(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系を有する処理容器と、
前記処理容器内にターゲットが設けられた際に高周波電源から印加された高周波電力を前記ターゲットに導入するための導入部材と、
前記処理容器内にターゲットが設けられた際にターゲットに短絡される金属製部材と、
前記処理容器内に基板を保持するための基板ホルダーとを備え、
前記ターゲット又は前記ターゲットに短絡される金属製部材は、その中心軸を通る直線で分割された第１領域及び第２領域を有しており、
前記導入部材は、前記高周波電源からの高周波電力を分割して前記第１領域と前記第２領域とそれぞれ導入するもの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２】
前記導入部材は、前記高周波電源からの高周波電力を伝送する伝送線を前記第１領域内の第１接続箇所において接続するとともに、前記高周波電源からの高周波電力を伝送する伝送線を前記第２領域内の第２接続箇所において接続するものであり、
前記第１接続箇所と前記第２接続箇所とは、前記中心軸に対して対称に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の高周波スパッタリング装置。
【請求項３】
前記導入部材は、インピーダンスが均等になるよう分岐して前記伝送線を前記第１接続箇所と前記第２接続箇所とに接続した線路であることを特徴とすることを特徴とする請求項２記載の高周波スパッタリング装置。
【請求項４】
前記導入部材は、距離が均等になるよう分岐して前記伝送線を前記第１接続箇所と前記第２接続箇所に接続した線路であることを特徴とすることを特徴とする請求項２記載の高周波スパッタリング装置。
【請求項５】
前記ターゲットが設けられた際に前記ターゲットの被スパッタ面とは逆側に位置すると磁石ユニットと、磁石ユニットを回転させる回転機構とを備えていることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の高周波スパッタリング装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の高周波スパッタリング装置を使用して薄膜を作成することを特徴とする薄膜作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、ターゲットをスパッタして基板の表面に所定の薄膜を作成するスパッタリング装置に関し、特に、ターゲットに高周波電圧を与えてスパッタす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】
ターゲットをスパッタして基板の表面に所定の薄膜を作成するスパッタリング装置は、大規模集積回路（ＬＳＩ）等の半導体デバイス、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の表示装置、ハードディスク等の情報記録媒体等の製作に盛んに利用されている。
スパッタリングは、ターゲットの表面を臨む空間にスパッタ放電を生じさせ、ターゲットの表面を正イオンで叩いてターゲットの材料を放出させることにより行う。ターゲットから放出された材料（通常は原子の状態、以下スパッタ粒子と呼ぶ）の基板の表面への到達が重なると、薄膜が堆積することになる。
スパッタ放電のためにターゲットに与える電圧は、負の直流電圧の場合もあるが、高周波電圧を与える場合もある。ターゲットに高周波電圧を与えてスパッタする方式は、高周波スパッタリングと呼ばれる。高周波スパッタリングは、元々、誘電体製のターゲットをスパッタして誘電体膜を作成する用途に開発されたものである。
【０００３】
ターゲットが誘電体製である場合、ターゲットに負の直流電圧を与えても、ターゲットの表面は正イオンで覆われて放電は生じない。ターゲットに高周波電圧を与えて高周波放電を生じさせると、正イオンと電子との移動度の違いから、自己バイアス電圧と呼ばれる負の直流分の電圧がターゲットに与えられる。つまり、高周波放電によりプラズマを生じさせると、高周波によるターゲットのキャパシタンスの充放電に正イオンと電子の移動度の違いが影響し、ターゲットの表面は交流に負の直流電圧を重畳させたような電位変化となる。
