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公開番号2025030678
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023136178
出願日2023-08-24
発明の名称スパッタリング装置
出願人株式会社SCREENホールディングス
代理人個人,個人
主分類C23C 14/35 20060101AFI20250228BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】より均一な膜厚で基板に薄膜を形成できるスパッタリング装置を提供する。
【解決手段】スパッタリング装置は基板保持部とスパッタ部とを備える。基板保持部は所定の公転軸線Q1のまわりで基板を公転させる。スパッタ部は、基板保持部によって基板が公転する円環状の公転経路R1の一部と向かい合う位置に設けられる。スパッタ部はターゲットとスパッタガス供給部とプラズマ発生部と磁石部24とを含む。スパッタガス供給部はターゲットと公転経路との間にスパッタガスを供給する。プラズマ発生部はスパッタガスをプラズマ化させる。磁石部24は、ターゲットに対して公転経路R1とは逆側に設けられ、ターゲットの第1主面側に、磁界であるレーストラックを形成する。磁石部24は、公転軸線Q1についての径方向の外側に向かうにつれて公転軸線Q1についての周方向の一方側に向かう弧状かつ環状の前記レーストラックRTを形成する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
所定の公転軸線のまわりで基板を公転させる基板保持部と、
前記基板保持部によって前記基板が公転する円環状の公転経路の一部と向かい合う位置に設けられたスパッタ部と
を備え、
前記スパッタ部は、
前記公転経路側の第１主面と、前記第１主面と逆側の第２主面を有するターゲットと、
前記ターゲットと前記公転経路との間にスパッタガスを供給する給気口を有するスパッタガス供給部と、
前記スパッタガスをプラズマ化させるプラズマ発生部と、
前記ターゲットに対して前記公転経路とは逆側に設けられ、前記ターゲットの前記第１主面側に、磁界であるレーストラックを形成する磁石部と
を含み、
前記磁石部は、前記公転軸線についての径方向の外側に向かうにつれて前記公転軸線についての周方向の一方側に向かう弧状かつ環状の前記レーストラックを形成する、スパッタリング装置。
続きを表示（約 810 文字）【請求項２】
請求項１に記載のスパッタリング装置であって、
前記磁石部は、
前記径方向の外側に向かうにつれて前記周方向の前記一方側に向かう弧状の第１弧状部分と、
前記第１弧状部分と前記周方向において間隔を空けて位置し、前記径方向の外側に向かうにつれて前記周方向の前記一方側に向かう弧状の第２弧状部分と、
前記公転経路よりも前記径方向の外側に位置し、前記第１弧状部分および前記第２弧状部分の外側端部どうしをつなぐ第１円弧部分と、
前記公転経路よりも前記径方向の内側に位置し、前記第１弧状部分および前記第２弧状部分の内側端部どうしをつなぐ第２円弧部分と
を含む前記レーストラックを形成する、スパッタリング装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスパッタリング装置であって、
前記磁石部は、
各々が、第１磁極面を有し、前記径方向の外側に向かうにつれて前記周方向の前記一方側に向かう弧状の第１仮想線に沿って配列された複数の第１磁石と、
各々が、前記第１磁極面と磁極が異なる第２磁極面を有し、前記複数の第１磁石の一組を囲む仮想的な弧状かつ環状の第２仮想線に沿って配列された複数の第２磁石と
を含む、スパッタリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスパッタリング装置であって、
前記複数の第１磁石の各々の中心は、平面視において前記公転経路と重なり合う前記複数の第１磁石のうち、前記公転軸線に最も近い最内周磁石と、前記公転軸線とを通る仮想的な直線の上、または、前記直線よりも前記周方向の前記一方側に設けられる、スパッタリング装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載のスパッタリング装置であって、
前記第１仮想線は、対数螺旋の一部に沿っている、スパッタリング装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、スパッタリング装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、基板の表面に薄膜を形成するスパッタリング装置が提案されている（例えば特許文献１，２）。特許文献１，２では、スパッタリング装置は基板の表面にＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成する。スパッタリング装置はチャンバと回転治具とターゲットと第１プラズマ発生手段と第２プラズマ発生手段とを含む。
【０００３】
チャンバ内には、ターゲットチャンバおよび窒素チャンバが設けられる。ターゲットチャンバおよび窒素チャンバは所定の公転軸線のまわりで交互に設けられる。回転治具は、チャンバ内において、基板Ｗを所定の公転軸線まわりで公転させる。これにより、基板Ｗはターゲットチャンバから窒素チャンバへ移動し、また、窒素チャンバからターゲットチャンバへ移動する。
【０００４】
ターゲットはターゲットチャンバ内に設けられる。第１プラズマ発生手段はターゲットチャンバ内にアルゴンの第１プラズマを発生させる。アルゴンイオンはターゲットに衝突し、この衝突により、ターゲットから原料粒子が飛び出す。この原料粒子は基板に供給され、基板上に積層される。
【０００５】
第２プラズマ発生手段は窒素チャンバに設けられる。第２プラズマ発生手段は窒素チャンバ内において窒素の第２プラズマを発生させる。これにより反応性の高い窒素が基板の原料粒子と反応する。
【０００６】
ターゲットチャンバおよび窒素チャンバは周方向で連通しており、回転治具による基板の公転によって基板がターゲットチャンバおよび窒素チャンバを通過する。基板がターゲットチャンバを通過しているときに、基板上にＩＩＩ族元素の原料粒子が積層し、基板が窒素チャンバを通過しているときに、窒素が基板上の原料粒子と反応する。これにより、基板にＩＩＩ族窒化物半導体を形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００９－１２４１００号公報
特開２０２２－８３１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
基板は公転軸線のまわりで公転する。このため、基板のうちの公転軸線に近い内周部分の速度は、基板のうちの公転軸線から遠い外周部分の速度よりも低くなる。したがって、内周部分はターゲットの上側空間を相対的に長い時間で横切り、外周部分はターゲットの上側空間を相対的に短い時間で横切る。この時間の相違により、基板の内周部分に積層されるＩＩＩ族元素膜の膜厚と、基板の外周部分に積層されるＩＩＩ族元素膜の膜厚とに差異が生じる、という問題があった。
【０００９】
そこで、本開示は、より均一な膜厚で基板に薄膜を形成できるスパッタリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の態様は、スパッタリング装置であって、所定の公転軸線のまわりで基板を公転させる基板保持部と、前記基板保持部によって前記基板が公転する円環状の公転経路の一部と向かい合う位置に設けられたスパッタ部とを備え、前記スパッタ部は、前記公転経路側の第１主面と、前記第１主面と逆側の第２主面を有するターゲットと、前記ターゲットと前記公転経路との間にスパッタガスを供給する給気口を有するスパッタガス供給部と、前記スパッタガスをプラズマ化させるプラズマ発生部と、前記ターゲットに対して前記公転経路とは逆側に設けられ、前記ターゲットの前記第１主面側に、磁界であるレーストラックを形成する磁石部とを含み、前記磁石部は、前記公転軸線についての径方向の外側に向かうにつれて前記公転軸線についての周方向の一方側に向かう弧状かつ環状の前記レーストラックを形成する。
（【００１１】以降は省略されています）

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