CN111378945A - 成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法 - Google Patents

成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法。即便在具有不均匀的压力分布的腔室内一边使溅射区域移动一边进行溅射的情况下，也可以抑制溅射的品质降低。成膜装置(1)具有：在内部配置成膜对象物(6)和靶(2)的腔室(10)、以及使从靶(2)产生溅射粒子的溅射区域(A1)在腔室(10)内移动的移动机构(移动台驱动装置(12))。成膜装置(1)利用移动机构使溅射区域(A1)移动并且使溅射粒子堆积于成膜对象物(6)而成膜。成膜装置(1)具有调节腔室(10)内的压力的压力调节机构(排气机构(15)、气体导入机构(16))，压力调节机构根据腔室(10)内的溅射区域(A1)的位置来调节腔室内的压力。

Description

成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法
技术领域
本发明涉及成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法。
背景技术
作为在基板或形成在基板上的层叠体等成膜对象物上形成由金属或金属氧化物等材料构成的薄膜的方法，溅射法广为人知。利用溅射法进行成膜的成膜装置具有在真空腔内使由成膜材料构成的靶和成膜对象物相向配置的结构。若对靶施加电压，则在靶的附近产生等离子体，电离的惰性气体元素与靶表面碰撞而从靶表面放出溅射粒子，放出的溅射粒子堆积于成膜对象物而成膜。另外，磁控管溅射法也是已知的，在该磁控管溅射法中，在靶的背面(在圆筒形的靶的情况下为靶的内侧)配置磁铁，通过产生的磁场提高阴极附近的电子密度，从而高效地进行溅射。
作为以往的这种成膜装置，例如，专利文献1中记载的成膜装置是已知的。专利文献1的成膜装置使靶相对于成膜对象物的成膜面平行移动而成膜。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-172240号公报
发明要解决的课题
在此，成膜装置的腔室内的压力有时不均匀。即，如在导入溅射气体的气体导入口的附近压力较高而在与真空泵连接的排气口的附近压力较低那样，腔室内的压力分布有时变得不均匀。当如专利文献1那样在腔室内一边使阴极移动一边进行溅射时，从靶的表面放出溅射粒子的溅射区域也相对于腔室移动。因此，当如上所述在腔室内的压力分布不均匀的条件下一边使溅射区域移动一边进行溅射时，溅射区域的周边的压力在溅射处理期间发生变化。溅射粒子的平均自由行程与压力成反比，在分子密度低且压力低的区域中长，在分子密度高且压力高的区域中短，因此，若压力不同，则成膜率会发生变化。其结果是，有可能产生成膜的品质降低、例如膜厚、膜质的不均等。但是，在专利文献1中，没有记载与腔室内的溅射气体的压力分布相应的成膜的控制。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而作出的，其目的在于：即便在具有不均匀的压力分布的腔室内一边使溅射区域移动一边进行溅射的情况下，也可以抑制溅射的品质降低。
用于解决课题的方案
本发明的一方案的成膜装置的特征在于，具有：腔室，所述腔室在内部配置成膜对象物以及靶；以及移动机构，所述移动机构使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动，所述成膜装置利用所述移动机构使所述溅射区域移动并且使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而成膜，所述成膜装置具有调节所述腔室内的压力的压力调节机构，所述压力调节机构根据所述腔室内的所述溅射区域的位置对所述腔室内的压力进行调节。
本发明的一方案的成膜方法使用配置有成膜对象物和靶的腔室，其特征在于，包括成膜工序，在所述成膜工序中，使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动，并且使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而成膜，在所述成膜工序中，根据所述腔室内的所述溅射区域的位置对所述腔室内的压力进行调节。
本发明的一方案的电子器件的制造方法的特征在于，包括：以使靶与成膜对象物相向的方式在腔室内配置所述成膜对象物和所述靶的工序；以及使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动，并且使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而成膜的成膜工序，在所述成膜工序中，根据所述腔室内的所述溅射区域的位置对所述腔室内的压力进行调节。
发明效果
根据本发明，即便在具有不均匀的压力分布的腔室内一边使溅射区域移动一边进行溅射的情况下，也可以抑制溅射的品质降低。
附图说明
图1(a)是示意性地表示实施方式1的成膜装置的结构的图，(b)是(a)的侧视图。
