(57)【要約】【課題】反応性スパッタリング法により成膜速度を制御して連続して複数の基板に成膜を行う場合でも、比較的長期間にわたり、安定した膜質を得ることができる技術を提供する。【解決手段】ターゲット３と反応性ガスを用いて、化合物モード、遷移モード、金属モードのいずれかのモードで成膜を行う反応性スパッタリングの成膜装置である。装置は、不活性ガスを導入する導入部６、反応性ガスを導入する導入部７、ターゲットに電力を供給する電力供給部８を有する。また、ターゲットへの電力の供給で発生するプラズマ発光を検出する検出部と、所定の波長の発光強度または所定の複数の波長の発光強度演算値を指定値に維持するよう反応性ガスの流量を調整する制御部１４を含む。制御部は、成膜中に検出される電力供給部のカソード電圧Ｖと化合物モードでのカソード電圧Ｖcとの比Ｖ／Ｖcが予め設定された値に近づくように、上記指定値を修正する。【選択図】図１
2018150590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットと反応性ガスを用いて、化合物モード、遷移モード、金属モードのいずれかのモードで成膜を行う反応性スパッタリングの成膜装置であって、
不活性ガスを導入する導入部と、前記反応性ガスを導入する導入部と、前記ターゲットに電力を供給する電力供給部と、前記ターゲットへの電力の供給で発生するプラズマ発光を検出する検出部と、所定の波長の発光強度または所定の複数の波長の発光強度演算値を指定値に維持するよう前記反応性ガスの流量を調整する制御部と、を有し、 
前記制御部は、成膜中に検出される前記電力供給部のカソード電圧Ｖと前記化合物モードでのカソード電圧Ｖcとの比Ｖ／Ｖcが予め設定された値に近づくように、前記発光強度または前記発光強度演算値の指定値を修正することを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記制御部は、成膜前に計測された、前記化合物モードから前記遷移モードを介して前記金属モードに至るまでの前記発光強度または前記発光強度演算値を、前記比Ｖ／Ｖcの関数fとし、成膜中のＶ／Ｖcから求められる前記関数ｆの値ｆ（Ｖ／Ｖc）と初期の発光強度または発光強度演算値の指定値とを用いて、前記指定値を修正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】
前記制御部は、成膜前に計測された、前記化合物モードから前記遷移モードを介して前記金属モードに至るまでの前記発光強度または前記発光強度演算値を、前記比Ｖ／Ｖcの関数fとし、成膜中のＶ／Ｖcと初期の発光強度または発光強度演算値の指定値とを用いて前記関数ｆの定数倍の近似関数ｆ’を求め、近似関数ｆ’の初期の比Ｖ／Ｖcにおける前記発光強度または前記発光強度演算値を、修正された前記指定値とすることを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記制御部は、直近の複数回の成膜の各々において、成膜前に計測された、前記化合物モードから前記遷移モードを介して前記金属モードに至るまでの前記発光強度または前記発光強度演算値を、前記比Ｖ／Ｖcの関数fとし、各成膜中のＶ／Ｖcから求められる各関数ｆの値ｆ（Ｖ／Ｖc）と各初期の発光強度または発光強度演算値の指定値とを用いて、前記指定値をそれぞれ修正し、
前記直近の複数回の各々の成膜時の初期の発光強度または発光強度演算値と比Ｖ／Ｖcとから得られる各近似関数と、各初期の発光強度または発光強度演算値の指定値における各関数fによる初期の比Ｖ／Ｖcと、を用いて、該初期の比Ｖ／Ｖcにおける各近似関数の値から求められる発光強度または発光強度演算値により、前記指定値を修正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５】
前記求められる発光強度または発光強度演算値の平均値により、前記指定値を修正することを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
ターゲットと反応性ガスを用いて、化合物モード、遷移モード、金属モードのいずれかのモードで成膜を行う反応性スパッタリングの成膜方法であって、
不活性ガスを導入するステップと、前記反応性ガスを導入するステップと、前記ターゲットに電力を供給することで発生するプラズマ発光の所定の波長の発光強度または所定の複数の波長の発光強度演算値を指定値に近づけるよう反応性ガス流量を調整するステップと、を有し、 
