(57)【要約】【課題】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ターゲットが小型化しても、ターゲット表面に弧状の磁力線が形成され、安定してマグネトロンスパッタが行える、マグネトロンスパッタ装置を提供するものである。【解決手段】真空容器中に形成したい薄膜の成分の一部または全部からなるターゲットを配し、その裏面に、内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とこれらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとからなり、ターゲット表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入することを特徴とする。【選択図】図１ 
2005139521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内にターゲットを有し、このターゲットの裏面に内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とを配置し、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとから成り前記ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入したこと
を特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
【請求項２】
真空容器内にターゲットを有し、このターゲットの裏面に内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とを配置し、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとから成り前記ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、かつ前記水平磁石と、前記内側磁石と前記外側磁石と前記ヨークとで囲まれる空間を磁性体材料で充填したこと
を特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
【請求項３】
内側磁石および外側磁石のうちターゲットの側端面が前記ターゲット面に近い位置に配置している磁石の前記ターゲット面に垂直な方向の中点より前記ターゲット側に前記水平磁石を配置したことを特徴とする請求項１または２記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項４】
真空容器内にターゲットを有し、このターゲットの裏面に内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とを配置し、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとから成り前記ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、前記外側磁石の更に外側にも、前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入したこと
を特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
【請求項５】
真空容器内にターゲットを有し、このターゲットの裏面に内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とを配置し、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとから成り前記ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、前記外側磁石の更に外側にも、前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、さらに、前記内側磁石と前記外側磁石で挟まれた水平磁石、外側磁石の外側に配した外側水平磁石とヨークとの間の空間を磁性体で充填したこと
を特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
【請求項６】
内側磁石および外側磁石のうちターゲットの側端面が前記ターゲット面に近い位置に配置している磁石の前記ターゲット面に垂直な方向の中点より前記ターゲット側に前記水平磁石および外側水平磁石を配置したことを特徴とする請求項４または５記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項７】
外側磁石の外径が２インチ以下であることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項８】
真空容器内にターゲットを有し、このターゲットの裏面に内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とを配置し、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとから成り前記ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入した磁気回路をターゲット裏面に複数個配置したこと
を特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
