特開 2016-211063 スパッタ方法、および、スパッタ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-211063(P2016-211063A)

(43)【公開日】2016年12月15日

(54)【発明の名称】スパッタ方法、および、スパッタ装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20161118BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/34 S

   C23C14/34 U

   C23C14/34 V

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-97986(P2015-97986)

(22)【出願日】2015年5月13日

(71)【出願人】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 俊介

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 亮由

(72)【発明者】

【氏名】神保 武人

【テーマコード（参考）】

4K029

【Ｆターム（参考）】

4K029AA09

4K029AA11

4K029AA24

4K029AA25

4K029BA02

4K029BA03

4K029BA08

4K029BA09

4K029BA11

4K029BA12

4K029BA16

4K029BA17

4K029BA35

4K029BA43

4K029BA46

4K029BB04

4K029CA05

4K029DA03

4K029DC16

4K029DC34

4K029DC35

4K029DC39

4K029EA01

4K029EA09

4K029KA01

(57)【要約】

【課題】第１ターゲットと第２ターゲットとが高周波電圧の印加によって同時にスパッタされる際に、ターゲット間において成膜の結果にばらつきが生じることを抑えることを可能にしたスパッタ方法、および、スパッタ装置を提供する。
【解決手段】第１ターゲットに印加される高周波電圧の位相である第１位相と、第２ターゲットに印加される高周波電圧の位相である第２位相との差が位相差である。互いに異なる複数の位相差の各々において第１ターゲットと第２ターゲットとを同時にスパッタするとともに、各位相差における第１ターゲットの第１特性値と、各位相差における第２ターゲットの第２特性値とを結果として取得する取得工程と、第１特性値と第２特性値とがほぼ一致するときの位相差が設定値であり、結果から得られる設定値を成膜用の位相差として設定した後に、基板Ｓに対し成膜を行う成膜工程とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ターゲットに印加される高周波電圧の位相が第１位相であり、
第２ターゲットに印加される高周波電圧の位相が第２位相であり、
前記第１ターゲットと前記第２ターゲットとが１つの真空槽内で同時にスパッタされるときの前記第１位相と前記第２位相との差が位相差であり、
前記第１ターゲットに関わる特性値であって、前記第１ターゲットからのスパッタ粒子の放出量を反映する値が第１特性値であり、
前記第２ターゲットに関わる特性値であって、前記第２ターゲットからのスパッタ粒子の放出量を反映する値が第２特性値であり、
互いに異なる複数の位相差の各々において前記第１ターゲットと前記第２ターゲットとを同時にスパッタするとともに、各位相差における前記第１特性値と、各位相差における前記第２特性値とを結果として取得する取得工程と、
前記第１特性値と前記第２特性値とがほぼ一致するときの前記位相差が設定値であり、前記結果から得られる前記設定値を成膜用の前記位相差として設定した後に、基板に対し前記成膜を行う成膜工程と、を備える
スパッタ方法。

【請求項2】

前記取得工程では、前記基板に膜を形成し、
前記膜のうち、前記第１ターゲットと対向する部分の厚さを前記第１特性値として取得し、前記第２ターゲットと対向する部分の厚さを前記第２特性値として取得する
請求項１に記載のスパッタ方法。

【請求項3】

前記取得工程では、前記第１ターゲットに印加される直流バイアス電圧を前記第１特性値として取得し、前記第２ターゲットに印加される直流バイアス電圧を前記第２特性値として取得する
請求項１に記載のスパッタ方法。

【請求項4】

真空槽と、
前記真空槽に搭載された第１ターゲットと、
前記真空槽に搭載された第２ターゲットと、
前記第１ターゲットに第１位相で高周波電圧を印加するとともに、前記第２ターゲットに第２位相で高周波電圧を印加する電源と、
前記第１位相と前記第２位相との差である位相差であって、前記第１ターゲットと前記第２ターゲットとが前記真空槽内で同時にスパッタされるときの前記位相差を変更する位相差変更部と、
前記第１ターゲットに関わる特性値であって、前記第１ターゲットからのスパッタ粒子の放出量を反映する第１特性値と、前記第２ターゲットに関わる特性値であって、前記第２ターゲットからのスパッタ粒子の放出量を反映する第２特性値とを、互いに異なる複数の位相差の各々において取得する取得部と、
前記第１特性値と前記第２特性値とがほぼ一致するときの前記位相差が設定値であり、前記取得部の取得した結果から得られた前記設定値を成膜用の前記位相差として設定する設定部と、を備える
スパッタ装置。

【請求項5】

前記取得部は、前記第１ターゲットに印加される直流バイアス電圧を前記第１特性値として取得し、前記第２ターゲットに印加される直流バイアス電圧を前記第２特性値として取得する
請求項４に記載のスパッタ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１ターゲットと第２ターゲットとを高周波電圧の印加によって同時にスパッタするスパッタ方法、および、スパッタ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

