(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-03
(45)【発行日】2022-02-14
(54)【発明の名称】成膜装置及び成膜方法
(51)【国際特許分類】
C23C 14/22 20060101AFI20220204BHJP
C23C 14/34 20060101ALI20220204BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20220204BHJP
H01L 21/316 20060101ALI20220204BHJP
H01L 21/318 20060101ALI20220204BHJP
H01L 21/203 20060101ALN20220204BHJP
【ＦＩ】
C23C14/22 F
C23C14/34 U
H05H1/46 C
H05H1/46 A
H01L21/316 Y
H01L21/318 B
H01L21/203 S
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2016152154
(22)【出願日】2016-08-02
(65)【公開番号】P2018021223
(43)【公開日】2018-02-08
【審査請求日】2019-07-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000192567
【氏名又は名称】神港精機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126000
【弁理士】
【氏名又は名称】岩池 満
(74)【代理人】
【識別番号】100154748
【弁理士】
【氏名又は名称】菅沼 和弘
(72)【発明者】
【氏名】冨山 泰輔
(72)【発明者】
【氏名】諏訪 和也
【審査官】今井 淳一
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－１１８００８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２８１７２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－０８３９７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－２４０６４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－２６３０６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－３２０６０１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １４／２２
Ｃ２３Ｃ １４／３４
Ｈ０５Ｈ １／４６
Ｈ０１Ｌ ２１／３１６
Ｈ０１Ｌ ２１／３１８
Ｈ０１Ｌ ２１／２０３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料室と、前記試料室の中に配置され、成膜用基板を配置可能な試料台と、
前記試料室の中に配置され、第１元素が含まれる第１ターゲット材料を配置可能な第１ターゲット材料配置部と、スパッタ用プラズマを発生させる第１スパッタ用プラズマ発生部と、を有し、前記スパッタ用プラズマのイオンを前記第１ターゲット材料に衝突させ、前記第１元素の粒子を飛散させることによって、前記第１元素の粒子を前記成膜用基板に供給する第１スパッタ部と、
前記第１スパッタ部における前記第１元素の粒子の供給量を制御する第１スパッタ制御部と、
プラズマ生成用ガスが供給され、電子サイクロトロン共鳴を利用することによって前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマを生成するプラズマ供給部であって、プラズマ供給口を介して前記試料室とつながっているプラズマ生成室と、前記プラズマ供給口と対向する位置に配置されたマイクロ波導入窓を介して前記プラズマ生成室とつながっており、前記プラズマ生成室にマイクロ波を導入するマイクロ波導波管と、を有し、前記プラズマ生成室で生成された前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマを前記成膜用基板に供給するプラズマ供給部と、
前記プラズマ供給部における前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給量を制御するプラズマ制御部と、を備え、
前記第１スパッタ制御部による前記第１元素の粒子の供給量の制御と、前記プラズマ制御部による前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給量の制御は独立して行われ、前記第１元素の膜、又は前記第１元素とプラズマ生成用ガスに含まれる元素との化合物の膜を成膜し、
前記第１スパッタ部は、マグネトロンスパッタを行うための第１スパッタ用磁界と、前記成膜用基板との間に形成される発散磁界である第１スパッタ部発散磁界と、を発生させる第１スパッタ用磁界発生部を有し、
前記プラズマ供給部は、電子サイクロトロン共鳴を発生させるための電子サイクロトロン共鳴用磁界と、前記成膜用基板との間に形成される発散磁界であるプラズマ供給部発散磁界を発生させるプラズマ供給用磁界発生部を有し、
前記第１スパッタ部発散磁界の向きと前記プラズマ供給部発散磁界の向きは、共に前記成膜用基板に向かう方向であるか、又は共に前記成膜用基板に向かう方向と反対の方向である成膜装置。
【請求項2】
前記試料室の中の圧力は、略均一である請求項１に記載の成膜装置。
【請求項3】
前記プラズマ供給部による前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給方向は、前記成膜用基板の法線に対して傾いている請求項１又は２に記載の成膜装置。
【請求項4】
前記第１ターゲット材料配置部は、前記成膜用基板の法線に対して略平行に移動することによって、前記成膜用基板と前記第１ターゲット材料との距離及び角度のいずれか一方又は両方を変更可能である請求項１～３のいずれかの請求項に記載の成膜装置。
【請求項5】
前記第１ターゲット材料配置部は、前記成膜用基板の法線に対して略垂直、又は略傾斜に移動することによって、前記成膜用基板と前記第１ターゲット材料との距離及び角度のいずれか一方又は両方を変更可能である請求項１～４のいずれかの請求項に記載の成膜装置。
【請求項6】
前記試料室の中に配置され、前記第１元素又は前記第１元素と異なる第２元素が含まれる第２ターゲット材料を配置可能な第２ターゲット材料配置部と、スパッタ用プラズマを発生させる第２スパッタ用プラズマ発生部と、を有し、前記スパッタ用プラズマのイオンを前記第２ターゲット材料に衝突させ、前記第１元素又は前記第２元素の粒子を飛散させることによって、前記第１元素又は前記第２元素の粒子を前記成膜用基板に供給する第２スパッタ部を備える請求項１～５のいずれかの請求項に記載の成膜装置。
【請求項7】
前記第２スパッタ部における前記第１元素又は前記第２元素の粒子の供給量を制御する第２スパッタ制御部と、を備え、前記第１スパッタ制御部による前記第１元素の粒子の供給量の制御と、前記第２スパッタ制御部による前記第１元素又は前記第２元素の粒子の供給量の制御は、独立して行われる請求項６に記載の成膜装置。
【請求項8】
試料室の中の試料台に成膜用基板を配置する成膜用基板配置工程と、第１元素が含まれる第１ターゲット材料を第１ターゲット材料配置部に配置する第１ターゲット材料配置工程と、
スパッタ用プラズマを発生させるスパッタ用プラズマ発生工程と、
前記スパッタ用プラズマのイオンを前記第１ターゲット材料に衝突させ、前記第１元素の粒子を飛散させることによって、前記第１元素の粒子を前記成膜用基板に供給する第１スパッタ工程と、
前記第１スパッタ工程における前記第１元素の粒子の供給量を制御する第１スパッタ制御工程と、
プラズマ生成室にプラズマ生成用ガスを供給し、マイクロ波導入窓を介して前記プラズマ生成室にマイクロ波を導入し、電子サイクロトロン共鳴を利用することによって、前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマを生成し、前記プラズマ生成室で生成した前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマを前記マイクロ波導入窓と対向する位置のプラズマ供給口から前記成膜用基板に供給するプラズマ供給工程と、
前記プラズマ供給工程における前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給量を制御するプラズマ供給制御工程と、を備え、
