(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する基板と成膜源とを有する薄膜の成膜装置において、開口部を有し、前記開口部を前記成膜源と対向した位置に移動可能に前記基板と前記成膜源との間に設けられた、前記基板上に成膜される薄膜の成膜速度を規制するシャッタと、開口部を有し、該開口部を前記シャッタの開口部と重ねることによって前記基板上に成膜される薄膜の膜厚を補正する前記基板と前記成膜源との間に挿脱自在に設けられた膜厚補正板とを備えたことを特徴とする薄膜の成膜装置。
【請求項２】
前記基板と前記成膜源との間に前記膜厚補正板が挿入されるとき、前記基板、前記膜厚補正板、前記シャッタ、前記成膜源がこの順序で配設されることを特徴とする請求項１に記載の薄膜の成膜装置。
【請求項３】
前記シャッタは、それぞれ面積の異なる２つ以上の開口部を有し、各開口部は開口面積の順番に選択可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜の成膜装置。
【請求項４】
前記シャッタは、それぞれ面積の異なる開口部を１つずつ有する２枚以上のシャッタから成り、各シャッタは選択可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜の成膜装置。
【請求項５】
前記膜厚補正板は、それぞれ形状の異なる２つ以上の開口部を有し、基板上の薄膜の膜厚分布に応じて各開口部が選択可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄膜の成膜装置。
【請求項６】
前記膜厚補正板の開口部は、選択可能な２つ以上の可動シャッタを有し、基板上の薄膜の膜厚分布に応じて前記可動シャッタを選択して作動させることにより、前記開口部の開口面積が増減可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の薄膜の成膜装置。
【請求項７】
前記成膜源がスパッタリングカソードから成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の薄膜の成膜装置。
【請求項８】
前記スパッタリングカソードと、希ガスから成るスパッタガスと、反応性ガスとを用いる反応性スパッタリング法により、誘電性薄膜を成膜することを特徴とする請求項７に記載の薄膜の成膜装置。
【請求項９】
前記希ガスから成るスパッタガスにより、前記スパッタリングカソードのターゲット金属をスパッタリングして基板上にターゲット金属の成膜を行う金属成膜手段と、前記反応性ガスにより前記基板上に成膜された金属薄膜を酸化させる酸化手段または窒化させる窒化手段とを備え、誘電性薄膜を成膜することを特徴とする請求項８に記載の薄膜の成膜装置。
【請求項１０】
互いに対向する回転基板と成膜源とを有し、基板上に薄膜を成膜する方法において、前記基板と前記成膜源との間に設けられたシャッタの複数の開口部のうちの最大面積の第１の開口部を前記成膜源に対向させ、その状態で、前記基板上に薄膜を所望膜厚のうちの所定割合の膜厚に成膜する第１工程と、膜厚計測手段により前記基板上に成膜された薄膜の膜厚分布を計測する第２工程と、前記膜厚計測手段による膜厚分布の計測で前記基板上の薄膜の膜厚が前記所定割合に達した時点で、前記シャッタの前記第１工程で使用した第１の開口部よりも面積が小さい該シャッタの第２の開口部を前記成膜源に対向させて前記第１工程より成膜速度を遅くすると共に、前記基板と前記成膜源との間に、前記第２工程で計測した膜厚分布に応じて膜厚を補正し得る開口部を有する膜厚補正板を挿入して、該開口部を前記シャッタの前記第２の開口部に重ねた状態で成膜を再開することにより、前記基板上の薄膜の膜厚を補正する第３工程とから成ることを特徴とする薄膜の成膜方法。