この種のスパッタ装置としては、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。この装置は、スパッタ室内の基板の移動経路を挟んで互いに対向する位置に一対のターゲットを備えている。そして、各ターゲットに対し直流電圧が印加されることによって、スパッタ室内を移動する基板の両面に成膜が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−８３４０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述した各ターゲットに高周波電圧が印加される構成では、各ターゲットに印加された高周波電圧が互いに干渉し、それによって、各ターゲットの近傍における放電状態の間に差が生じる。結果として、スパッタリング速度やスパッタされた粒子の密度がターゲットごとに異なる等のように、ターゲットごとの成膜の結果にばらつきが生じてしまう。なお、ターゲットごとの成膜の結果にばらつきが生じることは、例えば、各ターゲットの消費量にも差を生じさせる。そして、あるターゲットが交換時期に達したとしても他のターゲットは未だに使用可能な状態であるため、全てのターゲットが一律のタイミングで交換されるとなれば、使用可能な状態にあるターゲットまでが無駄に廃棄される。

【0005】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１ターゲットと第２ターゲットとが高周波電圧の印加によって同時にスパッタされる際に、ターゲット間において成膜の結果にばらつきが生じることを抑えることを可能にしたスパッタ方法、および、スパッタ装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するためのスパッタ方法において、第１ターゲットに印加される高周波電圧の位相が第１位相であり、第２ターゲットに印加される高周波電圧の位相が第２位相であり、前記第１ターゲットと前記第２ターゲットとが１つの真空槽内で同時にスパッタされるときの前記第１位相と前記第２位相との差が位相差であり、前記第１ターゲットに関わる特性値であって、前記第１ターゲットからのスパッタ粒子の放出量を反映する値が第１特性値であり、前記第２ターゲットに関わる特性値であって、前記第２ターゲットからのスパッタ粒子の放出量を反映する値が第２特性値である。そして、このスパッタ方法は、互いに異なる複数の位相差の各々において前記第１ターゲットと前記第２ターゲットとを同時にスパッタするとともに、各位相差における前記第１特性値と、各位相差における前記第２特性値とを結果として取得する取得工程と、前記第１特性値と前記第２特性値とがほぼ一致するときの前記位相差が設定値であり、前記結果から得られる前記設定値を成膜用の前記位相差として設定した後に、基板に対し前記成膜を行う成膜工程と、を備える。

【0007】

また、上記課題を解決するためのスパッタ装置は、真空槽と、前記真空槽に搭載された第１ターゲットと、前記真空槽に搭載された第２ターゲットと、前記第１ターゲットに第１位相で高周波電圧を印加するとともに、前記第２ターゲットに第２位相で高周波電圧を印加する電源とを備える。また、このスパッタ装置は、前記第１位相と前記第２位相との差である位相差であって、前記第１ターゲットと前記第２ターゲットとが前記真空槽内で同時にスパッタされるときの前記位相差を変更する位相差変更部と、前記第１ターゲットに関わる特性値であって、前記第１ターゲットからのスパッタ粒子の放出量を反映する第１特性値と、前記第２ターゲットに関わる特性値であって、前記第２ターゲットからのスパッタ粒子の放出量を反映する第２特性値とを、互いに異なる複数の位相差の各々において取得する取得部とを備える。そして、前記第１特性値と前記第２特性値とがほぼ一致するときの前記位相差が設定値であり、このスパッタ装置は、前記取得部の取得した結果から得られた前記設定値を成膜用の前記位相差として設定する設定部をさらに備える。

【0008】

上記構成または方法によれば、第１特性値と第２特性値とがほぼ一致するときの位相差、すなわち、２つのターゲット間におけるスパッタ粒子の放出量のばらつきが最も小さくなるときの位相差が成膜時に設定される。そのため、第１ターゲットと第２ターゲットとが高周波電圧の印加によって同時にスパッタされる際には、ターゲット間において成膜の結果にばらつきが生じることが抑えられる。

【0009】

上記スパッタ方法において、前記取得工程では、前記基板に膜を形成し、前記膜のうち、前記第１ターゲットと対向する部分の厚さを前記第１特性値として取得し、前記第２ターゲットと対向する部分の厚さを前記第２特性値として取得してもよい。

【0010】

上記方法によれば、第１ターゲットと対向する部分の膜厚と、第２ターゲットと対向する部分の膜厚とがほぼ一致したときの位相差が成膜時に設定される。そのため、第１ターゲットと第２ターゲットとが高周波電圧の印加によって同時にスパッタされる際には、ターゲット間において成膜量のばらつきが生じること、ひいては、ターゲット間において成膜の結果のばらつきが生じることが抑えられる。

