(57)【要約】      （修正有）【課題】均一な膜厚分布が得られる成膜装置を提供する。【解決手段】スパッタリングの成膜材料により形成され、スパッタリングにより削られるスパッタ面ＳＳ１，ＳＳ２を有する第１のターゲット４Ａ及び第２のターゲット４Ｂ，４Ｃと、前記第１のターゲット及び前記第２のターゲットに電力を印加する電源部と、成膜対象であるワークＷを支持する支持面３３ａを有する支持部３３と、前記支持部を回転させる駆動部と、を有し、前記第１のターゲットと前記第２のターゲットとは、前記支持面の回転軸Ｃを挟む位置であって、前記回転軸からの距離が異なる位置に配置され、前記第１のターゲットは、前記スパッタ面の中心を通り径方向の断面に直交する軸ａｘ１が、前記支持面の回転軸と平行であり、前記第２のターゲットは、前記スパッタ面の中心を通り径方向の断面に直交する軸ａｘ２が、前記支持面の回転軸に対して傾斜している。【選択図】図８
2020050925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタリングの成膜材料により形成され、スパッタリングにより削られるスパッタ面を有する第１のターゲット及び第２のターゲットと、
前記第１のターゲット及び前記第２のターゲットに電力を印加する電源部と、
成膜対象であるワークを支持する支持面を有する支持部と、
前記支持部を回転させる駆動部と、
を有し、
前記第１のターゲットと前記第２のターゲットとは、前記支持面の回転軸を挟む位置であって、前記回転軸からの距離が異なる位置に配置され、
前記第１のターゲットは、前記スパッタ面の中心を通り径方向の断面に直交する軸が、前記支持面の回転軸と平行であり、
前記第２のターゲットは、前記スパッタ面の中心を通り径方向の断面に直交する軸が、前記支持面の回転軸に対して傾斜していることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記第１のターゲットの前記スパッタ面は、前記支持面に支持された前記ワークの成膜対象面と平行であり、
前記第２のターゲットの前記スパッタ面は、前記支持面に支持された前記ワークの成膜対象面に対して傾斜していることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記第１のターゲット及び前記第２のターゲットは、前記回転軸に沿う方向において重なりが無い位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記第１のターゲット及び前記第２のターゲットはサイズが共通であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項５】
前記第１のターゲットは、複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の成膜装置。
【請求項６】
前記第２のターゲットは、複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板などのワークの表面に成膜を行う装置として、スパッタリングによる成膜装置が広く用いられている。スパッタリングは、チャンバ内に導入したガスをプラズマ化させることにより発生するイオンが、成膜材料であるターゲットの平面に衝突することにより、成膜材料が飛んでワークに付着することを利用した技術である。
【０００３】
このようなスパッタリングにおいては、ワークの表面に形成される膜の厚さが均一となるように成膜されることが望ましい。例えば、複数のターゲットを配設してワークを静止させたまま、各ターゲットへの印加電力を調整する、ターゲットと成膜対象物との距離を調整する等の方法により、膜厚の面内均一化を図ることが行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−２１２７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記方法では、多くのターゲットを必要とする。このため、印加電力を調整する方法では、電力制御が複雑となる。また、ターゲットとワークとの距離を調整する方法でも、ワークに近づけたターゲットが他のターゲットから飛び出す成膜材料の粒子を遮蔽してしまうため、ワークに近づけることにも限界がある。つまり、ターゲットへの印加電圧の調整や、ターゲットとワークとの距離の調整によっても、膜厚の均一化を図ることが困難な場合もある。これに対処するため、複数のターゲットに対向するワークを回転させて、ワークの成膜対象面を、順次異なるターゲットに対向させることにより、複数のターゲットの成膜レートのばらつきを相殺することが行われている（例えば、特許文献１）。但し、かかる方法によっても、例えば、膜厚分布には±１０％程度のばらつきが生じていた。
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、均一な膜厚分布が得られる成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、実施形態の成膜装置は、スパッタリングの成膜材料により形成され、スパッタリングにより削られるスパッタ面を有する第１のターゲット及び第２のターゲットと、前記第１のターゲット及び前記第２のターゲットに電力を印加する電源部と、成膜対象であるワークを支持する支持面を有する支持部と、前記支持部を回転させる駆動部と、を有し、前記第１のターゲットと前記第２のターゲットとは、前記支持面の回転軸を挟む位置であって、前記回転軸からの距離が異なる位置に配置され、前記第１のターゲットは、前記スパッタ面の中心を通り径方向の断面に直交する軸が、前記支持面の回転軸と平行であり、前記第２のターゲットは、前記スパッタ面の中心を通り径方向の断面に直交する軸が、前記支持面の回転軸に対して傾斜している。
【０００８】
前記第１のターゲットの前記スパッタ面は、前記支持面に支持された前記ワークの成膜対象面と平行であり、前記第２のターゲットの前記スパッタ面は、前記支持面に支持された前記ワークの成膜対象面に対して傾斜していてもよい。
【０００９】
前記第１のターゲット及び前記第２のターゲットは、前記回転軸に沿う方向において重なりが無い位置に配置されていてもよい。前記第１のターゲット及び前記第２のターゲットはサイズが共通であってもよい。
【００１０】
前記第１のターゲットは、複数設けられていてもよい。前記第２のターゲットは、複数設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、均一な膜厚分布が得られる成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態を示す簡略化された透視平面図である。
【図２】図１の搬入搬出部を示すＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１の表面処理部及び成膜部を示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図２の支持部を示す断面図（Ａ）（（Ｂ）のＸ−Ｘ線断面図）、下面図（Ｂ）である。
【図５】図２のプッシャを示す平面図（Ａ）、側面図（Ｂ）である。
【図６】図５のプッシャの接続部を示す詳細断面図であり、凸部が突出した状態（Ａ）、凸部が後退した状態（Ｂ）である。
【図７】図３の表面処理部の表面処理時及び成膜部の成膜時を示す断面図である。
【図８】実施形態のターゲットの配置を示す説明図である。
【図９】実施形態の制御装置を示すブロック図である。
【図１０】図２の搬入搬出部のワークの搬入動作の開始を示す断面図である。
【図１１】図２の搬入搬出部のアームの回転状態を示す断面図である。
【図１２】図２の搬入搬出部のワークの搬入を示す断面図である。
【図１３】図２の搬入搬出部のワークの搬入完了状態を示す断面図である。
【図１４】比較例１のワークに対するターゲットの配置を示す説明図である。
