(57)【要約】【課題】  基板上に成膜される薄膜の膜質を向上させる。【解決手段】  イオンを発生するイオン発生部と、ターゲットを複数配列させたターゲット群を保持し、ターゲット群のうち所定のターゲットにイオンが入射するようターゲット群を回動させるターゲット保持部と、所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が入射されるように基板を保持する基板を保持する基板保持部と、ターゲット保持部に保持され、各ターゲットに対向する部位に第１開口部がそれぞれ形成されると共に、隣接する各ターゲット間を仕切る隔壁を複数有し、所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が他のターゲットに飛散することを抑制する飛散抑制部と、飛散抑制部と基板との間に設けられ、所定のターゲットを露出させるように第２開口部が形成されると共に、他のターゲットに対向する第１開口部を覆うように構成され、所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が他のターゲットに入射することを抑制する入射抑制部と、を備える。【選択図】図３
2011168828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンを発生するイオン発生部と、
ターゲットを複数配列させたターゲット群を保持し、前記ターゲット群のうち所定のターゲットに前記イオンが入射するよう前記ターゲット群を回動させるターゲット保持部と、
前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が入射されるように基板を保持する基板保持部と、
前記ターゲット保持部に保持され、各前記ターゲットに対向する部位に第１開口部がそれぞれ形成されると共に、隣接する各前記ターゲット間を仕切る隔壁を複数有し、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が他のターゲットに飛散することを抑制する飛散抑制部と、
前記飛散抑制部と前記基板との間に設けられ、前記所定のターゲットを露出させるように第２開口部が形成されると共に、前記他のターゲットに対向する前記第１開口部を覆うように構成され、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が前記他のターゲットに入射することを抑制する入射抑制部と、を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
イオン発生部により、イオンを発生させる工程と、
ターゲット保持部により、ターゲットを複数配列させたターゲット群を保持させ、前記ターゲット群のうち所定のターゲットに前記イオンが入射するよう前記ターゲット群を回動させる工程と、
基板保持部により、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が入射されるように基板を保持させる工程と、
前記スパッタ粒子を前記基板に入射させて前記基板上に薄膜を形成する工程と、を有し
前記薄膜を形成する工程では、
前記ターゲット保持部に保持され、各前記ターゲットに対向する部位に第１開口部がそれぞれ形成されると共に、隣接する各前記ターゲット間を仕切る隔壁を複数有する飛散抑制部により、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が他のターゲットに飛散することを抑制すると共に、
前記飛散抑制部と前記基板との間に設けられ、前記所定のターゲットを露出させるように第２開口部が形成されると共に、前記他のターゲットに対向する前記第１開口部を覆うように構成された入射抑制部により、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が前記他のターゲットに入射することを抑制する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗素子メモリ（ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））等の半導体装置の製造方法の一工程として、例えば基板上に薄膜を多層に成膜する基板処理工程が実施されている。係る工程を実施する従来の基板処理装置は、イオンを発生するイオン発生部と、イオンが入射するようにターゲットを保持するターゲット保持部と、ターゲットにて発生したスパッタ粒子が入射されるように基板を保持する基板保持部と、を備えていた。
【０００３】
なお、基板上に複数種の薄膜を連続して成膜する場合、材質等の異なるターゲットを複数配列させたターゲット群を回動させ、成膜する薄膜の種類に応じて所定のターゲットにイオンが入射するようにしている。そして、所定のターゲットにイオンが入射されて発生させたスパッタ粒子が基板に入射されることで、基板上に薄膜が成膜される。続けて、ターゲット群を再び回動させ、他のターゲットにイオンが入射するように位置させる。そして、他のターゲットにイオンが入射されて発生させたスパッタ粒子が基板に入射されることで、先に成膜された薄膜上に他の種類の薄膜が成膜される。このように成膜が続けて実施されることで、複数種の薄膜が連続的に多層に成膜される（例えば特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２０５０７１号公報
【特許文献２】特開２００８−７５１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のようにターゲット群においては材質の異なるターゲットが隣接して複数配列されている。そのため、所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が、他のターゲットに飛散したり、基板以外の部位で反跳したスパッタ粒子が他のターゲットに入射等したりして、意図しない不純物として付着してしまう場合があった。そして、この不純物が付着したターゲットを用いて成膜を実施すると、所望した材質のスパッタ粒子と共に、意図しないスパッタ粒子が基板上に入射してしまう場合があった。その結果、薄膜中に不純物が混入してしまい（クロスコンタミネーションと呼ぶ）、成膜する薄膜の膜質が低下してしまう場合があった。
【０００６】
本発明は、基板上に成膜する薄膜の膜質を向上させることが可能な基板処理装置及び半導体装置の製造方法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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
イオンを発生するイオン発生部と、
ターゲットを複数配列させたターゲット群を保持し、前記ターゲット群のうち所定のターゲットに前記イオンが入射するよう前記ターゲット群を回動させるターゲット保持部と、
前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が入射されるように基板を保持する基板を保持する基板保持部と、
前記ターゲット保持部に保持され、各前記ターゲットに対向する部位に第１開口部がそれぞれ形成されると共に、隣接する各前記ターゲット間を仕切る隔壁を複数有し、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が他のターゲットに飛散することを抑制する飛散抑制部と、
前記飛散抑制部と前記基板との間に設けられ、前記所定のターゲットを露出させるように第２開口部が形成されると共に、前記他のターゲットに対向する前記第１開口部を覆うように構成され、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が前記他のターゲットに入射することを抑制する入射抑制部と、
を備えた基板処理装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
イオン発生部により、イオンを発生させる工程と、
ターゲット保持部により、ターゲットを複数配列させたターゲット群を保持させ、前記ターゲット群のうち所定のターゲットに前記イオンが入射するよう前記ターゲット群を回動させる工程と、
基板保持部により、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が入射されるように基板を保持させる工程と、
前記スパッタ粒子を前記基板に入射させて前記基板上に薄膜を形成する工程と、を有し
