JP7136648B2

JP7136648B2 - 成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法

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Publication number: JP7136648B2
Application number: JP2018185546A
Authority: JP
Inventors: 行生松本; 祐希佐藤
Original assignee: Canon Tokki Corp
Current assignee: Canon Tokki Corp
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2038-09-28
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Description

本発明は、成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法に関する。

基板等の成膜対象物に成膜する成膜装置として、成膜対象物と成膜源を対向させて配置し、成膜源と成膜対象物とを相対移動させながら成膜を行う成膜装置が知られている。特許文献１には、ターゲット（成膜源）のスパッタ面をスパッタリングすることでターゲットからスパッタリング粒子（成膜材料）を放出させ、このスパッタリング粒子を成膜対象物上に堆積させて薄膜を形成する成膜装置（スパッタ装置）が記載されている。この成膜装置では、ターゲットからスパッタリング粒子を放出させながら成膜対象物をターゲットのスパッタ面と平行に移動させて成膜を行う。成膜にあたっては、成膜対象物がスパッタ面と対面しない領域（成膜待機領域）にターゲットがある状態でスパッタリング粒子の放出が開始される。そして、スパッタリング粒子の放出が安定した状態で、成膜対象物がスパッタ面と対向する領域（成膜領域）を移動し、成膜が行われる。

また、特許文献１では、ターゲットの周囲には、チャンバの壁面などの成膜対象物以外の部分にスパッタリング粒子が付着するのを防止するために遮蔽板（遮蔽部材）が設けられている。スパッタ面は遮蔽板によって外周を囲まれた開口から露出し、成膜対象物と対面できるようになっている。遮蔽板の開口端にはスパッタ面の露出領域を狭める方向に張り出す張り出し部が設けられ、この張り出し部によってスパッタ面から放出されるスパッタリング粒子の放出角度が制限される。特許文献１に記載の成膜装置では、この遮蔽板によって、成膜待機領域にあるターゲットから放出されたスパッタリング粒子が成膜対象物に入射することが抑制される。

国際公開第２０１２／０５７１０８号

しかしながら、スパッタリング粒子等の成膜材料は必ずしも直線的に飛翔するわけではない。たとえば、スパッタリングを行う際には不活性ガス等のガスを導入して行うため、雰囲気中にはガス分子が存在し、放出されたスパッタリング粒子は雰囲気中のガス分子と衝突して散乱する。そのため、成膜待機領域において遮蔽板の開口から放出されたスパッタリング粒子が散乱し、成膜対象物側へと回り込み、スパッタリング粒子が直線的に飛翔した場合には付着しない位置にある成膜対象物に付着してしまうことがあった。このような、成膜待機領域にある成膜源からの成膜材料の成膜対象物への意図していない堆積が生じると、成膜される膜の膜厚や膜質の均一性を低下させてしまう。

成膜待機領域にある成膜源からの成膜材料の成膜対象物への意図していない堆積を抑制する方法として、成膜源の待機位置を成膜対象物から大きく離れた位置とする方法も考えられる。しかしこの方法だと装置のフットプリント（設置面積）が増大したり、チャンバの大型化により真空設備が大規模化してしまったりする。

そこで本発明は、上述の課題に鑑み、成膜待機領域で成膜源から放出される成膜材料が成膜領域側に回り込むことを可及的に制限し、成膜対象物に付着することを抑制することを目的とする。

本発明の一側面としての成膜装置は、成膜対象物と、該成膜対象物に向かって成膜材料を飛翔させて前記成膜対象物に成膜する成膜源と、が配置されるチャンバと、
前記成膜源を、所定の成膜待機領域と成膜領域との間で前記成膜対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、を有する成膜装置であって、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向するように配置された対向部材と、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源の前記成膜領域側に配置され、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対的に移動する遮蔽部材と、を有し、
前記遮蔽部材は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに前記対向部材に近接した状態で対向する対向端部を有し、
該対向端部の前記成膜源の相対移動方向の幅は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときにおける、前記対向端部と前記対向部材との間の最短距離よりも大きく、
前記遮蔽部材は、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第１の遮蔽部材と、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第２の遮蔽部材と、を有することを特徴とする。

また、本発明の別の側面としての成膜装置は、成膜対象物と、該成膜対象物に向かって成膜材料を飛翔させて前記成膜対象物に成膜する成膜源と、が配置されるチャンバと、
前記成膜源を、所定の成膜待機領域と成膜領域との間で前記成膜対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、を有する成膜装置であって、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向するように配置された対向部材と、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源の前記成膜領域側に配置され、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対的に移動する遮蔽部材と、を有し、
前記遮蔽部材は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに前記対向部材に近接した状態で対向する対向端部を有し、
前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに、前記対向部材と前記対向端部との間に、前記成膜待機領域内からの成膜材料の前記成膜領域側への飛翔を制限する隙間が形成され、
前記遮蔽部材は、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第１の遮蔽部材と、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第２の遮蔽部材と、を有することを特徴とする。