【0011】

上記スパッタ方法において、前記取得工程では、前記第１ターゲットに印加される直流バイアス電圧を前記第１特性値として取得し、前記第２ターゲットに印加される直流バイアス電圧を前記第２特性値として取得してもよい。

【0012】

上記スパッタ装置において、前記取得部は、前記第１ターゲットに印加される直流バイアス電圧を前記第１特性値として取得し、前記第２ターゲットに印加される直流バイアス電圧を前記第２特性値として取得してもよい。

【0013】

上記構成または方法によれば、第１ターゲットに印加される直流バイアス電圧と、第２ターゲットに印加される直流バイアス電圧とがほぼ一致したときの位相差が成膜時に設定される。そのため、第１ターゲットと第２ターゲットとが高周波電圧の印加によって同時にスパッタされる際には、ターゲット間において放電状態にばらつきが生じること、ひいては、ターゲット間において成膜の結果にばらつきが生じることが抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】スパッタ装置の一実施の形態の概略構成を示すブロック図である。

【図2】スパッタ装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図3】第１のターゲット装置、および、第２のターゲット装置の各々に印加する高周波電圧の位相差を変化させたときの各ターゲットに印加される直流バイアス電圧（Ｖｄｃ）の推移、および、基板に形成された絶縁膜の膜厚の推移を示すグラフである。

【図4】第１のターゲット装置、および、第３のターゲット装置の各々に印加する高周波電圧の位相差を変化させたときの各ターゲットに印加される直流バイアス電圧（Ｖｄｃ）の推移、および、基板に形成された絶縁膜の膜厚の推移を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、スパッタ装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１が示すように、本実施の形態のスパッタ装置は、例えばガラス基板等の基板に成膜処理を行うための装置であり、成膜前の基板を外部から搬入したり、成膜後の基板を外部に搬出したりするときに用いられる搬出入室１１を備えている。スパッタ装置は、搬出入室１１を通じて搬入された基板に対して成膜処理を行うときに用いられるスパッタ室１２を備えている。搬出入室１１とスパッタ室１２との間には、これらの間を連通、および、遮断するゲートバルブ１３が取り付けられている。

【0016】

スパッタ室１２は、箱状をなす真空槽１４を有し、真空槽１４には４つのターゲット装置１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄが収容されている。各ターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄは、ターゲットとバッキングプレートとを１つずつ備えている。すなわち、各ターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄは、真空槽１４の内部に向けられたスパッタ面ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤを有するターゲット１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを備えている。また、各ターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄは、ターゲット１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄにおけるスパッタ面ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤとは反対側の面に取り付けられたバッキングプレート１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄを有している。各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄの主成分は、例えば、リン酸リチウム（Ｌｉ３ＰＯ４）である。

【0017】

各バッキングプレート１７Ａ〜１７Ｄには、電源を構成する高周波電源が１つずつ接続されている。すなわち、各バッキングプレート１７Ａ〜１７Ｄには、ターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄごとに設けられた高周波電源１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄが接続され、各高周波電源１８Ａ〜１８Ｄからそれに接続されたバッキングプレートに高周波電圧が印加される。なお、各バッキングプレート１７Ａ〜１７Ｄにおけるターゲット１６Ａ〜１６Ｄの取付面とは反対側の面には、磁気回路が１つずつ設けられている。すなわち、各バッキングプレート１７Ａ〜１７Ｄに対し、ターゲット１６Ａ〜１６Ｄのスパッタ面ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤに磁場を形成する磁気回路１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄが設けられている。

【0018】

スパッタ室１２には、真空槽１４の内部を所定の圧力に減圧する排気部２０と、真空槽１４の内部にスパッタガスである窒素ガスを供給するスパッタガス供給部２１とが接続されている。スパッタガス供給部２１は、真空槽１４内に供給する窒素ガスの流量を制御するマスフローコントローラーであり、窒素ガスが溜められたボンベ（図示略）に接続されている。

【0019】

スパッタ室１２には、成膜の対象となる基板ＳをトレイＴとともに搬送する成膜レーン２２、および、回収レーン２３が設けられている。成膜レーン２２は、例えば、連結方向に沿って設けられたレールと、レールに所定の間隔を空けて配置された複数のローラーと、各ローラーを回転させるモーターとを備えている。

【0020】

そして、成膜レーン２２は、一方向に向けて各ローラーを回転させることによって、基板Ｓを搬出入室１１からスパッタ室１２に向けて搬送する。また、成膜レーン２２は、基板Ｓに対して成膜するときには、スパッタ室１２内において基板Ｓの位置を固定する。この場合、基板Ｓには、窒素置換リン酸リチウム（ＬｉＰＯＮ）からなる絶縁膜が成膜される。回収レーン２３は、成膜レーン２２と同等の構成であり、成膜後の基板Ｓをスパッタ室１２から搬出入室１１に向けて搬送する。なお、成膜レーン２２と回収レーン２３との間には、成膜レーン２２上の基板Ｓを回収レーン２３上に移動させるレーン変更部（図示略）が設けられている。

