(57)【要約】【課題】基板上に膜を形成する際に、異物の発生を抑制し、膜を良好に形成できる成膜装置を提供する。【解決手段】成膜装置は、ターゲット材料にイオン粒子を照射して、ターゲット材料より膜を形成するためのスパッタ粒子を放出させるスパッタ装置と、基板を保持して移動可能であり、ターゲット材料からのスパッタ粒子が供給可能な位置に基板を配置可能な基板保持部材と、ターゲット材料と基板との間に配置され、ターゲット材料からのスパッタ粒子の少なくとも一部が通過可能な開口を有する所定部材とを備える。所定部材は、ターゲット材料と同じ材料によって形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に膜を形成する成膜装置であって、
ターゲット材料にイオン粒子を照射して、前記ターゲット材料より前記膜を形成するためのスパッタ粒子を放出させるスパッタ装置と、
前記基板を保持して移動可能であり、前記ターゲット材料からの前記スパッタ粒子が供給可能な位置に前記基板を配置可能な基板保持部材と、
前記ターゲット材料と前記基板との間に配置され、前記ターゲット材料からの前記スパッタ粒子の少なくとも一部が通過可能な開口を有する所定部材と、を備え、
前記所定部材は、前記ターゲット材料と同じ材料によって形成されている成膜装置。
【請求項２】
基板の表面に膜を形成する成膜装置であって、
ターゲット材料にイオン粒子を照射して、前記ターゲット材料より前記膜を形成するためのスパッタ粒子を放出させるスパッタ装置と、
前記基板を保持して移動可能であり、前記ターゲット材料からの前記スパッタ粒子が供給可能な位置に前記基板を配置可能な基板保持部材と、
前記ターゲット材料と前記基板との間に配置され、前記ターゲット材料からの前記スパッタ粒子の少なくとも一部が通過可能な開口を有する所定部材と、を備え、
前記所定部材は、前記ターゲット材料の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成されている成膜装置。
【請求項３】
前記基板上における前記スパッタ粒子が供給される供給領域を規定する開口を有する第１部材を備え、
前記所定部材は、前記第１部材を含む請求項１又は２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記基板上における前記スパッタ粒子が供給される供給領域を規定する開口を有する第１部材と、
前記第１部材の表面に前記スパッタ粒子が供給されるのを抑制する第２部材とを備え、
前記所定部材は、前記第２部材を含む請求項１又は２記載の成膜装置。
【請求項５】
前記第２部材を交換する交換装置を備えた請求項４記載の成膜装置。
【請求項６】
前記交換装置は、前記第２部材を着脱可能に保持する保持機構と、前記保持機構に前記第２部材を搬入可能であるとともに前記保持機構から前記第２部材を搬出可能な搬送装置とを含む請求項５記載の成膜装置。
【請求項７】
前記第２部材上の前記スパッタ粒子の量を検出可能な検出装置を備え、
前記交換装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて作動する請求項５又は６記載の成膜装置。
【請求項８】
前記開口は、前記基板の表面よりも小さい請求項１〜７のいずれか一項記載の成膜装置。
【請求項９】
前記基板を第１方向に移動しつつ前記開口を通過した前記スパッタ粒子が前記基板に供給され、
前記開口は、前記第１方向と直交する第２方向に長いスリット状である請求項８記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記第１部材は、前記基板の表面に対して傾斜するように配置され、前記スパッタ粒子が通過可能な複数の通路を有する筒状部材を含み、
前記開口は、前記通路の端を含む請求項８又は９記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記スパッタ装置で発生したプラズマにより生成される荷電粒子を捕捉して、前記基板に前記荷電粒子が供給されるのを抑制する捕捉装置を備えた請求項１〜１０のいずれか一項記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記捕捉装置は、前記開口に配置され、前記スパッタ粒子を通過可能な金属製のメッシュを含む請求項１１記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記捕捉装置は、磁力で前記荷電粒子を捕捉する磁界生成装置を含む請求項１１又は１２記載の成膜装置。
【請求項１４】
前記ターゲット材料は無機材料を含み、
前記開口を通過した前記スパッタ粒子が前記基板の表面に斜め方向から供給されるように、前記ターゲット材料と前記開口と前記基板とが所定の位置関係で配置される請求項１〜１３のいずれか一項記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置は、液晶分子を配向させる配向膜を備えている。配向膜として、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜、すなわち有機配向膜を用いる場合が多いが、近時においては、耐熱性及び耐光性の向上等を目的として、窒化珪素等の無機材料からなる配向膜、すなわち無機配向膜を用いることが提案されている。下記特許文献には、スパッタ法を用いて無機配向膜を形成する成膜装置に関する技術の一例が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１７０７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スパッタ装置は、ターゲット材料にイオン粒子を照射して、ターゲット材料よりスパッタ粒子を放出させ、そのスパッタ粒子を基板に供給することによって、基板上に膜を形成する。ターゲット材料から放出されたスパッタ粒子の一部は基板に供給されるが、別の一部は成膜装置を構成する各種部材の表面に供給される可能性がある。基板以外の部材の表面に供給されたスパッタ粒子がその部材の表面に膜を形成した場合、その膜の一部が部材の表面から剥がれる可能性がある。剥がれた膜は異物として作用し、その異物が基板に付着した場合、基板上に膜を良好に形成することができず、製造されるデバイスの性能が劣化する可能性がある。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基板上に膜を形成する際に、異物の発生を抑制し、膜を良好に形成できる成膜装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
本発明の第１の態様によると、基板の表面に膜を形成する成膜装置であって、ターゲット材料にイオン粒子を照射して、前記ターゲット材料より前記膜を形成するためのスパッタ粒子を放出させるスパッタ装置と、前記基板を保持して移動可能であり、前記ターゲット材料からの前記スパッタ粒子が供給可能な位置に前記基板を配置可能な基板保持部材と、前記ターゲット材料と前記基板との間に配置され、前記ターゲット材料からの前記スパッタ粒子の少なくとも一部が通過可能な開口を有する所定部材と、を備え、前記所定部材は、前記ターゲット材料と同じ材料によって形成されている成膜装置が提供される。
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、ターゲット材料から放出されたスパッタ粒子の少なくとも一部は、所定部材の開口を介して基板上に供給されるので、基板上に膜を良好に形成することができる。ターゲット材料から放出されたスパッタ粒子の別の一部は、所定部材の表面に供給される可能性があり、その供給されたスパッタ粒子によって、所定部材の表面に膜が形成される可能性があるが、所定部材は、ターゲット材料と同じ材料によって形成されているので、所定部材の表面から膜が剥がれるのを抑制することができる。すなわち、所定部材の表面に形成された膜が剥がれる原因の１つとして、所定部材と膜との線膨張係数の違いが挙げられる。所定部材と膜との線膨張係数が大きく異なると、スパッタリング処理において所定部材が高温となる場合、所定部材の膨張量と膜の膨張量との間に大きな差が生じ、所定部材の表面に形成された膜に亀裂（クラック）が発生し、そのクラックの発生によって、膜の一部が所定部材から剥がれる可能性がある。所定部材を、ターゲット材料と同じ材料によって形成することによって、所定部材の表面から膜が剥がれるのを抑制することができる。したがって、異物の発生を抑制することができ、基板上に膜を良好に形成することができる。
【０００７】
本発明の第２の態様によると、基板の表面に膜を形成する成膜装置であって、ターゲット材料にイオン粒子を照射して、前記ターゲット材料より前記膜を形成するためのスパッタ粒子を放出させるスパッタ装置と、前記基板を保持して移動可能であり、前記ターゲット材料からの前記スパッタ粒子が供給可能な位置に前記基板を配置可能な基板保持部材と、前記ターゲット材料と前記基板との間に配置され、前記ターゲット材料からの前記スパッタ粒子の少なくとも一部が通過可能な開口を有する所定部材と、を備え、前記所定部材は、前記ターゲット材料の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成されている成膜装置が提供される。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、ターゲット材料から放出されたスパッタ粒子の少なくとも一部は、所定部材の開口を介して基板上に供給されるので、基板上に膜を良好に形成することができる。ターゲット材料から放出されたスパッタ粒子の別の一部は、所定部材の表面に供給される可能性があり、その供給されたスパッタ粒子によって、所定部材の表面に膜が形成される可能性があるが、所定部材は、ターゲット材料の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成されているので、所定部材の表面から膜が剥がれるのを抑制することができる。すなわち、所定部材の表面に形成された膜が剥がれる原因の１つとして、所定部材と膜との線膨張係数の違いが挙げられる。所定部材と膜との線膨張係数が大きく異なると、スパッタリング処理において所定部材が高温となる場合、所定部材の膨張量と膜の膨張量との間に大きな差が生じ、所定部材の表面に形成された膜に亀裂（クラック）が発生し、そのクラックの発生によって、膜の一部が所定部材から剥がれる可能性がある。所定部材を、ターゲット材料の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成することによって、所定部材の表面から膜が剥がれるのを抑制することができる。したがって、異物の発生を抑制することができ、基板上に膜を良好に形成することができる。
【０００９】
上記態様の成膜装置において、前記基板上における前記スパッタ粒子が供給される供給領域を規定する開口を有する第１部材を備え、前記所定部材は、前記第１部材を含む構成を採用することができる。
