(57)【要約】  反応性スパッタリング装置を用いるスパッタリング方法であって、成膜対象物に形成すべき化合物膜の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソード装置を備え、形成領域と対向する空間が対向領域であり、カソード装置が、エロージョン領域を対向領域で走査する走査部と、エロージョン領域が形成されるターゲットとを備え、走査部が、スパッタ粒子が先に到達する形成領域の第１端部に対して走査方向におけるターゲットの表面の中点が形成領域の外側である開始位置から、他方の第２端部に対して上記中点が形成領域の外側である終了位置までエロージョン領域を走査し、走査部におけるターゲットの速度を、開始位置から第１走査速度まで加速した後、さらに、第２走査速度まで加速し、その後、第１走査速度まで減速した後、終了位置まで走査するとともに、第１走査速度から加速して第２走査速度になる位置が、第１端部よりも形成領域の内側とされ、第２走査速度から減速されて第１走査速度になる位置が、第２端部よりも形成領域の内側とされる。
2019216003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応性スパッタ装置を用いるスパッタリング方法であって、  前記反応性スパッタ装置は、  成膜対象物に形成すべき化合物膜の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソード装置を備え、  前記形成領域と対向する空間が対向領域であり、  前記カソード装置が、  エロージョン領域を前記対向領域で走査する走査部と、  前記エロージョン領域が形成され、走査方向における長さが前記対向領域よりも短いターゲットと、を備え、  前記走査部が、  前記走査方向での前記形成領域の２つの端部のうち、前記スパッタ粒子が先に到達する第１端部に対して、前記走査方向における前記ターゲットの表面の中点が前記走査方向において前記形成領域の外側である開始位置から、  前記走査方向での前記形成領域の２つの端部のうち、他方の第２端部に対して、前記走査方向における前記ターゲットの前記表面の中点が前記走査方向において前記形成領域の外側である終了位置まで、前記対向領域に向けて前記エロージョン領域を走査し、  前記スパッタリング方法は、  前記走査部における前記ターゲットの速度を、前記開始位置から第１走査速度まで加速した後、さらに、第２走査速度まで加速し、その後、第１走査速度まで減速した後、前記終了位置まで走査するとともに、  前記第１走査速度から加速して前記第２走査速度になる位置が、前記第１端部よりも前記形成領域の内側とされ、  前記第２走査速度から減速されて前記第１走査速度になる位置が、前記第２端部よりも前記形成領域の内側とされる  スパッタリング方法。
【請求項２】
前記開始位置から加速して前記第１走査速度になる位置が、前記第１端部よりも前記形成領域の外側とされ、  前記第１走査速度から前記終了位置まで減速する位置が、前記第２端部よりも前記形成領域の外側とされる  請求項１に記載のスパッタリング方法。
【請求項３】
前記開始位置から加速して前記第１走査速度になる位置が、前記第１端部よりも前記形成領域の内側とされ、  前記第１走査速度から前記終了位置まで減速する位置が、前記第２端部よりも前記形成領域の内側とされる  請求項１に記載のスパッタリング方法。
【請求項４】
前記走査部における前記ターゲットの速度が、前記走査方向において前記形成領域の中心に対して対称、または、非対称となるように制御する  請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスパッタリング方法。
【請求項５】
前記第２走査速度に対する前記第１走査速度の比が、０．７０〜０．９５の範囲に設定される  請求項４に記載のスパッタリング方法。
【請求項６】
前記走査方向における前記開始位置から前記第２走査速度になる位置までの距離が、２００〜４００ｍｍの範囲に設定される  請求項４に記載のスパッタリング方法。
【請求項７】
前記走査方向において、前記開始位置から前記第２走査速度になる位置までの距離が、  前記形成領域の前記第１端部と前記開始位置との距離に対する比として、１．３〜２．７の範囲に設定される  請求項４に記載のスパッタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、スパッタリング方法に関し、特に、大型基板に化合物膜を形成する反応性スパッタに用いて好適な技術に関する。  本願は、２０１８年５月１１日に日本に出願された特願２０１８−０９２３４１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】  液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイは、表示素子を駆動する複数の薄膜トランジスタを備えている。薄膜トランジスタはチャネル層を有し、チャネル層の形成材料は、例えば、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）等の酸化物半導体である。近年では、チャネル層の形成対象である基板が大型化し、大型の基板に成膜するスパッタ装置として、例えば、特許文献１に記載のように、化合物膜の特性がばらつくことを抑えるように、本出願人らはターゲットが走査するスパッタ装置を用いていた。【０００３】  このようなスパッタ装置では、成膜時にターゲットが基板に対して走査される際、基板輪郭の外側位置から加速し、基板面内で等速とし、さらに、基板輪郭の外側に向けて減速する、状態となるように制御していた。横軸を時間、縦軸をカソード速度としてこの速度変化をグラフに示すと、グラフにおいて速度変化を示す形状が略台形となるため、これを台形制御と称している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特許第５８０１５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかし、上述した台形制御の技術では、特に、カソードが等速でない状態、つまり、基板縁部付近で膜厚などの特性分布が変動する可能性があり、このような特性分布の変動を改善したいという要求があった。【０００６】  さらに、カソードが低速であると膜厚が厚くなり、カソードが高速であると膜厚が薄くなる。したがって、基板中央付近に比べて基板縁部付近で膜厚が厚くなる場合があるが、基板縁部付近における膜厚の増加を改善したいという要求があった。【０００７】  本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。  １．成膜特性のバラツキを抑える。  ２．膜厚の均一性向上を図る。  ３．特に基板縁部における成膜特性のバラツキを改善する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明のスパッタリング方法は、反応性スパッタ装置を用いるスパッタリング方法である。前記反応性スパッタ装置は、成膜対象物に形成すべき化合物膜の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソード装置を備え、前記形成領域と対向する空間が対向領域であり、前記カソード装置が、エロージョン領域を前記対向領域で走査する走査部と、前記エロージョン領域が形成され、走査方向における長さが前記対向領域よりも短いターゲットと、を備え、前記走査部が、前記走査方向での前記形成領域の２つの端部のうち、前記スパッタ粒子が先に到達する第１端部に対して、前記走査方向における前記ターゲットの表面の中点が前記走査方向において前記形成領域の外側である開始位置から、前記走査方向での前記形成領域の２つの端部のうち、他方の第２端部に対して、前記走査方向における前記ターゲットの前記表面の中点が前記走査方向において前記形成領域の外側である終了位置まで、前記対向領域に向けて前記エロージョン領域を走査する。前記スパッタリング方法は、前記走査部における前記ターゲットの速度を、前記開始位置から第１走査速度まで加速した後、さらに、第２走査速度まで加速し、その後、第１走査速度まで減速した後、前記終了位置まで走査するとともに、前記第１走査速度から加速して前記第２走査速度になる位置が、前記第１端部よりも前記形成領域の内側とされ、前記第２走査速度から減速されて前記第１走査速度になる位置が、前記第２端部よりも前記形成領域の内側とされることにより上記課題を解決した。  本発明のスパッタリング方法は、前記開始位置から加速して前記第１走査速度になる位置が、前記第１端部よりも前記形成領域の外側とされ、前記第１走査速度から前記終了位置まで減速する位置が、前記第２端部よりも前記形成領域の外側とされることができる。本発明のスパッタリング方法は、前記開始位置から加速して前記第１走査速度になる位置が、前記第１端部よりも前記形成領域の内側とされ、前記第１走査速度から前記終了位置まで減速する位置が、前記第２端部よりも前記形成領域の内側とされることができる。  本発明において、前記走査部における前記ターゲットの速度が、前記走査方向において前記形成領域の中心に対して対称、または、非対称となるように制御することがより好ましい。  本発明は、前記第２走査速度に対する前記第１走査速度の比が、０．７０〜０．９５の範囲に設定されることが可能である。  また、本発明において、前記走査方向における前記開始位置から前記第２走査速度になる位置までの距離が、２００〜４００ｍｍの範囲に設定される手段を採用することもできる。  また、前記走査方向において、前記開始位置から前記第２走査速度になる位置までの距離が、前記形成領域の前記第１端部と前記開始位置との距離に対する比として、１．３〜２．７の範囲に設定されることができる。【０００９】  本発明のスパッタリング方法は、反応性スパッタ装置を用いるスパッタリング方法であって、前記反応性スパッタ装置は、成膜対象物に形成すべき化合物膜の形成領域に向けてスパッタ粒子を放出するカソード装置を備え、前記形成領域と対向する空間が対向領域であり、前記カソード装置が、エロージョン���域を前記対向領域で走査する走査部と、前記エロージョン領域が形成され、走査方向における長さが前記対向領域よりも短いターゲットと、を備え、前記走査部が、前記走査方向での前記形成領域の２つの端部のうち、前記スパッタ粒子が先に到達する第１端部に対して、前記走査方向における前記ターゲットの表面の中点が前記走査方向において前記形成領域の外側である開始位置から、前記走査方向での前記形成領域の２つの端部のうち、他方の第２端部に対して、前記走査方向における前記ターゲットの前記表面の中点が前記走査方向において前記形成領域の外側である終了位置まで、前記対向領域に向けて前記エロージョン領域を走査し、前記走査部における前記ターゲットの速度を、前記開始位置から第１走査速度まで加速した後、さらに、第２走査速度まで加速し、その後、第１走査速度まで減速した後、前記終了位置まで走査するとともに、前記第１走査速度から加速して前記第２走査速度になる位置が、前記第１端部よりも前記形成領域の内側とされ、前記第２走査速度から減速されて前記第１走査速度になる位置が、前記第２端部よりも前記形成領域の内側とされることにより、形成領域の端部に対応する走査方向での基板端部において、基板中央部に比べて膜厚が厚くなることを低減し、膜特性にバラツキが発生することを防止することが可能となる。【００１０】  本発明のスパッタリング方法は、前記開始位置から加速して前記第１走査速度になる位置が、前記第１端部よりも前記形成領域の外側とされ、前記第１走査速度から前記終了位置まで減速する位置が、前記第２端部よりも前記形成領域の外側とされることにより、形成領域の端部に対応する走査方向での基板端部において、基板中央部に比べて膜厚が厚くなることを低減し、膜特性にバラツキが発生することを防止することが可能となる。