【図１５】比較例２のワークに対するターゲットの配置を示す説明図である。
【図１６】比較例３のワークに対するターゲットの配置を示す説明図である。
【図１７】実施例１のワークに対するターゲットの配置を示す説明図である。
【図１８】実施例２のワークに対するターゲットの配置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施の形態（以下、本実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
［概要］
本実施形態の成膜装置は、図１に示すように、個々のワークＷの成膜対象面ＷＳ（図８参照）に、プラズマを利用して成膜を行うプラズマ処理装置１である。本実施形態のプラズマ処理装置１は、真空とすることが可能なチャンバ２内に、ワークＷを保持して９０°ずつ間欠回転する回転テーブル３を有する。回転テーブル３が、４つの停止ポジションに停止する毎に、プラズマ処理装置１は、ワークＷに対して各種の処理を行う。
【００１４】
各停止ポジションには、搬入搬出部１００、表面処理部２００、成膜部３００Ａ、成膜部３００Ｂが割り当てられている。搬入搬出部１００は、図２に示すように、ロードロック部１２０を介して、チャンバ２の内部の真空を維持した状態で、外部から未処理のワークＷをチャンバ２の内部に搬入し、処理済みのワークＷをチャンバ２の外部へ搬出する。
【００１５】
表面処理部２００は、ワークＷを自転させながら、プロセスガスＧ１をプラズマ化させることにより発生する電子、イオン、ラジカルなどの活性種を、成膜対象面ＷＳに衝突させる。これにより、成膜対象面ＷＳを改質させて、成膜対象面ＷＳへの膜の密着性を向上させる。成膜部３００Ａ、３００Ｂは、ワークＷを自転させながら、スパッタガスＧ２をプラズマ化させることにより発生するイオンを、ターゲット４Ａ〜４Ｃ（図３参照）に衝突させ、ターゲット４Ａ〜４Ｃを構成する成膜材料の粒子を、ワークＷの表面に付着させる。なお、ターゲット４Ａ〜４Ｃを区別しない場合には、以下単に「ターゲット４」と呼ぶこともある。
【００１６】
［ワーク］
本実施形態では、プラズマ処理の対象であるワークＷの例として、平板状の基板を用いる。但し、ワークＷの種類、形状及び材料は特定のものに限定されない。例えば、中心に凹部あるいは凸部を有する湾曲した基板を用いても良い。また、金属、カーボン等の導電性材料を含むもの、ガラスやゴム等の絶縁物を含むもの、シリコン等の半導体を含むものを用いても良い。また、各停止ポジションにおいて、同時にプラズマ処理を行うワークＷの数も、特定の数には限定されない。
【００１７】
［反応ガス］
本実施形態のプラズマ処理においては、反応ガスＧが用いられる。反応ガスＧは、表面処理用のプロセスガスＧ１、成膜用のスパッタガスＧ２を含む。以下の説明では、プロセスガスＧ１、スパッタガスＧ２を区別しない場合には、反応ガスＧと呼ぶ場合がある。
【００１８】
プロセスガスＧ１は、誘導結合で生じるプラズマにより発生する活性種を、ワークＷの成膜対象面ＷＳに衝突させて、成膜対象面ＷＳの改質を行うためのガスである。以下、このようなプラズマを利用した表面処理であって、ターゲット４Ａ〜４Ｃを用いない処理を、逆スパッタと呼ぶ場合がある。プロセスガスＧ１は、処理の目的によって適宜変更可能である。例えば、アルゴンガス等の不活性ガスを、プロセスガスＧ１として用いることができる。
【００１９】
スパッタガスＧ２は、電力の印加により生じるプラズマにより、発生するイオンをターゲット４Ａ〜４Ｃに衝突させて、ターゲット４Ａ〜４Ｃの材料をワークＷの表面に堆積させるためのガスである。例えば、アルゴンガス等の不活性ガスを、スパッタガスＧ２として用いることができる。
【００２０】
［チャンバ］
チャンバ２は、内部を真空とすることが可能な容器である。本実施形態のチャンバ２は、直方体形状の箱形であり、設置面側が底板２１、反対側が蓋板２２となっている（図２、図３参照）。チャンバ２には、図３に示すように、チャンバ排気部２３が設けられている。本実施形態のチャンバ排気部２３は、チャンバ２の底板２１に形成された開口に接続された配管を有する。チャンバ排気部２３は、図示しない空気圧回路を含み構成され、排気処理によるチャンバ２内の減圧を可能としている。
【００２１】
［回転テーブル］
回転テーブル３は、図２及び図３に示すように、チャンバ２内においてワークＷを搬送する搬送装置である。回転テーブル３は、円形の板状であり、図示しない駆動源によって、シャフト３１を中心に間欠回転する。回転テーブル３には、円周等配位置に貫通孔である開口３２が形成されている。開口３２は、搬入搬出部１００、表面処理部２００、成膜部３００Ａ、成膜部３００Ｂに対応して９０°間隔で４つ設けられている。
【００２２】
開口３２の外縁は支持部３３を支持する。支持部３３は、ワークＷを支持する支持面３３ａを有する部材である。支持部３３は、図４（Ａ）の断面図、図４（Ｂ）の下面図に示すように、シャフト３３３、載置台３３４、接続部３３５、軸受けシール部３３６、閉塞部３３７を有する。シャフト３３３は、ワークＷを回転させる軸として機能する円柱形状の部材である。載置台３３４は、シャフト３３３の端部に設けられ、ワークＷを載置する部材である。載置台３３４は、円形の平板であり、載置台３３４の表面が支持面３３ａとなっている。
【００２３】
接続部３３５は、シャフト３３３の端部に設けられた円柱形状の部材である。接続部３３５の表面には、十字の溝３３５ａが形成され、後述のプッシャ２２０と接続可能に設けられている。載置台３３４と接続部３３５との間に、軸受けシール部３３６が設けられている。
【００２４】
軸受けシール部３３６は、円筒状の部材で、シャフト３３３を回動自在に支持しつつ、シャフト３３３と接触する箇所からのリークを防ぐ構成部である。軸受けシール部３３６は、Ｏリング３３６ａとベアリング３３６ｂを有する。Ｏリング３３６ａは、シャフト３３３と接触する箇所からのリークを防ぐ部材で、本実施形態では、２つ設けられている。ベアリング３３６ｂは、ラジアル方向とスラスト方向の加重を受ける部材である。ベアリング３３６ｂによって、シャフト３３３は、プッシャ２２０の駆動方向へ移動することが防止される。つまり、軸受けシール部３３６に対してシャフト３３３が固定される。
【００２５】
シャフト３３３は、ベアリング３３６ｂによって回動自在に動くことができる。なお、軸受けシール部３３６としては、例えば、磁気シールやメカニカルシール等を用いることができる。軸受けシール部３３６の載置台３３４に近い端部には、リング状の板状部材であるフランジ３３６ｃが設けられている。フランジ３３６ｃの外周近傍には、Ｏリング等の封止材が設けられ、後述する閉塞部３３７と気密に固定することができる。
【００２６】
閉塞部３３７は、円形の平板である。閉塞部３３７の中心には、軸受けシール部３３６が挿入可能な開口が設けられ、この開口に軸受けシール部３３６を挿入し、フランジ３３６ｃと気密に固定されている。
【００２７】
閉塞部３３７は、搬入搬出部１００、表面処理部２００、成膜部３００Ａ、成膜部３００Ｂに構成される各室を封止するために、その外周近傍にОリング等の封止材が設けられている。本実施形態では、回転テーブル３の間欠回転に従って、支持部３３が、搬入搬出部１００、表面処理部２００、成膜部３００Ａ、成膜部３００Ｂ、に対応する停止ポジションに順次位置決めされる。本実施形態では、停止ポジションは４つであるため、回転テーブル３上には９０°間隔で４つの支持部３３が保持される。
【００２８】
［搬入搬出部］
搬入搬出部１００は、ワークＷをチャンバ２に搬入、搬出する装置である。搬入搬出部１００は、図２に示すように、搬送部１１０、ロードロック部１２０を有する。搬送部１１０は、図１及び図２に示すように、前工程から後工程へと、ワークＷを搭載した載置台ＳＴを搬送するコンベア等の搬送機構Ｔから、未処理のワークＷをピックアップして、後述するロードロック部１２０に渡す。また、搬送部１１０は、処理済のワークＷをロードロック部１２０から受け取って、搬送機構Ｔに渡す。
