(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットを放電でスパッタし、該ターゲットの表面に対向して配置される基板の上にスパッタ成膜を行うためのスパッタ成膜装置であって、
スパッタ成膜チャンバーを形成する真空容器と、
前記真空容器内に配置されたマグネトロンカソードとを備え、
前記マグネトロンカソードは、
前記ターゲットを支持するためのターゲット支持面を有するターゲット支持部と、
前記ターゲット支持面と対向する側に位置するマグネトロン磁気回路と、
前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲット支持面の面内の第１の方向に揺動させる第１揺動機構と、
前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲット支持面の前記面内の、前記第１の方向とは異なる第２の方向に揺動させる第２揺動機構とを有し、
前記マグネトロン磁気回路と前記ターゲット支持面とを電気的に同電位とし、
前記スパッタ成膜装置は、前記マグネトロン磁気回路と前記ターゲット支持面とを電気的に並列に接続するための電力供給経路をさらに備え、
前記電力供給経路の一部は、一方端を固定したときに、該一方端と反対側の他方端を所定の方向に沿って移動可能な導電部材であり、
前記他方端は、前記マグネトロン磁気回路と電気的に接続されている、ことを特徴とするスパッタ成膜装置。
【請求項２】
前記所定の方向は、前記第１または第２の方向の一方と一致していることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ成膜装置。
【請求項３】
前記マグネトロンカソードは、前記第１または第２の方向の他方に対して移動しない、導電性を有する領域をさらに備え、
前記他方端は、前記領域に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のスパッタ成膜装置。
【請求項４】
前記導電部材は、前記所定の方向に伸縮自在な導電性の部材であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ成膜装置。
【請求項５】
前記伸縮自在な導電性の部材は、バネ性を有する導電性の部材であることを特徴とする請求項４に記載のスパッタ成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲットを取り付けたマグネトロンカソードを備える真空装置内で当該ターゲットに対向させて基板を搬送し、当該基板の表面にスパッタ成膜を行うスパッタ成膜装置および膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スパッタ法を利用した従来の成膜装置では、成膜速度の大きいマグネトロンスパッタ法が主に用いられてきた。そしてスパッタされるターゲットの利用効率を上げる目的で、ターゲットよりも小面積のマグネットをターゲットに対して２軸方向に揺動させる手法が一般的に使用されるようになってきている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−４６３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えばカソードボディー等基板側以外に向かってターゲットから電流が流れることは異常放電等安全上の観点から好ましくない。その為ターゲットへの給電ラインはターゲット以外の箇所に対しては電気的絶縁を保つ必要がある。よってターゲット近傍に存在するマグネットに対しても同様にターゲットとは電気的に絶縁されていることが望ましい。そこで一般的には、ターゲット裏板と同形状の絶縁性部材を、裏板とカソードボディー等のアース電位となっている部材との間に挟む手法をとっている。
【０００５】
一方マグネトロンカソードにおいて、そのマグネットがターゲット近傍に存在する理由として、ターゲット表面上に磁場を形成して、イオン化された導入ガスをターゲット表面付近に閉じ込めることで、より低圧力なガスにて放電可能とする効果が挙げられる。従って、その磁場形成の為のマグネットはターゲットに近ければ近いほど望ましい。しかし前述の電気的絶縁の手法では、絶縁部材を挟む分必然的にターゲットとマグネットとの距離が遠ざかることになり望ましくない。
【０００６】
この問題を解決する手段として、マグネット自身をカソードボディー等のアース電位箇所から絶縁させる手法がある。この手法によるとターゲットとマグネットとの間の絶縁部材が排除可能となる為、その分マグネットをターゲットに近づけることが可能となる。しかしこの手法では、あまりマグネットターゲットを近づけすぎると、運用中にゴミ等によってターゲットとマグネットが物理的に繋がる可能性が高くなり、結果異常放電を招くこととなり、装置安定稼動化に不利な面がある。
【０００７】
