TW201416476A - 薄膜形成裝置、濺鍍陰極及薄膜形成方法 - Google Patents

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Abstract

提供能以高成膜速率於大尺寸基板形成光學多層膜之薄膜形成裝置、濺鍍陰極及薄膜形成方法。一種薄膜形成裝置1，係在真空槽21內，藉由濺鍍於基板43上形成金屬化合物之薄膜。於真空槽21內具備：靶材63a,b，由金屬或具有導電性之金屬化合物構成；以及活性種源，設成與靶材63a,b相互在電磁性及壓力上彼此影響，生成反應性氣體之活性種。活性種源，具備供應反應性氣體之氣體源76,77、以及將能量供應至真空槽內以將反應性氣體激發成電漿狀態之能量源80。能量源80，在與真空槽21之間具備用以將能量供應至真空槽21內之介電體窗，介電體窗，配置成相對基板43平行或相對基板43以90°未滿之角度往靶材63a,b側傾斜。

Description

薄膜形成裝置、濺鍍陰極及薄膜形成方法
本發明係關於薄膜形成裝置、濺鍍陰極及薄膜形成方法，特別是關於能以高成膜速率於基板形成光學多層膜之薄膜形成裝置、濺鍍陰極及薄膜形成方法。
藉由濺鍍形成金屬化合物薄膜之方法，已知有使用高頻電源對金屬化合物靶材或金屬靶材導入反應性氣體並藉由反應性濺鍍形成薄膜之RF反應性濺鍍法或使用直流電源於金屬化合物靶材或金屬靶材導入反應性氣體並藉由反應性濺鍍形成薄膜之DC反應性濺鍍法等。
此處，圖8係顯示反應性氣體流量/全氣體流量比與成膜速率(薄膜之形成速度)之關係。此處，反應性氣體流量及全氣體流量係指在靶材附近之氣體流量。圖8中，反應性氣體流量比率低之區域，係與反應性氣體流量為0時大致相同之成膜速率之金屬模式A之區域。金屬模式之區域中，成膜速率對反應性氣體流量值之變動為遲鈍。
在反應性氣體流量比率較金屬模式高之區域中，成為藉由反應性氣體流量比率之上升而使成膜速率急遽地降低之遷移區域模式B，若更加增加反應性氣體流量比率，則成為成膜速率為低值且穩定、對反應性氣體流量值之變動為遲鈍之反應性模式C之區域。
上述RF反應性濺鍍法或DC反應性濺鍍法，係在圖8之圖表之反應性模式C之區域進行濺鍍，當與不導入反應性氣體而形成金屬薄膜之情形對比時，為1/5~1/10程度之成膜速率。
作為解決此種RF反應性濺鍍法或DC反應性濺鍍法中之成膜速率之降低且可形成高品質之光學多層膜之形成技術，已知有一種濺鍍方法，係於真空容器內設置自由基源，藉由以自由基使來自金屬靶材之濺鍍粒子或基板上之堆積物氧化等而形成金屬化合物(參照例如專利文獻1)。
專利文獻1所記載之濺鍍方法，係在空間上、壓力上分離真空容器內之成膜區與反應區，在成膜區進行來自金屬靶材之濺鍍後，在反應區使反應性氣體之活性種接觸於所形成之金屬薄膜，而形成金屬化合物之薄膜。
根據專利文獻1所記載之濺鍍方法，由於非圖8之反應性模式C而係以金屬模式A進行，因此能以高成膜速率形成光學多層膜。
然而，根據此專利文獻1之濺鍍方法，由於必須在空間上分離濺鍍之成膜區與進行籍由自由基之氧化、氮化之反應區且基板必須高速旋轉，因此裝置之形式限於旋轉料架型之旋轉筒式。因此，無法適用於基板對向型或直列(in-line)型之裝置。是以，能搭載之基板尺寸限定於小型，而難以對大尺寸基板成膜。
[先行技術文獻]
專利文獻1：日本特開2001-234338(段落0067~0072，圖1)
本發明有鑑於上述情事，其目的在於提供能以高成膜速率於大尺寸基板形成光學多層膜之薄膜形成裝置、濺鍍陰極及薄膜形成方法。
本發明者，針對在真空槽內之靶材與活性種源之配置深入研究之結果，發現一令人驚訝之事實，即藉由使將反應性氣體激發成電漿狀態之能量源成為既定配置，即使不將靶材與活性種源在空間上及壓力上分離而設成相互在電磁性及壓力上彼此影響，仍能非以反應性模式而以金屬模式或遷移區域模式之濺鍍來形成金屬化合物薄膜，從而完成本發明。
亦即，根據申請專利範圍第1項之發明，係一種薄膜形成裝置，係在 真空槽內，藉由濺鍍於基板上形成金屬化合物之薄膜，其特徵在於：於前述真空槽內具備：靶材，由金屬或具有導電性之金屬化合物構成；以及活性種源，設成與該靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響，生成反應性氣體之活性種；前述活性種源，具備供應前述反應性氣體之氣體源、以及將能量供應至前述真空槽內以將前述反應性氣體激發成電漿狀態之能量源；前述靶材，在與前述基板之間，隔著較40mm長且為400mm以下之間隔與前述基板對向配置；前述能量源，在與前述真空槽之間具備用以將前述能量供應至前述真空槽內之介電體窗；該介電體窗，配置成相對前述基板平行或相對前述基板以90°未滿之角度往前述靶材側傾斜，藉此解決前述課題。
一邊導入反應性氣體、一邊濺鍍金屬等靶材之習知反應性濺鍍，若使反應性氣體之導入量增加，則為了於靶材表面形成金屬化合物，會成為以成膜速率低之反應性模式來成膜，相較於此，本發明之薄膜形成方法，由於能非以反應性模式而以金屬模式或遷移區域模式之濺鍍來使金屬化合物成膜，因此能以高成膜速率形成光學多層膜。
亦即，由於具備設成與靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響之活性種源，因此藉由因對靶材施加電壓而產生之電漿與藉由活性種源而產生之電漿之相互作用，靶材與基板間之區域中之電漿密度即變高。其結果，靶材周邊之Ar+等濺鍍氣體活性種之量增加，濺鍍效率提升。
又，由於濺鍍效率提升，因此於靶材表面形成金屬化合物前從靶材表面彈出金屬或具有導電性之金屬化合物。是以，抑制金屬化合物於靶材表面之形成，防止成膜速率之降低。
