JP2003129234A - スパッタ装置及び方法 - Google Patents
スパッタ装置及び方法Info
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- JP2003129234A JP2003129234A JP2002136199A JP2002136199A JP2003129234A JP 2003129234 A JP2003129234 A JP 2003129234A JP 2002136199 A JP2002136199 A JP 2002136199A JP 2002136199 A JP2002136199 A JP 2002136199A JP 2003129234 A JP2003129234 A JP 2003129234A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数のスパッタ蒸発源を備えるスパッタ装置
においても経済的な構成とする。 【解決手段】 複数のスパッタ蒸発源４に電力を供給す
る電源装置２を備えたスパッタ装置において、前記電源
装置２は、スパッタ蒸発源４の数より少ない数の直流電
圧発生機構６を有し、当該直流電圧発生機構６からの電
力を各スパッタ蒸発源４にパルス状に分配供給するパル
ス分配供給手段７を備えている。
においても経済的な構成とする。 【解決手段】 複数のスパッタ蒸発源４に電力を供給す
る電源装置２を備えたスパッタ装置において、前記電源
装置２は、スパッタ蒸発源４の数より少ない数の直流電
圧発生機構６を有し、当該直流電圧発生機構６からの電
力を各スパッタ蒸発源４にパルス状に分配供給するパル
ス分配供給手段７を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスパッタ法により皮
膜を被処理物に形成するための装置および方法に関す
る。
膜を被処理物に形成するための装置および方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】スパッタ法は物理的蒸着法の一種であ
り、真空容器の中において、Ａｒなどの不活性ガスを導
入しながら、被膜材料（ターゲット）を取りつけた電極
を陰極としてグロー放電を発生させ、放電中で生成した
イオンを放電電圧に相当する数百ｅＶのエネルギーで陰
極に衝突させ、その際に反動で放出される粒子を基板上
に堆積させて成膜を行う方法である。この成膜プロセス
は、ターゲット表面に磁場を印加したマグネトロンスパ
ッタ法により、さらに強いグロー放電を生成することが
可能で、実用的な成膜プロセスとして使われている。
り、真空容器の中において、Ａｒなどの不活性ガスを導
入しながら、被膜材料（ターゲット）を取りつけた電極
を陰極としてグロー放電を発生させ、放電中で生成した
イオンを放電電圧に相当する数百ｅＶのエネルギーで陰
極に衝突させ、その際に反動で放出される粒子を基板上
に堆積させて成膜を行う方法である。この成膜プロセス
は、ターゲット表面に磁場を印加したマグネトロンスパ
ッタ法により、さらに強いグロー放電を生成することが
可能で、実用的な成膜プロセスとして使われている。
【０００３】このような、スパッタ法においてしばしば
指摘される問題点は、基板上に堆積する粒子のエネルギ
ーが小さいために、形成される皮膜が充分緻密ではない
という点であった。この問題点を解決するための方法と
しては、各種の方法式が提案されているが、その中のひ
とつの手段として成膜を行うための放電を非常に高い電
力密度でパルス的に発生させる技術が提案されている。 従来技術１（文献１、Gruen,USP5015493、Process and
Apparatus for coating conducting pieces using a pu
lsed glow discharge） Gruenは上記の文献において、スパッタリング法による
グロー放電でスパッタ成膜を行う場合に生じる真空容器
や基板の温度上昇を抑制する目的において、スパッタを
行うグロー放電を間欠的に行う方法および装置を提案し
ている。すなわち、Gruenによると方形波のＤＣパルス
を ０．１−１００ｋＨｚの周波数 パルスのＯＮ幅：Ｏｆｆ幅を １：１〜１：１０００ 各パルスの電圧を１００Ｖ以上、好ましくは２００−８
００Ｖ 各パルスの幅を１０−１０，０００μｓｅｃ において印加することにより、所期の目的を達成できる
とされている。さらに、方形波のＤＣパルスは、 電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ2〜１Ａ／ｃｍ2 電力密度が１−９００Ｗ／ｃｍ2 が好ましいとしている。
指摘される問題点は、基板上に堆積する粒子のエネルギ
ーが小さいために、形成される皮膜が充分緻密ではない
という点であった。この問題点を解決するための方法と
しては、各種の方法式が提案されているが、その中のひ
とつの手段として成膜を行うための放電を非常に高い電
力密度でパルス的に発生させる技術が提案されている。 従来技術１（文献１、Gruen,USP5015493、Process and
Apparatus for coating conducting pieces using a pu
lsed glow discharge） Gruenは上記の文献において、スパッタリング法による
グロー放電でスパッタ成膜を行う場合に生じる真空容器
や基板の温度上昇を抑制する目的において、スパッタを
行うグロー放電を間欠的に行う方法および装置を提案し
ている。すなわち、Gruenによると方形波のＤＣパルス
を ０．１−１００ｋＨｚの周波数 パルスのＯＮ幅：Ｏｆｆ幅を １：１〜１：１０００ 各パルスの電圧を１００Ｖ以上、好ましくは２００−８
００Ｖ 各パルスの幅を１０−１０，０００μｓｅｃ において印加することにより、所期の目的を達成できる
とされている。さらに、方形波のＤＣパルスは、 電流密度が０．１ｍＡ／ｃｍ2〜１Ａ／ｃｍ2 電力密度が１−９００Ｗ／ｃｍ2 が好ましいとしている。
【０００４】従来技術２（文献２、Kouznetsov,WO 98/4
0532,A method and apparatus formagnetically enhanc
ed sputtering: および 文献３、Kouznetsov 他、"A
novel pulsed magnetron sputter technique utilizin
g very high target powerdensities",Surface and Coa
tings Technology 122(1999）290-293） さらに、別の技術としてKouznentsovらは、ピークの電
力密度が２．８ｋＷ／ｃｍ2に達するマグネトロンスパ
ッタ法を提案している。文献２によると、Kouznentsov
は、マグネトロンスパッタリングにおいて、ターゲット
に負の電圧を印加するパルスの立上りエッジを急峻にす
ることにより、ターゲット前のガスを非常に急速に完全
電離状態にして実質的に均一なプラズマを形成して、ガ