【００２９】
搬送部１１０は、アーム１１１、保持部１１２ａ、１１２ｂ、閉塞部１１３ａ、１１３ｂを有する。アーム１１１は、搬送機構Ｔとチャンバ２との間に、回転テーブル３の平面と平行な方向に設けられた長尺の部材である。アーム１１１は、図示しない駆動機構によって、回転テーブル３の回転軸と平行な軸を中心に１８０°ずつ間欠的に回動可能に、且つこの軸に沿って移動可能に設けられている。保持部１１２ａ、１１２ｂは、アーム１１１の両端に設けられ、ワークＷを保持する部材である。保持部１１２ａ、１１２ｂは、真空チャック、静電チャック、メカチャック等の保持機構によって、ワークＷを保持する。
【００３０】
閉塞部１１３ａ、１１３ｂは、保持部１１２ａ、１１２ｂとアーム１１１との間に設けられ、ロードロック部１２０を開閉する部材である。閉塞部１１３ａ、１１３ｂには、ロードロック部１２０を封止するためのОリング等の封止材が設けられている。なお、搬送機構Ｔには、図示しない駆動機構によって移動することにより、ワークＷを搭載した載置台ＳＴを、搬送機構Ｔと保持部１１２ａ、１１２ｂとの間で移動させるプッシャＰが設けられている。
【００３１】
ロードロック部１２０は、ロードロック室１２１、プッシャ１２２、排気ライン１２３、ベントライン１２４を有する。ロードロック室１２１は、チャンバ２の蓋板２２に形成された貫通孔である開口２ａの内側面に囲まれ、保持部１１２ａ、１１２ｂが保持したワークＷを収容して密閉可能な空間である。ロードロック室１２１の開口２ａにおいて、チャンバ２の外部側にある端部は、閉塞部１１３ａ、１１３ｂによって封止される。なお、チャンバ２の外部側にある端部は、以下単に「外部側」と呼ぶこともある。
【００３２】
プッシャ１２２は、図示しない駆動機構によって、支持部３３を駆動する部材である。プッシャ１２２は、支持部３３を、回転テーブル３の開口３２とロードロック室１２１との間で、ロードロック室１２１の開口２ａの外部側とは反対の端部に接離させる方向に移動させる。プッシャ１２２によって付勢された支持部３３は、ロードロック室１２１の開口２ａの外部側とは反対の端部を封止する。なお、外部側とは反対の端部は、以下単に「内部側」と呼ぶこともある。
【００３３】
排気ライン１２３は、図示しない空気圧回路に接続され、封止されたロードロック室１２１を減圧するための経路である。ベントライン１２４は、図示しない弁等に接続され、ロードロック室１２１の真空破壊を行うための経路である。
【００３４】
［表面処理部］
表面処理部２００は、ワークＷの成膜対象面ＷＳを改質して膜の密着性を高める処理部である。この表面処理は、成膜材料であるターゲット４を用いない逆スパッタである。図３に示すように、表面処理部２００は、処理室２１０、プッシャ２２０、アンテナ２３０、電源部２４０、プロセスガス導入部２５０、連通部２６０を有する。処理室２１０は、ワークＷを収容して外部から密封され、表面処理が行われる空間である。処理室２１０は、開口２１１、スペーサ２１２、窓部２１３によって構成されている。
【００３５】
開口２１１は、チャンバ２の蓋板２２に設けられた貫通孔である。スペーサ２１２は、チャンバ２の蓋板２２の外部側で、開口２１１の端部を囲うように設けられた筒形状の部材である。スペーサ２１２の内壁によって、処理室２１０の側壁が構成される。
【００３６】
窓部２１３は、スペーサ２１２の開口２１１側の端部とは反対の端部を封止する部材である。窓部２１３は、処理室２１０内のプロセスガスＧ１が導入される空間と外部との間を仕切る。窓部２１３は、石英等の誘電体の平板である。但し、窓部２１３は、アルミナ等の誘電体であってもよいし、シリコン等の半導体であってもよい。
【００３７】
プッシャ２２０は、支持部３３を駆動する部材である。プッシャ２２０は、図５（Ａ）の平面図、（Ｂ）の側面図に示すように、昇降駆動部２２１、昇降軸２２２、回転駆動部２２３、回転軸２２４、接続部２２５を有する。昇降駆動部２２１は、昇降する動力を発生させる動力源である。昇降駆動部２２１としては、例えば、エアシリンダやモータ等を用いることができる。
【００３８】
昇降軸２２２は、円柱形状の部材であり、一端が昇降駆動部２２１に接続されている。回転駆動部２２３は、昇降軸２２２より拡径した円柱形状の部材であり、昇降軸２２２の他端に接続されている。これにより、昇降軸２２２は、昇降駆動部２２１で発生させた動力を回転駆動部２２３に伝える。回転駆動部２２３は、回転する動力を発生させる動力源である。回転駆動部２２３としては、例えば、モータ等を用いることができる。
【００３９】
回転軸２２４は、円柱形状の部材であり、一端が回転駆動部２２３に接続されている。
回転軸２２４の他端は、後述する接続部２２５に接続されており、回転駆動部２２３で発生させた動力を接続部２２５に伝える。
【００４０】
接続部２２５は、プッシャ２２０を支持部３３に接続するための部材である。接続部２２５は、図６（Ａ）、（Ｂ）の断面図に示すように、本体２２５ａ、バネ２２５ｂ、凸部２２５ｃ、押さえ板２２５ｄを有する。本体２２５ａは、円柱形状の部材である。本体２２５ａの表面には、２箇所の凹部２２５ｅが形成されている。
【００４１】
バネ２２５ｂは、上方向に付勢力が働く弾性部材であり、その一端が凹部２２５ｅの底部に接続されている。凸部２２５ｃは、バネ２２５ｂの他端に接続されている。凸部２２５ｃは円柱状の部材であり、凸部２２５ｃのバネ２２５ｂと接続される側の一端には、拡径された外周部が設けられている。凸部２２５ｃの他端は、垂直断面が半円形状のドーム形となっている。凸部２２５ｃは、バネ２２５ｂの伸び縮みにより昇降する方向に移動する。
【００４２】
凸部２２５ｃは、支持部３３の接続部に設けられた十字の溝３３５ａに嵌まり、回転駆動部２２３で発生させた回転する動力を、支持部３３に伝える役割を果たす。押さえ板２２５ｄは、本体２２５ａの表面に設けられた円形の平板で、凸部２２５ｃに対応する位置に開口を有する。この開口は、凸部２２５ｃの一端に設けられた外周部より小さく、凸部２２５ｃの他端より大きい。このため、凸部２２５ｃの上昇を一定位置に規制することができ、バネ２２５ｂの伸び縮みにより凸部２２５ｃが昇降する方向に移動する際のブレを防ぐことができる。
【００４３】
プッシャ２２０は、回転テーブル３の開口３２と開口２１１との間で、支持部３３を蓋板２２に接離させる方向に移動させる。プッシャ２２０によって付勢された支持部３３は、チャンバ２の内部側にある開口２１１の端部を封止する。つまり、プッシャ２２０の移動に従って、処理室２１０の下縁を支持部３３が開閉する。また、プッシャ２２０は、回転駆動部２２３によって回動可能に設けられている。プッシャ２２０の回動に従って、支持部３３の支持面３３ａ及びこれに載置されたワークＷが回動する。つまり、プッシャ２２０及び回転駆動部２２３は、支持部３３の支持面３３ａを回動させる駆動部である。
【００４４】
アンテナ２３０は、導体及びコンデンサを含み構成され、処理室２１０の外部であって窓部２１３の近傍に配置され、電力が印加されることにより、プロセスガスＧ１が導入される処理室２１０に、ワークＷを処理するための誘導結合プラズマを発生させる部材である。
【００４５】
電源部２４０は、アンテナ２３０に接続され、高周波電力を印加するためのＲＦ電源である。電源部２４０には、入力側及び出力側のインピーダンスを整合させることで、プラズマの放電を安定化させるマッチングボックスが接続されている。
【００４６】
プロセスガス導入部２５０は、プロセスガスＧ１を導入する配管を有する。プロセスガス導入部２５０は、図示しないガス供給回路を含み構成され、供給源からのプロセスガスＧ１を処理室２１０内に導入することを可能とする。連通部２６０は、処理室２１０とチャンバ２とを連通し、処理室２１０内の圧力を調整する排気通路である。
【００４７】
［成膜部］
成膜部３００Ａ、３００Ｂは、図３に示すように、成膜室３１０、プッシャ３２０、スパッタ源３３０、電源部３４０、スパッタガス導入部３５０、排気部３６０を有する。