【0021】

図２が示すように、スパッタ装置は、装置全体の動作を統括的に制御する制御装置３０を備えている。制御装置３０は、上述したようにターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄごとに設けられた複数の高周波電源１８Ａ〜１８Ｄに接続されている。そして、制御装置３０は、各高周波電源１８Ａ〜１８Ｄからの高周波電圧の供給を開始させるための供給開始信号や、各高周波電源１８Ａ〜１８Ｄからの高周波電圧の供給を停止させるための供給停止信号や、各高周波電源１８Ａ〜１８Ｄから出力される高周波電圧の位相を所定値に設定するための位相制御信号を出力する。各高周波電源１８Ａ〜１８Ｄは、制御装置３０からの制御に基づき、それに接続された１つのマッチングボックスを介し、それに対応する１つのバッキングプレートに高周波電圧を印加する。すなわち、各高周波電源１８Ａ〜１８Ｄは、マッチングボックス２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄを介してバッキングプレート１７Ａ〜１７Ｄに対して高周波電圧を印加する。なお、マッチングボックス２６Ａ〜２６Ｄの構成は、全てのターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄにおいて共通である。

【0022】

互いに接続された高周波電源とバッキングプレートとの間には、電圧センサが１つずつ接続されている。すなわち、高周波電源１８Ａ〜１８Ｄとバッキングプレート１７Ａ〜１７Ｄとの間には、電圧センサ２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄが接続されている。電圧センサ２７Ａ〜２７Ｄは、高周波電源１８Ａ〜１８Ｄからバッキングプレート１７Ａ〜１７Ｄに印加される高周波電圧の位相、および、ターゲットに印加された直流バイアス電圧（いわゆるＶｄｃ（Ｖｏｌｔ ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ））を検出し、その検出結果を制御装置３０に出力する。

【0023】

制御装置３０は、各電圧センサ２７Ａ〜２７Ｄの検出した位相に基づき、互いに異なる２つのターゲットに印加された高周波電圧の位相差を算出する。また、制御装置３０は、各電圧センサ２７Ａ〜２７Ｄの検出した直流バイアス電圧に対し、成膜時の位相差を定めるための処理を施す。

【0024】

制御装置３０は、基板Ｓの成膜時には、各ターゲット１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄと対向する基板Ｓでの成膜の結果が揃うように、各高周波電源１８Ａ〜１８Ｄにおける高周波電圧の出力を制御する。こうした高周波電圧の出力は、ターゲットに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係、あるいは、ターゲットと対向する位置での成膜量と位相差との関係に従って、以下に示す手順に基づき予め設定される。

【0025】

［位相差設定例１］
例えば、ターゲットに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係に従って、２つのターゲット１６Ａ，１６Ｂに対する高周波電圧の出力が設定されるとき、制御装置３０はまず、ターゲット装置１５Ａ，１５Ｂに対し、高周波電源１８Ａ，１８Ｂに別々の高周波電圧を印加させる。この際に、制御装置３０は、各ターゲットに印加される高周波電圧間の位相差を−１８０度から＋１８０度の範囲内で段階的に変化させる。そして、制御装置３０は、各ターゲット１６Ａ，１６Ｂに印加される直流バイアス電圧を電圧センサ２７Ａ，２７Ｂからの検出結果に基づいて位相差ごとに取得する。このように位相差ごとの検出結果を取得する工程は、取得工程の一例であり、ターゲット１６Ａ，１６Ｂからのスパッタ粒子の放出量が反映された特性値を取得する工程である。ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧は第１特性値の一例であり、ターゲット１６Ｂに印加された直流バイアス電圧は第２特性値の一例である。

【0026】

図３が示す４本の曲線のなかの下側の２本は、ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係の一例、および、ターゲット１６Ｂに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係の一例を示す。ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係を示す曲線上には、△印が付されるとともに、ターゲット１６Ｂに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係を示す曲線上には×印が付されている。

【0027】

図３が示すように、ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧は、位相差に対する正弦曲線上を推移する。ターゲット１６Ｂに印加された直流バイアス電圧は、これもまた位相差に対する正弦曲線上を推移し、また、ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧に対し、１８０度だけ進んだ曲線上を推移する。ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧と、ターゲット１６Ｂに印加された直流バイアス電圧とは、位相差が−１８０度、０度、＋１８０度であるときに互いにほぼ一致している。

【0028】

制御装置３０は、ターゲットに印加された直流バイアス電圧と位相差とのこうした関係に従い、ターゲット１６Ａ，１６Ｂに印加される高周波電圧間の位相差が−１８０度、０度、＋１８０度の何れかとなるように、各高周波電圧の位相を設定する。これによって、各ターゲット１６Ａ，１６Ｂに印加される直流バイアス電圧を揃えること、ひいては、直流バイアス電圧に起因した薄膜の電気的な特性など、各ターゲット装置１５Ａ，１５Ｂによる成膜の結果を揃えることが可能となる。

