(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形のターゲットと、前記ターゲットの裏側に配置された磁石ユニットと、前記磁石ユニットを前記ターゲットに対して移動させる磁石ユニット移動機構とを備えるスパッタリング装置のマグネトロンカソードにおいて、前記ターゲットの表面が、中央の円形の平坦部と、前記平坦部よりも外側に位置する傾斜部とからなり、前記傾斜部はターゲットの外周に近づくにつれて前記磁石ユニットから離れるような方向に傾斜しており、この傾斜部は、前記平坦部の延長線に対して傾斜角度αで傾斜していて、この傾斜角度αが５度〜４５度の範囲内であり、前記ターゲットの直径に対する前記平坦部の直径の比率は１５〜６０％であり、前記ターゲットの外周部において、ターゲットの材質よりも透磁率の高い材料（以下「高透磁率材料」という。）が、ターゲットの表面に露出しないようにターゲットに組み込まれていて、前記高透磁率材料における前記ターゲットの表面に対向する面は、前記ターゲットの外周に近づくにつれて前記磁石ユニットから離れるような方向に傾斜していて、前記ターゲットの中央部では、前記高透磁率材料がターゲットに組み込まれていないことを特徴とするマグネトロンカソード。
【請求項２】
請求項１に記載のマグネトロンカソードにおいて、前記平坦部に垂直な方向から見て、前記磁石ユニットの中心は前記ターゲットの中心から偏心しており、前記磁石ユニット移動機構の働きによって前記磁石ユニットは前記ターゲットの中心の回りを回転することを特徴とするマグネトロンカソード。
【請求項３】
請求項１または２に記載のマグネトロンカソードにおいて、前記ターゲットの側面は前記平坦部に対して垂直であることを特徴とするマグネトロンカソード。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１項に記載のマグネトロンカソードにおいて、前記ターゲットの側面の上端はターゲットシールドの表面よりも上に突き出していることを特徴とするマグネトロンカソード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスパッタリング装置のマグネトロンカソードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スパッタリング装置に使用するマグネトロンカソードの形状としては種々のものが提案されているが、それらの多くは、（１）得られる膜の膜厚分布の向上、（２）ターゲットの有効利用、（３）カソードからのパーティクルの低減、の少なくともいずれかを目的としている。
【０００３】
膜厚分布の向上は、ターゲットのエロージョン領域をできるだけ大きくするようにカソード構造を工夫することで達成できることが知られている。また、表面が傾斜したターゲットや、円筒状のターゲットを用いることなども考えられてきた。表面が傾斜したターゲットの公知例としては、特開平３−２８３６９号公報や特開平５−２８７５２４号公報に記載のものが知られている。
【０００４】
ターゲットの有効利用に関しては、エロージョン領域での急峻性を緩和させて寿命を長くしたり、マグネットを回転させてエロージョン領域を広げたりすることで利用効率を向上させる方法が提案されている。
【０００５】
カソードからのパーティクルの低減に関しては、ターゲット周辺のシールド形状を工夫するなどの構造的な対策のほかに、ターゲット全面をエロージョン領域にすることでターゲット表面に膜が堆積しないようにすることが有効であることが認識されてきた。
【０００６】
ところで、マグネトロンカソードに要求される性能は成膜用途によって異なってくる。例えば、磁気ディスクや光ディスクなどのディスク状記憶媒体を成膜する場合を考えてみると、膜厚分布の均一性の向上とパーティクルの低減とが最も大きな問題となる。それ以外の問題はさほど重要ではない。このディスク状記憶媒体の成膜の分野では、半導体デバイス用の成膜のような１μｍ程度の厚い成膜は必要ないので、ターゲットの利用効率や寿命はそれほど大きな問題ではなく、また、半導体デバイスでは極力避けるべきとされる斜め入射もそれほど大きな問題とはならない。
