CN101861410A - 溅射成膜方法以及溅射成膜装置 - Google Patents

Abstract

本发明的溅射成膜方法，是使用在靶的背面侧配置有磁铁的磁控阴极，在所述靶的表面侧沿第一方向搬送基板，同时使所述磁铁沿所述第一方向以及与所述第一方向相反的第二方向往复移动，在所述基板上进行溅射成膜的溅射成膜方法，使所述磁铁在所述第一方向上的移动速度与在所述第二方向上的移动速度不同，来进行溅射成膜。

Description

溅射成膜方法以及溅射成膜装置

技术领域

本发明涉及溅射成膜方法以及溅射成膜装置。

本申请基于2008年01月21日于日本申请的特愿2008-010336号主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

以往在利用溅射法对基板形成薄膜时，广泛应用使用了析出速度快、生产率优异的磁控阴极的溅射成膜装置。在这种溅射成膜装置中，一般是在溅射室内沿着基板搬送方向排列多个磁控阴极。而且，与磁控阴极的靶相对置搬送基板，从而在基板的表面上形成薄膜。

在此，已知有在靶的背面配置磁铁，并且为了提高靶的利用效率而边移动磁铁边进行成膜的方法。如果像这样边移动磁铁边在基板上进行成膜，就会形成膜厚厚的部分和膜厚薄的部分。其结果是出现了成膜特性降低的问题。具体而言，当使磁铁与基板的搬送方向同方向移动时，由于两者间的相对速度减小，因此形成膜厚厚的部分。与此相对，当使磁铁与基板的搬送方向反方向移动时，由于两者间的相对速度增大，因此形成膜厚薄的部分。

为了克服该问题，提出了一种溅射成膜装置，其构成为，使得根据多个磁控阴极中的每一个所确定的相位满足规定的相位关系(例如，参考专利文献1)。

专利文献1：特开平11-246969号公报

然而，在专利文献1的溅射成膜装置中，以边使磁铁以一定速度移动边进行成膜作为前提。这种结构由于磁铁与基板之间的相对速度根据磁铁的移动方向而有所不同，因此不能以线对称的形状进行成膜。具体而言，如图10所示，如果将磁铁的移动速度在去路和回路上均设为相同的摆动速度，那么当使磁铁与基板同方向移动，两者间的相对速度减小时，厚膜部分的距离d3缩短。与此相对，当使磁铁与基板反方向移动，两者间的相对速度增大时，薄膜部分的距离d4延长。关于图10的详细内容会在后面叙述。

因此，如图11所示，即使使用两组磁控阴极，并且将通过各磁控阴极形成的薄膜形状的相位错开半个周期来进行成膜，虽说相比仅有一组磁控阴极时，膜厚的偏差得到改善，但是仍然难以获得均匀的膜厚(参考图11的单点划线，详细内容会在后面叙述)。

发明内容

因此，有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种能够更高精度地使膜厚均匀化的溅射成膜方法以及溅射成膜装置。

为了解决上述课题并达到所述目的，本发明采用了以下方案。

(1)本发明的溅射成膜方法是，使用在靶的背面侧配置有磁铁的磁控阴极，在所述靶的表面侧沿第一方向搬送基板，同时使所述磁铁沿所述第一方向以及与所述第一方向相反的第二方向往复移动，在所述基板上进行溅射成膜的方法，使所述磁铁在所述第一方向上的移动速度与在所述第二方向上的移动速度不同，来进行溅射成膜。

根据上述(1)所述的溅射成膜方法，当磁铁沿第一方向移动时与沿第二方向移动时，能够调整磁铁与基板之间的相对速度。所以，能够控制在基板上形成的薄膜形状。因此，能够更高精度地使膜厚均匀化。

(2)上述(1)的溅射成膜方法，也可以按下述方式进行：沿所述第一方向配置两组所述磁控阴极，分别单独使用所述各磁控阴极在所述基板上进行溅射成膜时，调节所述各磁铁在所述第一方向上的移动速度以及在所述第二方向上的移动速度，使得膜厚比平均值厚的区域在所述第一方向上的膜厚偏差与膜厚比平均值薄的区域在所述第一方向上的膜厚偏差大小相同而符号相反，并且调节所述各磁铁的往复移动的相位，使得通过所述各磁控阴极在所述基板上形成的薄膜在所述第一方向上的膜厚变化的相位分别错开半个周期，同时使用所述各磁控阴极来进行溅射成膜。

