(57)【要約】【課題】ターゲットの損傷を防止しつつ、高品質の成膜を実現できるスパッタ装置を提供する。【解決手段】成膜室１と、成膜室１内に配置されたターゲット２ａ、２ｂの前面側にプラズマを生成するための電源５と、閉じ込め磁場を生成する永久磁石７ａ、７ｂと、閉じ込め磁場の内側にあってプラズマで対象物にエロージョンを生じさせるエロージョン領域９と、成膜室１内に配置されたターゲット２ａ、２ｂの周囲に配置される防着板６ａ、６ｂを備え、ターゲット２ａ、２ｂは、ターゲット前面がエロージョン領域９内に位置する形状を有し、防着板６ａ、６ｂは、ターゲット前面の側方に位置すると共に、防着板６ａ、６ｂの前面がターゲット前面に沿った位置又はターゲット前面の前方に位置し、防着板６ａ、６ｂの後面がターゲット前面に沿った位置又はターゲット前面の後方に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に配置された基板にスパッタによる成膜を行う成膜室と、
前記成膜室内に配置されたターゲットの前面側にプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記プラズマを前記ターゲット前面側で囲んで閉じ込める閉じ込め磁場を生成する磁場生成部と、
前記閉じ込め磁場の内側にあって前記プラズマで対象物にエロージョンを生じさせるエロージョン領域と、
前記成膜室内に配置された前記ターゲットの周囲に配置される防着板とを備え、
前記ターゲットは、ターゲット前面が前記エロージョン領域内に位置する形状を有し、
前記防着板は、前記ターゲット前面の側方に位置するとともに、当該防着板の前面が前記ターゲット前面に沿った位置または前記ターゲット前面の前方に位置し、かつ当該防着板の後面が前記ターゲット前面に沿った位置または前記ターゲット前面の後方に位置することを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
前記成膜室内に、一対の前記ターゲットが互いに前記ターゲット前面を向かい合わせて対向配置されていることを特徴とする請求項１記載のスパッタ装置。
【請求項３】
前記磁場生成部は、前記防着板の後方側に配置された磁石部を有することを特徴とすることを特徴とする請求項１または２に記載のスパッタ装置。
【請求項４】
前記ターゲット前面に沿った方向において、前記ターゲットの大きさが、前記エロージョン領域の大きさ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスパッタ装置。
【請求項５】
前記ターゲットが、前面側に突出して前記ターゲット前面を有する凸状部と、該凸状部の周囲に設けられた周縁部とを有し、
前記周縁部の少なくとも一部が前記防着板により覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを磁場で閉じ込めて該プラズマによりスパッタを行うスパッタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜成膜方法の一つであるプラズマを用いたスパッタ法は、半導体機器や光学機器などに使用される薄膜の成膜に幅広く用いられている。例えば、該スパッタ法は、配線、電極などとして使用される金属膜、透明導電膜の成膜に用いられている。また、スパッタ法は、酸化物、窒化物、フッ化物などからなる絶縁体膜の成膜にも用いられている。
スパッタ法による成膜を実施するスパッタ装置としては、これまで種々の構成のものが開発されている。例えば、スパッタ装置の一つとして、互いに対向して配置された一対のターゲットを有する対向ターゲット式のスパッタ装置が知られている（例えば特許文献１〜３参照）。対向ターゲット式のスパッタ装置は、高速の成膜が可能であること、低温での成膜が可能であること、成膜対象である基板のプラズマによるダメージを抑制することができることなどの特徴を有している。
【０００３】
図４は、従来の対向ターゲット式のスパッタ装置を示す概略断面図である。
