(57)【要約】  本発明のシートプラズマ成膜装置（１００）は、成膜槽（３０）と、該成膜槽を通過するようにシート状のプラズマ（２７）を発生させるシートプラズマ発生機構（６０）と、成膜槽の内部空間に、前記通過するシートプラズマ（２７）をその厚み方向において挟むように配置された第１ターゲット（３３Ａ）及び基板ホルダ（３４）と、第２ターゲット（７７）と、を備え、該第２ターゲットは、シートプラズマの厚み方向から見て基板ホルダの周囲に位置しかつシートプラズマの幅方向から見て基板ホルダとシートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が成膜槽の内部空間（３１）に露出するように配置され、かつ、成膜槽と絶縁して配設されると共に、第２ターゲットにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加装置（Ｖ４）を備える。これにより、装置を大型化することなく、基板により一層均一な膜厚の膜を形成するシートプラズマ成膜装置を提供する。
2009040964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部空間を減圧可能に構成された成膜槽と、
前記成膜槽を通過するようにシート状のプラズマ（以下、シートプラズマ）を発生させるシートプラズマ発生機構と、
前記成膜槽の内部空間に、前記通過するシートプラズマを該シートプラズマの厚み方向において挟むように配置された第１ターゲット及び基板ホルダと、
第２ターゲットと、を備え、
前記第２ターゲットは、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加する第１バイアス電圧印加装置を備える、シートプラズマ成膜装置。
【請求項２】
前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第２ターゲットが円環状に形成されている、請求項１に記載のシートプラズマ成膜装置。
【請求項３】
前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第２ターゲットが短円筒状に形成されている、請求項１に記載のシートプラズマ装置。
【請求項４】
前記第２ターゲットに加えて第１電界補正円環電極をさらに備え、
前記第１電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記第２ターゲットとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第２バイアス電圧印加装置をさらに備える、請求項１に記載のシートプラズマ装置。
【請求項５】
前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第１電界補正円環電極が短円筒状に形成されている、請求項４に記載のシートプラズマ装置。
【請求項６】
前記第２ターゲットに代えて第２電界補正円環電極をさらに備え、
前記第２電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記第１電界補正円環電極と前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第３バイアス電圧印加装置をさらに備える、請求項４に記載のシートプラズマ装置。
【請求項７】
前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第２電界補正円環電極が短円筒状に形成されている、請求項６に記載のシートプラズマ装置。
【請求項８】
その内部空間を減圧可能に構成された成膜槽と、
前記成膜槽を通過するようにシートプラズマを発生させるシートプラズマ発生機構と、
前記成膜槽の内部空間に、前記通過するシートプラズマを該シートプラズマの厚み方向において挟むように配置された第１ターゲット及び基板ホルダと、
前記第１ターゲットにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加装置と、
第２ターゲットと、を備え、
前記第２ターゲットは、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加する第１バイアス電圧印加装置を備えているシートプラズマ成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記基板ホルダに基板を保持し、
前記第１ターゲットにバイアス電圧を印加すると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加し、
前記発生されたシートプラズマによって前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットを構成するターゲット材料をスパッタし、前記基板ホルダに保持された基板に前記ターゲット材料による膜を形成する、成膜方法。
【請求項９】
前記第２ターゲットに加えて第１電界補正円環電極をさらに備え、
前記第１電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記第２ターゲットとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第２バイアス電圧印加装置をさらに備えているシートプラズマ成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧をさらに印加し、
前記スパッタされたターゲット材料の進行方向を前記第１電界補正円環電極によって矯正し、前記基板ホルダに保持された基板に前記ターゲット材料による膜を形成する、請求項８に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記第２ターゲットに代えて第２電界補正円環電極をさらに備え、
前記第２電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記第１電界補正円環電極と前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第３バイアス電圧印加装置をさらに備えているシートプラズマ成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記第２電界補正円環電極にバイアス電圧をさらに印加し、
前記スパッタされたターゲット材料の進行方向を前記第１電界補正円環電極及び前記第２電界補正円環電極によって矯正し、前記基板ホルダに保持された基板に前記ターゲット材料による膜を形成する、請求項９に記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状に変形されたプラズマを用いて成膜を行うシートプラズマ成膜装置及びこのシートプラズマ成膜装置を用いた成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シート状に形成されたプラズマを用いて成膜を行うシートプラズマ成膜装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このシートプラズマ成膜装置では、プラズマの発生源により発生された円柱状のプラズマが永久磁石の作用によりシート状に変形され、このように形成されたシート状のプラズマ（以下、「シートプラズマ」という）が用いられてターゲットからそのターゲットを構成する材料（以下、「ターゲット材料」という）がスパッタされ、このスパッタされたターゲット材料からなる膜が基板上に形成される。
しかし、シートプラズマ成膜装置を用いて基板に膜を形成する場合においては、基板に形成される膜の膜厚が、基板の中心付近と外縁付近とで均一にならないという問題があった。具体的には、シートプラズマ成膜装置を用いる場合、基板の中心付近では飛来するスパッタ粒子（ターゲット材料）の数が多いため形成される膜の膜厚が厚くなる一方で、基板の外縁付近では飛来するスパッタ粒子（ターゲット材料）の数が少ないため形成される膜の膜厚が薄くなる。【０００３】
一方、シートプラズマ成膜装置以外の成膜装置においては、基板に形成される膜の膜厚を均一にするために、さまざまな工夫がなされている。【０００４】
例えば、真空容器内に導入したガスをマイクロ波によりプラズマ化し、そのプラズマによるスパッタを利用して薄膜を形成するスパッタ装置において、プラズマ発生室及びプラズマ発生室から基板ホルダに向けてプラズマを引き出すプラズマ引出し部を備えた真空槽と、プラズマ発生室にプラズマ発生領域を挟んで基板ホルダと対向して設けられ、負電圧を印加してスパッタを行う板状ターゲットと、その中を通ってプラズマが引き出されるように設けられた筒状ターゲットと、を備えたスパッタ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。【０００５】
また、被処理体と対向する位置に主ターゲットを配置すると共に、主ターゲットよりも被処理体よりにかつ外側で環状に延在する補助ターゲットを配置し、主ターゲット及び補助ターゲットにそれぞれ第１及び第２のバイアス電圧を印加するスパッタリング装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。【０００６】
また、処理チャンバ内に配置された基板にターゲット材料を成膜するスパッタリング装置であって、処理チャンバ内で基板に対向して配置されたターゲットを同心状に複数に分割し、その分割された各ターゲットのスパッタ率を調整する手段を設けたものが知られている（例えば、特許文献４参照）。【０００７】
さらに、表面が被スパッタ物質からなるターゲット材料と、そのターゲット材料から出て該ターゲット材料に戻る磁力線を発生させる磁場形成手段とを有し、磁力線と該ターゲット材料とで囲まれる領域に電子を閉じ込めてスパッタを行うようにしたマグネトロンスパッタ電極において、電子を閉じ込める領域に面したターゲット材料を互いに電気的に絶縁された複数のターゲット材料に分割して配置したマグネトロンスパッタ電極が知られている（例えば、特許文献５参照）。【０００８】
