(57)【要約】【課題】基板に対するスパッタ粒子の入射角度を制御してスパッタリング成膜処理を行うスパッタリング装置において、基板面内の膜厚分布を改善することを目的とする。【解決手段】ターゲット裏面のマグネットアセンブリにおいて、マグネットアセンブリは長辺方向に並んだ複数のマグネットユニットから構成される。これにより、ターゲット上に磁気トンネルが形成される領域においてエロージョン進行速度の分布が改善され、その結果基板面内の膜厚分布も改善される。【選択図】図１１
2014047369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングターゲットを保持するためのターゲットホルダと、
前記ターゲットホルダの表面と対向する、基板を保持するための基板ホルダと、
前記ターゲットホルダの裏面側に設けられた複数のマグネットユニットと、を備え、
前記マグネットユニットは、中心に設けられた中心磁石および前記中心磁石の外周に設けられた外周磁石を有し、前記中心磁石および前記外周磁石によって磁気トンネルが形成され、
前記外周磁石は第１方向に伸びた辺および第２方向に伸びた辺を有し、
複数の前記マグネットユニットが、前記第１方向に隣接して配置され、
複数の前記マグネットユニットの前記第１方向において、前記中心磁石から一方の側の磁気トンネルのみを使用して前記基板へのスパッタリング成膜処理を行うように制御する制御装置を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
前記ターゲットホルダと前記基板ホルダの間に位置し、前記スパッタリングターゲットと前記基板との対向する領域を制限可能な遮蔽板を備え、
前記制御装置は、前記遮蔽板によって前記中心磁石から一方の側の磁気トンネルを前記基板に対して遮蔽することで、前記中心磁石からもう一方の側の磁気トンネルのみを使用して前記基板へのスパッタリング成膜処理を行うように、前記遮蔽板を制御することを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
前記ターゲットホルダおよび複数の前記マグネットユニット回転駆動させる、もしくは前記基板ホルダを回転駆動させるための回転駆動部を備え、
前記制御装置は、前記基板に対してスパッタリング粒子が所定の角度をもって入射するよう前記回転駆動部および前記遮蔽板を制御することを特徴とする請求項１または２に記載のスパッタリング装置。
【請求項４】
隣接する前記マグネットユニットの前記第１方向における間隔を変更可能な間隔調節部を備えることを特徴とする請求項１乃至３に記載のスパッタリング装置。
【請求項５】
複数の前記マグネットユニットの各々は、前記マグネットユニットと前記ターゲットホルダ表面との前記第１方向における各点の距離を変更可能な高さ調節部を備えることを特徴とする請求項１乃至４に記載のスパッタリング装置。
【請求項６】
複数の前記マグネットユニットの前記第１方向における相互の間隔を保ったまま、複数の前記マグネットユニットを前記第１方向に駆動可能な移動部を備えることを特徴とする請求項１乃至５に記載のスパッタリング装置。
【請求項７】
スパッタリングターゲットを保持するためのターゲットホルダと、
前記ターゲットホルダの表面と対向する、基板を保持するための基板ホルダと、
前記ターゲットホルダの裏面側に設けられたマグネットアセンブリと、
前記ターゲットホルダおよび前記マグネットアセンブリを回転駆動させる、もしくは前記基板ホルダを回転駆動させるための回転駆動部と、
前記ターゲットホルダと前記基板ホルダの間に位置し、前記スパッタリングターゲットと前記基板の対向する領域を制限可能な遮蔽板と、
前記第１の回転駆動部と、前記第２の回転駆動部と、前記遮蔽板を制御するための制御装置を備え、
前記第１の回転駆動部と前記第２の回転駆動部により前記スパッタリングターゲットと前記基板を所定の相対角度を維持しながら、基板へのスパッタリング成膜処理が可能に構成されたスパッタリング装置において、
前記マグネットアセンブリは長辺および短辺を有し、
前記マグネットアセンブリは長辺方向に並列された複数のマグネットユニットからなり、
前記マグネットユニットは、中心に設けられた中心磁石および前記中心磁石の外周に設けられた外周磁石を有し、前記中心磁石および前記外周磁石によって磁気トンネルが形成され、
前記制御装置は、前記ターゲットホルダの表面の領域の一部であって、複数の前記磁気トンネルが形成された領域の前記長辺方向の辺のうちの一辺のみを含み且つ前記長辺方向に伸びる領域が、前記基板ホルダと所定の角度で対向するように前記回転駆動部と前記遮蔽板を制御する、ことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項８】
