JP6373740B2 - スパッタリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、スパッタリング装置に関する。

外周面にターゲット材料が被覆されたマグネトロン型回転カソードを備えるスパッタリング装置が、その高い成膜速度と、従来の平板型マグネトロンスパッタリング装置に比べて格段に高いターゲット使用効率から、注目を集めている。

特許文献１には、処理空間にマグネトロン型回転カソードを備え、処理空間に導入された反応性ガスと、回転カソードからスパッタされたターゲット材料とを反応させて基板上に成膜を行うスパッタリング装置が開示されている。

特許文献２には、第１処理空間（成膜プロセス領域）にマグネトロン型回転カソードを備えるとともに、第２処理空間（反応プロセス領域）の外部から第２処理空間に誘導結合プラズマを発生させるスパイラルアンテナを備えるスパッタリング装置が開示されている。当該スパッタリング装置は、第１処理空間においてマグネトロン型回転カソードからスパッタされたターゲット材料を基板上に付着させた後、基板を第２処理空間に搬送し、第２処理空間に誘導結合プラズマを発生させることにより、反応性ガスと基板上のターゲット材料とを反応させて、反応生成物の膜を基板上に形成する。

特許第３２８１３７１号公報 特開２００８−６９４０２号公報

特許文献２に開示されるように、誘導結合プラズマを発生させてマグネトロンスパッタを行うことで、誘導結合プラズマを発生させない場合に比べて、成膜レートが向上する。一方で、誘導結合プラズマの発生によって、成膜対象たる基材の主面にイオンや電子が衝突し、該主面に強いプラズマダメージ（イオンダメージ、電子ダメージ、熱ダメージ等）が与えられるという問題があった。

本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、成膜レートの低下を抑制しつつ、基材へのダメージを抑制可能なスパッタリング装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかるスパッタリング装置は、その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、前記処理空間にスパッターガスを供給するスパッターガス供給部と、前記処理空間のうち少なくとも被遮蔽空間に反応性ガスを供給する反応性ガス供給部と、前記処理空間でプラズマ処理を実行するプラズマ処理部と、前記プラズマ処理部に対向した少なくとも１つの被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って基材を搬送する搬送機構と、を備え、前記プラズマ処理部は、円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された２つの回転カソードを前記処理空間内で一定距離を隔てて対向配置させたカソード対と、各回転カソードをそれぞれの中心軸線回りに回転させる回転部と、前記２つの回転カソードにスパッタ電圧を印加するスパッタ電圧供給手段と、前記２つの回転カソードの内部にそれぞれ収容されて前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成する２つの磁界形成部と、前記被遮蔽空間にプラズマを発生するプラズマ源と、前記プラズマ源に高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、複数の空隙部が２次元的に配列された貫通面を含み、電気的に接地され、前記処理空間内で前記被遮蔽空間を規定するシールド部と、を有し、前記２つの回転カソードが前記基材に対向している時に、前記２つの回転カソードが対向している前記基材と前記プラズマ源とが前記複数の空隙部を介して対向するように、前記プラズマ源と前記貫通面とが配されており、前記貫通面は、前記２つの磁界形成部と前記被成膜箇所との間を避ける位置で、かつ、前記プラズマ源と前記被成膜箇所との間を遮る位置に配されることを特徴とする。

本発明の第２の態様にかかるスパッタリング装置は、その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、前記処理空間にスパッターガスを供給するスパッターガス供給部と、前記処理空間のうち少なくとも被遮蔽空間に反応性ガスを供給する反応性ガス供給部と、前記処理空間でプラズマ処理を実行するプラズマ処理部と、前記プラズマ処理部に対向した少なくとも１つの被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って基材を搬送する搬送機構と、を備え、前記プラズマ処理部は、円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された回転カソードと、回転カソードをその中心軸線回りに回転させる回転部と、前記回転カソードにスパッタ電圧を印加するスパッタ電圧供給手段と、前記回転カソードの内部に収容されて前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成する磁界形成部と、前記被遮蔽空間にプラズマを発生するプラズマ源と、前記プラズマ源に高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、複数の空隙部が２次元的に配列された貫通面を含み、電気的に接地され、前記処理空間内で前記被遮蔽空間を規定するシールド部と、を有し、前記回転カソードが前記基材に対向している時に、前記回転カソードが対向している前記基材と前記プラズマ源とが前記複数の空隙部を介して対向するように、前記プラズマ源と前記貫通面とが配されており、前記貫通面は、前記磁界形成部と前記被成膜箇所との間を避ける位置で、かつ、前記プラズマ源と前記被成膜箇所との間を遮る位置に配されることを特徴とする。

本発明の第３の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様または第２の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記シールド部のうち、少なくとも貫通面を含む部分を冷却する冷却部を備えることを特徴とする。

本発明の第４の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第３の態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、前記処理空間内で、前記プラズマ源の周囲が前記シールド部に覆われることを特徴とする。

本発明の第５の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第４の態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、前記シールド部に覆われた前記被遮蔽空間内に、前記スパッターガス供給部が前記スパッターガスを供給することを特徴とする。

本発明の第６の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第５の態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、開口部を有し、前記開口部を除いて前記プラズマ処理部と前記搬送経路面との間を仕切ることで前記被成膜箇所を規定する仕切り部材、を備えることを特徴とする。

本発明の第７の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第６の態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、前記シールド部のうち前記貫通面に係る部分は、導電性の板状体に前記複数の空隙部が穿設されたパンチングプレートであることを特徴とする。

本発明の第８の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第６の態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、前記シールド部のうち前記貫通面に係る部分は、導電性の複数の線状体が編まれたメッシュ板であることを特徴とする。

本発明の第９の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第６の態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、前記シールド部のうち前記貫通面に係る部分は、導電性の複数の線状体が並行に配列されて構成される面状体であることを特徴とする。

本発明の第１０の態様にかかるスパッタリング装置は、本発明の第１の態様ないし第６の態様のいずれかにかかるスパッタリング装置であって、前記シールド部のうち前記貫通面に係る部分は、導電性の板状体に複数のスリット状の空隙部が貫通されたスリット板であることを特徴とする。

本発明の第１の態様ないし第１０の態様では、複数の空隙部が２次元的に配列された貫通面が、磁界形成部と被成膜箇所との間を避ける位置に配される。このため、ターゲットからスパッタされ被成膜箇所へと飛翔するスパッタ粒子が、貫通面の非空隙箇所に遮られることはない。このため、成膜レートの低下を抑制できる。

また、本発明の第１の態様ないし第１０の態様では、複数の空隙部が２次元的に配列された貫通面が、プラズマ源と被成膜箇所との間を遮る位置に配される。このため、プラズマ源で生成される高密度プラズマに含まれるイオンや電子の一部が貫通面の非空隙箇所に衝突する。シールド部が接地されているため、イオンおよび電子が衝突することによって貫通面が帯電したとしても、貫通面上の電荷が取り除かれる。その結果、基材の主面に対してイオンや電子が直接的に衝突することが抑制され、プラズマダメージが基材に与えられることが抑制される。なお、プラズマ源で生成される高密度プラズマに含まれるラジカルは、貫通面の空隙部を貫通して基材の主面に到達し、成膜処理に寄与する。

