(57)【要約】スパッタ時に、放電電圧を低下させることができ異常放電の発生などを防いで安定的なスパッタを持続できるミラートロンスパッタ装置を提供する。本発明のミラートロンスパッタ装置は、真空容器内に配置される各ターゲットの外周縁部又はその近傍の位置であって前記各ターゲットの前記磁場空間側の位置にそれぞれ前記ターゲットと対向するように配置され且つ前記各ターゲットのエロージョン領域と対向する開口部を有する一対のターゲットシールドを備えている。前記各ターゲットシールドは、前記各ターゲットのエロージョン領域の外周縁部と略相似の関係の外周縁部であって前記エロージョン領域の外周縁部よりも半径方向又は長軸方向において約１〜１１ｍｍ又は約３〜５ｍｍだけ外周側に位置する外周縁部を有する開口部を備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理対象となる基板が内部に配置された真空容器と、前記真空容器内に所定の間隔を介して対向配置された一対のターゲットと、前記各ターゲットの外周縁部又はその近傍の位置であって前記各ターゲットの互いに対向する面の背面側又は側方の位置にそれぞれ互いに異なる磁極が対向するように配置された一対の磁石と、前記各ターゲットの前記磁場空間側の位置にそれぞれ前記ターゲットと対向するように配置され前記各ターゲットのエロージョン領域と対向する開口部を有する枠状体から成る一対のターゲットシールドとを備えたミラートロンスパッタ装置であって、
前記各ターゲットシールドの開口部は、それぞれ、前記各ターゲット表面中の略円形又は略楕円形状のエロージョン領域の外周縁部と略相似の形状を有する外周縁部であって前記エロージョン領域の外周縁部よりも半径方向又は長軸方向において約１〜１１ｍｍだけ外周側に位置する外周縁部を有するように、形成されている、ミラートロンスパッタ装置。
【請求項２】
被処理対象となる基板が内部に配置された真空容器と、前記真空容器内に所定の間隔を介して対向配置された一対のターゲットと、前記各ターゲットの外周縁部又はその近傍の位置であって前記各ターゲットの互いに対向する面の背面側又は側方の位置にそれぞれ互いに異なる磁極が対向するように配置された一対の磁石と、前記各ターゲットの前記磁場空間側の位置にそれぞれ前記ターゲットと対向するように配置され前記各ターゲットのエロージョン領域と対向する開口部を有する枠状体から成る一対のターゲットシールドとを備えたミラートロンスパッタ装置であって、
前記各ターゲットシールドの開口部は、それぞれ、前記各ターゲット表面中の略円形又は略楕円形状のエロージョン領域の外周縁部と略相似の形状を有する外周縁部であって前記エロージョン領域の外周縁部よりも半径方向又は長軸方向において約３〜５ｍｍだけ外周側に位置する外周縁部を有するように、形成されている、ミラートロンスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はミラートロンスパッタ装置に関し、特に安定したスパッタを持続させることができるミラートロンスパッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板の大型化、薄膜形成の高速化、及びプロセス中の薄膜の低ダメージ化などの要請に適合するスパッタ装置として、例えば図９に示すようなミラートロン（対向ターゲット式）スパッタ装置が知られている（特許文献１参照）。この図９に示す従来のミラートロンスパッタ装置は、一対のターゲット９を真空容器１内に間隔をおいて対向配置すると共に、各ターゲット９，９間に磁場空間Ｈを形成するための磁石１２ａ，１２ｂを、互いに異なる磁極が対向するように、各ターゲット９の背面側に配置し、さらに、被処理対象である基板２２を磁場空間Ｈと対峙するように各ターゲット９，９間の側方に配置したものである。この従来のミラートロンスパッタ装置においては、前記基板２２の近傍に酸素ガスや窒素ガス等の反応性ガスを供給するためのガス供給パイプ１９が設けられ、前記各ターゲット９，９間の側方近傍にアルゴンガス等の不活性ガスを供給するためのガス供給パイプ２０が設けられている。なお、図９において、１４は前記各磁石１２ａ，１２ｂの端部に接合されたヨーク、８は各ターゲット９をそれぞれ支持するターゲットホルダー、１８は前記各ターゲットホルダー８の前記基板２２側の位置に配置された隔壁、１８ａは前記隔壁１８の前記基板２２と対向する位置に形成された開口部である。【０００３】
