JP5648190B2 - 高周波スパッタリング装置 - Google Patents

Description

本発明は，スパッタリングのための装置に関するものである。特に，ＲＦ（無線周波数）のような高い周波数（ＨＦ）によるスパッタリングに関するものでる。

スパッタリング装置は，真空を作り出すことができる容器を有しており，通常，真空チャンバーまたは，プラズマ反応器と言われる。これらは，プラズマが発生させられる間に，少なくとも２つの電極を有している。電極の少なくとも１つの電極は，スパッタリングされるべき物質を提供すると共に，少なくとも他の１つの電極は対向電極となる。高周波スパッタリングにおいては，高周波電圧が２つの電極間に印加され，連続的に極性を交互にする。

小さい電極面を備えた電極は，優先的なスパッタリング効果を発揮する。そのため，小さい電極はスパッタリングされるべき物質を備えた電極として典型的に使用されると共に，大きい電極は典型的に地面に接続されている対向電極として使用される。

しかし，スパッタリングーオフ効果は，小さい電極の面積に完全に限定されるものではなく，大きい電極が，スパッタリングによって影響される程度はプラズマポテンシャルと大きい電極のポテンシャルの差に依存する。この差がスパッタリング閾値を超える場合，大きい電極もスパッタリングされる。このことは，大きい電極が，その大きい電極からスパッタリングされるべきでなく，基板に蒸着される１つもしくはそれ以上の構成要素を備えている場合，望ましくない。

大きい電極からのスパッタリングのこの効果を避けるために，スパッタリング装置の筐体（例えば真空チャンバー）は，より大きい対向電極として使用することも可能である。小さい電極の面積と大きい電極の面積との比率は，１：１０もしくはそれ以上であり，大きい電極からのスパッタリングを減少させる。

しかし，この１：１０の設計ルールはいくつかの限定がある。ある複数の応用，例えば直径３０ｃｍを備えたウエハーの処理は，４０ｃｍのスパッタリングターゲットを通常要求する。１：１０ルールでは，１ｍ^２以上の対向電極を生ずることとなり，真空スパッタリングチャンバー内において配置することが困難である。

英国特許２１９１７８７号公報は，対向電極の効果を発揮すると共にこの対向電極のスパッタリングを減少するように磁場が対向電極において印加される装置を開示する。ターゲット電極の面積に対するこの対向電極の面積の比率は，磁場の使用によって減少できる。このことは，対向電極からの望ましくないスパッタリングをなお避けつつ，使用されるべきより少ない面積の対向電極を使用可能にする。

しかし，このアプローチは，スパッタリング装置の設計及び製造を複雑化する付加的な複数の磁石を要求する。そのため，対向電極のスパッタリングの可能性も減らし，さらなる高周波スパッタリング装置が望まれている。

英国特許２１９１７８７号公報

本発明はスパッタリングのための装置，とりわけ高周波（無線周波数）スパッタリング装置を提供する。それは，少なくとも１つの側壁，底部，覆部によって定義された真空チャンバーを有しており，少なくとも第１の電極は真空チャンバー内に配置された第一の表面を有する。対向電極は真空チャンバー内に配置された表面と，高周波発生器を備える。高周波発生器は，少なくとも第１の電極と対向電極間でプラズマを発生するように，第１の電極と対向電極へ高周波電場を印加するよう構成されている。対向電極は，真空チャンバーと連通して，少なくとも２つのキャビティを含んでいる。キャビティは，各々，プラズマがキャビティ内に形成することができるような体積を有する。

対向電極のキャビティは，キャビティがない対向電極よりも，対向電極の表面積を増加させる。増加した表面積は，第１の電極と比較して，効率的に対向電極の表面積を上げる。キャビティを構成する表面積は，プラズマと接触する可能性があり，プラズマは各キャビティで発生するように，キャビティは構成されている。このことは，ターゲットからスパッタリングされた物質にコーティングされた基板上に堆積する対向電極からの物質のスパッタリングの可能性を減少させる。