【0029】

［位相差設定例２］
また例えば、ターゲットと対向する位置での成膜量と位相差との関係に従って、２つのターゲット１６Ａ，１６Ｂに対する高周波電圧の出力が設定されるとき、ここでもまた、制御装置３０はまず、ターゲット装置１５Ａ，１５Ｂに対し、高周波電源１８Ａ，１８Ｂに別々の高周波電圧を印加させる。この際に、制御装置３０は、各ターゲットに印加される高周波電圧間の位相差を−１８０度から＋１８０度の範囲内で段階的に変化させる。また、各ターゲット１６Ａ，１６Ｂと対向する位置には、ターゲットと対向する位置での成膜量を検出するための基板が、位相差が変わるごとに新たに設置される。

【0030】

各ターゲット１６Ａ，１６Ｂと対向する部位に設置された基板上の膜厚は、位相差が変わるごとに、外部の測定機器によって測定され、それによって、各ターゲット１６Ａ，１６Ｂと対向する部位における成膜量が、電圧センサ２７Ａ，２７Ｂからの検出結果に基づく位相差ごとに取得される。このように位相差ごとの検出結果と膜厚とを取得する工程もまた、取得工程の一例であり、ターゲット１６Ａ，１６Ｂからのスパッタ粒子の放出量が反映された特性値を取得する工程である。ターゲット１６Ａと対向する位置での成膜量は第１特性値の一例であり、ターゲット１６Ｂと対向する位置での成膜量は第２特性値の一例である。

【0031】

図３が示す４本の曲線のなかの上側の２本は、ターゲット１６Ａと対向する位置での成膜量と位相差との関係の一例、および、ターゲット１６Ｂと対向する位置での成膜量と位相差との関係の一例を示す。ターゲット１６Ａと対向する位置での成膜量と位相差との関係を示す曲線上には、◇印が付されるとともに、ターゲット１６Ｂに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係を示す曲線上には□印が付されている。

【0032】

ターゲット１６Ａと対向する位置での成膜量は、位相差に対する正弦曲線上を推移する。ターゲット１６Ｂと対向する位置での成膜量は、これもまた位相差に対する正弦曲線上を推移し、また、ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧に対し、１８０度だけ進んだ曲線上を推移する。ターゲット１６Ａと対向する位置での成膜量と、ターゲット１６Ｂと対向する位置での成膜量とは、位相差が−１８０度、０度、＋１８０度であるときに互いにほぼ一致している。

【0033】

制御装置３０は、ターゲットに対向する位置での成膜量と位相差とのこうした関係に基づく外部からの位相の入力に従い、ターゲット１６Ａ，１６Ｂに印加される高周波電圧間の位相差が−１８０度、０度、＋１８０度の何れかとなるように、各高周波電圧の位相を設定する。これによって、各ターゲット１６Ａ，１６Ｂと対向する位置での成膜量を揃えること、ひいては、成膜量に起因した薄膜の電気的な特性など、各ターゲット装置１５Ａ，１５Ｂによる成膜の結果を揃えることが可能となる。

【0034】

［位相差設定例３］
１つの方向に沿って並ぶ３つのターゲットのなかの両端に位置するターゲット、例えばターゲット１６Ａ，１６Ｃに対し、ターゲットに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係に従って各高周波電圧の出力が設定されるとき、制御装置３０はまず、高周波電源１８Ａ，１８Ｃに別々の高周波電圧を印加させる。ここでも、制御装置３０は、各ターゲットに印加される高周波電圧間の位相差を−１８０度から＋１８０度の範囲内で段階的に変化させる。そして、制御装置３０は、各ターゲット１６Ａ，１６Ｃに印加される直流バイアス電圧を電圧センサ２７Ａ，２７Ｃからの検出結果に基づいて位相差ごとに取得する。このように１つおきに位置する２つのターゲットに関し、位相差ごとの検出結果を取得する工程は、取得工程の一例であり、ターゲット１６Ａ，１６Ｃからのスパッタ粒子の放出量が反映された特性値を取得する工程である。ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧は第１特性値の一例であり、ターゲット１６Ｃに印加された直流バイアス電圧は第２特性値の一例である。

【0035】

図４が示す４本の曲線のなかの下側の２本は、ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係の一例、および、ターゲット１６Ｃに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係の一例を示す。ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係を示す曲線上には、△印が付されるとともに、ターゲット１６Ｃに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係を示す曲線上には十字印が付されている。