前記薄膜を形成する工程では、
前記ターゲット保持部に保持され、各前記ターゲットに対向する部位に第１開口部がそれぞれ形成されると共に、隣接する各前記ターゲット間を仕切る隔壁を複数有する飛散抑制部により、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が他のターゲットに飛散することを抑制すると共に、
前記飛散抑制部と前記基板との間に設けられ、前記所定のターゲットを露出させるように第２開口部が形成されると共に、前記他のターゲットに対向する前記第１開口部を覆うように構成された入射抑制部により、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が前記他のターゲットに入射することを抑制する
半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る基板処理装置及び半導体装置の製造方法によれば、基板上に成膜する薄膜の膜質を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の横断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る第１の処理炉の縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る第１の処理炉の横断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るターゲット保持部を図６のＤ方向からみた平面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係るターゲット回動駆動部、ターゲット保持部、飛散抑制部、及び入射抑制部の縦断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る飛散抑制部を図６のＥ方向からみた平面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る入射抑制部を図６のＦ方向からみた平面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係るターゲット保持部の平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る第１の処理炉の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜本発明の第１の実施形態＞
（１）基板処理装置の構成
まず、本発明の第１の実施形態にかかる基板処理装置の概要構成例を、図１、図２を用いて説明する。本発明が適用される基板処理装置では、基板としてのウエハ１を搬送するキャリヤとして、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ：以下、ポッドという。）が使用される。また、以下の説明において、前後左右は図１を基準とし、上下は図２を基準とする。すなわち、図１が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後ろは紙面の上、左右は紙面の左右とし、図２が示されている紙面に対して、上下は紙面の左右とする。
【００１２】
（第１の搬送室）
図１及び図２に示されているように、基板処理装置は、第１の搬送室１２を備えている。第１の搬送室１２は、真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。第１の搬送室１２の筐体１１は、平面視が六角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第１の搬送室１２内には、負圧下でウエハ１を移載する第１の基板移載機１３が設置されている。第１の基板移載機１３は、エレベータ１４によって、第１の搬送室１２内の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。
【００１３】
（予備室）
筐体１１の六枚の側壁のうち前側に位置する二枚の側壁には、搬入用の予備室１５と搬出用の予備室１６とが、それぞれゲートバルブ１７，１８を介して連結されている。予備室１５及び予備室１６は、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、予備室１５には、搬入用の基板置き台１９が設置されている。また、予備室１６には、搬出用の基板置き台２０が設置されている。
【００１４】
（第２の搬送室）
予備室１５及び予備室１６の前側には、略大気圧下で用いられる第２の搬送室２２が、ゲートバルブ２３、２４を介して連結されている。第２の搬送室２２には、ウエハ１を移載する第２の基板移載機２５が設置されている。第２の基板移載機２５は、第２の搬送室２２に設置されたエレベータ２６によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ２７によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
【００１５】
第２の搬送室２２の左側には、ノッチ又はオリフラ合わせ装置２８が設置されている（図１参照）。また、第２の搬送室２２の上部には、クリーンエアを供給するクリーンユニット２９が設置されている（図２参照）。
【００１６】
第２の搬送室２２の筐体２１の前側には、ウエハ１を第２の搬送室２２に対して搬入搬出するウエハ搬入搬出口３０と、ポッドオープナ３１とが設置されている。ウエハ搬入搬出口３０を挟んでポッドオープナ３１と反対側、すなわち筐体２１の外側にはＩＯステージ３２が設置されている。ポッドオープナ３１は、ポッド２のキャップ２ａを開閉すると共に、ウエハ搬入搬出口３０を閉塞可能なクロージャ３１ａと、クロージャ３１ａを駆動する駆動機構３１ｂとを備えている。ポッドオープナ３１は、ＩＯステージ３２に載置されたポッド２のキャップ２ａを開閉することにより、ポッド２に対するウエハ１の出し入れを可能にする。また、ポッド２は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、ＩＯステージ３２に対して、搬入（供給）及び搬出（排出）されるようになっている。
【００１７】
（処理炉及びクーリングユニット）
図１に示されているように、筐体１１の六枚の側壁のうち後ろ側（背面側）に位置する
二枚の側壁には、ウエハ１に所望の処理を行う第１の処理炉３３と第２の処理炉３４とが、ゲートバルブ３５、３６を介してそれぞれ隣接して連結されている。第１の処理炉３３及び第２の処理炉３４は、いずれもホットウォール式の処理炉として構成されている。なお、本実施形態では、第１の処理炉３３及び第２の処理炉３４において、後述するようにスパッタリング成膜が実施されるように構成されている。
【００１８】
また、筐体１１における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する二枚の側壁には、冷却室としての第１のクーリングユニット３７と、第２のクーリングユニット３８とがそれぞれ連結されている。第１のクーリングユニット３７及び第２のクーリングユニット３８は、いずれも処理済みのウエハ１を冷却するように構成されている。
【００１９】
なお、基板処理装置には、第１の搬送室１２、第２の搬送室２２、予備室１５，１６、第１の処理炉３３、第２の処理炉３４、第１のクーリングユニット３７、第２のクーリングユニット３８の全ての動作を制御する制御部としてのコントローラ２４０が設けられている。
【００２０】
（２）基板処理装置の動作
次に、基板処理装置におけるウエハ１の処理の一連の流れを、図１及び図２に即して説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２４０により全体的に制御される。
【００２１】
未処理のウエハ１を例えば２５枚収納したポッド２を工程内搬送装置（図示しない）によって基板処理装置へ搬送する。図１及び図２に示すように、ポッド２は、工程内搬送装置から受け渡されてＩＯステージ３２上に載置される。ポッド２のキャップ２ａをポッドオープナ３１によって取り外し、ポッド２のウエハ出し入れ口を開放する。
【００２２】
