(57)【要約】【課題】ペロブスカイト系の高誘電体材料（ＳｒＴｉＯ３等）をスパッタリングにより効率良く成膜する。【解決手段】基板ホルダ２０が回転する際に、基板ホルダ２０のターゲット１０側の面２０ａの全部分がターゲット１０の真上を通過する。よって、基板ホルダ２０により保持される基板３０もまたターゲットと向かい合う。これにより、基板３０がターゲット１０の真上を通過しないことによる成膜の不完全さを防止できる。しかも、ターゲット１０の面積基板ホルダ２０のターゲット１０側の面２０ａの面積よりも小さいため、成膜された基板３０を効率良く大量生産することが可能である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットから放出された物質が成膜される基板を保持する基板保持手段を有するスパッタリング装置であって、
前記基板保持手段が回転する際に、前記基板保持手段の前記ターゲット側の面の全部分が前記ターゲットと向かい合い、
前記ターゲットの面積は前記基板保持手段の前記ターゲット側の面の面積よりも小さい、
スパッタリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタリング装置であって、
前記ターゲットはペロブスカイト系の高誘電体材料であるスパッタリング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスパッタリング装置であって、
前記基板保持手段の回転半径が前記ターゲットに向かい合うスパッタリング装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のスパッタリング装置であって、
前記ターゲットが複数あり、
前記基板保持手段が回転する際に、前記基板保持手段の前記ターゲット側の面の全部分が前記複数のターゲットのいずれか一つ以上と向かい合う、
スパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上へのスパッタリングによるペロブスカイト系の高誘電体材料（ＳｒＴｉＯ３等）の成膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、通常の金属をスパッタリングにより基板上に成膜することが行われている。従来技術の通常の金属のスパッタリングによる成膜装置１００の一例を図５に示す。
【０００３】
ターゲット１１０は通常の金属である。ターゲット１１０に加速されたイオンを衝突させ、ターゲット１１０の表面の分子を外部に放出させる。外部に放出されたターゲット１１０の表面の分子は、ターゲット１１０の上方に配置された円板状の基板ホルダ１２０に保持された基板１３０に付着する。これにより、基板に成膜がなされる。なお、ターゲット１１０と基板ホルダ１２０とは平行に配置されており、基板ホルダ１２０は回転軸１２６まわりに回転させておく。
【０００４】
ここで、成膜された基板を効率良く大量生産するためには、ターゲット１１０の大きさを大きくすることは好ましくない。そこで、基板ホルダ１２０をターゲット１１０よりも大きくする。また、基板ホルダ１２０の円周上付近にターゲット１１０の中心を配置するようにする。これにより、基板ホルダ１２０には、外周領域１２２（ターゲット１１０の真上を通過する領域）と内周領域１２４（ターゲット１１０の真上を通過しない領域）とが生じる。基板の内で外周領域１２２に配置された外側部分１３２へ成膜された膜も、基板の内で内周領域１２４に配置された内側部分１３４へ成膜された膜も均一な膜質を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ターゲット１１０としてペロブスカイト系の高誘電体材料（ＳｒＴｉＯ３等）を使用した場合は問題があることを発明者は発見した。すなわち、基板の内で外周領域１２２に配置された外側部分１３２へ成膜された膜は良い膜質を有するものの、基板の内で内周領域１２４に配置された内側部分１３４へ成膜された膜の膜質は使用に耐える膜質ではないものであることを発明者は発見した。よって、ペロブスカイト系の高誘電体材料（ＳｒＴｉＯ３等）をスパッタリングによっては効率良く成膜できない。
【０００６】
そこで、本発明は、発明者により新たに発見された問題点を解決すべく、ペロブスカイト系の高誘電体材料（ＳｒＴｉＯ３等）をスパッタリングにより効率良く成膜することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ターゲットから放出された物質が成膜される基板を保持する基板保持手段を有するスパッタリング装置であって、基板保持手段が回転する際に、基板保持手段のターゲット側の面の全部分がターゲットと向かい合い、ターゲットの面積は基板保持手段のターゲット側の面の面積よりも小さいように構成される。
【０００８】
上記のように構成されたスパッタリング装置によれば、基板保持手段が回転する際に、基板保持手段のターゲット側の面の全部分がターゲットと向かい合う。例えば、ターゲットの真上や真下を通過する。よって、基板保持手段により保持される基板もまたターゲットと向かい合う。これにより、基板がターゲットと向かい合わないことによる成膜の不完全さを防止できる。