【００１１】  本発明のスパッタリング方法は、前記開始位置から加速して前記第１走査速度になる位置が、前記第１端部よりも前記形成領域の内側とされ、前記第１走査速度から前記終了位置まで減速する位置が、前記第２端部よりも前記形成領域の内側とされることにより、形成領域の端部に対応する走査方向での基板端部において、基板中央部に比べて膜厚が厚くなることを低減し、膜特性にバラツキが発生することを防止することが可能となる。【００１２】  本発明において、前記走査部における前記ターゲットの速度が、前記走査方向において前記形成領域の中心に対して対称、または、非対称となるように制御することにより、形成領域に対応する走査方向での基板において、中心に対して対称となるように成膜することが可能となるとともに、形成領域に対応する走査方向での基板全長にわたって、膜厚等の膜特性が均一となるように成膜することが可能となる。【００１３】  本発明は、前記第２走査速度に対する前記第１走査速度の比が、０．７０〜０．９５の範囲に設定されることにより、形成領域に対応する走査方向での基板中心に比べて端部における膜厚が大きくなってしまうことを防止できる。【００１４】  また、本発明において、前記走査方向における前記開始位置から前記第２走査速度になる位置までの距離が、２００〜４００ｍｍの範囲に設定されることにより、形成領域に対応する走査方向での基板において、成膜厚さを均一化して、膜厚のバラツキを低減することが可能となる。【００１５】  また、前記走査方向において、前記開始位置から前記第２走査速度になる位置までの距離が、  前記形成領域の前記第１端部と前記開始位置との距離に対する比として、１．３〜２．７の範囲に設定されることにより、形成領域に対応する走査方向での基板において、成膜厚さを均一化して、膜厚のバラツキを低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】  本発明によれば、成膜特性のバラツキを抑え、膜厚の均一性向上を図り、基板縁部における成膜特性のバラツキを改善することができるという効果を奏することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスパッタリング方法におけるスパッタ装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るスパッタリング方法におけるスパッタチャンバの構成を模式的に示す構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るスパッタリング方法におけるカソードユニットの構成を模式的に示す構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るスパッタリング方法におけるスパッタリングの作用を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るスパッタリング方法における走査方向距離と走査速度との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の第１実施形態に係るスパッタリング方法におけるスパッタリングの作用を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るスパッタリング方法におけるスパッタリングの作用を説明するための図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るスパッタリング方法におけるカソードユニットの構成を模式的に示す構成図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係るスパッタリング方法におけるスパッタチャンバの構成を模式的に示す構成図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るスパッタリング方法におけるスパッタリングの作用を説明するための図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るスパッタリング方法におけるスパッタリングの作用を説明するための図である。
【図１２】変形例におけるスパッタチャンバの構成を模式的に示す模式図である。
【図１３】変形例におけるカソードユニットの構成を模式的に示す模式図である。
【図１４】変形例におけるスパッタ装置の構成を模式的に示す模式図である。
【図１５】本発明の実施例に係るスパッタリング方法における走査方向距離と走査速度との関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の実施例に係るスパッタリング方法における膜厚を示すグラフである。
【図１７】本発明の実施例に係るスパッタリング方法における走査方向距離と走査速度との関係を示すグラフである。
【図１８】本発明の実施例に係るスパッタリング方法における膜厚を示すグラフである。
【図１９】本発明の実施例に係るスパッタリング方法における走査方向距離と走査速度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  以下、本発明の第１実施形態に係るスパッタリング方法を、図面に基づいて説明する。  図１は、本実施形態のスパッタリング方法におけるスパッタ装置（反応性スパッタ装置）の全体構成を示す構成図である。図２は、本実施形態におけるスパッタチャンバの構成を模式的に示す構成図である。図３は、本実施形態におけるカソードユニットの構成を模式的に示す構成図である。図４，図６〜図８は、本実施形態におけるスパッタリングの作用を説明するための図である。図１において、符号１０は、スパッタ装置である。
【００１９】  本実施形態に係るスパッタ装置１０としては、一例として、基板に形成される化合物膜がインジウムガリウム亜鉛酸化物膜（ＩＧＺＯ膜）である場合を説明する。以下では、スパッタ装置の全体構成、スパッタチャンバの構成、カソードユニットの構成、および、スパッタチャンバの作用を順に説明する。
【００２０】［スパッタ装置の全体構成］  本実施形態に係るスパッタ装置１０は、図１に示すように、搬出入チャンバ１１、前処理チャンバ１２、および、スパッタチャンバ１３が、１つの方向である搬送方向に沿って配列されている。３つのチャンバの各々は、相互に隣り合う他のチャンバとゲートバルブ１４によって連結されている。３つのチャンバの各々には、チャンバ内の気体等を排気する排気部１５が連結され、３つのチャンバの各々は、排気部１５の駆動によって個別に減圧される。３つのチャンバの各々の底面には、搬送方向に沿って延びる相互に平行な２つのレーンである成膜レーン１６と回収レーン１７とが敷かれている。
【００２１】  成膜レーン１６と回収レーン１７とは、例えば、搬送方向に沿って延びるレールと、搬送方向に沿って配置された複数のローラーと、複数のローラーの各々を自転させる複数のモーター等から構成される。成膜レーン１６は、スパッタ装置１０の内部に搬入されたトレイＴを搬出入チャンバ１１からスパッタチャンバ１３に向けて搬送する。回収レーン１７は、スパッタチャンバ１３の内部に搬入されたトレイＴをスパッタチャンバ１３から搬出入チャンバ１１に向けて搬送する。
【００２２】  トレイＴには、紙面の手前に向かって延びる矩形状をなす基板Ｓが立てられた状態で固定されている。基板Ｓの幅は、例えば、搬送方向に沿って２２００ｍｍであり、紙面の手前に向かって２５００ｍｍである。
【００２３】  搬出入チャンバ１１は、スパッタ装置１０の外部から搬入される成膜前の基板Ｓを前処理チャンバ１２へ搬送し、前処理チャンバ１２から搬入される成膜後の基板Ｓをスパッタ装置１０の外部に搬出する。成膜前の基板Ｓが外部から搬出入チャンバ１１へ搬入されるとき、また、成膜後の基板Ｓが搬出入チャンバ１１から外部へ搬出されるとき、搬出入チャンバ１１は内部を大気圧まで昇圧する。成膜前の基板Ｓが搬出入チャンバ１１から前処理チャンバ１２へ搬入されるとき、また、成膜後の基板Ｓが前処理チャンバ１２から搬出入チャンバ１１へ搬出されるとき、搬出入チャンバ１１は前処理チャンバ１２の内部と同じ程度にまで内部を減圧する。
【００２４】  前処理チャンバ１２は、搬出入チャンバ１１から前処理チャンバ１２へ搬入された成膜前の基板Ｓに、成膜に必要とされる処理として、例えば、加熱処理や洗浄処理等を行う。  前処理チャンバ１２は、搬出入チャンバ１１から前処理チャンバ１２へ搬出された基板Ｓをスパッタチャンバ１３へ搬入する。また、前処理チャンバ１２は、スパッタチャンバ１３から前処理チャンバ１２へ搬出された基板Ｓを搬出入チャンバ１１へ搬出する。
【００２５】  スパッタチャンバ１３は、基板Ｓに向けてスパッタ粒子を放出するカソード装置１８、および、成膜レーン１６と回収レーン１７との間に配置されたレーン変更部１９を備えている。スパッタチャンバ１３は、前処理チャンバ１２からスパッタチャンバ１３へ搬入された成膜前の基板Ｓに対し、カソード装置１８を用いてＩＧＺＯ膜を形成する。スパッタチャンバ１３は、レーン変更部１９を用いて成膜後のトレイＴを成膜レーン１６から回収レーン１７へ移動させる。
【００２６】［スパッタチャンバの構成］  スパッタチャンバ１３の成膜レーン１６は、図２に示すように、前処理チャンバ１２からスパッタチャンバ１３へ搬入された基板Ｓを搬送方向に沿って搬送し、基板Ｓへの薄膜の形成が開始されてから終了されるまでの間は、成膜レーン１６の途中でトレイＴの位置を固定する。トレイＴの位置がトレイＴを支持する支持部材によって固定されるとき、基板Ｓにおける搬送方向の縁の位置も固定される。
【００２７】  スパッタチャンバ１３のガス供給部２１は、トレイＴとカソード装置１８との間の隙間に、スパッタに用いられるガスを供給する。ガス供給部２１から供給されるガスには、アルゴンガス等のスパッタガスと酸素ガス等の反応ガスとが含まれる。
【００２８】  カソード装置１８は、１つのカソードユニット２２を有し、カソードユニット２２は、基板Ｓの表面Ｓａと対向する平面に沿って配置されている。カソードユニット２２では、ターゲット２３、バッキングプレート２４、および、磁気回路２５が、基板Ｓに近い位置からこの順に配置されている。
【００２９】  ターゲット２３は、基板Ｓと対向する平面に沿った平板状に形成され、紙面と直交する方向である高さ方向において基板Ｓよりも長い幅を有し、また、搬送方向において基板Ｓよりも小さい幅、例えば５分の１程度の幅を有する。ターゲット２３の形成材料では主たる成分がＩＧＺＯであり、例えば、ターゲット２３の形成材料のうちの９５質量％がＩＧＺＯであり、好ましくは９９質量％以上がＩＧＺＯである。
【００３０】  バッキングプレート２４は、基板Ｓと対向する平面に沿った平板状に形成され、ターゲット２３にて基板Ｓと向かい合わない面に接合されている。バッキングプレート２４には、直流電源２６Ｄが接続している。直流電源２６Ｄから供給される直流電力は、バッキングプレート２４を通じてターゲット２３に供給される。
【００３１】  磁気回路２５は、相互に異なる磁極を有した複数の磁性体によって構成され、ターゲット２３の表面２３ａであって、基板Ｓと向かい合うターゲット２３の側面にマグネトロン磁場を形成する。ターゲット２３の表面２３ａに対する法線に沿った方向が法線方向であるとき、ターゲット２３の表面２３ａと基板Ｓの表面Ｓａとの間の隙間で生成されるプラズマの密度は、磁気回路２５が形成するマグネトロン磁場のうち法線方向に沿った磁場成分が０（Ｂ⊥０）である部分において最も高くなる。以下では、磁気回路２５の形成するマグネトロン磁場のうち、法線方向に沿った磁場成分が０である領域がプラズマ密度の高い領域である。
