JP6494296B2 - スパッタリング装置、薄膜製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スパッタリング技術に係り、特に、成膜対象物の表面がダメージを受けずに、成膜速度を早くすることができる技術に関する。

近年では、ＬＥＤ用のＧａＮ基板等の化合物半導体基板が多数用いられており、低コスト化の要求から、成膜速度を増加させることができるスパッタリング装置が求められている。

また、このようなＧａＮ系ＬＥＤでは、ＧａＮを主成分とするｐ型半導体上にＩＴＯ等の金属酸化物からなる透明電極層を形成するものが知られているが、ＬＥＤの発光効率を向上させるため、このｐ型半導体層と金属酸化物層との間の接触抵抗を小さくすることが求められている。

他方、アーク放電やパーティクルの低減と、安定な成膜速度が得られることから、円筒形のスパッタリングターゲットが用いられているが、円筒形スパッタリングターゲットに投入する電力を増加させると、成膜対象物と形成される薄膜との間の抵抗値が増大する問題がある。

特開２００６−１０８１６４号公報 特開２０１２−０５９７４５号公報

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、円筒形のスパッタリングターゲットを用い、抵抗値を増大させずに成膜速度を早くする技術を提供することにある。

本発明の発明者等は、円筒形のスパッタリングターゲットが、酸化物で構成されているときに、投入電力を増加させると、抵抗値が上昇することを発見し、本発明を創作するに至った。
即ち、スパッタリングターゲットから放出される粒子が、高エネルギーで成膜対象物に入射するときに、抵抗値が上昇することが、抵抗値上昇の原因であることが分かった。

円筒形のスパッタリングターゲットから放出されるスパッタリング粒子のうち、放射方向の磁力成分が小さい場所から放出されるスパッタリング粒子のエネルギーが大きくなるから、放射方向の磁力成分がゼロとなる場所から放出されるスパッタリング粒子が成膜対象物に到達しないように、遮蔽装置を設ければ、投入電力を増加させても、抵抗値上昇は発生しないようにできる。

金属酸化物については、金属と酸素が結合しているため、金属酸化物で構成されたスパッタリングターゲットからは、活性化された酸素イオンもスパッタリング粒子として放出される。酸素イオンは−に帯電しており、−電圧を印可されたスパッタリングターゲット上で加速され高エネルギーで粒子として基板へ入射し抵抗値上昇が起こりやすいため、特に、金属酸化物のスパッタリングターゲットから、透明な金属酸化物の導電膜を形成する場合に有効である。

