(57)【要約】【課題】ターゲットの非エロージョン領域に生じる不具合を低減できるスパッタリング装置を提供する。【解決手段】回転カソード３０はチャンバー１００内に設けられており、筒状のターゲットを含む。回転駆動部１９は回転カソード３０を回転させる。第１磁界発生部４０は回転カソード３０の内部に設けられており、ターゲットの外周面の近傍に第１磁界を形成する。ガス供給部５００はチャンバー１００内にガスを供給する。電圧印加部３１１は回転カソード３０にスパッター電圧を印加してプラズマを生じさせ、ターゲットの外周面のうち、第１磁界に対応したエロージョン領域にスパッタリングを行う。除去部５０はチャンバー１００内に設けられており、ターゲットの外周面のうち非エロージョン領域を削る。【選択図】図１
2020125520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリング装置であって、
チャンバーと、
前記チャンバー内に設けられており、筒状のターゲットを含む回転カソードと、
前記回転カソードを回転させる回転駆動部と、
前記回転カソードの内部に設けられており、前記ターゲットの外周面の近傍に第１磁界を形成する第１磁界発生部と、
前記チャンバー内にガスを供給するガス供給部と、
前記回転カソードにスパッター電圧を印加してプラズマを生じさせ、前記ターゲットの前記外周面のうち、前記第１磁界に対応したエロージョン領域にスパッタリングを行う電圧印加部と、
前記チャンバー内に設けられており、前記ターゲットの前記外周面のうち前記エロージョン領域とは異なる非エロージョン領域を削る除去部と
を備える、スパッタリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタリング装置であって、
前記除去部は、前記ターゲットの前記非エロージョン領域の近傍に第２磁界を発生させる第２磁界発生部を含む、スパッタリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載のスパッタリング装置であって、
前記第２磁界発生部によって生じる前記第２磁界の、前記ターゲットの外周面に沿う成分の大きさは、前記第１磁界発生部によって生じる前記第１磁界の前記成分の大きさよりも小さい、スパッタリング装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のスパッタリング装置であって、
前記回転カソードの周方向における前記第１磁界発生部の位置と、前記周方向における前記第２磁界発生部の位置とは互いに異なる、スパッタリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載のスパッタリング装置であって、
前記回転カソードの中心軸線を中心として前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部とがなす角度は９０度以上１８０度以下である、スパッタリング装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記第２磁界発生部は、前記回転カソードの内部に設けられている、スパッタリング装置。
【請求項７】
請求項２から請求項５のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記第２磁界発生部は、前記回転カソードの外部に位置する、スパッタリング装置。
【請求項８】
請求項２から請求項７のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記ターゲットの前記非エロージョン領域と間隔を空けて対面し、着脱可能に前記チャンバーに設けられる非磁性の防着部材をさらに備え、
前記防着部材および前記第２磁界発生部は、前記回転カソードの径方向に沿う直線上に設けられている、スパッタリング装置。
【請求項９】
請求項２から請求項８のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記第２磁界発生部を冷却する冷却部をさらに備え、
前記第２磁界発生部は永久磁石を含む、スパッタリング装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記除去部は、前記回転カソードの前記非エロージョン領域に接触する研磨部材を含む、スパッタリング装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のスパッタリング装置であって、
前記回転カソードの周方向における前記第１磁界発生部の位置と、前記周方向における前記研磨部材の位置とは互いに異なる、スパッタリング装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載のスパッタリング装置であって、
前記回転カソードの回転軸を中心として前記第１磁界発生部と前記研磨部材とがなす角度は９０度以上１８０度以下である、スパッタリング装置。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
成膜対象面を前記ターゲット側に向けて成膜対象物を保持する保持部を備え、
前記研磨部材は、前記回転カソードに対して前記保持部とは反対側に設けられている、スパッタリング装置。
【請求項１４】
請求項１０から請求項１３のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
成膜対象面を前記ターゲット側に向けて成膜対象物を保持する保持部を備え、
前記研磨部材は、前記成膜対象物に対して、前記回転カソードの回転方向の下流側に設けられている、スパッタリング装置。
【請求項１５】
請求項１０から請求項１４のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記研磨部材と前記ターゲットとの接触部と対向する第１飛散防止部材をさらに備える、スパッタリング装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のスパッタリング装置であって、
前記接触部に対して前記第１飛散防止部材とは反対側において、前記接触部と対向する第２飛散防止部材をさらに備える、スパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、スパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、スパッタリング装置が開示されている。このスパッタリング装置は、マグネトロン型回転カソードを含む。マグネトロン型回転カソードはスパッタリング装置の処理空間内に設けられ、筒状のターゲットと、ターゲットの内部に設けられた磁石ユニットとを含む。磁石ユニットはターゲットの外周面の近傍に磁界を形成する。ターゲットは磁石ユニットに対して独立して回転可能に設けられている。ターゲットが磁石ユニットに対して相対的に回転することにより、磁界がターゲットの全周に作用することとなる。
【０００３】
スパッタリング装置の処理空間には、スパッターガスおよび反応性ガスが導入される。回転カソードにスパッター用の電圧が印加されることにより、ターゲットの周囲、特に磁石ユニットによって形成される磁界において、スパッターガスのプラズマが生成される。このプラズマ中のイオンがターゲットに衝突することにより、ターゲットの表面からターゲット粒子が飛び出す。このターゲット粒子は反応性ガスと反応しつつ、成膜対象物の表面に堆積される。これによって、成膜対象物の表面に薄膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−９８４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えばターゲットの長手方向の長さ（回転軸に沿う長さ）が磁石ユニットよりも長い場合など、ターゲットの両側の端部には、スパッタリングに有効な磁界がほとんど形成されないことがある。この場合、ターゲットの端部はほとんどスパッタリングが行われない。つまり、ターゲットの端部は非エロージョン領域となる。
【０００６】
このようなターゲットの非エロージョン領域には、例えば絶縁膜が形成され得る。例えばスパッタリング装置が絶縁膜を成膜対象物の表面に形成する場合に、非エロージョン領域に絶縁膜が形成され得る。より具体的には、ターゲットが非エロージョン領域において反応性ガス（例えば酸素または窒素）と反応して、当該非エロージョン領域に絶縁膜（例えば酸化膜または窒化膜）が形成され得る。この絶縁膜にイオンが衝突すると、絶縁膜が帯電する。帯電量が限界を超えると絶縁膜が破壊したり、あるいは、絶縁膜と近傍の導体との間で放電が生じたりする。このような放電が生じると、プラズマの状態が変化するため、安定した成膜が困難となる。
【０００７】
また、スパッタリング装置が透明導電膜を成膜対象物の表面に形成する場合には、ターゲットの非エロージョン領域にプラズマが作用して、ノジュールが形成され得る。ノジュールは突起形状を有しているので、その先端と他の導体との間で放電が生じやすい。このような放電が生じても、プラズマの状態が変化するため、安定した成膜が困難となる。
