(57)【要約】【課題】膜厚の面内均一性及び段差部の被覆性の双方が良好なスパッタ装置及びスパッタ方法を提供する。【解決手段】スパッタ室と、スパッタ室に設けられたターゲットと、スパッタ室内に設けられた円板状の基板ステージであって、その中心軸の周りで回転可能な基板ステージと、基板ステージの上に設けられた基板設置部であって、その中心軸の周りで回転可能な基板設置部と、ターゲットと基板ステージとの間に配置されたコリメータと、を含み、基板ステージと基板設置部とをそれぞれ回転させながら、基板設置部の上に設けた段差部を有する基板上に、ターゲットから弾き出されたターゲット粒子を、コリメータを介して付着させるスパッタ装置であって、基板ステージの回転数ｎは、Ｖ／（Ａ・ｒ）＝２πｎの関係が成り立つように決定される。【選択図】図１
2015030902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタ室と、
該スパッタ室に設けられたターゲットと、
該スパッタ室内に設けられた円板状の基板ステージであって、その中心軸の周りで回転可能な該基板ステージと、
該基板ステージの上に設けられた基板設置部であって、その中心軸の周りで回転可能な該基板設置部と、
該ターゲットと該基板ステージとの間に配置されたコリメータと、を含み、
該基板ステージと該基板設置部とをそれぞれ回転させながら、該基板設置部の上に設けた段差部を有する基板上に、該ターゲットから弾き出されたターゲット粒子を、該コリメータを介して付着させるスパッタ装置であって、
該基板ステージの回転数ｎは、
Ｖ／（Ａ・ｒ）＝２πｎ
ただし、Ｖ：ターゲット粒子の速度
Ａ：段差部のアスペクト比（段差部の深さｄ／段差部の幅ｗ）
ｒ：基板ステージの中心軸から基板設置部の中心軸までの距離
の関係が成り立つように決定されることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
上記基板設置部は、上記基板ステージ上で該基板ステージの半径方向に、振幅ａ、周期Ｔで振動し、
該振幅ａおよび該周期Ｔは、
４ａ／Ｔ＝Ｖ／Ａ
ただし、Ｖ：ターゲット粒子の速度
Ａ：段差部のアスペクト比（段差部の深さｄ／段差部の幅ｗ）
の関係が成り立つように決定されることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項３】
上記基板ステージの回転数は、３００ｒｐｍ以上で、５９００ｒｐｍ以下とすることを特徴とする請求項１または２に記載のスパッタ装置。
【請求項４】
スパッタ室内に設けられた円板状の基板ステージを、該基板ステージの中心軸の周りで回転させる工程と、
該基板ステージの上に設けられた基板設置部を、該基板設置部の中心軸の周りで回転させる工程と、
該基板設置部の上に設けた段差部を有する基板上に、ターゲットから弾き出されたターゲット粒子を付着させる工程と、を含み、
該基板ステージの回転数ｎは、
Ｖ／（Ａ・ｒ）＝２πｎ
ただし、Ｖ：ターゲット粒子の速度
Ａ：段差部のアスペクト比（段差部の深さｄ／段差部の幅ｗ）
ｒ：基板ステージの中心軸から基板設置部の中心軸までの距離
で決定させることを特徴とするスパッタ方法。
【請求項５】
上記基板設置部を、上記基板ステージ上で該基板ステージの半径方向に、
４ａ／Ｔ＝Ｖ／Ａ
ただし、Ｖ：ターゲット粒子の速度
Ａ：段差部のアスペクト比（段差部の深さｄ／段差部の幅ｗ）
で決定される振幅ａおよび周期Ｔで振動させることを特徴とする請求項４に記載のスパッタ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタ装置及びスパッタ方法に関し、特に膜厚面内均一性及び段差部被覆性の良好なスパッタ装置及びスパッタ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の製造プロセスにおいて、Ａｒ等の不活性ガスを高エネルギーにした粒子をターゲットに衝突させ、これにより弾き出されたターゲット粒子を被処理基板上に堆積させて薄膜形成を行うスパッタ技術が用いられる。スパッタ技術で重要な点は被処理基板内における膜厚の均一性と段差部の被覆性である。通常のスパッタ装置では、被処理基板を保持する基板ホルダはスパッタ装置に固定されているため、被処理基板内における成膜速度は基板中央で速く、基板端部で遅くなり、膜厚が不均一になるという問題があった。
【０００３】