前記調整するステップにおいて、 成膜中に検出される、前記電力供給におけるカソード電圧Ｖと化合物モードでのカソード電圧Ｖcとの比Ｖ／Ｖcが予め設定された値に近づくように、前記発光強度または前記発光強度演算値の指定値を成膜中に修正することを特徴とする成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応性スパッタリングによる成膜装置、および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
成膜方法として、反応性スパッタリング法が知られている。反応性スパッタリング法では、反応性ガス導入下でターゲット材のスパッタリング現象を用いて成膜基板上に化合物膜を生成する。たとえば酸化膜を生成する場合、Arなどの不活性ガスおよび酸素ガスの導入下で放電をたて、ターゲット材をスパッタリングすることで酸化膜を成膜基板上に生成することが行われている。
【０００３】
反応性スパッタリングには、成膜時のターゲットの表面状態により、成膜速度や膜質の異なる３つのモードが存在する。一般的に、金属モード、遷移モード、化合物モードと呼ばれる３種類の状態である。反応性ガスの流入、ポンプによる排気、ターゲット表面の反応による、排気を考慮した物理モデルで反応性スパッタリングにおける成膜時の３状態を説明できることが知られている（非特許文献１参照）。
【０００４】
化合物モードでは、使用するターゲット表面全体を化合物化させるのに十分な量の反応性ガスがチャンバ内に存在し、成膜基板上に化合物の膜が形成される。この状態では、化学量論比となる化合物を成膜しやすい一方で、成膜速度が他の状態に比べ遅くなる。金属モードでは、使用するターゲット表面を化合物化するのに十分な量の反応性ガスがチャンバ内に存在せず、ターゲット表面は化合物よりも金属の割合が高くなる。その結果、成膜速度は化合物モードより速くなるが、成膜基板上に形成される膜は、金属膜となる。遷移モードは、化合物モードと金属モードの間の状態であり、ターゲット表面が部分的に化合物化される程度の量の反応性ガスがチャンバ内に存在している状態である。その為、条件によっては、化合物状態より成膜速度が速く、しかも、化学量論比に近い化合物を得ることができ、工業的にはこのモードでの成膜がよく行われている。
【０００５】
ただし、遷移モードは反応性ガスの流量に対し敏感に成膜速度が変化する不安定な領域であるため、安定して成膜を行うためには、成膜速度の制御が必要である。そのために、一般に、Ｐｌａｓｍａ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ（以下、ＰＥＭと表記する）を用いて、プラズマの発光をモニタし、反応性ガスの流量を調整することで成膜速度を制御するＰＥＭ制御がよく行われる。特許文献１では、ＰＥＭ制御でモニタするプラズマ発光強度が設定値に等しくなるよう反応性ガス流量を調整する通常のＰＥＭ制御に加え、カソードの放電電圧に基づいてプラズマ発光強度の設定値を修正する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２-１８０２４７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】A.Pflug, Proceedings of the Annual Technical Conference. Society of Vacuum Coaters ２００３, ２４１-２４７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光学膜に適用される場合、膜が一定の性能を満たすためには、膜厚、および膜吸収を管理するする必要がある。長期間にわたり、多数の基板に連続的に化合物膜の成膜を行う場合、真空容器内に化合物膜が成膜されることとなる。ＰＥＭ制御で膜厚を管理するための成膜速度は制御されている。