前記マグネットユニットは、隣接する他のマグネットユニットとの前記長辺方向の間隔を変更可能な間隔調節部を備えることを特徴とする請求項７に記載のスパッタリング装置。
【請求項９】
複数の前記マグネットユニットは、前記マグネットユニットと前記ターゲットホルダ表面との前記長辺方向における各点の距離を変更可能な高さ調節部を備えることを特徴とする請求項７または８に記載のスパッタリング装置。
【請求項１０】
前記マグネットアセンブリは、複数の前記マグネットユニットの前記長辺方向における相互の距離を保ったまま、前記長辺方向に駆動可能な移動部を備えることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
【請求項１１】
長辺および短辺を有し、
前記長辺方向に並列された複数のマグネットユニットからなり、
前記マグネットユニットは、中心に設けられた中心磁石および前記中心磁石の外周に設けられた外周磁石を有し、前記中心磁石および前記外周磁石によって磁気トンネルが形成され、
隣接する他のマグネットユニットとの前記長辺方向の間隔を変更可能な間隔調節部を備えることを特徴とするマグネットアセンブリ。
【請求項１２】
複数の前記マグネットユニットはベース板上に配置され、
前記マグネットユニットと前記ベース板との前記長辺方向における各点の高さを変更可能な高さ調節部を備えることを特徴とする請求項１１に記載のマグネットアセンブリ。
【請求項１３】
複数の前記マグネットユニットの前記長辺方向における相互の距離を保ったまま、前記長辺方向に駆動可能な移動部を備えることを特徴とする請求項１１または１２に記載のマグネットアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング成膜装置に関する。特に基板に対して、スパッタリングターゲットから飛散した粒子が特定の角度で入射するスパッタリング成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に対して所定の角度でスパッタ粒子を入射させつつ成膜を行うために、基板への成膜中に、基板、スパッタリングターゲット及び遮蔽部材をそれぞれ回転制御する装置が知られている（例えば特許文献１）。このような入射角制御スパッタ（以下ＣＩＳ：Control Incident sputtering ともいう）装置では、基板の径に対応した矩形のターゲットを用いてスパッタリング（以下単にスパッタともいう）成膜処理が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２０１０−０７３３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した矩形のターゲットの裏面には、ターゲットの基板側の面上に所定の漏洩磁場を形成して磁気ループを形成するために、図１４（ａ）に示すような矩形のマグネットユニット１が配置される。図１４（ａ）において、１１は内側磁石、１２は外側磁石を示す。内側磁石１１と外側磁石１２は互いに、ターゲットに対向する側の面が反対の極性となるように配置される。いずれか一方の磁石の磁極から出た磁力線が、他方の磁石の磁極に入ることで磁気ループが形成される。図１４（ｂ）は、例えば内側磁石１１のターゲット側の面をＳ極、外側磁石１２のターゲット側の面をＮ極とした場合の、磁気ループ中の電子のドリフトを説明するものである。ターゲット表面における磁気ループ中の電子は、内側磁石１１及び外側磁石１２により形成された磁界およびターゲット表面に誘起される電界によりローレンツ力を受け、軌道Ｄのように移動する。そしてターゲットは、この軌道Ｄに沿った部分が主としてスパッタされ、基板への成膜が行われる。
【０００５】
しかし、軌道Ｄのコーナー部では磁気ループの向きを９０度反転させなければならないため、磁気回路が複雑になり磁場強度が弱くなる。そのためコーナー部では直線部に比べ磁場強度が弱くなり電子の運動速度が速くなる。結果、コーナー部の出口付近に電子の速度差による電子溜りが置きターゲットのスパッタが他の部分より進行し易い箇所Ｆが存在してしまう。この現象をコーナー効果と呼ぶ。
この現象は、特に長辺と短辺を有するマグネットユニットにおいて顕著となる。短辺方向に電子が進行する際の直線距離が短くなり、結果として電子の進行方向が長辺方向から短辺方向に変更する際には電子溜りは発生し難く、電子の進行方向が短辺方向から長辺方向に変更する際に大きな電子溜りが発生する。