图2是示意性表示磁铁单元的结构的立体图。
图3是表示实施方式1的压力调节的流程的流程图。
图4(a)示意性地表示实施方式2的成膜装置的结构的图，(b)～(d)是表示磁铁单元的移动的图。
图5是示意性表示实施方式3的成膜装置的结构的图。
图6是示意性地表示实施方式6的成膜装置的结构的图，(a)示出T-S距离小的情况，(b)示出T-S距离大的情况。
图7是示意性表示有机EL元件的一般的层结构的图。
附图标记说明
1 成膜装置
2 靶
6 成膜对象物
10 腔室
12 移动台驱动装置(移动机构)
14 控制部
15 排气机构
16 气体导入机构
A1 溅射区域
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。但是，以下的实施方式仅仅例示性地表示本发明的优选结构，本发明的范围并不限定于这些结构。另外，以下说明中的、装置的硬件结构以及软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等，只要没有特别特定性的记载，其主旨并非将本发明的范围仅限定于此。
本发明适用于在基板等成膜对象物上形成薄膜、尤其是无机薄膜。本发明也可以作为成膜装置及其控制方法、成膜方法被掌握。本发明还可以作为电子器件的制造装置、电子器件的制造方法被掌握。本发明还可以作为使计算机执行控制方法的程序、存储该程序的存储介质被掌握。存储介质可以是能够利用计算机读取的非暂时性的存储介质。
[实施方式1]
参照附图对实施方式1的成膜装置1的基本结构进行说明。成膜装置1用于在半导体器件、磁器件、电子部件等各种电子器件、光学部件等的制造中在基板(也包括在基板上形成有层叠体的部件)上堆积形成薄膜。更具体地说，成膜装置1优选用于发光元件、光电转换元件、触摸屏等电子器件的制造。其中，本实施方式的成膜装置1特别优选用于有机EL(Erectro Luminescence：电致发光)元件等有机发光元件、有机薄膜太阳能电池等有机光电转换元件的制造。本发明中的电子器件也包括具备发光元件的显示装置(例如有机EL显示装置)、照明装置(例如有机EL照明装置)、具备光电转换元件的传感器(例如有机CMOS图像传感器)。
<有机EL元件>
图7示意性地表示有机EL元件的一般的层结构。图7所示的一般的有机EL元件是在基板(成膜对象物6)上依次成膜有阳极601、空穴注入层602、空穴输送层603、有机发光层604、电子输送层605、电子注入层606、阴极607的结构。本实施方式的成膜装置1适合用于通过溅射在有机膜上形成电子注入层、电极(阴极)所使用的金属或金属氧化物等的层叠覆膜时。另外，并不限于向有机膜上的成膜，只要是能够通过金属材料或氧化物材料等的溅射进行成膜的材料的组合，就能够在多种面上进行层叠成膜。并且，本发明并不限于由金属材料或氧化物材料进行的成膜，也可以应用于由有机材料进行的成膜。通过在成膜时使用具有所希望的掩模图案的掩模，从而可以任意地构成被成膜的各层。
<装置结构>
图1(a)是表示本实施方式的成膜装置1的结构的示意图。成膜装置1能够将作为基板的成膜对象物6收容在内部。成膜装置1具有在内部配置靶2的腔室10和配置在腔室10内的隔着靶2与成膜对象物6相向的位置的磁铁单元3。在本实施方式中，靶2为圆筒形状，与配置在内部的磁铁单元3一起构成作为成膜源发挥功能的旋转阴极单元8(以下有时简称为“阴极单元8”)。需要说明的是，在此所说的“圆筒形”并非仅意味着数学上严格的圆筒形，也包括母线不是直线而是曲线的圆筒形、与中心轴垂直的截面不是数学上严格的“圆”的圆筒形。即，本发明中的靶2只要是能够以中心轴为轴而旋转的大致圆筒形状即可。
在进行成膜前，成膜对象物6与掩模6b对准并由支架6a保持。支架6a可以具备用于利用静电力吸附并保持成膜对象物6的静电吸盘，也可以具备夹持成膜对象物6的夹紧机构。另外，支架6a也可以具备用于从成膜对象物6的背面吸引掩模6b的磁铁板。在成膜工序中，阴极单元8的靶2一边以其旋转中心轴为中心进行旋转，一边在与旋转中心轴正交的方向上移动。另一方面，磁铁单元3与靶2不同，该磁铁单元3不旋转，始终在靶2的与成膜对象物6相向的表面侧生成漏磁场，提高靶2附近的电子密度来进行溅射。生成该漏磁场的区域是产生溅射粒子的溅射区域A1。靶2的溅射区域A1与阴极单元8的移动一起相对于腔室10移动，从而在成膜对象物6的整体依次进行成膜。在此，磁铁单元3不旋转，但并不限定于此，磁铁单元3也可以旋转或摆动。
被支架6a保持的成膜对象物6水平地配置在腔室10的顶壁10d侧。成膜对象物6例如从设置于腔室10的侧壁的一个闸阀17被送入而成膜，在成膜后，从设置于腔室10的另一个侧壁的闸阀18送出。在图中，成为在成膜对象物6的成膜面朝向重力方向下方的状态下进行成膜的向上沉积的结构。但是，也可以是成膜对象物6配置在腔室10的底面侧，在其上方配置阴极单元8，在成膜对象物6的成膜面朝向重力方向上方的状态下进行成膜的向下沉积的结构。或者，也可以是在成膜对象物6垂直立起的状态、即成膜对象物6的成膜面与重力方向平行的状态下进行成膜的结构。另外，成膜对象物6也可以从闸阀17以及18中的任一方被送入腔室10而成膜，在成膜后，从在送入时通过的闸阀送出。
