(57)【要約】【課題】マグネトロンスパッタ装置による成膜においては、ターゲットに付着したスパッタ粒子が成長して塊となり、ターゲットから剥離し、パーティクルとして基板上に落下する場合がある。【解決手段】マグネトロンスパッタ装置１０１は、ターゲット１０７と、基板ホルダ１０３と、磁界形成器１１１ｂと、駆動装置１３０ｂとを具備する。基板ホルダ１０３は、ターゲット１０７の表側に配置され、ターゲット１０７と対向する。磁界形成器１１１ｂは、ターゲット１０７の裏側に配置される。駆動装置１３０ｂは、磁界形成器１１１ｂを、ターゲット１０７から遠い第１位置とターゲットに近い第２位置との間で移動する。磁界形成器１１１ｂは、成膜時には第１位置に配置され、ターゲットのクリーニング時には第２位置に配置されて塊を取り除くための磁界を形成する。【選択図】図６
2008163355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットと、
前記ターゲットの表側に配置され、前記ターゲットと対向する基板ホルダと、
前記ターゲットの裏側に配置された第１磁界形成器と、
前記第１磁界形成器を、前記ターゲットから遠い第１位置と前記ターゲットに近い第２位置との間で移動する第１駆動装置と
を具備する
マグネトロンスパッタ装置。
【請求項２】
前記ターゲットの裏側に配置された第２磁界形成器と、
第２駆動装置と
を具備し、
前記第１駆動装置は、前記第１磁界形成器を前記ターゲットと前記基板ホルダとが対向する方向に延びる第１直線に沿って移動し、
前記第２駆動装置は、前記第２磁界形成器を前記第１直線に直交する第２直線に沿って移動し、
前記第２磁界形成器は、前記第１直線側に磁気シールドを具備する
請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項３】
前記第１磁界形成器は、
Ｎ極を前記ターゲットに向けた第１磁石と、
Ｓ極を前記ターゲットに向けた第２磁石と
を具備する
請求項１又は２に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項４】
マグネトロンスパッタ装置を用いた薄膜製造方法であって、
前記マグネトロンスパッタ装置は、
ターゲットと、
前記ターゲットの表側に配置され、前記ターゲットと対向する基板ホルダと、
前記ターゲットの裏側に配置された第１磁界形成器と
を具備し、
前記第１磁界形成器が前記ターゲットから遠い第１位置にあるときに前記基板ホルダに載置された基板上に成膜する第１ステップと、
前記第１磁界形成器が前記ターゲットに近い第２位置にあるときに前記ターゲットのクリーニングを行う第２ステップと
を具備する
薄膜製造方法。
【請求項５】
前記第１磁界形成器を前記第１位置と前記第２位置との間で移動する第３ステップを具備する
請求項４に記載の薄膜製造方法。
【請求項６】
前記マグネトロンスパッタ装置は、前記ターゲットの裏側に配置された第２磁界形成器を具備し、
前記第２磁界形成器を移動する第４ステップを具備し、
前記第３ステップにおいて、前記第１磁界形成器を前記ターゲットと前記基板ホルダとが対向する方向に延びる第１直線に沿って移動し、
前記第４ステップにおいて、前記第２磁界形成器を前記第１直線に直交する第２直線に沿って移動し、
前記第２磁界形成器は、前記第１直線側に磁気シールドを具備する
請求項５に記載の薄膜製造方法。
【請求項７】
前記第１ステップは、
前記ターゲット及び前記基板ホルダを収容した成膜室内にスパッタガスを導入するステップと、
前記ターゲットに電力を印加するステップと、
前記第２磁界形成器が前記ターゲットと前記基板ホルダとの間に磁界を形成するステップと
を具備し、
前記第２ステップは、
前記成膜室内にスパッタガスを導入するステップと、
前記ターゲットに電力を印加するステップと、
前記第１磁界形成器が前記ターゲットと前記基板ホルダとの間に磁界を形成するステップと
を具備する