【請求項１１】
前記第３工程後に、前記膜厚計測手段により前記基板上の薄膜の膜厚分布を計測する工程と、前記シャッタの第２の開口部よりも面積が小さい該シャッタの第３の開口部を前記成膜源に対向させて前記第３工程より成膜速度を遅くすると共に、前記基板と前記成膜源との間に、前記膜厚補正板の代わりに前記計測した膜厚分布に応じて膜厚を補正し得る開口部を有する第２の膜厚補正板を挿入して、該第２の膜厚補正板の開口部を前記シャッタの前記第２の開口部に重ねた状態で成膜を再開することにより、前記基板上の前記基板上の薄膜の膜厚を補正する工程とを１サイクルとして、前記膜厚計測手段により所望膜厚が計測されるまで繰り返して行うことを特徴とする請求項１０に記載の薄膜の成膜方法。
【請求項１２】
前記第２工程を、前記第１工程及び前記第３工程と同時に行うことを特徴とする請求項１０または１１に記載の薄膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に薄膜を成膜する装置及びこの装置を用いて薄膜を成膜する方法に関する。例えば、ガラス基板上にスパッタ装置などで成膜を行うと、基板上の所望位置にスパッタ粒子が堆積して薄膜が形成される際に、成膜条件を均一にする目的で基板を回転させるなどしても、回転基板の径方向において、ターゲット中心に対応する基板部分をピークにするような膜厚分布を有する薄膜が形成されることが多い。また、回転基板の円周方向においても回転する基板のどの部分から成膜を開始し終了したかによって、これらの部分を始端または終端とするような膜厚分布が生じることが多い。このような膜厚の散布度は、所望の膜厚値の数パーセント程度であることが多いが、光素子や光フィルタ等に用いられる光学薄膜分野においては、膜厚に起因して変化する光学膜厚（膜厚と屈折率との積）を制御するため、厳密に均等な膜厚の薄膜を成膜することが求められている。
【０００２】
【従来の技術】
従来、成膜条件の均一化を図るために基板を回転させ、この基板上に薄膜の成膜を行うスパッタ装置は図１に示す構成を有する。このものでは、装置チャンバ１内の上方に、回転軸２で軸支されて回転可能な基板ホルダ３を設け、該ホルダ３上にガラス基板４を取り付けている。また、装置チャンバ１の断面下方の一方の側面領域に、基板４方向に向けたＴｉターゲット５を載置したスパッタカソード６を成膜源として設置し、Ｔｉターゲット５とスパッタカソード６とで構成されるスパッタリングターゲットの外側に防着板７を覆設している。さらに、装置チャンバ１内の下方に、円形状の開口部８ａを有するシャッタ８を、回転軸９で軸支して該回転軸９まわりに回転可能にして設けている。（図２参照。）
ここで、図１のスパッタ装置において、基板ホルダ３の回転軸２とシャッタ８の回転軸９とはそれぞれ独立の回転速度で回転できるようにしている。また、基板ホルダ３と基板４とには、基板４上に成膜された薄膜の膜厚を計測する膜厚モニタ１０が設けられている。膜厚モニタ１０は、発光部１０ａ1〜１０ａ3と、発光部１０ａ1〜１０ａ3にそれぞれ対応する受光部１０ｂ1〜１０ｂ3とから成り、発光部１０ａと受光部１０ｂとの組み合わせにより、第１モニタ１０ａ1-１０ｂ1、第２モニタ１０ａ2-１０ｂ2及び第３モニタ１０ａ3-１０ｂ3を構成している。このように、発光部１０ａ1〜１０ａ3と受光部１０ｂ1〜１０ｂ3とから成る光センサで複数のモニタ（第１乃至第３モニタ）を構成することにより、膜厚モニタ１０は、ガラス基板４と薄膜との光透過度を測定して、薄膜の膜厚の均等性をモニタできる。また、装置チャンバ１は、排気ポンプ１１により真空排気できるように構成され、さらに、装置チャンバ１断面下方のスパッタリングターゲット側の領域にガス導入口１２ａを設け、該ガス導入口１２ａからスパッタガスを導入し、装置チャンバ１断面上方の基板ホルダ３の近傍領域にガス導入口１２ｂを設け、該ガス導入口１２ｂから反応性ガスを導入するようにしている。
