反应性溅射装置和使用了该反应性溅射装置的复合金属化合物或混合膜的成膜方法与流程

本发明涉及反应性溅射装置和使用了该反应性溅射装置的复合金属化合物或混合膜的成膜方法。

背景技术：

作为这种反应性溅射装置，已知有一种复合金属化合物的薄膜形成装置，该复合金属化合物的薄膜形成装置具备：成膜处理室，其对包含至少两种以上的异种金属的各靶材进行溅射而在基板上形成包含金属或金属的不完全反应物的超薄膜；等离子体产生单元，其产生等离子体；多孔网格或多缝网格，其配设在该等离子体产生单元与将上述超薄膜转换成金属化合物的反应处理室之间；反应处理室，其对在上述成膜处理室中形成的超薄膜照射通过上述网格而选择性导入的反应性气体的活性种，使上述超薄膜与反应性气体的活性种反应而转换成金属化合物；和分离单元，其利用遮蔽板在空间上、压力上将该反应处理室与上述成膜处理室分离(专利文献1)。根据该ras(radicalassistedsputter，激化辅助溅镀法)型反应性溅射装置，在基板上形成期望膜厚的复合金属的化合物薄膜，在构成复合金属的化合物薄膜的各个金属的单独的化合物本来具有的光学折射率的范围内，能够得到任意的折射率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3735461号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，使用包含两种以上的异种金属的靶材而生成复合金属化合物膜的上述现有的成膜装置是以在圆筒状的基板支托上保持有两个以上的基板的状态使该基板支托旋转的构成，因此溅射区域的通过时间、等离子体区域的通过时间由成膜装置的结构唯一地决定，无法对这些时间进行独立控制。因此，对于任意设定复合金属化合物膜的组成而言，需要独立地控制供给至两个以上的溅射电极的电力等，因此每个溅射电极均需要溅射电源。

另外，上述现有的成膜装置是以在圆筒状的基板支托上保持有基板的状态使该基板支托向一个方向旋转的构成，因此超薄膜的层叠顺序也由成膜装置的结构唯一地决定，无法容易地进行变更。进一步，为了维持超薄膜的厚度，提高旋转体的转速是有利的，但需要额定值大的驱动电动机。进一步，是在圆筒状的基板支托上保持基板的构成，因此圆筒状的基板支托的内部成为浪费的空间，不仅成膜室变大，而且需要额定值大的真空泵。

本发明所要解决的课题在于提供一种能够任意设定复合金属化合物膜或混合膜的组成的反应性溅射装置和使用了该反应性溅射装置的复合金属化合物或混合膜的成膜方法。

用于解决课题的手段

本发明在直流电源和两个以上的溅射电极之间而与两个以上的溅射电极相对应地设置有将直流电压转换成脉冲波电压的脉冲波转换开关，利用任意制作的编程对利用产生矩形波的信号产生器进行动作的脉冲波转换开关、反应气体导入开关、和反应所需的时间进行控制，由此适当设定供给至各溅射电极的电力和反应气体导入时机，从而解决了上述课题。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够利用直流电源任意设定复合金属化合物膜或混合膜的组成的反应性溅射装置和使用了该反应性溅射装置的复合金属化合物或混合膜的成膜方法。

附图说明

图1是示出本发明的反应性溅射装置的一个实施方式的框图。

图2a是示出利用图1的可编程发送器24、第1脉冲波转换开关22或第2脉冲波转换开关23生成的电压脉冲波的一例的电压-时间的曲线图。

图2b是示出设置有偏置直流电源21的情况下的、利用图1的可编程发送器24、第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23生成的电压脉冲波的另一例的电压-时间的曲线图。

