JPH10509773A - 基板上に誘電体層を形成するためのスパッタリング装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １０ｋＨｚ−１００ｋＨｚの範囲にあるＡＣ電源（５９）を用いるスパッタリング装置が２つの回転可能な円筒形マグネトロン（６０、６２）を使用する。回転可能な円筒形マグネトロン（６０、６２）は、基板（８０）上に誘電体層を堆積するために用いられた場合、ターゲット（６４、６５）上に堆積される誘電体材料をきれいにする。これにより、ターゲット（６４、６５）上の誘電体層がキャパシタのように働くの防ぎ、アークを避ける助けとなる。更に、インピーダンス制限キャパシタ（５８）がアークを減少するようにトランス（５４）を介してターゲット（６４、６５）間の電気通路に直列に配置される。このインピーダンス制限キャパシタ（５８）は、無線周波数スパッタリング装置において、電源（５９）をターゲット（６４、６５）に接続するために用いられたキャパシタより非常に大きな値を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 基板上に誘電体層を形成するためのスパッタリング装置及び方法発明の背景 本発明は、ガラスの上に薄膜層を形成するために用いられるスパッタリング装 置に関する。特に、本装置は、電気的に絶縁性のある誘電体層を形成するために 用いられるスパッタリング装置に関する。 交流（ＡＣ）電源を有するスパッタリング装置は基板上に電気的に絶縁性のあ る誘電体層を形成するためにしばしば用いられる。このような装置は、Szcryrbo wski他による米国特許第 5,082,546号に開示されている。図１は、Szcryrbowski 他によるＡＣ電源のスパッタリング装置２の概略図である。このスパッタリング 装置２はターゲット８，８ａ，８ｂおよび８ｃにトランス６によって結合された ＡＣ電源４を使用する。この装置は、磁石１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ ｄおよび１０ｄを用いて、スパッタリングチャンバ２に形成されるプラズマを閉 じ込める。 付加的な直流（ＤＣ）電源１２がアノードを装置のグラウンド（接地）１５よ り高い電圧に保つために用いられることに留意されたい。付加的なＤＣ電源１２ はスパッタリング装置内でのアークの発生を避けることを意図して用いられる。 必要なＤＣ電源は高価であり、スパッタリング装置の設計を複雑にする可能性が ある。 更に、アノード１４の使用は、アノードが、バッフル１８の使用にもかかわら ずこの装置によってスパッタされる誘電体材料で部分的に覆われるという欠点を 有している。プラズマにおける電子はアノード１４の覆われた部分に強く引きつ けられることはないので、プラズマイオンは、プラズマにおける準中性の要求に よってもまたその領域を一般に避けるであろう。この覆われた部分の周りのイオ ンの欠乏によって、基板１６上に誘電体材料の平らでない堆積が生じる。 図２は、従来技術のＡＣ電源スパッタリング装置に用いられる２つのターゲッ ト２０と２２の断面図である。図２に示されたスパッタリング装置の動作中に、 磁石（図示せず）は、磁界２４と２８にプラズマを部分的に含むので、レースト ラック形状の浸食ゾーン３２と３６が形成される。このターゲット材料２０と２ ２の浸食は、ターゲットを叩き、ターゲットから原子をスパッタするプラズマ中 のイオンによって生じる。ターゲット２０と２２上へのスパッタされた誘電体材 料の再堆積が層４０と４２を形成する。 これらの層は、レーストラック形状の浸食領域３２と３６を除いて、ターゲッ ト２０と２２の大部分を覆う。ターゲット２０と２２がＡＣ電源に接続されてい ると、ターゲットは交互にカソードとアノードとして働く。ターゲット２０のよ うな電極がアノードとして働くと、それはプラズマ中の電子を引きつける。この 状態において、磁界２４と２８は、高いプラズマインピーダンスを生じさせて、 浸食領域に到達する電子の流れを妨げる。