【００３２】  カソード装置１８は、カソードユニット２２を１つの方向である走査方向に沿って移動させる走査部２７を備える。走査方向は、搬送方向と平行な方向である。走査部２７は、例えば、走査方向に沿って延びるレールと、カソードユニット２２における高さ方向の２つの端部の各々に取り付けられたローラーと、ローラーの各々を自転させる複数のモーター等から構成される。走査部２７のレールは、走査方向において基板Ｓよりも長い幅を有する。なお、走査部２７は、走査方向に沿ってカソードユニット２２を移動させることが可能であれば、他の構成として具体化されてもよい。
【００３３】  走査部２７は、カソードユニット２２を走査方向に沿って移動させることによって、ＩＧＺＯ膜の形成領域Ｒ１と対向する空間である対向領域Ｒ２でカソードユニット２２を走査する。成膜対象物の一例である基板Ｓにおける表面Ｓａの全体が、ＩＧＺＯ膜の形成領域Ｒ１の一例である。走査部２７は、カソード装置１８がスパッタ粒子を放出してＩＧＺＯ膜の形成を開始するとき、例えば、走査部２７における走査方向の一端部である開始位置Ｓｔから、走査方向の他端部である終了位置Ｅｎに向けて走査方向に沿ってカソードユニット２２を移動させる。これにより、走査部２７は、カソードユニット２２のターゲット２３を形成領域Ｒ１と対向する対向領域Ｒ２で走査する。
【００３４】  形成領域Ｒ１と対向領域Ｒ２とが対向する方向が対向方向である。対向方向にて、基板Ｓの表面Ｓａと、ターゲット２３の表面２３ａとの間の距離は、３００ｍｍ以下であり、例えば、１５０ｍｍである。
【００３５】  カソードユニット２２が開始位置Ｓｔに配置されるとき、走査方向での形成領域Ｒ１の２つの端部のうち、スパッタ粒子が先に到達する第１端部Ｒｅ１と、走査方向にて第１端部Ｒｅ１に近いターゲット２３の第１端部２３ｅ１との間の走査方向に沿った距離Ｄ１が、１５０ｍｍ以上である。  また、カソードユニット２２が開始位置Ｓｔに配置されるとき、走査方向でのターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）と、第１端部Ｒｅ１との距離Ｄ２は、１００ｍｍ〜３００ｍｍである。
【００３６】  カソードユニット２２が終了位置Ｅｎに位置するとき、走査方向での形成領域Ｒ１の２つの端部のうち、スパッタ粒子が後に到達する第２端部Ｒｅ２と、走査方向にて、第２端部Ｒｅ２に近いターゲット２３の第２端部２３ｅ２との間の走査方向に沿った距離Ｄ１が、１５０ｍｍ以上である。  また、カソードユニット２２が終了位置Ｅｎに配置されるとき、走査方向でのターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）と、第２端部Ｒｅ２との距離Ｄ２は、１００ｍｍ〜３００ｍｍである。
【００３７】  これら距離Ｄ１と距離Ｄ２とは、走査方向において基板Ｓの中心に対して対称、つまり、これらの距離Ｄ１、Ｄ２は等しくなるよう設定されることができる。
【００３８】  なお、形成領域Ｒ１にＩＧＺＯ膜が形成されるとき、走査部２７は、カソードユニット２２を開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて走査方向に沿って１回走査してもよい。あるいは、走査部２７は、カソードユニット２２を開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて走査方向に沿って走査した後、終了位置Ｅｎから開始位置Ｓｔに向けて走査方向に沿って走査してもよい。これにより、走査部２７は、カソードユニット２２を走査方向に沿って２回走査する。走査部２７は、カソードユニット２２を走査方向に沿って開始位置Ｓｔと終了位置Ｅｎとに交互に移動させることによって、カソードユニット２２を開始位置Ｓｔと終了位置Ｅｎとの間で複数回走査してもよい。走査部２７がカソードユニット２２を走査する回数は、ＩＧＺＯ膜の厚さに合わせて変更される。カソードユニット２２の走査回数以外の条件が同じであれば、ＩＧＺＯ膜の厚さが大きいほど、走査部２７がカソードユニット２２を走査する回数が大きい値に設定される。
【００３９】［カソードユニットの構成］  次に、カソードユニット２２の構成をより詳しく説明する。なお、図３には、図２で説明された開始位置Ｓｔにカソードユニット２２が配置された状態が示されている。
【００４０】  基板Ｓは、図３に示すように、基板Ｓの表面Ｓａが配置される平面が仮想平面Ｐｉｄであり、仮想平面Ｐｉｄと直交する直線が法線Ｌｖである。ターゲット２３にて基板Ｓと向かい合う側面である表面２３ａは、仮想平面Ｐｉｄと平行な１つの平面上に配置されている。
【００４１】  ターゲット２３の表面２３ａ上にマグネトロン磁場Ｂを形成する磁気回路２５は、法線Ｌｖに沿った磁場成分が０（Ｂ⊥０）である２つの垂直磁場ゼロ領域をターゲット２３の表面２３ａに形成する。ターゲット２３の表面２３ａでは、主に２つの垂直磁場ゼロ領域からスパッタ粒子ＳＰが放出される。２つのゼロ磁場領域のうち、走査方向にて形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１に近い垂直磁場ゼロ領域が第１エロージョン領域Ｅ１であり、第１端部Ｒｅ１から遠い垂直磁場ゼロ領域が第２エロージョン領域Ｅ２である。
【００４２】  磁気回路２５は、紙面と直交する高さ方向においてターゲット２３と略等しい幅を有し、走査方向において例えばターゲット２３の３分の１程度の幅を有する。
【００４３】  カソードユニット２２は、第１エロージョン領域Ｅ１および第２エロージョン領域Ｅ２から放出される複数のスパッタ粒子ＳＰのうちの一部を基板Ｓに到達させない２つの遮蔽板２８ａ，２８ｂを備えている。２つの遮蔽板２８ａ，２８ｂは、高さ方向においてターゲット２３と略等しい幅を有し、走査方向に直交する幅方向において、ターゲット２３の表面２３ａから仮想平面Ｐｉｄに向けて突き出している。第１遮蔽板２８ａと第２遮蔽板２８ｂとは、幅方向における突き出し幅が相互に等しい。第１遮蔽板２８ａが第１遮蔽部の一例であり、第２遮蔽板２８ｂが第２遮蔽部の一例である。
【００４４】  一方の遮蔽板である第１遮蔽板２８ａは、カソードユニット２２が開始位置Ｓｔに配置されるとき、走査方向にて、形成領域Ｒ１におけるスパッタ粒子ＳＰが先に到達する第１端部Ｒｅ１と、ターゲット２３における第１端部Ｒｅ１に近い第１端部２３ｅ１との間に配置される。他方の遮蔽板である第２遮蔽板２８ｂは、カソードユニット２２が開始位置Ｓｔに位置するとき、走査方向にて、形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１から遠いターゲット２３の端部である第２端部２３ｅ２よりも形成領域Ｒ１から離れた位置に配置される。
【００４５】  カソードユニット２２は、ターゲット２３に対する磁気回路２５の位置を変える磁気回路走査部２９を備える。磁気回路走査部２９は、例えば、走査方向に沿って延びるレールと、磁気回路２５における高さ方向の２つの端部の各々に取り付けられたローラーと、ローラーの各々を自転させる複数のモーター等から構成される。磁気回路走査部２９のレールは、走査方向においてターゲット２３と略等しい幅を有する。なお、磁気回路走査部２９は、走査方向に沿って磁気回路２５を移動させることが可能であれば、他の構成として具体化されてもよい。
【００４６】  磁気回路走査部２９は、走査方向にて、ターゲット２３の第１端部２３ｅ１と磁気回路２５とが重なる第１位置Ｐ１と、ターゲット２３の第２端部２３ｅ２と磁気回路２５とが重なる第２位置Ｐ２との間で、磁気回路２５を走査する。磁気回路走査部２９は、カソード装置１８がスパッタ粒子ＳＰを放出してＩＧＺＯ膜の形成を開始するとき、磁気回路２５を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて移動させる。磁気回路走査部２９は、走査部２７がカソードユニット２２を開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて移動させるとき、例えば、磁気回路２５を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて移動させる。すなわち、磁気回路２５は、カソードユニット２２が開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎへの移動を開始するとき、第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２への移動を開始し、カソードユニット２２が終了位置Ｅｎに到達するとき、第２位置Ｐ２に到達する。このように、磁気回路走査部２９は、走査方向に沿ってカソードユニット２２の移動方向とは逆方向に磁気回路２５を移動させる。
【００４７】  走査部２７がカソードユニット２２を開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて走査して、ターゲット２３に対向領域Ｒ２を１回通過させるとき、磁気回路走査部２９は、磁気回路２５を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて１回走査することが好ましい。
【００４８】  ターゲット２３が対向領域Ｒ２を１回通過してＩＧＺＯ膜を形成するとき、磁気回路２５が第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間を複数回行き来すると、ターゲット２３の走査方向に対する磁気回路２５の走査方向が変わるたびに、ターゲット２３に対する磁気回路２５の相対速度が変わる。磁気回路２５の相対速度が変わると、ターゲット２３の表面に形成されるプラズマの状態も変わるため、形成領域Ｒ１に向けて放出されるスパッタ粒子ＳＰの数も変わる。結果として、ターゲット２３の走査方向において、ＩＧＺＯ膜の厚さにばらつきが生じる。
【００４９】  そのため、走査部２７がターゲット２３に対向領域Ｒ２を１回通過させるとき、磁気回路走査部２９が磁気回路２５を第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて１回走査することにより、走査方向においてＩＧＺＯ膜の厚さにばらつきが生じることが抑えられる。
【００５０】  磁気回路走査部２９が走査方向に沿って磁気回路２５を移動させるとき、磁気回路２５の形成する垂直磁場ゼロ領域も走査方向に沿って移動する。そのため、第１エロージョン領域Ｅ１および第２エロージョン領域Ｅ２も走査方向に沿ってターゲット２３の表面２３ａ上を移動する。また、走査部２７が走査方向に沿ってカソードユニット２２を対向領域Ｒ２にて走査するとき、走査部２７は、第１エロージョン領域Ｅ１および第２エロージョン領域Ｅ２も対向領域Ｒ２にて走査する。
【００５１】［スパッタチャンバの作用］  次に、スパッタチャンバ１３の作用を説明する。以下では、カソードユニット２２が開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて走査方向に沿って移動する場合の作用を、図４に基づいてスパッタチャンバの作用の一例として説明する。
【００５２】  カソード装置１８がＩＧＺＯ膜の形成領域Ｒ１に向けてスパッタ粒子ＳＰの放出を開始するとき、図４に示すように、カソードユニット２２は、開始位置Ｓｔに配置される。このとき、走査方向における形成領域Ｒ１の２つの端部のうち、スパッタ粒子ＳＰが先に到達する第１端部Ｒｅ１と、走査方向におけるターゲット２３の２つの端部のうち、形成領域Ｒ１に近い第１端部２３ｅ１との間の距離Ｄ１が１５０ｍｍ以上である。そのため、ターゲット２３に直流電力が供給されたときにターゲット２３から放出されたスパッタ粒子ＳＰのほとんどが、基板Ｓに到達し難くなる。
