(57)【要約】【課題】本発明は、対向ターゲット方式の成膜装置とそれを用いた成膜方法に関するもので、高い成膜状態を維持することを目的とするものである。【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、容器１と、この容器１内において対向配置された第１、第２の電極４，５と、これらの第１、第２の電極４，５のそれぞれに対応して第１、第２のターゲット６，７を保持させる第１、第２の保持手段と、前記第１、第２の電極にそれぞれ電気的エネルギーを供給する電源１１，１２と、前記容器１内の第１、第２の電極４，５対向部分以外の場所に成膜体８を保持する第３の保持手段と、前記容器１内にスパッタガスを供給するガス供給手段とを備え、前記第１、第２のターゲット６，７の内少なくとも一方を実質的な絶縁物とするとともに、前記電源１１，１２は、第１、第２の電極４，５の少なくとも一方に、常時は負電圧を、間欠的に正電圧を印加する構成とした。【選択図】図１
2006037119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器と、この容器内において対向配置された第１、第２の電極と、これらの第１、第２の電極のそれぞれに対応して第１、第２のターゲットを保持させる第１、第２の保持手段と、前記第１、第２の電極にそれぞれ電気的エネルギーを供給する電源と、前記容器内の第１、第２の電極対向部分以外の場所に成膜体を保持する第３の保持手段と、前記容器内にスパッタガスを供給するガス供給手段とを備え、前記第１、第２のターゲットの内少なくとも一方を実質的な絶縁物とするとともに、前記電源は、第１、第２の電極の少なくとも一方に、常時は負電圧を、間欠的に正電圧を印加する構成とした成膜装置。
【請求項２】
第１、第２の電極のうち、電源から常時は負電圧を、間欠的に正電圧を印加される電極には、実質的に絶縁性のターゲットを保持させる構成とした請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
正電圧は実質的な矩形波とし、負電圧と正電圧の印加時間は、２対１〜１００対１とした請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
矩形波の印加時間は、１０〜０．０１μ秒とした請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
容器内において対向配置された第１、第２の電極のそれぞれに対応して第１、第２のターゲットを保持させるとともに、前記容器内の第１、第２の電極対向部分以外の場所に成膜体を保持させ、前記容器内にスパッタガスを供給し、前記第１、第２のターゲットの内少なくとも一方を実質的な絶縁物とするとともに、前記第１、第２の電極の少なくとも一方に、電源から常時は負電圧を、間欠的に正電圧を印加して、成膜体表面に成膜を行う成膜方法。
【請求項６】
第１、第２の電極のうち、電源から、常時は負電圧を、間欠的に正電圧を印加される電極には、実質的に絶縁性のターゲットを保持させる請求項５に記載の成膜方法。
【請求項７】
正電圧は実質的に矩形波とし、負電圧と正電圧の印加時間は、２対１〜１００対１とする請求項６に記載の成膜方法。
【請求項８】
矩形波の印加時間は、１０〜０．０１μ秒とする請求項７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、対向ターゲット方式の成膜装置とそれを用いた成膜方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
成膜効率を高める成膜装置として、以下のような対向ターゲット方式が提案されている。
【０００３】
すなわち、容器と、この容器内において対向配置された第１、第２の電極と、これらの第１、第２の電極のそれぞれに対応して第１、第２のターゲットを保持させる第１、第２の保持手段と、前記第１、第２の電極にそれぞれ電気的エネルギーを供給する電源と、前記容器内の第１、第２の電極対向部分以外の場所に成膜体を保持する第３の保持手段と、前記容器内にスパッタガスを供給するガス供給手段とを備え、前記電源は、第１、第２の電極に高周波電圧を印加する構成となっていた。
【０００４】
つまり、第１、第２のターゲットを対向させ、これらに負のバイアスを加えることにより、ガンマー電子をこれら第１、第２のターゲット間を往復させ、これによりプラズマ化を促進し、成膜効率を高めるようにしているのである。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平１−５５３７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来例においては、第１、第２の電極に印加する高周波電圧の、波長と位相を同じにすることにより安定なスパッタリングを行うようにしている。
