阅读说明：本技术 溅射方法 (Sputtering method ) 是由 泷旭 石桥哲 于 2019-02-27 设计创作，主要内容包括：本发明的溅射方法为使用反应性溅射装置的溅射方法,所述反应性溅射装置具备阴极装置,所述阴极装置朝向应形成于成膜对象物的化合物膜的形成区域排出溅射粒子,与所述形成区域相对的空间为相对区域,所述阴极装置具备：扫描部,用于在所述相对区域中扫描溅蚀区域；和靶,形成有所述溅蚀区域,并且扫描方向上的长度短于所述相对区域,所述扫描部在开始位置与结束位置之间朝向所述相对区域扫描所述溅蚀区域,所述开始位置为：相对于所述扫描方向上的所述形成区域的两个端部中的所述溅射粒子先到达的第一端部,所述扫描方向上的所述靶的表面的中点在所述扫描方向上位于所述形成区域的外侧的位置；所述结束位置为：相对于所述扫描方向上的所述形成区域的两个端部中的另一方的第二端部,所述扫描方向上的所述靶的所述表面的中点在所述扫描方向上位于所述形成区域的外侧的位置。所述溅射方法在使所述扫描部中的所述靶的速度从所述开始位置起加速至第二扫描速度之后,进一步加速至第二扫描速度,然后减速至第一扫描速度之后,扫描至所述结束位置,从所述第一扫描速度起加速并成为所述第二扫描速度的位置比所述第一端部更靠所述形成区域的内侧,从所述第二扫描速度起减速并成为所述第一扫描速度的位置比所述第二端部更靠所述形成区域的内侧。(A sputtering method according to the present invention is a sputtering method using a reactive sputtering apparatus including a cathode apparatus that discharges sputtering particles toward a formation region of a compound film to be formed on an object to be film-formed, a space facing the formation region being a facing region, the cathode apparatus including: a scanning section for scanning a sputtering region in the opposing region; and a target formed with the sputtering region and having a length in a scanning direction shorter than the opposing region, the scanning section scanning the sputtering region toward the opposing region between a start position and an end position, the start position being: a first end portion which is reached first by the sputtering particles in both end portions of the formation region in the scanning direction, and a midpoint of a surface of the target in the scanning direction is located at a position outside the formation region in the scanning direction; the end position is: a midpoint of the surface of the target in the scanning direction with respect to a second end portion of the other of the two end portions of the formation region in the scanning direction is located at a position outside the formation region in the scanning direction. The sputtering method includes accelerating the speed of the target in the scanning unit from the start position to a second scanning speed, then further accelerating the speed to the second scanning speed, then decelerating the speed to a first scanning speed, and then scanning the target to the end position, wherein the position where the target is accelerated from the first scanning speed and reaches the second scanning speed is located inside the formation region than the first end portion, and the position where the target is decelerated from the second scanning speed and reaches the first scanning speed is located inside the formation region than the second end portion.)

溅射方法

技术领域

本发明涉及一种溅射方法，特别是涉及一种适合在大型基板上形成化合物膜的反应性溅射中使用的技术。

本申请基于2018年5月11日在日本申请的专利申请2018-092341号要求优先权，并且在此援引其内容。

背景技术

液晶显示器或有机EL显示器等的平板显示器具备用于驱动显示元件的多个薄膜晶体管。薄膜晶体管具有信道层，信道层的形成材料为例如铟镓锌氧化物(IGZO膜)等的氧化物半导体。近年来，作为信道层的形成对象的基板趋向大型化，作为对大型基板进行成膜的溅射装置，本申请人使用靶扫描溅射装置，从而例如像专利文献1所记载的那样，抑制化合物膜的特性产生偏差。

对于这种溅射装置来说，当成膜之际靶扫描基板时，会控制为从基板轮廓的外侧位置起加速、在基板面内保持匀速并且朝向基板轮廓的外侧减速的状态。如果将横轴设为时间且将纵轴设为阴极速度而在图表中表示该速度变化，则由于在图表中表示速度变化的形状呈大致梯形，因此将该控制称为梯形控制。

专利文献1：日本专利第5801500号公报

然而，对于上述的梯形控制技术来说，尤其是会有阴极的不匀速状态、即在基板边缘部附近膜厚等的特性分布发生变动的可能性，具有想要改善这种特性分布变动的要求。

此外，如果阴极处于低速则膜厚变厚，如果阴极处于高速则膜厚变薄。因此，虽然有时与基板中央附近相比在基板边缘部附近膜厚变厚，具有想要改善基板边缘部附近的膜厚增加的要求。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而提出的，其欲实现以下目的。

1、抑制成膜特性的偏差。

2、提高膜厚均匀性。

3、尤其改善基板边缘部的成膜特性的偏差。

本发明的溅射方法为使用反应性溅射装置的溅射方法。所述反应性溅射装置具备阴极装置，所述阴极装置朝向应形成于成膜对象物的化合物膜的形成区域排出溅射粒子，与所述形成区域相对的空间为相对区域，所述阴极装置具备：扫描部，用于在所述相对区域中扫描溅蚀区域；和靶，形成有所述溅蚀区域，并且扫描方向上的长度短于所述相对区域，所述扫描部在开始位置与结束位置之间朝向所述相对区域扫描所述溅蚀区域，所述开始位置为：相对于所述扫描方向上的所述形成区域的两个端部中的所述溅射粒子先到达的第一端部，所述扫描方向上的所述靶的表面的中点在所述扫描方向上位于所述形成区域的外侧的位置；所述结束位置为：相对于所述扫描方向上的所述形成区域的两个端部中的另一方的第二端部，所述扫描方向上的所述靶的所述表面的中点在所述扫描方向上位于所述形成区域的外侧的位置。所述溅射方法在使所述扫描部中的所述靶的速度从所述开始位置起加速至第一扫描速度之后，进一步加速至第二扫描速度，然后减速至第一扫描速度之后，扫描至所述结束位置，从所述第一扫描速度起加速并成为所述第二扫描速度的位置比所述第一端部更靠所述形成区域的内侧，从所述第二扫描速度起减速并成为所述第一扫描速度的位置比所述第二端部更靠所述形成区域的内侧。

在本发明的溅射方法中，从所述开始位置起加速并成为所述第一扫描速度的位置可以比所述第一端部更靠所述形成区域的外侧，从所述第一扫描速度减速至所述结束位置的位置可以比所述第二端部更靠所述形成区域的外侧。在本发明的溅射方法中，从所述开始位置起加速并成为所述第一扫描速度的位置可以比所述第一端部更靠所述形成区域的内侧，从所述第一扫描速度减速至所述结束位置的位置可以比所述第二端部更靠所述形成区域的内侧。

在本发明中，更优选以所述扫描部中的所述靶的速度控制为在所述扫描方向上相对于所述形成区域的中心对称或不对称。

在本发明中，所述第一扫描速度与所述第二扫描速度之比可被设定在0.70～0.95的范围内。

另外，在本发明中，也可以采用在所述扫描方向上的从所述开始位置起至成为所述第二扫描速度的位置为止的距离设定在200～400mm的范围内的手段。

另外，在所述扫描方向上的从所述开始位置起至成为所述第二扫描速度的位置为止的距离与所述形成区域的所述第一端部与所述开始位置之间的距离之比可被设定在1.3～2.7的范围内。

本发明的溅射方法为使用反应性溅射装置的溅射方法，所述反应性溅射装置具备阴极装置，所述阴极装置朝向应形成于成膜对象物的化合物膜的形成区域排出溅射粒子，与所述形成区域相对的空间为相对区域，所述阴极装置具备：扫描部，用于在所述相对区域中扫描溅蚀区域；和靶，形成有所述溅蚀区域，并且扫描方向上的长度短于所述相对区域，所述扫描部在开始位置与结束位置之间朝向所述相对区域扫描所述溅蚀区域，所述开始位置为：相对于所述扫描方向上的所述形成区域的两个端部中的所述溅射粒子先到达的第一端部，所述扫描方向上的所述靶的表面的中点在所述扫描方向上位于所述形成区域的外侧的位置；所述结束位置为：相对于所述扫描方向上的所述形成区域的两个端部中的另一方的第二端部，所述扫描方向上的所述靶的所述表面的中点在所述扫描方向上位于所述形成区域的外侧的位置，在使所述扫描部中的所述靶的速度从所述开始位置起加速至第一扫描速度之后，进一步加速至第二扫描速度，然后减速至第一扫描速度之后，扫描至所述结束位置，从所述第一扫描速度起加速并成为所述第二扫描速度的位置比所述第一端部更靠所述形成区域的内侧，从所述第二扫描速度起减速并成为所述第一扫描速度的位置比所述第二端部更靠所述形成区域的内侧，从而能够降低与形成区域的端部对应的扫描方向上的基板端部的膜厚比基板中央部的膜厚更厚的情况，并且防止膜特性产生偏差。