誘電体層は電子がターゲットへ通過す るのを阻止し、電荷が誘電体膜４０上に蓄積されるであろう。 このようにして、誘電体膜４０は、容量性素子として働く。この従来技術にお いて、ＡＣ電源の正と負の部分間のスイッチングが、蓄積された電荷を放電する のを助けるけれども、この装置は以前としてアークを発生する可能性がある。更 に、誘電体膜４０によって生じたキャパシタンスは、それが時間と共に変化する ので、好ましくない。 本発明の目的は、従来技術の問題を避けるＡＣ電源を用いる改良されたスパッ タリング装置を提供することである。発明の概要 本発明の改良されたスパッタリング装置の利点は、ＡＣ電源を有する回転可能 な円筒形マグネトロンの使用を含む。回転可能な円筒形マグネトロンは円筒形の 回転するターゲットを使用する。ターゲットがカソードとして働くとき、堆積さ れた誘電体材料は、浸食ゾーンにおけるターゲットの一部からきれいに除かれる 。ターゲットが回転するにつれて、ターゲットの異なる面が浸食ゾーンとして働 き、全体のターゲットがきれいにされる。ターゲットがアノードとして働くとき 、ターゲットのきれいにされた部分は、電子がターゲットへ入る通路を与える。 誘電体材料が円筒形マグネトロンからきれいにされるので、ターゲットはキャパ シタ として働かないし、電荷を蓄積しないが、抵抗性の素子として働く。円筒形マグ ネトロンにおける回転可能な円筒形ターゲットの使用によって、アークが避けら れる。何故ならば、電荷がターゲットの堆積された誘電体層上に蓄積されないか らである。 更に、本発明の利点は、インピーダンスを制限するキャパシタを使用すること である。このインピーダンス制限キャパシタは１０ｋＨｚ−１００ｋＨｚの範囲 にある周波数を有するＡＣ電源と共に用いられるのが好ましい。この１０ｋＨｚ −１００ｋＨｚの範囲は、本装置をインピーダンス整合するために、キャパシタ を有する無線周波数（ＲＦ）スパッタリング装置と共に用いられる周波数範囲よ り低い。このインピーダンス制限キャパシタはトランスの二次側導通路に配置さ れるのが好ましい。このインピーダンス制限キャパシタは装置にアークが生じる のを阻止する働きをする。このインピーダンス制限キャパシタは比較的大きな容 量値を有する必要がある。この容量は、０.２−１０μＦの範囲にあるのが好ま しい。この範囲の容量値は、ＲＦスパッタリング装置において高周波（メガヘル ツ−数十メガヘルツ）電源を有する電極に結合するために用いられるキャパシタ の値より非常に大きいことが望ましい。無線周波数装置に使用されるキャパシタ は一般には約１０−１００ｐＦ（ピコファラッド）である。 このＡＣ電源は、信号の正と負の部分の反転間にプラズマが消えるを避けるた めに充分高く、イオンが瞬間的な電界に従うことができるように充分低い周波数 範囲を有する。プラズマの再結合時間は電源の正と負の部分間の時間より大きく ので、１０ｋＨｚ或いはそれより高い信号で充分であり、その結果、プラズマは 消えない。再結合時間は、一般にターゲットとチャンバ壁間の距離によって決め られる。 更に、本発明の利点は、余分なＤＣ電源を必要としないことである。他のスパ ッタリング装置に用いられるＤＣ電源は、スパッタリング装置の設計を複雑にし 、高価である。本発明は、電気的固定アノードを使用しない。スパッタリング装 置の固定アノードは、誘電体材料で覆われ、基板上に堆積プロフィールを歪ませ るようにする。 本発明の上述の特徴および他の特徴は、図面を参照して以下の詳細な説明から 明らかになるであろう。図面の簡単な説明 図１は、ＡＣ電源を使用する従来技術のスパッタリング装置の概略図である。 図２は、ＡＣ電源を伴う従来技術のスパッタリング装置に使用された２つのタ ーゲットの断面図である。 図３は、本発明のスパッタリング装置の概略図である。 図４は、図３に示された本発明とともに使用される円筒形マグネトロンの断面 図である。 図５は、本発明による他の実施形態の概略図である。 図６は、トランスの二次捲線に配置されたインピーダンス制限キャパシタを示 す概略図である。好適な実施形態の詳細な説明 図３は、ＡＣ電源５２を用いるスパッタリング装置５０の概略図である。