JP2003293130A

JP2003293130A - スパッタリング装置

Info

Publication number: JP2003293130A
Application number: JP2002096142A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Takahashi; 信行高橋
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-15
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP4071520B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ターゲットの利用効率の向上を図り、生産性
の向上を図ったスパッタリング装置。【解決手段】基板ホルダ１０ａに対向し、かつ離間し
て設けられた、矩形平板状であって、矩形の長尺方向の
両端部に楕円の弧状の突起部２０ａａが付加された形状
のターゲット２０と、その裏面側に対向し、かつ離間し
て設けられている磁石ユニット構造体３２と、取付部材
３４とこれに取り付けられた複数個の磁石ユニット３６
と、これを往復運動させる運動機構３８とを具え、この
取付部材３４の両端部には、ターゲット２０に対するエ
ロージョン領域に対応するように設定される楕円の弧状
のヨーク３６ｃと、このヨーク３６ｃの外周に沿って設
けられている外周磁石３６ｂと、ヨーク３６ｃの中心部
近傍に設けられた外周磁石とは逆極性の中心磁石３６ａ
とを含む磁石ユニット３６を具えている。

Description

【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、特にターゲット及びマグネトロンカソードの形状
を工夫することにより、生産性の向上を狙ったスパッタ
リング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般的なスパッタリング装置では、
基板への成膜は、基板の被成膜面に成膜できるサイズの
１つのターゲットに対するスパッタリングによって、行
っていた。

【０００３】図１０は、従来のスパッタリング装置のス
パッタリングプロセスチェンバ（スパッタリング室とも
称する。）内の要部を説明するための概略図で、基板面
に平行な上方から見た平面図である。この図１０に示す
従来例は、両面成膜の例である。１００は基板ホルダ、
１０２はゲートバルブ、１０４は、それぞれ、基板ホル
ダに搭載されている基板である。周知の通り、これら基
板１０４は、スパッタリング室に対し、ゲートバルブ１
０２を経て、矢印ａの方向から搬入搬出される。

【０００４】１１０は、それぞれ、基板面に対し平行な
カソード搭載面を有するカソードであり、及び１１２
は、このカソード搭載面上に搭載されたターゲットであ
る。

【０００５】通常、このターゲット１１２は、基板のサ
イズよりも大型サイズである。従来のスパッタリング室
には、１枚の基板に対して１個のターゲットの対応関係
で、ターゲットを成膜に好適な位置に対向配置させて、
成膜を行っていた。従って、異なる種類のターゲットを
用いて１枚の基板上に順次に膜を積層させる場合には、
通常は、ターゲットの種類と同数の専用のスパッタリン
グ室を用意して、それぞれのスパッタリング室で順次の
成膜を行っていた。

【０００６】また、例えば、本願出願人による特開２０
０１−１４００６９号公報には、矩形状の大型基板に均
一に薄膜を形成するためのスパッタリング装置におい
て、マグネトロンカソードとして矩形状のターゲットの
裏側に複数の磁石ユニットを配設した構造体を配置し
て、これを往復運動させる構成が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のマグネトロンカソードを使用すると、特に矩
形状のターゲットのエロージョンに関しては、特にター
ゲット端縁部のエロージョンを均一にすることは困難で
あった。従ってターゲット端縁部に削り残しが発生する
ことが避けられず、ターゲットの効率的な利用を図り、
生産性を向上させることが困難であった。

【０００８】すなわち、この発明の目的は、ターゲット
及びマグネトロンカソードの形状を工夫することによ
り、ターゲットのエロージョンの均一性を増加すること
で、ターゲットの利用効率の向上を図り、生産性の向上
を図ったスパッタリング装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明のスパッタリング装置は、スパッタリング
室と、該スパッタリング室内に搬入搬出自在に設けられ
た基板ホルダと、マグネトロンカソードとを具えてい
る。マグネトロンカソードは、ターゲットと磁石ユニッ
ト構造体とを含む。ターゲットは基板ホルダに対向し、
かつ離間して設けられていて、その平面的な全体形状は
矩形の長尺方向の両端部に楕円の弧状の突起部が付加さ
れた形状としてある。磁石ユニット構造体は、ターゲッ
トの裏面側に対向し、かつ離間して設けられている。

【００１０】さらに、この磁石ユニット構造体は、取付
部材と、該取付部材に取り付けられた複数個の磁石ユニ
ットからなり、かつ前記ターゲットの長尺方向に往復運
動させる運動機構と連結されている。

【００１１】磁石ユニットのうち、取付部材の両端部に
取り付けられた磁石ユニットは、ターゲットに対するエ
ロージョン領域に対応するように設定される少なくとも
一部が楕円の弧状のヨークと、該ヨークの外周に沿って
設けられている外周磁石と、該ヨークの中心部近傍に設
けられた該外周磁石とは逆極性の中心磁石とを含んでい
る。

【００１２】このようなマグネトロンカソードの構成と
すれば、ターゲットのほぼ全域でエロージョンの均一化
を図ることができ、特にターゲット端縁部での削り残し
が発生しない。従って、ターゲットの効率的な利用が可
能となる。

【００１３】また、この発明の好適な構成例では、取付
部材に設けられている磁石ユニットの平面的な全体形状
を楕円形状とし、かつその設置個数を１つとすることも
できる。

【００１４】さらにこの発明の好適な構成例では、取付
部材には、２個以上の磁石ユニットを設け、この取付部
材の両端部に設けられる２つの磁石ユニットの形状を同
一の楕円形状とするのがよい。

【００１５】このようにすれば、ターゲットの端縁部以
外のエロージョンの調整を容易に行うことができる。

【００１６】また、この発明の好適な構成例では、取付
部材には、同一の楕円形状である３個以上の磁石ユニッ
トを設けてもよい。

【００１７】この場合の磁石ユニットは、円形状のヨー
クと、該ヨークの外周に沿って設けられている外周磁石
と、該ヨークの中心部に設けられている円形状の中心磁
石とを含む構成とするのが好ましい。すなわち磁石ユニ
ットは、このユニット全体を平面的にみたときに、正円
形状とするのがよい。このとき、ターゲット全体のエロ
ージョン、成膜条件等を考慮して、複数個の磁石ユニッ
トそれぞれの磁場強度は適宜変更することができる。す
なわち、複数個の磁石ユニットを配設する場合には、す
べての磁石ユニットの磁場強度は揃っていても、又は揃
っていなくともよい。

【００１８】このとき磁石ユニット全体、すなわちヨー
ク、外周磁石及び中心磁石を一体として、又は磁石ユニ
ットの一部、すなわち外周磁石或いは中心磁石のみを、
ヨークの中心を回転軸として回転できる構成としてもよ
い。

【００１９】さらに、この発明のスパッタリング装置の
他の好適な構成例によれば、２個以上のマグネトロンカ
ソードと、このマグネトロンカソードに設けられた２個
以上のマグネトロンカソード位置決め機構とを具えるの
がよい。