【請求項９】
複数の磁気回路がターゲット面に平行な方向に可動することを特徴とする請求項８記載のマグネトロンスパッタ装置。
【請求項１０】
真空容器内に配置されたターゲットの裏面に内側磁石とこの内側磁石と逆向きの磁化方向を有する外側磁石とを有し、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入した磁気回路をターゲット裏面に複数個配置した状態で前記複数の磁気回路をターゲット面に水平な方向に動かしながらスパッタ成膜すること
を特徴とするマグネトロンスパッタ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリングにより薄膜を形成するためのマグネトロンスパッタ装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（以下「ＩＣ」と称す）の製造工程では誘電体の成膜が種々行われる。その目的は、例えば層間絶縁膜、エッチングや選択的なイオン注入や選択的な電極の形成のためのマスク，パッシベーション，キャパシタの誘電体膜などである。目的により材質やプラズマ処理方法が選ばれる。たとえば、ＣＶＤ、ドライエッチング、スパッタリング等種々用いられている。近年ＩＣの小型化のためにキャパシタの誘電体膜にチタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）やチタン酸ストロンチウム（ＳＴＯ）等の高誘電体物質のプラズマ処理を行うことが検討されている。さらにセンサやアクチュエータ、不揮発性メモリデバイス用にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ストロンチウムビスマスタンタレート（ＳＢＴ）といった強誘電体物質のプラズマ処理も検討されている。
【０００３】
従来のプラズマ処理装置を、スパッタリング装置を例に図面を参照して説明する。
【０００４】
図１１はそれを概念的に示す縦断面図である。従来のスパッタリング装置は真空引き可能な容器９１でスパッタ室を形成し、スパッタ室の下方にはターゲット９２が下部電極９３に固定保持される。さらにターゲット９２の裏面には内側磁石９４とそれを取り囲むように内側磁石９４とは反対の磁化成分を持つ外側磁石９５が配され、両磁石（９４および９５）はヨーク９６で磁気的に結合されている。この磁石（９４および９５）により、ターゲット９２表面には弧状の磁力線９７が形成される。下部電極９３は容器９１とは電気的に絶縁されている。そして下部電極９３はターゲット９２の温度が上昇するのを防ぐために水冷機構を内蔵するが図示を略している。
【０００５】
そして、スパッタ室の上方にはウェハホルダ９８が下部電極９３に対向して平行に配置される。そして、このウェハホルダ９８は容器９１と電気的に絶縁されており、浮遊電位である。そして、ウェハホルダ９８上に基板例えば半導体ウェハ９９が載置される。そして、ウェハホルダ９８はウェハ９９を所定の温度に維持するための加熱機構を内蔵するが図示していない。そして、下部電極９３と容器９１（接地）間に高周波電源９１０により、所定の高周波電力が所定の負のＤＣバイアスのもとに与えられる。
【０００６】
このスパッタリング装置で成膜処理を行うには、ウェハホルダ９８上に基板（例えばウェハ９９）を載置し、排気口（図示せず）につながる真空ポンプ（図示せず）により真空に引き、次にガス導入口（図示せず）から所定のガス（例えばＡｒガス）を所定流量導入しつつ排気口（図示せず）と真空ポンプ（図示せず）との間に介在する可変コンダクタンスバルブ（図示せず）を調節して所定の圧力に調節する。そして、高周波電力を印加してプラズマを発生させる。発生したプラズマ中の電子はターゲット９２裏面に配置され磁石（９４および９５）が発生する弧状の磁力線９７にトラップされ更に電離を促進しプラズマ密度を向上させる。
【０００７】
また、特許文献１には、外側磁石と内側磁石の間にターゲット面に平行かつ外側磁石および内側磁石に反発しないような方向に磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、ターゲット利用効率を向上させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２１９９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来のスパッタ装置では、ターゲットが小型化し、それに伴いターゲット裏面の磁石の径も小型化した場合、外側磁石緒内側磁石の距離が近くなり、ターゲット表面に弧状の磁力線が形成されずマグネトロンスパッタにならないという問題点があった。また、従来のスパッタ装置では、ターゲット利用効率の向上に限界があるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ターゲットが小型化しても、ターゲット表面に弧状の磁力線が形成され、安定してマグネトロンスパッタが行える、マグネトロンスパッタ装置を提供するものである。また、ターゲット利用効率をさらに向上させることができるマグネトロンスパッタ装置および方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願第１の発明のマグネトロンスパッタ装置は、真空容器内にターゲットを有し、このターゲットの裏面に内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とを配置し、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとから成り前記ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入したことを特徴とする。