本発明の第３の態様では、冷却部が、シールド部のうち少なくとも貫通面を含む部分を冷却する。これにより、貫通面に対する熱ダメージが軽減される。さらに、貫通面が加熱されることに起因して生じる輻射熱が基材の主面に与える熱ダメージも軽減される。

第１実施形態にかかるスパッタリング装置の構成例を示す断面模式図である。 プラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。 誘導結合アンテナを示す側面図である。 プラズマ処理部の周辺を示す斜視図である。 第２シールドの一部を示す上面図である。 比較例にかかるプラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。 比較例にかかるプラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。 第２実施形態にかかるプラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。 第３実施形態にかかるプラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。 第４実施形態にかかるプラズマ処理部の周辺を示す断面模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。なお、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。また、各図面には、方向を説明するためにＸＹＺ直交座標軸が附されている。該座標軸における＋Ｚ方向は鉛直上方向を示し、ＸＹ平面は水平面である。

＜１ 第１実施形態＞
＜１．１ スパッタリング装置１の全体構成＞
図１は、第１実施形態に係るスパッタリング装置１の概略構成を模式的に示す断面模式図である。スパッタリング装置１は、反応性スパッタリングによって膜付けの対象物（ここでは、例えば基材９１）に薄膜を形成する装置である。基材９１は、例えば、シリコンウェハなどにより構成される。

スパッタリング装置１は、チャンバー１００（真空チャンバー）と、その内部に配置されたプラズマ処理部５０と、基材９１を搬送する搬送機構３０と、スパッタリング装置１の各部を統括制御する制御部１９０とを備える。チャンバー１００は、直方体形状の外形である中空部材である。チャンバー１００は、その底板の上面が水平姿勢となるように配置されている。また、Ｘ軸およびＹ軸の各々は、チャンバー１００の側壁と平行な軸である。

スパッタリング装置１は、さらに、プラズマ処理部５０の周囲を取り囲むように配置され上方に開口部を有する仕切り部材（以下、「チムニー６０」と呼ぶ）を備える。チムニー６０は、開口部を除いてプラズマ処理部５０と後述する搬送経路面Ｌとの間を仕切ることで、被成膜箇所Ｐを規定する。また、チムニー６０は、その内部の雰囲気とその外部の雰囲気とを遮断する。処理空間Ｖは、チムニー６０に仕切られてプラズマ処理部５０を囲む空間である。このため、チャンバー１００の内部には処理空間Ｖが形成されることとなる。

チャンバー１００内には、水平な搬送経路面Ｌがチムニー６０の上方に規定されている。搬送経路面Ｌの延在方向はＸ軸方向であり、基材９１はＸ軸方向に沿って搬送される。

また、スパッタリング装置１は、チャンバー１００内を搬送される基材９１を加熱または冷却する板状の温調部４０を備える。一例として、温調部４０は、セラミックヒータなどのヒータを内蔵している。また別の例として、温調部４０は、水冷ジャケットで構成される。温調部４０は、例えば、搬送経路面Ｌの上側に配置される。

チャンバー１００のうち搬送経路面Ｌの−Ｘ側の端部には、基材９１をチャンバー１００内に搬入するためのゲート１６０が設けられる。他方、チャンバー１００のうち搬送経路面Ｌの＋Ｘ側の端部には、基材９１をチャンバー１００外に搬出するためのゲート１６１が設けられている。また、チャンバー１００のＸ方向両端部には、ロードロックチャンバーや、アンロードロックチャンバーなどの他のチャンバーの開口部が気密を保った形態で接続可能に構成されている。各ゲート１６０、１６１は、開閉の切替可能に構成される。

また、チャンバー１００には、高真空排気系１７０が接続されており、チャンバー１００の内部空間を真空状態に減圧できるようになっている。高真空排気系１７０は、例えば、それぞれ図示省略の真空ポンプと、排気配管と、排気バルブと備える。排気配管は、一端が真空ポンプに接続され、他端がチャンバー１００の内部空間に連通接続される。また、排気バルブは、排気配管の経路途中に設けられる。排気バルブは、具体的には、排気配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブである。この構成において、真空ポンプが作動された状態で、排気バルブが開放されると、チャンバー１００の内部空間が排気される。高真空排気系１７０は、処理空間Ｖ内の圧力を所定のプロセス圧に保つように制御部１９０により制御される。

搬送機構３０は、チャンバー１００の内部において、Ｙ方向において搬送経路面Ｌを挟んで対向配置された搬送ローラ３１の対と、これらを同期させて回転駆動する駆動部（図示省略）とを含んで構成される。搬送ローラ３１は、搬送経路面Ｌの延在方向であるＸ方向に沿って複数対設けられる。なお、図１では、２対の搬送ローラ３１の図示手前側（−Ｙ側）に位置する２つのローラが描かれている。

基材９１は、キャリア９０の下面に設けられた図示省略の爪状部材などによってキャリア９０の下に着脱可能に保持されている。キャリア９０は、板状のトレーなどによって構成されている。なお、キャリア９０における基材９１の保持態様は、本実施形態の態様の他にも種々の態様を採用しうる。例えば、上下方向に貫通する中空部を有する板状トレーの該中空部に基材９１を嵌めこむことによって、基材９１の下面を成膜可能な状態で該基材９１を保持する態様であっても構わない。

基材９１が配設されたキャリア９０がゲート１６０を介してチャンバー１００内に導入されると、各搬送ローラ３１が該キャリア９０の端縁（±Ｙ側の端縁）付近に下方から当接する。そして、駆動部（図示省略）によって各搬送ローラ３１が同期回転されることによって、キャリア９０およびキャリア９０に保持される基材９１が搬送経路面Ｌに沿って搬送される。本実施形態では、各搬送ローラ３１が時計回りおよび反時計回りの双方に回転可能であり、キャリア９０およびキャリア９０に保持される基材９１が双方向（±Ｘ方向）に搬送される態様について説明する。搬送経路面Ｌは、プラズマ処理部５０に対向した被成膜箇所Ｐを含む。このため、搬送機構３０によって搬送される基材９１が被成膜箇所Ｐに配される期間中は基材９１の主面への成膜処理が行われ、基材９１が被成膜箇所Ｐに配されない期間中は基材９１の主面への成膜処理が行われない。

また、スパッタリング装置１は、処理空間Ｖ内の上方空間および下方空間（後述する被遮蔽空間Ｇ）に不活性ガスであるアルゴンガスあるいはキセノンガスなどのスパッターガスを供給するスパッターガス供給部５１０と、処理空間Ｖ内の上方空間および下方空間（後述する被遮蔽空間Ｇ）に酸素ガスあるいは窒素ガスなどの反応性ガスを供給する反応性ガス供給部５２０とを備える。これにより、処理空間Ｖ内には、スパッターガスと酸素の反応性ガスとの混合雰囲気が形成される。

