JP2005256112A - 多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 チャンバ内に複数のターゲットを備えかつ二重回転シャッタ機構でターゲットの選択を行うようにした多元スパッタ成膜装置で、シャッタ板に付着するターゲット物質等に起因してターゲット間にクロスコンタミネーションが生じることを防止できる多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法を提供する。
【解決手段】 単一チャンバ内の３つのターゲットと、独立に回転しかつ孔が形成されたシャッタ板６１，６２を有する二重回転シャッタ機構５４とを備える多元スパッタ成膜装置で、第１シャッタ板および第２シャッタ板の孔の組合せでターゲットを選択し、選択ターゲットに対して放電を継続しプリスパッタ工程と本スパッタ工程を行って基板に膜を堆積させる方法で実施される二重回転シャッタ機構のシャッタ制御方法である。
【選択図】 図７

Description

本発明は、多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法に関し、特に、単一チャンバ内に材質の異なる複数のターゲットを備えかつ二重回転シャッタ機構を利用して多層膜をスパッタ成膜する多元スパッタ成膜装置でクロスコンタミネーションの防止に好適な二重シャッタ制御方法に関する。

本出願人は先に磁性多層膜作製装置を提案した（特許文献１および特許文献２）。なお特許文献２は、特許文献１に係る日本出願を基礎とする米国出願の公開公報である。この磁性多層膜作製装置では、ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子から成る磁気ヘッドやＭＲＡＭ等の生産において、必要とされる多層膜を、１つの成膜チャンバ内において基板上の最下層から最上層まで中断することなく継続して連続的にスパッタ成膜することができ、一度に多数の磁性膜を堆積させることができる。

上記のような多層膜のスパッタ成膜を行えるようにするために、当該成膜装置では、１つのチャンバ内に例えば５つの材質の異なるターゲットをチャンバ天井部、すなわち成膜対象である基板の上方空間に配置し、かつスパッタ成膜に使用するターゲットを選択するためのシャッタ機構を設けている。このシャッタ機構は、それぞれ独立に回転する二重シャッタの構造を有し、２枚のシャッタ板の各々には、基板側から見て、選択したターゲットを見ることができる所要数の孔が所要位置に形成されている。二重回転シャッタ機構は、成膜しない材質のターゲットはシールドし、スパッタ成膜しようとするターゲットは上記孔を通して基板に対して現われることになる。二重回転シャッタ機構では、平行に配置された、基板から見てほぼ円形状の２つのシャッタ板を独立に回転させることにより、各シャッタ板の孔の位置の一致・不一致を選択して、成膜すべき材料のターゲットが孔を通して基板に臨めるようにし、スパッタ成膜に使用するターゲットを選択するために使用される。

上記の多層膜作製装置は、１つのスパッタ成膜チャンバ内に材質の異なる複数のターゲットを備え、基板上に異なる材質の膜を順次に堆積して多層膜を形成する多元スパッタ成膜装置である。この多元スパッタ成膜装置では、上記のごとく、１つのスパッタ成膜チャンバ内で材質の異なる５つのターゲットを二重回転シャッタ機構で適宜にシールドしつつかつスパッタ成膜すべきターゲットを選択し、予め設定された成膜順序に従ってスパッタ成膜処理を行う。

材質の異なる複数のターゲットを二重回転シャッタ機構で選択して特定の順序でスパッタ成膜するとき、ターゲット間でクロスコンタミネーションを生じる可能性がある。

例えば上記スパッタ成膜では、スパッタ成膜をしようとするターゲットについて、シャッタ機構で覆った状態で放電を発生させてスパッタ状態を開始する「プリスパッタ」の状態と、シャッタ機構を完全に開いた状態にして基板に対してスパッタ成膜を行う「本スパッタ」の状態とが存在する。このとき、（１）シャッタ板のターゲットに対向した面に堆積した異種物質がプリスパッタ時のスパッタ作用でターゲット表面に付着する、（２）本スパッタ時にターゲット表面に付着した異種物質が基板へスパッタされる、あるいは（３）本スパッタの最中に基板から反跳したスパッタ原子が他のターゲット表面に付着する等によって、上記クロスコンタミネーションが生じることになる。プリスパッタから本スパッタに移行するため、プリスパッタ用のシャッタを回転して本スパッタに移行するときに、シャッタ板回転中に異種の物質の堆積した箇所を通過すると、（１）で述べたコンタミネーションが起り、顕著な問題となる。

膜性能の良好な多層膜を基板上に堆積させるためには、上記のような各種のクロスコンタミネーションを防止することが必須となる。

ところで、特許文献２に開示された構成によれば、さらにその図５（Ａ）と図５（Ｂ）において二重回転シャッタ機構における１つの動作方法が示されている。ターゲット側の第１シャッタ板と基板側の第２シャッタ板の位置合わせで、最初の状態では、スパッタ成膜しようとするターゲットに第２シャッタ板の孔を位置合わせし、シャッタ１は、成膜しようとするターゲットから外れた位置に孔を位置合わせし、プリスパッタが開始される。当該プリスパッタはターゲットの表面の酸化物等の表面汚染物を除去するためのスパッタリングである。次に、第１シャッタ板を回転させてその孔を第２シャッタ板の孔に一致させ、成膜すべきターゲットを基板に対して露出させ、基板に対して本スパッタを行う。本スパッタは成膜のための本来のスパッタリングである。このように、本スパッタを行うときには、成膜すべきターゲットのみが、本スパッタ時のみに基板に対して露出させることにより、他のターゲットの材料が混入するのを防止し、もってクロスコンタミネーションを防止するための二重回転シャッタ機構の動作が示される。

しかしながら、前述したようにクロスコンタミネーションの発生はターゲットの数や孔の数等の状況に応じて複雑な現象であり、各種のクロスコンタミネーションが発生する。また特許文献２のシャッタ板の回転動作の方法では、プリスパッタの際のシャッタ板にターゲット材料の扱いについてはまったく議論されていない。以上のごとく、特許文献２に開示された二重回転シャッタ機構の動作方法だけでは、発生する可能性のあるクロスコンタミネーションに対して十分に対応できるものではない。
特開平2002-167661号公報（特願2000-365696号） 米国特許出願公開公報2002/0064595

本発明の課題は、単一のスパッタ成膜チャンバ内に材質の異なる複数のターゲットを備えて基板上に多層膜をスパッタ成膜すると共に、複数のターゲットの成膜空間側に成膜時のターゲットを選択するための二重回転シャッタ機構を備える多元スパッタ成膜装置で、多層膜の成膜順序に従って二重シャッタに付着するターゲット物質が他のターゲットを汚染するのを防止するように、二重のシャッタ板のシールド動作の順序を最適に制御しようとするものである。

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、１つのチャンバ内に複数のターゲットを備えて多層膜をスパッタ成膜しかつ二重回転シャッタ機構でターゲットの選択を行うようにした多元スパッタ成膜装置で、シャッタ板に付着するターゲット物質等に起因してターゲット間にクロスコンタミネーションが生じることを防止できる多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法を提供することにある。

本発明に係る多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法は、上記目的を達成するために、次のように構成される。

第１の本発明に係る二重シャッタ制御方法（請求項１に対応）：この二重シャッタ制御方法は、単一のチャンバ内に設けられた少なくとも３つのターゲットと、これらのターゲットに対して配備され、独立に回転しかつ所定位置に孔が形成された第１および第２のシャッタ板を有する二重回転シャッタ機構とを備える多元スパッタ成膜装置において、第１シャッタ板および第２シャッタ板の孔の組合せで少なくとも３つのターゲットからスパッタ成膜するターゲットを選択し、選択されたターゲットに対して放電を継続しプリスパッタ工程と本スパッタ工程を行って基板に膜を堆積させる方法で実施される上記二重回転シャッタ機構のシャッタ制御方法である。この二重シャッタ制御方法では、プリスパッタ工程で選択されたターゲットを第１シャッタ板で覆いかつ第２シャッタ板で基板に対して露出可能とし、本スパッタ工程で選択されたターゲットを第１シャッタ板で基板に対して露出可能にするように、第１シャッタ板を回転動作させ、さらに、プリスパッタ工程を行う時、選択されたターゲットを覆う第１シャッタ板の対向箇所の付着物は、選択されたターゲットの物質と同じ物質となるように、かつプリスパッタを行う第１シャッタの位置がシャッタ板の孔に隣接した位置になるように、第１シャッタ板の回転動作を制御する。

上記の二重シャッタ制御方法では、プリスパッタ時にスパッタ成膜対象として選択された特定のターゲットやその他のターゲットを第１シャッタ板で覆い、本スパッタの時に第１シャッタ板を回転させ、その１つの孔で当該選択されたターゲットを基板側に露出させる。ターゲットに近い第１シャッタ板のプリスパッタ時および本スパッタ時の回転動作について、プリスパッタの放電時に第１シャッタ板のターゲット側の面に複数のターゲットの各物質が付着するが、プリスパッタ中、およびプリスパッタから本スパッタに移行する時に、選択されたターゲットの前に他のターゲットの物質が堆積した箇所が存在しないように第１シャッタ板の回転動作が制御される。これによって、プリスパッタ時にスパッタ成膜しようとするターゲットの表面に他のターゲット物質が付着するのを防止でき、本スパッタ時にクロスコンタミネーションが発生するのを防止することができる。

