特許 6487611 成膜方法および成膜装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6487611

(24)【登録日】2019年3月1日

(45)【発行日】2019年3月20日

(54)【発明の名称】成膜方法および成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/32 20060101AFI20190311BHJP

   C23C 14/24 20060101ALI20190311BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/32 A

   C23C14/24 F

【請求項の数】10

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2018-555998(P2018-555998)

(86)(22)【出願日】2017年12月27日

(86)【国際出願番号】JP2017046910

【審査請求日】2018年10月25日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000227294

【氏名又は名称】キヤノンアネルバ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100134175

【弁理士】

【氏名又は名称】永川 行光

(72)【発明者】

【氏名】薬師神 弘士

(72)【発明者】

【氏名】三浦 譲

(72)【発明者】

【氏名】芝本 雅弘

【審査官】 末松 佳記

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１５／１４０８５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１３／９９０５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２５４８０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｇ１１Ｂ ５／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ターゲットの近傍にストライカの放電部を配置してアーク放電を誘起し、これによって発生するプラズマを利用して基板に膜を形成する成膜方法であって、
前記ストライカによってアーク放電を誘起させる位置を前記ターゲットにおける設定された領域の中で変更する変更工程と、
前記位置でアーク放電を起こすことによって発生するプラズマを利用して基板に膜を形成する成膜工程と、
前記ターゲットの使用に応じて前記領域を縮小する縮小工程と、を含む
ことを特徴とする成膜方法。

【請求項2】

前記変更工程と少なくとも１回の前記成膜工程とを含むサイクルが繰り返えされた後に、前記縮小工程が実施され、その後、前記サイクルが繰り返えされる
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。

【請求項3】

前記縮小工程では、縮小前の前記領域に縮小後の前記領域が収まるように前記領域が縮小される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜方法。

【請求項4】

前記変更工程では、前記ターゲットを回動させることによって前記位置が変更される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の成膜方法。

【請求項5】

前記変更工程では、前記ターゲットの回転軸に平行な方向に前記ターゲットを移動させることによって前記位置が更に変更される、
ことを特徴とする請求項４に記載の成膜方法。

【請求項6】

前記縮小工程では、前記方向に関して前記領域が縮小される、
ことを特徴とする請求項５に記載の成膜方法。

【請求項7】

前記変更工程では、前記方向における前記ターゲットの位置が固定された状態で前記ターゲットを複数回にわたって回動させることによる前記ターゲットが回転した回数に応じて、前記方向における前記ターゲットの位置が変更される、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の成膜方法。

【請求項8】

前記変更工程では、前記放電部が前記ターゲットに接触するときの前記ストライカの回動角度に応じて前記方向における前記ターゲットの位置が変更される、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の成膜方法。

【請求項9】

前記変更工程では、輸送されるプラズマ量に応じて前記方向における前記ターゲットの位置が変更される、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の成膜方法。

【請求項10】

ターゲットの近傍にストライカの放電部を配置してアーク放電を誘起し、これによって発生するプラズマを利用して基板に膜を形成する成膜装置であって、
前記ストライカによってアーク放電を誘起させる位置を変更する変更機構と、
前記位置が前記ターゲットにおける設定された領域の中で変更されるように前記変更機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ターゲットの使用に応じて前記領域を段階的に縮小する、
ことを特徴とする成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成膜方法および成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プラズマ発生部で発生したプラズマを処理室に輸送し処理室においてプラズマによって基板に膜を形成する成膜装置がある。成膜装置の一例として、プラズマ発生部において、カソードターゲットとアノードとの間で真空アーク放電によって発生したプラズマを処理室に輸送して処理室において基板に膜を形成する真空アーク成膜装置を挙げることができる。真空アーク成膜装置は、例えば、ハードディスクドライブの磁気記録媒体の表面保護膜としてｔａ−Ｃ（テトラヘドラル・アモルファスカーボン）膜を形成するために有用である。また、真空アーク成膜装置は、機械部品または切削工具等の表面にＴｉ、Ｃｒ等の金属元素を含む硬質膜を形成するために有用である。

【0003】

特許文献１および特許文献２に開示された真空アーク成膜法では、ターゲットを陰極とし、ターゲットとターゲットの近傍に配置されたアノードとの間でアーク放電を起こさせることで膜を形成する。アーク放電は、陽極部に接続されたストライカをターゲットに近接または接触させることで誘起されうる。

【0004】

このような真空アーク成膜法では、一般に、円柱状のターゲットの上面の中央部の近傍にストライカの放電部（先端部）を配置する。ターゲットの表面におけるストライカの放電部が近接または接触した位置（アーク放電が発生した位置）にはアークスポットが形成される。アークスポットでは、ターゲットが削られて窪みが形成されうる。ターゲットの表面が局所的に削られて深い窪みが形成されると、アーク放電が不安定となり、その結果、成膜速度が低下したり、アーク放電が消弧したりする。そこで、特許文献２には、ターゲットの表面の窪みがある程度大きくなったら、ターゲットの表面をグラインダー等で削ることで平坦化させる成膜装置が提案されている。

【0005】

しかしながら、ターゲットの表面を削ることは、ターゲットとして利用可能な部分を除去することになるため、ターゲットの利用効率が低下する。また、特許文献１および特許文献２の技術では、ターゲットの表面を削る工程を成膜工程の間に組み入れる必要があるため、生産性が低下してしまう。さらには、ターゲットを回転させる回転装置の駆動部にターゲットの削り粉が入り込み、回転装置の不具合の原因になる可能性がある。このような問題に対して、特許文献３には、ターゲットをグラインダー等で削ることなく、連続して成膜が可能な成膜装置が記載されている。具体的には、特許文献３には、円柱形状のターゲットの回転軸周りの側面にストライカを近接または接触させる構成において、ターゲットの側面におけるストライカ（の先端部）が対向する位置が変更されるようにターゲットを回動させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第９６／２６５３１号

【特許文献2】特開２００９−２４２９２９号公報

【特許文献3】国際公開第２０１５−１４０８５８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ターゲットの端部にアークスポットを形成すると、アークスポットの位置が安定せず、成膜速度が不均一になったり、アーク放電が消弧したりしうる。そこで、ターゲットの端部以外の部分にアークスポットが形成されうる。しかし、ターゲットの端部以外の部分にアークスポットが形成されるようにターゲットの使用を続けると、端部と端部以外の部分との間に大きな段差が形成されうる。この段差においては、端部と同様に、アークスポットの位置が安定せず、成膜速度が不均一になったり、アーク放電が消弧したりしうる。

【0008】

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、ターゲットをより効果的に利用するために有利な技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の側面は、ターゲットの近傍にストライカの放電部を配置してアーク放電を誘起し、これによって発生するプラズマを利用して基板に膜を形成する成膜方法に係り、前記成膜方法は、前記ストライカによってアーク放電を誘起させる位置を前記ターゲットにおける設定された領域の中で変更する変更工程と、前記位置でアーク放電を起こすことによって発生するプラズマを利用して基板に膜を形成する成膜工程と、前記ターゲットの使用に応じて前記領域を縮小する縮小工程と、を含む。

【0010】

本発明の第２の側面は、ターゲットの近傍にストライカの放電部を配置してアーク放電を誘起し、これによって発生するプラズマを利用して基板に膜を形成する成膜装置に係り、前記成膜装置は、前記ストライカによってアーク放電を誘起させる位置を変更する変更機構と、前記位置が前記ターゲットにおける設定された領域の中で変更されるように前記変更機構を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ターゲットの使用に応じて前記領域を段階的に縮小する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、ターゲットをより効果的に利用するために有利な技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態の真空処理装置の構成を示す概略平面図。

