(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットの裏側に配置された磁石組立体と、この磁石組立体をターゲットに対して往復運動させる運動機構とを備える、スパッタリング装置のマグネトロンカソード電極において、次の（イ）〜（ト）の特徴を備えるマグネトロンカソード電極。
（イ）前記磁石組立体は、細長い矩形の形状をした複数の磁石ユニットを含む。
（ロ）前記複数の磁石ユニットは、その長辺が互いに隣り合うように互いに平行に配置されている。
（ハ）各磁石ユニットは、ターゲットに対向する表面側に磁極を有する細長い内側磁石と、ターゲットに対向する表面側に磁極を有していて前記内側磁石を取り囲む外側磁石とを含み、前記内側磁石の磁極と前記外側磁石の磁極は互いに逆極性になっている。
（ニ）前記磁石組立体は、前記磁石ユニットの長辺方向に垂直な方向に往復運動できる。
（ホ）前記複数の磁石ユニットのうち、少なくとも、前記往復運動の方向の両端側に配置される二つの磁石ユニットにおいて、前記内側磁石と前記外側磁石の間に、磁場調節用の軟磁性体が配置されている。
（ヘ）前記軟磁性体は、ターゲット表面に垂直な方向に移動できる。
（ト）前記軟磁性体は、磁石ユニットの長辺方向に沿った位置に応じてターゲット表面からの距離が変化可能な移動構造になっている。
【請求項２】
前記軟磁性体は、磁石ユニットの長辺方向に沿って延びる二つの長辺側軟磁性体と、磁石ユニットの短辺方向に沿って延びる二つの短辺側軟磁性体とからなり、前記各長辺側軟磁性体には、その長手方向に間隔をおいて２個の垂直移動機構が結合され、前記各短辺側軟磁性体には１個の垂直移動機構が結合され、一つの磁石ユニットに含まれる４個の軟磁性体を垂直移動させる合計６個のこれらの垂直移動機構は互いに独立に駆動できることを特徴とする請求項１記載のマグネトロンカソード電極。
【請求項３】
前記磁石組立体の前記往復運動に連動して、前記軟磁性体がターゲット表面に垂直な方向に周期的に運動することを特徴とする請求項１記載のマグネトロンカソード電極。
【請求項４】
前記磁石組立体に含まれるすべての磁石ユニットに前記軟磁性体が配置されていることを特徴とする請求項１記載のマグネトロンカソード電極。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スパッタリング装置のターゲットの裏側に配置した磁石組立体をターゲットに対して往復運動させる形式のマグネトロンカソード電極に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スパッタリング装置では各種の電極構造が提案されているが、その中でも、マグネトロン方式の電極が工業的に最も多く使用される。その理由は、成膜速度が大きく生産性が高いからである。従来のマグネトロン方式の電極には様々なタイプが存在する。現在のところ、平板状のターゲットを備えた平板マグネトロンカソードが工業的に有用である。近年、特に液晶表示装置の製造用として、大面積の基板上に、均一な膜厚分布で均質に成膜することが要求されている。この要求を満たすスパッタリング装置として、カソード電極を静止状態にして、基板を連続的に移動させながら成膜を行う方式がある。しかし、この装置は、ロードロック室や、加熱室、搬送用緩衝空間、スパッタ室等を備える必要があり、装置が巨大化する傾向があった。また、ターゲット面上にスパッタされない領域が残るため、ゴミなどのパーティクルが発生し、液晶表示装置の歩留まりを低下させていた。さらに、ターゲットの不均一消耗による不経済性やスパッタ膜の膜質不均一性も問題となった。
【０００３】
最近では、上記各問題を解決するために、基板とカソード電極の両方を静止させて、ターゲットの消耗領域を広くしたスパッタリング装置が検討されている。特にマグネトロンカソードに注目すると、例えば特開平５−２３９６４０号公報に開示された装置では、複数の磁石ユニットで構成された磁石組立体をターゲットに対して往復運動させて、ターゲットにおけるエロージョン分布の均一性を改善している。また、特開平４−３２９８７４号公報や特開平５−９７２４号公報に開示された装置でも、単一の磁石ユニットを往復運動させる類似例が開示されている。
