(57)【要約】【課題】ターゲット材料層の利用効率を向上する。【解決手段】スパッタリング装置１では、スパッタリング処理の継続中に、ターゲット保持部３の複数のステップ移動（小距離の移動）が行われることにより、ターゲット保持部３が上下方向に往復移動する。複数のステップ移動のそれぞれの移動距離は等しく、各ステップ移動の移動停止時刻と、次のステップ移動の移動開始時刻とが一致する。これにより、往復移動の折り返し点近傍における単位時間中のターゲット保持部３の移動距離が、往復移動の他の部位における単位時間中のターゲット保持部３の移動距離におよそ等しくなる。その結果、ターゲット材料層３１において、ターゲット保持部３の往復移動の際に磁石ユニット４に対向する領域におけるターゲット材料層３１の利用効率を向上することができる。【選択図】図１
2013209690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリング装置であって、
平板状のターゲット材料層を保持するターゲット保持部と、
基板を前記ターゲット保持部の前方にて保持する基板保持部と、
前記ターゲット材料層の後方に配置される磁石ユニットと、
前記ターゲット保持部を前記磁石ユニットに対して前記ターゲット材料層に平行な所定の移動方向に相対的に移動する移動機構と、
内部に少なくとも前記ターゲット保持部および前記磁石ユニットを収容するチャンバと、
前記基板保持部と前記ターゲット保持部との間に電圧を印加することによりスパッタリング処理を行う電源部と、
前記電源部および前記移動機構を制御することにより、前記スパッタリング処理を連続的に実行し、前記スパッタリング処理の継続中に、それぞれが前記ターゲット保持部の前記移動方向における小距離の相対移動である複数のステップ移動を行って前記ターゲット保持部を往復移動することにより、前記ターゲット材料層上の被処理領域を前記移動方向に沿って往復移動する制御部と、
を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタリング装置であって、
前記複数のステップ移動のそれぞれの移動距離が等しく、
前記複数のステップ移動において、各ステップ移動における前記移動方向の移動速度が０となる移動停止時刻と、次のステップ移動の移動開始時刻とが一致することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスパッタリング装置であって、
前記ターゲット保持部が、
前記ターゲット材料層の後側の面に接して前記ターゲット材料層を冷却する冷却部と、
前記ターゲット材料層と前記磁石ユニットとの間に配置されて前記ターゲット材料層の前記面全体と重なる絶縁部と接地部と、
を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスパッタリング装置であって、
前記ターゲット保持部に対する相対位置が固定されて接地され、前記絶縁部の外周部から前記ターゲット材料層に向かって広がり、前記冷却部の側面および前記ターゲット材料層の側面を覆う第１シールド部と、
前記磁石ユニットに対する相対位置が固定されて接地され、前記ターゲット材料層と前記基板との間に配置され、前記磁石ユニットと対向する位置に開口が設けられ、前記ターゲット材料層の前側の面のうち前記開口と対向する領域を除く他の領域全体を覆う第２シールド部と、
をさらに備えることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
前記磁石ユニットの前記チャンバに対する相対位置が固定されており、
前記基板保持部が、シート状の前記基板を外側面に保持する円筒状であり、
前記ターゲット材料層の往復移動の中心が、前記基板保持部の中心軸と前記磁石ユニットの中心とを含む平面上に位置し、
前記移動機構が、
前記チャンバ外に配置される外部駆動機構と、
前記外部駆動機構と前記ターゲット保持部とを接続するとともに、前記外部駆動機構により所定の回転軸を中心として回動することにより、前記ターゲット保持部を前記移動方向に往復移動する揺動部と、
