(57)【要約】  【課題】  簡易な構成で、ターゲットの使用開始から終了までの膜厚の均一性を確保することができるスパッタリング装置及び方法並びにスパッタリング制御用プログラムを提供する。  【解決手段】  被処理物１９に対向して配置されたターゲット１５、磁界により高密度プラズマを発生させてターゲット１５の材料を被処理物に膜状に堆積させる永久磁石ユニットＭ、永久磁石ユニットＭを回転させる回転機構９、回転機構９による永久磁石ユニットＭの回転数を、段階的に変化させる回転数制御装置７を設ける。回転数制御装置７は、切り替えられる回転数を設定する回転数設定部７０２ｂ、切替の時刻を設定する切替時刻設定部７０２ａ、切替時刻を検出する検出部７０３、切替時刻における回転数を選択する選択部７０４、選択された回転数への切り替えを指示する切替部７０５を有する。【選択図】  図１
2005350751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物に対向して配置されたターゲットと、前記ターゲットの背面側に回転可能に設けられ、回転とともに発生している磁界により高密度プラズマを発生させ、前記ターゲットの材料を被処理物に膜状に堆積させる磁石ユニットと、前記磁石ユニットを回転させる回転機構とを有するスパッタリング装置において、
前記回転機構には、前記ターゲットの使用開始から終了までの間に、前記磁石ユニットの回転数を段階的に変化させる制御装置が接続されていることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記回転機構を駆動する駆動部と、
前記ターゲットの使用時間若しくは使用量を示す測定値を検出する検出部と、
前記測定値に応じた複数の回転数を設定する設定部と、
前記検出部が検出した測定値に応じて、前記設定部に設定された回転数を選択する選択部と、
前記選択部が選択した回転数への切り替えを、前記駆動部へ指示する切替部と、
を有することを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
前記設定部には、前記ターゲットの使用時間の経過若しくは使用量の増加に従って、低い回転数が設定されていることを特徴とする請求項２記載のスパッタリング装置。
【請求項４】
被処理物に対向して配置されたターゲットの構成材料を、回転機構により回転する磁石ユニットが発生する磁界によって高密度プラズマを発生させ、被処理物に膜状に堆積させるスパッタリング方法において、
前記ターゲットの使用開始から終了までの間に、前記回転機構による前記磁石ユニットの回転数を、段階的に切り替えることを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項５】
前記磁石ユニットの回転数を、前記ターゲットの使用時間の経過若しくは使用量の増加に従って、高い回転数から低い回転数へと切り替えることを特徴とする請求項４記載のスパッタリング方法。
【請求項６】
スパッタリング用ターゲットの背面に配置された磁石ユニットを回転させる回転機構を、コンピュータによって制御するためのスパッタリング制御用プログラムにおいて、
前記ターゲットの使用開始から終了までの間に、前記回転機構を制御することにより、前記磁石ユニットの回転数を段階的に変化させることを特徴とするスパッタリング制御用プログラム。
【請求項７】
前記コンピュータに、
前記ターゲットの使用時間若しくは使用量を示す測定値を検出させ、
前記測定値に応じた複数の回転数を設定させ、
検出された測定値に応じて、設定された回転数を選択させ、
選択された回転数への切り替え指示を出力させることを特徴とする請求項６記載のスパッタリング制御用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、スパッタ源によって被処理物の表面に、金属や絶縁物などからなる反射膜や透過膜などの薄膜を堆積させるスパッタリング装置及び方法並びにスパッタリング制御用プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置や液晶ディスプレイあるいは光ディスクなど各種の製品の製造工程において、ウェーハ、ガラス基板、ポリカーボネート基板などの被処理物の上に、各種の薄膜を堆積するスパッタリング型の成膜装置（以下、「スパッタリング装置」と称する）が広く用いられている。このようなスパッタリング装置は、真空容器内に設けられた所定の堆積物のターゲットを陰極にバイアスしておき、これに対して、アルゴン（Ａｒ）などの放電用ガスのイオンを衝突させることにより、ターゲットを構成する材料を、原子状、分子状あるいはクラスタ状で叩き出して、被処理物に薄膜として堆積させるものである。
