(57)【要約】【課題】基材へのダメージを抑制しつつ処理全体として成膜レートを向上可能なスパッタリング装置およびスパッタリング方法を提供する。【解決手段】プラズマ処理部５０における磁石ユニット２１、２２が回転カソード５、６とは独立して回転可能に設けられる。成膜処理の期間中に、回転駆動部１９Ｂは、略対向配置とされる磁石ユニット２１、２２を被成膜箇所に近づく方向に回転させる。これにより、基材９１への成膜レートが相対的に低く基材９１へのプラズマダメージが相対的に小さい成膜処理から、基材９１への成膜レートが相対的に高く基材９１へのプラズマダメージが相対的に大きい成膜処理へと、段階的に移行する。【選択図】図２
2015229794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の主面に成膜処理を行うスパッタリング装置であって、
その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、
前記処理空間にスパッターガスを供給するスパッターガス供給部と、
前記処理空間内に配される少なくとも１つのプラズマ処理部と、
前記少なくとも１つのプラズマ処理部に対向した少なくとも１つの被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って前記基材を搬送する搬送機構と、
備え、
前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、
円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された２つの回転カソードを前記処理空間内で一定距離を隔てて対向配置させたカソード対と、
各回転カソードをそれぞれの中心軸線回りに回転させる２つの第１回転部と、
前記２つの回転カソードにスパッター電圧を印加するスパッター電圧供給手段と、
前記２つの回転カソードの内部にそれぞれ収容されて前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成するとともに、前記２つの回転カソードとは独立して前記２つの回転カソードの中心軸線回りに回転可能に設けられる２つの磁界形成部と、
を有することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタリング装置であって、
前記搬送機構は前記基材を前記搬送経路面に沿って双方向に搬送することが可能であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載のスパッタリング装置であって、
前記２つの磁界形成部を前記２つの回転カソードの中心軸線回りで前記２つの回転カソードの回転とは独立して回転させる２つの第２回転部、を備え、
前記成膜処理の期間中に前記２つの第２回転部が前記２つの磁界形成部をそれぞれ回転させることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載のスパッタリング装置であって、
前記成膜処理の開始時には、前記２つの磁界形成部が略対向配置とされており、
前記成膜処理の期間中に、前記２つの第２回転部が前記２つの磁界形成部のそれぞれを対応する被成膜箇所に近づける方向に回転させることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項５】
請求項４に記載のスパッタリング装置であって、
前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、
前記処理空間のうち前記磁界が形成されている部分を含む空間に高密度プラズマを発生する高密度プラズマ源と、
前記高密度プラズマ源に高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、
を有し、
前記２つの第２回転部が前記２つの磁界形成部のそれぞれを前記被成膜箇所に近づける方向に回転させた後に、前記高周波電力供給手段によって前記高密度プラズマ源に高周波電力を供給することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項６】
請求項５に記載のスパッタリング装置であって、
前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、
前記高密度プラズマ源の近傍に配されるシャッターと、
前記シャッターを変位させて、前記シャッターによって前記高密度プラズマ源が覆われる閉状態と、前記高密度プラズマ源が前記処理空間と連通した開状態と、の切替を行う変位機構と、
を有し、
前記成膜処理の序盤では前記閉状態とされる一方で、前記高周波電力供給手段によって前記高密度プラズマ源に高周波電力を供給する際には前記開状態とされることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項７】
請求項３ないし請求項６のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
前記基材が前記被成膜箇所に配されない期間中に、前記２つの第２回転部が前記２つの磁界形成部を回転することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項８】
請求項３ないし請求項７のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
前記少なくとも１つのプラズマ処理部とは複数のプラズマ処理部であり、前記少なくとも１つの被成膜箇所とは複数の被成膜箇所であり、
前記搬送機構は、前記基材が一の被成膜箇所を複数回通過するように該基材を前記搬送経路面に沿って往復移動させる往復動作と、該一の被成膜箇所に対して搬送下流側に隣接する他の被成膜箇所まで前記基材を搬送する送り動作と、を繰り返す機構であり、
搬送上流側から搬送下流側にかけて、前記２つの磁界形成部が略対向配置とされるプラズマ処理部から前記２つの磁界形成部が対応する被成膜箇所に近づく配置とされるプラズマ処理部へと、各プラズマ処理部内の各磁界形成部の配置が設定されることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項９】
請求項１に記載のスパッタリング装置であって、
前記少なくとも１つのプラズマ処理部とは複数のプラズマ処理部であり、前記少なくとも１つの被成膜箇所とは複数の被成膜箇所であり、
前記搬送機構は前記基材を前記搬送経路面に沿って一方向に移動させる機構であり、
搬送上流側から搬送下流側にかけて、前記２つの磁界形成部が略対向配置とされるプラズマ処理部から前記２つの磁界形成部が対応する被成膜箇所に近づく配置とされるプラズマ処理部へと、各プラズマ処理部内の各磁界形成部の配置が前記成膜処理に先立って設定されることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
前記２つの磁界形成部におけるそれぞれの極性が相補的であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
前記スパッター電圧供給手段が前記２つの回転カソードに相互に逆位相の交流スパッター電圧を印加することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
前記スパッター電圧供給手段が前記２つの回転カソードに負電圧を印加することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
前記スパッター電圧供給手段が前記２つの回転カソードに負電圧と正電圧とを含むパルス状の電圧を印加することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１４】
その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、前記処理空間内に配される少なくとも１つのプラズマ処理部と、を備える装置を用いて基材の主面に成膜処理を行うスパッタリング方法であって、
前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された２つの回転カソードを前記処理空間内で一定距離を隔てて対向配置させたカソード対と、前記２つの回転カソードの内部でそれぞれの中心軸線回りに回転可能に設けられ、前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成する２つの磁界形成部と、を備え、
前記方法は、
前記処理空間にスパッターガスを供給する工程と、
前記２つの磁界形成部を略対向配置とする工程と、
各回転カソードをそれぞれの中心軸線回りに回転させる第１回転工程と、
前記２つの回転カソードにスパッター電圧を印加する工程と、
前記少なくとも１つのプラズマ処理部に対向した少なくとも１つの被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って前記基材を双方向に移動する工程と、
前記２つの磁界形成部のそれぞれが対応する被成膜箇所に近づく方向に前記２つの磁界形成部をそれぞれの中心軸線回りに回転させる第２回転工程と、
を有することを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のスパッタリング方法であって、
前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、前記処理空間のうち前記磁界が形成されている部分を含む空間に高密度プラズマを発生する高密度プラズマ源、を備え、
前記方法は、
前記第２回転工程の後に前記高密度プラズマ源に高周波電力を供給する高周波電力供給工程、
を有することを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のスパッタリング方法であって、
前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、前記高密度プラズマ源の近傍に配されるシャッター、を備え、
前記方法は、
前記高周波電力供給工程よりも前の工程では前記シャッターを変位させて前記シャッターによって前記高密度プラズマ源が覆われる閉状態とし、前記高周波電力供給工程において高周波電力を供給する際には前記高密度プラズマ源が前記処理空間と連通した開状態とする工程、
を有することを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項１７】
請求項１４ないし請求項１６のいずれかに記載のスパッタリング方法であって、
前記基材が前記被成膜箇所に配されない期間中に、前記第２回転工程が実行されることを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項１８】
その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、前記処理空間内に配される複数のプラズマ処理部と、を備える装置を用いて、前記複数のプラズマ処理部に対向した複数の被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って搬送される基材の主面に成膜処理を行うスパッタリング方法であって、
