成膜装置、成膜方法、及电子器件的制造方法与流程

本发明涉及成膜装置、成膜方法、及电子器件的制造方法。

背景技术：

作为对基板或形成在基板上的层叠体等成膜对象物形成由金属或金属氧化物等材料构成的薄膜的方法，溅射法广为周知。通过溅射法进行成膜的成膜装置具有在真空腔室内使由成膜材料构成的靶与成膜对象物相向配置的结构。如果向靶施加电压，则在靶的附近产生等离子体，通过电离的非活性气体元素与靶表面发生碰撞而从靶表面放出溅射粒子，放出的溅射粒子堆积于成膜对象物而成膜。另外，也已知有在靶的背面(在圆筒形的靶的情况下为靶的内侧)配置磁铁，通过产生的磁场来提高阴极附近的电子密度而高效地进行溅射的磁控溅射法。

作为以往的这种成膜装置，例如，已知有专利文献1记载的结构。专利文献1的成膜装置使靶相对于成膜对象物的成膜面平行移动而成膜。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2015-172240号公报

【发明要解决的课题】

在此，存在成膜装置的腔室内的压力不均匀的情况。即，存在导入溅射气体的气体导入口的附近的压力高而与真空泵连接的排气口的附近的压力低这样腔室内的压力分布成为不均匀的情况。当如专利文献1那样在腔室内一边使阴极移动一边进行溅射时，从靶的表面放出溅射粒子的溅射区域也相对于腔室进行移动。因此，当如上所述在腔室内的压力分布不均匀的条件下一边使溅射区域移动一边进行溅射时，溅射区域的周边的压力在溅射过程之间变化。溅射粒子的平均自由行程与压力成反比，在分子密度低而压力低的区域中溅射粒子的平均自由行程长，在分子密度高而压力高的区域中溅射粒子的平均自由行程短，因此如果压力不同，则成膜率变化。其结果是，可能会产生例如膜厚或膜质不均等成膜的品质下降。然而，专利文献1未记载与腔室内的溅射气体的压力分布相应的成膜的控制。

技术实现要素：

本发明鉴于上述课题而作出，其目的在于提供一种即使在具有不均匀的压力分布的腔室内一边使溅射区域移动一边进行溅射的情况下，也能抑制溅射的品质下降的技术。

【用于解决课题的方案】

本发明采用以下的结构。即，

一种成膜装置，所述成膜装置具有：

腔室，所述腔室在内部配置有成膜对象物及靶；及

移动机构，所述移动机构使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动，

通过所述移动机构使所述溅射区域移动并使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而进行成膜，所述成膜装置的特征在于，

所述移动机构根据所述溅射区域附近的压力，使所述溅射区域与所述成膜对象物之间的距离变化。

本发明还采用以下的结构。即，

一种成膜装置，所述成膜装置具有：

腔室，所述腔室在内部配置有成膜对象物及靶，并具备将气体从所述腔室排出的排气口；及

移动机构，所述移动机构使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动，

通过所述移动机构使所述溅射区域移动并使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而进行成膜，所述成膜装置的特征在于，

所述移动机构根据所述溅射区域与所述排气口的位置关系，使所述溅射区域与所述成膜对象物之间的距离变化。

本发明还采用以下的结构。即，

一种成膜装置，所述成膜装置具有：

腔室，所述腔室在内部配置有成膜对象物及靶；及

移动机构，所述移动机构使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动，

通过所述移动机构使所述溅射区域移动并使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而进行成膜，所述成膜装置的特征在于，

所述移动机构使所述靶在与所述成膜对象物不平行的移动区域内移动。

本发明还采用以下的结构。即，

一种成膜装置，所述成膜装置具有：

腔室，所述腔室在内部配置有成膜对象物及靶；

移动机构，所述移动机构使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动；及

第二距离变化机构，所述第二距离变化机构使所述成膜对象物向接近所述靶的方向或远离所述靶的方向移动，

通过所述移动机构使所述溅射区域移动，并且，通过所述第二距离变化机构使所述成膜对象物与所述靶的距离变化，并使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而进行成膜，所述成膜装置的特征在于，

所述移动机构使所述溅射区域在与所述成膜对象物平行的面内的移动区域移动。

本发明还采用以下的结构。即，

一种成膜方法，是使用配置有成膜对象物和靶的腔室的成膜方法，其特征在于，

所述成膜方法包括使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动并使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而进行成膜的成膜工序，

在所述成膜工序中，根据所述溅射区域附近的压力，使所述溅射区域与所述成膜对象物之间的距离变化。

本发明还采用以下的结构。即，

一种成膜方法，是使用配置有成膜对象物和靶且具备将气体从所述腔室排出的排气口的腔室的成膜方法，其特征在于，

所述成膜方法包括使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动并使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而进行成膜的成膜工序，

