スパッタ装置およびスパッタ方法
【課題】ターゲットの利用効率を向上させることができるスパッタ装置およびスパッタ方法を提供すること。
【解決手段】実施形態のスパッタ装置は、底面がウェハ基板と対向配置可能なターゲットと、ターゲットの上面に対向配置され、磁界を形成する磁石を含んだ磁界形成部と、ターゲットと磁界形成部との間隔を維持させつつ、磁界形成部にターゲットのウェハ基板と対向する面における中心点の周りを周回させながら、当該中心点から磁界形成部における所定の基準点までの距離を変化させる機構と、ウェハ基板を所定の位置に配置可能なウェハ保持部とを備える。
【解決手段】実施形態のスパッタ装置は、底面がウェハ基板と対向配置可能なターゲットと、ターゲットの上面に対向配置され、磁界を形成する磁石を含んだ磁界形成部と、ターゲットと磁界形成部との間隔を維持させつつ、磁界形成部にターゲットのウェハ基板と対向する面における中心点の周りを周回させながら、当該中心点から磁界形成部における所定の基準点までの距離を変化させる機構と、ウェハ基板を所定の位置に配置可能なウェハ保持部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、スパッタ装置およびスパッタ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウェハ基板の表面に薄膜を形成する装置として、スパッタ装置が知られている。かかるスパッタ装置では、装置内において不活性ガスのイオンを薄膜の材料となるターゲットへ衝突させ、衝突のエネルギーによりターゲットから放出される材料の原子をウェハ基板の表面へ堆積させることにより薄膜を形成する。
【０００３】
また、スパッタ装置の一種として、ターゲットを介してウェハ基板と対向する位置に磁石を設け、かかる磁石によってターゲットへのイオンの衝突を促進させることにより成膜速度を高めたマグネトロン方式のスパッタ装置がある。
【０００４】
かかるマグネトロン方式のスパッタ装置では、磁石によって形成される磁界の強度にむらがあるため、イオンの衝突によって浸食されるターゲットの浸食速度は、ターゲットの部位によって異なる。
【０００５】
そして、ターゲットは、局所的に浸食された部位の浸食量が一定量に達した場合、利用可能な部位が残っている状態であっても交換が必要になる。このことから、マグネトロン方式のスパッタ装置では、ターゲットの利用効率を向上させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１４４４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ターゲットの利用効率を向上させることができるスパッタ装置およびスパッタ方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、スパッタ装置が提供される。スパッタ装置は、底面がウェハ基板と対向配置可能なターゲットと、前記ターゲットの上面に対向配置され、磁界を形成する磁石を含んだ磁界形成部と、前記ターゲットと前記磁界形成部との間隔を維持させつつ、前記磁界形成部に前記ターゲットの前記ウェハ基板と対向する面における中心点の周りを周回させながら、当該中心点から前記磁界形成部における所定の基準点までの距離を変化させる機構と、前記ウェハ基板を所定の位置に配置可能なウェハ保持部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態にかかるスパッタ装置を示す模式図。
【図２】第１の実施形態にかかるスパッタ装置の各駆動ユニットによって駆動される部材の形状、配置および動作を示す図。
【図３】第１の実施形態にかかるターゲットの底面に対するマグネット部の移動範囲を示す図。
【図４】第２の実施形態にかかるスパッタ装置を示す模式図。
【図５】第２の実施形態にかかるスパッタ装置の各駆動ユニットによって駆動される部材の動作を示す図。
【図６】第３の実施形態にかかるマグネット部の移動軌跡を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、添付図面を参照して、第１〜３の実施形態にかかるスパッタ装置およびスパッタ方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態によって本発明が限定されるものではない。図１は、第１の実施形態にかかるスパッタ装置１を示す模式図である。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１に示すように、スパッタ装置１は、処理チャンバ２と、真空制御部３と、ガス供給部４とを備えている。処理チャンバ２は、たとえば、シリコンウェハなどのウェハ基板Ｗに対してスパッタリング処理を行う処理室である。
【００１２】
真空制御部３は、処理チャンバ２の内部から空気を吸引することによって処理チャンバ２内を減圧する真空ポンプである。ガス供給部４は、プラズマ発生用の不活性ガス（たとえば、アルゴンガス）を処理チャンバ２の内部へ導入する処理部である。
【００１３】
また、スパッタ装置１は、処理チャンバ２の内部に処理対象のウェハ基板Ｗを保持するウェハ保持部（以下、「ペデスタル６」と記載する）を備える。ペデスタル６は、ウェハ基板Ｗが所定位置にセットされたシールド５を保持する。また、スパッタ装置１は、基板駆動ユニット８を備える。基板駆動ユニット８は、回転シャフト７を、回転軸Ｃを中心に回転させることでペデスタル６を回転させる。
【００１４】
また、スパッタ装置１は、ウェハ基板Ｗの上面に対して底面を平行に対向配置可能なターゲット９と、ターゲット９を処理チャンバ２内部で保持するバックプレート１０とを備える。
【００１５】
ターゲット９は、円盤状であり、ウェハ基板Ｗの表面に成膜する薄膜の材料となる部材である。また、バックプレート１０は、ターゲット９と径が同じ円盤状の部材である。なお、かかるターゲット９およびバックプレート１０の径や形状はこれに限るものではない。
【００１６】
ここで、かかるスパッタ装置１による薄膜の成膜手順について簡単に説明する。スパッタ装置１は、まず、真空制御部３によって処理チャンバ２の内部を所定の気圧まで減圧させる。続いて、スパッタ装置１は、ガス供給部４によって処理チャンバ２内へ不活性ガスを導入させる。
【００１７】
続いて、スパッタ装置１は、ターゲット９とペデスタル６との間に所定の電圧を印加することによって不活性ガスをプラズマ化させ、プラズマ化したイオンをターゲット９の底面へ衝突させる。かかるイオンの衝突によってターゲット９の原子がターゲット９から弾き出される。そして、スパッタ装置１は、ターゲット９から弾き出された原子をウェハ基板Ｗの表面へ堆積させることによってウェハ基板Ｗの表面にターゲット９の原子からなる薄膜を成膜する。
【００１８】
また、スパッタ装置１は、バックプレート１０を介してターゲット９と対向する位置にマグネトロン装置２０を備える。かかるマグネトロン装置２０は、ターゲット９の底面に磁界を形成する装置である。そして、スパッタ装置１では、マグネトロン装置２０によって磁界を形成することでターゲット９へ衝突するイオンの密度を高めることにより成膜速度を高めている。
【００１９】
かかるマグネトロン装置２０は、１個以上の磁石が固定された磁界形成部（以下、「マグネット部１１」と記載する）と、マグネット駆動ユニット１３と、ユニット支持板１４と、支持板駆動ユニット１６とを備える。
【００２０】
マグネット部１１は、円盤状の部材であり、バックプレート１０を介してターゲット９と対向する位置に配置され、ターゲット９の底面に磁界を形成する。かかるマグネット部１１は、上面の中心に立設された回転シャフト１２によってマグネット駆動ユニット１３に連結される。なお、かかるマグネット部１１の径や形状はこれに限るものではない。
【００２１】