各プラズマ処理部は、円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された２つの回転カソードを前記処理空間内で一定距離を隔てて対向配置させたカソード対と、前記２つの回転カソードの内部でそれぞれの中心軸線回りに回転可能に設けられ、前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成する２つの磁界形成部と、を備え、
前記方法は、
前記処理空間にスパッターガスを供給する工程と、
搬送上流側から搬送下流側にかけて、前記２つの磁界形成部が略対向配置とされるプラズマ処理部から前記２つの磁界形成部が対応する被成膜箇所に近づく配置とされるプラズマ処理部へと、各プラズマ処理部内の各磁界形成部の配置を設定する工程と、
各回転カソードをそれぞれの中心軸線回りに回転させる第１回転工程と、
前記基材が一の被成膜箇所を複数回通過するように該基材を前記搬送経路面に沿って往復移動させる往復動作と、該一の被成膜箇所に対して搬送下流側に隣接する他の被成膜箇所まで前記基材を搬送する送り動作と、を繰り返す工程と、
前記２つの回転カソードにスパッター電圧を印加する工程と、
前記２つの磁界形成部のそれぞれが対応する被成膜箇所に近づく方向に前記２つの磁界形成部をそれぞれの中心軸線回りに回転させる第２回転工程と、
を有することを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項１９】
その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、前記処理空間内に配される複数のプラズマ処理部と、を備える装置を用いて、前記複数のプラズマ処理部に対向した複数の被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って搬送される基材の主面に成膜処理を行うスパッタリング方法であって、
各プラズマ処理部は、円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された２つの回転カソードを前記処理空間内で一定距離を隔てて対向配置させたカソード対と、前記２つの回転カソードの内部でそれぞれの中心軸線回りに回転可能に設けられ、前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成する２つの磁界形成部と、を備え、
前記方法は、
前記処理空間にスパッターガスを供給する工程と、
搬送上流側から搬送下流側にかけて、前記２つの磁界形成部が略対向配置とされるプラズマ処理部から前記２つの磁界形成部が対応する被成膜箇所に近づく配置とされるプラズマ処理部へと、各プラズマ処理部内の各磁界形成部の配置を設定する工程と、
各回転カソードをそれぞれの中心軸線回りに回転させる第１回転工程と、
前記基材を前記搬送経路面に沿って搬送する工程と、
前記２つの回転カソードにスパッター電圧を印加する工程と、
を有することを特徴とする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、スパッタリング装置およびスパッタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外周面にターゲット材料が被覆されたマグネトロン型回転カソードを備えるスパッタリング装置が、その高い成膜速度と、従来の平板型マグネトロンスパッタリング装置に比べて格段に高いターゲット使用効率から、注目を集めている。
【０００３】
特許文献１には、処理空間にマグネトロン型回転カソードを備え、処理空間に導入された反応性ガスと、回転カソードからスパッタされたターゲット材料とを反応させて基板上に成膜を行うスパッタリング装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、第１処理空間（成膜プロセス領域）にマグネトロン型回転カソードを備えるとともに、第２処理空間（反応プロセス領域）の外部から第２処理空間に誘導結合プラズマを発生させるスパイラルアンテナを備えるスパッタリング装置が開示されている。当該スパッタリング装置は、第１処理空間においてマグネトロン型回転カソードからスパッタされたターゲット材料を基板上に付着させた後、基板を第２処理空間に搬送し、第２処理空間に誘導結合プラズマを発生させることにより、反応性ガスと基板上のターゲット材料とを反応させて、反応生成物の膜を基板上に形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３２８１３７１号公報
【特許文献２】特開２００８−６９４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２のスパッタリング装置において成膜レートを向上させる手法として、ターゲットに印加するターゲット電圧（スパッタ電圧）またはターゲット電力（スパッタ電力）を上げることが考えられる。しかしながら、ターゲット電圧またはターゲット電力を上げることによって成膜レートは向上するものの、ターゲット電圧またはターゲット電力の増加に誘発されたダメージが成膜対象の基材に及んでしまうといった問題がある。一方、ダメージを抑制するためにターゲット電圧を抑制すると、成膜レートが低下するといった問題がある。
【０００７】
本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、基材へのダメージを抑制しつつ処理全体として成膜レートを向上可能なスパッタリング装置およびスパッタリング方法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】
【０００８】
本発明の第１の態様にかかるスパッタリング装置は、基材の主面に成膜処理を行うスパッタリング装置であって、その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、前記処理空間にスパッターガスを供給するスパッターガス供給部と、前記処理空間内に配される少なくとも１つのプラズマ処理部と、前記少なくとも１つのプラズマ処理部に対向した少なくとも１つの被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って前記基材を搬送する搬送機構と、備え、前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された２つの回転カソードを前記処理空間内で一定距離を隔てて対向配置させたカソード対と、各回転カソードをそれぞれの中心軸線回りに回転させる２つの第１回転部と、前記２つの回転カソードにスパッター電圧を印加するスパッター電圧供給手段と、前記２つの回転カソードの内部にそれぞれ収容されて前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成するとともに、前記２つの回転カソードとは独立して前記２つの回転カソードの中心軸線回りに回転可能に設けられる２つの磁界形成部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の態様にかかるスパッタリング装置は、第１の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記搬送機構は前記基材を前記搬送経路面に沿って双方向に搬送することが可能であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第３の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第２の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記２つの磁界形成部を前記２つの回転カソードの中心軸線回りで前記２つの回転カソードの回転とは独立して回転させる２つの第２回転部、を備え、前記成膜処理の期間中に前記２つの第２回転部が前記２つの磁界形成部をそれぞれ回転させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第４の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第３の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記成膜処理の開始時には、前記２つの磁界形成部が略対向配置とされており、前記成膜処理の期間中に、前記２つの第２回転部が前記２つの磁界形成部のそれぞれを対応する被成膜箇所に近づける方向に回転させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第５の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第４の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、前記処理空間のうち前記磁界が形成されている部分を含む空間に高密度プラズマを発生する高密度プラズマ源と、前記高密度プラズマ源に高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、を有し、前記２つの第２回転部が前記２つの磁界形成部のそれぞれを前記被成膜箇所に近づける方向に回転させた後に、前記高周波電力供給手段によって前記高密度プラズマ源に高周波電力を供給することを特徴とする。
【００１３】
本発明の第６の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第５の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、前記高密度プラズマ源の近傍に配されるシャッターと、前記シャッターを変位させて、前記シャッターによって前記高密度プラズマ源が覆われる閉状態と、前記高密度プラズマ源が前記処理空間と連通した開状態と、の切替を行う変位機構と、を有し、前記成膜処理の序盤では前記閉状態とされる一方で、前記高周波電力供給手段によって前記高密度プラズマ源に高周波電力を供給する際には前記開状態とされることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第７の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第３の態様ないし第６態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、前記基材が前記被成膜箇所に配されない期間中に、前記２つの第２回転部が前記２つの磁界形成部を回転することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第８の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第３の態様ないし第７の態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、前記少なくとも１つのプラズマ処理部とは複数のプラズマ処理部であり、前記少なくとも１つの被成膜箇所とは複数の被成膜箇所