(57)【要約】【課題】成膜対象の面内において、スパッタ粒子の到達量のばらつきを抑えることを可能としたスパッタ装置を提供する。【解決手段】電源５２に接続されたターゲット２１を搬送方向Ｄ１に沿って揺動させるカソード揺動部２０と、ターゲット２１の表側に位置し、ターゲット２１と対向する貫通孔１６ａを有したシールド１６と、ターゲット２１の表側で搬送方向Ｄ１に成膜対象Ｓを搬送しながら、貫通孔１６ａを通じて、ターゲット２１と成膜対象Ｓとを対向させる搬送部１５と、ターゲット２１の裏側に位置し、シールド１６に対する搬送方向Ｄ１の位置を固定され、かつ、搬送方向Ｄ１における位置が、搬送方向Ｄ１における貫通孔１６ａの位置と重なる磁気回路３０とを備える。ターゲット２１が備える第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂとが、搬送方向Ｄ１に並び、かつ、貫通孔１６ａを通じて共に成膜対象Ｓと対向する状態を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続されたターゲットを第１方向に沿って揺動させる揺動部と、
前記ターゲットの表側に位置し、前記ターゲットと対向する貫通孔を有したアノードと、
前記ターゲットの表側で前記第１方向に成膜対象を搬送しながら、前記貫通孔を通じて、前記ターゲットと前記成膜対象とを対向させる搬送部と、
前記ターゲットの裏側に位置し、前記アノードに対する前記第１方向の位置を固定され、かつ、前記第１方向における位置が、前記第１方向における前記貫通孔の位置と重なる磁気回路と、を備え、
前記ターゲットは、第１ターゲット部材と、前記第１ターゲット部材とは異なる組成を有した第２ターゲット部材とを備え、前記第１ターゲット部材と前記第２ターゲット部材とが、前記第１方向に並び、かつ、前記貫通孔を通じて共に前記成膜対象と対向する状態を有する
スパッタ装置。
【請求項２】
前記揺動部、および、前記搬送部の駆動を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記電源による前記ターゲットへの電圧の印加が行われている間において、前記成膜対象が前記ターゲットと対向する領域を最初に通過する間にわたって、前記揺動部に前記第１ターゲット部材および前記第２ターゲット部材のいずれか一方が前記磁気回路と対向する状態に維持させる
請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項３】
前記揺動部、および、前記搬送部の駆動を制御する制御部をさらに備え、
前記制御部は、前記電源による前記ターゲットへの電圧の印加が行われている間において、前記成膜対象が前記ターゲットと対向する領域を最後に通過する間にわたって、前記揺動部に前記第１ターゲット部材および前記第２ターゲット部材のいずれか一方が前記磁気回路と対向する状態に維持させる
請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項４】
前記揺動部の駆動を制御する制御部をさらに備え、
前記第１ターゲット部材が前記磁気回路と対向する状態に維持される時間が第１時間であり、前記第２ターゲット部材が前記磁気回路と対向する状態に維持される時間が第２時間であり、
前記制御部は、前記電源による前記ターゲットへの電圧の印加が行われている間において、前記第１時間と前記第２時間とが互いに異なるように、前記揺動部に前記ターゲットを揺動させる
請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項５】
前記揺動部の駆動を制御する制御部をさらに備え、
前記第１ターゲット部材が前記磁気回路と対向する状態に維持される時間が第１時間であり、前記第２ターゲット部材が前記磁気回路と対向する状態に維持される時間が第２時間であり、
前記制御部は、前記電源による前記ターゲットへの電圧の印加の開始から終了までの間に、前記第１時間および前記第２時間の少なくとも一方が、複数の長さの間で変わるように、前記揺動部にターゲットを揺動させる
請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項６】
前記ターゲットが拡がる平面と対向する平面視において、前記第１ターゲット部材のなかで前記第１方向において前記第２ターゲット部材と隣り合う端面が第１端面であり、
前記第２ターゲット部材のなかで前記第１方向において前記第１ターゲット部材と隣り合う端面が第２端面であり、
前記ターゲットの厚さ方向から見て、前記第１端面と前記第２端面とが重なっている
請求項１から５のいずれか一項に記載のスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
搬送方向に沿って搬送されている成膜対象に対して所定の薄膜を形成するスパッタ装置が知られている。こうしたスパッタ装置は、搬送方向に沿って成膜対象を搬送する搬送部と、成膜対象と対向する領域に位置するターゲットと、ターゲットに対して成膜対象側とは反対側に位置する磁気回路とを備えている。磁気回路は、ターゲットに対して成膜対象側とは反対側において搬送方向に沿って揺動し、これにより、ターゲットのなかで成膜対象と対向する面の全体に、ターゲットをスパッタするための磁場を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４５３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したスパッタ装置では、ターゲットから放出されたスパッタ粒子が飛行する方向を制限するために、ターゲットと成膜対象との間、言い換えればターゲットと搬送部との間に金属製のシールドが配置される。シールドは、ターゲットと成膜対象とが対向する方向においてシールドを貫通する貫通孔を有し、スパッタ粒子は、貫通孔を通って成膜対象に到達する。シールドの電位は、接地電位に設定され、この場合には、ターゲットを含むカソードに対して、シールドがアノードとして機能する。
【０００５】
ここで、薄膜が形成されるときには、上述したように磁気回路が揺動することから、磁気回路の揺動に伴って、揺動方向において、貫通孔を区画するシールドの開口縁と磁気回路との距離が変わる。しかも、開口縁と磁気回路との間の距離が短いほど、ターゲットの被スパッタ面に形成されるプラズマの密度が高くなる傾向を有する。さらには、開口縁と磁気回路との間の距離が短いほど、ターゲットから放出されたスパッタ粒子のなかで、シールドによって成膜対象への飛行が遮られるスパッタ粒子の割合が大きくなる。
【０００６】
このように、揺動方向における磁気回路の位置に応じて、スパッタ粒子の放出量や、放出されたスパッタ粒子のなかで成膜対象に到達するスパッタ粒子の割合が変わる。そのため、成膜対象の面内において到達するスパッタ粒子の量にばらつきが生じやすくなる。
本発明は、成膜対象の面内において、スパッタ粒子の到達量のばらつきを抑えることを可能としたスパッタ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】
【０００７】
上記課題を解決するためのスパッタ装置は、電源に接続されたターゲットを第１方向に沿って揺動させる揺動部と、前記ターゲットの表側に位置し、前記ターゲットと対向する貫通孔を有したアノードと、前記ターゲットの表側で前記第１方向に成膜対象を搬送しながら、前記貫通孔を通じて、前記ターゲットと前記成膜対象とを対向させる搬送部と、前記ターゲットの裏側に位置し、前記アノードに対する前記第１方向の位置を固定され、かつ、前記第１方向における位置が、前記第１方向における前記貫通孔の位置と重なる磁気回路とを備える。前記ターゲットは、第１ターゲット部材と、前記第１ターゲット部材とは異なる組成を有した第２ターゲット部材とを備え、前記第１ターゲット部材と前記第２ターゲット部材とが、前記第１方向に並び、かつ、前記貫通孔を通じて共に前記成膜対象と対向する状態を有する。