【0036】

図４が示すように、ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧は、位相差に対する正弦曲線上を推移する。ターゲット１６Ｃに印加された直流バイアス電圧は、これもまた位相差に対する正弦曲線上を推移し、また、ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧に対し、１８０度だけ進んだ曲線上を推移する。ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧と、ターゲット１６Ｃに印加された直流バイアス電圧とは、位相差が−１８０度、０度、＋１８０度であるときに互いにほぼ一致している。

【0037】

制御装置３０は、ターゲットに印加された直流バイアス電圧と位相差とのこうした関係に従い、ターゲット１６Ａ，１６Ｃに印加される高周波電圧間の位相差が−１８０度、０度、＋１８０度の何れかとなるように、各高周波電圧の位相を設定する。これによって、各ターゲット１６Ａ，１６Ｃに印加される直流バイアス電圧を揃えること、ひいては、直流バイアス電圧に起因した薄膜の電気的な特性など、各ターゲット装置１５Ａ，１５Ｃによる成膜の結果を揃えることが可能となる。また、上述したように、ターゲット１６Ａ，１６Ｂに印加される高周波電圧間の位相差が−１８０度、０度、＋１８０度の何れかとなるように、これらに対する高周波電圧の位相が設定されることと組み合わせれば、各ターゲット装置１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃによる成膜の結果を揃えることが可能ともなる。

【0038】

［位相差設定例４］
また、上記２つのターゲット１６Ａ，１６Ｃに対し、ターゲットと対向する位置での成膜量と位相差との関係に従って各高周波電圧の出力が設定されるとき、制御装置３０はまず、ターゲット装置１５Ａ，１５Ｃに対し、高周波電源１８Ａ，１８Ｃに別々の高周波電圧を印加させる。ここでも、制御装置３０は、各ターゲットに印加される高周波電圧間の位相差を−１８０度から＋１８０度の範囲内で段階的に変化させる。また、各ターゲット１６Ａ，１６Ｃと対向する位置には、ターゲットと対向する位置での成膜量を検出するための基板が、位相差が変わるごとに新たに設置される。

【0039】

各ターゲット１６Ａ，１６Ｃと対向する部位に設置された基板上の膜厚は、位相差が変わるごとに、外部の測定機器によって測定され、それによって、各ターゲット１６Ａ，１６Ｃと対向する部位における成膜量が、電圧センサ２７Ａ，２７Ｃからの検出結果に基づく位相差ごとに取得される。このように１つおきに位置する２つのターゲットに関し、位相差ごとの検出結果を取得する工程は、取得工程の一例であり、ターゲット１６Ａ，１６Ｃからのスパッタ粒子の放出量が反映された特性値を取得する工程である。ターゲット１６Ａと対向する位置での成膜量は第１特性値の一例であり、ターゲット１６Ｃと対向する位置での成膜量は第２特性値の一例である。

【0040】

図４が示す４本の曲線のなかの上側の２本は、ターゲット１６Ａと対向する位置での成膜量と位相差との関係の一例、および、ターゲット１６Ｃと対向する位置での成膜量と位相差との関係の一例を示す。ターゲット１６Ａと対向する位置での成膜量と位相差との関係を示す曲線上には、◇印が付されるとともに、ターゲット１６Ｃと対向する位置での成膜量と位相差との関係を示す曲線上には○印が付されている。

【0041】

ターゲット１６Ａと対向する位置での成膜量は、位相差に対する正弦曲線上を推移する。ターゲット１６Ｃと対向する位置での成膜量は、これもまた位相差に対する正弦曲線上を推移し、また、ターゲット１６Ａに印加された直流バイアス電圧に対し、１８０度だけ進んだ曲線上を推移する。ターゲット１６Ａと対向する位置での成膜量と、ターゲット１６Ｃと対向する位置での成膜量とは、位相差が−１８０度、０度、＋１８０度であるときに互いにほぼ一致している。

【0042】

制御装置３０は、ターゲットに対向する位置での成膜量と位相差とのこうした関係による外部からの位相の入力に従い、ターゲット１６Ａ，１６Ｃに印加される高周波電圧間の位相差が−１８０度、０度、＋１８０度の何れかとなるように、各高周波電圧の位相を設定する。これによって、各ターゲット１６Ａ，１６Ｃと対向する位置での成膜量を揃えること、ひいては、成膜量に起因した薄膜の電気的な特性など、各ターゲット装置１５Ａ，１５Ｃによる成膜の結果を揃えることが可能となる。また、上述したように、ターゲット１６Ａ，１６Ｂに印加される高周波電圧間の位相差が−１８０度、０度、＋１８０度の何れかとなるように、これらに対する高周波電圧の位相が設定されることと組み合わせれば、各ターゲット装置１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃによる成膜の結果を揃えることが可能ともなる。