【００４８】
（成膜室）
成膜室３１０は、スパッタリングにより成膜が行われる空間である。成膜室３１０は、図３に示すように、開口３１１、スペーサ３１２、蓋体３１３によって構成されている。開口３１１は、チャンバ２の蓋板２２に設けられた貫通孔である。スペーサ３１２は、チャンバ２の蓋板２２の外部側に、開口３１１を囲うように設けられた角筒形状の部材である。スペーサ３１２によって成膜室３１０の側壁が構成される。蓋体３１３は、スペーサ３１２の上部を封止する板状体である。蓋板２２、スペーサ３１２、蓋体３１３の間は、Оリング等の封止材によって封止されている。
【００４９】
プッシャ３２０は、回転テーブル３の開口３２と開口３１１との間で、支持部３３を蓋板２２に接離する方向に移動可能に設けられた部材である。プッシャ３２０の構造は、プッシャ２２０と同様であるため、説明を省略する。プッシャ３２０の移動に従って、成膜室３１０の下縁を支持部３３が開閉する。また、プッシャ３２０は、回転駆動部２２３によって回動可能に設けられている。プッシャ３２０の回動に従って、支持部３３に載置されたワークＷが回動する。
【００５０】
（スパッタ源）
スパッタ源３３０は、ワークＷにスパッタリングにより成膜材料を堆積させて成膜する成膜材料の供給源である。スパッタ源３３０は、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、バッキングプレート３３１、電極３３２を有する。
【００５１】
ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、ワークＷに堆積されて膜となる成膜材料によって形成された部材である。ターゲット４Ａは第１のターゲットであり、ターゲット４Ｂ、４Ｃは第２のターゲットである。成膜室３１０は、第１のターゲットであるターゲット４Ａのスパッタ面ＳＳ１、第２のターゲットであるターゲット４Ｂ、４Ｃのスパッタ面ＳＳ２と、支持部３３の支持面３３ａとが対向する位置に収容される空間である。スパッタ面ＳＳ１、ＳＳ２は、スパッタリングにより削られていく面であり、ワークＷに対向する位置に配置されている。
【００５２】
成膜材料としては、例えば、シリコン、ニオブ、タンタル、チタン、アルミニウムなどを使用する。但し、スパッタリングにより成膜される材料であれば、種々の材料を適用可能である。第１のターゲットと第２のターゲットとを共通の材料としても、異種の材料としてもよい。つまり、ターゲット４Ａとターゲット４Ｂ、ターゲット４Ｃとの材料を全て共通としても、ターゲット４Ａとターゲット４Ｂ、ターゲット４Ｃとの材料を異種の材料としてもよい。全てのターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃを異なる材料としてもよいし、いずれか２つの材料と１つの材料を異なる材料としてもよい。
【００５３】
また、ターゲット４は、例えば、円柱形状である。但し、長円柱形状、角柱形状等、その他の立体形状であってもよい。なお、本実施形態は、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃのサイズは共通である。つまり、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、形状と大きさが一致している。また、本実施形態では、図１に示すように、３つのターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃが、平面視で三角形の頂点上に並ぶ位置に設けられている。回転テーブル３の回転中心に近い方にターゲット４Ａが配置され、回転中心から等距離であって回転中心から遠い方にターゲット４Ｂ、４Ｃが配置されている。
【００５４】
ターゲット４Ａとターゲット４Ｂ、４Ｃとは、図８に示すように、支持面３３ａの回転の回転軸Ｃを挟む位置であって、回転軸Ｃからの距離が異なる位置に配置されている。ここでいう「挟む」とは、平面視で、ターゲット４Ａとターゲット４Ｂとが、回転軸Ｃを間において反対側に配置され、ターゲット４Ａとターゲット４Ｃとが回転軸Ｃを間において反対側に配置されていればよい。また、ターゲット４Ａのスパッタ面ＳＳ１の中心とターゲット４Ｂのスパッタ面ＳＳ２の中心を通る直線が、回転軸Ｃを通過していても、通過していなくてもよい。ターゲット４Ａのスパッタ面ＳＳ１の中心とターゲット４Ｃのスパッタ面ＳＳ２の中心を通る直線が、回転軸Ｃを通過していても、通過していなくてもよい。本実施形態では、第２のターゲットとして、複数のターゲット４Ｂ、４Ｃを有している。この場合、例えば、平面視において、ターゲット４Ｂ、４Ｃは、両者のスパッタ面ＳＳ２の中心を結ぶ直線が、ターゲット４Ａのスパッタ面ＳＳ１の中心と回転軸Ｃとを通る直線に対して直交する位置関係で配置される。なお、「スパッタ面の中心」とは、ターゲットをスパッタ面に正対して見たときに、スパッタ面の外形線によって形成される平面図形の中心又は重心のことである。
【００５５】
また、回転軸Ｃからの距離が、ターゲット４Ａとターゲット４Ｂとでは異なり、ターゲット４Ａとターゲット４Ｃとでは異なっている。本実施形態では、ターゲット４Ａの軸ａｘ１と回転軸Ｃとの距離ｄ１よりも、ターゲット４Ｂ、４Ｃの軸ａｘ２と回転軸Ｃとの距離ｄ２が長い。言い換えると、ターゲット４Ａのスパッタ面ＳＳ１の中心と回転軸Ｃとターゲット４Ｂのスパッタ面ＳＳ２の中心を通る断面において、ターゲット４Ａのスパッタ面ＳＳ１の中心と回転軸Ｃとの間の距離ｄ１と、ターゲット４Ｂのスパッタ面ＳＳ２の中心と回転軸Ｃとの間の距離ｄ２とでは、距離ｄ２の方が長くなるようにターゲット４Ａとターゲット４Ｂが配置されている。ターゲット４Ａとターゲット４Ｃとの位置関係も同様である。ターゲット４Ａの軸ａｘ１は、スパッタ面ＳＳ１の中心を貫いて、径方向の断面に直交する直線である。ターゲット４Ｂ、４Ｃの軸ａｘ２は、スパッタ面ＳＳ２の中心を貫いて、径方向の断面に直交する直線である。ターゲットの「径方向の断面」とは、ターゲットをスパッタ面に正対して見たときに、スパッタ面の外形線によって形成される平面図形に沿う方向の断面である。なお、本実施形態では、ターゲット４Ａ、ターゲット４Ｂ、ターゲット４Ｃは、互いに回転軸Ｃに沿う方向の重なりが無い位置関係に配置されている。ターゲット４Ａ、ターゲット４Ｂ、ターゲット４Ｃは、回転軸Ｃに直交する方向に離隔して配置されている。そして、ターゲット４Ａ、ターゲット４Ｂ、ターゲット４Ｃは、回転軸Ｃに重なっていない。
【００５６】
ターゲット４Ａの軸ａｘ１と回転軸Ｃとは、平行である。これにより、スパッタ面ＳＳ１と回転軸Ｃとがなす角度が直角となる。平行とは、軸ａｘ１と回転軸Ｃとが交差しないことをいう。厳密な平行である必要はなく、少なくとも軸ａｘ１の延長線と回転軸Ｃの延長線とが、チャンバ２内で交差しない程度であればよい。ターゲット４Ｂの軸ａｘ２は、回転軸Ｃに対して傾斜している。傾斜しているとは、軸ａｘ２が回転軸Ｃと交差することをいう。
【００５７】
このため、ワークＷが平坦な基板である場合には、スパッタ面ＳＳ１は、支持面３３ａに支持された成膜対象面ＷＳに対して平行となる。スパッタ面ＳＳ２は、支持面３３ａに支持された成膜対象面ＷＳに対して傾斜している。ここでいうスパッタ面ＳＳ１、ＳＳ２は、スパッタリングによって削られる前の初期状態をいい、その角度は、軸ａｘ１、軸ａｘ２に直交する断面と平行である。本実施形態では、ターゲット４Ｂ、４Ｃの軸ａｘ２は、支持面３３ａの回転軸Ｃに対する角度α、スパッタ面ＳＳ２の成膜対象面ＷＳに対する角度βが、６０°以下である。
【００５８】
バッキングプレート３３１は、各ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃを個別に保持する保持部材である。電極３３２は、チャンバ２の外部から各ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃに個別に電力を印加するための導電性の部材である。なお、スパッタ源３３０には、図示はしないがマグネット、冷却機構などが具備されている。つまり、本実施形態の成膜部３００Ａ、３００Ｂは、マグネトロンスパッタ装置として構成される。