スを第１グロー放電状態とアーク放電状態を速やかに通
過させるようなパルスを印加することを提案しており、
具体的なパルスの条件として、 パルス中の電力 ０．１ｋＷ−１ＭＷ パルス幅 ５０μｓ〜１ｍｓ、より好ましくは５
０−２００μｓ、好ましくは１００μｓ パルス間隔 １０ｍｓ〜１０００Ｓ，好ましくは１
０〜５０ｍｓ パルス電圧 ０．５−５ｋＶ が好ましい条件として開示されている。
0532,A method and apparatus formagnetically enhanc
ed sputtering: および 文献３、Kouznetsov 他、"A
novel pulsed magnetron sputter technique utilizin
g very high target powerdensities",Surface and Coa
tings Technology 122(1999）290-293） さらに、別の技術としてKouznentsovらは、ピークの電
力密度が２．８ｋＷ／ｃｍ2に達するマグネトロンスパ
ッタ法を提案している。文献２によると、Kouznentsov
は、マグネトロンスパッタリングにおいて、ターゲット
に負の電圧を印加するパルスの立上りエッジを急峻にす
ることにより、ターゲット前のガスを非常に急速に完全
電離状態にして実質的に均一なプラズマを形成して、ガ
スを第１グロー放電状態とアーク放電状態を速やかに通
過させるようなパルスを印加することを提案しており、
具体的なパルスの条件として、 パルス中の電力 ０．１ｋＷ−１ＭＷ パルス幅 ５０μｓ〜１ｍｓ、より好ましくは５
０−２００μｓ、好ましくは１００μｓ パルス間隔 １０ｍｓ〜１０００Ｓ，好ましくは１
０〜５０ｍｓ パルス電圧 ０．５−５ｋＶ が好ましい条件として開示されている。
【０００５】また、同じくKouznetsovによる文献３によ
るとピーク電力１００〜５００ｋＷ（ターゲット電力密
度０．６ｋＷ〜２．８ｋＷ／ｃｍ2相当）、Ａｒ圧力
０．０６−５Ｐａにおいて、５０−１００μｓのパルス
幅、５０Ｈｚの繰り返し周波数において行った成膜実験
の結果が報告されており、成膜対象の基板上において１
Ａ／ｃｍ2と言う高いイオン電流量と蒸発したターゲッ
ト蒸気の約７０％がイオン化しているとの結果が得られ
ている。成膜に使われる蒸気が高い割合でイオン化して
いることにより、皮膜と基板の高い密着性が得られた
り、緻密な皮膜が形成可能であると言うことが期待でき
る。
るとピーク電力１００〜５００ｋＷ（ターゲット電力密
度０．６ｋＷ〜２．８ｋＷ／ｃｍ2相当）、Ａｒ圧力
０．０６−５Ｐａにおいて、５０−１００μｓのパルス
幅、５０Ｈｚの繰り返し周波数において行った成膜実験
の結果が報告されており、成膜対象の基板上において１
Ａ／ｃｍ2と言う高いイオン電流量と蒸発したターゲッ
ト蒸気の約７０％がイオン化しているとの結果が得られ
ている。成膜に使われる蒸気が高い割合でイオン化して
いることにより、皮膜と基板の高い密着性が得られた
り、緻密な皮膜が形成可能であると言うことが期待でき
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パルス
発生機構を有するスパッタリング装置はＤＣ電圧の発生
機構に加えパルス発生機構を有する電源を使用するため
に、電源が高価になり経済性の面で問題となり、特に複
数のスパッタ蒸発源を有する装置を構成する場合には高
価になる問題があった。本発明の課題は、複数のスパッ
タリング蒸発源を有する装置においても経済的な構成の
スパッタ装置を提供することにある。
発生機構を有するスパッタリング装置はＤＣ電圧の発生
機構に加えパルス発生機構を有する電源を使用するため
に、電源が高価になり経済性の面で問題となり、特に複
数のスパッタ蒸発源を有する装置を構成する場合には高
価になる問題があった。本発明の課題は、複数のスパッ
タリング蒸発源を有する装置においても経済的な構成の
スパッタ装置を提供することにある。
【０００７】また、本発明の他の課題は、放電の陽極の
面積が十分でない場合であっても放電の安定化を図るこ
とにある。
面積が十分でない場合であっても放電の安定化を図るこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】課題を解決するため、本
発明で採用した技術的手段の特徴は、複数のスパッタ蒸
発源に電力を供給する電源装置を備えたスパッタ装置に
おいて、前記電源装置は、スパッタ蒸発源の数より少な
い数の直流電圧発生機構を有し、当該直流電圧発生機構
からの電力を各スパッタ蒸発源にパルス状に分配供給す
るパルス分配供給手段を備えている点にある。かかる手
段によれば、スパッタ蒸発源より少ない数の直流電圧発
生機構で、より多くのスパッタ蒸発源をパルス駆動する
ことになり、蒸発源の数量だけ必要であったパルス電源
が不要となり経済的な装置構成が可能となる。
発明で採用した技術的手段の特徴は、複数のスパッタ蒸
発源に電力を供給する電源装置を備えたスパッタ装置に
おいて、前記電源装置は、スパッタ蒸発源の数より少な
い数の直流電圧発生機構を有し、当該直流電圧発生機構
からの電力を各スパッタ蒸発源にパルス状に分配供給す
るパルス分配供給手段を備えている点にある。かかる手
段によれば、スパッタ蒸発源より少ない数の直流電圧発
生機構で、より多くのスパッタ蒸発源をパルス駆動する
ことになり、蒸発源の数量だけ必要であったパルス電源
が不要となり経済的な装置構成が可能となる。
【０００９】直流電圧発生機構の数としては、例えば、
１台だけ設け、当該１台の直流電圧発生機構から各スパ
ッタ蒸発源に電力が分配供給されるものとするのが経済
的である。また、前記パルス分配供給手段は、各スパッ
タ蒸発源毎に前記直流電圧発生機構からの電力を蓄える
ために設けられた電力貯蔵部と、各電力貯蔵部に蓄えら
れた電力をパルス状にして各スパッタ蒸発源にパルス状
電力を供給するパルス発生部と、を備えているのが好適
である。
１台だけ設け、当該１台の直流電圧発生機構から各スパ
ッタ蒸発源に電力が分配供給されるものとするのが経済
的である。また、前記パルス分配供給手段は、各スパッ
タ蒸発源毎に前記直流電圧発生機構からの電力を蓄える
ために設けられた電力貯蔵部と、各電力貯蔵部に蓄えら
れた電力をパルス状にして各スパッタ蒸発源にパルス状
電力を供給するパルス発生部と、を備えているのが好適
である。
【００１０】さらに、前記パルス分配供給手段は、各ス
パッタ蒸発源毎に前記直流電圧発生機構からの電力が充
電される電力貯蔵部と、当該電力貯蔵部に蓄えられた電
力をパルス状にして各スパッタ蒸発源にパルス状電力を
供給するパルス発生部とを備え、前記電力貯蔵部はコン
デンサであり、前記パルス発生部は、スイッチ素子とイ
ンダクタンス素子で構成されているのが好適である。さ
らにまた、前記各電力貯蔵部と前記直流電圧発生機構と
の間に、各電力貯蔵部の貯蔵電力を制御調整するための
電力制御機構が設けられていれば、各蒸発源毎のパルス
放電電力を調整することが可能となる。
パッタ蒸発源毎に前記直流電圧発生機構からの電力が充
