に配置される、
ことができる。
【0066】
上記の構成によれば、揺動する複数のマグネットユニットにおいて、その長手方向の端部で、いずれもレーストラック形状に周回する電子の軌跡に沿って、この電子等をトラップする磁力密度が均一化するように互いにバランスをとって安定した状態のままで、揺動させることができる。これにより、複数本のマグネットユニットの長手方向の端部において、いずれもターゲット面の法線から傾斜しない磁場として発生させることができる。したがって、全てのマグネットユニットの端部において、いずれもアノードに吸われる電子を減少すること、および、プラズマ密度の減少にともなって隣接してプラズマ密度が増大してしまうことを抑制可能とすることができる。そのため、ターゲット全体において、プラズマ発生を安定化することができる。
【0067】
同時に、全てのマグネットユニットの長手方向の端部において、コーナー部および短手直線部と、中央磁石部と、によって周回する電子等をきれいに閉じ込めて、トラップした電子等をレーストラック形状に沿って周回させ、外部へと漏洩しない状態にできる。これにより、全てのマグネットユニットの長手方向の端部において、電子やプラズマが集中してその密度が増大することを防止できる。同時に、揺動領域の全域において、供給電圧の変動を抑制して、マグネットユニットの長手方向端部付近におけるプラズマ密度の変動を抑制し、プラズマ発生状態を安定した状態でマグネットユニットを揺動することが可能となり、膜厚分布、膜質特性分布のばらつき発生の抑制を効果的におこなうことが可能となる。これにより、ターゲットライフを延ばし、パーティクル発生を抑制することが容易に可能となる。
【発明の効果】
【0068】
本発明によれば、必要な磁束密度を維持してプラズマ密度を維持することを可能として、非エロージョン発生領域周りのぼやけた領域の発生を抑制して、パーティクルの削減を図ること、および、形成されたプラズマ分布を安定させ、マグネットユニットの揺動位置にかかわらずに膜厚分布・膜厚特性分布の均一性向上を図るとともに、ターゲットライフを延ばすことができることができるという効果を奏することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形を示す模式平面図である。
【図2】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形における成膜室を示す模式側面図である。
【図3】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるガラス基板とカソード装置の構成との位置関係を示す模式図である。
【図4】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるガラス基板とターゲットとマグネットユニットとの位置関係を示す正面図である。
【図5】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。
【図6】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大正面図である。
【図7】スパッタリング装置におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図8】スパッタリング装置におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図9】スパッタリング装置におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図10】スパッタリング装置におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図11】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図12】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図13】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図14】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図15】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図16】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図17】本発明に係るスパッタリング装置の第２実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大正面図である。
【図18】本発明に係るスパッタリング装置の第２実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図19】本発明に係るスパッタリング装置の第２実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図20】本発明に係るスパッタリング装置の第３実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大正面図である。
【図21】本発明に係るスパッタリング装置の第４実施形態におけるマグネットユニットの端部を示す拡大断面図である。
【図22】本発明に係るスパッタリング装置の第４実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図23】本発明に係るスパッタリング装置の第４実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【図24】本発明に係るスパッタリング装置の実施例を説明するための図である。
【図25】本発明に係るスパッタリング装置の実施例を説明するための図である。
【図26】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるマグネットユニットの作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0070】
以下、本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるスパッタリング装置を示す模式平面図である。図２は、本実施形態におけるスパッタリング装置における成膜室を示す模式側面図である。図において、符号１は、スパッタリング装置である。
図１は、本実施形態におけるスパッタリング装置を示す模式平面図である。図２は、本実施形態におけるスパッタリング装置における成膜室を示す模式側面図である。図において、符号１は、スパッタリング装置である。
【0071】
本実施形態に係るスパッタリング装置１は、例えば、半導体装置の製造工程や、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどのＦＰＤ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｉｓｐｌａｙ，フラットパネルディスプレイ）の製造工程においてガラス等からなる基板上にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を形成する場合などに用いる。本実施形態に係るスパッタリング装置１は、ガラスや樹脂からなる被処理基板に対して、真空環境下で加熱処理、成膜処理、エッチング処理等を行うインターバック式の真空処理装置である。
【0072】
本実施形態では、ガラス基板（被成膜基板、透明基板）１１として、一辺１００ｍｍ程度から、一辺２５００ｍｍ以上の矩形基板を適用可能であり、さらに、厚み１ｍｍ以下の基板、厚み数ｍｍの基板や、厚み１０ｍｍ以上の基板も用いることができる。
【0073】
本実施形態に係るスパッタリング装置１は、図１に示すように、ロード・アンロード室（真空チャンバ）２と、成膜室（真空チャンバ）４と、搬送室（真空チャンバ）３と、を備えている。
ロード・アンロード室２は、略矩形のガラス基板１１（被処理基板）を外部との間で搬入／搬出する。成膜室４は、ガラス基板１１上に、例えば、ＺｎＯ系やＩｎ２Ｏ３系の透明導電膜等、アルミニウムや銀等の金属や酸化物、それ以外の被膜をスパッタリング法により形成する耐圧の真空チャンバである。搬送室３は、成膜室４とロード・アンロード室２との間に位置し、成膜室４とロード・アンロード室２（真空チャンバ）との間でガラス基板１１を搬送する。
ロード・アンロード室２は、略矩形のガラス基板１１（被処理基板）を外部との間で搬入／搬出する。成膜室４は、ガラス基板１１上に、例えば、ＺｎＯ系やＩｎ２Ｏ３系の透明導電膜等、アルミニウムや銀等の金属や酸化物、それ以外の被膜をスパッタリング法により形成する耐圧の真空チャンバである。搬送室３は、成膜室４とロード・アンロード室２との間に位置し、成膜室４とロード・アンロード室２（真空チャンバ）との間でガラス基板１１を搬送する。
【0074】
本実施形態に係るスパッタリング装置１は、図１に示すように、サイドスパッタ式の装置として構成できる。あるいは、本実施形態に係るスパッタリング装置１は、図２に示すように、スパッタダウン式の装置として構成できる。さらに、スパッタアップ式の装置として構成することもできる。
【0075】
さらに、スパッタリング装置１には、成膜室（真空チャンバ）４Ａとロード・アンロード室（真空チャンバ）２ａとを設けてもよい。これら複数のチャンバであるロード・アンロード室２、ロード・アンロード室２ａ、成膜室４、成膜室４Ａは、搬送室３の周囲を取り囲むように形成されている。こうしたチャンバは、例えば、互いに隣接して形成された２つのロード・アンロード室（真空チャンバ）と、複数の処理室（真空チャンバ）とを有して構成されることになる。
【0076】
例えば、一方のロード・アンロード室２は、外部からスパッタリング装置１（真空処理装置）の内部に向けてガラス基板１１を搬入するロード室であり、他方のロード・アンロード室２ａは、スパッタリング装置１の内部から外部にガラス基板１１を搬出するアンロード室である。また、成膜室４と成膜室４Ａとが異なる成膜工程を行う構成が採用されてもよい。また、成膜室４と成膜室４Ａとが異なる方式のスパッタリング処理を行う構成が採用されてもよい。たとえば、成膜室４と成膜室４Ａとの一方がサイドスパッタ式、他方がスパッタダウン式の装置として構成できる。
【0077】
搬送室３とロード・アンロード室２との間には、仕切りバルブ（ドアバルブ）が形成されていればよい。同様に、搬送室３とロード・アンロード室２ａとの間には、仕切りバルブ（ドアバルブ）が形成されていればよい。搬送室３と成膜室４との間には、仕切りバルブ（ドアバルブ）が形成されていればよい。搬送室３と成膜室４Ａとの間には、仕切りバルブ（ドアバルブ）が形成されていればよい。
【0078】
ロード・アンロード室２には、スパッタリング装置１の外部から搬入されたガラス基板１１の載置位置を設定してアライメント可能な位置決め部材が配置されていてもよい。ロード・アンロード室２には、また、この室内を粗真空引きするロータリーポンプ等の粗引き排気装置（粗引き排気手段、低真空排気装置）が設けられる。
【0079】
搬送室３の内部には、図１に示すように、搬送装置（搬送ロボット）３ａが配置されている。
搬送装置３ａは、回転軸と、この回転軸を回転駆動する回転駆動装置と、回転軸に取り付けられたロボットアームと、ロボットアームの一端に形成されたロボットハンドと、ロボットハンドを上下動させる上下動装置とを有している。ロボットアームは、互いに直交してそれぞれ水平方向にスライド可能な第一のアーム部と、第二のアーム部とから構成されている。搬送装置３ａは、被搬送物であるガラス基板１１を、ロード・アンロード室２、ロード・アンロード室２ａ、成膜室４、成膜室４Ａの各々と、搬送室３と、の間で移動させることができる。
搬送装置３ａは、回転軸と、この回転軸を回転駆動する回転駆動装置と、回転軸に取り付けられたロボットアームと、ロボットアームの一端に形成されたロボットハンドと、ロボットハンドを上下動させる上下動装置とを有している。ロボットアームは、互いに直交してそれぞれ水平方向にスライド可能な第一のアーム部と、第二のアーム部とから構成されている。搬送装置３ａは、被搬送物であるガラス基板１１を、ロード・アンロード室２、ロード・アンロード室２ａ、成膜室４、成膜室４Ａの各々と、搬送室３と、の間で移動させることができる。
【0080】
成膜室４には、図１に示すように、カソード装置１０と、マスク等を有する基板ホルダとされた基板保持部１３と、ガス導入装置（ガス導入手段）および高真空排気装置（高真空排気手段）を備えるガス制御部１４と、が設けられている。
成膜室４の内部は、図１に示すように、成膜時にガラス基板１１の表面が露出する前側空間４１と、成膜時にガラス基板１１の裏面側に位置する裏側空間４２とで構成されている。前側空間４１には、カソード装置１０が配置される。
成膜室４の内部は、図１に示すように、成膜時にガラス基板１１の表面が露出する前側空間４１と、成膜時にガラス基板１１の裏面側に位置する裏側空間４２とで構成されている。前側空間４１には、カソード装置１０が配置される。
【0081】
カソード装置１０は、図１に示すサイドスパッタ式の成膜室４の内部において、搬送室３に接続される搬送口４ａから最も遠い位置に立設される。
また、カソード装置１０は、図２に示すダウンスパッタ式の成膜室４の内部において、搬送口４ａから搬送室３に搬送した水平位置のガラス基板１１の上方に、かつ、ガラス基板１１と平行に対向して配置される。ここで、成膜口４ｂの周囲には、マスク２０が配置されてもよい。
また、カソード装置１０は、図２に示すダウンスパッタ式の成膜室４の内部において、搬送口４ａから搬送室３に搬送した水平位置のガラス基板１１の上方に、かつ、ガラス基板１１と平行に対向して配置される。ここで、成膜口４ｂの周囲には、マスク２０が配置されてもよい。
【0082】
基板保持部（基板保持機構）１３は、図１または図２に示すように、裏側空間４２内部に設けられている。基板保持部１３は、搬送口４ａから搬入されたガラス基板１１を支持可能とされる。
基板保持部１３は、図１に示すように、成膜中に後述するターゲット２３とガラス基板１１の被処理面（成膜面）１１ａとが対向するように、ガラス基板１１を保持する。基板保持部１３は、成膜中には、立設されたカソード装置１０に対向する縦位置にガラス基板１１を保持する。
基板保持部１３は、図１に示すように、成膜中に後述するターゲット２３とガラス基板１１の被処理面（成膜面）１１ａとが対向するように、ガラス基板１１を保持する。基板保持部１３は、成膜中には、立設されたカソード装置１０に対向する縦位置にガラス基板１１を保持する。
【0083】
基板保持部１３（基板保持手段）は、図２に示すように、成膜中に後述するターゲット２３とガラス基板１１の被処理面（成膜面）１１ａとが対向するように、ガラス基板１１を保持する。基板保持部１３は、成膜中には、下方に向いたカソード装置１０に対向する水平位置にガラス基板１１を保持する。
基板保持部１３は、図１に示すサイドスパッタ式の成膜室４の内部において、裏側空間４２の下側位置で、搬送口４ａおよび／または成膜口４ｂと略並行に延在する揺動軸と、揺動軸に取り付けられガラス基板１１の裏面を保持する保持部と、を備えてもよい。
基板保持部１３は、図１に示すサイドスパッタ式の成膜室４の内部において、裏側空間４２の下側位置で、搬送口４ａおよび／または成膜口４ｂと略並行に延在する揺動軸と、揺動軸に取り付けられガラス基板１１の裏面を保持する保持部と、を備えてもよい。
【0084】
ガス制御部１４におけるガス導入装置（ガス導入手段）は、成膜室４の内部にガスを導入する。ガス制御部１４における高真空排気装置（高真空排気手段）は、成膜室４の内部を高真空引きするターボ分子ポンプ等である。
【0085】
カソード装置１０は、図１に示すサイドスパッタ式の成膜室４の内部において、成膜室４の内部における成膜位置（プラズマ処理位置）とされたガラス基板１１に対してガラス基板１１の主面に沿った水平方向に揺動可能とされている。この場合、カソード装置１０は、カソードボックスと称される箱形に構成されてもよい。
カソード装置１０は、図２に示すダウンスパッタ式の成膜室４の内部において、成膜室４の内部における成膜位置（プラズマ処理位置）とされたガラス基板１１に対してガラス基板１１の主面に沿った水平方向に揺動可能とされている。
