(57)【要約】【課題】  所望の膜厚分布を有する薄膜を簡易に作成するためのスパッタ装置を提供する。【解決手段】  ターゲット２９ａ，２９ｂと基板Ｓとの間に、膜厚補正板３５と、遮蔽板３６とが設置されている。ターゲット２９ａ，２９ｂと基板ホルダ１３との間の領域とは異なる基板ホルダ１３に面した領域（６０）にプラズマを発生させるプラズマ発生手段８０を備える。膜厚補正板３５は、基板の公転軸Ｚに沿った方向に連なって設置された複数の補正小片３５ａ１，３５ｂ１等から構成される第１の補正板３５ａ，第２の補正板３５ｂで構成される。補正小片（３５ａ１等）と補正小片（３５ｂ１等）は、公転する基板Ｓの軌跡をターゲット２９ａ，２９ｂに投影したときの投影軌跡に沿った方向で間隔を隔てて設置されている。補正小片（３５ａ１，３５ｂ１等）を前記投影軌跡に沿った方向に駆動させる補正板駆動手段（７１ａ，７１ｂ等）を備える。【選択図】  図６
2005264250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器の内部に保持される板状のターゲットに対してスパッタを行うことで前記真空容器の内部で公転する基板に薄膜を形成させるスパッタ装置において、
前記基板を保持した状態で前記基板を公転させる基板ホルダと、
前記ターゲットと前記基板との間に前記ターゲットと対向して設置され、形成する薄膜の膜厚を補正するための膜厚補正板と、を備え、
前記膜厚補正板は、第１の補正板及び第２の補正板とで構成され、
前記第１の補正板及び前記第２の補正板は、それぞれ前記基板の公転軸に沿った方向に連なって設置された複数の補正小片から構成され、
前記第１の補正板を構成する補正小片と前記第２の補正板を構成する補正小片は、公転する前記基板の軌跡を前記ターゲットに投影したときの投影軌跡に沿った方向で間隔を隔てて設置され、
前記第１の補正板を構成する複数の補正小片及び前記第２の補正板を構成する複数の補正小片を前記投影軌跡に沿った方向に駆動させる補正板駆動手段を備えたことを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
真空容器の内部に保持される板状のターゲットに対してスパッタを行うことで前記真空容器の内部で公転する基板に薄膜を形成させるスパッタ装置において、
前記基板を保持した状態で前記基板を公転させる基板ホルダと、
前記ターゲットと前記基板との間に前記ターゲットと対向して設置され、形成する薄膜の膜厚を補正するための膜厚補正板と、
前記ターゲットと前記基板ホルダとの間の領域とは異なる前記基板ホルダに面した領域にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、を備え、
前記膜厚補正板は、第１の補正板及び第２の補正板とで構成され、
前記第１の補正板及び前記第２の補正板は、それぞれ前記基板の公転軸に沿った方向に連なって設置された複数の補正小片から構成され、
前記第１の補正板を構成する補正小片と前記第２の補正板を構成する補正小片は、公転する前記基板の軌跡を前記ターゲットに投影したときの投影軌跡に沿った方向で間隔を隔てて設置され、
前記第１の補正板を構成する複数の補正小片及び前記第２の補正板を構成する複数の補正小片を前記投影軌跡に沿った方向に駆動させる補正板駆動手段を備えたことを特徴とするスパッタ装置。
【請求項３】
前記真空容器の内部を、スパッタを行うための薄膜形成室と、前記真空容器の内部に前記基板を搬入するためのロードロック室とに分割するための開閉扉と、
前記薄膜形成室と前記ロードロック室とを独立に排気することが可能な排気手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１つに記載のスパッタ装置。
【請求項４】
真空容器の内部に保持される板状のターゲットと基板との間に前記ターゲットから飛散する原子の一部を遮る複数の補正小片を備えるとともに、前記真空容器の内部が薄膜形成室とロードロック室とに分離可能なスパッタ装置を用いて前記ターゲットに対してスパッタを行うことで前記基板に薄膜を形成させる薄膜形成方法であって、
前記ロードロック室で基板ホルダに基板を保持させる工程と、
前記ロードロック室を真空状態にする工程と、
前記ロードロック室から真空状態の前記薄膜形成室へ前記基板ホルダを移動させる工程と、
前記薄膜形成室の内部で前記基板を公転させながら前記基板に薄膜を形成する工程と、
真空状態の前記ロードロック室へ前記基板ホルダを搬送する工程と、
前記薄膜形成室を真空に維持しながら前記ロードロック室を大気圧状態にする工程と、
前記基板ホルダから前記基板を取り外す工程と、を備え、
前記薄膜を形成する工程で、公転する前記基板の軌跡を前記ターゲットに投影したときの投影軌跡に沿った方向に前記補正小片を駆動させることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項５】
真空容器の内部に保持される板状のターゲットと基板との間に前記ターゲットから飛散する原子の一部を遮る複数の補正小片を備えるとともに、前記真空容器の内部が薄膜形成室とロードロック室とに分離可能なスパッタ装置を用いて前記ターゲットに対してスパッタを行うことで前記基板に薄膜を形成させる薄膜形成方法であって、
前記ロードロック室で基板ホルダに基板を保持させる工程と、
前記ロードロック室を真空状態にする工程と、
前記ロードロック室から真空状態の前記薄膜形成室へ前記基板ホルダを移動させる工程と、
前記薄膜形成室の内部で前記基板を公転させながら前記基板に薄膜を形成する工程と、
真空状態の前記ロードロック室へ前記基板ホルダを搬送する工程と、
前記薄膜形成室を真空に維持しながら前記ロードロック室を大気圧状態にする工程と、
前記基板ホルダから前記基板を取り外す工程と、を備え、
前記薄膜を形成する工程は、前記ターゲットに対するスパッタによって薄膜を形成するスパッタ工程と、該スパッタ工程で形成された薄膜に対してプラズマ処理を行うことで前記スパッタ工程で形成した薄膜の膜厚を増加させる反応工程とで構成され、
前記薄膜を形成する工程で、公転する前記基板の軌跡を前記ターゲットに投影したときの投影軌跡に沿った方向に前記補正小片を駆動させることを特徴とする薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学薄膜や光学デバイス、オプトエレクトロニクス用デバイス、半導体デバイス等に用いる薄膜を製造するためのスパッタ装置及び薄膜形成方法に係り、特に形成する薄膜の膜厚を調整することができるスパッタ装置及び薄膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板上に薄膜を形成する場合に、形成する薄膜の薄膜分布を調整するために原料物質の発生源と基板の間に補正板を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
図１２，図１３は、特許文献１に記載されている従来の技術を説明する説明図である。従来の技術では、図１２の（ａ）に示すように、薄膜の構成元素の発生源であるターゲット３１０と薄膜が形成される基板３３０との間に膜厚補正板３２０が設けられている。そして、回転対称形状を有する基板３３０を、回転対称軸を中心に回転させながら基板３３０に薄膜を形成する。膜厚補正板３２０は、図１２の（ｂ）（ｃ）に示すような形状を備えている。図１２の（ｃ）は、図１２の（ｂ）の一部を拡大した図である。図１２（ｂ）（ｃ）に示すように、膜厚補正板３２０は、複数の駆動装置３２１と、駆動装置３２１によって駆動される複数の微小な遮蔽部材３２２を備えている。膜厚補正板３２０には、開口部３２３が設けられている。
【０００４】
図１３は、遮蔽部材３２２が駆動される様子を示す説明図である。特許文献１の従来の技術では、駆動装置３２１によって微小な遮蔽部材３２２を駆動させることで、膜厚補正板の形状を変形させ、これにより膜厚分布を調整している。例えば、図１３の実線で示すＡの位置から破線で示すＢの位置に遮蔽部材３２２を駆動させることで、膜厚補正板３２０を変形させて、膜厚分布を調整している。したがって、膜厚補正板の形状を変更させたい場合に、新たに別の膜厚補正板を製造する必要がないため、膜厚補正板の形状の変更を時間をかけずに自由に行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２―２８５３３０号公報（第２，４−５頁、図１−４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、図１３をみてわかるように、上記の従来の技術では、Ａの位置の遮蔽部材３２２をＢの位置へ駆動させて、膜厚補正板３２０の形状を変更しているため、基板３３０の移動方向と遮蔽部材３２２の駆動方向が一致しない。すなわち、ターゲット３１０から基板３３０の方向をみると、基板３３０は回転している（図１３の矢印イで示す）が、膜厚補正板は直線運動をする（図１３の矢印ロで示す）。このため、遮蔽部材３２２を駆動させるたびに、基板３３０の回転に対して、ターゲットから飛散する原子の遮蔽位置にずれが生じ、膜厚補正板３２０の形状の最適化をする作業が困難となる。すなわち、Ａの位置に遮蔽部材３２２がある場合には、基板３３０の回転中心からｒ１〜ｒ２の距離に飛散してくる原子を遮蔽しているが、遮蔽部材３２２をＢの位置に駆動させると、基板３３０の回転中心からｒ１〜ｒ３の距離に飛散してくる原子を遮蔽するようになる。このように、遮蔽部材３２２の駆動によって、飛散する原子を遮蔽する位置が、基板３３０の回転に対して一定しないため、膜厚補正板３２０の形状の最適化が複雑であるという問題があった。
【０００７】
以上の問題点に鑑みて、本発明の目的は、膜厚分布の調整を簡易に行うことができるスパッタ装置及び薄膜形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１に記載のスパッタ装置は、真空容器の内部に保持される板状のターゲットに対してスパッタを行うことで前記真空容器の内部で公転する基板に薄膜を形成させるスパッタ装置において、前記基板を保持した状態で前記基板を公転させる基板ホルダと、前記ターゲットと前記基板との間に前記ターゲットと対向して設置され、形成する薄膜の膜厚を補正するための膜厚補正板と、を備え、前記膜厚補正板は、第１の補正板及び第２の補正板とで構成され、前記第１の補正板及び前記第２の補正板は、それぞれ前記基板の公転軸に沿った方向に連なって設置された複数の補正小片から構成され、前記第１の補正板を構成する補正小片と前記第２の補正板を構成する補正小片は、公転する前記基板の軌跡を前記ターゲットに投影したときの投影軌跡に沿った方向で間隔を隔てて設置され、前記第１の補正板を構成する複数の補正小片及び前記第２の補正板を構成する複数の補正小片を前記投影軌跡に沿った方向に駆動させる補正板駆動手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】
このような構成により、スパッタの最中にスパッタ物質の分布に変化が生じるような場合でも、真空容器内を大気圧にして膜厚補正板の交換作業を行うことなく、補正小片を補正板駆動手段で駆動させることで、膜厚補正板の形状を変化させることが可能となる。このため、膜厚補正板の形状を変化させる際に、真空容器内の真空状態を保持することができ、真空容器内の環境を安定させることができる。特に、第１の補正板を構成する補正小片と第２の補正板を構成する補正小片を、公転する基板の軌跡をターゲットに投影したときの投影軌跡に沿った方向で駆動させることが可能であるため、公転する基板の投影軌跡に合わせて膜厚補正板の形状を変化させることが可能となる。このため、膜厚の分布の調整を行うことが容易となる。
【００１０】
上記課題を解決するために請求項２に記載のスパッタ装置は、真空容器の内部に保持される板状のターゲットに対してスパッタを行うことで前記真空容器の内部で公転する基板に薄膜を形成させるスパッタ装置において、前記基板を保持した状態で前記基板を公転させる基板ホルダと、前記ターゲットと前記基板との間に前記ターゲットと対向して設置され、形成する薄膜の膜厚を補正するための膜厚補正板と、前記ターゲットと前記基板ホルダとの間の領域とは異なる前記基板ホルダに面した領域にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、を備え、前記膜厚補正板は、第１の補正板及び第２の補正板とで構成され、前記第１の補正板及び前記第２の補正板は、それぞれ前記基板の公転軸に沿った方向に連なって設置された複数の補正小片から構成され、前記第１の補正板を構成する補正小片と前記第２の補正板を構成する補正小片は、公転する前記基板の軌跡を前記ターゲットに投影したときの投影軌跡に沿った方向で間隔を隔てて設置され、前記第１の補正板を構成する複数の補正小片及び前記第２の補正板を構成する複数の補正小片を前記投影軌跡に沿った方向に駆動させる補正板駆動手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
