(57)【要約】【課題】不均一な圧力分布を有するチャンバ内においてスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行う場合でも、スパッタリングの品質低下を抑制する。【解決手段】成膜装置１は、成膜対象物６およびターゲット２が内部に配置されるチャンバ１０と、ターゲット２からスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域Ａ１をチャンバ１０内で移動させる移動手段（移動台駆動装置１２）を有する。成膜装置１は、移動手段によってスパッタリング領域Ａ１を移動させつつスパッタ粒子を成膜対象物６に堆積させて成膜する。成膜装置１は、チャンバ１０内の圧力を調整する圧力調整手段（排気手段１５、ガス導入手段１６）を有し、圧力調整手段は、チャンバ１０内におけるスパッタリング領域Ａ１の位置に応じてチャンバ１０内の圧力を調整する。【選択図】図１
2020105569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜対象物およびターゲットが内部に配置されるチャンバと、
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、
を有し、
前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、
前記チャンバ内の圧力を調整する圧力調整手段を有し、
前記圧力調整手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記チャンバ内の圧力を取得する圧力取得手段と、
前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記圧力取得手段によって取得される圧力値と、前記スパッタリング領域の近傍の局所圧力値と、が対応付けられたテーブルまたは数式を記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記圧力調整手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記記憶部に記憶された前記テーブルまたは前記数式と、に基づいて、前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記圧力取得手段は、前記チャンバに対して固定して配置された圧力センサを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記圧力調整手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記テーブルまたは前記数式と、に基づいて、前記局所圧力値が所定の圧力値となるときに前記圧力取得手段によって取得される圧力値である第１の圧力値を取得し、前記圧力取得手段によって取得される圧力値が前記第１の圧力値となるように前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記チャンバ内の圧力を取得する圧力取得手段と、
前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記スパッタリング領域の近傍の局所圧力値を所定の圧力値にしたときに前記圧力取得手段によって取得される圧力値と、が対応付けられたテーブルまたは数式を記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記圧力調整手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記記憶部に記憶された前記テーブルまたは前記数式と、に基づいて、前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記圧力調整手段による制御量と、が対応付けられたテーブルまたは数式を記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記圧力調整手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記記憶部に記憶された前記テーブルまたは前記数式と、に基づいて、前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記テーブルまたは前記数式は、予め取得された前記チャンバ内の圧力分布に基づくものである
ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記移動手段は、前記ターゲットを前記チャンバ内で移動させることにより、前記スパッタリング領域を移動させる
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記移動手段は、前記ターゲットの長手方向と交差する方向に前記ターゲットを移動させることにより、前記スパッタリング領域を移動させる
ことを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記移動手段は、前記ターゲットを介して前記成膜対象物と対向するように配置された磁場発生手段を移動させることにより、前記スパッタリング領域を移動させる
ことを特徴とする請求項８または９に記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記ターゲットは、前記成膜対象物と対向するように前記チャンバに固定されており、
前記移動手段は、前記ターゲットを介して前記成膜対象物と対向するように配置された磁場発生手段を移動させることにより、前記スパッタリング領域を移動させる
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記ターゲットは円筒形状であり、
前記ターゲットを回転させる回転手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記ターゲットは平板形状である
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１４】
前記ターゲットに電力を供給する電力供給手段をさらに有し、
前記電力供給手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記ターゲットに供給する電力を変化させる
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１５】
前記電力供給手段は、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて前記ターゲットに供給する電力を変化させる
ことを特徴とする請求項１４に記載の成膜装置。
【請求項１６】