【０００８】
そこで、本願は、こうした問題を解決するためになされたもので、ターゲットの非エロージョン領域に生じる不具合を低減できるスパッタリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
スパッタリング装置の第１の態様は、チャンバーと、前記チャンバー内に設けられており、筒状のターゲットを含む回転カソードと、前記回転カソードを回転させる回転駆動部と、前記回転カソードの内部に設けられており、前記ターゲットの外周面の近傍に第１磁界を形成する第１磁界発生部と、前記チャンバー内にガスを供給するガス供給部と、前記回転カソードにスパッター電圧を印加してプラズマを生じさせ、前記ターゲットの前記外周面のうち、前記第１磁界に対応したエロージョン領域にスパッタリングを行う電圧印加部と、前記チャンバー内に設けられており、前記ターゲットの前記外周面のうち前記エロージョン領域とは異なる非エロージョン領域を削る除去部とを備える。
【００１０】
スパッタリング装置の第２の態様は、第１の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記除去部は、前記ターゲットの前記非エロージョン領域の近傍に第２磁界を発生させる第２磁界発生部を含む。
【００１１】
スパッタリング装置の第３の態様は、第２の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記第２磁界発生部によって生じる前記第２磁界の、前記ターゲットの外周面に沿う成分の大きさは、前記第１磁界発生部によって生じる前記第１磁界の前記成分の大きさよりも小さい。
【００１２】
スパッタリング装置の第４の態様は、第２または第３の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記回転カソードの周方向における前記第１磁界発生部の位置と、前記周方向における前記第２磁界発生部の位置とは互いに異なる。
【００１３】
スパッタリング装置の第５の態様は、第４の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記回転カソードの中心軸線を中心として前記第１磁界発生部と前記第２磁界発生部とがなす角度は９０度以上１８０度以下である。
【００１４】
スパッタリング装置の第６の態様は、第２から第５のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記第２磁界発生部は、前記回転カソードの内部に設けられている。
【００１５】
スパッタリング装置の第７の態様は、第２から第５のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記第２磁界発生部は、前記回転カソードの外部に位置する。
【００１６】
スパッタリング装置の第８の態様は、第２から第７のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記ターゲットの前記非エロージョン領域と間隔を空けて対面し、着脱可能に前記チャンバーに設けられる非磁性の防着部材をさらに備え、前記防着部材および前記第２磁界発生部は、前記回転カソードの径方向に沿う直線上に設けられている。
【００１７】
スパッタリング装置の第９の態様は、第２から第８のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記第２磁界発生部を冷却する冷却部をさらに備え、前記第２磁界発生部は永久磁石を含む。
【００１８】
スパッタリング装置の第１０の態様は、第１から第９のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記除去部は、前記回転カソードの前記非エロージョン領域に接触する研磨部材を含む。
【００１９】
スパッタリング装置の第１１の態様は、第１０の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記回転カソードの周方向における前記第１磁界発生部の位置と、前記周方向における前記研磨部材の位置とは互いに異なる。
【００２０】
スパッタリング装置の第１２の態様は、第１１の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記回転カソードの回転軸を中心として前記第１磁界発生部と前記研磨部材とがなす角度は９０度以上１８０度以下である。
【００２１】
スパッタリング装置の第１３の態様は、第１０から第１２のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、成膜対象面を前記ターゲット側に向けて成膜対象物を保持する保持部を備え、前記研磨部材は、前記回転カソードに対して前記保持部とは反対側に設けられている。
【００２２】
スパッタリング装置の第１４の態様は、第１０から第１３のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、成膜対象面を前記ターゲット側に向けて成膜対象物を保持する保持部を備え、前記研磨部材は、前記成膜対象物に対して、前記回転カソードの回転方向の下流側に設けられている。
【００２３】
スパッタリング装置の第１５の態様は、第１０から第１４のいずれか一つの態様にかかるスパッタリング装置であって、前記研磨部材と前記ターゲットとの接触部と対向する第１飛散防止部材をさらに備える。
【００２４】
スパッタリング装置の第１６の態様は、第１５の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記接触部に対して前記第１飛散防止部材とは反対側において、前記接触部と対向する第２飛散防止部材をさらに備える。
【発明の効果】
【００２５】
スパッタリング装置の第１の態様によれば、たとえ非エロージョン領域に、絶縁膜またはノジュールである異物が形成されたとしても、その異物を除去することができる。
【００２６】
スパッタリング装置の第２の態様によれば、パーティクルの発生を抑制しつつ、非エロージョン領域の異物を除去することができる。
【００２７】
スパッタリング装置の第３の態様によれば、スパッタリング装置のスループットの向上と異物の除去とを両立しつつ、製造コストを低減できる。
【００２８】
スパッタリング装置の第４の態様によれば、第１磁界発生部によって生じる第１磁界への、第２磁界発生部による影響を低減できる。
【００２９】
スパッタリング装置の第５の態様によれば、第１磁界発生部によって生じる第１磁界への、第２磁界発生部による影響をさらに低減できる。
【００３０】
スパッタリング装置の第６の態様によれば、回転カソードの内部を冷却することで、第１磁界発生部および第２磁界発生部の両方を冷却できる。つまり、第１磁界発生部および第２磁界発生部に個別の冷却部を設ける必要がない。
【００３１】
スパッタリング装置の第７の態様によれば、第２磁界発生部を配置しやすい。
【００３２】
スパッタリング装置の第８の態様によれば、ターゲットの非エロージョン領域から飛び出したターゲット粒子によって、防着部材に薄膜が形成される。よって、他の部材（例えば第２磁界発生部）に薄膜が形成されることを抑制または回避できる。
【００３３】
防着部材の薄膜の厚みが増大すると、その一部がはがれてパーティクルとなり得るところ、その防着部材を交換することで、パーティクルの発生を抑制できる。
【００３４】
スパッタリング装置の第９の態様によれば、永久磁石の熱減磁を抑制できる。
【００３５】
スパッタリング装置の第１０の態様によれば、簡易な構成で異物を除去することができる。
【００３６】
スパッタリング装置の第１１の態様によれば、スパッタリングによって生じる熱による研磨部材の劣化を抑制できる。
【００３７】
スパッタリング装置の第１２の態様によれば、スパッタリングによって生じる熱による研磨部材の劣化をさらに抑制できる。
【００３８】
スパッタリング装置の第１３の態様によれば、研磨によって生じたパーティクルが成膜対象物に付着する可能性を低減できる。
【００３９】
スパッタリング装置の第１４の態様によれば、ターゲットの外周面の、各点は成膜対象物から遠ざかる方向に、研磨部材を横切る。よって、研磨によって生じるパーティクルは成膜対象物とは反対側に飛散しやすい。言い換えれば、パーティクルが成膜対象物に付着することを抑制できる。
【００４０】
スパッタリング装置の第１５の態様によれば、研磨によって生じたパーティクルが第１飛散防止部材に衝突することにより、チャンバー内に飛散することを抑制できる。
【００４１】
スパッタリング装置の第１６の態様によれば、研磨によって生じたパーティクルが第２飛散防止部材に衝突することにより、チャンバー内に飛散することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】スパッタリング装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図２】プラズマ処理部の周辺の一例を概略的に示す図である。