【００５３】  また、カソード装置１８がＩＧＺＯ膜の形成領域Ｒ１に向けてスパッタ粒子ＳＰの放出を開始するとき、走査方向でのターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が、走査方向における第１端部Ｒｅ１の外側とされる開始位置Ｓｔから加速を開始する。
【００５４】  ここで、直流電力が供給されたときにターゲット２３から放出されたスパッタ粒子ＳＰは、直流電力が継続して供給されているときの所定の時刻にターゲット２３から放出されたスパッタ粒子ＳＰと比べて、スパッタ粒子ＳＰの有するエネルギーや、酸素の活性種と反応確率等が異なる。そのため、直流電力が供給されたときのスパッタ粒子ＳＰが基板Ｓに到達すると、それ以降に基板Ｓに到達したスパッタ粒子ＳＰによって形成された部分とは異なる膜質のＩＧＺＯ膜が形成されてしまう。結果として、ＩＧＺＯ膜の形成初期の分子層にて、膜の組成にばらつきが生じる。
【００５５】  この点で、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が、走査方向における第１端部Ｒｅ１の外側とされる開始位置Ｓｔから加速を開始するため、ＩＧＺＯ膜の形成初期の分子層にて、膜厚が不必要に厚くなることを防止し、膜の組成がばらつくことが抑えられる。  また、形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１と、ターゲット２３の第１端部２３ｅ１との間の距離Ｄ１が走査方向にて１５０ｍｍ以上であるため、ＩＧＺＯ膜の形成初期の分子層にて、膜の組成がばらつくことが抑えられる。
【００５６】  そして、カソードユニット２２が走査方向に沿って移動すると、まず、ターゲット２３から放出されるスパッタ粒子ＳＰのうち、第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向に放出されるスパッタ粒子ＳＰが、基板Ｓに到達する。  この際、カソードユニット２２が走査方向に沿って移動する走査速度は、次のように設定される。
【００５７】  図５は、本実施形態における走査方向距離と走査速度との関係を示すグラフである。  本実施形態において、カソードユニット２２は、図５に示すように、その速度が、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が開始位置Ｓｔから第１加速位置ＡＰ１に到達するまで加速して、第１走査速度Ｖ１となるようにする。その後、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第１加速位置ＡＰ１から第２加速位置ＡＰ２に到達するまで、第１走査速度Ｖ１で等速に移動する。そして、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２に到達した状態において、第２走査速度Ｖ２まで加速する。
【００５８】  ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２から第２減速位置ＢＰ２に到達するまで、第２走査速度Ｖ２で等速に移動する。
【００５９】  そして、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２減速位置ＢＰ２に到達した状態において、第１走査速度Ｖ１まで減速する。その後、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２減速位置ＢＰ２から第１減速位置ＢＰ１に到達するまで、第１走査速度Ｖ１で等速に移動する。最後に、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第１減速位置ＢＰ１から終了位置Ｅｎに到達するまで減速して停止し、走査を終了する。
【００６０】  ここで、第１加速位置ＡＰ１は、図５に示すように、走査方向における第１端部Ｒｅ１の外側位置として設定されることができる。
【００６１】  また、第１走査速度Ｖ１は、基板Ｓの縁部における必要なＩＧＺＯ膜の膜厚に対して適宜設定されることができる。また、第１走査速度Ｖ１は、第２走査速度Ｖ２に対して、０．７０〜０．９５の範囲に設定されることができる。  第１加速位置ＡＰ１から第２加速位置ＡＰ２まで、カソードユニット２２の速度は、第１走査速度Ｖ１で等速となるように設定される。また、開始位置Ｓｔから第１加速位置ＡＰ１まで、カソードユニット２２の速度は、等加速となるように設定される。
【００６２】  さらに、第２加速位置ＡＰ２は、図５に示すように、走査方向における第１端部Ｒｅ１の外側位置から、走査方向における第１端部Ｒｅ１の内側位置までの間で設定されることができる。
【００６３】  具体的には、第２加速位置ＡＰ２は、開始位置Ｓｔにおけるターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）から２００〜４００ｍｍの範囲に設定されることができる。
【００６４】  つまり、開始位置Ｓｔにおけるターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）から第２加速位置ＡＰ２までの距離は、形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１と開始位置Ｓｔにおける第１端部Ｒｅ１に近いターゲット２３の第１端部２３ｅ１との距離に対する比として、１．３〜２．７（２００／１５０〜４００／１５０）の範囲に設定されることができる。
【００６５】  また、第２走査速度Ｖ２が大きくなると、成膜される膜厚が小さくなり、第２走査速度Ｖ２が小さくなると、成膜されるＩＧＺＯ膜の膜厚が大きくなる。したがって、第２走査速度Ｖ２は、基板Ｓにおける必要なＩＧＺＯ膜における膜厚に対して適宜設定されることができる。  第２加速位置ＡＰ２から第２減速位置ＢＰ２まで、カソードユニット２２の速度は、第２走査速度Ｖ２で等速となるように設定される。
【００６６】  第２減速位置ＢＰ２は、図５に示すように、走査方向における第２端部Ｒｅ２の外側位置から、走査方向における第２端部Ｒｅ２の内側位置までの間で設定されることができる。  また、第２減速位置ＢＰ２は、第２加速位置ＡＰ２に対して、走査方向において基板Ｓの中心に対称な位置として設定されることができる。
【００６７】  ここで、第１減速位置ＢＰ１は、図５に示すように、走査方向における第２端部Ｒｅ２の外側位置として設定されることができる。第１減速位置ＢＰ１は、第１加速位置ＡＰ１に対して、走査方向において基板Ｓの中心に対称な位置として設定されることができる。  第２減速位置ＢＰ２から第１減速位置ＢＰ１まで、カソードユニット２２の速度は、第１走査速度Ｖ１で等速となるように設定される。
【００６８】  なお、開始位置Ｓｔと終了位置Ｅｎとは、走査方向において基板Ｓの中心に対称な位置として設定されることができる。  第１減速位置ＢＰ１から終了位置Ｅｎまで、カソードユニット２２の速度は、等減速（等加速度）となるように設定される。
【００６９】  このように、第１加速位置ＡＰ１と第２加速位置ＡＰ２との距離を設定することにより、基板Ｓの縁部において、ＩＧＺＯ膜の膜厚が大きくなってしまうことを防止できる。同時に、第１走査速度Ｖ１と第２走査速度Ｖ２との比を設定することにより、基板Ｓの中央において、ＩＧＺＯ膜の膜厚が変動することを防止できる。
【００７０】  垂直磁場ゼロ領域である各エロージョン領域から放出されたスパッタ粒子ＳＰの飛行経路Ｆに沿った平面と、仮想平面Ｐｉｄ、すなわち、基板Ｓの表面Ｓａとが形成する角度が、スパッタ粒子の入射角度θである。
【００７１】  各遮蔽板２８ａ，２８ｂは、各エロージョン領域Ｅ１，Ｅ２から放出された複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θが所定の範囲に含まれるスパッタ粒子ＳＰを形成領域Ｒ１である基板Ｓの表面Ｓａに到達させない。なお、第１遮蔽板２８ａと第２遮蔽板２８ｂとは、走査方向にて配置される位置が相互に異なるものの、基板Ｓに到達するスパッタ粒子ＳＰの制限に関わる構成は共通する。そのため、以下では、第１遮蔽板２８ａを詳しく説明し、第２遮蔽板２８ｂの説明を省略する。
【００７２】  磁気回路２５が第１位置Ｐ１に配置されるとき、走査方向における第１エロージョン領域Ｅ１と第１遮蔽板２８ａとの間の距離が、最も小さくなる。そのため、第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、第１遮蔽板２８ａに衝突するスパッタ粒子ＳＰの入射角度θ１の範囲が最も大きくなる。第１遮蔽板２８ａは、第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θ１が例えば６０°以下であるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させない。
【００７３】  一方、磁気回路２５が第２位置Ｐ２に配置されるとき、走査方向における第１エロージョン領域Ｅ１と第１遮蔽板２８ａとの間の距離が、最も大きくなる。そのため、第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、第１遮蔽板２８ａに衝突するスパッタ粒子ＳＰの入射角度θ２の範囲が最も小さくなる。第１遮蔽板２８ａは、第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θ２が３０°以下であるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させない。
【００７４】  すなわち、第１遮蔽板２８ａは、第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向に放出されるスパッタ粒子ＳＰのうち、走査方向における磁気回路２５の位置に関わらず、入射角度θが３０°以下であるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させない。
【００７５】  ここで、第１エロージョン領域Ｅ１から放出されるスパッタ粒子ＳＰのうち、カソードユニット２２の向かう方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰは、第１エロージョン領域Ｅ１と隣り合う第２エロージョン領域Ｅ２に向けて飛行しない。そのため、飛行経路Ｆが、他のエロージョン領域からスパッタ粒子の飛行する空間に向けて高さ方向に沿って延びるＢ⊥０の領域を通らない。それゆえに、スパッタ粒子ＳＰがプラズマに含まれる酸素の活性種と反応する確率が小さくなり、このスパッタ粒子ＳＰで構成されたＩＧＺＯ膜にて単位厚さや単位面積あたりの酸素の密度が小さくなる。これにより、ＩＧＺＯ膜の面内において膜の組成にばらつきが生じる。
【００７６】  一方、スパッタ粒子ＳＰの入射角度θが小さいほど、プラズマ密度の高い領域であるＢ⊥０の領域を超えてから、スパッタ粒子ＳＰが基板Ｓに到達するまでの飛行距離が大きくなる。そのため、スパッタ粒子ＳＰが、プラズマ密度の高い領域であるＢ⊥０の領域を超えた空間にて、スパッタガス等の活性種以外の粒子と衝突する回数が多くなる。これにより、ＩＧＺＯ膜を構成するスパッタ粒子ＳＰのエネルギーにばらつきが生じるため、形成されたＩＧＺＯ膜にて膜密度にばらつきが生じる。結果として、入射角度θの小さいスパッタ粒子ＳＰがＩＧＺＯ膜に含まれるほど、化合物膜の膜特性にばらつきが生じる。