上に 説明した理由により、ＡＣ電源５２は、１０ｋＨｚ−１００ｋＨｚの範囲にある 周波数を有する電源信号を生成するのが好ましい。好適な実施形態においては、 ＡＣ電源５２の周波数は約５０ｋＨｚである。電源５２の周波数は無線周波数の 範囲より低く、その結果、反射電力は重要な問題ではないことに留意されたい。 ＡＣ電源は５２は、Halmar Robicon，ENI，Princeton Applied Research，or Ad vanced Energy から利用可能である。このＡＣ電源５２はトランス５４に接続さ れる。トランス５４は二次側５４ｂが単巻き変圧器になるのを妨げるバイファイ ラ巻き二次捲線５４ｂを有している。トランス５４は安全性のため接地された中 央タップ５４ａも有している。トランス５４の二次側は本装置のためのインピー ダンス整合の機能を備えるマルチタップを有する。トランス５４は並列キャパシ タンス５６に接続されている。この並列キャパシタ５６は、もし、プラズマが消 え、高周波ノイズを減少するならば、プラズマを開始するのを助ける。並列キャ パシタ５６の代表的な値は、約０.３μＦ（マイクロファラッド）である。イン ピーダンス制限キャパシタ５８は、トランスを介して２つのターゲット間へ行く 電 気径路に直列に接続されるのが好ましい。図６に示された好適な実施形態におい て、このインピーダンス制限回路５８”はトランス５４”の二次捲線に配置され る。 再び、図３を参照すると、上述のように、インピーダンス制限キャパシタ５８ の容量はスパッタリング装置のアークを防止する。このインピーダンス制限キャ パシタ５８は、短絡の場合、ターゲット間を流れる電流の量を制限する。インピ ーダンス制限キャパシタ５８は、大きな、可変キャパシタであるのが好ましい。 インピーダンス制限キャパシタの容量値は約０.２−１０μＦの範囲にあるべき である。ＡＣ電源５２の周波数は無線周波数の電源より著しく低いので、反射さ れた電力は問題がなく、従って、キャパシタ５８は反射電力を避けるために必要 でない。インピーダンス整合の機能は、上述のようにトランスの二次側に設けら れた多数のタップによって達成される。 回路５９からのＡＣ電力は円筒形マグネトロン６０と６２に接続される。円筒 形マグネトロンは、Wolfe 他の米国特許第 5,047,137号とMcKelveyの米国特許第 4,356,073号に記載されており、これらはここで参照により取り込まれている（i ncorporation by reference）。円筒形マグネトロンは、C-MAG ^TMの名前で、Con cord，California にあるBOC Group Inc.，Airco Corting Technology Division から利用可能である。回転可能な円筒形マグネトロン６０と６２は、回転可能 な円筒形のチューブ状ターゲット６４と６５を用いる。これらの回転可能な円筒 形のチューブ状ターゲット６４と６５は、金属或いは半導体材料のコーティング のある外層を有するのが好ましい。半導体材料の層は、その層がより導電性であ るようにドープされるのが好ましい。シリコンが円筒形マグネトロン装置におけ るスパッタされる材料として一般に用いられる。シリコンは、反応してスパッタ され、基板８０上に二酸化シリコン或いは窒化シリコンの層を生成する。他の代 表的な誘電体材料はTiO₂，SnO₂，Nb₂O₅及びAl₂O₃を含む。 回転可能な円筒形マグネトロンは磁石アッセンブリ６６と６８を有する。これ らの磁石アッセンブリは磁石６６ａ，６６ｂと６６ｃと同様に６８ａ，６８ｂと ６８ｃを使用する。この磁石アッセンブリは３極を有しているので、それらは２ つの平行な封じ込め領域を生成する。これらの封じ込め領域は、ターゲットがカ ソードとして働くとき、浸食ゾーンを形成する。 ターゲット６０と６２は、図４に良く示されている。図４は２つの円筒形マグ ネトロン６０’と６２’の断面図を示す。回転可能な円筒形のチューブ状ターゲ ット６４’と６５’は図３に示されたＡＣ電源に接続されており、ターゲット６ ４’と６５’は本装置のカソード（負の極性）とアノード（正の極性）間で交互 に代わる。 