JPH11310874A

JPH11310874A - 対向マグネトロン複合スパッタ装置および薄膜形成方法

Info

Publication number: JPH11310874A
Application number: JP10116884A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kameyama; 誠亀山; Hideo Iwase; 秀夫岩瀬; Takashi Ota; 俊太田; Atsushi Ikeda; 敦池田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】従来不可能であった周辺部のスパッタ効率を
高め、より高速でターゲット利用効率を高めること。タ
ーゲット中心部への磁束の集中がなく、アーク放電の少
ない安定したスパッタを長時間持続すること。【解決手段】スパッタ面が対向するように配置された
ターゲットと、該ターゲットの背面に設けられた前記ス
パッタ面に垂直な方向に磁界を発生させるための磁界発
生手段とを備え、スパッタ面の側方の空間に対面するよ
うに配置してある基板上に膜を形成する対向マグネトロ
ン複合スパッタ装置において、一対の対向する第１、第
２ターゲットを所定の間隔で対向する同心形状でスパッ
タ面が外側ターゲットの内面および内側ターゲットの外
面で磁界発生手段が内側ターゲットから外側ターゲット
へ放射状に発生させる手段を有し、スパッタ面の片側一
方の該空間に対向するように無終端形状の第３のターゲ
ットを配置し、スパッタリングガスを放電空間に供給す
るようにシャワーノズルＳ１，Ｓ２をターゲットＴ３と
一対のターゲットＴ１，Ｔ２との間に配置したことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一組のターゲット
を所定の間隔で対面させ、その片側一側方に配置した基
板上に薄膜を形成するようにした対向ターゲット式スパ
ッタ装置および薄膜形成方法に関し、更に詳しくは形成
される薄膜の膜厚分布の調整が容易で、均一膜厚の形成
が高速で長時間かつ大面積に形成でき、更に、ターゲッ
トの使用効率の向上した対向ターゲット式スパッタ装置
および薄膜形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の対向ターゲット式スパッタ装置
は、「応用物理」第４８巻（１９７９）第６号ｐ５８８
〜ｐ５５９で公知の通り、図１０に示すように、陰極と
なる一対のターゲットｔ１，ｔ２をそのスパッタ面が空
間を隔てて対面するように設けると共に、該スパッタ面
に垂直な方向の磁界Ｈを発生する手段ｈ１，ｈ２を設
け、ターゲット間の空間の側方に配したホルダー６を取
り付けた基板５上に薄膜形成をするようにしたスパッタ
装置で、高速低温の膜形成ができる優れたものである。

【０００３】すなわち、この報告の図１０において、ス
パッタ面ｔ１ｓ，ｔ２ｓに垂直な方向に３００〜５００
Ｏｅの磁界Ｈを発生させれば対向ターゲット間の空間Ｓ
内に該スパッタ面ｔ１ｓ，ｔ２ｓから放出された高エネ
ルギーの電子を閉じ込めることができる。

【０００４】したがって、この多数の電子が基板５まで
到達しなくなるのでイオンを収束する電界が形成され
ず、スパッタガスのイオン化が促進されてスパッタ速度
が高くなり、更に基板５への電子衝突がほとんどないの
で基板温度は余り上昇しない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た長方形ターゲットを有する対応ターゲット装置でスパ
ッタリングを行う場合は、図１１に示すように印加電力
の増大と共にターゲットのエロージョン領域がターゲッ
ト中央に集中する現象がみられる。これは対向するター
ゲット間の空間において、高エネルギーの電子は空間内
部で多く、反対に空間周辺部では空間外へ拡散するため
少なくなるからである。特にターゲットが非磁性体の場
合にかかる現象は顕著である。このようなエロージョン
領域の集中は膜厚分布に悪影響を及ぼすばかりでなく、
スパッタの高速化をはかるために大電力を印加するとき
のスパークの原因ともなり好ましいものではない。ま
た、ターゲット中央部のエロージョンでターゲット寿命
が規定される結果となり、ターゲット利用効率は必ずし
も充分なものではない。更に、ターゲットのシールドカ
バーに工夫を加える方法では、中央部での放電の集中は
防止されるものの、周辺部での有効なスパッタを行うこ
とができず、膜厚の分布、ターゲットの利用効率等の点
で完全には解決されていない。

【０００６】これらのことから、長時間スパッタを続け
るとエロージョンの進行と共にターゲット表面形状が変
化し、磁界分布が変化するために、放電強度が変化し、
膜厚分布を悪くするという問題があった。更に電界と磁
界が略平行となる領域がターゲット中心部に集中すると
供給される電力のパワー集中により異常放電を発生する
ことがある。

【０００７】更に、大面積基板における長尺方向の膜厚
分布の改善に関しては、ターゲットの長尺方向の長さを
基板の有効巾に対して大きくとる対策がとられ、装置形
態としては対向ターゲット間の空間Ｓの側面を基板が通
過する方法がとられていた。しかしながら、この方法で
は、ターゲットの有効利用率や成膜速度が低下しかつ装
置が大型になるなどの欠点があり、必ずしも有効な方法
とはいえなかった。また、特公平６−４３６３０号公報
には、凹形状のターゲット９が、マグネトロン放電を発
生させるスパッタリング装置が開示されている。しかし
ながら該装置は、マグネトロン放電のみによってスパッ
タリングを行うものであり、また発生するプラズマを凹
部において十分にとじこめておくことが困難であり、そ
の結果基板を被覆するのに要する時間が長くかかる。ま
た、上述したスパッタ装置では放電空間中にスパッタリ
ングガスが滞留し易い。そのため放電空間内に存在する
パーティクル等の副生成物が放電空間内に溜り易くな
り、その結果基板上に成膜される膜にピンホール等が発
生するなど膜質が低下することがある。

【０００８】また特開平１−３０９９５９号公報および
特開平１−３０９９６４号公報には円筒状のターゲット
と前記円筒状のターゲットの一方の開口部を覆うように
配置された円板形状のターゲットとを有するスパッタリ
ング装置が開示されている。この装置によるプラズマは
円筒状ターゲットおよび円板状ターゲットに高周波電力
を印加することで円筒状ターゲット内部で発生する。

【０００９】しかしながら該公報が開示するスパッタリ
ング装置では以下の３つの課題を十分に解決することが
難しい。

【００１０】第１の課題は高周波電力が印加された円板
状ターゲットが強力なマグネトロン放電を円筒状ターゲ
ット内部で発生させることがむつかしいとい点である。
これは該公報が開示する円筒状ターゲットでは、電子が
円筒状ターゲット内部でランダムな方向にマグネトロン
運動し、一定の方向に電子の運動方向を揃えることがで
きない。またランダムな方向へ運動する電子は、円筒状
ターゲット外部へ出てしまい、その結果内部に発生する
マグネトロン放電の放電強度が上がらない。