【００１１】
本願第２の発明のマグネトロン装置は、真空容器内にターゲットを有し、このターゲットの裏面に内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とを配置し、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとから成り前記ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、かつ前記水平磁石と、前記内側磁石と前記外側磁石と前記ヨークとで囲まれる空間を磁性体材料で充填したことを特徴とする。
【００１２】
本願第１と第２の発明のマグネトロンスパッタ装置において、好適には内側磁石および外側磁石のうちターゲット側端面が前記ターゲット面に近い位置に配置している磁石の前記ターゲット面に垂直な方向の中点より前記ターゲット側に前記水平磁石を配置することが望ましい。
【００１３】
本願第３の発明のマグネトロン装置は、真空容器内にターゲットを有し、このターゲットの裏面に内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とを配置し、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとから成り前記ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、前記外側磁石の更に外側にも、前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入したことを特徴とする。
【００１４】
本願第４の発明のマグネトロン装置は、真空容器内にターゲットを有し、このターゲットの裏面に内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とを配置し、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとから成り前記ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、前記外側磁石の更に外側にも、前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、さらに、前記内側磁石と前記外側磁石で挟まれた水平磁石、外側磁石の外側に配した外側水平磁石とヨークとの間の空間を磁性体で充填したことを特徴とする。
【００１５】
本願第３と４の発明のマグネトロンスパッタ装置において、好適には内側磁石および外側磁石のうちターゲット側端面が前記ターゲット面に近い位置に配置している磁石の前記ターゲット面に垂直な方向の中点より前記ターゲット側に前記水平磁石および外側水平磁石を配置することが望ましい。
【００１６】
本願１から４の発明のマグネトロンスパッタ装置において、好適には外側磁石の外径が２インチ以下であることが望ましい。
【００１７】
本願第５の発明のマグネトロンスパッタ装置は、真空容器内にターゲットを有し、このターゲットの裏面に内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とを配置し、これらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとから成り前記ターゲットの表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入した磁気回路をターゲット裏面に複数個配置したことを特徴とする。
【００１８】
本願第５の発明のマグネトロンスパッタ装置において、好適には複数の磁気回路がターゲット面に平行な方向に可動することが望ましい。
【００１９】
本願第６の発明のマグネトロンスパッタ方法は、真空容器内に配置されたターゲットの裏面に内側磁石とこの内側磁石と逆向きの磁化方向を有する外側磁石とを有し、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入した磁気回路をターゲット裏面に複数個配置した状態で前記複数の磁気回路をターゲット面に水平な方向に動かしながらスパッタ成膜することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上の説明から明らかなように、本願第１発明のマグネトロンスパッタリング装置によれば、真空容器中に、形成したい薄膜の成分の一部または全部からなるターゲットを配し、その裏面に、内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とこれらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとからなり、ターゲット表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入するために、ターゲットが小型化しても、ターゲット表面に弧状の磁力線が形成され、安定してマグネトロンスパッタが行える、マグネトロンスパッタ装置を提供することができる。
【００２１】
