(57)【要約】【課題】スパッタリング中に、容器内での液体状態のスパッタリングターゲットの位置を安定化させることができるスパッタリングターゲット収納容器、および該容器を備えるスパッタリング装置を提供する。【解決手段】容器１は収納部２を備える。収納部２は、外周部３、および内表面５を備える。内表面５は、外周部３から、外周部３で囲まれた領域の中心部４に向かって窪みが深くなる形状を有する。この窪みにガリウム６が収納される。容器１は、例えば、平面視で円状の外形を有し、銅（Ｃｕ）などの導電性材料で形成される。ここで、この図に示すガリウム６は、スパッタリングガスが陽イオン化されたものと衝突して、その際に発生した熱により溶融し、液体状態になったものである。収納部２は、その内表面５が、曲率を有する形状である。【選択図】図１
2015229782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部と内表面とを有する窪みにスパッタリングターゲットを収納する収納部を備えるスパッタリングターゲット収納容器であって、
前記内表面は、前記外周部から、前記内表面の一領域に向かって窪みが深くなる形状である、
ことを特徴とするスパッタリングターゲット収納容器。
【請求項２】
前記窪みは、窪みの深くなる程度が互いに直交する２方向で異なる形状を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のスパッタリングターゲット収納容器。
【請求項３】
真空チャンバと、
前記真空チャンバ内にスパッタリングガスを導入するガス導入手段と、
前記真空チャンバ内のガスを排気して、前記真空チャンバ内の圧力を調整するガス排気手段と、を備えるスパッタリング装置であって、
前記真空チャンバは、
スパッタリングターゲットを収納する請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット収納容器と、
前記スパッタリングターゲット収納容器に対向して配置されて、スパッタリング対象の基板を固定するとともに、接地される基板ホルダと、
前記スパッタリングターゲット収納容器に負の電圧または高周波電圧のいずれかを印加する電源装置と、を備える、
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収納容器の下部の水平面上にあって、前記一領域の水平面上への投影位置の両側に、Ｎ極とＳ極が鉛直方向に互いに逆向きに配置される磁石と、前記磁石の位置をそれぞれ水平方向に移動する移動機構と、を備える磁界形成手段と、
前記スパッタリングターゲット収納容器内の前記スパッタリングターゲットが存在する領域の大きさを検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記移動機構を制御して、前記磁石の水平方向の位置を移動する制御部と、を備える、
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５】
前記スパッタリングターゲット収納容器の下部の水平面上において、Ｎ極とＳ極が鉛直方向に互いに逆向きになるように、前記一領域の水平面上への投影位置の中心部に一方の磁石を１個配置するとともに、前記一方の磁石を中心とする円の円周上に他方の磁石を複数個配置し、
前記移動機構は、前記一方の磁石を中心とする円の半径方向に、前記他方の磁石の位置をそれぞれ移動するように構成される、
ことを特徴とする請求項４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、スパッタリングターゲット収納容器、および該容器を備えるスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信で使用される高周波デバイスやパワーエレクトロニクスで使用される高出力電子デバイス、信号機・照明などに使用される発光デバイスなどに用いられる半導体材料として、成長基板上に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物−窒化ガリウム（ＧａＮ）など−を堆積させて形成される半導体基板に形性された薄膜素子が用いられる。この薄膜素子は、通常、スパッタリング法で製造される。スパッタリング法には、膜厚を均一にできる、膜の密着性が良好である、膜組成の再現性に優れる、膜厚制御が容易である等の特徴がある。