実施形態では，対向電極は，少なくとも側壁の一部及び／又は真空チャンバーの底部及び／又は真空チャンバーの覆部及び１つ以上の付加的な導電部材を含む。言い換えると，対向電極は，１つ以上の付加的な導電部材を含み，そして，真空チャンバーの輪郭を形成する少なくとも１つの底部，覆部，側壁の少なくとも一部を含む。付加的な導電部材と，真空チャンバーの輪郭を示す少なくとも１つの底部，覆部，側壁の少なくとも一部は，キャビティの中でプラズマが発生するように体積をもつ真空チャンバーと連通して１つ以上のキャビティの輪郭を示すために形成される。

さらなる実施形態において，対向電極は，真空チャンバー内に配置された別個の部分として提供されている。対向電極には，側壁のフレームと，少なくとも２つ以上のキャビティの輪郭を形成する３つの付加的な導電部材を含む。複数のキャビティの輪郭を形成する側壁のフレームと少なくとも２つ以上のキャビティの輪郭を形成する３つの付加的な導電部材は，波形の対向電極と提供する。波形の対向電極は，対向電極の横方向のサイズと比較して，表面積が大きい。

一つの実施形態では，対向電極は真空チャンバーの周辺領域に配置されている。このことは，付加的な導電部材がターゲットと基板に隣接して配置されている場合，基板上にターゲットからの物質の堆積を遮断することが回避する。さらなる実施形態において，対向電極は，第１の電極と基板へのターゲットの隣接外に配置されている。

一つの実施形態では，付加的な導電部材は，側壁フレームから突出しており，側壁に垂直に，突出する。付加的な導電部材が側壁フレームと一体であってもよいし，また，分離可能に側壁フレームに取り付けたり，固定して側壁フレームに取り付けることができる。

一つの実施形態では，キャビティの数は，付加的な導電部材の数の式により定義づけられる。例えば，もし，３つの付加的な導電部材が提供されている場合で，直接隣接または隣接しているものから距離を開けるように，他のトップに付加的な導電部材が積み重ねて配置される場合は，２つのキャビティを形成することができる。この例では，第１のキャビティは，下部導電部材と中心導電部材との間に形成され，第２のキャビティは，中心導電部材と上部導電部材の間に形成される。

さらなる実施態様では，付加的な導電部材又は，部材は側壁フレームに垂直ではなく，平行に配置されている。

スパッタリング装置のいくつかの実施形態では，１つ以上の導電性部材が側壁フレームに平行に配置し，１つ以上の導電部材が側壁フレームに垂直に配置した対向電極を含む。

１以上の付加的な導電部材が，一般的に側壁フレームと平行に配置された実施形態においては，付加的な導電部材は基板フレームから突出することがある。付加的な導電部材は，基板フレームと一体であってもよいし，また，分離可能に基板フレームに取り付けたり，固定して基板フレームに取り付けることができる。

付加的な導電部材はリングを含んでもよい。これらのリングが直接隣接または隣接しているものから距離を開けるように，他リングの上に積み重ねて配置される場合，リング状のキャビティは，積み重なって隣接するリング間で形成される。

側壁フレームが導電性部材のペアの間に形成されたリング状のキャビティの各々の片側をとじないように，対向電極の導電性部材は，側壁フレームから突出することがある。各キャビティは，プラズマが，プラズマ容器内にも拡張して，各キャビティ内でプラズマを形成できるよう，プラズマ容器と連通している開いたサイドをもっている。

上記実施形態では，対向電極はキャビティや，接線方向のキャビティを積み重ねている。さらなる実施形態においては，対極には，単層に配置されたキャビティを複数有している。

一つの実施形態では，複数の付加的な導電部材は，対向電極の側壁フレームから放射状に延びるようになっている。キャビティは，放射状に延びる導電性部材の各々の間で輪郭が作られている。

側壁フレームが，平面視で円形の場合は，キャビティは，それらの頂点に向かって狭くなる。放射状に延びる導電性部材は，リブと命名することもでき，それらは，ターゲットの端と基板の端または基板のホルダーとの間の通視線と交差しないように，真空チャンバーの中心に向かって伸びている。

