JP2005213587A - マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】全域で均一な膜質を有する薄膜を形成できるマグネトロンスパッタ装置を提供する。
【解決手段】 本発明のマグネトロンスパッタ装置１は、非成膜時にターゲット１０表面を基板３０から遮蔽するシャッター機構４０を備え、シャッター機構が、エロージョン領域Ａに対向する位置に開口部４２を備えると共に、成膜時に基板表面であってエロージョン領域に対向する成膜領域Ｂから離れた領域へのスパッタ粒子の飛散を防止する開口制限機構と、成膜時に前記成膜領域内への膜厚分布を調整する膜厚分布補正機構とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、マグネトロンスパッタ装置に関する。

従来より、光学薄膜や導電性薄膜などの成膜手段として、グロー放電で生成した陽イオンを電気的に加速してターゲットに衝突させ、これにより叩き出された原子を基板に被着させることによって成膜を行うスパッタリング法が知られている。
スパッタリング法では、グロー放電のために真空槽内にアルゴンガスなどの不活性ガスを導入し、化学反応性スパッタリングを行う際にはさらに酸素ガス，窒素ガスなどの反応ガスも導入する。スパッタリングで形成した薄膜は、真空蒸着法で形成した薄膜と比較して、成膜に時間がかかるという難点はあるものの、膜構造が緻密で物理的、化学的に安定しており、また、基板への付着力が強いという利点がある。

また、スパッタリングの成膜効率を向上させるために、ターゲット表面に磁界を形成し、グロー放電で発生した陽イオンの密度をターゲット表面で高く維持し、スパッタ速度を上げるマグネトロンスパッタリング法が知られている。
マグネトロンスパッタリング法に用いられるマグネトロンスパッタ装置では、カソード内部に配置された磁石が発生する磁場によってイオン粒子のプラズマが局所的に収束され、ターゲットの長手方向（磁石の配列方向、以下、この方向を「上下方向」とする。）に沿ったエロージョン領域が生じる。

エロージョン領域でターゲットがスパッタされることにより、スパッタ粒子が基板に向かって飛んでいくことになるが、通常、基板表面のうち、エロージョン領域に対向する領域には多くのスパッタ粒子が付着する一方で、当該領域から例えば左右方向に離れた領域では、スパッタ粒子が斜入射することに起因して、スパッタ粒子の付着量が少なくなり、両領域で膜質に違いが生じることになる。
そこで、従来より、このような膜質の違いを解消するための技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
特許文献１及び２に開示されている技術は、いずれも、ターゲットと基板の間に、開口制限機構としての遮蔽板を配置し、基板に対して左右方向から斜入射することになるスパッタ粒子を基板に到達する以前に除去し、基板に対して略垂直に入射するスパッタ粒子のみを用いて成膜を行うものである。
特開平５−３３９７２５号公報 特開２０００−９６２２４号公報

ところが、一般的に、ターゲットから基板までの距離は、スパッタ粒子の平均自由工程以内とすることが望ましく、温度Ｔ＝２９３Ｋ、動作圧力Ｐ＝１×１０^-1Ｐａ、分子直径ｄ＝３．６×１０^-10ｍとしたときの平均自由工程は約７０ｍｍと狭く、ターゲットと基板の間に上記開口制限機構を配置することは必ずしも容易ではなかった。
特に、カルーセル方式、即ち、中心回転式の基板ホルダーを採用するマグネトロンスパッタ装置では、スパッタの前段階としてターゲットを予め暖めておく、いわゆるプレスパッタ中に、基板表面に不必要な膜が形成されることを防ぐために、ターゲットを周囲から遮蔽するためのシャッター機構が必要となるため、上記開口制限機構に加えて、シャッター機構をターゲットと基板の間に配置することは容易ではない。