在上述(2)的情况下，将通过两组磁控阴极分别在基板上形成的薄膜形状叠加，从而能够使在基板上形成的薄膜贯穿其搬送方向(第一方向)形成大致均匀的膜厚。

(3)上述(1)的溅射成膜方法，也可以按下述方式进行：沿所述第一方向配置三组所述磁控阴极，分别单独使用所述各磁控阴极在所述基板上进行溅射成膜，形成膜厚按矩形波状变化的被膜时，调节所述各磁铁在所述第一方向上的移动速度以及在所述第二方向上的移动速度，使得膜厚最厚的部分在所述第一方向上的长度与膜厚最薄的部分在所述第一方向上的长度之比为1∶2或2∶1，并且调节所述各磁铁的往复移动的相位，使得通过所述各磁控阴极在所述基板上形成的薄膜在所述第一方向上的膜厚变化的相位分别错开1/3周期，同时使用所述各磁控阴极来进行溅射成膜。

在上述(3)的情况下，当通过一组磁控阴极在基板上进行成膜时的薄膜形状为矩形波状时，将通过三组磁控阴极分别在基板上形成的薄膜形状叠加，从而能够使在基板上形成的薄膜贯穿其搬送方向(第一方向)形成大致均匀的膜厚。

(4)上述(1)的溅射成膜方法，也可以按下述方式进行：沿所述第一方向配置三组所述磁控阴极，分别单独使用所述各磁控阴极在所述基板上进行溅射成膜，形成膜厚按正弦波状变化的被膜时，调节所述各磁铁在所述第一方向上的移动速度以及在所述第二方向上的移动速度，使得膜厚比平均值厚的区域在所述第一方向上的膜厚偏差与膜厚比平均值薄的区域在所述第一方向上的膜厚偏差大小相同而符号相反，并且调节所述各磁铁的往复移动的相位，使得通过所述各磁控阴极在所述基板上形成的薄膜在所述第一方向上的膜厚变化的相位分别错开1/3周期，同时使用所述各磁控阴极来进行溅射成膜。

在上述(4)的情况下，当通过一组磁控阴极在基板上进行成膜时的薄膜形状为正弦波状时，将通过三组磁控阴极分别在基板上形成的薄膜形状叠加，从而能够使在基板上形成的薄膜贯穿其搬送方向(第一方向)形成大致均匀的膜厚。

(5)将沿所述第一方向配置的四组以上的所述磁控阴极划分为包括两组所述磁控阴极的第一集合体和包括三组所述磁控阴极的第二集合体，在所述第一集合体中通过上述(2)所述的溅射成膜方法进行溅射成膜，在所述第二集合体中通过上述(3)或上述(4)所述的溅射成膜方法进行溅射成膜。

在上述(5)的情况下，在装置内包含有四组以上的磁控阴极时，如果将这些磁控阴极划分为两组和三组的集合体，则在各个集合体之中能够使在基板上形成的薄膜贯穿其搬送方向(第一方向)形成大致均匀的膜厚，最终能够使在基板上成膜的膜厚大致均匀。

(6)本发明的溅射成膜装置是，包括在溅射室内配置的靶、以及在该靶的背面侧配置的磁铁，在所述靶的表面侧沿第一方向搬送基板，同时使所述磁铁沿所述第一方向以及与所述第一方向相反的第二方向往复移动，在所述基板上进行溅射成膜的溅射成膜装置，所述磁铁在所述第一方向上的移动速度与在所述第二方向上的移动速度被设定为不同的速度。

根据上述(6)所述的溅射成膜装置，当磁铁沿第一方向移动时与沿第二方向移动时，能够调整磁铁与基板之间的相对速度。所以，能够控制在基板上形成的薄膜形状。因此，能够更高精度地使膜厚均匀化。

根据上述(1)所述的溅射成膜方法，当磁铁沿第一方向移动时与沿第二方向移动时，能够调整磁铁与基板之间的相对速度。所以，能够控制在基板上形成的薄膜形状。因此，能够更高精度地使膜厚均匀化。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式中的溅射成膜装置的主要部分的概要结构图(俯视图)；