在所述成膜工序中，根据所述溅射区域与所述排气口的位置关系，使所述溅射区域与所述成膜对象物之间的距离变化。

本发明还采用以下的结构。即，

一种电子器件的制造方法，其特征在于，包括：

将成膜对象物和靶以使所述靶与所述成膜对象物相向的方式配置于腔室内的工序；及

使从所述靶产生溅射粒子的溅射区域在所述腔室内移动，并使所述溅射粒子堆积于所述成膜对象物而进行成膜的成膜工序，

在所述成膜工序中，根据所述溅射区域附近的压力，使所述溅射区域与所述成膜对象物之间的距离变化。

【发明效果】

根据本发明，能够提供一种即使在具有不均匀的压力分布的腔室内一边使溅射区域移动一边进行溅射的情况下也能抑制溅射的品质下降的技术。

附图说明

图1(a)是表示实施方式1的成膜装置的结构的示意图，图1(b)是表示实施方式1的成膜装置的结构的侧视图。

图2的(a)是表示腔室内的压力分布和t-s距离的示意图，(b)是表示磁铁单元的结构的立体图。

图3是表示实施方式2的成膜装置的结构的示意图。

图4是表示实施方式3的成膜装置的结构的示意图，(a)示出靶上升时，(b)示出靶下降时。

图5是表示实施方式2的t-s距离控制的流程的流程图。

图6的(a)是表示实施方式4的成膜装置的结构的示意图，(b)～(d)是表示平面阴极的形态的示意图。

图7是表示实施方式5的成膜装置的结构的示意图，(a)示出靶上升时，(b)示出靶下降时。

图8是表示实施方式6的成膜装置的结构的示意图，(a)示出基板下降时，(b)示出基板上升时。

图9是表示实施方式7的成膜装置的结构的示意图，(a)示出基板下降时，(b)示出基板上升时。

图10是表示变形例的圆筒状靶的结构的示意图，(a)示出剖视示意图，(b)～(d)示出使用了泵的排水的情况。

图11是表示有机el元件的一般性的层结构的图。

具体实施方式

以下，详细说明本发明的实施方式。但是，以下的实施方式只不过是例示性地表示本发明的优选的结构，本发明的范围没有限定为这些结构。另外，以下的说明中的装置的硬件结构及软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等只要没有特别特定的记载，就不表示将本发明的范围仅限定于此。

本发明为了在基板等成膜对象物上形成薄膜、特别是形成无机薄膜而优选。本发明也可作为成膜装置及其控制方法、成膜方法来掌握。本发明还可作为电子器件的制造装置、电子器件的制造方法来掌握。本发明还可作为使计算机执行控制方法的程序、保存有该程序的存储介质来掌握。存储介质可以是能够通过计算机读取的非暂时性的存储介质。

[实施方式1]

参照附图，说明实施方式1的成膜装置1的基本结构。成膜装置1用于在半导体器件、磁性器件、电子部件等各种电子器件、光学部件等的制造中在基板(也包括在基板上形成有层叠体的结构)上堆积形成薄膜。更具体而言，成膜装置1优选使用于发光元件、光电转换元件、触摸面板等电子器件的制造。其中，本实施方式的成膜装置1特别优选使用于有机el(erectroluminescence)元件等有机发光元件、有机薄膜太阳能电池等有机光电转换元件的制造。本发明的电子器件也包括具备发光元件的显示装置(例如有机el显示装置)、照明装置(例如有机el照明装置)、具备光电转换元件的传感器(例如有机cmos影像传感器)。

图11示意性地示出有机el元件的一般性的层结构。图11所示的一般性的有机el元件是在基板(成膜对象物6)上依次成膜出阳极601、空穴注入层602、空穴传输层603、有机发光层604、电子传输层605、电子注入层606、阴极607的结构。当在有机膜上通过溅射而成膜电子注入层或电极(阴极)使用的金属或金属氧化物等的层叠覆膜时，优选使用本实施方式的成膜装置1。另外，没有限定为向有机膜上的成膜，只要是能够通过金属材料或氧化物材料等的溅射而成膜的材料的组合即可，可以向多种多样的面进行层叠成膜。此外，本发明没有限定为基于金属材料或氧化物材料的成膜，也能够适用于基于有机材料的成膜。通过在成膜时使用具有所希望的掩模图案的掩模，能够任意地构成被成膜的各层。

图1(a)是表示本实施方式的成膜装置1的结构的示意图。成膜装置1在内部能够收容作为基板的成膜对象物6。成膜装置1具有：在内部配置有靶2的腔室10；在腔室10内的隔着靶2而与成膜对象物6相向的位置配置的磁铁单元3。在该实施方式中，靶2为圆筒形状，与配置于内部的磁铁单元3一起构成作为成膜源发挥功能的旋转阴极单元8(以下，有时简称为“阴极单元8”)。需要说明的是，在此所说的“圆筒形”不是仅指数学方面严格意义的圆筒形，而且也包括母线不为直线而为曲线的形状、与中心轴垂直的截面在数学方面不为严格意义的“圆”的情况。即，本发明的靶2只要是能够以中心轴为轴而旋转的大致圆筒形状即可。

在进行成膜之前，成膜对象物6与掩模6b对准且由支架6a保持。支架6a可以具备通过静电力而用于吸附保持成膜对象物6的静电卡盘，也可以具备夹持成膜对象物6的夹紧机构。另外，支架6a可以具备用于将掩模6b从成膜对象物6的背面吸引的磁铁板。在成膜工序中，阴极单元8的靶2一边以其旋转中心轴为中心旋转，一边相对于旋转中心轴在正交方向上移动。另一方面，磁铁单元3不同于靶2，不旋转，始终在靶2的与成膜对象物6相向的表面侧生成漏磁场，提高靶2的附近的电子密度进行溅射。生成该漏磁场的区域是产生溅射粒子的溅射区域a1。靶2的溅射区域a1与阴极单元8的移动一起相对于腔室10移动，由此在整个成膜对象物6上依次进行成膜。在此，磁铁单元3设为不旋转的结构，但是没有限定于此，磁铁单元3也可以旋转或摆动。