このような従来のミラートロンスパッタ装置を使用してスパッタを行うときは、前記真空容器１内を真空とするため排気した後、前記ガス供給パイプ２０から例えばアルゴンガスを供給し、その後、前記各ターゲット９を陰極とすべく直流電源（図示省略）から前記ターゲット９に電圧を印加する。すると、前記各ターゲット９，９間に存在するアルゴンガスは、イオン化してプラズマとなる。このようにして発生したプラズマは、前記磁場空間Ｈ内に閉じ込められた状態で前記各ターゲット９，９間を往復運動しながら、前記各ターゲット９，９をスパッタする。スパッタされた粒子は、前記磁場空間Ｈから飛び出し、前記ガス供給パイプ１９から供給された例えば酸素ガスにより酸化されて、前記基板２２の表面上に付着、堆積する。これにより、前記基板２２の表面に薄膜が形成される。【０００４】
また、このような従来のミラートロンスパッタ装置においては、図９に示すように、前記各ターゲット９の前記磁場空間Ｈ側に、前記各ターゲット９の外周縁部及びその周辺を覆う例えばステンレス鋼製平板の枠状体から成るターゲットシールド（シールドカバー）１６が備えられている。このターゲットシールド１６には、前記プラズマによる前記各ターゲット９へのスパッタを妨げないように、前記各ターゲット９の表面中の前記プラズマによりスパッタされるエロージョン領域（スパッタによってエロージョンすなわち肉厚減少が進行する領域）と対向し前記エロージョン領域の外周縁部と一致する外周縁部を有する開口部１６ａが形成されている。【０００５】
このようなターゲットシールド１６は、前記各ターゲット９の表面中のエロージョン領域の外側部分（非エロージョン領域）に前記スパッタされた粒子が付着し堆積すること、そしてそのことにより異常放電が発生したり前記付着した粒子が剥がれ落ちてパーティクルが発生することなどを、防止するためのものである。【０００６】
なお、前記ターゲットシールド１６は、前記真空容器１の壁面に電気的に接続されることによりアース電位（０Ｖ）とされている（前記ターゲットシールド１６は、前記真空容器１の壁面に対して電気的に絶縁されることにより、電気的にフローティング状態に保持されていてもよい）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３５０５４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前述のような従来のミラートロンスパッタ装置を使用してスパッタを行う場合においては、成膜時において放電電圧が経時的に上昇したり異常放電が発生して装置を停止せざるを得ない場合が少なくなかった。また、前述のような従来のミラートロンスパッタ装置を使用してスパッタを行う場合においては、成膜時に前記磁場空間Ｈ内のプラズマを示す画像を目視で観察したとき、その画像中では赤白い発光が見られ、前記プラズマが目視的に動いている現象を確認することが少なくなかった。【０００９】
このように、従来のミラートロンスパッタ装置においては、成膜中に放電電圧が経時的に上昇したり異常放電が発生したりすることが少なくないため、また前記磁場空間Ｈ内に存在するプラズマが目視的に動く現象（安定的なスパッタを持続するためには前記プラズマが目視的に動いていないことが望ましい）が発生してしまうことが少なくなく、そのため、成膜中に基板に高エネルギーの粒子が入射してプロセス中の薄膜がダメージを受けてしまう、放電電圧の上昇や異常放電などが発生して安定的なスパッタを持続できなくなってしまう、などの問題があった。【００１０】
