(57)【要約】本発明は、磁気異方性の方向のバラツキを低減した磁性膜を形成可能なスパッタリング装置および成膜方法を提供する。本発明のスパッタリング装置は、回転可能なカソードと、回転可能なステージ（１８）とを備える。該ステージ（１８）は、静電チャック（２４）を有することができる。また、ステージ（１８）は、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源（１６）に電気的に接続されていても良い。さらに、ステージ（１８）は、静電チャック（２４）を有し、かつバイアス電源（１６）に電気的に接続されても良い。
2010073330.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支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージとを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージとを備え、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続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３】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージとを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有し、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続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４】
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスパッタリング装置。
【請求項５】
前記ステージは、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回転可能な基板支持載置台を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスパッタリング装置。
【請求項６】
前記基板支持載置台の回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のスパッタリング装置。
【請求項７】
前記静電吸着機構は、凹凸が形成された基板吸着面を有し、
前記静電吸着機構は、静電吸着用のＤＣ電源に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスパッタリング装置。
【請求項８】
前記凹凸の凹部は、基板を冷却するための冷媒供給手段に接続されてい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】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板とを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１０】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板とを備え、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続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１１】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板とを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有し、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続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１２】
前記スパッタリングターゲット支持面、前記基板支持面、および遮蔽板の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載のスパッタリング装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記基板支持面の法線との成す角度が所定の角度よりも小さい角度で入射するスパッタ粒子を遮断するように、前記遮蔽板の回転を制御することを特徴とする請求項１２に記載のスパッタリング装置。
【請求項１４】
前記ステージは、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回転可能な基板支持載置台を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載のスパッタリング装置。
【請求項１５】
前記基板支持載置台の回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載のスパッタリング装置。
【請求項１６】
前記静電吸着機構は、凹凸が形成された基板吸着面を有し、
前記静電吸着機構は、静電吸着用のＤＣ電源に電気的に接続されていることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載のスパッタリング装置。
【請求項１７】
前記凹凸の凹部は、基板を冷却するための冷媒供給手段に接続されていることを特徴とする請求項１６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する。
【背景技術】
【０００２】
近年、読み込み・書き込みヘッドやマイクロインダクタ、マイクロ変圧器などにおいて磁気素子の高周波用途が広がってきており、ＧＨｚ帯域においても良好な高周波特性をもつ磁性薄膜が求められていることから、これらに関係する研究開発も積極的に行われている。磁性薄膜を高周波帯域で使用するには、薄膜の電気抵抗を高めることで渦電流損を減らし、かつ共鳴周波数を高めることが必要である。この共鳴周波数を高める方法としては異方性磁界Ｈｋや飽和磁化Ｍｓを高めることが挙げられるが、ＨｋとＭｓを同時に高めることは一般的に困難であり、トレードオフの関係を持つ。しかし近年、スパッタリング法やイオンビーム法を使用して、基板に対してスパッタ粒子を斜めに入射、配向させることで結晶の形状効果による一軸磁気異方性を高めることが可能になり、高いＭｓを保持しつつ、Ｈｋも高めることが可能となった。【０００３】
斜め成膜についてはその応用範囲が広がっていくばかりであるが、基板に対してスパッタ粒子を斜めに入射させ、斜めに配向成膜する生産方法として、スパッタリング動作を行っているターゲット前面を基板が通過するような基板通過型成膜構造がある（特許文献１）。また、基板ホルダーのみを回転制御させて、膜を斜め成長させる方法もある（特許文献２）。【０００４】
更に複数のイオンビームによる絶縁薄膜を形成するに当たり、斜め成膜を利用する方法がある（特許文献３）。すなわち、特許文献３には、磁気ヘッドに絶縁薄膜を堆積させる方法であって、大きな表面積に均一に絶縁薄膜を形成するための方法が開示されている。図１０は、特許文献３に開示された堆積装置の概略図である。図１０に示す堆積装置は、第１のイオンビームガン１０１２、第２のイオンビームガン１０１３、ターゲットホルダー１０１４、および基板支持体１０１６を収納したチャンバ１０１１を備えている。【０００５】
基板支持体１０１６は、シャフト１０１６ｂの周り（軸１０２１ａの周り）を回転可能なターンテーブル１０１６ａと、軸１０２１ｂの周りを回転可能な基板取付台１０１６ｃとを有している。基板支持台１０１６ｃ上にはターゲット材を堆積させる基板１０１７を配置することができる。一方、ターゲットホルダー１０１４は、矢印方向１０２２に揺動可能に構成されており、ターゲット１０１５を取り付けることが可能である。【０００６】
第１のイオンビームガン１０１２は、イオンビーム１０１８がターゲット１０１５に入射するように配置されており、該イオンビーム１０１８によりターゲット１０１５からターゲット材がランダムな方向１０２０に分散される。また、第２のイオンビームガン１０１３は、堆積プロセス中に、もう１つのイオンビーム１０１９を基板１０１７に入射するように設けられている。【０００７】
特許文献３に開示された方法では、上述の構成においてターゲットホルダー１０１４、ターンテーブル１０１６ａ、基板取付台１０１６ｃを適切に回転させることにより、基板１０１７上に均一な膜厚を達成することができる。【０００８】
【特許文献１】米国特許６８１８９６１号明細書
【特許文献２】特開平６−１４４９９０号公報
【特許文献３】特開平８−２９６０４２号公報
【特許文献４】特開平１１−２８３９２６号公報
【発明の開示】
【０００９】
結晶の形状効果により一軸磁気異方性を高めるには、入射面に垂直な薄片状微結晶を均一に配向させることが必要であり、これを実現するには、図１及び図２に示されるスパッタ粒子の入射角θを大きくしなければならない。図１は、基板１０１に対して、基板垂直方向に対して角度θだけ傾いてスパッタ粒子１０２が入射している様子を示している。図２は、スパッタ粒子２０１を入射角θで斜めに入射させることによって斜め成長させた膜構造２０２の断面図を模式的に示した図である。この膜構造２０２は、スパッタ粒子２０１の入射面Ｘに対して垂直な薄片状微結晶から形成されている。
【００１０】
このような配向性の高い膜を、特許文献１に記載されている図３に例示の基板通過型構造を用いて実現するためには、基板の移動範囲を広げなければならない。すなわち、結晶の形状効果により一軸磁気異方性を高めるためにスパッタ粒子の入射角θを大きくすればするほど、図３に示すように、ターゲット３０２によってスパッタリング処理が施される基板３０１の移動範囲は水平方向に広がらざるを得ず、その結果として装置全体の大型化をもたらす。より具体的には、図３に示す通過型成膜構造では、基板動作範囲を範囲Ｐ２〜Ｐ３から範囲Ｐ１〜Ｐ４に拡張しスパッタ粒子の入射角θを大きくすることで膜特性を改善出来る一方、他方で成膜装置全体の巨大化を招くことになるのである。