磁石アッセンブリ６６は磁界９０と９２を発生する。マグネトロン６０’がカ ソードとして働いているとき、磁界９０と９２は、プラズマにおける電子を含む ので、トラップされた電子との衝突によって形成されたイオンが浸食領域９４と ９６のターゲット材料６４’をスパッタする。反応性スパッタリングにおいて、 反応性イオンは、ターゲット、基板或いはチャンバ雰囲気の何れかにおいてスパ ッタリング材料と結合する。イオンは、２つの浸食ゾーン９４と９６の外側の円 筒形のチューブ状ターゲット６４’の表面上に再堆積された誘電体材料を除去す る。ターゲット６４’への電源信号の極性が反転すると、ターゲットはアノード として働き、電子を引きつける。円筒形のチューブ状ターゲット６４’と６５’ が回転するために、ターゲットがカソードとして働いたときに、イオンによって 浸食されたターゲット６４’と６５’の部分は、磁界、例えば磁界９４と９６か ら離れた異なる位置へ回転される。円筒形のチューブ状ターゲットが回転するに つれて、これらのきれいにされた領域は、電子に対して、磁界から離れたターゲ ットの領域と電気的な接触をするようにする。更に、ターゲット６４’と６５’ は円筒形であるので、平らなマグネトロン装置におけるよりもターゲット６４’ と６５’と接触する電子に対してより多くの利用できる面積がある。これにより 、装置のインピーダンスは低下する。 本発明の装置において、誘電体材料が浸食されるので、ターゲット６４’と６ ５’は電荷を蓄積しない。このため、本装置が動作しているときにそれ程大きな 容量はない。更に、電荷が誘電体材料の層上に蓄積されないので、本発明の装置 は、誘電体破壊の結果としてアークを発生するようなことはない。従来の装置に おいて、誘電体層４０または４２がターゲット材料の上部に堆積し、容量性素子 として働くので、本スパッタリング装置は図２に示された従来のＡＣスパッタリ ング装置とは異なる。 再び、図４を参照すると、好適な実施の形態において、円筒形ターゲット間の 距離９８は約２.５４−７.６２センチ（約１−３インチ）であり、壁とターゲッ ト間の距離９９ａと９９ｂは約１０.１６センチ（約４インチ）またはそれ以上 である。これらの距離は、プラズマのための再結合時間が１０ｋＨｚの最小周波 数信号に対する電源の正と負の部分間の時間より短いことを確実にする。円筒形 マグネトロンの配置は、放電がターゲット間で維持されるので、チャンバの壁の 配列によって比較的影響されないプラズマを形成する。 図３を再び参照すると、ガス源７０とポンプ７２がスパッタリング堆積のため に必要な圧力でガスを供給するために用いられる。代表的なガスは酸素、窒素、 および希ガスを含む。代表的なガス圧は１−５ミリトル(mTorr) である。カソー ドと電源はチャンバから電気的に分離されている。これは位置７４にチャンバを 接地することによってなされる。基板８０はスパッタされた誘電体材料によって コーティングされる。この基板８０はターゲットの下を移動する。基板８０の線 速度は、他のファクタ間で、基板８０上への誘電体の層の堆積厚さを決定する。 図５は、本発明の他の実施形態の概略図である。この実施形態においては、単 一の円筒形マグネトロン１００のみが用いられる。他の円筒形マグネトロンが電 気的導電性素子１０２で置き換えられる。この電気的導電性素子は、ＡＣ電源を 円筒形マグネトロンと電気的導電性素子へ供給するために、回路５９’に接続さ れる。電気的導電性素子１０６の表面積は、円筒形マグネトロン１００上の回転 可能なターゲット１０４の表面積と同じであることが好ましく、その結果、回転 可能な円筒形のマグネトロン１００または電気的導電性材料１０２のいずれもＤ Ｃバイアス電圧を保持しない。 具現化および方法のいろいろな細部は本発明の例証にすぎない。このような細 部におけるいろいろな変更は本発明の範囲内であり、請求の範囲によってのみ限 定されるべきであることが理解されるであろう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年６月１３日 【補正内容】 請求の範囲 １．