図示するように、成膜室１０１内には、一対のターゲット１０２ａ、１０２ｂが、互いにターゲット前面を向かい合わせて対向配置されている。また、成膜室１０１には、成膜室１０１内を排気して減圧する排気系（不図示）と、成膜室１０１内にアルゴンガスなどのスパッタガスを供給する給気系（不図示）とが接続されている。また、成膜室１０１の壁部は、接地電位に電気的に接続されている。ターゲット１０２ａ、１０２ｂには、それぞれ直流電源１０３の負極側が電気的に接続されている。ターゲット１０２ａ、１０２ｂは、プラズマ放電を発生させるためのカソード電極としても機能するものである。
【０００４】
ターゲット１０２ａ、１０２ｂの前面側には、それぞれターゲット１０２ａ、１０２ｂの周縁部を覆うように枠状の防着板１０４ａ、１０４ｂが配置されている。防着板１０４ａ、１０４ｂは、エロージョンの進行しないターゲットの周縁部上へのスパッタ粒子の堆積を防止するとともに、プラズマ放電を発生させるためのアノード電極として機能させることもできる。
また、ターゲット１０２ａ、１０２ｂの周縁部後面側には、それぞれ筒状の永久磁石１０５ａ、１０５ｂが配置されている。永久磁石１０５ａ、１０５ｂは、それぞれ軸方向端部に磁極を有し、互いに異なる磁極が対向するように配置されており、ターゲット１０２ａ、１０２ｂ間の空間にプラズマを閉じ込めるための閉じ込め磁場を生成するものである。
ターゲット１０２ａ、１０２ｂ間の空間の側方には、成膜対象である基板１０６を保持する基板ホルダ１０７が設置されている。基板ホルダ１０７は、基板１０６の成膜面をターゲット１０２ａ、１０２ｂ間の空間に向けて基板１０６を保持するものである。
【０００５】
次に、上記図４に示す従来の対向ターゲット式のスパッタ装置の動作について説明する。
まず、排気系により成膜室１０１内を所定の圧力まで減圧する。以後、成膜室１０１内の圧力を排気系により所定の圧力に維持する。
続いて、給気系によりアルゴンガスなどのスパッタガスを成膜室１０１内に供給しつつ、直流電源１０３によりターゲット１０２ａ、１０２ｂに直流電圧を印加する。これにより、対向するターゲット１０２ａ、１０２ｂの間の空間にプラズマが生成される。プラズマは、永久磁石１０５ａ、１０５ｂにより生成されている閉じ込め磁場により、ターゲット１０２ａ、１０２ｂ間の空間に閉じ込められる。
ターゲット１０２ａ、１０２ｂそれぞれのターゲット前面には、生成されたプラズマ中の陽イオンが衝突する。これにより、ターゲット前面がスパッタされてスパッタ粒子が発生し、ターゲット前面のエロージョンが進行する。
基板ホルダ１０７に保持された基板１０６の成膜面上には、上記スパッタ粒子が飛来して堆積する。こうして、基板１０６の成膜面上に、スパッタ粒子が堆積してなる薄膜が成膜される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−４６３３０号公報
【特許文献２】特開平１０−３３０９３６号公報
【特許文献３】特開平１０−８２４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の対向ターゲット式のスパッタ装置において、ターゲット前面に平行な磁場成分が垂直な磁場成分よりも強く働く領域では、プラズマ中の陽イオンによりターゲットがスパッタされる。したがって、このような領域は、ターゲットのエロージョンが進行するエロージョン領域となる。他方、ターゲット面に垂直な磁場成分が平行な磁場成分よりも強く働く領域では、プラズマ中の陽イオンがターゲット面に到達することが困難であるため、エロージョンが進行し難い。このため、特に磁石がターゲット後面側に配置された領域およびその周辺領域は、エロージョンが進行しない非エロージョン領域となる。