を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板上に薄膜を形成する装置として、マグネトロンスパッタリング法にて成膜を行うスパッタリング装置が利用されている。例えば、特許文献１では、ターゲット部を磁石に対して相対運動させつつスパッタリングを行う装置が開示されている。特許文献１のスパッタリング装置では、ターゲット部を所定の速度で等速往復運動させつつスパッタリングを行うべく、ターゲット部を移動する駆動モータが制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−１１１８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１のスパッタリング装置では、ターゲット部の往復移動の中央近傍にてターゲット部が等速移動し、ターゲット材の浸食（エロージョン）がおよそ均一に生じる。しかしながら、特許文献１のような等速移動では、ターゲット部の移動方向を反転させる際に、ターゲット部の速度を徐々に減少させて停止した上で反対向きに加速を開始することになるため、ターゲット部の移動方向が反転する位置近傍において、ターゲット材のエロージョンが他の部位よりも深くなり、ターゲット材の利用効率が低くなる傾向になる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ターゲット材料層の利用効率を向上することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、スパッタリング装置であって、平板状のターゲット材料層を保持するターゲット保持部と、基板を前記ターゲット保持部の前方にて保持する基板保持部と、前記ターゲット材料層の後方に配置される磁石ユニットと、前記ターゲット保持部を前記磁石ユニットに対して前記ターゲット材料層に平行な所定の移動方向に相対的に移動する移動機構と、内部に少なくとも前記ターゲット保持部および前記磁石ユニットを収容するチャンバと、前記基板保持部と前記ターゲット保持部との間に電圧を印加することによりスパッタリング処理を行う電源部と、前記電源部および前記移動機構を制御することにより、前記スパッタリング処理を連続的に実行し、前記スパッタリング処理の継続中に、それぞれが前記ターゲット保持部の前記移動方向における小距離の相対移動である複数のステップ移動を行って前記ターゲット保持部を往復移動することにより、前記ターゲット材料層上の被処理領域を前記移動方向に沿って往復移動する制御部とを備える。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスパッタリング装置であって、前記複数のステップ移動のそれぞれの移動距離が等しく、前記複数のステップ移動において、各ステップ移動における前記移動方向の移動速度が０となる移動停止時刻と、次のステップ移動の移動開始時刻とが一致する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のスパッタリング装置であって、前記ターゲット保持部が、前記ターゲット材料層の後側の面に接して前記ターゲット材料層を冷却する冷却部と、前記ターゲット材料層と前記磁石ユニットとの間に配置されて前記ターゲット材料層の前記主面全体と重なる絶縁部と接地部とを備える。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のスパッタリング装置であって、前記ターゲット保持部に対する相対位置が固定されて接地され、前記絶縁部の外周部から前記ターゲット材料層に向かって広がり、前記冷却部の側面および前記ターゲット材料層の側面を覆う第１シールド部と、前記磁石ユニットに対する相対位置が固定されて接地され、前記ターゲット材料層と前記基板との間に配置され、前記磁石ユニットと対向する位置に開口が設けられ、前記ターゲット材料層の前側の面のうち前記開口と対向する領域を除く他の領域全体を覆う第２シールド部とをさらに備える。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、前記磁石ユニットの前記チャンバに対する相対位置が固定されており、前記基板保持部が、シート状の前記基板を外側面に保持する円筒状であり、前記ターゲット材料層の往復移動の中心が、前記基板保持部の中心軸と前記磁石ユニットの中心とを含む平面上に位置し、前記移動機構が、前記チャンバ外に配置される外部駆動機構と、前記外部駆動機構と前記ターゲット保持部とを接続するとともに、前記外部駆動機構により所定の回転軸を中心として回動することにより、前記ターゲット保持部を前記移動方向に往復移動する揺動部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、ターゲット材料層の利用効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一の実施の形態に係るスパッタリング装置を示す側面図である。