【０００６】
ここで、より厳密に基板へのスパッタ粒子の入射角度を制御する場合、軌道Ｄの２つある長辺のうち、１辺のみを用いて成膜処理を行うことが考えられる。しかし、図１４（ａ）に示すように、軌道Ｄにおいてはコーナー効果により、ターゲットのスパッタが他の部分より進行し易い箇所Ｆが存在する。従って、軌道Ｄの１辺のみを用いて成膜処理を行う場合、基板上において箇所Ｆに近い箇所は成膜量が多くなるが、箇所Ｆと遠い箇所は成膜量が少なくなるため、基板面内において成膜量の分布が生じてしまう。
【０００７】
この問題に対して箇所Ｆの部分を避けて、成膜処理を行うことが考えられるが、その場合基板の大口径化に伴い、ターゲット及びマグネットユニットを基板よりもさらに大型化する必要があり、装置の大型化およびコストの増加の要因となる。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するために為されたものであり、ターゲット及びマグネットユニットを大型化させることなく、大口径基板のＣＩＳにおいても基板面内の成膜量の分布を良好にするスパッタリング装置、スパッタリング方法およびマグネットユニット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】
本願発明は上述した課題を解決するために、スパッタリングターゲットを保持するためのターゲットホルダと、前記ターゲットホルダの表面と対向する、基板を保持するための基板ホルダと、前記ターゲットホルダの裏面側に設けられた複数のマグネットユニットと、を備え、前記マグネットユニットは、中心に設けられた中心磁石および前記中心磁石の外周に設けられた外周磁石を有し、前記中心磁石および前記外周磁石によって磁気トンネルが形成され、前記外周磁石は第１方向に伸びた辺および第２方向に伸びた辺を有し、複数の前記マグネットユニットが、前記第１方向に隣接して配置され、複数の前記マグネットユニットの前記第１方向において、前記中心磁石から一方の側の磁気トンネルのみを使用して前記基板へのスパッタリング成膜処理を行うように制御する制御装置を備えることを特徴とする。
【００１０】
さらに本願発明は、長辺および短辺を有し、前記長辺方向に並列された複数のマグネットユニットからなり、前記マグネットユニットは、中心に設けられた中心磁石および前記中心磁石の外周に設けられた外周磁石を有し、前記中心磁石および前記外周磁石によって磁気トンネルが形成され、隣接する他のマグネットユニットとの前記長辺方向の間隔を変更可能な間隔調節部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来の装置に比して小型のターゲットおよびマグネットユニットを用いて、基板面内の成膜分布が良好なスパッタ成膜処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）本発明に係る第１の実施形態を説明するための図である。（ｂ）第１の実施形態における磁石と電子の軌道の関係を説明するための図である。（ｃ）本発明におけるターゲットの利用領域を説明するための図である。
【図２】（ａ）コーナー効果を説明するための図である。（ｂ）本発明に係るマグネットユニットを用いた場合の、基板面内の膜厚分布を説明するための図である。
【図３】（ａ）本発明に係る第２の実施形態を説明するための図である。（ｂ）本発明に係る第２の実施形態におけるマグネットの配置位置を説明するための図である。
【図４】（ａ）本発明に係る第３の実施形態を説明するための図である。（ｂ）本発明に係る第３の実施形態における電子の軌道を説明するための図である。
【図５】（ａ）本発明の第１の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。（ｂ）本発明の第１の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。
【図６】（ａ）本発明の第１の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。（ｂ）本発明の第１の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。
【図７】（ａ）本発明の第１の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。（ｂ）本発明の第１の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。