このような構成により、上記の請求項１に記載のスパッタ装置が備える作用と同様の作用を備える。さらに、プラズマ発生手段によって発生させたプラズマを用いて、スパッタによって基板に形成させた薄膜をプラズマで処理することが可能となる。
【００１２】
また、請求項１または請求項２に記載のスパッタ装置において、前記真空容器の内部を、スパッタを行うための薄膜形成室と、前記真空容器の内部に前記基板を搬入するためのロードロック室とに分割するための開閉扉と、前記薄膜形成室と前記ロードロック室とを独立に排気することが可能な排気手段を備えると好適である。
このように構成することで、膜厚補正板の形状を変化させる際だけではなく、真空容器の内部に基板を搬入する際でも、薄膜形成室を真空状態に保持することが可能となり、薄膜形成室の環境を安定させることが可能となる。
【００１３】
上記課題を解決するために請求項４に記載の薄膜形成方法は、真空容器の内部に保持される板状のターゲットと基板との間に前記ターゲットから飛散する原子の一部を遮る複数の補正小片を備えるとともに、前記真空容器の内部が薄膜形成室とロードロック室とに分離可能なスパッタ装置を用いて前記ターゲットに対してスパッタを行うことで前記基板に薄膜を形成させる薄膜形成方法であって、前記ロードロック室で基板ホルダに基板を保持させる工程と、前記ロードロック室を真空状態にする工程と、前記ロードロック室から真空状態の前記薄膜形成室へ前記基板ホルダを移動させる工程と、前記薄膜形成室の内部で前記基板を公転させながら前記基板に薄膜を形成する工程と、真空状態の前記ロードロック室へ前記基板ホルダを搬送する工程と、前記薄膜形成室を真空に維持しながら前記ロードロック室を大気圧状態にする工程と、前記基板ホルダから前記基板を取り外す工程と、を備え、前記薄膜を形成する工程で、公転する前記基板の軌跡を前記ターゲットに投影したときの投影軌跡に沿った方向に前記補正小片を駆動させることを特徴とする。
【００１４】
このような方法で薄膜を形成することにより、真空容器の内部に基板を搬入する際に、薄膜形成室を真空状態に保持することが可能となる。また、薄膜を形成する工程で、スパッタ粒子の分布に変化が生じて補正小片の位置を変える必要が生じる場合でも、真空容器内の真空状態を保持したまま、補正小片を駆動させることができる。したがって、真空容器内の成膜環境を安定させて薄膜を形成することが可能となる。また、公転する基板の投影軌跡に沿って補正小片を駆動させるため、膜厚の分布の調整を容易に行うことが可能となる。
【００１５】
上記課題を解決するために請求項５に記載の薄膜形成方法は、真空容器の内部に保持される板状のターゲットと基板との間に前記ターゲットから飛散する原子の一部を遮る複数の補正小片を備えるとともに、前記真空容器の内部が薄膜形成室とロードロック室とに分離可能なスパッタ装置を用いて前記ターゲットに対してスパッタを行うことで前記基板に薄膜を形成させる薄膜形成方法であって、前記ロードロック室で基板ホルダに基板を保持させる工程と、前記ロードロック室を真空状態にする工程と、前記ロードロック室から真空状態の前記薄膜形成室へ前記基板ホルダを移動させる工程と、前記薄膜形成室の内部で前記基板を公転させながら前記基板に薄膜を形成する工程と、真空状態の前記ロードロック室へ前記基板ホルダを搬送する工程と、前記薄膜形成室を真空に維持しながら前記ロードロック室を大気圧状態にする工程と、前記基板ホルダから前記基板を取り外す工程と、を備え、前記薄膜を形成する工程は、前記ターゲットに対するスパッタによって薄膜を形成するスパッタ工程と、該スパッタ工程で形成された薄膜に対してプラズマ処理を行うことで前記スパッタ工程で形成した薄膜の膜厚を増加させる反応工程とで構成され、前記薄膜を形成する工程で、公転する前記基板の軌跡を前記ターゲットに投影したときの投影軌跡に沿った方向に前記補正小片を駆動させることを特徴とする。
【００１６】
このような方法で薄膜を形成することにより、上記の請求項４に記載の薄膜形成方法が備える作用と同様の作用を備える、さらに、スパッタ工程で形成された薄膜の膜厚を反応工程におけるプラズマ処理によって増加させることにより、スパッタで形成された薄膜の膜厚分布をさらに変化させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のスパッタ装置及び薄膜形成方法によれば、膜厚分布の調整が簡易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
【００１９】
図１乃至図８は、スパッタ装置１について説明する説明図である。図１が理解の容易のために一部断面をとったスパッタ装置１の上面の説明図、図２が、図１の線Ａ−Ｂ−Ｃに沿って一部断面をとった側面の説明図である。図３は、基板の配置を説明する断面説明図である。図４，図５は、本発明の膜厚補正板及び遮蔽板の配置状態を説明するための説明図である。図６は、膜厚補正板及び遮蔽板と基板とが、基板ホルダの回転によって相対的に移動する様子を説明する説明図である。図７は、本発明のプラズマ発生手段を説明する要部説明図である。図８は、図７のＤ−Ｄ断面図である。
【００２０】
本実施形態では、スパッタの一例であるマグネトロンスパッタを行うスパッタ装置１を用いているが、これに限定されるものでなく、マグネトロン放電を用いない２極スパッタ等、他の公知のスパッタを行うスパッタ装置を用いることもできる。
【００２１】
本実施形態のスパッタ装置１によれば、目的の膜厚よりもかなり薄い薄膜をスパッタで作成し、プラズマ処理を行うことを繰り返すことで目的の膜厚の薄膜を基板上に形成できる。本実施形態では、スパッタとプラズマ処理によって平均０．０１〜１.５ｎｍの膜厚の薄膜を形成する工程を繰り返すことで、目的とする数ｎｍ〜数百ｎｍ程度の膜厚の薄膜を形成する。
【００２２】
本実施形態のスパッタ装置１は、真空容器１１と、薄膜を形成させる基板を真空容器１１内で保持するための基板ホルダ１３と、基板ホルダ１３を回転させるためのモータ１７と、仕切壁１２，１４，１６と、マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂと、交流電源２３，４３と、膜厚補正板３５，５５と、遮蔽板３６，５６と、プラズマ発生手段８０と、を主要な構成要素としている。
【００２３】
真空容器１１は、公知のスパッタ装置で通常用いられるようなステンレス製で、略直方体形状を備える中空体である。真空容器１１の内部は、本発明の開閉扉としての扉１１ｂによって薄膜形成室１１Ａとロードロック室１１Ｂに分けられる。真空容器１１の上方には扉１１ｂを収容する扉収納容器（不図示）が接続されており、扉１１ｂは、真空容器１１の内部と扉収納室の内部との間でスライドすることで開閉する。また、真空容器１１には、ロードロック室１１Ｂと真空容器１１の外部とを仕切る扉１１ｃが設けられている。扉１１ｃは、スライドまたは回動することで開閉する。真空容器１１の内部の薄膜形成室１１Ａには、排気用の配管１５ａが接続され、この配管には真空容器１１内を排気するための真空ポンプ１５が接続されている。また、真空容器１１の内部のロードロック室１１Ｂには、排気用の配管１５ａ’が接続され、この配管には真空容器１１内を排気するための真空ポンプ１５’が接続されている。真空ポンプ１５，配管１５ａ及び真空ポンプ１５’，配管１５ａ’は、本発明の排気手段に相当する。
【００２４】
基板ホルダ１３は、薄膜形成室１１Ａとロードロック室１１Ｂの間を移動できるように構成されている。本実施形態では、真空容器１１の底面にレール（不図示）が設置されていて、基板ホルダ１３は、このレールに導かれて移動する。基板ホルダ１３は、成膜中は薄膜形成室１１Ａの位置でロックされ、成膜前に基板Ｓを基板ホルダ１３に取り付けるときや、成膜後に基板ホルダ１３から基板Ｓを取り外すときにロードロック室１１Ｂの位置で固定される。基板ホルダ１３の形状は円筒状であり、その外周面に複数の基板Ｓ（図３参照）を保持する。なお、基板ホルダ１３の形状は円筒状ではなく、中空の多角柱状や、円錐状であってもよい。基板ホルダ１３は、真空容器１１から電気的に絶縁されている。これにより、基板における異常放電を防止することが可能となる。基板ホルダ１３は、円筒の筒方向の中心軸線Ｚ（図２参照）が真空容器１１の上下方向になるように真空容器１１内に配設される。基板ホルダ１３は、真空容器１１内の真空状態を維持した状態で、真空容器１１の上部に設けられたモータ１７を駆動させることによって中心軸線Ｚを中心に回転する。
【００２５】
図３に示すように、基板ホルダ１３の外周面には、多数の基板Ｓが、基板ホルダ１３の中心軸線Ｚに沿った方向（上下方向）に所定間隔を保ちながら整列させた状態で保持される（図３の上下方向が、スパッタ装置１の上下方向（中心軸線Ｚの方向）である。）。本実施形態では、基板の薄膜を形成させる面（以下「膜形成面」という）が、基板ホルダ１３の中心軸線Ｚと垂直な方向を向くように、基板Ｓが基板保持具１３ａによって基板ホルダ１３の外周面に保持されている。基板保持具１３ａは、基板を挟持するチャック部（不図示）を備えたステンレス製の台座であり、基板ホルダ１３にボルト等により固定される。基板保持具１３ａには基板Ｓが収納される凹部１３ｂが設けられている。凹部１３ｂは上下方向に一列に形成されている。本実施形態では、一列に６つの凹部１３ｂを備えるが、この数は基板Ｓの大きさや、基板ホルダ１３の大きさに等によって変更される。基板Ｓは、チャック部（不図示）で挟持された状態で基板保持具１３ａの凹部１３ｂに保持される。チャック部としてはネジや、板ばね等が用いられる。このような基板保持具１３ａは、基板ホルダ１３の外周の周方向に沿って複数列設けられているため、多数の基板Ｓを、基板ホルダ１３の中心軸線Ｚに沿った方向（上下方向）に所定間隔を保ちながら整列させた状態で、基板ホルダ１３の外周面に保持することができる。各基板Ｓは、基板ホルダ１３が回転することで、中心軸線Ｚを公転軸として公転する。
【００２６】
仕切壁１２，１４，１６は、真空容器１１の内壁面から基板ホルダ１３へ向けて立設して設けられている。本実施形態における仕切壁１２，１６は、真空容器１１と同じステンレス製の部材である。仕切壁１２，１４，１６は、真空容器１１の内壁面から基板ホルダ１３へ向けて、四方を囲んだ状態で設けられている。これにより、真空容器１１の内壁面，仕切壁１２，基板ホルダ１３の外周面に囲繞されて、スパッタを行うための第１の成膜プロセスゾーン２０が形成されている。また、真空容器１１の内壁面，仕切壁１４，基板ホルダ１３の外周面に囲繞されて、スパッタを行うための第２の成膜プロセスゾーン４０が形成されている。また、真空容器１１の内壁面，後述のプラズマ発生手段８０，仕切壁１６，基板ホルダ１３の外周面に囲繞されて、プラズマを発生させて基板Ｓ上の薄膜に対してプラズマ処理を行うための反応プロセスゾーン６０が形成されている。
【００２７】
このとき、反応プロセスゾーン６０は、第１の成膜プロセスゾーン２０や第２の成膜プロセスゾーン４０とは異なる領域に形成される。本実施形態では、第１の成膜プロセスゾーン２０と第２の成膜プロセスゾーン４０が基板ホルダ１３を挟んで対向する位置に形成されるように、仕切壁１２，１４が真空容器１１に設けられている。そして、反応プロセスゾーン６０が第１の成膜プロセスゾーン２０が形成された位置から、基板ホルダの回転軸を中心に円周上に約９０度回転した位置に形成されるように、仕切壁１６が真空容器１１に設けられている。モータ１７によって基板ホルダ１３が回転させられると、基板ホルダ１３の外周面に保持された基板Ｓが公転して、第１の成膜プロセスゾーン２０に面する位置と、反応プロセスゾーン６０に面する位置と、第２の成膜プロセスゾーン４０に面する位置との間を移動することになる。そして、このように、基板Ｓが公転することで、ターゲット２９ａ，２９ｂ、ターゲット４９ａ，４９ｂ、膜厚補正板３５，５５、遮蔽板３６，５６に対して相対的に移動することになる。
