JP2020105569A - Film deposition apparatus, film deposition method, and method of manufacturing electronic device - Google Patents

Film deposition apparatus, film deposition method, and method of manufacturing electronic device Download PDF

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Abstract

To suppress the deterioration of quality of sputtering even when the sputtering is carried out while a sputtering area is moved within a chamber having uneven pressure distribution.SOLUTION: A film deposition apparatus 1 has a chamber 10 within which a film deposition object 6 and a target 2 are disposed, and movement means (a moving table driving device 12) which moves, within the chamber 10, a sputtering area A1 in which sputter particles are generated from the target 2. The film deposition apparatus 1 deposits a film by depositing the sputter particles on the film deposition object 6 while moving the sputtering area A1 by the movement means. The film deposition apparatus 1 has pressure adjust means (exhaust means 15, gas introduction means 16) which adjusts a pressure within the chamber 10. The pressure adjust means adjusts the pressure within the chamber 10 according to a position of the sputtering area A1 within the chamber 10.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus, a film forming method, and an electronic device manufacturing method.

基板や基板上に形成された積層体などの成膜対象物に、金属や金属酸化物などの材料からなる薄膜を形成する方法として、スパッタ法が広く知られている。スパッタ法によって成膜を行う成膜装置は、真空チャンバ内において、成膜材料からなるターゲットと成膜対象物とを対向させて配置した構成を有している。ターゲットに電圧を印加するとターゲットの近傍にプラズマが発生し、電離した不活性ガス元素がターゲット表面に衝突することでターゲット表面からスパッタ粒子が放出され、放出されたスパッタ粒子が成膜対象物に堆積して成膜される。また、ターゲットの背面（円筒形のターゲットの場合にはターゲットの内側）にマグネットを配置し、発生する磁場によってカソード近傍の電子密度を高くして効率的にスパッタする、マグネトロンスパッタ法も知られている。 A sputtering method is widely known as a method of forming a thin film made of a material such as a metal or a metal oxide on a film formation target such as a substrate or a laminated body formed on the substrate. A film forming apparatus for forming a film by a sputtering method has a structure in which a target made of a film forming material and an object to be formed are arranged to face each other in a vacuum chamber. When a voltage is applied to the target, plasma is generated in the vicinity of the target, and the ionized inert gas element collides with the target surface to emit sputtered particles from the target surface, and the emitted sputtered particles are deposited on the film formation target. Then, a film is formed. Also known is a magnetron sputtering method in which a magnet is arranged on the back surface of the target (inside the target in the case of a cylindrical target) and the generated magnetic field increases the electron density in the vicinity of the cathode for efficient sputtering. There is.

従来のこの種の成膜装置としては、例えば、特許文献１に記載のようなものが知られている。特許文献１の成膜装置は、ターゲットを成膜対象物の成膜面に対して平行移動させて成膜する。 As a conventional film forming apparatus of this type, for example, one described in Patent Document 1 is known. The film forming apparatus of Patent Document 1 moves a target in parallel with respect to a film forming surface of an object to be formed to form a film.

特開２０１５−１７２２４０号公報JP, 2015-172240, A

ここで、成膜装置のチャンバ内の圧力は均一ではない場合がある。すなわち、スパッタガスを導入するガス導入口の付近では圧力が高く、真空ポンプに接続される排気口の付近では圧力が低い、というように、チャンバ内の圧力分布が不均一となる場合がある。特許文献１のようにチャンバ内でカソードを移動させながらスパッタリングを行うと、ターゲットの表面からスパッタ粒子が放出されるスパッタリング領域もチャンバに対して移動する。そのため、上述のようにチャンバ内の圧力分布が不均一な条件下でスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行うと、スパッタリング領域の周辺の圧力がスパッタリングプロセスの間に変化する。スパッタ粒子の平均自由行程は圧力に反比例し、分子密度が低く圧力が低い領域では長く、分子密度が高く圧力が高い領域では短いため、圧力が異なると成膜レートが変化してしまう。その結果、成膜の品質低下、例えば膜厚や膜質のムラなどが生じるおそれがある。しかし、特許文献１には、チャンバ内のスパッタガスの圧力分布に応じた成膜の制御については記載されていない。 Here, the pressure in the chamber of the film forming apparatus may not be uniform. That is, there is a case where the pressure distribution in the chamber becomes non-uniform such that the pressure is high near the gas introduction port for introducing the sputtering gas and low near the exhaust port connected to the vacuum pump. When sputtering is performed while moving the cathode in the chamber as in Patent Document 1, the sputtering region where sputtered particles are emitted from the surface of the target also moves with respect to the chamber. Therefore, when sputtering is performed while moving the sputtering region under the condition where the pressure distribution in the chamber is non-uniform as described above, the pressure around the sputtering region changes during the sputtering process. The mean free path of sputtered particles is inversely proportional to the pressure and is long in the region where the molecular density is low and the pressure is low, and is short in the region where the molecular density is high and the pressure is high, so that the film formation rate changes when the pressure is different. As a result, there is a possibility that the quality of film formation may deteriorate, for example, the film thickness or film quality may become uneven. However, Patent Document 1 does not describe the control of film formation according to the pressure distribution of the sputtering gas in the chamber.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、不均一な圧力分布を有するチャンバ内においてスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行う場合でも、スパッタリングの品質低下を抑制することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to suppress deterioration of sputtering quality even when performing sputtering while moving a sputtering region in a chamber having an uneven pressure distribution. ..

本発明の一側面としての成膜装置は、成膜対象物およびターゲットが内部に配置されるチャンバと、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、有し、前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、前記チャンバ内の圧力を調整する圧力調整手段を有し、前記圧力調整手段は、前記チ
ャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする。 A film forming apparatus according to one aspect of the present invention includes a chamber in which an object to be film-formed and a target are arranged, and a moving unit that moves a sputtering region for generating sputtered particles from the target in the chamber. A film forming apparatus for forming a film by depositing the sputtered particles on the film formation target while moving the sputtering region by the moving means, and having a pressure adjusting means for adjusting the pressure in the chamber, The pressure adjusting means adjusts the pressure in the chamber according to the position of the sputtering region in the chamber.

本発明の一側面としての成膜方法は、成膜対象物とターゲットが配置されたチャンバを用いた成膜方法であって、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする。 A film forming method according to one aspect of the present invention is a film forming method using a chamber in which an object to be film-formed and a target are arranged, and a sputtering region for generating sputtered particles from the target is moved in the chamber. At the same time, the method includes a film forming step of depositing the sputtered particles on the film forming object to form a film, and in the film forming step, the pressure in the chamber is adjusted according to the position of the sputtering region in the chamber. It is characterized by

本発明の一側面としての電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの製造方法であって、成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するようにチャンバ内に配置する工程と、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする。 An electronic device manufacturing method as one aspect of the present invention is a method for manufacturing an electronic device, which comprises: a film-forming target; and a step of arranging a target in a chamber so as to face the film-forming target, The method includes a film forming step of depositing the sputtered particles on the film forming object to form a film while moving a sputtering region for generating sputtered particles from a target in the chamber. The pressure in the chamber is adjusted according to the position of the sputtering region.

本発明によれば、不均一な圧力分布を有するチャンバ内においてスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行う場合でも、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。 According to the present invention, deterioration of sputtering quality can be suppressed even when sputtering is performed while moving the sputtering region in a chamber having a non-uniform pressure distribution.

（ａ）は実施形態１の成膜装置の構成を模式的に示す図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。(A) is a figure which shows typically the structure of the film-forming apparatus of Embodiment 1, (b) is a side view of (a). 磁石ユニットの構成を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a magnet unit typically. 実施形態１の圧力調整の流れを示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a flow of pressure adjustment of the first embodiment. （ａ）は実施形態２の成膜装置の構成を模式的に示す図、（ｂ）〜（ｄ）は磁石ユニットの移動を示す図である。(A) is a figure which shows the structure of the film-forming apparatus of Embodiment 2 typically, (b)-(d) is a figure which shows movement of a magnet unit. 実施形態３の成膜装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows the structure of the film-forming apparatus of Embodiment 3 typically. 実施形態６の成膜装置の構成を模式的に示す図であり、（ａ）はＴ−Ｓ距離が小さい場合を、（ｂ）はＴ−Ｓ距離が大きい場合を示している。It is a figure which shows the structure of the film-forming apparatus of Embodiment 6 typically, (a) shows the case where TS distance is small, (b) has shown the case where TS distance is large. 有機ＥＬ素子の一般的な層構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows the general layered structure of an organic EL element typically.

以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲はそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成およびソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the following embodiments merely exemplify the preferable configurations of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to those configurations. Further, in the following description, the hardware configuration and software configuration of the device, the processing flow, the manufacturing conditions, the dimensions, the material, the shape, etc., limit the scope of the present invention to them unless otherwise specified. It isn't meant.

本発明は、基板等の成膜対象物に薄膜、特に無機薄膜を形成するために好適である。本発明は、成膜装置およびその制御方法、成膜方法としても捉えられる。本発明はまた、電子デバイスの製造装置や電子デバイスの製造方法としても捉えられる。本発明はまた、制御方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for forming a thin film, particularly an inorganic thin film, on a film-forming target such as a substrate. The present invention can also be understood as a film forming apparatus, a control method thereof, and a film forming method. The present invention can also be understood as an electronic device manufacturing apparatus or an electronic device manufacturing method. The present invention can also be understood as a program that causes a computer to execute the control method and a storage medium that stores the program. The storage medium may be a computer-readable non-transitory storage medium.

［実施形態１］
図面を参照して、実施形態１の成膜装置１の基本的な構成について説明する。成膜装置１は、半導体デバイス、磁気デバイス、電子部品などの各種電子デバイスや、光学部品な
どの製造において基板（基板上に積層体が形成されているものも含む）上に薄膜を堆積形成するために用いられる。より具体的には、成膜装置１は、発光素子や光電変換素子、タッチパネルなどの電子デバイスの製造において好ましく用いられる。中でも、本実施形態に係る成膜装置１は、有機ＥＬ（ＥｒｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの有機発光素子や、有機薄膜太陽電池などの有機光電変換素子の製造において特に好ましく用いられる。本発明における電子デバイスは、発光素子を備えた表示装置（例えば有機ＥＬ表示装置）や照明装置（例えば有機ＥＬ照明装置）、光電変換素子を備えたセンサ（例えば有機ＣＭＯＳイメージセンサ）も含むものである。 [Embodiment 1]
A basic configuration of the film forming apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. The film forming apparatus 1 deposits and forms a thin film on a substrate (including a laminated body formed on a substrate) in the production of various electronic devices such as semiconductor devices, magnetic devices, electronic components, and optical components. Used for. More specifically, the film forming apparatus 1 is preferably used in manufacturing electronic devices such as light emitting elements, photoelectric conversion elements, and touch panels. Among them, the film forming apparatus 1 according to the present embodiment is particularly preferably used for manufacturing an organic light emitting element such as an organic EL (Electro Luminescence) element, or an organic photoelectric conversion element such as an organic thin film solar cell. The electronic device in the present invention also includes a display device (for example, an organic EL display device) including a light emitting element, a lighting device (for example, an organic EL lighting device), and a sensor (for example, an organic CMOS image sensor) including a photoelectric conversion element.