【００２０】特にマグネトロンカソードを２個以上とす
る構成とすれば、複数のマグネトロンカソードに同一種
類のターゲットを搭載させることができる。このため、
１枚の大型サイズのターゲットを用いる代わりに、複数
枚に分けられた小型サイズであって、同一種類のターゲ
ットをマグネトロンカソードに搭載することにより、１
枚の共通の基板に、より均一な膜厚で成膜することがで
きる。特に、基板をガラス基板とする場合には、ガラス
基板が大型サイズ化するほど、小型サイズのガラス基板
と同程度の面積のターゲットを複数枚配設して成膜でき
るので、膜厚の均一化の観点から、より有利となる。

【００２１】より好ましい構成例では、基板の中心部近
傍に対向して位置する１つの中心側マグネトロンカソー
ドと、この中心側マグネトロンカソードの両端部側方に
位置する２つの周辺側マグネトロンカソードの３つのマ
グネトロンカソードからなる構成とするのがよい。

【００２２】また、この発明のスパッタリング装置の構
成例によれば、好ましくはマグネトロンカソードは、そ
れぞれ複数個のターゲットと、このターゲットの数に応
じた複数個の磁石ユニット構造体とを具えているのがよ
い。

【００２３】このような構成とすれば、１つのマグネト
ロンカソードに複数のターゲットを設けることができる
ので、マグネトロンカソードごとに設けたターゲットの
種類も同じとなるように揃えておけば、先に成膜した膜
とは異なる成分の膜を成膜する場合には、このマグネト
ロンカソードをターゲット位置決め機構によって回転さ
せて、異なる成分の膜を成膜するターゲットを選択し
て、位置決めすることができる。従って、同一のスパッ
タリング室内で、同一基板上に２種類以上の異なる成分
の膜を連続的に成膜することができる。

【００２４】このため、膜の成分毎に、異なるスパッタ
リング室に対する基板の搬入搬出作業やそれに付帯する
作業を行わずに済むので、従来装置よりも一層の省スペ
ース化と高スループット化が達成できる。

【００２５】また、この発明の他の好適な構成例によれ
ば、マグネトロンカソードには、互いに対向する２つの
外表面に２つのターゲットが設けられていて、磁石ユニ
ット構造体は、１つの取付部材の両面、又は２つの取付
部材の片面のそれぞれ少なくとも両端の突起部には、２
つのターゲットの端縁部に対するエロージョン領域に対
応するように設定される磁石ユニットを具えているのが
よい。

【００２６】また、この発明のスパッタリング装置のさ
らに他の好適な構成例によれば、マグネトロンカソード
には、３つのターゲットが、それぞれ３つの外表面に設
けられていて、磁石ユニット構造体は、３つの取付部材
を含み、該３つの取付部材の主表面の両端の突起部に
は、前記ターゲットに対するエロージョン領域に対応す
るように設定される磁石ユニットが設けられている構成
とするのがよい。

【００２７】この発明のスパッタリング装置は、好まし
くは両面成膜型とするのがよい。このようにすれば、２
枚の基板を同時に成膜処理することができるので、高ス
ループット化が可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
スパッタリング装置の実施の形態について説明するが、
これらの図において、各構成要件の形状、大きさ及び配
置関係については、この発明が理解できる程度に概略的
に示してあるに過ぎない。また、以下、この発明の好適
な構成例につき説明するが、この発明は何らこの好適例
に限定されることなく、この発明の要旨を逸脱すること
なく多くの変形及び変更が可能である。

【００２９】〔第１の実施の形態〕図１は、この発明の
第１の実施の形態のスパッタリング装置１０を説明する
ための概略的な模式図である。図１（Ａ）は、この発明
のスパッタリング装置１０のスパッタリング室１４内の
主要構成要素である基板１２と、ターゲット２０を含む
マグネトロンカソード３０との配置関係を主として概略
的に示す模式的な断面図である。

【００３０】図１（Ａ）に示す構成例では、基板ホルダ
１０ａに１枚の基板１２、ここでは例えばガラス基板が
搭載されている。この基板１２は、図面の紙面と直交す
る方向に立てられて基板ホルダ１０ａに保持されてい
る。基板１２の被成膜面１２ａは、通常は平坦面であ
る。

【００３１】この基板１２の形状は、例えば矩形の平行
平面板とする。この基板ホルダ１０ａは、矢印ａの方向
から、基板１２を搭載した状態で、スパッタリング室１
４内へとゲートバルブ１６を介して搬入搬出自在に構成
されている。

【００３２】この基板１２の被成膜面１２ａに対向し
て、ターゲット２０が設けられている。この構成例で
は、このターゲット２０を、平面的にみた場合、実質的
に矩形状の平面平板により構成してある。ターゲット２
０の裏面側には、磁石ユニット３６が複数個並設されて
いる磁石ユニット構造体３２と、磁石ユニット構造体３
２をその主表面３４ａの長尺方向、すなわち矢印ａ方向
に往復運動させる運動機構３８とを具えている。この磁
石ユニット構造体３２の詳細な説明については後述する
が、運動機構３８は、好ましくは例えば、スライドレー
ル及びこのスライドレールをスライドさせるマグネトロ
ンカソード外に設けられたモータといった従来周知の構
造を採用することができるので、詳細な説明は省略す
る。

【００３３】図１（Ｂ）は、この発明のスパッタリング
装置のマグネトロンカソード３０をターゲット表面２０
ａ側からみた概略的な平面図である。

【００３４】ターゲット２０は、矩形状の平面平板であ
って、その長尺方向の両端部に突起部２０ａａが付され
た形状を有している。このターゲット２０の端縁部、す
なわち突起部２０ａａの形状は、ターゲット２０の短尺
を直径とする半円の形状としてある。従って、この構成
例におけるターゲットは、中央の矩形、すなわち長方形
部分と、その長尺方向における両端に一体的に連続して
設けられた突起部としての円形部分とから構成されてい
る。しかしながら、この突起部２０ａａを設ける目的
は、ターゲット２０端縁部の削り残しを極力減少させる
ことにあるので、この目的を損なわない範囲で、何らこ
の円形状に限定されない。従って、突起部２０ａａの形
状は、例えば適宜の曲率を有する曲線、すなわち正円を
含む楕円の弧の一部とすることができる。製造工程の簡
略さ等を考慮すると、好ましくは図示したような半円形
状とするのがよい。

【００３５】図２は、この発明のスパッタリング装置に
適用して好適な磁石ユニット構造体の構成を説明するた
めの概略的な平面図である。

【００３６】図２（Ａ）は、図１の磁石ユニット構造体
３２を磁石ユニット搭載面から平面的にみた構成を説明
するための概略的な平面図である。

【００３７】磁石ユニット構造体３２は、平板状の取付
部材３４を含んでいる。この取付部材３４の形状は、設
計された磁石ユニット３６が搭載可能であれば、特に問
わないが、この取付部材は、例えば図示したように端縁
部を磁石ユニット３６の外形、すなわちヨーク３６ｃ及
びこれに設けられる周辺磁石の輪郭に合わせて成形する
のがよい。