【００１０】
これによれば、ターゲット材料と基板との間に、基板上におけるスパッタ粒子が供給される供給領域を規定する開口を有する第１部材が配置されるので、開口によって規定される基板上の所望の供給領域にスパッタ粒子を供給することができる。そして、その第１部材の表面にスパッタ粒子が供給され、その第１部材の表面の少なくとも一部に膜が形成された場合であっても、第１部材は、ターゲット材料と同じ材料又はターゲット材料の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成されているので、その膜が剥がれるのを抑制することができる。したがって、異物の発生を抑制することができ、基板上の所望の領域に膜を良好に形成することができる。
【００１１】
上記態様の成膜装置において、前記基板上における前記スパッタ粒子が供給される供給領域を規定する開口を有する第１部材と、前記第１部材の表面に前記スパッタ粒子が供給されるのを抑制する第２部材とを備え、前記所定部材は、前記第２部材を含む構成を採用することができる。
【００１２】
これによれば、ターゲット材料と基板との間に、基板上におけるスパッタ粒子が供給される供給領域を規定する開口を有する第１部材が配置されるので、開口によって規定される基板上の所望の供給領域にスパッタ粒子を供給することができる。そして、第２部材によって、第１部材の表面にスパッタ粒子が供給されるのを抑制することができ、第１部材の表面に膜が形成されるのを抑制することができる。したがって、第１部材からの異物の発生を抑制することができる。そして、その第２部材の表面にスパッタ粒子が供給され、その第２部材の表面の少なくとも一部に膜が形成された場合であっても、第２部材は、ターゲット材料と同じ材料又はターゲット材料の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成されているので、その膜が剥がれることを抑制することができる。したがって、異物の発生を抑制することができ、基板上の所望の領域に膜を良好に形成することができる。
【００１３】
上記態様の成膜装置において、前記第２部材を交換する交換装置を備えた構成を採用することができる。
【００１４】
これによれば、第２部材を交換する交換装置を設けたので、例えば第２部材の表面に許容量以上の膜が形成された場合には、交換装置を用いて、第２部材を新たなものと交換することができる。したがって、成膜装置内における第２部材からの異物の発生を抑制することができ、基板上に膜を良好に形成することができる。
【００１５】
上記態様の成膜装置において、前記交換装置は、前記第２部材を着脱可能に保持する保持機構と、前記保持機構に前記第２部材を搬入可能であるとともに前記保持機構から前記第２部材を搬出可能な搬送装置とを含む構成を採用することができる。
【００１６】
これによれば、第２部材を新たなものと円滑に交換することができる。
【００１７】
上記態様の成膜装置において、前記第２部材上の前記スパッタ粒子の量を検出可能な検出装置を備え、前記交換装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて作動する構成を採用することができる。
【００１８】
これによれば、第２部材上のスパッタ粒子の量を検出可能な検出装置を設けたので、例えば検出装置の検出結果に基づいて、第２部材の表面に許容量以上の膜が形成されたと判断された場合に、交換装置を用いて、適切なタイミングで、第２部材を新たなものと交換することができる。したがって、成膜装置内における第２部材からの異物の発生を抑制することができ、基板上に膜を良好に形成することができる。
【００１９】
上記態様の成膜装置において、前記開口は、前記基板の表面よりも小さい構成を採用することができる。
【００２０】
これによれば、開口を少なくとも基板の表面よりも十分に小さくすることによって、例えばスパッタ装置で発生したプラズマが基板の表面の広い領域に作用したり（基板の表面の広い領域がプラズマに晒されたり）、そのプラズマにより生成される荷電粒子（電子、イオン状物質等）が基板の表面の広い領域に供給されるのを所定部材で抑制することができる。したがって、それらプラズマ等によって基板がダメージを受けるといった不具合を抑制することができ、基板上に膜を良好に形成することができる。
【００２１】
上記態様の成膜装置において、前記基板を第１方向に移動しつつ前記開口を通過した前記スパッタ粒子が前記基板に供給され、前記開口は、前記第１方向と直交する第２方向に長いスリット状である構成を採用することができる。
【００２２】
これによれば、基板の表面の広い領域において均一な膜を良好に形成することができる。
【００２３】
上記態様の成膜装置において、前記第１部材は、前記基板の表面に対して傾斜するように配置され、前記スパッタ粒子が通過可能な複数の通路を有する筒状部材を含み、前記開口は、前記通路の端を含む構成を採用することができる。
【００２４】
これによれば、基板の表面に対するスパッタ粒子の入射角を規定することができ、基板の表面に所望状態の膜を形成することができる。
【００２５】
上記態様の成膜装置において、前記スパッタ装置で発生したプラズマにより生成される荷電粒子を捕捉して、前記基板に前記荷電粒子が供給されるのを抑制する捕捉装置を備えた構成を採用することができる。
【００２６】
これによれば、プラズマにより生成される荷電粒子（電子、イオン状物質等）を捕捉する捕捉装置を設けたので、荷電粒子が基板に供給されるの抑制することができ、荷電粒子によって基板がダメージを受けるといった不具合を抑制することができ、基板上に膜を良好に形成することができる。
【００２７】
上記態様の成膜装置において、前記捕捉装置は、前記開口に配置され、前記スパッタ粒子を通過可能な金属製のメッシュを含む構成を採用することができる。
【００２８】
これによれば、開口に金属製のメッシュを配置したので、スパッタ粒子は、メッシュの微細な開口を通過して基板に供給され、荷電粒子は、金属製のメッシュによって捕捉されるので、基板上に膜を良好に形成することができる。
【００２９】
上記態様の成膜装置において、前記捕捉装置は、磁力で前記荷電粒子を捕捉する磁界生成装置を含む構成を採用することができる。
【００３０】
これによれば、磁界生成装置を設けたので、荷電粒子は、磁力によって捕捉され、スパッタ粒子は、基板に供給されるので、基板上に膜を良好に形成することができる。
【００３１】
前記ターゲット材料は無機材料を含み、前記開口を通過した前記スパッタ粒子が前記基板の表面に斜め方向から供給されるように、前記ターゲット材料と前記開口と前記基板とが所定の位置関係で配置される構成を採用することができる。
【００３２】
これによれば、所望の形状（所望の角度）で形成された複数の射方柱（カラム、柱状構造体）を含む無機配向膜を基板上に良好に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。そして、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
【００３４】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る成膜装置１を示す概略構成図である。本実施形態においては、成膜装置１は、スパッタ法に基づいて、基板Ｗの表面に膜を形成可能である。以下の説明においては、成膜装置１が、液晶装置の少なくとも一部となる基板Ｗの表面に無機材料からなる無機配向膜Ｍを形成する成膜装置である場合を例にして説明する。
【００３５】
図１において、成膜装置１は、ターゲット材料Ｔにイオン粒子ｐ１を照射して、ターゲット材料Ｔより無機配向膜Ｍを形成するためのスパッタ粒子ｐ２を放出させるスパッタ装置２と、基板Ｗを保持して移動可能であり、ターゲット材料Ｔからのスパッタ粒子ｐ２が供給可能な位置に基板Ｗを配置可能な基板ステージ３と、ターゲット材料Ｔと基板Ｗとの間に配置され、ターゲット材料Ｔからのスパッタ粒子ｐ２の少なくとも一部が通過可能な開口４Ｋ、５Ｋを有する所定部材４、５と、成膜装置１全体の動作を制御する制御装置６とを備えている。
【００３６】
本実施形態においては、所定部材４、５は、ターゲット材料Ｔと同じ材料によって形成されている。本実施形態においては、ターゲット材料Ｔは、無機材料を含み、所定部材４、５も、無機材料を含む。本実施形態においては、ターゲット材料Ｔは、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を含み、所定部材４、５も、二酸化珪素（ＳｉＯ２）を含む。なお、ターゲット材料Ｔは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含んでもよい。その場合、所定部材４、５も、ターゲット材料Ｔと同様、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を含む。
【００３７】
成膜装置１は、第１チャンバ（基板処理チャンバ、成膜室）７を備えており、スパッタ装置２の少なくとも一部、及び基板ステージ３のそれぞれは、第１チャンバ７の内側に配置されている。成膜装置１は、第１チャンバ７の内側において、スパッタ装置２を用いて、基板Ｗの表面に無機配向膜Ｍを形成する。第１チャンバ７には、その第１チャンバ７内の環境を調整する第１空調ユニット７Ｌが接続されている。本実施形態においては、第１空調ユニット７Ｌは、排気機構（真空システム）を含み、第１チャンバ７の内側の空間は、第１空調ユニット７Ｌによって、真空状態に調整される。
【００３８】
また、本実施形態においては、第１チャンバ７には、第２チャンバ（ロードロックチャンバ）８が接続されている。第２チャンバ８には、基板ステージ３に基板Ｗを搬入可能であるとともに、基板ステージ３から基板Ｗを搬出可能な搬送装置９が配置されている。第２チャンバ８には、その第２チャンバ８内の環境を調整する第２空調ユニット８Ｌが接続されている。本実施形態においては、第２空調ユニット８Ｌは、排気機構（真空システム）を含み、第２チャンバ８の内側の空間は、第２空調ユニット８Ｌによって、真空状態に調整される。
【００３９】
第１チャンバ７と第２チャンバ８とは通路（ゲート）１０を介して接続されており、その通路１０には、通路１０を開閉可能な扉（バルブ）１１が配置されている。制御装置６は、搬送装置９を用いて基板ステージ３との間で基板Ｗを搬送する場合、扉１１を駆動して通路１０を開ける。また、制御装置６は、基板ステージ３に保持されている基板Ｗを処理（成膜処理）する場合、扉１１を駆動して通路１０を閉じる。
【００４０】