マグネット駆動ユニット１３は、第１軸である軸Ａを中心に回転シャフト１２を回転させることにより、マグネット部１１の底面とターゲット９の底面とを平行に保ちつつ、軸Ａを回転軸としてマグネット部１１を自転させる。かかるマグネット駆動ユニット１３は、ユニット支持板１４によって支持される。
【００２２】
ユニット支持板１４は、円盤状の支持部材であり、下面の所定位置に取り付けられるマグネット駆動ユニット１３を支持する。かかるユニット支持板１４は、上面の中心に立設された回転シャフト１５によって支持板駆動ユニット１６に連結される。
【００２３】
支持板駆動ユニット１６は、第２軸である軸Ｂを中心に回転シャフト１５を回転させることにより、ユニット支持板１４の底面とターゲット９の底面とを平行に保ちつつ、軸Ｂを回転軸としてユニット支持板１４を自転させる。
【００２４】
また、スパッタ装置１は、マグネトロン装置２０を支持する装置支持板１７と、装置支持板１７を駆動する装置駆動ユニット１９とを備える。装置支持板１７は、円盤状の支持部材であり、下面の所定位置に取り付けられる支持板駆動ユニット１６を支持する。かかる装置支持板１７は、上面の中心に立設された回転シャフト１８によって装置駆動ユニット１９に連結される。
【００２５】
装置駆動ユニット１９は、第３軸である軸Ｃを中心に回転シャフト１８を回転させることにより、装置支持板１７の底面とターゲット９の底面とを平行に保ちつつ、軸Ｃを回転軸として装置支持板１７を自転させる。
【００２６】
次に、図２を用いてスパッタ装置１の各駆動ユニットによって駆動される部材の形状、配置および動作について説明する。図２は、第１の実施形態にかかるスパッタ装置１の各駆動ユニットによって駆動される部材の形状、配置および動作を示す図である。なお、図２では、各駆動ユニットの図示を省略している。
【００２７】
図２に示すように、スパッタ装置１では、ペデスタル６、シールド５、ターゲット９、バックプレート１０および装置支持板１７は、いずれも径が等しい。なお、かかる径は一例に過ぎず、各部の径は変更できる。
【００２８】
また、スパッタ装置１では、ペデスタル６、シールド５、ターゲット９、バックプレート１０および装置支持板１７は、軸Ｃ上に各上下面の中心が位置するように配置される。さらに、ペデスタル６を回転する回転シャフト７および装置支持板１７を回転する回転シャフト１８は、軸Ｃを回転軸として回転するように配置される。
【００２９】
シールド５は、上面の中心と外周との間に、円盤状のウェハ基板Ｗを嵌合可能な嵌合穴を備え、かかる嵌合穴内でウェハ基板Ｗを保持する。
【００３０】
ユニット支持板１４は、直径がターゲット９の半径と等しくなるように形成される。なお、かかる径は一例に過ぎない。そして、ユニット支持板１４は、ターゲット９における底面の中心とターゲット９の外周との中点を通り、軸Ｃに平行な軸Ｂを回転軸として回転する位置に配置される。
【００３１】
マグネット部１１は、直径がユニット支持板１４の半径と等しい。なお、かかる径は一例に過ぎない。そして、マグネット部１１は、ユニット支持板１４における底面の中心とユニット支持板１４の外周との中点を通り、軸Ｂに平行な軸Ａを回転軸として回転する位置に配置される。
【００３２】
そして、スパッタ装置１では、マグネット部１１、ユニット支持板１４、装置支持板１７、およびペデスタル６を同時に回転させる。このとき、スパッタ装置１では、マグネット部１１の回転速度よりも遅い回転速度でユニット支持板１４を回転させ、ユニット支持板１４の回転速度よりも遅い回転速度で装置支持板１７を回転させる。
【００３３】
すなわち、スパッタ装置１では、マグネット部１１、ユニット支持板１４、装置支持板１７、およびペデスタル６を同時に回転させることで、マグネット部１１が、ターゲット９との距離を維持しつつ軸Ａを回転軸として自転しながら軸Ｂの周りを公転し、さらに、軸Ｃの周りを公転する。
【００３４】
このように、スパッタ装置１では、マグネット部１１に連動連結される回転シャフト１２、マグネット駆動ユニット１３、ユニット支持板１４、回転シャフト１５、支持板駆動ユニット１６、装置支持板１７、回転シャフト１８および装置駆動ユニット１９を含む機構により、上記のようにターゲット９の上方でマグネット部１１を移動させる。
【００３５】
これにより、スパッタ装置１では、ターゲット９とマグネット部１１との間隔を維持させつつ、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点からマグネット部１１における所定の基準点（たとえば、マグネット部１１における下面の中心点）までの距離を変化させることができる。したがって、スパッタ装置１は、ターゲット９との距離を維持させつつ、バックプレート１０の上面と面する全領域を網羅するようにマグネット部１１を移動させることができる。
【００３６】
ここで、図３を用いてターゲット９の底面に対するマグネット部１１の移動範囲について説明する。図３は、第１の実施形態にかかるターゲット９の底面に対するマグネット部１１の移動範囲を示す図である。
【００３７】
なお、図３（ａ）には、支持板駆動ユニット１６によって移動するマグネット部１１の移動範囲を示しており、図３（ｂ）には、装置駆動ユニット１９によって移動するマグネット部１１の移動範囲を示している。また、図３（ａ）では、説明を簡略化する観点から軸Ｂを固定した場合におけるマグネット部１１の移動範囲を示している。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、スパッタ装置１では、軸Ａを回転軸としてマグネット部１１を自転させながら（図３（ａ）における点線矢印参照）、支持板駆動ユニット１６により軸Ｂを回転軸としてユニット支持板１４を自転させる。
【００３９】
その結果、マグネット部１１は、位置１１−１、１１−２、１１−３、１１−４、１１−５、１１−６、１１−７、１１−８の順に移動しながら軸Ｂの周りを公転して位置１１−１へ戻る。
【００４０】
これにより、スパッタ装置１では、ターゲット９の底面におけるユニット支持板１４と重なり合う全領域を網羅するようにターゲット９の上方でマグネット部１１を移動させることができる。
【００４１】
さらに、スパッタ装置１では、図３（ｂ）に示すように、軸Ｂを回転軸としてユニット支持板１４を自転させながら（図３（ｂ）における一点鎖線矢印参照）、装置駆動ユニット１９によって軸Ｃを回転軸として装置支持板１７を自転させる。
【００４２】
その結果、ユニット支持板１４は、位置１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５、１４−６、１４−７、１４−８の順に移動しながら軸Ｃの周りを公転して位置１４−１へ戻る。
【００４３】
このように、スパッタ装置１では、ターゲット９における底面の全領域を網羅するようにターゲット９の上方でユニット支持板１４を移動させる。そして、前述したように、マグネット部１１は、ターゲット９の底面におけるユニット支持板１４と重なり合う全領域を網羅するようにターゲット９の上方を移動する。
【００４４】
したがって、スパッタ装置１では、ターゲット９の底面全体を網羅するようにターゲット９の上方でマグネット部１１を移動させることが可能となり、イオンが高密度に衝突する領域をターゲット９の底面における全領域にわたって移動させることができる。
【００４５】
これにより、スパッタ装置１は、ターゲット９の底面全体に対して均一にイオンを衝突させて底面全体を均一に浸食させることによりターゲット９の利用効率を向上させることができる。
【００４６】
さらに、スパッタ装置１では、ターゲット９から放出された原子がターゲット９の底面へ再付着した場合であっても、原子が再付着した部位へ高密度にイオンが衝突する期間が一定周期で訪れる。これにより、スパッタ装置１では、ターゲット９の底面に再付着した原子を定期的に除去されるので、成膜する薄膜上にパーティクルが生じることを防止することができる。