【００３８】磁石ユニット構造体３２の取付部材３４の
片面側両端部、すなわち取付部材主表面３４ａには、取
付部材３４の矩形の短尺を直径とする円形状のヨーク３
６ｃと、ヨーク３６ｃの中心部に設けられた中心磁石３
６ａと、ヨークの外周に沿って中心磁石３６ａを囲むよ
うに離間して同心的に設けられている、中心磁石３６ａ
とは逆極性の外周磁石３６ｂとを含む、磁石ユニット３
６を具えている。ここでは外周磁石３６ｂの形状に合わ
せて取付部材３４の突起部３４ａａは半円形状としてあ
るが、必ずしも磁石ユニットの形状に合わせる必要はな
い。

【００３９】特に取付部材３４の２つの端縁部に設けら
れる磁石ユニット３６、すなわち中心磁石３６ａ及び外
周磁石３６ｂの形状及び配置は、上述のように設定され
るターゲットの端縁部の形状に沿って、エロージョン発
生領域３３が生じるように設定する。このエロージョン
発生領域３３とは、特に中心磁石３６ａ及び外周磁石３
６ｂの作用により、ターゲットに発生するエロージョン
領域である。従って、このエロージョン発生領域３３が
ターゲットの端縁部を過不足なく含むように中心磁石３
６ａ及び外周磁石３６ｂの形状、大きさ及び性質、並び
に中心磁石３６ａと外周磁石３６ｂとの配置関係が最適
となるように磁石ユニット３６を設計し、これを取付部
材３４の端縁部に設ける。

【００４０】このとき、取付部材３４の両端縁部に設け
られる２つの磁石ユニット３６を一体として組み合わせ
て、磁石ユニット構造体３２全体として１つの磁石ユニ
ット３６を設ける構成とすることもできる。具体的な例
としては、楕円形状、好ましくは円形の外周磁石３６ａ
及び中心磁石３６ｂを含む１つの磁石ユニット３６を設
ける構成とするのがよい。

【００４１】この発明の目的は、特にターゲット端縁部
で発生する削り残しを防止することにあるので、ターゲ
ット全体のエロージョンの均一性を確保することを条件
として、取付部材３４の端縁部以外に設けられる磁石ユ
ニット３６の形状、大きさ及び発生する磁界強度等の性
質は任意とすることができる。すなわち、取付部材３４
の端縁部に設けられる２つの磁石ユニット３６に挟まれ
て設けられる１個又は２個以上の磁石ユニット３６は、
端縁部に設けられている磁石ユニットとは異なる形状、
大きさ、及び性質とすることができる。具体的には例え
ば従来用いられている矩形状の形状として、ターゲット
全体のエロージョンを均一にするために磁場強度等の性
質を適宜選択することができる。

【００４２】図２（Ａ）の磁石ユニット構造体３２にお
いては、３つの磁石ユニット３６を等間隔で取付部材３
４に並設する例を示した。このとき、取付部材３４の端
縁部に設けられた磁石ユニットはいずれも同一形状、同
一サイズかつ円形状としてあるが、この発明の目的は、
上述したように、特にターゲット端縁部で発生する削り
残しを防止することにあるので、ターゲットの特に端縁
部の削り残しを防止することさえできれば、磁石ユニッ
トの形状は、必ずしも図示したような正円に限られな
い。具体的には、上述したように、使用されるターゲッ
トの特に端縁部の形状にあわせて、正円を含む楕円の弧
の一部の形状とするのがよい。

【００４３】図２（Ｂ）は、図２（Ａ）で示した磁石ユ
ニットとは別の構成を有する磁石ユニット構造体３２を
磁石ユニット搭載側から平面的にみた構成を説明するた
めの概略的な平面図である。

【００４４】磁石ユニット３６以外の構成は、既に上述
したのと同様であるので詳細な説明は省略する。

【００４５】この例では、取付部材３４の両端部に設け
られている磁石ユニット３６を半円形状としてある。す
なわち、使用されるターゲットの端縁部の形状を過不足
なく含むようにエロージョン領域３３を設定し、このエ
ロージョン領域３３に基づいてヨーク３６ｃ及び中心磁
石３６ａを半円形状とし、外周磁石の形状を半円の弧と
してある。そしてこの半円の弧が外側に向くように取付
部材３４の端縁部に設けてある。

【００４６】このとき、平面的にみれば、取付部材３４
の端縁部に設けられた２つの磁石ユニット３６の形状は
同一とはいえないが、同一形状の２つの磁石ユニット３
６を取付部材３４に設ける際に、この場合には１８０°
回転させれば済むので、この明細書ではこの例のように
設けられた磁石ユニット３６は、相互に同一の形状を有
するものとする。

【００４７】上述のこれら複数個の隣接する磁石ユニッ
ト３６同士の配設される間隔は、好ましくは磁石ユニッ
ト３６の幅、すなわち、例えば円形状の磁石ユニット３
６の場合には、その直径の１／１０以上とするのがよ
い。このように設定すれば、ターゲットのエロージョン
の均一性はさらに向上する。

【００４８】また、磁石ユニット３６は、全体、すなわ
ちヨーク３６ｃ、外周磁石３６ｂ及び中心磁石３６ａを
一体として、又は磁石ユニット３６の一部、すなわち外
周磁石３６ｂ或いは中心磁石３６ａのみを回転軸Ｃを中
心として、矢印ｂ方向に自在に回転可能な構成としても
よい。

【００４９】このような構成とすれば、より効率的にタ
ーゲットのエロージョンの均一化を図ることができる。

【００５０】〔第２の実施の形態〕図３は、この発明の
第２の実施の形態のスパッタリング装置１０の主要構成
要素の配置関係を説明するための概略的な断面図であ
る。この実施の形態では、マグネトロンカソードを複数
設けた例につき説明する。

【００５１】この実施の形態のスパッタリング装置によ
れば、基板１２の被成膜面１２ａに対向して、複数個、
ここでは一例として３個のマグネトロンカソード、すな
わち中心に配置される中心側マグネトロンカソード３０
Ｂ、並びにその両側に配置される２つの周辺側マグネト
ロンカソード３０Ａ及び３０Ｃを含んでいる。

【００５２】この例では例えば３個のマグネトロンカソ
ードを設ける例を説明するが、これに限定されず、中心
側マグネトロンカソード及び／又は周辺側マグネトロン
カソードを追加することで、３個より多いマグネトロン
カソードを設ける構成とすることができる。例えば４個
を設ける場合には、中心側マグネトロンカソードを２個
とする構成とすればよい。これら３個のマグネトロンカ
ソードは、それぞれ中心軸Ｃ１、Ｃ２及びＣ３を回転軸
として回転（回動とも言う。）し、かつ適当な回転位置
のところで停止されて、その停止位置に位置決めできる
ように、位置決め機構を具えている。

【００５３】これら複数のマグネトロンカソードの構成
は、特別な事情がない限り、同一とするのがよいが、こ
れに限定されない。

【００５４】図示されている３個のマグネトロンカソー
ド３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃの構成はいずれも同一、す
なわち互いに同一形状かつ同一サイズであり、基板ホル
ダ１０ａの搬入搬出方向に順次に配列されている。