图3a是示出本发明的反应性溅射装置的另一实施方式的主要部分框图。

图3b是示出本发明的反应性溅射装置的又一实施方式的主要部分框图。

图4a是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第1例的时间图。

图4b是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第2例的时间图。

图4c是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第3例的时间图。

图4d是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第4例的时间图。

图4e是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第5例的时间图。

图4f是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第6例的时间图。

图5是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第7例的时间图。

图6a是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第8例的时间图。

图6b是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第9例的时间图。

图6c是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第10例的时间图。

图6d是示出使用本发明的反应性溅射装置的成膜方法的第11例的时间图。

图7a是示出本发明的反应性溅射装置的其它实施方式的主要部分框图。

图7b是示出图7的反应性溅射装置的电气系统的框图。

具体实施方式

《反应性溅射装置》

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出本发明的反应性溅射装置的一个实施方式的框图。本实施方式的反应性溅射装置1具备实质上形成为密闭空间的成膜室11，在该成膜室11设置有：基板支托12，其对进行成膜的基板s进行保持；和与一个基板s对置的两个以上的溅射电极(在本例中为第1溅射电极18和第2溅射电极19)，它们分别具备作为成膜材料的靶材(在本例中为第1靶材t1和第2靶材t2)。另外，在成膜室11设置有：减压机13，其将该成膜室11减压至规定压力；传导阀14，其对利用减压机13进行减压的成膜室11的压力进行控制；放电气体导入机15，其将放电气体导入至成膜室11；反应气体导入机16，其将反应气体导入至成膜室11；和脉冲反应气体导入机17，其对反应气体导入机16的反应气体量进行控制。

本实施方式的反应性溅射装置1具备对第1溅射电极18和第2溅射电极19供给电力的一个直流电源20。另外，本实施方式的反应性溅射装置1具备两个以上的脉冲波转换开关(在本例中为第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23)，它们并联连接在直流电源20与第1溅射电极18和第2溅射电极19之间，将要施加至第1溅射电极18和第2溅射电极19的直流电压转换成脉冲波电压。进一步，本实施方式的反应性溅射装置1具备：可编程发送器24，其能够将与供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的各个电力相对应的脉冲产生控制信号图案编程，按照该编程分别对第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23进行控制，并且对脉冲反应气体导入机17进行控制；装置控制器25，其对减压机13、传导阀14、放电气体导入机15和反应气体导入机16进行控制；和成膜控制器26，其集中控制反应性溅射装置1的整体。以下，对各构成部件进行说明。

基板支托12形成为平板状，设置于成膜室11，在其上表面载置作为成膜对象的基板s。另外，与在成膜时需要对基板s进行加热的情况对应，可以在基板支托12设置对基板s进行加热的加热器。在图1中省略了图示，但在成膜室11的一侧壁经由闸阀连接设置加载互锁室，基板s从该加载互锁室打开闸阀而利用加载机构等进行投入，载置于基板支托12的上表面。另外，成膜结束的基板s使用加载机构从基板支托12搬出至加载互锁室。本实施方式的反应性溅射装置1是对一张基板s进行溅射成膜的、所谓的枚叶式反应性溅射装置。但是，本发明的反应性溅射装置1不限于枚叶式，也可以将两个以上的基板s投入成膜室11而进行处理。另外，本例的基板支托12可以具备：用于提高对于基板s的成膜品质(膜厚、组成比)的均匀性的旋转机构或上下机构、用于提高在加载互锁室之间使基板s出入时的作业性的升降机构。

第1溅射电极18在前端面保持有作为成膜材料的第1靶材t1，第1靶材t1的表面设置成与载置于基板支托12的基板s面对。同样地，第2溅射电极19在前端面保持有作为成膜材料的第2靶材t2，第2靶材t2的表面设置成与载置于基板支托12的基板s面对。在本实施方式的反应性溅射装置1中，针对基板s的一个面设置有两个溅射电极18、19，但本发明的反应性溅射装置不仅限于两个溅射电极18、19，也可以针对基板s的一个面设置三个以上的溅射电极。

另外，将两个以上的溅射电极设置成与基板s面对的情况下，所有靶材的表面与基板s的表面并不平行，但考虑成膜控制的容易性，优选按照各溅射电极成为相对于基板s的表面等配或对称的配置的方式进行设置。在图1所示的两个第1溅射电极18和第2溅射电极19中，设置成第1溅射电极18的中心轴c1与第2溅射电极19的中心轴c2朝向基板s的中心o各自所成的角度θ1、θ2相等。

减压机13包含在溅射处理时用于使成膜室11成为能够进行溅射的压力的排气口、排气管和排气泵(真空泵)。溅射处理例如在几pa～几10pa的减压(真空)气氛下进行，因此减压机13进行排气，以使得成膜室11成为该程度的减压(真空)状态。另外，若成膜结束，则将减压机13停止，通过将设置于该减压机13的阀打开，能够使成膜室11恢复至常压。

放电气体导入机15包含用于将放电气体(在溅射处理中释放碰撞靶材的电子的气体)供给至成膜室11的、导入口、导入管、流量调节阀和泵。作为放电气体，没有特别限定，可使用例如氩气等非活性气体。