また、上記特許文献１及び２に記載された開口制限機構は、左右方向に関する開口幅を制限するものであるため、薄膜の膜質に関して、その左右方向では略均一となるが、上下方向（ターゲット長手方向）では必ずしも均一とはいえないため、上下方向の膜質を均一化するための手段を別途設ける必要がある。
また、ターゲットからの輻射熱による動作不良を避けるため、ターゲットと基板の間に配置する上記開口制限機構等はそれぞれ強固な構造とする必要がある一方で、上述したように、ターゲットから基板までの距離が短いことにより、これらを独立して配置することは困難であった。

本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、全域で均一な膜質を有する薄膜を形成できるマグネトロンスパッタ装置を提供することである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基板に対向して配置したターゲットに磁場を印加することにより、当該ターゲット表面に生じるエロージョン領域からスパッタ粒子を発生させるマグネトロンスパッタ装置において、非成膜時に前記ターゲット表面を前記基板から遮蔽するシャッター機構を備え、前記シャッター機構が、前記エロージョン領域に対向する位置に開口部を備えると共に、成膜時に前記基板表面であって前記エロージョン領域に対向する成膜領域から離れた領域へのスパッタ粒子の飛散を防止する開口制限機構と、成膜時に前記成膜領域内への膜厚分布を調整する膜厚分布補正機構とを備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、マグネトロンスパッタ装置が、非成膜時にターゲット表面を基板から遮蔽するシャッター機構を備え、当該シャッター機構に開口制限機構としての機能と膜厚分布補正機構としての機能を持たせている。従って、ターゲットから基板までの狭小領域に、シャッター機構、開口制限機構及び膜厚分布補正機構を配置することが可能となり、膜質及び膜厚を薄膜全体で均一化することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置において、前記膜厚分布補正機構は、前記開口部の長手方向の任意の位置における開口幅を変更可能な構造からなることを特徴とする。
請求項２に記載の発明によれば、膜厚分布補正機構を開口部の開口幅を変更可能な構造とするので、マグネトロンスパッタ装置を比較的簡易な構成とすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のマグネトロンスパッタ装置において、前記開口制限機構は、前記ターゲット表面上の前記エロージョン領域の中心位置からの法線もしくは垂線に対して、前記ターゲット表面の位置からのなす角度が前記成膜領域から離れる方向に２０°以上の角度となる領域を前記開口部において遮断することを特徴とする。
請求項３に記載の発明によれば、開口制限機構が、ターゲット表面上の前記エロージョン領域の中心位置からの法線もしくは垂線に対して、ターゲット表面の位置からのなす角度が成膜領域から離れる方向に２０°以上の角度で発生したスパッタ粒子を開口部において遮断する。
これにより、成膜速度を大幅に低下させることなく、薄膜の膜質が不均一になったり、例えば薄膜の屈折率が低下するといったことを抑制できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置において、前記ターゲットが円筒形状であり、その中心軸回りに回転可能であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明によれば、ターゲットを回転させることで、ターゲット表面の全体をスパッタに用いることができ、ターゲットの有効利用が可能となる。

本発明によれば、全域で均一な膜質を有する薄膜を形成できるマグネトロンスパッタ装置を得られる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
なお、本実施の形態においては、マグネトロンスパッタ装置として、多角形（本実施の形態においては正１２角形）の筒型の基板ホルダが、垂直方向に伸びる中心軸の周りを回転しながら薄膜形成を行う、カルーセル型の装置を用いて説明する。

図１及び図２に示すように、マグネトロンスパッタ装置１は、矩形状の箱体からなる真空槽２内に、複数のターゲット１０、マグネット２０、基板３０等を格納している。
真空槽２は、箱型のベルジャ本体３と、その上面及び底面をそれぞれ気密に覆う蓋４及びベースプレート５からなり、真空槽２の内部空間でスパッタリングによる成膜が行われる。ベルジャ本体３及び蓋４はベースプレート５に対して昇降自在であり、また蓋４は図示しないヒンジ機構によりベルジャ本体３に対して開閉自在となっている。