この自己バイアス電圧は、プラズマ中から正イオンを引き出してターゲットの表面に入射させるよう作用し、誘電体製のターゲットのスパッタが可能となる。ターゲットが金属製の場合であっても、ターゲットと高周波電源との間に適当なコンデンサを介在させることで、同様に高周波スパッタリングが可能となる。
【０００４】
図４は、従来の高周波スパッタリング装置の正面概略図である。図４に示す装置は、排気系１１を有した処理容器１と、処理容器１内に所定のガスを導入するガス導入系２と、処理容器１内に被スパッタ面３１が露出するように設けられたターゲット３と、ターゲット３の背後（被スパッタ面３１とは反対側）に設けられた磁石ユニット４と、整合器５１を介してターゲット３に高周波電力を供給する高周波電源５と、ターゲット３から放出されるスパッタ粒子によって成膜が行われる処理容器１内の所定位置に基板９を保持する基板ホルダー６等から主に構成されている。図４に示す装置では、ガス導入系２によってアルゴン等のガスを導入し、高周波電源５によってターゲット３に高周波電力を供給すると、前述した通り、ターゲット３がスパッタされ、基板ホルダー６上の基板９の表面に所定の薄膜が作成される。
【０００５】
図４に示す装置における磁石ユニット４は、マグネトロンスパッタリングを可能にするものである。マグネトロンスパッタリングは、ターゲット３を介して設定される電界に直交する磁界を設定し、電子をマグネトロン運動させることにより高効率の放電を達成するものである。高効率の放電により、比較的低い圧力でも高い成膜速度で成膜ができ、高品質の薄膜を高い生産性で作成できるというメリットがある。
磁石ユニット４は、中央に設けられた中心磁石４１と、中心磁石４１を取り囲むリング状の周辺磁石４２と、中心磁石４１と周辺磁石４２とを繋ぐヨーク４３とから構成されている。中心磁石４１と周辺磁石４２との間には、図４に示すようにターゲット３を貫いて膨らむ磁力線４０が設定される。この磁力線４０は、その膨らんだ頂点の付近等で電界（電気力線）に直交し、マグネトロン放電が達成される。
【０００６】
また、磁石ユニット４には、回転機構７が付設されている。この回転機構７は、ターゲット３の被スパッタ面３１に生ずるエロージョンを均一化させるものである。マグネトロンスパッタリングでは、電界と磁界との交わりがより直角に近いところでより放電が強くなり、スパッタが速く進む性質を有する。従って、電界と磁界との交わりがより直角に近い空間を臨む部分でターゲット３のエロージョンがより速く進行する。図４に示す装置では、膨らんだ磁力線の頂点付近の上側に位置する部分でエロージョンが速く進行し、その他の部分では比較的遅く進行する。
【０００７】
このようにエロージョンの進行が不均一であると、スパッタリングを所定回数繰り返した際、ターゲット３のある箇所ではエロージョンがターゲット３の厚さ近くまで進行してターゲット３の交換時期に来ているのに対し、他の箇所ではまた相当の厚さが残っているという状態になり易い。この状態で交換すると、ターゲット３の材料がまだ多く残っている状態でも交換なので、無駄になるターゲット３の材料が多く、コスト上問題がある。また、ターゲット３上のエロージョンが不均一であると、ターゲット３と基板９との距離が近い場合、基板９の表面での成膜速度も不均一になる場合もある。
【０００８】
このような問題を避けるため、回転機構７によって磁石ユニット４を回転させるようにし、エロージョンの均一化を図っている。回転機構７は、ヨーク４３の裏面に固定された回転軸７１と、回転軸７１を回転させるモータ７２等から構成されている。回転軸７１は、ターゲット３の中心軸に一致している。但し、回転軸７１は、磁石ユニット４の中心軸には一致しておらず、少し偏心している。ターゲット３の中央部分は磁力線４０が集まってきていてエロージョンの進行が遅い部分であり、回転軸７１を磁石ユニット４の中心軸に一致させてしまうと、この部分のエロージョンを促進する効果があまり得られなくなってしまうからである。
【０００９】
また、ターゲット３に高周波電力が供給されると、ターゲット３に高周波電流が流れる。この高周波電流によってジュール熱が発生する。このような熱の発生によってターゲット３やその周辺の部材が損傷を受けることを防止するため、冷却機構８が備えられている。冷却機構８は、ターゲット３と磁石ユニット４との間の空間に冷媒を供給することでターゲット３等の冷却を行うよう構成されている。