【００１１】
なお、本明細書において、「入射角」とは、スパッタ粒子を入射する成膜対象の基板の法線と、入射するスパッタ粒子の入射方向とのなす角度を指す。従って、「低入射角度」とは、スパッタ粒子の入射方向の、基板法線からの傾きが相対的に小さい場合の入射角度であり、「高入射角度」とは、スパッタ粒子の入射方向の、基板法線からの傾きが相対的に大きい場合の入射角度である。
【００１２】
また、特許文献２の方法では、被成膜基板が大きくなった場合の膜厚分布やスパッタ粒子の入射方向の制御が考慮されていない。
【００１３】
また、特許文献３では、厚みが均一になるように絶縁薄膜を形成することを目的として、ターンテーブル１０１６ａ、および基板取付台１０１６ｃを回転させながら成膜を行っている。従って、各入射角度のスパッタ粒子はあらゆる方向から基板１０１７に入射することになる。さらに、基板１０１７には、低入射角度から高入射角度まであらゆる角度で基板１０１７に入射することになる。従って、基板１０１７に形成される磁気異方性は等方的なものとなり、磁化容易軸を良好に揃えることは困難であった。そもそも、特許文献３には、磁気異方性のバラツキを低減させることについては何ら議論されていない。
【００１４】
さらに、特許文献３では、良好な密度を有する薄膜を形成するために、第２のイオンビームガン１３を用いている。すなわち、特許文献３では、第２のイオンビームガン１３から照射される補助ビームによる適度のボンバード（叩き）により膜の接着性の改善を図っている。
【００１５】
このように、特許文献３では、形成される薄膜の密度を良好にしつつ、均一な薄膜を形成するために、第１のイオンビームガンおよび第２のイオンビームガンが必要であり、装置の複雑化、コストアップに繋がっている。
【００１６】
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、スパッタ粒子の入射角度θが高入射角度であっても、コンパクトな構成により磁気異方性の方向のバラツキを低減した磁性膜を形成可能なスパッタリング装置を提供することにある。
【００１７】
さらに、他の目的は、簡便な構成で、緻密な成膜が可能なスパッタリング装置を提供することにある。
【００１８】
本発明の第１の実施態様は、スパッタリング装置であって、スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージとを備え、前記ステージは、静電吸着機構を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の第２の実施態様は、スパッタリング装置であって、スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージとを備え、前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の第３の実施態様は、スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージとを備え、前記ステージは、静電吸着機構を有し、前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の第４の実施態様は、スパッタリング装置であって、スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板とを備え、前記ステージは、静電吸着機構を有することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の第５の実施態様は、スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板とを備え、前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２３】
さらに、本発明の第６の実施態様は、スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板とを備え、前記ステージは、静電吸着機構を有し、前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一定の角度で基板に入射するスパッタ粒子の様子を示す図である。
【図２】スパッタ粒子を入射角θで斜めに入射させることによって斜め成長させた膜構造を模式的に示す図である。
【図３】従来技術である通過型成膜構造を示す図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の側面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の斜視図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の側面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の斜視図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の全体構成を示す斜視図である。
【図５Ｄ】図５ＣにおけるＺ−Ｚ断面図である。
【図５Ｅ】図５ＣにおけるＹ−Ｙ断面図である。
【図５Ｆ】図５Ｅにおける、電力導入機構３０−１、３０−２の詳細を示す図である。
【図５Ｇ】図５ＦにおけるＡ−Ａ断面図である。
【図５Ｈ】図５ＦにおけるＢ−Ｂ断面図である。
【図５Ｉ】本発明に係る、静電吸着機構及びバイアス電源を備えていないステージの概略図である。
【図５Ｊ】静電吸着機構及びバイアス電源を備えた本発明に従った、第１、第２のスパッタ装置のステージ１８の概略構成図である。
【図６Ａ】本発明に従った基板載置用ステージの側面図である。
【図６Ｂ】本発明に従った基板載置用ステージの斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置の一実施例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置と多元スパッタシステムとの組み合わせを示す図である。
【図９】静電吸着機構及びバイアス電源を備えていないステージを搭載したスパッタ装置の内部断面図（図５Ｅの断面図に相当する図）である。
【図１０】従来の、堆積装置の概略構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。  
図４Ａは、本発明に従った第一のスパッタリング装置４００の側面図である。図４Ｂは、本発明に従った第一のスパッタリング装置４００の斜視図である。スパッタリング装置４００は、基板４０４を載置するステージ４０１と、ターゲット４０３を支持するカソード４０２とを備えている。該カソード４０２のターゲット支持面とステージ４０１の基板支持面とが互いに対面するように配置されている。ステージ４０１及びカソード４０２はそれぞれ、回転軸Ａ及び回転軸Ｂを備えており、且つ、ステージ４０１及びカソード４０２はそれぞれ、回転軸Ａ及び回転軸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、ステージ４０１及びカソード４０２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。【００２６】
回転軸Ａと回転軸Ｂは、互いに平行に配置されており、ターゲット４０３は、回転軸Ｂに対して平行となるように、カソード４０２によって支持されている。回転軸Ｂを中心に任意の角度で回転可能であるカソード４０２により支持されるターゲット４０３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４０３表面に衝突させることによってスパッタ粒子４０５を基板４０４に堆積させることが出来る。【００２７】
ターゲット４０３によって成膜処理が施される基板４０４は、回転軸Ａを中心に任意の角度で回転可能であるステージ４０１上に載置されている。ステージ４０１の基板支持面とカソード４０２のターゲット支持面とは、それぞれ回転軸Ａ及び回転軸Ｂを中心として、独立して回転可能に構成されている。【００２８】
本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置では、スパッタリング処理と同時並行的にカソード４０２及び／又はステージ４０１を独立に回転させることで、狭く限られた空間内でも、基板４０４の全面に対してスパッタ粒子を入射させることができる。また、上述のように、カソード４０２およびステージ４０１は独立に回転可能であるので、基板４０４に対して、スパッタ粒子を所定の入射角の範囲内で入射するようにスパッタリング装置を制御することができる。例えば、上記所定の入射角度の範囲を高入射角度の範囲とすることで、成膜される膜に形状効果による一軸磁気異方性を付与することができる。【００２９】
このように、本発明のスパッタリング装置によれば、カソードおよびステージの少なくとも一方を回転させることで、基板への入射角度を大きくした場合であっても、コンパクトな構成で良好な磁気異方性を有する磁性膜を形成することができる。【００３０】
図５Ａは、本発明に従った第二のスパッタリング装置５００の側面図である。図５Ｂは、本発明に従った第二のスパッタリング装置５００の斜視図である。図５Ａ及びＢにおいて、スパッタリング装置５００は、基板５０４を載置するステージ５０１と、ターゲット５０３を支持するカソード５０２及び遮蔽板５０６とを備えている。該カソード５０２のターゲット支持面とステージ５０１の基板支持面とが互いに対面するように配置されている。ステージ５０１及びカソード５０２はそれぞれ、回転軸Ａ及び回転軸Ｂを備えており、且つ、ステージ５０１及びカソード５０２はそれぞれ、回転軸Ａ及び回転軸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、ステージ５０１及びカソード５０２は、モーターなどの回転手段を用いて回転させることが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。【００３１】
