(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器の内部で、ターゲット表面からターゲット粒子を放出させ、該ターゲット粒子を被処理体の表面に付着させて薄膜を形成する成膜方法であって、
前記ターゲットを、予め定められた複数の膜構成に応じて２種類以上の材料からなる複数のターゲット片から構成し、該複数のターゲット片を独立に出力設定可能な複数の電源の陰極に電気的に接続された共用部電極上に設置するとともに、前記複数のターゲット片のいずれかの近傍に配置され前記電源の陽極にそれぞれ電気的に接続可能に設けられた複数の電極を設置し、
前記被処理体を、前記複数のターゲット片を横断する移動経路に沿って時間差を設けて２個以上移動させ、
前記被処理体のそれぞれに形成する前記膜構成の情報と、前記被処理体のそれぞれの移動位置の情報とに基づいて、前記複数の電極の少なくともいずれかに選択的に電力を供給し、
前記複数のターゲット片のうちいずれかから、選択的にターゲット粒子を放出させて、
前記被処理体のそれぞれの表面に前記被処理体のそれぞれに応じた前記膜構成の成膜を行う
ことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記移動経路に沿って時間差を設けて移動される前記２個以上の被処理体を、前記移動経路上に同時に移動させ、前記移動経路上の２箇所以上で並行して成膜を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記２個以上の被処理体のうちの少なくともいずれかの被処理体に対して、前記２個以上の被処理体のうちの他の被処理体と異なる膜構成の成膜を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記被処理体が、種類の異なるターゲット片を横断する際に、前記被処理体の移動速度および前記電源の前記出力電力の大きさの少なくともいずれかを変化させることによって、薄膜の組成が連続的に変化する傾斜層を形成する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項５】
真空容器を有し、該真空容器の内部で、ターゲット表面からターゲット粒子を放出させ、該ターゲット粒子を被処理体の表面に付着させて薄膜を形成する成膜装置であって、
出力電力の大きさを独立に設定可能な複数の電源と、
予め定められた複数の膜構成に応じて２種類以上の材料からなり、前記ターゲットを構成する複数のターゲット片と、
前記複数の電極の陰極に電気的に接続され、前記複数のターゲット片を保持する共用部電極と、
前記複数のターゲット片の近傍に設置され、前記複数の電源の陽極に個別の配線を介して電気的に接続された複数の電極と、
前記被処理体を、前記複数のターゲット片を横断する移動経路上に時間差を設けて２個以上移動させる被処理体移動部と、
該被処理体移動部から通知される前記被処理体のそれぞれの移動位置の情報と、前記被処理体のそれぞれに形成する前記膜構成の情報とに基づいて、前記複数の電極の少なくともいずれかに選択的に電力を供給して、前記複数のターゲット片のうち少なくともいずれかから、前記被処理体のそれぞれに向けてそれぞれに対応するターゲット粒子を選択的に放出させる成膜制御部と、
を備えることを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
前記複数の電源は、０％〜１００％の範囲で出力電力を独立に調整可能であり、
前記成膜制御部は、前記出力電力の大きさを制御できるようにした
ことを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記複数のターゲット片は、それぞれ平面視矩形状に形成され、それぞれの長辺が隣接するようにして、前記共用部電極上に設置され、
前記複数の電極は、前記ターゲット片を短辺側から挟んで対向する位置に配置された
ことを特徴とする請求項５または６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記真空容器に隣接して、
前記真空容器と同一雰囲気を形成した状態で、前記被処理体を前記真空容器に投入する投入室と、
前記真空容器と同一雰囲気を形成した状態で、成膜が終了した前記被処理体を前記真空容器から排出する排出室と、
が設けられた
ことを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法および成膜装置に関する。例えば、ターゲット表面からターゲット粒子を放出させ、このターゲット粒子を被処理体の表面に付着させて薄膜を形成する成膜方法および成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜を成膜する方法として、例えば、スパッタリング（スパッタ）法、アークイオンプレーティング法、アークプラズマデポジッション法等の成膜方法（以下、スパッタ法等と称する）が広い分野で利用されている。これらの成膜方法によって薄膜を形成する場合、単物質材料からなるターゲットや、混合材料を固体化させたターゲットを用いる。そして、このターゲットに電子を衝突させる、あるいは、このターゲットを溶解して蒸発させることによって、ターゲットの構成材料を被処理体に堆積させて薄膜を形成する。
また、複数の元素を含む混合薄膜（多元系の薄膜）により表面処理されたものは、耐熱性、耐摩耗性、導電性等が向上することから、摺動機械部品や半導体ＬＳＩ、光磁気ディスク等の幅広い分野で用いられている。
このようなスパッタ法等では、ターゲットとして、形成する薄膜の組成比に応じた１枚の合金ターゲットや組成に応じた異なる材料からなる複数のターゲットが用いられている。これらのターゲットは、被処理体の表面積に比べてターゲット粒子の放出範囲が大きくなるように設けられ、成膜範囲は略円状とするのが一般的である。このため、被処理体が小さい場合には、複数の被処理体をヤトイ等の治具に詰めてバッチ方式で成膜を行われることが多い。
例えば、特許文献１には、処理容器内に断面が内側に向けて傾斜されて環状に形成され、可変直流電源が接続されたＣｕＭｎターゲットが設けられ、処理容器内にプラズマを発生させて、被処理体である半導体ウエハに対してＣｕＭｎターゲットのスパッタリングを行い、ＣｕＭｎターゲットに印加するバイアス電圧、処理容器内の圧力、印加電力等を変えて第１および第２の成膜工程を行うことにより、組成比の異なる合金膜を成膜するスパッタ成膜方法およびスパッタ成膜装置が記載されている。
特許文献１に記載の装置では、ＣｕＭｎターゲットからスパッタされたターゲット粒子が円環状に拡がって半導体ウエハよりも面積の大きな円状に成膜範囲が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４３２４６１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の成膜方法および成膜装置には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術をはじめとする従来の技術では、装置内の一定位置に配置された被処理体に確実に成膜を行うため、成膜範囲が被処理体の表面積よりも広く設定されている。このため、被処理体に成膜されないターゲット粒子が大量に発生し、ターゲットの使用効率が悪いという問題がある。
ターゲットの使用効率を向上するために、複数の被処理体をヤトイ等の治具に詰めてバッチ方式で成膜を行うことも考えられるが、治具に詰め込んだり取り出したりする作業に時間がかかり、成形が終了した被処理体バッチを次の被処理体バッチに入れ替える際に成膜装置を真空排気し直すなどの時間が必要となり、生産性が悪いという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、ターゲットの使用効率を向上することができ、組成や膜厚の調整が容易であり、異なる膜構成を有する薄膜の成膜の効率を向上することができる成膜方法および成膜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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の成膜方法は、真空容器の内部で、ターゲット表面からターゲット粒子を放出させ、該ターゲット粒子を被処理体の表面に付着させて薄膜を形成する成膜方法であって、前記ターゲットを、予め定められた複数の膜構成に応じて２種類以上の材料からなる複数のターゲット片から構成し、該複数のターゲット片を独立に出力設定可能な複数の電源の陰極に電気的に接続された共用部電極上に設置するとともに、前記複数のターゲット片のいずれかの近傍に配置され前記電源の陽極にそれぞれ電気的に接続可能に設けられた複数の電極を設置し、前記被処理体を、前記複数のターゲット片を横断する移動経路に沿って時間差を設けて２個以上移動させ、前記被処理体のそれぞれに形成する前記膜構成の情報と、前記被処理体のそれぞれの移動位置の情報とに基づいて、前記複数の電極の少なくともいずれかに選択的に電力を供給し、前記複数のターゲット片のうちいずれかから、選択的にターゲット粒子を放出させて前記被処理体のそれぞれの表面に前記被処理体のそれぞれに応じた前記膜構成の成膜を行う方法とする。
【０００７】
また、本発明の成膜方法では、前記移動経路に沿って時間差を設けて移動される前記２個以上の被処理体を、前記移動経路上に同時に移動させ、前記移動経路上の２箇所以上で並行して成膜を行うことが好ましい。
【０００８】
また、本発明の成膜方法では、前記２個以上の被処理体のうちの少なくともいずれかの被処理体に対して、前記２個以上の被処理体のうちの他の被処理体と異なる膜構成の成膜を行うことが好ましい。
【０００９】
また、本発明の成膜方法では、前記被処理体が、種類の異なるターゲット片を横断する際に、前記被処理体の移動速度および前記電源の前記出力電力の大きさの少なくともいずれかを変化させることによって、薄膜の組成が連続的に変化する傾斜層を形成することが好ましい。
