(57)【要約】      （修正有）【課題】ターゲットと成膜対象物との間にコリメータを設けた場合でも、スパッタガスの導入停止後に自己放電が維持できるスパッタリング装置の提供。【解決手段】ターゲット２１と成膜対象物Ｗとを対向配置する真空チャンバ１を有し、磁石ユニット４をターゲット２１の中心を回転中心として回転駆動しターゲット２１下方空間に漏洩磁場を発生する磁場発生手段３と、スパッタガス導入手段１０と、ターゲット２１に電力投入する電源Ｅ１とを備え、ターゲット２１と成膜対象物Ｗとの間にコリメータ８と、ターゲット２１とコリメータ８との間の空間に下向きの磁力線ＭＦを発生させて、スパッタガスの導入停止後に自己放電できる磁力線発生手段９を更に備える、スパッタリング装置ＳＭ１。好ましくは、磁力発生手段９が、真空チャンバ１の側壁部分に巻回されたコイルに通電する電源によって構成され、２０〜８０Ｇの磁力線ＭＦを発生させるスパッタリング装置ＳＭ１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製のターゲットと成膜対象物とが対向配置される真空チャンバを有し、前記ターゲットから前記成膜対象物に向かう方向を下として、前記ターゲットの上方に配置されてその下方空間にトンネル状の漏洩磁場を発生させる磁場発生手段と、前記真空チャンバ内にスパッタガスを選択的に導入するガス導入手段と、前記ターゲットに電力投入するスパッタ電源とを備え、真空雰囲気の前記真空チャンバ内に前記スパッタガスを導入し、前記ターゲットに電力投入して前記下方空間にプラズマを発生させ、この状態でスパッタガスの導入を停止して前記プラズマを前記漏洩磁場で封じ込めて自己放電させて前記ターゲットをスパッタリングするスパッタリング装置であって、
前記磁場発生手段が、ターゲットに同等の浸食量を形成する前記漏洩磁場を発生させる磁石ユニットと、前記磁石ユニットを前記ターゲットの中心を回転中心として回転駆動する駆動手段とを有するものにおいて、
前記ターゲットと前記成膜対象物との間に配置され、前記ターゲットのスパッタリングで飛散したスパッタ粒子のうち、上下方向に対して所定の範囲を超えて傾斜して前記成膜対象物に到達するものを規制するコリメータと、前記ターゲットと前記コリメータとの間の空間に下向きの磁力線を発生させる磁力線発生手段とを更に備えることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
前記磁力線発生手段は、上下方向に直交する真空チャンバの側壁部分に巻回されたコイルとコイルに通電する電源とで構成されることを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
前記磁力線発生手段は、２０Ｇ〜８０Ｇの前記磁力線を発生させることを特徴とする請求項１又は２記載のスパッタリング装置。
【請求項４】
前記磁場発生手段は、前記ターゲット表面に垂直磁場成分がゼロであるハート形の漏洩磁場を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のスパッタリング装置。
【請求項５】
真空チャンバ内に、金属製のターゲットと成膜対象物とを対向配置し、前記ターゲットから前記成膜対象物に向かう方向を下として、前記ターゲットの下方空間にトンネル状の漏洩磁場を発生させた状態で、真空雰囲気の前記真空チャンバ内に前記スパッタガスを導入し、前記ターゲットに電力投入して前記下方空間にプラズマを発生させ、この状態でスパッタガスの導入を停止して前記プラズマを前記漏洩磁場で封じ込めて自己放電させて前記ターゲットをスパッタリングし、スパッタリングにより生じたスパッタ粒子を成膜対象物表面に付着、堆積して金属膜を成膜するスパッタリング方法であって、