【図２】移動機構の近傍の部位を示す平面図である。
【図３】シールド部およびターゲット保持部を前側から見た図である。
【図４】ターゲット保持部の移動速度を示す図である。
【図５】第１の比較例のスパッタリング装置におけるターゲット材料層のエロージョンの様子を示す断面図である。
【図６】第２の比較例のスパッタリング装置におけるターゲット材料層のエロージョンの様子を示す断面図である。
【図７】一の実施の形態に係るターゲット材料層のエロージョンの様子を示す断面図である。
【図８】ターゲット保持部の移動速度の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の一の実施の形態に係るスパッタリング装置１を示す側面図である。スパッタリング装置１は、マグネトロンスパッタリング法にて基板上に薄膜を形成する装置である。
【００１４】
スパッタリング装置１は、基板保持部２１と、基板保護部２３と、ターゲット保持部３と、磁石ユニット４と、移動機構５と、シールド部６と、チャンバ７と、電源部８１と、制御部８２とを備える。基板保持部２１、基板保護部２３，ターゲット保持部３、磁石ユニット４、シールド部６はチャンバ７の内部に収容される。また、移動機構５の一部はチャンバ７の内部に収容され、他の部位はチャンバ７の外部に配置される。図１では、チャンバ７を断面にて示し、チャンバ７の内部の構成を描いている。基板保持部２１と磁石ユニット４とは、ターゲット保持部３を間に挟んで対向する。以下の説明では、便宜上、図１中の右側（すなわち、基板保持部２１が配置される側）を「前側」といい、図１中の左側を「後側」とする。
【００１５】
基板保持部２１は、中心軸２４を中心とする略円筒状の部材である。基板保持部２１は、外側面にシート状の基板９を保持し、ターゲット保持部３の前方にて基板９の一部をターゲット保持部３に対向させる。基板保持部２１は、電源部８１と共通のアースに接続されている。基板保持部２１は、図示省略の保持部回転機構により、基板９と共に中心軸２４を中心として回転する。基板保護部２３は、基板保持部２１上の基板９から所定の距離だけ離間して配置され、基板９のターゲット保持部３に対向する部位以外の部位を被覆する。
【００１６】
ターゲット保持部３は、ターゲット材料層３１（例えば、透明導電膜の材料であるＩＴＯ、ＺｎＯ等）と、バッキングプレート３２と、絶縁部３３と、アース部（接地部）３４とを備える。バッキングプレート３２は、前側の面に平板状のターゲット材料層３１を保持する。ターゲット材料層３１は、バッキングプレート３２の面にターゲット材料をメタルボンディングすることにより形成される。バッキングプレート３２は電源部８１に電気的に接続され、スパッタ電極としての役割を果たす。バッキングプレート３２内には内部流路３２１が設けられ、内部流路３２１を流れる冷却液によりターゲット材料層３１が冷却される。換言すれば、バッキングプレート３２は、ターゲット材料層３１の後側の面に接してターゲット材料層３１を冷却する冷却部である。冷却液は、バッキングプレート３２からチャンバ７の外部へと延びる冷却用配管３５によりバッキングプレート３２へと導かれる。
【００１７】
絶縁部３３は、絶縁材料により形成された平板状の部材である。絶縁部３３は、ターゲット材料層３１およびバッキングプレート３２と磁石ユニット４との間において、バッキングプレート３２の後側の面上に配置される。本実施の形態では、バッキングプレート３２の後側の面のうち、ターゲット保持部３を移動機構５に取り付けるための樹脂等により形成された絶縁ボルトが挿入される孔部近傍を除く領域全体が、絶縁部３３により覆われる。バッキングプレート３２は、絶縁ボルトと絶縁部３３とにより、移動機構５と電気的に絶縁される。絶縁部３３は、また、ターゲット材料層３１の後側の面のおよそ全体とも、バッキングプレート３２の当該面の法線方向から見て重なる。
【００１８】
