溅射装置的制作方法

本发明涉及溅射装置，特别涉及适合在减少倾斜成分而能够实现高覆盖率和靶的高利用效率的成膜中使用的技术。

本申请基于2018年8月10日于日本申请的特愿2018-151527号主张优先权，在此援引其内容。

背景技术：

一直以来，作为半导体器件的制造工序，已知在具有预定纵横比的通孔或接触孔的内表面(内壁面和底面)上形成由cu膜构成的籽晶层的工序。作为在这种cu膜的成膜中使用的成膜装置，例如在专利文献1中已知一种溅射装置。该装置具备应处理基板与靶被相对配置的真空腔室，将溅射气体导入到真空腔室内，对靶接通电源以在基板与靶之间形成等离子体，通过使对靶进行溅射而飞散的溅射粒子(cu自由基和cu离子)附着并沉积于基板，从而在基板上形成cu膜。

在上述专利文献1记载的技术中，通过在基板与靶之间产生磁场来提高离子的方向性，从而能够在槽部的内壁面以均匀的覆盖率进行成膜。

专利文献1：日本专利公开2013-80779号公报

然而，在上述专利文献1记载的技术中存在如下问题，即：如果增大刻蚀，则倾斜入射到被处理基板上的溅射粒子的数量增多，覆盖率有可能劣化；如果减小刻蚀，则因被称为所谓“再沉积(リデポ)”的再附着膜的剥离而产生异物。

而且，如果为了减小刻蚀而减小靶的尺寸，则靶的寿命缩短，因此存在与靶的更换相伴随的维护频率增加、装置的运转率降低的问题。

技术实现要素：

本发明是有鉴于上述情况而做出的，并欲实现以下目的：

1.减少溅射粒子的倾斜成分，以降低非对称性而提高覆盖率；

2.提高靶的利用效率。

本发明的一方式所涉及的溅射装置，使应成膜基板与安装于阴极的靶对置，利用在所述靶的背面设置的磁路，对所述靶进行溅射，以对所述基板进行成膜。在该溅射装置中，所述磁路的直径尺寸被设定为小于所述靶的半径。所述溅射装置具有：基板旋转部，使所述基板围绕所述基板的旋转轴线旋转；靶旋转部，使所述靶围绕所述靶的旋转轴线旋转；以及板状的调节器，设置于所述靶与所述基板之间，且具有与所述磁路相对应的开口，并遮盖不与所述磁路相对应的部分。所述调节器至少遮盖所述基板的面积的一半以上的面积，所述开口的形状具有大致扇形轮廓，从所述靶的所述旋转轴线方向观察，所述开口被配置为与所述磁路大致一致，所述靶的所述旋转轴线与所述基板的所述旋转轴线被配置为大致平行。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，从所述靶的所述旋转轴线观察，所述开口的形状的大致扇形轮廓的圆心点可以被配置为与所述靶的所述旋转轴线大致一致。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，从所述靶的所述旋转轴线观察，所述靶的所述旋转轴线与所述基板的所述旋转轴线可以被配置为大致一致。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，从所述靶的所述旋转轴线方向观察，所述基板的所述旋转轴线可以被配置为与具有大致扇形轮廓的所述开口的圆弧状缘的圆心位置大致一致。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，从所述靶的所述旋转轴线方向观察，所述基板的所述旋转轴线可以被配置为与具有大致扇形轮廓的所述开口的任一半径的中心大致一致。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述调节器可以具有圆心角为钝角的扇形轮廓的形状，使得在具有大致扇形轮廓的所述开口的相对于圆心点的径向外侧位置不遮盖所述基板。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述靶与所述基板可以具有大致相等的直径尺寸。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，相对于所述基板的直径尺寸，所述靶与所述基板之间的距离可以被设定为1倍～3倍的范围。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，可以具有：磁路移动部，使所述磁路能够在比所述靶的半径小的范围内且在所述靶的面内方向移动。

本发明的一方式所涉及的溅射装置，使应成膜基板与安装于阴极的靶对置，利用在所述靶的背面设置的磁路，对所述靶进行溅射，以对所述基板进行成膜。在该溅射装置中，所述磁路的直径尺寸被设定为小于所述靶的半径。所述溅射装置具有：基板旋转部，使所述基板围绕所述基板的旋转轴线旋转；靶旋转部，使所述靶围绕所述靶的旋转轴线旋转；以及板状的调节器，设置于所述靶与所述基板之间，具有与所述磁路相对应的开口，并遮盖不与所述磁路相对应的部分。所述调节器至少遮盖所述基板的面积的一半以上的面积，所述开口的形状具有大致扇形轮廓，从所述靶的所述旋转轴线方向观察，所述开口被配置为与所述磁路大致一致，所述靶的所述旋转轴线与所述基板的所述旋转轴线被配置为大致平行。

由此，将磁路设为小于靶的半径，使得刻蚀相对于基板的成膜区域而处于倾斜位置的区域减小。通过调节器来限制从靶入射到基板的溅射粒子的方向，以缩减从靶向基板以倾斜方向入射的溅射粒子。在降低非对称性而提高覆盖率的同时，使靶旋转以防止刻蚀集中。使靶上的发生刻蚀的区域在时间上分散开从而扩大。由此，能够增加靶寿命(靶的寿命)，在提高了靶利用效率的状态下，能够使对旋转的基板进行成膜成为可能。

在此，相对于靶及基板的法线，从靶入射到基板的倾斜方向的溅射粒子的入射角度可以是和基板的半径与靶和基板间距离的反正切大致相等的角度，或者维持比其小的状态。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，从所述靶的所述旋转轴线观察，所述开口的形状的大致扇形轮廓的圆心点被配置为与所述靶的所述旋转轴线大致一致。