電される電力貯蔵部と、当該電力貯蔵部に蓄えられた電
力をパルス状にして各スパッタ蒸発源にパルス状電力を
供給するパルス発生部とを備え、前記電力貯蔵部はコン
デンサであり、前記パルス発生部は、スイッチ素子とイ
ンダクタンス素子で構成されているのが好適である。さ
らにまた、前記各電力貯蔵部と前記直流電圧発生機構と
の間に、各電力貯蔵部の貯蔵電力を制御調整するための
電力制御機構が設けられていれば、各蒸発源毎のパルス
放電電力を調整することが可能となる。
【００１１】また、いずれかのスパッタ蒸発源にパルス
状電力が供給されないパルスＯＦＦ期間において、当該
ＯＦＦ期間となっているスパッタ蒸発源を前記直流電圧
発生機構の陽極に切替接続するスイッチ素子が設けられ
ているのが好適である。すなわち、電源から複数のスパ
ッタ蒸発源に電力を供給してスパッタ法により皮膜を被
処理物に形成する方法において、いずれかのスパッタ蒸
発源に電力が供給されないＯＦＦ期間に、当該ＯＦＦ期
間となっているスパッタ蒸発源を前記電源の陽極に接続
して、電力が供給されているスパッタ蒸発源との間で発
生される放電の陽極として用いることで、陽極の面積が
不足していても蒸発源が陽極となって安定した放電を行
うことができる。
状電力が供給されないパルスＯＦＦ期間において、当該
ＯＦＦ期間となっているスパッタ蒸発源を前記直流電圧
発生機構の陽極に切替接続するスイッチ素子が設けられ
ているのが好適である。すなわち、電源から複数のスパ
ッタ蒸発源に電力を供給してスパッタ法により皮膜を被
処理物に形成する方法において、いずれかのスパッタ蒸
発源に電力が供給されないＯＦＦ期間に、当該ＯＦＦ期
間となっているスパッタ蒸発源を前記電源の陽極に接続
して、電力が供給されているスパッタ蒸発源との間で発
生される放電の陽極として用いることで、陽極の面積が
不足していても蒸発源が陽極となって安定した放電を行
うことができる。
【００１２】また、これを他の観点からみると、前記複
数のスパッタ蒸発源のうち一のスパッタ蒸発源にパルス
状電力が供給されているときに、他の少なくとも一のス
パッタ蒸発源を前記直流電圧発生機構の陽極に切替接続
するスイッチ素子が設けられているものとすることがで
きる。すなわち、電源から複数のスパッタ蒸発源に電力
を供給してスパッタ法により被膜を被処理物に形成する
方法において、前記複数のスパッタ蒸発源のうち一のス
パッタ蒸発源に電力が供給されているときに、他の少な
くとも一のスパッタ蒸発源を前記電源の陽極に接続し
て、電力が供給されているスパッタ蒸発源との間で発生
される放電の陽極として用いることで、陽極の面積が不
足していても蒸発源が陽極となって安定した放電を行う
ことができる。
数のスパッタ蒸発源のうち一のスパッタ蒸発源にパルス
状電力が供給されているときに、他の少なくとも一のス
パッタ蒸発源を前記直流電圧発生機構の陽極に切替接続
するスイッチ素子が設けられているものとすることがで
きる。すなわち、電源から複数のスパッタ蒸発源に電力
を供給してスパッタ法により被膜を被処理物に形成する
方法において、前記複数のスパッタ蒸発源のうち一のス
パッタ蒸発源に電力が供給されているときに、他の少な
くとも一のスパッタ蒸発源を前記電源の陽極に接続し
て、電力が供給されているスパッタ蒸発源との間で発生
される放電の陽極として用いることで、陽極の面積が不
足していても蒸発源が陽極となって安定した放電を行う
ことができる。
【００１３】本発明で採用した技術的手段の他の特徴
は、複数のスパッタ蒸発源に電力を供給する電源装置を
備えたスパッタ装置において、前記電源装置は、１台の
直流電圧発生機構と、該直流電圧発生機構からの電力を
蓄える１台の電力貯蔵部とを有し、電力貯蔵部に蓄えた
電力を各スパッタ蒸発源に順次パルス状に分配供給する
パルス分配供給手段を、備えている点にある。かかる手
段によれば、１台の直流電圧発生機構で複数台のスパッ
タ蒸発源をパルス駆動することになり、スパッタ蒸発源
の数量だけ必要であったパルス電源が不要となり、複数
台のスパッタ蒸発源を有する装置においても、１台の直
流電圧発生機構によってパルススパッタリング法を実行
することが可能であるし、直流電圧発生機構からの電力
を蓄える電力貯蔵部も１台で済み、経済的な装置構成が
可能となる。
は、複数のスパッタ蒸発源に電力を供給する電源装置を
備えたスパッタ装置において、前記電源装置は、１台の
直流電圧発生機構と、該直流電圧発生機構からの電力を
蓄える１台の電力貯蔵部とを有し、電力貯蔵部に蓄えた
電力を各スパッタ蒸発源に順次パルス状に分配供給する
パルス分配供給手段を、備えている点にある。かかる手
段によれば、１台の直流電圧発生機構で複数台のスパッ
タ蒸発源をパルス駆動することになり、スパッタ蒸発源
の数量だけ必要であったパルス電源が不要となり、複数
台のスパッタ蒸発源を有する装置においても、１台の直
流電圧発生機構によってパルススパッタリング法を実行
することが可能であるし、直流電圧発生機構からの電力
を蓄える電力貯蔵部も１台で済み、経済的な装置構成が
可能となる。
【００１４】また、前記電力貯蔵部がコンデンサであ
り、前記パルス分配供給手段が、スイッチ素子とインダ
クタンス素子とで構成されているのが好適である。本発
明で採用した技術的手段の他の特徴は、複数のスパッタ
蒸発源に電力を供給する電源装置を備えたスパッタ装置
において、前記電源装置は、１台の直流電圧発生機構
と、該直流電圧発生機構からの電力を蓄える１台の電力
貯蔵部とを有すると共に、前記電力貯蔵部への貯蔵電力
の制御により、電力貯蔵部からパルス状に各スパッタ蒸
発源に供給する電力を制御する制御手段を、備えている
点にある。
り、前記パルス分配供給手段が、スイッチ素子とインダ
クタンス素子とで構成されているのが好適である。本発
明で採用した技術的手段の他の特徴は、複数のスパッタ
蒸発源に電力を供給する電源装置を備えたスパッタ装置
において、前記電源装置は、１台の直流電圧発生機構
と、該直流電圧発生機構からの電力を蓄える１台の電力
貯蔵部とを有すると共に、前記電力貯蔵部への貯蔵電力
の制御により、電力貯蔵部からパルス状に各スパッタ蒸
発源に供給する電力を制御する制御手段を、備えている
点にある。
【００１５】かかる手段によれば、１台の直流電圧発生
機構で複数台のスパッタ蒸発源をパルス駆動することに
なり、スパッタ蒸発源の数量だけ必要であったパルス電
源が不要となり、複数台のスパッタ蒸発源を有する装置
においても、１台の直流電圧発生機構によってパルスス
パッタリング法を実行することが可能であるし、直流電
圧発生機構からの電力を蓄える電力貯蔵部も１台で済
み、経済的な装置構成が可能となる。
機構で複数台のスパッタ蒸発源をパルス駆動することに
なり、スパッタ蒸発源の数量だけ必要であったパルス電
源が不要となり、複数台のスパッタ蒸発源を有する装置
においても、１台の直流電圧発生機構によってパルスス
パッタリング法を実行することが可能であるし、直流電
圧発生機構からの電力を蓄える電力貯蔵部も１台で済