在本发明的溅射方法中，由于从所述开始位置起加速并成为所述第一扫描速度的位置比所述第一端部更靠所述形成区域的外侧，并且从所述第一扫描速度减速至所述结束位置的位置比所述第二端部更靠所述形成区域的外侧，因此能够降低与形成区域的端部对应的扫描方向上的基板端部的膜厚比基板中央部的膜厚更厚的情况，并且防止膜特性产生偏差。

在本发明的溅射方法中，由于从所述开始位置起加速并成为所述第一扫描速度的位置比所述第一端部更靠所述形成区域的内侧，并且从所述第一扫描速度减速至所述结束位置的位置比所述第二端部更靠所述形成区域的内侧，因此能够降低与形成区域的端部对应的扫描方向上的基板端部的膜厚比基板中央部的膜厚更厚的情况，并且防止膜特性产生偏差。

在本发明中，通过所述扫描部中的所述靶的速度控制为在所述扫描方向上相对于所述形成区域的中心对称或不对称，从而能够以相对于与形成区域对应的扫描方向上的基板的中心对称的方式进行成膜，并且能够以膜厚等的膜特性在与形成区域对应的扫描方向上的基板全长上均匀的方式进行成膜。

在本发明中，由于所述第一扫描速度与所述第二扫描速度之比设定在0.70～0.95的范围内，因此能够防止与形成区域对应的扫描方向上的基板中心相比端部的膜厚更大的情况。

另外，在本发明中，由于在所述扫描方向上的从所述开始位置起至成为所述第二扫描速度的位置为止的距离设定在200～400mm的范围内，因此能够在与形成区域对应的扫描方向上的基板中使成膜厚度均匀化，从而降低膜厚的偏差。

另外，由于在所述扫描方向上的从所述开始位置起至成为所述第二扫描速度的位置为止的距离与所述形成区域的所述第一端部与所述开始位置之间的扫描方向上的距离之比设定在1.3～2.7的范围内，因此能够在与形成区域对应的扫描方向上的基板中使成膜厚度均匀化，从而降低膜厚的偏差。

根据本发明，能够取得以下效果：即，能够抑制成膜特性的偏差，并且提高膜厚的均匀性，改善基板边缘部的成膜特性的偏差。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的溅射方法中的溅射装置的整体结构的结构图。

图2是示意性地表示本发明的第一实施方式的溅射方法中的溅射腔室结构的结构图。

图3是示意性地表示本发明的第一实施方式的溅射方法中的阴极单元结构的结构图。

图4是用于说明本发明的第一实施方式的溅射方法中的溅射作用的图。

图5是表示本发明的第一实施方式的溅射方法中的扫描方向距离与扫描速度之间的关系的图表。

图6是用于说明本发明的第一实施方式的溅射方法中的溅射作用的图。

图7是用于说明本发明的第一实施方式的溅射方法中的溅射作用的图。

图8是示意性地表示本发明的第二实施方式的溅射方法中的阴极单元结构的结构图。

图9是示意性地表示本发明的第三实施方式的溅射方法中的溅射腔室结构的结构图。

图10是用于说明本发明的第三实施方式的溅射方法中的溅射作用的图。

图11是用于说明本发明的第三实施方式的溅射方法中的溅射作用的图。

图12是示意性地表示变形例中的溅射腔室结构的示意图。

图13是示意性地表示变形例中的阴极单元结构的示意图。

图14是示意性地表示变形例中的溅射装置结构的示意图。

图15是表示本发明的实施例的溅射方法中的扫描方向距离与扫描速度之间的关系的图。

图16是表示本发明的实施例的溅射方法中的膜厚的图表。

图17是表示本发明的实施例的溅射方法中的扫描方向距离与扫描速度之间的关系的图表。

图18是表示本发明的实施例的溅射方法中的膜厚的图表。

图19是表示本发明的实施例的溅射方法中的扫描方向距离与扫描速度之间的关系的图表。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的第一实施方式的溅射方法进行说明。

图1是表示本实施方式的溅射方法中的溅射装置(反应性溅射装置)的整体结构的结构图。图2是示意性地表示本实施方式的溅射腔室结构的结构图。图3是示意性地表示本实施方式的阴极单元结构的结构图。图4及图6～8是用于说明本实施方式中的溅射作用的图。在图1中，附图标记10为溅射装置。

作为本实施方式的溅射装置10的一例，对形成于基板的化合物膜为铟镓锌氧化物膜(IGZO膜)的情况进行说明。以下，按顺序说明溅射装置的整体结构、溅射腔室的结构、阴极单元的结构及溅射腔室的作用。

[溅射装置的整体结构]

如图1所示，本实施方式的溅射装置10沿一个方向的运送方向排列有运出运入腔室11、前处理腔室12及溅射腔室13。三个腔室中的每一个通过闸阀14与彼此相邻的其他腔室连结。在三个腔室中的每一个腔室连结有用于排出腔室内的气体等的排气部15，三个腔室中的每一个通过排气部15的驱动而独立进行减压。在三个腔室的各个底面铺设有作为沿运送方向延伸且彼此平行的两个通道的成膜通道16和回收通道17。

成膜通道16和回收通道17例如由沿运送方向延伸的导轨、沿运送方向配置的多个辊和用于使多个辊中的每一个自转的多个电动机等构成。成膜通道16将运入到溅射装置10内部的托盘T从运出运入腔室11朝向溅射腔室13运送。回收通道17将运入到溅射腔室13内部的托盘T从溅射腔室13朝向运出运入腔室11运送。

在托盘T上以竖立状态固定有呈朝向纸面的面前延伸的矩形状的基板S。关于基板S的宽度，例如沿运送方向为2200mm，朝向纸面的面前为2500mm。

运出运入腔室11向前处理腔室12运送从溅射装置10的外部运入的成膜前的基板S，并且将从前处理腔室12运入的成膜后的基板S运出到溅射装置10的外部。在从外部向运出运入腔室11运入成膜前的基板S时，另外，在从运出运入腔室11向外部运出成膜后的基板S时，运出运入腔室11的内部升压至大气压。在从运出运入腔室11向前处理腔室12运入成膜前的基板S时，另外，在从前处理腔室12向运出运入腔室11运出成膜后的基板S时，运出运入腔室11的内部减压至与前处理腔室12的内部相同的程度。

前处理腔室12对从运入运出腔室11运入到前处理腔室12的成膜前的基板S进行作为成膜所需的处理的例如加热处理或清洗处理等。

前处理腔室12向溅射腔室13运入从运出运入腔室11运出到前处理腔室12的基板S。另外，前处理腔室12向运出运入腔室11运出从溅射腔室13运出到前处理腔室12的基板S。

溅射腔室13具备朝向基板S排出溅射粒子的阴极装置18及配置在成膜通道16与回收通道17之间的通道变更部19。溅射腔室13使用阴极装置18对从前处理装置12运入到溅射腔室13的成膜前的基板S形成IGZO膜。溅射腔室13使用通道变更部19使成膜后的托盘T从成膜通道16向回收通道17移动。

[溅射腔室的结构]

如图2所示，溅射腔室13的成膜通道16沿运送方向运送从前处理腔室12运入到溅射腔室13的基板S，并且在开始对基板S形成薄膜与结束对基板S形成薄膜的期间，在成膜通道16的中途固定托盘T的位置。在由用于支撑托盘T的支撑部件固定托盘T的位置时，基板S中的运送方向的边缘位置也会被固定。

溅射腔室13的气体供给部21向托盘T与阴极装置18之间的间隙供给溅射中使用的气体。由气体供给部21供给的气体中包含氩气等溅射气体和氧气等反应气体。

阴极装置18具有一个阴极单元22，阴极单元22沿与基板S的表面Sa相对的平面配置。在阴极单元22中，从靠近基板S的位置起按顺序配置有靶23、背板24及磁路25。

靶23被形成为沿与基板S相对的平面的平板状，在作为与纸面正交的方向的高度方向上具有比基板S更长的宽度。另外，在运送方向上具有比基板S更小的宽度，例如具有基板S的五分之一左右的宽度。靶23的形成材料的主要成分为IGZO，例如靶23的形成材料中的95质量％为IGZO，优选99质量％以上为IGZO。