＜有機ＥＬ素子＞
図７は、有機ＥＬ素子の一般的な層構成を模式的に示している。図７に示す一般的な有機ＥＬ素子は、基板（成膜対象物６）に陽極６０１、正孔注入層６０２、正孔輸送層６０３、有機発光層６０４、電子輸送層６０５、電子注入層６０６、陰極６０７がこの順番に成膜された構成である。本実施形態に係る成膜装置１は、有機膜上に、スパッタリングによって、電子注入層や電極（陰極）に用いられる金属や金属酸化物等の積層被膜を成膜する際に好適に用いられる。また、有機膜上への成膜に限定されず、金属材料や酸化物材料等のスパッタで成膜可能な材料の組み合わせであれば、多様な面に積層成膜が可能である。さらに、本発明は金属材料や酸化物材料による成膜に限定されず、有機材料による成膜にも適用可能である。成膜の際に所望のマスクパターンを有するマスクを用いることにより、成膜される各層を任意に構成できる。 <Organic EL device>
FIG. 7 schematically shows a general layered structure of an organic EL element. In the general organic EL device shown in FIG. 7, an anode 601, a hole injecting layer 602, a hole transporting layer 603, an organic light emitting layer 604, an electron transporting layer 605, an electron injecting layer 606 are provided on a substrate (film formation target 6). The cathode 607 is formed in this order. The film forming apparatus 1 according to the present embodiment is suitably used when forming a laminated coating film of a metal or a metal oxide used for an electron injection layer or an electrode (cathode) on an organic film by sputtering. Further, the film formation is not limited to the organic film formation, and a stacked film formation can be performed on various surfaces as long as it is a combination of materials such as a metal material and an oxide material that can be formed by sputtering. Furthermore, the present invention is not limited to the film formation using a metal material or an oxide material, and can be applied to the film formation using an organic material. By using a mask having a desired mask pattern at the time of film formation, each layer to be formed can be arbitrarily configured.

＜装置構成＞
図１（ａ）は、本実施形態の成膜装置１の構成を示す模式図である。成膜装置１は、基板である成膜対象物６を内部に収容可能である。成膜装置１は、ターゲット２が内部に配置されるチャンバ１０と、チャンバ１０内の、ターゲット２を介して成膜対象物６と対向する位置に配置される磁石ユニット３と、を有している。この実施形態では、ターゲット２は円筒形状であり、内部に配置される磁石ユニット３と共に、成膜源として機能する回転カソードユニット８（以下、単に「カソードユニット８」と称することがある）を構成している。なお、ここで言う「円筒形」とは、数学的に厳密な円筒形のみを意味するのではなく、母線が直線ではなく曲線であるものや、中心軸に垂直な断面が数学的に厳密な「円」ではないものも含む。すなわち、本発明におけるターゲット２は、中心軸を軸に回転可能な略円筒形状であればよい。 <Device configuration>
FIG. 1A is a schematic diagram showing the configuration of the film forming apparatus 1 of this embodiment. The film forming apparatus 1 is capable of accommodating a film forming object 6 which is a substrate therein. The film forming apparatus 1 includes a chamber 10 in which a target 2 is arranged, and a magnet unit 3 arranged in the chamber 10 at a position facing the film formation target 6 through the target 2. There is. In this embodiment, the target 2 has a cylindrical shape, and constitutes a rotating cathode unit 8 (hereinafter, simply referred to as “cathode unit 8”) that functions as a film forming source together with the magnet unit 3 arranged inside. doing. The term "cylindrical" used here does not mean only a mathematically strict cylindrical shape, but a generatrix in which the generatrix is a curve rather than a straight line, and a cross section perpendicular to the central axis is mathematically strict. Including those that are not "yen". That is, the target 2 in the present invention may have a substantially cylindrical shape that is rotatable about the central axis.

成膜が行われる前に、成膜対象物６がマスク６ｂとアライメントされホルダ６ａにより保持される。ホルダ６ａは、成膜対象物６を静電気力によって吸着保持するための静電チャックを備えていてもよく、成膜対象物６を挟持するクランプ機構を備えていてもよい。また、ホルダ６ａは、成膜対象物６の背面からマスク６ｂを引き寄せるためのマグネット板を備えていてもよい。成膜工程においては、カソードユニット８のターゲット２が、その回転中心軸を中心に回転しながら、回転中心軸に対して直交方向に移動する。一方、磁石ユニット３は、ターゲット２と異なり回転せず、常にターゲット２の成膜対象物６と対向する表面側に漏洩磁場を生成し、ターゲット２の近傍の電子密度を高くしてスパッタする。この漏洩磁場が生成される領域が、スパッタ粒子が発生するスパッタリング領域Ａ１である。ターゲット２のスパッタリング領域Ａ１が、カソードユニット８の移動と共にチャンバ１０に対して移動することで、成膜対象物６の全体に順次成膜が行われる。ここでは磁石ユニット３は回転しないものとしたが、これに限定はされず、磁石ユニット３も回転または揺動してもよい。 Before the film formation, the film formation target 6 is aligned with the mask 6b and held by the holder 6a. The holder 6a may be provided with an electrostatic chuck for attracting and holding the film-forming target 6 by electrostatic force, or may be provided with a clamp mechanism for sandwiching the film-forming target 6. Further, the holder 6a may include a magnet plate for attracting the mask 6b from the back surface of the film formation target 6. In the film forming process, the target 2 of the cathode unit 8 moves in a direction orthogonal to the rotation center axis while rotating around the rotation center axis. On the other hand, unlike the target 2, the magnet unit 3 does not rotate, and always generates a leakage magnetic field on the surface side of the target 2 facing the film formation target 6 to increase the electron density in the vicinity of the target 2 for sputtering. The region where the leakage magnetic field is generated is the sputtering region A1 where sputtered particles are generated. By moving the sputtering area A1 of the target 2 with respect to the chamber 10 along with the movement of the cathode unit 8, film formation is sequentially performed on the entire film formation target 6. Although the magnet unit 3 is not rotated here, the present invention is not limited to this, and the magnet unit 3 may also be rotated or swung.

ホルダ６ａに保持された成膜対象物６は、チャンバ１０の天井壁１０ｄ側に水平に配置されている。成膜対象物６は、例えば、チャンバ１０の側壁に設けられた一方のゲートバルブ１７から搬入されて成膜され、成膜後、チャンバ１０の他方の側壁に設けられたゲー
トバルブ１８から搬出される。図では、成膜対象物６の成膜面が重力方向下方を向いた状態で成膜が行われるデポアップの構成となっている。しかし、成膜対象物６がチャンバ１０の底面側に配置されてその上方にカソードユニット８が配置され、成膜対象物６の成膜面が重力方向上方を向いた状態で成膜が行われる、デポダウンの構成であってもよい。あるいは、成膜対象物６が垂直に立てられた状態、すなわち、成膜対象物６の成膜面が重力方向と平行な状態で成膜が行われる構成であってもよい。また、成膜対象物６は、ゲートバルブ１７および１８のいずれか一方からチャンバ１０に搬入されて成膜され、成膜後、搬入の際に通過したゲートバルブから搬出されてもよい。 The film-forming target 6 held by the holder 6a is horizontally arranged on the ceiling wall 10d side of the chamber 10. The film formation target 6 is carried in, for example, from one gate valve 17 provided on the side wall of the chamber 10 to form a film, and after the film formation, is carried out from a gate valve 18 provided on the other side wall of the chamber 10. It In the figure, the deposition is performed in such a manner that the deposition surface of the deposition target 6 faces downward in the direction of gravity. However, the film-forming target 6 is arranged on the bottom surface side of the chamber 10 and the cathode unit 8 is arranged above the chamber 10, and the film-forming is performed with the film-forming surface of the film-forming target 6 facing upward in the direction of gravity. Alternatively, the depot down configuration may be used. Alternatively, the configuration may be such that the film formation target 6 is set upright, that is, the film formation surface of the film formation target 6 is parallel to the gravity direction. Further, the film formation target 6 may be carried into the chamber 10 from either one of the gate valves 17 and 18 to form a film, and after the film formation, the film formation target 6 may be carried out from the gate valve that has passed when carrying in.

図１（ａ）で示したように、本実施形態では、チャンバ１０のＸ軸方向の両端部にガス導入手段１６（後述）と接続される導入口４１，４２が配置され、中央部に排気手段１５（後述）と接続される排気口５が配置されている。 As shown in FIG. 1A, in this embodiment, inlets 41 and 42 connected to gas introducing means 16 (described later) are arranged at both ends in the X-axis direction of the chamber 10, and exhaust gas is provided at the center. An exhaust port 5 connected to a means 15 (described later) is arranged.

図１（ｂ）は、図１（ａ）の成膜装置１を別の方向から見た側面図である。カソードユニット８は、両端が移動台２３０上に固定されたサポートブロック２１０とエンドブロック２２０によって支持されている。カソードユニット８の円筒形状のターゲット２は回転可能であり、その内部の磁石ユニット３は固定状態で支持されている。 FIG. 1B is a side view of the film forming apparatus 1 of FIG. 1A viewed from another direction. The cathode unit 8 is supported by a support block 210 and end blocks 220, both ends of which are fixed on a moving table 230. The cylindrical target 2 of the cathode unit 8 is rotatable, and the magnet unit 3 therein is supported in a fixed state.

移動台２３０は、リニアベアリング等の搬送ガイド２４０を介して、一対の案内レール２５０に沿って移動可能に支持されている。カソードユニット８は、その回転軸ＮをＹ軸方向に延伸した状態で、回転軸を中心に回転しながら、成膜対象物６に対向する移動領域内を、案内レール２５０に沿って移動する（図１（ａ）の白抜き矢印）。 The moving table 230 is movably supported along a pair of guide rails 250 via a transfer guide 240 such as a linear bearing. The cathode unit 8 moves along the guide rail 250 in a movement region facing the film formation target 6 while rotating around the rotation axis with the rotation axis N thereof extending in the Y-axis direction ( The white arrow in FIG. 1A).

ターゲット２は、回転手段であるターゲット駆動装置１１によって回転駆動される。ターゲット駆動装置１１としては、モータ等の駆動源を有し、動力伝達機構を介してターゲット２に動力を伝達する一般的な駆動機構を利用できる。ターゲット駆動装置１１は、サポートブロック２１０またはエンドブロック２２０に搭載されていてもよい。 The target 2 is rotationally driven by a target driving device 11 that is a rotating unit. As the target drive device 11, a general drive mechanism having a drive source such as a motor and transmitting power to the target 2 via a power transmission mechanism can be used. The target driving device 11 may be mounted on the support block 210 or the end block 220.