【００５５】マグネトロンカソード３０Ａ、３０Ｂ及び
３０Ｃの被成膜面１２ａに対向する側の面には、それぞ
れターゲット２０ａ、２０ｃ及び２０ｅと、その反対側
の対向面にはターゲット２０ｂ、２０ｄ及び２０ｆとが
それぞれ設けられている。

【００５６】図３において、このマグネトロンカソード
３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃの長方形断面の中心を中心軸
すなわちこの構成例では回転軸Ｃ１、Ｃ２及びＣ３とす
る。これらの回転軸Ｃ１、Ｃ２及びＣ３は、被成膜面に
平行であると共に、回転軸同士が平行としてある。この
マグネトロンカソード３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃは、回
転軸Ｃ１、Ｃ２及びＣ３の周りに矢印ｂで示すように、
正逆の両方向に回転できる構成となっている。

【００５７】中心側マグネトロンカソード３０Ｂの回転
軸Ｃ２は、基板１２の中心に合わせてあり、両側の周辺
側マグネトロンカソード３０Ａ及び３０Ｃの回転軸Ｃ１
及びＣ３は、回転軸Ｃ２から等距離のところに位置決め
されている。さらに、回転軸Ｃ１及びＣ３は、被成膜面
１２ａすなわち基板面から等距離の位置に位置決めされ
ていて、しかも、中心側マグネトロンカソード３０Ｂの
回転軸Ｃ２よりも、基板面に接近させてある。いずれに
しても、これらのマグネトロンカソードに搭載されるタ
ーゲットは、被成膜面１２ａとの間及び互いのターゲッ
ト同士間で、成膜に最適な位置関係となるように、位置
決めされる。

【００５８】これら３つのマグネトロンカソード３０
Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃに搭載されるターゲットのうち、
被成膜面１２ａ側に搭載されるターゲットは、同一種類
のターゲットとする。また、３つのマグネトロンカソー
ドそれぞれの被成膜面１２ａの反対側に搭載されるター
ゲットは、被成膜面１２ａ側に搭載されるターゲットと
は異なる種類であって、３つのマグネトロンカソード３
０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃにおいて互いに同一種類である
ターゲットとする。

【００５９】中心側マグネトロンカソード３０Ｂは、タ
ーゲット２０ｃ又は２０ｄ、すなわちこれらのターゲッ
トの被スパッタリング面が被成膜面１２ａと平行となる
ように位置決めされる。同様に、この中心側マグネトロ
ンカソード３０Ｂを中心として両側の周辺側マグネトロ
ンカソード３０Ａ及び３０Ｃのターゲット２０ａ、２０
ｂ及び２０ｅ、２０ｆの被スパッタリング面が被成膜面
１２ａと対向するように位置決めされる。

【００６０】この場合には、例えば、周辺側マグネトロ
ンカソード３０Ａ及び３０Ｃのターゲット２０ａ、２０
ｅの延長線と被成膜面１２ａの延長線との交差角を互い
に等しいα（角度）（０°＜α＜９０°）とする。この
ように、周辺側マグネトロンカソード３０Ａ及び３０Ｃ
のターゲット２０ａ、２０ｂ及び２０ｅ、２０ｆは、中
心側マグネトロンカソード３０Ｂのターゲット２０ｃ、
２０ｄから離れるに従って、被成膜面１２ａに接近する
ように、中心側マグネトロンカソード３０Ｂのターゲッ
ト２０ａに対して傾斜させてある。その結果、周辺側マ
グネトロンカソード３０Ａ及び３０Ｃのターゲットの被
スパッタリング面と被成膜面１２ａとが角度αで傾斜
（交差）する。

【００６１】上述した、マグネトロンカソードの回転を
制御するターゲット位置決め機構及びターゲットと被成
膜面との距離調整及びマグネトロンカソード同士間の距
離調整のための距離調整機構については後述する。

【００６２】図４は、３個のマグネトロンカソードを用
いた構成例において、基板１２と各マグネトロンカソー
ド３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃが具えているターゲット２
０ａ、２０ｃ及び２０ｅとの相対位置関係を説明するた
めの概略図である。これらのターゲット２０ａ、２０ｃ
及び２０ｅは、図１で説明したような端縁に半円状の突
起部を付した矩形の短冊状の形をしている。基板１２
は、搬送方向（ｘ方向とする。）に長尺を有し、それに
直交する、基板を立てている方向（鉛直方向でｚ方向と
する。）に短尺を有している。それぞれのターゲットの
各中心軸を０１、０２、０３とすると、これらのターゲ
ットを、それぞれの中心軸が互いに平行、かつ基板１２
の短尺方向と平行となるように、位置決めされる。中央
のターゲット２０ｃの中心軸０２は、基板１２の中心と
一致させるのが好適である。図３に示す構成例では、タ
ーゲット側から基板側を平面的に見た場合、基板周辺側
に対向するターゲット２０ａ及び２０ｃは、中心側のタ
ーゲット２０ｂとは離れている側の端縁側の部分、すな
わちｘ方向の幅領域の一部分、が基板１２から外れて、
位置決めされている。ターゲットの基板に対する相対位
置は、マグネトロンカソードの位置決めによって決ま
る。これらの相対位置は、搭載するターゲットの種類や
大きさその他の任意好適な条件に応じて、適切な膜の形
成ができるように、決めればよい。従って、ターゲット
側から基板側を平面的に見た場合、ターゲットの幅領域
が基板面内に収まるように設けてもよい。

【００６３】なお、当然ながら、これらターゲットの形
状、大きさ及び基板に同時に対面する個数は、設計に応
じて任意好適に設定できる。

【００６４】図５は、この発明のスパッタリング装置に
適用して好適なマグネトロンカソードの構成例を示す図
である。これらのマグネトロンカソードの断面形状は矩
形、例えば断面の対向面が平行平面である矩形体とし、
従って、その断面は一例として長方形とする。なお、こ
の発明のスパッタリング装置のマグネトロンカソードに
おいて、具体的なカソードの構成及びこれに付帯する電
極等の構成の図示及び説明は、この発明の要旨ではない
ので、ここでは説明を省略する。

【００６５】ここでは、図３に示した３つのマグネトロ
ンカソード３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃのうち、左側に位
置するマグネトロンカソード３０Ａを例にとって説明す
る。他の２個のマグネトロンカソードの構成について
は、同様であるので詳細な説明は省略する。

【００６６】図５（Ａ）は、取付部材３４の対向する両
側の主表面に、それぞれ、３個の磁石ユニット３６を設
けたマグネトロンカソード３０Ａを示す平面図である。

【００６７】マグネトロンカソード３０Ａの対向する平
行平面に対応する２つの外表面には２つのターゲット２
０ａ及び２０ｂがそれぞれ設けられている。以下、ター
ゲット２０ｂについて説明するが、マグネトロンカソー
ド３０Ａの下面側に存在する図示されていないターゲッ
ト２０ａについても同様である。マグネトロンカソード
３０Ａの表面に搭載されるターゲット２０ｂは、矩形平
板状であって、その両端縁部に突起部２０ｂａが付され
た形状を有している。