前記移動手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１７】
前記移動手段は、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする請求項１６に記載の成膜装置。
【請求項１８】
前記成膜対象物と前記スパッタリング領域との間の距離を変化させる距離変化手段をさらに有し、
前記距離変化手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記成膜対象物と前記スパッタリング領域との間の距離を変化させる
ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１９】
前記距離変化手段は、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて前記成膜対象物と前記スパッタリング領域との間の距離を変化させる
ことを特徴とする請求項１８に記載の成膜装置。
【請求項２０】
成膜対象物とターゲットが配置されたチャンバを用いた成膜方法であって、
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、
前記成膜工程では、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする成膜方法。
【請求項２１】
電子デバイスの製造方法であって、
成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するようにチャンバ内に配置する工程と、
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、
前記成膜工程では、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板や基板上に形成された積層体などの成膜対象物に、金属や金属酸化物などの材料からなる薄膜を形成する方法として、スパッタ法が広く知られている。スパッタ法によって成膜を行う成膜装置は、真空チャンバ内において、成膜材料からなるターゲットと成膜対象物とを対向させて配置した構成を有している。ターゲットに電圧を印加するとターゲットの近傍にプラズマが発生し、電離した不活性ガス元素がターゲット表面に衝突することでターゲット表面からスパッタ粒子が放出され、放出されたスパッタ粒子が成膜対象物に堆積して成膜される。また、ターゲットの背面（円筒形のターゲットの場合にはターゲットの内側）にマグネットを配置し、発生する磁場によってカソード近傍の電子密度を高くして効率的にスパッタする、マグネトロンスパッタ法も知られている。
【０００３】
従来のこの種の成膜装置としては、例えば、特許文献１に記載のようなものが知られている。特許文献１の成膜装置は、ターゲットを成膜対象物の成膜面に対して平行移動させて成膜する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１７２２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、成膜装置のチャンバ内の圧力は均一ではない場合がある。すなわち、スパッタガスを導入するガス導入口の付近では圧力が高く、真空ポンプに接続される排気口の付近では圧力が低い、というように、チャンバ内の圧力分布が不均一となる場合がある。特許文献１のようにチャンバ内でカソードを移動させながらスパッタリングを行うと、ターゲットの表面からスパッタ粒子が放出されるスパッタリング領域もチャンバに対して移動する。そのため、上述のようにチャンバ内の圧力分布が不均一な条件下でスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行うと、スパッタリング領域の周辺の圧力がスパッタリングプロセスの間に変化する。スパッタ粒子の平均自由行程は圧力に反比例し、分子密度が低く圧力が低い領域では長く、分子密度が高く圧力が高い領域では短いため、圧力が異なると成膜レートが変化してしまう。その結果、成膜の品質低下、例えば膜厚や膜質のムラなどが生じるおそれがある。しかし、特許文献１には、チャンバ内のスパッタガスの圧力分布に応じた成膜の制御については記載されていない。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、不均一な圧力分布を有するチャンバ内においてスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行う場合でも、スパッタリングの品質低下を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての成膜装置は、成膜対象物およびターゲットが内部に配置されるチャンバと、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、有し、前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、前記チャンバ内の圧力を調整する圧力調整手段を有し、前記圧力調整手段は、前記チ
ャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする。
【０００８】
本発明の一側面としての成膜方法は、成膜対象物とターゲットが配置されたチャンバを用いた成膜方法であって、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする。
【０００９】
本発明の一側面としての電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの製造方法であって、成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するようにチャンバ内に配置する工程と、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、不均一な圧力分布を有するチャンバ内においてスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行う場合でも、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は実施形態１の成膜装置の構成を模式的に示す図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２】磁石ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】実施形態１の圧力調整の流れを示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は実施形態２の成膜装置の構成を模式的に示す図、（ｂ）〜（ｄ）は磁石ユニットの移動を示す図である。