そして、特許文献２乃至特許文献４に示されたスパッタリング装置及び特許文献５に示されたマグネトロンスパッタ電極を用いると、被処理体（基板）上の面内において、ほぼ均一な膜厚で所望の膜を形成することができる。
【特許文献１】特開２００５−１７９７６７号公報
【特許文献２】特開平４−６６６６３号公報
【特許文献３】特開平７−３１６８０６号公報
【特許文献４】特開２０００−１４４３９９号公報
【特許文献５】特開平５−５９５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２乃至特許文献５に記載の構成を、シートプラズマ成膜装置にそのまま適用することはできない。すなわち、シートプラズマ成膜装置は、形成されるシートプラズマの面積が大きく、それに伴って大面積のターゲット及び基板を用いることが可能になる一方で、基板に形成される膜の厚みが均一になりにくい。そして、単純に、特許文献２乃至特許文献５に記載の技術をシートプラズマ成膜装置に適用しても、基板に形成される膜の厚みを均一にすることは困難である。【００１０】
また、特許文献３に記載の構成では、主ターゲットと補助ターゲットとの距離が近いため、主ターゲットと補助ターゲットとを独立して制御することが困難になる。これと同様にして、特許文献４及び特許文献５に記載の構成では、分割されたターゲット同士を独立して制御することが困難になる。【００１１】
一方、シートプラズマ成膜装置において、基板に形成される膜の膜厚を均一にするためには、ターゲットの面積を基板の面積の約１．５倍以上にすることが考えられる。しかしながら、このような構成では、シートプラズマ成膜装置の大型化を招いてしまう。【００１２】
本発明は、上記のような従来の課題を解決するためになされたもので、シートプラズマ成膜装置を大型化することなく、基板により均一な膜厚の膜を形成することが可能なシートプラズマ成膜装置及びそれを用いた成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、上記従来の課題を解決するため、本発明のシートプラズマ成膜装置は、その内部空間を減圧可能に構成された成膜槽と、前記成膜槽を通過するようにシート状のプラズマを発生させるシートプラズマ発生機構と、前記成膜槽の内部空間に、前記通過するシートプラズマを該シートプラズマの厚み方向において挟むように配置された第１ターゲット及び基板ホルダと、第２ターゲットと、を備え、前記第２ターゲットは、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加する第１バイアス電圧印加装置を備える。【００１４】
このような構成とすると、基板の中心付近には第１ターゲットからスパッタされたターゲット材料が主に堆積すると共に、基板の外縁付近には第２ターゲットからスパッタされたターゲット材料が主に堆積して膜が形成される。これにより、装置を大型化することなく、基板の中心付近と外縁付近との膜厚の不均衡が是正された、より均一な膜厚の膜を形成することができる。【００１５】
この場合、前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第２ターゲットが円環状に形成されていてもよい。【００１６】
また、前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第２ターゲットが短円筒状に形成されていてもよい。【００１７】
このような構成とすると、例えば、円筒状の成膜槽の内壁に円環状に形成された絶縁性の溝を形成し、この溝に第２ターゲットをはめ込むことができる。これにより、第２ターゲットを成膜槽に配置することが容易になる。
また、特に円板状の基板を用いる場合には、基板の外縁付近に、より均一に、第２ターゲットからスパッタされたターゲット材料からなる膜が形成される。さらに、形成されたシートプラズマによる第２ターゲットからのターゲット材料のスパッタ効率と、スパッタされたターゲット材料の基板への膜の形成効率とのバランスがとれた成膜が実現される。
また、上記の場合、前記第２ターゲットに加えて第１電界補正円環電極をさらに備え、前記第１電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記第２ターゲットとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第２バイアス電圧印加装置をさらに備える。
このような構成とすると、第１ターゲットからスパッタされたターゲット材料と、第２ターゲットからスパッタされたターゲット材料との進路方向が適切に矯正される。これにより、シートプラズマ成膜装置を大型化することなく、基板の中心付近と外縁付近との膜厚の不均衡がより一層是正された、より一層均一な膜厚の膜を形成することができる。
この場合、前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第１電界補正円環電極が短円筒状に形成されていてもよい。【００１８】
このような構成とすると、成膜空間における電界分布を効果的に補正することができるので、成膜空間における電界分布を適切に補正することが可能になる。
また、上記の場合、前記第２ターゲットに代えて第２電界補正円環電極をさらに備え、前記第２電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記第１電界補正円環電極と前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第３バイアス電圧印加装置をさらに備える。【００１９】
このような構成とすると、第１ターゲットからスパッタされたターゲット材料の進路方向が適切に矯正される。これにより、第２ターゲットを用いることなくかつ装置を大型化することなく、基板の中心付近と外縁付近との膜厚の不均衡がより一層是正された、より一層均一な膜厚の膜を形成することができる。【００２０】
この場合、前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第２電界補正円環電極が短円筒状に形成されていてもよい。
このような構成とすると、成膜空間における電界分布をより一層効果的に補正することができるので、成膜空間における電界分布をより一層適切に補正することが可能になる。
本発明の成膜方法は、その内部空間を減圧可能に構成された成膜槽と、前記成膜槽を通過するようにシートプラズマを発生させるシートプラズマ発生機構と、前記成膜槽の内部空間に、前記通過するシートプラズマを該シートプラズマの厚み方向において挟むように配置された第１ターゲット及び基板ホルダと、前記第１ターゲットにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加装置と、第２ターゲットと、を備え、前記第２ターゲットは、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加する第１バイアス電圧印加装置を備えているシートプラズマ成膜装置を用いた成膜方法であって、前記基板ホルダに基板を保持し、前記第１ターゲットにバイアス電圧を印加すると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加し、前記発生されたシートプラズマによって前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットを構成するターゲット材料をスパッタし、前記基板ホルダに保持された基板に前記ターゲット材料による膜を形成する。
この場合、前記第２ターゲットに加えて第１電界補正円環電極をさらに備え、前記第１電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記第２ターゲットとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第２バイアス電圧印加装置をさらに備えているシートプラズマ成膜装置を用いた成膜方法であって、前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧をさらに印加し、前記スパッタされたターゲット材料の進行方向を前記第１電界補正円環電極によって矯正し、前記基板ホルダに保持された基板に前記ターゲット材料による膜を形成する。【００２１】
この場合、前記第２ターゲットに代えて第２電界補正円環電極をさらに備え、前記第２電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記第１電界補正円環電極と前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第３バイアス電圧印加装置をさらに備えているシートプラズマ成膜装置を用いた成膜方法であって、前記第２電界補正円環電極にバイアス電圧をさらに印加し、前記スパッタされたターゲット材料の進行方向を前記第１電界補正円環電極及び前記第２電界補正円環電極によって矯正し、前記基板ホルダに保持された基板に前記ターゲット材料による膜を形成する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るシートプラズマ成膜装置及びそれを用いた成膜方法は、シートプラズマ成膜装置を大型化することなく、基板により均一な膜厚の膜を形成することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るシートプラズマ成膜装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図２は、図１のシートプラズマ成膜装置に用いる第２ターゲットの構成を示す図であって、図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は断面図であり、図２（ｃ）は絶縁部材に挟持されてシートプラズマ成膜装置に配設された状態を示す断面図である。