特に前述の特許文献１に開示の技術のようにマグネットを揺動させるカソードにおいては、揺動中の擦動部からの発塵は必ず存在する。従って、前述のようにゴミ等によって電気的にターゲットとマグネットとが繋がらないようにするためには、ターゲットとマグネットとをある程度の距離を離す必要がある。このようにターゲットとマグネットとの間の距離を離すと、ターゲット表面上の磁場が不十分であったり、必要磁場を出す為にマグネットサイズの肥大化を招くことにある。
【０００８】
このように、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ためにマグネットをターゲットに対して移動させる方式は有力であるが、このようにマグネットを移動させる方式であっても、さらに利便性を向上して成膜するにはまだ課題が残されている。特に、特許文献１に開示された技術では、ターゲットの有効利用と、ターゲット表面に良好な磁場を形成するためターゲットとマグネットとを異常放電を起こさずに近接に配置可能にすることとを両立することは、従来では実現されておらず、この実現は切望されている。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ターゲットの利用効率を向上し、ターゲットとマグネットとを近接に配置しても異常放電の発生を低減可能なスパッタ成膜装置および膜の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明は、ターゲットを放電でスパッタし、該ターゲットの表面に対向して配置される基板の上にスパッタ成膜を行うためのスパッタ成膜装置であって、スパッタ成膜チャンバーを形成する真空容器と、前記真空容器内に配置されたマグネトロンカソードとを備え、前記マグネトロンカソードは、前記ターゲットを支持するためのターゲット支持面を有するターゲット支持部と、前記ターゲット支持面と対向する側に位置するマグネトロン磁気回路と、前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲット支持面の面内の第１の方向に揺動させる第１揺動機構と、前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲット支持面の前記面内の、前記第１の方向とは異なる第２の方向に揺動させる第２揺動機構とを有し、前記マグネトロン磁気回路と前記ターゲット支持面とを電気的に同電位としたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、マグネトロン磁気回路を備え、ターゲットが配置されたマグネトロンカソードにより基板上に膜を形成する膜の製造方法であって、前記ターゲットに対向する位置に前記基板を配置する工程と、前記ターゲットを放電でスパッタし、前記基板の上にスパッタ成膜により膜を形成する工程とを有し、前記膜を形成する工程は、前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲットの表面に対して２次元的に移動させながら、前記マグネトロン磁気回路と前記ターゲットとを同電位にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、マグネトロンカソードを利用するスパッタ成膜装置において、ターゲット支持部の裏側に配置されるマグネトロン磁気回路を、ターゲット支持部のターゲット支持面の面内方向において２方向（例えば、基板搬送方向に対して平行な方向および該方向に垂直な方向）に揺動できるように構成したため、ターゲット支持面に支持されるターゲットの利用効率を向上できると共に、スパッタ成膜した基板上の薄膜の膜厚分布と膜質分布を改善できる。
【００１３】
さらにマグネトロン磁気回路とターゲット支持面（すなわち、ターゲット）とが同電位となることで、マグネットとターゲットとを近接に配置しても異常放電の発生を抑えることができる。従って、制約なくマグネトロン磁気回路をターゲットに近づけることができるため、磁場形成のためのマグネットとして磁場強度の低いものの使用が可能となり、マグネトロンカソードユニットの小型化及びコスト低減を図ることができる。磁場強度の低い磁石となることで組み付け等においても扱いやすいものとなり装置の運用も簡易化可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るスパッタ装置の断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るカソードユニット詳細図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る図２中の領域Ａの詳細図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る図２中の領域Ｂの詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。  