【００７７】  この点で、第１遮蔽板２８ａは、入射角度θが３０°以下であるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させないため、酸素の含まれる量や膜密度が小さいＩＧＺＯ膜が形成され難くなる。結果として、ＩＧＺＯ膜の単位厚さや単位面積での組成や膜密度のばらつきが抑えられる。
【００７８】  一方、第２遮蔽板２８ｂは、終了位置Ｅｎから開始位置Ｓｔに向けてカソードユニット２２が走査方向に沿って移動するとき、第２エロージョン領域Ｅ２からカソードユニット２２の向かう方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θが３０°以下であるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させない。そのため、ＩＧＺＯ膜の単位厚さや単位面積での組成や膜密度のばらつきが抑えられる。
【００７９】  カソードユニット２２が開始位置Ｓｔに配置され、図４に示されるように、カソード装置１８がＩＧＺＯ膜の形成領域Ｒ１に向けてスパッタ粒子ＳＰの放出を開始するとき、磁気回路２５は第１位置Ｐ１に配置される。このとき、走査方向における形成領域Ｒ１の２つの端部のうち、スパッタ粒子ＳＰが先に到達する第１端部Ｒｅ１と、走査方向におけるターゲット２３の２つの端部のうち、形成領域Ｒ１に近い第１端部２３ｅ１との間の距離Ｄ１が１５０ｍｍ以上である。そのため、ターゲット２３に直流電力が供給されたときにターゲット２３から放出されたスパッタ粒子ＳＰのほとんどが、スパッタ粒子ＳＰの入射角度θに関わらず基板Ｓに到達し難くなる。
【００８０】  カソードユニット２２が走査方向に沿って移動すると、まず、ターゲット２３から放出され基板Ｓに到達するスパッタ粒子ＳＰは、第１遮蔽板２８ａによって入射角度θが３０°よりも大きいスパッタ粒子ＳＰに限られる。
【００８１】  しかも、第１エロージョン領域Ｅ１は、第２エロージョン領域Ｅ２と比べて形成領域Ｒ１からの距離が小さいため、基板Ｓの各部分に最初に到達するスパッタ粒子ＳＰは、第１エロージョン領域Ｅ１から放出されたスパッタ粒子ＳＰである確率が高い。そのため、ＩＧＺＯ膜の初期層は、第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向に放出され、かつ、入射角度θが３０°よりも大きいスパッタ粒子ＳＰである確率が高い。それゆえに、ＩＧＺＯ膜の初期層にて膜の組成がばらつくことが抑えられる。
【００８２】  また、ＩＧＺＯ膜の形成が開始されるとき、磁気回路走査部２９が、磁気回路２５を第１位置Ｐ１に配置する。そのため、磁気回路２５が第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の他の位置に配置される場合と比べて、磁気回路２５の形成する第１エロージョン領域Ｅ１と、第１遮蔽板２８ａとの間の走査方向における距離が最も小さくなる。それゆえに、第１遮蔽板２８ａに衝突するスパッタ粒子ＳＰの入射角度θの範囲が最も大きくなり、形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１の近傍には、磁気回路２５が他の位置に配置される場合と比べて、入射角度θがより大きいスパッタ粒子ＳＰが到達する。結果として、ＩＧＺＯ膜における組成のばらつきがより抑えられる。
【００８３】  図６に示されるように、カソードユニット２２が、形成領域Ｒ１と対向する対向領域Ｒ２を走査されるとき、第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向に放出されたスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θが３０°以下であるスパッタ粒子ＳＰは、基板Ｓに到達しない。加えて、第２エロージョン領域Ｅ２からカソードユニット２２の向かう方向とは反対の方向に放出されたスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度が３０°以下であるスパッタ粒子ＳＰも、第２遮蔽板２８ｂのために基板Ｓに到達しない。
【００８４】  これにより、第１エロージョン領域Ｅ１から放出されて、最初に基板Ｓに到達するスパッタ粒子ＳＰに続いて基板Ｓに到達するスパッタ粒子ＳＰも、入射角度θが３０°よりも大きいスパッタ粒子ＳＰに限られる。結果として、ＩＧＺＯ膜が、入射角度θの制限されたスパッタ粒子ＳＰのみによって形成されるため、ＩＧＺＯ膜の厚さ方向の全体で、単位厚さや単位面積での組成のばらつきが抑えられる。
【００８５】  図７に示されるように、カソードユニット２２が終了位置Ｅｎに配置されるとき、走査方向における形成領域Ｒ１の２つの端部のうち、スパッタ粒子ＳＰが後に到達する第２端部Ｒｅ２と、ターゲット２３の第２端部２３ｅ２との間の距離Ｄ１が走査方向にて１５０ｍｍ以上である。そのため、カソードユニット２２が終了位置Ｅｎから開始位置Ｓｔに向けて走査されるとき、ターゲット２３から放出されるスパッタ粒子ＳＰのほとんどが基板Ｓに到達しない状態から、カソードユニット２２の走査が開始される。それゆえに、形成領域Ｒ１の第２端部２３ｅ２に到達するスパッタ粒子ＳＰが、形成領域Ｒ１における他の部位と異なることが抑えられる。結果として、ＩＧＺＯ膜の組成が走査方向にてばらつくことが抑えられる。
【００８６】  また、カソードユニット２２が終了位置Ｅｎに配置された状態で、ターゲット２３への直流電力の供給が停止され、そして、カソードユニット２２が終了位置に配置された状態で、直流電力の供給が再開されても、基板Ｓには、直流電力が再開されたときのスパッタ粒子ＳＰがほとんど到達しない。そのため、ＩＧＺＯ膜の組成が単位厚さや単位面積でばらつくことが抑えられる。
【００８７】  本実施形態においては、形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１と、ターゲット２３の第１端部２３ｅ１との間の距離Ｄ１が走査方向にて１５０ｍｍ以上であるため、ＩＧＺＯ膜の形成初期の分子層にて、膜の組成がばらつくことが抑えられる。結果として、ＩＧＺＯ膜とＩＧＺＯ膜以外の他の部材との境界にてＩＧＺＯ膜の特性がばらつくことが抑えられる。
【００８８】  第１遮蔽板２８ａは、開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けてカソードユニット２２が走査されるとき、第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向に放出されるスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θが３０°以下であるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させない。そのため、形成領域Ｒ１に最初に到達するスパッタ粒子ＳＰは入射角度θが３０°よりも大きいスパッタ粒子ＳＰに限られるため、ＩＧＺＯ膜の形成初期における単位厚さや単位面積での組成のばらつきが抑えられる。
【００８９】  第２遮蔽板２８ｂは、第２エロージョン領域Ｅ２からカソードユニット２２の向かう方向とは反対の方向に放出されたスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度が３０°以下であるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させない。そのため、第１エロージョン領域Ｅ１から放出されて、最初に基板Ｓに到達するスパッタ粒子ＳＰに続いて基板Ｓに到達するスパッタ粒子ＳＰも、入射角度θが３０°よりも大きいスパッタ粒子ＳＰに限られる。結果として、ＩＧＺＯ膜が、入射角度θの制限されたスパッタ粒子ＳＰのみによって形成されるため、ＩＧＺＯ膜の厚さ方向の全体で、単位厚さや単位面積での組成のばらつきが抑えられる。
【００９０】  ＩＧＺＯ膜の形成が開始されるとき、磁気回路走査部２９が、磁気回路２５を第１位置Ｐ１に配置する。そのため、磁気回路２５が第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間の他の位置に配置される場合と比べて、磁気回路２５の形成する第１エロージョン領域Ｅ１と、第１遮蔽板２８ａとの間の走査方向における距離が最も小さくなる。それゆえに、第１遮蔽板２８ａに衝突するスパッタ粒子ＳＰの入射角度θの範囲が最も大きくなり、形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１の近傍には、磁気回路２５が他の位置に配置される場合と比べて、入射角度θのより大きいスパッタ粒子ＳＰが到達する。結果として、ＩＧＺＯ膜における組成のばらつきがより抑えられる。
【００９１】  ターゲット２３が対向領域Ｒ２を１回通過するとき、磁気回路２５が第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて１回走査されることで、ターゲット２３に対する磁気回路の相対速度が変わらない。そのため、ターゲット２３の走査方向において、化合物膜の厚さにばらつきが生じることが抑えられる。
【００９２】  本実施形態においては、距離Ｄ１と距離Ｄ２、第１減速位置ＢＰ１と第１加速位置ＡＰ１、第２減速位置ＢＰ２と第２加速位置ＡＰ２、開始位置Ｓｔと終了位置Ｅｎが、いずれも走査方向において基板Ｓの中心に対して対称に配置される構成を例示したが、基板Ｓにおける膜厚等の膜特性にしたがって、これらを非対称に設定することもできる。あるいは、距離Ｄ１と距離Ｄ２、第１減速位置ＢＰ１と第１加速位置ＡＰ１、第２減速位置ＢＰ２と第２加速位置ＡＰ２、開始位置Ｓｔと終了位置Ｅｎの関係のうち、選択された関係のみが対称となるように設定し、それ以外を非対称に設定することもできる。  具体的には、第１加速位置ＡＰと第２加速位置ＡＰ２との距離を１０とし、第２減速位置ＢＰ２と第１減速位置ＢＰ１との距離を８として、その比率を設定することなどが例示できる。
【００９３】  以下、本発明の第２実施形態に係るスパッタリング方法を、図面に基づいて説明する。  図８は、本実施形態におけるカソードユニットの構成を模式的に示す構成図である。本実施形態は、ターゲットの個数に関する点で、上述した第１実施形態と異なる。これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９４】［カソードユニット２２の構成］  本実施形態において、カソードユニット２２は、図８に示すように、第１カソード２２Ａと第２カソード２２Ｂとを有している。第１カソード２２Ａと第２カソード２２Ｂとの各々は、ターゲット２３、バッキングプレート２４、磁気回路２５、および、磁気回路走査部２９を備えている。第１カソード２２Ａと第２カソード２２Ｂとでは、各ユニットの有するターゲット２３が、走査方向に沿って並べられ、２つのターゲット２３の表面２３ａの各々は、仮想平面Ｐｉｄと平行な同一の平面に含まれる。  カソードユニット２２が開始位置Ｓｔに配置されるとき、第１カソード２２Ａは、第２カソード２２Ｂよりも走査方向にて形成領域Ｒ１に近い。また、第１カソード２２Ａと第２カソード２２Ｂとでは、各バッキングプレート２４が、１つの交流電源２６Ａに対して並列に接続している。  ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第１カソード２２Ａと第２カソード２２Ｂとの間に設定される。
【００９５】  カソードユニット２２は、カソードユニット２２を走査方向に移動させる走査部２７を備え、走査部２７は、第１カソード２２Ａと第２カソード２２Ｂとが連結された状態で、カソードユニット２２を走査方向に沿って移動させる。