【００１１】第２の課題は、円筒状ターゲットにおいて
磁界が電極間を垂直に通らないために、ターゲットが不
均一にスパッタリングされるということである。該公報
が開示するスパッタ装置では、永久磁石を円筒状ターゲ
ットの周方向に回転させることでターゲットを均一にス
パッタリングさせる手段の説明があるが、その場合スパ
ッタ装置が大型化してしまう。

【００１２】第３の課題は、円筒状ターゲット内部に不
純物を含まない新鮮なスパッタ用のガスを供給すること
が難しいということである。該公報が開示するスパッタ
リング装置では、新鮮なスパッタ用ガスが円筒状ターゲ
ット内部へ直接供給されるのではなく、真空容器内全体
を経由して円筒状ターゲット内部へ供給される。またス
パッタ時に発生する不純物等を積極的に円筒状ターゲッ
ト内部から外部へ排除することが難しく、その結果基体
上に得られる膜は不純物による影響を受けてしまう。

【００１３】本発明の目的は、ターゲットのエロージョ
ン領域の時間変化を完全に阻止することにより、基板上
に形成される成膜速度を高速にかつ膜厚を均一にすると
共にスパッタ速度を一定にし、更にターゲットの使用効
率を向上させることにある。加えて本発明の目的は、放
電空間内に存在する不純物を、積極的に放電空間内から
排出し、基板上に形成される膜の膜質を向上させ、且
つ、放電に必要とされる電力の消費量を低減することに
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、第１のタ
ーゲットの無終端の外壁面からなる第１のスパッタ面
に、第２のターゲットの無終端の対向壁面からなる第２
のスパッタ面が対向するように該第１および第２のター
ゲットを配設するための対向ターゲット配置手段と、前
記第１のスパッタ面と前記第２のスパッタ面との間の空
間に対向して第３のスパッタ面が位置するように第３の
ターゲットを配置するためのターゲット配置手段と、前
記第１のターゲットと前記第２のターゲットとの前記第
３のターゲットで囲まれた空間の開口に対向して基板を
配置するための基板保持部材と、前記第１および第２の
スパッタ面に垂直な方向に磁界を発生させるための磁界
発生手段とを有するスパッタ装置であって、前記第１の
ターゲットと前記第３のターゲットとの間に第１のシャ
ワーノズルを有し、前記第２のターゲットと前記第３の
ターゲットとの間に第２のシャワーノズルを有すること
を特徴とするスパッタ装置を提供することによって達成
される。

【００１５】上記した本発明において、前記第１および
第２のターゲットのスパッタ面で対向ターゲット放電を
形成させるための第１の電力供給手段と、前記第３のタ
ーゲットの前記第３のスパッタ面でマグネトロンを形成
させるための前記第１の電力供給手段と独立して電力を
供給する第２の電界供給手段とを有することを特徴とす
るスパッタ装置であることが好ましい。また、前記第１
のターゲットは円筒形状である事が好ましい。

【００１６】また、前記第１のターゲットは角がとれた
矩形形状である事または多角形状である事が好ましい。

【００１７】前記第１のターゲットと前記第２のターゲ
ットと前記第３のターゲットとからなるターゲット集合
体が少なくとも２組以上配置されている事が好ましい。

【００１８】前記第１のターゲットは複数のターゲット
パーツから構成されることが好ましい。

【００１９】前記第２のターゲットは複数のターゲット
パーツから構成されることが好ましい。

【００２０】前記第３のターゲットは複数のターゲット
パーツから構成されることが好ましい。

【００２１】前記第１のシャワーノズルは前記第１のタ
ーゲットと前記第３のターゲットの少なくともいずれか
一方と接触することが好ましい。

【００２２】前記第２のシャワーノズルは前記第２のタ
ーゲットと前記第３のターゲットの少なくともいずれか
一方と接触することが好ましい。

【００２３】本発明はまた、第１のターゲットの無終端
の外壁面からなる第１のスパッタ面に、第２のターゲッ
トからなる第２のスパッタ面が対向するように該第１お
よび該第２のターゲットを配置し、前記第１のスパッタ
面と前記第２のスパッタ面との間の空間に対向して第３
のスパッタ面が位置するように第３のスパッタ面を配置
し、かつ前記第１のターゲットと前記第２のターゲット
と前記第３のターゲットで囲まれた開口に対向して基板
を配置し、前記第１のターゲットと前記第３のターゲッ
トとの間に配置した第１のシャワーノズルと前記第２の
ターゲットと前記第３のターゲットとの間に配置した第
２のシャワーノズルとが前記空間へガスを供給すること
を特徴とする対向ターゲット放電とマクネトロン放電と
の複合放電による薄膜形成方法が提供される。

【００２４】上記した本発明において、前記第１および
第２のスパッタ面のそれぞれに垂直な方向に磁界をかけ
た状態で、前記第１および第２のターゲットのスパッタ
面に第１の電力供給手段が電力を供給して対向放電を発
生させるとともに、前記第３のターゲットの前記第３の
スパッタ面に第２の電力供給手段が電力を供給してマグ
ネトロン放電を生じさせて、前記基板上に薄膜を形成す
ることを特徴とする対向ターゲット放電とマグネトロン
放電との複合放電による薄膜形成方法であることが好ま
しい。

【００２５】上記した本発明において、前記第１のター
ゲットは円筒形状である事、角がとれた矩形形状である
事または多角形状である事が好ましい。

【００２６】前記第１の電力供給手段と前記第２の電力
供給手段の少なくともいずれか一方が直流電流または交
流電流を供給する事が好ましい。更に、前記第１の電力
供給手段と前記第２の電力供給手段の少なくともいずれ
か一方が高周波電流を供給する事が好ましい。

【００２７】前記第１のターゲットと前記第２のターゲ
ットに供給する交流電界の位相と異なる交流電界の位相
を前記第３のターゲットに供給する事が好ましい。

【００２８】前記第１および第２および第３のスパッタ
面が同一部材である事が好ましく、前記部材は金属、半
導体、酸化物、窒化物群から選択されるいずれか１つで
ある事が好ましい。

【００２９】更に、前記半導体装置を構成する薄膜を形
成する事が好ましく、前記半導体装置は薄膜トランジス
タ乃至エレクトロルミネッセンス素子のいずれか１方で
ある事が好ましい。