【００６８】図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のマグネトロン
カソードを図４で説明した中心軸をＣとするＣ−Ｃ破線
で切断したときの模式的な断面図を示す図である。

【００６９】マグネトロンカソード３０Ａの対向する２
つの外表面には、２つのターゲット２０ａ及び２０ｂが
それぞれ設けられている。

【００７０】マグネトロンカソード３０Ａの内部空間２
１には、磁石ユニット３６が取付部材３４の２つの主表
面３４ａに複数個並設されている磁石ユニット構造体３
２と、磁石ユニット構造体３２をその長尺方向、すなわ
ち矢印ａ方向に往復運動させる運動機構３８とを具えて
いる磁石ユニット構造体３２を配設してある。

【００７１】磁石ユニット構造体３２は、取付部材３４
の表裏２つの主表面３４ａに設けられた磁石ユニット３
６それぞれが、マグネトロンカソード３０Ａの内部空間
２１側から、ターゲット２０ａ及び２０ｂのそれぞれの
裏面に等距離で離間した状態を保ちつつ、運動機構３８
により作動可能なように配設されている。

【００７２】なお、ここでは１枚の取付部材３４の表裏
にそれぞれ磁石ユニットを設ける例を説明したが、図１
（Ａ）及び図２（Ａ）で説明したように、取付部材３４
の片面（主表面）のみに磁石ユニット３６を設けた磁石
ユニット構造体３２を２つ用いて、磁石ユニット３６が
設けられていない面同士を向かい合わせて、所望により
接着する等して設けてもよい。

【００７３】図５（Ｃ）は、上述した磁石ユニット構造
体３２の構成を説明するための模式的な平面図である。
この構成は、磁石ユニット構造体３２の取付部材３４の
対向する２つの主表面３４ａに磁石ユニット３６がそれ
ぞれ設けられていることを除き、図２（Ａ）を用いて説
明したのと同様の構成とすればよいので、その詳細な説
明は省略する。

【００７４】運動機構３８は、好ましくは例えば、スラ
イドレールといった従来周知の構造を採用することがで
きる。図５（Ｂ）及び（Ｃ）では、突起部３４ａａに設
けてあるが、例えば取付部材３４の側面部に設けてもよ
い。また、マグネトロンカソード３０Ａの内部空間２１
内に限定されず、その外部になんらかの構造体作動機構
３８を設ける構成としてもよい。

【００７５】この発明のスパッタリング装置の磁石ユニ
ット構造体３２の往復運動のストロークは、磁石ユニッ
ト３６の直径の長さと磁石ユニット３６同士の間隔の長
さとの和程度とするのがよい。

【００７６】また、この発明のスパッタリング装置の磁
石ユニット構造体３２は、磁石ユニット３６、すなわち
磁石ユニット構造体３２とターゲットとの離間距離を、
例えばターゲットに入力される積算電力に応じて調整す
ることが可能な機構（図示されていない。）を具えるの
がよい。

【００７７】また、この磁石ユニット構造体３２は、マ
グネトロンカソードが回転移動される場合には、一体と
なって、回転する構成とするのがよい。このような構成
とすれば、ターゲットのエロージョン及び膜厚の均一化
を図るのがより容易となる。

【００７８】上述した構成例において、マグネトロンカ
ソードに取り付けた複数のターゲットのうち１つを選択
して成膜を行っている間に、非使用で退避している残り
のターゲットに対して、クリーニングを行ってもよい。
このように、一方のターゲットの成膜時に、基板に対向
していない他方のターゲットを予備的にクリーニングす
ることにより、本成膜に当たり、正式のクリーニングの
作業を軽減するので、全体的な処理時間の短縮が図れ、
或いはクリーニング回数の低減が図れる。

【００７９】〔第３の実施の形態〕図６は、スパッタリ
ング装置を両面成膜型とした場合の構成例を概略的に示
す、図３と同様な断面図である。この場合には、スパッ
タリング室内に対して基板ホルダ１０ａの両側に例えば
ガラス基板である基板１２、１２′が搭載されていて、
両基板１２、１２′の被成膜面に同時に成膜を行う構成
例である。この構成例では、図３に示した各マグネトロ
ンカソード等の他に、これらに追加して、別のマグネト
ロンカソード等を基板ホルダ１０ａに対し、対称的に、
基板ホルダ１０ａの主表面１２ａの反対側の面１２´ａ
にも設けている。これら対称的に新たに設けられている
マグネトロンカソードその他の所要の構成要件には、図
３に示した構成要件の符号に′を付けてそれぞれ示す。
これらの追加して設けられたマグネトロンカソード等
は、図３で説明したマグネトロンカソード等と同一の構
成とすればよく、同一の作用（又は機能）を奏するの
で、その重複する詳細な説明は省略する。この構成例に
おいても、このマグネトロンカソード３０Ａ、３０Ｂ、
３０Ｃ、３０′Ａ、３０′Ｂ及び３０′Ｃは、回転軸Ｃ
１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ′１、Ｃ′２及びＣ′３の周りに矢
印ｃで示すように、正逆の両方向に回転できる構成とな
っている。

【００８０】このように構成すれば、同一のスパッタリ
ング室内で、２枚の基板に対して、それぞれ連続的に複
数の成分の膜を順次に成膜させることが可能となる。そ
の場合、一方の基板１２と他方の基板１２′に対する同
時成膜のときに、マグネトロンカソードの回転により、
それぞれの成膜に適したターゲットを選定して、位置決
めさせる。そのようにすることによって、それぞれの基
板に互いに異なる成分の膜を成膜することも可能であ
る。

【００８１】また、図３及び図６に示した構成例では、
１つのマグネトロンカソードに２種類のターゲットの搭
載が可能であるので、同一のスパッタリング室内で一枚
の基板の被成膜面上に２種類の膜を積層できる。また、
両面成膜装置の場合であっても、一枚の基板のみを搭載
させて、成膜を行ってもよい。

【００８２】図７は、この発明を両面成膜装置に適用し
た他の構成例を説明するための、概略的な平面図であ
る。この構成例では、基本的には、図５の構成例と同じ
構成であるが、１つのマグネトロンカソードに３つのタ
ーゲットを具えている点が異なる。従って、この構成例
では、この相違点に着目して説明し、上述した構成と同
一の構成部分については、その詳細な重複する説明を省
略する。

【００８３】図７に示す構成例では、同一構成のマグネ
トロンカソードを基板ホルダ１０ａの各側に３個ずつ具
えている。マグネトロンカソード５０，５２，５４，５
０′，５２′及び５４′は、それぞれ図６に示した３０
Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０′Ａ，３０’Ｂ及び３０′Ｃ
に対応している。これらのマグネトロンカソードは、そ
れぞれほぼ六角柱の形状をしているが、一つ置きに側面
が大きく形成されていて、それらの側面にターゲットが
設けられている。すなわち、３角形マグネトロンカソー
ドの辺が構成する３角形の角隅部を切り落とした略３角
形の形状としてある。各マグネトロンカソードは、それ
ぞれ中心軸Ｃ５０、Ｃ５２，・・・を回転軸として、矢
印ｃで示すように、正逆方向に回転（回動）し、かつ適
当な回転位置で停止して、その停止箇所にターゲットを
位置決めできるように、形成されている。各マグネトロ
ンカソードの中心軸は、既に説明したマグネトロンカソ
ード３０Ａ，３０Ｂ及び３０Ｃの中心軸と同様に、被成
膜面に平行かつそれぞれの中心軸と平行となっている。