ポッドオープナ３１によりポッド２を開放すると、第２の基板移載機２５がポッド２内からウエハ１をピックアップして予備室１５内に搬入し、ウエハ置き台１９上にウエハ１を移載する。この移載作業中には、予備室１５の第１の搬送室１２側のゲートバルブ１７を閉じており、第１の搬送室１２内の負圧を維持している。ポッド２に収納された所定枚数、例えば２５枚のウエハ１のウエハ置き台１９上への移載を完了すると、ゲートバルブ２３を閉じ、予備室１５内を排気装置（図示せず）によって負圧に排気する。
【００２３】
予備室１５内が予め設定した圧力値になると、ゲートバルブ１７を開き、予備室１５と第１の搬送室１２とを連通させる。続いて、第１の搬送室１２の第１の基板移載機１３が、ウエハ置き台１９上からウエハ１をピックアップして第１の搬送室１２内に搬入する。ゲートバルブ１７を閉じた後、ゲートバルブ３５を開き、第１の搬送室１２と第１の処理炉３３とを連通させる。続いて、第１の基板移載機１３が第１の搬送室１２内から第１の処理炉３３内にウエハ１を搬入し、第１の処理炉３３内の支持具上に移載する。ゲートバルブ３５を閉じた後、後述するように、磁性薄膜等の薄膜を形成する基板処理工程を第１の処理炉３３において実施する。
【００２４】
第１の処理炉３３において基板処理工程が完了すると、ゲートバルブ３５を開き、第１の基板移載機１３によって、第１の処理炉３３内から第１の搬送室１２内に処理済みのウエハ１を搬出する。第１の処理炉３３内からウエハ１を搬出した後、ゲートバルブ３５を閉じる。
【００２５】
第１の基板移載機１３によって第１の処理炉３３内から搬出したウエハ１を、第１のクーリングユニット３７内へ搬入し、処理済みのウエハ１を冷却する。
【００２６】
処理済みのウエハ１を冷却している間、予備室１５内のウエハ置き台１９上に予め準備していたウエハ１を、第１の基板移載機１３によって第１の処理炉３３内に搬入する。第１の処理炉３３のゲートバルブ３５を閉じた後、基板処理工程を第１の処理炉３３において実施する。
【００２７】
第１のクーリングユニット３７において予め設定した冷却時間が経過したら、第１の基板移載機１３によって、第１のクーリングユニット３７内から第１の搬送室１２内に冷却済みのウエハ１を搬出する。
【００２８】
第１のクーリングユニット３７内から第１の搬送室１２内に冷却済みのウエハ１を搬出した後、ゲートバルブ１８を開く。そして、第１のクーリングユニット３７から搬出したウエハ１を予備室１６内へ搬送し、ウエハ置き台２０上に移載した後、ゲートバルブ１８によって予備室１６を閉じる。
【００２９】
以上の作動を繰り返すことにより、予備室１５内に搬入した所定枚数、例えば、２５枚のウエハ１を順次処理していく。
【００３０】
予備室１５内に搬入した全てのウエハ１に対する処理を終了し、全ての処理済みウエハ１を予備室１６内に収納して、ゲートバルブ１８によって予備室１６を閉じる。そして、予備室１６内に不活性ガスを供給して略大気圧にする。予備室１６内を略大気圧にしたら、ゲートバルブ２４を開き、ＩＯステージ３２に載置した空のポッド２のキャップ２ａをポッドオープナ３１によって開く。続いて、第２の搬送室２２内の第２の基板移載機２５が、ウエハ置き台２０上からウエハ１をピックアップして第２の搬送室２２内に搬出し、第２の搬送室２２におけるウエハ搬入搬出口３０を通してポッド２内に収納していく。
【００３１】
２５枚の処理済みウエハ１のポッド２内への収納を完了すると、ポッドオープナ３１によってポッド２のキャップ２ａを閉じる。そして、閉じたポッド２を、ＩＯステージ３２上から次の工程へと工程内搬送装置によって搬送する。
【００３２】
以上の動作は、第１の処理炉３３及び第１のクーリングユニット３７を使用する場合を例にして説明したが、第２の処理炉３４及び第２のクーリングユニット３８を使用する場合についても同様の動作を実施する。なお、上述の連続処理装置では、一方の予備室１５を搬入用、他方の予備室１６を搬出用としたが、一方の予備室１６を搬入用、他方の予備室１５を搬出用としてもよい。第１の処理炉３３と第２の処理炉３４とは、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行ってもよい。第１の処理炉３３と第２の処理炉３４とで別の処理を行う場合、例えば、第１の処理炉３３でウエハ１に所定の基板処理を行った後に、続けて、第２の処理炉３４で別の基板処理を行ってもよい。また、第１の処理炉３３でウエハ１に所定の基板処理を行った後に、第２の処理炉３４で別の基板処理を行わない場合においては、第１のクーリングユニット３７又は第２のクーリングユニット３８を経由するようにしてもよい。また、第１の処理炉３３と第２の処理炉３４とでの処理で熱処理しない等、必要に応じ、第１のクーリングユニット３７又は第２のクーリングユニット３８を経由しないようにしてもよい。
【００３３】
（３）処理炉の構成
続いて、スパッタリング成膜を実施可能に構成された第１の処理炉３３及び第２の処理炉３４の構成について、図３及び図４を主に用いて説明する。なお、第１の処理炉３３及び第２の処理炉３４の構成はほぼ同一であるため、以下の説明では、第１の処理炉３３を例に挙げて説明することとする。
【００３４】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る第１の処理炉３３の縦断面図である。図４は、
本発明の第１の実施形態に係る第１の処理炉３３の横断面図である。なお、図４では、便宜上、ターゲット回動駆動部４４及び回動軸４４ａを記載していない。
【００３５】
図３及び図４に示すように、第１の処理炉３３は、成膜室４２及びスパッタリング室４１を主に備えた処理室４０を備えている。
【００３６】
（成膜室）
先ず、成膜室４２の構成について説明する。成膜室４２は、真空容器４２ａ内に形成されている。真空容器４２ａは、立方体形状に構成されている。真空容器４２ａは、筐体１１における背面壁（図中右側）に隣接して連結されている。真空容器４２ａの筐体１１に隣接した側壁（以下、正面壁とする。）には、成膜室４２内にウエハ１を搬送する搬入搬出口４３が開設されている。搬入搬出口４３は、ゲートバルブ３５（図１及び図２参照）によって開閉されるように構成されている。成膜室４２内外へのウエハ１の搬送は、上述したように図１に示した第１の基板移載機１３によって行われる。そして、ゲートバルブ３５を開放することより、第１の搬送室１２と成膜室４２との間で、ウエハ１を搬送可能となるように構成されている。また、真空容器４２ａのスパッタリング室４１に隣接した側壁（以下、背面壁とする。）には、スパッタリング室４１に連通する開口４２ｂが開設されている。開口４２ｂは、図示しないゲートバルブによって開閉可能となっており、スパッタリング室４１からのスパッタ粒子９８が入射可能に構成されている。なお、成膜室４２内のガス雰囲気は、後述するようにスパッタリング室４１内を介して排気可能に構成されている。
【００３７】
（基板保持部）
成膜室４２内には、基板としてのＳｉで構成されているウエハ１を保持する基板保持部５０が設けられている。基板保持部５０は例えば真空チャックや静電チャック等のチャック機構として構成され、基板保持部５０の上面（保持面）にウエハ１が保持される。基板保持部５０はチルト機構５２によって姿勢制御されるように構成されている。そして、基板保持部５０に保持されたウエハ１は、水平姿勢（ウエハ１の搬送時、ウエハ１の上面が真空容器４２ａの天井に向く姿勢）とされるか、或いは垂直姿勢（ウエハ１の上面がターゲット保持部４６側に向く姿勢）とされるように構成されている。なお、図３では、基板保持部５０が水平姿勢（ウエハ１が水平）となっている様子を点線で示し、基板保持部５０が垂直姿勢（ウエハ１が垂直）となっている様子を実線で示している。
【００３８】
成膜時には、基板保持部５０上に載置されるウエハ１の上面（薄膜が成膜される処理面）が、後述するターゲット保持部４６に保持されるターゲット群４８のうち、いずれか選択された１つのターゲット（所定のターゲットとも呼ぶ）４７に対向するように構成されている。そして、ウエハ１の上面に、後述する所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が入射されるように構成されている。
【００３９】
基板保持部５０は、回動機構５１によってウエハ１の主面に対し周方向に回動可能に構成されている。回動機構５１及びチルト機構５２は、例えばサーボモータ等によって構成されている。なお、回動機構５１及びチルト機構５２は、コントローラ２４０によって制御されるようになっている。
【００４０】
（スパッタリング室）