由支架6a保持的成膜对象物6水平配置在腔室10的顶壁10d侧。成膜对象物6例如从设置于腔室10的侧壁的一方的闸阀17被送入而成膜，在成膜后，从设置于腔室10的另一方的侧壁的闸阀18被送出。在图中，成为以成膜对象物6的成膜面朝向重力方向下方的状态进行成膜的向上沉积的结构。然而，也可以是成膜对象物6配置于腔室10的底面侧并在其上方配置阴极单元8，以成膜对象物6的成膜面朝向重力方向上方的状态进行成膜的向下沉积的结构。或者，也可以是以成膜对象物6垂直立起的状态、即成膜对象物6的成膜面与重力方向平行的状态进行成膜的结构。另外，成膜对象物6也可以从闸阀17及18中的任一方向腔室10被送入而成膜，在成膜后，从送入时通过的闸阀被送出。

如图1(a)所示，在本实施方式中，在腔室10的x轴方向的两端部配置有与气体导入机构16(后述)连接的导入口41、42，在中央部配置有与排气机构15(后述)连接的排气口5。另外，沿x轴方向延伸的导轨250(引导机构)使阴极单元8在腔室10的x轴方向的两端部(即导入口41、42的附近)向z轴方向高的位置移动，在x轴方向的中央部(即排气口5的附近)向z轴方向低的位置移动。

图1(b)是从另一方向观察图1(a)的成膜装置1的侧视图。在图1(b)中，示出阴极单元8处于腔室10的x轴方向的中央部的状态，即，阴极单元8处于导轨250上的最低位置的状态。阴极单元8的两端由固定于移动台230上的支撑块210和端块220支承。阴极单元8的圆筒形状的靶2能够旋转，其内部的磁铁单元3以固定状态被支承。

移动台230经由曲线引导件、直线轴承等传送引导件240被支承为能够沿着一对导轨250移动。阴极单元8以其旋转轴n沿y轴方向延伸的状态，一边以旋转轴为中心旋转，一边在与成膜对象物6相向的移动区域内沿导轨250移动(图1(a)的空心箭头)。本实施方式的移动区域在导入口41、42的附近沿z轴方向高，随着阴极单元8接近排气口5而沿z轴方向降低。通过在这样的移动区域内移动，阴极单元8与成膜对象物6之间的距离在导入口附近的压力高的区域中相对变短，在排气口附近的压力低的区域中相对变长。另外，伴随于此，靶2与成膜对象物6之间的距离(如后所述，称为“t-s距离”)也在导入口附近的压力高的区域中相对变短，在排气口附近的压力低的区域中相对变长。

靶2由作为旋转机构的靶驱动装置11驱动而旋转。作为靶驱动装置11，可以利用具有电动机等驱动源并经由动力传递机构向靶2传递动力的一般性的驱动机构。靶驱动装置11可以搭载于支撑块210或端块220。

移动台230通过移动台驱动装置12沿导轨250被驱动。关于移动台驱动装置12，可以使用丝杠进给机构、直线电动机等公知的各种运动机构，该丝杠进给机构使用了将旋转电动机的旋转运动转换成驱动力的滚珠丝杠等。图示例的移动台驱动装置12使靶沿着与靶的长度方向(y轴方向)交叉的方向(x轴方向)移动。在使所述溅射区域移动的移动台230的靶移动方向的前后可以设置防附着板261、262。

靶2作为对成膜对象物6进行成膜的成膜材料的供给源发挥功能。作为靶2的材质，可列举例如cu、al、ti、mo、cr、ag、au、ni等金属单体、或者包含这些金属元素的合金或化合物。或者，也可以是ito、izo、iwo、azo、gzo、igzo等透明导电氧化物。在形成有上述成膜材料的层的内侧形成有由其他材料构成的衬管2a的层。在衬管2a经由靶支架(未图示)连接电源13。此时，靶支架(未图示)及衬管2a作为将从电源13施加的偏压(例如，负电压)向靶2施加的阴极发挥功能。但是，也可以不设置衬管而将偏压向靶本身施加。需要说明的是，腔室10被接地。

磁铁单元3在朝向成膜对象物6的方向上形成磁场。如图2(b)所示，磁铁单元3具备沿着与阴极单元8的旋转轴平行的方向延伸的中心磁铁31、包围中心磁铁31的与中心磁铁31为异极的周边磁铁32、以及磁轭板33。需要说明的是，中心磁铁31也可以说是沿着与阴极单元8的移动方向交叉的方向延伸。周边磁铁32由与中心磁铁31平行延伸的一对直线部32a、32b和将直线部32a、32b的两端连结的回旋部32c、32d构成。通过磁铁单元3形成的磁场具有从中心磁铁31的磁极朝向周边磁铁32的直线部32a、32b呈环状地返回的磁力线。由此，在靶2的表面附近形成沿靶2的长度方向延伸的环向型磁场的隧道。通过该磁场来捕捉电子，使等离子体集中于靶2的表面附近，提高溅射的效率。该磁铁单元的磁场泄漏的靶2的表面的区域在图1(a)中作为产生溅射粒子的溅射区域a1示出。溅射区域a1的附近的气体压力会影响粒子的飞溅距离。需要说明的是，溅射区域a1的附近的范围未必通过距离来限定，可以根据对所要求的成膜精度造成的影响而适当规定。

在腔室10连接有气体导入机构16及排气机构15。气体导入机构16及排气机构15作为压力调节机构发挥功能，接受控制部14的控制而进行溅射气体的导入、排气，由此来调节腔室内部的压力或将腔室内部维持为规定的压力。溅射气体例如是氩等非活性气体、或氧、氮等反应性气体。本实施方式的气体导入机构16通过在腔室10的两侧部设置的导入口41、42导入溅射气体。另外，真空泵等排气机构15通过排气口5从腔室10的内部向外部进行排气。