カソード装置１０は、図２に示すダウンスパッタ式の成膜室４の内部において、成膜室４の内部における成膜位置（プラズマ処理位置）とされたガラス基板１１に対してガラス基板１１の主面に沿った水平方向に揺動可能とされている。
【0086】
以下の説明では、図１に示すサイドスパッタ式の成膜室４の内部におけるカソード装置１０について説明するが、揺動方向が異なるだけで、図２に示すダウンスパッタ式の成膜室４の内部におけるカソード装置１０も、同じ構成とすることができる。
【0087】
図３は、本実施形態のスパッタリング装置におけるガラス基板とカソード装置の構成との位置関係を示す模式図である。
カソード装置１０は、図３に示すように、１つのカソードユニット２２を有する。
カソードユニット２２は、図３に示すように、ガラス基板１１の表面と対向するＺＸ平面に沿って配置されている。カソードユニット２２では、ターゲット２３、バッキングプレート２４、および、マグネットユニット２５が、ガラス基板１１に近い位置から離間するＹ方向に向けて、この順に配置されている。
カソード装置１０は、図３に示すように、１つのカソードユニット２２を有する。
カソードユニット２２は、図３に示すように、ガラス基板１１の表面と対向するＺＸ平面に沿って配置されている。カソードユニット２２では、ターゲット２３、バッキングプレート２４、および、マグネットユニット２５が、ガラス基板１１に近い位置から離間するＹ方向に向けて、この順に配置されている。
【0088】
なお、図３おいて、カソード装置１０は、図１に示すサイドスパッタ式に即して、ガラス基板１１と略平行にターゲット２３を鉛直方向に立てた縦型として記載している。さらに本実施形態の構成は、図２に示すダウンスパッタ式に即して、ガラス基板１１が水平状態でターゲット２３の下側に配置されたダウンデポの場合でも、ＸＹＺの方向をそれぞれ対応して読み替えることで、同様の構成に対応することができる。
【0089】
図４は、本実施形態のスパッタリング装置におけるガラス基板とターゲットとマグネットユニットとの位置関係を示す正面図である。
ターゲット２３は、ガラス基板１１と対向するＺＸ平面に沿った平板状に配置される。ターゲット２３は、カソードボックスの表面でガラス基板１１に対向する位置に露出している。
ターゲット２３は、ガラス基板１１と対向するＺＸ平面に沿った平板状に配置される。ターゲット２３は、カソードボックスの表面でガラス基板１１に対向する位置に露出している。
【0090】
ターゲット２３は、図４に示すように、Ｚ方向においてガラス基板１１よりも長い幅を有する。また、ターゲット２３は、揺動方向であるＸ方向においてガラス基板１１よりも大きい幅を有する。ターゲット２３の周囲には、アノード２８が設けられる。
アノード２８は、ターゲット２３の全周に設けられる。アノード２８は、ターゲット２３からはみ出したバッキングプレート２４を、ガラス基板１１に対して覆っている。
アノード２８は、ターゲット２３の全周に設けられる。アノード２８は、ターゲット２３からはみ出したバッキングプレート２４を、ガラス基板１１に対して覆っている。
【0091】
バッキングプレート２４は、ガラス基板１１と対向するＺＸ平面に沿った平板状に形成される。バッキングプレート２４は、ターゲット２３のガラス基板１１と向かい合わない面に接合されている。バッキングプレート２４には、直流電源を有する制御部２６が接続している。直流電源から供給される直流電力は、バッキングプレート２４を通じてターゲット２３に供給される。カソードの電源として直流電源に変えて、直流電源・パルス電源・ＲＦ電源を用いてもよい。
カソードユニット２２は、ガラス基板１１の成膜面１１ａと対向するＺＸ平面に沿ってターゲット２３が配置されている。カソードユニット２２には、ターゲット２３の裏面側、つまり、ターゲット２３に対してバッキングプレート２４に近接する位置に、複数本のマグネットユニット２５が設けられる。
カソードユニット２２は、ガラス基板１１の成膜面１１ａと対向するＺＸ平面に沿ってターゲット２３が配置されている。カソードユニット２２には、ターゲット２３の裏面側、つまり、ターゲット２３に対してバッキングプレート２４に近接する位置に、複数本のマグネットユニット２５が設けられる。
【0092】
複数本のマグネットユニット２５は、多連マグネットである。複数本のマグネットユニット２５は、長手方向がＺ方向に沿って配置されている。複数本のマグネットユニット２５は、ＺＸ平面に沿って互いに平行に配置される。マグネットユニット２５は、その長手方向がガラス基板１１の表面に沿って揺動方向であるＸ方向に交差する揺動幅方向であるＹ方向に延在する。Ｘ方向において、複数本のマグネットユニット２５は、互いに等間隔に配置される。
【0093】
本実施形態では、例えば９本のマグネットユニット２５がＸ方向に隣接される。マグネットユニット２５の本数は、ガラス基板１１の面積やターゲット２３の面積、あるいは、後述するマグネットユニット２５の揺動範囲等に応じて適宜設定することができる。なお、本実施形態におけるカソードユニット２２では、ガラス基板１１に対してターゲット２３が固定配置されて、ターゲット２３が成膜室４に固定された構成とされる。
【0094】
マグネットユニット２５は、それぞれ磁気回路を形成している。
１本のマグネットユニット２５は、ガラス基板１１と向かい合うターゲット２３の表面２３ａにそれぞれマグネトロン磁場を形成する。
それぞれのマグネットユニット２５は、永久磁石の組み合わせによって所定の磁気回路を形成する構成されてもよい。それぞれのマグネットユニット２５は、個別に制御部２６に接続されて、個々に発生する磁場状態を制御可能な構成としてもよい。
１本のマグネットユニット２５は、ガラス基板１１と向かい合うターゲット２３の表面２３ａにそれぞれマグネトロン磁場を形成する。
それぞれのマグネットユニット２５は、永久磁石の組み合わせによって所定の磁気回路を形成する構成されてもよい。それぞれのマグネットユニット２５は、個別に制御部２６に接続されて、個々に発生する磁場状態を制御可能な構成としてもよい。
【0095】
図５は、本実施形態におけるスパッタリング装置のマグネットにおける端部を示す拡大断面図である。図６は、本実施形態におけるスパッタリング装置のマグネットにおける端部を示す拡大正面図である。
マグネットユニット２５は、図４～図６に示すように、ヨーク３１と、中央磁石部５０と、周縁磁石部６０と、を有する。
マグネットユニット２５は、図４～図６に示すように、ヨーク３１と、中央磁石部５０と、周縁磁石部６０と、を有する。
【0096】
ヨーク３１は、略矩形輪郭を有する平板状の磁石ベースとされる。ヨーク３１は、その表面に中央領域２５ａを有する。
中央磁石部５０は、Ｚ方向を長手方向とする棒状の複合磁石体である。中央磁石部５０は、中央領域２５ａにおいてＸ方向の中央位置に配置される。中央磁石部５０は、Ｚ方向に沿った略直線状に配置される。
周縁磁石部６０は、磁石ベース（ヨーク）３１平面において、中央磁石部５０から離間して、この中央磁石部５０を囲むように周設される。周縁磁石部６０は、ＺＸ面に沿って配置される略長円の環状磁石である。
中央磁石部５０は、Ｚ方向を長手方向とする棒状の複合磁石体である。中央磁石部５０は、中央領域２５ａにおいてＸ方向の中央位置に配置される。中央磁石部５０は、Ｚ方向に沿った略直線状に配置される。
周縁磁石部６０は、磁石ベース（ヨーク）３１平面において、中央磁石部５０から離間して、この中央磁石部５０を囲むように周設される。周縁磁石部６０は、ＺＸ面に沿って配置される略長円の環状磁石である。
【0097】
中央磁石部５０と周縁磁石部６０とは、いずれもＺ方向に向かう磁極面（磁極平面）３０を有する。中央磁石部５０と周縁磁石部６０とは、いずれもＺＸ面に沿った磁極面３０を有する。中央磁石部５０と周縁磁石部６０とは、互いに極性が異なる。中央磁石部５０と周縁磁石部６０とは磁気回路を構成する。
中央磁石部５０および周縁磁石部６０は、マグネットユニット２５の長手方向であるＺ方向の中央領域２５ａにおいて、互いに平行である平行領域を形成する。
中央磁石部５０および周縁磁石部６０は、マグネットユニット２５の長手方向であるＺ方向の中央領域２５ａにおいて、互いに平行である平行領域を形成する。
【0098】
中央磁石部５０は、その延在するＺ方向に複数に分割されている。中央磁石部５０は、分割された個々の磁石がＺ方向に連続的に隣接して配置される。中央磁石部５０は、複数の磁石を棒状に並べた構成である。
【0099】
同様に、周縁磁石部６０は、環状に延在するＺ方向およびＸ方向に沿って複数個に分割されている。周縁磁石部６０は、分割された個々の磁石がＺ方向およびＸ方向に連続的に隣接して配置される。周縁磁石部６０は、複数の磁石を環状に並べた構成である。周縁磁石部６０は、ＺＸ面において、長円形状、言い換えると、レーストラック形状に配置される。または、周縁磁石部６０は、ＺＸ面において、四隅を角丸めした長方形に近い形状として配置される。
【0100】
ここで、長円形状とは、平面上で２分割した円を分割線と直交する方向に離間し、分割して対向する位置の端部どうしを平行な２直線で結んだ形状である。あるいは、レーストラック形状とは、長方形の四隅を角丸めするとともに、短辺がなくなる程度まで円弧状に角丸めした輪郭形状を意味する。
【0101】
周縁磁石部６０は、図５，図６に示すように、長手直線部６１と、長手直線部６２と、橋渡し部６３と、を有する。
長手直線部６１と長手直線部６２とは、周縁磁石部６０のうち、Ｚ方向に延在する部分である。長手直線部６１と長手直線部６２とは、ＺＸ面において、いずれも、中央磁石部５０の両側に平行に延びる。長手直線部６１と長手直線部６２とは、Ｚ方向の全長で、Ｘ方向における互いの離間距離が等しい。長手直線部６１と長手直線部６２とは、Ｚ方向の全長で、Ｘ方向に等間隔に配置される。
長手直線部６１と長手直線部６２とは、周縁磁石部６０のうち、Ｚ方向に延在する部分である。長手直線部６１と長手直線部６２とは、ＺＸ面において、いずれも、中央磁石部５０の両側に平行に延びる。長手直線部６１と長手直線部６２とは、Ｚ方向の全長で、Ｘ方向における互いの離間距離が等しい。長手直線部６１と長手直線部６２とは、Ｚ方向の全長で、Ｘ方向に等間隔に配置される。
【0102】
長手直線部６１と長手直線部６２とは、Ｚ方向の全長が、互いに等しく形成される。長手直線部６１と長手直線部６２とは、Ｚ方向において、互いに等しい位置に配置される。長手直線部６１と長手直線部６２とは、Ｚ方向の全長で、Ｘ方向における幅寸法が等しく形成される。長手直線部６１の外周面（外周部）６１ｄと長手直線部６２の外周面（外周部）６２ｄとは、ヨーク３１の外周輪郭のうちＺ方向に沿った辺に沿って配置される。
【0103】
長手直線部６１の端部（端面）６１ａと長手直線部６２の端部（端面）６２ａとは、Ｚ方向の位置が互いに同じ配置である。長手直線部６１の内周面（内周部）６１ｃと長手直線部６２の内周面（内周部）６２ｃとは、互いに平行に対向する。長手直線部６１の内周面６１ｃと長手直線部６２の内周面６２ｃとは、いずれもＺＹ平面に沿って形成される。
【0104】
橋渡し部６３は、長手直線部６１と長手直線部６２とにおけるＺ方向の端部を夫々橋渡ししている。橋渡し部６３は、Ｚ方向における長手直線部６１と長手直線部６２との橋渡し部を有する。橋渡し部６３は、マグネットユニット２５におけるＺ方向の端部に配置される。橋渡し部６３は、長手直線部６１の端部６１ａからＺ方向に向かい、Ｘ方向に曲がって、さらにＺ方向に曲がって長手直線部６２の端部６２ａに接続する。橋渡し部６３は、中央領域２５ａよりもＺ方向で外側となる端部領域２５ｂに含まれる。
【0105】
橋渡し部６３は、長手直線部６２の端部６２ａに接続するコーナー部６４と、長手直線部６１の端部６１ａに接続するコーナー部６５と、両方のコーナー部６４およびコーナー部６５に接続されてＸ方向に沿って延在する短手直線部６６と、を備える。橋渡し部６３は、長円形状の半円部分に相当する。
【0106】
短手直線部６６は、Ｙ方向視して、略矩形の輪郭を有する。短手直線部６６の外周面６６ｄは、ヨーク３１のＺ方向端部に沿って配置される。短手直線部６６は、ヨーク３１のＺ方向端部に対して、Ｘ方向の中央部に配置される。短手直線部６６のＺ方向の幅寸法は、長手直線部６１および長手直線部６２のＸ方向の幅寸法とほぼ等しい。あるいは、短手直線部６６のＺ方向の幅寸法は、長手直線部６１および長手直線部６２のＸ方向の幅寸法よりも若干大きい。
【0107】
短手直線部６６は、Ｘ方向に沿った略直線状に形成される。Ｘ方向において、短手直線部６６の長さは、長手直線部６１と長手直線部６２との離間距離とほぼ同じである。つまり、短手直線部６６の端部（端面）６６ａは、Ｘ方向の位置が、長手直線部６１の内周面６１ｃとほぼ一致する。短手直線部６６の端部６６ａは、長手直線部６１の内周面６１ｃと面一である。同様に、短手直線部６６の端部６６ｂは、Ｘ方向の位置が、長手直線部６２の内周面６２ｃとほぼ一致する。短手直線部６６の端部６６ｂは、長手直線部６１の内周面６２ｃと面一である。
【0108】
あるいは、Ｘ方向において、短手直線部６６の長さは、中央領域２５ａにおける長手直線部６１と長手直線部６２との離間距離よりも若干小さい。つまり、短手直線部６６の端部６６ａは、Ｘ方向の位置が、長手直線部６１の内周面６１ｃよりも中央磁石部５０に近接する。同様に、短手直線部６６の端部６６ｂは、Ｘ方向の位置が、長手直線部６２の内周面６２ｃよりも中央磁石部５０に近接する。
【0109】
コーナー部６５の一方の端部は、長手直線部６１の端部６１ａに接続する。コーナー部６５の他方の端部は、短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。つまり、コーナー部６５は、短手直線部６６に対して揺動領域の輪郭のうち揺動方向に沿った端部６６ａよりも、Ｚ方向の中央部に近接する位置で接続される。コーナー部６５の他方の端部は、短手直線部６６の端部６６ａよりも、Ｘ方向で中央磁石部５０に近接する内周面６６ｃに接続する。
【0110】
コーナー部６５は、Ｙ方向視して正方形の輪郭形状を有する３つの磁石から構成される。すなわち、コーナー部６５は、第１コーナー部６５１と、第２コーナー部６５２と、第３コーナー部６５３と、から構成される。
第１コーナー部６５１と第２コーナー部６５２と第３コーナー部６５３とは、Ｙ方向視していずれも同じ輪郭形状を有する。
第１コーナー部６５１と第２コーナー部６５２と第３コーナー部６５３とは、Ｙ方向視していずれも同じ輪郭形状を有する。
【0111】
第１コーナー部６５１は、Ｚ方向の一端が長手直線部６１の端部６１ａに接続する。第１コーナー部６５１は、Ｚ方向の一端の全面が長手直線部６１の端部６１ａに接続する。第１コーナー部６５１は、Ｚ方向の他端が第２コーナー部６５２に接続する。
第２コーナー部６５２は、Ｚ方向の一端が第１コーナー部６５１に接続する。第２コーナー部６５２は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が第１コーナー部６５１に接続する。第２コーナー部６５２は、Ｚ方向の他端が第３コーナー部６５３に接続する。
第３コーナー部６５３は、Ｚ方向の一端が第２コーナー部６５２に接続する。第３コーナー部６５３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が第２コーナー部６５２に接続する。
第３コーナー部６５３は、Ｚ方向の他端が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第３コーナー部６５３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第３コーナー部６５３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の端部６６ａからはみ出している。
第２コーナー部６５２は、Ｚ方向の一端が第１コーナー部６５１に接続する。第２コーナー部６５２は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が第１コーナー部６５１に接続する。第２コーナー部６５２は、Ｚ方向の他端が第３コーナー部６５３に接続する。