移動台２３０は、移動台駆動装置１２によって、案内レール２５０に沿って駆動される。本実施形態では、移動台２３０が移動することによってターゲット２を含むカソードユニット８がチャンバ１０内で移動し、これに伴ってスパッタリング領域Ａ１がチャンバ１０内で移動する。したがって、本実施形態における移動台駆動装置１２は、スパッタリング領域Ａ１をチャンバ１０内で移動させる移動手段である。移動台駆動装置１２については、回転モータの回転運動を駆動力に変換するボールねじ等を用いたねじ送り機構、リニアモータ等、公知の種々の運動機構を用いることができる。図示例の移動台駆動装置１２は、ターゲットの長手方向（Ｙ軸方向）と交差する方向（Ｘ軸方向）にターゲットを移動させる。前記スパッタリング領域を移動させる移動台２３０のターゲット移動方向の前後に防着板２６１，２６２を設けてもよい。なお、案内レール２５０や移動台２３０、制御部１４を移動手段に含めて考えてもよい。 The moving table 230 is driven by the moving table driving device 12 along the guide rail 250. In the present embodiment, the moving unit 230 moves to move the cathode unit 8 including the target 2 in the chamber 10, and the sputtering area A1 moves in the chamber 10 accordingly. Therefore, the moving table driving device 12 in the present embodiment is a moving unit that moves the sputtering area A1 in the chamber 10. For the moving base drive device 12, various known movement mechanisms such as a screw feed mechanism using a ball screw or the like for converting the rotational movement of the rotation motor into a driving force, a linear motor, or the like can be used. The moving table drive device 12 of the illustrated example moves the target in a direction (X-axis direction) intersecting the longitudinal direction (Y-axis direction) of the target. The deposition prevention plates 261 and 262 may be provided before and after the moving table 230 that moves the sputtering region in the target moving direction. The guide rail 250, the moving base 230, and the control unit 14 may be included in the moving means.

ターゲット２は、成膜対象物６に成膜を行う成膜材料の供給源として機能する。ターゲット２の材質として例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉなどの金属単体、あるいは、それらの金属元素を含む合金または化合物が挙げられる。あるいは、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＷＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＧＺＯなどの透明導電酸化物であってもよい。これらの成膜材料が形成された層の内側には、別の材料からなるバッキングチューブ２ａの層が形成されている。バッキングチューブ２ａには、ターゲットホルダ（不図示）を介して電源１３が接続される。このとき、ターゲットホルダ（不図示）およびバッキングチューブ２ａは、電源１３から印加されるバイアス電圧（例えば、負電圧）をターゲット２に印加するカソードとして機能する。ただし、バッキングチューブを設けずに、バイアス電圧をターゲットそのものに印加してもよい。なお、チャンバ１０は接地されている
。 The target 2 functions as a supply source of a film forming material for forming a film on the film forming target 6. Examples of the material of the target 2 include simple metals such as Cu, Al, Ti, Mo, Cr, Ag, Au, and Ni, or alloys or compounds containing those metal elements. Alternatively, it may be a transparent conductive oxide such as ITO, IZO, IWO, AZO, GZO, and IGZO. A layer of the backing tube 2a made of another material is formed inside the layer in which these film forming materials are formed. A power supply 13 is connected to the backing tube 2a via a target holder (not shown). At this time, the target holder (not shown) and the backing tube 2a function as a cathode that applies a bias voltage (for example, a negative voltage) applied from the power source 13 to the target 2. However, the bias voltage may be applied to the target itself without providing the backing tube. The chamber 10 is grounded.

磁石ユニット３は、成膜対象物６に向かう方向に磁場を形成する。図２に示すように、磁石ユニット３は、カソードユニット８の回転軸と平行方向に延びる中心磁石３１と、中心磁石３１を取り囲む中心磁石３１とは異極の周辺磁石３２と、ヨーク板３３とを備えている。なお、中心磁石３１は、カソードユニット８の移動方向と交差する方向に延びているということもできる。周辺磁石３２は、中心磁石３１と平行に延びる一対の直線部３２ａ，３２ｂと、直線部３２ａ，３２ｂの両端を連結する転回部３２ｃ，３２ｄとによって構成されている。磁石ユニット３によって形成される磁場は、中心磁石３１の磁極から、周辺磁石３２の直線部３２ａ，３２ｂへ向けてループ状に戻る磁力線を有している。これにより、ターゲット２の表面近傍には、ターゲット２の長手方向に延びたトロイダル型の磁場のトンネルが形成される。この磁場によって、電子が捕捉され、ターゲット２の表面近傍にプラズマを集中させ、スパッタリングの効率が高められている。この磁石ユニットの磁場が漏れるターゲット２の表面の領域が、図１（ａ）においてスパッタ粒子が発生するスパッタリング領域Ａ１として示される。スパッタリング領域Ａ１の近傍のガス圧力が粒子の飛翔距離に影響する。なお、スパッタリング領域Ａ１の近傍の範囲は、必ずしも距離によって限定されるものではなく、求められる成膜の精度に与える影響に応じて適宜規定してよい。 The magnet unit 3 forms a magnetic field in the direction toward the film formation target 6. As shown in FIG. 2, the magnet unit 3 includes a central magnet 31 extending in a direction parallel to the rotation axis of the cathode unit 8, a peripheral magnet 32 having a different pole from the central magnet 31 surrounding the central magnet 31, and a yoke plate 33. Equipped with. It can be said that the central magnet 31 extends in a direction intersecting the moving direction of the cathode unit 8. The peripheral magnet 32 is composed of a pair of linear portions 32a and 32b extending parallel to the central magnet 31, and turning portions 32c and 32d connecting both ends of the linear portions 32a and 32b. The magnetic field formed by the magnet unit 3 has a magnetic field line that returns from the magnetic pole of the central magnet 31 toward the linear portions 32 a and 32 b of the peripheral magnet 32 in a loop shape. As a result, a toroidal magnetic field tunnel extending in the longitudinal direction of the target 2 is formed near the surface of the target 2. Electrons are trapped by this magnetic field, plasma is concentrated near the surface of the target 2, and the efficiency of sputtering is improved. A region of the surface of the target 2 where the magnetic field of the magnet unit leaks is shown as a sputtering region A1 in which sputtered particles are generated in FIG. The gas pressure in the vicinity of the sputtering area A1 affects the flight distance of particles. The range in the vicinity of the sputtering area A1 is not necessarily limited by the distance, and may be appropriately defined depending on the influence on the required film formation accuracy.

チャンバ１０には、ガス導入手段１６および排気手段１５が接続されている。ガス導入手段１６および排気手段１５は圧力調整手段として機能し、制御部１４の制御を受けてスパッタガスの導入や排気を行うことで、チャンバ内部の圧力を調整したり、チャンバ内部を所定の圧力に維持したりする。スパッタガスは、例えば、アルゴン等の不活性ガスや酸素や窒素等の反応性ガスである。本実施形態のガス導入手段１６は、チャンバ１０の両側部に設けられた導入口４１，４２を通じてスパッタガスを導入する。また、真空ポンプ等の排気手段１５は、排気口５を通じてチャンバ１０の内部から外部へ排気を行う。なお、ガス導入手段１６および排気手段１５を制御する制御部１４を圧力調整手段と考えてもよいし、ガス導入手段１６および排気手段１５の少なくとも一方を圧力調整手段と考えてもよい。あるいは、ガス導入手段１６および排気手段１５の少なくとも一方と制御部１４とを含めて圧力調整手段と考えてもよい。詳しくは後述するが、本実施形態では、圧力調整手段はチャンバ１０内におけるスパッタリング領域Ａ１の位置に応じてチャンバ１０内の圧力を調整する。 A gas introduction unit 16 and an exhaust unit 15 are connected to the chamber 10. The gas introducing means 16 and the exhausting means 15 function as pressure adjusting means, and under the control of the controller 14, the sputtering gas is introduced or exhausted to adjust the pressure inside the chamber or to set a predetermined pressure inside the chamber. Or keep it. The sputtering gas is, for example, an inert gas such as argon or a reactive gas such as oxygen or nitrogen. The gas introduction unit 16 of the present embodiment introduces the sputter gas through the introduction ports 41 and 42 provided on both sides of the chamber 10. The exhaust means 15 such as a vacuum pump exhausts the inside of the chamber 10 to the outside through the exhaust port 5. The control unit 14 that controls the gas introducing unit 16 and the exhaust unit 15 may be considered as a pressure adjusting unit, or at least one of the gas introducing unit 16 and the exhaust unit 15 may be considered as a pressure adjusting unit. Alternatively, at least one of the gas introduction unit 16 and the exhaust unit 15 and the control unit 14 may be considered as a pressure adjusting unit. As will be described in detail later, in the present embodiment, the pressure adjusting means adjusts the pressure in the chamber 10 according to the position of the sputtering area A1 in the chamber 10.

ガス導入手段１６は、ガスボンベ等の供給源と、供給源と導入口４１，４２を接続する配管系と、配管系に設けられる各種真空バルブ、マスフローコントローラ等から構成されている。ガス導入手段１６は、マスフローコントローラの流量制御弁によって、ガス導入量を調整可能となっている。流量制御弁は、電磁弁等の、電気的に制御可能な構成となっている。なお、導入口４１，４２を配置する位置は、チャンバの両側壁に限定されず、一方の側壁でもよいし、底壁や天井壁でもよい。また、配管がチャンバ内に延びて、導入口がチャンバ１０内に開口していてもよい。また、各側壁の導入口４１，４２は、それぞれターゲット２の長手方向（Ｙ軸方向）に複数配置されてもよい。 The gas introducing means 16 is composed of a supply source such as a gas cylinder, a pipe system connecting the supply source and the inlets 41 and 42, various vacuum valves provided in the pipe system, a mass flow controller, and the like. The gas introduction unit 16 can adjust the gas introduction amount by a flow rate control valve of the mass flow controller. The flow control valve has an electrically controllable structure such as an electromagnetic valve. The positions at which the inlets 41, 42 are arranged are not limited to the both side walls of the chamber, and may be one side wall, a bottom wall or a ceiling wall. Further, the pipe may extend into the chamber and the introduction port may open in the chamber 10. Further, a plurality of inlets 41, 42 of each side wall may be arranged in the longitudinal direction (Y-axis direction) of the target 2.

