(57)【要約】【課題】ターゲットを無駄なく使用することができるようにして経済性を高める。【解決手段】ターゲット１４にイオンビーム１６を照射し、ターゲット１４からたたき出された粒子によって基板１５上に成膜を行うイオンビームスパッタ装置において、集積化された複数のイオンガン２１と、それらイオンガン２１を個々に駆動制御し、ターゲット１４に照射されるイオンビーム１６の電流密度分布を所要の電流密度分布に設定可能とするイオンガンドライバ２２とを有するものとする。ターゲット面１４ａの削れ量を均一にすることができる。【選択図】      図１
2004285424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットにイオンビームを照射し、ターゲットからたたき出された粒子によって基板上に成膜を行うイオンビームスパッタ装置であって、
集積化された複数のイオンガンと、
それらイオンガンを個々に駆動制御し、上記ターゲットに照射されるイオンビームの電流密度分布を所要の電流密度分布に設定可能とするイオンガンドライバとを具備することを特徴とするイオンビームスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は基板上に所要の膜を形成するために使用する成膜用イオンビームスパッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５はこの種のイオンビームスパッタ装置の従来構成例を模式的に示したものであり、真空槽１１にはその壁面を貫通してイオンガン１２が取り付けられている。イオンガン１２にはイオンガンドライバ１３が接続されており、イオンガン１２はイオンガンドライバ１３によってドライブ条件（駆動条件）が設定されて駆動制御される。
真空槽１１内には成膜物質からなるターゲット１４が設置され、さらに成膜を行う基板１５が配置されている。
イオンガン１２より出射されたイオンビーム１６はターゲット１４に照射され、ターゲット１４に照射されたイオンビーム１６はターゲット１４をスパッタリングし、つまり成膜粒子をたたき出して（スパッタアウトさせて）真空槽１１内に成膜粒子を飛散させる。
【０００３】
この際、成膜粒子を効率良く基板１５に飛散させるために、イオンビーム１６をターゲット１４の面１４ａに対し、垂直よりある程度角度を付けて照射するようにし、成膜粒子の飛散方向１７を図５に示したように基板１５に向けるように構成されている。
一方、例えばこのようなイオンビームスパッタ装置を量産機として使用する場合、成膜する基板の大型化によって生産性の向上を図るといったことが行われ、この場合、大面積に成膜する必要からターゲットも大型化され、さらにそのターゲットと同等程度の大きさの大口径のイオンビームを用いるといったことが必要となる。
従来、このような大口径のイオンビーム引き出し口をもつイオンガンにおいては、イオンビームの断面における電流密度の均一性を確保する（向上させる）といったことが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−７５２３２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようにイオンビームの電流密度が均一な場合（図５においては均一な電流密度のイオンビーム１６を同一形状の３つの三角形によってイメージ化して示している）、図５に示したようにイオンビーム１６に対して角度を持ち、傾斜して配置されているターゲット１４は、それにより片寄りを持って削れていく（スパッタされていく）。
図６はこの様子を示したものであり、図５においてイオンガン１２に対するターゲット面１４ａの遠端をＡ点、近端をＢ点とすると、このＡ点からＢ点に至るターゲット面１４ａの削れ量は図６に示したようになる。
そして、このように片寄って削れていくターゲット１４は部分的に減ってしまう（なくなってしまう）ために、他の削れの少ない部分を残したまま、交換しなければならなくなる。
【０００６】
ターゲット１４は一般に大変高価であり、上記のように交換された使用済みターゲットは再生することができるものの、高純度物質を使用しているターゲットの再生には工数的、材料的、エネルギー的なロスが発生し、効率的、経済的とは言えない。
この発明の目的はこの問題に鑑み、ターゲットを最小限のロスで無駄なく使用することができるようにし、よって経済性に優れ、かつターゲットの再生が不要となることから効率的にも優れたイオンビームスパッタ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、ターゲットにイオンビームを照射し、ターゲットからたたき出された粒子によって基板上に成膜を行うイオンビームスパッタ装置は、集積化された複数のイオンガンと、それらイオンガンを個々に駆動制御し、ターゲットに照射されるイオンビームの電流密度分布を所要の電流密度分布に設定可能とするイオンガンドライバとを具備するものとされる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照して実施例により説明する。
図１はこの発明によるイオンビームスパッタ装置の一実施例の構成を模式的に示したものであり、図５と対応する部分には同一符号を付してある。