み、経済的な装置構成が可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、複数のスパッタ蒸発源を備
えたスパッタ装置１とその電源装置２のブロックチャー
トである。スパッタ装置１は、被処理物への成膜プロセ
スを行う真空チャンバー３と、この真空チャンバー３に
設置された複数のスパッタ蒸発源（スパッタカソード）
４とを備えている。図１の例では４台のスパッタ蒸発源
４が設置されている。なお、スパッタ装置１には、この
他に真空排気システム、プロセスガス導入機構等、スパ
ッタ成膜に必要な機構が設けられているが、これらは公
知であるため、図１では省略されている。
基づいて説明する。図１は、複数のスパッタ蒸発源を備
えたスパッタ装置１とその電源装置２のブロックチャー
トである。スパッタ装置１は、被処理物への成膜プロセ
スを行う真空チャンバー３と、この真空チャンバー３に
設置された複数のスパッタ蒸発源（スパッタカソード）
４とを備えている。図１の例では４台のスパッタ蒸発源
４が設置されている。なお、スパッタ装置１には、この
他に真空排気システム、プロセスガス導入機構等、スパ
ッタ成膜に必要な機構が設けられているが、これらは公
知であるため、図１では省略されている。
【００１７】電源装置２は、皮膜材料（ターゲット）を
取り付けた電極であるスパッタ蒸発源４に電力を供給し
て前記スパッタ蒸発源を陰極として放電を発生させるた
めのものである。この電源装置２は、１台の直流電圧発
生機構（直流電源）６と、この直流電圧発生機構５から
の電力を各スパッタ蒸発源４，４，４，４にパルス状に
分配供給するパルス分配供給手段７，７，７，７とを備
えている。直流電圧発生機構６の２の陰極（−）側はパ
ルス分配供給手段７，７，７，７と接続され、直流電圧
発生機構６の陽極（＋）側は真空チャンバー３に接続さ
れており、真空チャンバー３が前記蒸発源４との間で生
ずる放電の陽極となる。また、電源装置２の陽極（＋）
側は接地されている。なお、直流電圧発生機構６はスパ
ッタ蒸発源４の数より少なければよく、例えば、４台の
スパッタ蒸発源４に対し、２台の直流電圧発生機構を設
けて、一方の直流電圧発生機構の電力を２台のスパッタ
蒸発源に分配し、他方の直流電圧発生機構の電力を他の
２台のスパッタ蒸発源に分配しても良い。
取り付けた電極であるスパッタ蒸発源４に電力を供給し
て前記スパッタ蒸発源を陰極として放電を発生させるた
めのものである。この電源装置２は、１台の直流電圧発
生機構（直流電源）６と、この直流電圧発生機構５から
の電力を各スパッタ蒸発源４，４，４，４にパルス状に
分配供給するパルス分配供給手段７，７，７，７とを備
えている。直流電圧発生機構６の２の陰極（−）側はパ
ルス分配供給手段７，７，７，７と接続され、直流電圧
発生機構６の陽極（＋）側は真空チャンバー３に接続さ
れており、真空チャンバー３が前記蒸発源４との間で生
ずる放電の陽極となる。また、電源装置２の陽極（＋）
側は接地されている。なお、直流電圧発生機構６はスパ
ッタ蒸発源４の数より少なければよく、例えば、４台の
スパッタ蒸発源４に対し、２台の直流電圧発生機構を設
けて、一方の直流電圧発生機構の電力を２台のスパッタ
蒸発源に分配し、他方の直流電圧発生機構の電力を他の
２台のスパッタ蒸発源に分配しても良い。
【００１８】パルス分配供給手段７，７，７，７は、各
スパッタ蒸発源４，４，４，４毎に設けられた電力貯蔵
部９と、同じく各スパッタ蒸発源４，４，４，４毎に設
けられたパルス発生部１０とを備えている。電力貯蔵部
９は、各スパッタ蒸発源４毎に直流電圧発生機構６から
の電力を蓄えるためのものであり、ここではコンデンサ
からなる。各コンデンサ９の一端はダイオード１２及び
抵抗１３を介して前記直流電圧発生機構６と接続され、
他端は接地されている。
スパッタ蒸発源４，４，４，４毎に設けられた電力貯蔵
部９と、同じく各スパッタ蒸発源４，４，４，４毎に設
けられたパルス発生部１０とを備えている。電力貯蔵部
９は、各スパッタ蒸発源４毎に直流電圧発生機構６から
の電力を蓄えるためのものであり、ここではコンデンサ
からなる。各コンデンサ９の一端はダイオード１２及び
抵抗１３を介して前記直流電圧発生機構６と接続され、
他端は接地されている。
【００１９】パルス発生部１０は、各電力貯蔵部９に蓄
えられた電力をパルス状にして各スパッタ蒸発源４にパ
ルス状電力を供給するものであり、ここでは、コンデン
サ６とスパッタ蒸発源４の間に介在されたスイッチ素子
１５及びインダクタンス素子（リアクトル）１６からな
る。なお、スイッチ素子１５としては、サイリスター、
ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＹなどの素子が使用できる。パル
ス分配供給手段７を構成する回路では、各蒸発源４毎に
設置したコンデンサ９には常時直流電圧が蓄えられてい
る。この状態でスイッチ素子１５をＯＮ状態にすると、
コンデンサ９に蓄えられた電圧はスパッタ蒸発源４に印
加されて、真空チャンバ内がスパッタに適したガス圧等
の状態に保たれていれば、ターゲットでグロー放電が発
生し、スパッタ成膜が発生する。
えられた電力をパルス状にして各スパッタ蒸発源４にパ
ルス状電力を供給するものであり、ここでは、コンデン
サ６とスパッタ蒸発源４の間に介在されたスイッチ素子
１５及びインダクタンス素子（リアクトル）１６からな
る。なお、スイッチ素子１５としては、サイリスター、
ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＹなどの素子が使用できる。パル
ス分配供給手段７を構成する回路では、各蒸発源４毎に
設置したコンデンサ９には常時直流電圧が蓄えられてい
る。この状態でスイッチ素子１５をＯＮ状態にすると、
コンデンサ９に蓄えられた電圧はスパッタ蒸発源４に印
加されて、真空チャンバ内がスパッタに適したガス圧等
の状態に保たれていれば、ターゲットでグロー放電が発
生し、スパッタ成膜が発生する。
【００２０】この時発生するグロー放電中は、電圧はタ
ーゲットの材質や構造で決まり、１００Ｖ〜１０００Ｖ
の範囲の電圧となり、電流はコンデンサ９の容量、充電
電圧、リアクトル１６の値、および放電電圧により決ま
り、放電開始から電流は上昇し正弦波の半波長分に類似
の波形で流れて停止する。この放電時間はコンデンサ９
の容量とリアクトル１６のインダクタンスにより決ま
る。例えば、１０μＦのコンデンサ２０μＨのインダク
タンス、１０００Ｖの充電電圧の条件下で、ターゲット
材料をφ１５０ｍｍのＡｌとした場合、グロー放電電圧
は約２００Ｖであり、正弦波状の流れる電流のピーク値
は７００Ａ、パルス幅は約５０μｓであった。
ーゲットの材質や構造で決まり、１００Ｖ〜１０００Ｖ
の範囲の電圧となり、電流はコンデンサ９の容量、充電
電圧、リアクトル１６の値、および放電電圧により決ま
り、放電開始から電流は上昇し正弦波の半波長分に類似
の波形で流れて停止する。この放電時間はコンデンサ９
の容量とリアクトル１６のインダクタンスにより決ま
る。例えば、１０μＦのコンデンサ２０μＨのインダク
タンス、１０００Ｖの充電電圧の条件下で、ターゲット