【００１０】
具体的に説明すると、磁石ユニット４の背後にはベース板３２が設けられている。ベース板３２は、リング状の短絡板３３を端部に介在させた状態でターゲット３に対して気密及び水密に設けられている。尚、ターゲット３の端部は、リング状の絶縁材３６を介して処理容器１の上縁に気密に接続されている。そして、ベース板３２とターゲット３との間の空間に磁石ユニット４が配置されている。ベース板３２とターゲット３との間の空間は磁石ユニット４よりも大きく、磁石ユニット４はこの空間内で前述した回転機構７により回転するようになっている。
【００１１】
そして、短絡板３３には冷媒の流入孔３４及び排出孔３５が形成されている。流入孔３４を通して冷媒がターゲット３とベース板３２との間の空間に流入し、排出孔３５から排出されるようになっている。この冷媒の流通により、ターゲット３等が所定温度まで冷却されるよう構成されている。尚、ベース板３２の中央には前述した回転軸７１が貫通している。回転軸７１とベース板３２との間には不図示の封止部が設けられており、回転軸７１の回転を許容しつつ冷媒が漏れないように封止している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明が解決しようとする第一の課題は、高周波電力の供給の際の全体の電力損失を低減させることでプラズマへの電力供給の効率を向上させることである。
また、本願発明が解決しようとする第二の課題は、プラズマへの高周波電力の供給を均一にして均一な成膜処理を可能にすることである。この第二の課題について、以下に説明する。
上述した従来の高周波スパッタリング装置において、発明者の研究によると、高周波電力の供給点の問題に起因して、基板９の表面への成膜が不均一になる問題があることが発見された。この問題について、図４、図５及び図６を使用して説明する。図５は、図４に示す従来の装置における高周波電力の供給点について説明した平面概略図、図６は、図４及び図５に示す従来の装置の問題点を説明した図であり、ターゲット３への高周波電力の供給状況について説明した図である。
【００１３】
図４に示すように、高周波電源５からの伝送線５２は、ベース板３２の裏面に接続されている。即ち、高周波電力は、最初にベース板３２に供給され、短絡板３３を介してターゲット３に伝えられるようになっている。
また、図５に示すように、ベース板３２の裏面における高周波電力の供給点Ｓは、ベース板３２の中心から外れた位置に設定されている。この理由は、ベース板３２の中心には、前述した通り、回転機構７の回転軸７１が貫通しているためである。
尚、図４に示す伝送線５２は、同軸管等であるが、最終的にはこの伝送線５２の終端には帯板状の導入部材５３が接続されている。導入部材５３は銅等の金属製であり、その先端がネジ止めによってベース板３２の裏面の供給点Ｓに固定されている。
【００１４】
図６は、図５に示す供給点Ｓを通る面での断面図になっている。周知のように、周波数が高くなってくると、表皮効果により電流は導体の表面付近のみを流れる傾向がある。図４及び図５に示す装置においても同様であり、供給点Ｓに供給された高周波電力により流れる高周波電流は、ベース板３２の裏面に沿って流れ、短絡板３３の表面を流れた後、ターゲット３に達する。そして、ターゲット３の端面から前面側（被スパッタ面３１のある側）に周り込み、被スパッタ面３１に達する。
【００１５】
ここで、図５及び図６に示すように、供給点Ｓから最も近いベース板３２の周縁の点をＡ1 とし、供給点Ｓから最も遠いベース板３２の周縁の点をＢ1 とする。また、図６に示すように、ターゲット３の被スパッタ面３１上の被スパッタ面３１の中心（ターゲット３の中心軸上）から互いに距離の等しい二点をＡ2 ，Ｂ2 とする。供給点Ｓに供給された高周波電力により、供給点Ｓから点Ａ1 を通って流れる高周波電流は、ターゲット３の被スパッタ面３１上の点Ａ2 に達するものとし、この電流をＩａとする。また、点Ｂを通って流れる高周波電流は、ターゲット３の被スパッタ面３１の点Ｂ2 に達するものとし、この高周波電流をＩｂとする。
【００１６】