本発明の一実施形態に係るスパッタリング成膜装置（以下、単に“スパッタ成膜装置”とも呼ぶ）は、基本的構成として、スパッタ成膜チャンバーを形成する真空容器と、当該真空容器内を真空排気する排気機構と、真空容器の内部に臨む、ターゲットを取り付け可能なマグネトロンカソードと、真空容器内にプロセスガスを導入するガス導入機構と、真空容器内で基板を搬送する基板搬送機構とを備える。このような構成により、真空容器内のターゲットの近傍の空間では投入された電力に基づき放電が生成され、これによりマグネトロンカソードのターゲットがスパッタされ、ターゲットの表面に対向して通過する基板、あるいは上記ターゲットに対向して配置された基板の上にスパッタ成膜が行われる。
【００１６】
マグネトロンカソードは、ターゲット支持面を有するターゲット支持部と、該ターゲット支持部の背面側（ターゲット支持面と対向する側）に配置された、マグネットを有するマグネトロン磁気回路とを備え、該マグネトロン磁気回路は２軸方向（２次元的）に移動可能な状態である。さらに、マグネトロンカソードは、マグネトロン磁気回路を、ターゲット支持面（すなわち、ターゲット）の面内の第１の方向（ターゲット支持面（ターゲット）の表面と平行な方向；例えば、ターゲットの表面に平行であって基板搬送方向）に揺動させる第１揺動機構（奥手前方向揺動部）と、マグネトロン磁気回路を上記ターゲットの支持面の面内の、第１の方向とは異なる第２の方向（例えば、ターゲットの表面に平行であって基板搬送方向に対して垂直な方向）に揺動させる第２揺動機構（左右方向揺動部）とを備える。
【００１７】
本発明の一実施形態では、第１揺動機構と第２揺動機構とを設けマグネトロン磁気回路を第１の方向および該第１の方向とは異なる第２の方向（好ましくは、第１の方向に垂直な方向）に揺動自在にすることによって、ターゲットにおいて、マグネトロン磁気回路と対向する領域を増加させることができる。ターゲットの、マグネトロン磁気回路と対向する領域がマグネトロン磁気回路が有する磁石の配置に応じてエロードされてエロージョンが形成されるが、上述のように、マグネトロン磁気回路と対向するターゲットの領域を増加させることによって、上記エロージョンが形成される領域が増えるので、該増加させた分だけターゲットを有効に利用することができる。
【００１８】
このとき、第１の方向と第２の方向とを垂直に設定すると、ターゲットのエロージョンが形成される面の至る所で、マグネトロン磁気回路を対向させることができるので、ターゲットの利用効率をさらに向上することができる。従って、第１の方向と第２の方向とを垂直に設定することは好ましい。
【００１９】
例えば、第１の方向と第２の方向とを垂直に設定する場合において、第１の方向をターゲット支持面（すなわち、ターゲット）の表面と平行な基板搬送方向とし、第２の方向をターゲット支持面（すなわち、ターゲット）の表面と平行であって上記基板搬送方向に対して垂直な方向とする。これにより、ターゲットにおいて、マグネトロン磁気回路の中央部に対応する部分のみならず、マグネトロン磁気回路の基板搬送方向に平行な両端部分（例えば、マグネトロン磁気回路が有する外周磁石の短辺部）に対応するターゲット部分のエロージョンの深さも、ターゲット中央部と同等またはそれ以下にすることができる。よって、ターゲットの全面を均一にエロードできる。従って、ターゲット利用効率を著しく向上できる。
【００２０】
このように本発明において、ターゲットの利用効率向上のために重要なことは、マグネトロン磁気回路をターゲットに対して二次元的に移動させて、ターゲット上においてエロージョン形成領域をずらすことにより、エロージョン形成領域を増加させることである。
【００２１】
通常、マグネトロン磁気回路は、Ｓ極の磁石およびＮ極の磁石を備え、該２つの極性の磁石をそれぞれ、一方の極性の磁石を他方の極性の磁石で囲むように配置している。これにより、それら磁石の間に磁場が形成され、該磁場のターゲット支持面に対する垂直成分が０になる領域に対応するターゲット部分がエロードされる。このとき、マグネトロン磁気回路から発生する磁場のターゲットに対する垂直成分が０になる領域の集合体を、ターゲット上において二次元的に走査させれば、上記ターゲットのエロードされる領域をずらすことができる。よって、上記エロードされる領域を、ターゲット上のエロードされていない領域や、エロードの程度が低い領域に移動させることができるので、ターゲットの利用効率を向上することができるのである。
【００２２】
すなわち、本発明では、マグネトロン磁気回路を第１の方向および第２の方向に２次元的に移動させることが重要であり、この移動により上記エロージョン形成領域をずらすことができる。そして、第１の方向と第２の方向とを互いに垂直関係に設定することは、ターゲット表面のいずれに対してもマグネトロン磁気回路を対向させることができ、ターゲットの全面にエロージョンを形成することができるので、より好ましいのである。