图2是在同上实施方式中由一组磁控阴极进行成膜时的薄膜形状；

图3是在同上实施方式中由两组磁控阴极进行成膜时的薄膜形状；

图4是在同上实施方式中使用一组磁控阴极以其他形态进行成膜时的薄膜形状；

图5是在同上实施方式中使用两组磁控阴极以其他形态进行成膜时的薄膜形状；

图6是本发明的第二实施方式中的溅射成膜装置的主要部分的概要结构图(俯视图)；

图7是在同上实施方式中由一组磁控阴极进行成膜时的薄膜形状；

图8是在同上实施方式中由三组磁控阴极进行成膜时的薄膜形状；

图9是在本发明的第三实施方式中由三组磁控阴极进行成膜时的薄膜形状；

图10是以现有方法进行成膜时，由一组磁控阴极进行成膜时的薄膜形状；

图11是以现有方法进行成膜时，由两组磁控阴极进行成膜时的薄膜形状；

图12是在本发明的第一实施方式中的条件下，由三组磁控阴极进行成膜时的薄膜形状；

图13是以现有方法进行成膜时使用一组磁控阴极以其他形态进行成膜时的薄膜形状；

图14是以现有方法进行成膜时使用两组磁控阴极以其他形态进行成膜时的薄膜形状。

符号说明

10、110    溅射成膜装置

13         溅射室

15、115    磁控阴极

17         靶

21         基板

29         永久磁铁(磁铁)

具体实施方式

(第一实施方式)

(溅射成膜装置)

下面根据图1～图5对本发明的第一实施方式所述的溅射成膜装置进行说明。

图1是溅射成膜装置的主要部分的概要结构图(俯视图)。如图1所示，溅射成膜装置10是批量生产的直列式溅射装置。在这种溅射成膜装置10中，在匀速驱动的载体11上载置有基板21，该基板21在溅射室13内沿箭头A的方向(第一方向)被连续依次地搬送。作为载体11(基板21)的搬送方式，可以使用与电机连接的搬送辊或者齿轮齿条副机构等搬送方式。另外，也可以通过带槽辊来夹持基板21的上端缘和下端缘，并通过电机等使带槽辊旋转，从而搬送基板21。

在与基板21对置的位置上，配置有磁控阴极15。在本实施方式中，配置有两组磁控阴极15，将基板21最初通过的一侧设为磁控阴极15a，其次通过的一侧设为磁控阴极15b。

在磁控阴极15中与基板21对置的面上，配置有靶17。靶17金属焊接在背板19上，经由绝缘板23，被安装在溅射室13的壁面25上。

在背板19的背面侧设置有与磁轭27接合的永久磁铁29。该永久磁铁29可以使用例如由电机等构成的移动装置(未图示)，如箭头B所示，沿着基板21的搬送方向在前后方向上进行一维移动。这里，该永久磁铁29被构成为，可通过移动装置移动，其移动速度在沿着基板21的搬送方向的方向(第一方向)上与相反的方向(第二方向)上，能够被设定为不同的速度。永久磁铁29由具有相反磁极的中央磁铁29a与包围该中央磁铁29a的外围磁铁29b构成。另外，也可以使永久磁铁29在与基板21平行的面内能够进行二维移动。

在背板19上，设置有对靶17施加直流电场的直流电源31。

在溅射成膜装置10上，配置有封装了向溅射室13内供给的溅射气体的第一储气瓶33、以及封装了向溅射室13内供给的反应性气体的第二储气瓶35。第一储气瓶33和第二储气瓶35经由配管37向溅射室13内导入，其前端与气体导入喷嘴39连接，能够在溅射室13内喷出。

(作用)

接下来，利用图2～图3对使用上述溅射成膜装置10在基板21上进行成膜时的步骤进行说明。

首先，启动直流电源31，经由背板19对靶17施加直流电场。这样一来，通过磁控阴极15的永久磁铁29(中央磁铁29a和外围磁铁29b)，在靶17的表面上形成闭环状的磁场。通过该磁场，电子被封闭，在该部分产生高密度等离子体，形成高析出速度的溅射。