アース部３４は、接地された平板状の部材である。アース部３４は、絶縁部３３と磁石ユニット４との間において、絶縁部３３の後側の面上に配置される。アース部３４は、上述の法線方向から見て絶縁部３３の後側の面のおよそ全体、および、ターゲット材料層３１の後側の面のおよそ全体と重なる。絶縁部３３は、バッキングプレート３２およびアース部３４に当接する。
【００１９】
磁石ユニット４は、ターゲット材料層３１の後方に（すなわち、ターゲット材料層３１の基板９とは反対側に）、ターゲット保持部３から離間して配置される。磁石ユニット４は、Ｓ極と、Ｓ極の周囲に環状に配置されたＮ極とを備える。図１では、磁石ユニット４による磁界を二点鎖線にて描く。なお、Ｓ極とＮ極とは逆に配置されてもよい。移動機構５は、ターゲット保持部３を磁石ユニット４に対して、ターゲット材料層３１に平行な所定の移動方向に相対的に移動する。本実施の形態では、磁石ユニット４がブロック５５を介してチャンバ７に固定され、ターゲット保持部３が図１中の上下方向（本実施の形態では、実際の上下方向に一致し、以下の説明では単に「上下方向」という。）に往復移動する。ターゲット保持部３の往復移動の中心は、基板保持部２１の中心軸２４と、磁石ユニット４の中心４１とを含む平面上に位置する。磁石ユニット４の中心４１は、上下方向の中心であり、かつ、上下方向に垂直かつターゲット材料層３１に平行な方向（すなわち、紙面に垂直な方向）の中心である。
【００２０】
移動機構５は、チャンバ７外に配置される外部駆動機構５１と、チャンバ７内においてターゲット保持部３が取り付けられるフレーム５２と、外部駆動機構５１とフレーム５２とを接続する揺動部５３と、チャンバ７内においてフレーム５２が移動部５４１に取り付けられるリニアガイド５４とを備える。揺動部５３は、外部駆動機構５１とターゲット保持部３とをフレーム５２を介して間接的に接続する。リニアガイド５４のレール５４２は、上下方向に延びており、ブロック５５を介してチャンバ７に固定される。図１では、フレーム５２を断面にて描いている。
【００２１】
外部駆動機構５１は、上下方向に延びる駆動軸５１５と、駆動軸５１５が回転軸５１２を中心として回動自在に取り付けられる支持部５１３と、駆動軸５１５に接続されるとともにパルス制御により駆動軸５１５を上下方向に進退する駆動部５１４（例えば、パルスモータやサーボモータと、ボールネジによる直動機構）とを備える。駆動軸５１５の先端は、揺動部５３に回動自在に機械的に接続される。駆動軸５１５の先端と揺動部５３との接続部は、ターゲット保持部３が往復移動の中心に位置する際に、基板保持部２１の中心軸２４と磁石ユニット４の中心４１とを含む平面上に位置する。
【００２２】
図２は、移動機構５の近傍の部位を示す平面図である。図２においても、図１と同様に、チャンバ７を断面にて示す。図１および図２に示すように、揺動部５３は、第１アーム５３１と、第２アーム５３２と、回転軸５３３とを備える。第１アーム５３１はチャンバ７外に配置され、第２アーム５３２はチャンバ７内に配置される。また、回転軸５３３は、チャンバ７の外部から内部へと挿入され、チャンバ７の外部と内部との境界には、真空シールとしての磁性流体シール５３４が設けられる。第１アーム５３１の一方の端部は、外部駆動機構５１の駆動軸５１５の先端に機械的に接続され、他方の端部はチャンバ７外において回転軸５３３に固定される。第２アーム５３２の一方の端部は、図１に示すように、フレーム５２に機械的に接続され、他方の端部はチャンバ７内において回転軸５３３に固定される。第２アーム５３２とフレーム５２との接続部は、ターゲット材料層３１の中央部に対向する。
【００２３】
スパッタリング装置１では、外部駆動機構５１の駆動軸５１５が進退することにより、揺動部５３の第１アーム５３１および第２アーム５３２が回転軸５３３を中心として回動する。これにより、ターゲット保持部３がフレーム５２と共に、リニアガイド５４のレール５４２に沿って上下方向に往復移動する。
【００２４】
上述の冷却用配管３５は、ターゲット保持部３の内部流路３２１に接続される第１配管３５１と、第１配管３５１に接続される第２配管３５２と、第２配管３５２に接続される第３配管３５３とを備える。第１配管３５１および第２配管３５２はチャンバ７内に配置され、第３配管３５３はチャンバ７外に配置される。第１配管３５１は、ターゲット保持部３と共に上下方向に移動する。第２配管３５２は、第１配管３５１の移動に伴って上下方向に伸縮するベローズである。冷却用配管３５は、スパッタリング装置１の左右方向（すなわち、紙面に垂直な方向）において、移動機構５とは異なる位置に配置される。