【００５９】
（電源部）
電源部３４０は、各ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃに電力を印加する構成部である。この電源部３４０によってターゲット４に電力を印加することにより、スパッタガスＧ２をプラズマ化させ、成膜材料を、ワークＷに堆積させることができる。各ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃに印加する電力は、個別に変えることができる。本実施形態においては、電源部３４０は、例えば、高周波電圧を印加するＲＦ電源である。なお、ＤＣ電源とすることもできる。
【００６０】
（スパッタガス導入部）
スパッタガス導入部３５０は、スパッタガスＧ２を導入する配管を有する。スパッタガス導入部３５０は、図示しないガス供給回路を含み構成され、供給源からのスパッタガスＧ２を成膜室３１０内に導入することを可能とする。
【００６１】
（排気部）
排気部３６０は、スペーサ３１２に形成された開口に接続された配管を有する。排気部３６０は、図示しない空気圧回路を含み構成され、排気処理による成膜室３１０内の減圧を可能としている。
【００６２】
［制御装置］
制御装置７０は、図１に示すように、プラズマ処理装置１の各部を制御する装置である。この制御装置７０は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって構成できる。つまり、チャンバ２の排気、処理室２１０へのプロセスガスＧ１の導入および排気の制御、成膜室３１０へのスパッタガスＧ２の導入及び排気の制御、電源部２４０、３４０の電力の制御、回転テーブル３の回転の制御などに関しては、その制御内容がプログラムされており、ＰＬＣやＣＰＵなどの処理装置により実行されるものであり、多種多様なプラズマ処理の仕様に対応可能である。
【００６３】
具体的に制御される対象としては、回転テーブル３の駆動源の間欠動作タイミング、プラズマ処理装置１の初期排気圧力、ターゲット４及びアンテナ２３０への印加電力、プロセスガスＧ１、スパッタガスＧ２及びの流量、種類、導入時間及び排気時間、表面処理及び成膜処理の時間などが挙げられる。
【００６４】
特に、本実施形態では、制御装置７０は、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃへ印加する電力、スパッタガス導入部３５０によるスパッタガスＧ２の供給量を制御することにより、成膜レートを制御する。また、制御装置７０は、アンテナ２３０への印加する電力、プロセスガス導入部２５０によるプロセスガスＧ１の供給量を制御することにより表面処理のレートを制御する。さらに、制御装置７０は、プッシャＰ、１２２の移動、アーム１１１の回動、保持部１１２ａ、１１２ｂによるワークＷの保持、プッシャ２２０、３２０の移動及び回転の速度やタイミングを制御する。
【００６５】
上記のように各部の動作を実行させるための制御装置７０の構成を、仮想的な機能ブロック図である図９を参照して説明する。すなわち、制御装置７０は、機構制御部７１、電源制御部７２、ガス制御部７３、記憶部７４、設定部７５、入出力制御部７６を有する。
【００６６】
機構制御部７１は、回転テーブル３、搬入搬出部１００、表面処理部２００、成膜部３００Ａ、３００Ｂの駆動源、弁、スイッチ、電源等を制御する。電源制御部７２は、電源部２４０、３４０を制御する。例えば、電源制御部７２は、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃに印加する電力を、個別に制御する。印加電力を高くすることにより、ワークＷに形成する膜厚を厚くすることができ、印加電力を低くすることにより、膜厚を薄くすることができる。
【００６７】
ガス制御部７３は、ガスの供給源、弁を制御することにより、プロセスガスＧ１、スパッタガスＧ２の導入量を制御する。記憶部７４は、本実施形態の制御に必要な情報を記憶する。設定部７５は、外部から入力された情報を、記憶部７４に設定する。例えば、設定部７５は、各ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃへの印加電力を設定する。
【００６８】
入出力制御部７６は、制御対象となる各部との間での信号の変換や入出力を制御するインタフェースである。さらに、制御装置７０には、入力装置７７、出力装置７８が接続されている。入力装置７７は、オペレータが、制御装置７０を介してプラズマ処理装置１を操作するためのスイッチ、タッチパネル、キーボード、マウス等の入力手段である。
【００６９】
出力装置７８は、装置の状態を確認するための情報を、オペレータが視認可能な状態とするディスプレイ、ランプ、メータ等の出力手段である。例えば、出力装置７８は、入力装置７７からの情報の入力画面を表示することができる。この場合、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃを模式図で表示させて、それぞれの位置を選択して、印加電力等の数値を入力できるようにしてもよい。さらに、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃを模式図で表示させて、それぞれに設定された値を数値で表示してもよい。
【００７０】
［プラズマ処理］
以上のような本実施形態によるプラズマ処理装置１によって、ワークＷに成膜する処理を、上記の図面に加えて、図１０〜図１３を参照して説明する。なお、プラズマ処理装置１は、複数のワークＷを同時に搬送しながら処理することができるが、以下の説明では、一つのワークＷに着目して説明する。
【００７１】
（ワークの搬入）
まず、搬入搬出部１００によって、成膜処理すべきワークＷを、チャンバ２内に搬入する動作を説明する。回転テーブル３の開口３２は、搬入搬出部１００の開口２ａに対向する位置に位置決めされていて、プッシャ１２２により付勢された支持部３３によって、開口２ａが封止されている。また、チャンバ２内は、空気圧回路の排気処理により真空とされている。
【００７２】
この状態で、図１に示すように、搬送機構Ｔにより搬送されている未処理のワークＷを搭載した載置台ＳＴが、図１０に示すように、プッシャＰによって付勢されて、搬送部１１０の保持部１１２ａに保持される。アーム１１１が回動することにより、図１１に示すように、未処理のワークＷを保持した保持部１１２ａが、開口２ａに対向する位置に来る。図１２に示すように、アーム１１１が蓋板２２に接近する方向に移動することにより、閉塞部１１３ａが開口２ａを封止して、密閉されたロードロック室１２１を形成する。
【００７３】
空気圧回路によって、排気ライン１２３から排気することにより、ロードロック室１２１をチャンバ２内と同等となるまで減圧する。保持部１１２ａが、ワークＷの保持を解除することにより、ロードロック室１２１を封止している支持部３３の支持面３３ａに、ワークＷが支持される。図１０に示すように、プッシャ１２２が回転テーブル３から退避する方向に移動する過程で、ワークＷが支持された支持部３３が、回転テーブル３上に支持される。
【００７４】
（表面処理）
次に、チャンバ２内に搬入されたワークＷの成膜対象面ＷＳに対して行う表面処理を説明する。図３に示すように、回転テーブル３が間欠回転することにより、表面処理部２００の開口２１１の直下に、ワークＷを移動させる。プッシャ２２０を開口２１１に接近する方向に移動させることにより、プッシャ２２０の接続部２２５と支持部３３の接続部３３５が接触する。このとき、支持部３３は複数あるので、支持部３３の接続部３３５にある十字の溝３３５ａが同じ方向を常に向いている訳では無い。このため、開口２１１に接近する方向にプッシャ２２０を移動させたとき、プッシャ２２０の接続部２２５にある凸部２２５ｃが、支持部３３の接続部３３５にある溝３３５ａに嵌まらないことがある。このとき、プッシャ２２０の接続部２２５にある凸部２２５ｃは、バネ２２５ｂが縮み、本体２２５ａの凹部へと収納される。これにより、支持部３３が予め決められた位置以上に動くことが防止される。このため、支持部３３が開口２１１の端部を封止する際に、支持部３３の閉塞部３３７に荷重がかかり過ぎることが防止される。