スパッタリング装置１は、反応性スパッタリングにより基材９１上にターゲット材料と反応性ガスとが反応した反応生成物（化合物）の膜を形成する。例えば、後述するターゲット１６としてＩＴＯを用いて基材９１上にＩＴＯ膜を成膜する場合には、反応性ガスとして酸素ガスが採用される。

スパッターガス供給部５１０は、具体的には、例えば、スパッターガスの供給源であるスパッターガス供給源５１１と、配管５１２，６１２とを備える。配管５１２は、一端がスパッターガス供給源５１１と接続され、他端が処理空間Ｖ内の被遮蔽空間Ｇと連通する各ノズル５１４に接続される。配管６１２は、一端がスパッターガス供給源５１１と接続され、他端が処理空間Ｖと連通する各ノズル６１４に接続される。また、配管５１２，６１２の経路途中には、それぞれバルブ５１３，６１３が設けられる。バルブ５１３，６１３は、制御部１９０の制御下で処理空間Ｖに供給されるスパッターガスの量を調整する。バルブ５１３，６１３は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、具体的には、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。

反応性ガス供給部５２０は、具体的には、例えば、反応性ガスの供給源である反応性ガス供給源５２１と、配管５２２，６２２とを備える。配管５２２は、一端が反応性ガス供給源５２１と接続され、他端が複数（図４の例では、６個）に分岐して、各分岐端が、処理空間Ｖに設けられた複数のノズル１２（図４の例では、搬送上流側と搬送下流側とにそれぞれ３個ずつ計６個のノズル１２）に接続される。配管５２２の経路途中には、バルブ５２３が設けられる。配管６２２は、一端が反応性ガス供給源５２１と接続され、他端が処理空間Ｖ内の被遮蔽空間Ｇと連通する各ノズル６２４に接続される。また、配管６２２の経路途中には、バルブ６２３が設けられる。バルブ５２３，６２３は、制御部１９０の制御下で処理空間Ｖに供給される反応性ガスの量を調整する。

各ノズル１２は、平面形状が長方形の板状の外形を有している。各ノズル１２は、処理空間Ｖのうちプラズマ処理部５０に対して基材９１側の水平面内において搬送経路面Ｌと垂直な方向（Ｙ方向）に延在するように設けられている。配管５２２の他端は、各ノズル１２の幅方向の両端面のうちチムニー６０の側壁側の一端面と接続されている。ノズル１２には、当該一端面に開口して配管５２２の他端と接続されるとともに、ノズル１２内部で複数の枝流路に分岐する流路が形成されている。各枝流路の先端は、ノズル１２の幅方向の他端面に達して開口し、複数の吐出口１１を形成している。

搬送経路面Ｌの上流側の各ノズル１２の下方には、光ファイバーのプローブ１３が設けられる。また、プローブ１３に入射するプラズマ発光の分光強度を測定可能な各分光器１４が設けられている。各分光器１４は制御部１９０と電気的に接続されており、分光器１４の測定値は制御部１９０に供給される。制御部１９０は、分光器１４の出力に基づいて、プラズマエミッションモニター（ＰＥＭ）法によりバルブ５２３を制御することで、反応性ガス供給部５２０からチャンバー１００内に供給される反応性ガスの導入量を制御する。バルブ５２３は、配管を流れるガスの流量を自動調整できるバルブであることが好ましく、例えば、マスフローコントローラ等を含んで構成することが好ましい。

スパッタリング装置１が備える各構成要素は、スパッタリング装置１が備える制御部１９０と電気的に接続されており、当該各構成要素は制御部１９０により制御される。制御部１９０は、具体的には、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ、プログラム等を記憶するＲＯＭ、演算処理の作業領域となるＲＡＭ、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶するハードディスク、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部等がバスラインなどにより互いに接続された、一般的なＦＡコンピュータにより構成される。また、制御部１９０は、各種表示を行うディスプレイ、キーボードおよびマウスなどで構成される入力部等と接続されている。スパッタリング装置１においては、制御部１９０の制御下で、基材９１に対して定められた処理が実行される。

＜１．２ プラズマ処理部５０＞
図２は、プラズマ処理部５０およびその周辺を示す断面模式図である。図３は、プラズマ処理部５０の誘導結合アンテナ１５１（高密度プラズマ源）の例を示す側面図である。また、図４は、チムニー６０内の各部（プラズマ処理部５０およびその周辺部）を示す斜視図である。なお、図４では、シールド部１８０に係る構成が省略して描かれている。

プラズマ処理部５０は、回転カソード５、６と、回転カソード５、６の内部にそれぞれ収容された磁石ユニット２１、２２（磁界形成部）と、回転カソード５、６を回転させる各回転駆動部１９と、を備える。また、プラズマ処理部５０が、回転カソード５、６の回転とは独立して磁石ユニット２１、２２を回転させる各回転駆動部（図示せず）を備えてもよい。

回転カソード５、６（カソード対）は、処理空間ＶにおいてＸ方向に一定距離を隔てて対向配置されている。このように、回転カソード５、６を並設すれば、被成膜箇所Ｐにラジカルをより集中させて成膜レートをより向上させることができる。

また、プラズマ処理部５０は、回転カソード５、６にスパッタ電圧を印加するスパッター用電源１６３（スパッタ電圧供給手段）と、複数の誘導結合アンテナ１５１と、各誘導結合アンテナ１５１に高周波電力を供給する高周波電源１５３（高周波電力供給手段）とをさらに備える。後述の各ベース部材８および磁石ユニット２１（２２）は、併せてマグネトロンカソード（円筒状マグネトロンカソード）とも称される。

磁石ユニット２１（２２）は、回転カソード５（６）の外周面のうち自身の近傍で磁界（静磁場）を形成する。また、各誘導結合アンテナ１５１は、処理空間Ｖのうち被遮蔽空間Ｇに高密度プラズマ（誘導結合型プラズマ）を発生する。ここで、被遮蔽空間Ｇとは、各誘導結合アンテナ１５１の上方を覆うように、後述するシールド部１８０によって処理空間Ｖ内に規定される空間である。なお、この高密度プラズマは、電子の空間密度が３×１０１０個／ｃｍ^３以上のプラズマである。

回転カソード５（６）は、水平面内において搬送方向に垂直なＹ方向に延設された筒状のベース部材８と、ベース部材８の外周を被覆する筒状のターゲット１６とを備えて構成されている。ベース部材８は、導電体である。ターゲット１６に用いられる材料としては、例えば、ＩＴＯ、アルミニウム、あるいはＳｉ等が採用される。なお、回転カソード５（６）がベース部材８を含まず、円筒状のターゲット１６によって構成されてもよい。ターゲット１６の形成は、例えば、ターゲット材料の粉末を圧縮成型して筒状に形成し、その後、ベース部材８を挿入、ロー付けする手法などによって行われる。

各ベース部材８の中心軸線２（３）方向の両端部は、中央部に円状の開口が設けられた蓋部によってそれぞれ塞がれている。回転カソード５（６）の中心軸線２（３）方向の長さは、例えば、１，４００ｍｍに設定され、直径は、例えば、１５０ｍｍに設定される。

