JPH111771A

JPH111771A - 薄膜形成装置及びそれを用いた薄膜形成法

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Publication number: JPH111771A
Application number: JP10029744A
Authority: JP
Inventors: Kazuho Sone; 和穗曽根
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-02-12
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2018-02-12
Also published as: JP3332839B2

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜の厚さ及び光学的特性或いは電気的特性
が面内において均一大面積の薄膜を高い堆積速度で形成
する。【解決手段】基板（２）を保持する為の基板保持手段
（７）と、ターゲット（１）を保持する為のターゲット
保持手段（１２）と、該ターゲットをスパッタリングす
る為のスパッタガスを反応室内に供給するスパッタガス
供給手段（３）と、反応ガスを供給する為の反応ガス供
給手段（４）と、該ターゲットと該基板間に放電を起こ
す為の電力を供給する電力供給手段（８）とを備えた反
応性スパッタリング装置において、ターゲットと該基板
との間に複数の開孔を有する仕切り部材（６）が設けら
れ、該ターゲットと該仕切り部材との間の空間に該スパ
ッタガスを供給し、該基板と該仕切り部材との間に該反
応ガスを供給するように、該スパッタガスの供給口（１
０）及び該反応ガスの供給口（１１）が互いに離間して
設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜形成装置に関
し、特に該装置を用いて、半導体素子用の電極や保護
膜、液晶装置用の電極や保護膜、光磁気記録媒体用の保
護膜、光学物品用の反射防止膜や増反射膜等を形成する
に好適な薄膜形成法の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜形成法の１つにスパッタリングがあ
る。

【０００３】従来の反応性スパッタリングは、スパッタ
リングガスと反応ガスとの混合ガスを反応室内に導入し
て、化合物又は金属ターゲットをスパッタし、ターゲッ
ト構成原子と反応ガスとの化学反応で金属化合物薄膜を
形成するものである。絶縁性化合物ターゲットの場合
は、ＲＦ又はマイクロ波等の高周波電力を供給して放電
を起こすので堆積速度が一般に低い。金属ターゲットの
場合は、ＤＣ電圧を供給して放電を起こすことができ、
堆積速度を高めることができる。

【０００４】ターゲットが金属である場合であっても反
応ガスがターゲット表面で金属ターゲットと反応してタ
ーゲット表面に金属化合物を形成してしまう。一般に金
属化合物に対するスパッタリング収率は、金属に対する
スパッタリング収率の１０％程であるから、反応性スパ
ッタでは堆積速度が遅くなってしまう。

【０００５】化合物ターゲットの場合でさえ、形成され
る化合物薄膜は、実際の金属原子の含有率が化学量論比
で決まる含有率より高い膜になるので、反応ガスを添加
して、化学量論比に近い組成の膜にする必要がある。ま
してや金属ターゲットの場合は反応ガスの流量を少なく
すると、形成される金属化合物薄膜は金属原子の含有率
が高い薄膜となり、化学量論比を満たす薄膜となり得
ず、光学特性（屈折率、透過率他）等の薄膜の特性が劣
ったものとなる。

【０００６】そのため、このような技術的課題を解決し
ようとする試みがいくつか提案されている。

【０００７】図１０は特開昭６２―５６５７０号公報に
記載されている反応性スパッタリング装置の模式図であ
る。１はターゲット、２は基板、３はスパッタリングガ
スとしてのアルゴン（Ａｒ）の供給管、４は反応ガスと
しての酸素（Ｏ₂）の供給管、９は反応室、１２はター
ゲットホルダー、７は基板ホルダーである。

【０００８】上記公報によれば、図１０の装置を用いる
と、スパッタガスと反応ガスが別々に導入されるので、
スパッタリングがターゲット近傍で優先的になされ、酸
化反応が基板近傍で優先的になされるので、スパッタレ
ートが向上し、酸化物の特性が改善されるらしい。