由此，将磁路设为小于靶的半径，从而使刻蚀相对于基板的成膜区域而处于倾斜位置的区域减小。同时，通过调节器来限制从靶入射到基板的溅射粒子的方向，以缩减从靶向基板以倾斜方向入射的溅射粒子。由此，降低入射到基板的溅射粒子的非对称性。从而，提高溅射的覆盖率。与此同时，使靶旋转以防止刻蚀集中。此外，通过使靶上的发生刻蚀的区域在时间上分散开，从而扩大靶上的发生刻蚀的区域。由此，能够增加靶的寿命。此外，在提高了靶利用效率的状态下，能够使对旋转的基板进行成膜成为可能。

在此，相对于靶及基板的法线，从靶入射到基板的倾斜方向的溅射粒子的入射角度可以是和基板的半径与靶和基板间距离的反正切大致相等的角度，或者维持比其小的状态。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，从所述靶的所述旋转轴线观察，所述靶的所述旋转轴线与所述基板的所述旋转轴线被配置为大致一致。

由此，提高溅射的覆盖率。与此同时，使靶旋转以防止刻蚀集中。此外，通过使靶上的发生刻蚀的区域在时间上分散开，从而扩大靶上的发生刻蚀的区域。由此，能够增加靶的寿命。此外，在提高了靶利用效率的状态下，能够使对旋转的基板进行成膜成为可能。

在此，相对于靶及基板的法线，从靶入射到基板的倾斜方向的溅射粒子的入射角度可以是和基板的半径与靶和基板间距离的反正切大致相等的角度，或者维持比其小的状态。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，从所述靶的所述旋转轴线方向观察，所述基板的所述旋转轴线被配置为与具有大致扇形轮廓的所述开口的圆弧状缘的圆心位置大致一致。

由此，将磁路设为小于靶的半径，使得刻蚀相对于基板的成膜区域为倾斜位置的区域减小。通过调节器来限制从靶入射到基板的溅射粒子的方向，以缩减从靶向基板以倾斜方向入射的溅射粒子。在提高覆盖率的同时，使靶旋转以防止刻蚀集中。使靶上的发生刻蚀的区域在时间上分散开从而扩大。能够增加靶寿命，在提高了靶利用效率的状态下，能够使对旋转的基板进行成膜成为可能。

在此，能够设为如下状态，即：相对于靶及基板的法线，从靶入射到基板的倾斜方向的溅射粒子的入射角度在最大的情况下和基板的半径与靶和基板间距离的反正切大致相等。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，从所述靶的所述旋转轴线方向观察，所述基板的所述旋转轴线被配置为与具有大致扇形轮廓的所述开口的任一半径的中心大致一致。

由此，将磁路设为小于靶的半径，使得刻蚀相对于基板的成膜区域为倾斜位置的区域减小。通过调节器来限制从靶入射到基板的溅射粒子的方向，以缩减从靶向基板以倾斜方向入射的溅射粒子。在提高覆盖率的同时，使靶旋转以防止刻蚀集中。使靶上的发生刻蚀的区域在时间上分散开从而扩大。由此，能够增加靶寿命，在提高了靶利用效率的状态下，能够使对旋转的基板进行成膜成为可能。

在此，能够设为如下状态，即：相对于靶及基板的法线，从靶入射到基板的倾斜方向的溅射粒子的入射角度在最大的情况下和与调节器的开口的扇形的半径中心之间距离的反正切大致相等。本发明的一方式所涉及的溅射装置能够解决上述问题。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述调节器具有圆心角为钝角的扇形轮廓的形状，使得在具有大致扇形轮廓的所述开口的相对于圆心点的径向外侧位置上，不遮盖所述基板。

由此，能够减小调节器的面积，使溅射装置小型化。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，所述靶与所述基板具有大致相等的直径尺寸。

由此，使在旋转的靶上不发生刻蚀的径向外侧的区域最小化，在延长了靶寿命的状态下，能够提高靶利用效率。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，相对于所述基板的直径尺寸，所述靶与所述基板之间的距离被设定为1倍～3倍的范围。

由此，能够缩减如长程溅射那样倾斜入射的溅射粒子而提高覆盖率，并且防止成膜率的降低。

在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，具有：磁路移动部，使所述磁路能够在比所述靶的半径小的范围内且在所述靶的面内方向移动。

由此，能够防止发生刻蚀的区域的集中，以进一步改善靶寿命。

进一步地，在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，设置有：磁路旋转部，使所述磁路围绕所述磁路的旋转轴线旋转，所述磁路的旋转轴线与所述靶的旋转轴线被配置为大致平行，从所述靶的旋转轴线方向观察，所述磁路的旋转轴线可以被配置为位于所述开口的内部。

此外，在本发明的一方式所涉及的溅射装置中，从所述靶的旋转轴线方向观察，所述靶的旋转轴线可以被配置为位于所述开口的内部。

根据本发明，能够实现如下效果：能够减少溅射粒子的倾斜成分，以降低非对称性而提高覆盖率，并且能够提高靶利用效率。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的溅射装置的示意剖视图。

图2是示出本发明的第一实施方式所涉及的溅射装置的示意俯视图。

图3是示出本发明的第一实施方式所涉及的溅射装置中的靶的消耗状态的示意剖视图。

图4是示出本发明的第二实施方式所涉及的溅射装置的示意剖视图。

图5是示出本发明的第二实施方式所涉及的溅射装置的示意俯视图。

图6是示出本发明的第三实施方式所涉及的溅射装置的示意俯视图。

图7是示出本发明的第四实施方式所涉及的溅射装置的示意俯视图。

图8是示出本发明所涉及的溅射装置的实施例中的覆盖率的图表。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的第一实施方式所涉及的溅射装置进行说明。