【０００８】
スパッタ装置では、磁気回路の第１方向に沿って、互いに異なる組成を有した複数のターゲット部材を並べ、これらのターゲット部材をスパッタすることによって、各ターゲット部材から放出されるスパッタ粒子によって薄膜を形成することができる。こうしたスパッタ装置において、成膜対象の面内においてスパッタ粒子の到達量にばらつきが生じてしまうと、各ターゲットから放出されたスパッタ粒子のなかで、成膜対象に到達するスパッタ粒子の量にばらつきが生じる。結果として、薄膜における組成を所望の値とすることが難しくなる。
【０００９】
この点で、上記構成によれば、第１方向において貫通孔を区画する開口縁に対する磁気回路の位置が変わらないため、ターゲットの付近に生成されるプラズマの密度が変わりにくい。これにより、磁気回路に対するターゲットの位置が変わることに伴って、ターゲットのなかでスパッタされる部位が変わっても、ターゲットの被スパッタ面の周りに生成されるプラズマの密度が変わることが抑えられる。また、ターゲットから放出されたスパッタ粒子のなかで、成膜対象への到達がアノードによって遮られる割合は、薄膜の形成が行われている間にわたって、ほぼ一定に保たれる。それゆえに、成膜面の面内において、スパッタ粒子の到達量がばらつくことが抑えられる。ひいては、第１ターゲット部材と第２ターゲット部材とを含むターゲットを用いた場合において、薄膜における組成を所望の値とすることが容易となる。
【００１０】
上記スパッタ装置において、前記揺動部、および、前記搬送部の駆動を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記電源による前記ターゲットへの電圧の印加が行われている間において、前記成膜対象が前記ターゲットと対向する領域を最初に通過する間にわたって、前記揺動部に前記第１ターゲット部材および前記第２ターゲット部材のいずれか一方が前記磁気回路と対向する状態に維持させてもよい。
【００１１】
上記構成によれば、ターゲットのスパッタによって成膜対象に形成される薄膜において、成膜対象に接する層である初期層に、第１ターゲット部材由来のスパッタ粒子あるいは第２ターゲット部材由来のスパッタ粒子が含まれる確実性を高めることができる。
【００１２】
上記スパッタ装置において、前記揺動部、および、前記搬送部の駆動を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記電源による前記ターゲットへの電圧の印加が行われている間において、前記成膜対象が前記ターゲットと対向する領域を最後に通過する間にわたって、前記揺動部に前記第１ターゲット部材および前記第２ターゲット部材のいずれか一方が前記磁気回路と対向する状態に維持させてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、ターゲットのスパッタによって成膜対象に形成される薄膜において、成膜対象に接する面とは反対側の面である表面に、第１ターゲット部材由来のスパッタ粒子あるいは第２ターゲット部材由来のスパッタ粒子が含まれる確実性を高めることができる。
【００１４】
上記スパッタ装置において、前記揺動部の駆動を制御する制御部をさらに備え、前記第１ターゲット部材が前記磁気回路と対向する状態に維持される時間が第１時間であり、前記第２ターゲット部材が前記磁気回路と対向する状態に維持される時間が第２時間であり、前記制御部は、前記電源による前記ターゲットへの電圧の印加が行われている間において、前記第１時間と前記第２時間とが互いに異なるように、前記揺動部に前記ターゲットを揺動させてもよい。
【００１５】
上記構成によれば、第１時間に対する第２時間の比によって、所定の期間あたりにターゲットから成膜対象に向けて放出される第１ターゲット部材由来のスパッタ粒子と、第２ターゲット部材由来のスパッタ粒子との割合を変えることができる。
【００１６】
上記スパッタ装置において、前記揺動部の駆動を制御する制御部をさらに備え、前記第１ターゲット部材が前記磁気回路と対向する状態に維持される時間が第１時間であり、前記第２ターゲット部材が前記磁気回路と対向する状態に維持される時間が第２時間であり、前記制御部は、前記電源による前記ターゲットへの電圧の印加の開始から終了までの間に、前記第１時間および前記第２時間の少なくとも一方が、複数の長さの間で変わるように、前記揺動部にターゲットを揺動させてもよい。
【００１７】
上記構成によれば、第１時間および第２時間の少なくとも一方が複数の長さの間で変わることによって、ターゲットに電圧が印加されている間に、所定の期間あたりにターゲットから成膜対象に向けて放出される第１ターゲット部材由来のスパッタ粒子と、第２ターゲット部材由来のスパッタ粒子との割合を変えることができる。これにより、成膜対象に形成された薄膜の厚さ方向における複数の位置の間において、各位置における組成を互いに異ならせることができる。
【００１８】
上記スパッタ装置において、前記ターゲットが拡がる平面と対向する平面視において、前記第１ターゲット部材のなかで前記第１方向において前記第２ターゲット部材と隣り合う端面が第１端面であり、前記第２ターゲット部材のなかで前記第１方向において前記第１ターゲット部材と隣り合う端面が第２端面であり、前記ターゲットの厚さ方向から見て、前記第１端面と前記第２端面とが重なっていてもよい。
【００１９】
上記構成によれば、第１方向において第１ターゲット部材と第２ターゲット部材との間に隙間が形成されないため、第１ターゲット部材と第２ターゲット部材の間の隙間に位置する他の部材がスパッタされることが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態のスパッタ装置を上面視した構成をスパッタ装置の成膜対象とともに示すブロック図。
【図２】第１実施形態のスパッタ装置が備えるスパッタチャンバを上面視した構成を成膜対象とともに示すブロック図。
【図３】第１実施形態のスパッタ装置が備えるターゲットと磁気回路との構成を示す平面図。
【図４】第１実施形態のスパッタチャンバが備えるターゲットの一部構成を示す平面図。
【図５】第１実施形態のスパッタチャンバが備えるターゲットの一例における一部構成を示す断面図。
【図６】第１実施形態のスパッタチャンバが備えるターゲットの他の例における一部構成を示す断面図。
【図７】第１実施形態のスパッタチャンバの制御方法の一例を説明するためのブロック図。
【図８】第１実施形態のスパッタチャンバの制御方法の一例を説明するためのブロック図。
【図９】第１実施形態のスパッタチャンバの制御方法の一例を説明するためのブロック図。
【図１０】第１実施形態のスパッタチャンバが成膜対象に形成する薄膜の一例を成膜対象とともに模式的に示す断面図。
【図１１】第１実施形態のスパッタ装置における作用を説明するための作用図。
【図１２】第１実施形態のスパッタ装置における作用を説明するための作用図。
【図１３】第１実施形態のスパッタ装置における作用を説明するための作用図。
【図１４】第２実施形態のスパッタ装置におけるスパッタチャンバの構成を示す斜視図。
【図１５】スパッタチャンバが成膜対象に形成する薄膜の他の例を成膜対象とともに模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［第１実施形態］
図１から図１３を参照してスパッタ装置の第１実施形態を説明する。以下では、スパッタ装置の構成、スパッタチャンバの構成、ターゲットの構成、および、スパッタ装置の作用を順に説明する。