【図５】実施形態３の成膜装置の構成を模式的に示す図である。
【図６】実施形態６の成膜装置の構成を模式的に示す図であり、（ａ）はＴ−Ｓ距離が小さい場合を、（ｂ）はＴ−Ｓ距離が大きい場合を示している。
【図７】有機ＥＬ素子の一般的な層構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲はそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成およびソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１３】
本発明は、基板等の成膜対象物に薄膜、特に無機薄膜を形成するために好適である。本発明は、成膜装置およびその制御方法、成膜方法としても捉えられる。本発明はまた、電子デバイスの製造装置や電子デバイスの製造方法としても捉えられる。本発明はまた、制御方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。
【００１４】
［実施形態１］
図面を参照して、実施形態１の成膜装置１の基本的な構成について説明する。成膜装置１は、半導体デバイス、磁気デバイス、電子部品などの各種電子デバイスや、光学部品な
どの製造において基板（基板上に積層体が形成されているものも含む）上に薄膜を堆積形成するために用いられる。より具体的には、成膜装置１は、発光素子や光電変換素子、タッチパネルなどの電子デバイスの製造において好ましく用いられる。中でも、本実施形態に係る成膜装置１は、有機ＥＬ（ＥｒｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの有機発光素子や、有機薄膜太陽電池などの有機光電変換素子の製造において特に好ましく用いられる。本発明における電子デバイスは、発光素子を備えた表示装置（例えば有機ＥＬ表示装置）や照明装置（例えば有機ＥＬ照明装置）、光電変換素子を備えたセンサ（例えば有機ＣＭＯＳイメージセンサ）も含むものである。
【００１５】
＜有機ＥＬ素子＞
図７は、有機ＥＬ素子の一般的な層構成を模式的に示している。図７に示す一般的な有機ＥＬ素子は、基板（成膜対象物６）に陽極６０１、正孔注入層６０２、正孔輸送層６０３、有機発光層６０４、電子輸送層６０５、電子注入層６０６、陰極６０７がこの順番に成膜された構成である。本実施形態に係る成膜装置１は、有機膜上に、スパッタリングによって、電子注入層や電極（陰極）に用いられる金属や金属酸化物等の積層被膜を成膜する際に好適に用いられる。また、有機膜上への成膜に限定されず、金属材料や酸化物材料等のスパッタで成膜可能な材料の組み合わせであれば、多様な面に積層成膜が可能である。さらに、本発明は金属材料や酸化物材料による成膜に限定されず、有機材料による成膜にも適用可能である。成膜の際に所望のマスクパターンを有するマスクを用いることにより、成膜される各層を任意に構成できる。
【００１６】
＜装置構成＞
図１（ａ）は、本実施形態の成膜装置１の構成を示す模式図である。成膜装置１は、基板である成膜対象物６を内部に収容可能である。成膜装置１は、ターゲット２が内部に配置されるチャンバ１０と、チャンバ１０内の、ターゲット２を介して成膜対象物６と対向する位置に配置される磁石ユニット３と、を有している。この実施形態では、ターゲット２は円筒形状であり、内部に配置される磁石ユニット３と共に、成膜源として機能する回転カソードユニット８（以下、単に「カソードユニット８」と称することがある）を構成している。なお、ここで言う「円筒形」とは、数学的に厳密な円筒形のみを意味するのではなく、母線が直線ではなく曲線であるものや、中心軸に垂直な断面が数学的に厳密な「円」ではないものも含む。すなわち、本発明におけるターゲット２は、中心軸を軸に回転可能な略円筒形状であればよい。
【００１７】
成膜が行われる前に、成膜対象物６がマスク６ｂとアライメントされホルダ６ａにより保持される。ホルダ６ａは、成膜対象物６を静電気力によって吸着保持するための静電チャックを備えていてもよく、成膜対象物６を挟持するクランプ機構を備えていてもよい。また、ホルダ６ａは、成膜対象物６の背面からマスク６ｂを引き寄せるためのマグネット板を備えていてもよい。成膜工程においては、カソードユニット８のターゲット２が、その回転中心軸を中心に回転しながら、回転中心軸に対して直交方向に移動する。一方、磁石ユニット３は、ターゲット２と異なり回転せず、常にターゲット２の成膜対象物６と対向する表面側に漏洩磁場を生成し、ターゲット２の近傍の電子密度を高くしてスパッタする。この漏洩磁場が生成される領域が、スパッタ粒子が発生するスパッタリング領域Ａ１である。ターゲット２のスパッタリング領域Ａ１が、カソードユニット８の移動と共にチャンバ１０に対して移動することで、成膜対象物６の全体に順次成膜が行われる。ここでは磁石ユニット３は回転しないものとしたが、これに限定はされず、磁石ユニット３も回転または揺動してもよい。
【００１８】
ホルダ６ａに保持された成膜対象物６は、チャンバ１０の天井壁１０ｄ側に水平に配置されている。成膜対象物６は、例えば、チャンバ１０の側壁に設けられた一方のゲートバルブ１７から搬入されて成膜され、成膜後、チャンバ１０の他方の側壁に設けられたゲー
トバルブ１８から搬出される。図では、成膜対象物６の成膜面が重力方向下方を向いた状態で成膜が行われるデポアップの構成となっている。しかし、成膜対象物６がチャンバ１０の底面側に配置されてその上方にカソードユニット８が配置され、成膜対象物６の成膜面が重力方向上方を向いた状態で成膜が行われる、デポダウンの構成であってもよい。あるいは、成膜対象物６が垂直に立てられた状態、すなわち、成膜対象物６の成膜面が重力方向と平行な状態で成膜が行われる構成であってもよい。また、成膜対象物６は、ゲートバルブ１７および１８のいずれか一方からチャンバ１０に搬入されて成膜され、成膜後、搬入の際に通過したゲートバルブから搬出されてもよい。
【００１９】
図１（ａ）で示したように、本実施形態では、チャンバ１０のＸ軸方向の両端部にガス導入手段１６（後述）と接続される導入口４１，４２が配置され、中央部に排気手段１５（後述）と接続される排気口５が配置されている。
【００２０】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の成膜装置１を別の方向から見た側面図である。カソードユニット８は、両端が移動台２３０上に固定されたサポートブロック２１０とエンドブロック２２０によって支持されている。カソードユニット８の円筒形状のターゲット２は回転可能であり、その内部の磁石ユニット３は固定状態で支持されている。
【００２１】
移動台２３０は、リニアベアリング等の搬送ガイド２４０を介して、一対の案内レール２５０に沿って移動可能に支持されている。カソードユニット８は、その回転軸ＮをＹ軸方向に延伸した状態で、回転軸を中心に回転しながら、成膜対象物６に対向する移動領域内を、案内レール２５０に沿って移動する（図１（ａ）の白抜き矢印）。