【０００３】
ガリウムをスパッタリングターゲット、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ）を含むガスをスパッタリングガスとし、スパッタリング法で成長基板上に窒化ガリウムを堆積させる場合、スパッタリングガスが陽イオン化され、ガリウムと衝突して、熱が発生する。ガリウムは、融点が２９．８℃と低いので、衝突時に発生する熱により溶融する。ガリウムは、スパッタリング中の、その位置の変動を防止するために、固体状態を維持することが望ましい。
【０００４】
特許文献１では、円筒状の容器にガリウムを収納し、該容器を冷却する例を示しているが、それでも一部は溶融し液体状態になる。特に、容器内のガリウム量が少なくなると全体が液体状態になることは避けられない。ガリウムが液体状態になると、ガリウムは容器内で揺動し易くなる。その結果、容器内でのガリウムの位置は不安定になる。容器内でのガリウムの位置が不安定になると、陽イオン化されたスパッタリングガスとの衝突により放出されるガリウムの量が不安定になり、膜厚が不均一になる。また、陽イオン化されたスパッタリングガスが露出した容器の底面に衝突して、容器を構成する材料がスパッタリングされて、膜に不純物として混入する虞もある。
【０００５】
特許文献２では、円筒状の容器の内表面にダイアモンドライクカーボンの膜を形成して、液体状態のガリウムと容器との濡れ性を改善する技術が開示されている。濡れ性が改善された該容器では、液体状態のガリウムと容器との接触状態が良好になるので、ガリウムが少量になってもその位置が揺動しにくくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７２４２４号公報
【特許文献２】特開２００９−９７０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２に開示されているように、ガリウムを収納する容器は一般に円筒状であり、底面が平坦である。そのため、スパッタリングが進行して容器内の液体状態のガリウムが少量になって液滴状になると、容器内でのガリウムの位置は不安定になる。
【０００８】
本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであり、スパッタリング中に、容器内での液体状態のスパッタリングターゲットの位置を安定化させることができるスパッタリングターゲット収納容器、および該容器を備えるスパッタリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係るスパッタリングターゲット収納容器は、外周部と内表面とを有する窪みにスパッタリングターゲットを収納する収納部を備えるスパッタリングターゲット収納容器であって、前記内表面は、前記外周部から、前記内表面の一領域に向かって窪みが深くなる形状である、ことを特徴とする。
【００１０】
前記窪みは、窪みの深くなる程度が互いに直交する２方向で異なる形状を有してもよい。
【００１１】
本発明の第２の観点に係るスパッタリング装置は、真空チャンバと、前記真空チャンバ内にスパッタリングガスを導入するガス導入手段と、前記真空チャンバ内のガスを排気して、前記真空チャンバ内の圧力を調整するガス排気手段と、を備えるスパッタリング装置であって、
前記真空チャンバは、スパッタリングターゲットを収納する請求項１または２に記載のスパッタリングターゲット収納容器と、前記スパッタリングターゲット収納容器に対向して配置されて、スパッタリング対象の基板を固定するとともに、接地される基板ホルダと、前記スパッタリングターゲット収納容器に負の電圧または高周波電圧のいずれかを印加する電源装置と、を備える、ことを特徴とする。
【００１２】
前記スパッタリングターゲット収納容器の下部の水平面上にあって、前記一領域の水平面上への投影位置の両側に、Ｎ極とＳ極が鉛直方向に互いに逆向きに配置される磁石と、前記磁石の位置をそれぞれ水平方向に移動する移動機構と、を備える磁界形成手段と、前記スパッタリングターゲット収納容器内の前記スパッタリングターゲットが存在する領域の大きさを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記移動機構を制御して、前記磁石の水平方向の位置を移動する制御部と、を備えてもよい。