スパッタ装置２は、ＲＦスパッタ装置を含み、高周波電源２Ａと、高周波電源２Ａに接続され、ターゲット材料Ｔを保持可能な電極２Ｂとを有する。スパッタ装置２は、第１チャンバ７内におけるターゲット材料Ｔの近傍、本実施形態においては、ターゲット材料Ｔの−Ｚ側の所定領域において、プラズマを発生させる。また、スパッタ装置２は、プラズマが発生したプラズマ発生領域ＰＵに、アルゴンガス（Ａｒガス）及び酸素ガス（Ｏ２ガス）の少なくとも一方を放電用ガスとして供給可能である。スパッタ装置２は、プラズマ発生領域ＰＵに放電用ガスを供給することによって、その放電用ガスに基づくイオン粒子ｐ１を生成する。スパッタ装置２は、生成したイオン粒子ｐ１をターゲット材料Ｔに照射して、ターゲット材料Ｔより、無機配向膜Ｍを形成するためのスパッタ粒子ｐ２を放出させる。
【００４１】
本実施形態においては、ターゲット材料Ｔは、直方体状であり、電極２Ｂは、プラズマ発生領域ＰＵと対向するターゲット材料Ｔの下面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、ターゲット材料Ｔを保持する。また、本実施形態においては、ＸＹ平面内におけるターゲット材料Ｔの下面の形状は、Ｙ軸方向に長い長方形状である。
【００４２】
基板ステージ３は、基板Ｗを保持可能なホルダ部材３Ａと、その基板Ｗを保持したホルダ部材３ＡをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能な駆動機構３Ｂとを有する。すなわち、基板ステージ３は、ホルダ部材３Ａで保持した基板Ｗを、駆動機構３Ｂを用いて６自由度の方向に移動可能である。基板ステージ３は、無機配向膜Ｍが形成される基板Ｗの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、ホルダ部材３Ａで基板Ｗを保持する。
【００４３】
成膜装置１は、基板ステージ３のホルダ部材３Ａで保持した基板Ｗの温度を調整可能な温度調整装置１２を備えている。温度調整装置１２は、ホルダ部材３Ａで保持した基板Ｗを加熱可能な加熱装置１２Ａと、ホルダ部材３Ａで保持した基板Ｗを冷却可能な冷却装置１２Ｂとを有する。加熱装置１２Ａは、例えばホルダ部材３Ａの内部に配置された電熱線等のヒータ部材を含む。冷却装置１２Ｂは、例えばホルダ部材３Ａの内部に配置された冷媒が流れる流路形成部材を含む。加熱装置１２Ａ及び冷却装置１２Ｂを含む温度調整装置１２は、ホルダ部材３Ａの温度を調整し、そのホルダ部材３Ａを介して、ホルダ部材３Ａに保持された基板Ｗを所望の温度に調整可能である。
【００４４】
所定部材４は、スパッタ装置２の電極２Ｂによって保持されるターゲット材料Ｔと、基板ステージ３のホルダ部材３Ａによって保持される基板Ｗとの間に配置されている。
【００４５】
所定部材４は、ターゲット材料Ｔからのスパッタ粒子ｐ２の少なくとも一部が通過可能な開口４Ｋを有している。開口４Ｋは、基板Ｗ上におけるスパッタ粒子ｐ２が供給される供給領域ＡＰを規定する。本実施形態においては、ＸＹ平面内における開口４Ｋの形状は、Ｙ軸方向に長いスリット状である。また、ＸＹ平面内における開口４Ｋの大きさは、基板Ｗの表面の大きさよりも小さい。
【００４６】
ここで、以下の説明において、基板Ｗ上におけるスパッタ粒子ｐ２が供給される供給領域ＡＰを規定するスリット状の開口４Ｋを有する所定部材４を適宜、スリット部材４、と称する。
【００４７】
スリット部材４の開口４Ｋは、ターゲット材料Ｔの下面のＺ軸とほぼ平行な法線に対して＋Ｘ方向に所定距離離れた位置に形成されている。そして、ターゲット材料Ｔの下面の中心と交わるその下面の法線と、ターゲット材料Ｔの下面の中心と開口４Ｋの中心とを結ぶ線とがなす角度θは、基板Ｗの表面に形成される無機配向膜Ｍの目標形状に応じて定められる。本実施形態においては、角度θは、約４５度に設定されている。
【００４８】
所定部材５は、スパッタ装置２の電極２Ｂによって保持されるターゲット材料Ｔと、基板ステージ３のホルダ部材３Ａによって保持される基板Ｗとの間に配置されている。
【００４９】
所定部材５は、ターゲット材料Ｔからのスパッタ粒子ｐ２の少なくとも一部が通過可能な開口５Ｋを有している。所定部材５は、無機配向膜Ｍが形成される基板Ｗの表面に対して傾斜するように配置され、スパッタ粒子ｐ２が通過可能な複数の通路５Ｇを有している。開口５Ｋは、その所定部材５の通路５Ｇの上端及び下端のそれぞれに形成されている。所定部材５は、複数の筒状の部材を組み合わせたものである。
【００５０】
ここで、以下の説明において、基板Ｗの表面に対して傾斜するように配置され、スパッタ粒子ｐ２が通過可能な複数の通路５Ｇを有する所定部材５を適宜、筒状部材５、と称する。
【００５１】
図２は、スリット部材４の開口４Ｋの近傍を示す模式図である。図１及び図２に示すように、筒状部材５は、スリット部材４の開口４Ｋの近傍に配置されている。筒状部材５の複数の開口５Ｋのそれぞれは、基板Ｗ上におけるスパッタ粒子ｐ２に供給される供給領域ＡＰを規定する。本実施形態においては、ＸＹ平面内における筒状部材５の開口５Ｋのそれぞれの形状は、六角形状である。また、ＸＹ平面内における開口５Ｋそれぞれの大きさは、基板Ｗの表面の大きさよりも小さい。
【００５２】
また、本実施形態においては、筒状部材５は、筒状部材５の複数の通路５Ｇのそれぞれ中心軸と、ターゲット材料Ｔの下面の中心とスリット部材４の開口４Ｋの中心とを結ぶ線とがほぼ平行となるように、スリット部材４の開口４Ｋの近傍に配置されている。すなわち、筒状部材５の複数の通路５Ｇのそれぞれは、ＸＹ平面とほぼ平行な基板Ｗの表面に対して角度θ（約４５度）傾斜するように配置されている。
【００５３】
本実施形態においては、筒状部材５は、スリット部材４の開口４Ｋの−Ｚ側に配置されている。また、ＸＹ平面内における筒状部材５の外形は、スリット部材４の開口４Ｋよりも大きい。
【００５４】
本実施形態においては、筒状部材５は、六角形の筒状の部材を並列に複数組み合わせたものであって、それら複数の六角形の筒状の部材を組み合わせることによって、筒状部材５は、いわゆるハニカム構造（最密充填構造）を形成する。筒状部材５をハニカム構造にすることによって、筒状部材５の外形の大型化を抑制しつつ、通路５Ｇを大きくすることができる。したがって、通路５Ｇにおける圧力損失を小さくすることができ、スパッタ粒子ｐ２は、通路５Ｇを円滑に通過可能である。なお、本実施形態においては、通路５Ｇの長さは、例えば１ｃｍ〜２０ｃｍである。
【００５５】
また、成膜装置１は、スパッタ装置２で発生したプラズマにより生成される荷電粒子ｐ３を捕捉して、基板Ｗに荷電粒子ｐ３が供給されるのを抑制する捕捉装置１３を備えている。本実施形態においては、捕捉装置１３は、開口５Ｋに配置され、荷電粒子ｐ３を捕捉可能であるとともに、スパッタ粒子ｐ２を通過可能な金属製のメッシュ１４を含む。メッシュ１４は、アルミニウム等の非磁性金属によって形成されている。
【００５６】
メッシュ１４は、スリット部材４の開口４Ｋの−Ｚ側に配置されている。また、ＸＹ平面内におけるメッシュ１４の外形は、スリット部材４の開口４Ｋよりも大きい。すなわち、メッシュ１４は、スリット部材４の開口４Ｋを覆うように配置されている。そして、本実施形態においては、スリット部材４の開口４Ｋを通過したスパッタ粒子ｐ２の全てが、メッシュ１４に供給される。また、メッシュ１４は、接地（アース）されている。
【００５７】
筒状部材５は、メッシュ１４よりも−Ｚ側に配置されている。すなわち、本実施形態においては、スリット部材４と筒状部材５との間に、メッシュ１４が配置されている。なお、図２においては、見やすくするため、メッシュ１４の一部を破断して図示してある。
【００５８】
また、上述のように、ＸＹ平面内における筒状部材５の外形は、スリット部材４の開口４Ｋよりも大きい。すなわち、本実施形態においては、スリット部材４の開口４Ｋを通過したスパッタ粒子ｐ２の大部分は、メッシュ１４を介して、筒状部材５の上端に供給される。そして、筒状部材５の上端に供給されたスパッタ粒子ｐ２は、上端の複数の開口５Ｋのそれぞれを介して、複数の通路５Ｇのそれぞれに流入する。通路５Ｇに流入したスパッタ粒子ｐ２は、通路５Ｇを通過した後、下端の複数の開口５Ｋのそれぞれを介して、基板Ｗ上に供給される。
【００５９】
次に、上述の構成を有する成膜装置１を用いて、基板Ｗの表面に無機配向膜Ｍを形成する方法について説明する。
【００６０】
まず、成膜処理されるべき基板Ｗが、所定の処理装置１５（図１参照）から第２チャンバ８内に供給される。処理装置１５は、基板Ｗの基材（例えばガラス基板）上に所定の機能膜を形成可能であり、本実施形態においては、基板Ｗ上には、処理装置１５によって、例えばＩＴＯ等の透明導電膜が予め形成されている。基板Ｗが第２チャンバ８内に供給された後、第２チャンバ８内は、真空状態に調整される。また、制御装置６は、第１空調ユニット７Ｌを制御して、第１チャンバ７内を真空状態に調整する。
【００６１】
制御装置６は、搬送装置９を用いて、基板Ｗを第１チャンバ７内に搬送し、基板ステージ３のホルダ部材３Ａに基板Ｗを搬入（ロード）する。ホルダ部材３Ａは、基板Ｗを保持する。そして、制御装置６は、温度調整装置１２の加熱装置１２Ａを用いて、ホルダ部材３Ａに保持されている基板Ｗを、例えば２５０℃〜３００℃で加熱し、基板Ｗの表面に付着している水分を除去する脱水処理、及び基板Ｗの表面に付着しているガスを除去する脱ガス処理の少なくとも一方を実行する。
【００６２】
制御装置６は、加熱装置１２Ａによる加熱処理を実行した後、スパッタリングによる基板Ｗの温度上昇を抑制するため、温度調整装置１２の冷却装置１２Ｂを用いて、ホルダ部材３Ａに保持されている基板Ｗを所定の温度（例えば２３度程度の室温）に調整する。なお、このとき、制御装置６は、基板Ｗを所定の温度（室温）に調整するために、加熱装置１２Ａと冷却装置１２Ｂとを並行して作動させてもよい。
【００６３】
制御装置６は、基板Ｗを所定の温度に調整した後、スパッタ装置２を用いて、ターゲット材料Ｔをスパッタリングする。すなわち、制御装置６は、第１チャンバ７内に、アルゴンガス及び酸素ガスの少なくとも一方を含む放電用ガスを、単位時間当たり所定量で供給するとともに、第１空調ユニット７Ｌを用いて、第１チャンバ７内を所定の圧力（例えば１〜１０Ｐａ）に調整する。そして、制御装置６は、スパッタ装置２の高周波電源２Ａより、ターゲット材料Ｔを保持している電極２Ｂに電力を供給し、第１チャンバ７内におけるターゲット材料Ｔの近傍の所定領域において、プラズマを発生させる。
【００６４】
プラズマ発生領域ＰＵに放電用ガスが供給されることによって、その放電用ガスに基づくイオン粒子ｐ１が生成される。生成されたイオン粒子ｐ１は、ターゲット材料Ｔに照射される。ターゲット材料Ｔにイオン粒子ｐ２が照射されることによって、そのターゲット材料Ｔから、無機配向膜Ｍを形成するためのスパッタ粒子ｐ２が放出される。
【００６５】
なお、プラズマ発生領域ＰＵにおいて、酸素ラジカル、酸素の負イオンが発生するため、第１チャンバ７内（プラズマ発生領域ＰＵ）に対する酸素ガスの供給を実行しないようにしてもよい。また、制御装置６は、スパッタリング処理中において、必要に応じて温度調整装置１２を用いて、基板Ｗの温度の調整を実行する。
【００６６】