非エロージョン領域におけるターゲット面には、同一ターゲットのエロージョン領域内の部分で発生したスパッタ粒子や、対向するターゲットのエロージョン領域内の部分から飛来するスパッタ粒子が堆積する。スパッタ粒子の堆積物は、ターゲットとの組成や密度の違いから異常放電の原因となる。異常放電が発生すると、例えばターゲットにクラックが入るなど、ターゲットが損傷を受けてターゲットが使用できなくなることがある。また、スパッタ粒子の堆積物は、応力により剥離するため、基板上に成膜される薄膜の膜質を低下させる発塵源となる。
【０００８】
そこで、従来の対向ターゲット式のスパッタ装置では、非エロージョン領域におけるターゲット面上へのスパッタ粒子の堆積を防止するため、上述のように、ターゲット前面側にターゲットの周縁部を覆うように防着板が配置されている。
しかしながら、アノード電極としても機能する防着板は、カソード電極としても機能するターゲットとの短絡を防止するため、ターゲットと例えば２ｍｍ程度の間隔を空けて配置される。このため、対向するターゲットから飛来したスパッタ粒子が防着板とターゲットとの間の間隙に侵入し、その結果、防着板上のみならず、非エロージョン領域におけるターゲット面上にスパッタ粒子が堆積する。非エロージョン領域におけるターゲット面上でのスパッタ粒子の堆積速度は、防着板により覆われているため、防着板上での堆積速度と比較して遅いものの、累積放電時間の増加に比例してスパッタ粒子の堆積物の堆積量が増加していくことになる。このように、防着板が配置されている場合であっても、異常放電の原因および発塵源となるスパッタ粒子の堆積を防止することが十分ではないという問題がある。
【０００９】
また、非エロージョン領域におけるエロージョン領域に隣接する境界領域は、ターゲット前面に平行な磁場成分と垂直な磁場成分とが混在する領域となっている。このため、境界領域では、ターゲットのスパッタと、ターゲット上へのスパッタ粒子の堆積とが同時に進行している。このような境界領域の上方にはプラズマが生成されているため、境界領域までも防着板で覆うと、防着板がプラズマと接触して損傷することになる。したがって、非エロージョン領域の全域にわたってターゲットを防着板で完全に覆うことは実際上困難である。
【００１０】
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、ターゲットの損傷を防止しつつ、高品質の成膜を実現することができるスパッタ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明のスパッタ装置のうち、第１の本発明は、内部に配置された基板にスパッタによる成膜を行う成膜室と、前記成膜室内に配置されたターゲットの前面側にプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記プラズマを前記ターゲット前面側で囲んで閉じ込める閉じ込め磁場を生成する磁場生成部と、前記閉じ込め磁場の内側にあって前記プラズマで対象物にエロージョンを生じさせるエロージョン領域と、前記成膜室内に配置された前記ターゲットの周囲に配置される防着板とを備え、前記ターゲットは、ターゲット前面が前記エロージョン領域内に位置する形状を有し、前記防着板は、前記ターゲット前面の側方に位置するとともに、当該防着板の前面が前記ターゲット前面に沿った位置または前記ターゲット前面の前方に位置し、かつ当該防着板の後面が前記ターゲット前面に沿った位置または前記ターゲット前面の後方に位置することを特徴とする。
【００１２】
第２の本発明のスパッタ装置は、前記第１の本発明において、前記成膜室内に、一対の前記ターゲットが互いに前記ターゲット面を向かい合わせて対向配置されていることを特徴とする。
【００１３】
第３の本発明のスパッタ装置は、前記第１または第２の本発明において、前記磁場生成部は、前記防着板の後面側に配置された磁石部を有することを特徴とすることを特徴とする。
【００１４】
第４の本発明のスパッタ装置は、前記第１〜第３の本発明のいずれかにおいて、前記ターゲット前面に沿った方向において、前記ターゲットの大きさが、前記エロージョン領域の大きさ以下であることを特徴とする。
【００１５】