【０００３】
ガラス基板４上に成膜を行うに際しては、まず、前処理として排気ポンプ１１によりチャンバ１内を真空排気した後、ガス導入口１２ａからスパッタガスとしてＡｒガスを導入し、シャッタ８を回転軸９まわりに回転させて開口部８ａがターゲット５上に位置しないように調整する。この状態で、スパッタカソード６に電力を印加して行うプレスパッタにより、ターゲット５表面をクリーニングする。その後、ガス導入口１２ａからスパッタガスとしてＡｒガスを導入すると共に、ガス導入口１２ｂから反応性ガスとして酸素ガスを導入し、さらに、シャッタ８を回転軸９まわりに回転させて開口部８ａがターゲット５上に位置するように調整し、スパッタカソード６に電力を印加してスパッタカソード６上のＴｉターゲット５をスパッタさせ、これにより、ＴｉＯ2から成る酸化膜を基板４上に成膜する。このとき、基板ホルダ３は回転軸２まわりに回転しており、これに伴って基板４も回転されている。そして、基板４上に成膜される薄膜の膜厚を膜厚モニタ１０により計測しながら、基板４上のＴｉＯ2の成膜を所定時間継続し、薄膜が所定膜厚に成膜できた時点で、再び、シャッタ８を回転させて開口部８ａがターゲット５上に位置しないように調整し、この状態で成膜を終了させる。
【０００４】
上記の従来の装置において、シャッタ８は、成膜の開始と終了とを切り替える手段として、あるいはプレスパッタ時に、ターゲット物質の基板４への飛来を妨げるものとして用いられているが、シャッタ８の開口部８ａの形状により基板４上の薄膜の膜厚分布を補正する機能も備えている。このように膜厚補正を可能にする形状の開口部を有するシャッタ（膜厚補正板）を備えるスパッタ装置として、特開平４−１７３９７２号公報の第５図に示す開口部８ａの形状を有するシャッタ（膜厚補正板）を備えるものが開示されている。
【０００５】
ところが、このように形状が固定された開口部を有するシャッタ（膜厚補正板）では、スパッタ中における種々のスパッタ条件（真空度、ガス導入量、チャンバ内からの放出ガス量、スパッタ電圧、スパッタ電流等）の変化に対応することが困難である。特に、光学薄膜の分野においては、酸化膜や窒化膜などの薄膜を、反応性スパッタ装置を用いて成膜することが多いが、この場合の成膜速度や膜質はターゲットの表面状態に依存することが知られている。そして、ターゲットの表面状態は反応性ガスの分圧に関係している。通常、この成膜速度と反応性ガスの分圧とはヒステリシス曲線を描くような相関を有することが多く、また、投入電力においてもヒステリシス曲線が大きく異なるため不安定な状態であり、上記のようなスパッタ条件が変化し易くなっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、多数の可動な膜厚補正板により膜厚補正部材を構成し、各膜厚補正板を駆動させてその開口部の形状を調整し、膜厚分布の変化に対応できるようにしたものとして、特開昭６１−１８３４６４号公報の第２図に示すものがある。しかしながら、このものでは、各膜厚補正板の駆動機構を作動させる際に、チャンバの真空度を維持できなくなる可能性があり、取扱い上効率的とは言えない。
【０００７】
さらに、上記の特開平４−１７３９７２号公報及び特開昭６１−１８３４６４号公報に開示されている従来技術は、ともに回転する基板上に成膜された薄膜の径方向の膜厚分布を補正するものであり、上記回転の開始及び終了時に生じる回転円周方向の膜厚分布を補正する効果については不明である。