【０００３】
このようなスパッタリング装置においては、ターゲットの表面近くの空間におけるグロー放電によるプラズマの密度を高めてスパッタリング速度を上げるために、いわゆる「マグネトロン方式」が広く用いられている。マグネトロン方式とは、ターゲットの背面側（被処理物と反対側）に磁石ユニットを設け、その発生磁界によって、荷電粒子をターゲットの表面近傍に閉じこめることにより高いプラズマ密度を得るものである。このようにしてプラズマ密度を高めることにより、高速なスパッタリングを行い、被処理物への堆積速度を増加することが可能となる。
【０００４】
ところで、マグネトロン方式のスパッタリング装置におけるターゲットは、膜材料となるものであるから、必然的に被処理物を処理するに従って削られて減少して行く。これは、被処理物と向かい合うターゲット表面に生じるものであるが、使用開始時点では少なく、時間が経過して、被処理物の処理数が増加するに従って進行して行く。このため、ターゲットの使用量、すなわち被処理物の処理数が増えると、ターゲット表面と被処理物との間の距離が大きくなるとともに、磁石ユニットとターゲット表面との距離は小さくなる。
【０００５】
このように、ターゲットの使用開始時から終了時までの間に、ターゲット表面と被処理物及び磁石ユニットとの距離が変化すると、発生する磁界とターゲット表面及び被処理物との位置関係が変化するので、被処理物に堆積する膜厚の均一性も変化する。つまり、仮に、ターゲットの使用開始時点で膜厚の均一性が良好であっても、ターゲットの使用終了時点では、膜厚の均一性が悪化しているという問題が発生する。特に、被処理物が、液晶ディスプレイや光ディスク用の基板である場合には、膜厚は、全ての製品について均一であることが望ましいが、ターゲットの減少により均一性が低下すると、製品の歩留まりに影響を与える。
【０００６】
個々の基板における膜厚の均一化を図る方法としては、例えば、特許文献１に、ターゲット材料及び要求品質に応じて、あらかじめ設定された最適な回転数により磁石を回転させることにより、均一な膜を形成する技術が提案されている。また、特許文献２には、複数の磁石の回転速度分布を個別に調整することにより、矩形の基板等に均一な膜を形成する技術、特許文献３には、ターゲットを支持するバッキングプレート材質を最適なものとすることにより、渦電流による回転数の変動を抑制して均一な膜を形成する技術が提案されている。但し、これらの技術は、ターゲット経時的な削れに着目したものではなく、ターゲットの使用開始から終了までの間に、順次生産される製品において、膜厚の均一性が徐々に低下していくことを防止できない。
【０００７】
このようなターゲットの削れに着目した従来技術としては、特許文献４〜６がある。すなわち、特許文献４，５は、永久磁石ユニットの全部若しくは一部をターゲットから遠ざけることによって、ターゲット表面の磁場分布、強度、更にはターゲットに平行な磁場が存在する位置を変化させ、ターゲットの使用開始から終了まで、膜厚の均一性の確保を行う技術である。また、特許文献６は、ターゲット表面の経時的な侵食状態に応じて、回転する電磁石コイルへの励磁電力を調整することにより、一定の成膜条件を維持できるようにした技術である。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１９５６４９号公報
【特許文献２】特開平０８−１４４０５８号公報
【特許文献３】特開２００１−３２９３６２号公報
【特許文献４】特許２９１２８６４号公報
【特許文献５】特開平０９−１７６８５２号公報
【特許文献６】特開平１０−６０６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献４，５の技術は、永久磁石ユニットを回転させるための機構以外に、永久磁石ユニットを軸方向に上下動させて、ターゲットとの距離を調整する機構が必要となり、装置の複雑化と高コスト化を招くことになる。また、特許文献６の技術では、回転する電磁石コイルを設けることは、やはり装置の複雑化と高コスト化を招くとともに、電磁石コイルへ供給する励磁電力を、最適な値に調整することは非常に手間がかかる。
【００１０】