第５の本発明のスパッタ装置は、前記第１〜第３の本発明のいずれかにおいて、前記ターゲットが、前面側に突出して前記ターゲット前面を有する凸状部と、該凸状部の周囲に設けられた周縁部とを有し、前記周縁部の少なくとも一部が前記防着板により覆われていることを特徴とする。
【００１６】
すなわち、本発明によれば、ターゲットはターゲット前面がエロージョン領域内に位置する形状が有し、ターゲットの周囲に配置される防着板が、ターゲット前面の側方に位置するとともに、防着板の前面がターゲットの前面に沿った位置またはターゲット前面の後方に位置するので、ターゲット前面の全域にわったってエロージョンを進行させることができるとともに、異常放電の原因および発塵源となるターゲット上へのスパッタ粒子の堆積を防止することができる。したがって、本発明によれば、ターゲットの損傷を防止しつつ、高品質の成膜を実現することができる。
なお、本発明でいうエロージョン領域は、プラズマ中の陽イオンでターゲットがスパッタされる領域である。また、ターゲットをスパッタする速度が、相対するターゲットから飛来した粒子の堆積速度以上であり、ターゲット上にスパッタ粒子が堆積していない領域を指すものである。
【００１７】
ターゲットは、ターゲット前面がエロージョン領域内に位置する形状を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、以下のようなものとすることができる。なお、本明細書において、ターゲット前面とは、特に言及のない限り、プラズマによるエロージョン前に、該エロージョンの対象になっている面を意味する。
【００１８】
ターゲットは、ターゲット前面に沿った方向において、その大きさが、エロージョン領域の大きさ以下であるものとすることができる。ターゲット前面に沿った方向において、ターゲットの大きさがエロージョン領域の大きさ以下であることにより、ターゲットのターゲット前面側の全域にわたってエロージョンを確実に進行させることができる。また、ターゲットのターゲット前面側においては、エロージョンが進行しない部分がないため、スパッタ粒子がターゲット上に堆積することもない。
【００１９】
また、ターゲットは、上記形状構成のほか、前面側に突出してターゲット前面を有する凸状部と、該凸状部の周囲に設けられた周縁部とを有するものとすることができる。凸状部と周縁部とは、一体に形成されていてもよいし、別体に形成されていてもよい。例えば、ターゲット材からなる大小２枚のプレート体を接合することにより、凸状部と周縁部とを有するターゲットを構成することができる。ターゲットが凸状部と周縁部とを有する場合には、ターゲットの周縁部の少なくとも一部が、以下に述べる防着板により覆われるようにする。凸状部がターゲット前面を有していることにより、ターゲット前面の全域にわたってエロージョン領域を確実に進行させることができる。また、防着板により、スパッタ粒子のターゲットの周縁部上への堆積を防止することができる。
【００２０】
上記いずれの構成のターゲットも、異常放電の原因および発塵源となるスパッタ粒子のターゲット上への堆積を防止することができるため、ターゲットの損傷を防止しつつ、高品質の成膜を実現することができる。
【００２１】
なお、ターゲット材は、特定の材料に限定されるものではなく、基板上に成膜すべき薄膜の種類に応じて、金属材料、半導体材料、絶縁体材料などから適宜選択することができる。
【００２２】
また、成膜対象となる基板も、特定のものに限定されるものではなく、半導体基板、ガラス基板、その他あらゆる基板上に薄膜を成膜することができる。また、本発明にいう基板には、半導体基板、ガラス基板その他の基板上に金属膜、半導体膜、絶縁体膜などが形成されたものも含まれる。
【００２３】
上記ターゲットの周囲に配置される防着板は、ターゲット前面の側方に位置する。さらに、防着板は、その前面がターゲット前面に沿った位置またはターゲット前面の前方に位置し、かつその後面がターゲット前面に沿った位置またはターゲット前面の後方に位置する。このようにターゲットに対して防着板を配置することにより、ターゲットやターゲット周辺へのスパッタ粒子の堆積を防止し、さらに防着板のターゲット側端部での異常放電を防止してターゲットの損傷を防止することができる。
