TW201408807A

TW201408807A - 磁控濺射裝置、磁控濺射方法及記憶媒體

Info

Publication number: TW201408807A
Application number: TW102119046A
Authority: TW
Inventors: Kanto Nakamura; Toru Kitada; Atsushi Gomi; Tetsuya Miyashita
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2014-03-01
Also published as: KR20150027053A; US20150136596A1; WO2013179548A1; JPWO2013179548A1

Abstract

提供一種藉由磁控濺射而在基板面內進行均勻性高的成膜之技術。在具備有朝向真空容器內之載置部所載置之基板所配置之靶材、以及設於此靶材背面側而配列磁石而成之磁石配列體的磁控濺射裝置中，係具備有：氣體供給部，係用以將電漿產生用氣體供給至該真空容器內；旋轉機構，係用以使該載置部旋轉；電源部，係將電壓施加至該靶材；移動機構，係用以將該磁石配列體移動於第1區域與較該第1區域要靠靶材外緣部側之第2區域之間；控制部，係輸出控制訊號以使得該磁石配列體的平均移動速度在該第1區域與該第2區域之間相互不同。

Description

磁控濺射裝置、磁控濺射方法及記憶媒體

本發明係關於一種於基板進行成膜之磁控濺射裝置、磁控濺射方法及包含有實行該方法之程式的記憶媒體。

成膜半導體元件之金屬薄膜的裝置之一的磁控濺射裝置係具備有設於基板上方而由金屬構成之靶材與配置於該靶材的背面側之磁石。靶材下面附近係藉由來自磁石之漏洩磁場而於靶材下面形成水平磁場。然後對靶材供給例如負電位之直流電功率或高頻電功率時，被導入至真空容器內之氬(Ar)氣體等非活性氣體會因電場而與加速後之電子衝撞並電離。因電離所產生之電子會因該磁場與電場飄移而產生高密度電漿，此電漿中之氬離子會濺射靶材而將金屬粒子擊出。

靶材有對應於裝置而相對於基板平行設置的情況，或如日本特開2009-1912號公報所示之斜向配置的情況。為了侵蝕靶材的整體面，已知磁石有例如日本特開2002-136189號公報所記載般會自轉，或如日本特開2002-220663號公報所記載般會公轉者。又，靶材之濺射粒子的放射角度分布由於因靶材材料而有所差異，故一般上述磁控濺射裝置係具備有相對於靶材而將台座加以升降的高度調整機構。藉由對應於靶材材料來進行台座高度的調整，便可防止膜厚分布之均勻性降低。該高度調整機構包含伸縮管，藉由此伸縮管來維持真空容器與該台座之間的氣密。

但是，台座上下的可動距離會因該伸縮管之可伸縮範圍等、裝置之構成構件因素等而被加以限制，故並不一定可將台座配置於適當的位置。雖然能考慮將台座之上下可動範圍增大以構成裝置來加以對應，但會使得該高度調整機構之製造成本上升，而有真空容器高度變大導致裝置大型化之問題。另一方面，雖可藉由調整成膜時之壓力(程序壓力)來調整膜厚分布，但也有壓力調整所無法解決的情況。亦即，對應於元件種類雖被要求有針對成膜對象的薄膜之適當膜質、應力或膜特性等，但該等因子會因程序壓力而有所改變，故在重視膜厚分布的程序壓力與重視該因子的程序壓力有所差異的情況，便會產生矛盾衝突。

會顧慮到此問題的半導體元件之一範例舉例有作為可解決以往RAM問題之記憶元件而被加以期待的MRAM(Magnetic Random Access Memory)。此MRAM係以強磁性體的磁性體膜來夾置絕於膜，為使得磁性體膜之磁化方向為相同或不同來改變元件之電阻值而利用TMR(穿隧磁性電阻)元件之記憶元件，故被要求有相對於磁性體膜之適當的磁性特性。

磁性體膜之磁性特性會因程序壓力而有所變化，故在相對於磁性體膜而獲得所欲磁性特性之壓力範圍與用以確保膜厚均勻性之壓力範圍有所差異的情況，便無法僅以調整程序壓力來加以對應。膜厚分布雖可如所述般以該台座之高度來做某程度的調整，但在裝置構成之觀點而高度可調整範圍被加以限制的情況，便有台座無法配置於適當位置，或即便可在廣範圍下調整高度，但僅以高度調整仍有膜厚均勻性不充足的可能性。