【図９】（ａ）本発明の第１の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。（ｂ）本発明の第１の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）本発明の第５の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係るスパッタリング装置を説明するための図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係るスパッタリング装置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に用いられる制御装置を説明するための図である。
【図１４】（ａ）従来のスパッタリング装置におけるマグネットユニットを説明するための図である。（ｂ）従来のマグネットユニットにおける電子の軌道を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。  
【００１４】
（第１実施形態）  
図６（ａ）は、本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置６００の側面図である。図６（ｂ)は、本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置６００の斜視図である。
【００１５】
図６（ａ）及び（ｂ)において、スパッタリング装置６００は、基板６０４を載置する基板ホルダ６０１と、ターゲット６０３を支持するカソード６０２及び遮蔽板６０６とを備えている。カソード６０２は、ターゲット６０３を保持するためのターゲットホルダと、ターゲット６０３の表面に磁気トンネルを形成するためのマグネットアセンブリを備える。ターゲットホルダ表面のターゲット保持面と基板ホルダ６０１の基板支持面とは互いに対面するように配置されている。基板ホルダ６０１及びカソード６０２はそれぞれ、回転駆動部Ａ及び回転駆動部Ｂを備えており、且つ、基板ホルダ６０１及びカソード６０２はそれぞれ、回転駆動部Ａ及び回転駆動部Ｂを中心に任意の角度で回転可能である。例えば、基板ホルダ６０１及びカソード６０２は、モーターなどの回転手段を用いて回転させることが可能であり、この回転手段を制御装置により制御することが可能である。
【００１６】
回転駆動部Ａと回転駆動部Ｂは、互いに平行に配置されており、カソード６０２は、ターゲット６０３を回転駆動部Ｂに対して平行となるように支持することができる。回転駆動部Ｂを中心に任意の角度で回転可能であるカソード６０２により支持されるターゲット６０３は、静止中及び回転中いずれの場合においても、プラズマ中のイオンをターゲット６０３表面に衝突させることによってスパッタ粒子６０５を基板６０４に堆積させることが出来る。
【００１７】
成膜処理時では、ターゲット６０３によって成膜処理が施される基板６０４は、回転駆動部Ａを中心に任意の角度で回転可能である基板ホルダ６０１上に載置される。基板ホルダ６０１の基板支持面とカソード６０２のターゲットホルダとは、それぞれ回転駆動部Ａ及び回転駆動部Ｂを中心として、独立して回転可能に構成されている。
【００１８】
さらに、ターゲット６０３と基板ホルダ６０１との間に遮蔽板６０６が設けられている。遮蔽板６０６は、ターゲット６０３と基板６０４の対向する領域を制限可能であり、回転駆動部Ａ又は回転駆動部Ｂのいずれかを中心に任意の角度で回転するための手段を有し得る。遮蔽板６０６は、堆積される膜の膜厚分布の微調整やスパッタ粒子の入射角の選択性を高める機能を果たす。遮蔽板６０６は、任意の方法で、回転駆動部Ａ又は回転駆動部Ｂを中心として回転することが出来るが、以下で説明する実施形態では回転駆動部Ａを中心として回転可能な構成をしている。遮蔽板６０６は、カソード６０３又は基板ホルダ６０１とは独立して回転運動をするように、制御装置により制御することが可能である。
本実施形態では、基板６０４に対するスパッタ粒子の入射角を制御するため、回転駆動部Ａと遮蔽板６０６を制御している。基板６０４とターゲット６０３との相対角度を維持しつつ、基板６０４に対するスパッタ粒子の入射角を制御するためには、回転駆動部Ａまたは回転駆動部Ｂの少なくとも一方と、遮蔽板６０６を制御すれば足りる。
【００１９】