【００２３】
また、本発明の一実施形態では、マグネトロンカソードが上記第１揺動機構と第２揺動機構とを備え、マグネトロン磁気回路を２軸方向で移動可能な構成において、該マグネトロン磁気回路とターゲットとを電気的に同電位としている。すなわち、マグネトロン磁気回路とターゲットを支持するためのターゲット支持面とを同電位にしている。
【００２４】
本発明では、ターゲットの有効利用のために、第１揺動機構および第２揺動機構を設けているが、上記各揺動機構の揺動部からは発塵が発生する。従って、ターゲットとマグネトロン磁気回路とを近接に設けると、上記発塵により異常放電が起こることがある。
【００２５】
さて、ターゲットとマグネトロン磁気回路との間を近接にすればするほど、磁場強度の低い磁石を用いることができ、さらには装置を小型化できる。よって、コスト面や装置の小型化を考慮すると、マグネトロンカソードを用いる成膜においては、ターゲットとマグネトロン磁気回路との間の距離を小さくすることが望まれている。一方、マグネトロン磁気回路を２軸方向で移動させる形態においては、上述のように発塵が生じるので、ターゲットとマグネトロン磁気回路とを近づけすぎると、上記発塵による異常放電を発生させてしまう。よって、該異常放電を考慮すると、ターゲットとマグネトロン磁気回路とを近接に配置したい要望に反して、ターゲットとマグネトロン磁気回路とをある程度距離を取って配置せざるをえない。このようにマグネトロン磁気回路とターゲットとの間の距離の設定にはトレードオフが存在する。
【００２６】
これに対して、本発明の一実施形態では、マグネトロン磁気回路が２次元で移動する構成において、マグネトロン磁気回路とターゲットとが同電位になるように、マグネトロンカソードを構成している。従って、たとえマグネトロン磁気回路とターゲットとを近接に配置し、マグネトロン磁気回路の２次元移動の際に生じた発塵によりマグネトロン磁気回路とターゲットとが物理的に接続された状態となっても、該接続されたマグネトロン磁気回路とターゲットとが同電位であるので、異常放電の発生を抑制できる。
【００２７】
よって、本実施形態によれば、ターゲットの利用効率を向上させること、およびマグネトロン磁気回路とターゲットとを異常放電の発生を抑えながら近接に配置することの２つの要望を同時に実現することができる。
【００２８】
このように、本発明の一実施形態は、ターゲットの有効利用のためにマグネトロン磁気回路を２次元的に移動させる構成において、マグネトロン磁気回路とターゲットとを異常放電の発生を抑えながら近接に配置する、という本発明に特有の課題を解決できるのである。すなわち、ターゲットの利用効率向上のためにマグネトロン磁気回路を２次元的に移動させる際にどうしても生じてしまう発塵が、マグネトロン磁気回路とターゲットとの近接配置を異常放電の点から阻害している。そこで、本発明の一実施形態では、マグネトロン磁気回路とターゲットとを近接配置しても上記どうしても生じてしまう発塵が異常放電の発生要因とならないようにするために、マグネトロン磁気回路とターゲットとを同電位にしているのである。
【００２９】
すなわち、本発明において、マグネトロン磁気回路を２軸方向で移動させることと、マグネトロン磁気回路およびターゲットを電気的に同電位にすることとは、上記本発明に特有の課題を解決するために密接に関わっており、上記２つの要件を備える本発明の一実施形態では、ターゲットの利用効率を向上させると共に、マグネトロン磁気回路の２次元移動の際に生じる発塵による異常放電を抑えつつマグネトロン磁気回路とターゲットとを近接に配置できる、という従来から切望された効果を実現できる。
【００３０】
さらに本発明の一実施形態では、マグネトロン磁気回路と、第１、第２揺動機構の駆動部の双方との間に絶縁性部材を挟むことで、該マグネトロン磁気回路を電気的に絶縁しても良い。また、第１揺動機構のうちマグネトロン磁気回路の直進性を保つ為に構成されるガイド部に対してのみターゲット支持面（すなわち、ターゲット）と同電位とし、かつそのガイド部の材質を導電性としても良い。そしてそのガイド部の一部を第２揺動機構に固定しかつ該ガイド部と第２揺動機構の駆動部との間に絶縁性部材を挟むことで電気的に絶縁させることができる。
【００３１】
さて、本発明の一実施形態では、上述のように本発明に特有の課題を解決するために、マグネトロン磁気回路を２次元的に移動させ、かつ該マグネトロン磁気回路とターゲット支持面（ターゲット）とを同電位にしている。従って、２次元的に移動するマグネトロン磁気回路とターゲット支持面（ターゲット）とを電気的に並列にするべく、上記２次元的に移動するマグネトロン磁気回路に電力（電圧）を供給する必要がある。このマグネトロン磁気回路への電力供給経路がマグネトロン磁気回路の動きに応じて引き回されると、その物理的な強度によりマグネトロン磁気回路の動きに制限を与え該マグネトロン磁気回路の可動範囲を狭めたり、あるいは上記電力供給経路の破損に繋がってしまう場合がある。本発明では、例えマグネトロン磁気回路の２次元的な移動に制限があっても、マグネトロン磁気回路が２次元的に移動できれば、その移動した分だけターゲットを有効に活用できるので、本発明の効果は十分に発揮されている。しかしながら、電力供給経路を確立した状態でマグネトロン磁気回路の２次元的な可動範囲を拡げることができれば、ターゲットをさらに有効利用できるのでさらに好ましい。
