JPWO2020137145A1

JPWO2020137145A1 - 成膜装置及び成膜方法

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Publication number: JPWO2020137145A1
Application number: JP2020562869A
Authority: JP
Inventors: 周司小平; 鉄兵高橋; 尭大飛石; 典史山村; 片桐　弘明; 弘明片桐; 純也久保; 鈴木　正明; 正明鈴木
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2018-12-28
Filing date: 2019-10-30
Publication date: 2021-09-09
Also published as: TW202033803A; US20210348263A1; WO2020137145A1; CN112639158A; KR20210032519A

Abstract

【課題】高い量産性で、より均一な膜厚分布で基板に膜を形成する。【解決手段】成膜装置では、基板ホルダは、第１ターゲットに対向する基板を少なくとも１つ支持し、第１中心軸を中心に回転し、基板が上記第１中心軸とは反れた第２中心軸を中心に回転可能に構成されている。真空容器は、上記第１ターゲットと、基板ホルダとを収容する。電力源は、第１ターゲットに放電電力を供給する。ガス供給機構は、真空容器に放電ガスを供給する。第１中心軸と直交する方向における第１中心軸と第２中心軸との間の距離をＤｓ、第１中心軸と直交する方向における第１中心軸と第１ターゲットの中心との間の距離をＤｔ、第１ターゲットの半径をＲ、第１中心軸の方向における第１ターゲットと基板との間の距離をＨ、ＤｓとＤｔとの差の絶対値をＡとした場合、Ｄｓ＋Ｄｔ≧Ｈ、Ａ≧Ｒ、Ｈ≧Ｒの関係式を満たしている。

Description

本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。

近年、成膜装置においては、基板に形成される膜の膜厚分布を改善するため、スパッタリングターゲットに対向させた基板ホルダを回転しつつ、基板ホルダに支持された基板を回転しながら基板に成膜をする装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−１４７６７７号公報

このような装置においては、高い量産性が要求されることはもとより、膜厚分布に関してさらなる厳格な仕様が要求される場合がある。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高い量産性で、より均一な膜厚分布で基板に膜を形成することができる成膜装置及び成膜方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成膜装置は、第１ターゲットと、基板ホルダと、真空容器と、電力源と、ガス供給機構とを具備する。
上記基板ホルダは、上記第１ターゲットに対向する基板を少なくとも１つ支持し、第１中心軸を中心に回転し、上記基板が上記第１中心軸とは反れた第２中心軸を中心に回転可能に構成されている。
上記真空容器は、上記第１ターゲットと、上記基板ホルダとを収容する。
上記電力源は、上記第１ターゲットに放電電力を供給する。
上記ガス供給機構は、上記真空容器に放電ガスを供給する。
上記第１中心軸と直交する方向における上記第１中心軸と上記第２中心軸との間の距離をＤｓ、上記第１中心軸と直交する方向における上記第１中心軸と上記第１ターゲットの中心との間の距離をＤｔ、上記第１ターゲットの半径をＲ、上記第１中心軸の方向における上記第１ターゲットと上記基板との間の距離をＨ、ＤｓとＤｔとの差の絶対値をＡとした場合、Ｄｓ＋Ｄｔ≧Ｈ、Ａ≧Ｒ、Ｈ≧Ｒの関係式を満たしている。

このような成膜装置によれば、第１ターゲットと、基板ホルダと、基板とが上記関係を満たす条件で成膜が行われるので、量産性が高く、より均一な膜厚分布で基板に膜が形成される。

成膜装置においては、上記第１中心軸と直交する方向において上記第１ターゲットに並設された第２ターゲットをさらに具備してもよい。
上記第１中心軸と直交する方向における上記第１中心軸と上記第２ターゲットの中心との間の距離をＤｔ'、上記第２ターゲットの半径をＲ'、上記第１中心軸の方向における上記第２ターゲットと上記基板との間の距離をＨ'、ＤｓとＤｔ'との差の絶対値をＡ'とした場合、Ｄｓ＋Ｄｔ'≧Ｈ'、Ａ'≧Ｒ'、Ｈ'≧Ｒ'の関係式を満たしている。