【００１３】
前記スパッタリングターゲット収納容器の下部の水平面上において、Ｎ極とＳ極が鉛直方向に互いに逆向きになるように、前記一領域の水平面上への投影位置の中心部に一方の磁石を１個配置するとともに、前記一方の磁石を中心とする円の円周上に他方の磁石を複数個配置し、前記移動機構は、前記一方の磁石を中心とする円の半径方向に、前記他方の磁石の位置をそれぞれ移動するように構成されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スパッタリング中に、容器内での液体状態のスパッタリングターゲットの位置を安定化させることができるスパッタリングターゲット収納容器、および該容器を備えるスパッタリング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ）液体状態のガリウムを収納した本発明の第１の実施形態に係るスパッタリングターゲット収納容器の平面図である。（ｂ）液体状態のガリウムを収納した本発明の第１の実施形態に係るスパッタリングターゲット収納容器の図１（ａ）に示すＡ−Ａ方向の断面図である。（ｃ）液滴状になったガリウムを収納した、本発明の第１の実施形態に係るスパッタリングターゲット収納容器の図１（ａ）に示すＡ−Ａ方向の断面図である。
【図２】第１の実施形態の第１の変形例に係るスパッタリングターゲット収納容器の図１（ａ）に示すＡ−Ａ方向の断面図である。
【図３】（ａ）第１の実施形態の第２の変形例に係るスパッタリングターゲット収納容器の図１（ａ）に示すＡ−Ａ方向の断面図である。（ｂ）第１の実施形態の第３の変形例に係るスパッタリングターゲット収納容器の図１（ａ）に示すＡ−Ａ方向の断面図である。（ｃ）第１の実施形態の第４の変形例に係るスパッタリングターゲット収納容器の図１（ａ）に示すＡ−Ａ方向の断面図である。
【図４】（ａ）第１の実施形態の第５の変形例に係るスパッタリングターゲット容器の図１（ａ）に示すＡ−Ａ方向の断面図である。（ｂ）第１の実施形態の第６の変形例に係るスパッタリングターゲット収納容器の図１（ａ）に示すＡ−Ａ方向の断面図である。
【図５】（ａ）第１の実施形態の第７の変形例に係るスパッタリングターゲット収納容器の図１（ａ）に示すＡ−Ａ方向の断面図である。（ｂ）第１の実施形態の第７の変形例に係るスパッタリングターゲット収納容器の図１（ａ）に示すＢ−Ｂ方向の断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るスパッタリング装置の概念図である。
【図７】（ａ）磁石部の他の配置例を示す断面図である。（ｂ）磁石部の他の配置例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態に係るスパッタリングターゲット収納容器（以下では単に容器と呼ぶ）について説明する。以下では、理解を容易にするため、鉛直上方をＺ軸方向、Ｚ軸に直交するある軸をＸ軸、Ｘ軸とＺ軸の両方に直交する軸をＹ軸とする直交座標を設定し、適宜参照する。また、図２乃至５では、図１（ａ）のＡ−Ａ方向またはＢ−Ｂ方向のいずれかの断面図のみを示す。
【００１７】
図１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、容器１は収納部２を備える。収納部２は、外周部３、および内表面５を備える。内表面５は、外周部３から、外周部３で囲まれた領域の中心部４に向かって窪みが深くなる形状を有する。この窪みにガリウム６が収納される。容器１は、例えば、図１（ａ）に示すように、平面視で円状の外形を有し、銅（Ｃｕ）などの導電性材料で形成される。ここで、この図に示すガリウム６は、スパッタリングガスが陽イオン化されたものと衝突して、その際に発生した熱により溶融し、液体状態になったものである。なお、図１（ａ）は、図１（ｂ）、（ｃ）とは縮尺が異なる。
【００１８】
収納部２は、その内表面５が図１（ｂ）および（ｃ）に示すように、曲率を有する形状である。曲率はどのような大きさであってもよい。このような収納部２を有する容器１は、例えば、削り加工や鋳造などで製造できる。