如图1(a)所示，在本实施方式中，在腔室10的X轴方向的两端部配置有与气体导入机构16(后述)连接的导入口41、42，在中央部配置有与排气机构15(后述)连接的排气口5。
图1(b)是从其他方向观察图1(a)的成膜装置1的侧视图。阴极单元8的两端由固定在移动台230上的支承块210和端块220支承。阴极单元8的圆筒形状的靶2能够旋转，其内部的磁铁单元3以固定状态被支承。
移动台230经由直线轴承等输送引导件240被支承为能够沿着一对导轨250移动。阴极单元8在使其旋转轴N沿Y轴方向延伸的状态下，一边以旋转轴为中心进行旋转，一边在与成膜对象物6相向的移动区域内沿着导轨250移动(图1(a)的空心箭头)。
靶2由作为旋转机构的靶驱动装置11驱动而旋转。作为靶驱动装置11，可以利用具有电机等驱动源并经由动力传递机构向靶2传递动力的一般的驱动机构。靶驱动装置11也可以搭载于支承块210或端块220。
移动台230被移动台驱动装置12沿着导轨250驱动。在本实施方式中，通过使移动台230移动，从而包括靶2在内的阴极单元8在腔室10内移动，随之溅射区域A1在腔室10内移动。因此，本实施方式中的移动台驱动装置12是使溅射区域A1在腔室10内移动的移动机构。关于移动台驱动装置12，能够使用利用将旋转电机的旋转运动转换为驱动力的滚珠丝杠等的丝杠进给机构、线性电机等公知的各种运动机构。图示例的移动台驱动装置12使靶在与靶的长度方向(Y轴方向)交叉的方向(X轴方向)上移动。也可以在使所述溅射区域移动的移动台230的靶移动方向的前后设置防附着板261、262。需要说明的是，也可以认为移动机构包括导轨250、移动台230、控制部14。
靶2作为在成膜对象物6上进行成膜的成膜材料的供给源发挥功能。作为靶2的材质，例如可以列举Cu、Al、Ti、Mo、Cr、Ag、Au、Ni等金属单体、或者包含这些金属元素的合金或化合物。或者，也可以是ITO、IZO、IWO、AZO、GZO、IGZO等透明导电氧化物。在形成有这些成膜材料的层的内侧形成有由其他材料构成的衬管2a的层。在衬管2a上经由靶支架(未图示)连接有电源13。此时，靶支架(未图示)以及衬管2a作为将从电源13施加的偏置电压(例如负电压)施加于靶2的阴极发挥功能。但是，也可以不设置衬管而将偏置电压施加于靶自身。需要说明的是，腔室10接地。
磁铁单元3在朝向成膜对象物6的方向上形成磁场。如图2所示，磁铁单元3具备：沿与阴极单元8的旋转轴平行的方向延伸的中心磁铁31、包围中心磁铁31的与中心磁铁31不同极的周边磁铁32、以及磁轭板33。需要说明的是，中心磁铁31也可以沿与阴极单元8的移动方向交叉的方向延伸。周边磁铁32由与中心磁铁31平行地延伸的一对直线部32a、32b、以及将直线部32a、32b的两端连结的转向部32c、32d构成。由磁铁单元3形成的磁场具有从中心磁铁31的磁极朝向周边磁铁32的直线部32a、32b呈环形返回的磁力线。由此，在靶2的表面附近形成沿靶2的长度方向延伸的环形磁场的隧道。通过该磁场捕捉电子，使等离子体集中在靶2的表面附近，溅射的效率提高。该磁铁单元的磁场泄漏的靶2的表面的区域在图1(a)中被表示为产生溅射粒子的溅射区域A1。溅射区域A1附近的气体压力给粒子的飞溅距离带来影响。需要说明的是，溅射区域A1附近的范围不一定限定于距离，可以根据给所要求的成膜的精度带来的影响而适当地规定。
气体导入机构16以及排气机构15与腔室10连接。气体导入机构16以及排气机构15作为压力调节机构发挥功能，受到控制部14的控制而进行溅射气体的导入、排气，从而调节腔室内部的压力或将腔室内部维持为规定的压力。溅射气体例如是氩等惰性气体、氧、氮等反应性气体。本实施方式的气体导入机构16通过设置在腔室10的两侧部的导入口41、42导入溅射气体。另外，真空泵等排气机构15通过排气口5从腔室10的内部向外部进行排气。需要说明的是，可以将对气体导入机构16以及排气机构15进行控制的控制部14认为是压力调节机构，也可以将气体导入机构16以及排气机构15中的至少一方认为是压力调节机构。或者，也可以认为包括气体导入机构16以及排气机构15中的至少一方和控制部14在内是压力调节机构。虽然详情后述，但在本实施方式中，压力调节机构根据腔室10内的溅射区域A1的位置对腔室10内的压力进行调节。
气体导入机构16由储气瓶等供给源、将供给源与导入口41、42连接的配管系统、以及设置于配管系统的各种真空阀、质量流量控制器等构成。气体导入机构16可以利用质量流量控制器的流量控制阀来调节气体导入量。流量控制阀成为电磁阀等能够以电气方式进行控制的结构。需要说明的是，配置导入口41、42的位置并不限于腔室的两侧壁，可以是一个侧壁，也可以是底壁或顶壁。另外，配管也可以延伸到腔室内而使得导入口在腔室10内开口。另外，各侧壁的导入口41、42也可以分别在靶2的长度方向(Y轴方向)上配置多个。
排气机构15包括真空泵、将真空泵与排气口5连接的配管系统、以及设置于配管系统的电导阀等能够以电气方式进行控制的流量控制阀，是能够通过控制阀调节排气量的结构。配置排气口5的位置并不限于图示例那样的底壁的中央部，可以是底壁的端部(靠近侧壁的位置)，也可以是侧壁，还可以是顶壁。另外，配管也可以延伸到腔室内而使得排气口5在腔室10内开口。
