JP2002504187A - 材料をイオン化スパッタリングする方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 イオン化された物理的蒸着装置１０、１０ａ，１０ｂにはターゲット１６と基板ホルダ１４との間で真空室１２内で空間１１を囲む螺旋形コイル３０であることが好ましいＲＦ要素が設けられる。好ましくは約２ＭＨｚであり、その他の場合は０．１から６０ＭＨａの範囲であるＲＦエネルギが空間内へ結合され基板ホルダとターゲットの近傍にある主プラズマとの間の空間２６において二次プラズマ２９を形成する。二次プラズマはスパッタリングされた材料をイオン化し、該材料は次に基板のバイアスによって、および（または）軸線方向の磁界によって支持体上の基板１５に向って誘引され動いているイオン化されスパッタリングされた粒子に方向性を与え、それらを入射時基板に対して垂直にし、基板上の狭い高アスペクト比の形成物の底部をコーティングする。真空室の壁あるいは室の内部にある例えばクオーツのような誘電材料の窓あるいはコイルの絶縁材８６がコイルをプラズマとの不利な相互作用から保護する。前記空間と誘電材料との間の遮蔽体１０、２００、３００はスパッタリングされた粒子が誘電材料にコーティングされるのを阻止する。遮蔽体はその中で電流が誘導されないようにするため仕切られているか、あるいはスロットが付けられている。遮蔽体は汚染を制御するためにバイアスされ、共通にあるいは個々にバイアスされて基板上のコーティングの均一性および基板におけるイオン化された材料の磁束の方向性を最適化しうる。遮蔽体は二次ＲＦプラズマが窓の近傍で、スパッタリングされた材料がイオン化される真空室の空間内と連通し易くするように離隔されている複数の傾斜したセグメント３０２から形成され、前記セグメントは窓からターゲットの少なくとも殆どを保護するように傾斜され、かつ離隔している。代替的に導電性遮蔽体１００はプラズマが遮蔽体の後ろで形成されないように窓あるいは絶縁体に近接して、好ましくは室内のガスの原子の平均自由通路よりも小さい分を離隔している。遮蔽体１００は結合されたエネルギを方位角方向あるいは周方向の電流が結合されたエネルギを短絡しないように少なくとも１個に軸線方向のスリット１０３を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 材料をイオン化スパッタリングする方法と装置 本発明はスパッタコーティングに関し、特にコーティング材料を基板上にイオ ン化し物理的蒸着（ＩＰＶＤ）を行なう方法と装置とに関する。発明の背景 半導体製造において、例えばバイアス、トレンチおよびコンタクトホールのよ うなサブミクロンの高いアスペクト比の形成物の存在は種々のコーティング問題 を惹起している。超大規模集積半導体素子（ＶＬＳＩおよびＵＬＳＩ）の製造に おいて、そのような形成物の底部における接点はライナーでコーティングする必 要があることが多く、かつ形成物は導体金属で充填する必要があることがよくあ る。フィルム蒸着すべき多くの半導体素子の製造状況下において、物理的蒸着（ ＰＶＤ）法を使用してコーティングを付与する必要があるか、少なくとも好まし い。狭くて高いアスペクト比の形成物（アパーチャ）の底部に物理的方法によっ てフィルム蒸着するには蒸着すべき材料を基板に向って運動させる上で高い方向 性を達成する必要がある。より高いアスペクト比の形成物は、より大きな方向性 を必要とする。例えば、基板の表面の狭くて高いアスペクト比の孔の底部におけ る接点を効果的にコーティングするには、コーティング材の粒子が前記形成物の 角度の付いた開口よりも著しく大きくない、直角に対する角度で運動する必要が ある。 半導体素子の製造においては、幅が０．２５から０．３５ミクロンであり、素 子の小型化傾向が継続するにつれて更に狭くなる傾向の高いアスペクト比の孔や トレンチの底部における接点を金属化する必要がある。例えばスパッタコーティ ングのような物理的蒸着法によってそのような接点を金属化することは、ＰＶＤ 法が全体的に達成されるフィルムの純度、および処理装置の全体のコストおよび 簡素化において代替的な方法と比較して技術的および商業的に利点があるため好 ましいことである。例えば、化学的蒸着（ＣＶＤ）法は、化学的方法が孔やトレ ンチの内部で基板の表面にフィルムを形成することが可能であるため深い孔やト レンチにおけるフィルムの蒸着に時折使用されている。しかしながら、ＣＶＤ法 はＰＶＤ法の装置よりもより複雑で高価な装置を必要とする。ＣＶＤ法は、その 化学的性質のために、環境要素を含むことが多く、かつ素子の汚染源をもたらす 可能性がある化学的先駆物質を採用することが多く、これらの装置は典型的には より頻繁に防護保守作業を必要とし、そのため非生産的な休止時間をもたらす。 多くの種類のフィルムに対して、ＰＶＤ法はＣＶＤ法より高速で、生産性が良好 で、従ってコストが低くなる。更に、ＣＶＤ法は、例えばＣＶＤ蒸着を排除する 可能性のある複雑な先駆物質や分配装置を必要とすることにより、多くの蒸着材 料に対して生存し得ない、すなわち実用的でありえない。チタン、窒化チタンお よびタングステンに対しては許容される製造のためのＣＶＤ法は存在する。しか しながら、アルミニューム、銅、タンタル、および窒化タンタルに対するＣＶＤ 法は存在せず、存在したとしても未完成であるか、商業的に実用的でない。更に 、ある方法では、ＣＶＤは基板上に部分的に形成された素子を長期に亘って熱に 対して露出させ、そのため材料の境界において材料を移動させたり、拡散させる 可能性があり、あるいは当該素子をその他の損傷をもたらす熱に露出させたり、 あるいは当該工程に対する熱供給を超過する可能性がありうる。 前記形成物の大きさを低減させ、アスペクト比を増大するため、ある用途にお いては物理的蒸着によってコーティングを付与することが好ましい基板上にコー ティング材を運動させる上での益々高い方向性を達成するためにスパッタリング 法に対する需要を増大させている。基板に入射するスパッタリングされた材料の 粒子の通路が基板の面に対して非常に平行で、かつ直角に保つことが可能でない とすれば、高いアスペクト比の形成物をスパッタコーティングしようとすると該 形成物の上側に過度の蒸着をもたらすか、あるいは形成物の口を閉鎖する結果と なり、その場合、物理的蒸着法は満足な結果を達成しない。 スパッタコーティング法は、典型的には基板と高い純度のコーティング材のタ ーゲットとを、例えばアルゴンのような不活性ガスで充填した真空室中に入れ、 ガス中でプラズマを形成することによって実行される。プラズマは典型的には負 の電位において常にあるいは間歇的にターゲットを保つことにより発生し、その ため、ターゲットはガスを真空室内で励起させ、ターゲットの面の近傍でプラズ マを形成する電子を供給する陰極として機能する。プラズマの発生は、通常、マ グネトロン陰極組立体によって高められる。該マグネトロン陰極組立体において はターゲットの背後にある磁石がこれらの電子をターゲットの表面に亘って捕捉 し、そこで電子は処理ガスの原子と衝突して、電子をガスの原子から剥ぎ取りそ れらを正のイオンに変換する。ガスイオンは負に帯電したターゲットに向って加 速され、そこで表面と衝突し、ターゲットの面の原子、ターゲット材料の原子ク ラスタあるいは粒子および二次電子から放出される。二次電子はプラズマを持続 する上で主要な役目を果たす。ターゲット材料の放出された粒子は電荷が中立で あり、種々の方向に真空空間を通して伝播しある程度基板と衝突し、該基板に接 着してフィルムを形成する。基板上の益々狭くなる形成物と高くなるアスペクト 比とは開口の許容角度を低減させ、それにによって形成物の側部を保護し、その 結果形成物の側部およびその周りの領域によって遮断される入射粒子が更に増加 し、底部に蒸着するために利用可能な粒子が更に少なくなる。 伝播する粒子が基板の面に向って直角な直線運動するようにさせるために種々 の方法が使用されてきた。一つの方法は、入射角を正常に分配し、コリメータを 通過する粒子は基板に対して直角か、あるいは殆ど直角であるもののみであるよ うにコリメータに対して小さい角度で導かれた粒子を遮断することにより入射粒 子の方向性を向上させるようにターゲットと基板との間で物理的なコリメータプ レートを使用することを含む。ロングスロー（long-throw）スパッタリングとし て知られている別な方法は基板に対して直角か、あるいは直角に近い角度で動い ている粒子のみが真空室の長さに亘って移動して基板と衝突するように基板とタ ーゲットとの間隔を増大することを必要とする。コリメータは、遮断された粒子 がコリメータで堆積し、そこでフィルムが形成され、最終的にはひらひらと落下 しようとするので粒子の汚染源をもたらす。コリメータによる蒸着とロングスロ ーによる方法の双方共基板に対して小さい角度で動いている材料を排除すること により方向性を達成し、そのため基板に入射するスパッタリングした材料のパー セントを驚異的に増大し、そのため蒸着速度を著しく減少させる。それは、また 防護のための保守作業を増し、ターゲット材料の使用を減少させ、生産量を低減 する。 新規に検討されているスパッタリングされた材料を導く別な方法は、往々にし てイオン化した物理的蒸着法すなわちＩＰＶＤと称されるイオン化したスパッタ リング法である。ＩＰＶＤによれば、コーティング材料はマグネトロンスパッタ リングあるいはその他の従来のスパッタリングあるいは蒸着技術を使用してター ゲットからスパッタリングされる。スパッタコーティング方法において、スパッ タリングされて粒子は広い放出角度でターゲットから放出される。ＩＰＶＤは、 粒子が静電子的にあるいは電気的に基板に対して直角な方向で導くことが出来る ように粒子をイオン化することによって方向性を向上させようとしている。 ＩＰＶＤにおいて、ターゲットと基板との間の、そこを通してスパッタリング された粒子が基板までの途中で通過する空間におけるガスにおいて付加的なプラ ズマが形成される。従来技術においては、付加的なプラズマは、例えばＲＦエネ ルギをターゲットの下流側の真空室中へ容量的に結合するように種々の方法によ って空間内で形成され、あるいは電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）あるいはそ の他のマイクロ波発生技術によって前記空間から離れたところで形成され、次に 前記空間へ流入するようにされた。この空間を通過するスパッタリングされた材 料の粒子は電子あるいはイオン化された処理ガスの準安定した中性子と衝突する 。衝突は電子をスパッタリングされた粒子の原子から電子をもぎ取り粒子を正に 帯電した状態に残す。スパッタリングされたこれらの正のイオンは、次に電気的 に、例えば負のバイアスを基板に付加することによって基板に向って電気的に加 速される。 従来技術におけるＩＰＶＤ法は製造環境におけるその粒子の使用を阻害する多 数の欠点と問題とを示している。そのような方法は、例えば全体効率が低かった 。特に、ＩＰＶＤ法は典型的には蒸着速度が低い。更に、従来技術による方法で はフィルムの汚染が高レベルであった。特に、従来技術のＩＰＶＤ法では、ター ゲットのスパッタリングパワーが増大するにつれて高いアスペクト比の形成物の 充填は低下することが判明している。そのような充填の低下はアルミニューム合 金のスパッタリングを、ターゲット／マグネトロン組立体に対して典型的に達成 可能である１２から３０ｋＷと比較して３０４．８ミリメートル（１２インチ） のマグネトロンターゲットにより３ｋＷのＤＣパワーに制限した。低いスパッタ リ ングパワーによって蒸着速度は低くなり、その結果生産性および収量を低下させ 、更に約４５秒から１分である典型的なウエファーの処理時間と比較して、ウエ ファ当たりのスパッタリング時間を、例えば１０から４０分のように汚染を増加 させる。更に、当該装置がスパッタリング室における、例えば２０から４０ mT orrのような比較的高い圧力で作動しないとすれば、スパッタリングされた材料 の断片的なイオン化は低いことが判明している。アルゴン処理ガスを使用すれば 、この圧力は典型的には１５ mTorrであるか、あるいは低いmilliTorr範囲にあ る所望のスパッタリング圧力より高い。より高い圧力は蒸着されたフィルムの特 性の質を低下させ、フィルムの汚染を増加させる傾向がある。更に、より高い圧 力はプロセスのフラットフィールド均一性を低下させ、より大きな真空室構造を 強要し、そのため更にイオン化効率を低下させる。従来技術のＩＰＶＤ法によっ て起因したその他の問題はプラズマによるＲＦ電極すなわち要素の望ましくない スパッタリングであり、望ましくない蒸着によるＲＦ要素からの堆積したスパッ タリングした材料のフレーキングであり、プラズマあるいはＲＦ要素に蒸着され た材料によるＲＦ要素の短絡、およびスパッタリングされた材料をイオン化する ためにプラズマ中へＲＦエネルギを結合するために使用する電極すなわち要素と のその他のプラズマおよび材料の相互作用である。 従って、従来技術の欠点や問題を克服するＩＰＶＤ装置および方法に対する要 望がある。特に、許容される高い全体効率、特に高い蒸着速度、高いスパッタリ ングされた材料のイオン化効率および蒸着されたフィルムの低い汚染をもたらす 実用的で効果的なＩＰＶＤ装置に対する要望がある。高い均一性と品質のフィル ムを形成し、一方プロセスを商業的に有用にするのに十分高い生産性を提供する 装置に対する特別な要求がある。発明の要約 本発明の主な目的はＶＬＳＩおよびＵＬＳＩ半導体ウエファの狭くて高いアス ペクト比の孔およびトレンチの底部および、ある程度は側部に薄いフィルムを蒸 着する方法と装置とを提供することである。また、本発明の主な目的は全体効率 が高いイオン化した物理的蒸着を行ない、特にコーティング材のイオン化効率が 高くて広範囲の圧力で高い蒸着速度を提供する方法と装置とを提供することであ る。更に別な本発明の目的は予防保守要件が低いＩＰＶＤ法およびハードウエア を提供することである。 本発明の特別な目的はターゲットにおけるスッパッタリングパワーが少なくと も中庸のレベルに維持することが可能で、真空室を比較的高いスパッタリング圧 力に保つ必要なくスパッタリングされた材料中へのＲＦエネルギの高い結合効率 を提供するＩＰＶＤ装置と方法とを提供することである。本発明の更に別な目的 は室内のプラズマと電極あるいはスパッタリングされた材料をイオン化するため にプラズマ中へＲＦエネルギを結合するために使用する要素との間の不利な相互 作用、特に電極からのスパッタリングされた材料のスパッタリング、フレーキン グあるいは電極の短絡の可能性を低く抑える方法と装置とを提供することである 。 