【００３２】
そこで、本発明の一実施形態では、マグネトロン磁気回路とターゲット支持面（ターゲット）とを同電位にするための電力供給経路の確立を維持しながらマグネトロン磁気回路の可動範囲の拡大のために、一方端を固定したときに、該一方端と反対側の他方端を所定の方向に沿って移動可能（揺動可能）な導電部材を設け、該他方端をマグネトロン磁気回路に電気的に接続すること（例えば、直接接続したり、導電性の材料を介して接続する等）は好ましい。すなわち、マグネトロンカソードのターゲットへの電力供給ラインと並列に、上記導電部材の一方端を接続し、他方端をマグネトロン磁気回路に電気的に接続して、上記導電部材を電力供給経路の一部となるようにする。このような構成の一例として、例えば、上記導電部材の他方端を前述の、第１揺動機構のガイド部に電気的に接続することで、マグネトロン磁気回路とターゲットとを同電位にすることができる。上記構成により、マグネトロン磁気回路が第１及び第２揺動機構により揺動した際にもターゲットへの電力供給ラインが引きずられることなくマグネトロン磁気回路を該ターゲットと同電位に保つことが可能となる。
【００３３】
なお、上記電力供給経路の一部となる導電部材の例としては、所定の方向にバネ性を有し、導電性を有する部材（例えば、導電性のバネ）等の、所定の方向に伸縮自在な導電性の部材が挙げられる。また、例えば、アルミニウムのような柔らかい金属を薄膜にしたものを用いても良い。このような薄膜によれば、上記ガイド部に電気的に接続した他方端側から、電力供給ラインに接続された一方端側に力を加えることによって、該薄膜が延びた状態から薄膜が曲り、マグネトロン磁気回路に電気的に接続された他方端を、上記所定の方向に移動させることができる。
【００３４】
このように、上記電力供給経路の一部となる導電部材の機能は、外部電源からの電力供給ラインとマグネトロン磁気回路との間の電力供給経路の一部を担いつつ、マグネトロン磁気回路を移動させても上記電力供給経路を切断させないようにすることである。そのために、他方端において力が加えられても、上記他方端がその力の印加方向に移動可能となるように上記導電部材を構成することにより、上記他方端に電気的に接続されたマグネトロン磁気回路を上記印加方向に沿って移動させても、電力供給経路が切断されることは無い。
【００３５】
本発明の一実施形態では、上記電力供給回路を維持しながらマグネトロン磁気回路の可動範囲を拡げることを考慮すると、マグネトロン磁気回路の移動に伴って上記電力供給経路の一部となる導電部材をマグネトロン磁気回路の移動に伴ってなるべく引き回されないようにすることが望ましい。
【００３６】
そこで、本発明の一実施形態では、マグネトロンカソードに、第１および第２の方向の一方に対して移動しない（固定された）、導電性を有する固定領域を設け、上記電力供給経路の一部となる導電部材の移動方向である所定の方向（例えば、該導電部材が伸縮自在な導電性の部材である場合には、伸縮方向）が第１および第２の方向の他方と一致するように該導電部材の他方端を固定領域に接続すれば良い。このような一例として、例えば、上記ガイド部の一部（例えば、ガイド部がナットおよびレールである場合、マグネトロン磁気回路側に形成されない方の部材（ナットまたはレール））を第１の方向に対して固定すると共に、上記所定の方向（例えば、バネといった伸縮自在の導電性の部材であれば、伸縮方向）を第２揺動機構の第２の方向に一致させることで、マグネトロン磁気回路を第１および第２の方向に沿って移動させても、上記導電部材の存在により、マグネトロン磁気回路への給電を行うことができる。
【００３７】
すなわち、マグネトロン磁気回路を第１の方向に移動させても、上記導電部材に電気的に接続された上記ガイド部の一部は第１の方向に対して固定されているので、上記所定の方向が第１の方向に一致していなくても、上記導電部材に無理な応力はかからない。よって、マグネトロン磁気回路の第１の方向に沿った移動によって、マグネトロン磁気回路への給電経路は切断されない。また、マグネトロン磁気回路を第２の方向に移動させても、導電性部材の所定の方向（例えば、上記伸縮方向）と第２の方向とは一致しているので、導電性部材はマグネトロン磁気回路の移動に応じて変形する。よってこの場合も、マグネトロン磁気回路の第２の方向に沿った移動によって、マグネトロン磁気回路への給電経路は切断されない。
【００３８】