【０００４】
上記の従来装置によれば、磁石組立体を往復運動させることによりターゲットの表面でのエロージョン領域が拡大するため、ターゲットの利用率が向上し、エロージョンの遍在を少なくできる。また、基板に形成される薄膜の膜厚の均一性及び膜質の均質性が向上し、さらに、ターゲット面上の堆積膜に起因して発生するパーティクルを抑制する利点も有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような成膜装置でまず問題になるのは、膜厚分布の均一性である。液晶表示装置製造のための基板の大きさは年々大型化し、最近では５５０ｍｍ×６５０ｍｍ程度に達している。膜厚分布の均一性(±％値)を、(膜厚最大値−膜厚最小値)÷(膜厚最大値＋膜厚最小値)×１００％で定義すると、液晶表示装置の製造に用いるためには基板面内の膜厚分布均一性を±５％程度にする必要がある。
【０００６】
次に、従来のスパッタリング装置の膜厚分布の問題点を説明する。図８は５個の磁石ユニットを有する従来のマグネトロンカソード電極の正面断面図である。下向きの基板１０に対向して矩形のターゲット１２が上向きに配置されている。ターゲット１２の裏側には裏板１４が設置され、真空室の一部を形成している。裏板１４は絶縁スペーサ１６をはさんで真空壁の一部１８に固定されている。ターゲット１２の周辺にはシールド２０が設けられ、裏板１４がスパッタされるのを防いでいる。裏板１４の後ろ側には５個の磁石ユニット２２が設置され、これらの磁石ユニット２２はターゲット表面上にトンネル状の磁力線を形成する。各磁石ユニット２２は図８の紙面に垂直な方向に長辺を有するような矩形の形状であり、上面にＳ極が現れるような内側磁石２４と、上面にＮ極が現れるような外側磁石２６とからなる。これらの磁石の裏側にはヨーク２７が固定されている。そして、５個の磁石ユニット２２は磁石ベース２８の上に固定されている。磁石ベース２８は図８の左右方向(矢印３０の方向)に往復運動可能であり、これに伴い、トンネル状の磁力線により形成されるプラズマも左右に往復運動する。このような往復運動により、ターゲット全面が消耗するような構造となっている。そして、基板１０の下面に薄膜３２が堆積する。
【０００７】
このようなマグネトロンカソードを用いて４５０ｍｍ×５５０ｍｍサイズのガラス基板上に成膜を行った場合の膜厚分布を図９に示す。この図９は、上記基板の表面のうち、中央の４００ｍｍ×５００ｍｍの領域についての膜厚分布を等高線で表示したものである。図中の等高線の数字は、最大膜厚を１００％とした場合の百分率である。基板の長辺方向（図の左右方向）が磁石組立体の往復運動方向（矢印３０の方向）と一致している。矩形の磁石ユニットの長辺方向は、基板の短辺方向（図の上下方向）と一致している。なお、図９の膜厚分布は、図８に示す下向きの基板１０に成膜してから、これをひっくり返して、上から観察したものである。一見して分かるように、膜厚の厚い部分が図９の右上と左下に現れている。そして、ターゲット・基板間距離を短くすると、このような膜厚分布の偏りが強調されることが分かっている。
【０００８】
膜厚分布にこのような偏りが現れるのは、放電強度分布に偏りが生じるためである。すなわち、図８のマグネトロンカソードを上から見た場合に、矩形のターゲット１２の左上と右下の領域（基板上の膜厚が厚くなる部分に対向する領域）で放電強度が強くなり、この放電強度分布が膜厚分布に反映したものである。放電強度が偏る現象は、成膜室の形状に起因している訳ではない。成膜室の形状をターゲットに対して対称性良好に形成しても、図９に示すような膜厚分布の偏りが発生する。そして、磁石ユニットの磁極の極性配置を反対(内側磁石の表面をＮ極、外側磁石の表面をＳ極)にすると、放電強度の偏り状況が変化して、図９とは逆に、膜厚の厚い領域が基板の左上と右下に現れるようになる。したがって、この偏り現象はマグネトロン放電中の電子のドリフト運動に関連したものであることが推測されるが、その詳しい発生機構は不明である。