背板24被形成为沿与基板S相对的平面的平板状，背板24接合在靶23的不面对基板S的面上。在背板24上连接有直流电源26D。由直流电源26D供应的直流电力经由背板24供应到靶23中。

磁路25由具有互不相同的磁极的多个磁性体构成，在靶23的表面23a及面对基板S的靶23的侧面上形成磁控磁场。在沿靶23的表面23a的法线的方向为法线方向时，生成在靶23的表面23a与基板S的表面Sa之间的间隙中的等离子体的密度在磁路25所形成的磁控磁场中的沿法线方向的磁场成分为0(B⊥0)的部分上最高。以下说明中，磁路25所形成的磁控磁场中的沿法线方向的磁场成分为0的区域是等离子体密度高的区域。

阴极装置18具备用于使阴极单元22沿一个方向的扫描方向移动的扫描部27。扫描方向为与运送方向平行的方向。扫描部27例如由沿扫描方向延伸的导轨、安装在阴极单元22中的高度方向的两个端部的每一个上的辊和用于使各个辊自转的多个电动机等构成。扫描部27的导轨在扫描方向上具有比基板S更长的宽度。此外，扫描部27只要能够使阴极单元22沿扫描方向移动，则也可以具体化为其他结构。

扫描部27通过使阴极单元22沿扫描方向移动而在与IGZO膜的形成区域R1相对的空间的相对空间R2中扫描阴极单元22。作为成膜对象物的一例的基板S中的表面Sa整体为IGZO膜的形成区域R1的一例。在阴极装置18排出溅射粒子并开始形成IGZO膜时，扫描部27例如使阴极单元22从作为扫描部27中的扫描方向的一端部的开始位置St朝向作为扫描方向的另一端部的结束位置En沿扫描方向移动。由此，扫描部27在与形成区域R1相对的相对区域R2中扫描阴极单元22的靶23。

形成区域R1和相对区域R2所相对的方向为相对方向。基板S的表面Sa与靶23的表面23a之间的相对方向上的距离为300mm以下，例如为150mm。

当阴极单元22配置在开始位置St上时，扫描方向上的形成区域R1的两个端部中的溅射粒子先到达的第一端部Re与在扫描方向上靠近第一端部Re1的靶23的第一端部23e1之间的沿扫描方向的距离D1为150mm以上。

另外，当阴极单元22配置在开始位置St上时，靶23的中点23e3(中心位置)与第一端部Re1之间的扫描方向上的距离D2为100mm～300mm。

当阴极单元22位于结束位置En时，扫描方向上的形成区域R1的两个端部中的溅射粒子后到达的第二端部Re2与在扫描方向上靠近第二端部Re2的靶23的第二端部23e2之间的沿扫描方向的距离D1为150mm以上。

另外，当阴极单元22配置在结束位置En上时，靶23的中点23e3(中心位置)与第二端部Re2之间的扫描方向上的距离D2为100mm～300mm。

这些距离D1和距离D2可被设定为在扫描方向上相对于基板S的中心对称，即，这些距离D1、D2可被设定为相等。

此外，当在形成区域R1中形成IGZO膜时，扫描部27也可以从开始位置St朝向结束位置En沿扫描方向扫描一次阴极单元22。或者，扫描部27也可以在从开始位置St朝向结束位置En沿扫描方向扫描阴极单元22之后，从结束位置En朝向开始位置St沿扫描方向扫描阴极单元22。由此，扫描部27沿扫描方向扫描两次阴极单元22。扫描部27也可以通过使阴极单元22沿扫描方向在开始位置St与结束位置En之间交互移动，从而在开始位置St与结束位置En之间扫描多次阴极单元22。按照IGZO膜的厚度而变更扫描部27扫描阴极单元22的次数。如果除阴极单元22的扫描次数以外的条件相同，则IGZO膜的厚度越厚，扫描部27扫描阴极单元22的次数越被设定为较大的值。

[阴极单元的结构]

接着，对阴极单元22的结构进行更详细说明。此外，在图3中示出在图2中说明的开始位置St上配置有阴极单元22的状态。

对于基板S来说，如图3所示，配置基板S的表面Sa的平面为假想平面Pid，与假想平面Pid正交的直线为法线Lv。靶23的作为面对基板S的侧面的表面23a配置在与假想平面Pid平行的一个平面上。

用于对靶23的表面23a上形成磁控磁场B的磁路25在靶23的表面23a上形成沿法线Lv的磁场成分为0(B⊥0)的两个垂直磁场零区域。在靶23的表面23a中，主要从两个垂直磁路零区域排出溅射粒子SP。在两个零磁场区域中,在扫描方向上靠近形成区域R1的第一端部Re1的垂直磁场零区域为第一溅蚀区域E1，远离第一端部Re1的垂直磁场零区域为第二溅蚀区域E2。

磁路25在与纸面正交的高度方向上具有与靶23大致相等的宽度，在扫描方向上例如具有靶23的三分之一左右的宽度。

阴极单元22具备两个遮蔽板28a、28b，该两个遮蔽板28a、28b不会使从第一溅蚀区域E1及第二溅蚀区域E2排出的多个溅射粒子SP中的一部分到达基板S。两个遮蔽板28a、28b在高度方向上具有与靶23大致相等的宽度，并且在与扫描方向正交的宽度方向上从靶23的表面23a朝向假想平面Pid突出。第一遮蔽板28a和第二遮蔽板28b在宽度方向上的突出宽度彼此相等。第一遮蔽板28a为第一遮蔽部的一例，第二遮蔽板28b为第二遮蔽部的一例。

当阴极单元22配置在开始位置St上时，作为一个遮蔽板的第一遮蔽板28a在扫描方向上配置在形成区域R1中的溅射粒子SP先到达的第一端部Re1与靶23中的靠近第一端部Re1的第一端部23e1之间。当阴极单元22位于开始位置St时，作为另一个遮蔽板的第二遮蔽板28b在扫描方向上配置在比第二端部23e2更远离形成区域R1的位置上，该第二端部23e2为远离形成区域R1的第一端部Re1的靶23的端部。

阴极单元22具备用于变更磁路25相对于靶23的位置的磁路扫描部29。磁路扫描部29例如由沿扫描方向延伸的导轨、安装在磁路25的高度方向的两个端部中的每一个上的辊和用于使各个辊自转的多个电动机构成。磁路扫描部29的导轨在扫描方向上具有与靶23的宽度大致相等的宽度。此外，磁路扫描部29只要能够使磁路25沿扫描方向移动，则也可以具体化为其他结构。

在扫描方向上，磁路扫描部29在靶23的第一端部23e1和磁路25所重叠的第一位置P1与靶23的第二端部23e2和磁路25所重叠的第二位置P2之间扫描磁路25。当阴极装置18排出溅射粒子SP并开始形成IGZO膜时，磁路扫描部29使磁路25从第一位置P1朝向第二位置P2移动。当扫描部27使阴极单元22从开始位置Wt朝向结束位置En移动时，磁路扫描部29例如使磁路25从第一位置P1朝向第二位置P2移动。即，当阴极单元22开始从开始位置St朝向结束位置En移动时，磁路25开始从第一位置P1朝向第二位置P2移动，当阴极单元22到达结束位置En时，磁路25到达第二位置P2。如此，磁路扫描部29使磁路25沿扫描方向朝向与阴极单元22的移动方向相反的方向移动。

当扫描部27从开始位置St朝向结束位置En扫描阴极单元22并使靶23经过一次相对区域R2时，优选磁路扫描部29从第一位置P1朝向第二位置P2扫描一次磁路25。

如果在靶23经过一次相对区域R2并形成IGZO膜时，磁路25在第一位置P1与第二位置P2之间来回多次，则每当磁路25的扫描方向相对于靶23的扫描方向发生变化时，磁路25相对于靶23的相对速度发生变化。如果磁路25的相对速度发生变化，则由于形成在靶23的表面上的等离子体的状态也发生变化，因此朝向形成区域R1排出的溅射粒子SP的数量也发生变化。其结果，IGZO膜的厚度在靶23的扫描方向上产生偏差。

因此，在扫描部27使靶23经过一次相对区域R2时，通过磁路扫描部29从第一位置P1朝向第二位置P2扫描一次磁路25，从而抑制IGZO膜的厚度在扫描方向上产生偏差。

在磁路扫描部29使磁路25沿扫描方向移动时，磁路25所形成的垂直磁场零区域也沿扫描方向移动。因此，第一溅蚀区域E1及第二溅蚀区域E2也沿扫描方向在靶23的表面23a上移动。另外，在扫描部27沿扫描方向在相对区域R2中扫描阴极单元22时，扫描部27也在相对区域R2中扫描第一溅蚀区域E1及第二溅蚀区域E2。