再者，由於以活性種源生成反應性氣體之活性種，因此即使以較少之反應性氣體量亦能得到高反應率。其結果，即使減少反應性氣體之導入量，亦能使從靶材彈出之非完全化合物之粒子及藉由此粒子堆積於基板上而形成之非完全化合物之薄膜形成物充分地反應。是以，能以金屬模式或遷移 區域模式生成金屬化合物薄膜。
又，能量源，在與真空槽之間具備用以將能量供應至真空槽內之介電體窗；介電體窗，配置成相對基板平行或相對基板以90°未滿之角度往靶材側傾斜。因此，能同時進行濺鍍金屬或具有導電性之金屬化合物靶材而使從靶材彈出之非完全化合物之粒子往基板方向飛散，及此非完全化合物之粒子堆積於基板上而形成之非完全化合物之薄膜形成物之金屬至完全化合物之轉換。其結果，不需將靶材與活性種源在空間上及壓力上分離而能設成相互在電磁性及壓力上彼此影響。
此時亦可為，前述介電體窗，配置成相對前述基板以30°以上之角度往前述靶材側傾斜，前述基板係在相對前述基板之搬送方向為垂直之方向位於與前述能量源對向之位置。
此時亦可為，具備在前述真空槽內搬送前述基板之基板搬送單元；於前述靶材之前述基板之搬送方向之上游側及下游側中之至少一方具備前述活性種源。
如此，由於於靶材之上游側及下游側中之至少一方具備活性種源，因此能同時進行濺鍍金屬靶材而使從靶材彈出之非完全化合物之粒子往基板方向飛散，及此非完全化合物之粒子堆積於基板上而形成之非完全化合物之薄膜形成物之金屬至完全化合物之轉換，不需將靶材與活性種源在空間上及壓力上分離而能設成相互在電磁性及壓力上彼此影響。
此時亦可為，具備在前述真空槽內搬送前述基板之基板搬送單元；於前述靶材之前述基板之搬送方向之上游側及下游側具備前述活性種源。
又，亦可為，控制往前述靶材導入之濺鍍氣體之流量之濺鍍氣體控制器與控制前述反應性氣體之流量之反應性氣體控制器係相互獨立設置；且具備以光學方式檢測成膜速率之檢測部；並具備控制裝置，該控制裝置係接收來自該檢測部之訊號，至少獨立控制前述濺鍍之電源及前述濺鍍氣體 控制器、以及前述活性種源之電源及前述反應性氣體控制器，來控制前述成膜速率。
此時，前述能量源亦可係通過前述介電體窗藉由感應耦合或表面波生成電漿之電漿源。
由於如上述構成，因此能適當選擇自由基源相對基板及靶材之位置關係，而能容易地構成能以最佳條件成膜之薄膜形成裝置。
此時，前述活性種源亦可係感應耦合型電漿(ICP)自由基源。
由於如上述構成，因此能藉由低壓力且高密度之大口徑電漿來達成高成膜速率。
此時，前述薄膜形成裝置亦可係由具備複數個成膜站之直列型濺鍍裝置構成，該成膜站包含前述靶材與設於該靶材之前述基板之搬送方向之上游側及下游側中之至少一方之前述活性種源。
由於如上述構成，因此不需將以金屬模式或遷移區域模式濺鍍同時以高成膜速率形成金屬化合物薄膜之裝置構成為如習知之旋轉料架型。其結果，基板之形狀及大小不受限制，能以高成膜速率對大型基板形成金屬化合物薄膜。
此時，前述成膜站亦可具備以光學方式檢測成膜速率之檢測部；且亦可具備接收來自前述成膜速率之檢測部之訊號，以控制各該前述成膜站之個別成膜速率之控制裝置。
由於如上述構成，因此能藉由獨立控制濺鍍之電源及氣體流量與活性種源之電源及氣體流量等方法，進行成膜速率之反饋控制。
此時亦可為，具備：濺鍍單元，在前述真空槽內濺鍍前述靶材，藉由該濺鍍從前述靶材使非完全化合物之粒子往基板飛散；以及組成轉換單元，藉由在前述真空槽內，使藉由前述活性種源生成之反應性氣體之活性種接觸於前述粒子，以轉換為金屬之完全化合物；能於前述基板上形成由 前述金屬之完全化合物構成之薄膜。
由於如上述構成，因此能將靶材與活性種源設成相互在電磁性及壓力上彼此影響，無需將靶材與活性種源在空間上及壓力上分離，因此能作成單純構成之薄膜形成裝置。
根據申請專利範圍第11項之發明，係一種濺鍍陰極，係藉由濺鍍於基板上形成金屬化合物之薄膜，其特徵在於，具備：靶材，由金屬或具有導電性之金屬化合物構成；以及活性種源，設成與該靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響，生成反應性氣體之活性種；前述活性種源，具備供應前述反應性氣體之氣體源、以及將能量供應至前述真空槽內以將前述反應性氣體激發成電漿狀態之能量源；前述靶材，在與前述基板之間，隔著較40mm長且為400mm以下之間隔與前述基板對向配置；前述能量源，具備用以將前述能量供應至前述能量源外部之介電體窗；該介電體窗，配置成相對前述基板平行或相對前述基板以90°未滿之角度往前述靶材側傾斜，藉此解決前述課題。
一邊導入反應性氣體、一邊濺鍍金屬等靶材之習知反應性濺鍍，若使反應性氣體之導入量增加，則為了於靶材表面形成金屬化合物，會成為以成膜速率低之反應性模式來成膜，相較於此，本發明之薄膜形成方法，由於能非以反應性模式而以金屬模式或遷移區域模式之濺鍍來使金屬化合物成膜，因此能以高成膜速率形成光學多層膜。
亦即，由於具備設成與靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響之活性種源，因此藉由因對靶材施加電壓而產生之電漿與藉由活性種源而產生之電漿之相互作用，靶材與基板間之區域中之電漿密度即變高。其結果，靶材周邊之Ar+等濺鍍氣體活性種之量增加，濺鍍效率提升。
又，由於濺鍍效率提升，因此於靶材表面形成金屬化合物前從靶材表面彈出金屬或具有導電性之金屬化合物。是以，抑制金屬化合物於靶材表 面之形成，防止成膜速率之降低。
再者，由於以活性種源生成反應性氣體之活性種，因此即使以較少之反應性氣體量亦能得到高反應率。其結果，由於即使減少反應性氣體之導入量，亦能使彈出之非完全化合物之粒子及此粒子堆積於基板上之非完全化合物之薄膜形成物充分地反應，因此能以金屬模式或遷移區域模式生成金屬化合物薄膜。