請求項６に記載の薄膜製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネトロンスパッタ装置及び薄膜製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マグネトロンスパッタ装置は、半導体装置の製造工程において薄膜を形成するために用いられる。マグネトロンスパッタ装置の一つとして、プレーナ型マグネトロンスパッタ装置が知られている。
【０００３】
図１は、従来のプレーナ型マグネトロンスパッタ装置の概略構成を示している。マグネトロンスパッタ装置４０１は、成膜室４０２と、基板ホルダ４０３と、シールド板４０４と、回転機構４０５と、ターゲット４０７と、裏板４０８と、マッチングボックス４０９と、ＲＦ電源４１０と、マグネット４１１とを備えている。成膜室４０２は、ガス導入口４０６及び排気口４２０が設けられ、接地されている。基板ホルダ４０３、シールド板４０４及びターゲット４０７は、成膜室４０２内に設けられている。基板ホルダ４０３は、ターゲット４０７の表側に配置され、ターゲット４０７と対向している。基板ホルダ４０３は、コンデンサを介して接地されている。回転機構４０５は、成膜室４０２の外に設けられ、基板ホルダ４０３を回転する。ターゲット４０７は、裏板４０８に燒結され、マッチングボックス４０９及びＲＦ電源４１０を介して接地されている。ＲＦ電源４１０は、マッチングボックス４０９を介してターゲット４０７に高周波電力を印加する。マグネット４１１は、ターゲット４０７の裏側に配置されている。マグネット４１１は、ターゲット４０７と基板ホルダ４０３との間に磁界４１３ａ、４１３ｂを形成する。中心線Ｓ１１は、基板ホルダ４０３及びターゲット４０７の中心を通り、ターゲット４０７と基板ホルダ４０３とが対向する方向に延伸している。
【０００４】
マグネトロンスパッタ装置４０１を用いる薄膜製造方法について以下に説明する。基板Ｗを基板ホルダ４０３上に載置する。成膜室４０２内の圧力が１０−４〜１０−５Ｐａ台となるように排気口４２０から真空引きを行う。スパッタガスとしてのアルゴンガスをガス導入口４０６から成膜室４０２内に導入しながら、ＲＦ電源４１０を用いてターゲット４０７と接地間に高周波電力を印可してプラズマ放電をさせる。すると、アルゴンガスはイオン化し、セルフバイアスによって加速されてターゲット４０７に衝突する。その衝撃でターゲット４０７表面の原子がスパッタ粒子４１４として飛び出し、基板Ｗの表面に付着する。ターゲット４０７を構成していた原子がスパッタ粒子４１４として飛び出し、基板Ｗの表面に堆積することで薄膜が形成される。ここで、磁界４１３ａ、４１３ｂによりターゲット４０７からたたき出された二次電子にサイクロイド運動をさせ、アルゴンガスとのイオン化衝突の頻度を増大させる。これにより、ターゲット４０７付近にプラズマ４１２ａ、４１２ｂを生成し、成膜速度（スパッタレート）を高速化する。
【０００５】
マグネトロンスパッタ装置４０１においては、ターゲット４０７の全体に対して均一な磁界を形成することができないため、ターゲット４０７が局所的に侵食される。図２は、ターゲット４０７の断面図を示している。ターゲット４０７の磁界４１３ａ、４１３ｂの強いところに面する部分は、そこからスパッタ粒子４１４が多数飛び出すために比較的深く侵食され、エロージョン領域４２８と呼ばれる。ターゲット４０７の磁界４１３ａ、４１３ｂの弱いところに面する部分は、そこからスパッタ粒子４１４があまり飛び出さないために比較的浅く侵食され、非エロージョン領域４２９と呼ばれる。非エロージョン領域４２９はターゲット４０７の中心部分（中心線Ｓ１１が貫いている部分）に形成されやすく、エロージョン領域４２８はその周辺部分に形成されやすい。エロージョン領域４２８と非エロージョン領域４２９とではエロージョン領域４２８の方が深く侵食されているため、エロージョン領域４２８から飛び出したスパッタ粒子が基板Ｗに付着しないで非エロージョン領域４２９に付着する場合がある。非エロージョン領域４２９に付着したスパッタ粒子は、成長して塊（生成物）となる。