基板上に誘電体層を形成するためのスパッタリング装置であって、 極が交互に代わる第１と第２の極を有する電源と、 チャンバと、 前記チャンバ内の回転可能なマグネトロンと、 前記回転可能なマグネトロンは、前記交流電源の第１の極の電源信号とプ ラズマに向けられるのに適合した磁石アッセンブリに応答する導電性材料の円筒 形のチューブ状ターゲットを有して、円筒形のチューブ状ターゲット上に浸食ゾ ーンを形成し、前記浸食ゾーンは、前記電源の負部分が円筒形のチューブ状ター ゲットに供給されたときスパッタされる領域であり、前記円筒形のチューブ状タ ーゲットは、前記円筒形ターゲットが回転するにつれて、前記浸食ゾーンが前記 円筒形ターゲットの異なる部分に位置されるように、また前記ターゲットのスパ ッタリングがターゲット上に堆積された誘電体材料を除去するように、回転する のに適合されて、ターゲットのきれいにされた部分を形成し、且つ浸食ゾーンか ら離れた部分のターゲットのきれいにされた部分からの前記誘電体の除去は、電 源の正の部分が前記円筒形のチューブ状ターゲットに供給されたとき、プラズマ における電極によって見られるターゲットのインピーダンスを減少し、従ってア ークを阻止することができ、及び 交流電源の第２の極にある電源信号に応答する、チャンバにおける電気的導電 性部材と、 を有することを特徴とするスパッタリング装置。 ２．前記電気的導電性部材は、前記円筒形のチューブ状ターゲットと同様な表面 積を有することを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。 ３．前記電気的導電性部材は、第２の極に接続された第２の円筒形マグネトロン を有し、前記第２の円筒形マグネトロンは、第１の極に接続された円筒形マグネ トロンがカソードとして働く間、アノードとして働き、且つ前記第２円筒形マグ ネトロンは、第１の極に接続された円筒形マグネトロンがアノードとして 働く間、カソードとして働くとこを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング 装置。 ４．円筒形マグネトロンと電気的導電性部材の配置は、チャンバ壁の配置によっ て比較的影響されないプラズマを生成することを特徴とする請求項１に記載のス パッタリング装置。 ５．前記交流電源は、プラズマが前記信号の正と負の部分間で消えないように、 充分高い周波数を有する電源信号を生成し、且つ前記電源信号は、イオンと電子 が瞬間的な電界に従うように充分低い周波数を有していることを特徴とする請求 項１に記載のスパッタリング装置。 ６．前記交流電源によって供給される電源信号は、１０ｋＨｚと１００ｋＨｚの 間にあることを特徴とする請求項５に記載のスパッタリング装置。 ７．前記交流電源は、トランスを介して円筒形のチューブ状ターゲットと電気的 導電性部材に接続され、且つインピーダンス制限キャパシタは、前記トランスを 介して前記ターゲットと前記電気的導電性部材間の電気径路に直列に接続され、 前記インピーダンス制限キャパシタの容量は、０.２μＦより大きいことを特徴 とする請求項５に記載のスパッタリング装置。 ８．直流電源は、前記スパッタリング装置の電極に接続されないことを特徴とす る請求項１に記載のスパッタリング装置。 ９．基板上に誘電体層を形成するためのスパッタリング装置であって、 第１と第２の極を有し、メガヘルツより低い周波数を有する電源信号を生成す るのに適合した交流電源と、 チャンバと、 ２つの入力端子と２つの出力端子を有するトランスと、 前記２つの入力端子は、前記第１と第２の極間に接続されており、 第１の電気径路によってトランスの第１の出力端子に電気的に接続された、前 記チャンバに配置された関連した磁石アッセンブリを有する電気的導電性材料の 円筒形のチューブ状ターゲットと、 第２の電気径路によってトランスの第２の出力端子に電気的に接続された、前 記チャンバにおける電気的導電性部材と、 前記トランスを介して前記ターゲットと電気的導電性部材間の電気径路に直列 に接続されたインピーダンス制限キャパシタと、 前記インピーダンス制限キャパシタの容量は、前記インピーダンス制限キャ パシタがスパッタリング装置内のアークを阻止する程度に、充分大きい、 を有することを特徴とするスパッタリング装置。 