專利名稱：多層膜濺射設(shè)備及多層膜形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于連續(xù)地形成多層膜的多層膜濺射設(shè)備，以及一種利用該多層膜濺射設(shè)備的多層膜形成方法。
背景技術(shù)：
目前的硬盤中的垂直記錄介質(zhì)使用組成中含有諸如CoCrPt-SiA或者 CoCrPt-TiO2等氧化物的記錄層。將來，期望垂直記錄介質(zhì)具有諸如作為高Ku材料(High-Ku material)的Fe/Pt或Co/P等多層膜結(jié)構(gòu)。然而，在確保一周以上的維護(hù)周期的條件下，要求陰極單元具有若干個(gè)層，以實(shí)現(xiàn)
多層膜結(jié)構(gòu)。專利文獻(xiàn)1中公開了用于形成這種多層膜的濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例，圖5A至圖5C 以及圖6示出該結(jié)構(gòu)示例。下面簡(jiǎn)單說明該結(jié)構(gòu)。圖5A是濺射室101的與基板輸送方向垂直的方向上的截面結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖 5A所示，轉(zhuǎn)動(dòng)陰極單元103被可轉(zhuǎn)動(dòng)地支撐于濺射室101的兩個(gè)側(cè)壁中的每一個(gè)側(cè)壁。保持兩片基板122的承載件單元102的兩側(cè)發(fā)生放電，由此，層疊膜同時(shí)形成于兩片基板122 的兩側(cè)。如圖5B所示，各基板122均經(jīng)由例如三個(gè)支撐爪121由承載件102保持，然后承載件102被已知的輸送機(jī)構(gòu)輸送到相應(yīng)的處理室。圖5C是從基板122側(cè)觀察時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)陰極單元103的平面圖。如圖5C所示，轉(zhuǎn)動(dòng)陰極單元103設(shè)置有CoB靶132、Pd靶133以及用于加熱基板122的燈加熱器(熱處理機(jī)構(gòu))134，靶132、靶133以及燈加熱器134相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心被配置在同一圓周上。隔板131 位于靶132、靶133以及燈加熱器134兩兩之間，以防止相互干涉以及防止彼此污染。圖6是圖5C的A-A’截面圖，用于說明轉(zhuǎn)運(yùn)陰極單元103的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和詳細(xì)機(jī)制。在圖6所示的傳統(tǒng)的濺射設(shè)備中，用于靶132、靶133以及基板122的至少一個(gè)表面處理機(jī)構(gòu)(圖6中的燈加熱器134)圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)陰極單元103的轉(zhuǎn)軸130安裝。保持一個(gè)以上基板122的基板保持件(承載件10 以面對(duì)靶132、靶133以及燈加熱器134的方式配置，由此，轉(zhuǎn)軸130或基板保持件被構(gòu)造成轉(zhuǎn)動(dòng)。在靶132和133的背面?zhèn)葓A筒狀外框140 的臺(tái)階部，配置具有中心磁體141、周邊磁體142以及磁軛143的磁體單元。磁體單元的中心軸145以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式由軸承146支撐。此外，齒輪144被安裝于磁軛143的底面，并且齒輪144與位于圓筒構(gòu)件116的前端部的齒輪119接合，其中，圓筒構(gòu)件116被配置在圓筒狀外框140與轉(zhuǎn)軸130之間。結(jié)果，馬達(dá)117的轉(zhuǎn)動(dòng)經(jīng)由齒輪118和147使圓筒狀外框140 轉(zhuǎn)動(dòng)，(或者馬達(dá)117使靶132和133以及磁體單元圍繞轉(zhuǎn)軸130轉(zhuǎn)動(dòng))，進(jìn)一步經(jīng)由齒輪 119和144使磁體單元轉(zhuǎn)動(dòng)。圓筒構(gòu)件116經(jīng)由軸承148被固定于轉(zhuǎn)軸130和圓筒狀外框 140。根據(jù)圖6的濺射設(shè)備，在使磁體單元轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下執(zhí)行濺射。然而，通過使中心磁體141的中心從中心軸145的中心移位，濺射設(shè)備被構(gòu)造成防止在靶132的中心和靶133的中心形成非腐蝕區(qū)域(non-erosion region)。如圖10和圖IlA至圖IlD所示，專利文獻(xiàn)2公開了現(xiàn)有技術(shù)中的多層膜形成設(shè)備的另一結(jié)構(gòu)示例。下面給將簡(jiǎn)單說明該設(shè)備。在圖10所示的多層膜形成設(shè)備中，設(shè)置有第一靶IOOla的第一陰極1001和設(shè)置有第二靶1002a的第二陰極1002被圍繞中心軸配置。圖IlA至圖IlD示出圖10的多層膜形成設(shè)備中的多個(gè)靶的配置和形狀?；?003由支撐構(gòu)件1004以基板1003面對(duì)第一陰極1001和第二陰極1002的方式支撐。在圖10和圖IlA至圖IlD所示多層膜形成設(shè)備中， 當(dāng)將多層膜形成于基板1003時(shí)，在使第一陰極1001和第二陰極1002圍繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下，將具有第一靶IOOla的靶材的膜和具有第二靶1002a的靶材的膜以螺旋的形式形成于基板1003。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)[專利文獻(xiàn)1]日本特開2003-141719號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]美國(guó)專利第6328856號(hào)然而，由于可使用的靶小并且靶的壽命短，所以圖5和圖6所示的傳統(tǒng)的濺射設(shè)備具有短維護(hù)周期的問題。此外，由于在磁體單元自轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，靶和磁體單元被構(gòu)造成圍繞轉(zhuǎn)軸公轉(zhuǎn)，所以，傳統(tǒng)的濺射設(shè)備具有靶的最大利用面積受限制的問題。具體地，由于磁體單元自轉(zhuǎn)，可用作靶的區(qū)域與磁體單元轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形區(qū)域?qū)?yīng)。此外，在傳統(tǒng)的濺射設(shè)備中，例如當(dāng)形成Pd/(Co/Pd) X9/Pd的膜時(shí)，350W的DC電力施加到Pd靶以將厚度為IOnm的Pd膜沉積于基板。然后，400W的DC電力施加到Co/Pd 靶，以沉積Co (厚度0.3nm)和Pd (厚度1. Onm)的層疊膜，并連續(xù)進(jìn)行9個(gè)周期，從而形成人工格子膜(lattice film)。此后，停止向Co/Pd靶供電，以僅沉積厚度1. Onm的Pd膜。 因此，由于需要至少三個(gè)步驟并且在這些步驟之間必須停止放電，所以存在占用很長(zhǎng)處理時(shí)間的問題。圖10和圖IlA至圖IlD的多層膜形成設(shè)備在形成多層膜方面是有效的。然而，由于通過使第一陰極1001和第二陰極1002在同時(shí)開始成膜和同時(shí)結(jié)束成膜的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)來進(jìn)行在基板1003上成膜，所以，形成于基板1003的多層膜成為螺旋狀的膜。參考圖IlA說明該現(xiàn)象。例如，當(dāng)圖IlA所示的陰極順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)以形成作為第一層的 Co膜時(shí)，Co靶(第一靶1001a)面對(duì)基板的區(qū)域在成膜開始時(shí)和成膜結(jié)束時(shí)之間不同。結(jié)果，Co膜的厚度在成膜開始時(shí)薄，而在成膜結(jié)束時(shí)與成膜開始時(shí)相比變厚。當(dāng)在如此形成的Co膜上形成作為第二層膜的Pt膜時(shí)，同樣地，Pt靶面對(duì)基板的區(qū)域在成膜開始時(shí)和成膜結(jié)束時(shí)之間不同。結(jié)果，Pt膜的厚度在成膜開始時(shí)薄，而在成膜結(jié)束時(shí)與成膜開始時(shí)相比變厚。圖12A是利用圖10和圖IlA至圖IlD所示的多層膜形成設(shè)備形成多層膜的過程的示意圖，結(jié)果形成了螺旋狀的多層膜。即，在使陰極順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)0至0.5轉(zhuǎn)(從0度至 180度)期間形成Co膜，在使陰極順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)0. 