塊が何らかの原因でターゲット４０７から剥離すると、基板Ｗにパーティクルとして落下してしまう。塊がターゲット４０７から剥離する確率は、成膜回数の増加に伴なって増加する。そのため、マグネトロンスパッタ装置４０１においては、定期的に成膜室４０２を大気解放して塊を取り除く必要がある。塊を取り除くことは、成膜室４０２を大気解放しなければならない通常のメンテナンス作業（例示：シールド板４０４の交換）よりも頻繁に行う必要がある。成膜室４０２を頻繁に大気解放すると、マグネトロンスパッタ装置４０１を用いて薄膜を形成するときの生産性が低下する。
【０００６】
この問題点を解決するため、マグネットを回転することで時間平均として均一な磁界を形成し、ターゲット全体が均一に侵食されるようにする技術が開発されている。特許文献１は、この技術の一例を開示している。図３は、特許文献１に開示されているマグネトロンスパッタ装置２０１の概略構成を示している。マグネトロンスパッタ装置２０１は、成膜室２０２と、基板ホルダ２０３と、シールド体２０４と、ターゲット２０７と、裏板２０８と、マグネット２１１と、回転手段２２１とを備えている。基板ホルダ２０３及びターゲット２０７は、成膜室２０２内に設けられている。基板ホルダ２０３は、ターゲット２０７の表側に配置され、ターゲット２０７と対向している。シールド体２０４は、成膜室２０２内をターゲット２０７側と基板ホルダ２０３側とに仕切り、基板ホルダ２０３に載置する基板Ｗが露出する大きさに開口している。ターゲット２０７は、裏板２０８に燒結されている。マグネット２１１は、ターゲット２０７の裏側に配置され、回転手段２２１に取りつけられている。回転手段２２１は、マグネット２１１が固定された回転軸２２２と、モータ２２３とを備えている。モータ２２３の出力軸２２４には、プーリー２２５が取りつけられている。回転軸２２２とプーリー２２５とは、ベルト２２６を介して回転の伝達が可能である。モータ２２３により、マグネット２１１が回転する。
【０００７】
マグネトロンスパッタ装置２０１を用いる薄膜製造方法について以下に説明する。はじめに、マグネット２１１を回転させることにより、電界に交差する磁界を、ターゲット２０７のほぼ全面に発生させ、ターゲット２０７の近傍に高密度のプラズマ２１２を発生させてスパッタリングを所定時間行う。その後、ターゲット２０７に対するマグネット２１１の回転中心を変えてスパッタリングを行う。先のスパッタリング時と、後のスパッタリング時とでは、磁界の強度分布が異なる。そのため、先のスパッタリング時においてターゲット２０７に付着したスパッタ粒子、又はスパッタ粒子が成長した塊が、後のスパッタリング時において基板Ｗの成膜に供される。マグネトロンスパッタ装置２０１においては、定期的に成膜室２０２を大気解放してターゲット２０７に付着した塊を取り除く必要がないため、マグネトロンスパッタ装置２０１を用いて薄膜を形成するときの生産性が低下することが防がれている。
【０００８】
特許文献２は、マグネットを回転することなくターゲットのエロージョン領域を拡大する技術の一例を開示している。図４は、特許文献２に開示されたマグネトロンスパッタ装置３０１の概略構成を示している。マグネトロンスパッタ装置３０１は、成膜室３０２と、第１電極３０３と、永久磁石装置３０４と、ターゲット３０７と、第２電極３０８と、シャッタ３３２と、電源装置３１０とを備えている。成膜室３０２には、ガス導入口３０６及び排気口３２０が設けられている。排気口３２０は、成膜室３０２の真空引きを行うポンプ（図示されず）に接続されている。スパッタガスとしてのアルゴンガスがガス導入口３０６から成膜室３０２内に導入される。ターゲット３０７と、第１電極３０３と、シャッタ３３２とは、成膜室３０２内に設けられている。第１電極３０３は、ターゲット３０７の表側に配置され、ターゲット３０７と対向している。シャッタ３３２は、ターゲット３０７と第１電極３０３との間に設けられている。ターゲット３０７は、第２電極３０８に設置されている。