このような成膜装置によれば、このような成膜装置によれば、第１ターゲットのほかに、第２ターゲットと、基板ホルダと、基板とが上記関係を満たす条件で成膜が行われるので、量産性が高く、より均一な膜厚分布で基板に膜が形成される。

成膜装置においては、ＤｓとＤｔとの差の符号は、ＤｓとＤｔ'との差の符号と反対になってもよい。

このような成膜装置によれば、第１ターゲットのほかに、第２ターゲットが用いられるので、量産性が高く、より均一な膜厚分布で基板に膜が形成される。

成膜装置においては、上記電力源は、上記第１ターゲットに上記第２ターゲットとは異なる電力を供給してよい。

このような成膜装置によれば、第１ターゲット及び第２ターゲットのそれぞれにおいて、給電電力が調整されるので、より均一な膜厚分布で基板に膜が形成される。

成膜装置においては、上記基板の表面、上記第１ターゲットの表面、及び上記第２ターゲットの表面に対する法線のいずれかが上記第１中心軸と交差してもよい。

このような成膜装置によれば、基板の表面、第１ターゲットの表面、及び第２ターゲットの表面に対する法線のいずれかが第１中心軸と交差するように調整されるので、より均一な膜厚分布で基板に膜が形成される。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成膜装置は、複数のターゲットと、基板ホルダと、真空容器と、電力源と、ガス供給機構とを具備する。
上記基板ホルダは、上記複数のターゲットに対向する基板を少なくとも１つ支持し、第１中心軸を中心に回転し、上記基板が上記第１中心軸とは反れた第２中心軸を中心に回転可能に構成される。
上記真空容器は、上記複数のターゲットと、上記基板ホルダとを収容する。
上記電力源は、上記複数のターゲットに放電電力を供給する。
上記ガス供給機構は、上記真空容器に放電ガスを供給する。
上記複数のターゲットは、上記第１中心軸と直交する方向において並設されている。
上記第１中心軸と直交する方向における上記第１中心軸と上記第２中心軸との間の距離をＤｓ、上記第１中心軸と直交する方向における上記第１中心軸と上記複数のターゲットの任意のターゲットの中心との間の距離をＤｔ、上記ターゲットの半径をＲ、上記第１中心軸の方向における上記複数のターゲットと上記基板との間の距離をＨ、ＤｓとＤｔとの差の絶対値をＡとした場合、Ｄｓ＋Ｄｔ≧Ｈ、Ａ≧Ｒ、Ｈ≧Ｒの関係式を満たしている。

このような成膜装置によれば、第１ターゲットと、基板ホルダと、複数の基板とが上記関係を満たす条件で成膜が行われるので、量産性が高く、より均一な膜厚分布で基板に膜が形成される。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成膜方法では、真空容器に収容され第１中心軸を中心に回転する基板ホルダであって、上記基板ホルダに支持される基板が上記第１中心軸とは反れた第２中心軸を中心に回転する上記基板ホルダに上記基板が少なくとも１つ支持される。
上記真空容器に放電ガスが供給される。
上記基板ホルダに対向し、上記真空容器に収容された第１ターゲットに放電電力が供給される。
上記第１中心軸と直交する方向における上記第１中心軸と上記第２中心軸との間の距離をＤｓ、上記第１中心軸と直交する方向における上記第１中心軸と上記第１ターゲットの中心との間の距離をＤｔ、上記第１ターゲットの半径をＲ、上記第１中心軸の方向における上記第１ターゲットと上記基板との間の距離をＨ、ＤｓとＤｔとの差の絶対値をＡとした場合、Ｄｓ＋Ｄｔ≧Ｈ、Ａ≧Ｒ、Ｈ≧Ｒの関係式を満たす条件下で上記基板に成膜が行われる。

このような成膜方法によれば、第１ターゲットと、基板ホルダと、基板とが上記関係を満たす条件で成膜が行われるので、量産性が高く、より均一な膜厚分布で基板に膜が形成される。