本発明はこのような従来技術の問題点に着目してなされたものであって、ミラートロンスパッタ装置を使用してスパッタを行う場合において、成膜時の初期の放電電圧を低電圧化することができ、成膜中に放電電圧が上昇する現象、成膜中に異常放電が発生してしまう現象、成膜中に磁場空間内に存在するプラズマが目視的に動く現象、及び成膜中にターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が付着してしまう現象を防止することができ、それらの結果、成膜中に高エネルギー粒子が基板に入射してプロセス中の薄膜がダメージを受けてしまうことを防止しながら安定的なスパッタを持続することができるミラートロンスパッタ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】
【００１１】
従来のミラートロンスパッタにおいては、成膜時に各ターゲット９に−５００Ｖ程度の負電位が印加されるため、このターゲット電位と等しい高エネルギーを有する粒子が基板に入射してプロセス中の薄膜にダメージを与えてしまっていた。また、従来のミラートロンスパッタにおいては、成膜中に放電電圧が経時的に上昇したり異常放電が発生して高エネルギー粒子が基板に入射してプロセス中の薄膜にダメージを与えてしまうという問題があった。【００１２】
そこで、本発明者は、ターゲットシールドの開口部の外周縁部（ターゲットシールドを構成する枠状体の内周縁部）の形状や開口サイズを様々に変更し、そのようにして変更した様々な形状やサイズの開口部を有する各ターゲットシールドを備えたミラートロンスパッタ装置を使用して連続成膜を行った場合における、成膜時の初期の放電電圧の大きさ、成膜中の放電電圧の上昇の有無、成膜中の異常放電の発生の有無、及び成膜中の磁場空間内に存在するプラズマが目視的に動いている現象の発生の有無などを実験、測定した。【００１３】
その結果、本発明者は、ターゲットシールドの開口部を、ターゲットのエロージョン領域（通常は略円形又は略楕円形状）の外周縁部の略相似形である略円形又は略楕円形状の外周縁部であって前記エロージョン領域の外周縁部と一致する位置よりも半径方向又は長軸方向において約１〜１１ｍｍ（より望ましくは約３〜５ｍｍ）だけ外周側に広がる外周縁部を有するように構成したとき、成膜時の初期の放電電圧を低電圧化させることができ、成膜中に放電電圧が上昇することを抑制することができ、成膜中に異常放電が発生することを抑制することができ、成膜中の磁場空間内に存在するプラズマが目視的に動く現象の発生を防止することができ、且つターゲットのエロージョン領域の外周部へのスパッタ粒子の付着を抑えることができるようになり、それらの結果、高エネルギー粒子が基板に入射してプロセス中の薄膜にダメージを与えてしまうことを防止しながら安定的なスパッタを持続できるようになることを突き止めた。その結果、本発明者は、次のような新規なターゲットシールドを備えたミラートロンスパッタ装置の発明を完成するに至った。【００１４】
すなわち、本発明によるミラートロンスパッタ装置は、被処理対象となる基板が内部に配置された真空容器と、前記真空容器内に所定の間隔を介して対向配置された一対のターゲットと、前記各ターゲットの外周縁部又はその近傍の位置であって前記各ターゲットの互いに対向する面の背面側又は側方の位置にそれぞれ互いに異なる磁極が対向するように配置された一対の磁石と、前記各ターゲットの前記磁場空間側の位置にそれぞれ前記ターゲットと対向するように配置され前記各ターゲットのエロージョン領域と対向する開口部を有する枠状体から成る一対のターゲットシールドとを備えたミラートロンスパッタ装置であって、前記各ターゲットシールドの開口部は、それぞれ、前記各ターゲット表面中の略円形又は略楕円形状のエロージョン領域の外周縁部と略相似の形状を有する外周縁部であって前記エロージョン領域の外周縁部よりも半径方向又は長軸方向において約１〜１１ｍｍだけ外周側に位置する外周縁部を有するように形成されている、ものである。【００１５】