なお、防着板の材質は、本発明としては特に限定されるものではなく、金属、半導体、非金属材料を適宜選定できる。
【００２４】
プラズマ生成部は、成膜室内に配置されたターゲットの前面側にプラズマを生成することができるものであればよい。例えば、プラズマ生成部は、カソード電極、アノード電極、およびこれらの間に電圧を印加する電源により構成することができる。電源としては、成膜する薄膜の種類に応じて、直流電源または高周波電源を適宜選択して用いることができる。また、カソード電極は、ターゲットが兼ねることができる。また、アノード電極は、防着板や成膜室内壁が兼ねることができる。
また、後述するように一対のターゲットを対向配置させた場合において、高周波電源を用いるときには、例えば、対向配置される各ターゲットが交互にカソード電極を兼ねることができる。
【００２５】
磁場生成部は、プラズマ生成部により生成されたプラズマをターゲット前面側で囲んで閉じ込める閉じ込め磁場を生成するものであればよく、その構成は特定のものに限定されるものではない。例えば、磁場生成部は、互いに異なる磁極が対向するように配置された一対の磁石部であって、各磁石部が周状に形成されたものにより構成することができる。各磁石部は、周状に配置された複数の磁石で構成してもよいし、周状に一体形成された磁石で構成してもよい。磁石は、永久磁石であっても電磁石であってもよい。
磁場生成部を構成する磁石部は、防着板の後面側に配置することができる。防着板の後面側に磁石部を配置することにより、磁石部のターゲット側端部がスパッタされるのを確実に防止することができる。
【００２６】
本発明のスパッタ装置は、単一の上記ターゲットを用いるものであってもよいが、一対の上記ターゲットを互いにターゲット前面を向かい合わせて対向配置するように構成して、対向ターゲット式のスパッタ装置とすることができる。この場合、対向配置される各ターゲットに対して、上記のように防着板を配置することができる。また、成膜対象の基板は、対向するターゲット間の空間の側方に配置する。このような対向ターゲット式のスパッタ装置によれば、高速かつ低温での成膜を行うことができるとともに、基板のプラズマによるダメージを抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のとおり、本発明によれば、ターゲット前面の全域にわたってエロージョンを進行させることができるとともに、異常放電の原因および発塵源となるターゲット上へのスパッタ粒子の堆積を防止することができるので、ターゲットの損傷を防止しつつ、高品質の成膜を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態のスパッタ装置を示す概略断面図である。
【図２】同じく、スパッタ装置におけるターゲットのエロージョンを、従来のスパッタ装置におけるターゲットのエロージョンとともに示す概略図である。
【図３】本発明の他の実施形態のスパッタ装置におけるターゲットのエロージョンを示す概略図である。
【図４】従来の対向ターゲット式のスパッタ装置を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（実施形態１）
本発明の一実施形態のスパッタ装置を図１および図２に基づいて説明する。図１は本実施形態のスパッタ装置を示す概略断面図、図２は本実施形態のスパッタ装置におけるターゲットのエロージョンおよび従来のスパッタ装置におけるターゲットのエロージョンを示す概略図である。
【００３０】