【図2】図１に示す処理装置におけるキャリアの構成を示す概略図。

【図3】成膜装置の構成の一例を示す概略図。

【図4】図３に示す成膜装置のプラズマ発生部の拡大正面図。

【図5】図３に示す成膜装置のプラズマ発生部の拡大下面図。

【図6】図４に示すソース部のＡ‐Ａ矢視図である。

【図7】図５に示すソース部のＢ‐Ｂ矢視図である。

【図8】成膜装置の動作を制御するシステム構成を示す図。

【図9A】、

【図9B】、

【図9C】、

【図9D】、

【図9E】、

【図9F】設定されたストライク範囲（設定された領域）の中でストライカによってアーク放電を誘起させる位置（ストライク位置）を変更する動作を、基板に膜を形成する成膜動作とともに説明する図。

【図10A】、

【図10B】、

【図10C】、

【図10D】、

【図10E】変更工程、成膜工程および縮小工程について説明する図。

【図11A】、

【図11B】、

【図11C】、

【図11D】第１のストライク範囲におけるストライク位置の変更を例示する図。

【図12A】、

【図12B】、

【図12C】、

【図12D】第２のストライク範囲におけるストライク位置の変更を例示する図。

【図13A】、

【図13B】、

【図13C】、

【図13D】第３のストライク範囲におけるストライク位置の変更を例示する図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

【0014】

図１には、本発明の一実施形態の真空処理装置ＶＰの構成が模式的に示されている。真空処理装置ＶＰは、インライン式の成膜装置として構成されうる。真空処理装置ＶＰは、複数の処理室１１１〜１３１がゲートバルブを介して矩形の無端状に連結された構成を有する。処理室１１１〜１３１は、専用又は兼用の排気系によって排気される真空容器である。処理室１１１〜１３１には、基板１を保持したキャリア１０を搬送する搬送装置ＣＮＶ（図３参照）が組み込まれている。

【0015】

搬送装置ＣＮＶは、キャリア１０をそれによって保持された基板１の主面が水平面に対して垂直に維持された姿勢で搬送する搬送路を有する。処理室１１１は、キャリア１０に基板１を取り付ける処理を行うためのロードロック室である。処理室１１６は、キャリア１０から基板１を取り外す処理を行うためのアンロードロック室である。基板１は、例えば、磁気記録媒体としての使用に適したものであり、例えば、中心部分に開口（内周孔部）を有する金属製、若しくはガラス製の円板状部材でありうる。ただし、基板１の形状および材料は、特定のものに限定されない。

【0016】

真空処理装置ＶＰにおける基板の処理手順について説明する。まず、処理室（ロードロック室）１１１内で第１基板１が第１キャリア１０に取り付けられる。第１キャリア１０は、処理室（密着層形成室）１１７に移動して、第１基板１に密着層が形成される。第１キャリア１０が処理室（密着層形成室）１１７に配置されているときに、第２キャリア１０に第２基板１が取り付けられる。その後、第２キャリア１０は、処理室（密着層形成室）１１７に移動し、第２基板１に密着層が形成され、処理室（ロードロック室）１１１内で第３キャリア１０に第３基板１が取り付けられる。各キャリア１０は、処理室１１７〜１３１を１つずつ移動しながら、処理室１１７〜１３１のそれぞれにおいて基板１に対する処理がなされる。

【0017】

処理室１１７〜１３１は、基板１に対する処理を行う処理室である。処理室１１７〜１２８は、例えば、密着層、軟磁性層、シード層、中間層、磁性層等の膜を形成する成膜装置の処理室でありうる。処理室１２９は、例えば、ｔａ−Ｃ膜からなる表面保護層を形成するプラズマ処理装置の処理室でありうる。処理室１３０は、例えば、処理室１２９内で形成されたｔａ−Ｃ膜の表面を処理する処理装置のチャンバでありうる。処理室１１２〜１１５は、基板１の搬送方向を９０度転換する方向転換装置を備えた処理室である。処理室１３１は、キャリア１０に付着した堆積物を除去するアッシング処理室である。真空処理装置ＶＰによって、例えば、基板１の上に、密着層、下部軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層、ｔａ−Ｃ膜が順に形成された構造を得ることができる。

【0018】

図２には、キャリア１０の構成例が示されている。キャリア１０は、例えば、２枚の基板１を同時に保持することができる。キャリア１０は、例えば、基板１をそれぞれ保持する２つの金属製のホルダー２０１と、２つのホルダー２０１を支持して搬送路上を移動するスライダ２０２とを含みうる。スライダ２０２には、搬送装置ＣＮＶがスライダ２０２を駆動するための永久磁石２０４が設けられている。ホルダー２０１は、基板１の表裏の成膜領域を覆うことなく、複数の導電性の弾性部材（板ばね）２０３によって基板１の外周部の数カ所を把持する。

【0019】

図３には、処理室１２９を有する成膜装置３００の構成および搬送装置ＣＮＶの構成が模式的に示されている。搬送装置ＣＮＶは、搬送路に沿って並べられた多数の従動ローラ(不図示）と、キャリア１０を駆動する磁気ネジ３０３とを含む。磁気ネジ３０３が回転駆動されることによって、永久磁石２０４が設けられたスライダ２０２（キャリア１０）が搬送路に沿って駆動される。キャリア１０のホルダー２０１によって保持された基板１には、導電性の弾性部材２０３を介して電源３０９によって電圧が印加される。あるいは、ホルダー２０１によって保持された基板１は、導電性の弾性部材２０３を介して接地されうる。ホルダー２０１には、直流電圧、パルス電圧または高周波電圧が印加されうる。

【0020】

成膜装置３００は、例えば、真空アーク成膜法（Ｖａｃｕｕｍ Ａｒｃ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって基板１にｔａ−Ｃ膜を形成するように構成されうるが、これは一例に過ぎない。成膜装置３００は、他の方式でプラズマを発生してもよい。成膜装置３００は、基板を処理する処理室１２９と、プラズマを発生するプラズマ発生部３０６と、プラズマ発生部３０６で発生したプラズマを処理室１２９に輸送する輸送部３０４とを備えうる。また、成膜装置３００は、プラズマによって基板１が走査されるように該プラズマを回転させる磁場を発生する走査磁場発生部ＳＣＬと、処理室１２９を排気するターボ分子ポンプ等の真空ポンプ（不図示）とを備えうる。この例では、処理室１２９は、基板１にｔａ−Ｃ膜を形成する成膜室を構成する。図３では、輸送部３０４およびプラズマ発生部３０６を１セットのみ示しているが、処理室１２９の両側に輸送部３０４及びプラズマ発生部３０６が１セットずつ（即ち、輸送部３０４及びプラズマ発生部３０６が２セット）備えられてもよい。なお、２枚の基板を搭載するキャリアを用いる場合は、２枚の基板の両面を同時に処理することができるように、輸送部３０４及びプラズマ発生部３０６を４セット用いてもよい。

【0021】

輸送部３０４は、図３に模式的に示されるように二次元的に湾曲したシングルベンド型の輸送管でありうるが、直線型、ダブルベンド型、または三次元的に湾曲した輸送管であってもよい。フィルタコイルＦＣＬは、輸送部３０４の内側（真空側）に配置された磁場発生部を含んでもよい。フィルタコイルＦＣＬは、プラズマ（電子およびイオン）を輸送する磁場を輸送部３０４の中に形成する。輸送部３０４の中には、複数のバッフルが配置されうる。

【0022】

この例では、プラズマ発生部３０６は、真空アーク放電によってプラズマを発生するが、他の方式でプラズマを発生してもよい。プラズマ発生部３０６は、イオン発生部３１０と、ターゲット駆動部３１２とを有する。イオン発生部３１０は、その内部が輸送部３０４の連通されたチャンバ３１４と、電子およびイオンを生成するための陰極であるターゲットＴＧと、アノード電極と、ストライカ３２０とを含みうる。イオン発生部３１０は、ターゲットＴＧを保持（載置）するターゲットホルダ３１８と、安定化コイルＡＣＬを含みうる。ストライカ３２０は、ターゲットＴＧとアノード３１６との間でアーク放電を発生させる（即ち、放電を着火する）ための部材である。ターゲット駆動部（変更機構）３１２は、後述されるように、回転部３２２と、移動部３２４とを含みうる。