【０００７】
また、半導体デバイス用のスパッタリング装置の場合は、膜質特性の制限から膜質の均一な部分を使用するために、ターゲット径を大きくする傾向があるが、ディスク媒体用のスパッタリング装置では、コスト面の制約から半導体デバイス用に比べて比較的小径のターゲットを使用することが多い。このような背景から、ディスク状記憶媒体用のスパッタリング装置に使用するカソードは、ターゲット寿命までの総膜厚量はそれほど重要ではないが、長時間安定して連続使用できることが要求される。
【０００８】
図１５は一般的な従来のマグネトロンスパッタリング装置の正面断面図である。カソード１０の表面にはターゲットが１２があり、カソード１０の内部には磁石ユニット１４がある。磁石ユニット１４はターゲット１２の表面に磁力線１６を発生させる。ターゲット１２は成膜を行うごとに侵食され、エロージョン領域１３を形成する。カソード１０は絶縁部品１８によって真空容器２０から電気的に絶縁されていて、高圧電源（図示せず）に接続されている。成膜する基板２２は基板ホルダー２４で支持している。基板の形状及び基板ホルダーの形状は、目的とされるデバイスの要求により最適な構造を選択することになる。図１５では排気系やガス導入系は図示を省略してある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
通常のマグネトロンカソードの場合には、その膜厚分布はターゲットの侵食部分であるエロージョン領域の形状に大きく依存することが知られている。したがって、エロージョン領域をターゲットの外周側に持って行くことにより膜厚分布を向上させることができる。または、より大きなターゲットを使用することでも膜厚分布を向上させることができる。
【００１０】
さらに、膜厚分布を向上させる別の手段として、図１６に示す形状のターゲットを用いることも知られている。図１６のターゲット２６は環状であり、その表面は中心部分が低くなったテーパ状である。すなわち、ターゲット２６の断面形状において、中心部が低くて外周部が高い傾斜面２８となっている。このターゲット２６は外周部を磁石３０で取り囲んであり、底部はヨーク３２で取り囲んである。ターゲット２６の中心部分には貫通孔を形成してあり、この貫通孔に陽極３４を配置している。ターゲット２６の傾斜面２８の表面には磁石３０によって磁力線３６が形成される。このカソードは、同等の大きさのエロージョン領域をもつ平板状のカソードに比べて膜厚分布が良好である。その理由は、ターゲットよりも小さな基板に成膜することを想定すると、ターゲットから放出されるスパッタ粒子の放出量最大となる方向（ターゲット表面の法線方向）が基板側を向くからである。これにより、基板の外周部での膜付着効率が向上する。なお、ターゲットからの放出量は放出角度に依存しており、コサイン（ｃｏｓ）法則にほぼ従う。すなわち、ターゲット表面の法線方向に最も放出量が大きく、法線方向から離れるにしたがって放出量が減少していく。
【００１１】
図１６のようなターゲットを使うと、基板上での膜厚分布は向上するが、ターゲットの内周部分や陽極３４に膜が付着してしまい、剥がれやすい成膜材料の場合はカソードからのパーティクル発生量が多くなる問題があった。
【００１２】
次に、カソードからパーティクルが発生する問題を説明する。図１７（Ａ）は平板状のターゲット１２の形状変化を示す断面図である。エロージョン領域１３がターゲット１２の外周付近にある場合には、ターゲットの中心付近には膜３８が堆積してしまう。
【００１３】
そこで、これを解決するために、マグネトロンカソードに内蔵した磁石を回転させることでエロージョン領域を中心領域まで拡大させることが行われている。図１８は回転式の磁石ユニットを備えたマグネトロンカソードを示しており、（Ａ）は磁石ユニットの動きを説明する平面図であり、（Ｂ）はマグネトロンカソードの正面断面図である。磁石ユニット１４はモータ４０によって駆動されて、ターゲット表面に垂直な方向から見て回転中心４２の回りを回転する。これにより、エロージョン領域１３がターゲット１２の中心部まで拡大する。その結果、ターゲット１２の中心付近に膜が堆積するのを防ぐことができる。