本実施形態のスパッタ装置は、対向ターゲット式のものである。図１に示すように、成膜室１内には、一対のターゲット２ａ、２ｂが、互いにターゲット前面２ａ１、２ｂ１を向かい合わせて上下方向に対向配置されている。また、ターゲットの後面側には、ターゲットを冷却するとともに電極として機能するバッキングプレートを設けることができる。バッキングプレート材も特定の材料に限定されるものではなく、種々の材料を適宜選択することができる。
また、成膜室１には、成膜室１内を排気して減圧する排気系３と、成膜室１内にアルゴンガスなどのスパッタガスを供給する給気系４とが接続されている。成膜室内に供給するスパッタガスとしては、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスを用いることができる。また、不活性ガスに酸素ガス、窒素ガスなどの反応性ガスを添加することにより、酸化物、窒化物などの薄膜を成膜することもできる。
ターゲット２ａ、２ｂには、それぞれ電源５の出力端が電気的に接続されている。また、成膜室１の側壁部には、電源５の他方の出力端が電気的に接続されている。これによりターゲット２ａ、２ｂと成膜室１とは、プラズマ放電を発生させるための電極として機能する。
【００３１】
成膜室１内において、ターゲット２ａ、２ｂの周囲には、それぞれターゲット２ａ、２ｂの外形形状に沿った枠状の防着板６ａ、６ｂが配置されている。
防着板６ａ、６ｂは、それぞれその後面側に配置される永久磁石７ａ、７ｂへのスパッタ粒子の堆積を防止するとともに、プラズマ放電を発生させるためのアノード電極としても機能するものである。
防着板６ａ、６ｂは、それぞれターゲット前面２ａ１、２ｂ１の側方に位置しており、防着板６ａ、６ｂの前面は、それぞれターゲット前面２ａ１、２ｂ１に沿った位置またはターゲット前面２ａ１、２ｂ１の前方に位置している。さらに、防着板６ａ、６ｂの後面は、それぞれターゲット前面２ａ１、２ｂ１に沿った位置またはターゲット前面２ａ１、２ｂ１の後方に位置している。
【００３２】
また、成膜室１内において、防着板６ａ、６ｂの後面側には、それぞれ永久磁石７ａ、７ｂが配置されている。永久磁石７ａ、７ｂは、互いに異なる磁極が対向するように配置されている。また、各永久磁石７ａ、７ｂは、それぞれ防着板６ａ、６ｂに沿った周状に一体形成されている。永久磁石７ａ、７ｂは、ターゲット２ａ、２ｂ間の空間にプラズマ８を閉じ込めるための閉じ込め磁場を生成する本発明の磁場生成部に相当する。なお、図１には、永久磁石７ａ、７ｂにより形成される磁場の磁力線を破線で示している。
【００３３】
上記電源５、電極としてのターゲット２ａ、２ｂ、成膜室１は、ターゲット２ａ、２ｂの前面側にプラズマ８を生成する本発明のプラズマ生成部を構成する。また、防着板６ａ、６ｂが電極として作用する場合、防着板６ａ、６ｂもプラズマ生成部として機能する。上記閉じ込め磁場の内側には、プラズマ生成部により生成されたプラズマ８でターゲット２ａ、２ｂにエロージョンを生じさせるエロージョン領域９が形成される。
ターゲット２ａ、２ｂは、それぞれターゲット前面２ａ１、２ｂ１がエロージョン領域９内に位置する形状を有している。具体的には、ターゲット前面２ａ１、２ｂ１に沿った方向において、ターゲット２ａ、２ｂの大きさが、エロージョン領域９（図２（ａ）参照）の大きさ以下になっている。
【００３４】
ターゲット２ａ、２ｂ間の空間の側方には、成膜対象である基板１０を保持する基板ホルダ１１が設置されている。基板ホルダ１１は、基板１１の成膜面をターゲット２ａ、２ｂ間の空間に向けて基板１０を保持するものである。基板１０は、例えば、半導体基板、ガラス基板などである。
【００３５】
次に、上記スパッタ装置の動作について説明する。
まず、排気系３により成膜室１内を所定の圧力まで減圧する。以後、成膜室１内の圧力を排気系３により所定の圧力に維持する。
【００３６】
続いて、給気系４によりアルゴンガスなどのスパッタガスを成膜室１内に供給しつつ、電源５によりターゲット２ａ、２ｂと成膜室１間に電圧を印加する。これにより、対向するターゲット２ａ、２ｂの間の空間にプラズマ８が生成される。プラズマ８は、永久磁石７ａ、７ｂにより生成されている閉じ込め磁場により、ターゲット２ａ、２ｂの間の空間に閉じ込められる。こうして、閉じ込め磁場の内側に、プラズマ８でターゲット２ａ、２ｂにエロージョンを生じさせるエロージョン領域９が形成される。