【０００８】
上記問題点に鑑み、本発明は、種々のスパッタ条件の変動により生じる、薄膜の径方向の膜厚分布の変化や、円周方向の膜厚分布に対応して効率的に膜厚を補正し得る薄膜の成膜装置を提供し、さらに、その成膜装置を用いて薄膜を成膜する方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を介設するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の薄膜の成膜装置は、互いに対向する基板と成膜源とを有するものにおいて、開口部を有し、該開口部を成膜源と対向した位置に移動可能に基板と成膜源との間に設けられた、基板上に成膜される薄膜の成膜速度を規制するシャッタと、開口部を有し、該開口部をシャッタの開口部と重ねることによって基板上に成膜される薄膜の膜厚を補正する基板と成膜源との間に挿脱自在に設けられた膜厚補正板とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
この場合、本発明の薄膜の成膜装置は、基板と成膜源との間にシャッタと膜厚補正板とが挿着されるとき、基板、膜厚補正板、シャッタ、成膜源がこの順序で配設されるように構成されている。
【００１１】
そして、前記シャッタを、それぞれ面積の異なる２つ以上の開口部を有するように構成し、各開口部を開口面積の順番に選択可能とすれば、これらの開口部を選択して成膜速度の規制を効率的に行うことができる。
【００１２】
また、前記シャッタを、それぞれ面積の異なる開口部を１つずつ有する２枚以上のシャッタで構成し、各シャッタを選択可能とすることによっても、各シャッタを適宜選択して、成膜速度の規制を効率的に行うことができる。
【００１３】
一方、前記膜厚補正板を、それぞれ形状の異なる２つ以上の開口部を有するように構成し、基板上の薄膜の膜厚分布に応じて各開口部を選択可能とすれば、各開口部を選択して、膜厚の補正を効率的に行うことができる。
【００１４】
また、前記膜厚補正板の開口部を、選択可能な２つ以上の可動シャッタを有するように構成し、基板上の薄膜の膜厚分布に応じて前記可動シャッタを選択して作動させることにより、前記開口部の開口面積を増減可能とすることによっても、可動シャッタを選択し、開口部の開口面積を増減して膜厚の補正を効率的に行うことができる。
【００１５】
これらの場合、特に、外部電気信号を用いる作動機構により、可動シャッタを作動させる構成とすれば、チャンバ外部で可動シャッタの作動は制御でき、チャンバ内部の真空を破るなどの取扱い上の不利を招くことがない。
【００１６】
ところで、前記成膜源としてスパッタリングカソードを用いれば、本発明の成膜装置はスパッタ装置として取扱いが可能である。
【００１７】
この場合、前記スパッタリングカソードと、希ガスから成るスパッタガスと、反応性ガスとを用いる反応性スパッタリング法として、ターゲット物質と反応性ガスとの反応により誘電性薄膜を成膜することができる。このような反応性ガスとしては、酸素、窒素、炭素、ケイ素等の元素を含むガスが考えられるが、目的に応じて、このような単体ガス（Ｏ2、Ｏ3、Ｎ2等）や化合物ガス（Ｎ2Ｏ、Ｈ2Ｏ、ＮＨ3等）のみならずこれらを混合して成る混合ガスを用いても良い。
【００１８】
さらにこの場合、前記希ガスから成るスパッタガスにより、前記スパッタリングカソードのターゲット金属をスパッタリングして基板上にターゲット金属の成膜を行う金属成膜手段と、前記反応性ガスにより、前記基板上に成膜された金属薄膜を酸化させる酸化手段または窒化させる窒化手段とを備えた構造の成膜装置を用いることにより、スパッタ領域と反応領域とを分割できて、より効率的に誘電性薄膜の成膜が可能である。