以上のことから、本発明は、真空槽と、前記真空槽内に配置され、成膜材料から成る円筒形の第一のスパッタリングターゲットと、前記第一のスパッタリングターゲットの内部の中空部分に配置され、前記第一のスパッタリングターゲットの外周表面に磁界を形成する磁石装置と、前記第一のスパッタリングターゲットの中心軸線が延伸された方向である中心軸線方向に対して垂直な方向に延伸され、前記第一のスパッタリングターゲットとは離間した位置に設けられた搬送経路に沿って、成膜対象物を、前記成膜対象物が前記第一のスパッタリングターゲットと対面する前に位置する上流場所から前記第一のスパッタリングターゲットと対面する対面場所に移動させ、前記第一のスパッタリングターゲットから放出されたスパッタリング粒子を、前記対面場所に位置する前記成膜対象物に到達させ、前記成膜対象物に薄膜を形成するスパッタリング装置であって、前記磁界は、前記第一のスパッタリングターゲットの表面のうち、接平面に対して垂直な放射方向の磁力成分がゼロの第一の場所から、前記放射方向に向けて放出されたスパッタリング粒子である第一の放射方向粒子が、前記上流場所内を移動する前記成膜対象物に向かうように形成され、前記上流場所内を移動する前記成膜対象物に向かう前記第一の放射方向粒子が衝突し、前記第一の放射方向粒子から前記成膜対象物が遮蔽される主遮蔽場所に主遮蔽装置が設けられ、前記主遮蔽装置を移動させる主遮蔽移動装置が設けられ、前記主遮蔽移動装置は、前記主遮蔽装置を前記主遮蔽場所から主退避場所に移動させ、前記上流場所内を移動する前記成膜対象物に前記第一の放射方向粒子を到達させることができるように構成され、前記搬送経路は、前記成膜対象物の移動方向を反転させることができるように構成され、前記成膜対象物が、前記上流場所から移動して前記対面場所に到達した後、前記成膜対象物の移動方向が反転され、前記主遮蔽装置は前記主退避場所に移動され、移動方向の反転後、前記成膜対象物が前記上流場所内を移動する間に、前記第一の放射方向粒子が前記成膜対象物に到達するように構成されたスパッタリング装置である。
本発明は、前記第一のスパッタリングターゲットを、前記中心軸線を中心にして回転させるターゲット回転装置を有するスパッタリング装置である。
本発明は、前記磁石装置は、リング形形状にされた外周磁石と、前記外周磁石の内側に配置され、直線形状にされた中心磁石とを有し、前記外周磁石と前記中心磁石とは、互いに反対の極性の磁極が前記第一のスパッタリングターゲットの裏面付近に配置され、前記外周磁石は、湾曲した第一、第二の湾曲部分と、前記第一の湾曲部分の端部と前記第二の湾曲部分の端部同士を接続する直線形状の第一、第二の直線部分とを有し、前記第一の直線部分と前記中心磁石との間の距離の中央の位置と、前記中心軸線とを含む第一の飛行平面内に前記第一の放射方向粒子が放出されるように前記磁界が形成され、前記第一の直線部分は前記中心磁石よりも前記上流場所に近く、前記第一の直線部分は前記中心磁石よりも前記搬送経路から遠い位置に配置され、前記第一の飛行平面は、前記上流場所に向けて傾けられたスパッタリング装置である。
本発明は、前記第一の場所とは異なる場所であって、前記第一のスパッタリングターゲットの表面のうち、接平面に対して垂直な放射方向の磁力成分がゼロの第二の場所から、前記放射方向に向けて放出されたスパッタリング粒子を第二の放射方向粒子とすると、前記外周磁石のうちの、前記中心磁石よりも前記上流場所から遠い位置の前記第二の直線部分と前記中心磁石との間の距離の中央の位置と、前記中心軸線とを含む第二の飛行平面内には前記第二の放射方向粒子が放出されるように前記磁界が形成されたスパッタリング装置である。
本発明は、前記対面場所を通過した後の前記成膜対象物が対面する位置に、第二のスパッタリングターゲットが配置されたスパッタリング装置である。
本発明は、前記成膜対象物の前記薄膜が形成される成膜面には、ｐ型ＧａＮ層が露出され、前記第一のスパッタリングターゲットは、スパッタリングにより、導電性を有し、透明な金属酸化物薄膜が形成される材料で構成されたスパッタリング装置である。
本発明は、成膜材料から成る円筒形の第一のスパッタリングターゲットの内部の中空部分に、前記第一のスパッタリングターゲットの外周表面に磁界を形成する磁石装置を配置しておき、前記第一のスパッタリングターゲットの中心軸線が延伸された方向である中心軸線方向に対して垂直な方向に延伸され、前記第一のスパッタリングターゲットとは離間した位置に設けられた搬送経路に沿って、成膜対象物を前記第一のスパッタリングターゲットの上流場所から前記第一のスパッタリングターゲットと対面する対面場所に移動させ、前記第一のスパッタリングターゲットから放出されたスパッタリング粒子を、前記対面場所に位置する前記成膜対象物に到達させ、前記成膜対象物に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、前記磁界は、前記第一のスパッタリングターゲットの表面のうち、接平面に対して垂直な放射方向の磁力成分がゼロの第一の場所から、前記放射方向に向けて放出されたスパッタリング粒子である第一の放射方向粒子が、前記上流場所内を移動する前記成膜対象物に向かうように前記磁界を形成しておき、前記上流場所内を移動する前記成膜対象物に向かう前記第一の放射方向粒子が衝突し、前記第一の放射方向粒子から前記成膜対象物が遮蔽される主遮蔽場所に主遮蔽装置を設け、前記成膜対象物には、前記第一の放射方向粒子以外のスパッタリング粒子によって、初期薄膜を形成する薄膜製造方法において、前記成膜対象物に、前記上流場所から移動して前記対面場所を通過させ、前記初期薄膜を形成した後、前記主遮蔽装置を主退避場所に移動させ、前記第一の放射方向粒子が前記初期薄膜の表面に到達する状態で、前記成膜対象物に前記対面場所を通過させ、前記初期薄膜上に本体薄膜を形成する薄膜製造方法である。
本発明は、前記第一のスパッタリングターゲットを、前記中心軸線を中心にして回転させながら、前記第一のスパッタリングターゲットをスパッタする薄膜製造方法である。
本発明は、前記磁石装置には、リング形形状の外周磁石と、前記外周磁石の内側に配置した直線形状の中心磁石とを設け、前記外周磁石と前記中心磁石とは、互いに反対の極性の磁極が前記スパッタリングターゲットの裏面に向くように配置し、前記外周磁石には、湾曲した第一、第二の湾曲部分と、前記第一の湾曲部分の端部と前記第二の湾曲部分の端部同士を接続する直線形状の第一、第二の直線部分とを設けておき、前記第一の直線部分と前記中心磁石との間の距離の中央の位置と、前記中心軸線とを含む第一の飛行平面内に前記第一の放射方向粒子が放出されるように前記磁界を形成させ、前記第一の直線部分を前記中心磁石よりも前記上流場所に近く、前記第一の直線部分を前記中心磁石よりも前記搬送経路から遠い位置に配置して、前記第一の飛行平面を前記上流場所に向けて傾けさせた薄膜製造方法である。
本発明は、前記第一の場所とは異なる場所であって、前記第一のスパッタリングターゲットの表面のうち、接平面に対して垂直な放射方向の磁力成分がゼロの第二の場所から、前記放射方向に向けて放出されたスパッタリング粒子を第二の放射方向粒子とすると、前記外周磁石のうちの、前記中心磁石よりも前記上流場所から遠い位置の前記第二の直線部分と前記中心磁石との間の距離の中央の位置と、前記中心軸線とを含む第二の飛行平面内にも前記第二の放射方向粒子が放出されるように前記磁界を形成させた薄膜製造方法である。
本発明は、前記対面場所を通過した後の前記成膜対象物が対面する位置に、第二のスパッタリングターゲットを配置し、前記第一のスパッタリングターゲットによって形成された初期薄膜上に、前記第二のスパッタリングターゲットをスパッタして本体薄膜を形成する薄膜製造方法である。
本発明は、前記成膜対象物の前記初期薄膜が形成される成膜面にはｐ型ＧａＮ層が露出され、前記第一のスパッタリングターゲットは、スパッタリングにより、導電性を有し、透明な金属酸化物薄膜を形成する材料で構成しておく薄膜製造方法である。

成膜対象物の表面がダメージを受けず、形成される薄膜と成膜対象物との間の接触抵抗を小さくすることができる。
また、投入電力を増加させてもダメージを受けないので、成膜速度を増加させることができる。
特に、ダメージを受けやすいｐ型ＧａＮ層の表面に、金属酸化物から成る透明な導電膜を形成するときに、効果が高い。

本発明の第一例のスパッタリング装置 そのＡ−Ａ線截断断面図 ターゲット装置 (ａ)：磁石装置の一例 (ｂ)：磁石装置の他の例 第一例のスパッタリング装置の動作を説明するための図(１) 第一例のスパッタリング装置の動作を説明するための図(２) 第一例のスパッタリング装置の動作を説明するための図(３) 第一例のスパッタリング装置の動作を説明するための図(４) 第一例のスパッタリング装置の動作を説明するための図(５) 第一例のスパッタリング装置の動作を説明するための図(６) 本発明の第二例のスパッタリング装置 本発明の第三例のスパッタリング装置の動作を説明するための図(１) 第三例のスパッタリング装置の動作を説明するための図(２) 第三例のスパッタリング装置の動作を説明するための図(３) 第三例のスパッタリング装置の動作を説明するための図(４) 本発明の第四例のスパッタリング装置 ｐ型ＧａＮ層上にＩＴＯ薄膜を形成したときの接触抵抗の抵抗率を示すグラフ

図１の符号１０ａは、本発明の一例のスパッタリング装置を示している。図５は、その第一例のスパッタリング装置１０ａの内部に、成膜対象物２が搬入された状態を示している。
このスパッタリング装置１０ａは真空槽１１を有しており、真空槽１１の内部には、第一のターゲット装置１２が配置されている。

＜第一のターゲット装置＞
第一のターゲット装置１２は、カソード電極２２と、第一のスパッタリングターゲット２１と、磁石装置２０とを有している。

第一のスパッタリングターゲット２１は、成膜材料が円筒形形状に成形されており、カソード電極２２は、金属材料が円筒形形状に成形されている。第一のスパッタリングターゲット２１とカソード電極２２とは、それぞれ内部が中空にされている。カソード電極２２は外周の径が、第一のスパッタリングターゲット２１の内周と同程度の径に成形されており、第一のスパッタリングターゲット２１の内部に挿入され、カソード電極２２の外周表面が第一のスパッタリングターゲット２１の内周表面に密着され、磁石装置２０はカソード電極２２の中空部分に配置されている。第一のスパッタリングターゲット２１とカソード電極２２の中心軸線２９は共通である。

