(57)【要約】【課題】成膜対象物に形成される膜の膜質の低下が抑えられたスパッタリング装置を得ること。【解決手段】複数の第１小型マグネトロンカソード３１ａおよび第２小型マグネトロンカソード３１ｂの中央磁石３２ａ，３２ｂ付近に生じる非エロージョン領域は、分断されて個々で存在するので、連続した一体の中央磁石で構成されたマグネトロンカソードと比較して狭くできる。個々の非エロージョン領域が狭いことで、非エロージョン領域に形成された厚膜に発生する応力を緩和でき、膜応力等による剥がれが減少することで、パーティクルの発生を抑えることができる。したがって、基板に形成される膜に取り込まれるパーティクルを減少でき、膜質の低下が抑えられるスパッタリング装置を得ることができる。【選択図】図３
2011144439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ターゲットおよび前記第１ターゲットに対向配置されている第２ターゲットから生じるスパッタリング粒子を、前記第１ターゲットと前記第２ターゲットとの間から放出させるスパッタリング装置であって、
第１ターゲット長尺方向に長い前記第１ターゲットと、
第２ターゲット長尺方向に長い前記第２ターゲットと、
前記第１ターゲットに配置され、前記第１ターゲット長尺方向と直交する第１ターゲット幅方向の長さ以下の第１幅方向の長さを有する複数の第１小型マグネトロンカソードが、前記第１幅方向を前記第１ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べられて構成されている第１マグネトロンカソードと、
前記第２ターゲットに配置され、前記第２ターゲット長尺方向と直交する第２ターゲット幅方向の長さ以下の第２幅方向の長さを有する複数の第２小型マグネトロンカソードが、前記第２幅方向を前記第２ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べられて構成されている第２マグネトロンカソードとを備えた
ことを特徴とす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において、
前記第１マグネトロンカソードと前記第２マグネトロンカソードとで対向する磁石は、反対極が向き合っている
ことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のスパッタリング装置において、
前記第１マグネトロンカソードと前記第２マグネトロンカソードとで対向する磁石は、同極が向き合っている
ことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のスパッタリング装置において、
前記第１小型マグネトロンカソードおよび前記第２小型マグネトロンカソードの外周磁石の一部が不連続に配置されている
ことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項５】
請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載のスパッタリング装置において、
前記第１ターゲット長尺方向および前記第２ターゲット長尺方向に配置された前記外周磁石に、一箇所もしくは複数箇所で分岐もしくは折れ曲がりが設けられている
ことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスパッタリング装置において、
前記第１マグネトロンカソードおよび前記第２マグネトロンカソードの近傍に設けられた、不活性ガスよりなるスパッタリングガスの第１のガス導入手段と、
前記第１マグネトロンカソードおよび前記第２マグネトロンカソードから、前記第１のガス導入手段と比較して遠方に設けられた、前記第１ターゲットおよび前記第２ターゲットのスパッタリング成分と反応して反応生成物を生成するための反応性ガスの第２のガス導入手段とを少なくとも備えている
ことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項７】
請求項６に記載のスパッタリング装置において、
前記第１ターゲットおよび前記第２ターゲットは、シリコン、前記スパッタリングガスはアルゴン、前記反応性ガスは酸素である
ことを特徴とする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、マグネトロンカソードを対向配置した対向ターゲットスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾式の成膜方法として、蒸着法、スパッタリング法等が知られている。例えば、液晶表示体等には、信頼性の向上のために無機物の配向膜が検討されており、蒸着法、スパッタリング法等が用いられる。ここで、蒸着法では、大型基板に低欠陥密度の膜を形成することが困難で、スパッタリング法による成膜が行なわれている。
対向する面が長方形の２つのターゲットと各ターゲットに対応した磁石を用い、成膜対象物を、ターゲットの長手方向に直交する方向から対向したターゲットの側方を通過させて、成膜するスキャン方式のスパッタリング装置が知られている。ここで、磁石は外周磁石としてのリング磁石とリング磁石の内側に配置された中央磁石とからなり、対向する面が長方形のターゲットに合わせて、リング磁石は四角リング形状、中央磁石は細長の長方形状を有している（例えば、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２００７−３９７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、長尺のターゲットに合わせた長尺の外周磁石および長尺の中央磁石を使用すると、中央磁石に沿ってターゲット中央で長手方向に長く非エロージョン領域が発生し、ターゲットの使用効率が低下する。