一方、特許文献１〜３の技術を、ターゲットの経時的な削れの問題に適用するには、以下のような困難性がある。すなわち、特許文献１では、磁石の回転数をターゲット材料等に応じた一定の回転数によって制御するに過ぎないため、同一材料のターゲットであっても削れにより磁石ユニット等との距離が変化してしまった場合に、これにより増大する製品間の膜厚の不均一には対処できない。
【００１１】
また、特許文献２では、個別に回転する複数の磁石を設ける必要があるため、装置の複雑化と高コスト化を招くとともに、矩形の基板等に応じて、あらかじめ定めた複数の回転磁石の速度分布によって制御するに過ぎないため、ターゲットの削れにより磁石ユニット等との距離が変化してしまった場合に、これにより生ずる製品間の膜厚の不均一には対処できない。さらに、特許文献３では、バッキングプレートの材質選択により、渦電流による磁石の回転数の変動を抑制し、膜厚の均一性を高めるものであるから、上記のようなターゲットの削れによる磁石ユニット等との距離の変化には対処できない。
【００１２】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、簡易な構成で、ターゲットの使用開始から終了までの膜厚の均一性を確保することができるスパッタリング装置及び方法並びにスパッタリング制御用プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような目的を達成するため、請求項１の発明は、被処理物に対向して配置されたターゲットと、前記ターゲットの背面側に回転可能に設けられ、回転とともに発生している磁界により高密度プラズマを発生させ、前記ターゲットの材料を被処理物に膜状に堆積させる磁石ユニットと、前記磁石ユニットを回転させる回転機構とを有するスパッタリング装置において、前記回転機構には、前記ターゲットの使用開始から終了までの間に、前記磁石ユニットの回転数を段階的に変化させる制御装置が接続されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１の発明を方法の観点から捉えたものであり、被処理物に対向して配置されたターゲットの構成材料を、回転機構により回転する磁石ユニットが発生する磁界によって高密度プラズマを発生させ、被処理物に膜状に堆積させるスパッタリング方法において、前記ターゲットの使用開始から終了までの間に、前記回転機構による前記磁石ユニットの回転数を、段階的に切り替えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１及び４の発明を、コンピュータプログラムの観点から捉えたものであり、スパッタリング用ターゲットの背面に配置された磁石ユニットを回転させる回転機構を、コンピュータによって制御するためのスパッタリング制御用プログラムにおいて、前記ターゲットの使用開始から終了までの間に、前記回転機構を制御することにより、前記磁石ユニットの回転数を段階的に変化させることを特徴とする。
【００１６】
以上のような請求項１、４及び６の発明では、ターゲットの使用開始から終了までの間に、ターゲットの表面と被処理物及び磁石ユニットとの距離が変化しても、磁石ユニットの回転数を段階的に変化させることにより、磁場特性を変化させて、生成される膜厚を均一に維持することができる。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１のスパッタリング装置において、前記制御装置は、前記回転機構を駆動する駆動部と、前記ターゲットの使用時間若しくは使用量を示す測定値を検出する検出部と、前記測定値に応じた複数の回転数を設定する設定部と、前記検出部が検出した測定値に応じて、前記設定部に設定された回転数を選択する選択部と、前記選択部が選択した回転数への切り替えを、前記駆動部へ指示する切替部と、を有することを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１の発明をコンピュータプログラムの観点から捉えたものであり、請求項６のスパッタリング制御用プログラムにおいて、前記コンピュータに、前記ターゲットの使用時間若しくは使用量を示す測定値を検出させ、前記測定値に応じた複数の回転数を設定させ、検出された測定値に応じて、設定された回転数を選択させ、選択された回転数への切り替え指示を出力させることを特徴とする。
【００１９】