排気手段１５は、真空ポンプと、真空ポンプと排気口５を接続する配管系と、配管系に設置されるコンダクタンスバルブ等の電気的に制御可能な流量制御弁を含み、制御弁によって排気量を調整可能な構成である。排気口５を配置する位置は、図示例のような底壁の中央部に限定されず、底壁の端部（側壁寄りの位置）でもよいし、側壁でもよいし、天井壁でもよい。また、配管がチャンバ内に延びて、排気口５がチャンバ１０内に開口していてもよい。 The exhaust means 15 includes a vacuum pump, a piping system connecting the vacuum pump and the exhaust port 5, and an electrically controllable flow control valve such as a conductance valve installed in the piping system. It has an adjustable structure. The position where the exhaust port 5 is arranged is not limited to the central portion of the bottom wall as shown in the illustrated example, and may be the end portion of the bottom wall (position near the side wall), the side wall, or the ceiling wall. Further, the pipe may extend into the chamber and the exhaust port 5 may open in the chamber 10.

図示例では、導入口４１，４２は、カソードユニット８が移動する移動領域の始端側の
側壁１０ｂと、終端側の側壁１０ａに設けられ、排気口５は移動台の移動領域の中央位置の底壁１０ｃ側に設けられている。成膜工程（スパッタ工程）においては、スパッタガスを導入口４から導入しつつ、かつ、排気口５から排気しながら、成膜を行う。 In the illustrated example, the inlets 41 and 42 are provided on the side wall 10b on the start end side and the side wall 10a on the end side of the moving region where the cathode unit 8 moves, and the exhaust port 5 is the bottom of the center position of the moving region of the moving table. It is provided on the wall 10c side. In the film forming process (sputtering process), film formation is performed while introducing the sputtering gas from the introduction port 4 and exhausting it from the exhaust port 5.

成膜装置１は、チャンバ１０の壁部に設けられ、チャンバ１０内の圧力を取得可能な圧力センサ７を有している。圧力センサ７を圧力取得手段だと考えてもよいし、圧力センサと制御部１４を含めて圧力取得手段だと考えてもよい。圧力センサ７は取得した圧力値を制御部１４に送信する。圧力センサ７としては、キャパシタンスマノメータ等の隔膜真空計、ピラニ真空計や熱電対真空計等の熱伝導式真空計、水晶摩擦真空計等の各種真空計が利用可能である。なお、圧力センサ７はチャンバ１０内の圧力を測定できればよく、その設置位置は任意であり、圧力センサ７をチャンバ１０に対して移動可能に設けてもよい。後述するように、本実施形態では圧力センサ７によって測定されたチャンバ１０内の圧力を指標値として用いて、チャンバ１０内の圧力の調整を行い、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を調整する。なお、圧力センサ７をチャンバ１０に対して移動可能に設けている場合、圧力センサ７の位置ごとに、指標圧力値Ｐｉと圧力分布情報とを対応付けた情報を、記憶部に保存しておいてもよい。 The film forming apparatus 1 has a pressure sensor 7 that is provided on the wall of the chamber 10 and that can acquire the pressure inside the chamber 10. The pressure sensor 7 may be considered as a pressure acquisition unit, or the pressure sensor and the control unit 14 may be considered as a pressure acquisition unit. The pressure sensor 7 transmits the acquired pressure value to the control unit 14. As the pressure sensor 7, a diaphragm vacuum gauge such as a capacitance manometer, a heat conduction vacuum gauge such as a Pirani vacuum gauge or a thermocouple vacuum gauge, and various vacuum gauges such as a quartz friction vacuum gauge can be used. The pressure sensor 7 is only required to be able to measure the pressure in the chamber 10, and its installation position is arbitrary, and the pressure sensor 7 may be provided so as to be movable with respect to the chamber 10. As will be described later, in this embodiment, the pressure in the chamber 10 is adjusted by using the pressure in the chamber 10 measured by the pressure sensor 7 as an index value, and the pressure in the vicinity of the sputtering region A1 is adjusted. When the pressure sensor 7 is provided so as to be movable with respect to the chamber 10, information in which the index pressure value Pi and the pressure distribution information are associated with each other for each position of the pressure sensor 7 is stored in the storage unit. You may stay.

＜成膜方法＞
次に、成膜装置１を用いた成膜方法について説明する。本実施形態に係る成膜方法は、成膜工程（スパッタ工程）を含む。成膜工程では、制御部１４にて、ターゲット駆動装置１１を駆動させてターゲット２を回転させ、電源１３からターゲット２にバイアス電圧を印加する。ターゲット２を回転させながらターゲット２にバイアス電圧を印加するとともに、移動台駆動装置１２を駆動し、カソードユニット８を移動領域の始端から所定速度で、所定の方向に移動させる。ターゲット２にバイアス電圧が印加されると、成膜対象物６に対向するターゲット２の表面近傍にプラズマが集中して生成され、プラズマ中の陽イオン状態のガスイオンがターゲット２をスパッタし、飛散したスパッタ粒子が成膜対象物６に堆積する。カソードユニット８の移動に伴って、カソードユニット８の移動方向上流側から下流側に向けて順次、スパッタ粒子は堆積される。これにより成膜対象物上に成膜がなされる。本実施形態では、成膜工程においてスパッタリング領域Ａ１を移動させつつ、カソードユニット８の位置に応じてチャンバ１０内の圧力を調整する。 <Film forming method>
Next, a film forming method using the film forming apparatus 1 will be described. The film forming method according to the present embodiment includes a film forming step (sputtering step). In the film forming process, the control unit 14 drives the target driving device 11 to rotate the target 2 and applies a bias voltage to the target 2 from the power supply 13. A bias voltage is applied to the target 2 while rotating the target 2, and the moving table driving device 12 is driven to move the cathode unit 8 from the starting end of the moving region at a predetermined speed in a predetermined direction. When a bias voltage is applied to the target 2, plasma is concentrated and generated in the vicinity of the surface of the target 2 facing the film-forming target 6, and gas ions in the positive ion state in the plasma sputter the target 2 and scatter. The sputtered particles thus deposited are deposited on the film-forming target 6. With the movement of the cathode unit 8, the sputtered particles are sequentially deposited from the upstream side in the moving direction of the cathode unit 8 toward the downstream side. As a result, a film is formed on the film-forming target. In the present embodiment, the pressure in the chamber 10 is adjusted according to the position of the cathode unit 8 while moving the sputtering area A1 in the film forming process.

＜圧力調整＞
次に、本実施形態に係る成膜装置１による成膜工程中の圧力調整について図面を参照して説明する。図３は、圧力調整の流れを示すフローチャートである。 <Pressure adjustment>
Next, pressure adjustment during the film forming process by the film forming apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a flowchart showing the flow of pressure adjustment.

成膜処理開始後、ステップＳ１０１において、制御部１４は、成膜時のスパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力の目標値である目標圧力値Ｐｔを取得する。目標圧力値Ｐｔは、成膜装置１のユーザによって指定される値であってもよく、制御部１４は、入力部（不図示）を介してユーザからの入力を受け付けてもよい。成膜装置１は、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力（局所圧力値）が、チャンバ１０内におけるスパッタリング領域Ａ１の位置によらずに常に目標圧力値Ｐｔとなるように、チャンバ１０内の圧力の調整を行う。 After starting the film forming process, in step S101, the control unit 14 acquires a target pressure value Pt which is a target value of the pressure in the vicinity of the sputtering region A1 during film formation. The target pressure value Pt may be a value designated by the user of the film forming apparatus 1, and the control unit 14 may receive an input from the user via an input unit (not shown). The film forming apparatus 1 adjusts the pressure in the chamber 10 so that the pressure (local pressure value) in the vicinity of the sputtering region A1 is always the target pressure value Pt regardless of the position of the sputtering region A1 in the chamber 10. I do.

ステップＳ１０２において、制御部１４は、カソードユニット８のチャンバ１０内における位置の情報を取得する。カソードユニット８のチャンバ１０内における位置の情報は、例えば、移動台駆動装置１２から取得することができる。 In step S102, the control unit 14 acquires information on the position of the cathode unit 8 in the chamber 10. The information on the position of the cathode unit 8 in the chamber 10 can be acquired, for example, from the moving table driving device 12.

ステップＳ１０３において、制御部１４は、記憶部（不図示）に記憶されたテーブルや数式を参照し、制御圧力値Ｐｃを決定する。制御圧力値Ｐｃは、目標圧力値Ｐｔと等しい値または異なる値であり、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が目標圧力値Ｐｔとなったときに圧力センサ７で測定される圧力値である。すなわち、圧力センサ７で測定される
圧力値が制御圧力値Ｐｃとなるように排気手段１５およびガス導入手段１６の少なくとも一方を制御することで、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を目標圧力値Ｐｔとすることができる。 In step S103, the control unit 14 determines the control pressure value Pc by referring to the table and the formula stored in the storage unit (not shown). The control pressure value Pc is a value equal to or different from the target pressure value Pt, and is a pressure value measured by the pressure sensor 7 when the pressure in the vicinity of the sputtering region A1 reaches the target pressure value Pt. That is, by controlling at least one of the exhaust means 15 and the gas introducing means 16 so that the pressure value measured by the pressure sensor 7 becomes the control pressure value Pc, the pressure in the vicinity of the sputtering region A1 becomes the target pressure value Pt. can do.

記憶部（不図示）に記憶されたテーブルまたは数式には、圧力センサ７で測定される圧力値（以下、指標圧力値Ｐｉとも称する）ごとに、そのときのチャンバ１０内の圧力分布情報（カソードユニット８の位置と、その位置におけるカソードユニット８の近傍の圧力値と、が対応付けられたテーブルまたは数式）が含まれている。すなわち、記憶部（不図示）は、異なる複数の指標圧力値Ｐｉにそれぞれ対応した複数の圧力分布情報を記憶している。ステップＳ１０３において、制御部１４は、これらの複数のテーブルまたは数式を参照し、ステップＳ１０２において取得したカソードユニット８の位置における圧力値が目標圧力値Ｐｔとなる圧力分布情報を選択する。そして、選択されたテーブルまたは数式に対応する指標圧力値Ｐｉを、制御圧力値Ｐｃとする。なお、ステップＳ１０２において取得したカソードユニット８の位置における圧力値が目標圧力値Ｐｔとなる圧力分布情報が無い場合には、当該圧力値が目標圧力値Ｐｔと最も近くなる圧力分布情報を選択してもよい。 In a table or a mathematical expression stored in a storage unit (not shown), for each pressure value measured by the pressure sensor 7 (hereinafter also referred to as an index pressure value Pi), pressure distribution information (cathode) in the chamber 10 at that time (cathode) A table or a mathematical expression in which the position of the unit 8 and the pressure value in the vicinity of the cathode unit 8 at that position are associated with each other is included. That is, the storage unit (not shown) stores a plurality of pieces of pressure distribution information respectively corresponding to a plurality of different index pressure values Pi. In step S103, the control unit 14 refers to these plural tables or mathematical expressions, and selects pressure distribution information in which the pressure value at the position of the cathode unit 8 acquired in step S102 becomes the target pressure value Pt. Then, the index pressure value Pi corresponding to the selected table or formula is set as the control pressure value Pc. In addition, when there is no pressure distribution information in which the pressure value at the position of the cathode unit 8 acquired in step S102 becomes the target pressure value Pt, the pressure distribution information in which the pressure value is closest to the target pressure value Pt is selected. Good.