前記第１スパッタ制御工程における前記第１元素の粒子の供給量の制御と、プラズマ供給制御工程における前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給量の制御を独立して行い、前記成膜用基板に、前記第１元素の膜、又は前記第１元素とプラズマ生成用ガスに含まれる元素との化合物の膜を成膜し、
マグネトロンスパッタを行うための第１スパッタ用磁界と、前記成膜用基板との間に形成される発散磁界である第１スパッタ部発散磁界と、を発生させる第１スパッタ用磁界発生工程と、
電子サイクロトロン共鳴を発生させるための電子サイクロトロン共鳴用磁界と、前記成膜用基板との間に形成される発散磁界であるプラズマ供給部発散磁界を発生させるプラズマ供給用磁界発生工程と、を備え、
前記第１スパッタ部発散磁界の向きと前記プラズマ供給部発散磁界の向きは、共に前記成膜用基板に向かう方向であるか、又は共に前記成膜用基板に向かう方向と反対の方向である成膜方法。
【請求項9】
前記試料室の中の圧力は、略均一に保たれる請求項８に記載の成膜方法。
【請求項10】
前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給方向は、前記成膜用基板の法線に対して傾いている請求項８又は９に記載の成膜方法。
【請求項11】
第１ターゲット材料を、前記成膜用基板の法線に対して略平行に移動することによって、前記成膜用基板と前記第１ターゲット材料との距離及び角度のいずれか一方又は両方を変更する工程を備える請求項８～１０のいずれかの請求項に記載の成膜方法。
【請求項12】
前記第１ターゲット材料を、前記成膜用基板の法線に対して略垂直、又は傾斜に移動することによって、前記成膜用基板と前記第１ターゲット材料との距離及び角度のいずれか一方又は両方を変更する工程を備える請求項８～１１いずれかの請求項に記載の成膜方法。
【請求項13】
第２ターゲット材料配置部に第２ターゲット材料を配置する第２ターゲット材料配置工程と、スパッタ用プラズマで前記第２ターゲット材料をスパッタすることによって、前記第２ターゲット材料に含まれる第２元素の粒子を前記成膜用基板に供給する第２スパッタ工程と、
前記第２スパッタ工程における前記第２元素の粒子の供給量を制御する第２スパッタ制御工程と、を備え、
前記第１スパッタ制御工程による前記第１元素の粒子の供給量の制御と、前記第２スパッタ制御工程による前記第２元素の粒子の供給量の制御は、独立して行われる請求項８～１２のいずれかの請求項に記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電子サイクロトロン共鳴（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ。以下、ＥＣＲということがある。）を利用することによって生成した高密度プラズマが利用された成膜装置及び成膜方法が知られている（特許文献１参照）。この様な成膜装置及びこの様な成膜方法は、ＥＣＲプラズマ成膜装置及びＥＣＲプラズマ成膜方法と称される。
【0003】
特許文献１（図５）のＥＣＲプラズマ成膜装置は、スパッタターゲット４３と、ＥＣＲプラズマ供給部２１～３３と、を備える。このＥＣＲプラズマ成膜装置においては、ＥＣＲを利用することによって生成された高密度プラズマの他に、スパッタターゲット４３付近においてもプラズマが生成される。スパッタターゲット４３付近において生成されたプラズマに含まれるイオンがターゲットに衝突し、ターゲット構成元素が放出される。放出されたターゲット構成元素は、成膜用基板上に付着し、膜を形成する。更に、このＥＣＲプラズマ成膜装置においては、ＥＣＲによって生成した高密度プラズマに含まれる元素のイオンも成膜用基板に供給される。ＥＣＲによって生成した高密度プラズマに含まれる元素が反応性元素（反応性ガス）である場合は、成膜用基板上に形成される膜は、ターゲット構成元素と反応性元素の化合物の膜となる。ＥＣＲによって生成した高密度プラズマに含まれる元素が不活性元素（不活性ガス）である場合は、成膜用基板上に形成される膜は、ターゲット構成元素の膜となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００５－２８１７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、ＥＣＲ成膜装置及びＥＣＲ成膜方法は、様々な要求に対応できる自由度が高いものが望ましい。例えば、成膜される膜の膜厚の偏差の許容度が変わっても、対応できる自由度を有していることが望ましい。しかし、特許文献１には、様々な要求に対応するための手法や構造の記載はなく、特許文献１のＥＣＲ成膜装置及びＥＣＲ成膜方法は、自由度が高いものとはいえない。
【0006】
また、ＥＣＲ成膜装置の構造は、単純な構造であることが望ましい。しかし、特許文献１のＥＣＲ成膜装置は、マイクロ波導波管３０が２つに分岐しており、且つマイクロ波導入窓３２が２つ必要となっている。したがって、特許文献１のＥＣＲ成膜装置の構造は、単純な構造とはいえない。
【0007】
本発明は、自由度が高く、単純な構造のＥＣＲ成膜装置及びＥＣＲ成膜方法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】
【0008】
本発明は、試料室と、前記試料室の中に配置され、成膜用基板を配置可能な試料台と、前記試料室の中に配置され、第１元素が含まれる第１ターゲット材料を配置可能な第１ターゲット材料配置部と、スパッタ用プラズマを発生させる第１スパッタ用プラズマ発生部と、を有し、前記スパッタ用プラズマのイオンを前記第１ターゲット材料に衝突させ、前記第１元素の粒子を飛散させることによって、前記第１元素の粒子を前記成膜用基板に供給する第１スパッタ部と、前記第１スパッタ部における前記第１元素の粒子の供給量を制御する第１スパッタ制御部と、プラズマ生成用ガスが供給され、電子サイクロトロン共鳴を利用することによって前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマを生成するプラズマ生成室であって、プラズマ供給口を介して前記試料室とつながっているプラズマ生成室と、前記プラズマ供給口と対向する位置に配置されたマイクロ波導入窓を介して前記プラズマ生成室とつながっており、前記プラズマ生成室にマイクロ波を導入するマイクロ波導波管と、を有し、前記プラズマ生成室で生成された前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマを前記成膜用基板に供給するプラズマ供給部と、前記プラズマ供給部における前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給量を制御するプラズマ制御部と、を備え、前記第１スパッタ制御部による前記第１元素の粒子の供給量の制御と、前記プラズマ制御部による前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給量の制御は独立して行われる成膜装置に関する。
【0009】
また、前記第１スパッタ部は、マグネトロンスパッタを行うための第１スパッタ用磁界と、前記成膜用基板との間に形成される発散磁界である第１スパッタ部発散磁界と、を発生させる第１スパッタ用磁界発生部を有し、前記プラズマ供給部は、電子サイクロトロン共鳴を発生させるための電子サイクロトロン共鳴用磁界と、前記成膜用基板との間に形成される発散磁界であるプラズマ供給部発散磁界を発生させるプラズマ供給用磁界発生部を有し、前記第１スパッタ部発散磁界の向きと前記プラズマ供給部発散磁界の向きは、共に前記成膜用基板に向かう方向であるか、又は共に前記成膜用基板に向かう方向と反対の方向であってもよい。
【0010】
また、前記試料室の中の圧力は、略均一であってもよい。
【0011】
また、前記プラズマ供給部による前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給方向は、前記成膜用基板の法線に対して傾いてもよい。
【0012】
前記第１ターゲット材料配置部は、前記成膜用基板の法線に対して略平行に移動することによって、前記成膜用基板と前記第１ターゲット材料との距離及び角度のいずれか一方又は両方を変更可能であってもよい。
【0013】
前記第１ターゲット材料配置部は、前記成膜用基板の法線に対して略垂直に移動、又は略傾斜移動することによって、前記成膜用基板と前記第１ターゲット材料との距離及び角度のいずれか一方又は両方を変更可能であってもよい。
【0014】