【００７５】
この状態から、プッシャ２２０をさらに開口２１１に接近する方向に移動させる。このとき、支持部３３の軸受けシール部３３６にあるベアリング３３６ｂがシャフト３３３のスラスト方向にかかる力、つまり、開口２１１に接近する方向にかかる力を受けるので、軸受けシール部３３６とシャフト３３３との位置関係に変化は無い。したがって、軸受けシール部３３６のフランジ３３６ｃに固定されている閉塞部３３７とシャフト３３３との位置関係も変化しない。このため、プッシャ２２０によって付勢されたとき、シャフト３３３のみ開口２１１に接近する方向に移動することは無い。また、支持部３３の接続部３３５と軸受けシール部３３６とが接触してしまい、シャフト３３３が回動することを阻害してしまうことも無い。支持部３３とともにワークＷが処理室２１０内に移動して、図７に示すように、支持部３３がチャンバ２の内部側にある開口２１１の端部を封止する。
【００７６】
この状態で、プロセスガス導入部２５０により、プロセスガスＧ１を処理室２１０内に導入する。そして、プッシャ２２０を回動させる。プッシャ２２０の接続部２２５にある凸部２２５ｃが支持部３３の接続部３３５にある溝３３５ａに嵌まっていない場合、凸部２２５ｃも回動するので、支持部３３の接続部３３５にある溝３３５ａと対向する位置に移動する。すると、凸部２２５ｃを押さえるものが無くなるので、バネ２２５ｂが伸び、凸部２２５ｃが溝３３５ａに嵌まる。これにより、プッシャ２２０の回動させる力を支持部３３に伝えることができるので、支持部３３は、処理室２１０を封止しながら回動することができる。支持部３３とともにワークＷを回動させながら、電源部２４０によりアンテナ２３０に電力を印加する。すると、窓部２１３を介して、処理室２１０内に電界がかかり、プロセスガスＧ１がプラズマ化され、電子、イオン及びラジカル等の活性種が発生する。このように生成された活性種が、ワークＷの成膜対象面ＷＳに衝突して表面処理がなされる。
【００７７】
ワークＷの成膜対象面ＷＳに表面処理がなされた後、プッシャ２２０の回動を停止して、開口２１１から離れる方向に移動させることにより、図３に示すように、支持部３３が回転テーブル３に支持される。これにより、処理室２１０の下方が開放される。回転テーブル３を間欠回転させることにより、成膜部３００Ａの開口３１１に対向する位置に、ワークＷを移動させる。
【００７８】
（成膜処理）
以上のように、表面処理がなされたワークＷに対して、成膜部３００Ａ、成膜部３００Ｂにおいて成膜する処理を説明する。なお、成膜部３００Ａ、成膜部３００Ｂにおける処理は共通であるため、主として成膜部３００Ａにおける処理を説明する。
【００７９】
プッシャ３２０を開口３１１に接近する方向に移動させることにより、支持部３３とともにワークＷが成膜室３１０内に移動して、図７に示すように、支持部３３がチャンバ２の内部側にある開口３１１の端部を封止する。これにより、成膜室３１０が密閉される。なお、この場合のプッシャ３２０の動作は、プッシャ２２０と同様であるため、説明を省略する。
【００８０】
この状態で、スパッタガス導入部３５０によって、スパッタガスＧ２を成膜室３１０内に導入する。そして、プッシャ３２０を回動させることにより、支持部３３とともにワークＷを回動させながら、電源部３４０により各ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃに電力を印加する。すると、スパッタガスＧ２がプラズマ化して発生するイオンが、ターゲット４Ａ〜４Ｃに衝突する。ターゲット４Ａ〜４Ｃを構成する成膜材料は、イオンにより叩き出されて、ワークＷの成膜対象面ＷＳに堆積する。
【００８１】
ワークＷの成膜対象面ＷＳに成膜材料が堆積した後、排気部３６０からの排気によりスパッタガスＧ２を成膜室３１０から排出して、成膜室３１０の圧力をチャンバ２と同等とする。そして、プッシャ３２０の回動を停止して、開口３１１から離れる方向に移動させると、支持部３３が回転テーブル３に支持される。これにより、成膜室３１０の下方が開放される。
【００８２】
回転テーブル３を間欠回転させることにより、支持部３３とともに、成膜部３００Ｂの開口３１１の直下に、ワークＷを移動させる。そして、上記と同様の成膜処理を、成膜部３００Ｂにおいても行う。成膜部３００Ｂにおける成膜後に、回転テーブル３を間欠回転させることにより、図１３に示すように、支持部３３とともに、開口２ａの直下に、処理済みのワークＷを移動させる。
【００８３】
（ワークの搬出）
図１２に示すように、プッシャ１２２が開口２ａに接近する方向に移動することにより、回転テーブル３から、処理済みのワークＷが載置された支持部３３を移動させて、開口２ａの内部側の端部を封止する。これにより、ロードロック室１２１が密閉される。ロードロック室１２１の上部を封止している閉塞部１１３ａの保持部１１２ａによって、処理済みのワークＷを保持する。そして、ベントライン１２４を介して、ロードロック室１２１内の真空破壊をする。図１１に示すように、アーム１１１を蓋板２２から離れる方向に移動させることにより、閉塞部１１３ａとともに保持部１１２ａを移動させて、ロードロック室１２１を開放する。
【００８４】
図１０に示すように、アーム１１１が回動することにより、処理済みのワークＷを保持した保持部１１２ａが、搬送機構Ｔに対向する位置に来て、プッシャＰによって保持部１１２ａに接近する方向に移動した載置台ＳＴが、ワークＷを支持するとともに、保持部１１２ａがワークＷの保持を解除する。そして、図２に示すように、プッシャＰが、保持部１１２ａから離れる方向に移動して、載置台ＳＴを搬送機構Ｔに載置する。図１に示すように、処理済みのワークＷを、後工程へ搬送する。
【００８５】
［実施例］
以下、本実施形態を適用したプラズマ処理装置１の成膜室３１０において、成膜を行った場合の成膜レートと膜厚の面内の均一性をシミュレートした実施例１、２の結果を、比較例１〜３とともに説明する。
【００８６】
各条件を、図８を参照して説明する。ワークＷを支持する支持面３３ａは平坦であり、ワークＷは平坦な基板である。成膜対象面ＷＳは、支持面３３ａに平行であり、支持面３３ａの回転軸Ｃに直交している。
【００８７】
「形状」は、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃの形状である。「厚さ」は、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃの軸ａｘ１、ａｘ２方向の長さＴＨである。「直径」は、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃの軸ａｘ１、ａｘ２に直交する断面、つまり、スパッタ面ＳＳ１、ＳＳ２の直径ＤＩである。「距離」は、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃのスパッタ面ＳＳ１、ＳＳ２とこれに対向するワークＷの成膜対象面ＷＳとの間隔であり、スパッタ面ＳＳ１、ＳＳ２の中心から成膜対象面ＷＳに下した垂線の長さｈ１、ｈ２である。
【００８８】
「偏芯」とは、ワークＷの回転軸Ｃとターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃの軸ａｘ１、ａｘ２との距離ｄ１、ｄ２である。「傾き」は、成膜対象面ＷＳに対するターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃのスパッタ面ＳＳ１、ＳＳ２とが成す角度である。「電力」は、ターゲット４Ａ、４Ｂ、４Ｃに印可する電力の大きさである。「成膜レート」は１秒当たりに形成される膜の厚みである。「均一性」はワークＷの成膜対象面ＷＳ内に形成される膜の厚さの分布のばらつきの程度である。