【0023】

ターゲットＴＧは、イオン供給ソースである。この例では、ターゲットＴＧは、ｔａ−Ｃ膜を形成するためのグラファイトターゲットであるが、ターゲットＴＧは、基板１に形成すべき膜に応じた材料（例えば、窒化チタン、酸化チタン、窒化クロム、酸化クロム、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、窒化亜鉛、酸化亜鉛、窒化銅または酸化銅、あるいは、これらの合金）で構成されうる。また、ターゲットＴＧは、本実施形態では、円柱形状を有するが、その他の形状、例えば、円筒形状や多角形の柱状でもよい。回転部３２２は、円柱形状を有するターゲットの中心軸と回転軸ＲＡとを一致させてターゲットを水平方向に支持した状態で、回転軸ＲＡの周りにターゲットを回転あるいは回動させる。また、移動部３２４は、ターゲットを回転軸ＲＡ（ターゲットの中心軸）に沿って移動（進退）させる。

【0024】

安定化コイルＡＣＬは、ターゲットＴＧの放電面側（輸送部３０４側）の逆側に配置され、アーク放電を安定させるための磁場を形成する。安定化コイルＡＣＬが発生する磁場とフィルタコイルＦＣＬが発生する輸送磁場とはカスプ磁場（互いに逆方向）になる。このカスプ磁場により、アークスポットの挙動を制御するとともに、ターゲットＴＧとアノード３１６との間に低負荷の電流経路を確保し、アーク放電を安定化させることができる。安定化コイルＡＣＬの代わりに、永久磁石が設けられてもよい。アーク放電によって生成された炭素イオンを含むプラズマは、輸送部３０４における輸送磁場に沿って処理室１２９に輸送され、処理室１２９の中に配置された基板１にｔａ−Ｃ膜が形成される。プラズマ発生部３０６には、アルゴン等の不活性ガスおよび／または窒素ガスの反応性ガスが、プロセスガスとして供給されてもよい。

【0025】

図４乃至図７を参照して、成膜装置３００の構成を詳細に説明する。図４は、プラズマ発生部３０６の拡大正面図であり、図５は、プラズマ発生部３０６の拡大下面図である。図６は、図４に示すプラズマ発生部３０６のＡ−Ａ矢視図であり、図７は、図５に示すプラズマ発生部３０６のＢ−Ｂ矢視図である。

【0026】

安定化コイルＡＣＬは、円管状部材の外側に設けられ、ターゲットＴＧの放電面側（輸送部３０４側）と逆側のチャンバ３１４の外側(大気側)に配置され、その一端がチャンバ３１４に接続されている。本実施形態では、安定化コイルＡＣＬが設けられた円管状部材との内部は、チャンバ３１４と連通し、真空に維持されている。チャンバ３１４は、その内部が真空排気可能であり、ターゲットＴＧおよびその周囲の構成要素、即ち、ターゲットＴＧ、アノード３１６およびストライカ３２０を収容する。アノード３１６は、例えば、筒形状を有しうるが、アノード３１６の形状は、輸送部３０４への電子および炭素イオンの輸送を遮るものでなければ、特に限定されない。アノード３１６は、グラファイト材料で構成されうるが、アノード３１６の材料は、アーク放電で発生したプラズマで溶融せず、導電性を有する材料であればよい。

【0027】

ストライカ３２０は、ターゲットＴＧとアノード３１６との間にアーク放電を誘起させるための電極である。アノード３１６の外側に退避しているストライカ３２０をターゲットＴＧに向かって駆動してターゲットＴＧに電気的に接触させ、ストライカ３２０からターゲットＴＧにアーク電流を流入させることができる。この状態でストライカ３２０をターゲットＴＧから引き離すことで、アーク放電を発生させることができる。そして、アノード３１６とターゲットＴＧとの間での電子電流もしくはイオン電流を維持することにより、アーク放電を維持することができる。アーク放電により、ターゲットＴＧから炭素イオンおよび電子が放出され、炭素イオンおよび電子を含むプラズマが生成される。ストライカ３２０は、アノード３１６に電気的に接続されている。

【0028】

ストライカ３２０は、放電部３２０ａ（先端部）を有し、放電部３２０ａは、アノード３１６に電気的に接続されている。ストライカ３２０は、回動駆動されることによって放電部３２０ａがターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０の近傍に配置されることができる。ここで、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０とは、ターゲットＴＧの回転軸ＲＡの周り（回転軸周り）の側面である。また、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０の近傍に放電部３２０ａが配置された状態は、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０と放電部３２０ａとの間でアーク放電を誘起させることができる状態である。換言すると、ストライカ３２０は、回動駆動されることによって放電部３２０ａがターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０に接触状態になるように設けられている。ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０とストライカ３２０の放電部３２０ａとが接触状態であることは、ストライカ３２０の放電部３２０ａが外周面ＴＧ_０に物理的に接触することだけを意味するのでない。ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０とストライカ３２０の放電部３２０ａとが接触状態であることは、ストライカ３２０の放電部３２０ａが外周面ＴＧ_０に近接して電気的に接触することも意味する。換言すれば、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０とストライカ３２０の放電部３２０ａとが接触状態であることは、ストライカ３２０の放電部３２０ａとターゲットＴＧとが低抵抗で導通することも意味する。

【0029】

ストライカ駆動部３２６は、図６に示すように、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０の近傍にストライカ３２０の放電部３２０ａが配置された状態、および、外周面ＴＧ_０から放電部３２０ａが離間した状態となるように、ストライカ３２０を回動駆動しうる。ストライカ駆動部３２６は、例えば、図４に示すように、ストライカ用モータ３２８と、プーリ３３０ａ及び３３０ｂと、ベルト３３２と、モータベース３３４と、磁気シール３３６とを含みうる。ストライカ３２０は、プーリ３３０ａ、３３０ｂとベルト３３２とを介して、ストライカ用モータ３２８に接続されうる。ストライカ用モータ３２８は、チャンバ３１４に設けられたモータベース３３４に固定され、ストライカ３２０を所定角度（例えば、９０度程度）だけ回動させうる。ストライカ用モータ３２８が大気側に設けられているため、ストライカ駆動部３２６は、磁気シール３３６を介して、大気側から真空側のストライカ３２０に回転力を伝達しうる。また、本実施形態では、ストライカ３２０の回動角度に関係なく電流を安定して供給するために、ロータリーコネクタ（回転導入器）３３８を介して、電力を供給しうる。

【0030】

ターゲットＴＧは、ターゲットホルダ３１８によって保持されうる。ターゲットホルダ３１８を介して、ターゲットＴＧに電流を供給することができるように、ターゲット給電端子３４０が大気側に設けられうる。ターゲットホルダ３１８は、シャフト３４２の一端に固定されうる。シャフト３４２の他端には、回転部３２２が設けられうる。また、移動部３２４は、回転部３２２を支持するベースプレート３４４を移動（進退）させるように設けられうる。シャフト３４２は、ターゲットＴＧを水平に支持する部材でありうる。また、シャフト３４２は、ターゲットＴＧに電流を供給するための経路の一部でありうる。また、シャフト３４２の内部には、ターゲットＴＧを冷却するための冷却水を流すための水路が形成されうる。ターゲットホルダ３１８は、シャフト３４２とターゲットＴＧとの間に設けられ、ターゲットＴＧの固定、ターゲットＴＧの冷却、および、電流経路の機能を有しうる。