5至1轉(zhuǎn)(從180度至360度)期間形成 Pt膜，在使陰極順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)1至1. 5轉(zhuǎn)(從360度至540度)期間形成Co膜。結(jié)果，當(dāng)觀察形成于由圖12B的虛線的矩形所包圍的區(qū)域中的多層膜時(shí)，多層膜的部分是如圖12A所示的螺旋狀的膜。形成這種螺旋狀的膜的推定理由是，除了上述理由之外，當(dāng)使Co靶區(qū)域(第一靶 1001a)和Pt靶區(qū)域(第二靶區(qū)域1002a)如圖IlA所示轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過檢測(cè)各靶區(qū)域的準(zhǔn)確位置，可認(rèn)為，多層膜不會(huì)形成于基板。此外，認(rèn)為，在形成Co膜的步驟和形成Pt膜的步驟之間停止放電?？傊?，圖10和圖IlA至圖IlD所示的多層膜形成設(shè)備在基板上僅形成螺旋狀的多層膜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種解決上述問題的濺射設(shè)備以及提供一種使用該濺射設(shè)備的多層膜形成方法，其中，該濺射設(shè)備有效地使用靶，具有優(yōu)異的生產(chǎn)性，并且形成具有較少螺旋形狀的多層膜。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種多層膜濺射設(shè)備，其具有能轉(zhuǎn)動(dòng)的陰極單元，其具有相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心被配置于同一圓周上的η個(gè)陰極，其中，η為2以上的整數(shù)，以及具有用于向各陰極供給電力的電力供給機(jī)構(gòu)；傳感器，其用于檢測(cè)所述陰極的位置；以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使所述陰極單元轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明提供一種多層膜的形成方法，其包括以下步驟提供一種濺射設(shè)備，其包括能轉(zhuǎn)動(dòng)的陰極單元，其具有相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心被配置于同一圓周上的η個(gè)陰極，其中，η為 2以上的整數(shù)，以及具有用于向各陰極供給電力的電力供給機(jī)構(gòu)；傳感器，其用于檢測(cè)所述陰極的位置；以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使所述陰極單元轉(zhuǎn)動(dòng)，所述多層膜形成方法包括以下步驟基于所述傳感器檢測(cè)到的信息判別所述η個(gè)陰極，其中，η為2以上的整數(shù)；基于表示待形成的多層膜的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)信息以及根據(jù)判別步驟中判別出的陰極信息，將電力供給到所述η個(gè)陰極中的第一陰極以使第一陰極放電而在基板上形成第一膜，其中，η為2以上的整數(shù)；由所述傳感器檢測(cè)所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方；基于所述結(jié)構(gòu)信息， 根據(jù)判別步驟中所述傳感器判別出的陰極信息，以及根據(jù)檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，將電力供給到所述η個(gè)陰極中的第二陰極以使第二陰極放電而在所述基板上形成第二膜，其中，η為2以上的整數(shù)；基于所述結(jié)構(gòu)信息，根據(jù)判別步驟中所述傳感器判別出的陰極信息，以及根據(jù)檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，停止向所述第一陰極供給電力；以及基于所述結(jié)構(gòu)信息，根據(jù)判別步驟中所述傳感器判別出的陰極信息，以及根據(jù)檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，停止向所述第二陰極供給電力。本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀的記錄介質(zhì)，其記錄有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行濺射設(shè)備用控制方法的程序，所述濺射設(shè)備包括能轉(zhuǎn)動(dòng)的陰極單元，其具有相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心被配置于同一圓周上的η個(gè)陰極，其中，η為2以上的整數(shù)，以及具有用于向各陰極供給電力的電力供給機(jī)構(gòu)；傳感器，其用于檢測(cè)所述陰極的位置；以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使所述陰極單元轉(zhuǎn)動(dòng)， 所述控制方法包括以下步驟基于所述傳感器檢測(cè)到的信息判別所述η個(gè)陰極，其中，η為 2以上的整數(shù)；基于表示待形成的多層膜的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)信息以及基于判別步驟中判別出的陰極信息，使所述η個(gè)陰極中的第一陰極開始放電，其中，η為2以上的整數(shù)；基于所述傳感器檢測(cè)到的信息，測(cè)量所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方；基于所述結(jié)構(gòu)信息，基
6于判別步驟中判別出的陰極信息，以及基于測(cè)量步驟中測(cè)量出的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，使所述η個(gè)陰極中的第二陰極開始放電，其中，η為2以上的整數(shù)；基于所述結(jié)構(gòu)信息，基于判別步驟中判別出的陰極信息，以及基于測(cè)量步驟中測(cè)量出的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，使所述第一陰極停止放電；以及基于所述結(jié)構(gòu)信息， 基于判別步驟中判別出的陰極信息，以及基于測(cè)量步驟中測(cè)量出的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，使所述第二陰極停止放電。本發(fā)明能夠提高靶的利用率，并且能夠在短時(shí)間內(nèi)形成不具有螺旋形狀的多層膜，從而以高效率提供多層膜。


圖1是示出本發(fā)明的濺射設(shè)備的實(shí)施方式中的陰極單元的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2是從基板側(cè)觀察時(shí)圖1的陰極單元的示意性平面圖。圖3是示出使用圖1和圖2的陰極單元來形成多層膜的步驟的示意性平面圖。圖4是在本發(fā)明中所形成的多層膜的示例的示意性截面圖。圖5Α是示出傳統(tǒng)的濺射設(shè)備的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5Β是保持基板的傳統(tǒng)的承載件的主視圖。圖5C是從基板側(cè)觀察時(shí)圖5Α的濺射設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)陰極單元的平面圖。圖6是圖5C的Α-Α’截面圖，其示出了濺射設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)陰極單元的結(jié)構(gòu)的示意性截面。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜處理的控制圖像(control image)的時(shí) j^ (timing chart)。圖8示出由圖7所示的控制獲得的多層膜的厚度與陰極單元的轉(zhuǎn)動(dòng)角(經(jīng)過時(shí)間)之間的關(guān)系。圖9A是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜處理的控制圖像的時(shí)序圖。圖9B是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的成膜處理的控制圖像的時(shí)序圖。圖10是傳統(tǒng)的多層膜形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)示例。圖IlA示出圖10的多層膜形成設(shè)備中的靶的形狀和配置的示例。圖IlB示出圖10的多層膜形成設(shè)備中的靶的形狀和配置的示例。圖IlC示出圖10的多層膜形成設(shè)備中的靶的形狀和配置的示例。圖IlD示出圖10的多層膜形成設(shè)備中的靶的形狀和配置的示例。圖12A示出使用圖10的多層膜形成設(shè)備形成的螺旋狀的膜。圖12B示出使用圖10的多層膜形成設(shè)備形成的螺旋狀的膜。圖13是示出本發(fā)明的實(shí)施方式中的用于控制陰極單元的控制部的概略的框圖。