前記試料室の中に配置され、前記第１元素又は前記第１元素と異なる第２元素が含まれる第２ターゲット材料を配置可能な第２ターゲット材料配置部と、スパッタ用プラズマを発生させる第２スパッタ用プラズマ発生部と、を有し、前記スパッタ用プラズマのイオンを前記第２ターゲット材料に衝突させ、前記第１元素又は前記第２元素の粒子を飛散させることによって、前記第１元素又は前記第２元素の粒子を前記成膜用基板に供給する第２スパッタ部を備えていてもよい。
【0015】
また、前記第２スパッタ部における前記第１元素又は前記第２元素の粒子の供給量を制御する第２スパッタ制御部と、を備え、前記第１スパッタ制御部による前記１元素の粒子の供給量の制御と、前記第２スパッタ制御部による前記第１元素又は前記第２元素の粒子の供給量の制御は、独立して行われてもよい。
【0016】
また、本発明は、試料室の中の試料台に成膜用基板を配置する成膜用基板配置工程と、
第１元素が含まれる第１ターゲット材料を第１ターゲット材料配置部に配置する第１ターゲット材料配置工程と、スパッタ用プラズマを発生させるスパッタ用プラズマ発生工程と、前記スパッタ用プラズマのイオンを前記第１ターゲット材料に衝突させ、前記第１元素の粒子を飛散させることによって、前記第１元素の粒子を前記成膜用基板に供給する第１スパッタ工程と、前記第１スパッタ工程における前記第１元素の粒子の供給量を制御する第１スパッタ制御工程と、プラズマ生成室にプラズマ生成用ガスを供給し、マイクロ波導入窓を介して前記プラズマ生成室にマイクロ波を導入し、電子サイクロトロン共鳴を利用することによって、前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマを生成し、前記プラズマ生成室で生成した前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマを前記マイクロ波導入窓と対向する位置のプラズマ供給口から前記成膜用基板に供給するプラズマ供給工程と、前記プラズマ供給工程における前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給量を制御するプラズマ供給制御工程と、を備え、前記第１スパッタ制御工程における前記第１元素の粒子の供給量の制御と、プラズマ供給制御工程における前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給量の制御を独立して行い、前記成膜用基板に、前記第１元素が含まれる膜、又は前記第１元素とプラズマ生成用ガスに含まれる元素との化合物の膜を成膜する成膜方法に関する。
第１元素が含まれる第１ターゲット材料を第１ターゲット材料配置部に配置する第１ターゲット材料配置工程と、スパッタ用プラズマを発生させるスパッタ用プラズマ発生工程と、前記スパッタ用プラズマのイオンを前記第１ターゲット材料に衝突させ、前記第１元素の粒子を飛散させることによって、前記第１元素の粒子を前記成膜用基板に供給する第１スパッタ工程と、前記第１スパッタ工程における前記第１元素の粒子の供給量を制御する第１スパッタ制御工程と、プラズマ生成室にプラズマ生成用ガスを供給し、マイクロ波導入窓を介して前記プラズマ生成室にマイクロ波を導入し、電子サイクロトロン共鳴を利用することによって、前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマを生成し、前記プラズマ生成室で生成した前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマを前記マイクロ波導入窓と対向する位置のプラズマ供給口から前記成膜用基板に供給するプラズマ供給工程と、前記プラズマ供給工程における前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給量を制御するプラズマ供給制御工程と、を備え、前記第１スパッタ制御工程における前記第１元素の粒子の供給量の制御と、プラズマ供給制御工程における前記プラズマ生成用ガスの高密度プラズマの供給量の制御を独立して行い、前記成膜用基板に、前記第１元素が含まれる膜、又は前記第１元素とプラズマ生成用ガスに含まれる元素との化合物の膜を成膜する成膜方法に関する。
【0017】
また、マグネトロンスパッタを行うための第１スパッタ用磁界と、前記成膜用基板との間に形成される発散磁界である第１スパッタ部発散磁界と、を発生させる第１スパッタ用磁界発生工程と、電子サイクロトロン共鳴を発生させるための電子サイクロトロン共鳴用磁界と、前記成膜用基板との間に形成される発散磁界であるプラズマ供給部発散磁界を発生させるプラズマ供給用磁界発生工程と、を備え、前記第１スパッタ部発散磁界の向きと前記プラズマ供給部発散磁界の向きは、共に前記成膜用基板に向かう方向であるか、又は共に前記成膜用基板に向かう方向と反対の方向であってもよい。
【0018】
また、料室の中の圧力は、略均一に保たれてもよい。
【0019】
また、前記プラズマ生成用ガスのプラズマの供給方向は、前記成膜用基板の法線に対して傾いてもよい。
【0020】
また、第１ターゲット材料を、前記成膜用基板の法線に対して略平行に移動することによって、前記成膜用基板と前記第１ターゲット材料との距離及び角度のいずれか一方又は両方を変更する工程を備えていてもよい。
【0021】
前記第１ターゲット材料を、前記成膜用基板の法線に対して略垂直に移動、又は略傾斜移動することによって、前記成膜用基板と前記第１ターゲット材料との距離及び角度のいずれか一方又は両方を変更する工程を備えていてもよい。
【0022】
第２ターゲット材料配置部に第２ターゲット材料を配置する第２ターゲット材料配置工程と、スパッタ用プラズマで前記第２ターゲット材料をスパッタすることによって、前記第２ターゲット材料に含まれる第２元素の粒子を前記成膜用基板に供給する第２スパッタ工程と、前記第２スパッタ工程における前記第２元素の粒子の供給量を制御する第２スパッタ制御工程と、を備え、前記第１スパッタ制御工程による前記１元素の粒子の供給量の制御と、前記第２スパッタ制御工程による前記第２元素の粒子の供給量の制御は、独立して行われてもよい。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、自由度が高く、単純な構造のＥＣＲ成膜装置及びＥＣＲ成膜方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】は、本発明の第１実施形態の成膜装置１を示す図である。
【図2】は、本発明の成膜装置１におけるスパッタ用磁界発生用磁石の構成を示す図である。
【図3】は、本発明の第２実施形態の成膜装置１Ａを示す図である。
【図4】は、本発明の第３実施形態の成膜装置１Ｂを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の成膜装置１を示す図である。図２は、本発明の成膜装置１におけるスパッタ用磁界発生用磁石の構成を示す図である。
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態の成膜装置１を示す図である。図２は、本発明の成膜装置１におけるスパッタ用磁界発生用磁石の構成を示す図である。
【0026】
図１に示されるように、成膜装置１は、試料室１０と、試料台１１と、スパッタ部２０と、スパッタ制御部２５と、プラズマ供給部３０と、プラズマ制御部３８と、を備える。
なお、スパッタ部２０は、特許請求の範囲の第１スパッタ部の好適な一例に相当する。
なお、スパッタ部２０は、特許請求の範囲の第１スパッタ部の好適な一例に相当する。
【0027】
試料室１０は、成膜が行われる空間を提供する部屋である。試料室１０の中には、試料台１１が配置される。試料台１１は、成膜用基板１２を配置するための台である。図１には、成膜用基板１２が試料台１１に配置されている様子が示されている。試料台１１は、回転可能に構成されている。そのため、成膜用基板１２は、試料台１１と共に回転可能である。成膜用基板１２は、例えば、半導体基板（シリコン基板、化合物半導体材料の基板等）や圧電基板（ニオブ酸リチウム基板、タンタル酸リチウム基板等）である。成膜用基板１２は、円板状の基板である。また、試料室１０には、真空ポンプ１３がつながっている。真空ポンプ１３は、試料室１０を真空排気するためのポンプである。
【0028】
スパッタ部２０は、ターゲット材料配置部２１と、スパッタ電源２２と、スパッタ用磁界発生用磁石２３と、第１ガス供給部２４と、を備える。スパッタ部２０は、マグネトロンスパッタを行う部分であり、ターゲット材料２６に含まれる元素（例えば、シリコン）を成膜用基板１２に供給する部分である。なお、スパッタ電源２２及び第１ガス供給部２４は、特許請求の範囲の第１スパッタ用プラズマ発生部の好適な一例に相当する。スパッタ用磁界発生用磁石２３は、特許請求の範囲の第１スパッタ用磁界発生部の好適な一例に相当する。