本発明の原理によれば、ＲＦ要素がエネルギをＰＶＤ処理室中へ結合し主プラ ズマと基板との間の室の空間において二次プラズマを発生している間に主プラズ マがターゲットから材料をスパッタリングするためにターゲットの近傍で形成さ れるＩＰＶＤ装置と方法とが提供される。二次プラズマは典型的にはスパッタリ ングターゲットに近接して閉じ込められた主プラズマに対する補助である。二次 プラズマは一般に室を充填するが、主としてターゲットと基板との間の空間の少 なくとも一部を占有し、それによってスパッタリングされた材料の粒子が該材料 を基板上にイオンに助勢されて蒸着されるとき基板に向って静電気的に加速され うるようにターゲットから動いている間にスパッタリングされた材料の粒子をイ オン化する。 イオン化されスパッタリングされた材料は、ウエファの表面を損傷することな く運動しているイオンを最適に導くように制御可能な、基板に付与された負のバ イアスによって基板に向って加速されることが好ましい。代替的に、あるいは追 加して、室は更に室の軸線に対して平行で、基板の表面に対して直角な軌道にイ オン化されスパッタリングされた粒子を閉じ込め易くするように基板とターゲッ トとの間の室内で軸線方向の磁界を形成する永久磁石あるいは電磁石によって囲 むことが可能である。 ＲＦイオン化エネルギ結合要素はＲＦ電極でよく、例えば室を囲む１個あるい は複数のコイルのような導体要素であることが好ましい。以下詳細に説明するよ うに、ＲＦ要素は室内に位置し、好ましくは室の処理ガスから絶縁されるか、あ るいは室の外側に位置することが可能である。 好ましい装置には、また例えば主プラズマとの、あるいはＲＦ要素によって発 生する二次プラズマとの相互作用のようなプラズマとの不利な相互作用からＲＦ 要素を保護あるいは遮断する非導電性で非磁性の誘電材料からなる保護構造体が 設けられる。保護構造体は、それに衝突するスパッタリングされた材料が該構造 体から落下して汚染源とならないように該構造体に接着するようなものである。 保護構造体の部分は更にその中であるいはその上に堆積したスパッタリングした 材料の層において渦流を阻止し、かつＲＦ要素の静電遮蔽を阻止するように構成 されることが好ましい。 ＲＦ要素および保護構造体の種々の形態が本発明の範囲内で可能である。例え ば、一実施例において、ＲＦコイルは保護構造体の後ろで室を囲み、該保護構造 体はＲＦコイルを外側の導電性密閉体で被覆して、処理空間を囲む室の真空気密 内壁の部分を形成する。代替的に、ＲＦコイルはターゲットの周囲の外側および 下流側で処理室の真空内にあり、保護構造体がＲＦコイルをプラズマとの相互作 用から分離している。別な実施例においては、コイルの導体を完全に被覆する中 実の絶縁体で、あるいは導体の近傍でのプラズマの形成を阻止するのに十分狭い スロットを有するスロット付きあるいはセグメント化された絶縁体と共に保護絶 縁材料で被覆されたＲＦコイルが設けられている。ＲＦコイルと保護構造体とは 形状が筒形で処理空間を囲むことが好ましい。 好適な装置は、更に保護構造体の機能がその上のスパッタリングした材料の蒸 着の作用と相殺されないように保護構造体を遮蔽するように設けられた遮蔽体ア レイを含む。保護構造体と遮蔽体アレイとの種々の実施例を以下の例で説明する ように利用することが可能である。第１の実施例 本実施例においては、ＲＦ要素は保護構造体として使用されている概ね筒形の クオーツ窓の後ろで真空室を囲む螺旋状コイルからなる。概ね筒形のクオーツ窓 は前記室の真空気密内壁の一部を形成可能で、あるいは室の内部のコイルを囲む 絶縁体の形態あるいは処理ガスからコイル導体を遮断するその他の何らかの形態 でよい。 ＰＶＤ処理室からコイルを分離する窓に近接して室を囲む概ね筒形の遮蔽体が 設けられている。前記遮蔽体は前記室の軸線に対して好ましくは平行な方向にス リットされる。「近接した」という用語は遮蔽体と窓との間でプラズマの形成を阻 止するのに十分短い距離だけ窓から離されることを意味する。スリットされた遮 蔽体はコイルを真空室および処理ガスから分離している誘電窓の形状に倣ってい る。遮蔽体はコーティング材料が窓に堆積するのを阻止する。材料が導電性であ ると、コイルの電気短絡が発生し、ＲＦエネルギが室中へ伝達されないようにす る。遮蔽体は該遮蔽体がＲＦコイルからのエネルギを消費し、補助プラズマ中に 結合されるエネルギの効率を減少させるような周方向電流が導入されうる周方向 通路を室の周りで提供しないような仕方でスリットされることが好ましい。遮蔽 体は、更にＲＦコイルに亘っての短い軸線方向電界まで軸線方向に十分遠くまで 延び、それによってエネルギをプラズマに誘導結合する効率を最適化し、結合さ れたエネルギの容量分を低減する。更に、遮蔽体は、スパッタリングした粒子が そこを通して進行する空間においてプラズマがより効率的に発生するように遮蔽 体の後ろでのプラズマの発生を阻止するように窓に近接離隔して保持される。窓 からの遮蔽体のこの離隔は処理ガスの原子の平均の自由通路、すなわち空間にお けるプラズマの最小拡散長さよりも小さい。 遮蔽体のスリットはその中でプラズマが形成しうるようにするのに十分広く、 そのためプラズマは供給源からのコーティング材料がスリットを通過する結果、 窓におけるコーティング材の蒸着を再スパッタリングすることにより連続的にプ ラズマが除去される。 コイルの保護被覆に対する遮蔽体の位置と形状は室の空間における高効率なプ ラズマ発生に寄与し、遮蔽体とコイルとの間のプラズマの発生による損失を排除 する。その結果、スパッタリングされた材料の高イオン化効率が提供される。 本実施例では、例えば遮蔽体構造体とコイル保護絶縁体すなわち窓との間のよ うな、室の非有効領域におけるプラズマの発生が阻止され、そのためイオン化効 率の喪失が排除される。 第２の実施例 本実施例によれば、ＲＦ要素をプラズマおよびスパッタリングされた材料から 相互に保護するために、密閉体、誘電窓および中実あるいはセグメント化した絶 縁体が単独、あるいは組み合わされて使用される。遮蔽体は、プラズマによって そのスパッタリングを制御するようにバイアス可能な複数の遮蔽体部分の形態で あることが好ましい。遮蔽体アレイは、誘導された渦流がエネルギを消費し、エ ネルギのプラズマに対する結合に対抗するのを阻止するように遮蔽体部分を少な くとも部分的に電気的に遮断する複数の空隙を有する。更に、個々の遮蔽体部分 は、そのコーティングの均一性およびイオン化された材料の基板上への方向性を 最適化するように個々にバイアス可能なように電気的に分離されているのが好ま しい。遮蔽体セグメントの間の空間はプラズマが遮蔽体の後ろから処理空間内へ 伝播し易くする。 第３の実施例 本実施例においては、螺旋状コイルが保護構造体の後ろで室を囲む。そのよう に配置されると、コイルが前記室内で形成されたプラズマと接触しないように保 護される。前記室内には遮蔽体のアレイが設けられ、これらもターゲットと基板 との間の空間を囲み、好ましくはプラズマによってそのスパッタリングを制御す るようにバイアスされる。遮蔽体のアレイは複数の空隙を有しており、遮蔽体の 部分を少なくとも部分的に電気的に分離、誘導された渦流がエネルギを消費し、 エネルギのプラズマに対する結合に対抗するのを部分的に阻止する。遮蔽体部分 がターゲットから保護構造体を保護し、一方コイルからのエネルギの結合および 二次プラズマの形成および位置に影響が最小であるように遮蔽体部分が構成され 、かつ方向付けられ、空隙が画成される。 遮蔽体のアレイはコーティングがその上に形成されず、その中で渦流を支持し 、ＲＦコイルを静電遮蔽するように保護構造体に対して位置している。ターゲッ トのどの部分も保護構造体のどの部分からも見えないことが好ましく、保護構造 体のいずれかの部分からターゲットを見ることができ、導電性のスパッタリング 材料のコーティングが堆積するとすれば、コーティングされた領域は渦流を支持 しうるが、あるいはコイルを顕著に遮蔽しうるような形状にはされない。 この第３の実施例の図示例においては、保護構造体は誘電窓からなる。遮蔽体 アレイはターゲットと窓との間の全ての通路を集合的に完全に遮断する角度の付 いた部分から形成されている。前記部分は主プラズマと基板との間の空間の容積 の多くがコイルから見えるように角度が付いている。そのため、窓はターゲット からのスパッタ蒸着から保護され、一方スパッタリングされた材料をイオン化す る二次プラズマを形成するためにエネルギの最大効率の結合を提供する。遮蔽体 部分は窓から離隔されることが好ましく、コイルのある部分が、二次プラズマを 形成したいと思う室の空間が見えるようにするのに十分隣接した部分の間の空間 を有しており、そのためプラズマが窓の近傍で形成されスパッタリングされた材 料がイオン化しうる空間内へ延びることが可能である。 この第３の実施例の一図示例によれば、遮蔽体アレイは窓の内部に位置し、タ ーゲットから窓までの通路に対して全体的に垂直な角度で傾斜した複数の軸線方 向に離隔した切頭円錐形の部分から形成されている。遮蔽体部分は前記室の軸線 に対して同じ角度で傾斜するか、前記部分を異なる角度で傾斜させる、例えば前 記部分をターゲットからより離れた距離において軸線に対してより小さい角度で 傾斜させることが可能である。前記部分は、重なりが最小であると拡散したスパ ッタリングした粒子が窓と衝突するのを低減するが、隣接する部分をターゲット の各点から保護しないことが好ましい。遮蔽体部分は該部分における空隙によっ て周方向に更にセグメント化することにより電位誘導電流通路を中断することが 好ましい。 第３の実施例の別な図示例によれば、遮蔽体アレイは窓の内部で前記室の周り で周方向に離隔された複数の平坦あるいは僅かに湾曲し、軸線方向に延びている 長方形のブレードから形成されている。これらのブレードは窓から離隔され、各 各前記室の半径に対して角度を付けて傾斜し集中的に窓を、あるいは少なくとも コイルの領域内に概ねある窓の部分をターゲットの全体領域から保護するが、コ イルのある部分はプラズマを形成したいと思う室の空間から見えうるようにして いる。このように、二次プラズマは窓の近傍で形成可能で、スパッタリングされ た粒子がそこを通過する空間内へ直ちに延びることが可能である。この実施例の 遮蔽部分は前記室の半径に対して同じ角度で傾斜することが好ましい。窓のコー ティングを更に減少させるために最小の重なりは有効であるが、前記遮蔽部分は ターゲットのあらゆる点から前記部分の近傍を保護しないことが好ましい。遮蔽 部分は相互に対して周方向に離隔し、かつ真空室におけるガスの分子の少なくと も平均自由通路と等しい距離だけターゲットおよび基板から離隔されることが好 ましい。 本発明がスパッタリングコーティングシステムに使用される場合、スパッタリ ングパワーは高いレベルに保つことが可能で、そのため高い蒸着速度と高いスパ ッタリングされた材料のイオン化速度を保つ。これらの結果は、例えばＲＦコイ ルの短絡あるいは汚染の増加、従って蒸着されたフィルムの劣化のような問題が 多く発生することなく達成される。その結果、基板の面に対して直角である入射 するスパッタリングされた材料の高い方向性を以ってスパッタリングにより高ア スペクト比の形成物を効果的、かつ効率的に充填することができる。濃密なスパ ッタリングプラズマはスパッタリング材料をイオン化するプラズマを発生させる ＲＦプラズマ結合要素を短絡あるいは悪影響を及ぼすことが無いようにされるの で、従来技術のスパッタリングパワーを低減する必要性は排除される。ＲＦ要素 自体によって形成されるプラズマは該要素を短絡しないようにされる。スパッタ リングガス圧力は低い、すなわち通常のスパッタリングレベルに保たれ、拡散に よる方向性の喪失が阻止される。ＲＦ結合要素のスパッタリングからの悪影響は 排除される。これらの利点は、本発明が提供する高品質の高アスペクト比の形成 物のコーティングを提供しない従来のスパッタリング方法に匹敵する処理時間に おいて達成可能である。 ＰＶＤ法、特にコーティングを高アスペクト比の形成物中に蒸着するスパッタ コーティング法を向上させることに加えて、本発明はまた概ね物理的技術によっ て蒸着される蒸発材料の蒸発源あるいはその他の供給源を採用しているＰＶＤ法 において利点を提供する。反応方法や、材料を化学的に蒸着することによって向 上されるか、あるいは化学的蒸着を含む物理的方法も本発明によって有利とされ うる。本発明は金属フィルムの蒸着に関連して特に効用があるが、その他の材料 、特に酸化物や窒化物の蒸着において利点を提供しうる。 本発明の前記およびその他の目的や利点は本発明の好適実施例の以下の詳細説 明から直ちに明らかとなる。図面の簡単な説明 図１は本発明の一実施例によるＩＰＶＤスパッタリング装置の側面線図、 図１Ａはコイルの保護の代替形態を示す、図１のプロトコルの拡大した側面線 図、 図２は図１に示す装置の遮蔽体の斜視図、 図３は本発明の一実施例によるＩＰＶＤスパッタリング装置の線図、 図４Ａから図４Ｄまでは図３に示す装置の代替的なコイル形態を示す線図、 図５は図３に示すものとは対照的な二次プラズマＲＦ結合要素および保護構造 体の代替形態を有するＩＰＶＤスパッタリング装置の線図、 図６は図３および図５に示すものとは対照的な二次プラズマＲＦ結合要素およ び保護構造体の別な代替的形態を有するＩＰＶＤスパッタリング装置の線図、 図７Ａから図７Ｄまでは図６に示す実施例に示すものに対する代替案における コイル絶縁保護構造体の形態を示す線図、 図８は本発明の一実施例によるＩＰＶＤスパッタリング装置の線図、 図９は遮蔽体アレイの代替形態を示す、図８の一部の線図、 図１０は図９の線３−３に沿って見た図９に示す遮蔽体アレイの実施例の断面 図である。発明の詳細説明 図１は本発明の原理によるスパッタコーティング装置１０を線図で示す。本装 置１０は室１２に密閉された真空気密の処理空間１１を含む。前記室１１には、 一端で、その上に装着された半導体ウエファ１５を支持する基板支持体すなわち サセプタ１４が装着されている。ウエファ１５は基板支持体１４に装着されると 、ターゲット１６に対して平行で、かつ対面している。ターゲット１６はウエフ ァ１５の薄いフィルムとして蒸着されるスパッタコーティング材料から形成され ている。処理空間１１は全体的に筒形の空間であって、超高真空圧力レベルに保 たれ、処理の間、例えばアルゴンのような処理ガスで充填される。空間１１は基 板支持体１４とターゲット１６との間で室１２に位置している。 ターゲット１６は基板支持体１４に対向して端部において室１２に装着された 陰極組立体１７の一部である。