第２の二重シャッタ制御方法（請求項２に対応）は、好ましくは、放電時に第１シャッタ板における選択されたターゲットと異なる物質を付着した箇所が、選択されたターゲット放電中に対向しないように、第１シャッタ板および第２シャッタ板の回転動作を制御することを特徴とする。プリスパッタ工程等の放電時に、第１シャッタ板が回転するとき、スパッタ成膜対象として選択されたターゲットの対向面位置を、第１シャッタ板に付着した他のターゲット物質が通過しない限り、クロスコンタミネーションの発生を避けることができる。プリスパッタから本スパッタに移行するため、プリスパッタ用のシャッタを回転して本スパッタに移行するときに、シャッタ板回転中に異種の物質の堆積した箇所を通過すると、（１）で述べたコンタミネーションが起り、顕著な問題となる。

第３の二重シャッタ制御方法（請求項３に対応）は、好ましくは、本スパッタの時には、基板から見て、第１および第２のシャッタ板の孔を通して、選択されたターゲットのみが露出することで特徴づけられる。本スパッタが行われる際には、選択されたターゲットはスパッタされ、スパッタされたターゲット物質の粒子は第１シャッタ板および第２シャッタ板の各孔を通して基板に向かって移動し、基板の表面に堆積することになる。

第４の二重シャッタ制御方法（請求項４に対応）は、好ましくは、単スパッタの場合には、選択された１つのターゲットが露出することで特徴づけられる。単スパッタの場合には１つのターゲットで与えられる物質のみを基板に堆積させるので、基板側から見て選択された１つのターゲットが第１および第２のシャッタ板の孔を通して覗くことになる。

第５の二重シャッタ制御方法（請求項５に対応）は、好ましくは、ＣＯ−スパッタの場合には、選択された少なくとも２つのターゲットが露出することで特徴づけられる。ＣＯ−スパッタの場合には、物質の異なる２種類のターゲットを同時にスパッタすることにより基板上に膜を堆積させることになるので、基板側から見て選択された少なくとも２つのターゲットが第１および第２のシャッタ板の孔を通して覗くことになる。

第６の二重シャッタ制御方法（請求項６に対応）は、好ましくは、複数のターゲットの数が偶数個（ｎ：ｎ＞３）であるとき、第１シャッタ板の孔の数はｎ／２であることで特徴づけられる。

第７の二重シャッタ制御方法（請求項７に対応）は、好ましくは、複数のターゲットの数が奇数個（ｎ：ｎ≧３）であるとき、第１シャッタ板の孔の数は（ｎ／２）＋１であることで特徴づけられる。

他の観点に基づく本発明に係る第８の二重シャッタ制御方法（請求項８に対応）は、チャンバ内に設けられた種類の異なる５つのターゲットと、５つのターゲットに対して配備され、独立に回転しかつそれぞれ２つの孔が形成された第１および第２のシャッタ板を有する二重回転シャッタ機構とを備える多元スパッタ成膜装置で、第１シャッタ板および第２シャッタ板の孔の組合せで５つのターゲットからスパッタ成膜するターゲットを２つまたは１つを適宜に選択し、選択された前記ターゲットに対して放電を継続しプリスパッタ工程と本スパッタ工程を行って基板に膜を堆積させＣＯ−スパッタまたは単スパッタを行う方法であり、上記のＣＯ−スパッタと単スパッタにおいて、プリスパッタ工程による第１および第２のシャッタ板での膜の付着については同じ箇所に同じターゲット物質を付着させるように第１および第２のシャッタ板を動作させ、これによりＣＯ−スパッタと単スパッタを１つのチャンバ装置で行うようにする二重シャッタ制御方法である。

上記の二重シャッタ制御方法では、１つのスパッタ成膜チャンバで、ＣＯ−スパッタのプリスパッタ工程時および単スパッタのプリスパッタ工程時のそれぞれで第１シャッタ板と第２シャッタ板の同じ箇所に同じ物質による付着物が付着するようにし、これによりクロスコンタミネーションを生じることなくＣＯ−スパッタと単スパッタを行うことが可能となる。

第９の二重シャッタ制御方法（請求項９に対応）は、好ましくは、上記のＣＯ−スパッタと単スパッタのうちＣＯ−スパッタが優先されるように第１および第２のシャッタ板の各動作が制御されることで特徴づけられる。

第１０の二重シャッタ制御方法（請求項１０に対応）は、好ましくは、先にＣＯ−スパッタが実行され、その後単スパッタが実行されることで特徴づけられる。

第１１の二重シャッタ制御方法（請求項１１に対応）は、好ましくは、本スパッタの時には、基板から見て、第１および第２のシャッタ板の孔を通して選択されたターゲットのみが露出することで特徴づけられる。

本発明によれば、多元スパッタ成膜装置の１つのチャンバ内に配置された複数のターゲットに対する二重回転シャッタ機構において独立に回転し得る二重シャッタの制御方法では、ターゲットに近い第１シャッタ板のプリスパッタ時および本スパッタ時の回転動作について、プリスパッタの放電時に第１シャッタ板のターゲット側の面に複数のターゲットの各物質が付着するが、プリスパッタの放電中、および放電状態を保ってプリスパッタから本スパッタに移行する時に、スパッタ対象として選択されたターゲットの前に他のターゲットの物質が堆積した箇所が存在しないように第１シャッタ板の回転動作が制御され、また第１と第２のシャッタ板の動きを切り替えてプリスパッタから本スパッタへの移行時に異種の堆積物の上を通過しないように、シャッタ板の回転動作が制御され、これによりプリスパッタ時にターゲットの表面に他のターゲット物質が付着するを防止でき、本スパッタ時にクロスコンタミネーションが発生するのを防止できる。

また本発明によれば、１つのスパッタ成膜チャンバ内に５つのターゲットを備え、かつそれぞれ所定角度の２つの孔を有する第１シャッタ板と第２シャッタ板を有すると共にこれらが独立に適宜に回転動作制御される二重回転シャッタ機構を備えるスパッタ成膜装置において、この１つの共通の装置構成でＣＯ−スパッタと単スパッタを適宜な手順で行うことができる。

以下に、本発明の好適な実施形態（実施例）を添付図面に基づいて説明する。

最初に図１を参照して本発明に係る二重シャッタ制御方法が適用される多元スパッタ成膜装置の実施形態を示す。この多元スパッタ成膜装置は、多層膜をスパッタリングで製作する装置である。この例では、多層膜は磁性多層膜の例を示している。図１は、磁性多層膜作製装置の内部機構の概略構成が分かる程度に示された平面図である。この磁性多層膜作製装置１０はクラスタ型であり、複数の成膜チャンバを備えている。ロボット搬送装置１１が備えられた搬送チャンバ１２が中央位置に設置されている。ロボット搬送装置１１は、伸縮自在なアーム１３と基板を搭載するためのハンド１４とを備えている。アーム１３の基端部は搬送チャンバ１２の中心部１２ａに回転自在に取り付けられている。

磁性多層膜作製装置１０の搬送チャンバ１２には、ロード／アンロードチャンバ１５，１６が設けられている。ロード／アンロードチャンバ１５によって、外部から磁性多層膜作製装置１０に処理対象の基板を搬入すると共に、磁性多層膜の成膜処理が終了した基板を磁性多層膜作製装置１０から外部へ搬出する。ロード／アンロードチャンバ１６も同じ機能を有し、ロード／アンロードチャンバ１６を経由して搬入された基板は、同チャンバから搬出される。ロード／アンロードチャンバを２つ設けた理由は、２つのチャンバを交互に使い分けることにより、生産性を高めるためである。

この磁性多層膜作製装置１０では、搬送チャンバ１２の周囲に、３つの成膜チャンバ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃと、１つの酸化膜成膜チャンバ１８と、１つのクリーニングチャンバ１９とが設けられている。２つのチャンバの間には、両チャンバを隔離し、かつ必要に応じて開閉自在なゲートバルブ２０が設けられている。なお各チャンバには真空排気機構、原料ガス導入機構、電力供給機構等が付設されているが、それらの図示は省略されている。

成膜チャンバ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃの各々は、グループに属する複数の磁性膜を同じチャンバ内で連続して成膜するための成膜チャンバである。この実施形態によれば、基板上に堆積される磁性多層膜を下側から例えば３つのグループＡ，Ｂ，Ｃに分け、各グループごとの複数の磁性膜を１つの共通の成膜チャンバで堆積させるように構成している。これによりクラスタ型の磁性多層膜作製装置が実現されている。Ａ，Ｂ，Ｃでグループ化され、各グループに属する複数の磁性膜を堆積させる成膜チャンバ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃの各々ではスパッタリングを利用したＰＶＤ(Physical Vapor Deposition)法によって磁性膜を堆積する。

グループＡに属する磁性膜を成膜する成膜チャンバ１７Ａでは、例えば４種の磁性膜のそれぞれが所定順序で連続的に堆積される。このため、成膜チャンバ１７Ａでは、その底部中央の基板ホルダ２１上に配置された基板２２に対し、天井部に、４種の磁性材料のそれぞれに対応する４つのターゲット２３〜２６が取り付けられている。なお図１において、成膜チャンバ１７Ａの内部を所要の真空状態にするため真空排気機構、ターゲット２３〜２６のスパッタに要する電力を供給するための機構、プラズマを生成するための機構等の図示は省略されており、このことは他の成膜チャンバ等でも同じである。