圧力分布情報は、カソードユニット８に移動圧力センサ（不図示）を設け、カソードユニット８とともに移動圧力センサ（不図示）を移動させつつ圧力を取得することで、事前に取得しておく。あるいは、チャンバ１０内に複数の圧力センサを設け、複数の圧力センサを用いて圧力を取得することで、事前に取得しておく。もしくは、チャンバ１０の形状、排気口５、導入口４１，４２の位置等に基づくシミュレーションによって、事前に取得しておいてもよい。指標圧力値Ｐｉを変えつつ、この圧力分布情報を複数取得したものが、記憶部（不図示）に記憶されている。 The pressure distribution information is acquired in advance by providing a moving pressure sensor (not shown) in the cathode unit 8 and acquiring the pressure while moving the moving pressure sensor (not shown) together with the cathode unit 8. Alternatively, a plurality of pressure sensors are provided in the chamber 10 and the pressure is obtained using the plurality of pressure sensors, thereby obtaining the pressure in advance. Alternatively, it may be acquired in advance by a simulation based on the shape of the chamber 10, the exhaust port 5, the positions of the inlets 41 and 42, and the like. A plurality of pieces of pressure distribution information acquired while changing the index pressure value Pi is stored in the storage unit (not shown).

ステップＳ１０４において、制御部１４は、ステップＳ１０３において決定された制御圧力値Ｐｃに基づいて、チャンバ１０内の圧力を調整する。具体的には、圧力センサ７で測定される圧力値が制御圧力値Ｐｃとなるように排気手段１５およびガス導入手段１６の少なくとも一方を制御する。制御圧力値Ｐｃは、第１の圧力値に対応する。上述のように、圧力センサ７で測定される圧力値を制御圧力値Ｐｃとすることで、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を目標圧力値Ｐｔとすることができる。これにより、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を常に目標圧力値Ｐｔに維持したまま、スパッタリングが行われる。 In step S104, the control unit 14 adjusts the pressure in the chamber 10 based on the control pressure value Pc determined in step S103. Specifically, at least one of the exhaust means 15 and the gas introduction means 16 is controlled so that the pressure value measured by the pressure sensor 7 becomes the control pressure value Pc. The control pressure value Pc corresponds to the first pressure value. As described above, by setting the pressure value measured by the pressure sensor 7 as the control pressure value Pc, the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 can be set as the target pressure value Pt. As a result, sputtering is performed while the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is always maintained at the target pressure value Pt.

ステップＳ１０５において、制御部１４は、成膜対象物６の成膜が完了したか否かを判定する。判定の結果、成膜が完了していなければステップＳ１０６に進み、カソードユニット８の移動および圧力調整を行いつつ、成膜が継続される。 In step S105, the control unit 14 determines whether the film formation of the film formation target 6 is completed. As a result of the determination, if the film formation is not completed, the process proceeds to step S106, and the film formation is continued while moving the cathode unit 8 and adjusting the pressure.

なお、ステップＳ１０３において目標圧力値Ｐｔおよびカソード位置に基づいて制御圧力値Ｐｃを決定する方法は上述の方法に限定はされない。例えば、記憶部（不図示）は、目標圧力値Ｐｔごとに、カソードユニット８の位置と、その位置においてスパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が目標圧力値Ｐｔとなるような指標圧力値Ｐｉと、が対応付けられたテーブルまたは数式を記憶していてもよい。この場合には、制御部１４がこのテーブルまたは数式を参照することで、カソードユニット８ごとの制御圧力値Ｐｃをより容易に決定することができる。あるいは、目標圧力値Ｐｔが予め定められている場合には、記憶部（不図示）は上述のテーブルまたは数式を一つだけ記憶していてもよい。すなわち、この場合には、制御部１４は、カソードユニット８の位置情報と、カソードユニット８の位置に応じて予め定められた制御圧力値Ｐｃと、に基づいて圧力を調整する。 The method of determining the control pressure value Pc based on the target pressure value Pt and the cathode position in step S103 is not limited to the above method. For example, the storage unit (not shown) stores, for each target pressure value Pt, the position of the cathode unit 8 and the index pressure value Pi such that the pressure in the vicinity of the sputtering region A1 at that position becomes the target pressure value Pt. The associated table or formula may be stored. In this case, the control unit 14 can more easily determine the control pressure value Pc for each cathode unit 8 by referring to this table or the mathematical formula. Alternatively, when the target pressure value Pt is predetermined, the storage unit (not shown) may store only one of the above-mentioned tables or mathematical expressions. That is, in this case, the control unit 14 adjusts the pressure based on the position information of the cathode unit 8 and the control pressure value Pc predetermined according to the position of the cathode unit 8.

あるいは、記憶部（不図示）が記憶している上記テーブルまたは数式は、カソードユニット８の位置と、その位置におけるカソードユニット８の近傍の圧力値を目標圧力値Ｐｔ
とするための排気手段１５およびガス導入手段１６の少なくとも一方の制御量と、を記憶しておいてもよい。上記制御量としては、例えば、排気手段１５と排気口５の間に配置される流量制御弁の開度や、ガス導入手段１６の供給源と導入口４１，４２との間に配置される流量制御弁の開度などが挙げられる。この場合、制御部１４は、ステップＳ１０３で制御圧力値Ｐｃを決定する代わりに、排気手段１５およびガス導入手段１６の少なくとも一方の制御量を決定する。そして、ステップＳ１０４において、制御部１４がステップＳ１０３で決定された制御量で排気手段１５およびガス導入手段１６の少なくとも一方を制御する。 Alternatively, the above table or mathematical formula stored in the storage unit (not shown) is based on the position of the cathode unit 8 and the pressure value in the vicinity of the cathode unit 8 at that position as the target pressure value Pt.
The control amount of at least one of the exhausting means 15 and the gas introducing means 16 for achieving the above may be stored. The control amount is, for example, the opening degree of a flow rate control valve arranged between the exhaust means 15 and the exhaust port 5 or the flow rate arranged between the supply source of the gas introduction means 16 and the introduction ports 41, 42. Examples include the opening degree of the control valve. In this case, the control unit 14 determines the control amount of at least one of the exhaust unit 15 and the gas introduction unit 16 instead of determining the control pressure value Pc in step S103. Then, in step S104, the control unit 14 controls at least one of the exhaust means 15 and the gas introduction means 16 with the control amount determined in step S103.

一般的に真空チャンバの内部には不均一な圧力分布が存在しているため、真空チャンバ内でスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行うと、スパッタリング領域の近傍の圧力が変動する。そのため、成膜される膜の膜厚や膜質にムラが生じてしまう。一方、本実施形態では上述のように、チャンバ１０内におけるスパッタリング領域Ａ１の位置に応じてチャンバ１０内の圧力を調整する。これにより、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を常に略一定に保つことができるため、チャンバ内部のガスの圧力分布が不均一であっても、成膜レートを略一定に保つことができる。その結果、成膜対象物６に成膜される膜の膜厚や膜質のムラを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。 Generally, a non-uniform pressure distribution exists inside the vacuum chamber. Therefore, when sputtering is performed while moving the sputtering region in the vacuum chamber, the pressure in the vicinity of the sputtering region changes. Therefore, unevenness occurs in the film thickness and film quality of the film to be formed. On the other hand, in the present embodiment, as described above, the pressure inside the chamber 10 is adjusted according to the position of the sputtering area A1 inside the chamber 10. As a result, the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 can always be kept substantially constant, so that the film formation rate can be kept substantially constant even if the gas pressure distribution inside the chamber is non-uniform. As a result, it is possible to reduce the unevenness of the film thickness and the film quality of the film formed on the film formation target 6 and suppress the deterioration of the sputtering quality.

［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２について説明する。以下、実施形態１との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。 [Embodiment 2]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The following description will be focused on the differences from the first embodiment, and the same components will be assigned the same reference numerals to simplify the description.

図４（ａ）は、本実施形態の成膜装置１を示している。成膜装置１には、円筒状のターゲットを使用した回転カソードユニットではなく、平板形状のターゲット３０２を使用したプレーナカソードユニット３０８が用いられている。プレーナカソードユニット３０８は、成膜対象物６と平行に配置されたターゲット３０２を有し、このターゲット３０２の成膜対象物６と反対側に磁場発生手段である磁石ユニット３が配置されている。また、ターゲット３０２の成膜対象物６とは反対側の面には、電源１３から電力が印加されるバッキングプレート３０２ａが設けられている。バッキングプレート３０２ａに電力が印加されることで、スパッタリング領域Ａ１からスパッタ粒子が放出される。プレーナカソードユニット３０８は、移動台２３０の上面に設置されている。 FIG. 4A shows the film forming apparatus 1 of this embodiment. The film forming apparatus 1 uses a planar cathode unit 308 that uses a flat plate-shaped target 302 instead of a rotating cathode unit that uses a cylindrical target. The planar cathode unit 308 has a target 302 arranged in parallel with the film-forming target 6, and the magnet unit 3 as a magnetic field generating unit is arranged on the side of the target 302 opposite to the film-forming target 6. A backing plate 302a to which electric power is applied from the power source 13 is provided on the surface of the target 302 opposite to the film formation target 6. By applying power to the backing plate 302a, sputtered particles are emitted from the sputtering area A1. The planar cathode unit 308 is installed on the upper surface of the moving table 230.

成膜工程においては、プレーナカソードユニット３０８が、成膜対象物６の成膜面に対向する移動領域上を、案内レール２５０に沿って、ターゲット３０２の長手方向に対して直交方向（図中、Ｘ軸方向）に移動する。ターゲット３０２の成膜対象物６と対向する表面近傍が、磁石ユニット３によって生成される磁場によって電子密度を高められ、スパッタ粒子が発生するスパッタリング領域Ａ１である。成膜工程においては、プレーナカソードユニット３０８の移動とともに、スパッタリング領域Ａ１が成膜対象物６の成膜面に沿って移動し、成膜対象物６に順次成膜する In the film forming step, the planar cathode unit 308 is arranged on the moving region facing the film forming surface of the film forming object 6 along the guide rail 250 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the target 302 (in the figure, Move in the X-axis direction). The vicinity of the surface of the target 302 facing the film formation target 6 is a sputtering region A1 in which the electron density is increased by the magnetic field generated by the magnet unit 3 and sputtered particles are generated. In the film forming step, the sputtering area A1 moves along the film forming surface of the film forming object 6 along with the movement of the planar cathode unit 308, and the film forming object 6 is sequentially formed with a film.