図２は、図１のＡ−Ａ線截断断面図であり、第一のターゲット装置１２は、ターゲット回転装置３９によって真空槽１１に保持されている。符号４８は蓋である。
図３は、第一のターゲット装置１２の拡大図であり、図４は、磁石装置２０を上方から見た平面図である。

磁石装置２０は、板状のヨーク２５と、外周磁石２６と、中心磁石２７とを有している。
ヨーク２５は細長で板状の高透磁率の磁性材料であり、その長さは、ヨーク２５の両端が、カソード電極２２の両端付近にそれぞれ位置するようにされている。ヨーク２５は、カソード電極２２の内周面に沿うように湾曲されており、ここでは、円筒形形状を、中心軸線を通る二平面で切断したときの形状にされている。

カソード電極２２の内周面に沿ったヨーク２５の表面をヨーク２５の外周面とし、ヨーク２５の反対側の表面を内周面とすると、ヨーク２５は、外周面がカソード電極２２と離間して対面し、内周面が中心軸線２９と対面する位置に配置されている。ヨーク２５の外周面と、外周面と対面するカソード電極２２の内周面との間の距離は、ヨーク２５の内周面と、その内周面と向き合うカソード電極２２の内周面との間の距離よりも短いようにされている。

外周磁石２６と中心磁石２７は、ヨーク２５の外周面に固定されている。
外周磁石２６は、第一、第二の湾曲部分３１₁，３１₂と、第一、第二の直線部分３３₁，３３₂とを有している。第一、第二の湾曲部分３１₁，３１₂は湾曲した曲線状であり、第一の湾曲部分３１₁の一端部と第二の湾曲部分３１₂の一端部には、第一の直線部分３３₁の一端部と他端部がそれぞれ接続され、第一の湾曲部分３１₁の他端部と第二の湾曲部分３１₂の他端部には、第二の直線部分３３₂の一端部と他端部がそれぞれ接続され、一個の外周磁石２６はリング状になっている。

ここでは、第一、第二の湾曲部分３１₁，３１₂は半円周形の形状にされ、第一、第二の直線部分３３₁，３３₂は直線形の形状にされており、外周磁石２６は、図４(ａ)に示すように、トラック形の形状になっている。
この外周磁石２６の場合は、環状の形状であればよく、図４(ｂ)のように、第一、第二の湾曲部分３１₁，３１₂が直線形形状であっても本発明に含まれる。

第一、第二の湾曲部分３１₁，３１₂は、ヨーク２５の両端にそれぞれ配置され、第一、第二の直線部分３３₁，３３₂はヨーク２５の長手方向に沿って互いに平行に配置されている。
第一、第二の直線部分３３₁，３３₂の間の距離よりも、第一、第二の直線部分３３₁，３３₂の長さの方が長くなるようにされており、従って、外周磁石２６は、細長のトラック形の形状にされている。

中心磁石２７は、外周磁石２６の内周の両端間の長さよりも短い直線形の形状にされており、外周磁石２６の内側に、第一、第二の直線部分３３₁，３３₂と平行に配置されている。従って、中心磁石２７は、外周磁石２６によって取り囲まれている。
ここでは、多数の角柱状の小磁石がトラック形形状に配置されて外周磁石２６が構成され、同様に、直線状に配置されて中心磁石２７が構成されている。

第一、第二の直線部分３３₁，３３₂と中心磁石２７とは、第一のスパッタリングターゲット２１の中心軸線２９と平行な方向に延伸するように配置されている。
中心磁石２７と外周磁石２６の上端は、カソード電極２２の内周面と非接触で対面しており、下端はヨーク２５に接触されている。

中心磁石２７と外周磁石２６とは上端と下端に磁極が形成されている。
中心磁石２７と外周磁石２６の磁極は、Ｎ極とＳ極のうちの一方の極性の磁極が中心磁石２７の上端に設けられ、他方の極性の磁極が外周磁石２６の上端に配置され、中心磁石２７と外周磁石２６とヨーク２５とによって磁気回路が形成されている。下端の磁極は、上端と反対の極性の磁極である。

このような極性の配置の場合は、中心磁石２７と外周磁石２６のうち、いずれか一方の上端のＮ極から出た磁力線は、第一のスパッタリングターゲット２１を貫通して第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面から離間した後、湾曲されて第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面方向に戻り、第一のスパッタリングターゲット２１を再度貫通して他方の上端のＳ極に戻る。

図３では、第一の直線部分３３₁が第二の直線部分３３₂の左方に配置されており、符号Ｍ₁は、左方に位置する第一の直線部分３３₁の上端と中心磁石２７の上端との間に形成される第一の磁力線を示し、同図３の符号Ｍ₂は、右方に位置する第二の直線部分３３₂の上端と中心磁石２７の上端との間に形成される第二の磁力線を示している。このように、第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面のうち、裏面に磁石装置２０が位置する場所には磁力線Ｍ₁，Ｍ₂が位置し、磁界が形成されている。

＜第一のスパッタリングターゲットと磁界との関係＞
第一のスパッタリングターゲット２１の表面の任意の場所の磁界の向きと強さを空間中の三方向の磁力成分に分解する場合、円筒の側面上では、三方向のうちの一方向として、第一のスパッタリングターゲット２１の表面の一点を通り、第一のスパッタリングターゲット２１の中心軸線２９と垂直に交叉する直線である放射直線が延伸する方向を放射方向とする。

一般的にスパッタリングターゲットの表面では、スパッタリングターゲットの表面に垂直な方向の磁力成分が小さい場所が、大きい場所よりも多量にスパッタリングされることが知られており、第一のスパッタリングターゲット２１では、放射方向の磁力成分が小さい方が、多量にスパッタリングされることになる。

二方向目として、放射方向と直交する方向であって、第一のスパッタリングターゲット２１の中心軸線２９と平行な方向である軸線延伸方向をとる。

本発明の磁石装置２０では、外周磁石２６の第一、第二の直線部分３３₁，３３₂と中心磁石２７とが形成する磁力線Ｍ₁，Ｍ₂の密度は均一にされており、そのため、外周磁石２６の第一、第二の直線部分３３₁，３３₂の上端と中心磁石２７の上端とが形成する磁力線Ｍ₁，Ｍ₂は、軸線延伸方向と直交しており、従って、その部分の軸線延伸方向の磁力成分はゼロとなる。
つまり、第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面のうち、軸線延伸方向と直交する磁力線Ｍ₁，Ｍ₂が形成されている部分では、軸線延伸方向の磁力成分はゼロである。