【００８９】
（比較例１）
比較例１の条件は、以下の表１の通りである。
＜表１＞
2020050925.tif 000003
【００９０】
比較例１では、図１４に示すように、直径１５０ｍｍのターゲット４Ａとターゲット４Ｂ、４Ｃとが、ワークＷの回転軸Ｃを挟んで非対称であり、成膜対象面ＷＳに対して平行に配置されている。なお、図１４〜図１８の縦軸、横軸の単位はｍｍである。この比較例１では、全体の成膜レートは４５．２ｎｍ／ｓｅｃであり、あまり高くない。また、膜厚の均一性は６．３％であり、均一性が良好ではない。
【００９１】
（比較例２）
比較例２の条件は、以下の表２の通りである。
＜表２＞
2020050925.tif 000004
【００９２】
比較例２では、図１５に示すように、比較例１と同様に、直径１５０ｍｍのターゲット４Ａとターゲット４Ｂ、４Ｃとが、ワークＷの回転軸Ｃを挟んで非対称であり、成膜対象面ＷＳに対して平行に配置されている。比較例１はターゲットとワークＷの表面との距離が４０ｍｍであるのに対して、比較例２は６０ｍｍである点で相違している。比較例２の全体の成膜レートは、４４．５ｎｍ／ｓｅｃであり、比較例１よりも低い。また、膜厚の均一性は、比較例１よりも優れた３．４％であるが、良好とはいえない。
【００９３】
（比較例３）
比較例３の条件は、以下の表３の通りである。
＜表３＞
2020050925.tif 000005
比較例３では、図１６に示すように、直径３００ｍｍの一つのターゲット４Ｂを、成膜対象面ＷＳに対して傾斜して配置している。比較例３では、全体の成膜レートは、４７．０ｎｍ／ｓｅｃと良好である。また、膜厚の均一性も±１．０％であり、良好といえる。しかし、必要となる電力が７０ｋＷであり、実用化するには非現実的な値である。
【００９４】
（実施例１）
実施例１の条件は、以下の表４の通りである。
＜表４＞
2020050925.tif 000006
【００９５】
実施例１では、図１７に示すように、直径１５０ｍｍのターゲット４Ａが、成膜対象面ＷＳに対して平行に配置され、同径のターゲット４Ｂ、４Ｃが、成膜対象面ＷＳに対して、３０°傾いて配置されている。ターゲット４Ａとターゲット４Ｂ、４Ｃとは、ワークＷの回転軸Ｃを挟んで非対称である。実施例１の全体の成膜レートは、４６．８ｎｍ／ｓｅｃと良好であり、膜厚の均一性も±１．２％と良好である。
【００９６】
（実施例２）
実施例２の条件は、以下の表５の通りである。
＜表５＞
2020050925.tif 000007
【００９７】
実施例２では、図１８に示すように、直径１５０ｍｍのターゲット４Ａが、成膜対象面ＷＳに対して平行に配置され、同径のターゲット４Ｂ、４Ｃが、成膜対象面ＷＳに対して、６０°傾いて配置されている。ターゲット４Ａとターゲット４Ｂ、４Ｃとは、ワークＷの回転軸を挟んで非対称である。実施例２の全体の成膜レートは、４６．４ｎｍ／ｓｅｃと良好であり、膜厚の均一性も±２．０％と、比較例１、２に比べて良好である。
【００９８】
［効果］
以上のような本実施形態では、スパッタリングの成膜材料により形成され、スパッタリングにより削られるスパッタ面を有する第１のターゲット（４Ａ）、第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）と、第１のターゲット（４Ａ）及び第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）に電力を印加する電源部２４０と、成膜対象であるワークＷを支持する支持面３３ａを有する支持部３３と、支持部３３を回転させる駆動部と、を有する。
【００９９】
そして、第１のターゲット（４Ａ）と第２ターゲット（４Ｂ、４Ｃ）とは、支持面３３ａの回転軸Ｃを挟む位置であって、回転軸Ｃからの距離が異なる位置に配置され、第１のターゲット（４Ａ）は、スパッタ面ＳＳ１の中心を通り径方向の断面に直交する軸ａｘ１が、支持面３３ａの回転軸Ｃと平行であり、第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）は、スパッタ面ＳＳ２の中心を通り径方向の断面に直交する軸ａｘ２が、支持面３３ａの回転軸Ｃに対して傾斜している。
【０１００】
成膜対象面ＷＳの全体の膜厚を均一にするという観点からは、各ターゲット（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）のスパッタ面ＳＳ１、ＳＳ２は、全て成膜対象面ＷＳと等距離となるように配置することが好ましいと予想される。しかし、実際には、複数のターゲット（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）と成膜対象面ＷＳとの位置関係を同等としたとしても、必ずしも膜厚の均一性は得られない。
【０１０１】
発明者らは、鋭意検討した結果、ワークＷを回転軸Ｃを中心に回転させるとともに、ターゲット（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）を回転軸Ｃに対して非対称に配置しつつ、一方のターゲット（４Ａ）の軸ａｘ１を回転軸Ｃに対して平行にして、他方のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）の軸ａｘ２を回転軸Ｃに対して傾斜させた。つまり、技術常識に反して、敢えて第１のターゲット（４Ａ）と成膜対象面ＷＳとの距離、第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）と成膜対象面ＷＳとの距離を同等としないことによって、膜厚の均一性、成膜レートの向上を実現している。このような膜厚の均一性を図ることにより、ワークＷを使用した製品の性能の向上が可能となる。例えば、太陽電池パネルの発電効率を向上させることができる。また、光学膜などの視覚で認識される表示状態の歪みが少なくなる。
【０１０２】
（２）第１のターゲット（４Ａ）のスパッタ面ＳＳ１は、支持面３３ａに支持されたワークＷの成膜対象面ＷＳと平行であり、第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）のスパッタ面ＳＳ２は、支持面３３ａに支持されたワークＷの成膜対象面ＷＳに対して傾斜している。このため、成膜対象面ＷＳが平坦な面である場合に、面内の膜厚の均一性、成膜レートの向上を実現できる。なお、第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）とワークＷの成膜対象面ＷＳとのずれが大きいと、成膜対象面ＷＳに付着せず、成膜室３１０の内壁に付着する成膜材料の粒子が多くなり、成膜材料の利用効率が悪い。しかし、本実施形態では、傾斜配置によって第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）のスパッタ面ＳＳ２が回転軸Ｃに向かうことになるので、成膜対象面ＷＳに堆積されない成膜材料の粒子を低減でき、成膜材料の利用効率が向上する。
【０１０３】
また、成膜室３１０の大きさは、最もワークＷの回転軸Ｃから遠い位置にあるターゲット（４Ｂ、４Ｃ）により決まる。本実施形態では、ターゲット（４Ｂ、４Ｃ）の軸ａｘ２を回転軸Ｃに対して傾斜させているため、成膜室３１０を小型化できる。
【０１０４】
（３）第１のターゲット（４Ａ）と、第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）とは、回転軸Ｃに沿う方向において重なりが無い位置に配置されている。このため、第１のターゲット（４Ａ）から飛び出した成膜材料の粒子を第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）が遮蔽してしまう、あるいはその反対が起きることにより、膜厚の均一性、ターゲット材料の利用効率が低減することを防止できる。