【００２２】
［スパッタ装置の構成］
図１を参照してスパッタ装置の構成を説明する。
図１が示すように、スパッタ装置１０は、搬出入チャンバ１１およびスパッタチャンバ１２を備え、２つのチャンバは、１つの方向である搬送方向Ｄ１に沿って並んでいる。搬出入チャンバ１１は、キャリアＣに固定された成膜前の成膜対象Ｓを搬入し、成膜面Ｓｓに所定の薄膜が形成された成膜後の成膜対象Ｓを搬出する。成膜対象Ｓは、例えば、各種の樹脂から形成された樹脂基板、シリコン基板、または、ガラス基板などである。
【００２３】
搬出入チャンバ１１とスパッタチャンバ１２との間には、ゲートバルブ１３が位置している。ゲートバルブ１３が開くことによって２つのチャンバが連通され、ゲートバルブ１３が閉じることによって２つのチャンバの間での通気が遮断される。
【００２４】
各チャンバは排気部１４を備え、各排気部１４は、その排気部１４が搭載されたチャンバが区画する空間の圧力を所定の圧力まで減圧する。各排気部１４は、例えばポンプとバルブとを含んでいる。スパッタ装置１０は、搬送方向Ｄ１に沿って延びる搬送部１５を備え、搬送部１５は、搬送方向Ｄ１におけるスパッタ装置１０の一端から他端までにわたって延びている。搬送部１５は、キャリアＣに固定された成膜対象Ｓをほぼ鉛直方向に沿うように立たせた状態で、搬送方向Ｄ１に沿って搬送する。搬送部１５は、スパッタチャンバ１２にて薄膜の形成が行われている間において、搬送方向Ｄ１に沿ってキャリアＣを複数回往復させる。
【００２５】
搬送部１５は、例えば、搬送方向Ｄ１に沿って延びるレールと、レールに沿って所定の間隔を空けて並ぶローラーと、ローラーを回転させるモーターとを含んでいる。モーターがローラーを回転させることによって、レールに位置するキャリアＣが、搬送方向Ｄ１に沿って搬送される。
【００２６】
スパッタチャンバ１２は、シールド１６、カソード２０、および、磁気回路３０を備えている。シールド１６は、カソード２０から放出されたスパッタ粒子の飛行する方向を規制する。シールド１６は、アノードの一例である。カソード２０は、カソード２０に含まれるターゲットがスパッタされることによって、カソード２０から放出されたスパッタ粒子によって、成膜対象Ｓの成膜面Ｓｓに所定の薄膜を形成する。カソード２０は搬送方向Ｄ１に沿って揺動する。磁気回路３０は、ターゲットのなかで、成膜対象Ｓと対向する被スパッタ面に、ターゲットをスパッタするための磁場を形成する。磁気回路３０は、搬送方向Ｄ１に直交する方向である高さ方向Ｄ３に沿って磁場を揺動させる。高さ方向Ｄ３は、成膜対象Ｓの成膜面Ｓｓとほぼ平行である。カソード２０、磁気回路３０、および、成膜対象Ｓは、搬送部１５が成膜対象Ｓをスパッタチャンバ１２内で搬送している間に、カソード２０と磁気回路３０とが対向する方向である対向方向Ｄ２に沿って、一列に並ぶ状態を有する。
【００２７】
スパッタ装置１０は、スパッタ装置１０の駆動を制御する制御部１０Ｃをさらに備えている。制御部１０Ｃは、ゲートバルブ１３、排気部１４、搬送部１５、カソード２０を揺動させるカソード揺動部、および、磁気回路３０を揺動させる磁気回路揺動部などの駆動を制御することによって、スパッタ装置１０に成膜対象Ｓに対する成膜を行わせる。
【００２８】
こうしたスパッタ装置１０では、制御部１０Ｃがスパッタ装置１０を制御することによって、搬出入チャンバ１１の搬入したキャリアＣが、搬出入チャンバ１１からスパッタチャンバ１２に搬送される。そして、キャリアＣがスパッタチャンバ１２内において搬送方向Ｄ１に沿って往復されている間に、スパッタチャンバ１２においてターゲットがスパッタされ、これにより、成膜対象Ｓの成膜面Ｓｓに所定の薄膜が形成される。成膜後の成膜対象Ｓが固定されたキャリアＣは、搬送方向Ｄ１に沿ってスパッタチャンバ１２から搬出入チャンバ１１に搬送され、搬出入チャンバ１１からスパッタ装置１０の外部に搬出される。
【００２９】
なお、スパッタ装置１０は少なくともスパッタチャンバ１２を備えていればよい。また、スパッタ装置１０は、搬送方向Ｄ１におけるスパッタチャンバ１２の上流に位置する前処理チャンバや、搬送方向Ｄ１におけるスパッタチャンバ１２の下流に位置する後処理チャンバなどの他のチャンバを備えてもよい。
【００３０】
［スパッタチャンバの構成］
図２および図３を参照して、スパッタチャンバ１２の構成をより詳しく説明する。図２は、スパッタチャンバ１２の概略構成を示している。
図２が示すように、スパッタチャンバ１２は真空槽４１を備え、真空槽４１は、成膜対象Ｓを収容し、かつ、ターゲット２１の被スパッタ面が露出する成膜空間を区画する。真空槽４１の区画する成膜空間は、排気部１４によって所定の圧力にまで減圧される。図２では、図示の便宜上、成膜空間内にカソード２０と磁気回路３０とが収容されているが、カソード２０および磁気回路３０のうち、少なくともターゲット２１の被スパッタ面が真空槽４１内に露出していればよく、それ以外は真空槽４１の外部に位置してもよい。
【００３１】
スパッタチャンバ１２は、カソード揺動部５１と電源５２とを備えている。カソード揺動部５１は、電源５２に接続されたターゲット２１を搬送方向Ｄ１に沿って揺動させる。ターゲット２１が備える面のなかで、成膜対象Ｓと対向する面が被スパッタ面、言い換えれば表面であり、表面とは反対側の面が裏面である。スパッタチャンバ１２は、ターゲット２１の表側に位置するシールド１６を備えている。シールド１６は、ターゲット２１と対向する貫通孔１６ａを有している。
【００３２】
シールド１６は、対向方向Ｄ２において、ターゲット２１と搬送部１５との間に位置している。シールド１６は金属製であり、シールド１６の電位は接地電位である。搬送方向Ｄ１において、貫通孔１６ａの幅は、ターゲット２１の幅とほぼ等しいが、ターゲット２１の幅よりも小さくてもよいし、ターゲット２１の幅よりも大きくてもよい。
【００３３】
搬送部１５は、搬送方向Ｄ１に沿って成膜対象Ｓを搬送しながら、貫通孔１６ａを通じて、ターゲット２１と成膜対象Ｓとを対向させる。磁気回路３０は、ターゲット２１の裏側に位置し、シールド１６に対する搬送方向Ｄ１の位置を固定されている。搬送方向Ｄ１における磁気回路３０の位置は、搬送方向Ｄ１における貫通孔１６ａの位置と重なっている。すなわち、対向方向Ｄ２から見て、磁気回路３０と貫通孔１６ａとが重なっている。
【００３４】
ターゲット２１は、第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂとを備えている。第２ターゲット部材２１Ｂは、第１ターゲット部材２１Ａとは異なる組成を有している。第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂとは、搬送方向Ｄ１に沿って並び、かつ、貫通孔１６ａを通じて共に成膜対象Ｓと対向する状態を有している。各ターゲット部材の主成分は、金属の単体であってもよいし、複数の金属元素を含む合金であってもよいし、金属化合物であってもよい。金属化合物は、例えば、酸化物であってもよいし、窒化物であってもよい。
【００３５】
カソード２０は、さらに、ターゲット２１が固定される金属製のバッキングプレート２２を備えている。電源５２はバッキングプレート２２に接続され、これにより、電源５２がターゲット２１に接続される。電源５２がバッキングプレート２２に電圧を印加することによって、ターゲット２１に電圧が印加される。
【００３６】
カソード２０は、さらにバッキングプレート２２に固定された浮遊部２３を備えている。浮遊部２３は、ターゲット２１が拡がる平面と対向する平面視において、ターゲット２１における縁の全体を取り囲む環状を有している。なお、浮遊部２３は、ターゲット２１が拡がる平面と対向する平面視において、ターゲット２１の縁の周りにおける一部のみに位置してもよい。浮遊部２３の形成材料には、絶縁物を用いることができる。絶縁物には、例えば、各種の樹脂、または、各種のセラミックスを用いることができる。