具體實(shí)施例方式圖1是在本發(fā)明的多層膜濺射設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式中的陰極單元的結(jié)構(gòu)示例，并且示出包括轉(zhuǎn)軸的示意性截面圖。由于陰極單元與圖5A所示的轉(zhuǎn)動(dòng)陰極單元103對(duì)應(yīng)，并且由于除了轉(zhuǎn)動(dòng)陰極單元之外的部分與圖5A中的部分相同，所以，這里不再對(duì)這些部分進(jìn)行說明。與傳統(tǒng)的濺射設(shè)備相同，陰極單元被配置于濺射室，并且本發(fā)明的濺射設(shè)備具有陰極單元、濺射室以及用于保持基板的基板保持件，其中，多層膜形成在該基板上。在圖1中，陰極單元30設(shè)置有絕緣體4、磁體單元6、冷卻劑流路形成板8、冷卻劑流路9、用于放置靶的墊板10、防護(hù)板11以及底板19。圖2是從基板側(cè)觀察(從頁面的上部觀察)時(shí)圖1的陰極單元的示意性平面圖。 在圖2中，陰極7a和7b以圖1所示的特定寬度的間隙介于兩者之間的方式配置，并且，隔板20被配置在陰極7a和7b之間。安裝隔板20能夠抑制從被安裝于陰極(例如，陰極7a) 的靶產(chǎn)生的濺射粒子進(jìn)入與被安裝于其它陰極(例如，陰極7b)的靶面對(duì)的基板表面。因此，即使在陰極7a和陰極7b開始放電并且濺射粒子從被安裝于各陰極的靶產(chǎn)生的情況下， 在基板的特定區(qū)域中允許來自一個(gè)靶的濺射粒子(待沉積濺射粒子)進(jìn)入，而不允許來自其它的靶的濺射粒子(非沉積濺射粒子)進(jìn)入。盡管圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)具有隔板20，但是也可不需要隔板20。此外，也可不需要陰極7a和7b之間的間隙。根據(jù)本發(fā)明，陰極單元30設(shè)置有n(n是2以上的整數(shù))個(gè)陰極。該實(shí)施例示出具有兩個(gè)陰極7a和7b的實(shí)施方式。如圖2所示，陰極7a和7b相對(duì)于陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)中心被配置于同一圓周上。在執(zhí)行濺射時(shí)，材料彼此不同的靶被安裝于相應(yīng)的陰極7a和7b。 例如，被安裝于陰極7a的靶是Co靶，而被安裝于陰極7b的靶是Pt靶。在靶7a和7b的背面(與基板所在側(cè)相反的側(cè))，布置冷卻劑流路形成板8，用于經(jīng)由墊板10冷卻陰極7a和 7b。冷卻劑流入管和冷卻劑流出管(兩者都未示出)與冷卻劑流路形成板8連接，由此，冷卻劑(例如，水)從冷卻劑供給部(未示出)供給到冷卻劑流路9。在冷卻劑流路形成板8的背面，設(shè)置位于絕緣體4上的磁體單元6。磁體單元6具有中心磁體6a、周邊磁體6b以及磁軛6c。中心磁體6a和周邊磁體6b具有彼此不同的極性，由此在各陰極7a和7b的表面形成閉合磁場(chǎng)。在圖2中，由實(shí)線21包圍的區(qū)域是能夠被最大化地用作靶的有效區(qū)域。由虛線23所示的線在垂直方向上的磁場(chǎng)強(qiáng)度為零。靶的腐蝕在虛線的附近發(fā)生。在本發(fā)明中，優(yōu)選地，中心磁體6a和周邊磁體6b被配置成對(duì)于每一個(gè)靶在由虛線23包圍的區(qū)域中不產(chǎn)生非腐蝕區(qū)域。在圖2中，由實(shí)線22包圍的區(qū)域表示傳統(tǒng)的濺射設(shè)備中的靶的有效區(qū)域。根據(jù)傳統(tǒng)的濺射設(shè)備，由于在濺射期間磁體單元在轉(zhuǎn)動(dòng)陰極單元中轉(zhuǎn)動(dòng)，所以磁體單元的有效部分為圓形，由此，與此對(duì)應(yīng)地，靶的有效區(qū)域也為圓形。相反，根據(jù)本發(fā)明，盡管在使陰極單元30轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下執(zhí)行濺射，但是磁體單元6 在陰極單元30中并不轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，在陰極單元中靶的有效區(qū)域無需成圓形，并且磁體與陰極的配置僅以使有效區(qū)域最大化的方式執(zhí)行。結(jié)果，靶的有效區(qū)域可比傳統(tǒng)的濺射裝置的靶的有效區(qū)域?qū)?，從而擴(kuò)大腐蝕區(qū)域。由于實(shí)施例采用兩個(gè)陰極7a和7b，所以，陰極7a和7b中的每一個(gè)都可形成為半圓形，并且，中心磁體6a和周邊磁體6b被配置成使各區(qū)域內(nèi)的各靶的有效區(qū)域最大。陰極7a和7b、墊板10以及冷卻劑流路形成板8被一體地固定于底板19，并且，防護(hù)板11被配置于這些一體的部分的側(cè)面。防護(hù)板11防止成膜材料粘接到陰極7a和7b、墊板10以及冷卻劑通路形成板8。被一體地固定于底板19的陰極7a和7b、墊板10以及冷卻劑通路形成板8與作為陰極單元30的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸17和旋轉(zhuǎn)式接頭(rotary joint) 1 連接?；h(huán)2是電力供給機(jī)構(gòu)，其能夠向陰極7a和7b中的每一方以彼此不同的電力水平
8獨(dú)立地供給電力。滑環(huán)2可經(jīng)由磁性密封件(magnetic seal) 3與轉(zhuǎn)軸17轉(zhuǎn)動(dòng)連接。馬達(dá) 15經(jīng)由齒輪16和18與轉(zhuǎn)軸17連接。因此，馬達(dá)15驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸17，由此使陰極單元30轉(zhuǎn)動(dòng)。圓形的遮光板13被安裝于轉(zhuǎn)軸17，并與轉(zhuǎn)軸17 —起轉(zhuǎn)動(dòng)。在遮光板13的背側(cè) (傳感器14側(cè))，形成半圓形的黑體部沈(在后面所述的圖3中示出)。黑體部沈與陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)同步地轉(zhuǎn)動(dòng)。傳感器14檢測(cè)黑體部沈。只要傳感器14能夠?qū)⑷鐖D3所示的黑體部沈與其它非黑體部區(qū)分開，則傳感器14可以是任意的，并且優(yōu)選為諸如由Keyence 公司制造的FU-6F光學(xué)纖維。檢測(cè)黑體部沈的傳感器14與圖13所示的處理控制器31A0連接。處理控制器 3IAO與馬達(dá)15以及電源32連接。S卩，處理控制器31A0接收來自傳感器14的輸入信號(hào)，并激活所編寫的程序，以執(zhí)行在圖7、圖9A以及圖9B(后面所述)所示的放電圖像(控制圖像)中的一系列加工步驟的流程圖，然后在適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)將操作指令傳遞到馬達(dá)15和電源32，從而向?yàn)R射設(shè)備供給電力。處理控制器31A0的結(jié)構(gòu)基本上是具有例如計(jì)算機(jī)31A1的結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)31A1具有輸入部31A2和記錄介質(zhì)31A3，輸入部31A2用于輸入來自諸如傳感器14等各種裝置的數(shù)據(jù)，記錄介質(zhì)31A3具有程序和數(shù)據(jù)。此外，計(jì)算機(jī)31A1具有處理器31A4和輸出部31A5，處理器31A4執(zhí)行諸如運(yùn)算、控制以及判別等各種處理操作，輸出部31A5將來自處理器31A4 的操作指令輸出到各裝置。利用該結(jié)構(gòu)，處理控制器31A0控制相應(yīng)的裝置(例如傳感器 14、馬達(dá)15以及電源3 。輸入部31A2可包括用于輸入特定命令或數(shù)據(jù)的鍵盤或各種開關(guān)，并且輸入部31A2除了具有將來自諸如傳感器14等裝置的數(shù)據(jù)輸入的功能之外還允許從外部(例如使用者)輸入命令。記錄介質(zhì)31A3存儲(chǔ)的程序包括用于執(zhí)行圖7、圖9A以及圖9B (后面所述)所示的放電圖像的步驟的程序。本發(fā)明的程序被構(gòu)造成使作為計(jì)算機(jī)的處理控制器31A0執(zhí)行例如以下步驟。步驟a 處理控制器31A0根據(jù)傳感器14檢測(cè)到的信息判別出陰極7a與陰極7b。步驟b 處理控制器31A0根據(jù)步驟a中判別出的信息將操作指令傳遞到電源32， 并控制電源32以經(jīng)由滑環(huán)2將電力供給到陰極7a，由此使陰極7a開始放電。步驟c 處理控制器31A0獲得由傳感器14檢測(cè)到的陰極7a和7b中的每一方在從開始成膜到結(jié)束成膜期間的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，并將獲得的信息記錄于記錄介質(zhì)31A3中。