これに対して、被処理基板を載置した複数の基板ホルダをそれぞれ自転させると共に、基板ホルダを搭載した基板ステージを公転軸を中心に回転させて薄膜を形成し、被処理基板内における膜厚の均一性を向上させたスパッタ装置が提案されていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−５９５４６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、上述のスパッタ装置では、ターゲット粒子が弾き出される方向は球状分布となるため、被処理基板上に段差部が形成されている場合は、段差部にオーバーハングが生じ、段差部被覆性が不十分であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、膜厚の面内均一性及び段差部の被覆性の双方が良好なスパッタ装置及びスパッタ方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者らは鋭意研究の結果、被処理基板の段差部のアスペクト比に応じて段差部の基板方向における移動速度を設定することにより、被処理基板の膜厚の均一性及び段差部の被覆性の双方を向上できることを見出して本発明を完成した。
【０００８】
即ち、本発明は、
スパッタ室と、
該スパッタ室に設けられたターゲットと、
該スパッタ室内に設けられた円板状の基板ステージであって、その中心軸の周りで回転可能な該基板ステージと、
該基板ステージの上に設けられた基板設置部であって、その中心軸の周りで回転可能な該基板設置部と、
該ターゲットと該基板ステージとの間に配置されたコリメータと、を含み、
該基板ステージと該基板設置部とをそれぞれ回転させながら、該基板設置部の上に設けた段差部を有する基板上に、該ターゲットから弾き出されたターゲット粒子を、該コリメータを介して付着させるスパッタ装置であって、
該基板ステージの回転数ｎは、
Ｖ／（Ａ・ｒ）＝２πｎ
ただし、Ｖ：ターゲット粒子の速度
Ａ：段差部のアスペクト比（段差部の深さｄ／段差部の幅ｗ）
ｒ：基板ステージの中心軸から基板設置部の中心軸までの距離
の関係が成り立つように決定されることを特徴とするスパッタ装置である。
【０００９】
また、本発明は、スパッタ室内に設けられた円板状の基板ステージを、該基板ステージの中心軸の周りで回転させる工程と、
該基板ステージの上に設けられた基板設置部を、該基板設置部の中心軸の周りで回転させる工程と、
該基板設置部の上に設けた段差部を有する基板上に、ターゲットから弾き出されたターゲット粒子を付着させる工程と、を含み、
該基板ステージの回転数ｎは、
Ｖ／（Ａ・ｒ）＝２πｎ
ただし、Ｖ：ターゲット粒子の速度
Ａ：段差部のアスペクト比（段差部の深さｄ／段差部の幅ｗ）
ｒ：基板ステージの中心軸から基板設置部の中心軸までの距離
で決定させることを特徴とするスパッタ方法でもある。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、段差部を有する被処理基板において、膜厚の均一性及び段差部の被覆性の双方が良好な薄膜の形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１にかかるスパッタ装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかるスパッタ装置の基板ステージの上面図である。
【図３】従来技術により形成した薄膜の、段差部における拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかる、ターゲット粒子の入射過程を示すための段差部の拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる方法で形成した薄膜の、段差部における拡大断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかるスパッタ装置の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２にかかるスパッタ装置の基板ステージの上面図である。
【図８】従来技術により形成した薄膜の、段差部における拡大断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２にかかる、ターゲット粒子の入射過程を示すための段差部における拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３にかかるスパッタ装置の断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態３にかかるスパッタ装置の基板ステージの上面図である。
