JP2010265518A - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents

Abstract

【課題】膜厚が異なる複数種類の薄膜を同一バッチで成膜可能な成膜装置及び成膜方法を提供する。
【解決手段】ターゲット１０１、１０２を用いて基板１００の表面に成膜を行う成膜装置１は、ターゲット１０１、１０２が載置される材料設置部２０と、基板１００を材料設置部２０に載置されたターゲット１０１、１０２に対向させて支持する基板ホルダ１１Ａ、１１Ｂと、材料設置部２０と基板ホルダ１１Ａ、１１Ｂとの間を退避可能に遮蔽するシャッタ部１３Ａ、１３Ｂとを有する複数の基板支持部１０Ａ、１０Ｂと、シャッタ部１３Ａ、１３Ｂと接続された制御部とを備え、制御部は、各々の複数の基板支持部１０Ａ、１０Ｂのシャッタ部１３Ａ、１３Ｂをそれぞれ異なるタイミングで動作させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、成膜装置及び成膜方法、より詳しくは、複数の基板支持部に保持された成膜対象物に対して、並行して異なる膜厚の成膜を行うことができる成膜装置及び成膜方法に関する。

従来、ガラス等からなる基板に複数層の薄膜からなる反射防止膜が形成された光学素子が広く使用されている。このような反射防止膜を含む光学薄膜は、適用される基板の特性等に応じて、各層の材料や膜厚が異なるため、基本的には複数種類の光学薄膜を同一バッチで成膜することは困難である。

近年、基板の多様化に伴い、光学薄膜の組成や種類も多様化する傾向にある。そのため、光学薄膜の製造効率をさらに向上させることが求められているが、上述のように複数種類の光学薄膜を同一バッチで成膜することは困難であるため、小ロットのものの製造時においても成膜装置が占有されてしまうことが問題となっている。

この問題に関して、特許文献１には、基板キャリア上に配置された複数の基板に対してチャンバ内で異なる成膜条件を施し複数の基板に多種多様の薄膜を成膜できる基板シャッタ脱着機構を備えた真空成膜装置が記載されている。この成膜装置では基板ホルダに保持された複数の基板のうち、任意の一部の基板に基板シャッタ脱着機構によりシャッタが装着され、シャッタが装着された基板以外の基板に成膜が行われるため、基板ごとに異なる成膜条件を施すことができる。

特開２０００−１１９８５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の成膜装置では、シャッタが装着されていない基板にのみ成膜が行われ、成膜される薄膜の膜厚はどの基板でも同一である。したがって、膜厚が異なる薄膜を同一チャンバ内で同時に成膜することはできないため、依然として集約効果が限定的であるという問題がある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、膜厚が異なる複数種類の薄膜を同一バッチで成膜可能な成膜装置及び成膜方法を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様は、成膜材料を用いて基板の表面に成膜を行う成膜装置であって、前記成膜材料が載置される材料設置部と、前記基板を前記材料設置部に載置された前記成膜材料に対向させて支持する基板支持部材と、前記材料設置部と前記基板支持部材との間を退避可能に遮蔽するシャッタ部とを有する複数の基板支持部と、前記シャッタ部と接続された制御部とを備え、前記制御部は、各々の前記複数の基板支持部のシャッタ部をそれぞれ異なるタイミングで動作させることを特徴とする。

前記制御部は、各々の前記複数の基板支持部に設定された所定時間が経過したときに、対応する前記シャッタ部を動作させてもよい。

前記複数の基板支持部は、それぞれ前記基板支持部材に取り付けられた前記基板の膜厚を測定可能に配置されたセンサを有し、前記制御部は、各々の前記センサのアウトプットに基づいて各々の前記複数の基板支持部のシャッタ部を動作させてもよい。