步驟d 處理控制器31A0根據(jù)傳感器14檢測(cè)到的信息以及根據(jù)存儲(chǔ)于記錄介質(zhì) 31A3中的陰極7b的在從陰極7b上開始成膜到結(jié)束成膜期間的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方來確定用于使陰極7b開始放電的定時(shí)(例如，時(shí)刻或經(jīng)過時(shí)間)。步驟e 處理控制器31A0根據(jù)步驟d中確定的定時(shí)將操作指令傳遞到電源32，控制電源32以經(jīng)由滑環(huán)2將電力供給到陰極7b，從而使陰極7b開始放電。步驟f 處理控制器31A0根據(jù)存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)31A3中的陰極7a的在從陰極7a上開始成膜到結(jié)束成膜期間的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方來確定用于使陰極7a停止放電的定時(shí)(例如，時(shí)刻或經(jīng)過時(shí)間)。步驟g 處理控制器31A0根據(jù)存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)31A3中的陰極7b的在從陰極7b上開始成膜到結(jié)束成膜期間的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方來確定用于使陰極7b停止放電的定時(shí)(例如，時(shí)刻或經(jīng)過時(shí)間)。步驟h 處理控制器31A0根據(jù)步驟f中確定的定時(shí)將操作指令傳遞到電源32，并控制電源32停止向陰極7a供給電力，由此停止陰極7a的放電。此外，處理控制器3IAO根據(jù)步驟g中確定的定時(shí)將操作指令傳遞到電源32，并控制電源32使陰極7b的放電停止，由此停止陰極7b的放電。不言而喻，上述步驟a至h僅用于參考。參照?qǐng)D3至圖4，下面說明使用圖1和圖2所示的濺射陰極形成多層膜的方法。圖 4是作為在本發(fā)明中優(yōu)選形成的多層膜的示例的示意性截面圖。通過將由彼此不同的材料制成的靶1和靶2安裝到相應(yīng)的陰極7a和陰極7b而形成多層膜。圖中出現(xiàn)的術(shù)語“靶1” 和“靶2”表示由相應(yīng)的靶1和靶2形成的膜。本發(fā)明的第一特點(diǎn)是，如圖4所示，在使陰極單元轉(zhuǎn)動(dòng)且不會(huì)如傳統(tǒng)的濺射設(shè)備那樣在各成膜步驟中斷放電的狀態(tài)下，使用單陰極單元通過濺射連續(xù)地形成多層膜。通過該過程，可提供高生產(chǎn)性的多層膜形成設(shè)備。由于圍繞陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)中心配置兩個(gè)以上的陰極7a和7b，所以，在本發(fā)明中可以連續(xù)地成膜。本發(fā)明的第二特點(diǎn)是，安裝可檢測(cè)相應(yīng)的兩個(gè)以上的陰極7a和7b的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的傳感器14，以及安裝處理控制器31A0以能夠根據(jù)兩個(gè)以上的陰極7a和7b的轉(zhuǎn)動(dòng)位置在相應(yīng)陰極(陰極7a和7b)處開始放電以形成膜。此外，根據(jù)本發(fā)明，被配置于陰極7a和7b中的每一個(gè)陰極的背側(cè)的磁體單元6在陰極單元30中不轉(zhuǎn)動(dòng)，使得被安裝于陰極7a和7b中的每一個(gè)陰極的靶的有效區(qū)域變寬， 從而允許在短時(shí)間內(nèi)形成多層膜。圖3是示出使用圖1和圖2所示的陰極單元30連續(xù)地形成圖4所示的多層膜的步驟的示意性平面圖。以步驟1、步驟2、步驟3以及步驟4的順序進(jìn)行成膜，然后返回到步驟1。在圖3中，附圖標(biāo)記25表示傳感器14的檢測(cè)位置。如前所述，黑體部沈被安裝于圖 1所示的遮光板13的背側(cè)。為方便起見，圖3示出了被覆蓋于陰極單元的黑體部26。根據(jù)本發(fā)明，傳感器14被配置于陰極7a和7b的背側(cè)，并且傳感器14被固定于濺射設(shè)備。在轉(zhuǎn)動(dòng)的遮光板13的背側(cè)，如圖3所示，與陰極7b對(duì)應(yīng)的面對(duì)傳感器14的半圓部的區(qū)域進(jìn)行黑體處理以形成黑體部26，而使另外的半圓部作為實(shí)心金屬(金屬部27)存在。利用該結(jié)構(gòu)，通過自黑體部26和金屬部27反射的光的強(qiáng)度的差異判斷傳感器14的ON 和OFF。傳感器14還用于確定陰極單元的正常轉(zhuǎn)動(dòng)。如上所述，本發(fā)明使用傳感器14和黑體部沈檢測(cè)陰極的位置。通過與陰極7b對(duì)應(yīng)的方式形成黑體部沈，處理控制器31A0可判別當(dāng)由傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度較小時(shí)， 面對(duì)傳感器14的陰極是陰極7b，當(dāng)由傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度較大時(shí)，面對(duì)傳感器14的陰極是陰極7a。因此，被配置成與陰極7b對(duì)應(yīng)的黑體部沈可被認(rèn)為是用于檢測(cè)陰極7b的標(biāo)記，并且金屬部27也可被認(rèn)為是用于檢測(cè)陰極7a的標(biāo)記。本發(fā)明中的重要內(nèi)容是可使用傳感器14判別面對(duì)傳感器14的陰極是陰極7a還是陰極7b。為此，安裝傳感器14，以及安裝作為第一標(biāo)記的黑體部沈和作為第二標(biāo)記的金屬部27。作為第一標(biāo)記的黑體部沈被安裝成使得黑體部沈與陰極單元30同步轉(zhuǎn)動(dòng)并且與陰極7b重疊。作為第二標(biāo)記的金屬部27被安裝成使得金屬部27與陰極單元30同步轉(zhuǎn)動(dòng)并且與陰極7a重疊。由于第一標(biāo)記與第二標(biāo)記具有不同的反射率，所以處理控制器31A0 可根據(jù)傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度判別面對(duì)傳感器14的陰極。盡管本發(fā)明采用黑體部沈作為第一標(biāo)記以及金屬部27作為第二標(biāo)記，但是本發(fā)明并不限于此。由于本發(fā)明使用傳感器檢測(cè)到的光強(qiáng)度來判別陰極，所以具有不同的反射率的任何材料都可用于第一標(biāo)記和第二標(biāo)記。此外，在圖1至圖3中，已經(jīng)說明了設(shè)置有兩個(gè)陰極的情況。對(duì)于設(shè)置有三個(gè)以上陰極的情況，僅需在與以上所述的條件類似的條件下設(shè)置各標(biāo)記。例如，在設(shè)置有四個(gè)陰極的情況中，僅需設(shè)置均具有不同反射率(第一反射率>第二反射率>第三反射率>第四反射率)的四個(gè)標(biāo)記。即，被配置成與第一陰極對(duì)應(yīng)(被配置成與第一陰極重疊)并具有第一反射率的第一標(biāo)記、被配置成與第二陰極對(duì)應(yīng)(被配置成與第二陰極重疊)并具有第二反射率的第二標(biāo)記、被配置成與第三陰極對(duì)應(yīng)并具有第三反射率的第三標(biāo)記、以及被配置成與第四陰極對(duì)應(yīng)并具有第四反射率的第四標(biāo)記被設(shè)計(jì)成可與陰極單元30同步轉(zhuǎn)動(dòng)。例如，由傳感器14檢測(cè)從第一標(biāo)記至第四標(biāo)記中的每一個(gè)標(biāo)記反射的光的強(qiáng)度， 形成涉及各標(biāo)記的光強(qiáng)度的表格，然后將該表格預(yù)先存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)31A3中。由此，處理控制器31A0可參照該表格根據(jù)表示傳感器14所傳遞的光強(qiáng)度的光強(qiáng)度信息判別與光強(qiáng)度信息對(duì)應(yīng)的標(biāo)記，從而能夠判別面對(duì)傳感器14的陰極。當(dāng)傳感器14周邊的以及各標(biāo)記周邊的照射環(huán)境不穩(wěn)定時(shí)，可根據(jù)傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度的相對(duì)量選擇相應(yīng)的標(biāo)記，即，當(dāng)傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度相對(duì)最大時(shí)，制作已判別出面對(duì)傳感器14的標(biāo)記是第一標(biāo)記的表格。