特開 2019-210528 スパッタリング方法、スパッタリング装置

(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2019-210528(P2019-210528A)

(43)【公開日】2019年12月12日

(54)【発明の名称】スパッタリング方法、スパッタリング装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/34 20060101AFI20191115BHJP

   C23C 14/35 20060101ALI20191115BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/34 U

   C23C14/35 B

   C23C14/34 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2018-108723(P2018-108723)

(22)【出願日】2018年6月6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】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100192773

【弁理士】

【氏名又は名称】土屋 亮

(72)【発明者】

【氏名】永田 純一

【テーマコード（参考）】

4K029

【Ｆターム（参考）】

4K029BA44

4K029BB03

4K029CA06

4K029DC03

4K029DC16

4K029DC35

4K029DC40

4K029DC46

4K029EA04

4K029HA01

(57)【要約】

【課題】マグネットを揺動しても遷移モードを容易に維持する。
【解決手段】板状のターゲット８に対して相対的に揺動可能なマグネット１３を用いた反応性スパッタリングにおいて、スパッタ強度データを所定の取り込み時間毎に取り込むとともに所定の保持時間分のスパッタ強度データをスパッタ強度データ群として保持するスパッタ強度データ取得工程Ｓ１と、取り込み時間毎に更新される保持時間分のスパッタ強度データ群におけるスパッタ強度データメジアンを算出するメジアン算出工程Ｓ２と、算出されたスパッタ電圧メジアンに基づいて、スパッタガスの供給量制御をおこなうガス供給量制御工程Ｓ３と、を有し、スパッタリングにおける遷移モードを維持する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状のターゲットに対して相対的に揺動可能なマグネットを用いた反応性スパッタリングにおいて、
前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータであるスパッタ強度データを所定の取り込み時間毎に取り込むとともに所定の保持時間分のスパッタ強度データをスパッタ強度データ群として保持するスパッタ強度データ取得工程と、
前記取り込み時間毎に更新される前記保持時間分のスパッタ強度データ群におけるスパッタ強度データメジアンを算出するメジアン算出工程と、
算出された前記スパッタ強度データメジアンに基づいて、スパッタガスの供給量制御をおこなうガス供給量制御工程と、
を有し、
スパッタリングにおける遷移モードを維持する
ことを特徴とするスパッタリング方法。

【請求項2】

前記スパッタ強度データ取得工程において、
前記保持時間が、前記ターゲットに対する前記マグネットの揺動周期の二分の一よりも長く設定される
ことを特徴とする請求項１記載のスパッタリング方法。

【請求項3】

前記ガス流量制御工程において、
出力されたスパッタ強度データメジアンが増加した場合には、スパッタガスの供給量を増加するとともに、
出力されたスパッタ強度データメジアンが減少した場合には、スパッタガスの供給量を減少するようにフィードバックする制御をおこなう
ことを特徴とする請求項１または２記載のスパッタリング方法。

【請求項4】

前記スパッタガスが酸素ガスを含有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか記載のスパッタリング方法。

【請求項5】

前記メジアン算出工程において、
前記スパッタ強度データメジアンを算出する際に、前記スパッタ強度データ群における所定値以上のデータのみを用いて算出する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか記載のスパッタリング方法。

【請求項6】

前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータである前記スパッタ強度データとして、前記スパッタ電源が前記ターゲットに印加するスパッタ電圧値、または、プラズマ発光強度を用いる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか記載のスパッタリング方法。

【請求項7】

チャンバ内で板状のターゲットに対して相対的に揺動可能なマグネットを備えたマグネトロンスパッタリング装置において、
前記ターゲットにスパッタ電圧を印加するスパッタ電源と、
前記ターゲット付近にスパッタガスを供給可能なガス供給部と、
前記スパッタ電源と前記ガス供給手段とを制御する制御部と、
と有し、
前記制御部が、
前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータであるスパッタ強度データを所定の取り込み時間毎に取り込むとともに所定の保持時間分の前記スパッタ強度データとしての前記スパッタ電圧値をスパッタ強度データ群として保持し、
前記取り込み時間毎に更新される前記保持時間分のスパッタ強度データ群におけるスパッタ強度データメジアンを算出して、
算出された前記スパッタ強度データメジアンに基づいて、前記ガス供給部からの前記スパッタガスの供給量制御をおこなって、
反応性スパッタリングにおける遷移モードを維持する
ことを特徴とするスパッタリング装置。

【請求項8】

前記制御部が、
出力された前記スパッタ強度データメジアンが増加した場合には、前記ガス供給部によるスパッタガスの供給量を増加するとともに、
出力された前記スパッタ強度データメジアンが減少した場合には、前記ガス供給部によるスパッタガスの供給量を減少するようにフィードバックする制御をおこなう
ことを特徴とする請求項７記載のスパッタリング装置。

【請求項9】

前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータである前記スパッタ強度データとして、前記スパッタ電源から出力されて前記ターゲットに印加するスパッタ電圧値、または、プラズマ発光強度を測定可能に設けられたセンサから出力されたプラズマ発光強度を用いる
ことを特徴とする請求項７または８記載のスパッタリング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はスパッタリング方法、スパッタリング装置に関し、特にマグネトロン反応性スパッタリングに用いて好適な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、マグネトロンスパッタリングとしては、種々のタイプのものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
近年、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等の絶縁性の材料を例えば酸素（Ｏ_２）ガス雰囲気中で反応性スパッタリングによって成膜を行うプロセスが注目されている（例えば、特許文献２参照）。

【0003】

しかし、このようなプロセスを行う場合には、種々の課題がある。すなわち、スパッタリングの際、放電電力を一定にした状態で、導入する酸素流量を徐々に増やしていくと、あるところで放電電圧が急激に減少し、その後低い値で安定する。

【0004】

一方、導入する酸素の流量を徐々に減らしていくと、ある酸素流量の点で急激に電圧が上昇して高い値に戻り、その経路はヒステリシスとなる。
このような状態は、一般に、「金属モード」、「酸化モード」、その間を「遷移モード」と区別されて呼ばれている。

【0005】

金属モードでの成膜は、成膜速度は速いが、アルミナの原子組成比Ａｌ：Ｏ＝２：３よりＡｌ元素比が多い金属が過剰となる膜が形成される。
一方、酸化モードでは、Ａｌターゲット表面上も酸化されアルミのスパッタ量が落ちる。この酸化モードでは、結晶質のアルミナが形成されやすいが成膜速度はきわめて遅い。