【００１４】
次に、ターゲットの外周付近での膜堆積について説明する。図１７（Ｂ）はターゲットの外周付近の拡大断面図である。ターゲット１２の外周付近では、まず、ターゲットシールド４４の表面に膜４６が堆積する。さらに、ターゲットシールド４４とターゲット１２との隙間からスパッタ粒子が入り込んで、ターゲット１２の周囲における裏板４８の表面に膜５０が堆積する。特に絶縁膜を成膜する場合には、膜５０は絶縁膜となるから、カソードと膜５０の表面との電位差によってアークが発生しやすくなり、パーティクル発生の原因となっていた。
【００１５】
ところで、中心部分に孔を形成したハードディスクを両面同時に成膜するスパッタリング装置では、一方のターゲットから飛来する物質がハードディスクの孔を通過して他方のターゲットの中心付近に堆積することもある。したがって、このような両面スパッタリング装置では、片面スパッタリング装置と比較して、ターゲットの中心部分の膜堆積が顕著になる。ゆえに、両面スパッタリング装置ではターゲットの全面をエロージョン領域にすることが特に重要になる。ターゲットの全面をエロージョン領域にするには、ターゲットの中央部分での侵食量を増加させる必要があるが、そうすると、膜厚分布の観点からは基板の中心付近で膜厚が厚くなってしまうという問題が生じる。また、ターゲットの全面をエロージョン領域にした場合でも、ターゲットの周囲のターゲットシールドやターゲット押さえに膜が付着してしまう現象は改善されていない。
【００１６】
以上説明したように、従来技術においては、膜厚分布を向上させることと、ターゲット表面への膜付着量を減らすことを両立させることは困難であった。また、ターゲット周辺に設けたターゲットシールドに堆積する膜付着量を減らすことも難しかった。
【００１７】
本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ターゲット径をそれほど大きくせずに基板上の膜厚分布を向上させて、かつ、ターゲットのほぼ全面をエロージョン領域にしてターゲット表面からのパーティクルの発生を防ぐことにある。また、本発明の別の目的は、ターゲット周辺のターゲットシールドへの膜付着量を減らして、ターゲットシールドからのパーティクルの発生を防ぐことにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動式の磁石ユニットをターゲットの背面に配置したタイプのマグネトロンカソードにおいて、円形のターゲットの表面を、中央の円形の平坦部と、この平坦部よりも外側に位置する傾斜部とで構成したものである。この傾斜部は、ターゲットの外周に近づくにつれて磁石ユニットから離れるような方向に傾斜している。簡単に言えば、この傾斜部は、ターゲットの内側に向かって傾斜している。ターゲットの底面が平面であると仮定すれば、前記傾斜部は、ターゲットの外周に近づくにつれてターゲットが厚くなるような方向に傾斜していることになる。そして、ターゲットの直径に対する平坦部の直径の比率は１５〜６０％である。
【００１９】
基板を静止して成膜することを考えると、均一な膜厚分布を得るためには、ターゲットよりも小さな基板に成膜することになる。その場合、上述の傾斜部におけるスパッタ粒子の最大放出方向（ターゲット表面の法線方向）が基板側を向くので、基板の外周付近での膜厚の減少を抑え、膜厚分布が均一になる。また、成膜中に磁石ユニットを移動させることで、ターゲットのほぼ全面をエロージョン領域にすることができるので、ターゲットの表面に膜が堆積することがなくなり、ターゲット上でのパーティクルの発生を防ぐことができる。従来は、ターゲットの全面をエロージョン領域にすると、どうしても基板の外周付近の膜厚が中央部よりも薄くなってしまったが、上述のようにターゲットの外周部に傾斜部を設けることで、全面エロージョン領域と良好な膜厚分布とを両立させることが可能となった。
【００２０】
本発明は、ディスク状記憶媒体用のスパッタリング装置のように、成膜膜厚は薄くてもよいが、膜厚分布が良好で膜の欠陥密度も低いことが要求されるような用途に特に適している。
【００２１】