図３は、スリット部材４の開口４Ｋ近傍を拡大した模式図である。ターゲット材料Ｔより放出されたスパッタ粒子ｐ２の少なくとも一部は、スリット部材４の開口４Ｋを通過する。スリット部材４の開口４Ｋを通過したスパッタ粒子ｐ２は、メッシュ１４を通過した後、筒状部材５の上端の開口５Ｋに供給される。筒状部材５の上端の開口５Ｋに供給されたスパッタ粒子ｐ２は、上端の複数の開口５Ｋのそれぞれを介して、複数の通路５Ｇのそれぞれに流入する。
【００６７】
本実施形態においては、スリット部材４と筒状部材５との間に、開口４Ｋを覆うように、アースされた金属製のメッシュ１４が配置されており、プラズマにより生成される電子、イオン状物質等の荷電粒子ｐ３は、基板Ｗに供給される前に、メッシュ１４で捕捉される。
【００６８】
制御装置６は、基板ステージ３を用いて、ターゲット材料Ｔからのスパッタ粒子ｐ２が供給可能な位置に基板Ｗを配置する。具体的には、制御装置６は、筒状部材５の下端の開口５Ｋと対向する位置に、基板Ｗを配置する。筒状部材５の上端の開口５Ｋを介して通路５Ｇに流入し、その通路５Ｇを通過したスパッタ粒子ｐ２は、下端の複数の開口５Ｋのそれぞれを介して、基板Ｗ上に供給される。
【００６９】
図４は、ターゲット材料Ｔと開口４Ｋ、５Ｋと基板Ｗ上の供給領域ＡＰとの位置関係、及びそれぞれの形状を説明するための模式図である。上述のように、本実施形態においては、ＸＹ平面内におけるターゲット材料Ｔの下面の形状は、Ｙ軸方向に長い長方形状である。また、ＸＹ平面内におけるスリット部材４の開口４Ｋの形状は、Ｙ軸方向に長いスリット状（矩形状、長方形状）である。また、基板Ｗ上におけるスパッタ粒子ｐ２が供給されるＸＹ平面内における供給領域ＡＰの形状は、開口４Ｋに応じて、Ｙ軸方向に長い長方形状である。また、ＸＹ平面内におけるスリット部材４の開口４Ｋの大きさは、基板Ｗの表面の大きさよりも小さく、ＸＹ平面内における筒状部材５の開口５Ｋのそれぞれの大きさも、基板Ｗの表面の大きさよりも十分に小さい。
【００７０】
そして、本実施形態においては、制御装置６は、基板ステージ３を用いて基板ＷをＸ軸方向に移動しつつ、スパッタ装置２を用いたスパッタリング処理を実行する。すなわち、本実施形態においては、基板ＷをＸ軸方向に移動しつつ、開口４Ｋ、５Ｋを介したスパッタ粒子ｐ２が、基板Ｗの表面に連続的に供給される。
【００７１】
スパッタリングを実行することによって、ターゲット材料Ｔからは、スパッタ粒子ｐ２が放射状に放出される。本実施形態においては、ターゲット材料Ｔと基板Ｗとの間に、基板Ｗ上における供給領域ＡＰを規定する開口４Ｋを有するスリット部材４が配置されているので、ターゲット材料Ｔから放出されたスパッタ粒子ｐ２のうち、スリット部材ｐ２の開口４Ｋを通過する一部のスパッタ粒子ｐ２のみが、基板Ｗ上に供給される。また、ターゲット材料Ｔと基板Ｗとの間には、基板Ｗ上における供給領域ＡＰを規定する開口５Ｋを有する筒状部材５も配置されているので、ターゲット材料Ｔから放出されたスパッタ粒子ｐ２の少なくとも一部は、基板Ｗ上の供給領域ＡＰに良好に供給される。
【００７２】
また、本実施形態においては、開口４Ｋ、５Ｋを通過したスパッタ粒子ｐ２が基板Ｗの表面に斜め方向から供給されるように、ターゲット材料Ｔと開口４Ｋ、５Ｋと基板Ｗとが所定の位置関係で配置されている。具体的には、上述のように、ターゲット材料Ｔの下面の中心と交わるその下面の法線と、ターゲット材料Ｔの下面の中心と開口４Ｋの中心とを結ぶ線とが角度θ（例えば４５度）に定められており、筒状部材５の複数の通路５Ｇのそれぞれが、基板Ｗの表面（ＸＹ平面）に対して角度θ（約４５度）傾斜するように配置されている。したがって、開口４Ｋ、５Ｋを通過したスパッタ粒子ｐ２は、基板Ｗの表面に対して角度θ（４５度）傾斜した斜め方向から、その基板Ｗの表面に供給される。すなわち、基板Ｗの表面には、入射角θでスパッタ粒子ｐ２が供給される。これにより、基板Ｗの表面には、所望の角度で傾くように形成された複数の射方柱（カラム、柱状構造体）を含む無機配向膜Ｍが形成される。
【００７３】
また、ターゲット材料Ｔ（プラズマ発生領域ＰＵ）と基板Ｗとの間には、スリット部材４及び筒状部材５が配置されているので、基板Ｗがプラズマに晒されるのを抑制することができ、プラズマの影響が基板Ｗ側に及ぶのを抑制することができる。スリット部材４の開口４Ｋ、筒状部材５Ｋの開口５Ｋは、少なくとも基板Ｗの表面に対して十分に小さいので、開口４Ｋ、５Ｋを介してプラズマの一部が基板Ｗ側に漏れ出るのを抑え、基板Ｗに及ぼされるプラズマの影響を最小限に抑えることができる。
【００７４】
ターゲット材料Ｔから放出されたスパッタ粒子ｐ２のうち、スリット部材４の開口４Ｋ、及び筒状部材５の開口５Ｋを通過しない一部のスパッタ粒子ｐ２は、例えばスリット部材４の表面の少なくとも一部（例えばターゲット材料Ｔと対向する＋Ｚ側の面）に供給されたり、筒状部材５の表面の少なくとも一部に供給される可能性がある。例えば、スリット部材４の＋Ｚ側の面（上面）に供給されたスパッタ粒子ｐ２は、そのスリット部材４の上面に膜Ｍ’（図３参照）を形成する可能性がある。
【００７５】
本実施形態においては、スリット部材４は、ターゲット材料Ｔと同じ材料によって形成されているので、スリット部材４の表面から、膜Ｍ’の一部が剥がれるのを抑制することができる。すなわち、スリット部材４に形成された膜Ｍ’の一部が剥がれる原因の１つとして、スリット部材４と膜Ｍ’との線膨張係数（熱膨張係数）の違いが挙げられる。スパッタリング処理において、スリット部材４が高温となる場合、スリット部材４と膜Ｍ’との線膨張係数が大きく異なると、スリット部材４の膨張量と膜Ｍ’の膨張量との間に大きな差が生じ、スリット部材４の表面に付着していた膜Ｍ’に亀裂（クラック）が発生し、そのクラックの発生によって、膜Ｍ’の一部がスリット部材４から剥がれる可能性がある。すなわち、スリット部材４の線膨張係数と、そのスリット部材４の表面に形成された膜Ｍ’の線膨張係数とが大きく異なると、スリット部材４の温度が大きく変化したときに（高温になったときに）、膜Ｍ’にクラックが発生し、膜Ｍ’の少なくとも一部がスリット部材４から剥がれやすくなる可能性がある。スリット部材４から剥がれた膜Ｍ’は異物として作用し、その異物（膜Ｍ’の一部）が基板Ｗに付着すると、基板Ｗに基づいて製造されるデバイスの性能が劣化する。
【００７６】
本実施形態においては、スリット部材４及び筒状部材５等、基板Ｗ以外のスパッタ粒子ｐ２が供給される可能性のある部材（スパッタ粒子ｐ２が通過可能な開口を有する部材）を、ターゲット材料Ｔと同じ材料によって形成したので、ターゲット材料Ｔから放出されたスパッタ粒子ｐ２がその部材４、５の表面に膜Ｍ’を形成した場合でも、その部材４、５の線膨張係数と、その部材４、５の表面に形成される膜Ｍ’の線膨張係数とはほぼ等しいので、膜Ｍ’が形成されたスリット部材４の温度が大きく変化した場合でも、膜Ｍ’におけるクラックの発生、膜Ｍ’のスリット部材４からの剥がれ等を抑制することができる。したがって、基板Ｗ上に膜Ｍ’を良好に形成することができ、その基板Ｗに基づいて、所望の性能を有するデバイスを製造することができる。
【００７７】
以上説明したように、スパッタ粒子ｐ２が供給される可能性がある基板Ｗ以外の部材４、５を、ターゲット材料Ｔと同じ材料で形成することによって、その部材４，５の表面にスパッタ粒子ｐ２に基づいて膜Ｍ’が形成されても、その膜Ｍ’が部材４、５から剥がれるのを抑制することができる。したがって、異物の発生を抑制することができ、基板Ｗ上に膜を良好に形成することができる。
【００７８】
また、本実施形態においては、部材４、５に形成される膜Ｍ’は、その部材４、５から剥がれにくいので、例えばその部材４、５に形成される膜Ｍ’の量（厚み等）がある程度多くなるまで、部材４、５のメンテナンス作業等を実行しなくても許容される。換言すれば、本実施形態においては、部材４、５の表面に形成される膜Ｍ’の許容量（許容厚み）を大きくすることができる。したがって、部材４、５等のメンテナンス作業を実行する周期を長くすることができたり、メンテナンス作業を簡易に行うことができる。したがって、メンテナンス作業に起因するデバイス生産性の劣化を抑制し、デバイス生産性の向上を図ることができる。
【００７９】
なお、本実施形態においては、メッシュ１４はターゲット材料Ｔと異なる材料によって形成されているが、メッシュ１４の交換作業、メンテナンス作業等は、スリット部材４の交換作業、メンテナンス作業等に比べて短時間で簡易に実行可能であり、デバイス生産性の大幅な劣化を抑制することができる。
【００８０】
また、本実施形態においては、ターゲット材料Ｔ（プラズマ発生領域ＰＵ）と、基板Ｗとの間にスリット部材４が配置されているので、例えばスパッタ装置２で発生したプラズマが基板Ｗの表面の広い領域に作用したり（基板Ｗの表面の広い領域がプラズマに晒されたり）、そのプラズマにより生成される荷電粒子（電子、イオン状物質等）が基板Ｗの表面の広い領域に供給されるのを抑制することができる。また、スリット部材４に形成されている開口４Ｋは、少なくとも基板Ｗの表面に比べて十分に小さく、基板Ｗの表面の広い領域がプラズマに晒されたり、荷電粒子が基板Ｗに容易に供給されるのを抑制することができる。したがって、プラズマ、荷電粒子等によって基板Ｗがダメージを受けるといった不具合を抑制することができ、基板Ｗ上に膜を良好に形成することができる。
【００８１】
また、本実施形態においては、スパッタ装置２で発生したプラズマにより生成される荷電粒子ｐ３をメッシュ１４で捕捉しているので、荷電粒子ｐ３が基板Ｗに供給されるの抑制することができ、荷電粒子ｐ３によって基板Ｗがダメージを受けるといった不具合を抑制することができ、基板Ｗ上に膜を良好に形成することができる。上述のように、スリット部材４の開口４Ｋは小さく、この開口４Ｋから基板Ｗ側にプラズマが漏れ出たり、荷電粒子ｐ３が基板Ｗ側に供給されるのを抑制しているが、この開口４Ｋを覆うように金属製のメッシュ１４を配置することによって、より一層、基板Ｗに対するプラズマ、荷電粒子ｐ３等の影響を抑制することができる。そして、開口４Ｋ及びメッシュ１４を介して、スパッタ粒子ｐ２のみが基板Ｗに供給され、基板Ｗに対するプラズマ、荷電粒子ｐ３等の供給等を抑制することができる。また、本実施形態においては、メッシュ１４の開口の大きさ（直径）は、例えば２〜３ｍｍであり、プラズマ、荷電粒子ｐ３等が基板Ｗに供給されるのを十分に抑えることができる。
【００８２】
また、本実施形態においては、基板Ｗの表面に対して傾斜するように配置され、スパッタ粒子ｐ２が通過可能な複数の通路５Ｇを有する筒状部材５を設けたので、基板Ｗの表面に対するスパッタ粒子ｐ２の入射角θを規定することができ、基板Ｗの表面に所望状態の膜を形成することができる。
【００８３】