この例ではイオンガンは集積化された複数のイオンガン２１によって構成され、それらイオンガン２１には個々にイオンガンドライバ２２が設けられているものとされる。
従って、各イオンガン２１はそれぞれドライブ条件を設定／調整することができるものとなっており、つまり個別のイオンガンドライバ２２により、複数のイオンガン２１を個別に駆動制御することができ、ターゲット１４に照射されるイオンビーム１６の電流密度分布を所要の電流密度分布に設定可能とされている。
上記のような構成を有するイオンビームスパッタ装置によれば、イオンビーム１６に対して傾斜して配置されているターゲット１４の面１４ａにイオンビーム１６の電流密度を合わせ、つまりターゲット１４までの距離に対応するような電流密度分布をイオンビーム１６が持つように調整することにより、Ａ点からＢ点に至るターゲット面１４ａが均一に削れるようにすることができる。
【０００９】
以下、ターゲット面１４ａの削れ量を均一にするためのドライブ条件の設定方法について説明する。
図２（ａ）及び（ｂ）はイオンビームの電流密度とターゲットまでの距離との関係及びイオンビームの電流密度とターゲット削れ量との関係をそれぞれ示したものであり、これら図２（ａ），（ｂ）の関係から集積化された複数のイオンガン２１のおおよそのドライブ条件を設定し、実際の成膜によりターゲット面１４ａの削れ量を測定して、その測定結果をもとにドライブ条件を微調整していく。
図２（ｃ）はその調整過程（過程▲１▼→▲２▼→▲３▼）におけるＡ点からＢ点に至るターゲット面１４ａの削れ量を示したものであり、微調整を繰り返すことで▲１▼→▲３▼へと最適条件へ調整されていることがわかる。
このようにして、複数のイオンガン２１のドライブ条件を調整し、その条件でイオンガン２１を駆動制御することにより、イオンビーム１６はターゲット面１４ａの削れ量を均一にする電流密度分布を有するものとなる。なお、図１においてはイオンビーム１６のこのような電流密度分布をイメージ化して示している。
【００１０】
図３は複数のイオンガン２１の集積形態例を示したものであり、図３（ａ）に示したようにターゲット１４が円形の場合には、その円形に合わせて円形を構成するようにイオンガン２１を集積し、また図３（ｂ）に示したようにターゲット１４が方形の場合には方形を構成するようにイオンガン２１を集積するのが好ましい。
図４（ａ）〜（ｃ）はターゲットの各種形態に対してイオンビーム１６の電流密度分布が調整されている状態をイメージ化して示したものであり、図４（ａ）は表面が不均一に削れたターゲット３１の再使用に対し、イオンビーム１６の電流密度分布が調整されている状態を示し、図４（ｂ）は３つの厚さの異なる（削れ量の異なる）ターゲット３２ａ〜３２ｃが寄せ集められてなるターゲット３２に対し、イオンビーム１６の電流密度分布が調整されている状態を示す。また、図４（ｃ）は材料混合ターゲット（図では３種）３３に対し、イオンビーム１６の電流密度分布が調整されている状態を示す。
いずれにおいてもイオンビーム１６の電流密度分布をターゲットに合わせて制御することにより、ターゲットを無駄なく使用することができるものとなる。
【００１１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によるイオンビームスパッタ装置によれば、集積化された複数のイオンガンと、それらイオンガンを個々に駆動制御し、ターゲットに照射されるイオンビームを所要の電流密度分布に設定可能とするイオンガンドライバとを具備するものとなっており、よってターゲット面に合わせ、イオンビームの電流密度分布を制御することにより、ターゲット面の削れ量を均一にすることができる。
【００１２】
従って、ターゲットを最小限のロスで無駄なく使用することができ、その点で経済的であり、また廃棄物が少なくなるため、環境にもやさしいものとなる。
さらに、従来行っていたようなターゲットの再生が不要となることから、時間的、エネルギー的なロスを解消でき、効率的にも優れたものとなる。
なお、イオンビームの電流密度分布を任意に設定できることから、例えば基板上の膜厚分布の均一性を向上させることもでき、さらには膜質の向上や膜厚補正を容易に行えるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるイオンビームスパッタ装置の一実施例を示す模式図。
【図２】（ａ）はイオンビームの電流密度とターゲットまでの距離との関係を示すグラフ、（ｂ）はイオンビームの電流密度とターゲット削れ量との関係を示すグラフ、（ｃ）は複数のイオンガンのドライブ条件の調整によってターゲット面の削れ量が均一化していく過程を示すグラフ。
【図３】イオンガンの集積形態例を説明するための図。
【図４】ターゲットの各種形態に対してイオンビームの電流密度分布が調整された状態を示す模式図。
【図５】従来のイオンビームスパッタ装置の構成を示す模式図。
【図６】従来のイオンビームスパッタ装置におけるターゲット削れ量の片寄り（不均一さ）を示すグラフ。
【図１】
2004285424.tif 000003
【図２】
2004285424.tif 000004
【図３】
2004285424.tif 000005
【図４】
2004285424.tif 000006
【図５】
2004285424.tif 000007
【図６】
2004285424.tif 000008