【０００９】
図９では、膜厚分布の均一性は±１０％程度であり、液晶表示装置製造のために必要とされている±５％の均一性に達していない。特に、図９の左右両端部での膜厚減少が大きく、これが膜厚分布の均一性を低下させる大きな原因となっている。左右両端部での膜厚減少の理由は次の通りである。図８のマグネトロンカソード電極では、ターゲットのエロージョン領域をできるだけ広くとるために、磁石ユニットをターゲットの左右両端に近い位置まで移動させている。磁石ユニットがターゲットの左右両端に近づくと、トンネル状の磁力線に沿って形成されるプラズマは、ターゲットの端部付近に存在するシールド２０によって減衰させられる。これにより、基板の左右両端部で膜厚が減少するという現象が起きる。これを防ぐには、磁石ユニットをシールド２０に近づけないようにすればよいが、こうすると、ターゲットのエロージョン領域が狭くなるため、基板の所定領域内での膜厚分布の均一性が確保できない。さらに、ターゲットのエロージョン領域が狭くなると、ターゲット周辺にエロージョンの生じない領域が発生して、この部分で逆に膜の堆積が起こり、やがてこれが剥離してパーティクルの原因になる。また、エロージョン領域が狭くなるのをカバーするためにターゲットを大きくすることによって膜厚分布の均一性を確保しようとすれば、装置全体が大きくなってしまう。
【００１０】
本発明はこのような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、大面積基板用のマグネトロンスパッタリング装置のカソード電極において、膜厚分布の均一性を確保する妨げになっていた二つの欠点、すなわち膜厚分布の偏りと基板端部で生じる膜厚減少とを解消して、膜厚分布の均一性を確保できるマグネトロンカソード電極を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明のマグネトロンカソード電極は、複数の細長い磁石ユニットを備える磁石組立体をターゲットに対して往復運動可能にして、かつ、磁石ユニットの内側磁石と外側磁石の間に軟磁性体を配置して、この軟磁性体をターゲット表面に垂直な方向に移動可能にしている。磁石ユニットは細長い矩形をしており、その長辺は前記往復運動の方向に対して垂直である。前記軟磁性体は、磁石ユニットの長辺方向に沿った位置に応じてターゲット表面からの距離が変化できるようになっている。さらに好ましくは、前記往復運動に連動して、軟磁性体がターゲット表面に垂直な方向に周期的に運動するようになっている。
【００１２】
この発明によれば、軟磁性体による磁界強度調節機能により、ターゲット表面における磁界強度を均一にすることができて、放電強度の偏りを是正することができ、基板上の膜厚分布が良好になる。
【００１３】
次に、本発明の構成要素のひとつである軟磁性体について説明する。強磁性体は、大きく分けると硬磁性体と軟磁性体とに分類される。硬磁性体は、外部磁場によって磁化されにくいが、いったん磁化すると消しにくく、磁気的なエネルギーを蓄えることができる。これとは逆に、軟磁性体は、外部磁場をかけると容易に磁化し、磁束の通路として適した性質をもっているが、外部磁場を取り去ると磁気が消失し、磁気的なエネルギーをほとんど蓄えることができない。換言すれば、硬磁性体は保磁力が大きく、軟磁性体は透磁率が大きくてヒステリシス損が小さい。このように、軟磁性体は透磁率が大きくて磁束の通路として適しているので、磁界中に軟磁性体を挿入すれば磁束は軟磁性体を通過するようになって、軟磁性体の周囲の空間の磁界強度は減少する。したがって、この軟磁性体は磁界強度調節機能を果たすのに適している。本発明で使用する軟磁性体については、特に透磁率が大きな軟磁性体（例えば商品名：パーマロイ）を使う必要は必ずしもなく、耐腐蝕性を考慮して、ＳＵＳ４３０・ステンレス鋼あたりが適している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のマグネトロンカソード電極の一実施形態の正面断面図である。