【００３０】前記第１のターゲットは複数のターゲット
パーツから構成されることが好ましい。

【００３１】前記第２のターゲットは複数のターゲット
パーツから構成されることが好ましい。

【００３２】前記第３のターゲットは複数のターゲット
パーツから構成されることが好ましい。

【００３３】前記第１のシャワーノズルは前記第１のタ
ーゲットと前記第３のターゲットの少なくともいずれか
一方と接触することが好ましい。

【００３４】前記第２のシャワーノズルは前記第２のタ
ーゲットと前記第３のターゲットの少なくともいずれか
一方と接触することが好ましい。

【００３５】（作用）上記した本発明によれば、一対の
第１、第２のターゲットを対向する無終端形状でスパッ
タ面が外側ターゲットの内面および内側ターゲットの外
面で、磁界発生を内側ターゲットから外側ターゲットに
放射状に発生させる手段を設け、スパッタ面開口部の片
側一方の空間に対面するように第３のターゲットを配置
することにより、前記一対の第１、第２のターゲット中
心のどの領域においても電界と磁界が平行となる条件は
同一となり、対向ターゲット放電を閉ループに発生させ
ることができる。また更に、前記リング状の第３のター
ゲットのスパッタ面に略平行に均一な磁場が形成される
ことにより、前記第３のターゲットのスパッタ面全域で
電界と磁界が略直交することとなり、閉ループの均一な
マグネトロン放電を発生させることができる。また、放
電によって発生した高エネルギー電子が、第１、第２、
第３のターゲットによって囲まれた空間内にとどまり易
くなる。その結果、第１、第２、第３のターゲットのス
パッタ面の外周部は、いずれも中央部と同程度にスパッ
タされる。従って、第１、第２、第３のターゲットのい
ずれも利用効率が向上する。また、シャワーノズルが前
記第３のターゲットと前記一対の第１、第２のターゲッ
トとの間からスパッタリングガスを供給することで放電
空間内の副生成物を放電空間外へ排除することが出来
る。また、ターゲット形状を円筒形状あるいは角のとれ
た矩形形状にして長辺と短辺方向の長さを最適化するこ
とにより、大面積基板上に薄膜を均一形成することが可
能となる。

【００３６】また、本発明によれば、本発明のスパッタ
装置が電力を第１、第２のターゲットと第３のターゲッ
トのそれぞれに電気的に独立して供給する電力供給手段
を有するので、対向ターゲット放電とマグネトロン放電
とを同時に発生させることが出来る。

【００３７】更に、前記ターゲットをブロック状に複数
組配置することにより成膜速度の向上を図ることができ
るようになる。

【００３８】したがって、従来と比較して大面積基板上
の膜厚分布が一層均一になりかつ時間の経過に伴う分布
の変化を減少させて膜厚の分布を均一に保つことも可能
になる。また、大電力が印加できかつ複数組配置するこ
とによりスパッタ速度も速くなり、ターゲットの使用効
率も向上する。

【００３９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下に本発
明の詳細を図面により説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態に係る複合対向ターゲット式スパッタ装置を
説明するための装置断面図（Ａ）およびその部分拡大図
（Ｂ）、図２はそのターゲット部の１具体例を示す正面
図である。

【００４０】図１において、１０は真空チャンバー、２
０はチャンバー１０を排気する真空ポンプなどからなる
排気系、３０はガス導入系である。そして真空チャンバ
ー１０内には、図示のごとく、チャンバー１０に絶縁部
材１１，１２，１３，１４を介して固着されたターゲッ
トホルダー５５，１５，１６が設けられ、該ホルダ−１
５，１６には一対の円筒状の第１、第２のターゲットＴ
１，Ｔ２が空間を隔てて平行に対面するように配設して
あり、該ホルダー５５には該空間の片側一方（基板が通
過する反対側）の開口部を塞ぐようにリング状の第３の
ターゲットＴ３が配設してある。ターゲットＴ１，Ｔ
２，Ｔ３はいずれも互いに非接触である。そしてターゲ
ットＴ３とターゲットＴ１との間、およびターゲットＴ
３とターゲットＴ２との間のそれぞれの間にシャワーノ
ズルＳ１，Ｓ２が設けられている。シャワーノズルＳ
１，Ｓ２は、図１（Ｂ）に示すように放電空間内の矢印
の方向に向ってガス（スパッタリングガス）を供給す
る。スパッタリングガスにはアルゴン、ヘリウム、ネオ
ン等の不活性ガスが通常用いられる。

【００４１】この円筒状ターゲットＴ１，Ｔ２の背後に
は磁界発生手段であるリング状永久磁石１５１と１６１
がそれぞれ対向して配置してある。ターゲットＴ１，Ｔ
２，Ｔ３とそれに対応するターゲットホルダー１５，１
６，５５には、冷却パイプ１５４，１６４を介して冷却
水が循環し、ターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３、永久磁石１
５１，１６１が冷却されるようになっている。

【００４２】磁石１５１，１６１はターゲットＴ１，Ｔ
２に関してＮ極：Ｓ極が対面するように設けてあり、更
に一対の円筒状ターゲットＴ１，Ｔ２の空間部分の磁石
密度を高めるために、パーマロイや軟鉄などの強磁性体
で形成されたコア１７や永久磁石１５１，１６１によっ
て閉ループが形成されている。なお、１８，１９は絶縁
部材１１，１２，１３，１４およびターゲットホルダー
１５，１６の防着板として用いられるシールドカバーで
あり、一方で陽極としても働く。また、シールドカバー
１８，１９は、真空チャンバー１０に接し、アースによ
って接地されている。

【００４３】また、薄膜が形成される長尺の基板４０を
保持する基板保持手段４１は、基板搬送系５０により第
１、第２のターゲットＴ１，Ｔ２の面に対して直角方向
でかつ第３のターゲットＴ３の面に対して平行方向に保
持された状態で、図面の前後方向に往復運動することが
可能であり、したがって基板４０もスパッタ面Ｔ１，Ｔ
２に対して直角方向で、Ｔ３に対して平行方向に移動可
能である。なお、基板４０の裏面から温度調節が可能な
加熱手段４２を有している。

【００４４】一方、スパッタ電力を供給する第１、第２
の電力供給手段６０，６１は、互いに電気的に独立して
おり、電力供給手段６０はターゲットＴ１，Ｔ２を、ま
た電力供給手段６１はターゲットＴ３にそれぞれ電力供
給し、それぞれプラス側をアースに、マイナス側をター
ゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３に接続する。また、第１、第２
の電力供給手段６０，６１は、直流電流を供給する電源
であり、チャンバー１０を介して接地している。よって
各放電はターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３とアースであるシ
ールドカバー１８，１９との間の電位差を利用して発生
する。なお、プリスパッタ時に基板４０を保護するた
め、基板４０とターゲットＴ１，Ｔ２との間に出入りす
るシャッター（図示せず）が設けてある。

【００４５】ところで、前述のとおり、第１、第２のタ
ーゲットＴ１，Ｔ２の背後には、永久磁石および閉ルー
プを形成するコアからなる磁界発生手段が設けられてお
り、磁束は中央部の磁石からターゲットＴ１表面を垂直
に横切り更に空間部分を通り、外周部に設置されたター
ゲットＴ２表面を垂直に横切って外周部磁石に達する。
外周部磁石を横切った磁束は、強磁性体で形成されたコ
ア１７内部を通り内側の磁石に達し、閉ループを形成さ
せる。このように閉ループを形成させることにより、タ
ーゲットＴ１，Ｔ２表面を垂直に横切ると共に、Ｔ３表
面近傍を略水平に横切る磁場を形成させることができ
る。更に、ターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３を円筒状の無終
端形状にすることにより、ターゲットのどの位置におい
ても同様な磁場を形成することができる。