【図３】プラズマ処理部の一例を概略的に示す平面図である。
【図４】第２磁石ユニットの構成の一例を概略的に示す斜視図である。
【図５】第２磁石ユニットの構成の一例を概略的に示す図である。
【図６】スパッタリング装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図７】スパッタリング装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図８】スパッタリング装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図９】スパッタリング装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、図面を参照しながら、実施形態について説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。なお、以下の実施形態は一例であり、技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法および数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。また、各図面には、方向を説明するためにＸＹＺ直交座標軸が適宜に付されている。該座標軸におけるＺ軸方向は鉛直方向を示し、ＸＹ平面は水平面である。以下では、Ｘ軸方向の一方側を＋Ｘ側と呼び、その反対側を−Ｘ側と呼ぶことがある。Ｙ軸およびＺ軸についても同様であり、＋Ｚ側は鉛直上側を示す。
【００４４】
第１の実施の形態．
＜スパッタリング装置１の全体構成＞
図１は、スパッタリング装置１の構成の一例を概略的に示す図である。スパッタリング装置１は、反応性スパッタリングによって成膜対象物（ここでは、例えば基材９１）の成膜対象面に薄膜を形成する装置である。基材９１は例えばシリコンウェハである。
【００４５】
スパッタリング装置１は、チャンバー１００（真空チャンバー）と、保持搬送機構１０（保持部）と、プラズマ処理部２０と、ガス供給部５００と、制御部２００とを含む。
【００４６】
チャンバー１００は、例えば直方体形状の外形を有する中空部材である。チャンバー１００はその底板の上面が水平姿勢となるように配置されている。なお、Ｘ軸およびＹ軸の各々は、チャンバー１００の側壁と平行な軸である。
【００４７】
保持搬送機構１０はチャンバー１００内に設けられており、基材９１を保持し、基材９１を搬送経路Ｌに沿って搬送する。ここでは、搬送経路Ｌの延在方向は水平方向（図１ではＸ軸方向）である。
【００４８】
ガス供給部５００は処理空間Ｖ（後述）内にスパッターガスおよび反応性ガスを供給する。スパッターガスとしては、例えばアルゴンガスまたはキセノンガスなどの不活性ガスを採用できる。反応性ガスとしては、基材９１に形成する薄膜の種類に応じたガスを採用できる。より具体的には、例えば酸素ガス、窒素ガス、水蒸気、フッ素ガス、アンモニアガスおよび炭素系ガス（例えばメタンガス）の少なくともいずれか１つ採用することができる。例えば、基材９１にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を成膜する場合には、反応性ガスとして、酸素ガス、窒素ガスおよび水蒸気の少なくともいずれか１つが採用される。
【００４９】
プラズマ処理部２０は処理空間Ｖ内において、搬送経路Ｌと対向する位置に設けられている。図１の例では、プラズマ処理部２０は搬送経路Ｌよりも−Ｚ側に設けられている。プラズマ処理部２０はターゲット３２（図２も参照）を有している。プラズマ処理部２０は、後に詳述するように、プラズマを生じさせてターゲット３２に対してスパッタリングを行う。
【００５０】
図１の例では、スパッタリング装置１は仕切部材（以下、「チムニー１３０」と呼ぶ）をさらに含む。チムニー１３０はチャンバー１００内において、プラズマ処理部２０の周囲を取り囲むように配置され、搬送経路Ｌ側（図１では＋Ｚ側）に開口部を有する。この開口部は搬送経路Ｌの一部とＺ軸方向において対向する。以下では、チムニー１３０の内部空間、および、チムニー１３０の開口部と搬送経路Ｌとの間の空間を、処理空間Ｖと規定する。
【００５１】
図１の例では、スパッタリング装置１は温調部１２０をさらに含む。温調部１２０は例えば板状の形状を有しており、搬送経路Ｌに対してプラズマ処理部２０とは反対側（図１では＋Ｚ側）に設けられる。温調部１２０は、チャンバー１００内を搬送される基材９１を加熱または冷却する。一例として、温調部１２０はセラミックヒータなどのヒータを内蔵する。また別の例として、温調部１２０は水冷ジャケットを含む。
【００５２】
図１の例では、チャンバー１００のうち搬送経路Ｌの−Ｘ側の端部には、基材９１をチャンバー１００内に搬入するためのゲート１６０が設けられている。他方、チャンバー１００のうち搬送経路Ｌの＋Ｘ側の端部には、基材９１をチャンバー１００外に搬出するためのゲート１６１が設けられている。また、チャンバー１００のＸ方向両端部は、ロードロックチャンバーまたは、アンロードロックチャンバーなどの他のチャンバーの開口部が気密を保った形態で接続可能に構成される。各ゲート１６０，１６１は、開閉の切替可能に構成される。
【００５３】
図１の例では、チャンバー１００には、高真空排気系１７０が接続されている。この高真空排気系１７０はチャンバー１００の内部空間の気体を所定のプロセス圧に減圧する。高真空排気系１７０は、例えば、それぞれ図示省略の真空ポンプと、排気配管と、排気バルブとを含む。排気配管は、一端が真空ポンプに接続され、他端がチャンバー１００の内部空間に連通接続される。また、排気バルブは、排気配管の経路途中に設けられる。排気バルブは、具体的には、排気配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成において、真空ポンプが作動された状態で、排気バルブが開放されると、チャンバー１００の内部空間が排気される。高真空排気系１７０は、処理空間Ｖ内の圧力を所定のプロセス圧に保つように制御部２００により制御される。
【００５４】
＜保持搬送機構＞
図１の例では、保持搬送機構１０は、一対の搬送ローラ１１と、駆動部（図示省略）とを含む。一対の搬送ローラ１１はＹ方向における搬送経路Ｌの両側にそれぞれ設けられ、Ｙ軸方向において互いに対向する。なお、図１では、一対の搬送ローラ１１のうち図示手前側（−Ｙ側）に位置するローラが描かれている。搬送ローラ１１は、搬送経路Ｌの延在方向に沿って複数対設けられる。駆動部は、搬送ローラ１１を同期させて回転駆動する。
【００５５】
基材９１は、例えば、キャリア９０の下面に設けられた図示省略の爪状部材などによってキャリア９０の下に着脱可能に保持される。つまり、保持搬送機構１０は成膜対象面がターゲット３２側（ここでは−Ｚ側）に向くように、基材９１を保持する。キャリア９０は、板状のトレーなどによって構成されている。なお、キャリア９０における基材９１の保持態様は、本実施形態の態様の他にも種々の態様を採用しうる。例えば、上下方向に貫通する中空部を有する板状トレーの該中空部に基材９１を嵌めこむことによって、基材９１の下面を成膜可能な状態で該基材９１を保持する態様であっても構わない。
【００５６】
基材９１が配設されたキャリア９０がゲート１６０を介してチャンバー１００内に搬入されると、各搬送ローラ１１が該キャリア９０の端縁（±Ｙ側の端縁）付近に下方から当接する。そして、駆動部（図示省略）によって各搬送ローラ１１が同期回転されることによって、キャリア９０およびキャリア９０に保持される基材９１が搬送経路Ｌに沿って搬送される。本実施形態では、各搬送ローラ１１が時計回りおよび反時計回りの双方に回転可能であり、キャリア９０およびキャリア９０に保持される基材９１が双方向（±Ｘ方向）に搬送される態様について説明する。搬送経路Ｌは、プラズマ処理部２０に対向した被成膜箇所Ｐを含む。具体的には、被成膜箇所Ｐはチムニー１３０の開口部と対向する箇所である。このため、保持搬送機構１０によって搬送される基材９１が被成膜箇所Ｐを通過する期間中は基材９１の成膜対象面への成膜処理が行われ、基材９１が被成膜箇所Ｐを通過しない期間中は基材９１の成膜対象面への成膜処理が行われない。
【００５７】
＜ガス供給部＞
ガス供給部５００は処理空間Ｖ内にガスを供給する。より具体的には、ガス供給部５００は、スパッターガス供給部５１０と、反応性ガス供給部５２０とを含む。スパッターガス供給部５１０はスパッターガスを処理空間Ｖ内に供給する。反応性ガス供給部５２０は反応性ガスを処理空間Ｖ内に供給する。ガス供給部５００がスパッターガスおよび反応性ガスを供給することで、処理空間Ｖ内には、スパッターガスと反応性ガスとの混合雰囲気が形成される。
【００５８】