在图示例中，导入口41、42设置于阴极单元8移动的移动区域的始端侧的侧壁10b和终端侧的侧壁10a，排气口5设置在移动台的移动区域的中央位置的底壁10c侧。在成膜工序(溅射工序)中，从导入口4导入溅射气体，并且，一边从排气口5排气一边进行成膜。
成膜装置1具有设置在腔室10的壁部且能够取得腔室10内的压力的压力传感器7。可以认为压力传感器7是压力取得机构，也可以认为包括压力传感器和控制部14在内是压力取得机构。压力传感器7将所取得的压力值发送到控制部14。作为压力传感器7，可以利用电容压力计等隔膜真空计、皮拉尼真空计、热电偶真空计等热传导式真空计、石英摩擦真空计等各种真空计。需要说明的是，压力传感器7只要能够测定腔室10内的压力即可，其设置位置是任意的，也可以将压力传感器7设置为能够相对于腔室10移动。如后所述，在本实施方式中，使用由压力传感器7测定的腔室10内的压力作为指标值，进行腔室10内的压力的调节，并调节溅射区域A1附近的压力。需要说明的是，在将压力传感器7设置为能够相对于腔室10移动的情况下，也可以按压力传感器7的每个位置在存储部中保存使指标压力值Pi与压力分布信息相对应的信息。
<成膜方法>
接着，对使用成膜装置1的成膜方法进行说明。本实施方式的成膜方法包括成膜工序(溅射工序)。在成膜工序中，利用控制部14使靶驱动装置11驱动而使靶2旋转，从电源13对靶2施加偏置电压。一边使靶2旋转一边对靶2施加偏置电压，并且对移动台驱动装置12进行驱动，使阴极单元8从移动区域的始端以规定速度向规定的方向移动。若对靶2施加偏置电压，则在与成膜对象物6相向的靶2的表面附近集中生成等离子体，等离子体中的阳离子状态的气体离子对靶2进行溅射，飞散的溅射粒子堆积于成膜对象物6。随着阴极单元8的移动，溅射粒子从阴极单元8的移动方向上游侧朝向下游侧依次堆积。由此，在成膜对象物上成膜。在本实施方式中，在成膜工序中使溅射区域A1移动，并且，根据阴极单元8的位置来调节腔室10内的压力。
<压力调节>
接着，参照附图对本实施方式的成膜装置1的成膜工序中的压力调节进行说明。图3是表示压力调节的流程的流程图。
在成膜处理开始后，在步骤S101中，控制部14取得成膜时的溅射区域A1附近的压力的目标值即目标压力值Pt。目标压力值Pt可以是由成膜装置1的用户指定的值，控制部14也可以经由输入部(未图示)接受来自用户的输入。成膜装置1进行腔室10内的压力的调节，使得不论腔室10内的溅射区域A1的位置如何，溅射区域A1附近的压力(局部压力值)都始终成为目标压力值Pt。
在步骤S102中，控制部14取得阴极单元8在腔室10内的位置的信息。阴极单元8在腔室10内的位置的信息例如可以从移动台驱动装置12取得。
在步骤S103中，控制部14参照存储在存储部(未图示)中的表格或数学式，确定控制压力值Pc。控制压力值Pc是与目标压力值Pt相等的值或不同的值，是在溅射区域A1附近的压力成为目标压力值Pt时由压力传感器7测定的压力值。即，通过以由压力传感器7测定的压力值成为控制压力值Pc的方式对排气机构15以及气体导入机构16中的至少一方进行控制，从而可以使溅射区域A1附近的压力成为目标压力值Pt。
在存储于存储部(未图示)的表格或数学式中，按由压力传感器7测定的压力值(以下，也称为指标压力值Pi)而包含此时的腔室10内的压力分布信息(阴极单元8的位置与该位置处的阴极单元8附近的压力值相对应而得到的表格或数学式)。即，存储部(未图示)存储有与不同的多个指标压力值Pi分别对应的多个压力分布信息。在步骤S103中，控制部14参照上述多个表格或数学式，选择在步骤S102中取得的阴极单元8的位置处的压力值成为目标压力值Pt的压力分布信息。接着，将与所选择的表格或数学式对应的指标压力值Pi设为控制压力值Pc。需要说明的是，当在步骤S102中取得的阴极单元8的位置处的压力值成为目标压力值Pt的压力分布信息不存在的情况下，也可以选择该压力值与目标压力值Pt最接近的压力分布信息。
压力分布信息通过在阴极单元8设置移动压力传感器(未图示)，使移动压力传感器(未图示)与阴极单元8一起移动并取得压力，从而事先取得。或者，通过在腔室10内设置多个压力传感器，使用多个压力传感器取得压力，从而事先取得。或者，也可以通过基于腔室10的形状、排气口5、导入口41、42的位置等的模拟而事先取得。改变指标压力值Pi并取得多个该压力分布信息，将其存储在存储部(未图示)中。
在步骤S104中，控制部14基于在步骤S103中确定的控制压力值Pc来调节腔室10内的压力。具体而言，以由压力传感器7测定的压力值成为控制压力值Pc的方式对排气机构15以及气体导入机构16中的至少一方进行控制。控制压力值Pc与第一压力值对应。如上所述，通过将由压力传感器7测定的压力值设为控制压力值Pc，从而可以使溅射区域A1附近的压力成为目标压力值Pt。由此，在将溅射区域A1附近的压力始终维持在目标压力值Pt的状态下进行溅射。
在步骤S105中，控制部14判定成膜对象物6的成膜是否完成。作为判定的结果，若成膜未完成，则进入步骤S106，进行阴极单元8的移动以及压力调节，并且，继续进行成膜。