【００４６】したがって、Ａｒなどのガスを導入して電
力を印加すると、ターゲットＴ１，Ｔ２表面に垂直の電
界が形成される。このように、磁界と電界が平行に形成
されると、電子は磁界を取り巻くように回転してガス分
子と衝突してイオン化されプラズマが発生する。ターゲ
ットＴ１，Ｔ２には直流電源から負の電圧が印加されて
いるので、イオン化されたガス分子はターゲットＴ１，
Ｔ２に加速しながら引き寄せられ、ターゲットに衝突し
ターゲット材料をはじき出す対向スパッタが生じ、同時
にターゲットＴ３にも直流電源から負の電圧が印加され
電界と磁界が略直交することで、電子はＴ３上をマグネ
トロン運動してマグネトロンスパッタが生じる。このと
き、前記したようにターゲットＴ１，Ｔ２は円筒状の形
状で電界と磁界がターゲットＴ１，Ｔ２表面に垂直でか
つ放射状に形成されるため、今までの対向スパッタと異
なり、ターゲット中央部にエロージョン領域が集中する
ことなくリングターゲット全域において対向スパッタが
起こり、ターゲットの有効利用効率を向上することがで
きる。

【００４７】次に対向ターゲット放電とマグネトロン放
電の特性の違いを説明する。図９は本発明のスパッタ装
置を用いて直流電流を第１の電力供給手段６０が一対の
ターゲットＴ１，Ｔ２のみに供給した場合と、第２の電
力供給手段がターゲットＴ３のみに電力を供給した場合
のそれぞれの電圧―電流曲線（Ｖ−ｉ曲線）を示したグ
ラフである。

【００４８】対向ターゲット放電は、電圧値が電流値の
増加に伴い増加する。これに対してマグネトロン放電
は、電流値が増加しても電圧値がわずかにしか増加しな
い。また、マグネトロン放電は、電流値の増加に対する
電圧値の増加が対向放電のそれよりも小さく、また或一
定の電流値以上の電流を供給しても電圧値は増加しなく
なるという現象が現れる。これはマグネトロン放電にお
ける電流値と電圧値との関係が供給されるガスの量によ
って制限されるためであり、電流を過剰に供給しても電
圧値は限界を示す。このように対向放電とマグネトロン
放電の両放電の特性の違いは、それぞれのＶ−ｉ曲線を
みることで知ることが出来る。

【００４９】このときターゲットＴ１、Ｔ２の間の対向
放電に寄与する最大磁束密度とターゲットＴ３近傍でタ
ーゲットＴ３表面に平行なマグネトロン放電に寄与する
最大磁束密度とが等しい。またマグネトロン放電の方が
対向ターゲット放電よりもインピーダンスが低い。また
本発明のスパッタ装置によって対向ターゲット放電は８
００〜１０００Ｖの範囲で発生する。またマグネトロン
放電は４００〜６００Ｖの範囲で発生する。これはマグ
ネトロン放電が対向放電よりも低いインピーダンスの状
態で発生することを示す。

【００５０】このようにマグネトロン放電が対向放電よ
り低インピーダンス下で発生するため、たとえば対向放
電とマグネトロン放電とに供給する電力を電気的に独立
していない状態で供給すると、対向放電を発生させるた
めに供給される電力の多くがマグネトロン放電を発生さ
せるための電力として消費される。

【００５１】供給する電力を有効に利用するために本発
明のスパッタ装置は、電気的に独立した第１、第２の電
力供給手段６０，６１を設け、それぞれが第１、第２の
ターゲットＴ１，Ｔ２と第３のターゲットＴ３とに電力
を供給する。その結果対向放電とマグネトロン放電の両
放電をスパッタに必要な程度に発生させることが出来、
且つ両放電を制御する事が出来る。

【００５２】また、本発明では、ターゲットＴ１，Ｔ
２，Ｔ３によって囲まれた空間内でプラズマが発生する
のでターゲット中心部のエロージョン、つまりターゲッ
トの形状の変化やプラズマの閉じ込め効率アップに伴い
高効率で大電力を投入することが出来たり、あるいはタ
ーゲットと基板間の距離を近づけることが可能となり、
基板の成膜速度を速めることが可能となる。

【００５３】また、本発明によれば、前記したようにプ
ラズマの閉じ込め効率アップによるターゲットと基板間
の距離を近づけた成膜が可能となることで、基板のどの
微少領域においても膜厚の構成比は、スパッタ面のうち
基板近傍から飛来するスパッタ粒子とスパッタ面のうち
基板から遠く離れた部分から飛来するスパッタ粒子の構
成比において、前者を増加させることができる。したが
ってスパッタ条件を変更したりターゲットの材質をかえ
てもスパッタ粒子がスパッタ面から放出される際の放出
角度に大きな違いが生じず膜厚分布の均一な薄膜を基板
上に成膜することができる。

【００５４】更に、マグネトロン放電単独では放電を維
持することが不可能な低真空領域においても、プラズマ
の閉じ込め効率アップによりスパッタが可能となり、ス
パッタガスなどの不純物混入の少ない良質の膜形成が可
能となる。なお、ターゲットＴ１とＴ２はスパッタされ
る面積が異なるので、ターゲット寿命を同じにするため
には面積の小さい内側のターゲットＴ１の厚さをＴ２よ
り厚くした方が好ましい。

【００５５】また、本発明はマグネトロン放電を発生す
ることが出来る放電空間が実質上無終端空間を形成でき
るならば第３のターゲットの形態を先述したように無終
端形状とする他に、図３および図４に表すように小さな
複数のターゲットパーツ９０によって構成される形態に
してもよい。

【００５６】第３のターゲットを小さな複数のターゲッ
トパーツ９０とすることで、例えばターゲットパーツの
一部を交換することが出来る等、ターゲットを有効に利
用することができる。また例えば各ターゲットパーツ９
０を間隔を設けて設置し、前記間隔に放電空間内にガス
を供給するための不図示のシャワーノズルをもうけて、
放電空間内の不純物を更に積極的に放電空間外へ排出す
ることが出来る。また、ターゲットパーツ９０の形状を
外周に沿った円弧形状としない形状でも、マグネトロン
放電が実質上十分に発生することが出来るなら構わな
い。図４はその１つの具体例であり、ターゲットパーツ
９０は台形形状である。また、ターゲットパーツ９０と
放電空間を構成する外周９２との間に出来る弓型空間９
１の面積は出来るだけ小さいことが好ましい。

【００５７】なお、各ターゲットパーツの形状は全て同
じ形状である必要はなくマグネトロン放電が実質上発生
することが出来る範囲で適宜変更すればよい。

【００５８】また、第１、第２のターゲットのそれぞれ
の形態も、マグネトロン放電が実質的に発生出来るなら
ば、それぞれ小さな複数のターゲットパーツによって構
成される形態としてもよい。