【０００７】
しかしながら、高周波電圧の波長と位相を同じものにすることは極めて難しく、これら第１、第２の電極への配線長などにより直ちに影響を受け、結果として波長も位相もずれ、安定的な成膜が出来なくなる可能性があった。
【０００８】
そこで本発明は、安定的な成膜が出来るようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そしてこの目的を達成するために本発明は、容器と、この容器内において対向配置された第１、第２の電極と、これらの第１、第２の電極のそれぞれに対応して第１、第２のターゲットを保持させる第１、第２の保持手段と、前記第１、第２の電極にそれぞれ電気的エネルギーを供給する電源と、前記容器内の第１、第２の電極対向部分以外の場所に成膜体を保持する第３の保持手段と、前記容器内にスパッタガスを供給するガス供給手段とを備え、前記第１、第２のターゲットの内少なくとも一方を実質的な絶縁物とするとともに、前記電源は、第１、第２の電極の少なくとも一方に、常時は負電圧を、間欠的に正電圧を印加する構成としたものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のごとく本発明は、容器内で第１、第２のターゲットを対向配置するとともに、電源から第１、第２の電極への電気的エネルギーを供給することにより、これらの第１、第２のターゲットを負電圧にバイアスし、これら第１、第２のターゲット間で、ガンマー電子のミラー効果を得てプラズマ化を促進し、この結果として成膜の効率を高めることが出来る。
【００１１】
また、前記第１、第２のターゲットの内少なくとも一方を実質的な絶縁物としているので、イオンが衝突することでその絶縁性ターゲットにプラスチャージが起こり、負のバイアスが浅くなり、これにより上記ガンマー電子に対する反発力が低下し、つまりミラー効果が低下し、これによりプラズマ化が抑制される状況が発生する。
【００１２】
しかし、本発明では前記電源から、第１、第２の電極の少なくとも一方に、間欠的に正電圧を印加する構成としているので、上記プラズマ化の抑制状態を小さなものにすることが出来る。つまり、第１、第２の電極への間欠的な正電圧の印加により、絶縁性ターゲットは一時的にプラスにバイアスされ、これによりプラズマ中の電子がこのプラスにバイアスされたターゲットに引き込まれ、プラスチャージ状態が中和されるような状態になる。
【００１３】
このため、この正電圧の印加後に前記電源から第１、第２の電極の少なくとも一方に、常時の負電圧を印加すれば、これらの第１、第２のターゲットは適正な負電圧にバイアスされ、この結果としてこれら第１、第２のターゲット間で、ガンマー電子のミラー効果が発揮され、プラズマ化が促進され、高い成膜の効率を維持することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の一実施形態を添付図面を用いて説明する。
【００１５】
図１において、１は実質的な真空状態を作ることが出来る容器で、この容器１内には排気後アルゴンガスなどがスパッタガスの一例として供給されるようになっている。
【００１６】
またこの容器１内には磁場形成のための磁石２，３が所定間隔を置いて配置されている。
【００１７】
さらに、磁石２，３の対向面近傍には電極４，５が設けられ、これらの電極４，５の表面上に、酸化珪素製のターゲット６，７が図示していない保持手段により保持されている。
【００１８】
また、これらのターゲット６，７の対向外の場所には、図示していない保持手段により基板などの成膜体８が保持されている。なお、９，１０は陽極である。
【００１９】
上記構成において電極４，５には、それぞれ電源１１，１２から同図にあるように電気的エネルギーが供給されるようになっている。
【００２０】
具体的には、前記電源１１，１２は何れも、第１、第２の電極４，５に、常時はマイナス５００ボルトの負電圧を、間欠的にプラス２００ボルトの正電圧を印加する構成となっている。
【００２１】
また、正電圧は実質的な矩形波とし、負電圧と正電圧の印加時間は、２対１〜１００対１としており、矩形波の印加時間は、１０〜０．０１μ秒としている。
【００２２】
このような電気的エネルギーの印加を行うと、容器１内に供給されたアルゴンガス中のアルゴン原子から分離したガンマー電子は磁石２，３の磁場による拘束を受けた状態でターゲット６，７に向かうことになるが、ターゲット６，７は基本的には負にバイアスされているために、ターゲット６，７で反発され、この間を継続的に往復するような状態になる。これがミラー効果と呼ばれる。