【００１９】
収納部２を有する容器１では、液体状態のガリウム６を収納した初期の状態（図１（ｂ）参照）から、スパッタリングが進行してガリウム６が少量になって液滴状になった状態（図１（ｃ）参照）においても、ガリウム６は、外周部３で囲まれた領域の中心部４を中心とする領域に保持される。そのため、ガリウム６は収納部２内で揺動せず、ガリウム６の位置は安定する。
【００２０】
容器１の材料は、銅（Ｃｕ）に限定されるものではなく、他の導電性材料であってもよく、さらに絶縁性材料であってもよい。導電性材料の例としては、銅（Ｃｕ）以外に、ステンレス（ＳＵＳ）などがある。絶縁性材料の例としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などがある。導電性材料を選んだ場合には、容器１は直流電源を用いたスパッタリング装置と高周波電源を用いたスパッタリング装置のいずれにも用いることができ、絶縁性材料を選んだ場合には、容器１は高周波電源を用いたスパッタリング装置に用いることができる。
【００２１】
図２に示すように、内表面５の曲率が小さい場合は、容器１の外周部３に、その程度に応じた高さの鉛直上方（Ｚ方向）に突出する壁部７を設けるのが好ましい。このような壁部７を設けることにより、収納部２に収納できるガリウム６の量を所定量に維持できる。
【００２２】
曲率の小さい容器では、曲率の大きい場合と比べ、スパッタリング時にＸＹ平面上でのガリウム６の存在する領域の減少の程度は小さい。そのため、容器１内に収納されたガリウム６の存在する領域の広がりの程度に応じて、スパッタリングガスが陽イオン化されたものが衝突する領域の幅を制御する場合に、幅の制御スピードを緩やかにできる。
【００２３】
また、収納部２の窪みの中心部４を通るＸＺ断面の形状は、図３（ａ）乃至（ｃ）に示すものであってもよい。図３（ａ）に示す第２の変形例に係る容器１は、外周部３から中心部４に向かって、窪みが直線状に深くなるように形成された内表面５を有する。図３（ｂ）に示す第３の変形例に係る容器１は、外周部３から中心部４に向かって、窪みが階段状に深くなるように形成された内表面５を有する。図３（ｃ）に示す第４の変形例に係る容器１は、外周部３から中心部４に向かって、窪みが螺旋階段状に深くなる内表面５を有する。
【００２４】
このような形状でも、ガリウム６は、外周部３で囲まれた領域の中心部４を中心とする領域に保持され、収納部２内でのガリウム６の揺動が防止される。その結果、収納部２内でのガリウム６の位置を安定化できる。
【００２５】
あるいは、収納部２の内表面５の形状は、図４（ａ）および（ｂ）に示すものであってもよい。図４（ａ）に示す第５の変形例に係る容器１は、図３（ｂ）に示す第３の変形例に係る容器１において、収納部２の内表面５の階段状に形成された上面を外周部３から中心部４に向けて、下方に傾斜させたものである。図４（ｂ）に示す第６の変形例に係る容器１は、図３（ｃ）に示す第４の変形例に係る容器１において、収納部２の内表面５の螺旋階段状に形成された上面を外周部３から中心部４に向けて、下方に傾斜させたものである。
【００２６】
このようにすれば、ガリウム６の水平方向の端部が、収納部２の内表面５の階段状の部分の上面にある場合に、傾斜した階段状の部分の上面でガリウム６を保持できるので、収納部２内でのガリウム６の位置安定性をさらに向上できる。
【００２７】
また、図１および図２では、収納部２の内表面５は、その全体が同じ曲率を有する形状として示したが、収納部２の内表面５の曲率は、全てが同じである必要はない。図５（ａ）、（ｂ）に第７の変形例として示すように、収納部２の内表面５は、Ｘ方向の曲率とＹ方向の曲率が異なるトロイダル形状であってもよい。図中では、Ｙ方向の曲率はＸ方向の曲率よりも小さい。容器１の、曲率が小さいＹ方向の両端の外周部３には、図５（ｂ）に示すような壁部７が形成される。なお、トロイダル形状の内表面５は、トロイダルミラーの制作において使用される方法と同様の方法で形成され得る。
【００２８】
第７の変形例の容器１によれば、容器１内のガリウム６が少量になった場合でも、収納部２内のガリウム６の残存領域のＹ方向の幅の減少の程度をＸ軸方向の幅の減少の程度に比べて小さくできる。これにより、以下の第２の実施形態で説明するような、所定の効果を奏することができる。