以上のような請求項２及び７の発明では、ターゲットは使用時間の経過若しくは使用量の増加に従って消耗していくが、これに応じた回転数をあらかじめ設定しておくことにより、自動的に適切なタイミングで回転数が切り替わり、使用開始から終了まで膜厚を均一に維持することができる。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１のスパッタリング装置において、前記設定部には、前記ターゲットの使用時間若しくは使用量が増えるに従って、低い回転数が設定されていることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項３の発明を方法の観点から捉えたものであり、請求項４のスパッタリング方法において、前記磁石ユニットの回転数を、前記ターゲットの使用時間若しくは使用量が増えるに従って、高い回転数から低い回転数へと切り替えることを特徴とする。
【００２１】
以上のような請求項３及び５の発明では、ターゲットの使用開始時において最適な高い回転数を、使用終了まで一定に維持するのではなく、段階的に低い回転数に切り替えることにより、一定の回転数とした場合に、ターゲットの消耗により生じる膜厚の均一性の低下を防止できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、簡易な構成で、ターゲットの使用開始から終了までの膜厚の均一性を確保可能なスパッタリング装置及び方法並びにスパッタリング制御用プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
［構成］
まず、本実施形態のスパッタリング装置（以下、本装置と呼ぶ）の構成を、図１を参照して説明する。すなわち、本装置は、図１に示すように、真空チャンバ１１、支持台２０、ターゲット１５、ハウジング１０、永久磁石ユニットＭ等を備えている。真空チャンバ１１は、真空排気系２１により減圧雰囲気を維持可能に構成されている。また、真空チャンバ１１には、スパッタリングガスを導入するためのガス導入口１８が設けられている。支持台２０は、真空チャンバ１１内に配設され、成膜対象となるウェーハや基板等の被処理物１９が載置される台である。
【００２４】
真空チャンバ１１内における支持台２０の上方には、支持台２０上の被処理物１９に対向する位置にターゲット１５が配設されている。このターゲット１５は、膜材料から成る部材であり、冷却機構１４及びバッキングプレートＢを介して、真空チャンバ１１内に支持固定されている。冷却機構１４は、ターゲット１５を冷却するための冷却水等が流通可能な水路等（図示せず）が設けられた機構であり、バイアス電圧を印加するためにターゲット１５を絶縁する絶縁リング１３を介して、真空チャンバ１１に取り付けられている。そして、絶縁リング１３と真空チャンバ１１及び冷却機構１４との間には、真空チャンバ１１の気密を維持するためのＯリング１２が設けられている。
【００２５】
冷却機構１４の下部には、ターゲット押さえ１６によって、バッキングプレートＢが取り付けられており、このバッキングプレートＢにターゲット１５が固定されている。バッキングプレートＢは、ターゲット１５若しくはその周辺に、磁界の変化による渦電流の流路を生じさせるような良好な導電性を持つ円盤状若しくは環状の部材である。
【００２６】
また、ハウジング１０は、真空チャンバ１１の上部に取り付けられており、その内部（ターゲット１５の背面側）に永久磁石ユニットＭが配設されている。この永久磁石ユニットＭは、２重の環状に設けられた内磁石ユニットＭ１と外磁石ユニットＭ２とが、磁石取付板４に固定されたものであり、ハウジング１０の上部に取り付けられたモータ等の回転機構９によって、回転軸８の周りに偏心回転可能に構成されている。従って、永久磁石ユニットＭは、偏心回転しながら、ターゲット１５の表面近傍の空間に磁界を発生させるように構成されている。
【００２７】
回転機構９は、回転数制御装置７によって、その回転数が制御されるように構成されている。回転数制御装置７は、ターゲット１５の使用開始から終了までの間に、所定のタイミングで回転機構９の回転数を変化させるものである。この制御は、基本的には、使用開始時（０）における一定速度（回転数Ｎ１）から、終了時（ｔ２）までの間のある時刻（ｔ１）において、それよりも遅い一定速度（回転数Ｎ２）に変更するものである。回転数制御装置７は、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって実現できる。
【００２８】