此時亦可為，前述靶材與前述活性種源於真空槽之同一空間內並置成產生濺蝕之前述靶材之濺鍍面與前述活性種源對向於前述基板、前述活性種源位於前述靶材之前述基板之搬送方向之上游側及下游側中之至少一方。
由於如上述構成，因此藉由因對靶材施加電壓而產生之電漿與藉由活性種源而產生之電漿之相互作用，能提高靶材與基板間之區域中之電漿密度，使靶材周邊之Ar+之量增加，使濺鍍效率提升。
根據申請專利範圍第13項之發明，係一種薄膜形成方法，其具備：濺鍍步驟，在真空槽內，濺鍍在與前述基板之間隔著較40mm長且為400mm以下之間隔與前述基板對向配置之由金屬或具有導電性之金屬化合物構成之靶材，藉由該濺鍍從前述靶材使非完全化合物之粒子往前述基板飛散；以及組成轉換步驟，具備用以在前述真空槽內，相對前述基板為平行或相對前述基板以90°未滿之角度往前述靶材側傾斜以將能量供應至前述真空槽內的介電體窗，使藉由設成與前述靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響之生成反應性氣體之活性種之活性種源生成之反應性氣體之活性種接觸於前述粒子，以轉換為金屬之完全化合物，藉由具備上述兩步驟，於前述基板上形成由前述金屬之完全化合物構成之薄膜，藉此解決前述課題。
一邊導入反應性氣體、一邊濺鍍金屬等靶材之習知反應性濺鍍，若使反應性氣體之導入量增加，則為了於靶材表面形成金屬化合物，會成為以 成膜速率低之反應性模式來成膜，相較於此，本發明之薄膜形成方法，由於能非以反應性模式而以金屬模式或遷移區域模式之濺鍍來使金屬化合物成膜，因此能以高成膜速率形成光學多層膜。
亦即，由於具備設成與靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響之活性種源，因此藉由因對靶材施加電壓而產生之電漿與藉由活性種源而產生之電漿之相互作用，靶材與基板間之區域中之電漿密度即變高。其結果，靶材周邊之Ar+等濺鍍氣體活性種之量增加，濺鍍效率提升。
又，由於濺鍍效率提升，因此於靶材表面形成金屬化合物前從靶材表面彈出金屬或具有導電性之金屬化合物。是以，抑制金屬化合物於靶材表面之形成，防止成膜速率之降低。
再者，由於以活性種源生成反應性氣體之活性種，因此即使以較少之反應性氣體量亦能得到高反應率。其結果，即使減少反應性氣體之導入量，亦能使彈出之非完全化合物之粒子及此粒子堆積於基板上之非完全化合物之薄膜形成物充分地反應。是以，能以金屬模式或遷移區域模式生成金屬化合物薄膜。
又，由於使藉由設成與靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響之活性種源生成之反應性氣體之活性種，接觸於粒子堆積於基板上之非完全化合物之薄膜形成物，藉此轉換為金屬之完全化合物，因此能將靶材與活性種源設成相互在電磁性及壓力上彼此影響，無需將活性種源與靶材在空間上及壓力上分離，因此能使用單純構成之薄膜形成裝置來成膜。
此時，亦可在前述組成轉換步驟後進行反覆成膜步驟，該反覆成膜步驟係將前述濺鍍步驟及前述組成轉換步驟並行反覆複數次。
由於如上述構成，因此能非以反應性模式而以金屬模式或遷移區域模式之濺鍍來使金屬化合物成膜，同時得到所欲膜厚之金屬化合物薄膜。
此時亦可為，在前述濺鍍步驟前進行對具備複數個成膜站之直列型薄 膜形成裝置導入前述基板之步驟，該成膜站包含前述靶材與設於該靶材之前述基板之搬送方向之上游側及下游側中之至少一方之前述活性種源；進行站內成膜步驟，該站內成膜步驟係在前述成膜站內將前述基板一邊以一定速度搬送、一邊進行前述濺鍍步驟、前述組成轉換步驟、前述反覆成膜步驟；進行將前述基板搬送至前述基板之搬送方向之前述下游側之前述成膜站之搬送步驟；進行反覆前述站內成膜步驟與前述搬送步驟之複數站成膜步驟；在位於前述基板之搬送方向之最下游之前述成膜站進行前述站內成膜步驟後，進行將前述基板排出至大氣中之步驟。
由於如上述構成，因此能藉由適當選擇成膜站之數目來形成所欲層數之金屬化合物多層膜。
一邊導入反應性氣體、一邊濺鍍金屬等靶材之習知反應性濺鍍，若使反應性氣體之導入量增加，則為了於靶材表面形成金屬化合物，會成為以成膜速率低之反應性模式來成膜，相較於此，本發明之薄膜形成方法，由於能非以反應性模式而以金屬模式或遷移區域模式之濺鍍來使金屬化合物成膜，因此能以高成膜速率形成光學多層膜。
亦即，由於具備設成與靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響之活性種源，因此藉由因對靶材施加電壓而產生之電漿與藉由活性種源而產生之電漿之相互作用，靶材與基板間之區域中之電漿密度即變高。其結果，靶材周邊之Ar+等濺鍍氣體活性種之量增加，濺鍍效率提升。
又，由於濺鍍效率提升，因此於靶材表面形成金屬化合物前從靶材表面彈出金屬或具有導電性之金屬化合物。是以，抑制金屬化合物於靶材表面之形成，防止成膜速率之降低。
再者，由於以活性種源生成反應性氣體之活性種，因此即使以較少之反應性氣體量亦能得到高反應率。其結果，即使減少反應性氣體之導入量，亦能使從靶材彈出之非完全化合物之粒子及藉由此粒子堆積於基板上而形 成之非完全化合物之薄膜形成物充分地反應。是以，能以金屬模式或遷移區域模式生成金屬化合物薄膜。
A‧‧‧成膜有效區域
D‧‧‧距離
ST,ST1~n‧‧‧成膜站
1，1′‧‧‧濺鍍裝置
11‧‧‧裝載鎖固室
12,13,32,33‧‧‧閘閥
14,34‧‧‧旋轉泵
21‧‧‧成膜室
22‧‧‧裝載用空間部
23‧‧‧卸載用空間部
31‧‧‧卸載室
43‧‧‧基板
61‧‧‧靶材機構
62a,62b‧‧‧磁控濺鍍電極
63a,63b‧‧‧靶材
64‧‧‧交流電源
65,76‧‧‧氣體瓶
66,77‧‧‧質流控制器
75,95a,95b‧‧‧配管