図７は、図６に示すＩａ，Ｉｂについての等価回路である。図７中、Ｐはスパッタ放電によって形成されるプラズマであり、Ｃａ，Ｃｂは各々点Ａ，点Ｂにおけるプラズマとの間の空間容量（プラズマシースの容量）である。Ｒａは線路Ｓ−Ａ2 における抵抗、Ｌａは線路Ｓ−Ａ2 におけるインダクタンス、Ｒｂは線路Ｓ−Ｂ2 における抵抗、Ｌｂは線路Ｓ−ｂ2 におけるインダクタンスである。さらに、Ｒａｂは点ＡＢ間の抵抗、Ｌａｂは点ＡＢ間のインダクタンスである。
図７に示すように、高周波電流Ｉａ，Ｉｂは、各々抵抗Ｒａ，Ｒｂ及びインダクタンスＬａ，Ｌｂを通して流れて点Ａ，Ｂに達し、被スパッタ面３１の抵抗Ｒａｂ及びインダクタンスＬａｂを通して互いに逆側に流れていく。そして、点Ａ，Ｂからは、キャパシタンスＣａ，Ｃｂを通してプラズマに高周波電流が流れる。
【００１７】
ここで、線路Ｓ−Ａ2 や線路Ｓ−Ｂ2 のような高周波線路における抵抗やインダクタンスは、導体の材質や表面の状態等に依存するが、それらは線路Ｓ−Ａ2 も線路Ｓ−Ｂ2 も同様であると見なせる。従って、線路Ｓ−Ａ2 ，Ｓ−Ｂ2 の長さの違いが線路における全体のインピーダンスを異ならせる要因となる。図６から分かるように、線路Ｓ−Ｂ2 は線路Ｓ−Ａ2 に比べて長い。従って、線路Ｓ−Ｂ2 のインピーダンスＺｂ（＝Ｒｂ＋ｉωＬｂ，ｉは複素数，ωは高周波の角周波数）は、線路Ｓ−Ａ2 のインピーダンスＺａ（＝Ｒａ＋ｉωＬａ）に比べて大きい。このため、点Ｂ2 における電圧降下は、点Ａ2 における電圧降下よりも大きくなり、点Ｂ2 を通してプラズマＰに供給される高周波電力は点Ａ2 を通してプラズマＰに供給される高周波電力より小さくなる。
【００１８】
上記のようにプラズマに供給される高周波電力が不均一になると、プラズマ密度が不均一になり、その結果、基板９への成膜も不均一になる。この問題を、図４及び図６を使用して説明する。
図４及び図６に示すように、基板ホルダー６の基板９保持面はターゲット３の被スパッタ面３１と平行であり、基板９の表面は被スパッタ面３１と平行である。そして、上述したように被スパッタ面３１の二点Ａ2，Ｂ2でプラズマＰへの高周波電力の供給が不均一になると、被スパッタ面３１に平行な面内（基板９の表面に平行な面内）でプラズマ密度の不均一化が生じる。この結果、二点Ａ2，Ｂ2におけるターゲット３のスパッタが不均一になり、スパッタから放出されるスパッタ粒子の量も不均一になる。このため、図６に示すように、基板９の表面における成膜速度もまた不均一になる。
【００１９】
本願の発明は、上記のような各課題を解決するために成されたものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、排気系を有する処理容器と、
前記処理容器内にターゲットが設けられた際に高周波電源から印加された高周波電力を前記ターゲットに導入するための導入部材と、
前記処理容器内にターゲットが設けられた際にターゲットに短絡される金属製部材と、
前記処理容器内に基板を保持するための基板ホルダーとを備え、
前記ターゲット又は前記ターゲットに短絡される金属製部材は、その中心軸を通る直線で分割された第１領域及び第２領域を有しており、
前記導入部材は、前記高周波電源からの高周波電力を分割して前記第１領域と前記第２領域とそれぞれ導入するものであるという構成を有する。
上記課題を解決するため、本願の請求項２記載の発明は、上記請求項１の構成において、前記導入部材は、前記高周波電源からの高周波電力を伝送する伝送線を前記第１領域内の第１接続箇所において接続するとともに、前記高周波電源からの高周波電力を伝送する伝送線を前記第２領域内の第２接続箇所において接続するものであり、
前記第１接続箇所と前記第２接続箇所とは、前記中心軸に対して対称に設けられているという構成を有する。
上記課題を解決するため、本願の請求項３記載の発明は、上記請求項２の構成において、前記導入部材は、インピーダンスが均等になるよう分岐して前記伝送線を前記第１接続箇所と前記第２接続箇所とに接続した線路であるという構成を有する。
上記課題を解決するため、本願の請求項４記載の発明は、上記請求項２の構成において、前記導入部材は、距離が均等になるよう分岐して前記伝送線を前記第１接続箇所と前記第２接続箇所に接続した線路であるという構成を有する。
上記課題を解決するため、本願の請求項５記載の発明は、上記請求項１乃至４いずれかの構成において、前記ターゲットが設けられた際にターゲットの被スパッタ面とは逆側に位置すると磁石ユニットと、磁石ユニットを回転させる回転機構とを備えているという構成を有する。