图1是示出本实施方式中的溅射装置的示意剖视图。图2是示出本实施方式中的溅射装置的示意俯视图。在图1中，附图标记10为溅射装置。

在由本实施方式所涉及的溅射装置10处理的基板w上，形成有具有高纵横比的微细孔及台阶等。本实施方式所涉及的溅射装置10可以用于在该孔的内表面上形成cu膜时等情况。

本实施方式所涉及的溅射装置10是磁控方式的溅射装置，如图1、图2所示，其具备界定处理室11a的真空腔室11。在真空腔室11的顶部，安装有阴极单元12。

另外，在本实施方式中，在图1中，虽然将从真空腔室11的底部侧朝向顶部侧的方向作为“上”或“向上方向”、将从真空腔室11的顶部侧朝向底部侧的方向作为“下”或“向下方向”来进行说明，但是阴极单元12的其他部件(构成溅射装置10的部件)的配置状态并不限于该结构。

阴极单元12由靶组件13和配置在靶组件13上方的磁铁单元16(磁路)组成。

靶组件13具有与基板w的轮廓尺寸相对应的尺寸，其由靶14和背板15组成，靶14通过公知的方法被形成为俯视时呈圆形的板状且是由cu制成的，背板15经由铟等接合材料(省略图示)被接合至靶14的上表面。在通过溅射来进行成膜的过程中，靶组件13能够通过使制冷剂(冷却水)在背板15的内部流动来冷却靶14。将来自dc电源或高频电源等溅射电源15a的输出连接至靶14，在进行成膜时，例如，对靶14接通具有负电位的电源。

在安装有靶14的状态下，背板15的中心被配置在真空腔室11的上部，使得其能够通过靶旋转部15c以在垂直方向上延伸的旋转轴(旋转轴线)15b为旋转中心而与靶14一起旋转。

靶14的下表面是溅射面14a。磁铁单元16具有如下结构，即，在溅射面14a的下方空间中产生磁场，在溅射过程中在溅射面14a的下方捕获电离出的电子等，并且使从靶14飞散出的溅射粒子被高效电离。

在俯视时，磁铁单元16的外形轮廓为大致圆形，磁铁单元16的直径尺寸被设定为小于靶14的半径。另外，作为磁铁单元16的外形轮廓的形状，也可以采用除了大致圆形以外的形状，在该情况下，所谓磁铁单元16的直径尺寸是指最大的直径尺寸(水平方向尺寸)。

磁铁单元16具有在俯视时多个磁铁排列为多个(例如双重)圆形的结构。在该结构中，可以配置有多个磁铁，使得每个圆形列的磁铁的前端部的极性在彼此相邻的磁铁之间不同。

在真空腔室11的底部，以与靶14的溅射面14a对置的方式配置有工作台17。基板w通过工作台17被定位并保持，使得基板w的成膜面朝向上方。工作台17被连接到高频电源17a，工作台17和基板w被施加偏置电位，从而起到将溅射粒子的离子引入到基板w的作用。

工作台17的中心相当于以在垂直方向上延伸的旋转轴(旋转轴线)17b为旋转中心。工作台17被设置在真空腔室11的下部，使得其能够通过基板旋转部17c而与基板w一起旋转。

基板w和靶14被配置为，基板w的旋转轴线17b与靶14的旋转轴(旋转轴线)15b均在垂直方向上延伸，且彼此大致平行。

在本实施方式中，从与靶14的旋转轴(旋转轴线)15b平行的垂直方向观察，靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与基板w的旋转轴线17b被配置为大致一致。

关于靶14与基板w的大小，设定为具有彼此大致相等的直径尺寸的圆形。

基板w可被设为圆形基板，该圆形基板具有作为单晶硅晶片的标准即φ300mm左右或φ450mm左右的直径尺寸。

在这种情况下，靶14与基板w之间的距离t/s可以被设定在400mm～900mm的范围内。

因此，相对于基板w或靶14的直径尺寸，靶14与基板w之间的距离t/s可以被设定为1倍～3倍的范围，更优选地，可以被设定为1.5倍～2.5倍的范围。

在真空腔室11的底部，连接有通往真空排气部p1的排气管，该真空排气部p1由涡轮分子泵或旋转泵等构成。此外，在真空腔室11的侧壁，连接有通往溅射气体供给部p2的气体供给管，该溅射气体供给部p2用于供给溅射气体，该溅射气体是氩气等稀有气体，在气体管内设置有质量流量控制器。

溅射气体供给部p2对导入到真空腔室11的处理室11a内的溅射气体的流量进行控制。通过后述的真空排气部p1，以一定的排气速度对真空腔室11的处理室11a的内部抽真空，并将被供给到处理室11a内的溅射气体排出。由此，在向处理室11a导入溅射气体的同时，在成膜过程中，处理室的压力(总压力)大致保持恒定。

此外，在基板w与靶14之间，配置有板状的调节器18，该调节器18设置有允许溅射粒子通过的开口19。调节器18遮盖除了开口19以外的部分，并且将溅射粒子朝向基板w的入射范围仅仅限制为与开口19相对应的区域。

调节器18经由支撑部件等被固定于在真空腔室11的侧壁的内侧配置的保护板等上。

在调节器18中，开口19的大小与磁铁单元16的大小相对应。

设置调节器18的开口19的大小和形状，使得至少遮盖基板w的面积的一半以上。

如图1、图2所示，开口19的形状被设为大致扇形轮廓，从靶14的旋转轴线14b的方向观察(俯视时)，作为扇形的圆弧19a的圆心的圆心点19b被配置为与靶14的旋转轴(旋转轴线)15b及基板w的旋转轴(旋转轴线)17b大致一致。