【００４７】
図２の説明に戻り、各駆動ユニットによって駆動される部材の配置および動作の説明を続ける。スパッタ装置１では、ペデスタル６は、ウェハ基板Ｗの中心と第２軸である軸Ｂとが一致するように、ウェハ基板Ｗを配置可能に構成される。
【００４８】
具体的には、スパッタ装置１は、基板駆動ユニット８によるペデスタル６の回転速度と、装置駆動ユニット１９による装置支持板１７の回転速度とが等しくなるようにペデスタル６および装置支持板１７の回転を制御する。
【００４９】
さらに、スパッタ装置１は、ユニット支持板１４を回転する回転シャフト１５の回転軸となる軸Ｂの延長線上にウェハ基板Ｗ表面の中心点が常に位置するようペデスタル６および装置支持板１７の回転を制御する。
【００５０】
すなわち、スパッタ装置１は、平面視における面積の等しいウェハ基板Ｗおよびユニット支持板１４が常に対向した状態を維持させる。そして、前述したように、スパッタ装置１は、ターゲット９の底面におけるユニット支持板１４と重なり合う全領域を網羅するようにターゲット９の上方でマグネット部１１を移動させる。
【００５１】
これにより、スパッタ装置１では、ターゲット９の底面におけるウェハ基板Ｗと面する領域からウェハ基板Ｗの表面へターゲット９の原子を均等に堆積させることが可能となり、均等な膜厚の薄膜を成膜することができる。
【００５２】
上述したように、第１の実施形態にかかるスパッタ装置１は、底面がウェハ基板Ｗの上面に対向配置されたターゲット９と、ターゲット９の上面に対向配置され、磁界を形成する磁石を含んだマグネット部１１と、ターゲット９とマグネット部１１との間隔を維持させつつ、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点からマグネット部１１における所定の基準点までの距離を変化させる機構とを備える。
【００５３】
かかる構成により、スパッタ装置１は、ターゲット９の底面全体を網羅するようにターゲット９の上方でマグネット部１１を移動させることができる。これにより、スパッタ装置１は、ターゲット９の底面全体に対して均一にイオンを衝突させて、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることによりターゲット９の利用効率を向上させることができる。
【００５４】
また、スパッタ装置１は、マグネット部１１にターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点の周りを周回させながら、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点からマグネット部１１における所定の基準点までの距離を変化させる。
【００５５】
これにより、スパッタ装置１は、ターゲット９における底面の各部位へ周期的に高密度なイオンを衝突させることができるため、ターゲット９の底面へ再付着した原子を周期的に除去することで成膜する薄膜にパーティクルが生じることを防止することができる。
【００５６】
また、スパッタ装置１は、第１軸となるＡ軸を回転軸としてマグネット部１１をターゲット９の上面に沿って回転させる第１回転機構（マグネット駆動ユニット１３）と、第２軸となるＢ軸を回転軸として第１軸をターゲット９の上面に沿って回転させる第２回転機構（支持板駆動ユニット１６）とを備える。
【００５７】
さらに、スパッタ装置１は、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点を通り第２軸に対して平行な第３軸となるＣ軸を回転軸として第２軸をターゲット９の上面に沿って回転する第３回転機構（装置駆動ユニット１９）とを備える。
【００５８】
かかる構成により、スパッタ装置１は、マグネット部１１の自転および公転の組み合わせによってターゲット９の底面と対向する任意の位置へマグネット部１１を移動させることができる。
【００５９】
したがって、スパッタ装置１によれば、ターゲット９の底面から定常的にイオンの衝突頻度が低い領域を排除することができるため、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることによりターゲット９の利用効率を向上させることができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
次に、図４を用いて第２の実施形態にかかるスパッタ装置１ａについて説明する。図４は、第２の実施形態にかかるスパッタ装置１ａを示す模式図である。なお、図４では、図１に示すスパッタ装置１と同様の構成要素に対して同一の符号を付している。
【００６１】
図４に示すように、スパッタ装置１ａは、マグネトロン装置２０を固定した点、ターゲット駆動ユニット１０１を設けた点およびペデスタル６０を固定した点が図１に示すスパッタ装置１と異なる。
【００６２】
すなわち、スパッタ装置１ａにおけるウェハ基板Ｗ、ターゲット９、バックプレート１０、マグネット部１１、回転シャフト１２、マグネット駆動ユニット１３、ユニット支持板１４、回転シャフト１５および支持板駆動ユニット１６の形状および配置は、図１に示すものと同一である。また、図４に示す軸Ａ、ＢおよびＣの相対位置も図１に示すものと同一である。
【００６３】
かかるスパッタ装置１ａのターゲット駆動ユニット１０１は、バックプレート１０の上面の中心に立設された回転シャフト１００を駆動することにより、軸Ｃを回転軸としてバックプレート１０およびターゲット９を回転させる。
【００６４】
ここで、図５を用いてスパッタ装置１ａの各駆動ユニットによって駆動される部材の動作について説明する。図５は、第２の実施形態にかかるスパッタ装置１ａの各駆動ユニットによって駆動される部材の動作を示す図である。
【００６５】
図５に示すように、スパッタ装置１ａでは、マグネット部１１は、軸Ａを回転軸として自転しながら、ウェハ基板Ｗ表面の中心点を通る軸Ｂの周りを公転する。これにより、マグネット部１１は、ターゲット９の底面におけるユニット支持板１４と重なり合う全領域を網羅するようにターゲット９の上方を移動する。
【００６６】
そして、ターゲット９は、ターゲット駆動ユニット１０１によって回転シャフト１００が回転駆動されると、ユニット支持板１４と重なり合う領域をずらしながら軸Ｃを回転軸として自転する。
【００６７】
かかる動作によっても、スパッタ装置１ａは、ターゲット９とマグネット部１１との間隔を維持させつつ、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点からマグネット部１１における所定の基準点までの距離を変化させることができる。
【００６８】
このように、第２の実施形態にかかるスパッタ装置１ａは、第１軸となるＡ軸を回転軸としてマグネット部１１をターゲット９の上面に沿って回転させる第１回転機構（マグネット駆動ユニット１３）と、第２軸となるＢ軸を回転軸として第１軸をターゲット９の上面に沿って回転させる第２回転機構（支持板駆動ユニット１６）とを備える。
【００６９】
さらに、スパッタ装置１ａは、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点を通り第２軸に対して平行な第３軸となるＣ軸を回転軸としてターゲット９を回転する第３回転機構（ターゲット駆動ユニット１０１）を備える。
【００７０】
かかる構成により、スパッタ装置１ａは、マグネット部１１の自転、公転およびターゲット９の自転の組み合わせによって、ターゲット９の底面の全領域を網羅するようにマグネット部１１を移動させることができる。
【００７１】