三方向目として、放射方向と中心軸線が延伸する方向との両方に直交する直線の延伸方向をとる。

第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面は円筒形の側面である場合、第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面と接する接平面は、放射方向と垂直であり、第一のスパッタリングターゲット２１と接平面とは、点接触ではなく、線接触で接している。接した部分の直線、即ち、第一のスパッタリングターゲット２１と接平面の両方に含まれる直線は、軸線延伸方向に延伸された直線であり、接平面に含まれ、軸線延伸方向に垂直な直線が延伸された方向が三方向目の方向である。

この方向は、接平面と平行になることから、平行方向とすると、軸線延伸方向と直交する磁力線Ｍ₁，Ｍ₂が形成されている部分では軸線延伸方向の磁力成分がゼロであるから、第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面中で放射方向の磁力成分が最小値ゼロの場所では、磁力成分は平行方向だけになり、多量にスパッタリングされる場所である。

外周磁石２６の第一、第二の直線部分３３₁，３３₂と中心磁石２７とは平行にされており、図４(ａ)では、第一の直線部分３３₁の上端の幅方向中央位置を通る直線を第一の直線部分中央線Ｌ₁とし、中心磁石２７の上端の幅方向中央位置を通る直線を中央磁石中央線Ｌ₀とし、第一の直線部分中央線Ｌ₁と中央磁石中央線Ｌ₀との間の距離Ｗ₁の中央を通る直線を第一の磁石間中央線Ｔ₁とし、その第一の磁石間中央線Ｔ₁と中心軸線２９とを含む平面を第一の飛行平面Ｓ₁(図３)とすると、第一の飛行平面Ｓ₁と第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面とが交叉する直線状の部分が、放射方向の磁力成分がゼロ、平行方向の磁力成分が大きい場所である。この場所を第一の場所Ｐ₁とする。

同様に、第二の直線部分３３₂の上端の幅方向中央位置を通る直線を第二の直線部分中央線Ｌ₂とし、第二の直線部分中央線Ｌ₂と中央磁石中央線Ｌ₀との間の距離Ｗ₂の中央を通る直線を第二の磁石間中央線Ｔ₂とし、その第二の磁石間中央線Ｔ₂と中心軸線２９とを含む平面を第二の飛行平面Ｓ₂(図３)とすると、第二の飛行平面Ｓ₂と第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面とが交叉する直線状の部分が、放射方向の磁力成分がゼロ、平行方向の磁力成分が大きい場所である。この場所を第二の場所Ｐ₂とする。

第一の場所Ｐ₁で第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面に接する接平面を第一の接平面Ｑ₁とし、第二の場所Ｐ₂で第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面に接する接平面を第二の接平面Ｑ₂とすると、第一の飛行平面Ｓ₁と第一の接平面Ｑ₁とは直交し、第二の飛行平面Ｓ₂と第二の接平面Ｑ₂とは直交する。

第一の場所Ｐ₁は、第一の直線部分３３₁と中央磁石２７との間の位置の上方に位置し、第二の場所Ｐ₂は、第二の直線部分３３₂と中央磁石２７との間の位置の上方に位置している。

＜スパッタリング粒子のエネルギー＞
ところで、コサイン則によると、スパッタリングターゲットの表面の同一の場所から放出されるスパッタリング粒子は、放出角度に応じた量が放出されるとされており、図３の符号Ｃ₁，Ｃ₂の曲線は、本発明の第一のスパッタリングターゲットの外周表面の第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂にコサイン則を適用した場合のスパッタリング粒子の放出方向と、その放出方向のスパッタリング粒子の放出量との関係を示すグラフである。スパッタリング粒子の放出量は、その放出角度で放出されたスパッタリング粒子の単位時間当たりの個数である。

放出量は、第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂を通り、スパッタリング粒子の放出角度で傾く直線がコサイン則の曲線Ｃ₁，Ｃ₂と交叉する交叉点と、第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂との間の距離によって示されており、交叉点と第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂との間の距離は、その放出角度で放出されたスパッタリング粒子のエネルギーも示している。

コサイン則の曲線Ｃ₁，Ｃ₂によると、第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂から放出されるスパッタリング粒子のうち、放射方向の直線の交叉点と第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂との間の距離が最大であり、放射方向に放出されたスパッタリング粒子のエネルギーが最大であることになる。

従って、第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面上の各場所で放出されるスパッタリング粒子のうち、第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂から放射方向に放出されるスパッタリング粒子のエネルギーが、他の場所で放出されるスパッタリング粒子のエネルギーよりも大きい。

エネルギーが大きいスパッタリング粒子が成膜面に入射すると、入射した成膜面の結晶性が破壊されるから、本発明のスパッタリング装置１０ａでは、第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂から放射方向に放出されたスパッタリング粒子が成膜対象物２の成膜面に入射しないように、図１に示すように、主遮蔽装置１６と補助遮蔽装置１７とが設けられ、第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂から放射方向に放出されたスパッタリング粒子が主遮蔽装置１６と補助遮蔽装置１７とに衝突し、成膜対象物２に到達できないようにされている。従って、成膜対象物２の成膜面に形成される薄膜と成膜面との間の界面の結晶性が向上する。

＜遮蔽装置＞
図５を参照し、第一例のスパッタリング装置１０ａの真空槽１１の内部には、搬送ローラー等で構成された搬送経路１５が設けられており、基板ホルダ１４に配置された成膜対象物２が搬送経路１５に配置され、真空槽１１の外部に配置されたモーターによって、ローラー等が動作すると、成膜対象物２は基板ホルダ１４に配置された状態で、搬送経路１５に沿って移動する。搬送経路１５は、成膜対象物２が直線上を移動するようにされている。

搬送経路１５は、第一のスパッタリングターゲット２１の中心軸線２９が延伸する方向とは垂直な方向に延伸され、搬送経路１５に沿って移動する成膜対象物２は、中心軸線２９と平行な平面内で、第一のターゲット装置１２とは離間した位置を通るようにされている。

このスパッタリング装置１０ａでは中心軸線２９は水平に配置され、搬送経路１５は水平面内に配置されている。

中心軸線２９を含み、搬送経路１５に対して垂直な平面と、搬送経路１５とが交叉する搬送経路１５上の場所を対面場所４２とし、対面場所４２に到達する前に成膜対象物２が移動する搬送経路１５上の場所を上流場所４１とし、対面場所４２に到達した部分が、到達後に移動する場所を下流場所４３とすると、真空槽１１と前段槽６１との間に設けられたゲートバルブ６５が開けられ、ゲートバルブ６５を通過して、真空槽１１内に搬入された成膜対象物２は、先ず、上流場所４１内の搬送経路１５上に配置される。

成膜対象物２が搬送経路１５に沿って上流場所４１を移動し、成膜対象物２の先頭部分が対面場所４２に到達し、成膜対象物２の対面場所４２に位置する部分が、第一のスパッタリングターゲット２１と対面する。