グループＢに属する磁性膜を成膜する成膜チャンバ１７Ｂでも、異なる複数種類の磁性膜のそれぞれが所定順序で連続的に堆積され、上記と同様に、その底部中央の基板ホルダ２７上に配置された基板２８に対し、天井部に、各種磁性材料のそれぞれに対応するターゲット２９〜３２が取り付けられている。

グループＣに属する磁性膜を成膜する成膜チャンバ１７Ｃでも、異なる複数種類の磁性膜のそれぞれが所定順序で連続的に堆積され、上記と同様に、その底部中央の基板ホルダ３３上に配置された基板３４に対し、天井部に、各種磁性材料のそれぞれに対応するターゲット３５〜３８が取り付けられている。

酸化膜成膜チャンバ１８では金属層を酸化する表面化学反応が行われる。酸化膜成膜チャンバ１８で、３９は基板ホルダ、４０は基板である。

クリーニングチャンバ１９では、イオンビームエッチング機構とＲＦスパッタエッチング機構が設けられ、表面平坦化が行われる。クリーニングチャンバ１９で、４１は基板ホルダ、４２は基板である。

上記構成を有する磁性多層膜製作装置１０において、ロード／アンロードチャンバ１５を通して内部に搬入された基板４３は、ロボット搬送装置１１によって、成膜チャンバ１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃ、酸化膜成膜チャンバ１８と、クリーニングチャンバ１９のそれぞれに、作製対象である磁性多層膜デバイスに応じて予め定められた順序で導入され、各チャンバでは所定の成膜やエッチング等の処理が行われる。

次に、成膜チャンバ１７Ａ〜１７Ｃの各々に設けられる特徴的な構造を図２を参照してより詳しく説明する。図２の（Ａ）は一例として成膜チャンバ１７Ｃの平面図であり、（Ｂ）は特徴的構造を示す縦断面図である。図２において、図１で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。

成膜チャンバ１７Ｃの容器５１の天井部５２には前述の通り４つのターゲット３５〜３８が設けられている。これらのターゲット３５〜３８は天井部５２において傾斜した状態にて取り付けられている。この図示例では、説明の便宜上、３５〜３８としてターゲットそのものを示しているが、実際のターゲットは、基板側に向かう面に開口部を有するターゲットハウジングの中に収容されている。

成膜チャンバ１７Ｃの底面部の中央に回転自在に設けられた基板ホルダ３３は基板３４を水平状態にて搭載している。基板３４へのスパッタ成膜のとき基板３４は回転状態にある。なお基板ホルダ３３上の基板３４の周囲にはリング状のマグネット５３が設置されている。傾斜して設けられたターゲット３５〜３８は、それぞれ、下方で水平に配置された基板３４の上面に対して向くような姿勢にて配置されている。これらのターゲットと基板３４の間には二重回転シャッタ機構５４が配置されている。二重回転シャッタ機構５４は独立に回転する１枚のシャッタ板を二重構造にて有している。シャッタ機構５４の動作によって、４つのターゲット３５〜３８のうちスパッタ成膜に使用されるターゲットが選択される。かかる構成によって、スパッタされたターゲット物質の斜め入射を実現し、多層成膜において高均一な膜厚分布を達成し、かつターゲット相互の汚染や磁性膜同士で汚染が生じるのを防止している。

図３を参照して二重回転シャッタ機構５４の構造と動作を、概念的に、より詳しく説明する。この図では、４つのターゲット３５〜３８は、説明簡略のために平行に配置した状態を示している。二重回転シャッタ機構５４は、２枚のシャッタ板６１，６２を実質的に平行に配置し、それぞれを個別に軸６３の周りに自在に回転できるように設けられている。図２（Ｂ）では、ターゲット３５〜３８や二重回転シャッタ機構５４のシャッタ板は傾斜した姿勢で配置されているが、それぞれ互いに平行な位置関係にあるので、その点に着目して図３は示されている。

二重回転シャッタ機構５４において、シャッタ板６１はターゲット側シャッタ板（第１シャッタ板）であり、シャッタ板６２は基板側シャッタ板（第２シャッタ板）である。シャッタ板６１には例えば直径方向に並んだ２つの孔６１ａ，６１ｂが形成され、シャッタ板６２には例えば１つの孔６２ａが形成されている。孔の数や位置は一例であって、後述するごとくこれに限定されるものではない。

図３に示された状態では、ターゲット３８に対してシャッタ板６１の孔６１ａとシャッタ板６２の孔６２ａの位置を重ねることによりターゲット３８を利用したスパッタ成膜が行われ、回転中の基板３４の表面に所定の磁性膜を堆積させる。このときターゲット３６，３７は２枚のシャッタ板６１，６２で覆われ、スパッタされたターゲット物質が付着されるのを防止される。またターゲット３５はシャッタ板６１では孔６１ｂに対向しているが、シャッタ板６２で覆われているので、同様に保護される。上記のごとく、二重回転シャッタ機構５４のシャッタ板６１，６２によれば、基板３４からターゲットの方向を見れば、基板のスパッタ成膜時に露出するのは１つのターゲットのみであり、スパッタ成膜をしないターゲットはシャッタ板で覆われているので、この意味で、ターゲット間の基本的なクロスコンタミネーション防止が図られる。

図１〜図３で説明した上記の多元スパッタ成膜装置では成膜チャンバ１７Ａ〜１７Ｃの各々に４つのターゲットを設けた例を説明したが、１つの成膜チャンバに設けられるターゲットの数は４つに限定されず、例えば５つでもまたは３つでもよい。ターゲットが５つの場合には、二重回転シャッタ機構５４の各シャッタ板６１，６２に形成される上記孔の数も成膜の条件に応じて適宜に選択される。例えば２つのシャッタ板６１，６２には２つの孔が形成される。

また上記の多元スパッタ成膜装置では、基板３４に堆積される多層膜の各層は、単一のターゲットによって単一のターゲット物質による膜を作る単スパッタである。しかしながら、堆積される膜については、例えば、それぞれ２つの孔が形成されたシャッタ板６１，６２を用いることにより、２種類のターゲットを用いて異なるターゲット物質を混入させて堆積を行うスパッタ（「ＣＯ−スパッタ」という）も行うことができる。

次に、多元スパッタ成膜装置において実施される二重シャッタ制御方法の実施例を詳述する。以下の二重シャッタ制御方法の実施例の説明では、上記のターゲットの個数や符号については、前述した多元スパッタ成膜装置の構成から離れて適宜に説明される。

この二重シャッタ制御方法は、前述した基本的なクロスコンタミネーション防止の機能に加えて、プリスパッタおよび本スパッタ等の複雑な関係の下で発生するクロスコンタミネーションを防止しようとするものである。この二重シャッタ制御方法は、前述した二重回転シャッタ機構５４の２枚のシャッタ板６１，６２の動かし方に関して、基板３４に成膜する多層膜の成膜順序に従って使用するターゲットを選択するように動かすと共に、その動きの中で、プリスパッタの放電状態と本スパッタの放電状態の発生に関連して、或るターゲットをスパッタすることが他のターゲットを汚染するというクロスコンタミネーションを防止するための制御方法である。

図４に示すごとくコントローラ７１で二重回転シャッタ機構５４の各シャッタ板６１，６２の回転動作を独立に制御することにより上記の二重シャッタ制御方法は実施される。二重回転シャッタ機構５４は、２つのシャッタ板６１，６２のそれぞれを駆動する駆動部７２，７３を備える。コントローラ７１は、駆動部７２，７３のそれぞれの動作を個別に制御する。シャッタ板６１，６２の各回転軸７４，７５は例えば同軸構造で形成されている。

ここで、図５を参照して、シャッタ板６１，６２へのターゲット物質の付着現象という観点から本発明に係る二重シャッタ制御方法で防止しようとするクロスコンタミネーションの現象を詳述する。図５で、（Ａ）はプリスパッタ時を示し、（Ｂ）は本スパッタ時を示す。図５で８１はスパッタ成膜に用いるターゲット、８２は隣接した位置にあるスパッタしない他のターゲットである。プリスパッタ時には、ターゲット８１にシャッタ板６２の孔６２ａを一致させ、かつシャッタ板６１でターゲット８１を覆う。この状態で放電をを生じプリスパッタが行われる。なおスパッタしないターゲットに対しては電源が投入されず、放電は生じさせない。この例では、シャッタ板６１には２つの孔６１ａ，６１ｂが形成され、シャッタ板６２にも２つの孔６２ａ，６２ｂが形成されている。

従来の多元スパッタ成膜による上記二重回転シャッタ機構５４の動作では、プリスパッタ時（Ａ）において、例えば前段階でのスパッタ動作で、ターゲット８１に対向するシャッタ板６１の面に他のターゲットの物質９１が付着した状態（シャッタ付着物）が発生させていたため、プリスパッタ時の放電でターゲット物質９１がスパッタされ、ターゲット８１の表面に付着することになる。従って本スパッタ（Ｂ）の際には、ターゲット８１の表面に付着する他のターゲット物質９１が基板３４の表面に付着し、クロスコンタミネーションが起きてしまう。（Ａ）では、プリスパッタ時のためシャッタ６１は静止しているが、（Ａ）から（Ｂ）で移行するときに、シャッタ６１を回転移動するときにも同様なことが起こる。すなわち、ターゲット８１はプリスパッタから本スパッタまで連続して放電しているので、シャッタ６２の回転中にターゲット８１と別の物質の上を通過すると、前述のクロスコンタミネーションと同様なことが起こる。さらに、基板３４に付着した他のターゲット物質９１および物質８１が、例えば開口部分９２を通して隣接するターゲット８２に付着することもある。このようにして他のクロスコンタミネーションも起きる。なお９３は他のターゲットのシャッタ付着物である。