したがって、スパッタ装置１ａは、図１に示したスパッタ装置１と同様に、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることでターゲット９の利用効率を向上させることができる。また、スパッタ装置１ａは、図１に示したスパッタ装置１と同様に、ターゲット９の底面に再付着した原子を周期的に除去することができる。
【００７２】
なお、上記した実施形態では、マグネット部１１の移動領域の面積と、ターゲット９の底面積とが等しい場合について説明したが、マグネット部１１の移動領域の面積をターゲット９の底面積よりも広くしてもよい。
【００７３】
かかる場合、マグネット部１１の上面に立設された回転シャフト１２がユニット支持板１４の底面における中心よりも外周に近い位置となるようにマグネット駆動ユニット１３を取り付ける。
【００７４】
また、第１の実施形態のスパッタ装置１の場合には、ユニット支持板１４の上面に立設された回転シャフト１５が装置支持板１７の底面における中心よりも外周に近い位置となるように、支持板駆動ユニット１６を取り付けてもよい。
【００７５】
これにより、スパッタ装置１および１ａでは、ターゲット９の底面における周縁部までを確実に網羅するようにマグネット部１１をターゲット９の上方で移動させることができる。
【００７６】
なお、上述した実施形態では、マグネット部１１の自転および公転の軌道が全て円軌道の場合について説明したが、マグネット部１１の自転および公転の軌道は楕円軌道など、円軌道以外の任意の軌道としてもよい。
【００７７】
また、上述した実施形態では、マグネット部１１がターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点の周りを周回移動する場合について説明したが、マグネット部１１をターゲット９の上方で往復移動させてもよい。
【００７８】
（第３の実施形態）
次に、図６を用いてマグネット部１１をターゲット９の上方で往復移動させる第３の実施形態のスパッタ装置について説明する。図６は、第３の実施形態にかかるスパッタ装置によって移動させるマグネット部１１の移動軌跡を示す図である。
【００７９】
図６に示すように、第３の実施形態に係るスパッタ装置は、軸Ａを回転軸としてマグネット部１１を自転させつつ、ターゲット９の底面とマグネット部１１との距離を一定に保ちながらターゲット９の上方を走査するように蛇行させてマグネット部１１を往復移動させる。
【００８０】
この場合、スパッタ装置は、ターゲット９の底面に対して平行に第１の方向へマグネット部１１を移動させる機構と、ターゲット９の底面に対して平行に第１の方向と直交する第２の方向へマグネット部１１を移動させる機構とを備える。
【００８１】
かかる構成によっても、スパッタ装置は、ターゲット９の底面と対向する任意の位置へマグネット部１１を移動させることが可能なため、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることでターゲット９の利用効率を向上させることができる。
【００８２】
なお、上記した第１〜第３の実施形態では、薄膜の成膜中にターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を常時変化させる場合について説明したが、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を所定期間固定とし、周期的に変化させてもよい。
【００８３】
たとえば、所定の成膜工程を行っている間、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を所定期間固定とし、工程が切り替わった場合に、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を変化させてもよい。
【００８４】
また、予め定めた所定時間が経過するまでターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を固定とし、所定時間が経過した場合に、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を変化させてもよい。かかる構成によっても、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置の変化を繰り返すことで、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることができる。
【００８５】
また、第１〜第３の実施形態では、マグネット部１１を自転させる場合について説明したが、マグネット部１１を自転させずに、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を変化させても、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることが可能である。
【００８６】
また、第１の実施形態に記載した技術と、第２の実施形態に記載した技術とを組み合わせ、軸Ｃを自転軸としてターゲット９を自転させつつ、軸Ｃを公転軸としてユニット支持板１４を公転させるようにスパッタ装置を構成してもよい。かかる構成によっても、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることができる。
【００８７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１、１ａ スパッタ装置、２ 処理チャンバ、３ 真空制御部、４ ガス供給部、５ シールド、６ ペデスタル、８ 基板駆動ユニット、９ ターゲット、１０ バックプレート、１１ マグネット部、１３ マグネット駆動ユニット、１４ ユニット支持板、１６ 支持板駆動ユニット、１７ 装置支持板、１９ 装置駆動ユニット、２０ マグネトロン装置、１０１ ターゲット駆動ユニット、７、１２、１５、１８、１００ 回転シャフト
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、スパッタ装置およびスパッタ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ウェハ基板の表面に薄膜を形成する装置として、スパッタ装置が知られている。かかるスパッタ装置では、装置内において不活性ガスのイオンを薄膜の材料となるターゲットへ衝突させ、衝突のエネルギーによりターゲットから放出される材料の原子をウェハ基板の表面へ堆積させることにより薄膜を形成する。
【０００３】
また、スパッタ装置の一種として、ターゲットを介してウェハ基板と対向する位置に磁石を設け、かかる磁石によってターゲットへのイオンの衝突を促進させることにより成膜速度を高めたマグネトロン方式のスパッタ装置がある。
【０００４】
かかるマグネトロン方式のスパッタ装置では、磁石によって形成される磁界の強度にむらがあるため、イオンの衝突によって浸食されるターゲットの浸食速度は、ターゲットの部位によって異なる。
【０００５】
そして、ターゲットは、局所的に浸食された部位の浸食量が一定量に達した場合、利用可能な部位が残っている状態であっても交換が必要になる。このことから、マグネトロン方式のスパッタ装置では、ターゲットの利用効率を向上させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１４４４０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ターゲットの利用効率を向上させることができるスパッタ装置およびスパッタ方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によれば、スパッタ装置が提供される。スパッタ装置は、底面がウェハ基板と対向配置可能なターゲットと、前記ターゲットの上面に対向配置され、磁界を形成する磁石を含んだ磁界形成部と、前記ターゲットと前記磁界形成部との間隔を維持させつつ、前記磁界形成部に前記ターゲットの前記ウェハ基板と対向する面における中心点の周りを周回させながら、当該中心点から前記磁界形成部における所定の基準点までの距離を変化させる機構と、前記ウェハ基板を所定の位置に配置可能なウェハ保持部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態にかかるスパッタ装置を示す模式図。