回転軸Ａと回転軸Ｂは、互いに平行に配置されており、ターゲット５０３は、回転軸Ｂに対して平行となるように、カソード５０２によって支持されている。回転軸Ｂを中心に任意の角度で回転可能であるカソード５０２により支持されるターゲット５０３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５０３表面に衝突させることによってスパッタ粒子５０５を基板５０４に堆積させることが出来る。ターゲット５０３によって成膜処理が施される基板５０４は、回転軸Ａを中心に任意の角度で回転可能であるステージ５０１上に載置されている。ステージ５０１の基板支持面とカソード５０２のターゲット支持面とは、それぞれ回転軸Ａ及び回転軸Ｂを中心として、独立して回転可能に構成されている。【００３２】
さらに、ターゲット５０３とステージ５０１との間に遮蔽板５０６が設けられており、遮蔽板５０６は、回転軸Ａ又は回転軸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５０６は、任意の方法で、回転軸Ａ又は回転軸Ｂを中心として回転することが出来るが、本実施例では回転軸Ａを中心として回転可能である。遮蔽板５０６は、カソード５０３又はステージ５０１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。図４Ａ及びＢとの相違点は、ターゲット５０３とステージ５０１との間に遮蔽板５０６が設けられているところにある。【００３３】
このように、第２のスパッタリング装置は、遮蔽板５０６、カソード５０２、およびステージ５０１が独立に回転可能であるので、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ために有利である。さらに、基板載置用ステージに載置されている基板が、二つの回転軸を中心に回転することが可能であり、ターゲット、ステージの動作範囲を更に狭めつつ均一性の高い配向膜が成膜可能になる。【００３４】
さて、本出願の発明者は、鋭意検討、実験した結果、スパッタ粒子の、基板への入射角度が低角度であっても、形成される膜に磁気異方性が付与されることを見出した。従って、スパッタ粒子の基板への入射角のフィルタとして機能する遮蔽板５０６を用い、基板５０４に入射するスパッタ粒子の入射角が低入射角になるように遮蔽板５０６、カソード５０２、およびステージ５０１の少なくとも１つの回転を制御しても良い。【００３５】
図５Ｃは、本発明に従った、第１、第２のスパッタリング装置の全体構成を示す斜視図である。  
図５Ｃにおいて、真空処理装置１０は、排気装置１２により内部を所要の減圧状態にする事が可能な真空室１１を備えている。また、真空室１１の上部には、屋根状の蓋１７が設けられておりその蓋１７の２つの斜面のそれぞれには、真空室１１内にポイントカスプ磁場を印可可能な、磁石を備えたPCMカソード１３a、１３bが設けられている。PCMカソード１３a、１３bの具体的構造は、既に公開されている特許文献４に詳細に記載されているため、ここでは、説明を省略する。また、真空室１１側面には、整合器１４が設けられており、２つのＤＣ電源１５−１、１５−２及びＲＦ電源１６が整合器１４と接続され、真空室１１内部に設けられている基板（非図示）に対して各々の電力が、整合器１４を介して印加可能となっている。【００３６】
図５Ｄは、図５ＣのＺ−Ｚ断面図である。  
図５Ｄにおいて、上述した第１のスパッタリング装置および第２のスパッタリング装置にて説明したステージ及びカソードが真空室１１内に配置されていることが示されている。符号１８は、回転軸Ａを中心として回転可能なステージである。符号１９は、回転軸Ａに対して垂直な回転軸Ｃを中心として回転可能な静電吸着機構を備えかつバイアス電源と接続された基板支持載置台である。該基板支持載置台１９上には基板を配置することができる。符号２０は、回転軸Ｂを中心として回転可能なカソードである。該カソード２０のターゲット支持面にはターゲットを配置することができる。基板支持載置台１９とカソード２０とは、真空排気可能な真空室１１内で対向して設けられており、間には遮蔽板２１が設けられている。真空容器の下部には、排気装置１２が設けられており、排気装置１２の前段にはバルブ１２aが付されている。【００３７】
図５Ｅは、図５ＣのＹ−Ｙ断面図である。  
図５Ｅにおいて、真空室１１内にステージ１８が配置されており、ステージ１８上部に基板支持載置台１９が配置されている。基板支持載置台１９の底面には回転支柱２５が結合されている。導電性材料からなる回転支柱２５はステージ１８上部に形成された孔部分に、例えば磁性流体シールのごとき真空シール機構２６を介して、回転自在に取り付けられている。これにより真空室１１の内部の気密性が維持される。また回転支柱２５に固定された基板支持載置台１９は、回転機構（後述の回転駆動機構２７）によって、基板支持載置台１９上に載置された基板２２を回転自在に設けられている。【００３８】
真空シール機構２６の下方には回転駆動機構２７が設けられている。回転駆動機構２７は回転支柱２５に取り付けた磁石（図示せず）と、その外周周辺に配置された電磁石（図示せず）との相互作用によって回転支柱２５を回転させるモータとして機能する。また回転駆動機構２７には、回転支柱２５の回転数及び回転方向を検出するエンコーダ（図示せず）が付設されている。【００３９】
基板支持載置台１９は、基板２２を載置する載置面としての誘電体板２３と、搭載された基板２２を適当な静電吸着力で誘電体板２３に押し付けて固定するための静電チャック（静電吸着装置）２４とを備えている。基板支持載置台１９では、さらに、静電チャック２４によって誘電体板２３上に固定された基板２２の裏面側に対して、熱伝導用の裏面ガスを導入するための流体路３７が形成されている。この流体路３７は、本実施例では真空シール機構２６に導入口が設けられている。この裏面ガスは、冷媒により冷却されている基板支持載置台１９の熱が基板２２に効率よく伝達されるようにするためのガスであり、従来では、アルゴンガス（Ａｒ）や窒素ガス等が用いられている。【００４０】
静電チャック２４は正負双極型のチャック装置であり、その内部には２つの電極２８a、２８bを有している。一方の極性の電極２８a、および他方の極性の電極２８bはそれぞれ、板状の絶縁部材の中に埋設されている。電極２８aには、基板支持載置台１９及び回転支柱２５の内部に設けた電力導入棒２９aを介して所要の第１のＤＣ電圧が導入される。電極２８bには、基板支持載置台１９及び回転支柱２５の内部に設けた電力導入棒２９bを介して所要の第２のＤＣ電圧が導入される。２つの電力導入棒２９a、２９bは、図５Ｅに示すごとく回転支柱２５の下方まで延設されて配置され、かついずれも絶縁性部材３１a、３１bで被覆されている。【００４１】
また、ＲＦバイアス電圧を印加する場合は、第１および第２のＤＣ電圧に、ＲＦ電源１６からのＲＦバイアス電圧が重畳されて、電極２８ａ、２８ｂに印加される。このようにして、基板２２にバイアス電圧を印加することができる。【００４２】
回転支柱２５の途中には、静電チャック２４の２つの電極２８a、２８bの各々に、静電吸着のための異なる２種のバイアス電圧、およびＲＦバイアス電圧を与えるための電力導入機構３０−１が設けられている。なお、電力導入機構３０−１と、回転支柱２５を介して真空シール機構２６及び回転駆動機構２７が電気的に接続される状態を回避する為、回転支柱２５の、電力導入機構３０−１を貫通する箇所の上下には絶縁性部材６４が挿入されている。電力導入機構３０−１は電力導入機構３０−２と、導電性部材３３a、３３bにて接続されている。電力導入機構３０−１内部にはロータリージョイント部３６が、電力導入機構３０−２内部にはロータリージョイント部４９が設けられていて、詳細については後述する。【００４３】
符号３２a、３２b、３２c、３２dは、回転軸Ａを中心として回転する回転円筒であり、ステージ１８はこの回転円筒３２ａ〜３２ｄと固定されている。尚回転円筒３２a、３２bは後に述べる電力導入機構３０−２の構成部品の一部であり、回転円筒３２cとの間には絶縁性部材５０が挿入されている。この回転円筒３２ａ〜３２ｄは、真空室１１の左右に形成された孔部分に、例えば磁性流体シールのごとき真空シール機構３４及び３５を介して、回転自在に取り付けられている。これにより真空室１１の内部の気密性が維持される。なお、本実施形態においては、真空シール機構３４は２軸同軸タイプを使用し、回転円筒３２dの外側に同軸で回転円筒６２が配置され、この回転円筒６２には遮蔽板２１が接続されている。回転円筒３２d及び６２を、例えばサーボモータにより回転させている。【００４４】
図５Ｆは、図５Ｅにおける、電力導入機構３０−１、３０−２の詳細を示す図である。  
図５Ｆは電力導入機構３０−１、３０−２の詳細を示す図であり、この図においてロータリージョイント部３６、４９の説明をする。  
ロータリージョイント部３６a−１、３６a−２は、回転支柱２５に固定され、かつ中心軸Ｃを中心として同心円状に配置された例えば２つの導電性環状部材３７a−１、３７a−２、ならびに導電性材料からなる筐体部３８aに固定され、かつ中心軸Ｃを中心として同心円状に配置された例えば２つの導電性環状部材３９a−１、３９a−２から構成されている。導電性環状部材３７、３９はそれぞれ、環状領域で面接触した状態にて配置されている。回転支柱２５が回転すると導電性環状部材３７ａ−１（導電性環状部材３７ａ−２）と導電性環状部材３９ａ−１（導電性環状部材３９ａ−２）とはロータリージョイント部３６ａ−１（ロータリージョイント部３６ａ−２）において摺動関係となる。筐体部３８aは、導電性部材３３aにて電力導入機構３０−２の１構成部品の回転円筒３２aと接続されている。【００４５】