【００２２】
ターゲット２は、回転手段であるターゲット駆動装置１１によって回転駆動される。ターゲット駆動装置１１としては、モータ等の駆動源を有し、動力伝達機構を介してターゲット２に動力を伝達する一般的な駆動機構を利用できる。ターゲット駆動装置１１は、サポートブロック２１０またはエンドブロック２２０に搭載されていてもよい。
【００２３】
移動台２３０は、移動台駆動装置１２によって、案内レール２５０に沿って駆動される。本実施形態では、移動台２３０が移動することによってターゲット２を含むカソードユニット８がチャンバ１０内で移動し、これに伴ってスパッタリング領域Ａ１がチャンバ１０内で移動する。したがって、本実施形態における移動台駆動装置１２は、スパッタリング領域Ａ１をチャンバ１０内で移動させる移動手段である。移動台駆動装置１２については、回転モータの回転運動を駆動力に変換するボールねじ等を用いたねじ送り機構、リニアモータ等、公知の種々の運動機構を用いることができる。図示例の移動台駆動装置１２は、ターゲットの長手方向（Ｙ軸方向）と交差する方向（Ｘ軸方向）にターゲットを移動させる。前記スパッタリング領域を移動させる移動台２３０のターゲット移動方向の前後に防着板２６１，２６２を設けてもよい。なお、案内レール２５０や移動台２３０、制御部１４を移動手段に含めて考えてもよい。
【００２４】
ターゲット２は、成膜対象物６に成膜を行う成膜材料の供給源として機能する。ターゲット２の材質として例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉなどの金属単体、あるいは、それらの金属元素を含む合金または化合物が挙げられる。あるいは、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＷＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＧＺＯなどの透明導電酸化物であってもよい。これらの成膜材料が形成された層の内側には、別の材料からなるバッキングチューブ２ａの層が形成されている。バッキングチューブ２ａには、ターゲットホルダ（不図示）を介して電源１３が接続される。このとき、ターゲットホルダ（不図示）およびバッキングチューブ２ａは、電源１３から印加されるバイアス電圧（例えば、負電圧）をターゲット２に印加するカソードとして機能する。ただし、バッキングチューブを設けずに、バイアス電圧をターゲットそのものに印加してもよい。なお、チャンバ１０は接地されている
。
【００２５】
磁石ユニット３は、成膜対象物６に向かう方向に磁場を形成する。図２に示すように、磁石ユニット３は、カソードユニット８の回転軸と平行方向に延びる中心磁石３１と、中心磁石３１を取り囲む中心磁石３１とは異極の周辺磁石３２と、ヨーク板３３とを備えている。なお、中心磁石３１は、カソードユニット８の移動方向と交差する方向に延びているということもできる。周辺磁石３２は、中心磁石３１と平行に延びる一対の直線部３２ａ，３２ｂと、直線部３２ａ，３２ｂの両端を連結する転回部３２ｃ，３２ｄとによって構成されている。磁石ユニット３によって形成される磁場は、中心磁石３１の磁極から、周辺磁石３２の直線部３２ａ，３２ｂへ向けてループ状に戻る磁力線を有している。これにより、ターゲット２の表面近傍には、ターゲット２の長手方向に延びたトロイダル型の磁場のトンネルが形成される。この磁場によって、電子が捕捉され、ターゲット２の表面近傍にプラズマを集中させ、スパッタリングの効率が高められている。この磁石ユニットの磁場が漏れるターゲット２の表面の領域が、図１（ａ）においてスパッタ粒子が発生するスパッタリング領域Ａ１として示される。スパッタリング領域Ａ１の近傍のガス圧力が粒子の飛翔距離に影響する。なお、スパッタリング領域Ａ１の近傍の範囲は、必ずしも距離によって限定されるものではなく、求められる成膜の精度に与える影響に応じて適宜規定してよい。
【００２６】
チャンバ１０には、ガス導入手段１６および排気手段１５が接続されている。ガス導入手段１６および排気手段１５は圧力調整手段として機能し、制御部１４の制御を受けてスパッタガスの導入や排気を行うことで、チャンバ内部の圧力を調整したり、チャンバ内部を所定の圧力に維持したりする。スパッタガスは、例えば、アルゴン等の不活性ガスや酸素や窒素等の反応性ガスである。本実施形態のガス導入手段１６は、チャンバ１０の両側部に設けられた導入口４１，４２を通じてスパッタガスを導入する。また、真空ポンプ等の排気手段１５は、排気口５を通じてチャンバ１０の内部から外部へ排気を行う。なお、ガス導入手段１６および排気手段１５を制御する制御部１４を圧力調整手段と考えてもよいし、ガス導入手段１６および排気手段１５の少なくとも一方を圧力調整手段と考えてもよい。あるいは、ガス導入手段１６および排気手段１５の少なくとも一方と制御部１４とを含めて圧力調整手段と考えてもよい。詳しくは後述するが、本実施形態では、圧力調整手段はチャンバ１０内におけるスパッタリング領域Ａ１の位置に応じてチャンバ１０内の圧力を調整する。
【００２７】
ガス導入手段１６は、ガスボンベ等の供給源と、供給源と導入口４１，４２を接続する配管系と、配管系に設けられる各種真空バルブ、マスフローコントローラ等から構成されている。ガス導入手段１６は、マスフローコントローラの流量制御弁によって、ガス導入量を調整可能となっている。流量制御弁は、電磁弁等の、電気的に制御可能な構成となっている。なお、導入口４１，４２を配置する位置は、チャンバの両側壁に限定されず、一方の側壁でもよいし、底壁や天井壁でもよい。また、配管がチャンバ内に延びて、導入口がチャンバ１０内に開口していてもよい。また、各側壁の導入口４１，４２は、それぞれターゲット２の長手方向（Ｙ軸方向）に複数配置されてもよい。
【００２８】
排気手段１５は、真空ポンプと、真空ポンプと排気口５を接続する配管系と、配管系に設置されるコンダクタンスバルブ等の電気的に制御可能な流量制御弁を含み、制御弁によって排気量を調整可能な構成である。排気口５を配置する位置は、図示例のような底壁の中央部に限定されず、底壁の端部（側壁寄りの位置）でもよいし、側壁でもよいし、天井壁でもよい。また、配管がチャンバ内に延びて、排気口５がチャンバ１０内に開口していてもよい。
【００２９】
図示例では、導入口４１，４２は、カソードユニット８が移動する移動領域の始端側の
側壁１０ｂと、終端側の側壁１０ａに設けられ、排気口５は移動台の移動領域の中央位置の底壁１０ｃ側に設けられている。成膜工程（スパッタ工程）においては、スパッタガスを導入口４から導入しつつ、かつ、排気口５から排気しながら、成膜を行う。
【００３０】