反应气体导入机16在进行反应性溅射处理的情况下使用，包含用于将反应气体导入至成膜室11的、导入口、导入管、流量调节阀和泵。另外，脉冲反应气体导入机17通过对反应气体导入机16的流量调节阀进行开/关控制，从而对导入成膜室11的反应气体的导入时机和导入量进行控制。对作为成膜物质的金属氧化膜或金属氮化膜进行溅射的情况下，将氧气或氮气从反应气体导入机16导入至成膜室11。需要说明的是，不进行反应性溅射的情况下，对脉冲反应气体导入机17进行控制而将反应气体导入机16对反应气体的导入停止即可。

直流电源20在本实施方式的反应性溅射装置1中仅设置有一个。直流电源20对靶材施加-500v～-几kv的直流电压而对已接地的基板s放电，由此，释放电子而阳离子化的氩气(放电气体)的一部分与靶材碰撞而击出靶原子，其在基板s上堆积。

特别是在本实施方式的直流电源20与第1溅射电极18之间的电力供给线设置有第1脉冲波转换开关22，在直流电源20与第2溅射电极19之间的电力供给线设置有第2脉冲波转换开关23。这些第1脉冲波转换开关22与第2脉冲波转换开关23相对于直流电源20并联连接，因此分别被施加与直流电源20相同的电压。第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23包含将来自直流电源20的直流电压转换成脉冲波电压的开关装置等，可以使用能够耐受几kv的高电压的开关装置、例如mosfet,igbt等功率晶体管等。

第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23利用可编程发送器24分别独立地进行控制。即，可编程发送器24将与供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的各个电力值相对应的脉冲产生控制信号的图案分别输出至第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23，并进行开/关控制。图2a是示出利用图1的可编程发送器24、第1脉冲波转换开关22或第2脉冲波转换开关23生成的电压脉冲波的一例的电压-时间的曲线图。例如如图2a的电压-时间的曲线图所示，可编程发送器24能够将包含对第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23分别进行开/关的频率1/t和占空比t/t的控制信号的图案任意编程。另外，无论重复波形如何，均能够制作时间轴上的波形，因此能够进行单发现象下的编程。另外，可编程发送器24具备调整单元的内部周期的开始时机的功能，对第1脉冲波转换开关22输出的控制信号图案和对第2脉冲波转换开关23输出的控制信号图案在同一时钟下生成，因此确保高精度的同期性。

另外，如图1所示，可以在第1脉冲波转换开关22的第1溅射电极18侧的电路和第2脉冲波转换开关23的第2溅射电极19侧的电路连接+50v左右(优选为+100v以下)的偏置直流电源21。图2b是示出设置有偏置直流电源21的情况下的、利用图1的可编程发送器24、第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23生成的电压脉冲波的其它例的电压-时间的曲线图。通过设置正的偏置直流电源21，如图2b的电压-时间的曲线图所示，在第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23关时，对第1溅射电极18和第2溅射电极19施加反转电压(+)。在溅射处理中，靶材内部的含有物或附着在表面的杂质局部带有+电位，有时在被施加成-电位的靶材或溅射电极之间产生电弧。因此，如图2b所示，在第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23关时，产生反转电压脉冲波，从而能够主动地将这样的+电位的带电除去(中和)，能够抑制电弧的产生。

装置控制器25基于来自成膜控制器26的控制信号，对减压机13、传导阀14、放电气体导入机15和反应气体导入机16进行控制，与可编程发送器24对脉冲反应气体导入机17的控制相配合，对成膜室11的减压、向成膜室11的放电气体和反应气体的导入时机进行控制。具体的使用例在后文进行叙述，作为一例，在对第1溅射电极18和/或第2溅射电极19供给电力的期间，以从放电气体导入机15向成膜室11导入氩气等非活性气体的方式对放电气体导入机15进行控制，另一方面，在未对第1溅射电极18和第2溅射电极19供给电力的期间，以从脉冲反应气体导入机17向成膜室11导入氧或氮等反应气体的方式对反应气体导入机16进行控制。