同樣地，表格中還以如下方式判別當(dāng)傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度相對(duì)第二大時(shí)，面對(duì)傳感器14的標(biāo)記是第二標(biāo)記；當(dāng)傳感器14 檢測(cè)到的光強(qiáng)度相對(duì)第三大時(shí)，面對(duì)傳感器14的標(biāo)記是第三標(biāo)記；以及當(dāng)傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度相對(duì)最小時(shí)，面對(duì)傳感器14的標(biāo)記是第四標(biāo)記。表格被預(yù)先存儲(chǔ)于記錄介質(zhì) 31A3。在陰極單元30的一轉(zhuǎn)中，傳感器14檢測(cè)到第一標(biāo)記至第四標(biāo)記的所有反射。因此， 處理控制器31A0可把握(grasp)傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度信息的序列，這由此允許使用該表格順次地選擇與光強(qiáng)度大小對(duì)應(yīng)的標(biāo)記。結(jié)果，處理控制器31A0可判別相應(yīng)的陰極。在實(shí)際形成多層膜方面，如圖3的步驟1所示，處理控制器31A0在傳感器14的ON 定時(shí)或OFF定時(shí)使陰極7a開始放電。對(duì)于陰極7b，在使陰極7a開始放電之后以及在陰極單元轉(zhuǎn)動(dòng)了 180度的定時(shí)(圖3的步驟3)，使陰極7b開始放電。定時(shí)可被設(shè)定為由陰極單元30的轉(zhuǎn)速確定的時(shí)間。例如，當(dāng)陰極單元30以60rpm的速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一轉(zhuǎn)耗時(shí)一秒， 轉(zhuǎn)動(dòng)180度耗時(shí)0. 5秒。S卩，處理控制器31A0根據(jù)陰極單元30的轉(zhuǎn)速算出單轉(zhuǎn)需要的時(shí)間，并將該時(shí)間存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)31A3。因此，處理控制器31A0可根據(jù)一轉(zhuǎn)所需要的時(shí)間算出與陰極單元30自某一基準(zhǔn)時(shí)刻起的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)的自該基準(zhǔn)時(shí)刻起經(jīng)過的時(shí)間。陰極7a或陰極7b可安裝不同材料(組成)的靶。因此，當(dāng)陰極7a和陰極7b順次放電時(shí)，如圖4所示，被安裝于陰極7a和陰極7b中的每一方的靶的每一層膜可在陰極單元30的每一轉(zhuǎn)中形成。在使陰極7a開始放電之后，陰極單元30在轉(zhuǎn)動(dòng)了 180度(圖3中的步驟幻時(shí)使陰極7b開始放電，由此，形成于基板的層疊膜的厚度如圖8所示。如圖8所示，例如，在陰極單元30的0度至360度的轉(zhuǎn)動(dòng)角范圍內(nèi)，影響形成于基板的層疊膜的厚度的區(qū)域與陰極 7a的從0度至180度的范圍以及陰極7b的從180度至360度的范圍對(duì)應(yīng)，由此，并未形成專利文獻(xiàn)2的情況中所述的螺旋狀。當(dāng)不執(zhí)行開始放電位置的檢測(cè)時(shí)，在無需參考傳感器 14的ON和OFF定時(shí)的情況下可開始放電。(第一實(shí)施方式)圖7是示出根據(jù)第一實(shí)施方式的成膜處理的控制圖像的時(shí)序圖。圖8示出在使用圖7的控制圖像將多層膜形成于基板的情況中，層疊膜的厚度隨著時(shí)間的推移而增大。 圖8所示的層疊膜的厚度隨著時(shí)間的推移而增大的圖是與圖12B中的區(qū)域1201對(duì)應(yīng)的部分的展開圖。第一實(shí)施方式的第一特點(diǎn)是在使陰極單元30轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下連續(xù)地形成多層膜， 而無需在每一個(gè)成膜步驟中斷放電。第一實(shí)施方式的第二特點(diǎn)是安裝能夠檢測(cè)相應(yīng)的兩個(gè)以上陰極7a和7b的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的傳感器14，以及安裝過程控制機(jī)構(gòu)以能夠根據(jù)兩個(gè)以上陰極7a和7b的轉(zhuǎn)動(dòng)位置在形成各膜(陰極7a和7b)的定時(shí)開始放電。根據(jù)第一實(shí)施方式，形成以被放置于陰極7a的靶1和被放置于陰極7b的靶2的順序?qū)盈B的層疊膜，各層疊膜具有三層靶1和三層靶2。根據(jù)第一實(shí)施方式，金屬部27與陰極7a對(duì)應(yīng)，黑體部沈與陰極7b對(duì)應(yīng)。因此， 當(dāng)傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度相對(duì)大時(shí)，面對(duì)傳感器14的陰極是陰極7a，而當(dāng)傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度相對(duì)小時(shí)，面對(duì)傳感器14的陰極是陰極7b。使用者操縱輸入部31A2以輸入表示待形成的多層膜的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)信息。根據(jù)第一實(shí)施方式，結(jié)構(gòu)信息是如下信息該信息表示待形成的多層膜是以靶1到靶2的順序形成于基板并且靶1和靶2各層疊三層的多層膜。因此，處理控制器30A0可經(jīng)由對(duì)結(jié)構(gòu)信息的分析判別待沉積于基板的靶的類型和序列。當(dāng)處理控制器30A0接收輸入的結(jié)構(gòu)信息時(shí)，處理控制器30將操作指令傳遞到馬達(dá)15，以使陰極單元30轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，黑體部沈和金屬部27與陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)同步地轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，處理控制器30A0可根據(jù)傳感器14傳遞的光強(qiáng)度信息把握陰極7a和陰極7b的位置?！┨幚砜刂破?0分析了結(jié)構(gòu)信息并判別出將首先沉積于基板1的靶是靶1，則處理控制器30決定將首先開始放電的陰極是陰極7a。接著，根據(jù)該決定，處理控制器30使用傳感器14檢測(cè)出陰極7a的轉(zhuǎn)動(dòng)位置。當(dāng)檢測(cè)到的光強(qiáng)度從小到大變化(圖7中的定時(shí) tl)時(shí)，處理控制器30將操作指令傳遞到電源32，以使陰極7a開始放電。定時(shí)tl被選定為基準(zhǔn)時(shí)刻，陰極單元30在定時(shí)tl處的轉(zhuǎn)數(shù)被計(jì)為0轉(zhuǎn)，該定時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)角被計(jì)為0度，即， 定時(shí)tl被選定為陰極單元30的轉(zhuǎn)數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)角和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間(經(jīng)過時(shí)間)的基準(zhǔn)。如圖7所示，首先，整個(gè)陰極單元30在使陰極7a開始放電的狀態(tài)下轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角在0度到180度的范圍內(nèi)時(shí)，陰極7b不放電，使得僅放置于陰極7a的靶1 (例如靶材(Co 膜))的膜形成于基板。當(dāng)陰極7a進(jìn)入到陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角為180度的位置時(shí)，處理控制器31A0利用傳感器14檢測(cè)到陰極7b的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，由此，使陰極7b開始放電。即，處理控制器31A0利用傳感器14檢測(cè)到陰極7b的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，并且當(dāng)檢測(cè)到的光強(qiáng)度從大到小變化(圖7中的定時(shí)t2)時(shí)，處理控制器30將操作指令傳遞到電源32，以使陰極7b開始放電。此時(shí)，持續(xù)陰極7a的放電。然而，圖12B中的區(qū)域1201面對(duì)陰極7b，并且，隔板20允許陰極7a的靶材非常少量地沉積于基板，而放置于陰極7b的靶2 (靶材(Pt膜))被沉積。該狀態(tài)在陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角從180度至360度的期間持續(xù)。如上所述，根據(jù)第一實(shí)施方式，沉積于基板的靶在陰極單元30的每半轉(zhuǎn)處切換。 