スパッタリング装置およびその制御方法
【課題】本発明は、同時スパッタ数の多い多元スパッタリング装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態では、基板とターゲット電極との間に、第１及び第２のシャッター板を設け、該シャッター板によって対象となるターゲットと基板との間を遮断してプリスパッタ工程を行う。また、本スパッタ工程に移行する際に、第１及び第２のシャッター板を適宜回転させて、該シャッター板に設けた貫通孔を重ねることで対象となるターゲットと基板との間を開放して本スパッタ工程を行う。
【解決手段】本発明の一実施形態では、基板とターゲット電極との間に、第１及び第２のシャッター板を設け、該シャッター板によって対象となるターゲットと基板との間を遮断してプリスパッタ工程を行う。また、本スパッタ工程に移行する際に、第１及び第２のシャッター板を適宜回転させて、該シャッター板に設けた貫通孔を重ねることで対象となるターゲットと基板との間を開放して本スパッタ工程を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスや電子デバイスの製造工程において、真空中でシリコンなどの半導体や金属、ガラス、セラミック、プラスチック等の基板上に薄膜を成膜するスパッタリング装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイスや電子デバイスは、デバイス性能の向上に伴い、中枢となる材料に複雑な合金や化合物、混合物が用いられるようになってきている。そのような材料からなる薄膜は、スパッタリング法や蒸着法などの物理蒸着（ＰＶＤ）法においては、従来、所望の薄膜材料と同等の組成のターゲットや蒸着材料を用いていた。しかしながら、ＰＶＤ法では形成される薄膜の組成がターゲットや蒸着材料の組成からずれることが多い。近年のデバイスでは、デバイス特性がそれら薄膜材料の組成に対して非常に敏感であるため、組成にずれが生じた場合には所望の組成が得られるようなターゲット及び蒸着材料を見つける必要があった。
【０００３】
また、新規の薄膜材料を探索するためには、薄膜の組成を変えながらデバイス特性を評価するが、係る作業においては、毎回真空装置を大気曝露し、組成の異なるターゲットや蒸着材料を装置に取り付けて成膜していたため、開発コストや時間がかかっていた。このような開発コストを削減するため、日本応用磁気学会誌、１９９７年、第２１巻、第４号、ｐ．５０５−５０８には、ＰｔＭｎ合金薄膜の成膜に際し、ＭｎターゲットにＰｔペレットを貼り付けてターゲットとし、Ｐｔペレットの数を変えることによって組成を調整するという方法が開示されている。本方法によれば、組成の異なるＰｔＭｎターゲットを複数用意する必要がなくなり、開発コストを低減することができる。しかしながら、Ｐｔペレットを貼り付ける作業を行うためには、毎回真空装置を大気曝露する必要があるため、開発時間の短縮にはつながらない。
【０００４】
これに対し、装置の真空曝露を必要とせずにターゲットや蒸着材料の組成調整を行うことができるスパッタリング方法として、複数のスパッタリングカソードを同時に放電させる多元同時スパッタリング法がある。特開２００５−２５６１１２号公報には２元同時スパッタを行うため、それぞれ２つの穴があいた２枚のシャッターを重ねて配置した二重回転シャッターを用いた多元スパッタリング方法が開示されている。当該方法では、一方のシャッターで所望の２つのカソードを選択し、もう一方のシャッターで開閉操作することにより、プリスパッタ工程から本スパッタ工程へ移行して２元同時スパッタを行う。ＰｔＭｎ薄膜を成膜する場合であれば、ＰｔターゲットとＭｎターゲットを用意し、それぞれのターゲットに投入するパワー比を変えることによって、薄膜の組成を調整することが可能になる。よって、組成の異なる薄膜の開発コスト、時間を大幅に短縮することができる。
【非特許文献１】日本応用磁気学会誌、１９９７年、第２１巻、第４号、ｐ．５０５−５０８
【特許文献２】特開２００５−２５６１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開２００５−２５６１１２号公報に開示された方法では、一方のシャッター板をカソード選択シャッターとして固定し、他方を開閉動作用のシャッターとして使用するため、組み合わせが限定され、同時スパッタ可能な数が制約されていた。具体的には、５つのターゲットが配置されたスパッタリング装置においては、同時スパッタできるターゲットは２つであった。
【０００６】
本発明の目的は、同時スパッタ数の多い多元スパッタリング装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、真空チャンバー内に、ターゲットを取付け可能な複数のターゲット電極と、該ターゲット電極と被処理基板との間を遮断し得る遮断装置とを備えたスパッタリング装置であって、前記複数のターゲット電極が、前記被処理基板の被処理面の中心を通る法線を中心とする同一円周上に配置され、前記遮断装置が、前記複数のターゲット電極が配置する同一円周の中心を回転中心として回転し互いに重なり合う第１及び第２のシャッター板と、該第１及び第２のシャッター板をそれぞれ独立に回転させる第１及び第２の駆動手段と、該第１及び第２の駆動手段を制御する駆動制御手段とを備え、前記第１及び第２のシャッター板がそれぞれ、少なくとも１つのターゲット電極を前記被処理基板に開放させるための開口部を少なくとも１つ有し、少なくとも１個のターゲット電極と前記被処理基板との間を遮断する形状を有し、前記駆動制御手段は、前記第１および第２の駆動手段を制御して前記第１及び第２のシャッター板を独立に回転させ、前記第１のシャッター板および前記第２のシャッター板の開口部の位置の組み合わせにより、該組み合わせにより許容される数のうちの任意の数のターゲット電極を前記被処理基板に開放させることが可能であり、前記駆動制御手段は、スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を開放してスパッタリングを行うスパッタ処理の際に、スパッタ対象となるターゲットの数および配置に応じて、前記第１のシャッター板の開口部と前記第２のシャッター板の開口部とが重なる領域を介して前記スパッタ対象となるターゲットが前記被処理基板に対して開放されるようにして前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放されるように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とする。
また、第２の態様は、真空チャンバー内に、ターゲットを取付け可能な複数のターゲット電極と、該ターゲット電極と被処理基板との間を遮断し得る遮断装置とを備えたスパッタリング装置であって、前記複数のターゲット電極が、前記被処理基板の被処理面の中心を通る法線を中心とする同一円周上に配置され、前記遮断装置が、前記複数のターゲット電極が配置する同一円周の中心を回転中心として回転し互いに重なり合う第１及び第２のシャッター板と、該第１及び第２のシャッター板をそれぞれ独立に回転させる第１及び第２の駆動手段とを含み、前記第１及び第２のシャッター板がそれぞれ、少なくとも１つのターゲット電極を前記被処理基板に開放させるための開口部を複数有し、少なくとも１個のターゲット電極と前記被処理基板との間を遮断する形状を有するスパッタリング装置の制御方法であって、前記第１および第２の駆動手段を制御して前記第１及び第２のシャッター板を独立に回転させ、前記第１のシャッター板および前記第２のシャッター板の開口部の位置の組み合わせにより、該組み合わせにより許容される数のうちの任意の数のターゲット電極を前記被処理基板に開放させることが可能であり、スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を開放してスパッタリングを行うスパッタ処理の際に、スパッタ対象となるターゲットの数および配置に応じて、前記第１のシャッター板の開口部と前記第２のシャッター板の開口部とが重なる領域を介して前記スパッタ対象となるターゲットが前記被処理基板に対して開放されるようにして前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放されるように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、第１及び第２のシャッター板をそれぞれ独立に回転させることで、ターゲットの組み合わせ自由度が増加し、同時スパッタ数を向上させることができる。よって、本発明のスパッタリング装置を用いることにより、半導体デバイスや電子デバイスの製造工程において、薄膜の組成調整や新規な薄膜材料の開発をより低コストで且つ短時間で行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のスパッタリング装置は真空チャンバー内に複数のターゲット電極と、該ターゲット電極と被処理基板との間を遮断しうる遮断装置を備えている。そして、係る遮断装置は、第１及び第２のシャッター板と、該２枚のシャッター板をそれぞれ独立に回転させる第１及び第２の駆動手段と、該第１及び第２の駆動手段を制御する駆動制御手段と、を備えている。
【００１０】
以下、本発明のスパッタリング装置について、実施形態を挙げて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明のスパッタリング装置の好ましい一実施形態のターゲット電極の配置状態を示す平面模式図であり、図２に、図１中のＡＯＢ断面に対応する断面模式図を示す。図中、Ｅ１乃至Ｅ５はターゲット電極、１は被処理基板、２は基板ステージ、４は真空チャンバー、５はターゲットホルダー、６はターゲット、７は第１のシャッター板、８は第２のシャッター板である。
【００１２】
本発明のスパッタリング装置は、図１，２に示すように、被処理基板１が載置される基板ステージ２と、基板ステージ２の上方に配された複数のターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５とを備えている。
【００１３】
真空チャンバー４には、真空排気用のドライポンプ及びクライオポンプと、Ａｒガスなどの放電用ガスを導入するためのガスインレットとが接続されている（いずれも不図示）。基板ステージ２は、駆動装置（不図示）によりスパッタ工程中、基板１の被処理面の中心を通る法線Ｙを中心に基板１を載置した状態で回転する。尚、基板ステージ２の駆動装置としては、例えば、回転軸と固定子との間に磁性流体シールを介装したモータ等を用いる。
【００１４】
ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５はターゲット取り付け可能なターゲットホルダー５を備えた陰極である。ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５は、それぞれがプラズマ発生のための直流電源に接続されており、独立に調整された電力がそれぞれ投入されることで、真空チャンバー４内に導入した放電用ガスからプラズマを発生させる。これにより、電力を投入したターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５に取り付けられたターゲット６がスパッタされる。尚、全てのターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５にターゲット６を取り付ける必要はなく、一部のターゲット電極にのみターゲット６を取り付け、スパッタすることができる。以下、ターゲット６を取り付けたターゲット電極の組み合わせを「ターゲット配置」という。
【００１５】
また、複数のターゲット電極は、基板ステージ２の回転軸Ｙを中心とした同一円周上に等間隔に配置されている。本例ではターゲット電極はＥ１乃至Ｅ５の５個であるため、互いに７２°の間隔を介して等間隔に配置されている。また、本例では、各ターゲット電極が基板１の中央を向くように傾斜されており、具体的にはターゲット電極のターゲット取り付け面の法線が、基板の被処理面の法線Ｙに対して３０°傾いて配置されている。傾き角は２〜６０°の範囲で設定され、好ましくは５〜５０°であるが、図１０に示すように、ターゲット電極が基板１に平行（＝傾き角が０°）になるように配置することも可能である。
【００１６】
本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置は、それぞれ独立して回転可能な２枚のシャッター板７，８を備えており、プリスパッタ工程から本スパッタ工程に移行する際に、上記２枚のシャッター板７、８を独立して制御することにより該２枚のシャッター板７，８の位置を変えることを特徴とする。ここで、プリスパッタ工程とは、シャッター板で基板１とターゲット６の間を遮断したまま放電する状態をいい、本スパッタ工程とは、基板１とターゲット６の間を開放してスパッタリングする工程をいう。
【００１７】
本発明に係る第１及び第２のシャッター板７，８は、複数のターゲット電極に対応する開口部を有し、少なくとも１個のターゲット電極と基板１との間を遮断する形状を有している。すなわち、第１及び第２のシャッター板は、少なくとも１つのターゲット電極を基板に開放させるための開口部を少なくとも１つ有している。本発明において、ターゲット電極の数は２ｎ＋１個（ｎは自然数）が好ましく、これに対して第１及び第２のシャッター板はそれぞれｎ＋１個以上のターゲット電極に対応する開口部を有しており、当該装置で同時スパッタしうる最大ターゲット数はｎ＋１である。
【００１８】
本例のターゲット電極数は５であり、よって、第１及び第２のシャッター板７，８の開口部はそれぞれ３個もしくは４個のターゲット電極に対応する開口部を備えており、同時スパッタしうる最大ターゲット数は３個である。
【００１９】
図３に遮断装置の概略構成を示す。本発明の一実施形態に係る遮断装置はスパッタリング用コントローラ１３からの指示に従って、プリスパッタ工程で基板１とターゲット６の間を遮断し、本スパッタ工程で基板１とターゲット６との間を開放するものである。具体的には、第１及び第２のシャッター板７，８ならびに、第１及び第２のシャッター板７，８を独立に回転させる第１及び第２の駆動手段１１及び１２を備えている。さらに、第１及び第２のシャッター板７，８を所定角度になるように回転させ、各開口部を所定位置に位置するように、駆動手段１１及び１２を制御する駆動制御手段（コントローラ）１０を備えている。
【００２０】
第１及び第２のシャッター板７，８は、その板面をターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５に向けて互いに重ねて配置される。また、シャッター板７，８双方の回転軸は、基板ステージ２の回転中心である回転軸Ｙと同軸上に配される。
【００２１】