【００２９】
なお、Ｘ、Ｙ方向に窪みの程度を変える容器１の形状は、図５（ａ）、（ｂ）の例に限らない。図３（ａ）に示す例において、Ｘ方向とＹ方向とで直線の傾斜の程度を変えてもよい。この場合も、図５の場合と同様の効果を奏することができる。
【００３０】
また、図１乃至５では、収納部２の内表面５の窪みの最深部が中心部４と一致する例について示したが、収納部２の内表面５の窪みの最深部の位置はこれに限られず、内表面５内の任意の位置であってよい。
【００３１】
また、容器１は、図１乃至５に示す例以外にも、液体状態のガリウム６を保持でき、内表面５の一領域に向かって窪みが深くなる形状の適当な深さの内表面５を有するものであればよい。内表面５は、対称、非対称を問わず如何なる形状にも形成できる。
【００３２】
また、図１乃至図５では、容器１の外形を、平面視で円状に形成する例を示したが、外形の形状はこれに限られない。例えば、平面視で、楕円状、矩形状などに形成されてもよい。内表面５の平面視の形状も、この外形に合わせて形成してもよい。
【００３３】
また、図１乃至図５では、容器１にガリウム６を収納する例を説明したが、容器１は、これ以外の例にも適用できる。例えば、スパッタリング中に固体状態を維持するのが困難な、ガリウムインジウムなどの低融点（例えば、１００℃以下）のガリウム含有材料を用いる例にも適用できる。また、低融点でなくても、スパッタリング中に発生する熱で溶融する材料であれば、容器１を適用できる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、このような容器１を備えるスパッタリング装置について説明する。
【００３５】
スパッタリング装置３０について、図６に示すマグネトロンスパッタリング装置を例に説明する。
【００３６】
スパッタリング装置３０は、真空チャンバ３１と、真空チャンバ３１内に設けられる、容器１、容器保持部３４、基板ホルダ３５、破線で囲って示す磁石機構３７、およびイメージセンサ３８と、真空チャンバ３１の外部に設けられる、電源３６、制御装置３８および冷却装置４０と、を備える。
【００３７】
真空チャンバ３１は、内部を真空に近い状態に保つことができる密閉容器である。真空チャンバ３１の一側面（図６では、Ｚ軸に沿った面）にはガス導入口３２および排気口３３が設けられる。ガス導入口３２から、スパッタリングガスが真空チャンバ３１内に供給される。スパッタリングガスは、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ）から構成される。また、真空チャンバ３１内の過剰なスパッタリングガスは、スパッタリング中に、排気口３３から排出されて真空チャンバ３１内は所定の真空度に保たれる。
【００３８】
容器保持部３４は、基板ホルダ３５と対向するように配置される。容器保持部３４の、基板ホルダ３５と対向する面には、スパッタリングターゲットであるガリウム６が収納された容器１が、ボンディング層４１により固定される。容器１を導電性材料で形成する場合、ボンディング層４１は導電性を有する材料で形成される。容器保持部３４は、その内部に、冷却装置４０から送られる冷媒を循環させる管路を備える。
【００３９】
基板ホルダ３５の、容器保持部３４と対向する面には、成膜対象である成長基板４２が取り付けられる。基板ホルダ３５は接地される。
【００４０】
電源３６は、容器保持部３４に電圧を印加するものである。電源３６は、直流電源又は高周波電源の何れであってもよい。電源３６が直流電源の場合には、容器保持部３４に負の高電圧を印加する。電源３６が高周波電源の場合には、容器保持部３４に高周波電圧を印加すると、高周波放電が生じて、容器保持部３４に自己バイアス電圧と呼ばれる負のバイアス電圧が生じる。容器保持部３４に印加される負の電圧または容器保持部３４で生じる負のバイアス電圧により、容器１内のガリウム６は負に帯電する。また、容器１内のガリウム６でグロー放電が生じ、グロー放電により生じた電子が、真空チャンバ３１に導入されるスパッタリングガスと衝突して、該スパッタリングガスが陽イオン化される。
【００４１】