さらに、本発明の別の側面としての成膜方法は、成膜源をチャンバ内の成膜待機領域に待機させ、前記成膜源から成膜材料が飛翔する状態とする準備工程と、
前記成膜待機領域から前記チャンバ内の成膜領域に、前記準備工程で前記成膜材料が飛翔する状態となった前記成膜源を成膜対象物に対して相対的に移動させ、前記成膜源から飛翔する成膜材料を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程と、を有する成膜方法であって、
前記成膜待機領域には、該成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向する対向部材を設けるとともに、前記成膜源の前記成膜領域側に、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対移動する遮蔽部材を設け、前記遮蔽部材は、前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第１の遮蔽部材と、前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第２の遮
蔽部材と、を有し、
前記準備工程では、前記成膜源を前記成膜待機領域に待機させるとともに、前記遮蔽部材の対向端部を前記対向部材に近接させた状態で、前記成膜源からの前記成膜材料の放出を開始し、前記遮蔽部材の対向端部と前記対向部材との間の隙間を通じて前記成膜領域側に移動する成形材料を、近接する前記対向部材と前記遮蔽部材の対向端部に付着させることを特徴とする。

さらにまた、本発明の別の側面としての電子デバイスの製造方法は、成膜源をチャンバ内の成膜待機領域に待機させ、前記成膜源から成膜材料が飛翔する状態とする準備工程と、
前記成膜待機領域から前記チャンバ内の成膜領域に、前記準備工程で前記成膜材料が飛翔する状態となった前記成膜源を成膜対象物に対して相対的に移動させ、前記成膜源から飛翔する成膜材料を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程と、を有する電子デバイスの製造方法であって、
前記成膜待機領域には、該成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向する対向部材を設けるとともに、前記成膜源の前記成膜領域側に、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対移動する遮蔽部材を設け、前記遮蔽部材は、前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第１の遮蔽部材と、前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第２の遮蔽部材と、を有し、
前記準備工程では、前記成膜源を前記成膜待機領域に待機させるとともに、前記遮蔽部材の対向端部を前記対向部材に近接させた状態で、前記成膜源からの前記成膜材料の放出を開始し、前記遮蔽部材の対向端部と前記対向部材との間の隙間を通じて前記成膜領域側に移動する成形材料を、近接する前記対向部材と前記遮蔽部材の対向端部に付着させることを特徴とする。

本発明によれば、成膜待機領域で成膜源から放出される成膜材料が成膜領域側に回り込むことを可及的に制限し、成膜対象物に付着することを抑制することができる。

（Ａ）は実施形態１の成膜装置の構成を示す模式図、（Ｂ）は（Ａ）の第１成膜待機領域の拡大図、（Ｃ）は回転カソードユニットが第２成膜待機領域にある場合の拡大図。（Ａ）は図１（Ａ）の上面図、（Ｂ）は回転カソードの磁石ユニットを示す斜視図。（Ａ）は図１の装置の遮蔽部材の変形例１を示す模式図、（Ｂ）は変形例２を示す模式図。図１の装置の遮蔽部材の変形例３を示す模式図。有機ＥＬ素子の一般的な層構成を示す図。

以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲をそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成およびソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［実施形態１］
まず、図１（Ａ）および図２（Ａ）を参照して、実施形態１の成膜装置１の基本的な構成について説明する。本実施形態に係る成膜装置１は、半導体デバイス、磁気デバイス、電子部品などの各種電子デバイスや、光学部品などの製造において成膜対象物２（基板上に積層体が形成されているものも含む）上に薄膜を堆積形成するために用いられる。より具体的には、成膜装置１は、発光素子や光電変換素子、タッチパネルなどの電子デバイスの製造において好ましく用いられる。中でも、本実施形態に係る成膜装置１は、有機ＥＬ（ＥｒｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの有機発光素子や、有機薄膜太陽電池などの有機光電変換素子の製造において特に好ましく適用可能である。なお、本発明における電子デバイスは、発光素子を備えた表示装置（例えば有機ＥＬ表示装置）や照明装置（例えば有機ＥＬ照明装置）、光電変換素子を備えたセンサ（例えば有機ＣＭＯＳイメージセンサ）も含むものである。

図５は、有機ＥＬ素子の一般的な層構成を模式的に示している。図５に示すとおり、有機ＥＬ素子は、基板に陽極、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極の順番に成膜される構成が一般的である。本実施形態に係る成膜装置１は、有機膜上に、スパッタリングによって、電子注入層や電極（陰極）に用いられる金属や金属酸化物等の積層被膜を成膜する際に好適に用いられる。また、有機膜上への成膜に限定されず、金属材料や酸化物材料等のスパッタで成膜可能な材料の組み合わせであれば、多様
な面に積層成膜が可能である。

成膜装置１は、図１（Ａ）に示すように、チャンバ１０と、駆動機構（直線駆動機構１２）と、を有する。チャンバ１０の内部には、成膜対象物２と、成膜対象物２に向かって成膜材料であるスパッタ粒子を飛翔させて成膜対象物２に成膜する成膜源としての回転カソードユニット３（以下、単に「カソードユニット３」と称する。）と、が配置される。駆動機構は、カソードユニット３が成膜対象物２に対して相対移動するように、カソードユニット３および成膜対象物２の少なくとも一方を駆動する。本実施形態では、駆動機構である直線駆動機構１２が、カソードユニット３を駆動する。なお、本発明はこれに限定はされず、駆動機構が成膜対象物２を駆動してもよいし、駆動機構による駆動は直線駆動でなくてもよい。