【図３】図３は、図１のシートプラズマ成膜装置において、第２ターゲットが配設されていないと仮定した場合の基板上に形成される膜の膜厚分布を示すグラフである。
【図４】図４は、図１のシートプラズマ成膜装置において、第２ターゲットが配設された場合の基板上に形成される膜の膜厚分布を示すグラフである。
【図５】図５は、変形例１のシートプラズマ成膜装置に用いる第２ターゲットの構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、変形例２のシートプラズマ成膜装置に用いる第２ターゲットの構成を示す斜視図である。
【図７】図７は、変形例３のシートプラズマ成膜装置に用いる第２ターゲットの構成を示す図であって、図７（ａ）は斜視図であり、図７（ｂ）は断面図であり、図７（ｃ）は絶縁部材に挟持されてシートプラズマ成膜装置に配設された状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係るシートプラズマ成膜装置の概略構成を示す正面図である。
【図９】図９は、図８のシートプラズマ成膜装置に用いる第１電界補正円環電極の構成を示す図であって、図９（ａ）は斜視図であり、図９（ｂ）は平面図である。
【図１０】図１０は、図８のシートプラズマ成膜装置に用いる第１電界補正円環電極の効果を示すグラフであって、図１０（ａ）は第１電界補正円環電極が配設されていないと仮定した場合のスパッタ粒子の飛翔軌道を示すグラフであり、図１０（ｂ）は第１電界補正円環電極が配設された場合のスパッタ粒子の飛翔軌道を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態３に係るシートプラズマ成膜装置の概略構成を示す正面図である。
【図１２】図１２は、図１１のシートプラズマ成膜装置に用いる第１，２電界補正円環電極の効果を示すグラフであって、図１２（ａ）は第１，２電界補正円環電極が配設されていないと仮定した場合のスパッタ粒子の飛翔軌道を示すグラフであり、図１２（ｂ）は第１，２電界補正円環電極が配設された場合のスパッタ粒子の飛翔軌道を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２４】
１０  プラズマガン
１１  フランジ
１２  カソード
１３  筒状部材
１４  放電空間
１５  絶縁体
１７  放電ガス導入管
１９  筒状部材
２０  シートプラズマ形成槽
２１  輸送空間
２２  円柱状プラズマ
２２Ａ  円柱状プラズマの中心
２３  第１電磁コイル
２４Ａ，２４Ｂ  永久磁石
２７  シートプラズマ（シートプラズマの可視部）
２８  第２電磁コイル
２９  第１フランジ
３０  成膜槽
３１  成膜空間
３１Ａ  ターゲット収容部
３１Ｂ  基板収容部
３２  排気口
３３Ａ  第１ターゲット
３３Ｄ  絶縁部材
３３Ｅ  貫通孔
３４  基板ホルダ
３４Ａ  基板
３４Ｂ  ホルダ
３４Ｃ  支軸
３４Ｄ  絶縁部材
３５  上蓋
３６  下蓋
３７  バルブ
３８  真空ポンプ
４２  第１通路
４５  第２通路
４７  第２フランジ
４８  第３電磁コイル
５０  アノード槽
５１  アノード
５２  永久磁石
５３  筒状部材
６０  シートプラズマ発生機構
６１  第１チャンバ
６１Ａ  上側の円柱状空間
６１Ｂ  下側の円柱状空間
６３  バッキングプレート
６５  絶縁部材
６７  第２チャンバ
７１  第１絶縁部材
７３  第２絶縁部材
７７  第２ターゲット
７９，８１，８３  絶縁部材
８０  冷却機構
８３Ａ  第１絶縁部材
８３Ｂ  第１絶縁部材
８４  第１電界補正円環電極
８４Ａ  円環電極
８４Ｂ  フィードスルー
８５，８６  絶縁部材
８７  第２電界補正円環電極
８８，８９  絶縁部材
９０  制御装置
１００，２００，３００  シートプラズマ成膜装置
Ｇ１  第１中間電極
Ｇ２  第２中間電極
Ｖ１  主バイアス電圧印加装置
Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６  バイアス電圧印加装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、全図面を通じて同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るシートプラズマ成膜装置の概略構成を示す正面図である。
また、図２は、図１のシートプラズマ成膜装置に用いる第２ターゲットの構成を示す図であって、図２（ａ）は斜視図であり、図２（ｂ）は断面図であり、図２（ｃ）は絶縁部材に挟持されてシートプラズマ成膜装置に配設された状態を示す断面図である。【００２７】
また、図３は、図１のシートプラズマ成膜装置において、第２ターゲットが配設されていないと仮定した場合の基板上に形成される膜の膜厚分布を示すグラフである。【００２８】
さらに、図４は、図１のシートプラズマ成膜装置において、第２ターゲットが配設された場合の基板上に形成される膜の膜厚分布を示すグラフである。なお、図４における破線は、第２ターゲットが配設されていないと仮定した場合の膜厚分布（図３の実線）を示している。【００２９】
以下、図１乃至図４を参照しながら、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置について説明する。
＜構成＞
まず、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置の一般的な構成について説明する。【００３０】
図１に示すように、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置１００は、プラズマ発生源１０（プラズマガン）と、シートプラズマ形成槽２０と、成膜槽３０と、アノード槽５０と、を備えている。ここで、プラズマガン１０と、シートプラズマ形成槽２０と、アノード槽５０とが、シートプラズマ発生機構６０を構成する。なお、これらのプラズマガン１０，シートプラズマ形成槽２０，成膜槽３０，アノード槽５０と、後述する第１及び第２フランジ２９，４７とは、プラズマを輸送する通路を介して、互いに気密状態を保って連通されている。【００３１】
プラズマ発生源１０は、公知の圧力勾配型プラズマガンで構成されているので、簡単に説明する。
プラズマガン１０は、カソードマウント１１と、このカソードマウント１１に設けられたカソード１２と、筒状部材１３と、この筒状部材１３と同心状に配設された第１中間電極Ｇ１及び第２中間電極Ｇ２と、をその主な構成要素として備えている。【００３２】
筒状部材１３は、その内部に放電ガス導入管１７を通じて放電ガスとしてのアルゴンガスが導入されるように構成されている。カソード１２（カソードマウント１１）と後述するアノード５１とには、抵抗体ＲＶを介して、主バイアス電圧印加装置Ｖ１の負極端子及び正極端子がそれぞれ接続されている。第１中間電極Ｇ１には、抵抗体Ｒ１を介して、主バイアス電圧印加装置Ｖ１の正極端子が接続されている。第２中間電極Ｇ２には、抵抗体Ｒ２を介して、主バイアス電圧印加装置Ｖ１の正極端子が接続されている。主バイアス電圧印加装置Ｖ１と抵抗体ＲＶ，Ｒ１，Ｒ２との組み合わせによって、カソード１２とアノード５１との間に所定のバイアス電圧が印加される。これにより、プラズマガン１０のカソード１２の近傍において、円柱状プラズマ２２が発生する。
プラズマガン１０の前端には、シートプラズマ形成槽２０の後端が接続されている。シートプラズマ形成槽２０は、筒状部材１９の後端及び前端が、それぞれ、中央部が開口した絶縁蓋部材１５及び中央部が開口した第１フランジ２９によって閉鎖されて形成されている。ここで、筒状部材１９は、非磁性体で構成されている。また、筒状部材１９の後端側の周囲には、導入された円柱状プラズマ２２の形状を整える第１環状コイル２３が配設されている。筒状部材１９における第１環状コイル２３が配設された位置の前方には、一対の永久磁石２４Ａ，２４Ｂが配設されている。これらの一対の永久磁石２４Ａ，２４Ｂは、それぞれのＮ極を対向させるようにして配設されている。一対の永久磁石２４Ａ，２４Ｂは、導入された円柱状プラズマ２２をシートプラズマ２７に形成する。さらに、筒状部材１９の前端側の周囲には、形成されたシートプラズマ２７の形状を整える第２環状コイル２８が配設されている。【００３３】
シートプラズマ形成槽２０の前端には、成膜槽３０の後端が接続されている。シートプラズマ形成槽２０において形成されたシートプラズマ２７は、成膜槽３０の内部に導入される。【００３４】
成膜槽３０は、第１チャンバ６１と、第２チャンバ６７と、を備えている。第１チャンバ６１及び第２チャンバ６７は、非磁性の材料、例えば、ステンレス、アルミニウム等で構成される。第１チャンバ６１には、その高さ方向（Ｙ方向）のほぼ中間に、シートプラズマ２７が通過する第１通路４２が設けられている。第１通路４２の内部空間は、形成されたシートプラズマ２７がその第１通路４２を通り抜けることができる大きさに形成されている。第１通路４２の上流側には、第１絶縁部材７１を介して、第１通路４２と接合する第１フランジ２９が配設されている。シートプラズマ形成槽２０と成膜槽３０とは、第１チャンバ６１の側面に形成された第１通路４２、第１フランジ２９、及び第１絶縁部材７１を介して連結されている。【００３５】
成膜槽３０の内部には、成膜空間３１が形成されている。成膜空間３１は、ターゲット収容部３１Ａと基板収容部３１Ｂとからなっている。【００３６】
第１チャンバ６１の上側には、円柱状空間６１Ａが形成されている。第１チャンバ６１の下側には、円柱状空間６１Ｂが形成されている。第１チャンバ６１の上端には、絶縁部材６５が設けられている。絶縁部材６５は、第１チャンバ６１の上側開口の大きさに対応する短円筒状に形成されていて、上側開口に対して同心状に設けられている。絶縁部材６５の上面には、上蓋３５が設けられている。なお、絶縁部材６５及び上蓋３５は、第１チャンバ６１に対して気密的に取り付けられている。そして、第１チャンバ６１の上側の円柱状空間６１Ａと、絶縁部材６５と上蓋３５とで囲まれた空間と、を合わせたものが、ターゲット収容部３１Ａを構成する。