【図２】第１の実施形態にかかるスパッタ装置の各駆動ユニットによって駆動される部材の形状、配置および動作を示す図。
【図３】第１の実施形態にかかるターゲットの底面に対するマグネット部の移動範囲を示す図。
【図４】第２の実施形態にかかるスパッタ装置を示す模式図。
【図５】第２の実施形態にかかるスパッタ装置の各駆動ユニットによって駆動される部材の動作を示す図。
【図６】第３の実施形態にかかるマグネット部の移動軌跡を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、添付図面を参照して、第１〜３の実施形態にかかるスパッタ装置およびスパッタ方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態によって本発明が限定されるものではない。図１は、第１の実施形態にかかるスパッタ装置１を示す模式図である。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１に示すように、スパッタ装置１は、処理チャンバ２と、真空制御部３と、ガス供給部４とを備えている。処理チャンバ２は、たとえば、シリコンウェハなどのウェハ基板Ｗに対してスパッタリング処理を行う処理室である。
【００１２】
真空制御部３は、処理チャンバ２の内部から空気を吸引することによって処理チャンバ２内を減圧する真空ポンプである。ガス供給部４は、プラズマ発生用の不活性ガス（たとえば、アルゴンガス）を処理チャンバ２の内部へ導入する処理部である。
【００１３】
また、スパッタ装置１は、処理チャンバ２の内部に処理対象のウェハ基板Ｗを保持するウェハ保持部（以下、「ペデスタル６」と記載する）を備える。ペデスタル６は、ウェハ基板Ｗが所定位置にセットされたシールド５を保持する。また、スパッタ装置１は、基板駆動ユニット８を備える。基板駆動ユニット８は、回転シャフト７を、回転軸Ｃを中心に回転させることでペデスタル６を回転させる。
【００１４】
また、スパッタ装置１は、ウェハ基板Ｗの上面に対して底面を平行に対向配置可能なターゲット９と、ターゲット９を処理チャンバ２内部で保持するバックプレート１０とを備える。
【００１５】
ターゲット９は、円盤状であり、ウェハ基板Ｗの表面に成膜する薄膜の材料となる部材である。また、バックプレート１０は、ターゲット９と径が同じ円盤状の部材である。なお、かかるターゲット９およびバックプレート１０の径や形状はこれに限るものではない。
【００１６】
ここで、かかるスパッタ装置１による薄膜の成膜手順について簡単に説明する。スパッタ装置１は、まず、真空制御部３によって処理チャンバ２の内部を所定の気圧まで減圧させる。続いて、スパッタ装置１は、ガス供給部４によって処理チャンバ２内へ不活性ガスを導入させる。
【００１７】
続いて、スパッタ装置１は、ターゲット９とペデスタル６との間に所定の電圧を印加することによって不活性ガスをプラズマ化させ、プラズマ化したイオンをターゲット９の底面へ衝突させる。かかるイオンの衝突によってターゲット９の原子がターゲット９から弾き出される。そして、スパッタ装置１は、ターゲット９から弾き出された原子をウェハ基板Ｗの表面へ堆積させることによってウェハ基板Ｗの表面にターゲット９の原子からなる薄膜を成膜する。
【００１８】
また、スパッタ装置１は、バックプレート１０を介してターゲット９と対向する位置にマグネトロン装置２０を備える。かかるマグネトロン装置２０は、ターゲット９の底面に磁界を形成する装置である。そして、スパッタ装置１では、マグネトロン装置２０によって磁界を形成することでターゲット９へ衝突するイオンの密度を高めることにより成膜速度を高めている。
【００１９】
かかるマグネトロン装置２０は、１個以上の磁石が固定された磁界形成部（以下、「マグネット部１１」と記載する）と、マグネット駆動ユニット１３と、ユニット支持板１４と、支持板駆動ユニット１６とを備える。
【００２０】
マグネット部１１は、円盤状の部材であり、バックプレート１０を介してターゲット９と対向する位置に配置され、ターゲット９の底面に磁界を形成する。かかるマグネット部１１は、上面の中心に立設された回転シャフト１２によってマグネット駆動ユニット１３に連結される。なお、かかるマグネット部１１の径や形状はこれに限るものではない。
【００２１】
マグネット駆動ユニット１３は、第１軸である軸Ａを中心に回転シャフト１２を回転させることにより、マグネット部１１の底面とターゲット９の底面とを平行に保ちつつ、軸Ａを回転軸としてマグネット部１１を自転させる。かかるマグネット駆動ユニット１３は、ユニット支持板１４によって支持される。
【００２２】
ユニット支持板１４は、円盤状の支持部材であり、下面の所定位置に取り付けられるマグネット駆動ユニット１３を支持する。かかるユニット支持板１４は、上面の中心に立設された回転シャフト１５によって支持板駆動ユニット１６に連結される。
【００２３】
支持板駆動ユニット１６は、第２軸である軸Ｂを中心に回転シャフト１５を回転させることにより、ユニット支持板１４の底面とターゲット９の底面とを平行に保ちつつ、軸Ｂを回転軸としてユニット支持板１４を自転させる。
【００２４】
また、スパッタ装置１は、マグネトロン装置２０を支持する装置支持板１７と、装置支持板１７を駆動する装置駆動ユニット１９とを備える。装置支持板１７は、円盤状の支持部材であり、下面の所定位置に取り付けられる支持板駆動ユニット１６を支持する。かかる装置支持板１７は、上面の中心に立設された回転シャフト１８によって装置駆動ユニット１９に連結される。
【００２５】
装置駆動ユニット１９は、第３軸である軸Ｃを中心に回転シャフト１８を回転させることにより、装置支持板１７の底面とターゲット９の底面とを平行に保ちつつ、軸Ｃを回転軸として装置支持板１７を自転させる。
【００２６】
次に、図２を用いてスパッタ装置１の各駆動ユニットによって駆動される部材の形状、配置および動作について説明する。図２は、第１の実施形態にかかるスパッタ装置１の各駆動ユニットによって駆動される部材の形状、配置および動作を示す図である。なお、図２では、各駆動ユニットの図示を省略している。
【００２７】
図２に示すように、スパッタ装置１では、ペデスタル６、シールド５、ターゲット９、バックプレート１０および装置支持板１７は、いずれも径が等しい。なお、かかる径は一例に過ぎず、各部の径は変更できる。
【００２８】
また、スパッタ装置１では、ペデスタル６、シールド５、ターゲット９、バックプレート１０および装置支持板１７は、軸Ｃ上に各上下面の中心が位置するように配置される。さらに、ペデスタル６を回転する回転シャフト７および装置支持板１７を回転する回転シャフト１８は、軸Ｃを回転軸として回転するように配置される。
【００２９】
シールド５は、上面の中心と外周との間に、円盤状のウェハ基板Ｗを嵌合可能な嵌合穴を備え、かかる嵌合穴内でウェハ基板Ｗを保持する。
【００３０】
ユニット支持板１４は、直径がターゲット９の半径と等しくなるように形成される。なお、かかる径は一例に過ぎない。そして、ユニット支持板１４は、ターゲット９における底面の中心とターゲット９の外周との中点を通り、軸Ｃに平行な軸Ｂを回転軸として回転する位置に配置される。
【００３１】
マグネット部１１は、直径がユニット支持板１４の半径と等しい。なお、かかる径は一例に過ぎない。そして、マグネット部１１は、ユニット支持板１４における底面の中心とユニット支持板１４の外周との中点を通り、軸Ｂに平行な軸Ａを回転軸として回転する位置に配置される。