10．前記電気的導電性部材は、第２の磁石アッセンブリを有する第２の回転可能 な円筒形のチューブ状ターゲットを有することを特徴とする請求項９に記載のス パッタリング装置。 11．更に、トランスの第１と第２の出力端子間に電気的に接続された並列キャパ シタを有することを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。 12．前記電気的導電性部材は、ターゲットと同様な表面積を有することを特徴と する請求項９に記載のスパッタリング装置。 13．前記ターゲットと電気的導電性部材の配置は、チャンバ壁の配置によって比 較的影響されないプラズマを生成することを特徴とする請求項９に記載のスパッ タリング装置。 14．前記交流電源は、前記プラズマが前記信号の正と負の部分間で消えないよう に充分高い周波数を有し、且つイオンと電子が電源信号によって生成される瞬間 的な電界に従うように充分低い周波数を有する電源信号を発生することを特徴と する請求項９に記載のスパッタリング装置。 15．前記交流電源は、１０ｋＨｚと１００ｋＨｚの間の周波数を有する電源信号 を発生することを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。 16．前記インピーダンス制限キャパシタは、可変キャパシタであることを特徴と する請求項９に記載のスパッタリング装置。 17．前記インピーダンス制限キャパシタは、０.２−１０μＦの範囲にある容量 値を有することを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。 18．前記インピーダンス制限キャパシタは、トランスの二次側導電路に配置され ていることを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。 19．前記トランスは、前記スパッタリング装置をインピーダンス整合するために 、追加の捲線と出力端子を有することを特徴とする請求項９に記載のスパッタリ ング装置。 20．反応性スパッタリングよって基板上に誘電体層を堆積する方法であって、チ ャンバに導電性材料の円筒形ターゲットを設けるステップと、 交流信号を前記円筒形ターゲットに与えて、プラズマを生成するステップと、 前記信号は正と負の部分を有しており、 前記信号の負の部分が前記円筒形ターゲットに与えられたとき、イオンが浸食 ゾーンを打つように、前記円筒形ターゲットの周りに浸食ゾーンを生成する磁界 を生成するステップと、 誘電体を形成するために、ターゲット材料と反応するガスをチャンバに与える ステップと、 前記基板上に誘電体層を堆積するステップと、 前記磁界によって規定された浸食ゾーンから離れた前記円筒形ターゲットの部 分は堆積された誘電体材料が前記浸食ゾーンの衝突イオンによって除去されるよ うに、前記円筒形ターゲットを回転することによってターゲットの部分をきれい にするステップと、 前記信号の正の部分が前記ターゲットに与えられたとき、浸食ゾーンから離れ たきれいにされた部分へプラズマにおける電子を引きつけるステップと、 を有することを特徴とする方法。 21．更に、各ターゲットは、他のターゲットが正のとき、負であるように、交流 信号を受信するように接続された追加の円筒形ターゲットを備えるステップを有 することを特徴とする請求項２０に記載の方法。 22．前記交流電源は、１０ｋＨｚと１００ｋＨｚの間の周波数を有する電源信号 を生成し、且つ前記インピーダンス制限キャパシタは、０.２μＦ−１０μＦの 範囲にある容量値を有することを特徴とする請求項１０に記載のスパッタリング 装置。 23．前記交流信号は、１０ｋＨｚと１００ｋＨｚの間の周波数を有することを特 徴とする請求項２１に記載の方法。 24．