【0029】
ターゲット材料配置部２１は、ターゲット材料２６を配置するための台である。図１には、ターゲット材料２６がターゲット材料配置部２１に配置されている様子が示されている。ターゲット材料２６は、例えば、シリコンである。スパッタ電源２２は、ターゲット材料配置部２１を介してターゲット材料２６に電源を供給するための電源である。なお、シリコンは、特許請求の範囲の第１元素の好適な一例に相当する。
【0030】
スパッタ用磁界発生用磁石２３は、ターゲット材料配置部２１におけるターゲット材料２６が配置された面の反対面に配置される。図１及び図２に示されるように、スパッタ用磁界発生用磁石２３は、外側磁石２３Ａと、内側磁石２３Ｂとで構成される。図２に示されるように、外側磁石２３Ａは、リング状の磁石であり、上側がＳ極、下側がＮ極の磁石である。内側磁石２３Ｂは、円柱状の磁石である。内側磁石２３Ｂの上側がＮ極、内側磁石２３Ｂの下側がＳ極である。スパッタ用磁界発生用磁石２３は、マグネトロンスパッタを行うための磁界（スパッタ用のプラズマを閉じ込めるための磁界）であるスパッタ用磁界ＳＭを発生させる磁石である。スパッタ用磁界ＳＭは、ターゲット材料２６の表面近傍に発生する。
【0031】
図１及び図２に示されるように、スパッタ用磁界発生用磁石２３は、スパッタ用磁界ＳＭを発生させると共に、スパッタ部発散磁界ＤＳＭも発生させる。スパッタ用磁界ＳＭは、内側磁石２３Ｂの上面のＮ極から外側磁石２３Ａの上面のＳ極に向けて発生する磁界である。一方、スパッタ部発散磁界ＤＳＭは、成膜用基板１２との間に形成される発散磁界であり、外側磁石２３Ａの上面のＳ極に向けて発生する磁界である。スパッタ部発散磁界ＤＳＭは、マグネトロンスパッタに直接寄与する磁界ではないが、スパッタ用磁界発生用磁石２３から不可避的に発生する磁界である。なお、発散磁界とは、磁界を発生させる部分（ここでは、スパッタ用磁界発生用磁石２３）から離れるに従って磁束密度が小さくなるような磁界のことである。
【0032】
第１ガス供給部２４は、試料室１０にガスを供給するガス供給部である。供給されるガスは、アルゴン等の不活性ガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスである。この不活性ガス、あるいは混合ガスは、主として、スパッタ用のプラズマの原料となるガスである。また、この不活性ガス、あるいは混合ガスは、試料室１０の圧力を所定の圧力に保つものでもある。スパッタ制御部２５は、スパッタ電源２２及び第１ガス供給部２４を制御する制御部である。スパッタ制御部２５は、スパッタ電源２２の電源供給における電力、電圧、デューティー比、周波数等を制御する。また、スパッタ制御部２５は、第１ガス供給部２４における不活性ガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）も制御する。なお、スパッタ制御部２５は、特許請求の範囲の第１スパッタ制御部の好適な一例に相当する。
【0033】
プラズマ供給部３０は、プラズマ生成室３１と、プラズマ供給用磁界発生部３２と、マイクロ波源３３と、マイクロ波導波管３４と、マイクロ波導入窓３５と、第２ガス供給部３６と、プラズマ供給口３７と、を備える。プラズマ供給部３０は、電子サイクロトロン共鳴を利用することによって生成した高密度プラズマを成膜用基板１２に供給する部分である。なお、「高密度」とは、プラズマ生成室３１の中における電流密度が１０ｍＡ／ｃｍ２以上の電流密度を意味する。
【0034】
プラズマ生成室３１は、電子サイクロトロン共鳴を利用して、高密度プラズマを生成する空間を提供する部屋である。プラズマ供給用磁界発生コイル３２は、プラズマ生成室３１の周囲にまかれたソレノイドコイルである。プラズマ供給用磁界発生コイル３２に流されると、プラズマ生成室３１においては、電子サイクロトロン共鳴を発生させるために必要な磁界である電子サイクロトロン共鳴用磁界ＣＭが発生し、試料室１０における成膜用基板１２との間には、発散磁界であるプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭが発生する。なお、プラズマ供給用磁界発生コイル３２は、特許請求の範囲のプラズマ供給用磁界発生部の好適な一例に相当する。なお、上述したように、発散磁界とは、磁界を発生させる部分（ここでは、プラズマ供給用磁界発生コイル３２）から離れるに従って磁束密度が小さくなるような磁界のことである。
【0035】
マイクロ波源３３は、プラズマ生成室３１に供給するためのマイクロ波を発生させる部分である。マイクロ波の周波数は、例えば、２．４５ＧＨｚである。マイクロ波導波管３４は、マイクロ波源３３で発生させたマイクロ波をプラズマ生成室３１に導くための導波管である。マイクロ波導入窓３５は、プラズマ生成室３１にマイクロ波を供給するための窓である。マイクロ波導入窓３５は、例えば、板状の石英、アルミナ等で形成される。
【0036】
第２ガス供給部３６は、プラズマ生成室３１にガスを供給するガス供給部である。供給されるガスは、アルゴン等の不活性ガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスである。アルゴン等の不活性ガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスは、特許請求の範囲のプラズマ生成用ガスの好適な一例に相当する。なお、後述するように、第１実施形態の成膜装置１においては、窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスが使用される。
【0037】
プラズマ供給口３７は、プラズマ生成室３１で生成されたプラズマを試料室１０に供給するための供給口である。プラズマ供給口３７は、マイクロ波導入窓３５と対向する位置に存在する。プラズマ生成室３１は、プラズマ供給口３７を介して試料室１０とつながっている。よって、試料室１０とプラズマ生成室３１とで、全体として密閉された空間が提供される。
【0038】
マイクロ波導入窓３５は、プラズマ供給口３７対向する位置に１つだけ配置されている。そして、マイクロ波導波管３４は、マイクロ波源３３からマイクロ波導入窓３５に向けて分岐しない１本の管のみで構成されている。よって、プラズマ供給部３０は、分岐するマイクロ波導波管を有するプラズマ供給部（例えば、特許文献１のＥＣＲ成膜装置のもの）と比較すると、全体として単純な構造となっている。
【0039】
プラズマ制御部３８は、マイクロ波源３３及び第２ガス供給部３６を制御する制御部である。プラズマ制御部３８は、マイクロ波源３３のパワーを制御する。また、プラズマ制御部３８は、第２ガス供給部３６におけるガスの流量（供給量）も制御する。
【0040】
次に、図１を参照しながら、成膜装置１の動作について説明する。
まず、真空ポンプ１３によって、試料室１０及びプラズマ生成室３１の中の気体が排気される。その後、試料室１０には、第１ガス供給部２４からアルゴンガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスが供給される。一方、プラズマ生成室３１には、第２ガス供給部３６から窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスが供給される。試料室１０内のアルゴンガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）は、スパッタ制御部２５によって制御される。プラズマ生成室３１の窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）は、プラズマ制御部３８によって制御される。その結果、試料室１０及びプラズマ生成室３１は、所定の圧力に維持される。試料室１０の圧力及びプラズマ生成室３１の圧力は、略均一（又は均一）となる。
まず、真空ポンプ１３によって、試料室１０及びプラズマ生成室３１の中の気体が排気される。その後、試料室１０には、第１ガス供給部２４からアルゴンガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスが供給される。一方、プラズマ生成室３１には、第２ガス供給部３６から窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスが供給される。試料室１０内のアルゴンガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）は、スパッタ制御部２５によって制御される。プラズマ生成室３１の窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）は、プラズマ制御部３８によって制御される。その結果、試料室１０及びプラズマ生成室３１は、所定の圧力に維持される。試料室１０の圧力及びプラズマ生成室３１の圧力は、略均一（又は均一）となる。