【００９６】  この際、カソードユニット２２は、図５に示す第１実施形態と同様に、その速度が、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が開始位置Ｓｔから第１加速位置ＡＰ１に到達するまで加速して、第１走査速度Ｖ１となるようにする。その後、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第１加速位置ＡＰ１から第２加速位置ＡＰ２に到達するまで、第１走査速度Ｖ１で等速に移動する。そして、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２に到達した状態において、第２走査速度Ｖ２まで加速する。
【００９７】  ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２から第２減速位置ＢＰ２に到達するまで、第２走査速度Ｖ２で等速に移動する。
【００９８】  そして、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２に到達した状態において、第１走査速度Ｖ１まで減速する。その後、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２減速位置ＢＰ２から第１減速位置ＢＰ１に到達するまで、第１走査速度Ｖ１で等速に移動する。最後に、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第１減速位置ＢＰ１から終了位置Ｅｎに到達するまで減速して停止し、走査を終了する。
【００９９】  カソードユニット２２は、第１遮蔽板２８ａと第２遮蔽板２８ｂとを備え、第１遮蔽板２８ａは、カソードユニット２２が開始位置Ｓｔに配置された状態で、形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１と、第１カソード２２Ａの有するターゲット２３の第１端部２３ｅ１との間に配置される。一方、第２遮蔽板２８ｂは、カソードユニット２２が開始位置Ｓｔに配置された状態で、第２カソード２２Ｂの有するターゲット２３の第２端部２３ｅ２よりも形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１から離れた位置に配置される。
【０１００】  各遮蔽板２８ａ，２８ｂは、第１カソード２２Ａおよび第２カソード２２Ｂの各エロージョン領域Ｅ１，Ｅ２から放出された複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θが所定の範囲に含まれるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させない。なお、第１遮蔽板２８ａと第２遮蔽板２８ｂとは、走査方向にて配置される位置が相互に異なるものの、基板Ｓに到達するスパッタ粒子ＳＰの制限に関わる構成は共通する。そのため、以下では、第２遮蔽板２８ｂを詳しく説明し、第１遮蔽板２８ａの説明を省略する。
【０１０１】  磁気回路２５が第１位置Ｐ１に配置されるとき、走査方向における第１カソード２２Ａの第１エロージョン領域Ｅ１と第２遮蔽板２８ｂとの間の距離が、最も大きくなる。そのため、第１カソード２２Ａの第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向とは反対の方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、第２遮蔽板２８ｂに衝突するスパッタ粒子ＳＰの入射角度θ３の範囲が最も小さくなる。第２遮蔽板２８ｂは、第１カソード２２Ａの第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向とは反対の方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θ３が９°以下であるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させない。
【０１０２】  ここで、第１エロージョン領域Ｅ１から放出されるスパッタ粒子ＳＰのうち、カソードユニット２２の向かう方向とは反対の方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰは、第１カソード２２Ａの第２エロージョン領域Ｅ２、および、第２カソード２２Ｂの各エロージョン領域に向けて飛行する。そのため、第１エロージョン領域Ｅ１から放出された複数のスパッタ粒子ＳＰの飛行経路Ｆは、基板Ｓに到達するまでにプラズマ密度の高い領域を通る。しかしながら、入射角度θ３が９°以下であるスパッタ粒子ＳＰでは、入射角度θがより大きいスパッタ粒子ＳＰと比べて、他のエロージョン領域から高さ方向に沿って延びるＢ⊥０の領域を超えてから、基板Ｓに到達するまでの飛行距離が長くなる。そのため、プラズマ密度の高い領域であるＢ⊥０の領域を超えた空間にて、スパッタ粒子ＳＰがスパッタガス等の活性種以外の粒子との衝突する回数が大きくなる。それゆえに、スパッタ粒子ＳＰの有するエネルギーが小さくなり、入射角度θの小さいスパッタ粒子ＳＰによって形成されたＩＧＺＯ膜では、膜密度が小さくなる。結果として、ＩＧＺＯ膜の膜密度が理論密度から離れるため、ＩＧＺＯ膜の膜特性が低くなる。
【０１０３】  なお、第２遮蔽板２８ｂは、第２カソード２２Ｂの磁気回路２５が第１位置Ｐ１に配置されるとき、第１実施形態における第２遮蔽板２８ｂと同様、第２カソード２２Ｂの第２エロージョン領域Ｅ２から放出される複数のスパッタ粒子ＳＰの一部を基板Ｓに到達させない。すなわち、第２遮蔽板２８ｂは、第２カソード２２Ｂの第２エロージョン領域Ｅ２からカソードユニット２２の向かう方向とは反対の方向に放出されるスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θ２が３０°以下であるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させない。そのため、ＩＧＺＯ膜の単位厚さや単位面積での組成のばらつきが抑えられる。
【０１０４】  一方、２つの磁気回路２５の各々が第２位置Ｐ２に配置されるとき、走査方向における第２カソード２２Ｂの第２エロージョン領域Ｅ２と第１遮蔽板２８ａとの間の距離が、最も大きくなる。そのため、第２カソード２２Ｂの第２エロージョン領域Ｅ２からカソードユニット２２の向かう方向に放出される複数のスパッタ粒子のうち、第１遮蔽板２８ａに衝突するスパッタ粒子ＳＰの入射角度θ３の範囲が最も小さくなる。すなわち、第１遮蔽板２８ａは、第２遮蔽板２８ｂと同様、第２カソード２２Ｂの第２エロージョン領域Ｅ２からカソードユニット２２の向かう方向に放出される複数のスパッタ粒子のうち、入射角度θ３が９°以下であるスパッタ粒子を基板Ｓに到達させない。
【０１０５】  また、第１遮蔽板２８ａは、第１カソード２２Ａの磁気回路２５が第２位置Ｐ２に配置されるとき、第１実施形態における第１遮蔽板２８ａと同様、第１カソード２２Ａの第１エロージョン領域Ｅ１から放出される複数のスパッタ粒子ＳＰの一部を基板Ｓに到達させない。すなわち、第１遮蔽板２８ａは、第１カソード２２Ａの第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向に放出されるスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θ２が３０°以下であるスパッタ粒子ＳＰを基板Ｓに到達させない。
【０１０６】  本実施形態においても、第１加速位置ＡＰ１と第２加速位置ＡＰ２との距離を設定することにより、基板Ｓの縁部において、ＩＧＺＯ膜の膜厚が大きくなってしまうことを防止できる。同時に、第１走査速度Ｖ１と第２走査速度Ｖ２との比を設定することにより、基板Ｓの中央において、ＩＧＺＯ膜の膜厚が変動することを防止できる。
【０１０７】  第１遮蔽板２８ａおよび第２遮蔽板２８ｂが、入射角度が９°以下であるスパッタ粒子を形成領域に到達させないため、ＩＧＺＯ膜の膜密度が小さくなることが抑えられる。
【０１０８】  以下、本発明の第３実施形態に係るスパッタリング方法を、図面に基づいて説明する。  図９は、本実施形態におけるスパッタチャンバの構成を模式的に示す構成図である。図１０は、本実施形態におけるスパッタリングの作用を説明するための図である。図１１は、本実施形態におけるスパッタリングの作用を説明するための図である。  本実施形態は、スパッタチャンバ１３の備えるカソードユニットの個数に関する点で、上述した第１および第２実施形態と異なる。これ以外の上述した第１および第２実施形態と対応する構成要素に関しては、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０９】［スパッタチャンバ１３の構成］  本実施形態においては、カソード装置１８が、第１ユニット３１と第２ユニット３２とを備えている。第１ユニット３１および第２ユニット３２は、開始位置Ｓｔに配置された状態で、走査方向にて形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１に近い位置からこの順に並んでいる。  第１ユニット３１および第２ユニット３２の各々は、ターゲット２３、バッキングプレート２４、磁気回路２５、直流電源２６Ｄ、第１遮蔽板２８ａ、および、第２遮蔽板２８ｂを備え、２つのカソードユニットでは、ターゲット２３が、走査方向に沿って並んでいる。第１ユニット３１および第２ユニット３２は、１つの走査部２７によって、走査方向に沿って対向領域Ｒ２を個別に走査される。なお、第１ユニット３１および第２ユニット３２の各々は、第１実施形態のカソードユニット２２と同様、磁気回路走査部２９も備えている。
【０１１０】  第１ユニット３１と第２ユニット３２とでは、各々が有するターゲット２３の形成材料にて主たる成分が相互に異なる。第１ユニット３１は、例えば、主たる成分が酸化シリコンであるターゲット２３を有し、第２ユニット３２は、例えば、主たる成分が酸化ニオブであるターゲット２３を有している。なお、各ターゲット２３では、例えば、形成材料のうちの９５質量％が酸化シリコンあるいは酸化ニオブであり、好ましくは９９質量％以上が酸化シリコンもしくは酸化ニオブである。
【０１１１】  第１ユニット３１および第２ユニット３２が開始位置Ｓｔに配置されるとき、形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１と、第１ユニット３１が有するターゲット２３の第１端部２３ｅ１との間の距離は、１５０ｍｍ以上である。  また、第１ユニット３１および第２ユニット３２において、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）がそれぞれ設定されている。
【０１１２】  ここでは、形成領域Ｒ１である基板Ｓの表面Ｓａに酸化シリコン膜と酸化ニオブ膜との積層膜が形成される場合を、スパッタチャンバ１３の作用の一例として説明する。
【０１１３】  図９に示されるように、カソード装置１８が積層膜の形成を開始するとき、開始位置Ｓｔに配置された第１ユニット３１が、スパッタ粒子ＳＰの放出を開始する。このとき、走査方向における形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１と、ターゲット２３の第１端部２３ｅ１との間の距離Ｄ１が１５０ｍｍ以上である。そのため、ターゲット２３に直流電力が供給されたとき、ターゲット２３から放出されたスパッタ粒子ＳＰのほとんどが、スパッタ粒子ＳＰの入射角度θに関わらず基板Ｓに到達し難くなる。それゆえに、酸化シリコン膜の形成初期の分子層にて、膜の組成がばらつくことが抑えられる。