基板ホルダ６は、成膜時にその側面に複数の基板３０を保持した状態で中心軸６ａを中心として、図２中に矢印で示す方向に回転するように真空槽２内に軸支されている。なお、基板ホルダ６は導電性を有し、ベルジャ本体３及び蓋４、さらにベースプレート５に対して電気的に導通されており、成膜時にはアース電位として用いられる。
基板ホルダ６に保持される基板３０は、プラスチック基板として、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ゼオネックス樹脂（日本ゼオン社製、商品名）、アートン樹脂（日本合成ゴム社製、商品名）、その他透明性に優れた一般的な樹脂を使用することができ、ガラス基板として、レンズ、ミラー、プリズム、導光板、光ファイバー、表示装置保護カバー、その他ガラスからなる一般的な光学部品の全てに適用できる。

真空槽２内の左右二箇所には円筒状のターゲット１０が二個一組で設置され、さらに各ターゲット１０を取り囲むように回転式のシャッター機構４０が設けられている。
ターゲット１０は、導電性を有するステンレス製あるいは銅製の円筒状のターゲットホルダ１１の外周面に、その内周面を密着させて取り付けられる円筒状の材料である。
ターゲット１０としては、例えば、低屈折率材料用としてシリコン、フッ化マグネシウムが挙げられ、高屈折率材料用としてチタン、タンタル、ニオブ、ハフニウム、又は前記材料の低級酸化物が挙げられる。

図３及び図４に示すように、ターゲットホルダ１１の中空部内にはベースプレート５に固定されたマグネット２０が配置されている。
マグネット２０は、ベースプレート５に立設されたロッド（図示せず）で支持された鉄製のコア２１と、コア２１に固定された第１マグネット列２２と、第１マグネット列２２を取り囲むようにコア２１に固定された第２マグネット列２３とからなる。
第１マグネット列２２及び第２マグネット列２３はターゲットホルダ１１の長手方向（上下方向）に沿って延ばされている。ターゲットホルダ１１の内周面に向けられた側の磁極は、第１マグネット列２２がＮ極、第２マグネット列２３がＳ極となっており、各々の磁極の先端とターゲットホルダ１１の内周面まではほぼ等距離となっている。

ターゲット１０の任意の横断面において図４に点線で示すような多数の磁力線が発生しており、第１マグネット列２２のＮ極から発生した磁力線は、第１マグネット列２２のＮ極に最も近いターゲットホルダ面を通過してターゲット１０の外部から第２マグネット２０のＳ極に至ることになる。
なお、ターゲット１０の長手方向に関しても同様の磁力線が発生し、ターゲット１０表面のうち、基板３０に対向する領域でほぼ均一な磁界が得られるようになっており、この領域がエロージョン領域Ａとなる。本実施の形態においては、エロージョン領域Ａの形状は、マグネット２０の配列方向（上下方向）を長辺とする略四角枠状となる。

ターゲットホルダ１１の中空部は、上記マグネット２０の設置スペースになるほか、冷却水の流路としても用いられる。ターゲットホルダ１１の中空部内に冷却水を通すことによってターゲットホルダ１１及びターゲット１０の過熱を防ぐことができ、グロー放電を安定に保ち、またターゲット１０の不要な化学反応を防ぐことができる。
また、ターゲットホルダ１１は、その中心軸１１ａ（図４を参照）回りに回転可能な構成となっている。

シャッター機構４０は、略円筒状のシャッター４１と、上下方向に伸びる開口部４２と、開口部４２の左右両縁に取り付けられる複数のフラップ４３を備えている。
そして、図５に示すように、非成膜時にはシャッター４１を回転させて、開口部４２を基板３０に対向しない位置まで移動させることにより、ターゲット１０表面を基板３０から遮蔽し、基板３０表面に不必要な膜が形成されることを防ぐようになっている。なお、以下の説明においては、開口部４２が基板３０に対向する位置まで移動した状態を開状態とし、開口部４２が基板３０に対向しない位置まで移動した状態を閉状態とする。