スパッタリング中、ターゲットに同等の浸食量を形成する漏洩磁場を、ターゲットの中心を回転中心として回転駆動し、前記ターゲットと前記成膜対象物との間に配置されたコリメータにより、スパッタ粒子のうち、上下方向に対して所定の範囲を超えて傾いて前記成膜対象物に到達するものを規制し、前記ターゲットと前記コリメータとの間の空間に下向きの磁力線を発生させることを特徴とするスパッタリング方法。
【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及びスパッタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程には、ビアホールやコンタクトホールの内面（内壁面及び底面）にシード層としてＣｕ膜等の金属膜を成膜する工程があり、このような金属膜の成膜にスパッタリング装置を用いることが一般に知られている。そして、近年の配線パターンの更なる微細化に伴い、高アスペクト比のビアホール等に対して処理すべき基板全面に亘って被覆性よく成膜すること、即ち、カバレッジの向上の要求を満たすために、スパッタリング装置の中でも、ＳＩＳ（Self Ionized Sputter）技術を利用したＤＣマグネトロン方式のスパッタリング装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種のスパッタリング装置は、Ｃｕ等の金属製のターゲットと成膜対象物としての基板とが対向配置される真空チャンバを有し、ターゲットから基板に向かう方向を下として、ターゲットの上方に配置されてその下方空間にトンネル状の漏洩磁場を発生させる磁場発生手段と、真空チャンバ内に、希ガスからなるスパッタガスを選択的に導入するガス導入手段と、ターゲットに電力投入するスパッタ電源とを備える。金属膜の成膜に際しては、真空雰囲気の前記真空チャンバ内にスパッタガスを導入し、ターゲットに、例えば負の電位を持った所定電力を投入すると、上記下方空間にプラズマが発生し、磁場発生手段により発生させた磁場により当該下方空間にプラズマが封じ込められ（特に、スパッタリングにより生じた二次電子が封じ込められ易くなる）、この状態でスパッタガスの導入を停止すると、低圧力下で自己放電するようになる。そして、プラズマ中のスパッタガスイオン等がターゲットのスパッタ面に衝突してスパッタリングされ、このスパッタリングにより生じたスパッタ粒子やスパッタ粒子のイオン（以下、「スパッタ粒子」という）が、ターゲットの下方空間に放出され、成膜対象物表面に付着、堆積して金属膜が成膜される。
【０００４】
ところで、上記スパッタリング装置では、ターゲットのうち上記磁場の影響を受ける領域でターゲットが優先的にスパッタリングされることになる。このため、ターゲットのスパッタ面を略均等に侵食してターゲットの使用効率を向上させるために、例えば、垂直磁場成分がゼロである所謂ハート形の漏洩磁場を形成して、スパッタリング中、この漏洩磁場を発生させる磁石ユニットをターゲットの中心を回転中心として回転駆動することが一般に知られている（例えば、特許文献２参照）。このような方法では、基板の外周部において、ターゲットからのスパッタ粒子が上下方向に対して傾斜した角度で入射、付着することになり、基板の外周部でカバレッジの非対称性の問題が生じ得る。
【０００５】
そこで、スパッタ粒子のうち上下方向に対して所定の範囲を超えて傾斜して基板に到達するものを規制するコリメータをターゲットと成膜対象物との間に配置することが考えられる。