従って、例えば、回転数制御装置７を、図２の仮想的機能ブロックで示すような構成とすることが考えられる。すなわち、回転数制御装置７は、タイマ７０１、メモリ７０２、検出部７０３、選択部７０４、切替部７０５、駆動部７０６を有する。タイマ７０１は、時間を計測する手段である。メモリ７０２は、各種設定を記憶する手段であり、速度の切替時刻を設定する切替時刻設定部７０２ａと、初期の回転数及び各切替時刻に対応する回転数を設定する回転数設定部７０２ｂとを有している。検出部７０３は、タイマ７０１によって計測される時刻が、切替時刻設定部７０２ａに設定された時刻となったことを検出する手段である。選択部７０４は、検出部７０３によって切替時刻が到来したことが検出された場合に、対応する回転数を選択する手段である。切替部７０５は、選択部７０４によって選択された回転数への切り替えを指示する手段である。駆動部７０６は、回転数設定部７０２ｂに設定された回転数によって、回転機構９を駆動するドライバである。また、駆動部７０６は、切替部７０５による切り替え指示があった場合に、指示された回転数への切り替えを行う。
【００２９】
具体的な切替時刻や回転数は、被処理物１９に応じて自由に設定可能であるが、本装置においては、ターゲット１５の使用開始時刻ｔ０［ｓ］の回転数を初期のスパッタリングに適したＮ１［ｒｐｍ］とし、終了時刻ｔ２［ｓ］までの間の時刻ｔ１［ｓ］おいて、回転数Ｎ２［ｒｐｍ］（Ｎ１＞Ｎ２）に切り替えるものとする。切替時刻や回転数は、実験等によって得られた適切な値が、あらかじめデフォルトで設定されていてもよく、キーボート、タッチパネル、スイッチ等の入力部Ｋを介して、ユーザが所望の値を入力してもよい。あらかじめ用意されたインタフェースのメニューから選択することにより、入力できるようにしてもよい。この場合、典型的な設定値のいずれかを選択させるようにしてもよいし、数値ではなく、被処理物１９の種類やターゲット１５の材料等、特定の条件を選択するだけで、自動的に適切な数値が設定されるようにしてもよい。なお、以下に説明する手順で本装置の動作を制御するためのコンピュータプログラム及びこれを記録した記録媒体も、本発明の一態様である。
【００３０】
［作用］
以上のような本装置の動作について説明する。まず、上記のように、切替時刻設定部７０２ａ及び回転数設定部７０２ｂには、あらかじめ切替時刻及び回転数が設定されている。そして、被処理物１９を支持台２０の上に載置し、真空チャンバ１１を排気する。その後、ガス導入口１８からアルゴン（Ａｒ）などの所定のスパッタリングガスを導入する。回転数制御装置７の駆動部７０６は、あらかじめ初期の回転数として回転数設定部７０２ｂに設定された回転数によって回転機構９を駆動するので、この回転数で永久磁石ユニットＭが回転する。
【００３１】
このように永久磁石ユニットＭを回転させながら、ターゲット１５に所定の負電圧をバイアスする。すると、永久磁石ユニットＭによる磁場１７に形成される磁気トンネルによって、ターゲット１５の表面近傍にプラズマが高い密度で発生し、そこで発生した荷電粒子が負電圧にバイアスされたターゲット１５に衝突してターゲット１５の材料を叩き出し、被処理物１９の上に薄膜として堆積される。
【００３２】
本装置のようなスパッタリング装置では、永久磁石ユニットＭの回転数に対応して、ターゲット１５若しくはターゲット１５周辺の導電性を持つ部材に、磁界の変化を打ち消す方向に渦電流が発生する。その結果、永久磁石ユニットＭの回転数を変化させると、ターゲット１５の表面磁場分布、強度、更にはターゲット１５に平行な磁場が存在する位置を制御可能となる。つまり、永久磁石ユニットＭの回転数を変化させて磁場特性を変化させることにより、ターゲット１５表面でのスパッタリングレートの分布を変化させ、被処理物１９に堆積する膜厚の分布を制御することができる。
【００３３】
例えば、図３に示すように、ターゲット１５を回転数Ｎ１で回転させた場合と、回転数Ｎ２（Ｎ１＞Ｎ２）で回転させた場合とでは、ターゲット１５直上でのターゲット１５に垂直な磁場成分は相違する。このような磁場成分の違いから、冷却機構１４、ターゲット１５、ターゲット押さえ１６及びその周辺の導体に流れる渦電流が変化し、結果として永久磁石ユニットＭと渦電流が作る合成磁界は異なったものとなる。
【００３４】
ここで、従来のように、ターゲット１５の使用開始から終了まで一定の回転数Ｎ１でスパッタリングを行った場合の、ターゲット使用開始と終了における被処理物上に堆積する膜厚の分布を、図４に示す。この場合には、磁界は時間に対して一定であることから、ターゲットが削れるに伴って、ターゲット１５の表面と被処理物１９との距離及び永久磁石ユニットＭとターゲット１５の表面との距離が変化して、被処理物１９に堆積する膜厚もターゲット１５の開始と終了時では大きく異なる。