ターゲット収容部３１Ａには、第１ターゲット３３Ａを保持するバッキングプレート６３が配設されている。第１ターゲット３３Ａは、シートプラズマ２７の一方の主面からターゲット収容部３１Ａ側に後退した位置に配置されている。ここで、バッキングプレート６３は、導電性材料により、円板状に形成されている。また、バッキングプレート６３には冷却機構（図示せず）が設けられている。例えば、バッキングプレート６３の内部に冷却水流路（図示せず）を形成し、この冷却水流路と成膜槽３０の外部において成膜槽３０に対して気密的に設けられた冷却水循環装置（図示せず）とを接続し、バッキングプレート６３の内部に冷却水を循環させる。この冷却機構により、バッキングプレート６３に保持された第１ターゲット３３Ａのスパッタによる温度上昇が適切に抑制される。【００３７】
また、バッキングプレート６３は、絶縁部材３３Ｄを介して上蓋３５に取り付けられている。ここで、絶縁部材３３Ｄは、上蓋３５に設けられた貫通穴（図示せず）に挿通されている。さらに、バッキングプレート６３と上蓋３５との間に介在するように、図示しない絶縁部材が設けられている。すなわち、バッキングプレート６３は、成膜槽３０と短絡しないよう、成膜槽３０（上蓋３５）に対して電気的に絶縁されている。
また、絶縁部材３３Ｄは、成膜槽３０の内部の成膜空間３１の真空度を保つことができるよう、上蓋３５に対して気密的に配設されている。第１ターゲット３３Ａの材料としては、単体の金属材料や誘電体等の絶縁物材料その他の材料を用いることができる。この材料は、後述する基板３４Ａに形成される膜に応じて適宜選択される。
バッキングプレート６３には、バイアス電圧印加装置Ｖ２が接続されている。バイアス電圧印加装置Ｖ２は、絶縁部材３３Ｄに設けられた貫通孔３３Ｅを介して、バッキングプレート６３に接続されている。このバイアス電圧印加装置Ｖ２により、バッキングプレート６３を介して第１ターゲット３３Ａに、アース電位に対する負の直流バイアス電圧が印加される。なお、このバイアス電圧印加装置Ｖ２は、高周波電圧により負のバイアス電圧が印加されるものであってもよい。【００３８】
第１チャンバ６１の下側開口には、第２チャンバ６７が設けられている。第１チャンバ６１と第２チャンバ６７との間には、後述する絶縁部材７９，８１、及びこれらの絶縁部材に挟持された第２ターゲット７７が配設されている。なお、絶縁部材７９，８１、及び第２ターゲット７７については、後に詳しく説明する。第２チャンバ６７は、第１チャンバ６１の下側開口の大きさに対応した円筒状に形成されていて、下側開口に対して同軸状に設けられている。第２チャンバ６７の下端には、下蓋３６が設けられている。なお、第１チャンバ６１と第２チャンバ６７、及び第２チャンバ６７と下蓋３６とは、互いに気密的に取り付けられている。そして、第１チャンバ６１の下側の円柱状空間６１Ｂと、第２チャンバ６７と下蓋３６とで囲まれた空間と、を合わせたものが、基板収容部３１Ｂを構成する。【００３９】
基板収容部３１Ｂには、基板３４Ａを保持する導電性の基板ホルダ３４が配設されている。基板３４Ａは、シートプラズマ２７の他方の主面から基板収容部３１Ｂ側に後退した位置に配置されている。ここで、基板ホルダ３４は、円板状の導電性のホルダ３４Ｂを備えている。このホルダ３４Ｂには、Ｙ方向に延びる円柱状の導電性の支軸３４Ｃが接続されている。そして、支軸３４Ｃは、前記成膜槽３０の下蓋３６に設けられた貫通穴（図示せず）に挿通されている。支軸３４Ｃは、絶縁部材３４Ｄを介して下蓋３６に取り付けられている。すなわち、支軸３４Ｃは、成膜槽３０と短絡しないよう、成膜槽３０に対して電気的に絶縁されている。基板ホルダ３４は、形成されたシートプラズマ２７を挟んで前記第１ターゲット３３Ａと対向するよう（ここでは、共に水平に）配設されている。支軸３４Ｃは、成膜槽３０内部の成膜空間３１の真空度を保つことができるよう、成膜槽３０に対して気密的に配設されている。【００４０】
基板ホルダ３４には、バイアス電圧印加装置Ｖ３が接続されている。このバイアス電圧印加装置Ｖ３により、基板ホルダ３４を介して基板３４Ａに、アース電位に対する負の直流バイアス電圧が印加される。なお、このバイアス電圧印加装置Ｖ３は、高周波電圧により負のバイアス電圧が印加されるものであってもよい。【００４１】
成膜槽３０の適所には、成膜空間３１を真空引きするための排気口３２が設けられている。排気口３２は、バルブ３７により開閉可能に構成されている。排気口３２には、真空ポンプ３８が接続されている。真空ポンプ３８は、シートプラズマ２７が輸送できるレベルにまで、成膜空間３１の内部を速やかに減圧する。【００４２】
また、第１チャンバ６１の第２通路４５の下流側には、第２絶縁部材７３を介して、第２通路４５に接合する第２フランジ４７が配設されている。成膜槽３０と後述するアノード槽５０とは、第２通路４５、第２絶縁部材７３、及び第２フランジ４７を介して連結されている。【００４３】
アノード槽５０は、筒状部材５３を備えている。筒状部材５３は、本実施の形態ではガラスにより構成されている。アノード槽５０は、上記の第２フランジ４７に筒状部材５３の一端が接続され、この筒状部材５３の他端がアノード５１により閉鎖されて形成されている。筒状部材５３の周囲には、第３電磁コイル４８（プラズマ流動手段）が配設されている。第３電磁コイル４８は、形成されたシートプラズマ２７の幅方向の形状を整えるために用いられる。ここで、筒状部材５３とアノード５１とは、絶縁物（図示せず）を介して接続されている。アノード５１の裏面には、永久磁石５２が配設されている。永久磁石５２は、そのＳ極がアノード５１と接触するように配設されている。永久磁石５２は、シートプラズマ２７のＺ方向の末端の形状を整える。本実施の形態では、アノード５１が接地されている。【００４４】
また、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置１００は、制御装置９０を備えている。制御装置９０は、主バイアス電圧印加装置Ｖ１、真空ポンプ３８、バイアス電圧印加装置Ｖ２，Ｖ３、後述するバイアス電圧印加装置Ｖ４等の動作を制御する。制御装置９０は、マイコン等の演算装置で構成され、シートプラズマ成膜装置１００の所要の構成要素を制御して、シートプラズマ成膜装置１００の動作を制御する。ここで、本明細書においては、制御装置９０とは、単独の制御器だけではなく、複数の制御器が協働して制御を実行する制御器群をも意味する。よって、制御装置９０は、必ずしも単独の制御器で構成される必要はなく、複数の制御器が分散配置されていて、それらが協働してシートプラズマ成膜装置１００の動作を制御するよう構成されていてもよい。【００４５】
次に、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置１００の特徴的な構成について説明する。【００４６】
本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置１００においては、成膜槽３０における基板収容部３１Ｂに、第２ターゲット７７が配設されている。【００４７】
第２ターゲット７７は、第１ターゲット３３Ａと同じ材料で構成されている。図１に示すように、第２ターゲット７７は、基板３４Ａの外縁の近傍に配設されている。ここで、第２ターゲット７７は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、円環状（短円筒状）に形成されている。第２ターゲット７７は、第１チャンバ６１と第２チャンバ６７との間に、第１チャンバ６１及び第２チャンバ６７と同心状になるよう配設されている。第２ターゲット７７は、絶縁部材７９，８１に挟持された状態で（図２（ｃ）参照）、第２チャンバ６７に配設されている。換言すれば、第２ターゲット７７は、シートプラズマ２７の厚み方向から見て基板ホルダ３４の周囲に位置し、かつ、シートプラズマ２７の幅方向から見て基板ホルダ３４とシートプラズマ２７との間に位置するように配設されている。また、第２ターゲット７７は、その一部が成膜槽３０の内部空間（成膜空間３１）に露出するように配設されている。【００４８】
第２ターゲット７７には、冷却機構８０が設けられている。冷却機構８０は、例えば、第２ターゲット７７の少なくとも一部の周囲を覆う水冷ジャケットで構成される。この冷却機構８０により、スパッタによる第２ターゲット７７の温度上昇が抑制される。【００４９】
第２ターゲット７７には、バイアス電圧印加装置Ｖ４が接続されている。このバイアス電圧印加装置Ｖ４により、第２ターゲット７７に、アース電位に対する負の直流バイアス電圧が印加される。なお、このバイアス電圧印加装置Ｖ４は、高周波電圧により負のバイアス電圧が印加されるものであってもよい。【００５０】
＜動作＞
次に、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置１００の動作を説明する。ここで、シートプラズマ成膜装置１００の動作は、制御装置９０によって遂行される。【００５１】
本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置１００においては、成膜槽３０の内部を、真空ポンプ３８により１×１０−６Ｐａのオーダーにまで真空引きする。次に、シートプラズマ形成槽２０の内部に、プラズマガン１０により形成された円柱状プラズマ２２を導入する。そして、この円柱状プラズマ２２は、一対の永久磁石２４Ａ，２４Ｂにより、シートプラズマ２７に変形され、成膜槽３０の内部に導入される。その後、成膜槽３０の内部の圧力は、１×１０−３Ｐａ〜１０Ｐａのオーダーとされる。【００５２】