然し、ＳＩＳ（Self Ionized Sputter）技術を利用したＤＣマグネトロン方式のスパッタリング装置に適用した場合、何等かの原因でスパッタガスの導入を停止すると、もはや自己放電を維持できないことが判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−００６９４２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５７５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、高アスペクト比のホール内面にカバレッジ良く成膜するために、ターゲットと成膜対象物との間にコリメータを設けた場合でも、スパッタガスの導入停止後に自己放電が維持できるようにしたスパッタリング装置及びスパッタリング方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、金属製のターゲットと成膜対象物とが対向配置される真空チャンバを有し、前記ターゲットから前記成膜対象物に向かう方向を下として、前記ターゲットの上方に配置されてその下方空間にトンネル状の漏洩磁場を発生させる磁場発生手段と、前記真空チャンバ内にスパッタガスを選択的に導入するガス導入手段と、前記ターゲットに電力投入するスパッタ電源とを備え、真空雰囲気の前記真空チャンバ内に前記スパッタガスを導入し、前記ターゲットに電力投入して前記下方空間にプラズマを発生させ、この状態でスパッタガスの導入を停止して前記プラズマを前記漏洩磁場で封じ込めて自己放電させて前記ターゲットをスパッタリングするスパッタリング装置は、前記磁場発生手段が、ターゲットに同等の浸食量を形成する前記漏洩磁場を発生される磁石ユニットと、前記磁石ユニットを前記ターゲットの中心を回転中心として回転駆動する駆動手段とを有し、前記ターゲットと前記成膜対象物との間に配置され、前記ターゲットのスパッタリングで飛散したスパッタ粒子のうち、上下方向に対して所定の範囲を超えて傾斜して前記成膜対象物に到達するものを規制するコリメータと、前記ターゲットと前記コリメータとの間の空間に下向きの磁力線を発生させる磁力線発生手段とを更に備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ターゲットとコリメータとの間の空間に下向きの磁力線を発生させているため、ターゲットと成膜対象物との間にコリメータを設けた場合でも、スパッタガスの導入停止後に自己放電が維持できることが確認された。これは、当該空間に下向きの磁力線を発生させることによって、プラズマがターゲットのスパッタ面の中心付近に局在しやすくなるためと考えられる。
【００１０】
本発明において、前記磁力線発生手段は、真空チャンバの側壁の外周面に沿って巻回されるコイルとコイルに通電する電源とで構成されることが好ましい。
【００１１】
本発明において、前記磁力線発生手段は、２０Ｇ〜８０Ｇの前記磁力線を発生させることが好ましい。
【００１２】
本発明において、前記磁場発生手段は、前記ターゲット表面に垂直磁場成分がゼロであるハート形の漏洩磁場を形成することが好ましい。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、真空チャンバ内に、金属製のターゲットと成膜対象物とを対向配置し、前記ターゲットから前記成膜対象物に向かう方向を下として、前記ターゲットの下方空間にトンネル状の漏洩磁場を発生させた状態で、真空雰囲気の前記真空チャンバ内に前記スパッタガスを導入し、前記ターゲットに電力投入して前記下方空間にプラズマを発生させ、この状態でスパッタガスの導入を停止して前記プラズマを前記漏洩磁場で封じ込めて自己放電させて前記ターゲットをスパッタリングし、スパッタリングにより生じたスパッタ粒子を成膜対象物表面に付着、堆積して金属膜を成膜する本発明のスパッタリング方法は、スパッタリング中、ターゲットに同等の浸食量を形成する漏洩磁場を、ターゲットの中心を回転中心として回転駆動し、前記ターゲットと前記成膜対象物との間に配置されたコリメータにより、スパッタ粒子のうち、上下方向に対して所定の範囲を超えて傾いて前記成膜対象物に到達するものを規制し、前記ターゲットと前記コリメータとの間の空間に下向きの磁力線を発生させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態のスパッタリング装置を示す模式的断面図。