成膜方法においては、上記真空容器内で上記第１中心軸と直交する方向において上記第１ターゲットに第２ターゲットを並設し、上記第２ターゲットに放電電力を供給してもよい。
上記第１中心軸と直交する方向における上記第１中心軸と上記第２ターゲットの中心との間の距離をＤｔ'、上記第２ターゲットの半径をＲ'、上記第１中心軸の方向における上記第２ターゲットと上記基板との間の距離をＨ'、ＤｓとＤｔ'との差の絶対値をＡ'とした場合、Ｄｓ＋Ｄｔ'≧Ｈ'、Ａ'≧Ｒ'、Ｈ'≧Ｒ'の関係式を満たす条件下で上記基板に成膜が行われる。

このような成膜装置によれば、第１ターゲットのほかに第２ターゲットと、基板ホルダと、基板とが上記関係を満たす条件で成膜が行われるので、量産性が高く、より均一な膜厚分布で基板に膜が形成される。

以上述べたように、本発明によれば、高い量産性で、より均一な膜厚分布で基板に膜を形成することができる成膜装置及び成膜方法が提供される。

図（ａ）は、本実施形態に係る成膜装置の概略的上面図である。図（ｂ）は、本実施形態に係る成膜装置の概略的断面図である。図（ａ）は、本実施形態の変形例１に係る成膜装置の概略的上面図である。図（ｂ）は、本実施形態に係る成膜装置の概略的断面図である。多元ターゲットを用いた場合に基板に形成される膜の膜厚分布の概略図である。本実施形態の変形例２に係る成膜装置の概略的上面図である。本実施形態の変形例３に係る成膜装置の概略的断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。各図面には、ＸＹＺ軸座標が導入される場合がある。また、同一の部材または同一の機能を有する部材には同一の符号を付す場合があり、その部材を説明した後には適宜説明を省略する場合がある。

図１（ａ）は、本実施形態に係る成膜装置の概略的上面図である。図１（ｂ）は、本実施形態に係る成膜装置の概略的断面図である。図１（ａ）には、図１（ｂ）のＢ１−Ｂ２線に沿った断面が示されている。図１（ｂ）には、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線に沿った断面が示されている。

成膜装置１は、所謂、デポアップ型のスパッタリング装置である。成膜装置１は、真空容器１０と、ターゲット２０（第１ターゲット）と、基板ホルダ３０と、支持台４０と、電力源６０と、ガス供給源７０と、排気機構７１とを具備する。基板ホルダ３０は、１つに限らず、複数の基板９０を設置することができる。基板９０は、例えば、半導体ウェーハ、ガラス基板、石英基板等である。

真空容器１０は、減圧状態を維持可能な容器である。真空容器１０は、容器本体１０１と、蓋部１０２とを有する。蓋部１０２は、容器本体１０１を覆い、容器本体１０１を密に塞ぐ。真空容器１０をＺ軸方向から上面視した場合、その外形は、例えば、矩形になっている。真空容器１０は、ターゲット２０、基板ホルダ３０、支持台４０等を収容する。

真空容器１０には、ガス供給源７０が取り付けられている。ガス供給源７０は、真空容器１０内にプラズマ放電用のガスを供給する。ガスは、例えば、不活性ガス（Ａｒ、Ｎｅ、Ｈｅ等）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）等である。ガス供給源７０には、ガス流量を調整するガス流量計が設けられてもよい。また、真空容器１０には、内部圧力を計測する圧力計が設けられてもよい。

また、真空容器１０には、真空ポンプ等の排気機構７１が接続されている。この排気機構７１によって真空容器１０の大気が排気され、真空状態が維持される。また、排気機構７１によって真空容器１０内に導入されたガスが排気され、真空容器１０内が所定の圧力に維持される。

ターゲット２０（スパッタリングターゲット）は、金属製のバッキングプレート２１に接合されている。ターゲット２０及びバッキングプレート２１のそれぞれの平面形状は、例えば、円形である。ターゲット２０は、真空容器１０の下部に配置された支持台４０に固定される。また、ターゲット２０の裏面には、磁石（不図示）を配置してもよい。これにより、マグネトロンスパッタリングが実現する。ターゲット２０の表面（被スパッタリング面）は、基板ホルダ３０に対向する。

ターゲットの材料は、基板９０に形成される層の組成に応じて、適宜選択される。ターゲットの材料は、特に限ることなく、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）等である。