対極の付加的な導電部材は，覆部フレームから対向電極の基板フレームに向かって延長することができる。この実施形態では，底部フレームと覆部フレームは導電性部材と反対側に配置されており，横方向に広がるキャビティの近くの反対の側面は導電性部材と隣接することによって輪郭が作られている。対向電極のキャビティは，一般的には台形型をしてもよい。

対向電極は，真空チャンバー内で，表面積Ａｃを有するように形成される。第１の電極は真空チャンバー内で，表面積Ａｔを有する場合，Ａｃ≧Ａｔとなる。さらなる実施形態においては，対向電極からのスパッタリングを避けるために，ＡｃのＡｔに対する比率は少なくとも１０：１となる。

第１の電極は，スパッタリングされる最良のターゲットを含んでもよい。高周波スパッタリングの配置が二つ以上のターゲットを含むことができ，各々は異なった組成を含むことができ，個別にスパッタリングされる。高周波スパッタリング装置は，目的のターゲットと対向電極の間でプラズマを発生させ，基板上に目的のターゲットから物質をスパッタリングするように，目標ターゲットと対向電極の間にＲＦ電界を発生させることによって，異なる組成の被膜をスパッタリングするために使用することができる。

高周波スパッタリング装置もまた，少なくとも一つのチャネルを含み，そのチャネルは真空チャンバーからガスを排出したり，及び／又は真空チャンバーにガスを供給するものである。チャネルは，様々な位置に設けることができる。実施形態では，一つ以上のチャネルが，第１の電極と覆部の間，及び／又は底部と底部及び／又は側壁の間に配置されている。

スパッタリングのための装置は，高周波スパッタリングに加えて，磁電管スパッタリングにも使用することができ，高周波磁電管スパッタリングにも使用することができる。磁電管スパッタリングの場合，装置は少なくとも磁石が第１の電極の第２の表面に隣接して配置するように備えられている。第２の表面は第１の電極の第１の表面に対向して位置するものであり，真空チャンバーの一部を作っている。磁石は，一般的にターゲットの後ろに配置されており，磁石は，スパッタリングされたターゲット表面から反れているターゲットの側壁に隣接している。

磁石はある位置に固定されるか，又は，回転可能な場合がある。磁石の強さと位置は，対向電極によって発生した磁場が十分に低くなるように選ばれ，対向電極，又は対向電極の一部からのスパッタリングがされないようになっている。

上記の実施形態のいずれかに記載の対向電極は，波だった形を持つものとしても説明することができる。波だった形は，複数の突起や，キャビティやくぼみを交互にもつリブを含むものでる。キャビティやくぼみは，側壁フレーム及びリブの配置によって形成される。さらなる実施形態においては，底部フレーム，側壁フレームとリブと覆部フレーム，側壁フレームとリブによって形成される。

対向電極の波形の形状は，プラズマが発生し，そして，キャビティのくぼみに存在する間，対向電極を形成する物質のスパッタリングを阻害するように対向電極の表面積を増加させる。これは，プラズマと対向電極の間の電荷の交換を向上させる。

図１は，対向電極が接線方向のキャビティを含む対向電極を有する高周波スパッタリング装置を示している。 図２は，図１の対向電極の詳細を示している。 図３は，第２の実施形態における高周波スパッタリング装置に磁石を配置したものを示している。 図４は，第３の実施形態における対向電極の断面図を示している。 図５は，図４の対向電極の断面図を示している。 図６は，第４の実施形態における高周波スパッタリング装置を示したもので，基板の面の下に広がった区画を含んでいる。 図７は，第５の実施形態における高周波スパッタリング装置を示している。

実施形態は，図を参照しながら説明する。図１は，第１の実施形態における高周波スパッタリング装置を示している。高周波スパッタリング装置は，基板ホルダー５とスパッタリングされる物質のターゲット７を有する真空チャンバー２をふくんでいる。この実施形態では，真空チャンバー２は通常，平面視において円形である。しかし，高周波スパッタリング装置は円形の形に限られるものではない。