プラズマ処理部５０は、２対のシール軸受９、１０と、２つの円筒状の支持棒７とをさらに備えている。シール軸受９、１０の各対は、回転カソード５（６）の長手方向（Ｙ方向）において回転カソード５（６）を挟んで設けられている。シール軸受９、１０は、それぞれ、チャンバー１００の底板の上面から立設された台部と、台部の上部に設けられた略円筒状の円筒部とを備えている。

各支持棒７の一端はシール軸受９の円筒部に軸受けされ、他端はシール軸受１０の円筒部に軸受けされている。各支持棒７は、ベース部材８の一端の蓋部の開口から回転カソード５（６）内に挿入されて、回転カソード５（６）を中心軸線２（３）に沿って貫通し、ベース部材８の他端の蓋部の開口から回転カソード５（６）外に出されている。

磁石ユニット２１（２２）は、透磁鋼などの磁性材料により形成されたヨーク２５（支持板）と、ヨーク２５上に設けられた複数の磁石（後述する中央磁石２３ａ、周辺磁石２３ｂ）とを備えて構成されている。

ヨーク２５は、平板状の部材であり、回転カソード５（６）の内周面に対向して回転カソード５の長手方向（Ｙ方向）に延在している。回転カソード５、６の内周面に対向するヨーク２５の主面（表面）上には、ヨーク２５の長手方向に延在する中央磁石２３ａが、ヨーク２５の長手方向に沿った中心線上に配置されている。ヨーク２５の表面の外縁部には、中央磁石２３ａの周囲を囲む環状（無端状）の周辺磁石２３ｂが、さらに設けられている。中央磁石２３ａ、周辺磁石２３ｂは、例えば、永久磁石によって構成される。

中央磁石２３ａと周辺磁石２３ｂとのそれぞれのターゲット１６側の極性は、互いに異なっている。また、２つの磁石ユニット２１、２２におけるそれぞれの極性は相補的に構成される。例えば、磁石ユニット２１ではターゲット１６側における中央磁石２３ａの極性がＮ極とされ周辺磁石２３ｂの極性がＳ極とされる一方で、磁石ユニット２２ではターゲット１６側における中央磁石２３ａの極性がＳ極とされ周辺磁石２３ｂの極性がＮ極とされる。

ヨーク２５の他方の主面（裏面）には、固定部材２７の一端が接合されている。固定部材２７の他端は、支持棒７に接合されている。これにより、磁石ユニット２１、２２は支持棒７に連結されている。

回転カソード５、６は、ベース部材８の両端の蓋部の開口部において、封止可能な軸受けにより支持棒７と共通の中心軸線２、３を中心に回転可能に支持されている。これにより、回転カソード５、６の内部空間と、処理空間Ｖとは互いに遮断されている。また、磁石ユニット２１、２２は、支持棒７と共通の中心軸線２、３を中心に回転カソード５、６の回転とは独立して回転可能に支持されている。

各シール軸受９の台部には、モータと、モータの回転を伝達するギア（それぞれ図示省略）を備えた回転駆動部１９が設けられている。また、回転カソード５、６のベース部材８のシール軸受９側（＋Ｙ側）の蓋部の開口部の周囲には、各回転駆動部１９のギアと噛み合うギア（図示省略）が設けられている。

各回転駆動部１９（回転部）は、モータの回転によって中心軸線２（３）を中心に回転カソード５（６）を回転させる。より詳細には、回転駆動部１９は、回転カソード５、６のそれぞれの外周面のうち互いに対向している部分が誘導結合アンテナ１５１側から基材９１側に向けてそれぞれ移動するように、中心軸線２、３回りで互いに逆方向に回転カソード５、６を回転させる。回転速度は例えば１０〜２０回転／分に設定され、成膜処理の期間中は上記した回転速度および回転方向で定速回転される。また、回転カソード５、６は、シール軸受１０および支持棒７を介して内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。

スパッター用電源１６３に接続される電線は、２つに分岐して処理空間Ｖに導入されて、回転カソード５、６の各シール軸受１０内に導かれている。各分岐電線の先端には、回転カソード５、６のベース部材８のシール軸受１０側の蓋部に接触するブラシが設けられている。スパッター用電源１６３は、このブラシを介してベース部材８に、負電圧を含むスパッタ電圧を印加する。例えば、スパッター用電源１６３が回転カソード５、６に相互に逆位相の交流スパッタ電圧を印加する。また該態様の他にも、スパッタ電圧として負電圧が印加される態様であっても構わないし、スパッタ電圧として負電圧と正電圧とからなるパルス状の電圧が印加される態様であっても構わない。スパッタ電圧として、パルス電圧または交流電圧を印加する場合には、並設された回転カソード５、６に交互にスパッタ電圧を印加して反応性スパッタを行ってもよい。スパッタ電圧は、別の表現として、ターゲット電圧、カソード印加電圧、またはバイアス電圧とも称される。

各ベース部材８（ひいては、各ターゲット１６）にスパッタ電圧が印加されることによって、磁石ユニット２１、２２が形成する静磁場によって処理空間Ｖの各ターゲット１６の表面にスパッターガスのプラズマ（マグネトロンプラズマ）が生成され、回転カソード５、６間には高密度なスパッターガスのプラズマが閉じ込められる。スパッター用電源１６３は、マグネトロンカソードが形成する静磁場によって処理空間Ｖにマグネトロンプラズマが発生するように、ターゲット１６に負電圧を含むスパッタ電圧を印加する。

複数の誘導結合アンテナ１５１は、チャンバー１００の底板のうち回転カソード５、６の間の部分において、間隔をあけて回転カソード５、６の長手方向（Ｙ方向）に沿って一列に配設されている。なお、図４の例では誘導結合アンテナ１５１の個数が５個の場合について説明しているが、該個数は回転カソード５（６）の長さに応じて適宜変更する（例えば、７個にする）ことができる。

各誘導結合アンテナ１５１は、石英（石英硝子）などからなる誘電体の保護部材１５２によって覆われて、チャンバー１００の底板を貫通して設けられる。また、基材９１の搬送方向における各誘導結合アンテナ１５１の前後には、スパッターガス供給源５１１から供給されるスパッターガスを被遮蔽空間Ｇに導入する一対のノズル５１４がそれぞれ設けられている。さらに、基材９１の搬送方向における各誘導結合アンテナ１５１の前後には、反応性ガス供給源５２１から供給される反応性ガスを被遮蔽空間Ｇに導入する一対のノズル６２４がそれぞれ設けられている。

より詳細には、各誘導結合アンテナ１５１は、例えば、図３に示されるように、金属製のパイプ状導体をＵ字形に曲げたものであり、「Ｕ」の字を上下逆向きにした状態でチャンバー１００の底板を貫通して処理空間Ｖの内部に突設されている。誘導結合アンテナ１５１は、内部に冷却水を循環させるなどして、適宜、冷却されている。誘導結合アンテナ１５１は、ＬＩＡ（Low Inductance Antenna：株式会社イー・エム・ディーの登録商標）とも称される。