需要说明的是，在图1所示的实施方式中，仅针对基板s的单面设置有两个溅射电极18、19，但也可以如图7a和图7b所示，在基板支托12上按照基板s的表里两面的成膜部分露出的方式对该基板s进行保持，在基板支托12的下侧也将在前端面保持有作为成膜材料的第3靶材t3的第3溅射电极27和在前端面保持有作为成膜材料的第4靶材t4的第4溅射电极28设置成第3靶材t3和第4靶材t4的表面分别与基板支托12所保持的基板s的背面面对。这种情况下，没有特别限定，如图7b所示，在第1直流电源201与第1溅射电极18和第2溅射电极19之间的电力供给线设置有第1脉冲波转换开关22，在第2直流电源202与第3溅射电极27和第4溅射电极28之间的电力供给线设置有第2脉冲波转换开关23。并且，可编程发送器24可以构成为将与供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力相对应的脉冲产生控制信号的图案输出至第1脉冲波转换开关22，将与供给至第3溅射电极27和第4溅射电极28的电力值相对应的脉冲产生控制信号的图案输出至第2脉冲波转换开关22，并对开/关进行控制。

需要说明的是，在上述各实施方式中，设置于各个溅射电极的各靶材(第1靶材t1、第2靶材t2、第3靶材t3和第4靶材t4)可以是分别不同的成膜用材料，也可以是一部分不同的成膜材料，还可以是全部相同的成膜材料。

另外，本发明的反应性溅射装置1不限于图1所示的一个直流电源20，也可以设置两个以上的直流电源20。图3a是示出本发明的反应性溅射装置的其它实施方式的主要部分框图，图3b是示出本发明的反应性溅射装置的另一实施方式的主要部分框图。图3a所示的实施方式是对于两个溅射电极(第1溅射电极18和第2溅射电极19)分别设置第1直流电源201和第2直流电源202，并且对于两个脉冲波转换开关(第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23)分别设置第1偏置直流电源211和第2偏置直流电源212的例子。另外，图3b所示的实施方式是对于两个溅射电极(第1溅射电极18和第2溅射电极19)分别设置第1直流电源201和第2直流电源202，另一方面对于两个脉冲波转换开关(第1脉冲波转换开关22和第2脉冲波转换开关23)设置一个偏置直流电源21的例子。

《使用反应性溅射装置的成膜方法》

在使用这样的本实施方式的反应性溅射装置1时，能够进行各种成膜形态下的溅射处理。图4a～图6d是示出使用本发明的反应性溅射装置1的成膜方法的实例的时间图，示出作为成膜工序的单元的一个周期(一个循环)。图4a～图6d是被可编程发送器1024编程的脉冲产生控制信号图案(图的纵轴表示开/关，横轴表示时间)，上图示出对于第1溅射电极18的施加脉冲，中图示出对于第2溅射电极19的施加脉冲，下图示出对于脉冲反应气体导入机17的施加脉冲。任一成膜方法均是将所期望的反应气体从反应气体导入机16导入至成膜室11而形成金属氧化膜或金属氮化膜等复合金属化合物膜或混合膜的例子。

《第1例》

对于图4a所示的成膜方法，对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜，然后对于第2溅射电极19实施规定时间宽度pt2的脉冲而形成基于第2靶材t2的超薄膜，接着在时间t1后，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应规定时间pt3。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。这种情况下，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。

《第2例》

对于图4b所示的成膜方法，对于第2溅射电极19施加规定时间宽度pt2的脉冲而形成基于第2靶材t2的超薄膜，然后对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜，接着在时间t1后，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应规定时间pt3。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。第2例是使上述第1例的第1靶材t1与第2靶材t2的层叠顺序相反的例子。这种情况下，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。

《第3例》

对于图4c所示的成膜方法，对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜，然后对于第2溅射电极19施加规定时间宽度pt2的脉冲而形成基于第2靶材t2的超薄膜，接着在时间t2(>t1)后，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应规定时间pt3。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。与上述第1例相比，第3例是使形成第2靶材t2的超薄膜之后至导入反应气体之前的时间t2变长的例子。这种情况下，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。另外，与上述第1例相比，也可以使形成第2靶材t2的超薄膜之后至导入反应气体之前的时间变短。

《第4例》

对于图4d所示的成膜方法，在对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜的过程中，对于第2溅射电极19施加规定时间宽度pt2的脉冲而形成基于第2靶材t2的超薄膜，接着在时间t1后，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应规定时间pt3。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。与上述第1例相比，第4例是在第1靶材t1的超薄膜的形成结束之前开始第2靶材t2的超薄膜的形成而使第1靶材的超薄膜与第2靶材t2的超薄膜一部分重叠的例子。这种情况下，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。另外，形成第2靶材t2的超薄膜之后至导入反应气体之前的时间t1可以如第1例或第3例那样设定为适当的时间。