スパッタリング室４１は、真空容器４１ａ内に形成されている。真空容器４１ａは、直方体形状に構成されている。真空容器４１ａは、成膜室４２における背面壁に隣接して連結されている。真空容器４１ａの成膜室４２に隣接した側壁（以下、正面壁とする。）には、成膜室４２に連通する開口４１ｂが開設されている。開口４１ｂは、図示しないゲートバルブによって開閉可能となっており、スパッタリング室４１で発生したスパッタ粒子
９８を出射可能に構成されている。なお、スパッタリング室４１は、後述するように開口４１ｂを介して成膜室４２内のガス雰囲気を排気可能に構成されている。スパッタリング室４１には、後述するイオン発生部８０、ターゲット保持部４６、飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２が設けられている。
【００４１】
（ガス排気部）
真空容器４１ａ内の背面壁下部（図４の図中左側）には、排気口５３ａ，５３ｂが形成されている。排気口５３ａには、配管５４ａが接続されている。配管５４ａには、排気ポンプとして例えばクライオポンプ５５ａが接続されている。また、排気口５３ｂには、配管５４ｂが接続されている。配管５４ｂには、排気ポンプとして例えばターボ分子ポンプ５５ｂが接続されている。スパッタリング室４１内は、成膜室４２内と共にガス雰囲気が排気されるように構成されている。すなわち、成膜室４２の搬入搬出口４３を閉じると共に、開口４１ｂ，４２ｂを開放することで、成膜室４２内及びスパッタリング室４１内は、真空排気可能に構成されている。主に、排気口５３ａ，５３ｂ、配管５４ａ，５４ｂ及びクライオポンプ５５ａ，ターボ分子ポンプ５５ｂにより、本実施形態に係るガス排気部が構成されている。なお、クライオポンプ５５ａ及びターボ分子ポンプ５５ｂは、コントローラ２４０によって制御されるようになっている。
【００４２】
（イオン発生部）
真空容器４１ａの外周下部には、イオン発生部８０が設置されている。イオン発生部８０は、後述するように例えばＡｒガスのイオン９７を発生させ、この発生させたイオン９７をスパッタリング室４１内へ供給するように構成されている。
【００４３】
図３に示すように、イオン発生部８０は、筐体８１を備えている。筐体８１内には、イオン源室８２が形成されている。筐体８１は、一端（真空容器４１ａとの接続側とは反対側）が閉塞した円筒形状に形成されている。真空容器４１ａの側壁下部（筐体８１との接続部）には、イオン照射口８３が開設されている。イオン照射口８３には、イオン発生部８０の筐体８１の開口が整合されている。筐体８１の閉塞壁には、イオン源としての例えばＡｒガスをイオン源室８２内に導入（供給）するガス導入管８４が接続されている。イオン発生部８０の筐体８１外周には、磁石８５が設置されている。磁石８５は、プラズマを閉じ込めるカスプ磁場を筐体８１内に生成するように構成されている。
【００４４】
筐体８１内の閉塞壁（イオン照射口８３の反対側の端部）には、フィラメント８６が設置されている。フィラメント８６には、フィラメント８６に電力を供給するフィラメント電源（直流電源）８７が接続されている。フィラメント電源８７の陰極は、イオン源室８２内にプラズマを形成するアーク電源（直流電源）８８の陰極に接続されている。筐体８１のイオン照射口８３側の端部には、接地電極９０と、減速電極９２と、加速電極９５とが、イオン照射口８３側から順に設置されている。接地電極９０は、アースに接続されている。減速電極９２は、減速電源（直流電源）９１の陰極に接続されている。減速電源９１の陽極は、アースに接続されている。加速電極９５は、抵抗９３を介して加速電源（直流電源）９４の陽極に接続されている。また、筐体８１及びアーク電源８８の陽極も加速電源９４の陽極に接続されている。加速電源９４の陰極はアースに接続されている。
【００４５】
接地電極９０、減速電極９２及び加速電極９５は、円形の平板形状に形成されている。接地電極９０、減速電極９２及び加速電極９５（以下各電極とも呼ぶ）には、それぞれ、円形の小孔として形成され、イオン９７を透過させる透過口９６が多数形成されている。なお、フィラメント電源８７、アーク電源８８、減速電源９１及び加速電源９４は、コントローラ２４０によって制御されるようになっている。
【００４６】
（ターゲット保持部）
真空容器４１ａの背面壁上部（排気口５３ａ，５３ｂの上側）には、ターゲット保持部４６が設けられている。ターゲット保持部４６は、ターゲット４７を複数配列させたターゲット群４８を保持するように構成されている。ターゲット保持部４６は、例えば８枚のターゲット４７（４７Ａ〜４７Ｈ）で構成されるターゲット群４８を保持するターゲット台座４５と、ターゲット台座４５を回動させるターゲット回動駆動部４４と、を備える。
【００４７】
図５に示すように、ターゲット台座４５は、例えば円錐台形状に構成されている。ターゲット台座４５は、ターゲット回動駆動部４４の回動軸４４ａに対してターゲット４７（４７Ａ〜４７Ｈ）を放射状に複数配列させるように構成されている。具体的には、ターゲット台座４５は、ターゲット回動駆動部４４の回動軸４４ａ上に対し垂直方向に延在するターゲットホルダ４９を複数備えている。ターゲットホルダ４９は、それぞれ各ターゲット４７を保持するように構成されている。そして、各ターゲット４７は、ターゲットホルダ４９によってターゲット台座４５の上面に対して斜めに保持されるように構成されている。なお、ターゲットホルダ４９は、それぞれ隣接する各ターゲット４７を互いに離間して保持するように構成されている。本実施形態では、ターゲット台座４５に直接ターゲット４７が配設されないので、スパッタリングにより発生される熱がターゲット台座４５等の他の部位に伝達し難くなり、他の部位の昇温や劣化を抑制させることができる。また、ターゲットホルダ４９によりターゲット４７を個別に角度、位置調整等が容易となる。さらに、ターゲット台座４５はターゲットホルダ４９を取り付け可能な大きさ、形状であればよいので、その分ターゲット台座４５の軽量化が可能となり、ターゲット回動駆動部４４ａの出力を小さく構成させることができる。
【００４８】
図３及び図４に示すように、ターゲット回動駆動部４４の回動軸４４ａは、スパッタリング室４１内に回動自在に支持されている。ターゲット回動駆動部４４は、ターゲット台座４５を回動させることで、ターゲット群４８のうち所定のターゲット４７を、イオン発生部８０のイオン照射口８３に対向させると共に、基板保持部５０に保持されたウエハ１に対向させるように構成されている。これにより、ターゲット台座４５を回動させるだけで、イオン発生部８０にて発生されるイオン９７を、ターゲット群４８のうち、所定のターゲット４７に照射可能であり、かつ所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８をウエハ１の上面へ照射可能となっている。なお、図６に示すように、ターゲット回動駆動部４４は、モータ６１と、モータ６１により回動されるプーリ６２と、プーリ６２に掛けられる伝達ベルト６３と、伝達ベルト６３からのモータ６１の回動を回動軸４４ａに伝達するプーリ６４と、を備えている。モータ６１が駆動すると、モータ６１の回動（回転）はプーリ６２、伝達ベルト６３及びプーリ６４を介して回動軸４４ａに伝達され、回動軸４４ａが回動するよう構成されている。なお、モータ６１は、コントローラ２４０によって制御されるようになっている。
【００４９】
ターゲット群４８の各ターゲット４７の材質は、互いに異なる金属や酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の絶縁材等とすることができ、ウエハ１上に成膜する薄膜の種類に応じて適宜変更される。例えば、ウエハ１上にＣｏＦｅＢ（コバルト、鉄、ボロン）からなる磁性薄膜を成膜する場合には、ターゲット４７の材質としてＣｏＦｅＢ合金を用いることができる。また、ウエハ１上にＰｔＦｅＰ（プラチナ、鉄、りん）からなる磁性薄膜を成膜する場合には、ターゲット４７の材質としてＰｔＦｅＰ合金を用いることができる。また、薄膜の種類によっては、ターゲット４７の材質として、上述の三元系の合金にさらにＣｕやＮｉ等を混合した四元又は五元系合金を用いても良い。また、ターゲット４７の材質として、Ｆｅ、Ｃｕ及びＮｉ等の単体を用いてもよい。また、ターゲット４７を、例えばＣｏやＰｔ等からなる部材上にＦｅＰ合金チップ、ＦｅＣｕ合金チップ、ＦｅＮｉ合金チップ、ＦｅＣｕＰ合金チップ、ＦｅＮｉＰ合金チップ等の合金チップのうち少なくとも１種のチップを所定の組成割合となるようにして載せた複合ターゲットとして構成してもよい。なお、ターゲット４７の材質としては、単体のＴａ（タンタル）、Ｔｉ（チタン）、Ｒ