【００１９】
そして、上記の成膜装置を用いて薄膜を成膜する方法として、前記基板と前記成膜源との間に設けられたシャッタの複数の開口部のうちの最大面積の第１の開口部を前記成膜源に対向させ、その状態で、前記基板上に薄膜を所望膜厚のうちの所定割合の膜厚に成膜する第１工程と、膜厚計測手段により前記基板上に成膜された薄膜の膜厚分布を計測する第２工程と、前記膜厚計測手段による膜厚分布の計測で前記基板上の薄膜の膜厚が前記所定割合に達した時点で、前記シャッタの前記第１工程で使用した第１の開口部よりも面積が小さい該シャッタの第２の開口部を前記成膜源に対向させて前記第１工程より成膜速度を遅くすると共に、前記基板と前記成膜源との間に、前記第２工程で計測した膜厚分布に応じて膜厚を補正し得る開口部を有する膜厚補正板を挿入して、該開口部を前記シャッタの前記第２の開口部に重ねた状態で成膜を再開することにより、前記基板上の薄膜の膜厚を補正する第３工程とを順次行えば、第１工程で所望膜厚の大部分（９５％程度以上）を成膜した後、第２工程で膜厚分布をモニタしながら、第３工程における膜厚補正板で膜厚を補正して所望の均等な膜厚を得ることが可能である。
【００２０】
この場合、上記第３工程後に、前記膜厚計測手段により前記基板上の薄膜の膜厚分布を計測する工程と、前記シャッタの第２の開口部よりも面積が小さい該シャッタの第３の開口部を前記成膜源に対向させて前記第３工程より成膜速度を遅くすると共に、前記基板と前記成膜源との間に、前記膜厚補正板の代わりに前記計測した膜厚分布に応じて膜厚を補正し得る開口部を有する第２の膜厚補正板を挿入して、該第２の膜厚補正板の開口部をシャッタの第２の開口部に重ねた状態で成膜を再開することにより、基板上の前記基板上の薄膜の膜厚を補正する工程とを１サイクルとして繰り返して行うと最終的に所望の膜厚の薄膜が得られる。この所望膜厚の薄膜の成膜は、その時点での膜厚計測により確認される。
【００２１】
また、前記第２工程を、前記第１工程及び前記第３工程と同時に行うと、膜厚モニタの計測のフィードバックがさらに迅速に行われ、より効率的に膜厚分布の補正ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明に用いる反応性スパッタリング装置の概略を示す。図１の反応性スパッタリング装置と異なるのは、基板ホルダ３の近傍に、２枚の第１及び第２の膜厚補正板１３、１４で構成される膜厚補正部材が設けられていることである。この第１及び第２の膜厚補正板１３、１４はともに回転軸１５で軸支されており、回転軸１５まわりにそれぞれ独立に回転可能である。また、図４は、図３のシャッタ８の上面図である。図３の成膜装置に用いるシャッタ８は、それぞれ開口部面積の異なる開口部８ａ、８ｂ、８ｃが設けられ、回転軸９まわりに回転することにより開口面積の順番に開口部８ａ、８ｂ、８ｃのいずれかを選択できるようにしている。また、図５は第１膜厚補正板１３の上面図、図６は第２膜厚補正板１４の上面図である。図５の第１膜厚補正板１３に開口部１３ａが設けられ、図６の第２膜厚補正板１４に開口部１４ａが設けられている。各開口部１３ａ、１４ａはそれぞれ形状が異なっている。
【００２３】
図３の成膜装置により、ガラス基板４上に成膜を行うに際しては、まず、図１の場合と同様の前処理とプレスパッタとを行った後、ガス導入口１２ａからスパッタガスとしてＡｒガスを導入すると共に、ガス導入口１２ｂから反応性ガスとして酸素ガスを導入し、さらに、シャッタ８を回転軸９まわりに回転させて開口部８ａがターゲット５上に位置する状態で、スパッタカソード６に電力を印加してスパッタカソード６上のＴｉターゲット５を作動させ、これにより、ＴｉＯ2から成る酸化膜を基板４上に成膜する。このとき、基板ホルダ３は回転軸２まわりに回転しており、これに伴って基板４も回転されている。そして、基板４上のＴｉＯ2の成膜を所定時間継続し、薄膜が所望膜厚のおおむね９５％程度以上になるまで成膜できた時点で、再び、シャッタ８を回転させて開口部８ａ、８ｂ、８ｃのいずれもがターゲット５上に位置しないようにして成膜を終了させる。