【００３７】
ターゲット２１の電位は、シールド１６が有する貫通孔１６ａに対する相対位置によって変わり、これにより、ターゲット２１に印加される電圧の大きさも変わる。浮遊部２３は、浮遊部２３の周りにおける電位に合わせて浮遊部２３の電位を変える。そのため、ターゲット２１が搬送方向Ｄ１に沿って揺動するとき、浮遊部２３がターゲット２１において生じる電位の変化における一部を担うため、ターゲット２１における電位の変動が緩和される。
【００３８】
それゆえに、金属製のシールド１６に対して同じく金属製のバッキングプレート２２の位置がバッキングプレート２２の揺動に伴い変わっても、ターゲット２１の周りに位置する浮遊部２３の電位が浮遊電位であるために、バッキングプレート２２に固定されたターゲット２１に印加される電圧の大きさが変わることが抑えられる。なお、ターゲット２１に印加される電圧の変動は、被スパッタ面の周りに形成されるプラズマの状態を変動させる。しかしながら、搬送方向Ｄ１でのターゲット２１の位置を変えることは、搬送方向Ｄ１でのシールド１６に対する磁気回路３０の位置を変えることよりも、プラズマの状態の変動が小さくて済む。また、カソード２０は、浮遊部２３を備えていなくてもよい。
【００３９】
磁気回路３０は、第１磁石３１、第２磁石３２、および、ヨーク３３を備えている。第１磁石３１は棒状を有し、第２磁石３２は、第１磁石３１を取り囲む環状を有している。第１磁石３１および第２磁石３２は、ヨーク３３に固定されている。スパッタチャンバ１２は、磁気回路揺動部５３をさらに備え、磁気回路揺動部５３は、磁気回路３０を高さ方向Ｄ３に沿って揺動させる。
【００４０】
磁気回路３０は、成膜対象Ｓの成膜面Ｓｓに沿う方向のなかで、搬送方向Ｄ１と直交する高さ方向Ｄ３に沿って揺動する。搬送方向Ｄ１における磁気回路３０の位置は、スパッタチャンバ１２に対して固定されている。これに対して、成膜対象Ｓは、搬送方向Ｄ１に沿って搬送部１５によって搬送される。そのため、磁気回路３０のなかで、成膜対象Ｓに対向する部位は、搬送部１５による成膜対象Ｓの搬送に伴って変わる。言い換えれば、成膜対象Ｓに対する磁気回路３０の相対位置は、成膜対象Ｓが搬送方向Ｄ１に沿って搬送されることによって変わる。
【００４１】
スパッタチャンバ１２では、磁気回路３０のなかで成膜対象Ｓと対向する部位が成膜対象Ｓの搬送によって変わる一方で、磁気回路３０は、搬送方向Ｄ１と直交する方向に沿って揺動する。そのため、磁気回路３０の揺動によって成膜対象Ｓに対する磁気回路３０の揺動速度が変わることが抑えられる。しかも、搬送方向Ｄ１と直交する高さ方向Ｄ３において、ターゲット２１においてスパッタされる範囲、ひいてはスパッタ粒子が飛行する範囲を拡張し、かつ、ターゲット２１から放出されるスパッタ粒子の密度におけるばらつきが抑えられる。結果として、成膜対象Ｓの搬送される方向において成膜対象Ｓに形成される膜の厚さにばらつきが生じることが抑えられる。また、ターゲット２１が局所的にスパッタされて、ターゲット２１の使用効率が下がることが抑えられる。
【００４２】
スパッタチャンバ１２は、ガス供給部５４をさらに備え、ガス供給部５４は、真空槽４１が区画する成膜空間内に、プラズマを生成するためのガスを所定の流量で供給する。ガス供給部５４は例えばマスフローコントローラーであり、スパッタ装置１０の外部に位置するボンベに接続されている。
【００４３】
スパッタチャンバ１２では、ガス供給部５４が成膜空間へのガスの供給を開始した後に、電源５２がバッキングプレート２２に電圧を印加することによって、真空槽４１内にプラズマが生成される。そして、プラズマ中のイオンによってターゲット２１の被スパッタ面がスパッタされることによって、成膜対象Ｓの成膜面Ｓｓに所定の膜が形成される。
【００４４】
カソード揺動部５１および磁気回路揺動部５３は、例えば、対象物を揺動させるための動力を発生する動力部と、動力を対象物まで伝達する伝達部とを備えている。なお、カソード揺動部５１の対象物はカソード２０であり、磁気回路揺動部５３の対象物は磁気回路３０である。
【００４５】
伝達部は、例えば、各対象物の移動する移動方向に沿って延びるねじ軸と、ねじ軸に噛み合い、かつ、対象物に固定されたナットとを含み、動力部は、例えばねじ軸を回転させるモーターである。モーターは、第１回転方向と第１回転方向とは逆の方向である第２回転方向とにねじ軸を回転させる。各揺動部では、モーターがねじ軸を第１回転方向に回転させることによって、対象物が移動方向に沿って移動し、モーターがねじ軸を第２回転方向に回転させることによって、対象物が、移動方向に沿って、ねじ軸が第１回転方向に回転するときとは逆向きに移動する。なお、カソード揺動部５１における移動方向は搬送方向Ｄ１であり、磁気回路揺動部５３における移動方向は高さ方向Ｄ３である。
【００４６】
制御部１０Ｃは、各揺動部が含む動力部に電気的に接続している。制御部１０Ｃは、動力部の駆動を制御するための制御信号を動力部に出力し、動力部は、制御信号に応じて駆動される。
【００４７】
図３は、対向方向Ｄ２から見た磁気回路３０、ターゲット２１、および、成膜対象Ｓを示している。また、図３は、磁気回路３０の揺動する範囲と、ターゲット２１の揺動する範囲とを示している。なお、図３では、図示の便宜上、磁気回路３０、ターゲット２１、および、成膜対象Ｓ以外の部材の図示が省略されている。
【００４８】
図３が示すように、対向方向Ｄ２から見て、搬送方向Ｄ１における所定の位置にて、ターゲット２１と成膜対象Ｓとが重なり、かつ、磁気回路３０とターゲット２１とが重なる。より詳しくは、対向方向Ｄ２から見て、成膜対象Ｓが搬送方向Ｄ１に沿って搬送される範囲における一部において、ターゲット２１が搬送方向Ｄ１に沿って揺動する範囲が重なる。これにより、対向方向Ｄ２から見て、ターゲット２１と成膜対象Ｓとが重なる。また、対向方向Ｄ２から見て、ターゲット２１が搬送方向Ｄ１に沿って揺動する範囲の少なくとも一部にて、磁気回路３０とターゲット２１とが重なる。
【００４９】
高さ方向Ｄ３において、ターゲット２１の長さは、成膜対象Ｓの長さよりも長い。成膜対象Ｓの高さ方向Ｄ３における全体に対してスパッタ粒子を到達させる上では、高さ方向Ｄ３において、ターゲット２１の長さは、成膜対象Ｓの長さよりも長いことが好ましい。
【００５０】
高さ方向Ｄ３において、磁気回路３０の長さは、ターゲット２１の長さよりも長い。高さ方向Ｄ３において、ターゲット２１の被スパッタ面の全体に磁場を形成する上では、高さ方向Ｄ３において、磁気回路３０の長さは、ターゲット２１の長さよりも長いことが好ましい。磁気回路３０の長さがターゲット２１の長さより短い場合には、磁気回路３０は、高さ方向Ｄ３においてターゲット２１の全体に重なる範囲で、高さ方向Ｄ３に沿って揺動することが好ましい。
【００５１】
［ターゲットの構成］
図４から図６を参照して、ターゲット２１の構成をより詳しく説明する。図４は、ターゲット２１が拡がる平面と対向する平面視におけるターゲット２１の平面構造を示している。また、図５は、ターゲット２１の一例において、搬送方向Ｄ１に沿って延び、かつ、ターゲット２１が拡がる平面に直交する面に沿うターゲット２１の断面構造を示している。図６は、ターゲット２１の他の例において、搬送方向Ｄ１に沿って延び、かつ、ターゲット２１が拡がる平面に直交する面に沿うターゲット２１の断面構造を示している。
【００５２】