ターゲット７と基板ホルダー５は互いに平行に配置され，互いの距離がとられている。プラズマはターゲット７と基板ホルダー５の間の対向電極に形成される。

ターゲット７は，陽極となる第１の電極８を含んでいる。対向電極９は，側壁フレーム３，底部フレーム４，覆部フレー６を含んでおり，底部フレーム４と覆部フレーム６の間に位置する付加的な導電部材１０を含む。側壁フレーム３，底部フレーム４，覆部フレーム６と付加的な導電部材１０は，機械的に相互に連結し，電気的に接地面に接続しているため，対向電極９として共同で機能している。ターゲット７が陰極である場合，対向電極９は陽極であり，逆になる。電気のＲＦ場は第１の電極８と対向電極９の間にプラズマを発生させるために，第１の電極８と対向電極９の全域に働く。

高周波スパッタリング装置１はさらに第１の電極８と対向電極９の間にＲＦプラズマを発生させるために，高周波発生器１１を含んでおり，磁場発生させることとは，基板ホルダー５から離れて対向するターゲット７の表面に隣接して磁場を発生させることをいう。ターゲット７に磁場を発生させる実施形態は，図３に示されている。

図示しないシールド，例えば，半導体ウエハーは，高周波スパッタリング装置１の動作中に基板１２を基板ホルダー５に固定するために使用され，その上に，ターゲット７からの物質の層が堆積する。シールドは，基板１２と同じ電位を持っているか，又は流動的な電位を持つ。

付加的な導電部材１０は，対向電極９のアクティブな対向電極を増やすために導入される。この実施形態では，付加的な導電部材１０は金属の穴のような部分，例えば環状の金属リングを含んでおり，それらは，電気的，導電的に側壁フレーム３と一体となる。

対向電極９は突起部分によって作られた２つ以上のキャビティ１３を持つ波形形状を持つものということもできる。それらの波の形状をリブと呼ぶこともできる。

対向電極９の詳細は図２に示されている。対向電極９は，周囲枠部１４と側壁フレーム３によって与えられる外壁と，３つのリブ１５，１６，１７を含んでいる。３つのリブ１５，１６，１７は通常は平行に配置され，平面は離れて，空間があり，側壁フレーム３には垂直である。３つのリブ１５，１６，１７はそれぞれ共通の中心軸を持つ円形のリングの形をしている。その円形リングの幅は様々である。上部リブ１５は覆部フレーム６をなし，下部リブ１７は対向電極の底部フレーム４をなす。

図１と図２の実施形態では，上部リング１５と中央リング１６はそれぞれ，上部リブ１５と中央リブ１６をなしており，幅はほぼ同じである。下部リング１７は広い幅を有しており，上部リブ１５や中央リブ１６よりも真空チャンバー２の中心に向かって伸びている。下部リブ１７は基板の最外部にまで延びることもできる。

リブ１５，１６，１７とフレーム１４の各々の部分は，二つのリング状の円形キャビティ１８，１９を作りだす空間的な境界を作る。上部リブ１５の下表面，中央リブ１６の上表面と，上部リブ１５の下表面と中央リブ１６の上表面の間に延びる側壁フレーム１４は対向電極９の第１のリング状の円形キャビティ１８を形成する。中央リブ１６の下表面，下部リブ１７の上表面と，中央リブ１６の下表面と下部リブ１７の上表面の間に延びる側壁フレーム１４は対向電極９の第２のリング状の円形キャビティ１９を形成する。

キャビティ１９の「幅」はは，中央リブ１６の下面と下部リブ１７の上面との間の距離によって決定される。キャビティ１９の「深さ」は各々の小さな円形リングの幅によって決まり，この場合中央リブ１６の幅によって決まる。キャビティ１９の「底部」は，側壁３が提供するフレーム１４の一部によって形成される。キャビティ１９は一方の側に，つまり側壁フレーム３の反対側に，開いており，真空チャンバー２と連通している。

キャビティ１８，１９はプラズマがキャビティ１８，１９内に形成することができるような寸法になっている。これを達成させるために必要な寸法は，基板上にターゲット７から物質を堆積させるために使われるスパッタリング条件の範囲に依存する。