ターゲットの上述の傾斜部の傾斜角度αは５度〜４５度の範囲内にするのが好ましい。５度以下にすると、膜厚分布を向上させる効果が十分でない。一方、４５度以上にすると、ターゲットから放出されたスパッタ粒子がターゲット面に再付着する量が増加し好ましくない。
【００２２】
ターゲットの外周部には、ターゲットの材質よりも透磁率の高い材料を、ターゲットの表面に露出しないように組み込むことができる。こうすると、磁石ユニットの発生する磁力線がターゲットの最外周側に引き寄せられ、エロージョン領域がターゲットの最外周側まで広がることになる。上述の傾斜部の存在により、ターゲットの外周部は中心部と比較して、磁石ユニットから離れることになるので、ターゲットの外周部では、ターゲットの表面に洩れてくる磁力線の強度がターゲットの中心部よりも小さくなってしまう。そこで、上述のように高透磁率材料をターゲットの外周部に組み込むことで、磁力線を外周部側に引き寄せて、外周部での磁力線の強度の低下を防ぐことができる。この高透磁率材料におけるターゲットの表面に対向する面は、ターゲットの外周に近づくにつれて磁石ユニットから離れるような方向に傾斜している。すなわち、ターゲットの傾斜部と同様の方向に傾斜している。上述の高透磁率材料はターゲットの中央部には組み込まれていない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施形態のマグネトロンカソードを示しており、（Ａ）は磁石ユニットの動きを説明する平面図であり、（Ｂ）はマグネトロンカソードの正面断面図である。概略円形のカソード１０の表面には概略円形のターゲット５２があり、カソード１０の内部には磁石ユニット１４がある。磁石ユニット１４はモータ４０によって駆動されて回転中心４２の回りを回転する。磁石ユニット１４の中心は回転中心４２から偏心している。ターゲット５２の平坦部５４（後述する）に垂直な方向から見て、回転中心４２はターゲット５２の中心と一致している。カソード１０は絶縁部品１８によって真空容器２０から電気的に絶縁されていて、高圧電源（図示せず）に接続されている。
【００２４】
このマグネトロンカソードが図１８の従来のカソードと異なる点は、ターゲット５２の形状にある。ターゲット５２は、その断面形状において、中央の平坦部５４とそれよりも外側に位置する傾斜部５６とからなる。平坦部５４はカソード１０の電極面６０（裏板４８の表面）と平行になっている。ターゲット５２の側面６２は平坦部５４に対して垂直である。
【００２５】
図６はターゲット５２の斜視図であり、一部を切り欠いて示してある。中央は平坦部５４であり、それよりも外側は、上に向かって広がる切頭円錐面５８となっている。この切頭円錐面５８を正面断面図で見ると図１（Ｂ）に示すような傾斜部５６となる。この傾斜部５６は、ターゲット１０の外周に近づくにつれて磁石ユニット１４から離れる方向に傾斜している。すなわち、ターゲット１０の外周に近づくにつれてターゲット１０が厚くなる方向に傾斜している。この傾斜部５６は、平坦部５４の延長線５５に対して角度αだけ傾斜している。
【００２６】
図１に示すような形状のターゲットを使うと、傾斜部５６におけるスパッタ粒子の最大放出方向（ターゲット表面の法線方向）が基板側を向くために、基板の外周付近での膜厚の減少を抑え、膜厚分布が均一になる。
【００２７】
図４は図１に示すターゲット５２を使用していった場合の形状変化を示している。ターゲット５２の表面において、一点鎖線６４が元の表面形状であり、実線６６が侵食された形状である。回転する磁石ユニット１４の働きによってエロージョン領域はターゲット５２の中心付近まで広がり、ターゲット５２のほぼ全面にエロージョン領域が広がっている。したがって、ターゲット表面に膜が付着せず、ターゲット表面からのパーティクルの発生を防ぐことができる。ターゲット５２の側面６２はエロージョン領域の外側になるので侵食はほとんど認められない。
【００２８】