真空容器の一部の壁部３４に絶縁スペーサ３６を介してカソードボディ３８が取り付けられている。カソードボディ３８の上部には裏板４０が取り付けられている。このカソードボディ３８と裏板４０により、真空容器の壁面の一部が構成されていて、大気と真空室内とが隔てられている。裏板４０の表面には所定の材質のターゲット４２がインジウム等の低融点ろう材により接着されている。ターゲット４２の周辺には、ターゲット以外の部分がスパッタされるのを防ぐためにシールド４３が設けられている。裏板４０の大気側には裏板４０とターゲット４２を冷却するための水冷ジャケット４４が設けられている。この水冷ジャケット４４の内部には、裏板４０全体を均一に冷却するために、全域にわたって水路４６が設けられている。この水路４６に対して、給水パイプ４８から冷却水が導入され、排水パイプ５０からターゲット冷却後の冷却水が排出される。
【００１５】
水冷ジャケット４４の背後には５個の磁石ユニット５２からなる磁石組立体が配置されている。各磁石ユニット５２は、内側磁石５４と外側磁石５６とヨーク５８とで構成されている。磁極の配置は、内側磁石５４のターゲット側の表面がＳ極、外側磁石５６のターゲット側の表面がＮ極になっている。各磁石ユニット５２は共通の磁石ベース６０上に固定されている。磁石ベース６０はガイドレール６２に拘束されて図１の左右方向（矢印６１の方向）にのみ運動できる構造になっている。すなわち、磁石ベース６０は、支柱ピン６４とクランクアーム６６とピン６８とを介して回転円板７０に接続されている。この回転円板７０はモータ７２の出力軸に結合されている。モータ７２が回転すると回転円板７０が回転し、アーム６６のクランク運動によって、回転円板７０の円運動が支柱ピン６４の左右方向の往復運動に変換される。これにより、磁石ベース６０が左右方向に往復運動する。回転円板７０上にはピン６８を固定する穴が、回転中心からの距離を変えて複数設けられており、ピン６８の位置を変えることによって磁石ベース６０の往復運動の振幅を変えることができる。モータ７２はカソード電極全体を覆うカソードカバー７４に固定されている。カソードボディ３８と裏板４０とターゲット４２と水冷ジャケット４４は電気的に接続されていて、かつ、他の部分からは絶縁されている。カソードボディ３８には外部の電源７６から電力が供給される。
【００１６】
この実施形態に特徴的なことは、各磁石ユニットの内側磁石５４と外側磁石５６の間に、軟磁性体でできたシャントバー７８が配置されていることである。このシャントバー７８はサーボモータ８０の直線運動型の出力軸８２に結合されている。サーボモータ８０が回転すると、その出力軸８２は、回転することなく図１の上下方向（矢印７９の方向）に移動する。サーボモータ８０の本体は磁石ベース６０に固定されている。また、その出力軸８２は、磁石ベース６０とヨーク５８には接触しない構造となっている。サーボモータ８０の回転角度を制御することにより、シャントバー７８の上下位置を調節できる。
【００１７】
図２は、図１の一番右側に位置する磁石ユニット５２を拡大して示した斜視図である。図３はその平面図である。これらの図において、内側磁石５４とこれを取り囲む外側磁石５６との間には、矩形の磁石ユニットの長辺方向に延びる２個の長辺側シャントバー７８ａと、短辺方向に延びる２個の短辺側シャントバー７８ｂの、合計４個のシャントバーが配置されている。そして、２個の長辺側シャントバー７８ａのそれぞれには、その長手方向に間隔をおいて２個のサーボモータ８０ａの出力軸が結合されている。また、２個の短辺側シャントバー７８ｂのそれぞれには、各１個のサーボモータ８０ｂの出力軸が結合されている。
【００１８】
図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。短辺側シャントバー７８ｂにサーボモータ８０ｂの出力軸８２が結合しているのがよく分かる。短辺側シャントバー７８ｂはフッ素樹脂製の２枚のガイド８４の間に摺動可能に配置されている。これらのガイド８４はヨーク５８に固定されている。