材料をφ１５０ｍｍのＡｌとした場合、グロー放電電圧
は約２００Ｖであり、正弦波状の流れる電流のピーク値
は７００Ａ、パルス幅は約５０μｓであった。
【００２１】図１の回路では、パルス分配供給手段７を
構成する回路９，１５，１６はスパッタ蒸発源４毎に準
備されているので、図示しないパルスタイミング制御部
からスイッチ素子１５への信号によって、必要なタイミ
ングで（交互あるいは同時に）パルス状のグロー放電を
発生でき、これを繰り返すことによって、１台の直流電
圧電源６を使い、４台のスパッタ蒸発源４により成膜を
行うことが可能である。このように、上記実施の形態に
よると、複数台のスパッタ蒸発源を有する装置において
も、スパッタ蒸発源より少ない台数の電源（具体的には
１台の電源６）によってパルススパッタリング法を実行
することが可能であり、経済的な装置構成が可能であ
る。
構成する回路９，１５，１６はスパッタ蒸発源４毎に準
備されているので、図示しないパルスタイミング制御部
からスイッチ素子１５への信号によって、必要なタイミ
ングで（交互あるいは同時に）パルス状のグロー放電を
発生でき、これを繰り返すことによって、１台の直流電
圧電源６を使い、４台のスパッタ蒸発源４により成膜を
行うことが可能である。このように、上記実施の形態に
よると、複数台のスパッタ蒸発源を有する装置において
も、スパッタ蒸発源より少ない台数の電源（具体的には
１台の電源６）によってパルススパッタリング法を実行
することが可能であり、経済的な装置構成が可能であ
る。
【００２２】また、複数台設置した各スパッタ蒸発源４
の特性に応じて、それぞれの回路のコンデンサ９の容量
やリアクトル１６のインダクタンスは好ましい値に設定
して、各スパッタ蒸発源へ供給されるパルス電流やパル
ス時間幅を最適に設定することも可能であるし、また、
コンデンサ９やリアクトル１６の容量を可変に構成する
ことも可能である。さらに、以上の例ではパルス幅は各
蒸発源４の回路のコンデンサ９とリアクトル１６の組み
合わせにおいて制御したが、スイッチ素子１５により所
定のパルス幅にて回路を切断する方法も可能である。
の特性に応じて、それぞれの回路のコンデンサ９の容量
やリアクトル１６のインダクタンスは好ましい値に設定
して、各スパッタ蒸発源へ供給されるパルス電流やパル
ス時間幅を最適に設定することも可能であるし、また、
コンデンサ９やリアクトル１６の容量を可変に構成する
ことも可能である。さらに、以上の例ではパルス幅は各
蒸発源４の回路のコンデンサ９とリアクトル１６の組み
合わせにおいて制御したが、スイッチ素子１５により所
定のパルス幅にて回路を切断する方法も可能である。
【００２３】あるいは、別の実施形態として、スイッチ
素子１５に電流制御機能を持たせて、各蒸発源４に供給
するパルス電流値とパルス幅自身を制御することも可能
である。ただし、前記のようにスイッチ素子１５に電流
制御機能を付与する手法は、パルス電流値が大きい場合
はパルス幅が例えばμｓレベルまで短い場合には制御上
の困難を伴う場合がある。図２及び図３は、このような
問題に対処するための実施形態であり、図１の実施形態
との相違点は、直流電源６と各スパッタ蒸発源４毎に設
置したコンデンサ９との間に、コンデンサ９の充電電圧
を制御調整するための電力制御機構（電圧制御機構）１
８を備えている点にある。なお、図２及び図３において
図１と同様の符号が付されている構成は図１と同様の作
用を有する。
素子１５に電流制御機能を持たせて、各蒸発源４に供給
するパルス電流値とパルス幅自身を制御することも可能
である。ただし、前記のようにスイッチ素子１５に電流
制御機能を付与する手法は、パルス電流値が大きい場合
はパルス幅が例えばμｓレベルまで短い場合には制御上
の困難を伴う場合がある。図２及び図３は、このような
問題に対処するための実施形態であり、図１の実施形態
との相違点は、直流電源６と各スパッタ蒸発源４毎に設
置したコンデンサ９との間に、コンデンサ９の充電電圧
を制御調整するための電力制御機構（電圧制御機構）１
８を備えている点にある。なお、図２及び図３において
図１と同様の符号が付されている構成は図１と同様の作
用を有する。
【００２４】電力制御機構１８は、コンデンサ９の充電
電圧を検出し、検出された充電電圧をコンデンサ９への
電流調節部１９へフィードバックしてコンデンサ９の充
電電圧を制御するものであり、電力制御機構１８を有す
る回路７としては、例えば、図３に示すように、電流調
節部１９としてトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ
等のスイッチ素子１９が設けられ、コンデンサ９の充電
電圧を検出して所定の基準充電電圧（設定値）と比較し
前記スイッチ素子１９を制御するための比較器２０を備
えて構成することができる。
電圧を検出し、検出された充電電圧をコンデンサ９への
電流調節部１９へフィードバックしてコンデンサ９の充
電電圧を制御するものであり、電力制御機構１８を有す
る回路７としては、例えば、図３に示すように、電流調
節部１９としてトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ
等のスイッチ素子１９が設けられ、コンデンサ９の充電
電圧を検出して所定の基準充電電圧（設定値）と比較し
前記スイッチ素子１９を制御するための比較器２０を備
えて構成することができる。
【００２５】この電力制御機構１８を備えることで、パ
ルス放電で放電した後のコンデンサ９の充電電圧をスパ
ッタ蒸発源４毎に設定可能であり、パルス放電を行った
場合のパルスのピーク電流、１パルスあたりの投入電流
を制御することが可能になる。図４はさらに他の実施形
態を示している。図４の実施形態と図１〜図３の実施形
態との相違点は、各スパッタ蒸発源４毎にスパッタ蒸発
源４と直流電源の陽極を短絡させるためのスイッチ素子
２２を取り付けた点である。このスイッチ素子２２は、
それぞれのスパッタ蒸発源４にパルス放電電力が供給さ
れている間（パルスＯＮ期間）はＯＦＦ（開）の状態で
あるが、パルス放電の間（パルスＯＦＦ期間）はＯＮ
（閉）の状態となり、スパッタ蒸発源４を直流電源２の
陽極に接続可能である。このように、あるスパッタ蒸発
源３が陽極に接続されている間に、他のスパッタ蒸発源
４をパルス動作させると、陽極に接続されたスパッタ蒸
発源４は真空チャンバー３と同じようにグロー放電の陽
極として動作可能であり、陽極の面積が不足で放電が安
定しない場合に有効である。
ルス放電で放電した後のコンデンサ９の充電電圧をスパ
ッタ蒸発源４毎に設定可能であり、パルス放電を行った
場合のパルスのピーク電流、１パルスあたりの投入電流
を制御することが可能になる。図４はさらに他の実施形
態を示している。図４の実施形態と図１〜図３の実施形
態との相違点は、各スパッタ蒸発源４毎にスパッタ蒸発
源４と直流電源の陽極を短絡させるためのスイッチ素子
２２を取り付けた点である。このスイッチ素子２２は、
それぞれのスパッタ蒸発源４にパルス放電電力が供給さ
れている間（パルスＯＮ期間）はＯＦＦ（開）の状態で