气体导入机构16由储气瓶等供给源、将供给源与导入口41、42连接的配管类、设置于配管类的各种真空阀、质量流控制器等构成。气体导入机构16通过质量流控制器的流量控制阀，能够调节气体导入量。流量控制阀为电磁阀等能够进行电气控制的结构。需要说明的是，配置导入口41、42的位置没有限定为腔室的两侧壁，可以是一方的侧壁，也可以是底壁或顶壁。另外，也可以是配管延伸到腔室内，导入口向腔室10内开口。另外，各侧壁的导入口41、42可以沿靶2的长度方向(y轴方向)分别配置多个。

排气机构15是包括真空泵、将真空泵与排气口5连接的配管类、设置于配管类的电导阀等能够进行电气控制的流量控制阀，通过控制阀能够调节排气量的结构。配置排气口5的位置没有限定为图示例那样的底壁的中央部，可以是底壁的端部(靠近侧壁的位置)，可以是侧壁，也可以是顶壁。另外，也可以是配管延伸到腔室内，排气口5向腔室10内开口。

在图示例中，导入口41、42设置于阴极单元8移动的移动区域的始端侧的侧壁10b和终端侧的侧壁10a，排气口5设置在移动台的移动区域的中央位置的底壁10c侧。在成膜工序(溅射工序)中，一边从导入口4导入溅射气体并从排气口5排气，一边进行成膜。

图2的(a)示出通过本实施方式的装置结构规定的、根据腔室10内的靶的位置x而变化的压力p(x)。另外，示出在本实施方式中设为目标的靶(t：target)与作为成膜对象物的基板(s：substrate)之间的距离(t-s距离)d(x)。需要说明的是，在本实施方式中，产生溅射粒子的溅射区域的位置根据靶的位置来确定，因此可以与溅射区域和成膜对象物之间的距离同样地考虑t-s距离。如图所示，压力p在与导入口42接近的始端侧位置x1及与导入口41接近的终端侧位置x3相对高，在排气口5所在的中央部的位置x2相对低。关于t-s距离，根据导轨250的形状，在腔室10的始端侧x1及终端侧x3短，在中央部x2长。将作为第一位置的x2处的距离设为第一距离d(x2)，将x2处的压力设为第一压力p(x2)，将作为第二位置的x3处的距离设为第二距离d(x3)，将x3处的压力设为第二压力p(x3)。这样，在溅射区域附近的压力为比第一压力高的第二压力时，溅射区域与成膜对象物之间的距离成为比第一距离小的第二距离。

接下来，说明成膜装置1的作用。在溅射工序中，利用控制部14使靶驱动装置11驱动而使靶2旋转，从电源13向靶2施加偏压。一边使靶2旋转一边向靶2施加偏压，并且对移动台驱动装置12进行驱动，使阴极单元8从移动区域的始端以规定速度向规定的方向移动。当被施加偏压时，在与成膜对象物6相向的靶2的表面附近集中生成等离子体，等离子体中的阳离子状态的气体离子对靶2进行溅射，飞散的溅射粒子堆积于成膜对象物6。伴随着阴极单元8的移动，从阴极单元8的移动方向上游侧朝向下游侧顺次地堆积溅射粒子。由此在成膜对象物上进行成膜。

在本实施方式中，如上所述，阴极单元8的移动路径的始端侧和终端侧的压力高，中央附近的压力低。因此溅射气体的平均自由行程在始端侧和终端侧短，在中央部长。因此，在本实施方式中，按照导轨250规定的移动路径使阴极单元8的z轴方向的位置变化，由此如图2的(a)所示，在压力高的区域中t-s距离变短，在压力低的区域中t-s距离变长。由此，即使腔室内部的气体的压力分布不均匀，也能够使从阴极单元8的靶2放出之后到达成膜对象物6进行堆积的溅射粒子的量大致均匀。其结果是，能够减少在成膜对象物6生成的膜的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质下降。在本实施方式中，通过作为移动机构的移动台驱动装置12的动作及导轨250的形状，使溅射区域a1与成膜对象物6之间的距离根据溅射区域附近的压力变化。也可以考虑将导轨250、移动台230包含于移动机构。

本实施方式中的靶仅在被固定的导轨上的被确定的路径上移动。因此，当在腔室内部配置导轨250时，需要考虑设想的腔室内的压力分布。由于基于排气机构15的能力或流量控制值、气体导入机构16的能力或流量控制值、排气口与导入口的位置关系等来确定腔室内的压力分布，因此可以预先通过模拟或使用了压力传感器的测定来取得。在该情况下，可以考虑将取得事先保存的压力分布的控制部作为压力取得机构，也可以考虑将包括事先生成压力分布时使用的压力传感器和取得该压力分布的控制部等在内的结构作为压力取得机构。因此，优选将导轨250的形状确定为，在适合于溅射的压力分布条件下到达成膜对象物的溅射粒子无论在移动区域内的哪个位置都成为大致均匀。

[实施方式2]

接下来，说明本发明的实施方式2。以下，以与实施方式1的区别点为中心进行说明，对于同一构成要素，标注同一附图标记而简化说明。

图3是表示本实施方式的成膜装置1的结构的示意图。与图1(a)的区别点在于导入口的位置及个数、排气口的位置、以及导轨的形状。在本实施方式中，在腔室10的x轴方向的一端的侧壁10a配置有导入口41。另外，在腔室10的x轴方向的另一端的侧壁10b附近的底壁10c配置有排气口5。因此，腔室内部的压力随着接近导入口41所在的侧壁10a而升高，随着向排气口5的附近行进而降低。