磁石機構３７は、容器１の、基板ホルダ３５側とは反対側に設置される。磁石機構３７は、磁石と該磁石の移動機構とを備える。磁石は、容器１の、基板ホルダ３５側とは反対側の２箇所に配置される。２箇所の位置は、容器１の下部の水平面上にあって、容器１の収納部２の内表面５の窪みが最深となる領域の水平面上への投影位置の両側である。各磁石は、Ｎ極とＳ極が鉛直方向（Ｚ軸方向）と平行になり、かつ容器１の収納部２の内表面５の窪みが最深となる領域の水平面上への投影位置の両側に、異なる磁極が固定されるように配置される。この配置により、容器１に収納されるガリウム６などのスパッタリングターゲットの表面近傍には、この表面に対して略平行な磁界が形成される。移動機構は、制御装置３９の制御により、２箇所に配置される磁石を、水平な方向（Ｘ方向）に、窪みが最深となる領域を中心として互いに逆向きに移動する。これにより、磁界を形成する領域のＸ方向の幅を変更できる。
【００４２】
イメージセンサ３８は、被写体をセンサの受光面に結像させ、結像した像の光の明暗を電気信号に変換（光電変換）して、変換した信号を順次読み出すことにより、被写体の画像を取得できるデバイスである。イメージセンサ３８は、容器１内のガリウム６の残量を把握するために、容器１内のガリウム６の画像を取得する。イメージセンサ３８は、ＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサ等の何れの方式のものであってもよい。
【００４３】
制御装置３９は、入力部、出力部、中央演算処理部、および記憶部を備えるコンピュータである。制御装置３９は、磁石機構３７およびイメージセンサ３８に接続されて、イメージセンサ３８が計測する画像情報を入力し、この画像情報に基づいて、磁石機構３７の移動機構を作動させて、磁石のＸ方向の位置を変更する制御を行う。これにより、磁石機構３７が形成する磁界の領域のＸ方向の幅が変更され、スパッタリングガスが陽イオン化されたものが衝突する領域の幅が制御される。また、制御装置３９は、冷却装置４０にも接続され、冷却装置４０の運転条件、例えば、冷媒の温度、冷媒の循環速度などを制御する。
【００４４】
冷却装置４０は、容器保持部３４に冷媒を供給する。冷却装置４０は、ポンプ、冷媒、冷媒が循環する管路、および放熱部を備え、往路管および復路管を介して容器保持部３４と接続される。冷媒は、ポンプによって、冷却装置４０から往路管を通って容器保持部３４内の管路に送られ、スパッタリング中に高温になるガリウム６およびガリウム６を収納する容器１を冷却する。容器１を冷却した後の冷媒は、往路管を通って冷却装置４０に戻り、放熱部で冷却される。この冷却は、容器１の温度が上がりすぎるのを防止する。冷媒には、通常、冷却水が用いられる。
【００４５】
次に、磁石機構３７の構成の一具体例について説明する。磁石機構３７は、磁石部３７ａ、磁石駆動部３７ｂ、移動部３７ｃ、および動力部３７ｄを備える。
【００４６】
磁石部３７ａは第１の磁石部３７ａ１および第２の磁石部３７ａ２を備える。第１の磁石部３７ａ１および第２の磁石３７ａ２は、永久磁石または電磁石から構成される。第１の磁石部３７ａ１は、容器１の、基板ホルダ３５の側とは反対側のＸ軸に沿った一端に配置され、第２の磁石部３７ａ２は、容器１の、基板ホルダ３５の側とは反対側のＸ軸に沿った他端に設置される。第１の磁石部３７ａ１および第２の磁石部３７ａ２の斜線を施した領域は磁石のＮ極を示し、斜線を施していない領域は磁石のＳ極を示す。第１の磁石部３７ａ１と第２の磁石部３７ａ２とにより、容器１の収納部２には、図中に一点鎖線で示すように、Ｘ軸に対して略平行な磁界が形成される。また、第１の磁石部３７ａ１と第２の磁石部３７ａ２は、容器保持部３４の、基板ホルダ３５の側とは反対側の面に設置されるＸ軸に平行なレール（図示略）内に、収納部２の内表面５の窪みが最深となる領域を中心として、互いに逆向きに移動するように取り付けられる。そのため、第１の磁石部３７ａ１と第２の磁石部３７ａ２との距離Ｌを調整することにより、磁界が形成される領域のＸ方向の幅を変更できる。
【００４７】