这里，在直列式溅射成膜装置10中，载体11上的基板21边连续移动边进行成膜。因此，如果在使永久磁铁29的移动速度保持在一定速度(将与基板的搬送方向同方向的移动速度和反方向的移动速度设定为同一速度)的状态下进行成膜，则根据永久磁铁29的移动方向的不同，相对于在靶17上集中等离子体而产生溅射的部分的基板21的相对移动速度就会不同。例如，使用一组磁控阴极15通过溅射成膜的方式在基板21上进行成膜时，将基板21的搬送速度设为2156mm/分，将永久磁铁29在与基板21的搬送方向同方向和反方向上的移动速度均设为150mm/分。如果在这种条件下进行成膜，则沿基板21被搬送的方向，在基板21上形成在厚度方向上具有如图10的实线所示的形状的薄膜(膜厚分布±6.94％)。图10的横轴表示沿基板搬送方向的基板上的位置，纵轴表示标准化的膜厚(将膜厚的最大值与最小值这两者的中间值或平均值设为1.0)。而且，在本实施方式中，膜厚分布按下述方式求出：

膜厚分布＝(膜厚的最大值-膜厚的最小值)/(膜厚的最大值+膜厚的最小值)×100(％)。

此时，基板搬送方向上膜厚厚的部分的宽度d3与膜厚薄的部分的宽度d4不同，d3＜d4。因此，使用两组磁控阴极15a、15b，错开磁控阴极15a、15b的相位，以使通过各个磁控阴极15a、15b形成的薄膜形状错开半个周期，从而在基板21上形成在厚度方向上具有如图11所示的形状的薄膜(叠加膜厚分布±0.89％)。在图11中，实线示出通过一个磁控阴极(例如15a)在基板21上进行成膜时的薄膜形状的标准化膜厚a。在图11中，虚线示出通过另一个磁控阴极(例如15b)在基板21上进行成膜时的薄膜形状的标准化膜厚b。在图11中，单点划线示出叠加了实线与虚线的值的平均值(除以2的值)的标准化膜厚c。也就是，如果使用两组磁控阴极15a、15b，则在基板21上形成在厚度方向上具有标准化膜厚c的薄膜。此时，虽说相比仅通过一组磁控阴极15进行成膜时，膜厚分布得到改善，但结果是依然无法使膜厚分布大致均匀。

像这样地，仅相对于靶17以一定速度移动永久磁铁29，在通过一组磁控阴极15成膜的薄膜形状中，由于膜厚厚的部分的宽度d3与膜厚薄的部分的宽度d4不同，因此无法使基板21的膜厚均匀。

对此，在本实施方式中，将基板21的搬送速度设为2156mm/分。将永久磁铁29向着与基板21的搬送方向同方向的移动速度设为150mm/分，向着与基板21的搬送方向反方向的移动速度设为175mm/分。而且，将Ar气体导入到溅射室13内作为溅射气体，并少量导入氧气作为反应性气体。

在这种条件下，如果使用一组磁控阴极15通过溅射成膜在基板21上进行成膜，则沿基板21被搬送的方向，在基板21上形成在厚度方向上具有如图2的实线所示的形状的薄膜(膜厚分布±7.47％)。此时，膜厚厚的部分的宽度d1与膜厚薄的部分的宽度d2大致相同。也就是，膜厚比中间值厚的区域中与所述基板搬送方向上的所述中间值相比的膜厚变化量的分布，与膜厚比中间值薄的区域中与所述基板搬送方向上的所述中间值相比的膜厚变化量的分布，大小相同而符号相反。

在这里，以具体的数值求出膜厚厚的部分的宽度d1与膜厚薄的部分的宽度d2。

将永久磁铁29的移动量设为X(mm)时，永久磁铁29向基板21的搬送方向移动的时间为X/150(分)。同时，永久磁铁29向与基板21的搬送方向反方向移动的时间为X/175(分)。

在上述各时间内，基板相对于磁铁移动的距离分别为d3和d4，也就是形成较厚的膜厚的距离(长度)和形成较薄的膜厚的长度。

在这里，如果计算d1、d2的具体数值，则：

d1＝(2156(mm/分)-150(mm/分))×X/150(分)≒13.37X(mm)。

d2＝(2156(mm/分)+175(mm/分))×X/175(分)≒13.32X(mm)。

这样，如上所述地，膜厚厚的部分的宽度d1与膜厚薄的部分的宽度d2变得大致相同。

在确定永久磁铁20的移动速度，以使d1与d2大致相同时，例如，按下述方式计算移动速度。

将基板21的搬送速度设为α(mm/分)，永久磁铁29的与基板21的搬送方向同方向的移动速度设为β(mm/分)，永久磁铁29的与基板21的搬送方向反方向的移动速度设为γ(mm/分)，永久磁铁29的移动量设为X(mm)时，假设d1与d2大致相同，则根据d1≒d2，得到：