図５は図４におけるターゲットシールド４４の付近を示す拡大断面図である。ターゲット５２の側面６２の上端はターゲットシールド４４の表面よりも上に大きく突き出している。その結果、ターゲットシールド４４はターゲット５２の側面６２の陰になり、ターゲットシールド４４の表面に堆積する膜４６の付着量は、図１７（Ｂ）に示す従来例と比較して非常に少なくなる。しかも、ターゲット５２の表面の外周付近はターゲット５２の内側に向かって傾斜しているので、ターゲット５２の表面から放出されるスパッタ粒子がターゲットシールド４４に到達する確率はなおさら低くなる。ターゲット５２の周囲における裏板４８の表面に堆積する膜５０についても、ターゲットシールド４４の表面の場合と同様に、堆積量が非常に少なくなる。ターゲットシールド４４等に堆積する膜付着量が少なくなると、スパッタリング装置のメンテナンスサイクルを長くでき、スパッタリング装置の運用コストが下がる効果がある。
【００２９】
図１（Ｂ）のターゲット形状を見ると分かるように、このターゲット５２は外周付近が相当厚くなる。したがって、ターゲット表面に現れる磁場の強さは、ターゲットの外周付近で弱くならざるを得ない。これを避けるには内蔵磁石の構造を工夫することが考えられるが、その代わりに、図２に示すようにターゲットを工夫することでこの問題を解決することができる。
【００３０】
図２は本発明の第２の実施形態の正面断面図である。このターゲット６８は外周付近にリング７０を組み込んである。このリング７０は、ターゲット６８の材質に比べて透磁率の高い材質（例えば鉄や鉄合金）でできている。このリング７０はターゲット６８の表面（上面側）に露出することはない。この高透磁率のリング７０の働きで、ターゲット６８の外周付近の磁力線１６は最外周側に引き寄せられ、その結果、エロージョン領域はターゲット６８の最外周側まで広がることになる。
【００３１】
図３は図２に示すターゲットの外周付近を拡大して示す断面図である。高透磁率のリング７０に磁力線１６は集中し、その結果、磁力線１６はターゲット６８の最外周部から洩れるようになる。これにより、エロージョン領域が最外周付近まで広がる。図３に示すように、高透磁率のリング７０は、ターゲット６８の表面に対向する面（図３においては上面）が、ターゲットの外周に近づくにつれて磁石ユニットから離れるような方向に傾斜している。すなわち、ターゲット６８の傾斜部と同様の方向に傾斜している。また、図２に示すように、高透磁率材料はターゲット６８の中央部には組み込まれていない。
【００３２】
次に、従来のカソードで成膜した場合の膜厚分布と本発明のカソードで成膜した場合の膜厚分布とを比較する。図７は図１８に示す従来のマグネトロンカソードで成膜した場合の基板上の膜厚分布のグラフである。横軸は基板の中心からの距離、縦軸は規格化膜厚（基板上の最大膜厚を１００％として規格化したもの）である。使用したターゲットの直径は１６４ｍｍである。ターゲットの材質は高純度カーボンである。基板の直径は９５ｍｍである。ターゲット・基板間距離は３７ｍｍである。得られた膜厚分布は、基板上の直径９０ｍｍの測定範囲内で±１２％であった。
【００３３】
これに対して、図８は図１に示す本発明のマグネトロンカソードで成膜した場合の膜厚分布のグラフである。ターゲットの直径は１６４ｍｍで、中央の平坦部５４の直径は６４ｍｍである。ターゲットの直径に対する平坦部の直径の比率は約３９％である。平坦部５４よりも外側の傾斜部５６の傾斜角度α（図１を参照）は２３．５度である。ターゲットの材質は高純度カーボンである。基板の直径は９５ｍｍである。ターゲット・基板間距離は４１ｍｍである。得られた膜厚分布は、基板上の直径９０ｍｍの測定範囲内で±４．５％であった。このように、図１（Ｂ）に示す形状のターゲットを用いることで膜厚分布が向上した。
【００３４】