【００２３】
また、このようなガンマー電子がアルゴン原子に衝突することでアルゴンのイオンが発生し、ターゲット６，７近傍のものはターゲット６，７が負にバイアスされているので、勢い良くこれらのターゲット６，７に衝突し、この結果としてターゲット６，７から酸化珪素がはじき出され、これが成膜体８の表面に達し、酸化珪素の薄膜を形成することになる。
【００２４】
また前記第１、第２のターゲット６，７は実質的な絶縁物としているので、イオンが衝突することでその絶縁性ターゲット６，７にプラスチャージが起こり、負のバイアスが浅くなり、これにより上記ガンマー電子に対する反発力が低下し、つまりミラー効果が低下し、これによりプラズマ化が抑制される状況が発生する。
【００２５】
しかし、本実施形態では前記電源１１，１２から、第１、第２の電極４，５に、間欠的に正電圧を印加する構成としているので、上記プラズマ化の抑制状態を小さなものにすることが出来る。
【００２６】
つまり、第１、第２の電極４，５への間欠的な正電圧の印加により、絶縁性のターゲット６，７は一時的にプラスにバイアスされ、これによりプラズマ中の電子がこのプラスにバイアスされたターゲットに引き込まれ、プラスチャージ状態が中和されるような状態になる。
【００２７】
このため、この正電圧の印加後に前記電源から第１、第２の電極４，５の少なくとも一方に、常時の負電圧を印加すれば、これらの第１、第２のターゲット６，７は適正な負電圧にバイアスされ、この結果としてこれら第１、第２のターゲット６，７間で、ガンマー電子のミラー効果が発揮され、プラズマ化が促進され、高い成膜の効率を維持することが出来る。
【００２８】
なお、正電圧は同図１に示すように、実質的な矩形波とし、負電圧と正電圧の印加時間は、２対１〜１００対１とし、矩形波の印加時間は、１０〜０．０１μ秒、つまりわずかの時間としているので、この正電圧の印加により第１、第２のターゲット６，７が一時的にプラスにバイアスされてもプラズマ化が停止されることはない。
【００２９】
勿論このように正電圧の印加時間がわずかであるので、電源１１，１２の両方にパルス電圧が印加された場合においても、パルス状態の正電圧の同期が取れている必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のごとく本発明は、容器内で第１、第２のターゲットを対向配置するとともに、電源から第１、第２の電極への電気的エネルギーを供給することにより、これらの第１、第２のターゲットを負電圧にバイアスし、これら第１、第２のターゲット間で、ガンマー電子のミラー効果を得てプラズマ化を促進し、この結果として成膜の効率を高めることが出来る。
【００３１】
また前記第１、第２のターゲットの内少なくとも一方を実質的な絶縁物としているので、イオンが衝突することでその絶縁性ターゲットにプラスチャージが起こり、負のバイアスが浅くなり、これにより上記ガンマー電子に対する反発力が低下し、つまりミラー効果が低下し、これによりプラズマ化が抑制される状況が発生する。
【００３２】
しかし、本発明では前記電源から、第１、第２の電極の少なくとも一方に、間欠的に正電圧を印加する構成としているので、上記プラズマ化の抑制状態を小さなものにすることが出来る。つまり、第１、第２の電極への間欠的な正電圧の印加により、絶縁性ターゲットは一時的にプラスにバイアスされ、これによりプラズマ中の電子がこのプラスにバイアスされたターゲットに引き込まれ、プラスチャージ状態が中和されるような状態になる。
【００３３】
このため、この正電圧の印加後に前記電源から第１、第２の電極の少なくとも一方に、常時の負電圧を印加すれば、これらの第１、第２のターゲットは適正な負電圧にバイアスされ、この結果としてこれら第１、第２のターゲット間で、ガンマー電子のミラー効果が発揮され、プラズマ化が促進され、高い成膜の効率を維持することが出来る。
【００３４】
よって、本発明によれば、ターゲットが実質的に絶縁物のものを用いても、対向ターゲット方式で効率的な成膜形成ができ、電子部品、電子基板、他の材料への絶縁性の成膜が行えることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図
【符号の説明】
【００３６】
１  容器
２  磁石
３  磁石
４  電極
５  電極
６  ターゲット
７  ターゲット
８  成膜体
９  陽極
１０  陽極
１１  電源
１２  電源
【図１】
2006037119.tif 000003