各誘導結合アンテナ１５１の一端は、整合回路１５４を介して、高周波電源１５３に電気的に接続されている。また、各誘導結合アンテナ１５１の他端は接地されている。高周波電源１５３は、被遮蔽空間Ｇに誘導結合プラズマが発生するように、各誘導結合アンテナ１５１に高周波電力を供給する。

この構成において、高周波電源１５３から誘導結合アンテナ１５１に高周波電力（例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力）が供給されると、誘導結合アンテナ１５１の周囲に高周波誘導磁界が生じ、被遮蔽空間Ｇにスパッターガスと反応性ガスとのそれぞれの誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）が発生する。上記誘導結合プラズマは、高周波誘導結合プラズマとも称される。

上述したとおり、誘導結合アンテナ１５１は、Ｕ字形状である。このようなＵ字形状の誘導結合アンテナ１５１は、巻数が一周未満の誘導結合アンテナに相当し、巻数が一周以上の誘導結合アンテナよりもインダクタンスが低い。このため、誘導結合アンテナ１５１の両端に発生する高周波電圧が低減され、生成するプラズマへの静電結合に伴うプラズマ電位の高周波揺動が抑制される。このため、対地電位へのプラズマ電位揺動に伴う過剰な電子損失が低減され、プラズマ電位が特に低く抑えられる。

Ｙ方向に沿って配列される各誘導結合アンテナ１５１の上方近傍には、水平面に沿ってＹ方向に伸びる板状のシャッター（図示せず）が設けられる。このため、変位機構（図示せず）がシャッターを変位することによって、シャッターによって各誘導結合アンテナ１５１の上方が覆われる閉状態と、シャッターが各誘導結合アンテナ１５１の上方から退避して各誘導結合アンテナ１５１が被遮蔽空間Ｇと連通した開状態と、の切替が行われる。シャッターは、例えば、ステンレス鋼を主として構成される。

また、処理空間Ｖ内において、各誘導結合アンテナ１５１（高密度プラズマ源）の周囲がシールド部１８０によって覆われ、被遮蔽空間Ｇが形成される。シールド部１８０は、複数の空隙部１８４が２次元的に配列された貫通面を含み、電気的に接地された部材である。シールド部１８０は、各誘導結合アンテナ１５１の±Ｘ位置においてチャンバー１００からＹＺ平面に沿って立設される２つの第１シールド１８１と、２つの第１シールド１８１の上端を架け渡すように水平面に沿って設けられる第２シールド１８２（貫通面）と、を備える。

２つの第１シールド１８１は、誘導結合アンテナ１５１で生成される高密度プラズマのＸ方向範囲を規定する。第２シールド１８２は、２つの磁石ユニット２１、２２と被成膜箇所Ｐとの間を避ける位置で、かつ、誘導結合アンテナ１５１と被成膜箇所Ｐとの間を遮る位置に配される（図２）。これにより、第２シールド１８２は、高密度プラズマのＺ方向範囲を規定する。

誘導結合アンテナ１５１で生成された高密度プラズマ中のイオンと電子は、接地された第２シールド１８２によって上方への通過が阻止される。その一方で、誘導結合アンテナ１５１で生成された高密度プラズマ中の高密度ラジカル（特に、反応性ガスのラジカル）は、第２シールド１８２の空隙部１８４を上方へと通過して基材９１へ到達する。このため、高密度ラジカルが基材９１の主面に対する成膜処理により有効に寄与する。

本実施形態では、第２シールド１８２として導電性の板状体に複数の空隙部が穿設されたパンチングプレートが採用された場合について説明する。第１シールド１８１および第２シールド１８２は一体的に構成されており、両者の素材としては例えばステンレス鋼を採用しうる。

図５は、第２シールド１８２の一部を示す上面図である。

冷却部１８５は、その内部で冷却水を流動させる配管と、その配管に冷却水を供給する供給部（図示せず）と、を有する。そして、第２シールド１８２の上面には、冷却部１８５の配管が全面にわたって取り付けられる。このため、配管内を冷却水が流動することで、該配管と接する第２シールド１８２の全体が冷却される。図５に示されるように、水平面視において空隙部１８４を避けて冷却部１８５の配管が設けられれば、プラズマが空隙部１８４を通過することが妨げられず、望ましい。

以上説明したスパッタリング装置１は、チャンバー１００の処理空間Ｖに、スパッターガスと、酸素や窒素などの反応性ガスとを導入して、回転カソード５、６の外周を被覆するターゲット１６（アルミニウム、ＩＴＯ、Ｓｉ等）をスパッタし、当該ターゲット１６に対向する基材９１上にターゲット材料の膜やその酸化膜や窒化膜などを成膜する。

＜１．３ 成膜処理＞
以下、スパッタリング装置１における成膜処理の一例を説明する。

まず、スパッターガス供給部５１０が、処理空間Ｖに不活性ガスであるアルゴンガスあるいはキセノンガスなどのスパッターガスを供給する。また、反応性ガス供給部５２０が、処理空間Ｖに酸素ガスあるいは窒素ガスなどの反応性ガスを供給する。これにより、被遮蔽空間Ｇを含む処理空間Ｖ内には、スパッターガスと反応性ガスとの混合雰囲気が形成される。

各回転駆動部１９は、モータの回転によって中心軸線２（３）を中心に回転カソード５（６）を回転させる。より詳細には、回転駆動部１９は、回転カソード５、６のそれぞれの外周面のうち互いに対向している部分が誘導結合アンテナ１５１側から基材９１側に向けてそれぞれ移動するように、中心軸線２、３回りで互いに逆方向に回転カソード５、６を回転させる。この回転は、成膜処理が終了するまで継続される。

スパッター用電源１６３は、回転カソード５、６にスパッタ電圧を印加する。回転カソード５、６の各ベース部材８（ひいては、各ターゲット１６）にスパッタ電圧が印加されることによって、各回転カソード５、６やその間にマグネトロンプラズマ用の電界が生成され、反応性ガスとスパッターガスとのプラズマが生成される。

また、高周波電源１５３が各誘導結合アンテナ１５１に高周波電力を供給する。これにより、被遮蔽空間Ｇには、反応性ガスとスパッターガスとの誘導結合プラズマが生成される。

そして、搬送機構３０が搬送経路面Ｌに沿って基材９１を搬送する。より具体的には、搬送機構３０は、基材９１が被成膜箇所Ｐ（搬送経路面Ｌのうちカソード対に対向する箇所）を複数回通過するように、基材９１を搬送経路面Ｌに沿って±Ｘ方向に移動させる。その結果、基材９１の表面（−Ｚ側の主面）には、回転カソード５、６のターゲット１６からスパッタされたスパッタ粒子が堆積する。

＜１．４ 効果＞
以下、図６および図７に示す比較例を参照しつつ、本実施形態の効果について説明する。図６は、比較例に係るスパッタリング装置１Ｙにおいて、プラズマ処理部５０Ｙおよびその周辺を示す断面模式図である。図７は、比較例に係るスパッタリング装置１Ｚにおいて、プラズマ処理部５０Ｚおよびその周辺を示す断面模式図である。