チャンバ１０には、不図示のガス導入手段および排気手段が接続され、内部を所定の圧力に維持することができる構成となっている。すなわち、チャンバ１０の内部には、スパッタガス（アルゴン等の不活性ガスや酸素や窒素等の反応性ガス）が、ガス導入手段により導入され、また、チャンバ１０の内部からは、真空ポンプ等の排気手段によって排気が行われ、チャンバ１０の内部の圧力は所定の圧力に調圧される。

成膜対象物２は、ホルダ２１に保持され、チャンバ１０の天井壁１０ｄ側に水平に配置されている。成膜対象物２は、例えば、チャンバ１０の側壁に設けられた不図示のゲートバルブから搬入されて成膜され、成膜後、ゲートバルブから排出される。図示例では、成膜対象物２の成膜面２aが重力方向下方を向いた状態で成膜が行われる、いわゆるデポア
ップの構成となっているが、これには限定はされない。たとえば、成膜対象物２がチャンバ１０の底面側に配置されてその上方にカソードユニット３が配置され、成膜対象物２の成膜面２aが重力方向上方を向いた状態で成膜が行われる、いわゆるデポダウンの構成で
あってもよい。あるいは、成膜対象物２が垂直に立てられた状態、すなわち、成膜対象物２の成膜面が重力方向と平行な状態で成膜が行われる構成であってもよい。

カソードユニット３は、移動方向に所定間隔を隔てて並列に配置された一対の回転カソード３Ａ，３Ｂを備えている。二つの回転カソード３Ａ，３Ｂは、図２（Ａ）に示すように、両端が移動台２３０上に固定されたサポートブロック２１０とエンドブロック２２０によって支持されている。また、回転カソード３Ａ，３Ｂは、円筒形状のターゲット３５とその内部に配置される磁石ユニット３０を有する。サポートブロック２１０とエンドブロック２２０によってターゲット３５は回転自在に支持されており、磁石ユニット３０は固定状態で支持されている。なお、ここでは磁石ユニット３０は回転しないものとしたが、これに限定はされず、磁石ユニット３０も回転または揺動してもよい。移動台２３０は、リニアベアリング等の搬送ガイドを介して一対の案内レール２５０に沿って成膜対象物２の成膜面２ａと平行な方向（ここでは水平方向）に移動自在に支持されている。図中、案内レール２５０と平行な方向をＸ軸、垂直な方向をＺ軸、水平面で案内レール２５０と直交する方向をＹ軸とすると、カソードユニット３は、その回転軸はＹ軸方向に向けた状態で、回転軸を中心に回転しながら、成膜対象物２に対して平行に、すなわちＸＹ平面上をＸ軸方向に移動する。

回転カソード３Ａ，３Ｂのターゲット３５は、この実施形態では円筒形状で、成膜対象物２に成膜を行う成膜材料の供給源として機能する。ターゲット３５の材質は特に限定はされないが、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｕ、Ｎｉなどの金属単体、あるいは、それらの金属元素を含む合金または化合物が挙げられる。ターゲット３５の材質としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＷＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＧＺＯなどの透明導電酸化物であってもよい。ターゲット３５は、これらの成膜材料が形成された層の内側に、別の材料からなるバッキングチューブ３５ｂの層が形成されている。このバッキングチューブ３５ｂには、電源１３が電気的に接続され、電源１３からバイアス電圧が印加されるカソードとして機能する。バイアス電圧はターゲットそのものに印加してもよく、バッキングチューブが無くてもよい。なお、チャンバ１０は接地されている。また、ターゲット３５は円筒形のターゲットであるが、ここで言う「円筒形」は数学的に厳密な円筒形のみを意味するのではなく、母線が直線ではなく曲線であるものや、中心軸に垂直な断面が数学的に厳密な「円」ではないものも含む。すなわち、本発明におけるターゲット３５は、中心軸を軸に回転可能な円筒状のものであればよい。

磁石ユニット３０は、成膜対象物２に向かう方向に磁場を形成するもので、図２（Ｂ）に示すように、回転カソード３Ａの回転軸と平行方向に延びる中心磁石３１と、中心磁石３１を取り囲む中心磁石３１とは異極の周辺磁石３２と、ヨーク板３３とを備えている。周辺磁石３２は、中心磁石３１と平行に延びる一対の直線部３２ａ，３２ｂと、直線部３２ａ，３２ｂの両端を連結する転回部３２ｃ、３２ｄとによって構成されている。磁石ユニット３０によって形成される磁場は、中心磁石３１の磁極から、周辺磁石３２の直線部３２ａ，３２ｂへ向けてループ状に戻る磁力線を有している。これにより、ターゲット３５の表面近傍には、ターゲット３５の長手方向に延びたトロイダル型の磁場のトンネルが
形成される。この磁場によって、電子が捕捉され、ターゲット３５の表面近傍にプラズマを集中させ、スパッタリングの効率が高められている。