陰極組立体１７は、その上にターゲット１６が固 定されているターゲットホルダ１８を含む。磁石構造体１９は、典型的に基板支 持体１４からは反対の側においてターゲットホルダ１８の後ろに設けられている 。また、暗い空間遮蔽体１３をターゲット１６の周囲に設けることが出来る。磁 石構造体１９は、当該技術分野の専門家には周知のように負の電位に電気的に付 勢されると陰極組立体１７によって室１２中へ放出される電子を捕捉するターゲ ット１６の面２１の上方で閉鎖された磁石トンネルを発生させる磁石を含むこと が好ましい。磁石構造体１９は、当該技術分野において周知の多数のマグネトロ ンスパッタリング組立体のいずれか１個の永久磁石あるいは電磁石でよい固定あ るいは回転あるいはその他の方法で運動している磁石を含みうる。 ONに切り換えられると一定に留まるか、あるいはパルス化され、通常はＤＣ電 源である電気エネルギ源２０が陰極組立体１７と、通常接地され、システム陽極 として作用する室１２の壁との間に接続されている。陰極組立体１７は室１２の 壁から絶縁されている。電源２０はＲＦフィルタ２２を介して陰極組立体１７に 接続されることが好ましい。例えばＲＦ発生器２４のような補助エネルギ源もま たマッチングネットワーク２５を介して任意に陰極組立体１７に接続可能である 。バイアス回路２７も設けられ、マッチングネットワーク２８を介して基板支持 体１４に接続されている。バイアス回路２７は基板支持体１４に装着されたウエ ファ１５にバイアスを供給する。二極ＤＣ電源すなわちＲＦ供給源はこの目的の ために使用可能である。定常あるいはパルス化された電源２０および（または） ＲＦ発生器２４は面２１に負の電位を発生させ、これが電子をターゲット１６の 面２１から放出するようにさせる。放出された電子は、ターゲット１６の面２１ に近接して処理ガスの原子と衝突し、イオン化し、ターゲットの面２１の近傍で 主プラズマ２３を形成するまで磁石構造体１９によって発生した磁界によって面 ２１上で捕捉された状態に留まる。この主プラズマ２３は、ターゲット１６から 粒子を排出する負に帯電された面２１に向って、かつそれに対して加速されたガ スの正のイオン源となる。 ターゲット面２１と基板支持体１４との間の空間１１は前記２個の部分によっ て形成されたものと見なしうる。前記空間の一方の部分は主としてプラズマ２３ によってふさがれ、ターゲット１のスパッタリング面２１上で所望の浸蝕パター ンをつくるような形状にされており、一方前記空間１１の第２の部分は残りの容 積分であって、基板支持体１４上でプラズマ２３と基板１５との間に位置してい る。ターゲット１６からのスパッタリングされた材料の粒子は、一般に皆無では ないが若干がプラズマ２３と容積部２６とを通過して基板１５に衝突する個所に おいて空間１１を通して運動量のみによって伝播しうる電気的に中立の粒子とし て発生する。従来のスパッタリング装置においては、プラズマ２３を通過する中 立のスパッタリングされた粒子は、前記プラズマ２３がターゲットの近傍で小さ い容積を占め、対象の作動圧力において、中立のスパッタリングされた粒子とプ ラズマ２３の粒子との間で発生する衝突は少ないので十分イオン化されない。そ のため、従来のスパッタリングにおいては、中立のスパッタリングされた粒子は 殆ど中立の状態でプラズマ２３を出て行き、基板１５上に薄いフィルムとして蒸 着されるまで中立状態に留まる。 高アスペクト比の孔や形成物の底部で接点をコーティングし、孔をスパッタリ ングした電導性材料で充填することにより孔を金属化するために、ＶＬＳＩおよ びＵＬＳＩ素子製造においては、粒子が基板に対して法線の周りで狭い角度分布 状態で基板の面上に衝突し、かくして粒子が形成物中へ、かつ形成物の底部上へ 直接進行し、形成物の側部と衝突したりあるいは影とされることがないことが極 めて好ましい。基板上への粒子のこのような垂直方向の衝突は、スパッタリング された粒子が容積部２６を通過するにつれて該粒子をイオン化し、そのため粒子 が電荷を発生させるようにすることによって装置１０によって促進される。粒子 は一旦帯電すると、室の軸線に対して平行であり、基板１５の面に対して垂直な 軌道中へ静電気的に加速されるか、あるい他の方法で電気的あるいは磁気的に導 かれうる。そのような方法は当該技術分野においてイオン化された物理的蒸着（ ＩＰＶＤ）あるいはイオン助勢スパッタコーティングとして知られている。 本発明の好適実施例によれば、空間２６でのスパッタリングされた粒子の浮遊 中中のイオン化は空間２６を囲むが、空間１１を占有しないＲＦ要素を設けるこ とによりＲＦエネルギを該空間２６中へ反応させて、好ましくは誘導して結合す ることにより実行される。螺旋形以外のコイル形状を使用することは可能である が、ＲＦ要素は螺旋コイル組立体３０の形態であることが好ましい。コイル組立 体の可能な形態の例３０ａ−３０ｄが図４Ａから図４Ｄまでに示されている。更 に、コイル組立体３０の形態はコイル、巻き線および（または）コイルと巻き線 とからなる装置を含むべきである。更に、図示する以外の仕方で、例えば中央の タップをコイルの中心に追加し、その他の２本のリード線を設置するとか、ある いはその逆にすることにより、コイル中へＲＦエネルギを送り込むことが可能で ある。コイル組立体３０はエネルギを空間２６内の処理ガス中へ誘導結合するこ とによって前記空間２６を全体的に充填し、主プラズマ２３とは峻別される二次 プラズマ２９を形成する。限定的ではないが、好ましくは０．１から０．２ＭＨ ｚから６０または８０ＭＨｚの範囲で作動するＲＦ発生器３２がマッチングネッ トワーク３３を介してコイル組立体３０に接続されエネルギをコイル組立体３０ に対して提供し空間２６において二次プラズマ２９を形成する。 処理ガス源４０が流量制御装置４１を介して室１１に接続されている。スパッ タ処理のための供給ガス４０は典型的にはアルゴンのような不活性ガスである。 反応方法に対しては、例えば窒素や酸素のような付加的なガスが補助流量制御装 置を介して導入しうる。高い真空ポンプ３９がまた室１２に接続され該室１２を milliTorrあるいはサブミリメートルトル(sub-milliTorr)の範囲の真空レベルま で吸引する。５から５０milliTorrの範囲の圧力が好ましい。ポンプ３９は毎秒 ５から３００の標準立方センチメータ（sｃｃｍ）の範囲の流量の処理ガスで超 高い真空状態を維持する。本装置１０はまた前述した要素の作動を順に配列し、 かつ制御するように作動するマイクロプロセッサに基づくプログラム可能な制御 装置であることが好ましい主制御装置５０を含む。制御装置５０は陰極電源２０ および２４、基板バイアス電源２７、コイル組立体３０である二次プラズマ発生 要素を付勢するＲＦ発生器３２、ガス流量制御装置４１、ポンプ３９およびその 他の本装置１０の制御可能な要素を付勢する出力を有する。 イオン化したスパッタリングした粒子の方向性を達成するために、基板の面に 向って、かつその上に正にイオン化されスパッタリングされた粒子を加速するた めの力を提供するようにマッチングネットワーク２８を介して基板支持体１４に 接続されたバイアス電源２７により二次プラズマ２９に対して基板１５を負にバ イアスすることにより基板支持体１４の前方でプラズマのシースにおいて電位勾 配を保持すればよい。この目的に対して二極ＤＣ電源あるいはＲＦ電源を使用す ることが出来る。 更に、あるいは代替案として、室１２において軸線方向に磁界を発生させるべ く室１２の周りで磁石８０を設けることが出来る。磁石８０は電磁石でよく、あ るいは１個以上の永久磁石で形成しうる。前記磁石８０からの磁界は帯電された 粒子がラインの周りを旋回し、それによって半径方向の閉じ込めを増大させる。 軸線方向の電界が存在する中で、帯電した粒子は軸線方向に導かれ、基板に向っ て運動し、半径方向の損失を最小にしうる。 コイル組立体３０と空間１１との間には、プラズマ２３および２９がコイル組 立体３０と接触し、電気的に相互作用しないようにする保護構造体が設けられて いる。この構造体はコイル組立体３０が空間２６内へ達しないようにコイル組立 体を囲む磁界を妨害しない非導電性材料である。保護構造体の一好適形態は室１ ２の壁に対して真空気密のシールを形成するように装着された、該室１２の壁に おける、例えばクオーツのような真空に対して相容性の誘電材料で作られた窓６ ０の構造体である。窓６０は電気絶縁性で透磁性の材料の単一の片でよく、ある いは接合されたセグメントに形成し、全体的に筒形の保護構造体を形成してもよ い。前述の実施例に記載のコイル組立体３０は好ましくは窓６０の外側で室１２ の周りに巻かれる。コイル組立体３０の外側には導電性金属の密閉体６１が被覆 しており、該密閉体はコイル組立体３０を遮断し、また電磁エネルギがコイル組 立体３０から、かつ室１２の内部から室１２の外側まで放射されないようにする 密封空洞６２を形成している。空洞６２は室１１から密封されるが、外部環境と 連通し、あるいは大気圧あるいはより低い圧力で不活性ガスで充填され、コイル 組立体３０が付勢されるとプラズマの形成が空洞６２内のガスによって助長され ないようにしうる。 窓６０自体は導電性ではないが、ターゲット１６からスパッタリングされる導 電性材料のコーティングの堆積には敏感である。窓６０内の、あるいは窓上の導 電性が室の周りの電流の誘導を支援し、空間２６においてコイル組立体３０から 二次プラズマ２９までのエネルギのＲＦ結合の有効性を低減したり、削除したり 、あるいは阻害する。特に方位角方向(周方向)、すなわち室１２の周りを延びる 方 向における窓６０のコーティングのそのような導電性は誘導結合された短絡を発 生させ、前記空間２６内に誘導結合されたエネルギの全てあるいは多くを無効に しうる。 窓６０における導電性のスパッタリングされた材料のそのような堆積を阻止す るために、好適な装置は、更に以下説明する遮蔽体アレイの種々の実施例を含む 。 第１の実施例 図１は空間１１と窓６０との間で窓６０の内面に近接して設けられたスリット された筒形遮蔽体１００を示す。前記遮蔽体１００はターゲット１６からスパッ タリングされた材料から窓６０を保護し、ターゲット１６の面２１のいずれかの 個所と窓６０との間の全ての直接的な見通し線を遮断することが好ましい。更に 、本実施例によれば、遮蔽体１００は、室１２の軸線に対して平行である長手方 向のスリット１０３を有する。また、周方向の電流を遮断する形状にされた１個 あるいは複数のスリットを備えた遮蔽体を使用することも可能である。これは遮 蔽体１００における周方向すなわち方位角方向の電流の誘導を阻止する。 更に、遮蔽体１００は、コイル組立体３０からの電界の有効な軸線方向の全範 囲に概ね達するコイル組立体３０の軸線方向範囲を越えた軸線方向の範囲を有す る。その結果、導電性遮蔽体１００は室１２の軸線に対して平行である二次プラ ズマ２９における電界を有効に抑制し、空間２６からコイル組立体３０を容量的 に遮蔽させ、そのためコイル組立体３０からの空間２６へのエネルギの結合効率 を下げるような軸線方向の電界を阻止する。遮蔽体１００はターゲット１６の面 ２１の後ろから窓６０およびコイル組立体３０を越えて軸線方向に延びることが 好ましい。このような形態では、遮蔽体１００は二次プラズマ２９における軸線 方向の電界をより効果的に短絡し、それによってコイル組立体３０から二次プラ ズマ２９内へのエネルギの誘導結合を向上させる。 本発明の好適実施例は、また遮蔽体１００が窓６０から近接離隔しているため コイル組立体３０からのエネルギの高度に効率的な結合を行なう。この間隔はガ スの原子あるいは分子の平均自由通路より、あるいは室１２内の二次プラズマ２ ９の最小拡散長さより小さいことが好ましい距離に保たれている。この遮蔽体か ら窓までの近接した間隔は、窓あるいはコイルを保護する非導電性構造体に隣接 して、かつ設けられているいずれかの構造体の後ろでプラズマの形成を可能にす る以下説明するその他の実施例とは対照的である。窓の後ろでのプラズマの形成 を排除することはコイルあるいはその他のプラズマ発生電極から、スパッタリン グされた粒子が通過する空間内へのエネルギの割合を増加させる傾向があり、そ のため有効なプラズマ、従ってスパッタリングされた材料のイオン化効率を増大 させる。装置１０において、約５から５０milliTorrの範囲の処理ガス圧を使用 することが計画されている。そのような圧力におけるアルゴンガスの平均自由通 路はそれぞれ１１ミリメートルから１．０ミリメートルである。その結果、窓６ ０から遮蔽体までの好適な間隔は約１．０から１５ミリメートルである。 他方、スリット１０３は幅が約１５ミリメートルより大きくされることが好ま しい。スリット１０３の幅は、スパッタリングされた材料がスリット１０３を通 過する結果スリット１０３の近傍で遮蔽体１００の縁部に、あるいは窓６０に堆 積する可能性のあるスパッタリングされた材料を掃除するために二次プラズマ２ ９がスリット１０３で形成されうるようにするのに十分広いものである。スリッ ト１０３で形成されるそのようなプラズマ２９はスリット１０３の近傍で窓６０ に対して延び、スリット１０３において窓６０において堆積する材料を再スパッ タリングすることによって連続して除去される。 窓６０の代わりに、コイル組立体３０は代替的に図１Ａに示すように室１２内 で絶縁ブロック６６に埋設することが可能である。絶縁ブロック６６は窓６０の それと同様の仕方で機能し、コイル組立体３０を室１１内のプラズマから、かつ スパッタリングされた材料から遮断する。遮蔽体１００は図１に示す窓６０に対 して構成されたのと同じように絶縁ブロック６６に対して構成される。 第１の実施例の細部の多くは以下説明する実施例に対して有用であるが、説明 を簡単にするために説明は省略し、実施例間の差異を強調できるようにしている 。 第２の実施例 図３は図１に示す遮蔽体１００に対する代替案であるが、窓６０の内面に対し て近接の度合はより少なくて空間１１と窓６０との間に設けられている遮蔽体ア レイ２００を示す。遮蔽体アレイ２００は少なくとも部分的にターゲット１６か らスパッタリングされた材料から窓６０を保護するが、コイル組立体３０から空 間２６内へのエネルギの結合を促進するのに十分な空間すなわち空隙２０４を有 する。 遮蔽体アレイ２００は、周方向の導電性通路がスパッタリングされた材料のコ ーティングによって形成されないように窓６０の少なくとも軸線方向の帯片を保 護する複数の個々の遮蔽体あるいは遮蔽体セグメント２０２であることが好まし い。空隙２０４は遮蔽体アレイ２００における周方向の電流通路を概ね遮断する ような形状にされ、かつアレイ２００の軸線方向寸法に亘って全体あるいは部分 的に延びる形状にされている。