《第5例》

对于图4e所示的成膜方法，在开始对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜的同时，开始对于第2溅射电极19施加规定时间宽度pt2的脉冲而形成基于第2靶材t2的超薄膜，在基于第1靶材t1的超薄膜的形成结束之前将基于第2靶材t2的超薄膜的形成结束。接着，在时间t1后，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应规定时间pt3。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。与上述第4例相比，第5例是在第1靶材t1的超薄膜的形成中使第2靶材t2的超薄膜的形成开始和结束而使第1靶材的超薄膜与第2靶材t2的超薄膜全部重叠的例子。这种情况下，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。另外，形成第2靶材t2的超薄膜之后至导入反应气体之前的时间t1可以如第1例或第3例那样设定为适当的时间。

《第6例》

对于图4f所示的成膜方法，在对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜的期间，开始对于第2溅射电极19施加规定时间宽度pt2的脉冲而形成基于第2靶材t2的超薄膜，在基于第1靶材t1的超薄膜的形成结束之前将基于第2靶材t2的超薄膜的形成结束。在图示的例子中，实施两次规定时间宽度pt2的脉冲施加。接着，在时间t1后，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应规定时间pt3。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。与上述第4例相比，第6例是在第1靶材t1的超薄膜的形成中使第2靶材t2的超薄膜的形成开始和结束而使第1靶材的超薄膜与第2靶材t2的超薄膜全部重叠的例子。这种情况下，关于对第2溅射电极19施加的规定时间宽度t2，可以将第1次的规定时间宽度和第2次的规定时间宽度设定为相同的值，也可以设定为不同的值。另外，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。另外，形成第2靶材t2的超薄膜之后至导入反应气体之前的时间t1可以如第1例或第3例那样设定为适当的时间。

《第7例》

对于图5所示的成膜方法，在对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜后，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的基于第1靶材t1的超薄膜反应规定时间pt3。接着，在对于第2溅射电极19施加规定时间宽度pt2的脉冲而形成基于第2靶材t2的超薄膜后，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的基于第2靶材t2的超薄膜反应规定时间pt4。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。这种情况下，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。另外，形成第1靶材t2的超薄膜之后至导入第1次的反应气体之前的时间t1、形成第2靶材t2的超薄膜之后至导入第2次的反应气体之前的时间t2可以如第1例或第3例那样设定为适当的时间。进一步，导入第1次的反应气体的规定时间pt3和导入第2次的反应气体的规定时间pt4可以为相同的值，也可以为不同的值。

《第8例》

对于图6a所示的成膜方法，开始对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜，并且几乎与此同时开始对于第2溅射电极19施加规定时间宽度pt2的脉冲而形成基于第2靶材t2的超薄膜，在基于第1靶材t1的超薄膜的形成结束之前将基于第2靶材t2的超薄膜的形成结束。在该期间，将反应气体间歇地导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应规定时间pt3和pt4。接着，在时间t1后，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应规定时间pt5。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。与上述第5例相比，第8例是在第1靶材t1的超薄膜的形成中使第2靶材t2的超薄膜的形成开始和结束而使第1靶材的超薄膜与第2靶材t2的超薄膜全部重叠的期间，导入第1次和第2次的反应气体而使第1靶材的超薄膜与第2靶材t2的超薄膜成为半反应状态(迁移模式)后，利用第3次的反应气体的导入而使其完全反应的例子。这种情况下，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。另外，形成第1靶材t1的超薄膜之后至导入反应气体之前的时间t1可以如第1例或第3例那样设定为适当的时间。

《第9例》

对于图6b所示的成膜方法，在成膜工序的一个循环的全部时间pt1中，对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜，并且在相同的成膜工序的一个循环的全部时间pt3中，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应。在该期间，对于第2溅射电极19施加两次以上的规定时间宽度pt2的脉冲而等间隔形成基于第2靶材t2的超薄膜。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。与上述各例相比，第9例是在第1靶材t1的超薄膜的反应中形成第2靶材t2的超薄膜，从而使第1靶材的超薄膜与第2靶材t2的超薄膜反应的例子。这种情况下，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。