前記複数の基板支持部の少なくとも１つと前記材料設置部とは相対移動可能であってもよい。

本発明の第二の態様は、複数の基板支持部の各々に取り付けられた基板に薄膜を成膜する成膜方法であって、前記基板に成膜材料からなる薄膜を形成する成膜工程を備え、前記成膜工程において、各々の前記複数の基板支持部と前記成膜材料との間が、それぞれ異なるタイミングで遮蔽されることを特徴とする。

前記成膜工程においては、各々の前記複数の基板支持部と前記成膜材料との間が、それぞれ異なる所定の時間が経過した時に遮蔽されてもよいし、各々の前記複数の基板支持部に支持された前記基板に形成された前記薄膜の膜厚が計測され、前記膜厚の値に基づいて、各々の前記複数の基板支持部と前記成膜材料との間が遮蔽されてもよい。

本発明の成膜装置及び成膜方法によれば、膜厚が異なる複数種類の薄膜を同一バッチで成膜することができる。

本発明の第１実施形態の成膜装置の概略構成を示す正面図である。 同成膜装置の平面図である。 同成膜装置の機能ブロックを示す図である。 同成膜装置を用いた本実施形態の成膜方法の流れを示すフローチャートである。 同成膜方法における第１成膜工程及び第２成膜工程の詳細を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の成膜装置の概略構成を示す正面図である。 同成膜装置の材料設置部を示す平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、いずれも同成膜装置を用いた成膜方法で成膜される光学薄膜の例を示す図である。 同成膜方法の流れを示すフローチャートである。

本発明の第一実施形態の成膜装置について、図１から図５を参照して説明する。図１は、本実施形態の成膜装置１の概略構成を示す図である。
成膜装置１は、スパッタリングによる成膜を行う装置であって、真空槽２と、真空槽２の内部上方に設けられて成膜の対象物の一例である基板を支持する複数の基板支持部１０と、真空槽２内部の下部に設けられた複数の材料設置部２０とを備えている。
真空槽２の側面には、図示しない放電ガスの導入ポートが形成されている。放電ガスの流量は図示しないマスフローコントローラによって制御され、これにより真空槽２内のガス圧力が制御される。

図２は、成膜装置１の平面図である。図２に二点鎖線で示すように、成膜装置１には第１基板支持部１０Ａ、第２基板支持部１０Ｂ、及び第３基板支持部１０Ｃの３つの基板支持部が設けられている。各基板支持部の構造は同一であるので、以下、第１基板支持部１０Ａについてその構造を説明する。

図１に示すように、第１基板支持部１０Ａは、基板ホルダ（基板支持部材）１１Ａと、基板ホルダ１１Ａが取り付けられた回転軸１２Ａと、基板ホルダ１１Ａと材料設置部２０との間に退避可能に取り付けられるシャッタ部１３Ａと、基板ホルダ１１Ａに取り付けられた基板に成膜された薄膜の膜厚をモニタするセンサ１４Ａと、第１基板支持部１０Ａ全体を材料設置部２０に対して相対移動させるための移動機構１５Ａとを備えている。

基板ホルダ１１Ａは、回転軸１２Ａを中心に回転可能に構成されており、基板ホルダ１１Ａの材料設置部２０に対向する下面に成膜の対象物となる基板１００が設置される。回転軸１２Ａは図示しないモータ等の駆動源と接続されており、基板ホルダ１１Ａを回転軸１２Ａ回りに回転させることが可能である。

シャッタ部１３Ａは、シャッタ１３１Ａと、シャッタ１３１Ａが取り付けられた回動軸１３２Ａとを備えている。回動軸１３２Ａは、モータ等の公知の構成からなる図示しない駆動部と接続されており、当該駆動部が回動軸１３２Ａを回動させることによってシャッタ１３１Ａを基板１００と材料設置部２０に配置されたターゲット（後述）との間から退避させることが可能である。

センサ１４Ａは、基板ホルダ１１Ａに取り付けられた基板１００の近傍に配置されている。センサ１４Ａとしては、膜厚のカウントが可能なものであればその方式等に特に制限はなく、例えば水晶式のセンサを好適に採用することができる。