図６に示すように、スパッタリング装置１Ｙは、本実施形態のシールド部１８０に相当する構成を有さない。このため、誘導結合アンテナ１５１で生成される高密度プラズマに含まれるイオンや電子が、基材９１の主面に対して直接的に衝突する。その結果、スパッタリング装置１Ｙでは、イオンや電子の衝突に起因するプラズマダメージ（イオンダメージ、電子ダメージ、熱ダメージ等）が基材９１に強く与えられるという第１の課題が生じる。

図７に示すように、スパッタリング装置１Ｚでは、本実施形態のシールド部１８０に相当する構成として、シールド部１８０Ｚを有する。シールド部１８０Ｚでは、第２シールド１８２Ｚが、誘導結合アンテナ１５１と被成膜箇所Ｐとの間を遮る位置（より具体的には、チムニー６０の上方開口部）に配される。このため、誘導結合アンテナ１５１で生成される高密度プラズマに含まれるイオンや電子の一部が、第２シールド１８２Ｚの非空隙箇所に衝突する。イオンおよび電子が衝突することによって第２シールド１８２Ｚが帯電したとしても、アース線（図示せず）を通じて第２シールド１８２Ｚ上の電荷が取り除かれる。その結果、基材９１の主面に対してイオンや電子が直接的に衝突することが抑制され、プラズマダメージが基材９１に与えられることが抑制される。なお、誘導結合アンテナ１５１で生成される高密度プラズマに含まれるラジカルは、第２シールド１８２Ｚの空隙部１８４Ｚを貫通して基材９１の主面に到達し、成膜処理に寄与する。これにより、上記第１の課題が解決される。

しかしながら、スパッタリング装置１Ｚでは、第２シールド１８２Ｚが、２つの磁石ユニット２１、２２と被成膜箇所Ｐとの間を遮る位置に配される。このため、ターゲット１６からスパッタされ被成膜箇所Ｐへと飛翔するスパッタ粒子の一部が、第２シールド１８２Ｚの非空隙箇所（ステンレス鋼が存在する箇所）に堆積する。その結果、基材９１への成膜レートが低下するという第２の課題が生じる。

本実施形態のスパッタリング装置１では、第２シールド１８２が、誘導結合アンテナ１５１と被成膜箇所Ｐとの間を遮る位置に配される。このため、上記の原理でプラズマダメージが基材９１に与えられることが抑制される。また、誘導結合アンテナ１５１で生成される高密度プラズマに含まれるラジカルは、第２シールド１８２の空隙部１８４を貫通して基材９１の主面に到達し、成膜処理に寄与する。これにより、上記第１の課題が解決される。

さらに、本実施形態のスパッタリング装置１では、第２シールド１８２が、２つの磁石ユニット２１、２２と被成膜箇所Ｐとの間を避ける位置に配される。このため、ターゲット１６からスパッタされ被成膜箇所Ｐへと飛翔するスパッタ粒子が、第２シールド１８２の非空隙箇所（ステンレス鋼が存在する箇所）に堆積することはない。その結果、成膜レートの低下を抑制でき、上記第２の課題も解決される。

また、本実施形態では、冷却部１８５（図５）により第２シールド１８２が冷却されるため、第２シールド１８２に対する熱ダメージが軽減される。さらに、第２シールド１８２が加熱されることに起因して生じる輻射熱が基材９１の主面に与える熱ダメージも軽減される。

また、ラジカルが基材９１に成膜されるＩＴＯ膜の抵抗率を下げる働きをすることが知られている。さらに、ラジカルの高密度化により基材９１上に成膜されるＩＴＯ膜の酸化反応が高速化し、ＩＴＯ膜の平坦度が高まることが知られている。このため、第２シールド１８２の空隙部１８４を通じてプラズマ中のラジカルを成膜処理に寄与させる本実施形態のスパッタリング装置１では、成膜されるＩＴＯ膜の低抵抗率化および平坦化が実現される。

＜２ 第２実施形態＞
図８は、第２実施形態のスパッタリング装置１Ａにおけるプラズマ処理部５０Ａおよびその周辺を示す断面模式図である。以下では、図８を参照しつつ第２実施形態のスパッタリング装置１Ａについて説明するが、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し重複説明を省略する。

第２実施形態のスパッタリング装置１Ａは、磁石ユニット２１、２２の配置、および、シールド部１８０Ａの形状に関して、第１実施形態のスパッタリング装置１と相違する。スパッタリング装置１Ａを構成する他の各部は、第１実施形態のスパッタリング装置１を構成する各部と同様である。このため、以下では、主として、上記相違について説明する。

スパッタリング装置１Ａにおいては、磁石ユニット２１、２２が略対向配置から被成膜箇所Ｐに近づく＋Ｚ方向に所定角度（例えば、４５度）だけ回転された配置とされている。その結果、磁石ユニット２１、２２は、第１実施形態の場合に比べて、より＋Ｚ側に配される。

シールド部１８０Ａは、複数の空隙部１８４Ａが２次元的に配列された貫通面を含み、電気的に接地された部材である。シールド部１８０Ａは、各誘導結合アンテナ１５１の±Ｘ位置においてチャンバー１００から立設される２つの第１シールド１８１Ａと、２つの第１シールド１８１Ａの上端を架け渡すように水平面に沿って設けられる第２シールド１８２Ａ（貫通面）と、を備える。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様、第２シールド１８２Ａが、２つの磁石ユニット２１、２２と被成膜箇所Ｐとの間を避ける位置で、かつ、誘導結合アンテナ１５１と被成膜箇所Ｐとの間を遮る位置に配される。

その結果、上述の通り、成膜レート低下の抑制および基材９１へのプラズマダメージの抑制が実現される。

また、２つの第１シールド１８１Ａは、２つの回転カソード５、６の内側に沿って屈曲しつつ、チャンバー１００から上方に向けて立設される。２つの第１シールド１８１Ａの上端の高さは、２つの磁石ユニット２１、２２の下端部の高さよりも若干低く、本実施形態では、２つの中心軸線２、３と略同一の高さである。そのため、２つの第１シールド１８１Ａの上端に架け渡される第２シールド１８２Ａの高さも、２つの中心軸線２、３と略同一の高さとなり、この高さは第１実施形態の第２シールド１８２の高さよりも高い。すなわち、第２シールド１８２Ａは、第１実施形態の第２シールド１８２よりも被成膜箇所Ｐに近い。

このため、第２実施形態では、第１実施形態の場合に比べて、第２シールド１８２Ａの空隙部１８４Ａを通過したラジカルがその活性を維持した状態で基材９１の主面に到達しやすい。その結果、ラジカル（特に、反応性ガスのラジカル）がより効率的に成膜処理に寄与し、生成される膜の膜質が向上しうる。

＜３ 第３実施形態＞
図９は、第３実施形態のスパッタリング装置１Ｂにおけるプラズマ処理部５０Ｂおよびその周辺を示す断面模式図である。以下では、図９を参照しつつ第３実施形態のスパッタリング装置１Ｂについて説明するが、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し重複説明を省略する。