また、本発明によるミラートロンスパッタ装置は、被処理対象となる基板が内部に配置された真空容器と、前記真空容器内に所定の間隔を介して対向配置された一対のターゲットと、前記各ターゲットの外周縁部又はその近傍の位置であって前記各ターゲットの互いに対向する面の背面側又は側方の位置にそれぞれ互いに異なる磁極が対向するように配置された一対の磁石と、前記各ターゲットの前記磁場空間側の位置にそれぞれ前記ターゲットと対向するように配置され前記各ターゲットのエロージョン領域と対向する開口部を有する枠状体から成る一対のターゲットシールドとを備えたミラートロンスパッタ装置であって、前記各ターゲットシールドの開口部は、それぞれ、前記各ターゲット表面中の略円形又は略楕円形状のエロージョン領域の外周縁部と略相似の形状を有する外周縁部であって前記エロージョン領域の外周縁部よりも半径方向又は長軸方向において約３〜５ｍｍだけ外周側に位置する外周縁部を有するように、形成されている、ものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、前記各ターゲットシールドの前記エロージョン領域と対向する開口部を、前記各ターゲット表面中の略円形又は略楕円形状のエロージョン領域の外周縁部と略相似の形状を有する外周縁部であって前記エロージョン領域の外周縁部よりも半径方向又は長軸方向において約１〜１１ｍｍだけ大きなサイズから成る外周縁部を有するように（前記約１〜１１ｍｍだけ外周側に広がるように）構成したので、ミラートロンスパッタ装置を使用してスパッタを行う場合において、成膜時の初期の放電電圧を低電圧化することができ、成膜中に放電電圧が上昇する現象、成膜中に異常放電が発生してしまう現象、成膜中に磁場空間内に存在するプラズマが目視的に動く現象、及び成膜中にターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が付着してしまう現象を防止することができるようになる。よって、本発明によれば、成膜中に高エネルギー粒子が基板に入射してプロセス中の薄膜がダメージを受けてしまうことを防止しながら、放電電圧の上昇や異常放電などの発生を防止して安定的なスパッタを持続することができるようになる。【００１７】
また、本発明においては、前記各ターゲットシールドの前記エロージョン領域と対向する開口部を、前記各ターゲット表面中の略円形又は略楕円形状のエロージョン領域の外周縁部と略相似の形状を有する外周縁部であって前記エロージョン領域の外周縁部よりも半径方向又は長軸方向において約３〜５ｍｍだけ大きなサイズから成る外周縁部を有するように（前記約３〜５ｍｍだけ外周側に広がるように）構成したので、ミラートロンスパッタ装置を使用してスパッタを行う場合において、成膜時の初期の放電電圧を低電圧化することができ、成膜中に放電電圧が上昇する現象、成膜中に異常放電が発生してしまう現象、成膜中に磁場空間内に存在するプラズマが目視的に動く現象、及び成膜中にターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が付着してしまう現象を防止することができるようになる。よって、本発明によれば、成膜中に高エネルギー粒子が基板に入射してプロセス中の薄膜がダメージを受けてしまうことを防止しながら、放電電圧の上昇や異常放電などの発生を防止して安定的なスパッタを持続することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るターゲットシールドを示す平面図である。
【図２】従来の、ターゲットのエロージョン領域の外周縁部と一致する外周縁部を有する開口部を有するターゲットシールドを備えたミラートロンスパッタ装置を使用して、連続成膜したときの放電電圧等の測定結果を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による、ターゲットのエロージョン領域の外周縁部よりも１ｍｍ以上の長さだけ外周側に位置する外周縁部を有する開口部を有するターゲットシールドを備えたミラートロンスパッタ装置を使用して、連続成膜したときの放電電圧等の測定結果を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態による、ターゲットのエロージョン領域の外周縁部よりも１１ｍｍ以下の長さだけ外周側に位置する外周縁部を有する開口部を有するターゲットシールドを備えたミラートロンスパッタ装置を使用して、連続成膜したときの放電電圧等の測定結果を示す図である。