あるが、パルス放電の間（パルスＯＦＦ期間）はＯＮ
（閉）の状態となり、スパッタ蒸発源４を直流電源２の
陽極に接続可能である。このように、あるスパッタ蒸発
源３が陽極に接続されている間に、他のスパッタ蒸発源
４をパルス動作させると、陽極に接続されたスパッタ蒸
発源４は真空チャンバー３と同じようにグロー放電の陽
極として動作可能であり、陽極の面積が不足で放電が安
定しない場合に有効である。
【００２６】特に、例えばアルミニウムをターゲットに
して酸素雰囲気でスパッタリングを行い絶縁性の酸化被
膜を形成するような場合には、真空チャンバー３など通
常の陽極は絶縁被膜で覆われてしまい陽極として有効に
作用しなくなるので、スパッタ蒸発で常に導電性の表面
が露出しているターゲットを陽極として使用することで
放電の安定性を向上できる。なお、各スイッチ素子２２
のＯＮ／ＯＦＦ制御は、各スパッタ蒸発源４に与えられ
るパルスタイミングに応じたタイミングで図示しない制
御部によって行われる。
して酸素雰囲気でスパッタリングを行い絶縁性の酸化被
膜を形成するような場合には、真空チャンバー３など通
常の陽極は絶縁被膜で覆われてしまい陽極として有効に
作用しなくなるので、スパッタ蒸発で常に導電性の表面
が露出しているターゲットを陽極として使用することで
放電の安定性を向上できる。なお、各スイッチ素子２２
のＯＮ／ＯＦＦ制御は、各スパッタ蒸発源４に与えられ
るパルスタイミングに応じたタイミングで図示しない制
御部によって行われる。
【００２７】図５は他の実施形態を示している。成膜プ
ロセスを行う真空チャンバー３には、この例では４台の
スパッタ蒸発源４が設置されている。この他に真空排気
システム、プロセスガス導入等スパッタ成膜に必要な機
構に関しては公知であるので、図においては省略してあ
る。本装置の電源システムとしては、１台の直流電圧発
生機構（スパッタ用直流電源）６と１台の電力蓄積用の
コンデンサ（電力貯蔵部）２９、各スパッタ蒸発源４毎
に設置したインダクタンス素子（リアクトル）３６、お
よびスイッチ素子３５で構成したパルス発生部３０で形
成されている。スイッチ素子３５としては、サイリスタ
ー、トランジスタ、サイラトロン、ＭＯＳＦＥＴ，ＩＧ
ＢＴなどの素子が使用できる。
ロセスを行う真空チャンバー３には、この例では４台の
スパッタ蒸発源４が設置されている。この他に真空排気
システム、プロセスガス導入等スパッタ成膜に必要な機
構に関しては公知であるので、図においては省略してあ
る。本装置の電源システムとしては、１台の直流電圧発
生機構（スパッタ用直流電源）６と１台の電力蓄積用の
コンデンサ（電力貯蔵部）２９、各スパッタ蒸発源４毎
に設置したインダクタンス素子（リアクトル）３６、お
よびスイッチ素子３５で構成したパルス発生部３０で形
成されている。スイッチ素子３５としては、サイリスタ
ー、トランジスタ、サイラトロン、ＭＯＳＦＥＴ，ＩＧ
ＢＴなどの素子が使用できる。
【００２８】電力貯蔵部２９に蓄えた電力を各スパッタ
蒸発源４に順次パルス状に分配供給するパルス分配供給
手段２７が、パルス発生部３０即ちインダクタンス素子
３６とスイッチ素子３５とで構成されている。このパル
ス分配供給手段２７は、各スパッタ蒸発源４に対応して
４個設けられ、これらパルス分配供給手段２７により、
直流電圧発生機構６からのマイナス電圧側の電力を各ス
パッタ蒸発源４に時分割パルス状に分配供給するように
なっている。この回路では、コンデンサ２９には、直流
電圧発生機構６からの直流電圧が常時蓄えられている。
この状態で、あるスパッタ蒸発源４に対応するスイッチ
素子３５をＯＮ状態にすると、コンデンサ２９に蓄えら
れた電圧はスパッタ蒸発源４に印可されて、真空チャン
バー３内がスパッタに適したガス圧等の状態に保たれて
いれば、ターゲットでグロー放電が発生しスパッタ成膜
が発生する。この時発生するグロー放電中は、電圧はタ
ーゲットの材質や構造できまり１００Ｖ〜１０００Ｖの
範囲の電圧となり、電流はコンデンサ２９の容量、充電
電圧、リアクトル３６の値、および放電電圧により決ま
り、放電開始から電流は上昇し正弦波の半波長分に類似
の波形で流れて停止する。この放電時間はコンデンサ２
９の容量とリアクトル３６のインダクタンスにより決ま
る。例えば、１０μＦのコンデンサ、２０μＨのインダ
クタンス、１０００Ｖの充電電圧の条件下で、ターゲッ
ト材料をφ１５０ｍｍのＡｌとした場合、グロー放電電
圧は約２００Ｖであり、正弦波状の流れる電流ピーク値
は７００Ａ、パルス幅は約５０μｓであった。
蒸発源４に順次パルス状に分配供給するパルス分配供給
手段２７が、パルス発生部３０即ちインダクタンス素子
３６とスイッチ素子３５とで構成されている。このパル
ス分配供給手段２７は、各スパッタ蒸発源４に対応して
４個設けられ、これらパルス分配供給手段２７により、
直流電圧発生機構６からのマイナス電圧側の電力を各ス
パッタ蒸発源４に時分割パルス状に分配供給するように
なっている。この回路では、コンデンサ２９には、直流
電圧発生機構６からの直流電圧が常時蓄えられている。
この状態で、あるスパッタ蒸発源４に対応するスイッチ
素子３５をＯＮ状態にすると、コンデンサ２９に蓄えら
れた電圧はスパッタ蒸発源４に印可されて、真空チャン
バー３内がスパッタに適したガス圧等の状態に保たれて
いれば、ターゲットでグロー放電が発生しスパッタ成膜
が発生する。この時発生するグロー放電中は、電圧はタ
ーゲットの材質や構造できまり１００Ｖ〜１０００Ｖの
範囲の電圧となり、電流はコンデンサ２９の容量、充電
電圧、リアクトル３６の値、および放電電圧により決ま
り、放電開始から電流は上昇し正弦波の半波長分に類似
の波形で流れて停止する。この放電時間はコンデンサ２
９の容量とリアクトル３６のインダクタンスにより決ま
る。例えば、１０μＦのコンデンサ、２０μＨのインダ
クタンス、１０００Ｖの充電電圧の条件下で、ターゲッ
ト材料をφ１５０ｍｍのＡｌとした場合、グロー放電電
圧は約２００Ｖであり、正弦波状の流れる電流ピーク値
は７００Ａ、パルス幅は約５０μｓであった。
【００２９】上記の回路では、スイッチ素子３５はスパ
ッタ蒸発源４毎に準備されているので、図示省略の制御
機構からの信号によって、順次時分割で交互にパルス状
電力を各スパッタ蒸発源４に供給でき、これを繰り返す
ことによって、１台の直流電圧発生機構６及び１台の電
力貯蔵部２９を使い、４台のスパッタ蒸発源４により成
膜を行うことが可能である。このように、上記実施の形
態によると、１台の直流電源６で複数台のスパッタ蒸発
源４をパルス駆動することになり、スパッタ蒸発源４の
数量だけ必要であったパルス電源が不要となり、複数台
のスパッタ蒸発源４を有する装置においても、１台の直
流電圧発生機構６によってパルススパッタリング法を実
行することが可能であり、経済的な装置構成が可能であ
る。
ッタ蒸発源４毎に準備されているので、図示省略の制御
機構からの信号によって、順次時分割で交互にパルス状
電力を各スパッタ蒸発源４に供給でき、これを繰り返す
ことによって、１台の直流電圧発生機構６及び１台の電