しかし、装置によっては真空容器内の部材表面の導電性の変化により、真空容器中の電位分布が大きく変化することで、成膜中の放電電圧だけでなく、金属モードや化合物モードでの放電電圧も大きく変化し、膜質が変化し、膜吸収が変化してしまう場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明の一側面による成膜装置は、ターゲットと反応性ガスを用いて、化合物モード、遷移モード、金属モードのいずれかのモードで成膜を行う反応性スパッタリングの成膜装置であって、不活性ガスを導入する導入部と、前記反応性ガスを導入する導入部と、前記ターゲットに電力を供給する電力供給部と、前記ターゲットへの電力の供給で発生するプラズマ発光を検出する検出部と、所定の波長の発光強度または所定の複数の波長の発光強度演算値を指定値に維持するよう前記反応性ガスの流量を調整する制御部と、を有する。そして、前記制御部は、成膜中に検出される前記電力供給部のカソード電圧Ｖと前記化合物モードでのカソード電圧Ｖcとの比Ｖ／Ｖcが予め設定された値に近づくように、前記発光強度または前記発光強度演算値の指定値を修正する。
【００１０】
また、上記課題に鑑み、本発明の他の側面による成膜方法は、ターゲットと反応性ガスを用いて、化合物モード、遷移モード、金属モードのいずれかのモードで成膜を行う反応性スパッタリングの成膜方法であって、不活性ガスを導入するステップと、前記反応性ガスを導入するステップと、前記ターゲットに電力を供給することで発生するプラズマ発光の所定の波長の発光強度または所定の複数の波長の発光強度演算値を指定値に近づけるよう反応性ガス流量を調整するステップと、を有する。そして、前記調整するステップにおいて、成膜中に検出される、前記電力供給におけるカソード電圧Ｖと化合物モードでのカソード電圧Ｖcとの比Ｖ／Ｖcが予め設定された値に近づくように、前記発光強度または前記発光強度演算値の指定値を成膜中に修正する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、比較的長期間にわたり、安定した膜質で所望の膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態を説明する図。
【図２】本発明の一実施形態における、反応性ガス流量とカソード電圧の関係を示す図。
【図３】本発明の一実施形態のフロー図。
【図４】本発明の一実施形態におけるカソード電圧の時間変化を示す図。
【図５】本発明の実施例１の指定値更新方法を示す図。
【図６】本発明の実施例２の指定値更新方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一側面によれば、反応性スパッタリング法により成膜速度を制御して連続して複数の基板に成膜を行う場合において、装置内の環境変化等による意図しない膜質の変化を抑制する方法、装置が提供される。成膜中のプラズマ発光の所定波長の光強度あるいは複数の所定波長の光強度演算値が指定値に近づくように反応性ガスの流量を調整する制御方法において、成膜中のカソード電圧と化合物モードの電圧の比を用いてプラズマ発光強度またはその演算値の指定値を変更する。このことで、膜質の変化が抑制される。
【００１４】
以下、本発明の原理及び実施形態を、図１〜図４を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態の成膜装置の概略を示す図である。真空容器１中に、基板２、成膜材料となる金属のターゲット３、およびターゲットと電気的に接続されているカソード４が配置されている。真空容器１には、不活性ガスの導入量を制御する不活性ガスの導入部であるマスフローコントローラ６および反応性ガスの導入量を制御する不活性ガスの導入部であるマスフローコントローラ７を介して、各ガスが導入され、ポンプ５により排気される。
【００１５】
マスフローコントローラ６および７を制御することで、真空容器１内のガス圧力が調整され、カソード４に、電力供給部である電源８から電力を供給することで、真空容器１内でプラズマが発生する。このプラズマ中の不活性ガスイオンがターゲット３表面に衝突することで、ターゲット３の材料がスパッタリングされ、これが反応性ガスと反応することで、対向位置に配置されている基板２上に化合物膜が成膜される。
【００１６】
成膜中の成膜レートや膜厚の制御を行うために、プラズマ発光モニタ制御部を備えている。プラズマ発光モニタ制御部は、コリメータ９、光ファイバ１０、分光器１１、検出器１２、制御パラメータ演算部１３、制御部１４を有する。コリメータ９はターゲット３近傍に設置され、プラズマの発光を集光し、光学ファイバ１０に導入する。プラズマ発光は光学ファイバ１０を介して分光器１１に導入され、分光器１１でスペクトルに分解され、検出器１２で波長ごとの光強度が検出される。
【００１７】