上記課題を解決するため、本願の請求項６記載の発明は、請求項１乃至５いずれかに記載の高周波スパッタリング装置を使用して薄膜を作成するという構成を有する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態について説明する。
図１は、本願発明の実施形態である高周波スパッタリング装置の正面概略図である。図１に示す高周波スパッタリング装置は、同様に、排気系１１を有した処理容器１と、処理容器１内に所定のガスを導入するガス導入系２と、処理容器１内に被スパッタ面３１が露出するように設けられたターゲット３と、ターゲット３の背後に設けられた磁石ユニット４と、整合器５１を介してターゲット３に高周波電力を供給する高周波電源５と、ターゲット３から放出されるスパッタ粒子によって成膜が行われる処理容器１内の所定位置に基板９を保持する基板ホルダー６等から主に構成されている。
【００２２】
本実施形態の装置の大きな特徴点は、高周波電源５が発生させた高周波電力を伝送する伝送線５２の先端に接続された導入部材５３が複数に分岐しており、ベース板３２に複数箇所で接続されている点である。この点を図２及び図３を使用して説明する。図２及び図３は、図１に示す装置における導入部材５３の構成について説明する図であり、図２はその平面概略図、図３は図２のＸ−Ｘおける正面断面図である。
【００２３】
図２及び図３に示す導入部材５３は、伝送線５２の先端に繋がる高周波線路を二つに分岐させる第一分岐板５３１と、第一分岐板５３１で分岐した高周波線路の各々をさらに二つに分岐させる第二分岐板５３２と、第二分岐板５３２で分岐した高周波線路の各々をさらに二つに分岐させる第三分岐板５３３とから構成されている。
第一分岐板５３１は、図２に示すように、短い帯板状の導入部５３４と、この導入部５３４の先端から二つに分かれて延びる分岐部５３５とから構成されている。二つの分岐部５３５は、９０度の円弧に沿って延びる帯板状であり、二つ合わせて１８０度の円弧が形成された状態となっている。
そして、各分岐部５３５の先端は、外側に折れ曲がっており、その先端の下面には、図３に示すように、第一接続ブロック５３６が設けられている。第一接続ブロック５３６は、小さな円盤状の部材であり、その上面が分岐部５３５の先端の下面に固定されている。
【００２４】
第一接続ブロック５３６の下面は、第二分岐板５３２に固定されている。第二分岐板５３２は、図２に示すように、９０度の円弧に沿って延びる帯板状の部材である。第一接続ブロック５３６の下面は、第二分岐板５３２の円弧の中央の部分（４５度の部分）に固定されている。第二分岐板５３２は、第一分岐板５３１の二つの分岐部５３５の各々の下側に設けられている。
そして、各第二分岐板５３２の円弧方向の両端の下面には、図３に示すように、第二接続ブロック５３７が固定されている。第二接続ブロック５３７も第一接続ブロック５３６と同様の小さな円盤状であり、その下面に第三分岐板５３３が固定されている。
【００２５】
第三分岐板５３３は、図２に示すように、４５度の円弧に沿って延びる帯板状の部材である。第二接続ブロック５３７の下面は、第三分岐板５３３の円弧の中央の部分（２２．５度の部分）に固定されている。第三分岐板５３３は、各第二分岐板５３２の両端の下側に設けられており、従って、第三分岐板５３３は四つである。
そして、第三分岐板５３３の円弧方向の両端の下面には、第三接続ブロック５３８が固定されている。第三接続ブロック５３８も第一，第二接続ブロック５３７と同様に小さな円盤状の部材である。そして、図３に示すように、この第三接続ブロック５３８の下面がベース板３２に固定されている。
【００２６】
図２に示すように、第一分岐板５３１の分岐部５３５、第二分岐板５３２及び第一分岐板５３１は、全て同心の円弧状となっている。そして、ベース板３２は円板状であり、その中心軸は、第一分岐板５３１の分岐部５３５、第二分岐板５３２及び第一分岐板５３１の中心と一致している。図２に示すように、第三接続ブロック５３８は、ベース板３２の周縁から僅かに内側の箇所でベース板３２の上面に固定されている。第三接続ブロック５３８は、各第三分岐板５３３の両端の下側に設けられており、従って、第三接続ブロック５３８は八つ設けられている。
【００２７】