図２は、プラズマ処理部２０およびその周辺の一例を概略的に示す図である。スパッターガス供給部５１０は、具体的な一例として、スパッターガスの供給源であるスパッターガス供給源５１１と、配管６１２とを含む。配管６１２は、一端がスパッターガス供給源５１１と接続され、他端が複数に分岐して、各分岐端が、処理空間Ｖと連通するノズル６１４に接続される。図示の例では、複数のノズル６１４はチムニー１３０よりも＋Ｚ側において、チムニー１３０の開口部に対して互いに反対側に設けられている。ノズル６１４は開口部側へとスパッターガスを吐出する。配管６１２の経路途中には、バルブ６１３が設けられる。バルブ６１３は、制御部２００の制御下で処理空間Ｖに供給されるスパッターガスの量を調整する。バルブ６１３は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んでいることが好ましい。
【００５９】
反応性ガス供給部５２０は、具体的な一例として、反応性ガスの供給源である反応性ガス供給源５２１と、配管５２２とを含む。配管５２２は、一端が反応性ガス供給源５２１と接続され、他端が複数に分岐して、各分岐端が、処理空間Ｖに設けられたノズル５２４に接続される。図示の例では、複数のノズル５２４はチムニー１３０の内部空間のうち＋Ｚ側の空間において、チムニー１３０の開口部に対して互いに反対側に設けられている。ノズル５２４は開口部側へと反応性ガスを吐出する。配管５２２の経路途中には、バルブ５２３が設けられる。バルブ５２３は、制御部２００の制御下で処理空間Ｖに供給される反応性ガスの量を調整する。
【００６０】
搬送経路Ｌの上流側の各ノズル５２４よりも−Ｚ側には、光ファイバーのプローブ１４０が設けられる。また、プローブ１４０に入射するプラズマ発光の分光強度を測定可能な各分光器１８０が設けられている。各分光器１８０は制御部２００と電気的に接続されており、分光器１８０の測定値は制御部２００に供給される。制御部２００は、分光器１８０の出力に基づいて、プラズマエミッションモニター（ＰＥＭ）法によりバルブ５２３を制御することで、反応性ガス供給部５２０からチャンバー１００内に供給される反応性ガスの導入量を制御する。バルブ５２３は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、例えば、マスフローコントローラ等を含んでいることが好ましい。
【００６１】
＜制御部＞
スパッタリング装置１の各構成要素は制御部２００と電気的に接続されており、当該各構成要素は制御部２００により制御される。制御部２００は、具体的には、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random Access Memory）、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスク、ＬＡＮ（Local Area Network）等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部等がバスラインなどにより互いに接続された、一般的なＦＡ（Factory Automation）コンピュータにより構成される。また、制御部２００は、各種表示を行うディスプレイ、キーボードおよびマウスなどで構成される入力部等と接続されている。スパッタリング装置１においては、制御部２００の制御下で、基材９１に対して定められた処理が実行される。
【００６２】
＜プラズマ処理部＞
プラズマ処理部２０は、回転カソード３０と、第１磁石ユニット（第１磁界形成部）４０と、回転駆動部１９と、スパッター用電源３１１（スパッター電圧印加部）と、除去部５０とを含む。
【００６３】
回転カソード３０は、スパッタリング処理に用いられる電極として機能する。回転カソード３０は筒状形状を有しており、その中心軸線Ｑ１の周りで回転可能にチムニー１３０内に設けられる。回転カソード３０は、その中心軸線Ｑ１が搬送経路Ｌの延在方向（ここではＸ軸方向）と交差（例えば直交）するように設けられる。図示の例では、回転カソード３０はその中心軸線Ｑ１がＹ軸方向に沿うように設けられている。回転駆動部１９は制御部２００によって制御され、回転カソード３０を中心軸線Ｑ１の周りで回転させる。
【００６４】
回転カソード３０は、ベース部材３１と、ターゲット３２とを含む。ベース部材３１は略円筒形状を有しており、その中心軸線Ｑ１がＹ軸方向に沿うように設けられる。ベース部材３１は導電体である。ターゲット３２も略円筒形状を有しており、ベース部材３１の外周を被覆する。ターゲット３２の外周面は処理空間Ｖ内で露出している。ターゲット３２に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ、アルミニウム、あるいはシリコン（Ｓｉ）等の材料が採用される。ターゲット３２の形成は、例えば、ターゲット材料の粉末を圧縮成型して円筒状に形成し、その後、ベース部材３１を挿入し、ロー付けする手法などによって行われる。なお、ターゲット３２が導電体である場合には、回転カソード３０がベース部材３１を含まずに、ターゲット３２によって構成されてもよい。
【００６５】
第１磁石ユニット４０は回転カソード３０の内部に設けられており、ターゲット３２の外周面の近傍に磁界（磁場）を形成する。第１磁石ユニット４０は磁極面４０ａ，４０ｂを有しており、この磁極面４０ａ，４０ｂは、回転カソード３０の内周面のうち周方向における一部の領域と対面している。図示の例では、第１磁石ユニット４０は、磁極面４０ａ，４０ｂを搬送経路Ｌ側（図の例では＋Ｚ側）に向けて設けられているので、磁極面４０ａ，４０ｂは回転カソード３０の内周面のうち搬送経路Ｌ側の領域と対面する。この第１磁石ユニット４０は、ターゲット３２の外周面のうち、当該領域の付近に磁界を形成する。
【００６６】
回転カソード３０は第１磁石ユニット４０に対して相対的に回転可能に設けられる。回転カソード３０が第１磁石ユニット４０に対して回転することにより、磁界はターゲット３２の外周面を相対的に周回する。つまり、磁界はターゲット３２の全周に作用する。
【００６７】
ベース部材３１および第１磁石ユニット４０は、併せてマグネトロンカソード（円筒状マグネトロンカソード）とも称される。ベース部材３１が設けられない場合には、ターゲット３２および第１磁石ユニット４０がマグネトロンカソードを構成することとなる。
【００６８】
スパッター用電源３１１は、回転カソード３０にスパッター電圧を印加する。このスパッター電圧の印加により、回転カソード３０の外周面の近傍、特に第１磁石ユニット４０による磁界において、プラズマが生じる。そして、このプラズマ中のイオンなどの高エネルギー体がターゲット３２に衝突することにより、ターゲット３２からターゲット粒子が飛び出す（いわゆるスパッタリング）。このターゲット粒子は反応性ガスと反応し、その結果、反応生成物の膜が基材９１の−Ｚ側の表面（成膜対象面）上に形成される。
【００６９】
回転カソード３０が第１磁石ユニット４０に対して相対的に回転することにより、磁界はターゲット３２の外周面を相対的に周回するので、ターゲット３２の外周面のうち全周に亘ってスパッタリングが行われることとなる。よって、ターゲット３２を効率的に活用することができる。
【００７０】
図３は、プラズマ処理部２０の構成の一例を概略的に示す平面図である。プラズマ処理部２０は、一対のシール軸受９と、円筒形状の支持棒２とをさらに含んでいる。一方のシール軸受９は回転カソード３０の長手方向（Ｙ軸方向）の一端に設けられ、他方のシール軸受９は回転カソード３０の他端に設けられている。シール軸受９の各々は、チャンバー１００の底板の上面から立設された台部と、台部の上部に設けられた略円筒状の円筒部とを含む。
【００７１】
支持棒２は一対のシール軸受９の円筒部に軸受されている。支持棒２は回転カソード３０を中心軸線Ｑ１に沿って回転カソード３０を貫通し、回転カソード３０の外に延出している。この支持棒２のうち回転カソード３０から延出された部分は、所定の台座等などの固定部材によってチャンバー１００の例えば底板に固定される。
【００７２】
図示の例では、第１磁石ユニット４０は、ヨーク４１（支持板）と、複数の磁石４３とを含む。ヨーク４１は磁性鋼などの磁性材料により形成される。複数の磁石４３は中央磁石４３ａおよび周辺磁石４３ｂを含み、ヨーク４１上に設けられている。
【００７３】
ヨーク４１は例えば平板状の部材であり、回転カソード３０の内周面に対向して回転カソード３０の長手方向（Ｙ軸方向）に延在している。回転カソード３０の内周面に対向するヨーク４１の主面（表面）上には、中央磁石４３ａおよび周辺磁石４３ｂが立設されている。中央磁石４３ａはヨーク４１の長手方向に延在し、ヨーク４１の長手方向に沿った中心線上に配置されている。周辺磁石４３ｂはヨーク４１の表面の外縁部において、中央磁石４３ａの周囲を囲む環状（無端状）に設けられている。中央磁石４３ａおよび周辺磁石４３ｂは、例えば、ネオジム磁石などの永久磁石である。
【００７４】
中央磁石４３ａおよび周辺磁石４３ｂの、それぞれのターゲット３２側の磁極面４０ａ，４０ｂの極性は、互いに異なっている。例えば、中央磁石４３ａの磁極面４０ａの極性はＮ極であり、周辺磁石４３ｂの磁極面４０ｂの極性はＳ極である。
【００７５】