【００３７】
エロージョン領域９内において、ターゲット２ａ、２ｂそれぞれのターゲット前面２ａ１、２ｂ１には、生成されたプラズマ８中の陽イオンが衝突する。これにより、ターゲット前面２ａ１、２ｂ１がスパッタされてスパッタ粒子が発生し、ターゲット前面２ａ１、２ｂ１のエロージョンが進行する。
【００３８】
基板ホルダ１１に保持された基板１０の成膜面上には、上記スパッタ粒子が飛来して堆積する。こうして、基板１０の成膜面上に、スパッタ粒子が堆積してなる薄膜が成膜される。
【００３９】
図２は、本実施形態のスパッタ装置における上記ターゲットのエロージョンと従来のスパッタ装置におけるターゲットのエロージョンとを示している。
図２（ａ）は本実施形態のスパッタ装置におけるターゲットのエロージョンを示し、図２（ａ）中、右図はターゲットおよびその周辺を示すターゲット前面側の平面図、左図は右図のＡ−Ａ線拡大断面図である。
図２（ｂ）は図４に示す従来のスパッタ装置におけるターゲットのエロージョンを示し、図２（ｂ）中、右図はターゲットおよびその周辺を示すターゲット前面側の平面図、左図は右図のＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【００４０】
本実施形態のスパッタ装置では、図２（ａ）に示すように、ターゲット２ａ、２ｂの大きさが、それぞれ、ターゲット前面２ａ１、２ｂ１に沿った方向において、エロージョン領域９の大きさと同じか、それ以下となっている。このため、ターゲット２ａ、２ｂのターゲット前面２ａ１、２ｂ１側の全域にわたってエロージョンを確実に進行させることができる。また、ターゲット２ａ、２ｂのターゲット前面２ａ１、２ｂ１側においては、エロージョンが進行しない部分がないため、異常放電の原因および発塵源となるスパッタ粒子がターゲット２ａ、２ｂ上に堆積することもない。したがって、本実施形態のスパッタ装置によれば、ターゲット２ａ、２ｂの損傷を防止しつつ、高品質の成膜を実現することができる。
【００４１】
他方、図４に示す従来のスパッタ装置では、図２（ｂ）に示すように、ターゲット１０２ａ、１０２ｂの大きさが、それぞれ、ターゲット前面１０２ａ１、１０２ｂ１に沿った方向において、エロージョン領域９の大きさよりも大きくなっている。このため、ターゲット１０２ａ、１０２ｂの周縁部でスパッタと堆積とが混在して、エロージョンの進行しない部分が生じる。このような部分では、異常放電の原因および発塵源となるスパッタ粒子が堆積する。
【００４２】
（実施形態２）
次に、本発明の他の実施形態のスパッタ装置を図３に基づいて説明する。図３は本実施形態のスパッタ装置におけるターゲットのエロージョンを示す概略図であり、図３中、右図はターゲットおよびその周辺を示すターゲット前面側の平面図、左図は右図のＣ−Ｃ線拡大断面図である。なお、上記実施形態１と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００４３】
本実施形態のスパッタ装置では、上記実施形態１のスパッタ装置と同様に、成膜室１内において、一対のターゲット１２ａ、１２ｂが、互いにターゲット前面を向かい合わせて対向配置されている。
ターゲット１２ａ、１２ｂは、図３に示すように、それぞれ、ターゲット前面１２ａ１、１２ｂ１を有する凸状部１２ａ２、１２ｂ２と、凸状部１２ａ２、１２ｂ２の周囲に設けられた周縁部１２ａ３、１２ｂ３とを有している。凸状部１２ａ２、１２ｂ２が有するターゲット前面１２ａ１、１２ｂ１は、それぞれエロージョン領域９内に位置している。他方、周縁部１２ａ３、１２ｂ３は、それぞれエロージョン領域９外に位置している。
【００４４】
ターゲット１２ａ、１２ｂの周囲には、上記実施形態１のスパッタ装置と同様に、それぞれ防着板６ａ、６ｂが配置されている。