図４Ａ〜Ｃに、第１及び第２のシャッター板７，８の一例の平面図を示す。図中のｈは貫通孔（開口部）である。本例のシャッター板は５個のターゲット電極を備えた装置に対応するものであり、同一円周上に一定の間隔を置いて３つの貫通孔ｈが形成されている。個々の貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3、ｈ8-1乃至ｈ8-3は１個のターゲット電極よりも面積が広い。よって、第１及び第２のシャッター板７，８はそれぞれ、基板１とターゲット電極の間に配置されて、３個のターゲット電極と基板との間を開放し、２個のターゲット電極と基板との間を遮断する。第１及び第２のシャッター板７，８は互いに重ねて配置されるため、それぞれの貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3、ｈ8-1乃至ｈ8-3の位置によって、基板１とターゲット電極間の開放、遮断が決定する。
すなわち、第１シャッター板７および第２シャッター板８はそれぞれ独立に回転させることができるので、プリスパッタや本スパッタといったスパッタ処理を行う際に、本発明のスパッタリング装置は、それぞれのシャッター板に形成された貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3およびｈ8-1乃至ｈ8-3の位置の組み合わせを、該組み合わせにより許容される範囲内で自由に選択することができる。従って、本スパッタ工程にて用いるターゲットの組み合わせの自由度を向上することができる。
【００２２】
図４Ａ乃至Ｃはそれぞれ、左から第２のシャッター板８，第１のシャッター板７，第２のシャッター板８を基板１側にして両者を重ねて基板１側から見た状態を示す。
【００２３】
図４Ａにおいて、第１のシャッター板７と第２のシャッター板８の貫通孔ｈ7-1乃至7-3、ｈ8-1乃至ｈ8-3の位置は同じである。そのため、重ねた状態では貫通孔ｈ7-1とｈ8-1、ｈ7-2とｈ8-2、ｈ7-3とｈ8-3がそれぞれ重なって、３個のターゲット電極と基板１との間が開放され、残りの２個のターゲット電極と基板１との間が遮断される。
【００２４】
図４Ｂにおいては、第１のシャッター板７の貫通孔ｈの位置に対して、第２のシャッター板８を７２°回転させて貫通孔１個分周方向にずらせている。そのため、２枚のシャッター板７，８を重ねた状態では、それぞれ２個の貫通孔ｈ7-2とｈ8-1、ｈ7-3とｈ8-2が互いに重なって、２個のターゲット電極と基板１との間が開放される。残りの３個のターゲット電極のうち、１個は第１及び第２のシャッター板７，８の両者によって遮断されるが、２個については、第１及び第２のシャッター板７，８のいずれかの貫通孔ｈ7-1、ｈ8-3が、他方によって塞がれることによって遮断される。
【００２５】
さらに、図４Ｃにおいては、第１のシャッター板７の貫通孔ｈの位置に対して、第２のシャッター板８を１４４°回転させて貫通孔１個分周方向にずらせている。そのため、２枚のシャッター板７，８を重ねた状態では、それぞれの１個の貫通孔ｈ7-3とｈ8-1のみが互いに重なって、１個のターゲット電極と基板１との間が開放される。残りの４個のターゲット電極と基板１との間は、第１のシャッター板７、第２のシャッター板８、第１及び第２のシャッター板７，８のいずれかによって遮断される。
【００２６】
本発明においては、図４Ａ〜Ｃのように第１のシャッター板７と第２のシャッター板８の回転位置によって開放されるターゲット電極と基板１の個数と位置を調整することができ、ターゲット配置に応じた位置を取ることにより、３元同時スパッタを行うことができる。
【００２７】
第１及び第２の駆動手段１１，１２は、第１及び第２のシャッター板７，８をそれぞれ独立に駆動するモータ１１ｂ，１２ｂと、シャッター板７，８の現在位置を検出するエンコーダ１１ｃ，１２ｃを備えている。さらに駆動手段１１，１２は、エンコーダ１１ｃ，１２ｃからの位置情報に基づいて、コントローラ１０からそれぞれ入力される指示値にシャッター板７，８を駆動制御するドライバ１１ａ，１２ａを備えている。尚、モータ１１ｂ，１２ｂは、回転軸と固定子との間に磁性流体シールをそれぞれ介装している。
【００２８】
コントローラ１０は、スパッタリング用コントローラ１３からのプリスパッタ工程又は本スパッタ工程への移行タイミングの指示に従い、ターゲット配置に応じた第１及び第２のシャッター板７，８の遮断又は開放位置を演算し、駆動手段１１，１２に出力する。コントローラ１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、クロックパルス発生回路、分周器等を含むマイクロコンピュータで構成し、プログラムの実行により上記機能を実現する。
【００２９】
本例では、コントローラ１０は、ターゲット配置ごとの遮断位置データ（遮断位置情報）と開放位置データ（開放位置情報）を規定するテーブル１０ｂを備えている。さらにコントローラ１０はテーブル１０ｂからターゲット配置に応じたシャッター板７，８の遮断又は開放位置データを取得する位置情報取得部１０ａを備え、上述の演算を実行する。
本明細書において、「遮断位置データ（遮断位置情報）」は、スパッタ対象となるターゲットを基板に対して遮断する必要がある場合に（例えば、プリスパッタ工程時）、第１のシャッター板７および第２のシャッター板８の少なくとも一方により上記スパッタ対象となるターゲットと基板との間を遮断するように、シャッター板に形成された貫通孔を位置させるためのデータ（情報）である。
なお、本発明では、第１のシャッター板７および第２のシャッター板８の２つのシャッター板の配置の結果として、スパッタ対象となるターゲットと基板とを遮断することになる。よって、第１のシャッター板７（第２のシャッター板８）に送信される第１の遮断位置データ（第２の遮断位置データ）に従って第１のシャッター板７（第２のシャッター板８）を制御するだけでは、スパッタ対象となるターゲット全ての遮断がなされてない場合もある。しかしながら、このような場合でも本発明では、２つのシャッター板のそれぞれに専用の遮断位置データを送信して、２つのシャッター板の相互関係によりスパッタ対象となるターゲットの全てを基板から遮断するように２つのシャッター板を独立に制御しているので、２つのシャッター板の配置の結果として、上記遮断を実現することができる。
また、「開放位置データ（開放位置情報）」は、スパッタ対象となるターゲットを基板に対して開放する（露出させる）必要がある場合に（例えば、本スパッタ工程時）、第１のシャッター板７および第２のシャッター板８に形成された貫通孔の双方を介して上記スパッタ対象となるターゲットを基板に対して開放するように、上記貫通孔を位置させるためのデータ（情報）である。
本発明では、２つのシャッター板の貫通孔の重なりの組み合わせを変化させることで、同時スパッタを行うターゲットの数を調節することができる。さらに、シャッター板の回転により貫通孔の位置を変化させることで、対象となるターゲットの位置に関わらず、所望のターゲットを基板に対して開放させることができる。本発明では、これら効果を奏するために、２つのシャッター板のそれぞれに専用の開放位置データを送信して、２つのシャッター板を独立に制御している。すなわち、第１の開放位置データにより回転制御されて位置した第１のシャッター板７と、第２の開放位置データにより回転制御されて位置した第２のシャッター板８との相互関係により、第１シャッター板７および第２シャッター板８のそれぞれの貫通孔の重なりを、適切な位置で適切な数だけ実現することができる。
本発明では、上述のように、テーブル１０ｂでは、スパッタ対象となるターゲットの各配置毎に（例えば、スパッタ対象となるターゲットが、（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）、（Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５）、（Ｅ２、Ｅ４）・・・等毎に）、対応する遮断位置データ、および開放位置データが関連付けられている。よって、コントローラ１０は、スパッタリング用コントローラ１３から入力された、上記スパッタ対象となるターゲットの配置に関連するターゲット配置情報に基づいて、上記スパッタ対象となるターゲットの配置位置に応じた遮断位置データ、および開放位置データを取得することができる。
なお、スパッタリング用コントローラ１３は、不図示のキーボード、タッチパネル等の入力操作部を介してユーザが、スパッタ対象となるターゲットに関する情報を入力すると、該入力を受け付けて、スパッタ対象となるターゲットを示す情報（どのターゲットがスパッタ対象であるかを示す情報；ターゲット配置情報）を生成することができる。このターゲット配置情報には、スパッタ対象となるターゲットの数および配置に関する情報を含めることができる。
【００３０】
本発明におけるプリスパッタ工程及び本スパッタ工程の動作を図４乃至図７を用いて説明する。図５Ａは基板１側から見たターゲット電極の概略平面図、図５Ｂ、Ｃは第１及び第２のシャッター板７，８を重ねて配置した状態を基板１側から見た平面模式図である。また、図６Ａは図５ＢのＡＯＢ断面に対応する断面模式図、図６Ｂは図５ＣのＡＯＢ断面に対応する断面模式図である。図７は、プリスパッタ工程及び本スパッタ工程におけるターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５の電圧のオン・オフと第１及び第２のシャッター板７，８の開放位置及び遮断位置のタイミングチャートである。
【００３１】
本例においては、ターゲット配置を同一円周上に連続して配置するターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３とする。図５Ａに示すように、ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５は回転軸Ｙを中心とする同一円周上に７２°ずつ、等間隔で配置している。
【００３２】
プリスパッタ工程において、ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３には電力制御手段（不図示）によって調整された所定の電圧が印加される。従って、該ターゲット電極に取り付けられたスパッタ対象となるターゲット（以下、「対象ターゲット」という）６からの粒子が基板１に到達しないように、ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に取り付けたターゲット６と基板１との間を遮断する必要がある。係るターゲット６と基板１との間を遮断する第１及び第２のシャッター板７，８の組み合わせは、図４Ｂ又はＣのパターンであり、本例においては図４Ｂとする。
コントローラ１０の位置情報取得部１０ａは、スパッタリング用コントローラ１３からプリスパッタ工程移行のタイミング信号及びターゲット配置情報が入力されると、テーブル１０ｂから当該ターゲット配置に対応する遮断位置データ〔図４Ｂ〕を取得する。すなわち、位置情報取得部１０ａは、ターゲット配置情報に基づいてテーブル１０ｂを参照して、貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3がターゲットＥ１〜Ｅ３に対して図４Ｂの真ん中の図のように配置されるように第１のシャッター板７を回転させるためのデータ（第１の遮断位置データ）を取得する。また、位置情報取得部１０ａは、ターゲット配置情報に基づいてテーブル１０ｂを参照して、貫通孔ｈ8-1乃至ｈ8-3がターゲットＥ１〜Ｅ３に対して図４Ｂの左側の図のように配置されるように第２のシャッター板８を回転させるためのデータ（第２の遮断位置データ）を取得する。そして、コントローラ１０は、第１および第２の遮断位置データを第１及び第２の駆動手段１１，１２にそれぞれ出力する。第１及び第２の駆動手段１１，１２は上記遮断位置データに対応する位置に第１及び第２のシャッター板７，８を回転させ、対象ターゲット６と基板１との間が第１及び第２のシャッター板７，８の少なくとも一方で遮断される。
このように、コントローラ１０は、入力されたプリスパッタ信号に基づいてプリスパッタ工程を行うと判断し、入力されたターゲット配置情報に基づいて、テーブル１０ｂを参照して、適切な第１の遮断位置データおよび第２の遮断位置データを取得する。ついで、コントローラ１０は、取得された第１および第２の遮断位置データをそれぞれ第１および第２の駆動手段に送信して、第１および第２の駆動手段に遮断位置データに応じた回転制御を行わせる。
【００３３】
尚、プリスパッタ工程において、第１及び第２のシャッター板７，８のそれぞれの貫通孔ｈが重なって、ターゲット電極Ｅ４，Ｅ５と基板１との間が開放される。そのため、係るターゲット電極Ｅ４，Ｅ５は電力制御手段によって電力供給をオフに制御される。
【００３４】
上記したように、プリスパッタ工程においては対象ターゲット６と基板１との間を第１及び第２のシャッター板７，８で遮断した状態でターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に電圧を印加する。これにより、ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に取り付けられた対象ターゲット６がスパッタされ、基板１にスパッタされた対象ターゲット６の粒子が付着することなく、ターゲット６表面の酸化膜等の除去を行うことができる。
【００３５】
プリスパッタ工程が終了すると、本スパッタ工程に移行する。本スパッタ工程ではターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に取り付けられた対象ターゲット６と基板１との間を開放する必要がある。そのため、図４Ａに示すパターンが開放位置データとしてテーブル１０ｂから第１及び第２の駆動手段１１，１２に入力される。すなわち、位置情報取得部１０ａは、ターゲット配置情報に基づいてテーブル１０ｂを参照して、貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3がターゲットＥ１〜Ｅ３に対して図４Ａの真ん中の図のように配置されるように第１のシャッター板７を回転させるためのデータ（第１の開放位置データ）を取得する。また、位置情報取得部１０ａは、ターゲット配置情報に基づいてテーブル１０ｂを参照して、貫通孔ｈ8-1乃至ｈ8-3がターゲットＥ１〜Ｅ３に対して図４Ａの左側の図のように配置されるように第２のシャッター板８を回転させるためのデータ（第２の開放位置データ）を取得する。そして、コントローラ１０は、取得された第１および第２の開放位置データをそれぞれ第１および第２の駆動手段に出力する。第１及び第２の駆動手段１１，１２は上記開放位置データに対応する位置に第１及び第２のシャッター板７，８を回転させる。その結果、対象ターゲット６と基板１との間は、第１及び第２のシャッター板７，８の両方の貫通孔ｈが重なって開放され、ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の対象ターゲット６においてスパッタされた粒子が基板１に到達し、３元同時スパッタが実行される。
