(57)【要約】【課題】  複数のスパッタリングターゲットを備えたスパッタリング装置を提供する。【解決手段】  本発明に係るスパッタリング装置は、被成膜基板１３にスパッタリングにより薄膜を成膜するスパッタリング装置であって、真空容器１０と、前記真空容器１０内に配置された第１乃至第３のスパッタリングターゲット２４〜２６と、前記第１乃至第３のスパッタリングターゲット２４〜２６それぞれに高周波電流を出力する高周波電源３３〜３５と、前記真空容器内に配置され、被成膜基板を保持するサセプタ１４と、を具備することを特徴とする。【選択図】      図１
2006274389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被成膜基板にスパッタリングにより薄膜を成膜するスパッタリング装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置された複数のスパッタリングターゲットと、
前記複数のスパッタリングターゲットそれぞれに高周波電流又は直流を出力する電源と、
前記処理室内に配置され、被成膜基板を保持する保持部と、
を具備することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
請求項１において、前記保持部に保持された被成膜基板の中心と前記スパッタリングターゲットの中心を結ぶ線と、前記被成膜基板の中心から延ばした垂線との角度を４５°以下とすることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させ、前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットをさらに具備し、
前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続され、前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】
請求項３において、前記共振条件の許容動作範囲は、前記高周波電流の周波数をｆ（単位：Ｈｚ）とし、前記コイルのインダクタンスをａ（単位：Ｈ）とし、前記共振コンデンサの容量をｂ（単位：Ｆ）とした場合、下記式を満たす範囲であることを特徴とするスパッタリング装置。
０．９／（２πｆ）２ａ≦ｂ≦１．１／（２πｆ）２ａ
【請求項５】
請求項１又は２において、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させ、前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットをさらに具備し、
前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項６】
請求項１又は２において、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させ、前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットをさらに具備し、
前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに流れる高周波電流を測定する電流計と、
を具備し、
成膜中に、前記電流計によって前記コイルに流れている高周波電流を測定し、この測定結果から前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項７】
請求項６において、前記共振条件の許容動作範囲は、前記高周波電流の周波数をｆ（単位：Ｈｚ）とし、前記コイルのインダクタンスをａ（単位：Ｈ）とし、前記可変コンデンサの容量をｂ（単位：Ｆ）とした場合、下記式を満たす範囲であることを特徴とするスパッタリング装置。
０．９／（２πｆ）２ａ≦ｂ≦１．１／（２πｆ）２ａ
【請求項８】
請求項１又は２において、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させ、前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットをさらに具備し、
前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに印加される高周波電圧を測定する電圧計と、
を具備し、
成膜中に、前記電圧計によって前記コイルに印加されている高周波電圧を測定し、この測定結果から前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項９】
請求項２において、誘導結合プラズマによって前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットをさらに具備し、
前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置されたコイルと、
前記コイルに高周波電流が供給される給電回路と、
を具備し、
前記給電回路は、前記コイルから前記処理室に高周波電流が流れるのを防止するようにバラン回路を有することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１０】
被成膜基板にスパッタリングにより薄膜を成膜するスパッタリング装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置されたスパッタリングターゲットと、
前記スパッタリングターゲットに高周波電流又は直流を出力する電源と、
前記処理室内に配置され、被成膜基板を保持する保持部と、
誘導結合プラズマを発生させ、前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットと、
を具備することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続され、前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサとを具備することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１２】
請求項１０において、前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサとを具備することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１３】
請求項１０において、前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに流れる高周波電流を測定する電流計とを具備し、
成膜中に、前記電流計によって前記コイルに流れている高周波電流を測定し、この測定結果から前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１４】
請求項１０において、前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに印加される高周波電圧を測定する電圧計とを具備し、
成膜中に、前記電圧計によって前記コイルに印加されている高周波電圧を測定し、この測定結果から前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１５】