80‧‧‧自由基源
80A‧‧‧天線收容室
81‧‧‧盒體
83‧‧‧介電體板
84‧‧‧固定框
85a,85b‧‧‧天線
86a,86b‧‧‧導線部
87‧‧‧匹配箱
87a,87b‧‧‧可變電容器
88‧‧‧固定具
88a,88b‧‧‧固定板
88c,88d‧‧‧固定螺栓
89‧‧‧高頻電源
95‧‧‧真空泵
圖1係顯示本發明一實施形態之直列型濺鍍裝置之說明圖。
圖2係顯示本發明一實施形態之直列型濺鍍裝置之成膜站構成之放大說明圖。
圖3係顯示本發明一實施形態之自由基源構成之概略說明圖。
圖4係顯示本發明一實施形態之自由基源構成之概略說明圖。
圖5係顯示本發明其他實施形態之直列型濺鍍裝置之說明圖。
圖6係顯示以實施例9成膜之多層AR膜在各波長之反射率、以及使第一層為物理膜厚123.9nm之Si3N4、使第二層為物理膜厚164.3nm之SiO2、使第三層為物理膜厚99.5nm之Si3N4、使第四層為物理膜厚73.2nm之SiO2之多層AR膜之膜設計在各波長之反射率對比後之圖表。
圖7係顯示使用本發明之一實施形態之直列型濺鍍裝置使氧氣流量增加之情形與使之減少之情形之氧分壓與靶材電壓之關連之圖表。
圖8係顯示一般濺鍍中之反應性氣體流量/全氣體流量比與成膜速率(薄膜之形成速度)之關係之圖表。
以下，參照圖說明本發明之實施形態。此外，以下說明之構件、配置等非限定本發明，當然能依照本發明之主旨進行各種改變。
本說明書中，所謂反應性氣體之活性種，係指在電漿中高速電子衝撞反應性氣體分子或原子而產生電離、解離、附著、激發等反應之結果所生成之高反應性粒子，包含反應性氣體之離子、自由基、激發種等。
所謂反應性氣體之自由基，指較反應性氣體分子更具有活性者，包含反應性氣體之分子離子、原子、內殼電子為激發狀態之自由基。
(薄膜形成裝置)
作為本實施形態之薄膜形成裝置之濺鍍裝置1，係所謂裝載鎖固(load lock)式且為直列型之濺鍍裝置，由裝載鎖固室11、成膜室21、卸載室31、以及未圖示之基板搬送裝置構成。
裝載鎖固室11具備用以使裝載鎖固室11開放至大氣之閘閥12、設於與成膜室21之間之閘閥13、用以將裝載鎖固室11排氣之旋轉泵14。
卸載室31具備用以使卸載室31開放至大氣之閘閥32、設於與成膜室21之間之閘閥33、用以將卸載室31排氣之旋轉泵34。
未圖示之基板搬送裝置由用於直列型濺鍍裝置之公知基板搬送裝置構成，具備保持基板43之未圖示之基板保持具與未圖示之基板搬送機構。藉由基板搬送裝置，基板43從大氣中被導入裝載鎖固室11、成膜室21、卸載室31後，被往大氣中搬送。
於未圖示之基板保持具固定基板43。
基板43由大面積之光學構件、大型之建築用窗玻璃、大型之FPD(平面面板顯示器)等所謂大尺寸基板構成。
於未圖示之基板保持具，亦可固定一片基板43，亦可固定複數片、例如將一片基板43縱橫二等分而四分割之大小之四片基板。
於成膜室21連結複數個成膜站ST(ST1~STn)(n為正整數)而設置，成膜室21之兩端透過閘閥13,33與裝載鎖固室11、卸載室31連結。於成膜室21底面連接有排氣用之配管95b，於此配管95b連接有用以將成膜室21內排氣之真空泵95。能藉由此真空泵95與未圖示之控制器調整成膜室21內之真空度。
成膜室21由延伸於基板43搬送方向之中空筐體構成，於裝載鎖固室11側端部之裝載用空間部22與卸載室31側端部之卸載用空間部23之間連結有複數個成膜站ST(ST1~STn)。
成膜站ST由兩端為了與前後之成膜站ST或裝載用空間部22、卸載用空間部23連結而形成為開口之中空筐體構成，於所有之成膜站ST1~STn內部，分別設置有靶材機構61、作為活性種源之能量源之自由基源80、以及用以從作為氣體源之氣體瓶76導入反應性氣體之配管75。
靶材機構61如圖2所示，具備設成對向於基板43之磁控濺鍍電極62a,b、保持於磁控濺鍍電極62a,b之靶材63a,b、透過未圖示之變壓器連接於磁控濺鍍電極62a,b而能施加交變電場之交流電源64、貯存由濺鍍用之工作氣體即氬氣等惰性氣體構成之濺鍍氣體之氣體瓶65、導入貯存於氣體瓶65之濺鍍氣體之質流控制器66。
磁控濺鍍電極62a,b設置成與保持於未圖示之基板保持具之基板43平行。
靶材63a,b設置成產生濺蝕之濺鍍面與基板43平行。此處之濺蝕係指藉由濺鍍現象使靶材構成元素被彈飛而使靶材消耗之現象。
靶材63a,b由濺鍍中通常被使用之矽(Si)、鈮(Nb)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、錫(Sn)、鉻(Cr)、鉭(Ta)、碲(Te)、鐵(Fe)、鎂(Mg)、鉿(Hf)、鎳鉻(Ni-Cr)、銦錫(In-Sn)等公知之金屬靶材或導電性之金屬化合物靶材或複合靶材構成。
本實施形態之靶材63a,b尺寸為5×27inch，靶材63a,b與基板43之距離D為70~400mm。
藉由靶材63a,b之濺鍍，而於以圖2所示之成膜有效區域A使金屬化合物成膜。
本實施形態之交流電源64雖係由LF電源構成，但不限定於此，亦可由RF電源、雙頻RF電源等構成。
本實施形態中，藉由質流控制器66從氣體瓶65將氬氣等惰性氣體導至已被真空泵95調整真空度之成膜站ST，成膜站ST內之真空氣體環境氣氛被調整而進行雙磁控濺鍍。
在雙磁控濺鍍中，係使用從接地電位電性絕緣之一對磁控濺鍍電極62a,b與靶材63a,b。因此，雖未圖示，但磁控濺鍍電極62a,b、靶材63a,b係透過絕緣材安裝於被接地之濺鍍裝置1本體。又，磁控濺鍍電極62a、靶材63a與濺鍍電極62b、靶材63b亦彼此電性分離。
