(57)【要約】スパッタ堆積装置及び方法は、周囲磁石を含み、これらの周囲磁石は、これを選択された角度で磁化するか又は物理的に配向することによりスパッタターゲットの平面に対してある角度で配向される。それにより生じる磁束は、半径方向外方に、ターゲットの中心軸から離れて、ターゲットの周囲へ向い、次いで、それを越えるように延びる。これは、磁束の戻り路がターゲット表面上をそのスパッタリング面の平面に対してより平行に通過するようにする。これは、ターゲット面の広いエリアにわたってスパッタ侵食を拡散させて、スパッタリング溝の発生を軽減する。ターゲットの侵食がより均一であるので、より多くのターゲット材料がスパッタ堆積に使用され、浪費を抑制する。各ターゲットは、ターゲット材料が貫通されるまで長期間使用することができ、所定量のワークピース被覆に対してターゲット交換サイクルが少なくなり、堆積チャンバーの容量ファクターが上昇する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングターゲットから基板へ材料をスパッタ堆積するための装置であって、
周囲、前面及び該前面とは逆の後面を有する第１スパッタリングターゲットと、
同じ極性を各々有し、上記後面付近に取り付けられた１つ以上の内側磁極の第１セットと、
上記内側磁極の極性とは逆の極性を各々有し、上記第１ターゲットの上記周囲に並置して上記後面付近に取り付けられた１つ以上の外側磁極の第１セットと、
を備え、
上記外側磁極の第１セットは、上記内側磁極の第１セットを集合的に包囲し、更に、
上記外側磁極の各々は、上記前面に対して鋭角の磁化角度で磁化されるようにした装置。
【請求項２】
上記内側磁極の各々は、上記前面に垂直の方向に磁化される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上記外側磁極の磁化角度は、上記前面に対して３０°以上６０°以下の範囲である、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
上記外側磁極の磁化角度は、上記内側磁極から離れて半径方向外方に向けられる、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
上記外側磁極の磁化角度は、上記前面に対して３０°以上６０°以下の範囲であり、更に、
上記内側磁極の各々は、上記前面に垂直の方向に磁化される、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
各々の上記外側磁極の磁化角度は、その磁極からの磁束を、上記内側磁極から離れて半径方向外方に向けさせる、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
各々の上記外側磁極の磁化角度は、その磁極からの磁束を、上記第１ターゲットの上記周囲を越えるように向けさせる、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
各々の上記外側磁極の磁化角度は、上記第１セットの外側磁極からの磁束を、上記第１ターゲットの上記前面に実質的に平行に向けさせる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
上記外側磁極の磁化角度は、上記前面に対して３０°以上６０°以下の範囲であって、上記内側磁極から離れて半径方向外方に向けられ、
上記外側磁極からの磁束は、上記第１ターゲットの上記前面に実質的に平行であり、更に、
上記内側磁極の各々は、上記前面に垂直な方向に磁化される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
上記後面は、全体的に上方に向けられ、更に、
上記前面は、上記基板に向って全体的に下方に向けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
上記外側磁極の磁化角度は、上記前面に対して３０°以上６０°以下の範囲であり、更に、
上記内側磁極の各々は、上記前面に垂直の方向に磁化される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
各々の上記外側磁極の磁化角度は、その磁極からの磁束を、上記内側磁極から離れて半径方向外方に向けさせる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
各々の上記外側磁極の磁化角度は、その磁極からの磁束を、上記第１ターゲットの上記周囲を越えるように向けさせる、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
上記第１ターゲットを包囲する真空チャンバーと、
上記真空チャンバー内の１つ以上のワークピース位置に基板を配置するためのワークピース支持体と、
を備え、前記１つ以上のワークピース位置は、上記第１ターゲットより下の１つ以上のワークピース位置を含む、請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
上記前面は、垂直線に対して３０°以上６０°以下の範囲の角度に傾斜される、請求項１０に記載の装置。
【請求項１６】
上記外側磁極の磁化角度は、上記前面に対して３０°以上６０°以下の範囲であり、更に、
上記内側磁極の各々は、上記前面に垂直の方向に磁化される、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
各々の上記外側磁極の磁化角度は、その磁極からの磁束を、上記内側磁極から離れて半径方向外方に向けさせる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
各々の上記外側磁極の磁化角度は、その磁極からの磁束を、上記第１ターゲットの上記周囲を越えるように向けさせる、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
上記第１セットの内側及び外側磁極は、それらと上記第１ターゲットの上記前面との間の集合的平均距離が上記第１ターゲットの上記前面の巾の半分未満になるように取り付けられる、請求項１０に記載の装置。
【請求項２０】
上記前面は、垂直線に対して３０°以上６０°以下の範囲の角度に傾斜される、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
上記外側磁極の磁化角度は、上記前面に対して３０°以上６０°以下の範囲である、請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
上記外側磁極の磁化角度は、上記内側磁極から離れて半径方向外方に向けられる、請求項１９に記載の装置。
【請求項２３】