【００２４】
なお、本実施の形態では、誘電性薄膜としてＴｉＯ2から成る酸化膜を成膜したが、ガス導入口１２ｂから反応性ガスとして窒素ガスを導入すれば、窒化膜の形成も可能である。
【００２５】
次に、このようにして基板４上に成膜される薄膜の膜厚を膜厚モニタ１０により計測する。膜厚モニタ１０は、基板４上の薄膜の膜厚を３点で計測しているが、この３点データを所定時間ごとに計測することにより、基板ホルダ３の回転円における径方向の薄膜の膜厚分布をモニタできる。
【００２６】
さらに、この計測結果で得られる膜厚分布を補正するのに適したものを第１及び第２の膜厚補正板１３、１４のうちから選択して回転軸１５を回転させて基板４とターゲット５との間に挿着する。同時に、シャッタ８を回転させて開口部８ｂをターゲット５上に位置させて、所望膜厚の残り（おおむね５％以下）の成膜を再開する。
【００２７】
このときに、シャッタ８の開口部を８ａから８ｂに変更したのは、開口面積を小さくして成膜速度を前回成膜時より遅くするためである。薄膜の膜厚に求められる厳密な均等性を実現するためには、成膜の開始及び終了の際にシャッタが開閉する瞬間の成膜の有無が円周方向の膜厚分布の形成に大きく影響するが、上記のように成膜速度を小さくするとこの影響が軽減できるのである。この意味において、開口部８ａ、８ｂ、８ｃを有するシャッタ８は、開口部面積の異なる開口部８ａ、８ｂ、８ｃのいずれかを選択することにより、その開口面積を変更できて、成膜速度規制部材として機能している。また、このような方法による成膜速度の低下は、スパッタカソード６の印加電力を軽減することにより成膜速度を低下させる場合と異なり、ターゲット５の表面状態や反応性ガスの分圧などを変動させるものではないため、スパッタ条件自体に影響を与えるものではない。
【００２８】
なお、本実施の形態では、複数の開口部を有する１枚のシャッタを用いたが、それぞれ面積の異なる開口部を１つずつ有する２枚以上のシャッタを用い、各シャッタを適宜選択して、成膜速度の規制を行う構成としても良い。
【００２９】
そして、基板４上のＴｉＯ2の成膜を所定時間継続し、薄膜の大部分（おおむね、上記残り５％のうちの９５％程度）を成膜できた時点で、再び、シャッタ８を回転させて開口部８ａ、８ｂ、８ｃのいずれもがターゲット５上に位置しないようにして成膜を終了させる。
【００３０】
さらに、このようにして基板４上に成膜される薄膜の膜厚を膜厚モニタ１０により計測し、この計測結果で得られる膜厚分布を補正するのに適したものを第１及び第２の膜厚補正板１３、１４のうちから選択して回転軸１５を回転させて基板４とターゲット５との間に挿着する。同時に、シャッタ８を回転させて開口部８ｃをターゲット５上に位置させて、所望膜厚の残りの成膜を再開する。
【００３１】
このような工程を繰り返して、薄膜モニタ１０の計測値が、膜厚の所望値を示した時点で全成膜工程を終了する。
【００３２】
なお、本実施の形態では、膜厚補正部材として第１及び第２の膜厚補正板１３、１４のように開口部形状が一定のものを２枚用いたが、１枚の膜厚補正板に形状の異なる２つ以上の開口部を有するものを用いても良く、さらに、図７に示すように開口形状１６ａを調整できる第３膜厚補正板１６を用いることもできる。（第３膜厚補正板１６の詳細については下記［実施例３］参照。）このような第１乃至第３の膜厚補正板１３、１４、１６は、外部電気信号を用いる作動機構により作動させる構成とすれば、チャンバ外部で制御でき、チャンバ内部の真空を破るなどの取扱い上の不利を招くことがない。