請求項１０において、前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置されたコイルと、
前記コイルに高周波電流が供給される給電回路とを具備し、
前記給電回路は、前記コイルから前記処理室に高周波電流が流れるのを防止するようにバラン回路を有することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１６】
請求項３乃至１５のいずれか一項において、前記コイルが１ターンコイルであることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項において、前記被成膜基板に高周波電流又は直流電流を供給する電源をさらに具備することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１８】
請求項３乃至１６のいずれか一項において、前記処理室内にＣＶＤ用の原料ガスを導入するガス導入機構をさらに具備することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項１９】
被成膜基板を処理室内に保持し、
前記処理室内に配置された複数のスパッタリングターゲットそれぞれからスパッタ粒子を放出させ、
前記スパッタ粒子を前記被成膜基板に付着させて薄膜を成膜することを特徴とするスパッタリング方法。
【請求項２０】
被成膜基板を処理室内に保持し、
前記処理室内に配置された単数又は複数のスパッタリングターゲットからスパッタ粒子を放出させ、
前記スパッタ粒子をイオン化促進ユニットによってイオン化し、
前記イオン化したスパッタ粒子を前記被成膜基板に付着させて薄膜を成膜することを特徴とするスパッタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のスパッタリングターゲット又はイオン化促進ユニットを備えたスパッタリング装置及びスパッタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、従来のスパッタリング装置を示す構成図である。このスパッタリング装置は、代表的なスパッタリング法である平行平板型スパッタリング法によるものである。図１１において、参照符号３０１は真空室、参照符号３０２は被成膜基板、参照符号３０３は被成膜基板３０２の支持体、参照符号３０４はＡｒなどの雰囲気ガスの導入管、参照符号３０５は排気口、参照符号３０６は高周波電源、参照符号３０７は高周波電源３０６に接続された電極、参照符号３０８は電極３０７に載置されたスパッタリングターゲットである。スパッタリング装置は、スパッタリングターゲット３０８の対向位置にある支持体３０３上に被成膜基板３０２を置いて、電極３０７に高周波電力を印加し、プラズマ反応で生成した雰囲気ガスのイオンによりスパッタリングターゲット３０８をスパッタリングして被成膜基板３０２上に薄膜を形成するものである（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−５０９５７号公報（１頁右下欄、２頁左上欄、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来のスパッタリング装置では、一つのスパッタリングターゲット３０８を用いてスパッタリングを行って被成膜基板３０２に薄膜を成膜しているため、スパッタリングターゲットの組成と同様の組成からなる薄膜しか被成膜基板上に成膜することができない。換言すれば、例えば２元合金からなるスパッタリングターゲットを用いた場合、複数種類の組成の２元合金からなる薄膜を成膜しようとした場合、組成の種類だけスパッタリングターゲットを用意しなければならない。従って、不経済である。
【０００５】
また、上記従来のスパッタリング装置では、ガス又はスパッタ粒子をイオン化して反応性スパッタリングによって薄膜を成膜する場合、前記ガス又はスパッタ粒子をイオン化する能力が不十分であるため、膜質の良い薄膜を成膜することができない場合がある。
【０００６】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、複数のスパッタリングターゲットを備えたスパッタリング装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ガス又はスパッタ粒子のイオン化を促進させるイオン化促進ユニットを備えたスパッタリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明に係るスパッタリング装置は、被成膜基板にスパッタリングにより薄膜を成膜するスパッタリング装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置された複数のスパッタリングターゲットと、
前記複数のスパッタリングターゲットそれぞれに高周波電流又は直流を出力する電源と、
前記処理室内に配置され、被成膜基板を保持する保持部と、
を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記保持部に保持された被成膜基板の中心と前記スパッタリングターゲットの中心を結ぶ線と、前記被成膜基板の中心から延ばした垂線との角度を４５°以下とすることが好ましい。
【０００９】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させ、前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットをさらに具備し、
前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続され、前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記共振条件の許容動作範囲は、前記高周波電流の周波数をｆ（単位：Ｈｚ）とし、前記コイルのインダクタンスをａ（単位：Ｈ）とし、前記共振コンデンサの容量をｂ（単位：Ｆ）とした場合、下記式を満たす範囲であることが好ましい。
０．９／（２πｆ）２ａ≦ｂ≦１．１／（２πｆ）２ａ
【００１１】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させ、前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットをさらに具備し、
前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサと、
を具備することも可能である。
【００１２】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させ、前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットをさらに具備し、
前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに流れる高周波電流を測定する電流計と、
を具備し、
成膜中に、前記電流計によって前記コイルに流れている高周波電流を測定し、この測定結果から前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記共振条件の許容動作範囲は、前記高周波電流の周波数をｆ（単位：Ｈｚ）とし、前記コイルのインダクタンスをａ（単位：Ｈ）とし、前記可変コンデンサの容量をｂ（単位：Ｆ）とした場合、下記式を満たす範囲であることが好ましい。