そして、形成しようとする無機配向膜Ｍの目標形状（射方柱の目標角度）に応じて、通路５Ｇの角度、あるいはターゲット材料Ｔと開口４Ｋとの位置関係を規定することによって、所望の形状（角度）を有する複数の射方柱を含む無機配向膜Ｍを基板Ｗ上に良好に形成することができる。したがって、配向性が良好な無機配向膜Ｍを形成することができる。したがって、無機配向膜Ｍを備えた液晶装置は、液晶分子のプレチルト角を良好に制御することができる。また、配向性が良好な無機配向膜Ｍを用いて、液晶分子のプレチルト角を良好に制御することができるので、例えば液晶分子の配向状態をＴＮモードからＶＡモードまで自在に制御することができる。
【００８４】
また、本実施形態においては、基板ＷをＸ軸方向に移動しつつ、Ｙ軸方向に長いスリット状の開口４Ｋを通過したスパッタ粒子ｐ２が連続的に基板Ｗに供給されるので、基板Ｗの表面の広い領域において、開口４Ｋに応じた幅の均一な膜を良好に高い生産性で形成することができる。
【００８５】
また、本実施形態においては、基板Ｗの温度を調整可能な加熱装置１２Ａ及び冷却装置１２Ｂを含む温調装置１２を設けたので、例えば成膜時に基板Ｗを所定温度（例えば室温）に調整することによって、スパッタリングによって基板Ｗ上に付着したスパッタ粒子ｐ２の基板Ｗ上での拡散（マイグレーション）を抑制することができる。したがって、無機配向膜Ｍの射方柱の一方向への成長を促進できる。したがって、良好な配向性を有する無機配向膜Ｍを形成することができる。
【００８６】
また、本実施形態においては、ＲＦスパッタ装置（スパッタ装置２）によるスパッタ法を採用しているので、例えば蒸着法、イオンビームスパッタ法に比べて、低い真空度で成膜することができる。
【００８７】
また、本実施形態においては、例えば蒸着法に比べて低い真空度で成膜することができ、成膜材料（配向膜材料）の平均自由行程を短くすることができる。したがって、蒸着法を採用した場合に比べて、第１チャンバ（成膜室）７等を小型化することができる。
【００８８】
また、本実施形態においては、スパッタ法に基づいて基板Ｗ上に膜を形成しており、ターゲット材料Ｔから放出されるスパッタ粒子ｐ２が持つエネルギーは例えば１０ｅＶである。一方、蒸着法に基づいて膜を形成する場合、蒸着源から発生するクラスター状粒子が持つエネルギーは例えば０．１ｅＶである。このように、スパッタ粒子ｐ２の持つエネルギーは、蒸着法によるクラスター状粒子に比べて十分に大きいので、スパッタ粒子ｐ２は、蒸着法によるクラスター状粒子に比べて、基板Ｗに対する高い密着性を有する。したがって、蒸着法によるクラスター状粒子に基づいて、成膜室の内壁面等、基板以外の各種部材の表面に膜が形成された場合には、その膜の一部が剥がれやすいので、異物が発生し易い可能性がある。スパッタ法によるスパッタ粒子ｐ２に基づく膜は、クラスター状粒子に基づく膜に比べて剥がれ難く、異物を発生し難い。
【００８９】
なお、本実施形態においては、メッシュ１４は、スリット部材４と筒状部材５との間に配置されているが、例えば図５に示すように、筒状部材５と基板Ｗとの間に配置してもよい。この場合においても、荷電粒子ｐ３等は、基板Ｗに供給される前に、メッシュ１４で捕捉される。
【００９０】
なお、本実施形態においては、メッシュ１４によって、基板Ｗに荷電粒子ｐ３等が供給されるのを抑制しているが、開口４Ｋ、５Ｋの形状、大きさ等によって、基板Ｗに対する荷電粒子ｐ３の供給量を許容値以下に抑えることができるのであれば、メッシュ１４を省略してもよい。
【００９１】
なお、本実施形態においては、筒状部材５は、スリット部材４の−Ｚ側、すなわちスリット部材４と基板Ｗとの間に配置されているが、例えば図６に示すように、スリット部材４とターゲット材料Ｔとの間に配置されてもよい。
【００９２】
なお、本実施形態においては、スリット部材４の開口４Ｋに筒状部材５が配置されており、その筒状部材５によって、基板Ｗの表面に対するスパッタ粒子ｐ２の入射角θが良好に制御されるが、筒状部材５を省略し、スリット部材４の開口４Ｋのみによって、供給領域ＡＰを所望の形状に規定できるのであれば、筒状部材５を省略してもよい。
【００９３】
なお、本実施形態においては、プラズマ発生領域ＰＵと対向するターゲット材料Ｔの下面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、ターゲット材料Ｔが電極２Ｂに保持されているが、例えば図７に示すように、ターゲット材料Ｔの下面の法線とＸＹ平面とがなす角度が、角度θ（約４５度）となるように、ターゲット材料Ｔを配置するようにしてもよい。
【００９４】
なお、本実施形態においては、所定の角度の射方柱を有する無機配向膜Ｍを形成するために、ターゲット材料Ｔと開口４Ｋと基板Ｗとの位置関係を最適化して、スパッタ粒子ｐ２を基板Ｗの表面に斜め方向から供給しているが、形成しようとする膜Ｍに応じて、スパッタ粒子ｐ２は、必ずしも基板Ｗの表面に斜め方向から供給されなくてもよい。
【００９５】
なお、本実施形態においては、スパッタ装置２としてＲＦスパッタ装置を用いたが、ＤＣスパッタ装置などの他のスパッタ装置を用いることも可能である。
【００９６】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００９７】
上述の第１実施形態においては、所定部材４、５の表面に形成された膜Ｍ’が剥がれるのを抑制するために、所定部材４、５を、ターゲット材料Ｔと同じ材料によって形成しているが、所定部材４、５の表面に形成された膜Ｍ’が剥がれるのを抑制するために、所定部材４、５を、ターゲット材料Ｔの線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成してもよい。例えば、ターゲット材料Ｔがアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である場合には、所定部材４、５を、アルミナの線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する、例えば硫化亜鉛（ＺｎＳ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ジンクセレナイド（ＺｎＳｅ）等によって形成することができる。こうすることによっても、所定部材４、５の表面に、ターゲット材料Ｔから放射されたスパッタ粒子ｐ２に基づく膜Ｍ’が形成されても、その膜Ｍ’が所定部材４、５から剥がれるのを抑制することができる。したがって、異物の発生を抑制することができ、基板Ｗの表面に膜（無機配向膜）Ｍを良好に形成することができる。
【００９８】
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態について説明する。図８は、第３実施形態に係る成膜装置１を示す概略構成図である。本実施形態の特徴的な部分は、成膜装置１が、基板Ｗ上におけるスパッタ粒子ｐ２が供給される供給領域ＡＰを規定する開口４Ｋを有するスリット部材４と、スリット部材４の表面にスパッタ粒子ｐ２が供給されるのを抑制する抑制部材１６とを備えた点にある。
【００９９】
図８において、成膜装置１は、スリット部材４の表面にスパッタ粒子ｐ２が供給されるのを抑制する抑制部材１６を備えている。本実施形態においては、抑制部材１６は、ターゲット材料Ｔとスリット部材４との間に配置されている。抑制部材１６は、板状の部材であって、ターゲット材料Ｔと対向するスリット部材４の＋Ｚ側の上面を覆うように配置されている。また、抑制部材１６は、ターゲット材料Ｔから放出されたスパッタ粒子ｐ２がスリット部材４の開口４Ｋに供給されるのを妨げないように、その開口４Ｋに対応した開口１６Ｋを有している。
【０１００】
そして、本実施形態においては、抑制部材１６が、ターゲット材料Ｔと同じ材料によって形成されている。例えば、ターゲット材料Ｔが二酸化珪素（ＳｉＯ２）で形成されている場合、抑制部材１６も、ターゲット材料Ｔと同様、二酸化珪素（ＳｉＯ２）で形成され、ターゲット材料Ｔがアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で形成されている場合、抑制部材１６も、ターゲット材料Ｔと同様、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）で形成される。これにより、抑制部材１６の表面に、スパッタ粒子ｐ２に基づく膜Ｍ’が形成されても、その膜Ｍ’が剥がれるのを抑制することができる。
【０１０１】
本実施形態においては、スリット部材４は、ターゲット材料Ｔと同じ材料で形成されていてもよいし、ターゲット材料Ｔと異なる材料、例えば所定の金属によって形成されていてもよい。例えば、スリット部材４を、メッシュ１４と同様、アルミニウム等の金属によって形成することによって、そのスリット部材４によって、荷電粒子ｐ３、プラズマ等が基板Ｗに供給されるのを抑制することができる。この場合、スリット部材４を接地（アース）することが望ましい。また、スリット部材４を、ターゲット材料Ｔと同じ材料で形成することによって、仮にスリット部材４の表面に膜Ｍ’が形成されても、その膜Ｍ’が剥がれるのを抑制することができる。同様に、筒状部材５は、ターゲット材料Ｔと同じ材料で形成されていてもよいし、所定の金属等、ターゲット材料Ｔと異なる材料によって形成されていてもよい。
【０１０２】
また、本実施形態においては、成膜装置１は、抑制部材１６を交換する交換装置１７を備えている。交換装置１７は、抑制部材１６を着脱可能に保持する保持機構１８と、保持機構１８に抑制部材１６を搬入可能であるとともに保持機構１８から抑制部材１６を搬出可能な搬送装置１９とを含む。
【０１０３】
保持機構１８は、ターゲット材料Ｔとスリット部材４との間に抑制部材１６が配置されるように、その抑制部材１６を保持する。本実施形態においては、保持機構１８の少なくとも一部は、スリット部材４の上面（＋Ｚ側の面）の所定領域に設けられている。
【０１０４】
保持機構１８は、例えば磁力によって抑制部材１６を保持可能な電磁チャック機構を含む。電磁チャック機構を含む保持機構１８は、抑制部材１６を着脱可能である。少なくとも基板Ｗの成膜処理中（スパッタリング中）においては、抑制部材１６は、保持機構１８に保持される。なお、抑制部材１６を着脱可能に保持可能であるならば、保持機構１８は、電磁チャック機構に限られず、任意の機構を有してよい。
【０１０５】
本実施形態においては、第１チャンバ７には、第３チャンバ２０が接続されている。搬送装置１９は、第３チャンバ２０に配置されている。第３チャンバ２０には、その第３チャンバ２０内の環境を調整する第３空調ユニット２０Ｌが接続されている。本実施形態においては、第３空調ユニット２０Ｌは、排気機構（真空システム）を含み、第３チャンバ２０の内側の空間は、第３空調ユニット２０Ｌによって、真空状態に調整される。
【０１０６】
第１チャンバ７と第３チャンバ２０とは通路（ゲート）２１を介して接続されており、その通路２１には、通路２１を開閉可能な扉（バルブ）２２が配置されている。制御装置６は、基板ステージ３に保持されている基板Ｗを処理（成膜処理）する場合、保持機構１８で抑制部材１６を保持するととともに、扉２２を駆動して通路２１を閉じる。
【０１０７】
また、制御装置６は、搬送装置１９を用いて保持機構１８との間で抑制部材１６を搬送する場合、扉２２を駆動して通路２１を開ける。搬送装置１９は、保持機構１８にアクセス可能である。