成膜装置１は、チャンバ１０の壁部に設けられ、チャンバ１０内の圧力を取得可能な圧力センサ７を有している。圧力センサ７を圧力取得手段だと考えてもよいし、圧力センサと制御部１４を含めて圧力取得手段だと考えてもよい。圧力センサ７は取得した圧力値を制御部１４に送信する。圧力センサ７としては、キャパシタンスマノメータ等の隔膜真空計、ピラニ真空計や熱電対真空計等の熱伝導式真空計、水晶摩擦真空計等の各種真空計が利用可能である。なお、圧力センサ７はチャンバ１０内の圧力を測定できればよく、その設置位置は任意であり、圧力センサ７をチャンバ１０に対して移動可能に設けてもよい。後述するように、本実施形態では圧力センサ７によって測定されたチャンバ１０内の圧力を指標値として用いて、チャンバ１０内の圧力の調整を行い、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を調整する。なお、圧力センサ７をチャンバ１０に対して移動可能に設けている場合、圧力センサ７の位置ごとに、指標圧力値Ｐｉと圧力分布情報とを対応付けた情報を、記憶部に保存しておいてもよい。
【００３１】
＜成膜方法＞
次に、成膜装置１を用いた成膜方法について説明する。本実施形態に係る成膜方法は、成膜工程（スパッタ工程）を含む。成膜工程では、制御部１４にて、ターゲット駆動装置１１を駆動させてターゲット２を回転させ、電源１３からターゲット２にバイアス電圧を印加する。ターゲット２を回転させながらターゲット２にバイアス電圧を印加するとともに、移動台駆動装置１２を駆動し、カソードユニット８を移動領域の始端から所定速度で、所定の方向に移動させる。ターゲット２にバイアス電圧が印加されると、成膜対象物６に対向するターゲット２の表面近傍にプラズマが集中して生成され、プラズマ中の陽イオン状態のガスイオンがターゲット２をスパッタし、飛散したスパッタ粒子が成膜対象物６に堆積する。カソードユニット８の移動に伴って、カソードユニット８の移動方向上流側から下流側に向けて順次、スパッタ粒子は堆積される。これにより成膜対象物上に成膜がなされる。本実施形態では、成膜工程においてスパッタリング領域Ａ１を移動させつつ、カソードユニット８の位置に応じてチャンバ１０内の圧力を調整する。
【００３２】
＜圧力調整＞
次に、本実施形態に係る成膜装置１による成膜工程中の圧力調整について図面を参照して説明する。図３は、圧力調整の流れを示すフローチャートである。
【００３３】
成膜処理開始後、ステップＳ１０１において、制御部１４は、成膜時のスパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力の目標値である目標圧力値Ｐｔを取得する。目標圧力値Ｐｔは、成膜装置１のユーザによって指定される値であってもよく、制御部１４は、入力部（不図示）を介してユーザからの入力を受け付けてもよい。成膜装置１は、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力（局所圧力値）が、チャンバ１０内におけるスパッタリング領域Ａ１の位置によらずに常に目標圧力値Ｐｔとなるように、チャンバ１０内の圧力の調整を行う。
【００３４】
ステップＳ１０２において、制御部１４は、カソードユニット８のチャンバ１０内における位置の情報を取得する。カソードユニット８のチャンバ１０内における位置の情報は、例えば、移動台駆動装置１２から取得することができる。
【００３５】
ステップＳ１０３において、制御部１４は、記憶部（不図示）に記憶されたテーブルや数式を参照し、制御圧力値Ｐｃを決定する。制御圧力値Ｐｃは、目標圧力値Ｐｔと等しい値または異なる値であり、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が目標圧力値Ｐｔとなったときに圧力センサ７で測定される圧力値である。すなわち、圧力センサ７で測定される
圧力値が制御圧力値Ｐｃとなるように排気手段１５およびガス導入手段１６の少なくとも一方を制御することで、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を目標圧力値Ｐｔとすることができる。
【００３６】
記憶部（不図示）に記憶されたテーブルまたは数式には、圧力センサ７で測定される圧力値（以下、指標圧力値Ｐｉとも称する）ごとに、そのときのチャンバ１０内の圧力分布情報（カソードユニット８の位置と、その位置におけるカソードユニット８の近傍の圧力値と、が対応付けられたテーブルまたは数式）が含まれている。すなわち、記憶部（不図示）は、異なる複数の指標圧力値Ｐｉにそれぞれ対応した複数の圧力分布情報を記憶している。ステップＳ１０３において、制御部１４は、これらの複数のテーブルまたは数式を参照し、ステップＳ１０２において取得したカソードユニット８の位置における圧力値が目標圧力値Ｐｔとなる圧力分布情報を選択する。そして、選択されたテーブルまたは数式に対応する指標圧力値Ｐｉを、制御圧力値Ｐｃとする。なお、ステップＳ１０２において取得したカソードユニット８の位置における圧力値が目標圧力値Ｐｔとなる圧力分布情報が無い場合には、当該圧力値が目標圧力値Ｐｔと最も近くなる圧力分布情報を選択してもよい。
【００３７】
圧力分布情報は、カソードユニット８に移動圧力センサ（不図示）を設け、カソードユニット８とともに移動圧力センサ（不図示）を移動させつつ圧力を取得することで、事前に取得しておく。あるいは、チャンバ１０内に複数の圧力センサを設け、複数の圧力センサを用いて圧力を取得することで、事前に取得しておく。もしくは、チャンバ１０の形状、排気口５、導入口４１，４２の位置等に基づくシミュレーションによって、事前に取得しておいてもよい。指標圧力値Ｐｉを変えつつ、この圧力分布情報を複数取得したものが、記憶部（不図示）に記憶されている。
【００３８】
ステップＳ１０４において、制御部１４は、ステップＳ１０３において決定された制御圧力値Ｐｃに基づいて、チャンバ１０内の圧力を調整する。具体的には、圧力センサ７で測定される圧力値が制御圧力値Ｐｃとなるように排気手段１５およびガス導入手段１６の少なくとも一方を制御する。制御圧力値Ｐｃは、第１の圧力値に対応する。上述のように、圧力センサ７で測定される圧力値を制御圧力値Ｐｃとすることで、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を目標圧力値Ｐｔとすることができる。これにより、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を常に目標圧力値Ｐｔに維持したまま、スパッタリングが行われる。
【００３９】
ステップＳ１０５において、制御部１４は、成膜対象物６の成膜が完了したか否かを判定する。判定の結果、成膜が完了していなければステップＳ１０６に進み、カソードユニット８の移動および圧力調整を行いつつ、成膜が継続される。
【００４０】