[溅射腔室的作用]

接着，对溅射靶13的作用进行说明。以下，基于图4，作为溅射腔室的作用的一例，对阴极单元22从开始位置St朝向结束位置En沿扫描方向移动的情况的作用进行说明。

在阴极装置18开始朝向IGZO膜的形成区域R1排出溅射粒子SP时，如图4所示，阴极单元22配置在开始位置St上。此时，扫描方向上的形成区域R1的两个端部中的溅射粒子SP先到达的第一端部Re1与扫描方向上的靶23的两个端部中的靠近形成区域R1的第一端部23e1之间的距离D1为150mm以上。因此，在向靶23供应直流电力时，从靶23排出的溅射粒子SP的大部分难以到达基板S。

另外，在阴极装置18开始朝向IGZO膜的形成区域R1排出溅射粒子SP时，扫描方向上的靶23的中点23e3(中心位置)从作为扫描方向上的第一端部Re1的外侧的开始位置St开始加速。

在此，供应直流电力时从靶23排出的溅射粒子SP与在持续供应直流电力时的规定时刻从靶23排出的溅射粒子SP相比较，溅射粒子SP所具有的能量或氧的活性种及反应概率等有所不同。因此，如果在供应直流电力时溅射粒子SP到达基板S，则在此后形成与由到达基板S的溅射粒子SP形成的部分不同的膜质的IGZO膜。其结果，膜的组成在IGZO膜的形成初期的分子层中产生偏差。

关于这一点，靶23的中点23e3(中心位置)从作为扫描方向上的第一端部Re的外侧的开始位置St开始加速，由此防止膜厚在IGZO膜的形成初期的分子层中不必要地变厚，并且抑制膜的组成产生偏差。

另外，由于形成区域R1的第一端部Re1与靶23的第一端部23e1之间的扫描方向上的距离D1为150mm以上，因此抑制膜的组成在IGZO膜的形成初期的分子层中产生偏差。

并且，如果阴极单元22沿扫描方向移动，则首先从靶23排出的溅射粒子SP中的、沿从第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向排出的溅射粒子SP到达基板S。

此时，以如下方式设定阴极单元22沿扫描方向移动的扫描速度。

图5是表示本实施方式中的扫描方向距离与扫描速度之间的关系的图表。

在本实施方式中，如图5所示，阴极单元22的速度直至靶23的中点23e3(中心位置)从开始位置St到达第一加速位置AP1为止加速，并且成为第一扫描速度V1。之后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第一加速位置AP1到达第二加速位置AP2为止，阴极单元22以第一扫描速度V1匀速移动。并且，在靶23的中点23e3(中心位置)到达第二加速位置AP2的状态下，阴极单元22加速至第二扫描速度V2。

直至靶23的中点23e3(中心位置)从第二加速位置AP2到达第二减速位置BP2为止，阴极单元22以第二扫描速度V2匀速移动。

并且，在靶23的中点23e3(中心位置)到达第二减速位置BP2的状态下，阴极单元22减速至第一扫描速度V1。之后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第二减速位置BP2到达第一减速位置BP1为止，阴极单元22以第一扫描速度V1匀速移动。最后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第一减速位置BP1到达结束位置En为止进行减速并停止，从而结束扫描。

在此，如图5所示，第一加速位置AP1可被设定为扫描方向上的第一端部Re的外侧位置。

另外，能够针对基板S的边缘部所需的IGZO膜的膜厚适当设定第一扫描速度V1。另外，第一扫描速度V1可以相对于第二扫描速度V2设定在0.70～0.95的范围内。

从第一加速位置AP1至第二加速位置AP2为止，阴极单元22的速度被设定为第一扫描速度V1且匀速。另外，从开始位置St至第一加速位置AP1为止，阴极单元22的速度被设定为等加速。

此外，如图5所示，第二加速位置AP2可被设定在扫描方向上的第一端部Re1的外侧位置与扫描方向上的第一端部Re1的内侧位置之间。

具体而言，第二加速位置AP2可被设定在从开始位置St上的靶23的中点23e3(中心位置)起为200～400mm的范围内。

即，开始位置St上的靶23的中点23e3(中心位置)与第二加速位置AP2之间的距离与形成区域R1的第一端部Re1和开始位置St上的靠近第一端部Re1的靶23的第一端部23e1之间的距离之比可被设定在1.3～2.7(200/150～400/150)的范围内。

另外，如果第二扫描速度V2变大，则所成膜的膜厚变大，如果第二扫描速度V2变小，则所成膜的IGZO膜的膜厚变大。因此，能够根据基板S所需的IGZO膜的膜厚来适当设定第二扫描速度V2。

从第二加速位置AP2至第二减速位置BP2为止，阴极单元22的速度被设定为以第二扫描速度V2匀速。

如图5所示，第二减速位置BP2可被设定在扫描方向上的第二端部Re2的外侧位置与扫描方向上的第二端部Re2的内侧位置之间。

另外，第二减速位置BP2可以相对于第二加速位置AP2被设定为在扫描方向上与基板S的中心对称的位置。

在此，如图5所示，第一减速位置BP1可被设定为扫描方向上的第二端部Re2的外侧位置。第一减速位置BP1可以相对于第一加速位置AP1被设定为在扫描方向上与基板S的中心对称的位置。

从第二减速位置BP2至第一减速位置BP1为止，阴极单元22的速度被定位为以第一扫描速度V1匀速。

此外，开始位置St和结束位置En可被设定为在扫描方向上与基板S的中心对称的位置。

从第一减速位置BP1至结束位置En为止，阴极单元22的速度被设定为等减速(等加速度)。

如此，通过设定第一加速位置AP1与第二加速位置AP2之间的距离，能够防止IGZO膜的膜厚在基板S的边缘部变大。同时，通过设定第一扫描速度V1与第二扫描速度V2之比，能够防止IGZO膜的膜厚在基板S的中央发生变动。

从作为垂直磁场零区域的各溅蚀区域排出的溅射粒子SP沿飞行路径F的平面与假想平面Pid即基板S的表面Sa所形成的角度为溅射粒子的入射角度θ。

各遮蔽板28a、28b不会使从各溅蚀区域E1、E2排出的多个溅射粒子SP中的入射角度θ包含在规定范围内的溅射粒子SP到达作为形成区域R1的基板S的表面Sa。此外，虽然第一遮蔽板28a和第二遮蔽板28b配置在扫描方向上的位置互不相同，但与到达基板S的溅射粒子Sp的限制相关的结构是通用的。因此，以下详细说明第一遮蔽板28a，省略第二遮蔽板28b的说明。

当磁路25配置在第一位置P1上时，第一溅蚀区域E1与第一遮蔽板28a之间的扫描方向上的距离最小。因此，从第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向排出的多个溅射粒子SP中，与第一遮蔽板28a碰撞的溅射粒子SP的入射角度θ1的范围最大。第一遮蔽板28a不会使从第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向排出的多个溅射粒子SP中的入射角度θ1例如为60°以下的溅射粒子SP到达基板S。

另一方面，当磁路25配置在第二位置P2上时，扫描方向上的第一溅蚀区域E1与第一遮蔽板28a之间的距离最大。因此，从第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向排出的多个溅射粒子SP中，与第一遮蔽板28a碰撞的溅射粒子SP的入射角度θ2的范围最小。第一遮蔽板28a不会使从第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向排出的多个溅射粒子SP中的入射角度θ2为30°以下的溅射粒子SP到达基板S。

即，不论扫描方向上的磁路25的位置如何，第一遮蔽板28a不会使从第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向排出的溅射粒子SP中的、入射角度θ为30°以下的溅射粒子SP到达基板S。

在此，在第一溅蚀区域E1排出的溅射粒子SP中，朝向阴极单元22的方向排出的多个溅射粒子SP不会朝向与第一溅蚀区域E1相邻的第二溅蚀区域E2飞行。因此，飞行路径F不会经过从其他溅蚀区域朝向溅射粒子飞行的空间沿高度方向延伸的B⊥0区域。因此，溅射粒子SP与包含在等离子体中的氧的活性种反应的概率变小，由该溅射粒子SP构成的IGZO膜的每单位厚度或单位面积的氧密度变小。由此，膜的组成在IGZO膜的面内产生偏差。