このように、コントローラ１０は、入力された本スパッタ信号に基づいて本スパッタ工程を行うと判断し、上記ターゲット配置情報に基づいて、テーブル１０ｂを参照して、適切な第１の開放位置データおよび第２の開放位置データを取得する。ついで、コントローラ１０は、取得された第１および第２の開放位置データをそれぞれ第１および第２の駆動手段に送信して、第１および第２の駆動手段に開放位置データに応じた回転制御を行わせる。すなわち、コントローラ１０は、第１および第２の駆動手段に特有の開放位置データを送信して第１のシャッター板７および第２のシャッター板８をそれぞれ独立に回転させて、第１のシャッター板７の貫通孔および第２のシャッター板８の貫通孔の位置の組み合わせを制御する。このとき、本発明では、第１のシャッター板７および第２のシャッター板８は互いに制限無く回転させることができるので、コントローラ１０は、上記位置の組み合わせを制御して、該組み合わせにより許容される数のうちの任意の数のターゲット電極を基板１に開放させることが可能となる。
このように、本発明では、コントローラ１０は、スパッタ処理の際に、対象ターゲットの数および配置位置に応じて、該対象ターゲットの全てが基板に対して開放されるように第１のシャッター板７および第２のシャッター板８を回転制御する。すなわち、コントローラ１０は、所望の対象ターゲットの配置に応じて、第１のシャッター板７に形成された貫通孔と第２のシャッター板８に形成された貫通孔とが重なる領域を介して対象ターゲットが基板に対して開放するように（上記重なる領域が対象ターゲットと対向するように）第１のシャッター板７と第２のシャッター板８との回転を独立に制御している。よって、対象ターゲットの数や配置位置にかかる制限を緩和し、対象ターゲットの組み合わせの自由度を向上することができる。
さらに、上述した特開２００５−２５６１１２号公報では、プリスパッタ工程および本スパッタ工程において、２つのシャッター板のうち、カソード選択シャッターとして機能する一方のシャッター板を同じ位置に固定し、他方のシャッター板をプリスパッタ工程と本スパッタ工程との間で位置を変えている。すなわち、特開２００５−２５６１１２号公報に開示された技術は、プリスパッタ工程および本スパッタ工程において、一方のシャッター板を所定の位置に固定し、他方のシャッター板のみで基板への開放を制御するものである。従って、上記一方のシャッター板を固定している分、２つのシャッター板の組み合わせが限定され、同時スパッタできるターゲットの数に制限があった。すなわち、特開２００５−２５６１１２号公報に開示された技術では、プリスパッタ工程時の一方のシャッター板の位置が本スパッタ工程にも影響しており、該影響により２つのシャッター板の組み合わせが制限される。
しかしながら、本発明では、コントローラ１０は、所望の対象ターゲットの数および配置に応じて、プリスパッタ工程における２つのシャッター板の回転と、本スパッタ工程における２つのシャッター板の回転とを互いに独立に制御している。よって、本スパッタ工程における２つのシャッター板の位置を、プリスパッタ工程時の２つのシャッター板の位置に関係なく決めることができるので、２つのシャッター板の組み合わせにかかる制限が軽減される。従って、同時スパッタできる対象ターゲットの数の自由度を向上することができる。
【００３６】
尚、本スパッタ工程において、ターゲット電極Ｅ４，Ｅ５と基板１との間は第１及び第２のシャッター板７，８によって遮断されている。従って、ターゲット電極Ｅ４，Ｅ５にターゲット６が取り付けられ、ターゲット電極Ｅ４，Ｅ５に電圧が印加されていてもターゲット電極Ｅ４，Ｅ５に取り付けられたターゲット６からのスパッタ粒子は基板１には到達しない。しかしながら、スパッタ対象でないターゲット（非対象ターゲット）６からのスパッタ粒子の混在を防止する上で、不要なターゲット電極Ｅ４，Ｅ５は電力供給をオフとすることが望ましい。
【００３７】
本スパッタ工程を終了する際には、第１及び第２のシャッター板７，８を対象ターゲット６と基板１との間を遮断する位置に戻すことで物理的にターゲット６からの粒子を遮断し、同時に、ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の電源をオフとする。
【００３８】
上記プリスパッタ工程と本スパッタ工程を繰り返すことにより、複数層の成膜を行うことができる。尚、タイミングチャートは図７に示すものに限定されず、例えば、図１４に示すように、プリスパッタ工程から本スパッタ工程に移行する期間（ｔ２乃至ｔ３）で、ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ３を電源オフとしてもよい。これにより、より精密に膜厚のコントロールができる。
【００３９】
以上、５元スパッタリング装置において、３元同時スパッタを行う場合について説明したが、本例のスパッタリング装置においては、３元同時スパッタを行う前或いは後に２元同時スパッタ或いは単元スパッタを行うこともできる。具体的には、プリスパッタ工程において、第１及び第２のシャッター板７，８の貫通孔ｈが重ならない位置とターゲット配置とを対応させる。また、本スパッタ工程においては、第１及び第２のシャッター板７，８の貫通孔ｈが重なった位置を対象ターゲットの位置に対応させればよい。図８Ａ〜Ｃは、ターゲット電極Ｅ２のみをターゲット配置として単元スパッタを行う場合のターゲット電極と第１及び第２のシャッター板７，８の位置関係を基板１側から見た平面模式図である。図８Ａは基板１側から見たターゲット電極の概略平面図、図８Ｂ、Ｃは第１及び第２のシャッター板７，８を重ねて配置した状態を基板１側から見た概略平面図であり、図８Ｂはプリスパッタ工程、図８Ｃは本スパッタ工程である。本例では、本スパッタ工程においてターゲット電極Ｅ２に取り付けた対象ターゲット６と基板１との間のみ開放するため、第１及び第２のシャッター板７，８の組み合わせとして図４Ｃのパターンを用いる。
【００４０】
尚、上記実施形態においては、シャッター板７，８の形状として、ターゲット電極よりも大きい円形の貫通孔をターゲット電極に対応して複数個設けて開口部とした例を示したが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、図９Ａ〜Ｃは、上記実施形態のシャッター板７，８の貫通孔ｈ7、ｈ8をそれぞれ連続させて３個のターゲット電極が同時に露出する形状とした例である。図９Ａ乃至Ｃはそれぞれ、左から第２のシャッター板８，第１のシャッター板７，第２のシャッター板８を基板１側にして両者を重ねて基板１側から見た状態を示す。図９Ａは３個のターゲット電極に対して基板１との間が開放となり、２個のターゲット電極に対して基板１との間が遮断となる。図９Ｂは２個のターゲット電極に対して基板１との間が開放となり、３個のターゲット電極に対して基板１との間が遮断となる。図９Ａは１個のターゲット電極に対して基板１との間が開放となり、２個のターゲット電極に対して基板１との間が遮断となる。よって、図９Ａ乃至Ｃのパターンを適宜選択することにより、単元スパッタ乃至３元同時スパッタを同じ装置で行うことができる。
【００４１】
また、上記実施形態では、図１に示すようにターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５が基板ステージ２に対して平行でなく、傾けて配置されているスパッタリング装置を用いているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５と基板ステージ２が平行に配置されたスパッタリング装置を用いてもよい。
【００４２】
さらに、図１１Ａ〜Ｃは本発明に用いられるシャッター板７，８の他の形状例を示す概略平面図である。図１１Ａはターゲット電極２個分の遮断領域を扇形とした例である。図１１Ｂはターゲット電極より広い円形の遮断領域を支持軸で連結して柄杓形とした例である。図１１Ｃは図４に例示したシャッター板７，８の貫通孔とシャッター板外周との間を切り欠いた形状である。また、図１２は、遮断領域を花弁形とした例である。
【００４３】
尚、本発明においては、シャッター板７，８の形状を同じにする必要はなく、また、開口部に対応するターゲット電極の個数を互いに変えても構わない。例えば、５元スパッタリング装置において３元同時スパッタを行う場合、一方のシャッター板の遮断領域が２個のターゲット電極に対応し、他方のシャッター板の遮断領域が１個のターゲット電極に対応する形状であればよい。図１３Ａ、Ｂは、第１のシャッター板７の貫通孔をｈ7-1乃至ｈ7-4の４個とした例であり、左から第２のシャッター板８，第１のシャッター板７，第２のシャッター板８を基板１側にして両者を重ねて基板１側から見た状態を示す。
【００４４】
図１３Ａにおいて、第１のシャッター板７と第２のシャッター板８のそれぞれ３個の貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3、ｈ8-1乃至ｈ8-3の位置が重なり、３個のターゲット電極と基板１との間を開放することができる。
【００４５】
図１３Ｂにおいては、図１３Ａの状態から第１のシャッター板７の貫通孔ｈの位置を反時計回りに７２°回転させて貫通孔１個分周方向にずらせている。そのため、２枚のシャッター板７，８を重ねた状態では、それぞれ２個の貫通孔ｈ7-3とｈ8-1、ｈ7-4とｈ8-2が互いに重なって、２個のターゲット電極と基板１との間が開放され、３個のターゲット電極と基板１との間を遮断することができる。よって、３元同時スパッタを行う際には、図１３Ｂのパターンでプリスパッタ工程を行い、図１３Ａのパターンで本スパッタ工程を行えばよい。
（実施例）
【００４６】
図１に示したスパッタリング装置を用い、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの各プレートからなる磁性ターゲット６を用いた３元同時スパッタを行い、種々のＦｅＣｏＮｉ合金薄膜を作製した。
【００４７】
本例では、先ず、基板ステージ２の上に直径３００ｍｍの熱酸化膜付Ｓｉ基板１を配置した。ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５は直径１８０ｍｍのものを配置し、直径１８０ｍｍの円板状のターゲット６を取り付けた。本例では、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３にそれぞれＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのターゲット６を取り付けた。
【００４８】
先ず、ドライポンプ（不図示）を用いて真空チャンバー４内を粗引きし、その後、クライオポンプ（不図示）に切り替えて７×１０-7Ｐａの超高真空域まで排気した。その後、Ａｒガスを圧力が０．０３Ｐａになるまで導入し、第１及び第２のシャッター板７，８を遮断位置に配置した。具体的には、図４Ｂの組み合わせで図５Ｂに示すように配置した。即ち、第１のシャッター板７の貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3がターゲット電極Ｅ１，Ｅ４，Ｅ５の対向位置にくるように、第２のシャッター板８の貫通孔ｈ8-1乃至ｈ8-3がターゲット電極Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５の対向位置にくるように、それぞれを回転させる。このシャッター配置では、ターゲット６を取り付けたターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３が露出されない。この状態で、ターゲット６を取り付けたターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３にのみＤＣ電力を投入することによって放電を開始し、プリスパッタ工程を開始した。このプリスパッタ工程を１分間維持し、ターゲット６表面に付着した不純物を除去した。
【００４９】
次いで、第１及び第２のシャッター板７，８を回転させて、図４Ａに示す組み合わせで図５Ｃに示すように配置して、ターゲット６と基板１との間を開放した。具体的には、遮断位置から、第１のシャッター板７を紙面において反時計回りに１４４°、第２のシャッター板８を時計回りに１４４°、それぞれ回転させる。これにより、放電が発生しているターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に取り付けたターゲット６を露出させ、本スパッタ工程を開始する。
【００５０】
上記のようにして、真空チャンバー４下部の基板ステージ２上で回転しているＳｉ基板１にＦｅＣｏＮｉ合金薄膜を形成することができた。本例では、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ原子の１Ｗ、１ｓｅｃ当たりの付着レートはそれぞれ０．０００１５６ｎｍ／（Ｗ・ｓｅｃ）、０．０００１９１ｎｍ／（Ｗ・ｓｅｃ）、０．０００２３９ｎｍ／（Ｗ・ｓｅｃ）であった。このため、各ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に投入する電力の比を変えることによって、得られるＦｅＣｏＮｉ合金薄膜の組成を調整することができ、露出時間（＝成膜時間）を変えることによって、得られるＦｅＣｏＮｉ合金薄膜の膜厚を調整することができる。表１に、投入した電力と得られたＦｅＣｏＮｉ合金薄膜の組成及び膜厚を示す。
【表１】
【００５１】
（その他の実施形態）
本発明は、上記コントローラ１０をスパッタリング装置に内蔵しても良いし、上記コントローラ１０の処理を該スパッタリング装置とは別の装置で行っても良い。コントローラ１０での処理をスパッタリング装置とは別個の装置で行う場合は、コントローラ１０を、例えばコンピュータ、インターフェース機器といった情報処理装置に適用すれば良い。この場合は、情報処理装置とスパッタリング装置とを有線または無線により接続し、本発明に特徴的な情報（例えば、開放位置データ、遮断位置データなど）を、上記接続を介して情報処理装置からスパッタリング装置に入力すれば良い。
前述した実施形態の機能を実現するように前述した実施形態の構成を動作させるプログラムを記憶媒体に記憶させ、該記憶媒体に記憶されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も上述の実施形態の範疇に含まれる。即ちコンピュータ読み取り可能な記憶媒体も実施例の範囲に含まれる。また、前述のコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体はもちろんそのコンピュータプログラム自体も上述の実施形態に含まれる。
かかる記憶媒体としてはたとえばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭを用いることができる。
また前述の記憶媒体に記憶されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウエア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作し前述の実施形態の動作を実行するものも前述した実施形態の範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のスパッタリング装置の好ましい一実施形態のターゲット電極の配置状態を示す平面模式図である。
【図２】図１のＡＯＢ断面に対応する断面模式図である。
【図３】本発明のスパッタリング装置の遮断装置の概略構成図である。