本發明有鑑於如斯情事，其目的在於提供一種可藉由磁控濺射來於基板面內進行均勻性高之成膜的技術。

本發明之磁控濺射裝置，係在具備有朝向真空容器內之載置部所載置之基板所配置之靶材、以及設於此靶材背面側而配列磁石而成之磁石配列體的磁控濺射裝置中，具備有：氣體供給部，係用以將電漿產生用氣體供給至該真空容器內；旋轉機構，係用以使該載置部旋轉；電源部，係將電壓施加至該靶材；移動機構，係用以將該磁石配列體移動於第1區域與較該第1區域要靠靶材外緣部側之第2區域之間；以及控制部，係輸出控制訊號以使得該磁石配列體的平均移動速度在該第1區域與該第2區域之間相互不同；其中該磁石配列體之配列區域整體面積為靶材面積之2/3以下。

本發明之具體樣態則如下述。

(a)該移動機構係將該磁石配列體相對於該靶材中心部而對稱地加以移動。

(b)該第1區域之磁石配列體的平均移動速度係較該第2區域之磁石配列體的平均移動速度要快。

(c)該移動機構係構成為將磁石配列體加以往復運動。

(d)該移動機構係構成為將磁石配列體加以旋繞運動。

(e)該控制部係具備有對應於該磁石配列體之移動模式及處理種類而加以記憶之記憶部，會基於對應於處理種類之移動模式來移動磁石配列體而輸出控制訊號。

依本發明，會將磁石配列體移動於第1區域與較該第1區域要靠靶材外緣部側之第2區域之間，使得磁石配列體的平均移動速度在該第1區域與第2區域之間有所差異。藉此，便可在旋轉的基板進行均勻性高的成膜。

1‧‧‧裝置

11‧‧‧真空容器

12‧‧‧搬送口

13‧‧‧開閉機構

14‧‧‧開口部

21‧‧‧台座

22‧‧‧軸部

23‧‧‧旋轉機構

24‧‧‧旋轉密封件

25‧‧‧軸承

31‧‧‧排氣口

32‧‧‧排氣管

33‧‧‧排氣泵

34‧‧‧排氣量調整機構

35‧‧‧氣體噴嘴

36‧‧‧氣體供給源

37‧‧‧流量控制部

41‧‧‧開口部

42‧‧‧絕緣構件

43‧‧‧保持部

44‧‧‧靶材電極

45‧‧‧基體板

46‧‧‧靶材

47‧‧‧電源部

51‧‧‧磁石配列體

52‧‧‧支撐板

53‧‧‧磁石

54‧‧‧托座

55‧‧‧移動機構

56‧‧‧滾珠螺桿

57‧‧‧馬達

58‧‧‧配列區域

6‧‧‧控制部

L1‧‧‧橫向距離

L2‧‧‧TS距離

W‧‧‧晶圓

圖1係本發明相關之磁控濺射裝置之縱剖面圖。

圖2係該濺射裝置所設置之磁石配列體、靶材及台座之立體圖。

圖3係該磁石配列體之仰視圖。

圖4係其他磁石配列體之仰視圖。

圖5係顯示該靶材及該磁石配列體之尺寸的俯視圖。

圖6係該濺射裝置所設置之控制部之構成圖。

圖7係顯示該磁石配列體之移動模式之圖表。

圖8係顯示該磁石配列體之其他移動模式之圖表。

圖9係顯示藉由濺射來進行成膜之樣態的說明圖。

圖10係顯示藉由濺射來進行成膜之樣態的說明圖。

圖11係顯示藉由濺射來進行成膜之樣態的說明圖。

圖12係顯示磁石配列體之其他移動模式之俯視圖。

圖13係顯示該移動模式之俯視圖。

圖14係顯示該移動模式之俯視圖。

圖15係顯示磁石配列體、靶材及台座之構成的其他範例之立體圖。

圖16係顯示藉由模擬所獲得之膜厚分布之圖表。

圖17係顯示實施例中磁石配列體之移動模式的圖表。

圖18係顯示片電阻分布之圖表。

圖19係顯示實施例中磁石配列體之移動模式的圖表。

圖20係顯示膜厚分布之圖表。

圖21係顯示片電阻分布之圖表。

就本發一實施形態相關之磁控濺射裝置1，參照圖式來加以說明。圖1係該磁控濺射裝置1之縱剖面圖。圖中11係例如鋁(Al)所構成而接地之真空容器。圖中12係真空容器11側壁所開口之為基板的晶圓W之搬送口，係藉由開閉機構13加以開閉。