基板ホルダ３０は、回転プレート３０１と、回転機構３０２と、基板支持具３１１と、回転機構３１２とを有する。基板ホルダ３０は、ターゲット２０に対向する。

回転プレート３０１は、その平面形状が円形になっている。回転プレート３０１は、回転機構３０２によって、回転プレート３０１の中心軸３００を中心に回転（自転）する。また、回転プレート３０１には、複数の基板支持具３１１が設けられている。複数の基板支持具３１１は、ターゲット２０に対向する。

例えば、図１（ａ）の例では、基板ホルダ３０の中心軸３００（第１中心軸）を中心に、１２個の基板支持具３１１が配置されている。基板支持具３１１の平面形状は、基板９０の平面形状に合わせて設計され、例えば、円形である。また、複数の基板支持具３１１のそれぞれの中心軸３００からの距離は、同じである。

また、回転プレート３０１には、基板支持具３１１を回転（自転）させる回転機構３１２が設けられている。この回転機構３１２により、基板支持具３１１は、中心軸３００から反れた中心軸３１０を中心に回転する。

基板ホルダ３０が複数の基板支持具３１１を備えることにより、基板ホルダ３０は、１つまたは複数の基板９０を支持することができる。基板支持具３１１に支持された基板９０は、ターゲット２０に対向する。また、基板支持具３１１に基板９０が支持された場合は、中心軸３１０は基板９０が回転する中心軸にもなる。すなわち、基板９０は、回転機構３１２により中心軸３１０を中心に自転する。

また、基板ホルダ３０が複数の基板９０が支持されたとき、複数の基板９０のそれぞれは、基板ホルダ３０の中心軸３００から同じ距離に位置する。これにより、基板ホルダ３０が中心軸３００を中心に回転したときは、複数の基板９０のそれぞれが中心軸３００を中心に公転する。この際、複数の基板９０のそれぞれは、ターゲット２０上で同じ経路を通過する。

電力源６０は、バッキングプレート２１を介してターゲット２０に、電力を供給する。電力は、ＤＣ電力、パルスＤＣ電力、ＲＦ電力等である。例えば、ターゲット２０にＤＣ電力が供給された場合、ターゲット２０は、陰極となり、真空容器１０等が陽極（または、アース）となる。また、電力源６０がＲＦ電源のときには、電力源６０とターゲット２０との間に整合回路（不図示）を設けてもよい。

なお、ターゲット２０と基板９０の間を塞ぐシャッター機構をターゲット２０上に設けてもよい。

また、成膜装置１は、基板９０に形成した膜に酸素プラズマを晒し、膜を酸化して酸化膜を形成する酸素プラズマ源を備えてもよい。

成膜装置１においては、中心軸３００と直交する方向における中心軸３００と中心軸３１０との間の距離をＤｓ、中心軸３００と直交する方向における中心軸３００とターゲット２０の中心との間の距離をＤｔ、ターゲット２０の半径をＲ、中心軸３００の方向におけるターゲット２０と基板９０との間の距離をＨ、ＤｓとＤｔとの差（Ｄｓ−Ｄｔ）の絶対値をＡとした場合、
Ｄｓ＋Ｄｔ≧Ｈ・・・（１）式
Ａ≧Ｒ・・・（２）式
Ｈ≧Ｒ・・・（３）式
の関係式を満たすように、基板ホルダ３０、ターゲット２０、及び基板９０が配置されている。

例えば、真空容器１０内において、少なくとも１つの基板９０が基板ホルダ３０に支持され、中心軸３１０を中心に自転しながら、中心軸３００を中心に公転する。この際、基板９０が中心軸３１０を中心に自転する角速度は、中心軸３００を中心に公転する角速度よりも速く設定される。

また、真空容器１０には、ガス供給源７０からＡｒ等の放電ガスが供給され、ターゲット２０には電力源６０から放電電力が供給される。これにより、ターゲット２０がプラズマによってスパッタリングされ、（１）式〜（３）式を満たす条件下で、基板９０に膜が形成される。

ここで、ターゲット２０から飛遊するスパッタリング粒子の量は、ターゲット２０からスパッタリング粒子が飛び出す放出角度に依存する。例えば、スパッタリング粒子の量は、ターゲット２０の法線の方向が最も多くなり、法線から反れるにつれ徐々に量が減少する。