需要说明的是，在步骤S103中基于目标压力值Pt以及阴极位置来确定控制压力值Pc的方法并不限定于上述方法。例如，存储部(未图示)也可以按每个目标压力值Pt存储阴极单元8的位置与在该位置处溅射区域A1附近的压力成为目标压力值Pt那样的指标压力值Pi相对应而得到的表格或数学式。在该情况下，控制部14通过参照该表格或数学式，从而可以更容易地确定每个阴极单元8的控制压力值Pc。或者，在预先确定了目标压力值Pt的情况下，存储部(未图示)也可以仅存储一个上述表格或数学式。即，在该情况下，控制部14基于阴极单元8的位置信息和根据阴极单元8的位置预先确定的控制压力值Pc来调节压力。
或者，存储部(未图示)所存储的上述表格或数学式也可以存储阴极单元8的位置和用于使该位置处的阴极单元8附近的压力值成为目标压力值Pt的排气机构15以及气体导入机构16中的至少一方的控制量。作为上述控制量，例如可以列举配置在排气机构15与排气口5之间的流量控制阀的开度、配置在气体导入机构16的供给源与导入口41、42之间的流量控制阀的开度等。在该情况下，控制部14代替在步骤S103中确定控制压力值Pc，而确定排气机构15以及气体导入机构16中的至少一方的控制量。接着，在步骤S104中，控制部14以在步骤S103中确定的控制量对排气机构15以及气体导入机构16中的至少一方进行控制。
通常在真空腔的内部存在不均匀的压力分布，因此，若在真空腔内一边使溅射区域移动一边进行溅射，则溅射区域附近的压力发生变动。因此，进行成膜的膜的膜厚、膜质产生不均。另一方面，在本实施方式中，如上所述，根据腔室10内的溅射区域A1的位置来调节腔室10内的压力。由此，可以始终将溅射区域A1附近的压力保持为大致恒定，因此，即便腔室内部的气体的压力分布不均匀，也可以将成膜率保持为大致恒定。其结果是，可以减少在成膜对象物6上成膜的膜的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质降低。
[实施方式2]
接着，对本发明的实施方式2进行说明。以下，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，对相同的结构要素标注相同的附图标记并简化说明。
图4(a)示出本实施方式的成膜装置1。在成膜装置1中，并非使用利用圆筒状的靶的旋转阴极单元，而是使用利用平板形状的靶302的平面阴极单元308。平面阴极单元308具有与成膜对象物6平行配置的靶302，在该靶302的与成膜对象物6相反的一侧配置有作为磁场产生机构的磁铁单元3。另外，在靶302的与成膜对象物6相反的一侧的面上，设置有从电源13被施加电力的衬板302a。通过对衬板302a施加电力，从而自溅射区域A1放出溅射粒子。平面阴极单元308设置在移动台230的上表面。
在成膜工序中，平面阴极单元308在与成膜对象物6的成膜面相向的移动区域上沿着导轨250在与靶302的长度方向正交的方向(在图中为X轴方向)上移动。靶302的与成膜对象物6相向的表面附近是通过由磁铁单元3生成的磁场来提高电子密度并产生溅射粒子的溅射区域A1。在成膜工序中，随着平面阴极单元308的移动，溅射区域A1沿着成膜对象物6的成膜面移动，在成膜对象物6上依次成膜。
需要说明的是，如图4(b)～图4(d)所示，在平面阴极单元308内，磁铁单元3也可以相对于靶302能够相对移动。若如上所述构成，则可以使溅射区域A1相对于靶302相对地错开，可以提高靶302的利用效率。
在本实施方式中，也与实施方式1同样地，根据溅射区域A1的位置(在本实施方式中，根据平面阴极单元308的位置)来调节腔室10内的压力。由此，即便在如本实施方式那样使用平面阴极单元308的情况下，也可以始终将溅射区域A1附近的压力保持为大致恒定。因此，即便腔室内部的气体的压力分布不均匀，也可以将成膜率保持为大致恒定。其结果是，可以减少在成膜对象物6上生成的膜的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质降低。
[实施方式3]
接着，对本发明的实施方式3进行说明。以下，以与上述各实施方式的不同点为中心进行说明，对相同的结构要素标注相同的附图标记并简化说明。
图5示出本实施方式的成膜装置1。在上述图4(b)～图4(d)中，平面阴极单元内的磁铁单元3能够相对于靶302相对移动。在本实施方式中，平板形状的靶402在X轴方向以及Y轴方向双方比成膜对象物6大，相对于腔室10固定设置。另外，作为磁场产生机构的磁铁单元3相对于固定于腔室10的靶402(即，相对于腔室10)移动。伴随于此，靶402的放出靶粒子的溅射区域A1也相对于成膜对象物6移动。
靶402配置在真空区域与大气压区域的边界部分，磁铁单元3置于腔室10外的大气中。即，如图5所示，靶402以气密地堵塞设置于腔室10的底壁10c的开口部10c1的方式配置。靶402面向腔室10的内部空间并与成膜对象物6相向。在靶402的与成膜对象物6相反的一侧的面上，设置有从电源13被施加电力的衬板402a，衬板402a面对外部空间。需要说明的是，在此将靶402配置在真空区域与大气压区域的边界部分，但并不限定于此，也可以在靶402与大气压区域之间设置其他部件，也可以将靶402配置于腔室10的底壁10c。