(α-β)×X/β≒(α+γ)×X/γ。

如果例如对于γ来整理上述公式，则得到：

γ＝αβ/(α-2β)。

因此，如果确定了基板21的搬送速度α以及永久磁铁29的与基板21的搬送方向同方向的移动速度β，则能够求出使得d1≒d2的γ。

因此，如图3所示，使用两组磁控阴极15a、15b，调节相位以使通过各个磁控阴极15a、15b形成的薄膜形状错开半个周期，从而通过一个磁控阴极15a在基板21上形成标准化膜厚a的薄膜，通过另一个磁控阴极15b在基板21上形成标准化膜厚b的薄膜。也就是，如果使用两组磁控阴极15a、15b，则在基板21上形成在厚度方向上具有标准化膜厚c的薄膜(叠加膜厚分布±0.03％)，能够使膜厚大致均匀。

根据本实施方式，在相对于沿着与在溅射室13内配置的靶17对置的位置被搬送的基板21，使在靶17的背面设置的永久磁铁29沿着与基板21的搬送方向平行的方向往复移动，从而连续地形成薄膜的溅射成膜方法中，永久磁铁29在向着基板21被搬送的方向移动时与向着其相反的方向移动时，是以不同的速度移动的。

因此，在永久磁铁29向着与基板21的搬送方向同方向移动时和反方向移动时，能够调整永久磁铁29与基板21之间的相对速度。所以，能够控制在基板21上形成的薄膜形状。因此，能够更高精度地使膜厚均匀化。

另外，在溅射室13内，沿着基板21的搬送方向配置有两组由靶17与永久磁铁29构成的磁控阴极15。此时，各磁控阴极15a、15b分别单独进行成膜时，调节各永久磁铁29的往复移动的速度，使得膜厚比平均值厚的区域在基板搬送方向上的膜厚偏差与膜厚比平均值薄的区域在基板搬送方向上的膜厚偏差大小相同而符号相反。进而，调节各永久磁铁29的往复移动的相位，使得通过各磁控阴极15a、15b在基板21上形成的薄膜在基板搬送方向上的膜厚变化的相位分别错开半个周期。

因此，将通过一个磁控阴极15a在基板21上形成的薄膜形状与通过另一个磁控阴极15b形成的薄膜形状叠加，从而能够使在基板21上形成的薄膜贯穿其搬送方向形成大致均匀的膜厚。

当永久磁铁29的移动速度与基板21的搬送速度有很大不同时，薄膜形成为上述的矩形波形状，但如果使永久磁铁29的移动速度接近基板21的搬送速度，则薄膜形成为正弦波形状。在这种情况下，如果也像以往那样，使永久磁铁29的移动速度为一定速度来进行往复移动，则在基板21上形成的薄膜形状不能成为严格的正弦波形状。例如，使用一组磁控阴极15通过溅射成膜的方式在基板21上进行成膜时，将基板21的搬送速度设为2156mm/分，将永久磁铁29在与基板21的搬送方向同方向和反方向上的移动速度均设为1500mm/分。如果在这种条件下进行成膜，则沿基板21被搬送的方向，在基板21上形成在厚度方向上具有如图13所示的形状的薄膜(膜厚分布±6.72％)。

也就是，膜厚比平均值厚的部分在基板搬送方向上的宽度d9与膜厚比平均值薄的部分在基板搬送方向上的宽度d10未成为相同的宽度。

因此，如图14所示，在这种条件下，即使使用两组磁控阴极15a、15b，将通过各个磁控阴极15a、15b形成的薄膜形状分别错开半个周期来进行成膜，在基板21上形成在厚度方向上具有标准化膜厚c的薄膜(叠加膜厚分布±0.84％)，也无法使基板搬送方向上的膜厚大致均匀。

所以，作为本实施方式的其他形态，将基板21的搬送速度设为2156mm/分。将永久磁铁29向着与基板21的搬送方向同方向的移动速度设为1500mm/分，向着与基板21的搬送方向反方向的移动速度设为2500mm/分。而且，将Ar气体导入到溅射室13内作为溅射气体，并少量导入氧气作为反应性气体。