因此，在本实施方式中，在配置导轨250时，其z轴方向上的高度在配置有导入口41的侧壁10a一侧高，在附近配置有排气口5的侧壁10b一侧低。根据该结构，设置于移动台230的阴极单元8在导轨250上移动时的z轴方向上的高度在配置有导入口41的侧壁10a一侧升高，在附近配置有排气口5的侧壁10b一侧降低。其结果是，阴极单元8的靶2与成膜对象物6之间的t-s距离在压力高的导入口附近相对变短，在压力低的排气口附近相对变长。由此，无论压力分布如何，都能够使从靶2放出后到达成膜对象物6进行堆积的溅射粒子的量大致均匀，因此能够减少成膜时的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质下降。在本实施方式中，也是通过作为移动机构的移动台驱动装置12的动作及导轨250的形状，根据溅射区域附近的压力使溅射区域a1与成膜对象物6之间的距离变化。也可以考虑将导轨250、移动台230包含于移动机构。

需要说明的是，如上述实施方式1及本实施方式所示，无论腔室中的导入口及排气口的位置、个数如何，只要能够以腔室内的压力分布与t-s距离分布成为相反的分布的方式(例如，成反比的方式)配置导轨，就能够抑制溅射的品质下降。

[实施方式3]

接下来，说明本发明的实施方式3。以下，以与上述各实施方式的区别点为中心进行说明，对于同一构成要素，标注同一附图标记而简化说明。

图4是表示本实施方式的成膜装置1的结构的示意图。在图示例中，与图1(a)同样，在腔室10的两侧部配置有导入口41、42，在中央部的底壁10c配置有排气口5。本实施方式的导轨250具备与成膜对象物6的成膜面大致平行地配置的2条大致直线状的轨道，因此移动台230也与成膜对象物6的成膜面大致平行且大致呈直线状地移动。

在移动台230的上部配置有与移动台230一起移动的靶升降机构9。靶升降机构9包括：设置阴极单元8的升降台232、接受来自电动机等驱动源的动力传递而使升降台232上升或下降的直动滚珠丝杠234、以及将升降台232与移动台230连接的波纹管236。直动滚珠丝杠234按照控制部14的控制进行驱动而使升降台232上下移动，由此能够使t-s距离变化。需要说明的是，靶升降机构9的结构并不局限于图示例，只要是根据来自控制部14的指示或按照预先规定那样使t-s距离变化的结构即可。

另外，成膜装置1具有设置于升降台232并能够取得阴极单元8附近的压力的压力传感器7。可以考虑将压力传感器7作为压力取得机构，也可以考虑将包括压力传感器和控制部14的结构作为压力取得机构。压力传感器7将取得的压力值向控制部14发送。作为压力传感器7，可以利用电容压力计等隔膜真空计、皮拉尼真空计或热电偶真空计等热传导式真空计、水晶摩擦真空计等各种真空计。需要说明的是，压力传感器7只要能够测定溅射区域附近的压力即可。由此，可以将压力传感器设置于防附着板261、262。另外，可以在腔室内部预先设置多个压力传感器，根据移动台230的位置信息而取得最接近的压力传感器的测定值。在将压力传感器7设置于腔室内部的情况下，优选设置成与溅射区域大致相同的高度。

靶升降机构9具备的直动滚珠丝杠234的根数没有特别限定，例如设为4根。在该情况下，优选在矩形形状的移动台230的四个角的附近各配置1根(在图4的(a)中仅示出其中的2根)。需要说明的是，波纹管236优选为方形波纹管。在波纹管236的内部配置有使从腔室10的外部向阴极单元8供给的冷却液通过的配管、电气配线等。

图5是表示控制部14控制t-s距离的处理的流程图。在成膜处理开始后，在步骤s101中，控制部14从压力传感器7取得压力值。在步骤s102中，控制部14将压力值应用于存储器保存的数学式或表来确定优选的t-s距离。在步骤s103中，控制部14基于使用编码器等取得的当前的z轴方向的高度信息和在s102中确定的t-s距离来确定靶升降机构9的控制值。并且，在步骤s104中实施升降控制。由此，以基于阴极单元8附近的压力而确定的适当的t-s距离进行溅射。接下来，通过步骤s105判定成膜对象物6的成膜是否完成，如果未完成，则进入步骤106，继续导轨250上的移动及成膜。

图4的(a)示出阴极单元8的移动刚开始之后的情形。此时，阴极单元8位于在一方的侧壁10b配置的导入口42的附近，即压力高的区域。因此，控制部14控制靶升降机构9，使升降台232上升而缩短t-s距离。

图4的(b)示出阴极单元8移动至腔室10的中央部的情形。此时，阴极单元8处于排气口5的附近，因此压力值比图4的(a)时降低。因此，控制部14控制靶升降机构9，使升降台232下降而延长t-s距离。

这样，在本实施方式中，靶升降机构9使得靶2与成膜对象物6之间的t-s距离在压力高的导入口附近相对短，在压力低的排气口附近相对长。由此，无论压力分布如何，都能够使从靶2放出后到达成膜对象物6进行堆积的溅射粒子的量大致均匀，因此能够减少成膜时的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质下降。在本实施方式中，通过作为移动机构的移动台驱动装置12的动作和作为距离变化机构的靶升降机构9的动作，根据溅射区域附近的压力而使溅射区域a1与成膜对象物6之间的距离变化。也可以考虑将导轨250、移动台230包含于移动机构。由于在本实施方式中为向上沉积形式，因此采用升降机构，但只要是根据腔室内的靶、成膜对象物的配置而使靶向接近成膜对象物的方向或远离成膜对象物的方向移动那样的距离变化机构即可，没有限定于此。