磁石駆動部３７ｂは、筒状体３７ｂ１およびロッド３７ｂ２を備える。筒状体３７ｂ１は中空に形成される。筒状体３７ｂ１の一端面は、容器保持部３４の、基板ホルダ３５の側とは反対側の面の略中央部に固定され、他の端面の略中央部には孔部（図示略）が形成される。ロッド３７ｂ２の一部は、孔部を通って筒状体３７ｂ１内に収納され、残部は、該孔部から、Ｚ軸に沿って筒状体３７ｂ１の外部に突出する。ロッド３７ｂ２は、Ｚ方向に自在に直動する。磁石駆動部３７ｂは、直動する要素を備える機構であれば、どのようなものでも用いることができる。磁石駆動部３７ｂには、例えば、回転型モータとボールねじを組み合わせた機構、あるいは軸部が回転せずに直動するリニアモータなどが用いられる。
【００４８】
移動部３７ｃは、板体３７ｃ１、第１のリンク部３７ｃ２、および第２のリンク部３７ｃ３を備える。
【００４９】
板体３７ｃ１は、例えば、平板状をなす部材であり、容器保持部３４の、基板ホルダ３５の側とは反対側に配置される。板体３７ｃ１の、容器保持部３４と対向する面の略中央部には、ロッド３７ｂ２が固定される。そのため、板体３７ｃ１のＺ方向の位置は、ロッド３７ｂ２とともに移動する。
【００５０】
第１のリンク部３７ｃ２および第２のリンク部３７ｃ３は、ロッド３７ｂ２に対して略対称に配置される棒状部材である。第１のリンク部３７ｃ２の一端は第１の磁石部３７ａ１に固定され、他端は板体３７ｃ１のＸ軸に沿った面の一端に回動自在に接続される。また、第２のリンク部３７ｃ３の一端は第２の磁石部３７ａ２に固定され、他端は板体３７ｃ１のＸ軸に沿った面の他端に回動自在に接続される。
【００５１】
動力部３７ｄは、磁石駆動部３７ｂを駆動する動力源であり、磁石駆動部３７ｂの構成に応じて適当なものが選ばれる。動力部３７ｄは、制御装置３９に接続されて、作動を制御される。動力部３７ｄの作動の制御により、板体３７ｃ１のＺ方向の位置が変化する。これに伴って、第１の磁石部３７ａ１と第２の磁石部３７ａ２のＸ方向の位置が変化し、距離Ｌが変化する。
【００５２】
次に、磁石機構３７、イメージセンサ３８、および制御装置３９を用いて、容器１内に収納されたガリウム６の残存する領域に応じて、陽イオンとなったスパッタリングガスが衝突する領域の幅を制御する具体例を説明する。
【００５３】
まず、真空チャンバ３１内に備えられたイメージセンサ３８が、容器１内のガリウム６の残存する領域の画像を取得する。取得された画像に関する情報は、入力部を介して制御装置３９に入力され、一旦記憶部に記憶される。中央演算処理部が、記憶部から、取得された画像に関する情報を読み出して、例えば、容器１内のガリウム６の残存する領域の幅を容器１の中心部を原点とするＸＹグラフ上に表示するような演算を行って、ＸＹグラフ上に表示したガリウム６の領域の幅に応じた制御信号を出力部から動力部３７ｄに出力する。
【００５４】
動力部３７ｄが、制御装置３９から制御信号を受信すると、ロッド３７ｂを駆動させる。これにより、ロッド３７ｂ２と板体３７ｃ１とをＺ方向に移動させて、第１の磁石部３７ａ１と第２の磁石部３７ａ２をＸ方向に移動させる。このように、第１の磁石部３７ａ１と第２の磁石部３７ａ２のＸ方向の位置は、ガリウム６の残存領域のＸ方向の幅に応じて移動する。これに伴って、スパッタリングガスを構成する原子または分子が陽イオン化されたものが衝突する領域のＸ方向の幅が制御される。
【００５５】
なお、磁界が形成される領域のＹ方向の幅は、第１の磁石部３７ａ１および第２の磁石３７ａ２に電磁石を用い、該電磁石のコイルへの通電量を変えて変更する。電磁石への通電量は、制御装置３９で制御する。
【００５６】
また、磁界が形成される領域のＹ方向の幅を、所定の幅に固定してスパッタリングを行ってもよい。例えば、領域の幅を、スパッタリングを実行する下限の幅、つまり、スパッタリングを実行することを予定している最終的な領域のＹ方向の幅に固定してもよい。ここで、図５に示す第７の変形例に係る容器１では、ガリウム６の残存領域のＹ方向の幅の減少の程度が小さいので、磁界が形成されるＹ方向の領域の幅を大きく設定できる。これにより、スパッタリング効率が向上し、生産性を向上できる。
【００５７】