【図４Ａ】本発明に係る第１及び第２のシャッター板とこれらを重ねた状態の平面模式図である。
【図４Ｂ】本発明に係る第１及び第２のシャッター板とこれらを重ねた状態の平面模式図である。
【図４Ｃ】本発明に係る第１及び第２のシャッター板とこれらを重ねた状態の平面模式図である。
【図５Ａ】本発明に係るターゲット電極及びターゲット電極に第１及び第２のシャッター板を配置した状態の平面模式図である。
【図５Ｂ】本発明に係るターゲット電極及びターゲット電極に第１及び第２のシャッター板を配置した状態の平面模式図である。
【図５Ｃ】本発明に係るターゲット電極及びターゲット電極に第１及び第２のシャッター板を配置した状態の平面模式図である。
【図６Ａ】図５ＢのＡＯＢ断面に対応する断面模式図である。
【図６Ｂ】図５ＣのＡＯＢ断面に対応する断面模式図である。
【図７】プリスパッタ工程及び本スパッタ工程におけるターゲット電極の電圧のオン・オフと第１及び第２のシャッター板の開放位置及び遮断位置のタイミングチャートである。
【図８Ａ】本発明において単元スパッタを行う場合のターゲット電極と第１及び第２のシャッター板の位置関係の平面模式図である。
【図８Ｂ】本発明において単元スパッタを行う場合のターゲット電極と第１及び第２のシャッター板の位置関係の平面模式図である。
【図８Ｃ】本発明において単元スパッタを行う場合のターゲット電極と第１及び第２のシャッター板の位置関係の平面模式図である。
【図９Ａ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図９Ｂ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図９Ｃ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図１０】本発明のスパッタリング装置の他の実施形態の断面模式図である。
【図１１Ａ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図１１Ｂ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図１１Ｃ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図１２】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図１３Ａ】本発明に係るシャッター板の貫通孔の個数を変えた例を示す平面模式図である。
【図１３Ｂ】本発明に係るシャッター板の貫通孔の個数を変えた例を示す平面模式図である。
【図１４】本発明に係る他のタイミングチャートの例である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスや電子デバイスの製造工程において、真空中でシリコンなどの半導体や金属、ガラス、セラミック、プラスチック等の基板上に薄膜を成膜するスパッタリング装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイスや電子デバイスは、デバイス性能の向上に伴い、中枢となる材料に複雑な合金や化合物、混合物が用いられるようになってきている。そのような材料からなる薄膜は、スパッタリング法や蒸着法などの物理蒸着（ＰＶＤ）法においては、従来、所望の薄膜材料と同等の組成のターゲットや蒸着材料を用いていた。しかしながら、ＰＶＤ法では形成される薄膜の組成がターゲットや蒸着材料の組成からずれることが多い。近年のデバイスでは、デバイス特性がそれら薄膜材料の組成に対して非常に敏感であるため、組成にずれが生じた場合には所望の組成が得られるようなターゲット及び蒸着材料を見つける必要があった。
【０００３】
また、新規の薄膜材料を探索するためには、薄膜の組成を変えながらデバイス特性を評価するが、係る作業においては、毎回真空装置を大気曝露し、組成の異なるターゲットや蒸着材料を装置に取り付けて成膜していたため、開発コストや時間がかかっていた。このような開発コストを削減するため、日本応用磁気学会誌、１９９７年、第２１巻、第４号、ｐ．５０５−５０８には、ＰｔＭｎ合金薄膜の成膜に際し、ＭｎターゲットにＰｔペレットを貼り付けてターゲットとし、Ｐｔペレットの数を変えることによって組成を調整するという方法が開示されている。本方法によれば、組成の異なるＰｔＭｎターゲットを複数用意する必要がなくなり、開発コストを低減することができる。しかしながら、Ｐｔペレットを貼り付ける作業を行うためには、毎回真空装置を大気曝露する必要があるため、開発時間の短縮にはつながらない。
【０００４】
これに対し、装置の真空曝露を必要とせずにターゲットや蒸着材料の組成調整を行うことができるスパッタリング方法として、複数のスパッタリングカソードを同時に放電させる多元同時スパッタリング法がある。特開２００５−２５６１１２号公報には２元同時スパッタを行うため、それぞれ２つの穴があいた２枚のシャッターを重ねて配置した二重回転シャッターを用いた多元スパッタリング方法が開示されている。当該方法では、一方のシャッターで所望の２つのカソードを選択し、もう一方のシャッターで開閉操作することにより、プリスパッタ工程から本スパッタ工程へ移行して２元同時スパッタを行う。ＰｔＭｎ薄膜を成膜する場合であれば、ＰｔターゲットとＭｎターゲットを用意し、それぞれのターゲットに投入するパワー比を変えることによって、薄膜の組成を調整することが可能になる。よって、組成の異なる薄膜の開発コスト、時間を大幅に短縮することができる。
【非特許文献１】日本応用磁気学会誌、１９９７年、第２１巻、第４号、ｐ．５０５−５０８
【特許文献２】特開２００５−２５６１１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開２００５−２５６１１２号公報に開示された方法では、一方のシャッター板をカソード選択シャッターとして固定し、他方を開閉動作用のシャッターとして使用するため、組み合わせが限定され、同時スパッタ可能な数が制約されていた。具体的には、５つのターゲットが配置されたスパッタリング装置においては、同時スパッタできるターゲットは２つであった。
【０００６】
本発明の目的は、同時スパッタ数の多い多元スパッタリング装置およびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様は、真空チャンバー内に、ターゲットを取付け可能な複数のターゲット電極と、該ターゲット電極と被処理基板との間を遮断し得る遮断装置とを備えたスパッタリング装置であって、前記複数のターゲット電極が、前記被処理基板の被処理面の中心を通る法線を中心とする同一円周上に配置され、前記遮断装置が、前記複数のターゲット電極が配置する同一円周の中心を回転中心として回転し互いに重なり合う第１及び第２のシャッター板と、該第１及び第２のシャッター板をそれぞれ独立に回転させる第１及び第２の駆動手段と、該第１及び第２の駆動手段を制御する駆動制御手段とを備え、前記第１及び第２のシャッター板がそれぞれ、少なくとも１つのターゲット電極を前記被処理基板に開放させるための開口部を少なくとも１つ有し、少なくとも１個のターゲット電極と前記被処理基板との間を遮断する形状を有し、前記駆動制御手段は、前記第１および第２の駆動手段を制御して前記第１及び第２のシャッター板を独立に回転させ、前記第１のシャッター板および前記第２のシャッター板の開口部の位置の組み合わせにより、該組み合わせにより許容される数のうちの任意の数のターゲット電極を前記被処理基板に開放させることが可能であり、前記駆動制御手段は、スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を開放してスパッタリングを行うスパッタ処理の際に、スパッタ対象となるターゲットの数および配置に応じて、前記第１のシャッター板の開口部と前記第２のシャッター板の開口部とが重なる領域を介して前記スパッタ対象となるターゲットが前記被処理基板に対して開放されるようにして前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放されるように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とする。
また、第２の態様は、真空チャンバー内に、ターゲットを取付け可能な複数のターゲット電極と、該ターゲット電極と被処理基板との間を遮断し得る遮断装置とを備えたスパッタリング装置であって、前記複数のターゲット電極が、前記被処理基板の被処理面の中心を通る法線を中心とする同一円周上に配置され、前記遮断装置が、前記複数のターゲット電極が配置する同一円周の中心を回転中心として回転し互いに重なり合う第１及び第２のシャッター板と、該第１及び第２のシャッター板をそれぞれ独立に回転させる第１及び第２の駆動手段とを含み、前記第１及び第２のシャッター板がそれぞれ、少なくとも１つのターゲット電極を前記被処理基板に開放させるための開口部を複数有し、少なくとも１個のターゲット電極と前記被処理基板との間を遮断する形状を有するスパッタリング装置の制御方法であって、前記第１および第２の駆動手段を制御して前記第１及び第２のシャッター板を独立に回転させ、前記第１のシャッター板および前記第２のシャッター板の開口部の位置の組み合わせにより、該組み合わせにより許容される数のうちの任意の数のターゲット電極を前記被処理基板に開放させることが可能であり、スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を開放してスパッタリングを行うスパッタ処理の際に、スパッタ対象となるターゲットの数および配置に応じて、前記第１のシャッター板の開口部と前記第２のシャッター板の開口部とが重なる領域を介して前記スパッタ対象となるターゲットが前記被処理基板に対して開放されるようにして前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放されるように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、第１及び第２のシャッター板をそれぞれ独立に回転させることで、ターゲットの組み合わせ自由度が増加し、同時スパッタ数を向上させることができる。よって、本発明のスパッタリング装置を用いることにより、半導体デバイスや電子デバイスの製造工程において、薄膜の組成調整や新規な薄膜材料の開発をより低コストで且つ短時間で行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のスパッタリング装置は真空チャンバー内に複数のターゲット電極と、該ターゲット電極と被処理基板との間を遮断しうる遮断装置を備えている。そして、係る遮断装置は、第１及び第２のシャッター板と、該２枚のシャッター板をそれぞれ独立に回転させる第１及び第２の駆動手段と、該第１及び第２の駆動手段を制御する駆動制御手段と、を備えている。
【００１０】
以下、本発明のスパッタリング装置について、実施形態を挙げて詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明のスパッタリング装置の好ましい一実施形態のターゲット電極の配置状態を示す平面模式図であり、図２に、図１中のＡＯＢ断面に対応する断面模式図を示す。図中、Ｅ１乃至Ｅ５はターゲット電極、１は被処理基板、２は基板ステージ、４は真空チャンバー、５はターゲットホルダー、６はターゲット、７は第１のシャッター板、８は第２のシャッター板である。
【００１２】
本発明のスパッタリング装置は、図１，２に示すように、被処理基板１が載置される基板ステージ２と、基板ステージ２の上方に配された複数のターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５とを備えている。
【００１３】
真空チャンバー４には、真空排気用のドライポンプ及びクライオポンプと、Ａｒガスなどの放電用ガスを導入するためのガスインレットとが接続されている（いずれも不図示）。基板ステージ２は、駆動装置（不図示）によりスパッタ工程中、基板１の被処理面の中心を通る法線Ｙを中心に基板１を載置した状態で回転する。尚、基板ステージ２の駆動装置としては、例えば、回転軸と固定子との間に磁性流体シールを介装したモータ等を用いる。
【００１４】
ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５はターゲット取り付け可能なターゲットホルダー５を備えた陰極である。ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５は、それぞれがプラズマ発生のための直流電源に接続されており、独立に調整された電力がそれぞれ投入されることで、真空チャンバー４内に導入した放電用ガスからプラズマを発生させる。これにより、電力を投入したターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５に取り付けられたターゲット６がスパッタされる。尚、全てのターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５にターゲット６を取り付ける必要はなく、一部のターゲット電極にのみターゲット６を取り付け、スパッタすることができる。以下、ターゲット６を取り付けたターゲット電極の組み合わせを「ターゲット配置」という。
【００１５】
また、複数のターゲット電極は、基板ステージ２の回転軸Ｙを中心とした同一円周上に等間隔に配置されている。本例ではターゲット電極はＥ１乃至Ｅ５の５個であるため、互いに７２°の間隔を介して等間隔に配置されている。また、本例では、各ターゲット電極が基板１の中央を向くように傾斜されており、具体的にはターゲット電極のターゲット取り付け面の法線が、基板の被処理面の法線Ｙに対して３０°傾いて配置されている。傾き角は２〜６０°の範囲で設定され、好ましくは５〜５０°であるが、図１０に示すように、ターゲット電極が基板１に平行（＝傾き角が０°）になるように配置することも可能である。
【００１６】
本発明の一実施形態に係るスパッタリング装置は、それぞれ独立して回転可能な２枚のシャッター板７，８を備えており、プリスパッタ工程から本スパッタ工程に移行する際に、上記２枚のシャッター板７、８を独立して制御することにより該２枚のシャッター板７，８の位置を変えることを特徴とする。ここで、プリスパッタ工程とは、シャッター板で基板１とターゲット６の間を遮断したまま放電する状態をいい、本スパッタ工程とは、基板１とターゲット６の間を開放してスパッタリングする工程をいう。
【００１７】
本発明に係る第１及び第２のシャッター板７，８は、複数のターゲット電極に対応する開口部を有し、少なくとも１個のターゲット電極と基板１との間を遮断する形状を有している。すなわち、第１及び第２のシャッター板は、少なくとも１つのターゲット電極を基板に開放させるための開口部を少なくとも１つ有している。本発明において、ターゲット電極の数は２ｎ＋１個（ｎは自然数）が好ましく、これに対して第１及び第２のシャッター板はそれぞれｎ＋１個以上のターゲット電極に対応する開口部を有しており、当該装置で同時スパッタしうる最大ターゲット数はｎ＋１である。
