(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室と、高周波電源と、前記処理室内に配置されていて処理室と電気的に絶縁されていて前記高周波電源から高周波電力が印加されるカソードと、前記カソードに取り付けられたターゲットとを有する高周波スパッタリング装置において、次の特徴を備える高周波スパッタリング装置。
（ａ）前記ターゲットの近傍において前記カソードの外周側面に環状の誘電体部材が接触している。
（ｂ）前記誘電体部材は前記カソードのターゲット取付面よりもターゲット側に突き出した突出部を有する。
（ｃ）前記誘電体部材の前記突出部に環状の金属部材が取り付けられている。
（ｄ）前記金属部材は前記突出部の内周面よりも内側に３ｍｍ以上突き出している。
（ｅ）前記金属部材は前記カソード及び前記ターゲットに接触していない。
（ｆ）前記金属部材と前記ターゲットとの最短距離は３ｍｍ以下である。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波スパッタリング装置において、前記誘電体部材の内周面から外周面までの厚みが２０ｍｍ以上であることを特徴とする高周波スパッタリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載の高周波スパッタリング装置において、前記金属部材は接地されていることを特徴とする高周波スパッタリング装置。
【請求項４】
請求項１に記載の高周波スパッタリング装置において、前記金属部材は前記処理室から電気的に絶縁されていることを特徴とする高周波スパッタリング装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか１項に記載の高周波スパッタリング装置において、前記金属部材は前記ターゲットと同じ材質であることを特徴とする高周波スパッタリング装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか１項に記載の高周波スパッタリング装置において、前記金属部材は複数個あり、金属部材同士の隙間が、隙間の開口部から誘電体部材の表面までを見通すことができないように曲がっていることを特徴とする高周波スパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は高周波スパッタリング装置に関し、特に、ターゲットの周囲に配置する接地シールドに特徴のある高周波スパッタリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造装置の分野においては、素子の集積化と微細化がますます進んでいる。これに応えるために、半導体装置の製造工程においては、微細ホール内への膜の埋め込み等に高周波スパッタリング装置が用いられている。図１０は、従来の高周波スパッタリング装置の正面断面図である。処理室１０の上部の開口には絶縁体１２を介して円形のカソード１４が取り付けられている。このカソード１４には整合器１６とフィルタ１８と高周波電源２０が直列に接続されている。カソード１４の下面にはターゲット２２が取り付けられている。処理室１０には円筒状の接地シールド２４が、カソード１４及びターゲット２２を取り囲むように取り付けられている。図１１に拡大して示すように、この接地シールド２４とカソード１４との隙間は約２ｍｍと狭くしてある。この隙間の大きさは、プラズマを維持するのに必要なシース厚さよりも十分小さくしてあり、プラズマが隙間に入り込まないようにしている。図１０に戻って、基板ホルダー２６はターゲット２２に対向するように処理室１０内に配置されている。この基板ホルダー２６に基板２８が取り付けられている。
【０００３】
この高周波スパッタリング装置の動作を説明すると、処理室１０を排気装置３２で排気して、ガス導入装置３０から放電用のガスを導入して、カソード１４に高周波電力を印加すると、ターゲット２２と基板２８の間にプラズマが発生する。このプラズマ中のイオンがターゲット２２をスパッタして、ターゲット２２の粒子が飛散して、これが基板２８の表面に付着し、基板２８の表面に薄膜が形成される。高周波電源２０には、一般に、周波数が１３．５６ＭＨｚのものが使われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０の従来装置では、接地シールド２４とカソード１４及びターゲット２２との隙間が狭くまたその奥行きが長いために、この隙間部分に大きな寄生容量が生じる。高周波電源２０から供給した高周波電流の一部はこの寄生容量に流れてしまい、高周波電流が損失するという問題がある。この問題は、高周波の周波数が高い場合に特に顕著となる。