【００５９】また、本発明の第１のターゲットの形状は
発生する電界の密度分布が不均一にならないようにその
形状を決定する事が好ましく、具体的には無終端形状に
することが好ましい。また無終端形状の具体例として上
述した円筒形状のほかに、図５に示すように長辺と短辺
との長さを異ならしめ、且つ角が取れた矩形形状として
もよい。

【００６０】また、第１、第２のターゲットＴ１，Ｔ２
および第３ターゲットＴ３を図５に示すように角のとれ
た矩形形状にしてターゲットＴ１の長尺方向を基板搬送
方向と垂直方向のサイズに対して最適化することが好ま
しい。また複数の複合対向ターゲットを基板搬送方向に
対して並べたり、あるいは複数の円筒形状の複合対向タ
ーゲットを基板中心部に比べ周辺部により多く配置する
ことによって、均一な薄膜を大面積にわたって作成する
ことができる。

【００６１】また、或いは第１のターゲットを無終端の
多角形形状として、第１のターゲットにあわせて第２、
第３のターゲットも無終端の多角形形状としてもよい。

【００６２】また、本発明は電力供給手段６０が図１に
示すように、一対のターゲットＴ１，Ｔ２の両方に電力
を供給する形態のほかに第１の電力供給手段６０を２つ
設けて（不図示）一方の第１の電力供給手段６０がター
ゲットＴ１のみへ電力を供給し、ターゲットＴ１のみに
供給される電力とは電気的に独立している他方の第１の
電力供給手段６０がＴ２のみへ電力を提供する形態であ
ってもよい。

【００６３】また、本発明に用いられるターゲットＴ
１，Ｔ２，Ｔ３は、いずれも同一部材である事が好まし
い。このとき使用されるターゲットとして、アルミニウ
ム、チタン、タングステン、クロム、銅、モリブデン、
白金、タンタル等の単一材料からなる金属や、アルミニ
ウムとシリコンと銅から構成される合金や、ボロンや燐
がドープされたシリコン等の半導体、或いは希土類金
属、或いはＩＴＯ、酸化シリコン、酸化アルミニウム等
の酸化物、或いは窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化
タングステン、窒化シリコン等を含む窒化物等を用いる
ことが好ましい。

【００６４】また、本発明の対向マグネトロン複合スパ
ッタ装置を用いて形成される薄膜は、半導体装置を構成
する半導体薄膜、または絶縁体薄膜もしくは導電性薄膜
として用いることが好ましい。また、半導体装置は、薄
膜トランジスタ、エレクトロルミネッセンス素子等とし
て用いることが出来る。また、本発明の薄膜を有した薄
膜トランジスタを用いて太陽電池等の光電変換素子を作
成することも好ましい。

【００６５】図１に、本発明のスパッタ装置のターゲッ
トＴ１，Ｔ２，Ｔ３とシャワーノズルＳ１，Ｓ２との配
置を模式的に示した。本発明のシャワーノズルＳ１，Ｓ
２はチューブ形状であり、輪環状にターゲットＴ３の両
脇に配置されている。シャワーノズルＳ１，Ｓ２はター
ゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３と非接触である。シャワーノズ
ルＳ１，Ｓ２はガスを放出する放出口を有しており、ま
た不図示のガス供給手段と連通しており、ガス放出口か
らガスを放電空間に向かって放出し供給する。シャワー
ノズルＳ１，Ｓ２は、気密的に独立されて配置されて
も、或いは互いに連通してもよい。

【００６６】本発明では、シャワーノズルが前記第３の
ターゲットと前記一対の第１、第２のターゲットとの間
からガスを供給することにより、放電空間内の不純物を
放電空間外へ排除することが出来る。また放電空間外部
から不純物が侵入することを防ぐことが出来る。その結
果、パーティクル等によるピンホール等が、基板上に形
成される膜中に発生することを防ぐことが出来、良質の
膜を形成することが出来る。

【００６７】また、スッパッタリングガスに反応性ガス
を混入して用いることで、反応性スパッタリングにおい
てスパッタ面に常に清浄な反応性ガスを供給することが
出来る。従って、反応性ガスの効率的な利用を実現する
ことが出来る。また本発明のスパッタ装置は、シャワー
ノズルＳ１，Ｓ２により、清浄なガスを比較的高温なタ
ーゲット表面近傍に直接供給することが出来るので、ガ
ス中の清浄な反応性ガスとスパッタされた物質とが高温
下で反応させることができる。その結果、化学量論的に
組成にばらつきの無い良質な膜を基板上に形成すること
が出来る。

【００６８】また、本発明で用いられる反応性ガスとし
ては、酸化シリコン等の酸化物を形成するための酸素ガ
スであったり、或いは窒化シリコンやバリヤメタル等と
して用いられる窒化チタン等の窒化物を形成するための
窒素ガスであったり、更に炭化珪素化合物を形成するた
めのメタン、エタン、プロパン等の炭素系ガス、あるい
は例えばフッ化アルミニウム（ＡｌＦ₃等）やフッ化マ
グネシウム（ＭｇＦ₂等）のフッ化物を形成するための
フッ化窒素（ＮＦ₃等）やフッ素（Ｆ₂）等のフッ素系ガ
スを挙げることが出来る。

【００６９】また本発明は、シャワーノズルＳ１，Ｓ２
を、ターゲットＴ３とターゲットＴ１およびＴ２との間
にそれぞれ配置する形態のほかに、不図示の別のシャワ
ーノズルを基板保持手段４１とターゲットＴ１，Ｔ２と
のそれぞれの間に配置してスパッタリングガスを供給す
ることによりチャンバー内の不純物が基板保持手段４１
とターゲットＴ１，Ｔ２との間から侵入するのを防ぐこ
とが出来る。

【００７０】また、本発明のシャワーノズルＳ１，Ｓ２
はそれぞれターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３と非接触である
他に、シャワーノズルをターゲットに沿って周方向に接
触させることも好ましい。具体的にはターゲットＴ３と
Ｔ１の少なくとも一方と第１のシャワーノズルＳ１とを
接触させたり、あるいはターゲットＴ３とＴ２の少なく
とも一方と第２のシャワーノズルＳ２とを接触させる形
態も好ましく、その結果シャワーノズルから放出される
ガスを放電空間から基板保持手段が配置される方向へ一
方向に流し、放電空間内を清浄に維持することが出来
る。