ヨーク４１の他方の主面（裏面）には、固定部材４７の一端が接合されている。固定部材４７の他端は、支持棒２に接合されている。これにより、第１磁石ユニット４０は支持棒２に連結される。
【００７６】
回転カソード３０は、ベース部材３１の両端において、例えば、一対のシール軸受９により支持棒２と共通の中心軸線Ｑ１を中心に回転可能に支持されている。これにより、回転カソード３０の内部空間と、処理空間Ｖとは互いに遮断されている。
【００７７】
一方のシール軸受９の台部には、モータと、モータの回転を伝達するギア（それぞれ図示省略）とを含む回転駆動部１９が設けられている。また、回転カソード３０には、回転駆動部１９のギアと噛み合うギア（図示省略）が設けられている。
【００７８】
各回転駆動部１９（回転部）は、モータの回転によって中心軸線Ｑ１を中心に回転カソード３０を回転させる。回転カソード３０の回転速度は例えば１０〜２０回転／分に設定され、成膜処理の期間中は上記した回転速度で定速回転される。また、回転カソード３０は、シール軸受９および支持棒２を介して内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。回転カソード３０は例えば図２において時計回りに回転する。
【００７９】
スパッター用電源３１１に接続される電線は処理空間Ｖに導入されて、回転カソード３０のシール軸受９内に導かれている。電線の先端には、回転カソード３０のベース部材３１と電気的に接続するブラシが設けられている。スパッター用電源３１１は、このブラシを介してベース部材３１に、負電圧を含むスパッター電圧を印加する。一例として、スパッター電圧として負電圧と正電圧とからなるパルス状の電圧がベース部材３１に印加されても構わない。スパッター電圧は、別の表現として、ターゲット電圧、カソード印加電圧、またはバイアス電圧とも称される。
【００８０】
ベース部材３１（ひいては、ターゲット３２）にスパッター電圧が印加されることによって、ターゲット３２の外周面の近傍にスパッターガスのプラズマ（マグネトロンプラズマ）が生成され、特に第１磁石ユニット４０が形成する磁界において、高密度なスパッターガスのプラズマが閉じ込められる。言い換えれば、スパッター用電源３１１は、マグネトロンカソードが形成する磁界によって処理空間Ｖにマグネトロンプラズマが発生するように、ターゲット３２に負電圧を含むスパッター電圧を印加する。
【００８１】
図３の例では、第１磁石ユニット４０の中心軸線Ｑ１方向の長さはターゲット３２の長さよりも短い。この場合、ターゲット３２の長手方向の両側の端部３２ａは径方向において第１磁石ユニット４０と対面しておらず、当該端部３２ａの近傍には、スパッタリングに有効な磁界が形成されない。よって、ターゲット３２の端部３２ａにはスパッタリングが行われにくい。つまり、ターゲット３２の外周面のうち両側の端部３２ａによって挟まれる中央部３２ｂは、スパッタリングが行われるエロージョン領域となるものの、端部３２ａはスパッタリングがほとんど行われない非エロージョン領域となる。
【００８２】
この非エロージョン領域（端部３２ａ）には、成膜処理において異物が形成され得る。例えば、ターゲット３２が処理空間Ｖ内の反応性ガス（例えば酸素または窒素）と反応することにより、非エロージョン領域には、当該異物としての絶縁膜（例えば酸化膜または窒化膜）が形成され得る。あるいは、ターゲット３２がＩＴＯ用のターゲットである場合には、非エロージョン領域には、当該異物としてのノジュールが形成され得る。ノジュールとは、非エロージョン領域に析出される異物であり、先端が尖った形状を有している。これらの異物（絶縁膜およびノジュール）はエロージョン領域と非エロージョン領域との間の放電を誘発し得る。
【００８３】
除去部５０はチャンバー１００内（具体的には、チムニー１３０内）に設けられており、ターゲット３２の非エロージョン領域（端部３２ａ）を削る。これによれば、たとえ非エロージョン領域に異物が形成されたとしても、その異物は除去部５０によって除去される。したがって、成膜処理中においてエロージョン領域（中央部３２ｂ）と非エロージョン領域（端部３２ａ）との間で放電が生じる可能性を低減することができる。
【００８４】
図示の例では、除去部５０は第２磁石ユニット６０（第２磁界発生部）を含んでいる。第２磁石ユニット６０はターゲット３２の非エロージョン領域（端部３２ａ）の近傍に磁界を形成する。図示の例では、第２磁石ユニット６０は、ターゲット３２の端部３２ａのうち周方向における一部と間隔を空けて対面する位置に設けられている。ここでは、ターゲット３２の両側の端部３２ａのそれぞれに第２磁石ユニット６０が設けられている。よって、２つの第２磁石ユニット６０がチャンバー１００内に設けられる。回転カソード３０の周方向（以下、単に周方向とも呼ぶ）における２つの第２磁石ユニット６０の位置は互いに略等しい。第２磁石ユニット６０は不図示の固定部材を介してチャンバー１００の例えば底板に固定される。第２磁石ユニット６０は端部３２ａの当該一部の近傍に磁界を形成する。
【００８５】
図４は、第２磁石ユニット６０の構成の一例を概略的に示す斜視図である。第２磁石ユニット６０は、ヨーク６１と、複数の磁石６３とを含む。ヨーク６１は磁性鋼などの磁性材料で形成されている。ヨーク６１は板形状の部材であり、その厚み方向が回転カソード３０の径方向（以下、単に径方向とも呼ぶ）に沿うように配置される。図４の例では、ヨーク６１はその厚み方向に沿って見て、略円形状を有している。
【００８６】
複数の磁石６３は、中央磁石６３ａと、周辺磁石６３ｂとを含む。中央磁石６３ａは、ヨーク６１のターゲット３２側の主面（表面）の略中央部分に立設されている。図４の例では、中央磁石６３ａは略円柱形状を有している。中央磁石６３ａはその中心軸が回転カソード３０の径方向に沿うように設けられている。周辺磁石６３ｂは中央磁石６３ａを囲むように環状にヨーク６１の当該主面に立設されている。中央磁石６３ａおよび周辺磁石６３ｂは、例えば、ネオジム磁石等の永久磁石である。
【００８７】
中央磁石６３ａのターゲット３２側の磁極面の極性および周辺磁石６３ｂのターゲット３２側の磁極面の極性は、互いに異なっている。例えば、中央磁石６３ａの当該磁極面の極性はＮ極であり、周辺磁石６３ｂの当該磁極面の極性はＳ極である。
【００８８】
このような第２磁石ユニット６０は、ターゲット３２の端部３２ａのうち周方向の一部の近傍に磁界を生じさせる。回転カソード３０が回転することにより、第２磁石ユニット６０によって生じた磁界はターゲット３２の端部３２ａを相対的に周回することになる。よって、当該磁界はターゲット３２の端部３２ａの全周に作用することになる。
【００８９】
スパッター用電源３１１が回転カソード３０にスパッター電圧を印加することより、上述のように、処理空間Ｖ内のスパッターガスがプラズマ化される。ターゲット３２の外周面のうち中央部３２ｂの近傍には、上述のように、第１磁石ユニット４０によって形成される磁界により、プラズマ中の高エネルギー体（イオンなど）が囲い込まれる。一方で、ターゲット３２の外周面のうち端部３２ａの近傍には、第２磁石ユニット６０によって形成される磁界により、プラズマ中の高エネルギー体が囲い込まれる。これによれば、ターゲット３２の外周面の中央部３２ｂのみならず端部３２ａに対しても、スパッタリングが行われる。よって、ターゲット３２の外周面のうち端部３２ａもスパッタリングによって削られる。したがって、たとえターゲット３２の端部３２ａ上に異物が形成されたとしても、その異物はスパッタリングによってターゲット３２の端部３２ａから除去される。
【００９０】
以上のように、スパッタリング装置１によれば、ターゲット３２の非エロージョン領域（端部３２ａ）に異物が生じることを抑制できる。よって、ターゲット３２のエロージョン領域（中央部３２ｂ）と非エロージョン領域（端部３２ａ）との間で放電が生じる可能性を低減できる。言い換えれば、より安定して基材９１に対して成膜処理を行うことができる。
【００９１】
＜誘導結合アンテナ＞
図１および図２の例では、プラズマ処理部２０は誘導結合アンテナ１５１をさらに含んでいる。なお、プラズマ処理部２０は誘導結合アンテナ１５１を含まなくてもよい。本実施の形態では、誘導結合アンテナ１５１は本質ではないため、誘導結合アンテナ１５１については簡単な説明に留める。
【００９２】
図１の例では、誘導結合アンテナ１５１は、チャンバー１００の底板のうち、搬送経路Ｌの延在方向において回転カソード３０に対して互いに反対側に、それぞれ、設けられている。各誘導結合アンテナ１５１は、石英（石英硝子）などからなる誘電体の保護部材１５２によって覆われて、チャンバー１００の底板を貫通して設けられる。
【００９３】
また、搬送経路Ｌの延在方向における各誘導結合アンテナ１５１の前後には、スパッターガス供給源５１１から供給されるスパッターガスを処理空間Ｖ内に導入する一対のノズル５１４がそれぞれ設けられている。ノズル５１４は配管５１２を介してスパッターガス供給源５１１と接続される。配管５１２の経路途中には、バルブ５１３が設けられる。バルブ５１３は、制御部２００の制御下で処理空間Ｖ（具体的には、誘導結合アンテナ１５１の近傍）に供給されるスパッターガスの量を調整する。バルブ５１３は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。