同様に、ロータリージョイント部３６ｂ−１、３６ｂ−２は、回転支柱２５に固定され、かつ中心軸Ｃを中心として同心円状に配置された例えば２つの導電性環状部材３７ｂ−１、３７ｂ−２、ならびに導電性材料からなる筐体部３８ｂに固定され、かつ中心軸Ｃを中心として同心円状に配置された例えば２つの導電性環状部材３９ｂ−１、３９ｂ−２から構成されている。導電性環状部材３７、３９はそれぞれ、環状領域で面接触した状態にて配置されている。回転支柱２５が回転すると導電性環状部材３７ｂ−１（導電性環状部材３７ｂ−２）と導電性環状部材３９ｂ−１（導電性環状部材３９ｂ−２）とはロータリージョイント部３６ｂ−１（ロータリージョイント部３６ｂ−２）において摺動関係となる。筐体部３８ｂは、導電性部材３３ｂにて電力導入機構３０−２の１構成部品の回転円筒３２ｂと接続されている。【００４６】
ロータリージョイント部４９a−１、４９a−２は、導電性材料からなる回転円筒３２aに固定され、かつ中心軸Ａを中心として同心円状に配置された例えば２つの導電性環状部材４２a−１、４２a−２、ならびに中心軸Ａを中心に配置された固定支柱４３に固定され、かつ中心軸Ａを中心として同心円状に配置された例えば２つの導電性環状部材４１a−１、４１a―２から構成されている。導電性環状部材４１、４２はそれぞれ、環状領域で面接触した状態にて配置されている。回転円筒３２aが回転すると導電性環状部材４１ａ−１（導電性環状部材４１ａ−２）と導電性環状部材４２ａ−１（導電性環状部材４２ａ−２）とはロータリージョイント部４９ａ−１（ロータリージョイント部４９ａ−２）において摺動関係となる。固定支柱４３は、導電性部材４４aにて整合器１４と接続されている。尚、導電性部材４４aは、絶縁性部材５１aによって被覆されている。【００４７】
同様に、ロータリージョイント部４９ｂ−１、４９ｂ−２は、導電性材料からなる回転円筒３２ｂに固定され、かつ中心軸Ａを中心として同心円状に配置された例えば２つの導電性環状部材４７ｂ−１、４７ｂ−２、ならびに中心軸Ａを中心に配置された固定支柱４３に固定され、かつ中心軸Ａを中心として同心円状に配置された例えば２つの導電性環状部材４６ｂ−１、４６ｂ―２から構成されている。導電性環状部材４６、４７はそれぞれ、環状領域で面接触した状態にて配置されている。回転円筒３２ｂが回転すると導電性環状部材４６ｂ−１（導電性環状部材４６ｂ−２）と導電性環状部材４７ｂ−１（導電性環状部材４７ｂ−２）とはロータリージョイント部４９ｂ−１（ロータリージョイント部４９ｂ−２）において摺動関係となる。固定支柱４３は、導電性部材４４ｂにて整合器１４と接続されている。尚、導電性部材４４ｂは、絶縁性部材５１ｂによって被覆されている。【００４８】
電力導入機構３０−１は、基板支持載置台１９にバイアス電圧（ＲＦバイアス電力）および静電チャック２４にＤＣバイアス電力を印加するための構成であって、絶縁性部材４５によって電気的に２ゾーンに分割された構造となっていて、回転軸Ｃを中心として２つのゾーンが上下に直列に配置されている。すなわち、電力導入機構３０−１のうち、絶縁性部材４５によって分割された領域の一方に対して静電チャック２４が有する２つの電極の一方の電極が電気的に接続され、上記分割された領域の他方に対して上記２つの電極の他方の電極が電気的に接続される。本実施形態では、電力導入機構３０−１は、絶縁性部材４５によって、静電チャック２４に近い方の分割領域３０−１ａと静電チャック２４に遠い方の分割領域３０−１ｂとに分割され、該分割領域３０−１ａと３０−１ｂとは互いに絶縁状態にある。本実施形態では、静電チャック２４の電極２８ａと分割領域３０−１ａとを、導電性材料からなる回転支柱２５中に形成し、かつ絶縁性部材３１ａによって被覆された電力導入棒２９ａを介して電気的に接続している。また、静電チャック２４の電極２８ｂと分割領域３０−１ｂとを、回転支柱２５中に形成し、かつ絶縁性部材３１ｂによって被覆された電力導入棒２９ｂを介して電気的に接続している。なお、電力導入棒２９ｂは、分割領域３０−１ａにおいては絶縁性部材３１ｂによって被覆されている。【００４９】
上述のように、電力導入機構３０−１は、回転支柱２５の一部の領域と、回転支柱２５の周囲に配置された筐体部３８と、電力導入機構３０−１を静電チャック２４に近い側と遠い側（分割領域３０−１ａと分割領域３０−１ｂ）とに分割する絶縁性部材４５と、回転支柱２５と筐体部３８とを摺動させるための、導電性材料からなるロータリージョイント部３６とを備えている。そして絶縁性部材によって被覆された電力導入棒を、静電チャック２４が有する電極から、電力導入機構３０−１の対応する領域（分割領域）まで絶縁させた状態で、上記電極と上記対応する領域とを電気的に接続している。そして、該対応する領域は、導電性を有するロータリージョイント部３６を介して導電性を有する筐体部３８に電気的に接続されている。この筐体部３８が、電力導入機構３０−２に電気的に接続されることになる。【００５０】
このように本実施形態では、基板支持載置台および静電チャックに所定の電力を導入させるための電気経路を、基板支持載置台１９を回転させるための回転支柱２５内に含めることができる。よって、電気配線等を引き回さなくても、基板支持載置台および静電チャックへの電力供給経路を確保することができる。また、上記電気経路を基板支持載置台および静電チャックを支えるための支柱内に含めることができるので、基板支持載置台１９を回転させても、上記電気回路が絡まることを防ぐことができる。【００５１】
また、本実施形態では、絶縁性部材４５により、電力導入機構３０−１を、互いに絶縁された２つの分割領域３０−１ａおよび３０−１ｂに分割し、電極２８ａから分割領域３０−１ａまでを絶縁させた状態で電極２８ａと分割領域３０−１ａとを電気的に接続し、電極２８ｂから分割領域３０−１ｂまでを絶縁させた状態で電極２８ｂと分割領域３０−１ｂとを電気的に接続している。よって、静電チャック２４へと供給される正負の電圧が途中でショートすることなく、電源１５−１、１５−２からの静電チャック２４へと電力を良好に供給することができる。【００５２】
また、電力導入機構３０−２は、基板支持載置台１９にバイアス電圧（ＲＦバイアス電力）および静電チャック２４にＤＣバイアス電力を印加するための第２の構成であって、絶縁性部材４８によって電気的に２ゾーンに分割された構造となっていて、回転軸Ａを中心として２つのゾーンが左右に直列に配置されている。すなわち、電力導入機構３０−２のうち、絶縁性部材４８によって分割された領域の一方は電力導入機構３０−１の分割領域３０−１ｂに電気的に接続され、上記分割された領域の他方は分割領域３０−１ａに電気的に接続される。本実施形態では、電力導入機構３０−２は、絶縁性部材４８によって、電力導入機構３０−１に近い方の分割領域３０−２ａと電力導入機構３０−１に遠い方の分割領域３０−２ｂとに分割され、該分割領域３０−２ａと３０−２ｂとは互いに絶縁状態にある。本実施形態では、整合器１４と分割領域３０−２ａとを、導電性材料からなる固定支柱４３中に形成し、かつ絶縁性部材５１ｂによって被覆された導電性部材４４ｂを介して電気的に接続している。また、整合器１４と分割領域３０−２ｂとを、固定支柱４３中に形成し、かつ絶縁性部材５１ａによって被覆された導電性部材４４ａを介して電気的に接続している。なお、導電性部材４４ｂは、分割領域３０−２ｂにおいては絶縁性部材５１ｂによって被覆されている。【００５３】
上述のように、電力導入機構３０−２は、固定支柱４３の少なくとも一部の領域と、固定支柱４３の周囲に配置された回転円筒３２ａ、３２ｂと、電力導入機構３０−２を電力導入機構３０−１に近い側と遠い側（分割領域３０−２ａと分割領域３０−２ｂ）とに分割する絶縁性部材４８と、固定支柱４３と回転円筒３２ａ、３２ｂとを摺動させるための、導電性材料からなるロータリージョイント部４９とを備えている。そして絶縁性部材によって被覆された導電性部材を、整合器１４から、電力導入機構３０−２の対応する領域（分割領域）まで絶縁させた状態で、上記整合器１４と上記対応する領域とを電気的に接続している。そして、該対応する領域は、導電性を有するロータリージョイント部４９を介して導電性を有する回転円筒３２ａ、３２ｂに電気的に接続されている。この回転円筒３２ａ、３２ｂが、電力導入機構３０−１に電気的に接続されることになる。【００５４】
このように本実施形態では、電力導入機構３０−１（すなわち、基板支持載置台および静電チャック）に電力を導入させるための電気経路を、ステージ１８を回転させるための固定支柱４３内に含めることができる。よって、電気配線等を引き回さなくても、電力導入機構３０−１への電力供給経路を確保することができる。また、電力導入機構３０−１への電気経路をステージ１８を回転させるための支柱内に含めることができるので、ステージ１８を回転させても、上記電気回路が絡まることを防ぐことができる。【００５５】
また、本実施形態では、絶縁性部材４８により、電力導入機構３０−２を、互いに絶縁された２つの分割領域３０−２ａおよび３０−２ｂに分割し、整合器１４から分割領域３０−２ａまでを絶縁させた状態で整合器１４と分割領域３０−２ａとを電気的に接続し、また整合器１４から分割領域３０−２ｂまでを絶縁させた状態で整合器１４と分割領域３０−２ｂとを電気的に接続している。よって、静電チャック２４へと供給される正負の電圧が途中でショートすることなく、電源１５−１、１５−２からの静電チャック２４へと電力を良好に供給することができる。【００５６】
なお、本実施形態では、ステージ１８を回転させるための機構として、固定支柱４３と回転円筒３２を用いているがこれに限らず、支柱を回転させても良い。すなわち、電力導入機構３０−２は、支柱（例えば、固定支柱４３）と該支柱を囲む導電性を有する筐体部（例えば、回転円筒３２ａ、３２ｂ）と、上記支柱と筐体部とを摺動させるための、ロータリージョイント部とを備え、ロータリージョイント部を介して支柱と筐体部との電気的な接続を確立しながら、支柱および筐体部の少なくとも一方を回転軸Ａを中心に回転させることが可能であれば、いずれの構成であっても良い。【００５７】