本発明による二重シャッタ制御方法は、上記のクロスコンタミネーションが発生しないようにするためのものであり、以下の実施例において詳しく説明される。

本発明の二重シャッタ制御方法の基本的な考え方は、第１に、或るターゲット（例えばターゲット８１をスパッタ成膜しようとするときにおいて、本スパッタの直前のプリスパッタにおいてシャッタ板の上記ターゲットと同じターゲット物質が堆積している箇所で覆うようにする（または、シャッタ回転動作中に、異なる他のターゲット物質が付着した箇所が対向面位置に来ない）こと、第２に防着板を利用してシャッタ板の孔の周縁部のターゲット物質の付着をなくすこと、としたものである。これにより、プリスパッタの際にターゲット側のシャッタ板の対向面におけるシャッタ付着物がスパッタされても、あるいは本スパッタの際に成膜対象のターゲットがスパッタされても同じ種類の材質であるので、基板上に堆積される膜は高品質に保たれる。

本発明に係る二重シャッタ制御方法の基本的な構成を、図６および図７を参照して説明する。

まず、図６を参照して、本発明に係る二重シャッタ制御方法に基づくシャッタ板６１，６２へのターゲット物質の付着現象を説明する。図６で（Ａ）はプリスパッタ時を示し、（Ｂ）は本スパッタ時を示す。図６で８１はスパッタ成膜に用いるターゲットである。この多元スパッタ成膜装置では、ターゲット８１のターゲット面近傍に防着板９４が配置されている。防着板９４は孔９４ａが形成された部材であり、ターゲット８１の周囲空間をシールドし、かつ孔９４ａを通してターゲットスパッタ面を基板側に対して露出させている。プリスパッタ時、ターゲット８１にシャッタ板６２の孔６２ａを一致させ、かつシャッタ板６１でターゲット８１を覆う。この状態でプリスパッタが行われる。後述される制御の仕方に基づき、シャッタ板６１の対向面にはターゲット８１の物質８１Ａが付着されている。ターゲット８１はプリスパッタされても、正面の対向面には同じターゲット物質が付着されているので、汚染は生じない。また本スパッタの時には、図６（Ｂ）に示すごとくシャッタ板６１の孔６１ａがターゲット８１に一致し、基板３４の表面にターゲット８１による物質８１Ａが付着する。この場合にも、ターゲット８１の表面がプリスパッタ時に汚染されていないので、前述したクロスコンタミネーションは生じない。図６において、防着板９４を設けるようにしたため、孔６１ａの周縁部６１ａ−１にターゲット付着物が堆積するのを防止することができる。

次に、図７を参照して、本発明に係るスパッタ成膜の場合における図５で説明した状況と同じ状況を説明する。図７で、図５で説明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。図７の場合と図５の場合との相違点は、ターゲット８１をスパッタ成膜して基板３４にターゲット８１による物質の膜を形成するとき、プリスパッタの段階で、ターゲット８１，８２のそれぞれの対向面箇所に同じ物質８１ａ，８２ａが堆積されている、または同じ物質が堆積された箇所しか通過しないようにしたという点である。また孔６１ａの周縁部６１ａ−１でターゲット付着物が堆積しないという点である。さらにシャッタ板６２の静止位置が異なり、図５の場合プリスパッタ時にはターゲット８１に孔６２ａを一致させかつターゲット８２に孔６２ｂを一致させていたが、図７の場合にはプリスパッタ時にターゲット８１に孔６２ｂを一致させかつターゲット８２は覆うようにしている。従って、図７で示した本発明に係るスパッタ成膜の場合によれば、図５で説明したクロスコンタミネーションの発生をすべて確実に防止することができる。

二重回転シャッタ機構５４を利用したスパッタ成膜において図６および図７で説明されたクロスコンタミネーションの防止を行う場合において、重要な点は、特に、ターゲット８１のスパッタ成膜で、本スパッタ直前のプリスパッタの際にシャッタ板６１またはシャッタ板６２のターゲット対面箇所にターゲット８１と同じターゲット物質が堆積しているということである。複数のターゲットのうち或るターゲットを選択してスパッタ成膜するとき、本スパッタ前のプリスパッタ時に当該選択されたターゲットを覆うシャッタ板６１の部分に同じ物質を堆積させる、すなわち他のターゲット物質が堆積されていないという関係を作るため、さらには、プリスパッタから本スパッタへ移行するときに、放電状態の或るターゲット前に他のターゲットによる堆積物質が通過しないという関係を作るため、二重回転シャッタ機構５４の２枚のシャッタ板６１，６２の回転動作に関して、以下に説明されるような二重シャッタ制御方法が実施される。

以下では、ターゲット数およびスパッタの種類（単スパッタ、ＣＯ−スパッタ）に応じて本発明に係る二重シャッタ制御方法の代表的ないくつかの実施例が説明される。

図８〜図１１を参照して二重シャッタ制御方法の第１実施例を説明する。この第１実施例は、ターゲットの数が４つであり、２つ孔の第１シャッタ板と１つ孔の第２シャッタ板を使用し、単スパッタを行う例である。第１実施例に係る二重シャッタ制御方法は、図１〜図３で示した装置の構成に対応したものである。図８および図９では、説明を概念的に行う便宜上、４つのターゲットは符号Ｔ１〜Ｔ４で示され、ターゲットに面する第１シャッタ板６１の２つの孔は符号Ｈ１，Ｈ２で示され、基板側の第２シャッタ板６２の１つの孔は符合Ｈ３で示されている。

ターゲットＴ１〜Ｔ４は図３に示したターゲット３５〜３８に対応し、孔Ｈ１，Ｈ２は孔６１ａ，６１ｂに対応し、孔Ｈ３は孔６２ａに対応している。第１シャッタ板６１において２つの孔Ｈ１，Ｈ２は１８０°離れた位置に形成される。また図８と図９において、円１０１は、２つのシャッタ板６１，６２が回転したときの孔Ｈ１〜Ｈ３の移動軌跡を示す。

図１０の（Ａ）〜（Ｄ）に、４つのターゲットＴ１〜Ｔ４をＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の順序で順次に本スパッタする場合の第１シャッタ板６１と第２シャッタ板６２の回転移動位置が示されている。下記の説明で、或るターゲットに関して本スパッタの工程が行われる前にはプリスパッタの工程が行われるものとする。またプリスパッタと本スパッタを行うための電源からの電力供給は、スパッタ対象となるターゲットごとに行われる。従って図１０で斜線ブロックで示されたターゲット（Ｔ１〜Ｔ４）は電力を供給され放電状態にあることを示しており、単なる白抜きブロックで示された他のターゲットは電力を供給されず非放電状態にあることを示している。ターゲット（Ｔ１〜Ｔ５）を表すブロックの表示に関する当該事項は、以下で説明されるすべての実施例でも同じである。なお実施例１において、実際には、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の順とは異なる別の順序で本スパッタする場合もある。

図１０の（Ａ）はターゲットＴ１を本スパッタする状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。

図１１において、一例として、ターゲットＴ１に関してプリスパッタ（Ａ）と本スパッタ（Ｂ）の関係を示す。プリスパッタ時には第２シャッタ板６２の孔Ｈ３はターゲットＴ１に一致させられ、第１シャッタ板６１は覆われるように制御される。プリスパッタから本スパッタに移るときには第１シャッタ板６１が矢印６３のごとく回転動作し、孔Ｈ１がターゲットＴ１に一致し、ターゲットＴ１は基板３４に露出する。この状態において、第１シャッタ板６１におけるターゲットＴ１に対向する箇所には、同じ物質が堆積した付着物Ｔ１ａしか存在しない。

従って図１０の（Ａ）に示すごとく、プリスパッタの時には第１シャッタ板６１の回転動作は、付着物Ｔ１ａの箇所がターゲットＴ１に対向するような位置に制御される。ターゲットＴ１を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ３をターゲットＴ１に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ１がターゲットＴ１に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ１と第２シャッタ板６２の孔Ｈ３が一致し、ターゲットＴ１が基板３４に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、放電状態を保ってプリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ１の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ１ａのみである。そのため、前述したクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。なおプリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作で、ターゲットＴ１の正面対向位置を他のターゲット物質が通過することはない。

図１０の（Ｂ）は、次にターゲットＴ２を本スパッタする状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａのそれぞれは、その前のプリスパッタ等の段階で付着したターゲットＴ１，Ｔ２の物質である。ターゲットＴ２を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６１の孔Ｈ３をターゲットＴ２に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ１がターゲットＴ２に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ１と第２シャッタ板６２の孔Ｈ３が一致し、ターゲットＴ２が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、放電状態を保ってプリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ２の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ２ａのみであり、他のターゲット物質は通過しない。そのため、ターゲットＴ２、および他のターゲットＴ１，Ｔ３，Ｔ４で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１０の（Ｃ）は、次にターゲットＴ３を本スパッタする状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａのそれぞれは、その前のプリスパッタ等の段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ３の物質である。ターゲットＴ３を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ３をターゲットＴ３に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ３ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ２がターゲットＴ３に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ３が一致し、ターゲットＴ３が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、放電状態を保ってプリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ３の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ３ａのみであり、他のターゲット物質は通過しない。そのため、ターゲットＴ３、および他のターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ４で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１０の（Ｄ）は、次にターゲットＴ４を本スパッタする状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａのそれぞれは、その前のプリスパッタ等の段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。ターゲットＴ４を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ３をターゲットＴ４に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ２がターゲットＴ４に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ３が一致し、ターゲットＴ４が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、放電状態を保ってプリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ４の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ４ａのみであり、他のターゲット物質は通過しない。そのため、ターゲットＴ４、および他のターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