図３に示すように、フラップ４３は、シャッター４１の曲率に沿った円弧状で平面視矩形状の板体であり、その上下２箇所に左右方向に伸びる開口４３ａを有する。
各フラップ４３は、開口４３ａに挿通したボルト４３ｂをシャッター４１の内面側からナット４３ｃで締結することにより、開口部４２の左右両縁に固定されている。そして、ナット４３ｃによる締結を弛めることにより、各フラップ４３を左右方向にスライド移動させることが可能となっている。

そして、本発明においては、これら複数のフラップ４３により、成膜時に基板３０表面であってエロージョン領域Ａに対向する成膜領域Ｂから離れた領域へのスパッタ粒子の飛散を防止する開口制限機構の機能と、成膜時に前記成膜領域Ｂ内へのスパッタ粒子の飛散量を調節する膜厚分布補正機構の機能が達成されるようになっている。
即ち、各フラップ４３の左右方向の位置を調節することにより、円筒形状のターゲット１０を用いる場合に、図４に示すように、ターゲット１０表面上のエロージョン領域Ａの中心位置からの法線Ｌ１、Ｌ２に対して、ターゲット１０表面の位置からのなす角度が成膜領域Ｂから離れる方向にθ＝２０°以上の角度で発生したスパッタ粒子をフラップ４３に衝突させて、基板３０表面への付着を防止する開口制限機能が実現されるようになっている。

なお、本実施の形態のように、エロージョン領域Ａの形状が上下方向を長辺とする略四角枠状となる場合には、左右２つの長辺各々の幅（円周方向の長さ）の中心点を、「エロージョン領域Ａの中心位置」と定義する。従って、本実施の形態においては、エロージョン領域Ａの左右２つの長辺のそれぞれにエロージョン領域Ａの中心位置が存在することになり、これに対応して、「ターゲット表面上のエロージョン領域の中心位置からの法線」もＬ１とＬ２の２本存在することになる。
また、上記法線Ｌ１、Ｌ２に対して成膜領域Ｂから離れる方向に２０°以上の角度で発生したスパッタ粒子を遮断することができる範囲内、つまり、上記開口制限機能を阻害しない範囲内で各フラップ４３の左右方向の位置を調節することで、開口部４２の長手方向（上下方向）の任意の位置における開口幅が変更されることになり、これにより、成膜時に開口部４２を通過して基板３０表面に到達するスパッタ粒子の飛散量を調節する膜厚分布補正機構が実現されるようになっている。

真空槽２の外部には、反応ガスと放電ガスを混合するための混合容器７が配置され、各ターゲット１０の近傍には、混合容器７からの混合気体を真空槽２内部に導入するための導入口８が設けられている。
放電ガスとしては、アルゴンガス、ヘリウムガス、アルゴンを主成分とするガス（例えば、酸素を１０ｗ％含むアルゴンガス）が挙げられる。
反応ガスとしては、酸素ガス、窒素ガス、酸素を主成分とするガス（例えば、アルゴンを３０ｗ％含む酸素ガス）が挙げられる。

次に、マグネトロンスパッタ装置１の動作について説明する。なお、本説明においては、ターゲット１０としてシリコン及びチタンを用い、基板３０の表面にシリコン酸化物からなる膜とチタン酸化物からなる膜を積層して薄膜を形成するものとする。
まず、ベルジャ本体３及び蓋４を開放し、左側の二個のターゲットホルダ１１にシリコンを含有するターゲット１０を装着し、右側の二個のターゲットホルダ１１にチタンを含有するターゲット１０を装着し、基板ホルダ６に基板３０を複数装着する。なお、各シャッター４１は閉状態としておく。

次に、各フラップ４３を所定の位置まで移動させる。なお、フラップ４３の適切な位置は、形成する薄膜の膜質や膜厚等によって異なるため、実験等により予め算出しておくものとする。
次に、ベルジャ本体３及び蓋４を閉じ、図示しない真空排気装置を作動させて、排気口９を介して真空槽２内の空気を吸引することで、真空槽２内を所定の高真空状態にし、その後、導入口８から反応ガスと放電ガスの混合気体を導入し、真空槽２内を所定のガス圧に保つ。