真空容器11內設有為載置部之圓形的台座21，晶圓W係水平地載置於該台座21表面。台座21內面中央部係連接有延伸於垂直方向之軸部22的一端。軸部22之另端係透過真空容器11底部所設置之開口部14而朝真空容器11外部延伸而出，並連接至旋轉機構23。台座21係構成為藉由此旋轉機構21透過軸部22而會繞鉛直軸自由旋轉。軸部22周圍係以從真空容器11外側封閉該真空容器11與軸部22之間隙的方式設有筒狀的旋轉密封件24。圖中25係旋轉密封件所設置之軸承。

台座21之內部設有未圖示之加熱器，會在成膜處理時將晶圓W加熱至既定溫度。又，此台座21係設有用以在該台座21與真空容器11外部的搬送機構(未圖示)之間收授晶圓W之突出銷(未圖示)。

真空容器11下方係開口有排氣口31。此排氣口31係連接有排氣管32之一端，排氣管32之另端係連接至排氣泵33。圖中34係介設於排氣管32之排氣量調整機構，具有調整真空容器11內壓力之功用。真空容器11側壁上部側係設有為電漿產生用氣體供給部之氣體噴嘴35，氣體噴嘴35係連接至例如儲存有Ar等非活性氣體之氣體供給源36。圖中37係質流控制器所構成之流量控制部，會控制氣體供給源36朝氣體噴嘴35之Ar氣體的供給量。

真空容器11之頂部係形成有矩形之開口部41，真空容器11內部側之該開口部41緣部係沿著該緣部設有絕緣構件42。沿此絕緣構件42設有保持部43。此保持部43之內周係以封閉該開口部41之方式將俯視呈矩形之靶材電極44保持於該保持部43。藉由該絕緣構件42，靶材電極44便會從真空容器11絕緣。靶材電極44係構成為對應於處理而能自由交換。

此靶材電極44係由例如Cu或Fe所構成之導電性長方形基體板45與構成成膜材料之靶材46所構成。靶材46係例如由用以構成MRAM元件之Co-Fe-B(鈷-鐵-硼)合金、Co-Fe合金、Fe、Ta(鈦)、Ru、Mg、TiMn、PtMn等之任一者的材質所構成，係層積設置於基體板45之下方側。又，此範例中，靶材電極44係藉由電源部47施加負的直流電壓，但亦可取代直流電壓而施加交流電壓。

圖2係靶材電極44之立體圖。此範例中，靶材電極44係以短邊成為水平之方式，且長邊之晶圓W側端部會較另邊端部要高之方式而相對於台座21上之晶圓W來斜向地加以配置。靶材46中心係位於較該晶圓W中心要靠外側。

如此般地將靶材46配置為斜向，且相對於晶圓W於橫向偏移，係為了使得濺射粒子均勻性高地沉積在晶圓W上。靶材46為合金的情況，可提高晶圓W上所成膜之膜的合金組成之均勻性。靶材46之濺射粒子會依餘弦定律而射出。亦即，相對於射出濺射粒子之靶材46的面之法線，濺射粒子會比例於濺射粒子射出方向之角度的餘弦值之量來加以射出。相較於將靶材水平地配置，或配置於晶圓W上部的情況，可抑制靶材46面積，並在靶材46面內將朝晶圓W之濺射粒子的可放射區域加以提升。但是，實施本發明時，亦可將靶材46水平地配置，或以重疊於晶圓W之方式配置於該晶圓W上部。

圖1中，晶圓W法線(厚度方向的線)與靶材46中心軸線所構成之角度θ 1係設定在例如0度~45度。此靶材46中心與該台座21上之晶圓W中心的橫向距離L1(偏移距離)係設定在150mm~350mm。將台座21所載置之晶圓W至靶材電極44中心的距離為TS距離L2時，此TS距離L2係設定在150mm~350mm。