次に、ターゲットの数が５つでありかつ第１シャッタ板と第２シャッタ板のそれぞれが２つの孔を有する場合の二重シャッタ制御方法であり、多元スパッタ成膜装置の１つの成膜チャンバの共通の装置構成を用いて「単スパッタ制御」と「ＣＯ−スパッタ制御」を行うことのできる実施例について説明する。この実施例の説明では、最初に、実施例２としてＣＯ−スパッタ制御の例を説明し、次に実施例３として、ＣＯ−スパッタ制御が行われたことを前提として引き続き行われる単スパッタ制御の例を説明する。

図１２、図１３、図１４Ａ〜図１４Ｄを参照して二重シャッタ制御方法の第２実施例を説明する。この第２実施例は、ターゲットの数が５つであり、それぞれ２つ孔の第１シャッタ板と第２シャッタ板を使用し、ＣＯ−スパッタを行う例である。

図１２および図１３で、５つのターゲットは符号Ｔ１〜Ｔ５で、ターゲットに面する第１シャッタ板６１の２つの孔は符号Ｈ１１，Ｈ１２で、基板側のシャッタ板６２の２つの孔は符号Ｈ１３，Ｈ１４で示されている。第１シャッタ板６１における孔Ｈ１１，Ｈ１２は時計回りで１４４°の角度で離れた位置に形成され、第２シャッタ板６２における孔Ｈ１３，Ｈ１４も時計回りで１４４°の角度で離れた位置に形成されている。また図１２と図１３において、円１０１は、シャッタ板６１，６２が回転したときの孔Ｈ１１〜Ｈ１４の移動軌跡を示す。

図１４Ａ〜図１４Ｄには５つのターゲットＴ１〜Ｔ５に基づき、（Ｔ１，Ｔ３）のＣＯ−スパッタ、（Ｔ２，Ｔ４）のＣＯ−スパッタ、（Ｔ１，Ｔ４）のＣＯ−スパッタ、（Ｔ２，Ｔ５）のＣＯ−スパッタ順次に行う場合の第１シャッタ板６１と第２シャッタ板６２の回転移動位置が示されている。図１４Ａ〜図１４Ｄのそれぞれでは、上段（Ａ）にプリスパッタ中の状態が示され、下段（Ｂ）に本スパッタ中の状態が示されている。第１シャッタ板６１または第２シャッタ板６２がプリスパッタ中の位置から移動することにより本スパッタを行う状態に移行する。

なお５つのターゲットＴ１〜Ｔ５に関するＣＯ−スパッタでは、現状の装置構成では、スパッタ電源の接続関係およびシャッタ孔の制約に基づき隣同士のターゲットではＣＯ−スパッタできないというルールに基づき、上記のごとく（Ｔ１，Ｔ３），（Ｔ２，Ｔ４），（Ｔ１，Ｔ４），（Ｔ２，Ｔ５）の４通りの組のＣＯ−スパッタが行われる。

図１４Ａは、最初に、２つのターゲットＴ１，Ｔ３をＣＯ−スパッタする状態を示す。最初の状態では、第１シャッタ板６１と第２シャッタ板６２のいずれもにも膜は堆積していない。ターゲットＴ１，Ｔ３のＣＯ−スパッタを行うため、ターゲットＴ１，Ｔ３のそれぞれに電源から電力が供給され、ターゲットＴ１，Ｔ３に関してのみ放電状態が作られている。

図１４Ａで、斜線ブロックで示されたターゲットＴ１，Ｔ３は放電状態にあることを示し、白抜きブロックで示されたターゲットＴ２，Ｔ４，Ｔ５は非放電状態にあることを示している。プリスパッタ中の放電状態に基づき第１シャッタ板６１の面には付着物Ｔ１ａ，Ｔ３ａが堆積する。付着物Ｔ１ａ，Ｔ３ａは、それぞれ、プリスパッタ中に放電状態であるターゲットＴ１，Ｔ３に基づき対向面箇所に付着したターゲットＴ１，Ｔ３の物質である。

図１４Ａに示すごとく、プリスパッタの時には第１シャッタ板６１の回転動作は、孔Ｈ１１をターゲットＴ１，Ｔ２の間の位置に一致させ、孔Ｈ１２をターゲットＴ３，Ｔ４
に一致させるように制御する。またプリスパッタの時、第２シャッタ板６２の回転動作は、孔Ｈ１３をターゲットＴ１に一致させ、孔Ｈ１４をターゲットＴ３に一致させるように制御する。第２シャッタ板６１の表面には付着物は存在しない。

次にターゲットＴ１，Ｔ３を本スパッタするときには、その後、付着物Ｔ１ａ，Ｔ３ａが堆積された第１シャッタ板６１を、孔Ｈ１１，Ｈ１２がターゲットＴ１，Ｔ３にそれぞれ一致するように回転させる。これにより、第１シャッタ板６１の孔Ｈ１１と第２シャッタ板６２の孔Ｈ１３が一致しかつ第２シャッタ板６１の孔Ｈ１２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ１４が一致し、ターゲットＴ１とターゲットＴ３が基板に対して露出して本スパッタが行われる。

上記において、放電を保って第１シャッタ板６１をプリスパッタ状態から本スパッタ状態へ回転させる時、ターゲットＴ１，Ｔ３の正面対向位置を通過するのはそれぞれ付着物Ｔ１ａ，Ｔ３ａのみである。そのため、前述したクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１４Ｂは、図１４Ａで示した本スパッタの終了後において、次にターゲットＴ２，Ｔ４をＣＯ−スパッタする場合の状態を示す。この場合にはターゲットＴ２，Ｔ４は放電状態になり、ターゲットＴ１，Ｔ３，Ｔ５は非放電状態になる。さらにこの場合、プリスパッタ時には、第１シャッタ板６１の回転動作は再び孔Ｈ１１をターゲットＴ１，Ｔ２の間の位置に一致させ、孔Ｈ１２をターゲットＴ３，Ｔ４の間の位置に一致させるように制御し、第２シャッタ板６２の回転動作は孔Ｈ１３をターゲットＴ２に一致させ、孔Ｈ１４をターゲットＴ４に一致させるように制御する。第２シャッタ板６１の表面には付着物は存在しない。

第１シャッタ板６１の面にはプリスパッタにより新たに付着物Ｔ２ａ，Ｔ４ａが堆積する。付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａのそれぞれは、前回のＣＯ−スパッタと今回のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。ターゲットＴ２，Ｔ４を本スパッタするときには，プリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ１３，Ｈ１４をターゲットＴ２，Ｔ４に一致させた状態で、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ１１，Ｈ１２がそれぞれターゲットＴ２，Ｔ４に一致するように回転させる。これにより、第１シャッタ板６１の孔Ｈ１１，Ｈ１２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ１３，Ｈ１４がそれぞれ一致し、ターゲットＴ２，Ｔ４が基板に対して露出して本スパッタが行われる。

上記において、放電を保って第１シャッタ板６１をプリスパッタ状態から本スパッタ状態へ回転させる時、ターゲットＴ２，Ｔ４が正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ２ａ，Ｔ４ａのみである。そのため、ターゲットＴ２，Ｔ４で、前述したクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１４Ｃは、図１４Ｂで示した本スパッタ終了の後において、次にターゲットＴ１，Ｔ４をＣＯ−スパッタする場合の状態を示す。この場合にはターゲットＴ１，Ｔ４は放電状態になり、ターゲットＴ２，Ｔ３，Ｔ５は非放電状態になる。さらにこの場合、プリスパッタ時には、第１シャッタ板６１の回転動作は孔Ｈ１２をターゲットＴ１に一致させ、孔Ｈ１１をターゲットＴ４に一致させるように制御し、第２シャッタ板６２の回転動作は孔Ｈ１４をターゲットＴ１，Ｔ２の間の位置に一致させ、孔Ｈ１３をターゲットＴ４，Ｔ５の間の位置に一致させるように制御する。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａのそれぞれは、その前のプリスパッタ等の段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。また今回のプリスパッタによって第２シャッタ板６２の表面には付着物Ｔ１ａ，Ｔ４ａが形成される。

ターゲットＴ１，Ｔ４を本スパッタするときには、その後、付着物Ｔ１ａ，Ｔ４ａが堆積した第２シャッタ板６２を、その孔Ｈ１４，Ｈ１３がターゲットＴ１，Ｔ４にそれぞれ一致するように回転させる。これにより、第１シャッタ板６１の孔Ｈ１２，Ｈ１１と第２シャッタ板６２の孔Ｈ１４，Ｈ１３がそれぞれ一致し、ターゲットＴ１，Ｔ４が基板に対して露出して本スパッタが行われる。