【００１８】
本例のターゲット電極数は５であり、よって、第１及び第２のシャッター板７，８の開口部はそれぞれ３個もしくは４個のターゲット電極に対応する開口部を備えており、同時スパッタしうる最大ターゲット数は３個である。
【００１９】
図３に遮断装置の概略構成を示す。本発明の一実施形態に係る遮断装置はスパッタリング用コントローラ１３からの指示に従って、プリスパッタ工程で基板１とターゲット６の間を遮断し、本スパッタ工程で基板１とターゲット６との間を開放するものである。具体的には、第１及び第２のシャッター板７，８ならびに、第１及び第２のシャッター板７，８を独立に回転させる第１及び第２の駆動手段１１及び１２を備えている。さらに、第１及び第２のシャッター板７，８を所定角度になるように回転させ、各開口部を所定位置に位置するように、駆動手段１１及び１２を制御する駆動制御手段（コントローラ）１０を備えている。
【００２０】
第１及び第２のシャッター板７，８は、その板面をターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５に向けて互いに重ねて配置される。また、シャッター板７，８双方の回転軸は、基板ステージ２の回転中心である回転軸Ｙと同軸上に配される。
【００２１】
図４Ａ〜Ｃに、第１及び第２のシャッター板７，８の一例の平面図を示す。図中のｈは貫通孔（開口部）である。本例のシャッター板は５個のターゲット電極を備えた装置に対応するものであり、同一円周上に一定の間隔を置いて３つの貫通孔ｈが形成されている。個々の貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3、ｈ8-1乃至ｈ8-3は１個のターゲット電極よりも面積が広い。よって、第１及び第２のシャッター板７，８はそれぞれ、基板１とターゲット電極の間に配置されて、３個のターゲット電極と基板との間を開放し、２個のターゲット電極と基板との間を遮断する。第１及び第２のシャッター板７，８は互いに重ねて配置されるため、それぞれの貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3、ｈ8-1乃至ｈ8-3の位置によって、基板１とターゲット電極間の開放、遮断が決定する。
すなわち、第１シャッター板７および第２シャッター板８はそれぞれ独立に回転させることができるので、プリスパッタや本スパッタといったスパッタ処理を行う際に、本発明のスパッタリング装置は、それぞれのシャッター板に形成された貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3およびｈ8-1乃至ｈ8-3の位置の組み合わせを、該組み合わせにより許容される範囲内で自由に選択することができる。従って、本スパッタ工程にて用いるターゲットの組み合わせの自由度を向上することができる。
【００２２】
図４Ａ乃至Ｃはそれぞれ、左から第２のシャッター板８，第１のシャッター板７，第２のシャッター板８を基板１側にして両者を重ねて基板１側から見た状態を示す。
【００２３】
図４Ａにおいて、第１のシャッター板７と第２のシャッター板８の貫通孔ｈ7-1乃至7-3、ｈ8-1乃至ｈ8-3の位置は同じである。そのため、重ねた状態では貫通孔ｈ7-1とｈ8-1、ｈ7-2とｈ8-2、ｈ7-3とｈ8-3がそれぞれ重なって、３個のターゲット電極と基板１との間が開放され、残りの２個のターゲット電極と基板１との間が遮断される。
【００２４】
図４Ｂにおいては、第１のシャッター板７の貫通孔ｈの位置に対して、第２のシャッター板８を７２°回転させて貫通孔１個分周方向にずらせている。そのため、２枚のシャッター板７，８を重ねた状態では、それぞれ２個の貫通孔ｈ7-2とｈ8-1、ｈ7-3とｈ8-2が互いに重なって、２個のターゲット電極と基板１との間が開放される。残りの３個のターゲット電極のうち、１個は第１及び第２のシャッター板７，８の両者によって遮断されるが、２個については、第１及び第２のシャッター板７，８のいずれかの貫通孔ｈ7-1、ｈ8-3が、他方によって塞がれることによって遮断される。
【００２５】
さらに、図４Ｃにおいては、第１のシャッター板７の貫通孔ｈの位置に対して、第２のシャッター板８を１４４°回転させて貫通孔１個分周方向にずらせている。そのため、２枚のシャッター板７，８を重ねた状態では、それぞれの１個の貫通孔ｈ7-3とｈ8-1のみが互いに重なって、１個のターゲット電極と基板１との間が開放される。残りの４個のターゲット電極と基板１との間は、第１のシャッター板７、第２のシャッター板８、第１及び第２のシャッター板７，８のいずれかによって遮断される。
【００２６】
本発明においては、図４Ａ〜Ｃのように第１のシャッター板７と第２のシャッター板８の回転位置によって開放されるターゲット電極と基板１の個数と位置を調整することができ、ターゲット配置に応じた位置を取ることにより、３元同時スパッタを行うことができる。
【００２７】
第１及び第２の駆動手段１１，１２は、第１及び第２のシャッター板７，８をそれぞれ独立に駆動するモータ１１ｂ，１２ｂと、シャッター板７，８の現在位置を検出するエンコーダ１１ｃ，１２ｃを備えている。さらに駆動手段１１，１２は、エンコーダ１１ｃ，１２ｃからの位置情報に基づいて、コントローラ１０からそれぞれ入力される指示値にシャッター板７，８を駆動制御するドライバ１１ａ，１２ａを備えている。尚、モータ１１ｂ，１２ｂは、回転軸と固定子との間に磁性流体シールをそれぞれ介装している。
【００２８】
コントローラ１０は、スパッタリング用コントローラ１３からのプリスパッタ工程又は本スパッタ工程への移行タイミングの指示に従い、ターゲット配置に応じた第１及び第２のシャッター板７，８の遮断又は開放位置を演算し、駆動手段１１，１２に出力する。コントローラ１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、クロックパルス発生回路、分周器等を含むマイクロコンピュータで構成し、プログラムの実行により上記機能を実現する。
【００２９】
本例では、コントローラ１０は、ターゲット配置ごとの遮断位置データ（遮断位置情報）と開放位置データ（開放位置情報）を規定するテーブル１０ｂを備えている。さらにコントローラ１０はテーブル１０ｂからターゲット配置に応じたシャッター板７，８の遮断又は開放位置データを取得する位置情報取得部１０ａを備え、上述の演算を実行する。
本明細書において、「遮断位置データ（遮断位置情報）」は、スパッタ対象となるターゲットを基板に対して遮断する必要がある場合に（例えば、プリスパッタ工程時）、第１のシャッター板７および第２のシャッター板８の少なくとも一方により上記スパッタ対象となるターゲットと基板との間を遮断するように、シャッター板に形成された貫通孔を位置させるためのデータ（情報）である。
なお、本発明では、第１のシャッター板７および第２のシャッター板８の２つのシャッター板の配置の結果として、スパッタ対象となるターゲットと基板とを遮断することになる。よって、第１のシャッター板７（第２のシャッター板８）に送信される第１の遮断位置データ（第２の遮断位置データ）に従って第１のシャッター板７（第２のシャッター板８）を制御するだけでは、スパッタ対象となるターゲット全ての遮断がなされてない場合もある。しかしながら、このような場合でも本発明では、２つのシャッター板のそれぞれに専用の遮断位置データを送信して、２つのシャッター板の相互関係によりスパッタ対象となるターゲットの全てを基板から遮断するように２つのシャッター板を独立に制御しているので、２つのシャッター板の配置の結果として、上記遮断を実現することができる。
また、「開放位置データ（開放位置情報）」は、スパッタ対象となるターゲットを基板に対して開放する（露出させる）必要がある場合に（例えば、本スパッタ工程時）、第１のシャッター板７および第２のシャッター板８に形成された貫通孔の双方を介して上記スパッタ対象となるターゲットを基板に対して開放するように、上記貫通孔を位置させるためのデータ（情報）である。
本発明では、２つのシャッター板の貫通孔の重なりの組み合わせを変化させることで、同時スパッタを行うターゲットの数を調節することができる。さらに、シャッター板の回転により貫通孔の位置を変化させることで、対象となるターゲットの位置に関わらず、所望のターゲットを基板に対して開放させることができる。本発明では、これら効果を奏するために、２つのシャッター板のそれぞれに専用の開放位置データを送信して、２つのシャッター板を独立に制御している。すなわち、第１の開放位置データにより回転制御されて位置した第１のシャッター板７と、第２の開放位置データにより回転制御されて位置した第２のシャッター板８との相互関係により、第１シャッター板７および第２シャッター板８のそれぞれの貫通孔の重なりを、適切な位置で適切な数だけ実現することができる。
本発明では、上述のように、テーブル１０ｂでは、スパッタ対象となるターゲットの各配置毎に（例えば、スパッタ対象となるターゲットが、（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）、（Ｅ３、Ｅ４、Ｅ５）、（Ｅ２、Ｅ４）・・・等毎に）、対応する遮断位置データ、および開放位置データが関連付けられている。よって、コントローラ１０は、スパッタリング用コントローラ１３から入力された、上記スパッタ対象となるターゲットの配置に関連するターゲット配置情報に基づいて、上記スパッタ対象となるターゲットの配置位置に応じた遮断位置データ、および開放位置データを取得することができる。
なお、スパッタリング用コントローラ１３は、不図示のキーボード、タッチパネル等の入力操作部を介してユーザが、スパッタ対象となるターゲットに関する情報を入力すると、該入力を受け付けて、スパッタ対象となるターゲットを示す情報（どのターゲットがスパッタ対象であるかを示す情報；ターゲット配置情報）を生成することができる。このターゲット配置情報には、スパッタ対象となるターゲットの数および配置に関する情報を含めることができる。
【００３０】
本発明におけるプリスパッタ工程及び本スパッタ工程の動作を図４乃至図７を用いて説明する。図５Ａは基板１側から見たターゲット電極の概略平面図、図５Ｂ、Ｃは第１及び第２のシャッター板７，８を重ねて配置した状態を基板１側から見た平面模式図である。また、図６Ａは図５ＢのＡＯＢ断面に対応する断面模式図、図６Ｂは図５ＣのＡＯＢ断面に対応する断面模式図である。図７は、プリスパッタ工程及び本スパッタ工程におけるターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５の電圧のオン・オフと第１及び第２のシャッター板７，８の開放位置及び遮断位置のタイミングチャートである。
【００３１】
本例においては、ターゲット配置を同一円周上に連続して配置するターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３とする。図５Ａに示すように、ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５は回転軸Ｙを中心とする同一円周上に７２°ずつ、等間隔で配置している。
【００３２】
プリスパッタ工程において、ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３には電力制御手段（不図示）によって調整された所定の電圧が印加される。従って、該ターゲット電極に取り付けられたスパッタ対象となるターゲット（以下、「対象ターゲット」という）６からの粒子が基板１に到達しないように、ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に取り付けたターゲット６と基板１との間を遮断する必要がある。係るターゲット６と基板１との間を遮断する第１及び第２のシャッター板７，８の組み合わせは、図４Ｂ又はＣのパターンであり、本例においては図４Ｂとする。
コントローラ１０の位置情報取得部１０ａは、スパッタリング用コントローラ１３からプリスパッタ工程移行のタイミング信号及びターゲット配置情報が入力されると、テーブル１０ｂから当該ターゲット配置に対応する遮断位置データ〔図４Ｂ〕を取得する。すなわち、位置情報取得部１０ａは、ターゲット配置情報に基づいてテーブル１０ｂを参照して、貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3がターゲットＥ１〜Ｅ３に対して図４Ｂの真ん中の図のように配置されるように第１のシャッター板７を回転させるためのデータ（第１の遮断位置データ）を取得する。また、位置情報取得部１０ａは、ターゲット配置情報に基づいてテーブル１０ｂを参照して、貫通孔ｈ8-1乃至ｈ8-3がターゲットＥ１〜Ｅ３に対して図４Ｂの左側の図のように配置されるように第２のシャッター板８を回転させるためのデータ（第２の遮断位置データ）を取得する。そして、コントローラ１０は、第１および第２の遮断位置データを第１及び第２の駆動手段１１，１２にそれぞれ出力する。第１及び第２の駆動手段１１，１２は上記遮断位置データに対応する位置に第１及び第２のシャッター板７，８を回転させ、対象ターゲット６と基板１との間が第１及び第２のシャッター板７，８の少なくとも一方で遮断される。
このように、コントローラ１０は、入力されたプリスパッタ信号に基づいてプリスパッタ工程を行うと判断し、入力されたターゲット配置情報に基づいて、テーブル１０ｂを参照して、適切な第１の遮断位置データおよび第２の遮断位置データを取得する。ついで、コントローラ１０は、取得された第１および第２の遮断位置データをそれぞれ第１および第２の駆動手段に送信して、第１および第２の駆動手段に遮断位置データに応じた回転制御を行わせる。
【００３３】
尚、プリスパッタ工程において、第１及び第２のシャッター板７，８のそれぞれの貫通孔ｈが重なって、ターゲット電極Ｅ４，Ｅ５と基板１との間が開放される。そのため、係るターゲット電極Ｅ４，Ｅ５は電力制御手段によって電力供給をオフに制御される。
【００３４】
上記したように、プリスパッタ工程においては対象ターゲット６と基板１との間を第１及び第２のシャッター板７，８で遮断した状態でターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に電圧を印加する。これにより、ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に取り付けられた対象ターゲット６がスパッタされ、基板１にスパッタされた対象ターゲット６の粒子が付着することなく、ターゲット６表面の酸化膜等の除去を行うことができる。
【００３５】