図７（ａ）は、図６（ａ）のスパッタリング装置の基板ホルダ７０１の側面図である。基板ホルダ７０１は基板載置台７０２を有しており、基板載置台７０２上には基板７０３が載置されている。図７（ｂ）は、本発明に一実施形態に係る基板ホルダ７０１の斜視図である。基板ホルダ７０１は、図６と同様に、回転駆動部Ａを中心に回転可能に構成されている。基板ホルダ７０１の基板載置台７０２は、回転駆動部Ａに垂直であり且つ基板７０３の中心を通過する回転駆動部Ｃを中心に回転可能に構成されており、回転駆動部Ｃを中心に基板７０３を回転させることが可能である。基板載置台７０２は、例えばモーターなどの回転手段を用いて回転させることが可能であり、この回転手段を制御装置により制御することが可能である。
【００２０】
図８は、本発明の別の実施形態に係るスパッタリング装置の一例を示す図である。スパッタリング装置８００は、基板を載置する基板ホルダ８０１と、ターゲット８０３を支持するカソード８０２及び遮蔽板８０５とを備えている。基板ホルダ８０１及びカソード８０２はそれぞれ、回転駆動部Ａ及び回転駆動部Ｂを備えており、且つ、基板ホルダ８０１及びカソード８０２の少なくとも一方は、回転駆動部Ａ及び回転駆動部Ｂを中心に任意の角度で回転するように構成されている。例えば、基板ホルダ８０１及びカソード８０２の少なくとも一方は、モーターなどの回転手段を用いて回転させることが可能であり、回転手段を制御装置によって制御することが可能である。回転駆動部Ａと回転駆動部Ｂは、互いに平行に配置されており、ターゲット８０３は、回転駆動部Ｂに対して平行となるように、カソード８０２によって支持されている。
【００２１】
回転駆動部Ｂを中心に任意の角度で回転可能であるカソード８０２により支持されるターゲット８０３は、静止中及び回転中いずれの場合においても、プラズマ中のイオンをターゲット８０３表面に衝突させることによってスパッタ粒子を基板上に堆積させることが出来る。
【００２２】
ターゲット８０３ａ〜８０３ｃによって成膜処理が施される基板は、回転駆動部Ａを中心に任意の角度で回転可能である基板ホルダ８０１上に載置されている。基板ホルダ８０１は、回転駆動部Ａに垂直であり且つ基板の中心を通過する回転駆動部（不図示）を中心に回転可能に構成されており、該回転駆動部を中心に基板を回転させることが可能である。基板ホルダ８０１は、例えばモーターなどの回転手段を用いて回転させることが可能であり、この回転手段を制御装置により制御することが可能である。
【００２３】
さらに、ターゲットと基板ホルダ８０１との間に遮蔽板８０５が設けられており、遮蔽板８０５は、回転駆動部Ａを中心に任意の角度で回転するための手段を有しており、堆積される膜の膜厚分布の微調整やスパッタ粒子の入射角の選択性を高める機能を果たす。遮蔽板８０５は、遮蔽板回転駆動部８０６を制御装置によって、カソード８０２又は基板ホルダ８０１とは独立して、回転駆動部Ａを中心に回転することができる。なお、回転駆動部８０６と回転駆動部Ａの回転中心は同じである必要は無く、各々の回転中心は、基板に対するスパッタ粒子の所望の入射角に応じて適宜選択される。
【００２４】
通常、配向性を高めた膜は複数層からなっており、その代表例はＴａ／ＦｅＣｏ，ＮｉＦｅ／ＦｅＣｏやＮｉＦｅＣｒ／ＦｅＣｏである。このような複数層からなる膜を製作するためには、カソード８０２に支持されるターゲット８０３は複数であることが望ましい。図７の形態においては、複数のターゲット８０３ａ、８０３ｂ及び８０３ｃが存在しており、使用用途に応じて適宜ターゲット８０３ａ、８０３ｂ及び８０３ｃを使い分けることが可能である。回転駆動部Ａと回転駆動部Ｂは、互いに平行に配置されており、ターゲット８０３ａ、８０３ｂ及び８０３ｃは、回転駆動部Ｂに対して平行となるように、カソード８０２によって支持されている。回転駆動部Ｂを中心に回転可能であるターゲット８０３ａ、８０３ｂ及び８０３ｃは、プラズマ中のイオンをターゲット８０３表面に衝突させることによってスパッタ粒子を基板に堆積させる。
【００２５】
次に、本発明の特徴となる、ターゲット８０３の裏面側に配されるマグネットアセンブリについて説明する。図８のターゲット８０３の裏には図１（ａ）に示すような２つのマグネットユニット１０１と１０２とからなるマグネットアセンブリ１が設けられる。マグネットユニット１０１と１０２は、マグネットアセンブリ１の長辺方向に２つ隣接してベース板１００上に設置されている。これら２つの磁石によりターゲットの基板側の面上に所定の漏洩磁場を形成して磁気ループを形成している。例えばマグネット１０１の中心磁石１１１はＳ極とした場合、外側磁石はＮ極となる。マグネット１０２はマグネット１０１と逆の磁極持つように設計されており、中心磁石１２１はＮ極で、外側磁石はＳ極となる。このとき磁力線はＮ極からＳ極の向きへ形成されるので、マグネット１０１では外側から内側へ、マグネット１０２では内側から外側へ磁力線が生成される。