接著，就靶材電極44上所設置之磁石配列體51加以說明。說明時，係以該靶材46之長邊方向為X方向，靶材46之寬度方向為Y方向。磁石配列體51係具備有並列於靶材46之矩形支撐板52、及構成磁性迴路之複數磁石53。支撐板52下面係支撐有該磁石53之一端，其另端係接近靶材電極44。圖3係顯示支撐板52的下面。沿著支撐板52四邊所延伸之4個磁石53係以包圍支撐板52中央部之方式加以設置。然後，由此4個磁石53加以遠離而以延伸於Y方向之方式於支撐板52中央部設置1個磁石53。沿著該四邊所設置之磁石53的靶材46側極性與設置於中央部之磁石53的靶材46側極性係相互不同。將藉由如此般配置磁石53所形成之磁力線在圖中概略地以曲線之箭頭加以表示。圖3之磁石構成為一範例，並非限制於此構成。圖4中，係顯示其他磁石53之構成例。就與圖3之構成的差異加以說明，圖4之構成中，係在該Y方向配置多數與磁石53相比，Y方向長度較短的磁石50。又，其他差異點則是如此般多數配置於Y方向的磁石50所構成之磁石群與延伸於X方向之磁石53係相互遠離。

如圖1所示，支撐板52上部係設有托座54，並連接至移動機構55。移動機構55係由例如延伸於該X方向之滾珠螺桿56、讓該滾珠螺桿56繞軸旋轉之馬達57所構成。滾珠螺桿56係螺合於托座54。藉由馬達57的正轉與逆轉，磁石配列體51會沿著X方向，在靶材46之一端部側(上端部側)與另端部側(下端部側)之間往復移動，而構成為可控制靶材46面內之濺射量分布。又，為了抑制靶材46之局部性濺射，由靶材46中心觀看靶材46一端部側、另端部側時，磁石配列體51所描繪之軌跡係以相互對稱之方式使得該磁石配列體51加以移動。亦即，磁石配列體51係由靶材46中心部朝一端部側、另端部側分別等距離移動。

圖5係顯示靶材46與支撐板52中磁石53之配列區域58的俯視圖。將靶材46之X方向長度為M1、配列區域58之X方向長度為M2時，為了進行該往復運動，M2/M1係設定在例如2/3以下。又，將靶材46面積為M3、配列區域58面積為M4時，M4/M3係設定在2/3以下。

此磁控濺射裝置1係具備控制部6。圖6係顯示控制部6之構成，控制部6係具備有程式61、用以實行該程式61之命令的CPU62、記憶體63、以及輸入部64。圖中65為匯流排。程式61會控制從電源部47朝靶材電極44之電功率供給動作、流量調整部67之Ar氣體流量調整、驅動機構54之磁石配列體51移動、排氣量調整機構34之真空容器11內壓力調整、旋轉機構23之台座21旋轉等。藉此而由進行後述晶圓W處理之步驟群所組成。此程式61係被儲存於例如硬碟、光碟、磁光碟、記憶卡等記憶媒體，而由此安裝至電腦。

記憶體63係相互對應而記憶有靶材46材質、成膜處理時之真空容器11內的壓力、磁石配列體51之移動模式種類、處理配方之號碼。關於該移動模式將於後述。輸入部64係由例如滑鼠、鍵盤、觸控面板等所構成，裝置1的使用者能由此輸入部64來選擇該處理配方之號碼。藉由選擇該號碼，晶圓W處理時，會以真空容器11內會成為對應於此處理配方之壓力的方式，來控制排氣量調整機構34之動作。然後，會以對應此處理配方之移動模式而使得磁石配列體51動作之方式來輸出控制訊號至馬達57。就上述各成膜材料而言，由於係依處理時之真空容器11之壓力來決定所形成之膜應力或磁性特性，故使用者會選擇可獲得所欲應力及磁性特性之壓力的處理配方。此處理配方之設定可例如依晶圓W之各批次來進行，對應於批次與所選擇之處理配方而記憶至記憶體63。

接著，就磁石配列體51之移動模式加以說明。如上述般磁石配列體51係沿著靶材46長度方向而往復移動，但此範例中，係以靶材46各部之平均移動速度相互不同之移動模式A或移動模式B來加以移動。磁石配列體在靶材46上進行一往復時，亦即從靶材46一端部側朝另端部側，從另端部側回到一端部側時之移動模式之圖表係表示於圖7、8。圖7之圖表係表示移動模式A之動作，圖8之圖表係表示移動模式B之動作。個圖表之縱軸係表示磁石配列體51之移動速度，橫軸係表示時間。磁石配列體51從一端部側朝另端部側時的速度以正來加以表示，從另端部側朝一端部側時之速度為了方便則在圖表上以負來加以表示。移動模式A、B在移動速度為0時，磁石配列體51係位在靶材46之一端部上或另端部上。