プリスパッタ工程が終了すると、本スパッタ工程に移行する。本スパッタ工程ではターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に取り付けられた対象ターゲット６と基板１との間を開放する必要がある。そのため、図４Ａに示すパターンが開放位置データとしてテーブル１０ｂから第１及び第２の駆動手段１１，１２に入力される。すなわち、位置情報取得部１０ａは、ターゲット配置情報に基づいてテーブル１０ｂを参照して、貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3がターゲットＥ１〜Ｅ３に対して図４Ａの真ん中の図のように配置されるように第１のシャッター板７を回転させるためのデータ（第１の開放位置データ）を取得する。また、位置情報取得部１０ａは、ターゲット配置情報に基づいてテーブル１０ｂを参照して、貫通孔ｈ8-1乃至ｈ8-3がターゲットＥ１〜Ｅ３に対して図４Ａの左側の図のように配置されるように第２のシャッター板８を回転させるためのデータ（第２の開放位置データ）を取得する。そして、コントローラ１０は、取得された第１および第２の開放位置データをそれぞれ第１および第２の駆動手段に出力する。第１及び第２の駆動手段１１，１２は上記開放位置データに対応する位置に第１及び第２のシャッター板７，８を回転させる。その結果、対象ターゲット６と基板１との間は、第１及び第２のシャッター板７，８の両方の貫通孔ｈが重なって開放され、ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の対象ターゲット６においてスパッタされた粒子が基板１に到達し、３元同時スパッタが実行される。
このように、コントローラ１０は、入力された本スパッタ信号に基づいて本スパッタ工程を行うと判断し、上記ターゲット配置情報に基づいて、テーブル１０ｂを参照して、適切な第１の開放位置データおよび第２の開放位置データを取得する。ついで、コントローラ１０は、取得された第１および第２の開放位置データをそれぞれ第１および第２の駆動手段に送信して、第１および第２の駆動手段に開放位置データに応じた回転制御を行わせる。すなわち、コントローラ１０は、第１および第２の駆動手段に特有の開放位置データを送信して第１のシャッター板７および第２のシャッター板８をそれぞれ独立に回転させて、第１のシャッター板７の貫通孔および第２のシャッター板８の貫通孔の位置の組み合わせを制御する。このとき、本発明では、第１のシャッター板７および第２のシャッター板８は互いに制限無く回転させることができるので、コントローラ１０は、上記位置の組み合わせを制御して、該組み合わせにより許容される数のうちの任意の数のターゲット電極を基板１に開放させることが可能となる。
このように、本発明では、コントローラ１０は、スパッタ処理の際に、対象ターゲットの数および配置位置に応じて、該対象ターゲットの全てが基板に対して開放されるように第１のシャッター板７および第２のシャッター板８を回転制御する。すなわち、コントローラ１０は、所望の対象ターゲットの配置に応じて、第１のシャッター板７に形成された貫通孔と第２のシャッター板８に形成された貫通孔とが重なる領域を介して対象ターゲットが基板に対して開放するように（上記重なる領域が対象ターゲットと対向するように）第１のシャッター板７と第２のシャッター板８との回転を独立に制御している。よって、対象ターゲットの数や配置位置にかかる制限を緩和し、対象ターゲットの組み合わせの自由度を向上することができる。
さらに、上述した特開２００５−２５６１１２号公報では、プリスパッタ工程および本スパッタ工程において、２つのシャッター板のうち、カソード選択シャッターとして機能する一方のシャッター板を同じ位置に固定し、他方のシャッター板をプリスパッタ工程と本スパッタ工程との間で位置を変えている。すなわち、特開２００５−２５６１１２号公報に開示された技術は、プリスパッタ工程および本スパッタ工程において、一方のシャッター板を所定の位置に固定し、他方のシャッター板のみで基板への開放を制御するものである。従って、上記一方のシャッター板を固定している分、２つのシャッター板の組み合わせが限定され、同時スパッタできるターゲットの数に制限があった。すなわち、特開２００５−２５６１１２号公報に開示された技術では、プリスパッタ工程時の一方のシャッター板の位置が本スパッタ工程にも影響しており、該影響により２つのシャッター板の組み合わせが制限される。
しかしながら、本発明では、コントローラ１０は、所望の対象ターゲットの数および配置に応じて、プリスパッタ工程における２つのシャッター板の回転と、本スパッタ工程における２つのシャッター板の回転とを互いに独立に制御している。よって、本スパッタ工程における２つのシャッター板の位置を、プリスパッタ工程時の２つのシャッター板の位置に関係なく決めることができるので、２つのシャッター板の組み合わせにかかる制限が軽減される。従って、同時スパッタできる対象ターゲットの数の自由度を向上することができる。
【００３６】
尚、本スパッタ工程において、ターゲット電極Ｅ４，Ｅ５と基板１との間は第１及び第２のシャッター板７，８によって遮断されている。従って、ターゲット電極Ｅ４，Ｅ５にターゲット６が取り付けられ、ターゲット電極Ｅ４，Ｅ５に電圧が印加されていてもターゲット電極Ｅ４，Ｅ５に取り付けられたターゲット６からのスパッタ粒子は基板１には到達しない。しかしながら、スパッタ対象でないターゲット（非対象ターゲット）６からのスパッタ粒子の混在を防止する上で、不要なターゲット電極Ｅ４，Ｅ５は電力供給をオフとすることが望ましい。
【００３７】
本スパッタ工程を終了する際には、第１及び第２のシャッター板７，８を対象ターゲット６と基板１との間を遮断する位置に戻すことで物理的にターゲット６からの粒子を遮断し、同時に、ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の電源をオフとする。
【００３８】
上記プリスパッタ工程と本スパッタ工程を繰り返すことにより、複数層の成膜を行うことができる。尚、タイミングチャートは図７に示すものに限定されず、例えば、図１４に示すように、プリスパッタ工程から本スパッタ工程に移行する期間（ｔ２乃至ｔ３）で、ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ３を電源オフとしてもよい。これにより、より精密に膜厚のコントロールができる。
【００３９】
以上、５元スパッタリング装置において、３元同時スパッタを行う場合について説明したが、本例のスパッタリング装置においては、３元同時スパッタを行う前或いは後に２元同時スパッタ或いは単元スパッタを行うこともできる。具体的には、プリスパッタ工程において、第１及び第２のシャッター板７，８の貫通孔ｈが重ならない位置とターゲット配置とを対応させる。また、本スパッタ工程においては、第１及び第２のシャッター板７，８の貫通孔ｈが重なった位置を対象ターゲットの位置に対応させればよい。図８Ａ〜Ｃは、ターゲット電極Ｅ２のみをターゲット配置として単元スパッタを行う場合のターゲット電極と第１及び第２のシャッター板７，８の位置関係を基板１側から見た平面模式図である。図８Ａは基板１側から見たターゲット電極の概略平面図、図８Ｂ、Ｃは第１及び第２のシャッター板７，８を重ねて配置した状態を基板１側から見た概略平面図であり、図８Ｂはプリスパッタ工程、図８Ｃは本スパッタ工程である。本例では、本スパッタ工程においてターゲット電極Ｅ２に取り付けた対象ターゲット６と基板１との間のみ開放するため、第１及び第２のシャッター板７，８の組み合わせとして図４Ｃのパターンを用いる。
【００４０】
尚、上記実施形態においては、シャッター板７，８の形状として、ターゲット電極よりも大きい円形の貫通孔をターゲット電極に対応して複数個設けて開口部とした例を示したが、本発明においてはこれに限定されるものではない。例えば、図９Ａ〜Ｃは、上記実施形態のシャッター板７，８の貫通孔ｈ7、ｈ8をそれぞれ連続させて３個のターゲット電極が同時に露出する形状とした例である。図９Ａ乃至Ｃはそれぞれ、左から第２のシャッター板８，第１のシャッター板７，第２のシャッター板８を基板１側にして両者を重ねて基板１側から見た状態を示す。図９Ａは３個のターゲット電極に対して基板１との間が開放となり、２個のターゲット電極に対して基板１との間が遮断となる。図９Ｂは２個のターゲット電極に対して基板１との間が開放となり、３個のターゲット電極に対して基板１との間が遮断となる。図９Ａは１個のターゲット電極に対して基板１との間が開放となり、２個のターゲット電極に対して基板１との間が遮断となる。よって、図９Ａ乃至Ｃのパターンを適宜選択することにより、単元スパッタ乃至３元同時スパッタを同じ装置で行うことができる。
【００４１】
また、上記実施形態では、図１に示すようにターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５が基板ステージ２に対して平行でなく、傾けて配置されているスパッタリング装置を用いているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１０に示すように、ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５と基板ステージ２が平行に配置されたスパッタリング装置を用いてもよい。
【００４２】
さらに、図１１Ａ〜Ｃは本発明に用いられるシャッター板７，８の他の形状例を示す概略平面図である。図１１Ａはターゲット電極２個分の遮断領域を扇形とした例である。図１１Ｂはターゲット電極より広い円形の遮断領域を支持軸で連結して柄杓形とした例である。図１１Ｃは図４に例示したシャッター板７，８の貫通孔とシャッター板外周との間を切り欠いた形状である。また、図１２は、遮断領域を花弁形とした例である。
【００４３】
尚、本発明においては、シャッター板７，８の形状を同じにする必要はなく、また、開口部に対応するターゲット電極の個数を互いに変えても構わない。例えば、５元スパッタリング装置において３元同時スパッタを行う場合、一方のシャッター板の遮断領域が２個のターゲット電極に対応し、他方のシャッター板の遮断領域が１個のターゲット電極に対応する形状であればよい。図１３Ａ、Ｂは、第１のシャッター板７の貫通孔をｈ7-1乃至ｈ7-4の４個とした例であり、左から第２のシャッター板８，第１のシャッター板７，第２のシャッター板８を基板１側にして両者を重ねて基板１側から見た状態を示す。
【００４４】
図１３Ａにおいて、第１のシャッター板７と第２のシャッター板８のそれぞれ３個の貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3、ｈ8-1乃至ｈ8-3の位置が重なり、３個のターゲット電極と基板１との間を開放することができる。
【００４５】
図１３Ｂにおいては、図１３Ａの状態から第１のシャッター板７の貫通孔ｈの位置を反時計回りに７２°回転させて貫通孔１個分周方向にずらせている。そのため、２枚のシャッター板７，８を重ねた状態では、それぞれ２個の貫通孔ｈ7-3とｈ8-1、ｈ7-4とｈ8-2が互いに重なって、２個のターゲット電極と基板１との間が開放され、３個のターゲット電極と基板１との間を遮断することができる。よって、３元同時スパッタを行う際には、図１３Ｂのパターンでプリスパッタ工程を行い、図１３Ａのパターンで本スパッタ工程を行えばよい。
（実施例）
【００４６】
図１に示したスパッタリング装置を用い、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの各プレートからなる磁性ターゲット６を用いた３元同時スパッタを行い、種々のＦｅＣｏＮｉ合金薄膜を作製した。
【００４７】
本例では、先ず、基板ステージ２の上に直径３００ｍｍの熱酸化膜付Ｓｉ基板１を配置した。ターゲット電極Ｅ１乃至Ｅ５は直径１８０ｍｍのものを配置し、直径１８０ｍｍの円板状のターゲット６を取り付けた。本例では、Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３にそれぞれＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉのターゲット６を取り付けた。
【００４８】
先ず、ドライポンプ（不図示）を用いて真空チャンバー４内を粗引きし、その後、クライオポンプ（不図示）に切り替えて７×１０-7Ｐａの超高真空域まで排気した。その後、Ａｒガスを圧力が０．０３Ｐａになるまで導入し、第１及び第２のシャッター板７，８を遮断位置に配置した。具体的には、図４Ｂの組み合わせで図５Ｂに示すように配置した。即ち、第１のシャッター板７の貫通孔ｈ7-1乃至ｈ7-3がターゲット電極Ｅ１，Ｅ４，Ｅ５の対向位置にくるように、第２のシャッター板８の貫通孔ｈ8-1乃至ｈ8-3がターゲット電極Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５の対向位置にくるように、それぞれを回転させる。このシャッター配置では、ターゲット６を取り付けたターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３が露出されない。この状態で、ターゲット６を取り付けたターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３にのみＤＣ電力を投入することによって放電を開始し、プリスパッタ工程を開始した。このプリスパッタ工程を１分間維持し、ターゲット６表面に付着した不純物を除去した。
【００４９】
次いで、第１及び第２のシャッター板７，８を回転させて、図４Ａに示す組み合わせで図５Ｃに示すように配置して、ターゲット６と基板１との間を開放した。具体的には、遮断位置から、第１のシャッター板７を紙面において反時計回りに１４４°、第２のシャッター板８を時計回りに１４４°、それぞれ回転させる。これにより、放電が発生しているターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に取り付けたターゲット６を露出させ、本スパッタ工程を開始する。
【００５０】
上記のようにして、真空チャンバー４下部の基板ステージ２上で回転しているＳｉ基板１にＦｅＣｏＮｉ合金薄膜を形成することができた。本例では、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ原子の１Ｗ、１ｓｅｃ当たりの付着レートはそれぞれ０．０００１５６ｎｍ／（Ｗ・ｓｅｃ）、０．０００１９１ｎｍ／（Ｗ・ｓｅｃ）、０．０００２３９ｎｍ／（Ｗ・ｓｅｃ）であった。このため、各ターゲット電極Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３に投入する電力の比を変えることによって、得られるＦｅＣｏＮｉ合金薄膜の組成を調整することができ、露出時間（＝成膜時間）を変えることによって、得られるＦｅＣｏＮｉ合金薄膜の膜厚を調整することができる。表１に、投入した電力と得られたＦｅＣｏＮｉ合金薄膜の組成及び膜厚を示す。
【表１】
【００５１】
（その他の実施形態）
本発明は、上記コントローラ１０をスパッタリング装置に内蔵しても良いし、上記コントローラ１０の処理を該スパッタリング装置とは別の装置で行っても良い。コントローラ１０での処理をスパッタリング装置とは別個の装置で行う場合は、コントローラ１０を、例えばコンピュータ、インターフェース機器といった情報処理装置に適用すれば良い。この場合は、情報処理装置とスパッタリング装置とを有線または無線により接続し、本発明に特徴的な情報（例えば、開放位置データ、遮断位置データなど）を、上記接続を介して情報処理装置からスパッタリング装置に入力すれば良い。