このような放出角度分布をもってスパッタリング粒子がターゲット２０から飛び出したとしても、（１）式〜（３）式を満たす条件下に従い基板９０にスパッタリング成膜を行うことで、基板９０に形成される膜の厚みは、より均一になる。また、基板ホルダ３０は、複数の基板９０を保持できることから、１バッチで複数の基板９０に対してスパッタリング成膜ができ、その量産性が向上する。

（変形例１）

また、ターゲット２０については、１つとは限らず、複数のターゲット（多元ターゲット）を用いてもよい。

図２（ａ）は、本実施形態の変形例１に係る成膜装置の概略的上面図である。図２（ｂ）は、本実施形態に係る成膜装置の概略的断面図である。図２（ａ）には、図２（ｂ）のＢ１−Ｂ２線に沿った断面が示されている。図２（ｂ）には、図２（ａ）のＡ１−Ａ２線に沿った断面が示されている。

上記ターゲット２０をターゲット２０Ａとした場合、成膜装置２は、中心軸３００と直交する方向においてターゲット２０Ａに並設されたターゲット２０Ｂ（第２ターゲット）を具備する。

ターゲット２０Ｂは、金属製のバッキングプレート２１Ｂに接合されている。ターゲット２０Ｂ及びバッキングプレート２１Ｂのそれぞれの平面形状は、例えば、円形である。ターゲット２０Ｂは、支持台４０に固定される。また、ターゲット２０Ｂの裏面には、磁石（不図示）を配置してもよい。ターゲット２０Ｂの表面（被スパッタリング面）は、基板ホルダ３０に対向する。

電力源６０Ｂは、バッキングプレート２１Ｂを介してターゲット２０Ｂに、電力を供給する。なお、上記バッキングプレート２１は、バッキングプレート２１Ａに対応し、上記電力源６０は、電力源６０Ａに対応している。

図２（ａ）、（ｂ）の例では、ターゲット２０Ａ、２０Ｂが並ぶ方向は、真空容器１０の内壁の一部と平行になっている。例えば、ターゲット２０Ａ、２０Ｂは、中心軸３００からターゲット２０Ｂの表面の任意の位置に線を引き出した場合、この引き出し線の一部がターゲット２０Ａの表面に重なるように配置されている。

ターゲット２０Ａは、基板９０が通過するラインよりも中心軸３００の側に位置し、ターゲット２０Ｂは、該ラインよりも真空容器１０の側に位置する。Ｚ軸方向から成膜装置２を上面視した場合、基板９０は、ターゲット２０Ａ、２０Ｂの双方に重なりながら中心軸３００を中心に移動（公転）する。なお、ターゲット２０Ａ、２０Ｂが並ぶ方向は、Ｙ軸方向とは限らず、Ｙ軸方向と交差する方向に並んでもよい。

また、成膜装置２においては、中心軸３００と直交する方向における中心軸３００とターゲット２０Ｂの中心との間の距離をＤｔ'、ターゲット２０Ｂの半径をＲ'、中心軸３００の方向におけるターゲット２０Ｂと基板９０との間の距離をＨ'、ＤｓとＤｔ'との差（Ｄｓ−Ｄｔ'）の絶対値をＡ'とした場合、（１）式〜（３）式のほかに、
Ｄｓ＋Ｄｔ'≧Ｈ'・・・（４）式
Ａ'≧Ｒ' ・・・（５）式
Ｈ'≧Ｒ' ・・・（６）式
の関係式を満たすように、基板ホルダ３０、ターゲット２０Ａ、２０Ｂ、及び基板９０が配置されている。Ｈ'は、Ｈと実質的に同じである。また、ＤｓとＤｔとの差の符号は、ＤｓとＤｔ'との差の符号と反対になる。例えば、Ｄｓ−Ｄｔ'の符号が負の場合、Ｄｓ−Ｄｔの符号は正である。

ターゲット２０Ｂには電力源６０Ｂから放電電力が供給される。これにより、ターゲット２０Ａのほかにターゲット２０Ｂがプラズマによってスパッタリングされ、（１）式〜（６）式を満たす条件下で、基板９０に膜が形成される。なお、電力源６０Ａがターゲット２０Ａに供給する電力と、電力源６０Ｂがターゲット２０Ｂに供給する電力とは、異なってもよい。例えば、電力源６０Ｂによる供給電力は、電力源６０Ａによる供給電力よりも高く設定される。例えば、電力源６０Ｂによる供給電力は、電力源６０Ａによる供給電力の２倍程度に設定される。