移動模式A之圖表波形為正弦波。移動模式B在靶材46上從一端部側朝另端部側及從另端部側朝一端部側時，移動速度的絕對值在上升後至下降為止期間，該速度的絕對值有成為固定的時間。此成為固定時的速度為模式B的最大速度，較圖8之圖表中以虛線所示之移動模式A的最大速度要慢。該等移動模式A、B中，磁石配列體51通過靶材46中央部(第1區域)時之平均移動速度會較通過靶材46兩端部(第2區域)時之平均移動速度要快。

就磁石配列體51之平均移動速度與從靶材46所飛散濺射粒子之關係加以說明。靶材46中在磁場強度較強處，電漿密度會變高，該處之濺射率會上升。換言之，靶材46中會從磁石配列體51所停留之處放出較多的濺射粒子。又，靶材46中，就磁石配列體51停留時間較長之處，由於電漿停留時間會變長，故濺射粒子之放出量會變多。亦即，靶材46面內之磁石配列體51的平均移動速度較慢之處，則該處之濺射率會較大。與其相反地，磁石配列體51的平均移動速度較快之處，則該處之濺射率會較小。

本發明雖以使得磁石配列體之平均速度在第1區域與較第1區域要靠靶材46外緣部側之第2區域之間有所差異為要件，但這是指該磁石配列體51之該第1區域的停留時間與第2區域的停留時間有所差異。然後，該第1區域之磁石配列體51的平均移動速度較該第2區域之磁石配列體51之平均移動速度要快，係指該第1區域之磁石配列體的停留時間較該第2區域之磁石配列體的停留時間要短。

就移動模式A，靶材46濺射之樣態則分別概略地顯示於圖10、11。該等圖9、10、11係顯示圖7之圖表中區間t1、t2、t3之磁石配列體51，該等各區間之磁石配列體51係分別移動於靶材46之一端部上、中央部上、另端部上。各區間t1~t3之大小相互均等。圖9、10、11中，箭頭的數量越多，表示靶材46之濺射率越大。如上述般藉由磁石配列體51之平均移動速度的差異，則靶材46中央部之濺射率會較一端部及另端部之濺射率要小。

關於移動模式B，由於靶材46中央部之磁石配列體51的平均移動速度較移動模式A要慢，故該中央部之濺射率會較移動模式A要大。藉由如後述之模擬所示，藉由選擇移動模式A、B，便可控制晶圓W之膜厚分布。

依真空容器11內之壓力及靶材46之材質，從靶材46所釋出之濺射粒子的飛散方向會有所變化。從而，將磁石配列體51依各處理配方以相同移動模式加以移動的情況，會產生膜厚分布的差異。以將此壓力及靶材46之材質所導致之膜厚分布差異加以均勻化而獲得均勻性高的膜厚分布之方式，在各處理配方中以移動模式A、B之任一者模式來進行處理而預先設定，並記憶至該記憶體63。

接著，就上述磁控濺射裝置1之作用加以說明。裝置1之使用者會對應於真空容器11內所配置之靶材46材質及成膜處理時所希望之壓力，依被搬入至裝置1之晶圓W的批次決定處理配方，依批次從輸入部64輸入所決定的處理配方之號碼。之後，開啟真空容器11之搬送口12，藉由未圖示之外部搬送機構及推頂銷的共同作業，將晶圓W收授至台座21。接著，搬送口12會關閉，將Ar氣體供給至真空容器11內，並藉由排氣量調整機構34控制排氣量，將真空容器11內維持在該晶圓W的處理配方之壓力。

然後，台座21會繞鉛直軸旋轉，且藉由移動機構55讓磁石配列體53以所決定之處理配方之移動模式在靶材46上沿其長度而往復移動。然後，從電源部47施加負的直流電壓至靶材電極44，在靶材電極44周圍產生電場，藉由以此電場加速的電子衝撞至Ar氣體，使得Ar氣體電離。藉由Ar氣體電離會產生新的電子。另一方面，藉由磁石53會沿著該磁石53所在之靶材46表面形成磁場。