そして、ターゲットホルダ１１に冷却水を通し、シャッター４１が全て閉状態であることを確認した後、基板ホルダ６をアース電位とし、左側の二個のターゲットホルダ１１（陰極）との間に、ＤＣパルス電圧を印加する。なお、極性が変化するサイン波形の電圧や矩形波形の電圧を印加してもよい。

そして、左側の二個のシャッター４１を開状態にし、基板ホルダ６とターゲットホルダ１１との間に放電ガスのプラズマが生成された状態で、基板ホルダ６を中心軸６ａ回りに回転させる。
すると、ターゲット１０表面のエロージョン領域Ａは、放電で生じた正電荷を有するアルゴンイオン（Ａｒ⁺）でスパッタされ、スパッタ粒子が開口部４２を通過して真空中に飛散し、混合ガス中の酸素ガスによりシリコン酸化物（SｉＯ₂）の状態になって基板３０の表面に堆積していく。

この際に、エロージョン領域Ａの中心位置における法線に対して成膜領域Ｂから離れる方向に２０°以上の角度で発生したスパッタ粒子は、フラップ４３に衝突することになり、薄膜の形成に寄与しない。また、開口部４２の開口幅は、フラップ４３により上下方向の任意の位置で異なるように調節されている。従って、開口幅が他の領域に対して相対的に広い領域ではスパッタ粒子の通過量が多くなり、一方、開口幅が他の領域に対して相対的に狭い領域ではスパッタ粒子の通過量が少なくなり、結果として、成膜領域Ｂに到達するスパッタ粒子の量を均一化することができる。
一定時間が経過して、基板３０表面にシリコン酸化物からなる薄膜が形成された後は、基板ホルダ６の回転を停止し、左側の二個のターゲットホルダ１１に対する電圧の印加を停止すると共に、左側の二個のシャッター４１を閉状態にする。そして、右側の二個のターゲットホルダ１１に対する電圧の供給を開始すると共に右側の二個のシャッター４１を開状態にし、基板ホルダ６を再び回転させる。

すると、ターゲット１０表面のエロージョン領域Ａは、放電で生じた正電荷を有するアルゴンイオン（Ａｒ⁺）でスパッタされ、スパッタ粒子が開口部４２を通過して真空中に飛散し、混合ガス中の酸素ガスによりチタン酸化物（ＴｉＯ₂）の状態になって基板３０の表面に堆積し、チタン酸化物からなる薄膜が形成される。
以上のような工程を繰り返すことにより、シリコン酸化物からなる膜とチタン酸化物からなる膜が積層した薄膜が形成されることになる。

なお、長期間の成膜作業により、ターゲット１０表面の侵食（エロージョン）が進行した場合には、ターゲットホルダ１１をその中心軸１１ａ回りに回転させることで、ターゲット１０の他の領域をスパッタに使用することができる。
なお、上記説明では、成膜開始前にフラップ４３の位置を予め調節しておくものとしたが、これに限らず、成膜作業を一時的に停止しながら、作業者が成膜状況を確認し、必要に応じてフラップ４３の位置を調節するものとしてもよい。

以上のように、本実施の形態に示したマグネトロンスパッタ装置１は、非成膜時にターゲット１０表面を基板３０から遮蔽するシャッター機構４０を備え、開口部４２の左右両縁に取り付けた複数のフラップ４３の左右方向の位置を調節することで、シャッター機構４０に開口制限機構としての機能と膜厚分布補正機構としての機能を持たせている。これにより、ターゲット１０から基板３０までの狭小範囲に、シャッター機構４０、開口制限機構及び膜厚分布補正機構を配置することが可能となる。
なお、本実施の形態においては、膜厚分布補正機構が、平面視矩形状の複数のフラップ４３の左右方向の位置を調節することで、開口部４２の長手方向の任意の位置における開口幅を変更可能な構造からなるものとしたが、これに限らず、例えば図６に示すように、フラップ４３の左右両縁のうち、開口部４２側の縁部を曲線形状とすることにより、成膜時におけるスパッタ粒子の飛散量を調節するものとしてもよい。