【0041】
スパッタ部２０においては、ターゲット材料配置部２１に対して、スパッタ電源２２から直流電圧が印加される。なお、直流電圧は、パルス状の電圧であってもよい。一方、試料台１１及び成膜用基板１２は、所定の電位（例えば、フローティング）に設定されている。よって、スパッタ部２０と成膜用基板１２との間には、所定の電圧が発生する。その結果、スパッタ部２０と成膜用基板１２との間には、第１ガス供給部２４から供給されたアルゴンガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマであるスパッタ用プラズマＳＰが発生する。
【0042】
上述したように、スパッタ部２０において、図１に示されるように、ターゲット材料２６の表面には、スパッタ用磁界発生用磁石２３によるスパッタ用磁界ＳＭが発生する。図１に示されるように、スパッタ用磁界ＳＭによって、スパッタ用プラズマＳＰはターゲット材料２６の表面近傍に集中することになる。よって、スパッタ用プラズマＳＰのイオン（アルゴンのイオン、又はアルゴン及び窒素のイオン）は、効率的にターゲット材料２６に衝突し、ターゲット材料に含まれる元素であるシリコンの粒子ＳＥが飛散する。飛散したシリコンの粒子ＳＥは、成膜用基板１２に向かう方向（供給方向α）に向かうことになる。よって、スパッタ部２０は、ターゲット材料２６に含まれるシリコンの粒子ＳＥを飛散させることによって、シリコンの粒子ＳＥを成膜用基板１２に供給することになる。このように、スパッタ部２０は、マグネトロンスパッタを行うための磁界であるスパッタ用磁界ＳＭを利用してマグネトロンスパッタを行う。
【0043】
スパッタ制御部２５は、スパッタ電源２２の電源供給における電力、電圧、デューティー比等を制御したり、第１ガス供給部のアルゴンガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）を制御したりすることによって、スパッタ用プラズマＳＰの状態を制御する。スパッタ用プラズマＳＰの状態が制御されると、飛散するシリコンの粒子ＳＥの供給量も制御される。よって、スパッタ制御部２５は、シリコンの粒子ＳＥの供給量を制御することができる。このように、スパッタ制御部２５は、スパッタ電源２２の電源供給における電力、電圧、デューティー比、周波数等を制御したり、第１ガス供給部のアルゴンガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）を制御したりすることによって、シリコンの粒子ＳＥの供給量を制御することができる。
【0044】
プラズマ供給部３０においては、プラズマ供給用磁界発生コイル３２に電流が流されることによって、プラズマ生成室３１には、電子サイクロトロン共鳴用磁界ＣＭが発生し、試料室１０には、発散磁界であるプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭが発生する。なお、電子サイクロトロン共鳴用磁界ＣＭ及びプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭは、プラズマ供給用磁界発生コイル３２に電流が流されることによって生じる１つのつながった磁界である。
【0045】
また、マイクロ波源３３からは、マイクロ波導波管３４及びマイクロ波導入窓３５を介して、プラズマ生成室３１にマイクロ波が導入される。プラズマ生成室３１において、電子サイクロトロン共鳴用磁界ＣＭが発生した状態でマイクロ波が導入されると、電子サイクロトロン共鳴が生じ、高密度プラズマとしてのＥＣＲプラズマＥＰが発生する。このＥＣＲプラズマＥＰは、プラズマ供給口３７から、プラズマ供給部発散磁界ＤＣＭに沿って成膜用基板１２に向かう方向（供給方向β）供給される。このＥＣＲプラズマＥＰは、第２ガス供給部３６から供給された窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマである。図１に示されるように、ＥＣＲプラズマＥＰの供給方向βは、成膜用基板１２の法線ＮＬに対して傾いている。なお、法線ＮＬは、試料台１１における成膜用基板１２が配置される面の法線でもある。
【0046】
プラズマ制御部３８は、マイクロ波源３３のマイクロ波のパワーを制御したり、第２ガス供給部３６から供給される窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）を制御したりすることによって、プラズマ生成室３１で生成される窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマの量を制御する。よって、プラズマ制御部３８は、成膜用基板１２に供給される窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマの供給量を制御することができる。このように、プラズマ制御部３８は、マイクロ波源３３のマイクロ波のパワーを制御したり、第２ガス供給部３６から供給される窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）を制御したりすることによって、ＥＣＲプラズマＥＰ（ここでは、窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマ）の供給量を制御することができる。
【0047】
上述したように、成膜用基板１２には、スパッタ部２０からシリコンの粒子ＳＥが供給され、プラズマ供給部３０から窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマが供給される。成膜用基板１２の表面付近において、シリコンの粒子ＳＥと窒素ガスのプラズマとが反応し、成膜用基板１２には、シリコンと窒素の化合物の膜である窒化シリコンの膜が形成される。すなわち、成膜装置１を動作させることによって、成膜用基板１２に窒化シリコンの膜を成膜することができる。このとき、成膜用基板１２は、試料台１１と共に回転していてもよい。成膜用基板１２が回転することにより、成膜用基板１２に成膜される膜厚はより均一にされ得る。
【0048】
また、成膜装置１においては、スパッタ制御部２５によるシリコンの粒子ＳＥの供給量の制御と、プラズマ制御部３８による窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマの供給量の制御は独立して行われる。すなわち、スパッタ制御部２５によって行われるスパッタ電源２２の電源供給における電力、電圧、デューティー比、周波数等の制御や第１ガス供給部のアルゴンガス、あるいは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）を制御と、プラズマ制御部３８によって行われるマイクロ波源３３のマイクロ波のパワーの制御や第２ガス供給部３６の窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの流量（供給量）の制御は、互いに独立して行われる。
【0049】
次に、図１を用いて、スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向き及びプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きについて、説明する。
【0050】
スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向き及びプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きのうち、一方が成膜用基板１２に向かう方向であり、他方が成膜用基板１２に向かう方向と反対の方向に設定された場合、プラズマ供給部３０から供給される窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマ（ＥＣＲプラズマＥＰ）が、適切に成膜用基板１２に供給されないことがあり得る。
【0051】
理由は以下の通りである。
スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向き及びプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きのうち、一方が成膜用基板１２に向かう方向であり、他方が成膜用基板１２に向かう方向と反対の方向になっている場合、スパッタ部発散磁界ＤＳＭとプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭとがつながってしまう事があり得る。そして、このつながった磁界の中に窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマ（ＥＣＲプラズマＥＰ）やスパッタ用プラズマＳＰが閉じ込められてしまうことがあり得る。窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマ（ＥＣＲプラズマＥＰ）がつながった磁界に閉じ込められた場合、適切に成膜用基板１２に供給されないことがあり得る。
スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向き及びプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きのうち、一方が成膜用基板１２に向かう方向であり、他方が成膜用基板１２に向かう方向と反対の方向になっている場合、スパッタ部発散磁界ＤＳＭとプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭとがつながってしまう事があり得る。そして、このつながった磁界の中に窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマ（ＥＣＲプラズマＥＰ）やスパッタ用プラズマＳＰが閉じ込められてしまうことがあり得る。窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマ（ＥＣＲプラズマＥＰ）がつながった磁界に閉じ込められた場合、適切に成膜用基板１２に供給されないことがあり得る。
【0052】
第一実施形態の成膜装置１においては、つながった磁界の発生を抑制するため、図１に示されるように、スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向き及びプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きが、共に成膜用基板１２に向かう方向と反対の方向に設定されている。スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向き及びプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きが、このように設定されることによって、スパッタ部発散磁界ＤＳＭとプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭとは反発することになり、つながった磁界の発生は抑制される。
【0053】
なお、スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向きは、外側磁石２３Ａの極性に依存する。外側磁石２３Ａは、内側磁石２３Ｂと比較して、広い上面及び下面を有している。更に、外側磁石２３Ａは、内側磁石２３Ｂと同じ材料で構成された磁石である。よって、スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向きは、外側磁石２３Ａの上側の磁極であるＳ極に向かう向きとなる。プラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きは、プラズマ供給用磁界発生コイル３２に流す電流の向きによって決まる。
【0054】
第１実施形態の成膜装置１は、試料室１０と、試料室１０の中に配置され、成膜用基板１２を配置可能な試料台１１と、試料室１０の中に配置され、シリコンが含まれるターゲット材料２６を配置可能な第１ターゲット材料配置部２１と、スパッタ用プラズマＳＰを発生させるスパッタ電源２２及び第１ガス供給部２４と、を有し、スパッタ用プラズマＳＰのイオンを第１ターゲット材料２６に衝突させ、シリコンの粒子ＳＥを飛散させることによって、シリコンの粒子ＳＥを成膜用基板１２に供給するスパッタ部２０と、スパッタ部２０におけるシリコンの粒子の供給量を制御するスパッタ制御部２５と、窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスが供給され、電子サイクロトロン共鳴を利用することによって窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスの高密度プラズマを生成するプラズマ生成室３１であって、プラズマ供給口３７を介して試料室１０とつながっているプラズマ生成室３１と、プラズマ供給口と対向する位置に配置されたマイクロ波導入窓３５を介してプラズマ生成室３１とつながっており、プラズマ生成室３１にマイクロ波を導入するマイクロ波導波管３４と、有し、プラズマ生成室３１で生成された窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマを成膜用基板１２に供給するプラズマ供給部３０と、プラズマ供給部３０におけるプラズマ生成用ガスのプラズマの供給量を制御するプラズマ制御部３８と、を備え、スパッタ制御部２５によるシリコンの粒子の供給量の制御と、プラズマ制御部３８による窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマの供給量の制御は独立して行われる成膜装置である。よって、自由度が高く、単純な構造のＥＣＲ成膜装置及びＥＣＲ成膜方法を提供することができる。例えば、成膜される膜の膜厚の偏差の許容度が変わっても、対応が容易である。
【0055】
また、第１実施形態の成膜装置１において、スパッタ部２０は、マグネトロンスパッタを行うためのスパッタ用磁界ＳＭと、成膜用基板１２との間に形成される発散磁界であるスパッタ部発散磁界ＤＳＭと、を発生させるスパッタ用磁界発生用磁石２３を有し、プラズマ供給部３０は、電子サイクロトロン共鳴を発生させるための電子サイクロトロン共鳴用磁界ＳＤＭと、成膜用基板１２との間に形成される発散磁界であるプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭを発生させるプラズマ供給用磁界発生コイル３２を有し、スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向きとプラズマ供給部発散磁界の向きは、共に成膜用基板１２に向かう方向と反対の方向である。よって、プラズマ供給部３０から供給される窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマ（ＥＣＲプラズマＥＰ）は、より適切に成膜用基板１２に供給される。また、シリコンの粒子ＳＥは、より適切に成膜用基板１２に供給される。
【0056】
また、第１実施形態の成膜装置１においては、以下の成膜方法が行われる。
試料室１０の中の試料台１１に成膜用基板１２を配置する成膜用基板配置工程と、シリコンが含まれるターゲット材料２６をターゲット材料配置部２１に配置する第１ターゲット材料配置工程と、スパッタ用プラズマＳＰを発生させるスパッタ用プラズマ発生工程と、スパッタ用プラズマＳＰのイオンをターゲット材料２６に衝突させ、シリコンの粒子ＳＥを飛散させることによって、シリコンの粒子を成膜用基板１２に供給する第１スパッタ工程と、第１スパッタ工程におけるシリコンの粒子ＳＥの供給量を制御する第１スパッタ制御工程と、プラズマ生成室３１に酸素ガスを供給し、マイクロ波導入窓を介してプラズマ生成室３１にマイクロ波を導入し、電子サイクロトロン共鳴を利用することによって、窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマを生成し、プラズマ生成室３１で生成した窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマをマイクロ波導入窓と対向する位置のプラズマ供給口から成膜用基板１２に供給するプラズマ供給工程と、プラズマ供給工程における窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマの供給量を制御するプラズマ供給制御工程と、を備え、第１スパッタ制御工程におけるシリコンの粒子ＳＥの供給量の制御と、プラズマ供給制御工程における窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマの供給量の制御を独立して行い、成膜用基板１２に、窒化シリコンの膜（シリコンと窒素ガスに含まれる窒素との化合物の膜）を成膜する成膜方法。よって、自由度が高く、単純な構造のＥＣＲ成膜装置及びＥＣＲ成膜方法が提供される。例えば、成膜される膜の膜厚の偏差の許容度が変わっても、対応が容易である。なお、シリコンと窒素ガスに含まれる窒素との化合物の膜とは、シリコンと混合ガスに含まれる窒素（プラズマ生成用ガスに含まれる元素）との化合物が主成分として含まれる膜のことを意味する。