０．９／（２πｆ）２ａ≦ｂ≦１．１／（２πｆ）２ａ
【００１４】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、共振条件又は共振条件の許容動作範囲で誘導結合プラズマを発生させ、前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットをさらに具備し、
前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに印加される高周波電圧を測定する電圧計と、
を具備し、
成膜中に、前記電圧計によって前記コイルに印加されている高周波電圧を測定し、この測定結果から前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することも可能である。
【００１５】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、誘導結合プラズマによって前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットをさらに具備し、
前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置されたコイルと、
前記コイルに高周波電流が供給される給電回路と、
を具備し、
前記給電回路は、前記コイルから前記処理室に高周波電流が流れるのを防止するようにバラン回路を有することも可能である。
【００１６】
本発明に係るスパッタリング装置は、被成膜基板にスパッタリングにより薄膜を成膜するスパッタリング装置であって、
処理室と、
前記処理室内に配置されたスパッタリングターゲットと、
前記スパッタリングターゲットに高周波電流又は直流を出力する電源と、
前記処理室内に配置され、被成膜基板を保持する保持部と、
誘導結合プラズマを発生させ、前記スパッタリングターゲットから放出されるスパッタ粒子のイオン化を促進するイオン化促進ユニットと、
を具備することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続され、前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサとを具備することも可能である。
【００１８】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有する共振コンデンサとを具備することも可能である。
【００１９】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電流が供給されるコイルと、
前記コイルの一端に接続され、前記高周波電流が出力される高周波電源と、
前記コイルの他端に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに流れる高周波電流を測定する電流計とを具備し、
成膜中に、前記電流計によって前記コイルに流れている高周波電流を測定し、この測定結果から前記高周波電流の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することも可能である。
【００２０】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置され、高周波電圧が供給されるコイルと、
前記コイルに並列に接続され、前記高周波電圧が出力される高周波電源と、
前記コイルに並列に接続された可変コンデンサと、
前記コイルに印加される高周波電圧を測定する電圧計とを具備し、
成膜中に、前記電圧計によって前記コイルに印加されている高周波電圧を測定し、この測定結果から前記高周波電圧の周波数及び前記コイルのインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量となるように前記可変コンデンサを調整することも可能である。
【００２１】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記イオン化促進ユニットは、
前記処理室内に配置されたコイルと、
前記コイルに高周波電流が供給される給電回路とを具備し、
前記給電回路は、前記コイルから前記処理室に高周波電流が流れるのを防止するようにバラン回路を有することも可能である。
【００２２】
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記コイルが１ターンコイルであることが好ましい。
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記被成膜基板に高周波電流又は直流電流を供給する電源をさらに具備することも可能である。
また、本発明に係るスパッタリング装置において、前記処理室内にＣＶＤ用の原料ガスを導入するガス導入機構をさらに具備することも可能である。
【００２３】
本発明に係るスパッタリング方法は、被成膜基板を処理室内に保持し、
前記処理室内に配置された複数のスパッタリングターゲットそれぞれからスパッタ粒子を放出させ、
前記スパッタ粒子を前記被成膜基板に付着させて薄膜を成膜することを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るスパッタリング方法は、被成膜基板を処理室内に保持し、
前記処理室内に配置された単数又は複数のスパッタリングターゲットからスパッタ粒子を放出させ、
前記スパッタ粒子をイオン化促進ユニットによってイオン化し、
前記イオン化したスパッタ粒子を前記被成膜基板に付着させて薄膜を成膜することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように本発明によれば、複数のスパッタリングターゲットを備えたスパッタリング装置を提供することができる。また、他の本発明によれば、ガス又はスパッタ粒子のイオン化を促進させるイオン化促進ユニットを備えたスパッタリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による多元スパッタリング装置を概略的に示す構成図である。図２は、図１に示すスパッタリングターゲットと被成膜基板の上から見た位置関係を示す平面図である。図３は、図２に示す３−３線に沿った断面図である。
【００２７】
図１に示すように、多元スパッタリング装置は処理室としての真空容器１０を有している。この真空容器１０内の上部には、第１乃至第３のスパッタリングターゲット２４〜２６それぞれを保持する第１乃至第３の保持部２７〜２９が配置されている。第１乃至第３の保持部２７〜２９それぞれには、マッチングボックス３０〜３２を介して高周波電源（ＲＦ）３３〜３５が接続されている。また、真空容器１０内における第１乃至第３のスパッタリングターゲット２４〜２６の下方には、高周波コイル（ＩＣＰ電極）１６が配設されている。
【００２８】
真空容器１０の周壁の一部には、真空容器１０内にガスを導入するガス導入口１１が設けられている。このガス導入口１１は図示しないガス導入機構に接続されている。また、真空容器１０の周壁には、真空容器内を一定の圧力に減圧可能な排気口１５が設けられている。この排気口１５は図示せぬ真空ポンプなどの真空装置に接続されている。また、真空容器１０の底壁の上には、被成膜基板１３を載置するためのサセプタ１４が設けられている。