另一方面，溅射粒子SP的入射角度θ越小，越过作为等离子体密度高的区域的B⊥0区域后溅射粒子SP到达基板S为止的飞行距离越大。因此，溅射粒子SP在越过作为等离子体密度高的区域的B⊥0区域的空间中与溅射气体等活性种以外的粒子碰撞的次数较多。由此，由于构成IGZO膜的溅射粒子SP的能量产生偏差，因此所形成的IGZO膜的膜密度产生偏差。其结果，在IGZO膜中越包含入射角度θ小的溅射粒子SP，化合物膜的膜特性越产生偏差。

关于这一点，第一遮蔽板28a不会使入射角度θ为30°以下的溅射粒子SP到达基板S，因此难以形成氧含量或膜密度小的IGZO膜。其结果，抑制IGZO膜的单位厚度或单位面积下的组成或膜密度的偏差。

另一方面，当阴极单元22从结束位置En朝向开始位置St沿扫描方向移动时，第二遮蔽板28b不会使从第二溅蚀区域E2朝向阴极单元22的方向排出的多个溅射粒子SP中的、入射角度θ为30°以下的溅射粒子SP到达基板S。因此，抑制IGZO膜的单位厚度或单位面积下的组成或膜密度的偏差。

阴极单元22配置在开始位置St上，如图4所示，当阴极装置18开始朝向IGZO膜的形成区域R1排出溅射粒子SP时，磁路25配置在第一位置P1上。此时，扫描方向上的形成区域R1的两个端部中的、溅射粒子SP先到达的第一端部Re1与扫描方向上的靶23的两个端部中的、靠近形成区域R1的第一端部23e1之间的距离D1为150mm以上。因此，不论溅射粒子SP的入射角度θ如何，在向靶23供应直流电力时从靶23排出的溅射粒子SP的大部分难以到达基板S。

如果阴极单元22沿扫描方向移动，则首先从靶23排出且到达基板S的溅射粒子SP因第一遮蔽板28a而被限制为入射角度θ小于30°的溅射粒子SP。

并且，与第二溅蚀区域E2相比较，第一溅蚀区域E1离形成区域R1的距离较小，因此，最先到达基板S的各部分的溅射粒子SP为从第一溅蚀区域E1排出的溅射粒子SP的概率较高。因此，IGZO膜的初期层为从第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向排出且入射角度θ大于30°的溅射粒子SP的概率较高。因此，抑制膜的组成在IGZO膜的初期层中发生偏差。

另外，在开始形成IGZO膜时，磁路扫描部29将磁路25配置在第一位置P1上。因此，与磁路25配置在第一位置P1与第二位置P2之间的其他位置上的情况相比较，磁路25所形成的第一溅蚀区域E1与第一遮蔽板28a之间的扫描方向上的距离最小。因此，与第一遮蔽板28a碰撞的溅射粒子SP的入射角度θ的范围最大，与磁路25配置在其他位置上的情况相比较，入射角度θ更大的溅射粒子SP到达形成区域R1的第一端部Re1附近。其结果，进一步抑制IGZO膜的组成的偏差。

如图6所示，在阴极单元22扫描与形成区域R1相对的相对区域R2时，从第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向排出的溅射粒子SP中的、入射角度θ为30°以下的溅射粒子SP不会到达基板S。此外，与从第二溅蚀区域E2朝向阴极单元22的方向相反的方向排出的溅射粒子SP中的、入射角度为30°以下的溅射粒子SP也因第二遮蔽板28b而不会到达基板S。

由此，从第一溅蚀区域E1排出且继最先到达基板S的溅射粒子SP之后到达基板S的溅射粒子SP也不限于入射角度θ大于30°的溅射粒子SP。其结果，由于只通过入射角度θ受限的溅射粒子SP来形成IGZO膜，因此在IGZO膜的整个厚度方向上抑制单位厚度或单位面积下的组成的偏差。

如图7所示，当阴极单元22配置在结束位置En上时，扫描方向上的形成区域R1的两个端部中的、溅射粒子SP后到达的第二端部Re2与靶23的第二端部23e2之间的距离D1在扫描方向上为150mm以上。因此，在阴极单元22从结束位置En朝向开始位置St进行扫描时，从由靶23排出的溅射粒子SP的大部分不会到达基板S的状态下开始阴极单元22的扫描。因此，抑制到达形成区域R1的第二端部23e2的溅射粒子与形成区域R1中的其他部位不同。其结果，抑制IGZO膜的组成在扫描方向上产生偏差。

另外，在阴极单元22配置于结束位置En的状态下，停止向靶23供应直流电力，并且在阴极单元22配置于结束位置的状态下，即便再次开始供应直流电力，恢复直流电力时的溅射粒子SP也几乎不会到达基板S。因此，抑制IGZO膜的单位厚度或单位面积下的组成产生偏差。

在本实施方式中，由于形成区域R1的第一端部Re1与靶23的第一端部23e1之间的距离D1在扫描方向上为150mm以上，因此抑制膜的组成在IGZO膜的形成初期的分子层中产生偏差。其结果，抑制IGZO膜的特性在IGZO膜与IGZO膜以外的其他部件之间的边界上产生偏差。

在阴极单元22从开始位置St朝向结束位置En进行扫描时，第一遮蔽板28a不会使沿从第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向排出的溅射粒子SP中的、入射角度θ为30°以下的溅射粒子SP到达基板S。因此，由于最先到达形成区域R1的溅射粒子SP限于入射角度θ大于30°的溅射粒子SP，因此抑制IGZO膜的形成期初的单位厚度或单位面积下的组成的偏差。

第二遮蔽板28b不会使沿与从第二溅蚀区域E2朝向阴极单元22的方向相反的方向排出的溅射粒子SP中的、入射角度θ为30°以下的溅射粒子SP到达基板S。因此，从第一溅蚀区域E1排出且继最先到达基板S的溅射粒子SP之后到达基板S的溅射粒子SP也限于入射角度θ大于30°的溅射粒子。其结果，由于只通过入射角度θ受限的溅射粒子SP来形成IGZO膜，因此在IGZO膜的整个厚度方向上抑制单位厚度或单位面积下的组成的偏差。

在开始形成IGZO膜时，磁路扫描部29将磁路25配置在第一位置P1上。因此，与磁路25配置在第一位置P1与第二位置P2之间的其他位置上的情况相比较，磁路25所形成的第一溅蚀区域E1与第一遮蔽板28a之间的扫描方向上的距离最小。因此，与第一遮蔽板28a碰撞的溅射粒子SP的入射角度θ的范围最大，与磁路25配置在其他位置上的情况相比较，入射角度θ更大的溅射粒子SP到达形成区域R1的第一端部Re1附近。其结果，进一步抑制IGZO膜的组成的偏差。

在靶23经过一次相对区域R2时，由于磁路25从第一位置P1朝向第二位置P2进行一次扫描，因此磁路相对于靶23的相对速度不会发生变化。因此，抑制化合物膜的厚度在靶23的扫描方向上产生偏差。

在本实施方式中，举例说明了距离D1和距离D2、第一减速位置BP1和第一加速位置AP1、第二减速位置BP2和第二加速位置AP2以及开始位置St和结束位置En均配置为在扫描方向上相对于基板S的中心对称的结构，但也可以根据基板S中的膜厚等的膜特性，将这些位置设置为不对称。或者，也可以以只选自距离D1与距离D2、第一减速位置BP1与第一加速位置AP1、第二减速位置BP2与第二加速位置AP2以及开始位置St与结束位置En的关系中的关系对称的方式设定，并且将这些关系以外的关系设定为不对称。

具体而言，可举例说明通过将第一加速位置AP1与第二加速位置AP2之间的距离设为10且将第二减速位置BP2与第一减速位置BP1之间的距离设为8而设定其比例。

下面，基于附图对本发明的第二实施方式的溅射方法进行说明。

图8是示意性地表示本实施方式的阴极单元结构的结构图。本实施方式与上述第一实施方式的不同点在于靶的数量。对与除此以外的上述第一实施方式对应的结构使用相同的附图标记并省略其说明。

[阴极单元22的结构]

在本实施方式中，如图8所示，阴极单元22具有第一阴极22A和第二阴极22B。第一阴极22A和第二阴极22B中的每一个具备靶23、背板24、磁路25及磁路扫描部29。在第一阴极22A和第二阴极22B中，具有各单元的靶23沿扫描方向排列，两个靶23的各个表面23a包含在与假想平面Pid平行的同一平面内。

当阴极单元22配置在开始位置St上时，第一阴极22A与第二阴极22B相比在扫描方向上更靠近形成区域R1。另外，在第一阴极22A和第二阴极22B中，各背板24与一个交流电源26A并联连接。