前記周波数は、約５０ｋＨｚであることを特徴とする請求項２３に記載の方 法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヒル ラッセル ジェイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94530 エル セリット バッキンガム ドライヴ 8502 (72)発明者 ラフ ジェイ カークウッド アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95112 サン ホセ サウス フォース ストリート 264

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．基板上に誘電体層を形成するためのスパッタリング装置であって、 ２つの極を有する交流電源と、 前記交流電源は、第１の極が第２の極より多くの正電圧を有する正部分、 および第１の極が第２の極より多くの負電圧を有する負部分を有する電源信号を 生成するのに適合され、 チャンバと、 前記チャンバ内の回転可能なマグネトロンと、 前記回転可能なマグネトロンは、前記交流電源の第１の極にある電源信号 とプラズマに向けられるのに適合した磁石アッセンブリに応答する円筒形のチュ ーブ状ターゲットを有して、円筒形のチューブ状ターゲット上に浸食ゾーンを形 成し、前記浸食ゾーンは、電源の負部分が円筒形のチューブ状ターゲットに供給 されたときのスパッタされた領域であり、前記円筒形のチューブ状ターゲットは 、前記円筒形ターゲットが回転するにつれて、前記浸食ゾーンが前記円筒形ター ゲットの異なる部分に位置されるように、また前記ターゲットのスパッタリング がターゲット上に堆積された誘電体材料を除去するように回転するのに適合され て、ターゲットのきれいにされた部分を形成し、且つ浸食ゾーンから離れた部分 のターゲットのきれいにされた部分からの前記誘電体の除去は、電源の正の部分 が前記円筒形のチューブ状ターゲットに供給されたとき、プラズマにおける電極 に見られるターゲットのインピーダンスを減少し、従ってアークを阻止すること ができ、及び 交流電源の第２の極にある電源信号に応答する、チャンバにおける電気的導電 性部材と、 を有することを特徴とするスパッタリング装置。 ２．前記電気的導電性部材は、前記円筒形のチューブ状ターゲットと同様な表面 積を有することを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。 ３．前記電気的導電性部材は、第２の円筒形マグネトロンを有し、前記第２の円 筒形マグネトロンは、第１の円筒形マグネトロンがカソードとして働く間アノ ードとして働き、且つ前記第２の円筒形マグネトロンは、第１の円筒形マグネト ロンがアノードとして働く間カソードとして働くとこを特徴とする請求項１に記 載のスパッタリング装置。 ４．円筒形マグネトロンと電気的導電性部材の配置は、チャンバ壁の配置によっ て比較的影響されないプラズマを生成することを特徴とする請求項１に記載のス パッタリング装置。 ５．前記交流電源は、プラズマが前記信号の正と負の部分間で消えないように、 充分高い周波数を有する電源信号を生成し、前記電源信号は、イオンと電子が瞬 間的な電界に従うように充分低い周波数を有していることを特徴とする請求項１ に記載のスパッタリング装置。 ６．前記交流電源によって供給される電源信号は１０ｋＨｚと１００ｋＨｚの間 にあることを特徴とする請求項５に記載のスパッタリング装置。 ７．前記交流電源は、トランスを介して円筒形のチューブ状ターゲットと電気的 導電性部材、および前記トランスを介して前記ターゲットと前記電気的導電性部 材間の電気径路に直列に接続されたインピーダンス制限キャパシタに接続され、 前記インピーダンス制限キャパシタの容量は、充分に大きいので、インピーダン ス制限キャパシタが前記ターゲットと電気的導電性部材間でアークを阻止するこ とを特徴とする請求項５に記載のスパッタリング装置。 ８．直流電源は前記装置の電極に接続されないことを特徴とする請求項１に記載 のスパッタリング装置。 ９．基板上に誘電体層を形成するためのスパッタリング装置であって、 メガヘルツより低い周波数を有する電源信号を生成するのに適合した交流電源 と、 チャンバと、 ２つの入力端子と２つの出力端子を有するトランスと、 前記２つの入力端子は第１と第２の極間に接続されており、 第１の電気径路によってトランスの第１の出力端子に電気的に接続された、前 記チャンバに配置された関連した磁石アッセンブリを有する円筒形のチューブ状 ターゲットと、 第２の電気径路によってトランスの第２の出力端子に電気的に接続された、前 記チャンバにおける電気的導電性部材と、 前記トランスを介して前記ターゲットと電気的導電性部材間の電気径路に直列 に接続されたインピーダンス制限キャパシタと、 前記インピーダンス制限キャパシタの容量は充分大きく、インピーダンス 制限キャパシタはスパッタリング装置内のアークを阻止し、 を有することを特徴とするスパッタリング装置。 10．前記電気的導電性部材は、第２の磁石アッセンブリを有する第２の回転可能 な円筒形のチューブ状ターゲットを有することを特徴とする請求項９に記載のス パッタリング装置。 11．更に、トランスの第１と第２の出力端子間に電気的に接続された並列キャパ シタを有することを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。 12．前記電気的導電性部材は、ターゲットと同様な表面積を有することを特徴と する請求項９に記載のスパッタリング装置。 13．前記ターゲットと電気的導電性部材の配置は、チャンバ壁の配置によって比 較的影響されないプラズマを生成することを特徴とする請求項９に記載のスパッ タリング装置。 14．前記交流電源は、前記プラズマが前記信号の正と負の部分間で消えないよう に充分高い周波数を有し、且つイオンと電子が瞬間的な電界に従うように充分低 い周波数を有していることを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。 15．前記交流電源は、１０ｋＨｚと１００ｋＨｚの間の周波数を有する電源信号 を発生することを特徴とする請求項１４に記載のスパッタリング装置。 16．前記インピーダンス制限キャパシタは、可変キャパシタであることを特徴と する請求項９に記載のスパッタリング装置。 17．前記インピーダンス制限キャパシタは、０.２−１０μＦの範囲にある容量 値を有することを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。 18．前記インピーダンス制限キャパシタは、トランスの二次側導電路に配置され ていることを特徴とする請求項９に記載のスパッタリング装置。 19．前記トランスは、前記スパッタリング装置をインピーダンス整合するために 、追加の捲線と出力端子を有することを特徴とする請求項９に記載のスパッタリ ング装置。 20．基板上に誘電体層をスパッタリングする方法であって、 チャンバに円筒形ターゲットを設けるステップと、 交流信号を前記円筒形ターゲットに与えるステップと、 前記信号は正と負の部分を有しており、 前記信号が前記円筒形ターゲットに与えられたとき、イオンが浸食ゾーンを打 つように、前記円筒形ターゲットの周りに浸食ゾーンを生成するために磁界を生 成するステップと、 前記基板上に誘電体層を堆積するステップと、 前記磁界によって規定された浸食ゾーンから離れた前記円筒形ターゲットの部 分は、堆積された誘電体材料が前記浸食ゾーンの衝突イオンによって除去される ように、前記円筒形ターゲットを回転することによってターゲットの部分をきれ いにするステップと、 前記信号の正の部分が前記ターゲットに与えられたとき、浸食ゾーンから離れ たきれいにされた部分へプラズマの電子を引きつけるステップと、 を有することを特徴とする方法。 21．更に、前記第１の交流磁界が負のとき正であり、前記第１の交流磁界が正の とき負である交流電気信号を受信するように接続された追加の円筒形ターゲット を備えるステップを有することを特徴とする請求項２０に記載の方法。