【０００９】しかしながら、現実にはターゲットと基板
間において、スパッタガスと反応ガスが混ざり両者の混
合プラズマが形成されてしまう。特に大面積の基板上に
薄膜を形成するような場合、基板とターゲット間の放電
領域も大きなものとなる。よって、期待するほどに膜質
の改善やスパッタレートの向上は望めない。

【００１０】一方、図１１は、特開平６―４１７３３号
公報に記載されている反応性スパッタリング装置の模式
図である。１はターゲット、２は基板、３はスパッタリ
ングガスとしてのアルゴン（Ａｒ）の供給管、４は反応
ガスとしての酸素（Ｏ₂）の供給管、９は反応室、１２
はターゲットホルダー、７は基板ホルダー、８は電源、
９は反応室、１２はターゲットホルダー、１３は差圧
板、１４は高周波電源、１５は排気ポンプ、１６は磁
石、１７は冷媒を循環させる為の管である。

【００１１】この装置では、真空ポンプに連通する排気
口を反応室９の上部に設け、差圧板１３を利用して反応
室上部と反応室下部との間に圧力差を作りスパッタリン
グガスと反応ガスの分離を試みている。

【００１２】しかしながら、図１１の装置では、差圧板
１３の開口部１３ａは基板２の大きさより大きいもので
ある為に、現実にはスパッタリングガスが差圧板１３の
開口部１３ａを通って基板２側に流れてしまい放電領域
が大きくなる。よって、この装置であっても十分なスパ
ッタレートの向上や膜特性の向上は期待するほど向上し
ない。又、高周波電源１４による酸素の予備励起を必要
とする為、装置構成が複雑になるし、更には、予備励起
する為に反応ガス供給管４内壁がスパッタされて、鉄の
ような反応ガス供給管の構成物質が形成すべき膜中に取
り込まれる等の弊害の方が大きい。

【００１３】又、スパッタされた粒子が基板に飛び込む
ことによる過度の温度上昇を引き起こしやすい。

【００１４】上述した装置とは別の目的を達成する為に
提案された反応性スパッタリング装置が特開平７―３３
５５５３号公報に記載されている。この装置は、半導体
デバイスのコンタクトホールを埋め込む為にコリーメー
ターをターゲットと基板の間に設けたものである。

【００１５】従来のコリメーターを有する装置では、コ
リメーターのアスペクト比が大きい為にスパッタされた
ターゲット構成原子が基板表面に入射する角度が小さく
なり、均一大面積の連続した薄膜を形成することが難し
い。更には、コリメーター表面がスパッタされて、コリ
メーターの構成原子（例えばコリメーターがステンレス
の場合、鉄）が成膜すべき、ＴｉＮ薄膜に混入する。

【００１６】更に、米国特許第５，４１５，７５３号の
明細書及び図面、或いは、文献「ＴＨＥＳＥＣＯＮＤ
ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＳＹＭＰＯＳＩＵＭ
ＯＮＳＰＵＴＴＥＲＩＮＧ＆ＰＬＡＳＭＡＰＲＯ
ＣＥＳＳＥＳ，１９９３，ｐｐ２６９−２７４」には、
ターゲットと基板との間に、開孔付プレートを配置する
とともに、スパッタリングガスと反応ガスとを別々に供
給するように、構成された反応性スパッタリング装置が
記されている。

【００１７】しかしながら、この反応性スパッタリング
装置は、開孔付プレートの電気的特性や材料について充
分な検討がなされておらず、膜の特性は期待するほど向
上しない。

【００１８】又、薄膜のなかでも、フッ化マグネシウム
（ＭｇＦ₂）は、低屈折率（１．３８）の材料として注
目されているが、スパッタリング法で成膜すると、光吸
収が生じることが多い。更にはスパッタリングによるフ
ッ化マグネシウムの成膜は、真空蒸着に比べて成膜速度
が遅いといわれている。