在这种条件下，如果使用一组磁控阴极15通过溅射成膜的方式在基板21上进行成膜，则沿基板21被搬送的方向，在基板21上形成在厚度方向上具有如图4的实线所示的正弦波形状(圆波形)的薄膜(膜厚分布±8.65％)。可知对于这种薄膜形状，膜厚比平均值厚的区域在基板搬送方向上的膜厚偏差与膜厚比平均值薄的区域在基板搬送方向上的膜厚偏差大小相同而符号相反。也就是，比平均值膜厚厚的部分在基板搬送方向上的宽度d7与膜厚薄的部分在基板搬送方向上的宽度d8大致相同。

因此，如图5所示，使用两组磁控阴极15，调节相位以使通过各个磁控阴极15a、15b形成的薄膜形状错开半个周期，从而通过一个磁控阴极15a在基板21上形成标准化膜厚a的薄膜，通过另一个磁控阴极15b在基板21上形成标准化膜厚b的薄膜。也就是，如果使用两组磁控阴极15a、15b，则在基板21上形成在厚度方向上具有标准化膜厚c的薄膜(叠加膜厚分布±0.11％)，能够使膜厚大致均匀。

(第二实施方式)

下面，根据图6～图8对本发明的第二实施方式进行说明。

此外，由于本实施方式仅仅是磁控阴极的配置结构与第一实施方式不同，其他结构与第一实施方式大致相同，因此对相同部分标注相同符号且省略详细说明。

图6是溅射成膜装置的主要部分的概要结构图(俯视图)。如图6所示，溅射成膜装置110配置有三组磁控阴极115。在磁控阴极115中，将基板21最初通过的一侧设为第一磁控阴极115a，第二通过的一侧设为第二磁控阴极115b，第三通过的一侧设为第三磁控阴极115c。

在此，将基板21的搬送速度和永久磁铁29的移动速度设定为与第一实施方式相同的值，图12示出将通过各磁控阴极115a～115c形成的薄膜形状的相位分别错开1/3周期时的结果。如图12所示，即使将三组磁控阴极分别错开1/3周期，膜厚也不会变得大致均匀(叠加膜厚分布±2.14％)。

所以，在本实施方式中，将基板21的搬送速度设为2156mm/分。将永久磁铁29向着与基板21的搬送方向同方向的移动速度设为250mm/分，向着与基板21的搬送方向反方向的移动速度设为150mm/分。而且，将Ar气体导入到溅射室13内作为溅射气体，并少量导入氧气作为反应性气体。

在这种条件下对基板21进行成膜时，如果使用一组磁控阴极115通过溅射成膜的方式在基板21上进行成膜，则沿基板21被搬送的方向，在基板21上形成在厚度方向上具有如图7所示的矩形波形状的薄膜(膜厚分布±8.13％)。此时，膜厚最厚的部分在基板搬送方向上的宽度d5与膜厚最薄的部分在基板搬送方向上的宽度d6之比约为1∶2。

因此，如图8所示，使用三组磁控阴极115a、115b、115c，调节相位以使通过各个磁控阴极115a、115b、115c形成的薄膜形状分别错开1/3周期，从而通过第一磁控阴极115a在基板21上形成标准化膜厚a的薄膜，通过第二磁控阴极115b在基板21上形成标准化膜厚b的薄膜，通过第三磁控阴极115c在基板21上形成标准化膜厚c的薄膜。也就是，如果使用三组磁控阴极115a、115b、115c，则在基板21上形成在厚度方向上具有标准化膜厚d的薄膜(叠加膜厚分布±0.08％)，能够使膜厚大致均匀。

标准化膜厚d是叠加了标准化膜厚a、标准化膜厚b和标准化膜厚c的值的平均值(除以3的值)。

根据本实施方式，沿着基板21的搬送方向配置三组磁控阴极115，当各磁控阴极115a、115b、115c分别单独进行成膜时，在薄膜形状成膜为矩形波形状的情况下，调节各永久磁铁29的往复移动的速度，使得膜厚最厚的部分的宽度d5与膜厚最薄的部分的宽度d6之比为1∶2。进而，调节各永久磁铁29的往复移动的相位，使得通过各磁控阴极115a、115b、115c在基板21上形成的薄膜在基板搬送方向上的膜厚变化的相位分别错开1/3周期。