【０００５】
そこで、接地シールドを網状にして寄生容量を小さくした高周波スパッタリング装置が考案された（特許２８３２３６０号公報）。しかし、この網状の接地シールドは、構造が脆弱なこと、網状シールドのところで異常放電が生じること、などの問題が新たに生じている。
【０００６】
また、高周波で励起したプラズマを用いるＣＶＤ装置（プラズマＣＶＤ装置）では、高周波電流の損失を小さくするために、電極裏面に複数の金属板を積層して寄生容量を小さくする技術が知られている（特開昭５９−６３７７５号公報）。しかし、この従来技術は、電極の周囲に接地シールドを設けた場合における寄生容量の低減対策には触れていない。スパッタリング装置では、ターゲットから放出された粒子が装置の内壁に付着して剥がれ落ちてこれがパーティクルとなって基板を汚染することを防ぐために、ターゲット端部を覆うように接地シールドを設けることが必要になり、この接地シールドとターゲットとの間に大きな寄生容量が生じることが問題になる。上述のプラズマＣＶＤ装置における従来技術では、電極裏面の寄生容量を小さくしているに過ぎないから、このような構造をスパッタリング装置に採用しても、接地シールドとターゲットとの間の寄生容量は小さくできず、高周波電流損失の問題は解決できない。
【０００７】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、構造的に脆弱にならず、かつ、異常放電を生じることなく、寄生容量による高周波電流の損失を防ぐことのできる高周波スパッタリング装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明の高周波スパッタリング装置は、カソードの外周側面に環状の誘電体部材を接触させている。そして、この誘電体部材に、カソードのターゲット取付面よりもターゲット側に突き出した突出部を設けている。この突出部に環状の金属部材を取り付けて、この金属部材が誘電体部材の突出部の内周面よりも内側に３ｍｍ以上突き出すように構成している。そして、金属部材とターゲットとの最短距離を３ｍｍ以下にしている。このような構造を採用することにより、カソード及びターゲットと接地部材との間の寄生容量が小さくなり、高周波電流の損失が小さくなる。しかも、構造的脆弱さがなく、異常放電を生じることもない。
【０００９】
高周波スパッタリング装置では、処理室内のガスの圧力にも依存するが、通常、隙間が３ｍｍ以下、隙間の奥行きが３ｍｍ以上になると、そのような隙間にはプラズマが入り込まない。隙間にプラズマが入り込まなければ、隙間を構成する部材がプラズマ中のイオンによってスパッタされる恐れはなくなる。したがって、この発明では、ターゲットと金属部材との隙間を３ｍｍ以下に、金属部材の内側への突き出し量（隙間の奥行きにほぼ等しい）を３ｍｍ以上にしている。
【００１０】
金属部材は接地する（すなわち、処理室に接触させる）こともできるし、処理室から電気的に絶縁することもできる。また、この金属部材は、ターゲットと同じ材質で作るのが好ましい。同じ材質で作ると、金属部材がスパッタされて基板上に形成される薄膜中に金属部材からのスパッタ粒子が混入したとしても、それが薄膜に対する汚染とはならない。
【００１１】
金属部材は複数個設けることができる。その場合に、金属部材同士の隙間を、隙間の開口部から誘電体部材の表面までを見通すことができないように曲げるようにするのが好ましい。このようにすると、隙間の開口部から隙間の内部にスパッタ粒子が侵入したとしても、スパッタ粒子は直線状に進行するから誘電体部材の表面まで到達することはできない。したがって、誘電体部材の表面に膜が堆積して金属部材同士が短絡するという事態を防ぐことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の実施形態を説明する。図１は、この発明の第１の実施形態の正面断面図である。処理室３４の上部には絶縁体３６を介してカソード３８のシャフト４０が取り付けられている。このシャフト４０には整合器４２とフィルタ４４と高周波電源４６が直列に接続されている。