また、本願第２発明のマグネトロンスパッタ装置によれば、真空容器中に、形成したい薄膜の成分の一部または全部からなるターゲットを配し、その裏面に、内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とこれらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとからなり、ターゲット表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、かつ前記水平磁石と、前記内側磁石と前記外側磁石と前記ヨークとで囲まれる空間を磁性体材料で充填するために、ターゲットが小型化しても、ターゲット表面に弧状の磁力線が形成され、安定してマグネトロンスパッタが行える、マグネトロンスパッタ装置を提供することができる。
【００２２】
また本願第３発明のマグネトロンスパッタ装置によれば、真空容器中に、形成したい薄膜の成分の一部または全部からなるターゲットを配し、その裏面に、内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とこれらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとからなり、ターゲット表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、前記外側磁石の更に外側にも、前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入するために、ターゲットが小型化しても、ターゲット表面に弧状の磁力線が形成され、安定してマグネトロンスパッタが行える、マグネトロンスパッタ装置を提供することができる。
【００２３】
また、本願第４発明のマグネトロンスパッタ装置によれば、真空容器中に、形成したい薄膜の成分の一部または全部からなるターゲットを配し、その裏面に、内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とこれらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとからなり、ターゲット表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、前記外側磁石の更に外側にも、前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入し、さらに、前記内側磁石と前記外側磁石で挟まれた水平磁石、外側磁石の外側に配した外側水平磁石とヨークとの間の空間を磁性体で充填するために、ターゲットが小型化しても、ターゲット表面に弧状の磁力線が形成され、安定してマグネトロンスパッタが行える、マグネトロンスパッタ装置を提供することができる。
【００２４】
また、本願第５発明のマグネトロンスパッタリング装置によれば、真空容器中に、形成したい薄膜の成分の一部または全部からなるターゲットを配し、その裏面に、内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とこれらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとからなり、ターゲット表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入した磁気回路をターゲット裏面に複数個配置するために、ターゲット利用効率を向上させることができる、マグネトロンスパッタ装置を提供することができる。
【００２５】
また、本願第６発明のマグネトロンスパッタ方法によれば真空容器中に、形成したい薄膜の成分の一部または全部からなるターゲットを配し、その裏面に、内側磁石とこれと逆向きの磁化方向を有し内側磁石を取囲む外側磁石とこれらの磁石を挟んでターゲットと対向して配設されたヨ−クとからなり、ターゲット表面に孤状の磁力線を発生させる磁気回路とからなるマグネトロンスパッタ装置において、前記外側磁石と前記内側磁石に挟まれるように前記ターゲット面に水平かつ前記外側磁石と前記内側磁石と反発するような方向の磁化成分を持つ水平磁石を挿入した磁気回路をターゲット裏面に複数個配置し、前記複数の磁気回路をターゲット面に水平な方向に動かしながらスパッタ成膜するために、ターゲット利用効率を向上させることができるマグネトロンスパッタ方法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】
【００２６】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１を示す。これは真空容器９１に基板９９（今回はＳｉ基板を用いた）を投入しスパッタリングにより誘電体であるＳｉＯ2薄膜を形成するマグネトロンスパッタリング装置の例である。
【００２７】
真空容器９１の下部に外径４０ｍｍのターゲット９２（ターゲット９２としては所望の絶縁膜を構成する元素でできたもの、もしくは反応性ガスと反応して所望の絶縁物を形成することができる材料が好ましいが、今回はＳｉＯ2を用いた）および下部電極９３を配し、真空容器９１の上部に基板９９を配置可能な基板保持機構９８、ターゲット９２裏面に内側磁石９４および外側磁石９５（外径３５ｍｍ）、ヨーク９６、水平磁石１１を配した。この水平磁石１１は外周側磁石９５および内周側磁石９４のターゲット９２に対して垂直な方向の中点よりもターゲット側に配置することが望ましい。これは中点よりヨーク９６側に配置すると、ヨーク９６側で磁気的に結合してしまい、効果が弱くなるためである。ターゲット９２表面と磁石（９４および９５）間お距離は６ｍｍとした。このときのターゲット９２表面磁場を図２に示す。水平磁石１１を配さなかった時のターゲット９２の表面磁場を図３に示す。