开口19中的圆弧19a被配置为与基板w的外缘位置一致，或者与基板w的外缘位置相比更靠近基板w的径向外侧。

此外，从靶14的旋转轴(旋转轴线)15b的方向观察(俯视时)，在与靶14的旋转轴(旋转轴线)15b一致的方向上俯视，开口19与磁铁单元16大致一致。换言之，调节器18的开口19、基板w、靶14以及磁铁单元16的大小和形状的关系被设定为，使得被设为大致圆形的磁铁单元16的轮廓在落入具有扇形形状的开口19的轮廓内侧的状态下最大。

也就是说，具有扇形形状的开口19中的圆弧19a的圆心角被设定为，使得磁铁单元16的轮廓在俯视时大致落入具有扇形形状的开口19的轮廓内侧。

下面对本实施方式中的调节器18的开口19、基板w、靶14和磁铁单元16的配置、以及溅射粒子的轨迹进行说明。

调节器18、基板w、靶14以及磁铁单元16配置在彼此大致平行的位置上，且从上到下按照磁铁单元16、靶14、调节器18以及基板w的顺序来配置。

基板w与靶14被设为俯视时呈大致相同形状的圆形，且具有大致相同的直径尺寸。

圆形的磁铁单元16的直径尺寸被设定为小于基板w的半径及靶14的半径。

调节器18被定位为在俯视时遮盖除了开口19的部分以外的整个基板w，并且使得圆形的磁铁单元16落入到开口19的部分中。

基板w的旋转中心即旋转轴(旋转轴线)17b与靶14的旋转中心即旋转轴(旋转轴线)15b被配置在垂直方向上，且被定位为彼此一致。

该基板w的旋转轴(旋转轴线)17b及靶14的旋转轴(旋转轴线)15b，与在调节器18上设置的开口19的扇形轮廓上的作为扇形的圆弧19a的圆心的圆心点19b被配置为，在俯视时大致一致。

在以旋转轴(旋转轴线)15b为旋转中心进行旋转的靶14上，仅在该旋转轴(旋转轴线)15b的一侧的区域中，通过圆形的磁铁单元16而形成刻蚀区域，溅射粒子会从靶14的刻蚀区域朝向基板w飞出。

此时，从靶14的旋转轴(旋转轴线)15b的刻蚀区域飞出的溅射粒子中，只有在调节器18的开口19的部分通过的溅射粒子到达基板w。因此，如图1所示，到达基板w的溅射粒子的最大的入射角度即最大入射角度θmax通过如下溅射粒子的轨迹smax被示出，该溅射粒子从位于圆形的磁铁单元16的旋转轴(旋转轴线)15b上的轮廓端部位置14pc开始飞行至在水平方向上相反侧的、位于调节器18的开口19的扇形的圆弧19a上的轮廓端部位置wpe。

也就是说，溅射粒子的轨迹smax、与旋转轴(旋转轴线)15b或旋转轴(旋转轴线)17b所形成的角为最大入射角度θmax。

由此，到达基板w的溅射粒子的入射角度不会大于如下最大入射角度θmax，该最大入射角度θmax由旋转轴(旋转轴线)15b与开口19的轮廓在水平方向上的位置关系来规定。

同时，从靶14的外缘部侧的刻蚀区域飞出的溅射粒子中，只有在调节器18的开口19的部分通过的溅射粒子到达基板w。因此，如图1所示，到达基板w的溅射粒子的最大的入射角度即最大入射角度θmax通过如下溅射粒子的轨迹smax被示出，该溅射粒子从圆形的磁铁单元16的作为靶14的外缘部侧的轮廓端部位置14pe开始飞行至在水平方向上相反侧的、位于调节器18的开口19的圆心点19b上的轮廓端部位置wpc。

也就是说，溅射粒子的轨迹smax与平行于旋转轴(旋转轴线)15b的靶14的法线形成的角为最大入射角度θmax。

由此，到达基板w的溅射粒子的入射角度θ不会大于最大入射角度θmax，该最大入射角度θmax由旋转轴(旋转轴线)15b与开口19的轮廓在水平方向上的位置关系来规定。

因此，磁铁单元16的直径尺寸被设定为小于基板w的半径及靶14的半径，因而能够设为如下状态，即：相对于作为靶14及基板w的法线的旋转轴(旋转轴线)15b，从靶14入射到基板w的倾斜方向的溅射粒子的入射角度θ小于基板w的半径与距靶14的距离t/s的反正切。

图3是示出本实施方式中的溅射装置的靶的消耗状态的示意剖视图。

其中，由于靶14在以旋转轴(旋转轴线)15b为旋转中心进行旋转，因此虽然仅旋转轴(旋转轴线)15b的一侧的区域成为刻蚀区域，但是相对于靶14，磁铁单元16在相对地旋转。因此，如图3所示，对靶14而言，维持了刻蚀在旋转的状态，靶14不会被局部地消耗，因此能够延长靶14的寿命。

此外，由于基板w在以旋转轴(旋转轴线)17b为旋转中心进行旋转，因此能够对整个基板w均匀地进行成膜。

由于基板w与靶14被设为具有大致相同的直径尺寸的圆形，因此能够使靶14上的不发生刻蚀的区域、即在溅射中不被使用的无用面积最小化。

在本实施方式中，将磁铁单元16设为小于靶14的半径，使得刻蚀相对于由开口19规定的基板w的成膜区域而处于倾斜位置的区域减小。通过调节器18来限制从靶14入射到基板w的溅射粒子的方向，以缩减从靶14向基板w以倾斜方向入射的溅射粒子。在降低非对称性而提高覆盖率的同时，使靶14旋转以防止刻蚀集中。使靶14上的发生刻蚀的区域在时间上分散开从而扩大。由此，能够增加靶寿命(靶的寿命)，在提高了靶利用效率的状态下，能够使对旋转的基板w进行溅射成膜成为可能。