【0006】

そのため、高い成膜速度と結晶質のアルミナの両方を得るため、遷移モードにて成膜することが試みられている。
遷移モードにおいて成膜を行う従来技術としては、導入する酸素ガスの量を制御することにより、放電電圧を一定に維持するものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第５８０１５００号公報

【特許文献2】特開２００３−３４２７２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、酸化モードから遷移モードに移行する場合には、放電電圧の値が急激に低下するため、酸素ガスの導入による制御では応答性が追いつかず、酸素ガスの導入量が多すぎる、あるいは、少なすぎることにより、放電電圧を所望の値に安定させることは困難である。

【0009】

その一方で、マグネトロンスパッタリングでは、ターゲットの使用効率を向上させるため、ターゲットに対してマグネットを移動（揺動）させることが行われている。
この方法は、ターゲットに対して、マグネットをプレーナー（平板）ターゲットの表面と平行な方向に往復移動させるものであるが、マグネットがターゲットの端部に位置するときに放電電圧が急激に上昇するため、マグネットを固定した場合と比較して放電電圧の変動が大きく、放電電圧を一定にすることは非常に困難である。こため、特に遷移モードによる成膜を維持することが困難であるという問題がある。

【0010】

また、円筒状のカソードを用いれば、遷移モードにおけるターゲット使用効率を向上することが可能であるが、このようなロータリーカソード自体のコストが高いため実用的ではない。

【0011】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、ターゲットに対して相対的に移動可能なマグネットを備えたマグネトロンスパッタリングにおいて、反応性スパッタリングをおこなう際に放電電圧を安定させて、遷移モードにおける成膜特性を向上するという目的を達成しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明のスパッタリング方法は、板状のターゲットに対して相対的に揺動可能なマグネットを用いた反応性スパッタリングにおいて、
前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータであるスパッタ強度データを所定の取り込み時間毎に取り込むとともに所定の保持時間分のスパッタ強度データをスパッタ強度データ群として保持するスパッタ強度データ取得工程と、
前記取り込み時間毎に更新される前記保持時間分のスパッタ強度データ群におけるスパッタ強度データメジアンを算出するメジアン算出工程と、
算出された前記スパッタ強度データメジアンに基づいて、スパッタガスの供給量制御をおこなうガス供給量制御工程と、
を有し、
スパッタリングにおける遷移モードを維持することにより上記課題を解決した。
本発明において、前記スパッタ強度データ取得工程において、
前記保持時間が、前記ターゲットに対する前記マグネットの揺動周期の二分の一よりも長く設定されることがより好ましい。
本発明は、前記ガス流量制御工程において、
出力されたスパッタ強度データメジアンが増加した場合には、スパッタガスの供給量を増加するとともに、
出力されたスパッタ強度データメジアンが減少した場合には、スパッタガスの供給量を減少するようにフィードバックする制御をおこなうことが可能である。
また、本発明において、前記スパッタガスが酸素ガスを含有する手段を採用することもできる。
また、前記メジアン算出工程において、
前記スパッタ強度データメジアンを算出する際に、前記スパッタ強度データ群における所定値以上のデータのみを用いて算出することができる。
本発明は、前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータである前記スパッタ強度データとして、前記スパッタ電源が前記ターゲットに印加するスパッタ電圧値、または、プラズマ発光強度を用いることができる。
本発明のスパッタリング装置は、チャンバ内で板状のターゲットに対して相対的に揺動可能なマグネットを備えたマグネトロンスパッタリング装置において、
前記ターゲットにスパッタ電圧を印加するスパッタ電源と、
前記ターゲット付近にスパッタガスを供給可能なガス供給部と、
前記スパッタ電源と前記ガス供給手段とを制御する制御部と、
と有し、
前記制御部が、
前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータであるスパッタ強度データを所定の取り込み時間毎に取り込むとともに所定の保持時間分の前記スパッタ強度データとしての前記スパッタ電圧値をスパッタ強度データ群として保持し、
前記取り込み時間毎に更新される前記保持時間分のスパッタ強度データ群におけるスパッタ強度データメジアンを算出して、
算出された前記スパッタ強度データメジアンに基づいて、前記ガス供給部からの前記スパッタガスの供給量制御をおこなって、
反応性スパッタリングにおける遷移モードを維持することにより上記課題を解決した。
また、前記制御部が、
出力された前記スパッタ強度データメジアンが増加した場合には、前記ガス供給部によるスパッタガスの供給量を増加するとともに、
出力された前記スパッタ強度データメジアンが減少した場合には、前記ガス供給部によるスパッタガスの供給量を減少するようにフィードバックする制御をおこなうことが好ましい。
本発明は、前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータである前記スパッタ強度データとして、前記スパッタ電源から出力されて前記ターゲットに印加するスパッタ電圧値、または、プラズマ発光強度を測定可能に設けられたセンサから出力されたプラズマ発光強度を用いることができる。

【0013】

本発明のスパッタリング方法は、板状のターゲットに対して相対的に揺動可能なマグネットを用いた反応性スパッタリングにおいて、
前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータであるスパッタ強度データを所定の取り込み時間毎に取り込むとともに所定の保持時間分のスパッタ強度データをスパッタ強度データ群として保持するスパッタ強度データ取得工程と、
前記取り込み時間毎に更新される前記保持時間分のスパッタ強度データ群におけるスパッタ強度データメジアンを算出するメジアン算出工程と、
算出された前記スパッタ強度データメジアンに基づいて、スパッタガスの供給量制御をおこなうガス供給量制御工程と、
を有し、
スパッタリングにおける遷移モードを維持することにより、スパッタ強度データとしてスパッタ電圧値を取り込み、揺動したマグネットがターゲット端部付近に位置して、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）が必要以上に増加してしまった場合でも、このイレギュラーなスパッタ電圧値をスパッタ強度データ群から除外してスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データメジアン）として出力することで、余計な変動を起こさない状態を維持可能なため、これにより、このスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データメジアン）に基づいて安定したスパッタガス供給量制御をおこなうことが可能となるため、極めて制御幅の小さい遷移モードでのスパッタリング状態を継続して維持しながらスパッタリングをおこなうことが可能となる。