前述した実施形態の機能を実現するように前述した実施形態の構成を動作させるプログラムを記憶媒体に記憶させ、該記憶媒体に記憶されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も上述の実施形態の範疇に含まれる。即ちコンピュータ読み取り可能な記憶媒体も実施例の範囲に含まれる。また、前述のコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体はもちろんそのコンピュータプログラム自体も上述の実施形態に含まれる。
かかる記憶媒体としてはたとえばフロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ―ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭを用いることができる。
また前述の記憶媒体に記憶されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウエア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作し前述の実施形態の動作を実行するものも前述した実施形態の範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のスパッタリング装置の好ましい一実施形態のターゲット電極の配置状態を示す平面模式図である。
【図２】図１のＡＯＢ断面に対応する断面模式図である。
【図３】本発明のスパッタリング装置の遮断装置の概略構成図である。
【図４Ａ】本発明に係る第１及び第２のシャッター板とこれらを重ねた状態の平面模式図である。
【図４Ｂ】本発明に係る第１及び第２のシャッター板とこれらを重ねた状態の平面模式図である。
【図４Ｃ】本発明に係る第１及び第２のシャッター板とこれらを重ねた状態の平面模式図である。
【図５Ａ】本発明に係るターゲット電極及びターゲット電極に第１及び第２のシャッター板を配置した状態の平面模式図である。
【図５Ｂ】本発明に係るターゲット電極及びターゲット電極に第１及び第２のシャッター板を配置した状態の平面模式図である。
【図５Ｃ】本発明に係るターゲット電極及びターゲット電極に第１及び第２のシャッター板を配置した状態の平面模式図である。
【図６Ａ】図５ＢのＡＯＢ断面に対応する断面模式図である。
【図６Ｂ】図５ＣのＡＯＢ断面に対応する断面模式図である。
【図７】プリスパッタ工程及び本スパッタ工程におけるターゲット電極の電圧のオン・オフと第１及び第２のシャッター板の開放位置及び遮断位置のタイミングチャートである。
【図８Ａ】本発明において単元スパッタを行う場合のターゲット電極と第１及び第２のシャッター板の位置関係の平面模式図である。
【図８Ｂ】本発明において単元スパッタを行う場合のターゲット電極と第１及び第２のシャッター板の位置関係の平面模式図である。
【図８Ｃ】本発明において単元スパッタを行う場合のターゲット電極と第１及び第２のシャッター板の位置関係の平面模式図である。
【図９Ａ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図９Ｂ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図９Ｃ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図１０】本発明のスパッタリング装置の他の実施形態の断面模式図である。
【図１１Ａ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図１１Ｂ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図１１Ｃ】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図１２】本発明に係るシャッター板の形状例を示す平面模式図である。
【図１３Ａ】本発明に係るシャッター板の貫通孔の個数を変えた例を示す平面模式図である。
【図１３Ｂ】本発明に係るシャッター板の貫通孔の個数を変えた例を示す平面模式図である。
【図１４】本発明に係る他のタイミングチャートの例である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバー内に、ターゲットを取付け可能な複数のターゲット電極と、該ターゲット電極と被処理基板との間を遮断し得る遮断装置とを備えたスパッタリング装置であって、
前記複数のターゲット電極が、前記被処理基板の被処理面の中心を通る法線を中心とする同一円周上に配置され、
前記遮断装置が、
前記複数のターゲット電極が配置する同一円周の中心を回転中心として回転し互いに重なり合う第１及び第２のシャッター板と、
該第１及び第２のシャッター板をそれぞれ独立に回転させる第１及び第２の駆動手段と、
該第１及び第２の駆動手段を制御する駆動制御手段とを備え、
前記第１及び第２のシャッター板がそれぞれ、少なくとも１つのターゲット電極を前記被処理基板に開放させるための開口部を少なくとも１つ有し、少なくとも１個のターゲット電極と前記被処理基板との間を遮断する形状を有し、
前記駆動制御手段は、前記第１および第２の駆動手段を制御して前記第１及び第２のシャッター板を独立に回転させ、前記第１のシャッター板および前記第２のシャッター板の開口部の位置の組み合わせにより、該組み合わせにより許容される数のうちの任意の数のターゲット電極を前記被処理基板に開放させることが可能であり、
前記駆動制御手段は、スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を開放してスパッタリングを行うスパッタ処理の際に、スパッタ対象となるターゲットの数および配置に応じて、前記第１のシャッター板の開口部と前記第２のシャッター板の開口部とが重なる領域を介して前記スパッタ対象となるターゲットが前記被処理基板に対して開放されるようにして前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放されるように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置毎に、前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の開口部の双方を介して前記スパッタ対象となるターゲットを前記被処理基板に対して開放するように前記開口部を位置させるための開放位置情報を関連付けたテーブルをさらに備え、
前記駆動制御手段は、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置に関するターゲット配置情報を取得すると、前記テーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた開放位置情報を取得して、該開放位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信し、
前記第１および第２の駆動手段が受信した開放位置情報に基づいて前記第１のシャッター板および第２のシャッター板を独立に回転させることにより、前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放されることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
前記駆動制御手段は、前記スパッタ処理および前記スパッタ処理の前に行われる、シャッター板で前記被処理基板と前記スパッタ対象となるターゲットとの間を遮断したまま放電するプリスパッタ処理に対して互いに独立して、前記第１および第２の遮断手段を制御し、
前記プリスパッタ処理において前記第１及び第２のシャッター板をそれぞれ回転させて前記スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を遮断するように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置毎に、前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の開口部の双方を介して前記スパッタ対象となるターゲットを前記被処理基板に対して開放するように前記開口部を位置させるための開放位置情報、および前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の少なくとも一方により前記スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を遮断するように前記開口部を位置させるための遮断位置情報を関連付けたテーブルをさらに備え、
前記駆動制御手段は、
前記スパッタ処理の際には、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置に関するターゲット配置情報を取得すると、前記テーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた開放位置情報を取得して、該開放位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信し、
前記プリスパッタ処理の際には、前記ターゲット配置情報を取得すると、前記テーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた遮断位置情報を取得して、該遮断位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信し、
前記第１および第２の駆動手段が受信した開放位置情報に基づいて前記第１のシャッター板および第２のシャッター板を独立に回転させることにより、前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放され、
前記第１および第２の駆動手段が受信した遮断位置情報に基づいて前記第１のシャッター板および第２のシャッター板を独立に回転させることにより、前記スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間が遮断されることを特徴とする請求項３に記載のスパッタリング装置。
【請求項５】
前記ターゲット電極が２ｎ＋１個（ｎは自然数）であり、前記第１及び第２のシャッター板がそれぞれ、ｎ＋１個以上のターゲット電極に対応する開口部を有していることを特徴とする請求項に記載のスパッタリング装置。
【請求項６】
非対象ターゲットに対応する前記ターゲット電極への電力供給をオフにする電力制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項７】
被処理基板を載置して回転可能な基板ステージをさらに備え、
前記ターゲット電極が前記基板ステージの回転中心を中心とする同一円周上に配置され、前記ターゲット電極の各々のターゲット取り付け面の法線が、前記被処理基板の被処理面の法線に対して傾いて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項８】
真空チャンバー内に、ターゲットを取付け可能な複数のターゲット電極と、該ターゲット電極と被処理基板との間を遮断し得る遮断装置とを備えたスパッタリング装置であって、前記複数のターゲット電極が、前記被処理基板の被処理面の中心を通る法線を中心とする同一円周上に配置され、前記遮断装置が、前記複数のターゲット電極が配置する同一円周の中心を回転中心として回転し互いに重なり合う第１及び第２のシャッター板と、該第１及び第２のシャッター板をそれぞれ独立に回転させる第１及び第２の駆動手段とを含み、前記第１及び第２のシャッター板がそれぞれ、少なくとも１つのターゲット電極を前記被処理基板に開放させるための開口部を複数有し、少なくとも１個のターゲット電極と前記被処理基板との間を遮断する形状を有するスパッタリング装置の制御方法であって、
前記第１および第２の駆動手段を制御して前記第１及び第２のシャッター板を独立に回転させ、前記第１のシャッター板および前記第２のシャッター板の開口部の位置の組み合わせにより、該組み合わせにより許容される数のうちの任意の数のターゲット電極を前記被処理基板に開放させることが可能であり、
スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を開放してスパッタリングを行うスパッタ処理の際に、スパッタ対象となるターゲットの数および配置に応じて、前記第１のシャッター板の開口部と前記第２のシャッター板の開口部とが重なる領域を介して前記スパッタ対象となるターゲットが前記被処理基板に対して開放されるようにして前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放されるように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とする制御方法。
【請求項９】
前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置に関するターゲット配置情報を取得する工程と、
前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置毎に、前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の開口部の双方を介して前記スパッタ対象となるターゲットを前記被処理基板に対して開放するように前記開口部を位置させるための開放位置情報を関連付けたテーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた開放位置情報を取得して、該開放位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信する工程と
を有することを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記スパッタ処理の前に、シャッター板で前記被処理基板と前記スパッタ対象となるターゲットとの間を遮断したまま放電するプリスパッタ処理を行うように前記スパッタリング装置を制御する工程をさらに有し、
前記スパッタ処理および前記プリスパッタ処理に対して互いに独立して、前記第１および第２の遮断手段を制御し、
前記プリスパッタ処理において、前記第１及び第２のシャッター板をそれぞれ回転させて前記スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を遮断するように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１１】
前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置に関するターゲット配置情報を取得する工程と、