次に、別のターゲットを用いて成膜した例を説明する。図９は図１８に示す従来のマグネトロンカソードで成膜した場合の基板上の膜厚分布を等高線で表示したグラフである。横軸は基板の中心からのＸ方向の距離（Ｘ座標）であり、縦軸は基板の中心からのＹ方向の距離（Ｙ座標）である。使用したターゲットの直径は２０３ｍｍである。ターゲットの材質はアルミニウムである。基板の直径は１３０ｍｍである。ターゲット・基板間距離は５５ｍｍである。図１０は図９に示した等高線表示のグラフを、Ｘ方向における膜厚分布のグラフと、Ｙ方向における膜厚分布のグラフとで示したものである。図９と図１０において、基板上の直径１２０ｍｍの測定範囲内での膜厚分布は±６．６％であった。また、図１０のＸ方向のグラフにおいて、図の左側の領域における膜厚が右側の領域における膜厚よりも厚くなっている。このような非対称の膜厚分布は、カソードの周辺のシールド等によるプラズマの偏在に起因するものと考えられる。したがって、従来のマグネトロンカソードを使った場合の膜厚分布は、カソードの周辺の影響を受けていることになる。なお、図９は、等高線グラフの形状が八角形になっているが、これは膜厚測定点（周方向に８個所）を直線的に結んでグラフ化したことによるものであり、八角形に特別な意味はない。測定点を増やせば膜厚分布の等高線は滑らかな曲線になるものと考えられる。後述の図１１と図１３も同様である。
【００３５】
図１１は図１に示す本発明のマグネトロンカソードで成膜した場合の基板上の膜厚分布を等高線で表示したグラフである。使用したターゲットの直径は２０３ｍｍである。ターゲットの材質はアルミニウムである。基板の直径は１３０ｍｍである。ターゲットの中央の平坦部５４の直径は４０ｍｍである。ターゲットの直径に対する平坦部の直径の比率は約２０％である。平坦部５４よりも外側の傾斜部５６の傾斜角度αは約３度である。ターゲット・基板間距離は５３ｍｍである。図１２は図１１に示した等高線表示のグラフを、Ｘ方向における膜厚分布のグラフと、Ｙ方向における膜厚分布のグラフとで示したものである。図１１と図１２において、基板上の直径１２０ｍｍの測定範囲内での膜厚分布は±６．０％であった。図１０で見られたような膜厚分布の非対称性は図１２では少し抑制されている。
【００３６】
図１３及び図１４は、ターゲットの傾斜部の傾斜角度αを約３度から約９度に変更した場合における図１１及び図１２と同様のグラフである。傾斜角度以外の条件は図１１及び図１２と同じである。この図１３と図１４では基板上の直径１２０ｍｍの測定範囲内での膜厚分布は±３．３％まで向上した。また、図１０で見られたような膜厚分布の非対称性は図１４では全くなくなった。
【００３７】
図９〜図１４に示した実験結果及びその他の実験結果を総合的に検討すると、図１に示すターゲットの傾斜部５６の傾斜角度は次のようにするのが好ましい。まず、膜厚分布を向上させるには、傾斜角度は５度以上にするのが効果的である。５度以下の場合は、膜厚分布を向上させる効果は十分ではない。一方、傾斜角度を４５度以上にすると、ターゲットから放出されたスパッタ粒子がターゲット面に再付着する量が増加し、好ましくない。したがって、傾斜角度の最大許容値は４５度程度である。ゆえに、傾斜角度の好ましい角度範囲は５度〜４５度である。
【００３８】
ところで、ターゲットに傾斜部を形成すると、ターゲットの価格が上昇し、また加工も困難になるという問題が生じる。しかしながら、ターゲットの価格の問題は、ターゲットの寿命や、スパッタリング装置のメンテナンス・コストも加味して、総合的に判断すべき問題である。傾斜部を形成したターゲットを使用することで、ターゲットの寿命が延びて、メンテナンス・コストも下げることができれば、全体的にはコスト低下につながると考えられる。
【００３９】
一方、加工上の問題については、ターゲット材質によっては傾斜部を形成するのが困難なものがある。しかし、傾斜角度を小さくすれば加工はしやすくなるので、その場合は、傾斜角度を５度程度と小さくしてもよい。その場合でも、平坦なターゲットと比較すれば、膜厚分布の改善が少しは期待できる。
【００４０】