【００２９】
サセプタ１４には回転軸を介して回転機構１２が接続されており、この回転機構１２によってサセプタ１４とともに被成膜基板１３を回転させることができる。成膜時に被成膜基板１３を回転させることにより、被成膜基板に成膜する薄膜の膜厚や膜質を均一化することができる。また、回転機構１２には、マッチングボックス２１を介して高周波電源（ＲＦ）２２が接続されている。この高周波電源２２によって高周波電流を、サセプタ１４を介して被成膜基板１３に印加するようになっている。高周波電源２２は接地電位に接続されている。尚、本実施の形態では、被成膜基板１３に高周波電流を印加するようになっているが、これに限らず、サセプタ１４に直流電源を接続し、この直流電源によって直流電流を、サセプタを介して被成膜基板に印加することも可能である。
【００３０】
図２に示すように、第１乃至第３のスパッタリングターゲット２４〜２６それぞれの中心２４ａ〜２６ａは、略同心円上に位置するとともに同心円上において等間隔に配置されている。また、第１のスパッタリングターゲット２４の中心２４ａと被成膜基板１３の中心１３ａとの距離、第２のスパッタリングターゲット２５の中心２５ａと被成膜基板１３の中心１３ａとの距離、第３のスパッタリングターゲット２６の中心２６ａと被成膜基板１３の中心１３ａとの距離それぞれが互いに略等しくなるように、スパッタリングターゲット及び被成膜基板が配置されている。
【００３１】
図３に示すように、第１のスパッタリングターゲット２４の中心２４ａと被成膜基板１３の中心とを結ぶ線３６は、被成膜基板１３の中心１３ａから延ばした被成膜基板の表面に対する垂線３７と角度θだけ傾いている。第２及び第３のスパッタリングターゲット２５，２６それぞれもこれと同様の位置関係にある。すなわち、第２のスパッタリングターゲット２５の中心２５ａと被成膜基板１３の中心１３ａとを結ぶ線、第３のスパッタリングターゲット２６の中心２６ａと被成膜基板１３の中心１３ａとを結ぶ線それぞれは、被成膜基板１３の中心１３ａから延ばした被成膜基板の表面に対する垂線３７と角度θだけ傾いている。また、第１乃至第３のスパッタリングターゲットそれぞれは、被成膜基板との間の距離を長くしたり短くしたりして調整できるように移動可能に構成されていることが好ましい。
【００３２】
前記角度θは４５°以下であることが好ましい。前記角度θが０°である場合に成膜効率が最も良く、前記角度θが大きくなるに従ってｃｏｓθの割合で成膜効率が低下するので、角度θが４５°より大きくなると量産に耐え得る成膜効率が得られないからである。また、前記角度θが大きくなりすぎると、配向の悪い薄膜が成膜されることになり、好ましくないからである。尚、第１乃至第３のスパッタリングターゲットそれぞれは、前記角度θを調整できるように移動可能に構成されていることが好ましい。
【００３３】
以下、成膜効率について説明する。
スパッタリングターゲットを点ターゲットとし、平坦な被成膜基板をスパッタリングターゲットから距離ｒの位置に配置し、スパッタリング粒子の全てが被成膜基板に付着するとすると、被成膜基板の表面での成膜量は、ｃｏｓθ／ｒ２に比例する（Kundsen’s cosine law）。したがって、角度θが０°又は０°に近いほど成膜効率が良く、距離ｒが近いほど成膜効率が良いといえる。
【００３４】
図４は、図１に示す高周波コイル（ＩＣＰ電極）１６及びその回路を模式的に示す図であり、いわゆるイオン化促進ユニットを示すものである。高周波コイル１６は、金属フレキシブル・チューブや網組線のような可撓性のある部材により形成された１ターンのコイルにより構成されており、内部が中空となっている。高周波コイル１６は、図１に示すサセプタ１４に載置された被成膜基板表面の略中心から該表面に対して垂直上に伸ばした線に対して略同心円状に１ターンのコイルが巻かれたものである。尚、本実施の形態では、高周波コイルとして１ターンコイルを用いているが、これに限定されるものではなく、高周波コイルとして複数回ターンコイルを用いることも可能であり、また１ターンコイルの形状を変更したものを用いることも可能である。
【００３５】
高周波コイル１６は、真空容器１０内では、処理ガスに直接晒されないようにセラミックスで形成された鞘（図示せず）で覆われている。真空容器１０内には、サセプタ１４に載置された被成膜基板表面の略中心からの垂線と略同軸的に鞘が配設されており、この鞘中に高周波コイル１６が挿入されている。このセラミックス製の鞘は、例えば、溶融石英やアルミナのように、化学的に安定でかつイオン衝撃によるスパッタリング率の低い材料で形成されていることが好ましい。
尚、本実施の形態では、高周波コイル１６をセラミックスで形成された鞘で覆っているが、高周波コイルをセラミックス膜で被覆することも可能である。
【００３６】
このようなセラミックス製の鞘中に、高周波コイル１６を収容するためには、例えば、上述したように、高周波コイル１６を可撓性のある部材で構成し、予め形成された鞘に高周波コイル１６を挿入しても良い。また、高周波コイル１６の表面にセラミックス材を塗布し、これを焼結させるようにしても良い。この鞘は高周波コイル１６と接触していると放電が生じて破損する恐れがあるので、鞘の内面が高周波コイル１６の外面と接触しないように、鞘の内径を、高周波コイル１６の外形よりも少し大きく設定することが好ましい。
【００３７】
本実施の形態では、使用中に高周波コイル１６が過度に加熱されるのを防止するために、上述したように高周波コイル１６の内部を中空としており、高周波コイル１６と鞘との間を冷媒、例えば冷却水が循環可能となっている。
【００３８】
図４及び図１に示すように、高周波コイル１６の一端は、マッチングボックス１７を介してＩＣＰ電源１８に接続されている。また、高周波コイル１６の他端は、共振コンデンサ２０を介して接地電位に接続されている。この共振コンデンサ２０は、ＩＣＰ電源１８から出力される高周波電流の周波数及び高周波コイル１６のインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有している。
【００３９】
つまり、ＩＣＰ電源１８によって、例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電流を、マッチングボックス１７を介して高周波コイル１６に供給すると、共振条件で高周波コイルに高周波電流が流れるため、その高周波電流が前記周波数の場合の最大電流となる。このような最大高周波電流が高周波コイル１６を流すことにより、高周波コイル１６から大きな磁場を発生させ、この磁場によって高周波コイルの内側に大きな電界を発生させる。その結果、真空容器１０内の被成膜基板１３の上方に位置する高周波コイルの内側及びその近傍に処理ガスの誘導結合プラズマを極めて高密度で発生させることができる。
【００４０】
換言すれば、本実施の形態の重要な特徴としては、１ターンコイル（１巻コイル）を減圧した真空容器内に入れ、１ターンコイルと直列に共振コンデンサを接続し、使用周波数で共振するようにそれらの定数（１ターンコイルのインダクタンス、高周波電流の周波数、共振コンデンサの容量）を選択した共振回路（ＩＣＰ回路）を構成するため、下記（１）、（２）のような工学的な利点を有する。