【０１０８】
制御装置６は、搬送装置１９を用いて、抑制部材１６を保持機構１８に搬入する際、図９（Ａ）の模式図に示すように、通路２１を開けた状態で、抑制部材１６を保持した搬送装置１９を保持機構１８に接近させ、搬送装置１９から保持機構１８に抑制部材１６を渡す。そして、制御装置６は、保持機構１８を制御し、抑制部材１６を保持機構１８で保持する。
【０１０９】
また、制御装置６は、搬送装置１９を用いて、抑制部材１６を保持機構１８から搬出する際、図９（Ｂ）の模式図に示すように、保持機構１８による抑制部材１６の保持を解除するとともに、搬送装置１９を保持機構１８に接近させ、保持機構１８から搬送装置１９に抑制部材１６を渡す。そして、制御装置６は、搬送装置１９を制御し、抑制部材１６を保持した搬送装置１９を、保持機構１８から離す。
【０１１０】
また、本実施形態においては、成膜装置１は、抑制部材１６上のスパッタ粒子ｐ２の量を検出可能な検出装置２３を備えている。検出装置２３は、例えば水晶振動子を含み、抑制部材１６に対して所定の位置に配置されている。本実施形態においては、検出装置２３は、保持機構１８に保持されている抑制部材１６の近傍であって、その抑制部材１６から僅かに離れた位置に配置されている。
【０１１１】
水晶振動子を含む検出装置２３は、抑制部材１６上のスパッタ粒子ｐ２の量、ひいてはスパッタ粒子ｐ２に基づいて所定部材１６の表面に形成される膜Ｍ’の量（厚み）を検出可能である。すなわち、本実施形態の検出装置２３は、いわゆる水晶振動子型膜厚モニタを含む。
【０１１２】
検出装置２３の水晶振動子は、その水晶振動子上に形成される膜Ｍ’の量（厚み、重さ）に応じて、その振動状態を変化させる。具体的には、水晶振動子に膜Ｍ’が形成されると、その質量変化により、共振周波数が変化する。すなわち、水晶振動子の振動状態と、その水晶振動子上に形成される膜Ｍ’の量とは対応関係にあり、共振周波数の変化によって、水晶振動子上に形成された膜Ｍ’の量（厚み、重さ）を求めることができる。検出装置２３の検出結果は制御装置６に出力される。
【０１１３】
上述のように、水晶振動子の振動状態と、その水晶振動子上に形成される膜Ｍ’の量とは対応関係にあり、その関係に関する情報は、予め求められていて制御装置６に記憶されている。制御装置６は、検出装置２３の検出結果と、上述の記憶情報とに基づいて、水晶振動子上に形成される膜Ｍ’の量を求めることができる。検出装置２３の水晶振動子は、抑制部材１６の近傍に配置されており、水晶振動子上に形成される膜Ｍ’の量と、抑制部材１６の表面に形成される膜Ｍ’の量とはほぼ等しい。したがって、制御装置６は、検出装置２３の検出結果に基づいて、スパッタ粒子ｐ２に基づいて抑制部材１６上に形成される膜Ｍ’の量、ひいては抑制部材１６上に供給されるスパッタ粒子ｐ２の量を検出することができる。
【０１１４】
本実施形態においては、制御装置６は、検出装置２３の検出結果に基づいて、交換装置１７を制御する。具体的には、制御装置６は、検出装置２３の検出結果に基づいて、保持機構１８に保持されている抑制部材１６上の膜Ｍ’の量が、予め定められた許容量以上になったと判断したとき、交換装置１７を用いて、その保持機構１８に保持されている抑制部材１６の交換動作を実行する。
【０１１５】
なお、この許容量は、膜Ｍ’にクラックが発生する確率に基づいて定められた値であり、予備実験及びシミュレーションの少なくとも一方を用いて予め求めることができる。例えば、形成される膜Ｍ’の量が許容量以下であれば、その膜Ｍ’にはクラックが発生する確率が非常に低く、異物が発生する確率が非常に低い。一方、形成される膜Ｍ’の量が許容量以上の場合、その膜Ｍ’にクラックが発生する確率が高くなり、異物が発生する確率が高くなる。
【０１１６】
制御装置６は、検出装置２３の検出結果に基づいて、保持機構１８に保持されている抑制部材１６上の膜Ｍ’の量が、予め定められた許容量以上になったと判断したとき、成膜処理（スパッタリング）を停止した後、保持機構１８による抑制部材１６の保持を解除し、搬送装置１９を保持機構１８に接近させ、その搬送装置１９を用いて、抑制部材１６を保持機構１８から搬出する。搬出された抑制部材１６は、形成されている膜Ｍ’の除去等を目的として、例えばクリーニング処理等を施された後、再び保持機構１８に保持される。なお、膜Ｍ’が形成されている抑制部材１６を保持機構１８から搬出した後、別の新たな（清浄な）抑制部材１６を保持機構１８に搬入するようにしてもよい。
【０１１７】
以上説明したように、抑制部材１６によって、スリット部材４にスパッタ粒子ｐ２が供給されるのを抑制することができる。また、抑制部材１６を交換する交換装置１７を設けたので、抑制部材１６に許容量以上の膜Ｍ’が形成された場合には、新たなものと交換することによって、第１チャンバ７内に異物が発生するのを抑制することができる。
【０１１８】
スリット部材４に許容量以上の膜Ｍ’が形成された場合、そのスリット部材４を新たなものと交換することも考えられるが、上述のように、スリット部材４は、供給領域ＡＰを規定する開口４Ｋを有しており、スリット部材４を交換したり、その位置を変えると、スリット部材４（開口４Ｋ）の製造誤差（形状誤差）、あるいはスリット部材４の位置誤差等によって、供給領域ＡＰが変動する可能性がある。そのため、スリット部材４を頻繁に交換したり、スリット部材４の位置を頻繁に変えることは望ましくない場合がある。本実施形態においては、スリット部材４にスパッタ粒子ｐ２が供給されるのを抑制する抑制部材１６を設けたので、スリット部材４を交換することなく、あるいはスリット部材４の位置を変えることなく、その抑制部材１６を交換することによって、異物が発生するのを抑制することができる。抑制部材１６の開口１６Ｋは、スリット部材４の開口４Ｋに対するスパッタ粒子ｐ２の供給を妨げないためのものであって、その形状誤差、位置誤差は、ある程度低くても許容される。すなわち、抑制部材１６を交換したり、その位置が僅かに変わっても、成膜処理に与える影響はほぼ無い。
【０１１９】
また、本実施形態においては、抑制部材１６上のスパッタ粒子ｐ２の量を検出する検出装置２３を設け、その検出装置２３の検出結果に基づいて、抑制部材１６の交換動作を実行するので、例えば抑制部材１６上の膜Ｍ’の量が僅かであって、抑制部材１６の交換を実行しなくてもいい状態であるにもかかわらず交換動作を実行してしまう、といった不具合を抑制することができる。
【０１２０】
なお、抑制部材１６の交換動作は、検出装置２３の検出結果によらずに、例えば予め定められた基板Ｗの所定処理枚数毎、あるいは所定処理時間間隔毎に実行するようにしてもよい。
【０１２１】
なお、本実施形態においては、抑制部材１６は、ターゲット材料Ｔとスリット部材４との間に配置されているが、スリット部材４と基板Ｗとの間に配置されてもよいし、ターゲット材料Ｔとスリット部材４との間、及びスリット部材４と基板Ｗとの間の両方に配置されてもよい。
【０１２２】
なお、本実施形態においては、抑制部材１６が、ターゲット材料Ｔと同じ材料によって形成されているが、抑制部材１６は、ターゲット材料Ｔの線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成されていてもよい。例えば、ターゲット材料Ｔがアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である場合には、抑制部材１６を、アルミナの線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する、例えば硫化亜鉛（ＺｎＳ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ジンクセレナイド（ＺｎＳｅ）等によって形成することができる。こうすることによっても、抑制部材１６の表面に、ターゲット材料Ｔから放射されたスパッタ粒子ｐ２に基づく膜Ｍ’が形成されても、その膜Ｍ’が抑制部材１６から剥がれるのを抑制することができる。
【０１２３】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。図１０は、第４実施形態に係る成膜装置１を示す概略構成図である。図１０において、成膜装置１は、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２にイオン粒子ｐ１を照射して、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２より無機配向膜Ｍを形成するためのスパッタ粒子ｐ２を放出させるスパッタ装置２と、基板Ｗを保持して移動可能であり、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２からのスパッタ粒子ｐ２が供給可能な位置に基板Ｗを配置可能な基板ステージ３と、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と基板Ｗとの間に配置され、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２からのスパッタ粒子ｐ２の少なくとも一部が通過可能な開口４Ｋを有するスリット部材４とを備えている。上述の各実施形態と同様、成膜装置１全体の動作は、制御装置６によって制御される。
【０１２４】
本実施形態においては、２つのターゲット材料Ｔ１、Ｔ２どうしが、互いに対向するように配置されている。第１ターゲット材料Ｔ１及び第２ターゲット材料Ｔ２のそれぞれは直方体状である。第２ターゲット材料Ｔ２に対向する第１ターゲット材料Ｔ１の対向面Ｔ１Ｍと、第１ターゲット材料１に対向する第２ターゲット材料Ｔ２の対向面Ｔ２Ｍとは、ほぼ平行である。また、対向面ＴＭ１、ＴＭ２は、基板ステージ３に保持された基板Ｗの表面（無機配向膜Ｍが形成される面）と所定の角度θ（例えば４５度）傾斜している。なお、本実施形態においては、基板Ｗの表面は、−Ｚ側を向いている。
【０１２５】
成膜装置１は、成膜室７’を備えており、スパッタ装置２の少なくとも一部、及び基板ステージ３のそれぞれは、成膜室７’の内側に配置されている。上述の実施形態と同様、成膜室７’の内側の空間は、空調ユニットによって、真空状態に調整される。
【０１２６】
スパッタ装置２は、第１ターゲット材料Ｔ１及び第２ターゲット材料Ｔ２のそれぞれを保持可能な２つの電極２Ｂと、それら電極２Ｂのそれぞれに接続された高周波電源２Ａとを有する。スパッタ装置２は、第１ターゲット材料Ｔ１の対向面Ｔ１Ｍと第２ターゲット材料Ｔ２の対向面Ｔ２Ｍとの間の所定領域において、プラズマを発生させる。また、スパッタ装置２は、プラズマが発生したプラズマ発生領域ＰＵに、放電用ガスとしてアルゴンガス（Ａｒガス）及び酸素ガス（Ｏ２ガス）の少なくとも一方を供給可能である。本実施形態においては、第１ターゲット材料Ｔ１の対向面Ｔ１Ｍと第２ターゲット材料Ｔ２の対向面Ｔ２Ｍとの間の所定領域にＡｒガスが供給され、基板Ｗの表面の近傍に、Ｏ２ガスがシート状に供給される。