であり、前記搬送機構は、前記基材が一の被成膜箇所を複数回通過するように該基材を前記搬送経路面に沿って往復移動させる往復動作と、該一の被成膜箇所に対して搬送下流側に隣接する他の被成膜箇所まで前記基材を搬送する送り動作と、を繰り返す機構であり、搬送上流側から搬送下流側にかけて、前記２つの磁界形成部が略対向配置とされるプラズマ処理部から前記２つの磁界形成部が対応する被成膜箇所に近づく配置とされるプラズマ処理部へと、各プラズマ処理部内の各磁界形成部の配置が設定されることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第９の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記少なくとも１つのプラズマ処理部とは複数のプラズマ処理部であり、前記少なくとも１つの被成膜箇所とは複数の被成膜箇所であり、前記搬送機構は前記基材を前記搬送経路面に沿って一方向に移動させる機構であり、搬送上流側から搬送下流側にかけて、前記２つの磁界形成部が略対向配置とされるプラズマ処理部から前記２つの磁界形成部が対応する被成膜箇所に近づく配置とされるプラズマ処理部へと、各プラズマ処理部内の各磁界形成部の配置が前記成膜処理に先立って設定されることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１０の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第９の態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、前記２つの磁界形成部におけるそれぞれの極性が相補的であることを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１１の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第１０の態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、前記スパッター電圧供給手段が前記２つの回転カソードに相互に逆位相の交流スパッター電圧を印加することを特徴とする。
【００１９】
本発明の第１２の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第１０の態様のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、前記スパッター電圧供給手段が前記２つの回転カソードに負電圧を印加することを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１３の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第１０の態様のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、前記スパッター電圧供給手段が前記２つの回転カソードに負電圧と正電圧とを含むパルス状の電圧を印加することを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１４の態様にかかるスパッタリング方法は、その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、前記処理空間内に配される少なくとも１つのプラズマ処理部と、を備える装置を用いて基材の主面に成膜処理を行うスパッタリング方法であって、前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された２つの回転カソードを前記処理空間内で一定距離を隔てて対向配置させたカソード対と、前記２つの回転カソードの内部でそれぞれの中心軸線回りに回転可能に設けられ、前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成する２つの磁界形成部と、を備え、前記方法は、前記処理空間にスパッターガスを供給する工程と、前記２つの磁界形成部を略対向配置とする工程と、各回転カソードをそれぞれの中心軸線回りに回転させる第１回転工程と、前記２つの回転カソードにスパッター電圧を印加する工程と、前記少なくとも１つのプラズマ処理部に対向した少なくとも１つの被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って前記基材を双方向に移動する工程と、前記２つの磁界形成部のそれぞれが対応する被成膜箇所に近づく方向に前記２つの磁界形成部をそれぞれの中心軸線回りに回転させる第２回転工程と、を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１５の態様にかかるスパッタリング方法は、本発明の第１４の態様にかかるスパッタリング方法であって、前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、前記処理空間のうち前記磁界が形成されている部分を含む空間に高密度プラズマを発生する高密度プラズマ源、を備え、前記方法は、前記第２回転工程の後に前記高密度プラズマ源に高周波電力を供給する高周波電力供給工程、を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１６の態様にかかるスパッタリング方法は、本発明の第１５の態様にかかるスパッタリング方法であって、前記少なくとも１つのプラズマ処理部は、前記高密度プラズマ源の近傍に配されるシャッター、を備え、前記方法は、前記高周波電力供給工程よりも前の工程では前記シャッターを変位させて前記シャッターによって前記高密度プラズマ源が覆われる閉状態とし、前記高周波電力供給工程において高周波電力を供給する際には前記高密度プラズマ源が前記処理空間と連通した開状態とする工程、を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１７の態様にかかるスパッタリング方法は、本発明の第１４の態様ないし第１６の態様のいずれかにかかるスパッタリング方法であって、前記基材が前記被成膜箇所に配されない期間中に、前記第２回転工程が実行されることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１８の態様にかかるスパッタリング方法は、その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、前記処理空間内に配される複数のプラズマ処理部と、を備える装置を用いて、前記複数のプラズマ処理部に対向した複数の被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って搬送される基材の主面に成膜処理を行うスパッタリング方法であって、各プラズマ処理部は、円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された２つの回転カソードを前記処理空間内で一定距離を隔てて対向配置させたカソード対と、前記２つの回転カソードの内部でそれぞれの中心軸線回りに回転可能に設けられ、前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成する２つの磁界形成部と、を備え、前記方法は、前記処理空間にスパッターガスを供給する工程と、搬送上流側から搬送下流側にかけて、前記２つの磁界形成部が略対向配置とされるプラズマ処理部から前記２つの磁界形成部が対応する被成膜箇所に近づく配置とされるプラズマ処理部へと、各プラズマ処理部内の各磁界形成部の配置を設定する工程と、各回転カソードをそれぞれの中心軸線回りに回転させる第１回転工程と、前記基材が一の被成膜箇所を複数回通過するように該基材を前記搬送経路面に沿って往復移動させる往復動作と、該一の被成膜箇所に対して搬送下流側に隣接する他の被成膜箇所まで前記基材を搬送する送り動作と、を繰り返す工程と、前記２つの回転カソードにスパッター電圧を印加する工程と、前記２つの磁界形成部のそれぞれが対応する被成膜箇所に近づく方向に前記２つの磁界形成部をそれぞれの中心軸線回りに回転させる第２回転工程と、を有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第１９の態様にかかるスパッタリング方法は、その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、前記処理空間内に配される複数のプラズマ処理部と、を備える装置を用いて、前記複数のプラズマ処理部に対向した複数の被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って搬送される基材の主面に成膜処理を行うスパッタリング方法であって、各プラズマ処理部は、円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された２つの回転カソードを前記処理空間内で一定距離を隔てて対向配置させたカソード対と、前記２つの回転カソードの内部でそれぞれの中心軸線回りに回転可能に設けられ、前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成する２つの磁界形成部と、を備え、前記方法は、前記処理空間にスパッターガスを供給する工程と、搬送上流側から搬送下流側にかけて、前記２つの磁界形成部が略対向配置とされるプラズマ処理部から前記２つの磁界形成部が対応する被成膜箇所に近づく配置とされるプラズマ処理部へと、各プラズマ処理部内の各磁界形成部の配置を設定する工程と、各回転カソードをそれぞれの中心軸線回りに回転させる第１回転工程と、前記基材を前記搬送経路面に沿って搬送する工程と、前記２つの回転カソードにスパッター電圧を印加する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の第１の態様ないし第１９の態様では、プラズマ処理部における２つの磁界形成部が２つの回転カソードとは独立して回転可能に設けられる。このため、２つの磁界形成部の回転により該２つの磁界形成部の配置関係を調節することで、処理空間内に形成されるマグネトロンプラズマのイオンと二次電子の飛翔方向、言い換えれば基材へ飛翔するイオンおよび二次電子のエネルギーを調節することができる。これにより、基材へのダメージを抑制しつつ処理全体として成膜レートを向上できる。
【００２８】
本発明の第４の態様にかかるスパッタリング装置では、成膜処理の開始時には２つの磁界形成部が略対向配置とされており、成膜処理の期間中に２つの第２回転部が２つの磁界形成部のそれぞれを対応する被成膜箇所に近づける方向に回転させる。これにより、基材への成膜レートが相対的に低く基材へのダメージが相対的に小さい成膜処理から、基材への成膜レートが相対的に高く基材へのダメージが相対的に大きい成膜処理へと、段階的に移行される。その結果、処理対象たる基材への直接的なダメージを抑制しつつ、処理全体としての成膜レートを向上させることができる。
【００２９】
本発明の第７の態様にかかるスパッタリング装置では、基材が被成膜箇所に配されない期間中に、２つの第２回転部が２つの磁界形成部を回転する。これにより、基材の主面に形成される薄膜の一部に２つの磁界形成部の回転動作の影響が生じることを防止でき、薄膜の均一性が保たれる。