磁铁单元3配置在腔室10外，压力传感器7配置在腔室10内。磁铁单元3在腔室10外支承于磁铁单元移动装置430，可以沿着靶402在X轴方向上移动。磁铁单元3通过由磁铁驱动装置121驱动磁铁单元移动装置430而被驱动。磁铁单元移动装置430是对磁铁单元3在X轴方向上进行直线引导的装置，虽未特别图示，但由对磁铁单元3进行支承的移动台和对移动台进行引导的导轨等引导件等构成。通过该磁铁单元3的移动，溅射区域A1在X轴方向上移动。磁铁单元3由控制部14控制而移动，控制部14随时取得压力传感器7测定的压力值。
在本实施方式中，在阴极单元8移动的移动区域的始端侧的侧壁10b配置有导入口42，在终端侧的侧壁10a配置有排气口5。因此，在腔室10内，存在如下的压力分布：在始端侧的侧壁10b的附近压力高，在终端侧的侧壁10a的附近压力低。需要说明的是，导入口、排气口的位置、数量并不限于该例子。
在本实施方式中，也与上述各实施方式同样地，根据溅射区域A1的位置(在本实施方式中，根据磁铁单元3的位置)来调节腔室10内的压力。由此，在本实施方式的情况下，也可以始终将溅射区域A1附近的压力保持为大致恒定。因此，即便腔室内部的气体的压力分布不均匀，也可以将成膜率保持为大致恒定。其结果是，可以减少在成膜对象物6上生成的膜的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质降低。
[实施方式4]
接着，对本发明的实施方式4进行说明。以下，以与上述各实施方式的不同点为中心进行说明，对相同的结构要素标注相同的附图标记并简化说明。
本实施方式的成膜装置1的结构与实施方式1的成膜装置1相同。在本实施方式中，在成膜工序中，除进行腔室内的压力的调节之外，还进行向靶2供给的电力的调节。
成膜装置1具有向靶2供给电力的电力供给机构。如上所述，经由衬管2a或直接从电源13对靶2施加偏置电压，由此供给电力。因此，本实施方式中的电力供给机构包括电源13。另外，电源13由控制部14控制，为了将由控制部14指示的电力供给到靶2，也可以认为在本实施方式的电力供给机构中包括控制部14。或者，也可以认为在电力供给机构中不包括电源13而仅包括控制部14。
在成膜工序中，电力供给机构使向靶2供给的电力变化。具体而言，电力供给机构在图1的结构中，使向靶2供给的电力以在溅射区域A1附近的压力相对高的阴极单元8的移动路径的始端侧以及终端侧变大的方式变化。另外，使向靶2供给的电力以在溅射区域A1附近的压力相对低的阴极单元8的移动路径的中央部变小的方式变化。即，在溅射区域A1附近的压力为第一压力时向靶2供给第一电力。而且，在溅射区域A1附近的压力为比第一压力高的第二压力时供给比第一电力大的第二电力。
由此，在溅射区域A1附近的压力高且溅射粒子的平均自由行程变短时，供给更大的电力，因此，从溅射区域A1放出的溅射粒子的量增加。另外，在溅射区域A1附近的压力低且溅射粒子的平均自由行程变长时，供给更小的电力，因此，从溅射区域A1放出的溅射粒子的量减少。在本实施方式中，通过像这样除调节腔室内的压力之外还调节供给电力，从而除控制平均自由行程之外，还可以控制被放出的溅射粒子的量。其结果是，与仅进行腔室内的压力的调节的情况相比，可以更容易地将成膜率保持恒定。因此，根据本实施方式，也可以减少在成膜对象物6上生成的膜的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质降低。
[实施方式5]
接着，对本发明的实施方式5进行说明。以下，以与上述各实施方式的不同点为中心进行说明，对相同的结构要素标注相同的附图标记并简化说明。
本实施方式的成膜装置1的结构与实施方式1的成膜装置1相同。在本实施方式中，在成膜工序中，除进行腔室内的压力的调节之外，还进行溅射区域A1的移动速度的调节。需要说明的是，在磁铁单元3相对于靶2被固定的情况下，可以认为溅射区域A1的移动速度与阴极单元8的移动速度相同。另外，在磁铁单元3相对于靶2移动的情况下，可以认为溅射区域A1的移动速度与阴极单元8的移动速度和磁铁单元3的移动速度的合成速度相同。
在成膜工序中，移动机构使溅射区域A1的移动速度变化。具体而言，移动机构在图1的结构中，使溅射区域A1的移动速度以在溅射区域A1附近的压力相对高的阴极单元8的移动路径的始端侧以及终端侧变小的方式变化。另外，使溅射区域A1的移动速度以在溅射区域A1附近的压力相对低的阴极单元8的移动路径的中央部变大的方式变化。即，在溅射区域A1附近的压力为第一压力时，使溅射区域A1以第一移动速度移动。而且，在溅射区域A1附近的压力为比第一压力高的第二压力时，使溅射区域A1以比第一移动速度小的第二移动速度移动。