なお、ステップＳ１０３において目標圧力値Ｐｔおよびカソード位置に基づいて制御圧力値Ｐｃを決定する方法は上述の方法に限定はされない。例えば、記憶部（不図示）は、目標圧力値Ｐｔごとに、カソードユニット８の位置と、その位置においてスパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が目標圧力値Ｐｔとなるような指標圧力値Ｐｉと、が対応付けられたテーブルまたは数式を記憶していてもよい。この場合には、制御部１４がこのテーブルまたは数式を参照することで、カソードユニット８ごとの制御圧力値Ｐｃをより容易に決定することができる。あるいは、目標圧力値Ｐｔが予め定められている場合には、記憶部（不図示）は上述のテーブルまたは数式を一つだけ記憶していてもよい。すなわち、この場合には、制御部１４は、カソードユニット８の位置情報と、カソードユニット８の位置に応じて予め定められた制御圧力値Ｐｃと、に基づいて圧力を調整する。
【００４１】
あるいは、記憶部（不図示）が記憶している上記テーブルまたは数式は、カソードユニット８の位置と、その位置におけるカソードユニット８の近傍の圧力値を目標圧力値Ｐｔ
とするための排気手段１５およびガス導入手段１６の少なくとも一方の制御量と、を記憶しておいてもよい。上記制御量としては、例えば、排気手段１５と排気口５の間に配置される流量制御弁の開度や、ガス導入手段１６の供給源と導入口４１，４２との間に配置される流量制御弁の開度などが挙げられる。この場合、制御部１４は、ステップＳ１０３で制御圧力値Ｐｃを決定する代わりに、排気手段１５およびガス導入手段１６の少なくとも一方の制御量を決定する。そして、ステップＳ１０４において、制御部１４がステップＳ１０３で決定された制御量で排気手段１５およびガス導入手段１６の少なくとも一方を制御する。
【００４２】
一般的に真空チャンバの内部には不均一な圧力分布が存在しているため、真空チャンバ内でスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行うと、スパッタリング領域の近傍の圧力が変動する。そのため、成膜される膜の膜厚や膜質にムラが生じてしまう。一方、本実施形態では上述のように、チャンバ１０内におけるスパッタリング領域Ａ１の位置に応じてチャンバ１０内の圧力を調整する。これにより、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を常に略一定に保つことができるため、チャンバ内部のガスの圧力分布が不均一であっても、成膜レートを略一定に保つことができる。その結果、成膜対象物６に成膜される膜の膜厚や膜質のムラを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。
【００４３】
［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２について説明する。以下、実施形態１との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。
【００４４】
図４（ａ）は、本実施形態の成膜装置１を示している。成膜装置１には、円筒状のターゲットを使用した回転カソードユニットではなく、平板形状のターゲット３０２を使用したプレーナカソードユニット３０８が用いられている。プレーナカソードユニット３０８は、成膜対象物６と平行に配置されたターゲット３０２を有し、このターゲット３０２の成膜対象物６と反対側に磁場発生手段である磁石ユニット３が配置されている。また、ターゲット３０２の成膜対象物６とは反対側の面には、電源１３から電力が印加されるバッキングプレート３０２ａが設けられている。バッキングプレート３０２ａに電力が印加されることで、スパッタリング領域Ａ１からスパッタ粒子が放出される。プレーナカソードユニット３０８は、移動台２３０の上面に設置されている。
【００４５】
成膜工程においては、プレーナカソードユニット３０８が、成膜対象物６の成膜面に対向する移動領域上を、案内レール２５０に沿って、ターゲット３０２の長手方向に対して直交方向（図中、Ｘ軸方向）に移動する。ターゲット３０２の成膜対象物６と対向する表面近傍が、磁石ユニット３によって生成される磁場によって電子密度を高められ、スパッタ粒子が発生するスパッタリング領域Ａ１である。成膜工程においては、プレーナカソードユニット３０８の移動とともに、スパッタリング領域Ａ１が成膜対象物６の成膜面に沿って移動し、成膜対象物６に順次成膜する
【００４６】
なお、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示すように、プレーナカソードユニット３０８内において、磁石ユニット３が、ターゲット３０２に対して相対移動可能となっていてもよい。このようにすれば、スパッタリング領域Ａ１をターゲット３０２に対して相対的にずらすことができ、ターゲット３０２の利用効率を高めることができる。
【００４７】
本実施形態でも実施形態１と同様に、スパッタリング領域Ａ１の位置に応じて（本実施形態ではプレーナカソードユニット３０８の位置に応じて）チャンバ１０内の圧力を調整する。これにより、本実施形態のようにプレーナカソードユニット３０８を用いる場合であっても、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を常に略一定に保つことができる。その
ため、チャンバ内部のガスの圧力分布が不均一であっても、成膜レートを略一定に保つことができる。その結果、成膜対象物６に生成される膜の膜厚や膜質のむらを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。
【００４８】
［実施形態３］
次に、本発明の実施形態３について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。
【００４９】
図５は、本実施形態の成膜装置１を示している。上述した図４（ｂ）〜図４（ｄ）においては、プレーナカソードユニット内の磁石ユニット３が、ターゲット３０２に対して相対移動可能となっていた。本実施形態では、平板形状のターゲット４０２がＸ軸方向およびＹ軸方向の両方において成膜対象物６よりも大きく、チャンバ１０に対して固定されて設けられている。また、磁場発生手段としての磁石ユニット３が、チャンバ１０に固定されたターゲット４０２に対して（すなわち、チャンバ１０に対して）移動する。これに伴い、ターゲット４０２のターゲット粒子が放出されるスパッタリング領域Ａ１も成膜対象物６に対して移動する。
【００５０】