図３は、多元ターゲットを用いた場合に基板に形成される膜の膜厚分布の概略図である。横軸は、基板９０の中心からの距離ｒであり、縦軸は、膜厚（規格値）である。

成膜装置２を用いれば、ターゲット２０Ａのみを用いた場合に生じる膜厚分布がターゲット２０Ｂを用いた場合に生じる膜厚分布によって補正されて、基板９０に形成される膜の厚みがさらに均一になる。

例えば、ターゲット２０Ａを用いた場合の膜厚分布が基板９０の中心から基板端に向かって右下がりの膜厚分布となったとする。この場合、ターゲット２０Ａよりも中心軸３００から離れたターゲット２０Ｂを用いた場合には、その膜厚分布が基板９０の中心から基板端に向かって右上がりの膜厚分布となる。

従って、ターゲット２０Ａとターゲット２０Ｂとを用いれば、ターゲット２０Ａのみを用いた場合に生じる膜厚分布がターゲット２０Ｂを用いた場合に生じる膜厚分布によって補正されて、基板９０に形成される膜の厚みがさらに均一になる。図３では、この厚みが２０Ａ＋２０Ｂとして示されている。

（変形例２）

図４は、本実施形態の変形例２に係る成膜装置の概略的上面図である。図４は、図１（ｂ）のＢ１−Ｂ２線に沿った断面に対応している。

支持台４０に固定されるターゲット２０Ａ、２０Ｂの組数は、一組とは限らない。例えば、成膜装置３は、２組のターゲット２０Ａ、２０Ｂを備える。例えば、一組のターゲット２０Ａ、２０Ｂが並ぶ方向に対して直交する方向に、別の一組のターゲット２０Ａ、２０Ｂが配置され、それぞれの組のターゲット２０Ａ、２０Ｂが並ぶ方向は、互いに平行である。

このような成膜装置３によれば、一組のターゲット２０Ａ、２０Ｂを用いた場合に生じる膜厚分布が別の一組のターゲット２０Ａ、２０Ｂを用いた場合に生じる膜厚分布によって補正されて、基板９０に形成される膜の厚みがさらに均一になる。さらには、組ごとに、ターゲット材を変えることで、材料が混合した膜、または材料の異なる膜を交互に積層することができる。

（変形例３）

図５は、本実施形態の変形例３に係る成膜装置の概略的断面図である。

成膜装置４においては、基板９０の表面及びターゲット２０の表面に対する法線のいずれかが中心軸３００と交差している。例えば、それぞれ法線は、中心軸３００に向かって傾いている。ターゲット２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの表面に対する法線のいずれかが中心軸３００と交差してもよい。

このような成膜装置４によれば、基板９０の表面、ターゲット２０の表面、及びターゲット２０Ａ、２０Ｂのそれぞれの表面に対する法線のいずれかが中心軸３００と交差するように調整されるので、より均一な膜厚分布で基板９０に膜が形成される。

以下の実施例により、本実施形態を具体的に説明する。本実施形態の範囲は、以下に示す実施例には限られない。

表１に、実施例１〜３、比較例１、２のそれぞれの条件と、結果とを示す。

実施例１〜３、比較例１、２では、基板９０として、約３００ｍｍ径のＳｉウェーハ基板を用いた。膜厚分布（％）は、Ｓｉウェーハ基板に形成された膜の最大膜厚をＤmax、最小膜厚をＤminとしたとき、±（Ｄmax−Ｄmin）／（Ｄmax＋Ｄmin）の式を百分率で表した値で定義した。膜厚分布の目的値は、例えば、−１％以上１％以下とした。ターゲットの直径は、いずれも、２９０ｍｍとした。放電圧力は、１．５Ｐａとした。放電電力は、ＤＣ電力を用いた。