【００８４】これら６個のマグネトロンカソードのう
ち、中心側及び一方の周辺側マグネトロンカソード５０
及び５２につき代表として説明し、残りのマグネトロン
カソードの構成及び作用などは、マグネトロンカソード
５０及び５２のいずれかと同様であるので、重複する説
明は省略する。

【００８５】マグネトロンカソード５０及び５２のそれ
ぞれの回転軸をＣ５０及びＣ５２とし、マグネトロンカ
ソードの３つの側面には、ターゲット７０ａ，７０ｂ，
７０ｃ，７２ａ，７２ｂ，７２ｃがそれぞれ搭載されて
いる。１つのマグネトロンカソードに対する３個のター
ゲットは、異なる種類のターゲットとする。マグネトロ
ンカソード同士では、同一の順番位置には同一種類のタ
ーゲットを搭載しておく。従って、基板に対し同時に同
一種類のターゲットが対向するようにしてある。

【００８６】この図７に示す構成例では、各マグネトロ
ンカソードを回転させて、互いに同一種類の第１のター
ゲットを基板に対向させて位置決めして、成膜を行う。
２回目の成膜に当たり、それぞれのマグネトロンカソー
ドを回転させて、第１のターゲットとは異なる種類であ
るが、互いに同一種類の第２のターゲットが基板に対向
するように位置決めして、成膜を行う。３回目の成膜に
当たり、それぞれのマグネトロンカソードをさらに回転
させて、第１及び第２のターゲットとは異なる種類であ
るが、互いに同一種類の第３のターゲットが基板に対向
するように位置決めして、成膜を行う。このようにし
て、同一のスパッタリング室内で、一枚の基板１２に、
３つの異なる成分の膜を成膜することができる。

【００８７】この図７に示す構成例においても、図３に
おいて説明した場合と同様に、成膜時に基板の被成膜面
に対向するターゲットの被スパッタリング面、従ってマ
グネトロンカソードのターゲットは、中心側マグネトロ
ンカソード５２の場合には、被成膜面１２ａと平行であ
り、一方、周辺側マグネトロンカソード５０では、被成
膜面１２ａに対して角度αで傾斜している。しかしなが
ら、成膜時に基板に対面する全てのターゲットの被スパ
ッタリング面を、この基板面に平行となるようにしても
よい。

【００８８】図７に示す構成例では、さらに、各マグネ
トロンカソードごとに、これを覆うシールド（防着治具
とも称する。）８０，８２，８４，８０′，８２′，８
４′をそれぞれ設けてある。これらシールドすなわち防
着治具は、それぞれのマグネトロンカソードの中心軸方
向に沿って、上下方向において、ターゲットの全長を実
質的に覆うように、設けてある。そして、このシールド
８０，８２，８４，８０′，８２′，８４′は、マグネ
トロンカソードの周囲を囲むように、しかも、マグネト
ロンカソードの回転の妨げとならないように、設けられ
ている。さらに、このシールドは、成膜のときに基板の
被成膜面に対向するターゲット７０ａ、７２ａが、この
シールド８０、８２から露出するように、すなわち成膜
時にスパッタリングされる当該ターゲットに対して非包
囲となるように、形成されている。

【００８９】図７に示す構成例では、このシールドの横
断面は、ほぼＣ字状の形状となっている。従って、この
Ｃ字状のシールド８０，８２，８４，８０′，８２′，
８４′の縦割りの開口部８０ａ，８２ａ，８４ａ，８
０′ａ，８２′ａ，８４′ａに成膜時に必要なターゲッ
トが位置決めされる。

【００９０】このように、シールドを設けることによ
り、成膜時に飛来するスパッタ原子や不所望なパーティ
クルが、成膜時に使用されていないで退避しているター
ゲットやカソードの面に、被着するのを防ぐことが出来
る。

【００９１】なお、このシールドは、後述するシールド
駆動機構によって、マグネトロンカソードと連動して駆
動させることができると共に、マグネトロンカソードと
の連動を解除することも出来る。このシールド駆動機構
によって、自動的にまたは外部からの指令により、この
連動駆動及び連動解除の選択を行うことができる。この
シールドとマグネトロンカソードとの連動駆動は、ター
ゲットの被スパッタリング面と基板の被成膜面との交差
角（傾斜角度）αの調整を行うとき、或いは、一定の傾
斜角度（α）の範囲内で傾斜角度を周期的に変えるとき
等に、マグネトロンカソードを一定の回転角度範囲内で
回転振動させる場合に行われる。従って、成膜時に被ス
パッタリングを行うべきターゲットの選択のためのマグ
ネトロンカソードの回転に対しては、シールドとマグネ
トロンカソードとの連動を解除しておくので、その場合
には、シールドは静止している。

【００９２】また、各シールドの内側にクリーニング装
置を設けることにより、各マグネトロンカソード毎に予
備的なクリーニングを、他のマグネトロンカソード及び
基板への影響を及ぼさずに、実施することができる。

【００９３】図８は、マグネトロンカソードの変形例の
説明に供する概略的な平面図である。図８に示す構成例
では、マグネトロンカソード９０は、全体としてその断
面が三角形である三角柱状の構造としてあり、その３つ
の面上にそれぞれターゲット９２が個別に固定される。
このマグネトロンカソード９０は、その中心軸（回転
軸）Ｃ９０の周りに回転可能とする。

【００９４】マグネトロンカソード９０には、内部空間
９１が設けられていて、この内部空間９１には、図１で
説明したのと同様に、片面側にヨーク３６ｃ、中心磁石
（図示されていない）及び周辺磁石３６ｂを含む磁石ユ
ニット３６を配設した磁石ユニット構造体３２が、３つ
収納されていて、断面が正三角形になるようにそれぞれ
の磁石ユニット３６が互いにターゲット９２の裏面に対
して等間隔に面するように一体とされて構成されてい
る。磁石ユニット構造体３６の構成及び作動機構等は上
述の例と同様であるので、その詳細な説明は省略する。

【００９５】この３つの磁石ユニット構造体を組み合わ
せた構成は、図７で説明したスパッタリング装置の構成
に応用して好適である。

【００９６】この構成によれば、ターゲットの利用効率
を向上させつつ、それぞれ連続的により多くの成分の膜
を順次に成膜させることが可能となる。その場合、マグ
ネトロンカソードの回転により、それぞれの成膜に適し
たターゲットを選定して、位置決めさせる。このとき、
内部空間９１の磁石ユニット構造体３２も一体となって
回動する構成とするのがよい。