また、非エロージョン領域では、対向するターゲットから大量のスパッタリング粒子が飛来、堆積して厚膜が形成される。厚膜化した膜は、膜応力等により容易に剥がれ、発塵源となる。発生した塵は、成膜対象物に形成される膜に取り込まれ膜質が低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題のうち少なくとも一つを解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］
第１ターゲットおよび前記第１ターゲットに対向配置されている第２ターゲットから生じるスパッタリング粒子を、前記第１ターゲットと前記第２ターゲットとの間から放出させるスパッタリング装置であって、第１ターゲット長尺方向に長い前記第１ターゲットと、第２ターゲット長尺方向に長い前記第２ターゲットと、前記第１ターゲットに配置され、前記第１ターゲット長尺方向と直交する第１ターゲット幅方向の長さ以下の第１幅方向の長さを有する複数の第１小型マグネトロンカソードが、前記第１幅方向を前記第１ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べられて構成されている第１マグネトロンカソードと、前記第２ターゲットに配置され、前記第２ターゲット長尺方向と直交する第２ターゲット幅方向の長さ以下の第２幅方向の長さを有する複数の第２小型マグネトロンカソードが、前記第２幅方向を前記第２ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べられて構成されている第２マグネトロンカソードとを備えたことを特徴とするスパッタリング装置。
ここで、マグネトロンカソードとは、中央磁石と中央磁石を取り囲む外周磁石を備えている。また、「第１幅方向を第１ターゲット長尺方向にほぼ向けて」および「第２幅方向を第２ターゲット長尺方向にほぼ向けて」の「ほぼ向けて」とは、第１，第２ターゲット長尺方向に対して±４５°の範囲の方向をいう。
【０００７】
この適用例によれば、第１マグネトロンカソードを複数の第１小型マグネトロンカソードを用いて構成し、第２マグネトロンカソードを複数の第２小型マグネトロンカソードを用いて構成している。第１マグネトロンカソードおよび第２マグネトロンカソードにおけるエロージョン領域は、複数の第１小型マグネトロンカソードおよび複数の第２小型マグネトロンカソードの外周磁石に沿って生じるエロージョン領域を加えたものになるので、連続した一つの外周磁石で構成されたマグネトロンカソードのエロージョン領域と比較して長くて広い。エロージョン領域が広くなることで、相対的に非エロージョン領域が狭くなり、非エロージョン領域に形成された厚膜に発生する応力が緩和し、膜応力等による剥がれが減少することで、パーティクルの発生が抑えられる。したがって、成膜対象物に形成される膜に取り込まれるパーティクルが減少し、膜質の低下が抑えられるスパッタリング装置が得られる。
【０００８】
［適用例２］
上記スパッタリング装置において、前記第１マグネトロンカソードと前記第２マグネトロンカソードとで対向する磁石は、反対極が向き合っていることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、不完全なマグネトロン磁場において、一部の電子は第１ターゲットおよび第２ターゲットの表面近傍に拘束されず、第１ターゲットと第２ターゲットとの間の空間に漏れ出ることになる。ここで、対向する磁石で、反対極が向き合っているので、ターゲット間に生じる磁力線により、こうした電子をターゲット間で拘束し、スパッタリングガスとの衝突を増やし、スパッタリングガスイオンの発生量を増やす。このスパッタリングガスイオンは、第１ターゲットおよび第２ターゲットの表面付近の磁場に関係なく電界によりターゲットに引き寄せられるため、非エロージョン領域に降り注ぐスパッタリングガスイオンが増える。増えたスパッタリングガスイオンにより、非エロージョン領域をスパッタリングクリーニングしたり、堆積した膜の表面を改質したりし、重ねて形成される膜との密着性が高まり、膜剥がれが減少する。したがって、成膜対象物に形成される膜に取り込まれるパーティクルがより減少し、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置が得られる。
【０００９】
［適用例３］
上記スパッタリング装置において、前記第１マグネトロンカソードと前記第２マグネトロンカソードとで対向する磁石は、同極が向き合っていることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、不完全なマグネトロン磁場において、対向する磁石で、同極が向き合っているので、反対極が向き合っている場合と比較して、磁力線は第１ターゲットおよび第２ターゲットの表面に集まる。そのため、不完全なマグネトロン磁場に起因する非拘束電子は、より第１ターゲットおよび第２ターゲット表面近傍に近い位置で拘束されることになり、少なくとも磁力線の存在しない第１ターゲットと第２ターゲットとの中間領域で電子が拘束されることは少ない。その結果、第１ターゲットと第２ターゲットとの中間領域でスパッタリングガスイオンが発生することが少なくなり、第１ターゲットと第２ターゲットとの間の空間から成膜対象物方向へ漏れ出て来るスパッタリングイオンの量が減少する。したがって、成膜中に成膜対象物が受けるスパッタリングイオン衝撃が、対向する磁石で反対極が向き合っている場合と比較して低減したスパッタリング装置が得られる。