【００２８】
（第１の成膜プロセスゾーン２０及び第２の成膜プロセスゾーン４０）
第１の成膜プロセスゾーン２０には、マスフローコントローラ２５，２７が、配管を介して連結されている。第２の成膜プロセスゾーン４０には、マスフローコントローラ４５，４７が、配管を介して連結されている。マスフローコントローラ２５，４５は、不活性ガスとしてのアルゴンガスを貯留するスパッタガスボンベ２６，４６に接続されている。マスフローコントローラ２７，４７は、反応性ガスを貯留する反応性ガスボンベ２８，４８に接続されている。不活性ガスや反応性ガスは、マスフローコントローラ２５，２７，４５，４７で流量を制御されて、配管を通して成膜プロセスゾーン２０，４０に導入される。反応性ガスとしては、例えば酸素ガス，窒素ガス，弗素ガス，オゾンガス等が考えられる。
【００２９】
第１の成膜プロセスゾーン２０には、基板ホルダ１３の外周面に対向するように、真空容器１１の壁面にマグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂが配置されている。このマグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂは、不図示の絶縁部材を介して接地電位にある真空容器１１に固定されている。マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂは、トランス２４を介して、交流電源２３に接続され、交番電界が印加可能に構成されている。マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂには、ターゲット２９ａ，２９ｂが保持される。ターゲット２９ａ，２９ｂの形状は平板状であり、ターゲット２９ａ，２９ｂの基板ホルダ１３の外周面と対向する面が、基板ホルダ１３の中心軸線Ｚと垂直な方向を向くように保持される。
【００３０】
第２の成膜プロセスゾーン４０には、基板ホルダ１３の外周面に対向するように、真空容器１１の壁面にマグネトロンスパッタ電極４１ａ，４１ｂが配置されている。このマグネトロンスパッタ電極４１ａ，４１ｂは、不図示の絶縁部材を介して接地電位にある真空容器１１に固定されている。マグネトロンスパッタ電極４１ａ，４１ｂは、トランス４４を介して、交流電源４３に接続され、交番電界が印加可能に構成されている。マグネトロンスパッタ電極４１ａ，４１ｂには、ターゲット４９ａ，４９ｂが保持される。ターゲット４９ａ，４９ｂの形状は平板状であり、ターゲット４９ａ，４９ｂの基板ホルダ１３の外周面と対向する面が、基板ホルダ１３の中心軸線Ｚと垂直な方向を向くように保持される。
【００３１】
図４及び図５は、膜厚補正板３５及び遮蔽板３６の配置状態を説明するための説明図である。図４は、図１における第１の成膜プロセスゾーン２０付近を拡大したものである。図５は、基板ホルダ１３からマグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂの方向をのぞんだときの説明図である。図５の上下方向が、スパッタ装置１の上下方向（中心軸線Ｚの方向）である。図６は、膜厚補正板３５及び遮蔽板３６と基板Ｓとが、基板ホルダ１３の回転によって相対的に移動する様子を説明する説明図であり、マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂから基板ホルダ１３の方向をのぞんだ図である。
【００３２】
膜厚補正板３５及び遮蔽板３６は、マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂに保持されるターゲット２９ａ，２９ｂから発生するスパッタ物質の一部を遮ることで、基板ホルダ１３の方向へ向かうスパッタ物質の量を調整するものであり、ターゲット２９ａ，２９ｂと基板ホルダ１３との間に設けられている。なお、スパッタ物質とは、ターゲット２９ａ，２９ｂ，４９ａ，４９ｂに対するスパッタによって、ターゲット２９ａ，２９ｂ，４９ａ，４９ｂから発生する物質であり、ターゲット２９ａ，２９ｂ，４９ａ，４９ｂを構成する原子または原子の集団等である。
【００３３】
膜厚補正板３５は、スパッタを行うことにより基板Ｓに形成される薄膜の膜厚を均一にする役目を果たすものであり、第１の補正板としての補正板３５ａと、第２の補正板としての補正板３５ｂで構成されている。補正板３５ａは、短冊形状を備えた複数の補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・で構成され、補正板３５ｂは、短冊形状を備えた複数の補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・で構成されている。補正板３５ａと補正板３５ｂにおいて、補正小片３５ａ１と補正小片３５ｂ１、補正小片３５ａ２と補正小片３５ｂ２、補正小片３５ａ３と補正小片３５ｂ３、・・・がそれぞれ一対となっている。補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・や、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・の長辺は、公転する基板Ｓの軌跡を、中心軸線Ｚからターゲット２９ａ，２９ｂに対して垂直に投影したときの投影軌跡（以下、単に「投影軌跡」という。）に沿った方向（図４乃至図６の黒塗りの矢印又は、図６中の白抜きの矢印で示す方向）を向くように配置されている。
【００３４】
また、補正小片３５ａ１と補正小片３５ｂ１、補正小片３５ａ２と補正小片３５ｂ２、補正小片３５ａ３と補正小片３５ｂ３、・・・は、投影軌跡に沿った方向に間隔をあけて設置されている。ターゲット２９ａ，２９ｂから飛散するスパッタ物質は、この補正小片３５ａ１と補正小片３５ｂ１、補正小片３５ａ２と補正小片３５ｂ２、補正小片３５ａ３と補正小片３５ｂ３、・・・の間に設けられた間隔を通過して基板Ｓに到達する。本実施形態では、補正板３５ａと補正板３５ｂ、補正小片３５ａ１と補正小片３５ｂ１、補正小片３５ａ２と補正小片３５ｂ２、補正小片３５ａ３と補正小片３５ｂ３、・・・は、ターゲット２９ａとターゲット２９ｂの中間位置から中心軸線Ｚに伸びる基準面Ｍに対して左右対称に配置されている。また、図５に示すように、補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・は、基板Ｓの公転軸である中心軸線Ｚに沿った方向に連なって設置されている。補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・も、基板Ｓの公転軸である中心軸線Ｚに沿った方向に連なって設置されている。
【００３５】
補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・は、真空容器１１に取り付けられた補正板駆動手段によって、それぞれが投影軌跡に沿った方向に駆動可能に設置されている。本実施形態の補正板駆動手段は、補正板駆動モータ７１ａ，７１ｂと、原動軸７２ａ，７２ｂと、傘歯車７３ａ，７３ｂと、傘歯車７４ａ，７４ｂと、螺旋棒７５ａ，７５ｂと、ナット７６ａ，７６ｂとによって構成されている。原動軸７２ａ，７２ｂは、真空容器１１に挿通されている。補正板駆動モータ７１ａ，７１ｂと原動軸７２ａ，７２ｂとは、真空容器１１の外側で接続され、補正板駆動モータ７１ａ，７１ｂを駆動することで、原動軸７２ａ，７２ｂが回転する。原動軸７２ａ，７２ｂの先端に傘歯車７３ａ，７３ｂが固定されており、原動軸７２ａ，７２ｂの回転にともなって傘歯車７３ａ，７３ｂが回転する。傘歯車７３ａ，７３ｂには、傘歯車７４ａ，７４ｂが噛み合わされている。傘歯車７４ａ，７４ｂは螺旋棒７５ａ，７５ｂの先端に固定されている。螺旋棒７５ａ，７５ｂは仕切壁１２，１４に挿通されている。傘歯車７３ａ，７３ｂの回転によって、傘歯車７４ａ，７４ｂと螺旋棒７５ａ，７５ｂが回転する。螺旋棒７５ａ，７５ｂにはナット７６ａ，７６ｂが螺合されている。螺旋棒７５ａ，７５ｂが回転することで、ナット７６ａ，７６ｂが摺動する。
【００３６】
ナット７６ａ，７６ｂは、補正板３５ａ，３５ｂと一体的に形成されているものであり、ナット７６ａ，７６ｂが摺動することで、補正板３５ａ，３５ｂが摺動する構成になっている。本実施形態では、螺旋棒７５ａ，７５ｂが上述の投影軌跡に沿った方向（左右方向）を向くように仕切壁１２，１４に挿通されている。このため、螺旋棒７５ａ，７５ｂが回転することで、ナット７６ａ，７６ｂ及び補正板３５ａ，３５ｂは、投影軌跡に沿った方向（図４乃至図６の黒塗りの矢印で示す方向）で摺動する。本実施形態では、真空容器１１の外部にＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ），ＲＯＭ（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ），ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等からなる制御装置（不図示）を備え、この制御装置によって補正板駆動モータ７１ａ，７１ｂの駆動を制御することで、補正板３５ａ，３５ｂの摺動を制御している。
【００３７】
図６に示したように、補正板３５ａ，３５ｂは、基板ホルダ１３からマグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂの方向をのぞんだとき、補正板３５ａ，３５ｂによってターゲット２９ａ，２９ｂの一部が隠れるように配置される。補正板３５ａ，３５ｂを設けることで、ターゲット２９ａから発生する基板ホルダ１３の方向へ向かうスパッタ物質の量を規制して、基板Ｓに堆積するスパッタ物質の量が、基板Ｓ全面にわたって均一となるようにすることができる。これを図６で説明する。
【００３８】
図６の上下方向が、スパッタ装置１の上下方向（中心軸線Ｚの方向）である。基板ホルダ１３を、中心軸線Ｚを中心に回転させると、基板ホルダ１３の外周面に上下方向に連なって配列された基板Ｓが、マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂ側からみて左右方向、すなわち上述の投影軌跡に沿った方向に移動する。図６中の白抜きの矢印が、基板Ｓが移動する方向を示している。
【００３９】
上下方向に長いターゲット２９ａ，２９ｂに対してスパッタを行うと、膜厚補正板３５、遮蔽板３６がない場合には、基板ホルダ１３へ向かうスパッタ物質の量は、基板ホルダ１３の上下方向の中心付近（以下、単に「中心付近」という）で多くなる。したがって、中心付近に保持される基板Ｓに、より多くのスパッタ物質が堆積し、中心付近に保持される基板Ｓに形成される薄膜の膜厚と、上側，下側の方に保持される基板Ｓに形成される薄膜の膜厚との間で、ばらつきが生じてしまう。また、同じ１つの基板Ｓに形成する薄膜でも、膜形成面の上端付近に形成される膜の膜厚と、下端付近に形成される膜の膜厚との間でばらつきが生じてしまう。
【００４０】
そこで、膜厚補正板３５を配設して、基板ホルダ１３へ向かうスパッタ物質のうち、中心付近を通過しようとするスパッタ物質の量を規制して、基板Ｓに堆積するスパッタ物質の量を、各基板Ｓの基板全面にわたって均一になるようにして、膜厚のばらつきを解消している。具体的には、中心付近をより長い時間遮蔽することで、その分、基板ホルダ１３の中心付近へ向かうスパッタ物質の量を減らして、中心付近の膜厚を、膜厚補正板３５を設けない時よりも相対的に薄くする。これにより、膜厚補正板３５を設けない場合には膜厚が厚くなってしまう中心付近の膜厚を、膜厚補正板３５を設けることで薄くして、結果として基板の上下方向でばらつきのない均一な厚さの薄膜を形成させることができる。
【００４１】