【００１０】
本発明の成膜装置は、真空容器を有し、該真空容器の内部で、ターゲット表面からターゲット粒子を放出させ、該ターゲット粒子を被処理体の表面に付着させて薄膜を形成する成膜装置であって、出力電力の大きさを独立に設定可能な複数の電源と、予め定められた複数の膜構成に応じて２種類以上の材料からなり、前記ターゲットを構成する複数のターゲット片と、前記複数の電極の陰極に電気的に接続され、前記複数のターゲット片を保持する共用部電極と、前記複数のターゲット片の近傍に設置され、前記複数の電源の陽極に個別の配線を介して電気的に接続された複数の電極と、前記被処理体を、前記複数のターゲット片を横断する移動経路上に時間差を設けて２個以上移動させる被処理体移動部と、該被処理体移動部から通知される前記被処理体のそれぞれの移動位置の情報と、前記被処理体のそれぞれに形成する前記膜構成の情報とに基づいて、前記複数の電極の少なくともいずれかに選択的に電力を供給して、前記複数のターゲット片のうち少なくともいずれかから、前記被処理体のそれぞれに向けてそれぞれに対応するターゲット粒子を選択的に放出させる成膜制御部と、を備える構成とする。
【００１１】
また、本発明の成膜装置では、前記複数の電源は、０％〜１００％の範囲で出力電力を独立に調整可能であり、前記成膜制御部は、前記出力電力の大きさを制御できるようにしたことが好ましい。
【００１２】
また、本発明の成膜装置では、前記複数のターゲット片は、それぞれ平面視矩形状に形成され、それぞれの長辺が隣接するようにして、前記共用部電極上に設置され、前記複数の電極は、前記ターゲット片を短辺側から挟んで対向する位置に配置されたことが好ましい。
【００１３】
また、本発明の成膜装置では、前記真空容器に隣接して、前記真空容器と同一雰囲気を形成した状態で、前記被処理体を前記真空容器に投入する投入室と、前記真空容器と同一雰囲気を形成した状態で、成膜が終了した前記被処理体を前記真空容器から排出する排出室と、が設けられたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の成膜方法および成膜装置によれば、被処理体を複数のターゲット片を横断する移動経路上に時間差を設けて２個以上移動させ、被処理体のそれぞれに形成する膜構成の情報と、被処理体のそれぞれの移動位置に基づいて、複数のターゲット片のうち少なくともいずれかから選択的にターゲット粒子を放出させ、被処理体のそれぞれの表面に被処理体のそれぞれに応じた膜構成の成膜を行うため、ターゲットの使用効率を向上することができ、組成や膜厚の調整が容易であり、異なる膜構成を有する薄膜の成膜の効率を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す模式的な正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す模式的な平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る成膜装置の成膜制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る成膜装置で成膜された薄膜の膜構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る成膜装置の動作を説明する動作説明図、およびそのＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の実施形態の第１変形例に係る成膜装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
【図８】本発明の実施形態の第１変形例に係る成膜装置で成膜された薄膜の膜構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の実施形態の第２変形例に係る成膜装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の第３変形例に係る成膜装置の概略構成を示す模式的な正面図および平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態に係る成膜装置について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す模式的な正面図である。図２は、本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を示す模式的な平面図である。図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。図４は、本発明の実施形態に係る成膜装置の成膜制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。図５は、本発明の実施形態に係る成膜装置で成膜された薄膜の膜構成の一例を示す模式的な断面図である。
なお、各図は模式図のため、寸法関係や形状は誇張されている（以下の図面も同様）。
【００１７】
本実施形態のスパッタ装置１は、図１〜３に示すように、真空容器２の内部で、ターゲット表面からターゲット粒子を放出させ、このターゲット粒子を被処理体Ｗの表面に付着させて薄膜を形成する成膜装置である。本実施形態では、一例として、ＤＣマグネトロンスパッタ法を行う装置の例で説明する。
【００１８】
スパッタ装置１の概略構成は、スパッタリングを行うための低圧の不活性雰囲気を形成する真空容器２と、真空容器２に隣接して設けられ被処理体Ｗを真空容器２に投入するための投入室３と、真空容器２に隣接して設けられ、薄膜が形成された被処理体Ｗを真空容器２から排出するための排出室４とを備える。
また、スパッタ装置１は、真空容器２の内部に、スパッタリングを行う装置部分であるターゲット部８（ターゲット）、バッキングプレート７（共用部電極）、マグネットユニット６、電極Ｅ１、…、Ｅｎ（ただし、ｎは、２以上の整数）、被処理体移動部９、および移動ガイド１０を備える。なお、電極Ｅ１、…、Ｅｎの個数ｎは、本実施形態では、一例として、ｎ＝３６を採用している。
また、スパッタ装置１は、真空容器２の外部に、真空容器２の内部の装置部分を動作させる第１電源１１、第２電源１２、スイッチ部１３、および成膜制御ユニット５０（成膜制御部、図４参照）を備える。
【００１９】
なお、以下では、簡単のため、添字付きの符号を、範囲が定められた整数の変数ｉ、ｊ、ｋなどを用いて表記する場合がある。例えば、電極Ｅ１、…、Ｅｎのうちのいずれかの電極を表す場合、ｉを１からｎまでの整数として、「電極Ｅｉ」と表すことがある。また、電極Ｅ１、…、Ｅｎを総称して、「各電極Ｅｉ」と称する場合がある。
【００２０】
真空容器２の外形は、本実施形態では、図１に示すように、水平方向に細長い直方体状とされている。真空容器２の外壁部には、内部の雰囲気を減圧するため不図示の真空ポンプなどからなる減圧手段が接続された吸引管路２ｂと、不図示の不活性ガス供給源に接続され、真空容器２の内部に不活性ガスを供給する不活性ガス供給管路２ａとが接続されている。
不活性ガス供給管路２ａで供給される不活性ガスは、例えば、アルゴン（Ａｒ）ガスなどの不活性ガスを挙げることができる。
【００２１】
投入室３は、本実施形態では、図１、２に示すように、真空容器２の長手方向の一端部に隣接して箱状に形成されている。
また、投入室３は、被処理体Ｗを投入するため、側部に設けられた不図示の開口を開閉し閉止時に気密を保つゲートバルブ３ａと、ゲートバルブ３ａで開放された開口から投入した被処理体Ｗを内部に載置する載置台３ｃと、載置台３ｃ上に載置された被処理体Ｗを把持して真空容器２に向けて移動する移載ロボット３ｄと、移載ロボット３ｄに把持された被処理体Ｗを真空容器２の内部に移動するため、真空容器２との境界に設けられた不図示の開口を開閉し、閉止時に気密を保つゲートバルブ３ｂとを備える。
なお、投入室３には投入室３内を減圧するため不図示の真空ポンプなどからなる減圧手段が接続されている。このため、投入室３は、ゲートバルブ３ａ、３ｂを閉止した状態で、この減圧手段を駆動することにより、投入室３の内部を真空容器２と同等の真空度に減圧することができるようになっている。
また、ゲートバルブ３ａ、３ｂ、移載ロボット３ｄは、不図示の制御部によって操作者が遠隔操作可能に設けられている。
【００２２】
排出室４は、本実施形態では、図１、２に示すように、真空容器２の長手方向の他端部に隣接して箱状に形成されている。
また、排出室４は、真空容器２内で成膜が終了した被処理体Ｗを真空容器２から移動するため真空容器２との境界に設けられた不図示の開口を開閉し、閉止時に気密を保つゲートバルブ４ｂと、ゲートバルブ４ｂの開放時に真空容器２内を移動した被処理体Ｗを把持して排出室４内に移動させる移載ロボット４ｄと、移載ロボット４ｄで移動した被処理体Ｗを内部に載置する載置台４ｃと、載置台４ｃ上に載置された被処理体Ｗを外部に排出するため側部に設けられた不図示の開口を開閉し、閉止時に気密を保つゲートバルブ４ａとを備える。
なお、排出室４には、投入室３と同様に、排出室４内を減圧するため不図示の真空ポンプなどからなる減圧手段が接続されている。このため、排出室４は、ゲートバルブ４ａ、４ｂを閉止した状態で、この減圧手段を駆動することにより、排出室４の内部を真空容器２と同等の真空度に減圧することができるようになっている。
また、ゲートバルブ４ａ、４ｂ、移載ロボット４ｄは、不図示の制御部によって操作者が遠隔操作可能に設けられている。
【００２３】
ターゲット部８は、薄膜を形成する材料の原子または分子からなるターゲット粒子を表面から放出するための固体材料であり、本実施形態では、図２に示すように、平面視矩形状のターゲット片Ｔ１、…、Ｔｎが、真空容器２の底面寄りの位置に投入室３から排出室４に向かって、この順に、互いの長辺が隣接するようにして配列されている。
各ターゲット片Ｔｉの形状や材質は、被処理体Ｗの形状や被処理体Ｗに形成する薄膜の膜構成に応じて適宜設定する。本実施形態では、各ターゲット片Ｔｉの大きさは、短辺長さ×長辺長さが、ａ×ｂ（ただし、ａ＜ｂ）である。