【0031】

ターゲット駆動部３１２は、回転部３２２と、移動部３２４とを含みうる。ターゲット駆動部３１２は、ストライカ３２０によってアーク放電を誘起させる位置を変更する変更機構を構成しうる。回転部３２２について説明する。ベースプレート３４４には、シャフト３４２の回転シール部３４６が設けられうる。また、ベースプレート３４４には、大気側において、回転用モータ３４８が固定されうる。ベローズ３５０は、チャンバ３１４とベースプレート３４４との間に設けられ、その内部にシャフト３４２が配置されている。ベローズ３５０の内部は、チャンバ３１４と連通し、真空に維持することが可能である。ベローズ３５０は、ベースプレート３４４の移動に応じて伸縮する。支柱３５２には、継手３５４が固定されうる。継手３５４を介して、シャフト３４２の内部に形成された水路に冷却水が供給され、また、該水路から冷却水が排出されうる。回転用モータ３４８は、プーリ３５６ａ、３５６ｂとベルト３５８とを介して、シャフト３４２を回転させうる。

【0032】

次に、移動部３２４について説明する。取付ベース３６０は、チャンバ３１４に固定された部材でありうる。取付ベース３６０には、ＬＭガイド３６２を介して、ベースプレート３４４が固定されうる。ＬＭガイド３６２は、回転部３２２の回転軸ＲＡ（ターゲットＴＧの中心軸）に沿ってベースプレート３４４を移動させるように設けられている。ＬＭガイド３６２は、ボールねじ３６６およびナット３７２によって構成されうる。図７に示すように、取付ベース３６０には、移動用モータ３６４及びボールねじ３６６が固定されうる。より具体的には、取付ベース３６０に取り付けられた第１プレート３６８ａ及び第２プレート３６８ｂによって、ボールねじ３６６が支持されうる。移動用モータ３６４は、第２プレート３６８ｂに固定され、歯車３７０ａ及び３７０ｂを介して、ボールねじ３６６を回転させるように構成されうる。また、ベースプレート３４４は、ボールねじ３６６の回転に応じて移動（進退）するナット３７２に固定されうる。従って、移動用モータ３６４の回転によって、ベースプレート３４４に取り付けられた部分を移動させることができる。ベースプレート３４４には、上述したように、シャフト３４２及びベローズ３５０の一端が取り付けられうる。

【0033】

図８は、成膜装置３００の動作、例えば、アーク放電によってターゲットＴＧから生じたイオンを基板１に照射して基板１に膜を形成する処理に関する動作を制御するシステム構成を示す図である。成膜装置３００は、制御部８０２を有し、上位制御装置８０１からのコマンド（制御信号）が制御部８０２に供給されうる。制御部８０２は、上位制御装置８０１からのコマンドに従ってターゲット駆動部３１２（変更機構）、ストライカ駆動部３２６および電力印加部８０３を制御するように構成されうる。また、制御部８０２は、ターゲット駆動部３１２（変更機構）、ストライカ駆動部３２６および電力印加部８０３からの信号を上位制御装置８０１に送信するように構成されうる。制御部８０２は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。上位制御装置８０１は、真空処理装置ＶＰの全体を制御する機能を有し、例えば、搬送装置、ゲートバルブ、搬送ロボットなど基板搬送系や他のプロセスチャンバの制御系などを制御するように構成されうる。

【0034】

制御部８０２は、演算部８０２ａおよび記憶部８０２ｂを有する装置として構成されうる。演算部８０２ａは、ターゲット駆動部３１２、ストライカ駆動部３２６および電力印加部８０３からの信号に演算処理を施して現在値および変化量を求めうる。記憶部８０２ｂは、ターゲット駆動部３１２、ストライカ駆動部３２６及び電力印加部８０３の現在値及び変化量、制御情報等を記憶しうる。また、記憶部８０２ｂは、演算部８０２ａからの読み出し信号に応じて、記憶している値（ターゲット駆動部３１２、ストライカ駆動部３２６及び電力印加部８０３の現在値及び変化量など）を演算部８０２ａに返すように構成されうる。

【0035】

ターゲット駆動部３１２は、上述したように、回転部３２２や移動部３２４を含み、ターゲットＴＧを回転あるいは回動させたり、ターゲットＴＧを移動（進退）させたりするように構成されうる。ストライカ駆動部３２６は、上述したように、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０の近傍にストライカ３２０の放電部３２０ａが配置された状態、および、外周面ＴＧ_０からストライカ３２０の放電部３２０ａが離間した状態となるように、ストライカ３２０を駆動しうる。ターゲット駆動部３１２およびストライカ駆動部３２６は、回動角度等の操作量を検出するセンサー（例えば、エンコーダ）を備えたモータを含みうる。換言すれば、ターゲット駆動部３１２およびストライカ駆動部３２６は、操作量（例えば、位置、角度）を制御可能な駆動源として構成されうる。

【0036】

電力印加部８０３は、ターゲットＴＧとアノード３１６との間にアーク放電を誘起させるための電圧（電力）を供給する。電力印加部８０３は、例えば、電源として構成されるが、抵抗計などのセンサーを含んでいてもよい。また、電力印加部８０３は、安定化コイルＡＣＬへ電力を供給する電源、フィルタコイルＦＣＬへ電力を供給する電源、走査磁場発生部ＳＣＬへ電力を供給する電源、輸送部３０４へバイアス電圧を印加する電源等を含みうる。

【0037】

ストライカ３２０は、ターゲット駆動部３１２によるターゲットＴＧの駆動が完了した後、制御部８０２からの制御信号に応じて、ストライカ駆動部３２６によって駆動されうる。ストライカ駆動部３２６によるストライカ３２０の駆動が完了した後（即ち、ターゲットＴＧの外周面の近傍にストライカ３２０の放電部３２０ａが配置された後）、電力印加部８０３がターゲットＴＧとストライカ３２０との間に電圧を印加する。ターゲットＴＧの外周面の近傍にストライカ３２０の放電部３２０ａが配置されたことの判定は、例えば、ストライカ３２０を駆動する（回動させる）ストライカ用モータ３２８の回動速度が０になっていることで行われうる。また、この判定は、ストライカ用モータ３２８の回動が開始されてからの経過時間に基づいてなされてもよいし、トルクに基づいてなされてもよい。

【0038】

電力印加部８０３は、ストライカ３２０の放電部３２０ａがターゲットＴＧの外周面の近傍に配置されている状態から放電部３２０ａがターゲットＴＧの外周面から離間されるまでの期間にわたってターゲットＴＧとストライカ３２０との間に電圧を印加しうる。具体的には、ストライカ３２０がターゲットＴＧの外周面の近傍に配置された状態が所定時間にわたって維持され、電力印加部８０３は、この所定時間にわたってターゲットＴＧとストライカ３２０との間に電圧を印加しうる。そして、電力印加部８０３が電圧を印加した後、ストライカ駆動部３２６がストライカ３２０を退避させ、ターゲットＴＧとストライカ３２０とが離間されうる。このような制御を行うことで、アーク放電を安定して発生させることができる。なお、ターゲットＴＧは、アーク放電の終了後、回転部３２２によって所定の角度だけ回動され、および／または、移動部３２４によって所定の距離だけ移動（進退）されうる。

【0039】

成膜装置３００は、円柱形状を有するターゲットＴＧの中心軸を水平にした状態でターゲットを支持し、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０においてアーク放電を発生させるように構成されうる。成膜装置３００は、ターゲット駆動部３１２によってターゲットＴＧを回動および／または移動させることができるため、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０におけるいずれの位置でもアーク放電を発生させることができる。