成膜槽３０内においては、バイアス電圧印加装置Ｖ２から負のバイアス電圧が第１ターゲット３３Ａに印加されている。一方、バイアス電圧印加装置Ｖ３から負のバイアス電圧が基板ホルダ３４を介して基板３４Ａに印加されている。そして、第１ターゲット３３Ａが負バイアスに帯電することにより、シートプラズマ２７中のアルゴンイオンが第１ターゲット３３Ａへと引き付けられる。第１ターゲット３３Ａに引き付けられたアルゴンイオンは、第１ターゲット３３Ａを構成するターゲット材料（ターゲット原子）をスパッタする。すると、スパッタされたターゲット原子は、シートプラズマ２７をその厚み方向へ通過して、その際にイオンへと変換される。変換されたイオンは、基板３４Ａの表面に堆積することによって膜を形成する。その際、第２ターゲット７７が配設されていないと仮定した場合には、基板３４Ａ上に形成される膜厚は、図３に示すように、基板３４Ａの中心付近では厚くなり、基板３４Ａの中心からの距離が離れ基板３４Ａの外縁に近づくに連れて薄くなる。すなわち、基板中心での膜厚を１００％とすると、基板外縁（基板中心からの距離が１５０ｍｍ）では約６５％の厚みの膜厚となっている。従って、このように、第２ターゲット７７が配設されていないと仮定した場合には、基板中心と基板外縁とに形成される膜の膜厚に不均衡が生じる。【００５３】
そこで、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置１００では、第２ターゲット７７に、バイアス電圧印加装置Ｖ４からバイアス電圧が印加され、これにより、第２ターゲット７７を構成するターゲット材料が、シートプラズマ２７によってスパッタされる。このようにスパッタされたターゲット材料が、基板３４Ａ上に堆積して、その基板３４Ａ上に膜を形成する。その際、第２ターゲット７７は、基板３４Ａの外縁の近傍に配設されているので、スパッタされたターゲット材料は、主として基板３４Ａの外縁付近の表面に堆積する（図４における斜線部を参照）。これにより、図４に示すように、基板３４Ａの中心付近には主として第１ターゲット３３Ａからスパッタされたターゲット材料が堆積されると共に、基板３４Ａの外縁付近には主として第２ターゲット７７からスパッタされたターゲット材料が堆積されるため、基板３４Ａの中心付近と外縁付近とに形成される膜の膜厚の不均衡が解消される。【００５４】
［変形例１］
図５は、本発明の変形例１に係るシートプラズマ成膜装置に用いる第２ターゲットの構成を示す斜視図である。以下、図５を参照しながら、本変形例のシートプラズマ成膜装置について説明する。【００５５】
図５に示すように、本変形例に係るシートプラズマ成膜装置で用いられる第２ターゲット７７は、略短円筒状に形成されると共に、その内周面が上方（シートプラズマ２７の方向）に向けて拡径するすり鉢状に形成されている。そして、本変形例で用いる第２ターゲット７７と同心状になるように第２ターゲット７７の上側開口の大きさに対応する絶縁部材（図示せず）が配設され、本変形例で用いる第２ターゲット７７と同心状になるように第２ターゲット７７の下側開口の大きさに対応する絶縁部材（図示せず）が配設されている（図２（ｃ）参照）。このような状態で、シートプラズマ成膜装置１００の基板収容部３１Ｂに第２ターゲット７７が配設されている。なお、それ以外の構成については、実施の形態１のシートプラズマ成膜装置の構成と同じである。【００５６】
本変形例に係るシートプラズマ成膜装置においても、実施の形態１に係るシートプラズマ成膜装置１００と同様の効果を奏する。【００５７】
また、このような構成とすると、第２ターゲット７７の拡径するように形成された部分がシートプラズマ２７によってより一層スパッタされやすくなるので、スパッタ効率が向上する。【００５８】
なお、本変形例においては、第２ターゲット７７の内周面が、水平面に対して４５°以上９０°未満の角度で拡径していることが好ましい。【００５９】
［変形例２］
図６は、本発明の変形例２に係るシートプラズマ成膜装置に用いる第２ターゲットの構成を示す斜視図である。以下、図６を参照しながら、本変形例のシートプラズマ成膜装置について説明する。【００６０】
図６に示すように、本変形例に係るシートプラズマ成膜装置で用いられる第２ターゲット７７は、略短円筒状に形成されると共に、その内周面が上方（シートプラズマ２７の方向）に向けて縮径する、逆すり鉢状に形成されている。そして、本変形例で用いる第２ターゲット７７と同心状になるように第２ターゲット７７の上側開口の大きさに対応する絶縁部材（図示せず）が配設され、本変形例で用いる第２ターゲット７７と同心状になるように第２ターゲット７７の下側開口の大きさに対応する絶縁部材（図示せず）が配設されている（図２（ｃ）参照）。このような状態で、シートプラズマ成膜装置１００の基板収容部３１Ｂに第２ターゲット７７が配設されている。なお、それ以外の構成については、実施の形態１に係るシートプラズマ成膜装置１００の構成と同じである。【００６１】
本変形例のシートプラズマ成膜装置においても、実施の形態１のシートプラズマ成膜装置１００と同様の効果を奏する。【００６２】
また、このような構成とすると、第２ターゲット７７の縮径するように形成された部分からスパッタされたターゲット材料が基板３４Ａに堆積されやすくなるので、膜の形成効率が向上する。【００６３】
なお、本変形例においては、第２ターゲット７７の内周面が、水平面に対して４５°以上９０°未満の角度で縮径していることが好ましい。【００６４】
［変形例３］
図７は、本発明の変形例３に係るシートプラズマ成膜装置に用いる第２ターゲットの構成を示す図であって、図７（ａ）は斜視図、図７（ｂ）は断面図、図７（ｃ）は絶縁部材に挟持されてシートプラズマ成膜装置に配設された状態を示す断面図である。
以下、図７を参照しながら、本変形例のシートプラズマ成膜装置について説明する。
図７（ａ），（ｂ）に示すように、本変形例に係るシートプラズマ成膜装置で用いられる第２ターゲット７７は、円環状（ドーナツ状）に形成されている。図７（ｃ）に示すように、本変形例で用いる第２ターゲット７７は、その外周が断面コの字状の絶縁部材８３によって挟持されている。絶縁部材８３は、短円筒状の第１絶縁部材８３Ａと、断面Ｌ字状の略円筒状の第２絶縁部材８３Ｂとで構成されている。そして、第２絶縁部材８３ＢのＬ字状に形成された部分に第２ターゲット７７をはめ込んだ状態で第１絶縁部材８３Ａを接合又は公知の締結具（図示せず）で締結することにより、第２ターゲット７７が絶縁部材８３に挟持されている。このように挟持された状態で、シートプラズマ成膜装置１００の基板収容部３１Ｂに第２ターゲット７７が配設されている。なお、それ以外の構成については、実施の形態１に係るシートプラズマ成膜装置１００の構成と同じである。【００６５】
本変形例のシートプラズマ成膜装置においても、実施の形態１に係るシートプラズマ成膜装置１００と同様の効果を奏する。【００６６】
なお、上記の実施の形態１及び各変形例においては、第２ターゲット７７が絶縁部材７９，８１，８３に挟持されてシートプラズマ成膜装置（の基板収容部３１Ｂ）に配設されていた。しかし、基板ホルダ３４の周囲の成膜槽３０（の第２チャンバ６７）の内壁に絶縁的に構成された溝（図示せず）を設け、この溝に上記実施の形態１及び各変形例で用いた第２ターゲット７７をはめ込んでもよい。【００６７】
このような構成とすると、第２ターゲット７７を成膜槽３０（の基板収容部３１Ｂ）に配設することが容易になる。
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係るシートプラズマ成膜装置の概略構成を示す正面図である。【００６８】
また、図９は、図８のシートプラズマ成膜装置に用いる第１電界補正円環電極の構成を示す図であって、図９（ａ）は斜視図であり、図９（ｂ）は平面図である。【００６９】
図８に示すように、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置２００の構成は、実施の形態１に示すシートプラズマ成膜装置１００の構成と基本的に同じである。しかし、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置２００の構成は、第１電界補正円環電極８４及び絶縁部材８５，８６、バイアス電圧印加装置Ｖ５をさらに備えている点で、実施の形態１に示すシートプラズマ成膜装置１００の構成とは異なっている。
以下、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置２００の特徴的な構成及びその動作について説明する。【００７０】
＜構成＞
先ず、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置２００の特徴的な構成を説明する。【００７１】
本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置２００においては、成膜槽３０における基板収容部３１Ｂに、第２ターゲット７７に加えて、第１電界補正円環電極８４が配設されている。
第１電界補正円環電極８４は、導電体によって構成されている。導電体としては、例えば、第１ターゲット３３Ａと同じ材料からなる導電体が好適に用いられる。なお、第１ターゲット３３Ａと同じ材料を選択することが不可能である場合には、タングステンやモリブデン等に代表されるスパッタ収率の低い材料を用いることが望ましい。ただし、成膜プロセスによっては重金属の使用が不適切な場合があるため、第１電界補正円環電極８４を構成する材料は、成膜プロセスによって適切に選択されることが好ましい。【００７２】
図８に示すように、第１電界補正円環電極８４は、基板３４Ａの外縁の近傍に配設されている。また、この第１電界補正円環電極８４は、第２ターゲット７７の下方（下蓋３６側）に配設されている。ここで、第１電界補正円環電極８４は、図９（ａ），（ｂ）に示すように、円筒状（短円筒状）に形成されている。つまり、この第１電界補正円環電極８４は、第２チャンバ６７において、第２ターゲット７７と基板ホルダ３４との間に、第１チャンバ６１及び第２チャンバ６７と同心状になるよう配設されている。ここで、第１電界補正円環電極８４は、それぞれ環状の絶縁部材８５，８６に挟持された状態で、第２チャンバ６７に配設されている。換言すれば、第１電界補正円環電極８４は、シートプラズマ２７の厚み方向から見て基板ホルダ３４の周囲に位置し、かつ、シートプラズマ２７の幅方向から見て基板ホルダ３４と第２ターゲット７７との間に位置するように配設されている。また、第１電界補正円環電極８４は、その一部が成膜槽３０の内部空間（成膜空間３１）に露出するように配設されている。