本実施形態では、被処理体Ｗごとに予め定められた膜構成に応じて２種類以上の材料のターゲット片Ｔｉが配列されている。
【００２４】
以下では、本実施形態の具体例を述べる場合、被処理体Ｗの形状が、図５に示すように、直径Ｄが１５ｍｍ、厚さｔが３ｍｍの円板であり、被処理体Ｗの材質はステンレス鋼であるものとして説明する。
また、被処理体Ｗに形成する薄膜の膜構成は、図５に示すように、一例として、薄膜１５Ａ、１５Ｂの２種類の膜構成が設定されている。
薄膜１５Ａは、被処理体Ｗの被処理面である厚さ方向の一方の表面に、厚さｔＡ１が３００ｎｍのシリコン（Ｓｉ）膜層ＬＡ１と、厚さｔＡ２が６００ｎｍのダイヤモンドライクカーボン（diamond-like carbon、以下、ＤＬＣと略称する）膜層ＬＡ２とがこの順に積層される多層膜構成である。
ここで、ＤＬＣ膜層ＬＡ２は、被処理体Ｗの表面の表面平滑性および耐摩耗性を向上する表面層として設けられ、Ｓｉ膜層ＬＡ１は、ＤＬＣ膜層ＬＡ２の接合強度を向上するための中間層として設けられる。
薄膜１５Ｂは、被処理体Ｗの被処理面である厚さ方向の一方の表面に、厚さｔＢ１が３００ｎｍのクロム（Ｃｒ）膜層ＬＢ１と、厚さｔＢ２が６００ｎｍのプラチナ（Ｐｔ）膜層ＬＢ２とがこの順に積層される多層膜構成である。
ここで、Ｐｔ膜層ＬＢ２は、被処理体Ｗの表面の耐酸化性を向上する表面層として設けられ、Ｃｒ膜層ＬＢ１は、Ｐｔ膜層ＬＢ２の接合強度を向上するための中間層として設けられる。
【００２５】
各ターゲット片Ｔｉの具体的な寸法は、上記の被処理体Ｗに薄膜１５Ａを成膜する場合、短辺長さａが被処理体Ｗの直径Ｄの大きさ以下であることが好ましく、本実施形態では、ａ＝１５（ｍｍ）を採用している。また、長辺長さｂは、ｂ＝３０（ｍｍ）を採用している。
また、各ターゲット片Ｔｉの材質は、Ｓｉ膜層ＬＡ１、Ｃｒ膜層ＬＢ１、ＤＬＣ膜層ＬＡ２、Ｐｔ膜層ＬＢ２を成膜するために、一例として、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ５までの５枚がＳｉで、ターゲット片Ｔ６〜Ｔ１０までの５枚がＣｒで、ターゲット片Ｔ１１〜Ｔ２３までの１３枚が炭素（Ｃ）で、ターゲット片Ｔ２４〜Ｔ３６までの１３枚がＰｔで構成されている。
各ターゲット片Ｔｉの厚さは、成膜時のターゲット材料の消費量、被処理体Ｗの処理個数等に応じて、適宜設定すればよい。
このような構成により、本実施形態のターゲット部８は、平面視の形状が、幅３０ｍｍ、長さ５４０ｍｍの矩形帯状に形成されている。
【００２６】
バッキングプレート７は、図１〜３に示すように、ターゲット片Ｔ１、…、Ｔｎで構成されるターゲット部８をその下面側で水平に保持する導電部材である。
本実施形態では、ターゲット部８の平面視の外形よりもわずかに大きい銅製の矩形板を採用している。このため、ターゲット部８の下面の全体が受けられている。
また、本実施形態では、各ターゲット片Ｔｉは、バッキングプレート７の表面に直接ボンディングされている。ターゲット片Ｔｉとバッキングプレート7は、ボンディングの他にネジ止めや単に載置するだけでも成膜は可能であるが、成膜時にターゲットに発生する熱を効率よく伝達させてターゲット温度上昇を低減するにはバッキングプレート７上にターゲット片Ｔｉをボンディングで固定するのが望ましい。
このような構成のバッキングプレート７は、真空容器２の内部から外部に向かって導かれた陰極配線１１ｂ、１２ｂを介して、第１電源１１、第２電源１２の各陰極と電気的に接続されている。このため、各ターゲット片Ｔｉは、等電位となる平面上に保持されている。
【００２７】
マグネットユニット６は、図３に示すように、バッキングプレート７上の各ターゲット片Ｔｉにそれぞれの長手方向の両端部から長手方向の中心に向かう磁界１４を発生させる板状部材であり、バッキングプレート７においてターゲット部８が固定されたのと反対側の板面に配置されている。
このため、マグネットユニット６には、ターゲット部８の短手方向の中心に対応する位置にＳ極６ａが設けられ、ターゲット部８の短手方向の両端部にそれぞれＮ極６ｂが設けられている。本実施形態では、Ｓ極６ａ、Ｎ極６ｂはいずれも永久磁石を採用している。
このようなマグネットユニット６により、ターゲット部８上には、各ターゲット片Ｔｉの長手方向に沿う断面において、各ターゲット片Ｔｉの長手方向の両端部から中心に向かうとともにターゲット部８の表面から凸状の弓形をなす磁界１４が形成されている。
【００２８】
各電極Ｅｉは、それぞれ各ターゲット片Ｔｉに放電することにより各ターゲット片Ｔｉをスパッタリングするための電極部材である。
本実施形態では、各電極Ｅｉは、短手方向の幅が対応するターゲット片Ｔｉの幅よりもわずかに短い１対の金属板からなる。各電極Ｅｉは、長手方向が鉛直軸に沿うとともに、それぞれ、ターゲット片Ｔｉを間に挟んで水平方向に対向する姿勢とされ、各ターゲット片Ｔｉの短辺の近傍に設置されている。
具体的には、図３に電極Ｅ１、ターゲット片Ｔ１の例を示すように、各電極Ｅｉは、各ターゲット片Ｔｉの短辺に対して水平方向にｄ＝１（ｍｍ）だけ離間された近傍位置に配置されている。また、各電極Ｅｉの上端は、各ターゲット片Ｔｉの上面に対して、ｈ１＝５（ｍｍ）だけ突出されている。
また、電極Ｅ１、…、Ｅｎには、図１に示すように、真空容器２の内部から外部に向かって導かれた個別の配線ｗ１、…、ｗｎが接続され、それぞれ後述するスイッチ部１３の第１スイッチ１３Ａ、第２スイッチ１３Ｂの端子に電気的に接続されている。
【００２９】
被処理体移動部９は、被処理体Ｗの被処理面を下方に向けて水平に保持し、保持した被処理体Ｗをターゲット部８の上方においてターゲット部８の長手方向に沿う水平方向に移動させるものである。
被処理体移動部９は、真空容器２の内部に移動ガイド１０に移動可能に取り付けられている。
【００３０】
被処理体移動部９を移動させる移動機構は、被処理体移動部９および移動ガイド１０の少なくともいずれかに設けることができる。このような移動機構としては、例えば、ねじ送り機構、ギヤ、ベルト、ワイヤ等の伝動機構とモータとを組み合わせた移動機構や、リニアモータを用いた移動機構や、被処理体移動部９に設けられ移動ガイド１０をガイドとする自走機構などを採用することができる。
また、被処理体移動部９における被処理体Ｗの保持機構としては、被処理体Ｗの側面を中心に向かって把持するチャッキング機構などを採用することができる。
また、被処理体移動部９は、不図示の配線を介して、後述する成膜制御ユニット５０と通信可能に接続され、成膜制御ユニット５０からの制御信号に基づいて、起動、停止、および移動速度が制御されるようになっている。
また、被処理体移動部９は、例えば、エンコーダ、位置センサ等の位置検出手段を備えており、移動経路における移動位置の情報を成膜制御ユニット５０に通知できるようになっている。
【００３１】
移動ガイド１０は、被処理体移動部９の移動経路を定める部材であり、ターゲット部８の上方では、ターゲット部８の長手方向に沿って、ターゲット部８と平行な水平方向に延ばされている。
移動ガイド１０の各ターゲット片Ｔｉ上での配置は、図３にターゲット片Ｔ１に対する位置関係を示すように、被処理体移動部９に保持された被処理体Ｗの中心が各ターゲット片Ｔｉの長手方向（ターゲット部８の短手方向）の中心に対向し、被処理体Ｗの下面が各ターゲット片Ｔｉの上面から距離ｈ２だけ離間された配置とされている。
このため、被処理体移動部９による被処理体Ｗの移動経路は、ターゲット部８上では、各ターゲット片Ｔｉをその長手方向の中心の上方で横断する経路になっている。
移動経路上における被処理体Ｗの各ターゲット片Ｔｉに対する離間距離ｈ２は、被処理体Ｗの大きさとターゲット材料の使用効率の観点から適宜設定する。
本実施形態では、各ターゲット片Ｔｉから放出されるターゲット粒子が良好に被処理体Ｗの表面に付着する領域である成膜領域の平面視の大きさが、移動経路に直交する方向において、同方向の被処理体Ｗの被処理面の大きさをわずかに上回るとともに、移動経路に直交する方向の成膜領域の大きさが、同方向の被処理体Ｗの処理面の大きさよりも小さくなるように、距離ｈ２を設定している。
本実施形態では、一例として、ｈ２＝５０（ｍｍ）とすることにより、このような成膜領域を実現している。
【００３２】
なお、移動ガイド１０は、被処理体移動部９がターゲット部８上で往復移動可能な直線状のガイドであってもよいし、被処理体移動部９が一定方向に循環して移動できるような閉曲線状のガイドであってもよい。
移動ガイド１０を閉曲線状に設ける場合、被処理体移動部９が複数であっても、これら複数の被処理体移動部９を一方向に循環移動させることで、ターゲット部８の上方では投入室３から排出室４に向かう一方向に、複数の被処理体移動部９を同時に移動させることができる。
【００３３】
第１電源１１および第２電源１２は、それぞれ、出力電力の大きさを独立に設定可能な直流電源である。本実施形態では、いずれも出力電力２ｋＷの電力が供給可能になっている。
第１電源１１および第２電源１２の陰極は、図１に示すように、それぞれ陰極配線１１ｂ、１２ｂを介してバッキングプレート７に電気的に接続されている。
また、第１電源１１および第２電源１２の陽極は、それぞれ陽極配線１１ａ、陽極配線１２ａを介して、スイッチ部１３に電気的に接続されている。
【００３４】
スイッチ部１３は、第１電源１１および第２電源１２の出力電力を、それぞれ電極Ｅ１、…、Ｅｎのいずれかに選択的に印加するための選択手段であり、第１電源１１かオン・オフ電流をオン・オフするｎ個の第１スイッチ１３Ａと、第２電源１２からの直流電流をオン・オフするｎ個の第２スイッチ１３Ｂとを備える。
各第１スイッチ１３Ａの一方の接点は、陽極配線１１ａを介して第１電源１１の陽極に電気的に接続されている。また、各第２スイッチ１３Ｂの一方の接点は、陽極配線１２ａを介して第２電源１２の陽極に電気的に接続されている。
また、各第１スイッチ１３Ａおよび各第２スイッチ１３Ｂの他方の接点は、各電極Ｅｉと電気的に接続された各配線ｗｉとそれぞれ個別に接続されている。