【図５】比較例による、ターゲットのエロージョン領域の外周縁部よりも１１ｍｍを超える長さだけ外周側に位置する外周縁部を有する開口部を有するターゲットシールドを備えたミラートロンスパッタ装置を使用して、連続成膜したときの放電電圧等の測定結果を示す図である。
【図６】互いにターゲットシールドの開口部のサイズが異なる複数種類のミラートロンスパッタ装置を使用して連続成膜したときの、それぞれの場合における磁場空間Ｈ内のプラズマを目視したときに見える状態を示す図である。
【図７】互いにターゲットシールドの開口部のサイズが異なる複数種類のミラートロンスパッタ装置を使用して連続成膜したときの、それぞれの場合におけるターゲットのエロージョン領域の周辺部へのスパッタ粒子の付着の状態を示す図である。
【図８】互いにターゲットシールドの開口部のサイズが異なる複数種類のミラートロンスパッタ装置を使用して連続成膜したときの、それぞれの初期放電電圧、放電電圧の安定性、放電電圧の上昇度、プラズマ目視の状態、異常放電、及び膜剥がれなどについての各測定結果を示す図である。
【図９】従来のミラートロンスパッタ装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の実施形態に係るターゲットシールドを示す平面図である。図１において、３１は例えばステンレス鋼製平板から成る枠状のターゲットシールド、３２は前記ターゲットシールド３１の内側に形成された開口部、３２ａは前記開口部３２の外周縁部（前記ターゲットシールド３１を構成する枠状体の内周縁部）である。
【００２０】
また図１において、Ａは前記ターゲットシールド３１と対向するターゲット（図９の９参照）の外周縁部、Ｂは前記ターゲットの表面（プラズマによりスパッタされる面）中のエロージョン領域の外周縁部（エロージョン領域と非エロージョン領域との境界部分）、を示している。
【００２１】
従来のミラートロンスパッタ装置におけるターゲットシールド（図９の１６参照）は、前述のように、その開口部（図９の１６ａ参照）の外周縁部が、前記エロージョン領域の外周縁部Ｂ（図１参照）と一致するように、構成されていた。これに対して、本実施形態のミラートロンスパッタ装置のターゲットシールド３１は、図１に示すように、その開口部３２が、前記ターゲットのエロージョン領域の外周縁部Ｂと略相似形となる略楕円形状の外周縁部であって前記エロージョン領域の外周縁部Ｂと対向及び一致する位置よりも長軸方向において約１〜１１ｍｍ、例えば約３〜５ｍｍだけ外周側に広がる（前記エロージョン領域の外周縁部Ｂよりも長軸方向において前記約１〜１１ｍｍ、より望ましくは約３〜５ｍｍだけ大きなサイズから成る）外周縁部３２ａを有するように、構成されて成るものである。
【００２２】
本発明者の各種の実験（後述）によれば、前述のようなターゲットシールド３１を備えた本実施形態を使用してスパッタを行うようにしたときは、成膜時の初期の放電電圧を低電圧化することができ、成膜中に放電電圧が上昇する現象、成膜中に異常放電が発生してしまう現象、成膜中に磁場空間内に存在するプラズマが目視的に動く現象、及び成膜中にターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が付着してしまう現象を防止することができるので、高エネルギー粒子が基板に入射してプロセス中の薄膜にダメージを与えてしまうことを防止しながら安定的なスパッタを持続できるようになる。
【００２３】
次に、本発明者が本発明の実施形態に関して行った複数の実験及び測定結果について、説明する。まず、本発明者が行った第１の実験について説明する。本発明者は、開口部の外周縁部をターゲットのエロージョン領域の外周縁部と一致するように形成したターゲットシールド（従来のターゲットシールド）を使用して、基板へのＡｌ２Ｏ３膜（平均膜厚１８００Å）の連続成膜を行い、その成膜中における放電電圧、異常放電の発生の有無、目視によるプラズマの状態、スパッタ粒子のターゲット外周部への付着の程度などを測定した。