【００３０】
本発明の第１０の態様にかかるスパッタリング装置では、２つの磁界形成部におけるそれぞれの極性が相補的である。このため、２つの磁界形成部間で閉じた磁界が形成され、マグネトロンプラズマが該磁界に閉じ込められやすい。その結果、２つの磁界形成部の配置関係を調節することで、処理空間内に形成されるマグネトロンプラズマの密度やイオンおよび二次電子の飛翔方向を調節しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１実施形態にかかるスパッタリング装置の構成例を示す断面模式図である。
【図２】プラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図３】誘導結合アンテナを示す側面図である。
【図４】プラズマ処理部の周辺を示す斜視図である。
【図５】プラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図６】プラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図７】プラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図８】プラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図９】プラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図１０】プラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図１１】第２実施形態にかかるプラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図１２】第３実施形態にかかるプラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図１３】第３実施形態にかかるプラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図１４】第３実施形態にかかるプラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【図１５】変形例にかかるプラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。また、各図面には、方向を説明するためにＸＹＺ直交座標軸が附されている。該座標軸における＋Ｚ方向は鉛直上方向を示し、ＸＹ平面は水平面である。
【００３３】
＜１  第１実施形態＞
＜１．１  スパッタリング装置１の全体構成＞
図１は、第１実施形態に係るスパッタリング装置１の概略構成を模式的に示す断面模式図である。スパッタリング装置１は、反応性スパッタリングによって膜付けの対象物（ここでは、例えば基材９１）に薄膜を形成する装置である。基材９１は、例えば、シリコンウェハなどにより構成される。
【００３４】
スパッタリング装置１は、チャンバー１００（真空チャンバー）と、その内部に配置されたプラズマ処理部５０と、基材９１を搬送する搬送機構３０と、スパッタリング装置１の各部を統括制御する制御部１９０とを備える。チャンバー１００は、直方体形状の外形を呈する中空部材である。チャンバー１００は、その底板の上面が水平姿勢となるように配置されている。また、Ｘ軸およびＹ軸の各々は、チャンバー１００の側壁と平行な軸である。
【００３５】
スパッタリング装置１は、さらに、プラズマ処理部５０の周囲を取り囲むように配置された筒状の遮蔽部材であるチムニー６０を備える。チムニー６０は、プラズマ処理部５０にて発生するプラズマ範囲やターゲットからスパッタされたスパッタ粒子の飛散範囲を制限するシールドとして機能と、チムニー内部の雰囲気を外部と遮断する雰囲気維持機能と、を有する。処理空間Ｖは、チムニー６０に仕切られてプラズマ処理部５０を囲む空間である。このため、チャンバー１００は内部に処理空間Ｖを有する。
【００３６】
チャンバー１００内には、水平な搬送経路面Ｌがチムニー６０の上方に規定されている。搬送経路面Ｌの延在方向はＸ軸方向であり、基材９１はＸ軸方向に沿って搬送される。
【００３７】
また、スパッタリング装置１は、チャンバー１００内を搬送される基材９１を加熱または冷却する板状の温調部４０を備える。一例として、温調部４０は、セラミックヒータなどのヒータを内蔵している。また別の例として、温調部４０は、水冷ジャケットで構成される。温調部４０は、例えば、搬送経路面Ｌの上側に配置される。
【００３８】
チャンバー１００のうち搬送経路面Ｌの−Ｘ側の端部には、基材９１をチャンバー１００内に搬入するためのゲート１６０が設けられる。他方、チャンバー１００のうち搬送経路面Ｌの＋Ｘ側の端部には、基材９１をチャンバー１００外に搬出するためのゲート１６１が設けられている。また、チャンバー１００のＸ方向両端部には、ロードロックチャンバーや、アンロードロックチャンバーなどの他のチャンバーの開口部が気密を保った形態で接続可能に構成されている。各ゲート１６０、１６１は、開閉の切替可能に構成される。
【００３９】
また、チャンバー１００には、高真空排気系１７０が接続されており、チャンバー１００の内部空間を真空状態に減圧できるようになっている。高真空排気系１７０は、例えば、それぞれ図示省略の真空ポンプと、排気配管と、排気バルブと備える。排気配管は、一端が真空ポンプに接続され、他端がチャンバー１００の内部空間に連通接続される。また、排気バルブは、排気配管の経路途中に設けられる。排気バルブは、具体的には、排気配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成において、真空ポンプが作動された状態で、排気バルブが開放されると、チャンバー１００の内部空間が排気される。高真空排気系１７０は、処理空間Ｖ内の圧力を所定のプロセス圧に保つように制御部１９０により制御される。
【００４０】
搬送機構３０は、チャンバー１００の内部において、Ｙ方向において搬送経路面Ｌを挟んで対向配置された搬送ローラ３１の対と、これらを同期させて回転駆動する駆動部（図示省略）とを含んで構成される。搬送ローラ３１は、搬送経路面Ｌの延在方向であるＸ方向に沿って複数対設けられる。なお、図１では、２対の搬送ローラ３１の図示手前側（−Ｙ側）に位置する２つのローラが描かれている。
【００４１】
基材９１は、キャリア９０の下面に設けられた図示省略の爪状部材などによってキャリア９０の下に着脱可能に保持されている。キャリア９０は、板状のトレーなどによって構成されている。なお、キャリア９０における基材９１の保持態様は、本実施形態の態様の他にも種々の態様を採用しうる。例えば、上下方向に貫通する中空部を有する板状トレーの該中空部に基材９１を嵌めこむことによって、基材９１の下面を成膜可能な状態で該基材９１を保持する態様であっても構わない。
【００４２】
基材９１が配設されたキャリア９０がゲート１６０を介してチャンバー１００内に導入されると、各搬送ローラ３１が該キャリア９０の端縁（±Ｙ側の端縁）付近に下方から当接する。そして、駆動部（図示省略）によって各搬送ローラ３１が同期回転されることによって、キャリア９０およびキャリア９０に保持される基材９１が搬送経路面Ｌに沿って搬送される。本実施形態では、各搬送ローラ３１が時計回りおよび反時計回りの双方に回転可能であり、キャリア９０およびキャリア９０に保持される基材９１が双方向（±Ｘ方向）に搬送される態様について説明する。搬送経路面Ｌは、プラズマ処理部５０に対向した被成膜箇所を含む。このため、搬送機構３０によって搬送される基材９１が被成膜箇所Ｐに配される期間中は基材９１の主面への成膜処理が行われ（図５、図８〜図１０）、基材９１が被成膜箇所Ｐに配されない期間中は基材９１の主面への成膜処理が行われない（図６、図７）。
【００４３】
また、スパッタリング装置１は、処理空間Ｖに不活性ガスであるアルゴンガスあるいはキセノンガスなどのスパッターガスを供給するスパッターガス供給部５１０と、処理空間Ｖに酸素ガスあるいは窒素ガスなどの反応性ガスを供給する反応性ガス供給部５２０とを備える。これにより、処理空間Ｖ内には、スパッターガスと酸素の反応性ガスとの混合雰囲気が形成される。
【００４４】
スパッタリング装置１は、反応性スパッタリングにより基材９１上にターゲット材料と反応性ガスとが反応した反応生成物（化合物）の膜を形成する。例えば、後述するターゲット１６としてＩＴＯを用いて基材９１上にＩＴＯ膜を成膜する場合には、反応性ガスとして酸素ガスが採用される。なお、スパッタリング装置１が反応性ガス供給部５２０を備えておらず、反応性ガスを処理空間Ｖに供給することなくターゲット１６をスパッタリングして基材９１上にターゲット材料の膜を形成してもよい。
【００４５】
スパッターガス供給部５１０は、具体的には、例えば、スパッターガスの供給源であるスパッターガス供給源５１１と、配管５１２とを備える。配管５１２は、一端がスパッターガス供給源５１１と接続され、他端が処理空間Ｖと連通する各ノズル５１４（図２参照）に接続される。また、配管５１２の経路途中には、バルブ５１３が設けられる。バルブ５１３は、制御部１９０の制御下で処理空間Ｖに供給されるスパッターガスの量を調整する。バルブ５１３は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。
【００４６】
反応性ガス供給部５２０は、具体的には、例えば、反応性ガスの供給源である反応性ガス供給源５２１と、配管５２２とを備える。配管５２２は、一端が反応性ガス供給源５２１と接続され、他端が複数（図４の例では、６個）に分岐して、各分岐端が、処理空間Ｖに設けられた複数のノズル１２（図４の例では、搬送上流側と搬送下流側とにそれぞれ３個ずつ計６個のノズル１２）に接続される。配管５２２の経路途中には、バルブ５２３が設けられる。バルブ５２３は、制御部１９０の制御下で処理空間Ｖに供給される反応性ガスの量を調整する。
【００４７】
各ノズル１２は、平面形状が長方形の板状の外形を有している。各ノズル１２は、処理空間Ｖのうちプラズマ処理部５０に対して基材９１側の水平面内において搬送経路面Ｌと垂直な方向（Ｙ方向）に延在するように設けられている。配管５２２の他端は、各ノズル１２の幅方向の両端面のうちチムニー６０の側壁側の一端面と接続されている。ノズル１２には、当該一端面に開口して配管５２２の他端と接続されるとともに、ノズル１２内部で複数の枝流路に分岐する流路が形成されている。各枝流路の先端は、ノズル１２の幅方向の他端面に達して開口し、複数の吐出口１１を形成している。
【００４８】
搬送経路面Ｌの上流側の各ノズル１２の下方には、光ファイバーのプローブ１３が設けられる。また、プローブ１３に入射するプラズマ発光の分光強度を測定可能な各分光器１４が設けられている。各分光器１４は制御部１９０と電気的に接続されており、分光器１４の測定値は制御部１９０に供給される。制御部１９０は、分光器１４の出力に基づいて、プラズマエミッションモニター（ＰＥＭ）法によりバルブ５２３を制御することで、反応性ガス供給部５２０からチャンバー１００内に供給される反応性ガスの導入量を制御する。バルブ５２３は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。