第１電極３０３と第２電極３０８とは、電源装置３１０を介して接続されている。電源装置３１０は、第１電極３０３と第２電極３０８との間に直流電圧又は高周波電圧を印加する。永久磁石装置３０４は、ターゲット３０７の裏側に設けられている。永久磁石装置３０４は、複数の周辺磁石３１１ａと、中央磁石３１１ｂと、支持部材３３３と、複数のガイドリング３３４と、複数のスプリング３３５と、直線運動駆動装置３３６と、プッシャ３３７とを備えている。周辺磁石３１１ａと中央磁石３１１ｂとは、互いに極性が反対になるように構成されている。中央磁石３１１ｂは、ターゲット３０７の中心部に対向するように支持部材３３３に固定されている。各ガイドリング３３４は、径方向内外に摺動可能なように支持部材３３３に支持されている。ここで、径方向は、ターゲット３０７の中心部を通りターゲット３０７と第１電極３０３とが対向する方向に延びる中心線Ｓ１２と直交する平面上において、中心線Ｓ１２とこの平面との交点を中心とする放射方向である。各ガイドリング３３４には、各周辺磁石３１１ａが固定されている。各周辺磁石３１１ａは、ガイドリング３３４の拡径及び縮径にともなって、径方向内外に移動する。各スプリング３３５は、各ガイドリング３３４の径方向外側に配置され、ガイドリング３３４を径方向内向きに常時付勢する。直線運動駆動装置３３６は、円錐台形状に形成されたプッシャ３３７を直線Ｓ１２上で直線運動させる。プッシャ３３７の直線運動にともなってプッシャ３３７とガイドリング３３４のテーパ状内周とが摺動し、ガイドリング３３４が拡径及び縮径する。
【０００９】
マグネトロンスパッタ装置３０１を使用する薄膜製造方法について説明する。はじめに、各周辺磁石３１１ａを径方向内側に配置した状態において、第１電極３０３に載置された基板Ｗに対して成膜処理を行う。このとき、永久磁石装置３０４が形成する磁界３１３ａ、３１３ｂは、ターゲット３０７の中心部近傍に束縛される。成膜が終了すると、シャッタ３３２を閉じて基板Ｗを別の基板と入れ替える。この入れ替えの間に、周辺磁石３１１ａを径方向外側に配置した状態において、ターゲット３０７のクリーニングを行う。クリーニング時には、成膜処理時にくらべて磁界分布が広がるため、成膜処理時には非エロージョン領域であったターゲット３０７の部分がエロージョン領域となり、この部分がクリーニングされる
【００１０】
特許文献１及び特許文献２に開示された従来技術においては、成膜室を大気開放することなしにターゲットに付着した塊を取り除くことが可能とされている。しかし、特許文献１及び特許文献２に開示された従来技術においては、以下の問題点が存在する。
【００１１】
特許文献１に開示された従来技術においては、マグネット２１１を回転することにより、プラズマ２１２の揺らぎが大きくなる。プラズマ２１２の揺らぎは、電極メタル形成のように条件のゆるい成膜においてはほとんど問題とならないが、多層光学薄膜として成膜する絶縁膜を成膜する場合のように条件の厳しい成膜においては問題となる。多層光学薄膜として成膜する絶縁膜の成膜においては、膜質の変動に起因する屈折率の変動を抑制する必要がある。ここで、膜質とは、膜の断面構造を見たときに、アモルファス構造や柱状構造の分布から把握される膜の状態をいう。膜質は、成膜速度の影響を受けやすい。プラズマ２１２の揺らぎは、成膜速度を変化させる。
【００１２】
特許文献２に開示された従来技術においては、中央磁石３１１ｂがターゲット３０７の中心部分の裏側に固定されている。磁力線はＮ極から出てＳ極に入るから、成膜処理時及びクリーニング時の両方において、ターゲット３０７の中心部分の近傍においては電界に交差する磁界が弱い。したがって、クリーニングを行ったとしても、ターゲット３０７の中心部分に付着している塊を取り除くことは困難である。
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−６０６２号公報
【特許文献２】特開平４−１５４９６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