即，當(dāng)陰極單元30轉(zhuǎn)動(dòng)一轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動(dòng)角為360度，經(jīng)過時(shí)間為1秒)時(shí)，分別形成一層靶1和一層靶2。由于第一實(shí)施方式分別形成三層靶1和三層靶2，所以必需的放電時(shí)間(經(jīng)過時(shí)間)是3秒(對(duì)于陰極單元30而言，從開始放電到結(jié)束放電的轉(zhuǎn)數(shù)(也被稱為“放電轉(zhuǎn)數(shù)”) 是三，并且轉(zhuǎn)動(dòng)角(也被稱為“放電轉(zhuǎn)動(dòng)角”)是1080度)。因此，一旦處理控制器31A0分析結(jié)構(gòu)信息并判別出分別形成了三層靶1和三層靶2，則處理控制器31A0根據(jù)陰極單元30 的60rpm的轉(zhuǎn)速算出放電時(shí)間(3秒)、放電轉(zhuǎn)數(shù)(3)以及放電轉(zhuǎn)動(dòng)角(1080度)中的至少一方，并且將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)31A3。盡管在第一實(shí)施方式中說明了轉(zhuǎn)數(shù)，但是同樣的實(shí)施方式也可適于轉(zhuǎn)動(dòng)角和放電時(shí)間。接著，處理控制器3IAO讀取存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)31A3的放電轉(zhuǎn)數(shù)(3轉(zhuǎn))，將放電轉(zhuǎn)數(shù) 3加到作為陰極7a的放電開始時(shí)間的定時(shí)t 1處的轉(zhuǎn)數(shù)0，由此算出陰極單元30在作為陰極7a的放電停止時(shí)間的定時(shí)t3處的轉(zhuǎn)數(shù)為3. 0轉(zhuǎn)，然后將轉(zhuǎn)數(shù)3. 0存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)31A3。 隨后，同樣地，處理控制器31A0將放電轉(zhuǎn)數(shù)3加到作為陰極7b的放電開始時(shí)間的定時(shí)t2 處的轉(zhuǎn)數(shù)0. 5，由此算出陰極單元30在作為陰極7b的放電停止時(shí)間的定時(shí)t4處的轉(zhuǎn)數(shù)為 3. 5，然后將轉(zhuǎn)數(shù)3. 5存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)31A3。當(dāng)陰極單元30從定時(shí)tl起轉(zhuǎn)動(dòng)3轉(zhuǎn)(定時(shí)t3)時(shí)，處理控制器3IAO停止陰極7a 的放電，而當(dāng)陰極單元30從定時(shí)tl起轉(zhuǎn)動(dòng)3. 5轉(zhuǎn)(定時(shí)t4)時(shí)，處理控制器31A0停止陰極7b的放電。當(dāng)陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角在360度至540度的范圍內(nèi)時(shí)，圖12B中的區(qū)域1201面對(duì)陰極7a，并且在沉積陰極7a的靶1(靶材(Co膜))時(shí)，所安裝的隔板20允許非常少量的陰極7b的靶材(靶2、沉積到基板上。在陰極單元30從定時(shí)tl轉(zhuǎn)動(dòng)3轉(zhuǎn)(1080度)的定時(shí)，或者在以上算出的定時(shí)t3， 處理控制器31A0將操作指令傳遞到電源32，以使陰極7a的放電停止。然后，在陰極單元 30從定時(shí)tl轉(zhuǎn)動(dòng)3. 5轉(zhuǎn)(1260度)的定時(shí)(在定時(shí)t2起3. 0轉(zhuǎn)的定時(shí))，或者在以上算出的定時(shí)t4，處理控制器31A0將操作指令傳遞到電源32，以使陰極7b的放電停止。根據(jù)第一實(shí)施方式，通過傳感器14、黑體部沈以及金屬部27，可確定面對(duì)傳感器 14的陰極。因此，處理控制器31A0獲得陰極單元30的轉(zhuǎn)數(shù)(轉(zhuǎn)動(dòng)角或經(jīng)過時(shí)間)。例如， 當(dāng)傳感器14檢測(cè)到的光強(qiáng)度從大到小變化時(shí)，處理控制器31A0僅需使陰極單元30的轉(zhuǎn)數(shù)增大一轉(zhuǎn)。處理控制器31A0根據(jù)傳感器14獲得的信息測(cè)量陰極單元30的轉(zhuǎn)數(shù)，由此，即使陰極單元30的轉(zhuǎn)速在待形成的膜的厚度變化的情況等的途中變化，處理控制器31A0也可把握陰極單元30的當(dāng)前轉(zhuǎn)數(shù)。結(jié)果，即使陰極單元30的轉(zhuǎn)速如上所述地變化，也可在合適的定時(shí)執(zhí)行放電的停止。如上所述，第一實(shí)施方式采用可檢測(cè)陰極7a和陰極7b的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的傳感器14，并且執(zhí)行控制使得在基板面對(duì)陰極7a和陰極7b的位置分別開始放電和停止放電，由此，可在不會(huì)形成螺旋狀膜的情況下形成多層膜。此外，在結(jié)束放電處，以與開始放電相同的方式，陰極7a的放電在傳感器14的ON 定時(shí)或OFF定時(shí)停止，并且，對(duì)于陰極7b，在陰極7a的放電被關(guān)閉之后并且在陰極單元30 轉(zhuǎn)動(dòng)180度的定時(shí)(圖3中的步驟1)，陰極7b的放電停止。傳感器14的ON定時(shí)或OFF定時(shí)被合并到開始放電定時(shí)的ON和停止放電定時(shí)的OFF中，或者被合并到開始放電定時(shí)的 OFF和停止放電定時(shí)的ON中。利用該控制，可通過控制放電開始和放電結(jié)束時(shí)的位置而在基板上形成均勻的膜。為了形成均勻的膜，放電結(jié)束時(shí)的位置可由時(shí)間(轉(zhuǎn)動(dòng)角)控制。(第二實(shí)施方式)第二實(shí)施方式通過控制由獨(dú)立安裝的放電電源所施加的電力控制每層膜的膜厚。 因此，電源32具有陰極7a用電源和陰極7b用電源。圖9A和圖9B是示出根據(jù)第二實(shí)施方式的成膜處理的控制圖像的時(shí)序圖。圖9A的控制圖像與圖7的控制圖像之間的區(qū)別在于獨(dú)立地控制陰極7a放電的開始和結(jié)束以及陰極7b放電的開始和結(jié)束。具體地，在圖9A的放電圖像中，當(dāng)陰極單元30 的轉(zhuǎn)動(dòng)角位于0度的轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，處理控制器31A0使用傳感器14檢測(cè)到陰極7a的位置， 并使電源32的陰極7a用電源動(dòng)作以使陰極7a的放電開始。當(dāng)陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角位于360度(一轉(zhuǎn))的轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，處理控制器31A0使用傳感器14檢測(cè)到陰極7a的位置， 并使電源32的陰極7a用電源動(dòng)作以使陰極7a的放電停止。當(dāng)停止該放電時(shí)，處理控制器 31A0使電源32的陰極7b用電源動(dòng)作以使陰極7b的放電開始。當(dāng)陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角位于720度(兩轉(zhuǎn))的轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，處理控制器31A0使用傳感器14檢測(cè)到陰極7b的位置， 并使電源32的陰極7b用電源動(dòng)作以使陰極7b的放電停止。在上述根據(jù)圖9A所示的控制圖像控制放電的情況中，處理控制器31A0在使陰極 7a的放電結(jié)束的同時(shí)使陰極7b的放電開始。即，處理控制器31A0在使陰極單元30轉(zhuǎn)動(dòng)了指定轉(zhuǎn)數(shù)(轉(zhuǎn)動(dòng)角、經(jīng)過時(shí)間)之后使某一陰極的放電停止，并且同時(shí)使其它的陰極中的一個(gè)陰極的放電開始。因此，圖9A所示的控制圖像不存在陰極7a的放電與陰極7b的放電重疊的時(shí)間。結(jié)果，在例如將陰極7a的靶材的膜(Co膜)形成于基板的情況中，不會(huì)混合陰極7b的靶材(Pt膜)，這是圖7的成膜圖像不能給出的特有效果。因此，例如，當(dāng)每一個(gè)陰極的放電所必需的陰極單元30的轉(zhuǎn)數(shù)被設(shè)定為一轉(zhuǎn)(或者轉(zhuǎn)動(dòng)角為360度或者經(jīng)過時(shí)間為1秒)時(shí)，并且當(dāng)接收的結(jié)構(gòu)信息的信號(hào)表明靶多層膜是通過將靶1和靶2按照該順序形成于基板且靶1和靶2各三層的靶多層膜時(shí)，處理控制器31A0控制電源32以使放置有靶1的陰極7a的放電開始(該放電開始被設(shè)定為零轉(zhuǎn))。 