一つの実施形態では，ターゲット７は直径３００ｍｍであり，基板は２００ｍｍである。ターゲットと基板の距離は約５０ｍｍであり，良好な均一性と合理的なターゲットの利用が達成される。この距離は対向電極９の全体の配置の高さに追加される得るリブの数を制限する。対向電極９が０．１Ｐａの低圧力で動作するように設計されている場合，キャビティの幅はプラズマが入ることができるように約１５ｍｍになる。

図１に示す実施形態では，基板の直径は２００ｍｍであり，それぞれのターゲット７の直径は３００ｍｍである。ターゲット７と基板１２との間の距離は，対向電極９に３つのリブ１５，１６，１７が配置を可能にするように，５０ｍｍ程度にされている。外側，対向電極９の全体の直径は３７０ｍｍである。キャビティの幅は２０〜３５ｍｍと５０〜８５ｍｍの間になる。互いに向かいあう隣接するリブの表面間の距離によって決まるキャビティ１８，１９の高さは１５〜２０ｍｍの間である。キャビティ１８，１９の深さを決めるリブの幅は，対向電極９はターゲット７の端と基板の端の間の通視線２０を遮らないように選択されている。

高周波スパッタリング装置１によって提供される蒸着環境は，スパッタリン物質のコーティングから真空チャンバーを保護する機能を有する一体成形の波形の対向電極９で構成されている。一体成形の電極は，通常は接地されており，特定の電位をもつという利点を有している。電極は分解することができ，一つの部品ごとに取り外し，洗浄することがきるため，メンテナンスが容易である。

ガスの供給は，適切なガスの連結管によってなされる。ガスの交換は，ターゲット３６近くのスリット，及び／又は基板３７の近くのスリットを介して，及び／又は電極体３８に作られた追加の穴によってなされる。

いくつかの実施形態において，高周波スパッタリング装置は高周波磁電管スパッタリング配置であり，かつ，追加の磁場発生手段を含む。磁場発生手段は，プラズマが形成される真空チャンバー２の外側のターゲット７の近くに配置される。磁場発生手段は，真空チャンバーの輪郭を作り，基板ホルダーと対向する第１の表面とは反対側に位置するターゲット７の第２の表面に隣接し配置される。

図３は，第２の実施形態である高周波磁電管スパッタリング装置１’を図示したものである。第２の実施形態は，ターゲット７の後方に配置された回転磁石２１を含み，それは真空チャンバー２から向きを変えたターゲット７の側面に隣接している。高周波スパッタリング装置１’は通常，図１と図２に示した第１の実施形態と同様であるが，体電極から提供されたリブとキャビティの数が異なる。この実施形態では，対向電極には３つのキャビティを作る４つのリブを含んでいる。

このような磁石配置をもつ高周波スパッタリング装置１’の蒸着率は磁石を使用しないスパッタリングに比較して１０倍高くなっており，必要とされる対向電極の面積を減らすことができる。このことは，ＧＢ２１９１７８７に記載されており，これを参照することにより，全体が本明細書に取り込まれている。

磁石システム２１は，対向電極９からのスパッタリングを避けるように選択することもできる。広い双極子と高強度を持つ磁石は，対向電極９，特に，磁石２１に近い対向電極９の一部からからスパッタリングを引き起こす傾向にある。

図３もまた，本発明の効果を模式的に図示している。図３の右側には，強力な磁力を持った比較的広範囲の磁石セット２２が図示されている。線２３で示される磁場は，対向電極９のリブ２４の先端と交差しており，その結果，スパッタリングされる可能性がある。

図３の左側には，線２３’で図示されている磁場は対向電極９のリブ２４とは交差しないように，磁石２２と比較して強力ではなく，比較的小さな双極子を持つ回転磁石２１が図示されている。このことは，リブ２４から物質のスパッタリングがされることを回避できる。図３に示すように，磁石の強さは，
組立品に程度を抑えた永久磁石ブロックを置くことによって調節される。