【００７１】（第２の実施の形態）第２の実施の形態は
図６（Ａ）およびその部分拡大図に示すように、電力供
給手段６０がターゲットＴ１，Ｔ２に交流電界を供給
し、また電力供給手段６０と電気的に独立している電力
供給手段６１がターゲットＴ３に交流電界を供給する形
態である。このとき電力供給手段６０、６１は供給する
交流電界の位相を整合させるために位相変換装置７０に
よって接続される。位相変換装置は一対のターゲットＴ
１，Ｔ２とターゲットＴ３のそれぞれに供給される交流
電界の位相を任意に制御することができ、例えばターゲ
ットＴ３に供給される交流電界の位相を一対のターゲッ
トＴ１，Ｔ２に供給される交流電界の位相に対して１８
０度ずらすことが出来る。このようにそれぞれの交流電
界の位相を１８０度ずらすことで、Ｔ３をＴ１，Ｔ２に
対して逆極の電極に保つことが出来る。その結果、一対
の第１、第２のターゲットとリング状の第３のターゲッ
トにそれぞれ位相が異なるように交流電界を印加しスパ
ッタすることにより、ターゲットがカソードとアノード
に交互に切り替わることとなり、局部的にたまる余分な
チャージを互いにキャンセルし合うことで直流電界を供
給した場合に発生する可能性があるアーク放電を防止す
る効果があり、長時間安定な放電を持続することが可能
となる。

【００７２】またその他については第１の実施の形態で
示したことと同様である。

【００７３】また本発明は一方の電力供給手段が直流電
力を供給し、他方の電力供給手段が交流電力を供給して
もよい。この場合、直流電界を供給するターゲット側で
直流電界が交流電界によって干渉され異状をきたすこと
を防ぐために不図示の制御回路を設けてアーク放電が発
生することを防ぐことが好ましい。

【００７４】（第３の実施の形態）第３の実施の形態
は、図７およびその部分拡大図（Ｂ）に示すように電力
供給手段６０、６１が高周波（１３．５６ＭＨｚ）のＲ
Ｆ（Ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）供給手段であ
り、ＲＦ供給手段と接続するターゲットとの間にインピ
ーダンスを整合させるための不図示のマッチングボック
ス８０を設けることが好ましい。またその他については
第２の実施の形態と同様である。

【００７５】また、本発明は、電力供給手段６０、６１
の一方がＲＦ供給手段であり、他方の電力供給手段が供
給する電力が自由に交流或いは直流を選択して供給する
ことも出来る。

【００７６】また本実施の形態では特に絶縁体を一対の
ターゲットＴ１，Ｔ２として使用することが出来る。

【００７７】（第４の実施の形態）第４の実施の形態
は、薄膜形成工程を少なくとも２以上の多段階の工程に
よって行うことを特徴とする。このとき薄膜形成工程は
工程の前半で大まかに薄膜形成を行い、工程の後半、つ
まり薄膜形成工程終了段階で仕上げの薄膜形成工程を行
い、一連の薄膜形成工程を完了させる実施の形態であ
る。また、その他の点については第１乃至第３の実施の
形態と同じである。

【００７８】また、本発明は対向放電とマグネトロン放
電をそれぞれ独立させて発生させる事が出来るので、対
向放電とマグネトロン放電の両方を同時に用いて成膜す
る工程の後に成膜が更に必要な箇所をマグネトロン放電
のみによって成膜する工程を続けてもよい。

【００７９】或いは薄膜形成工程前半として対向放電の
みによるスパッタによって基板に薄膜を大まかに形成さ
せ、次いで薄膜形成工程後半としてマグネトロン放電に
よるスパッタによって前記大まかに形成された薄膜表面
上に極薄い膜を堆積させる。或いは工程前半にマグネト
ロン放電によるスパッタを行い、工程後半で対向放電に
よるスパッタを行ってもよい。

【００８０】なお第４の実施の形態において電力供給手
段６０、６１がターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３に供給する
電界は、いずれも直流電界でもよいし交流電界でもよい
し或いはいずれか一方のみが直流電界でもよい。

【００８１】以下、上述の点を具体的に説明する。

【００８２】実施例１図１ないし図５に示す本発明の対向ターゲットスパッタ
装置を用いて成膜実験を行った。まず、基板４０には厚
さ１．１ｍｍで３００ｍｍ×３００ｍｍサイズの青板ガ
ラス基板を用い、ターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３にはター
ゲット材料として９９．９９％の純度の銅（Ｃｕ）を用
い、図５に示すターゲットを用いる場合は、基板の搬送
方向に対して直角方向に小判形状の長尺方向が向くよう
にして配置し、外側ターゲットＴ２の長尺方向の内径を
３２０ｍｍとし、厚みは６ｍｍのものを用いた。また、
Ｔ２ターゲットには厚さ１２ｍｍのものを用い、Ｔ３タ
ーゲットには厚さ６ｍｍのものを用いた。Ｔ１，Ｔ２円
筒状ターゲットの高さはそれぞれ１００ｍｍとし、内側
ターゲットＴ１と外側ターゲットＴ２とのスパッタ面の
間隔距離は６０ｍｍとした。また、そのときのＴ１スパ
ッタ面からＴ２スパッタ面に略垂直方向に向かう磁界の
強度は４００Ｏｅであった。

【００８３】スパッタリングの主な条件としては、シャ
ワーノズルＳ１およびＳ２からＡｒガスを供給し、真空
チャンバー内の圧力を３×１０^-3Ｔｏｒｒとなるように
調整し、ターゲット端部から基板までの距離を３０ｍｍ
とした。（ターゲット端部から基板面までの距離を１０
ｍｍより短くすると、熱・電子・イオンなどによるプラ
ズマダメージが無視できない領域となり、一方、６０ｍ
ｍを越える距離にすると膜が基板以外の壁面や搬送駆動
系などに付着し、コンタミおよびパーティクルの発生要
因となる。したがって、基板とターゲット端部との間隔
は１０ｍｍから６０ｍｍの範囲が好ましい。）。また、
基板の搬送スピードは２１０ｍｍ／分とし、第１、第２
の電力供給手段６０，６１によって第１、第２のターゲ
ットＴ１，Ｔ２にスパッタ投入電力として８ｋＷの直流
電界を，そして第３のターゲットＴ３に４ｋＷの直流電
界を印加した。

【００８４】以上のようにして銅からなる薄膜をガラス
基板上にスパッタ成膜した、この条件で成膜される銅膜
の厚みは約１μであり、３００ｍｍ□基板内での膜厚分
布を測定したところ、図８に示すように基板全域で±１
０％以内の誤差に納まる良好な結果を得た。また、膜表
面を観察したところ、膜表面にはパーティクルによって
発生するピンホール等の存在が殆ど認められず、良好な
膜を得ることができた。

【００８５】これはターゲットＴ１，Ｔ２，およびＴ３
が囲む放電発生領域内に存在するパーティクル等の不純
物をシャワーノズルＳ１，Ｓ２から供給される新鮮なア
ルゴンガスにより放電発生領域外へ排出することが出来
るからである。また、放電発生領域は常に新鮮なアルゴ
ンガスが存在するためプラズマの発生効率が高く電力消
費を低減することが出来る。