前記プラズマ発光モニタ制御部の制御部１４は、検出器１２で検出された特定の波長の光強度を用いて、反応性ガスのマスフローコントローラ７を調整する。前記特定の波長の光強度は、複数の波長の光強度から得られる演算値でもよい。以下、この値をＰＥＭ制御モニタ値と表記する。本実施形態においては、一般的なＰＥＭ制御を行う手段に加え、本実施形態の特徴である制御パラメータ演算部１３を備えている。
【００１８】
図２に、本実施形態における反応性ガス流量と成膜速度との関係を示す。反応性スパッタリングにおいては、図２で見られるように、反応性ガス流量を増加した場合と減少した場合とで異なる経路をとるヒステリシス特性がみられる。図２中、反応性ガス流量が大きい場合の安定状態が、ターゲット表面も化合物に被覆された化合物モード２２であり、反応性ガス流量が小さい場合の安定状態が、ターゲット表面が金属になっている金属モード２１である。また、その間の成膜速度が急速に変化する状態が遷移モード２３である。
【００１９】
上記３領域のモードのうちの金属モード２１においては、ターゲット材である金属が成膜され、化合物モード２２では、化学量論比に相当する化合物が成膜される。遷移モード２３では、金属と化合物の間の組成比の成膜あるいは混合状態の成膜となる。
【００２０】
ターゲットの化合物被覆率は、プラズマへの電子供給に大きな影響を与えるためプラズマインピーダンスと強く結び付いている。ターゲット表面の化合物の被覆率θと遷移モードで成膜中のカソード電圧Ｖとの関係について、非特許文献１においてよい近似として用いられている式を用いると、式１となり、θについて変形すると、式２となる。
【００２１】
Ｖ＝Ｖｍ＋θ（Ｖｃ−Ｖｍ）      式１
θ＝（Ｖｍ−Ｖ）／（Ｖｍ−Ｖｃ）＝（Ｖｍ／Ｖｃ−Ｖ／Ｖｃ）／（Ｖｍ／Ｖｃ−１）      式２
【００２２】
ここで、θはターゲット表面の化合物の被覆率、Ｖは遷移モードで成膜中のカソード電圧、Ｖmは金属モードでのカソード電圧、Ｖcは化合物モードでのカソード電圧を示す。被覆率θを一定に保つことで、基板２の膜中の金属の割合をコントロールし、膜の吸収係数の変化を抑制することが可能となる。金属モードでのカソード電圧Ｖmと化合物モードのカソード電圧Ｖcの比Ｖm／Ｖcは、化合物と金属に不活性ガスイオンが衝突したときの２次電子放出係数の比に相当すると考えられ、また、実験的にも真空容器内の環境による各電圧の変化に比べて非常に安定であることが確認された。そのため、事前にＶm/Ｖcを計測しておき、成膜開始直後の化合物モードのカソード電圧Ｖcと成膜中の遷移モードのカソード電圧Ｖの比Ｖ/Ｖcにより、成膜中のターゲット表面の被覆率を得ることができる。多数の基板に連続して成膜を行う場合、ＰＥＭ制御により、ＰＥＭ制御モニタ値は一定に保持されるが、真空容器内の環境変化等により、内部のインピーダンスが大きく変化する場合、膜質は意図せず変化する場合がある。被覆率を一定に保持することで、装置内の電圧が変化しても、ターゲット表面の状態（被覆率）を一定に保つことができる。その結果、基板に形成される膜中の金属量を一定に保つことができ、金属量の変化による吸収係数の変化を抑制できる。
【００２３】
図３に本実施形態のフロー図を示す。事前計測３１の工程では、成膜前に、図２に示すように反応性ガス流量を変化させた場合のＰＥＭ制御モニタ値および電圧値を取得し、金属モードでのカソード電圧Ｖm、化合物モードでのカソード電圧Ｖcを確認する。さらに、前記測定結果から、複数のＰＥＭ制御モニタ値の指定値を決め、各指定値での成膜を行う。得られた薄膜の膜厚、透過率、反射率から、各指定値での成膜速度、吸収係数を求める。光強度の制御指定値設定３２の工程では、事前計測３１の結果から、所望の成膜速度、吸収係数となるようＰＥＭ制御モニタ値の設定値を決める。基板設置３３の工程で基板を設置し、ガス供給開始３４の工程で不活性ガスおよび反応性ガスを導入する。電源出力ＯＮ３５の工程で、カソードへの電力供給を開始する。供給する電力はＤＣでもＲＦでもパルスでもよい。
【００２４】