同时，靶14与基板w具有大致相等的直径尺寸，靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与基板w的旋转轴(旋转轴线)17b一致。由此，使在旋转的靶14上不发生刻蚀的径向外侧的区域最小化，在延长了靶寿命的状态下，能够提高靶利用效率。

另外，在本实施方式中，可以在真空腔室11内配置筒状的屏蔽部件，该屏蔽部件设置在将靶14的周围遮盖的位置，并向下方延伸以到达调节器18。由此，可以帮助溅射粒子的离子喷出到基板w。

以下基于附图对本发明的第二实施方式所涉及的溅射装置进行说明。

图4是示出本实施方式中的溅射装置的示意剖视图。图5是示出本实施方式中的溅射装置的示意俯视图。本实施方式在关于靶14的旋转轴(旋转轴线)15b的位置方面不同于上述第一实施方式。对于除此之外的与上述第一实施方式相对应的结构，标注相同的附图标记而省略其说明。

在本实施方式中，靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与基板w的旋转轴线17b被配置为均在垂直方向上延伸，且彼此大致平行。靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与基板w的旋转轴线17b相比，在水平方向上被配置于不同的位置。

具体而言，如图4、图5所示，靶14的旋转轴(旋转轴线)15b被配置为，与具有扇形形状的开口19的圆弧19a上的中点大致一致。

在调节器18中，开口19的大小与磁铁单元16的大小相对应。

设定调节器18的开口19的大小和形状，以至少遮盖基板w的面积的一半以上。

如图4、图5所示，开口19的形状被设为大致扇形轮廓，从靶14的旋转轴线14b的方向观察(俯视时)，作为扇形的圆弧19a的圆心的圆心点19b被配置为与基板w的旋转轴(旋转轴线)17b大致一致。

开口19的圆弧19a被配置为与基板w的外缘位置大致一致。

此外，在与靶14的旋转轴(旋转轴线)15b一致的方向上俯视时，开口19与磁铁单元16大致一致。换言之，调节器18的开口19、基板w、靶14以及磁铁单元16的大小和形状的关系被设定为，使得被设为大致圆形的磁铁单元16的轮廓在落入具有扇形形状的开口19的轮廓内侧的状态下最大。

也就是说，具有扇形形状的开口19的圆弧19a的圆心角被设定为，使得磁铁单元16的轮廓落入具有扇形形状的开口19的轮廓的内侧。

下面对本实施方式中的调节器18的开口19、基板w、靶14和磁铁单元16的配置、以及溅射粒子的轨迹进行说明。

调节器18、基板w、靶14以及磁铁单元16配置在彼此大致平行的位置上，且从上到下按照磁铁单元16、靶14、调节器18以及基板w的顺序来配置。

基板w与靶14被设为俯视时呈大致相同形状的圆形，且具有大致相同的直径尺寸。

圆形的磁铁单元16的直径尺寸被设定为小于基板w的半径及靶14的半径。

调节器18被定位为在俯视时遮盖除了开口19的部分以外的整个基板w，并且使得圆形的磁铁单元16落入到开口19的部分中。

基板w的旋转中心即旋转轴(旋转轴线)17b与靶14的旋转中心即旋转轴(旋转轴线)15b被配置在垂直方向上，且被定位为以与基板w或靶14的半径相等的距离而彼此间隔。

该靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与在调节器18上设置的开口19的扇形轮廓上的作为扇形的圆弧19a的圆心的圆心点19b被配置为，在俯视时大致一致。基板w的旋转轴(旋转轴线)17b与在调节器18上设置的开口19的扇形轮廓上的作为扇形的圆弧19a的圆心的圆心点19b被定位为，以与基板w或靶14的半径相等的距离而彼此间隔。

在以旋转轴(旋转轴线)15b为旋转中心进行旋转的靶14上，仅在该旋转轴(旋转轴线)15b的一侧的区域，通过圆形的磁铁单元16来形成刻蚀区域，溅射粒子会从靶14的刻蚀区域朝向基板w飞出。

此时，从靶14的旋转轴(旋转轴线)15b的刻蚀区域飞出的溅射粒子中，只有在调节器18的开口19的部分通过的溅射粒子到达基板w。因此，如图4所示，到达基板w的溅射粒子的最大的入射角度即最大入射角度θmax会通过如下溅射粒子的轨迹smax被示出，该溅射粒子从位于圆形的磁铁单元16的旋转轴(旋转轴线)15b上的轮廓端部位置14pc开始飞行至在水平方向上相反侧的、位于调节器18的开口19的扇形的圆弧19a的圆心点19b上的轮廓端部位置wpc。

也就是说，溅射粒子的轨迹smax与旋转轴(旋转轴线)15b或旋转轴(旋转轴线)17b形成的角为最大入射角度θmax。

由此，到达基板w的溅射粒子的入射角度不会大于如下最大入射角度θmax，该最大入射角度θmax由旋转轴(旋转轴线)15b与开口19的轮廓在水平方向上的位置关系来规定。

同时，从靶14的外缘部侧的刻蚀区域飞出的溅射粒子中，只有在调节器18的开口19的部分通过的溅射粒子到达基板w。因此，如图4所示，到达基板w的溅射粒子的最大的入射角度即最大入射角度θmax会通过如下溅射粒子的轨迹smax被示出，该溅射粒子从圆形的磁铁单元16的作为靶14的外缘部侧的轮廓端部位置14pe开始飞行至在水平方向上相反侧的、位于调节器18的开口19的圆弧19a上的轮廓端部位置wpe。