また、スパッタを行うと、時間の経過とともに、飛散するスパッタ物質の分布が局所的に変化する場合がある。そこで、補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・を飛散するスパッタ物質の分布に合わせて左右に動かすことで、基板の上下方向でばらつきのない均一な厚さの薄膜を形成させることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態のスパッタ装置では、基板ホルダ１３の外周面に保持された平面的な基板Ｓが中心軸線Ｚを中心に公転しているため、補正板３５ａと補正板３５ｂのいずれか一方だけを設けたり、基準面Ｍに対して補正板３５ａと補正板３５ｂを非対称に設置したりすると、基板Ｓが第１の成膜プロセスゾーン２０に近づくときと、遠ざかるときとで、形成される薄膜の厚みに基板Ｓの左右方向で差が生じる。そこで、本実施形態では、補正板３５ａと補正板３５ｂを基準面Ｍに対して常に左右対称になるように配置する（駆動させる）ことで、膜厚補正板３５によって遮蔽される部分を基準面Ｍに対して左右対称にして、基板Ｓの左右方向で均一な厚さの薄膜を形成させている。本実施形態では、対をなす補正板３５ａと補正板３５ｂ、補正小片３５ａ１と補正小片３５ｂ１、補正小片３５ａ２と補正小片３５ｂ２、補正小片３５ａ３と補正小片３５ｂ３、・・・が、それぞれ基準面Ｍに対して左右対称に摺動するように、制御装置が補正板駆動モータ７１ａ，７１ｂの駆動を制御する。
【００４３】
また、本実施形態では、補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・や、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・を摺動させる際に、投影軌跡に沿った方向に摺動させている。このため、補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・や、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・が摺動前の位置にある場合と、摺動後の位置にある場合とで、上下に並んだ基板Ｓに形成される薄膜に与える影響を一定にすることができる。このことを図６を用いて説明する。例えば、図６に示された補正小片３５ａ４と補正小片３５ｂ４について説明する。図６をみてわかるように、補正小片３５ａ４と補正小片３５ｂ４は、マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂ（ターゲット２９ａ，２９ｂ）から基板ホルダ１３の方向をのぞんだとき、上から１番目の基板Ｓの中央付近を遮蔽する位置に設置されている。すなわち、補正小片３５ａ４と補正小片３５ｂ４は、上から一番目の基板Ｓに向かって飛散するスパッタ物質に対して主に影響し、上から一番目の基板Ｓの膜厚に主に影響を与える。
【００４４】
本実施形態では、基板Ｓ、補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・は、何れも上述の投影軌跡に沿った方向に摺動するするため、補正小片３５ａ４と補正小片３５ｂ４が摺動したとしても、補正小片３５ａ４と補正小片３５ｂ４が摺動する前の位置にある場合と、補正小片３５ａ４と補正小片３５ｂ４が摺動した後の位置にある場合とで、どちらの場合でも、上から一番目の基板Ｓの膜厚に主に影響を与えることに変わりはない。このため、膜厚の分布に基板Ｓの上下方向で変化が生じた場合でも、その補正を行うことが容易である。すなわち、補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・のうち、膜厚の分布に変化が生じる部分に対応する補正板だけを摺動させることで、膜厚の分布の調整を容易に行うことができる。
【００４５】
遮蔽板３６は、スパッタを行うことにより基板Ｓに形成される薄膜に所望の膜厚分布を与える役目を果たす。遮蔽板３６は、板状体であり、製造しようとする薄膜の膜厚分布に応じた形状を備え、仕切壁１２にボルトで固定されている。図５，図６に示した例では、遮蔽板３６は、菱形が上下方向（基板ホルダ１３の中心軸線Ｚ方向）に連なった形状をしている。このように遮蔽板３６を菱形が連なった形状とすることで、基板Ｓの膜形成面上端から膜形成面下端にかけて膜厚が線形に変化する薄膜を作成することができる。これを、図６で説明する。
【００４６】
遮蔽板３６を菱形が連なった形状として、その菱形の各斜辺に対応する位置に基板Ｓを配置すれば、基板Ｓが左右方向（図６の白抜き矢印の方向）に相対的に移動した場合に、ターゲット２９ａ，２９ｂ側から見て基板Ｓが遮蔽板３６により遮蔽される時間に、各基板Ｓの上端側と下端側とで差を生じさせることができる。基板Ｓが遮蔽板３６により遮蔽される時間が短い方が、より多くのスパッタ物質がターゲット２９ａ，２９ｂから基板Ｓに到達し、より厚い膜厚の薄膜が形成されることになる。
【００４７】
ところで、上述のように、膜厚補正板３５の作用により、基板Ｓには均一な膜厚の薄膜が形成されるようになっている。したがって、膜厚補正板３５を設けて、さらに遮蔽板３６を設ければ、上下方向の膜厚のばらつきに影響されることなく、ターゲット２９ａ，２９ｂから見て基板Ｓが遮蔽板３６により遮蔽される時間、すなわち、遮蔽板３６の左右方向の幅に直接対応した膜厚の薄膜を基板Ｓに形成させることができる。
【００４８】
本実施形態では、遮蔽板３６の形状を菱形が連なった形状としているため、その菱形の斜辺に対応する位置に各基板Ｓを配置すれば、基板Ｓの上端側から下端側にかけて膜厚が線形的に変化する薄膜を作成することができるのである。本実施形態では、遮蔽板３６の形状を菱形が連なった形状とすることで、基板Ｓの上端側から下端側にかけて膜厚が線形的に変化する薄膜を作成することができるが、基板Ｓの上端側から下端側にかけて膜厚が変化する薄膜を作成する場合の遮蔽板３６の形状はこれに限られない。形成させる薄膜の膜厚の分布に合わせた遮蔽板を用いればよい。例えば、遮蔽板３６の形状を丸形が上下方向に連なった形状とすることで、基板Ｓの上端側から下端側にかけて膜厚が放物線状に変化する薄膜を作成することができる。
【００４９】
本実施形態のスパッタ装置１によれば、膜厚補正板３５を設けて各基板Ｓの位置によらずに各基板Ｓで膜厚が均一になるようにしたうえで、遮蔽板３６の形状によって所望の膜厚分布を備える薄膜を形成するため、遮蔽板３６の形状を変更することで、製造する薄膜の膜厚分布を容易に変更することができる。また、各基板Ｓの位置による膜厚の差を考慮することがなく、所望の膜厚分布をもつ薄膜を作成するための遮蔽板３６の形状を簡易に設計することができる。
【００５０】
第１の成膜プロセスゾーン２０に膜厚補正板３５，遮蔽板３６を設けたように、第２の成膜プロセスゾーン４０にも、膜厚補正板３５，遮蔽板３６に相当する膜厚補正板５５，遮蔽板５６が設けられている。この場合、第１の成膜プロセスゾーン２０に配置する遮蔽板３６の形状と、第２の成膜プロセスゾーン４０に配置する遮蔽板５６の形状とは、必ずしも同一の形状である必要はなく、ターゲット２９ａ，２９ｂ，４９ａ，４９ｂの材料や、第１の成膜プロセスゾーン２０，第２の成膜プロセスゾーン４０それぞれの成膜条件などに応じて変更することができる。
【００５１】
（反応プロセスゾーン６０）
反応プロセスゾーン６０に対応する真空容器１１の壁面には、プラズマ発生手段８０を設置するための開口１１ａが形成されている。また、反応プロセスゾーン６０には、マスフローコントローラ６５を介して不活性ガスボンベ６６内の不活性ガスを導入するための配管や、マスフローコントローラ６７を介して反応性ガスボンベ６８内の反応性ガスを導入するための配管が接続されている。
【００５２】
仕切壁１６の反応プロセスゾーン６０に面する壁面には、熱分解窒化硼素（Ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  Ｂｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）からなる保護層Ｐが被覆されている。さらに、真空容器１１の内壁面の反応プロセスゾーン６０に面する部分にも熱分解窒化硼素からなる保護層Ｐが被覆されている。熱分解窒化硼素は、化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を利用した熱分解法によって仕切壁１６や真空容器１１の内壁面へ被覆される。
【００５３】
図１，図２，図７，図８を用いて、本実施形態のプラズマ発生手段８０を説明する。
プラズマ発生手段８０は、反応プロセスゾーン６０に面して設けられている。本実施形態のプラズマ発生手段８０は、ケース体８１と、誘電体板８３と、固定枠８４と、アンテナ８５ａ,８５ｂと、固定具８８と、配管１５ａ，真空ポンプ１５を有して構成されている。
【００５４】
ケース体８１は、真空容器１１の壁面に形成された開口１１ａを塞ぐ形状を備え、ボルト（不図示）で真空容器１１の開口１１ａを塞ぐように固定されている。ケース体８１が真空容器１１の壁面に固定されることで、プラズマ発生手段８０は真空容器１１に接続されている。本実施形態において、ケース体８１はステンレスで形成されている。誘電体板８３は、板状の誘電体で形成されている。本実施形態において、誘電体板８３は石英で形成されている。なお、誘電体板８３は石英ではなくＡｌ２Ｏ３等のセラミックス材料で形成されたものでもよい。固定枠８４は、ケース体８１に誘電体板８３を固定するために用いられるもので、ロの字形状を備えた枠体である。固定枠８４とケース体８１がボルト（不図示）で連結されることで、固定枠８４とケース体８１の間に誘電体板８３が挟持され、これにより誘電体板８３がケース体８１に固定されている。誘電体板８３がケース体８１に固定されることで、ケース体８１と誘電体板８３によってアンテナ収容室８０Ａが形成されている。すなわち、本実施形態では、ケース体８１と誘電体板８３に囲まれてアンテナ収容室８０Ａが形成されている。
【００５５】
ケース体８１に固定された誘電体板８３は、開口１１ａを介して真空容器１１の内部（反応プロセスゾーン６０）に臨んで設けられている。このとき、アンテナ収容室８０Ａは、真空容器１１の内部と分離している。すなわち、アンテナ収容室８０Ａと真空容器１１の内部とは、誘電体板８３で仕切られた状態で独立した空間を形成している。また、アンテナ収容室８０Ａと真空容器１１の外部は、ケース体８１で仕切られた状態で独立の空間を形成している。本実施形態では、このように独立の空間として形成されたアンテナ収容室８０Ａの中に、アンテナ８５ａ，８５ｂが設置されている。なお、アンテナ収容室８０Ａと真空容器１１内部の反応プロセスゾーン６０、アンテナ収容室８０Ａと真空容器１１外部との間は、Ｏリングで気密が保たれている。
【００５６】
本実施形態では、アンテナ収容室８０Ａの内部を排気して真空状態にするために、アンテナ収容室８０Ａに排気用の配管１５ａが接続されている。配管１５ａには、真空ポンプ１５が接続されている。本実施形態において、配管１５ａは真空容器１１の内部へも連通している。配管１５ａには、真空ポンプ１５から真空容器１１の内部に連通する位置にバルブＶ１、Ｖ２が設けられている。また、配管１５ａには、真空ポンプ１５からアンテナ収容室８０Ａの内部に連通する位置にバルブＶ１、Ｖ３が設けられている。バルブＶ２，Ｖ３のいずれかを閉じることで、アンテナ収容室８０Ａの内部と真空容器１１の内部との間での気体の移動は阻止される。真空容器１１の内部の圧力や、アンテナ収容室８０Ａの内部の圧力は、真空計（不図示）で測定される。
【００５７】
本実施形態では、スパッタ装置１に制御装置（不図示）を備えている。この制御装置には、真空計の出力が入力される。制御装置は、入力された真空計の測定値に基づいて、真空ポンプ１５による排気を制御して、真空容器１１の内部やアンテナ収容室８０Ａの内部の真空度を調整する機能を備える。本実施形態では、制御装置がバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉を制御することで、真空容器１１の内部とアンテナ収容室８０Ａの内部を同時に、又は独立して排気できる。
【００５８】
アンテナ８５ａとアンテナ８５ｂは、高周波電源８９から電力の供給を受けて、真空容器１１の内部（反応プロセスゾーン６０）に誘導電界を発生させ、プラズマを発生させるためのものである。本実施形態のアンテナ８５ａ，８５ｂは、銅で形成された円管状の本体部と、本体部の表面を被覆する銀で形成された被覆層を備えている。アンテナ８５ａのインピーダンスを低下するためには、電気抵抗の低い材料でアンテナ８５ａ，８５ｂを形成するのが好ましい。そこで、高周波の電流がアンテナの表面に集中するという特性を利用して、アンテナ８５ａ，８５ｂの本体部を安価で加工が容易な、しかも電気抵抗も低い銅で円管状に形成し、アンテナ８５ａ，８５ｂの表面を銅よりも電気抵抗の低い銀で被覆している。このように構成することで、高周波に対するアンテナ８５ａ，８５ｂのインピーダンスを低減して、アンテナ８５ａに電流を効率よく流して、プラズマを発生させる効率を高めている。