【００９７】次に、ターゲット位置決め機構及び距離調
整機構について、図９を参照して、簡単に説明する。

【００９８】図９（Ａ）は、ターゲット位置決め機構を
説明するための図式的説明図である。図９（Ａ）中、２
６はマグネトロンカソード、２８はこのマグネトロンカ
ソードに設けられた回転軸、４１はこの回転軸を回動駆
動させるための回動機構で例えばモータや動力伝達部を
含む。４５はこの回動機構を駆動制御する制御部であ
る。これら回転軸２８、回動機構４１、制御部４５がタ
ーゲット位置決め機構４０を構成している。このターゲ
ット位置決め機構４０の回動機構４１及び制御部４５
は、従来周知の、任意好適な手法を用いて、容易に構成
できる。但し、この発明では、マグネトロンカソード２
６の回転駆動は、正逆方向に３６０度の角度範囲内で回
転でき、その間の適正な回転位置で回転駆動を停止し
て、マグネトロンカソードの位置決めを行えばよい。或
いは、必要に応じて、このマグネトロンカソード２６を
所要の回転角度範囲内において正逆方向に交互に回転さ
せて、すなわち回動振動させることも可能である。

【００９９】この回転駆動、回転停止及び回動振動など
の所要の制御を行うために、予め、制御部４５にプログ
ラムを格納しておいて、外部からの指令により或いは当
該指令によらずに自動的に、そのプログラムにそって、
回転・回転振動・停止等の所望の駆動制御を行えばよ
い。

【０１００】この構成例とは異なり、回転軸２８に直接
回動機構を結合させる代わりに、マグネトロンカソード
２６自体を、その中心軸を中心として回転する回転板
（図示せず）上に搭載させ、この回転板を回動機構で回
動させるように構成することもできるが、いずれの手法
を用いるかは単なる設計上の問題であり、この発明の本
質的事項ではない。

【０１０１】また、このターゲット位置決め機構４０
は、スパッタリング室の内部または外部に設けることが
でき、どちらに設けるかは設計上の問題であるに過ぎな
い。

【０１０２】一方、図９（Ｂ）は、距離調整機構を説明
するための図式的説明図である。図９中、４２はマグネ
トロンカソード２６及び上述した回動機構４１を搭載し
て支持するステージである。このステージ４２は、従来
周知の、任意好適な手法を用いて構成することが出来
る。この構成例では、２次元または３次元駆動機構４４
と、この駆動機構４４の駆動を制御する制御部４５とで
ステージ４２の駆動を制御する。従って、距離調整機構
４６は、ステージ４２と、駆動機構４４と、制御部４５
とで構成している。駆動機構４４は、ステージ４２を水
平方向のｘ、ｙの２方向と、場合によっては垂直方向す
なわちｚ方向とに、制御部４５のプログラムに従って、
駆動することができる。

【０１０３】また、この距離調整機構４６は、スパッタ
リング室の内部または外部に設けることができる。どち
らに設けるかは設計上の問題であるにすぎない。

【０１０４】上述したターゲット位置決め機構４０及び
距離調整機構４６のそれぞれの制御駆動に必要なデータ
及び駆動手順などは、予め、実験等により求めておいた
データに基づいてプログラムして、予め制御部４５に格
納しておけばよい。

【０１０５】これらの必要なデータとして、例えば、マ
グネトロンカソードの個数、１つのマグネトロンカソー
ドに取り付けるターゲットの枚数、基板サイズ、ターゲ
ットサイズ及び種類、各マグネトロンカソードの中心間
の調整可能な距離範囲、基板面と各マグネトロンカソー
ドの中心との間の調整可能な距離範囲、周辺側マグネト
ロンカソードの基板面との調整可能な傾き角度範囲その
他の適当なデータである。これらデータは、予め実測に
より、ターゲットの種類毎の、設計通りの最適な膜が得
られるデータの組として、入手しておく。得られたデー
タに基づいて作成したプログラムで上述の各制御駆動を
行えばよい。

【０１０６】また、上述した構成例では、距離調整機構
４６は、ステージ４２に回動機構３６を搭載した構成で
あるが、ｘ方向、ｙ方向及びｚ方向の各方向にマグネト
ロンカソードを移動させることが出来る構成ならば、他
の任意好適な構成とすることも可能である。

【０１０７】尚、このような駆動制御をどのようにして
行うかは、この発明の本質的事項でないので、これ以上
の説明は省略する。

【０１０８】ところで、既に説明した上述の各構成例に
おいて、成膜時にスパッタリングに使用されていないタ
ーゲットに対して、クリーニングを行うクリーニング装
置を設けるのが好適である。このクリーニング装置は、
少なくとも、各ターゲットを搭載するカソード毎に、専
用の直流又は高周波電源と、クリーニングに用いるガス
供給部とを具えている。必要ならば、さらに、スパッタ
リング室を成膜側の領域とクリーニング側の領域との間
で、互いに不所望なスパッタ原子、ガスや飛来パーティ
クルが行き交わさないような遮蔽手段を設けるのがよ
い。これらのクリーニング装置や遮蔽手段は、設計に応
じて任意好適な構成とし得る。

【０１０９】上述した実施の形態では、主として基板に
ガラス基板を用いた例につき説明したが、ガラス基板の
代わりに、半導体用のシリコン基板、その他の基板を用
いても本発明は適用され、その場合にもガラス基板の場
合と同様に、この発明の効果を奏し得る。

【０１１０】尚、上述したスパッタリング装置におい
て、本発明の特徴的部分につき詳述したが、当然なが
ら、スパッタリング装置は、例えば、真空排気系、スパ
ッタリング用のガス供給系、搬送系、ロード／アンロー
ド室、他の処理室等の、通常必要な構成要素も備えてい
る。しかし、これらの通常の構成要素は、この発明の本
質的事項でないので図示や説明を省略してある。

【０１１１】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明のスパッタリング装置の構成によれば、ターゲット
の特に端縁部の形状に合わせてマグネトロンカソードの
磁石ユニット構造体によるエロージョン領域が設定され
るように、磁石ユニットを構成し、従来避けることがで
きなかったターゲット端縁部の削り残しを防ぎ、ターゲ
ット端縁部のエロージョンを均一にすることでターゲッ
トの効率的な利用を図ることができる。

【０１１２】また、この発明のスパッタリング装置によ
れば、同一基板上に、同一スパッタリング室内で、複数
の膜を順次に積層できる。このため、従来のスパッタリ
ング装置のように、成膜する膜毎に、異なるスパッタリ
ング室を必要とすることがないというメリットがある。

【０１１３】さらに、この発明のスパッタリング装置に
よれば、一つのスパッタリング室内に成膜すべき成分を
有するターゲットを、複数枚のターゲットに分けて、基
板に対向配置させる。このため、製造コストの安価な小
型サイズのターゲットを使用出来ると共に、基板面の局
所領域に対応してきめ細かく成膜条件を調整することが
できるので、大型基板の場合であっても、基板面全体に
わたり成膜された膜の膜厚を均質化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態のスパッタリング
装置を説明するための概略的な模式図である。

【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明のスパッタリン
グ装置に適用して好適な磁石ユニット構造体の構成の例
を説明するための概略的な平面図である。