上述した、第一、第二、第三分岐板５３１，５３２，５３３及び第一、第二、第三接続ブロック５３６，５３７，５３８は全て銅製であり、導電率を高めるため表面は銀メッキ処理が施されている。また、各接続ブロック５３６，５３７，５３８と各々の分岐板５３１，５３２，５３３又はベース板３２との固定は、接続ブロック５３６，５３７，５３８の中央を貫通させた固定ネジによるネジ止めである。この固定は、溶接等でも良い。
尚、上記本実施形態における導入部材５３の各部は、不図示の絶縁材で覆われている。これは、各部同士にまたがる放電を防止するためである。絶縁材としては、耐熱性のフッ素樹脂等が好適である。
【００２８】
図２及び上記説明からわかる通り、本実施形態では、高周波線路が最終的に八つに分岐し、八つの第三接続ブロック５３８を介してベース板３２に接続されている。従って、高周波電力の供給箇所は八つである。そして、同様に図２及び上記説明からわかる通り、この八つの電力供給箇所は、ベース板３２の中心軸と同心状の円弧上に等間隔で並んでいる。即ち、八つの電力供給箇所は、ベース板３２の中心軸上の箇所以外の箇所において中心軸対称となっている。
【００２９】
本実施形態の装置は、上述したような導入部材５３の構成を採用しているので、以下のような大きなメリットがある。
まず、高周波線路を分岐させて複数の電力供給箇所としているので、全体の電力損失が低減する。より具体的に説明すると、八つの電力供給箇所に流れる電流は、従来の電流Ｉの１／８である。従って、一カ所あたりの電力損失は、（Ｉ／８）2 ×Ｒ＝Ｉ2 Ｒ／６４となる。従って、八カ所合計の電力損失は、Ｉ2 Ｒ／８となり、従来の１／８に低減する。このため、プラズマへの電力供給の効率が向上し、より高密度のプラズマを形成することができる。プラズマ密度が高くなることで、スパッタ放電が強くなり、成膜速度が高くなって生産性の向上がもたらされる。
また、高周波電力の供給箇所におけるジュール損が低減されることは、供給箇所の温度上昇が抑えられることになり、焼損等の事故の恐れが低減するメリットも得られる。そして、そのような事故を防止するための構成（例えば冷却等）も簡略化できる。
【００３０】
さらに、上述したように、複数の電力供給箇所は、ベース板３２の中心軸に対して対称となっている。そして、ターゲット３もベース板３２と同一の中心軸となるように設けられている。従って、各電力供給点からターゲット３の被スパッタ面３１側の中心点までの距離は、全ての電力供給点で同じである。このため、ターゲット３の被スパッタ面３１の各点を経由したプラズマへの高周波電力の供給が、従来のように高周波線路の長短による電圧降下の違いから不均一になることがない。従って、プラズマ密度の分布も均一になり、基板９への成膜も均一にできる。尚、基板ホルダー６によって所定位置に保持された基板９は、その中心がターゲット３の中心軸に一致するようになっている。
【００３１】
また、上記複数の電力供給箇所は、ベース板３２の中心軸以外のところで軸対称であるので、図２に示すように、従来と同様にベース板３２の中心軸の部分を貫くようにして回転機構７の回転軸７１を設けることができる。従って、磁石ユニット４の回転によるエロージョンの均一化作用も従来と同様に得ることができる。
【００３２】
さらに、上述した導入部材５３の構成からわかる通り、各分岐板５３１，５３２，５３３は、高周波線路を均等なインピーダンスになるようにそれぞれ二分岐させている。従って、分岐する前の線路の終端（図２に符号５３９で示す）から見た各電力供給点までのインピーダンスは各電力供給点すべて等しくなるようになっている。従って、導入される高周波電力が丁度八等分されて各電力供給点に導入される。このため、電力のバランスが崩れることによるプラズマ密度の不均一化等もまた防止されている。また、各高周波線路のインピーダンスが均一になることから、導入部材５３内での反射波等の発生も防止されており、高周波電力供給の効率が低下することもない。
【００３３】