因此，将通过第一磁控阴极115a在基板21上形成的薄膜形状、通过第二磁控阴极115b形成的薄膜形状、以及通过第三磁控阴极115c形成的薄膜形状叠加，从而能够使在基板21上形成的膜厚贯穿其搬送方向形成大致均匀的膜厚。在本实施方式中设d5∶d6＝1∶2，但相反地也可以设定为d5∶d6＝2∶1。在这种情况下，将通过各磁控阴极115a、115b、115c形成的薄膜形状叠加，从而也能够使在基板21上形成的薄膜贯穿其搬送方向形成大致均匀的膜厚。

(第三实施方式)

下面，根据图4、图9对本发明的第三实施方式进行说明。

由于本实施方式仅仅是磁控阴极的永久磁铁的移动速度与第二实施方式不同，其他结构与第二实施方式大致相同，因此对相同部分标注相同符号且省略详细说明。

本实施方式的溅射成膜装置与第二实施方式大致相同。溅射成膜装置110配置有三组磁控阴极115。在磁控阴极115中，将基板21最初通过的一侧设为第一磁控阴极115a，第二通过的一侧设为第二磁控阴极115b，第三通过的一侧设为第三磁控阴极115c。

在这里，将基板21的搬送速度设为2156mm/分。另外，将永久磁铁29向着与基板21的搬送方向同方向的移动速度设为1500mm/分，向着与基板21的搬送方向反方向的移动速度设为2500mm/分。而且，将Ar气体导入到溅射室13内作为溅射气体，并少量导入氧气作为反应性气体。

在这种条件下，如果使用一组磁控阴极115通过溅射成膜的方式在基板21上进行成膜，则沿基板21被搬送的方向，在基板21上形成在厚度方向上具有如图4所示的正弦波(圆波)形状的薄膜(膜厚分布±8.65％)。对于该正弦波形状，在膜厚最厚的部分与最薄的部分的平均值中，膜厚比平均值厚的部分在基板搬送方向上的宽度d7与膜厚比平均值薄的部分在基板搬送方向上的宽度d8大致相同。也就是，膜厚比平均值厚的区域在基板搬送方向上的膜厚偏差与膜厚比平均值薄的区域在基板搬送方向上的膜厚偏差大小相同而符号相反。

因此，如图9所示，使用三组磁控阴极115a、115b、115c，调节相位以使通过各个磁控阴极115a、115b、115c形成的薄膜形状分别错开1/3周期，从而通过第一磁控阴极115a在基板21上形成标准化膜厚a的薄膜，通过第二磁控阴极115b在基板21上形成标准化膜厚b的薄膜，通过第三磁控阴极115c在基板21上形成标准化膜厚c的薄膜。也就是，如果使用三组磁控阴极115a、115b、115c，则在基板21上形成在厚度方向上具有标准化膜厚d的薄膜(叠加膜厚分布±0.09％)，能够使膜厚大致均匀。

根据本实施方式，沿着基板21的搬送方向配置三组磁控阴极115，当各磁控阴极115a、115b、115c分别单独进形成膜时，在薄膜形状成膜为正弦波(圆波)形状的情况下，调节各永久磁铁29的往复移动的速度，使得膜厚比平均值厚的区域在基板搬送方向上的膜厚偏差与膜厚比平均值薄的区域在基板搬送方向上的膜厚偏差大小相同而符号相反。进而，调节各永久磁铁29的往复移动的相位，使得通过各磁控阴极115a、115b、115c在基板21上形成的薄膜在基板搬送方向上的膜厚变化的相位分别错开1/3周期。

因此，将通过第一磁控阴极115a在基板21上形成的薄膜形状、通过第二磁控阴极115b形成的薄膜形状、以及通过第三磁控阴极115c形成的薄膜形状叠加，从而能够使在基板21上形成的膜厚贯穿其搬送方向形成大致均匀的膜厚。

根据第一实施方式～第三实施方式，在磁控阴极15(115)为两组或三组之中的任意一种的情况下，通过将永久磁铁29的移动速度设定为规定值，都能够使基板21上的膜厚分布大致均匀。当磁控阴极15(115)为四组以上时，通过结合上述两组和三组的结构，能够如上所述地使膜厚分布大致均匀。