ｕ（ルテニウム）等を用いても勿論構わないし、２元系のＮｉＦｅ（ニッケル、鉄）、ＣｏＦｅ（コバルト、鉄）、ＭｎＩｒ（マンガン、イリジウム）を用いても構わない。
【００５０】
（飛散抑制部及び入射抑制部）
真空容器４１ａの正面壁上部（開口４１ｂの上側）には、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に飛散することを抑制する飛散抑制部１０１と、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に入射することを抑制する入射抑制部１０２と、が設けられている。
【００５１】
（飛散抑制部）
先ず、飛散抑制部１０１について説明する。飛散抑制部１０１は、ターゲット保持部４６に保持されている。図６及び図７に示すように、飛散抑制部１０１には、各ターゲット４７に対向する部位に第１開口部１０３がそれぞれ形成されていると共に、隣接する各ターゲット４７間を仕切る隔壁１０４を複数有する。
【００５２】
第１開口部１０３は、各ターゲット４７をそれぞれ露出させるように例えば放射状に８つ配列されるよう形成されている。第１開口部１０３は、イオン９７が所定のターゲット４７に入射可能で、かつ所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８がウエハ１へ出射可能な大きさ、形状に構成されている。なお、第１開口部１０３は、各ターゲット４７毎にそれぞれ大きさ、形状が適宜調整されて構成されていてもよい。
【００５３】
隔壁１０４は、隣り合うターゲット４７の間を仕切る側壁１０４ａをターゲット保持部４６側に備えている。側壁１０４ａは、例えば板状に形成され、隣接する第１開口部１０３をそれぞれ囲うように放射状に８個配列されて構成されている。これにより、側壁１０４ａは、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が隣り合う他のターゲット４７に飛散することを抑制可能に構成されている。また、側壁１０４ａは、イオン発生部８０からのイオン９７が隣り合う他のターゲット４７に同時に照射されてしまうことを防止し、複数のターゲット４７により複数種のスパッタ粒子９８が同時に発生することを防止可能に構成されている。さらに隔壁１０４は、回動軸４４ａとターゲット４７との間を仕切る内側壁１０４ｂをターゲット保持部４６側に備えている。内側壁１０４ｂは、例えば板状に形成され、回動軸４４ａの外周を囲うように略円形状に１個構成されている。これにより、内側壁１０４ｂは、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が回動軸４４ａ方向側に飛散することを抑制可能に構成されている。
【００５４】
なお、内側壁１０４ｂは、ターゲット保持部４６に飛散抑制部１０１を保持する連結部を兼ね、ターゲット保持部４６に飛散抑制部１０１を固定するよう構成されている。すなわち、飛散抑制部１０１は、ターゲット保持部４６を覆ってターゲット保持部４６と一体的に回動されるよう構成されている。これにより、第１開口部１０３が各ターゲット４７の位置と同じ位置を維持し、第１開口部１０３と各ターゲット４７との位置がずれることを防止可能に構成されている。その結果、イオン９７が所定のターゲット４７に入射可能であり、かつ所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８がウエハ１に向って入射可能である。なお、内側壁１０４ｂと連結部とは、それぞれ別個に構成されてもよい。
【００５５】
（入射抑制部）
次に、入射抑制部１０２について説明する。入射抑制部１０２は、飛散抑制部１０１とウエハ１との間に設けられている。入射抑制部１０２は、支持部１０６によってスパッタリング室４１の正面壁に支持され固定されている（図３参照）。図６及び図８に示すように、入射抑制部１０２には、所定のターゲット４７を露出させるように第２開口部１０５が１つ形成されていると共に、他のターゲット４７に対向する第１開口部１０３を覆うように構成されている。第２開口部１０５は、第１開口部１０３と同様にイオン９７が所定
のターゲット４７に入射可能で、かつ所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８がウエハ１へ出射可能な大きさ、形状に構成されている。これにより、入射抑制部１０２は、他のターゲット４７に対しては第１開口部１０３を塞ぐことで、所定のターゲット４７にて発生し、スパッタリング室４１や成膜室４２の内壁で反射して反跳したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に入射することを抑制可能に構成されている。
【００５６】
なお、飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２は、例えば石英（ＳｉＯ２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の非金属材料により構成することができる。かかる場合、ウエハ１や処理室４０内の金属汚染を抑制できる。また、飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２は、スパッタリングされにくい材料、例えばＷ（タングステン）等により構成してもよい。
【００５７】
また、飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２の表面は、表面粗さ処理として例えばサンドブラストにより加工されている。飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２の外表面の表面仕上げが細かいと、スパッタ粒子９８が付着し難くなり、付着しても剥がれ等が生じ、パーティクル等の原因となる。本実施形態では、表面粗さ処理されているので、飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２の表面にスパッタ粒子９８が付着し易くなり、付着しても剥がれ等が生じることを抑制してパーティクル等の発生を抑制可能に構成されている。
【００５８】
なお、飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２は、スパッタ粒子９８が所定の付着量になったとき、交換可能に構成されている。このメンテナンスサイクルは、ターゲット４７（薄膜の膜種）により、例えば処理室４０内壁に装着している防着板（図示しない）との交換時機と同じであり、１２時間／日使用時で約２ヶ月に１回程度である。
【００５９】
このように構成された基板処理装置は、飛散抑制部１０１により所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に飛散することを抑制すると共に、入射抑制部１０２により所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に入射することを抑制することで、ターゲット４７への不純物の付着を抑制させることが可能となる。
【００６０】
（４）基板処理工程
次に、磁気抵抗素子メモリ等の半導体装置の製造工程の一工程として実施される基板処理工程を、図９のフローチャートに従って、主に図３及び図４を参照しながら説明する。本工程では、ウエハ１上にＣｏＦｅＢ薄膜、ＭｇＯ薄膜、Ｒｕ薄膜を順に積層するように成膜する。図９は、本発明の第１の実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。基板処理工程は、上記構成に係る基板処理装置により実施される。
【００６１】
（ウエハを搬入する工程（ステップＳ１））
まず、予め所定の圧力に減圧した成膜室４２内に搬入搬出口４３からウエハ１を搬入し、水平姿勢の基板保持部５０上に載置する。
【００６２】
（ウエハを保持する工程（ステップＳ２））
基板保持部５０は、ウエハ１をチャックして位置決め保持する。そして、図３及び図４に示すように、基板保持部５０をチルト機構５２によって垂直姿勢（ウエハ１の上面がターゲット保持部４６側に向く姿勢）にする。続いて、基板保持部５０を回動機構５１によって回動させウエハ１を回動させる。なお、ウエハ１の回転は、後述するウエハ搬出工程時まで継続する。
【００６３】
続いて、搬入搬出口４３をゲートバルブ３５（図１及び図２参照）によって閉じた後、スパッタリング室４１内及び成膜室４２内をクライオポンプ５５ａ及びターボ分子ポンプ５５ｂによって真空引きし、室内を例えば０．１〜０．０１Ｐａに減圧する。