【００１０】
［適用例４］
上記スパッタリング装置において、前記第１小型マグネトロンカソードおよび前記第２小型マグネトロンカソードの外周磁石の一部が不連続に配置されていることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、第１小型マグネトロンカソードおよび第２小型マグネトロンカソードの外周磁石の一部が不連続に配置されることにより、不完全なマグネトロン磁場となる。マグネトロン磁場の拘束が緩くなることで、本来であればスパッタリングガスイオンの到達しない非エロージョン領域にも少量ながらスパッタリングガスイオンが到達する。スパッタリングガスイオンは、ターゲット表面をスパッタリングクリーニングしたり、堆積した膜の表面を改質したりし、重ねて形成される膜との密着性が高まり、膜剥がれが減少する。したがって、成膜対象物に形成される膜に取り込まれるパーティクルがより減少し、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置が得られる。
【００１１】
［適用例５］
上記スパッタリング装置において、前記第１ターゲット長尺方向および前記第２ターゲット長尺方向に配置された前記外周磁石に、一箇所もしくは複数箇所で分岐もしくは折れ曲がりが設けられていることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、第１ターゲット長尺方向および第２ターゲット長尺方向に配置された外周磁石の設置距離が、一箇所もしくは複数箇所の分岐もしくは折れ曲がりで長くなる。外周磁石の設置距離が長くなることにより、外周磁石に沿ったエロージョン領域が長くなる。したがって、第１ターゲットおよび第２ターゲットの使用効率がより向上したスパッタリング装置が得られる。また、パーティクルの発生源である非エロージョン領域の面積が相対的に減少し、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置が得られる。
【００１２】
［適用例６］
上記スパッタリング装置において、前記第１マグネトロンカソードおよび前記第２マグネトロンカソードの近傍に設けられた、不活性ガスよりなるスパッタリングガスの第１のガス導入手段と、前記第１マグネトロンカソードおよび前記第２マグネトロンカソードから、前記第１のガス導入手段と比較して遠方に設けられた、前記第１ターゲットおよび前記第２ターゲットのスパッタリング成分と反応して反応生成物を生成するための反応性ガスの第２のガス導入手段とを少なくとも備えていることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、第１マグネトロンカソードおよび第２マグネトロンカソードの近傍をスパッタリングガス雰囲気にして、第１ターゲットおよび第２ターゲット上に、対向するターゲットのスパッタリング成分によって形成される膜を未反応のターゲット成分にとどめる。一方、成膜対象物上に形成されるスパッタリング成分には反応性ガスを供給し、反応生成物を生成させるスパッタリング装置が得られる。
【００１３】
［適用例７］
上記スパッタリング装置において、前記第１ターゲットおよび前記第２ターゲットは、シリコン、前記スパッタリングガスはアルゴン、前記反応性ガスは酸素であることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、シリコンと酸素との反応で酸化シリコン膜が得られる。得られた酸化シリコン膜は、高い応力を持ち、高抵抗もしくは絶縁性となる。第１ターゲットおよび第２ターゲット上に形成された酸化シリコン膜の表面改質により導電性が付与され、蓄積される電荷量が減少し、アーキングの発生が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態に係るスパッタリング装置を備えた製造装置の概略斜視図。
【図２】図１における製造装置のＡ−Ａ概略断面構成図。
【図３】（ａ）は、スパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図。（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線概略断面図。
【図４】従来におけるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図。
【図５】第１実施形態におけるターゲットのエロージョン領域を表す図。
【図６】第２実施形態におけるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図。
【図７】変形例におけるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図。