上述した回転軸１２Ａ及び基板ホルダ１１Ａ、シャッタ部１３Ａ、及びセンサ１４Ａは、いずれも移動機構１５Ａに取り付けられている。移動機構１５Ａは、水平方向に移動可能であり、材料設置部２０に対して相対移動可能である。移動機構１５Ａは、必要に応じて、水平方向に加えて垂直方向に移動可能に構成されてもよい。
第２基板支持部１０Ｂ及び第３基板支持部１０Ｃも、同様に上述の各機構を有しているので、第２基板支持部１０Ｂ及び第３基板支持部１０Ｃの各機構については、それぞれ同一の符号にＡに代えてＢ及びＣをつけて表記することにする。

材料設置部２０は、同一の構成を有する第１材料設置部２０Ａ及び第２材料設置部２０Ｂを備えている。以下、第１材料設置部２０Ａを例にとってその構成について説明する。
第１材料設置部２０Ａは、成膜材料が設置されるバッキングプレート２１Ａと、バッキングプレート２１Ａの下方に設けられた第１マグネトロンカソード２２Ａとを備えた公知の構成となっている。バッキングプレート２１Ａ上には、適宜選択された材質のターゲット（成膜材料）１０１が載置される。
第１マグネトロンカソード２２Ａには図示しない電源が接続されており、電源から電圧を印加することにより、基板１００の表面にターゲット１０１の材質からなる薄膜を形成することができる。

第２材料設置部２０Ｂは、第１材料設置部２０Ａと同様に、バッキングプレート２１Ｂ及び第２マグネトロンカソード２２Ｂを備えている。バッキングプレート２１Ｂには、ターゲット１０１とは異なる材料からなるターゲット１０２が載置される。
図１及び図２に示すように、第１材料設置部２０Ａと第２材料設置部２０Ｂとの間には、成膜材料のコンタミネーションを防ぐための隔壁２３が設置されている。

図３は、成膜装置１の機能ブロック図である。３つの基板支持部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと第１マグネトロンカソード２２Ａ及び第２マグネトロンカソード２２Ｂは成膜装置全体の動作を制御するための制御部３０に接続されている。したがって、制御部３０は各基板支持部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのセンサ１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃのアウトプットを受け取ることができ、かつ基板ホルダ１１Ａないし１１Ｃ、シャッタ部１３Ａないし１３Ｃ、及び移動機構１５Ａないし１５Ｃの動作を制御可能である。

また、制御部３０には、使用者による各種設定の入力を受け付ける入力部３１と、センサのアウトプットや各種情報を表示する表示部３２とが接続されている。このような制御部３０はプログラムとして成膜装置１に組み込まれてもよいし、インターフェース及びモニタを備えるパソコンを接続し、当該パソコンを制御部３０、入力部３１、及び表示部３２として機能させてもよい。

上記のように構成された成膜装置１の使用時の動作、及び成膜装置１を用いた本実施形態における成膜方法について説明する。
ここでは、第１基板支持部１０Ａに支持された基板１００Ａ及び第２基板支持部１０Ｂに支持された基板１００Ｂに対して、いずれも基板に近い第１層としてターゲット１０１の材料からなる薄膜を成膜し、当該第１層上にターゲット１０２からなる第２層を形成し、２層構造の成膜を同一のバッチで行う場合を例にとって説明する。
なお、説明をわかりやすくするために、第１層及び第２層の膜厚設定はいずれも第１基板支持部１０Ａの方が第２基板支持部１０Ｂよりも薄く設定されているものとし、第３基板支持部１０Ｃはこの成膜においては稼動しないものとする。