適切な磁石を設置することは，覆部６と基板４との間に位置する一つ以上のリブを持つ波形の対向電極９を用いて，効果的なスパッタリングを達成するために選択される。ある実施形態においては，ターゲット７の上（ターゲット表面の上約５ｍｍ）に約１５０エルステッド（Ｏｅ）の強さの磁場を持つ狭い双極子磁石２１は，対向電極９において良好な結果を提供するために使用される場合がある。特に，蒸着層によって計測でわかるが，リブ２４の端は，全くスパッタリングされないか，大部分がスパッタリングされなくなる。対照的に，３００エルステッド（Ｏｅ）の磁石２２は，リブ２４の端のスパッタリングを引き起こす。

図３に示す実施形態では，対向電極９は，一般的には各々は側壁フレーム３から垂直に突き出ている４つのリブ１５，１６，１７，２４を持っており，一般的には環状の形態をしており，お互いにほぼ平行に，等間隔で配置されているリブ１５，１６，１７，２４はターゲット７と基板５にほぼ平行に配置されている。

対向電極９は，第１の実施形態と同様に環状のキャビティ以外にも他の形状とすることもできる。対向電極９はまた，図１，２，及び３に図示された対向電極の接線方向のキャビティに加えて，または代わりに，放射状のキャビティを持つこともできる。

図４は，第３の実施形態に係る高周波スパッタリング装置（図示しない）の一般的にリング状の対向電極９’の中心面の断面図である。対向電極９’はリブ２６の複数のリブによって作られている放射状キャビティ２５を含んでいる。リブ２６は，円形の側壁フレーム３の内側壁から真空チャンバー３の放射状に中心に向かって垂直に延びている。図５は，図４の対向電極９’の詳細な側面図を図示している。

図４の概略図では，基板ホルダー５とターゲット７は図４に示すような突起の平面と平行に配置されている。例えば，図４に示す対向電極９’の平面の上や下に配置されている。リブ２６は基板ホルダー５とターゲット８の大部分の表面と平行に延びている。

リブ２６は，放射状に内側に向かって円形のフレーム２７を囲むように，外側から延びている。リブ２６の隣接する先端部の距離は，上述したように，プラズマがキャビティ２５に入ることができるように同じ寸法条件である。それは，キャビティ２５によって提供される対向電極９’の広げられた表面積の電荷を交換することを目的とする。プラズマ容器内に圧力がかけられている場合，この機能はプラズマの電力，磁場に従属する。

周囲のフレーム２７は，再びフレームを構成し，キャビティ２５の底部２８を形成する。底部フレーム４と覆部フレーム６はキャビティ２５の底部と覆部を形成する。リブ２６の高さは，キャビティ２５の側壁を提供する。

近隣のリブ２６は，長さが異なっている。２つ毎にリブの長さは同じになる。従って，その配置は２種類のリブを持っていることになり，１種類は他のリブよりも長い。２種類あるリブの個々は長いリブ，短いリブ，長いリブ，短いリブというように，交互に配置されている。

基板ホルダー５とターゲット７の平面では，放射状構造のキャビティ２５は図５の断面図に示されているように，底部フレーム４と覆部フレーム６の一部によって閉じられた構造である。図５は，図４に例示する実施形態のリブ２６を介した断面図の側面図を示している。図４と５に示したような高周波スパッタリングの他の特徴は，図１，２及び３に示した実施形態と同じものである。この実施形態は対向電極の形が異なるだけである。

図５は，周囲のフレーム２７，覆部フレーム６と底部フレーム４を含む対向電極９’を図示したものである。放射状リブ２６の１つは，網掛け部分Ｉによって表されている，覆部フレーム６と底部フレーム４は，キャビティ２５を形成するため，図４に示されている配置の全てのリブ２６を閉じている。キャビティ２５は，特に側壁フレーム２７の反対側の片側が開いており，側壁真空チャンバー３との連通している。覆部フレーム６と底部フレーム４は，リブ２６に垂直に配置されている。さらなる実施態様では，放射状リブ２６は，図６に示すようなＩとＩＩのエリアを含むように形成されている。言い換えれば，台形の形をしたリブの境界線は，通視線の内側にあり，ターゲット７の端と基板１２の端または基板ホルダー５の端の間に延びる通視線２０と交差することはない。