このため、電極Ｅ１、…、Ｅｎには、配線ｗ１、…、ｗｎを介して、第１電源１１、第２電源１２の陽極に電気的に接続可能に設けられている。
スイッチ部１３は、図４に示すように、成膜制御ユニット５０と電気的に接続され、成膜制御ユニット５０から制御信号に基づいて、各第１スイッチ１３Ａ、各第２スイッチ１３Ｂのオン・オフ状態が制御されるようになっている。
【００３５】
成膜制御ユニット５０は、スパッタ装置１における成膜動作を制御するもので、図４に示すように、記憶部５３、条件設定部５４、被処理体移動制御部５１、および出力制御部５２を備える。
また、成膜制御ユニット５０には、操作者が成膜条件を入力したり、記憶部５３に記憶された制御条件を選択したりする操作入力を行うため、例えば、入力バッド、キーボード、マウスなどからなる操作入力部２０を備えている。
【００３６】
記憶部５３は、成膜動作における各種の制御条件の情報を記憶するものである。
記憶部５３に予め記憶しておく制御条件の情報としては、被処理体Ｗに成膜する膜構成の情報、膜構成に応じた被処理体Ｗの移動位置の制御情報、各ターゲット片Ｔｉの形状や材質の情報、各ターゲット片Ｔｉに供給する電力と成膜速度との相関関係の情報、被処理体Ｗの移動位置と各ターゲット片Ｔｉの設置位置との対応関係の情報などを挙げることができる。
【００３７】
条件設定部５４は、操作入力部２０に電気的に接続され、例えば、操作入力部２０から入力された成膜条件などの情報を記憶部５３に記憶させたり、操作入力部２０から入力された操作入力の指示に基づいて記憶部５３に記憶された情報を参照し、必要に応じて演算処理を行って、被処理体移動制御部５１および出力制御部５２の動作に必要な情報を被処理体移動制御部５１および出力制御部５２に送出したりするものである。
例えば、操作入力部２０によって、薄膜１５Ａあるいは薄膜１５Ｂを成膜する指示が入力されたとすると、このような膜構成を記憶部５３内で検索し、入力された膜構成に対応した被処理体Ｗの移動位置の制御情報を記憶部５３から読み出して、起動位置、停止位置、移動速度等の制御データを被処理体移動制御部５１に送出する。また、この膜構成に対応して、ターゲット片Ｔ１、…、Ｔｎに供給すべき電力の情報を出力制御部５２に送出する。
また、条件設定部５４は、操作入力部２０からの成膜開始の指示に応じて、被処理体移動制御部５１および出力制御部５２の制御動作を開始させる。
【００３８】
被処理体移動制御部５１は、条件設定部５４から送出された被処理体Ｗの移動位置の制御情報に基づいて、被処理体移動部９に制御信号を送出することにより、被処理体移動部９の起動、停止、移動速度の制御を行うものであり、被処理体移動部９と通信可能に接続されている。
また、被処理体移動制御部５１は、出力制御部５２と電気的に接続され、被処理体移動部９から通知される被処理体移動部９の移動位置の情報を出力制御部５２に送出できるようになっている。
【００３９】
出力制御部５２は、条件設定部５４から送出されたターゲット片Ｔ１、…、Ｔｎに供給すべき電力の情報と、被処理体移動制御部５１を介して被処理体移動部９から通知された被処理体Ｗの移動位置とに基づいて、第１電源１１、第２電源１２の出力電力を、スイッチ部１３によるスイッチングを行うことで、電極Ｅ１、…、Ｅｎの少なくともいずれかに選択的に供給する制御を行うものである。また、第１電源１１、第２電源１２の出力電力が可変できる場合には、出力電力の大きさの制御も行う。
このため、出力制御部５２は、条件設定部５４、スイッチ部１３、第１電源１１、および第２電源１２に電気的に接続され、条件設定部５４からの制御信号および被処理体移動部９からの移動位置の上方に基づいて、スイッチ部１３、第１電源１１、および第２電源１２の動作を制御できるようになっている。
【００４０】
成膜制御ユニット５０の装置構成は、本実施形態では、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータからなり、これにより上記のような制御機能に対応した制御プログラムが実行されるようになっている。
【００４１】
このような構成により、成膜制御ユニット５０は、被処理体Ｗの移動位置の情報と、予め記憶された複数の膜構成のうちから選択された膜構成の情報とに基づいて、電極Ｅ１、…、Ｅｎの少なくともいずれかに選択的に電力を供給して、ターゲット片Ｔ１、…、Ｔｎのうち少なくともいずれかから、選択的にターゲット粒子を放出させる成膜制御部を構成している。
【００４２】
次に、スパッタ装置１の動作について、本実施形態の成膜方法を中心として説明する。
図６（ａ）は、本発明の実施形態に係る成膜装置の動作を説明する動作説明図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００４３】
スパッタ装置１を用いて被処理体Ｗ上に薄膜１５Ａを成膜するには、予め、バッキングプレート７上にターゲット部８を設置しておく。
このため、真空容器２の内部には、複数のターゲット片を独立に出力設定可能な複数の電源の陰極に電気的に接続された共用部電極上に設置するとともに、複数のターゲット片のいずれかの近傍に配置され電源の陽極にそれぞれ電気的に接続可能に設けられた複数の電極を設置した構成が実現されている。
【００４４】
次に、スパッタ装置１の初期化を行う。
まず、ゲートバルブ３ｂ、４ｂを閉止した状態で、不図示の減圧手段によって真空容器２の内部雰囲気を吸引管路２ｂから吸引して、真空容器２の内部を減圧する。そして、不活性ガス供給管路２ａからＡｒガスを供給し、真空容器２内の真空度を、１×１０−２Ｐａに調節する。
また、操作入力部２０から初期化を指示することにより、成膜制御ユニット５０から制御信号を送出し、被処理体移動部９、スイッチ部１３、第１電源１１、第２電源１２を初期状態にリセットする。すなわち、被処理体移動部９を真空容器２内においてゲートバルブ３ｂの近傍に移動し、スイッチ部１３の第１スイッチ１３Ａ、第２スイッチ１３Ｂをすべてオフに設定し、第１電源１１、第２電源１２は、出力可能な状態に待機させる。
【００４５】
次に、ゲートバルブ３ｂを閉止した状態で、投入室３を大気圧にし、ゲートバルブ３ａを開放する。そして、ゲートバルブ３ａによって開放された不図示の開口から、適宜の搬入手段を用いて、被処理体Ｗを投入室３の内部に搬入し、載置台３ｃに載置する（図１の被処理体ＷＣ参照）。その後、ゲートバルブ３ａを閉止して、不図示の減圧手段によって投入室３を減圧する。
【００４６】
投入室３の減圧が終了したらゲートバルブ３ｂを開放する。そして、載置台３ｃ上の被処理体Ｗを移載ロボット３ｄによって把持し、この被処理体Ｗを、ゲートバルブ３ｂによって開放された不図示の開口を通して真空容器２の内部に移動し、被処理体移動部９が把持可能な位置に位置付ける。
操作者は、操作入力部２０に操作入力して、被処理体移動部９に被処理体Ｗを保持させる。これにより、図１に被処理体ＷＢとして示すように、被処理体Ｗが被処理体移動部９に受け渡される。そこで、移載ロボット３ｄを投入室３内に退避させて、ゲートバルブ３ｂを閉じる。
【００４７】
次に操作者が、操作入力部２０から薄膜１５Ａの成膜を開始する指示を入力すると、成膜制御ユニット５０の制御に基づいて自動的に成膜が開始される。
なお、薄膜１５Ａの膜厚は、被処理体Ｗの移動速度と、電極Ｅ１、…、Ｅｎに供給する電力とによって変化する。本実施形態では、移動速度および出力電力を一定に保ち、成膜に寄与するターゲット片Ｔｉの枚数によって所望の膜厚を得る場合の例で説明する。
【００４８】
まず、条件設定部５４は、このような膜構成を記憶部５３内で検索し、薄膜１５Ａの膜構成に対応した被処理体Ｗの移動位置の制御情報を記憶部５３から読み出して、起動位置、停止位置、移動速度等の具体的な被処理体移動部９の制御データを算出して、これらの制御データを被処理体移動制御部５１に送出する。
本実施形態では、薄膜１５Ａを成膜する場合には、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ５とターゲット片Ｔ１１〜Ｔ２３との寄与によって、薄膜１５Ｂを成膜する場合には、ターゲット片Ｔ６〜Ｔ１０とターゲット片Ｔ２４〜Ｔ３６との寄与によって、それぞれ成膜する。いずれも場合でも、移動位置の制御情報としては、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ３６上を停止することなく順次移動する、といった情報が記憶されている。
ただし、被処理体Ｗを特定のターゲット片Ｔｉ上に停止させて成膜を行う場合には、停止位置の情報も記憶されている。
【００４９】
ここで、被処理体移動制御部５１に送出する被処理体移動部９の制御データの算出方法について説明する。
まず、薄膜１５Ａを成膜する場合、条件設定部５４は、記憶部５３に記憶された薄膜１５Ａの膜構成の情報と、薄膜１５Ａの成膜に寄与するターゲット片Ｔｉの形状や材質の情報と、移動位置の制御情報とから、Ｓｉ膜層ＬＡ１、ＤＬＣ膜層ＬＡ２の成膜工程を以下のように解釈する。
まず、被処理体Ｗが、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ５までの７５ｍｍ（＝１５（ｍｍ）×５）の移動経路上を一定の移動速度ｖＡ１で移動する間に、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ５から放出されるＳｉのターゲット粒子によってそれぞれ膜厚６０ｎｍずつの成膜を行って、膜厚３００ｎｍのＳｉ膜層ＬＡ１を成膜する。
次に、被処理体Ｗが、ターゲット片Ｔ１１〜Ｔ２３までの１９５ｍｍ（＝１５（ｍｍ）×１３）の移動経路上を一定の移動速度ｖＡ２で移動する間に、ターゲット片Ｔ１１〜Ｔ２３から放出されるＣのターゲット粒子によってそれぞれ膜厚４６．１５ｎｍずつの成膜を行って、膜厚６００ｎｍのＤＬＣ膜層ＬＡ２を成膜する。
一方、記憶部５３には、ターゲット片Ｔ１等のＳｉターゲット片では、電極Ｅ１等に供給する出力電力が２ｋＷのとき、成膜速度が４０ｎｍ／ｍｉｎになり、ターゲット片Ｔ１１等のＣターゲット片では、電極Ｅ１１等に供給する出力電力が２ｋＷのとき、成膜速度が３０．７７ｎｍ／ｍｉｎになるといった出力電圧と成膜速度との関係の情報が記憶されている。