【００５９】
アンテナ８５ａ及びアンテナ８５ｂは、平面上で渦を成した形状を備える。アンテナ８５ａとアンテナ８５ｂとは、ケース体８１と誘電体板８３との間に形成されたアンテナ収容室８０Ａの中に、渦を成す面が反応プロセスゾーン６０を向いた状態で誘電体板８３に隣接して設置される。言い換えれば、アンテナ８５ａ及びアンテナ８５ｂは、アンテナ８５ａ及びアンテナ８５ｂの渦を成す面が板状の誘電体板８３の壁面に対向した状態で、アンテナ８５ａ及びアンテナ８５ｂの渦の中心軸線と垂直な方向（中心軸線Ｚと平行な方向）で上下に隣り合って設置されている。したがって、モータ１７を作動させて、基板ホルダ１３を中心軸線Ｚ周りに回転させると、基板ホルダの外周に保持された基板は、基板の膜形成面がアンテナ８５ａ，８５ｂの渦を成す面と対向するように、上下に並んだアンテナ８５ａ，８５ｂに対して横方向（公転する基板Ｓの軌跡を、中心軸線Ｚから誘電体板８３に対して垂直に投影したときの投影軌跡に沿った方向）に搬送される。
【００６０】
アンテナ８５ａとアンテナ８５ｂは、高周波電源８９に対して並列に接続されている。アンテナ８５ａ，８５ｂは、マッチング回路を収容するマッチングボックス８７を介して高周波電源８９に接続されている。マッチングボックス８７内には、図８に示すように、可変コンデンサ８７ａ，８７ｂが設けられている。
【００６１】
渦状のアンテナ８５ａ，８５ｂは、導線部８６ａ，８６ｂを介してマッチングボックス８７に接続されている。導線部８６ａ，８６ｂは、アンテナ８５ａ，８５ｂと同様の素材からなる。ケース体８１には、導線部８６ａ，８６ｂを挿通するための挿通孔８１ａが形成されている。アンテナ収容室８０Ａ内側のアンテナ８５ａ，８５ｂと、アンテナ収容室８０Ａ外側のマッチングボックス８７，高周波電源８９とは、挿通孔８１ａに挿通される導線部８６ａを介して接続される。導線部８６ａ，８６ｂと挿通孔８１ａとの間にはシール部材８１ｂが設けられ、アンテナ収容室８０Ａの内外で気密が保たれる。
【００６２】
本実施形態では、導線部８６ａ，８６ｂの長さに余裕をもたせて、アンテナ８５ａとアンテナ８５ｂとの間隔Ｄを調整できるようになっている。本実施形態のスパッタ装置１では、アンテナ８５ａ，８５ｂを固定具８８によって固定する際に、アンテナ８５ａとアンテナ８５ｂの上下方向の間隔Ｄを調整することができる。
【００６３】
固定具８８は、アンテナ８５ａ，８５ｂをアンテナ収容室８０Ａに設置するためのものである。本実施形態の固定具８８は、固定板８８ａ，８８ｂと、固定ボルト８８ｃ，８８ｄで構成される。固定板８８ａ，８８ｂには、アンテナ８５ａ，８５ｂが嵌合されている。アンテナ８５ａ，８５ｂが嵌合された固定板８８ａ，８８ｂは、固定ボルト８８ｃ，８８ｄでケース体８１に取り付けられている。ケース体８１には上下方向に複数のボルト穴が形成され、固定板８８ａ，８８ｂは、いずれかのボルト穴を用いてケース体８１に取り付けられている。すなわち、使用されるボルト穴の位置によって、アンテナ８５ａとアンテナ８５ｂの上下方向の間隔Ｄが調整されている。なお、アンテナ８５ａ，８５ｂと固定板８８ａ，８８ｂとを絶縁するために、少なくとも、アンテナ８５ａ，８５ｂと固定板８８ａ，８８ｂとの接触面が絶縁材で形成されている。
【００６４】
以上の構成を備えるプラズマ発生手段８０が、真空容器１１に組み付けられる手順を説明する。
まず、固定具８８を用いてアンテナ８５ａ，８５ｂをケース体８１に固定する。このとき、アンテナ８５ａとアンテナ８５ｂの上下方向の間隔Ｄや、アンテナ８５ａの径Ｒａや、アンテナ８５ｂの径Ｒｂに合わせた固定具８８を用いる。続いて、固定枠８４を用いて、ケース体８１に誘電体板８３を固定する。これにより、アンテナ８５ａ，８５ｂは、誘電体板８３と固定板８８ａ，８８ｂとの間に挟持された状態となる。また、ケース体８１、誘電体板８３、アンテナ８５ａ，８５ｂ、固定具８８が一体的になる。続いて、真空容器１１の開口１１ａを塞ぐように、ケース体８１を真空容器１１に対してボルト（不図示）で固定する。以上によって、プラズマ発生手段８０が、真空容器１１に組み付けられ、アンテナ収容室８０Ａと、反応プロセスゾーン６０（真空容器１１の内部）と、真空容器１１の外側が、それぞれ独立の空間として形成され、アンテナ８５ａ，８５ｂがアンテナ収容室８０Ａに設置される。
【００６５】
本実施形態では、ケース体８１、誘電体板８３、アンテナ８５ａ，８５ｂ、固定具８８を一体的にした状態で、ケース体８１と真空容器１１をボルトで固定することでプラズマ発生手段８０を真空容器１１と接続できるため、プラズマ発生手段８０を真空容器１１に着脱するのが容易である。
【００６６】
次に、本実施形態のスパッタ装置１を用いて、反応プロセスゾーン６０にプラズマを発生させる手順を説明する。
まず、真空ポンプ１５を作動させて、真空容器１１の内部と、アンテナ収容室８０Ａを減圧する。このとき、制御装置は配管１５ａに設けられたバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３を総て開放し、真空容器１１の内部と、アンテナ収容室８０Ａの内部を同時に排気して、真空容器１１の内部及びアンテナ収容室８０Ａの内部を真空状態にする。制御装置は、真空計の測定値を監視して、真空容器１１の内部とアンテナ収容室８０Ａの内部の圧力差が大きくならないように（例えば、１０４Ｐａ以上の圧力差が生じないように）、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉を適宜制御する。その後、制御装置は、真空容器１１の内部が１０−２Ｐａ〜１０Ｐａになったところで一旦バルブＶ２を閉じる。アンテナ収容室８０Ａは、さらに１０−３Ｐａ以下にまで減圧される。つづいて、アンテナ収容室８０Ａ内部が１０−３Ｐａ以下になったところでバルブＶ３を閉じる。続いて、真空容器１１の内部が１０−２Ｐａ〜１０Ｐａを保持した状態で、反応性ガスボンベ６８内の反応性ガスを、マスフローコントローラ６７を介して反応プロセスゾーン６０へ導入する。
【００６７】
真空容器１１の内部とアンテナ収容室８０Ａの内部を上記所定の圧力に保持した状態で、高周波電源８９からアンテナ８５ａ,８５ｂに１３．５６ＭＨｚの電圧を印加して、反応プロセスゾーン６０に反応性ガスのプラズマを発生させる。このとき、アンテナ８５ａとアンテナ８５ｂの上下方向の間隔Ｄや、アンテナ８５ａの径Ｒａや、アンテナ８５ｂの径Ｒｂ等に応じた分布のプラズマが発生する。反応プロセスゾーン６０に発生させて反応性ガスのプラズマによって、基板ホルダ１３に配置された基板に対してプラズマ処理を行う。
【００６８】
以上のように、本実施形態では、薄膜を形成または処理する空間を形成する真空容器１１の内部をプラズマが発生する圧力に保持して、真空容器１１の内部とは独立した空間を形成するアンテナ収容室８０Ａの内部を真空容器１１の内部よりも低いプラズマが発生しにくい圧力に保持して、真空容器１１内にプラズマを発生させている。このため、アンテナ収容室８０Ａにプラズマが発生することを抑制して、真空容器１１の内部に効率的にプラズマを発生させることができる。
【００６９】
さらに、本実施形態では、アンテナ収容室８０Ａと真空容器１１の内部とは、誘電体板８３で仕切られた状態で独立した空間とされ、アンテナ収容室８０Ａの内部にアンテナ８５ａ，８５ｂを設け、アンテナ収容室８０Ａを減圧した状態で真空容器１１の内部にプラズマを発生させる構成となっている。このため、大気中にアンテナ８５ａ，８５ｂを設置した状態でプラズマを発生させる場合に比べて、アンテナ８５ａ，８５ｂの酸化を抑制することができる。したがって、アンテナ８５ａ，８５ｂの長寿命化を図ることができる。また、アンテナ８５ａ，８５ｂが酸化することにより、プラズマが不安定化することを抑制することができる。
【００７０】
また、本実施形態では、真空容器１１の内部及びアンテナ収容室８０Ａの内部の圧力を監視して、真空容器１１の内部と、アンテナ収容室８０Ａの内部で大きな圧力差が生じないように減圧を行い、真空容器１１の内部を１０−２Ｐａ〜１０Ｐａ程度の真空に保持し、アンテナ収容室８０Ａを１０−３Ｐａ以下に保持して、真空容器１１の内部にプラズマを発生させる構成にしている。そして、アンテナ収容室８０Ａと真空容器１１の内部が誘電体板８３で仕切られ、アンテナ収容室８０Ａと真空容器１１外部がケース体８１で仕切られている。このため、本実施形態では、アンテナ収容室８０Ａと真空容器１１の内部の圧力差を小さく保つことができるため、誘電体板８３の厚みを薄く設計することができ、効率的にプラズマを発生させることが可能となるとともに、安価な誘電体板８３を使用して低コスト化を図ることができる。
【００７１】
また、本実施形態によれば、アンテナ８５ａとアンテナ８５ｂの上下方向の間隔Ｄを調整することで、基板ホルダ１３に配置される基板に対するプラズマの分布を調整することができる。また、アンテナ８５ａの径Ｒａや、アンテナ８５ｂの径Ｒｂ、又はアンテナ８５ａ，８５ｂの太さ等を独立に変更することができるため、アンテナ８５ａの径Ｒａや、アンテナ８５ｂの径Ｒｂ又は太さ等を調整することでも、プラズマの分布を調整することができる。また、本実施形態では、図８に示すように、アンテナ８５ａやアンテナ８５ｂが大小の半円から構成される全体形状を備えているが、アンテナ８５ａやアンテナ８５ｂの全体形状を、矩形などの形状に変更して、プラズマの分布を調整することも可能である。
【００７２】
特に、横方向に搬送される基板の搬送方向と交差する上下方向にアンテナ８５ａとアンテナ８５ｂを並べて、アンテナ８５ａ，８５ｂ両者の間隔も調整することができるため、基板の搬送方向に交差する方向で広範囲にプラズマ処理を行う必要がある場合に、プラズマの密度分布を容易に調整することができる。例えば、本実施形態のようなカルーセル型のスパッタ装置１を用いてプラズマ処理を行う場合には、基板ホルダ１３での基板の配置，スパッタ条件等により、基板ホルダの上方に位置する薄膜と、中間に位置する薄膜の膜厚に違いが生じている場合がある。このような場合でも、本実施形態のプラズマ発生手段８０を用いれば、膜厚の違いに対応してプラズマの密度分布を適宜調整することができるという利点がある。
【００７３】
また、本実施形態では、上述のように、仕切壁１６の反応プロセスゾーン６０に面する壁面や、真空容器１１の内壁面の反応プロセスゾーン６０に面する部分に熱分解窒化硼素が被覆することで、反応プロセスゾーン６０のラジカルの密度を高く維持して、より多くのラジカルを基板上の薄膜と接触させてプラズマ処理の効率化を図っている。すなわち、仕切壁１６や真空容器１１の内壁面に化学的に安定な熱分解窒化硼素を被覆することで、プラズマ発生手段８０によって反応プロセスゾーン６０に発生したラジカル又は励起状態のラジカルが仕切壁１６や真空容器１１の内壁面と反応して消滅することを抑制している。また、仕切壁１６で反応プロセスゾーン６０に発生するラジカルが基板ホルダの方向へ向くようにコントロールできる。
【００７４】
（薄膜の形成手順）
以下に、上述のスパッタ装置１を用いて薄膜を製造する方法について、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）を積層させた薄膜を製造する場合を例として説明する。薄膜の形成は、成膜の準備を行う工程、酸化ケイ素の薄膜を形成する工程、酸化ニオブの薄膜を形成する工程、薄膜を取り出す工程の順に行われる。
【００７５】
成膜の準備を行う工程を説明する。
まず、ターゲット２９ａ，２９ｂ，４９ａ，４９ｂをマグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂ，４１ａ，４１ｂに保持させて、遮蔽板３６，５６を取り付ける。ターゲット２９ａ，２９ｂの材料としてケイ素（Ｓｉ）を用いる。ターゲット４９ａ，４９ｂの材料としてニオブ（Ｎｂ）を用いる。扉１１ｂを閉じて、真空ポンプ１５を作動させて排気を行い、薄膜形成室１１Ａを１０−２Ｐａ〜１０Ｐａ程度の真空状態にする。このとき、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３が開放され、アンテナ収容室８０Ａも同時に排気される。そして、基板ホルダ１３をロードロック室１１Ｂの位置でロックしておいて、基板ホルダ１３に基板Ｓを保持させる。続いて、扉１１ｃを閉じた状態で、真空ポンプ１５’を作動させてロードロック室１１Ｂを排気して、１０−２Ｐａ〜１０Ｐａ程度の真空状態にする。その後、扉１１ｂを開いて、基板ホルダ１３を薄膜形成室１１Ａへ移動させる。基板ホルダ１３を薄膜形成室１１Ａへ移動させた後に、扉１１ｂを再び閉じる。