【００２８】
これから明らかなように、水平磁石１１を配さない場合、磁場の垂直な成分Ｂ⊥の値が０となる位置が存在しないのに対し、水平磁石１１を配した場合、Ｂ⊥の値が０となる位置が存在し、マグネトロン放電が可能であることが分かる。また、このグラフから半径３ｍｍの位置にプラズマ発光の著しい部分ができるはずである。導入するガスとしては不活性ガス（不活性ガスにはＨｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎ等がある）のみ、或いは、不活性ガスと反応性ガス（反応性ガスにはＯ2、Ｎ2，等があるが成膜したい物質が酸化物ならＯ2、窒化物ならＮ2が好ましい）、或いは反応性ガスのみを導入する（今回はＡｒ，Ｏ2の両方を導入した）。下部電極９３−真空容器９１間に１ｋＷ高周波電力を印加した（ターゲット９２が導電性のものであれば直流電力でもよい）。そうするとターゲット９２直上にプラズマが発生し、半径３ｍｍの位置に著しい発光がリング状に観察された。
【００２９】
以上のことにより、２インチ以下の小型ターゲットにおいて、マグネトロンスパッタを安定して行うことが可能となった。
【００３０】
（実施の形態２）
図４に本発明の実施の形態２を示す。前述した実施の形態１と同様に、真空容器９１に基板９９（今回はＳｉ基板を用いた）を投入しスパッタリングにより誘電体であるＳｉＯ2薄膜を形成するマグネトロンスパッタリング装置の例である。実施の形態１との相違点は、ターゲット９２裏面に内側磁石９４および外側磁石９５（外径３５ｍｍ）、ヨーク９６、水平磁石１１を配し、水平磁石１１とヨーク９６の間の空間を磁性体２１で充填している点である。この水平磁石１１は外周側磁石９５および内周側磁石９４のターゲット９２に対して垂直な方向の中点よりもターゲット側に配置することが望ましい。これは中点よりヨーク９６側に配置すると、ヨーク９６側で磁気的に結合してしまい、効果が弱くなるためである。ターゲット９２表面と磁石（９４および９５）間お距離は６ｍｍとした。このときのターゲット９２表面磁場を図５に示す。
【００３１】
実施の形態１で用いた構造のターゲット９２の表面磁場図２と比較すると、Ｂ⊥の値が０となる位置が外周側へ移動しており、効果が大きくなっていることが分かる。また、このグラフから半径３．５ｍｍの位置にプラズマ発光の著しい部分ができるはずである。導入するガスとしては不活性ガス（不活性ガスにはＨｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎ等がある）のみ、或いは、不活性ガスと反応性ガス（反応性ガスにはＯ2，Ｎ2，等があるが成膜したい物質が酸化物ならＯ2、窒化物ならＮ2が好ましい）、或いは反応性ガスのみを導入する（今回はＡｒ，Ｏ2の両方を導入した）。下部電極９３−真空容器９１間に１ｋＷ高周波電力を印加した（ターゲット９２が導電性のものであれば直流電力でもよい）。そうするとターゲット９２直上にプラズマが発生し、半径３．５ｍｍの位置に著しい発光がリング状に観察された。
【００３２】
以上のことにより、２インチ以下の小型ターゲットにおいて、マグネトロンスパッタを安定して行うこと可能となった。
【００３３】
（実施の形態３）
図６に本発明の実施の形態３を示す。これは実施の形態１及び２と同様に、真空容器９１に基板９９（今回はＳｉ基板を用いた）を投入しスパッタリングにより誘電体であるＳｉＯ2薄膜を形成するマグネトロンスパッタリング装置の例である。第１および第２の実施例との相違点は、ターゲット９２裏面に内側磁石９４および外側磁石９５（外径３５ｍｍ）、ヨーク９６、水平磁石１１を配し、さらに外周磁石９５の外側にも外側水平磁石３１を配した点である。この水平磁石１１は外周側磁石９５および内周側磁石９４のターゲット９２に対して垂直な方向の中点よりもターゲット側に配置することが望ましい。これは中点よりヨーク９６側に配置すると、ヨーク９６側で磁気的に結合してしまい、効果が弱くなるためである。ターゲット９２表面と磁石（９４および９５）間お距離は６ｍｍとした。このときのターゲット９２表面磁場を図７に示す。第１の実施例で用いた構造のターゲット９２の表面磁場図２と比較すると、Ｂ⊥の値が０となる位置が外周側へ移動しており、効果が大きくなっていることが分かる。
【００３４】
また、このグラフから半径２．５ｍｍの位置にプラズマ発光の著しい部分ができるはずである。導入するガスとしては不活性ガス（不活性ガスにはＨｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎ等がある）のみ、或いは、不活性ガスと反応性ガス（反応性ガスにはＯ2，Ｎ2，等があるが成膜したい物質が酸化物ならＯ2、窒化物ならＮ2が好ましい）、或いは反応性ガスのみを導入する（今回はＡｒ，Ｏ2の両方を導入した）。下部電極９３−真空容器９１間に１ｋＷ高周波電力を印加した（ターゲット９２が導電性のものであれば直流電力でもよい）。そうするとターゲット９２直上にプラズマが発生し、半径２．５ｍｍの位置に著しい発光がリング状に観察された。
【００３５】
以上のことにより、２インチ以下の小型ターゲットにおいて、マグネトロンスパッタを安定して行うことが可能となった。
【００３６】
（実施の形態４）