【0014】

本発明において、前記スパッタ強度データ取得工程において、
前記保持時間が、前記ターゲットに対する前記マグネットの揺動周期の二分の一よりも長く設定されることにより、マグネットの揺動周期の二分の一で揺動するマグネットがターゲット端部付近に位置した場合に、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）が必要以上に増加してしまった場合でも、このイレギュラーなスパッタ電圧値をスパッタ強度データ群から除外してスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データメジアン）として出力することで、余計な変動を起こさない状態を維持可能とすることができる。

【0015】

本発明は、前記ガス流量制御工程において、
出力されたスパッタ強度データメジアンが増加した場合には、スパッタガスの供給量を増加するとともに、
出力されたスパッタ強度データメジアンが減少した場合には、スパッタガスの供給量を減少するようにフィードバックする制御をおこなうことにより、極めて制御幅の小さい遷移モードでのスパッタリング状態を継続して維持しながらスパッタリングをおこなうことが可能となる。

【0016】

また、本発明において、前記スパッタガスが酸素ガスを含有することにより、例えばアルミニウムとされるターゲットを用いて反応性スパッタリングをおこなう際に、極めて制御幅の小さい遷移モードでのスパッタリング状態を継続して維持しながらスパッタリングをおこなうことが可能となる。

【0017】

また、前記メジアン算出工程において、
前記スパッタ強度データメジアンを算出する際に、前記スパッタ強度データ群における所定値以上のデータのみを用いて算出することにより、プラズマの着火時において、０ばかりとなるスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）におけるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データメジアン）を修正して、所定値以上とし、プラズマ発生の立ち上がりを迅速にして、遷移モードでのスパッタリング可能状態に安定化することが可能となる。

【0018】

本発明は、前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータである前記スパッタ強度データとして、前記スパッタ電源が前記ターゲットに印加するスパッタ電圧値、または、プラズマ発光強度を用いることにより、いずれかのスパッタ強度データを選択してプラズマ発生状態を制御し、遷移モードでのスパッタリング状態を継続して維持しながらスパッタリングをおこなうことが可能となる。

【0019】

本発明のスパッタリング装置は、チャンバ内で板状のターゲットに対して相対的に揺動可能なマグネットを備えたマグネトロンスパッタリング装置において、
前記ターゲットにスパッタ電圧を印加するスパッタ電源と、
前記ターゲット付近にスパッタガスを供給可能なガス供給部と、
前記スパッタ電源と前記ガス供給手段とを制御する制御部と、
と有し、
前記制御部が、
前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータであるスパッタ強度データを所定の取り込み時間毎に取り込むとともに所定の保持時間分の前記スパッタ強度データとしての前記スパッタ電圧値をスパッタ強度データ群として保持し、
前記取り込み時間毎に更新される前記保持時間分のスパッタ強度データ群におけるスパッタ強度データメジアンを算出して、
算出された前記スパッタ強度データメジアンに基づいて、前記ガス供給部からの前記スパッタガスの供給量制御をおこなって、
反応性スパッタリングにおける遷移モードを維持することにより、揺動したマグネットがターゲット端部付近に位置して、スパッタ電圧が必要以上に増加してしまった場合でも、このイレギュラーなスパッタ電圧値（スパッタ強度データ）をスパッタ強度データ群から除外してスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データメジアン）として制御部が出力することで、余計な変動を起こさない状態を維持可能なため、これにより、このスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データメジアン）に基づいてガス供給部による安定したスパッタガス供給量制御をおこなうことが可能となるため、極めて制御幅の小さい遷移モードでのスパッタリング状態を継続して維持しながらスパッタリングをおこなうことが可能なスパッタリング装置を提供することができる。

【0020】

また、前記制御部が、
出力された前記スパッタ強度データメジアンが増加した場合には、前記ガス供給部によるスパッタガスの供給量を増加するとともに、
出力された前記スパッタ強度データメジアンが減少した場合には、前記ガス供給部によるスパッタガスの供給量を減少するようにフィードバックする制御をおこなうことにより、極めて制御幅の小さい遷移モードでのスパッタリング状態を継続して維持しながらスパッタリングをおこなうことが可能なスパッタリング装置を提供することができる。

【0021】

本発明は、前記反応性スパッタリングにおけるプラズマ強度を示すパラメータである前記スパッタ強度データとして、前記スパッタ電源から出力されて前記ターゲットに印加するスパッタ電圧値、または、プラズマ発光強度を測定可能に設けられたセンサから出力されたプラズマ発光強度を用いることにより、いずれかのスパッタ強度データを選択してプラズマ発生状態を制御し、遷移モードでのスパッタリング状態を継続して維持しながらスパッタリングをおこなうことが可能なスパッタリング装置を提供することができる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、揺動マグネットを用いた高いターゲット利用効率を維持しながら、遷移モードでのスパッタリング状態を継続して維持することを可能にできるという効果を奏することが可能となる。
また、ローリングカソードを用いることなく安価にターゲット利用効率を高く維持した遷移モードでのスパッタリングが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態を示す模式正断面図である。

【図2】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態を示す模式平断面図である。

【図3】本発明に係るスパッタリング装置の第１実施形態におけるマグネットを示す模式正断面図（ａ）、模式平断面図（ｂ）である。

【図4】本発明に係るスパッタリング方法の第１実施形態を示すフローチャートである。

【図5】本発明に係るスパッタリング方法の第１実施形態におけるデータセットを示す図である。

【図6】本発明に係るスパッタリング方法の第１実施形態での遷移モードにおける時間と、スパッタ電圧、および、スパッタ電圧メジアン、Ｏ_２流量との関係を示す図である。

【図7】図６における時間と、スパッタ電圧、および、スパッタ電圧メジアン、Ｏ_２流量との関係を示す拡大図である。

【図8】酸化モードにおける時間と、スパッタ電圧、および、スパッタ電圧メジアン、Ｏ_２流量との関係を示す図である。

【図9】本発明に係るスパッタリング方法の第２実施形態におけるデータセットを示す図である。

【図10】本発明に係るスパッタリング方法の実施例を示す図である。

【図11】本発明に係るスパッタリング装置の実施形態における他の例を示す模式正断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明に係るスパッタリング方法、スパッタリング装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態におけるスパッタリング装置を示す模式正断面図であり、図２は、本実施形態におけるスパッタリング装置を示す模式平断面図であり、図３は、マグネットを示す模式正断面図（ａ）、模式平断面図（ｂ）であり、本実施形態における図において、符号１は、スパッタリング装置である。