也就是说，溅射粒子的轨迹smax与平行于旋转轴(旋转轴线)15b的靶14的法线形成的角为最大入射角度θmax。

由此，到达基板w的溅射粒子的入射角度θ不会大于如下最大入射角度θmax，该最大入射角度θmax由旋转轴(旋转轴线)15b与开口19的轮廓在水平方向上的位置关系来规定。

因此，磁铁单元16的直径尺寸被设定为小于基板w的半径及靶14的半径，因而能够设为如下状态，即：相对于作为靶14及基板w的法线的旋转轴(旋转轴线)15b，从靶14入射到基板w的倾斜方向的溅射粒子的入射角度θ小于基板w的半径与距靶14的距离t/s的反正切。

在本实施方式中，将磁铁单元16设为小于靶14的半径，使得刻蚀相对于由开口19规定的基板w的成膜区域而处于倾斜位置的区域减小。通过调节器18来限制从靶14入射到基板w的溅射粒子的方向，以缩减从靶14向基板w以倾斜方向入射的溅射粒子，从而能够降低非对称性而提高覆盖率。

同时，使靶14旋转以防止刻蚀集中，并且使靶14上的发生刻蚀的区域在时间上分散开从而扩大。由此，能够增加靶寿命(靶的寿命)，在提高了靶利用效率的状态下，能够使对旋转的基板w进行溅射成膜成为可能。

进而，靶14与基板w具有大致相等的直径尺寸，靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与基板w的旋转轴(旋转轴线)17b以与彼此的半径相等的距离被间隔开。由此，使在旋转的靶14上不发生刻蚀的径向外侧的区域最小化，在延长了靶寿命的状态下，能够提高靶利用效率。

另外，在本实施方式中，也可以具有磁路移动部16c，该磁路移动部16c使磁铁单元16能够在比靶14的半径小的范围内且在靶14的面内方向(水平方向)、尤其是径向上移动。

在这种情况下，磁路移动部16c可以使磁铁单元16能够以不超出与开口19对应的区域的方式在水平方向上移动。此外，磁路移动部16c可以采用如果是上述区域的范围则使磁铁单元16按圆形旋转，或者在上述区域的范围内摇动磁铁单元16等驱动方法。

由此，能够进一步使靶14上的发生刻蚀的区域在时间上分散开从而扩大，以增加靶寿命，从而能够提高靶利用效率。

以下基于附图对本发明的第三实施方式所涉及的溅射装置进行说明。

图6是示出本实施方式中的溅射装置的示意俯视图。本实施方式在关于靶14的旋转轴(旋转轴线)15b的位置方面不同于上述第一实施方式及第二实施方式。对于除此之外的与上述第一实施方式及第二实施方式相对应的结构，标注相同的附图标记而省略其说明。

在本实施方式中，靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与基板w的旋转轴线17b被配置为均在垂直方向上延伸，且彼此大致平行。靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与基板w的旋转轴线17b相比，在水平方向上被配置于不同的位置。

具体而言，如图6所示，靶14的旋转轴(旋转轴线)15b被配置为，与具有扇形形状的开口19的半径19c上的中点大致一致。

在调节器18中，开口19的大小与磁铁单元16的大小相对应。

设置调节器18的开口19的大小和形状，以至少遮盖基板w的面积的一半以上。

如图6所示，开口19的形状被设为大致扇形轮廓，从靶14的旋转轴线14b的方向观察(俯视时)，作为扇形的圆弧19a的圆心的圆心点19b被配置为与基板w的旋转轴(旋转轴线)17b大致一致。

开口19的圆弧19a被配置为与基板w的外缘位置大致一致，或者与基板w的外缘位置相比更靠近基板w的径向外侧。

此外，在与靶14的旋转轴(旋转轴线)15b一致的方向上俯视时，开口19与磁铁单元16大致一致。换言之，调节器18的开口19、基板w、靶14以及磁铁单元16的大小和形状的关系被设定为，使得被设为大致圆形的磁铁单元16的轮廓在落入具有扇形形状的开口19的轮廓内侧的状态下最大。

也就是说，具有扇形形状的开口19的圆弧19a的圆心角被设定为，使得磁铁单元16的轮廓落入具有扇形形状的开口19的轮廓内侧。

下面对本实施方式中的调节器18的开口19、基板w、靶14和磁铁单元16的配置、以及溅射粒子的轨迹进行说明。

调节器18、基板w、靶14以及磁铁单元16配置在彼此大致平行的位置，且从上到下按照磁铁单元16、靶14、调节器18以及基板w的顺序来配置。

基板w与靶14被设为俯视时呈大致相同形状的圆形，且具有大致相同的直径尺寸。

圆形的磁铁单元16的直径尺寸被设定为小于基板w的半径及靶14的半径。

调节器18被定位为在俯视时遮盖除了开口19的部分以外的整个基板w，并且使得圆形的磁铁单元16落入到开口19的部分中。

基板w的旋转中心即旋转轴(旋转轴线)17b与靶14的旋转中心即旋转轴(旋转轴线)15b被配置在垂直方向上，且被定位为以基板w或靶14的半径的一半左右、或者程度比基板w或靶14的半径的一半稍大的距离而彼此间隔。

该靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与在调节器18上设置的开口19的扇形轮廓上的作为扇形的圆弧19a的圆心的圆心点19b被配置为，在俯视时以基板w或靶14的半径的一半左右的距离而彼此间隔。基板w的旋转轴(旋转轴线)17b与在调节器18上设置的开口19的扇形轮廓上的作为扇形的圆弧19a的圆心的圆心点19b被定位为，以基板w或靶14的半径的一半左右的距离而彼此间隔。