【図８】第３実施形態におけるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係るスパッタリング装置３を備えた液晶装置の製造装置１の概略斜視図である。図２は、図１における製造装置１のＡ−Ａ概略断面構成図である。ここで製造装置１では、例えば、成膜対象物である基板Ｗに成膜を行う。
図中には、高さ方向をＺ軸、奥行き方向をＹ軸、基板Ｗの搬送方向をＸ軸として示した。
【００１６】
図１において、製造装置１は、箱型筐体からなる真空チャンバーである成膜室２とスパッタリング装置３とを備えている。
成膜室２の−Ｘ軸側には、成膜室２の真空度を保持した状態での基板Ｗの搬入、搬出を可能とするロードロックチャンバー２Ｌが配置されている。ロードロックチャンバー２Ｌには、ロードロックチャンバー２Ｌを独立して真空雰囲気に調整する図示しない排気制御装置が接続されている。
ロードロックチャンバー２Ｌと成膜室２とは、チャンバー間を気密に閉塞するゲートバルブ２Ｖを介して接続されている。したがって、成膜室２を大気に解放することなく基板Ｗの出し入れを行えるようになっている。
【００１７】
また、成膜室２の側方（−Ｙ軸側）には、スパッタリング装置３が配置されている。
スパッタリング装置３は、成膜室２内において液晶装置の構成部材となる基板Ｗに配向膜材料をスパッタリング法で成膜して無機配向膜を形成する装置である。スパッタリング装置３は、装置接続部２５を介して成膜室２に接続され、Ｙ方向に対して斜め方向であるＹａ方向に取り付けられている。
装置接続部２５は、例えばボルト等、図示しない締結部材により成膜室２に着脱可能に接続されている。また、装置接続部２５と成膜室２の外壁との間には、例えば図示しないガスケット等が配置され、装置接続部２５と成膜室２とが気密性を維持した状態で接続されるようになっている。
【００１８】
図２において、スパッタリング装置３は、そのプラズマ生成領域に放電用のＡｒ（アルゴンガス）を供給する第１のガス導入手段２１を備えている。
一方、成膜室２は、内部に収容された基板Ｗ上に飛来する配向膜材料であるスパッタリング粒子５ｐと反応して無機配向膜を形成する反応性ガスとしてのＯ2（酸素ガス）を供給する第２のガス導入手段２２を備えている。
成膜室２には、その内部圧力を制御し、所望の真空度を得るための排気制御装置２０が配管２０ａを介して接続されている。また、成膜室２の側方（−Ｙ軸側）の壁面から外側に突出するようにして、スパッタリング装置３が装置接続部２５を介して接続されている。
【００１９】
装置接続部２５は、成膜室２内部に収容される基板Ｗの成膜面Ｗｓの法線方向（Ｙ方向）と所定の角度（θ１）を成して斜めＹａ方向に延びて形成されている。また、装置接続部２５は、その先端部に接続されるスパッタリング装置３を基板Ｗに対して所定の角度で斜めに向けて配置することができるようになっている。
【００２０】
第２のガス導入手段２２は、装置接続部２５に対して排気制御装置２０と反対側に接続されており、第２のガス導入手段２２から供給される酸素ガスは、矢印２２ｆで示すように、成膜室２の＋Ｘ軸側から基板Ｗの成膜面Ｗｓ上を経由して排気制御装置２０側へ図示−Ｘ方向に流れるようになっている。第２のガス導入手段２２は、第１マグネトロンカソード３０ａおよび第２マグネトロンカソード３０ｂから、第１のガス導入手段２１と比較して遠方に設けられている。
【００２１】
図１および図２において、スパッタリング装置３は、第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとを対向配置してなる対向ターゲット型のスパッタリング装置である。第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂは、互いに対向する面がそれぞれ鉛直方向（Ｙａ−Ｚ平面）に略平行なるように立てた状態で配置されている。
【００２２】
図２において、第１ターゲット５ａは略平板状の第１電極９ａに装着され、第２ターゲット５ｂは略平板状の第２電極９ｂに装着されている。第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂは、基板Ｗ上に形成する無機配向膜の構成物質を含む配向膜材料、例えばシリコンからなる。
また、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂは、Ｚ方向をそれぞれ第１ターゲット長尺方向および第２ターゲット長尺方向とする細長い板状のものが用いられており、互いの対向面がほぼ平行になるように対向配置されている。
【００２３】
第１電極９ａには、直流電源または高周波電源からなる電源４ａが接続され、第２電極９ｂには、直流電源または高周波電源からなる電源４ｂが接続されている。そして、各電源４ａ，４ｂから供給される電力により第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとが対向する空間にプラズマＰｚを発生させるようになっている。
【００２４】
また、第１マグネトロンカソード３０ａが第１ターゲット５ａの第２ターゲット５ｂと対向する側とは反対側に配置されている。一方、第２ターゲット５ｂの第１ターゲット５ａと対向する側とは反対側には、第２マグネトロンカソード３０ｂが配置されている。