なおマグネットアセンブリ１の長辺及び短辺とは、ターゲットホルダのターゲット保持面と平行であり、且つマグネットユニット１０１および１０２が配置された領域における長辺及び短辺のことを指す。
【００２６】
前記の磁力線が生成された状態で、ターゲット８０３に高電位を印加すると、ターゲット面に垂直な電界が発生する。このターゲット面に垂直な電界と、前記の磁界の組み合わせにより、電子はローレンツ力を受けドリフト運動を行う。この電子の軌跡に沿ってターゲット面上でスパッタリングが起き成膜が行われる。
【００２７】
図１（ｂ）はマグネット１０１と１０２により形成される磁力線を基にして形成されるターゲット２０３面上の電子のドリフト運動の軌跡を示す。マグネット１０１により形成される電子のドリフト運動の軌跡が２０１、マグネット１０２により形成される電子のドリフト運動の軌跡が２０２となる。電子の軌跡２０１と２０２は基礎になるマグネットの磁極が反対のため、運動方向が互いに逆になる。
【００２８】
このとき、軌跡２０１と２０２においてはコーナー効果により、ターゲットのスパッタが他の部分より進行し易い箇所Ｆが存在する。基板上において、このコーナー効果が生じる箇所と対向する箇所は膜厚が厚くなる傾向にあり、基板面内の膜厚分布を大きくする要因となっている。
【００２９】
本発明では、基板へのスパッタ粒子の入射角度を厳密に制御するため、図８の遮蔽版８０５を使用してターゲットエロージョンの一部を使用する。使用するエロージョン領域を図１（ｃ）の２０５に示す。この成膜方法ではターゲット長軸方向に平行な方向の基板上における膜厚分布は、ターゲット長軸方向のエロージョン進行速度の分布に依るところが大きく、このマグネットにより成膜される膜厚分布は図２のようになる。図１０（ａ）の磁石では、マグネットの長軸と短軸の長さの比が大きいため磁場強度の差（電子の走査速度の差）が大きくなりコーナー効果が強く現れるのに対し、図１の磁石では２つに分割されているためマグネットの長軸と短軸の長さの比が小さくなりコーナー効果による影響が抑えられる。
【００３０】
図９は本実施形態に係るマグネットアセンブリを捕捉説明するための図である。図９（ａ）は、図１（ｂ）のａ−ａ´断面図である。中心磁石１２２と外周磁石１２１の、ターゲットに対向する側の磁極が互いに異なるよう配置される。これにより、中心磁石１２２から出た磁力線の一部はターゲット２０３上に漏洩して外周磁石１２１の磁極に入っていき、磁気トンネル９０４が形成される。
図９（ｂ）は、図１（ｂ）のマグネットアセンブリ１及びターゲット２０３を、マグネットアセンブリの短辺方向から見た状態を示す。マグネットアセンブリ１の長辺方向に、外周磁石１１１と外周磁石１２１が並んで配置されている。
【００３１】
（第２実施形態）
本実施形態に係る発明について図３を用いて説明する。図３（ａ）、（ｂ）は２つのマグネット間の間隔を可変とするものであり、例えばベース板４０１上でマグネットがスライドできるようにし、任意の位置で固定機構４０２を用いて固定できる。
本実施形態は第１実施形態に加え、各マグネットユニットの相互の間隔を調節する間隔調節部４０３を備えることを特徴とする。
【００３２】
このような機構により、２つのマグネットの距離を変えることで、２つのマグネットユニット１０１と１０２が隣接する領域周辺の磁場強度を調整でき、ターゲットにおける被スパッタ領域の中央部のスパッタ率を制御できる。従って、使用するターゲット材質、ターゲットとマグネット間の距離や、磁場強度などの種々の条件に応じて中央部のスパッタ率を制御することで、基板への成膜時の膜厚分布を制御することが可能となる。
【００３３】
（第３実施形態）
本実施形態に係る発明を図４（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図４（ａ）、（ｂ）はマグネット長辺方向において、各点の高さ（ターゲットとマグネット間の距離）を可変とした機構を示した図である。可変機構４０３を使用してマグネットの高さを調節できるようになっている。本実施形態は第１実施形態に加え、可変機構４０３を備えることを特徴とする。
【００３４】
図４（ａ）はマグネット１０１もしくは１０２の高さを変えてターゲット‐マグネット間の距離を調節できる調節部４０５を有するマグネットアセンブリを示している。マグネットがターゲットに近づくとターゲット表面の漏れ磁場が強くなるため、その位置のスパッタ率が増加する。これにより膜厚の制御が容易に実施できる。従って、本実施形態において中心部の膜厚が薄い場合、中心位値のマグネット高さを上げることで膜厚分布の調整を行える。
【００３５】