各々の上記外側磁極の磁化角度は、上記第１セットの外側磁極からの磁束を、上記第１ターゲットの上記前面に実質的に平行に向けさせる、請求項１９に記載の装置。
【請求項２４】
第２周囲、第２前面及び該第２前面とは逆の第２後面を有する第２スパッタリングターゲットと、
同じ極性を各々有し、上記第２後面付近に取り付けられた１つ以上の内側磁極の第２セットと、
上記内側磁極の極性とは逆の極性を各々有し、上記第２周囲に並置して上記第２後面付近に取り付けられた１つ以上の外側磁極の第２セットと、
を備え、
上記外側磁極の第２セットは、上記内側磁極の第２セットを集合的に包囲し、更に、
上記外側磁極の第２セットの各外側磁極は、上記第２前面に対して鋭角の磁化角度で磁化される、請求項１に記載の装置。
【請求項２５】
上記第１及び第２セットの外側磁極の磁化角度は、各々、上記第１及び第２ターゲットの上記前面に対して３０°以上６０°以下の範囲であって、各セットの上記内側磁極から離れて半径方向外方に向けられ、
上記第１及び第２セットの外側磁極からの磁束は、各々、上記第１及び第２ターゲットの上記前面に実質的に平行であり、更に、
上記第１及び第２セットの内側磁極の各内側磁極は、各々、上記第１及び第２ターゲットの上記前面に垂直な方向に磁化される、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
各ターゲットの上記後面は、全体的に上方に向けられ、更に、
各ターゲットの上記前面は、上記基板に向って全体的に下方に向けられる、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
上記第１及び第２ターゲットは、垂直の対称平面の両側においてそれに対して対称的に方向付けされて、各ターゲットの上記前面が、互いに他のターゲットの上記前面を向くようにされる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
上記第１及び第２ターゲットの各々は、上記垂直平面に対して互いに他のターゲットの配向角に等しく且つそれとは逆の配向角に向けられる、請求項２６に記載の装置。
【請求項２９】
上記第１及び第２ターゲットの配向角は、上記垂直平面に対して３０°以上６０°以下の範囲である、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
上記第１及び第２ターゲットを包囲する真空チャンバーと、
上記真空チャンバー内の１つ以上のワークピース位置に電子基板を配置するためのワークピース支持体と、
を備え、前記１つ以上のワークピース位置は、上記第１ターゲットより下の１つ以上のワークピース位置と、上記第２ターゲットより下の１つ以上のワークピース位置とを含む、請求項２６に記載の装置。
【請求項３１】
上記第１及び第２ターゲットは、垂直の対称平面の両側においてそれに対して対称的に方向付けされて、各ターゲットの上記前面が、互いに他のターゲットの上記前面を向くようにされる、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
上記第１及び第２セットの外側磁極の磁化角度は、各々、上記第１及び第２ターゲットの上記前面に対して３０°以上６０°以下の範囲であり、更に、
上記第１及び第２セットの内側磁極の各内側磁極は、各々、上記第１及び第２ターゲットの上記前面に垂直な方向に磁化される、請求項２６に記載の装置。
【請求項３３】
上記第１及び第２セットの磁極の各外側磁極の磁化角度は、上記第１及び第２セットの磁極からの磁束を、各々、上記第１及び第２セットの内側磁極から離れて半径方向外方に向けさせる、請求項２６に記載の装置。
【請求項３４】
上記第１及び第２セットの外側磁極からの磁束は、各々、上記第１及び第２ターゲットの上記周囲を越えるように向けられる、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
スパッタリングターゲットから基板へ材料をスパッタ堆積する方法であって、
周囲、前面及び該前面とは逆の第１後面を有する第１スパッタリングターゲットを真空チャンバー内に取り付けるステップと、
同じ極性を各々有する１つ以上の内側磁極の第１セットを上記後面付近に取り付けるステップと、
上記内側磁極の極性とは逆の極性を各々有する１つ以上の外側磁極の第１セットを上記第１ターゲットの上記周囲に隣接して上記後面付近に取り付けるステップと、
を備え、上記外側磁極の第１セットは、上記内側磁極の第１セットを集合的に包囲し、上記外側磁極の各々は、上記前面に対して鋭角の磁化角度で磁化され、
更に、上記第１ターゲットから上記基板へ材料をスパッタリングするステップを備えた方法。
【請求項３６】
上記真空チャンバー内の１つ以上のワークピース位置に上記基板を配置するステップを更に備え、前記１つ以上のワークピース位置は、上記第１ターゲットより下の１つ以上のワークピース位置を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
第２周囲、第２前面及び該第２前面とは逆の第２後面を有する第２スパッタリングターゲットを上記真空チャンバー内に取り付けるステップと、
同じ極性を各々有する１つ以上の内側磁極の第２セットを上記第２後面付近に取り付けるステップと、
上記内側磁極の極性とは逆の極性を各々有する１つ以上の外側磁極の第２セットを上記第２後面及び上記第２ターゲットの上記周囲の付近に取り付けるステップと、
を更に備え、上記外側磁極の第２セットは、上記内側磁極の第２セットを集合的に包囲し、上記第２セットの外側磁極の各々は、上記第２ターゲットの上記前面に対して鋭角の磁化角度で磁化され、
更に、上記第２ターゲットから上記基板へ材料をスパッタリングするステップを備えた方法。
【請求項３８】
上記真空チャンバー内の１つ以上のワークピース位置に上記基板を配置するステップを更に備え、前記１つ以上のワークピース位置は、上記第１及び第２ターゲットより下の１つ以上のワークピース位置を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
上記第１及び第２ターゲットを取り付ける上記ステップは、上記第１及び第２ターゲットを垂直の対称平面から等距離に且つそれに対して対称的に配置する段階を更に備え、上記第１及び第２ターゲットの上記前面は、互いに他に向って且つそれらターゲットの下の１つ以上のワークピース位置に向かって全体的に下方を向く、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
上記第１及び第２セットの外側磁極の磁化角度は、各々、上記第１及び第２ターゲットの上記前面に対して３０°以上６０°以下の範囲であり、更に、
上記第１及び第２セットの内側磁極の各内側磁極は、各々、上記第１及び第２ターゲットの上記前面に垂直な方向に磁化される、請求項３５に記載の方法。