第一のスパッタリングターゲット２１は、中心軸線２９が水平に配置されており、中央磁石中央線Ｌ₀と中心軸線２９とを含む平面を中央飛行平面Ｓ₀とし、第一の飛行平面Ｓ₁と中央飛行平面Ｓ₀との間の角度をθ₁とし、第二の飛行平面Ｓ₂と中央飛行平面Ｓ₀との間の角度をθ₂とすると、この実施例では、第一の直線部分中央線Ｌ₁と中央磁石中央線Ｌ₀との間の距離Ｗ₁と第二の直線部分中央線Ｌ₂と中央磁石中央線Ｌ₀との間の距離Ｗ₂とは等しく、第一の直線部分３３₁の幅と第二の直線部分３３₂の幅とは等しく、第一の直線部分３３₁の磁力の大きさと第二の直線部分３３₂の磁力の大きさとは等しくされており、従って、第一、第二の飛行平面Ｓ₁，Ｓ₂と中央飛行平面Ｓ₀との間の角度θ₁，θ₂は等しいが、異なる値であっても良い。また、磁石の磁力も均一ではなく、場所によって異なるようにされていてもよい。

中心軸線２９を含み搬送経路１５と直交する平面を鉛直平面とすると、磁石装置２０は、第一の飛行平面Ｓ₁を中心軸線２９で二分したとき、搬送経路１５と交叉する側が、鉛直平面よりも上流場所４１側に傾けられており、第二の飛行平面Ｓ₂を中心軸線２９で二分したとき、搬送経路１５と交叉する側が鉛直平面よりも下流場所４３側に傾けられるように配置されている。
また、磁石装置２０は、中央飛行平面Ｓ₀が鉛直平面になるように配置されている。

第一の場所Ｐ₁から放射方向に放出されたスパッタリング粒子を、第一の放射方向粒子と呼ぶと、第一の放射方向粒子は、第一の飛行平面Ｓ₁内に位置し、第一の接平面Ｑ₁と垂直な方向に直線飛行する。第二の場所Ｐ₂から放射方向に放出されたスパッタリング粒子を、第二の放射方向粒子と呼ぶと、第二の放射方向粒子は第二の飛行平面Ｓ₂内に位置し、第二の接平面Ｑ₂と垂直な方向に直線飛行する。

第一の飛行平面Ｓ₁は搬送経路１５の上流場所の部分と交叉し、第二の飛行平面Ｓ₂は搬送経路１５の下流場所の部分と交叉する。従って、上流場所４１内を移動する成膜対象物２は、第一の放射方向粒子の飛行経路の延長線と交叉し、下流場所４３内を移動する成膜対象物２は、第二の放射方向粒子の飛行経路の延長線と交叉する。

第一の放射方向粒子の飛行経路上には、第一のスパッタリングターゲット２１と搬送経路１５との間の場所である主遮蔽場所に、主遮蔽装置１６が配置されている。また、第二の放射方向粒子の飛行経路上には、第一のスパッタリングターゲット２１と搬送経路１５との間の場所である補助遮蔽位置に、補助遮蔽装置１７が配置されている。

主遮蔽装置１６と補助遮蔽装置１７とは、中心軸線２９と平行な軸線延伸方向の長さが、成膜対象物２の中心軸線方向の長さよりも長くされている。従って、第一のスパッタリングターゲット２１から放出された第一の放射方向粒子は主遮蔽装置１６に衝突し、成膜対象物２に到達できず、第一のスパッタリングターゲット２１から放出された第二の放射方向粒子は補助遮蔽装置１７に衝突し、成膜対象物２に到達できない。

また、主遮蔽装置１６と補助遮蔽装置１７とは、搬送経路１５に沿った方向にも一定長さの幅を有しており、第一の場所Ｐ₁から放射方向とは異なる方向に放出されるスパッタリング粒子や、第一の場所Ｐ₁付近から放出されるスパッタリング粒子も主遮蔽装置１６によって遮蔽され、同様に、第二の場所Ｐ₂から放射方向とは異なる方向に放出されるスパッタリング粒子や、第二の場所Ｐ₂付近から放出されるスパッタリング粒子も補助遮蔽装置１７によって遮蔽される。

＜成膜手順＞
真空槽１１の内部は真空排気装置５１によって継続して真空排気されている。
真空槽１１にはガス導入装置５２が接続され、ガス導入装置５２からスパッタリングガスが導入され、真空槽１１の内部には、スパッタリング雰囲気が形成されている。

カソード電極２２には、スパッタ電源５３が接続されており、カソード電極２２にスパッタ電源５３からスパッタ電圧が印加されると、磁石装置２０が形成する磁界によって、第一のスパッタリングターゲット２１の外周表面のスパッタリングが開始される。

スパッタリングが開始される前には、磁石装置２０が搬送経路１５に対して静止した状態で、第一のスパッタリングターゲット２１は、ターゲット回転装置３９によって、中心軸線２９を中心にした回転が一定の回転速度で開始されており、回転は継続され、スパッタリングターゲット２１の外周表面が均一にスパッタリングされている。

真空槽１１内に搬入された成膜対象物２は、図５に示すように、搬送経路１５の上流場所４１で搬送経路１５に配置され、第一のスパッタリングターゲット２１をスパッタリングしながら、成膜対象物２の対面場所４２方向への移動が開始される。

主遮蔽装置１６と、補助遮蔽装置１７との間は離間しており、第一のスパッタリングターゲット２１の成膜対象物２と対面する部分から放射方向に放出されたスパッタリング粒子は、搬送経路１５に沿って移動する成膜対象物２に到達できるようにされている。

成膜対象物２が対面場所４２に到達する前には、第一のスパッタリングターゲット２１から放出されたスパッタリング粒子のうち、第一、第二の放射方向粒子を含まないスパッタリング粒子が成膜対象物２の成膜面に到達し、成膜面の表面に第一のスパッタリングターゲット２１の物質を含む初期薄膜が形成される。

図６は、成膜対象物２が対面場所４２に到達した状態が示されており、成膜対象物２には、上流場所４１に位置する部分と、対面場所４２に位置する部分と、下流場所４３に位置する部分とが存しており、成膜対象物２が隙間と対面する状態では、各場所４１〜４３にスパッタリング粒子が到達する。

図７は、成膜対象物２が下流場所４３に到着した状態が示されている。
ここでは、成膜対象物２は、ｎ型のＧａＮ基板上に、ｐ型のＧａＮ層が形成されたＬＥＤ半導体素子用の基板であり、第一のスパッタリングターゲット２１はＩＴＯ等ので導電性透明金属酸化物で構成されており、薄膜が形成される成膜面には、ｐ型のＧａＮ層が露出され、初期薄膜３はｐ型のＧａＮ層と接触して掲載されている。