【００８６】比較例１上記実施例の比較として図１０に示した従来の対向ター
ゲットスパッタ装置を用いて同様な成膜実験を行った。
対向するターゲットｔ１，ｔ２にターゲット材料として
９９．９９％の純度の銅（Ｃｕ）からなる厚さ６ｍｍで
３２０ｍｍ×１００ｍｍの長方形ターゲットを用い、基
板の搬送方向と直角方向にターゲットの長尺方向が向く
ようにし、長尺面側を基板が通過するようにした。ま
た、ターゲット間距離は１００ｍｍとし、またそのとき
のｔ１スパッタ面からｔ２スパッタ面に略垂直方向に向
かう磁界の強度は実施例１と同様に４００Ｏｅとした。
スパッタリングの主な条件としては、Ａｒガスが供給さ
れた真空チャンバー内の圧力を３×１０^-3Ｔｏｒｒと
し、ターゲット端部から基板までの距離を３０ｍｍとし
た。また、基板の搬送スピードは１５０ｍｍ／分とし、
ｔ１，ｔ２にスパッタ投入電力として８ｋＷの直流電界
を印加した。

【００８７】以上のようにして銅からなる薄膜をガラス
基板上に従来の方法でスパッタ成膜した。この条件で成
膜される銅膜の厚みは搬送方向に対して均一であった。
しかしながら搬送方向と垂直な方向では周辺部が薄いこ
とがわかった。図８に示すように、銅膜の厚みは３００
ｍｍ□基板の中心で約１μｍであり、３００ｍｍ□基板
内での膜厚分布を測定したところ、図８に示すように±
１０％の膜厚分布領域は基板幅３００ｍｍに対し約半分
の１５０ｍｍ程度であった。

【００８８】実施例２次に１．１ｍｍ厚で３００ｍｍ□のガラス基板に液晶カ
ラーフィルターを作成するために用いられる熱硬化性樹
脂である三洋化成製の平坦化膜ＬＣ２０４０を１μｍス
ピンコートし、ポストベークを行った後、実施例１およ
び比較例１と同様にして、ターゲット材質のみを銅から
ＡｌＳｉＣｕ合金材に変更して従来の対向ターゲットス
パッタ装置および本発明の対向ターゲットスパッタ装置
をそれぞれ用いてターゲットの端部から基板までの距離
を３０ｍｍと前記例と同様にして、ＡｌＳｉＣｕ合金膜
を形成する実験を行った。その際、基板の裏側にＷａｈ
ｌ社製の色変化による温度測定器であるテンプ・プレー
トを貼り、基板の上昇温度測定を行った。

【００８９】その結果、本発明の対向ターゲットスパッ
タ装置で成膜を行った場合は、１枚目から１００枚目ま
での基板温度は１１０℃〜１２１℃の範囲で安定し、膜
面に特に異常は観られなかったのに対し、従来の対向タ
ーゲットスパッタ装置で成膜したものは、１枚目から１
００枚目までに１１５℃〜１７１℃まで上昇し、枚数を
重ねるにつれ上昇する傾向にあった。

【００９０】更に、９０枚目以降の基板には平坦化膜Ｌ
Ｃ２０４０の熱ダメージと観られるシワが、膜面に発生
した。

【００９１】実施例３次にターゲットＴ１，Ｔ２およびＴ３にそれぞれ透明導
電膜材料であるＩＴＯの燒結体（充填率９５％）を用
い、第２の実施の形態で説明したスパッタ装置を用い、
上記実施例１と同様にして成膜実験を行った。主なスパ
ッタリング条件として、シャワーノズルＳ１およびＳ２
から供給されるガスは、１．５％の酸素ガスが混合され
たアルゴンガスであり、スパッタ圧力を３×１０^-3Ｔｏ
ｒｒとし、Ｔ１，Ｔ２とＴ３との位相が１８０度ずれる
ように４０ｋＨｚの交流電界を印加しスパッタを行っ
た。その際、ランドマークテクノロジー社製のマイクロ
アークモニターを設置し、アーク放電回数を測定した。
その結果、１０時間連続成膜した場合のアーク回数は３
回であった。また膜表面を観察したところ、膜表面には
パーティクルによって発生するピンホール等の存在が殆
ど認められず、また、得られる膜の組成は、化学量論的
にばらつきの無い良好な膜を得ることができた。

【００９２】これはＴ１，Ｔ２とＴ３とがアノードとカ
ソードとに交互になるためアーク放電を発生させるチャ
ージがキャンセルされるためと考えられる。

【００９３】この実験からわかるように、Ｔ１，Ｔ２と
Ｔ３との位相がずれるように交流電界を印加すること
で、アーク放電の発生回数が極めて少ない安定したスパ
ッタを行うことができる。

【００９４】実施例４本発明の複合対向ターゲット式スパッタ装置を用いて、
ターゲットＴ１，Ｔ２，Ｔ３を、使用限界（どこか一カ
所穴が開く直前）まで使用し、また、比較例で用いたタ
ーゲットｔ１，ｔ２を使用限界まで使用し、それぞれの
重さを測定し、利用効率〔（使用前重量−使用後重量）
／使用前重量〕を測定した結果、従来の対向スパッタに
よるターゲット利用効率は約２０％であった。それに対
し、本発明によるターゲットの利用効率は約４３％であ
った。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は以下に述
べる効果を有する。

【００９６】（１）従来の対向スパッタの長所を取り入
れ、高速低温スパッタが行えるのに加え、従来スパッタ
では不可能であった周辺部を効率よくスパッタすること
ができるため、より高速でターゲット利用効率の高いス
パッタが行える。

【００９７】（２）ターゲット中心部への磁束の集中を
迎え、ターゲットの利用効率を高めることができる。

【００９８】（３）量産化が容易に行える。

【００９９】（４）膜厚分布が良好な部分が広範囲に設
定でき、かつ経時変化を少なくすることができる。

【０１００】（５）スパッタリングガスがターゲットＴ
３と一対のターゲットＴ１，Ｔ２との間から放電空間へ
供給されることで放電空間内を清浄に保つことが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す複合対向ター
ゲットスパッタ装置の断面図（Ａ）およびその部分拡大
図（Ｂ）

【図２】本発明の複合対向ターゲットの正面図

【図３】本発明の複合対向ターゲットの別の構成をあら
わす正面図

【図４】本発明の複合対向ターゲットの別の構成をあら
わす正面図

【図５】本発明の複合対向ターゲットの別の構成をあら
わす正面図

【図６】本発明の第２の実施の形態で示す複合対向ター
ゲットスパッタ装置の断面図（Ａ）およびその部分拡大
図（Ｂ）

【図７】本発明の第３の実施の形態で示す複合対向ター
ゲットスパッタ装置の断面図（Ａ）およびその部分拡大
図（Ｂ）

【図８】膜厚分布を示すグラフ

【図９】対向放電とマグネトロン放電のそれぞれのＶ−
ｉ曲線をあらわすグラフ

【図１０】従来の対向ターゲットスパッタ装置を説明す
るための図

【図１１】従来の対向ターゲットスパッタ装置を用いた
場合のターゲット使用後のエロージョンを示す図

【符号の説明】

１０真空チャンバー２０真空排気系１１，１２，１３，１４絶縁部材５５，１５，１６ターゲットホルダーＴ１，Ｔ２，Ｔ３，ｔ１，ｔ２ターゲット１７閉磁路形成用コア１８，１９シールドカバー３０ガス導入系５，４０基板６，４１基板保持手段４２基板加熱手段５０基板搬送系６０第１の電力供給手段６１第２の電力供給手段１５１，１６１永久磁石１５４，１６４冷却パイプ７０移相変換装置８０マッチングボックスＳ１，Ｓ２シャワーノズル９０ターゲットパーツ９１弓型空間９２外周