《第10例》

对于图6c所示的成膜方法，在成膜工序的一个循环的前半的时间pt1中，对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜，并且在成膜工序的一个循环的全部时间pt3中，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应。在该期间，对于第2溅射电极19施加两次以上的规定时间宽度pt2的脉冲而等间隔形成基于第2靶材t2的超薄膜。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。与上述第9例相比，第10例是将第1靶材t1的超薄膜的反应限定于一个循环的前半，从而增加第2靶材t2的超薄膜相对于第1靶材的超薄膜的比例的例子。这种情况下，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。

《第11例》

对于图6d所示的成膜方法，在成膜工序的一个循环的后半的时间pt1中，对于第1溅射电极18施加规定时间宽度pt1的脉冲而形成基于第1靶材t1的超薄膜，并且在成膜工序的一个循环的全部时间pt3中，将反应气体导入至成膜室11，从而使形成在基板s的超薄膜反应。在该期间，对于第2溅射电极19施加两次以上的规定时间宽度pt2的脉冲而等间隔形成基于第2靶材t2的超薄膜。然后，反复进行该循环直至达到目标膜厚为止。与上述第9例相比，第11例是将第1靶材t1的超薄膜的反应限定于一个循环的后半，从而减少第2靶材t2的超薄膜相对于第1靶材的超薄膜的比例的例子。这种情况下，可以将供给至第1溅射电极18的电力和供给至第2溅射电极19的电力设定为相同的值，也可以将供给至第1溅射电极18和第2溅射电极19的电力设定为不同的值。

如上所述，根据本实施方式的反应性溅射装置1，使两个以上的溅射电极18、19的靶材t1、t2与基板s对置，且利用对各脉冲波转换开关22、23的控制信号图案对供给至各溅射电极18、19的电力进行控制，因此能够独立地控制基于两个以上的靶材t1、t2的成膜。并且，该独立控制利用设定于可编程发送器24的控制信号图案的编程可实现任意的独立控制。因此，仅通过重组编程，则能够自由设定目标的复合金属化合物膜的膜厚、组成、层叠顺序等。

即，根据本实施方式的反应性溅射装置1，通过将来自直流电源20的电力脉冲化，也成为电弧对策，但在利用来自可编程发送器24的“hi”信号对溅射电极施加电力的情况下，通过控制每单位时间从可编程发送器24输出的“hi”信号的时间，能够控制成膜速度。可编程发送器24不仅能够任意设定溅射顺序、溅射速度(成膜速度)和暂停时间，而且能够将在现有的成膜装置中使所使用的圆筒状的基板支托机械旋转的方式中仅能够以几十msec单位进行控制的情况以几μsec数量级进行控制，其结果是，能够实现原子层单位的层叠等精细的控制。

另外，根据本实施方式的反应性溅射装置1，在平板状的基板支托12上对基板s进行保持，因此不会如现有技术那样在成膜室11形成浪费的空间，而能够小型地构成反应性溅射装置1，同时能够减小减压机13的额定值。另外，也能够降低放电气体、反应气体的用量。

另外，根据本实施方式的反应性溅射装置1，与现有技术中列举的ras型反应性溅射装置同样，不仅能够反复进行不完全金属溅射和反应过程、实现反应气体气氛中的反应溅射，而且能够实现使用可编程发送器24的复合金属化合物、混合物的成膜。

进一步，根据本实施方式的反应溅射装置1，除了能够控制成膜速度以外，通过调整成膜循环的来自可编程发送器24的“hi”信号的时间，也能够控制超薄膜的膜厚。来自可编程发送器24的“hi”信号的时间的调整通过在可编程发送器24中调整占空比、在成膜循环内调整可编程发送器24的脉冲溅射时间、或组合这些进行调整而能够实现。

符号说明

1…反应性溅射装置

11…成膜室

12…基板支托

13…减压机

14…传导阀

15…放电气体导入机

16…反应气体导入机

17…脉冲反应气体导入机

18…第1溅射电极

19…第2溅射电极

20…直流电源

201…第1直流电源

202…第2直流电源

21…偏置直流电源

211…第1偏置直流电源

212…第2偏置直流电源

22…第1脉冲波转换开关

23…第2脉冲波转换开关

24…可编程发送器

25…装置控制器

26…成膜控制器

27…第3溅射电极

28…第4溅射电极

t1…第1靶材

t2…第2靶材

t3…第3靶材

t4…第4靶材

s…基板