本発明において、ターゲットの厚さや、平坦部と傾斜部の割合、傾斜部の角度などは、さまざまに選択することが可能である。本発明においては、ターゲットの外周部に傾斜部を設けたことによる膜厚分布の改良度合は、ターゲット寸法と基板寸法の比率や、ターゲット・基板間距離に依存するので、これらの条件に応じて、ターゲットの平坦部と傾斜部の割合や、傾斜部の角度についての最適な値を実験的に定めることができる。また、カソードに内蔵する回転磁石ユニットの構造についても特に限定はなく、ターゲットのほぼ全面にエロージョン領域が広がれば、図１に示す以外の構造でもかまわない。さらに、図２に示す高透磁率のリング６６の材質についても、ターゲットの材質やその他の条件を考慮して、鉄や鉄合金以外の材質を使ってもかまわない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は、移動式の磁石ユニットをターゲットの背面に配置したタイプのマグネトロンカソードにおいて、ターゲット表面の中央を平坦にして外周部を内側に向かって傾斜させたので、基板上の膜厚分布が向上する。これにより、比較的小径のターゲットを用いても、大径のターゲットを用いたのと同等の良好な膜厚分布を得ることができる。また、成膜中に磁石ユニットを移動させることで、ターゲットのほぼ全面をエロージョン領域にできるので、ターゲットの表面に膜が堆積することがなく、ターゲットからのパーティクルの発生を防ぐことができる。さらに、ターゲットの側面が平坦部に対して垂直になっていて、かつ、ターゲットの外周部が内側に向かって傾斜していることにより、ターゲットを取り囲むターゲットシールドに膜が堆積しにくくなり、ターゲットシールドからのパーティクルの発生も少なくなる。ターゲットシールドに膜が堆積しにくくなれば、スパッタリング装置のメンテナンスサイクルも長くでき、装置の運用コストが低くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のマグネトロンカソードにおいて磁石ユニットの動きを説明する平面図と、マグネトロンカソードの正面断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の正面断面図である。
【図３】図２に示すターゲットの外周付近を拡大して示す断面図である。
【図４】図１に示すターゲットの形状変化を示す断面図である。
【図５】図１のマグネトロンカソードにおけるターゲットシールドの付近を示す拡大断面図である
【図６】図１に示すターゲットの一部を切り欠いて示す斜視図である。
【図７】図１８に示す従来のマグネトロンカソードで成膜した場合の基板上の膜厚分布のグラフである。
【図８】図１に示す本発明のマグネトロンカソードで成膜した場合の膜厚分布のグラフである。
【図９】図１８に示す従来のマグネトロンカソードで成膜した場合の基板上の膜厚分布を等高線で表示したグラフである。
【図１０】図９に示した等高線表示のグラフを、Ｘ方向における膜厚分布のグラフと、Ｙ方向における膜厚分布のグラフとで示したものである。
【図１１】図１に示す本発明のマグネトロンカソードで成膜した場合の基板上の膜厚分布を等高線で表示したグラフである。
【図１２】図１１に示した等高線表示のグラフを、Ｘ方向における膜厚分布のグラフと、Ｙ方向における膜厚分布のグラフとで示したものである。
【図１３】ターゲットの傾斜部の傾斜角度を約３度から約９度に変更した場合における図１１と同様のグラフである。
【図１４】ターゲットの傾斜部の傾斜角度を約３度から約９度に変更した場合における図１２と同様のグラフである。
【図１５】一般的な従来のマグネトロンスパッタリング装置の正面断面図である。
【図１６】従来の別のターゲットの正面断面図である。
【図１７】平板状のターゲットの形状変化を示す正面断面図とターゲットの外周付近の拡大断面図である。
【図１８】回転式の磁石ユニットを備えた従来のマグネトロンカソードにおいて磁石ユニットの動きを説明する平面図と、マグネトロンカソードの正面断面図である。
【符号の説明】
１０  カソード
１４  磁石ユニット
４０  モータ
４４  ターゲットシールド
５２  ターゲット
５４  平坦部
５６  傾斜部
６２  側面
７０  リング
【図１】
0004455689.tif 000002
【図２】
0004455689.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
0004455689.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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