【０１２７】
スパッタ装置２は、プラズマ発生領域ＰＵに放電用ガスを供給することによって、その放電用ガスに基づくイオン粒子ｐ１を生成する。スパッタ装置２は、生成したイオン粒子ｐ１をターゲット材料Ｔ１、Ｔ２に照射して、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２より、無機配向膜Ｍを形成するためのスパッタ粒子ｐ２を放出させる。
【０１２８】
上述のように、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２のそれぞれは、直方体状であり、電極２Ｂのそれぞれは、対向面Ｔ１Ｍ、Ｔ２Ｍどうしがほぼ平行となるように、且つ基板Ｗの表面に対して所定の角度θ傾斜するように、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２を保持する。また、本実施形態においては、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２それぞれの対向面ＴＭ１、ＴＭ２の形状は、Ｙ軸方向に長い長方形状（例えば１００ｍｍ×５００ｍｍ）である。
【０１２９】
本実施形態においては、成膜装置１は、電極２Ｂを保持する保持部材２４と、電極２Ｂの温度を調整可能な温度調整装置２５とを備えている。温度調整装置２５は、保持部材２４で保持した電極２Ｂを冷却可能な冷却装置を含む。冷却装置は、例えば保持部材２４の内部に配置された冷媒が流れる流路形成部材を含む。なお、温度調整装置２５は、保持部材２４で保持された電極２Ｂを加熱可能な加熱装置を含んでもよい。温度調整装置２５は、保持部材２４の温度を調整し、その保持部材２４を介して、保持部材２４に保持された電極２Ｂを所望の温度に調整可能である。
【０１３０】
また、本実施形態においては、成膜装置１は、スパッタ装置２で発生したプラズマにより生成される荷電粒子ｐ３を捕捉して、基板Ｗに荷電粒子ｐ３が供給されるのを抑制する捕捉装置１３を備えている。本実施形態においては、捕捉装置１３は、磁力で荷電粒子ｐ３を捕集する磁界生成装置２６を含む。本実施形態においては、磁界生成装置２６は、永久磁石２６Ｍを含む。永久磁石２６Ｍは、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２の上端側（基板Ｗに近い側）及び下端側（基板Ｗから遠い側）のそれぞれにおいて、互いに対向するように配置されている。互いに対向する永久磁石２６Ｍどうしの間には、磁界が発生する。この磁界に基づく磁力によって、スパッタ装置２で発生したプラズマにより生成される荷電粒子ｐ３を捕捉することができる。
【０１３１】
本実施形態においては、成膜装置１は、第１ターゲット材料Ｔ１の対向面Ｔ１Ｍと第２ターゲット材料Ｔ２の対向面Ｔ２Ｍとの間の空間に接続し、第１、第２ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２からのスパッタ粒子ｐ２が通過可能な通路２７Ｇを形成する通路形成部材２７を備えている。通路２７Ｇは、基板Ｗの表面に対して所定の角度θ（約４５度）傾斜するように配置されている。ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２から放出されたスパッタ粒子ｐ２は、通路２７Ｇを通過し、その通路２７Ｇの上端に形成された開口２７Ｋを介して、基板Ｗの表面に供給される。また、本実施形態においては、スパッタ装置２の少なくとも一部は、通路形成部材２７に保持されている。
【０１３２】
基板ステージ３は、基板Ｗを保持可能なホルダ部材３Ａと、その基板Ｗを保持したホルダ部材３Ａを６自由度の方向に移動可能な駆動機構３Ｂとを有する。基板ステージ３は、無機配向膜Ｍが形成される基板Ｗの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、ホルダ部材３Ａで基板Ｗを保持する。また、上述の各実施形態と同様、ホルダ部材３Ａには、基板Ｗの温度を調整可能な加熱装置１２Ａ及び冷却装置１２Ｂを含む温度調整装置１２が設けられている。
【０１３３】
スリット部材４は、スパッタ装置２の電極２Ｂによって保持されるターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と、基板ステージ３のホルダ部材３Ａによって保持される基板Ｗとの間に配置されている。本実施形態においては、スリット部材４は、通路形成部材２７の開口２７Ｋと基板Ｗとの間に配置されている。
【０１３４】
スリット部材４は、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２からのスパッタ粒子ｐ２の少なくとも一部が通過可能な開口４Ｋを有している。開口４Ｋは、基板Ｗ上におけるスパッタ粒子ｐ２が供給される供給領域ＡＰを規定する。本実施形態においては、ＸＹ平面内における開口４Ｋの形状は、Ｙ軸方向に長いスリット状である。また、ＸＹ平面内における開口４Ｋの大きさは、基板Ｗの表面の大きさよりも小さい。
【０１３５】
本実施形態においては、スリット部材４は、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と同じ材料によって形成されている。ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２が、二酸化珪素（ＳｉＯ２）によって形成されている場合には、スリット部材４も、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と同様、二酸化珪素（ＳｉＯ２）によって形成される。また、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２が、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）によって形成されている場合には、スリット部材４も、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と同様、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）によって形成される。
【０１３６】
次に、上述の構成を有する成膜装置１を用いて、基板Ｗの表面に無機配向膜Ｍを形成する方法について説明する。
【０１３７】
まず、上述の第１実施形態と同様、制御装置６は、ホルダ部材３Ａにロードされた基板Ｗに対して、温度調整装置１２を用いて、脱水処理及び脱ガス処理の少なくとも一方を実行する。
【０１３８】
そして、制御装置６は、温度調整装置１２を用いて、ホルダ部材３Ａに保持されている基板Ｗを所定の温度（例えば２３度程度の室温）に調整した後、スパッタ装置２を用いて、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２をスパッタリングする。制御装置６は、第１ターゲット材料Ｔ１の対向面Ｔ１Ｍと第２ターゲット材料Ｔ２の対向面Ｔ２Ｍとの間にＡｒガスを供給するとともに、基板Ｗの表面の近傍にＯ２ガスをシート状に供給する。本実施形態においては、Ａｒガスの流れの方向とＯ２ガスの流れの方向とが鋭角となるように、Ａｒガスがほぼ−Ｚ側から供給され、Ｏ２ガスが＋Ｘ側から供給される。これにより、成膜室７’内のガスの流れ（特に開口２７Ｋの近傍の流れ）に乱れが生じるのを抑制することができる。なお、スパッタリング中、上述の第１実施形態と同様、成膜室７’は、所定の圧力（例えば１〜１０Ｐａ）に調整される。
【０１３９】
プラズマ発生領域ＰＵに放電用ガスが供給されることによって、その放電用ガスに基づくイオン粒子ｐ１が生成される。生成したイオン粒子ｐ１は、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２に照射され、そのターゲット材料Ｔ１、Ｔ２より、無機配向膜Ｍを形成するためのスパッタ粒子ｐ２が放出される。
【０１４０】
ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２より放出されたスパッタ粒子ｐ２は、通路２７Ｇを通過し、開口２７Ｋを介して、成膜室７’内に供給される。通路２７Ｇにおけるスパッタ粒子ｐ２の進行方向は、通路２７Ｇの形状に応じて、基板Ｗの表面に対して所定の角度θとなる。
【０１４１】
開口２７Ｋから成膜室７’内に供給されたスパッタ粒子ｐ２の少なくとも一部は、スリット部材４の開口４Ｋを通過する。制御装置６は、基板ステージ３を用いて、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２からのスパッタ粒子ｐ２が供給可能な位置に基板Ｗを配置しており、スリット部材４の開口４Ｋを通過したスパッタ粒子ｐ２は、基板Ｗ上に供給される。
【０１４２】
本実施形態においては、ターゲット部材Ｔ１、Ｔ２と開口２７Ｋとの間に、永久磁石２６Ｍによって磁界が形成されており、プラズマにより生成される電子、イオン状物質等の荷電粒子ｐ３は、基板Ｗに供給される前に、その磁界に基づく磁力によって捕捉される。
【０１４３】
制御装置６は、基板ステージ３を用いて基板ＷをＸ軸方向に移動しつつ、スパッタ装置２を用いたスパッタリング処理を実行する。開口４Ｋを介したスパッタ粒子ｐ２は、Ｘ軸方向に移動する基板Ｗの表面に連続的に供給される。
【０１４４】
本実施形態においては、２つのターゲット材料Ｔ１、Ｔ２が対向するように配置され、その対向面Ｔ１Ｍ、Ｔ２Ｍは、基板Ｗの表面に対して所定の角度θ傾斜している。また、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２より放出されたスパッタ粒子ｐ２が通過する通路２７Ｇも、基板Ｗの表面に対して所定の角度θ傾斜している。したがって、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２から放射状に放出されたスパッタ粒子ｐ２は、第１ターゲット材料Ｔ１の対向面Ｔ１Ｍと第２ターゲット材料Ｔ２の対向面Ｔ２Ｍとの間の空間、及び通路２７Ｇに沿って、基板Ｗの表面に向かって、その基板Ｗの表面に対して傾め方向から入射可能なように進行する。
【０１４５】
そして、本実施形態においては、開口２７Ｋ（ターゲット材料Ｔ）と基板Ｗとの間に、基板Ｗ上における供給領域ＡＰを規定する開口４Ｋを有するスリット部材４が配置されているので、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２から放出されたスパッタ粒子ｐ２のうち、スリット部材ｐ２の開口４Ｋを通過する一部のスパッタ粒子ｐ２のみが、基板Ｗ上の供給領域ＡＰに良好に供給される。
【０１４６】