【0025】

本実施形態に係るスパッタリング装置１は、のマグネトロンスパッタリング装置とされ、図１，図２に示すように、真空排気系２およびガス導入管を介してガス供給部３に接続された真空槽（チャンバ）４を有している。
チャンバ４内の例えば上部には、マスク等を有する基板ホルダとされた基板保持手段５に保持された基板（被処理基板）６が配置されるようになっている。
そして、チャンバ４内の例えば下部には、例えばアルミニウム（Ａｌ）等の金属からなる複数のターゲット８が、それぞれバッキングプレート７上に載置されている。

【0026】

本実施形態においては、各ターゲット８は、例えばチャンバ４の外部に設けられた交流電源９に、それぞれバッキングプレート７を介して接続されている。
本実施形態の構成は、所謂デュアルカソードと呼ばれるもので、二つのターゲット８に対して交流電圧（例えば３０〜１００ｋHz）を交互に印加するように構成されている。

【0027】

交流電源（放電用電源）９には、制御部１０が接続されている。
この制御部１０は、後述するように、スパッタ強度データとして、交流電源（放電用電源）９からのスパッタ電圧値を受け取る。また、制御部１０は、ガス供給部３からのガス供給を制御する機能を有し、真空排気系２の排気、および、後述するマグネット揺動とカソード揺動とを制御する機能を有することもできる。

【0028】

ターゲット８は、いずれも基板６と対向する平面に沿った平板状に形成されている。二つのターゲット８は、いずれも同一面内に配置され、カソードユニット１１に載置されている。
バッキングプレート７は、基板６と対向する平面に沿った平板状に形成され、ターゲット８において基板６と向かい合わない面に接合されている。

【0029】

カソードユニット１１は、基板６の成膜面と対向する平面に沿って配置され、カソード駆動手段１２によって、基板6に対して揺動可能とされている。
カソードユニット１１には、二つのターゲット８の裏面側（バッキングプレート７側）にそれぞれマグネット１３が設けられる。

【0030】

カソード駆動手段１２は、例えば、カソード揺動方向に沿って延びるレールと、カソードユニット１１における高さ方向の２つの端部の各々に取り付けられたローラーと、ローラーの各々を自転させる複数のモーター等から構成される。カソード駆動手段１２のレールは、カソード揺動方向において基板６よりも長い幅を有する。なお、カソード駆動手段１２は、カソード揺動方向に沿ってカソードユニット１１を移動させることが可能であれば、他の構成として具体化されてもよい。

【0031】

なお、カソード駆動手段１２を設けずに、カソードユニット１１がチャンバ４に固定されて、基板６に対してターゲット８が固定位置とされた構成とすることもできる。

【0032】

マグネット（磁気回路）１３は、相互に異なる磁極を有した複数の磁性体によって構成され、基板６と向かい合うターゲット８の表面にマグネトロン磁場を形成する。
マグネット１３は、いずれも、ターゲット８に対して、マグネット駆動手段１４によってターゲット８の粒子放出面と平行に移動（揺動）可能とされている。
マグネット１３は、図３に示すように、マグネットプレート１３ａの中央に配されたマグネット１３ｂと、平面視してその周囲のマグネット１３ｃとを有している。

【0033】

主マグネット１３ｂは、細長形状のもので、長方形形状のマグネットプレート１３ａ上に、たとえばＮ極の永久磁石からなるＮ極磁石１３ｃと、Ｓ極の永久磁石からなるＳ極磁石１３ｂが設けられて構成されている。
Ｎ極磁石１３ｃは、長方形の環状に形成されており、このＮ極磁石１３ｃに囲まれた位置に直線棒状のＳ極磁石１３ｂが配置されている。
Ｎ極磁石とＳ極磁石とは逆の配置とされることや、他の磁石を配置することもできる。
また、マグネット１３としては、電磁石を用いることもできる。

【0034】

マグネット駆動手段１４は、例えば、マグネット揺動方向に沿って延びるレールと、マグネット８における高さ方向の２つの端部の各々に取り付けられたローラーと、ローラーの各々を自転させる複数のモーター等から構成される。マグネット駆動手段１４は、例えば、二つのマグネット１３，１３を互いの位置を保った状態で同時に揺動可能とすることができるが、別々にマグネット１３を駆動することもできる。マグネット駆動手段１４のレールは、マグネット揺動方向においてターゲット８と略等しい幅を有する。なお、マグネット駆動部１４は、マグネット揺動方向に沿ってマグネット１３を移動させることが可能であれば、他の構成として具体化されてもよい。

【0035】

カソード駆動手段１２およびマグネット駆動手段１４は、制御部１０によって制御可能とされることもできる。

【0036】

ガス供給部３は、反応性スパッタに用いる酸素ガスとキャリアガスとなるアルゴンガスを供給するものとされ、それぞれの流量調整部（マスフローコントローラ）３ａ，３ｂが制御部１０によって制御可能とされている。

【0037】

本実施形態におけるスパッタリング装置１においては、例えば真空状態に減圧されたチャンバ４に制御部１０によって制御されたガス供給部３からスパッタガスを供給するとともに、制御部１０によって制御されたカソード駆動手段１２によってカソードユニット１１を揺動するとともに、制御部１０によって制御されたマグネット駆動手段１４によってマグネット１３を揺動し、後述するように、制御部１０によって制御された交流電源（放電用電源）９からスパッタ電圧をターゲット８に印加して、プラズマを発生して、スパッタリングをおこなう。

【0038】

次に、本実施形態におけるスパッタリング方法を説明する。

【0039】

図４は、本実施形態におけるスパッタリング方法を示すフローチャートである。
本実施形態のスパッタリング方法は、図４に示すように、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１と、メジアン算出工程Ｓ２と、ガス供給量制御工程Ｓ３と、を有する。

【0040】

本実施形態におけるスパッタリング方法においては、まず、図４に示すスパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、制御部１０において、所定の取り込み時間毎に、ターゲット８に印加するスパッタ電圧値（スパッタ強度データ）を取得し、信号安定化積分工程Ｓ１１として信号安定化のために積分処理し、この値を制御部１０内のバッファに順次保存することもできる。
ここで、取り込み時間は、例えば、２０ｍｓｅｃとすることができるが、この値に限らない。