【図３】この発明のスパッタリング装置の構成を説明す
るための、要部の概略的な断面図であって、３個のター
ゲットを用いて１枚の基板に同時に成膜する構成例を示
す図である。

【図４】この発明の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カソードと基板との相対位置関係
の説明に供する概略的な説明図である。

【図５】この発明のスパッタリング装置に適用して好適
なマグネトロンカソードの例の説明に供する図であり、
（Ａ）は概略的な平面図、（Ｂ）は概略的な断面図、
（Ｃ)は磁石ユニット構造体及びその作動機構の平面図
である。

【図６】この発明のスパッタリング装置の他の構成例の
説明に供する、要部の概略的断面図であって、この発明
を両面成膜装置に適用した構成例を示す図である。

【図７】この発明のスパッタリング装置のさらに他の構
成例の説明に供する、要部の概略的平面図であって、両
面成膜装置に適用した構成例を示す図である。

【図８】この発明の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他の構成例の説明に供する概略的平
面図である。

【図９】（Ａ）はこの発明のスパッタリング装置に使用
するターゲット位置決め機構、（Ｂ）は距離調整機構の
説明に供する説明図である。

【図１０】従来のスパッタリング装置の説明に供する、
要部の概略的な平面図である。

【符号の説明】

１０：スパッタリング装置１０ａ：基板ホルダ１２、１２′：基板１２ａ、１２′ａ：被成膜面１４：スパッタリング室１６：ゲートバルブ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ、２０
ｆ：ターゲット２１：内部空間２６、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ：マグネトロンカ
ソード２８：回転軸３２：磁石ユニット構造体３４：取付部材３４ａ：主表面２０ａａ、２０ｂａ、３４ａａ：突起部３６：磁石ユニット３６ａ：中心磁石３６ｂ：外周磁石３６ｃ：ヨーク３８：運動機構４０：ターゲット位置決め機構４１：回動機構４２：ステージ４４：駆動機構４５：制御部４６：距離調整機構８０、８２、８４、８０´、８２´、８４´：シールド
（防着治具）Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ′１、Ｃ′２、Ｃ′３、Ｃ５０、
Ｃ５２、Ｃ９０：（マグネトロンカソードの）中心軸
（回転軸）０１、０２、０３：（ターゲットの）中心軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スパッタリング室と、該スパッタリング
室内に搬入搬出自在に設けられた基板ホルダと、マグネ
トロンカソードとを具えたスパッタリング装置におい
て、前記マグネトロンカソードは、前記基板ホルダに対向
し、かつ離間して設けられ、矩形の長尺方向の両端部に
楕円の弧状の突起部が付加された形状のターゲットと該
ターゲットの裏面側に対向し、かつ離間して設けられて
いる磁石ユニット構造体とを含み、前記磁石ユニット構造体は、取付部材と該取付部材に取
り付けられた複数個の磁石ユニットからなり、かつ前記
ターゲットの長尺方向に往復運動させる運動機構と連結
されており、前記磁石ユニットのうち、前記取付部材の両端部に取り
付けられた磁石ユニットは、前記ターゲットに対するエ
ロージョン領域に対応するように設定される少なくとも
一部が楕円の弧状のヨークと、該ヨークの外周に沿って
設けられている外周磁石と、該ヨークの中心部近傍に設
けられた該外周磁石とは逆極性の中心磁石とを含む磁石
ユニットを具えていることを特徴とするスパッタリング
装置。
【請求項２】スパッタリング室と、該スパッタリング
室内に搬入搬出自在に設けられた基板ホルダと、マグネ
トロンカソードとを具えたスパッタリング装置におい
て、前記マグネトロンカソードは、前記基板ホルダに対向
し、かつ離間して設けられ、矩形の長尺方向の両端部に
楕円の弧状の突起部が付加された形状のターゲットと該
ターゲットの裏面側に対向し、かつ離間して設けられて
いる磁石ユニット構造体とを含み、前記磁石ユニット構造体は、取付部材と該取付部材に取
り付けられた１つの磁石ユニットからなり、かつ前記タ
ーゲットの長尺方向に往復運動させる運動機構と連結さ
れており、前記磁石ユニットは、前記ターゲットに対するエロージ
ョン領域に対応するように設定される少なくとも楕円形
状のヨークと、該ヨークの外周に沿って設けられている
外周磁石と、該ヨークの中心部近傍に設けられた該外周
磁石とは逆極性の中心磁石とを含む磁石ユニットを具え
ていることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項３】前記取付部材には、２個以上の前記磁石
ユニットが設けられていて、前記取付部材の両端部に設
けられる２つの磁石ユニットの形状が同一の楕円形状で
あることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング
装置。
【請求項４】前記取付部材には、同一の楕円形状であ
る３個以上の磁石ユニットが設けられていることを特徴
とする請求項１に記載に記載のスパッタリング装置。
【請求項５】前記磁石ユニットが、円形状のヨーク
と、該ヨークの外周に沿って設けられている外周磁石
と、該ヨークの中心部に設けられている円形状の中心磁
石とを含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一
項に記載のスパッタリング装置。
【請求項６】前記磁石ユニットが、前記ヨークの中心
を回転軸として回転することを特徴とする請求項２、４
又は５のいずれか一項に記載のスパッタリング装置。
【請求項７】１個又は２個以上のマグネトロンカソー
ドと、該マグネトロンカソードに設けられた１個又は２
個以上のマグネトロンカソード位置決め機構とを具えて
いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記
載のスパッタリング装置。
【請求項８】前記マグネトロンカソードが、前記基板
の中心部近傍に対向して位置する１つの中心側マグネト
ロンカソードと、該中心側マグネトロンカソードの両端
部側方に位置する２つの周辺側マグネトロンカソードの
３つのマグネトロンカソードからなることを特徴とする
請求項７に記載のスパッタリング装置。
【請求項９】前記マグネトロンカソードは、それぞれ
複数個のターゲットと、該ターゲットの数に応じた数の
磁石ユニット構造体とを具えていることを特徴とする請
求項７又は８に記載のスパッタリング装置。
【請求項１０】前記マグネトロンカソードには、互い
に対向する２つの外表面に２つのターゲットが設けられ
ていて、前記磁石ユニット構造体は、１つの取付部材の両面又は
２つの取付部材の片面のそれぞれ少なくとも両端の突起
部に、前記２つのターゲットの端縁部に対するエロージ
ョン領域に対応するように設定される磁石ユニットを具
えていることを特徴とする請求項７又は８に記載のスパ
ッタリング装置。
【請求項１１】前記マグネトロンカソードには、３つ
のターゲットが、それぞれ３つの外表面に設けられてい
て、前記磁石ユニット構造体は、３つの取付部材を含み、該
３つの取付部材の主表面の両端の突起部には、前記ター
ゲットに対するエロージョン領域に対応するように設定
される磁石ユニットが設けられていることを特徴とする
請求項７〜９のいずれか一項に記載のスパッタリング装
置。
【請求項１２】両面成膜型とすることを特徴とする請
求項１〜１１のいずれか一項に記載のスパッタリング装
置。