上記において、放電を保って第１シャッタ板６１をプリスパッタ状態から本スパッタ状態へ回転させる時、ターゲットＴ１，Ｔ４が正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ１ａ，Ｔ４ａのみである。そのため、ターゲットＴ１，Ｔ４で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１４Ｄは、図１４Ｃで示した本スパッタ終了の後において、次にターゲットＴ２，Ｔ５をＣＯ−スパッタする場合の状態を示す。この場合にはターゲットＴ２，Ｔ５は放電状態になり、ターゲットＴ１，Ｔ３，Ｔ４は非放電状態になる。さらにこの場合、プリスパッタ時には、第１シャッタ板６１の回転動作は孔Ｈ１２をターゲットＴ２に一致させ、孔Ｈ１１をターゲットＴ５に一致させるように制御し、第２シャッタ板６２の回転動作は孔Ｈ１４をターゲットＴ１，Ｔ２の間の位置に一致させ、孔Ｈ１３をターゲットＴ４，Ｔ５の間の位置に一致させるように制御する。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａのそれぞれは、その前のプリスパッタ等の段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。また今回のプリスパッタによって第２シャッタ板６２の表面には付着物Ｔ１ａ，Ｔ４ａに加え、新たに付着物Ｔ２ａ，Ｔ５ａが形成される。

ターゲットＴ２，Ｔ５を本スパッタするときには、その後、付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ４ａ，Ｔ５ａが堆積した第２シャッタ板６２を、その孔Ｈ１４，Ｈ１３がターゲットＴ２，Ｔ５にそれぞれ一致するように回転させる。これにより、第１シャッタ板６１の孔Ｈ１２，Ｈ１１と第２シャッタ板６２の孔Ｈ１４，Ｈ１３がそれぞれ一致し、ターゲットＴ２，Ｔ５が基板に対して露出して本スパッタが行われる。

上記において、放電を保って第１シャッタ板６１をプリスパッタ状態から本スパッタ状態へ回転させる時、ターゲットＴ２，Ｔ５が正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ２ａ，Ｔ５ａのみである。そのため、ターゲットＴ２，Ｔ５で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

次に、図１５Ａ〜図１５Ｅを参照して二重シャッタ制御方法の第３実施例を説明する。この第３実施例は、図１２と図１３で説明した、上記第２実施例と同じ装置構成を用いる単スパッタ制御の方法であって、第２実施例のＣＯ−スパッタに引き続いて単スパッタを行う方法である。従って第３実施例の二重シャッタ制御方法は、ターゲットの数が５つであり、それぞれ２つ孔の第１シャッタ板と第２シャッタ板を使用し、単スパッタを行う例である。さらに第３実施例による単スパッタでは、第２実施例での最終本スパッタの終了時点で最終的に膜が付着している位置（図１４Ｄの本スパッタの時の膜付着位置）を利用してプリスパッタが実施される。

図１５Ａ〜図１５Ｅで、５つのターゲットＴ１〜Ｔ５、ターゲットに面する第１シャッタ板６１の２つの孔Ｈ１１，Ｈ１２、基板側のシャッタ板６２の２つの孔Ｈ１３，Ｈ１４は第２実施例の場合と同じである。

図１５Ａ〜図１５Ｅには、５つのターゲットＴ１〜Ｔ５をＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５の順序で順次に単スパッタする場合の第１シャッタ板６１と第２シャッタ板６２の回転移動位置が示されている。図１５Ａ〜図１５Ｅのそれぞれでは、上段（Ａ）にプリスパッタ中の状態が示され、下段（Ｂ）に本スパッタ中の状態が示されている。

図１５Ａは、図１４Ｄで示した本スパッタの終了後に、ターゲットＴ１を単スパッタする状態を示す。この場合にはターゲットＴ１は放電状態になり、ターゲットＴ２〜Ｔ５は非放電状態になる。さらにこの場合において、プリスパッタ時には、第１シャッタ板６１の回転動作は孔Ｈ１１をターゲットＴ１，Ｔ２の間の位置に一致させ、孔Ｈ１２をターゲットＴ３，Ｔ４の間の位置に一致させるように制御し、第２シャッタ板６２の回転動作は孔Ｈ１４をターゲットＴ１に一致させ、孔Ｈ１３をターゲットＴ４に一致させるように制御する。

第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａは、それぞれ、前述した通りプリスパッタ等の段階で放電状態のターゲットＴ１〜Ｔ４に基づき対向面箇所に付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。また第２シャッタ板６２の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ４ａ，Ｔ５ａは、それぞれ、前述の各段階の放電で放電状態のターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５に基づき対向面箇所に付着したターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５の物質である。

図１５Ａに示すごとく、プリスパッタの時には第１シャッタ板６１の回転動作は、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａのそれぞれの箇所がターゲットＴ１〜Ｔ４に対向するような位置に制御される。またプリスパッタの時、第２シャッタ板６２の回転動作は、孔Ｈ１４をターゲットＴ１に一致させ、孔Ｈ１３をターゲットＴ４に一致させるように制御される。

次にターゲットＴ１を本スパッタするときには、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａが堆積された第１シャッタ板６１を、孔Ｈ１１がターゲットＴ１に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ１１と第２シャッタ板６２の孔Ｈ１４が一致し、ターゲットＴ１が基板に対して露出して本スパッタが行われる。

上記において、放電を保って第１シャッタ板６１がプリスパッタ状態から本スパッタ状態へ回転する時、ターゲットＴ１の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ１ａのみであり、他のターゲット物質は通過しない。そのため、前述したクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１５Ｂは、図１５Ａで示した本スパッタの終了の後に、次にターゲットＴ２を単スパッタする状態を示す。この場合にはターゲットＴ２は放電状態になり、ターゲットＴ１，Ｔ３〜Ｔ５は非放電状態になる。さらにこの場合、プリスパッタ時には、第１シャッタ板６１の回転動作は孔Ｈ１１をターゲットＴ１，Ｔ２の間の位置に一致させ、孔Ｈ１２をターゲットＴ３，Ｔ４の間の位置に一致させるように制御し、第２シャッタ板６２の回転動作は孔Ｈ１４をターゲットＴ２に一致させ、孔Ｈ１３をターゲットＴ５に一致させるように制御する。

第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａは、前述の通り先のプリスパッタ等の段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。ターゲットＴ２を本スパッタするときには、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ１１がターゲットＴ２に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ１１と第２シャッタ板６２の孔Ｈ１４が一致し、ターゲットＴ２が基板に対して露出して本スパッタが行われる。

上記において、放電を保って第１シャッタ板６１がプリスパッタ状態から本スパッタ状態へ回転する時、ターゲットＴ２の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ２ａのみである。そのため、ターゲットＴ２で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１５Ｃは、図１５Ｂで示した本スパッタの終了の後に、次にターゲットＴ３を単スパッタする状態を示す。この場合にはターゲットＴ３は放電状態になり、ターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５は非放電状態になる。さらにこの場合、プリスパッタ時には、第１シャッタ板６１の回転動作は孔Ｈ１１をターゲットＴ１，Ｔ２の間の位置に一致させ、孔Ｈ１２をターゲットＴ３，Ｔ４の間の位置に一致させるように制御し、第２シャッタ板６２の回転動作は孔Ｈ１３をターゲットＴ３に一致させ、孔Ｈ１４をターゲットＴ５に一致させるように制御する。

第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａのそれぞれは、その前のプリスパッタ等の段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。ターゲットＴ３を本スパッタするときには、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ１２がターゲットＴ３に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ１２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ１３が一致し、ターゲットＴ３が基板に対して露出して本スパッタが行われる。

上記において、放電を保って第１シャッタ板６１がプリスパッタ状態から本スパッタ状態へ回転する時、ターゲットＴ３の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ３ａのみである。そのため、ターゲットＴ３で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１５Ｄは、図１５Ｃで示した本スパッタの終了の後、次にターゲットＴ４を本スパッタする状態を示す。この場合にはターゲットＴ４は放電状態になり、ターゲットＴ１〜Ｔ３，Ｔ５は非放電状態になる。さらにこの場合、プリスパッタ時には、第１シャッタ板６１の回転動作は孔Ｈ１１をターゲットＴ１，Ｔ２の間の位置に一致させ、孔Ｈ１２をターゲットＴ３，Ｔ４の間の位置に一致させるように制御し、第２シャッタ板６２の回転動作は孔Ｈ１３をターゲットＴ３に一致させ、孔Ｈ１４をターゲットＴ１に一致させるように制御する。

第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。ターゲットＴ４を本スパッタするときには、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ１２がターゲットＴ４に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ１２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ１３が一致し、ターゲットＴ４が基板に対して露出して本スパッタが行われる。

上記において、放電を保って第１シャッタ板６１がプリスパッタ状態から本スパッタ状態へ回転する時、ターゲットＴ４の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ４ａのみである。そのため、ターゲットＴ４で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１５Ｅは、図１５Ｄで示した本スパッタの終了の後、次にターゲットＴ５を本スパッタする状態を示す。この場合にはターゲットＴ５は放電状態になり、ターゲットＴ１〜Ｔ４は非放電状態になる。さらにこの場合、プリスパッタ時には、第１シャッタ板６１の回転動作は孔Ｈ１１をターゲットＴ３に一致させ、孔Ｈ１２をターゲットＴ５に一致させるように制御し、第２シャッタ板６２の回転動作は孔Ｈ１３をターゲットＴ４，Ｔ５の間の位置に一致させ、孔Ｈ１４をターゲットＴ１，Ｔ２の間の位置に一致させるように制御する。

第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａのそれぞれは、その前のプリスパッタ等の段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。ターゲットＴ５を本スパッタするときには、第２シャッタ板６２をその孔Ｈ１３がターゲットＴ５に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ１２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ１３が一致し、ターゲットＴ５が基板に対して露出して本スパッタが行われる。