【００７６】
酸化ケイ素の薄膜を形成する工程を説明する。
真空容器１１の内部，アンテナ収容室８０Ａの内部を上述の所定の圧力に減圧し、モータ１７を作動させて、基板ホルダ１３を回転させる。その後、真空容器１１の内部，アンテナ収容室８０Ａの内部の圧力が安定した後に、成膜プロセスゾーン２０の圧力を、１．０×１０−１Ｐａ〜１．３Ｐａに調整する。
【００７７】
次に、第１の成膜プロセスゾーン２０内に、スパッタ用の不活性ガスであるアルゴンガスと、反応性ガスである酸素ガスを、スパッタガスボンベ２６、反応性ガスボンベ２８からマスフローコントローラ２５，２７で流量を調整しながら導き、成膜プロセスゾーン２０でスパッタを行うための雰囲気を調整する。このとき第１の成膜プロセスゾーン２０に導入するアルゴンガスの流量は、約３００ｓｃｃｍである。第１の成膜プロセスゾーン２０に導入する酸素ガスの流量を、後述のように所望の値に調整する。なお、流量の単位としてのｓｃｃｍは、０℃，１ａｔｍにおける、１分間あたりの流量を表すもので、ｃｍ３/ｍｉｎに等しい。
【００７８】
次に、交流電源２３からトランス２４を介して、マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂに周波数１〜１００ＫＨｚの交流電圧を印加し、ターゲット２９ａ，２９ｂに、交番電界が掛かるようにする。これにより、ある時点においてはターゲット２９ａがカソード（マイナス極）となり、その時ターゲット２９ｂは必ずアノード（プラス極）となる。次の時点において交流の向きが変化すると、今度はターゲット２９ｂがカソード（マイナス極）となり、ターゲット２９ａがアノード（プラス極）となる。このように一対のターゲット２９ａ，２９ｂが、交互にアノードとカソードとなることにより、プラズマが形成され、カソード上のターゲットに対してスパッタを行う。
【００７９】
スパッタを行っている最中には、アノード上には非導電性あるいは導電性の低い酸化ケイ素（ＳｉＯｘ（ｘ≦２））が付着する場合もあるが、このアノードが交番電界によりカソードに変換された時に、これら酸化ケイ素（ＳｉＯｘ（ｘ≦２））がスパッタされ、ターゲット表面は元の清浄な状態となる。そして、一対のターゲット２９ａ，２９ｂが、交互にアノードとカソードとなることを繰り返すことにより、常に安定なアノード電位状態が得られ、プラズマ電位（通常アノード電位とほぼ等しい）の変化が防止され、基板Ｓの膜形成面に安定してケイ素或いは不完全酸化ケイ素（ＳｉＯｘ１（ｘ１＜２））からなる薄膜が形成される。このように、第１の成膜プロセスゾーン２０においてスパッタを行うことにより、中間薄膜としての、ケイ素或いはケイ素不完全酸化物からなる第１中間薄膜を基板Ｓの膜形成面に形成する。ケイ素不完全酸化物は、本発明における不完全反応物としての第１の不完全反応物であり、酸化ケイ素ＳｉＯ２の構成元素である酸素が欠乏した不完全な酸化ケイ素ＳｉＯｘ（ｘ＜２）のことである。
【００８０】
スパッタを行っている途中段階で、時間の経過とともに飛散するスパッタ物質の分布に変化が生じたりすることがある。この場合には、補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・や、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・を、スパッタを行っている最中の適宜のタイミングで駆動させて、膜厚分布を調整する。このように補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・と、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・を駆動させるタイミングや駆動距離は、予め予備実験を行う等して定めておく。
【００８１】
図９は、第１の成膜プロセスゾーン２０に導入する酸素ガスの流量と、第１中間薄膜を構成するケイ素不完全酸化物ＳｉＯｘ（ｘ＜２）の化学量論係数ｘとの関係を示している。なお、第１の成膜プロセスゾーン２０に導入する酸素ガスの流量と、第１中間薄膜を構成するケイ素不完全酸化物の化学量論係数ｘとの関係は、装置毎に固有であるため、使用する装置について予め予備実験を行うことで、図９に示すようなデータを調べておく必要がある。図９の横軸が導入する酸素ガスの流量を、縦軸（左側の数値軸）がケイ素不完全酸化物ＳｉＯｘ（ｘ＜２）の組成を表す酸化ケイ素の化学量論係数ｘを示している。図９に示すように、導入する酸素ガスの流量を大きくするにしたがって、化学量論係数ｘの値が大きくなる関係にある。
【００８２】
本実施形態では、図９に基づいて、ケイ素或いは所望の化学量論係数ｘのケイ素不完全酸化物が基板Ｓの膜形成面に形成するように、導入する酸素ガスの流量を所望の値に調整して、第１の成膜プロセスゾーン２０でスパッタを行う。スパッタを行っている最中は、基板ホルダ１３を所定の回転速度で回転駆動させて基板Ｓを移動させながら、基板Ｓの膜形成面にケイ素或いはケイ素不完全酸化物からなる第１中間薄膜を形成させる。さらに、本実施形態では、マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂと基板ホルダ１３との間に膜厚補正板３５及び遮蔽板３６が設けられているため、上述のように、遮蔽板３６の形状に応じた膜厚分布の第１中間薄膜を形成させることができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、第１の成膜プロセスゾーン２０で形成する薄膜の組成を、第１の成膜プロセスゾーン２０に導入する酸素ガスの流量を調整することで行っているが、基板ホルダ１３の回転速度を制御することでも調整できる。
【００８４】
第１の成膜プロセスゾーン２０で、基板の膜形成面にケイ素或いは不完全酸化ケイ素（ＳｉＯｘ１（ｘ１＜２））からなる第１中間薄膜を形成させることで、第１中間薄膜形成工程を行った後には、基板Ｓを、基板ホルダ１３の回転にともなって、第１の成膜プロセスゾーン２０に面する位置から反応プロセスゾーン６０に面する位置に搬送する。反応プロセスゾーン６０には、反応性ガスボンベ６８から反応性ガスとして酸素ガスを導入するとともに、不活性ガスボンベ６６から不活性ガスとしてアルゴンガスを導入する。次に、アンテナ８５ａ，８５ｂに１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印加して、プラズマ発生手段８０によって反応プロセスゾーン６０にプラズマを発生させる。反応プロセスゾーン６０の圧力は、０．７×１０−１〜１．０Ｐａに維持する。また、少なくとも反応プロセスゾーン６０にプラズマを発生させている際中は、アンテナ収容室８０Ａの内部の圧力は、１０−３Ｐａ以下を保持する。
【００８５】
そして、基板ホルダ１３が回転して、ケイ素或いは不完全酸化ケイ素（ＳｉＯｘ１（ｘ１＜２））からなる第１中間薄膜が形成された基板Ｓが反応プロセスゾーン６０に面する位置に搬送されてくると、反応プロセスゾーン６０では、第１中間薄膜を構成するケイ素或いは不完全酸化ケイ素（ＳｉＯｘ１（ｘ１＜２））をプラズマ処理によって酸化反応させる工程を行う。すなわち、プラズマ発生手段８０によって反応プロセスゾーン６０に発生させた酸素ガスのプラズマでケイ素或いは不完全酸化ケイ素（ＳｉＯｘ１（ｘ１＜２））を酸化反応させて、所望の組成の不完全酸化ケイ素（ＳｉＯｘ２（ｘ１＜ｘ２＜２））或いは酸化ケイ素（ＳｉＯｘ２）に変換させる。
【００８６】
本実施形態では、反応プロセスゾーン６０で、第１中間薄膜を構成するケイ素或いはケイ素不完全酸化物を酸化反応させて所望の組成の不完全酸化ケイ素（ＳｉＯｘ２（ｘ１＜ｘ２＜２））或いは酸化ケイ素に変換させることで、最終薄膜としての第１最終薄膜を形成する。これにより、第１膜組成変換工程を行う。この反応プロセスゾーン６０における第１膜組成変換工程では、第１最終薄膜の膜厚が第１中間薄膜の膜厚よりも厚くなるように、第１最終薄膜を形成する。すなわち、第１中間薄膜を構成するケイ素或いはケイ素不完全酸化物ＳｉＯｘ１（ｘ１＜２）を所望の組成の不完全酸化ケイ素（ＳｉＯｘ２（ｘ１＜ｘ２＜２））或いは酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に変換することにより第１中間薄膜を膨張させ、第１最終薄膜の膜厚を第１中間薄膜の膜厚よりも厚くする。
【００８７】
図９に、第１中間薄膜形成工程で第１の成膜プロセスゾーン２０に導入する酸素ガスの流量と、第１中間薄膜に対する第１最終薄膜の膜厚の増加率（＝（第１最終薄膜の膜厚）／（第１中間薄膜の膜厚））との関係を示す。図９の横軸が導入する酸素ガスの流量を、縦軸（右側の数値軸）が膜厚の増加率を示している。
【００８８】
図９に示すように、第１中間薄膜形成工程で第１の成膜プロセスゾーン２０に導入する酸素ガスの流量を減少させて、ケイ素不完全酸化物の化学量論係数ｘの値を小さくするにしたがって、膜厚の増加率が大きくなる関係にある。すなわち、ケイ素不完全酸化物の組成（化学量論係数ｘの値）によって、第１中間薄膜に対する第１最終薄膜の膜厚の増加率が決定する。言い換えれば、本実施形態によれば、上述の第１中間薄膜形成工程で、第１の成膜プロセスゾーン２０に導入する酸素ガスの流量を調整することで、第１中間薄膜を構成するケイ素不完全酸化物の化学量論係数ｘを決定して（ｘを０とするなら、第１中間薄膜はケイ素から構成される）、第１中間薄膜に対する第１最終薄膜の膜厚の増加率を決定することができる。
【００８９】
例えば、第１中間薄膜形成工程で、第１の成膜プロセスゾーン２０に２０ｓｃｃｍの酸素ガスを導入しながら第１中間薄膜を形成させれば、化学量論係数ｘが０．１６のケイ素不完全酸化物から構成される第１中間薄膜が形成され、反応プロセスゾーン６０における第１膜組成変換工程では、第１中間薄膜に対する第１最終薄膜の膜厚の増加率を１．４とすることができる。
【００９０】
本実施形態では、第１中間薄膜形成工程で、膜厚補正板３５及び遮蔽板３６を備えたスパッタ装置１を用いて第１中間薄膜を基板Ｓに形成させているため、第１膜組成変換工程を行う前に、既に基板Ｓの膜形成面には所定の膜厚分布を備える第１中間薄膜が形成している。この状態で第１膜組成変換工程を行うことで、第１中間薄膜における膜厚分布をさらに変化させることができる。
【００９１】
例えば、１０ｍｍの長さをもつ基板Ｓを、長さ方向が基板ホルダ１３の上下方向を向くように基板ホルダ１３に保持した場合に、第１中間薄膜形成工程で、基板Ｓの膜形成面の上端側に０．３ｎｍ、下端側に０．４ｎｍの膜厚の第１中間薄膜を形成させる。この場合、１０ｍｍの長さをもつ基板Ｓの膜形成面の上端側から下端側に向けて形成される薄膜の膜厚の傾斜は、０．１ｎｍ／１０ｍｍ、である。この第１中間薄膜に対して増加率１．４の第１膜組成変換工程を行うと、膜形成面の上端側に０．４２ｎｍ、下端側に０．５６ｎｍの膜厚の第１最終薄膜が形成される。すなわち、第１最終薄膜における膜形成面の上端側から下端側に向けての膜厚の傾斜を０．１４ｎｍ／１０ｍｍに変えることができる。
【００９２】
つまり、本実施形態によれば、スパッタを行うだけで生成された第１中間薄膜よりも、スパッタを行うだけで生成された第１中間薄膜をさらに反応ガスで反応させた第１最終薄膜の膜厚の傾斜を強くするこができる。さらに、本実施形態によれば、第１中間薄膜形成工程の最中に、補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・と、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・を駆動させて、膜厚分布を調整することもできる。
【００９３】
本実施形態では、以上説明した第１中間薄膜形成工程と、第１膜組成変換工程とを、基板Ｓを搭載した基板ホルダ１３を回転させながら繰り返すことにより、第１の成膜プロセスゾーン２０におけるケイ素或いはケイ素不完全酸化物（ＳｉＯｘ１（ｘ１＜２））の基板上への形成と、反応プロセスゾーン６０におけるケイ素不完全反応物（ＳｉＯｘ２（ｘ１＜ｘ２＜２））或いは酸化ケイ素（ＳｉＯ２）への変換が繰り返され、所望の膜厚で、基板Ｓの膜形成面上端側から下端側に向けての膜厚の傾斜を強くした不完全酸化ケイ素（ＳｉＯｘ２（ｘ１＜ｘ２＜２））或いは酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の薄膜を形成することができる。