然後，藉由靶材46附近的電場及該磁場，該電子會被加速而飄移。然後，因加速而獲得充分能量之電子會進一步地與Ar氣體衝撞，產生電離而形成電漿，電漿中之Ar離子會濺射靶材46。又，藉由此濺射所產生之二次電子會被該水平磁場所捕捉而再度貢獻於電離，如此一來，電子密度會變高，而電漿會高密度化。此時磁石配列體51會在靶材46背面以移動模式A或B加以移動。如上述般在移動模式B的情況，磁石配列體51在靶材46長度方向中，中央部的平均速度會較移動模式A要慢，故在中央部之電漿的停留時間會變長，而使得濺射率提高。

藉由如此般地在靶材46面內改變濺射率之分布，便可調整入射至晶圓W周圍方向之濺射粒子的量，藉由旋轉晶圓W，使得濺射粒子之入射位置在該晶圓W之周圍方向偏移，便可在晶圓W進行均勻性高的成膜。

當電源部47之電源開啟而經過既定時間時，將該電源關閉而停止電漿的產生，停止Ar氣體的供給，以既定的排氣量將真空容器11內排氣，並以和搬入時之相反動作將晶圓W從真空容器11內搬出。然後，後續的晶圓W則與先前的晶圓W同樣地進行處理。然後，在改變搬送至濺射裝置1之晶圓W的批次時，就該批次以所設定之移動模式讓磁石配列體51移動。又，在交換靶材電極44，改變靶材46材質情況，使用者則依所改變之靶材46及壓力選擇處理配方來進行處理。

依此磁控濺射裝置1，成膜處理中磁石配列體51會在相對於旋轉之台座21而斜向設置之靶材46上，一邊改變平均移動速度，一邊在該靶材46之一端部側與另端部側之間往復移動。藉此，便可控制靶材46之濺射量分布，在晶圓W面內進行均勻性高之成膜處理。又，依成膜處理時之壓力及靶材46之材質，來決定磁石配列體51之移動模式。依此，便可在晶圓W面內進行均勻性更高之膜厚形成。

例如亦可以可調整該TS距離L2之方式將台座21之升降機構設於該旋轉機構，對應於處理配方改變該TS距離而控制膜厚分布，以使得晶圓W 面內之膜厚均勻性更加提高。如此般設置升降機構的情況，由於可如上述般藉由磁石配列體51的移動來控制膜厚分布，故可防止升降所必要之可動距離變長。從而，即便如此般地設有升降機構的情況或未設有升降機構的情況，均可抑制裝置之製造成本，並防止裝置的大型化。

上述範例中，雖靶材46兩端部之濺射率係較中央部之濺射率要大，但不限於此般控制。例如亦可為使得磁石配列體51之靶材中央部的平均移動速度較兩端部的平均移動速度要慢，而使得該兩端部之濺射率較中央部之濺射率要小。為此，從靶材46一端部及另端部中之一邊朝另邊移動磁石配列體51時，亦可例如在靶材46之中央部將磁石配列體51暫時停止。

以移動機構55使磁石配列體51之移動模式不限於上述之往復移動。例如圖12、圖13及圖14係顯示其他移動模式。此範例中，如圖中之鏈線箭頭所表示之其軌跡般，磁石配列體51係沿著俯視靶材46之邊而旋繞運動。如此般旋繞運動的情況，與往復運動的情況同樣地，會依著圖7、8所示之移動模式使得磁石配列體51動作。亦即，磁石配列體51在靶材46兩端部移動時之平均移動速度會較在中央部移動時的平均移動速度要快。圖12、圖13及圖14係顯示磁石配列體51以移動模式A移動時之該區間t1、t2、t3內的既定時刻之磁石配列體51的位置。另外，如此般在磁石配列體51旋繞的情況，亦可讓在靶材46兩端部移動時的平均移動速度較在中央部移動時的平均移動速度要慢。

然而，靶材46的形狀並不限為矩形，亦可為橢圓形或長圓形，亦可為四方形以外的多角形。又，移動模式不限於兩種類。亦可為例如準備較移動模式B而在靶材中央部移動時之速度更慢的移動模式C，對應於處理配方而從移動模式ABC中選擇所實施之模式。又，上述範例中，雖係依處理配方中之處理參數之壓力及靶材46材質來改變移動模式，但從靶材46所釋出之濺射粒子的角度則可依為處理參數之對靶材46所施加之電壓來加以改變。從而，亦可依處理參數來改變移動模式。