第３コーナー部６５３は、Ｚ方向の一端が第２コーナー部６５２に接続する。第３コーナー部６５３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が第２コーナー部６５２に接続する。
第３コーナー部６５３は、Ｚ方向の他端が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第３コーナー部６５３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第３コーナー部６５３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の端部６６ａからはみ出している。
【0112】
第１コーナー部６５１の内周面（内周部）６５１ｂは、長手直線部６１の内周面６１ｃと面一である。第１コーナー部６５１の外周面（外周部）６５１ａは、長手直線部６１の外周面６１ｄよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。第２コーナー部６５２の内周面（内周部）６５２ｂは、第１コーナー部６５１の内周面６５１ｂよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。第２コーナー部６５２の外周面（外周部）６５２ａは、第１コーナー部６５１の外周面６５１ａよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。第３コーナー部６５３の内周面（内周部）６５３ｂは、第２コーナー部６５２の内周面６５２ｂよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。第３コーナー部６５３の外周面（外周部）６５３ａは、第２コーナー部６５２の外周面６５２ａよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。
【0113】
つまり、コーナー部６５の外周面は、Ｚ方向において長手直線部６１から短手直線部６６へと向かうに伴って、長手直線部６１の外周面６５１ａから短手直線部６６の端面６６ａへと近接するように複数の段差を形成している。コーナー部６５の内周面は、外周面と同様に、Ｚ方向において長手直線部６１から短手直線部６６へと向かうに伴って、長手直線部６１から中央磁石部５０へと近接するように複数の段差を形成している。
【0114】
コーナー部６５は、長手直線部６１の外周面６１ｄに沿ったＺ方向から、短手直線部６６の内周面６６ｃに沿ったＸ方向へと傾斜して湾曲する。コーナー部６５は、湾曲する全長にわたって、同じＸ方向の幅寸法を有する。コーナー部６５のＸ方向の幅寸法は、長手直線部６１のＸ方向の幅寸法よりも小さい。コーナー部６５のＸ方向の幅寸法は、短手直線部６６のＺ方向の幅寸法よりも小さい。
【0115】
コーナー部６５の外周面は、ヨーク３１の輪郭よりもマグネットユニット２５の内側に向かって凹んでいる。つまり、コーナー部６５の外周面は、長手直線部６１の外周面６１ｄをＺ方向に延長した平面と、短手直線部６６の外周面６６ｄをＸ方向に延長した平面とで形成されるマグネットユニット２５の仮想的な矩形の輪郭よりも、マグネットユニット２５の内側に凹んでいる。コーナー部６５の外周面は、マグネットユニット２５の仮想的な矩形の輪郭よりも、中央磁石部５０に近接するように凹んでいる。
【0116】
コーナー部６５のＺ方向における長さは、後述する中央磁石部５０と周縁磁石部６０とのＸ方向における離間距離とほぼ等しい。つまり、Ｚ方向において、長手直線部６１の端部６１ａと、短手直線部６６の内周面６６ｃと、の離間距離は、中央領域２５ａにおける中央磁石部５０と周縁磁石部６０とのＸ方向における離間距離とほぼ等しい。
【0117】
コーナー部６４は、コーナー部６５と同様に、Ｙ方向視して正方形の輪郭形状を有する３つの磁石から構成される。すなわち、コーナー部６４は、第１コーナー部６４１と、第２コーナー部６４２と、第３コーナー部６４３と、から構成される。
第１コーナー部６４１と第２コーナー部６４２と第３コーナー部６４３とは、Ｙ方向視していずれも同じ輪郭形状を有する。
第１コーナー部６４１と第２コーナー部６４２と第３コーナー部６４３とは、Ｙ方向視していずれも同じ輪郭形状を有する。
【0118】
第１コーナー部６４１は、Ｚ方向の一端が長手直線部６２の端部６２ａに接続する。第１コーナー部６４１は、Ｚ方向の一端の全面が長手直線部６２の端部６２ａに接続する。第１コーナー部６４１は、Ｚ方向の他端が第２コーナー部６４２に接続する。
第２コーナー部６４２は、Ｚ方向の一端が第１コーナー部６４１に接続する。第２コーナー部６４２は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が第１コーナー部６４１に接続する。第２コーナー部６４２は、Ｚ方向の他端が第３コーナー部６４３に接続する。
第３コーナー部６４３は、Ｚ方向の一端が第２コーナー部６４２に接続する。第３コーナー部６４３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が第２コーナー部６４２に接続する。
第３コーナー部６４３は、Ｚ方向の他端が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第３コーナー部６４３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第３コーナー部６４３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の端部６６ｂからはみ出している。
第２コーナー部６４２は、Ｚ方向の一端が第１コーナー部６４１に接続する。第２コーナー部６４２は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が第１コーナー部６４１に接続する。第２コーナー部６４２は、Ｚ方向の他端が第３コーナー部６４３に接続する。
第３コーナー部６４３は、Ｚ方向の一端が第２コーナー部６４２に接続する。第３コーナー部６４３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が第２コーナー部６４２に接続する。
第３コーナー部６４３は、Ｚ方向の他端が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第３コーナー部６４３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第３コーナー部６４３は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の端部６６ｂからはみ出している。
【0119】
第１コーナー部６４１の内周面（内周部）６４１ｂは、長手直線部６２の内周面６２ｂと面一である。第１コーナー部６４１の外周面（外周部）６４１ａは、長手直線部６２の外周面６２ｄよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。第２コーナー部６４２の内周面（内周部）６４２ｂは、第１コーナー部６４１の内周面６４１ｂよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。第２コーナー部６４２の外周面（外周部）６４２ａは、第１コーナー部６４１の外周面６４１ａよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。第３コーナー部６４３の内周面（内周部）６４３ｂは、第２コーナー部６４２の内周面６４２ｂよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。第３コーナー部６４３の外周面（外周部）６４３ａは、第２コーナー部６４２の外周面６４２ａよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。
【0120】
つまり、コーナー部６４の外周面は、Ｚ方向において長手直線部６２から短手直線部６６へと向かうに伴って、長手直線部６２の外周面６４１ａから短手直線部６６の端面６６ａへと近接するように複数の段差を形成している。コーナー部６４の内周面は、外周面と同様に、Ｚ方向において長手直線部６２から短手直線部６６へと向かうに伴って、長手直線部６２から中央磁石部５０へと近接するように複数の段差を形成している。
【0121】
コーナー部６４は、長手直線部６２の外周面６２ｄに沿ったＺ方向から、短手直線部６６の内周面６６ｃに沿ったＸ方向へと傾斜して湾曲する。コーナー部６４は、湾曲する全長にわたって、同じＸ方向の幅寸法を有する。コーナー部６４のＸ方向の幅寸法は、長手直線部６２のＸ方向の幅寸法よりも小さい。コーナー部６４のＸ方向の幅寸法は、短手直線部６６のＺ方向の幅寸法よりも小さい。
【0122】
コーナー部６４の外周面は、ヨーク３１の輪郭よりもマグネットユニット２５の内側に向かって凹んでいる。つまり、コーナー部６４の外周面は、長手直線部６２の外周面６２ｄをＺ方向に延長した平面と、短手直線部６６の外周面６６ｄをＸ方向に延長した平面とで形成されるマグネットユニット２５の仮想的な矩形の輪郭よりも、マグネットユニット２５の内側に凹んでいる。コーナー部６４の外周面は、マグネットユニット２５の仮想的な矩形の輪郭よりも、中央磁石部５０に近接するように凹んでいる。
【0123】
コーナー部６４のＺ方向における長さは、後述する中央磁石部５０と周縁磁石部６０とのＸ方向における離間距離とほぼ等しい。つまり、Ｚ方向において、長手直線部６２の端部６２ａと、短手直線部６６の内周面６６ｃと、の離間距離は、中央領域２５ａにおける中央磁石部５０と周縁磁石部６０とのＸ方向における離間距離とほぼ等しい。
【0124】
コーナー部６４とコーナー部６５とは、マグネットユニット２５の中心軸線に対して軸対称に形成される。コーナー部６４とコーナー部６５とは、周縁磁石部６０の中心軸線に対して軸対称に形成される。
橋渡し部６３は、マグネットユニット２５の中心軸線に対して軸対称に形成される。
橋渡し部６３のＺ方向における寸法は、中央領域２５ａにおける中央磁石部５０と周縁磁石部６０とのＸ方向における離間距離、および、短手直線部６６のＺ方向の幅寸法を積算したものと等しい。
橋渡し部６３は、マグネットユニット２５の中心軸線に対して軸対称に形成される。
橋渡し部６３のＺ方向における寸法は、中央領域２５ａにおける中央磁石部５０と周縁磁石部６０とのＸ方向における離間距離、および、短手直線部６６のＺ方向の幅寸法を積算したものと等しい。
【0125】
周縁磁石部６０は、長手直線部６１および長手直線部６２が所定の長さに分割されて直線状に組み合わされている。長手直線部６１および長手直線部６２を構成するそれぞれの磁石は、いずれも永久磁石である。また、橋渡し部６３は、コーナー部６４とコーナー部６５と短手直線部６６とが、所定の長さに分割されて組み合わされる。橋渡し部６３を構成するそれぞれの磁石は、いずれも永久磁石である。
【0126】
周縁磁石部６０のＺＸ面に沿った径方向の肉厚は、長手直線部６１および長手直線部６２、短手直線部６６でほぼ等しく形成される。周縁磁石部６０のＺＸ面に沿った径方向の肉厚は、長手直線部６１および長手直線部６２、短手直線部６６に比べて、コーナー部６４およびコーナー部６５が小さく形成されている。
【0127】
中央磁石部５０は、図５，図６に示すように、長手方向となるＺ方向に直線状、あるいは棒状に形成される。中央磁石部５０は、所定の長さに分割されて直線状に組み合わされる。中央磁石部５０を構成するそれぞれの磁石は、いずれも永久磁石である。中央磁石部５０は、周縁磁石部６０には接していない。中央磁石部５０は、周縁磁石部６０から離間している。
【0128】
中央磁石部５０は、長手直線部５１と、長手方向であるＺ方向の端部となる位置に挟幅部５６と、を有する。
【0129】
長手直線部５１は、中央領域２５ａにおいて、Ｚ方向に延在する直線状に形成される。長手直線部５１は、マグネットユニット２５におけるＸ方向の中心である中心軸線２５Ｚと平行に配置される。長手直線部５１のＺ方向に延びる軸線、すなわち、Ｘ方向の中心位置は、マグネットユニット２５のＺ方向に沿った中心軸線２５Ｚと一致する。長手直線部５１は、中央領域２５ａから端部領域２５ｂにはみ出して延在する。長手直線部５１の端部領域２５ｂにはみ出した部分は、Ｚ方向に延在する直線状に形成される。長手直線部５１のＺ方向長さは、長手直線部６１および長手直線部６２のＺ方向長さと等しい。長手直線部５１は、中央領域２５ａにおいて、長手直線部６１および長手直線部６２と平行である。長手直線部５１は、端部領域２５ｂにおいて、長手直線部６１および長手直線部６２と平行である。
【0130】
長手直線部５１は、中央領域２５ａおよび端部領域２５ｂにはみ出した部分におけるその全長で、Ｘ方向の幅寸法は等しく形成される。また、長手直線部５１のＺＸ面に沿ったＸ方向の肉厚は、中央領域２５ａにおける長手直線部６１および長手直線部６２の肉厚と、短手直線部６６の肉厚と、ほぼ等しく形成される。
【0131】
挟幅部５６は、端部領域２５ｂに位置する。挟幅部５６は、Ｙ方向視して、矩形輪郭を有する。挟幅部５６のＸ方向幅寸法は、中央領域２５ａにおける長手直線部５１のＸ方向幅寸法よりも小さい。挟幅部５６のＸ方向幅寸法は、中央領域２５ａにおける長手直線部５１のＸ方向幅寸法よりも一割から二割程度小さい。挟幅部５６は、長手直線部５１のＺ方向の端部（端面）５１ａに接続される。
挟幅部５６は、長手直線部５１の端部５１ａにおいて、Ｘ方向の中央位置に配置される。つまり、長手直線部５１の端部５１ａは、Ｘ方向における両端に挟幅部５６とは接していない部分を有する。
挟幅部５６は、長手直線部５１の端部５１ａにおいて、Ｘ方向の中央位置に配置される。つまり、長手直線部５１の端部５１ａは、Ｘ方向における両端に挟幅部５６とは接していない部分を有する。
【0132】
挟幅部５６は、長手直線部５１の端部５１ａと接している端面（端部）５６ｃが、長手直線部６１の端面６１ａおよび長手直線部６２の端面６２ａと面一に形成される。挟幅部５６は、Ｚ方向において、端面（端部）５６ｃが、コーナー部６５が長手直線部６１に接続される位置と同じ位置に配置される。
挟幅部５６は、Ｚ方向で長手直線部６１および長手直線部６２よりも短手直線部６６に近接して配置される。
挟幅部５６は、Ｚ方向で長手直線部６１および長手直線部６２よりも短手直線部６６に近接して配置される。
【0133】
挟幅部５６のＺ方向寸法は、Ｚ方向における長手直線部５１の端部５１ａと、短手直線部６６の内周面６６ｃとの離間距離の約半分程度である。挟幅部５６のＺ方向寸法は、コーナー部６４およびコーナー部６５のＺ方向寸法の半分程度である。
Ｚ方向において互いに対向している挟幅部５６の端面（端部）５６ｄと、短手直線部６６の内周面６６ｃとの離間距離は、中央領域２５ａにおける長手直線部５１と長手直線部６１とのＸ方向離間距離よりも小さい。つまり、Ｚ方向において互いに対向している挟幅部５６の端面（端部）５６ｄと、短手直線部６６の内周面６６ｃとの離間距離は、中央領域２５ａにおける長手直線部５１と長手直線部６１とのＸ方向離間距離のほぼ半分程度である。
Ｚ方向において互いに対向している挟幅部５６の端面（端部）５６ｄと、短手直線部６６の内周面６６ｃとの離間距離は、中央領域２５ａにおける長手直線部５１と長手直線部６１とのＸ方向離間距離よりも小さい。つまり、Ｚ方向において互いに対向している挟幅部５６の端面（端部）５６ｄと、短手直線部６６の内周面６６ｃとの離間距離は、中央領域２５ａにおける長手直線部５１と長手直線部６１とのＸ方向離間距離のほぼ半分程度である。
【0134】
本実施形態におけるマグネットユニット２５は、コーナー部６４及びコーナー部６５、挟幅部５６の肉厚寸法を小さくすることで、端部領域２５ｂにおいて、中央領域２５ａに比べて両磁極の磁力密度を均一化して、ターゲット２３に向かわずにアノード２８へ向かう磁力線を低減し、磁力線の不必要な集中を防止し、レーストラック形状に周回する電子等の乱れを防止し、プラズマ発生の安定化を図り、プラズマ密度の均一化を図り、パーティクル発生を抑制することが可能となる。
【0135】
カソード装置１０は、マグネットユニット２５を１つの走査方向である揺動方向に沿って移動させるマグネットユニット走査部２９を備える。揺動方向は、複数本のマグネットユニット２５が立設されるＺ方向と直交するＸ方向である。