當(dāng)陰極7a的放電在陰極單元30的零轉(zhuǎn)和一轉(zhuǎn)之間持續(xù)時(shí)，在基板上形成單層的靶1。接著，當(dāng)處理控制器31A0根據(jù)傳感器14的檢測(cè)結(jié)果判斷出陰極單元30已完成一轉(zhuǎn)時(shí)，處理控制器3IAO使靶7a停止放電，同時(shí)控制電源32以使放置有靶2的陰極7b開始放電(此時(shí)，陰極單元30的轉(zhuǎn)數(shù)是一轉(zhuǎn))。當(dāng)陰極7b的放電從陰極單元30的上述一轉(zhuǎn)到陰極單元30的又一轉(zhuǎn)期間持續(xù)時(shí)，基板上的靶1上形成單層的靶2。該過程重復(fù)的次數(shù)與結(jié)構(gòu)信息中包含的要求形成的層數(shù)對(duì)應(yīng)。當(dāng)陰極單元30根據(jù)傳感器14的檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)動(dòng)六轉(zhuǎn)時(shí)，處理控制器31A0使陰極7b的放電停止以完成成膜處理。結(jié)果，可獲得具有三層靶1 及三層靶2的多層膜，其中，靶1和靶2交替地層疊于基板。圖9B所示的控制圖像以與圖9A中的控制圖像相同的方式也獨(dú)立地控制每層的膜厚。圖9B中的控制圖像與圖9A中的控制圖像的不同在于在使陰極7a開始放電以將膜形成于基板之后，以及在使陰極7a停止放電之后，在使陰極7b開始放電之前維持一定的時(shí)間間隔。具體地，在圖9B的控制圖像(放電圖像)中，當(dāng)陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角位于0度的轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，處理控制器31A0使用傳感器14檢測(cè)到陰極7a的位置，并使電源32的陰極7a用電源動(dòng)作以使陰極7a開始放電。當(dāng)陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角位于360度(一轉(zhuǎn))的轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，處理控制器31A0使用傳感器14檢測(cè)到陰極7a的位置，并使電源32的陰極7a用電源動(dòng)作以使陰極7a停止放電。直至該步驟，控制圖像與圖9A中的控制圖像相同。圖9B的控制圖像與圖9A的控制圖像的不同在于當(dāng)陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角位于 360度(一轉(zhuǎn))至540度(1.5轉(zhuǎn))的范圍內(nèi)時(shí)，陰極7a和陰極7b都未開始放電。當(dāng)陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角位于540度(1. 5轉(zhuǎn))的轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，處理控制器31A0使用傳感器14檢測(cè)到陰極7b的位置，并使電源32的陰極7b用電源動(dòng)作以使陰極7b開始放電。當(dāng)陰極單元30的轉(zhuǎn)動(dòng)角位于900度O. 5轉(zhuǎn))的轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，處理控制器31A0使用傳感器14檢測(cè)到陰極7b的位置，并使電源32的陰極7b用電源動(dòng)作以使陰極7b停止放電。當(dāng)陰極單元 30的轉(zhuǎn)動(dòng)角位于900度O. 5轉(zhuǎn))至1080度(3轉(zhuǎn))的范圍內(nèi)時(shí)，處理控制器31A0使陰極 7a和陰極7b兩者都不開始放電。如上所述，圖9B的控制圖像設(shè)定使陰極7a和陰極7b兩者都不開始放電的特定時(shí)間間隔(陰極單元30的特定轉(zhuǎn)數(shù)或特定轉(zhuǎn)動(dòng)角)，從而執(zhí)行成膜。因此，控制圖像被認(rèn)為對(duì)以下情況最有效形成非螺旋狀的多層膜，以及使基板上含有的雜質(zhì)更少。由于，在第二實(shí)施方式中，處理控制器31A0也可根據(jù)結(jié)構(gòu)信息判別層數(shù)以及每層的靶類型，所以可建立圖9A的控制圖像和圖9B的控制圖像。當(dāng)在形成多層膜的最后步驟層疊靶1的膜時(shí)，僅需采用在上述過程的最后使陰極單元30進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)半轉(zhuǎn)的步驟以使陰極7a開始放電。此外，當(dāng)使多層膜的單層厚度增大時(shí)，僅需采用使陰極單元30的轉(zhuǎn)速減小的步驟，由此執(zhí)行與上述控制相同的控制，或者可選擇地，可采用如下步驟僅使陰極7a在陰極單元30的若干轉(zhuǎn)期間放電，隨后使陰極7a停止放電，然后僅使陰極7b在陰極單元30的若干轉(zhuǎn)期間放電。陰極7a的放電和陰極7b的放電重復(fù)的次數(shù)與層疊數(shù)對(duì)應(yīng)。由如上所述的傳感器14控制所有放電。利用本發(fā)明的濺射設(shè)備，當(dāng)陰極單元30與基板之間的距離(大約60mm以上)被充分維持時(shí)，通過使安裝于多個(gè)陰極7a和7b的靶同時(shí)放電可執(zhí)行來自這些靶的同時(shí)濺射。實(shí)施例在實(shí)施例中，Pd靶被安裝于陰極7a，Co靶被安裝于陰極7b，從而形成Pd/(Co/ Pd) X9/Pd 膜。當(dāng)陰極單元位于圖3的步驟1所示的位置狀態(tài)時(shí)，圖1所示的傳感器14位于安裝有黑體部26的陰極7b和未安裝黑體部沈的陰極7a之間的觸點(diǎn)處。傳感器14檢測(cè)出該狀態(tài)，并且處理控制器31A0判斷出陰極7a開始放電。當(dāng)從氣體供給機(jī)構(gòu)(未示出)以 IOPar的壓力導(dǎo)入Ar氣并且同時(shí)對(duì)陰極7a的Pd靶施加350W的DC電力時(shí)，開始放電從而將厚度為IOnm的Pd沉積于基板。接著，當(dāng)陰極單元位于圖3的步驟2所示的位置狀態(tài)時(shí)，傳感器14位于陰極7b的安裝黑體部沈的部位，因此，處理控制器31A0判斷出放電在繼續(xù)，從而繼續(xù)放電。然后，當(dāng)如圖3的步驟3所示，陰極7b轉(zhuǎn)動(dòng)180度時(shí)，傳感器14位于安裝有黑體部26的陰極7b和未安裝黑體部沈的陰極7a之間的觸點(diǎn)處。傳感器14檢測(cè)出該狀態(tài)，并且處理控制器31A0判斷出陰極7b開始放電。因此，陰極7b的Co靶也開始放電。當(dāng)陰極單元30轉(zhuǎn)動(dòng)9. 5轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)動(dòng)3420度)時(shí)，形成具有九層Co和Pd的層疊膜。
此時(shí)，安裝有黑體部沈的陰極7b和未安裝黑體部沈的陰極7a(安裝有金屬部27 的陰極7a)從傳感器14的檢測(cè)位置25上方經(jīng)過9. 5次。傳感器14檢測(cè)到經(jīng)過了 9. 5次的狀態(tài)并將該狀態(tài)存儲(chǔ)于獨(dú)立的計(jì)算機(jī)的控制電路，使得處理計(jì)算機(jī)31A0判斷出陰極7b 停止放電。利用這種存儲(chǔ)的信息，陰極7b的Co靶停止放電。由于即使在陰極7b的Co靶停止放電之后，陰極7a的Pd靶仍繼續(xù)放電，所以使陰極單元30轉(zhuǎn)動(dòng)半轉(zhuǎn)(180度)，以能夠形成單層Pd。傳感器14檢測(cè)到該狀態(tài)，并且處理控制器3IAO判斷出陰極7a停止放電。此后，陰極7a的Pd靶停止放電。當(dāng)使用圖5和圖6所示的設(shè)備以形成Pd/(Co/Pd) X9/Pd膜時(shí)，由于使用Pd靶和 Co/Pd靶進(jìn)行處理，所以，處理時(shí)間是13秒。另一方面，在使用濺射設(shè)備的情況中，處理時(shí)間是11秒。(其它實(shí)施方式)本發(fā)明還可適用于包括多個(gè)裝置(例如，作為過程處理器的計(jì)算機(jī)、接口裝置、讀取器、打印機(jī)以及多層膜濺射設(shè)備)的系統(tǒng)，并且還適用于由單個(gè)裝置(包含過程處理器的多層膜濺射設(shè)備)構(gòu)成的設(shè)備。以上所述實(shí)施方式的范圍包括如下處理方法使上述實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)運(yùn)作以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式中的處理控制器31A0的功能的程序被存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)，并且存儲(chǔ)于記錄介質(zhì)的該程序作為代碼被接收由此以執(zhí)行計(jì)算機(jī)中的程序。