【００４９】
スパッタリング装置１が備える各構成要素は、スパッタリング装置１が備える制御部１９０と電気的に接続されており、当該各構成要素は制御部１９０により制御される。制御部１９０は、具体的には、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ、プログラム等を記憶するＲＯＭ、演算処理の作業領域となるＲＡＭ、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスク、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部等がバスラインなどにより互いに接続された、一般的なＦＡコンピュータにより構成される。また、制御部１９０は、各種表示を行うディスプレイ、キーボードおよびマウスなどで構成される入力部等と接続されている。スパッタリング装置１においては、制御部１９０の制御下で、基材９１に対して定められた処理が実行される。
【００５０】
＜１．２  プラズマ処理部５０＞
図２は、プラズマ処理部５０およびその周辺を示す断面模式図である。図３は、プラズマ処理部５０の誘導結合アンテナ１５１（高密度プラズマ源）の例を示す側面図である。また、図４は、プラズマ処理部５０およびその周辺を示す斜視図である。
【００５１】
プラズマ処理部５０は、回転カソード５、６と、回転カソード５、６の内部にそれぞれ収容された磁石ユニット２１、２２（磁界形成部）と、回転カソード５、６を回転させる各回転駆動部１９Ａと、回転カソード５、６の回転とは独立して磁石ユニット２１、２２を回転させる各回転駆動部１９Ｂと、を備える。
【００５２】
回転カソード５、６（カソード対）は、処理空間ＶにおいてＸ方向に一定距離を隔てて対向配置されている。このように、回転カソード５、６を並設すれば、基材９１上の成膜領域にラジカルをより集中させて成膜レートをより向上させることができる。
【００５３】
また、プラズマ処理部５０は、回転カソード５、６にスパッター電圧を印加するスパッター用電源１６３（スパッター電圧供給手段）と、複数の誘導結合アンテナ１５１と、各誘導結合アンテナ１５１に高周波電力を供給する高周波電源１５３（高周波電力供給手段）とをさらに備える。後述の各ベース部材８および磁石ユニット２１（２２）は、併せてマグネトロンカソード（円筒状マグネトロンカソード）とも称される。
【００５４】
磁石ユニット２１（２２）は、回転カソード５（６）の外周面のうち自身の近傍で磁界（静磁場）を形成する。また、各誘導結合アンテナ１５１は、処理空間Ｖのうち磁石ユニット２１（２２）によって磁界が形成されている部分を含む空間に高密度プラズマ（誘導結合型プラズマ）を発生する。なお、この高密度プラズマは、電子の空間密度が３×１０１０個／ｃｍ３以上のプラズマである。
【００５５】
回転カソード５（６）は、水平面内において搬送方向に垂直なＹ方向に延設された筒状のベース部材８と、ベース部材８の外周を被覆する筒状のターゲット１６とを備えて構成されている。ベース部材８は、導電体である。ターゲット１６に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ、アルミニウム、あるいはＳｉ等が採用される。なお、回転カソード５（６）がベース部材８を含まず、円筒状のターゲット１６によって構成されてもよい。ターゲット１６の形成は、例えば、ターゲット材料の粉末を圧縮成型して筒状に形成し、その後、ベース部材８を挿入、ロー付けする手法などによって行われる。
【００５６】
各ベース部材８の中心軸線２（３）方向の両端部は、中央部に円状の開口が設けられた蓋部によってそれぞれ塞がれている。回転カソード５（６）の中心軸線２（３）方向の長さは、例えば、１，４００ｍｍに設定され、直径は、例えば、１５０ｍｍに設定される。
【００５７】
プラズマ処理部５０は、２対のシール軸受９、１０と、２つの円筒状の支持棒７とをさらに備えている。シール軸受９、１０の各対は、回転カソード５（６）の長手方向（Ｙ方向）において回転カソード５（６）を挟んで設けられている。シール軸受９、１０は、それぞれ、チャンバー１００の底板の上面から立設された台部と、台部の上部に設けられた略円筒状の円筒部とを備えている。
【００５８】
各支持棒７の一端はシール軸受９の円筒部に軸受けされ、他端はシール軸受１０の円筒部に軸受けされている。各支持棒７は、ベース部材８の一端の蓋部の開口から回転カソード５（６）内に挿入されて、回転カソード５（６）を中心軸線２（３）に沿って貫通し、ベース部材８の他端の蓋部の開口から回転カソード５（６）外に出されている。
【００５９】
磁石ユニット２１（２２）は、透磁鋼などの磁性材料により形成されたヨーク２５（支持板）と、ヨーク２５上に設けられた複数の磁石（後述する中央磁石２３ａ、周辺磁石２３ｂ）とを備えて構成されている。
【００６０】
ヨーク２５は、平板状の部材であり、回転カソード５（６）の内周面に対向して回転カソード５の長手方向（Ｙ方向）に延在している。回転カソード５、６の内周面に対向するヨーク２５の主面（表面）上には、ヨーク２５の長手方向に延在する中央磁石２３ａが、ヨーク２５の長手方向に沿った中心線上に配置されている。ヨーク２５の表面の外縁部には、中央磁石２３ａの周囲を囲む環状（無端状）の周辺磁石２３ｂが、さらに設けられている。中央磁石２３ａ、周辺磁石２３ｂは、例えば、永久磁石によって構成される。
【００６１】
中央磁石２３ａと周辺磁石２３ｂとのそれぞれのターゲット１６側の極性は、互いに異なっている。また、２つの磁石ユニット２１、２２におけるそれぞれの極性は相補的に構成される。例えば、磁石ユニット２１ではターゲット１６側における中央磁石２３ａの極性がＮ極とされ周辺磁石２３ｂの極性がＳ極とされる一方で、磁石ユニット２２ではターゲット１６側における中央磁石２３ａの極性がＳ極とされ周辺磁石２３ｂの極性がＮ極とされる。
【００６２】
ヨーク２５の他方の主面（裏面）には、固定部材２７の一端が接合されている。固定部材２７の他端は、支持棒７に接合されている。これにより、磁石ユニット２１、２２は支持棒７に連結されている。
【００６３】
回転カソード５、６は、ベース部材８の両端の蓋部の開口部において、封止可能な軸受けにより支持棒７と共通の中心軸線２、３を中心に回転可能に支持されている。これにより、回転カソード５、６の内部空間と、処理空間Ｖとは互いに遮断されている。また、磁石ユニット２１、２２は、支持棒７と共通の中心軸線２、３を中心に回転カソード５、６の回転とは独立して回転可能に支持されている。
【００６４】
各シール軸受９の台部には、モータと、モータの回転を伝達するギア（それぞれ図示省略）を備えた回転駆動部１９Ａ，１９Ｂが設けられている。また、回転カソード５、６のベース部材８のシール軸受９側（＋Ｙ側）の蓋部の開口部の周囲には、各回転駆動部１９Ａ，１９Ｂのギアと噛み合うギア（図示省略）が設けられている。
【００６５】
各回転駆動部１９Ａ（第１回転部）は、モータの回転によって中心軸線２（３）を中心に回転カソード５（６）を回転させる。より詳細には、回転駆動部１９Ａは、回転カソード５、６のそれぞれの外周面のうち互いに対向している部分が誘導結合アンテナ１５１側から基材９１側に向けてそれぞれ移動するように、中心軸線２、３回りで互いに逆方向に回転カソード５、６を回転させる。回転速度は例えば１０〜２０回転／分に設定され、成膜処理の期間中は上記した回転速度および回転方向で定速回転される。また、回転カソード５、６は、シール軸受１０および支持棒７を介して内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。
【００６６】
各回転駆動部１９Ｂ（第２回転部）は、モータの回転によって中心軸線２（３）を中心に磁石ユニット２１（２２）を回転させる。より詳細には、回転駆動部１９Ｂは、磁石ユニット２１、２２のそれぞれを中心軸線２、３回りで互いに逆方向に回転させる。磁石ユニット２１、２２の回転動作については、後述する＜１．３  成膜処理＞にて詳細に説明する。
【００６７】
スパッター用電源１６３に接続される電線は、２つに分岐して処理空間Ｖに導入されて、回転カソード５、６の各シール軸受１０内に導かれている。各分岐電線の先端には、回転カソード５、６のベース部材８のシール軸受１０側の蓋部に接触するブラシが設けられている。スパッター用電源１６３は、このブラシを介してベース部材８に、負電圧を含むスパッタ電圧を印加する。例えば、スパッター用電源１６３が回転カソード５、６に相互に逆位相の交流スパッター電圧を印加する。また該態様の他にも、スパッタ電圧として負電圧が印加される態様であっても構わないし、スパッタ電圧として負電圧と正電圧とからなるパルス状の電圧が印加される態様であっても構わない。スパッタ電圧として、パルス電圧または交流電圧を印加する場合には、並設された回転カソード５、６に交互にスパッタ電圧を印加して反応性スパッタを行ってもよい。スパッタ電圧は、別の表現として、ターゲット電圧、カソード印加電圧、またはバイアス電圧とも称される。
【００６８】
各ベース部材８（ひいては、各ターゲット１６）にスパッタ電圧が印加されることによって、磁石ユニット２１、２２が形成する静磁場によって処理空間Ｖの各ターゲット１６の表面にスパッターガスのプラズマ（マグネトロンプラズマ）が生成され、回転カソード５、６間には高密度なスパッターガスのプラズマが閉じ込められる。スパッター用電源１６３は、マグネトロンカソードが形成する静磁場によって処理空間Ｖにマグネトロンプラズマが発生するように、ターゲット１６に負電圧を含むスパッタ電圧を印加する。
【００６９】
複数の誘導結合アンテナ１５１は、チャンバー１００の底板のうち回転カソード５、６の間の部分において、間隔をあけて回転カソード５、６の長手方向（Ｙ方向）に沿って一列に配設されている。なお、図４の例では誘導結合アンテナ１５１の個数が５個の場合について説明しているが、該個数は回転カソード５（６）の長さに応じて適宜変更する（例えば、７個にする）ことができる。
【００７０】
各誘導結合アンテナ１５１は、石英（石英硝子）などからなる誘電体の保護部材１５２によって覆われて、チャンバー１００の底板を貫通して設けられる。また、基材９１の搬送方向における各誘導結合アンテナ１５１の前後には、スパッターガス供給源５１１から供給されるスパッターガスを処理空間Ｖに導入する一対のノズル５１４がそれぞれ設けられている。
【００７１】
より詳細には、各誘導結合アンテナ１５１は、例えば、図３に示されるように、金属製のパイプ状導体をＵ字形に曲げたものであり、「Ｕ」の字を上下逆向きにした状態でチャンバー１００の底板を貫通して処理空間Ｖの内部に突設されている。誘導結合アンテナ１５１は、内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。誘導結合アンテナ１５１は、ＬＩＡ（Low Inductance Antenna：株式会社イー・エム・ディーの登録商標）とも称される。
【００７２】