図６は，第４の実施形態における高周波スパッタリング装置１”を図示している。第４の実施形態における高周波スパッタリング装置１”はリブ２８の第１の部分を複数有する対向電極９”を含む。リブ２８は各々，一般的に環状形態を有しており，平行に配置され，互いに距離を置いて配置されている。リブ２８は，通常はターゲット７と基板ホルダー５と平行に配置されており，側壁フレーム３から垂直に突き出ている。リブ２８は図１〜３に示す実施形態の配置をしている。

高周波スパッタリング装置１”はまた，基板ホルダー５と隣接し，基板ホルダー５の平面の下に位置する区画３０，３１を作るための側壁フレーム３に平行に延びるリブ２９の第２の部分を含む。この実施形態では，側壁フレーム３とリブ２９の第２の部分は円形である。各リブ２９は環状リングの形状を有しており，リブ２８に一般的に垂直に配置されている。区画３０，３１はプラズマの拡張のために使用される。リブ２９の第２の部分の配置は，ターゲット７と基板１２の間に基板に平行に延びるリブ２８をさらに増設することなく，対向電極９”の表面積をさらに増やすために用いることができる。リブ２９の第２の部分が基板ホルダー５と基板１２の平面に隣接し，平面の下に収容されているためである。

側壁フレーム３の一部は，リブ２９の第２の部分いずれかを形成することができる。区画３０，３１は，通常平面視で円形であり，リブ２８の第１の部分によって形成される円形キャビティ２５に垂直に配置されている。区画３０，３１は，内部の区画３１が基板ホルダー５の範囲を決めるために，側壁フレーム３と基板ホルダー５の間に二つの環状リング形状キャビティを提供している。基板ホルダー５は円形であり，くぼみのない単一の平面によって作られている。リブ２８の第１の部分とリブ２９の第２の部分は一体であり，単一の対向電極９”を提供するために側壁フレーム３と互いに電気的に接続する。

区画３０，３１及びキャビティ２５は，プラズマが各区画３０，３１及び各キャビティ２５内に形成することができるように，設計されている。

図４から図６に示す実施形態は，図３に示すように異なる強さを有する磁石の配置をとっている。これらの磁石は，ターゲット７の第２の表面に隣接して配置されており，回転可能な場合もある。

要するに，高周波スパッタリング装置は，リブ及び／又はブラインドホールと表される，波形の対向電極を含む。ブラインドホールとはつまり，両側にある片側は閉じていて，片側は開いているプラズマ容器のことである。リブとキャビティの波形によって広げられた対向電極の表面積の電荷の交換を可能にするために，プラズマがキャビティにはいることができるように，波形の大きさは選択される。キャビティに入るためのプラズマの性質は，幾何学的寸法と，その入口のスリットと，目的のプラズマプロセスの圧力に依存する。

単一の波形の電極は，メンテナンスと洗浄が容易である。高周波磁電管スパッタリングのための磁場は，シールドに対して適切に設計されることが必要であり，好ましくは，対向電極のスパッタリングを避けるために通常１５０エルステッド（Ｏｅ）以下の強さの低い磁場を有している必要がある。

図１と図５に図示されている実施形態の対向電極９と９”は組み合わせて用いられることがあり，接線方向と放射状のキャビティの組み合わせを有する対向電極９”’を提供することができる。高周波スパッタリング装置１”’は，図７に示されている対向電極９”’を含む。

対向電極９”’は，サンドイッチ型の構造をもっている。その中では，放射状に延びるリブ３４の二つの層３２，３３はリング状リブ３４と交互に配置され，キャビティ３５の二つの層を形成する。

このことにより，プラズマ環境の外側から向かっているブラインドホールのキャビティ３５は長方形になる。これらのブラインドホールのキャビティ３５は，最も効果的にプラズマによって，電荷の交換のための領域を作り出す。しかし，それらは，高い製造コストがかかる場合がある。この場合，対向電極９は”’は複雑なキャビテティの製造を可能とするために，２つ以上の部分から組立てられる。