【０１０５】
（４）第１のターゲット（４Ａ）と、第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）とは、サイズが共通である。このため、各ターゲット（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ）の膜厚の均一性、成膜レートの傾向が把握しやすく、設計が容易となる。
【０１０６】
（５）第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）は、複数設けられている。このため、第１のターゲット（４Ａ）による成膜材料の堆積が少ない領域を補って、膜厚の均一性と成膜レートの向上を実現できる。また、ターゲットを複数個とすることで、印加電力を個数で分割することができる。このため、例えば、第１のターゲット（４Ａ）と第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）で印加電力をほぼ同じ値とすることができる。したがって、第１のターゲット（４Ａ）と第２のターゲット（４Ｂ、４Ｃ）でスパッタ面ＳＳ１、ＳＳ２の削れが完了するタイミングが同じとなり、成膜材料の利用効率が良くなる。
【０１０７】
［変形例］
本実施形態は、上記の態様には限定されず、以下のような変形例も含む。
（１）第１のターゲットの数、第２のターゲットの数は、上記の実施形態で例示した数には限定されない。第１のターゲットを複数設けてもよいし、第２のターゲットを単数又は３つ以上としてもよい。第１のターゲットの数、第２のターゲットの数を多くすることにより、成膜レートを向上させることができる。
【０１０８】
第１のターゲット、第２のターゲットは、共通の成膜材料であっても、異種の成膜材料であってもよい。共通の成膜材料を用いることによって成膜レートを向上させることができる。複数の成膜部に互いに異なる種類の成膜材料を用いて、同時或いは順々に成膜することにより、複数の成膜材料の層から成る膜を形成することもできる。
【０１０９】
（２）成膜部の数は、２つには限定されず、１つ又は３つ以上であってもよい。成膜部の数を増やすことによって、成膜レートを向上させることができる。なお、成膜部は、ターゲットを用いるスパッタリング装置であればよい。表面処理部は、１つでも複数でもよいが、設けなくてもよい。表面処理部に代えて又は表面処理部とともに、エッチング、アッシング、その他の表面改質、クリーニング、化合物膜の生成等を行う処理部を設けてもよい。表面処理部を有しない成膜専用のプラズマ処理装置としてもよい。成膜部、表面処理部においてプラズマを発生させる構成は特定の種類には限定されない。
【０１１０】
なお、上記の態様では、支持部３３を、成膜室３１０を封止しつつ、ワークＷを回動させる構成としている。このため、複数の成膜室３１０において成膜を行うことにより、積層された膜を形成する際に、成膜室３１０同士をゲートバルブ等で仕切る必要がなく、搬送時間を短くすることができる。
【０１１１】
（３）成膜室の蓋体は、開閉可能に設けられていてもよい。例えば、蓋体の一辺が、成膜室に蝶番によって回動可能に支持されることにより、開閉する構造としてもよい。これにより、蓋体を開いて、第１のターゲット及び第２のターゲットの位置や角度を調整することができる。
（４）第２のターゲットの角度は、特定の角度には限定されない。例えば、１０°〜６０°であると好ましい。１５°〜４５°とすると、より一層膜厚の均一性、成膜レートの向上の効果が高まるので、より好ましい。
【０１１２】
（５）成膜対象となるワークの形状も、上記の実施形態で示したものには限定されない。成膜対象面が平坦なものに最も適しているが、平坦でない成膜対象面に対しても、成膜領域に均等に成膜材料を堆積させることができる。
【０１１３】
（６）搬送装置は回転テーブルには限定されない。回転中心から放射状に延びたアームに支持部やワークを保持して回転する回転体であってもよい。搬送装置によって搬送されて同時に処理されるワークの数、これを支持する支持部の数は、上記の態様では単数であるが、複数であってもよい。
【０１１４】
（７）成膜部および表面処理部は、チャンバの設置面側にあっても、これと反対側にあっても、側面側にあってもよい。ワークを成膜室、処理室に出し入れする方向も、成膜室、処理室の設置面側からでも、これと反対側からでもよく、側面からでもよい。
【０１１５】
（８）上記の実施形態では、重力に従う方向を下方、これとは逆に重力に抗する方向を上方としている。この場合の昇降は、上下方向の動作となる。但し、成膜装置の配置方向は、これには限定されず、例えば、回転テーブル３と、ロードロック部１２０、処理室２１０及び成膜室３１０との上下関係が逆となっていてもよい。また、回転テーブル３は、水平に限らず垂直の配置でも傾斜した配置でもよい。成膜装置の設置面は、床面であっても、天井であっても、側壁面であってもよい。
【０１１６】
（９）以上、本発明の実施形態及び各部の変形例を説明したが、この実施形態や各部の変形例は、一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。上述した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に含まれる。
【符号の説明】
【０１１７】
１  プラズマ処理装置
２  チャンバ
２ａ  開口
３  回転テーブル
４、４Ａ〜４Ｃ  ターゲット
２１  底板
２２  蓋板
２３  チャンバ排気部
３１  シャフト
３２  開口
３３  支持部
３３ａ  支持面
７０  制御装置
７１  機構制御部
７２  電源制御部
７３  ガス制御部
７４  記憶部
７５  設定部
７６  入出力制御部
７７  入力装置
７８  出力装置
１００  搬入搬出部
１１０  搬送部
１１１  アーム
１１２ａ、１１２ｂ  保持部
１１３ａ、１１３ｂ  閉塞部
１２０  ロードロック部
１２１  ロードロック室
１２２  プッシャ
１２３  排気ライン
１２４  ベントライン
２００  表面処理部
２１０  処理室
２１１  開口
２１２  スペーサ
２１３  窓部
２２０  プッシャ
２２１  昇降駆動部
２２２  昇降軸
２２３  回転駆動部
２２４  回転軸
２２５  接続部
２２５ａ  本体
２２５ｂ  バネ
２２５ｃ  凸部
２２５ｄ  押さえ板
２２５ｅ  凹部
２３０  アンテナ
２４０  電源部
２５０  プロセスガス導入部
２６０  連通部
３００Ａ、３００Ｂ  成膜部
３１０  成膜室
３１１  開口
３１２  スペーサ
３１３  蓋体
３２０  プッシャ
３３０  スパッタ源
３３１  バッキングプレート
３３２  電極
３３３  シャフト
３３４  載置台
３３５  接続部
３３５ａ  溝
３３６  軸受シール部
３３６ａ  Ｏリング
３３６ｂ  ベアリング
３３６ｃ  フランジ
３３７  閉塞部
３４０  電源部
３５０  スパッタガス導入部
３６０  排気部
Ｃ  回転軸
ＤＩ  直径
Ｇ  反応ガス
Ｇ１  プロセスガス
Ｇ２  スパッタガス
Ｐ    プッシャ
ＳＳ１、ＳＳ２  スパッタ面
ＳＴ  載置台
Ｔ  搬送機構
Ｗ  ワーク
ＷＳ  成膜対象面
ａｘ１、ａｘ２  軸
ｄ１、ｄ２  距離
α、β  角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2020050925.tif 000023
【図１７】
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【図１８】
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