カソードへ電力供給することで、ターゲット近傍にプラズマが発生する。分光器、検出器での光強度取得３６の工程で、指定した露光時間、周期でプラズマ発光を取得する。プラズマ発光はコリメータ、光ファイバを介して、分光器１１と検出器１２で所定の波長の光強度を取得する。電圧値取得３７の工程では、電源で検出されるカソード電圧を指定した周期で取得する。反応性ガス流量指定３８の工程では、光強度取得３６で取得した光強度が制御指定値設定３２で設定した値に維持されるよう、ＰＩＤ制御等で反応性ガス流量を調整する。成膜終了判定３９の工程では、成膜時間、あるいは、ＰＥＭ制御モニタ値の積算値が予め設定した値を超えるまで、光強度取得３６の工程に戻り、以後の工程を繰り返す。成膜終了判定がＹＥＳになったら、電源出力ＯＦＦ４０の工程で電力供給を停止し、ガス供給停止４１の工程でガスの供給を停止し、基板排出４２の工程で、成膜を終了した基板を排出する。その後、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新４３の工程で、３６の工程で取得した光強度、３７の工程で取得したカソード電圧値をもとに次回成膜時のＰＥＭ制御モニタ値の指定値を制御パラメータ演算部１３で計算する。
【００２５】
図４に図３の３４から４１の工程で成膜を行った時の、時間とカソード電圧の関係を示す。反応性ガス供給後、電力を供給することで、カソード電圧は図４に示したように、化合物モードの電圧Ｖcから開始し遷移状態での電圧Ｖに変化する。既に説明したように、成膜中のＶ／Ｖcを一定に保つことで、基板に形成される膜中の金属量を一定に保つことができ、吸収係数の変化を抑制することができる。図３のＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新４３の工程で、図５に示すようにＶ／Ｖcが初期に規定した値になるようにＰＥＭ制御モニタ値の指定値を計算する。終了判定４４の工程で次の成膜がある場合、３２の工程に戻り、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値として、４３の工程で更新した値を設定する。３２から４３の工程を繰り返す。ただし、成膜終了判定３９の工程での判定条件が時間の場合、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新４３に対応して、終了時間を更新する。
【００２６】
終了判定４４でＮＯの場合、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値設定３２の工程に戻り、４３の工程で更新した指定値を設定し、次の基板２を設置し、３４から４３までの工程を終了判定４４がＹＥＳになるまで行う。本実施形態において、反応性スパッタリングで、ＰＥＭ制御で成膜速度を制御すると共に、成膜中の化合物モードと遷移モードでのカソード電圧を用いて、膜吸収の変化などの膜質のずれが発生しないよう、次回以降、ＰＥＭ制御の補正を行う。このことで、比較的長期間にわたり、安定した膜質で所望の膜厚を得ることができる。 
【００２７】
図３では、単層の膜を複数の基板に連続して成膜する場合のフローを示した。１つの真空容器内に複数のターゲット材料を配置し、これを用いて、基板に多層膜を成膜する場合、事前成膜と計測３１の工程で各膜材の成膜と計測を行い、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値設定３２、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新４３の工程を膜材ごとに行う。上記説明したように、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値を膜材ごとに更新することで、長期間にわたり、複数の基板に連続して多層膜の成膜を行った場合でも、基板に形成される各膜中の金属量を一定に保つことができ、意図しない吸収係数の変化を抑制できる。
【００２８】
（実施例１）
図１を用いて、実施例１を説明する。成膜装置として以下の構成とした。
真空チャンバ容積：幅４５０ｍ×奥行き４５０ｍｍ×高さ５００ｍｍ
排気機構：ターボ分子ポンプ、ドライポンプ
電源：ＤＣパルス電源
ターゲットの形状：直径φ８インチ×厚さ５ｍｍ
ターゲットの材料：Ｓｉ
不活性ガス：Ａｒ
反応性ガス：Ｏ２
到達圧力：１×１０-５Ｐａ
【００２９】
本実施例にかかる反応性スパッタリング装置を説明する。真空容器１中に、基板２としてレンズ、成膜材料となるＳｉターゲット３、およびターゲット３と電気的に接続されているカソード４が配置されている。真空容器１には、Ａｒガスの導入量を制御するマスフローコントローラ６および酸素ガスの導入量を制御するマスフローコントローラ７を介して、各ガスが導入され、ポンプ５により排気される。
【００３０】