【００６４】
（ＣｏＦｅＢ薄膜を成膜する工程）
続いて、以下のステップＳ３〜Ｓ５を実施することで、ウエハ１上にＣｏＦｅＢ薄膜を成膜する。
【００６５】
（ターゲット群を回動させる工程（ステップＳ３））
先ず、ターゲット回動駆動部４４によってターゲット台座４５を所定の角度だけ回動させてターゲット群４８を回動させ、所定のターゲット４７、例えばＣｏＦｅＢ合金からなるターゲット４７（ＣｏＦｅＢターゲットとも呼ぶ）を、イオン発生部８０のイオン照射口８３に対向させると共に、基板保持部５０に保持されたウエハ１の上面に対向させる。このとき、飛散抑制部１０１は、ターゲット保持部４６を覆ってターゲット保持部４６と一体的に回動することで、第１開口部１０３が各ターゲット４７の位置と同じ位置を維持し、第１開口部１０３と各ターゲット４７との位置がずれることを防止している。これにより、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８がウエハ１に向って入射可能となる。
【００６６】
（イオンを発生させる工程（ステップＳ４））
続いて、イオン発生部８０にてＡｒガスをプラズマ化し、Ａｒのイオン９７を発生させる。具体的には、ガス導入管８４からイオン発生部８０のイオン源室８２内にＡｒガスを所定の流量、例えば２〜２０ｓｃｃｍで供給する。そして、フィラメント電源８７をＯＮにし、フィラメント８６から熱電子を放出させる。そして、アーク電源８８をＯＮにし、イオン源室８２内で電子を移動させてＡｒ原子に衝突させ、イオン源室８２内に供給されたＡｒガスをプラズマ化させる。そして、減速電源９１及び加速電源９４をＯＮとし、加速電極９５をプラス電位、減速電極９２をマイナス電位とする。その結果、加速電極９５、減速電極９２及び接地電極９０の電位差から生じる電界により、Ａｒイオン９７を透過口９６群から成膜室４２内に向けて引き出してイオン９７（イオンビーム）を発生させる。なお、減速電極９２と接地電極９０との間の電位差は、スパッタリング室４１内にある電子がイオン源室８２内に入り込むのを阻止する役目を果たす。
【００６７】
（成膜工程（ステップＳ５））
イオン発生部８０から透過口９６群を介して成膜室４２内に向けて引き出されたイオン９７は、所定のターゲット４７（ここではＣｏＦｅＢ合金からなるターゲット）に照射される。すると、ＣｏＦｅＢ合金を構成する分子等のスパッタ粒子９８が所定のターゲット４７（ＣｏＦｅＢターゲット）から飛び出す。そして、飛び出したスパッタ粒子９８がウエハ１の上面に入射して吸着（堆積）し、ウエハ１の上面に、例えば磁性薄膜であるＣｏＦｅＢ薄膜が成膜される。
【００６８】
このとき、ターゲット保持部４６に保持され、各ターゲット４７に対向する部位に第１開口部１０３がそれぞれ形成されると共に、隣接する各ターゲット４７間を仕切る隔壁１０４を複数有する飛散抑制部１０１により、所定のターゲット４７（ＣｏＦｅＢターゲット）にて発生したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に飛散することを抑制する。具体的には、飛散抑制部１０１の隔壁１０４ａにより、所定のターゲット４７（ＣｏＦｅＢターゲット）にて発生したスパッタ粒子９８が隣り合う他のターゲット４７に飛散することを抑制する。また、内側壁１０４ｂにより、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８の回動軸４４ａ方向側に飛散することを抑制する。
【００６９】
また、飛散抑制部１０１とウエハ１との間に設けられ、所定のターゲット４７（ＣｏＦｅＢターゲット）を露出させるように第２開口部１０５が形成されると共に、他のターゲット４７に対向する第１開口部１０３を覆うように構成された入射抑制部１０２により、所定のターゲット４７（ＣｏＦｅＢターゲット）にて発生したスパッタ粒子９８が他のタ
ーゲット４７に入射することを抑制する。具体的には、入射抑制部１０２により、他のターゲット４７に対しては第１開口部１０３を塞ぐことで、ウエハ１の上面以外の例えばスパッタリング室４１や成膜室４２の内壁で反射して反跳したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に入射することを抑制する。
【００７０】
なお、所定のターゲット４７（ＣｏＦｅＢターゲット）にイオン９７が入射される際、飛散抑制部１０１により、イオン９７が隣り合う他のターゲット４７に同時に照射されてしまうことを防止し、複数のターゲット４７により複数種のスパッタ粒子９８が同時に発生することを防止している。
【００７１】
所定時間（例えば３０〜１８０秒）が経過し、ウエハ１の上面に所望の膜厚のＣｏＦｅＢ薄膜を形成したら、イオン発生部８０によるイオン９７の供給を停止し、成膜工程を終了する。
【００７２】
（ＭｇＯ薄膜を成膜する工程）
続いて、上述のステップＳ３〜Ｓ５を再び実施することで、他の薄膜、例えば絶縁薄膜であるＭｇＯ薄膜をＣｏＦｅＢ薄膜上に積層するように成膜する（ステップＳ６で「Ｎｏ」の場合）。
【００７３】
具体的には、ターゲット回動駆動部４４によりターゲット台座４５を所定の角度だけ再び回動させ、ＭｇＯからなるターゲット４７（ＭｇＯターゲットとも呼ぶ）を、イオン照射口８３に対向させると共に、ウエハ１の上面に対向させる（ステップＳ３）。このとき、飛散抑制部１０１は、ターゲット保持部４６と一体的に回動し、ＭｇＯターゲットにて発生したスパッタ粒子９８がウエハ１に向って入射可能となる。次に、イオン発生部８０にてＡｒのイオン９７を発生させ（ステップＳ４）、このＡｒのイオン９７をＭｇＯターゲットに照射させる。そして、ＭｇＯターゲットから飛び出したスパッタ粒子９８がウエハ１の上面に入射し、ウエハ１のＣｏＦｅＢ薄膜上にＭｇＯ薄膜が成膜される（ステップＳ５）。このとき、飛散抑制部１０１により、ＭｇＯターゲットにて発生したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に飛散することを抑制すると共に、入射抑制部１０２により、ＭｇＯターゲットにて発生したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に入射することを抑制する。
【００７４】
（Ｒｕ薄膜を成膜する工程）
続いて、上述のステップＳ３〜Ｓ５を再び実施することで、他の薄膜、例えば非磁性薄膜であるＲｕ薄膜をＭｇＯ薄膜上に積層するように成膜する（ステップＳ６で「Ｎｏ」の場合）。
【００７５】
具体的には、ターゲット回動駆動部４４によりターゲット台座４５を所定の角度だけ回動させ、Ｒｕターゲットをイオン照射口８３に対向させると共に、ウエハ１の上面に対向させる。飛散抑制部１０１は、ターゲット保持部４６と一体的に回動し、Ｒｕターゲットにて発生したスパッタ粒子９８がウエハ１に向って入射可能となる。次に、イオン発生部８０にてＡｒのイオン９７を発生させ（ステップＳ４）、このＡｒのイオン９７をＲｕターゲットに照射させる。そして、Ｒｕターゲットから飛び出したスパッタ粒子９８がウエハ１の上面に入射し、ウエハ１のＭｇＯ薄膜上にＲｕ薄膜が成膜される（ステップＳ５）。このとき、飛散抑制部１０１により、Ｒｕターゲットにて発生したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に飛散することを抑制すると共に、入射抑制部１０２により、Ｒｕターゲットにて発生したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に入射することを抑制する。
【００７６】
（ウエハ搬出工程（ステップＳ７））
そして、次に成膜する薄膜がなく終了する場合（ステップＳ６で「Ｙｅｓ」の場合）は、スパッタリング室４１内及び成膜室４２内にパージガスとしてＡｒガスを供給しつつ、スパッタリング室４１内及び成膜室４２内のガス雰囲気を排気する。所定時間が経過したら、回動機構５１を停止してウエハ１の回転を停止する。そして、ウエハ１を搬出して基板処理工程を終了する。その後、ゲートバルブ３５（図１及び図２参照）によって搬入搬出口４３を開放し、基板保持部５０に保持した処理済みのウエハ１を搬入搬出口４３から搬出する。そして、基板処理工程終了から所定時間経過後、ターボ分子ポンプ５５ｂからクライオポンプ５５ａに切り換え、処理室４０内を高真空に維持する。
【００７７】
（５）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【００７８】