【００１９】
図５（Ａ）は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。長辺側シャントバー７８ａの長手方向に間隔をおいた２か所のそれぞれにサーボモータ８０ａの出力軸８２が結合されているのがよく分かる。これらの２個のサーボモータ８０ａの出力軸８２の直線移動量を独立に調整することで、長辺側シャントバー７８ａをターゲット表面に対して任意に傾斜させることができる。図５（Ａ）では長辺側シャントバー７８ａの図面の上部が下部よりもターゲット表面から離れるように傾斜している。図３に示すように、この長辺側シャントバー７８ａも、短辺側シャントバーと同様に、フッ素樹脂製のガイド８４の間に摺動可能に配置されている。なお、図２の斜視図では、図面の繁雑を避けるために、ガイド８４の図示は省略してある。
【００２０】
図５（Ｂ）は、長辺側シャントバー７８ａとサーボモータ８０ａの出力軸８２との結合部分を拡大して示した断面図である。長辺側シャントバー７８ａには座ぐり８６が形成され、座ぐり８６の底部には貫通孔が形成されている。この座ぐり８６にコイルバネ８８を挿入して、このコイルバネ８８にネジ９０を通している。そして、ネジ９０の先端を上述の貫通孔を通してからサーボモータの出力軸８２の先端のメネジにネジ込んで固定している。短辺側シャントバー７８ｂについても同様の構造を用いてサーボモータの出力軸に固定している。図３には、長辺側シャントバー７８ａと短辺側シャントバー７８ｂとに形成された合計６個の座ぐり８６の位置と、それに対応するサーボモータ８０ａ、８０ｂの位置とが示されている。
【００２１】
この実施形態では、図３に示すように、一つの磁石ユニットに対して、２個の長辺側シャントバー７８ａと２個の短辺側シャントバー７８ｂとが配置され、これらのシャントバーに対して、合計６個のサーボモータが設置されている。そして、これらのサーボモータは独立に制御可能となっている。シャントバー７８ａ、７８ｂのためのサーボモータ８０ａ、８０ｂと、磁石ベース６０を往復運動させるモータ７２（図１を参照）は、一つのコンピュータによって集中して制御されている。
【００２２】
シャントバー７８ａ、７８ｂは、ターゲット上の磁界強度を調節する働きがある。すなわち、シャントバーがターゲットに近づくと、内側磁石５４と外側磁石５６の上面の磁極から発生しているトンネル状の磁束がシャントバーに多く吸収され、ターゲット面上の磁界強度が減少する。一方、シャントバーとターゲットの間の距離が大きくなると、シャントバーによる磁束吸収効果が減少し、ターゲット面上の磁界強度は増加する。
【００２３】
次に、各磁石ユニット内での４個のシャントバーの相対的な上下関係をどのように調節するのかについて説明する。従来技術の問題点で指摘したように、図９に示したような膜厚分布の偏りは、図８のマグネトロンカソードを上から見た場合に、矩形のターゲット１２の左上と右上の領域（基板上の膜厚が厚くなる部分に対向する領域）で放電強度が強くなる傾向を反映したものである。この放電強度の偏りを無くすためには、放電が集中する場所の磁界強度を小さくしてやればよい。磁界強度が小さくなれば、トンネル状の磁力線に拘束されて周回運動を行う電子のドリフト速度が大きくなって電子の滞在時間が短くなるために、放電のプラズマ密度も減少する。そして、所望の領域で磁界強度を減少させるには、シャントバーをターゲットに近づければよい。
【００２４】
図１のマグネトロンカソードを上から見た場合に、ターゲット４２の左上と右下の領域で放電強度を減少させるには、この領域で磁界強度を減少させればよく、それには次のようにする。まず、最も右側に位置する磁石ユニットにおいて、２個の長辺側シャントバー７８ａについて、図５（Ａ）に示すように、図の下側の方が上側よりもターゲットに近づくように傾斜させる。また、下側の短辺側シャントバーを上側の短辺側シャントバーよりもターゲットに近づける。また、これとは逆に、最も左側に位置する磁石ユニットでは、２個の長辺側シャントバーについて、上側の方が下側よりもターゲットに近づくように傾斜させる。また、上側の短辺側シャントバーを下側の短辺側シャントバーよりもターゲットに近づける。シャントバーの上下位置をこのように調節することにより、図１のマグネトロンカソードを上から見た場合に、ターゲット４２の左上と右下の領域で磁界強度が減少し、放電の偏り傾向を打ち消すことができる。