【図２】本発明の変形例のスパッタリング装置を示す模式的断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、成膜対象物Ｗの表面に金属膜たるＣｕ膜を成膜するものを例に、本発明の実施形態のスパッタリング装置について説明する。
【００１６】
図１を参照して、ＳＭ１は、ＤＣマグネトロン方式のスパッタリング装置であり、このスパッタリング装置ＳＭ１は、処理室１ａを画成する真空チャンバ１を備える。真空チャンバ１の天井部にはカソードユニットＣが取り付けられている。以下においては、真空チャンバ１の天井部側を向く方向を「上」とし、その底部側を向く方向を「下」として説明する。
【００１７】
カソードユニットＣは、ターゲットアッセンブリ２と、ターゲットアッセンブリ２の上方に配置された磁場発生手段３とから構成されている。ターゲットアッセンブリ２は、成膜対象物Ｗの輪郭に応じて、公知の方法で平面視円形の板状に形成されたＣｕ製のターゲット２１と、ターゲット２１の上面にインジウム等のボンディング材（図示省略）を介して接合されるバッキングプレート２２とで構成され、スパッタリング中、バッキングプレート２２の内部に冷媒（冷却水）を流すことでターゲット２１を冷却できるようになっている。ターゲット２１を装着した状態でバッキングプレート２２下面の周縁部が、絶縁体Ｉ１，Ｉ２を介して真空チャンバ１の上部に取り付けられる。ターゲット２１にはＤＣ電源や高周波電源等のスパッタ電源Ｅ１からの出力が接続され、スパッタリング中、ターゲット２１に負の電位を持った電力が投入される。
【００１８】
磁場発生手段３は、磁石ユニット４と、磁石ユニット４を回転駆動させるモータ等の駆動手段５とから構成される。磁石ユニット４は、ヨーク４１と、ヨーク４１の下面に例えば略ハート型に列設した同磁化の複数個の磁石体４２と、磁石体４２の周囲を囲むように例えば略ハート型に列設した磁石体４２と同磁化の複数個の磁石体４３とから構成されている。これにより、ターゲット２１の中心とその外周縁部との間に偏在させて局所的にトンネル状の漏洩磁場を発生させて、スパッタリング時、ターゲット２１のスパッタ面２１ａの下方で電離した電子等を補足して、プラズマを封じ込めるようにしている。また、ヨーク４１の上面には駆動手段５の回転軸５１が接続され、駆動手段５により回転軸５１を回転駆動させることで、ターゲット２１の中心を回転中心として磁石ユニット４を回転させて、漏洩磁場をターゲット２１の中心回りに周回させるようにしている。
【００１９】
真空チャンバ１の底部には、ターゲット２１に対向させてステージ６が配置され、成膜対象物Ｗをその成膜面を上方に向けて位置決め保持できるようになっている。ステージ６は、真空チャンバ１の底壁に設けた開口に気密に装着された絶縁体Ｉ３で保持されている。ステージ６には高周波電源Ｅ２の出力が接続され、スパッタリング中、ステージ６、ひいては成膜対象物Ｗにバイアス電位が印加され、イオン化されたスパッタ粒子を成膜対象物Ｗに積極的に引き込む役割を果たすようにしている。尚、ターゲット２１と成膜対象物Ｗとの間の間隔は、例えば３００ｍｍ〜６００ｍｍの範囲に設定することができる。
【００２０】
真空チャンバ１内の側壁内側には導電性を有するアノードシールド７が配置されている。アノードシールド７は、ターゲット２１の周囲を覆って下方に延びる筒状の部材である。アノードシールド７は他のＤＣ電源Ｅ３に接続され、スパッタリング中、正の電位が印加され、イオン化されたスパッタ粒子を反射し、成膜対象物Ｗへの入射をアシストするようにしている。
【００２１】
ターゲット２１と成膜対象物Ｗとの間には、スパッタリングによって飛散したスパッタ粒子のうち、上下方向に対して所定の範囲を超えて傾斜して成膜対象物Ｗに到達するものを規制するコリメータ８が配置され、コリメータ８には複数の透孔８１が開設されている。コリメータ８は、アノードシールド７の下端の内面に絶縁体Ｉ４を介して固定されており、アノードシールド７の電位と切り離され、電気的にフローティングにされている。