在以旋转轴(旋转轴线)15b为旋转中心进行旋转的靶14上，仅在该旋转轴(旋转轴线)15b的一侧的区域，通过圆形的磁铁单元16形成刻蚀区域，溅射粒子会从靶14的刻蚀区域朝向基板w飞出。

此时，从与靶14的旋转轴(旋转轴线)15b靠近的刻蚀区域飞出的溅射粒子中，只有在调节器18的开口19的部分通过的溅射粒子到达基板w。因此，到达基板w的溅射粒子的最大的入射角度即最大入射角度θmax会通过如下溅射粒子的轨迹smax被示出，该溅射粒子从圆形的磁铁单元16的靠近旋转轴(旋转轴线)15b那一侧的轮廓端部位置开始飞行至在水平方向上相反侧的、圆形的磁铁单元16的远离旋转轴(旋转轴线)15b那一侧的、调节器18的开口19处的轮廓端部位置。

也就是说，溅射粒子的轨迹smax与旋转轴(旋转轴线)15b或旋转轴(旋转轴线)17b形成的角为最大入射角度θmax左右。

由此，到达基板w的溅射粒子的入射角度不会大于如下最大入射角度θmax，该最大入射角度θmax由旋转轴(旋转轴线)15b与开口19的轮廓在水平方向上的位置关系来规定。

同时，从靶14的外缘部侧的刻蚀区域飞出的溅射粒子中，只有在调节器18的开口19的部分通过的溅射粒子到达基板w。因此，到达基板w的溅射粒子的最大的入射角度即最大入射角度θmax会通过如下溅射粒子的轨迹smax被示出，该溅射粒子飞行至圆形的磁铁单元16的靠近靶14的旋转轴(旋转轴线)15b那一侧的、调节器18的开口19处的轮廓端部位置。

也就是说，溅射粒子的轨迹smax与平行于旋转轴(旋转轴线)15b的靶14的法线形成的角为最大入射角度θmax左右。

由此，到达基板w的溅射粒子的入射角度θ不会大于如下最大入射角度θmax，该最大入射角度θmax由旋转轴(旋转轴线)15b与开口19的轮廓在水平方向上的位置关系来规定。

因此，磁铁单元16的直径尺寸被设定为小于基板w的半径及靶14的半径，因而能够设为如下状态，即：相对于作为靶14及基板w的法线的旋转轴(旋转轴线)15b，从靶14入射到基板w的倾斜方向的溅射粒子的入射角度θ小于基板w的半径与距靶14的距离t/s的反正切。

在本实施方式中，将磁铁单元16设为小于靶14的半径，使得刻蚀相对于由开口19规定的基板w的成膜区域而处于倾斜位置的区域减小。通过调节器18来限制从靶14入射到基板w的溅射粒子的方向，以缩减从靶14向基板w以倾斜方向入射的溅射粒子，从而能够降低非对称性而提高覆盖率。

同时，使靶14旋转以防止刻蚀集中，并且使靶14上的发生刻蚀的区域在时间上分散开从而扩大。由此，能够增加靶寿命(靶的寿命)，在提高了靶利用效率的状态下，能够使对旋转的基板w进行溅射成膜成为可能。

进而，靶14与基板w具有大致相等的直径尺寸，靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与基板w的旋转轴(旋转轴线)17b以与彼此的半径相等的距离被间隔开。由此，使在旋转的靶14上不发生刻蚀的径向外侧的区域最小化，在延长了靶寿命的状态下，能够提高靶利用效率。

以下基于附图对本发明的第四实施方式所涉及的溅射装置进行说明。

图7是示出本实施方式中的溅射装置的示意俯视图。本实施方式在关于调节器18的形状方面不同于上述第一实施方式至第三实施方式。对于除此之外的与上述第一实施方式至第三实施方式相对应的结构，标注相同的附图标记而省略其说明。

在本实施方式中，调节器18被形成为，在具有大致扇形轮廓的开口19的相对于圆心点19b的径向外侧位置不遮盖基板w，调节器18的轮廓被设为圆心角为钝角的扇形轮廓形状。

在本实施方式中，从与靶14的旋转轴(旋转轴线)15b平行的垂直方向观察，靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与基板w的旋转轴线17b也被配置为大致一致。

此时，从靶14的旋转轴(旋转轴线)15b侧的刻蚀区域飞出的溅射粒子中，只有在调节器18的开口19的部分通过的溅射粒子到达基板w。因此，与图1所示的第一实施方式同样地，到达基板w的溅射粒子的最大的入射角度即最大入射角度θmax会通过如下溅射粒子的轨迹smax被示出，该溅射粒子从位于圆形的磁铁单元16的旋转轴(旋转轴线)15b上的轮廓端部位置14pc开始飞行至在水平方向上相反侧的、为基板w的外缘部侧的轮廓端部位置wpe。

也就是说，溅射粒子的轨迹smax与旋转轴(旋转轴线)15b或旋转轴(旋转轴线)17b形成的角为最大入射角度θmax。

由此，到达基板w的溅射粒子的入射角度不会大于如下最大入射角度θmax，该最大入射角度θmax由旋转轴(旋转轴线)15b与开口19的轮廓在水平方向上的位置关系来规定。