遮蔽体セグメント２０２は金属あるいはスパッタ リングされた材料のコーティングが遮蔽体シールド２０２に形成されるとそのよ うなコーティングを保持するように選択されたその他の材料から作る必要がある 。さもなければ、そのようなコーティングは落下し、室１２および処理されつつ あるウエファ１５を汚染させる。遮蔽体セグメント２０２における蒸着した材料 の堆積を制御し、それによって汚染の危険性を低減するために、遮蔽体セグメン ト２０２は電気的にバイアスすればよい。セグメント２０２はまた例えば基板１ ５上でのコーティングの均一性、およびイオン化した材料の基板に対する方向性 を最適化し、それによって基板上に蒸着されたフィルムの分布を最適化するため に使用するようにバイアスを個々に制御可能として個々にバイアスすることも好 ましい。そのような形態において、空隙２０４は、個々にバイアスされた遮蔽体 セグメント２０２の各々を相互に対して完全に分離し、電気的に遮断する。バイ アスは、各遮蔽体が個々に電流制限抵抗器２０８を介して接続された状態でフィ ルタあるいはマッチングネットワーク２０７を介して接続された発生器２０６に よって提供される。抵抗器２０８は可変型でよく、あるいは制御装置５０に応答 して遮蔽体セグメント２０２のバイアスを個々に制御するその他の手段を設けて もよい。 図５はコイル組立体３０が室１２の壁の内部であるが、依然として空間１１の 外側において真空室１２に位置している装置１０に対する代替実施例を示す。保 護構造体はコイル組立体３０と空間１１との間にあって、室１２の壁の内部から 内方にコイル組立体３０を密閉している密閉体６１ａにある窓６０ａの形態であ る。密閉体６１ａはコイル組立体３０が位置している密閉体の内側から室１２の 真空まで通気するポート６２を含む。遮蔽体アレイ２００は前述の実施例と同様 ターゲット１６から窓６０ａを保護するように位置している。 窓６０あるいは６０ａの代わりに、図６に示す代替実施例はコイル組立体３０ の導体を被覆する絶縁コーティング８６の形態の保護構造体を利用している。本 実施例において、コイル組立体３０は空間１１の外側で室１２に位置し、空間２ ６を囲む。遮蔽体アレイ２００は前述の実施例と同様にターゲット１６から絶縁 層８６を保護するように位置している。絶縁層８６は、図７Ａに示すようにコイ ル組立体３０の導体の表面を全体に被覆する中実の絶縁体８６ａのような多数の 形態のいずれか、あるいは図７Ｂに示すように複数の断続した絶縁体セグメント ８６ｂの形態でよい。セグメント化した絶縁体８６ｂでは、セグメントの間の空 隙８７はコイル組立体３０の有効性を高めるが、一方室１２におけるガスの分子 の平均自由通路以下に空隙８７を狭くすることによってプラズマがコイル組立体 ３０の導体に連通しないようにすることが好ましい。コイル組立体３０の絶縁コ ーティングの代わりに、それぞれ図７Ｃおよび図７Ｄに示す例えば絶縁体８６ｃ および８６ｄのように絶縁材料がコイル組立体３０を覆うようにしうる。これら の特徴およびプラズマからコイル組立体３０を遮断するための多数のその他の代 替案および保護構造体をその他の実施例に関連して使用することが可能である。 第３の実施例 図８は窓６０の内面に近接して空間１１と窓６０との間に設けられた遮蔽体ア レイ３００を示す。遮蔽体アレイ３００はターゲット１６からスパッタリングさ れた材料から窓６０を保護し、ターゲット１６の面２１のいずれかの個所と窓６ ０との間の全ての直接的な見通し線を遮断することが好ましい。しかしながら、 本発明のこの実施例によれば、遮蔽体アレイ３００は窓６０の後ろのコイル組立 体３０とプラズマ２９が結合される空間２６との間で概ね遮断されていない領域 を提供し、それによってコイル組立体３０および伝播しているプラズマとからエ ネルギを空間２６内へ結合し易くする空間すなわち空隙３０５を提供している。 遮蔽体アレイ３００はターゲット１６の任意の個所からも窓６０を集合的に保 護する複数の遮蔽体あるいは遮蔽セグメント３０２の形態であることが好ましい 。この保護によりスパッタリングしたフィルムが堆積して窓６０上に形成されよ う とする傾向を殆ど排除する。従って、導電性通路あるいは静電遮蔽のいずれも発 生しない。 本発明の一好適実施例において、遮蔽セグメント３０２は切頭円錐形で、内面 がターゲット１６の面２１に対して、かつ支持体１４上の基板１５に対して平行 な平面と角度θを形成する。各遮蔽セグメント３０２の角度θは同じであるが遮 蔽セグメント３０２の有効性は、セグメント３０２とターゲット１６との間の距 離が大きくなるにつれて角度θを小さくすることによって向上、すなわち最適化 でき、かくしてセグメント３０２の頂面３０３がターゲット１６と直接対面し、 ターゲット１６を所定のセグメント領域に対して窓６０から最大保護する。遮蔽 セグメント３０２は空間１１の外側に位置し、空間１１を周方向に囲み、かつ周 方向の空隙すなわち空間３０５によって相互に軸線方向に分離される。空隙３０ ５の最大幅は線７９で示すように窓６０からターゲット１６の面を依然として完 全におおう最大の空隙Ｓであり、かくして窓６０の周方向帯領域が窓６０の周り で環状の導電性帯片を蒸着するようにトーゲット１６に露出されない。従って、 空隙３０５の最大幅Ｓはターゲット１６からより大きな距離においてより大きく しうる。空隙３０６はより狭くてよいが、室１２の温度と圧力とにおいて処理ガ スの原子の平均自由通路以下であってはならないが、所与の処理状態においては 空間２６へのＲＦプラズマの最も効率的な拡散を促進すべく最適な離隔関係とす べきである。同じ理由から、セグメント３０２は各々高さＨを有しており、該高 さＨは各セグメント３０２に対して同じか、あるいはセグメント３０２間の保護 と空間とを最適化するように変更してもよい。 遮蔽セグメント３０２の理想的な数は室１２の形状によって決まる。単一の遮 蔽セグメント３０２を使用しうるが、典型的には、２から６個のセグメント３０ ２が採用される。ＲＦプラズマ損失を最小とするためセグメント３０２の数は限 定され、累積した遮蔽セグメントの面積は最小とすべきである。更に、ＲＦコイ ル組立体３０によって誘導された渦電流あるいはその他の電流のための閉鎖され た周方向通路の形成を阻止するために、セグメント３０２は各セグメントを遮断 する少なくとも１個の空隙３０４を有すべきである。隣接するセグメント３０２ の空隙３０４は図示のように直線でよく、あるいは窓６０に亘って軸線方向に フィルムの連続した線の堆積を阻止するように千鳥状としうることが好ましい。 空隙３０４はアーチ状になるのを阻止するのに十分広くあるべきであって、処理 パラメータによって変わるが、約１／４から１インチの幅を必要とする。 空隙３０４は遮蔽体アレイ３００における電流通路を概ね遮断するような形状 にされ、かつ前記アレイ３００の軸線方向寸法に亘って全体的に、あるいは部分 的に延びるような形状にされている。遮蔽セグメント３０２は金属、セラミック あるいはクオーツのような真空と相容性の誘導性材料あるいはスパッタリングさ れた材料のコーティングが遮蔽セグメント３０２上に形成されるとそのようなコ ーティングを保持するように選択されたその他の相容性材料から作ればよい。さ もなければ、そのような堆積物は落下し、室１２および処理しつつあるウエファ １５を汚染する。遮蔽体アレイ３００に蒸着された材料の堆積を制御し、それに よって汚染の危険性を低減するために、遮蔽セグメント３００は電気的にバイア スし、その目的に沿った金属から作ればよい。遮蔽セグメント３０２は、また例 えば基板１５のコーティングの均一性および基板１５上へのイオン化された材料 の方向性を最適することによって、基板に蒸着されつつあるフィルムの分布を最 適化するために使用するように各バイアスを個々に制御可能にして個々にバイア スされることが好ましい。そのような形態において、空隙３０４は個々にバイア スされた遮蔽セグメント３０２を相互から各々完全に分離し、電気的に遮断する 。バイアスはフィルタあるいはマッチングネットワーク３０７を介して接続され た発生器３０６によって提供され、各遮断セグメント３０２は電流制限抵抗器３ ０８を介して個々に接続されている。抵抗器３０８は可変型でよく、制御装置５ ０に応答して遮蔽セグメント３０２のバイアスを個々に制御するその他の手段を 設けることが出来る。 前述した遮蔽体アレイ３００の利点は図９と図１０とに示すように、遮蔽体ア レイ３００ａを有する代替実施例によって実行可能である。アレイ３００ａは窓 ６０の内部で空間１１の周囲の周りでブレードあるいは羽根のアレイとして配置 された複数の平坦あるいは僅かに湾曲した長方形のセグメント３０２ａから形成 されている。セグメント３０２ａは軸線方向の空間すなわちスロット３０４ａに よって相互から周方向に離隔されている。前記スロットはプラズマが空間２６内 へ結合するようにするセグメント３０２ａ間の空間を提供し、かつアレイ３００ ａの周りでの潜在的な周方向の電流通路を遮断する。セグメント３０２ａの方向 は、各々が室１２の軸線３１２を通して半径方向平面３１１に対して角度φを画 成するようなものである。遮蔽セグメント３０２ａの隣接するセグメントの間お よび遮蔽セグメント３０２ａと窓６０との間の間隔Ｗは窓６０の近傍でプラズマ が効果的に形成され、セグメント３０２ａの間の空隙３０４ａの空間２６内へ伝 播しうるように室１２におけるガスの平均自由軌道以下であってはならない。セ グメント３０２ａはセグメント３０２ａの端部において窓６０にコーティングの 周方向の帯が形成されるのを阻止するように軸線方向に十分長く、窓６０におい てターゲット１６全体を保護するように相互に対して角度φと空間Ｗとに設定さ れることが好ましい。 窓６０の代わりに、前述した遮蔽体アレイは室の内部に設けられた誘電性窓あ るいは絶縁によりプラズマから保護されている室のコイルに使用しうる。 当該技術分野の専門家は、本明細書で示した本発明の実行は変更可能であって 、本発明は好適実施例に関して説明していることを認識している。従って、本発 明の原理と意図とから逸脱することなく、追加や修正が可能であって、種々の実 施例の細部は交換可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年４月２８日（１９９９．４．２８） 【補正内容】 実用的でありえない。チタン、窒化チタンおよびタングステンに対しては許容さ れる製造のためのＣＶＤ法は存在する。しかしながら、アルミニューム、銅、タ ンタル、および窒化タンタルに対するＣＶＤ法は存在せず、存在したとしても未 完成であるか、商業的に実用的でない。更に、ある方法では、ＣＶＤは基板上に 部分的に形成された素子を長期に亘って熱に対して露出させ、そのため材料の境 界において材料を移動させたり、拡散させる可能性があり、あるいは当該素子を その他の損傷をもたらす熱に露出させたり、あるいは当該工程に対する熱供給を 超過する可能性がありうる。 前記形成物の大きさを低減させ、アスペクト比を増大するため、ある用途にお いては物理的蒸着によってコーティングを付与することが好ましい基板上にコー ティング材を運動させる上での益々高い方向性を達成するためにスパッタリング 法に対する需要を増大させている。基板に入射するスパッタリングされた材料の 粒子の通路が基板の面に対して非常に平行で、かつ直角に保つことが可能でない とすれば、高いアスペクト比の形成物をスパッタコーティングしようとすると該 形成物の上側に過度の蒸着をもたらすか、あるいは形成物の口を閉鎖する結果と なり、その場合、物理的蒸着法は満足な結果を達成しない。 スパッタコーティング法は、典型的には基板と高い純度のコーティング材のタ ーゲットとを、例えばアルゴンのような不活性ガスで充填した真空室中に入れ、 ガス中でプラズマを形成することによって実行される。プラズマは典型的には負 の電位において常にあるいは間歇的にターゲットを保つことにより発生し、その ため、ターゲットはガスを真空室内で励起させ、ターゲットの面の近傍でプラズ マを形成する電子を供給する陰極として機能する。プラズマの発生は、通常、マ グネトロン陰極組立体によって高められる。該マグネトロン陰極組立体において はターゲットの背後にある磁石がこれらの電子をターゲットの表面に亘って捕捉 し、そこで電子は処理ガスの原子と衝突して、電子をガスの原子から剥ぎ取りそ れらを正のイオンに変換する。ガスイオンは負に帯電したターゲットに向って加 速され、そこで表面と衝突し、ターゲットの面の原子、ターゲット材料の原子ク ラスタあるいは粒子および二次電子から放出される。二次電子はプラズマを持続 する上で主要な役目を果たす。ターゲット材料の放出された粒子は電荷が中立で あり、種々の方向に真空空間を通して伝播しある程度基板と衝突し、該基板に接 着してフィルムを形成する。基板上の益々狭くなる形成物と高くなるアスペクト 比とは開口の許容角度を低減させ、それにによって形成物の側部を保護し、その 結果形成物の側部およびその周りの領域によって遮断される入射粒子が更に増加 し、底部に蒸着するために利用可能な粒子が更に少なくなる。 欧州特許第５９３９２４号は陰極スパッタリングによってプラズマを発生させ る装置を記載している。本装置はコーティングすべき基板の上方に位置したマグ ネトロン陰極を含む。コイルが高周波数電源に接続された基板の上方の空間の周 りに設けられている。コイルは２個の絶縁体の内面にある溝に配置されている。 アンテナとして機能する各カバープレートが各絶縁体の内面の上方を延びており 、遮蔽体が各絶縁体の下面および外面を被覆している。 伝播する粒子が基板の面に向って直角な直線運動するようにさせるために種々 の方法が使用されてきた。一つの方法は、入射角を正常に分配し、コリメータを 通過する粒子は基板に対して直角か、あるいは殆ど直角であるもののみであるよ うにコリメータに対して小さい角度で導かれた粒子を遮断することにより入射粒 子の方向性を向上させるようにターゲットと基板との間で物理的なコリメータプ レートを使用することを含む。ロングスロー（long-throw）スパッタリングとし て知られている別な方法は基板に対して直角か、あるいは直角に近い角度で動い ている粒子のみが真空室の長さに亘って移動して基板と衝突するように基板とタ ーゲットとの間隔を増大することを必要とする。コリメータは、遮断された粒子 がコリメータで堆積し、そこでフィルムが形成され、最終的にはひらひらと落下 しようとするので粒子の汚染源をもたらす。コリメータによる蒸着とロングスロ ーによる方法の双方共基板に対して小さい角度で動いている材料を排除すること により方向性を達成し、そのため基板に入射するスパッタリングした材料のパー セントを驚異的に増大し、そのため蒸着速度を著しく減少させる。