また、多元ターゲットの場合、ターゲット２０Ａとターゲット２０Ｂとの２つのターゲットを使用した。それぞれのターゲットに投入される電力の比（パワー比）は、ターゲット２０Ａに投入される電力をＰ_２０Ａ、ターゲット２０Ｂに投入される電力をＰ_２０Ｂとした場合、Ｐ_２０Ｂ／（Ｐ_２０Ａ＋Ｐ_２０Ｂ）の式で定義した。

各実施例、各比較例の条件の詳細は、以下の通りである。

（実施例１）

ターゲット２０Ａの材料：Ｓｉ
放電ガス：Ａｒ／Ｏ_２
膜：ＳｉＯ_２膜

（実施例２）

ターゲット２０Ａの材料：Ｓｉ
放電ガス：Ａｒ／Ｏ_２
ターゲット２０Ｂの材料：Ｎｂ
放電ガス：Ａｒ／Ｏ_２
膜：ＳｉＯ_２膜とＮｂＯ_２膜との積層膜
パワー比：０．６７
（実施例２）

ターゲット２０Ａの材料：Ｓｉ
放電ガス：Ａｒ／Ｏ_２
ターゲット２０Ｂの材料：Ｎｂ
放電ガス：Ａｒ／Ｏ_２
膜：ＳｉＯ_２膜とＮｂＯ_２膜との積層膜
パワー比：０．７５

（比較例１）

（比較例２）

比較例１においては、（１）式は、満たしているものの、Ａ：１００ｍｍ、Ｒ：１４５ｍｍとなり、（２）式が満たされていない。このとき、膜厚分布は、±６．９％となった。また、比較例２においては、（１）式は、満たしているものの、Ｈ：１００ｍｍ、Ｒ：１４５ｍｍとなり、（３）式が満たされていない。このとき、膜厚分布は、±３．１％となった。従って、（１）式のほかに、（２）、（３）式を満たす必要があることが分かった。

一方、実施例１〜３は、（１）式〜（６）式を満たしている。例えば、ターゲット２０Ａのみを用いた実施例１では、膜厚分布が−１％以上１％以下に収まり、±０．５％になった。さらに、ターゲット２０Ａ、２０Ｂを用いた実施例２では、膜厚分布が±０．２７％となり、実施例１よりも良好な膜厚分布が得られた。また、実施例３では、ターゲット２０Ｂに投入される電力を実施例２よりも増加させた。この場合、膜厚分布が±０．１８％となり、実施例２よりもさらに膜厚分布が良好になった。

このように、比較例では、膜厚分布が１％を超える結果となったが、実施例１〜３においては、いずれも膜厚分布が１％よりも低くなり、実施例によれば、良好な膜厚分布が得られることが分かった。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。各実施形態は、独立の形態とは限らず、技術的に可能な限り複合することができる。

１、２、３、４…成膜装置
１０…真空容器
２０、２０Ａ、２０Ｂ…ターゲット
２１、２１Ａ、２１Ｂ…バッキングプレート
３０…基板ホルダ
４０…支持台
６０、６０Ａ、６０Ｂ…電力源
７０…ガス供給源
７１…排気機構
９０…基板
１０１…容器本体
１０２…蓋部
３００…中心軸
３０１…回転プレート
３０２…回転機構
３１０…中心軸
３１１…基板支持具
３１２…回転機構