【0040】

アーク放電は、ターゲットＴＧの外周面の近傍にストライカ３２０の放電部３２０ａが配置された状態で誘起される。この際、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０のうちアーク放電が発生した部分（対向位置）にアークスポットが形成され、当該部分が削れて欠損部が形成されうる。成膜装置３００では、次のアーク放電によって欠損部あるいはアークスポットが形成される位置（ストライカ３２０によってアーク放電を誘起させる位置（以下、ストライク位置ともいう。））が、既にアーク放電によって形成された欠損部に近接させるようにターゲットＴＧが駆動される。これにより、ターゲットＴＧが均等に削られてゆくため、ターゲットＴＧとして利用可能な部分をグラインダー等の加工機械によって削る必要がなくなる。よって、ターゲットＴＧの利用効率を向上させながら、アーク放電を安定して発生させることができる。また、成膜装置３００では、ターゲットＴＧを加工機械によって削る工程を成膜工程の間に組み入れる必要がない。したがって、スループットの低下、及び、ターゲットＴＧの削り粉に起因するターゲット駆動部３１２およびストライカ駆動部３２６の不具合の発生を抑制することができる。また、連続して均一な膜を形成できる。

【0041】

図９Ａ乃至図９Ｆを参照しながら、設定されたストライク範囲（設定された領域）の中でストライカによってアーク放電を誘起させる位置（ストライク位置）を変更する動作を、基板に膜を形成する成膜動作とともに説明する。この動作は、制御部８０２によるターゲット駆動部３１２およびストライカ駆動部３２６の制御によって実現されうる。

【0042】

まず、図９Ａに示すように、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０の第１のストライク範囲（Ｌ_１Ｒ〜Ｌ_１Ｅ）の第１端に位置するストライク位置ＳＰ（進退方向（Ｘ方向）の位置＝Ｌ_１Ｒ、回動角度＝０）において、ターゲットＴＧとストライカ３２０の放電部３２０ａとが接触状態となるように、ターゲット駆動部３１２によってターゲットＴＧが駆動される。ストライク範囲とは、ストライク位置を移動（変更）させうる範囲である。換言すると、ストライク範囲は、ターゲットＴＧにおける設定された領域であり、当該領域の中でストライク位置を変更することができる。ストライク位置は、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０における、ターゲットＴＧの進退方向の位置、および、ターゲットＴＧの回動角度で特定されうる。

【0043】

ストライカ駆動部３２６によってストライカ３２０が駆動されて、ストライク位置ＳＰにおいて、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０とストライカ３２０の放電部３２０ａとが接触状態にされ、アーク放電が誘起される。これにより、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０におけるストライカ３２０の放電部３２０ａとの接触位置（ストライク位置ＳＰ）にアークスポットが形成され、アーク放電による欠損部ＣＰが形成されうる。また、アーク放電が誘起された後、ストライカ駆動部３２６によってストライカ３２０が駆動されて、ストライク位置ＳＰ（進退方向の位置＝Ｌ_１Ｒ、回動角度＝０）からストライカ３２０の放電部３２０ａが離間される。このアーク放電は、基板の成膜のために維持され、アーク放電によって形成されたプラズマ（イオン）によって基板に膜が形成される。このアーク放電が維持されている間は、ターゲットＴＧに形成される欠損部ＣＰが拡大しうる。

【0044】

次いで、図９Ｂに示すように、アーク放電によってターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０に形成されるべきアークスポットが外周面ＴＧ_０において移動するようにターゲット駆動部３１２（回転部３２２）によってターゲットＴＧが回転軸ＲＡの周りに回動角度θだけ回動されうる。そして、ストライカ駆動部３２６によってストライカ３２０が駆動され、ストライク位置ＳＰ（進退方向の位置＝Ｌ_１Ｒ、回動角度＝θ）において、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０とストライカ３２０の放電部３２０ａとが接触状態にされ、アーク放電が誘起される。これにより、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０におけるストライカ３２０の放電部３２０ａとの接触位置（ストライク位置ＳＰ）にアークスポットが形成され、アーク放電によって新たな欠損部ＣＰが形成されうる（換言すると、欠損部ＣＰが拡大されうる）。また、アーク放電が誘起された後、ストライカ駆動部３２６によってストライカ３２０が駆動されて、ストライク位置ＳＰ（進退方向の位置＝Ｌ_１Ｒ、回動角度＝０）からストライカ３２０の放電部３２０ａが離間される。このアーク放電は、基板の成膜のために維持され、アーク放電によって形成されたプラズマ（イオン）によって基板に膜が形成される。このアーク放電が維持されている間は、ターゲットＴＧに形成される欠損部ＣＰが拡大しうる。

【0045】

次いで、アーク放電によってターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０に形成されるべきアークスポットが外周面ＴＧ_０において移動するようにターゲット駆動部３１２（回転部３２２）によってターゲットＴＧが回転軸ＲＡの周りに回動角度θだけ回動されうる。

【0046】

以上のように、アーク放電とターゲットＴＧの回動とを繰り返すことで、図９Ｃに示すように、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０の第１のストライク範囲の第１端に位置するストライク位置＝Ｌ_１Ｒに周状に欠損部ＣＰが形成される。ここで、一例において、ストライク位置＝Ｌ_１Ｒでは、ターゲットＴＧが回転軸ＲＡの周りに２回転されうる。

【0047】

ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０の第１のストライク範囲の第１端に位置するストライク位置＝Ｌ_１Ｒに周状に欠損部ＣＰが形成された後、図９Ｄに示すように、ターゲット駆動部３１２（移動部３２４）によってターゲットＴＧが回転軸ＲＡに沿って進方向（＋Ｘ方向）にＸｍｍ移動される。この際、アーク放電によって既にターゲットＴＧに生じている周状の欠損部ＣＰと、以降のアーク放電によってターゲットＴＧに形成されるべき欠損部ＣＰとが隣接し、或いは、その一部が重なるように、ターゲットＴＧが進方向にＸｍｍ移動されうる。そして、ストライク位置ＳＰ（進退方向における位置Ｌ_１Ｒ＋Ｘ、回動角度＝０）において、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０とストライカ３２０の放電部３２０ａとが接触状態にされ、アーク放電が誘起される。これにより、ストライク位置ＳＰにアークスポットが形成され、アーク放電によって新たな欠損部ＣＰが形成されうる（欠損部ＣＰが拡大されうる）。また、アーク放電が誘起された後、ストライカ駆動部３２６によってストライカ３２０が駆動されて、ストライク位置ＳＰからストライカ３２０の放電部３２０ａが離間される。このアーク放電は、基板の成膜のために維持され、アーク放電によって形成されたプラズマ（イオン）によって基板に膜が形成される。このアーク放電が維持されている間は、ターゲットＴＧに形成される欠損部ＣＰが拡大しうる。

【0048】

次いで、アーク放電によってターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０に形成されるべきアークスポットが外周面ＴＧ_０において移動するようにターゲット駆動部３１２（回転部３２２）によってターゲットＴＧが回転軸ＲＡの周りに回動角度θだけ回動されうる。そして、ストライカ駆動部３２６によってストライカ３２０が駆動されて、ストライク位置ＳＰ（進退方向における位置＝Ｌ_１Ｒ＋Ｘ、回動角度＝θ）において、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０とストライカ３２０の放電部３２０ａとが接触状態にされ、アーク放電が誘起される。これにより、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０におけるストライカ３２０の放電部３２０ａとの接触位置（ストライク位置ＳＰ）にアークスポットが形成され、アーク放電によって新たな欠損部ＣＰが形成されうる（換言すると、欠損部ＣＰが拡大されうる）。また、アーク放電が誘起された後、ストライカ駆動部３２６によってストライカ３２０が駆動されて、ストライク位置ＳＰ（進退方向の位置＝Ｌ_１Ｒ、回動角度＝０）からストライカ３２０の放電部３２０ａが離間される。このアーク放電は、基板の成膜のために維持され、アーク放電によって形成されたプラズマ（イオン）によって基板に膜が形成される。このアーク放電が維持されている間は、ターゲットＴＧに形成される欠損部ＣＰが拡大しうる。