図４が示すように、ターゲット２１が拡がる平面と対向する平面視において、第１ターゲット部材２１Ａのなかで搬送方向Ｄ１において第２ターゲット部材２１Ｂと隣り合う端面が第１端面２１Ａｅであり、第２ターゲット部材２１Ｂのなかで搬送方向Ｄ１において第１ターゲット部材２１Ａと隣り合う端面が第２端面２１Ｂｅである。ターゲット２１の厚さ方向から見て、第１端面２１Ａｅと第２端面２１Ｂｅとが重なっている。
【００５３】
図５が示すように、ターゲット２１の一例において、第１ターゲット部材２１Ａの端面のなかで、第２ターゲット部材２１Ｂに面する端面が第１端面２１Ａｅである。第１端面２１Ａｅは、高さ方向Ｄ３に沿って延びる平面である。第１ターゲット部材２１Ａが拡がる平面と、第１端面２１Ａｅとが形成する角度が傾斜角θである。すなわち、第１端面２１Ａｅは、傾斜面である。
【００５４】
第２ターゲット部材２１Ｂの端面のなかで、第１ターゲット部材２１Ａに面する端面が第２端面２１Ｂｅである。第２端面２１Ｂｅは、高さ方向Ｄ３に沿って延びる平面である。第２ターゲット部材２１Ｂが拡がる平面と、第２端面２１Ｂｅとが形成する角度が傾斜角θであり、傾斜角θは、第１端面２１Ａｅにおける傾斜角θと等しい。すなわち、第２端面２１Ｂｅは、傾斜面である。第２端面２１Ｂｅは、高さ方向Ｄ３の全体にわたって第１端面２１Ａｅと平行である。
【００５５】
図６が示すように、ターゲット２１の他の例において、バッキングプレート２２に固定される面が裏面２１Ｒであり、裏面２１Ｒとは反対側の面が表面２１Ｆである。第１端面２１Ａｅは、ターゲット２１の裏面２１Ｒを含み、かつ、ターゲット２１の厚さ方向における中央よりも裏面寄りにおいて第２ターゲット部材２１Ｂに向けて突き出た第１突部Ａｅ１を含む。第１突部Ａｅ１は、第１端面２１Ａｅにおける高さ方向Ｄ３の全体に位置している。
【００５６】
第２端面２１Ｂｅは、ターゲット２１の表面２１Ｆを含み、かつ、ターゲット２１の厚さ方向における中央よりも表面寄りにおいて第１ターゲット部材２１Ａに向けて突き出た第２突部Ｂｅ１を含む。第２突部Ｂｅ１は、第２端面２１Ｂｅにおける高さ方向Ｄ３の全体に位置している。
【００５７】
これらのターゲット２１によれば、搬送方向Ｄ１において第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂとの間に隙間が形成されないため、第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂの間の隙間に位置する他の部材がスパッタされることが抑えられる。上述したカソード２０では、第１ターゲット部材２１Ａおよび第２ターゲット部材２１Ｂの両方がバッキングプレート２２に固定されているため、搬送方向Ｄ１において２つのターゲット部材間の隙間が、バッキングプレート２２のスパッタを生じさせることが抑えられる。
【００５８】
［スパッタチャンバの制御方法］
図７から図９を参照して、スパッタチャンバ１２の制御方法の例を説明する。なお、図７から図９では、図示の便宜上、シールド１６の構造、および、磁気回路３０の構造として、搬送方向Ｄ１と対向方向Ｄ２とに沿って広がる平面に沿う断面構造が示されている。制御部１０Ｃは、例えば、以下のようにスパッタチャンバ１２の駆動を制御することができる。
【００５９】
制御部１０Ｃは、電源５２によるターゲット２１への電圧の印加が行われている間において、以下のように搬送部１５の駆動およびカソード揺動部５１の駆動を制御することができる。すなわち、制御部１０Ｃは、成膜対象Ｓがターゲット２１と対向する領域を最初に通過する間にわたって、カソード揺動部５１に第１ターゲット部材２１Ａおよび第２ターゲット部材２１Ｂのいずれか一方が対向方向Ｄ２において磁気回路３０と重なる状態に維持させることができる。
【００６０】
また、制御部１０Ｃは、電源５２によるターゲット２１への電圧の印加が行われている間において、以下のように搬送部１５の駆動およびカソード揺動部５１の駆動を制御することができる。すなわち、制御部１０Ｃは、成膜対象Ｓがターゲット２１と対向する領域を最後に通過する間にわたって、カソード揺動部５１に第１ターゲット部材２１Ａおよび第２ターゲット部材２１Ｂのいずれか一方が対向方向Ｄ２において磁気回路３０と重なる状態に維持させることができる。
【００６１】
例えば、図７が示すように、ターゲット２１のなかで、第１ターゲット部材２１Ａのみが対向方向Ｄ２において磁気回路３０と重なっているときには、第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子のみが、成膜対象Ｓに向けて飛行する。この状態において、ターゲット２１に対する電圧の印加の開始から終了までの間に、搬送部１５が、ターゲット２１と対向する領域を成膜対象Ｓに最初に通過させる。これにより、薄膜の初期層として第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子から形成される初期層を形成することができる。
【００６２】
こうした制御方法によれば、例えば、第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子から形成された初期層が、第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子から形成された初期層と比べて成膜対象Ｓに対する密着性が高い特性を有する層であれば、成膜対象Ｓと薄膜との密着性を高めることができる。
【００６３】
あるいは、ターゲット２１に対する電圧の印加の開始から終了までの間に、搬送部１５が、ターゲット２１を対向する領域を成膜対象Ｓに最後に通過させる。これにより、薄膜のなかで、成膜対象Ｓに接する面とは反対側の面である表面として、第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子から形成される表面を形成することができる。
【００６４】
こうした制御方法によれば、例えば、第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子から形成される表面が、第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子から形成される表面に比べて、薄膜を覆う膜に対する密着性が高い特性を有するときには、薄膜とこの薄膜を覆う膜との密着性を高めることができる。
【００６５】
また、図８が示すように、ターゲット２１のなかで、第２ターゲット部材２１Ｂのみが対向方向Ｄ２において磁気回路３０と重なっているときには、第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子のみが、成膜対象Ｓに向けて飛行する。この状態において、ターゲット２１に対する電圧の印加の開始から終了までの間に、搬送部１５が、ターゲット２１と対向する領域を成膜対象Ｓに最初に通過させる。これにより、薄膜の初期層として第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子から形成される初期層を形成することができる。
【００６６】
こうした制御方法によれば、例えば、第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子から形成された初期膜が、第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子から形成された初期層と比べて成膜対象Ｓに対する密着性が高い特性を有する層であれば、成膜対象Ｓと薄膜との密着性を高めることができる。
【００６７】
あるいは、ターゲット２１に対する電圧の印加の開始から終了までの間に、搬送部１５が、ターゲット２１を対向する領域を成膜対象Ｓに最後に通過させる。これにより、薄膜の表面として、第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子から形成される表面を形成することができる。