由此，在溅射区域A1附近的压力高且溅射粒子的平均自由行程变短时，溅射区域A1停留在与成膜对象物6的规定区域相向的区域内的时间延长。另外，在溅射区域A1附近的压力低且溅射粒子的平均自由行程变长时，溅射区域A1停留在与成膜对象物6的规定区域相向的区域内的时间缩短。在本实施方式中，通过像这样除调节腔室内的压力之外还调节溅射区域A1的移动速度，从而除控制平均自由行程之外还可以控制在成膜对象物6的规定区域成膜的时间。其结果是，与仅进行腔室内的压力的调节的情况相比，可以更容易地将成膜率保持恒定。因此，根据本实施方式，也可以减少在成膜对象物6上生成的膜的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质降低。
[实施方式6]
接着，对本发明的实施方式6进行说明。以下，以与上述各实施方式的不同点为中心进行说明，对相同的结构要素标注相同的附图标记并简化说明。
图6示出本实施方式的成膜装置1。本实施方式的成膜装置1具备成膜对象物升降机构640，该成膜对象物升降机构640用于使对成膜对象物6和掩模6b进行保持的支架6a在成膜对象物6的成膜面的法线方向上进行上下移动。成膜对象物升降机构640设置于腔室10的顶壁10d。成膜对象物升降机构640包括直动滚珠丝杠642，该直动滚珠丝杠642接受来自电机等驱动源的动力传递而使支架6a上升或下降。按照控制部14的控制，直动滚珠丝杠642进行驱动，支架6a上下移动，从而能够使靶(T：Target)与作为成膜对象物的基板(S：Substrate)之间的距离(T-S距离)变化。需要说明的是，成膜对象物升降机构的结构并不限于图示例，只要根据来自控制部14的指示或者如预先规定的那样使T-S距离变化即可。
这样，本实施方式的成膜装置1具有使T-S距离变化的T-S距离变化机构。而且，在本实施方式中，在成膜工序中，除进行腔室内的压力的调节之外，还进行T-S距离的调节。
在成膜工序中，T-S距离变化机构使T-S距离变化。具体而言，T-S距离变化机构在图6的结构中，使T-S距离以在溅射区域A1附近的压力相对高的阴极单元8的移动路径的始端侧以及终端侧变小的方式变化(图6(a))。另外，使T-S距离以在溅射区域A1附近的压力相对低的阴极单元8的移动路径的中央部变大的方式变化(图6(b))。即，在溅射区域A1附近的压力为第一压力时，T-S距离成为第一距离。而且，在溅射区域A1附近的压力为比第一压力高的第二压力时，T-S距离成为比第一距离小的第二距离。
由此，在溅射区域A1附近的压力高且溅射粒子的平均自由行程变短时，从靶表面到成膜对象物6的距离变短。另外，在溅射区域A1附近的压力低且溅射粒子的平均自由行程变长时，从靶表面到成膜对象物6的距离变长。在本实施方式中，通过像这样除调节腔室内的压力之外还调节T-S距离，从而除控制平均自由行程之外还可以控制从溅射区域A1放出的溅射粒子堆积于成膜对象物6所需的飞行距离。其结果是，与仅进行腔室内的压力的调节的情况相比，可以更容易地将成膜率保持恒定。因此，根据本实施方式，也可以减少在成膜对象物6上生成的膜的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质降低。
需要说明的是，在本实施方式中，作为T-S距离变化机构，示出使成膜对象物6在成膜对象物6的成膜面的法线方向上移动的成膜对象物升降机构640，但并不限定于此。例如，作为T-S距离变化机构，也可以使用使靶2或阴极单元8在成膜对象物6的成膜面的法线方向上移动的机构。
[其他实施方式]
在上述各实施方式中，示出阴极单元8、平面阴极单元308为一个的情况，但这些单元也可以在腔室内部配置多个。或者，即便这些单元为一个，也可以在单元内配置多个靶。另外，在上述各实施方式中示出的各结构要素并不限于上述各实施方式的例子，只要不产生矛盾，也可以相互任意地组合。

Claims (23)

1.一种成膜装置，其特征在于，具有：
腔室，所述腔室在内部配置成膜对象物以及靶；以及
移动机构，所述移动机构使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动，
所述成膜装置利用所述移动机构使所述溅射区域移动并且使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而成膜，
所述成膜装置具有对所述腔室内的压力进行调节的压力调节机构，
所述压力调节机构根据所述腔室内的所述溅射区域的位置对所述腔室内的压力进行调节。
2.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置还具备：
压力取得机构，所述压力取得机构取得所述腔室内的压力；以及
存储部，所述存储部存储表格或数学式，所述表格或数学式通过使所述腔室内的所述溅射区域的位置、由所述压力取得机构取得的压力值、以及所述溅射区域附近的局部压力值相对应而得到，
所述压力调节机构基于所述腔室内的所述溅射区域的位置和存储在所述存储部中的所述表格或所述数学式，对所述腔室内的压力进行调节。
3.如权利要求2所述的成膜装置，其特征在于，
所述压力取得机构包括相对于所述腔室固定配置的压力传感器。
4.如权利要求2所述的成膜装置，其特征在于，
所述压力调节机构基于所述腔室内的所述溅射区域的位置、以及所述表格或所述数学式，取得在所述局部压力值成为规定的压力值时由所述压力取得机构取得的压力值即第一压力值，并对所述腔室内的压力进行调节，以使由所述压力取得机构取得的压力值成为所述第一压力值。