【００９４】
さらに、搬送経路Ｌの延在方向おける各誘導結合アンテナ１５１の前後には、反応性ガス供給源５２１から供給される反応性ガスを処理空間Ｖ内に導入する一対のノズル６２４がそれぞれ設けられている。ノズル６２４は配管６２２を介して反応性ガス供給源５２１と接続される。配管６２２の経路途中には、バルブ６２３が設けられる。バルブ６２３は、制御部２００の制御下で処理空間Ｖ（具体的には、誘導結合アンテナ１５１の近傍）に供給される反応性ガスの量を調整する。バルブ６２３は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。
【００９５】
各誘導結合アンテナ１５１は、例えば、金属製のパイプ状導体をＵ字形に曲げたものであり、「Ｕ」の字を上下逆向きにした状態でチャンバー１００の底板を貫通して処理空間Ｖの内部に突設されている。誘導結合アンテナ１５１は、内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。
【００９６】
各誘導結合アンテナ１５１の一端は、整合回路１５４を介して、高周波電源１５３に電気的に接続されている。また、各誘導結合アンテナ１５１の他端は接地されている。この構成において、高周波電源１５３から誘導結合アンテナ１５１に高周波電力（例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力）が供給されると、誘導結合アンテナ１５１の周囲に高周波誘導磁界が生じ、処理空間Ｖにスパッターガスと反応性ガスとのそれぞれの誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）が発生する。上記誘導結合プラズマは、高周波誘導結合プラズマとも称される。
【００９７】
＜成膜処理＞
スパッタリング装置１における成膜処理の一例を説明する。まず、スパッターガス供給部５１０が処理空間Ｖにスパッターガスを供給する。また、反応性ガス供給部５２０が処理空間Ｖに反応性ガスを供給する。これにより、処理空間Ｖ内には、スパッターガスと反応性ガスとの混合雰囲気が形成される。
【００９８】
回転駆動部１９は中心軸線Ｑ１を中心に回転カソード３０を回転させる。回転駆動部１９は成膜処理が終了するまで、回転カソード３０の回転を継続する。
【００９９】
スパッター用電源３１１は、回転カソード３０にスパッター電圧を印加する。回転カソード３０のベース部材３１（ひいては、ターゲット３２）にスパッター電圧が印加されることによって、回転カソード３０の周囲にはマグネトロンプラズマ用の電界が生成され、反応性ガスとスパッターガスとのプラズマが生成される。
【０１００】
また、高周波電源１５３が各誘導結合アンテナ１５１に高周波電力を供給する。これにより、処理空間Ｖには、反応性ガスとスパッターガスとの誘導結合プラズマが生成される。
【０１０１】
そして、保持搬送機構１０が搬送経路Ｌに沿って基材９１を搬送する。より具体的な一例として、保持搬送機構１０は、基材９１が被成膜箇所Ｐを複数回通過するように、基材９１を搬送経路Ｌに沿って±Ｘ方向に移動させる。その結果、基材９１の成膜対象面（−Ｚ側の主面）には、回転カソード３０のターゲット３２からスパッターされたスパッター粒子と反応性ガスとが反応した反応生成物が堆積する。
【０１０２】
＜効果＞
このようなスパッタリング装置１において、除去部５０は成膜処理においてターゲット３２の非エロージョン領域（端部３２ａ）を削る。よって、成膜処理においてターゲット３２の非エロージョン領域に異物（絶縁膜またはノジュール）が生じたとしても、その異物を除去することができる。したがって、ターゲット３２のエロージョン領域（中央部３２ｂ）と非エロージョン領域との間で放電が生じる可能性を低減することができる。ひいては、より安定して基材９１に成膜処理を行うことができる。
【０１０３】
また、放電が生じる可能性が低いので、スパッター用電源３１１が出力するスパッター電圧として、高調波成分の少ない直流電圧を採用することもできる。例えば、スパッター電圧が高調波成分の多いパルス状の電圧を採用すれば、非エロージョン領域の電位が繰り返し反転するので、その帯電量を低減することができる。よって、放電を抑制することができる。しかるに、スパッタリング装置１においては、放電の原因となる非エロージョン領域の異物を除去している。したがって、スパッター電圧として高調波成分の少ない直流電圧を採用しても、放電が生じにくいのである。より具体的な一例として、スパッター用電源３１１は、静電容量の大きい平滑コンデンサを含み、平滑コンデンサの両端電圧をスパッター電圧として出力してもよい。これによれば、より安価なスパッター用電源３１１を採用することができる。
【０１０４】
＜第２磁石ユニットの周方向位置＞
スパッタリング装置１において、第２磁石ユニット６０の周方向における位置は任意に設定してもよいものの、より具体的な例について述べる。図１および図２の例では、第２磁石ユニット６０の周方向における位置は第１磁石ユニット４０の周方向における位置と異なっている。より具体的には、第２磁石ユニット６０は第１磁石ユニット４０に対して周方向において間隔を空けて配置されている。これによれば、第１磁石ユニット４０と第２磁石ユニット６０との間の間隔を広げることができる。
【０１０５】
よって、第２磁石ユニット６０が、第１磁石ユニット４０の磁界へ与える影響を低減することができる。これによれば、ターゲット３２のエロージョン領域（中央部３２ｂ）に対するスパッタリングをより安定に行うことができる。ひいては、基材９１に対してより安定して成膜処理を行うことができる。
【０１０６】
ここで、角度θ１を導入する。角度θ１は、第１磁石ユニット４０の周方向における中央部と、第２磁石ユニット６０の周方向における中央部とが、中心軸線Ｑ１を中心としてなす角度（０≦θ１≦１８０）である。この角度θ１は９０度以上１８０度以下に設定されるとよい。これにより、第２磁石ユニット６０を適切に第１磁石ユニット４０から遠ざけることができる。
【０１０７】
第２磁石ユニット６０が中心軸線Ｑ１に対して第１磁石ユニット４０と反対側（図では−Ｚ側）に位置する場合（例えば角度θ１が１８０度である場合）には、第２磁石ユニット６０を第１磁石ユニット４０から最も遠ざけることができる。これによれば、第２磁石ユニット６０が第１磁石ユニット４０の磁界へ与える影響を最も低減することができる。
【０１０８】
＜防着部材＞
図示の例では、スパッタリング装置１は防着部材５２をさらに含んでいる。防着部材５２は非磁性材料（例えば、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４）またはアルミニウム）によって形成されている。防着部材５２は回転カソード３０に対して径方向外側において、ターゲット３２の非エロージョン領域（端部３２ａ）と空隙を隔てて対向する。防着部材５２の周方向における位置は第２磁石ユニット６０の周方向における位置と略等しい。言い換えれば、防着部材５２はターゲット３２と第２磁石ユニット６０との間に位置している。さらに言い換えれば、防着部材５２および第２磁石ユニット６０は、回転カソード３０の径方向に沿う直線上に設けられている。図３の例では、２つの第２磁石ユニット６０のそれぞれに対応して防着部材５２が設けられている。つまり、スパッタリング装置１には、２つの防着部材５２が設けられている。
【０１０９】
防着部材５２は例えば板状の形状を有しており、その厚み方向が回転カソード３０の径方向に沿うように設けられている。防着部材５２の周方向における長さは第２磁石ユニット６０よりも長く設定され得る。また、防着部材５２の中心軸線Ｑ１方向における長さも第２磁石ユニット６０よりも長く設定され得る。より具体的には、中心軸線Ｑ１から見て、第２磁石ユニット６０が防着部材５２によって覆われる程度に、防着部材５２のサイズが設定されるとよい。また、防着部材５２とターゲット３２の端部３２ａとの間には、他の物体は配置されていないことが望ましい。
【０１１０】
防着部材５２は着脱可能にチャンバー１００に固定される。例えば防着部材５２は、着脱可能に固定部材（不図示）に取り付けられており、この固定部材がチャンバー１００の例えば底板に取り付けられる。具体的な一例として、当該固定部材は、チャンバー１００の底板から＋Ｚ側に延在する柱状形状を有し、防着部材５２は当該固定部材に対して締結部材（例えばねじ）により固定されていてもよく、あるいは、係止構造により固定されていてもよい。
【０１１１】
このようなスパッタリング装置１によれば、スパッタリングによってターゲット３２の端部３２ａから飛び出したターゲット粒子は適宜に反応性ガスと反応し、反応生成物として防着部材５２のターゲット３２側の表面に堆積される。つまり、防着部材５２は、当該反応生成物が第２磁石ユニット６０に堆積される可能性を低減する。
【０１１２】