（１）コイルの浮遊容量が極めて小さく、放電初期に起こる容量結合放電（ＣＣＤ：capacitive coupling discharge）が殆ど無視でき、誘導結合放電（ＩＣＤ：inductive coupling discharge）によってプラズマが作られる。このため、プラズマは安定であり、高密度である。
（２）コイルと生成プラズマの磁気的結合が強く、上記共振回路のＱ値（後述する）は低く、回路定数の許容誤差は緩く、単純な回路であるにも関わらず、回路の動作は安定で、運転が容易である。
【００４１】
尚、共振コンデンサの容量を共振条件の許容動作範囲に設定している場合は、高周波コイルに高周波電流を供給した際、共振条件に近い条件で高周波コイルに高周波電流が流れるため、その高周波電流が最大電流に近い電流となる。従って、この場合も高周波コイルの内側及びその近傍に処理ガスの誘導結合プラズマを高密度で発生させることができる。以下に共振条件及び共振条件の許容動作範囲について説明する。
【００４２】
共振条件を達成するには、ＩＣＰ電源１８の周波数をｆ（単位：Ｈｚ）とし、高周波コイルのインダクタンスをａ（単位：Ｈ（ヘンリー））とし、共振コンデンサの容量をｂ（単位：Ｆ（farad））とした場合、下記式（１）が成立する必要がある。
ω＝２πｆ＝（ａｂ）−１／２      ・・・（１）
【００４３】
上記式（１）より、下記式（２）が成り立つ。
ｂ＝１／（２πｆ）２ａ      ・・・（２）
従って、共振条件を達成する共振コンデンサ２０の容量ｂは、１／（２πｆ）２ａに設定する必要がある。
【００４４】
上記式（１）について、両辺の自然対数を取ると、
ｌｎ２π＋ｌｎｆ＝−１／２（ｌｎａ＋ｌｎｂ）
両辺の微分を取ると、
δｆ／ｆ＝−１／２（δａ／ａ＋δｂ／ｂ）
両辺の絶対値を取ると、右辺の符号は＋になる。
従って、δａ／ａ＝δｂ／ｂ＝０．１とすれば、
δｆ／ｆ＝０．１となり、これはＱ値１０に相当する。
それ故、コイルとコンデンサの誤差は最大で１０％まで許される。
【００４５】
上記計算のように、高周波コイルとプラズマの結合を十分に良くすれば、高周波コイルのインダクタンスの誤差と共振コンデンサの容量の誤差は十分小さくできると考えられ、両者を合わせて１０％程度の誤差は許容できると考えられる。そこで、１０％の誤差を高周波コイル１６と共振コンデンサ２０の誤差に等配分すれば、共振コンデンサの誤差は５％許容できると考えられる。従って、共振コンデンサ２０の容量ｂは下記式（３）の範囲に設定することも可能であり、より好ましくは、下記式（４）の範囲に設定することである。
０．９／（２πｆ）２ａ≦ｂ≦１．１／（２πｆ）２ａ      ・・・（３）
０．９５／（２πｆ）２ａ≦ｂ≦１．０５／（２πｆ）２ａ      ・・・（４）
【００４６】
上記式（２）及び（４）に具体例を入れて説明する。例えば、ｆ＝１３．５６ＭＨｚ、ａ＝１μＨとすると、下記に示すように、共振コンデンサの容量は１３１．１ｐＦ以上１４４．９ｐＦ以下の範囲とすることが好ましく、より好ましい共振コンデンサの容量は１３８ｐＦである。
ｂ＝１／（６．２８×１３．５６×Ｅ６）２×１×Ｅ−６
＝１．３８×１０−１０（farad）
＝１３８ｐＦ
ｂ（下限値）＝１３８×０．９５
＝１３１．１ｐＦ
ｂ（上限値）＝１３８×１．０５
＝１４４．９ｐＦ
【００４７】
上述したような構成の多元スパッタリング装置においては、例えば、ガスとしてＡｒ及び窒素又は酸素を減圧した真空容器１０内に供給し、第１乃至第３のスパッタリングターゲット２４〜２６それぞれに高周波電流を流しつつＩＣＰ電極１６に高周波電流を流すことにより、スパッタリングを行って第１乃至第３のスパッタリングターゲットそれぞれからスパッタ粒子を放出させつつ、ＩＣＰ電極１６からのＩＣＰ放電による高密度のプラズマを発生させて前記スパッタ粒子を窒化又は酸化させながら、被成膜基板１３に高周波電流を流して被成膜基板にバイアスを印加することにより、被成膜基板１３上に薄膜の成膜が行われる。上記多元スパッタリング装置を用いることにより、イオン化促進ユニットによって反応性をより高めた反応性スパッタリングを行うことができる。例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉなどのスパッタ粒子をイオン化促進ユニットによってイオン化し、例えばＴｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の金属窒化物質の合成が可能となる。
【００４８】
上記実施の形態１によれば、第１乃至第３の保持部２７〜２９それぞれに第１乃至第３のスパッタリングターゲット２４〜２６を保持し、それぞれのスパッタリングターゲットに高周波電流を印加できるようにしている。従って、複数のスパッタリングターゲットを備えた多元スパッタリング装置を実現できる。これにより、多元スパッタによる合金の合成が可能となり、例えばＴｉ−Ａｌ−Ｎ合金、Ｔｉ−Ｃｒ−Ｎ合金などからなる薄膜の成膜が可能となる。
【００４９】
また、本実施の形態では、ＩＣＰ電源１８の周波数をｆとし、高周波コイルのインダクタンスをａとした場合、共振コンデンサの容量ｂを、１／（２πｆ）２ａとするか、又は０．９／（２πｆ）２ａ≦ｂ≦１．１／（２πｆ）２ａの範囲とする。これにより、高周波電流を高周波コイル１６に供給した際に共振を起こさせることができ、それによって高周波電流値が最大に近くなり、高密度の誘導結合プラズマを安定的に発生させることができる。
【００５０】
また、本実施の形態では、高周波コイルを１ターンコイルとしているため、多元スパッタリング装置の大きさを小さくすることができ、省スペース化を実現することができる。また、１ターンコイルを用いることにより、複数回巻いたコイルを用いた場合に比べてプラズマのコントロールが容易になる。
【００５１】
また、本実施の形態では、被成膜基板１３に高周波電流を流して被成膜基板にバイアスを印加するため、成膜された膜の質を良くすることができる。即ち、成膜された膜が緻密なものとなり、膜質を向上させることができる。
【００５２】
また、本実施の形態では、高周波コイル１６をセラミックスで形成された鞘で覆うことにより、高周波コイルが処理ガスに直接晒されることを防止している。その結果、真空容器内に発生されるプラズマに高周波コイルが晒されることを防止できる。従って、高周波コイルがプラズマにより生成された粒子によりスパッターされるのを防止することができる。これにより、より均一で不純物の混入の無い処理を被成膜基板に対して行うことができる。また、高周波コイルの寿命も長くなる。
【００５３】
尚、上記実施の形態１では、第１乃至第３のスパッタリングターゲットを有する３元の多元スパッタリング装置に本発明を適用しているが、３元に限定されるものではなく、２元又は４元以上の多元スパッタリング装置に本発明を適用することも可能である。
【００５４】
また、上記実施の形態１では、第１乃至第３のスパッタリングターゲット２４〜２６それぞれを、マッチングボックス３０〜３２を介して高周波電源３３〜３５に接続しているが、第１乃至第３のスパッタリングターゲットそれぞれをＤＣ電源に接続することも可能であり、複数のスパッタリングターゲットのうち一部を高周波電源に接続し、他の一部をＤＣ電源に接続することも可能である。
【００５５】
また、上記実施の形態１による多元スパッタリング装置をプラズマＣＶＤ(chemical vapor deposition)装置として使用することも可能であるし、また多元スパッタリング装置にプラズマＣＶＤ機能を付加することも可能である。