例如，可以在磁控阴极15为四组时分为两组+两组，五组时分为两组+三组，六组时分为两组+两组+两组或三组+三组，七组时分为两组+两组+三组。

本发明的技术范围并不限于上述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内，包括对上述实施方式施加的各种变更。即，实施方式中所举出的具体形状和结构等仅仅为一个示例，可以进行适当的变更。

例如，在本实施方式中通过基板被连续搬送的情况进行了说明，但也可适用于被断续搬送的情况。

根据本发明的溅射成膜方法，当磁铁沿第一方向移动时与沿第二方向移动时，能够调整磁铁与基板之间的相对速度。所以，能够控制在基板上形成的薄膜形状。因此，能够更高精度地使膜厚均匀化。

Claims (6)

1.一种溅射成膜方法，使用在靶的背面侧配置有磁铁的磁控阴极，

在所述靶的表面侧沿第一方向搬送基板，同时使所述磁铁沿所述第一方向以及与所述第一方向相反的第二方向往复移动，在所述基板上进行溅射成膜，其特征在于，

使所述磁铁在所述第一方向上的移动速度与在所述第二方向上的移动速度不同，来进行溅射成膜。

2.根据权利要求1所述的溅射成膜方法，其特征在于，

沿所述第一方向配置两组所述磁控阴极，

分别单独使用所述各磁控阴极在所述基板上进行溅射成膜时，调节所述各磁铁在所述第一方向上的移动速度以及在所述第二方向上的移动速度，使得膜厚比平均值厚的区域在所述第一方向上的膜厚偏差与膜厚比平均值薄的区域在所述第一方向上的膜厚偏差大小相同而符号相反，

并且调节所述各磁铁的往复移动的相位，使得通过所述各磁控阴极在所述基板上形成的薄膜在所述第一方向上的膜厚变化的相位分别错开半个周期，

同时使用所述各磁控阴极来进行溅射成膜。

3.根据权利要求1所述的溅射成膜方法，其特征在于，

沿所述第一方向配置三组所述磁控阴极，

分别单独使用所述各磁控阴极在所述基板上进行溅射成膜，形成膜厚按矩形波状变化的被膜时，调节所述各磁铁在所述第一方向上的移动速度以及在所述第二方向上的移动速度，使得膜厚最厚的部分在所述第一方向上的长度与膜厚最薄的部分在所述第一方向上的长度之比为1∶2或2∶1，

并且调节所述各磁铁的往复移动的相位，使得通过所述各磁控阴极在所述基板上形成的薄膜在所述第一方向上的膜厚变化的相位分别错开1/3周期，

同时使用所述各磁控阴极来进行溅射成膜。

4.根据权利要求1所述的溅射成膜方法，其特征在于，

沿所述第一方向配置三组所述磁控阴极，

分别单独使用所述各磁控阴极在所述基板上进行溅射成膜，形成膜厚按正弦波状变化的被膜时，调节所述各磁铁在所述第一方向上的移动速度以及在所述第二方向上的移动速度，使得膜厚比平均值厚的区域在所述第一方向上的膜厚偏差与膜厚比平均值薄的区域在所述第一方向上的膜厚偏差大小相同而符号相反，

并且调节所述各磁铁的往复移动的相位，使得通过所述各磁控阴极在所述基板上形成的薄膜在所述第一方向上的膜厚变化的相位分别错开1/3周期，

同时使用所述各磁控阴极来进行溅射成膜。

5.一种溅射成膜方法，其特征在于，

将沿所述第一方向配置的四组以上的所述磁控阴极划分为包括两组所述磁控阴极的第一集合体和包括三组所述磁控阴极的第二集合体，

在所述第一集合体中通过权利要求2所述的溅射成膜方法进行溅射成膜，在所述第二集合体中通过权利要求3或权利要求4所述的溅射成膜方法进行溅射成膜。

6.一种溅射成膜装置，包括在溅射室内配置的靶、以及在该靶的背面侧配置的磁铁，

在所述靶的表面侧沿第一方向搬送基板，同时使所述磁铁沿所述第一方向以及与所述第一方向相反的第二方向往复移动，在所述基板上进行溅射成膜，其特征在于，

所述磁铁在所述第一方向上的移动速度与在所述第二方向上的移动速度被设定为不同的速度。

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