【００６８】
こうした制御方法によれば、例えば、第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子から形成される表面が、第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子から形成された表面に比べて、薄膜を覆う膜に対する密着性が高い特性を有するときには、薄膜とこの薄膜を覆う膜との密着性を高めることができる。
【００６９】
このように、上述した制御方法によれば、ターゲット２１のスパッタによって成膜対象Ｓに形成される薄膜において、成膜対象Ｓに接する層である初期層に、第１ターゲット部材２１Ａ由来のスパッタ粒子あるいは第２ターゲット部材２１Ｂ由来のスパッタ粒子が含まれる確実性を高めることができる。または、ターゲット２１のスパッタによって成膜対象Ｓに形成される薄膜において、表面に、第１ターゲット部材２１Ａ由来のスパッタ粒子あるいは第２ターゲット部材２１Ｂ由来のスパッタ粒子が含まれる確実性を高めることができる。
【００７０】
これに対して、図９が示すように、ターゲット２１のなかで、各ターゲット部材の一部が、対向方向Ｄ２において磁気回路３０と重なっているときには、各ターゲット部材に由来するスパッタ粒子が、成膜対象Ｓに向けて飛行する。そのため、成膜対象Ｓには、第１ターゲット部材２１Ａに含まれる元素と、第２ターゲット部材２１Ｂに含まれる元素との両方を含む層が形成される。
【００７１】
しかも、搬送方向Ｄ１における磁気回路３０に対するターゲット２１の相対位置によって、ターゲット２１から放出される全スパッタ粒子において、第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子が占める割合と、第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子が占める割合とを変えることができる。言い換えれば、各ターゲット部材のなかで、対向方向Ｄ２において磁気回路３０と重なる面積が大きいほど、各ターゲット部材から放出されるスパッタ粒子が多くなる傾向を有する。そのため、搬送方向Ｄ１における磁気回路３０に対するターゲット２１の位置を変えることによって、すなわち搬送方向Ｄ１に沿ってターゲット２１を揺動させることによって、成膜対象Ｓに形成される薄膜における組成を変えることができる。
【００７２】
このように、本実施形態のスパッタ装置１０によれば、図７から図９を用いて先に説明した磁気回路３０に対するターゲット２１の位置を用いることによって、１つのターゲット２１を用いるのみによって、互いに異なる組成を有した複数種の薄膜を形成することができる。また、１つの薄膜においても、厚さ方向における互いに異なる複数の位置において、各位置における組成を互いに異ならせることもできる。
【００７３】
また、制御部１０Ｃは、スパッタチャンバ１２の駆動を以下のように制御してもよい。第１ターゲット部材２１Ａが磁気回路３０と対向する状態に維持される時間が第１時間であり、第２ターゲット部材２１Ｂが磁気回路３０と対向する状態に維持される時間が第２時間である。制御部１０Ｃは、電源５２によるターゲット２１への電圧の印加が行われている間において、第１時間と第２時間とが互いに異なるように、カソード揺動部５１にターゲット２１を揺動させることができる。
【００７４】
こうした制御方法によれば、第１時間に対する第２時間の比によって、所定の期間あたりにターゲット２１から成膜対象Ｓに向けて放出される第１ターゲット部材２１Ａ由来のスパッタ粒子と、第２ターゲット部材２１Ｂ由来のスパッタ粒子との割合を変えることができる。さらには、第１時間に対する第２時間の比を複数の値の間で変えることによって、１つのターゲット２１を用いて、成膜対象Ｓに向けて放出される第１ターゲット部材２１Ａ由来のスパッタ粒子と、第２ターゲット部材２１Ｂ由来のスパッタ粒子との割合を複数の割合の間で変えることができる。
【００７５】
また、制御部１０Ｃは、電源５２によるターゲット２１への電圧の印加の開始から終了までの間に、第１時間および第２時間の少なくとも一方が、複数の長さの間で変わるように、カソード揺動部５１にターゲット２１を揺動させることができる。
【００７６】
こうした制御方法によれば、第１時間および第２時間の少なくとも一方が複数の長さの間で変わることによって、以下の効果を得ることができる。すなわち、ターゲット２１に電圧が印加されている間に、所定の期間あたりにターゲット２１から成膜対象Ｓに向けて放出される第１ターゲット部材２１Ａ由来のスパッタ粒子と、第２ターゲット部材２１Ｂ由来のスパッタ粒子との割合を変えることができる。これにより、成膜対象Ｓに形成された薄膜の厚さ方向における複数の位置の間において、各位置における組成を互いに異ならせることができる。
【００７７】
なお、図７から図９の各々を参照して先に説明したターゲット２１の状態を、１つの状態から他の状態に変える、すなわち、搬送方向Ｄ１に沿ってターゲット２１を揺動させるときには、ターゲット２１は、貫通孔１６ａを通じて成膜対象Ｓと対向した状態であってもよいし、成膜対象Ｓと対向しない状態であってもよい。
【００７８】
また、搬送方向Ｄ１におけるターゲット２１の位置は、成膜対象Ｓがターゲット２１と対向する領域を１回以上通過する間にわたって同じ位置に固定されてもよいし、固定されなくてもよい。すなわち、ターゲット２１は、成膜対象Ｓがターゲット２１と対向する領域を通過する間において、搬送方向Ｄ１に沿って揺動してもよい。
【００７９】
［スパッタチャンバによって形成される薄膜］
図１０を参照して、スパッタチャンバ１２によって成膜対象Ｓに形成される薄膜を説明する。
図１０が示すように、スパッタチャンバ１２によれば、成膜対象Ｓに形成される薄膜ＴＦとして、複数の金属元素を含む合金から構成された薄膜を形成することができる。こうした合金製の薄膜ＴＦの一例として、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）膜を挙げることができる。ＩＴＯ膜を形成するときには、第１ターゲット部材２１Ａとして酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）ターゲット部材を用い、かつ、第２ターゲット部材２１Ｂとして酸化スズ（Ｓｎ２Ｏ３）ターゲット部材を用いることができる。
【００８０】
例えば、成膜対象ＳにＩＴＯ膜を形成するときには、成膜対象Ｓに接する初期層として、初期層よりもＩＴＯ膜の表面寄りに位置する表面側層よりも酸化スズが含まれる割合が大きい初期層を形成することが好ましい。これにより、初期層における酸化スズの割合が、表面側層よりも小さいＩＴＯ膜と比べて、ＩＴＯ膜を結晶化するためにＩＴＯ膜を加熱する時間を短くすることができる。
【００８１】
合金製の薄膜ＴＦの一例として、タングステンドープ酸化インジウム（Indium Tungsten Oxide：IWO）膜を挙げることができる。ＩＷＯ膜を形成するときには、第１ターゲット部材２１ＡとしてＩｎ２Ｏ３ターゲット部材を用い、第２ターゲット部材２１Ｂとしてタングステン（Ｗ）ターゲット部材を用いることができる。ＩＷＯの焼結体であるターゲットを形成することが難しいため、ＩＷＯ膜を単一のＩＷＯターゲットを用いたスパッタ法によって形成することも難しい。これに対して、本実施形態におけるスパッタ装置１０によれば、ＩＷＯターゲットよりも形成が容易であるＩｎ２Ｏ３ターゲット部材とＷターゲット部材とを準備することによってＩＷＯ膜を形成することができる。
【００８２】
［スパッタ装置の作用］