以上により、回転軸Ａを中心としてステージ１８を回転させ、かつ回転軸Ｃを中心して基板支持載置台１９を回転させつつ、基板支持載置台１９へ２つの異なるＤＣバイアス電力及びＲＦバイアス電力が導入可能となる。【００５８】
図５Ｇは、図５ＦにおけるＡ−Ａ断面図であり、図５Ｈは、図５ＦにおけるＢ−Ｂ断面図である。  
冷却供給機構（非図示）から供給される冷媒は、図５Ｈにおける冷媒導入口５６から導入され、図５Ｆ、Ｈに示す矢印５２のごとく流路内を流れ、図５Ｆに示す配管部材５７によって導入口５８と接続された配管流路内を流れる。さらに図５Ｆ、Ｇに示す矢印５３のごとく流路内を流れ、図５Ｇの符号６３から回転支柱２５内の貫通孔（非図示）を介して基板支持載置台１９に導入される。基板支持載置台１９から戻ってくる冷媒は、図５Ｇの符号５９へ導かれ、図５Ｆ、Ｇの矢印５４のごとく流路内を流れ、配管部材６０によって導入口６１と接続された配管流路内を流れる。さらに図５Ｆ、Ｈに示す矢印５５のごとく流路内を流れ、冷却供給機構（非図示）へと戻ってゆく。【００５９】
冷媒は、ロータリージョイント部４９及び３６に形成された空間も同時に流通することで各々のロータリージョイント部での発生熱を奪う効果もあり、さらに導電性環状部材間の潤滑性を向上させることも可能である。【００６０】
なお、図５Ｅ、５Ｆでは、静電チャック２４を備え、ステージ１８にＲＦバイアス電圧を印加可能な構成について説明した。すなわち、静電チャック２４が有する電極２８ａ、２８ｂに、ＤＣ電圧にＲＦバイアス電圧を重畳して印加することで、静電吸着機能と、ＲＦバイアス電圧印加機能とを実現している。本発明において、静電吸着機能およびＲＦバイアス電圧印加機能のいずれか一方のみを実現したい場合においても、図５Ｅ、５Ｆと同様の構成で実現できる。なお、ＲＦバイアス電圧印加機能を実現したい場合は、基板支持載置台１９に設ける電極は１つであっても良い。【００６１】
図５Ｉは、本発明に係る、静電吸着機構及びバイアス電源を備えていないステージの概略図であり、ターゲット５０１とステージ５０３との間に遮蔽板５０２が配置された構成を示す。なお、静電吸着機構及びバイアス電源を備えていないステージを有するスパッタリング装置の詳細については後述の図９にて述べることにする。図５Ｉでは、ステージ５０３の基板支持面上にＯリング５０６が設けられており、Ｏリング５０６に囲まれた領域に冷却ガス５０７が供給される。さらに、基板支持面の外側にはマスク５０４が配置されている。このような構成により、基板５０５をＯリング５０６上に配置し、かつ基板５０５のエッジ部分をマスク５０４により押さえるようにして、基板５０５をステージ５０３上に固定する。【００６２】
すると、図５Ｉに示すように、ターゲット５０１からのスパッタ粒子５０８が斜めから入射してくるために、マスク５０４にて遮られて成膜されない領域（例えば、基板５０５の、マスク５０４にて支持される領域等）ができてしまう。また、また、マスク５０４が基板５０５をチャックする場所が冷却ガス５０７を封止するためのOリング５０６の外側になるため、基板５０５がOリング５０６を支点として反ってしまう。【００６３】
図５Ｊは、静電吸着機構及びバイアス電源を備えた本発明に従った、第１、第２のスパッタ装置のステージ１８の概略構成図であり、ターゲット５１１とステージ１８との間に遮蔽板５１２が配置された構成を示す。本発明では、図５Ｊに示すように、基板支持載置台１９が静電吸着機構としての静電チャック２４を有している。該静電チャック２４は、基板２２を支持する面に、外周シール部５１４、凸部５１５、および凹部５１６を有しており、図５Ｅや図５Ｆに詳細に示した構成により、ＤＣ電源１５−１および１５−２に電気的に接続されている。また、上記凹部５１６は、図５Ｅにて説明したガス導入路３７を介してガス供給機構（非図示）に接続されている。よって、上記凹部５１６には、冷却ガスが供給されることになる。【００６４】
このように、本発明では、静電チャック２４を用いているので、マスク５０４を用いなくても基板２２を基板支持載置台１９に良好に固定することができる。従って、マスク５０４のように所望のスパッタ粒子５１７を遮るものが無いので、基板２２の全面に成膜を行うことができる。さらに、静電チャック２４の基板支持面を凹凸面としているので、Ｏリング５０６を用いなくても、冷却ガスを基板２２と基板支持載置台１９との間に封入することができる。従って、基板２２に反りを発生させることなく、成膜を行うことができる。【００６５】
さらに、図５Ｉのステージ５０３を使用して成膜した場合、膜成長角度を６０°以上に制御して、Ｈｋ＞２００Ｏｅの膜を成膜することは可能である。しかしながら、Ｈｋ＞２００Ｏｅでは、成膜後の膜密度が小さくなり、Ｂｓが急激に小さくなる欠点を見出した。【００６６】
そこで、本実施形態では、スパッタリング装置にＲＦ電源１６を接続し、ステージ１８にバイアス電圧を印加可能な構成を採っている。従って、スパッタリング成膜中において、基板２２にはバイアスによる垂直成分５１３が作用することになり、成膜後の膜の緻密性を向上することができる。【００６７】
このように、本実施形態では、静電吸着機構を用いることにより、基板全面への良好な成膜を可能にする。また、ＲＦ電源に接続し、ステージにバイアス電圧を印加することにより、緻密な膜を成膜することが可能となる。【００６８】
さらに、例えば図５Ｉに示す構成に、形成される膜の緻密化を目的としてＲＦバイアスを印加すると、マスク５０４が新たなターゲットとして機能することがあり、成膜の汚染の原因となる。しかしながら、本実施形態では、静電吸着機構とバイアス印加とを同時に行うことで、汚染原因となるマスクを用いずに良好に基板を固定できるので、所望のターゲット以外のスパッタ粒子の成膜への寄与を抑えつつ、基板全面に緻密な膜を形成することができる。【００６９】
図６Ａは、図４Ａ，図５Ａのスパッタリング装置のステージとして利用可能なステージ６０１の側面図である。ステージ６０１は基板載置台６０２を有しており、基板載置台６０２上には基板６０３が載置されている。図６Ｂは、本発明に従ったステージ６０１の斜視図である。ステージ６０１は、図４及び図５と同様に、回転軸Ａを中心に回転可能に構成されている。ステージ６０１の基板載置台６０２は、回転軸Ａに垂直であり且つ基板６０３の中心を通過する回転軸Cを中心に回転可能に構成されており、回転軸Ｃを中心に基板６０３を回転させることが可能である。基板載置台６０２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。【００７０】
図７は、本発明の他の実施形態に係るスパッタリング装置の一実施例を示す図である。スパッタリング装置７００は、基板７０４を載置するステージ７０１と、ターゲット７０３を支持するカソード７０２及び遮蔽板７０５とを備える。ステージ７０１及びカソード７０２はそれぞれ、回転軸Ａ及び回転軸Ｂを備えており、且つ、ステージ７０１及びカソード７０２はそれぞれ、回転軸Ａ及び回転軸Ｂを中心にある基準面（非図示）から任意の角度で回転するように構成されている。例えば、ステージ７０１及びカソード７０２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。【００７１】
回転軸Ａと回転軸Ｂは、互いに平行に配置されており、ターゲット７０３は、回転軸Ｂに対して平行となるように、カソード７０２によって支持されている。回転軸Ｂを中心に任意の角度で回転可能であるカソード７０２により支持されるターゲット７０３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７０３表面に衝突させることによってスパッタ粒子を基板７０４上に堆積させることが出来る。ターゲット７０３によって成膜処理が施される基板７０４は、回転軸Ａを中心に任意の角度で回転可能であるステージ７０１上に載置されている。【００７２】
さらに、ターゲット７０３とステージ７０１との間に遮蔽板７０５が設けられており、遮蔽板７０５は、回転軸Ａを中心にある基準面（非図示）から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７０５は、遮蔽板用回転手段７０６を制御装置によって適切に制御することによって、カソード７０２又はステージ７０１とは独立して、回転軸Ａを中心に回転する。【００７３】
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，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７０２に支持されるターゲット７０３は複数であることが望ましい。本実施例においては、複数のターゲット７０３ａ、７０３ｂ及び７０３ｃが存在しており、使用用途に応じて適宜ターゲット７０３ａ、７０３ｂ及び７０３ｃを使い分けることが可能である。回転軸Ａと回転軸Ｂは、互いに平行に配置されており、ターゲット７０３ａ、７０３ｂ及び７０３ｃは、回転軸Ｂに対して平行となるように、カソード７０２によって支持されている。回転軸Ｂを中心に回転可能であるターゲット７０３ａ、７０３ｂ及び７０３ｃは、プラズマ中のイオンをターゲット７０３表面に衝突させることによってスパッタ粒子を基板７０４に堆積させる。【００７４】
図８は、本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置７００と、さまざまなタイプの多元スパッタシステム８０１、具体的には１カソードユニット８０１ａ、３カソードユニット８０１ｂ、４カソードユニット８０１ｃとの組み合わせが表されている。図８の構成では、スパッタリング装置７００と、多元スパッタシステム８０１、具体的には１カソードユニット８０１ａ、３カソードユニット８０１ｂ、４カソードユニット８０１ｃとの組み合わせを用いることで、使用用途を更に拡張することが出来る。【００７５】
図９は、従来の、静電吸着機構及びバイアス電源を備えていないステージを搭載したスパッタ装置の内部断面図（図５Ｅの断面図に相当する図）である。本発明のスパッタリング装置との比較のために、本図にて、従来のスパッタリング装置のステージ周りの構造について説明する。【００７６】