【０００９】
しかも、ターゲットの面積は基板保持手段のターゲット側の面の面積よりも小さいため、成膜された基板を効率良く大量生産することが可能である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、ターゲットはペロブスカイト系の高誘電体材料であるように構成される。
【００１１】
基板がターゲットと向かい合わないことによる成膜の不完全さは、発明者の発見によればターゲットがペロブスカイト系の高誘電体材料であるときに著しいため、ターゲットがペロブスカイト系の高誘電体材料であるときにはより効果的である。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明であって、基板保持手段の回転半径がターゲットに向かい合うように構成される。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明であって、ターゲットが複数あり、基板保持手段が回転する際に、基板保持手段のターゲット側の面の全部分が複数のターゲットのいずれか一つ以上と向かい合うように構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
第一の実施形態
図１は、本発明の第一の実施形態にかかるスパッタリング装置１を示す図である。図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図である。スパッタリング装置１は、基板ホルダ（基板保持手段）２０を有する。ターゲット１０から放出された物質が成膜される基板３０を保持する。なお、スパッタリング装置１は、ターゲット１０に加速されたイオン（例えばアルゴンイオン）をぶつけ、ターゲット１０から物質を放出させ、基板３０に成膜する。そのための構成部材は周知なので図示および説明を省略する。
【００１６】
ターゲット１０は、ペロブスカイト系の高誘電体材料（ＳｒＴｉＯ３等）である。ターゲット１０の形状は円板状であり（図１（ａ）参照）、その厚さは円板の半径に比べると薄い（図１（ｂ）参照）。
【００１７】
基板ホルダ２０は円板状であり（図１（ａ）参照）、ターゲット１０の上方に、ターゲット１０と平行に配置されている（図１（ｂ）参照）。基板ホルダ２０は回転軸２６を有している。回転軸２６は、基板ホルダ２０の厚さ方向に延伸する軸である（図１（ｂ）参照）。基板ホルダ２０は回転軸２６を中心にして回転する（図１（ｂ）参照）。なお、ターゲット１０を上から見たときの面の面積は、基板ホルダ２０のターゲット１０側の面２０ａの面積よりも小さい（図１（ａ）参照）。このため、上から見たとき基板ホルダ２０がターゲット１０と重なり合わない、すなわちターゲット１０と向かいあわない部分２８が生じる。
【００１８】
なお、基板ホルダ２０の回転半径２７は、上から見ると、ターゲット１０に含まれている。すなわち、回転半径２７は、ターゲット１０に向かいあっている。
【００１９】
次に第一の実施形態の動作を説明する。
【００２０】
まず、周知の構成（図示せず）により、ターゲット１０に加速されたイオン（例えばアルゴンイオン）をぶつけ、ターゲット１０から物質を放出させる。放出された物質は基板３０に成膜される。このままでは、基板３０の内で、向かいあわない部分２８に配置された部分に成膜された膜は使用に耐えない。
【００２１】
しかし、成膜されている際に、基板ホルダ２０は回転軸２６を中心に回転する。回転半径２７がターゲット１０に向かいあっているため、基板ホルダ２０の回転にしたがって、基板ホルダ２０のターゲット１０側の面２０ａの全部分（向かいあわない部分２８を含む）がターゲット１０の上方を通過する。上から見ると、面２０ａの全部分がターゲット１０を通過していくことになる。すなわち、基板ホルダ２０が回転する際に、面２０ａの全部分がターゲット１０と向かい合う。
【００２２】
第一の実施形態によれば、基板ホルダ２０が回転する際に、基板ホルダ２０のターゲット１０側の面２０ａの全部分がターゲット１０と向かい合う。よって、基板３０には、ターゲット１０の真上を通過しない領域に配置された部分というものが無くなる。よって、基板がターゲットと向かい合わないことによる成膜の不完全さを防止できる。
【００２３】
しかも、ターゲット１０の面積は基板ホルダ２０のターゲット１０側の面２０ａの面積よりも小さいため、成膜された基板３０を効率良く大量生産することが可能である。
【００２４】
なお、ターゲット１０の形状は円板状でなくてもかまわない。基板ホルダ２０の回転半径２７が、上から見ると、ターゲット１０に含まれているようにすればよい。図２は変形例の平面図である。
【００２５】
図２（ａ）に示すように基板ホルダ２０の直径と向かい合う長方形状のターゲット１０を採用してもよい。図２（ｂ）に示すように基板ホルダ２０の回転半径２７と向かい合う楕円状のターゲット１０を採用してもよい。
【００２６】
第二の実施形態