ターゲット３５は、回転駆動装置であるターゲット駆動装置１１によって回転駆動される。ターゲット駆動装置１１は、特に、図示していないが、モータ等の駆動源を有し、動力伝達機構を介してターゲット３５に動力が伝達される一般的な駆動機構が適用され、たとえば、サポートブロック２１０あるいはエンドブロック２２０等に搭載されている。一方、移動台２３０は、直線駆動機構１２によって、Ｘ軸方向に直線駆動される。直線駆動機構１２についても、特に図示していないが、回転モータの回転運動を直線運動に変換するボールねじ等を用いたねじ送り機構、リニアモータ等、公知の種々の直線運動機構を用いることができる。

なお、移動台２３０には、直線運動に追従するリンク機構により構成される大気アーム機構６０の一端が連結されている。大気アーム機構６０は、内部が大気圧に保持された中空の複数のアーム６１，６２を有し、これらのアーム６１，６２は関節部６３にて互いに回転自在に連結されている。一方のアーム６１の端部はチャンバ１０の底壁１０ａの取付部に回転自在に連結されており、他方のアーム６２の端部は移動台２３０の取付部に回転自在に連結されている。大気アーム機構６０の内部には、直線駆動機構１２やターゲット駆動装置１１のモータに接続する電力ケーブルや制御信号用の信号ケーブル、冷却水を流すためのチューブ等が収納されている。

チャンバ１０内には、カソードユニット３が成膜対象物２と対向しつつ移動する成膜領域Ａと、カソードユニット３による成膜対象物２への成膜を停止させてカソードユニット３を待機させる成膜待機領域Ｂと、が設けられている。成膜待機領域Ｂは、成膜領域Ａに対してカソードユニット３の移動方向の上流側および下流側の少なくとも一方側に配置される。この例では、カソードユニット３の移動方向の上流側および下流側の両方に成膜待機領域Ｂが設けられている。ここで成膜待機領域とは、成膜対象物２上に成膜材料の成膜を行っていないときのカソードユニット３（成膜源）が位置する領域をいう。一方、成膜領域とは、成膜対象物２上に成膜材料の成膜を行っているときのカソードユニット３（成膜源）が位置する領域をいう。本実施形態では、カソードユニット３による成膜の前後の少なくとも一方、特に成膜の前に、カソードユニット３を成膜待機領域Ｂに待機させた状態で成膜の準備のための放電（プリスパッタ）を行う。成膜待機領域Ｂにおいてプリスパッタを行った後でカソードユニット３を成膜領域Ａに移動させることで、成膜開始時の放電安定性を高めることができ、成膜される膜の膜厚や膜質の均一性を高めることができる
。成膜待機領域Ｂから成膜領域Ａへの成膜源の移動は、駆動機構（直線駆動機構１２）によって行われる。換言すれば、本実施形態において、直線駆動機構１２は、成膜源を成膜待機領域Ｂと成膜領域Ａとの間で成膜対象物２に対して相対的に移動させる移動手段である。

本実施形態における２つの成膜待機領域のうち、一方を第１成膜待機領域Ｂ１（図１（Ａ）中、右側）、他方を第２成膜待機領域Ｂ２（同左側）とすると、カソードユニット３は、第１成膜待機領域Ｂ１と第２成膜待機領域Ｂ２のどちらに待機してもよい。カソードユニット３が第１成膜待機領域Ｂ１に待機していた場合には、その後の成膜工程においてカソードユニット３は成膜領域Ａを、第２成膜待機領域Ｂ２の方向（図中、右から左；移動方向ＦＬ）に移動する。成膜工程においてカソードユニット３は成膜領域Ａ内で移動方向を反転させて第１成膜待機領域Ｂ１に戻ってもよいし、反転させずに、あるいは偶数回反転させた後に第２成膜待機領域Ｂ２に至ってもよい。カソードユニット３が第２成膜待機領域Ｂ２に待機していた場合には、その後の成膜工程においてカソードユニット３は成膜領域Ａを、第２成膜待機領域Ｂ２の方向（図中、左から右；移動方向ＦＲ）に移動する。成膜工程においてカソードユニット３は成膜領域Ａ内で移動方向を反転させて第２成膜待機領域Ｂ２に戻ってもよいし、反転させずに、あるいは偶数回反転させた後に第１成膜待機領域Ｂ１に至ってもよい。このように、移動する方向が反対となるだけなので、以下の説明では、主として、カソードユニット３が第１成膜待機領域Ｂ１で待機する場合を例にとって説明するものとする。

第１成膜待機領域Ｂ１には、この第１成膜待機領域Ｂ１に待機するカソードユニット３と対向する第１対向部材４１が設けられている。また、カソードユニット３の成膜領域Ａ側には、カソードユニット３と共に成膜対象物２に対して相対移動する第１遮蔽部材５１が設けられている。第１遮蔽部材５１は、カソードユニット３が第１成膜待機領域Ｂ１に待機する位置にて、対向部材４に近接した状態で対向する対向端部５aを有し、対向端部
５ａと対向部材４１の間に隙間Ｇが形成される。この隙間Ｇによって、第１成膜待機領域Ｂ１においてカソードユニット３のプリスパッタを行った際に発生するスパッタ粒子（成膜材料）の成膜領域Ａ側への飛翔が制限され、回り込みが制限される。回り込みを効果的に制限するために、隙間Ｇを形成する対向端部５aの移動方向ＦＬの幅は、対向端部５ａ
と第１対向部材４１間最短距離よりも大きく設定することが好ましい。すなわち、第１遮蔽部材５１の対向端部５ａの移動方向の幅をＬ、対向端部５ａと第１対向部材４１間の最短距離をｄ１とすると、下記式（１）を満たすことが好ましい。
Ｌ＞ｄ１・・・式（１）