マグネットユニット走査部２９は、ターゲット２３に対するマグネットユニット２５の位置を変える。マグネットユニット走査部２９は、複数本のマグネットユニット２５の相対位置関係を変えずに揺動することが可能である。つまり、マグネットユニット２５は、いずれも、ターゲット２３に対して、マグネットユニット走査部２９によってターゲット２３の粒子放出面と平行に移動（揺動）可能とされている。
マグネットユニット走査部２９は、ターゲット２３に対するマグネットユニット２５の位置を変える。マグネットユニット走査部２９は、複数本のマグネットユニット２５の相対位置関係を変えずに揺動することが可能である。つまり、マグネットユニット２５は、いずれも、ターゲット２３に対して、マグネットユニット走査部２９によってターゲット２３の粒子放出面と平行に移動（揺動）可能とされている。
【0136】
Ｙ方向から見た場合に、マグネットユニット走査部２９によってマグネットユニット２５が走査する範囲である領域を、揺動領域と称する。なお、揺動領域に沿った、との表現をＺＸ面に沿った、との意味で用いることがある。Ｙ方向から見て、揺動領域は略矩形輪郭を有する。揺動領域は、Ｘ方向におけるそれぞれの揺動端となる一方の揺動端と他方の揺動端との間に規定される。
【0137】
マグネットユニット走査部２９は、例えば、走査方向に沿って延びるレールと、カソードユニット２２におけるＸ方向の２つの端部の各々に取り付けられたローラーと、ローラーの各々を自転させる複数のモーター等から構成される。マグネットユニット走査部２９は、走査方向に沿って延びるレールを有するＬＭガイド等から構成されてもよい。
マグネットユニット走査部２９のレールは、走査方向（Ｘ方向）においてターゲット２３と同程度かそれよりも長い幅を有する。なお、マグネットユニット走査部２９は、走査方向に沿って複数本のマグネットユニット２５を一体として移動させることが可能であれば、他の構成として具体化されてもよい。
マグネットユニット走査部２９のレールは、走査方向（Ｘ方向）においてターゲット２３と同程度かそれよりも長い幅を有する。なお、マグネットユニット走査部２９は、走査方向に沿って複数本のマグネットユニット２５を一体として移動させることが可能であれば、他の構成として具体化されてもよい。
【0138】
本実施形態におけるカソードユニット２２では、図３，図４に示すように、マグネットユニット走査部２９によって、スパッタ粒子を放出して成膜するとき、マグネットユニット２５を揺動端位置Ｒｅｖｅｒｓと揺動端位置Ｆｏｒｗａｒｄとの間で往復移動させる。
【0139】
カソードユニット２２では、複数本のマグネットユニット２５からなる多連マグネットをまとめて、マグネットユニット走査部２９により、揺動方向（Ｘ方向）中央位置ｃｅｎｔｅｒから、図において右向きに揺動端位置Ｆｏｒｗａｒｄまで、さらに揺動端位置Ｆｏｒｗａｒｄから左向きに中央位置ｃｅｎｔｅｒを経由して揺動端位置Ｒｅｖｅｒｓまで、さらに、揺動端位置Ｒｅｖｅｒｓから中央位置ｃｅｎｔｅｒまで移動させて、１スキャンが終了する。カソードユニット２２では、このスキャンを複数回繰り返す。
【0140】
同時に、マグネットユニット２５では、中央磁石部５０と周縁磁石部６０とが磁場を形成する。このとき、中央磁石部５０と周縁磁石部６０とヨーク３１で磁気回路を形成する。
【0141】
次に、本実施形態に係るスパッタリング装置１において、ガラス基板１１に対する成膜について説明する。
【0142】
まず、スパッタリング装置１の外部から内部に搬入されたガラス基板１１は、まず、ロード・アンロード室２内の位置決め部材に載置され、ガラス基板１１がアライメントされる（図１参照）。
次に、ガラス基板１１は、搬送装置３ａのロボットハンドで支持され、ロード・アンロード室２から取り出される。そして、ガラス基板１１は、搬送室３を経由して成膜室４へ搬送される。
次に、ガラス基板１１は、搬送装置３ａのロボットハンドで支持され、ロード・アンロード室２から取り出される。そして、ガラス基板１１は、搬送室３を経由して成膜室４へ搬送される。
【0143】
成膜室４においては、基板保持部１３が駆動部によって回転されて水平載置位置に配置される。さらに、図示しないリフトピン移動部によって、リフトピンは、基板保持部１３から上方に突出した準備位置に配置されている。
この状態で、成膜室４へ到達したガラス基板１１は、搬送装置３ａによって基板保持部１３の上側に挿入される。
この状態で、成膜室４へ到達したガラス基板１１は、搬送装置３ａによって基板保持部１３の上側に挿入される。
【0144】
次いで、搬送装置３ａのロボットハンドが降下して基板保持部１３に近接することで、基板保持部１３の所定の位置にアライメントされた状態として、リフトピン上にガラス基板１１が載置される。その後、搬送ロボット３ａのロボットハンドが搬送室３へ後退する。そして、リフトピンが下降し、ガラス基板１１が基板保持部１３上に支持される。
【0145】
次いで、スパッタリング装置１がサイドスパッタ式の装置である場合には、基板保持部１３が回動されることで、基板保持部１３によってガラス基板１１が保持された状態で、ガラス基板１１は鉛直処理位置に到達するように立ち上がる。これにより、ガラス基板１１によって成膜口４ｂがほぼ閉塞され、ガラス基板１１が成膜位置に保持される。この状態でガス制御部１４によって所定のガス雰囲気とし、制御部２６によってプラズマを発生させ、スパッタリングにより成膜処理をおこなう。成膜処理時の磁場形成等については後述する。
【0146】
スパッタリング装置１がスパッタダウン式の装置である場合には、基板保持部１３が上昇することで、基板保持部１３によってガラス基板１１が保持された状態で、ガラス基板１１は鉛直処理位置に到達する。これにより、ガラス基板１１によって成膜口４ｂがほぼ閉塞され、ガラス基板１１が成膜位置に保持される。この状態でガス制御部１４によって所定のガス雰囲気とし、制御部２６によってプラズマを発生させ、スパッタリングにより成膜処理をおこなう。成膜処理時の磁場形成等については同様に後述する。
【0147】
スパッタリング装置１がサイドスパッタ式の装置である場合には、成膜処理が終了した際に、基板保持部１３が回動されることで、基板保持部１３によってガラス基板１１が保持された状態で、ガラス基板１１は水平載置位置に到達する。
スパッタリング装置１がスパッタダウン式の装置である場合には、成膜処理が終了した際に、基板保持部１３が下降することで、基板保持部１３によってガラス基板１１が保持された状態で、ガラス基板１１は搬出可能位置に到達する。
成膜処理が終了したガラス基板１１は、搬送装置３ａによって、成膜室４から取り出される。そして、ガラス基板１１は、搬送室３を経由してロード・アンロード室２から取り出される。
スパッタリング装置１がスパッタダウン式の装置である場合には、成膜処理が終了した際に、基板保持部１３が下降することで、基板保持部１３によってガラス基板１１が保持された状態で、ガラス基板１１は搬出可能位置に到達する。
成膜処理が終了したガラス基板１１は、搬送装置３ａによって、成膜室４から取り出される。そして、ガラス基板１１は、搬送室３を経由してロード・アンロード室２から取り出される。
【0148】
以下、本実施形態におけるマグネットユニット２５の作用について説明する。
【0149】
図７は、マグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニットが減肉されていない場合における電子トラッキング状態を示すＺ方向に沿った断面模式図である。図８は、マグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニットが減肉されていない場合のＺＸ面における電子トラッキング状態を示す模式図である。図９は、マグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニットが減肉されていない場合における磁力線の向きを示すＺＹ面における模式図である。図１０は、マグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニットが減肉されていない場合におけるプラズマによって掘られたターゲットの厚さを示す模式図である。
まず、マグネットユニット２５が減肉されていない場合について説明する。
まず、マグネットユニット２５が減肉されていない場合について説明する。
【0150】
なお、以下の説明では、３本のマグネットユニット２５をＸ方向に並べた状態として説明する。
【0151】
上述したように、マグネットユニット２５の形成した磁場により、ターゲット２３の表面２３ａとガラス基板１１との間にプラズマを発生させる。この状態で、後述するスパッタ条件とすることで、ガラス基板１１の表面に成膜をおこなう。
【0152】
ここで、スパッタリング中、図９に示すように、Ｎ極の周縁磁石部６０からＳ極の中央磁石部５０へと磁力線が形成される。中央磁石部５０と周縁磁石部６０とヨーク３１により磁気回路が形成されている。
これにより、図８に示すように、磁力線に沿って電子がトラッキングされて、レーストラック状に周回する。このとき、トラッキングされた電子は、周縁磁石部６０に沿ったレーストラック状に周回する。トラッキングされた電子は、ＺＸ面において、周縁磁石部６０と中央磁石部５０との間を周回する。
これにより、図８に示すように、磁力線に沿って電子がトラッキングされて、レーストラック状に周回する。このとき、トラッキングされた電子は、周縁磁石部６０に沿ったレーストラック状に周回する。トラッキングされた電子は、ＺＸ面において、周縁磁石部６０と中央磁石部５０との間を周回する。
【0153】
このとき、ターゲット２３の揺動領域のうち揺動方向に沿った辺となる端部領域２５ｂ付近では、図９に示すように、Ｎ極の周縁磁石部６０からの磁力線が、ターゲット２３に向かう方向ではなく近接しているアノード２８に向かう。つまり、ターゲット２３の表面２３ａの法線に沿った方向よりも、ターゲット２３の揺動領域の外側に向かって開いてしまう。
Ｎ極の周縁磁石部６０からの磁力線は、図９において、Ｚ方向で下方に向かうに連れて、Ｘ方向で左向きに傾いてアノード２８に向かっている。
Ｎ極の周縁磁石部６０からの磁力線は、図９において、Ｚ方向で下方に向かうに連れて、Ｘ方向で左向きに傾いてアノード２８に向かっている。
【0154】
このため、ターゲット２３の表面２３ａ付近では、Ｎ極の周縁磁石部６０からの磁力線の密度が低下してしまう。このとき、端部領域２５ｂでは、レーストラック状に電子が周回するため、中央領域２５ａに比べて電子の流れが不安定になってトラッキングされる電子密度が不安定になる。電子密度が不安定な場合、たとえば、レーストラック状の流れに沿って、電子密度が高い部分と低い部分とが交互に発生する。
図７には、トラッキングされる電子密度が過分になり、プラズマが集中してしまった状態を示している。
図７には、トラッキングされる電子密度が過分になり、プラズマが集中してしまった状態を示している。
【0155】
トラッキングされる電子密度が不充分な場合には、ターゲット２３の表面２３ａにおけるエロージョン領域が形成されず、Ｚ方向の両端で、非エロージョン領域が形成される。また、トラッキングされる電子密度が過分な場合には、非エロージョン領域をプラズマが叩いてしまい、パーティクルの発生原因となる。さらに、トラッキングされる電子密度が過分な場合には、ターゲット２３の掘れ量が多くなり、局所的にターゲット２３の厚さが過分に減ってしまう。
【0156】
また、Ｎ極の周縁磁石部６０からＳ極の中央磁石部５０へと磁力線が形成される。この磁力線により、ターゲット２３の表面２３ａにおいては、周縁磁石部６０によって囲まれた中央磁石部５０の周囲を電子が周回する。このとき、マグネットユニット２５の長手方向で電子の移動方向の端部、つまり、中央磁石部５０に沿ってＺ方向に移動してきた電子が、橋渡し部６３に沿ってＸ方向に曲がる付近で、中央領域２５ａに比べて移動速度が遅くなり密度が上昇する。
【0157】
その結果、橋渡し部６３に沿って電子密度が上昇した位置からさらに電子がＸ方向からＺ方向に曲がる位置においては、密度が減少する。この結果、ターゲット２３の表面２３ａにおけるエロージョンが減少し、非エロージョン領域が形成される。
しかし、この現象は隣り合うマグネットユニット２５においてそれぞれ発生するため、１本ずつ分離して周回しているはずの電子が、隣接するマグネットユニット２５へと飛び出してしまう。この結果、図８に示すように、複数のマグネットユニット２５でのトラッキングされた電子の流れが混ざった状態となる。
しかし、この現象は隣り合うマグネットユニット２５においてそれぞれ発生するため、１本ずつ分離して周回しているはずの電子が、隣接するマグネットユニット２５へと飛び出してしまう。この結果、図８に示すように、複数のマグネットユニット２５でのトラッキングされた電子の流れが混ざった状態となる。
【0158】
図１０には、端部領域２５ｂに対応するターゲット２３の揺動方向に沿った辺においてプラズマにより掘られたターゲット２３の厚さを示している。なお、図１０には、スパッタリングに使用した後のターゲットの厚さ方向断面を模式的にあらわした輪郭形状を添えている。
さらに、マグネットユニット２５が減肉されていない場合には、図１０に示すように、端部領域２５ｂに対応するターゲット２３の揺動方向に沿った辺に沿って、ターゲット２３に、プラズマによって局所的に干された部分と、プラズマによって掘られていない部分とが生じてしまう。ここで、ターゲットライフは、ターゲット２３の厚さが最も小さくなった部分によって決定される。このため、同じ厚さのターゲット２３であっても、ターゲットライフが短くなってしまう。
さらに、マグネットユニット２５が減肉されていない場合には、図１０に示すように、端部領域２５ｂに対応するターゲット２３の揺動方向に沿った辺に沿って、ターゲット２３に、プラズマによって局所的に干された部分と、プラズマによって掘られていない部分とが生じてしまう。ここで、ターゲットライフは、ターゲット２３の厚さが最も小さくなった部分によって決定される。このため、同じ厚さのターゲット２３であっても、ターゲットライフが短くなってしまう。
【0159】
さらに、ターゲット２３の対角となる２箇所に非エロージョン領域が形成される。すると、対角となる２箇所以外にも、非エロージョン領域が形成されやすい。これは、非エロージョン領域が形成された場合には、印加された供給電力がプラズマ発生に消費されずに余剰となる。この余剰電力が、対角となる２箇所の非エロージョン領域とは異なる領域に対して再分配される、あるいは、全体の電圧（電力）変動として吸収されることになる。このような現象が繰り返されるため、マグネットユニット２５が減肉されていない場合には、電圧変動のようにプラズマ発生条件が変動してしまうと考えられる。
このようなプラズマ発生の不安定性は、成膜特性の悪化、あるいは、パーティクル発生の原因となることが判明している。
このようなプラズマ発生の不安定性は、成膜特性の悪化、あるいは、パーティクル発生の原因となることが判明している。
【0160】
このように、磁力線がターゲット２３の表面２３ａの法線方向からずれる現象、電子のトラッキングが充分でなくなる現象、および、プラズマ発生が不安定化する現象は、マグネットユニット２５が減肉されていない場合に、橋渡し部６３の付近で、中央磁石部５０と周縁磁石部６０との磁力のバランスが悪くなっていることに起因していると、本願発明者らはみなした。
【0161】
つまり、長手直線部６１と長手直線部５１とで挟まれた中央領域２５ａ、および、長手直線部６２と長手直線部５１とで挟まれた中央領域２５ａでは、Ｎ極とＳ極との強度バランスが好適であるため、磁力線がターゲット２３の表面２３ａの法線方向を向き、電子のトラッキングが充分なされて、電子はスムーズに流れている。
これに対して、橋渡し部６３の付近の端部領域２５ｂでは、レーストラック状に曲がる電子の軌跡に沿って、Ｎ極とＳ極との強度バランスが中央領域２５ａに対して変化している。このような磁石配置が原因で、磁力のバランスが悪くなっていると考えられる。
本実施形態では、このようなバランスの改善を目指した。
これに対して、橋渡し部６３の付近の端部領域２５ｂでは、レーストラック状に曲がる電子の軌跡に沿って、Ｎ極とＳ極との強度バランスが中央領域２５ａに対して変化している。このような磁石配置が原因で、磁力のバランスが悪くなっていると考えられる。
本実施形態では、このようなバランスの改善を目指した。