第３実施形態のスパッタリング装置１Ｂは、主に、回転カソードの構成、誘導結合アンテナ１５１の構成、シールド部１８０Ｂの構成に関して、第１実施形態のスパッタリング装置１と相違する。スパッタリング装置１Ｂを構成する他の各部は、第１実施形態のスパッタリング装置１を構成する各部と同様である。このため、以下では、上記相違について説明する。

スパッタリング装置１Ｂは、第１実施形態の回転カソード６に相当する構成を有さず、１つの回転カソード５を有する。回転カソード５は、チムニー６０内のＸ方向中央位置から見て−Ｘ側に配される。誘導結合アンテナ１５１、保護部材１５２、および、２つのノズル５１４は、チムニー６０内のＸ方向中央位置から見て＋Ｘ側に配される。また、誘導結合アンテナ１５１を覆うようにシールド部１８０Ｂが配される。

磁石ユニット２１は＋Ｚ方向に向いた配置とされている。その結果、磁石ユニット２１は、第１実施形態の場合に比べて、より＋Ｚ側に配される。

シールド部１８０Ｂは、複数の空隙部１８４Ｂが２次元的に配列された貫通面を含み、電気的に接地された部材である。シールド部１８０Ｂは、各誘導結合アンテナ１５１の±Ｘ位置においてチャンバー１００から立設される２つの第１シールド１８１Ｂと、２つの第１シールド１８１Ｂの上端を架け渡すように水平面に沿って設けられる第２シールド１８２Ｂ（貫通面）と、を備える。

第３実施形態においても、第１実施形態と同様、第２シールド１８２Ｂが、磁石ユニット２１と被成膜箇所Ｐとの間を避ける位置で、かつ、誘導結合アンテナ１５１と被成膜箇所Ｐとの間を遮る位置に配される。

その結果、上述の通り、成膜レート低下の抑制および基材９１へのプラズマダメージの抑制が実現される。

また、２つの第１シールド１８１Ｂのうち−Ｘ側の第１シールド１８１Ｂは、回転カソード５に沿って湾曲しつつ、チャンバー１００から上方に向けて立設される。２つの第１シールド１８１Ｂの上端の高さは、磁石ユニット２１の上端部の高さよりも若干低く、本実施形態では、中心軸線２よりも高い位置である。そのため、２つの第１シールド１８１Ｂの上端に架け渡される第２シールド１８２Ｂの高さも、中心軸線２より高い位置となり、この高さは第１実施形態の第２シールド１８２の高さや第２実施形態の第２シールド１８２Ａよりも高い。すなわち、第２シールド１８２Ｂは、第１実施形態の第２シールド１８２や第２実施形態の第２シールド１８２Ａよりも被成膜箇所Ｐに近い。

このため、第３実施形態では、第１実施形態や第２実施形態の場合に比べて、第２シールド１８２Ｂを通過したラジカルがその活性を維持した状態で基材９１の主面に到達しやすい。その結果、ラジカル（特に、反応性ガスのラジカル）がより効率的に成膜処理に寄与し、生成される膜の膜質が向上しうる。

「第２シールドが磁石ユニットと被成膜箇所との間を避ける」場合の具体例として、第２実施形態では２つの第１シールドの上端の高さ（第２シールドの高さ）が磁石ユニットの下端部の高さよりも若干低い場合の一例を示し、第３実施形態では２つの第１シールドの上端の高さ（第２シールドの高さ）が磁石ユニットの上端部の高さよりも若干低い場合の一例を示した。このように、「第２シールドが磁石ユニットと被成膜箇所との間を避ける」配置には、種々の配置例が含まれる。

＜４ 第４実施形態＞
図１０は、第４実施形態のスパッタリング装置１Ｃにおけるプラズマ処理部５０Ｃおよびその周辺を示す断面模式図である。以下では、図１０を参照しつつ第４実施形態のスパッタリング装置１Ｃについて説明するが、第１実施形態と同一の要素については同一の符号を付し重複説明を省略する。

第４実施形態のスパッタリング装置１Ｃは、主に、回転カソードの構成、誘導結合アンテナ１５１の構成、および、シールド部１８０Ｃの構成に関して、第１実施形態のスパッタリング装置１と相違する。スパッタリング装置１Ｃを構成する他の各部は、第１実施形態のスパッタリング装置１を構成する各部と同様である。このため、以下では、上記相違について説明する。

スパッタリング装置１Ｃは、第１実施形態の回転カソード６に相当する構成を有さず、１つの回転カソード５を有する。回転カソード５は、チムニー６０内のＸ方向中央位置に配される。誘導結合アンテナ１５１、保護部材１５２、および、２つのノズル５１４は、チムニー６０内のＸ方向中央位置から見て±Ｘ側にそれぞれ配される。また、Ｘ方向中央位置から見て±Ｘ側のそれぞれで、誘導結合アンテナ１５１を覆うようにシールド部１８０Ｃが配される。

磁石ユニット２１は＋Ｚ方向に向いた配置とされている。その結果、磁石ユニット２１は、第１実施形態の場合に比べて、より＋Ｚ側に配される。

各シールド部１８０Ｃは、複数の空隙部１８４Ｃが２次元的に配列された貫通面を含み、電気的に接地された部材である。２つのシールド部１８０Ｃは、それぞれ、各誘導結合アンテナ１５１の±Ｘ位置においてチャンバー１００から立設される２つの第１シールド１８１Ｃと、２つの第１シールド１８１Ｃの上端を架け渡すように水平面に沿って設けられる第２シールド１８２Ｃ（貫通面）と、を備える。

第４実施形態においても、第１実施形態と同様、２つの第２シールド１８２Ｃが、それぞれ、磁石ユニット２１と被成膜箇所Ｐとの間を避ける位置で、かつ、誘導結合アンテナ１５１と被成膜箇所Ｐとの間を遮る位置に配される。

その結果、上述の通り、成膜レート低下の抑制および基材９１へのプラズマダメージの抑制が実現される。

また、２つのシールド部１８０Ｃにおいて、回転カソード５に近い方の第１シールド１８１Ｃは、回転カソード５に沿って湾曲しつつ、チャンバー１００から上方に向けて立設される。各第１シールド１８１Ｃの上端の高さは、磁石ユニット２１の上端部の高さよりも若干低く、本実施形態では、中心軸線２よりも高い位置である。そのため、各第１シールド１８１Ｃの上端に架け渡される２つの第２シールド１８２Ｃの高さも、中心軸線２より高い位置となり、この高さは第１実施形態の第２シールド１８２の高さや第２実施形態の第２シールド１８２Ａよりも高い。すなわち、２つの第２シールド１８２Ｃは、第１実施形態の第２シールド１８２や第２実施形態の第２シールド１８２Ａよりも被成膜箇所Ｐに近い。

このため、第４実施形態では、第１実施形態や第２実施形態の場合に比べて、２つの第２シールド１８２Ｃを通過したラジカルがその活性を維持した状態で基材９１の主面に到達しやすい。その結果、ラジカル（特に、反応性ガスのラジカル）がより効率的に成膜処理に寄与し、生成される膜の膜質が向上しうる。

また、第４実施形態では、誘導結合アンテナ１５１が回転カソード５から見て±Ｘ側の双方に配される。その結果、ラジカル（特に、反応性ガスのラジカル）が第３実施形態の場合よりも成膜処理に寄与し、生成される膜の膜質がより向上しうる。