本実施形態では、さらに下記式（２）を満たすように、第１遮蔽部材５１の対向端部５ａの幅と、対向端部５ａと第１対向部材４１との配置を調整している。
Ｌ≧３ｄ１・・・式（２）
これにより、スパッタ粒子の成膜領域Ａ側への回り込みをより効果的に抑制している。この関係は、距離ｄ１に対する幅Ｌの比を大きくすれば大きくするほど、回り込み抑制効果を高めることができ、下記式（３）を満たすことがさらに好ましい。
Ｌ≧５ｄ１・・・式（３）

距離ｄ１に対する幅Ｌの比（Ｌ／ｄ１）が大きいほうがスパッタ粒子の回り込み抑制効果を高めることができるため、回り込み抑制効果の観点からは、幅Ｌは大きいほうが好ましく、距離ｄ１は小さいほうが好ましい。しかし、距離ｄ１を小さくしすぎるとカソードユニット３を駆動させた際に遮蔽部材５１、５２と対向部材４１，４２が干渉する恐れがある。そのため、幅Ｌと距離ｄ１を適切に調整することで、距離ｄ１に対する幅Ｌの比を大きくすることが好ましい。なお距離ｄ１は、遮蔽部材と対向部材の干渉を避けるために、たとえば、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることが好ましい。したがって、幅Ｌは、たとえば、３０ｍｍ以上とすることが好ましく、９０ｍｍ以上とすることがより好ましく１５０ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。より具体的には、距離ｄ１は、１０ｍｍ程度にすることが好ましいため、この場合には幅Ｌは、１０ｍｍ以上とすることが好ましく、３０ｍｍ以上とすることがより好ましく、５０ｍｍ以上とすることがさらに好ましい。

また、第１遮蔽部材５１の第１対向部材４１に対向する対向端部５ａと成膜源である回転カソード３Ａとの最小距離をｄ２としたときに、下記式（４）を満たすことが好ましい。
Ｌ＞ｄ２・・・式（４）
この最小距離ｄ２は、対向端部５ａの第１成膜待機領域Ｂ１側のエッジＥから、回転カソード３Ａの断面中心を結ぶ線が回転カソード３Ａの円形のターゲット３５の表面と交差する点までの距離である。このように設定すれば、隙間Ｇ内に進入したスパッタ粒子の成膜領域Ａ側への回り込みをより効果的に制限することができる。

本実施形態では、カソードユニット３を挟んで第１遮蔽部材５１の反対側に、第２遮蔽部材５２が設けられている。この第１遮蔽部材５１と第２遮蔽部材５２は、移動台２３０に固定された底板部５３にて連結されている。第２遮蔽部材５２は、カソードユニット３が第２成膜待機領域Ｂ２にて待機した場合に、図１（Ｃ）に示すように、成膜領域Ａ側に位置し、第２成膜待機領域Ｂ２に配置される第２対向部材４２との間で、第１遮蔽部材５１と第１対向部材との関係と同じ関係となる。すなわち、カソードユニット３が第２成膜待機領域Ｂ２に待機する位置にて、第２対向部材４２に近接した状態で対向する対向端部５aを有し、対向端部５ａと第２対向部材４２との間に隙間Ｇが形成される。この隙間Ｇ
によって、第２成膜待機領域Ｂ２内でのプリスパッタ時に発生するスパッタ粒子（成形材料）の成膜領域Ａ側への飛翔が制限され、回り込みが制限される。回り込みを効果的に制限するために、隙間Ｇを形成する対向端部５aの移動方向Ｆの幅Ｌは、対向端部５ａと第
２対向部材４２間の最短距離ｄ１よりも大きく設定されている。この場合も、第１遮蔽部材５１と同様に、（Ｌ≧３ｄ１）とすることが好ましく、より好ましくは、（Ｌ≧５ｄ１）に設定される。

第１対向部材４１及び第２対向部材４２は、いずれも、回転カソードユニット３に対向するように水平（ＸＹ平面）に延びる水平板部４ａと、水平板部４ａの反成膜領域側の端部から回転カソードユニット３の反成膜領域側を覆うように垂直（ＹＺ平面）に延びる垂直板部４ｂとを有している。上記第１遮蔽部材５１の対向端部５ａが対向するのは、水平板部４ａである。水平板部４ａの移動方向ＦＬ、ＦＲと平行方向の長さは、第１遮蔽部材５１及び第２遮蔽部材５２を含めた回転カソードユニット３の長さより長くなっている。一方、第１遮蔽部材５１は、回転カソードユニット３の移動方向（ＦＬ）に対して交差する方向、この例では直交方向に延びる板状部材で、第１対向部材４１の水平板部４ａと対向する対向端部５ａが、水平板部４ａと平行の平坦面で、第１遮蔽部材５１の基端部５ｂ移動方向の厚さよりも幅広に延びる延在部となっている。