靶23的中点23e3(中心位置)设定在第一阴极22A与第二阴极22B之间。

阴极单元22具备用于使阴极单元22沿扫描方向移动的扫描部27，扫描部27在连结第一阴极22A和第二阴极22B的状态下使阴极单元22沿扫描方向移动。

此时，与图5所示的第一实施方式同样，阴极单元22的速度直至靶23的中点23e3(中心位置)从开始位置St到达第一加速位置AP1为止加速，并且成为第一扫描速度V1。之后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第一加速位置AP1到达第二加速位置AP2为止，阴极单元22以第一扫描速度V1匀速移动。并且，在靶23的中点23e3(中心位置)到达第二加速位置AP2的状态下，阴极单元22加速至第二扫描速度V2。

直至靶23的中点23e3(中心位置)从第二加速位置AP2到达第二减速位置BP2为止，阴极单元22以第二扫描速度V2匀速移动。

并且，在靶23的中点23e3(中心位置)到达第二加速位置AP2的状态下，阴极单元22减速至第一扫描速度V1。之后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第二减速位置BP2到达第一减速位置BP1为止，阴极单元22以第一扫描速度V1匀速移动。最后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第一减速位置BP1到达结束位置En为止进行减速并停止，从而结束扫描。

阴极单元22具备第一遮蔽板28a和第二遮蔽板28b，第一遮蔽板28a在阴极单元22配置于开始位置St的状态下，配置在形成区域R1的第一端部Re1与第一阴极22A所具有的靶23的第一端部23e1之间，另一方面，第二遮蔽板28b在阴极单元22配置于开始位置St的状态下，配置在比第二阴极22B所具有的靶23的第二端部23e2更远离形成区域R1的第一端部Re1的位置上。

各遮蔽板28a、28b不会使从第一阴极22A及第二阴极22B的各溅蚀区域E1、E2排出的多个溅射粒子SP中的、入射角度θ包含在规定范围内的溅射粒子SP到达基板S。此外，虽然第一遮蔽板28a和第二遮蔽板28b的配置在扫描方向上的位置互不相同，但与到达基板S的溅射粒子SP的限制相关的结构是通用的。因此，以下详细说明第二遮蔽板28b，省略第一遮蔽板28a的说明。

当磁路25配置在第一位置P1上时，第一阴极22A的第一溅蚀区域E1与第二遮蔽板28b之间的扫描方向上的距离最大。因此，与从第一阴极22A的第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向相反的方向排出的多个溅射粒子SP中的、与第二遮蔽板28b碰撞的溅射粒子SP的入射角度θ3的范围最小。第二遮蔽板28b不会使与从第一阴极22A的第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向相反的方向排出的多个溅射粒子SP中的、入射角度θ3为9°以下的溅射粒子SP到达基板S。

在此，从第一溅蚀区域E1排出的溅射粒子SP中的、与朝向阴极单元22的方向相反的方向排出的多个溅射粒子SP不会朝向第一阴极22A的第二溅蚀区域E2及第二阴极22B的各溅蚀区域飞行。因此，从第一溅蚀区域E1排出的多个溅射粒子SP的飞行路径F在到达基板S之前经过等离子体密度高的区域。然而，由于与入射角度θ更大的溅射粒子SP相比较，入射角度θ3为9°以下的溅射粒子SP从其他溅蚀区域越过沿高度方向延伸的B⊥0区域之后到达基板S之前的飞行距离较长。因此，在越过作为等离子体密度高的区域的B⊥0区域的空间中，溅射粒子SP与溅射气体等活性种以外的粒子碰撞的次数变多。因此，溅射粒子SP所具有的能量变小，在由入射角度θ较小的溅射粒子SP形成的IGZO膜中，膜密度变小。其结果，由于IGZO膜的膜密度脱离理论密度，因此IGZO膜的膜特性下降。

此外，当第二阴极22B的磁路25配置在第一位置P1上时，第二遮蔽板28b与第一实施方式的第二遮蔽板28b同样，不会使从第二阴极22B的第二溅蚀区域E2排出的多个溅射粒子SP中的一部分到达基板S。即，第二遮蔽板28b不会使沿与从第二阴极22B的第二溅蚀区域E2朝向阴极单元22的方向相反的方向排出的溅射粒子SP中的、入射角度θ2为30°以下的溅射粒子SP到达基板S。因此，抑制IGZO膜的组成在单位厚度或单位面积下的偏差。

另一方面，当两个磁路25中的每一个配置在第二位置P2上时，第二阴极22B的第二溅蚀区域E2与第一遮蔽板28a之间的扫描方向上的距离最大。因此，从第二阴极22B的第二溅蚀区域E2朝向阴极单元22的方向排出的多个溅射粒子中的、与第一遮蔽板28a碰撞的溅射粒子SP的入射角度θ3的范围最小。即，第一遮蔽板28a与第二遮蔽板28b同样，不会使从第二阴极22B的第二溅蚀区域E2朝向阴极单元22的方向排出的多个溅射粒子中的、入射角度θ为9°以下的溅射粒子到达基板S。

另外，当第一阴极22a的磁路25配置在第二位置P2上时，第一遮蔽板28a与第一实施方式的第一遮蔽板28a同样，不会使从第一阴极22A的第一溅蚀区域E1排出的多个溅射粒子SP中的一部分到达基板S。即，第一遮蔽板28a不会使沿从第一阴极22A的第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向排出的溅射粒子SP中的、入射角度θ2为30°以下的溅射粒子SP到达基板S。

在本实施方式中，还通过设定第一加速位置AP1与第二加速位置AP2之间的距离，从而能够防止IGZO膜的膜厚在基板S的边缘部变大。同时，通过设定第一扫描速度V1与第二扫描速度V2之比，从而能够防止IGZO膜的膜厚在基板S的中央发生变动。

由于第一遮蔽板28a及第二遮蔽板28b不会使入射角度为9°以下的溅射粒子到达形成区域，因此抑制IGZO膜的膜密度变小。

下面，基于附图对本发明的第三实施方式的溅射方法进行说明。

图9是示意性地表示本实施方式的溅射腔室结构的结构图。图10是用于说明本实施方式的溅射作用的图。图11是用于说明本实施方式的溅射作用的图。

本实施方式与上述第一及第二实施方式的不同点在于溅射腔室13所具备的阴极单元的数量。对除此以外的与上述第一及第二实施方式对应的结构要素使用相同的附图标记并省略其说明。

[溅射腔室13的结构]

在本实施方式中，阴极装置18具备第一单元31和第二单元32。第一单元31及第二单元32在配置于开始位置St的状态下，从在扫描方向上靠近形成区域R1的第一端部Re1的位置起按顺序排列。

第一单元31及第二单元32中的每一个具备靶23、背板24、磁路25、直流电源26D、第一遮蔽板28a及第二遮蔽板28b，在两个阴极单元中，靶23沿扫描方向排列。第一单元31及第二单元32通过一个扫描部27沿扫描方向逐一扫描相对区域R2。此外，第一单元31及第二单元32中的每一个与第一实施方式的阴极单元22同样还具备磁路扫描部29。

对于第一单元31及第二单元32来说，各自所具有的靶23的形成材料的主要成分互不相同。第一单元31例如具有主要成分为氧化硅的靶23，第二单元32例如具有主要成分为氧化铌的靶23。此外，对于各靶23来说，例如形成材料中的95质量％为氧化硅或氧化铌，优选99质量％以上为氧化硅或氧化铌。

当第一单元31及第二单元32配置在开始位置St上时，形成区域R1的第一端部Re1与第一单元31所具有的靶23的第一端部23e1之间的距离为150mm以上。

另外，在第一单元31及第二单元32中分别设定有靶23的中点23e3(中心位置)。

在此，作为溅射腔室13的作用的一例，对作为形成区域R1的基板S的表面Sa形成氧化硅膜与氧化铌膜的层压膜的情况进行说明。

如图9所示，当阴极装置18开始形成层压膜时，配置在开始位置St上的第一单元31开始排出溅射粒子SP。此时，形成区域R1的第一端部Re1与靶23的第一端部23e1之间的扫描方向上的距离D1为1500mm以上。因此，当向靶23供应直流电力时，从靶23排出的溅射粒子SP中的大部分与溅射粒子SP的入射角度θ无关地难以到达基板S。因此，能够抑制膜的组成在氧化硅膜的形成初期的分子层中产生偏差。