そこで、条件設定部５４は、これらの情報に基づいて、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ５までの被処理体Ｗの移動速度ｖＡ１を、１０ｍｍ／ｍｉｎ（＝７５×４０／３００）、ターゲット片Ｔ１１〜Ｔ２３までの被処理体Ｗの移動速度ｖＡ２を、１０（ｍｍ／ｍｉｎ）（＝１９５×３０．７７／６００）、として算出する。
【００５０】
条件設定部５４は、このようにして算出された移動速度ｖＡ１、ｖＡ２と、移動速度の切り替えタイミングとを、被処理体移動部９の移動の制御データとして、被処理体移動制御部５１に送出する。ただし、本実施形態では、ｖＡ１＝ｖＡ２であるため、移動速度の切り替えは不要である。
ターゲット片Ｔｉの種類による成膜速度の違いによっては、このように算出される移動速度ｖＡ１、ｖＡ２は異なることがあるが、本実施形態では、上記したように、Ｓｉターゲット片と、Ｃターゲット片との成膜速度の違いと、それぞれによって成膜する膜厚の設定とを考慮して、ターゲット部８を構成するＳｉターゲット片とＣターゲット片との枚数を、それぞれ５枚、１３枚に設定しているため、被処理体Ｗの移動速度がｖＡ１＝ｖＡ２になっている。
【００５１】
また、薄膜１５Ｂを成膜する場合、条件設定部５４は、記憶部５３に記憶された薄膜１５Ｂの膜構成の情報と、薄膜１５Ｂの成膜に寄与するターゲット片Ｔｉの形状や材質の情報と、移動位置の制御情報とから、Ｃｒ膜層ＬＢ１、Ｐｔ膜層ＬＢ２の成膜工程を上記と同様にして解釈し、それぞれＣｒ膜層ＬＢ１、Ｐｔ膜層ＬＢ２の成膜に寄与する、電極Ｅ６等、電極Ｅ２４等に供給する出力電力がそれぞれ２ｋＷのときの成膜速度がそれぞれ４０ｎｍ／ｍｉｎ、３０．７７ｎｍ／ｍｉｎになるとの情報に基づいて、ターゲット片Ｔ６〜Ｔ１０までの被処理体Ｗの移動速度ｖＢ１と、ターゲット片Ｔ２４〜Ｔ３６までの被処理体Ｗの移動速度ｖＢ２とを、ｖＢ１＝ｖＢ２＝１０（ｍｍ／ｍｉｎ）として算出する。
【００５２】
また、条件設定部５４は、薄膜１５Ａ、１５Ｂの膜構成に対応して、各ターゲット片Ｔｉに供給すべき電力の情報を出力制御部５２に送出する。
ここで、本実施形態における各ターゲット片Ｔｉに供給すべき電力の情報の設定方法について説明する。
本実施形態では、ターゲット片Ｔｉによる成膜領域は、移動経路に沿う方向では同方向の被処理体Ｗの外形よりも狭いため、移動経路上を移動する被処理体Ｗは、最大でも移動経路に沿って隣接する２つのターゲット片Ｔｉ、Ｔｉ＋１のターゲット粒子しか付着しない。
このため、被処理体Ｗが成膜領域に入ったターゲット片Ｔｉのみからターゲット粒子が放出されるように、このターゲット片Ｔｉの短辺の外側に設置された電極Ｅｉに出力電力が供給すれば、各ターゲット片Ｔｉの使用効率を最大化することができる。
したがって、ターゲット片Ｔｉごとの移動経路上における成膜領域の分布が知られている場合には、被処理体Ｗの移動位置に応じて被処理体Ｗと重なる成膜領域に対応するすべてのターゲット片Ｔｉを特定し、これに対応する電極Ｅｉの電力をオンにし、他の電極Ｅｉの電力をオフにするスイッチ部１３の制御データを出力制御部５２に送出すればよい。
【００５３】
ただし、スパッタリングによる成膜領域は、ある程度バラツキがあるため、余裕をもって被処理体Ｗがターゲット片Ｔｉによる想定される成膜領域に近づいたときに、対応する電極Ｅｉの電力をオンにしてもよい。
本実施形態では、移動経路に沿う成膜領域の大きさはターゲット片Ｔｉの短手方向の幅に近いため、被処理体Ｗがターゲット片Ｔｉと重なる領域に移動するとともに、ターゲット片Ｔｉに対応する電極Ｅｉの電力をオンにするスイッチ部１３の制御データを出力制御部５２に送出するようにしている。
具体的には、被処理体Ｗの移動位置に応じて、被処理体Ｗが重なる１枚のターゲット片Ｔｉ、または被処理体Ｗが重なるターゲット片Ｔｉ、Ｔｉ＋１に対して、第１電源１１または第２電源１２からの電力を供給する制御データを出力する。
なお、被処理体Ｗに重なるターゲット片Ｔｉの添字ｉが奇数のときは第１スイッチ１３Ａをオンとし、偶数のときは第２スイッチ１３Ｂをオンに設定する。
【００５４】
被処理体移動制御部５１および出力制御部５２に対して、条件設定部５４からの制御データが送出されると、被処理体移動制御部５１および出力制御部５２の制御によって、成膜が開始される。以下では、一例として、薄膜１５Ａを成膜する場合の例で説明する。
被処理体移動制御部５１は、被処理体移動部９を速度ｖＡ１で排出室４側に向かって移動させる。被処理体Ｗの移動位置の情報は、逐次、被処理体移動部９から出力制御部５２に通知される。
出力制御部５２は、被処理体移動部９から通知される被処理体Ｗの移動位置の情報に基づいて、薄膜１５Ａの成膜に寄与するターゲット片Ｔｉに対応する電極Ｅ１、…、Ｅ５、Ｅ１１、…、Ｅ２３のうちの少なくともいずれかに選択的に電力を供給するように、スイッチ部１３のオン・オフ制御を行う。
具体的には、被処理体Ｗが、ターゲット片Ｔ１に重なる領域に移動すると、電極Ｅ１に接続された第１スイッチ１３Ａがオンされる。これにより、電極Ｅ１のみに２ｋＷの電力が供給される。
被処理体Ｗは、ｖＡ１＝１０（ｍｍ／ｍｉｎ）で移動するため、被処理体Ｗの移動方向の先端がターゲット片Ｔ１に重なり始めてから１分３０秒後に、被処理体Ｗの全体がターゲット片Ｔ１と重なり、同時に被処理体Ｗの移動方向の先端がターゲット片Ｔ２との境界に到達する。このため、被処理体移動部９からこのような移動位置が通知されると、電極Ｅ２に接続された第２スイッチ１３Ｂがオンされる。これにより、電極Ｅ１、Ｅ２の両方にそれぞれ２ｋＷの電力が供給される。
また、被処理体Ｗの移動方向の先端がターゲット片Ｔ１に重なり始めてから３分後には、被処理体Ｗは、ターゲット片Ｔ１を横断し終わり、被処理体Ｗの移動方向の先端がターゲット片Ｔ３と境界に到達する。このため、被処理体移動部９からこのような移動位置が通知されると、電極Ｅ１に接続された第１スイッチ１３Ａがオフされ、電極Ｅ３に接続された第１スイッチ１３Ａがオンされる。これにより、電極Ｅ２、Ｅ３の両方にそれぞれ２ｋＷの電力が供給される。
このようにして、被処理体Ｗの移動位置に応じて、電極Ｅ１、…、Ｅ５、Ｅ１１、…、Ｅ２３において電力が供給される電極Ｅｉが順次切り替えられていく。
【００５５】
ここで、電力が供給された電極Ｅｉによる成膜動作について説明する。
例えば、電極Ｅ１に２ｋＷの電力が供給されると、ターゲット片Ｔ１は第１電源１１、第２電源１２の陰極に接続されたバッキングプレート７と等電位に保持されているため、図６（ａ）に示すように、各電極Ｅ１とターゲット片Ｔ１との間に空間放電によって電流１６が流れ、電子が流動することによってＡｒがイオン化される。そしてこれらのＡｒイオンがターゲット片Ｔ１に衝突することによって、ターゲット片Ｔ１がスパッタリングされる。
ターゲット片Ｔ１上には、マグネットユニット６の作用によって、ターゲット片Ｔ１の両端部から中心部に向かう弓形の磁界１４が形成されている。このため、電流１６による電子密度は、ターゲット片Ｔ１の長手方向の両端部と中心との２箇所の中間部において高くなる。Ａｒイオンはこれらの電子密度が高い領域に集中するため、ターゲット片Ｔ１は、長手方向の両端部と中心との２箇所の中間部を中心としてスパッタリングされる。
【００５６】
このとき、ターゲット片Ｔ１の成膜領域Ｓ１は、図６（ａ）、（ｂ）に破線矢印で示すように、これら２箇所の中間部から上方に向かってそれぞれコーン状に拡がる領域となる。このため、ターゲット片Ｔ１の上方の一定距離以上の位置では、各成膜領域Ｓ１が隣接して部分的に重なり、ターゲット片Ｔ１の長手方向に延びる成膜領域が形成される。
したがって、図６（ａ）に示すように、被処理体Ｗとターゲット片Ｔ１の表面との距離ｈ２を適宜設定することにより、ターゲット片Ｔ１の長手方向の成膜領域の大きさを被処理体Ｗの外形よりわずかに大きくしたとき、これと直交する方向では、図６（ｂ）に示すように、被処理体Ｗの外形よりも狭い成膜領域が形成される。
【００５７】
被処理体Ｗの先端がターゲット片Ｔ１、Ｔ２との境界の上方に達すると、電極Ｅ１、Ｅ２に同時に２ｋＷの電力が供給される。すると、電極Ｅ１（Ｅ２）から放電された電流は、ターゲット片Ｔ１（Ｔ２）に流れ、さらにターゲット片Ｔ１（Ｔ２）を保持するバッキングプレート７へと流れる。バッキングプレート７へ流れた電流は、陰極配線１１ｂ（１２ｂ）を介して第１電源１１（第２電源１２）に戻ってくる。
このとき、バッキングプレート７は、第１電源１１、第２電源１２の陰極側の電気回路の共用部であり、第１電源１１、第２電源１２から供給された電流が、それぞれ同時に流れる。これらの電流の大きさは第１電源１１、第２電源１２の陽極から流れた電流の合算値であり、第１電源１１、第２電源１２が陰極配線１１ｂ、１２ｂを介して回収する電流量も、それぞれ陽極から出力した電流と同量となる。そのため、独立に出力電力を設定できる第１電源１１、第２電源１２によって、第１電源１１、第２電源１２の陽極から供給する電流量を調整することで、電極Ｅ１、ターゲット片Ｔ１間の放電電流量と、電極Ｅ２、ターゲット片Ｔ２と間の放電電流量とを独立して制御することができる。
【００５８】
このようにして、被処理体Ｗは、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ５を横断する移動経路上では、下面側からターゲット片Ｔ１〜Ｔ５によって順次Ｓｉ原子が放出される成膜領域Ｓ１等を順次横断する。ただし、被処理体Ｗの先端がターゲット片Ｔ５、Ｔ６の境界に到達すると、出力制御部５２は、スイッチ部１３を制御して、電極Ｅ６に接続された第２スイッチ１３Ｂをオフし、被処理体Ｗがターゲット片Ｔ６〜Ｔ１０を通過する間は、電極Ｅ６〜Ｅ１０に接続された第１スイッチ１３Ａ、第２スイッチ１３Ｂはすべてオフされる。このため、被処理体Ｗに対して、ターゲット片Ｔ６〜Ｔ１０からＣｒ原子が放出されることはない。