【図１２】従来技術により形成した薄膜の、段差部の拡大断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３にかかる、ターゲット粒子の入射過程を示すための段差部の拡大断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態４にかかるスパッタ装置の基板ステージの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、全体が１で表される、本発明の実施の形態１にかかるスパッタ装置の断面図である。スパッタ装置１は、スパッタ室４を有する。スパッタ室４には、Ａｒ等のスパッタガスを導入するためのガス導入口２と、真空ポンプ（図示せず）に接続された排気口３が設けられている。スパッタ室４の中には、ターゲット支持部６と基板ステージ９とが略平行に設けられている。ターゲット支持部６にはターゲット５が取り付けられる。ターゲット５は、形成する膜に応じてＡｌ、Ｐｔ等から選択される。一方、基板ステージ９には、複数の被処理基板設置部８が設けられている。また、ターゲット支持部６と基板ステージ９との間には、ターゲット５から弾き出されたターゲット粒子が直進するようにコリメータ７が設けられている。
【００１３】
図２は、スパッタ装置１の基板ステージ９の上面図である。基板ステージ９は円板状であり、スパッタ室４の底部に設置されている。基板ステージ９は、基板ステージ９に垂直な中心軸の周りで回転可能であり、この回転は「公転」と呼ばれる。基板ステージ９の上には、複数の被処理基板設置部８が設置されている。図２では、４つの被処理基板設置部８が、基板ステージ９の中心軸に対して等価な位置に設けられている。被処理基板設置部８もまた円板状であり、基板ステージ９に垂直な中心軸の周りで回転可能であり、この回転は「自転」と呼ばれる。基板ステージ９には空洞部が設けられており、被処理基板設置部８の回転軸は、空洞部の中を、基板ステージ９の半径方向に移動できるようになっている。被処理基板設置部８の上には、処理される基板１０が設置される。
【００１４】
スパッタ装置１でスパッタを行う場合、被処理基板設置部８を時計回りに自転させ、同様に基板ステージ９を時計回りに公転させる。この状態で、ガス導入口２からＡｒ等の不活性ガスを導入し、ターゲット支持部６と基板ステージ９との間に高周波電圧を印加して、スパッタ室４内でプラズマ放電を生じさせる。これにより、スパッタ室４内に高エネルギーの正イオンが発生する。
【００１５】
発生した正イオンは、接地されたターゲット５に引き寄せられてターゲット５に衝突し、ターゲット５からターゲット粒子を弾き出す。ターゲットから弾き出されるターゲット粒子は球状分布となるが、ターゲット５と基板ステージ９との間にコリメータ７を設置することにより、コリメータ７を通過したターゲット粒子のみが基板１０に到達する。これにより、コリメータ７を通過した直進性の高いターゲット粒子のみが基板１０に到達してこれに付着し、基板１０の上にＡｌ等の薄膜が形成される。
【００１６】
ここで、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の製造プロセスにおいては、トレンチのような段差部を有する基板上にスパッタ膜を形成することが必要となる。上述のように、ターゲット５から弾き出されたターゲット粒子は球状に分布するため、基板上に段差部が形成されている場合は、段差部にオーバーハングが生じ、段差部の被覆が不十分となる。
【００１７】
これに対して、ターゲット５と基板１０との間にコリメータ７を設置し、ターゲット粒子の直進性を高めることで、段差部被覆性を向上させることができる。また、基板ステージ９を回転（公転）させることで、膜厚の均一性も向上できる。
【００１８】
しかしながら、基板１０の公転回転数が小さいと、段差部の底部中央の膜厚が段差部側壁の膜厚に比較して厚くなるため、段差部の内部にボイドと呼ばれる空隙が形成される。段差部にボイドが形成されると、配線不良により抵抗が増大したり、デバイスの電気特性が変動する等の問題が生じる。また、基板の公転回転数が小さい場合には、膜厚の均一性も得られない。
【００１９】