それは、また 防護のための保守作業を増し、 従って、従来技術の欠点や問題を克服するＩＰＶＤ装置および方法に対する要 望がある。特に、許容される高い全体効率、特に高い蒸着速度、高いスパッタリ ングされた材料のイオン化効率および蒸着されたフィルムの低い汚染をもたらす 実用的で効果的なＩＰＶＤ装置に対する要望がある。高い均一性と品質のフィル ムを形成し、一方プロセスを商業的に有用にするのに十分に高い生産性を提供す る装置に対する特別な要望がある。発明の要約 従って、本発明は、真空室の内部に密閉された処理ガス空間と、蒸発したコー ティング材料の供給源と、前記供給源と対向して真空室に位置し、前記供給源と 面しその上で基板を支持する基板支持体とを有する真空室を提供する段階と、Ｒ Ｆエネルギを前記空間を囲むコイルによって前記室に結合させる段階と、前記室 に遮蔽体を設ける段階とを含む物理的蒸着方法を指向している。本発明によれば 、本方法はイオン化した物理的蒸着を提供し、コイルと前記空間との間で非導電 性保護構造体を提供する段階であって、ＲＦエネルギが前記保護構造体を介して 前記空間に結合され、前記遮蔽体が前記保護構造体と近接して設けられている段 階と、ＲＦエネルギから前記空間を電気的に遮蔽することなくコーティング材料 の粒子から前記保護構造体を物理的に遮蔽する段階と、前記空間におけるプラズ マをＲＦエネルギで付勢し、プラズマによりコーティング材料の粒子をイオン化 する段階と、コーティング材料のイオン化された粒子を前記空間から基板上に導 く段階とを含む。 本発明は，また低圧レベルで保つべき、真空室内に密閉された処理ガス空間と 、前記真空室における蒸着材料の供給源と、蒸着材料の供給源と対向して前記室 に位置し、前記供給源と面し、該供給源に対して平行に基板を支持する基板支持 体と、前記基板支持体と前記供給源の面との間の前記室の空間を囲む少なくとも １個のコイルと、前記コイルに接続され、該コイルを付勢するように作動可能な ＲＦエネルギ源と、遮蔽体とを含む、物理的蒸着装置を指向する。本発明によれ ば、前記装置はイオン化された物理的蒸着装置であり、更に、前記コイルと真空 室の空間との間に配置された非導電性保護構造体を含み、ＲＦエネルギ源は前記 空間内のガスにおいてプラズマを付勢するため保護構造体を介してＲＦエネルギ を結 合するように作動可能であり、遮蔽体が前記真空室の空間の周りを周方向に、か つ前記真空室の外側で配置され、保護構造体から内方に離隔され、スパッタリン グした材料から保護構造体を物理的に保護し、遮蔽体は該遮蔽体における周方向 の電流を低減するのに十分遮蔽体を少なくとも部分的に分離する少なくとも１個 の空隙を有する。 本発明の主な目的はＶＬＳＩおよびＵＬＳＩ半導体ウエファの狭くて高いアス ペクト比の孔およびトレンチの底部および、ある程度は側部に薄いフィルムを蒸 着する方法と装置とを提供することである。また、本発明の主な目的は全体効率 が高いイオン化した物理的蒸着を行ない、特にコーティング材のイオン化効率が 高くて広範囲の圧力で高い蒸着速度を提供する方法と装置とを提供することであ る。更に別な本発明の目的は予防保守要件が低いＩＰＶＤ法およびハードウエア を提供することである。 本発明の特別な目的はターゲットにおけるスッパッタリングパワーが少なくと も中庸のレベルに維持することが可能で、真空室を比較的高いスパッタリング圧 力に保つ必要なくスパッタリングされた材料中へのＲＦエネルギの高い結合効率 を提供するＩＰＶＤ装置と方法とを提供することである。本発明の更に別な目的 は室内のプラズマと電極あるいはスパッタリングされた材料をイオン化するため にプラズマ中へＲＦエネルギを結合するために使用する要素との間の不利な相互 作用、特に電極からのスパッタリングされた材料のスパッタリング、フレーキン グあるいは電極の短絡の可能性を低く抑える方法と装置とを提供することである 。 本発明の原理によれば、ＲＦ要素がエネルギをＰＶＤ処理室中へ結合し主プラ ズマと基板との間の室の空間において二次プラズマを発生している間に主プラズ マがターゲットから材料をスパッタリングするためにターゲットの近傍で形成さ れるＩＰＶＤ装置と方法とが提供される。二次プラズマは典型的にはスパッタリ ングターゲットに近接して閉じ込められた主プラズマに対する補助である。二次 プラズマは一般に室を充填するが、主としてターゲットと基板との間の空間の少 なくとも一部を占有し、それによってスパッタリングされた材料の粒子が該材料 を基板上にイオンに助勢されて蒸着されるとき基板に向って静電気的に加速され うるようにターゲットから動いている間にスパッタリングされた材料の粒子をイ オン化する。 イオン化されスパッタリングされた材料は、ウエファの表面を損傷することな く運動しているイオンを最適に導くように制御可能な、基板に付与された負のバ イアスによって基板に向って加速されることが好ましい。代替的に、あるいは追 加して、室は更に室の軸線に対して平行で、基板の表面に対して直角な軌道にイ オン化されスパッタリングされた粒子を閉じ込め易くするように基板とターゲッ トとの間の室内で軸線方向の磁界を形成する永久磁石あるいは電磁石によって囲 むことが可能である。 ＲＦイオン化エネルギ結合要素はＲＦ電極でよく、例えば室を囲む１個あるいは 複数のコイルのような導体要素であることが好ましい。以下詳細に説明するよう に、 請求の範囲 １． 真空室（１２）内に密閉された処理ガス空間（１１）と、蒸発したコー ティング材料の供給源（１６）と、前記供給源（１６）と対向し、前記室（１２ ）に位置し、前記供給源と面して基板（１５）をその上で支持する基板支持体（ １４）とを有する真空室（１２）を提供する段階と、空間（１１）の外部のコイ ル（３０−３０ｄ）でＲＦエネルギを前記室（１２）中へ誘導結合する段階と、 前記室内で遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）を提供する段階とを含 む物理的な蒸着方法において、前記方法はイオン化した物理的蒸着を提供し、前 記コイルと前記空間との間で非導電性保護構造体（６０、６０ａ，６６，８６− ８６ｄ）を提供する段階であって、ＲＦエネルギが前記保護構造体を介して前記 空間（１１）に結合され、前記遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）が 前記保護構造体（６０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）に対して近接して提供さ れる段階と、ＲＦエネルギから前記空間（１１）を電気的に遮蔽することなくコ ーティング材料の粒子から保護構造体を物理的に遮蔽する段階と、ＲＦエネルギ で前記空間（１１）内でプラズマを付勢する段階と、コーティング材料のイオン 化された粒子を前記空間（１１）から基板（１５）上へ導く段階とを含むことを 特徴とする物理的蒸着方法。 ２． 前記保護構造体（６０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）が誘電材料で形 成されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ３． 主エネルギ源（２０、２４）を用いて真空室（１２）において主プラズ マを形成する段階とターゲット（１６）を主プラズマによりスパッタリングして ターゲット（１６）とコーティングすべき基板（１５）との間の空間（１１）に おいてコーティング材料の粒子を発生させる段階とを含み、コーティング材料の イオン化された粒子が電気的に前記空間から基板（１５）上へ導かれることを特 徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ４． 前記エネルギ源がスパッタコーティング材料のターゲット（１６）であ り、前記方法が前記ターゲット（１６）を付勢し、そこからコーティング材料を スパッタリングする段階を含むことを特徴とする請求の範囲第１項または第２項 に記載の方法。 ５． 前記エネルギ源が蒸発材料のＰＶＤ源（１６）であり、前記方法が蒸発 材料を前記室（１２）中へ蒸発させる段階を含むことを特徴とする請求の範囲第 １項または第２の項に記載の方法。 ６． 請求の範囲第２項に従属し、前記誘電材料がコイル（３０−３０ｄ）を 処理空間（１１）における処理ガスから遮断し、前記遮蔽体（１００、２００、 ３００、３００ａ）が軸線方向に延び、かつ軸線方向にスリットされた金属製の 遮蔽体であり、前記方法が前記遮蔽体でプラズマ中の概ね全ての軸線方向の電界 を電気的に短絡する段階を含むことを特徴とする請求の範囲第２項または第３項 から第５項までのいずれか１項に記載の方法。 ７． 遮蔽体のアレイに形成されつつあるフィルムからの基板の汚染を制御す るために遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）をバイアスする段階を更 に含むことを特徴とする請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に記載 の方法。 ８． 基板（１５）上に蒸着されつつあるフィルムの分布を制御するように遮 蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）をバイアスする段階を更に含むこと を特徴とする請求の範囲第１項から第７項までのいずれか１項に記載の方法。 ９． 前記のバイアスする段階が基板（１５）上に蒸着されつつあるフィルム の分布を制御するために遮蔽体（３００、３００ａ）の複数の電気的に区分され た部分（３０２、３０２ａ）を個々に、かつ選択的にバイアスする段階を含むこ とを特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法。 １０． 前記保護構造体（６０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）が誘電窓の形 態であることを特徴とする請求の範囲第１項から第９項までのいずれか１項に記 載の方法。 １１． 結合する段階がコイル（３０−３０ｄ）を前記室（１２）の外側にお いて、かつ真空室（１２）の形態の壁における誘電窓（６０、６０ａ）を介して 位置させて実行されることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２． 結合する段階がコイル（３０−３０ｄ）を前記室（１２）内において 、かつ前記室（１２）内で誘電窓（６０、６０ａ）を通して実行されることを特 徴 とする請求の範囲第１０項に記載の方法。 １３． 結合する段階がコイル（３０−３９ｄ）が誘電材料を該コイルにコー ティングさせる室（１２）の内側に位置した状態で実行されることを特徴とする 請求の範囲第１項から第１０項まで、および第１２項のいずれか１項に記載の方 法。 １４． イオン化された粒子を導く段階が前記空間から基板（１５）上まで誘 引するように基板（１５）をバイアスする段階を含むことを特徴とする請求の範 囲第１項から第１３項までのいずれか１項に記載の方法。 １５． 請求の範囲第３項に従属する場合、ターゲット（１６）は導電性のモ ーテイング材料から形成され、遮蔽体（１００、２００，３００、３３０ａ）は 真空室（１２）にあり、窓（６０、６０ａ）から離隔して、遮蔽体が導電性材料 でコーティングされる場合、コイル（３０−３０ｄ）から空間内へＲＦエネルギ が通りうるようにすることを特徴とする請求の範囲第３項または第４項から第１ ４項までのいずれか１項に記載の方法。 １６． 遮蔽する段階が前記空間（１１）の周りで周方向の電流通路を何ら提 供しない遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）によって実行されること を特徴とする請求の範囲第１項から第１５項までのいずれか１項に記載の方法。 １７． 低圧レベルに保つべく真空室（１２）内に密閉された処理ガス空間（ １１）を有する真空室（１２）と、前記室（１２）内の蒸着材料の供給源（１６ ）と、蒸着材料の供給源（１６）と対向し、該供給源と面して該供給源に対して 平行に基板（１５）を支持する前記室（１２）にある基板支持体（１４）と、前 記基板支持体（１４）と前記供給源（１６）の面との間で前記室（１２）の空間 （２６）の外部の少なくとも１個のコイル（３０−３０ｄ）と、前記コイル（３ ０−３９ｄ）に接続され前記コイルを付勢するように作動可能なＲＦエネルギ源 （３２）と、遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）とを含む物理的蒸着 装置（１０−１０ｂ）において、前記装置はイオン化された物理的蒸着装置であ り、前記コイル（３０−３０ｄ）と前記空間（２６）との間に挟まれた非導電性 の保護構造体（６０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）を更に含み、ＲＦエネルギ 源（３２）が前記空間（２６）におけるガス内でプラズマを付勢するために前記 保護構造体（６０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）を介してＲＦエネルギを 誘導結合するように作動可能であり、前記遮蔽体が真空室（１２）内で前記空間 （２６）の外部で、かつ保護構造体（１００、２００、３００、３００ａ）から 内方に離隔して配置され保護構造体をスパッタリングされた材料から物理的に遮 蔽し、前記遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）が該遮蔽体における周 方向の電流を低減するのに十分に少なくとも電気的に遮蔽体を分離している少な くとも１個の空隙（１０３、２０４、３０４、３０４ａ）を有することを特徴と する物理的蒸着装置。 １８． 前記供給源（１６）がスパッタリング面を有するスパッタリングター ゲットを前記室（１２）において含み、前記装置がスパッタリング面に近接して 主プラズマ（２３）を発生するようにターゲットを付勢すべく該ターゲット（１ ６）に接続されている陰極電源（２０、２４）と、基板（１５）に対して直角な 方向においてスパッタリングした材料のイオンを電気的に導く手段（２７）とを 含むことを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の装置。 １９． 