次に、本実施形態の装置の動作について説明する。不図示のゲートバルブを通して基板９が処理容器１内に搬入され、基板ホルダー６上に載置される。基板９は基板ホルダー６上に静電吸着されて所定の温度に加熱される。処理容器１内は予め所定の圧力に排気されており、この状態でガス導入系２が動作して所定のガスが所定の流量で導入される。そして、高周波電源５が動作してターゲット３に高周波電力が供給される。この結果、高周波スパッタ放電が生じるとともにターゲット３に自己バイアス電圧が与えられてターゲット３がスパッタされる。このスパッタによって、ターゲット３の材料の薄膜が基板９に作成される。この際、回転機構７が磁石ユニット４を回転させ、ターゲット３の被スパッタ面３１のエロージョンを均一にする。また、ターゲット３は冷却機構８によって例えば２０〜３０℃程度に冷却される。薄膜が所定の厚さに達したら、高周波電源５の動作を止めるとともに、ガス導入系２の動作を止める。そして、処理容器１内を再度排気した後、基板９を処理容器１から取り出す。成膜の一例について説明すると、本実施形態の装置は、チタンや窒化チタン等の材料の薄膜の作成に好適に使用できる。ターゲット３に与える高周波電力は３ｋＷ〜１３ｋＷ程度であり、周波数は０．３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚ程度である。
【００３４】
上述した実施形態では、電力供給箇所は８カ所であったが、少なくとも２カ所以上であれば従来に比べて効果がある。また、導入部材５３はベース板３２に高周波電力を供給するものであったが、ターゲット３に対して直接高周波電力を供給してもよい。ターゲット３を冷却する必要が無い場合や、ターゲット３が中空で内部に冷媒が流通するような構造の場合、ターゲット３に直接高周波電力を供給する構成とする場合がある。この場合は、電力供給箇所は、ターゲット３の裏面が一般的であるが、ターゲット３の端面等でも良い。さらに、ベース板３２以外の金属製でターゲット３に短絡された部材に対して高周波電力を供給するようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明した通り、本願の請求項１の発明によれば、高周波線路を分岐させて複数の電力供給箇所を経由してターゲットに高周波電力を供給しているので、全体の電力損失が低減する。従って、プラズマへの電力供給の効率が向上し、より高密度のプラズマを形成することができる。このため、成膜速度が高くなって生産性の向上がもたらされる。また、電力供給箇所の温度上昇が抑えられることになり、焼損等の事故の恐れが低減するメリットも得られる。そして、そのような事故を防止するための構成も簡略化できる。
また、請求項２の発明によれば、上記請求項１の発明の効果に加え、第１接続箇所と第２接続箇所とは、前記中心軸を通る直線に対して対称に設けられているので、均一なプラズマ密度によって均一な成膜を基板に対して行うことができる。
また、請求項５の発明によれば、上記効果を得つつ、磁石ユニットを回転させてターゲットの被スパッタ面のエロージョンを均一化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施形態である高周波スパッタリング装置の正面概略図である。
【図２】図１に示す装置における導入部材５３の構成について説明する平面概略図である。
【図３】図１に示す装置における導入部材５３の構成について説明する正面断面概略図である。
【図４】従来の高周波スパッタリング装置の概略図である。
【図５】図４に示す従来の装置における高周波電力の供給点について説明した平面概略図である。
【図６】図４及び図５に示す従来の装置の問題点を説明した図であり、ターゲット３への高周波電力の供給状況について説明した図である。
【図７】図６に示すＩａ，Ｉｂについての等価回路である。
【符号の説明】
１  処理容器
１１  排気系
２  ガス導入系
３  ターゲット
３１  被スパッタ面
３２  ベース板
３３  短絡板
４  磁石機構
５  高周波電源
５１  整合器
５２  伝送線
５３  導入部材
５３１  第一分岐板
５３２  第二分岐板
５３３  第三分岐板
６  基板ホルダー
７  回転機構
７１  回転軸
８  冷却機構
９  基板
【図１】
0004435896.tif 000002
【図２】
0004435896.tif 000003
【図３】
0004435896.tif 000004
【図４】
0004435896.tif 000005
【図５】
0004435896.tif 000006
【図６】
0004435896.tif 000007
【図７】
0004435896.tif 000008