【0043】

なお、１つの方向に沿って並ぶ４つのターゲットのなかの両端に位置するターゲット、すなわち、ターゲット１６Ａ，１６Ｄに対する各高周波電圧の出力が設定されるときにおいても、上述と同様である。すなわち、ターゲットに印加された直流バイアス電圧と位相差との関係、あるいは、ターゲットと対向する位置での成膜量と位相差との関係が用いられる。この際に、ターゲット装置１５Ａ，１５Ｄに関しても、直流バイアス電圧と位相差との関係、および、ターゲットと対向する位置での成膜量と位相差との関係は、上述と同様の傾向を示す。すなわち、ターゲット１６Ａ，１６Ｄに印加される高周波電圧間の位相差を−１８０度、０度、＋１８０度の何れかに制御装置３０が設定すれば、各ターゲット装置１５Ａ，１５Ｄによる成膜の結果を揃えることが可能となる。

【0044】

そしてこのように、１つのターゲット１６Ａを基準として、他の３つのターゲット１６Ｂ〜１６Ｄに印加する高周波電圧の位相差を−１８０度、０度、＋１８０度の何れかに設定することによって、各ターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄによる成膜の結果を揃えることが可能となる。

【0045】

このように２つのターゲットに関する特性値が互いにほぼ一致するときの位相差は設定値であり、制御装置３０が取得した結果から得られた設定値を成膜用の位相差として設定する工程は、設定工程の一例である。例えば、２つのターゲット１６Ａ，１６Ｂに関する特性値である直流バイアス電圧が互いにほぼ一致するときの位相差は、設定値の一例である。そして、制御装置３０が取得した関係である直流バイアス電圧と位相差との関係から得られた設定値を成膜用の位相差として設定する工程は、設定工程の一例である。また例えば、２つのターゲット１６Ａ，１６Ｂに関する特性値である成膜量が互いにほぼ一致するときの位相差も、設定値の一例である。そして、制御装置３０が取得した位相差と、外部機器が取得した成膜量との関係から得られた設定値を成膜用の位相差として設定する工程も、設定工程の一例である。こうした工程において、成膜用の位相差に設定値を設定する制御装置３０は、設定部の一例である。

【0046】

［スパッタ装置の作用］
複数のターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄが限られた大きさのスパッタ室１２の内部に隣接して配置された場合、各ターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄに対して高周波電圧が印加されると、各高周波電圧同士が干渉し、それによって、ターゲットごとの放電状態間に差が生じる可能性がある。実際、図３、および、図４に示したように、２つのターゲットに対し同時に高周波電圧が印加されるとき、高周波電圧間の位相差が特定の位相差である−１８０度、０度、＋１８０度以外であるときには、ターゲットごとの成膜量にばらつきが生じる。

【0047】

なお、ターゲットごとの成膜量は、各ターゲットのスパッタリング速度に基づくものであることから、ターゲット間においてターゲットごとの成膜量が互いに異なるとすると、ターゲットの消費量にも自ずとターゲット間で差が生じることとなる。その結果、あるターゲットが交換時期に達したとしても他のターゲットは未だに使用可能な状態となることから、真空槽１４に収容された全てのターゲット１６Ａ〜１６Ｄを一律のタイミングで交換すると、未だ使用可能な状態にあるターゲットを無駄に廃棄することになる。

【0048】

この点、本実施の形態では、上述のように、ターゲット１６Ａ〜１６Ｄに印加される高周波電圧間の位相差を最適化することによって、高周波電圧同士の干渉が抑えられる。実際、図３、および、図４に示したように、２つのターゲットに印加した高周波電圧間の位相差を特定の位相差である−１８０度、０度、＋１８０度に最適化すれば、ターゲットごとの成膜量のばらつきをターゲット間で抑えられる。この最適化によれば、各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄの消費量に差が生じることが抑えられるため、全てのターゲット１６Ａ〜１６Ｄの交換タイミングが一律に揃うようにもなる。その結果、真空槽１４に収容された全てのターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄが一律のタイミングでメンテナンスされるとしても、ターゲットを無駄に廃棄することにはなりにくい。

【0049】

以上説明したように、上記実施の形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）ターゲットごとの特性値がターゲット間で一致するときの位相差が、成膜時の位相差として設定される。それゆえに、各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄを高周波電圧の印加によって同時にスパッタするときでも、ターゲットごとの成膜の結果がターゲット間においてばらつくことが抑えられる。また、ターゲット１６Ａ〜１６Ｄの消費量のばらつきがターゲット間において抑えられるため、ターゲット１６Ａ〜１６Ｄの利用効率を高めることが可能ともなる。

【0050】

（２）各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄと対向する位置での成膜量が、位相差ごとに取得され、かつ、ターゲットからのスパッタ粒子の放出量を反映させた特性値として取り扱われる。そのため、あるターゲットと他のターゲットとが高周波電圧の印加によって同時にスパッタされる際には、ターゲット間において成膜量のばらつきが生じること、ひいては、ターゲット間において成膜の結果のばらつきが生じることが抑えられる。