【００２５】
シールド部６は、フレーム５２に固定される第１シールド部６１と、ブロック５５に固定される第２シールド部６２とを備える。第１シールド部６１のターゲット保持部３に対する相対位置は固定されており、第２シールド部６２のチャンバ７および磁石ユニット４に対する相対位置は固定されている。第１シールド部６１および第２シールド部６２は、例えば、アルミニウムやステンレス鋼により形成されて接地される。図１では、第１シールド部６１および第２シールド部６２を断面にて示している。
【００２６】
図３は、シールド部６およびターゲット保持部３を前側から見た図である。ターゲット材料層３１、バッキングプレート３２および磁石ユニット４は、ターゲット材料層３１の前側から見ると（以下、「正面視において」という。）略矩形状である。第１シールド部６１および第２シールド部６２は、正面視において略矩形枠状である。図１および図３に示すように、第１シールド部６１は、絶縁部３３の外周部から、バッキングプレート３２の側面および前側の面の一部を覆いつつ、ターゲット材料層３１の側面に向かって広がる。第１シールド部６１の内側のエッジは、ターゲット材料層３１の側面に近接して対向し、ターゲット材料層３１の側面を覆う。
【００２７】
第２シールド部６２は、ブロック５５から基板保持部２１に向かって広がり、フレーム５２の側面と対向する。また、第２シールド部６２は、第１シールド部６１およびターゲット材料層３１と基板９との間へと広がる。第２シールド部６２のターゲット材料層３１と基板９との間に配置される部位には、ターゲット保持部３を挟んで磁石ユニット４と対向する位置に開口６２１が設けられる。
【００２８】
開口６２１は、正面視において磁石ユニット４よりも縦横共に小さい略矩形状であり、開口６２１の中心は、磁石ユニット４の中心とおよそ一致する。ターゲット材料層３１の前側の面は、第２シールド部６２により、開口６２１と対向する領域を除く領域全体が覆われる。本実施の形態では、第２シールド部６２とターゲット材料層３１との間の最短距離は、約５〜２０ｍｍである。また、ターゲット材料層３１と基板９との間の最短距離は、約３０〜１２０ｍｍである。
【００２９】
スパッタリング装置１では、チャンバ７の内部空間が減圧されて真空状態とされた後、アルゴン等の不活性ガスがチャンバ７内に導入される。続いて、制御部８２により移動機構５が制御されることにより、ターゲット保持部３および第１シールド部６１が上下方向に往復移動する。また、保持部回転機構により、基板９が基板保持部２１と共に中心軸２４を中心として回転する。そして、制御部８２により電源部８１が制御されることにより、バッキングプレート３２およびターゲット材料層３１を負極とし、基板保持部２１および基板９を接地して（または、陽極として）、ターゲット保持部３と基板保持部２１との間に電圧が印加されてスパッタリング処理が行われる。
【００３０】
図１に示すスパッタリング装置１では、ターゲット材料層３１と基板９との間に、第２シールド部６２の開口６２１を介してグロー放電が生じ、ターゲット材料層３１の磁石ユニット４の磁界によって、ターゲット材料層３１を構成するターゲット材料の粒子が飛び出し、基板９の表面に堆積して基板９上にターゲット材量の薄膜が形成される。
【００３１】
ターゲット材料層３１では、磁石ユニット４の磁界によって、ターゲット材料が浸食されてエロージョンが生じる。スパッタリング装置１では、スパッタリング処理の継続中は、上述のように、ターゲット保持部３が上下方向に往復移動する。これにより、ターゲット材料層３１上のエロージョンが生じる領域（以下、「被処理領域」という。）が、上下方向に沿って往復移動する。
【００３２】
図４は、移動機構５によるターゲット保持部３の移動速度を示す図である。図４中の横軸は時間を示し、縦軸はターゲット保持部３の上下方向における速度を示す。図４では、下側から上側に向かう移動時の速度をプラスとし、上側から下側に向かう移動時の速度をマイナスとする。スパッタリング装置１では、図４に示すように、ターゲット保持部３の上向きの移動は、それぞれが移動方向における小距離の移動（すなわち、磁石ユニット４に対する小距離の相対移動）である複数のステップ移動を行うことにより実現され、ターゲット保持部３の下向きの移動も同様に、複数のステップ移動を行うことにより実現される。各ステップ移動は、ターゲット保持部３の移動開始から移動停止までを意味する。本実施の形態では、各ステップ移動は、移動開始から所定の速度まで一定の加速度で加速する加速域と、当該所定の速度で移動する定常域と、移動停止まで一定の加速度で減速する減速域とを順に有する。