一方で、基板１０の公転回転数が大きい場合でも、ターゲット５から弾き出されたターゲット粒子が基板１０の上に形成された段差部底部に到達するよりも先に段差部側壁へ付着するためにオーバーハングが生じ、段差部の被覆性が不十分となる。
【００２０】
そこで、本発明では、段差部のアスペクト比に応じて、段差部の基板方向における移動速度を設定することにより、膜厚の均一性と段差部の被覆性を向上させる。
【００２１】
以下において、表面にアスペクト比が２の段差部が形成された５インチのＳｉウェハを基板に使用して、この上にスパッタでＡｌ薄膜を形成する場合について説明する。
【００２２】
一般に、基板ステージ９を公転させることによりスパッタ膜の膜厚均一性は向上する。一方、被処理基板設置部９を自転させることによって、基板ステージ９の公転方向に対する段差部の方向を変化させることができる。しかし、上述のように、基板ステージ９の公転回転数の調整のみでは、段差部の被覆性が十分とはならない。
【００２３】
即ち、基板１０の公転回転数が小さいと図３（ａ）に示すようにＡｌ膜の段差部の底部中央の膜厚が段差部側壁の膜厚に比較して厚くなる。このため、段差部底部の端部においてボイドが形成される。一方、基板１０の公転回転数が大きい場合は、ターゲット５から弾き出されたターゲット粒子が段差部底部に到達するよりも先に段差部側壁に付着する。このため、図３（ｂ）に示すようにオーバーハングが生じ、段差部底部中央にボイドが形成される。
【００２４】
図４は、基板１０の上に形成された段差部の拡大断面図である。段差部は、幅ｗ、深さｄのトレンチからなる。スパッタ膜の膜厚均一性と段差部被覆性を向上させるには、基板１０へのターゲット粒子の入射角が重要であり、図４に破線の矢印で示すように、段差部の底部中央と段差部側壁の成膜速度の比が、深さｄと幅ｗの比、いわゆるアスペクト比と同等になるようにターゲット粒子を入射させることが必要である。具体的には、ターゲット粒子の基板１０への入射角（基板の方線方向からの傾き）をθ、段差部のアスペクト比をＡ（＝ｄ／ｗ）とした場合、ターゲット粒子の最適入射角θは以下の式（１）を満たす。
【００２５】
θ＝ｔａｎ−１（１／Ａ）      （１）
ここで、Ｖ：ターゲット粒子の粒子速度
【００２６】
基板に形成された段差部において、式（１）を満たす基板ステージ９の公転回転数ｎは、角速度と回転数の関係式（ω＝２πｎ）及び回転速度と角速度の関係式（ｖ＝ｒω）より、ｖ＝Ｖ／Ａであるから、
【００２７】
Ｖ／（Ａ・ｒ）＝２πｎ［ｒｐｓ］      （２）
ここで、ｒ：基板の公転半径
【００２８】
となる。ターゲット粒子は、スパッタ室内に導入したＡｒ等の不活性ガスと衝突を繰り返し、基板到達時のターゲット粒子の速度はマクスウェル分布に従う。即ち、ターゲット粒子がＡｌの場合の粒子速度は３５０ｍ／ｓ〜５００ｍ／ｓ（±１８％）に最確値を持つ。
【００２９】
式（２）にこのターゲット粒子速度と、アスペクト比Ａ＝２を代入すると、公転半径ｒと公転回転数ｎの関係は以下の式（３）のようになる。
【００３０】
１６７２／ｒ≦ｎ≦２３８９／ｒ［ｒｐｍ］      （３）
【００３１】
従って、本発明の実施の形態１にかかるスパッタ装置１において、面内均一性と段差部被覆性の良好な薄膜を基板上に形成するためには、公転半径をｒ＝０．４［ｍ］とした場合、４１８０≦ｎ≦５９７２の範囲の公転回転数ｎ、例えば５９００［ｒｐｍ］で基板ステージを公転させることにより、段差部の底部中央と段差部側壁の成膜速度の比とアスペクト比との違いを±１８％以内にすることができる。この結果、例えば、図５の拡大断面図に示すような、被覆性が良好でボイドが発生しない薄膜を段差部に形成することができる。これにより、被処理基板の面内の膜厚均一性および段差部被覆性の良好な薄膜を形成することが可能となる。
【００３２】
なお、被処理基板設置部８の自転及び基板ステージ９の公転を開始するタイミングは、いずれの実施の形態においても任意でよい。また、被処理基板設置部８の自転方向、および基板ステージの公転方向は、いずれの実施の形態においても、時計回り、反時計回り、両者の組み合わせのいずれでも良い。
【００３３】
公転回転数は、いずれの実施の形態においても、公転半径を大きくするなどにより、更に低い回転数としても良い。
【００３４】
本発明に用いるターゲット５の材料は、いずれの実施の形態においても、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｗ等を用いても良い。また、基板ステージ９に設置する被処理基板設置部８の個数も任意に定めても良い。