マグネトロンスパッタ装置による成膜においては、ターゲットに付着したスパッタ粒子が成長して塊となり、ターゲットから剥離し、パーティクルとして基板上に落下する場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
以下に、（発明を実施するための最良の形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための最良の形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１６】
本発明によるマグネトロンスパッタ装置（１０１）は、ターゲット（１０７）と、基板ホルダ（１０３）と、第１磁界形成器（１１１ｂ）と、第１駆動装置（１３０ｂ）とを具備する。基板ホルダは、ターゲットの表側に配置され、ターゲットと対向する。第１磁界形成器は、ターゲットの裏側に配置される。第１駆動装置は、第１磁界形成器を、ターゲットから遠い第１位置とターゲットに近い第２位置との間で移動する。
【００１７】
本発明においては、第１磁界形成器とは別の第２磁界形成器を用いて基板ホルダとターゲットとの間に磁界を形成し、基板ホルダに載置された基板上にスパッタリングによる薄膜を形成する。このとき、ターゲット全体に対して均一な磁界が形成されないと、スパッタ粒子が飛び出すことで侵食されたエロージョン領域とあまり侵食を受けない非エロージョン領域とがターゲットに形成される。エロージョン領域から飛び出したスパッタ粒子が非エロージョン領域に付着し、成長して塊となる場合がある。塊をそのまま放置すると、パーティクルとなって基板上に落下するおそれがある。本発明においては、クリーニング時に第１磁束形成器を第２位置に配置することで非エロージョン領域の近傍に磁界を形成し、この磁界により非エロージョン領域の近傍に高密度のプラズマを形成して塊を取り除くことが可能である。また、薄膜の形成時に第１磁束形成器を第１位置に配置することで、第１磁束形成器を永久磁石で構成した場合であっても、第１磁束形成器が形成する磁界が薄膜形成に影響を及ぼすことが防がれる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、マグネトロンスパッタ装置で形成する薄膜にパーティクルが混入することが防がれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
添付図面を参照して、本発明によるマグネトロンスパッタ装置及び薄膜形成方法を実施するための最良の形態を以下に説明する。
【００２０】
図５は、本発明の実施形態に係るマグネトロンスパッタ装置１０１の概略構成を示す断面図である。図５は、マグネトロンスパッタ装置１０１がスパッタリングによる成膜を行うときの状態を示している。
【００２１】
マグネトロンスパッタ装置１０１は、成膜室１０２と、基板ホルダ１０３と、シールド板１０４と、回転機構１０５と、ターゲット１０７と、裏板１０８と、マッチングボックス１０９と、ＲＦ電源１１０と、複数の磁界形成器１１１ａと、磁界形成器１１１ｂと、複数の駆動装置１３０ａと、駆動装置１３０ｂとを備えている。磁界形成器１１１ａ及び磁界形成器１１１ｂは、マグネット１１１ａ及びマグネット１１１ｂとも呼ばれる。成膜室１０２は、ガス導入口１０６及び排気口１２０が設けられ、接地されている。基板ホルダ１０３、シールド板１０４及びターゲット１０７は、成膜室１０２内に設けられている。基板ホルダ１０３は、ターゲット１０７の表側に配置され、ターゲット１０７と対向している。中心線Ｓ１は、基板ホルダ１０３及びターゲット１０７の中心を通り、基板ホルダ１０３及びターゲット１０７が対向している方向に延伸する直線である。回転機構１０５は、成膜室１０２の外に設けられ、基板ホルダ１０３を中心線Ｓ１まわりに回転する。基板ホルダ１０３は、コンデンサを介して接地されている。ターゲット１０７は、裏板１０８に燒結され、マッチングボックス１０９及びＲＦ電源１１０を介して接地されている。