上述されている一つの実施形態における対向電極９の側壁フレーム３，覆部フレーム６及び底部フレーム４は，側壁，底部と覆部の枠の形に沿うように広がりを持っている。それらは，プラズマが発生し，スパッタリングが起こる真空チャンバーを作っているものである。対向電極が接地され接続している場合は，真空チャンバーを作る側壁，電極９は，底部及び／又は覆部と電気的に接続している。

対向電極は，金属または合金シートを含むことができる。金属または合金シートは，所望の形を得るために型押し，切断または，曲げ加工によって形成される。金属または合金シートのいくつかの片は，例えば，所望の対向電極の形をつくるために，溶接されて結合されることがある。

Claims (19)

1. 少なくとも一つの側壁，底部，及び覆部によって形成される真空チャンバーと，
   前記真空チャンバー内に配置された第１の表面を有する少なくとも一つの第１の電極と，
   前記真空チャンバー内に配置された表面を有する対向電極と，
   高周波発生器とを含み，
   前記高周波発生器は，少なくとも１つの前記第１の電極と前記対向電極の間にプラズマを発生させるように，前記第１の電極と前記対向電極の間に，高周波電場を印加するように構成されるスパッタリング装置において，
   前記対向電極は，前記真空チャンバーと連結する少なくとも２つのキャビティを含み，
   前記対向電極は，
   前記少なくとも２つのキャビティの輪郭を形成する少なくとも３つの付加的な導電部材を有し，
   前記キャビティの数は，前記付加的な導伝部材の数の合計から１を引いた数と等しく，
   前記キャビティは，前記キャビティ内でプラズマが形成できるような寸法を有する
   スパッタリング装置。
2. 前記対向電極は，
   少なくとも前記真空チャンバーの前記側壁の一部，前記底部の一部，又は前記覆部の一部を含む，
   請求項１に記載のスパッタリング装置。
3. 前記対向電極は，前記側壁を構成する側壁フレームを含む，
   請求項１に記載のスパッタリング装置。
4. 前記対向電極は，前記真空チャンバーの周辺領域に配置されている，
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
5. 前記対向電極は，基板に対する前記第１の電極の通視線からはずれて配置されている，
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
6. 前記付加的な導伝部材は，前記側壁を構成する側壁フレームからチャンバー内方向に突き出ている，
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
7. 前記付加的な導伝部材は，互いに距離を置いて，かつ，互いに平行に配置される，
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
8. 少なくとも１つの前記付加的な導伝部材は，前記側壁を構成する側壁フレームと平行に配置されている，
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
9. 少なくとも１つの前記付加的な導伝部材は，前記底部を構成する底部フレームから突き出ている，
   請求項８に記載のスパッタリング装置。
10. 前記付加的な導伝部材は，各々，環状体を含む，
    請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のスパッタリング装置
11. 前記キャビティは，環状の形状である，
    請求項１０に記載のスパッタリング装置。
12. 前記複数の前記付加的な導伝部材は，
    前記側壁を構成する側壁フレームから放射状に延在している，
    請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
13. 前記付加的な導伝部材は，
    前記覆部を構成する覆部フレームから前記底部を構成する前記底部フレームに向かって延在する，
    請求項１２に記載のスパッタリング装置。
14. 前記キャビティは，台形の形状である，
    請求項１２又は請求項１３に記載のスパッタリング装置。
15. 前記対向電極は，表面積Ａｃを有し，
    前記第１の電極は表面積Ａｔを有し，
    Ａｃ≧Ａｔである，
    請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
16. 前記第１の電極はスパッタリングされる物質のターゲットを備えている，
    請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
17. 前記真空チャンバーの外にポンプにより排出するためのチャネル，及び／又は前記真空チャンバーにガスを供給するためのチャネルが，前記第１の電極と前記覆部の間，及び／又は基板と前記底部の間，及び／又は前記側壁に配置されている，請求項１から請求項１６のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
18. 前記第１の電極の第２の表面に隣接して配置された少なくとも一つの磁石をさらに含み，
    前記第２の表面は前記第１の電極の前記第１の表面の反対側にある，
    請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
19. 前記磁石は，回転可能である，
    請求項１８に記載のスパッタリング装置。
    

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