【請求項４１】
上記第１及び第２セットの磁極の各外側磁極の磁化角度は、上記第１及び第２セットの磁極からの磁束を、各々、上記第１及び第２セットの内側磁極から離れて半径方向外方に向けさせる、請求項３５に記載の方法。
【請求項４２】
上記第１及び第２セットの外側磁極からの磁束は、各々、上記第１及び第２ターゲットの上記周囲を越えるように向けられる、請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
スパッタリングターゲットから基板へ材料をスパッタ堆積するための装置であって、
第１周囲、全体的に下方を向いた前面、及び該前面とは逆で、全体的に上方を向いた後面を有する第１スパッタリングターゲットと、
同じ極性を各々有し、上記後面付近に取り付けられた１つ以上の内側磁極の第１セットと、
上記内側磁極の極性とは逆の極性を各々有し、上記後面及び上記第１周囲の付近に取り付けられた１つ以上の外側磁極の第１セットと、
を備え、
上記外側磁極の第１セットは、上記内側磁極の第１セットを集合的に包囲し、更に、
上記外側磁極の各々は、上記第１前面に対して３０°から６０°の配向角度に物理的に向けられ、該配向角度は、上記内側磁極の第１セットから離れて半径方向外方に向けられたものである装置。
【請求項４４】
第２周囲、第２前面、及び該第２前面とは逆の第２後面を有する第２スパッタリングターゲットと、
同じ極性を各々有し、上記第２後面付近に取り付けられた１つ以上の内側磁極の第２セットと、
上記内側磁極の極性とは逆の極性を各々有し、上記第２周囲に並置して上記第２後面の付近に取り付けられた１つ以上の外側磁極の第２セットと、
を備え、
上記外側磁極の第２セットは、上記内側磁極の第２セットを集合的に包囲し、更に、
上記外側磁極の第２セットの各外側磁極は、上記第２前面に対して３０°から６０°の配向角度に向けられ、該配向角度は、上記内側磁極の第２セットから離れて半径方向外方に向けられたものである、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
スパッタリングターゲットから基板へ材料をスパッタ堆積するための方法であって、
第１周囲、全体的に下方を向いた前面、及び該前面とは逆で、全体的に上方を向いた後面を有する第１スパッタリングターゲットを真空チャンバー内に取り付けるステップと、
同じ極性を各々有する１つ以上の内側磁極の第１セットを上記後面付近に取り付けるステップと、
上記内側磁極の極性とは逆の極性を各々有する１つ以上の外側磁極の第１セットを上記後面及び上記第１周囲の付近に取り付けるステップと、
を備え、上記外側磁極の第１セットは、上記内側磁極の第１セットを集合的に包囲し、更に、上記外側磁極の各々は、上記第１前面に対して３０°から６０°の配向角度に物理的に向けられ、該配向角度は、上記内側磁極の第１セットから離れて半径方向外方に向けられたものであり、更に、
上記第１ターゲットから上記基板へ材料を堆積するステップを備えた方法。
【請求項４６】
第２周囲、第２前面、及び該第２前面とは逆の第２後面を有する第２スパッタリングターゲットを上記真空チャンバー内に取り付けるステップと、
同じ極性を各々有する１つ以上の内側磁極の第２セットを上記第２後面付近に取り付けるステップと、
上記内側磁極の極性とは逆の極性を各々有する１つ以上の外側磁極の第２セットを上記第２ターゲットの上記第２後面及び上記周囲の付近に取り付けるステップと、
を備え、上記外側磁極の第２セットは、上記内側磁極の第２セットを集合的に包囲し、更に、上記第２セットの外側磁極の各々は、上記第２前面に対して３０°から６０°の配向角度に物理的に向けられ、該配向角度は、上記内側磁極の第２セットから離れて半径方向外方に向けられたものであり、更に、
上記第２ターゲットから上記基板へ材料を堆積するステップを備えた、請求項４５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
本出願は、１９９９年１０月１０日に出願された現在出願中の特許出願第０９／４２９，７６２号の一部継続出願である。
【０００２】
１．発明の分野
本発明は、一般に、フラットパネルディスプレイのような電子的ワークピースにスパッタ堆積を行うための装置に関し、特に、傾斜型スパッタリングターゲットと、汚染物の粒子がこのターゲットからワークピースに落下するのを防止するためのシールドとに係る。より詳細には、本発明は、ターゲット材料及び堆積チャンバーの利用効率を改善する加速磁石の構成及び配向に関する。
【０００３】
２．関連技術の説明
大型のフラットパネルディスプレイ及び他の電子装置は、一般に、次々の材料層をガラス基板のようなワークピースに堆積し、次いで、パターン化するような一連のプロセスステップによって製造される。堆積ステップの幾つかは、通常、ターゲットからのスパッタリング材料による堆積であるスパッタ堆積により実行される。
【０００４】
スパッタ堆積では、スパッタリングターゲット及びワークピースが真空チャンバー内に配置され、ここでは、アルゴンのような比較的重量のある原子を有するガスがプラズマ状態に励起されている。負のＤＣ又は交流電圧をターゲットに印加すると、プラズマ中からアルゴンイオンが加速されてターゲットに衝撃を与える。ある程度の衝撃エネルギーがターゲット表面上の材料に移送されて、ターゲット材料の分子がターゲットから放出され、即ち「スパッタ」される。ワークピースは、スパッタされたターゲット材料の大部分がワークピースに堆積するように配置される。
【０００５】
一般に使用されるターゲット材料の幾つかの形式は、汚染物の粒子を発生する傾向があり、これら粒子は、ワークピース上に落下すると、製造中の電子装置を破壊することがある。例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）ターゲットは、通常、少なくとも１％の不純物を含む。ターゲットがスパッタされるときには、これら不純物が、１ｍｍ程度の粒子へと凝塊した後に、ターゲットから落下することがある。汚染物の粒子を発生する傾向のある別の形式のターゲットは、単一のモノリシックターゲットとしてではなく、タイルのマトリクスとして構成されたターゲットである。タイル間のギャップにアークが発生すると、タイルをバッキングプレートに接合するのに使用される材料の粒子が追い出される。
【０００６】
ワークピースに落下する汚染物粒子の問題は、ターゲットがワークピースの真上に来る状態でターゲットとワークピースの両方が水平に配向されたときに最も過酷になる。この場合には、ターゲットから落下するほぼ全ての粒子がワークピース上に落ちる。
【０００７】