然而，上述範例中，從靶材46中央部觀之，係以會對稱於靶材46一端部側、另端部側之方式讓磁石配列體51移動。藉此，一端部側、另端部側之濺射量便會均勻，能防止侵蝕的偏移並提高晶圓W面內之膜厚分布均勻性來進行成膜，在不脫離此般技術思想下均包含於本發明之權利範圍。例如在將磁石配列體51往復移動的情況，由靶材46中央部觀之，磁石配列體51之朝一端部側的移動距離、朝另端部側之移動距離相互有數mm左右之差異亦未脫離此技術思想，仍包含在對稱地移動者。

又，例如在將磁石配列體51往復移動時，從靶材46中央部觀之，使得磁石配列體51朝一端部側移動50mm，朝另端部側移動40mm後，接著朝一端部側移動40mm，朝另端部側移動50mm。重複進行此般移動。此移動模式的情況，磁石配列體51會以靶材46之中央部→一端部側→另端部側→中央部側之路徑之移動動作為一往復移動時，僅以n(n為整數)次的往復移動觀之，磁石配列體51係並未對稱地移動。因此，一端部側與另端部側在濺射量上可有所偏差，但在n+1次的往復移動便會消除此偏差。亦即，長期性觀之，磁石配列體51以相同軌跡朝一端部側、另端部側對稱地移動。即便為此般移動模式的情況，亦包含於本發明之權利範圍。又，亦可構成為磁石配列體51朝一端部側移動50mm，朝另端部側移動50mm後，接著朝一端部側移動40mm，朝另端部側移動40mm，並重複進行此般移動。此移動模式的情況，磁石配列體51由於係以相同軌跡朝一端部側、另端部側加以移動，故能獲得同樣效果。

又，其他實施形態亦可構成為將磁石配列體81在水平方向移動於靶材80上。圖15係顯示此般實施形態，此範例中，靶材80係於晶圓W上方以長邊為水平之方式加以配置，其短邊係配置為晶圓W中央側之端部係較外側端部要高而傾斜。然後，靶材80中心部之法線(與靶材80下面正交的線)係位於晶圓W下方側與晶圓W中心線交叉之位置。又，磁石配列體81係與圖1~圖3所示之磁石配列體51為相同構造，支撐板82下面係將該磁石83之一端支撐於支撐板82，另端則接近靶材80。從而，如圖1及圖2所示，磁控濺射裝置1之靶材46及磁石配列體51係配置為以通過靶材46中心之法線為中心而90度旋轉。又，移動機構雖圖式加以省略，但係由例如圖15中延伸於靶材80長度方向(Y方向)之滾珠螺桿及馬達所構成，而構成為磁石配列體81可移動於靶材80長度方向一端部側與另端部側之間。從而，磁石配列體81可相對於靶材80以平行之姿勢水平移動於Y方向。

圖15所示之實施形態中，磁石配列體81之移動模式可適用圖1所示之實施形態的移動模式，此情況，圖7及圖8所示之移動模式的縱軸+側及- 側係分別與圖15所示之朝Y方向的一端部側及另端部側置換。亦即，圖12所示實施形態之磁石配列體81係依例如所述移動模式A或B而移動於靶材80之水平方向一端部側及另端部側之間。

【實施例】

為了評估本發明，便設定磁石配列體的移動模式，藉由模擬(實施例1)及確認試驗(實施例2~4)來求得進行成膜時之晶圓W所形成之膜的膜厚分布。模擬及確認試驗中，係假定或使用圖15所示之裝置，關於該角度θ 1、偏移距離L1、TS距離L2之數值則由最初實施形態所記載之具體範例的範圍加以選擇。

(實施例1)

進行以圖7及圖8所示之移動模式A、B分別進行成膜之情況的模擬。圖16之圖表係顯示以分別移動模式進行成膜處理時之晶圓W的膜厚分布，虛線之圖表係顯示以移動模式A進行處理時之膜厚分布，實現之圖表係顯示以移動模式B進行處理時之膜厚分布。圖表的縱軸係將既定膜厚之數值為1而基準化，橫軸係顯示從晶圓W中心起之距離。以移動模式A進行模擬的結果，膜厚分布(膜厚最大值與最小值之差/平均膜厚)為7.1%，相對於此，移動模式B則為2.3%。