このように、本発明の一実施形態では、上記導電部材（例えば、伸縮自在の導電性の部材）を、その移動方向（例えば、伸縮方向）を第２の方向と一致するように配置し、かつ電力供給ラインと接続された一方端と反対側の他方端をマグネトロン磁気回路と電気的に接続している。従って、マグネトロン磁気回路を、ターゲットの表面（面内）に対して２次元的に移動させても、上記導電部材の存在により、マグネトロン磁気回路に対して良好に給電することができ、マグネトロン磁気回路とターゲット（ターゲット支持面）とを電気的に同電位にすることができる。
【００３９】
図１に、本実施形態に係るスパッタ装置Ｓの断面図を示す。なお、図１はスパッタ装置Ｓを上方側から見た断面図であり、紙面に対して手前側が上方、奥側が下方を示している。スパッタ装置Ｓは、真空容器としてのチャンバー２０６の内側に基板ホルダー２０７とカソードユニットとを少なくとも備えている。基板ホルダー２０７に取り付けられた基板Ｗに対向する位置にカソードユニットが配設されている。ターゲットＴはカソードユニットの基板側に接着されている。ターゲットＴおよび基板とも床面（水平面）に対してほぼ垂直に起立した配置となっている。
【００４０】
カソードボディー２０５はチャンバー２０６の内壁に設置されている。基板ホルダー２０７は被成膜材である基板Ｗを保持するための部材であり、静電吸着等を用いて基板を保持することができる。また、本実施形態では基板ホルダー２０７はホルダー支持軸２２３を中心に回転可能に構成されている。図１では基板がターゲットＴに対向する位置まで基板ホルダー２０７（ホルダー支持軸２２３）が回転した状態を示している。
【００４１】
チャンバー２０６は真空ポンプからなる不図示の排気装置に接続されており、内部を減圧状態にすることが可能となっている。また、チャンバー２０６はアルゴン等のガスを供給可能な不図示のガス供給装置も接続されている。すなわち、チャンバー２０６を減圧状態にした後にアルゴン等のガスをチャンバー２０６内に供給すると共にターゲットＴに高電圧を印加することにより、基板ホルダー２０７に保持された基板Ｗに対してスパッタリングによる成膜処理を行うことができる。
【００４２】
基板Ｗはチャンバー２０６の側面に設けられた開口部から不図示の搬送装置によってチャンバー内に搬入される。その際、チャンバー２０６側面の開口部に配設されたゲートバルブ２０８が一時的に開放される。なお、基板Ｗをチャンバー２０６内部に搬入する際には、基板ホルダー２０７は、基板Ｗを取り付ける部分が上方に向いた配置（左右方向に平行な位置）となるようにホルダー支持軸２２３を中心に回転させた状態で行われる。基板の搬入が終了した後にバルブ２０８を閉じる動作をおこなうことでチャンバー２０６内を再び減圧状態に保つことが可能となる。
【００４３】
ターゲットＴは、カソードユニットの基板側に配設された、ターゲット支持部としての裏板２０２にボンディングされている。該裏板２０２は、導電性を有し、かつターゲット支持面を有しており、該ターゲット支持面にターゲットＴが支持される。裏板２０２の内部には、冷却水を流通させる水路として溝２１４ａ，２１４ｂが形成されており、溝２１４ａ、２１４ｂはそれぞれ、冷却水導入管２１３を介して冷却水源２１２ａ、２１２ｂに接続されている。このような構成により、ターゲットＴを冷却可能な構造となっている。
【００４４】
裏板２０２は、導電性を有するベース板２０３を介してカソードユニット側のカソードボディー２０５に固定されている。また、このベース板２０３には高電圧を印加するための導電性部材２１１が接続できるようになっていて、導電性部材２１１の先には高電圧電源２１０が接続されている。
【００４５】
さらにベース板２０３は、絶縁材２０４をカソードボディー２０５との間に挟み込む形で固定されている。カソードボディー２０５の内側には、ターゲットＴ表面上に一定の磁場を形成するため、マグネトロン磁気回路としてのマグネットユニット２０９が配設されている。マグネットユニット２０９は、基板対向面がＳ極の中央磁石と、その周囲に囲むように配置され、基板対向面がＮ極である外周磁石と、これらの磁石を固定する長方形平板（ヨーク）とを備えている。
【００４６】
次に、図２乃至４に従ってマグネットユニット２０９がターゲットと同電位でありかつ２軸方向（上下方向（第１の方向）および左右方向（第２の方向））に揺動可能となる機構の詳細について説明する。  
マグネットユニット２０９は導電性のベース３０１に固定され、更に導電性のスペーサー３０２をそれらの間に挟んで固定できる。このスペーサー３０２はマグネットとターゲット支持面（すなわち、ターゲット）との距離の微調整を可能とする。すなわち、マグネットユニット２０９は、上記スペーサー３０２を配置可能に構成されている。
【００４７】