ＲＦ電源１１０は、マッチングボックス１０９を介してターゲット１０７に高周波電力を印加する。各磁界形成器１１１ａは、ターゲット１０７の裏側に配置されている。複数の磁界形成器１１１ａは、中心線Ｓ１を軸とする環状に配列されている。各磁界形成器１１１ａに対応して各駆動装置１３０ａが設けられている。各駆動装置１３０ａは、モータ１１５ａと、ギヤ１１６ａと、ラック１１７ａと、ピニオン１１８ａとを備えている。モータ１１５ａの回転は、ギヤ１１６ａを介してピニオン１１８ａに伝達され、磁界形成器１１１ａが取り付けられたラック１１７ａの直線運動に変換される。駆動装置１３０ａは、対応する磁界形成器１１１ａを、中心線Ｓ１と直交する平面上において、中心線Ｓ１とこの平面との交点を中心とする放射方向に移動する。すなわち、駆動装置１３０ａは、対応する磁界形成器１１１ａを、ターゲット１０７の裏面に沿って、ターゲット１０７の中心部分と外側部分との間で移動する。各磁界形成器１１１ａは、磁気シールド１１９と、磁石１２１ａと、磁石１２２ａとを備えている。磁気シールド１１９の材料には、金属の中で最大の透磁率を持つパーマロイ（ｐｅｒｍａｌｌｏｙ）が好適に用いられる。磁気シールド１１９は、磁界形成器１１１ａの中心線Ｓ１側に設けられている。磁気シールド１１９よりも放射方向の外側に磁石１２２ａが設けられ、さらに外側に磁石１２１ａが設けられている。磁石１２２ａは、Ｓ極をターゲット１０７の方に向けており、Ｎ極をターゲット１０７の反対方向に向けている。磁石１２１ａは、Ｎ極をターゲット１０７の方に向けており、Ｓ極をターゲット１０７反対方向に向けている。磁界形成器１１１ｂは、ターゲット１０７の裏側において、中心線Ｓ１上に配置されている。磁界形成器１１１ｂは、磁石１２１ｂと、磁石１２２ｂとを備えている。磁石１２１ｂ及び磁石１２２ｂは、中心線Ｓ１を挟んで対向している。磁石１２１ｂは、Ｎ極をターゲット１０７の方に向けており、Ｓ極をターゲット１０７の反対方向に向けている。磁石１２２ｂは、Ｓ極をターゲット１０７の方に向けており、Ｎ極をターゲット１０７の反対方向に向けている。駆動装置１３０ｂは、モータ１１５ｂと、ギヤ１１６ｂと、ラック１１７ｂと、ピニオン１１８ｂとを備えている。モータ１１５ｂの回転は、ギヤ１１６ｂを介してピニオン１１８ｂに伝達され、磁界形成器１１１ｂが取り付けられたラック１１７ｂの直線運動に変換される。駆動装置１３０ｂは、磁界形成器１１１ｂを、中心線Ｓ１に沿って移動する。
【００２２】
マグネトロンスパッタ装置１０１を用いる薄膜製造方法について以下に説明する。図５に示されるように、各磁界形成器１１１ａを中心線Ｓ１に近い位置に配置し、磁界形成器１１１ｂを中心線Ｓ１上の磁界形成器１１１ａよりもターゲット１０７から遠い位置に配置する。このときの磁界形成器１１１ａの位置を内側位置といい、磁界形成器１１１ｂの位置を上側位置という。半導体ウェーハのような基板Ｗを基板ホルダ１０３上に載置する。成膜室１０２内の圧力が１０−４〜１０−５Ｐａ台となるように排気口１２０から真空引きを行う。スパッタガスとしてのアルゴンガスをガス導入口１０６から成膜室１０２内に導入しながら、ＲＦ電源１１０を用いてターゲット１０７と接地間に高周波電力を印可してプラズマ放電をさせる。このとき、ターゲット１０７と基板ホルダ１０３との間に電界が形成される。すると、アルゴンガスはイオン化し、セルフバイアスによって加速されてターゲット１０７に衝突する。その衝撃でターゲット１０７表面の原子がスパッタ粒子として飛び出し、基板Ｗの表面に付着する。ターゲット１０７を構成していた原子がスパッタ粒子として飛び出し、基板Ｗの表面に堆積することで薄膜が形成される。ここで、複数の磁界形成器１１１ａがターゲット１０７と基板ホルダ１０３との間に形成する磁界によりターゲット１０７からたたき出された二次電子にサイクロイド運動をさせ、アルゴンガスとのイオン化衝突の頻度を増大させる。これにより、ターゲット１０７付近に高密度のプラズマ１１２ａ、１１２ｂを形成し、成膜速度（スパッタレート）を高速化する。