したがって、第１マグネトロンカソード３０ａと第２マグネトロンカソード３０ｂとは、対向配置された第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂを挟んで、互いに対向して配置されている。そして、これらの第１マグネトロンカソード３０ａおよび第２マグネトロンカソード３０ｂが、第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとの間に、Ｘａ方向の磁界をスパッタリング装置３内に発生させ、かかる磁界によってプラズマＰｚに含まれる電子をプラズマ生成領域内に拘束する電子拘束手段を構成している。
【００２５】
図３（ａ）は、スパッタリング装置３をＸａ方向から見た側面構成図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ概略断面図である。
図２、図３（ａ）および図３（ｂ）において、第１マグネトロンカソード３０ａは、側面視矩形状の第１小型マグネトロンカソード３１ａを５個備えている。
第１小型マグネトロンカソード３１ａの幅方向であるＺ方向の第１幅方向の長さは、第１ターゲット長尺方向（Ｚ方向）と直交する第１ターゲット幅方向であるＹａ方向の長さ以下で、第１幅方向を第１ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べられている。
第１小型マグネトロンカソード３１ａの数は、複数であれば５個に限らない。また、第１小型マグネトロンカソード３１ａは、中央磁石３２ａを取り囲む矩形枠状の外周磁石３３ａを備えている。
ここで、隣り合う第１小型マグネトロンカソード３１ａの外周磁石３３ａは共有となっている。
【００２６】
同様に、図２に示した第２マグネトロンカソード３０ｂも、側面視矩形状の第２小型マグネトロンカソード３１ｂを５個備えている。
第２小型マグネトロンカソード３１ｂの幅方向であるＺ方向の第２幅方向の長さは、第２ターゲット長尺方向と直交する第２ターゲット幅方向であるＹａ方向の長さ以下で、第２幅方向を第２ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べられている。
第２小型マグネトロンカソード３１ｂの数は、複数であれば５個に限らない。また、第２小型マグネトロンカソード３１ｂは、中央磁石３２ｂを取り囲む矩形枠状の外周磁石３３ｂを備えている。
ここで、隣り合う第２小型マグネトロンカソード３１ｂの外周磁石３３ｂは共有となっている。
【００２７】
対向する中央磁石３２ａと中央磁石３２ｂとは、反対極が向き合っている。また、対向する外周磁石３３ａと外周磁石３３ｂとは、反対極が向き合っている。
ここで、対向する中央磁石３２ａと中央磁石３２ｂとは、同極が向き合っていてもよい。また、対向する外周磁石３３ａと外周磁石３３ｂとは同極が向き合っていてもよい。
中央磁石３２ａ，３２ｂおよび外周磁石３３ａ，３３ｂは、永久磁石または電磁石、これらを組み合わせた磁石等で構成できる。
また、中央磁石３２ａ，３２ｂおよび外周磁石３３ａ，３３ｂは、小さな磁石を組み合わせえて構成してもよいし、一体型の磁石で構成してもよい。本実施形態では、小さな磁石を組み合わせて構成されている。
【００２８】
図２において、第１電極９ａおよび第２電極９ｂは、それらの一端部（−Ｙａ側端部）に接続された側壁部材１９と、第１電極９ａおよび第２電極９ｂとともにスパッタリング装置３の真空チャンバーとなる箱形筐体を構成している。ただし、箱形筐体を構成する第１電極９ａ、第２電極９ｂおよび側壁部材１９は互いに絶縁された構造である。
箱形筐体は、装置接続部２５を介して成膜室２に接続されている。箱形筐体は、第１電極９ａおよび第２電極９ｂの側壁部材１９と反対側の端部にスパッタリング粒子５ｐが排出される開口部３ａを有している。そして、開口部３ａを介して成膜室２に突出形成された装置接続部２５と接続され、かかる接続構造により前記箱形筐体の内部は成膜室２の内部と連通している。
【００２９】
第１のガス導入手段２１から供給される不活性ガスからなるスパッタリングガスとしてのＡｒガスは、側壁部材１９側からプラズマ生成領域（ターゲット対向領域である第１マグネトロンカソード３０ａおよび第２マグネトロンカソード３０ｂの近傍）に流入し、装置接続部２５を介して成膜室２内に流入するようになっている。
そして、成膜室２に流入したＡｒガスは、矢印２１ｆで示すように、第２のガス導入手段２２から供給されて矢印２２ｆに沿って流通する反応性ガスとしてのＯ2ガスと合流して排気制御装置２０側へ流れるようになっている。
【００３０】
搬送トレイ６には、保持した基板Ｗを加熱するためのヒーター（加熱手段）７が設けられている。さらに、搬送トレイ６には、保持した基板Ｗを冷却するための冷却手段１８が設けられている。
ヒーター７は、電源等を具備した制御部７ａに接続されている。そして、ヒーター７は、制御部７ａを介した昇温動作により所望の温度に搬送トレイ６を加熱し、これによって基板Ｗを所望の温度に加熱できるように構成されている。
一方、冷却手段１８は、冷媒循環手段１８ａと配管等を介して接続されている。そして、冷却手段１８は、冷媒循環手段１８ａから供給される冷媒を循環させることにより所望の温度に搬送トレイ６を冷却し、これによって基板Ｗを所望の温度に冷却するように構成されている。
【００３１】
本実施形態の製造装置１では、Ａｒガスを図示Ｙａ方向に沿って成膜室２側へ流通させ、成膜室２内を−Ｘ方向に流通するＯ2ガスと合流させ、その後−Ｘ方向に流通させるようになっている。また、Ｏ2ガスの流通方向と前記Ａｒガスの流通方向との成す角度が鋭角になるようにしてスパッタリング粒子５ｐを円滑に流通させるようになっている。