【００９４】
酸化ニオブの薄膜を形成する工程を説明する。
第２の成膜プロセスゾーン４０内の圧力を、１．０×１０−１〜１．３Ｐａに調整する。マスフローコントローラ４５，４７で流量を調整しながら、スパッタガスボンベ４６から不活性ガスとしてのアルゴンガスを、反応性ガスボンベ４８から反応性ガスとしての酸素ガスを、成膜プロセスゾーン４０に導入する。このときの成膜プロセスゾーン２０に導入するアルゴンガスの流量は約３００ｓｃｃｍである。第２の成膜プロセスゾーン４０に導入する酸素ガスの流量を、後述のように所望の値に調整する。
【００９５】
次に、交流電源４３からトランス４４を介して、マグネトロンスパッタ電極４１ａ，４１ｂに周波数１〜１００ＫＨｚの交流電圧を印加し、ターゲット４９ａ，４９ｂに、交番電界を掛けて、スパッタを行う。上述の酸化ケイ素の薄膜を形成する工程を行った後に、基板ホルダ１３の回転駆動によって基板Ｓを、反応プロセスゾーン６０に面する位置から第２の成膜プロセスゾーン４０に面する位置に搬送する。そして、第２の成膜プロセスゾーン４０においてスパッタを行うことにより、中間薄膜としての、ニオブ或いはニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ（ｘ＜２．５）からなる第２中間薄膜を、基板Ｓの膜形成面に既に形成している第１最終薄膜に積層するように形成する（以下の酸化ニオブの薄膜を形成する工程の説明においては、表現の冗長を避けるために、基板Ｓの膜形成面に第２中間薄膜を形成することとして説明する）。ニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ（ｘ＜２．５）は、本発明における不完全反応物としての第２の不完全反応物であり、酸化ニオブＮｂ２Ｏ５の構成元素である酸素が欠乏した不完全な酸化ニオブＮｂＯｘ（ｘ＜２．５）のことである。
【００９６】
スパッタを行っている最中に時間の経過とともに飛散するスパッタ物質の分布に変化が生じたりすることがあるが、この場合には、膜厚補正板３５を駆動させた場合と同様に、膜厚補正板５５を、スパッタを行っている最中の適宜のタイミングで駆動させて、膜厚分布を調整する。このように膜厚補正板５５を駆動させるタイミングや駆動距離は、予め予備実験を行う等して定めておく。
【００９７】
図１０は、第２の成膜プロセスゾーン４０に導入する酸素ガスの流量と、第２中間薄膜を構成するニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ（ｘ＜２．５）の化学量論係数ｘとの関係を示している。なお、第２の成膜プロセスゾーン４０に導入する酸素ガスの流量と、第２中間薄膜を構成するニオブ不完全酸化物の化学量論係数ｘとの関係は、装置毎に固有であるため、使用する装置について予め予備実験を行うことで、図１０に示すようなデータを調べておく必要がある。図１０の横軸が導入する酸素ガスの流量を、縦軸（左側の数値軸）がニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ（ｘ＜２．５）の組成を表す酸化ニオブの化学量論係数ｘを示している。図１０に示すように、導入する酸素ガスの流量を大きくするにしたがって、化学量論係数ｘの値が大きくなる関係にある。
【００９８】
本実施形態では、図１０に基づいて、ニオブ或いは所望の化学量論係数ｘのニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ（ｘ＜２．５）が基板Ｓの膜形成面に形成するように、導入する酸素ガスの流量を所望の値に調整して、第２の成膜プロセスゾーン４０でスパッタを行う。スパッタを行っている最中は、基板ホルダ１３を所定の回転速度で回転駆動させて基板Ｓを移動させながら、基板Ｓの膜形成面にニオブ或いはニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ（ｘ１＜２．５）からなる第２中間薄膜を形成させる。さらに、本実施形態では、マグネトロンスパッタ電極４１ａ，４１ｂと基板ホルダ１３との間に膜厚補正板５５及び遮蔽板５６が設けられているため、上述のように、遮蔽板５６の形状に応じた膜厚分布の第２中間薄膜を形成させることができる。
【００９９】
なお、本実施形態では、第２の成膜プロセスゾーン４０で形成する薄膜の組成を、第２の成膜プロセスゾーン４０に導入する酸素ガスの流量を調整することで行っているが、基板ホルダ１３の回転速度を制御することでも調整できる。
【０１００】
第２の成膜プロセスゾーン４０で、基板Ｓの膜形成面にニオブ或いはニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ１（ｘ１＜２．５）からなる第２中間薄膜を形成させることで、本発明の中間薄膜形成工程としての第２中間薄膜形成工程を行った後には、基板Ｓを、基板ホルダ１３の回転にともなって、第２の成膜プロセスゾーン４０に面する位置から反応プロセスゾーン６０に面する位置に搬送する。反応プロセスゾーン６０には、上述の酸化ケイ素の薄膜を形成する工程と同様に、反応性ガスボンベ６８から反応性ガスとしての酸素ガスを導入し、アンテナ８５ａ，８５ｂに高周波電力を印加し、プラズマ発生手段８０により反応プロセスゾーン６０にプラズマを発生させる。
【０１０１】
そして、基板ホルダ１３が回転して、ニオブ或いはニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ１（ｘ１＜２．５）から構成される第２中間薄膜が形成した基板Ｓが反応プロセスゾーン６０に面する位置に搬送されてくると、反応プロセスゾーン６０では、第２中間薄膜を構成するニオブ或いはニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ１（ｘ１＜２．５）を酸化反応させる工程を行う。すなわち、プラズマ発生手段８０によって反応プロセスゾーン６０に発生させた酸素ガスのプラズマでニオブ或いはニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ１（ｘ１＜２．５）を酸化反応させて、所望の組成の不完全酸化ケイ素（ＮｂＯｘ２（ｘ１＜ｘ２＜２．５））或いは酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）に変換させる。
【０１０２】
本実施形態では、反応プロセスゾーン６０で、第２中間薄膜を構成するニオブ或いはニオブ不完全酸化物を酸化反応させて不完全酸化ケイ素（ＮｂＯｘ２（ｘ１＜ｘ２＜２．５））或いは酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）に変換させることで、酸化ニオブから構成される最終薄膜としての第２最終薄膜を形成する。これにより、本発明の膜組成変換工程としての第２膜組成変換工程を行う。この反応プロセスゾーン６０における第２膜組成変換工程では、第２最終薄膜の膜厚が第２中間薄膜の膜厚よりも厚くなるように、第２最終薄膜を形成する。すなわち、第２中間薄膜を構成するニオブ或いはニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ１（ｘ１＜２．５）を不完全酸化ケイ素（ＮｂＯｘ２（ｘ１＜ｘ２＜２．５））或いは酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）に変換することにより第２中間薄膜を膨張させ、第２最終薄膜の膜厚を第２中間薄膜の膜厚よりも厚くする。
【０１０３】
図１０に、第２中間薄膜形成工程で第２の成膜プロセスゾーン４０に導入する酸素ガスの流量と、第２中間薄膜に対する第２最終薄膜の膜厚の増加率（＝（第２最終薄膜の膜厚）／（第２中間薄膜の膜厚））との関係を示す。図１０の横軸が導入する酸素ガスの流量を、縦軸（右側の数値軸）が増加率を示している。
【０１０４】
図１０に示すように、第２中間薄膜形成工程で第２の成膜プロセスゾーン４０に導入する酸素ガスの流量を減少させて、ニオブ不完全酸化物の化学量論係数ｘの値を小さくするにしたがって、膜厚の増加率が大きくなる関係にある。すなわち、ニオブ不完全酸化物の組成（化学量論係数ｘの値）によって、第２中間薄膜に対する第２最終薄膜の膜厚の増加率が決定する。言い換えれば、本実施形態によれば、上述の第２中間薄膜形成工程で、第２の成膜プロセスゾーン４０に導入する酸素ガスの流量を調整することで、第２中間薄膜を構成するニオブ不完全酸化物の化学量論係数ｘを決定して（ｘを０とするなら、第２中間薄膜はニオブから構成される）、第２中間薄膜に対する第２最終薄膜の膜厚の増加率を決定することができる。
【０１０５】
例えば、第２中間薄膜形成工程で、第２の成膜プロセスゾーン４０に３０ｓｃｃｍの酸素ガスを導入しながら第２中間薄膜を形成させれば、化学量論係数ｘが０．０８のニオブ不完全酸化物から構成される第２中間薄膜が形成され、反応プロセスゾーン６０における第２膜組成変換工程では、第２中間薄膜に対する第２最終薄膜の膜厚の増加率を１．４とすることができる。
【０１０６】
本実施形態では、上述の第１中間薄膜形成工程と同様に、第２中間薄膜形成工程で、膜厚補正板３５及び遮蔽板３６を備えたスパッタ装置１を用いて第２中間薄膜を基板Ｓに形成させているため、第２膜組成変換工程を行う前に、既に基板Ｓには所定の膜厚分布を備える第２中間薄膜が形成している。
【０１０７】
そして、本実施形態によれば、上述の第１膜組成変換工程と同様に、第２中間薄膜形成工程の後に第２膜組成変換工程を行うことで、スパッタだけで生成された第２中間薄膜よりも、スパッタだけで生成された第２中間薄膜をさらに反応ガスで反応させた第２最終薄膜の膜厚の傾斜を強くするこができる。さらに、本実施形態によれば、第２中間薄膜形成工程の最中に、膜厚補正板５５を駆動させて、膜厚分布を調整することもできる。
【０１０８】
本実施形態では、以上説明した第２中間薄膜形成工程と、第２膜組成変換工程とを、基板Ｓを搭載した基板ホルダ１３を回転させながら繰り返すことにより、第２の成膜プロセスゾーン４０におけるニオブ或いはニオブ不完全酸化物（ＮｂＯｘ（ｘ＜２））の基板上への形成と、反応プロセスゾーン６０におけるニオブ或いはニオブ不完全反応物の酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）への変換が繰り返され、所望の膜厚で、基板Ｓの膜形成面上端側から下端側に向けての膜厚の傾斜を強くした不完全酸化ケイ素（ＮｂＯｘ２（ｘ１＜ｘ２＜２．５））或いは酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の薄膜を形成することができる。
【０１０９】
以上に説明した、酸化ケイ素の薄膜を形成する工程と、酸化ニオブの薄膜を形成する工程を行うことで、基板Ｓの上に、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）を積層させた薄膜を製造することができる。また、酸化ケイ素の薄膜を形成する工程と、酸化ニオブの薄膜を形成する工程を繰り返すことで、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の積層の数も増やすことができる。
【０１１０】
さらに、本実施形態では、上述の第１膜組成変換工程における、第１中間薄膜に対する第１最終薄膜の膜厚の増加率と、上述の第２膜組成変換工程における、第２中間薄膜に対する第２最終薄膜の膜厚の増加率と、が一致するように、上述の第１中間薄膜形成工程で第１の成膜プロセスゾーン２０に導入する酸素ガスの流量と、上述の第２中間薄膜形成工程で第２の成膜プロセスゾーン４０に導入する酸素ガスの流量とを調整するとよい。
【０１１１】
すなわち、第１中間薄膜に対する第１最終薄膜の膨張率と、第２中間薄膜に対する第２最終薄膜の膨張率を、ともにＹとなるようにする場合を考える。この場合には、第１中間薄膜形成工程で、第１中間薄膜に対する第１最終薄膜の膨張率がＹになる組成の第１の不完全反応物が形成するように反応性ガスの流量を調整し、第２中間薄膜形成工程でも、第２中間薄膜に対する第２最終薄膜の膨張率がＹになる組成の第２の不完全反応物が形成するように反応性ガスの流量を調整する。
【０１１２】
例えば、膨張率の値を１．４で一致させる場合には、酸化ケイ素の薄膜を形成する際の第１中間薄膜形成工程では酸素ガスの流量を２０ｓｃｃｍとして、酸化ニオブの薄膜を形成する際の第２中間薄膜形成工程では酸素ガスの流量を３０ｓｃｃｍとすればよい。他にも、次の例が考えられる。