誘導結合プラズマが作用する範囲にマグネトロンプラズマも作用するように、回転カソード５、６、磁石ユニット２１、２２、および各誘導結合アンテナ１５１の各部が配される。これにより、マグネトロンカソードにより発生するマグネトロンプラズマと、誘導結合アンテナ１５１によって発生する誘導結合プラズマとは、同じ処理空間Ｖにおいて互いに重なり合い混合プラズマを形成する。誘導結合アンテナ１５１が発生させた高密度の誘導結合プラズマも、磁石ユニット２１、２２が回転カソード５、６の外周面の近傍に形成する磁界とともに、ターゲット１６のスパッタに寄与する。
【００７３】
このように誘導結合プラズマをスパッタに寄与させる場合、誘導結合アンテナ１５１が設けられない場合（誘導結合プラズマの寄与がない場合）に比べて、回転カソード５（６）に印加するスパッタ電力の大きさが同一でもスパッタ電圧を低くすることができる（インピーダンスを低くすることができる）。これにより、ターゲット１６が受けるダメージを低下させ、かつ、高成膜レートで成膜することができる。
【００７４】
各誘導結合アンテナ１５１の一端は、整合回路１５４を介して、高周波電源１５３に電気的に接続されている。また、各誘導結合アンテナ１５１の他端は接地されている。高周波電源１５３は、処理空間Ｖに誘導結合プラズマが発生するように、各誘導結合アンテナ１５１に高周波電力を供給する。
【００７５】
この構成において、高周波電源１５３から誘導結合アンテナ１５１に高周波電力（例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力）が供給されると、誘導結合アンテナ１５１の周囲に高周波誘導磁界が生じ、処理空間Ｖにスパッターガスと反応性ガスとのそれぞれの誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）が発生する。発生した誘導結合プラズマは、マグネトロンプラズマを高密度化させる。また、誘導結合プラズマは、基材９１の近傍に供給される反応性ガスの分解を促進する。上記誘導結合プラズマは、高周波誘導結合プラズマとも称される。
【００７６】
上述したとおり、誘導結合アンテナ１５１は、Ｕ字形状を呈している。このようなＵ字形状の誘導結合アンテナ１５１は、巻数が一周未満の誘導結合アンテナに相当し、巻数が一周以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低い。このため、誘導結合アンテナ１５１の両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が特に低く抑えられる。これにより、基材９１上へのダメージを低減することが可能となる。
【００７７】
Ｙ方向に沿って配列される各誘導結合アンテナ１５１の上方近傍には、水平面に沿ってＹ方向に伸びる板状のシャッター１５７が設けられる。また、シャッター１５７には、該シャッター１５７をＸ方向に沿って変位させる変位機構（図示せず）が設けられる。このため、該変位機構がシャッター１５７を変位することによって、シャッター１５７によって各誘導結合アンテナ１５１の上方が覆われる閉状態と、シャッター１５７が各シャッター１５７の上方から退避して各誘導結合アンテナ１５１が処理空間Ｖと連通した開状態と、の切替が行われる。シャッター１５７は、例えば、ステンレスを主として構成される。
【００７８】
以上説明したスパッタリング装置１は、チャンバー１００の処理空間Ｖに、スパッターガスと、酸素や窒素などの反応性ガスとを導入して回転カソード５、６の外周を被覆するアルミニウム、ＩＴＯ、Ｓｉ等のターゲット１６をスパッタし、当該ターゲット１６に対向する基材９１上にターゲット材料の膜やその酸化膜や窒化膜などを成膜する。
【００７９】
＜１．３  成膜処理＞
以下、図５〜図１０を参照しつつ、本実施形態における成膜処理について説明する。図５〜図１０は、成膜処理の過程におけるプラズマ処理部５０およびその周辺を示す断面模式図である。なお、図５〜図１０では、図示が煩雑になるのを防ぐ目的で、成膜処理の説明に不要な符号は省略している。
【００８０】
まず、スパッターガス供給部５１０が、処理空間Ｖに不活性ガスであるアルゴンガスあるいはキセノンガスなどのスパッターガスを供給する（供給工程）。また、反応性ガス供給部５２０が、処理空間Ｖに酸素ガスあるいは窒素ガスなどの反応性ガスを供給する。これにより、処理空間Ｖには、スパッターガスと反応性ガスとの混合雰囲気が形成される。
【００８１】
各回転駆動部１９Ｂは、モータの回転によって中心軸線２（３）を中心に磁石ユニット２１（２２）を回転させる。そして、磁石ユニット２１、２２が略対向配置とされたタイミングで回転が停止される。
【００８２】
各回転駆動部１９Ａ（第１回転部）は、モータの回転によって中心軸線２（３）を中心に回転カソード５（６）を回転させる。より詳細には、回転駆動部１９Ａは、回転カソード５、６のそれぞれの外周面のうち互いに対向している部分が誘導結合アンテナ１５１側から基材９１側に向けてそれぞれ移動するように、中心軸線２、３回りで互いに逆方向に回転カソード５、６を回転させる（第１回転工程）。この第１回転工程は、成膜処理が終了するまで継続される。
【００８３】
スパッター用電源１６３は、回転カソード５、６にスパッター電圧を印加する。回転カソード５、６の各ベース部材８（ひいては、各ターゲット１６）にスパッタ電圧が印加されることによって、各回転カソード５、６やその間にマグネトロンプラズマ用の電界が生成され、スパッターガスのプラズマが生成される。
【００８４】
そして、搬送機構３０が搬送経路面Ｌに沿って基材９１を搬送する（搬送工程）。より具体的には、搬送機構３０は、基材９１が被成膜箇所Ｐ（搬送経路面Ｌのうちカソード対に対向する箇所）を複数回通過するように、基材９１を搬送経路面Ｌに沿って±Ｘ方向に移動させる。その結果、基材９１の表面（−Ｚ側の主面）には、回転カソード５、６のターゲット１６からスパッタされたスパッタ粒子が堆積する（図５）。
【００８５】
既述の通り２つの磁石ユニット２１、２２におけるそれぞれの極性は相補的に構成されている。このため、磁石ユニット２１、２２が略対向配置とされた図５の態様では、マグネトロンプラズマが各回転カソード５、６やその間に形成される静磁場によって回転カソード５、６間に閉じこめられる。その結果、本態様では後述する図８〜図１０に示す態様に比べて相対的に成膜レートが低く相対的に基材９１へのプラズマダメージが小さい成膜処理が実現される。
【００８６】
そして、図５に示す態様での成膜処理を開始して一定期間が経過すると、回転駆動部１９Ｂがモータの回転によって中心軸線２（３）を中心に磁石ユニット２１（２２）を回転させる（第２回転工程）。第２回転工程は、一回の回転動作によって構成されても良いし、複数回の回転動作によって構成されても良い。以下では、第２回転工程が２回の回転動作によって構成される場合について説明する。
【００８７】
第２回転工程における１回目の回転動作では、磁石ユニット２１、２２のそれぞれが被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、２０度）だけ回転される。特に、搬送経路面Ｌに沿って往復移動される基材９１が被成膜箇所Ｐに配されない期間（基材９１が退避した期間）中に上記回転動作が実行されることが望ましい（図６、図７）。これにより、基材９１の主面に形成される薄膜の一部に上記回転動作の影響が生じることを防止でき、薄膜の均一性が保たれる。また、基材９１が退避した際にも、プラズマ処理部５０の上部開口がキャリア９０の下面によって塞がれることが望ましい（図６、図７）。これにより、プラズマ処理部５０の上部開口が開放する場合に比べて処理空間Ｖ内のプラズマ状態が安定する。
【００８８】
上記回転動作の後も、基材９１の往復搬送とスパッタ成膜とが継続される。その結果、基材９１の表面（−Ｚ側の主面）には、回転カソード５、６のターゲット１６からスパッタされたスパッタ粒子が堆積する（図８）。
【００８９】
図８の態様では、マグネトロンプラズマが磁石ユニット２１、２２間に形成される静磁場によって回転カソード５、６間のやや上方に閉じこめられる。その結果、本態様では、上記した図５に示す態様に比べて相対的に成膜レートが高く相対的に基材９１へのプラズマダメージが大きく、後述する図９、図１０に示す態様に比べて相対的に成膜レートが低く相対的に基材９１へのプラズマダメージが小さい成膜処理が実現される。
【００９０】
そして、図８に示す態様での成膜処理を開始して一定期間が経過すると、回転駆動部１９Ｂがモータの回転によって中心軸線２（３）を中心に磁石ユニット２１（２２）を回転させる（第２回転工程）。この第２回転工程における２回目の回転動作では、磁石ユニット２１、２２のそれぞれが被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、２５度）だけ回転される。この場合も、基材９１の主面に形成される薄膜の均一性を確保する観点から、基材９１が被成膜箇所Ｐに配されない期間中に上記回転動作が実行されることが望ましい。
【００９１】
第２回転工程における２回目の回転動作の後も、基材９１の往復搬送とスパッタ成膜とが継続される。その結果、基材９１の表面（−Ｚ側の主面）には、回転カソード５、６のターゲット１６からスパッタされたスパッタ粒子が堆積する（図９）。
【００９２】
図９の態様では、マグネトロンプラズマが磁石ユニット２１、２２間に形成される静磁場によって回転カソード５、６間の上方に閉じこめられる。その結果、本態様では、上記した図５、図８に示す態様に比べて相対的に成膜レートが高く相対的に基材９１へのプラズマダメージが大きく、後述する図１０に示す態様に比べて相対的に成膜レートが低く相対的に基材９１へのプラズマダメージが小さい成膜処理が実現される。
【００９３】
また、図５〜図９に示す通り、成膜処理の序盤ではシャッター１５７によって各誘導結合アンテナ１５１の上方が覆われる閉状態とされている。このため、図５〜図９に示す成膜処理の過程で、各誘導結合アンテナ１５１にスパッタ成膜がなされ各誘導結合アンテナ１５１におけるプラズマ生成性能が低下することが有効に防止される。
【００９４】
そして、図９に示す態様での成膜処理を開始して一定期間が経過すると、図示しない変位機構がシャッター１５７を変位することによって閉状態から開状態に切替えられる。さらに、開状態において高周波電源１５３が各誘導結合アンテナ１５１に高周波電力を供給する（高周波電力供給工程）。この際にも、基材９１の往復搬送とスパッタ成膜とが継続される。その結果、基材９１の表面（−Ｚ側の主面）には、回転カソード５、６のターゲット１６からスパッタされたスパッタ粒子が堆積する（図１０）。
【００９５】
図１０の態様では、マグネトロンプラズマが磁石ユニット２１、２２間に形成される静磁場によって回転カソード５、６間の上方に閉じこめられる。また、処理空間Ｖには、マグネトロンプラズマと誘導結合プラズマとの混合プラズマ雰囲気が形成される。その結果、本態様では、上記した図５、図８、図９に示す態様に比べて相対的に成膜レートが高く相対的に基材９１へのプラズマダメージが大きい成膜処理が実現される。
【００９６】
以上説明したように、本実施形態では、基材９１への成膜レートが相対的に低く基材９１へのプラズマダメージが相対的に小さい成膜処理から、基材９１への成膜レートが相対的に高く基材９１へのプラズマダメージが相対的に大きい成膜処理へと、段階的に移行する。このため、処理対象たる基材９１への直接的なプラズマダメージ（換言すると、成膜処理の序盤で生じうるプラズマダメージ）を抑制しつつ、処理全体としての成膜レートを向上させることができる。