この場合は、図７（ａ）に示すように、ターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が付着、堆積する現象は見られなかった。しかし、この場合は、図２及び図８に示すように、初期放電電圧が５２０Ｖと高いものであり、放電電圧が成膜中に経時的に上昇する傾向が見られ、異常放電も発生した。また、この場合は、図６（ａ）に示すように、前記磁場空間Ｈ内のプラズマが目視的に動いており且つ赤白色の発色が出る現象（プラズマが安定していないことを示す現象）が見られた。よって、上記図２に示す実験からは、開口部の外周縁部をターゲットのエロージョン領域の外周縁部と一致するように形成したターゲットシールド（従来のターゲットシールド）を使用して連続成膜したときは、成膜時の初期の放電電圧が高電圧であること、成膜中に放電電圧が上昇傾向を示したこと、成膜中に異常放電が発生したこと、さらに成膜中の磁場空間Ｈ内のプラズマが目視的に動いていることなどが確認できた。
【００２４】
次に、本発明者が行った第２の実験について説明する。本発明者は、開口部の外周縁部をターゲットのエロージョン領域の外周縁部よりも長軸方向において約１ｍｍ以上、本実験では１ｍｍだけ、外周側に形成したターゲットシールドを使用して、基板へのＡｌ２Ｏ３膜（平均膜厚１８００Å）の連続成膜を行い、その成膜中における放電電圧、異常放電の発生の有無、目視によるプラズマの状態、スパッタ粒子のターゲット外周部への付着の程度などを測定した。本実験では、図３及び図８に示すように、初期放電電圧は４３０Ｖという従来例と比較すると低い電圧であり、放電電圧が成膜中に経時的に上昇する現象はなく、異常放電が発生することもなかった。また、本実験では、図６（ｂ）に示すように、前記磁場空間Ｈ内のプラズマを示す画像の観察において、プラズマが目視的に動いている現象（プラズマが安定していないことを示す現象）はなく、赤白色の発色はなく、Ａｒプラズマの発色が見られるだけであった。さらに、本実験では、図７（ａ）に示すように、ターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が付着する現象も見られなかった。よって、本実験からは、開口部の外周縁部をターゲットのエロージョン領域の外周縁部よりも長軸方向において約１ｍｍ以上外周側に形成したターゲットシールドを使用して連続成膜したときは、成膜時の初期の放電電圧が低電圧化され、成膜中に放電電圧が上昇することがなく、成膜中に異常放電が発生することがなく、成膜中の磁場空間Ｈ内のプラズマが目視的に動く現象が発生することがなく、さらに成膜中にターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が付着しないこと、などが確認できた。
【００２５】
次に、本発明者が行った第３の実験について説明する。本発明者は、開口部の外周縁部をターゲットのエロージョン領域の外周縁部よりも長軸方向において約１１ｍｍ以下、本実験では１１ｍｍだけ、外周側に形成したターゲットシールドを使用して、基板へのＡｌ２Ｏ３膜（平均膜厚１８００Å）の連続成膜を行い、その成膜中における放電電圧、異常放電の発生の有無、目視によるプラズマの状態、スパッタ粒子のターゲット外周部への付着の程度などを測定した。本実験では、図４及び図８に示すように、初期放電電圧は４２７Ｖという従来例と比較すると低い電圧であり、放電電圧が成膜中に経時的に上昇する現象はなく、異常放電が発生することもなかった。また、本実験では、図６（ｂ）に示すように、前記磁場空間Ｈ内のプラズマを示す画像の観察において、プラズマが目視的に動いている現象（プラズマが安定していないことを示す現象）はなく、赤白色の発色はなく、Ａｒプラズマの発色が見られるだけであった。さらに、本実験では、図７（ａ）に示すように、ターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が付着する現象も見られなかった。よって、本実験からは、開口部の外周縁部をターゲットのエロージョン領域の外周縁部よりも長軸方向において約１１ｍｍ以下の長さだけ外周側に形成したターゲットシールドを使用して連続成膜したときは、成膜時の初期の放電電圧が低電圧化され、成膜中に放電電圧が上昇することがなく、成膜中に異常放電が発生することがなく、成膜中の磁場空間Ｈ内のプラズマが目視的に動く現象が発生することがなく、さらに成膜中にターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が付着しないこと、などが確認できた。