これにより、Ｏ2ガスとＡｒガスとの合流地点においてガス流が乱れるのを防止することができ、基板Ｗに対するスパッタリング成分としてのスパッタリング粒子５ｐの入射角度がばらつくのを防止することができる。また、成膜面ＷｓにおけるＯ2ガスの濃度や圧力を均一にして、良好な配向膜を形成することができる。ここで、スパッタリング粒子５ｐはＯ2ガスと反応して反応生成物である酸化シリコンを生成する。
【００３２】
（従来例）
図４（ａ）および（ｂ）に、従来例におけるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図を示した。ここでは、第１ターゲット５ａ側の第１マグネトロンカソード４０ａを示しているが、第２ターゲット５ｂ側の図示しない第２マグネトロンカソードも同じ構成であり、通常、対向する磁石が反対極を向け合うよう配置する。
図４（ａ）において、第１マグネトロンカソード４０ａは、中央磁石４２ａと外周磁石４３ａとを備えている。中央磁石４２ａは、第１ターゲット５ａの長尺方向であるＺ方向に向かって長い磁石で構成されている。また、外周磁石４３ａは、中央磁石４２ａを取り囲むように矩形状の第１電極９ａの外周に沿って設けられている。
図４（ａ）では、中央磁石４２ａと外周磁石４３ａとは小型の磁石を並べて形成されている。
【００３３】
図４（ｂ）において、第１マグネトロンカソード４４ａは、中央磁石４５ａと外周磁石４６ａとを備えている。中央磁石４５ａは、第１ターゲット５ａの長尺方向であるＺ方向に向かって長く一つの磁石で構成されている。また、外周磁石４６ａは矩形枠状で、中央磁石４５ａを取り囲むように矩形状の第１電極９ａの外周に沿って設けられている。
図４（ｂ）では、中央磁石４５ａと外周磁石４６ａとは一つの磁石で形成されている。
【００３４】
それぞれの従来例では、中央磁石４２ａまたは中央磁石４５ａが位置する第１ターゲット５ａの部分付近が非エロージョン領域となる。非エロージョン領域は、中央磁石４２ａまたは中央磁石４５ａに沿って、第１ターゲット５ａの長尺方向に向かって連続的に伸びて形成される。一方、エロージョン領域Ｅ0は、中央磁石４２ａまたは中央磁石４５ａが位置する第１ターゲット５ａの部分を取り囲むように、破線で示した位置の狭い領域に形成される。
【００３５】
図５には、本実施形態における第１ターゲット５ａのエロージョン領域を表す図を示した。図示しないが、第２マグネトロンカソード３０ｂにも同様のエロージョン領域が形成される。
【００３６】
以上に述べた実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）第１マグネトロンカソード３０ａを複数の第１小型マグネトロンカソード３１ａを用いて構成し、第２マグネトロンカソード３０ｂを複数の第２小型マグネトロンカソード３１ｂを用いて構成している。第１マグネトロンカソード３０ａおよび第２マグネトロンカソード３０ｂにおけるエロージョン領域は、外周磁石３３ａに沿って生じるエロージョン領域Ｅａを加えたものになるので、連続した一つの外周磁石４３ａ，４６ａで構成された第１マグネトロンカソード４０ａ，４４ａのエロージョン領域Ｅ0と比較して長くて広い。エロージョン領域が広くなることで、相対的に非エロージョン領域が狭くなり、非エロージョン領域に形成された厚膜に発生する応力を緩和でき、膜応力等による剥がれが減少することで、パーティクルの発生を抑えることができる。したがって、基板Ｗに形成される膜に取り込まれるパーティクルを減少でき、膜質の低下が抑えられるスパッタリング装置３を得ることができる。
【００３７】
（２）複数の第１小型マグネトロンカソード３１ａおよび第２小型マグネトロンカソード３１ｂの磁場を重畳して得られるマグネトロン磁界により、新たにより広いエロージョン領域Ｅａが発生することで、単体の大型マグネトロンカソードでは非エロージョン領域だった領域までエロージョン領域Ｅａに変わる。したがって、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの使用効率の向上したスパッタリング装置３を得ることができる。
また、第１小型マグネトロンカソード３１ａの第１幅方向を第１ターゲット長尺方向にほぼ向けて、第２小型マグネトロンカソード３１ｂの第２幅方向を第２ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べて構成されている。ここで、第１小型マグネトロンカソード３１ａの第１幅方向の長さは、第１ターゲット幅方向の長さ以下で、第２小型マグネトロンカソード３１ｂの第２幅方向の長さは、第２ターゲット幅方向の長さ以下なので、第１小型マグネトロンカソード３１ａの第１幅方向の長さが、第１ターゲット幅方向の長さ以上で、第２小型マグネトロンカソード３１ｂの第２幅方向の長さが、第２ターゲット幅方向の長さ以上の場合と比較して、第１小型マグネトロンカソード３１ａおよび第２小型マグネトロンカソード３１ｂを多く並べることができ、より広いエロージョン領域が発生する。したがって、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの使用効率がより向上したスパッタリング装置３を得ることができる。
さらに、第１ターゲット幅方向および第２ターゲット幅方向は、外周磁石３３ａ，３３ｂの磁束が二分されて弱まるので、第１小型マグネトロンカソード３１ａの第１幅方向および第２小型マグネトロンカソード３１ｂの第２幅方向を縮め、中央磁石３２ａと外周磁石３３ａとの間の距離および中央磁石３２ｂと外周磁石３３ｂとの間の距離を短くすることで、磁束のバランスを取ることができる。