Claims

第１ターゲットと、
上記第１ターゲットに対向する基板を少なくとも１つ支持し、第１中心軸を中心に回転し、前記基板が前記第１中心軸とは反れた第２中心軸を中心に回転可能に構成された基板ホルダと、
前記第１ターゲットと、前記基板ホルダとを収容する真空容器と、
前記第１ターゲットに放電電力を供給する電力源と、
前記真空容器に放電ガスを供給するガス供給機構と
を具備し、
前記第１中心軸と直交する方向における前記第１中心軸と前記第２中心軸との間の距離をＤｓ、
前記第１中心軸と直交する方向における前記第１中心軸と前記第１ターゲットの中心との間の距離をＤｔ、
前記第１ターゲットの半径をＲ、
前記第１中心軸の方向における前記第１ターゲットと前記基板との間の距離をＨ、
ＤｓとＤｔとの差の絶対値をＡとした場合、
Ｄｓ＋Ｄｔ≧Ｈ、Ａ≧Ｒ、Ｈ≧Ｒの関係式を満たす
成膜装置。
請求項１に記載の成膜装置であって、
前記第１中心軸と直交する方向において前記第１ターゲットに並設された第２ターゲットをさらに具備し、
前記第１中心軸と直交する方向における前記第１中心軸と前記第２ターゲットの中心との間の距離をＤｔ'、
前記第２ターゲットの半径をＲ'、
前記第１中心軸の方向における前記第２ターゲットと前記基板との間の距離をＨ'、
ＤｓとＤｔ'との差の絶対値をＡ'とした場合、
Ｄｓ＋Ｄｔ'≧Ｈ'、Ａ'≧Ｒ'、Ｈ'≧Ｒ'の関係式を満たす
成膜装置。
請求項２に記載の成膜装置であって、
ＤｓとＤｔとの差の符号は、ＤｓとＤｔ'との差の符号と反対になっている
成膜装置。
請求項２または３に記載の成膜装置であって、
前記電力源は、前記第１ターゲットに前記第２ターゲットとは異なる電力を供給する
成膜装置。
請求項２〜４のいずれか１つに記載の成膜装置であって、
前記基板の表面、前記第１ターゲットの表面、及び前記第２ターゲットの表面に対する法線のいずれかが前記第１中心軸と交差する
成膜装置。
複数のターゲットと、
前記複数のターゲットに対向する基板を少なくとも１つ支持し、第１中心軸を中心に回転し、前記基板が前記第１中心軸とは反れた第２中心軸を中心に回転可能に構成された基板ホルダと、
前記複数のターゲットと、前記基板ホルダとを収容する真空容器と、
前記複数のターゲットに放電電力を供給する電力源と、
前記真空容器に放電ガスを供給するガス供給機構と
を具備し、
前記複数のターゲットは、前記第１中心軸と直交する方向において並設され、
前記第１中心軸と直交する方向における前記第１中心軸と前記第２中心軸との間の距離をＤｓ、
前記第１中心軸と直交する方向における前記第１中心軸と前記複数のターゲットの任意のターゲットの中心との間の距離をＤｔ、
前記ターゲットの半径をＲ、
前記第１中心軸の方向における前記複数のターゲットと前記基板との間の距離をＨ、
ＤｓとＤｔとの差の絶対値をＡとした場合、
Ｄｓ＋Ｄｔ≧Ｈ、Ａ≧Ｒ、Ｈ≧Ｒの関係式を満たす
成膜装置。
真空容器に収容され第１中心軸を中心に回転する基板ホルダであって、前記基板ホルダに支持される基板が前記第１中心軸とは反れた第２中心軸を中心に回転する前記基板ホルダに前記基板を少なくとも１つ支持し、
前記真空容器に放電ガスを供給し、
前記基板ホルダに対向し、前記真空容器に収容された第１ターゲットに放電電力を供給し、
前記第１中心軸と直交する方向における前記第１中心軸と前記第２中心軸との間の距離をＤｓ、
前記第１中心軸と直交する方向における前記第１中心軸と前記第１ターゲットの中心との間の距離をＤｔ、
前記第１ターゲットの半径をＲ、
前記第１中心軸の方向における前記第１ターゲットと前記基板との間の距離をＨ、
ＤｓとＤｔとの差の絶対値をＡとした場合、
Ｄｓ＋Ｄｔ≧Ｈ、Ａ≧Ｒ、Ｈ≧Ｒの関係式を満たす条件下で前記基板に成膜を行う
成膜方法。
請求項７に記載の成膜方法であって、
前記真空容器内で前記第１中心軸と直交する方向において前記第１ターゲットに第２ターゲットを並設し、
前記第２ターゲットに放電電力を供給し、
前記第１中心軸と直交する方向における前記第１中心軸と前記第２ターゲットの中心との間の距離をＤｔ'、
前記第２ターゲットの半径をＲ'、
前記第１中心軸の方向における前記第２ターゲットと前記基板との間の距離をＨ'、
ＤｓとＤｔ'との差の絶対値をＡ'とした場合、
Ｄｓ＋Ｄｔ'≧Ｈ'、Ａ'≧Ｒ'、Ｈ'≧Ｒ'の関係式を満たす条件下で前記基板に成膜を行う
成膜方法。