なお、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に示すように、プレーナカソードユニット３０８内において、磁石ユニット３が、ターゲット３０２に対して相対移動可能となっていてもよい。このようにすれば、スパッタリング領域Ａ１をターゲット３０２に対して相対的にずらすことができ、ターゲット３０２の利用効率を高めることができる。 Note that, as shown in FIGS. 4B to 4D, the magnet unit 3 may be movable in the planar cathode unit 308 relative to the target 302. By doing so, the sputtering region A1 can be relatively displaced with respect to the target 302, and the utilization efficiency of the target 302 can be improved.

本実施形態でも実施形態１と同様に、スパッタリング領域Ａ１の位置に応じて（本実施形態ではプレーナカソードユニット３０８の位置に応じて）チャンバ１０内の圧力を調整する。これにより、本実施形態のようにプレーナカソードユニット３０８を用いる場合であっても、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を常に略一定に保つことができる。その
ため、チャンバ内部のガスの圧力分布が不均一であっても、成膜レートを略一定に保つことができる。その結果、成膜対象物６に生成される膜の膜厚や膜質のむらを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。 In this embodiment as well, as in Embodiment 1, the pressure in the chamber 10 is adjusted according to the position of the sputtering region A1 (in this embodiment, according to the position of the planar cathode unit 308). As a result, even when the planar cathode unit 308 is used as in this embodiment, the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 can always be kept substantially constant. Therefore, even if the gas pressure distribution inside the chamber is non-uniform, the film formation rate can be kept substantially constant. As a result, it is possible to reduce the unevenness of the film thickness and film quality of the film formed on the film-forming target 6 and suppress the deterioration of sputtering quality.

［実施形態３］
次に、本発明の実施形態３について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, description will be made focusing on differences from the above-described embodiments, and the same reference numerals will be given to the same components to simplify the description.

図５は、本実施形態の成膜装置１を示している。上述した図４（ｂ）〜図４（ｄ）においては、プレーナカソードユニット内の磁石ユニット３が、ターゲット３０２に対して相対移動可能となっていた。本実施形態では、平板形状のターゲット４０２がＸ軸方向およびＹ軸方向の両方において成膜対象物６よりも大きく、チャンバ１０に対して固定されて設けられている。また、磁場発生手段としての磁石ユニット３が、チャンバ１０に固定されたターゲット４０２に対して（すなわち、チャンバ１０に対して）移動する。これに伴い、ターゲット４０２のターゲット粒子が放出されるスパッタリング領域Ａ１も成膜対象物６に対して移動する。 FIG. 5 shows the film forming apparatus 1 of this embodiment. In FIGS. 4B to 4D described above, the magnet unit 3 in the planar cathode unit can be moved relative to the target 302. In the present embodiment, the plate-shaped target 402 is larger than the film formation target 6 in both the X-axis direction and the Y-axis direction, and is fixed to the chamber 10. Further, the magnet unit 3 as the magnetic field generating means moves with respect to the target 402 fixed in the chamber 10 (that is, with respect to the chamber 10). Along with this, the sputtering region A1 of the target 402 where the target particles are emitted also moves with respect to the film-forming target 6.

ターゲット４０２は、真空領域と大気圧領域の境界部分に配置され、磁石ユニット３はチャンバ１０外の大気中に置かれる。すなわち、図５に示すように、ターゲット４０２は、チャンバ１０の底壁１０ｃに設けられた開口部１０ｃ１を気密に塞ぐように配置される。ターゲット４０２はチャンバ１０の内部空間に面し、成膜対象物６と対向している。ターゲット４０２の成膜対象物６とは反対側の面には、電源１３から電力が印加されるバッキングプレート４０２ａが設けられており、バッキングプレート４０２ａは外部空間に面している。なお、ここではターゲット４０２が真空領域と大気圧領域の境界部分に配置されるものとしたが、これに限定はされず、ターゲット４０２と大気圧領域との間に別の部材を設けてもよく、ターゲット４０２をチャンバ１０の底壁１０ｃに配置してもよい。 The target 402 is placed at the boundary between the vacuum region and the atmospheric pressure region, and the magnet unit 3 is placed in the atmosphere outside the chamber 10. That is, as shown in FIG. 5, the target 402 is arranged so as to hermetically close the opening 10c1 provided in the bottom wall 10c of the chamber 10. The target 402 faces the internal space of the chamber 10 and faces the film formation target 6. A backing plate 402a to which power is applied from the power source 13 is provided on the surface of the target 402 opposite to the film formation target 6, and the backing plate 402a faces the external space. Although the target 402 is arranged at the boundary between the vacuum region and the atmospheric pressure region here, the present invention is not limited to this, and another member may be provided between the target 402 and the atmospheric pressure region. The target 402 may be arranged on the bottom wall 10c of the chamber 10.

磁石ユニット３は、チャンバ１０の外に配置され、圧力センサ７はチャンバ１０内に配置される。磁石ユニット３は、チャンバ１０の外で、磁石ユニット移動装置４３０に支持され、ターゲット４０２に沿ってＸ軸方向に移動可能となっている。磁石ユニット３は、マグネット駆動装置１２１が磁石ユニット移動装置４３０を駆動することによって駆動される。磁石ユニット移動装置４３０は、磁石ユニット３をＸ軸方向に直線案内する装置であり、特に図示しないが、磁石ユニット３を支持する移動台と移動台を案内するレール等のガイド等によって構成される。この磁石ユニット３の移動によって、スパッタリング領域Ａ１がＸ軸方向に移動していく。磁石ユニット３は制御部１４によって制御されて移動し、制御部１４は、圧力センサ７が測定した圧力値を随時取得する。 The magnet unit 3 is arranged outside the chamber 10, and the pressure sensor 7 is arranged inside the chamber 10. The magnet unit 3 is supported by the magnet unit moving device 430 outside the chamber 10 and is movable along the target 402 in the X-axis direction. The magnet unit 3 is driven by the magnet driving device 121 driving the magnet unit moving device 430. The magnet unit moving device 430 is a device that linearly guides the magnet unit 3 in the X-axis direction, and is composed of a moving base that supports the magnet unit 3 and a guide such as a rail that guides the moving base, although not particularly shown. .. The movement of the magnet unit 3 causes the sputtering area A1 to move in the X-axis direction. The magnet unit 3 moves under the control of the control unit 14, and the control unit 14 acquires the pressure value measured by the pressure sensor 7 at any time.

本実施形態では、カソードユニット８が移動する移動領域の始端側の側壁１０ｂに導入口４２が配置され、終端側の側壁１０ａに排気口５が配置されている。したがって、チャンバ１０内には、始端側の側壁１０ｂの近傍で圧力が高く、終端側の側壁１０ａの近傍で圧力が低い圧力分布が存在している。なお、導入口や排気口の位置や数はこの例に限られない。 In the present embodiment, the introduction port 42 is arranged on the side wall 10b on the start end side of the moving region where the cathode unit 8 moves, and the exhaust port 5 is arranged on the side wall 10a on the end side. Therefore, in the chamber 10, there is a pressure distribution in which the pressure is high in the vicinity of the side wall 10b on the start end side and is low in the vicinity of the side wall 10a on the end side. The positions and the numbers of the inlets and the exhaust ports are not limited to this example.

本実施形態でも上記の各実施形態と同様に、スパッタリング領域Ａ１の位置に応じて（本実施形態では磁石ユニット３の位置に応じて）チャンバ１０内の圧力を調整する。これにより、本実施形態の場合にも、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力を常に略一定に保つことができる。そのため、チャンバ内部のガスの圧力分布が不均一であっても、成膜レートを略一定に保つことができる。その結果、成膜対象物６に生成される膜の膜厚や膜質のむらを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。 Also in this embodiment, the pressure in the chamber 10 is adjusted according to the position of the sputtering region A1 (in accordance with the position of the magnet unit 3 in this embodiment), as in the above embodiments. As a result, also in the case of the present embodiment, the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 can always be kept substantially constant. Therefore, even if the gas pressure distribution inside the chamber is non-uniform, the film formation rate can be kept substantially constant. As a result, it is possible to reduce the unevenness of the film thickness and film quality of the film formed on the film-forming target 6 and suppress the deterioration of sputtering quality.

［実施形態４］
次に、本発明の実施形態４について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。 [Embodiment 4]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, description will be made focusing on differences from the above-described embodiments, and the same reference numerals will be given to the same components to simplify the description.

本実施形態の成膜装置１の構成は、実施形態１の成膜装置１と同様である。本実施形態では、成膜工程中に、チャンバ内の圧力の調整を行うことに加えて、ターゲット２に供給する電力の調整を行う。 The configuration of the film forming apparatus 1 of this embodiment is the same as that of the film forming apparatus 1 of the first embodiment. In the present embodiment, during the film forming process, in addition to adjusting the pressure inside the chamber, the electric power supplied to the target 2 is adjusted.

成膜装置１は、ターゲット２に電力を供給する電力供給手段を有する。上述のように、ターゲット２には、バッキングチューブ２ａを介してまたは直接、電源１３からバイアス電圧が印加され、これにより電力が供給される。したがって、本実施形態における電力供給手段は電源１３を含む。また、電源１３は制御部１４によって制御され、制御部１４によって指示された電力をターゲット２に供給するため、本実施形態における電力供給手段に制御部１４を含めて考えてもよい。あるいは、電力供給手段には電源１３を含めずに、制御部１４のみを含めて考えてもよい。 The film forming apparatus 1 has a power supply unit that supplies power to the target 2. As described above, the target 2 is supplied with the bias voltage from the power supply 13 via the backing tube 2a or directly, and thereby the power is supplied. Therefore, the power supply means in this embodiment includes the power supply 13. Further, since the power supply 13 is controlled by the control unit 14 and supplies the power instructed by the control unit 14 to the target 2, the power supply unit in the present embodiment may include the control unit 14. Alternatively, the power supply unit may include only the control unit 14 without including the power supply 13.

成膜工程において、電力供給手段は、ターゲット２に供給する電力を変化させる。具体的には、電力供給手段は図１の構成において、ターゲット２に供給する電力を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に高いカソードユニット８の移動経路の始端側および終端側で大きくなるように変化させる。また、ターゲット２に供給する電力を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に低いカソードユニット８の移動経路の中央部で小さくなるように変化させる。すなわち、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力であるときにターゲット２に第１の電力を供給する。そして、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力よりも高い第２の圧力であるときには第１の電力よりも大きい第２の電力を供給する。 In the film forming process, the power supply unit changes the power supplied to the target 2. Specifically, in the configuration of FIG. 1, the power supply unit increases the power supplied to the target 2 on the start end side and the end end side of the moving path of the cathode unit 8 where the pressure in the vicinity of the sputtering region A1 is relatively high. To change. Further, the electric power supplied to the target 2 is changed so as to be small in the central portion of the moving path of the cathode unit 8 where the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is relatively low. That is, the first power is supplied to the target 2 when the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is the first pressure. Then, when the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is the second pressure higher than the first pressure, the second electric power larger than the first electric power is supplied.