また、本実施の形態においては、ターゲット１０が円筒形状であるとしたが、例えば、図７に示すように、ターゲット１０が平板形状であってもよい。この場合にも、エロージョン領域Ａの形状はマグネット２０の配列方向（上下方向）を長辺とする略四角枠状となるので、左右２つの長辺各々の幅（左右方向の長さ）の中心点を、「エロージョン領域Ａの中心位置」と定義する。従って、エロージョン領域Ａの左右２つの長辺のそれぞれにエロージョン領域Ａの中心位置が存在することになり、これに対応して、「ターゲット表面上のエロージョン領域の中心位置からの垂線」がＬ１とＬ２の２本存在することになる。

また、本実施の形態においては、ターゲットホルダ１１の中空部内に、一つの第１マグネット列２２と二つの第２マグネット列２３が配置される構成としたが、これに限らず、図８に示すように、第１マグネット列２２と第２マグネット列２３を一つずつ配置する構成としてもよい。この場合、エロージョン領域Ａの形状は、本実施の形態で示したような略四角枠状ではなく、マグネット２０の配列方向に沿った一本の直線状となるので、この直線状のエロージョン領域Ａの幅（円周方向の長さ）の中心点を「エロージョン領域Ａの中心位置」と定義する。これに対応して、「ターゲット表面上のエロージョン領域の中心位置からの法線」はＬ１の１本になり、エロージョン領域Ａの中心位置における法線Ｌ１に対して、成膜領域Ｂから離れる方向となる左右２０°以上の角度で発生したスパッタ粒子をフラップ４３で遮断することになる。

なお、本実施の形態では、真空槽２内の左右に二個ずつ計４個のターゲット１０を格納する構成としたが、ターゲット１０は真空槽２内に少なくとも一個配置されていれば良い。
また、フラップ４３の位置調節を作業者が手作業により行うものとしたが、これに限らず、例えばモータ等の電気的駆動手段を用いて位置調節を行っても良い。

次に、実施例１について説明する。
本実施例では、上記実施の形態で示したマグネトロンスパッタ装置を用いて赤外カットフィルターを形成し、これを一定環境下で放置した場合の透過率の変化を示す。また、比較例として、開口制限機構を持たないマグネトロンスパッタ装置を用いて形成した赤外カットフィルター、即ち、エロージョン領域の中心位置における法線に対して、成膜領域から離れる方向に２０°以上の角度で発生したスパッタ粒子を遮断することなく成膜した赤外カットフィルターの透過率変化を示す。

表１に層構成を示し、表２に成膜条件を示す。

図９（ａ）は、本実施例の赤外カットフィルターを、６０℃、湿度９０％の条件下で１６８時間放置する前（実線で示す）と後（点線で示す）での透過率の変化を示すものであり、グラフの縦軸が透過率（％）を表し、横軸が光線の波長（ｎｍ）を表している。
また、図９（ｂ）は、図９（ａ）のグラフのうち、可視光領域と赤外光領域との境界領域（図９（ａ）中の点線で囲んだ領域）を拡大したグラフである。
また、図９（ｃ）は、比較例の赤外カットフィルターを、６０℃、湿度９０％の条件下で１６８時間放置する前（実線で示す）と後（点線で示す）での透過率の変化を示すものである。

以上より、比較例の赤外カットフィルターの上記境界領域における透過率変化は最大で７ｎｍ程度である一方、本実施例の赤外カットフィルターの透過率変化は最大で０．５ｎｍ程度で抑えられており、保存環境による光学特性の変化が少ない、良質な膜質を有する赤外カットフィルターが得られたことが分かる。

次に、実施例２について説明する。
本実施例では、図１０に示すように、上記実施の形態で示したマグネトロンスパッタ装置を用いて、フラップの位置を調節することにより開口部の開口幅を変化させ、エロージョン領域の中心位置における法線に対して、成膜領域から離れる方向に８°以上、１３°以上及び２０°以上の角度で発生したスパッタ粒子を遮断してチタン酸化物からなる薄膜を形成した場合の屈折率変化を示す。また、比較例として、上記角度を２３°以上、２６°以上、２９°以上、３１°以上、３２°以上と変化させてチタン酸化物からなる薄膜を成形した場合の屈折率変化を示す。