【0162】
図１１は、本実施形態の減肉されたマグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニット２５における電子トラッキング状態を示すＺ方向に沿った断面模式図である。図１２は、本実施形態の減肉されたマグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニット２５のＺＸ面における電子トラッキング状態を示す模式図である。図１３は、本実施形態の減肉されたマグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニット２５における磁力線の向きを示すＺＹ面における模式図である。図１４は、本実施形態の減肉されたマグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニット２５におけるプラズマによって掘られたターゲットの厚さを示す模式図である。
次に、マグネットユニット２５が減肉された場合について説明する。
次に、マグネットユニット２５が減肉された場合について説明する。
【0163】
同様に、３本のマグネットユニット２５をＸ方向に並べた状態として説明する。
【0164】
ここで、スパッタリング中、減肉されたマグネットユニット２５においても、図１３に示すように、Ｎ極の周縁磁石部６０からＳ極の中央磁石部５０へと磁力線が形成される。このとき、中央磁石部５０と周縁磁石部６０とヨーク３１により磁気回路が形成されている。
これにより、図１２に示すように、磁力線に沿って電子がトラッキングされて、レーストラック状に周回する。このとき、トラッキングされた電子は、周縁磁石部６０に沿ったレーストラック状に周回する。トラッキングされた電子は、ＺＸ面において、周縁磁石部６０と中央磁石部５０との間を周回する。
これにより、図１２に示すように、磁力線に沿って電子がトラッキングされて、レーストラック状に周回する。このとき、トラッキングされた電子は、周縁磁石部６０に沿ったレーストラック状に周回する。トラッキングされた電子は、ＺＸ面において、周縁磁石部６０と中央磁石部５０との間を周回する。
【0165】
このとき、端部領域２５ｂ付近では、図１３に示すように、橋渡し部６３が中央領域２５ａに比べて減肉されていることにより、Ｎ極の周縁磁石部６０からの磁力線が、アノード２８に向かう方向ではなく近接しているターゲット２３に向かう。つまり、橋渡し部６３からの磁力線が、ターゲット２３の表面２３ａの法線に沿って、ターゲット２３の揺動領域の外側に向かって開いてしまうことがない。
Ｎ極の橋渡し部６３からの磁力線は、図１３において、Ｚ方向で下方に向かうに連れて、Ｘ方向で左向きに傾くことがなくアノード２８には向かわない。
Ｎ極の橋渡し部６３からの磁力線は、図１３において、Ｚ方向で下方に向かうに連れて、Ｘ方向で左向きに傾くことがなくアノード２８には向かわない。
【0166】
このため、ターゲット２３の表面２３ａ付近では、Ｎ極の橋渡し部６３からの磁力線の密度が低下しない。橋渡し部６３からの磁力線は均一な密度を維持する。このとき、端部領域２５ｂでは、レーストラック状に電子が周回するため、中央領域２５ａに比べて電子の流れが不安定になることがない。端部領域２５ｂでは、中央領域２５ａに比べてってトラッキングされる電子密度が安定化する。電子密度が不安定にならないので、レーストラック状の流れに沿って、電子密度が高い部分と低い部分とが交互に発生することがない。
図１１には、トラッキングされる電子密度が均一になり、プラズマが集中していない状態を示している。
図１１には、トラッキングされる電子密度が均一になり、プラズマが集中していない状態を示している。
【0167】
トラッキングされる電子密度が不充分にならないため、ターゲット２３の表面２３ａにおけるエロージョン領域がきちんと形成され、Ｚ方向の両端には、非エロージョン領域が形成されたとしてもわずかな大きさである。また、トラッキングされる電子密度が過分にならないため、非エロージョン領域をプラズマが叩いてしまい、パーティクルの発生原因となることがない。さらに、トラッキングされる電子密度が過分にならないため、ターゲット２３の掘れ量が多くなることがなく、局所的にターゲット２３の厚さが過分に減らない状態を維持し、比較的均一にターゲット２３の厚さを減らすことができる。
【0168】
また、Ｎ極の周縁磁石部６０からＳ極の中央磁石部５０へと磁力線が形成される。この磁力線により、ターゲット２３の表面２３ａにおいては、周縁磁石部６０によって囲まれた中央磁石部５０の周囲を電子が周回する。このとき、マグネットユニット２５の長手方向で電子の移動方向の端部、つまり、中央磁石部５０に沿ってＺ方向に移動してきた電子が、橋渡し部６３に沿ってＸ方向に曲がる付近で、中央領域２５ａに比べて移動速度が遅くなることがない。このため、端部領域２５ｂで電子密度は過分に上昇せず、中央領域２５ａと同等の電子密度を維持する。
【0169】
その結果、橋渡し部６３に沿って電子がＸ方向からＺ方向に曲がる位置においては、電子密度は均一な状態を維持する。この結果、ターゲット２３の表面２３ａにおけるエロージョンが減少することがなく、非エロージョン領域の形成も抑制される。
しかも、この現象は隣り合うマグネットユニット２５においてそれぞれ発生し、１本ずつ分離して周回しているはずの電子が、隣接するマグネットユニット２５へと飛び出してしまうことがほとんどない。この結果、図１２に示すように、複数のマグネットユニット２５で、それぞれのトラッキングされた電子の流れが分離して周回する状態を維持できる。
しかも、この現象は隣り合うマグネットユニット２５においてそれぞれ発生し、１本ずつ分離して周回しているはずの電子が、隣接するマグネットユニット２５へと飛び出してしまうことがほとんどない。この結果、図１２に示すように、複数のマグネットユニット２５で、それぞれのトラッキングされた電子の流れが分離して周回する状態を維持できる。
【0170】
図１４には、端部領域２５ｂに対応するターゲット２３の揺動方向に沿った辺においてプラズマにより掘られたターゲット２３の厚さを示している。なお、図１４には、スパッタリングに使用した後のターゲットの厚さ方向断面を模式的にあらわした輪郭形状を添えている。
本実施形態のように、マグネットユニット２５が減肉された場合には、図１４に示すように、端部領域２５ｂに対応するターゲット２３の揺動方向に沿った辺に沿って、プラズマによって掘られるターゲット２３の深さが均一化する。つまり、ターゲット２３には、プラズマによって局所的に深く掘られた部分と、プラズマによって浅く掘られた部分との深さの差を抑制することができる。すると、ターゲットライフが短くなることを抑制できる。すなわち、同じ厚さのターゲット２３において、その使用効率を向上することが可能となる。
本実施形態のように、マグネットユニット２５が減肉された場合には、図１４に示すように、端部領域２５ｂに対応するターゲット２３の揺動方向に沿った辺に沿って、プラズマによって掘られるターゲット２３の深さが均一化する。つまり、ターゲット２３には、プラズマによって局所的に深く掘られた部分と、プラズマによって浅く掘られた部分との深さの差を抑制することができる。すると、ターゲットライフが短くなることを抑制できる。すなわち、同じ厚さのターゲット２３において、その使用効率を向上することが可能となる。
【0171】
さらに、通常、ターゲット２３の対角となる２箇所、および、対角となる２箇所以外にも、非エロージョン領域が形成されやすいが、本実施形態のマグネットユニット２５では、非エロージョン領域の形成を抑制できる。あるいは、本実施形態のマグネットユニット２５では、非エロージョン領域が形成された場合でも、その境界をはっきりした状態とすることができる。
【0172】
したがって、本実施形態のマグネットユニット２５では、非エロージョン領域が形成された場合に発生する、電力余剰と余剰電力の再分配との繰り返し、あるいは、全体電力変動の繰り返しという現象を抑制できる。このため、電圧変動によるプラズマ発生条件の変動を抑制できる。
このようなプラズマ発生の安定性を向上できるので、成膜特性の悪化、あるいは、パーティクル発生を抑制することが可能となる。
このようなプラズマ発生の安定性を向上できるので、成膜特性の悪化、あるいは、パーティクル発生を抑制することが可能となる。
【0173】
このように、本実施形態のマグネットユニット２５では、橋渡し部６３の付近で、中央磁石部５０と周縁磁石部６０との磁力のバランスを向上したため、磁力線がターゲット２３の表面２３ａの法線方向からずれる現象、電子のトラッキングが充分でなくなる現象、および、プラズマ発生が不安定化する現象を、いずれも抑制することが可能となる。
【0174】
つまり、長手直線部６１と長手直線部５１とで挟まれた中央領域２５ａ、および、長手直線部６２と長手直線部５１とで挟まれた中央領域２５ａと同様に、本実施形態のマグネットユニット２５では、橋渡し部６３の付近におけるＮ極とＳ極との強度バランスが好適である。このため、本実施形態のマグネットユニット２５では、端部領域２５ｂにおいて、磁力線がターゲット２３の表面２３ａの法線方向を向き、電子のトラッキングが充分なされて、電子はスムーズに流れている。本実施形態では、このようなバランスを改善することができた。
【0175】
本実施形態のマグネットユニット２５では、減肉した橋渡し部６３によって、非エロージョン領域の発生を低減し、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。つまり、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になってパーティクル発生の原因となるエロージョン－非エロージョン境界領域の形成が低減されている。
さらに、本実施形態では、非エロージョン領域の発生を抑制することで、供給パワーが再分配されないようにして、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動を抑制し、パーティクル発生、および、膜厚分布、膜質特性分布のばらつきなどを抑制することができる。
さらに、本実施形態では、非エロージョン領域の発生を抑制することで、供給パワーが再分配されないようにして、電圧変動等によるプラズマ発生条件の部分的変動を抑制し、パーティクル発生、および、膜厚分布、膜質特性分布のばらつきなどを抑制することができる。
【0176】
図１５は、本実施形態の減肉されたマグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニット２５で発生した水平磁場のピーク位置のマグネットユニット２５のＸ方向で中央位置におけるＺ方向に沿った位置変化を示すグラフである。図１６は、本実施形態の減肉されたマグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニット２５で発生した水平磁場のピーク位置のマグネットユニット２５のＺ方向で中央位置におけるＸ方向に沿った位置変化を示すグラフである。
【0177】
【0178】
すなわち、減肉されたマグネットユニット２５においては、Ｚ方向において、周縁磁石部６０と中央磁石部５０とで形成される水平磁場のピーク位置が、減肉していないものに比べて、図１５に示すように、Ｚ方向でマグネットの輪郭最外位置からの磁場強度の立ち上がりは、減肉していないものと同じである。減肉されたマグネットユニット２５においては、磁場強度が内側に向かって減少し始める位置、つまり、水平磁場のピーク位置が異なる。減肉されたマグネットユニット２５においては、減肉していないものに比べて、約２０ｍｍ中央領域２５ａから離間している。
【0179】
また、図１６に示すように、Ｘ方向においては、揺動方向であるＸ方向の端部に位置するマグネットユニット２５において、Ｘ方向で最も端に位置する周縁磁石部６０の長手直線部６２によって形成される磁場強度が、中央磁石部５０の長手直線部５１を挟んで揺動領域の内側に隣接する周縁磁石部６０の長手直線部６１によって形成される磁場強度に比べて、０．９（０．０２７／０．０３０）程度小さくなっている。
【0180】
また、３本のマグネットユニット２５のうち、Ｘ方向で真ん中のマグネットユニット２５では、隣接するマグネットユニット２５の周縁磁石部６０の長手直線部６１によって形成される磁場強度に比べて、周縁磁石部６０の長手直線部６１によって形成される磁場強度が、０．９８３（０．０２９５／０．０３０）程度小さくなっている。
【0181】
このように、本実施形態の減肉されたマグネットユニット２５においては、水平磁場のピーク位置が、減肉されていないものに比べて、外向きとなる位置に移動しているために、同じ空間位置としてプラズマを発生させる際に、必要なＺ方向長さを短くすることができる。このため、中央領域２５ａにおいて、長手直線部６１、長手直線部６２、長手直線部５１の長さを減らすことができる。つまり、中央領域２５ａにおいて構成する磁石の個数を減らし、部品点数を削減し、マグネットユニット２５を小型化することができる。
【0182】
同時に、マグネットユニット走査部２９によって揺動するマグネットユニット２５の重量を軽量化して、マグネットユニット走査部２９を小型化することが可能となる。これにともなって、成膜室４内のカソードボックスを小型化し、カソード装置１０を小型化して、パーティクルの発生をさらに低減することができる。
【0183】
なお、本実施形態では、橋渡し部６３の減肉を、外周輪郭が内側に入り込むように凹ませたが、内周輪郭を外方に膨らませるように減肉することは好ましくない。この構造では、図２６に示すように、コーナー部６５およびコーナー部６４付近におけるプラズマの集中は改善することができるが、周回するトラッキング電子が隣接するマグネットユニット２５で周回する電子と混入してしまうことが低減できないためである。
内周輪郭を外方に膨らませるように減肉したマグネットユニット２５で周回する電子を図２６に示す。
内周輪郭を外方に膨らませるように減肉したマグネットユニット２５で周回する電子を図２６に示す。
【0184】
本実施形態のスパッタリング装置１においては、減肉されたマグネットユニット２５を揺することで、橋渡し部６３の付近で、中央磁石部５０と周縁磁石部６０との磁力のバランスを向上したため、磁力線がターゲット２３の表面２３ａの法線方向からずれる現象、電子のトラッキングが充分でなくなる現象、および、プラズマ発生が不安定化する現象を、いずれも抑制することが可能となる。これにより、非エロージョン領域の発生を抑制し、非エロージョン領域からパーティクルが発生することを抑制し、成膜特性の低下を抑制し、膜厚の均一性を向上することが可能となる。
【0185】
つまり、コーナー部６４およびコーナー部６５の幅寸法が、長手直線部６１と長手直線部５１と長手直線部６２との幅寸法よりも小さくされ、短手直線部６６の延長線と長手直線部６１および長手直線部６２の延長線とで形成される揺動領域に沿った外周輪郭形状に比べて、ＺＸ面におけるコーナー部６４およびコーナー部６５の外周輪郭が中央磁石部５０に近接して形成され、Ｚ方向におけるコーナー部６４およびコーナー部６５の長さが、中央領域２５ａにおけるＺＸ面に沿った長手直線部６１と長手直線部５１との離間距離近、および、長手直線部６２と長手直線部５１との離間距離近と、ほぼ等しく、ＺＸ面における短手直線部６６と中央磁石部５０の端部５６ｄとの離間距離が、中央領域２５ａでのＸ方向に沿った長手直線部６１と長手直線部５１との離間距離、長手直線部６２と長手直線部５１との離間距離よりも小さく形成される構成を採用することで、マグネットユニット２５の端部領域２５ｂにおいて、中央領域２５ａに対して中央磁石部５０と周縁磁石部６０との両磁極の磁力密度が均一化するようにバランスをとった配置にすることができ、上記の効果を奏することができる。
【0186】
さらに、本実施形態においては、プラズマの局所的な集中が解消されることによって、基板温度の偏りと膜質の偏りを改善するという効果を奏することができる。
【0187】
以下、本発明に係るスパッタリング装置の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
【0188】
図１７は、本実施形態におけるスパッタリング装置のマグネットにおける端部を示す拡大正面図である。本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、コーナー部の輪郭形状に関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0189】