マグネットユニット９が固定され、導電性を有するベース３０１を第２揺動機構に対して第１の方向（奥手前方向）にガイドするためのガイド部材３０３−１、３０３−２はそれぞれ、ナット３０３−１−a、３０３−２−ａ、およびレール３０３−１−b、３０３−２−ｂを有している。上記ナット３０３−１−ａ（３０３−２−ａ）とレール３０３−１−ｂ（３０３−２−ｂ）は非図示のベアリングによって摺動関係にあり図２の奥手前方向（第１の方向）に揺動可能である。ベース３０１はガイド部材３０３−１及び３０３−２のナット３０３−１−a及び３０３−２−aに固定されている。レール３０３−１−b及び３０３−２−bは、導電性部材３０４−１及び３０４−２に固定されている。
【００４８】
導電性部材３０４−１および３０４−２はそれぞれ、絶縁性部材３０５−１及び３０５−２を介して筐体３０６−１及び３０６−２に固定されている。筐体３０６−１及び３０６−２にはベアリング３０７−１及び３０７−２が内蔵されており、シャフト３０８と摺動関係に構成されることで図２の左右方向（第２の方向）に揺動可能である。シャフト３０８は両端がカソードボディー２０５に固定されている。以上の構成によりマグネットユニット２０９は図２の奥手前方向（第１の方向）及び左右方向（第２の方向）の２軸方向に揺動可能となる。  
なお、ガイド部３０３−１、３０３−２はそれぞれ、導電性を有する。すなわち、ナット３０３−１−ａ、３０３−２−ａ、およびレール３０３−１−ｂ、３０３−２−ｂの各々は、導電性を有する。
【００４９】
次に、マグネットユニット２０９を自動で第１の方向（本実施形態では、図２の奥手前方向）及び第２の方向（本実施形態では、図２の左右方向）に揺動可能とする駆動機構について説明する。  
ベース３０１には絶縁性部材３１１が固定されていて、同様にラック＆ピニオン機構のうちのラック３１２が絶縁性部材３１１に固定されている。ピニオン３１３はラック３１２と適切にかみ合わさるように構成され、かつピニオン回転中心軸上あるシャフト３１４に固定されている。又このシャフト３１４は筐体３０６−１及び３０６−２内部に配置されるベアリング３１５−１及び３１５−２によって回転可能に保持されている。シャフト３１４は外部との接続継ぎ手３１６を介して回転駆動機構３１７に接続されている。回転駆動機構３１７は、本実施形態ではサーボモーターを駆動源としている。以上の構成により回転駆動機構３１７が正転、逆転交互に回転駆動することによってシャフト３１４も同様に正転、逆転交互に回転し、その結果、ラック３１２およびピニオン３１３によるラック＆ピニオン機構によってマグネットユニット２０９は奥手前方向に揺動する。
【００５０】
このように、本実施形態では、第１揺動機構は、ガイド部３０３−１、３０３−２、ラック３１２、ピニオン３１３、シャフト３１４、回転駆動機構３１７を少なくとも備えていると言える。該回転駆動機構３１７の駆動によりシャフト３１４を介してピニオン３１３が回転し、該ピニオン３１３の回転によりベース３０１と共にマグネットユニット２０９が奥手前方向（第１の方向）に移動する。このとき、ガイド部３０３−１、３０３−２が有するレール３０３−１−ｂ、３０３−２−ｂは第１の方向である奥手前方向に対して固定され、かつ導電性部材３０４−１、３０４−２も第１の方向に対する固定領域となる。そして、該レール３０３−１−ｂ、３０３−２−ｂに取り付けられているナット３０３−１−ａ、３０３−２−ａの各々は、ベース３０１に固定されているので、上記ピニオン３１３の回転に応じて、奥手前方向に沿ってナット３０３−１−ａ、３０３−２−ａがレール３０３−１−ｂ、３０３−２−ｂ中で揺動する。このような構成において、レール３０３−１−ｂ、３０３−２−ｂ、および導電性部材３０４−１、３０４−２はそれぞれ、奥手前方向に対して固定領域となっているので、奥手前方向に沿って移動しないが、後述するように第２の方向としての左右方向には移動可能である。
【００５１】
筐体３０６−１及び３０６−２と、シャフト３１４、ベアリング３１５−１、３１５−２との構成の詳細を図３、４に従って説明する。図３は、図２中の領域Ａの詳細図でであり、図４は、図２中の領域Ｂの詳細図である。
【００５２】
図３において、筐体３０６−１内部にベアリング３１５−１が配置されている。押さえ部材３２１がシャフト３１４に固定されることによってベアリング３１５−１内輪が、左右方向にずれないように固定されている。また、押さえ部材３２２が筐体３０６−１に固定されることによってベアリング３１５−１外輪が左右方向にずれないように固定されている。一方、筐体３０６−２内部にベアリング３１５−２が配置されている。図４に示すような位置にて押さえ部材３２７がシャフト３１４に固定されることによってベアリング３１５−２の内輪が左右方向にずれないように固定されている。また、図４に示すような位置にて押さえ部材３２６が筐体３０６−２に固定されることでベアリング３１５−２の外輪が左右方向にずれないように固定されている。さらに押さえ部材３２２にはシャフト３２３が固定され、外部との接続継ぎ手３２４を介して左右揺動駆動機構３２５に接続されている。左右揺動駆動機構３２５は、本実施形態ではサーボモーターを駆動源としボールネジを介することで回転動作を直動動作へ変換している。
【００５３】