また、図９（ａ），（ｂ）に示すように、第１電界補正円環電極８４は、円環電極８４Ａとフィードスルー８４Ｂとを備えている。円環電極８４は、略一定の厚みを有し、円筒状（短円筒状）に形成されている。そして、この円環電極８４Ａの側面の周囲には、本実施の形態では、３本のフィードスルー８４Ｂが放射状に接続されている。この３本のフィードスルー８４Ｂが環状の絶縁部材８５，８６により挟持されて、第１電界補正円環電極８４が第２チャンバ６７に配設されている。また、少なくとも円環電極８４Ａが成膜槽３０の成膜空間３１に露出するように配設されている。【００７３】
第１電界補正円環電極８４には、電子の流入によりそれが過剰に加熱される恐れがあるため、冷却機構（図示せず）が設けられていることが望ましい。冷却機構は、例えば、フィードスルー８４Ｂのそれぞれを中空構造として、このそれぞれのフィードスルー８４Ｂの中空部分に冷却水を通流させる構成とされる。この冷却機構により、第１電界補正円環電極８４の温度上昇が適切に抑制される。【００７４】
また、第１電界補正円環電極８４には、バイアス電圧印加装置Ｖ５が接続されている。このバイアス電圧印加装置Ｖ５により、第１電界補正円環電極８４に、アース電位に対する正の直流バイアス電圧が印加される。この正の直流バイアス電圧の値は、成膜空間３１に形成される電界の補正量に応じて、予め適切に設定される。勿論、この正の直流バイアス電圧の値は、ここでは詳細には説明しないが、成膜空間３１に形成される電界の分布を自動的に検出して、この検出される電界の分布に応じて自動的に設定される構成としてもよい。なお、このバイアス電圧印加装置Ｖ５は、高周波電圧により正のバイアス電圧が印加されるものであってもよい。【００７５】
なお、本実施の形態では、第１電界補正円環電極８４にスパッタ粒子が付着することを防止するために、絶縁部材８１の下端を第１電界補正円環電極８４の円環電極８４Ａ上にまで平板状（環状）に延長させてもよい。かかる構成とすると、第１ターゲット３３Ａ及び第２ターゲット７７から成膜空間３１に叩き出されたスパッタ粒子が絶縁部材８１の一部により遮られるため、第１電界補正円環電極８４にスパッタ粒子が付着することを防止することが可能になる。【００７６】
なお、その他の点については、実施の形態１の場合と同様である。【００７７】
＜動作＞
次に、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置２００の動作を説明する。【００７８】
本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置２００においても、基板３４Ａ上に膜を形成する場合には、成膜槽３０の内部を、真空ポンプ３８により１×１０−６Ｐａのオーダーにまで真空引きする。そして、シートプラズマ形成槽２０の内部に、プラズマガン１０により形成された円柱状プラズマ２２を導入する。すると、この円柱状プラズマ２２は、一対の永久磁石２４Ａ，２４Ｂにより、シートプラズマ２７に変形され、成膜槽３０の内部に導入される。その後、成膜槽３０の内部の圧力は、１×１０−３Ｐａ〜１０Ｐａのオーダーとされる。
成膜槽３０内においては、実施の形態１の場合と同様、バイアス電圧印加装置Ｖ２から負のバイアス電圧が第１ターゲット３３Ａに印加されていると共に、バイアス電圧印加装置Ｖ３から負のバイアス電圧が基板ホルダ３４を介して基板３４Ａに印加されている。そして、第１ターゲット３３Ａが負バイアスに帯電することにより、シートプラズマ２７中のアルゴンイオンが第１ターゲット３３Ａへと引き付けられる。第１ターゲット３３Ａに引き付けられたアルゴンイオンは、第１ターゲット３３Ａを構成するターゲット原子をスパッタする。すると、スパッタされたターゲット原子は、シートプラズマ２７をその厚み方向へ通過して、その際にイオンへと変換される。変換されたイオンは、基板３４Ａの表面の主に中心付近に堆積することによって膜を形成する。
また、このシートプラズマ成膜装置２００では、第２ターゲット７７にバイアス電圧印加装置Ｖ４から負のバイアス電圧が印加される。これにより、第２ターゲット７７を構成するターゲット材料が、シートプラズマ２７によってスパッタされる。このスパッタされたターゲット材料が、主として基板３４Ａの外縁付近の表面に堆積する。このように、基板３４Ａの中心付近には主として第１ターゲット３３Ａからスパッタされたターゲット材料が堆積されると共に、基板３４Ａの外縁付近には主として第２ターゲット７７からスパッタされたターゲット材料が堆積される。
この際、第１電界補正円環電極８４を具備せず、バイアス電圧印加装置Ｖ４から第２ターゲット７７に印加される負のバイアス電圧が適切な電圧ではない場合には、成膜空間３１内に電界の不適切な分布が生じることにより、イオン化して正の電荷を備えるターゲット原子が基板３４Ａに対して斜めに入射する場合がある。これは、基板３４Ａが微細な孔や溝を備えている場合、その微細な孔や溝へのターゲット原子のカバレッジ性を悪化させる要因になる。また、基板３４Ａに対してターゲット原子が斜めに入射する場合には、基板３４Ａ上へのターゲット原子の堆積効率が悪化して、基板３４Ａにおける面内膜厚分布が悪化する場合がある。従って、このように、第１電界補正円環電極８４が配設されていないと仮定した場合には、基板中心と基板外縁とに形成される膜の膜厚に不均衡が生じる場合がある。
そこで、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置２００では、第１電界補正円環電極８４にバイアス電圧印加装置Ｖ５から正のバイアス電圧が適切に印加されて、成膜空間３１内の電界の分布が適切に補正される。これにより、イオン化して正の電荷を備えるターゲット原子の基板３４Ａに対する入射角が適切に補正される。具体的には、特に基板３４Ａの端部において、正の電荷を備えるスパッタ原子の基板３４Ａに対する入射角を垂直に近づけることが可能になる。このように、本実施の形態では、スパッタされたターゲット原子が、第１電界補正円環電極８４の作用によりその入射角が適切に矯正されて基板３４Ａ上に堆積して、その基板３４Ａ上に膜が適切に形成される。これにより、基板３４Ａにおける面内膜厚分布がより一層改善される。つまり、基板３４Ａの中心付近と外縁付近とに形成される膜の膜厚の不均衡が好適に解消される。また、基板３４Ａが備える微細な孔や溝へのターゲット原子のカバレッジ性が好適に改善される。【００７９】
図１０は、図８のシートプラズマ成膜装置に用いる第１電界補正円環電極の効果を示すグラフであって、図１０（ａ）は第１電界補正円環電極が配設されていないと仮定した場合のスパッタ粒子の飛翔軌道を示すグラフであり、図１０（ｂ）は第１電界補正円環電極が配設された場合のスパッタ粒子の飛翔軌道を示すグラフである。【００８０】
図１０（ａ）に示すように、第１電界補正円環電極８４を具備せず、バイアス電圧印加装置Ｖ４から第２ターゲット７７に印加される負のバイアス電圧が適切な電圧ではない場合には、正電荷のターゲット原子が負のバイアス電圧が印加されている第２ターゲット７７に引き寄せられて、その飛翔軌道が基板３４Ａの外縁付近（図１０では右側）に向かう飛翔軌道となる。つまり、基板３４Ａの中央付近においては、正電荷のターゲットは基板３４Ａの表面に対して略垂直に入射するが、基板３４Ａの特に外縁付近においては、正電荷のターゲット原子は基板３４Ａの表面に対して斜めに入射する。このような現象は、基板３４Ａの外縁付近に向かうほど顕著に現れる。
しかしながら、図８に示すように第２ターゲット７７と基板ホルダ３４との間に第１電界補正円環電極８４を設置して、この第１電界補正円環電極８４に正のバイアス電圧を印加すれば、同じ正の電荷を備えるターゲット原子は反発力を受けるので、図１０（ｂ）に示すように、基板３４Ａの外縁付近に向かう飛翔軌道をその主面に向かう適切な飛翔軌道に矯正することができる。これにより、基板３４Ａの外縁付近におけるスパッタイオンの入射角度を適切に補正することが可能になるので、基板３４Ａの全面において良好なカバレッジ性と面内膜厚均一性とを達成することが可能となる。
なお、その他の点については、実施の形態１の場合と同様である。【００８１】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３に係るシートプラズマ成膜装置の概略構成を示す正面図である。【００８２】
図１１に示すように、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置３００の構成は、実施の形態２に示すシートプラズマ成膜装置２００の構成と基本的には同じである。しかしながら、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置３００の構成は、第２ターゲット７７及びバイアス電圧印加装置Ｖ４に代えて第２電界補正円環電極８７及びバイアス電圧印加装置Ｖ６を備えている点で、実施の形態２に示すシートプラズマ成膜装置２００の構成とは異なっている。【００８３】
以下、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置３００の特徴的な構成及びその動作について説明する。【００８４】
＜構成＞
先ず、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置３００の特徴的な構成を説明する。【００８５】
本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置３００においては、成膜槽３０における基板収容部３１Ｂに、第１電界補正円環電極８４が配設されていると共に、第２ターゲット７７に代えて第２電界補正円環電極８７が配設されている。【００８６】