本実施形態におけるコーナー部６４およびコーナー部６５は、図１７に示すように、ＺＸ面における輪郭が平行四辺形である第４コーナー部６４５および第４コーナー部６５５を有する。
【0190】
コーナー部６５の一方の端部は、長手直線部６１の端部６１ａに接続する。コーナー部６５の他方の端部は、短手直線部６６の内周面（内周部）６６ｃに接続する。つまり、コーナー部６５は、短手直線部６６に対して揺動領域の輪郭のうち揺動方向に沿った端部６６ａよりも、Ｚ方向の中央部に近接する位置で接続される。コーナー部６５の他方の端部は、短手直線部６６の端部６６ａよりも、Ｘ方向で中央磁石部５０に近接する内周面６６ｃに接続する。
【0191】
第４コーナー部６５５は、Ｚ方向の一端が長手直線部６１の端部６１ａに接続する。第４コーナー部６５５は、Ｚ方向の一端の全面が長手直線部６１の端部６１ａに接続する。第４コーナー部６５５は、Ｚ方向の一端がＸ方向における長手直線部６１の端部６１ａの中央位置に接続する。第４コーナー部６５５は、Ｚ方向の他端が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第４コーナー部６５５は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第４コーナー部６５５は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の端部６６ａからはみ出している。
【0192】
第４コーナー部６５５の内周面（内周部）６５５ｂは、Ｚ方向の端部が長手直線部６１の内周面６１ｃよりもＸ方向で外方となる位置で接続される。第４コーナー部６５５の内周面６５５ｂは、Ｚ方向の端部が長手直線部６１の内周面６１ｂと一致するように接続されてもよい。第４コーナー部６５５の内周面６５５ｂは、マグネットユニット２５のＺ方向の軸線に対して傾斜している。第４コーナー部６５５の内周面６５５ｂは、Ｚ方向で外方に向かうに連れて、後述する第４コーナー部６４５の内周面６４５ｂに近接するように傾斜している。
【0193】
第４コーナー部６５５の外周面（外周部）６５５ａは、長手直線部６１の外周面６１ｄよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。第４コーナー部６５５の外周面６５５ａは、マグネットユニット２５のＺ方向の軸線に対して傾斜している。第４コーナー部６５５の外周面６５５ａは、Ｚ方向で外方に向かうに連れて、後述する第４コーナー部６４５の外周面６４５ａに近接するように傾斜している。
【0194】
つまり、コーナー部６５の外周面６５５ａは、Ｚ方向において長手直線部６１から短手直線部６６へと向かうに伴って、長手直線部６１の外周面６１ｄから短手直線部６６の端面６６ａへと近接するように傾斜している。コーナー部６５の内周面６５５ｂは、外周面６５５ａと同様に、Ｚ方向において長手直線部６１から短手直線部６６へと向かうに伴って、長手直線部６１から中央磁石部５０へと近接するように傾斜している。
【0195】
コーナー部６５は、長手直線部６１の外周面６１ｄに沿ったＺ方向から、短手直線部６６の内周面６６ｃに沿ったＸ方向へと傾斜する。コーナー部６５は、傾斜する全長にわたって、同じＸ方向の幅寸法を有する。コーナー部６５のＸ方向の幅寸法は、長手直線部６１のＸ方向の幅寸法よりも小さい。コーナー部６５のＸ方向の幅寸法は、短手直線部６６のＺ方向の幅寸法よりも小さい。
【0196】
コーナー部６５の外周面６５５ａは、ヨーク３１の輪郭よりもマグネットユニット２５の内側に向かって凹んでいる。つまり、コーナー部６５の外周面６５５ａは、長手直線部６１の外周面６１ｄをＺ方向に延長した平面と、短手直線部６６の外周面６６ｄをＸ方向に延長した平面とで形成されるマグネットユニット２５の仮想的な矩形の輪郭よりも、マグネットユニット２５の内側に凹んでいる。コーナー部６５の外周面６５５ａは、マグネットユニット２５の仮想的な矩形の輪郭よりも、中央磁石部５０に近接するように凹んでいる。
【0197】
コーナー部６５のＺ方向における長さは、中央磁石部５０と周縁磁石部６０とのＸ方向における離間距離とほぼ等しい。つまり、Ｚ方向において、長手直線部６１の端部６１ａと、短手直線部６６の内周面６６ｃと、の離間距離は、中央領域２５ａにおける中央磁石部５０と周縁磁石部６０とのＸ方向における離間距離とほぼ等しい。
【0198】
コーナー部６４の一方の端部は、長手直線部６２の端部６２ａに接続する。コーナー部６４の他方の端部は、短手直線部６６の内周面（内周部）６６ｃに接続する。つまり、コーナー部６４は、短手直線部６６に対して揺動領域の輪郭のうち揺動方向に沿った端部６６ａよりも、Ｚ方向の中央部に近接する位置で接続される。コーナー部６４の他方の端部は、短手直線部６６の端部６６ａよりも、Ｘ方向で中央磁石部５０に近接する内周面６６ｃに接続する。
【0199】
第４コーナー部６４５は、Ｚ方向の一端が長手直線部６２の端部６２ａに接続する。第４コーナー部６４５は、Ｚ方向の一端の全面が長手直線部６２の端部６２ａに接続する。第４コーナー部６４５は、Ｚ方向の一端がＸ方向における長手直線部６２の端部６２ａの中央位置に接続する。第４コーナー部６４５は、Ｚ方向の他端が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第４コーナー部６４５は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の内周面６６ｃに接続する。第４コーナー部６４５は、Ｘ方向の幅寸法のうち半分が短手直線部６６の端部６６ａからはみ出している。
【0200】
第４コーナー部６４５の内周面（内周部）６４５ｂは、Ｚ方向の端部が長手直線部６２の内周面６１ｃよりもＸ方向で外方となる位置で接続される。第４コーナー部６４５の内周面６４５ｂは、Ｚ方向の端部が長手直線部６２の内周面６１ｃと一致するように接続されてもよい。第４コーナー部６４５の内周面６４５ｂは、マグネットユニット２５のＺ方向の軸線に対して傾斜している。第４コーナー部６４５の内周面６４５ｂは、Ｚ方向で外方に向かうに連れて、第４コーナー部６５５の内周面６５５ｂに近接するように傾斜している。
【0201】
第４コーナー部６４５の外周面（外周部）６４５ａは、長手直線部６２の外周面６２ｄよりもＸ方向で中央磁石部５０に近接する。第４コーナー部６４５の外周面６４５ａは、マグネットユニット２５のＺ方向の軸線に対して傾斜している。第４コーナー部６４５の外周面６４５ａは、Ｚ方向で外方に向かうに連れて、第４コーナー部６５５の外周面６５５ａに近接するように傾斜している。
【0202】
つまり、コーナー部６４の外周面６４５ａは、Ｚ方向において長手直線部６２から短手直線部６６へと向かうに伴って、長手直線部６２の外周面６２ｄから短手直線部６６の端面６６ａへと近接するように傾斜している。コーナー部６４の内周面６４５ｂは、外周面６４５ａと同様に、Ｚ方向において長手直線部６２から短手直線部６６へと向かうに伴って、長手直線部６２から中央磁石部５０へと近接するように傾斜している。
【0203】
コーナー部６４は、長手直線部６２の外周面６２ｄに沿ったＺ方向から、短手直線部６６の内周面６６ｃに沿ったＸ方向へと傾斜する。コーナー部６４は、傾斜する全長にわたって、同じＸ方向の幅寸法を有する。コーナー部６４のＸ方向の幅寸法は、長手直線部６１のＸ方向の幅寸法よりも小さい。コーナー部６４のＸ方向の幅寸法は、短手直線部６６のＺ方向の幅寸法よりも小さい。
【0204】
コーナー部６４の外周面６４５ａは、ヨーク３１の輪郭よりもマグネットユニット２５の内側に向かって凹んでいる。つまり、コーナー部６４の外周面６４５ａは、長手直線部６２の外周面６２ｄをＺ方向に延長した平面と、短手直線部６６の外周面６６ｄをＸ方向に延長した平面とで形成されるマグネットユニット２５の仮想的な矩形の輪郭よりも、マグネットユニット２５の内側に凹んでいる。コーナー部６４の外周面６４５ａは、マグネットユニット２５の仮想的な矩形の輪郭よりも、中央磁石部５０に近接するように凹んでいる。
【0205】
コーナー部６４のＺ方向における長さは、中央磁石部５０と周縁磁石部６０とのＸ方向における離間距離とほぼ等しい。つまり、Ｚ方向において、長手直線部６２の端部６２ａと、短手直線部６６の内周面６６ｃと、の離間距離は、中央領域２５ａにおける中央磁石部５０と周縁磁石部６０とのＸ方向における離間距離とほぼ等しい。
【0206】
図１８は、本実施形態の減肉されたマグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニット２５における電子トラッキング状態を示すＺ方向に沿った断面模式図である。図１９は、本実施形態の減肉されたマグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニット２５のＺＸ面における電子トラッキング状態を示す模式図である。
【0207】
本実施形態のマグネットユニット２５においても、周縁磁石部６０からＳ極の中央磁石部５０へと磁力線が形成される。このとき、端部領域２５ｂ付近では、図１７に示すように、橋渡し部６３が中央領域２５ａに比べて減肉されていることにより、Ｎ極の周縁磁石部６０からの磁力線が、アノード２８に向かう方向ではなく近接しているターゲット２３に向かう。つまり、橋渡し部６３からの磁力線が、ターゲット２３の表面２３ａの法線に沿って、ターゲット２３の揺動領域の外側に向かって開いてしまうことがない。
本実施形態のＮ極の橋渡し部６３からの磁力線は、図１３に示した第１実施形態と同様に、Ｚ方向で下方に向かうに連れて、Ｘ方向で左向きに傾くことがなくアノード２８には向かわない。
本実施形態のＮ極の橋渡し部６３からの磁力線は、図１３に示した第１実施形態と同様に、Ｚ方向で下方に向かうに連れて、Ｘ方向で左向きに傾くことがなくアノード２８には向かわない。
【0208】
このため、ターゲット２３の表面２３ａ付近では、Ｎ極の橋渡し部６３からの磁力線の密度が低下しない。橋渡し部６３からの磁力線は均一な密度を維持する。このとき、端部領域２５ｂでは、レーストラック状に電子が周回するため、中央領域２５ａに比べて電子の流れが不安定になることがない。端部領域２５ｂでは、中央領域２５ａに比べてってトラッキングされる電子密度が安定化する。電子密度が不安定にならないので、レーストラック状の流れに沿って、電子密度が高い部分と低い部分とが交互に発生することがない。
図１８には、トラッキングされる電子密度が均一になり、プラズマが集中していない状態を示している。
図１８には、トラッキングされる電子密度が均一になり、プラズマが集中していない状態を示している。
【0209】
トラッキングされる電子密度が不充分にならないため、ターゲット２３の表面２３ａにおけるエロージョン領域がきちんと形成され、Ｚ方向の両端には、非エロージョン領域が形成されたとしてもわずかな大きさである。また、トラッキングされる電子密度が過分にならないため、非エロージョン領域をプラズマが叩いてしまい、パーティクルの発生原因となることがない。さらに、トラッキングされる電子密度が過分にならないため、ターゲット２３の掘れ量が多くなることがなく、局所的にターゲット２３の厚さが過分に減らない状態を維持し、比較的均一にターゲット２３の厚さを減らすことができる。
【0210】
また、Ｎ極の周縁磁石部６０からＳ極の中央磁石部５０へと磁力線が形成される。この磁力線により、ターゲット２３の表面２３ａにおいては、周縁磁石部６０によって囲まれた中央磁石部５０の周囲を電子が周回する。このとき、マグネットユニット２５の長手方向で電子の移動方向の端部、つまり、中央磁石部５０に沿ってＺ方向に移動してきた電子が、橋渡し部６３に沿ってＸ方向に曲がる付近で、中央領域２５ａに比べて移動速度が遅くなることがない。このため、端部領域２５ｂで電子密度は過分に上昇せず、中央領域２５ａと同等の電子密度を維持する。
【0211】
その結果、橋渡し部６３に沿って電子がＸ方向からＺ方向に曲がる位置においては、電子密度は均一な状態を維持する。この結果、ターゲット２３の表面２３ａにおけるエロージョンが減少することがなく、非エロージョン領域の形成も抑制される。
しかも、この現象は隣り合うマグネットユニット２５においてそれぞれ発生し、１本ずつ分離して周回しているはずの電子が、隣接するマグネットユニット２５へと飛び出してしまうことがほとんどない。この結果、図１９に示すように、複数のマグネットユニット２５で、それぞれのトラッキングされた電子の流れが分離して周回する状態を維持できる。
しかも、この現象は隣り合うマグネットユニット２５においてそれぞれ発生し、１本ずつ分離して周回しているはずの電子が、隣接するマグネットユニット２５へと飛び出してしまうことがほとんどない。この結果、図１９に示すように、複数のマグネットユニット２５で、それぞれのトラッキングされた電子の流れが分離して周回する状態を維持できる。
【0212】
本実施形態においては上述した実施形態と同等の効果を奏することができる。さらに、本実施形態においてはプラズマの局所的な集中が解消されることによって、基板温度の偏りと膜質の偏りを改善するという効果を奏することができる。
【0213】
以下、本発明に係るスパッタリング装置の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
【0214】
図２０は、本実施形態におけるスパッタリング装置のマグネットにおける端部を示す拡大正面図である。本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、中央磁石部の形状に関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0215】
本実施形態における中央磁石部５０は、図２０に示すように、端部領域２５ｂにおいて、Ｘ方向に偏心している。つまり、中央領域２５ａにおける長手直線部５１の沿った中心軸線２５Ｚに対して、端部領域２５ｂでは、Ｚ方向において中央領域２５ａから離間するにしたがって、中央磁石部５０がＸ方向にずれて配置される。端部領域２５ｂでは、Ｚ方向において中央領域２５ａから離間するにしたがって、中央磁石部５０におけるＸ方向のずれ量が、大きくなるように配置される。
【0216】
すなわち、中央領域２５ａにおける長手直線部５１の端部５１ａには、図２０で右側にずれた直線部５２が接続される。直線部５２の一端は、長手直線部５１の端部５１ａに接続される。直線部５２は、マグネットユニット２５の中心軸線２５Ｚと平行に配置される。直線部５２のＸ方向の中心位置（Ｚ方向に延在する中心軸線）は、マグネットユニット２５のＺ方向に沿った中心軸線２５Ｚより図２０で右側にずれて配置される。直線部５２のＸ方向幅寸法は、長手直線部５１のＸ方向幅寸法と同じである。
【0217】
直線部５２には、直線部５３が接続される。直線部５３の一端は、直線部５２の他端に接続される。直線部５３は、マグネットユニット２５の中心軸線２５Ｚと平行に配置される。直線部５３のＸ方向の中心位置（Ｚ方向に沿った中心軸線）は、直線部５２のＺ方向の中心軸線より図２０で右側にずれて配置される。直線部５３のＸ方向幅寸法は、長手直線部５１のＸ方向幅寸法と同じである。
【0218】
直線部５３には、直線部５４が接続される。直線部５４の一端は、直線部５３の他端に接続される。直線部５４は、マグネットユニット２５の中心軸線２５Ｚと平行に配置される。直線部５４のＸ方向の中心位置（Ｚ方向に沿った中心軸線）は、直線部５３のＺ方向の中心軸線より図２０で右側にずれて配置される。直線部５４のＸ方向幅寸法は、長手直線部５１のＸ方向幅寸法と同じである。直線部５４のＸ方向の端部（端面）５４ａには、挟幅部５６のＺ方向の端部５６ｃが接続される。
【0219】
挟幅部５６のＸ方向幅寸法は、中央領域２５ａにおける長手直線部５１のＸ方向幅寸法よりも小さい。挟幅部５６のＸ方向幅寸法は、中央領域２５ａにおける長手直線部５１のＸ方向幅寸法よりも一割から二割程度小さい。
挟幅部５６は、直線部５４の端部５４ａにおいて、Ｘ方向の中央位置に配置される。つまり、直線部５４の端部５４ａは、Ｘ方向における両端に挟幅部５６とは接していない部分を有する。