また、本実施形態においては、開口４Ｋを通過したスパッタ粒子ｐ２が基板Ｗの表面に斜め方向から供給されるように、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と通路２７Ｇとスリット部材４の開口４Ｋと基板Ｗとが所定の位置関係で配置されている。したがって、開口４Ｋを通過したスパッタ粒子ｐ２は、基板Ｗの表面に対して角度θ（４５度）傾斜した方向から、その基板Ｗの表面に供給される。すなわち、基板Ｗの表面には、入射角θでスパッタ粒子ｐ２が供給される。これにより、基板Ｗの表面には、所望の角度で傾くように形成された複数の射方柱（カラム、柱状構造体）を含む無機配向膜Ｍが形成される。
【０１４７】
また、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２（プラズマ発生領域ＰＵ）と基板Ｗとの間には、スリット部材４が配置されているので、基板Ｗがプラズマに晒されるのを抑制することができ、プラズマの影響が基板Ｗ側に及ぶのを抑制することができる。スリット部材４の開口４Ｋは、少なくとも基板Ｗの表面に対して十分に小さいので、開口４Ｋを介してプラズマの一部が基板Ｗ側に漏れ出るのを抑え、基板Ｗに及ぼされるプラズマの影響を最小限に抑えることができる。
【０１４８】
ターゲット材料Ｔから放出されたスパッタ粒子ｐ２のうち、スリット部材４の開口４Ｋを通過しない一部のスパッタ粒子ｐ２は、例えばスリット部材４の表面の少なくとも一部に供給され、膜Ｍ’を形成する可能性がある。本実施形態においては、スリット部材４は、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と同じ材料によって形成されているので、スリット部材４の表面から、膜Ｍ’の一部が剥がれるのを抑制することができる。
【０１４９】
本実施形態においては、通路２７Ｇの形状によって、スパッタ粒子ｐ２の進行方向を制御しており、上述の第１実施形態などで説明した筒状部材５を省略することができる。なお、スパッタ粒子ｐ２の進行方向をより一層高精度に制御するために、例えばスリット部材４の開口４Ｋの近傍に、上述の第１実施形態などで説明した筒状部材５を配置してもよい。
【０１５０】
また、本実施形態においては、永久磁石２６Ｍによって、荷電粒子ｐ３を捕捉可能であるが、荷電粒子ｐ３をより一層確実に捕捉するために、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２（プラズマ発生領域ＰＵ）と基板Ｗとの間に、上述の第１実施形態などで説明した金属製のメッシュ１４を配置してもよい。
【０１５１】
なお、本実施形態においては、スリット部材４の表面に形成された膜Ｍ’が剥がれるのを抑制するために、スリット部材４を、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と同じ材料によって形成しているが、スリット部材４の表面に形成された膜Ｍ’が剥がれるのを抑制するために、スリット部材４を、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成してもよい。例えば、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である場合には、スリット部材４を、アルミナの線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する、例えば硫化亜鉛（ＺｎＳ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ジンクセレナイド（ＺｎＳｅ）等によって形成することができる。こうすることによっても、スリット部材４の表面に、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２から放射されたスパッタ粒子ｐ２に基づく膜Ｍ’が形成されても、その膜Ｍ’がスリット部材４から剥がれるのを抑制することができる。したがって、異物の発生を抑制することができ、基板Ｗの表面に膜（無機配向膜）Ｍを良好に形成することができる。
【０１５２】
なお、本実施形態において、通路形成部材２７を、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と同じ材料によって形成したり、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成することができる。こうすることにより、通路形成部材２７の通路２７Ｇの内壁面等に、スパッタ粒子ｐ２に基づいて膜Ｍ’が形成されても、その膜Ｍ’の剥がれを抑制することができる。
【０１５３】
また、通路形成部材２７を、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と同じ材料によって形成したり、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成した場合において、通路形成部材２７の開口２７Ｋによって、基板Ｗ上におけるスパッタ粒子ｐ２が供給される供給領域ＡＰを規定することができるのであれば、スリット部材４を省略してもよい。
【０１５４】
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態について説明する。図１１は、第５実施形態に係る成膜装置１を示す概略構成図である。図１１において、成膜装置１は、スリット部材４の表面に、スパッタ粒子ｐ２が供給されるのを抑制する抑制部材１６を備えている。抑制部材１６は、スリット部材４の開口４Ｋに対してターゲット材料Ｔ１、Ｔ２から放出されたスパッタ粒子ｐ２が供給されるのを妨げないように、その開口４Ｋに対応した開口１６Ｋを有している。
【０１５５】
そして、本実施形態においては、抑制部材１６が、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と同じ材料によって形成されている。なお、抑制部材１６は、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成されてもよい。
【０１５６】
また、成膜装置１は、抑制部材１６を着脱可能に保持する保持機構１８を備えており、所定の搬送装置を用いて、抑制部材１６を交換可能である。また、成膜室７’において、スリット部材４に対して所定の位置には、抑制部材１６上のスパッタ粒子ｐ２の量を検出可能な検出装置２３が配置されている。制御装置６は、検出装置２３の検出結果に応じて、抑制部材１６を交換可能である。
【０１５７】
抑制部材１６を設けることによって、スリット部材４を、例えば金属などによって形成しても、成膜室７’内における異物の発生を抑制することができる。
【０１５８】
＜第６実施形態＞
次に、第６実施形態について説明する。図１２は、第６実施形態に係る成膜装置１を示す概略構成図である。図１２において、成膜装置１は、通路２７Ｇを形成す通路形成部材２７を備えている。そして、本実施形態においては、通路２７Ｇの内壁面には、その内壁面に対してスパッタ粒子ｐ２が供給されるのを抑制する抑制部材１６’が配置されている。抑制部材１６’は、通路２７Ｇの内壁面近傍に設けられた保持機構によって着脱可能に保持され、交換可能である。
【０１５９】
そして、本実施形態においては、抑制部材１６’が、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と同じ材料によって形成されている。なお、抑制部材１６’は、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成されてもよい。
【０１６０】
抑制部材１６’を設けることによって、通路形成部材２７を、例えば金属などによって形成しても、成膜室７’内における異物の発生を抑制することができる。
【０１６１】
＜第７実施形態＞
次に、第７実施形態について説明する。図１３は、第７実施形態に係る成膜装置１を示す概略構成図である。図１３において、成膜装置１は、通路２７Ｇを形成す通路形成部材２７を備えている。通路２７Ｇの内壁面には、その内壁面に対してスパッタ粒子ｐ２が供給されるのを抑制する抑制部材１６’が配置されている。抑制部材１６’は、通路２７Ｇの内壁面近傍に設けられた保持機構によって着脱可能に保持され、交換可能である。抑制部材１６’は、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２と同じ材料によって形成されている。なお、抑制部材１６’は、ターゲット材料Ｔ１、Ｔ２の線膨張係数とほぼ等しい線膨張係数を有する材料によって形成されてもよい。抑制部材１６’を設けることによって、通路形成部材２７を、例えば金属などによって形成しても、成膜室７’内における異物の発生を抑制することができる。
【０１６２】
そして、本実施形態においては、抑制部材１６’によって、通路２７Ｇの形状、及び開口２７Ｋの形状が調整されている。本実施形態においては、通路２７Ｇは、抑制部材１６’によって、基板Ｗに向かって窄まる形状に設定されている。
【０１６３】
抑制部材１６’は、開口２７Ｋを、供給領域ＡＰの目標形状に応じた形状に設定する。本実施形態においては、抑制部材１６’が、基板Ｗ上におけるスパッタ粒子ｐ２が供給される供給領域ＡＰを規定している。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】第１実施形態に係る成膜装置を示す概略構成図である。
【図２】スリット部材の開口の近傍を示す模式図である。
【図３】スリット部材の開口の近傍を拡大した模式図である。
【図４】ターゲット材料と開口と基板上の供給領域と位置関係を説明するための模式図である。
【図５】成膜装置の変形例を示す概略構成図である。
【図６】成膜装置の変形例を示す概略構成図である。
【図７】成膜装置の変形例を示す概略構成図である。
【図８】第３実施形態に係る成膜装置を示す概略構成図である。
【図９】第３実施形態に係る成膜装置の動作を説明するための模式図である。
【図１０】第４実施形態に係る成膜装置を示す概略構成図である。
【図１１】第５実施形態に係る成膜装置を示す概略構成図である。
【図１２】第６実施形態に係る成膜装置を示す概略構成図である。
【図１３】第７実施形態に係る成膜装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１６５】
１…成膜装置、２…スパッタ装置、３…基板ステージ、３Ａ…ホルダ部材、３Ｂ…駆動機構、４…スリット部材、４Ｋ…開口、５…筒状部材、５Ｇ…通路、５Ｋ…開口、１３…捕捉装置、１４…メッシュ、１６…抑制部材、１６Ｋ…開口、１７…交換装置、１８…保持機構、１９…搬送装置、２３…検出装置、２６…磁界生成装置、２６Ｍ…永久磁石、２７…通路形成部材、２７Ｇ…通路、２７Ｋ…開口、Ｗ…基板、Ｔ…ターゲット材料、ｐ１…イオン粒子、ｐ２…スパッタ粒子、ｐ３…荷電粒子
【図１】
2008056975.tif 000003
【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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