【0049】

次いで、アーク放電によってターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０に形成されるべきアークスポットが外周面ＴＧ_０において移動するようにターゲット駆動部３１２（回転部３２２）によってターゲットＴＧが回転軸ＲＡの周りに回動角度θだけ回動されうる。

【0050】

以上のように、アーク放電とターゲットＴＧの回動とを繰り返すことで、図９Ｅに示すように、ストライク位置＝Ｌ_１Ｒ＋Ｘに周状に欠損部ＣＰが形成される。ここで、一例において、ストライク位置＝Ｌ_１Ｒ＋Ｘでは、ターゲットＴＧが回転軸ＲＡの周りに１回転されうる。ここで、ターゲットＴＧの１回転は、ターゲットＴＧの複数回にわたる回動によってなされる。

【0051】

以上の動作は、第１のストライク範囲の第２端に位置するストライク位置＝Ｌ_１Ｅまで繰り返えされる。これによって、図９Ｆに示すように、第１のストライク範囲の全体にアークスポットによる欠損部ＣＰが形成されうる。一方、ストライク範囲の外側である非ストライク範囲にはアークスポットが発生しないので、ターゲットが削られることはなく、欠損部ＣＰが形成されない。その結果、第１のストライク範囲の第１端と非ストライク範囲との境界、および、第１のストライク範囲の第２端と非ストライク範囲との境界に段差が形成されうる。

【0052】

一例では、第１のストライク範囲の第２端Ｌ_１Ｅでは、ターゲットＴＧが回転軸ＲＡの周りに２回転されうる。つまり、第１のストライク範囲の第１端Ｌ_１Ｒ、および、ストライク範囲の第２端Ｌ_１Ｅでは、ターゲットＴＧが回転軸ＲＡの周りに２回転される。一方、それ以外のストライク位置では１回転とされうる。このように制御によれば、各ストライク位置ＳＰでのアーク放電の発生回数が同じとなり、ターゲットＴＧを均等に削ることができる。

【0053】

本実施形態の成膜方法では、ストライク範囲（設定された領域）の中でストライク位置（ストライカによってアーク放電を誘起させる位置）を変更する変更工程および成膜工程は、ストライク範囲を縮小しながら繰り返されうる。換言すると、本成膜方法は、ストライク範囲の中でストライク位置を変更する変更工程と、該ストライク位置でアーク放電を起こすことによって発生するプラズマを利用して基板に膜を形成する成膜工程と、ストライク範囲を縮小する縮小工程と、を含みうる。

【0054】

ここで、変更工程と少なくとも１回の成膜工程とを含むサイクルが繰り返えされた後に、縮小工程が実施され、その後、該サイクルが繰り返えされうる。縮小工程では、縮小前のストライク範囲に縮小後のストライク範囲が収まるようにストライク範囲が縮小されうる。変更工程では、ターゲットＴＧを回動させることによってストライク位置が変更されうる。変更工程では、ターゲットＴＧの回転軸に平行な方向にターゲットＴＧを移動させることによってストライク位置が更に変更されうる。

【0055】

以下、図１０Ａ乃至図１０Ｅを参照しながら、本実施形態における変更工程、成膜工程および縮小工程について説明する。図１０Ａには、未使用のターゲットＴＧが例示されている。ターゲットＴＧをターゲットホルダ３１８に固定した後、図１０Ｂに示すように、第１のストライク範囲の中でストライク位置を変更する変更工程が実施されるとともに、各ストライク位置で成膜工程が実施される。その後、第１のストライク範囲の第１端Ｌ_１Ｒと非ストライク範囲との境界、および、第１のストライク範囲の第２端Ｌ_１Ｅと非ストライク範囲との境界に段差が形成されうる。しかし、該境界で発生させたアーク放電が不安定になる前に、第１のストライク範囲（Ｌ_１Ｒ〜Ｌ_１Ｅ）から図１０Ｃに例示される第２のストライク範囲（Ｌ_２Ｒ〜Ｌ_２Ｅ）にストライク範囲が変更（縮小）される。

【0056】

そして、第２のストライク範囲の中でストライク位置を変更する変更工程が実施されるとともに、各ストライク位置で成膜工程が実施される。その後、第２のストライク範囲の第１端Ｌ_２Ｒと非ストライク範囲との境界、および、第２のストライク範囲の第２端Ｌ_１Ｅと非ストライク範囲との境界に段差が形成されうる。しかし、該境界で発生させたアーク放電が不安定になる前に、第２のストライク範囲（Ｌ_２Ｒ〜Ｌ_２Ｅ）から図１０Ｄに示す第３のストライク範囲（Ｌ_３Ｒ〜Ｌ_３Ｅ）にストライク範囲が変更（縮小）される。そして、第３のストライク範囲の中でストライク位置を変更する変更工程が実施されるとともに、各ストライク位置で成膜工程が実施される。

【0057】

このようにして、第（ｎ−１）のストライク範囲（Ｌ_{（ｎ−１）Ｒ}〜Ｌ_{（ｎ−１）Ｅ}）において変更工程および成膜工程が実施された後、ストライク範囲と非ストライク範囲との境界で発生させたアーク放電が不安定になる前に、第（ｎ−１）のストライク範囲（Ｌ_{（ｎ−１）Ｒ}〜Ｌ_{（ｎ−１）Ｅ}）から図１０Ｅに示す第ｎのストライク範囲（Ｌ_ｎＲ〜Ｌ_ｎＥ）にストライク範囲が変更（縮小）される。ここで、ストライク範囲は、第１のストライク範囲（Ｌ_１Ｒｍｍ〜Ｌ_１Ｅｍｍ）から第ｎのストライク範囲（Ｌ_ｎＲｍｍ〜Ｌ_ｎＥｍｍ）（ｎは整数）まで順次に変更されうる。また、ストライク範囲は、ターゲットＴＧの長さＬｍｍに対して、Ｌ＞Ｌ_１Ｒ〜Ｌ_１Ｅ＞Ｌ_２Ｒ〜Ｌ_２Ｅ＞Ｌ_３Ｒ〜Ｌ_３Ｅ＞・・・・Ｌ_{（ｎ−１）Ｒ}〜Ｌ_{（ｎ−１）Ｅ}＞Ｌ_ｎＲ〜Ｌ_ｎＥである。

【0058】

本実施形態によれば、変更工程および縮小工程の実施によって、ストライク位置によらずにアーク放電を安定して発生させることができるので、安定した成膜速度で連続して均一な膜を形成することができる。また、本実施形態では、ターゲットＴＧをグラインダー等の加工機械によって削る処理が不要であるため、装置の小型化やメンテナンスコストの低減を実現することができる。

【0059】

また、本実施形態では、ターゲットＴＧの進退方向におけるストライク範囲の両端においては、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに２回転させた後にターゲットＴＧが進退方向に移動されうる。また、ターゲットＴＧの進退方向におけるストライク範囲の両端以外では、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに１回転させた後にターゲットＴＧが進退方向に移動されうる。但し、ストライク範囲の全域において、進退方向におけるストライク位置の変更の条件としてのターゲットＴＧの回転の回数を同じにしてもよい。あるいは、ストライク範囲の両端と両端以外とにおいて、進退方向におけるストライク位置の変更の条件としてのターゲットＴＧの回転の回数を、アーク放電が安定に発生する範囲で適宜変更してもよい。例えば、進退方向におけるストライク位置の変更の条件としてのターゲットＴＧの回転の回数、即ち周数は、１周から４周の範囲内であることが好ましい。