如圖表所示，以移動模式B成膜的情況，與以移動模式A成膜的情況相比，晶圓W中央部附近的膜厚較大。這是因靶材80中央部之磁石配列體81的平均移動速度較慢，故該中央部之濺射率會提高，使得沉積於晶圓W中心附近之濺射粒子的量增加之故。藉由此模擬，顯示出改變磁石配列體81之移動模式會改變膜厚分布。

(實施例2)

如移動模式B，在設定為以定速在某時間帶移動之移動模式中，確認了改變進行加速度之時間及定速移動時之設定速度的2個參數時，晶圓W所形成之膜的膜厚分布。另外，靶材80材料係使用Ta。

圖17係顯示磁石配列體81之移動模式P1~P3之圖表，圖表之縱軸係顯示磁石配列體81的移動速度，橫軸係顯示時間。分別將移動模式分為加減速時間與定速。

移動模式P1：加減速時間249m秒、定速112mm/秒

移動模式P2：加減速時間99m秒、定速103mm/秒

移動模式P3：加減速時間369m秒、定速120mm/秒

圖18之圖表係顯示適用移動模式P1~P3而分別進行成膜時之晶圓W所形成之膜的片電阻分布。圖表的縱軸為將既定片膜厚之數值為1而基準化，橫軸係顯示從晶圓W中心起之距離。另外，以移動模式P1~P3進行成膜結果之片電阻分布(片電阻最大值與最小值之差/平均片電阻)，在移動模式P1中為2.8%，移動模式P2中為3.5%，移動模式P3中為2.0%。

如圖18之圖表所示，晶圓W中央部附近之片電阻在以移動模式P3成膜的情況時最大，以移動模式P2成膜情況時最小。藉由此實驗結果，顯示出藉由調整磁石配列體81之移動模式的進行加減速的時間或定速移動時之設定速度，便會改變片電阻之分布。

(實施例3)

在改變靶材80材料的情況，亦進行藉由調整移動模式來獲得良好的膜厚分布之確認試驗。實施例3-1係使用Ta作為靶材80材料，藉由移動模式P1來進行成膜處理。實施例3-2係使用70CoFe作為靶材80材料，藉由移動模式P4(加減速時間759m秒，定速120mm/秒)來進行成膜處理。圖19係顯示磁石配列體81之移動模式P1、P4的圖表，圖表的縱軸係顯示磁石配列體81的移動速度，橫軸係顯示時間。分別將移動模式分為加減速時間與定速。

圖20之圖表係顯示以實施例3-1及3-2分別進行成膜時之晶圓W所形成之膜的膜厚分布。圖表的縱軸係將既定膜厚之數值為1而基準化，橫軸係顯示從晶圓W中心起之距離。實施例3-1、3-2均成膜出均勻性高的平坦膜，膜厚分布(膜厚最大值與最小值的差/平均膜厚)在實施例3-1中低至1.9%，實施例3-2中低至1.6%。藉由此實驗結果，顯示出即便在改變靶材80材料的情況，仍能藉由調整磁石配列體81之移動模式來成膜出均勻的膜厚。

(實施例4)

在將磁石配列體81往復移動時，將從靶材80中央部觀之磁石配列體81例如朝一端部側移動α mm，朝另端部側移動α mm後，接著朝一端部側移動與α不同之β mm，朝另端部側移動β mm之模式作為一循環。就反覆進行此般循環時所成膜之膜進行確認試驗。實施例4中，係將磁石配列體81朝靶材80一端部側移動98mm，朝另端部側移動98mm後，接著朝一端部側移動88mm，朝另端部側移動88mm，並反覆進行此循環。又，重複將磁石配列體81朝靶材80兩端部側均等地移動98mm而進行成膜的情況作為比較例4。另外，靶材80材料係使用PtMn。

圖21之圖表係顯示實施例4及比較例4中，分別進行成膜處理時之晶圓W所形成之膜的片電阻分布。圖表之縱軸係將既定片電阻之數值為1而基準化，橫軸係表示從晶圓W中心起之距離。實施例4、比較例4均成膜出平坦膜而獲得略相同之片電阻的情形。又，就片電阻分布(片電阻之最大值與最小值的差/平均片電阻)，實施例4、比較例4均為2.0%。