マスフローコントローラ６および７により、真空容器１内のガス圧力を調整し、カソード４に電源８から５００Ｗの一定電力を投入し、真空容器１内でプラズマを発生させ、基板２上に化合物膜が成膜される。成膜中の成膜速度をプラズマ発光モニタ制御部でＰＥＭ制御する。プラズマ発光モニタ制御部において、分光器１１は、２００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲を１ｎｍの波長分解能で分光する。分光された光は、分光器１１に取り付けられたＣＣＤ検出器１２で各波長の光強度が検出される。
【００３１】
図３を用いて、本実施例のフローを説明する。本実施例は、レンズに単層膜を成膜するプロセスを、複数のレンズについて連続して行う。本実施例では、ターゲット材であるＳｉの発光波長の光強度とＡｒからの発光波長における光強度との比をＰＥＭ制御のモニタ値として用いる。事前計測３１の工程では、成膜前に、図２に示すように酸素流量を変化させた場合のＰＥＭ制御モニタ値および電圧値を取得し、金属モードでのカソード電圧Ｖm、化合物モードでのカソード電圧Ｖcを確認する。前記測定結果から、複数のＰＥＭ制御モニタ値の指定値を決め、各指定値で成膜を行う。分光光度計を用いて、得られた薄膜の膜厚、透過率、反射率を算出し、各指定値での成膜速度、吸収係数を求める。光強度の制御指定値設定３２の工程では、前記事前計測３１の結果から、所望の成膜速度、吸収係数となるようＰＥＭ制御モニタ値の初期の設定値を決める。工程３３から３５において、基板２設置後、Ａｒガスおよび酸素ガスを導入し、カソード４に電力を供給する。分光器、検出器での光強度取得３６の工程で、プラズマ発光を分光、検出し、電圧値取得３７の工程でカソード電圧を指定した周期で取得する。反応性ガス流量指定３８の工程では、ＰＥＭ制御モニタ値が指定値になるよう、ＰＩＤ制御で、酸素ガス流量を調整する。ＰＥＭ制御モニタ値の積算値が予め設定した値を超えるまで、光強度取得３６の工程に戻り、以後の工程を繰り返す。
【００３２】
成膜終了判定がＹＥＳになったら、４０から４２の工程で、電力供給を停止し、ガス供給を停止し、当該レンズ２を排出する。成膜中の取得データを元に、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新４３の工程で、次の成膜のための指定値を計算する。
【００３３】
本実施例のＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新方法について説明する。事前計測で計測されたＰＥＭ制御モニタ値Iｐとその時のＶ／Ｖｃの関係を図５に示す。３点のデータから、２次の近似式ｆである式３が得られる。
Ｉｐ＝ｆ（Ｖ／Ｖｃ）      式３
【００３４】
そして、図４に示す成膜中のＶ／Ｖcを求める。Ｖcは、図４において成膜開始直後から数秒後までの電圧値の近似関数の時間＝０での値とする。Ｖは、ＰＩＤ制御により一定値に落ち着いた静定領域の平均値とする。成膜前の初期の指定値をそれぞれＩp0、Ｖ0／Ｖc0、当該レンズへの成膜中の計測値をＶ／Ｖcとして、図５中の破線で示される成膜中のＰＥＭ制御モニタ値とＶ／Ｖcの関係を示す関数ｆ’がｆの定数倍となると近似する。そして、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値の更新後の数値Ｉpを次の式４とすることで、Ｖ／Ｖcを事前に設定した値に保持することが可能となる。更新後の数値ＩpはＩp0の前記定数倍である。
Ｉｐ＝Ｉｐ０２／ｆ（Ｖ／Ｖｃ）      式４
【００３５】
以上の様に、本実施例では、制御部１４は、成膜前に計測された、化合物モードから遷移モードを介して金属モードに至るまでの発光強度または発光強度演算値を、比Ｖ／Ｖcの関数fとする。そして、成膜中のＶ／Ｖcから求められる関数ｆの値ｆ（Ｖ／Ｖc）と初期の発光強度または発光強度演算値の指定値とを用いて、前記指定値を修正する。より具体的には、式４で示すように、制御部は、成膜中のＶ／Ｖcと初期の発光強度または発光強度演算値の指定値とを用いて関数ｆの定数倍の近似関数ｆ’を求める。そして、近似関数ｆ’の初期の比Ｖ0／Ｖc0における発光強度または発光強度演算値を、修正された前記指定値とする。このことが図５で示されている。
【００３６】