【0060】

また、本実施形態では、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに回動させた後、ターゲットＴＧを進退方向に移動するように、ターゲットＴＧの回動および移動を制御しているが、これに限定されるものではない。例えば、欠損部ＣＰがらせん状に形成されるように、即ち、対向位置のターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０におけるアークスポットの軌跡がらせん状になるように、ターゲットＴＧの回動および移動を制御してもよい。

【0061】

また、上記の例では、アーク放電を発生させる度にストライク位置が変更されるが、アークスポットによって形成される欠損部のサイズが予め定められたサイズよりも大きくなる度にストライク位置が変更されてもよい。換言すれば、ターゲットＴＧにアークスポットによって形成される欠損部のサイズが予め定められたサイズよりも大きくなるまでは、スパイク位置が維持されてもよい。

【0062】

アーク放電によって形成されるアークスポットの位置に応じて、基板１に形成される膜の成膜速度が変動しうる。具体的には、アークスポットがアノード３１６の中心に存在すると成膜速度が向上し、アークスポットがアノード３１６に近づくと成膜速度が低下しうる。したがって、アークスポットがアノード３１６から離れた位置に形成されるとよい。そこで、本実施形態では、ストライカ駆動部３２６は、アノード３１６と、接触状態におけるストライカ３２０の放電部３２０ａとの位置関係が一定となるようにターゲットＴＧが駆動される。これにより、成膜速度を安定させることができる。

【0063】

以下、上述した真空処理装置ＶＰの成膜装置３００によってｔａ−Ｃ膜を形成する成膜方法の実施例を挙げる。上述した実施形態に示す装置を用いて、基板上に密着層、下部軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層を順次に積層した。次に磁気記録層が形成された基板に表面保護層としてｔａ−Ｃ膜を形成した。

【0064】

（実施例１）
図１１Ａ乃至図１３Ｄは、実施例１に係るターゲット駆動制御の一例を示す図である。それぞれの図には、ターゲットＴＧの各ストライク位置において、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに回転させる回数である周数（３６０度回転した回数）が記載されている。図１１Ａ乃至図１１Ｄに第１のストライク範囲（Ｌ_１Ｒｍｍ〜Ｌ_１Ｅｍｍ）におけるターゲットＴＧの駆動制御を示す。ストライク位置ＳＰ（進退方向の位置Ｌ_１Ｒ、回動角度＝０）からターゲットＴＧの駆動を開始し、ターゲットＴＧの進退方向におけるストライク位置＝Ｌ_１Ｒにおいて、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに２回転（図１１Ａ）させる。その後、ターゲットＴＧを進方向にＸｍｍ移動させることによってストライク位置を変更する。そして、ターゲットＴＧの進退方向の位置＝Ｌ_１Ｒ＋Ｘにおいて、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに１回転させた後、ターゲットＴＧを進方向にＸｍｍ移動させることによってストライク位置を変更する。このような動作をストライク位置が第１のストライク範囲の第２端Ｌ_１Ｅに達するまで行う（図１１Ｂ）。次いで、第１のストライク範囲の第２端Ｌ_１Ｅにおいて、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに更に１回転（図１１Ｃ）させた後、ターゲットＴＧを退方向にＸｍｍ移動する。そして、ターゲットＴＧの進退方向の位置Ｌ_１Ｅ−Ｘにおいて、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに１回転させた後、ターゲットＴＧを退方向にＸｍｍ移動する。これをターゲットＴＧ進退方向の位置Ｌ_１Ｅ−ＸからＬ_１Ｒ＋Ｘまで順次に繰り返し、ターゲットＴＧを第１のストライク範囲のＬ_１Ｒ＋Ｘに移動する（図１１Ｄ）。このようなターゲットＴＧの回動動作および進退動作をターゲットＴＧ進退方向の各ストライク位置を２回通過するまで繰り返す。

【0065】

図１２Ａ乃至図１２Ｄに第２のストライク範囲（Ｌ_２Ｒ〜Ｌ_２Ｅ）におけるターゲットＴＧの駆動制御を示す。この実施例では、第２のストライク範囲の第１端Ｌ_２Ｒは、Ｌ_１Ｒ＋２Ｘであり、第２のストライク範囲の第２端Ｌ_２Ｅは、Ｌ_１Ｅ−２Ｘである。ターゲットＴＧの進退方向におけるストライク位置＝Ｌ_２Ｒにおいて、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに２回転（図１２Ａ）させた後、ターゲットＴＧを進方向にＸｍｍ移動させることによってストライク位置を変更する。そして、ターゲットＴＧの進退方向の位置＝Ｌ_２Ｒ＋Ｘにおいて、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに１回転させた後、ターゲットＴＧを進方向にＸｍｍ移動させることによってストライク位置を変更する。このような動作をストライク位置が第２のストライク範囲の第２端Ｌ_２Ｅに達するまで行う（図１２Ｂ）。次いで、第２のストライク範囲の第２端Ｌ_２Ｅにおいて、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに更に１回転（図１２Ｃ）させる。その後、ターゲットＴＧを退方向にＸｍｍ移動する。そして、ターゲットＴＧ進退方向の位置Ｌ_２Ｅ−Ｘにおいて、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに１回転させた後、ターゲットＴＧを退方向にＸｍｍ移動する。これをターゲットＴＧの進退方向の位置Ｌ_２Ｅ−ＸからＬ_２Ｒ＋Ｘまで順次に繰り返し、ターゲットＴＧを第２のストライク範囲のＬ_２Ｒ＋Ｘに移動する（図１２Ｄ）。このようなターゲットＴＧの回動動作および進退動作をターゲットＴＧの進退方向の各ストライク位置を２回通過するまで繰り返す。

【0066】

第２のストライク範囲でも、第１のストライク範囲と同様に、ストライク範囲の両端の位置では、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに２回転（２周）した後、ターゲットＴＧを進退方向に移動する。それ以外のターゲットＴＧの進退方向の位置では、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに１回転した後、ターゲットＴＧを進退方向に移動する。そして、この動作をターゲットＴＧの進退方向の各ストライク位置を２回通過するまで繰り返した後、第１のストライク範囲から第２のストライク範囲への変更時と同様に第３のストライク範囲（Ｌ_３Ｒ〜Ｌ_３Ｅ）にストライク範囲を変更する。

【0067】

図１３Ａ乃至図１３Ｄに第３のストライク範囲（Ｌ_３Ｒ〜Ｌ_３Ｅ）におけるターゲットＴＧの駆動制御を示す。第３のストライク範囲の第１端Ｌ_３Ｒは、Ｌ_２Ｒ＋２Ｘであり、第３のストライク範囲の第２端Ｌ_３Ｅは、Ｌ_２Ｅ−２Ｘである。

【0068】

上記のように各々のストライク範囲において、各ターゲットＴＧの進退方向の位置を２回通過する毎にストライク範囲を片側２Ｘｍｍずつ、即ちストライク範囲が４Ｘｍｍずつ狭まるようにターゲットＴＧを順次に移動させる制御を行う。ストライク範囲を変更する条件としてのターゲットＴＧの回転の回数は、例えば、ターゲットＴＧを一回回転させる間における成膜速度の変化に基づいて決定されうる。本実施例では、各ターゲットＴＧの進退方向の位置を２回通過する度にストライク範囲を変更するが、これに限定されるものではなく、アーク放電が安定に発生する範囲で適宜変更してもよい。さらに、ストライク範囲毎に通過回数を個別に設定することもできる。また、本実施例では、ストライク範囲を片側２Ｘｍｍずつ縮小するが、これに限定されるものではない。