（ａ）本実施形態によれば、ターゲット保持部４６に保持され、各ターゲット４７に対向する部位に第１開口部１０３がそれぞれ形成されると共に、隣接する各ターゲット４７間を仕切る隔壁１０４を複数有する飛散抑制部１０１を備えている。これにより、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が、所定のターゲット４７とは異なる材質である他のターゲット４７に飛散することを抑制させることができる。
【００７９】
（ｂ）本実施形態によれば、飛散抑制部１０１が連結部を兼ねる内側壁１０４ｂによりターゲット保持部４６に保持され、ターゲット保持部４６を覆ってターゲット保持部４６と一体的に回動されるよう構成されている。これにより、第１開口部１０３が各ターゲット４７の位置と同じ位置を維持し、第１開口部１０３と各ターゲット４７との位置がずれることを防止可能としている。その結果、イオン９７が所定のターゲット４７に入射可能であり、かつ所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８がウエハ１に向って入射可能である。
【００８０】
（ｃ）本実施形態によれば、隔壁１０４が隣り合うターゲット４７の間を仕切る側壁１０４ａを備えている。これにより、側壁１０４ａは、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が隣り合う他のターゲット４７に飛散することを抑制させることができる。
【００８１】
（ｄ）本実施形態によれば、隔壁１０４が回動軸４４ａとターゲット４７との間を仕切る内側壁１０４ｂを備えている。これにより、内側壁１０４ｂは、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が回動軸４４ａ方向側に飛散することを抑制させることができる。
【００８２】
なお、隔壁１０４は、図示しないがターゲット群４８の周囲を囲う外側壁を備えてもよい。この場合、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８がターゲット群４８の外周側から飛散することを抑制することが可能となる。
【００８３】
（ｅ）本実施形態によれば、飛散抑制部１０１とウエハ１との間に設けられ、所定のターゲット４７を露出させるように第２開口部１０５が形成されると共に、他のターゲット４７に対向する第１開口部１０３を覆うように構成される入射抑制部１０２を備えている。これにより、入射抑制部１０２は、他のターゲット４７に対しては第１開口部１０３を塞ぐことで、所定のターゲット４７にて発生し、ウエハ１の上面以外の例えばスパッタリング室４１や成膜室４２の内壁で反射して反跳したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に入射することを抑制することができる。
【００８４】
（ｆ）本実施形態によれば、所定のターゲット４７にて発生したスパッタ粒子９８が他のターゲット４７に飛散することを抑制すると共に、所定のターゲット４７にて発生した
スパッタ粒子９８が他のターゲット４７に入射することを抑制することができる。この結果、ターゲット４７の清浄度を維持できて、ウエハ１上に成膜される薄膜中に不純物が混入すること（クロスコンタミネーション）を抑制させることができ、ウエハ１上に成膜される薄膜の膜質を向上させることが可能となる。
【００８５】
（ｇ）本実施形態によれば、飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２の外表面は、表面粗さ処理されている。飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２の外表面の表面仕上げが細かいと、スパッタ粒子９８が付着し難くなり、付着しても剥がれ等が生じ、パーティクル等の原因となる。本実施形態では、表面粗さ処理されているので、飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２の表面にスパッタ粒子９８が付着し易くなり、付着しても剥がれ等が生じることを抑制してパーティクル等の発生を抑制可能である。
【００８６】
（ｈ）本実施形態によれば、ターゲット群４８を保持するターゲット台座４５と、ターゲット台座４５を回動させるターゲット回動駆動部４４と、を備えるターゲット保持部４６を備えている。これにより、ターゲット台座４５を回動させるだけで、ターゲット群４８を回動させて所定のターゲット４７を容易にイオン照射口８３に対向させると共に、ウエハ１の上面に対向させることができる。
【００８７】
（ｉ）本実施形態によれば、ターゲット回動駆動部４４の回動軸４４ａ上に対し垂直方向に延在するターゲットホルダ４９を複数備え、各ターゲット４７を保持するように構成されている。これにより、ターゲット台座４５に直接ターゲット４７が配設されないので、スパッタリングにより発生される熱がターゲット台座４５等の他の部位に伝達し難くなり、他の部位の昇温や劣化を抑制させることができる。また、ターゲットホルダ４９によりターゲット４７を個別に角度、位置調整等が容易となる。さらに、ターゲット台座４５はターゲットホルダ４９を取り付け可能な大きさ、形状であればよいので、その分ターゲット台座４５の軽量化が可能となり、ターゲット回動駆動部４４ａの出力を小さく構成させることができる。
【００８８】
（ｊ）本実施形態によれば、イオン発生部８０、ターゲット保持部４６、飛散抑制部１０１及び入射抑制部１０２が設けられるスパッタリング室４１と、スパッタリング室４１に連通し、基板保持部５０が設けられる成膜室４２と、を備える。すなわち、スパッタ粒子９８を発生させるスパッタリング室４１と、ウエハ１上への成膜を行う成膜室４２とが、分離して構成されている。これにより、それぞれ独立に調整、清掃し易い。
【００８９】
なお、ウエハ１上での多層膜形成において、薄膜中の不純物低減、処理室４２内の水分濃度等の低減による清浄度を維持するために、高真空の環境を保つ必要がある。本実施形態では、クライオポンプ５５ａを用いている。クライオポンプ５５ａは、図示しないがポンプ内の容器内壁に設置した極低温面に容器内の気体分子を凝縮又は吸着させて捕捉させる貯め込み式ポンプである。ここで、成膜時にクライオポンプ５５ａを稼動していると、スパッタリング室４１内の例えばＡｒガス、キセノンガス等のガスがポンプ内容器に付着する。クライオポンプ５５ａは、ある程度のガス付着量で定期的にメンテナンス（再生とも呼ぶ）を行う必要がある。このメンテナンス方法は、一度クライオポンプ５５ａ内容器の極低温面を１０Ｋから常温まで昇温し、凝縮又は吸着しているガスを気体に戻して容器内を排気することで行われる。昇温時間は、約２時間程度である。本実施形態では、同一処理室４２内にターボ分子ポンプ５５ｂとクライオポンプ５５ａとを併用している。そして、成膜時にはターボ分子ポンプ５５ｂを用い、成膜時以外にはクライオポンプ５５ａを用いる。これにより、成膜室４２内及びスパッタリング室４１内は常に高真空の雰囲気が維持され、清浄度が保持される。そして、成膜時におけるクライオポンプ５５ａ内のガス成分の付着が抑制され、クライオポンプ５５ａ内でのガス吸着が抑制される。従って、メンテナンスサイクルは例えば１２時間／日で運用していても２ヶ月に一度程度で十分とな
る。メンテナンスタイミングとしては、後述するイオン発生部８０の電極のメンテナンス時に同時に実施するとよい。なお、クライオポンプ５５ａのみ用いる場合、２週間に一度程度は、メンテナンスが必要となる。このため、クライオポンプ５５ａと共に、ターボ分子ポンプ５５ｂを用いることは有効である。
【００９０】
＜第２の実施形態＞
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るターゲット保持部４６Ｂの平面図である。図１１は、本発明の第２の実施形態に係る第１の処理炉３３の縦断面図である。本実施形態では、ターゲット保持部４６に直接ターゲット４７を配列させる点が第１の実施形態と異なる。それ以外の構成は第１の実施形態と同様である。
【００９１】
すなわち、図１０及び図１１に示すように、ターゲット保持部４６Ｂは、ターゲット台座４５Ｂを備えている。ターゲット台座４５Ｂは錐形状に構成され、ターゲット台座４５Ｂの錐面に直接ターゲット４７を複数配列させるように構成されている。具体的には、ターゲット台座４５Ｂは、例えば八角錐台状に構成されている。ターゲット台座４５Ｂの各側面（８枚の側面）には、ターゲット群４８のうち、所定のターゲット４７（４７Ａ〜４７Ｈ）のいずれかがそれぞれ直接保持されるように構成されている。そして、ターゲット台座４５Ｂの錐面は、隣接するターゲット４７を互いに離間して保持するように構成されている。なお、ターゲット保持部４６Ｂは、八角錐台状に形成される場合に限らず、他の多角錐台状に構成されていてもよい。