【００２６】
次に、本発明者が行った第４の実験について説明する。本発明者は、開口部の外周縁部をターゲットのエロージョン領域の外周縁部よりも長軸方向において約１１ｍｍを超える長さだけ、本実験では例えば１５ｍｍだけ、外周側に形成したターゲットシールドを使用して、基板へのＡｌ２Ｏ３膜（平均膜厚１８００Å）の連続成膜を行い、その成膜中における放電電圧、異常放電の発生の有無、目視によるプラズマの状態、スパッタ粒子のターゲット外周部への付着の程度などを測定した。本実験では、図５及び図８に示すように、初期放電電圧は３４８Ｖという従来例と比較すると大幅に低い電圧であり、放電電圧が成膜中に経時的に上昇する現象はなく、異常放電が発生することもなかった。また、本実験では、図６（ｂ）に示すように、前記磁場空間Ｈ内のプラズマを示す画像の観察において、プラズマが目視的に動いている現象（プラズマが安定していないことを示す現象）はなく、赤白色の発色はなく、Ａｒプラズマの発色が見られるだけであった。しかし、本実験では、図７（ｂ）に示すように、ターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が多量に付着しその付着により形成された膜が剥がれる現象が発生してしまい、連続成膜ができなかった。よって、本実験からは、開口部の外周縁部をターゲットのエロージョン領域の外周縁部よりも長軸方向において約１１ｍｍを超える長さだけ外周側に形成したターゲットシールドを使用して連続成膜したときは、成膜時の初期の放電電圧が低電圧化され、成膜中に放電電圧が上昇することがなく、成膜中に異常放電が発生することがなく、且つ成膜中の磁場空間Ｈ内のプラズマが目視的に動く現象も発生しなかったが、他方において、成膜中にターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が多量に付着しその付着により形成された膜が剥がれてしまう現象が発生してしまい連続成膜ができなくなったことが確認できた。
【００２７】
図８は以上の図２〜５に関して説明した各実験及び測定結果を、互いに容易に比較できるように纏めたものである。図８から、成膜時の初期の放電電圧を低電圧化し、成膜中に放電電圧が上昇することがないようにし、成膜中に異常放電が発生することがないようにし、成膜中の磁場空間Ｈ内のプラズマが目視的に動く現象が発生しないようにし、且つ成膜中にターゲットのエロージョン領域の外周側にスパッタ粒子が多量に付着しその付着により形成された膜が剥がれてしまう現象が発生しないようにするためには、ターゲットシールドの開口部を、ターゲットのエロージョン領域よりも約１〜１１ｍｍだけ外周側に広がるように形成することが望ましいことが分かった。
【符号の説明】
【００２８】
１     真空容器
８     ターゲットホルダー
９     ターゲット
１２ａ，１２ｂ 磁石
１６，３１    ターゲットシールド
１６ａ，１８ａ，３２ 開口部
１８   隔壁
１９   ガス供給パイプ
２０   ガス供給パイプ
２２   基板
３２ａ 開口部の外周縁部
Ａ     ターゲットの外周縁部
Ｂ     ターゲット表面のエロージョン領域の外周縁部
Ｈ     磁場空間
【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】
2015162778.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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2015162778.tif 000013
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