【0069】

（実施例２）
次に実施例２について説明する。各ストライク範囲でのターゲットＴＧの駆動制御は、実施例１と同様であるが、ストライク範囲を変更するかどうかの判定において、ターゲットＴＧにストライカ３２０の放電部が接触するときのストライカ３２０の回動角度（図６）を利用する。ターゲットＴＧにストライカ３２０の放電部３２０ａが接触するときのストライカ３２０の回動角度をストライカ３２０の接触回動角度、または、単に接触回動角度という。接触回動角度は、ターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０の位置、換言すると、未使用のターゲットＴＧの外周面ＴＧ_０の位置からの現在の外周面ＴＧ_０の変化量を示す。実施例１ではストライク範囲を変更する際に、ターゲットＴＧの進退方向の各ストライク位置の通過回数（回転の回数＝周数）で判定する。一方、本実施例では、ターゲットＴＧとストライカ３２０の回動角度からターゲットＴＧの消耗を推定して、ストライク範囲の変更を行う。

【0070】

本実施例では、ストライク毎にストライカ３２０の接触回動角度の測定を行い、ストライカ３２０の接触回動角度の変化により、ターゲットＴＧの消耗を判定し、ストライク範囲を変更する。即ち、未使用のターゲットＴＧにストライカ３２０の放電部３２０が接触するときのストライカ３２０の接触回動角度と、ストライク毎の接触回動角度との差分により、ターゲットの消耗（ターゲット形状）をリアルタイムで監視することができる。よって、本実施例によれば、成膜条件に関わらず、ターゲットＴＧを効率よく利用できる。

【0071】

ストライク範囲を変更するどうかを判定するためになされる、ストライカ３２０の接触回動角度の測定は、ストライク範囲と非ストライク範囲の境界から十分に離れた位置（ストライク範囲内の位置）においてなされうる。これは、ストライク範囲と非ストライク範囲との境界には段差が存在し、この段差によりストライカ３２０の回動角度のバラツキが大きくなるからである。また、例えば、判定で使用するストライカ３２０の接触回動角度は、複数ストライク位置で測定された平均値が使用されうる。判定の例としては、未使用のターゲットに関して測定された接触回動角度に比べて使用開始後のターゲットについて測定された接触回動角度が１．０°だけ大きくなった後に、第１のストライク範囲から第２のストライク範囲に縮小する例を挙げることができる。同様に、未使用のターゲットＴＧに関して測定された接触回動角度に比べて、使用開始後のターゲットについて測定された接触回動角度が２．０°だけ大きくなった後に、第２のストライク範囲から第３のストライク範囲に縮小するような例を挙げることができる。この例では、ストライカ３２０の接触回動角度が１．０°だけ大きくなる度にストライク範囲が縮小されるようにターゲットが駆動される。

【0072】

ターゲットＴＧの駆動は、実施例１と同様になされうる。つまり、ストライク範囲の両端の位置では、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに２回転した後にターゲットＴＧを進退方向に移動しうる。また、それ以外のターゲットＴＧ進退方向の位置では、ターゲットＴＧを回転軸ＲＡの周りに１回転した後にターゲットＴＧを進退方向に移動しうる。

【0073】

上記のように、ストライカの回動角度に応じて、ストライク範囲を片側２Ｘずつ、即ちストライク範囲が４Ｘずつ短くするようにストライク範囲が段階的に縮小されうる。ストライク範囲を縮小する条件としてのストライカ３２０との接触回動角度は、例えば、ストライカ３２０の接触回動角度に対する成膜速度の変化またはアーク放電の安定性に係るデータに基づいてなされうる。本実施例では、ストライカ３２０の接触回動角度が１．０°だけ大きくなる度にストライク範囲が変更されうるが、これに限定されるものではなく、アーク放電が安定に発生する範囲で適宜変更してもよい。さらに、ストライク範囲毎にストライカ３２０の接触回動角度（例えば、未使用のターゲットＴＧについて測定されたストライカ３２０の回動角度からの変化量）を個別に設定することもできる。また、本実施例では、ストライク範囲を片側２Ｘｍｍずつ縮小するが、これに限定されるものではない。

【0074】

（実施例３）
実施例３として、ストライク範囲を変更するかどうかの判定が、輸送されるプラズマ量に基づいてなされる。本実施例は、実施例１および実施例２と同様の効果を得ることができる。ここで、輸送されるプラズマ量は、輸送部３０４に流入する電流の積算値に基づいて評価されうる。プラズマ量は、基板に形成される膜の厚さと相関関係があり、単位時間当たりのプラズマ量が多いほど成膜速度が速くなる。また、各ストライク範囲でのターゲットＴＧの駆動制御は、実施例１、２と同様である。

【0075】

本実施例では、輸送部３０４に正のバイアス電圧を印加した状態で、輸送部３０４に流入する電流値を計測して積算することでターゲットＴＧの消耗を判定し、ストライク範囲を変更させる。ここで、輸送部３０４に流入する電流値は、プラズマ量に相当する。即ち、未使用のターゲットの使用開始直後またはストライク範囲の変更直後における積算電流値と、ターゲットＴＧの進退方向におけるストライク範囲の両端部に到達したときの積算電流値とを比較する。これにより、ストライク範囲と非ストライク範囲との境界に形成される段差に起因する成膜速度の低下をリアルタイムに監視することができる。実施例２と同様に、成膜条件に応じて、ターゲットＴＧを効率よく利用できる。例えば、未使用のターゲットの使用開始直後またはストライク範囲の変更直後の積算電流値に対するストライク範囲の端での積算電流値との比率が０．８５以下となった後に、第１のストライク範囲から第２のストライク範囲、第２のストライク範囲から第３のストライク範囲、にストライク範囲を変更する。

【0076】

上記のように未使用のターゲットの使用開始直後またはストライク範囲の変更直後の積算電流量とターゲットＴＧの進退方向におけるストライク範囲の端での積算電流値とに応じて、ストライク範囲を片側２Ｘｍｍずつ、即ちストライク範囲が４Ｘｍｍずつ短くするようにターゲットを移動させる。本実施例によれば、輸送部３０４で輸送されるプラズマ量をリアルタイムにモニタできるので、実施例１および実施例２のような事前のデータ取得をすることなく、ストライク範囲と非ストライク範囲に形成された段差により輸送部３０４で輸送されるプラズマ量が減少する度にストライク範囲を変更することができる。本実施例では、前記比率が０．８５以下となった後にストライク範囲を変更したが、これに限定されるものではなく、アーク放電が安定に発生する範囲で適宜変更してもよい。さらに、前記比率を個別に設定することもできる。また、本実施例では、ストライク範囲を片側２Ｘｍｍずつ縮小する、これに限定されるものではない。

【0077】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

【符号の説明】

【0078】

１：基板、１０：キャリア、１２９：処理室、３０４：輸送部、３１０：イオン発生部、３１２、ターゲット駆動部、３１６：アノード、３１８：ターゲットホルダ、３２０：ストライカ、３２０ａ：放電部、３２２：回転部、３２４：移動部、３２６：ストライカ駆動部、８０１：上位制御装置、８０２：制御部、８０３：電力印加部、ＴＧ：ターゲット、ＴＧ_０：ターゲットの外周面、ＲＡ：回転軸、ＦＣＬ：フィルタコイル、ＡＣＬ：安定化コイル、ＳＣＬ：走査磁場発生部

【要約】

ターゲットの近傍にストライカの放電部を配置してアーク放電を誘起し、これによって発生するプラズマを利用して基板に膜を形成する成膜方法は、前記ストライカによってアーク放電を誘起させる位置を前記ターゲットにおける設定された領域の中で変更する変更工程と、前記位置でアーク放電を起こすことによって発生するプラズマを利用して基板に膜を形成する成膜工程と、前記ターゲットの使用に応じて前記領域を縮小する縮小工程と、を含む。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図9D】

【図9E】

【図9F】

【図10A】

【図10B】

【図10C】

【図10D】

【図10E】

【図11A】

【図11B】

【図11C】

【図11D】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図13D】