【0041】

次いで、ＦＩＦＯバッファの先頭にデータ追加工程Ｓ１２として、制御部１０のＦＩＦＯバッファにおけるスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）の先頭に、取得したスパッタ電圧値（スパッタ強度データ）を取り込む。また、このスパッタ電圧データ群は、所定の保持時間分バッファに保持される。保持時間としては、例えば３ｓｅｃとすることができるが、この値に限らない。
同時に、ＦＩＦＯバッファの最終データ破棄工程Ｓ１３として、制御部１０のＦＩＦＯバッファで、スパッタ電圧データ群において保持時間分経過した最も古いデータを破棄し、バッファ内のデータ数を保持時間に対応した一定数となるようにスパッタ電圧データ群として保持する。
この保持時間が、ターゲット８に対するマグネット１３の揺動周期の二分の一よりも長く設定されることが好ましい。

【0042】

ついで、図４に示すメジアン算出工程Ｓ２として、バッファ内のデータを大きさ順に並べる工程Ｓ２１において、バッファに保持時間分保持されたスパッタ電圧値群のデータを、大きさ順に並び替える。
次いで、メジアン（中央値）算出工程Ｓ２２において、取り込み時間毎に更新される保持時間分のスパッタ電圧データ群におけるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）を算出する。

【0043】

ついで、図４に示すガス供給量制御工程Ｓ３として、算出されたスパッタ電圧メジアンに基づいて、スパッタガスの供給量制御をおこなう。
具体的には、ガス流量制御工程Ｓ３においては、出力されたスパッタ電圧メジアンが増加した場合には、スパッタガスの供給量を減少するとともに、出力されたスパッタ電圧メジアンが減少した場合には、スパッタガスの供給量を増加するようにフィードバックする制御をおこなうことで、スパッタリングにおける遷移モードを維持するようにできる。

【0044】

次に、メジアンによる具体的な制御例を例示する。

【0045】

図５は、本実施形態におけるスパッタリング方法のデータ処理を示す図である。
図５に示すように、ある時刻ｔ０において、説明時間をスタートさせる。

【0046】

この時刻ｔ０においては、プラズマ点火前であるため、ターゲット８に電圧はかかっておらず、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ０は、図５の左端の列に示すように、０である。
また、時刻ｔ０がプラズマ点火前であるため、この時刻ｔ０までずっと、ターゲット８に電圧はかかっておらず、時刻ｔ０まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ０は、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、全てが０値となっている。
したがって、この時刻ｔ０におけるスパッタ電圧データ群Ｄ０を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ０も、図５の右端の列に示すように、０（Ｖ）である。

【0047】

次の時刻ｔ１は、時刻ｔ０から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ１においては、プラズマ点火信号ＯＮであるため、ターゲット８に電圧はかかり、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ１は、図５の左端の列に示すように、例えば１００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程Ｓ１として、スパッタ電圧値１００（Ｖ）を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１までずっとターゲット８に電圧はかかっていなかったため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ１まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄ１としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が六コ、１００が一つとなっている。
したがって、この時刻ｔ１におけるスパッタ電圧データ群Ｄ１を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ１も、図５の右端の列に示すように、０である。

【0048】

次の時刻ｔ２は、時刻ｔ１から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ２においては、プラズマ点火信号ＯＮであるため、ターゲット８に印加する電圧は増加して、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ２は、図５の左端の列に示すように、例えば２００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値２００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１からやっとターゲット８に電圧が印加されたため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ２まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ２としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が五つ、１００が一つ、２００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ２におけるスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄ２を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ２も、図５の右端の列に示すように、０である。

【0049】

次の時刻ｔ３は、時刻ｔ２から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ３においては、プラズマ点火信号ＯＮであるため、ターゲット８に印加する電圧はさらに増加して、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ３は、図５の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１から続けてターゲット８に電圧が印加されたが、保持時間まで達していないため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ３まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄ３としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が四つ、１００が一つ、２００が一つ、３００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ３におけるスパッタ電圧データ群Ｄ３を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ３も、図５の右端の列に示すように、０である。

【0050】

次の時刻ｔ４は、時刻ｔ３から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ４においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置するため、ターゲット８に印加する電圧は極大化して、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ４は、図５の左端の列に示すように、例えば４００である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値４００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１から続けてターゲット８に電圧が印加されたが、保持時間まで達していないため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ４まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ４としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が三つ、１００が一つ、２００が一つ、３００が一つ、４００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ４におけるスパッタ電圧データ群Ｄ４を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ４は、図５の右端の列に示すように、１００である。

【0051】

次の時刻ｔ５は、時刻ｔ４から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ５においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近から中央側に移動してくるため、ターゲット８に印加する電圧は平均値付近となり、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ５は、図５の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１から続けてターゲット８に電圧が印加されたが、保持時間まで達していないため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ５まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ５としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が二つ、１００が一つ、２００が一つ、３００が二つ、４００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ５におけるスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄ５を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ５は、図５の右端の列に示すように、２００である。

【0052】

次の時刻ｔ６は、時刻ｔ５から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ６においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近には位置していないため、ターゲット８に印加する電圧は平均値付近となり、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ６は、図５の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１から続けてターゲット８に電圧が印加されたが、保持時間まで達していないため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ６まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄ６としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が一つ、１００が一つ、２００が一つ、３００が三つ、４００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ６におけるスパッタ電圧データ群Ｄ６を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ６は、図５の右端の列に示すように、３００である。

【0053】

次の時刻ｔ７は、時刻ｔ６から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ７においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近には位置していないため、ターゲット８に印加する電圧は平均値付近となり、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ７は、図５の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１から続けてターゲット８に電圧が印加されたが、保持時間まで達していないため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ７まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄ７としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、１００が一つ、２００が一つ、３００が四つ、４００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ７におけるスパッタ電圧データ群Ｄ７を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ７は、図５の右端の列に示すように、３００である。

【0054】

次の時刻ｔ８は、時刻ｔ７から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ８においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置しているため、ターゲット８に印加する電圧は平均値よりも極大化し、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ８は、図５の左端の列に示すように、例えば４００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値４００を取得してバッファ先頭に加える。
また、続けてターゲット８に電圧が印加された時刻ｔ１から保持時間まで達しているため、バッファ最後である時刻ｔ１のデータが１００であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ８まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄ８としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、２００が一つ、３００が四つ、４００が二つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ８におけるスパッタ電圧データ群Ｄ８を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ８は、図５の右端の列に示すように、３００である。