図４（ｂ）はマグネットの高さを変更可能とする他の一例である。マグネット１０１ａ、１０１b、１０１c、１０１d、１０１ｅは全て併せてマグネット１０１と同じ磁気回路をもつように分割したものである。マグネット１０２ａ、１０２b、１０２c、１０２d、１０２ｅも同様に併せてマグネット１０２と同じ磁気回路をもつように分割したものである。ターゲットの長辺方向における各点のマグネットの高さを変えることでその位置の磁場強度を制御できるので、膜厚の均一性を向上させることができる。本実施形態においても、膜厚分布が左右対称になっていると、高さ調節は中心から対称になるように行うことが可能となるため、膜厚分布の制御が容易に行い得る。
【００３６】
上述したいずれの実施形態においても、２つの隣接するマグネット同士で、ターゲットに対向する側の磁極を異ならせることで、スパッタ後の基板の膜厚分布がウエハの中心から略左右対称の膜厚分布が得られる。これにより、膜厚分布の調整を行う場合、２つのマグネットの中間点を中心として、２つの磁石の位置調整等を対称に行えばよい。このため、２つのマグネットの位置関係に起因する膜厚分布の制御を効率よく行うことが可能となる。
【００３７】
（第４実施形態）
第１実施形態にて示した２分割マグネットの代わりに、多分割マグネットを使用してもよい。多数に分割することにより、マグネットの長軸と短軸の長さの比をより小さくすることができ、磁場強度の差（電子の走査速度の差）が小さくなりコーナー効果の影響をより小さくすることが可能である。これにより、コーナー効果による膜厚増加の影響が小さくできるためさらに分布がよくなる。
【００３８】
図５（ａ）は磁気回路を４つに分割したマグネットの例である。このとき隣り合わせのマグネットの極性が反対になるようにする。例えば、マグネット５０１ａ、５０２ａ、５０１ｂ、５０２ｂの中心磁石５１２ａ、５１２ｂと外側磁石５２１ａ、５２１ｂはＮ極、中心磁石５２２ａ、５２２ｂと外側磁石５１１ａ、５１１ｂはＳ極とする。
【００３９】
図５（ａ）の４分割マグネットを使用した場合、ターゲット面上にできる電子のドリフト運動の軌跡を図５(b)に示す。ターゲット５０３上に５３１ａ、５３２ａ、５３１ｂ、５３２ｂの電子のドリフト運動の軌跡が描かれることがわかる。このとき５３１ａと５３１ｂ、５３２ａと５３２ｂはそれぞれ同じ方向に電子が回転する。
これによりマグネットユニット５０１ａとマグネットユニット５０２ａの間の中間位置を中心として、マグネットユニット５０１ａとマグネットユニット５０２ａの位置調整等を対称に行えばよい。
またマグネットユニット５０１ｂとマグネットユニット５０２ｂについても同様である。そして、マグネットユニット５０１ａとマグネットユニット５０２ａを一体とし、マグネットユニット５０１ｂとマグネットユニット５０２ｂを一体として考え、これらの中間位置（即ち、マグネットユニット５０２ａとマグネットユニット５０１ｂの間の中間位置）を中心として、位置調整等を対称に行えばよい。
従って、複数のマグネットユニットの隣接するマグネット同士で、ターゲットに対向する側の磁極を異ならせることで、マグネットの位置関係に起因する膜厚分布の制御を効率よく行うことが可能となる。
【００４０】
（第５実施形態）
本実施形態に係る発明を図１０（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。本実施形態では第１実施形態で示したマグネットアセンブリが、マグネットユニットの長辺方向に駆動可能であることを特徴とする。
【００４１】
図１０（ａ）において、点Ｍは各々のマグネットユニットにおける中心磁石の中心点を示す。また領域Ｒはターゲット上の領域であり、基板と対向し、主として成膜に寄与する領域を示している。本実施形態では、マグネットユニット１０１とマグネットユニット１０２とが設けられたベース板が、マグネットユニットの長辺方向に駆動することで、マグネットユニット１０１とマグネットユニット１０２とが一体となって駆動する。図中の矢印は、各マグネットユニットの点Ｍが動く軌跡を示したものである。
本実施形態では点Ｍが、マグネットユニットの長辺方向に加え、短辺方向にも駆動し、マグネットユニット１０１とマグネットユニット１０２により形成されるターゲット上のエロージョン領域が変動するように構成されている。
【００４２】
図１０（ｂ）〜（ｄ）は、マグネットユニット１０１とマグネットユニット１０２とが駆動している際の他の状態を示したものである。いずれの状態においても、各マグネットユニットのトンネル領域のうち、長辺方向における中心磁石から一方の側のエロージョン領域Ｅが、領域Ｒの内側に位置するように、各マグネットユニットを駆動させている。