カソード３８の下面にはターゲット４８が取り付けられている。円形のカソード３８の外周側面には円環状の誘電体リング５０の内周面が接触している。誘電体リング５０の外周面は処理室３４の側壁（円筒状である）の内面に接触している。誘電体リング５０の下面には中空円板状の金属リング５２が取り付けられている。この誘電体リング５０と金属リング５２が、この発明の特徴部分であり、これらについてはあとで詳しく説明する。処理室３４内にはターゲット４８に対向するように基板ホルダー５４が配置されている。この基板ホルダー５４に基板５６が取り付けられている。処理室３４は接地電位である。この実施形態では基板ホルダー５４も接地電位である。
【００１３】
この高周波スパッタリング装置の動作を説明すると、処理室３４を排気装置５８で排気して、ガス導入装置６０から放電用のガスを導入して、カソード３８に高周波電力を印加すると、ターゲット４８と基板５６の間にプラズマが発生する。このプラズマ中のイオンがターゲット４８をスパッタして、ターゲット４８の粒子が飛散して、これが基板５６の表面に付着し、基板５６の表面に薄膜が形成される。この実施形態では、高周波電源４６の周波数は１３．５６ＭＨｚである。
【００１４】
図２は誘電体リング５０と金属リング５２を一部切り欠いて示した斜視図である。この図２に示すように、誘電体リング５０と金属リング５２は円環状であり、これらが一体に結合されている。誘電体リング５０の材質は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、石英、酸化アルミニウムなどである。
【００１５】
図３は誘電体リング５０と金属リング５２の断面近傍を拡大して示す正面断面図である。誘電体リング５０の内周面はカソード３８の外周側面に接触している。誘電体リング５０はカソード３８の下面から距離ａだけ下方に突き出している。この距離ａの部分が誘電体リング５０の突出部である。この突出部の下面に中空円板状の金属リング５２が取り付けられている。金属リング５２の厚さは３ｍｍである。この金属リング５２はターゲット４８の表面に平行に配置されている。金属リング５２の上面とカソード３８の下面との距離はａに等しい。この金属リング５２の内周縁６４は誘電体リング５０の内周面６２から距離ｂだけ内側に突き出している。このように金属リング５２が誘電体リング５０から内側に突き出していることで、誘電体リング５０の内周面６２に膜が堆積しにくくなっている。金属リング５２の内周縁６４はターゲット４８の外周側面から距離ｃだけ離れている。金属リング５２の外周縁は処理室３４の側壁の内面に接触している。この実施形態では、ａ＝２．５ｍｍ、ｂ＝３ｍｍ、ｃ＝２．５ｍｍである。したがって、金属リング５２とカソード３８及びターゲット４８との隙間は２．５ｍｍ（距離ｃと距離ａ）である。また、隙間の奥行きは、金属リング５２の厚さ（３ｍｍ）と金属リングの突き出し長さ（ｂ＝３ｍｍ）の合計であり、約６ｍｍである。このように、隙間が３ｍｍ以下で、隙間の奥行きが３ｍｍ以上あるので、この隙間にプラズマが入ることがない。ゆえに、誘電体リング５０の突出部の内周面６２に膜が堆積することがなく、カソード３８及びターゲット４８が金属リング５２と短絡することがない（すなわち、処理室３４と短絡することがない）。
【００１６】
図３の構造と図１１の従来装置の構造とを比較すると、図１１の従来構造では、円筒状の接地シールド２４が円筒状のカソード１４を取り囲んでいるのに対して、図３の構造ではターゲット４８の表面に平行な中空円板状の金属リング５２がターゲット４８の外周付近を取り囲んでいるだけである。したがって、図１１の従来構造と比較して、図３の構造は、ターゲット４８と金属リング５２（接地シールドの役割を果たす）との間の寄生容量が非常に小さくなる。したがって、高周波電流の損失が小さくなる。
【００１７】
図３の構造において、この発明は、カソード３８と従来の接地シールドとの間の寄生容量を小さくするために、従来の接地シールドに代えて、誘電体リング５０と金属リング５２とからなる構造を採用しているものである。ところで、この発明を効果的にするには、その他の部分において、カソード３８と処理室３４との間の寄生容量が大きくならないようにすることが大切である。したがって、カソード３８と処理室３４の各部との間の距離については、おおよそ次のように設定するのが好ましい。まず、カソード３８のシャフト４０の外周面と処理室３４の天板の開口部の内周面との距離Ｌ２は５ｍｍ以上に、この距離Ｌ２の間隙部分の高さ方向の距離Ｈ３は１５０ｍｍ以下にするのが好ましい。また、カソード３８の上面と処理室３４の天板の下面との距離Ｈ１は２０ｍｍ以上に、カソード３８の外周側面と処理室３４の側壁の内面との距離Ｌ１（すなわち、誘電体リング５０の内周面から外周面までの厚み）は２０ｍｍ以上に、この距離Ｌ１の間隙部分の高さ方向の距離Ｈ２は５０ｍｍ以下にするのが好ましい。