この実施形態では、第１遮蔽部材５１の成膜領域Ａに面する側の第１側面５ｃは、底板
部５３に固定される基端部５ｂから上方（対向部材側）に向かって、徐々に成膜領域Ａ側に傾く傾斜面となっている。一方、第１遮蔽部材５１の回転カソードユニット３側の第２側面５ｄは、回転カソード３Ａを迂回するように「く」の字形状に屈曲した形状で、基端部５ｂから第１対向部材４１の水平板部４ａ側に向かって徐々に成膜領域Ａ側に傾斜する基端側傾斜面５ｄ１と、基端側傾斜面５ｄ１の端部から第１対向部材４１に向けて、徐々に回転カソード３Ａ側に傾斜する対向端部側傾斜面５ｄ２とを備えている。この対向端部側傾斜面５ｄ２を有することで、成膜源が成膜待機領域Ｂにあるときに成膜材料（スパッタ粒子）が隙間Ｇに進入しにくくなり、これにより、成膜領域Ａへの回りこみをより一層抑制することができる。第２遮蔽部材５２は、第１回転カソード３Ａと第２回転カソード３Ｂの中間を通るＹＺ面に対して、第１遮蔽部材５１と対称形状であり、同一の構成部分について、同一の符号を付し、説明は省略する。

次に、成膜装置１による成膜方法について説明する。以下の説明は、カソードユニット３が第１成膜待機領域Ｂ１に待機し、成膜領域Ａを通って第２成膜待機領域Ｂ２に向かって移動する場合について説明する。

まず、カソードユニット３が第１成膜待機領域Ｂ１にて待機する（図１（Ａ）中、右側）。この第１成膜待機領域Ｂ１にて、成膜工程（本スパッタ構成）に先立って、カソードユニット３を駆動し、第１回転カソード３Ａ及び第２回転カソード３Ｂにバイアス電位を付与する。これにより、各ターゲット３５を回転させてスパッタ粒子を放出させるプリスパッタ（準備工程）を行う。プリスパッタは、各ターゲット３５の周囲に形成されるプラズマの生成が安定するまで行われることが好ましい。

このプリスパッタ工程において、各ターゲット３５から放出されるスパッタ粒子のうち、チャンバ１０の天井壁１０ｄに向けて飛翔するスパッタ粒子は、第１対向部材４１の水平板部４ａで大半が遮蔽され、また、成膜領域Ａに向けて移動方向ＦＬに飛翔するスパッタ粒子は、大半は第１遮蔽部材５１で遮蔽され、さらに、成膜領域Ａと反対側に飛翔するスパッタ粒子は第２遮蔽部材５２によって遮蔽される。一方、第１遮蔽部材５１の対向端部５ａと第１対向部材４１との間の隙間Ｇに進入するスパッタ粒子は、散乱して種々の方向に運動しているので、隙間Ｇを通過する間に、近接した第１対向部材４１と第１遮蔽部材５１の対向端部５ａに付着する。これにより、スパッタ粒子の飛翔が制限され、成膜領域Ａへ回り込むスパッタ粒子の量が制限される。

そして、一定時間プリスパッタを行った後、本スパッタ工程に移行する。すなわち、カソードユニット３のターゲット３５を回転駆動させてスパッタリングを行いながら、直線駆動機構１２を駆動して成膜領域Ａに進入させる。そして、成膜領域Ａ内で、カソードユニット３を成膜対象物２に対して所定速度で移動させる。この間、磁石ユニット３０によって、成膜対象物２に面するターゲット３５の表面近傍にプラズマが集中して生成され、プラズマ中の陽イオン状態のガスイオンがターゲット３５をスパッタし、飛散したスパッタ粒子が成膜対象物２に堆積する。カソードユニット３の移動に伴って、カソードユニット３の移動方向上流側から下流側に向けて、順次、スパッタ粒子が堆積されていくことで成膜される。成膜領域Ａを通過すると、カソードユニット３が第２成膜待機領域Ｂ２に進入し、直線駆動機構１２を停止すると共に、カソードユニット３の駆動を停止する。さらに、必要に応じて、往復移動させて、成膜を実行するようにしてもよい。

次に、本発明の遮蔽部材の変形例につい説明する。以下の説明では、主として、実施形態１の遮蔽部材と異なる点についてのみ説明し、同一の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

［変形例１］
図３（Ａ）は、遮蔽部材の変形例１を示している。この変形例１では、第１遮蔽部材１５１が、ストレートの垂直板部１５ｂと、垂直板部１５ｂの一端から成膜領域Ａ側に水平に張り出す張出部１５ａとを備えた構成で、張出部１５ａが、第１対向部材４１の水平板部４ａに対向する対向端部を構成している。この場合も、張出部１５ａと対向部材４１の水平板部４ａの間に隙間Ｇが形成され、この隙間Ｇによって、第１成膜待機領域Ｂ１内でのプリスパッタ時に発生するスパッタ粒子（成形材料）の成膜領域Ａ側への回り込みが制限される。そして、張出部１５aの移動方向Ｆの幅Ｌと、張出部１５ａと第１対向部材４
１の水平板部４ａ間の最短距離ｄ１の関係は、上記実施形態１の第１遮蔽部材と第１対向部材の関係と同じである。