在此種狀態下，將氬等工作氣體導入靶材63a,b附近並調整濺鍍環境氣氛，並從交流電源64經由未圖示之變壓器對磁控濺鍍電極62a,b施加電壓後，則恆對靶材63a,b施加交變電場。亦即，在某時點靶材63a成為陰極(負極)，在該時靶材63b必定成為陽極(正極)。若在次一時點交流之方向變化，則此次靶材63b成為陰極，靶材63a成為陽極。如上述藉由一對兩個靶材63a,b交互擔負陰極與陽極之功能而形成電漿，陰極上之靶材被濺鍍而使金屬超薄膜形成於基板上。
此時，雖亦有於陽極上附著非導電性或導電性低之不完全金屬之情形，但此陽極在藉由交變電場而被轉換為陰極時，此等不完全金屬係被濺鍍，靶材表面成為原本清淨之狀態。接著，藉由反覆此動作，即能隨時取得穩定之陽極電位狀態，防止通常與陽極電位大致相等之電漿電位之變化，穩定地從靶材63a,b往基板43使金屬粒子飛散。
靶材63a與63b亦可僅包含相同之金屬，亦可包含異種之金屬。使用僅由相同金屬構成之靶材時，係形成包含單一金屬之薄膜，使用包含異種金屬之靶材時，係形成由合金之化合物構成之薄膜。
對靶材63a,b施加之交流電壓之頻率最好為10~120KHz。
自由基源80由具備高頻天線之感應耦合型電漿產生單元構成，如圖1，圖2所示，於靶材機構61之下游側設有一個，如圖3所示具有盒體81、介電體板83、固定框84、天線85a,b、固定具88、配管95a、以及真空泵95而構成。
如以圖3所示，盒體81由不鏽鋼製之大致直方體之一面為開口之容器 體構成。介電體板83被固定成阻塞該開口，形成有介電體窗，較介電體窗更靠盒體81內部之側為天線收容室80A。
天線收容室80A係藉由介電體板83從成膜站ST分隔而形成從成膜站ST獨立之空間。介電體板83由板狀之公知介電體構成，在本實施形態中係以石英形成。
固定框84由矩形框體構成。藉由以未圖示之螺栓連結固定框84與盒體81，而於固定框84與盒體81之間夾持固定有介電體板83。
於天線收容室80A設置有天線85a,b。
天線85a,b係由銅製之管狀體表面被以銀覆蓋之螺旋狀線圈電極構成，於天線收容室80A內，成螺旋之面配置成平行於盒體81之底面與介電體板83。
天線85a,b並聯於高頻電源89。又，如圖4所示，天線85a,b透過導線部86a,b連接於具備可變電容器87a,b之匹配箱87，進而連接於高頻電源89。
固定具88係以由形成有能嵌合天線85a,b之槽之板體構成之固定板88a,b與固定螺栓88c,d構成。
於固定板88a,b嵌合有天線85a,b，以固定螺栓88c,d安裝於盒體81。於盒體81在上下方向形成有複數個螺孔，固定板88a,b係使用任一螺孔安裝於盒體81。
為了使天線85a,b與固定板88a,b絕緣，至少天線85a,b與於固定板88a,b之接觸面係以絕緣材形成。
於盒體81底面，如圖3所示設有排氣用之配管95a，透過閥連接有真空泵95。藉此，能操作閥使用將成膜站ST排氣之真空泵95進行天線收容室80A內之排氣。此外，圖1中，配管95a僅針對一部分之自由基源80來顯示。
本實施形態中，如圖3、圖4所示，雖係使用採用平面型螺旋狀之螺旋天線(spiral antenna)之感應耦合型電漿源，但亦可使用其他形式之感應耦合型電漿源。例如有使高頻電流流動於在玻璃管捲成螺旋狀之圓筒形螺旋天線(helical antenna)所構成之線圈者，或天線插入電漿內部之類型等。
又，亦可使用通過介電體窗藉由感應耦合或表面波生成電漿之其他電漿源、例如電子迴旋共振(ECP)電漿源、螺旋波激發(HWP)電漿源、微波激發表面波(SWP)電漿源等。
亦可取代感應耦合型電漿源而使用電容耦合型電漿產生源，其係於天線收容室80A內部配置平板狀之電極，對此平板狀電極施加100KHz~50MHz之高頻電力而使電漿產生。
再者，亦可使用產生感應耦合型電漿與電容耦合型電漿混存之電漿之電漿產生源。
於成膜站ST，於自由基源80與基板43之間如圖2所示設有配管75，透過質流控制器77連接有反應性氣體之氣體瓶76。藉此，反應性氣體能導入自由基源80與基板43之間。
本實施形態中，作為反應性氣體能使用氧(O2)、臭氧(O3)、一氧化二氮(N2O)等氧化性氣體、氮(N2)等氮化性氣體、甲烷(CH4)等碳化性氣體、氟(F2)、四氟化碳(CF4)等氟化性氣體等。
此外，本實施形態中，用以導入濺鍍氣體之質流控制器66與用以導入反應性氣體之質流控制器77係相互獨立設置，構成為能一邊監控成膜速率等、一邊獨立控制濺鍍之電源及氣體流量與活性種源之電源及氣體流量，藉此進行成膜速率之反饋控制。
自由基源80如圖2所示，相對基板43傾斜成介電體板83之面亦即配設有介電體板83之介電體窗之面朝向基板43之中央方向。介電體板83之面與基板43之角度在0°以上且小於90°之角度之範圍內。換言之，介電體板 83與靶材63a,b平行或以0°以上且未滿90°之角度相對保持於未圖示之基板保持具之基板43傾斜設置成成膜站ST之外側接近基板43。
介電體板83之面與基板43之面之角度若為0°~60°，則成為成膜速率為最高之區域，因此較佳。
又，各成膜站ST具備未圖示之光學式之成膜速率控制裝置，藉由以此成膜速率控制裝置控制每一成膜站ST之濺鍍條件，而能控制成膜速率以調整膜厚。
未圖示之成膜速率控制裝置具備測定成膜於基板43上之薄膜膜厚之未圖示之光學式膜厚計與根據光學式膜厚計之膜厚測定結果控制質流控制器66、77以控制氣體流量之未圖示控制裝置。
光學式膜厚計雖係使用從投光器射出光並測定透射過光學薄膜之光線之透射式光學式膜厚計，但亦可使用反射式之光學式膜厚計，其係利用藉由在光學薄膜表面上反射之光線與在基板與光學膜之界面反射之光線因路徑差異產生相位差而干涉之現象來測定膜厚。
在進行濺鍍之期間中，於各成膜站ST藉由未圖示之光學式膜厚計對基板43上進行成膜中之薄膜膜厚之監控，當光學式膜厚計檢測出成膜速度降低時，即增加來自交流電源64及高頻電源89之電流量，進行使已下降之成膜速度恢復成原本速度之控制。