これにより、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が高くスパッタ粒子の平均自由行程が短くなるときには、より大きな電力が供給されるため、スパッタリング領域Ａ１から放出されるスパッタ粒子の量が増加する。また、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が低くスパッタ粒子の平均自由行程が長くなるときには、より小さな電力が供給されるため、スパッタリング領域Ａ１から放出されるスパッタ粒子の量が減少する。本実施形態ではこのように、チャンバ内の圧力の調整に加えて供給電力を調整することで、平均自由行程を制御することに加えて、放出されるスパッタ粒子の量を制御できる。この結果、単にチャンバ内の圧力の調整を行う場合に比べて、より容易に成膜レートを一定に保つことができる。よって、本実施形態によっても、成膜対象物６に生成される膜の膜厚や膜質のむらを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。 Thus, when the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is high and the mean free path of the sputtered particles is short, a larger amount of electric power is supplied, so that the amount of sputtered particles emitted from the sputtering area A1 increases. Further, when the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is low and the mean free path of the sputtered particles is long, a smaller amount of electric power is supplied, so that the amount of sputtered particles emitted from the sputtering area A1 is reduced. In this embodiment, in this way, by adjusting the supply power in addition to adjusting the pressure in the chamber, it is possible to control the mean free path and also the amount of sputtered particles to be emitted. As a result, the film forming rate can be kept constant more easily than when the pressure inside the chamber is simply adjusted. Therefore, according to the present embodiment as well, it is possible to reduce the unevenness of the film thickness and the film quality of the film formed on the film-forming target 6 and suppress the deterioration of the sputtering quality.

［実施形態５］
次に、本発明の実施形態５について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。 [Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the invention will be described. Hereinafter, description will be made focusing on differences from the above-described embodiments, and the same reference numerals will be given to the same components to simplify the description.

本実施形態の成膜装置１の構成は、実施形態１の成膜装置１と同様である。本実施形態では、成膜工程中に、チャンバ内の圧力の調整を行うことに加え、スパッタリング領域Ａ１の移動速度の調整を行う。なお、スパッタリング領域Ａ１の移動速度は、磁石ユニット３がターゲット２に対して固定されている場合には、カソードユニット８の移動速度と同様に考えることができる。また、磁石ユニット３がターゲット２に対して移動する場合には、スパッタリング領域Ａ１の移動速度は、カソードユニット８の移動速度と磁石ユニット３の移動速度の合成速度と同様に考えることができる。 The configuration of the film forming apparatus 1 of this embodiment is the same as that of the film forming apparatus 1 of the first embodiment. In the present embodiment, in addition to adjusting the pressure in the chamber during the film forming process, the moving speed of the sputtering area A1 is adjusted. The moving speed of the sputtering area A1 can be considered as the moving speed of the cathode unit 8 when the magnet unit 3 is fixed to the target 2. Further, when the magnet unit 3 moves with respect to the target 2, the moving speed of the sputtering area A1 can be considered as the combined speed of the moving speed of the cathode unit 8 and the moving speed of the magnet unit 3.

成膜工程において、移動手段は、スパッタリング領域Ａ１の移動速度を変化させる。具
体的には、移動手段は図１の構成において、スパッタリング領域Ａ１の移動速度を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に高いカソードユニット８の移動経路の始端側および終端側で小さくなるように変化させる。また、スパッタリング領域Ａ１の移動速度を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に低いカソードユニット８の移動経路の中央部で大きくなるように変化させる。すなわち、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力であるときにスパッタリング領域Ａ１を第１の移動速度で移動させる。そして、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力よりも高い第２の圧力であるときにはスパッタリング領域Ａ１を第１の移動速度よりも小さい第２の移動速度で移動させる。 In the film forming step, the moving means changes the moving speed of the sputtering area A1. Specifically, in the configuration shown in FIG. 1, the moving means reduces the moving speed of the sputtering area A1 on the starting end side and the terminal end side of the moving path of the cathode unit 8 where the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is relatively high. Change to. Further, the moving speed of the sputtering area A1 is changed so as to increase at the center of the moving path of the cathode unit 8 where the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is relatively low. That is, when the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is the first pressure, the sputtering area A1 is moved at the first moving speed. Then, when the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is the second pressure higher than the first pressure, the sputtering area A1 is moved at the second moving speed lower than the first moving speed.

これにより、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が高くスパッタ粒子の平均自由行程が短くなるときには、成膜対象物６の所定の領域と対向する領域内にスパッタリング領域Ａ１が滞在する時間が長くなる。また、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が低くスパッタ粒子の平均自由行程が長くなるときには、成膜対象物６の所定の領域と対向する領域内にスパッタリング領域Ａ１が滞在する時間が短くなる。本実施形態ではこのように、チャンバ内の圧力の調整に加えてスパッタリング領域Ａ１の移動速度を調整することで、平均自由行程を制御することに加えて、成膜対象物６の所定の領域に成膜する時間を制御できる。この結果、単にチャンバ内の圧力の調整を行う場合に比べて、より容易に成膜レートを一定に保つことができる。よって、本実施形態によっても、成膜対象物６に生成される膜の膜厚や膜質のむらを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。 Thereby, when the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is high and the mean free path of the sputtered particles is short, the sputtering area A1 stays in the area facing the predetermined area of the film-forming target 6 for a long time. When the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is low and the mean free path of sputtered particles is long, the time during which the sputtering area A1 stays in the area of the film formation target 6 facing the predetermined area becomes short. In this embodiment, in this way, in addition to controlling the pressure in the chamber, the moving speed of the sputtering area A1 is adjusted to control the mean free path, and in addition, the predetermined area of the film-forming target 6 is controlled. The time for film formation can be controlled. As a result, the film forming rate can be kept constant more easily than when the pressure inside the chamber is simply adjusted. Therefore, according to the present embodiment as well, it is possible to reduce the unevenness of the film thickness and the film quality of the film formed on the film-forming target 6 and suppress the deterioration of the sputtering quality.

［実施形態６］
次に、本発明の実施形態６について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。 [Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the invention will be described. Hereinafter, description will be made focusing on differences from the above-described embodiments, and the same reference numerals will be given to the same components to simplify the description.

図６は、本実施形態の成膜装置１を示している。本実施形態の成膜装置１は、成膜対象物６とマスク６ｂを保持するホルダ６ａを、成膜対象物６の成膜面の法線方向に、上下に移動させるための成膜対象物昇降機構６４０を備える。成膜対象物昇降機構６４０は、チャンバ１０の天井壁１０ｄに設置されている。成膜対象物昇降機構６４０は、モータ等の駆動源からの動力伝達を受けてホルダ６ａを上昇または下降させる直動ボールねじ６４２を含む。制御部１４の制御に従って直動ボールねじ６４２が駆動し、ホルダ６ａが上下動することにより、ターゲット（Ｔ：Ｔａｒｇｅｔ）と、成膜対象物である基板（Ｓ：Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）の間の距離（Ｔ−Ｓ距離）を変化させることができる。なお成膜対象物昇降機構の構成は図示例には限られず、制御部１４からの指示に応じて、あるいは予め規定された通りにＴ−Ｓ距離を変化させられるものであればよい。 FIG. 6 shows the film forming apparatus 1 of this embodiment. The film forming apparatus 1 of the present embodiment is a film forming object for moving a holder 6a holding a film forming object 6 and a mask 6b up and down in a direction normal to a film forming surface of the film forming object 6. A lifting mechanism 640 is provided. The film-forming target lifting mechanism 640 is installed on the ceiling wall 10 d of the chamber 10. The film-forming target raising/lowering mechanism 640 includes a direct-acting ball screw 642 that raises or lowers the holder 6a in response to power transmission from a drive source such as a motor. The linear ball screw 642 is driven according to the control of the controller 14 and the holder 6a moves up and down, so that the distance (T: Target) from the substrate (S: Substrate) which is a film formation target (T: Target). -S distance) can be changed. The configuration of the film-forming target lifting mechanism is not limited to the illustrated example, and may be any one that can change the T-S distance according to an instruction from the control unit 14 or as previously defined.

このように、本実施形態の成膜装置１は、Ｔ−Ｓ距離を変化させるＴ−Ｓ距離変化手段を有する。そして、本実施形態では成膜工程中に、チャンバ内の圧力の調整を行うことに加え、Ｔ−Ｓ距離の調整を行う。 As described above, the film forming apparatus 1 of the present embodiment has the T-S distance changing unit that changes the T-S distance. Then, in the present embodiment, during the film forming process, in addition to adjusting the pressure in the chamber, the T-S distance is adjusted.

成膜工程において、Ｔ−Ｓ距離変化手段は、Ｔ−Ｓ距離を変化させる。具体的には、Ｔ−Ｓ距離変化手段は図６の構成において、Ｔ−Ｓ距離を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に高いカソードユニット８の移動経路の始端側および終端側で小さくなるように変化させる（図６（ａ））。また、Ｔ−Ｓ距離を、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が相対的に低いカソードユニット８の移動経路の中央部で大きくなるように変化させる（図６（ｂ））。すなわち、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力であるときにＴ−Ｓ距離が第１の距離となるようにする。そして、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が第１の圧力よりも高い第２の圧力であるときにはＴ−Ｓ距離が第１の距離よりも小さい第２の距離となるようにする。 In the film forming process, the T-S distance changing means changes the T-S distance. Specifically, in the configuration of FIG. 6, the T-S distance changing means reduces the T-S distance on the start end side and the end end side of the moving path of the cathode unit 8 where the pressure in the vicinity of the sputtering region A1 is relatively high. (Fig. 6(a)). Further, the T-S distance is changed so as to increase in the central portion of the moving path of the cathode unit 8 where the pressure in the vicinity of the sputtering region A1 is relatively low (FIG. 6(b)). That is, the TS distance is set to be the first distance when the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is the first pressure. Then, when the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is the second pressure higher than the first pressure, the T-S distance is set to the second distance smaller than the first distance.

これにより、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が高くスパッタ粒子の平均自由行程が短くなるときには、ターゲット表面から成膜対象物６までの距離が短くなる。また、スパッタリング領域Ａ１の近傍の圧力が低くスパッタ粒子の平均自由行程が長くなるときには、ターゲット表面から成膜対象物６までの距離が長くなる。本実施形態ではこのように、チャンバ内の圧力の調整に加えてＴ−Ｓ距離を調整することで、平均自由行程を制御することに加えて、スパッタリング領域Ａ１から放出されたスパッタ粒子が成膜対象物６に堆積するまでに必要な飛行距離を制御できる。この結果、単にチャンバ内の圧力の調整を行う場合に比べて、より容易に成膜レートを一定に保つことができる。よって、本実施形態によっても、成膜対象物６に生成される膜の膜厚や膜質のむらを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。 Accordingly, when the pressure in the vicinity of the sputtering region A1 is high and the mean free path of sputtered particles is short, the distance from the target surface to the film-forming target 6 is short. When the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is low and the mean free path of sputtered particles is long, the distance from the target surface to the film-forming target 6 is long. In this embodiment, in this way, in addition to adjusting the pressure in the chamber and adjusting the TS distance, the mean free path is controlled, and the sputtered particles emitted from the sputtering area A1 are formed into a film. It is possible to control the flight distance required for deposition on the object 6. As a result, the film forming rate can be kept constant more easily than when the pressure inside the chamber is simply adjusted. Therefore, according to the present embodiment as well, it is possible to reduce the unevenness of the film thickness and the film quality of the film formed on the film-forming target 6 and suppress the deterioration of the sputtering quality.