力貯蔵部２９を使い、４台のスパッタ蒸発源４により成
膜を行うことが可能である。このように、上記実施の形
態によると、１台の直流電源６で複数台のスパッタ蒸発
源４をパルス駆動することになり、スパッタ蒸発源４の
数量だけ必要であったパルス電源が不要となり、複数台
のスパッタ蒸発源４を有する装置においても、１台の直
流電圧発生機構６によってパルススパッタリング法を実
行することが可能であり、経済的な装置構成が可能であ
る。
【００３０】当然、複数台設置した各スパッタ蒸発源４
の特性に応じて、それぞれのパルス発生部３０やリアク
トル３６のインダクタンスは好ましい値に設定して、各
スパッタ蒸発源４への供給されるパルス電流やパルス時
間幅を最適に設定することも可能であるし、また、リア
クトル３６のインダクタンスを可変に構成することも可
能である。さらに、以上の例では、各スパッタ蒸発源４
へ供給されるパルス電圧のパルス幅は、各スパッタ蒸発
源４のパルス発生部３０のリアクトル３６のインダクタ
ンスで制御したが、回路中のスイッチ素子３５により所
定のパルス幅にて回路を切断する方法も可能である。
の特性に応じて、それぞれのパルス発生部３０やリアク
トル３６のインダクタンスは好ましい値に設定して、各
スパッタ蒸発源４への供給されるパルス電流やパルス時
間幅を最適に設定することも可能であるし、また、リア
クトル３６のインダクタンスを可変に構成することも可
能である。さらに、以上の例では、各スパッタ蒸発源４
へ供給されるパルス電圧のパルス幅は、各スパッタ蒸発
源４のパルス発生部３０のリアクトル３６のインダクタ
ンスで制御したが、回路中のスイッチ素子３５により所
定のパルス幅にて回路を切断する方法も可能である。
【００３１】あるいは、別の実施の形態では、スイッチ
素子３５に電流制御機能を持たせて、各スパッタ蒸発源
４に供給するパルス電流値とパルス幅自身を制御するこ
とも可能である。ただし、前記のようにスイッチ素子３
５に電流制御機能を付与する手法は、パルス電流値が大
きい場合はパルス幅が例えばμｓレベルまで短い場合に
は制御上の困難を伴う場合がある。図６は、このような
問題に対処する実施の形態を示している。前記図５の実
施の形態の場合との相違点は、直流電圧発生機構６とコ
ンデンサ２９との間に、コンデンサ２９の充電電圧を制
御調整するための制御機構３８が追加されている点であ
る。制御機構３８は例えば、トランジスタ、ＭＯＳＥＦ
Ｔ，ＩＧＢＴ等のスイッチング素子（電流調節部）３９
と、コンデンサ２９の充電電圧検出し所定の充電電圧と
比較しスイッチング素子３９を制御する比較器４０とを
備えている。
素子３５に電流制御機能を持たせて、各スパッタ蒸発源
４に供給するパルス電流値とパルス幅自身を制御するこ
とも可能である。ただし、前記のようにスイッチ素子３
５に電流制御機能を付与する手法は、パルス電流値が大
きい場合はパルス幅が例えばμｓレベルまで短い場合に
は制御上の困難を伴う場合がある。図６は、このような
問題に対処する実施の形態を示している。前記図５の実
施の形態の場合との相違点は、直流電圧発生機構６とコ
ンデンサ２９との間に、コンデンサ２９の充電電圧を制
御調整するための制御機構３８が追加されている点であ
る。制御機構３８は例えば、トランジスタ、ＭＯＳＥＦ
Ｔ，ＩＧＢＴ等のスイッチング素子（電流調節部）３９
と、コンデンサ２９の充電電圧検出し所定の充電電圧と
比較しスイッチング素子３９を制御する比較器４０とを
備えている。
【００３２】この実施の形態の場合、あらかじめ時分割
でパルス放電をさせるスパッタ蒸発源４の順番を決めて
おくことにより、各スパッタ蒸発源４毎にコンデンサ２
９の充電電圧を設定可能で、これによってパルス放電を
行った場合のパルスのピーク電流、１パルスあたりの投
入電力をスパッタ蒸発源４毎に設定可能となる。図７は
他の実施の形態を示している。この実施の形態と、前記
図５の実施の形態又は図６の実施の形態との相違点は、
各スパッタ蒸発源４毎にスパッタ蒸発源４と直流電圧発
生機構６の陽極（＋）を短絡させるためのスイッチ素子
（スイッチ手段）４２を取り付けた点である。このスイ
ッチ素子４２は、それぞれのスパッタ蒸発源４にパルス
放電電力が供給されている間はＯＦＦ（開）の状態であ
るが、パルス放電の間において、ＯＮ（閉）となり、ス
パッタ蒸発源４を直流電圧発生機構６の陽極（−）に接
続可能である。
でパルス放電をさせるスパッタ蒸発源４の順番を決めて
おくことにより、各スパッタ蒸発源４毎にコンデンサ２
９の充電電圧を設定可能で、これによってパルス放電を
行った場合のパルスのピーク電流、１パルスあたりの投
入電力をスパッタ蒸発源４毎に設定可能となる。図７は
他の実施の形態を示している。この実施の形態と、前記
図５の実施の形態又は図６の実施の形態との相違点は、
各スパッタ蒸発源４毎にスパッタ蒸発源４と直流電圧発
生機構６の陽極（＋）を短絡させるためのスイッチ素子
（スイッチ手段）４２を取り付けた点である。このスイ
ッチ素子４２は、それぞれのスパッタ蒸発源４にパルス
放電電力が供給されている間はＯＦＦ（開）の状態であ
るが、パルス放電の間において、ＯＮ（閉）となり、ス
パッタ蒸発源４を直流電圧発生機構６の陽極（−）に接
続可能である。
【００３３】このように、あるスパッタ蒸発源４が陽極
に接続されている間に、他のスパッタ蒸発源４をパルス
動作させると、陽極に接続されたスパッタ蒸発源４は真
空チャンバー３と同じようにグロー放電の陽極として動
作可能であり、陽極の面積が不足で放電が安定しない場
合に有効である。特に、たとえばアルミニウムをターゲ
ットにして酸素雰囲気でスパッタリングを行い絶縁性の
酸化皮膜を形成するような場合には、真空チャンバー３
など通常の陽極は絶縁皮膜で覆われてしまい陽極として
有効に作用しなくなるので、スパッタ蒸発源４で常に導
電性の表面が露出しているターゲットを陽極として使用
することで、著しく放電の安定性を向上できる。
に接続されている間に、他のスパッタ蒸発源４をパルス
動作させると、陽極に接続されたスパッタ蒸発源４は真
空チャンバー３と同じようにグロー放電の陽極として動
作可能であり、陽極の面積が不足で放電が安定しない場
合に有効である。特に、たとえばアルミニウムをターゲ
ットにして酸素雰囲気でスパッタリングを行い絶縁性の
酸化皮膜を形成するような場合には、真空チャンバー３
など通常の陽極は絶縁皮膜で覆われてしまい陽極として
有効に作用しなくなるので、スパッタ蒸発源４で常に導
電性の表面が露出しているターゲットを陽極として使用
することで、著しく放電の安定性を向上できる。
【００３４】
【発明の効果】スパッタ蒸発源の数より少ない数の直流
電圧発生機構からの電力を複数のスパッタ蒸発源にパル
ス状に分配供給すると、経済的な構成のスパッタ装置と
なる。また、複数のスパッタ蒸発源のうち一部のスパッ
タ蒸発源を放電の陽極として用いる場合には、陽極の面
積が不足していても放電の安定性を確保できる。
電圧発生機構からの電力を複数のスパッタ蒸発源にパル
ス状に分配供給すると、経済的な構成のスパッタ装置と
なる。また、複数のスパッタ蒸発源のうち一部のスパッ