本實施形態之自由基源80係在將天線收容室80A內保持於較成膜站ST內低之壓力之狀態下，將氣體瓶76內之反應性氣體經由質流控制器77導入成膜站ST。從高頻電源89對天線85a,b施加13.56MHz之電壓，使高頻電流流動。藉此，抑制於天線收容室80A內產生電漿，天線85a,b從高頻電源89接收電力之供應，使成膜站ST內部產生感應電場，使反應性氣體之電漿產生。
在各成膜站ST內，靶材機構61設於成膜站ST之基板搬送方向中央， 自由基源80於靶材機構61之基板搬送方向下游側配置有一個。
構成成膜室21之成膜站ST(ST1~STn)之數目被決定為成膜之多層膜之層數以上之數目。在設置與成膜之多層膜之層數一致之數目之成膜站ST時，各成膜站ST係逐層成膜。在設置較成膜之多層膜之層數多之數目之成膜站ST時，多數層中之至少一層係以複數個成膜站ST成膜。
裝載用空間部22、卸載用空間部23除了於內部未設置有靶材機構61及自由基源80這點以外，與成膜站ST為相同之構成。
本實施形態中，雖係在各成膜站ST內，自由基源80於靶材機構61下游側僅配置有一個，但亦可如圖5之濺鍍裝置1′，係在各成膜站ST內，一對自由基源80以夾靶材機構61之方式配置於靶材機構61之上游側與下游側。濺鍍裝置1′之其他構成由於與濺鍍裝置1相同，因此省略說明。
此外，自由基源亦可於靶材機構61上游側僅配置有一個。
(薄膜形成方法)
以下，說明使用本實施形態之濺鍍裝置1之薄膜形成方法。
首先，將成膜室21內真空排氣。其次，準備既定數目之於未圖示之基板保持具保持有大尺寸基板43者。開放閘閥12，對濺鍍裝置1之裝載鎖固室11導入既定數目之基板43，關閉閘閥12。將裝載鎖固室11從大氣狀態真空排氣至成為與成膜室21之真空度同等為止。
其後，使各成膜站ST之靶材機構61及自由基源80作動，開始濺鍍，開放閘閥13，將第一基板43導入成膜室21之裝載用空間部22。
藉由未圖示之基板搬送機構，使基板43以一定速度往成膜站STn之方向移動，依序在成膜站ST1至STn進行成膜。
在成膜站ST1至STn之各個，如下述般進行金屬化合物之成膜。
藉由基板搬送機構搬送之基板43被導入最初之成膜站ST1後，基板43從基板搬送方向上游側依序被導入圖2所示之成膜有效區域A。
在基板43進入成膜有效區域A後，首先，在濺鍍步驟從靶材63a,b藉由濺鍍擊出金屬粒子，在成膜有效區域A與靶材63a,b所包圍之區域，從靶材63a,b往基板43飛散。
其次，在飛散中之金屬粒子之一部分於從靶材63a,b至到達基板43之期間，藉由以自由基源80形成之反應性氣體之自由基而成為金屬不完全反應物。此金屬粒子、金屬不完全反應物，相當於申請專利範圍之非完全化合物之粒子。
接著，於基板43上堆積金屬粒子與金屬不完全反應物，形成非完全化合物之薄膜形成物。
接著，在組成轉換步驟，藉由以自由基源80形成之反應性氣體之自由基，基板43上之非完全化合物之薄膜形成物被轉換為金屬之完全化合物。
在基板43通過成膜有效區域A內之期間，並行反覆濺鍍步驟、組成轉換步驟，當基板43從成膜有效區域A被排出時，於基板43上形成有金屬化合物薄膜。
在第二次以後之成膜站ST2~n，亦進行與成膜站ST1相同之步驟，而分別形成由金屬之完全化合物構成之薄膜。
靶材63a,b之金屬之組合在相鄰之成膜站STi~STi+m(i及m為正整數)中為相同時，在此相鄰之成膜站STi~STi+m中形成相同層之薄膜。亦即，在相鄰之成膜站STi~STi+m中形成一層薄膜。
另一方面，靶材63a,b之金屬之組合在相鄰之成膜站STi~STi+m(i及m為正整數)中為不同時，在此相鄰之成膜站STi~STi+m中形成複數層之薄膜。
在進行靶材63a,b之濺鍍、藉自由基源80之反應性氣體之自由基形成之期間，成膜速率係被未圖示之光學式成膜速率控制機構控制，成膜速率控制機構，根據以未圖示之光纖檢測之金屬、氣體、金屬化合物量之資料 控制質流控制器66、77而控制氣體流量，藉此將成膜速率控制成所欲之值。藉此，控制各成膜站ST中之膜厚。
在成膜站STn之成膜、反應完成後，基板43被導入卸載用空間部23。卸載室31係預先真空排氣成與成膜室21大致相同之真空度。開放閘閥33並將基板43導入卸載室31後，關閉閘閥33，將基板43保持於卸載室31。
其次，將保持於裝載鎖固室11之次一基板43導入成膜室21，進行相同之成膜、反應厚，同樣地導入卸載室31並加以保持。針對保持於裝載鎖固室11之所有基板43進行相同之處理完成後，使卸載室31成為大氣狀態，開放閘閥32，將所有基板43取出至大氣中，完成成膜。
藉由以上之方法，形成與成膜站ST數目與金屬及反應氣體之種類對應之層數之金屬化合物之多層膜。
在所有相鄰之成膜站ST間使用不同金屬及反應氣體時，多層膜會成為與成膜站ST數目對應之層數。在相鄰之成膜站ST間使用相同金屬及反應氣體時，在該相鄰之成膜站ST會一起成膜出一層。
[實施例]
以下說明本發明之具體實施例。
(實驗例1)
本實驗例中，係將自由基源80設置成介電體板83之面與基板43平行且與靶材63a,b平行，針對使成膜站ST中之基板43與靶材63a,b間之距離D分別變化成40mm、70mm、200mm、400mm之實施例1~4進行成膜，並就成膜速率及所製得之膜作了對比。
本實施例中，使用具備一個成膜站ST之濺鍍裝置1，藉由上述之實施形態之薄膜形成方法於大小600cm×400cm之大型玻璃基板上形成二氧化矽之單層膜。
在成膜站ST1，靶材63a,b使用矽靶材，從氣體瓶65供應作為濺鍍氣 體之氬氣800sccm。導入作為反應性氣體之氧(O2)氣80sccm，藉由自由基源80作成自由基。
將其他具體條件及結果顯示於表1。