図４は、本実施形態の成膜方法の流れを示すフローチャートである。本成膜方法は、各基板支持部に保持された基板に対して第１層の成膜を行う第１成膜工程Ｓ２０と、各基板支持部に保持された基板に対して第２層の成膜を行う第２成膜工程Ｓ４０とを備えている。
まず使用者は、成膜の準備を行う。第１基板支持部１０Ａ及び第２基板支持部１０Ｂにそれぞれ基板１００Ａ及び１００Ｂを取り付け、第１材料設置部２０Ａ及び第２材料設置部２０Ｂにそれぞれターゲット１０１及び１０２を設置する。そして、各基板１００Ａ、１００Ｂに成膜する光学薄膜の各層の膜厚を、入力部３１を介して制御部３０に入力する。

準備終了後、成膜装置１が成膜作業を開始する。まず、ステップＳ１０において、制御部３０は移動機構１５Ａ及び１５Ｂを動作させ、第１基板支持部１０Ａ及び第２基板支持部１０Ｂを、第１層の材料であるターゲット１０１が設置された第１材料設置部２０Ａに対して好適な位置に移動させる。このとき、第３基板支持部１０Ｃが障害になる等の場合は、必要に応じて移動機構１５Ｃを動作させて、第３基板支持部１０Ｃを併せて移動させてもよい。また、ターゲット１０１に対する好適な位置は、予備的な成膜実験やシミュレーションなどにより位置関係と膜厚分布等を検討することによって、予め設定しておくことができる。

ステップＳ２０の第１成膜工程において、制御部３０は第１マグネトロンカソード２２Ａに電力を印加し、ターゲット１０１をスパッタリングする。このスパッタリングはタイムラグをなくすために第１成膜工程Ｓ２０より前から開始されてもよい。所定の時間が経過したところで、制御部３０は、回転軸１２Ａ及び１２Ｂを動作させて基板ホルダ１１Ａ及び１１Ｂを回転させると共に、シャッタ部１３Ａ及び１３Ｂを動作させ、基板１００Ａ、１００Ｂとターゲット１０１との間からシャッタ１３１Ａ及び１３１Ｂを退避させる。すると、基板１００Ａ、１００Ｂ上にターゲット１０１からなる第１層の成膜が開始される。

図５は、第１成膜工程Ｓ２０の詳細な流れを示すフローチャートである。第１成膜工程Ｓ２０において、まずステップＳ２１でセンサ１４Ａ、１４Ｂによる第１層の膜厚モニタが開始される。各センサのアウトプットは随時制御部３０に送られる。必要に応じて当該アウトプットが表示部３２に表示されてもよい。

上述のように、第１層の設定膜厚は基板１００Ａにおける設定膜厚の方が基板１００Ｂにおける設定膜厚より薄いため、まず第１基板支持部１０Ａに成膜された薄膜が設定膜厚に達する。設定膜厚に達したことがセンサ１４Ａのアウトプットにより確認されると、ステップＳ２２において、制御部３０はシャッタ部１３Ａを動作させて基板１００Ａとターゲット１０１との間を遮蔽する。これにより、基板１００Ａにおける第１層の成膜は終了する。基板１００Ｂにおいては、引き続き第１層の成膜が継続される。

基板１００Ｂの第１層の膜厚が設定膜厚に達したことがセンサ１４Ｂのアウトプットにより確認されると、ステップＳ２３において、制御部３０はシャッタ部１３Ｂを動作させて基板１００Ｂとターゲット１０１との間を遮蔽する。これにより、基板１００Ｂにおける第１層の成膜が終了し、基板１００Ａ及び１００Ｂ上に、ターゲット１０１の材料からなり、膜厚の異なる第１層が成膜されて第１成膜工程Ｓ２０が終了する。第１成膜工程Ｓ２０の終了後、制御部３０は第１マグネトロンカソード２２Ａへの電力印加を停止する。

続いて、ステップＳ３０において、制御部３０は移動機構１５Ａ及び１５Ｂを動作させ、第１基板支持部１０Ａ及び第２基板支持部１０Ｂを、第２層の材料であるターゲット１０２が設置された第２材料設置部２０Ｂに対して好適な位置に移動させる。必要に応じて第３基板支持部１０Ｃを移動させる点、及び好適な位置の設定方法についてはステップＳ１０と同様である。