【０１１４】  図１０に示されるように、第１ユニット３１が走査方向に沿って移動することにより、第１ユニット３１のエロージョン領域が、形成領域Ｒ１と対向する対向領域Ｒ２を走査方向に沿って走査される。
【０１１５】  この際、第１ユニット３１は、図５に示す第１実施形態と同様に、その速度が、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が開始位置Ｓｔから第１加速位置ＡＰ１に到達するまで加速して、第１走査速度Ｖ１となるようにする。その後、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第１加速位置ＡＰ１から第２加速位置ＡＰ２に到達するまで、第１走査速度Ｖ１で等速に移動する。そして、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２に到達した状態において、第２走査速度Ｖ２まで加速する。
【０１１６】  ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２から第２減速位置ＢＰ２に到達するまで、第２走査速度Ｖ２で等速に移動する。
【０１１７】  そして、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２に到達した状態において、第１走査速度Ｖ１まで減速する。その後、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２減速位置ＢＰ２から第１減速位置ＢＰ１に到達するまで、第１走査速度Ｖ１で等速に移動する。最後に、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第１減速位置ＢＰ１から終了位置Ｅｎに到達するまで減速して停止し、走査を終了する。
【０１１８】  この際、基板Ｓに到達するスパッタ粒子ＳＰは、第１遮蔽板２８ａおよび第２遮蔽板２８ｂによって、入射角度θが３０°よりも大きいスパッタ粒子ＳＰに限られる。そのため、酸化シリコン膜の初期層にて、膜の組成がばらつきことが抑えられる。
【０１１９】  図１１に示されるように、第１ユニット３１が走査方向に沿って移動して終了位置Ｅｎに到達すると、開始位置Ｓｔに配置された第２ユニット３２が、スパッタ粒子ＳＰの放出を開始する。第１ユニット３１が終了位置Ｅｎに配置されるとき、第１ユニット３１が有するターゲット２３の第２端部２３ｅ２と、形成領域Ｒ１の第２端部Ｒｅ２との間の距離Ｄ１は、１５０ｍｍ以上である。なお、走査部２７が、第１ユニット３１を開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて走査する間にわたって、走査部２７は、第２ユニット３２を走査しない。
【０１２０】  第２ユニット３２が、開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて走査方向に沿って移動する。これにより、第２ユニット３２のエロージョン領域が、形成領域Ｒ１と対向する対向領域Ｒ２を走査方向に沿って走査される。
【０１２１】  この際、第２ユニット３２は、図５に示す第１実施形態と同様に、その速度が、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が開始位置Ｓｔから第１加速位置ＡＰ１に到達するまで加速して、第１走査速度Ｖ１となるようにする。その後、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第１加速位置ＡＰ１から第２加速位置ＡＰ２に到達するまで、第１走査速度Ｖ１で等速に移動する。そして、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２に到達した状態において、第２走査速度Ｖ２まで加速する。
【０１２２】  ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２から第２減速位置ＢＰ２に到達するまで、第２走査速度Ｖ２で等速に移動する。
【０１２３】  そして、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２加速位置ＡＰ２に到達した状態において、第１走査速度Ｖ１まで減速する。その後、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第２減速位置ＢＰ２から第１減速位置ＢＰ１に到達するまで、第１走査速度Ｖ１で等速に移動する。最後に、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が第１減速位置ＢＰ１から終了位置Ｅｎに到達するまで減速して停止し、走査を終了する。
【０１２４】  この際、第１ユニット３１と同様、基板Ｓに到達するスパッタ粒子ＳＰは、第１遮蔽板２８ａおよび第２遮蔽板２８ｂによって、入射角度θが３０°よりも大きいスパッタ粒子ＳＰに限られる。そのため、酸化ニオブ膜の初期層にて、膜の組成がばらつくことが抑えられる。なお、第２ユニット３２が終了位置Ｅｎに配置されるとき、第２ユニット３２が有するターゲット２３の第２端部２３ｅ２と、形成領域Ｒ１の第２端部Ｒｅ２との間の距離Ｄ１は、１５０ｍｍ以上である。また、走査部２７が、第２ユニット３２を開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて走査する間にわたって、走査部２７は、第１ユニット３１を走査しない。
【０１２５】  本実施形態によれば、上述した第１および第２実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、酸化シリコン膜と酸化ニオブ膜とから構成される積層膜において、酸化シリコン膜における基板Ｓとの境界の組成がばらつくことが抑えられ、酸化ニオブ膜における酸化シリコン膜との境界の組成がばらつくことが抑えられる。
【０１２６】  なお、上述した各実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
【０１２７】  第１実施形態および第２実施形態では、ターゲット２３の形成材料における主たる成分が、ＩＧＺＯ以外の酸化物半導体、例えば、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化スズ、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化インジウム、および、チタン酸ストロンチウム等であってもよい。
【０１２８】  第１実施形態および第２実施形態では、ターゲット２３の形成材料における主たる成分が、ＩＧＺＯ以外であってもよく、インジウムを含むＩＧＺＯ以外の酸化物半導体、例えば、酸化インジウム亜鉛スズ（ＩＺＴＯ）、酸化インジウム亜鉛アンチモン（ＩＺＡＯ）、酸化インジウムスズ亜鉛（ＩＴＺＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、及び、酸化インジウムアンチモン（ＩＡＯ）等が用いられてもよい。
【０１２９】  ターゲット２３の形成材料における主たる成分は、ＩＧＺＯに限らず、例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、及び、酸化アルミニウム等の無機酸化物であってもよい。
【０１３０】  ターゲット２３の形成材料における主たる成分は、金属、金属化合物、及び、半導体等であってもよい。ターゲット２３の形成材料における主たる成分に単体の金属や半導体が用いられる場合には、ターゲット２３から放出されたスパッタ粒子ＳＰと、反応ガスから生成されたプラズマとの反応によって、酸化物膜や窒化物膜等の化合物膜の形成が可能である。
【０１３１】  第３実施形態のスパッタ装置が備えるスパッタチャンバ１３は、形成領域Ｒ１へのスパッタ粒子ＳＰの放出が開始されるとき、第１ユニット３１と第２ユニット３２との両方が開始位置Ｓｔに配置される構成でなくともよい。
【０１３２】  図１２に示されるように、第１ユニット３１が開始位置Ｓｔに配置され、第２ユニット３２が終了位置Ｅｎに配置される構成でもよい。こうした構成では、第１ユニット３１が開始位置Ｓｔに配置されるとき、第１ユニット３１のターゲット２３の第１端部２３ｅ１と、形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１との間の走査方向における距離Ｄ１が、１５０ｍｍ以上であることが好ましい。一方、第２ユニット３２が終了位置Ｅｎに配置されるとき、第２ユニット３２のターゲット２３の第２端部２３ｅ２と、形成領域Ｒ１の第２端部Ｒｅ２との間の走査方向における距離Ｄ１が、１５０ｍｍ以上であることが好ましい。
【０１３３】  形成領域Ｒ１に積層体が形成されるとき、例えば、走査部２７が、第１ユニット３１を開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて走査方向に沿って移動させる。これにより、形成領域Ｒ１には、例えば、酸化シリコン膜が形成される。そして、走査部２７が、第１ユニット３１を終了位置Ｅｎから開始位置Ｓｔに向けて走査方向に沿って移動させる。このとき、第１ユニット３１は、スパッタ粒子ＳＰを形成領域Ｒ１に放出してもよいし、放出しなくともよい。次いで、走査部２７が、第２ユニット３２を終了位置Ｅｎから開始位置Ｓｔに向けて走査方向に沿って移動させる。これにより、形成領域Ｒ１には、例えば、酸化ニオブ膜が形成される。そして、走査部２７が、第２ユニット３２を開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて走査方向に沿って移動させる。このとき、第２ユニット３２は、スパッタ粒子ＳＰを形成領域Ｒ１に放出してもよいし、放出しなくともよい。
【０１３４】  なお、第１ユニット３１および第２ユニット３２の各々が、スパッタ粒子ＳＰを放出しながら走査方向に沿って開始位置Ｓｔと終了位置Ｅｎとの間で移動する回数は、各ユニットが形成する化合物膜の厚さに合わせて変更することができる。
【０１３５】  スパッタ装置１０は、１つのカソードユニット２２を有する２つのスパッタチャンバ１３を備える構成であってもよい。こうした構成では、各スパッタチャンバ１３のカソードユニット２２が、形成材料の主たる成分が相互に異なるターゲット２３を備えることによって、基板Ｓの表面Ｓａに２つの化合物膜から構成される積層体が形成される。なお、スパッタ装置１０は、１つのカソードユニット２２を有する３つ以上のスパッタチャンバ１３を備え、かつ、各カソードユニット２２の有するターゲット２３の形成材料における主たる成分が相互に異なる構成でもよい。こうした構成によれば、基板Ｓの表面Ｓａには、３つ以上の化合物膜から構成される積層体が形成される。
【０１３６】  第３実施形態の第１ユニット３１は、形成材料の主たる成分が酸化シリコン以外であるターゲット２３を備えてもよいし、第２ユニット３２は、形成材料の主たる成分が酸化ニオブ以外であるターゲット２３を備えてもよい。いずれのターゲット２３も、形成材料の主たる成分が金属、金属化合物、および、半導体等のいずれであってもよい。
【０１３７】  第３実施形態のスパッタチャンバ１３は、３つ以上のカソードユニット２２を備える構成でもよく、各カソードユニット２２の備えるターゲット２３の形成材料における主たる成分は、相互に異なってもよいし、同じであってもよい。