從表1之結果可知，在距離D為40mm之情形，所形成之膜之吸收係數為較高之10-3左右。其原因被認為是若距離D過短，則成膜速率變得過高，反應追隨不上而產生吸收之故。
在光學薄膜之情形，為了得到必要之透射率，由於必需有10-4程度之吸收係數，因此可知距離D必需較40mm長。
(實驗例2)
本實驗例中，係將成膜站ST中之基板43與靶材63a,b間之距離D設為200mm，將自由基源80傾斜成介電體板83之面往靶材63a,b側傾斜，針對相對基板43變化成0°、30°、60°之實施例3、5、6進行成膜，並就成膜速率及所製得之膜作了對比。
將其他具體條件及結果顯示於表2。又，本實驗例之其他條件與實驗例1相同。
從表2之結果可知，在介電體板83之面相對基板43傾斜30°、60°之情形，成膜速率較未傾斜之情形變得更高。因此，可知藉由使自由基源80往靶材63a,b傾斜，由於可在保持適度吸收係數之狀態下使反應性提升，因此能提高靶材功率，謀求成膜速率之更加提升。
(實驗例3)
本實驗例中，係於具備一個成膜站ST之濺鍍裝置1中，針對具備單一自由基源80之情形與於夾靶材63a,b之上游側及下游側具備一對自由基源80之情形進行成膜，並就成膜速率及所製得之膜作了對比。
將其他具體條件及結果顯示於表3。又，本實驗例之其他條件與實驗例1相同。
從表3之結果可知，具備一對自由基源80之情形、與具備單一自由基源80之情形對比，其吸收係數保持大致相同之值，成膜速率變高一成左右。因此，可知藉由具備一對自由基源80，由於可在保持適度吸收係數之狀態下使反應性提升，因此能提高靶材功率，謀求成膜速率之更加提升。
(實驗例4)
本實驗例中，在使用上述實施形態之濺鍍裝置1形成多層AR膜之情形，進行在單一成膜站ST將各層成膜之實施例8與在複數個成膜站ST成膜之實施例9，並就成膜條件及所製得之膜作了對比。
實施例8、9之多層AR膜之膜設計，係使第一層為物理膜厚123.9nm之Si3N4、使第二層為物理膜厚164.3nm之SiO2、使第三層為物理膜厚99.5nm 之Si3N4、使第四層為物理膜厚73.2nm之SiO2。
在實施例8中，使用具備四個成膜站ST之濺鍍裝置1，在各成膜站ST1~4中，靶材63a,b使用矽靶材，從氣體瓶65供應作為濺鍍氣體之氬氣800sccm。又，作為反應性氣體，在成膜站ST1、ST3導入氮(N2)氣140sccm、在成膜站ST2、ST4導入氧(O2)氣60sccm，藉由自由基源80作成自由基。在各成膜站ST1~4分別成膜出Si3N4、SiO2、Si3N4、SiO2。
又，基板搬送速度為4.4mm/s，距離D為200mm，介電體板83與基板43之角度為30°。
將實施例8之其他具體條件及結果顯示於表4。
在實施例9中，使用具備七個成膜站ST之濺鍍裝置1，在各成膜站ST1~7中，在每一相鄰之一對成膜站ST形成相同組成之膜，而形成合計三層之Si3N4、SiO2、Si3N4。在成膜站ST7，係以單一之成膜站ST形成最上層之SiO2膜。所形成之四層之膜厚分別與實施例8之四層之膜厚相同。
又，基板搬送速度為8.7mm/s，距離D為200mm，介電體板83與基板43之角度為30°。
將實施例9之其他具體條件及結果顯示於表5。
根據實驗例4，即使係在每一層具備複數個成膜站ST之實施例9，亦形成有與在每一層具備單數成膜站ST之實施例8大致相同膜厚之膜。又，實施例9中，基板搬送速度雖為實施例8之情形之大致一倍，但由於至第三層為止係在兩個成膜站ST成膜，因此一片基板43之成膜所花費之時間在實施例9與實施例8為相同。
然而，實施例9，由於基板搬送速度較實施例8快，濺鍍裝置1所含之成膜站ST之數目較多，因此在以直列式連續地使基板43移動於濺鍍裝置1內時，能同時存在於濺鍍裝置1內之基板43數目變多，生產性提升。
圖6係顯示以實施例9成膜之多層AR膜在各波長之反射率、以及使第一層為物理膜厚123.9nm之Si3N4、使第二層為物理膜厚164.3nm之SiO2、使第三層為物理膜厚99.5nm之Si3N4、使第四層為物理膜厚73.2nm之SiO2之多層AR膜之膜設計在各波長之反射率對比後之圖表。
如圖6所示，可知以實施例9形成之多層AR膜，可取得接近膜設計之光學特性。
(實驗例5)
本實驗例中，氧氣流量以外之條件與實驗例3之條件相同，在使氧氣流量從0sccm增加至200sccm之情形與從200sccm減少至0sccm之情形，測定在0、60、70、80、90、110、120、130、150、200sccm之靶材電壓，確認 在氧氣流量增加之情形與減少之情形中，是否產生相對於氧分壓之靶材電壓之變化路徑相異之所謂滯後現象。
將氧氣流量、氧氣分壓、增加時及減少時之靶材電壓之資料顯示於表6，將顯示氧分壓與增加時及減少時之靶材電壓之關連之圖表顯示於圖7。
從圖7可知，在氧氣流量增加之情形與氧氣流量減少之情形，相對於氧分壓之靶材電壓之變化路徑為大致相同，未產生會在反應性濺鍍中產生之滯後現象。
因此，使用本例之濺鍍裝置1，藉由上述之實施形態之薄膜形成方法濺鍍時，可知與反應性濺鍍不同地，藉由調整氧氣流量而進行之成膜速率之控制係容易。
A‧‧‧成膜有效區域
D‧‧‧距離
ST‧‧‧成膜站
43‧‧‧基板
61‧‧‧靶材機構
62a,62b‧‧‧磁控濺鍍電極
63a,63b‧‧‧靶材
64‧‧‧交流電源
65,76‧‧‧氣體瓶
66,77‧‧‧質流控制器
75,95a‧‧‧配管
80‧‧‧自由基源
83‧‧‧介電體板
87‧‧‧匹配箱
89‧‧‧高頻電源
95‧‧‧真空泵

Claims (15)