【００３２】
そして、スパッタ装置１では、マグネット部１１、ユニット支持板１４、装置支持板１７、およびペデスタル６を同時に回転させる。このとき、スパッタ装置１では、マグネット部１１の回転速度よりも遅い回転速度でユニット支持板１４を回転させ、ユニット支持板１４の回転速度よりも遅い回転速度で装置支持板１７を回転させる。
【００３３】
すなわち、スパッタ装置１では、マグネット部１１、ユニット支持板１４、装置支持板１７、およびペデスタル６を同時に回転させることで、マグネット部１１が、ターゲット９との距離を維持しつつ軸Ａを回転軸として自転しながら軸Ｂの周りを公転し、さらに、軸Ｃの周りを公転する。
【００３４】
このように、スパッタ装置１では、マグネット部１１に連動連結される回転シャフト１２、マグネット駆動ユニット１３、ユニット支持板１４、回転シャフト１５、支持板駆動ユニット１６、装置支持板１７、回転シャフト１８および装置駆動ユニット１９を含む機構により、上記のようにターゲット９の上方でマグネット部１１を移動させる。
【００３５】
これにより、スパッタ装置１では、ターゲット９とマグネット部１１との間隔を維持させつつ、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点からマグネット部１１における所定の基準点（たとえば、マグネット部１１における下面の中心点）までの距離を変化させることができる。したがって、スパッタ装置１は、ターゲット９との距離を維持させつつ、バックプレート１０の上面と面する全領域を網羅するようにマグネット部１１を移動させることができる。
【００３６】
ここで、図３を用いてターゲット９の底面に対するマグネット部１１の移動範囲について説明する。図３は、第１の実施形態にかかるターゲット９の底面に対するマグネット部１１の移動範囲を示す図である。
【００３７】
なお、図３（ａ）には、支持板駆動ユニット１６によって移動するマグネット部１１の移動範囲を示しており、図３（ｂ）には、装置駆動ユニット１９によって移動するマグネット部１１の移動範囲を示している。また、図３（ａ）では、説明を簡略化する観点から軸Ｂを固定した場合におけるマグネット部１１の移動範囲を示している。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、スパッタ装置１では、軸Ａを回転軸としてマグネット部１１を自転させながら（図３（ａ）における点線矢印参照）、支持板駆動ユニット１６により軸Ｂを回転軸としてユニット支持板１４を自転させる。
【００３９】
その結果、マグネット部１１は、位置１１−１、１１−２、１１−３、１１−４、１１−５、１１−６、１１−７、１１−８の順に移動しながら軸Ｂの周りを公転して位置１１−１へ戻る。
【００４０】
これにより、スパッタ装置１では、ターゲット９の底面におけるユニット支持板１４と重なり合う全領域を網羅するようにターゲット９の上方でマグネット部１１を移動させることができる。
【００４１】
さらに、スパッタ装置１では、図３（ｂ）に示すように、軸Ｂを回転軸としてユニット支持板１４を自転させながら（図３（ｂ）における一点鎖線矢印参照）、装置駆動ユニット１９によって軸Ｃを回転軸として装置支持板１７を自転させる。
【００４２】
その結果、ユニット支持板１４は、位置１４−１、１４−２、１４−３、１４−４、１４−５、１４−６、１４−７、１４−８の順に移動しながら軸Ｃの周りを公転して位置１４−１へ戻る。
【００４３】
このように、スパッタ装置１では、ターゲット９における底面の全領域を網羅するようにターゲット９の上方でユニット支持板１４を移動させる。そして、前述したように、マグネット部１１は、ターゲット９の底面におけるユニット支持板１４と重なり合う全領域を網羅するようにターゲット９の上方を移動する。
【００４４】
したがって、スパッタ装置１では、ターゲット９の底面全体を網羅するようにターゲット９の上方でマグネット部１１を移動させることが可能となり、イオンが高密度に衝突する領域をターゲット９の底面における全領域にわたって移動させることができる。
【００４５】
これにより、スパッタ装置１は、ターゲット９の底面全体に対して均一にイオンを衝突させて底面全体を均一に浸食させることによりターゲット９の利用効率を向上させることができる。
【００４６】
さらに、スパッタ装置１では、ターゲット９から放出された原子がターゲット９の底面へ再付着した場合であっても、原子が再付着した部位へ高密度にイオンが衝突する期間が一定周期で訪れる。これにより、スパッタ装置１では、ターゲット９の底面に再付着した原子を定期的に除去されるので、成膜する薄膜上にパーティクルが生じることを防止することができる。
【００４７】
図２の説明に戻り、各駆動ユニットによって駆動される部材の配置および動作の説明を続ける。スパッタ装置１では、ペデスタル６は、ウェハ基板Ｗの中心と第２軸である軸Ｂとが一致するように、ウェハ基板Ｗを配置可能に構成される。
【００４８】
具体的には、スパッタ装置１は、基板駆動ユニット８によるペデスタル６の回転速度と、装置駆動ユニット１９による装置支持板１７の回転速度とが等しくなるようにペデスタル６および装置支持板１７の回転を制御する。
【００４９】
さらに、スパッタ装置１は、ユニット支持板１４を回転する回転シャフト１５の回転軸となる軸Ｂの延長線上にウェハ基板Ｗ表面の中心点が常に位置するようペデスタル６および装置支持板１７の回転を制御する。
【００５０】
すなわち、スパッタ装置１は、平面視における面積の等しいウェハ基板Ｗおよびユニット支持板１４が常に対向した状態を維持させる。そして、前述したように、スパッタ装置１は、ターゲット９の底面におけるユニット支持板１４と重なり合う全領域を網羅するようにターゲット９の上方でマグネット部１１を移動させる。
【００５１】
これにより、スパッタ装置１では、ターゲット９の底面におけるウェハ基板Ｗと面する領域からウェハ基板Ｗの表面へターゲット９の原子を均等に堆積させることが可能となり、均等な膜厚の薄膜を成膜することができる。
【００５２】
上述したように、第１の実施形態にかかるスパッタ装置１は、底面がウェハ基板Ｗの上面に対向配置されたターゲット９と、ターゲット９の上面に対向配置され、磁界を形成する磁石を含んだマグネット部１１と、ターゲット９とマグネット部１１との間隔を維持させつつ、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点からマグネット部１１における所定の基準点までの距離を変化させる機構とを備える。
【００５３】
かかる構成により、スパッタ装置１は、ターゲット９の底面全体を網羅するようにターゲット９の上方でマグネット部１１を移動させることができる。これにより、スパッタ装置１は、ターゲット９の底面全体に対して均一にイオンを衝突させて、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることによりターゲット９の利用効率を向上させることができる。
【００５４】
また、スパッタ装置１は、マグネット部１１にターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点の周りを周回させながら、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点からマグネット部１１における所定の基準点までの距離を変化させる。
【００５５】
これにより、スパッタ装置１は、ターゲット９における底面の各部位へ周期的に高密度なイオンを衝突させることができるため、ターゲット９の底面へ再付着した原子を周期的に除去することで成膜する薄膜にパーティクルが生じることを防止することができる。
【００５６】