前者としては、例えば、第１乃至第３のスパッタリングターゲット２４〜２６を用いない代わりにガス導入口１１からＣＶＤ用の原料ガスを導入することによりプラズマＣＶＤ装置として使用することができる。詳細には、例えば有機金属を含む原料ガスを用い、この原料ガスを減圧した真空容器１０内に供給し、高周波コイル１６に高周波電流を流すことにより被成膜基板の上方に高密度のプラズマを安定的に発生させながら、被成膜基板に高周波電流を流して被成膜基板にバイアスを印加することにより、前記高密度のプラズマによりＣＶＤ法による成膜が行われる。
後者としては、前述したようなスパッタリングによる成膜を行いながら、ガス導入口１１からＣＶＤ用の原料ガスを導入することによりプラズマＣＶＤ法による成膜も行うことができる。
【００５６】
有機金属を含む原料ガスを用いた場合、従来のプラズマＣＶＤ装置では、有機金属を分解することが容易でないため、成膜速度が低くなるのが通常であった。これに対し、本実施の形態によるプラズマＣＶＤ装置では、高密度の誘導結合プラズマを発生させることができるため、有機金属を容易に分解することができ、その結果、成膜速度を高くすることができる。
【００５７】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２による多元スパッタリング装置の高周波コイル（ＩＣＰ電極）及びその回路を模式的に示す図である。図５において、図４と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【００５８】
本実施の形態は、実施の形態１による多元スパッタリング装置の共振コンデンサに代えて、可変コンデンサ２０ａを取り付け、高周波コイル１６を流れる高周波電流を測定する電流計２３を追加した構成となっている。
【００５９】
詳細には、高周波コイル１６の他端には可変コンデンサ２０ａが接続されており、この可変コンデンサ２０ａには電流計２３が接続されており、この電流計２３は接地電位に接続されている。電流計２３で測定された高周波コイル１６に流れる高周波電流の値は可変コンデンサ２０ａにフィードバックされるようになっており、図示せぬ制御部によって可変コンデンサ２０ａは次のように制御される。
【００６０】
多元スパッタリング装置において、真空容器内にガスを導入し、高周波コイルに高周波電流を供給し、共振条件又は共振条件の許容動作範囲内でガスの誘導結合プラズマを発生させると、真空容器内の圧力やガスの種類などの条件によっては、高周波コイルとその周囲の雰囲気との結合状態が密になり、高周波コイルの周囲のガスなどのインダクタンスを含む高周波コイルの等価インダクタンスが変動することがある。この場合、共振条件も変動してしまう。そこで、処理中の高周波コイル１６に流れる電流値を電流計２３によって測定し、この測定した電流値から共振条件のずれを検出し、その検出結果を可変コンデンサ２０ａにフィードバックして共振条件に近づけるように可変コンデンサ２０ａの容量を調整する。これにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲内から外れることを防止し、より安定的に高密度なプラズマを高周波コイル１６から発生させることができる。
【００６１】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３による多元スパッタリング装置の高周波コイル（ＩＣＰ電極）及びその回路を模式的に示す図である。図６において、図４と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【００６２】
高周波コイル１６にはマッチングボックス１７が並列に接続されている。また、高周波コイルには高周波電圧を印加するＩＣＰ電源１８が並列に接続されている。また、高周波コイルには共振コンデンサ２０ｂが並列に接続されている。また、高周波コイルには電圧計３８が並列に接続されている。前記共振コンデンサ２０ｂは、ＩＣＰ電源１８から出力される高周波電圧の周波数及び高周波コイル１６のインダクタンスに対して共振条件又は共振条件の許容動作範囲を満たす容量を有している。
【００６３】
つまり、ＩＣＰ電源１８によって、例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を、マッチングボックス１７を介して高周波コイル１６に供給すると、共振条件で高周波コイルに高周波電圧が流れるため、その高周波電圧が前記周波数の場合の最大電圧となる。このような最大高周波電圧が高周波コイル１６に印加されることにより、高周波コイル１６から大きな磁場を発生させ、この磁場によって高周波コイルの内側に大きな電界を発生させる。その結果、真空容器１０内の被成膜基板１３の上方に位置する高周波コイル１６の内側及びその近傍に誘導結合プラズマを極めて高密度で発生させることができる。
【００６４】
（実施の形態４）
本実施の形態においては実施の形態３と異なる部分についてのみ説明する。
本実施の形態は、実施の形態３による多元スパッタリング装置の共振コンデンサ２０ｂに代えて、可変コンデンサを取り付けた構成となっている。さらに、電圧計３８で測定された高周波コイル１６に印加される高周波電圧の値は可変コンデンサにフィードバックされるようになっており、図示せぬ制御部によって可変コンデンサは次のように制御される。
【００６５】
多元スパッタリング装置において、真空容器内にガス導入口からガスを導入し、高周波コイルに高周波電圧を供給し、共振条件又は共振条件の許容動作範囲内で誘導結合プラズマを発生させてプラズマ処理を行っていると、真空容器内の圧力やガスの種類、スパッタリングターゲットなどの処理条件によっては、高周波コイルとその周囲の雰囲気との結合状態が密になり、高周波コイルの周囲のガスなどのインダクタンスを含む高周波コイルの等価インダクタンスが変動することがある。この場合、共振条件も変動してしまう。そこで、処理中の高周波コイル１６に印加される電圧値を電圧計３８によって測定し、この測定した電圧値から共振条件のずれを検出し、その検出結果を可変コンデンサにフィードバックして共振条件に近づけるように可変コンデンサの容量を調整する。これにより、共振条件又は共振条件の許容動作範囲内から外れることを防止し、より安定的に高密度なプラズマ処理を行うことができる。
【００６６】
（実施の形態５）
図７は、本発明の実施の形態５による多元スパッタリング装置の高周波コイル（ＩＣＰ電極）及びその回路を模式的に示す図である。図８は、図７に示す給電回路で使用されているバラン回路の具体例を示す図である。図７及び図８において、図４と同一部分には同一符号を付し、実施の形態１と異なる部分についてのみ説明する。
【００６７】
図７に示すように、真空容器１０内に配置された高周波コイル１６は、給電回路３９を介して、高周波電源１８に接続されている。この給電回路３９は、後段側が前記高周波コイル１６に接続された整合回路４０と、この整合回路４０の前段側と高周波電源１８との間に接続されたバラン回路４１とにより構成されている。この整合回路４０は、この分野では良く知られた構成をしており、夫々がコイルと可変容量とを有する入力ライン４２ａと、出力ライン４２ｂとを有し、高周波電源１８から供給される高周波電流は、矢印で示すように、入力ライン４２ａから高周波コイル１６を通って出力ライン４２ｂに流れる。