挟幅部５６は、直線部５４の端部５４ａにおいて、Ｘ方向の中央位置に配置される。つまり、直線部５４の端部５４ａは、Ｘ方向における両端に挟幅部５６とは接していない部分を有する。
【0220】
これら直線部５２、直線部５３、直線部５４は、いずれも、端部領域２５ｂに配置される。直線部５２、直線部５３、直線部５４は、Ｚ方向に複数の段差を形成している。なお、直線部５２、直線部５３、直線部５４は、長手直線部５１よりも図２０で右側にずれて配置されていれば、上記の構成に限定されない。
【0221】
本実施形態のマグネットユニット２５は、端部領域２５ｂにおいて、中央磁石部５０と長手直線部６１とのＸ方向離間距離が、中央磁石部５０と長手直線部６２とのＸ方向離間距離よりも短くなっている。
本実施形態のマグネットユニット２５において形成される磁場は、Ｘ方向からＺ方向、および、Ｚ方向からＸ方向へと向きを変える前後の端部領域２５ｂでの周回電子の密度差はそれほどなく均一化されている。
本実施形態のマグネットユニット２５において形成される磁場は、Ｘ方向からＺ方向、および、Ｚ方向からＸ方向へと向きを変える前後の端部領域２５ｂでの周回電子の密度差はそれほどなく均一化されている。
【0222】
端部領域２５ｂでは、ＺＸ平面において向きを変えた後の中央領域２５ａに向かう周回電子のガラス基板１１への飛散は、第１実施形態におけるマグネットユニット２５よりも抑制される。言い換えると、ＺＸ平面において向きを変えた後の中央領域２５ａに向かう周回電子のガラス基板１１への飛散は、第１実施形態におけるマグネットユニット２５に比べて漏洩磁場にきちんとトラップされる。
【0223】
一方、向きを変えた後、端部領域２５ｂから中央領域２５ａに向かう所定長さの範囲では、端部領域２５ｂでの周回電子の密度が大きくなってＹ軸方向に拡がることがない。したがって、周回電子の密度が大きくなりＹ軸方向に拡がることに起因するプラズマの局所的な消失などをもたらすことがない。
【0224】
ここで、端部領域２５ｂとして、Ｘ方向に中央磁石部５０をずらす範囲は、マグネットユニット２５のＺ軸方向長さ、スパッタ面とガラス基板１１との間の距離、スパッタリング時のターゲット２３への投入電力等に応じて適宜設定される。端部領域２５ｂのＺ方向長さは、例えば、中央領域２５ａにおける長手直線部５１と長手直線部６１のＸ方向離間距離、および、長手直線部５１と長手直線部６２のＸ方向離間距離の倍以上に設定されることができる。
【0225】
このとき、中央磁石部５０の一方の端部は、端部領域２５ｂでＺ方向外方に向かうに従い、長手直線部６１との間のＸ方向間隔が段階的に小さくなるようにシフトさせることが好ましい。同様に、中央磁石部５０の他方の端部は、端部領域２５ｂでＺ方向外方に向かうに従い、長手直線部６２との間のＸ方向間隔が段階的に小さくなるようにシフトさせることが好ましい。
【0226】
本実施形態のマグネットユニット２５では、端部領域２５ｂにおいて、ＺＸ平面に沿って向きを変える前後の周回電子の密度差はそれほどない。また、マグネットユニット２５では、ＺＹ平面にて、向きを変えた後の中央領域２５ａに向かう周回電子のガラス基板１１に向かう飛散も、一層抑制されている。つまり、マグネットユニット２５では、電子が、中央磁石部５０と周縁磁石部６０とで形成される磁場に充分トラップされる。しかも、マグネットユニット２５では、向きを変えた後でも、端部領域２５ｂにおける周回電子の密度は中央領域２５ａにおける電子の密度と同等である。マグネットユニット２５では、磁力線がＹ軸方向に向けて拡がらないことが確認された。
【0227】
これらにより、マグネットユニット２５のように、中央磁石部５０の両端部分を周縁磁石部６０の互いに異なる長手直線部６１および長手直線部６２に向けて近接するように、おのおのシフトさせる構成が好ましいことがわかった。本実施形態のマグネットユニット２５は、周回する電子の上方への発散を抑止する電子発散抑止手段として好適であることが判明した。
【0228】
本実施形態のマグネットユニット２５によれば、Ｚ方向の略全長に亘って、Ｘ方向に略対称で電子密度分布の揃ったレーストラック状のプラズマを発生することができる。
このため、上記マグネットユニット２５を設けたスパッタリング装置１を用いてガラス基板１１に所定の薄膜を成膜すると、その全面に亘って膜厚や膜質の分布よく成膜することができ、しかも、マグネットユニット走査部２９によるＸ軸方向の往復動のストローク長を長く設定できることで、ターゲット２３の利用効率を向上させることができる。
このため、上記マグネットユニット２５を設けたスパッタリング装置１を用いてガラス基板１１に所定の薄膜を成膜すると、その全面に亘って膜厚や膜質の分布よく成膜することができ、しかも、マグネットユニット走査部２９によるＸ軸方向の往復動のストローク長を長く設定できることで、ターゲット２３の利用効率を向上させることができる。
【0229】
なお、特に図示して説明しないが、上記とは逆に、中央磁石部５０を直線とし、この中央磁石部５０に対して、端部領域２５ｂでは周縁磁石部６０の橋渡し部６３付近を互いに異なる方向にシフトさせることも考えられるが、これでは、向きを変えた後の周辺領域での周回電子の拡がりを抑制できないことが確認された。
【0230】
本実施形態においては上述した実施形態と同等の効果を奏することができる。さらに、本実施形態においてはプラズマの局所的な集中が解消されることによって、基板温度の偏りと膜質の偏りを改善するという効果を奏することができる。
【0231】
以下、本発明に係るスパッタリング装置の第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
【0232】
図２１は、本実施形態におけるスパッタリング装置のマグネットにおける端部を示す拡大正面図である。本実施形態において、上述した第１～第３実施形態と異なるのは、補助マグネットに関する点であり、これ以外の上述した第１～第３実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【0233】
本実施形態に係るスパッタリング装置１は、図２１に示すように、補助マグネット２７を備える。
補助マグネット２７は、揺動方向であるＸ方向端部のマグネットユニット２５に対して、揺動終端と揺動始端の外縁に配置される。補助マグネット２７は、直線状に形成される。補助マグネット２７は、周縁磁石部６０の長手直線部６１と平行に配置される。補助マグネット２７は、最近接する周縁磁石部６０と同極とされる。つまり、図２１に示すように、周縁磁石部６０がＮ極であれば、補助マグネット２７は同極のＮ極とされる。
補助マグネット２７は、複数本のマグネットユニット２５のうち、Ｘ方向両端の最外周に位置するマグネットユニット２５の周縁磁石部６０に最近接する位置以外には設けられていない。つまり、補助マグネット２７は、Ｘ方向でターゲット２３の端部に対応する位置のみに設けられる。
補助マグネット２７は、揺動方向であるＸ方向端部のマグネットユニット２５に対して、揺動終端と揺動始端の外縁に配置される。補助マグネット２７は、直線状に形成される。補助マグネット２７は、周縁磁石部６０の長手直線部６１と平行に配置される。補助マグネット２７は、最近接する周縁磁石部６０と同極とされる。つまり、図２１に示すように、周縁磁石部６０がＮ極であれば、補助マグネット２７は同極のＮ極とされる。
補助マグネット２７は、複数本のマグネットユニット２５のうち、Ｘ方向両端の最外周に位置するマグネットユニット２５の周縁磁石部６０に最近接する位置以外には設けられていない。つまり、補助マグネット２７は、Ｘ方向でターゲット２３の端部に対応する位置のみに設けられる。
【0234】
補助マグネット２７は、最近接する周縁磁石部６０と同じＺ方向長さとされる。つまり、補助マグネット２７のＺ方向寸法は、Ｘ方向両端の最外周に位置するマグネットユニット２５のＺ方向寸法とほぼ等しい。ここで、補助マグネット２７のＺ方向寸法は、Ｘ方向両端の最外周に位置するマグネットユニット２５のＺ方向寸法に対してプラスマイナス５ｍｍ程度とされることができる。マグネットユニット２５のＺ方向寸法は、中心軸線２５Ｚに沿った周縁磁石部６０の長さとされる。
【0235】
補助マグネット２７は、最近接する周縁磁石部６０の長手直線部６１と同様に、ＸＹ面における断面形状が略矩形の磁石とされる。補助マグネット２７は、Ｚ方向の全長で同じ断面形状を有する。補助マグネット２７は、最近接する周縁磁石部６０に対して、Ｘ方向に極めて近接して配置される。具体的には、図２１に示すように、補助マグネット２７は、最近接する周縁磁石部６０に対して、Ｘ方向に極めて近接して接触している。あるいは、後述するように、補助マグネット２７は、最近接する周縁磁石部６０に対して、所定のＸ方向距離だけ離間することもできる。
【0236】
補助マグネット２７は、突条２７ａを有する。突条２７ａは、マグネットユニット２５の周縁磁石部６０の端面（磁極平面）３０によって形成されるＺＸ平面に対して、ターゲット２３に向かって突出する。突条２７ａは、ＺＸ平面からＹ方向に突出する凸部である。突条２７ａは、Ｚ方向に連続して形成される。突条２７ａの先端は、磁極平面３０よりもターゲット２３に向かって突出していてもよい。突条２７ａの先端は、Ｙ方向で磁極平面３０と同じ位置にあってもよい。突条２７ａの先端は、磁極平面３０よりもターゲット２３から離間していてもよい。
【0237】
なお、補助マグネット２７は、ＸＹ断面が矩形の補助マグネット２７を磁極平面３０に対して傾斜して配置して、その磁極面の隅となる角部をＹ方向に突出させて、突条２７ａを形成することができる。あるいは、補助マグネット２７は、ＸＹ断面が矩形の補助マグネット２７を磁極平面３０に対して磁極面を平行に配置し、ターゲット２３に対向する磁極面の幅方向の所定位置に凸部を設けて突条２７ａを形成することもできる。
本実施形態の補助マグネット２７は、磁極平面３０に対して傾斜して配置する構成を採用する。
本実施形態の補助マグネット２７は、磁極平面３０に対して傾斜して配置する構成を採用する。
【0238】
補助マグネット２７は、磁極平面３０に対して傾斜している。つまり、補助マグネット２７は、図２１に示すように、磁極となる端面がＺＸ平面に対して、角度θだけ傾いていてもよい。ここで、角度θは、ターゲット２３の表面２３ａの法線であるＹ方向に対して、Ｚ方向を軸線としてＸ方向に回転するように傾斜している。角度θは、マグネットユニット２５の揺動領域の内側に補助マグネット２７の磁極面が向かうように傾斜する向きをプラスとして、０ｄｅｇから９０ｄｅｇの範囲、より好ましくは、０ｄｅｇから６０ｄｅｇの範囲、さらに、０ｄｅｇから４５ｄｅｇの範囲、０ｄｅｇから３０ｄｅｇの範囲とされることができる。
【0239】
補助マグネット２７の磁気強度は、最近接する周縁磁石部６０長手直線部６１の磁気強度と同等かまたは小さい。具体的には、補助マグネット２７の磁気強度は、最近接する長手直線部６１の磁気強度の１／２～３／４、あるいは、１／２～１／３の範囲とすることができる。最近接する長手直線部６１の磁気強度が、補助マグネット２７の磁気強度の１～１．５倍、あるいは、１．１～１．４倍、例えば、１．３９倍程度とすることができる。
【0240】
補助マグネット２７は、補助ヨーク３１ｄを介してヨーク３１に固定される。補助ヨーク３１ｄは、ヨーク３１のＸ方向端部に隣接している。補助ヨーク３１ｄは、ヨーク３１と一体とされることもできる。この場合、補助ヨーク３１ｄは、ヨーク３１と同材とされる。補助ヨーク３１ｄは、磁性体または誘電体からなる。
補助マグネット２７は、固定部材２７ｇによって所定の角度θとなるように補助ヨーク３１ｄに固定される。補助マグネット２７は、ターゲット２３とは逆側の磁極面が補助ヨーク３１ｄに当接している。これにより、中央磁石部５０と周縁磁石部６０とヨーク３１で形成する磁気回路に対して、補助マグネット２７と補助ヨーク３１ｄとの磁気も加わることになる。
補助マグネット２７は、固定部材２７ｇによって所定の角度θとなるように補助ヨーク３１ｄに固定される。補助マグネット２７は、ターゲット２３とは逆側の磁極面が補助ヨーク３１ｄに当接している。これにより、中央磁石部５０と周縁磁石部６０とヨーク３１で形成する磁気回路に対して、補助マグネット２７と補助ヨーク３１ｄとの磁気も加わることになる。
【0241】
本実施形態のスパッタリング装置１において、上述した各実施形態と同様に、スパッタリング中、Ｎ極の周縁磁石部６０からＳ極の中央磁石部５０へと磁力線が形成される。中央磁石部５０と周縁磁石部６０とヨーク３１に加えて、補助マグネット２７と補助ヨーク３１ｄとも含んで磁気回路が形成されている。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
これにより、磁力線に沿って電子がトラッキングされる。
【0242】
このとき、ターゲット２３の揺動範囲のうち揺動端となる位置では、Ｎ極の周縁磁石部６０からの磁力線が、補助マグネット２７からの磁力線によってアノード２８に向かわないように、磁極平面３０に直交するＹ方向、あるいは、図中でＸ方向の右向きに傾く。
すると、ターゲット２３の表面２３ａにおいては、磁力線密度が低下することがない。つまり、トラッキングされる電子密度が過不足することがなく充分に維持されて、プラズマ密度が充分に維持される。この結果、ターゲット２３の表面２３ａにおいて、Ｘ方向の両端に形成されていた非エロージョン領域を抑制することができる。
すると、ターゲット２３の表面２３ａにおいては、磁力線密度が低下することがない。つまり、トラッキングされる電子密度が過不足することがなく充分に維持されて、プラズマ密度が充分に維持される。この結果、ターゲット２３の表面２３ａにおいて、Ｘ方向の両端に形成されていた非エロージョン領域を抑制することができる。
【0243】
また、中央磁石部５０と周縁磁石部６０とヨーク３１と補助マグネット２７と補助ヨーク３１ｄとも含んで磁気回路が形成されている。このため、Ｎ極の周縁磁石部６０からＳ極の中央磁石部５０へと向かう磁力線により、電子がターゲット２３の表面２３ａにおいて周縁磁石部６０によって囲まれた中央磁石部５０の周囲を周回する。このとき、マグネットユニット２５の端部領域２５ｂでは、中央磁石部５０に沿ってＺ方向に移動してきた電子が橋渡し部６３に沿ってＸ方向に曲がる付近で、電子の移動速度が遅くなることをより一層抑制し、密度上昇をさらに抑制することができる。
【0244】
その結果、橋渡し部６３に沿ってＸ方向からＺ方向に電子が曲がる位置においては、電子密度の減少が発生しない。この結果、揺動端、つまり、Ｘ方向の両端となる２本のマグネットユニット２５においてターゲット２３の表面２３ａにおける非エロージョン領域の形成が抑制される。つまり、Ｘ方向の両端となる２本のマグネットユニット２５にそれぞれ補助マグネット２７が隣接していることで、対角となる２箇所の非エロージョン領域の形成が抑制できる。これにより、電圧変動が抑制されて非エロージョン領域の形成が抑制されると、対角となる２箇所以外に非エロージョン領域が形成されやすくなることをさらに抑制できる。
【0245】
本実施形態におけるスパッタリング装置１によれば、上記の各実施形態と同等に、揺動領域のＺ方向の端部付近での効果を奏することができる。さらに、本実施形態におけるスパッタリング装置１によれば、補助マグネット２７によってマグネットユニット２５の揺動端においてマグネットユニット２５で形成される磁力線を、さらにアノード２８に向かわないようにすることができる。これにより、本実施形態では、アノード２８に吸われる電子をさらに抑制することが可能である。つまり、本実施形態では、マグネットユニット２５で形成する磁力線を揺動端でＹ方向に向かわせるか、Ｙ方向よりも図２１の右向きに傾斜させることができる。すなわち、本実施形態では、マグネットユニット２５で形成する磁力線を揺動端でターゲット２３の厚さ方向よりもターゲット２３の輪郭内向きに傾斜させることができる。これにより、非エロージョン領域発生の抑制を図ることができる。
【0246】
つまり、より一層の非エロージョン領域の発生低減により、パーティクルの発生を抑制することが可能となる。つまり、非エロージョン領域とエロージョン領域との境界が不明瞭になってパーティクル発生の原因となるエロージョン－非エロージョン境界領域の形成が低減されている。
【0247】