第２電界補正円環電極８７は、第１電界補正円環電極８４の場合と同様、導電体によって構成されている。この導電体としては、例えば、第１ターゲット３３Ａ及び第１電界補正円環電極８４の材料と同じ材料からなる導電体が好適に用いられる。【００８７】
図１１に示すように、第２電界補正円環電極８７は、基板３４Ａの外縁の上方に配設されている。また、この第２電界補正円環電極８７は、第１電界補正円環電極８４の上方に配設されている。ここで、第２電界補正円環電極８７は、第１電界補正円環電極８４の場合と同様、円筒状（短円筒状）に形成されている。つまり、この第２電界補正円環電極８７は、第２チャンバ６７において、シートプラズマ２７と第１電界補正円環電極８４との間に、第１チャンバ６１及び第２チャンバ６７と同心状になるよう配設されている。ここで、第２電界補正円環電極８７は、それぞれ環状の絶縁部材８８，８９に挟持された状態で、第２チャンバ６７に配設されている。換言すれば、第２電界補正円環電極８７は、シートプラズマ２７の厚み方向から見て基板ホルダ３４の周囲に位置し、かつ、シートプラズマ２７の幅方向から見て第１電界補正円環電極８４とシートプラズマ２７との間に位置するように配設されている。また、第２電界補正円環電極８７は、第１電界補正円環電極８４の場合と同様、その一部が成膜槽３０の内部空間（成膜空間３１）に露出するように配設されている。【００８８】
また、第１電界補正円環電極８４の構成と同様、第２電界補正円環電極８７は、円環電極とフィードスルーとを備えている。ここで、この円環電極は、略一定の厚みを有し、円筒状（短円筒状）に形成されている。そして、この円環電極の側面の周囲には、３本のフィードスルーが放射状に接続されている（図９参照）。この３本のフィードスルーが環状の絶縁部材８８，８９により挟持されて、第２電界補正円環電極８７が第２チャンバ６７に配設されている。また、少なくとも第２電界補正円環電極８７の円環電極が成膜槽３０の成膜空間３１に露出するように配設されている。【００８９】
また、第１電界補正円環電極８４の構成と同様、第２電界補正円環電極８７には、電子の流入によりそれが過剰に加熱される恐れがあるため、冷却機構が設けられていることが望ましい。冷却機構は、例えば、フィードスルーのそれぞれを中空構造として、このそれぞれのフィードスルーの中空部分に冷却水を通流させる構成とされる。この冷却機構により、第２電界補正円環電極８７の温度上昇が適切に抑制される。【００９０】
また、第２電界補正円環電極８７には、バイアス電圧印加装置Ｖ６が接続されている。このバイアス電圧印加装置Ｖ６により、第２電界補正円環電極８７に、アース電位に対する負の直流バイアス電圧が印加される。この負の直流バイアス電圧の値は、成膜空間３１に形成される電界の補正量に応じて、予め適切に設定される。なお、このバイアス電圧印加装置Ｖ６は、高周波電圧により負のバイアス電圧が印加されるものであってもよい。
なお、本実施の形態では、第１電界補正円環電極８４と第２電界補正円環電極８７との間の放電を防止するために、第２チャンバ６７の内周面における第１電界補正円環電極８４と第２電界補正円環電極８７との間に、環状の絶縁部材を配設してもよい。かかる構成とすると、第１電界補正円環電極８４と第２電界補正円環電極８７との間の放電経路が絶縁部材により遮られるため、第１電界補正円環電極８４と第２電界補正円環電極８７との間の放電を防止することが可能になる。
なお、その他の点については、実施の形態１，２の場合と同様である。【００９１】
＜動作＞
次に、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置３００の動作を説明する。【００９２】
本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置３００においても、基板３４Ａ上に膜を形成する場合には、成膜槽３０内の圧力が所定の圧力にまで減圧された後、シートプラズマ形成槽２０の内部に円柱状プラズマ２２が導入される。また、この円柱状プラズマ２２が一対の永久磁石２４Ａ，２４Ｂによりシートプラズマ２７に変形される。そして、シートプラズマ２７が、成膜槽３０の内部に導入される。【００９３】
成膜槽３０内では、実施の形態１，２の場合と同様、バイアス電圧印加装置Ｖ２から負のバイアス電圧が第１ターゲット３３Ａに印加されていると共に、バイアス電圧印加装置Ｖ３から負のバイアス電圧が基板ホルダ３４を介して基板３４Ａに印加されている。これにより、シートプラズマ２７中のアルゴンイオンが、第１ターゲット３３Ａを構成するターゲット原子をスパッタする。このスパッタされたターゲット原子が、基板３４Ａの表面に堆積する。【００９４】
この際、第１，２電界補正円環電極８４，８７を具備しない場合には、成膜空間３１内の電界分布によって基板ホルダ３４上の電界分布に偏りが生じる場合がある。そして、この場合には、第１ターゲット３３Ａからスパッタされたターゲット原子は、シートプラズマ２７を通過することで正の電荷を備えているため、基板ホルダ３４上の電界分布の偏りの影響を受けて、基板３４Ａに対して垂直に入射することなく、斜めに入射する場合がある。このような現象は、基板３４Ａが微細な孔や溝を備えている場合、その微細な孔や溝へのターゲット原子のカバレッジ性を悪化させる要因になる。特に、基板３４の外縁付近においては、ターゲット原子のカバレッジ性の悪化は顕著に現れる。また、基板３４Ａの外縁付近へのターゲット原子の堆積効率を悪化させる場合があり、基板３４Ａにおける面内膜厚分布を悪化させる要因になる。【００９５】
そこで、本実施の形態に係るシートプラズマ成膜装置３００では、第１電界補正円環電極８４にバイアス電圧印加装置Ｖ５から正のバイアス電圧が適切に印加されると共に、第２電界補正円環電極８７にバイアス電圧印加装置Ｖ６から負のバイアス電圧が適切に印加されることで、成膜空間３１内の基板ホルダ３４上の電界分布が適切に補正される。これにより、イオン化して正の電荷を備えるターゲット原子の基板３４Ａに対する入射角が適切に矯正され、特に基板３４Ａの端部において、正の電荷を備えるスパッタ原子の基板３４Ａに対する入射角を垂直に近づけることが可能になる。従って、基板３４Ａにおける面内膜厚分布が改善され、基板３４Ａの中心付近と外縁付近とに形成される膜の膜厚の不均衡が好適に解消される。また、基板３４Ａが備える微細な孔や溝へのターゲット原子のカバレッジ性が好適に改善される。【００９６】
図１２は、図１１のシートプラズマ成膜装置に用いる第１，２電界補正円環電極の効果を示すグラフであって、図１２（ａ）は第１，２電界補正円環電極が配設されていないと仮定した場合のスパッタ粒子の飛翔軌道を示すグラフであり、図１２（ｂ）は第１，２電界補正円環電極が配設された場合のスパッタ粒子の飛翔軌道を示すグラフである。
図１２（ａ）に示すように、第１，２電界補正円環電極８４，８７を具備しない場合には、基板３４Ａ上の等電位線の状態は、基板３４Ａの主面に対して非平行な状態となるので、正電荷のターゲット原子は電界の影響を受け、その飛翔軌道は基板３４Ａの外縁付近においては外縁側（図１２では右側）に向かう飛翔軌道となる。つまり、図１２（ａ）に示すように、基板３４Ａの中央付近においては、正電荷のターゲットは基板３４Ａの表面に対して略垂直に入射するが、基板３４Ａの特に外縁付近においては、正電荷のターゲット原子は基板３４Ａの表面に対して斜めに入射する。これを矯正するためには、基板３４Ａ上の等電位線の状態を基板３４Ａの主面に対して平行な状態とする必要がある。
これに対して、図１１に示すようにシートプラズマ２７と基板ホルダ３４との間に第１電界補正円環電極８４及び第２電界補正円環電極８７を設置して、第１電界補正円環電極８４に正のバイアス電圧を印加すると共に、第２電界補正円環電極８７に負のバイアス電圧を印加して、基板３４Ａ上の等電位線の状態を適切に矯正すれば、ターゲット原子の飛翔軌道を適切に矯正することができるので、図１２（ｂ）に示すように、基板３４Ａの外縁付近に向かう飛翔軌道をその主面に向かう適切な飛翔軌道に矯正することができる。【００９７】
なお、その他の点については、実施の形態１，２の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本発明に係るシートプラズマ成膜装置及び成膜方法は、シートプラズマ成膜装置を大型化することなく、基板により一層均一な膜厚の膜を形成することが可能なシートプラズマ成膜装置及びそれを用いた成膜方法として有用である。
【図１】
2009040964.tif 000003
【図２】
2009040964.tif 000004
【図３】
2009040964.tif 000005
【図４】
2009040964.tif 000006
【図５】
2009040964.tif 000007
【図６】
2009040964.tif 000008
【図７】
2009040964.tif 000009
【図８】
2009040964.tif 000010
【図９】
2009040964.tif 000011
【図１０】
2009040964.tif 000012
【図１１】
2009040964.tif 000013
【図１２】
2009040964.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月19日(2009.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