また、スパッタ装置１は、第１軸となるＡ軸を回転軸としてマグネット部１１をターゲット９の上面に沿って回転させる第１回転機構（マグネット駆動ユニット１３）と、第２軸となるＢ軸を回転軸として第１軸をターゲット９の上面に沿って回転させる第２回転機構（支持板駆動ユニット１６）とを備える。
【００５７】
さらに、スパッタ装置１は、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点を通り第２軸に対して平行な第３軸となるＣ軸を回転軸として第２軸をターゲット９の上面に沿って回転する第３回転機構（装置駆動ユニット１９）とを備える。
【００５８】
かかる構成により、スパッタ装置１は、マグネット部１１の自転および公転の組み合わせによってターゲット９の底面と対向する任意の位置へマグネット部１１を移動させることができる。
【００５９】
したがって、スパッタ装置１によれば、ターゲット９の底面から定常的にイオンの衝突頻度が低い領域を排除することができるため、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることによりターゲット９の利用効率を向上させることができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
次に、図４を用いて第２の実施形態にかかるスパッタ装置１ａについて説明する。図４は、第２の実施形態にかかるスパッタ装置１ａを示す模式図である。なお、図４では、図１に示すスパッタ装置１と同様の構成要素に対して同一の符号を付している。
【００６１】
図４に示すように、スパッタ装置１ａは、マグネトロン装置２０を固定した点、ターゲット駆動ユニット１０１を設けた点およびペデスタル６０を固定した点が図１に示すスパッタ装置１と異なる。
【００６２】
すなわち、スパッタ装置１ａにおけるウェハ基板Ｗ、ターゲット９、バックプレート１０、マグネット部１１、回転シャフト１２、マグネット駆動ユニット１３、ユニット支持板１４、回転シャフト１５および支持板駆動ユニット１６の形状および配置は、図１に示すものと同一である。また、図４に示す軸Ａ、ＢおよびＣの相対位置も図１に示すものと同一である。
【００６３】
かかるスパッタ装置１ａのターゲット駆動ユニット１０１は、バックプレート１０の上面の中心に立設された回転シャフト１００を駆動することにより、軸Ｃを回転軸としてバックプレート１０およびターゲット９を回転させる。
【００６４】
ここで、図５を用いてスパッタ装置１ａの各駆動ユニットによって駆動される部材の動作について説明する。図５は、第２の実施形態にかかるスパッタ装置１ａの各駆動ユニットによって駆動される部材の動作を示す図である。
【００６５】
図５に示すように、スパッタ装置１ａでは、マグネット部１１は、軸Ａを回転軸として自転しながら、ウェハ基板Ｗ表面の中心点を通る軸Ｂの周りを公転する。これにより、マグネット部１１は、ターゲット９の底面におけるユニット支持板１４と重なり合う全領域を網羅するようにターゲット９の上方を移動する。
【００６６】
そして、ターゲット９は、ターゲット駆動ユニット１０１によって回転シャフト１００が回転駆動されると、ユニット支持板１４と重なり合う領域をずらしながら軸Ｃを回転軸として自転する。
【００６７】
かかる動作によっても、スパッタ装置１ａは、ターゲット９とマグネット部１１との間隔を維持させつつ、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点からマグネット部１１における所定の基準点までの距離を変化させることができる。
【００６８】
このように、第２の実施形態にかかるスパッタ装置１ａは、第１軸となるＡ軸を回転軸としてマグネット部１１をターゲット９の上面に沿って回転させる第１回転機構（マグネット駆動ユニット１３）と、第２軸となるＢ軸を回転軸として第１軸をターゲット９の上面に沿って回転させる第２回転機構（支持板駆動ユニット１６）とを備える。
【００６９】
さらに、スパッタ装置１ａは、ターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点を通り第２軸に対して平行な第３軸となるＣ軸を回転軸としてターゲット９を回転する第３回転機構（ターゲット駆動ユニット１０１）を備える。
【００７０】
かかる構成により、スパッタ装置１ａは、マグネット部１１の自転、公転およびターゲット９の自転の組み合わせによって、ターゲット９の底面の全領域を網羅するようにマグネット部１１を移動させることができる。
【００７１】
したがって、スパッタ装置１ａは、図１に示したスパッタ装置１と同様に、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることでターゲット９の利用効率を向上させることができる。また、スパッタ装置１ａは、図１に示したスパッタ装置１と同様に、ターゲット９の底面に再付着した原子を周期的に除去することができる。
【００７２】
なお、上記した実施形態では、マグネット部１１の移動領域の面積と、ターゲット９の底面積とが等しい場合について説明したが、マグネット部１１の移動領域の面積をターゲット９の底面積よりも広くしてもよい。
【００７３】
かかる場合、マグネット部１１の上面に立設された回転シャフト１２がユニット支持板１４の底面における中心よりも外周に近い位置となるようにマグネット駆動ユニット１３を取り付ける。
【００７４】
また、第１の実施形態のスパッタ装置１の場合には、ユニット支持板１４の上面に立設された回転シャフト１５が装置支持板１７の底面における中心よりも外周に近い位置となるように、支持板駆動ユニット１６を取り付けてもよい。
【００７５】
これにより、スパッタ装置１および１ａでは、ターゲット９の底面における周縁部までを確実に網羅するようにマグネット部１１をターゲット９の上方で移動させることができる。
【００７６】
なお、上述した実施形態では、マグネット部１１の自転および公転の軌道が全て円軌道の場合について説明したが、マグネット部１１の自転および公転の軌道は楕円軌道など、円軌道以外の任意の軌道としてもよい。
【００７７】
また、上述した実施形態では、マグネット部１１がターゲット９のウェハ基板Ｗと対向する面における中心点の周りを周回移動する場合について説明したが、マグネット部１１をターゲット９の上方で往復移動させてもよい。
【００７８】
（第３の実施形態）
次に、図６を用いてマグネット部１１をターゲット９の上方で往復移動させる第３の実施形態のスパッタ装置について説明する。図６は、第３の実施形態にかかるスパッタ装置によって移動させるマグネット部１１の移動軌跡を示す図である。
【００７９】
図６に示すように、第３の実施形態に係るスパッタ装置は、軸Ａを回転軸としてマグネット部１１を自転させつつ、ターゲット９の底面とマグネット部１１との距離を一定に保ちながらターゲット９の上方を走査するように蛇行させてマグネット部１１を往復移動させる。
【００８０】
この場合、スパッタ装置は、ターゲット９の底面に対して平行に第１の方向へマグネット部１１を移動させる機構と、ターゲット９の底面に対して平行に第１の方向と直交する第２の方向へマグネット部１１を移動させる機構とを備える。
【００８１】
かかる構成によっても、スパッタ装置は、ターゲット９の底面と対向する任意の位置へマグネット部１１を移動させることが可能なため、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることでターゲット９の利用効率を向上させることができる。
【００８２】
なお、上記した第１〜第３の実施形態では、薄膜の成膜中にターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を常時変化させる場合について説明したが、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を所定期間固定とし、周期的に変化させてもよい。