ターゲット４０２は、真空領域と大気圧領域の境界部分に配置され、磁石ユニット３はチャンバ１０外の大気中に置かれる。すなわち、図５に示すように、ターゲット４０２は、チャンバ１０の底壁１０ｃに設けられた開口部１０ｃ１を気密に塞ぐように配置される。ターゲット４０２はチャンバ１０の内部空間に面し、成膜対象物６と対向している。ターゲット４０２の成膜対象物６とは反対側の面には、電源１３から電力が印加されるバッキングプレート４０２ａが設けられており、バッキングプレート４０２ａは外部空間に面している。なお、ここではターゲット４０２が真空領域と大気圧領域の境界部分に配置されるものとしたが、これに限定はされず、ターゲット４０２と大気圧領域との間に別の部材を設けてもよく、ターゲット４０２をチャンバ１０の底壁１０ｃに配置してもよい。
【００５１】
磁石ユニット３は、チャンバ１０の外に配置され、圧力センサ７はチャンバ１０内に配置される。磁石ユニット３は、チャンバ１０の外で、磁石ユニット移動装置４３０に支持され、ターゲット４０２に沿ってＸ軸方向に移動可能となっている。磁石ユニット３は、マグネット駆動装置１２１が磁石ユニット移動装置４３０を駆動することによって駆動される。磁石ユニット移動装置４３０は、磁石ユニット３をＸ軸方向に直線案内する装置であり、特に図示しないが、磁石ユニット３を支持する移動台と移動台を案内するレール等のガイド等によって構成される。この磁石ユニット３の移動によって、スパッタリング領域Ａ１がＸ軸方向に移動していく。磁石ユニット３は制御部１４によって制御されて移動し、制御部１４は、圧力センサ７が測定した圧力値を随時取得する。
【００５２】
本実施形態では、カソードユニット８が移動する移動領域の始端側の側壁１０ｂに導入口４２が配置され、終端側の側壁１０ａに排気口５が配置されている。したがって、チャンバ１０内には、始端側の側壁１０ｂの近傍で圧力が高く、終端側の側壁１０ａの近傍で圧力が低い圧力分布が存在している。なお、導入口や排気口の位置や数はこの例に限られない。
【００５３】
本実施形態でも上記の各実施形態と同様に、スパッタリング領域Ａ１の位置に応じて（本実施形態では磁石ユニット３の位置に応じて）チャンバ１０内の圧力を調整する。これにより、本実施形態の場合にも、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を常に略一定に保つことができる。そのため、チャンバ内部のガスの圧力分布が不均一であっても、成膜レートを略一定に保つことができる。その結果、成膜対象物６に生成される膜の膜厚や膜質のむらを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。
【００５４】
［実施形態４］
次に、本発明の実施形態４について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。
【００５５】
本実施形態の成膜装置１の構成は、実施形態１の成膜装置１と同様である。本実施形態では、成膜工程中に、チャンバ内の圧力の調整を行うことに加えて、ターゲット２に供給する電力の調整を行う。
【００５６】
成膜装置１は、ターゲット２に電力を供給する電力供給手段を有する。上述のように、ターゲット２には、バッキングチューブ２ａを介してまたは直接、電源１３からバイアス電圧が印加され、これにより電力が供給される。したがって、本実施形態における電力供給手段は電源１３を含む。また、電源１３は制御部１４によって制御され、制御部１４によって指示された電力をターゲット２に供給するため、本実施形態における電力供給手段に制御部１４を含めて考えてもよい。あるいは、電力供給手段には電源１３を含めずに、制御部１４のみを含めて考えてもよい。
【００５７】
成膜工程において、電力供給手段は、ターゲット２に供給する電力を変化させる。具体的には、電力供給手段は図１の構成において、ターゲット２に供給する電力を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に高いカソードユニット８の移動経路の始端側および終端側で大きくなるように変化させる。また、ターゲット２に供給する電力を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に低いカソードユニット８の移動経路の中央部で小さくなるように変化させる。すなわち、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力であるときにターゲット２に第１の電力を供給する。そして、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力よりも高い第２の圧力であるときには第１の電力よりも大きい第２の電力を供給する。
【００５８】
これにより、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が高くスパッタ粒子の平均自由行程が短くなるときには、より大きな電力が供給されるため、スパッタリング領域Ａ１から放出されるスパッタ粒子の量が増加する。また、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が低くスパッタ粒子の平均自由行程が長くなるときには、より小さな電力が供給されるため、スパッタリング領域Ａ１から放出されるスパッタ粒子の量が減少する。本実施形態ではこのように、チャンバ内の圧力の調整に加えて供給電力を調整することで、平均自由行程を制御することに加えて、放出されるスパッタ粒子の量を制御できる。この結果、単にチャンバ内の圧力の調整を行う場合に比べて、より容易に成膜レートを一定に保つことができる。よって、本実施形態によっても、成膜対象物６に生成される膜の膜厚や膜質のむらを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。
【００５９】
［実施形態５］
次に、本発明の実施形態５について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。
【００６０】
本実施形態の成膜装置１の構成は、実施形態１の成膜装置１と同様である。本実施形態では、成膜工程中に、チャンバ内の圧力の調整を行うことに加え、スパッタリング領域Ａ１の移動速度の調整を行う。なお、スパッタリング領域Ａ１の移動速度は、磁石ユニット３がターゲット２に対して固定されている場合には、カソードユニット８の移動速度と同様に考えることができる。また、磁石ユニット３がターゲット２に対して移動する場合には、スパッタリング領域Ａ１の移動速度は、カソードユニット８の移動速度と磁石ユニット３の移動速度の合成速度と同様に考えることができる。
【００６１】
成膜工程において、移動手段は、スパッタリング領域Ａ１の移動速度を変化させる。具