【００３３】
ターゲット保持部３の往復移動では、複数のステップ移動のそれぞれの上下方向における移動距離が等しい。また、複数のステップ移動において、各ステップ移動における移動方向の移動速度が０となる移動停止時刻と、次のステップ移動の移動開始時刻とが実質的に一致する。本実施の形態では、各ステップ移動の時間（すなわち、移動開始から移動停止までの時間）は約０．１秒であり、各ステップ移動による上下方向の移動距離は約１ｍｍである。また、ターゲット保持部３の往復移動の片道の長さ、すなわち、ターゲット保持部３の上下方向の揺動幅は、約５０ｍｍである。各ステップ移動による移動距離は、好ましくは、ターゲット保持部３の揺動幅の１／２００以上１／５以下であり、より好ましくは１／１００以上１／１０以下である。
【００３４】
図５は、ターゲット保持部が磁石ユニットに対して相対的に固定された状態でスパッタリング処理を行う装置（以下、「第１の比較例のスパッタリング装置」という。）におけるターゲット材料層３１０ａのエロージョンの様子を示す断面図である。ターゲット材料層３１０ａでは、磁石ユニットの２つの磁界に対応する２つの部位に深いエロージョンが生じ、当該２つの部位の間のターゲット材料はほとんど浸食されていない。このため、第１の比較例のスパッタリング装置では、ターゲット材料層３１０ａの利用効率が低くなってしまう。
【００３５】
また、図６は、ターゲット保持部を所定の移動範囲において連続的に往復移動しつつスパッタリング処理を行う装置（以下、「第２の比較例のスパッタリング装置」という。）におけるターゲット材料層３１０ｂのエロージョンの様子を示す断面図である。第２の比較例のスパッタリング装置では、往復移動の中央近傍においてターゲット保持部が等速にて移動するため、ターゲット材料層３１０ｂの中央部では、およそ均一なエロージョンが生じる。しかしながら、ターゲット保治部の移動方向を反転させる際に、移動速度を徐々に減少させて停止した上で反対向きに加速を開始することになるため、移動方向が反転する位置の近傍において、ターゲット材料層３１０ｂのエロージョンが上記中央部よりも深くなり、ターゲット材料層３１０ｂの利用効率が低くなってしまう。
【００３６】
これに対し、本実施の形態に係るスパッタリング装置１では、上述のように、スパッタリング処理の継続中に、ターゲット保持部３の複数のステップ移動が行われることにより、ターゲット保持部３が上下方向に往復移動する。これにより、当該往復移動の折り返し点近傍（すなわち、ターゲット保持部３の移動方向が反転する位置近傍）における単位時間中（例えば、１秒間）のターゲット保持部３の移動距離が、往復移動の他の部位における単位時間中のターゲット保持部３の移動距離におよそ等しくなる。その結果、図７に示すように、ターゲット材料層３１において、ターゲット保持部３の往復移動の際に磁石ユニット４に対向する領域におけるエロージョンを均一化（すなわち、エロージョンによりターゲット材料層３１に生じた凹部の深さの均一化）でき、ターゲット材料層３１の利用効率を向上することができる。
【００３７】
また、上述の複数のステップ移動のそれぞれの移動距離が等しいことにより、ターゲット材料層３１のエロージョンをより均一化することができる。さらに、各ステップ移動の移動停止時刻と次のステップ移動の移動開始時刻とが実質的に一致することにより、エロージョンをより一層均一化することができる。その結果、ターゲット材料層３１の利用効率をさらに向上することができる。
【００３８】
ターゲット保持部３では、ターゲット材料層３１を保持するバッキングプレート３２が、ターゲット材料層３１を冷却する冷却部としても機能する。これにより、ターゲット保持部３を小型化することができる。また、バッキングプレート３２へと冷却液を導く冷却用配管３５は、チャンバ７内においてターゲット保持部３と共に移動する第１配管３５１と、第１配管３５１の移動に伴ってチャンバ７内において伸縮する第２配管３５２とを備える。これにより、減圧雰囲気のチャンバ７内にて移動するターゲット保持部３に対し、簡単な構造で冷却液を供給することができる。
【００３９】