なお、本実施形態ではＴ−Ｓ距離変化手段として成膜対象物６を成膜対象物６の成膜面の法線方向に移動させる成膜対象物昇降機構６４０を示したが、これに限定はされない。例えば、Ｔ−Ｓ距離変化手段として、ターゲット２またはカソードユニット８を成膜対象物６の成膜面の法線方向に移動させる機構を用いてもよい。 In the present embodiment, the film formation target elevating mechanism 640 that moves the film formation target 6 in the normal direction of the film formation surface of the film formation target 6 is shown as the TS distance changing means, but the present invention is not limited to this. It is not done. For example, a mechanism for moving the target 2 or the cathode unit 8 in the direction normal to the film formation surface of the film formation target 6 may be used as the T-S distance changing means.

［他の実施形態］
上記各実施形態では、カソードユニット８や、プレーナカソードユニット３０８が１つの場合を示したが、これらのユニットがチャンバ内部に複数配置されていてもよい。あるいは、これらのユニットが１つであっても、ユニット内に複数のターゲットが配置されていてもよい。また、上記各実施形態で示した各構成要素は、上記各実施形態の例に限定されず、矛盾を生じない限りにおいて互いに任意に組み合わせて構わない。 [Other Embodiments]
In each of the above-described embodiments, the case where the cathode unit 8 or the planar cathode unit 308 is one is shown, but a plurality of these units may be arranged inside the chamber. Alternatively, even if these units are one, a plurality of targets may be arranged in the unit. Further, the constituent elements shown in each of the above embodiments are not limited to the examples of each of the above embodiments, and may be arbitrarily combined with each other as long as no contradiction occurs.

１ 成膜装置
２ ターゲット
６ 成膜対象物
１０ チャンバ
１２ 移動台駆動装置（移動手段）
１４ 制御部
１５ 排気手段
１６ ガス導入手段
Ａ１ スパッタリング領域 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 film-forming apparatus 2 target 6 film-forming target object 10 chamber 12 moving table drive device (moving means)
14 Control Section 15 Exhaust Means 16 Gas Introducing Means A1 Sputtering Area

Claims (21)

成膜対象物およびターゲットが内部に配置されるチャンバと、
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、
を有し、
前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、
前記チャンバ内の圧力を調整する圧力調整手段を有し、
前記圧力調整手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする成膜装置。 A chamber in which the film formation target and the target are arranged,
Moving means for moving a sputtering area for generating sputtered particles from the target in the chamber;
Have
A film forming apparatus for forming a film by depositing the sputtered particles on the film formation target while moving the sputtering region by the moving means,
A pressure adjusting means for adjusting the pressure in the chamber,
The film forming apparatus, wherein the pressure adjusting means adjusts the pressure in the chamber according to the position of the sputtering region in the chamber. 前記チャンバ内の圧力を取得する圧力取得手段と、
前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記圧力取得手段によって取得される圧力値と、前記スパッタリング領域の近傍の局所圧力値と、が対応付けられたテーブルまたは数式を記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記圧力調整手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記記憶部に記憶された前記テーブルまたは前記数式と、に基づいて、前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。 Pressure acquisition means for acquiring the pressure in the chamber,
A position of the sputtering region in the chamber, a pressure value acquired by the pressure acquisition unit, and a local pressure value in the vicinity of the sputtering region, and a storage unit that stores a table or a corresponding formula, Further preparation,
The pressure adjusting means adjusts the pressure in the chamber based on the position of the sputtering region in the chamber and the table or the mathematical formula stored in the storage unit. 1. The film forming apparatus according to 1. 前記圧力取得手段は、前記チャンバに対して固定して配置された圧力センサを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 2, wherein the pressure acquisition unit includes a pressure sensor fixedly arranged with respect to the chamber. 前記圧力調整手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記テーブルまたは前記数式と、に基づいて、前記局所圧力値が所定の圧力値となるときに前記圧力取得手段によって取得される圧力値である第１の圧力値を取得し、前記圧力取得手段によって取得される圧力値が前記第１の圧力値となるように前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の成膜装置。 The pressure adjusting unit is a pressure acquired by the pressure acquiring unit when the local pressure value becomes a predetermined pressure value based on the position of the sputtering region in the chamber and the table or the mathematical formula. The first pressure value, which is a value, is acquired, and the pressure in the chamber is adjusted so that the pressure value acquired by the pressure acquisition means becomes the first pressure value. 3. The film forming apparatus according to item 3. 前記チャンバ内の圧力を取得する圧力取得手段と、
前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記スパッタリング領域の近傍の局所圧力値を所定の圧力値にしたときに前記圧力取得手段によって取得される圧力値と、が対応付けられたテーブルまたは数式を記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記圧力調整手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記記憶部に記憶された前記テーブルまたは前記数式と、に基づいて、前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。 Pressure acquisition means for acquiring the pressure in the chamber,
A table or mathematical expression in which the position of the sputtering region in the chamber and the pressure value acquired by the pressure acquisition unit when the local pressure value near the sputtering region is set to a predetermined pressure value are associated with each other. And a storage unit for storing,
The pressure adjusting means adjusts the pressure in the chamber based on the position of the sputtering region in the chamber and the table or the mathematical formula stored in the storage unit. 1. The film forming apparatus according to 1. 前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記圧力調整手段による制御量と、が対応付けられたテーブルまたは数式を記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記圧力調整手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置と、前記記憶部に記憶された前記テーブルまたは前記数式と、に基づいて、前記チャンバ内の圧力を調整することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。 A position of the sputtering region in the chamber, and a storage amount for storing a table or a mathematical expression in which the control amount by the pressure adjusting means is associated with each other,
The pressure adjusting means adjusts the pressure in the chamber based on the position of the sputtering region in the chamber and the table or the mathematical formula stored in the storage unit. 1. The film forming apparatus according to 1. 前記テーブルまたは前記数式は、予め取得された前記チャンバ内の圧力分布に基づくものである
ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to any one of claims 2 to 6, wherein the table or the mathematical formula is based on a pressure distribution in the chamber acquired in advance. 前記移動手段は、前記ターゲットを前記チャンバ内で移動させることにより、前記スパッタリング領域を移動させる
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 1, wherein the moving unit moves the sputtering region by moving the target in the chamber. 前記移動手段は、前記ターゲットの長手方向と交差する方向に前記ターゲットを移動させることにより、前記スパッタリング領域を移動させる
ことを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 8, wherein the moving unit moves the sputtering region by moving the target in a direction intersecting a longitudinal direction of the target. 前記移動手段は、前記ターゲットを介して前記成膜対象物と対向するように配置された磁場発生手段を移動させることにより、前記スパッタリング領域を移動させる
ことを特徴とする請求項８または９に記載の成膜装置。 The said moving means moves the said sputtering area|region by moving the magnetic field generation means arrange|positioned so that the said film-forming target may be opposed via the said target. Film forming equipment. 前記ターゲットは、前記成膜対象物と対向するように前記チャンバに固定されており、
前記移動手段は、前記ターゲットを介して前記成膜対象物と対向するように配置された磁場発生手段を移動させることにより、前記スパッタリング領域を移動させる
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の成膜装置。 The target is fixed to the chamber so as to face the film formation target,
8. The moving unit moves the sputtering region by moving a magnetic field generating unit arranged so as to face the film formation target through the target. The film forming apparatus according to Item 1. 前記ターゲットは円筒形状であり、
前記ターゲットを回転させる回転手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の成膜装置。 The target has a cylindrical shape,
The film forming apparatus according to claim 1, further comprising a rotating unit that rotates the target. 前記ターゲットは平板形状である
ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 1, wherein the target has a flat plate shape. 前記ターゲットに電力を供給する電力供給手段をさらに有し、
前記電力供給手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記ターゲットに供給する電力を変化させる
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の成膜装置。 Further comprising a power supply means for supplying power to the target,
14. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the power supply unit changes the power supplied to the target according to the position of the sputtering region in the chamber. 前記電力供給手段は、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて前記ターゲットに供給する電力を変化させる
ことを特徴とする請求項１４に記載の成膜装置。 15. The film forming apparatus according to claim 14, wherein the power supply unit changes the power supplied to the target according to the pressure in the vicinity of the sputtering region. 前記移動手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項に記載の成膜装置。 16. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the moving unit changes a moving speed of the sputtering region according to a position of the sputtering region in the chamber. 前記移動手段は、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする請求項１６に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 16, wherein the moving unit changes a moving speed of the sputtering region according to a pressure in the vicinity of the sputtering region. 前記成膜対象物と前記スパッタリング領域との間の距離を変化させる距離変化手段をさらに有し、
前記距離変化手段は、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記成膜対象物と前記スパッタリング領域との間の距離を変化させる
ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の成膜装置。 Further comprising distance changing means for changing the distance between the film formation target and the sputtering region,
18. The distance changing means changes the distance between the film-forming target and the sputtering region in accordance with the position of the sputtering region in the chamber. The film forming apparatus according to. 前記距離変化手段は、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて前記成膜対象物と前記スパッタリング領域との間の距離を変化させる
ことを特徴とする請求項１８に記載の成膜装置。 19. The film forming apparatus according to claim 18, wherein the distance changing unit changes the distance between the film formation target and the sputtering region according to the pressure in the vicinity of the sputtering region. 成膜対象物とターゲットが配置されたチャンバを用いた成膜方法であって、
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、
前記成膜工程では、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする成膜方法。 A film forming method using a chamber in which an object to be formed and a target are arranged,
A film forming step of forming a film by depositing the sputtered particles on the film formation target while moving a sputtering region for generating sputtered particles from the target in the chamber,
In the film forming step, the pressure in the chamber is adjusted according to the position of the sputtering region in the chamber. 電子デバイスの製造方法であって、
成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するようにチャンバ内に配置する工程と、
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、
前記成膜工程では、前記チャンバ内における前記スパッタリング領域の位置に応じて前記チャンバ内の圧力を調整する
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 A method of manufacturing an electronic device, comprising:
A film-forming target and a step of disposing the target in the chamber so as to face the film-forming target;
A film forming step of forming a film by depositing the sputtered particles on the film formation target while moving a sputtering region for generating sputtered particles from the target in the chamber,
In the film forming step, the pressure in the chamber is adjusted according to the position of the sputtering region in the chamber.
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