【０１３８】  図１３に示されるように、第２実施形態のカソードユニット２２は、走査方向にて第１カソード２２Ａのターゲット２３と、第２カソード２２Ｂのターゲット２３との間に配置される第３遮蔽板２８ｃを備えてもよい。第３遮蔽板２８ｃにおける幅方向の突き出し幅は、第１遮蔽板２８ａおよび第２遮蔽板２８ｂと相互に異なってもよいし、同じであってもよい。第３遮蔽板２８ｃが、第３遮蔽部の一例である。なお、走査方向における第３遮蔽板２８ｃは、中点２３ｅ３（中心位置）と一致する。
【０１３９】  カソードユニット２２が開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎに向けて走査方向に沿って移動するとき、走査方向における第１カソード２２Ａの第１エロージョン領域Ｅ１と第３遮蔽板２８ｃとの間の距離が、最も大きくなる。ただし、走査方向における第１エロージョン領域Ｅ１と第３遮蔽板２８ｃとの距離は、第１エロージョン領域Ｅ１と、第２遮蔽板２８ｂとの間の距離よりも小さい。そのため、第１カソード２２Ａの第１エロージョン領域Ｅ１からカソードユニット２２の向かう方向とは反対の方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、第３遮蔽板２８ｃに衝突するスパッタ粒子ＳＰの入射角度θ４の範囲は、９°よりも大きくなる。それゆえに、形成領域Ｒ１に到達する複数のスパッタ粒子ＳＰにて、飛行経路Ｆの最大値が小さくなり、スパッタ粒子ＳＰとプラズマ中の他の粒子との衝突する回数の最大値も小さくなる。結果として、スパッタ粒子ＳＰの有するエネルギーの最小値が大きくなり、ＩＧＺＯ膜の膜密度が小さくなることが抑えられる。
【０１４０】  一方、２つの磁気回路２５の各々が第２位置Ｐ２に配置されるとき、走査方向における第２カソード２２Ｂの第２エロージョン領域Ｅ２と第３遮蔽板２８ｃとの間の距離が、最も大きくなる。ただし、走査方向における第２エロージョン領域Ｅ２と、第１遮蔽板２８ａとの間の距離よりも小さい。そのため、第２カソード２２Ｂの第２エロージョン領域Ｅ２からカソードユニット２２の向かう方向に放出される複数のスパッタ粒子ＳＰのうち、第３遮蔽板２８ｃに衝突するスパッタ粒子ＳＰの入射角度θの範囲は、９°よりも大きくなる。それゆえに、第３遮蔽板２８ｃは、第２カソード２２Ｂから放出されるスパッタ粒子ＳＰに対しても、第１カソード２２Ａから放出されるスパッタ粒子ＳＰと同等に作用する。
【０１４１】  第１実施形態から第３実施形態では、磁気回路走査部２９が、磁気回路２５を走査方向に沿って第１位置Ｐ１から第２位置Ｐ２に向けて移動させる。これに限らず、磁気回路走査部２９は、磁気回路２５を走査方向に沿って第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向けて移動させてもよい。この際、走査部２７がターゲット２３に対向領域Ｒ２を１回走査させるとき、磁気回路走査部２９が磁気回路２５を第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１に向けて１回走査することにより、上述の効果を得ることは可能である。
【０１４２】  磁気回路走査部２９は、ターゲット２３の第１端部２３ｅ１と第２端部２３ｅ２との間の一部を走査方向に沿って磁気回路２５に走査させる構成でもよい。こうした構成では、走査方向における各エロージョン領域と各遮蔽部との間の距離における最大値が小さくなるため、突き出し幅のより小さい遮蔽板が、上述した各実施形態と同じ入射角度θのスパッタ粒子ＳＰを形成領域Ｒ１に到達させない。
【０１４３】  第１実施形態から第３実施形態では、カソードユニット２２が磁気回路走査部２９を備える。これに限らず、カソードユニット２２は磁気回路走査部２９を備えていなくともよい、すなわち、カソードユニット２２にて、ターゲット２３に対する各エロージョン領域の位置が固定された構成でもよい。こうした構成であっても、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）が開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎまで、上述したように速度設定されることで、好適な膜厚分布を得ることが可能となる。
【０１４４】  第２実施形態のカソードユニット２２では、第２遮蔽板２８ｂが、第１カソード２２Ａの第１エロージョン領域Ｅ１から放出されるスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θが９°以下であるスパッタ粒子ＳＰを形成領域Ｒ１に到達させてもよい。また、第１遮蔽板２８ａが、第２カソード２２Ｂの第２エロージョン領域Ｅ２から放出されるスパッタ粒子ＳＰのうち、入射角度θが９°以下であるスパッタ粒子ＳＰを形成領域Ｒ１に到達させてもよい。
【０１４５】  第１実施形態から第３実施形態では、第１遮蔽板２８ａ、第２遮蔽板２８ｂが、上記の構成でなくてもよく、また、遮蔽板が設けられない構成とすることもできる。
【０１４６】  第１実施形態から第３実施形態では、カソードユニット２２が終了位置Ｅｎに配置されるとき、形成領域Ｒ１の第２端部Ｒｅ２と、走査方向での形成領域Ｒ１の第２端部Ｒｅ２との距離が最も近いターゲット２３の第２端部２３ｅ２との距離が、１５０ｍｍでなくともよい。こうした構成であっても、カソードユニット２２が開始位置Ｓｔに配置されるとき、形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１と、走査方向での形成領域Ｒ１の第１端部Ｒｅ１との距離が最も近いターゲット２３の第２端部２３ｅ２との距離が、１５０ｍｍであれば、上述の効果を得ることができる。
【０１４７】  スパッタ装置１０は、搬出入チャンバ１１、および、前処理チャンバ１２を備えていなくともよく、スパッタチャンバ１３を備えていれば、先に列記した効果を得ることは可能である。あるいは、スパッタ装置１０は、複数の前処理チャンバ１２を備える構成であってもよい。
【０１４８】  基板Ｓにおける搬送方向に沿った幅、および、紙面の手前に向かう幅は、上述した大きさに限らず、適宜変更可能である。  スパッタガスは、アルゴンガス以外の希ガス、例えば、ヘリウムガス、ネオンガス、クリプトンガス、および、キセノンガスであってもよい。また、反応ガスは、酸素ガス以外の酸素を含むガスや、窒素を含むガス等であってもよく、スパッタチャンバ１３にて形成される化合物膜に合わせて変更可能である。
【０１４９】  第２実施形態のカソードユニット２２は、ターゲット２３、バッキングプレート２４、磁気回路２５、交流電源２６Ａ、および、磁気回路走査部２９から構成されるカソードを３つ以上備える構成であってもよい。
【０１５０】  第３実施形態のスパッタチャンバ１３は、第２実施形態のカソードユニット２２、すなわち、第１カソード２２Ａと第２カソード２２Ｂとを備えるカソードユニット２２を２つ備える構成であってもよい。
【０１５１】  ＩＧＺＯ膜を形成するときの条件は、上述の実施例にて説明した条件に限らず、他の条件でもよい。要は、基板Ｓの表面ＳａにＩＧＺＯ膜を形成することのできる条件であればよい。
【０１５２】  図１４に示されるように、スパッタ装置は、クラスター型のスパッタ装置５０として具体化されてもよい。こうした構成では、スパッタ装置５０が、搬送ロボット５１Ｒを搭載する搬送チャンバ５１と、搬送チャンバ５１に連結される以下のチャンバを備える。すなわち、搬送チャンバ５１には、成膜前の基板をスパッタ装置５０の外部から搬入し、成膜後の基板をスパッタ装置５０の外部に搬出する搬出入チャンバ５２と、成膜に必要とされる前処理を基板に対して行う前処理チャンバ５３と、基板に化合物膜を形成するスパッタチャンバ５４とを備える。
【０１５３】  なお、上記の実施形態においては、第１加速位置ＡＰ１を第１端部Ｒｅ１よりも外側とし、第１減速位置ＢＰ１を第２端部Ｒｅ２よりも外側としたが、図１９に示すように、第１加速位置ＡＰ１を第１端部Ｒｅ１よりも基板の内側とし、第１減速位置ＢＰ１を第２端部Ｒｅ２よりも基板の内側とすることができる。この場合にも、膜厚分布改善を可能とすることができる。  ここで、図においては、第２走査速度Ｖ２：１００００ｍｍ／ｍｉｎ、５０００ｍｍ／ｍｉｎ、２５００ｍｍ／ｍｉｎのパターンを例示している。
【実施例】
【０１５４】  以下、本発明に係る実施例を説明する。【０１５５】  なお、本発明における具体例について説明する。＜実験例１＞  ここでは、ＩＧＺＯ膜が形成されるとき、ターゲット２３の中点２３ｅ３（中心位置）を開始位置Ｓｔから終了位置Ｅｎまで走査する際に、図１５に示すように、速度設定をおこなってカソードユニット２２のエロージョン領域が、対向領域Ｒ２を１回走査された。  以下に成膜における諸元を示す。【０１５６】・基板走査方向寸法：１５００ｍｍ・直流電力        ：  １５．１Ｗ／ｃｍ２・アルゴンガス分圧：  ０．３Ｐａ・酸素ガス分圧    ：  ０．０２Ｐａ・基板Ｓの温度    ：  １００℃・第２走査速度Ｖ２：２５１２．７７ｍｍ／ｍｉｎ・第１走査速度Ｖ１／第２走査速度Ｖ２：９１％・第１加速位置ＡＰ１までの加速時間：０．２ｓｅｃ・第１加速位置ＡＰ１と第２加速位置ＡＰ２との距離：２００ｍｍ，３００ｍｍ，４００ｍｍとして変化させた。  また、第１加速位置ＡＰ１を第２加速位置ＡＰ２と一致させたものを「台形」とした。【０１５７】  このとき成膜されたＩＧＺＯ膜の膜厚を図１６に示す。図に、第１端部Ｒｅ１と第２端部Ｒｅ２とを示す。【０１５８】＜実験例２＞  さらに、図１７に示すように、第１加速位置ＡＰ１と第２加速位置ＡＰ２との距離を３００ｍｍとし、第１走査速度Ｖ１／第２走査速度Ｖ２：５０％，７５％，９１％、１００％とした。  また、第１加速位置ＡＰ１を第２加速位置ＡＰ２と一致させたものを「台形」とした。【０１５９】  このとき成膜されたＩＧＺＯ膜の膜厚を図１８に示す。図に、第１端部Ｒｅ１と第２端部Ｒｅ２とを示す。【０１６０】  これらの結果から、第１加速位置ＡＰ１、第２加速位置ＡＰ２、第２減速位置ＢＰ２、第１減速位置ＢＰ１、第１走査速度Ｖ１、第２走査速度Ｖ２を上記のように設定することで、膜厚分布改善が可能なことがわかる。
【符号の説明】
【０１６１】１０，５０…スパッタ装置１１，５２…搬出入チャンバ１２，５３…前処理チャンバ１３，５４…スパッタチャンバ１４…ゲートバルブ１５…排気部１６…成膜レーン１７…回収レーン１８…カソード装置１９…レーン変更部２１…ガス供給部２２…カソードユニット２２Ａ…第１カソード２２Ｂ…第２カソード２３，ＴＧ…ターゲット２３ａ，ＴＧｓ…表面２３ｅ１…第１端部２３ｅ２…第２端部２３ｅ３…中点（中心位置）２４…バッキングプレート２５…磁気回路２６Ａ…交流電源２６Ｄ…直流電源２７…走査部２８ａ…第１遮蔽板２８ｂ…第２遮蔽板２８ｃ…第３遮蔽板２９…磁気回路走査部３１…第１ユニット３２…第２ユニット５１…搬送チャンバ５１Ｒ…搬送ロボットＡＰ１…第１加速位置ＡＰ２…第２加速位置Ｂ…マグネトロン磁場ＢＰ１…第１減速位置ＢＰ２…第２減速位置Ｄ１，Ｄ２…距離Ｅ…エロージョン領域Ｅ１…第１エロージョン領域Ｅ２…第２エロージョン領域Ｅｎ…終了位置Ｆ…飛行経路Ｌｖ…法線Ｐ１…第１位置Ｐ２…第２位置Ｐｉｄ…仮想平面Ｒ１…形成領域Ｒ２…対向領域Ｒｅ１…第１端部Ｒｅ２…第２端部Ｓ…基板Ｓａ…表面ＳＰ…スパッタ粒子Ｓｔ…開始位置Ｔ…トレイＶ１…第１走査速度Ｖ２…第２走査速度
【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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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