【００１８】
図３に示す構造のカソード３８及びターゲット４８に高周波電力を印加したときの寄生容量を試算すると次のようになる。カソード３８のシャフト４０の半径Ｒ１＝２０ｍｍ、カソード３８の半径Ｒ２＝１４０ｍｍ、カソード３８の外周側面から処理室３４の側壁の内面までの距離Ｌ１＝２０ｍｍ、処理室３４の天板の下面からカソード３８の上面までの距離Ｈ１＝２０ｍｍ、カソード３８の厚さＨ２＝５０ｍｍとして、隙間に関する寸法を上述のようにａ＝２．５ｍｍ、ｂ＝３ｍｍ、ｃ＝２．５ｍｍとすると、高周波の周波数が１３．５６ｍＭＨｚのときに、カソード３８及びターゲット４８と接地電位（処理室３４及び金属リング５２）との間の寄生容量は４〜５ｐＦ程度である。
【００１９】
これに対して、図１１に示す従来構造では、カソード１４を図３と同程度の寸法にしたときに、カソード１４及びターゲット２２と接地電位（処理室１０及び接地シールド２４）との間の寄生容量は１万ｐＦ程度と非常に大きなものとなる。
【００２０】
ところで、図３の構造において、寄生容量を小さくすることだけを考えると、誘電体リング５０が存在しない方が寄生容量は小さくなるが（誘電体の誘電率は真空の誘電率よりも大きいので）、誘電体リング５０を取り除くと、その空間部分にプラズマが入り込むおそれがあるので好ましくない。また、誘電体リング５０はカソード３８の外周側面を機械的に支持する役割も果たしている。
【００２１】
金属リング５２はターゲット４８と同じ材質で作られている。この高周波スパッタリング装置は、金属製のターゲット４８を使うことを想定しているので、金属リング５２とターゲット４８とを同じ材質にすることができる。同じ材質にすると、金属リング５２がスパッタされて基板上に形成される薄膜中に金属リングからのスパッタ粒子が混入したとしても、それが薄膜に対する汚染とはならない。
【００２２】
図４はこの発明の第２の実施形態の、図３と同様の断面図である。この実施形態では、誘電体リング６５の下面付近に３枚の金属リング６６、６８、７０が互いに上下に間隔をおいて平行に取り付けられている。金属リング６６、６８、７０の厚さはそれぞれ３ｍｍである。上側の金属リング６６の上面とターゲット４８の下面との距離は２．５ｍｍであり、３枚の金属リング６６、６８、７０同士の間隔も２．５ｍｍである。３枚の金属リング６６、６８、７０の内周縁は、誘電体リング６５の内周面から６ｍｍだけ内側に突き出している。下側の金属リング７０は誘電体リング６５の下面を覆っていて、金属リング７０の外周縁は処理室３４の側壁の内面に接触している。したがって、上方の２枚の金属リング６６、６８は電気的に浮いており、一番下の金属リング７０だけが接地電位である。
【００２３】
この実施形態でも、ターゲット４８と金属リング６６との隙間が３ｍｍ以下で、隙間の奥行きが３ｍｍ以上、という条件を満足しているので、この隙間にプラズマが入ることがない。ゆえに、誘電体リング６５の内周面に膜が堆積することがなく、カソード３８と金属リング６６とが短絡することがない。また、金属リング６６、６８、７０同士の隙間においても、２．５ｍｍと狭いので、プラズマが発生することがなく、そのプラズマによって金属リングがスパッタされることもない。したがって、そのようなスパッタに起因して誘電体リングの内周面（金属リング同士の隙間に露出する内周面）に膜が堆積することもない。ゆえに、金属リング６６、６８、７０は互いに短絡することがなく、寄生容量が増加するおそれがない。
【００２４】
この実施形態では、３枚の金属リング６６、６８、７０を間隔をおいて平行に配置しているので、１枚の金属リングを配置する場合と比較して、寄生容量が減少する。この点を説明すると、ターゲット４８と下側の金属リング７０（接地されている）との間の寄生容量をＣとし、ターゲット４８と上側の金属リング６６との間の寄生容量をＣ1、上側の金属リング６６と中央の金属リング６８との間の寄生容量をＣ2、中央の金属リング６８と下側の金属リング７０との間の寄生容量をＣ3とすると、次の式が成立する。