図１１から図１３を参照してスパッタ装置１０の作用を説明する。なお、図１１から図１３では、図示の便宜上、図７から図９と同様にシールド１６の構造、および、磁気回路３０の構造として、搬送方向Ｄ１と対向方向Ｄ２とに沿って広がる平面に沿う断面構造が示されている。
【００８３】
図１１が示すように、対向方向Ｄ２において、第１ターゲット部材２１Ａの一部と、第２ターゲット部材２１Ｂの一部とが、磁気回路３０に重なっている。これにより、ターゲット２１に対してバッキングプレート２２とは反対側において、第１ターゲット部材２１Ａのなかで、対向方向Ｄ２において磁気回路３０と重なる部分に漏洩磁場が形成され、第２ターゲット部材２１Ｂのなかで、対向方向Ｄ２のなかで磁気回路３０と重なる部分に漏洩磁場が形成される。こうした漏洩磁場によりターゲット２１の近傍にプラズマが生成されることで、第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂとの両方が、スパッタされる。
【００８４】
各ターゲット部材のスパッタによって各ターゲット部材から放出されたスパッタ粒子は、シールド１６の貫通孔１６ａを通じて成膜対象Ｓに向けて飛行する。これにより、成膜対象Ｓの成膜面Ｓｓには、第１ターゲット部材２１Ａを構成する元素と、第２ターゲット部材２１Ｂを構成する元素との両方を含む薄膜ＴＦが形成される。
【００８５】
図１２が示すように、搬送方向Ｄ１に沿ってターゲット２１を揺動させることにより、ターゲット２１のなかで、対向方向Ｄ２において磁気回路３０と重なる部分を変える。例えば、２つのターゲット部材のなかで、第２ターゲット部材２１Ｂのみが、対向方向Ｄ２において磁気回路３０と重なるように、搬送方向Ｄ１におけるターゲット２１の位置を変える。このとき、搬送方向Ｄ１における磁気回路３０の位置は変わらないため、搬送方向Ｄ１における磁気回路３０と、シールド１６の貫通孔１６ａを区画する開口縁との距離は変わらない。そのため、ターゲット２１から成膜対象Ｓに向けて放出されるスパッタ粒子は、第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子に変わる一方で、第２ターゲット部材２１Ｂに対してバッキングプレート２２とは反対側に形成されるプラズマの密度は、ターゲット２１が揺動する前から変わりにくい。
【００８６】
これにより、磁気回路３０に対するターゲット２１の位置が変わることに伴って、ターゲット２１のなかでスパッタされる部位が変わっても、被スパッタ面の周りに生成されるプラズマの密度が変わることが抑えられる。また、ターゲット２１から放出されたスパッタ粒子のなかで、成膜対象Ｓへの到達がシールド１６によって遮られる割合は、薄膜ＴＦの形成が行われている間にわたって、ほぼ一定に保たれる。それゆえに、成膜面Ｓｓの面内において、スパッタ粒子の到達量がばらつくことが抑えられる。ひいては、第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂとを含むターゲット２１を用いた場合において、合金の薄膜を形成するときには、薄膜における組成を所望の値とすることが容易となる。
【００８７】
これに対して、図１３が示すように、磁気回路３０が揺動する構成では、磁気回路３０の揺動に伴って、搬送方向Ｄ１において、貫通孔１６ａを区画するシールド１６の開口縁と磁気回路３０との距離が変わる。しかも、開口縁と磁気回路３０との間の距離が短いほど、ターゲット２１の被スパッタ面に形成されるプラズマの密度が高くなる傾向を有する。さらには、開口縁と磁気回路３０との間の距離が短いほど、ターゲット２１から放出されたスパッタ粒子のなかで、シールド１６によって成膜対象Ｓへの飛行が遮られるスパッタ粒子の割合が大きくなる。
【００８８】
このように、搬送方向Ｄ１における磁気回路３０の位置に応じて、スパッタ粒子の放出量や、放出されたスパッタ粒子のなかで成膜対象に到達するスパッタ粒子の割合が変わる。そのため、成膜対象Ｓの面内において到達するスパッタ粒子の量にばらつきが生じやすくなる。しかも、薄膜ＴＦの組成を所望の組成とする上で、各ターゲット部材から放出されるスパッタ粒子の量における変動、および、スパッタ粒子のなかで成膜対象Ｓへの飛行が遮られる割合の変動を考慮する必要がある。それゆえに、薄膜における組成を所望の値とすることが難しい。
【００８９】
以上説明したように、スパッタ装置の第１実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）成膜面Ｓｓの面内において、スパッタ粒子の到達量がばらつくことが抑えられる。ひいては、第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂとを含むターゲット２１を用いた場合において、合金の薄膜を形成するときには、薄膜における組成を所望の値とすることが容易となる。
【００９０】
（２）ターゲット２１のスパッタによって成膜対象Ｓに形成される薄膜において、成膜対象Ｓに接する層である初期層に、第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子あるいは第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子が含まれる確実性を高めることができる。
【００９１】
（３）ターゲット２１のスパッタによって成膜対象Ｓに形成される薄膜において、成膜対象Ｓに接する面とは反対側の面である表面に、第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子あるいは第２ターゲット部材２１Ｂに材由来するスパッタ粒子が含まれる確実性を高めることができる。
【００９２】
（４）第１時間に対する第２時間の比によって、所定の期間あたりにターゲット２１から成膜対象Ｓに向けて放出される第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子と、第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子との割合を変えることができる。
【００９３】
（５）第１時間および第２時間の少なくとも一方が複数の長さの間で変わることによって、ターゲット２１に電圧が印加されている間に、所定の期間あたりにターゲット２１から成膜対象Ｓに向けて放出される第１ターゲット部材２１Ａに由来するスパッタ粒子と、第２ターゲット部材２１Ｂに由来するスパッタ粒子との割合を変えることができる。これにより、成膜対象Ｓに形成された薄膜ＴＦの厚さ方向における複数の位置の間において、各位置における組成を互いに異ならせることができる。
【００９４】
（６）搬送方向Ｄ１において第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂとの間に隙間が形成されないため、第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂの間の隙間に位置する他の部材がスパッタされることが抑えられる。
【００９５】
なお、上述した第１実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・第１ターゲット部材２１Ａおよび第２ターゲット部材２１Ｂの各々は、ターゲット２１の厚さ方向から見て、第１端面２１Ａｅと第２端面２１Ｂｅとが重ならない形状を有してもよい。例えば、第１ターゲット部材２１Ａおよび第２ターゲット部材２１Ｂは、第１端面２１Ａｅと第２端面２１Ｂｅとが、ターゲット２１の表面に対してほぼ垂直な方向に沿って延び、かつ、第１端面２１Ａｅと第２端面２１Ｂｅとが接していてもよい。
【００９６】