以上の構成により左右揺動駆動機構３２５が左右に揺動することで接続継ぎ手３２４、シャフト３２３、押さえ部材３２２、筐体３０６−１等を介してマグネットユニット２０９も左右方向（第２の方向）に揺動する。このように、本実施形態では、第２揺動機構は、左右揺動駆動機構３２５、シャフト３２３、押さえ部材３２２、および筐体３０６−１、３０６−２を少なくとも備えていると言える。
【００５４】
又図３でも明らかなように、左右揺動駆動機構３２５により左右方向へ筐体３０６−１やマグネットユニット２０９が揺動すると共にシャフト３１４も左右方向に揺動するが、シャフト３１４はベアリング３１５−１、３１５−２によって回転可能に保持されている為、回転駆動機構３１７の回転駆動力を同時にマグネットユニット２０９に伝達可能である。よってその結果マグネットユニット２０９はターゲット平面上で２次元的（２軸方向）に移動することができ、あらゆる方向に動作可能となる。その結果ターゲット表面上の磁場を最適に形成可能となりターゲット利用効率は向上する。
【００５５】
さらに図２において、導電性部材３２８が導電性部材３０４−１に接続されている。さらに導電性かつ左右方向（第２の方向）にバネ性を有する部材３２９が、外部電源からマグネットユニット２０９への電力供給経路の一部を形成するように配置されている。すなわち、部材３２９の一方端は電力供給ラインとしての導電性部材２１１に接続され、他方端は導電性部材３２８に接続され、かつ部材３２９の伸縮方向が第２の方向としての左右方向と一致するように配置されている。このような構成により、部材３２９はマグネットユニット２０９に電気的に接続され、外部電源としての高電圧電源２１０から供給された電力（電圧）は導電性部材２１１、部材３２９、導電性部材３２８、導電性部材３０４−１、ガイド部３０３−１、ベース３０１、スペーサー３０２を介してマグネットユニット２０９に供給される。本実施形態では、高電圧電源２１０から供給された電力（電圧）は、導電性部材２１１、ベース板２０３、ターゲット支持部としての裏板２０２を介して、ターゲットＴにも供給される。従って、マグネットユニット２０９とターゲットＴ（ターゲット支持面）とは電気的に並列に接続されていることになり、マグネットユニット２０９は、電気的にターゲットＴと同電位となる。
【００５６】
従って、例えばターゲットＴ（ターゲット支持面である裏板３０１）とマグネットユニット２０９とを近接に配置しても、マグネットユニット２０９を奥手前方向（第１の方向）に沿って揺動させるときにガイド部３０３−１、３０３−２から発生した発塵が異常放電に寄与することを抑えることができる。すなわち、上記マグネットユニット２０９を第１の方向に移動させる際にどうしても生じてしまう発塵により、マグネットユニット２０９と裏面２０２とが物理的に接続されても、該接続対象のマグネットユニット２０９と裏面２０２とは同電位であるので、上記物理的な接続に起因する異常放電の発生を抑えることができる。よって、ターゲットの利用効率向上のためにマグネットユニットを２軸方向に移動させる形態において、裏面２０２（すなわち、ターゲットＴ）とマグネットユニット２０９とを限りなく近づけて配置しても異常放電に気にする必要が無くなるので、用いるマグネトロンユニットの幅を広げることができ、コスト面、および装置の大きさの面の双方で有利となる。すなわち、ターゲットに関するコストとマグネットユニットに用いるマグネットに関するコストとの双方を一挙に低減することができる。
【００５７】
さらに、本実施形態では、部材３２９は左右方向（第２の方向）にバネ性を有し、ガイド部３０３−１が間に介することで、マグネットユニット２０９が左右方向（第２の方向）、奥手前方向（第１の方向）に揺動しても給電ライン（電力供給経路）は引きずられることはない。すなわち、本実施形態では、給電ラインが接続された、ガイド部３０１−１の一部であるレール３０３−１−ｂは、奥手前方向（第１の方向）に対して固定され、かつ左右方向（第２の方向）に伸縮自在の部材３２９により、給電ラインの一部を形成している。従って、マグネットユニット２０９を第１の方向および第２の方向のいずれに対して移動させても、マグネットユニット２０９の移動範囲を拡大しつつ、給電ラインを切断することなくマグネットユニット２０９への良好な給電を実現することができる。
【符号の説明】
【００５８】
２０２    裏板
２０９    マグネットユニット
２１１    導電性部材
３０３−１、３０３−２    ガイド部
３０６−１、３０６−２    筐体
３１２    ラック
３１３    ピニオン
３１４    シャフト
３１７    回転駆動機構
３２２    押さえ部材
３２３    シャフト
３２５    左右揺動駆動機構
【図１】
0005425616.tif 000002
【図２】
0005425616.tif 000003
【図３】
0005425616.tif 000004
【図４】
0005425616.tif 000005