【００３５】
本発明に用いる被処理基板の材質や形状に関しても、本発明の実施の形態１で使用したものに限らない。また、スパッタの方式も、マグネトロンスパッタ方式や不活性ガスに混合ガスを用いる反応性スパッタ方式等を採用しても良い。
【００３６】
実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２にかかるスパッタ装置の断面図であり、図７は、基板ステージの上面図である。図６、７中、図１、２と同一符号は、同一または相当箇所を示す。本発明の実施の形態２にかかるスパッタ装置１では、基板ステージ９に５つの被処理基板設置部８が、基板ステージ９の中心軸に対して等価な位置に配置されている。
【００３７】
本発明の実施の形態２では、被処理基板１０として表面にアスペクト比３の段差部が形成された６インチのＳｉウェハを使用し、これにＰｔ薄膜を形成する場合について説明する。実施の形態１と同様に、基板ステージ９を公転させることにより膜厚均一性は向上し、被処理基板設置部８を自転させることにより、基板ステージの公転方向に対する段差部の方向を変化させることができる。しかし、基板１０の公転回転数が小さいと図８（ａ）のようにＰｔ膜の段差部の底部中央の膜厚が段差部側壁の膜厚に対して厚くなり、段差部底部の端部においてボイドが形成される。また、基板１０の公転回転数が大きい場合、図８（ｂ）のようにオーバーハングが生じ、段差部底部中央にボイドが形成される。
【００３８】
図９の段差部の拡大断面図に示すように、段差部の深さをｄ、幅をｗとすると、スペクト比Ａ＝ｄ／ｗとなり、ここではＡ＝３となる。
【００３９】
本実施の形態２においても、上述の式（１）、（２）が成立する。本実施の形態２ではターゲット粒子がＰｔであるので、粒子速度は１００ｍ／ｓ〜２００ｍ／ｓ（±３３％）に最確値を持つ。式（２）にこのターゲット粒子速度と、段差部のアスペクト比Ａ＝３を代入すると、公転半径ｒに対する公転回転数ｎの関係式は以下の式（４）のようになる。
【００４０】
３１８／ｒ≦ｎ≦６３７／ｒ［ｒｐｍ］      （４）
【００４１】
従って、本発明の実施の形態２にかかるスパッタ装置１において、面内均一性と段差部被覆性の良好な薄膜を基板上に形成するためには、公転半径をｒ＝０．４［ｍ］とした場合、７９５≦ｎ≦１５９２、例えば１０００ｒｐｍで基板ステージを公転させることにより、段差部の底部中央と段差部側壁の成膜速度の比とアスペクト比とを、±３３％以内にすることができる。これにより、被処理基板の面内の膜厚均一性および段差部被覆性の良好な薄膜を形成することが可能となる。
【００４２】
実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３にかかるスパッタ装置の断面図であり、図１１は、基板ステージの上面図である。図１０、１１中、図１、２と同一符号は、同一または相当箇所を示す。本発明の実施の形態３にかかるスパッタ装置１では、基板ステージ９に６つの被処理基板設置部８が、基板ステージ９の中心軸に対して等価な位置に配置されている。
【００４３】
本発明の実施の形態３では、被処理基板１０として表面にアスペクト比４の段差部が形成された４インチのＳｉウェハを使用し、これにＣｕ薄膜を形成する場合について説明する。実施の形態１と同様に、基板ステージ９を公転させることにより膜厚均一性は向上し、被処理基板設置部８を自転させることにより、基板ステージの公転方向に対する段差部の方向を変化させることができる。しかし、基板ステージ９の公転回転数が小さいと図１２（ａ）のようにＣｕ膜の段差部の底部中央の膜厚が段差部側壁の膜厚に比較して厚くなり、段差部底部の端部においてボイドが形成される。また、基板１０の公転回転数が大きい場合、図１２（ｂ）のようにオーバーハングが生じ、段差部底部中央にボイドが形成される。
【００４４】
図１３の段差部の拡大断面図に示すように、段差部の幅をｗ、深さをｄとすると、段差部のアスペクト比Ａ＝ｄ／ｗとなり、ここではＡ＝４となる。
【００４５】
本発明の実施の形態３においても、上述の式（１）、（２）が成立する。本発明の実施の形態３ではターゲット粒子がＣｕであるので、粒子速度は２００ｍ／ｓ〜３５０ｍ／ｓ（±２７％）に最確値を持つ。式（２）にこのターゲット粒子速度と、段差部のアスペクト比Ａ＝４を代入すると、公転半径ｒに対する公転回転数ｎの関係式は以下の式（５）のようになる。
【００４６】
４７７／ｒ≦ｎ≦８３５／ｒ［ｒｐｍ］      （５）