【００６８】
前記バラン回路４１は、図８に示すように、リング状の磁性体４３と、この磁性体４３に巻回された一次コイル４４ａと二次コイル４４ｂとからなっている。これらコイル４４ａ，４４ｂは、一次コイル４４ａを流れる電流と、二次コイル４４ｂを流れる電流とが、磁気回路中に作る磁場が互いに打ち消し合うように、ほぼ同じ巻き数で反対方向に巻かれている。これら一次コイル４４ａ並びに二次コイル４４ｂの後端側は高周波電源１８に接続され、また、前端側は、夫々入力ライン４２ａ並びに出力ライン４２ｂに接続されている。
【００６９】
このような構成の装置において、図７に示すように、高周波コイル１６に流入する電流をＩ1 、高周波コイル１６から流出する電流をＩ2 、そして、高周波コイル１６から真空容器１０に流れる電流Ｉ3とし、高周波電流のバランスを考えると次式が成立する。
Ｉ1＝ Ｉ2 ＋ Ｉ3
【００７０】
そこで、バラン回路４１が高周波電源１８と、整合回路４０との間に設けられていることにより、若し、Ｉ3 ≠０なら、一次コイル４４ａと二次コイル４４ｂとが作るインピーダンスが大きくなり、コイル電流は小さくなる。Ｉ3＝０の場合に、このインピーダンスが最小となり、Ｉ1 ＝ Ｉ2 が成り立つ。即ち、高周波コイル１６と真空容器１０の周壁との間の放電が抑えられる。従って、均一で安定なプラズマが得られ、また、真空容器１０の内周面のスパッタによる不純物の発生も抑えることができる。
【００７１】
上記実施の形態５においても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
（実施の形態６）
図９は、本発明の実施の形態６によるスパッタリング装置を概略的にを示す構成図であり、図１と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
【００７３】
図１に示すスパッタリング装置は第１乃至第３のスパッタリングターゲットを有するのに対し、図９に示すスパッタリング装置は一つのスパッタリングターゲットを有する点が異なる。
つまり、真空容器１０内の上部には、スパッタリングターゲット４５を保持する保持部４６が配置されている。保持部４６にはマッチングボックス３１を介して高周波電源（ＲＦ）３４が接続されている。また、真空容器１０内におけるスパッタリングターゲット４５の下方には、高周波コイル（ＩＣＰ電極）１６が配設されている。また、スパッタリングターゲット４５は、被成膜基板１３に対向する位置に配設されている。即ち、スパッタリングターゲット４５と被成膜基板１３は、スパッタリングターゲッ４５の中心と被成膜基板１３の中心とを結ぶ線が、被成膜基板１３の中心から延ばした被成膜基板の表面に対する垂線とほぼ一致するような位置関係にある。
【００７４】
上述したような構成のスパッタリング装置においては、例えば、ガスとしてＡｒ及び窒素又は酸素を減圧した真空容器１０内に供給し、スパッタリングターゲット４５に高周波電流を流しつつＩＣＰ電極１６に高周波電流を流すことにより、スパッタリングを行ってスパッタリングターゲットからスパッタ粒子を放出させつつ、ＩＣＰ電極１６からのＩＣＰ放電による高密度のプラズマを発生させて前記スパッタ粒子を窒化又は酸化させながら、被成膜基板１３に高周波電流を流して被成膜基板にバイアスを印加することにより、被成膜基板１３上に薄膜の成膜が行われる。上記スパッタリング装置を用いることにより、イオン化促進ユニットによって反応性をより高めた反応性スパッタリングを行うことができる。例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｓｉなどのスパッタ粒子をイオン化促進ユニットによってイオン化し、例えばＴｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４等の金属窒化物質の合成が可能となる。
【００７５】
上記実施の形態６においては、複数のスパッタリングターゲットを用いた多元スパッタリング装置を実現できるという効果以外の実施の形態１の効果を得ることができる。
【００７６】
尚、上記実施の形態６では、実施の形態１と同様の共振コンデンサを用いているが、共振コンデンサに代えて、実施の形態２と同様の可変コンデンサを用いることも可能である。これにより、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
また、上記実施の形態６では、実施の形態１と同様に図４に示す高周波コイル及びその回路部分を用いているが、これに限定されるものではなく、図６に示す高周波コイル及びその回路部分を用いることも可能であるし、また実施の形態４と同様の高周波コイル及びその回路部分を用いることも可能であし、また実施の形態５と同様に図７及び図８に示す高周波コイル及びその回路部分を用いることも可能である。これにより、実施の形態３、実施の形態４又は実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
また、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、サセプタ１４に加熱機構（図示せず）を設けることも可能である。これにより、成膜時に被成膜基板を所定温度まで加熱することができる。
【実施例】
【００７９】
（実施例１）
図１０は、実施の形態１で説明した図１に示す多元スパッタリング装置を用いて被成膜基板上に成膜したＳｉＣ膜の深さ方向の濃度プロファイルを示す図である。
【００８０】
ＳＵＳ３０４の基板をサセプタ１４に保持し、第１のスパッタリングターゲット２４にＣターゲットを用い、第２のスパッタリングターゲット２５にＳｉターゲットを用いた。そして、ガス導入口１１からＡｒガスを３０ｃｃｍ（cubic centimeter per minute）の流量で真空容器内に導入し、Ｃターゲットに５００ＷのＲＦ出力を印加し、Ｓｉターゲットに５０ＷのＲＦ出力を印加し、１３．５６ＭＨｚのＩＣＰ電源１８から高周波コイル１６に高周波出力を印加することにより、スパッタリングを行ってＣターゲット及びＳｉターゲットそれぞれからＣ及びＳｉのスパッタ粒子を放出させつつ、高周波コイル１６からのＩＣＰ放電による高密度のプラズマを発生させてＳｉを炭化させることにより、基板上にＳｉＣの薄膜を成膜した。Ｃターゲットのスパッタ率は０．１２であり、Ｓｉターゲットのスパッタ率は０．５０である。
【００８１】
次に、前記ＳｉＣの薄膜中におけるＳｉ、Ｃの含有量を測定した。この測定は、グロー放電発光分光測定装置（ＧＤＳ）によって行った。この測定結果が図１０に示されている。図１０によれば、Ｓｉ及びＣそれぞれの濃度が深さ方向において略一定になっていることを確認することができた。つまり、図１に示す多元スパッタリング装置を用いてＳｉとＣの含有量をコントロールしたＳｉ成分とＣ成分を持つＳｉＣ膜を成膜できることが確認された。
【００８２】
また、スパッタリングターゲットに印加するＲＦ出力によってＳｉとＣの組成比を種々変化させることが可能である。つまり、従来のスパッタリング装置のように、成膜したい組成の種類だけスパッタリングターゲットを用意しなくても、組成比をコントロールした薄膜を成膜することが可能である。
【００８３】
（実施例２）
本実施例では、実施の形態１で説明した図１に示す多元スパッタリング装置を用いて被成膜基板上にＦｅ７４Ｎｉ１８Ｃｒ８からなるステンレス膜を成膜する。