この問題を克服するために、ある従来のスパッタ堆積チャンバーは、ワークピースがターゲットの下に来るのではなくそれに横付けする状態でターゲット及びワークピースを垂直方向に配向する。このような設計では、ターゲットから落下するほとんどの粒子は、ワークピース上ではなくターゲットの下に無害に落ちる。しかしながら、大型のガラス基板は、これに過剰なストレスを与えたりクラックを生じたりせずに、垂直の向きで機械的に支持することが困難である。それ故、ワークピースに材料をスパッタ堆積する装置及び方法であって、基板における汚染粒子の堆積を最小にすると共に、基板を水平に配向した状態で実施することのできる装置及び方法が要望される。
【０００８】
堆積チャンバーの運転時間及びターゲット寿命の両方に対する利用ファクターについて更なる問題が生じる。ターゲット衝撃が進行するにつれて、ターゲットにわたるガスイオン電流分布が磁束密度と相関関係をもつが、磁束密度は、通常、ターゲットの表面にわたって非均一である。従って、磁束が最も大きい場所で侵食が最も速く進行し、衝撃によってターゲット材料が追い出されたターゲット表面に１つ以上のスパッタリング溝が形成される。ターゲットタイルは、通常、４から１０ｍｍの均一の厚みで始まり、スパッタリング溝の深さがこの厚みに達したときには交換されねばならない。ターゲット表面にわたって加速磁界を分散させる方法及び装置は、スパッタリング溝の発生を軽減すると共に、より多くのタイルを基板への堆積に利用することによりターゲット寿命を延長する。
【０００９】
堆積チャンバー内でタイルを交換するのは、コスト高である。タイルを交換するために真空を遮断するには、チャンバーを運転温度から冷却させ、ターゲットを交換し、チャンバーを再加熱して、吸収した水蒸気を周囲空気から乾燥させ、次いで、バーンイン時間を与えて、タイル上に必然的に生じる酸化物層を除去することを含み、これらは全てプロセスにおいてエネルギー消費を伴う。それ故、交換を必要とするまで使用できるターゲットタイルが長いほど、所与の量の基板堆積に必要とされる交換サイクルが少なくなる。
【００１０】
非均一なターゲット侵食を克服するために種々の装置が構成されている。例えば、モリソン氏の米国特許第４，２６５，７２９号は、特にターゲット表面に平行な磁束を増強することによりターゲットリアルエステート(real estate)の部分における浪費を軽減する努力において磁束パターンに作用するように多数の磁石を構成することを開示している。モリソン氏は、主として、固体磁石構成を使用しているが、これは、資本金及び複雑さを悪化させると共に、従来の手法から著しく逸脱している。従来の大型基板マグネトロン構成に適合する一方、ターゲット表面に平行な磁束を増強する装置及び方法があれば、ターゲットの利用を改善する一方、スパッタリングチャンバーの改善についての複雑さ及びコストを最小限にするであろう。
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、傾斜型スパッタリングターゲットと、このターゲットから落下する粒子をさえぎって、粒子がワークピースに堆積しないようにするシールドとを備えたスパッタ堆積装置及び方法に関する。本発明は、ワークピースを水平に配向できるようにする。
【００１２】
より詳細には、スパッタリングターゲットは、ワークピースの位置よりも高く取り付けられ、垂直軸に対して３０°から６０°の角度に配向される。シールドは、ターゲットの前面からワークピース上の点へと垂直方向下方に延びる垂直線が上記点より上でシールドに交差するようなエリアを占有する。
【００１３】
本発明の別の態様では、一対のスパッタリングターゲットが垂直平面に対して３０°から６０°の角度で且つそれに対して対称的に配向される。この対称的な傾斜した構成は、単一の傾斜型ターゲットで生じることのある堆積の非均一性を克服する。各ターゲットは、２セットの磁極を含み、その第１セットは、ターゲットの後面付近に取り付けられ、その第２セットは、第１セットを取り囲むようにターゲットの周囲付近に取り付けられる。この磁石構成は、磁石をターゲットに至近離間させて、ターゲット付近の磁界強度を最大にし、ひいては、スパッタ堆積率を最大にすることができる。
【００１４】
上記構成の更に別の改善は、周囲磁石からの磁界をターゲットの平面に対して３０°から６０°の角度に配向することを含み、その最適な角度は、約４５°である。これは、周囲磁石を選択された角度で磁化するか又は物理的に配向することにより達成できる。それにより生じる磁束は、ターゲットタイルの周囲を越えて横方向に延びて、タイル表面上を通過する磁束線をターゲットタイルの平面に対して更に平行にすると共に、あまり磁極に集中しないようにする。これは、ターゲットタイルの広いエリアにわたってスパッタ侵食を拡散させ、且つスパッタリング溝の発生を減少させて、タイル材料を貫通するまでターゲットをより長く使用できるようにする。タイルの侵食がより均一になるので、所与のタイルにおける高価なターゲット材料がより多くスパッタ堆積に使用され、浪費が少なくなる。各タイルが、交換を必要とするまでに、より長く使用されるので、所与の量の基板被覆に必要とされるタイル交換サイクルが少なくなり、堆積チャンバーの容量ファクターが上昇する。
【００１５】
本発明の新規な特徴と考えられるものは、特許請求の範囲に規定する。しかしながら、本発明それ自体、並びにその好ましい使用形態、更に別の目的及び効果は、１つ以上の実施形態の、以下の詳細な説明を、添付図面を参照して読んだときに最も良く理解されよう。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【００１６】
図１及び図２は、２つの傾斜型スパッタリングターゲット１０、１２を有するスパッタ堆積チャンバー８を示し、各ターゲットは、本発明による汚染物阻止シールド１４、１６を各々有する。図示されたチャンバーは、電子式ビデオディスプレイを製造するのに使用される形式の大きな長方形ワークピース即ち基板を受け入れるように構成される。このような基板は、現在、６５０ｍｍｘ８００ｍｍ（巾ｘ長さ）程度の大きさであるが、近い将来には、もっと大きな基板が広範囲に使用されることが予想される。
【００１７】
スパッタリングターゲット及び磁石をこのような基板と同程度の大きさに構成するには経費がかかり且つ困難である。従って、本発明の現在の好ましい実施形態では、長くて細い長方形ターゲット１０、１２を使用し、各ターゲットの長さは、基板より長いが、その巾は、基板より相当に小さい。キャリア１８は、ターゲットを水平方向に越えて基板２０をゆっくり移動し、ターゲットからスパッタされた材料が基板全体を覆うようにする。ここに示す実施形態では、各ターゲットは、巾が１０ｃｍで、長さが１ｍである。
【００１８】