第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂から放出された第一、第二の放射方向粒子を含まないスパッタリング粒子によって、上流場所４１から移動し、対面場所４２を通過して下流場所４３に移動した成膜対象物２の成膜面(ｐ型のＧａＮ層表面)に、導電性透明金属酸化物から成る初期薄膜３が形成された(図８)。

主遮蔽装置１６は主遮蔽移動装置１８に取り付けられ、補助遮蔽装置１７は補助遮蔽移動装置１９に取り付けられている。主遮蔽装置１６は主遮蔽移動装置１８によって、第一の放射方向粒子を遮蔽する主遮蔽場所と、第一の放射方向粒子を通過させる主退避場所との間を移動できるようにされており、また、補助遮蔽装置１７は、補助遮蔽移動装置１９によって、第二の放射方向粒子を遮蔽する補助遮蔽場所と、第二の放射方向粒子を通過させる補助退避場所との間を移動できるようにされている。

主遮蔽移動装置１８と補助遮蔽移動装置１９とは、制御装置５０に接続されており、成膜対象物２が下流場所４３に到着した後、制御装置５０は主遮蔽移動装置１８と補助遮蔽移動装置１９とを動作させ、主遮蔽装置１６と補助遮蔽装置１７とを、主遮蔽場所と補助遮蔽場所から、主退避場所と補助退避場所にそれぞれ移動させると、主遮蔽装置１６と補助遮蔽装置１７との間の隙間が広げられる(図９)。

この状態では、第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂を含む第一のスパッタリングターゲット２１の広い外周表面から放出された多量のスパッタリング粒子が、主遮蔽装置１６と補助遮蔽装置１７との間の隙間を通過し、成膜対象物２に到達するスパッタリング粒子の量が増加する。
第一、第二の放射方向粒子等のエネルギーが高いスパッタリング粒子は、初期薄膜３の表面に衝突し、成膜面には直接衝突しないので、成膜面はダメージを受けない。

下流場所４３に到着した成膜対象物２は、制御装置５０によって移動方向を反転され、上流場所４１に向かい、搬送経路１５に沿って移動する。
隙間が広げられた状態で下流場所４３から移動を開始し、対面場所４２を通過して、上流場所４１に到着した成膜対象物２は、広げられた隙間と対面するときには多量のスパッタリング粒子が成膜対象物２に到達し、上流場所４１に向かう間に、第一、第二の放射方向粒子を含むスパッタリング粒子が到達し、そのスパッタリング粒子から、初期薄膜３の表面に、導電性透明金属酸化物から成り、初期薄膜３よりも膜厚が厚い本体薄膜４(図１０)が形成される。

初期薄膜３と本体薄膜４とが形成された成膜対象物２は、ゲートバルブ６５から真空槽１１の外部に搬出され、アニール炉の内部に搬入され、高温に加熱され、アニールされ、アニールされた初期薄膜３と本体薄膜４とから、低抵抗でｐ型ＧａＮ層に電気的に接続された配線膜が得られる。

初期薄膜３と本体薄膜４とが形成された成膜対象物２を搬出した後、真空槽１１の内部に、未成膜の処理対象物を搬入する。その際には、制御装置５０は、主遮蔽移動装置１８と補助遮蔽移動装置１９とを動作させ、主遮蔽装置１６と補助遮蔽装置１７とを、第一、第二の退避場所から第一、第二の遮蔽場所にそれぞれ移動させ、第一、第二の放射方向粒子が成膜対象物に到達しないようにした後、未成膜の処理対象物の移動を開始する。

＜他の例＞
図１１の符号１０ｂは、本発明の第二例のスパッタリング装置を示している。

第二例のスパッタリング装置１０ｂでは、図１の真空槽１１の内部の下流場所４３に、第二のターゲット装置１３が配置されている。第二のターゲット装置１３には、第一のスパッタリングターゲット２１と同じ組成で同じ形状の第二のスパッタリングターゲット２３が設けられている。

この第二例のスパッタリング装置１０ｂの他の部材で、第一例のスパッタリング装置１０ａと同じ部材には、同じ符号を付して説明を省略する。第一、第二のターゲット装置１２、１３は同じ構造であり、互いに平行に配置されている。

第一のターゲット装置１２と搬送経路１５との間には、主遮蔽装置１６と、補助遮蔽装置１７とが主遮蔽場所と補助遮蔽場所にそれぞれ配置され、第一の放射方向粒子が主遮蔽装置１６によって遮蔽され、第二の放射方向粒子が補助遮蔽装置１７によって遮蔽されるように構成されている。

主遮蔽装置１６と補助遮蔽装置１７との間には隙間が設けられており、成膜対象物２が搬送経路１５に沿って上流場所４１から下流場所４３に向けて移動する際に、第一のスパッタリングターゲット２１から放出された第一、第二の放射方向粒子は成膜対象物２に到達せず、第一、第二の放射方向粒子以外のスパッタリング粒子が到達し、成膜対象物２の表面に、初期薄膜３が形成される。

そして、成膜対象物２が対面場所４２を通過した後、第一のターゲット装置１２から離間し、第二のターゲット装置１３に近接すると、第二のスパッタリングターゲット２３から放出されたスパッタリング粒子が成膜対象物２に到達し、初期薄膜３上に、本体薄膜４が形成される。

第二のターゲット装置１３と搬送経路１５との間には、主遮蔽装置や補助遮蔽装置は設けられておらず、成膜対象物２には、到達するスパッタリング粒子には、第二のスパッタリングターゲットから放出された放射方向粒子も含まれる。
従って、成膜対象物２には、多量のスパッタリング粒子が到達し、膜厚の厚い本体薄膜４が形成される。

本体薄膜４が形成された成膜対象物２は、搬入されたゲートバルブ６５とは異なるゲートバルブ６６から後段槽６２に搬出される。後段槽６２はアニール装置であってもよい。
従って、第二例のスパッタリング装置１０ｂの搬送経路１５には、複数枚の成膜対象物２を配置できるから、効率よく薄膜を形成することができる。

図１２〜１５は、第三例のスパッタリング装置１０ｃであり、真空槽１１の内部には、補助遮蔽装置が設けられていない構成が異なる他は第一例のスパッタリング装置１０ａと同じである。同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。制御装置は図面上でも省略する。

主遮蔽装置１６は、第一のスパッタリングターゲット２１から放出される第一の放射方向粒子を遮る位置に配置されており、図１３には、上流場所４１から対面場所４２に到達した成膜対象物２が示されている。