需要说明的是，在上述的例子中，压力传感器7逐次取得压力值，控制部14基于压力值而取得适当的t-s距离，确定了靶升降机构9的控制条件。然而，只要如实施方式1、2那样，预先设定按照靶的x轴方向的各位置而预先固定的z轴方向高度，使阴极单元8仅在预先确定的路径上移动即可，可以不必需要压力传感器。例如，也可以在存储器中预先保存将靶的x轴方向的位置与根据腔室10内的压力分布而确定的适当的t-s距离建立了对应的表。并且，也可以取代图5的流程图的步骤s101及步骤s102，控制部14基于靶的x轴方向的位置的信息和该表来确定t-s距离。

另外，在图示例中，在两侧壁配置了导入口，在底壁配置了排气口。然而，无论将导入口和排气口如何配置，控制部14都是根据压力传感器的输出值来控制靶升降机构9，或者根据预先通过实测或模拟取得的压力分布而将与x轴方向的位置相对应的靶升降机构9的控制值程序化，由此能够适当地确定t-s距离。

[变形例]

本实施方式中说明的靶升降机构9除了使靶升降以外，也可以为了在溅射完成后从阴极单元8排出冷却液而使用。以下，参照图10进行说明。

图10的(a)是将本变形例的阴极单元8在长度方向上剖切得到的剖视示意图。在说明中省略不必要的构成要素。图示例的阴极单元8是在圆筒状的靶2和将圆筒的两端闭塞的盖体8f内部配置有包含中心磁铁31、周边磁铁32在内的磁铁单元3的结构。在阴极单元8，作为水等冷却液的流路，设有形成于靶2与磁铁单元3之间的第一冷却液流路r1，在磁铁单元3的内部设有由第一配管136和第二配管137形成的第二冷却液流路r2。第一配管136和第二配管137可以分别为多个。第一冷却液流路r1与第二冷却液流路r2在连接部位rj处连接。需要说明的是，在本说明书例示的向上沉积结构中，在溅射时磁铁组在z轴方向上朝向上方。然而，图10的(a)示出不是溅射时而是冷却液排水时的情形，因此上下关系反转。

在溅射中，从位于阴极单元8的外部并通过连接管连接的冷却液泵p1向第一冷却液流路r1供给冷却液。冷却液对磁铁和阴极进行冷却，经由第二冷却液流路r2向外部排出。在溅射结束而进行保养时，在取出磁铁单元3之前，为了防止冷却液向周围飞散而进行将残留于内部的冷却液排出的作业。在该排水时，如图10的(a)所示，连接部位rj配置于铅垂方向的最下部的位置。并且，通过气体泵p2，向第一冷却液流路r1供给空气等气体，通过供给的气体的压力将残留于流路内部的冷却液排出。此时，连接部位rj在铅垂方向上处于最下部，由此能够将冷却液充分地排出。

在图10的(b)～(d)中，仅示出图10的(a)中的冷却液流路的一部分。图10的(b)示出在排水时从由气体泵p2送入气体开始经过了一定时间后的状态。向箭头s的方向送入的气体在密闭空间内部对冷却液w施加压力，由此将冷却液w向箭头t的方向排出。

图10的(c)示出时间进一步经过而排水进展，冷却液w的液面下降至连接部位rj的状态。此时，形成从第一冷却液流路r1向第二冷却液流路r2跑气的气体的流路，因此不再施加将冷却液w向外部压出的方向上的压力，不再排水。

图10的(d)是本变形例特有的状态，示出从图10的(c)起，使用靶升降机构9的直动滚珠丝杠234，使连接部位rj的相反侧的圆筒端部上升，在该状态下继续基于供给气体进行排水的情形。在本变形例中，使用能够使如图所示在圆筒的两端配置的直动滚珠丝杠234中的仅一方的滚珠丝杠升降的升降机构。通过这样使阴极单元8倾斜，靶的一方的端部向接近成膜对象物的方向移动，另一方的端部向远离成膜对象物的方向移动。其结果是，冷却液w的液面至少来到比连接部位rj靠上方处，由此从泵送入的气体的压力再次作用于冷却液。其结果是，与以往相比排水量增加，因此能够使保养时液体飞散等的可能性下降。

需要说明的是，在冷却液w的排出完成后，也优选与图10的(d)相反地以使连接部位rj所在的一侧在z轴方向上成为上方的方式操作升降机构。由此，残留于靶内部的冷却液难以向外漏出。其结果是，能得到在保养时能够更有效地抑制液体飞散这样进一步的效果。需要说明的是，在未设置连接部位rj的结构的阴极单元8中，也能够享有本变形例那样的利用升降机构来提高基于气压的排水性能的效果。

[实施方式4]

接下来，说明本发明的实施方式4。以下，以与上述各实施方式的区别点为中心进行说明，对于同一构成要素，标注同一附图标记而简化说明。

图6的(a)示出本实施方式的成膜装置1。在成膜装置1中，使用的不是使用了圆筒状的靶的旋转阴极单元而是使用了平板形状的靶302的平面阴极单元308。平面阴极单元308具有与成膜对象物平行配置的靶302，在该靶302的与成膜对象物6相反的一侧配置有作为磁场产生机构的磁铁单元3。另外，在靶302的与成膜对象物6相反的一侧的面上设有从电源13被施加电力的背衬板302a。通过向背衬板302a施加电力而从溅射区域a1放出溅射粒子。平面阴极单元308设置于移动台230的上表面。

在成膜工序中，平面阴极单元308在与成膜对象物6的成膜面相向的移动区域上，一边沿导轨250使z轴方向的高度变化，一边相对于靶302的长度方向而沿正交方向(图中，x轴方向)移动。靶302的与成膜对象物6相向的表面附近是通过由磁铁单元3生成的磁场而被提高电子密度且产生溅射粒子的溅射区域a1。在成膜工序中，随着平面阴极单元308的移动，溅射区域a1沿成膜对象物6的成膜面移动，对成膜对象物6顺次成膜。