【００２５】
なお、左右方向の中央部分の３個の磁石ユニットにおいては、左右両端の磁石ユニットの場合とは異なり、各シャントバーの上下位置は各磁石ユニット内では左右及び上下対称に調節してある。しかし、内側磁石及び外側磁石として、ターゲット上に強い磁界を発生できるような強力な磁石を用いた場合には、ターゲット上の左上と右下に放電が偏る傾向がより強くなる。その場合には、左右両端から二番目の二つの磁石ユニットについても、左右両端の磁石ユニットと同様にシャントバーの上下位置を調節することで、放電の均一性を良好にできる。
【００２６】
さらに、この実施形態では、従来技術の問題点であった基板の左右両端付近で膜厚が減少する傾向を解決するために、磁石ベース６０の往復運動に同期させて、左右両端の磁石ユニットのシャントバーの上下位置を周期的に変化させている。この様子を図６を用いて説明する。図６（Ａ）は、往復運動する磁石ベース６０が最も右側に来た瞬間におけるシャントバー７８の上下位置を示したものである。最も右側に位置する磁石ユニットのシャントバー７８は、他の磁石ユニットのものに比べて、より下側に位置している。そのため、最も右側の磁石ユニットに対応する場所の磁界強度は他の場所に比べて大きくなる。なお、この場合（磁石ベースの往復運動に連動したシャントバーの周期的運動）は、最も右側にある磁石ユニット内の４個のシャントバーは、図５で説明したような相対的な上下位置関係を保ったままで、平行移動させている。
【００２７】
図６（Ｂ）は磁石ベースがターゲット４２の左右方向中央に来た瞬間を示したものである。図６（Ａ）で下に移動していた最も右側の磁石ユニットのシャントバー７８は、上方に少し移動し、また、最も左側の磁石ユニットのシャントバーは多少下方に移動し、全体として左右対称の配置となっている。
【００２８】
図６（Ｃ）は磁石ベースが最も左側に来た瞬間を示したものである。この場合は、図６（Ａ）の場合と逆に、最も左側に位置する磁石ユニット内のシャントバーが最も下の位置になっている。また、最も右側の磁石ユニットのシャントバー７８は図６（Ｂ）に比べてさらに上昇している。
【００２９】
このように、磁石ベースの往復運動に同期させてシャントバー７８の上下位置を動かすことにより、磁石がターゲット端部のシールド４３に近づいた場合に、近づいた側のターゲット端部の磁界強度が増加する。これにより、ターゲット端部のプラズマ密度が増加する効果がある。一方で、従来技術の問題点で述べたように、トンネル状の磁力線に沿って形成されるプラズマは、ターゲット端部に存在するシールド４３により減衰させられる傾向がある。したがって、プラズマ密度が増加する要因と減少する要因とが丁度釣り合うことになり、往復運動時の磁石ベースの位置にかかわらず、プラズマ密度を一定にすることができる。これにより、基板の端部で膜厚が減少する傾向を防止でき、均一な膜厚分布を有する薄膜を基板上に形成できる。
【００３０】
なお、本実施形態では、成膜時に、５個ある磁石ユニットの内、左右方向の中央部分の３個の磁石ユニット内のシャントバーは固定しており、磁石ベースの往復運動に同期させて動かすことはしていない。これらの中央部分の磁石ユニットにおいては、磁石ユニット間のシャントバーの相対的上下位置は、基板上の膜厚分布が均一になるように適当に調節されて、その状態で固定されている。本実施形態の場合には、中央部分の３個の磁石ユニットのうち、両側に位置する磁石ユニット（図６の右側から２番目と４番目の磁石ユニット）のシャントバーを、中央の磁石ユニット（右側から３番目の磁石ユニット）のシャントバーよりも相対的に高くすることによって、良好な膜厚分布が得られている。