第１基板支持部１０Ａ及び第２基板支持部１０Ｂの移動が終了したら、制御部３０は、ステップＳ２０と同様に、第２マグネトロンカソード２２Ｂに電力を印加してターゲット１０２をスパッタリングし、回転軸１２Ａ、１２Ｂ及びシャッタ部１３Ａ、１３Ｂを動作させる。こうしてステップＳ４０の第２成膜工程が開始される。

第２層の膜厚設定の大小関係は上述の第１層と同様であるので、第２成膜工程Ｓ４０の流れは図５で説明した第１成膜工程Ｓ２０の流れと概ね同様である。すなわち、ステップＳ４１においてセンサ１４Ａ及び１４Ｂにより膜厚モニタが開始され、ステップＳ４２においてまずシャッタ１３Ａが遮蔽されて基板１００Ａにおける第２層の成膜が終了される。その後、ステップＳ４３においてシャッタ１３Ｂが遮蔽されて基板１００Ｂにおける第２層の成膜が終了される。最後に第２マグネトロンカソード２２Ｂへの電力印加が停止されてすべての成膜作業が終了する。

本実施形態の成膜装置１及び成膜方法によれば、第１基板支持部１０Ａ及び第２基板支持部１０Ｂにそれぞれシャッタ部１３Ａ、１３Ｂ及びセンサ１４Ａ、１４Ｂが設けられ、第１成膜工程Ｓ２０及び第２成膜工程Ｓ４０において、センサ１４Ａ、１４Ｂにより各基板支持部１０Ａ、１０Ｂに取り付けられた基板に成膜された膜厚が計測される。そして、設定された膜厚に達すると、制御部３０がシャッタ部１３Ａ、１３Ｂをそれぞれ異なるタイミングで動作させて各基板支持部１０Ａ、１０Ｂにおける成膜を終了させる。

したがって、複数の基板支持部にそれぞれ取り付けられた基板に対して、それぞれ異なる膜厚の薄膜を同一バッチで成膜することができる。その結果、設定の異なる単層膜や多層膜を同時に製造することができ、例えば小ロットの光学素子の製造を、大ロットの光学素子と同一に行うことが可能となる。よって、光学薄膜を備えた光学素子の製造効率を著しく向上させることができる。

また、各基板支持部１０Ａないし１０Ｃが移動機構１５Ａないし１５Ｃを備えているので、スパッタリングされるターゲットが設置された材料設置部に対して、膜厚分布が最適となる位置に各基板支持部を移動させて成膜を行うことができる。その結果、成膜を精度よく行うことができる。

本実施形態では、第３基板支持部１０Ｃが稼動されない例を説明したが、もちろん第３基板支持部１０Ｃに基板を取り付けて、３種類の光学薄膜を成膜することも可能である。また、光学薄膜の層数及び各層の設定膜厚は、上述の例に限定されず、自由に設定されてよい。この場合、層の数に応じて第１成膜工程Ｓ２０と同様の内容の第３成膜工程以降の成膜工程が繰り返され、各成膜工程においては、設定された膜厚にもとづいて、各基板支持部のシャッタ部が異なるタイミングで遮蔽される。

次に本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の成膜装置４１と上述の第１実施形態の成膜装置１との異なるところは、材料設置部の構成である。なお、以降の説明において、第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図６は、成膜装置４１の概略構成を示す正面図である。真空槽２の上方には、成膜装置１同様、第１基板支持部１０Ａ、第２基板支持部１０Ｂ、及び図示しない第３基板支持部１０Ｃの３つの基板支持部が取り付けられている。
図７は、成膜装置４１の材料設置部４２を示す平面図である。材料設置部４２は、バッキングプレート４３及びマグネトロンカソード４４をそれぞれ１箇所ずつ備えている。バッキングプレート４３上には、ターゲット１０１及び１０２に加えて、さらに異なる材料からなるターゲット１０３を加えた３種類のターゲットが載置されている。各ターゲットの間は、３枚の隔壁４５で仕切られている。