前記真空室（１２）が両端と、該両端の間で前記室の周りを延びる側 壁とを有し、前記側壁が前記室（１２）の周りを延びて保護構造体を提供する誘 電窓（６０、６０ａ）を有し、前記遮蔽体（３００、３００ｂ）が前記空間（２ ６）の外側で前記室（１２）を囲み、前記窓の内側で、かつ該窓から離隔して少 なくとも１個の遮蔽セグメント（３０２）から形成され、各セグメント（３０２ ）が前記ターゲット（１６）に面し、ターゲットの（１６）のスパッタリング面 に対して、かつターゲットの軸線に対してある角度で傾斜しており、ターゲット （１６）のスパッタリング面から窓（６０、６０ａ）の概ね全ての個所をおおう 面（３０３）を有しており、そのうちの少なくとも１個の空隙（１０３、２０４ 、３０４、３０４ａ）が前記室（１２）の周りで周方向の電流通路を遮断し、前 記遮蔽体は二次プラズマが前記窓の近傍から前記空間（２６）内へ延び易くする 形状にされていることを特徴とする請求の範囲第１７項または第１８項に記載の 装置。 ２０． 前記遮蔽体（３００、３００ａ）が複数の区分された遮蔽セグメント （３０２、３０２ａ）を含むことを特徴とする請求の範囲第１７項から第１９項 までのいずれか１項に記載の装置。 ２１． 前記遮蔽セグメント（３０２、３０２ａ）が該セグメントを電気的に 分離している空隙（３０４、３０４ａ）によって離隔されていることを特徴とす る請求の範囲第２０項に記載の装置。 ２２． 前記遮蔽体（３００）が複数の切頭円錐形の遮蔽セグメント（３０２ ）からなることを特徴とする請求の範囲第１７項から第２１項までのいずれか１ 項に記載の装置。 ２３． 前記遮蔽セグメント（３０２）がターゲット（１６）から窓（６０、 ６０ａ）の概ね全ての個所を全体的におおうように前記ターゲット（１６）と全 体的に面し、かつ相互に対して離隔するように傾斜しており、前記セグメントは 各々前記室（１２）の周りの周方向の電流通路を遮断する少なくとも１個の軸線 方向の空隙（３０４）を有しており、前記セグメント（３０２）の軸線方向の間 隔は二次プラズマが前記窓から前記空間（２６）中へそこを通って延び易くする のに有効な空間を窓（６０、６０ａ）から前記空間（２６）内へ画成しているこ とを特徴とする請求の範囲第２０項に記載の装置。 ２４． 前記遮蔽体が軸線方向に延びる空間をそれらの間で有する複数の周方 向に離隔したブレード状遮蔽体部分からなることを特徴とする請求の範囲第１７ 項から第２３項までのいずれか１項に記載の装置。 ２５． 前記遮蔽体（３００ａ）が前記空間（２６）の周りで相互に対して周 方向に離隔した複数の軸線方向に延びるブレードで形成されており、各ブレード は該ブレードを通り、かつ前記室（１２）の中心軸を通る半径方向平面（３１１ ）に対してある角度（θ）で傾斜しており、前記ブレードはターゲット（１６） から窓（６０）の概ね全ての個所を全体的におおう方向にされ、かつ相互に対し て離隔しており、前記ブレード（３０２ａ）は二次プラズマが前記空間（２６） 内へ延び易くするのに効果的な空間を窓から前記空間（２６）中へ画成するよう に相互に対して離隔していることを特徴とする請求の範囲第１７項から第２４項 までのいずれか１項に記載の装置。 ２６． 前記遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）が材料の供給源（ １６）から窓（６０、６０ａ）を保護し、プラズマにおける概ね全ての軸線方向 の電界を電気的に短絡するのに十分に軸線方向に延びており、前記遮蔽体は前 記室（１２）の周りで遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）における周 方向の導電性通路を遮断するように遮蔽体の軸線方向長さを延びている少なくと も１個の軸線方向スリット（１０３、２０４、３０４、３０４ａ）を有すること を特徴とする請求の範囲第１７項から第２５項までのいずれか１項に記載の装置 。 ２７． 前記遮蔽体における少なくとも１個のスリット（１０３、２０４、３ ０４、３０４ａ）は該スリットにおいてプラズマの形成を可能にするように前記 室（１２）のガスの原子の平均自由通路より十分広いことを特徴とする請求の範 囲第２６項に記載の装置。 ２８． 前記遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）が少なくとも前記 コイル（３０−３０ｄ）の軸線方向長さである高さを有することを特徴とする請 求の範囲第１７項から第２７項までのいずれか１項に記載の装置。 ２９． 非電導性の保護構造体が前記室（１２）の壁において誘電窓（６０、 ６０ａ）を含み、前記コイル（３０−３０ｄ）が前記室（１２）の外側で前記窓 の後ろに位置していることを特徴とする請求の範囲第１７項から第２８項までの いずれか１項に記載の装置。 ３０． 前記コイル（３０−３０ｄ）が前記室（１２）の内部に位置し、非電 導性の保護構造体が前記コイルと前記空間（１１）との間で前記室（１２）内で 誘電窓（６０、６０ａ）を含むことを特徴とする請求の範囲第１７項から第２８ 項までのいずれか１項に記載の装置。 ３１． 前記コイル（３０−３０ｄ）が前記室（１２）の内部に位置し、非電 導性保護構造体が前記コイル（３０−３０ｄ）上で絶縁層（８６−８６ｄ）を含 むことを特徴とする請求の範囲第１７項から第２８項までのいずれか１項に記載 の装置。 ３２． 前記絶縁層（８６−８６ｄ）が前記コイル（３０−３０ｄ）を完全に 被覆することを特徴とする請求の範囲第３１項に記載の装置。 ３３． 前記絶縁層（８６ｂ）が空隙（６７）を通してコイル（３０）内へプ ラズマが進入するのを支援するのに十分な幅を有する空隙（６７）によって分離 された複数の区分された絶縁セグメントを含むことを特徴とする請求の範囲第３ １項に記載の装置。 ３４． 前記保護構造体が前記室（１２）の内壁の一部を形成し、その内側で 処理ガスと接触している非電導性の材料で形成された全体的に筒形の窓（６０、 ６０ａ）であることを特徴とする請求の範囲第１７項から第２９項までのいずれ か１項に記載の装置。 ３５． 前記保護構造体が前記コイル（３０）を囲み、少なくとも一つの側で 処理ガスと接触するように位置している非電導性材料の形態の窓（６６）である ことを特徴とする請求の範囲第１７項から第２８項までと、第３４項のいずれか １項に記載の装置。 ３６． 前記遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）と保護構造体（６ ０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）との間の間隔が前記遮蔽体の後ろでのプラズ マの形成を排除するように前記室（１２）における空間（１１）での真空中のガ スの原子の平均自由通路より大きくないことを特徴とする請求の範囲第１７項か ら第３５項までのいずれか１項に記載の装置。 ３７． ＲＦエネルギ源（３２）が０．１ＭＨｚから６０ＭＨｚの間の周波数 でコイル（３０−３０ｄ）を付勢するように作動することを特徴とする請求の範 囲第１７項から第３６項までのいずれか１項に記載の装置。 ３８． 遮蔽体（２００）を電気的にバイアスする手段（２０６）を更に含む ことを特徴とする請求の範囲第１７項から第３７項までのいずれか１項に記載の 装置。 ３９． スパッタリングした材料のイオンを導く手段が前記支持体(１４)に接 続され該支持体上の基板（１５）を電気的にバイアスして基板に対して直角な方 向にスパッタリングされた材料のイオンを加速するバイアスエネルギ発生器（２ ７）であることを特徴とする請求の範囲第１７項から第３８項までのいずれが１ 項に記載の装置。 ４０． 少なくとも１個のコイル（３０−３０ｄ）が前記室（１２）を囲んで 位置している螺旋形のコイルであることを特徴とする請求の範囲第１７項から第 ３９項までのいずれか１項に記載の装置。 ４１． 少なくとも１個のコイルが中央のタップを有し、ＲＦエネルギ源（３ ２）が前記中央のタップに接続されていることを特徴とする請求の範囲第１７項 から第４０項までのいずれか１項に記載の装置。 ４２． 前記室内の空間において軸線方向に向けられた磁界を発生させる手段 （８０）を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１７項から第４１項までのい ずれか１項に記載の装置。 ４３． 磁界発生手段が前記室（１２）を囲む磁石（８０）からなることを特 徴とする請求の範囲第４２項に記載の装置。 【手続補正書】 【提出日】平成１３年７月１０日（２００１．７．１０） 【補正内容】 請求の範囲 １． 真空室（１２）内に囲った処理ガス空間（１１）と、蒸発コーティング 材料の供給源（１６）と、前記供給源（１６）と対向して前記室（１２）内に位 置し、前記供給源と面して基板（１５）をその上に支持する基板支持体（１４） とを有する真空室（１２）を提供する段階と、空間（１１）を囲むコイル（３０ −３０ｄ）でＲＦエネルギを前記室（１２）内へ誘導結合する段階と、前記室内に 遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）を提供する段階とを含む物理的 な蒸着方法において、前記方法はイオン化した物理的蒸着を提供し、前記コイル と前記空間との間に非導電性保護構造体（６０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ） を提供する段階であって、ＲＦエネルギが前記保護構造体を介して前記空間（１ １）に結合され、前記遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）が前記保護 構造体（６０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）に近接して提供される段階と、Ｒ Ｆエネルギから前記空間（１１）を電気的に遮蔽することなくコーティング材料 の粒子から保護構造体を物理的に遮蔽する段階と、ＲＦエネルギで前記空間（１ １）内のプラズマを付勢する段階と、該コーティング材料の粒子を該プラズマで イオン化する段階と、 コーティング材料のイオン化粒子を前記空間（１１）から 基板（１５）上へ導く段階とを含むことを特徴とする物理的蒸着方法。 ２． 誘電材料がコイル（３０−３０ｄ）を処理空間（１１）内の処理ガスか ら遮断し、前記遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）が軸線方向に延び 、かつ軸線方向にスリットされた金属製の遮蔽体であり、前記遮蔽体でプラズマ内 の概ね全ての軸線方向の電界を電気的に短絡する段階を含むことを特徴とする 請求の範囲第１項に記載の方法。 ３． 遮蔽体のアレイに形成されつつあるフィルムからの基板の汚染を制御す るために遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）をバイアスする段階と、 基板（１５）上に蒸着されつつあるフィルムの分布を制御するように遮蔽体（１ ００、２００、３００、３００ａ）をバイアスする段階とを含み、前記バイアス 段階が基板（１５）上に蒸着されつつあるフィルムの分布を制御するために遮蔽 体（３００、３００ａ）の複数の電気的に区分された部分（３０２、３０２ａ） を個々に、かつ選択的にバイアスする段階を更に含むこ とを特徴とする請求の範 囲第１項または第２項に記載の方法。 ４． 前記保護構造体（６０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）が誘電窓の形態 であり、前記結合する段階が前記室（１２）の外側に位置したコイル（３０−３ ０ｄ）でかつ真空室（１２）の壁にある誘電窓（６０、６０ａ）を介して行われ る ことを特徴とする請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載の方 法。 ５． イオン化粒子を導く段階が前記空間から基板（１５）へコーティング材 料のイオン化粒子を 引きつけるように基板（１５）をバイアスする段階を含むこ とを特徴とする請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載の方法。 ６． ターゲット（１６）は導電性のコーテイング材料から形成され、遮蔽体 （１００、２００，３００、３３０ａ）は真空室（１２）にあり、窓（６０、６ ０ａ）から内方へ離隔して、かくして遮蔽体が導電性材料でコーティングされる 場合、コイル（３０−３０ｄ）から該空間内へＲＦエネルギを通過させ、前記遮 蔽する段階が前記空間（１１）の周りに周方向の電流通路を提供しない遮蔽体（ １００、２００、３００、３００ａ）で行われること を特徴とする請求の範囲第 １項から第５項までのいずれか１項に記載の方法。 ７． 真空室（１２）内に囲まれ低圧レベルに保たれた処理ガス空間（１１） を有する真空室（１２）と、前記室（１２）内の蒸着材料の供給源（１６）と、該 蒸着材料の供給源（１６）と対向し、該供給源と面して該供給源に対して平行 に基板（１５）を支持する前記室（１２）にある基板支持体（１４）と、前記基 板支持体（１４）と前記供給源（１６）の面との間で前記室（１２）の容積部（ ２６）を囲む少なくとも１個のコイル（３０−３０ｄ）と、前記コイル（３０− ３０ｄ）に接続され前記コイルを付勢するように作動するＲＦエネルギ源（３２ ）と、遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）とを含む物理的蒸着装置（ １０−１０ｂ）において、前記装置はイオン化された物理的蒸着装置であり、前 記コイル（３０−３０ｄ）と前記容積部（２６）との間に挟まれた非導電性の保 護構造体（６０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）を更に含み、該ＲＦエネルギ源 （３２）が前記容積部（２６）にあるガス内でプラズマを付勢するために前記保 護構造体（６０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）を介してＲＦエネルギを誘導 結合するように作動可能であり、前記遮蔽体が保護構造体をスパッタリングされ た材料から物理的に遮蔽するように 真空室（１２）内で前記容積部（２６）の廻 り、かつ外部に周方向に配置され、 かつ保護構造体（６０、６０ａ，６６，８６ −８６ｄ ）から内方に離隔し、前記遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ ）が該遮蔽体における周方向の電流を低減するのに十分に少なくとも部分的に電 気的に遮蔽体を分離する少なくとも１つの隙間（１０３、２０４、３０４、３０ ４ａ）を有することを特徴とする物理的蒸着装置。 ８． 