5.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置还具备：
压力取得机构，所述压力取得机构取得所述腔室内的压力；以及
存储部，所述存储部存储表格或数学式，所述表格或数学式通过使所述腔室内的所述溅射区域的位置与将所述溅射区域附近的局部压力值设为规定的压力值时由所述压力取得机构取得的压力值相对应而得到，
所述压力调节机构基于所述腔室内的所述溅射区域的位置和存储在所述存储部中的所述表格或所述数学式，对所述腔室内的压力进行调节。
6.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置还具备存储部，所述存储部存储使所述腔室内的所述溅射区域的位置与所述压力调节机构的控制量相对应而得到的表格或数学式，
所述压力调节机构基于所述腔室内的所述溅射区域的位置和存储在所述存储部中的所述表格或所述数学式，对所述腔室内的压力进行调节。
7.如权利要求2所述的成膜装置，其特征在于，
所述表格或所述数学式是基于预先取得的所述腔室内的压力分布的表格或数学式。
8.如权利要求1～7中任一项所述的成膜装置，其特征在于，
所述移动机构通过使所述靶在所述腔室内移动而使所述溅射区域移动。
9.如权利要求8所述的成膜装置，其特征在于，
所述移动机构通过使所述靶在与所述靶的长度方向交叉的方向上移动而使所述溅射区域移动。
10.如权利要求8所述的成膜装置，其特征在于，
所述移动机构通过使以隔着所述靶与所述成膜对象物相向的方式配置的磁场产生机构移动，从而使所述溅射区域移动。
11.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述靶以与所述成膜对象物相向的方式固定于所述腔室，所述移动机构通过使以隔着所述靶与所述成膜对象物相向的方式配置的磁场产生机构移动，从而使所述溅射区域移动。
12.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述靶为圆筒形状，
所述成膜装置还具有使所述靶旋转的旋转机构。
13.如权利要求8所述的成膜装置，其特征在于，
所述靶为圆筒形状，
所述成膜装置还具有使所述靶旋转的旋转机构。
14.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述靶为平板形状。
15.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置还具有向所述靶供给电力的电力供给机构，
所述电力供给机构根据所述腔室内的所述溅射区域的位置而使向所述靶供给的电力变化。
16.如权利要求15所述的成膜装置，其特征在于，
所述电力供给机构根据所述溅射区域附近的压力而使向所述靶供给的电力变化。
17.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述移动机构根据所述腔室内的所述溅射区域的位置而使所述溅射区域的移动速度变化。
18.如权利要求17所述的成膜装置，其特征在于，
所述移动机构根据所述溅射区域附近的压力而使所述溅射区域的移动速度变化。
19.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述成膜装置还具有使所述成膜对象物与所述溅射区域之间的距离变化的距离变化机构，
所述距离变化机构根据所述腔室内的所述溅射区域的位置而使所述成膜对象物与所述溅射区域之间的距离变化。
20.如权利要求19所述的成膜装置，其特征在于，
所述距离变化机构根据所述溅射区域附近的压力而使所述成膜对象物与所述溅射区域之间的距离变化。
21.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
并且，所述成膜装置根据所述腔室内的所述溅射区域的位置，使向所述靶供给的电力、所述溅射区域的移动速度、以及所述成膜对象物与所述溅射区域之间的距离中的至少一个变化。
22.一种成膜方法，使用配置有成膜对象物和靶的腔室，其特征在于，
包括成膜工序，在所述成膜工序中，使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动，并且使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而成膜，
在所述成膜工序中，根据所述腔室内的所述溅射区域的位置对所述腔室内的压力进行调节。
23.一种电子器件的制造方法，其特征在于，包括：
以使靶与成膜对象物相向的方式在腔室内配置所述成膜对象物和所述靶的工序；以及
使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动，并且使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而成膜的成膜工序，
在所述成膜工序中，根据所述腔室内的所述溅射区域的位置对所述腔室内的压力进行调节。
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