【００２２】
尚、透孔８１の平面視の形状は、任意であり、例えば円で構成したり、また六角形で構成してハニカム構造とすることができる。また、コリメータ８の中央部に開設された透孔８１の深さ（すなわち、コリメータ８の中央部の厚み）が、外周部に開設された透孔８１の深さ（すなわち、コリメータ８の外周部の厚み）よりも深く（厚く）なるように構成してもよい。この場合、コリメータ８の厚みは、例えば、５３ｍｍ〜１３７．４ｍｍの範囲に設定することができ、コリメータ８とターゲット２１との間の間隔は、例えば、８５ｍｍ〜１８０ｍｍの範囲に設定することができる。
【００２３】
また、真空チャンバ１の側壁には、リング状のヨーク９１に導線９２を巻回してなるコイル９が設けられ、導線９２には電源Ｅ４の出力が接続され、コイル９に通電できるようになっている。コイル９に通電することで、ターゲット２１とコリメータ８との間の空間に下向きの磁力線ＭＦを発生させることができるようになっている。尚、コイル９の位置や導線９２の径や巻数は、例えばターゲット２１のスパッタ面２１ａの面積、ターゲット２１と成膜対象物Ｗとの間の距離、電源Ｅ４の定格電流値や発生させようとする磁場強度（ガウス）に応じて適宜設定される。
【００２４】
真空チャンバ１の側壁には、プラズマを発生させるためのスパッタガスとしてアルゴンガス等の希ガスを導入するガス導入手段としてのガス管１０が接続されている。ガス管１０はマスフローコントローラ１０ａを介して図示省略のガス源に連通しており、流量制御されたスパッタガスを選択的に真空チャンバ１内に導入できるようにしている。真空チャンバ１の底部には、ターボ分子ポンプやロータリーポンプ等からなる真空排気手段Ｐに通じる排気管１１が接続され、真空チャンバ１内を真空引きし、所定圧力に保持できるようにしている。
【００２５】
上記スパッタリング装置ＳＭ１は、マイクロコンピュータやシーケンサ等を備えた公知の制御手段１２を有し、制御手段１２により上記各電源Ｅ１〜Ｅ４の作動、マスフローコントローラ１０ａの作動、真空排気手段Ｐの作動や駆動手段５の作動等を統括管理するようになっている。以下、上記スパッタリング装置ＳＭ１を用いて、成膜対象物ＷにＣｕ膜を成膜する場合を例に、本発明の実施形態のスパッタリング方法について説明する。
【００２６】
先ず、Ｃｕ製のターゲット２１が組み付けられた真空チャンバ１内のステージ６に成膜対象物Ｗを配置して、真空排気手段Ｐを作動させて処理室１ａ内を所定の真空度（例えば、１×１０−５Ｐａ）まで真空引きする。真空チャンバ１内の圧力が所定値に達すると、駆動手段５により磁石ユニット４を回転させることで、ターゲット２１の中心とその外周縁部との間に偏在させて形成した漏洩磁場を、ターゲット２１の中心を回転中心として回転駆動させる。これと併せて、マスフローコントローラ１０ａを制御して処理室１ａ内にスパッタガスとしてアルゴンガスを所定の流量（例えば、１０〜３０ｓｃｃｍ）で導入する（このときの処理室１ａ内の圧力は、７．３×１０−２〜２．１×１０−１Ｐａ）。さらに、ターゲット２１に所定の直流電力（例えば、２０〜２５ｋＷ）を投入することで、ターゲット２１のスパッタ面２１ａの下方空間にプラズマを発生させ、プラズマを発生させてから所定時間が経過した後、ターゲット２１への電力投入を継続しながら、マスフローコントローラ１０ａを制御してスパッタガスの導入を停止して自己放電させる。これにより、ターゲット２１がスパッタリングされ、スパッタ粒子が成膜対象物Ｗに付着、堆積することでＣｕ膜が成膜される。このとき、アノードシールド７に正電位（例えば５０Ｖ〜１５０Ｖ）を印加すると共にステージ６にバイアス電力（例えば０Ｗ〜６００Ｗ）を投入することで、イオン化したスパッタ粒子（Ｃｕイオン）を成膜対象物Ｗに対して効率良く引き込むことができる。また、ターゲット２１と成膜対象物Ｗとの間に配置されたコリメータ８によって、スパッタ粒子のうち、上下方向に対して所定の範囲を超えて傾いて成膜対象物Ｗに到達するものが規制される。