【0055】

次の時刻ｔ９は、時刻ｔ８から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ９においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置していないため、ターゲット８に印加する電圧は平均値程度となり、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ９は、図５の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、続けてターゲット８に電圧が印加されて、時刻ｔ２から保持時間まで達しているため、バッファ最後である時刻ｔ２のデータが２００であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ９まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄ９としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、３００が五つ、４００が二つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ９におけるスパッタ電圧データ群Ｄ９を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ９は、図５の右端の列に示すように、３００である。

【0056】

次の時刻ｔ１０は、時刻ｔ９から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ１０においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置していないため、ターゲット８に印加する電圧は平均値程度となり、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ１０は、図５の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、続けてターゲット８に電圧が印加されて、時刻ｔ３から保持時間まで達しているため、バッファ最後である時刻ｔ３のデータが３００であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ１０まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄ１０としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、３００が五つ、４００が二つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ１０におけるスパッタ電圧データ群Ｄ１０を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ１０は、図５の右端の列に示すように、３００である。

【0057】

次の時刻ｔ１１は、時刻ｔ１０から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ１１においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置していないため、ターゲット８に印加する電圧は平均値程度となり、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔ１１は、図５の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、続けてターゲット８に電圧が印加されて、時刻ｔ４から保持時間まで達しているため、バッファ最後である時刻ｔ４のデータが４００であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ１１まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄ１１としては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、３００が六つ、４００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ１１におけるスパッタ電圧データ群Ｄ１１を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍ１１は、図５の右端の列に示すように、３００である。

【0058】

以下、時刻ｔｎは、時刻ｔｎ−１から取り込み時間経過した時刻とする。
この時刻ｔｎにおいては、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置していた場合、ターゲット８に印加する電圧は平均値より極大化し、スパッタ電圧（スパッタ強度データ）Ｄｔｎは、図５の左端の列に示すように、例えば４００（Ｖ）となる。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値４００を取得してバッファ先頭に加える。
また、続けてターゲット８に電圧が印加された時刻ｔｎー７から、保持時間まで達しているため、バッファ最後である時刻ｔｎ―７のデータを破棄する。
このため、時刻ｔｎまで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群（スパッタ強度データ群）Ｄｎとしては、図５の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、３００が多く、４００が一程度、となっている。
したがって、この時刻ｔｎにおけるスパッタ電圧データ群Ｄｎを大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアン（スパッタ強度データ中央値）Ｍｎは、図５の右端の列に示すように、３００である。

【0059】

つまり、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置していた場合、ターゲット８に印加する電圧は平均値より極大化し、取得したスパッタ電圧値が４００のように極大化した場合でも、この極大値を出力することがなく、安定した値を出力することができる。これにより、ガス供給量制御工程Ｓ３におけるガス制御が、急激に変動してしまうことを防止して、遷移モードとなる条件を維持することが可能となる。

【0060】

図６は、本実施形態におけるスパッタリング方法の遷移モードにおける時間と、スパッタ電圧、および、スパッタ電圧メジアン、Ｏ_２流量との関係を示す図であり、図７は、図６の拡大図であり、図８は、酸化モードにおける時間と、スパッタ電圧、および、スパッタ電圧メジアン、Ｏ_２流量との関係を示す図である。
本実施形態におけるスパッタリング方法によれば、上記のように、制御部１０によって、ターゲット８に印加するスパッタ電圧値によって直接ではなく、スパッタ電圧メジアンによってガス供給量、具体的には、Ｏ_２ガスの供給量としてガス流量をマスフローコントローラ３ａによって制御する。
つまり、スパッタ電圧値を制御パラメータであるスパッタ強度データとして入力された制御部１０によって、このパラメータに対するスパッタ強度データ中央値よってガス供給量、具体的には、Ｏ_２ガスの供給量としてガス流量をマスフローコントローラ３ａによって制御する。

【0061】

具体的には、図６，図７に示すように、実細線によって示すスパッタ電圧値に対して、実太線によって示すスパッタ電圧メジアン（フィルタ後スパッタ電圧）の値にしたがって、Ｏ_２ガスを供給する際のガス流量を制御したことにより、遷移モードによるスパッタリングを維持することが可能となる。

【0062】

これにより、遷移モードで成膜可能となるので、酸化モードに比べて、成膜レートの向上と膜応力の低下を得ることができる。また、平板状カソード（プレーナーカソード）を用いることができるので、ロータリーカソードに比べて、ターゲット製作費用をより安価にすることができる。マグネット１３が揺動した状態で遷移モードでの成膜を可能とできるので、ターゲット利用効率を向上することができる。

【0063】

これに対し、Ｏ_２ガスの供給量を一定値とした例を、図８に示す。ここでは、遷移モードではなく、酸化モードによるスパッタリングをおこなったが、図８に示すように、スパッタ電圧が時間の経過とともに、上昇していることがわかる。

【0064】

なお、本実施形態において、成膜ガスは、図１に点線矢印で示すように、基板６に近い側から入れてもよいが、反応性スパッタなので、図１に矢印一点鎖線で示すように、カソードとの距離が近いターゲット８とターゲット８との間や、図１に実線矢印で示すように、カソードユニット１１側面から供給することが好ましい。
また、上記の第１実施形態においては、図５において、スパッタ電圧データ群として、７つのデータを例示したが、これは説明の便宜上であり、取り込み時間と保持時間との関係で、この個数に限るものではない。

【0065】

また、成膜電源９として、交流としたが、直流電源を用いることもできる。
また、ターゲット８として、アルミニウムを例示したが、シリコン、ニオブなども用いることができる。

【0066】

以下、本発明に係るスパッタリング方法の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
図９は、本実施形態におけるスパッタリング方法のデータ処理を示す図であり、本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、メジアンの算出方法に関する点であり、これ以外の上述した第１実施形態と対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

【0067】

本実施形態においては、メジアン算出工程Ｓ２において、スパッタ電圧メジアンを算出する際に、放電開始時の立ち上がりを速くするためにスパッタ電圧データ群における所定値以上のデータのみを用いて算出する。
本実施形態においては、メジアン算出における閾値を、例えば１００として設定するが、この値に限定されるものではない。

【0068】

図９に示すように、ある時刻ｔ０において、説明時間をスタートさせる。

【0069】

この時刻ｔ０においては、プラズマ点火前であるため、ターゲット８に電圧はかかっておらず、スパッタ電圧Ｄｔ０は、図９の左端の列に示すように、０である。
また、時刻ｔ０がプラズマ点火前であるため、この時刻ｔ０までずっと、ターゲット８に電圧はかかっておらず、時刻ｔ０まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ０は、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、全てが０値となっている。
したがって、この時刻ｔ０におけるスパッタ電圧データ群Ｄ０を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ０も、図９の右端の列に示すように、０である。