【００３８】
（３）第１マグネトロンカソード３０ａおよび第２マグネトロンカソード３０ｂの近傍をスパッタリングガス雰囲気にして、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂ上に、対向するターゲットのスパッタリング粒子５ｐによって形成される膜を未反応のターゲット材成分にとどめることができる。一方、基板Ｗ上に形成されるスパッタリング粒子５ｐには反応性ガスを供給し、反応生成物を生成させるスパッタリング装置３を得ることができる。
【００３９】
（４）シリコンと酸素との反応で酸化シリコン膜が得られる。得られた酸化シリコン膜は、高い応力を持ち、高抵抗もしくは絶縁性となる。第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂ上に形成された酸化シリコン膜の表面改質により導電性が付与され、蓄積される電荷量を減少でき、アーキングの発生を抑えることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
図６は、本実施形態にかかるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図を示した。磁石の配置および磁石の形状以外の構成は第１実施形態と同様の構成である。
図６において、第１マグネトロンカソード３４ａおよび第１小型マグネトロンカソード３１ａの外周磁石３５ａの構成が、第１実施形態とは異なる。具体的には、隣り合う第１小型マグネトロンカソード３１ａで共有している外周磁石３５ａの一部が、不連続に配置されている。
不連続に配置することによって、外周磁石３５ａの複数箇所で分岐３５０が設けられることになる。
第２ターゲット５ｂ側の図示しない第２マグネトロンカソードの外周磁石も同じ構造であり、第１マグネトロンカソード３４ａと対向する磁石の磁極を反対極または同極で配置する。
【００４１】
以上に述べた実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
（５）第１小型マグネトロンカソード３１ａの外周磁石３５ａの一部が不連続に配置されることにより、不完全なマグネトロン磁場となる。マグネトロン磁場の拘束が緩くなることで、本来であればスパッタリングガスイオンの到達しない非エロージョン領域にも少量ながらスパッタリングガスイオンが到達する。スパッタリングガスイオンは、ターゲット表面をスパッタリングクリーニングしたり、堆積した膜の表面を改質したりし、重ねて形成される膜との密着性が高まり、膜剥がれを減少できる。したがって、基板Ｗに形成される膜に取り込まれるパーティクルをより減少でき、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置３が得られる。
また、図示しない第２マグネトロンカソードの外周磁石についても同様の効果が得られる。
【００４２】
（６）分岐３５０によって、第１ターゲット長尺方向および第２ターゲット長尺方向に配置された外周磁石３５ａの設置距離が長くなる。外周磁石３５ａの設置距離が長くなることにより、外周磁石３５ａに沿ったエロージョン領域を長くできる。したがって、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの使用効率がより向上したスパッタリング装置３を得ることができる。また、パーティクルの発生源である非エロージョン領域の面積を減少でき、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置３を得ることができる。
【００４３】
（７）不完全なマグネトロン磁場において、一部の電子は第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの表面近傍に拘束されず、第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとの間の空間に漏れ出ることになる。ここで、対向する磁石で、反対極が向き合っていると、ターゲット間に生じる磁力線により、こうした電子をターゲット間で拘束し、スパッタリングガスとの衝突を増やし、スパッタリングガスイオンの発生量を増やすことができる。このスパッタリングガスイオンは、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの表面付近の磁場に関係なく電界によりターゲットに引き寄せられるため、非エロージョン領域に降り注ぐスパッタリングガスイオンが増える。増えたスパッタリングガスイオンにより、非エロージョン領域をスパッタリングクリーニングしたり、堆積した膜の表面を改質したりし、重ねて形成される膜との密着性が高まり、膜剥がれを減少できる。したがって、基板Ｗに形成される膜に取り込まれるパーティクルをより減少でき、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置３を得ることができる。
【００４４】