＜５ 変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。

上記各実施形態では、被遮蔽空間Ｇ内に反応性ガスとスパッターガスとが供給される態様について説明したが、これに限られるものではない。例えば、被遮蔽空間Ｇ内に反応性ガスのみが供給される態様でも構わない。また、反応性ガス供給部は、少なくとも被遮蔽空間Ｇに反応性ガスを供給すれば足り、処理空間Ｖの上方には反応性ガスを供給しなくてもよい。

上記各実施形態では、１つのチムニー６０の上方を搬送される基材９１に対して成膜処理を実行する態様について説明したが、これに限られるものではない。複数のチムニー６０の上方を搬送される基材９１に対して成膜処理が行われてもよい。

上記各実施形態では、パンチングプレートが第２シールドとして採用される態様について説明したが、これに限られるものではない。導電性の複数の線状体が編まれたメッシュ板が、第２シールドとして採用されてもよい。また、導電性の複数の線状体が並行に配列されて構成される面状体が、第２シールドとして採用されてもよい。また、導電性の板状体に複数のスリット状の空隙部が貫通されたスリット板が第２シールドとして採用されてもよい。

上記した各成膜処理は、有機ＥＬ上のカソード電極成膜や太陽電池半導体のパッシベーション成膜など種々の成膜処理に適用可能である。

以上、実施形態およびその変形例に係るスパッタリング装置について説明したが、これらは本発明に好ましい実施形態の例であって、本発明の実施の範囲を限定するものではない。本発明は、その発明の範囲内において、各実施形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１，１Ａ〜１Ｃ，１Ｙ，１Ｚ スパッタリング装置
５，６ 回転カソード
７ 支持棒
８ ベース部材
１６ ターゲット
２１，２２ 磁石ユニット
３０ 搬送機構
３１ 搬送ローラ
６０ チムニー
９０ キャリア
９１ 基材
５０，５０Ａ〜５０Ｃ，５０Ｙ，５０Ｚ プラズマ処理部
１００ チャンバー
１５１ 誘導結合アンテナ
１５３ 高周波電源
１６３ スパッター用電源
１８０，１８０Ａ〜１８０Ｃ，１８０Ｚ シールド部
１８１，１８１Ａ〜１８１Ｃ 第１シールド
１８２，１８２Ａ〜１８２Ｃ，１８２Ｚ 第２シールド
１８４，１８４Ａ〜１８４Ｃ，１８４Ｚ 空隙部
５１０ スパッターガス供給部
５２０ 反応性ガス供給部
Ｖ 処理空間

Claims (10)

1. その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、
   前記処理空間にスパッターガスを供給するスパッターガス供給部と、
   前記処理空間のうち少なくとも被遮蔽空間に反応性ガスを供給する反応性ガス供給部と、
   前記処理空間でプラズマ処理を実行するプラズマ処理部と、
   前記プラズマ処理部に対向した少なくとも１つの被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って基材を搬送する搬送機構と、
   を備え、
   前記プラズマ処理部は、
   円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された２つの回転カソードを前記処理空間内で一定距離を隔てて対向配置させたカソード対と、
   各回転カソードをそれぞれの中心軸線回りに回転させる回転部と、
   前記２つの回転カソードにスパッタ電圧を印加するスパッタ電圧供給手段と、
   前記２つの回転カソードの内部にそれぞれ収容されて前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成する２つの磁界形成部と、
   前記被遮蔽空間にプラズマを発生するプラズマ源と、
   前記プラズマ源に高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、
   複数の空隙部が２次元的に配列された貫通面を含み、電気的に接地され、前記処理空間内で前記被遮蔽空間を規定するシールド部と、
   を有し、
   前記２つの回転カソードが前記基材に対向している時に、前記２つの回転カソードが対向している前記基材と前記プラズマ源とが前記複数の空隙部を介して対向するように、前記プラズマ源と前記貫通面とが配されており、
   前記貫通面は、前記２つの磁界形成部と前記被成膜箇所との間を避ける位置で、かつ、前記プラズマ源と前記被成膜箇所との間を遮る位置に配されることを特徴とするスパッタリング装置。
2. その内部に処理空間を形成する真空チャンバーと、
   前記処理空間にスパッターガスを供給するスパッターガス供給部と、
   前記処理空間のうち少なくとも被遮蔽空間に反応性ガスを供給する反応性ガス供給部と、
   前記処理空間でプラズマ処理を実行するプラズマ処理部と、
   前記プラズマ処理部に対向した少なくとも１つの被成膜箇所を含む搬送経路面に沿って基材を搬送する搬送機構と、
   を備え、
   前記プラズマ処理部は、
   円筒状でその外周面がターゲット材料で被覆された回転カソードと、
   回転カソードをその中心軸線回りに回転させる回転部と、
   前記回転カソードにスパッタ電圧を印加するスパッタ電圧供給手段と、
   前記回転カソードの内部に収容されて前記外周面のうち自身の近傍で磁界を形成する磁界形成部と、
   前記被遮蔽空間にプラズマを発生するプラズマ源と、
   前記プラズマ源に高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、
   複数の空隙部が２次元的に配列された貫通面を含み、電気的に接地され、前記処理空間内で前記被遮蔽空間を規定するシールド部と、
   を有し、
   前記回転カソードが前記基材に対向している時に、前記回転カソードが対向している前記基材と前記プラズマ源とが前記複数の空隙部を介して対向するように、前記プラズマ源と前記貫通面とが配されており、
   前記貫通面は、前記磁界形成部と前記被成膜箇所との間を避ける位置で、かつ、前記プラズマ源と前記被成膜箇所との間を遮る位置に配されることを特徴とするスパッタリング装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のスパッタリング装置であって、
   前記シールド部のうち、少なくとも貫通面を含む部分を冷却する冷却部を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
   前記処理空間内で、前記プラズマ源の周囲が前記シールド部に覆われることを特徴とするスパッタリング装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
   前記シールド部に覆われた前記被遮蔽空間内に、前記スパッターガス供給部が前記スパッターガスを供給することを特徴とするスパッタリング装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
   開口部を有し、前記開口部を除いて前記プラズマ処理部と前記搬送経路面との間を仕切ることで前記被成膜箇所を規定する仕切り部材、
   を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
   前記シールド部のうち前記貫通面に係る部分は、導電性の板状体に前記複数の空隙部が穿設されたパンチングプレートであることを特徴とするスパッタリング装置。
8. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
   前記シールド部のうち前記貫通面に係る部分は、導電性の複数の線状体が編まれたメッシュ板であることを特徴とするスパッタリング装置。
9. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
   前記シールド部のうち前記貫通面に係る部分は、導電性の複数の線状体が並行に配列されて構成される面状体であることを特徴とするスパッタリング装置。
10. 請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のスパッタリング装置であって、
    前記シールド部のうち前記貫通面に係る部分は、導電性の板状体に複数のスリット状の空隙部が貫通されたスリット板であることを特徴とするスパッタリング装置。

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