【００２７】
上述のようにプラズマを発生させてから所定時間が経過した後、ターゲット２１への電力投入を継続しながら、マスフローコントローラ１０ａを制御してスパッタガスの導入を停止させて自己放電とするとき、ターゲット２１と成膜対象物Ｗとの間にコリメータ８が配置される場合、自己放電を維持することができないことが判明した。
【００２８】
本実施形態では、電源Ｅ４からコイル９に通電して（このとき、コイル９に流れる電流は、４〜１２Ａ）、ターゲット２１とコリメータ８との間の空間に下向きの磁力線ＭＦを発生させることで、スパッタガスの導入停止後に自己放電を維持することができる。これは、当該空間に下向きの磁力線ＭＦを発生させることによって、ターゲット２１上の磁場を発散させる（成膜対象物Ｗ上に向かわせる）ことで、自己放電を維持することを促進しているためと考えられる。
【００２９】
以上の効果を確認するため、上記実施形態のスパッタリング装置ＳＭ１を用いて次の実験を行った。発明実験では、成膜対象物Ｗとして、Φ３００ｍｍのシリコン基板の表面にシリコン酸化膜を１００ｎｍ成膜し、このシリコン酸化膜にアスペクト比が２．７（開口部の径は約３０ｎｍ、深さは約８０ｎｍ）のホールを形成したものを用い、Ｃｕ製のΦ４００ｍｍのターゲット２１が組み付けられた真空チャンバ１内のステージ６に成膜対象物Ｗを配置し、処理室１ａ内の圧力が１×１０−５Ｐａに達すると、磁石ユニット４を６０ｒｐｍで回転させ、処理室１ａ内にアルゴンガスを１０ｓｃｃｍ導入し、ターゲット２１に直流電力を約２５ｋＷ投入して（このとき、ターゲット２１を流れる電流は４６Ａ）、プラズマを発生させた。このとき、ステージ６にバイアス電力を２００Ｗを投入し、アノードシールド７に５０Ｖの正電位を印加した。プラズマを発生させてから１ｓｅｃ経過した後、アルゴンガスの導入を停止させた。このとき、コイル９に通電し（コイル電流は８Ａ）、ターゲット２１とコリメータ８との間の空間に下向きの磁力線ＭＦ（２０Ｇ〜８０Ｇ）を発生させることで、自己放電を維持できることが確認された。これにより、ターゲット２１がスパッタリングされ、ターゲット２１から飛散したスパッタ粒子が上記ホールの内面を含む成膜対象物Ｗ表面に付着、堆積してＣｕ膜が成膜される。自己放電により約４５ｓｅｃ成膜した後、成膜対象物Ｗの中央部及びエッジ部のホール内面にカバレッジ良くＣｕ膜を成膜できることが確認された。
【００３０】
また、電源Ｅ４からコイル９への印加電圧を制御してコイル電流を４Ａ，１２Ａとした点を除いて、上記実験と同一条件でプラズマを発生させた後、アルゴンガスの導入を停止させたところ、これらの場合も自己放電を維持できることが確認された。また、ホール内面にカバレッジ良くＣｕ膜を成膜できることが確認された。
【００３１】
また、ステージ６に投入されるバイアス電力を０Ｗ，４００Ｗ，６００Ｗとした点を除いて、上記実験と同一条件でプラズマを発生させた後、アルゴンガスの導入を停止させたところ、これらの場合も自己放電を維持できることが確認された。また、ホール内面にカバレッジ良くＣｕ膜を成膜できることが確認された。
【００３２】
また、アノードシールド７に印加する正電位を１５０Ｖとした点を除いて、上記実験と同一条件でプラズマを発生させた後、アルゴンガスの導入を停止させたところ、これらの場合も自己放電を維持できることが確認された。また、ホール内面にカバレッジ良くＣｕ膜を成膜できることが確認された。つまり、ターゲット２１とコリメータ８との間の空間に発生させる下向きの磁力線ＭＦが２０Ｇ〜８０Ｇであれば、自己放電を維持できることが確認された。
【００３３】