磁石部３７ａの配置は、図６に示す例には限られない。例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の磁石部３７ａ１を、容器保持部３４の、図６に示す基板ホルダ３５の側とは反対側の面の略中央部（図中では、容器保持部３４と筒状体３７ｂ１との間）に１個配置し、該反対側の面と同一面内において、第１の磁石部３７ａ１を中心とする破線で示す円の円周に沿って、第２の磁石部３７ａ２を複数個配置してもよい（図７（ｂ）参照）。第１の磁石部３７ａ１と第２の磁石部３７ａ２は、前記反対側の面において、Ｎ極とＳ極が鉛直方向に互いに逆向きになるように配置される。第１の磁石部３７ａ１は、容器保持部３４と筒状体３７ｂ１との間に固定される。第２の磁石部３７ａ２は、前記反対側の面において、破線で示す円の半径方向に延びるレール３７ｅ内にそれぞれ取り付けられる。第２の磁石部３７ａ２をレール３７ｅに沿ってそれぞれ移動させて、第１の磁石部３７ａ１と第２の磁石部３７ａ２との距離Ｌを調整することにより、磁界が形成される領域のＸＹ平面上での幅を変更できる。
【００５８】
図７（ａ）、（ｂ）に示すように磁石部３７ａを配置する場合、磁石駆動部３７ｂの構成は、図６に示す構成と同じでよいが、移動部３７ｃの構成は、磁石部３７ａの配置に合わせて変更する。具体的には、設置される第２の磁石３７ａ２と同数のリンク部３７ｃ’を準備し、各リンク部３７ｃ’の一端を第２の磁石部３７ａ２にそれぞれ固定し、他端を板体３７ｃ１にそれぞれ固定するように配置する。このようにすれば、破線で示す円の半径方向において、第２の磁石部３７ａ２の位置をそれぞれ均等に移動させることができる。
【００５９】
上述のように、第１の磁石部３７ａ１を円状に囲むように第２の磁石部３７ａ２を配置すると、図６に示すように一対の磁石を配置する場合と比べて、ガリウム６が存在する領域上に生じる磁界の周方向の強度を均一にできる。これにより、ガリウム６が存在する領域の近傍に生じるプラズマ（図７（ａ）参照）の周方向の密度を均一にできるので、容器１内に収容されたガリウム６を効率よく消費できる。
【００６０】
磁石駆動部３７ｂの配置は、図６に示す例には限られない。例えば、筒状体３７ｂ１を真空チャンバ３１の下方に固定配置し、筒状体３７ｂ１の上方に、ロッド３７ｂ２、板体３７ｃ１、第１のリンク部３７ｃ２、および第２のリンク部３７ｃ３を配置してもよい。
【００６１】
このようにすれば、第１の磁石部３７ａ１と第２の磁石部３７ａ２との間に、磁石駆動部３７ｂが存在しないので、容器１の、基板ホルダ３５の側とは反対側において、第１の磁石部３７ａ１と第２の磁石部３７ａ２とをより接近させることができる。
【００６２】
本発明の第２の実施形態に係るスパッタリング装置３０には、本発明の第１の実施形態に係る容器１が用いられるので、スパッタリングが進行して、液滴状になった場合でも、ガリウム６は容器１内で揺動しない。したがって、本発明の第２の実施形態に係るスパッタリング装置３０においては、容器１内のガリウム６が存在する領域の幅に応じて、磁界を発生させる領域の大きさだけを制御すればよい。そのため、磁石機構３７と制御装置３９の構成を簡単にできる。このような簡単な装置構成で、厚さが均一であり、かつ不純物の混入の少ない成膜が可能になる。
【００６３】
本明細書の実施形態は、本発明の具体的実施態様の例示であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲において、自在に変形、応用あるいは改良して実施できる。
【符号の説明】
【００６４】
１  スパッタリングターゲット収納容器（容器）
２  収納部
３  外周部
４  中心部
５  内表面
６  ガリウム
７  壁部
３０  スパッタリング装置
３１  真空チャンバ
３２  ガス導入口
３３  排気口
３４  容器保持部
３５  基板ホルダ
３６  電源
３７  磁石機構
３７ａ  磁石部
３７ａ１  第１の磁石部
３７ａ２  第２の磁石部
３７ｂ  磁石駆動部
３７ｂ１  筒状体
３７ｂ２  ロッド
３７ｃ  移動部
３７ｃ１  板体
３７ｃ２  第１のリンク部
３７ｃ３  第２のリンク部
３７ｃ’  リンク部
３７ｄ  動力部
３７ｅ  レール
３８  イメージセンサ
３９  制御装置
４０  冷却装置
４１  ボンディング層
４２  成長基板
【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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