  1. 一種薄膜形成裝置，係在真空槽內，藉由濺鍍於基板上形成金屬化合物之薄膜，其特徵在於：於前述真空槽內具備：靶材，由金屬或具有導電性之金屬化合物構成；以及活性種源，設成與該靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響，生成反應性氣體之活性種；前述靶材，在與前述基板之間，隔著較40mm長且為400mm以下之間隔與前述基板對向配置；前述活性種源，具備供應前述反應性氣體之氣體源、以及將能量供應至前述真空槽內以將前述反應性氣體激發成電漿狀態之能量源；前述能量源，在與前述真空槽之間具備用以將前述能量供應至前述真空槽內之介電體窗；該介電體窗，配置成相對前述基板平行或相對前述基板以90°未滿之角度往前述靶材側傾斜。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄膜形成裝置，其中，前述介電體窗，配置成相對前述基板以30°以上之角度往前述靶材側傾斜，前述基板係在相對前述基板之搬送方向為垂直之方向位於與前述能量源對向之位置。
  3. 如申請專利範圍第1項之薄膜形成裝置，其具備在前述真空槽內搬送前述基板之基板搬送單元；於前述靶材之前述基板之搬送方向之上游側及下游側中之至少一方具備前述活性種源。
  4. 如申請專利範圍第1項之薄膜形成裝置，其具備在前述真空槽內搬送前述基板之基板搬送單元；於前述靶材之前述基板之搬送方向之上游側及下游側具備前述活性種 源。
  5. 如申請專利範圍第1項之薄膜形成裝置，其中，控制往前述靶材導入之濺鍍氣體之流量之濺鍍氣體控制器與控制前述反應性氣體之流量之反應性氣體控制器係相互獨立設置；且具備以光學方式檢測成膜速率之檢測部；並具備控制裝置，該控制裝置係接收來自該檢測部之訊號，至少獨立控制前述濺鍍之電源及前述濺鍍氣體控制器、以及前述活性種源之電源及前述反應性氣體控制器，來控制前述成膜速率。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜形成裝置，其中，前述能量源係通過前述介電體窗藉由感應耦合或表面波生成電漿之電漿源。
  7. 如申請專利範圍第1或3項之薄膜形成裝置，其中，前述活性種源係感應耦合型電漿(ICP)自由基源。
  8. 如申請專利範圍第3項之薄膜形成裝置，其中，前述薄膜形成裝置係由具備複數個成膜站之直列型濺鍍裝置構成，該成膜站包含前述靶材與設於該靶材之前述基板之搬送方向之上游側及下游側中之至少一方之前述活性種源。
  9. 如申請專利範圍第8項之薄膜形成裝置，其中，前述成膜站具備以光學方式檢測成膜速率之檢測部；並具備接收來自前述成膜速率之檢測部之訊號，以控制各該前述成膜站之個別成膜速率之控制裝置。
  10. 如申請專利範圍第1或3項之薄膜形成裝置，其具備：濺鍍單元，在前述真空槽內濺鍍前述靶材，藉由該濺鍍從前述靶材使非完全化合物之粒子往基板飛散；以及組成轉換單元，藉由在前述真空槽內，使藉由前述活性種源生成之反應性氣體之活性種接觸於前述粒子，以轉換為金屬之完全化合物； 能於前述基板上形成由前述金屬之完全化合物構成之薄膜。
  11. 一種濺鍍陰極，係藉由濺鍍於基板上形成金屬化合物之薄膜，其特徵在於，具備：靶材，由金屬或具有導電性之金屬化合物構成；以及活性種源，設成與該靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響，生成反應性氣體之活性種；前述活性種源，具備供應前述反應性氣體之氣體源、以及將能量供應至前述真空槽內以將前述反應性氣體激發成電漿狀態之能量源；前述靶材，在與前述基板之間，隔著較40mm長且為400mm以下之間隔與前述基板對向配置；前述能量源，具備用以將前述能量供應至前述能量源外部之介電體窗；該介電體窗，配置成相對前述基板平行或相對前述基板以90°未滿之角度往前述靶材側傾斜。
  12. 如申請專利範圍第11項之薄膜形成裝置，其中，前述靶材與前述活性種源於真空槽之同一空間內並置成產生濺蝕之前述靶材之濺鍍面與前述活性種源對向於前述基板、前述活性種源位於前述靶材之前述基板之搬送方向之上游側及下游側中之至少一方。
  13. 一種薄膜形成方法，其具備：濺鍍步驟，在真空槽內，濺鍍在與前述基板之間隔著較40mm長且為400mm以下之間隔與前述基板對向配置之由金屬或具有導電性之金屬化合物構成之靶材，藉由該濺鍍從前述靶材使非完全化合物之粒子往前述基板飛散；以及組成轉換步驟，具備用以在前述真空槽內，相對前述基板為平行或相對前述基板以90°未滿之角度往前述靶材側傾斜以將能量供應至前述真空槽內的介電體窗，使藉由設成與前述靶材相互在電磁性及壓力上彼此影響之 生成反應性氣體之活性種之活性種源生成之反應性氣體之活性種接觸於前述粒子，以轉換為金屬之完全化合物；藉由具備上述兩步驟，於前述基板上形成由前述金屬之完全化合物構成之薄膜。
  14. 如申請專利範圍第13項之薄膜形成方法，其中，在前述組成轉換步驟後進行反覆成膜步驟，該反覆成膜步驟係將前述濺鍍步驟及前述組成轉換步驟並行反覆複數次。
  15. 如申請專利範圍第13或14項之薄膜形成方法，其中，在前述濺鍍步驟前進行對具備複數個成膜站之直列型薄膜形成裝置導入前述基板之步驟，該成膜站包含前述靶材與設於該靶材之前述基板之搬送方向之上游側及下游側中之至少一方之前述活性種源；進行站內成膜步驟，該站內成膜步驟係在前述成膜站內將前述基板一邊以一定速度搬送、一邊進行前述濺鍍步驟、前述組成轉換步驟、前述反覆成膜步驟；進行將前述基板搬送至前述基板之搬送方向之前述下游側之前述成膜站之搬送步驟；進行反覆前述站內成膜步驟與前述搬送步驟之複數站成膜步驟；在位於前述基板之搬送方向之最下游之前述成膜站進行前述站內成膜步驟後，進行將前述基板排出至大氣中之步驟。
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