第２遮蔽部材１５２については、第１遮蔽部材１５１と対称形状であり、同一の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。このようにすれば、実施形態１と異なり、第１遮蔽部材１５１及び第２遮蔽部材１５２を板材の曲げ成形で成形することができ、成形が容易となる。

［変形例２］
図３（Ｂ）は、遮蔽部材の変形例２を示している。この変形例２も、変形例１と同様に、第１遮蔽部材２５１が、ストレートの垂直板部２５ｂと、垂直板部２５ｂの一端から成膜領域Ａ側に張り出す張出部２５ａとを備えた構成であるが、張出部２５ａが水平に張り出すのではなく、成膜領域Ａ側に向けて徐々に対向部材の水平板部に近接する方向に傾斜する傾斜構造となっている。この張出部２５ａが、第１対向部材４１の水平板部４ａに対向する対向端部を構成している。この場合も、張出部２５ａと対向部材４１の水平板部４ａの間に隙間Ｇが形成され、この隙間Ｇによって、第１成膜待機領域Ｂ１内でのプリスパッタ時に発生するスパッタ粒子（成形材料）の成膜領域Ａ側への回り込みが制限される。そして、張出部１５aの移動方向Ｆの幅Ｌと、張出部２５ａと第１対向部材４１の水平板
部４ａ間の最短距離ｄ１の関係は、上記実施形態１の第１遮蔽部材と第１対向部材の関係と同じである。ただし、張出部２５ａと第１対向部材４１の水平板部４ａ間の最短距離ｄ１は、張出部２５ａの成膜領域Ａ側の張り出し端である。

第２遮蔽部材２５２についても、第１遮蔽部材２５１と対称形状であり、同一の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。この場合も、第１遮蔽部材２５１及び第２遮蔽部材２５２を板材の曲げ成形で成形することができ、成形が容易となる。なお、この張出部２５ａの傾斜構造は、第１対向部材４１の水平板部４ａに対して成膜領域Ａ側に向けて隙間が開くように傾斜する構成となっていてもよいし、隙間が段階的に小さくなるようなステップ形状となっていてもよく、種々の変形が可能である。

［変形例３］
図４は、遮蔽部材の変形例３を示している。この変形例３も、変形例１と同様に、第１遮蔽部材３５１が、ストレートの板材によって構成されるが、一端に張出部がなく、ストレートの第１遮蔽部材３５１の対向端部３５ａが第１対向部材４１の水平板部４ａに近接するようになっている。この場合も、対向端部３５ａと対向部材４１の水平板部４ａの間に隙間Ｇが形成され、この隙間Ｇによって、第１成膜待機領域Ｂ１内でのプリスパッタ時に発生するスパッタ粒子（成形材料）の成膜領域Ａ側への回り込みが制限される。回り込みを効果的に制限するために、隙間Ｇを形成する対向端部３５aの移動方向Ｆの幅Ｌは、
対向端部３５ａと第１対向部材４１間の最短距離ｄ１よりも大きく設定されている。第２遮蔽部材３５２についても、第１遮蔽部材３５１と対称形状であり、同一の構成部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

［その他の実施形態］
なお、上記実施形態では、カソードユニット３が、２つの回転カソード３Ａ，３Ｂを２連配置となっているが、３つ以上でもよいし、１つでもよい。また、カソードユニット３は回転可能なターゲット３５を有するロータリーカソードではなく、平板状のターゲットを有するプレーナカソードであってもよい。さらに、本発明は、スパッタ成膜装置に限定されるものではなく、スパッタリングを用いない蒸着方式の成膜源についても適用可能である。

１成膜装置
２成膜対象物
３回転カソードユニット（成膜源）
４１，４２第１，第２対向部材
５１，５２第１，第２遮蔽部材
５ａ対向端部
１０チャンバ
１２直線駆動機構（駆動機構、移動手段）
Ａ１成膜領域
Ｂ１，Ｂ２第１，第２成膜待機領域
Ｌ対向端部の幅
ｄ１対向端部と対向部材間の最短距離