図８に本発明の実施の形態４を示す。これは実施の形態１から３と同様に、真空容器９１に基板９９（今回はＳｉ基板を用いた）を投入しスパッタリングにより誘電体であるＳｉＯ2薄膜を形成するマグネトロンスパッタリング装置の例である。実施の形態１〜３との相違点は、ターゲット９２裏面に内側磁石９４および外側磁石９５（外径３５ｍｍ）、ヨーク９６、水平磁石１１を配し、更に外周磁石９５の外側にも外側水平磁石３１を配し、更に水平磁石１１とヨーク９６の間の空間、外側水平磁石３１とヨーク９６の間の空間に磁性体４１を充填した点である。この水平磁石１１は外周側磁石９５および内周側磁石９４のターゲット９２に対して垂直な方向の中点よりもターゲット側に配置することが望ましい。これは中点よりヨーク９６側に配置すると、ヨーク９６側で磁気的に結合してしまい、効果が弱くなるためである。ターゲット９２表面と磁石（９４および９５）間お距離は６ｍｍとした。このときのターゲット９２表面磁場を図９に示す。第1の実施例で用いた構造のターゲット９２の表面磁場図２と比較すると、Ｂ⊥の値が０となる位置が外周側へ移動しており、効果が大きくなっていることが分かる。
【００３７】
またこのグラフから半径３．５ｍｍの位置にプラズマ発光の著しい部分ができるはずである。導入するガスとしては不活性ガス（不活性ガスには、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎ等がある）のみ、或いは、不活性ガスと反応性ガス（反応性ガスにはＯ2，Ｎ2，等があるが成膜したい物質が酸化物ならＯ2、窒化物ならＮ2が好ましい）、或いは反応性ガスのみを導入する（今回はＡｒ，Ｏ2の両方を導入した）。下部電極４３−真空容器４１間に１ｋＷ高周波電力を印加した（ターゲット９２が導電性のものであれば直流電力でもよい）。そうするとターゲット９２直上にプラズマが発生し、半径３．５ｍｍの位置に著しい発光がリング状に観察された。
【００３８】
以上のことにより、２インチ以下の小型ターゲットにおいて、マグネトロンスパッタを安定して行うことが可能となった。
【００３９】
（実施の形態５）
図１０に本発明の実施の形態５を示す。これは実施の形態１〜４と同様に、真空容器９１に基板９９（今回はＳｉ基板を用いた）を投入しスパッタリングにより誘電体であるＳｉＯ2薄膜を形成するマグネトロンスパッタリング装置の例である。第１から４の実施例との相違点は、ターゲット９２の外径が８０ｍｍである点と、裏面に内側磁石９４および外側磁石９５（外径３５ｍｍ）、ヨーク９６、水平磁石１１を配した磁気回路を複数設けた点である。この水平磁石１１は外周側磁石９５および内周側磁石９４のターゲット９２に対して垂直な方向の中点よりもターゲット側に配置することが望ましい。これは中点よりヨーク９６側に配置すると、ヨーク９６側で磁気的に結合してしまい、効果が弱くなるためである。今回は２つ配したが３つ以上でも良い。更に外周磁石９５の外側にも外側水平磁石を配しても良い、更に水平磁石１１とヨーク９６の間の空間、外側水平磁石３１とヨーク９６の間の空間に磁性体を充填しても良い。
【００４０】
また、２つの磁気回路は基板回転機構１１１で繋がっており、ターゲット９２に平行な方向に移動可能である。導入するガスとしては不活性ガス（不活性ガスにはＨｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎ等がある）のみ、或いは、不活性ガスと反応性ガス（反応性ガスにはＯ2、Ｎ2，等があるが成膜したい物質が酸化物ならＯ2、窒化物ならＮ2が好ましい）、或いは反応性ガスのみを導入する（今回はＡｒ，Ｏ2の両方を導入した）。磁石回転機構１１１を回転させ、ターゲット９２に対して水平方向に磁石を回転させながら、下部電極４３−真空容器４１間に１ｋＷ高周波電力を印加した（ターゲット９２が導電性のものであれば直流電力でもよい）。そうするとターゲット９２直上にプラズマが発生し、２つのリング状発光が観察され、ターゲット９２上を移動していた。
【００４１】
これにより、ターゲット９２には、２つのリング状発光により広い範囲でエロージョンが形成され、ターゲット利用効率を向上させることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１で用いたマグネトロンスパッタ装置の構成を示した断面図
【図２】本発明の実施の形態１で用いたマグネトロンスパッタ装置におけるターゲット表面磁場分布を示すグラフ
【図３】水へ磁石を配しない構造のマグネトロンスパッタ装置におけるターゲット表面磁場分布を示す図
【図４】本発明の第２の実施例で用いたマグネトロンスパッタ装置の構成を示した断面図
【図５】本発明の第２の実施例で用いたマグネトロンスパッタ装置におけるターゲット表面磁場分布を示す図
【図６】本発明の第３の実施例で用いたマグネトロンスパッタ装置の構成を示した断面図
【図７】本発明の第３の実施例で用いたマグネトロンスパッタ装置におけるターゲット表面磁場分布を示す図
【図８】本発明の第４の実施例で用いたマグネトロンスパッタ装置の構成を示した断面図
【図９】本発明の第４の実施例で用いたマグネトロンスパッタ装置におけるターゲット表面磁場分布を示す図
【図１０】本発明の第５の実施例で用いたマグネトロンスパッタ装置の構成を示した断面図
【図１１】従来のマグネトロンスパッタ装置の構成を示した断面図
【符号の説明】
【００４３】
１１  水平磁石
２１，４１  磁性体
３１  外側水平磁石
９１  真空容器
９２  ターゲット
９３  下部電極
９４  内側磁石
９５  外側磁石
９６  ヨーク
９７  弧状磁力線
９８  基板保持機構
９９  基板
９１０  高周波電源
１１１  基板回転機構
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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