如图10所示，通过第一单元31沿扫描方向移动，第一单元31的溅蚀区域沿扫描方向扫描与形成区域R1相对的相对区域R2。

此时，与图5所示的第一实施方式同样，第一单元31的速度直至靶23的中点23e3(中心位置)从开始位置St到达第一加速位置AP1为止加速，并且成为第一扫描速度。之后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第一加速位置AP1到达第二加速位置AP2为止，第一单元31以第一扫描速度V1匀速移动。并且，在靶23的中点23e3(中心位置)到达第二加速位置AP2的状态下，第一单元31加速至第二扫描速度V2。

直至靶23的中点23e3(中心位置)从第二加速位置AP2到达第二减速位置BP2为止，第一单元31以第二扫描速度V2匀速移动。

并且，在靶23的中点23e3(中心位置)到达第二加速位置AP2的状态下，第一单元31减速至第一扫描速度V1。之后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第二减速位置BP2到达第一减速位置BP1为止，第一单元31以第一扫描速度V1匀速移动。最后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第一减速位置BP1到达结束位置En为止进行减速并停止，从而结束扫描。

此时，到达基板S的溅射粒子SP因第一遮蔽板28a及第二遮蔽板28b而限制在入射角度θ大于30°的溅射粒子SP。因此，能够抑制膜的组成在氧化硅膜的初期层中产生偏差。

如图11所示，在第一单元31沿扫描方向移动并到达结束位置En的情况下，配置在开始位置St上的第二单元32开始排出溅射粒子SP。当第一单元31配置在结束位置En上时，第一单元31所具有的靶23的第二端部23e2与形成区域R1的第二端部Re2之间的距离D1为150mm以上。此外，在从开始位置St朝向结束位置En扫描第一单元31的期间，扫描部27不会扫描第二单元32。

第二单元32从开始位置St朝向结束位置En沿扫描方向移动。由此，第二单元32的溅蚀区域沿扫描方向扫描与形成区域R1相对的相对区域R2。

此时，与图5所示的第一实施方式同样，第二单元32的速度直至靶23的中点23e(中心位置)从开始位置St到达第一加速位置AP1为止加速，并且成为第一扫描速度V1。之后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第一加速位置AP1到达第二加速位置AP2为止，第二单元32以第一扫描速度V1匀速移动。并且，在靶23的中点23e3(中心位置)到达第二加速位置AP2的状态下，第二单元32加速至第二扫描速度V2。

直至靶23的中点23e3(中心位置)从第二加速位置AP2到达第二减速位置BP2为止，第二单元32以第二扫描速度V2匀速移动。

并且，在靶23的中点23e3(中心位置)到达第二加速位置AP2的状态下，第二单元32减速至第一扫描速度V1。之后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第二减速位置BP2到达第一减速位置BP1为止，第二单元32以第一扫描速度V1匀速移动。最后，直至靶23的中点23e3(中心位置)从第一减速位置BP1到达结束位置En为止进行减速并停止，从而结束扫描。

此时，与第一单元31同样，到达基板S的溅射粒子SP因第一遮蔽板28a及第二遮蔽板28b而限制在入射角度θ大于30°的溅射粒子SP。因此，能够抑制膜的组成在氧化铌膜的初期层中产生偏差。此外，当第二单元32配置在结束位置En上时，第二单元32所具有的靶23的第二端部23e2与形成区域R1的第二端部Re之间的距离D1为150mm以上。另外，在扫描部27从开始位置St朝向结束位置En扫描第二单元32的期间，扫描部27不会扫描第一单元31。

根据本实施方式，能够取得与上述的第一及第二实施方式同样的效果，并且抑制氧化硅膜与基板S之间的边界的组成在由氧化硅膜和氧化铌膜构成的层压膜中产生偏差，从而抑制氧化铌膜与氧化硅膜之间的边界的组成产生偏差。

此外，还能够通过以下方式适当变更上述的各实施方式而实施。

在第一实施方式及第二实施方式中，靶23的形成材料的主要成分也可以是IGZO以外的氧化物半导体，例如，氧化锌、氧化镍、氧化锡、氧化钛、氧化钒、氧化铟及钛酸锶等。

在第一实施方式及第二实施方式中，靶23的形成材料的主要成分也可以是IGZO以外的氧化物半导体，也可以使用包含铟的除IGZO以外的氧化物半导体，例如，氧化铟锌锡(IZTO)、氧化铟锌锑(IZAO)、氧化铟锡锌(ITZO)、氧化铟锌(IZO)及氧化铟锑(IAO)等。

靶23的形成材料的主要成分不限于IGZO，例如也可以是氧化铟锡(ITO)及氧化铝等无机氧化物。

靶23的形成材料的主要成分也可以是金属、金属氧化物及半导体等。在靶23的形成材料的主要成分使用金属单质或半导体的情况下，能够通过从靶23排出的溅射粒子SP与由反应气体生成的等离子体之间的反应来形成氧化物膜或氮化物膜等的化合物膜。

第三实施方式的溅射装置所具备的溅射腔室13也可以不是以下结构：即，当开始朝向形成区域R1排出溅射粒子SP时，第一单元31和第二单元32这两个单元配置在开始位置St上。

如图12所示，第三实施方式的溅射装置所具备的溅射腔室13也可以是第一单元31配置在开始位置St上且第二单元32配置在结束位置En上的结构。在这种结构中，当第一单元31配置在开始位置St上时，优选第一单元31的靶23的第一端部23e1与形成区域R1的第一端部Re1之间的扫描方向上的距离D1为150mm以上。另一方面，当第二单元32配置在结束位置En上时，优选第二单元32的靶23的第二端部23e2与形成区域R1的第二端部Re2之间的扫描方向上的距离D1为150mm以上。

当在形成区域R1上形成层压体时，例如，扫描部27使第一单元31从开始位置St朝向结束位置En沿扫描方向移动。由此，在形成区域R1上例如形成氧化硅膜。并且，扫描部27使第一单元31从结束位置En朝向开始位置St沿扫描方向移动。此时，第一单元31也可以向形成区域R1排出溅射粒子SP，或者也可以不排出溅射粒子SP。接着，扫描部27使第二单元32从结束位置En朝向开始位置St沿扫描方向移动。由此，在形成区域R1上例如形成氧化铌膜。并且，扫描部27使第二单元32从开始位置St朝向结束位置En沿扫描方向移动。此时，第二单元32也可以向形成区域R1排出溅射粒子SP，或者也可以不排出溅射粒子SP。

此外，各个第一单元31及第二单元32排出溅射粒子SP的同时，沿扫描方向在开始位置St与结束位置En之间移动的次数能够根据各单元所形成的化合物膜的厚度来变更。

溅射装置10也可以是具备具有两个阴极单元22的两个溅射腔室13的结构。在这种结构中，由于各溅射腔室13的阴极单元22具备形成材料的主要成分互不相同的靶23，因此能够在基板S的表面Sa上形成由两个化合物膜构成的层压体。此外，溅射装置10也可以是如下的结构：即，具备具有一个阴极单元22的三个以上的溅射腔室13，并且各阴极单元22所具有的靶23的形成材料的主要成分互不相同。根据这种结构，在基板S的表面Sa上形成由三个以上的化合物膜构成的层压体。

第三实施方式的第一单元31也可以具备形成材料的主要成分为氧化硅以外的成分的靶23，第二单元32也可以具备形成材料的主要成分为氧化铌以外的成分的靶23。任一靶23的形成材料的主要成分也可以是金属、金属化合物及半导体等中的任一种。

第三实施方式的溅射腔室13也可以是具备三个以上的阴极单元22的结构，各阴极单元22所具备的靶23的形成材料的主要成分也可以互不相同，或者也可以相同。

如图13所示，第二实施方式的阴极单元22也可以在扫描方向上具备第三遮蔽板28c，该第三遮蔽板28c配置在第一阴极22A的靶23与第二阴极22B的靶23之间。第三遮蔽板28c在宽度方向上的突出宽度也可以与第一遮蔽板28a及第二遮蔽板28b在宽度方向上的突出宽度互不相同或者相同。第三遮蔽板28c为第三遮蔽部的一例。此外，扫描方向上的第三遮蔽板28c与中点23e3(中心位置)一致。