需要说明的是，也可以如图6的(b)～图6的(d)所示，在平面阴极单元308内，磁铁单元3能够相对于靶302相对移动。这样的话，能够使溅射区域a1相对于靶302相对错动，能够提高靶302的利用效率。

即使如本实施方式那样使用平面阴极单元308的情况下，通过使用根据腔室内部的压力分布而使t-s距离变化这样的导轨250，也能够在压力高的区域中缩短t-s距离，在压力低的区域中延长t-s距离。其结果是，即使腔室内部气体的压力分布不均匀，无论是平面阴极单元308的哪一位置，都能够使从靶302放出并到达成膜对象物6进行堆积的溅射粒子的量大致均匀。其结果是，能够减少在成膜对象物6生成的膜的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质下降。在本实施方式中，通过作为移动机构的移动台驱动装置12的动作及导轨250的形状，根据溅射区域附近的压力使溅射区域a1与成膜对象物6之间的距离变化。也可以考虑将导轨250、移动台230包含于移动机构。此外，也可以考虑将使磁铁单元3相对于靶302相对移动的驱动机构包含于移动机构。

[实施方式5]

接下来，说明本发明的实施方式5。以下，以与上述各实施方式的区别点为中心进行说明，对于同一构成要素，标注同一附图标记而简化说明。

图7示出本实施方式的成膜装置1。与实施方式4同样，使用的是使用了平板形状的靶302和背衬板302a的平面阴极单元308。与实施方式4的区别点在于，在使靶的z轴方向的高度位移时，不是使用导轨250，而是如实施方式3那样使用靶升降机构9。

图7的(a)示出平面阴极单元308的移动刚开始之后的情形。由于平面阴极单元308处于导入口42的附近(即压力高的区域)，因此控制部14通过控制靶升降机构9，使升降台232上升而缩短t-s距离。另一方面，图7的(b)示出平面阴极单元308移动至腔室10的中央部的情形。由于平面阴极单元308处于排气口5的附近(即压力低的区域)，因此压力传感器7取得的压力值比图7的(a)时降低。因此，控制部14通过控制靶升降机构9，使升降台232下降而延长t-s距离。

这样，在本实施方式中，由于靶升降机构9根据压力分布使靶302与成膜对象物6之间的t-s距离变化，因此与上述各实施方式同样，能够减少成膜时的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质下降。在本实施方式中，通过作为移动机构的移动台驱动装置12的动作和作为距离变化机构的靶升降机构9的动作，根据溅射区域附近的压力使溅射区域a1与成膜对象物6之间的距离变化。也可以考虑将导轨250、移动台230包含于移动机构。

需要说明的是，在本实施方式中，可以采用控制部14根据压力传感器7逐次取得的压力值来确定t-s距离的方式，也可以采用基于根据设想的压力分布而预先确定的t-s距离来预先设定移动方向上的各位置处的靶升降机构的控制值的方式。关于使用压力传感器时的配置位置也没有特别限定。

另外，在图示例中，在两侧壁配置了导入口，在底壁配置了排气口，但是也可以如实施方式2那样将导入口配置于一方的侧壁，将排气口配置于另一方的侧壁附近的底壁。在该情况下，也是控制部14根据压力传感器的输出值来控制靶升降机构9，或者基于预先被程序化的控制值来进行控制，由此能够适当地控制t-s距离而实施良好的溅射。在预先将控制值程序化的情况下，事先通过实测或模拟来取得压力分布而确定x轴方向的各位置的适当的t-s距离。

[实施方式6]

接下来，说明本发明的实施方式6。以下，以与上述各实施方式的区别点为中心进行说明，对于同一构成要素，标注同一附图标记而简化说明。图8示出本实施方式的成膜装置1。在本实施方式中，在t-s距离的控制中不是靶侧而是作为成膜对象物的基板侧移动。另一方面，靶及溅射区域在与成膜对象物6平行的面内的移动区域移动。

在上述的图6的(b)～图6的(d)中，平面阴极单元内的磁铁单元3能够相对于靶302相对移动。在本实施方式中，平板形状的靶402在x轴方向及y轴方向这两方比成膜对象物6大，相对于腔室10固定设置。另外，作为磁场产生机构的磁铁单元3相对于在腔室10固定的靶402(即，相对于腔室10)进行移动。伴随于此，靶402的放出靶粒子的溅射区域a1也相对于成膜对象物6进行移动。

靶402配置于真空区域与大气压区域的交界部分，磁铁单元3被放置在腔室10外的大气中。即，如图8的(a)所示，靶402以将设置于腔室10的底壁10c上的开口部10c1气密地闭塞的方式配置。靶402面向腔室10的内部空间，与成膜对象物6相向。在靶402的与成膜对象物6相反一侧的面上设有从电源13被施加电力的背衬板402a，背衬板402a面向外部空间。需要说明的是，在此，虽然靶402配置于真空区域与大气压区域的交界部分，但是没有限定于此，可以在靶402与大气压区域之间设置其他构件，也可以将靶402配置于腔室10的底壁10c。

磁铁单元3配置于腔室10外，压力传感器7配置于腔室10内。磁铁单元3在腔室10外由磁铁单元移动装置430支承，能够沿靶402在x轴方向上移动。磁铁单元3通过磁铁驱动装置121驱动磁铁单元移动装置430而被驱动。磁铁单元移动装置430是对磁铁单元3沿x轴方向进行直线引导的装置，虽然没有特别图示，但是由支承磁铁单元3的移动台和引导移动台的轨道等引导件等构成。通过该磁铁单元3的移动，溅射区域a1沿x轴方向移动。压力传感器7由配置在腔室10内的传感器移动装置450支承，能够沿靶402在x轴方向上移动。关于传感器移动装置450，也与磁铁单元移动装置430同样，由支承压力传感器7的移动台和引导移动台的轨道等引导件等构成。磁铁单元3及压力传感器7由控制部14控制而移动，控制部14随时取得压力传感器7测定的压力值。