【００９７】
また、本実施形態では、一のプラズマ処理部５０が成膜処理の期間中に回転カソード５、６を回転させることによって、上記した成膜処理の段階移行を実現している。このため、本実施形態の態様では、後述する第２実施形態および第３実施形態のように複数のプラズマ処理部５０を備える態様に比べ、スパッタリング装置１の小型化を実現できる。
【００９８】
＜２  第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【００９９】
＜２．１  スパッタリング装置１Ａの構成＞
図１１は、第２実施形態のスパッタリング装置１Ａにおけるプラズマ処理部およびその周辺を示す断面模式図である。以下では、図１１を参照しつつ第２実施形態のスパッタリング装置１Ａについて説明するが、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し重複説明を省略する。なお、図１１では、図示が煩雑になるのを防ぐ目的で、ノズル１２、プローブ１３、ノズル５１４など一部の構成を省略して描いている。
【０１００】
スパッタリング装置１Ａは、基材９１の搬送方向に沿って４つのプラズマ処理部を有する。以下では、該４つのプラズマ処理部を区別せずに表現する場合は、「プラズマ処理部５０Ａ」と呼称する。また、該４つのプラズマ処理部を区別して表現する場合は、搬送方向（−Ｘ方向）に沿って上流側（＋Ｘ側）から順に「プラズマ処理部５０１Ａ〜５０４Ａ」と呼称する。
【０１０１】
各プラズマ処理部５０Ａが共通して第１実施形態のプラズマ処理部５０と異なるのは、各プラズマ処理部５０Ａに回転駆動部１９Ｂが設けられていない点である。このため、各プラズマ処理部５０Ａに設けられた各磁石ユニット２１、２２が成膜処理の期間中に回転されることはない。
【０１０２】
したがって、各プラズマ処理部５０Ａにおける各磁石ユニット２１、２２の位置決めは、成膜処理の開始前に装置の作業者によって行われる。この際、プラズマ処理部５０１Ａでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置とされる。プラズマ処理部５０２Ａでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、２０度）だけ回転された配置とされる。プラズマ処理部５０３Ａでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、４５度）だけ回転された配置とされる。プラズマ処理部５０４Ａでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、４５度）だけ回転された配置とされる。
【０１０３】
プラズマ処理部５０１Ａ〜５０３Ａには、シャッター１５７および該シャッター１５７を変位する変位機構（図示せず）が設けられている。このため、成膜処理の処理条件に応じて、各誘導結合アンテナ１５１の開状態と閉状態との切替を行うことが可能である。他方、プラズマ処理部５０４Ａには、シャッター１５７および該シャッター１５７を変位する変位機構（図示せず）が設けられておらず、誘導結合アンテナ１５１が常に開状態とされている。
【０１０４】
プラズマ処理部５０１Ａ〜５０３Ａの周囲には、該周囲を取り囲むように配置された遮蔽部材であるチムニー６０１Ａが設けられる。また、プラズマ処理部５０４Ａの周囲には、該周囲を取り囲むように配置された遮蔽部材であるチムニー６０２Ａが設けられる。一般に、誘導結合アンテナ１５１によって誘導結合プラズマを生成する場合と生成しない場合とでは、処理空間Ｖに形成されるべき雰囲気（換言すると、処理空間Ｖに供給すべきスパッターガスの量や反応性ガスの量）が異なる。このため、本実施形態のように、各誘導結合アンテナ１５１の開閉切替を行う空間（プラズマ処理部５０１Ａ〜５０３Ａが配される空間）と、各誘導結合アンテナ１５１の開状態が維持される空間（プラズマ処理部５０４Ａが配される空間）と、をチムニー６０１Ａ、６０２Ａで仕切ることによって、各処理空間Ｖにおいてそれぞれ所望の雰囲気を形成しやすくなる。また、第２実施形態とは別の態様として、４つのプラズマ処理部５０１Ａ〜５０４Ａの周囲を個別に取り囲むように４つのチムニー（遮蔽部材）を設けても良い。
【０１０５】
搬送機構３０Ａは、第１実施形態の搬送機構３０と同様、キャリア９０によって基材９１を保持搬送する機構である。なお、搬送機構３０Ａはキャリア９０および基材９１を一方向（−Ｘ方向）にのみ搬送する機構であり、この点で第１実施形態の搬送機構３０とは異なる。また、第２実施形態における搬送経路面Ｌには、４つのプラズマ処理部５０Ａに対向した４つの被成膜箇所Ｐが含まれるので、この点で第１実施形態とは異なる。以下では、搬送機構３０Ａが４つのキャリア９０によって４枚の基材９１を搬送する場合について説明する。
【０１０６】
スパッタリング装置１Ａを構成する他の各部は、第１実施形態のスパッタリング装置１を構成する各部と同様である。
【０１０７】
＜２．２  成膜処理＞
以下、第２実施形態における成膜処理について説明する。
【０１０８】
既述の通り、各プラズマ処理部５０Ａにおける各磁石ユニット２１、２２の位置決めは、成膜処理の開始前に装置の作業者によって行われる。
【０１０９】
図示省略のスパッターガス供給部が、処理空間Ｖに不活性ガスであるアルゴンガスあるいはキセノンガスなどのスパッターガスを供給する（供給工程）。また、反応性ガス供給部が、処理空間Ｖに酸素ガスあるいは窒素ガスなどの反応性ガスを供給する。これにより、処理空間Ｖには、スパッターガスと反応性ガスとの混合雰囲気が形成される。
【０１１０】
各回転駆動部１９Ａは、モータの回転によって各中心軸線２、３を中心に各回転カソード５、６を回転させる。より詳細には、回転駆動部１９Ａは、回転カソード５、６のそれぞれの外周面のうち互いに対向している部分が誘導結合アンテナ１５１側から基材９１側に向けてそれぞれ移動するように、中心軸線２、３回りで互いに逆方向に回転カソード５、６を回転させる（第１回転工程）。この第１回転工程は、成膜処理が終了するまで継続される。
【０１１１】
スパッター用電源は、各回転カソード５、６にスパッター電圧を印加する。各回転カソード５、６の各ベース部材８（ひいては、各ターゲット１６）にスパッタ電圧が印加されることによって、マグネトロンプラズマ用の電界が生成され、スパッターガスのプラズマが生成される。
【０１１２】
そして、搬送機構３０Ａが搬送経路面Ｌに沿って４枚の基材９１を搬送する（搬送工程）。より具体的には、搬送機構３０Ａは、各キャリア９０に保持される各基材９１を搬送経路面Ｌに沿って−Ｘ方向に移動させる。その結果、基材９１の表面（−Ｚ側の主面）には、各回転カソード５、６のターゲット１６からスパッタされたスパッタ粒子が堆積する（図１１）。
【０１１３】
基材９１の表面には、まず、最も搬送上流側（＋Ｘ側）のプラズマ処理部５０１Ａによってプラズマ成膜がなされる。既述の通り、プラズマ処理部５０１Ａでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置とされている。このため、プラズマ処理部５０１Ａでは、プラズマ処理部５０２Ａ〜５０４Ａでの成膜処理に比べて相対的に成膜レートが低く相対的に基材９１へのプラズマダメージが小さい成膜処理が実現される。
【０１１４】
基材９１が−Ｘ方向に搬送されることによって、該基材９１の表面には、次にプラズマ処理部５０２Ａによってプラズマ成膜がなされる。既述の通り、プラズマ処理部５０２Ａでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、２０度）だけ回転された配置とされている。このため、プラズマ処理部５０２Ａでは、プラズマ処理部５０１Ａでの成膜処理に比べて相対的に成膜レートが高く相対的に基材９１へのプラズマダメージが大きく、プラズマ処理部５０３Ａ、５０４Ａでの成膜処理に比べて相対的に成膜レートが低く相対的に基材９１へのプラズマダメージが小さい成膜処理が実現される。
【０１１５】
基材９１が−Ｘ方向に搬送されることによって、該基材９１の表面には、次にプラズマ処理部５０３Ａによってプラズマ成膜がなされる。既述の通り、プラズマ処理部５０３Ａでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、４５度）だけ回転された配置とされている。このため、プラズマ処理部５０３Ａでは、プラズマ処理部５０１Ａ、５０２Ａでの成膜処理に比べて相対的に成膜レートが高く相対的に基材９１へのプラズマダメージが大きく、プラズマ処理部５０４Ａでの成膜処理に比べて相対的に成膜レートが低く相対的に基材９１へのプラズマダメージが小さい成膜処理が実現される。
【０１１６】
基材９１が−Ｘ方向に搬送されることによって、該基材９１の表面には、最後にプラズマ処理部５０４Ａによってプラズマ成膜がなされる。既述の通り、プラズマ処理部５０４Ａでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、４５度）だけ回転された配置とされている。また、処理空間Ｖには、マグネトロンプラズマと誘導結合プラズマとの混合プラズマ雰囲気が形成される。このため、プラズマ処理部５０４Ａでは、プラズマ処理部５０１Ａ〜５０３Ａでの成膜処理に比べて相対的に成膜レートが高く相対的に基材９１へのプラズマダメージが大きい成膜処理が実現される。
【０１１７】
以上説明したように、第２実施形態では、搬送上流側から搬送下流側にかけて、各磁石ユニット２１、２２が略対向配置とされるプラズマ処理部５０１Ａから各磁石ユニット２１、２２が対応する被成膜箇所Ｐに近づく配置とされるプラズマ処理部５０４Ａへと、各プラズマ処理部５０１Ａ〜５０４Ａ内の各磁石ユニット２１、２２の配置が設定される。
【０１１８】
このため、第２実施形態においても、第１実施形態と同様、基材９１への成膜レートが相対的に低く基材９１へのプラズマダメージが相対的に小さい成膜処理から、基材９１への成膜レートが相対的に高く基材９１へのプラズマダメージが相対的に大きい成膜処理へと、段階的に移行する。このため、処理対象たる基材９１への直接的なプラズマダメージ（換言すると、成膜処理の序盤で生じうるプラズマダメージ）を抑制しつつ、処理全体としての成膜レートを向上させることができる。
【０１１９】
また、第２実施形態では、搬送方向を一方向として複数の基材９１を連続搬送しつつ、上記した成膜処理を行う。このため、第２実施形態の態様では、装置全体のスループットを向上することができる。
【０１２０】
＜３  第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１２１】
＜３．１  スパッタリング装置１Ｂの構成＞
図１２〜図１４は、成膜処理の過程におけるプラズマ処理部およびその周辺を示す断面模式図である。以下では、図１２〜図１４を参照しつつ第３実施形態のスパッタリング装置１Ｂについて説明するが、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し重複説明を省略する。なお、図１２〜図１４では、図示が煩雑になるのを防ぐ目的で、ノズル１２、プローブ１３、ノズル５１４など一部の構成を省略して描いている。
【０１２２】