図２２は、本実施形態の減肉されたマグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニット２５における電子トラッキング状態を示すＺ方向に沿った断面模式図である。図２３は、本実施形態の減肉されたマグネットユニットの作用を説明するための図であり、マグネットユニット２５のＺＸ面における電子トラッキング状態を示す模式図である。
【0248】
本実施形態のマグネットユニット２５においても、補助マグネット２７および周縁磁石部６０からＳ極の中央磁石部５０へと磁力線が形成される。このとき、端部領域２５ｂ付近では、図２０に示すように、橋渡し部６３が中央領域２５ａに比べて減肉されていることにより、Ｎ極の周縁磁石部６０からの磁力線が、アノード２８に向かう方向ではなく近接しているターゲット２３に向かう。つまり、橋渡し部６３からの磁力線が、ターゲット２３の表面２３ａの法線に沿って、ターゲット２３の揺動領域の外側に向かって開いてしまうことがない。
本実施形態のＮ極の橋渡し部６３からの磁力線は、図１３に示した第１実施形態と同様に、Ｚ方向で下方に向かうに連れて、Ｘ方向で左向きに傾くことがなくアノード２８には向かわない。補助マグネット２７があってもこの現象はさしたる変化をしない。
本実施形態のＮ極の橋渡し部６３からの磁力線は、図１３に示した第１実施形態と同様に、Ｚ方向で下方に向かうに連れて、Ｘ方向で左向きに傾くことがなくアノード２８には向かわない。補助マグネット２７があってもこの現象はさしたる変化をしない。
【0249】
このため、ターゲット２３の表面２３ａ付近では、Ｎ極の橋渡し部６３からの磁力線の密度が低下しない。橋渡し部６３からの磁力線は均一な密度を維持する。このとき、端部領域２５ｂでは、レーストラック状に電子が周回するため、中央領域２５ａに比べて電子の流れが不安定になることがない。端部領域２５ｂでは、中央領域２５ａに比べてってトラッキングされる電子密度が安定化する。電子密度が不安定にならないので、レーストラック状の流れに沿って、電子密度が高い部分と低い部分とが交互に発生することがない。補助マグネット２７があってもこの現象はさしたる変化をしない。
図２２には、トラッキングされる電子密度が均一になり、プラズマが集中していない状態を示している。
図２２には、トラッキングされる電子密度が均一になり、プラズマが集中していない状態を示している。
【0250】
トラッキングされる電子密度が不充分にならないため、ターゲット２３の表面２３ａにおけるエロージョン領域がきちんと形成され、Ｚ方向の両端には、非エロージョン領域が形成されたとしてもわずかな大きさである。また、トラッキングされる電子密度が過分にならないため、非エロージョン領域をプラズマが叩いてしまい、パーティクルの発生原因となることがない。さらに、トラッキングされる電子密度が過分にならないため、ターゲット２３の掘れ量が多くなることがなく、局所的にターゲット２３の厚さが過分に減らない状態を維持し、比較的均一にターゲット２３の厚さを減らすことができる。
【0251】
また、Ｎ極の周縁磁石部６０からＳ極の中央磁石部５０へと磁力線が形成される。この磁力線により、ターゲット２３の表面２３ａにおいては、周縁磁石部６０によって囲まれた中央磁石部５０の周囲を電子が周回する。このとき、マグネットユニット２５の長手方向で電子の移動方向の端部、つまり、中央磁石部５０に沿ってＺ方向に移動してきた電子が、橋渡し部６３に沿ってＸ方向に曲がる付近で、中央領域２５ａに比べて移動速度が遅くなることがない。このため、端部領域２５ｂで電子密度は過分に上昇せず、中央領域２５ａと同等の電子密度を維持する。
【0252】
その結果、橋渡し部６３に沿って電子がＸ方向からＺ方向に曲がる位置においては、電子密度は均一な状態を維持する。この結果、ターゲット２３の表面２３ａにおけるエロージョンが減少することがなく、非エロージョン領域の形成も抑制される。
しかも、この現象は隣り合うマグネットユニット２５においてそれぞれ発生し、１本ずつ分離して周回しているはずの電子が、隣接するマグネットユニット２５へと飛び出してしまうことがほとんどない。この結果、図２３に示すように、複数のマグネットユニット２５で、それぞれのトラッキングされた電子の流れが分離して周回する状態を維持できる。補助マグネット２７があってもこの現象はさしたる変化をしない。
しかも、この現象は隣り合うマグネットユニット２５においてそれぞれ発生し、１本ずつ分離して周回しているはずの電子が、隣接するマグネットユニット２５へと飛び出してしまうことがほとんどない。この結果、図２３に示すように、複数のマグネットユニット２５で、それぞれのトラッキングされた電子の流れが分離して周回する状態を維持できる。補助マグネット２７があってもこの現象はさしたる変化をしない。
【0253】
したがって、本実施形態によれば、減肉した橋渡し部６３を有する各マグネットユニット２５と、補助マグネット２７とにより、揺動領域におけるＸ方向の端部およびＺ方向の端部の両方で、磁力線がターゲット２３の表面２３ａの法線方向からずれる現象、電子のトラッキングが充分でなくなる現象、および、プラズマ発生が不安定化する現象を、いずれも抑制することが可能となる。これにより、揺動領域の全周で、非エロージョン領域の発生を抑制し、非エロージョン領域からパーティクルが発生することを抑制し、成膜特性の低下を抑制し、膜厚の均一性を向上し、ターゲットライフの向上を図ることが可能となる。
【0254】
したがって、本実施形態におけるスパッタリング装置１によれば、上記の各実施形態における揺動領域のＺ方向の端部付近での効果を、Ｘ方向の端部付近で同様に奏することができる。すなわち、上記の効果を揺動領域の４方の全周で奏することが可能となる。
【0255】
さらに、本発明においては、上述した各実施形態における個々の構成を個別に選択して、それぞれ組み合わせて実施することも可能である。
【0256】
たとえば、第４実施形態の補助マグネット２７を、第１～第３実施形態のいずれかと組み合わせることができる。また、第２実施形態の第４コーナー部６５５および第４コーナー部６４５と、第３実施形態のＸ方向に偏心した中央磁石部５０とを、組み合わせることなどができる。あるいは、第２実施形態の第４コーナー部６５５および第４コーナー部６４５と、第３実施形態のＸ方向に偏心した中央磁石部５０と、第４実施形態の補助マグネット２７とを、組み合わせることができる。
【実施例0257】
以下、本発明にかかる実施例を説明する。
【0258】
ここで、本発明におけるスパッタリング装置の具体例としておこなう確認試験について説明する。ここでは、ターゲット２３における非エロージョン領域の確認およびターゲットの掘れ量分布測定、膜厚分布測定、シート抵抗値分布測定をおこなった。
【0259】
＜実験例１＞
第３実施形態で示した偏心した中央磁石部５０および減肉した橋渡し部６３を有するスパッタリング装置１を用いて、マグネットユニット２５のＺ方向長さを２３４０ｍｍとした。それ以外の寸法は図２４，図２５に示すように形成した。このマグネットユニット２５を３本Ｘ方向に並べてカソード装置１０とした。
同時に、減肉しておらずＸ方向に偏心していないマグネットユニットを用意した。
第３実施形態で示した偏心した中央磁石部５０および減肉した橋渡し部６３を有するスパッタリング装置１を用いて、マグネットユニット２５のＺ方向長さを２３４０ｍｍとした。それ以外の寸法は図２４，図２５に示すように形成した。このマグネットユニット２５を３本Ｘ方向に並べてカソード装置１０とした。
同時に、減肉しておらずＸ方向に偏心していないマグネットユニットを用意した。
【0260】
ここでは、成膜における諸元を示す。
・条件０
ターゲット組成；ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；酸化インジウムスズ）
ターゲット寸法；Ｘ方向×Ｚ方向；１８００ｍｍ×２３００ｍｍ
ターゲット厚さ；１６ｍｍ
基板寸法；Ｘ方向×Ｚ方向；１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ
膜組成；ＩＴＯ
成膜厚さ；８０ｎｍ
供給電力（プラズマ形成電力）；１５ｋＷ
バイアス電力；未使用
供給ガスおよびガス流量；Ａｒ １２０ｓｃｃｍ
雰囲気圧；０．２Ｐａ
成膜時間；５３ｓｅｃ
・条件０
ターゲット組成；ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ；酸化インジウムスズ）
ターゲット寸法；Ｘ方向×Ｚ方向；１８００ｍｍ×２３００ｍｍ
ターゲット厚さ；１６ｍｍ
基板寸法；Ｘ方向×Ｚ方向；１５００ｍｍ×１８５０ｍｍ
膜組成；ＩＴＯ
成膜厚さ；８０ｎｍ
供給電力（プラズマ形成電力）；１５ｋＷ
バイアス電力；未使用
供給ガスおよびガス流量；Ａｒ １２０ｓｃｃｍ
雰囲気圧；０．２Ｐａ
成膜時間；５３ｓｅｃ
【0261】
この結果、減肉していないマグネットユニットに比べて、減肉したマグネットユニットを用いた場合、膜厚分布、および、シート抵抗分布％の成膜特性を改善することができた。
【0262】
【0263】
ここで、減肉していないマグネットユニットに比べて、減肉したマグネットユニットを用いたターゲット掘れ量は、最小掘れ量、および、最大掘れ量が改善した。
【0264】
＜実験例２＞
また、このときの、減肉していないマグネットユニット、減肉したマグネットユニット２５、および、減肉したマグネットユニット２５に第４実施形態の補助マグネット２７を追加した構成のそれぞれで、形成する水平磁場のピーク位置をシミュレーションした。その結果を図１５～図１６に示す。また、補助マグネットの諸元を以下に示す。
また、このときの、減肉していないマグネットユニット、減肉したマグネットユニット２５、および、減肉したマグネットユニット２５に第４実施形態の補助マグネット２７を追加した構成のそれぞれで、形成する水平磁場のピーク位置をシミュレーションした。その結果を図１５～図１６に示す。また、補助マグネットの諸元を以下に示す。
【0265】
補助マグネット２７のＸ方向幅寸法（磁極面の幅）１８５ｍｍ
角度θ；３０°
Ｗｘ；１７ｍｍ
Ｗｙ；２０ｍｍ
補助ヨーク３１ｄ；ＳＵＳ４３０
角度θ；３０°
Ｗｘ；１７ｍｍ
Ｗｙ；２０ｍｍ
補助ヨーク３１ｄ；ＳＵＳ４３０
【0266】
図１５には、各マグネットユニットで発生した水平磁場のピーク位置を、マグネットユニットの中心軸線２５Ｚに沿った位置変化を示す。ここで、減肉していないマグネットユニットによるピーク位置を実験例２－０として示す。また、減肉したマグネットユニット２５によるピーク位置を実験例２－１として示す。減肉したマグネットユニット２５に第４実施形態の補助マグネット２７を追加した構成によるピーク位置を実験例２－２として示す。
【0267】
図１５に示す結果から、減肉されたマグネットユニット２５を用いた場合、減肉していないものに比べて、Ｚ方向のマグネットの輪郭最外位置から内方への磁場強度の立ち上がりは同様であることがわかる。同時に、減肉されたマグネットユニット２５においては、磁場強度が内側に向かって減少し始める位置が、減肉していないマグネットユニットに比べて、Ｚ方向で外向きに移動している。減肉されたマグネットユニット２５を用いることで、減肉していないマグネットユニットに比べて、Ｚ方向における水平磁場のピーク位置が、約２０ｍｍ中心軸線２５Ｚに沿って外向きに移動していることがわかる。
この結果から、減肉されたマグネットユニット２５を用いることで、減肉していないものに比べて、２０ｍｍ程度、マグネットユニット２５のＺ方向長さを短縮しても、減肉していないマグネットユニットと同等の磁場を形成できることがわかる。
この結果から、減肉されたマグネットユニット２５を用いることで、減肉していないものに比べて、２０ｍｍ程度、マグネットユニット２５のＺ方向長さを短縮しても、減肉していないマグネットユニットと同等の磁場を形成できることがわかる。
【0268】
図１５に示す結果から、補助マグネットを備え減肉されたマグネットユニット２５を用いた場合、減肉していないものに比べて、Ｚ方向のマグネットの輪郭最外位置から内方への磁場強度の立ち上がりは同様であることがわかる。同時に、補助マグネットを備え減肉されたマグネットユニット２５においては、磁場強度が内側に向かって減少し始める位置が、減肉していないマグネットユニットに比べて、Ｚ方向で外向きに移動している。補助マグネットを備え減肉されたマグネットユニット２５を用いることで、減肉していないマグネットユニットに比べて、Ｚ方向における水平磁場のピーク位置が、約２０ｍｍ中心軸線２５Ｚに沿って外向きに移動していることがわかる。
この結果から、補助マグネットを備え減肉されたマグネットユニット２５を用いることで、減肉していないものに比べて、２０ｍｍ程度、マグネットユニット２５のＺ方向長さを短縮しても、減肉していないマグネットユニットと同等の磁場を形成できることがわかる。
この結果から、補助マグネットを備え減肉されたマグネットユニット２５を用いることで、減肉していないものに比べて、２０ｍｍ程度、マグネットユニット２５のＺ方向長さを短縮しても、減肉していないマグネットユニットと同等の磁場を形成できることがわかる。
【0269】
図１６には、各マグネットユニットで発生した水平磁場のピーク位置を、マグネットユニットの中央領域２５ａの中心部においてＸ方向に沿った位置変化を示す。ここで、減肉していないマグネットユニットによるピーク位置を実験例２－０として示す。また、減肉したマグネットユニット２５によるピーク位置を実験例２－１として示す。減肉したマグネットユニット２５に第４実施形態の補助マグネット２７を追加した構成によるピーク位置を実験例２－２として示す。
【0270】
図１６に示す結果から、減肉されたマグネットユニット２５と減肉していないマグネットユニットを用いた場合で、中央領域２５ａで形成される磁場強度はＸ方向においてそれほど違いがないことがわかる。すなわち、Ｘ方向においては、揺動端に位置するマグネットユニット２５において、Ｘ方向で最も端に位置する周縁磁石部６０の長手直線部６２付近に形成される磁場強度が、長手直線部５１を挟んで揺動領域の内側に隣接する長手直線部６１によって形成される磁場強度に比べて、０．９（０．０２７／０．０３０）程度小さくなっていることがわかる。
【0271】
また、中央領域２５ａで形成される磁場強度は、３本のマグネットユニット２５のうち、Ｘ方向で真ん中のマグネットユニット２５の長手直線部６１の付近に形成される磁場強度が、隣接するマグネットユニット２５の長手直線部６１の付近に形成される磁場強度に比べて、０．９８３（０．０２９５／０．０３０）程度小さくなっていることがわかる。
【0272】
＜実験例３＞
さらに、実験例２と同様に、第２実施形態の傾斜したコーナー部６４およびコーナー部６５と、偏心した中央磁石部５０を備えたマグネットユニット２５を用いて成膜をおこなった。その寸法は図２５に示すように形成した。
この結果から、傾斜したコーナー部を有するマグネットユニット２５でも、段差を形成したコーナー部と同様になっていることがわかる。
さらに、実験例２と同様に、第２実施形態の傾斜したコーナー部６４およびコーナー部６５と、偏心した中央磁石部５０を備えたマグネットユニット２５を用いて成膜をおこなった。その寸法は図２５に示すように形成した。
この結果から、傾斜したコーナー部を有するマグネットユニット２５でも、段差を形成したコーナー部と同様になっていることがわかる。
【符号の説明】
【0273】
１…スパッタリング装置
４…成膜室（真空チャンバ）
１０…カソード装置
１１…ガラス基板（被成膜基板、透明基板）
１３…基板保持部
２２…カソードユニット
２３…ターゲット
２４…バッキングプレート
２５…マグネットユニット（磁気回路）
２８…アノード
２９…マグネットユニット走査部
３１…ヨーク
４１…前側空間
４２…裏側空間
５０…中央磁石部
５１，６１，６２…長手直線部
５６…挟幅部
６０…周縁磁石部
６３…橋渡し部
６４，６５…コーナー部
６６…短手直線部
４…成膜室（真空チャンバ）
１０…カソード装置
１１…ガラス基板（被成膜基板、透明基板）
１３…基板保持部
２２…カソードユニット
２３…ターゲット
２４…バッキングプレート
２５…マグネットユニット（磁気回路）
２８…アノード
２９…マグネットユニット走査部
３１…ヨーク
４１…前側空間
４２…裏側空間
５０…中央磁石部
５１，６１，６２…長手直線部
５６…挟幅部
６０…周縁磁石部
６３…橋渡し部
６４，６５…コーナー部
６６…短手直線部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】