中央部分の複数の磁石ユニット間におけるシャントバーの最適な上下関係は、スパッタ室の構造などの影響を受けて装置毎に変化するようであり、装置毎に実験で確認する必要がある。なお、長期にわたって成膜を繰り返した場合、ターゲットが消耗することによりターゲットと各磁石ユニット間の距離も変化し、ターゲット上の磁界分布も変化することがある。そのような理由で基板上の膜厚分布の均一性が劣化した場合には、中央部分の３個の磁石ユニット内のシャントバーの上下位置を適当に調節し直すことにより、再び膜厚分布の均一性を回復することができる。
【００３１】
図７は、この実施形態のマグネトロンカソード電極を用いて４５０ｍｍ×５５０ｍｍサイズの基板上に成膜を行った場合の膜厚分布を示したものである。この図７は、上記基板の表面のうち、中央の４００ｍｍ×５００ｍｍの領域についての膜厚分布を等高線で表示したものである。図中の等高線の数字は、最大膜厚を１００％とした場合の百分率である。この膜厚分布から分かるように、従来技術の問題点であった、膜厚分布の偏りや、基板の左右両端での膜厚の減少といった欠点が解消され、膜厚分布の均一性は約±５％におさまっている。
【００３２】
この発明は上述の実施形態に限定されず、次のような変更が可能である。
（１）上述の実施形態ではカソード電極に５個の磁石ユニットを設けているが、５個以外の任意の個数の磁石ユニットを設けてもよい。
（２）内側磁石と外側磁石の間に配置する軟磁性体の形状としては、上述の実施形態で述べたような棒状のシャントバーの形態のほかに、板状などのその他の形状を採用してもよい。
（３）上述の実施形態では、各磁石ユニットに４個の軟磁性体を配置しているが、４個以外の任意の個数にすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、磁石組立体をターゲットに対して往復運動可能にして、かつ、磁石ユニットの内側磁石と外側磁石の間の軟磁性体をターゲット表面に垂直な方向に移動可能にしているので、ターゲット表面の磁界強度を均一にできて、放電強度（プラズマ密度）の偏りを是正することができ、基板上の膜厚分布が良好になる。したがって、大面積基板用のスパッタリング装置においても、均一な放電を発生させることができ、大型の基板上の膜厚分布を均一にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマグネトロンカソード電極の一実施形態の正面断面図である。
【図２】図１のカソード電極の最も右側に位置する磁石ユニットの斜視図である。
【図３】図２のカソード電極の平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図と、その一部拡大図である。
【図６】磁石ベースの往復運動とシャントバーの上下運動との連動関係を示した工程図である。
【図７】図１のマグネトロンカソード電極を用いて作製した薄膜の膜厚分布を示した等高線図である。
【図８】従来の大面積基板用マグネトロンカソード電極の正面断面図である。
【図９】図８に示す従来のマグネトロンカソード電極を用いて作製した薄膜の膜厚分布を示した等高線図である。
【符号の説明】
４０  裏板
４２  ターゲット
４３  シールド
５２  磁石ユニット
５４  内側磁石
５６  外側磁石
５８  ヨーク
６０  磁石ベース
６２  ガイドレール
７０  回転円板
７２  モータ
７８  シャントバー
８０  サーボモータ
【図１】
0003919266.tif 000002
【図２】
0003919266.tif 000003
【図３】
0003919266.tif 000004
【図４】
0003919266.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003919266.tif 000009
【図９】
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