【0051】

（３）各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄに印加された直流バイアス電圧が、位相差ごとに取得され、かつ、ターゲットからのスパッタ粒子の放出量を反映させた特性値として取り扱われる。そのため、あるターゲットと他のターゲットとが高周波電圧の印加によって同時にスパッタされる際には、ターゲット間において放電状態にばらつきが生じること、ひいては、ターゲット間において放電状態にばらつきが生じること、ひいては、ターゲット間において成膜の結果にばらつきが生じることが抑えられる。

【0052】

なお、上記実施の形態は、以下のような形態にて実施することもできる。
・上記実施の形態では、各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄからのスパッタ粒子の放出量を反映した特性値として、各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄに印加する高周波電圧の直流バイアス電圧、および、基板Ｓに形成される絶縁膜の厚さの双方を求めた。これに代えて、各基板Ｓに形成された絶縁膜の厚さのみを求め、これらの絶縁膜の厚さの値が互いにほぼ一致するときの高周波電圧の位相差を設定値として求めてもよい。また、基板Ｓに形成された絶縁膜の厚さが何ら測定されずとも、各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄに印加された直流バイアス電圧が互いにほぼ一致するときの位相差を設定条件として求めてもよい。

【0053】

・上記実施の形態において、各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄからのスパッタ粒子の放出量を反映させたターゲットの特性値として、各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄに印加される高周波電圧の振幅電圧（いわゆるＶｐｐ（Ｖｏｌｔ ｐｅａｋ ｔｏ ｐｅａｋ））や、各ターゲット１６Ａ〜１６Ｄにおけるエロージョン領域の体積等が用いられてもよい。

【0054】

・上記実施の形態において、基板Ｓに対する絶縁膜の形成に際し、成膜レーン２２の途中で、もしくは、回収レーン２３の途中で、基板Ｓは静止されなくてもよい。つまり、基板Ｓに対する絶縁膜の形成に際し、成膜レーン２２、もしくは、回収レーン２３を基板Ｓが搬送されながら、基板Ｓに対して絶縁膜が形成されてもよい。

【0055】

・上記実施の形態において、スパッタガスとして、窒素ガスに代えて、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス、および、キセノンガス等の希ガスを用いてもよい。要するに、基板Ｓに形成する成膜の種類に応じてスパッタガスを適宜変更することが可能である。なお、基板Ｓに形成する膜種は、必ずしも絶縁膜である必要はなく、例えば導電膜であってもよい。そして、ターゲットを形成する材料もまた、必ずしも絶縁体である必要はなく、例えば導電体であってもよく、第１ターゲットを形成する材料と、第２ターゲットを形成する材料とが互いに異なってもよい。

【0056】

・スパッタ装置が備える電源の数は、ターゲットの数よりも少なくてもよい。この際に、複数のターゲットに対する高周波電圧の印加は、ターゲットごとに設けられる位相変更部を介し、複数のターゲットに共通する１つの電源から印加される。

【0057】

・上記実施の形態において、ターゲット装置の数は、４つに限らず、複数であれば任意の数であってもよい。
・上記実施の形態では、複数のターゲット装置１５Ａ〜１５Ｄが基板Ｓの片面に成膜を行う構成であったが、複数のターゲット装置が基板の両面に成膜を行う構成であってもよい。

【0058】

・上記実施の形態において、基板Ｓはガラス基板に限らず、例えば、樹脂製のフィルムであってもよい。この場合、スパッタ装置には、成膜レーン２２と回収レーン２３とに代えて、フィルムの搬送を行うフィルム搬送部が備えられていればよい。また、基板Ｓの形成材料はＳｉ、Ｓｉの酸化物、および、Ｓｉの窒化物であってもよいし、ＳＵＳ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｍｏ、および、Ｗなどの金属であってもよい。なお、ターゲットに対して、複数枚の基板Ｓが対向するように配置されてもよく、この場合には、複数枚の基板を固定することができるトレイが用いられればよい。また、複数枚の基板Ｓがターゲットに対して対向するように配置される構成では、各ターゲットに対して複数枚の基板Ｓが対向するように配置されてもよいし、複数のターゲット毎に１枚の基板Ｓが対向するように配置されてもよい。

【符号の説明】

【0059】

Ｓ…基板、ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ…スパッタ面、１１…搬出入室、１２…スパッタ室、１３…ゲートバルブ、１４…真空槽、１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ…ターゲット装置、１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ…ターゲット、１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ，１７Ｄ…バッキングプレート、１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ…高周波電源、１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ…磁気回路、２０…排気部、２２…成膜レーン、２３…回収レーン、２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ，２６Ｄ…マッチングボックス、２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…電圧センサ、３０…制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】