【００４７】
従って、本発明の実施の形態３にかかるスパッタ装置１において、面内均一性と段差部被覆性の良好な薄膜を基板上に形成するためには、公転半径をｒ＝１．６［ｍ］とした場合、３００≦ｎ≦５２１ｒｐｍ、例えば３００ｒｐｍにて基板ステージを公転させることにより、被処理基板面内の膜厚均一性及び段差部被覆性の良好な薄膜を形成することが可能となる。
【００４８】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、実施の形態１と同様のスパッタ装置を用いて、表面にアスペクト比２の段差部が形成された５インチのＳｉウェハからなる基板１０の上に、Ａｌ膜を形成する。図１４は、スパッタ装置１の基板ステージ９の上面図であり、公転可能な機構を有する基板ステージ９は、その上に、所定の公転半径で固定された４つの被処理基板設置部８を有する。
【００４９】
更に、本実施の形態４にかかるスパッタ装置では、被処理基板設置部８が、基板ステージ９の半径方向に、振幅ａ、周期Ｔで振動（反復した移動）可能となっている。
【００５０】
実施の形態１と同様に、基板ステージ９を公転させることにより膜厚均一性は向上し、被処理基板設置部８を自転させることにより、基板ステージの公転方向に対する段差部の方向を変化させることができる。しかし、基板ステージ９の公転回転数が小さいと図３（ａ）のようにＡｌ膜の段差部の底部中央の膜厚が段差部側壁の膜厚に比較して厚くなり、段差部底部の端部においてボイドが形成される。また、基板１０の公転回転数が大きい場合、図３（ｂ）のようにオーバーハングが生じ、段差部底部中央にボイドが形成される。
【００５１】
図４の段差部の拡大断面図に示すように、段差部の幅をｗ、深さをｄとすると、段差部のアスペクト比Ａ＝ｄ／ｗとなり、ここではＡ＝２となる。
【００５２】
本発明の実施の形態４においても、上述の式（１）が成立する。ここで、被処理基板設置部８の振幅をａ、振動周期をＴとした場合、基板１０の振動による移動速度ｖ＝ａ／（Ｔ／４）より、ターゲット粒子の粒子速度をＶ、アスペクト比Ａの場合の、被処理基板に形成された段差部において上記式（１）を満たす被処理基板設置部の振動による移動速度は、以下の（６）式のようになる。
【００５３】
４ａ／Ｔ＝Ｖ／Ａ      （６）
【００５４】
ターゲット粒子は、スパッタ室内に導入したＡｒ等の不活性ガスと衝突を繰り返し、被処理基板到達時のターゲット粒子の速度はマクスウェル分布に従う。すなわち、ターゲット粒子がＡｌの場合の粒子速度は３５０ｍ／ｓ〜５００ｍ／ｓに最確値を持つ。式（６）にターゲット粒子速度と、アスペクト比２を代入すると、振動周期Ｔと振幅ａの関係は以下の式（７）のようになる。
【００５５】
０．０１６ａ≦Ｔ≦０．０２３ａ［ｓ］      （７）
【００５６】
従って、スパッタ装置において被処理基板の面内均一性及び段差部被覆性良く薄膜を形成するためには、振幅をａ＝１［ｍｍ］とした場合、０．０１６≦Ｔ≦０．０２３［ｍｓ］、例えば０．０２［ｍｓ］で被処理基板を強制振動させることにより、段差部の底部中央と段差部側壁の成膜速度の比が、アスペクト比と同等になった薄膜を形成することが可能となる。これにより、任意の公転半径及び公転速度において被処理基板面内の膜厚均一性及び段差部被覆性の良好な薄膜を形成することが可能となる。
【００５７】
なお、被処理基板設置部の強制振動を開始するタイミングは任意でよい。また、強制振動の振幅Ｔは段差部の幅ｗ以上であれば任意でよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  スパッタ装置、２  ガス導入口、３  排気口、４  スパッタ室、５  ターゲット、６  ターゲット支持部、７  コリメータ、８  被処理基板設置部、９  基板ステージ、１０  基板、１１  Ａｌ膜。
【図１】
2015030902.tif 000003
【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】
2015030902.tif 000011
【図１０】
2015030902.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2015030902.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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