試料室１０の中の試料台１１に成膜用基板１２を配置する成膜用基板配置工程と、シリコンが含まれるターゲット材料２６をターゲット材料配置部２１に配置する第１ターゲット材料配置工程と、スパッタ用プラズマＳＰを発生させるスパッタ用プラズマ発生工程と、スパッタ用プラズマＳＰのイオンをターゲット材料２６に衝突させ、シリコンの粒子ＳＥを飛散させることによって、シリコンの粒子を成膜用基板１２に供給する第１スパッタ工程と、第１スパッタ工程におけるシリコンの粒子ＳＥの供給量を制御する第１スパッタ制御工程と、プラズマ生成室３１に酸素ガスを供給し、マイクロ波導入窓を介してプラズマ生成室３１にマイクロ波を導入し、電子サイクロトロン共鳴を利用することによって、窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマを生成し、プラズマ生成室３１で生成した窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマをマイクロ波導入窓と対向する位置のプラズマ供給口から成膜用基板１２に供給するプラズマ供給工程と、プラズマ供給工程における窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマの供給量を制御するプラズマ供給制御工程と、を備え、第１スパッタ制御工程におけるシリコンの粒子ＳＥの供給量の制御と、プラズマ供給制御工程における窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマの供給量の制御を独立して行い、成膜用基板１２に、窒化シリコンの膜（シリコンと窒素ガスに含まれる窒素との化合物の膜）を成膜する成膜方法。よって、自由度が高く、単純な構造のＥＣＲ成膜装置及びＥＣＲ成膜方法が提供される。例えば、成膜される膜の膜厚の偏差の許容度が変わっても、対応が容易である。なお、シリコンと窒素ガスに含まれる窒素との化合物の膜とは、シリコンと混合ガスに含まれる窒素（プラズマ生成用ガスに含まれる元素）との化合物が主成分として含まれる膜のことを意味する。
【0057】
また、第１実施形態の成膜装置１において行われる成膜方法において、マグネトロンスパッタを行うためのスパッタ用磁界ＳＭと、成膜用基板１２との間に形成される発散磁界であるスパッタ部発散磁界ＤＳＭと、を発生させるスパッタ用磁界発生工程と、電子サイクロトロン共鳴を発生させるための電子サイクロトロン共鳴用磁界ＣＭと、成膜用基板１２との間に形成される発散磁界であるプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭを発生させるプラズマ供給用磁界発生工程と、を備え、スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向きとプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きは、共に前記成膜用基板１２に向かう方向と反対の方向である。よって、プラズマ供給部３０から供給される窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマ（ＥＣＲプラズマＥＰ）は、より適切に成膜用基板１２に供給される。
【0058】
また、第１実施形態の成膜装置１において、試料室の中の圧力は、略均一に保たれる。よって、より簡易な成膜の実現が可能である。
【0059】
また、第１実施形態の成膜装置１において、プラズマ供給部３０による窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスのプラズマの供給方向は、成膜用基板１２の法線ＮＬに対して傾いている。よって、より精度の高い成膜の実現が可能である。
【0060】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第２実施形態による成膜装置１Ａの断面図である。第２実施形態については、主として、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様な構成については、詳細な説明を省略する。特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用される。また、図３においては、磁界（スパッタ用磁界ＳＭ、スパッタ部発散磁界ＤＳＭ、電子サイクロトロン共鳴用磁界ＣＭ及びスパッタ部発散磁界ＤＳＭ）及びプラズマ（スパッタ用プラズマＳＰ及びＥＣＲプラズマＥＰ）の図示は省略されている。
次に、本発明の第２実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第２実施形態による成膜装置１Ａの断面図である。第２実施形態については、主として、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様な構成については、詳細な説明を省略する。特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用される。また、図３においては、磁界（スパッタ用磁界ＳＭ、スパッタ部発散磁界ＤＳＭ、電子サイクロトロン共鳴用磁界ＣＭ及びスパッタ部発散磁界ＤＳＭ）及びプラズマ（スパッタ用プラズマＳＰ及びＥＣＲプラズマＥＰ）の図示は省略されている。
【0061】
成膜装置１Ａにおいては、スパッタ部２０は、ターゲット材料配置部２１と、スパッタ電源２２と、スパッタ用磁界発生用磁石２３と、第１ガス供給部２４と、ターゲット移動部２７と、を備える。ターゲット材料配置部２１、スパッタ電源２２、スパッタ用磁界発生用磁石２３及び第１ガス供給部２４は、第１実施形態の成膜装置１と同様のものである。
【0062】
ターゲット移動部２７は、ターゲット材料配置部２１を移動させるための台である。ターゲット移動部２７は、スパッタ用磁界発生用磁石２３の下部に配置される。ターゲット移動部２７は、成膜用基板１２の法線ＮＬに対して略平行（又は正確に平行）に移動可能である。よって、成膜用基板１２とターゲット材料２６との縦方向（図３におけるＹ方向）の距離及び角度のいずれか一方又は両方を変更可能である。
【0063】
また、ターゲット移動部２７は、成膜用基板１２の法線ＮＬに対して略垂直（又は垂直）に移動することによって、成膜用基板１２とターゲット材料２６との横方向（図３におけるＸ方向）の距離及び角度のいずれか一方又は両方を変更可能である。また、ターゲット移動部２７は、Ｙ方向及びＸ方向の距離を変えることによって、法線ＮＬに対して傾斜に移動させることも可能である。
【0064】
第２実施形態の成膜装置１Ａによれば、より自由度が高い成膜が可能になる。
【0065】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第３実施形態による成膜装置１Ｂの断面図である。第３実施形態については、主として、第１実施形態又は第２実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態又は第２実施形態と同様な構成については、詳細な説明を省略する。特に説明しない点は、第１実施形態又は第２実施形態についての説明が適宜適用される。また、図４においては、磁界（スパッタ用磁界ＳＭ、スパッタ部発散磁界ＤＳＭ、電子サイクロトロン共鳴用磁界ＣＭ及びスパッタ部発散磁界ＤＳＭ）及びプラズマ（スパッタ用プラズマＳＰ及びＥＣＲプラズマＥＰ）の図示は省略されている。
次に、本発明の第３実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第３実施形態による成膜装置１Ｂの断面図である。第３実施形態については、主として、第１実施形態又は第２実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態又は第２実施形態と同様な構成については、詳細な説明を省略する。特に説明しない点は、第１実施形態又は第２実施形態についての説明が適宜適用される。また、図４においては、磁界（スパッタ用磁界ＳＭ、スパッタ部発散磁界ＤＳＭ、電子サイクロトロン共鳴用磁界ＣＭ及びスパッタ部発散磁界ＤＳＭ）及びプラズマ（スパッタ用プラズマＳＰ及びＥＣＲプラズマＥＰ）の図示は省略されている。
【0066】