従来の搬送メカニズムは、ターゲットを越えて基板をゆっくり移動するようにチャンバー内に設置することができる。ここに示す実施形態では、歯付きラック４２が基板キャリア１８の底面に取り付けられたラック・ピニオンメカニズムが使用される。ピニオンギア４６が、キャリア１８の巾以下の間隔でチャンバーの長さに沿って取り付けられ、ラックが常に少なくとも１つのピニオンギアに係合するようにされる。図示されていないモーターがピニオンギアを回転する。ピニオンギアとピニオンギアとの間の点において自由に回転するアイドラーホイール４４がキャリア１８を支持する。
【００１９】
図２及び図３は、ターゲットの上（即ち後方）の磁石の配列を示す。永久磁石２４のアレーが発生する磁界は、ターゲットの全周Ｐに沿ってＳ極を有すると共に、ターゲットの長手中心軸Ｃ（図４）に沿ってＮ極を有する。磁石アレーのＮ極は、ターゲットの中心軸Ｃに沿って２行の長方形磁石２２より成り、各磁石は、その磁軸がターゲットに垂直に配向され、Ｎ極がターゲットに隣接している。アレーのＳ極は、中心軸Ｃから半径方向に分離されて周囲Ｐに沿って配列された１行の磁石２４より成る。外側磁石２４は、内側磁石２２と同じであるが、各外側磁石２４のＳ極は、ターゲットに隣接している。鉄の磁極片２６（図２及び４）は、内側磁石のＳ極を外側磁石のＮ極に磁気的に結合し、「磁路」を形成する。この磁路は、図２に矢印２８で示された磁界を発生する。
【００２０】
或いは又、装置の性能に影響を及ぼすことなくＮ極とＳ極を交換することもできる。（図３には、幾つかの磁石だけが一例として文字Ｓ又はＮで示されているが、全ての内側磁石２２は、Ｓと示されたものと同じ磁気配向を有し、全ての外側磁石２４は、Ｎと示されたものと同じ配向を有する。）図示されていない電源が、通常、大きな交流電圧又は−６００ボルト程度の負のＤＣ電圧をターゲット１０、１２へ供給する。誘電体スペーサ１７は、電気的に接地されたチャンバー壁８からターゲットを電気的に絶縁し、又、誘電体の外側カバー１９は、人がターゲットの高電圧に偶発的に接触することから保護する。
【００２１】
マグネトロンスパッタリングシステムの動作原理は、良く知られている。動作中に、アルゴンのような比較的重たいガスが真空チャンバー内に供給される。図示されていない真空ポンプが、通常、１から５ｍＴｏｒｒの非常に低いガス圧力をチャンバー内に維持する。磁界２８は、ターゲットの付近に自由電子を捕獲する傾向があり、従って、自由電子は、内側磁石２２と外側磁石２４との間のギャップに平行な閉じた楕円経路を巡って循環する。従来のマグネトロンスパッタリングターゲットと同様に、各ターゲット及び磁極片の２つの端は、循環する電子に対して少なくとも最小の回転半径を与えるように半円形にされている。
【００２２】
循環する電子は、アルゴンガスの原子に衝突してそれをイオン化する。ターゲット１０、１２の大きな負のＤＣ電圧又は交流電圧は、アルゴンイオンをターゲットに向けて加速する。アルゴンイオンは、ターゲットの前面に衝撃を与え、ターゲットの表面から材料を放出即ち「スパッタ」させる。ワークピース２０がターゲットの前方にあるので、スパッタされたターゲット材料の大部分がワークピースに堆積する。
【００２３】
ターゲットからスパッタされた材料の各分子は、ターゲットから離れる直線的な軌道を進行するが、スパッタされた材料の異なる分子の軌道がある角度範囲にわたって分布される。この分布範囲は、スパッタされる特定材料に依存するが、ほぼ全ての材料に対して、スパッタされる材料の軌道は、ターゲットの前面に対して垂直な線から±３０°の範囲に集中する。
【００２４】
発明の背景で述べたように、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のようなある形式のターゲット材料は、一般に、有機汚染物を含んでいて、これらは、ターゲットのスパッタリング中に凝集して、最終的に、粒子として剥がれ落ち、ワークピース２０上に落下することがある。更に、単一のモノリシックターゲットとしてではなくタイルのマトリクスとして構成されたターゲットは、タイル間のギャップにアークを経験し、これは、タイルをバッキングプレートに結合するのに使用される材料の粒子を追い出すことがある。
【００２５】
このような粒子がワークピースを汚染するのを防止するために、本発明は、各ターゲットの下にシールド１４、１６を含み、各ターゲット１０、１２は、垂直軸に対して傾斜される。シールドは、ターゲットから落下する粒子を、それらがワークピースに到達する前にさえぎる。というのは、シールドは、ターゲットからワークピース位置へと下方に延びる垂直線が、ワークピース位置より上の点でシールドに交差するようにエリアを占有するからである。シールドの下縁は、粒子がシールドの下縁から滑り落ちるのを防止するための上方に延びるリップ３２を含むのが好ましい。
【００２６】
水平に配向されたターゲットを有する従来のスパッタ堆積チャンバーでは、ワークピースは、ターゲットからスパッタされる材料を受け取るためにターゲットの真下に配置されねばならない。これは、ターゲットから落下する汚染物粒子をさえぎるようにターゲットとワークピースとの間にシールドを配置するのを妨げる。というのは、このようなシールドは、スパッタされた材料のほぼ全部を阻止するからである。逆に、垂直に配向されたターゲットでは、水平に配向されたワークピースを使用することができない。というのは、垂直に配向されたターゲットからスパッタされた材料は、水平の軌道を有し、従って、水平のワークピースをほとんど飛び越してしまうからである。
【００２７】
本発明においては、ターゲットの傾斜が、スパッタされるターゲット材料の軌道に垂直及び水平の両成分を与える。垂直成分は、スパッタされた材料が基板を飛び越えることなく基板を水平に配向できるようにすると共に、水平成分は、ターゲットの下のシールドが汚染物の粒子をさえぎることができるように基板をターゲットから横方向にずらせるようにする。垂直軸に対するターゲットの傾斜は、３０°から６０°の範囲でなければならず、約４５°であるのが好ましい。
【００２８】
シールド１４、１６に対する２つの主たる設計パラメータは、（１）シールドがターゲットから離れるように延びる長さと、（２）シールドとターゲット前面の平面との間の角度θである。シールドの長さは、ターゲットの上縁からワークピース位置に向かって下方に延びる垂直線３４が、ワークピース位置より上の点３６においてシールドに交差するに充分な長さでなければならない（図２を参照）。
【００２９】
ここに示す好ましい実施形態のシールドは、ターゲットの前面に対して垂直である。或いは又、シールドは、シールドとターゲットとの間の角度θが９０°より小さいか又は大きくなるように、各々、より上方に又はより下方に角度付けすることもできる。シールドとターゲットとの間の角度を狭めると、ターゲットをより低い位置に取り付けでき、ひいては、ワークピースにより接近して取り付けできるという効果がある。しかしながら、これは、ターゲットからスパッタされてワークピースに到達せずにシールドにより阻止される材料の量を増加させる。この角度を広げると、逆の効果があり、即ちスパッタされてシールドにより阻止されるターゲット材料の量が少なくなるという効果があるが、ワークピース上のより高い位置にターゲットを取り付けねばならないという欠点もある。