そこで、上記従来の課題を解決するため、本発明のシートプラズマ成膜装置は、その内部空間を減圧可能に構成された成膜槽と、前記成膜槽を通過するようにシート状のプラズマを発生させるシートプラズマ発生機構と、前記成膜槽の内部空間に、前記通過するシートプラズマを該シートプラズマの厚み方向において挟むように配置された第１ターゲット及び基板ホルダと、第２ターゲットと、を備え、前記第２ターゲットは、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加する第１バイアス電圧印加装置を備え、前記第２ターゲットに加えて第１電界補正円環電極をさらに備え、前記第１電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記第２ターゲットとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第２バイアス電圧印加装置をさらに備える。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
このような構成とすると、基板の中心付近には第１ターゲットからスパッタされたターゲット材料が主に堆積すると共に、基板の外縁付近には第２ターゲットからスパッタされたターゲット材料が主に堆積して膜が形成される。これにより、装置を大型化することなく、基板の中心付近と外縁付近との膜厚の不均衡が是正された、より均一な膜厚の膜を形成することができる。
又、このような構成とすると、第１ターゲットからスパッタされたターゲット材料と、第２ターゲットからスパッタされたターゲット材料との進路方向が適切に矯正される。これにより、シートプラズマ成膜装置を大型化することなく、基板の中心付近と外縁付近との膜厚の不均衡がより一層是正された、より一層均一な膜厚の膜を形成することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
このような構成とすると、例えば、円筒状の成膜槽の内壁に円環状に形成された絶縁性の溝を形成し、この溝に第２ターゲットをはめ込むことができる。これにより、第２ターゲットを成膜槽に配置することが容易になる。
また、特に円板状の基板を用いる場合には、基板の外縁付近に、より均一に、第２ターゲットからスパッタされたターゲット材料からなる膜が形成される。さらに、形成されたシートプラズマによる第２ターゲットからのターゲット材料のスパッタ効率と、スパッタされたターゲット材料の基板への膜の形成効率とのバランスがとれた成膜が実現される。
この場合、前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第１電界補正円環電極が短円筒状に形成されていてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
この場合、前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第２電界補正円環電極が短円筒状に形成されていてもよい。
このような構成とすると、成膜空間における電界分布をより一層効果的に補正することができるので、成膜空間における電界分布をより一層適切に補正することが可能になる。
本発明の成膜方法は、その内部空間を減圧可能に構成された成膜槽と、前記成膜槽を通過するようにシートプラズマを発生させるシートプラズマ発生機構と、前記成膜槽の内部空間に、前記通過するシートプラズマを該シートプラズマの厚み方向において挟むように配置された第１ターゲット及び基板ホルダと、前記第１ターゲットにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加装置と、第２ターゲットと、を備え、前記第２ターゲットは、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加する第１バイアス電圧印加装置を備え、前記第２ターゲットに加えて第１電界補正円環電極をさらに備え、前記第１電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記第２ターゲットとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第２バイアス電圧印加装置をさらに備えているシートプラズマ成膜装置を用いた成膜方法であって、前記基板ホルダに基板を保持し、前記第１ターゲットにバイアス電圧を印加すると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加し、前記発生されたシートプラズマによって前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットを構成するターゲット材料をスパッタし、前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧をさらに印加し、前記スパッタされたターゲット材料の進行方向を前記第１電界補正円環電極によって矯正し、前記基板ホルダに保持された基板に前記ターゲット材料による膜を形成する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内部空間を減圧可能に構成された成膜槽と、
前記成膜槽を通過するようにシート状のプラズマ（以下、シートプラズマ）を発生させるシートプラズマ発生機構と、
前記成膜槽の内部空間に、前記通過するシートプラズマを該シートプラズマの厚み方向において挟むように配置された第１ターゲット及び基板ホルダと、
第２ターゲットと、を備え、
前記第２ターゲットは、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加する第１バイアス電圧印加装置を備え、
前記第２ターゲットに加えて第１電界補正円環電極をさらに備え、
前記第１電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記第２ターゲットとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第２バイアス電圧印加装置をさらに備える、シートプラズマ成膜装置。
【請求項２】
前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第２ターゲットが円環状に形成されている、請求項１に記載のシートプラズマ成膜装置。
【請求項３】
前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第２ターゲットが短円筒状に形成されている、請求項１に記載のシートプラズマ成膜装置。
【請求項４】
前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第１電界補正円環電極が短円筒状に形成されている、請求項１に記載のシートプラズマ成膜装置。
【請求項５】
前記第２ターゲットに代えて第２電界補正円環電極をさらに備え、
前記第２電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記第１電界補正円環電極と前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第３バイアス電圧印加装置をさらに備える、請求項１に記載のシートプラズマ成膜装置。
【請求項６】
前記成膜槽が円筒状に形成され、前記第２電界補正円環電極が短円筒状に形成されている、請求項５に記載のシートプラズマ成膜装置。
【請求項７】
その内部空間を減圧可能に構成された成膜槽と、
前記成膜槽を通過するようにシートプラズマを発生させるシートプラズマ発生機構と、
前記成膜槽の内部空間に、前記通過するシートプラズマを該シートプラズマの厚み方向において挟むように配置された第１ターゲット及び基板ホルダと、
前記第１ターゲットにバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加装置と、
第２ターゲットと、を備え、
前記第２ターゲットは、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加する第１バイアス電圧印加装置を備え、
前記第２ターゲットに加えて第１電界補正円環電極をさらに備え、
前記第１電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記基板ホルダと前記第２ターゲットとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第２バイアス電圧印加装置をさらに備えているシートプラズマ成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記基板ホルダに基板を保持し、
前記第１ターゲットにバイアス電圧を印加すると共に、前記第２ターゲットにバイアス電圧を印加し、
前記発生されたシートプラズマによって前記第１ターゲット及び前記第２ターゲットを構成するターゲット材料をスパッタし、
前記第１電界補正円環電極にバイアス電圧をさらに印加し、
前記スパッタされたターゲット材料の進行方向を前記第１電界補正円環電極によって矯正し、前記基板ホルダに保持された基板に前記ターゲット材料による膜を形成する、成膜方法。
【請求項８】
前記第２ターゲットに代えて第２電界補正円環電極をさらに備え、
前記第２電界補正円環電極は、前記シートプラズマの厚み方向から見て前記基板ホルダの周囲に位置しかつ前記シートプラズマの幅方向から見て前記第１電界補正円環電極と前記シートプラズマとの間に位置し、かつ少なくともその一部が前記成膜槽の内部空間に露出するように配置され、かつ、前記成膜槽と絶縁して配設されると共に、前記第２電界補正円環電極にバイアス電圧を印加する第３バイアス電圧印加装置をさらに備えているシートプラズマ成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記第２電界補正円環電極にバイアス電圧をさらに印加し、
前記スパッタされたターゲット材料の進行方向を前記第１電界補正円環電極及び前記第２電界補正円環電極によって矯正し、前記基板ホルダに保持された基板に前記ターゲット材料による膜を形成する、請求項７に記載の成膜方法。
【国際調査報告】
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