真空室７１内にステージ７２が配置されており、ステージ７２上部に基板支持載置台７４が配置されている。基板支持載置台７４の底面には中心軸Ｃを中心に回転可能な回転支柱７６が結合されている。基板２２は、圧縮空気を駆動源として上下動作可能な駆動機構７５に接続されたマスク７３によって基板支持載置台７４に押し付けられることでチャックされている。回転支柱７６はステージ７２上部に形成された孔部分に、例えば磁性流体シールのごとき真空シール機構７７を介して、回転自在に取り付けられている。これにより真空室７１の内部の気密性が維持される。真空シール７７下部には、回転軸Ｃを中心として同軸上に回転駆動機構７８、冷却水導入用機構７９が上下方向に直列に接続されている。回転駆動機構７８については図５Ｅで示した回転駆動機構２７と同等であるため説明は省略する。冷却水導入機構内部には、図５Ｅに示すロータリージョイント３６若しくは４９と構造が同一のロータリージョイント部が内蔵され、回転支柱７６への冷却水導入を可能としている。回転支柱内部に上下方向に設けられた貫通孔（非図示）を介して基板支持載置台７４へ冷却水が導入される。【００７７】
基板支持載置台７４においても、基板裏側への冷却ガス導入が可能な構造となっている。真空シール機構７７から流路８２を伝って導入され、基板裏面までガスが到達する構造となっている。尚、基板裏面に到達した冷却ガスを基板裏面の位置で封止するために基板裏面側にＯリング８４を配置している。【００７８】
符号８０は、回転軸Ａを中心として回転可能な回転円筒であり、ステージ７２はこの回転円筒８０に結合されている。この回転円筒８０は、真空室７１側面に形成された孔部分に、例えば磁性流体シールのごとき真空シール機構８１を介して、回転自在に取り付けられている。これにより真空室７１の内部の気密性が維持される。回転円筒８０は、例えばサーボモータにより回転させている。【００７９】
符号８５は、回転軸Ａを中心として回転可能な回転支柱である。この回転支柱８５は、ステージ７２の側面に形成された孔部分に、例えば磁性流体シールのごとき真空シール機構８３を介して、回転自在に取り付けられている。これにより真空室７１の内部の気密性が維持される。この回転支柱８５には、遮蔽板８６が接続されていて、例えばサーボモータにより回転させている。【００８０】
（実施例）  
次に、本発明の静電吸着機構及びバイアス電源を備えるステージを搭載したスパッタ装置を使用した成膜方法について説明する。  
図５Ｃに記載のスパッタリング装置の真空室１１内に基板を配置し、真空１１内をターボ分子ポンプにより、１０‐６Ｐａになるまで、真空排気する。真空容器内が、１０‐６Ｐａになった後、図５Jに示す、静電吸着機構（静電チャック２４）によりステージ１８に基板２２を静電吸着する。【００８１】
ここで、一軸異方性膜を成膜する場合には、スパッタ粒子を基板に対して斜めに入射させるべく、ターゲットに対して該ステージ１８を回転軸Ａに対して所定の角度まで回転させる。スパッタプロセス開始と共に該ステージ１８を平均０．１７ｒｐｍで回転させる。ターゲットとステージ１８の間に載置されている遮蔽板２１によって所定の角度のスパッタ粒子が基板２２に入射するため、一軸異方性膜を成膜することが可能になる。さらに、ステージ１８に搭載されているバイアス電力印可機構を使用して高周波電力を２００Ｗ重畳させることで、膜密度が１．４５倍増加することを確認した。【００８２】
一方、基板２２に対する入射角を比較的小さくすることで（２５°〜４０°）、磁性膜の斜め成長による異方性の発現以外に、基板応力による異方性発現を期待することができる。この場合には静電吸着機構としての静電チャック２４により保持された基板２２に、ステージ１８に搭載されているバイアス電力印可機構を使用して高周波電力（ＲＦバイアス）を重畳させることで膜応力を調整し、異方性磁界の大きさを調整することが可能になる。１００Ｗの高周波電力により異方性磁界Ｈｋは約１．３３倍上昇した。【００８３】
また、異方性膜の保磁力を下げるため、中間層として１ｎｍ程度の厚みを持つ非磁性層を磁性層の間に成膜する場合がある。このような場合には、基板支持載置台１９を回転軸Ｃを中心に水平方向に１００ｒｐｍで回転させながら、同時に、ステージ１８を回転軸Ａを中心に０．１ｒｐｍで回転させる。上記回転を維持しながら、基板２２上にスパッタ成膜を行う。本発明の成膜方法によれば、基板支持載置台１９を回転軸Ｃを中心に１００ｒｐｍで回転し、同時に、ステージ１８を回転軸Ａに対して０．１ｒｐｍで回転しながら成膜するため、基板内外周差を良好に押さえた極薄膜を成膜することが可能になった。【００８４】
本発明の成膜方法においては、静電吸着機構により基板ステージに基板を静電吸着し、同時に、基板にバイアス電圧印可機構によりバイアス電圧を印可しているため、スパッタ膜の緻密性改善、応力調整をしつつ、全面成膜が可能となった。【００８５】
上述の実施例は、本発明の範囲を限定するものではなく、本実施例の教示ないし示唆に基づいて、本発明請求の範囲の主題内容を実現すべく、上述の諸実施例を適宜変更することができる。
【図１】
2010073330.tif 000003
【図２】
2010073330.tif 000004
【図３】
2010073330.tif 000005
【図４Ａ】
2010073330.tif 000006
【図４Ｂ】
2010073330.tif 000007
【図５Ａ】
2010073330.tif 000008
【図５Ｂ】
2010073330.tif 000009
【図５Ｃ】
2010073330.tif 000010
【図５Ｄ】
2010073330.tif 000011
【図５Ｅ】
2010073330.tif 000012
【図５Ｆ】
2010073330.tif 000013
【図５Ｇ】
2010073330.tif 000014
【図５Ｈ】
2010073330.tif 000015
【図５Ｉ】
2010073330.tif 000016
【図５Ｊ】
2010073330.tif 000017
【図６Ａ】
2010073330.tif 000018
【図６Ｂ】
2010073330.tif 000019
【図７】
2010073330.tif 000020
【図８】
2010073330.tif 000021
【図９】
2010073330.tif 000022
【図１０】
2010073330.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月9日(2009.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有し、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記制御装置は、スパッタ中に前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが平行して対面しながら互いにすれ違いに移動するように前記カソードと前記ステージとの回転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２】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されており、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記制御装置は、スパッタ中に前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが平行して対面しながら互いにすれ違いに移動するように前記カソードと前記ステージとの回転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３】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有し、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されており、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記制御装置は、スパッタ中に前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが平行して対面しながら互いにすれ違いに移動するように前記カソードと前記ステージとの回転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４】
（削除）
【請求項５】
前記ステージは、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回転可能な基板支持載置台を有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６】
前記基板支持載置台の回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のスパッタリング装置。
【請求項７】
前記静電吸着機構は、凹凸が形成された基板吸着面を有し、
前記静電吸着機構は、静電吸着用のＤＣ電源に電気的に接続されてい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８】