バッキングプレート４３の中心には、回転軸４６が取り付けられている。回転軸４６には図示しないモータ等の駆動機構が取り付けられており、当該駆動機構を動作することによって、回転軸４６及びバッキングプレート４３を回転させ、マグネトロンカソード４４の上方に位置するターゲットの種類を変更することができる。この駆動機構は制御部３０に接続されている。
マグネトロンカソード４４は、成膜装置１の第１マグネトロンカソード２２Ａ等と同様の構成を有し、制御部３０に接続されている。

上記のように構成された成膜装置４１の使用時の動作について説明する。成膜装置４１においては、成膜装置１と同様、各基板支持部のシャッタ部の遮蔽タイミングを異ならせることで、同じ材料からなり、かつ膜厚が互いに異なる成膜を行うことが可能である。以下では、他の成膜方法として、各基板支持部で材料構成が異なる光学薄膜の成膜を同一バッチで行う際の成膜方法の流れについて説明する。

図８（ａ）は、第１基板支持部１０Ａに支持される基板１００Ａに成膜される光学薄膜１０４の構成の例を示す図であり、図８（ｂ）は、第２基板支持部１０Ｂに支持される基板１００Ｂに成膜される光学薄膜１０５の構成の例を示す図である。各基板上に形成される第１層１０４Ａ及び１０５Ａは、いずれもターゲット１０１の材料からなり、それぞれ異なる膜厚を有する。光学薄膜１０４の第２層１０４Ｂはターゲット１０２の材料からなり、光学薄膜１０５の第２層１０５Ｂは、ターゲット１０３の材料からなる。最外層の第３層１０４Ｃ及び１０５Ｃは、いずれもターゲット１０１の材料からなり、それぞれ異なる膜厚を有する。

図９は、上述した成膜を行うための本実施形態の成膜方法の流れを示すフローチャートである。ず７に示す初期状態において、マグネトロンカソード４４の上方には、第１層の材料であるターゲット１０１が配置されている。ステップＳ１０及びＳ２０は、第１実施形態と同様であり、これらの工程によって、基板１００Ａ及び１００Ｂ上に、ターゲット１０１の材料からなる第１層１０４Ａ及び１０５Ａが、それぞれ設定された膜厚で成膜される。

続くステップＳ５０において、制御部３０は、バッキングプレート４３を回転させ、マグネトロンカソード４４の上方にターゲット１０２を移動させる。マグネトロンカソード４４に電力が印加されてスパッタリング可能な状態になると、処理はステップＳ６０に進み、第１基板支持部１０Ａのシャッタ部１３Ａが移動し、基板１００Ａにのみターゲット１０２の材料からなる第２層１０４Ｂが成膜される。この間、第２基板支持部１０Ｂのシャッタ１３Ｂは閉じたままで、基板１００Ｂ上には、ターゲット１０２からなる薄膜は成膜されない。センサ１４Ａによって、第２層１０４Ｂの膜厚が設定値に達したことが確認されると、シャッタ１３Ａが動作して第２成膜工程Ｓ６０が終了する。

続いて、ステップＳ７０において、制御部３０はさらにバッキングプレート４３を回転させ、マグネトロンカソード４４の上方にターゲット１０３を移動させる。その後、マグネトロンカソード４４に電力が印加されてスパッタリング可能な状態になると、ステップＳ８０の第３成膜工程において、第２基板支持部１０Ｂのシャッタ部１３Ｂが移動し、基板１００Ｂにのみターゲット１０３の材料からなる第２層１０５Ｂが成膜される。この間、シャッタ部１３Ａは退避しないため、基板１００Ａには成膜が行われない。センサ１４Ｂによって、第２層１０５Ｂの膜厚が設定値に達したことが確認されると、シャッタ１３Ｂが動作して第３成膜工程Ｓ８０が終了する。この時点で、基板１００Ａ及び１００Ｂ上に、それぞれ第２層までの薄膜が形成されている。