上記において、放電を保って第２シャッタ板６２がプリスパッタ状態から本スパッタ状態へ回転する時、ターゲットＴ５の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ５ａのみである。そのため、ターゲットＴ５で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

次に図１６〜図１８を参照して二重シャッタ制御方法の第４実施例を説明する。この実施例では、単スパッタでターゲットの数が５つである他の例を説明する。図１６および図１７で、５つのターゲットはＴ１〜Ｔ５、ターゲットに面する第１シャッタ板６１の孔はＨ２１，Ｈ２２，Ｈ２３、基板側のシャッタ板６２の孔はＨ２４で示されている。第１シャッタ板６１における孔Ｈ２１，Ｈ２２，Ｈ２３は時計回りで孔Ｈ２１を基準にして１４４°および２１６°の角度で離れた位置に形成されている。また図１６と図１７において、円１０１は、２枚のシャッタ板６１，６２が回転したときの孔Ｈ２１〜Ｈ２４の移動軌跡を示す。

図１８の（Ａ）〜（Ｅ）に５つのターゲットＴ１〜Ｔ５をＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５の順序で順次に本スパッタする場合のそれぞの場合の第１シャッタ板６１と第２シャッタ板６２の回転移動位置が示されている。下記の説明で、或るターゲットに関して本スパッタの工程が行われる前にはプリスパッタの工程が行われるものとする。

図１８の（Ａ）はターゲットＴ１を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａ，Ｔ５ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ５の物質である。

図１８の（Ａ）に示すごとく、プリスパッタの時には第１シャッタ板６１の回転動作は、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａのそれぞれの箇所がターゲットＴ１〜Ｔ５に対向するような位置に制御される。

ターゲットＴ１を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ２４をターゲットＴ１に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａが堆積された第１シャッタ板６１を、孔Ｈ２１がターゲットＴ１に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ２１と第２シャッタ板６２の孔Ｈ２４が一致し、ターゲットＴ１が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ１の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ１ａのみである。そのため、前述したクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。なおプリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作で、他のターゲットＴ１，Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５の正面対向位置を他のターゲット物質が通過することはない。

図１８の（Ｂ）は、次に、ターゲットＴ２を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ５の物質である。ターゲットＴ２を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ２４をターゲットＴ２に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ２１がターゲットＴ２に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ２１と第２シャッタ板６２の孔Ｈ２４が一致し、ターゲットＴ２が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ２の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ２ａのみである。そのため、ターゲットＴ２で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１８の（Ｃ）は、次に、ターゲットＴ３を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ５の物質である。ターゲットＴ３を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ２４をターゲットＴ３に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ２２がターゲットＴ３に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ２２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ２４が一致し、ターゲットＴ３が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ３の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ３ａのみである。そのため、ターゲットＴ３で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１８の（Ｄ）は、次に、ターゲットＴ４を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ５の物質である。ターゲットＴ４を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ２４をターゲットＴ４に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ２２がターゲットＴ４に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ２２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ２４が一致し、ターゲットＴ４が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ４の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ４ａのみである。そのため、ターゲットＴ４で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図１８の（Ｅ）は、次に、ターゲットＴ５を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ５の物質である。ターゲットＴ５を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ２４をターゲットＴ５に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ２３がターゲットＴ５に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ２３と第２シャッタ板６２の孔Ｈ２４が一致し、ターゲットＴ５が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ５の正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ５ａのみである。そのため、ターゲットＴ５で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

次に、図１９〜図２１を参照して二重シャッタ制御方法の第５実施例を説明する。この実施例では、ターゲットの数が４つであり、ＣＯ−スパッタする例を説明する。図１９は上記図８に対応し、図２０は上記図９に対応している。図１９〜図２１で、図８等で説明された要素と同一の要素には同一の符号を付している。４つのターゲットはＴ１〜Ｔ４、ターゲットに面する第１シャッタ板６１の孔はＨ３１，Ｈ３２、基板側の第２シャッタ板６２の孔はＨ３３，３４で示されている。第１シャッタ板６１において２つの孔Ｈ３１，Ｈ３２は１８０°離れた位置に形成され、第２シャッタ板６２において２つの孔Ｈ３３，Ｈ３４は１８０°離れた位置に形成される。

図２１の（Ａ），（Ｂ）に４つのターゲットＴ１〜Ｔ４を（Ｔ１，Ｔ３），（Ｔ２，Ｔ４）の組みの順序で順次に本スパッタする場合のそれぞの場合の第１シャッタ板６１と第２シャッタ板６２の回転移動位置が示されている。或るターゲットに関して本スパッタの工程が行われる前にはプリスパッタの工程が行われる。

図２１の（Ａ）はターゲットＴ１，Ｔ３を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。

図２１の（Ａ）に示すごとく、プリスパッタの時には第１シャッタ板６１の回転動作は、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａのそれぞれの箇所がターゲットＴ１〜Ｔ４に対向するような位置に制御される。ターゲットＴ１，Ｔ３を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ３３，Ｈ３４をターゲットＴ１，Ｔ３に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ３１，Ｈ３２がターゲットＴ１，Ｔ３に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ３１，Ｈ３２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ３３，Ｈ３４のそれぞれが一致し、ターゲットＴ１，Ｔ３が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ１，Ｔ３の正面対向位置を通過するのはそれぞれ付着物Ｔ１ａ，Ｔ３ａのみである。そのため、前述したクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図２１の（Ｂ）は、次に、ターゲットＴ２，Ｔ４を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ４の物質である。ターゲットＴ２，Ｔ４を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ３３，Ｈ３４をターゲットＴ２，Ｔ４に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ４ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ３１，Ｈ３２がターゲットＴ２，Ｔ４に一致するように回転させる。これにより、第１シャッタ板６１の孔Ｈ３１，Ｈ３２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ３３，Ｈ３４が一致し、ターゲットＴ２，Ｔ４が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１１の回転動作でターゲットＴ２，Ｔ４が正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ２ａ，Ｔ４ａのみである。そのため、ターゲットＴ２，Ｔ４で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

次に、図２２〜図２４を参照して二重シャッタ制御方法の第６実施例を説明する。この実施例は、ターゲットの数が５つでＣＯ−スパッタする例である。図２２〜図２４で、先の実施例で説明された要素と同一の要素には同一の符号を付している。５つのターゲットはＴ１〜Ｔ５、ターゲットに面する第１シャッタ板６１の孔はＨ５１，Ｈ５２，Ｈ５３、基板側の第２シャッタ板６２の孔はＨ５４，Ｈ５５で示されている。第１シャッタ板６１において３つの孔Ｈ５１，Ｈ５２，Ｈ５３のそれぞれの間は時計回りで１４４°、７２°離れた位置に形成され、第２シャッタ板６２において２つの孔Ｈ５４，Ｈ５５は時計回りで１４４°離れた位置に形成される。

図２４に示すごとく、本実施例の場合にも５つのターゲットＴ１〜Ｔ５を（Ｔ１，Ｔ３），（Ｔ２，Ｔ４），（Ｔ１，Ｔ４），（Ｔ２，Ｔ５）の組みの順序で順次に本スパッタする。図２４で、各本スパッタの場合の第１シャッタ板６１と第２シャッタ板６２の回転移動位置が示されている。或るターゲットに関して本スパッタの工程が行われる前にはプリスパッタの工程が行われる。

図２４の（Ａ）は２つのターゲットＴ１，Ｔ３を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ，Ｔ２ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａ，Ｔ５ａのそれぞれはその前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ５の物質である。

図２４の（Ａ）に示すごとく、プリスパッタの時には第１シャッタ板６１の回転動作は、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａのそれぞれの箇所がターゲットＴ１〜Ｔ５に対向するような位置に制御される。ターゲットＴ１，Ｔ３を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ５４，Ｈ５５をターゲットＴ１，Ｔ３に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ５１，Ｈ５２がターゲットＴ１，Ｔ３に一致するように回転させる。これにより第１シャッタ板６１の孔Ｈ５１，Ｈ５２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ５４，Ｈ５５が一致し、ターゲットＴ１，Ｔ３が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ１，Ｔ３の正面対向位置を通過するのはそれぞれ付着物Ｔ１ａ，Ｔ３ａのみである。そのため、前述したクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図２４の（Ｂ）は、次に、ターゲットＴ２，Ｔ４を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ５の物質である。ターゲットＴ２，Ｔ４を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ５４，Ｈ５５をターゲットＴ２，Ｔ４に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ５１，Ｈ５２がターゲットＴ２，Ｔ４に一致するように回転させる。これにより、第１シャッタ板６１の孔Ｈ５１，Ｈ５２と第２シャッタ板６２の孔Ｈ５４，Ｈ５５が一致し、ターゲットＴ２，Ｔ４が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ２，Ｔ４が正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ２ａ，Ｔ４ａのみである。そのため、ターゲットＴ２，Ｔ４で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図２４の（Ｃ）は、次に、ターゲットＴ１，Ｔ４を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ５の物質である。ターゲットＴ１，Ｔ４を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第１シャッタ板６２の孔Ｈ５１，Ｈ５３をターゲットＴ１，Ｔ４に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａ，Ｔ５ａが堆積された第２シャッタ板６２を、その孔Ｈ５４，Ｈ５５がターゲットＴ１，Ｔ４に一致するように回転させる。これにより、第１シャッタ板６１の孔Ｈ５１，Ｈ５３と第２シャッタ板６２の孔Ｈ５４，Ｈ５５が一致し、ターゲットＴ１，Ｔ４が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ１，Ｔ４が正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ１ａ，Ｔ４ａのみである。そのため、ターゲットＴ１，Ｔ４で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図２４の（Ｄ）は、次に、ターゲットＴ２，Ｔ５を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ５の物質である。ターゲットＴ２，Ｔ５を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第２シャッタ板６２の孔Ｈ５４，Ｈ５５をターゲットＴ２，Ｔ５に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａが堆積された第１シャッタ板６１を、その孔Ｈ５１，Ｈ５３がターゲットＴ２，Ｔ５に一致するように回転させる。これにより、第１シャッタ板６１の孔Ｈ５１，Ｈ５３と第２シャッタ板６２の孔Ｈ５４，Ｈ５５が一致し、ターゲットＴ２，Ｔ５が基板に対して露出して本スパッタが行われる。上記において、プリスパッタ状態から本スパッタ状態への第１シャッタ板６１の回転動作でターゲットＴ２，Ｔ５が正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ２ａ，Ｔ５ａのみである。そのため、ターゲットＴ２，Ｔ５で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