防着部材５２に形成される膜（反応生成物）が厚くなると、その内部応力等により、一部がはがれてパーティクルとなるおそれがある。そこで、作業者は、例えば所定枚数の基材９１に対する成膜処理が終了したときに、防着部材５２をチャンバー１００から取り外し、新しい防着部材５２をチャンバー１００内に取り付けるとよい。つまり、作業者は防着部材５２を交換するとよい。これにより、防着部材５２に形成される膜に起因したパーティクルの発生を抑制することができる。
【０１１３】
ここで、比較のために、防着部材５２が設けられていない場合について考察する。この場合には、第２磁石ユニット６０のターゲット３２側の表面に反応生成物が膜として形成される。この場合、第２磁石ユニット６０を交換することによって、当該膜に起因したパーティクルの発生を抑制することは可能である。しかるに、第２磁石ユニット６０は磁石６３を有しており、高価である。特に、希少な希土類を含む希土類磁石は非常に高価である。これに対して、防着部材５２は非磁性材料によって形成され、磁石を有していない。よって、第２磁石ユニット６０に比して安価である。つまり、防着部材５２をチャンバー１００内に設けて、その防着部材５２を交換することにより、交換に要するコストを低減することができる。
【０１１４】
＜第１磁石ユニット４０および第２磁石ユニット６０の磁界の強さ＞
第１磁石ユニット４０によって形成される磁界は、プラズマ中の高エネルギー体によるターゲット３２への衝突を促すので、スパッタリングの速度、ひいては、基材９１に形成される膜の成膜速度を向上させることができる。よって、第１磁石ユニット４０によって形成される磁界の大きさは、比較的に大きく設定されるとよい。これにより、スパッタリング装置１のスループットを向上することができる。
【０１１５】
これに対して、第２磁石ユニット６０は、ターゲット３２の端部３２ａに異物が形成されることを抑制または回避するために設けられる。つまり、ターゲット３２の端部３２ａ自体を高速に削る必要はない。そこで、第２磁石ユニット６０によって形成される磁界の大きさを比較的に小さく設定してもよい。
【０１１６】
つまり、第２磁石ユニット６０による磁界の大きさを、第１磁石ユニット４０による磁界の大きさよりも小さく設定してもよい。より具体的には、磁界のうち、ターゲット３２の外周面に沿う成分が主としてスパッタリングに影響するので、第２磁石ユニット６０による磁界の当該成分の大きさ（例えば最大値）を、第１磁石ユニット４０による磁界の当該成分の大きさ（例えば最大値）よりも小さく設定する。
【０１１７】
これにより、スループットの向上およびターゲット３２の端部３２ａにおける異物発生の抑制を両立しつつも、第２磁石ユニット６０の製造コストおよびサイズを低減することができる。
【０１１８】
＜冷却部＞
図５は、第２磁石ユニット６０の構成の一例を概略的に示す図である。図５に例示するように、第２磁石ユニット６０は冷却部７０によって冷却されてもよい。この冷却部７０はチャンバー１００内に設けられ、第２磁石ユニット６０（より具体的には磁石６３）を冷却する。これにより、スパッタリングに伴って発生する熱による中央磁石６３ａおよび周辺磁石６３ｂの熱減磁を抑制することができる。
【０１１９】
冷却部７０は例えば水冷により、第２磁石ユニット６０を冷却してもよい。図５の例では、冷却部７０は、容器７１と、供給配管７２と、排出配管７３とを含む。容器７１は非磁性の材料で構成されており、第２磁石ユニット６０を収納する。供給配管７２は冷却液（例えば水）を容器７１の内部に供給する配管であり、その一端が容器７１に連結されており、他端が不図示の冷却液供給源に連結される。排出配管７３は冷却液を容器７１の内部から排出する配管であり、その一端が容器７１に連結されており、他端が不図示の排出部に接続される。なお、冷却部７０は冷却水を循環するように構成されていてもよい。
【０１２０】
また、冷却部７０は必ずしも容器７１を含んでいる必要はない。例えば、ヨーク６１を貫通する貫通孔を形成し、その貫通孔に冷却水を流すことにより、ヨーク６１、ひいては中央磁石６３ａおよび周辺磁石６３ｂを冷却してもよい。
【０１２１】
＜スパッタリング装置１Ａ＞
図６は、スパッタリング装置１Ａの構成の一例を概略的に示す図である。スパッタリング装置１Ａは、第２磁石ユニット６０の位置を除いて、スパッタリング装置１と同様の構成を有している。スパッタリング装置１Ａにおいては、第２磁石ユニット６０は回転カソード３０の内部（より具体的にはベース部材３１の内部）に位置している。第２磁石ユニット６０の磁石６３はその磁極面が回転カソード３０の内周面に向くように、設けられている。第２磁石ユニット６０はスパッタリング装置１と同様に、ターゲット３２の端部３２ａの一部と径方向において対向する。図６の例では、第２磁石ユニット６０は固定部材６７を介して支持棒２に連結されている。
【０１２２】
この第２磁石ユニット６０も、ターゲット３２の端部３２ａの周方向における一部の近傍に磁界を形成する。スパッタリング装置１Ａにおいても、回転カソード３０は第２磁石ユニット６０に対して相対的に回転するので、この磁界はターゲット３２の端部３２ａを相対的に周回する。つまり、スパッタリング装置１Ａにおいても、磁界はターゲット３２の端部３２ａの全周に作用する。
【０１２３】
したがって、スパッタリング装置１Ａにおいても、ターゲット３２の中央部３２ｂのみならず端部３２ａにもスパッタリングが行われる。よって、ターゲット３２の端部３２ａに異物が生じたとしても、その異物を除去することができる。
【０１２４】
しかも、スパッタリング装置１Ａにおいては、回転カソード３０の内部に第１磁石ユニット４０および第２磁石ユニット６０の両方が設けられる。よって、回転カソード３０の内部を流れて第１磁石ユニット４０を冷却する冷却水は、第２磁石ユニット６０も冷却できる。したがって、第１磁石ユニット４０および第２磁石ユニット６０に個別の冷却部を設ける必要がない。これによれば、スパッタリング装置１Ａの製造コストを低減することができる。
【０１２５】
その一方で、回転カソード３０の内部空間はその外部空間に比べて狭いので、第２磁石ユニット６０が回転カソード３０の外部に設けられている場合（図１および図２）には、第２磁石ユニット６０を配置しやすい。これによれば、設計を行いやすい。
【０１２６】
なお、上述の例では、スパッタリング装置１，１Ａは、基材９１がプラズマ処理部２０に対して＋Ｚ側に位置する、いわゆるデポアップ型のスパッタリング装置である。しかるに、スパッタリング装置１，１Ａは、基材９１がプラズマ処理部２０に対して−Ｚ側に位置するデポダウン型のスパッタリング装置であってもよい。
【０１２７】
第２の実施の形態．
図７は、スパッタリング装置１Ｂの構成の一例を概略的に示す図である。スパッタリング装置１Ｂは、除去部５０の構成を除いて、スパッタリング装置１と同様の構成を有している。スパッタリング装置１Ｂにおいては、除去部５０は研磨部材８０を含む。
【０１２８】
研磨部材８０はターゲット３２の非エロージョン領域（端部３２ａ）を削る。研磨部材８０は、ターゲット３２よりも硬い研磨材（粒子）を含んでいる。研磨部材８０は例えば略直方体の形状を有し、そのターゲット３２側の表面が端部３２ａの周方向における一部に接触するように設けられている。この研磨部材８０は不図示の固定部材を介してチャンバー１００の例えば底板に固定される。
【０１２９】
回転カソード３０は中心軸線Ｑ１の周りで研磨部材８０に対して相対的に回転するので、研磨部材８０は相対的にターゲット３２の端部３２ａを周回する。これにより、研磨部材８０は周方向に沿ってターゲット３２の端部３２ａを全周に亘って研磨する。
【０１３０】
よって、成膜処理においてターゲット３２の端部３２ａに異物が形成されたとしても、その成膜処理において異物を除去することができる。したがって、第１の実施の形態と同様に、放電の発生を抑制または回避でき、より安定して基材９１に対して成膜処理を行うことができる。しかも、研磨部材８０は第２磁石ユニット６０に比して安価であり、簡易な構成を有している。よって、製造コストを低減できる。
【０１３１】
スパッタリング装置１Ｂにおいては、研磨部材８０による研磨によって、パーティクル（研磨部材８０から除去された一部およびターゲット３２の端部３２ａから除去された一部）が生じる。このパーティクルが基材９１の成膜対象面に付着することは望ましくない。そこで、研磨部材８０を基材９１から離れた位置に設けるとよい。言い換えれば、研磨部材８０を搬送経路Ｌから離れた位置に設けるとよい。
【０１３２】
ここで、角度θ２を導入する。角度θ２は、ターゲット３２の端部３２ａ上の点のうち基材９１に最も近い点（つまり、搬送経路Ｌに最も近い点）Ｐ１と、研磨部材８０の周方向における中央部とが、中心軸線Ｑ１を中心としてなす角度（０≦θ２≦１８０）である。この角度θ２は９０度以上１８０度以下に設定されてもよい。これにより、研磨部材８０を適切に基材９１から遠ざけることができる。これによれば、研磨部材８０を用いた研磨によって生じるパーティクルが基材９１の表面に付着する可能性を低減することができる。
【０１３３】