【００３３】
【実施例】
[実施例１]図３のスパッタ装置を用い、基板ホルダ３上に光学研磨した直径２００ｍｍのドーナツ状のガラス基板を載置した後、チャンバ１内を１×１０-5Ｐａ以下に真空排気した。ガス導入口１１からＡｒガスを２０ｓｃｃｍ、ガス導入口１２ｂから酸素ガスを５ｓｃｃｍでそれぞれ導入し、チャンバ１内を０．５Ｐａに保つ。第１及び第２の膜厚補正板１３、１４は基板上になく退避させた状態にして、シャッタ８の開口部８ａ、８ｂ、８ｃのいずれもがスパッタカソード６上に位置しないことを確認して基板ホルダ３を回転軸２まわりに１５００ｒｐｍで回転させた。スパッタカソード６に異常放電対策を考慮したパルスＤＣパワーを２ｋＷで印加して放電を開始した。このときのターゲット材質はＴｉである。シャッタ８の開口部８ａをスパッタカソード６上に位置させ成膜を開始した。このときのＴｉＯ2の成膜速度は２００Å／ｍｉｎである。既に調整済みの膜厚モニタ１０により１９９０Åの膜厚（測定ポイント中の最大値）を計測した瞬間にシャッタ８を閉じた。
【００３４】
次に、膜厚モニタで得られた結果に対して、開口部形状１３ａを有する第１膜厚補正板１３をスパッタカソード６と基板４表面との間に移動した。次に、シャッタ８の開口部８ｂをスパッタカソード６上に移動した。この時の成膜速度は２０Å／ｍｉｎである。膜厚モニタ１０が合計で２０００Å（測定ポイント中の最大値）の膜厚を計測した瞬間にシャッタ８を閉じた。
【００３５】
成膜終了後、基板４を取り出し、薄膜の膜厚と基板４上の膜厚分布とをエリプソメータで測定したところ、平均膜厚は２０００．３Åで、膜厚分布は該膜厚に対して±０．０８％の散布度を有するものであった。また、同様の実験を５回繰り返して再現性を測定したところ、平均膜厚と膜厚分布を示す散布度として、２０００．０Å±０．０８％、２０００．５Å±０．０５％、１９９８．８Å±０．０８％、２０００．１Å±０．０６％及び１９９９．６Å±０．０７％で示される結果が得られた。
【００３６】
[実施例２]［実施例１］と同様に図３のスパッタ装置を用い、同様の条件で成膜を開始する。そして、ＴｉＯ2の成膜速度が２００Å／ｍｉｎで、膜厚モニタ１０により１９９０Åの膜厚を計測した瞬間にシャッタ８を最初に閉じた。このときの膜厚モニタは１点計測により、基板４の径方向に移動しながら基板４の複数箇所の測定を行った。
【００３７】
次に、開口部１３ａを有する第１膜厚補正板１３と、シャッタ８の開口部８ｂとを用いて、２０Å／ｍｉｎの成膜速度で膜厚モニタ１０が合計で１９９６Åの膜厚を計測したところで、再びシャッタ８を閉じた。
【００３８】
次に、開口部１４ａを有する第２膜厚補正板１４と、シャッタ８の開口部８ｃとを用いて、５Å／ｍｉｎの成膜速度で膜厚モニタ１０が合計で２０００Åの膜厚を計測したところで、再びシャッタ８を閉じた。
【００３９】
成膜終了後、基板４を取り出し、薄膜の膜厚と基板４上の膜厚分布とをエリプソメータで測定したところ、平均膜厚は２０００．０Åで、膜厚分布は該膜厚に対して±０．０２％の散布度を有するものであった。
【００４０】
[実施例３]図３のスパッタ装置の第１及び第２の膜厚補正板１３、１４の替りに、図７に上面図として示す第３膜厚補正板１６を用いた。第３膜厚補正板１６は、マイクロシリンダ１７1 〜１７14にシャッタ羽根板１８1 〜１８14をそれぞれ連結させ、回転軸１９を経由した信号ケーブル２０により、マイクロシリンダ１７1 〜１７14のそれぞれの伸縮を自由に行うことができ、羽根板１８1 〜１８14が作動することによって、開口部１６ａの形状を任意に変えることができる構造になっている。