即，計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)包含在實(shí)施例的范圍中。此外，存儲(chǔ)上述計(jì)算機(jī)程序的記錄介質(zhì)以及計(jì)算機(jī)本身也包含在上述實(shí)施例中。這種類型的記錄介質(zhì)包括floppy (商標(biāo))盤、硬盤、光盤、磁光盤、⑶-ROM、磁帶、非易失性的存儲(chǔ)卡以及ROM。此外，上述實(shí)施方式的范圍中不僅包括執(zhí)行由存儲(chǔ)于上述記錄介質(zhì)的單個(gè)程序執(zhí)行處理的實(shí)施例，還包括在OS上操作并與其它軟件和擴(kuò)展板的功能協(xié)作地執(zhí)行上述實(shí)施方式的操作的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種多層膜濺射設(shè)備，其包括能轉(zhuǎn)動(dòng)的陰極單元，其具有相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心被配置于同一圓周上的η個(gè)陰極，其中，η 為2以上的整數(shù)，以及具有用于向各陰極供給電力的電力供給機(jī)構(gòu)；傳感器，其用于檢測(cè)所述陰極的位置；以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使所述陰極單元轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜濺射設(shè)備，其特征在于，所述多層膜濺射設(shè)備還包括η 個(gè)構(gòu)件，所述η個(gè)構(gòu)件被配置成所述η個(gè)構(gòu)件中的各構(gòu)件與所述η個(gè)陰極中的各陰極對(duì)應(yīng)， 并且所述η個(gè)構(gòu)件與所述陰極單元的轉(zhuǎn)動(dòng)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，其中，所述η個(gè)構(gòu)件具有彼此不同的反射率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜濺射設(shè)備，其特征在于，所述多層膜濺射設(shè)備還包括控制部件，所述控制部件根據(jù)所述傳感器的檢測(cè)結(jié)果控制各陰極的放電開始和放電結(jié)束。
4.一種多層膜形成方法，其包括以下步驟使用權(quán)利要求1所述的多層膜濺射設(shè)備，在陰極單元轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下，將電力供給到與待形成的膜對(duì)應(yīng)的靶，由此進(jìn)行濺射以形成多層膜。
5.一種使用如下濺射設(shè)備的多層膜形成方法，該濺射設(shè)備包括能轉(zhuǎn)動(dòng)的陰極單元， 其具有相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心被配置于同一圓周上的η個(gè)陰極，其中，η為2以上的整數(shù)，以及具有用于向各陰極供給電力的電力供給機(jī)構(gòu)；傳感器，其用于檢測(cè)所述陰極的位置；以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使所述陰極單元轉(zhuǎn)動(dòng)，所述多層膜形成方法包括以下步驟基于所述傳感器檢測(cè)到的信息判別所述η個(gè)陰極，其中，η為2以上的整數(shù)；基于表示待形成的多層膜的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)信息以及根據(jù)判別步驟中判別出的陰極信息， 將電力供給到所述η個(gè)陰極中的第一陰極以使第一陰極放電而在基板上形成第一膜，其中，η為2以上的整數(shù)；由所述傳感器檢測(cè)所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方；基于所述結(jié)構(gòu)信息，根據(jù)判別步驟中所述傳感器判別出的陰極信息，以及根據(jù)檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，將電力供給到所述η個(gè)陰極中的第二陰極以使第二陰極放電而在所述基板上形成第二膜，其中，η為2以上的整數(shù)；基于所述結(jié)構(gòu)信息，根據(jù)判別步驟中所述傳感器判別出的陰極信息，以及根據(jù)檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，停止向所述第一陰極供給電力；以及基于所述結(jié)構(gòu)信息，根據(jù)判別步驟中所述傳感器判別出的陰極信息，以及根據(jù)檢測(cè)步驟中檢測(cè)到的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，停止向所述第二陰極供給電力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層膜形成方法，其特征在于，在所述第二陰極放電期間，使所述第一陰極也放電。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層膜形成方法，其特征在于，在停止向所述第一陰極供給電力的同時(shí)，開始向所述第二陰極供給電力。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層膜形成方法，其特征在于，在停止向所述第一陰極供給電力之后的指定期間之后，或者在所述陰極單元轉(zhuǎn)動(dòng)指定轉(zhuǎn)數(shù)之后，開始向所述第二陰極供給電力。
9.一種計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其記錄有使計(jì)算機(jī)執(zhí)行濺射設(shè)備用控制方法的程序，所述濺射設(shè)備包括能轉(zhuǎn)動(dòng)的陰極單元，其具有相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心被配置于同一圓周上的η個(gè)陰極，其中，η 為2以上的整數(shù)，以及具有用于向各陰極供給電力的電力供給機(jī)構(gòu)； 傳感器，其用于檢測(cè)所述陰極的位置；以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使所述陰極單元轉(zhuǎn)動(dòng)， 所述控制方法包括以下步驟基于所述傳感器檢測(cè)到的信息判別所述η個(gè)陰極，其中，η為2以上的整數(shù)； 基于表示待形成的多層膜的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)信息以及基于判別步驟中判別出的陰極信息， 使所述η個(gè)陰極中的第一陰極開始放電，其中，η為2以上的整數(shù)；基于所述傳感器檢測(cè)到的信息，測(cè)量所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方； 基于所述結(jié)構(gòu)信息，基于判別步驟中判別出的陰極信息，以及基于測(cè)量步驟中測(cè)量出的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，使所述η個(gè)陰極中的第二陰極開始放電， 其中，η為2以上的整數(shù)；基于所述結(jié)構(gòu)信息，基于判別步驟中判別出的陰極信息，以及基于測(cè)量步驟中測(cè)量出的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，使所述第一陰極停止放電；以及基于所述結(jié)構(gòu)信息，基于判別步驟中判別出的陰極信息，以及基于測(cè)量步驟中測(cè)量出的所述陰極單元的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角中的至少一方，使所述第二陰極停止放電。
全文摘要
提供一種濺射設(shè)備和一種使用該濺射設(shè)備的多層膜形成方法，所述濺射設(shè)備通過有效地使用靶以高生產(chǎn)率和較少的螺旋形狀形成多層膜。多層膜濺射設(shè)備的實(shí)施方式包括能轉(zhuǎn)動(dòng)的陰極單元(30)，所述陰極單元(30)具有相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心被配置于同一圓周上的陰極(7a和7b)并且具有用于向各陰極供給電力的電力供給機(jī)構(gòu)；傳感器(14)，其用于檢測(cè)陰極的位置；以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其用于使陰極單元(30)轉(zhuǎn)動(dòng)。
文檔編號(hào)C23C14/34GK102216489SQ20098013898
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
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