膨張率の値を１．５で一致させる場合には、第１中間薄膜形成工程で酸素ガスの流量を１７．５ｓｃｃｍとして、第２中間薄膜形成工程で酸素ガスの流量を２２．５ｓｃｃｍとすればよい。
膨張率の値を１．７で一致させる場合には、第１中間薄膜形成工程で酸素ガスの流量を０ｓｃｃｍとして、第２中間薄膜形成工程で酸素ガスの流量を１５ｓｃｃｍとすればよい。
【０１１３】
このように、第１膜組成変換工程と第２膜組成変換工程における膨張率が、ほぼ一致するように、第１中間薄膜形成工程や第２中間薄膜形成工程の少なくとも一方において酸素ガスを導入しながら第１中間薄膜及び第２中間薄膜を形成させることで、基板Ｓ上に形成する第１最終薄膜と第２最終薄膜との膜厚分布（傾斜の度合い）を揃える事ができる。
【０１１４】
以上のように形成される薄膜の膜厚分布は、遮蔽板３６の形状を変化させ、中間薄膜形成工程で成膜プロセスゾーンに導入する酸素ガスの流量を調整することで、所望の分布にすることができる。勿論、第１膜組成変換工程と第２膜組成変換工程における膨張率を異ならせるように、中間薄膜形成工程で成膜プロセスゾーンに導入する酸素ガスの流量を調整して、傾斜の度合いの異なる薄膜を積層させることもできる。
【０１１５】
また、本実施形態のように、プラズマ処理によって中間薄膜の膜厚を増加させて最終薄膜を形成するようにすることで、膜厚補正板３５（または５５）の駆動距離を短く抑えることができる。
例えば、ある位置のスパッタ粒子の分布に変化が生じて、当該位置の最終薄膜の膜厚分布に変化（例えば０．１５ｎｍの変化）が生じ、当該位置に対応する補正小片（例えば、補正小片３５ａ５，３５ｂ５）を駆動させる状況を考える。
スパッタだけで最終薄膜を形成している場合（中間薄膜の形成と、中間薄膜から最終薄膜への膜厚増加の過程を経ない場合）には、膜厚分布の変化０．１５ｎｍを修正できる分の距離だけ補正小片３５ａ５，３５ｂ５を駆動させる必要がある。
これに対して、本実施形態のように、中間薄膜の膜厚を増加させて最終薄膜を形成するようにした場合には、最終薄膜で０．１５ｎｍの膜厚の変化があったとしても、スパッタ時点では０．１ｎｍの変化しか生じていなかったことになるから（中間薄膜から最終薄膜への膜厚増加率を１．５として計算）、０．１ｎｍを修正できる分の距離だけ補正小片３５ａ５，３５ｂ５を駆動させればよいことになる。
このように、本実施形態では、膜厚補正板３５（または５５）の駆動距離を短く抑えることができる。
【０１１６】
ところで、本実施形態のように所謂マグネトロンスパッタを行った場合、ターゲットの表面に、局所的にスパッタが進行したエロージョン領域が現れることが知られている。図１１は、ターゲットのエロージョン領域と膜厚補正板３５（または５５）との関係を説明する説明図である。図１１に示すように、エロージョン領域Ｅは、ターゲット２９ａの中央付近にリング状に現れる。前記したように、本実施形態では膜厚補正板３５の駆動距離を短く抑えることができるため、図１１に示すように、ターゲットに対して膜厚補正板３５がせり出した場合でも、その距離を短く抑えることができ、補正板３５とエロージョン領域Ｅとの相互の影響を小さく抑えることができる。
【０１１７】
薄膜を取り出す工程を説明する。
酸化ケイ素の薄膜を形成する工程及び酸化ニオブの薄膜を形成する工程を終えた後、薄膜の形成された基板Ｓを真空容器１１から取り出す工程を行う。
まず、ロードロック室１１Ｂを薄膜形成室１１Ａとほぼ同じ真空状態（１０−２Ｐａ〜１０Ｐａ）に保つ。その後、扉１１ｂを開ける。そして、基板ホルダ１３を薄膜形成室１１Ａからロードロック室１１Ｂへ移動させる。続いて、扉１１ｂを再び閉じて、ロードロック室１１Ｂを大気圧までリークするとともに、扉１１ｃを開放する。そして、基板ホルダ１３から基板Ｓを取り外し、薄膜を取り出す工程を終える。
【０１１８】
続けて、薄膜を形成するためには、上記の成膜の準備を行う工程、酸化ケイ素の薄膜を形成する工程、酸化ニオブの薄膜を形成する工程、薄膜を取り出す工程を繰り返す。この場合、成膜の準備を行う工程では、すでに薄膜形成室１１Ａが真空状態にあるため、薄膜形成室１１Ａを１０−２Ｐａ〜１０Ｐａ程度の真空状態にする工程は不要である。すなわち、本実施形態では、上記の成膜の準備を行う工程、酸化ケイ素の薄膜を形成する工程、酸化ニオブの薄膜を形成する工程、薄膜を取り出す工程を繰り返す場合に、成膜の準備を行う工程や薄膜を取り出す工程で、薄膜形成室１１Ａを大気状態に戻す必要がないため、常に薄膜形成室１１Ａを真空状態に保つことができる。このことにより、薄膜形成室１１Ａの内部の環境を安定させることができる。
【０１１９】
以上に説明した実施の形態は、例えば、次の（ａ）〜（ｅ）のように、改変することもできる。また、（ａ）〜（ｅ）を適宜組合せて改変することもできる。なお、以下の説明では、上記の実施形態と同一の部材は同一の符号を用いて説明している。
【０１２０】
（ａ）  上記の実施形態では、遮蔽板３６，５６を設けたが、基板Ｓに均一な膜厚の薄膜を形成させる場合等には、遮蔽版３６，３５を設けないこととすることもできる。
【０１２１】
（ｂ）  上記の実施形態では、補正板駆動手段は、補正板駆動モータ７１ａ，７１ｂと、原動軸７２ａ，７２ｂと、傘歯車７３ａ，７３ｂと、傘歯車７４ａ，７４ｂと、螺旋棒７５ａ，７５ｂと、ナット７６ａ，７６ｂとによって構成されていたが、補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・各々を摺動させる機構であれば、補正板駆動手段は他の機構でもよい。例えば、原動軸７２ａ，７２ｂに固定されたピニオンと、ラックとを用いて、補正小片３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，・・・、補正小片３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３，・・・各々を摺動させるようにしてもよい。
【０１２２】
（ｃ）  上記の実施形態では、反応プロセスゾーン６０に反応性ガスとして酸素を導入しているが、その他に、オゾン，一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）等の酸化性ガス、窒素等の窒化性ガス、メタン等の炭化性ガス、弗素，四弗化炭素（ＣＦ４）等の弗化性ガスなどを導入することで、本発明を酸化処理以外のプラズマ処理にも適用することができる。
【０１２３】
（ｄ）  上記の実施形態では、ターゲット２９ａ，２９ｂの材料としてケイ素を、ターゲット４９ａ，４９ｂの材料としてニオブを用いているが、これに限定されるものでなく、これらの酸化物を用いることもできる。また、アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），スズ（Ｓｎ），クロム（Ｃｒ），タンタル（Ｔａ），テルル（Ｔｅ），鉄（Ｆｅ），マグネシウム（Ｍｇ），ハフニウム（Ｈｆ），ニッケル・クロム（Ｎｉ−Ｃｒ），インジウム・スズ（Ｉｎ−Ｓｎ）などの金属を用いることができる。また、これらの金属の化合物，例えば、Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，Ｔａ２Ｏ５，ＨｆＯ２等を用いることもできる。勿論、ターゲット２９ａ，２９ｂ，４９ａ，４９ｂの材料を総て同じにしてもよい。これらのターゲットを用いた場合、反応プロセスゾーン６０におけるプラズマ処理により、Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，Ｔａ２Ｏ５，ＳｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５，ＨｆＯ２，ＭｇＦ２等の光学膜ないし絶縁膜、ＩＴＯ等の導電膜、Ｆｅ２Ｏ３などの磁性膜、ＴｉＮ，ＣｒＮ，ＴｉＣなどの超硬膜を作成できる。ＴｉＯ２，ＺｒＯ２，ＳｉＯ２，Ｎｂ２Ｏ５，Ｔａ２Ｏ５のような絶縁性の金属化合物は、金属（Ｔｉ，Ｚｒ，Ｓｉ）に比べスパッタ速度が極端に遅く生産性が悪いので、特に本発明のスパッタ装置を用いてプラズマ処理すると有効である。
【０１２４】
（ｅ）  上記の実施形態では、ターゲット２９ａとターゲット２９ｂ、ターゲット４９ａとターゲット４９ｂは同一の材料で構成されているが、異種の材料で構成してもよい。同一の金属ターゲットを用いた場合は、上述のように、スパッタを行うことによって単一金属の不完全反応物が基板に形成され、異種の金属ターゲットを用いた場合は合金の不完全反応物が基板に形成される。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の薄膜形成装置について説明する一部断面をとった上面の説明図である。
【図２】本発明の薄膜形成装置について説明する一部断面をとった側面の説明図である。
【図３】基板の配置を説明する断面説明図である。
【図４】膜厚補正板及び遮蔽板の配置状態を説明するための説明図である。
【図５】膜厚補正板及び遮蔽板の配置状態を説明するための説明図である。
【図６】膜厚補正板及び遮蔽板と基板とが、基板ホルダの回転によって相対的に移動する様子を説明する説明図である。
【図７】本発明のプラズマ発生手段を説明する要部説明図である。
【図８】本発明のプラズマ発生手段を説明する要部説明図である。
【図９】成膜プロセスゾーンに導入する酸素ガスの流量と、ケイ素不完全酸化物ＳｉＯｘ（ｘ＜２）の化学量論係数ｘとの関係を示した図である。
【図１０】成膜プロセスゾーンに導入する酸素ガスの流量と、ニオブ不完全酸化物ＮｂＯｘ（ｘ＜２．５）の化学量論係数ｘとの関係を示した図である。
【図１１】ターゲットのエロージョン領域と補正板との関係を説明する説明図である。
【図１２】従来の技術を説明する説明図である。
【図１３】従来の技術を説明する説明図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１・・・スパッタ装置、１１・・・真空容器、１１ａ・・・開口、１１ｂ，１１ｃ・・・扉、１１Ａ・・・形成室、１１Ｂ・・・ロードロック室、１２，１４，１６・・・仕切壁、１３・・・基板ホルダ、１３ａ・・・基板保持具、１３ｂ・・・凹部、１５，１５’・・・真空ポンプ、１５ａ，１５ａ’・・・配管、１７・・・モータ、２０・・・第１の成膜プロセスゾーン、２１ａ，２１ｂ，４１ａ，４１ｂ・・・マグネトロンスパッタ電極、２３，４３・・・交流電源、２４，４４・・・トランス、２５，２７，４５，４７，６５，６７・・・マスフローコントローラ、２６，４６・・・スパッタガスボンベ、２８，４８，６８・・・反応性ガスボンベ、２９ａ，２９ｂ，４９ａ，４９ｂ・・・ターゲット、３５，５５・・・膜厚補正板、３５ａ・・・第１の補正板、３５ａ１，３５ａ２，３５ａ３，３５ｂ１，３５ｂ２，３５ｂ３・・・補正板、３５ｂ・・・第２の補正板、３６，５６・・・遮蔽板、４０・・・第２の成膜プロセスゾーン、６０・・・反応プロセスゾーン、７１ａ，７１ｂ・・・補正板駆動モータ、７２ａ，７２ｂ・・・原動軸、７３ａ，７３ｂ，７４ａ，７４ｂ・・・傘歯車、７５ａ，７５ｂ・・・螺旋棒、７６ａ，７６ｂ・・・ナット、８０・・・プラズマ発生手段、８０Ａ・・・アンテナ収容室、８１・・・ケース体、８１ａ・・・挿通孔、８１ｂ・・・シール部材、８３・・・誘電体板、８４・・・固定枠、８５ａ，８５ｂ・・・アンテナ、８６ａ，８６ｂ・・・導線部、８７ｖマッチングボックス、８７ａ，８７ｂ・・・可変コンデンサ、８８・・・固定具、８８ａ，８８ｂ・・・固定板、８８ｃ，８８ｄ・・・固定ボルト、８９・・・高周波電源、３１０・・・ターゲット、３２０・・・膜厚補正板、３２１・・・駆動装置、３２２・・・遮蔽部材、３２３・・・開口部、３３０・・・基板、３３１・・・駆動装置、Ｅ・・・エロージョン領域、Ｍ・・・基準面、Ｐ・・・保護層、Ｓ・・・基板、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３・・・バルブ、Ｚ・・・中心軸線
【図１】
2005264250.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】
2005264250.tif 000009
【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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