当阴极单元22从开始位置St朝向结束位置En沿扫描方向移动时，扫描方向上的第一阴极22A的第一溅蚀区域E1与第三遮蔽板28c之间的距离最大。但是，扫描方向上的第一溅蚀区域E1与第三遮蔽板28c之间的距离小于第一溅蚀区域E1与第二遮蔽板28b之间的距离。因此，与从第一阴极22A的第一溅蚀区域E1朝向阴极单元22的方向相反的方向排出的多个溅射粒子SP中的、与第三遮蔽板28c碰撞的溅射粒子SP的入射角度θ4的范围大于9°。因此，在到达形成区域R1的多个溅射粒子SP中，飞行路径F的最大值变小，溅射粒子SP与等离子体中的其他粒子碰撞的次数的最大值也变小。其结果，溅射粒子SP所具有的能量的最小值变大，能够抑制IGZO膜的膜密度变小的情况。

另一方面，当两个磁路25中的每一个配置在第二位置P2上时，扫描方向上的第二阴极22B的第二溅蚀区域E2与第三遮蔽板28c之间的距离最大。但是，扫描方向上的第二溅蚀区域E2与第一遮蔽板28a之间的距离较小。因此，从第二阴极22B的第二溅蚀区域E2朝向阴极单元22的方向排出的多个溅射粒子SP中的、与第三遮蔽板28c碰撞的溅射粒子SP的入射角度θ的范围大于9°。因此，第三遮蔽板28c对于从第二阴极22B排出的溅射粒子SP也发挥与从第一阴极22A排出的溅射粒子SP同样的作用。

在第一实施方式至第三实施方式中，磁路扫描部29使磁路25沿扫描方向从第一位置P1朝向第二位置P2移动。不限于此，磁路扫描部29也可以使磁路25沿扫描方向从第二位置P2朝向第一位置P1移动。此时，当扫描部27在相对区域R2中扫描一次靶23时，通过磁路扫描部29从第二位置P2朝向第一位置P1扫描一次磁路25，从而能够得到上述效果。

磁路扫描部29也可以是磁路25沿扫描方向扫描靶23的第一端部23e1与第二端部23e2之间的一部分的结构。在这种结构中，由于扫描方向上的各溅蚀区域与各遮蔽部之间的距离的最大值变小，因此突出宽度更小的遮蔽板不会使与上述的各实施方式相同的入射角度θ的溅射粒子SP到达形成区域R1。

在第一实施方式至第三实施方式中，阴极单元22具备磁路扫描部29。不限于此，阴极单元22也可以不具备磁路扫描部29，即，也可以是在阴极单元22中固定各溅蚀区域相对于靶23的位置的结构。即便是这种结构的情况下，通过以上述方式设定靶23的中点23e3(中心位置)从开始位置St至结束位置En为止的速度，从而能够得到适当的膜厚分布。

在第二实施方式的阴极单元22中，第二遮蔽板28b也可以使从第一阴极22A的第一溅蚀区域E1排出的溅射粒子SP中的、入射角度θ为9°以下的溅射粒子SP到达形成区域R1。另外，第一遮蔽板28a也可以使从第二阴极22B的第二溅蚀区域E2排出的溅射粒子SP中的、入射角度θ为9°以下的溅射粒子SP到达形成区域R1。

在第一实施方式至第三实施方式中，第一遮蔽板28a及第二遮蔽板28b也可以不是上述结构，并且也可以是未设置遮蔽板的结构。

在第一实施方式至第三实施方式中，当阴极单元22配置在结束位置En上时，形成区域R1的第二端部Re2与在扫描方向上与形成区域R1的第二端部Re2之间的距离最近的靶23的第二端部23e2之间的距离也可以不是150mm。即便是这种结构的情况下，当阴极单元22配置在开始位置St上时，只要形成区域R1的第一端部Re1与在扫描方向上与形成区域R1的第一端部Re1之间的距离最近的靶23的第二端部23e2之间的距离为150mm，则能够得到上述效果。

溅射装置10也可以不具备运出运入腔室11及前处理腔室12，只要溅射装置10具备溅射腔室13，则能够得到前面列举的效果。或者，溅射装置10也可以是具备多个前处理腔室12的结构。

基板S的沿运送方向方向的宽度及朝向纸面的面前的宽度不限于上述大小，能够进行适当变更。

溅射气体也可以是氩气以外的稀有气体，例如，也可以是氦气、氖气、氪气及氙气。另外，反应气体也可以是氧气以外的含氧气体或含氮气体等，能够根据溅射腔室13中形成的化合物膜而进行变更。

第二实施方式的阴极单元22也可以是具备靶23、背板24、磁路25、交流电源26及由磁路扫描部29构成的三个以上的阴极的结构。

第三实施方式的溅射腔室13也可以是具备两个第二实施方式的阴极单元22即具备第一阴极单元22A和第二阴极单元22B的阴极单元22的结构。

形成IGZO膜时的条件不限于上述实施例中说明的条件，也可以是其他条件。重要的是能够在基板S的表面Sa上形成IGZO膜的条件即可。

如图14所示，溅射装置也可以具体化为多辊式溅射装置50。在这种结构中，溅射装置50具备：用于搭载运送机器人51R的运送腔室51；和与运送腔室51连结的以下腔室。即，在运送腔室51中连结有：运出运入腔室52，用于从溅射装置50的外部运入成膜前的基板，并且向溅射装置50的外部运出成膜后的基板；前处理腔室53，用于对基板进行成膜所需的前处理；和溅射腔室54，用于在基板上形成化合物膜。

此外，在上述实施方式中，将第一加速位置AP1设为比第一端部Re1更靠外侧，将第一减速位置BP1设为比第二端部Re2更靠外侧，但如图19所示，可以将第一加速位置AP1设为比第一端部Re1更靠基板的内侧，将第一减速位置BP1设为比第二端部Re2更靠基板的内侧。在该情况下，也能够改善膜厚分布。

在此，在图中举例说明了第二扫描速度V2为10000mm/分钟、5000/mm分钟及2500mm/分钟的图案。

实施例

下面，对本发明的实施例进行说明。

<实验例1>

在此，当形成IGZO膜之际从开始位置St至结束位置En为止扫描靶23的中点23e3(中心位置)时，如图15所示，通过进行速度设定，阴极单元22的溅蚀区域扫描一次相对区域R2。

下面示出成膜中的各种因素。

·基板扫描方向尺寸：1500mm

·直流电力：15.1W/cm²

·氩气分压：0.3Pa

·氧气分压·0.02Pa

·基板S的温度：100℃

·第二扫描速度V2：2512.77mm/分钟

·第一扫描速度V1/第二扫描速度V2：91％

·直至第一加速位置AP1为止的加速时间：0.2秒

·第一加速位置AP1与第二加速位置AP2之间的距离：变化为200mm、300mm、400mm。

另外，使第一加速位置AP1与第二加速位置AP2一致的情况设为“梯形”。

将此时成膜的IGZO膜的膜厚示于图16。在图中示出第一端部Re1和第二端部Re2。

<实施例2>

此外，如图17所示，将第一加速位置AP1与第二加速位置AP2之间的距离设为300mm，将第一扫描速度V1/第二扫描速度V2设为50％、75％、91％、100％。

另外，使第一加速位置AP1与第二加速位置AP2一致的情况设为“梯形”。

此时成膜的IGZO膜的膜厚示于图18。在图中示出第一端部Re1和第二端部Re2。

从这些结果可知，通过以上述方式设定第一加速位置AP1、第二加速位置AP2、第二减速位置BP2、第一减速位置BP1、第一扫描速度V1及第二扫描速度V2，从而能够改善膜厚分布。

附图标记说明

10、50…溅射装置

11、52…运入运出腔室

12、53…前处理腔室

13、54…溅射腔室

14…闸阀

15…排气部

16…成膜通道

17…回收通道

18…阴极装置

19…通道变更部

21…气体供给部

22…阴极单元

22A…第一阴极

22B…第二阴极

23、TG…靶

23a、TGs…表面

23e1…第一端部

23e2…第二端部

23e3…中点(中心位置)

24…背板

25…磁路

26A…交流电源

26D…直流电源

27…扫描部

28a…第一遮蔽板

28b…第二遮蔽板

28c…第三遮蔽板

29…磁路扫描部

31…第一单元

32…第二单元

51…运送腔室

51R…运送机器人

AP1…第一加速位置

AP2…第二加速位置

B…磁控磁场

BP1…第一减速位置

BP2…第二减速位置

D1、D2…距离

E…溅蚀区域

E1…第一溅蚀区域

E2…第二溅蚀区域

En…结束位置

F…飞行路径

Lv…法线

P1…第一位置

P2…第二位置

Pid…假想平面

R1…形成区域

R2…相对区域

Re1…第一端部

Re2…第二端部

S…基板

Sa…表面

SP…溅射粒子

St…开始位置

T…托盘

V1…第一扫描速度

V2…第二扫描速度