【0070】

次の時刻ｔ１は、時刻ｔ０から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ１においては、プラズマ点火信号ＯＮであるため、ターゲット８に電圧はかかり、スパッタ電圧Ｄｔ１は、図９の左端の列に示すように、例えば１００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値１００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１までずっとターゲット８に電圧はかかっていなかったため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ１まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ１としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が六コ、１００が一つとなっている。
したがって、この時刻ｔ１におけるスパッタ電圧データ群Ｄ１を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ１は、閾値１００以上のものを採用することになるため、図９の右端の列に示すように、１００である。

【0071】

次の時刻ｔ２は、時刻ｔ１から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ２においては、プラズマ点火信号ＯＮであるため、ターゲット８に印加する電圧は増加して、スパッタ電圧Ｄｔ２は、図９の左端の列に示すように、例えば２００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値２００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１からやっとターゲット８に電圧が印加されたため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ２まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ２としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が五つ、１００が一つ、２００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ２におけるスパッタ電圧データ群Ｄ２を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ２は、閾値１００以上のものを採用することになるため、対応する値としては１００と２００とがあるためその平均を取って、図９の右端の列に示すように、１５０を出力する。

【0072】

次の時刻ｔ３は、時刻ｔ２から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ３においては、プラズマ点火信号ＯＮであるため、ターゲット８に印加する電圧はさらに増加して、スパッタ電圧Ｄｔ３は、図９の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１から続けてターゲット８に電圧が印加されたが、保持時間まで達していないため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ３まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ３としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が四つ、１００が一つ、２００が一つ、３００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ３におけるスパッタ電圧データ群Ｄ３を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ３は、閾値１００以上のものを採用することになるので、対応する値としては１００と２００と３００とがあるため、その中央値を取って、図９の右端の列に示すように、２００を出力する。

【0073】

次の時刻ｔ４は、時刻ｔ３から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ４においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置するため、ターゲット８に印加する電圧は極大化して、スパッタ電圧Ｄｔ４は、図９の左端の列に示すように、例えば４００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値４００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１から続けてターゲット８に電圧が印加されたが、保持時間まで達していないため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ４まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ４としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が三つ、１００が一つ、２００が一つ、３００が一つ、４００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ４におけるスパッタ電圧データ群Ｄ４を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ４は、閾値１００以上のものを採用することになるため、対応する値としては１００と２００と３００と４００とがあるため、中央の２００と３００との平均を取って、図９の右端の列に示すように、２５０を出力する。

【0074】

次の時刻ｔ５は、時刻ｔ４から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ５においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近から中央側に移動してくるため、ターゲット８に印加する電圧は平均値付近となり、スパッタ電圧Ｄｔ５は、図９の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１から続けてターゲット８に電圧が印加されたが、保持時間まで達していないため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ５まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ５としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が二つ、１００が一つ、２００が一つ、３００が二つ、４００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ５におけるスパッタ電圧データ群Ｄ５を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ５は、閾値１００以上のものを採用することになるため、対応する値としては１００と２００と３００と３００と４００とがあるため、中央値を取って、図９の右端の列に示すように、３００を出力する。

【0075】

次の時刻ｔ６は、時刻ｔ５から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ６においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近には位置していないため、ターゲット８に印加する電圧は平均値付近となり、スパッタ電圧Ｄｔ６は、図９の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１から続けてターゲット８に電圧が印加されたが、保持時間まで達していないため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ６まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ６としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、０が一つ、１００が一つ、２００が一つ、３００が三つ、４００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ６におけるスパッタ電圧データ群Ｄ６を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ６は、閾値１００以上のものを採用することになるため、対応する値としては１００と２００と３００と３００と４００とがあるため、中央値を取って、図９の右端の列に示すように、３００を出力する。

【0076】

次の時刻ｔ７は、時刻ｔ６から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ７においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近には位置していないため、ターゲット８に印加する電圧は平均値付近となり、スパッタ電圧Ｄｔ７は、図９の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、時刻ｔ１から続けてターゲット８に電圧が印加されたが、保持時間まで達していないため、バッファ最後のデータが０であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ７まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ７としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、１００が一つ、２００が一つ、３００が四つ、４００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ７におけるスパッタ電圧データ群Ｄ７を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ７は、閾値１００以上のものを採用することになるため、対応する値としては１００〜４００があるため、中央値を取って、図９の右端の列に示すように、３００を出力する。

【0077】

次の時刻ｔ８は、時刻ｔ７から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ８においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置しているため、ターゲット８に印加する電圧は平均値よりも極大化し、スパッタ電圧Ｄｔ８は、図９の左端の列に示すように、例えば４００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値４００を取得してバッファ先頭に加える。
また、続けてターゲット８に電圧が印加された時刻ｔ１から保持時間まで達しているため、バッファ最後である時刻ｔ１のデータが１００であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ８まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ８としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、２００が一つ、３００が四つ、４００が二つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ８におけるスパッタ電圧データ群Ｄ８を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ８は、閾値１００以上のものを採用することになるため、対応する値としては２００〜４００があるため、中央値を取って、図９の右端の列に示すように、３００を出力する。

【0078】

次の時刻ｔ９は、時刻ｔ８から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ９においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置していないため、ターゲット８に印加する電圧は平均値程度となり、スパッタ電圧Ｄｔ９は、図９の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、続けてターゲット８に電圧が印加されて、時刻ｔ２から保持時間まで達しているため、バッファ最後である時刻ｔ２のデータが２００であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ９まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ９としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、３００が五つ、４００が二つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ９におけるスパッタ電圧データ群Ｄ９を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ９は、閾値１００以上のものを採用することになるため、対応する値としては３００〜４００があるため、中央値を取って、図９の右端の列に示すように、３００を出力する。

【0079】

次の時刻ｔ１０は、時刻ｔ９から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ１０においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置していないため、ターゲット８に印加する電圧は平均値程度となり、スパッタ電圧Ｄｔ１０は、図９の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、続けてターゲット８に電圧が印加されて、時刻ｔ３から保持時間まで達しているため、バッファ最後である時刻ｔ３のデータが３００であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ１０まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ１０としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、３００が五つ、４００が二つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ１０におけるスパッタ電圧データ群Ｄ１０を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ１０は、閾値１００以上のものを採用することになるため、対応する値としては３００〜４００があるため、中央値を取って、図９の右端の列に示すように、３００を出力する。