Claims

成膜対象物と、該成膜対象物に向かって成膜材料を飛翔させて前記成膜対象物に成膜する成膜源と、が配置されるチャンバと、
前記成膜源を、所定の成膜待機領域と成膜領域との間で前記成膜対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、を有する成膜装置であって、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向するように配置された対向部材と、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源の前記成膜領域側に配置され、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対的に移動する遮蔽部材と、を有し、
前記遮蔽部材は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに前記対向部材に近接した状態で対向する対向端部を有し、
該対向端部の前記成膜源の相対移動方向の幅は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときにおける、前記対向端部と前記対向部材との間の最短距離よりも大きく、
前記遮蔽部材は、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第１の遮蔽部材と、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第２の遮蔽部材と、を有することを特徴とする成膜装置。
前記遮蔽部材は、前記成膜源の相対移動方向に対して交差する方向に延びる壁部を有し、該壁部の一端に前記対向端部が設けられており、該対向端部は前記壁部の前記成膜源の相対移動方向の厚さよりも幅広の延在部となっている請求項１に記載の成膜装置。
前記移動手段は、前記成膜源および前記遮蔽部材を前記成膜対象物の成膜面に沿って移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
前記成膜源は、スパッタリングカソードであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の成膜装置。
前記成膜源は、前記チャンバ内に配置されるターゲットを介して前記成膜対象物と対向する位置に配置される磁場発生手段を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜装置。
前記成膜源は、前記チャンバ内に配置される円筒状のターゲットの内部に配置される磁場発生手段を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の成膜装置。
前記円筒状のターゲットを回転駆動する回転駆動部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。
前記成膜対象物への成膜の前に、前記成膜待機領域において、前記成膜源の周囲にプラズマを生成させることを特徴とする請求項４または５に記載の成膜装置。
前記成膜待機領域は、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第１成膜待機領域と、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第２成膜待機領域と、を有し、
前記対向部材は、前記第１成膜待機領域において前記成膜源と対向する第１の対向部材と、前記第２成膜待機領域において前記成膜源と対向する第２の対向部材と、を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の成膜装置。
前記第１の遮蔽部材の有する前記対向部材に対向する対向端部は前記成膜源側から前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の上流側に向かって延在しており、
前記第２の遮蔽部材の有する前記対向部材に対向する対向端部は前記成膜源側から前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の下流側に向かって延在していることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の成膜装置。
前記対向端部の前記成膜源の相対移動方向の幅をＬ、前記対向端部と前記対向部材間の最短距離をｄ１としたときに、下記式（１）を満たすことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の成膜装置。
Ｌ≧３ｄ１・・・（１）
前記対向端部の前記成膜源の相対移動方向の幅をＬ、前記対向端部と前記対向部材間の最短距離をｄ１としたときに、下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の成膜装置。
Ｌ≧５ｄ１・・・式（２）
前記対向端部の前記成膜源の相対移動方向の幅をＬ、前記遮蔽部材の前記対向部材に対向する対向端部と前記成膜源との間の最小距離をｄ２としたときに、さらに下記式（３）を満たすことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の成膜装置。
Ｌ＞ｄ２・・・式（３）
成膜対象物と、該成膜対象物に向かって成膜材料を飛翔させて前記成膜対象物に成膜する成膜源と、が配置されるチャンバと、
前記成膜源を、所定の成膜待機領域と成膜領域との間で前記成膜対象物に対して相対的に移動させる移動手段と、を有する成膜装置であって、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向するように配置された対向部材と、
前記成膜待機領域に位置する前記成膜源の前記成膜領域側に配置され、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対的に移動する遮蔽部材と、を有し、
前記遮蔽部材は、前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに前記対向部材に近接した状態で対向する対向端部を有し、
前記成膜源が前記成膜待機領域に位置するときに、前記対向部材と前記対向端部との間に、前記成膜待機領域内からの成膜材料の前記成膜領域側への飛翔を制限する隙間が形成され、
前記遮蔽部材は、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第１の遮蔽部材と、前記移動手段による前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第２の遮蔽部材と、を有することを特徴とする成膜装置。
成膜源をチャンバ内の成膜待機領域に待機させ、前記成膜源から成膜材料が飛翔する状態とする準備工程と、
前記成膜待機領域から前記チャンバ内の成膜領域に、前記準備工程で前記成膜材料が飛翔する状態となった前記成膜源を成膜対象物に対して相対的に移動させ、前記成膜源から飛翔する成膜材料を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程と、を有する成膜方法であって、
前記成膜待機領域には、該成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向する対向部材を設けるとともに、前記成膜源の前記成膜領域側に、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対移動する遮蔽部材を設け、前記遮蔽部材は、前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第１の遮蔽部材と、前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第２の遮蔽部材と、を有し、
前記準備工程では、前記成膜源を前記成膜待機領域に待機させるとともに、前記遮蔽部材の対向端部を前記対向部材に近接させた状態で、前記成膜源からの前記成膜材料の放出を開始し、前記遮蔽部材の対向端部と前記対向部材との間の隙間を通じて前記成膜領域側に移動する成形材料を、近接する前記対向部材と前記遮蔽部材の対向端部に付着させることを特徴とする成膜方法。
成膜源をチャンバ内の成膜待機領域に待機させ、前記成膜源から成膜材料が飛翔する状態とする準備工程と、
前記成膜待機領域から前記チャンバ内の成膜領域に、前記準備工程で前記成膜材料が飛翔する状態となった前記成膜源を成膜対象物に対して相対的に移動させ、前記成膜源から飛翔する成膜材料を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程と、を有する電子デバイスの製造方法であって、
前記成膜待機領域には、該成膜待機領域に位置する前記成膜源と対向する対向部材を設けるとともに、前記成膜源の前記成膜領域側に、前記成膜源と共に前記成膜対象物に対して相対移動する遮蔽部材を設け、前記遮蔽部材は、前記成膜源の相対移動方向の上流側に配置された第１の遮蔽部材と、前記成膜源の相対移動方向の下流側に配置された第２の遮蔽部材と、を有し、
前記準備工程では、前記成膜源を前記成膜待機領域に待機させるとともに、前記遮蔽部材の対向端部を前記対向部材に近接させた状態で、前記成膜源からの前記成膜材料の放出を開始し、前記遮蔽部材の対向端部と前記対向部材との間の隙間を通じて前記成膜領域側に移動する成形材料を、近接する前記対向部材と前記遮蔽部材の対向端部に付着させることを特徴とする電子デバイスの製造方法。