このような構成を採用することにより、マグネットユニット長辺方向におけるターゲット上の領域Ｒにおいてエロージョン進行速度の分布が改善される。
【００４３】
なお、本実施形態では、エロージョン領域Ｅが領域Ｒの内側で駆動する例を示したが、マグネットユニットの駆動によってエロージョン領域Ｅが領域Ｒの外側に駆動するように、軌跡Ｅを設定してもよい。ただしその場合でも、領域Ｒの内側において、エロージョン領域Ｅがマグネットの長辺方向に駆動することが肝要である。
【００４４】
図１１はターゲット２０３、マグネットユニット１０１、マグネットユニット１０２およびベース板４０１の斜視図である。ターゲット２０３上の矢印は、各マグネットユニットの中心磁石の中心点Ｍの軌跡を、ターゲット２０３の表面上に投影したものである。
【００４５】
（第６実施形態）
本実施形態は、図１２に示すように、第１実施形態におけるマグネットユニット１０１とマグネットユニット１０２を、各マグネットユニットの長辺方向において隣接して配置し、短辺方向にずらして配置している。ただし、長辺方向における中心磁石から一方の側のエロージョン領域Ｅ１のみを用いて基板への成膜を行っている。長辺方向における中心磁石からもう一方の側のエロージョン領域Ｅ２から基板方向に飛散したスパッタ粒子は、ターゲットと基板との間に設けられた遮蔽板によって制限される。
【００４６】
上述したいずれの実施形態においても、マグネットユニットが形成する磁気トンネルによるエロージョン領域のうち、長辺方向における中心磁石から一方の側のエロージョン領域のみを用いて基板への成膜を行う旨を説明した。この一方の側のエロージョン領域のみを用いるとは、主として基板への成膜に寄与しているのが、一方の側のエロージョン領域のみであることを意味する。従って、他方の側のエロージョン領域から飛散したスパッタ粒子が、膜特性に影響の無い範囲で基板に入射してもよい。
【００４７】
上述した実施形態に用いられる制御装置について、図１３を用いて説明する。
図１３は制御装置９０と、制御装置９０により制御される装置の各要素の関係を示すものである。
制御装置９０に具備された記憶装置６３には、本発明に係る種々の基板処理プロセスを実行する制御プログラムが格納されている。
制御装置９０は、例えば、一般的なコンピュータと各種のドライバを備え、種々の演算、制御、判別などの処理動作を実行し得る。このＣＰＵによって実行される様々な制御プログラムなどを格納するＲＯＭやＨＤＤ（不図示）などを有する。また、制御プログラムはマスクＲＯＭとして実装され得る。あるいは、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などにより構成される記憶装置６３に、外部の記録媒体やネットワークを介して制御プログラムをインストールすることも可能である。制御装置９０は、回転駆動部Ａ〜Ｃの各々と必要に応じて電気的に接続され、各回転駆動部の動作を管理し、制御できるように構成されている。またその他に必要に応じて、カソード６０２に接続された不図示の電源や、圧力計、排気手段など、本発明に係る装置の他の構成要素に接続される。
【符号の説明】
【００４８】
１  マグネットアセンブリ
１１  内側磁石
１２  外側磁石
１００  ベース板
１０１  マグネットユニット
１０１ａ〜ｅ  分割マグネット
１０２  マグネットユニット
１０２ａ〜ｅ  分割マグネット
１１１  外側磁石
１１２  内側磁石
１２１  外側磁石
１２２  内側磁石
２０１  電子の軌跡
２０２  電子の軌跡
２０３  ターゲット
４０１  ベース板
４０２  固定機構
４０３  可変機構
５０１ａ、ｂ  マグネットユニット
５０２ａ、ｂ  マグネットユニット
５０３  ターゲット
５１１ａ、ｂ  外側磁石
５１２ａ、ｂ  内側磁石
５２１ａ、ｂ  外側磁石
５２２ａ、ｂ  内側磁石
５３１ａ、ｂ  電子の軌跡
５３２ａ、ｂ  電子の軌跡
６００  スパッタリング装置
６０１  基板ホルダ
６０２  カソード
６０３  ターゲット
６０４  基板
６０５  スパッタ粒子
６０６  遮蔽版
７０１  基板ホルダ
７０２  基板載置台
７０３  基板
８００  スパッタリング装置
８０１  基板ホルダ
８０２  カソード
８０３ａ〜ｃ  ターゲット
８０５  遮蔽版
８０６  遮蔽版用回転手段
９０４  磁力線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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