１／Ｃ＝１／Ｃ1＋１／Ｃ2＋１／Ｃ3
したがって、複数の金属リングの積層枚数を増やせば増やすほど、全体の寄生容量Ｃが減少することになる。
【００２５】
図５はこの発明の第３の実施形態の、図３と同様の断面図である。この実施形態では、誘電体リング７１の下面付近に６個の金属リング７２、７４、７６、７８、８０、８２が同心状に取り付けられている。一番内側の金属リング７２は断面がＬ字形をしている。この金属リング７２は、ターゲット４８の表面に平行な中空円板状の水平部７３とこれに垂直な円筒状の垂直部７５とからなる。水平部７３の内周縁は誘電体リング７１の内周面から５ｍｍだけ内側に突き出している。垂直部７５は誘電体リング７１の内周面とほぼ同じ位置にある。水平部７３の上面とターゲット４８の表面との間の距離は約２ｍｍである。断面Ｌ字形の金属リング７２の外側には、直径の異なる５個の円筒状の金属リング７４、７６、７８、８０、８２が同心状に配置されている。これらの円筒状の金属リングは、その断面形状はターゲット４８の表面に垂直であり、誘電体リング７１の下面から下方に７ｍｍだけ突き出している。これらの円筒状の金属リング同士の隙間はいずれも約２ｍｍである。Ｌ字形の金属リング７２の垂直部７５と一番内側の円筒状の金属リング７４との隙間も約２ｍｍである。
【００２６】
この実施形態では、６個の金属リングは、いずれも、カソード３８、ターゲット４８及び処理室３４に接触していないので、電気的に浮いている。したがって、ターゲット４８と接地部材（この場合は処理室３４になる）との間の寄生容量は、ターゲット４８と６個の金属リングと処理室３４との間での静電容量の直列接続によって定まることになる。
【００２７】
図６はこの発明の第４の実施形態の、図３と同様の断面図である。この実施形態では、誘電体リング８４の下面付近に３個の金属リング８６、８８、９０が上下に並んで取り付けられている。これらの金属リングの断面形状を説明すると以下のようになる。上側の金属リング８６と下側の金属リング９０は誘電体リング８４の内周面から５ｍｍだけ内側に突き出している。そして、上側の金属リング８６の先端は下方に２ｍｍだけ垂直に折れ曲がっている。下側の金属リング９０の先端は上方に２ｍｍだけ垂直に折れ曲がっている。下側の金属リング９０は誘電体リング８４の下面を覆っていて、その外周縁は処理室３４の側壁の内面に接触している。上側の金属リング８６の上面とターゲット４８の表面との隙間は約２ｍｍである。中央の金属リング８８は誘電体リング８４の内周面から１０ｍｍだけ内側に突き出している。そして、金属リング８８の先端は上下に延びていて、金属リング８８の断面の全体形状はＴ字形になっている。３個の金属リング８６、８８．９０の厚さはいずれも３ｍｍである。上側及び下側の金属リング８６、９０と中央の金属リング８８との隙間は直角に折れ曲がっている。そして、中央の金属リング８８の先端部分と上下の金属リング８６、９０の先端部分との間の水平方向及び垂直方向の隙間は２ｍｍである。このように、金属リング同士の隙間が直角に折れ曲がっていて、隙間の開口部から誘電体リングの表面までを見通すことができないようになっているので、外部からこれらの隙間にスパッタ粒子が侵入したとしても、これらのスパッタ粒子は誘電体リング８４の内周面に到達しにくくなっている。したがって、金属リング同士の隙間に露出している誘電体リング８４の内周面には、図３〜５の実施形態と比較して、膜がきわめて堆積しにくくなっている。また、ターゲット４８と金属リング８６の隙間や、金属リング同士の隙間には、プラズマが入り込むこともない。この実施形態では、下側の金属リング９０だけが接地電位であり、上側の金属リング８６と中央の金属リング８８は電気的に浮いている。
【００２８】