【００２３】
マグネトロンスパッタ装置１０１においては、成膜時に磁界形成器１１１ａ及び磁界形成器１１１ｂを回転させずに固定しているため、プラズマ１１２ａ、１１２ｂの揺らぎが発生しない。すなわち、プラズマ密度分布が安定した状態でスパッタ（成膜）をすることが可能である。マグネトロンスパッタ装置１０１は、多層光学薄膜の成膜のような条件の厳しい成膜に対しても適用可能である。
【００２４】
基板Ｗへの成膜を繰り返すと、ターゲット１０７の中心部分に非エロージョン領域が形成され、非エロージョン領域の周囲にエロージョン領域が形成される。非エロージョン領域には、スパッタ粒子が付着し、成長して塊（生成物）となる。塊をそのまま放置すると、基板Ｗにパーティクルとして落下するおそれがある。塊を取り除くためにターゲット１０７のクリーニングを行う。
【００２５】
図６は、マグネトロンスパッタ装置１０１においてターゲット１０７のクリーニングを行うときの状態を示している。成膜処理を所定の回数繰り返した後、又は、累積成膜処理時間が所定の時間を超えた後、駆動装置１３０ａが磁界形成器１１１ａを放射方向外側に移動し、駆動装置１３０ｂが磁界形成器１１１ｂをターゲット１０７に近づける。ターゲット１０７のクリーニングは、各磁界形成器１１１ａを内側位置よりも放射方向外側の外側位置に固定し、磁界形成器１１１ｂを上側位置よりもターゲット１０７に近い下側位置に固定した状態で行う。このとき、磁界形成器１１１ｂは、磁界形成器１１１ａが外側に移動することによって空いた空間に配置される。ダミー基板を基板ホルダ１０３に載置する。成膜室１０２内の圧力が１０−４〜１０−５Ｐａ台となるように排気口１２０から真空引きを行う。スパッタガスとしてのアルゴンガスをガス導入口１０６から成膜室１０２内に導入しながら、ＲＦ電源１１０を用いてターゲット１０７と接地間に高周波電力を印可してプラズマ放電をさせる。このとき、ターゲット１０７と基板ホルダ１０３との間に電界が形成される。すると、アルゴンガスはイオン化し、セルフバイアスによって加速されてターゲット１０７に衝突する。このとき、磁界形成器１１１ｂがターゲット１０７と基板ホルダ１０３の間に形成する磁界によりターゲット１０７からたたき出された二次電子にサイクロイド運動をさせ、アルゴンガスとのイオン化衝突の頻度を増大させる。これにより、ターゲット１０７の中心部の近傍に高密度のプラズマ１１２ｃを形成し、ターゲット１０７の中心部に付着している塊を取り除く。なお、スパッタガスの組成は、成膜時とクリーニング時とで同じであっても良く、異なっていても良い。
【００２６】
図７は、クリーニングを行うときの磁界形成器１１１ａ及び磁界形成器１１１ｂの中心線Ｓ１に平行な方向から見た配置を示している。複数の磁界形成器１１１ａを中心線Ｓ１から十分遠ざけた状態でクリーニングを行うことにより、磁界形成器１１１ａが形成する磁界の影響によりターゲット１０７から飛び出したスパッタ粒子が、ダミー基板以外のところに付着することが防がれる。また、磁界形成器１１１ａの中心線Ｓ１側に磁気シールド１１９が設けられているため、磁界形成器１１１ａが形成する磁界の干渉を受けることなく、ターゲット１０７の中心部だけをスパッタすることが可能である。ところで、磁気シールド１１９が磁界形成器１１１ａの側面（隣の磁界形成器１１１ａ側の面）も覆っているため、成膜時において、一の磁界形成器１１１ａが形成する磁界と他の磁界形成器１１１ａが形成する磁界とが干渉することが防がれる。
【００２７】
マグネトロンスパッタ装置１０１においては、成膜室１０２を大気解放することなくターゲット１０７の中心部に付着した塊を取り除くことができるため、生産性が向上している。更に、成膜室１０２の大気解放を伴なうメンテナンスの間隔を延ばすことができる。
【００２８】
また、磁界形成器１１１ｂが磁石１２１ｂ、１２２ｂを備えているため、ターゲット１０７と基板ホルダ１０３との間に電界と交差する磁界が確実に形成される。
【００２９】