尚、上記実験と同一条件で成膜を行った場合のターゲット２１の侵食量を求めた。侵食量は、成膜前のターゲット２１の厚さから成膜後のターゲット２１の厚さを減算することで得た。成膜後のターゲット２１の厚さは、積算電力５０ｋＷｈでＣｕ膜を成膜した後のターゲット２１の厚さである。これによれば、スパッタリング中、磁石ユニット４を回転駆動して漏洩磁場をターゲット２１の中心回りに周回させることにより、ターゲット２１のスパッタ面２１ａが径方向に略均等に浸食されることが確認された。即ち、漏洩磁場がターゲットに同等の浸食量を形成することが確認された。これより、プラズマがターゲットのスパッタ面の全面に亘って分散していることが判った。ここで、略均等に浸食される（同等の浸食量を形成する）とは、ターゲット２１の使用効率が５０％以上であることであり、ターゲット２１を寿命（ライフエンド）まで使用した際の浸食された体積が、ターゲット使用前の５０％以上であることを意味するものとする。
【００３４】
次に、上記発明実験に対する比較実験を行った。比較実験では、プラズマを発生させた後に、アルゴンガスの導入を停止する際、コイル９に通電しない点（つまり、ターゲット２１とコリメータ８との間の空間に下向きの磁力線ＭＦを発生させない点）を除いて、上記発明実験と同一条件でスパッタリングした。これによれば、アルゴンガスの導入を停止させると、自己放電を維持できない（すなわち、プラズマが失活する）ことが確認された。また、コイル９のコイル電流を３Ａ、１３Ａ、２０Ａとした場合も、アルゴンガスの導入を停止させると自己放電を維持できないことが確認された。コイル電流が４Ａより小さい場合は、ターゲットからスパッタされたイオンを成膜対象物へ向かわせる力が弱いため、コイル電流が１２Ａより大きい場合は、成膜対象物へ向かわせる磁力が高くなり、ターゲットをスパッタリングするイオンが減少するため、自己放電を維持できないものと推察される。
【００３５】
以上説明した発明実験及び比較実験によれば、ターゲット２１とコリメータ８との間の空間に下向きの磁力線を発生させることで、スパッタガスの導入停止後に自己放電を維持できることが判った。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、コリメータ８を囲繞する真空チャンバ１の側壁部分にコイル９を配置しているが、コリメータ８の位置はこれに限らず、コリメータ８と成膜対象物Ｗとの間の空間を囲繞する真空チャンバ１の側壁部分にコイルを配置してもよい。また、磁力線発生手段を構成するコイルの数は１個に限定されず、図２に示すスパッタリング装置ＳＭ２のように、真空チャンバ１の側壁に２個のコイル９ｕ，９ｄを上下方向に所定の間隔を存して設け、これらのコイル９ｕ，９ｄに電源Ｅ４，Ｅ５から通電するように構成することもできる。この場合、コイル９ｕ，９ｄの少なくとも一方に通電すればよい。コイル９ｕ，９ｄ間の距離は、例えばターゲット２１のスパッタ面２１ａの面積、ターゲット２１と成膜対象物Ｗとの間の距離、電源Ｅ４，Ｅ５の定格電流値や発生させようとする磁場強度（ガウス）に応じて適宜設定することができる。
【００３７】
上記実施形態では、磁力線発生手段をコイル９で構成する場合を例に説明したが、ターゲット２１とコリメータ８との間の空間に下向きの磁力線を発生させるものであればよく、例えば、公知の焼結磁石を真空チャンバ１の側壁内側又は外側に配置することで当該空間に下向きの磁力線を発生させるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
ＭＦ…磁力線、ＳＭ…スパッタリング装置、Ｗ…成膜対象物、１…真空チャンバ、２１…ターゲット、３…磁場発生手段、４…磁石ユニット、５…駆動手段、８…コリメータ、９、９ｕ、９ｄ…コイル（磁力線発生手段）、１０…ガス管（ガス導入手段）、Ｅ１…スパッタ電源、Ｅ４，Ｅ５…コイルに通電する電源。
【図１】
2019014924.tif 000003
【図２】
2019014924.tif 000004