タ蒸発源を放電の陽極として用いる場合には、陽極の面
積が不足していても放電の安定性を確保できる。
【図１】第１実施形態に係るスパッタ装置のブロックチ
ャートである。
ャートである。
【図２】第２実施形態に係るスパッタ装置のブロックチ
ャートである。
ャートである。
【図３】図２の電力制御機構の詳細回路図である。
【図４】第３実施形態に係るスパッタ装置のブロックチ
ャートである。
ャートである。
【図５】第４実施形態に係るスパッタ装置のブロックチ
ャートである。
ャートである。
【図６】第５実施形態に係るスパッタ装置のブロックチ
ャートである。
ャートである。
【図７】第６実施形態に係るスパッタ装置のブロックチ
ャートである。
ャートである。
１ スパッタ装置
２ 電源装置
３ 真空チャンバー
４ スパッタ蒸発源
６ 直流電圧発生機構（直流電源）
７ パルス分配供給手段
９ 電力貯蔵部（コンデンサ）
１０ パルス発生部
１５ スイッチ素子
１６ インダクタンス素子
１８ 電力制御機構
２２ スイッチ素子
２９ 電力貯蔵部（コンデンサ）
３０ パルス発生部
３５ スイッチ素子
３６ インダクタンス素子（リアクトル）
３８ 制御機構
４２ スイッチ手段（スイッチ素子）
Claims (14)
- 【請求項１】 複数のスパッタ蒸発源（４）に電力を供
給する電源装置（２）を備えたスパッタ装置において、 前記電源装置（２）は、 スパッタ蒸発源（４）の数より少ない数の直流電圧発生
機構（６）を有し、 当該直流電圧発生機構（６）からの電力を各スパッタ蒸
発源（４）にパルス状に分配供給するパルス分配供給手
段（７）を、 備えていることを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項２】 前記直流電圧発生機構（６）は１台だけ
設けられ、当該１台の直流電圧発生機構（６）から各ス
パッタ蒸発源（４）に電力が分配供給されることを特徴
とする請求項１記載のスパッタ装置。 - 【請求項３】 前記パルス分配供給手段（７）は、 各スパッタ蒸発源（４）毎に前記直流電圧発生機構
（６）からの電力を蓄えるために設けられた電力貯蔵部
（９）と、 各電力貯蔵部（９）に蓄えられた電力をパルス状にして
各スパッタ蒸発源（４）にパルス状電力を供給するパル
ス発生部（１０）と、 を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のス
パッタ装置。 - 【請求項４】 前記パルス分配供給手段（７）は、 各スパッタ蒸発源（４）毎に前記直流電圧発生機構
（６）からの電力が充電される電力貯蔵部（９）と、 当該電力貯蔵部（９）に蓄えられた電力をパルス状にし
て各スパッタ蒸発源（４）にパルス状電力を供給するパ
ルス発生部（１０）とを備え、 前記電力貯蔵部（９）はコンデンサであり、前記パルス
発生部（１０）は、スイッチ素子（１５）とインダクタ
ンス素子（１６）で構成されていることを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載のスパッタ装置。 - 【請求項５】 前記各電力貯蔵部（９）と前記直流電圧
発生機構（６）との間には、各電力貯蔵部（９）の貯蔵
電力を制御調整するための電力制御機構（１８）が設け
られていることを特徴とする請求項３又は４に記載のス
パッタ装置。 - 【請求項６】 いずれかのスパッタ蒸発源（４）にパル
ス状電力が供給されないパルスＯＦＦ期間において、当
該ＯＦＦ期間となっているスパッタ蒸発源（４）を前記
直流電圧発生機構（６）の陽極に切替接続するスイッチ
素子（２２）が設けられていることを特徴とする請求項
１〜５のいずれかに記載のスパッタ装置。 - 【請求項７】 電源から複数のスパッタ蒸発源（４）に
電力を供給してスパッタ法により皮膜を被処理物に形成
する方法において、 いずれかのスパッタ蒸発源（４）に電力が供給されない
ＯＦＦ期間において、当該ＯＦＦ期間となっているスパ
ッタ蒸発源（４）を前記電源の陽極に接続して、電力が
供給されているスパッタ蒸発源（４）との間で発生され
る放電の陽極として用いることを特徴とするスパッタ方
法。 - 【請求項８】 前記複数のスパッタ蒸発源（４）のうち
一のスパッタ蒸発源（４）にパルス状電力が供給されて
いるときに、他の少なくとも一のスパッタ蒸発源（４）
を前記直流電圧発生機構（６）の陽極に切替接続するス
イッチ素子（２２）が設けられていることを特徴とする
請求項１〜５のいずれかに記載のスパッタ装置。 - 【請求項９】 電源から複数のスパッタ蒸発源（４）に
電力を供給してスパッタ法により被膜を被処理物に形成
する方法において、 前記複数のスパッタ蒸発源（４）のうち一のスパッタ蒸
発源（４）に電力が供給されているときに、他の少なく
とも一のスパッタ蒸発源（４）を前記電源の陽極に接続
して、電力が供給されているスパッタ蒸発源（４）との
間で発生される放電の陽極として用いることを特徴とす
るスパッタ方法。 - 【請求項１０】 複数のスパッタ蒸発源（４）に電力を
供給する電源装置（２）を備えたスパッタ装置におい
て、 前記電源装置（２）は、 １台の直流電圧発生機構（６）と、該直流電圧発生機構
（６）からの電力を蓄える１台の電力貯蔵部（２９）と
を有し、 電力貯蔵部（２９）に蓄えた電力を各スパッタ蒸発源
（４）に順次パルス状に分配供給するパルス分配供給手
段（２７）を、 備えていることを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項１１】 前記電力貯蔵部（２９）がコンデンサ
であり、前記パルス分配供給手段（２７）が、スイッチ
素子（３５）とインダクタンス素子（３６）とで構成さ
れていることを特徴とする請求項１１に記載のスパッタ
装置。 - 【請求項１２】 複数のスパッタ蒸発源（４）に電力を
供給する電源装置（２）を備えたスパッタ装置におい
て、 前記電源装置（２）は、 １台の直流電圧発生機構（６）と、該直流電圧発生機構
（６）からの電力を蓄える１台の電力貯蔵部（２９）と
を有すると共に、 前記電力貯蔵部（２９）への貯蔵電力の制御により、電
力貯蔵部（２９）からパルス状に各スパッタ蒸発源
（４）に供給する電力を制御する制御手段（３８）を、 備えていることを特徴とするスパッタ装置。 - 【請求項１３】 いずれかのスパッタ蒸発源（４）にパ
ルス状電力が供給されないパルスＯＦＦ期間において、
当該ＯＦＦ期間となっているスパッタ蒸発源（４）を前
記直流電圧発生機構（６）の陽極に切替接続するスイッ
チ素子（４２）が設けられていることを特徴とする請求
項１０〜１２のいずれかに記載のスパッタ装置。 - 【請求項１４】 前記複数のスパッタ蒸発源（４）のう
ち一のスパッタ蒸発源（４）にパルス状電力が供給され
ているときに、他の少なくとも一のスパッタ蒸発源
（４）を前記直流電圧発生機構（６）の陽極に切替接続
するスイッチ素子（４２）が設けられていることを特徴
とする請求項１０〜１２のいずれかに記載のスパッタ装
置。
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