続くステップＳ９０では、バッキングプレート４３が回転され、再びターゲット１０１がマグネトロンカソード４４の上方に移動する。そして、ステップＳ１００の第４成膜工程において、ステップＳ２０と同様の流れで基板１００Ａ及び１００Ｂ上にターゲット１０１の材料からなる第３層１０４Ｃ及び１０５Ｃが、それぞれ設定された膜厚で成膜される。こうして、基板１００Ａ及び１００Ｂ上に、それぞれ３層構造の光学薄膜が形成され、成膜作業が終了する。

本実施形態の成膜装置４１においても、上述の成膜装置同様、複数の基板支持部にそれぞれ取り付けられた基板に対して、それぞれ異なる膜厚の薄膜を同一バッチで成膜することができる。また、上述したように、材料構成が異なる光学薄膜をも同一バッチで成膜することができる。なお、材料構成が異なる光学薄膜を同一バッチで成膜する効果は成膜装置４１に限られたものではない。すなわち、第１実施形態の成膜装置１においても、材料設置部に設置する成膜材料の種類を増やしたり、上述のステップＳ６０やステップＳ８０のようなシャッタ部制御を行ったりすることによって、同様の効果を得ることが可能である。

また、本実施形態の成膜装置４１においては、材料設置部４２は、１つのマグネトロンカソード４４を有する構成であるので、構成が簡素になり、製造コストを低減することができる。さらに、成膜材料としてのターゲットは、常に固定されたマグネトロンカソード４４の上方でスパッタリングされるので、スパッタリングされるターゲットが変わっても各基板支持部との位置関係はほとんど変化しない。したがって、各基板支持部の大きな移動が必要なく、より容易に各基板支持部の位置制御を行うことができる。

本発明の各実施形態の成膜装置では、複数の基板支持部のシャッタが、制御部によりそれぞれ異なるタイミングで動作される。その結果、各基板支持部において、基板上にそれぞれ異なる膜厚の薄膜が同一バッチで形成される。

本発明の各実施形態の成膜装置では、複数の基板支持部は、それぞれ基板支持部材に取り付けられた基板の膜厚を測定可能に配置されたセンサを有し、制御部は、各々のセンサのアウトプットに基づいて各々の複数の基板支持部のシャッタ部を動作させるので、各基板支持部における膜厚を高精度に制御することができる。

本発明の各実施形態の成膜装置では、複数の基板支持部の少なくとも１つと材料設置部とは相対移動可能であるので、基板上における膜厚分布をさらに最適化することができる。

本発明の各実施形態の成膜方法によれば、成膜工程において、各々の複数の基板支持部と成膜材料との間が、それぞれ異なるタイミングで遮蔽されるため、基板支持部ごとに異なる膜厚の薄膜が成膜される。そのため、膜厚の異なる複数種類の成膜を同一バッチで行うことが可能となる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上述の各実施形態においては、各基板支持部を移動させることによって、ターゲットと基板支持部との相対移動を行う例を説明したが、材料設置部を移動させることによって当該相対移動が行われてもよい。

また、上述の各実施形態については、制御部が各基板支持部に設けられたセンサのアウトプットに基づいてシャッタ部を動作させる例を説明したが、これに代えて、予備的な成膜実験等によって、所望の膜厚の成膜に必要な時間を予め計測しておき、当該時間に基づいてシャッタ部が動作されるように成膜装置が構成されてもよい。このようにすると、センサを設けなくてもよいので、より装置構成を簡素にすることができる。
ただし、センサのアウトプットに基づいてシャッタ部を動作させた方が膜厚の精度は向上するため、より好ましい。