このため、成膜領域Ｓ１等におけるそれぞれの成膜速度に応じてＳｉ原子が付着、堆積して、非晶質性のＳｉの薄膜が形成され、ターゲット片Ｔ５を通過した時点で膜厚３００ｎｍとなるＳｉ膜層ＬＡ１が成膜される。
【００５９】
また、同様にして、被処理体Ｗは、ターゲット片Ｔ１１〜Ｔ２３を横断する移動経路上では、下面側からターゲット片Ｔ１１〜Ｔ２３によって順次Ｃ原子が放出される成膜領域を順次横断するため、各成膜領域における成膜速度に応じてＣ原子が付着、堆積して、非晶質性のＣの薄膜が形成され、ターゲット片Ｔ２３を通過した時点で、Ｓｉ膜層ＬＡ１上に膜厚６００ｎｍとなるＤＬＣ膜層ＬＡ２が成膜される。
【００６０】
被処理体Ｗが、ターゲット片Ｔ２３を通過すると、出力制御部５２は、スイッチ部１３を制御して、電極Ｅ２５〜Ｅ３６に接続された第１スイッチ１３Ａ、第２スイッチ１３Ｂをすべてオフに設定して、第１電源１１、第２電源１２からの電力の供給を停止する。このため、被処理体Ｗに対して、ターゲット片Ｔ２４〜Ｔ３６からＰｔ原子が放出されることはない。
また、被処理体移動制御部５１は、被処理体移動部９を排出室４のゲートバルブ４ｂの近傍位置まで移動した後、被処理体移動部９を停止させる。
【００６１】
次に、予め減圧しておいた排出室４のゲートバルブ４ｂを開放し、移載ロボット４ｄによって、成膜が終了した被処理体Ｗを把持し、移載ロボット４ｄを駆動して、被処理体Ｗを排出室４の内部に移動する。この状態でゲートバルブ４ｂを閉止し、移載ロボット４ｄを駆動して被処理体Ｗを載置台４ｃ上に載置してから、移載ロボット４ｄの把持を解除する（図１の被処理体ＷＡ参照）。
一方、被処理体移動制御部５１は、被処理体移動部９の保持を解除して、被処理体移動部９を投入室３の近傍位置まで移動させる。これにより、次に成膜を行う被処理体Ｗを保持することが可能となる。
【００６２】
次に、操作者は、ゲートバルブ４ａを開放して、排出室４を大気圧にし、不図示の排出手段をゲートバルブ４ａによって開放された不図示の開口に挿入して、成膜が終了した被処理体ＷＡをスパッタ装置１の外部に排出する。
このようにして、薄膜１５Ａが成膜された被処理体Ｗが製造される。
また、操作入力部２０から薄膜１５Ｂを成膜する指示がなされた場合においては、ターゲット片Ｔ６〜Ｔ１０、Ｔ２４〜Ｔ３６上に被処理体Ｗが移動したときに、被処理体Ｗの下方の１つまたは２つのターゲット片Ｔｉに対応する電極Ｅｉに電力が供給される点が異なるのみで、薄膜１５Ｂが成膜される。
以上を繰り返すことにより、複数の被処理体Ｗを順次投入室３に投入し、真空容器２内で薄膜１５Ａまたは薄膜１５Ｂの成膜を行った後に、排出室４から排出することで、真空容器２を大気開放することなく、被処理体Ｗごとに、予め定められた薄膜１５Ａ、１５Ｂを成膜することができる。
【００６３】
このように、スパッタ装置１を用いた本実施形態の成膜方法によれば、被処理体Ｗを、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ３６を横断する移動経路に沿って移動させ、被処理体Ｗの移動位置に基づいて、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ３６のうちから、被処理体Ｗが重なる位置の１枚または隣接する２枚のターゲット片Ｔｉから選択的にターゲット粒子を放出させて成膜を行うことができる。このため、被処理体Ｗに付着する可能性のないターゲット片からのターゲット粒子の放出を抑制できるため、ターゲット部８の使用効率を向上することができる。
また、本実施形態では、ターゲット部８においてターゲット片Ｔｉの種類や、枚数を、成膜する膜構成に応じて予め設定するだけで成膜を行うことができる。このため、膜構成に応じて、被処理体Ｗの移動速度や第１電源１１、第２電源１２の出力電力を複雑に変化させることなく成膜を行うことができるため、薄膜の組成や膜厚の調整が容易となる。
したがって、薄膜の成膜工程において成膜の効率を向上することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、ターゲット片Ｔｉの材質が、複数の膜構成に対応して複数の材質のものが配列されているため、成膜の膜構成を変更する場合にも、スイッチ部１３を制御する制御データを変更するだけで、ターゲットの入れ替えなどの段取り替えを行うことなく連続的に成膜を続けることができる。このため、膜構成を変更するたびにターゲットを入れ替え場合に比べて、成膜の効率を向上することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、真空容器２に隣接して、投入室３および排出室４を設けることによって、真空容器２の雰囲気を変えることなく、複数の被処理体Ｗを１個ずつ連続的に成膜することができる。
このため、複数の被処理体Ｗをヤトイ等の治具に詰めてバッチ式の成膜を行う場合に比べて、被処理体Ｗのヤトイ詰めの手間や、バッチ交換する際の真空容器２の減圧などの作業時間、待機時間を低減できるため、生産効率を向上することができる。
また、真空容器２は、被処理体を１個ずつ直線的に移動できればよいため、真空容器２の移動経路に沿う断面積を低減することができる。
【００６６】
［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例について説明する。
図７は、本発明の実施形態の第１変形例に係る成膜装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。図８は、本発明の実施形態の第１変形例に係る成膜装置で成膜された薄膜の膜構成の一例を示す模式的な断面図である。
【００６７】
本変形例のスパッタ装置１Ａ（成膜装置）は、図７に主要部の構成を示すように、上記実施形態のスパッタ装置１のターゲット部８に代えて、ターゲット部８Ａ（ターゲット）を備え、上記実施形態の電極Ｅ５と電極Ｅ６との間に、ターゲット部８Ａを間に挟んでターゲット部８Ａの短手方向に対向するＮ対の電極ＥＡｊ（ただし、ｊは１以上Ｎ以下の整数、Ｎは３以上の奇数）を追加したものである。
スパッタ装置１Ａは、上記実施形態の薄膜１５Ａ、１５Ｂに加えて、図８に示すように、Ｓｉ膜層ＬＡ１とＤＬＣ膜層ＬＡ２との間に、ＳｉとＣとが混合した組成を有する混合膜層ＬＡ３を有する薄膜１５Ｃを成膜する装置である。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６８】
ターゲット部８Ａは、上記実施形態のターゲット片Ｔ５と、ターゲット片Ｔ６との間に、短辺×長辺が、ｃ×ｂ（ただし、ｃ＜ａ、ｃ＜Ｄ）の矩形形状を有するＮ枚のターゲット片ＴＡｊを、互いの長辺が隣接するように配置したものである。このため、ターゲット片ＴＡｊの短辺に沿う方向の幅は、ターゲット片Ｔｉに比べて狭くなっている。
ターゲット片ＴＡｊの材質は、ｊが偶数の場合はＳｉ、ｊが奇数の場合はＣから構成される。このため、ターゲット片Ｔ１０に隣接するターゲット片ＴＡ１の材質はＳｉからなり、ターゲット片Ｔ１１に隣接するターゲット片ＴＡＮの材質はＣからなる。
ターゲット片ＴＡｊの枚数Ｎは、成膜すべき混合膜層ＬＡ３の膜厚に応じて適宜の枚数に設定する。
【００６９】
ターゲット片ＴＡｊの短辺の長さｃは、図７に示すように、ターゲット片ＴＡｊ上に拡がるコーン状の成膜領域ＳＡｊが、ターゲット片ＴＡｊの表面から被処理体Ｗまでの距離ｈ２において、ターゲット片ＴＡｊに隣接するターゲット片ＴＡ（ｊ＋１）の成膜領域ＳＡ（ｊ＋１）のほぼ中心位置まで重なる程度の寸法に設定する。
【００７０】
電極ＥＡｊは、上記実施形態の電極Ｅｉのターゲット片Ｔｉに対向する幅寸法を、電極ＥＡｊが対向するターゲット片ＴＡｊの短辺寸法に対応させて縮幅したものである。
また、特に図示しないが、スイッチ部１３の第１スイッチ１３Ａ、第２スイッチ１３Ｂの数は、それぞれＮ個ずつ増加され、各電極ＥＡｊは、上記実施形態の電極Ｅｉと同様、配線ｗｉに相当する個別の配線を介して、陽極配線１１ａ、１２ａに電気的に接続された第１スイッチ１３Ａ、第２スイッチ１３Ｂに接続されている。
【００７１】
このような構成のスパッタ装置１Ａでは、上記実施形態と同様にして、上記被処理体移動部９をターゲット部８Ａに配列されたターゲット片Ｔ１〜Ｔ５、ターゲット片ＴＡ１〜ＴＡＮ、ターゲット片Ｔ１１〜Ｔ２３の上方を距離ｈ２だけ離間した移動経路に沿って横断する間に成膜を行う。
このため、上記実施形態と同様にして、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ５上では、Ｓｉ膜層ＬＡ１が、ターゲット片Ｔ１１〜Ｔ２３上ではＤＬＣ膜層ＬＡ２が成膜される。
【００７２】
一方、被処理体Ｗが、ターゲット片ＴＡ１〜ＴＡＮの上方に移動すると、ターゲット片ＴＡｊの短手方向の幅ｃは、被処理体Ｗの外形Ｄよりも小さいため、被処理体Ｗの移動に際して、隣接する２枚以上のターゲット片に電力が供給される。
このため、被処理体Ｗの下面には、ｊの奇遇に応じて、ターゲット片ＴＡｊ、ＴＡ（ｊ＋１）から、Ｓｉ原子とＣ原子とがスパッタリングされる。しかも、被処理体Ｗの通過位置では、これらのターゲット粒子の成膜領域ＳＡｊ、ＳＡ（ｊ＋１）が重なり合っているため、被処理体Ｗには、Ｓｉ原子とＣ原子とが混合した混合膜層ＬＡ３が成膜される。
【００７３】
混合膜層ＬＡ３は、Ｓｉ膜層ＬＡ１とＤＬＣ膜層ＬＡ２との界面の密着強度を向上することができるため、薄膜１５Ｃの密着性、耐久性を向上することができる。
このような混合膜層ＬＡ３は、上記実施形態の成膜方法であっても、ＳｉＣ合金で構成したターゲット片をターゲット片Ｔ５、Ｔ６の間に挿入すれば、成膜することができるが、本変形例によれば、このようなＳｉＣ合金のターゲット片を製造することなく混合膜層ＬＡ３を形成することができるため、成膜の準備工程が簡素化される。
また、合金が製造しにくい２種類の材料の混合膜を容易に形成することができる。
【００７４】
なお、スパッタ装置１Ａにおいて、薄膜１５Ａ、１５Ｂを成膜する場合には、被処理体Ｗがターゲット片ＴＡｊ上を移動する間、電極ＥＡｊに接続した第１スイッチ１３Ａ、第２スイッチ１３Ｂをすべてオフにすればよい。
【００７５】
［第２変形例］