図２４の（Ｅ）は、次に、ターゲットＴ３，Ｔ５を本スパッタする場合の状態を示す。第１シャッタ板６１の面に堆積した付着物Ｔ１ａ〜Ｔ５ａのそれぞれは、その前のプリスパッタの段階で付着したターゲットＴ１〜Ｔ５の物質である。ターゲットＴ３，Ｔ５を本スパッタするときにはプリスパッタの時点で第１シャッタ板６１の孔Ｈ５１，Ｈ５３をターゲットＴ３，Ｔ５に一致させ、その後、付着物Ｔ１ａ，Ｔ３ａ，Ｔ４ａ，Ｔ５ａが堆積された第２シャッタ板６２を、その孔Ｈ５４，Ｈ５５がターゲットＴ３，Ｔ５に一致するように回転させる。これにより、ターゲットＴ３，Ｔ５が正面対向位置を通過するのは付着物Ｔ３ａ，Ｔ５ａのみである。そのため、ターゲットＴ３，Ｔ５で上記のクロスコンタミネーションの発生を防止することができる。

以上の二重シャッタ制御方法において、ターゲット数（ｎ）に応じた各シャッタ板に形成される孔の数、およびプリスパッタに使用されるシャッタについては図２５に示した表のごとく分類することが可能である。

以上の実施形態（実施例）で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成（材質）については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態（実施例）に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。

本発明は、複数のターゲットを１つのチャンバに設け、二重回転シャッタ機構でターゲットを適宜に選択して単スパッタまたはＣＯ−スパッタを行うときにクロスコンタミネーションの発生を防止するのに利用される。

本発明が適用される磁性多層膜作製装置の平面図である。 磁性多層膜作製装置の１つのスパッタ成膜チャンバにおける複数のターゲットの配置状態を示す平面図（Ａ）、およびスパッタ成膜チャンバの縦断面図である。 二重回転シャッタ機構の代表的な構成を示す分解構成図である。 二重回転シャッタ機構の回転動作を制御する制御装置の構成を示す構成図である。 本発明で問題とするクロスコンタミネーションを説明する図である。 本発明に係る二重シャッタ制御方法の基本的動作を説明する図である。 本発明に係る二重シャッタ制御方法のプリスパッタ時と本スパッタ時に基本的動作を説明する図である。 本発明に係る二重シャッタ制御方法の第１実施例のターゲットの配置図である。 二重シャッタ制御方法の第１実施例の第１および第２のシャッタ板の孔の配置図である。 二重シャッタ制御方法の第１実施例の本スパッタ時の第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 本スパッタ時のスパッタされるターゲットと第１および第２のシャッタ板の位置関係を示す状態推移図である。 本発明に係る二重シャッタ制御方法の第２実施例のターゲットの配置図である。 二重シャッタ制御方法の第２実施例の第１および第２のシャッタ板の孔の配置図である。 第２実施例でターゲットＴ１，Ｔ３をＣＯ−スパッタするときの第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 第２実施例でターゲットＴ２，Ｔ４をＣＯ−スパッタするときの第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 第２実施例でターゲットＴ１，Ｔ４をＣＯ−スパッタするときの第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 第２実施例でターゲットＴ２，Ｔ５をＣＯ−スパッタするときの第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 本発明に係る二重シャッタ制御方法の第３実施例においてターゲットＴ１を単スパッタするときの第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 第３実施例でターゲットＴ２を単スパッタするときの第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 第３実施例でターゲットＴ３を単スパッタするときの第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 第３実施例でターゲットＴ４を単スパッタするときの第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 第３実施例でターゲットＴ５を単スパッタするときの第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 本発明に係る二重シャッタ制御方法の第４実施例のターゲットの配置図である。 二重シャッタ制御方法の第４実施例の第１および第２のシャッタ板の孔の配置図である。 二重シャッタ制御方法の第４実施例の本スパッタ時の第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 本発明に係る二重シャッタ制御方法の第５実施例のターゲットの配置図である。 二重シャッタ制御方法の第５実施例の第１および第２のシャッタ板の孔の配置図である。 二重シャッタ制御方法の第５実施例の本スパッタ時の第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 本発明に係る二重シャッタ制御方法の第６実施例のターゲットの配置図である。 二重シャッタ制御方法の第６実施例の第１および第２のシャッタ板の孔の配置図である。 二重シャッタ制御方法の第６実施例の本スパッタ時の第１および第２のシャッタ板の位置の変化を示す状態推移図である。 ターゲット数、第１および第２のシャッタ板の孔の数の関係を示す表である。

符号の説明

１０ 磁性多層膜作製装置
１７Ａ〜１７Ｃ 成膜チャンバ
３５〜３８ ターゲット
５４ 二重回転シャッタ機構
６１ 第１シャッタ板
６２ 第２シャッタ板
Ｔ１〜Ｔ５ ターゲット

Claims (11)

1. チャンバ内に設けられた少なくとも３つのターゲットと、これらのターゲットに対して配備され、独立に回転しかつ所定位置に孔が形成された第１および第２のシャッタ板を有する二重回転シャッタ機構とを備える多元スパッタ成膜装置で、前記第１シャッタ板および前記第２シャッタ板の孔の組合せで前記少なくとも３つのターゲットからスパッタ成膜するターゲットを選択し、選択された前記ターゲットに対して放電を継続しプリスパッタ工程と本スパッタ工程を行って基板に膜を堆積させる方法であって、
   前記プリスパッタ工程で前記選択されたターゲットを前記第１シャッタ板で覆いかつ前記第２シャッタ板で前記基板に対して露出可能とし、前記本スパッタ工程で前記選択されたターゲットを前記第１シャッタ板で前記基板に対して露出可能にするように、前記の第１および第２のシャッタ板を回転動作させ、
   前記プリスパッタ工程を行う時、前記選択されたターゲットを覆う前記第１シャッタ板の対向箇所の付着物は、前記選択されたターゲットの物質と同じ物質となるように前記第１シャッタ板の回転動作を制御することを特徴とする多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
2. 放電時に、前記第１シャッタ板における前記選択されたターゲットと異なる物質を付着した箇所が前記選択されたターゲット放電中に対向しないように、前記第１シャッタ板および前記第２シャッタ板の回転動作を制御することを特徴とする請求項１記載の多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
3. 前記本スパッタの時には、前記基板から見て、前記第１および第２のシャッタ板の孔を通して前記選択されたターゲットのみが露出することを特徴とする請求項１または２記載の多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
4. 単スパッタの場合には、選択された１つのターゲットが露出することを特徴とする請求項３記載の多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
5. ＣＯ−スパッタの場合には、選択された少なくとも２つのターゲットが露出することを特徴とする請求項３記載の多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
6. 前記複数のターゲットの数が偶数個（ｎ：ｎ＞３）であるとき、前記第１シャッタ板の孔の数はｎ／２であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
7. 前記複数のターゲットの数が奇数個（ｎ：ｎ≧３）であるとき、前記第１シャッタ板の孔の数は（ｎ／２）＋１であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
8. チャンバ内に設けられた種類の異なる５つのターゲットと、前記５つのターゲットに対して配備され、独立に回転しかつそれぞれ２つの孔が形成された第１および第２のシャッタ板を有する二重回転シャッタ機構とを備える多元スパッタ成膜装置で、前記第１シャッタ板および前記第２シャッタ板の孔の組合せで前記５つのターゲットからスパッタ成膜するターゲットを２つまたは１つを適宜に選択し、選択された前記ターゲットに対して放電を継続しプリスパッタ工程と本スパッタ工程を行って基板に膜を堆積させＣＯ−スパッタまたは単スパッタを行う方法であり、
   前記のＣＯ−スパッタと単スパッタにおいて、前記プリスパッタ工程による前記第１および第２のシャッタ板での膜の付着については同じ箇所に同じターゲット物質を付着させるように前記第１および第２のシャッタ板を動作させ、これによりＣＯ−スパッタと単スパッタを１つのチャンバ装置で行うようにしたことを特徴とする多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
9. 前記のＣＯ−スパッタと単スパッタのうちＣＯ−スパッタが優先されるように前記第１および第２のシャッタ板の各動作が制御されることを特徴とする請求項８記載の多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
10. 先にＣＯ−スパッタが実行され、その後単スパッタが実行されることを特徴とする請求項９記載の多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
11. 前記本スパッタの時には、前記基板から見て、前記第１および第２のシャッタ板の孔を通して前記選択されたターゲットのみが露出することを特徴とする請求項８記載の多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法。
    

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