図１０より、上記角度が０°〜２０°までの範囲では薄膜の屈折率に大きな変化が無く、２０°を超える範囲で屈折率が大きく低下することが分かる。これより、エロージョン領域の中心位置における法線に対して、成膜領域から離れる方向に２０°以上の角度で発生したスパッタ粒子を遮断する機能を開口制限機構に持たせることが好ましいと判断できる。

次に、実施例３について説明する。
本実施例では、上記実施の形態で示したマグネトロンスパッタ装置を用いて形成した薄膜の、ターゲット長手方向（上下方向）の各位置における膜厚の変化率を示す。また、比較例として、膜厚分布補正機構を持たないマグネトロンスパッタ装置を用いて形成した薄膜、即ち、開口部の開口幅を変更せずに、成膜時に開口部を通過して基板表面に到達するスパッタ粒子の飛散量を調節することなく形成された薄膜のターゲット長手方向の各位置における膜厚の変化率を示す。なお、グラフの横軸は、ターゲットの最下点を基準（０ｃｍ）と規定した場合のターゲットの長手方向の位置を示しており、グラフの縦軸は、ターゲットの中央位置（２５ｃｍ）における膜厚を基準（１．００）とした場合の膜厚の変化率を示している。
図１１より、上記実施の形態で示したマグネトロンスパッタ装置を用いて製造した薄膜では、ターゲット長手方向における膜厚はほぼ一定に保たれていることが分かる。

マグネトロンスパッタ装置の外部構造を示す斜視図である。 マグネトロンスパッタ装置の構造を概略的に示す図である。 シャッター機構の構造を示す斜視図である。 シャッター機構の構造を示す平面図である。 シャッター機構の構造を示す平面図である。 シャッター機構の構造を示す斜視図である。 シャッター機構の構造を示す平面図である。 シャッター機構の構造を示す平面図である。 薄膜の透過率変化を示すグラフ（ａ）〜（ｃ）である。 薄膜の屈折率変化を示すグラフである。 薄膜の膜厚分布を示すグラフである。

符号の説明

Ａ エロージョン領域
Ｂ 成膜領域
１ マグネトロンスパッタ装置
２ 真空槽
６ 基板ホルダ
１０ ターゲット
１１ ターゲットホルダ
２０ マグネット
３０ 基板
４０ シャッター機構
４１ シャッター
４２ 開口部
４３ フラップ

Claims (4)

1. 基板に対向して配置したターゲットに磁場を印加することにより、当該ターゲット表面に生じるエロージョン領域からスパッタ粒子を発生させるマグネトロンスパッタ装置において、
   非成膜時に前記ターゲット表面を前記基板から遮蔽するシャッター機構を備え、
   前記シャッター機構が、前記エロージョン領域に対向する位置に開口部を備えると共に、成膜時に前記基板表面であって前記エロージョン領域に対向する成膜領域から離れた領域へのスパッタ粒子の飛散を防止する開口制限機構と、成膜時に前記成膜領域内への膜厚分布を調整する膜厚分布補正機構とを備えることを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
2. 請求項１に記載のマグネトロンスパッタ装置において、
   前記膜厚分布補正機構は、前記開口部の長手方向の任意の位置における開口幅を変更可能な構造からなることを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
3. 請求項１又は２に記載のマグネトロンスパッタ装置において、
   前記開口制限機構は、前記ターゲット表面上の前記エロージョン領域の中心位置からの法線もしくは垂線に対して、前記ターゲット表面の位置からのなす角度が前記成膜領域から離れる方向に２０°以上の角度となる領域を前記開口部において遮断することを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置において、
   前記ターゲットが円筒形状であり、その中心軸回りに回転可能であることを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。

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