次に、本実施形態の第２変形例について説明する。
図９は、本発明の実施形態の第２変形例に係る成膜装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
【００７６】
本変形例のスパッタ装置１Ｂ（成膜装置）は、図８に示す薄膜１５Ｃを成膜するための変形例である。スパッタ装置１Ｂの主要部の構成は、図９に示すように、上記実施形態のスパッタ装置１のターゲット部８に代えて、ターゲット部８Ｂ（ターゲット）を備え、上記実施形態の電極Ｅ５と電極Ｅ６との間に、電極Ｅｊと同様な構成を有し、ターゲット部８Ｂを間に挟んでターゲット部８Ｂの短手方向に対向するＭ対の電極ＥＢｋ（ただし、ｋは１以上Ｍ以下の整数）を追加したものである。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７７】
ターゲット部８Ｂは、上記実施形態のターゲット片Ｔ５と、ターゲット片Ｔ６との間に、短辺×長辺が（ａ／２）×ｂの矩形形状を有するターゲット片Ｔａｋとターゲット片Ｔｂｋとを互いの長辺が隣接するように交互に配置したものである。ターゲット片Ｔａｋ、Ｔｂｋの枚数は、電極ＥＢｋの各対に対応してＭ枚とされる。
ターゲット片Ｔａｋの材質はＳｉからなり、ターゲット片Ｔｂｋの材質はＣからなる。
ターゲット片Ｔａｋ、Ｔｂｋの各枚数Ｍは、成膜すべき混合膜層Ｌ３の膜厚に応じて適宜の枚数に設定する。
【００７８】
また、スパッタ装置１Ｂでは、特に図示しないが、スイッチ部１３の第１スイッチ１３Ａ、第２スイッチ１３Ｂの数は、それぞれＭ個ずつ増加され、各電極ＥＢｋは、上記実施形態の電極Ｅｉと同様、配線ｗｉに相当する個別の配線を介して、陽極配線１１ａ、１２ａに電気的に接続された第１スイッチ１３Ａ、第２スイッチ１３Ｂに接続されている。
【００７９】
本変形例のスパッタ装置１Ｂでは、ターゲット片Ｔａｋ、Ｔｂｋが１組で配置され、これらをそれぞれの短辺側から挟む位置関係に、電極ＥＢｋが配置されている。
このため、電極ＥＢｋに電力が供給されると、図９に示すように、ターゲット片Ｔａｋ、Ｔｂｋはそれぞれが隣接する長辺の近傍のスパッタリング領域で同時にスパッタリングされ、成膜領域ＳＢｋには、Ｓｉ原子とＣ原子とが同時に放出される。
【００８０】
Ｓｉ原子とＣ原子との放出量の比は、ターゲット片Ｔａｋ、Ｔｂｋとの境界となる長辺に対するスパッタリング領域の分布に依存する。本変形例では、ターゲット片Ｔａｋ、Ｔｂｋの短辺寸法がａ／２とされるため、スパッタリング領域が、境界を中心として略対称に形成されるため、Ｓｉ原子とＣ原子との放出量の比は、略１：１になる。
このように、ターゲット片Ｔａｋ、Ｔｂｋからは放出されるターゲット粒子は、電極ＥＢｋに供給する電力では、独立に制御することはできない。このため、本変形例では、条件設定部５４は、ターゲット片Ｔａｋ、Ｔｂｋが電極ＥＢｋに対応して、１枚のターゲット片を構成していると見なして、スイッチ部１３のオン・オフ制御の設定を行う。
すなわち、被処理体Ｗが、ターゲット片Ｔａｋまたはターゲット片Ｔｂｋに重なる位置に移動したら、電極ＥＢｋに接続された第１スイッチ１３Ａまたは第２スイッチ１３Ｂをオンにする制御データを出力制御部５２に送出する。
【００８１】
このような構成のスパッタ装置１Ｂでは、上記実施形態と同様にして、上記被処理体移動部９をターゲット部８Ｂに配列されたターゲット片Ｔ１〜Ｔ５、ターゲット片Ｔａ１、Ｔｂ１、…、ＴａＭ、ＴｂＭ、ターゲット片Ｔ６〜Ｔ３６の上方を距離ｈ２だけ離間した移動経路に沿って横断する間に成膜を行う。
このため、上記実施形態と同様にして、ターゲット片Ｔ１〜Ｔ５上では、Ｓｉ膜層ＬＡ１が、ターゲット片Ｔ１１〜Ｔ２３上ではＤＬＣ膜層ＬＡ２が成膜される。
【００８２】
一方、被処理体Ｗが、ターゲット片Ｔａ１、Ｔｂ１、…、ＴａＭ、ＴｂＭの上方に移動すると、被処理体Ｗが、ターゲット片Ｔａｋまたはターゲット片Ｔｂｋに重なる位置に移動したら、電極ＥＢｋに接続された第１スイッチ１３Ａまたは第２スイッチ１３Ｂがオンとなる。このため、被処理体Ｗの移動位置に応じて、ターゲット片Ｔａｋおよびターゲット片Ｔｂｋが同時にスパッタリングされ、成膜領域ＳＢｋにおいてＳｉ原子とＣ原子とが同時に放出される。このため、被処理体Ｗには、Ｓｉ原子とＣ原子とが混合した混合膜層ＬＡ３が成膜される。
【００８３】
本変形例によれば、上記第１変形例と同様に、ＳｉＣ合金のターゲット片を製造することなく混合膜層ＬＡ３を形成することができるため、成膜の準備工程が簡素化される。
また、合金が製造しにくい２種類の材料の混合膜を容易に形成することができる。
【００８４】
なお、スパッタ装置１Ｂにおいて、薄膜１５Ａ、１５Ｂを成膜する場合には、被処理体Ｗがターゲット片Ｔａｋ、Ｔｂｋ上を移動する間、電極ＥＢｊに接続した第１スイッチ１３Ａ、第２スイッチ１３Ｂをすべてオフにすればよい。
【００８５】
［第３変形例］
次に、本実施形態の第３変形例について説明する。
図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の第３変形例に係る成膜装置の概略構成を示す模式的な正面図および平面図である。
【００８６】
本変形例のスパッタ装置１Ｃ（成膜装置）は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、上記実施形態のスパッタ装置１の移動ガイド１０、スイッチ部１３に代えて、移動ガイド１０Ａ、スイッチ部２３を備え、第１電源１１、第２電源１２と同様な構成を有する第１電源２１、第２電源２２を追加し、被処理体移動部９の個数を複数にしたものである。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８７】
移動ガイド１０Ａは、平面視の形状が、ターゲット部８の上方をターゲット部８の長手方向に横断する直線経路１０ａと、これと平行な直線経路１０ｂを含む略矩形枠状の閉曲線を描く形状に形成されている。直線経路１０ｂは、直線経路１０ｂに沿って移動する被処理体移動部９が、各ターゲット片Ｔｉによる成膜領域から確実に離間するように、平面視で、ターゲット部８および各電極Ｅｉに重ならない位置に迂回されている。
直線経路１０ａ上には、２個の被処理体移動部９が同時に移動できるようになっている。
【００８８】
スイッチ部２３は、第１電源１１、第２電源１２、第１電源２１、および第２電源２２の出力電力を、それぞれ電極Ｅ１、…、Ｅｎのいずれかに選択的に印加するための選択手段である。
スイッチ部２３の構成は、上記実施形態の第１スイッチ１３Ａおよび第２スイッチ１３Ｂに加え、第１電源２１からの直流電流をオン・オフする第１スイッチ２３Ａと、第２電源２２からの直流電流をオン・オフする第２スイッチ２３Ｂとを有するｎ個のスイッチユニット２３ａを備える。
各第１スイッチ２３Ａの一方の接点は、陽極配線２１ａを介して第１電源２１の陽極に電気的に接続されている。また、各第２スイッチ２３Ｂの一方の接点は、陽極配線２２ａを介して第２電源２２の陽極に電気的に接続されている。
また、各第１スイッチ２３Ａおよび各第２スイッチ２３Ｂの他方の接点は、電極Ｅ１、…、Ｅｎと電気的に接続された配線ｗ１、…、ｗｎとそれぞれ個別に接続されている。
スイッチ部２３は、図４に示すように、成膜制御ユニット５０と電気的に接続され、成膜制御ユニット５０から制御信号に基づいて、各第１スイッチ１３Ａ、２３Ａ、各第２スイッチ１３Ｂ、２３Ｂのオン・オフ状態を制御できるようになっている。
【００８９】
スパッタ装置１Ｃによれば、複数の被処理体移動部９を移動ガイド１０Ａに沿って一定の間隔を空けて同時に移動させることができる。このため、図１０（ａ）、（ｂ）に一例を示すように、移動ガイド１０Ａの直線経路１０ａ上で、２個の被処理体移動部９を同時に移動させることができる。
このため、成膜制御ユニット５０は、各被処理体移動部９の移動位置の情報の通知を受けて、それぞれの被処理体移動部９に保持された被処理体Ｗ（図示の被処理体Ｗｂ、Ｗａ）に対して、上記実施形態と同様にして、その下方のターゲット片Ｔｉをスパッタリングして薄膜１５Ａまたは薄膜１５Ｂを成膜する。
その際、第１電源１１、第２電源１２は、例えば、被処理体Ｗａの成膜に用い、第１電源２１、第２電源２２は、被処理体Ｗｂの成膜に用いる。
本変形例では、第１電源１１、２１、第２電源１２、２２は、いずれも独立して出力電力を設定できるため、スイッチ部２３がどのようなオン・オフ状態であっても、電力が供給されている電極Ｅｉでは、一定の成膜速度が得られる。このため、本変形例では、被処理体Ｗａ、Ｗｂの移動位置に応じて、それぞれ１枚または２枚のターゲット片Ｔｉに、電力が印加され、真空容器２内の２箇所で並行してスパッタリングを行うことができる。
ただし、実際に２箇所で同時並行してスパッタリングが行われるかどうかは、ターゲット部８Ｂの各ターゲット片Ｔｉの材質の配置レイアウトと、真空容器２内を移動する被処理体Ｗａ、Ｗｂの間の離間距離と、成膜の種類とによって異なる。
本変形例のターゲット片Ｔｉの配置レイアウトでは、例えば、被処理体Ｗａ、Ｗｂの離間ピッチを２７０ｍｍ程度とした場合、被処理体Ｗａ、Ｗｂの膜構成によらず、移動中にいずれかの位置では２箇所で同時並行的に成膜が行われることになる。
【００９０】
被処理体Ｗを排出室４に受け渡した後の被処理体移動部９は、移動ガイド１０Ａ上をさらに移動して、直線経路１０ｂを通って、投入室３の近傍に移動され、新たな被処理体Ｗの成膜を行うため、投入室３から真空容器２に導入された被処理体Ｗを保持するのに用いられる。
【００９１】
このようにして、スパッタ装置１Ｃによれば真空容器２の内部で複数の被処理体Ｗを並行して成膜することで、複数の被処理体Ｗを連続的に成膜することができる。このため、スパッタ装置１Ｃの利用効率が向上し、成膜の生産性を向上することができる。
【００９２】
なお、上記実施形態および各変形例の説明では、ターゲット片の材料の種類が、薄膜１５ＡがＳｉとＣとの２種類、薄膜１５ＢがＣｒとＰｔとの２種類の場合の例で説明したが、薄膜は材料構成が異なる３種類以上でもよい。また、１つの薄膜の膜構成は、２層構成には限定されず、単層または３層以上でもよい。したがって、１つの薄膜の成膜に寄与するターゲット片Ｔｉの材料の種類は、２種類には限定されず、１種類でもよいし、３種類以上でもよい。