【００３０】
好ましくは、ワークピース上のターゲットの高さは、ターゲットからスパッタされた材料がワークピースに到達する前にガスの原子に衝突する確率が高くなるほど大きくてはならない。スパッタ堆積に通常使用される範囲のチャンバー圧力１〜５ｍＴｏｒｒでは、好ましい高さは、ターゲットからワークピースまでのスパッタ材料の平均経路長さが１５〜２０ｃｍというものである。これと同等のこととして、ターゲットは、ターゲットに垂直にターゲットの中心からワークピースへ延びる線が１５〜２０ｃｍの長さとなるようなワークピース上の高さに配置されるのが好ましい。ここに示す実施形態のようにターゲットが４５°の角度に傾斜されている場合、これは、ターゲットの中心がワークピース上約１０〜１４ｃｍにあることを意味する。チャンバー圧力を減少すると、スパッタされるターゲット材料の平均自由経路が増加し、ひいては、より大きなターゲット高さを許すことになる。
【００３１】
ターゲットとワークピースとの間の距離を最小にするために、ワークピースは、好ましくは、堆積が実行されている間にシールド１４、１６にできるだけ接近して取り付けされねばならない。好ましい実施形態では、キャリア１８は、シールドの下縁より５ｍｍだけ下の平らな水平経路に沿ってワークピース２０を移動する。
【００３２】
ターゲットが傾斜されて、基板に対して横方向にずらされているので、スパッタされたターゲット材料は、一般に、片側から基板に到達する。例えば、図１において、左側のターゲット１０からスパッタされた材料は、一般に、左側から基板２０に到着する。基板の上面が平坦である場合には、この方向性が基板におけるターゲット材料の堆積に悪影響を及ぼすものではない。しかしながら、金属コンタクト又はビアを形成するときのように、基板の上面に、ターゲット材料が充填されるべき開口がパターン化されている場合には、方向性があることは望ましくない。というのは、各開口において、ターゲットから最も遠い開口の側壁にターゲット材料がより多く堆積するからである。図１の例では、各開口は、ターゲット１０からの最大量の材料をその開口の右側壁に堆積させると共に、最小量の材料を左側壁に堆積させる。
【００３３】
この方向性を除去するために、ここに示す好ましい実施形態では、互いに逆方向に傾斜された２つのターゲットが使用される。より詳細には、左側のターゲット１０は、スパッタされた材料を右に向け、右側のターゲット１２は、スパッタされた材料を左に向ける。２つのターゲットの結合として、基板の開口の全ての側に、スパッタされたターゲット材料が均一に堆積される。
【００３４】
上述したように、スパッタされた材料が充填される深い狭い開口が基板の上面に含まれない場合には、単一のターゲット１０で充分である。それ故、本発明は、２つのターゲットが好ましいが、単一のターゲット１０及び単一のシールド１４で実施することもできる。
【００３５】
各シールド１４、１６は、好ましくは、イオン衝撃によるシールドの侵食を回避するために、ターゲット１０、１２から電気的に分離されねばならない。シールドは、電気的に浮いていてもよいし、又は図１、図２及び図５に示すように、チャンバー壁８に電気的に接地されてもよい。
【００３６】
スパッタ堆積率を最大にするために、各磁石２２、２４とターゲット１０の前面（スパッタリングに露出される面）との間の距離は、ターゲットの前面の巾と、ターゲットに隣接する逆極性の磁極間のギャップとに対してできるだけ小さくなければならない。ここに示す実施形態では、上記ギャップは、内側磁石２２と外側磁石２４との間のギャップである。磁石からターゲットまでの距離を最小にすると、ターゲット前面に直に隣接するアルゴンイオンの領域における磁界の強度が最大になり、これは、ターゲットに衝撃を与えるアルゴンイオンの磁束密度を最大にする。好ましくは、磁石とターゲットの前面との間の平均距離は、ターゲットの前面の巾の１００％未満（更に好ましくは、５０％未満）であり、且つターゲットに隣接する逆極性の磁極間の平均ギャップの２００％未満（更に好ましくは、１００％未満）である。（ターゲットが、ここに示す実施形態のように、細長い形状を有する場合には、その「巾」及び「長さ」は、各々、ターゲットの前面の短い寸法及び長い寸法である。）
【００３７】
図１に示す２つの互いに逆に傾斜したターゲットの好ましい構成体は、磁石を各ターゲットの真後ろに取り付けることにより、各磁石２２、２４と隣接ターゲット１０又は１２の前面との間の距離を最小にする。図２に示す左側ターゲット１０を参照すれば、このターゲットは、第１のバッキングプレート３８に結合され、その機能は、ターゲットに機械的強度を与えることである。第１のバッキングプレートに当接する第２のバッキングプレート３９は、ターゲット及び磁石を冷却するために水を圧送することのできるチャンネルを含む。これらバッキングプレートは、非磁性（即ち非鉄）で、機械的に強力な材料、例えば、銅やアルミニウムで構成されねばならない。誘電体シート４０は、ターゲット及びバッキングプレートの高電圧を磁石及び外部カバー４１から電気的に絶縁する。
【００３８】
ここに示す原型では、ターゲットは、厚みが８ｍｍであり、第１及び第２のバッキングプレートは、各々、厚みが１０ｍｍであり、誘電体シートは、厚みが３ｍｍである。各磁石２２、２４からターゲット１０の前面までの距離は、これら厚みの和であり、３１ｍｍに等しい。各ターゲットは、巾が１００ｍｍであるから、内側磁石と外側磁石との間のギャップは、約４０ｍｍである。それ故、各磁石とターゲットの前面との間の３１ｍｍの距離は、ターゲットに隣接する磁極間の４０ｍｍのギャップより小さく、これは、ターゲットの巾１００ｍｍの５０％未満である。
【００３９】
ワークピース２０が、好ましい実施形態のように、シールドの下縁に接近して配置される場合には（５ｍｍ）、シールド１４、１６は、偶発的にそれて、ワークピースに接触し、ダメージを及ぼすことがないように充分に堅牢でなければならない。図５は、シールドがその剛性を改善するように強化された別の実施形態を示す。より詳細には、各シールド１４、１６は、２つの側壁に溶接され、これら側壁は、上壁に溶接され、次いで、この上壁は、ターゲットアッセンブリにボルト固定される。図５は、２つの側壁５０に溶接された左側シールド１４と、２つの側壁に溶接された上壁５４とを示す。シールド１４、側壁５０及び上壁５４が結合されて長方形の管を形成する。同様に、右側シールド１６が２つの側壁５２に溶接され、これら側壁が上壁５６に溶接される。側壁は、シールドが撓むのを防止する。
【００４０】
図６及び図７は、ワークピース２０にターゲット材料の次々の層を堆積するために単一のスパッタ堆積真空チャンバー６０内に多数のスパッタターゲットをいかに配置できるかを示す。キャリア１８は、ワークピースを次々のスパッタリングターゲットの下で左から右へゆっくりと連続的に搬送する。