体的には、移動手段は図１の構成において、スパッタリング領域Ａ１の移動速度を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に高いカソードユニット８の移動経路の始端側および終端側で小さくなるように変化させる。また、スパッタリング領域Ａ１の移動速度を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に低いカソードユニット８の移動経路の中央部で大きくなるように変化させる。すなわち、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力であるときにスパッタリング領域Ａ１を第１の移動速度で移動させる。そして、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力よりも高い第２の圧力であるときにはスパッタリング領域Ａ１を第１の移動速度よりも小さい第２の移動速度で移動させる。
【００６２】
これにより、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が高くスパッタ粒子の平均自由行程が短くなるときには、成膜対象物６の所定の領域と対向する領域内にスパッタリング領域Ａ１が滞在する時間が長くなる。また、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が低くスパッタ粒子の平均自由行程が長くなるときには、成膜対象物６の所定の領域と対向する領域内にスパッタリング領域Ａ１が滞在する時間が短くなる。本実施形態ではこのように、チャンバ内の圧力の調整に加えてスパッタリング領域Ａ１の移動速度を調整することで、平均自由行程を制御することに加えて、成膜対象物６の所定の領域に成膜する時間を制御できる。この結果、単にチャンバ内の圧力の調整を行う場合に比べて、より容易に成膜レートを一定に保つことができる。よって、本実施形態によっても、成膜対象物６に生成される膜の膜厚や膜質のむらを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。
【００６３】
［実施形態６］
次に、本発明の実施形態６について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。
【００６４】
図６は、本実施形態の成膜装置１を示している。本実施形態の成膜装置１は、成膜対象物６とマスク６ｂを保持するホルダ６ａを、成膜対象物６の成膜面の法線方向に、上下に移動させるための成膜対象物昇降機構６４０を備える。成膜対象物昇降機構６４０は、チャンバ１０の天井壁１０ｄに設置されている。成膜対象物昇降機構６４０は、モータ等の駆動源からの動力伝達を受けてホルダ６ａを上昇または下降させる直動ボールねじ６４２を含む。制御部１４の制御に従って直動ボールねじ６４２が駆動し、ホルダ６ａが上下動することにより、ターゲット（Ｔ：Ｔａｒｇｅｔ）と、成膜対象物である基板（Ｓ：Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）の間の距離（Ｔ−Ｓ距離）を変化させることができる。なお成膜対象物昇降機構の構成は図示例には限られず、制御部１４からの指示に応じて、あるいは予め規定された通りにＴ−Ｓ距離を変化させられるものであればよい。
【００６５】
このように、本実施形態の成膜装置１は、Ｔ−Ｓ距離を変化させるＴ−Ｓ距離変化手段を有する。そして、本実施形態では成膜工程中に、チャンバ内の圧力の調整を行うことに加え、Ｔ−Ｓ距離の調整を行う。
【００６６】
成膜工程において、Ｔ−Ｓ距離変化手段は、Ｔ−Ｓ距離を変化させる。具体的には、Ｔ−Ｓ距離変化手段は図６の構成において、Ｔ−Ｓ距離を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に高いカソードユニット８の移動経路の始端側および終端側で小さくなるように変化させる（図６（ａ））。また、Ｔ−Ｓ距離を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に低いカソードユニット８の移動経路の中央部で大きくなるように変化させる（図６（ｂ））。すなわち、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力であるときにＴ−Ｓ距離が第１の距離となるようにする。そして、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力よりも高い第２の圧力であるときにはＴ−Ｓ距離が第１の距離よりも小さい第２の距離となるようにする。
【００６７】
これにより、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が高くスパッタ粒子の平均自由行程が短くなるときには、ターゲット表面から成膜対象物６までの距離が短くなる。また、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が低くスパッタ粒子の平均自由行程が長くなるときには、ターゲット表面から成膜対象物６までの距離が長くなる。本実施形態ではこのように、チャンバ内の圧力の調整に加えてＴ−Ｓ距離を調整することで、平均自由行程を制御することに加えて、スパッタリング領域Ａ１から放出されたスパッタ粒子が成膜対象物６に堆積するまでに必要な飛行距離を制御できる。この結果、単にチャンバ内の圧力の調整を行う場合に比べて、より容易に成膜レートを一定に保つことができる。よって、本実施形態によっても、成膜対象物６に生成される膜の膜厚や膜質のむらを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。
【００６８】
なお、本実施形態ではＴ−Ｓ距離変化手段として成膜対象物６を成膜対象物６の成膜面の法線方向に移動させる成膜対象物昇降機構６４０を示したが、これに限定はされない。例えば、Ｔ−Ｓ距離変化手段として、ターゲット２またはカソードユニット８を成膜対象物６の成膜面の法線方向に移動させる機構を用いてもよい。
【００６９】
［他の実施形態］
上記各実施形態では、カソードユニット８や、プレーナカソードユニット３０８が１つの場合を示したが、これらのユニットがチャンバ内部に複数配置されていてもよい。あるいは、これらのユニットが１つであっても、ユニット内に複数のターゲットが配置されていてもよい。また、上記各実施形態で示した各構成要素は、上記各実施形態の例に限定されず、矛盾を生じない限りにおいて互いに任意に組み合わせて構わない。
【符号の説明】
【００７０】
１  成膜装置
２  ターゲット
６  成膜対象物
１０  チャンバ
１２  移動台駆動装置（移動手段）
１４  制御部
１５  排気手段
１６  ガス導入手段
Ａ１  スパッタリング領域
【図１】
2020105569.tif 000003
【図２】
2020105569.tif 000004
【図３】
2020105569.tif 000005
【図４】
2020105569.tif 000006
【図５】
2020105569.tif 000007
【図６】
2020105569.tif 000008
【図７】
2020105569.tif 000009