スパッタリング装置１Ｂは、基材９１の搬送方向に沿って４つのプラズマ処理部を有する。以下では、該４つのプラズマ処理部を区別せずに表現する場合は、「プラズマ処理部５０Ｂ」と呼称する。また、該４つのプラズマ処理部を区別して表現する場合は、搬送方向（−Ｘ方向）に沿って上流側（＋Ｘ側）から順に「プラズマ処理部５０１Ｂ〜５０４Ｂ」と呼称する。
【０１２３】
プラズマ処理部５０１Ｂ〜５０３Ｂは、誘導結合プラズマを生成するための各部（誘導結合アンテナ１５１など）を有さず、この点で第１実施形態のプラズマ処理部５０とは異なる。また、プラズマ処理部５０４Ｂは、誘導結合プラズマを生成するための各部（誘導結合アンテナ１５１など）を有するが、シャッター１５７および該シャッター１５７を変位する変位機構（図示せず）を有さず、この点で第１実施形態のプラズマ処理部５０とは異なる。
【０１２４】
各プラズマ処理部５０Ｂの周囲には、該周囲を取り囲むように配置された遮蔽部材であるチムニー６０が設けられる。
【０１２５】
搬送機構３０Ｂは、第１実施形態の搬送機構３０と同様、キャリア９０によって基材９１を保持搬送する機構であり、キャリア９０および基材９１を双方向に搬送可能な機構である。
【０１２６】
スパッタリング装置１Ｂを構成する他の各部は、第１実施形態のスパッタリング装置１を構成する各部と同様である。
【０１２７】
＜３．２  成膜処理＞
以下、第３実施形態における成膜処理について説明する。
【０１２８】
まず、成膜処理の開始に先立って、各プラズマ処理部５０における各磁石ユニット２１、２２の位置決めがなされる。この際、プラズマ処理部５０１Ｂでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐと離れる−Ｚ方向に所定角度（例えば、２０度）だけ回転された配置とされる。プラズマ処理部５０２Ｂでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置とされている。プラズマ処理部５０３Ｂでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、２０度）だけ回転された配置とされる。プラズマ処理部５０４Ｂでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、４５度）だけ回転された配置とされる。
【０１２９】
スパッターガス供給部が、処理空間Ｖに不活性ガスであるアルゴンガスあるいはキセノンガスなどのスパッターガスを供給する（供給工程）。また、反応性ガス供給部が、処理空間Ｖに酸素ガスあるいは窒素ガスなどの反応性ガスを供給する。これにより、処理空間Ｖには、スパッターガスと反応性ガスとの混合雰囲気が形成される。
【０１３０】
各回転駆動部１９Ａは、モータの回転によって各中心軸線２、３を中心に各回転カソード５、６を回転させる。より詳細には、回転駆動部１９Ａは、回転カソード５、６のそれぞれの外周面のうち互いに対向している部分が誘導結合アンテナ１５１側から基材９１側に向けてそれぞれ移動するように、中心軸線２、３回りで互いに逆方向に回転カソード５、６を回転させる（第１回転工程）。この第１回転工程は、成膜処理が終了するまで継続される。
【０１３１】
スパッター用電源は、各回転カソード５、６にスパッター電圧を印加する。各回転カソード５、６の各ベース部材８（ひいては、各ターゲット１６）にスパッタ電圧が印加されることによって、マグネトロンプラズマ用の電界が生成され、スパッターガスのプラズマが生成される。
【０１３２】
そして、搬送機構３０Ｂが搬送経路面Ｌに沿って基材９１を搬送する（搬送工程）。より具体的には、搬送機構３０Ｂは、基材９１が一の被成膜箇所Ｐを複数回通過するように該基材９１を搬送経路面Ｌに沿って往復移動させる往復動作と、該一の被成膜箇所Ｐに対して搬送下流側に隣接する他の被成膜箇所Ｐまで基材９１を搬送する送り動作と、を繰り返す。
【０１３３】
搬送機構３０Ｂは、まず、キャリア９０に保持される基材９１が最も搬送上流側（＋Ｘ側）の被成膜箇所Ｐに到達したタイミングで上記往復動作を実行する。
【０１３４】
その結果、基材９１の表面には、まず、最も搬送上流側（＋Ｘ側）のプラズマ処理部５０１Ｂによってプラズマ成膜がなされる。そして、図１２に示す態様での成膜処理を開始して一定期間が経過すると、回転駆動部１９Ｂがモータの回転によって各プラズマ処理部５０Ｂにおける各磁石ユニット２１、２２を回転させる。この回転動作では、各プラズマ処理部５０Ｂにおける各磁石ユニット２１、２２のそれぞれが被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度だけ回転される（図１３）。
【０１３５】
この回転によって、プラズマ処理部５０１Ｂでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置とされる。プラズマ処理部５０２Ｂでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、２０度）だけ回転された配置とされる。プラズマ処理部５０３Ｂでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、４５度）だけ回転された配置とされる。プラズマ処理部５０４Ｂでは、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、９０度）だけ回転された配置とされる。上記回転動作の後も、搬送機構３０Ｂによる基材９１の往復動作およびプラズマ処理部５０１Ｂによるスパッタ成膜が継続される。
【０１３６】
このため、プラズマ処理部５０１Ｂでは、第１実施形態のプラズマ処理部５０における図１２に示す態様（図５に示す態様に相当）および図１３に示す態様（図８に示す態様に相当）での成膜処理が実現される。
【０１３７】
そして、図１３に示す態様での成膜処理を開始して一定期間が経過すると、搬送機構３０Ｂが、一の被成膜箇所Ｐに対して搬送下流側に隣接する他の被成膜箇所Ｐまで基材９１を搬送する送り動作を行う。これにより、該送り動作の直前にプラズマ処理部５０１Ｂの被成膜箇所Ｐに位置した基材９１は、プラズマ処理部５０２Ｂの被成膜箇所Ｐまで搬送される。また、該基材９１に後続する基材９１がプラズマ処理部５０１Ｂの被成膜箇所Ｐまで搬送される。後述の図１４では、先行基材と後続基材とを区別する目的で、先行基材を９１ａと図示し、後続基材を９１ｂと図示する。
【０１３８】
さらに、この送り動作の際に、上記回転動作と同一の回転量で逆向きに各磁石ユニット２１、２２が回転される（図１４）。したがって、図１４における各磁石ユニット２１、２２の配置は、図１２における各磁石ユニット２１、２２の配置と同様となる。
【０１３９】
以降も、搬送機構３０Ｂが、上記往復動作と上記送り動作とを繰り返す。そして、各回転駆動部１９Ｂが、上記往復動作の過程で各磁石ユニット２１、２２を回転させることによって図１２に示す配置から図１３に示す配置とし、上記送り動作の過程で各磁石ユニット２１、２２を逆回転させることによって図１３に示す配置から図１４（図１２）に示す配置とする。
【０１４０】
これにより、各基材９１について、プラズマ処理部５０１Ｂ〜５０４Ｂでの成膜処理が順次に実行される。また、搬送上流側から搬送下流側にかけて、各磁石ユニット２１、２２が略対向配置とされるプラズマ処理部５０１Ｂから各磁石ユニット２１、２２が対応する被成膜箇所Ｐに近づく配置とされるプラズマ処理部５０４Ｂへと、各プラズマ処理部５０１Ｂ〜５０４Ｂ内の各磁石ユニット２１、２２の配置が設定される（図１２〜図１４）。
【０１４１】
このため、第３実施形態においても、第１実施形態と同様、基材９１への成膜レートが相対的に低く基材９１へのプラズマダメージが相対的に小さい成膜処理から、基材９１への成膜レートが相対的に高く基材９１へのプラズマダメージが相対的に大きい成膜処理へと、段階的に移行する。このため、処理対象たる基材９１への直接的なプラズマダメージ（換言すると、成膜処理の序盤で生じうるプラズマダメージ）を抑制しつつ、処理全体としての成膜レートを向上させることができる。
【０１４２】
また、第３実施形態では、搬送機構３０による往復動作と送り動作とを繰り返すことで複数の基材９１を連続搬送しつつ、上記した成膜処理を行う。このため、第３実施形態の態様では、装置全体のスループットを向上することができる。
【０１４３】
＜４  変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。
【０１４４】
図１５は、スパッタリング装置１Ｃのプラズマ処理部５０Ｃおよびその周辺を示す断面模式図である。スパッタリング装置１Ｃは、上記第１実施形態のスパッタリング装置１の変形例に係る装置である。
【０１４５】
図１５に示すように、１つのチムニー６０内に２つのプラズマ処理部５０Ｃが配される構成でも構わない。この場合においても、基材９１への成膜レートが相対的に低く基材９１へのプラズマダメージが相対的に小さい成膜処理から、基材９１への成膜レートが相対的に高く基材９１へのプラズマダメージが相対的に大きい成膜処理へと、段階的に移行する構成であれば、処理対象たる基材９１への直接的なプラズマダメージ（換言すると、成膜処理の序盤で生じうるプラズマダメージ）を抑制しつつ、処理全体としての成膜レートを向上させることができる。
【０１４６】
例えば、スパッタリング装置１Ｃにおいて２つのプラズマ処理部５０Ｃにおける磁石ユニット２１、２２の回転を同期して行う場合、各磁石ユニット２１、２２の配置を対向配置から上向き配置（被成膜箇所Ｐに近づく配置）に徐々に移行させることで、上記した成膜処理を実現することができる。他方、スパッタリング装置１Ｃにおいて２つのプラズマ処理部５０Ｃにおける磁石ユニット２１、２２の回転を個別に行ってもよい。この場合、搬送下流側に配されるプラズマ処理部５０Ｃでの磁石ユニット２１、２２の配置を、搬送上流側に配されるプラズマ処理部５０Ｃでの磁石ユニット２１、２２の配置よりも上向き配置とすることによって、上記した成膜処理を実現することができる。
【０１４７】
上記した各成膜処理は、有機ＥＬ上のカソード電極成膜や太陽電池半導体のパッシベーション成膜など種々の成膜処理に適用可能である。
【０１４８】
以上、実施形態およびその変形例に係るスパッタリング装置およびスパッタリング方法について説明したが、これらは本発明に好ましい実施形態の例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【０１４９】
１，１Ａ〜１Ｃ  スパッタリング装置
５０，５０Ａ〜５０Ｃ，５０１Ａ〜５０４Ａ，５０１Ｂ〜５０４Ｂ  プラズマ処理部
１００  チャンバー
１５１  誘導結合アンテナ
１５３  高周波電源
１６３  スパッター用電源
３０  搬送機構
３１  搬送ローラ
５，６  回転カソード
７  支持棒
８  ベース部材
１６  ターゲット
１９Ａ，１９Ｂ  回転駆動部
２１，２２  磁石ユニット
６０  チムニー
９０  キャリア
９１  基材
５１０  スパッターガス供給部
５２０  反応性ガス供給部
Ｖ  処理空間
【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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