在本实施方式中，由于在腔室10的底壁10c配置有靶402，因此排气口51、52设置于腔室10的前壁(侧壁)10e及后壁(侧壁)10f。在图8中，仅示出后壁10f侧的排气口52。需要说明的是，导入口41、42、排气口51、52的位置、个数并不局限于此例。另外，作为压力传感器，可以设置在接近前壁10e的一侧移动的压力传感器7a和在接近后壁10f的一侧移动的压力传感器7b这两个压力传感器，来检测磁铁单元3的长度方向(y轴方向)的两侧的压力。在该情况下，可以使用压力传感器7a、7b的输出的平均值。

此外，本实施方式的成膜装置1具备成膜对象物升降机构640，成膜对象物升降机构640用于使保持成膜对象物6和掩模6b的支架6a沿成膜对象物6的面的法线方向上下移动。成膜对象物升降机构640设置于腔室10的顶壁10d。成膜对象物升降机构640包括接收来自电动机等驱动源的动力传递而使支架6a上升或下降的直动滚珠丝杠642。直动滚珠丝杠642按照控制部14的控制进行驱动，支架6a上下移动，由此能够使t-s距离变化。需要说明的是，成膜对象物升降机构的结构并不局限于图示例，只要是根据来自控制部14的指示或者按照预先规定那样使t-s距离变化的结构即可。

图8的(a)示出磁铁单元3的移动刚开始之后的情形。由于磁铁单元3处于导入口42的附近(即压力高的区域)，因此控制部14通过控制成膜对象物升降机构640使支架6a下降而缩短t-s距离。另一方面，图8的(b)示出磁铁单元3移动至腔室10的中央部的情形。由于磁铁单元3处于排气口51、52的附近(即压力低的区域)，因此压力传感器7取得的压力值比图8的(a)时降低。因此，控制部14通过控制成膜对象物升降机构640使支架6a上升而延长t-s距离。

这样，在本实施方式中，由于成膜对象物升降机构640根据压力分布使靶402与成膜对象物6之间的t-s距离变化，因此能够减少成膜时的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质下降。在本实施方式中，通过作为移动机构的磁铁驱动装置121的动作和作为第二距离变化机构的成膜对象物升降机构640的动作，根据溅射区域附近的压力而使溅射区域a1与成膜对象物6之间的距离变化。在本实施方式中采用向上沉积形式，因此使成膜物升降，但是只要能够根据腔室内的成膜对象物和靶的配置使成膜对象物向接近靶的方向或远离靶的方向移动即可，没有限定于此。

需要说明的是，在本实施方式中，可以采用控制部14根据压力传感器7逐次取得的压力值而确定t-s距离的方式，也可以采用基于根据设想的压力分布而预先确定的t-s距离来预先设定移动方向上的各位置处的成膜对象物升降机构的控制值的方式。

[实施方式7]

接下来，说明本发明的实施方式7。以下，以与上述各实施方式的区别点为中心进行说明，对于同一构成要素，标注同一附图标记而简化说明。图9示出本实施方式的成膜装置1。在本实施方式中，与实施方式6同样，在t-s距离的控制中不是靶侧而是作为成膜对象物的基板侧移动。本实施方式与实施方式6的区别点在于使用具备圆筒形状的靶2的旋转阴极单元8。

在图9中，成膜对象物升降机构640的结构与实施方式6相同。另外，具备圆筒形状的靶2的阴极单元8的结构与实施方式1、2大致相同，不同之处在于，引导移动台230的导轨250为大致直线状且移动区域成为平面状。

图9的(a)示出阴极单元8的移动刚开始之后的情形。由于阴极单元8处于导入口42的附近(即压力高的区域)，因此控制部14通过控制成膜对象物升降机构640使支架6a下降而缩短t-s距离。另一方面，图9的(b)示出阴极单元8移动至腔室10的中央部的情形。由于阴极单元8处于排气口5的附近(即压力低的区域)，因此压力传感器7取得的压力值比图9的(a)时降低。因此，控制部14通过控制成膜对象物升降机构640使支架6a上升而延长t-s距离。

如本实施方式所示，通过成膜对象物升降机构640使t-s距离变化的控制方法也可以适用于使用阴极单元的成膜方法，能够减少成膜时的膜厚、膜质的不均，抑制溅射的品质下降。在本实施方式中，通过作为移动机构的移动台驱动装置12的动作和作为第二距离变化机构的成膜对象物升降机构640的动作，根据溅射区域附近的压力而使溅射区域a1与成膜对象物6之间的距离变化。

[其他的实施方式]

在上述各实施方式中，示出了阴极单元8、平面阴极单元308为1个的情况，但是这些单元也可以在腔室内部配置多个。

在上述各实施方式中，作为阴极的结构而示出了旋转阴极单元、平面阴极单元及使用了磁铁单元移动装置的阴极。而且，作为阴极高度的移动方法而示出了使用导轨的方法和使用升降机构的方法。另外，也示出了成膜对象物的升降机构。而且示出了随时测定压力的控制方法和基于预先取得的压力分布的控制方法。这些构成要素的组合没有限定为上述各实施方式的例子，只要不产生矛盾，就可以相互任意组合。

【附图标记说明】

1：成膜装置，2：靶，6：成膜对象物，10：腔室，12：移动台驱动装置，a1：溅射区域。