この成膜対象物２は、第二の放射方向粒子が到達する場所よりも手前に位置しており、第一、第二の場所Ｐ₁，Ｐ₂から飛び出したスパッタリング粒子のうち、第一、第二の放射方向粒子を除くスパッタリング粒子によって、初期薄膜３が形成される。

次いで、同じ方向に成膜対象物２が移動し、第二の放射方向粒子が到達する場所に到達すると、第二の放射方向粒子を含むスパッタリング粒子によって、初期薄膜３の表面上に本体薄膜４が形成される。
図１４は、第二の放射方向粒子が到達する場所を通過し、本体薄膜４が形成された成膜対象物２が示されている。

第三例のスパッタリング装置１０ｃでは、搬送経路１５に沿って移動し、第二の放射方向粒子が到達する場所を通過した成膜対象物２は、移動方向が反転され、上流場所４１の方向に移動を開始する。

その際、主遮蔽移動装置１８によって、主遮蔽装置１６を退避場所に移動させ、成膜対象物２に第一の放射方向粒子が到達するようにして主遮蔽装置１６を反転された移動方向に移動させると、第一、第二の放射方向粒子を含むスパッタリング粒子によって、本体薄膜４の厚みが厚くされる(図１５)。

また、図１６は、第四例のスパッタリング装置１０ｄであり、このスパッタリング装置１０ｄでは、主遮蔽移動装置が設けられておらず、移動できないようになっている構成と、搬送経路１５の両端に、ゲートバルブ６５、６６が設けられている構成とが異なる他は、第三例のスパッタリング装置１０ｃと同じ構成になっており、同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。

第四例のスパッタリング装置１０ｄでは、成膜対象物２は、上流場所４１に位置するゲートバルブ６５から搬入され、搬送経路１５に沿った移動が開始される。
成膜対象物２の全体が上流場所４１内に位置するとき、又は、少なくとも一部が対面場所４２に位置し且つ一部でも第二の放射方向粒子の到達場所に位置しないときには、成膜対象物２の表面に第一、第二の放射方向粒子以外のスパッタリング粒子が到達し、初期薄膜３が形成される。

初期薄膜３が形成された後、第二の放射方向粒子が到達する場所に位置すると、第二の放射方向粒子が到達し、放射方向粒子を含むスパッタリング粒子によって本体薄膜４が形成され、下流場所４３に位置するゲートバルブ６６から、後段槽６２に搬出される。従って、搬送経路１５に、複数の成膜対象物２を配置し、連続して薄膜を形成することができる。

この主遮蔽装置１６のように、搬送経路１５に沿った方向の幅を短くし、成膜対象物２が主遮蔽装置１６と対面する位置に到達する前にスパッタリング粒子が成膜対象物２に到達するようにしてもよい。

図１７はスパッタリングターゲットをスパッタリングして、ｐ型ＧａＮ層上にＩＴＯ薄膜を形成したときの接触抵抗の抵抗率を示すグラフであり、プレーナーのスパッタリングターゲットをスパッタリングした場合と、第一例のスパッタリング装置１０ａから主遮蔽装置１６と補助遮蔽装置１７とを除去して第一のスパッタリングターゲットをスパッタリングした場合(ロータリーＡ)と、第一例のスパッタリング装置１０ａの場合(ロータリーＢ)である。第一例のスパッタリング装置１０ａが最も抵抗率が低い。

なお、上記例では、主遮蔽装置１６を主遮蔽場所に位置させた状態で成膜対象物２に対面場所４２を通過させた後、主遮蔽装置１６を主退避場所に移動させ、成膜対象物２を反転させ、再度対面場所４２を通過させたが、本発明は、主遮蔽装置１６を主遮蔽場所に位置させた状態で成膜対象物２に対面場所４２を通過させた後、成膜対象物２の移動方向を反転させずに、主遮蔽装置１６を主退避場所に移動させた状態で、成膜対象物２に再度対面場所を通過させるようにしてもよい。移動方向を反転させず、例えば成膜対象物２を旋回移動させることで、再度対面場所４２を通過できるようになる。

２……成膜対象物
３……初期薄膜
４……本体薄膜
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ……スパッタリング装置
１２……第一のターゲット装置
１５……搬送経路
１６……主遮蔽装置
１８……主遮蔽移動装置
２０……磁石装置
２１……第一のスパッタリングターゲット
２２……カソード電極
２３……第二のスパッタリングターゲット
２６……外周磁石
２７……中心磁石
２９……中心軸線
３９……ターゲット回転装置
４１……上流場所
４２……対面場所
４３……下流場所
３１₁……第一の湾曲部分
３１₂……第二の湾曲部分
３３₁……第一の直線部分
３３₂……第二の直線部分
Ｐ₁……第一の場所
Ｐ₂……第二の場所

Claims (12)