第二の実施形態は、ターゲット１０が複数使用される点で第一の実施形態と異なる。図３は、本発明の第二の実施形態にかかるスパッタリング装置１を示す平面図である。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の番号を付して説明を省略する。
【００２７】
スパッタリング装置１には、ターゲット１０ａおよび１０ｂが取りつけられる。ターゲット１０ａおよび１０ｂのそれぞれの面積およびその総和は基板ホルダ２０の面積よりも小さい。上から見た場合、ターゲット１０ａおよび１０ｂは、基板ホルダ２０と重なっており、ターゲット１０ａの方がターゲット１０ｂよりも外側に位置している。
【００２８】
基板ホルダ２０が回転軸２６を中心として回転した場合、上から見たときターゲット１０ａと重なり合わない、すなわちターゲット１０と向かいあわない部分２９が生じる。しかし、向かいあわない部分２９の回転半径２９ａがターゲット１０ｂと向かい合っている。
【００２９】
次に第二の実施形態の動作を説明する。
【００３０】
まず、周知の構成（不図示）により、ターゲット１０に加速されたイオン（例えばアルゴンイオン）をぶつけ、ターゲット１０から物質を放出させる。放出された物質は基板３０に成膜される。
【００３１】
成膜されている際に、基板ホルダ２０は回転軸２６を中心に回転する。基板ホルダ２０の比較的外側の部分はターゲット１０ａの上方を通過、すなわちターゲット１０ａと向かい合う。しかし、向かいあわない部分２９は、ターゲット１０ａと向かい合わない。ここで、向かいあわない部分２９の回転半径２９ａがターゲット１０ｂと向かい合っているため、向かいあわない部分２９はターゲット１０ｂの真上を通過、すなわちターゲット１０ｂと向かい合う。
【００３２】
第二の実施形態によれば、基板ホルダ２０が回転する際に、基板ホルダ２０のターゲット１０ａおよび１０ｂ側の面２０ａの全部分がターゲット１０ａまたは１０ｂと向かい合う。よって、基板３０には、ターゲット１０ａまたは１０ｂの真上を通過しない領域に配置された部分というものが無くなる。よって、基板がターゲットと向かい合わないことによる成膜の不完全さを防止できる。
【００３３】
しかも、ターゲット１０ａまたは１０ｂの面積は基板ホルダ２０のターゲット１０ａまたは１０ｂ側の面２０ａの面積よりも小さいため、成膜された基板３０を効率良く大量生産することが可能である。
【００３４】
なお、ターゲットが３個以上になってもかまわない。図４は、ターゲットが３個である場合の平面図である。基板ホルダ２０は回転軸２６を中心に回転する。基板ホルダ２０の比較的外側の部分はターゲット１０ａの上方を通過、すなわちターゲット１０ａと向かい合う。しかし、向かいあわない部分２９は、ターゲット１０ａと向かい合わない。ここで、向かいあわない部分２９の比較的外側の部分はターゲット１０ｂの上方を通過、すなわちターゲット１０ｂと向かい合う。しかし、向かいあわない部分２９ｂは、ターゲット１０ｂと向かい合わない。ここで、向かいあわない部分２９ｂはターゲット１０ｃの上方を通過、すなわちターゲット１０ｃと向かい合う。
【００３５】
なお、これまでターゲット１０よりも基板ホルダ２０の方が上にあることを前提として説明してきた。しかし、ターゲット１０よりも基板ホルダ２０の方が下にあってもかまわない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、基板保持手段が回転する際に、基板保持手段のターゲット側の面の全部分がターゲットと向かい合う。例えば、ターゲットの真上や真下を通過する。よって、基板保持手段により保持される基板もまたターゲットと向かい合う。これにより、基板がターゲットと向かい合わないことによる成膜の不完全さを防止できる。
【００３７】
しかも、ターゲットの面積は基板保持手段のターゲット側の面の面積よりも小さいため、成膜された基板を効率良く大量生産することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかるスパッタリング装置１を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は正面図である。
【図２】第一の実施形態の変形例の平面図であり、長方形状のターゲット１０（図２（ａ））、楕円状のターゲット１０（図２（ｂ））を示す。
【図３】本発明の第二の実施形態にかかるスパッタリング装置１を示す平面図である。
【図４】第二の実施形態の変形例であるターゲットが３個である場合の平面図である。
【図５】従来技術の通常の金属のスパッタリングによる成膜装置１００の一例を示す図である。
【符号の説明】
１　スパッタリング装置
１０、１０ａ、１０ｂ　ターゲット
２０　基板ホルダ（基板保持手段）
２６　回転軸
２７　回転半径
３０　基板
【図１】
2004010905.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004010905.tif 000005
【図４】
2004010905.tif 000006
【図５】
2004010905.tif 000007