前記凹凸の凹部は、基板を冷却するための冷媒供給手段に接続されてい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】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板と、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有し、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記制御装置は、スパッタ中に前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが平行して対面しながら互いにすれ違いに移動するように前記カソードと前記ステージとの回転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１０】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板と、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されており、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記制御装置は、スパッタ中に前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが平行して対面しながら互いにすれ違いに移動するように前記カソードと前記ステージとの回転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１１】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板と、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有し、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されており、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記制御装置は、スパッタ中に前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが平行して対面しながら互いにすれ違いに移動するように前記カソードと前記ステージとの回転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１２】
（削除）
【請求項１３】
前記制御装置は、前記基板支持面の法線との成す角度が所定の角度よりも小さい角度で入射するスパッタ粒子を遮断するように、前記遮蔽板の回転を制御することを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。
【請求項１４】
前記ステージは、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回転可能な基板支持載置台を有することを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。
【請求項１５】
前記基板支持載置台の回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１４に記載のスパッタリング装置。
【請求項１６】
前記静電吸着機構は、凹凸が形成された基板吸着面を有し、
前記静電吸着機構は、静電吸着用のＤＣ電源に電気的に接続されていることを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。
【請求項１７】
前記凹凸の凹部は、基板を冷却するための冷媒供給手段に接続されていることを特徴とする請求項１６に記載のスパッタリング装置。
【請求項１８】
前記ステージは、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回転可能な基板支持載置台を有することを特徴とする請求項２に記載のスパッタリング装置。
【請求項１９】
前記基板支持載置台の回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のスパッタリング装置。
【請求項２０】
前記ステージは、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回転可能な基板支持載置台を有することを特徴とする請求項３に記載のスパッタリング装置。
【請求項２１】
前記基板支持載置台の回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載のスパッタリング装置。
【請求項２２】
前記静電吸着機構は、凹凸が形成された基板吸着面を有し、
前記静電吸着機構は、静電吸着用のＤＣ電源に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のスパッタリング装置。
【請求項２３】
前記凹凸の凹部は、基板を冷却するための冷媒供給手段に接続されていることを特徴とする請求項２２に記載のスパッタリング装置。
【請求項２４】
前記静電吸着機構は、凹凸が形成された基板吸着面を有し、
前記静電吸着機構は、静電吸着用のＤＣ電源に電気的に接続されていることを特徴とする請求項３に記載のスパッタリング装置。
【請求項２５】
前記凹凸の凹部は、基板を冷却するための冷媒供給手段に接続されていることを特徴とする請求項２４に記載のスパッタリング装置。
【請求項２６】
前記制御装置は、前記基板支持面の法線との成す角度が所定の角度よりも小さい角度で入射するスパッタ粒子を遮断するように、前記遮蔽板の回転を制御することを特徴とする請求項１０に記載のスパッタリング装置。
【請求項２７】
前記制御装置は、前記基板支持面の法線との成す角度が所定の角度よりも小さい角度で入射するスパッタ粒子を遮断するように、前記遮蔽板の回転を制御することを特徴とする請求項１１に記載のスパッタリング装置。
【請求項２８】
前記ステージは、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回転可能な基板支持載置台を有することを特徴とする請求項１０に記載のスパッタリング装置。
【請求項２９】
前記基板支持載置台の回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項２８に記載のスパッタリング装置。
【請求項３０】
前記ステージは、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回転可能な基板支持載置台を有することを特徴とする請求項１１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３１】
前記基板支持載置台の回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項３０に記載のスパッタリング装置。
【請求項３２】
前記静電吸着機構は、凹凸が形成された基板吸着面を有し、
前記静電吸着機構は、静電吸着用のＤＣ電源に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載のスパッタリング装置。
【請求項３３】
前記凹凸の凹部は、基板を冷却するための冷媒供給手段に接続されていることを特徴とする請求項３２に記載のスパッタリング装置。
【請求項３４】
前記静電吸着機構は、凹凸が形成された基板吸着面を有し、
前記静電吸着機構は、静電吸着用のＤＣ電源に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３５】
前記凹凸の凹部は、基板を冷却するための冷媒供給手段に接続されていることを特徴とする請求項３４に記載のスパッタリング装置。
【請求項３６】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有し、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記カソードと前記ステージとが同一方向に回転するように、前記第１の回転軸は前記カソードに固定され、前記第２の回転軸は前記ステージに固定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３７】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されており、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記カソードと前記ステージとが同一方向に回転するように、前記第１の回転軸は前記カソードに固定され、前記第２の回転軸は前記ステージに固定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３８】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有し、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されており、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記カソードと前記ステージとが同一方向に回転するように、前記第１の回転軸は前記カソードに固定され、前記第２の回転軸は前記ステージに固定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３９】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板と、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有し、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記カソードと前記ステージとが同一方向に回転するように、前記第１の回転軸は前記カソードに固定され、前記第２の回転軸は前記ステージに固定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４０】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板と、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されており、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記カソードと前記ステージとが同一方向に回転するように、前記第１の回転軸は前記カソードに固定され、前記第２の回転軸は前記ステージに固定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４１】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記スパッタリング支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板と、