図７はこの発明の第５の実施形態の、図３と同様の断面図である。この実施形態では、誘電体リング９２の下面付近に５個の金属リング９４、９６、９８、１００、１０２が上下に並んで取り付けられている。これらの金属リングの断面形状を説明すると以下のようになる。中央の金属リング９８以外の平板状の金属リング９４、９６、１００、１０２は誘電体リング９２の内周面から５ｍｍだけ内側に突き出している。一番下側の金属リング１０２は誘電体リング９２の下面を覆っていて、その外周縁は処理室３４の側壁の内面に接触している。誘電体リング８４の内周面から１０ｍｍだけ内側に突き出している。そして、金属リング９８の先端は上下に延びていて、さらに上下の先端は半径方向の外側に向かって折り返されている。上側の折り返し部１０４は一番上の金属リング９４の先端付近を覆っており、下側の折り返し部１０６は一番下の金属リング１０２の先端付近を覆っている。このように、中央の金属リング９８の断面の全体形状は、漢字の「山」を横にした形状になっている。したがって、中央の金属リング９８とそれ以外の金属リングとの隙間には直角の折れ曲がり部が２個所形成されることになる。５個の金属リング同士の垂直方向の隙間は２ｍｍである。平板状の金属リング９４、９６、１００、１０２の内周縁と中央の金属リング９８の先端部との水平方向の隙間も２ｍｍである。上側の折り返し部１０４の上面とターゲット４８の表面との隙間は約２ｍｍである。この実施形態も、図６の実施形態と同様に、金属リング同士の隙間が直角に折れ曲がっていて、隙間の開口部から誘電体リングの表面までを見通すことができないようになっているので、図３〜５の実施形態と比較して、スパッタ粒子がこの隙間をきわめて通過しにくくなっており、金属リング同士の隙間に露出している誘電体リング９２の内周面に膜がきわめて堆積しにくくなっている。また、ターゲット４８と金属リング９８の隙間や、金属リング同士の隙間には、プラズマが入り込むこともない。
【００２９】
図８はこの発明の第６の実施形態の、図３と同様の断面図である。この実施形態では、誘電体リング１０４の下面付近に３枚の金属リング１０６、１０８、１１０が互いに上下に間隔をおいて取り付けられている。これらの金属リングの断面形状を説明すると以下のようになる。上側の金属リング１０６の下面と中央の金属リング１０８の上面は互いに相補的な形状の波形になっている。その隙間は２ｍｍである。また、中央の金属リング１０８の下面と下側の金属リング１１０の上面も互いに相補的な形状の波形になっていて、その隙間は２ｍｍである。上側の金属リング１０６とターゲット４８の表面との距離は２．５ｍｍである。３枚の金属リング１０６、１０８、１１０の内周縁は、誘電体リング１０４の内周面から６ｍｍだけ内側に突き出している。下側の金属リング１１０は誘電体リング１０４の下面を覆っていて、その外周縁は処理室３４の側壁の内面に接触している。したがって、上側と中央の２枚の金属リング１０６、１０８は電気的に浮いており、下側の金属リング１１０だけが接地電位である。この実施形態では、３枚の金属リングの間の隙間が波形になっていて、隙間の開口部から誘電体リングの表面までを見通すことができないようになっているので、図３の実施形態と比較して、スパッタ粒子がこの隙間をきわめて通過しにくくなっており、誘電体リング１０４の内周面に膜がきわめて堆積しにくくなっている。また、ターゲット４８と金属リング１０６の隙間や、金属リング同士の隙間には、プラズマが入り込むこともない。
【００３０】
図９（ａ）はこの発明の第７の実施形態の、図３と同様の断面図である。この実施形態では、まず、誘電体リング１１４の断面形状が特殊な形状をしている。この誘電体リング１１４は、カソード３８の下面から下方に突き出した部分の内周面が次のような断面形状になっている。まず、カソード３８の外径よりも内側に突き出した部分１１６があり、その下側は半径方向の外側に向けて後退した後退部１１８となっており、さらにその下側には、この後退部１１８から６ｍｍだけ内側に向かって突き出した二つのプレート部１２０、１２２がある。これら二つのプレート部１２０、１２２は互いに上下に２ｍｍの間隔をおいて形成されている。プレート部１２０、１２２の厚さは４ｍｍである。プレート部１２０、１２２の内周縁には厚さ４ｍｍの金属リング１２４、１２６が取り付けられている。金属リング１２４、１２６の半径方向の幅は３ｍｍと小さくなっている。金属リング１２４の上面とターゲット４８の表面との距離は２．５ｍｍである。誘電体リング１１４の下面は、厚さ４ｍｍの金属リング１２８で覆われている。この金属リング１２８の内周縁は金属リング１２４、１２６と同じ位置まで内側に突き出しており、金属リング１２８の外周縁は処理室３４の側壁の内面に接触している。金属リング１２６と金属リング１２８との隙間は２ｍｍである。この実施形態は、図４の実施形態と類似しているが、図４の実施形態の金属リング６６、６８と比較して、図９の金属リング１２４、１２６の方が金属リングの表面積が少なくなっている。したがって、図４の実施形態よりも、寄生容量による高周波電流の損失が少なくなる。