【００４１】
より詳細には、ワークピース２０は、入口のロードロックチャンバー６２を経て入る。図示されていないリフトピンがワークピースをキャリア１８の上に持ち上げ、次いで、ワークピースをキャリアにのせる。キャリアは、ワークピースを入口のロードロックチャンバー６２から真空バルブ６４を経てスパッタ堆積真空チャンバー６０へと移送する。
【００４２】
次いで、キャリアは、ワークピースを第１対のインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）ターゲット１０、１２の下へ移動し、これらターゲットは、ＩＴＯ膜の第１層を基板上に堆積する。キャリアは、基板を移動し続けて、第２対のＩＴＯターゲット１０’、１２’の下を通過させ、これらのターゲットは、ＩＴＯ膜の第２層を基板上に堆積する。キャリアが基板を右へ移動し続けるにつれて、ＭｏＣｒ又はＣｒターゲット７０の下を通過させ、このターゲットは、既に堆積されたＩＴＯ層の上にＭｏＣｒ又はＣｒ層を堆積させる。最終的に、キャリアは、ワークピースをスパッタ堆積真空チャンバー６０から真空バルブ６６を経て出口ロードロックチャンバー６８へ移送する。
【００４３】
本発明の傾斜ターゲット及びシールドは、ＩＴＯ層を堆積するのに使用される。というのは、ＩＴＯターゲットは、通常、上述したように、有機汚染物の粒子を発生するからである。しかしながら、ＭｏＣｒ又はＣｒ層を堆積するには、シールドをもたない従来の水平ターゲット６６を使用することができる。というのは、ＭｏＣｒ又はＣｒターゲットは、汚染物の粒子を発生しない高純度のものが容易に入手できるからである。
【００４４】
図８は、上述した実施形態のいずれか又は両方と共に使用される、本発明の第２の別の実施形態を示す。図８の実施形態では、周囲磁石１２４の磁束線１２８が中心軸Ｃから半径方向外方にターゲット１０の周囲Ｐに向かい、次いで、それを越えて広がる。これは、循環する自由電子の楕円経路をターゲット１０の表面上に良好に分布させ、ターゲット１０の表面に平行な磁束密度を増加し、更に、イオン電流を増加するという望ましい作用を有する。その結果、以下に述べるように、ターゲット１０及び堆積チャンバー６０の利用性が改善される。
【００４５】
図９は、好ましい実施形態（図１−７）において生じる磁束２８のパターンを詳細に示し、周囲磁石２４は、ターゲット１０の表面に直角に配列されて磁化される。静磁界の場合には、磁束２８は、周囲磁石２４からターゲット１０の平面に実質的に直角に出て来て、内側磁石２２の真下でこれもターゲット１０に実質的に直角な経路に沿って最も高密度の状態で戻る。もちろん、電磁石により誘起される動的磁界では、極性が切り換わるが、分布は、実質的に図９に示したように保たれる。いずれの場合にも、自由電子は、内側磁石２２と外側磁石２４との間でターゲット１０の前面付近に形成されるプラズマ領域２９内を循環する。プラズマ領域２９は、ターゲット１０の全表面積の比較的僅かな部分しか占有しない。自由電子は、この領域へ進行するガスイオンに衝突して、それらをイオン化する。イオン化されると、ガスイオンは、ターゲット１０の前面に吸引され、ターゲット材料の分子と衝突する。ガスイオンは、一般に、ターゲット１０に印加される電圧からの電界によりターゲット１０に向ってバイアスされるが、内側磁石２２及び外側磁石２４の磁極の最も近くでターゲット１０に交差する傾向となる。というのは、この領域において磁束２８の密度が最も高いからである。
【００４６】
図１０は、この構成のターゲット１０における準最適効果を示す。周囲磁石２４は、図９の場合と同様に、ターゲット１０に直角又は垂直に配向される。ターゲット１０の面に平行な磁束２８は最小で、イオン電流は低く、あるガスイオンは、磁石２２、２４の磁極に近い高磁束２８の領域においてターゲット１０に向ってスイープされるまで漂流することができる。磁束２８は、磁極の最も近くで密度が最も高くなるので、ターゲット１０のガスイオン衝撃も同じ位置において最大となる。これは、ターゲット１０を非均一に消耗させ、ガスイオンがターゲット１０の面に交差する場所で溝２５、２７を深くする。
【００４７】
図１０の説明を続けると、ターゲット１０は、その全面にわたり実質的に均一な初期厚みＡで動作を開始する。動作周期Ｔ１の後に、溝２５、２７は、最大深さＢまで侵食する。更に動作を続けると、深さＢは、最終的に時間Ｔ２に初期厚みＡに到達する。次いで、ターゲット１０は、ターゲットタイル接合材料が基板２０を汚染しないように、交換しなければならない。従って、ターゲットの利用時間は、周期Ｔ２に制限され、廃物となったターゲット材料Ｗ１は、捨てるか又はリサイクルしなければならず、新たなターゲット１０を設置し、チャンバー６０のタイル交換サイクルを必要とする。
【００４８】
図１１は、図８に示す別の実施形態によって達成される改善を示す。ターゲット１０の平面に対して鋭角の磁化角度α（図８）にある磁化周囲磁石１２４は、それらの最大の磁束密度を半径方向外方に中心軸Ｃからターゲット１０の周囲Ｐに向け、次いで、それを越えてシフトさせる。磁化角度αは、ターゲット１０の平面に対して３０°から６０°であるのが好ましく、４５°であるのが最適である。周囲Ｐにおいて磁化を半径方向外方に角度付けすると、内側磁石２２と外側磁石１２４との間に生じるプラズマ１２９中で自由電子の経路が広げられる。これは、次いで、大きなプラズマ領域１２９により、ガスイオンとのイオン化接触の確率を高める。しかしながら、より重要なことに、これは、磁束１２８をターゲット１０に対して更に平行で且つターゲット１０にわたって均一な状態にし、それにより生じるガスイオンの衝撃をターゲット１０の表面の大部分にわたって分散させる。侵食溝１２５、１２７は、依然発生するが、更にゆっくり且つ更に広いエリアにわたって発生する。より詳細には、その最大深さＢ１は、同じ動作時間Ｔ１に対し、溝２５、２７の深さＢより実質的に浅い。最終的には、深さＢ１も、厚みＡに達するが、そうなるまでには長い時間を要する。溝１２５、１２７は、溝２５、２７より相当に浅いので、ターゲット１０の利用時間Ｔ３（図１１）は、Ｔ２（図１０）より著しく大きい。
【００４９】
これは、図９の９０°磁極配向に勝る多数の効果に変換される。第１に、ターゲット１０の利用時間が長いので、堆積チャンバー６０に必要とされる交換サイクルが少なくなり、それに伴い、チャンバー６０に対するエネルギーが節約されると共に、容量ファクターが改善される。第２に、より多量のターゲット１０が利用時間Ｔ３の間に侵食され、従って、ターゲットタイルの浪費を減少し（Ｗ１に比してＷ２）、貴重な高純度のターゲット材料自体が保存される。第３に、領域１２９、２２９内のより高い磁束密度１２８、２２８は、所与の電圧に対してイオン電流が大きいことを意味し、又は所与の電力レベルに対して電圧が低いことを意味する。これは、所与の基板被覆に対してエネルギーを保存すると共に、衝撃中のターゲット材料の飛散を減少し、スパッタ堆積を予想し得るものにする。