あるいは、第１端面２１Ａｅおよび第２端面２１Ｂｅの形状に関わらず、搬送方向Ｄ１において、第１端面２１Ａｅと第２端面２１Ｂｅとの間に隙間が位置してもよい。この場合には、第１端面２１Ａｅと第２端面２１Ｂｅとの間の隙間が、第１ターゲット部材２１Ａおよび第２ターゲット部材２１Ｂが共に貫通孔１６ａと対向することを可能とする大きさであればよい。
こうした構成であっても、上述した（１）から（５）に準じた効果を得ることはできる。
【００９７】
［第２実施形態］
図１４および図１５を参照して、スパッタ装置の第２実施形態を説明する。第２実施形態は、第１実施形態と比べてスパッタチャンバの構成、および、こうしたスパッタチャンバを用いて形成することが好ましい薄膜の構成が異なる。そのため以下では、これら第２実施形態における第１実施形態の相違点を詳しく説明する。これに対して、第２実施形態において第１実施形態と共通する構成には、第１実施形態と同一の符号を付すことによって、その詳細な説明を省略する。
【００９８】
［スパッタチャンバの構成］
図１４を参照してスパッタチャンバの構成を説明する。
図１４が示すように、スパッタチャンバ６０は、ほぼ円筒状の回転ドラム６１を備えている。回転ドラム６１は、搬送部の一例である。回転ドラム６１は、回転ドラム６１の中心軸Ａを回転の中心として回転する。回転ドラム６１の外周面６１Ｓは、中心軸Ａに沿って延びる矩形状を有した複数の支持面６１Ｓｓから構成されている。各支持面６１Ｓｓは、複数の成膜対象Ｓを支持することが可能に構成されている。各支持面６１Ｓｓは、例えば、支持面６１Ｓｓが有する粘着性によって成膜対象Ｓを支持する構成でもよいし、成膜対象Ｓが嵌る溝を有してもよい。
【００９９】
回転ドラム６１の径方向における回転ドラム６１の外側には、回転ドラム６１の一部と対向するターゲット２１が位置している。ターゲット２１は、中心軸Ａに沿って延びる板状を有している。回転ドラム６１の接線方向のなかの１つの方向が第１方向の一例である。成膜対象Ｓは第１方向に沿って搬送され、かつ、ターゲット２１は、第１方向に沿って揺動する。
【０１００】
回転ドラム６１の径方向において、回転ドラム６１とターゲット２１との間にはシールド１６が位置している。回転ドラム６１の径方向において、ターゲット２１に対してシールド１６とは反対側には、磁気回路３０が位置している。
【０１０１】
なお、図１４では省略されているが、スパッタチャンバ６０は、第１実施形態のスパッタチャンバ１２と同様に、カソード揺動部５１、電源５２、磁気回路揺動部５３、および、ガス供給部５４を備えている。また、回転ドラム６１は真空槽４１内に収容され、かつ、ターゲット２１の被スパッタ面は、真空槽４１が区画する成膜空間に露出している。
【０１０２】
こうしたスパッタチャンバ６０では、各成膜対象Ｓに薄膜が形成されるとき、回転ドラム６１が中心軸Ａを回転の中心として複数回回転する。これにより、各成膜対象Ｓは、ターゲット２１と対向する領域を、回転ドラム６１の回転数と同じ回数だけ第１方向に沿って通過する。各成膜対象Ｓがターゲット２１と対向する領域を通過するときに、ターゲット２１から放出されたスパッタ粒子が、各成膜対象Ｓに向けて飛行する。
【０１０３】
そのため、各成膜対象Ｓには、回転ドラム６１の回転数に応じた厚さを有する薄膜が形成される。また、第１ターゲット部材２１Ａが磁気回路３０と対向しているときに、回転ドラム６１が各成膜対象Ｓにターゲット２１の前を通過させることによって、成膜対象Ｓには、第１ターゲット部材２１Ａから放出されたスパッタ粒子による薄膜が形成される。これに対して、第２ターゲット部材２１Ｂが磁気回路３０と対向しているときに、回転ドラム６１が各成膜対象Ｓにターゲット２１の前を通過させることによって、成膜対象Ｓには、第２ターゲット部材２１Ｂから放出されたスパッタ粒子による薄膜が形成される。
【０１０４】
さらには、第１ターゲット部材２１Ａと第２ターゲット部材２１Ｂとが共に磁気回路３０と対向しているとき、成膜対象Ｓには、第１ターゲット部材２１Ａから放出されたスパッタ粒子と、第２ターゲット部材２１Ｂから放出されたスパッタ粒子とを含む薄膜が形成される。
【０１０５】
［スパッタチャンバによって形成される薄膜］
図１５を参照して、スパッタチャンバ６０によって成膜対象Ｓに形成される薄膜ＴＦの構成を説明する。
【０１０６】
図１５が示すように、スパッタチャンバ６０によれば、成膜対象Ｓに形成される薄膜ＴＦとして、第１層ＴＦａと第２層ＴＦｂとが交互に形成された多層膜を形成することができる。第１層ＴＦａは、第１ターゲット部材２１Ａから放出されたスパッタ粒子による層であり、第２層ＴＦｂは、第２ターゲット部材２１Ｂから放出されたスパッタ粒子による層である。
【０１０７】
しかも、スパッタチャンバ６０によれば、第１層ＴＦａと第２層ＴＦｂとの間に、第１層ＴＦａを構成する元素と、第２層ＴＦｂを構成する元素とを含む中間層を形成することができる。こうした中間層によれば、中間層を有しない構成と比べて、薄膜ＴＦが有する膜特性や、薄膜ＴＦを構成する第１層ＴＦａと第２層ＴＦｂとの間の密着性などを高めることが可能にもなる。
【０１０８】
なお、こうした薄膜ＴＦの一例として、第１層ＴＦａが酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）層であり、第２層ＴＦｂが二酸化シリコン（ＳｉＯ２）層である薄膜ＴＦを挙げることができる。薄膜ＴＦは、反射防止膜として機能する。この場合、第１ターゲット部材２１ＡとしてＮｂターゲット部材またはＮｂ２Ｏ５ターゲット部材を用い、かつ、第２ターゲット部材２１ＢとしてＳｉターゲット部材またはＳｉＯ２ターゲット部材を用いることができる。第１ターゲット部材２１ＡがＮｂターゲット部材であるとき、および、第２ターゲット部材２１ＢがＳｉターゲット部材であるときには、真空槽内に供給されるガスが、酸素を含有するガスであればよい。
【０１０９】
なお、上述した第２実施形態は以下のように適宜変更して実施することができる。
・第２実施形態は、上述した第１実施形態の変形例における構成と組み合わせて実施することができる。すなわち、ターゲット２１の厚さ方向から見て、第１端面２１Ａｅと第２端面２１Ｂｅとが重ならない形状を有してもよい。
【０１１０】
・第２実施形態のスパッタチャンバ６０を用いて、第１実施形態にて説明した薄膜ＴＦ、すなわち、第１ターゲット部材２１Ａを構成する元素と、第２ターゲット部材２１Ｂを構成する元素との両方を含む合金製の薄膜を形成することもできる。
【０１１１】
・第１実施形態のスパッタチャンバ１２を用いて、第２実施形態にて説明した薄膜ＴＦ、すなわち、第１層ＴＦａと第２層ＴＦｂとが交互に積層された多層膜を形成することもできる。
【符号の説明】
【０１１２】
１０…スパッタ装置、１０Ｃ…制御部、１１…搬出入チャンバ、１２，６０…スパッタチャンバ、１３…ゲートバルブ、１４…排気部、１５…搬送部、１６…シールド、１６ａ…貫通孔、２０…カソード、２１…ターゲット、２１Ａ…第１ターゲット部材、２１Ａｅ…第１端面、２１Ｂ…第２ターゲット部材、２１Ｂｅ…第２端面、２１Ｆ…表面、２１Ｒ…裏面、２２…バッキングプレート、２３…浮遊部、３０…磁気回路、３１…第１磁石、３２…第２磁石、３３…ヨーク、４１…真空槽、５１…カソード揺動部、５２…電源、５３…磁気回路揺動部、５４…ガス供給部、６１…回転ドラム、６１Ｓ…外周面、６１Ｓｓ…支持面、Ａｅ１…第１突部、Ｂｅ１…第２突部、Ｃ…キャリア、Ｓ…成膜対象、Ｓｓ…成膜面、ＴＦ…薄膜、ＴＦａ…第１層、ＴＦｂ…第２層。
【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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