【００９３】
また、上記実施形態および各変形例の説明では、成膜装置が投入室と排出室とを備える場合の例で説明したが、例えば、真空容器が小型であって減圧にあまり時間がかからないような場合には、投入室、排出室を削除し、真空容器を大気圧に開放してから被処理体を入れ替えるバッチ式の成膜装置としてもよい。
【００９４】
また、上記第３変形例の説明では、ターゲット上で、２個の被処理体を移動させる場合の例で説明したが、互いの成膜に影響しない程度に離間して移動することができれば、ターゲット上で同時に移動する被処理体の個数は、２個以上の適宜個数とすることができる。
この場合、同時に成膜を行う個数に応じて、スパッタリングを行うため電極に電力を供給する電源は、移動個数に応じて増設する。
【００９５】
また、上記実施形態および各変形例の説明では、電源の設置数を低減するため、電源がすべての電極とスイッチ部を介して接続され、スイッチ部によって、接続を切り替えることで、電力を供給する電極を選択する場合の例で説明したが、電源を増設できる場合には、電極をブロック分けして、ブロックごとに電源を割り当ててブロック内で、電源の接続を切り替えるようにしてもよい。
また、陰極を共用部電極に接続していれば、陽極となるすべての電極対に異なる電源を接続し、電源の出力をオン・オフする制御を行ってもよい。
【００９６】
また、上記の第１および第２変形例の説明では、混合膜層ＬＡ３を成膜するためのターゲット片や電極を、ターゲット片Ｔ５、Ｔ６の間に配置した場合の例で説明したが、ターゲット片Ｔ１０、Ｔ１１の間に配置してもよい。
【００９７】
また、上記の第１および第２変形例の説明では、Ｓｉ膜層ＬＡ１とＤＬＣ膜層ＬＡ２との間に混合膜層ＬＡ３を形成した薄膜１５Ｃを成膜する場合の例で説明したが、Ｃｒ膜層ＬＢ１とＰｔ膜層ＬＢ２との間にＣｒとＰｔとが混合された混合膜層を成膜できる装置構成としてもよい。
【００９８】
また、上記実施形態および各変形例の説明では、複数の電源の出力電力は、一定値に設定されている場合の例で説明したが、複数の電源は、０％〜１００％の範囲で出力電力を独立に調整可能な構成とし、成膜制御部によって、出力電力の大きさを制御できるようにしてもよい。この場合、被処理体の移動位置に応じて、複数の電源を接続する電極に供給する電力を変化させることにより、ターゲット粒子の放出量を変化させることができる。
この場合、被処理体の移動速度が一定でも、ターゲット片ごとに成膜速度を変更することができるため、膜厚の変更がさらに容易となる。
【００９９】
また、上記実施形態および各変形例の説明では、ターゲットを挟んで対向する電極には、それぞれスイッチがオンされた１つの電源から電力が供給される場合の例で説明したが、対向する電極に、出力を独立に設定できる異なる電源を接続してもよい。
この場合、電源の出力電力を調整可能な構成とすれば、１つのターゲット片の２箇所からのターゲット粒子の放出量を変化させることができる。
【０１００】
また、上記実施形態および各変形例の説明では、ターゲット片は、被処理体の移動方向に沿って異なる配置が可能な構成の例で説明したが、上記実施形態のように、スパッタリング領域がターゲット片の長手方向の２箇所に形成される場合には、ターゲット片の材質をスパッタリング領域ごとに変えてもよい。
このようにして、異種材質が配置されたスパッタリング領域で同時にスパッタリングを行うことによっても、混合膜を成膜することができる。
また、さらにスパッタリング領域に寄与する電極に接続された電源の出力を独立に調整できるようにすることで、混合膜の組成比を変更することができる。
したがって、このような構成を移動経路に沿って複数設け、移動方向に沿って混合膜の組成比を変化させるようにすれば、段階的な傾斜層の成膜を行うことができる。
【０１０１】
また、上記の実施形態の説明では、成膜領域の幅は被処理体の移動方向（ターゲット片の長手方向と直交する方向）では被処理体の外形より狭い場合の例で説明したが、被処理体の外形と同等の幅でもよく、外形よりもわずかに大きな略同等の幅でもよい。
【０１０２】
また、上記の実施形態および各変形例の説明では、被処理体が複数のターゲット片上を停止することなく定速で移動する場合の例で説明したが、特定のターゲット片上で移動速度を変化させたり、停止したりして成膜を行うようにしてもよい。その際、停止して成膜する場合には、被処理体の全面が成膜されるように移動方向の成膜領域の幅を被処理体の外形よりわずかに大きくしておく。
例えば、第１変形例の構成において、ｊ＝２とし、電極ＥＡ１、ＥＡ２に供給する出力電力を０％〜１００％の範囲で独立に調整できる構成とすれば、被処理体Ｗをターゲット片ＴＡ１、ＴＡ２の境界上に停止させた状態で、電極ＥＡ１の出力電力を１００％から０％に、電極ＥＡ２の出力電力を０％から１００％に、それぞれ同時に変化させることによって、Ｓｉの組成が１００％から０％に、Ｃの組成が０％から１００％に漸次連続的に変化する傾斜層を成膜することができる。
【０１０３】
また、上記第１変形例の説明では、電極およびターゲット片の大きさを変更することで、被処理体の移動方向に隣接する成膜領域の重なりを形成することで混合膜を成膜する場合の例で説明したが、電極およびターゲット片の大きさが上記実施形態と同様であっても、ターゲット片の表面から被処理体の被処理面までの距離を増大させることで、成膜領域の重なりを形成することができる。したがって、混合膜を成膜する経路において、ターゲット片の表面から被処理体の被処理面までの距離を増大するように、被処理体を昇降しつつ移動できる構成としてもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態では、膜構成ごとに成膜に寄与するすべてのターゲット片を用いて成膜を行う場合の例で説明したが、成膜に用いるターゲット片を適宜間引いてもよい。
これにより、スパッタ装置１の構成を変えることなく、Ｓｉ膜層ＬＡ１の膜厚が３００ｎｍより薄い薄膜や、ＤＬＣ膜層ＬＡ２の膜厚が６００ｎｍよりも薄い薄膜を成膜することができる。
また、スパッタ装置１において、被処理体Ｗの移動速度を変えたり、停止時間を設けたり、電源の出力を変えたりすることで、膜厚を変える構成としてもよい。この場合、成膜に用いるターゲット片を間引いても、薄膜１５Ａ、１５Ｂと同様な膜構成を成膜することができる。
【０１０５】
また、上記の実施形態および各変形例では、装置設定の条件によって、所望の膜厚が得られる場合の例で説明したが、膜厚誤差を低減するためには、ターゲット片と被処理体Ｗとの間に、例えば、水晶振動子型の膜厚モニタ等の、膜厚や成膜速度を検出する成膜量検出手段を設け、この検出出力を、被処理体Ｗの移動速度や、出力電力等にフィードバックして成膜を行ってもよい。
この場合、成膜量検出手段は、被処理体Ｗとともに移動させてもよいし、各ターゲット片上の成膜領域に配置してもよい。
【０１０６】
また、上記実施形態および各変形例の説明では、ＤＣスパッタリング法に分類されるＤＣマグネトロンスパッタ法を採用した場合の例で説明したが、真空容器内で被処理体上にターゲット表面からターゲット粒子を放出させる適宜の成膜方法に適用することができる。例えば、ＲＦスパッタリング法、電子ビームを用いた真空蒸着法等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。
【０１０７】
また、上記実施形態および各変形例の説明では、複数の矩形状のターゲット片の長辺が隣接されて一方向に延ばされたターゲットを用いることにより、被処理体がターゲット上を直線状に移動する場合の例で説明したが、ターゲット片の形状は、矩形状には限定されず、被処理体の移動経路も直線状には限定されない。
例えば、ターゲット片を細長い扇形状に形成して、円弧状、円環状等の湾曲形状に配列してターゲットを構成し、移動経路を、このターゲット上で各ターゲット片を横断する円弧、円等の曲線状に設けてもよい。
【０１０８】
また、上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり削除したりして実施することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  スパッタ装置（成膜装置）
２  真空容器
３  投入室
４  排出室
６  マグネットユニット
７  バッキングプレート（共用部電極）
８、８Ａ、８Ｂ  ターゲット部（ターゲット）
９  被処理体移動部
１０、１０Ａ  移動ガイド
１１、２１  第１電源（電源）
１１ａ、１２ａ、２１ａ、２２ａ  陽極配線
１１ｂ、１２ｂ、２１ｂ、２２ｂ  陰極配線
１２、２２  第２電源（電源）
１３、２３  スイッチ部
１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ  薄膜
５０  成膜制御ユニット（成膜制御部）
５１  被処理体移動制御部
５２  出力制御部
５３  記憶部
５４  条件設定部
Ｅ１、…、Ｅ３５、Ｅｉ、ＥＡｊ、ＥＢｋ  電極
ＬＡ１  Ｓｉ膜層
ＬＡ２  ＤＬＣ膜層
ＬＡ３  混合膜層
ＬＢ１  Ｃｒ膜層
ＬＢ２  Ｐｔ膜層
Ｓ１、ＳＡｊ、ＳＢｋ  成膜領域
Ｔ１、…、Ｔ３５、Ｔｎ、Ｔｉ、ＴＡ１、ＴＡｊ、ＴＡＮ、Ｔａ１、Ｔａｋ、Ｔｂ１、Ｔｂｋ  ターゲット片
Ｗ、ＷＡ、ＷＢ、ＷＣ、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ  被処理体
【図１】
0005509041.tif 000002
【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】
0005509041.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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