【００３１】
図９（ｂ）は上述の金属リング１２４、１２６の具体的な取付構造を示した拡大図である。金属リング１２４、１２６は誘電体リング１１４のプレート部１２０、１２２の内周縁を取り囲むようにプレート部１２０、１２２に嵌合している。図９（ｃ）は金属リング１２４、１２６の別の取付構造を示した拡大図である。金属リング１２６は、下側の金属リング１２８に立てられた複数の支柱１３０で支持されている。また、その上の金属リング１２４も、金属リング１２６に立てられた複数の支柱１３２で支持されている。
【００３２】
図４〜図９に示した各種の実施形態においても、図３の実施形態と同様に、金属リングはターゲットと同じ材質で作られているので、これらの金属リングがスパッタされてそれが基板上に形成される薄膜に混入しても、それが薄膜の汚染とはならない。
【００３３】
この発明は上述の実施形態に限定されず、次のような変更が可能である。
（１）上述の各種の実施形態では、金属リングの断面形状は、ターゲットの表面に平行または垂直であったが、ターゲットの表面に対して任意の角度をなしていてもよい。
（２）上述の各種の実施形態では、カソードとターゲットが円形であって、誘電体リングと金属リングは円環状であったが、カソードとターゲットが例えば矩形であれば、誘電体リングと金属リングも、矩形の環状にしてもよい。
（３）上述の各種の実施形態では、ターゲットはカソードに直接固定されているが、バッキングプレートを介してターゲットをカソードに固定するようにしてもよい。
（４）本件発明は、カソードの内部にマグネットを配置したいわゆるマグネトロンカソードにも適用できるし、マグネットを配置しない通常のカソードにも適用できる。
（５）上述の図１の実施形態では、基板ホルダー５４は接地しているが、基板ホルダー５４は処理室３４から電気的に絶縁してもよいし、その場合に、基板ホルダー５４にバイアス電圧を印加してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
この発明の高周波スパッタリング装置は、カソードとターゲットの周囲に特定構造の誘電体部材と金属部材を配置したことにより、従来の装置と比較して、ターゲットと接地部材との間の寄生容量が小さくなり、高周波電流の損失が小さくなる。しかも、構造的脆弱さがなく、異常放電を生じることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態の正面断面図である。
【図２】図１のスパッタリング装置の誘電体リングと金属リングを一部切り欠いて示した斜視図である。
【図３】図１のスパッタリング装置の誘電体リングと金属リングの断面近傍を拡大して示す正面断面図である。
【図４】この発明の第２の実施形態の、図３と同様の断面図である。
【図５】この発明の第３の実施形態の、図３と同様の断面図である。
【図６】この発明の第４の実施形態の、図３と同様の断面図である。
【図７】この発明の第５の実施形態の、図３と同様の断面図である。
【図８】この発明の第６の実施形態の、図３と同様の断面図である。
【図９】この発明の第７の実施形態の、図３と同様の断面図である。
【図１０】従来の高周波スパッタリング装置の正面断面図である。
【図１１】図１０のスパッタリング装置の誘電体リングと金属リングの断面近傍を拡大して示す正面断面図である。
【符号の説明】
３４  処理室
３８  カソード
４６  高周波電源
４８  ターゲット
５０  誘電体リング
５２  金属リング
【図１】
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【図２】
0004656697.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004656697.tif 000005
【図５】
0004656697.tif 000006
【図６】
0004656697.tif 000007
【図７】
0004656697.tif 000008
【図８】
0004656697.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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