【００３５】
一方、本装置では、タイマ７０１によって計測される時刻が、切替時刻設定部７０２ａに設定された時刻ｔ１となったことが検出部７０３によって検出されると、選択部７０４が回転数Ｎ２を選択し、切替部７０５が駆動部７０６に回転数Ｎ２への切り替えを指示する。従って、図５に示すように、駆動部７０６は回転機構９の駆動を、回転数Ｎ１から回転数Ｎ２に切り替える。
【００３６】
このように、回転数をＮ１からＮ２に変化させた場合には、膜厚の分布は、図６に示すようになる。すなわち、初期の時刻０から、ある時刻ｔ１まで永久磁石ユニットＭを回転数Ｎ１で稼動する。そして、時刻ｔ１に達すると、図６の左欄に示すように、被処理物１９に堆積する膜厚の分布は、ターゲット１５の表面と被処理物１９との距離及び永久磁石ユニットＭとターゲット１５の表面との距離の変化の影響を受けて、ある程度悪化する。
【００３７】
そこで、このタイミング（均一性が任意の許容範囲に収まっている間）で、回転数制御装置７により、永久磁石ユニットＭの回転数をＮ２に変更する。すると、ターゲット１５の直上でのターゲット１５に平行な磁場成分が変化する（図２参照）ので、結果として、膜厚の分布は図６の右欄に示すように変化して、均一性の悪化に歯止めがかかる。さらに、時刻ｔ２に達すると、被処理物１９に堆積する膜厚の分布は、評価範囲で釣り合い、良好な均一性が達成される。この一連の制御によって、ターゲット１５の使用の初期から終了まで、被処理物１９に堆積する膜厚の均一性は、±Ｕ（任意の許容範囲）［％］以内となり、回転数を変化させない場合に比べて歩留まりが向上する。
【００３８】
［実施例］
以上のような本発明に基づく実験結果を、図７に示す。本実験は、例えば、片面２層のＤＶＤの材料基板に、半透明膜を形成したものであり、基板の処理枚数の増加に従った消費電力量で示されるターゲットライフ（ＷＨ）に対して、各基板に形成される半透明膜の均一性（ＭＡＸ−ＭＩＮ／ＭＡＸ＋ＭＩＮ）×１００［％］を測定したものである。
【００３９】
まず、本発明を適用せず、ターゲット１５の回転数を、使用初期において最適な値として設定された１８０［ｒｐｍ］の一定に維持した場合には、ターゲットライフ１５０００［ＷＨ］を境に分布が悪化傾向を示し、３５０００［ＷＨ］付近において±３［％］以上に拡大した。一方、ターゲット１５の回転数を、ターゲットライフ１９０００［ＷＨ］付近において、１２０［ｒｐｍ］に落とし、さらに、３１０００［ＷＨ］付近において６０［ｐｒｍ］に落とした場合には、均一性が±１〜２［％］に収まった。
【００４０】
［効果］
以上のような本実施形態によれば、ターゲット１５の表面と永久磁石ユニットＭ及び被処理物１９との距離が、ターゲット１５の使用開始時と終了時で変化するような状況であっても、永久磁石ユニットＭの回転数を適切に制御することによって、膜厚の均一性を一定に近づけることが可能となり、被処理物１９の歩留まりを向上させることができる。特に、本実施形態は、ある一定の回転速度を他の一定の回転速度へ段階的に切り替えるだけであるため、磁石を上下させて調整する機構や、多数の磁石の回転速度分布を調整したり、電磁石コイルの励磁電力を調整するといった複雑な構成や調整は不要となり、装置の簡素化及び低コスト化が実現できる。
【００４１】
［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、ターゲットの使用開始から終了までの間の使用時間若しくは使用量の測定は、上記の実施形態では使用開始からの時刻を測定することによって、また、実施例では電力消費量を測定することによって行った。しかし、これには限定されず、ターゲットの重量測定や赤外線による距離測定等によってターゲットの使用量を測定して、その度合いによって切り替えタイミングを決定してもよい。さらに、被処理物の処理数をカウントしていくことによって、ターゲットの使用量を測定してもよい。つまり、ターゲットの使用時間や使用量の測定は、ターゲットの消耗にある程度比例するあらゆる数値を直接若しくは間接に測定する場合を広く含む。
【００４２】
回転数を切り替える回数や切り替える回転数の種類は、上記の実施形態で示したように、最低一回、異なる回転数に切り替えればよいが、上記の実施例のように、複数回異なる回転数に切り替えるようにしてもよい。具体的な回転数の値も、上記に例示したものには限定されない。一般的には、上記のように、回転数を段階的に低下させるとよいが、被処理物やターゲットによっては、回転数を段階的に上昇させたり、低下と上昇を組み合わせてもよい。