第３実施形態の成膜装置１Ｂは、第２スパッタ部４０と、第２スパッタ制御部４５と、を更に備える。すなわち、第１実施形態の成膜装置１及び第２実施形態の成膜装置１Ａは、スパッタ部が１つであったのに対し、第３実施形態の成膜装置１Ｂは、スパッタ部２０及び第２スパッタ部４０という２つのスパッタ部を備える。第２スパッタ部４０は、第２ターゲット材料配置部４１と、第２スパッタ電源４２と、第２スパッタ用磁界発生用磁石４３と、を備える。第２ターゲット材料配置部４１には、第２ターゲット材料４６が配置される。第２スパッタ部４０は、第１ガス供給部２４をスパッタ部２０と共用する。第２スパッタ電源４２及び第１ガス供給部２４は、特許請求の範囲の第２スパッタ用プラズマ発生部の好適な一例に相当する。なお、スパッタ用磁界発生用磁石２３及び第２スパッタ用磁界発生用磁石４３の極性は、プラズマ供給部３０、スパッタ用磁界発生用磁石２３及び第２スパッタ用磁界発生用磁石４３の距離関係等に応じて、適宜最適なものに設定され得るため、図４における極性の図示は省略されている。
【0067】
第２ターゲット材料４６は、例えば、ターゲット材料２６と同様にシリコンである。第２ターゲット材料４６は、シリコン以外の材料、例えば、アルミニウムやタンタル等であってもよい。アルミニウムやタンタル等は、特許請求の範囲の第２元素の好適な一例に対応する。また、第２スパッタ制御部４５は、第２スパッタ電源４２の電源供給における電力、電圧、デューティー比等を制御する。よって、第２スパッタ制御部４５は、シリコンの粒子ＳＥ２の供給量を制御することができる。また、スパッタ制御部２５によるシリコンの粒子ＳＥの供給量の制御と、第２スパッタ制御部４５によるシリコンの粒子ＳＥ２の供給量の制御は、必要に応じて独立して行われ得る。
【0068】
第３実施形態の成膜装置１Ｂによれば、より自由度が高い成膜が可能になる。
【0069】
以上、本発明の第１実施形態～第３実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的範囲において種々に変形可能である。
【0070】
第１実施形態～第３実施形態において、スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向き及びプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きは、共に成膜用基板１２に向かう方向と反対の方向に設定されていたが、これに限定されない。スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向き及びプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きは、共に成膜用基板１２に向かう方向に設定されていてもよい。より具体的には、外側磁石２３Ａの上側がＮ極、下側がＳ極となり、内側磁石２３Ｂの上側がＳ極、下側がＮ極となる。また、プラズマ供給用磁界発生コイル３２に流される電流の向きは、第１実施形態～第３実施形態の向きと逆になる。すなわち、スパッタ部発散磁界ＤＳＭの向き及びプラズマ供給部発散磁界ＤＣＭの向きのうち、一方が成膜用基板１２に向かう方向であり、他方が成膜用基板１２に向かう方向と反対の方向に設定されることがなければよい。
【0071】
第１実施形態～第３実施形態において、外側磁石２３Ａと内側磁石２３Ｂは、同じ材料で構成されていたが、これに限定されない。外側磁石２３Ａと内側磁石２３Ｂとは同じ材料で構成されていなくてもよい。外側磁石２３Ａと内側磁石２３Ｂとで構成されるスパッタ用磁界発生用磁石２３は、スパッタ部２０において、マグネトロンスパッタが行われる程度にスパッタ用磁界ＳＭを発生させることが可能なように構成されていればよい。
【0072】
第１実施形態～第３実施形態において、窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスがプラズマ生成用ガスとして使用されていたが、これに限定されない。プラズマ生成用ガスは、酸素ガス等の反応性ガス、酸素ガスとアルゴンガスの混合ガス又は不活性ガスのみであってもよい。酸素ガス、又は酸素ガスとアルゴンガスの混合ガスが使用された場合、成膜用基板１２には、酸化シリコンの膜が成膜される。プラズマ生成用ガスとして、不活性ガスが使用される場合、且つ第１ガス供給部２４からも不活性ガスのみが供給される場合は成膜用基板１２には、シリコン膜が成膜される。このシリコン膜は、特許請求の範囲の第１元素の膜の好適な一例に相当する。なお、シリコンの膜（第１元素の膜）とは、シリコン（第１元素）が主成分として含まれる膜のことを意味する。
【0073】
また、プラズマ生成用ガスとして、不活性ガスが使用される場合、且つ第１ガス供給部２４からは窒素ガスとアルゴンガスの混合ガスが供給される場合は、成膜用基板１２にシリコン窒化膜が形成され得る。更に、プラズマ生成用ガスとして、不活性ガスが使用される場合、且つ第１ガス供給部２４からは酸素ガスとアルゴンガスの混合ガスが供給される場合は、成膜用基板１２にシリコン酸化膜が形成され得る。
【0074】
第１実施形態～第３実施形態において、スパッタ部２０や第２スパッタ部４０は、共に直流スパッタを行う部分であったが、ＲＦスパッタを行う部分であってもよい。また、スパッタ部２０及び第２スパッタ部４０の一方が直流スパッタを行う部分であり、他方がＲＦスパッタを行う部分であってもよい。
【0075】
第１実施形態及び第２実施形態において、ターゲット材料２６としてシリコンが使用されていたが、これに限定されない。アルミニウム、タンタル等がターゲット材料２６として使用され得る。また、第３実施形態においては、ターゲット材料２６及び第２ターゲット材料は、共にシリコンであったが、これに限定されない。ターゲット材料２６及び第２ターゲット材料４６は、シリコン以外の材料（例えば、アルミニウム、タンタル等）であってもよい。また、ターゲット材料２６及び第２ターゲット材料４６は、同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【0076】
第２実施形態において、ターゲット移動部２７は、シリコンの粒子ＳＥが供給される方向に対して、平行に移動可能であり、シリコンの粒子ＳＥが供給される方向に対して垂直、又は傾斜して移動可能でもあったが、これに限定されない。ターゲット移動部２７は、シリコンの粒子ＳＥが供給される方向に平行にのみ移動可能であってもよい。また、ターゲット移動部２７は、シリコンの粒子ＳＥが供給される方向に対して垂直、又は傾斜にのみ移動可能であってもよい。
【符号の説明】
【0077】
１、１Ａ、１Ｂ 成膜装置
１０ 試料室
１１ 試料台
１２ 成膜用基板
１３ 真空ポンプ
２０ スパッタ部
２１ ターゲット配置台
２２ スパッタ電源（第１スパッタ用プラズマ発生部）
２３ スパッタ用磁界発生用磁石（第１スパッタ用磁界発生部）
２３Ａ 外側磁石
２３Ｂ 内側磁石
２４ 第１ガス供給部（第１スパッタ用プラズマ発生部、第２スパッタ用プラズマ発生部）
２５ スパッタ制御部
３０ プラズマ供給部
３１ プラズマ生成室
３２ プラズマ供給用磁界発生コイル（プラズマ供給用磁界発生部）
３３ マイクロ波源
３４ マイクロ波導波管
３５ マイクロ波導入窓
３６ 第２ガス供給部
３７ プラズマ供給口
３８ プラズマ制御部
４０ 第２スパッタ部
４１ 第２ターゲット配置台
４２ 第２スパッタ電源（第２スパッタ用プラズマ発生部）
４３ 第２スパッタ用磁界発生用磁石
４５ 第２スパッタ制御部
ＳＭ スパッタ用磁界
ＤＳＭ スパッタ部発散磁界
ＣＭ 電子サイクロトロン共鳴用磁界
ＤＣＭ プラズマ供給部発散磁界
１０ 試料室
１１ 試料台
１２ 成膜用基板
１３ 真空ポンプ
２０ スパッタ部
２１ ターゲット配置台
２２ スパッタ電源（第１スパッタ用プラズマ発生部）
２３ スパッタ用磁界発生用磁石（第１スパッタ用磁界発生部）
２３Ａ 外側磁石
２３Ｂ 内側磁石
２４ 第１ガス供給部（第１スパッタ用プラズマ発生部、第２スパッタ用プラズマ発生部）
２５ スパッタ制御部
３０ プラズマ供給部
３１ プラズマ生成室
３２ プラズマ供給用磁界発生コイル（プラズマ供給用磁界発生部）
３３ マイクロ波源
３４ マイクロ波導波管
３５ マイクロ波導入窓
３６ 第２ガス供給部
３７ プラズマ供給口
３８ プラズマ制御部
４０ 第２スパッタ部
４１ 第２ターゲット配置台
４２ 第２スパッタ電源（第２スパッタ用プラズマ発生部）
４３ 第２スパッタ用磁界発生用磁石
４５ 第２スパッタ制御部
ＳＭ スパッタ用磁界
ＤＳＭ スパッタ部発散磁界
ＣＭ 電子サイクロトロン共鳴用磁界
ＤＣＭ プラズマ供給部発散磁界
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】