前記供給源（１６）がスパッタリング面を有するスパッタリングターゲ ットを前記室（１２）内に含み、前記装置がスパッタリング面に近接して主プラ ズマ（２３）を発生するようにターゲットを付勢すべく該ターゲット（１６）に 接続されている陰極電源（２０、２４）と、基板（１５）に対して直角な方向に おいてスパッタリングした材料のイオンを電気的に導く手段（２７）とを含み、 前記真空室（１２）が両端と、該両端の間で前記室の周りに延びる側壁とを有し 、前記側壁が前記室（１２）の周りに延びて保護構造体を提供する誘電窓（６０ 、６０ａ）を有し、前記遮蔽体（３００、３００ｂ）が前記容積部（２６）の外 側で前記室（１２）を囲み、前記窓の内側で、かつ該窓から離隔して少なくとも １個の傾斜した遮蔽セグメント（３０２）から形成され、各セグメントが前記タ ーゲット（１６）に面し、ターゲットの（１６）のスパッタリング面に対して、 かつターゲットの軸線に対して一定角度で傾斜して、ターゲット（１６）のスパ ッタリング面から窓（６０、６０ａ）の概ね全ての個所をおおう面（３０３）を 有しており、そのうちの少なくとも１個の隙間（１０３、２０４、３０４、３０ ４ａ）が前記室（１２）の周りで周方向の電流通路を遮断し、前記遮蔽体は二次 プラズマが前記窓の近傍から前記容積部（２６）内へ延び易くする形状にされて いる ことを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置。 ９． 前記遮蔽体（３００、３００ａ）が複数の区分された遮蔽セグメント（ ３０２、３０２ａ）を含み、前記遮蔽セグメント（３０２、３０２ａ）が該セグ メントを電気的に分離している隙間（３０４、３０４ａ）によって離隔している ことを特徴とする請求の範囲第７項または第８項に記載の装置。 １０． 前記遮蔽体（３００）が複数の軸線方向に離隔した切頭円錐形の遮蔽 セグメント（３０２）を含み、前記遮蔽セグメント（３０２）が前記ターゲット （１６）と全体的に面するように傾斜し、かつターゲット（１６）から窓（６０ 、６０ａ）の概ね全ての個所を全体的におおうように相互から離隔し、前記セグ メントは各々前記室（１２）の周りの周方向の電流通路を遮断する少なくとも１ 個の軸線方向の隙間（３０４）を有し、前記セグメント（３０２）の軸線方向の 間隔は二次プラズマが前記窓から前記容積部（２６）内へそこを通って延び易く するのに有効な空間を該窓（６０、６０ａ）から前記容積部（２６）内へ画成し ていること を特徴とする請求の範囲第７項から第９項までのいずれか１項に記載 の装置。 １１． 前記遮蔽体が軸線方向に延びる空間を間に有する複数の周方向に離隔 したブレード状遮蔽体部分（３０２ａ）を含み、前記遮蔽体（３００ａ）が前記 容積部（２６）の周りで相互から周方向に離隔した複数の軸線方向に延びるブレ ードで形成されており、各ブレードは該ブレードを通り、かつ前記室（１２）の 中心軸線（３１２）を通る半径方向平面（３１１）に対してある角度（θ）で傾 斜しており、前記ブレードはターゲット（１６）から窓（６０）の概ね全ての個 所を全体的におおうように方向づけられ、かつ相互から離隔しており、前記ブレ ード（３０２ａ）はそれぞれ二次プラズマが前記容積部（２６）内へ延び易くす るのに有効な空間を窓から前記容積部（２６）内へ画成するように相互から離隔 し、前記遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）が材料の供給源（１６） から窓（６０、６０ａ）をおおい、かつ、プラズマにおける概ね全ての軸線方向 の電界を電気的に短絡するのに十分に軸線方向に延びており、前記遮蔽体は前記 室（１２）の周りで遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）にある周方向 の導電性通路を遮断するように遮蔽体の軸線方向長さに延びている少なくとも１ 個の軸線方向スリット（１０３、２０４、３０４、３０４ａ）を有し、前記遮蔽 体における少なくとも１個のスリット（１０３、２０４、３０４、３０４ａ）は 該スリットにおけるプラズマの形成を可能にするように前記室（１２）のガスの 原子の平均自由通路より十分に幅広く、前記遮蔽体（１００、２００、３００、 ３００ａ）が少なくとも前記コイル（３０−３０ｄ）の軸線方向長さである高さ を有し、非電導性の保護構造体が前記室（１２）の壁にある誘電窓（６０、６０ ａ）を含み、前記コイル（３０−３０ｄ）が前記室（１２）の外側で前記窓の後 ろに位置している ことを特徴とする請求の範囲第７項から第１０項までのいずれ か１項に記載の装置。 １２． 前記遮蔽体（１００、２００、３００、３００ａ）と保護構造体（６ ０、６０ａ，６６，８６−８６ｄ）との間の間隔が前記遮蔽体の後ろでのプラズ マの形成を避けるように前記室（１２）内の空間（１１）の真空中のガスの原子 の平均自由通路より大きくないことを特徴とする請求の範囲第７項から第１１項 までのいずれか１項に記載の装置。 １３． スパッタリングした材料のイオンを導く手段が前記支持体（１４）に 接続されて該支持体上の基板（１５）を電気的にバイアスして基板に対して直角 な方向にスパッタリングされた材料のイオンを加速するバイアスエネルギ発生器 （２７）を含むことを特徴とする請求の範囲第７項から第１２項までのいずれか １項に記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０８／８４４，７５７ (32)優先日 平成９年４月21日(1997．4．21) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ワグナー，イスラエル アメリカ合衆国 ニューヨーク，マンゼ イ，メドウブルック レーン ７ (72)発明者 ワイス，コリイ，エイ. アメリカ合衆国 ニューヨーク，マンゼ イ，ケネディ パークウェイ 16 (72)発明者 セイルマルコ，ジェームズ，アンソニー アメリカ合衆国 ニューヨーク，ブキャナ ン，バンノン アベニュー 102 (72)発明者 マッキニョン，クラウド アメリカ合衆国 ニューヨーク，パットナ ム バレイ，ミル ストリート 71 (72)発明者 リカタ，トマス，ジェイ. アメリカ合衆国 ニューヨーク，モンロ ー，サンフィッシュ レーン 59 (72)発明者 ランツマン，アレグザンダー，ディ. アメリカ合衆国 ニューヨーク，ミドルタ ウン，ケネディ テラス ４ 【要約の続き】 止する。遮蔽体はその中で電流が誘導されないようにす るため仕切られているか、あるいはスロットが付けられ ている。遮蔽体は汚染を制御するためにバイアスされ、 共通にあるいは個々にバイアスされて基板上のコーティ ングの均一性および基板におけるイオン化された材料の 磁束の方向性を最適化しうる。遮蔽体は二次ＲＦプラズ マが窓の近傍で、スパッタリングされた材料がイオン化 される真空室の空間内と連通し易くするように離隔され ている複数の傾斜したセグメント３０２から形成され、 前記セグメントは窓からターゲットの少なくとも殆どを 保護するように傾斜され、かつ離隔している。代替的に 導電性遮蔽体１００はプラズマが遮蔽体の後ろで形成さ れないように窓あるいは絶縁体に近接して、好ましくは 室内のガスの原子の平均自由通路よりも小さい分を離隔 している。遮蔽体１００は結合されたエネルギを方位角 方向あるいは周方向の電流が結合されたエネルギを短絡 しないように少なくとも１個に軸線方向のスリット１０ ３を有する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 主エネルギ源を用いて真空室において主プラズマを形成し、それにより ターゲットをスパッタリングしてターゲットとコーティングすべき基板との間の 空間においてコーティング材料の粒子を発生させる段階と、 コイルが前記空間を囲み、コイルと空間との間に介装された誘電材料を通して 、誘電材料を通してコイルからのＲＦエネルギを基板と主プラズマとの間の空間 内へ誘導結合させ、結合されたＲＦエネルギを用いて前記空間において二次プラ ズマを付勢して二次プラズマで前記空間においてコーティング材料の粒子をイオ ン化する段階を含み、 一方、主プラズマを発生させる段階が実行され、遮蔽体を誘導材料から離隔させ 、かつ空間と誘電材料との間に位置させ、ＲＦエネルギから空間を電気的に遮蔽 することなくコーティング材料の粒子から誘電材料を物理的に遮蔽する段階と、 コーティング材料のイオン化された粒子を空間から基板上へ電気的に導く段階 とを含むことを特徴とするイオン化された物理的蒸着方法。 ２． 遮蔽体アレイに形成されているフィルムからの基板汚染を制御するよう に遮蔽体をバイアスする段階を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記 載の方法。 ３． 基板上に蒸着されつつあるフィルムの分布を制御するように遮蔽体をバ イアスする段階を更に含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ４． 前記バイアスする段階が基板の上に蒸着されつつあるフィルムの分布を 制御するように遮蔽体の複数の電気的に区別された部分を個々に、かつ選択的に バイアスする段階を含むことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。 ５． 結合する段階が真空室の壁にある誘電窓を介して実行されることを特徴 とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ６． 結合する段階がコイルを前記室の外側に位置させて、真空室の壁にある 誘電窓を介して実行されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ７． 結合する段階がコイルを前記室の内側に位置させて、該室の内側にある 誘電窓を介して実行されることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。 ８． 結合する段階がコイルをコーティングする誘電材料を有する室の内側に コイルを位置させて実行されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法 。 ９． イオン化された粒子を電気的に導く段階がコーティング材料のイオン化 した粒子を空間から基板上に誘引するように基板をバイアスする段階を含むこと を特徴とする請求の範囲第1項に記載の方法。 １０． 真空スパッタリング室と、 スパッタリング面を有する室におけるスパッタリングターゲットと、 スパッタリング面に近接して主プラズマを発生させるようにターゲットを付勢 するためにターゲットに接続されている陰極支持体と、 ターゲットから離隔され、前記ターゲットに対面し、かつ該ターゲットに対し て平行に基板を支持するような方向にされ、ターゲットと基板ホルダとの間で空 間を画成する、前記室に位置する基板支持体と、 前記主プラズマと基板ホルダとの間の前記室の空間を囲むコイルと、 前記空間を通過している浮遊中のスパッタリングされた材料をイオン化するた めに二次プラズマを形成するように前記空間内へＲＦエネルギを結合するべくコ イルを付勢するようにコイルに接続されているＲＦエネルギ源と、 基板に対して直角な方向にスパッタリングされた材料のイオンを電気的に導く 手段と、 コイルを空間内のイオンから遮断するためにコイルと空間との間に配置された 非電導性の保護構造体と、 前記空間の周りで周方向および内側で、真空室内に配置され、ターゲットと非 電導性保護構造体との間で非電導性保護構造体から離隔され非導電性保護構造体 をスパッタリングされた材料から物理的に遮蔽する遮蔽体であって、該遮蔽体内 の周方向の電流を低減するのに十分に該遮蔽体を少なくとも部分的に電気的に分 離する少なくとも１個の軸線方向に延びる空隙を有する遮蔽体とを含むことを特 徴とするイオン化された物理的蒸着装置。 １１． 前記遮蔽体が電気的にセグメントを分離する空隙によって離隔された 複数の区別された遮蔽セグメントのアレイを含むことを特徴とする請求の範囲第 １０項に記載の装置。 １２． 非電導性の保護構造体が前記室の壁において誘電窓を含み、前記コイ ルが前記室の外側において窓の後ろに位置していることを特徴とする請求の範囲 第１０項に記載の装置。 １３． 前記コイルが前記室の内側に位置し、 前記非電導性の保護構造体が前記コイルと空間との間で前記室の内側において 誘電窓を含むことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の装置。 １４． 前記コイルが前記室の内側に位置し、 前記非電導性の保護構造体が前記コイル上で絶縁層を含むことを特徴とする請 求の範囲第１０項に記載の装置。 １５． 前記絶縁層が前記コイルを完全に被覆することを特徴とする請求の範 囲第１４項に記載の装置。 １６． 前記絶縁層が空隙を通してコイルまでのプラズマの進入を支援するの に十分な幅を有する空隙によって分離されている複数の断続した絶縁セグメント を含むことを特徴とする請求の範囲第１４項に記載の装置。 １７． ＲＦエネルギ源が０．１ＭＨｚから６０ＭＨｚの間の周波数で前記コ イルを付勢するように作動することを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の装 置。 １８． 前記遮蔽体を電気的に付勢する手段を更に含むことを特徴とする請求 の範囲第１０項に記載の装置。 １９． 前記遮蔽体がセグメントを電気的に分離する空隙によって離隔された 複数の区別された遮蔽セグメントのアレイを含むことを特徴とする請求の範囲第 １０項に記載の装置。 ２０． スパッタリングされた材料のイオンを導く手段が基板に対して直角な 方向においてスパッタリングされた材料のイオンを加速するために支持体上の基 板を電気的にバイアスするように前記支持体に接続されたバイアスエネルギ発生 器を含むことを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の装置。 ２１． 主エネルギ源により真空室内で主プラズマを発生させる段階と、 真空室内で主プラズマにより導電性のコーティング材料のターゲットをスパッ タリングし、それによってターゲットと前記室内で支持されておりコーティング すべき基板との間の空間で導電性コーティング材料のスパッタリングされた粒子 を発生させる段階と、 コイルと空間との間の誘電窓を通して空間を囲むコイルからＲＦエネルギを誘 導結合し、結合されたＲＦエネルギを用いて基板とターゲットとの間に位置する 空間において二次プラズマを形成する段階と、 前記空間内のコーティング材料のスパッタリングされた粒子を二次プラズマで イオン化する段階と、 真空室内で、窓から内方に離隔させて、導電性のコーティング材料のスパッタ リングされた粒子を遮蔽体で物理的に遮蔽し、そのため遮蔽体が導電性のコーテ ィング材料でコーティングされている場合、ＲＦエネルギがコイルから前記空間 内へと通過しうるようにする段階と、 コーティング材料のイオン化された粒子を前記空間から基板に向って導く段階 とを含むことを特徴とするイオン化された物理的蒸着方法。 ２２． イオン化された粒子を導く段階が基板を電気的にバイアスすることに よって、コーティング材料の遮蔽体のイオン化された粒子を基板に向って静電気 的に誘引する段階を含むことを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の方法。 ２３． 遮蔽する段階が周方向の電流軌道を空間の周りで何ら提供しない遮蔽 体を用いて実行されることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の方法。 ２４． 両端と、該両端の間で真空室の周りを延びる側壁とを有し、前記側壁 が前記室の周りを延びる誘電窓を有する真空スパッタリング室と、 前記室の一端で該室の軸線に中心があり、スパッタリング面を有するスパッタ リングターゲットと、 （ａ）ターゲットのスパッタリング面からターゲットのスパッタリング材料を スパッタリングするためにガスのイオンを発生するべく前記室のガスをイオン化 するため主プラズマを付勢する陰極電源と、（ｂ）スパッタリング材料がターゲ ットのスパッタリング面からスパッタリングされた後該材料をイオン化するため に二次プラズマを発生させるＲＦエネルギ源とを含む個々に作動可能な電源であ って、前記陰極電源がターゲットを付勢してスパッタリング面に近接して主プラ ズマを発生させるように前記ターゲットに接続されている電源と、 ターゲットとは反対の端部にあり、ターゲットと平行に基板を支持するように 該ターゲットから離隔されている前記室にある基板支持体と、 前記室の外側にあって、主プラズマと基板ホルダとの間の前記室の空間とは対 向して誘電窓を囲むコイルとを含み、 前記ＲＦエネルギ源がコイルを付勢して浮遊中のスパッタリングした材料が通 過するとき該材料をイオン化するために前記空間で二次プラズマまで窓を通して ＲＦエネルギを誘導結合するようにコイルに接続されており、 更に、前記空間の外側で前記室を囲み、前記窓の内側で、該窓から離隔されて 少なくとも１個の遮蔽セグメントから形成された遮蔽体であって、各セグメント がターゲットと面する面を有し、ターゲットのスパッタリング面に対して、かつ ターゲットの軸線に対してある角度で傾斜しており、窓の概ね全ての点をターゲ ットのスパッタリング面から保護するようにされ、前記遮蔽体は前記室の周りの 周方向の電流通路を遮断する少なくとも１個の空隙を有し、かつ窓の近傍から室 の空間内へ二次プラズマが延び易くする形状にされている遮蔽体とを含むことを 特徴とするイオン化された物理的蒸着装置。 ２５． 前記遮蔽体が複数の区分された遮蔽セグメントを含むことを特徴とす る請求の範囲第２４項に記載の装置。 ２６． 支持体に接続され該支持体上の基板を電気的にバイアスしてスパッタ リングされた材料のイオンを基板に対して直角な方向において加速するバイアス 電位発生器を更に含むことを特徴とする請求の範囲第２４項に記載の装置。 ２７． 前記遮蔽体が複数の軸線方向に離隔された切頭円錐形の遮蔽セグメン トを含むことを特徴とする請求の範囲第２４項に記載の装置。 ２８． 前記遮蔽体が、その間を軸線方向に延びる空間を有する複数の軸線方 向に離隔されたブレード状の遮蔽体部分を含むことを特徴とする請求の範囲第２ ４項に記載の装置。 ２９． 前記コイルが前記室を囲むように位置した螺旋状コイルであることを 特徴とする請求の範囲第２４項に記載の装置。 ３０． 前記遮蔽体アレイがバイアスされることを特徴とする請求の範囲第２ ４項に記載の装置。 ３１． 真空室の周りを延びる誘電窓と、一端において軸線上に中心が来るス パッタリングターゲットと、反対側の端部において軸線上でターゲットに対して 平行に基板を支持する基板支持体とを有する真空スパッタリング室と、 （ａ）ターゲットのスパッタリング面からターゲットのスパッタリング材料を スパッタリングするためにガスのイオンを発生させるべく前記室のガスをイオン 化するために主プラズマを付勢する陰極電源と、（ｂ）スパッタリング材料がタ ーゲットのスパッタリング面からスパッタリングされた後、スパッタリング材料 をイオン化するための二次プラズマを発生させるＲＦエネルギ源とを含む個々に 作動可能な電源であって、前記陰極電源がターゲットに近接して主プラズマを発 生させるためにターゲットを付勢するようにターゲットに接続されている電源と 、 主プラズマと基板ホルダとの間の前記室の空間において二次プラズマを形成す るためにＲＦエネルギ源からのＲＦエネルギを前記室中へ誘導結合するように位 置した誘電窓の外側で前記室を囲むＲＦコイルと、 空間と窓との間で前記室を囲む遮蔽体であって、ターゲットと全体的に面する ように傾斜しており、かつターゲットから窓上の概ね全ての個所を全体的におお うように相互に対して離隔している複数の切頭円錐形のセグメントから形成され 、前記セグメントが各々前記室の周りの周方向の電流通路を遮断する少なくとも １個の軸線方向の空隙を有しており、前記セグメントは相互に対して軸線方向に 離隔し二次プラズマが窓から空間まで窓から離隔した空間を通して延び易くする のに有効な空間を窓から前記室の空間内へ画成している遮蔽体とを含むことを特 徴とするイオン化した物理的蒸着装置、 ３２． 真空室の周りを延びる誘電窓と、一端に位置するスパッタリングター ゲットと、反対側の端部でターゲットに対して平行に基板を支持する基板支持体 とを有する真空スパッタリング室と、 （ａ）ターゲットのスパッタリング面からターゲットのスパッタリング材料を スパッタリングするためにガスのイオンを発生させるべく前記室のガスをイオン 化するために主プラズマを付勢する陰極電源と、（ｂ）スパッタリング材料がタ ーゲットのスパッタリング面からスパッタリングされた後スパッタリング材料を イオン化するために二次プラズマを発生するＲＦエネルギ源とを含む個々に作動 可能な電源であって、前記陰極電源がターゲットに近接して主プラズマを発生さ せるべくターゲットを付勢するようにターゲットに接続されている電源と、 主プラズマと基板ホルダとの間で前記室の空間において二次プラズマを形成す るべくＲＦエネルギ源からのＲＦエネルギを誘導結合するように位置した誘電窓 の外側で前記室を囲むＲＦコイルと、 前記室の空間と窓との間で前記室を囲む遮蔽体であって、前記空間の周りで相 互に対して周方向に離隔した複数の軸線方向に延びるブレードから形成され、各 ブレードは該ブレードを通り、かつ前記室の中心軸を通る半径方向の平面に対し てある角度で傾斜しており、前記ブレードはターゲットから窓の概ね全ての個所 を全体的におおうような方向にされ、かつ相互に対して離隔しており、前記ブレ ードは各々前記室の空間内へ二次プラズマが延び易くするのに効果的な空間を窓 から前記室の空間内へ画成するように相互に対して離隔している遮蔽体とを含む ことを特徴とするイオン化した物理的蒸着装置。 ３３． 基板に対して直角な方向にスパッタリングされた材料のイオンを加速 するべく支持体上の基板を電気的にバイアスするように該支持体に接続されたバ イアス電位発生器を更に含むことを特徴とする請求の範囲第３２項に記載の装置 。 ３４． 基板に対して直角な方向にスパッタリングされた材料のイオンを加速 するべく支持体上の基板を電気的にバイアスするように該支持体に接続されたバ イアス電位発生器を更に含むことを特徴とする請求の範囲第３１項に記載の装置 。 ３５． 低圧レベルに保たれるように処理ガス空間を中に密閉している真空室 と、 前記室の一端における蒸着材料の供給源と、 前記蒸着材料供給源とは反対の端部において前記室に位置し、前記供給源に対 して平行に基板をその上で支持するように該供給源と面している基板支持体と、 基板支持体と前記供給源の面との間で前記室を囲む少なくとも１個のコイルと を含み、 前記室が前記空間における処理ガスからコイルを遮断するために前記コイルと 前記空間との間で窓を含み、 前記空間におけるガスにおいて二次プラズマを付勢するべく窓を通してＲＦエ ネルギを誘導結合するために前記コイルに接続され、かつ作動するＲＦエネルギ 源と、 前記窓の内側の内部で、かつそれに近接して前記室を囲む金属製の遮蔽体であ って、スパッタリング材料源から窓をおおい、プラズマにおいて概ね全ての軸線 方向電界を電気的に短絡するのに十分に軸線方向に延び、前記室の周りで遮蔽体 の周方向の導電性通路を遮断するため軸線方向に延びている少なくとも１個の軸 線方向のスリットを有する遮蔽体とを更に含むことを特徴とするイオン化した物 理的蒸着装置。 ３６． 前記少なくとも１個のコイルが中央のタップを有し、ＲＦエネルギ源 が前記中央タップに接続されていることを特徴とする請求の範囲第３５項に記載 の装置。 ３７． 基板に対して直角な方向において蒸着材料のイオンを加速するべく支 持体上の基板を電気的にバイアスするように該支持体に接続されたバイアス電位 発生器を更に含むことを特徴とする請求の範囲第３５項に記載の装置。 ３８． 前記室内の空間において軸線方向に向けられた磁界を有し、前記室を 囲む磁石を更に含むことを特徴とする請求の範囲第３５項に記載の装置。 ３９． 前記室内の空間において軸線方向に向けられた磁界を発生させる手段 を更に含むことを特徴とする請求の範囲第３５項に記載の装置。 ４０． 前記の遮蔽体における少なくとも１個のスリットが該スリットにおい てプラズマが形成出来るように前記室のガスの原子の平均自由通路よりも十分広 いことを特徴とする請求の範囲第３５項に記載の装置。 ４１． 前記遮蔽体が少なくとも前記コイルの軸線方向長さと同じ高さを有す ることを特徴とする請求の範囲第３５項に記載の装置。 ４２． 前記コイルが前記室を囲んで位置している螺旋状のコイルであること を特徴とする請求の範囲第３５項に記載の装置。 ４３． 前記窓が前記室の内壁の一部を形成し、その内側で処理ガスと接触し ている非電導性材料から形成された全体的に筒形の窓であることを特徴とする請 求の範囲第３５項に記載の装置。 ４４． 前記窓が前記コイルを囲み、少なくともその一方の側において処理ガ スと接触するように位置している非電導性の材料から形成されていることを特徴 とする請求の範囲第３５項に記載の装置。 ４５． 低圧レベルに保たれるように密閉された処理ガス空間を有する真空室 と、 前記室の一端におけるスパッタリングターゲットと、 前記ターゲットとは反対側の端部において前記室に位置し、前記ターゲットに 対して平行に基板を支持するように該ターゲットと面している基板支持体と、 前記基板支持体と前記ターゲットの面との間で前記室を囲む少なくとも１個の コイルとを含み、 前記室が前記空間の処理ガスからコイルを遮断するように前記コイルと空間と の間に設けられた窓を含み、 前記コイルに接続され、前記空間のガスにおいて二次プラズマを付勢するため に前記窓を通してＲＦエネルギを誘導結合するべく前記コイルを付勢するように 作動するＲＦエネルギ源と、 前記窓の内側で、かつ近接して前記室を囲む金属製の遮蔽体であって、前記タ ーゲットからのスパッタリングされた材料から前記窓をおおい、プラズマにおけ る概ね全ての軸線方向の磁界を電気的に短絡するのに十分に軸線方向に延びてお り、前記室の周りで遮蔽体の周方向導電性通路を遮断するように該遮蔽体の軸線 方向長さを延びている少なくとも１個の軸線方向スリットを有する遮蔽体とを更 に含むことを特徴とするイオン化した物理的蒸着装置。 ４６． 前記遮蔽体と窓との間の間隔が前記遮蔽体の後ろでのプラズマの形成 を排除するように前記室の空間の真空中のガスの原子の平均自由通路より大きく ないことを特徴とする請求の範囲第４５項に記載の装置。 ４７． 基板に対して直角な方向においてスパッタリングされた材料のイオン を加速するべく支持体上の基板を電気的にバイアスするように該支持体に接続さ れているバイアス電気発生器を更に含むことを特徴とする請求の範囲第４５項に 記載の装置。 ４８． 前記室内の空間において軸線方向に向けられている磁界を有し、前記 室を囲む磁石を更に含むことを特徴とする請求の範囲第４５項に記載の装置。 ４９． 前記室内の空間において軸線方向に向けられた磁界を発生させる手段 を更に含むことを特徴とする請求の範囲第４５項に記載の装置。 ５０． 前記遮蔽体のスリットが該スリットにおいてプラズマの形成が可能な ように前記室のガスの原子の平均自由通路より十分広いことを特徴とする請求の 範囲第４５項に記載の装置。 ５１． 前記遮蔽体が前記コイルの軸線方向長さと少なくとも同じ高さを有す ることを特徴とする請求の範囲第４５項に記載の装置。 ５２． 前記コイルが前記室を囲んで位置している螺旋状コイルであることを 特徴とする請求の範囲第４５項に記載の装置。 ５３． 前記窓が前記室の内壁の一部を形成し、その内側で処理ガスと接触し ている非導電性材料で形成された全体的に筒形の窓であることを特徴とする請求 の範囲第４５項に記載の装置。 ５４． 前記窓が前記コイルを囲み、少なくとも一方の側で処理ガスと接触す るように位置している非導電性の材料の形態であることを特徴とする請求の範囲 第４５項に記載の装置。 ５５． 真空室の中で密閉した処理ガス用空間と、前記室の一端における蒸着 コーティング材の供給源と、前記供給源とは反対の端部において前記室にあり、 前記供給源と面して基板を支持する基板支持体とを有する真空室を提供する段階 と、 コイルを処理空間において処理ガスから遮断する誘電材料の後ろで前記コイル が前記室を囲むようにしてＲＦエネルギを前記室中へ誘導結合する段階と、 軸線方向に延び、軸線方向にスリットの入った遮蔽体を前記窓の内側で、該窓 に近接させて位置させ、前記窓をターゲットからスパッタリングされた材料から おおい、プラズマにおいて概ね全ての軸線方向の電界を電気的に短絡する段階と を含むことを特徴とするイオン化した物理的蒸着方法。 ５６． 前記供給源がスパッタコーティング材料のターゲットであり、 前記方法がターゲットを付勢し、コーティング材料をそこからスパッタリング する段階を含むことを特徴とする請求の範囲第５５項に記載の方法。 ５７． 前記供給源が蒸発材料のＰＶＤ源であり、 前記方法が蒸発材料を前記室中へ蒸発させる段階を含むことを特徴とする請求 の範囲第５５項に記載の方法。