なお、磁石１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂは、永久磁石であっても良く、電磁石であっても良い。薄膜の形成時に磁束形成器１１１ｂをターゲット１０７から遠い上側位置に配置することで、磁石１２１ｂ及び磁石１２２ｂを永久磁石とした場合であっても、磁束形成器１１１ｂが形成する磁界が薄膜形成に影響を及ぼすことが防がれる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、従来技術に係るマグネトロンスパッタ装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、ターゲットの侵食状態を示す断面図である。
【図３】図３は、他の従来技術に係るマグネトロンスパッタ装置の概略構成を示す断面図である。
【図４】図４は、更に他の従来技術に係るマグネトロンスパッタ装置の概略構成を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るマグネトロンスパッタ装置の概略構成を示す断面図である。図５は、基板上に薄膜を形成するときの状態を示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るマグネトロンスパッタ装置の概略構成を示す断面図である。図６は、ターゲットに付着した塊（生成物）を除去するときの状態を示す。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係るマグネトロンスパッタ装置の上面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０１…マグネトロンスパッタ装置
１０２…成膜室
１０３…基板ホルダ
１０４…シールド板
１０５…回転機構
１０６…ガス導入口
１０７…ターゲット
１０８…裏板
１０９…マッチングボックス
１１０…ＲＦ電源
１１１ａ、１１１ｂ…磁界形成器
１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ…プラズマ
１１５ａ、１１５ｂ…モータ
１１６ａ、１１６ｂ…ギヤ
１１７ａ、１１７ｂ…ラック
１１８ａ、１１８ｂ…ピニオン
１１９…磁気シールド
１２０…排気口
１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ…磁石
１３０ａ、１３０ｂ…駆動装置
２０１…マグネトロンスパッタ装置
２０２…成膜室
２０３…基板ホルダ
２０４…シールド体
２０７…ターゲット
２０８…裏板
２１１…マグネット
２１２…プラズマ
２２１…回転手段
２２２…回転軸
２２３…モータ
２２４…出力軸
２２５…プーリー
２２６…ベルト
３０１…マグネトロンスパッタ装置
３０２…成膜室
３０３…第１電極
３０４…永久磁石装置
３０６…ガス導入口
３０７…ターゲット
３０８…第２電極
３１０…電源装置
３１１ａ…周辺磁石
３１１ｂ…中央磁石
３１３ａ、３１３ｂ…磁界
３２０…排気口
３３２…シャッタ
３３３…支持部材
３３４…ガイドリング
３３５…スプリング
３３６…直線運動駆動装置
３３７…プッシャ
４０１…マグネトロンスパッタ装置
４０２…成膜室
４０３…基板ホルダ
４０４…シールド板
４０５…回転機構
４０６…ガス導入口
４０７…ターゲット
４０８…裏板
４０９…マッチングボックス
４１０…ＲＦ電源
４１１…マグネット
４１２ａ、４１２ｂ…プラズマ
４１３ａ、４１３ｂ…磁界
４１４…スパッタ粒子
４２０…排気口
４２８…エロージョン領域
４２９…非エロージョン領域
Ｗ…基板（ウェーハ）
Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ１２…中心線
【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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