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置とを備え、
前記ステージは、静電吸着機構を有し、
前記ステージは、該ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されており、
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面とが互いに対面して配置され、
前記カソードと前記ステージとが同一方向に回転するように、前記第１の回転軸は前記カソードに固定され、前記第２の回転軸は前記ステージに固定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４２】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記ステージの内部に設けられた少なくとも１つの電極と、
前記ステージに固定された、少なくとも１つの導電性の円筒であって、前記第２の回転軸を中心に回転可能な少なくとも１つ円筒と、
前記円筒の開口部内に配置され、前記円筒と摺動関係にある支柱と、
前記支柱の内部に配置され、前記電極に印加する電圧が供給される少なくとも１つの導電性部材であって、前記円筒に電気的に接続された少なくとも１つの導電性部材とを備え、
前記電極と前記円筒とは電気的に接続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４３】
前記導電性部材は、ＤＣ電源に電気的に接続されており、
前記基板支持面に基板を支持する場合、前記電極にＤＣ電圧を印加することで、前記基板を前記基板支持面に静電吸着させることを特徴とする請求項４２に記載のスパッタリング装置。
【請求項４４】
前記導電性部材は、前記ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されており、
スパッタリング成膜中において、前記電極に前記バイアス電圧を印加することを特徴とする請求項４２に記載のスパッタリング装置。
【請求項４５】
前記導電性部材は、ＤＣ電源および前記ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源のそれぞれに電気的に接続されており、
前記基板支持面に基板を支持する場合、前記電極にＤＣ電圧を印加することで、前記基板を前記基板支持面に静電吸着させ、かつ前記バイアス電圧を前記ＤＣ電圧に重畳して前記電極に印加することを特徴とする請求項４２に記載のスパッタリング装置。
【請求項４６】
前記ステージは、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回転可能であり、前記基板支持面を有する基板支持載置台を有することを特徴とする請求項４２に記載のスパッタリング装置。
【請求項４７】
前記基板支持載置台の、前記基板支持面と対向する面に接続された回転支柱と、
前記回転支柱の周囲に配置され、前記電極に印加する電圧が供給される導電性の筐体と、
前記基板支持載置台および前記回転支柱の内部に設けられた電力導入部とをさらに備え、
前記基板支持面は、前記回転支柱が回転することにより、前記第３の回転軸を中心に回転可能であり、
前記電極と前記筐体とは、前記電力導入部を、介して電気的に接続されることを特徴とする請求項４６に記載のスパッタリング装置。
【請求項４８】
前記基板支持載置台の回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項４６に記載のスパッタリング装置。
【請求項４９】
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または前記第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板をさらに備えることを特徴とする請求項４２に記載のスパッタリング装置。
【請求項５０】
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記基板支持面の法線との成す角度が所定の角度よりも小さい角度で入射するスパッタ粒子を遮断するように、前記遮蔽板の回転を制御することを特徴とする請求項４９に記載のスパッタリング装置。
【請求項５１】
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項４２に記載のスパッタリング装置。
【請求項５２】
前記基板支持面は、凹凸が形成された基板吸着面を有することを特徴とする請求項４２に記載のスパッタリング装置。
【請求項５３】
前記凹凸の凹部は、基板を冷却するための冷媒供給手段に接続されていることを特徴とする請求項５２に記載のスパッタリング装置。
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月12日(2011.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングターゲット支持面を有するカソードであって、第１の回転軸を中心に前記スパッタリングターゲット支持面が回転可能なカソードと、
基板支持面を有するステージであって、前記第１の回転軸と平行に配置された第２の回転軸を中心に前記基板支持面が回転可能なステージと、
前記ステージの内部に設けられた少なくとも１つの電極と、
前記ステージに固定された、少なくとも１つの導電性の円筒であって、前記第２の回転軸を中心に回転可能な少なくとも１つの円筒と、
前記円筒の開口部内に配置され、前記円筒と摺動関係にある支柱と、
前記支柱の内部に配置され、前記電極に印加する電圧が供給される少なくとも１つの導電性部材であって、前記円筒に電気的に接続された少なくとも１つの導電性部材とを備え、
前記電極と前記円筒とは電気的に接続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】
前記導電性部材は、ＤＣ電源に電気的に接続されており、
前記基板支持面に基板を支持する場合、前記電極にＤＣ電圧を印加することで、前記基板を前記基板支持面に静電吸着させ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】
前記導電性部材は、前記ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源に電気的に接続されており、
スパッタリング成膜中において、前記電極に前記バイアス電圧を印加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４】
前記導電性部材は、ＤＣ電源および前記ステージにバイアス電圧を印加可能なバイアス電源のそれぞれに電気的に接続されており、
前記基板支持面に基板を支持する場合、前記電極にＤＣ電圧を印加することで、前記基板を前記基板支持面に静電吸着させ、かつ前記バイアス電圧を前記ＤＣ電圧に重畳して前記電極に印加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５】
前記ステージは、前記第２の回転軸に対して垂直な第３の回転軸を中心に回転可能であり、前記基板支持面を有する基板支持載置台を有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６】
前記基板支持載置台の、前記基板支持面と対向する面に接続された回転支柱と、
前記回転支柱の周囲に配置され、前記電極に印加する電圧が供給される導電性の筐体と、
前記基板支持載置台および前記回転支柱の内部に設けられた電力導入部とをさらに備え、
前記基板支持面は、前記回転支柱が回転することにより、前記第３の回転軸を中心に回転可能であり、
前記電極と前記筐体とは、前記電力導入部を介して電気的に接続されることを特徴とする請求項５に記載のスパッタリング装置。
【請求項７】
前記基板支持載置台の回転を制御するための制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のスパッタリング装置。
【請求項８】
前記スパッタリングターゲット支持面と前記基板支持面との間に配置され、前記第１の回転軸、または前記第２の回転軸を中心に回転可能な遮蔽板をさらに備え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９】
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記基板支持面の法線との成す角度が所定の角度よりも小さい角度で入射するスパッタ粒子を遮断するように、前記遮蔽板の回転を制御することを特徴とする請求項８に記載のスパッタリング装置。
【請求項１０】
前記スパッタリングターゲット支持面、および前記基板支持面の少なくとも１つの回転を制御するための制御装置をさらに備え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１１】
前記基板支持面は、凹凸が形成された基板吸着面を有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１２】
前記凹凸の凹部は、基板を冷却するための冷媒供給手段に接続されていることを特徴とする請求項１１に記載のスパッタリング装置。
【国際調査報告】
2010073330.tif 000024
2010073330.tif 000025
2010073330.tif 000026
2010073330.tif 000027