同时，从靶14的外缘部侧的刻蚀区域飞出的溅射粒子中，只有在调节器18的开口19的部分通过的溅射粒子到达基板w。因此，与图1所示的第一实施方式同样地，到达基板w的溅射粒子的最大的入射角度即最大入射角度θmax会通过如下溅射粒子的轨迹smax被示出，该溅射粒子从圆形的磁铁单元16的作为靶14的外缘部侧的轮廓端部位置14pe开始飞行至在水平方向上相反侧的、基板w的旋转轴(旋转轴线)15b的位置。

也就是说，溅射粒子的轨迹smax与平行于旋转轴(旋转轴线)15b的靶14的法线形成的角为最大入射角度θmax。

由此，到达基板w的溅射粒子的入射角度θ不会大于如下最大入射角度θmax，该最大入射角度θmax由旋转轴(旋转轴线)15b与基板w的外缘轮廓在水平方向上的位置关系来规定。

因此，磁铁单元16的直径尺寸被设定为小于基板w的半径及靶14的半径。因而，能够设为如下状态，即：相对于作为靶14及基板w的法线的旋转轴(旋转轴线)15b，从靶14入射到基板w的倾斜方向的溅射粒子的入射角度θ小于基板w的半径与距靶14的距离t/s的反正切。

另外，在上述各实施方式中，可以在基板w与靶14之间配置准直仪，该准直仪上开设有多个容许溅射粒子通过的透孔。在这种情况下，溅射粒子向基板w的入射角度不仅限制在调节器18的开口19，而且能够进一步限制在预定的角度范围内。由此，还能够防止发生溅射粒子向基板w的缘部倾斜入射。

准直仪的板厚例如可以设定为30mm～200mm的范围。准直仪可以经由支撑部件而固定于在真空腔室11的侧壁的内侧配置的保护板的内表面。通过将保护板接地，从而使准直仪保持为接地电位。另外，在准直仪的下方，也可以配置其他保护板。

在此，通过配置准直仪，能够防止溅射粒子向基板w的边缘部倾斜入射，进而改善覆盖率。

进一步地，在上述各实施方式中，也可以设为将各自的结构彼此组合而成的结构。

实施例

以下对本发明所涉及的实施例进行说明。

<实验例1>

作为本发明中的具体例，使用了如下的溅射装置10，即：如图1、图2所示，从与靶14的旋转轴(旋转轴线)15b平行的垂直方向观察，靶14的旋转轴(旋转轴线)15b、基板w的旋转轴(旋转轴线)17b、以及开口19的圆心点19b被配置为大致一致。使靶14与基板w间的距离t/s、以及磁路16的面积mg发生变化以进行溅射成膜。

示出此时处理中的各种因素。

靶14的尺寸、基板w的尺寸：φ300mm

磁路16的面积(对应于刻蚀面积)mg：～700cm²(φ300mm)～1250cm²(φ400mm)

调节器18的开口19的圆心角：120°

靶14与基板w间的距离t/s：400mm、600mm

靶14的材质：cu

ar流量：等离子体点火时20sccm，成膜时0sccm

阴极功率：dc20kw

工作台bias功率：300w

工作台温度：-20℃

目标成膜膜厚：43nm

进行上述成膜之后，测定了覆盖率b/c。

覆盖率b/c的测定使用了测长sem来进行。

而且，

覆盖率b/c的测定位置距基板w的圆心的距离r设为：0mm～147mm。

将其结果示于图8。

从该结果中可知，通过减小磁路16的面积(对应于刻蚀面积)mg，改善了覆盖率b/c。

且可知，由此，即使将通常在较长的情况下达到覆盖率b/c良好的状态的t/s设定得较短，覆盖率b/c也得到同等程度的改善。

<实验例2>

然后，使用了将实验例1中靶14的尺寸增大后的溅射装置10来进行溅射成膜。此外，为了进行比较，使用了如下的溅射装置10来进行溅射成膜，即：靶14的旋转轴(旋转轴线)15b相对于基板w的旋转轴(旋转轴线)17b向开口19的圆弧19a侧偏离，并且不使靶14旋转，且该靶14的旋转轴(旋转轴线)15b所对应的中心轴与磁路16的旋转轴被配置为一致。

示出此时处理中的各种因素。

靶14的尺寸：φ400mm

基板w的尺寸：φ300mm

磁路16的面积mg：700cm²(φ300mm)

调节器18的开口19的圆心角：120°

靶14与基板w间的距离t/s：600mm

磁路16的旋转心轴与基板w的旋转轴之间的距离：75mm(磁路16的旋转轴位于调节器18的开口19的中心)

靶14的材质：cu

ar流量：等离子体点火时20sccm，成膜时0sccm

阴极功率：dc20kw

工作台bias功率：300w

工作台温度：-20℃

目标成膜膜厚：43nm

其结果为，即使磁路16较小，如果靶14不旋转且靶14的中心轴与磁路16的旋转轴一致，则发生刻蚀的区域的面积也与磁路16的面积相等，为700cm²(φ300mm)。

与此相对，如果设为使靶14旋转且使靶14的旋转轴(旋转轴线)15b与磁路16的旋转轴如图1那样偏离地配置，则能够将发生刻蚀的区域的区域设为靶14的整个面，刻蚀面积达到了1256cm²(φ400mm)。

由此可知，通过将刻蚀面积由～1250cm²设为700cm²，从而使靶寿命改善了约1.8倍。

附图标记说明

10…溅射装置

11…真空腔室

11a…处理室

12…阴极单元

13…靶组件

14…靶

14a…溅射面

15…背板

15a…溅射电源

15b…旋转轴(旋转轴线)

15c…靶旋转部

16…磁铁单元(磁路)

16c…磁路移动部

17…工作台

17a…高频电源

17b…旋转轴(旋转轴线)

17c…基板旋转部

18…调节器

19…开口

19a…圆弧

19b…圆心点

19c…半径

w…基板