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田敦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のターゲットからなる第１のスパッ
タ面に、第２のターゲットからなる第２のスパッタ面が
対向するように該第１および第２のターゲットを配設す
るための対向ターゲット配置手段と、前記第１のスパッタ面と前記第２のスパッタ面との間の
空間に対向して第３のスパッタ面が位置するように第３
のターゲットを配置するためのターゲット配置手段と、前記第１のターゲットと前記第２のターゲットと前記第
３のターゲットで囲まれた空間の開口に対向して基板を
配置するための基板保持部材と、前記第１および第２のスパッタ面に垂直な方向に磁界を
発生させるための磁界発生手段とを有するスパッタ装置
であって、前記第１のターゲットと前記第３のターゲットとの間に
第１のシャワーノズルを有し、前記第２のターゲットと前記第３のターゲットとの間に
第２のシャワーノズルを有することを特徴とするスパッ
タ装置。
【請求項２】前記第１および第２のターゲットのスパ
ッタ面で対向放電を形成させるための第１の電力供給手
段と、前記第３のターゲットの前記第３のスパッタ面で
マグネトロンを形成させるための前記第１の電力供給手
段と独立して電力を供給する第２の電界供給手段とを有
す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】前記第１のターゲットは円筒形状である
事を特徴とする請求項１記載のスパッタ装置。
【請求項４】前記第１のターゲットは角がとれた矩形
形状である事を特徴とする請求項１記載のスパッタ装
置。
【請求項５】前記第１のターゲットは多角形状である
事を特徴とする請求項１記載のスパッタ装置。
【請求項６】前記第１のターゲットと前記第２のター
ゲットと前記第３のターゲットとからなるターゲット集
合体が少なくとも２組以上配置されている事を特徴とす
る請求項１記載のスパッタ装置。
【請求項７】前記第１のターゲットは複数のターゲッ
トパーツから構成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８】前記第２のターゲットは複数のターゲッ
トパーツから構成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９】前記第３のターゲットは複数のターゲッ
トパーツから構成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１０】前記第１のシャワーノズルは前記第１
のターゲットと前記第３のターゲットの少なくともいず
れか一方と接触す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１１】前記第２のシャワーノズルは前記第２
のターゲットと前記第３のターゲットの少なくともいず
れか一方と接触す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１２】第１のターゲットからなる第１のスパ
ッタ面に、第２のターゲットからなる第２のスパッタ面
が対向するように該第１および該第２のターゲットを配
置し、前記第１のスパッタ面と前記第２のスパッタ面と
の間の空間に対向して第３のスパッタ面が位置するよう
に第３のスパッタ面を配置し、かつ前記第１のターゲッ
トと前記第２のターゲットと前記第３のターゲットで囲
まれた開口に対向して基板を配置し、前記第１および第
２のスパッタ面のそれぞれに垂直な方向に磁界をかけた
状態で、前記第１のターゲットと前記第３のターゲット
との間に配置した第１のシャワーノズルと前記第２のタ
ーゲットと前記第３のターゲットとの間に配置した第２
のシャワーノズルとが前記空間へガスを供給することを
特徴とする対向ターゲット放電とマグネトロン放電との
複合放電による薄膜形成方法。
【請求項１３】前記第１および第２のターゲットのス
パッタ面に第１の電力供給手段が電力を供給して対向放
電を発生させるとともに、前記第３のターゲットの前記
第３のスパッタ面に第２の電力供給手段が電力を供給し
てマグネトロン放電を生じさせて、前記基板上に薄膜を
形成することを特徴とする対向ターゲット放電とマグネ
トロン放電との複合放電による請求項１２に記載の薄膜
形成方法。
【請求項１４】前記第１のターゲットは円筒形状であ
る事を特徴とする請求項１２記載の薄膜形成方法。
【請求項１５】前記第１のターゲットは角がとれた矩
形形状である事を特徴とする請求項１２記載の薄膜形成
方法。
【請求項１６】前記第１のターゲットは多角形状であ
る事を特徴とする請求項１２記載の薄膜形成方法。
【請求項１７】前記第１の電力供給手段と前記第２の
電力供給手段の少なくともいずれか一方が直流電流を供
給する事を特徴とする請求項１２記載の薄膜形成方法。
【請求項１８】前記第１の電力供給手段と前記第２の
電力供給手段の少なくともいずれか一方が交流電流を供
給する事を特徴とする請求項１２記載の薄膜形成方法。
【請求項１９】前記第１の電力供給手段と前記第２の
電力供給手段の少なくともいずれか一方が高周波電流を
供給する事を特徴とする請求項１２記載の薄膜形成方
法。
【請求項２０】前記第１のターゲットと前記第２のタ
ーゲットに供給する交流電界の位相と異なる交流電界の
位相を前記第３のターゲットに供給することを特徴とす
る請求項１２記載の薄膜形成方法。
【請求項２１】前記第１および第２および第３のスパ
ッタ面が同一部材である事を特徴とする請求項１２記載
の薄膜形成方法。
【請求項２２】前記部材は金属、半導体、酸化物、窒
化物群から選択されるいずれか１つである事を特徴とす
る請求項２１記載の薄膜形成方法。
【請求項２３】半導体装置を構成する薄膜を形成する
ことを特徴とする請求項１２記載の薄膜形成方法。
【請求項２４】前記半導体装置は薄膜トランジスタ乃
至エレクトロルミネッセンス素子のいずれか１方である
ことを特徴とする請求項２３記載の薄膜形成方法。
【請求項２５】前記第１のターゲットは複数のターゲ
ットパーツから構成されることを特徴とする請求項１２
記載の薄膜形成方法。
【請求項２６】前記第２のターゲットは複数のターゲ
ットパーツから構成されることを特徴とする請求項１２
記載の薄膜形成方法。
【請求項２７】前記第３のターゲットは複数のターゲ
ットパーツから構成されることを特徴とする請求項１２
記載の薄膜形成方法。
【請求項２８】前記第１のシャワーノズルは前記第１
のターゲットと前記第３のターゲットの少なくともいず
れか一方と接触することを特徴とする請求項１２記載の
薄膜形成方法。
【請求項２９】前記第２のシャワーノズルは前記第２
のターゲットと前記第３のターゲットの少なくともいず
れか一方と接触することを特徴とする請求項１２記載の
薄膜形成方法。