【００５０】
図１２及び１３は、この別の実施形態を構成する２つのやり方を示す。図１２では、周囲磁石１２４は、図９と物理的に同様に配向される。これは、好ましい実施形態について上述した同じ幾何学的形状を使用できるようにする。変更は、磁束１２８及び自由電子経路１２９の分布だけである。内側磁石２２と周囲磁石１２４との間の物理的ギャップも実質的に同じであり、スパッタ軌道の相対的な作用も実質的に影響がない。従って、図８に示す原型では、磁石からターゲット１０の前面までの距離が３１ｍｍのままであり、内側磁石２２と外側磁石１２４との間のギャップも約４０ｍｍのままである。
【００５１】
図１３は、図１２の変形であり、周囲磁石２２４は、図１２に示す希望の磁化角度αに一致するように物理的に配向される。電子の経路２２９は、ターゲット１０のより多くの部分に広がることにより更に若干改善されている。しかしながら、これにはコストがかかる。第１に、堆積チャンバー６０において他のハードウェアへの物理的な変更を必要とする。より詳細には、周囲磁石２２４と磁極片２２６との間の界面は、周囲磁石２２４の同様に傾斜した上部に嵌合するように傾斜して示されている。同様に、磁石２２４は、その反対の磁極でも傾斜されていて、上述したように誘電絶縁体４０を経てターゲット１０に最適にインターフェイスされる。当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに、磁束２２８の磁路を閉じる他の手段を使用してもよいことが当然明らかであろう。しかし、周囲磁石２２４を物理的に再配向する場合には、堆積チャンバー６０の資本金を若干増加することが必要となる。
【００５２】
又、周囲磁石２２４を図示したように物理的に配向する場合には、それら磁石と内側磁石２２との間のギャップも増加する。更に、それらは、ターゲット１０の周囲Ｐを越えて半径方向に延びるので、ターゲット１０からの周囲磁石２２４の分離も増加する。例えば、好ましい実施形態の磁石２２、２４の各々が１４ｍｍの長さである場合には、磁石２２４を４５°に配向すると、内側磁石と外側磁石との間のギャップが約１４ｍｍだけ増加し、又は合計約５４ｍｍへと増加し、外側カバー４１の全周囲寸法の増加を必要とする。同様に、それにより生じるターゲット１０からの分離も約３ｍｍだけ増加し、又は約３４ｍｍへと増加する。いずれの増加も性能に否定的に影響しないが、堆積チャンバー６０の物理的寸法を適宜変更しなければならない。磁極片を１４ｍｍだけ狭めると、この変化を相殺することができ、好ましい実施形態について説明した実質的に同じ装置を使用することができる。
【００５３】
例
図９及び図１２に示す構成を４３００ＰＶＤシステムに対して構成し、磁束密度を、ターゲット１０にわたり３軸ホール効果プローブを使用して測定した。磁束は、図１２のシステムの４５°配向の周囲磁石１２４の方が、図９のシステムの９０°配向の周囲磁石２４より広いことが分かった。より詳細には、磁束密度は、内側磁石及び外側磁石２２、１２４間の自由電子領域１２９では１００から６００ガウス増加すると共に、９０°システムに対して溝２５、２７の発生が最大であったターゲット１０の他の領域では５０から２００ガウス減衰した。更に、４５°システムのＤＣ出力電圧は、一定電力出力レベルに対し９０°システムの場合より３５％だけ低かった。
【００５４】
以上、好ましい実施形態を参照して本発明を詳細に説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱せずにその形態及び細部を種々変更できることが当業者に理解されよう。例えば、第２の好ましい実施形態は、好ましい及び第１の別の実施形態の傾斜型ターゲット１０に関連して説明した。しかしながら、内側及び外側の磁石２２、２４からの磁束を広げることの利益は、このターゲット配向とは独立して得ることができ、垂直から水平までの全ての角度に配向されたターゲット１０に対して同様の利益を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】２つの傾斜型ターゲットを本発明によるシールドと共に有するスパッタ堆積チャンバーの部分概略断面側面図である。
【図２】図１のターゲット及びシールドの１つを詳細に示す図である。
【図３】１つのターゲットの、後方の磁石構造体を示す上面図である。
【図４】１つのターゲットの、後方の磁極片を示す上面図である。
【図５】強化シールドを有する図１のチャンバーの、別の実施形態の部分概略断面側面図である。
【図６】４つの傾斜型ターゲット及び１つの水平ターゲットを有するスパッタ堆積チャンバーの上面図である。
【図７】図６のチャンバーの正面図である。
【図８】図２の簡単化形態であって、本発明の別の実施形態を示す図である。
【図９】図２の磁石及びターゲット部分を詳細に示す図で、図１から７の好ましい実施形態の磁気構成から得られる磁界及びイオン経路分布を示す図である。
【図１０】図９の磁石配向に対応するターゲットを通る断面図である。
【図１１】図８の磁石配向に対応するターゲットを通る断面図である。
【図１２】図９と同様であるが、周囲磁石が、図８のように、ターゲットに対して斜めの角度で磁化される状態で示した詳細な図である。
【図１３】図１２と同様であるが、周囲磁石がターゲットに対して斜めの角度で物理的に配向された状態で示した詳細な図である。
【符号の説明】
【００５６】
８・・・スパッタ堆積チャンバー、１０、１２・・・傾斜型スパッタリングターゲット、１４、１６・・・汚染物阻止シールド、１８・・・キャリア、１９・・・外側カバー、２０・・・基板（ワークピース）、２２、２４・・・永久磁石、２６・・・磁極片、２８・・・磁束、２９・・・プラズマ領域、３８、３９・・・バッキングプレート、４０・・・誘電体シート、４２・・・歯付きラック、４４・・・アイドラーホイール、４６・・・ピニオンギア、５０・・・側壁、５４・・・上壁、６０・・・スパッタ堆積真空チャンバー、６２・・・入口ロードロックチャンバー、６４、６６・・・真空バルブ、６８・・・出口ロードロックチャンバー
【国際公開パンフレット】
2004532934.tif 000003
2004532934.tif 000004
2004532934.tif 000005
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2004532934.tif 000044
2004532934.tif 000045
【国際調査報告】
2004532934.tif 000046
2004532934.tif 000047
2004532934.tif 000048