（８）不完全なマグネトロン磁場において、対向する磁石で、同極が向き合っていると、反対極が向き合っている場合と比較して、磁力線は第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの表面に集まる。そのため、不完全なマグネトロン磁場に起因する非拘束電子は、より第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂ表面近傍に近い位置で拘束されることになり、少なくとも磁力線の存在しない第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとの中間領域で電子が拘束されることは少ない。その結果、第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとの中間領域でスパッタリングイオンが発生するのを少なくでき、第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとの間の空間から基板Ｗ方向へ漏れ出て来るスパッタリングイオンの量を減少できる。したがって、成膜中に基板Ｗが受けるスパッタリングイオン衝撃が、対向する磁石で反対極が向き合っている場合と比較して低減したスパッタリング装置３を得ることができる。
【００４５】
（変形例）
図７は、変形例にかかるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図である。磁石の配置および磁石の形状以外の構成は第２実施形態と同様の構成である。
図７において、第１マグネトロンカソード３４ａおよび第１小型マグネトロンカソード３１ａの外周磁石３６ａの構成が、第２実施形態とは異なる。具体的には、隣り合う第１小型マグネトロンカソード３１ａで共有している外周磁石３６ａの一部に加えて、領域Ｅｄで示すように、Ｚ方向の最外周の外周磁石３６ａも不連続に配置されている。
外周磁石３６ａの複数箇所で分岐３６０が設けられることになる。
以上に述べた変形例によれば、第２実施形態と同様の効果が得られる。
【００４６】
（第３実施形態）
図８は、第３実施形態にかかるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図である。磁石の配置および磁石の形状以外の構成は第１実施形態と同様の構成である。
図８において、第１マグネトロンカソード３７ａでは、第１小型マグネトロンカソード３１ａが傾くように配置され、外周磁石３８ａの複数箇所で折れ曲がり３８０が設けられている。また、中央磁石３２ａも第１小型マグネトロンカソード３１ａの傾きに合わせて、傾いて配置されている。
第２ターゲット５ｂ側の図示しない第２マグネトロンカソードも同じ構造であり、第１マグネトロンカソード３７ａと対向する磁石の磁極を反対極または同極で配置する。
【００４７】
以上に述べた実施形態によれば、第２実施形態および変形例の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（９）第１ターゲット長尺方向および第２ターゲット長尺方向に配置された外周磁石３８ａの設置距離が、複数箇所の折れ曲がり３８０で長くなる。外周磁石３８ａの設置距離が長くなることにより、外周磁石３８ａに沿ったエロージョン領域を長くできる。したがって、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの使用効率がより向上したスパッタリング装置３を得ることができる。また、パーティクルの発生源である非エロージョン領域の面積を減少でき、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置３を得ることができる。
【００４８】
実施形態および変形例以外にも、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、実施形態では、分岐の数および長さ、折れ曲がりの数、傾きの角度、小型マグネトロンカソードの数等は限定されない。
【００４９】
第１電極９ａおよび第２電極９ｂに、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂを冷却するための冷却手段を設けてもよい。
冷却手段は、例えば、その内部に冷媒を流通させる冷媒流路を備えており、かかる冷媒流路に対して冷媒循環手段から供給される冷媒を循環させることで第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの冷却を行う。
また、第１電極９ａ、第２電極９ｂの内部に冷媒流路を形成することで第１電極９ａ、第２電極９ｂが冷却手段を兼ねる構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５０】
３…スパッタリング装置、５ａ…第１ターゲット、５ｂ…第２ターゲット、５ｐ…スパッタリング粒子、２１…第１のガス導入手段、２２…第２のガス導入手段、３０ａ，３４ａ，３７ａ…第１マグネトロンカソード、３０ｂ…第２マグネトロンカソード、３１ａ…第１小型マグネトロンカソード、３１ｂ…第２小型マグネトロンカソード、３２ａ，３２ｂ…磁石としての中央磁石、３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３６ａ，３８ａ…磁石としての外周磁石、３５０，３６０…分岐、３８０…折れ曲がり。
【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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