【００９２】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を得ることに加え、ターゲット台座４５Ｂの錐面に直接各ターゲット４７を配列できるので、ターゲット台座４５Ｂの構造を簡略化できると共に、コストを抑制させることができる。
【００９３】
＜本発明の他の実施形態＞
なお、本実施形態では、隔壁１０４をターゲット保持部４６側にのみ設けるように構成しているが、本実施形態はこれに限定されない。図示しないが、入射抑制部１０２側に隔壁１０４をさらに設け、ターゲット保持部４６側と入射抑制部１０２側との両方の隔壁１０４により隔壁１０４を構成してもよい。その場合、飛散抑制部１０１は、ターゲット４７が第１開口部１０３から突出するようターゲット４７の下層側に設ける。これにより、所定のターゲット４７で発生したスパッタ粒子９８が飛散抑制部１０１と入射抑制部１０２との間で入射抑制部１０２側の隔壁１０４により抑制されて他のターゲット４７に入射されることを抑制可能となる。なお、隔壁１０４を入射抑制部１０２側にのみ設けるように構成してもよい。
【００９４】
また、本実施形態では、隔壁１０４を飛散抑制部１０１に設けるように構成しているが、本実施形態はこれに限定されない。隔壁１０４をターゲット保持部４６に一体的に設けるように構成してもよい。
【００９５】
また、本実施形態では、入射抑制部１０２と飛散抑制部１０１のいずれも設けるように構成しているが、本実施形態はこれに限定されない。入射抑制部１０２と飛散抑制部１０１のいずれか一方のみ設けるように構成しても良い。
【００９６】
なお、上述の実施形態においては、磁性薄膜であるＣｏＦｅＢ薄膜を成膜する工程を行い、その後、絶縁薄膜であるＭｇＯ薄膜を成膜する工程を行った後、Ｒｕ薄膜を成膜する工程を行って三層成膜する基板処理工程を実施したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、成膜する薄膜は、ＣｏＦｅＢ薄膜やＭｇＯ薄膜やＲｕ薄膜等に限らず、例えばＰｔＦｅＰ薄膜等であってもよい。さらに、ＣｏＦｅＢ薄膜やＰｔＦｅＰ薄膜等の三元系の薄膜に限らず、例えばＣｕやＮｉ等を混合した四元又は五元系以上の薄膜を成膜する場合
にも適用可能である。また、ウエハ１上に二層以下の積層膜を形成する場合や、四層以上の積層膜を形成する場合にも、本発明は好適に適用可能である。
【００９７】
また、薄膜が成膜される基板としては、Ｓｉウエハの他に石英ガラス基板、結晶化ガラス基板、ＭｇＯ基板等であってもよい。また、本発明は、本実施形態にかかる半導体製造装置等のウエハ基板を処理する基板処理装置に限らず、プリント配線基板、液晶パネル、磁気ディスクやコンパクトディスク等の基板を処理する基板処理装置にも好適に適用できる。
【００９８】
以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００９９】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１００】
イオンを発生するイオン発生部と、
ターゲットを複数配列させたターゲット群を保持し、前記ターゲット群のうち所定のターゲットに前記イオンが入射するよう前記ターゲット群を回動させるターゲット保持部と、
前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が入射されるように基板を保持する基板保持部と、
前記ターゲット保持部に保持され、各前記ターゲットに対向する部位に第１開口部がそれぞれ形成されると共に、隣接する各前記ターゲット間を仕切る隔壁を複数有し、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が他のターゲットに飛散することを抑制する飛散抑制部と、
前記飛散抑制部と前記基板との間に設けられ、前記所定のターゲットを露出させるように第２開口部が形成されると共に、前記他のターゲットに対向する前記第１開口部を覆うように構成され、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が前記他のターゲットに入射することを抑制する入射抑制部と、
を備える基板処理装置が提供される。
【０１０１】
好ましくは、前記飛散抑制部は、前記ターゲット保持部を覆うように該ターゲット保持部に保持される。
【０１０２】
より好ましくは、前記隔壁は、隣り合う前記ターゲットの間を仕切る側壁を備える。
【０１０３】
より好ましくは、前記隔壁は、前記ターゲット群を回動させる回動軸とターゲットとの間を仕切る内側壁を備える。
【０１０４】
より好ましくは、前記隔壁は、前記ターゲット群の周囲を囲う外側壁を備える。
【０１０５】
（飛散抑制部及び入射抑制部の外表面）
より好ましくは、前記飛散抑制部及び前記入射抑制部の外表面は、表面粗さ処理されている。
【０１０６】
より好ましくは、前記ターゲット保持部は、
前記ターゲット群を保持するターゲット台座と、
前記ターゲット台座を回動させるターゲット回動駆動部と、
を備える。
【０１０７】
より好ましくは、前記ターゲット台座は、前記ターゲット回動駆動部の回動軸に対して前記ターゲットを放射状に複数配列させるように構成されている。
【０１０８】
より好ましくは、前記ターゲット台座は、前記ターゲット回動駆動部の回動軸上に対し垂直方向に延在するターゲットホルダを複数備え、該ターゲットホルダにそれぞれ前記ターゲットが保持されるように構成されている。
【０１０９】
より好ましくは、前記ターゲット台座は、錐形状に構成され、前記ターゲット台座の錐面に前記ターゲットを複数配列させるように構成されている。
【０１１０】
より好ましくは、前記ターゲットホルダは、隣接する前記ターゲットを互いに離間して保持するように構成されている。
【０１１１】
より好ましくは、前記ターゲット台座は、前記錐面に隣接する前記ターゲットを互いに離間して保持するように構成されている。
【０１１２】
より好ましくは、前記イオン発生部、前記ターゲット保持部、前記飛散抑制部、及び前記入射抑制部が設けられるスパッタリング室と、前記スパッタリング室に連通し、前記基板保持部が設けられる成膜室と、を備える。
【０１１３】
本発明の他の態様によれば、
イオン発生部により、イオンを発生させる工程と、
ターゲット保持部により、ターゲットを複数配列させたターゲット群を保持させ、前記ターゲット群のうち所定のターゲットに前記イオンが入射するよう前記ターゲット群を回動させる工程と、
基板保持部により、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が入射されるように基板を保持させる工程と、
前記スパッタ粒子を前記基板に入射させて前記基板上に薄膜を形成する工程と、を有し
前記薄膜を形成する工程では、
前記ターゲット保持部に保持され、各前記ターゲットに対向する部位に第１開口部がそれぞれ形成されると共に、隣接する各前記ターゲット間を仕切る隔壁を複数有する飛散抑制部により、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が他のターゲットに飛散することを抑制すると共に、
前記飛散抑制部と前記基板との間に設けられ、前記所定のターゲットを露出させるように第２開口部が形成されると共に、前記他のターゲットに対向する前記第１開口部を覆うように構成された入射抑制部により、前記所定のターゲットにて発生したスパッタ粒子が前記他のターゲットに入射することを抑制する
半導体装置の製造方法が提供される。
【符号の説明】
【０１１４】
１  ウエハ（基板）
４６  ターゲット保持部
４７（４７Ａ〜４７Ｈ）  ターゲット
４８  ターゲット群
５０  基板保持部  
８０  イオン発生部
９７  イオン（イオンビーム）
９８  スパッタ粒子
１０１  飛散抑制部
１０２  入射抑制部
１０３  第１開口部
１０４  隔壁
１０５  第２開口部
【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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