【００４１】
第３膜厚補正板１６を、第１及び第２の膜厚補正板１３、１４の替りに用いた以外は、［実施例２］と同様にして第３膜厚補正板１６の開口部１６ａの形状を適宜変更して成膜を行ったところ、成膜後の平均膜厚は２０００．０Åで、膜厚分布は該膜厚に対して±０．０３％の散布度を有するものであった。
【００４２】
［比較例１］図１のスパッタ装置を用い、基板ホルダ３上に光学研磨した直径２００ｍｍのドーナツ状のガラス基板を載置した後、チャンバ１内を１×１０-5Ｐａ以下に真空排気した。ガス導入口１１からＡｒガスを２０ｓｃｃｍ、ガス導入口１２ｂから酸素ガスを５ｓｃｃｍでそれぞれ導入し、チャンバ１内を０．５Ｐａに保つ。膜厚シャッタ８の開口部８ａがスパッタカソード６上に位置しないことを確認して基板ホルダ３を回転軸２まわりに１５００ｒｐｍで回転させた。スパッタカソード６に異常放電対策を考慮したパルスＤＣパワーを２ｋＷで印加して放電を開始した。このときのターゲット材質はＴｉである。シャッタ８の開口部８ａをスパッタカソード６上に位置させ成膜を開始した。このときのＴｉＯ2の成膜速度は２００Å／ｍｉｎである。既に調整済みの膜厚モニタ１０により２０００Åの膜厚を計測した瞬間にシャッタ８を閉じた。
【００４３】
成膜終了後、基板４を取り出し、薄膜の膜厚と基板４上の膜厚分布とをエリプソメータで測定したところ、平均膜厚は２００４．６Åで、膜厚分布は該膜厚に対して±３．２％の散布度を有するものであった。
【００４４】
［比較例２〜６］［比較例１］と全く同一の条件で５回測定を行った。このときの平均膜厚と膜厚分布を示す散布度として、１９９８．７Å±０．６％、１９９７．７Å±４．５％、２００１．０Å±２．１％、１９９８．０Å±１．４％及び２００３．３Å±１．８％で示される結果が得られた。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、通常の成膜法により薄膜の所望膜厚の大部分を成膜した後、基板上に成膜される薄膜の膜厚と膜厚分布との計測結果に基づき、膜厚補正板を最適に選択し、シャッタの開口面積を調整して成膜速度を低下させた状態で、残りの膜厚部分を成膜するので、回転基板の径方向及び円周方向に良好な精度で均等な膜厚分布を有する薄膜を成膜できる。
【００４６】
また、上記の計測結果に基づき、低成膜速度下での膜厚補正を繰り返すことにより、さらに高精度に均等な膜厚分布を有して薄膜が効率よく成膜される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の反応性スパッタリング装置の概略断面図
【図２】図１のシャッタ（成膜速度規制板）の上面図
【図３】本発明の［実施例１］及び［実施例２］において用いる反応性スパッタリング装置の概要断面図
【図４】図３のシャッタ（成膜速度規制板）の上面図
【図５】図３の第１膜厚補正板の上面図
【図６】図３の第２膜厚補正板の上面図
【図７】本発明の［実施例３］において用いる第３膜厚補正板の上面図
【符号の説明】
４  基板
６  スパッタカソード
８  シャッタ    ８ａ、８ｂ、８ｃ  開口部
１０  膜厚モニタ
１０ａ1-１０ｂ1  第１モニタ
１０ａ2-１０ｂ2  第２モニタ
１０ａ3-１０ｂ3  第３モニタ
１３  第１膜厚補正板      １４  第２膜厚補正板    １６  第３膜厚補正板
１３ａ、１４ａ、１６ａ    開口部
１８1 〜１８14  シャッタ羽根板（可動シャッタ）
【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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