1. 真空槽と、
   前記真空槽内に配置され、成膜材料から成る円筒形の第一のスパッタリングターゲットと、
   前記第一のスパッタリングターゲットの内部の中空部分に配置され、前記第一のスパッタリングターゲットの外周表面に磁界を形成する磁石装置と、
   前記第一のスパッタリングターゲットの中心軸線が延伸された方向である中心軸線方向に対して垂直な方向に延伸され、前記第一のスパッタリングターゲットとは離間した位置に設けられた搬送経路に沿って、成膜対象物を、前記成膜対象物が前記第一のスパッタリングターゲットと対面する前に位置する上流場所から前記第一のスパッタリングターゲットと対面する対面場所に移動させ、
   前記第一のスパッタリングターゲットから放出されたスパッタリング粒子を、前記対面場所に位置する前記成膜対象物に到達させ、前記成膜対象物に薄膜を形成するスパッタリング装置であって、
   前記磁界は、前記第一のスパッタリングターゲットの表面のうち、接平面に対して垂直な放射方向の磁力成分がゼロの第一の場所から、前記放射方向に向けて放出されたスパッタリング粒子である第一の放射方向粒子が、前記上流場所内を移動する前記成膜対象物に向かうように形成され、
   前記上流場所内を移動する前記成膜対象物に向かう前記第一の放射方向粒子が衝突し、前記第一の放射方向粒子から前記成膜対象物が遮蔽される主遮蔽場所に主遮蔽装置が設けられ、
   前記主遮蔽装置を移動させる主遮蔽移動装置が設けられ、
   前記主遮蔽移動装置は、前記主遮蔽装置を前記主遮蔽場所から主退避場所に移動させ、前記上流場所内を移動する前記成膜対象物に前記第一の放射方向粒子を到達させることができるように構成され、
   前記搬送経路は、前記成膜対象物の移動方向を反転させることができるように構成され、
   前記成膜対象物が、前記上流場所から移動して前記対面場所に到達した後、前記成膜対象物の移動方向が反転され、
   前記主遮蔽装置は前記主退避場所に移動され、移動方向の反転後、前記成膜対象物が前記上流場所内を移動する間に、前記第一の放射方向粒子が前記成膜対象物に到達するように構成されたスパッタリング装置。
2. 前記第一のスパッタリングターゲットを、前記中心軸線を中心にして回転させるターゲット回転装置を有する請求項１記載のスパッタリング装置。
3. 前記磁石装置は、リング形形状にされた外周磁石と、前記外周磁石の内側に配置され、直線形状にされた中心磁石とを有し、前記外周磁石と前記中心磁石とは、互いに反対の極性の磁極が前記第一のスパッタリングターゲットの裏面付近に配置され、
   前記外周磁石は、湾曲した第一、第二の湾曲部分と、前記第一の湾曲部分の端部と前記第二の湾曲部分の端部同士を接続する直線形状の第一、第二の直線部分とを有し、
   前記第一の直線部分と前記中心磁石との間の距離の中央の位置と、前記中心軸線とを含む第一の飛行平面内に前記第一の放射方向粒子が放出されるように前記磁界が形成され、
   前記第一の直線部分は前記中心磁石よりも前記上流場所に近く、前記第一の直線部分は前記中心磁石よりも前記搬送経路から遠い位置に配置され、前記第一の飛行平面は、前記上流場所に向けて傾けられた請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のスパッタリング装置。
4. 前記第一の場所とは異なる場所であって、前記第一のスパッタリングターゲットの表面のうち、接平面に対して垂直な放射方向の磁力成分がゼロの第二の場所から、前記放射方向に向けて放出されたスパッタリング粒子を第二の放射方向粒子とすると、
   前記外周磁石のうちの、前記中心磁石よりも前記上流場所から遠い位置の前記第二の直線部分と前記中心磁石との間の距離の中央の位置と、前記中心軸線とを含む第二の飛行平面内には前記第二の放射方向粒子が放出されるように前記磁界が形成された請求項３記載のスパッタリング装置。
5. 前記対面場所を通過した後の前記成膜対象物が対面する位置に、第二のスパッタリングターゲットが配置された請求項１記載のスパッタリング装置。
6. 前記成膜対象物の前記薄膜が形成される成膜面には、ｐ型ＧａＮ層が露出され、前記第一のスパッタリングターゲットは、スパッタリングにより、導電性を有し、透明な金属酸化物薄膜が形成される材料で構成された請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のスパッタリング装置。
7. 成膜材料から成る円筒形の第一のスパッタリングターゲットの内部の中空部分に、前記第一のスパッタリングターゲットの外周表面に磁界を形成する磁石装置を配置しておき、
   前記第一のスパッタリングターゲットの中心軸線が延伸された方向である中心軸線方向に対して垂直な方向に延伸され、前記第一のスパッタリングターゲットとは離間した位置に設けられた搬送経路に沿って、成膜対象物を前記第一のスパッタリングターゲットの上流場所から前記第一のスパッタリングターゲットと対面する対面場所に移動させ、
   前記第一のスパッタリングターゲットから放出されたスパッタリング粒子を、前記対面場所に位置する前記成膜対象物に到達させ、前記成膜対象物に薄膜を形成する薄膜製造方法であって、
   前記磁界は、
   前記第一のスパッタリングターゲットの表面のうち、接平面に対して垂直な放射方向の磁力成分がゼロの第一の場所から、前記放射方向に向けて放出されたスパッタリング粒子である第一の放射方向粒子が、前記上流場所内を移動する前記成膜対象物に向かうように前記磁界を形成しておき、
   前記上流場所内を移動する前記成膜対象物に向かう前記第一の放射方向粒子が衝突し、前記第一の放射方向粒子から前記成膜対象物が遮蔽される主遮蔽場所に主遮蔽装置を設け、前記成膜対象物には、前記第一の放射方向粒子以外のスパッタリング粒子によって、初期薄膜を形成する薄膜製造方法において、
   前記成膜対象物に、前記上流場所から移動して前記対面場所を通過させ、前記初期薄膜を形成した後、前記主遮蔽装置を主退避場所に移動させ、前記第一の放射方向粒子が前記初期薄膜の表面に到達する状態で、前記成膜対象物に前記対面場所を通過させ、前記初期薄膜上に本体薄膜を形成する薄膜製造方法。
8. 前記第一のスパッタリングターゲットを、前記中心軸線を中心にして回転させながら、前記第一のスパッタリングターゲットをスパッタする請求項７記載の薄膜製造方法。
9. 前記磁石装置には、リング形形状の外周磁石と、前記外周磁石の内側に配置した直線形状の中心磁石とを設け、前記外周磁石と前記中心磁石とは、互いに反対の極性の磁極が前記スパッタリングターゲットの裏面に向くように配置し、
   前記外周磁石には、湾曲した第一、第二の湾曲部分と、前記第一の湾曲部分の端部と前記第二の湾曲部分の端部同士を接続する直線形状の第一、第二の直線部分とを設けておき、
   前記第一の直線部分と前記中心磁石との間の距離の中央の位置と、前記中心軸線とを含む第一の飛行平面内に前記第一の放射方向粒子が放出されるように前記磁界を形成させ、
   前記第一の直線部分を前記中心磁石よりも前記上流場所に近く、前記第一の直線部分を前記中心磁石よりも前記搬送経路から遠い位置に配置して、前記第一の飛行平面を前記上流場所に向けて傾けさせた請求項７又は請求項８のいずれか１項記載の薄膜製造方法。
10. 前記第一の場所とは異なる場所であって、前記第一のスパッタリングターゲットの表面のうち、接平面に対して垂直な放射方向の磁力成分がゼロの第二の場所から、前記放射方向に向けて放出されたスパッタリング粒子を第二の放射方向粒子とすると、
    前記外周磁石のうちの、前記中心磁石よりも前記上流場所から遠い位置の前記第二の直線部分と前記中心磁石との間の距離の中央の位置と、前記中心軸線とを含む第二の飛行平面内にも前記第二の放射方向粒子が放出されるように前記磁界を形成させた請求項９記載の薄膜製造方法。
11. 前記対面場所を通過した後の前記成膜対象物が対面する位置に、第二のスパッタリングターゲットを配置し、
    前記第一のスパッタリングターゲットによって形成された初期薄膜上に、前記第二のスパッタリングターゲットをスパッタして本体薄膜を形成する請求項７記載の薄膜製造方法。
12. 前記成膜対象物の前記初期薄膜が形成される成膜面にはｐ型ＧａＮ層が露出され、
    前記第一のスパッタリングターゲットは、スパッタリングにより、導電性を有し、透明な金属酸化物薄膜を形成する材料で構成しておく請求項７乃至請求項１１のいずれか１項記載の薄膜製造方法。
    

Images