前記プリスパッタ処理の際には、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置毎に、前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の少なくとも一方により前記スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を遮断するように前記開口部を位置させるための遮断位置情報を関連付けたテーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた遮断位置情報を取得して、該遮断位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信する工程と、
前記スパッタ処理の際には、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置毎に、前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の開口部の双方を介して前記スパッタ対象となるターゲットを前記被処理基板に対して開放するように前記開口部を位置させるための開放位置情報を関連付けたテーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた開放位置情報を取得して、該開放位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信する工程と
を有することを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
コンピュータに請求項８に記載の制御方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１３】
コンピュータにより読み出し可能なプログラムを格納した記憶媒体であって、請求項１２に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【請求項１】
真空チャンバー内に、ターゲットを取付け可能な複数のターゲット電極と、該ターゲット電極と被処理基板との間を遮断し得る遮断装置とを備えたスパッタリング装置であって、
前記複数のターゲット電極が、前記被処理基板の被処理面の中心を通る法線を中心とする同一円周上に配置され、
前記遮断装置が、
前記複数のターゲット電極が配置する同一円周の中心を回転中心として回転し互いに重なり合う第１及び第２のシャッター板と、
該第１及び第２のシャッター板をそれぞれ独立に回転させる第１及び第２の駆動手段と、
該第１及び第２の駆動手段を制御する駆動制御手段とを備え、
前記第１及び第２のシャッター板がそれぞれ、少なくとも１つのターゲット電極を前記被処理基板に開放させるための開口部を少なくとも１つ有し、少なくとも１個のターゲット電極と前記被処理基板との間を遮断する形状を有し、
前記駆動制御手段は、前記第１および第２の駆動手段を制御して前記第１及び第２のシャッター板を独立に回転させ、前記第１のシャッター板および前記第２のシャッター板の開口部の位置の組み合わせにより、該組み合わせにより許容される数のうちの任意の数のターゲット電極を前記被処理基板に開放させることが可能であり、
前記駆動制御手段は、スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を開放してスパッタリングを行うスパッタ処理の際に、スパッタ対象となるターゲットの数および配置に応じて、前記第１のシャッター板の開口部と前記第２のシャッター板の開口部とが重なる領域を介して前記スパッタ対象となるターゲットが前記被処理基板に対して開放されるようにして前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放されるように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
前記駆動制御手段は、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置毎に、前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の開口部の双方を介して前記スパッタ対象となるターゲットを前記被処理基板に対して開放するように前記開口部を位置させるための開放位置情報を関連付けたテーブルをさらに備え、
前記駆動制御手段は、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置に関するターゲット配置情報を取得すると、前記テーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた開放位置情報を取得して、該開放位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信し、
前記第１および第２の駆動手段が受信した開放位置情報に基づいて前記第１のシャッター板および第２のシャッター板を独立に回転させることにより、前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放されることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項３】
前記駆動制御手段は、前記スパッタ処理および前記スパッタ処理の前に行われる、シャッター板で前記被処理基板と前記スパッタ対象となるターゲットとの間を遮断したまま放電するプリスパッタ処理に対して互いに独立して、前記第１および第２の遮断手段を制御し、
前記プリスパッタ処理において前記第１及び第２のシャッター板をそれぞれ回転させて前記スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を遮断するように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置毎に、前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の開口部の双方を介して前記スパッタ対象となるターゲットを前記被処理基板に対して開放するように前記開口部を位置させるための開放位置情報、および前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の少なくとも一方により前記スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を遮断するように前記開口部を位置させるための遮断位置情報を関連付けたテーブルをさらに備え、
前記駆動制御手段は、
前記スパッタ処理の際には、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置に関するターゲット配置情報を取得すると、前記テーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた開放位置情報を取得して、該開放位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信し、
前記プリスパッタ処理の際には、前記ターゲット配置情報を取得すると、前記テーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた遮断位置情報を取得して、該遮断位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信し、
前記第１および第２の駆動手段が受信した開放位置情報に基づいて前記第１のシャッター板および第２のシャッター板を独立に回転させることにより、前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放され、
前記第１および第２の駆動手段が受信した遮断位置情報に基づいて前記第１のシャッター板および第２のシャッター板を独立に回転させることにより、前記スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間が遮断されることを特徴とする請求項３に記載のスパッタリング装置。
【請求項５】
前記ターゲット電極が２ｎ＋１個（ｎは自然数）であり、前記第１及び第２のシャッター板がそれぞれ、ｎ＋１個以上のターゲット電極に対応する開口部を有していることを特徴とする請求項に記載のスパッタリング装置。
【請求項６】
非対象ターゲットに対応する前記ターゲット電極への電力供給をオフにする電力制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項７】
被処理基板を載置して回転可能な基板ステージをさらに備え、
前記ターゲット電極が前記基板ステージの回転中心を中心とする同一円周上に配置され、前記ターゲット電極の各々のターゲット取り付け面の法線が、前記被処理基板の被処理面の法線に対して傾いて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
【請求項８】
真空チャンバー内に、ターゲットを取付け可能な複数のターゲット電極と、該ターゲット電極と被処理基板との間を遮断し得る遮断装置とを備えたスパッタリング装置であって、前記複数のターゲット電極が、前記被処理基板の被処理面の中心を通る法線を中心とする同一円周上に配置され、前記遮断装置が、前記複数のターゲット電極が配置する同一円周の中心を回転中心として回転し互いに重なり合う第１及び第２のシャッター板と、該第１及び第２のシャッター板をそれぞれ独立に回転させる第１及び第２の駆動手段とを含み、前記第１及び第２のシャッター板がそれぞれ、少なくとも１つのターゲット電極を前記被処理基板に開放させるための開口部を複数有し、少なくとも１個のターゲット電極と前記被処理基板との間を遮断する形状を有するスパッタリング装置の制御方法であって、
前記第１および第２の駆動手段を制御して前記第１及び第２のシャッター板を独立に回転させ、前記第１のシャッター板および前記第２のシャッター板の開口部の位置の組み合わせにより、該組み合わせにより許容される数のうちの任意の数のターゲット電極を前記被処理基板に開放させることが可能であり、
スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を開放してスパッタリングを行うスパッタ処理の際に、スパッタ対象となるターゲットの数および配置に応じて、前記第１のシャッター板の開口部と前記第２のシャッター板の開口部とが重なる領域を介して前記スパッタ対象となるターゲットが前記被処理基板に対して開放されるようにして前記スパッタ対象となるターゲットの全てが前記被処理基板に対して開放されるように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とする制御方法。
【請求項９】
前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置に関するターゲット配置情報を取得する工程と、
前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置毎に、前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の開口部の双方を介して前記スパッタ対象となるターゲットを前記被処理基板に対して開放するように前記開口部を位置させるための開放位置情報を関連付けたテーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた開放位置情報を取得して、該開放位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信する工程と
を有することを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記スパッタ処理の前に、シャッター板で前記被処理基板と前記スパッタ対象となるターゲットとの間を遮断したまま放電するプリスパッタ処理を行うように前記スパッタリング装置を制御する工程をさらに有し、
前記スパッタ処理および前記プリスパッタ処理に対して互いに独立して、前記第１および第２の遮断手段を制御し、
前記プリスパッタ処理において、前記第１及び第２のシャッター板をそれぞれ回転させて前記スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を遮断するように、前記第１及び第２の駆動手段を制御して、前記第１及び第２シャッター板を独立に回転させることを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１１】
前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置に関するターゲット配置情報を取得する工程と、
前記プリスパッタ処理の際には、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置毎に、前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の少なくとも一方により前記スパッタ対象となるターゲットと前記被処理基板との間を遮断するように前記開口部を位置させるための遮断位置情報を関連付けたテーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた遮断位置情報を取得して、該遮断位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信する工程と、
前記スパッタ処理の際には、前記スパッタ対象となるターゲットの配置位置毎に、前記第１のシャッター板および第２のシャッター板の開口部の双方を介して前記スパッタ対象となるターゲットを前記被処理基板に対して開放するように前記開口部を位置させるための開放位置情報を関連付けたテーブルを参照して、前記ターゲット配置情報に応じた開放位置情報を取得して、該開放位置情報を前記第１および第２の駆動手段に送信する工程と
を有することを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
【請求項１２】
コンピュータに請求項８に記載の制御方法を実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項１３】
コンピュータにより読み出し可能なプログラムを格納した記憶媒体であって、請求項１２に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１１Ｃ】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２２１５９５（Ｐ２００９−２２１５９５Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２０７５２（Ｐ２００８−３２０７５２）
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【出願人】（０００２２７２９４）キヤノンアネルバ株式会社 (564)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【出願人】（０００２２７２９４）キヤノンアネルバ株式会社 (564)
【Ｆターム（参考）】
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