また、基板支持部と材料設置部との相対移動に代えて、あるいは当該相対移動と組み合わせて、成膜される薄膜の膜厚分布が補正板によって調節されてもよい。補正板の形状は、個別の状況に合わせて、公知の形状から適宜選択されてよい。
さらに、材料設置部と基板支持部との位置関係を予備実験等の結果に基づいて予め最適化しておくことによって、両者を相対移動させずに成膜が行われてもよいし、複数の基板支持部のうち一部だけが材料設置部と相対移動可能に形成されてもよい。このように、膜厚分布を最適化するための基板支持部と材料設置部との位置関係の調整は、様々な方法によって行うことが可能である。

さらに、成膜中は、各シャッタ部の材料設置部側の面にも薄膜が形成されるため、基板支持部が大きく移動することによって材料設置部と相対移動を行うような構成をとった場合、基板支持部が移動した際に薄膜の小片がターゲット上に落下することによりコンタミネーションが発生する可能性がある。したがって、これを防止するために、基板支持部に設けられたシャッタ部とターゲットとの間を退避可能に遮蔽するシャッタがさらに設けられてもよい。
加えて本発明は、上述のスパッタリングだけでなく、真空蒸着等にも適用可能である。

１、４１ 成膜装置
１０ 基板支持部
１０Ａ 第１基板支持部
１０Ｂ 第２基板支持部
１０Ｃ 第３基板支持部
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ 基板ホルダ（基板支持部材）
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ シャッタ部
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ センサ
２０、４２ 材料設置部
２０Ａ 第１材料設置部
２０Ｂ 第２材料設置部
３０ 制御部
１００、１００Ａ、１００Ｂ 基板
１０１、１０２、１０３ ターゲット（成膜材料）
Ｓ２０ 第１成膜工程（成膜工程）
Ｓ４０ 第２成膜工程（成膜工程）
Ｓ１００ 第４成膜工程（成膜工程）

Claims (7)

1. 成膜材料を用いて基板の表面に成膜を行う成膜装置であって、
   前記成膜材料が載置される材料設置部と、
   前記基板を前記材料設置部に載置された前記成膜材料に対向させて支持する基板支持部材と、前記材料設置部と前記基板支持部材との間を退避可能に遮蔽するシャッタ部とを有する複数の基板支持部と、
   前記シャッタ部と接続された制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、各々の前記複数の基板支持部のシャッタ部をそれぞれ異なるタイミングで動作させることを特徴とする成膜装置。
2. 前記制御部は、各々の前記複数の基板支持部に設定された所定時間が経過したときに、対応する前記シャッタ部を動作させることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記複数の基板支持部は、それぞれ前記基板支持部材に取り付けられた前記基板の膜厚を測定可能に配置されたセンサを有し、前記制御部は、各々の前記センサのアウトプットに基づいて各々の前記複数の基板支持部のシャッタ部を動作させることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
4. 前記複数の基板支持部の少なくとも１つと前記材料設置部とは相対移動可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜装置。
5. 複数の基板支持部の各々に取り付けられた基板に薄膜を成膜する成膜方法であって、
   前記基板に成膜材料からなる薄膜を形成する成膜工程を備え、
   前記成膜工程において、各々の前記複数の基板支持部と前記成膜材料との間が、それぞれ異なるタイミングで遮蔽されることを特徴とする成膜方法。
6. 前記成膜工程において、各々の前記複数の基板支持部と前記成膜材料との間が、それぞれ異なる所定の時間が経過した時に遮蔽されることを特徴とする請求項５に記載の成膜方法。
7. 前記成膜工程において、各々の前記複数の基板支持部に支持された前記基板に形成された前記薄膜の膜厚が計測され、前記膜厚の値に基づいて、各々の前記複数の基板支持部と前記成膜材料との間が遮蔽されることを特徴とする請求項５に記載の成膜方法。

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