防着板６ａ、６ｂは、それぞれターゲット前面１２ａ１、１２ｂ１の側方に位置している。また、防着板６ａ、６ｂの前面は、それぞれターゲット前面１２ａ１、１２ｂ１に沿った位置またはターゲット前面１２ａ１、１２ｂ１の前方に位置している。また、防着板６ａ、６ｂの後面は、それぞれターゲット前面１２ａ１、１２ｂ１に沿った位置またはターゲット前面１２ａ１、１２ｂ１の後方に位置している。さらに、防着板６ａ、６ｂは、それぞれターゲット１２ａ、１２ｂの周縁部１２ａ３、１２ｂ３の少なくとも一部を覆っている。
【００４５】
このように、本実施形態のスパッタ装置では、凸状部１２ａ２、１２ｂ２がターゲット前面１２ａ１、１２ｂ１を有し、ターゲット前面１２ａ１、１２ｂ１がエロージョン領域９内に位置していることにより、ターゲット前面１２ａ１、１２ｂ１の全域にわたってエロージョンを確実に進行させることができる。また、防着板６ａ、６ｂにより、スパッタ粒子のターゲット１２ａ、１２ｂの周縁部１２ａ３、１２ｂ３上への堆積を防止することができる。また、周縁部１２ａ３、１２ｂ３は、その後方へのスパッタ粒子の侵入を防止する。したがって、本実施形態のスパッタ装置によれば、ターゲット１２ａ、１２ｂの損傷を防止しつつ、高品質の成膜を実現することができる。
【００４６】
なお、上記実施形態では、一対のターゲットが上下対向配置されているものについて説明したが、一対のターゲットが対向配置される方向は上下方向に限定されるものではない。一対のターゲットは、あらゆる方向に対向配置することができ、上下方向のほか、例えば横方向に対向配置することもできる。
【００４７】
また、上記実施形態では、成膜室内に一対のターゲットが対向配置される対向ターゲット式のスパッタ装置について説明したが、必ずしも対のターゲットが対向配置される必要はなく、本発明としては、成膜室内に少なくとも１個のターゲットが配置されるものであればよい。例えば、成膜対象である基板とターゲットとが、互いに成膜面とターゲット前面とを向かい合わせて対向配置されるスパッタ装置にも、本発明を適用することができる。
【００４８】
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。
【実施例】
【００４９】
図１に示すスパッタ装置（発明例）および図４に示すスパッタ装置（比較例）をそれぞれ用い、ターゲット２ａ、２ｂとしてＳｉターゲットを使用して連続放電を行った。連続放電の条件は、スパッタガスとして成膜室１内に供給するアルゴンガスの流量を５０ｓｃｃｍ、成膜室１内の圧力を０．５Ｐａ、電源５による投入電力を２．５Ｗ／ｃｍ２に設定した。
【００５０】
上記連続放電の結果、比較例では、放電開始から１５０時間経過した時点で、防着板下のターゲット上に堆積したスパッタ粒子の堆積物が剥離した。また、それ以後、時間の経過に従って剥離物が増加するとともに、ターゲットにクラックが入った。
これに対し、発明例では、ターゲットの寿命である放電開始から３００時間を経過した時点でも比較例で観察されたような剥離物は観察されず、また、ターゲットにもクラックは生じなかった。
【符号の説明】
【００５１】
１      成膜室
２ａ    ターゲット
２ａ１  ターゲット前面
２ｂ    ターゲット
２ｂ１  ターゲット前面
３      排気系
４      給気系
５      電源
６ａ    防着板
６ｂ    防着板
７ａ    永久磁石
７ｂ    永久磁石
８      プラズマ
９      エロージョン領域
１０      基板
１１      基板ホルダ
１２ａ    ターゲット
１２ａ１  ターゲット前面
１２ａ２  凸状部
１２ａ３  周縁部
１２ｂ    ターゲット
１２ｂ１  ターゲット前面
１２ｂ２  凸状部
１２ｂ３  周縁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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