以上に説明した様に、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値を成膜ごとに更新することで、長期間にわたり、複数のレンズに連続して成膜を行った場合でも、ターゲット表面の状態（被覆率）を一定に保持でき、成膜される膜中の金属の割合を一定に保持することができる。そのため、次の装置メンテナンスを行う期間まで、成膜開始時の吸収率を１％以下に保持できる割合が９５％程度となった。
【００３７】
（実施例２）
実施例１はＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新を直前の成膜中のデータから行ったが、実施例２では、直近の複数成膜分のデータの平均値からＰＥＭ制御モニタ値の指定値を更新する。
【００３８】
装置の構成、フローは実施例１と同じである。本実施例の特徴であるＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新方法について説明する。事前計測で計測された初期のＰＥＭ制御モニタ値Iｐとその時のＶ／Ｖｃの関係を図６に示す。成膜を３回繰り返し、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新には実施例１の方法を用いる。すなわち、本実施例では、制御部１４は、直近の複数回の成膜の各々において、成膜前に計測された、化合物モードから遷移モードを介して金属モードに至るまでの発光強度または発光強度演算値を、比Ｖ／Ｖcの関数fとする。そして、各成膜中のＶ／Ｖcから求められる各関数ｆの値ｆ（Ｖ／Ｖc）と各初期の発光強度または発光強度演算値の指定値とを用いて、指定値をそれぞれ修正する。さらに、前記直近の複数回の各々の成膜時の初期の発光強度または発光強度演算値と比Ｖ／Ｖcとから得られる各近似関数と、各初期の発光強度または発光強度演算値の指定値における各関数fによる初期の比Ｖ／Ｖcと、を用いて次のようにする。即ち、該初期の比Ｖ／Ｖcにおける各近似関数の値から求められる発光強度または発光強度演算値により、次回の指定値を修正する。つまり、３回分の成膜中のデータとＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新後のＶ／Ｖｃのデータを用いて近似関数ｇを求め、次回の成膜から、この近似関数を用いて、ＰＥＭ制御モニタ値の指定値更新を行う。より具体的には、前記求められる発光強度または発光強度演算値の平均値により、前記指定値を修正する。図６は以上のことを示し、図６は、直近の３回の成膜における図５の「成膜中」の白丸の点と「次回」の黒丸の点をそれぞれ３つ重ねて示したものである。
【００３９】
本実施例によれば、実施例１の効果に加え、特に１層の膜厚が薄い場合に、成膜ごとのゆらぎを緩和することができ、次の装置メンテナンスを行う期間まで、成膜開始時の吸収率を１％以下に保持できる割合が９７％程度となった。
【００４０】
なお、本発明は、以上で説明した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、種々の変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。金属ターゲットとして上記実施例ではＳｉを用いたが、Ｎｂ、Ｙ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｔｈ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｂｉなどを用いることもできる。また、反応性ガスとして上記実施例ではＯ２ガスを用いたが、Ｎ２、Ｏ３、ＣＯ２などを用いることもでき、不活性ガスとして上記実施例ではＡｒガスを用いたが、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎなどを用いることもできる。いずれも、上記実施例で用いた物質に限定するものではない。
【符号の説明】
【００４１】
１  真空容器
２  基板
３  ターゲット
４  カソード
６  不活性ガスのマスフローコントローラ（不活性ガスを導入する導入部）
７  反応性ガスのマスフローコントローラ（反応性ガスを導入する導入部）
８  電源（電力供給部）
１２  検出器（検出部）
１４  制御部
【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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