【００４３】
また、スパッタリング装置の各構成部は、上記の実施形態で示したものには限定されず、対象となる被処理物の種類に応じて、種々のものが適用できる。例えば、図８に示すように、被処理物１９であるディスク用の基板の中央に、スパッタリングをマスクするためのセンターマスク２２等を設けたスパッタリング装置にも適用可能である。つまり、本発明の対象となる被処理物の種類は、特定のものには限定されず、スパッタリングによる成膜対象となるあらゆるものに適用できる。
【００４４】
また、本発明は、特開２００２−２９４４４６号公報、特開２００１−２６２３３７号公報に開示したスパッタリング装置に適しているが、これに限定されるものではなく、使用するターゲット、磁石、バッキングプレート、冷却機構等の形状、材質、構造等も自由である。例えば、ターゲットは、マグネトロンスパッタリングにより被処理物に対して成膜できるものであれば、現在又は将来において利用可能なあらゆる材質のものが適用可能である。バッキングプレートも、典型的には銅若しくは銅合金を用いるが、導電性の材料であればどのような材質、形状で形成されていてもよい。磁石は、装置の簡素化や低コスト化の観点からは永久磁石が望ましいが、電磁石を採用してもよく、冷却機構も、種々の冷却媒体、放熱形状を採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態を示す簡略構成図である。
【図２】図１の実施形態における回転数制御装置を示す機能ブロック図である。
【図３】異なる回転数に応じたターゲットに垂直な磁場成分の相違を示す説明図である。
【図４】回転数を一定とした場合のターゲット開始初期時と終了時における膜厚の均一性の相違を示す説明図である。
【図５】図１の実施形態における時刻の経過に従った回転数の切り替えを示す説明図である。
【図６】図１の実施形態における回転数切替前と切替後の膜厚の均一性維持状態を示す説明図である。
【図７】本発明を適用したスパッタリング装置による膜厚と、本発明を適用しないスパッタリング装置による膜厚の均一性を計測した実験結果を示す説明図である。
【図８】本発明を適用可能な他のスパッタリング装置の一例を示す簡略構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
４…磁石取付板
７…回転数制御装置
８…回転軸
９…回転機構
１０…ハウジング
１１…真空チャンバ
１２…Ｏリング
１３…絶縁リング
１４…冷却機構
１５…ターゲット
１６…ターゲット押さえ
１７…磁場
１８…ガス導入口
１９…被処理物
２０…支持台
２１…排気系
２２…センターマスク
７０１…タイマ
７０２…メモリ
７０２ａ…切替時刻設定部
７０２ｂ…回転数設定部
７０３…検出部
７０４…選択部
７０５…切替部
７０６…駆動部
Ｂ…バッキングプレート
Ｋ…入力部
Ｍ…永久磁石ユニット
Ｍ１…内磁石ユニット
Ｍ２…外磁石ユニット
【図１】
2005350751.tif 000003
【図２】
2005350751.tif 000004
【図３】
2005350751.tif 000005
【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年6月13日(2005.6.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
そこで、このタイミング（均一性が任意の許容範囲に収まっている間）で、回転数制御装置７により、永久磁石ユニットＭの回転数をＮ２に変更する。すると、ターゲット１５の直上でのターゲット１５に平行な磁場成分が変化する（図３参照）ので、結果として、膜厚の分布は図６の右欄に示すように変化して、均一性の悪化に歯止めがかかる。さらに、時刻ｔ２に達すると、被処理物１９に堆積する膜厚の分布は、評価範囲で釣り合い、良好な均一性が達成される。この一連の制御によって、ターゲット１５の使用の初期から終了まで、被処理物１９に堆積する膜厚の均一性は、±Ｕ（任意の許容範囲）［％］以内となり、回転数を変化させない場合に比べて歩留まりが向上する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
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