【0080】

次の時刻ｔ１１は、時刻ｔ１０から取り込み時間経過した時刻である。
この時刻ｔ１１においては、プラズマ点火信号ＯＮであり、また、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置していないため、ターゲット８に印加する電圧は平均値程度となり、スパッタ電圧Ｄｔ１１は、図９の左端の列に示すように、例えば３００（Ｖ）である。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値３００を取得してバッファ先頭に加える。
また、続けてターゲット８に電圧が印加されて、時刻ｔ４から保持時間まで達しているため、バッファ最後である時刻ｔ４のデータが４００であり、これを破棄する。
このため、時刻ｔ１１まで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄ１１としては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、３００が六つ、４００が一つ、となっている。
したがって、この時刻ｔ１１におけるスパッタ電圧データ群Ｄ１１を大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭ１１は、閾値１００以上のものを採用することになるため、対応する値としては３００〜４００があるため、中央値を取って、図９の右端の列に示すように、３００を出力する。

【0081】

以下、時刻ｔｎは、時刻ｔｎ−１から取り込み時間経過した時刻とする。
この時刻ｔｎにおいては、例えば、マグネット１３がターゲット８の端部付近に位置していた場合、ターゲット８に印加する電圧は平均値より極大化し、スパッタ電圧Ｄｔｎは、図９の左端の列に示すように、例えば４００（Ｖ）となる。
したがって、スパッタ電圧データ取得工程（スパッタ強度データ取得工程）Ｓ１として、スパッタ電圧値４００を取得してバッファ先頭に加える。
また、続けてターゲット８に電圧が印加された時刻ｔｎー７から、保持時間まで達しているため、バッファ最後である時刻ｔｎ―７のデータを破棄する。
このため、時刻ｔｎまで取り込み時間毎に取り込んだスパッタ電圧データ群Ｄｎとしては、図９の中央の列に、ソート後のバッファとして示すように、３００が多く、４００が一程度、となっている。
したがって、この時刻ｔｎにおけるスパッタ電圧データ群Ｄｎを大きさ順に並べた中央値であるスパッタ電圧メジアンＭｎは、閾値１００以上の対応する値のみから中央値を取って、図９の右端の列に示すように、その値、または、中央値の近似値（平均）を出力する。

【0082】

例えば、閾値１００以上の対応する値のみから中央値を採用しない場合には、着火時にスパッタ信号ＯＮとして、スパッタ電圧値を増加しても、バッファ内のデータとして０が四つ程度ぐらい続くので、酸素の制御が、立ち上げに好ましい方向に進まない。
これに対して、本実施形態によれば、放電が立った瞬間、プラズマ着火のところでの制御の立ち上がりを改善することができる。

【0083】

さらに、上記の各実施形態におけるスパッタ強度データ取得工程Ｓ１において、制御のためのプラズマ強度パラメータとしてスパッタ電圧を取り込む構成を例示したが、取り込むプラズマ強度パラメータ（データ）としてスパッタ電圧の代わりに他のパラメータ（データ）を取り込むことも可能である。例えば、プラズマ発光強度をセンサで検出して、そのデータを取得し、スパッタ電圧のデータの代わりに使用することもできる。

【0084】

具体的には、図１１に示すように、スパッタリング装置１に、発生したプラズマ発光強度を測定するセンサ２１を設け、このセンサ２１における測定値を制御部１０に出力し、制御部１０が、入力されたプラズマ発光強度をプラズマ強度パラメータとして、プラズマ発光強度メジアンを算出し、この値に基づいてスパッタ電圧の制御をおこないつつ成膜をすることができる。
アルミナ等の透明な膜を成膜する場合には、センサ２１を基板の裏面に設けて、基板越しにプラズマ発光強度を測定してもよい。

【0085】

この例においても、スパッタ電圧値による制御と同様に、プラズマ発光強度メジアン（フィルタ後プラズマ発光強度）の値にしたがって、Ｏ_２ガスを供給する際のガス流量を制御することにより、遷移モードによるスパッタリングを維持することが可能となる。

【実施例】

【0086】

以下、本発明にかかる実施例を説明する。

【0087】

ここでは、実験例１として、アルミニウムターゲットに対して供給電力２０ｋＷ、マグネットを揺動させ、Ｇ４．５基板へ、遷移モードとしてＡｌ_２Ｏ_３膜を反応性スパッタリングにより成膜した。
Ａｒ：２３０ｓｃｃｍ
Ｏ_２：２０〜３０ｓｃｃｍ
このときの、成膜レート［ｎｍ／ｍｉｎ］と、Ａｌ_２Ｏ_３膜における膜応力［ＭＰａ］とを測定した。その結果を図１０に示す。
このときの、スパッタ電圧値と、スパッタ電圧メジアンと、酸素ガス供給量の変動を図６、図７に示す。

【0088】

同様に、実験例２として、アルミニウムターゲットに対して供給電力２０ｋＷ、マグネットを揺動させ、酸化モードとしてＡｌ_２Ｏ_３膜を反応性スパッタリングにより成膜した。
Ａｒ：２１０ｓｃｃｍ
Ｏ_２：４０ｓｃｃｍ（一定）
このときの、成膜レート［ｎｍ／ｍｉｎ］と、Ａｌ_２Ｏ_３膜における膜応力［ＭＰａ］とを測定した。その結果を図１０に示す。
このときの、スパッタ電圧値と、スパッタ電圧メジアンと、酸素ガス供給量の変動を図８に示す。

【0089】

これらの結果から、遷移モードで持続的に成膜した場合には、酸化モードに比べて、成膜レートの向上と膜応力の低下を得ることができることがわかる。また、マグネットが揺動した状態で遷移モードでの成膜を可能とできるので、エロージョン領域が集中して深く掘れてしまうことを防止して、ターゲット利用効率を向上することができる。

【産業上の利用可能性】

【0090】

本発明の活用例として、各種の保護膜、絶縁膜、反射防止膜の成膜を挙げることができる。

【符号の説明】

【0091】

１…スパッタリング装置
２…真空排気系
３…ガス供給部
４…真空槽（チャンバ）
５…基板保持手段
６…基板（被処理基板）
７…バッキングプレート
８…ターゲット
９…交流電源
１０…制御部
１１…カソードユニット
１２…カソード駆動手段
１３…マグネット
１４…マグネット駆動手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】