ターゲット保持部３では、ターゲット材料層３１およびバッキングプレート３２と磁石ユニット４との間に、ターゲット材料層３１の面全体およびバッキングプレート３２の面全体と重なる絶縁部３３とアース部３４とが設けられる。これにより、スパッタリング処理の際に、ターゲット材料層３１と基板９との間のみに放電が発生する。その結果、スパッタリング処理を効率良く行うことができる。
【００４０】
スパッタリング装置１では、ターゲット保持部３に対して相対的に固定され、絶縁部３３の外周部からターゲット材料層３１の側面に向かって広がる第１シールド部６１が設けられる。これにより、バッキングプレート３２の端部からの不要な放電を防止することができる。また、スパッタリング装置１では、磁石ユニット４に対して相対的に固定され、磁石ユニット４と対向する位置に開口６２１を有する第２シールド部６２が設けられる。これにより、磁石ユニット４の端部から広がる磁力線により電子が基板９へと到達することを抑制することができる。その結果、基板９の温度上昇や熱損傷等を抑制することができる。
【００４１】
上述のように、移動機構５は、チャンバ７外に配置される外部駆動機構５１と、外部駆動機構５１とターゲット保持部３とを接続する揺動部５３とを備え、揺動部５３が回動することによりターゲット保持部３が上下方向に往復移動する。また、ターゲット材料層３１の往復移動の中心が、円筒状の基板保持部２１の中心軸２４と、磁石ユニット４の中心４１とを含む平面上に位置する。これにより、ターゲット保持部３の上下方向の往復移動を、簡単な構造で実現することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００４３】
例えば、ターゲット保持部３の各ステップ毎の移動の時間、各ステップ毎の移動による移動距離、および、ターゲット保持部３の揺動幅は、適宜変更されてよい。また、複数のステップ移動のそれぞれの移動距離は必ずしも等しい必要はなく、異なっていてもよい。各ステップ移動は、必ずしも、図４に示すような加速域、定常域および減速域を有するものである必要はなく、例えば、図５に示すように、定常域を有さず、加速域と減速域のみにより構成され、加速域および減速域における加速度が一定でないものであってもよい。あるいは、各ステップ移動における移動停止時刻と次のステップ移動の移動開始時刻との間に僅かなインターバルが設けられてもよい。
【００４４】
上記実施の形態では、磁石ユニット４のチャンバ７に対する相対位置が固定され、ターゲット保持部３が所定の移動方向に移動するが、ターゲット保持部３の磁石ユニット４に対する相対移動は、例えば、ターゲット保持部３のチャンバ７に対する相対位置が固定され、磁石ユニット４が移動機構５により所定の移動方向に移動されてもよい。移動機構５の構造は、様々に変更されてよい。また、基板保持部２１の形状は略円筒状には限定されず、例えば、平板状の基板保持部２１上に平板状の基板９が保持されてもよい。
【００４５】
磁石ユニット４の正面視における形状は矩形状には限定されず、様々な形状に変更されてよい。また、第２シールド部６２の開口６２１は、磁石ユニット４よりも小さい矩形状である必要はなく、磁石ユニット４の形状や磁力に合わせて様々な形状および大きさに変更されてよい。また、基板９の温度上昇等が許容範囲に収まる場合は、第２シールド部６２が省略されてもよい。
【００４６】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【００４７】
１    スパッタリング装置
３    ターゲット保持部
４    磁石ユニット
５    移動機構
７    チャンバ
９    基板
２１    基板保持部
２４    （基板保持部の）中心軸
３１    ターゲット材料層
３２    バッキングプレート
３３    絶縁部
３５    冷却用配管
４１    （磁石ユニットの）中心
５１    外部駆動機構
５３    揺動部
６１    第１シールド部
６２    第２シールド部
８１    電源部
８２    制御部
３５１    第１配管
３５２    第２配管
５３３    （揺動部の）回転軸
６２１    開口
【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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