【００８４】
基板をサセプタ１４に保持し、第１のスパッタリングターゲット２４にＦｅターゲットを用い、第２のスパッタリングターゲット２５にＮｉターゲットを用い、第３のスパッタリングターゲット２６にＣｒターゲットを用いる。そして、ガス導入口１１からＡｒガスを２０ｓｃｃｍの流量で真空容器内に導入し、Ｆｅターゲットに第１ＲＦ出力を印加し、Ｎｉターゲットに第２ＲＦ出力を印加し、Ｃｒターゲットに第３ＲＦ出力を印加し、１３．５６ＭＨｚのＩＣＰ電源１８から高周波コイル１６に高周波出力を印加することにより、スパッタリングを行ってＦｅターゲット、Ｎｉターゲット及びＣｒターゲットそれぞれからＦｅ、Ｎｉ及びＣｒのスパッタ粒子を放出させ、高周波コイル１６からのＩＣＰ放電による高密度のプラズマを発生させて前記スパッタ粒子をイオン化させることにより、基板上にステンレス膜を成膜する。成膜時の真空容器の圧力は２×１０−３Ｔｏｒｒである。
【００８５】
前記第１ＲＦ出力、第２ＲＦ出力及び第３ＲＦ出力の比が、ターゲットのスパッタ率を考慮して、ステンレス膜の組成比となるようにする。つまり、下記式（１）が成立するようなＲＦ出力とすることにより、被成膜基板上にＦｅ７４Ｎｉ１８Ｃｒ８からなるステンレス膜を成膜することができる。
（第１ＲＦ出力／Ｆｅターゲットのスパッタ率）：（第２ＲＦ出力／Ｎｉターゲットのスパッタ率）：（第３ＲＦ出力／Ｃｒターゲットのスパッタ率）＝７４：１８：８  ・・・（１）
【００８６】
換言すれば、第１乃至第３ＲＦ出力を調整することによって成膜されるステンレス膜の組成比を制御することが可能となる。従って、従来のスパッタリング装置のように、成膜したい組成の種類だけスパッタリングターゲットを用意しなくても、組成比をコントロールした薄膜を成膜することが可能である。
【００８７】
（実施例３）
本実施例では、実施の形態１で説明した図１に示す多元スパッタリング装置を用いて被成膜基板上にＡｌ２Ｃｒ２Ｓｉ１Ｎ５膜を成膜する。
【００８８】
基板をサセプタ１４に保持し、第１のスパッタリングターゲット２４にＡｌターゲットを用い、第２のスパッタリングターゲット２５にＣｒターゲットを用い、第３のスパッタリングターゲット２６にＳｉターゲットを用いる。そして、ガス導入口１１からＡｒガス及び窒素ガスそれぞれを２０ｓｃｃｍの流量で真空容器内に導入し、Ａｌターゲットに第１ＲＦ出力を印加し、Ｃｒターゲットに第２ＲＦ出力を印加し、Ｓｉターゲットに第３ＲＦ出力を印加し、１３．５６ＭＨｚのＩＣＰ電源１８から高周波コイル１６に高周波出力を印加することにより、スパッタリングを行ってＡｌターゲット、Ｃｒターゲット及びＳｉターゲットそれぞれからＡｌ、Ｃｒ及びＳｉのスパッタ粒子を放出させ、高周波コイル１６からのＩＣＰ放電による高密度のプラズマを発生させて前記スパッタ粒子をイオン化させるとともに窒素ガスをイオン化させ、これらを合成することにより、基板上にＡｌ２Ｃｒ２Ｓｉ１Ｎ５膜を成膜する。成膜時の真空容器の圧力は２×１０−３Ｔｏｒｒである。
【００８９】
前記第１ＲＦ出力、第２ＲＦ出力及び第３ＲＦ出力の比が、ターゲットのスパッタ率を考慮して、成膜される膜の組成比となるようにする。これにより、被成膜基板上にＡｌ２Ｃｒ２Ｓｉ１Ｎ５膜を成膜することができる。このようにして成膜されたＡｌ２Ｃｒ２Ｓｉ１Ｎ５膜は高硬度、高密度且つ高耐熱性を有するものとなる。
【００９０】
第１乃至第３ＲＦ出力を調整することによって成膜される膜の組成比を制御することが可能となる。従って、従来のスパッタリング装置のように、成膜したい組成の種類だけスパッタリングターゲットを用意しなくても、組成比をコントロールした薄膜を成膜することが可能である。
【００９１】
（実施例４）
本実施例では、実施の形態６で説明した図９に示すスパッタリング装置を用いて被成膜基板上にＡｌＣｒＮ膜を成膜する。
【００９２】
基板をサセプタ１４に保持し、スパッタリングターゲット４５にＡｌＣｒターゲットを用いる。そして、ガス導入口１１からＡｒガスを３０ｃｃｍ、窒素ガスを１５ｃｃｍの流量で真空容器内に導入し、ＡｌＣｒターゲットにＲＦ出力を印加し、１３．５６ＭＨｚのＩＣＰ電源１８から高周波コイル１６に高周波出力を印加することにより、スパッタリングを行ってＡｌＣｒターゲットからＡｌ、Ｃｒのスパッタ粒子を放出させ、高周波コイル１６からのＩＣＰ放電による高密度のプラズマを発生させて前記スパッタ粒子をイオン化させるとともに窒素ガスをイオン化させ、これらを合成することにより、基板上にＡｌＣｒＮ膜を成膜する。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１による多元スパッタリング装置を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示すスパッタリングターゲットと被成膜基板の上から見た位置関係を示す平面図である。
【図３】図２に示す３−３線に沿った断面図である。
【図４】イオン化促進ユニットを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態２による多元スパッタリング装置のイオン化促進ユニットを示す図である。
【図６】本発明の実施の形態３による多元スパッタリング装置の高周波コイル（ＩＣＰ電極）及びその回路を模式的に示す図である。
【図７】本発明の実施の形態５による多元スパッタリング装置の高周波コイル（ＩＣＰ電極）及びその回路を模式的に示す図である。
【図８】図７に示す給電回路で使用されているバラン回路の具体例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態６によるスパッタリング装置を概略的にを示す構成図である。
【図１０】図１に示す多元スパッタリング装置を用いて被成膜基板上に成膜したＳｉＣ膜の深さ方向の濃度プロファイルを示す図である。
【図１１】従来のスパッタリング装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０…真空容器
１１…ガス導入口
１２…回転機構
１３…被成膜基板
１３ａ…被成膜基板の中心
１４…サセプタ
１５…排気口
１６…高周波コイル（ＩＣＰ電極）
１７，２１，３０〜３２…マッチングボックス
１８…ＩＣＰ電源
２０…共振コンデンサ
２０ａ…可変コンデンサ
２２，３３〜３５…高周波電源（ＲＦ）
２３…電流計
２４…第１のスパッタリングターゲット
２４ａ…中心
２５…第２のスパッタリングターゲット
２５ａ…中心
２６…第３のスパッタリングターゲット
２６ａ…中心
２７…第１の保持部
２８…第２の保持部
２９…第３の保持部
３６…第１のスパッタリングターゲットの中心と被成膜基板の中心とを結ぶ線
３７…被成膜基板の中心から延ばした被成膜基板の表面に対する垂線
３８…電圧計
３９…給電回路
４０…整合回路
４１…バラン回路
４２ａ…入力ライン
４２ｂ…出力ライン
４３…磁性体
４４ａ…一次コイル
４４ｂ…二次コイル
４５…スパッタリングターゲット
４６…保持部
３０１…真空室
３０２…被成膜基板
３０３…支持体
３０４…導入管
３０５…排気口
３０６…高周波電源
３０７…電極
３０８…スパッタリングターゲット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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