研磨部材８０が中心軸線Ｑ１に対して基材９１と反対側（図では−Ｚ側）に位置する場合（例えば角度θ２が１８０度である場合）には、研磨部材８０を基材９１から最も遠ざけることができる。これによれば、研磨によって生じるパーティクルが基材９１の表面に付着する可能性をさらに低減することができる。
【０１３４】
また、スパッタリング装置１Ｂにおいては、基材９１は回転カソード３０よりも＋Ｚ側に位置しているので、研磨部材８０は回転カソード３０よりも−Ｚ側に位置するとよい。これによれば、仮にパーティクルが＋Ｚ側に舞い上がろうとしても、研磨部材８０よりも＋Ｚ側に位置する回転カソード３０が障害物となるので、パーティクルが基材９１側に飛散しにくいのである。よって、パーティクルが基材９１の表面に付着する可能性をさらに低減することができる。
【０１３５】
図７の例では、周方向における第１磁石ユニット４０の中央部の位置は点Ｐ１と略同じである。よって、角度θ２を９０度以上１８０度以下に設定することにより、研磨部材８０を第１磁石ユニット４０からも適切に遠ざけることができる。これによれば、研磨部材８０を、第１磁石ユニット４０によって形成された磁界から遠ざけることができる。当該磁界では、ターゲット３２に対してスパッタリングが行われるので、温度が高くなるところ、研磨部材８０をその熱源から遠ざけることができる。これにより、熱による研磨部材８０の劣化を抑制することができる。
【０１３６】
研磨部材８０は、基材９１に最も近い点Ｐ１に対して、回転カソード３０の回転方向の下流側に位置していてもよい。なお、ここでいう「Ａ」に対する回転方向の下流側とは、「Ａ」に対して半周以内の下流側を意味する。ここでは、回転カソード３０は時計回り方向に回転するので、図７の例では、研磨部材８０は、中心軸線Ｑ１と点Ｐ１とを結ぶ仮想線に対して右側（＋Ｘ側）に位置している。つまり、図７に例示する研磨部材８０は基材９１（点Ｐ１）に対して回転方向の下流側に位置している。
【０１３７】
このような場合、回転カソード３０の回転によって、ターゲット３２の端部３２ａ上の各点は基材９１から遠ざかるように、研磨部材８０を横切る。図７の例では、当該各点は＋Ｚ側から−Ｚ側へと研磨部材８０を横切る。よって、研磨部材８０によって生じたパーティクルは、基材９１から遠ざかる方向（図７の例では、−Ｚ側）に飛散しやすい。これによれば、パーティクルが基材９１の表面に付着する可能性をさらに低減することができる。
【０１３８】
図８は、スパッタリング装置１Ｃの構成の一例を概略的に示す図である。スパッタリング装置１Ｃは、飛散防止部材８１，８２の有無を除いて、スパッタリング装置１Ｂと同様の構成を有している。
【０１３９】
飛散防止部材８１，８２は、研磨部材８０とターゲット３２との接触部と周方向において対向する。図８の例では、研磨部材８０は回転カソード３０に対して＋Ｘ側において、Ｘ軸方向において中心軸線Ｑ１と対向するように設けられている。飛散防止部材８１は、研磨部材８０とターゲット３２との接触部に対して−Ｚ側において、当該接触部とＺ軸方向において対向するように設けられている。この飛散防止部材８１は、研磨によって当該接触部から落下するパーティクルを受け止めることができる。よって、以下では、飛散防止部材８１を受け止め部材８１とも呼ぶ。受け止め部材８１がパーティクルを受け止めるので、パーティクルが処理空間Ｖ内で飛散することを抑制できる。
【０１４０】
受け止め部材８１は例えば板状の形状を有しており、その厚み方向がＺ軸方向に沿うように設けられる。受け止め部材８１は不図示の固定部材を介してチャンバー１００の例えば底板に固定される。図８の例では、受け止め部材８１の回転カソード３０側の端部の＋Ｚ側の面は傾斜している。具体的には、受け止め部材８１の当該面は−Ｘ側に向かうにつれて＋Ｚ側に延在するように傾斜している。受け止め部材８１の−Ｘ側の端縁は研磨部材８０とターゲット３２との接触部よりも−Ｘ側に位置している。受け止め部材８１の中心軸線Ｑ１方向に沿う長さは研磨部材８０よりも長く設定され得る。また受け止め部材８１のＸ軸方向に沿う長さも研磨部材８０よりも長く設定され得る。これによれば、受け止め部材８１はより広い面積でパーティクルを受け止めることができるので、より多くのパーティクルを受け止めることができる。
【０１４１】
飛散防止部材８２は、研磨部材８０とターゲット３２との接触部に対して受け止め部材８１とは反対側において、当該接触部とＺ軸方向において対向するように、設けられている。飛散防止部材８２は不図示の固定部材を介してチャンバー１００の例えば底板に固定される。この飛散防止部材８２は、研磨によって当該接触部から＋Ｚ側に飛散したパーティクルと衝突し、当該パーティクルを−Ｚ側へと落下させる。つまり、飛散防止部材８２もパーティクルがチャンバー１００の内部（具体的には処理空間Ｖ）に飛散することを抑制する。図８の例では、飛散防止部材８２は基材９１側に飛散するパーティクルを低減することができる。
【０１４２】
飛散防止部材８２は例えば板状の形状を有しており、その厚み方向がＺ軸方向に沿うように、設けられている。図８の例では、飛散防止部材８２の回転カソード３０側の端部の−Ｚ側の面は傾斜している。具体的には、飛散防止部材８２の当該面は−Ｘ側に向かうにつれて−Ｚ側に延在するように傾斜している。飛散防止部材８２の−Ｘ側の端縁は研磨部材８０とターゲット３２との接触部よりも−Ｘ側に位置している。飛散防止部材８２の中心軸線Ｑ１方向に沿う長さは研磨部材８０よりも長く設定され得る。また飛散防止部材８２のＸ軸方向に沿う長さも研磨部材８０よりも長く設定され得る。これによれば、飛散防止部材８２はより広い面積でパーティクルと衝突することができるので、より多くのパーティクルの飛散を抑制することができる。
【０１４３】
図９は、スパッタリング装置１Ｄの構成の一例を概略的に示す図である。スパッタリング装置１Ｄは、搬送経路Ｌ（基材９１）とプラズマ処理部２０との位置関係を除いて、スパッタリング装置１Ｃと同様の構成を有している。
【０１４４】
スパッタリング装置１Ｄにおいては、プラズマ処理部２０は基材９１に対して＋Ｚ側に位置している。つまり、スパッタリング装置１Ｄはいわゆるデポダウン型のスパッタリング装置である。図９の例では、スパッタリング装置１Ｄは、受け止め部材８１および飛散防止部材８２を除いてスパッタリング装置１Ｃの構成を上下反転した構成を有している。受け止め部材８１はスパッタリング装置１Ｃと同様に、研磨部材８０とターゲット３２との接触部に対して−Ｚ側に位置しており、飛散防止部材８２はスパッタリング装置１Ｃと同様に、研磨部材８０とターゲット３２との接触部に対して＋Ｚ側に位置している。
【０１４５】
このスパッタリング装置１Ｄにおいて、受け止め部材８１は特に有益である。なぜなら、受け止め部材８１が設けられていなければ、研磨によって生じたパーティクルは基材９１側に落下し、基材９１の表面にパーティクルが付着しやすいからである。逆に言えば、受け止め部材８１が設けられていることで、パーティクルの多くは受け止め部材８１で受け止められる。よって、パーティクルの多くは基材９１側に移動できず、パーティクルが基材９１の表面に付着する可能性を大幅に低減することができる。
【０１４６】
変形例．
以上、スパッタリング装置の実施の形態について説明したが、この実施の形態はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【０１４７】
例えば上記した成膜処理は、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）上のカソード電極の成膜または太陽電池半導体のパッシベーション成膜など種々の成膜処理に適用可能である。
【０１４８】
また、上述の例では、一つの回転カソード３０が設けられているものの、複数の回転カソード３０が搬送経路Ｌの延在方向において間隔を空けて配列されていてもよい。この場合には、回転カソード３０の各々に対して除去部５０が設けられれば良い。
【０１４９】
以上、実施形態およびその変形例にかかるスパッタリング装置について説明したが、これらは好ましい実施形態の例であって、実施の範囲を限定するものではない。本実施の形態は、その開示の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【０１５０】
１，１Ａ〜１Ｄ  スパッタリング装置
１９  回転駆動部
３０  回転カソード
３２  ターゲット
４０  第１磁界発生部（第１磁石ユニット）
５０  除去部
６０  第２磁界発生部（第２磁石ユニット）
１０  保持部（保持搬送機構）
９１  成膜対象物（基材）
１００  チャンバー
３１１  電圧印加部（スパッター用電源）
５００  ガス供給部
Ｑ１  中心軸線
【図１】
2020125520.tif 000003
【図２】
2020125520.tif 000004
【図３】
2020125520.tif 000005
【図４】
2020125520.tif 000006
【図５】
2020125520.tif 000007
【図６】
2020125520.tif 000008
【図７】
2020125520.tif 000009
【図８】
2020125520.tif 000010
【図９】
2020125520.tif 000011