【００８３】
たとえば、所定の成膜工程を行っている間、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を所定期間固定とし、工程が切り替わった場合に、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を変化させてもよい。
【００８４】
また、予め定めた所定時間が経過するまでターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を固定とし、所定時間が経過した場合に、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を変化させてもよい。かかる構成によっても、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置の変化を繰り返すことで、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることができる。
【００８５】
また、第１〜第３の実施形態では、マグネット部１１を自転させる場合について説明したが、マグネット部１１を自転させずに、ターゲット９とユニット支持板１４との相対位置を変化させても、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることが可能である。
【００８６】
また、第１の実施形態に記載した技術と、第２の実施形態に記載した技術とを組み合わせ、軸Ｃを自転軸としてターゲット９を自転させつつ、軸Ｃを公転軸としてユニット支持板１４を公転させるようにスパッタ装置を構成してもよい。かかる構成によっても、ターゲット９の底面全体を均一に浸食させることができる。
【００８７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８８】
１、１ａ スパッタ装置、２ 処理チャンバ、３ 真空制御部、４ ガス供給部、５ シールド、６ ペデスタル、８ 基板駆動ユニット、９ ターゲット、１０ バックプレート、１１ マグネット部、１３ マグネット駆動ユニット、１４ ユニット支持板、１６ 支持板駆動ユニット、１７ 装置支持板、１９ 装置駆動ユニット、２０ マグネトロン装置、１０１ ターゲット駆動ユニット、７、１２、１５、１８、１００ 回転シャフト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面がウェハ基板と対向配置可能なターゲットと、
前記ターゲットの上面に対向配置され、磁界を形成する磁石を含んだ磁界形成部と、
前記ターゲットと前記磁界形成部との間隔を維持させつつ、前記磁界形成部に前記ターゲットの前記ウェハ基板と対向する面における中心点の周りを周回させながら、当該中心点から前記磁界形成部における所定の基準点までの距離を変化させる機構と、
前記ウェハ基板を所定の位置に配置可能なウェハ保持部と
を備えたことを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
前記機構は、
第１軸を回転軸として前記磁界形成部を前記ターゲットの上面に沿って回転させる第１回転機構と、
第２軸を回転軸として前記第１軸を前記ターゲットの上面に沿って回転させる第２回転機構と、
前記中心点を通り前記第２軸に対して平行な第３軸を回転軸として前記第２軸を前記ターゲットの上面に沿って回転する第３回転機構と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項３】
前記機構は、
第１軸を回転軸として前記磁界形成部を前記ターゲットの上面に沿って回転させる第１回転機構と、
第２軸を回転軸として前記第１軸を前記ターゲットの上面に沿って回転させる第２回転機構と
前記中心点を通り前記第２軸に対して平行な第３軸を回転軸として前記ターゲットを回転する第３回転機構と
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパッタ装置。
【請求項４】
前記ウェハ保持部は、
前記ウェハ基板の中心と前記第２軸とが一致するように、前記ウェハ基板を配置可能とする
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のスパッタ装置。
【請求項５】
ターゲットの底面をウェハ基板に対向配置する工程と、
磁界を形成する磁石を含んだ磁界形成部を前記ターゲットの上面に対向配置する工程と、
前記ターゲットと前記磁界形成部との間隔を維持させつつ、前記磁界形成部に前記ターゲットの前記ウェハ基板と対向する面における中心点の周りを周回させながら、当該中心点から前記磁界形成部における所定の基準点までの距離を変化させ成膜処理を行う工程と
を含んだことを特徴とするスパッタ方法。
【請求項１】
底面がウェハ基板と対向配置可能なターゲットと、
前記ターゲットの上面に対向配置され、磁界を形成する磁石を含んだ磁界形成部と、
前記ターゲットと前記磁界形成部との間隔を維持させつつ、前記磁界形成部に前記ターゲットの前記ウェハ基板と対向する面における中心点の周りを周回させながら、当該中心点から前記磁界形成部における所定の基準点までの距離を変化させる機構と、
前記ウェハ基板を所定の位置に配置可能なウェハ保持部と
を備えたことを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
前記機構は、
第１軸を回転軸として前記磁界形成部を前記ターゲットの上面に沿って回転させる第１回転機構と、
第２軸を回転軸として前記第１軸を前記ターゲットの上面に沿って回転させる第２回転機構と、
前記中心点を通り前記第２軸に対して平行な第３軸を回転軸として前記第２軸を前記ターゲットの上面に沿って回転する第３回転機構と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項３】
前記機構は、
第１軸を回転軸として前記磁界形成部を前記ターゲットの上面に沿って回転させる第１回転機構と、
第２軸を回転軸として前記第１軸を前記ターゲットの上面に沿って回転させる第２回転機構と
前記中心点を通り前記第２軸に対して平行な第３軸を回転軸として前記ターゲットを回転する第３回転機構と
を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスパッタ装置。
【請求項４】
前記ウェハ保持部は、
前記ウェハ基板の中心と前記第２軸とが一致するように、前記ウェハ基板を配置可能とする
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のスパッタ装置。
【請求項５】
ターゲットの底面をウェハ基板に対向配置する工程と、
磁界を形成する磁石を含んだ磁界形成部を前記ターゲットの上面に対向配置する工程と、
前記ターゲットと前記磁界形成部との間隔を維持させつつ、前記磁界形成部に前記ターゲットの前記ウェハ基板と対向する面における中心点の周りを周回させながら、当該中心点から前記磁界形成部における所定の基準点までの距離を変化させ成膜処理を行う工程と
を含んだことを特徴とするスパッタ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２０１９１９（Ｐ２０１２−２０１９１９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６６６８（Ｐ２０１１−６６６６８）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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