【００１９】この為に、ターゲットを断熱性バッキング
プレートを介して保持し、ターゲット温度を高温に保つ
方法やＭｇＦ₂の顆粒状ターゲットを用いる方法が特開
平９−４１１３２号や特開平９−４１１３４号に記され
ている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の方法も、充分な膜質の改善がなされないままに、スパ
ッタレートの向上或いは成膜速度の向上に注力されてい
た為、結局は、光学特性ないし電気的特性に優れた化合
物薄膜が得られなかった。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、薄膜の
厚さ及び光学的特性或いは電気的特性が面内において均
一な薄膜を形成できる薄膜形成装置及び薄膜形成方法を
提供するものである。

【００２２】本発明は、基板を保持する為の基板保持手
段と、ターゲットを保持する為のターゲット保持手段
と、該ターゲットをスパッタリングする為のスパッタガ
スを反応室内に供給するスパッタガス供給手段と、反応
ガスを供給する為の反応ガス供給手段と、該ターゲット
と該基板間に放電を起こす為の電力を供給する電力供給
手段とを備えた反応性スパッタリング装置において、該
ターゲットと該基板との間に複数の開孔を有する仕切り
部材が設けられ、該ターゲットと該仕切り部材との間の
空間に該スパッタガスを供給し、該基板と該仕切り部材
との間に該反応ガスを供給するように、該スパッタガス
の供給口及び該反応ガスの供給口が互いに離間して設け
られ、該仕切り部材の電位を設定する為の電位設定手段
が設けられていることを特徴とする。

【００２３】本発明によれば、電位が設定された仕切り
部材の存在により、スパッタガスのプラズマが基板表面
から離れるので形成する薄膜への悪影響が防止できる。
又、反応ガスは基板表面で優先的にターゲットからスパ
ッタされた原子と結合するので、化学量論比に極めて近
い良質の膜ができる。

【００２４】又、スパッタされた多量のターゲット構成
原子の一部を仕切り部材が捕獲するので、基板に飛び込
むターゲット構成原子による基板温度の過度の上昇を抑
止できる。

【００２５】本発明の別の目的は均一大面積の良質の薄
膜を高い堆積速度で形成できる薄膜形成装置及び薄膜形
成方法を提供するものである。

【００２６】本発明は、基板を保持する為の基板保持手
段と、ターゲットを保持する為のターゲット保持手段
と、該ターゲットをスパッタリングする為のスパッタガ
スを反応室内に供給するスパッタガス供給手段と、反応
ガスを供給する為の反応ガス供給手段と、該ターゲット
と該基板間に放電を起こす為の電力を供給する電力供給
手段とを備えた薄膜形成装置において、該ターゲットと
該基板との間に複数の開孔を有する仕切り部材が設けら
れ、該ターゲットと該仕切り部材との間の空間に該スパ
ッタガスを供給し、該基板と該仕切り部材との間に該反
応ガスを供給するように、該スパッタガスの供給口及び
該反応ガスの供給口が互いに離間して設けられ、該仕切
り部材の少なくとも表面が該ターゲットと同じ材料から
なることを特徴とする。

【００２７】本発明によれば、仕切り部材の存在によ
り、スパッタガスのプラズマが基板表面から離れるので
形成する薄膜への悪影響が防止できる。又、反応ガスは
基板表面で優先的にターゲットからスパッタされた原子
と結合するので、化学量論比に極めて近い良質の膜がで
きる。仕切り部材がスパッタされてもそれは形成すべき
薄膜に影響を与えない物質なので、望ましくない不純物
の含有が抑制される。

【００２８】又、スパッタされた多量のターゲット構成
原子の一部を仕切り部材が捕獲するので、基板に飛び込
むターゲット構成原子による基板温度の過度の上昇を防
止出来る。

【００２９】更に本発明の別の目的は、比較的、良好な
光学特性が得難いと考えられていたフッ化マグネシウム
等の化合物薄膜の形成にも適用出来る薄膜形成装置及び
薄膜形成方法を提供することにある。

【００３０】本発明は、基板を保持する為の基板保持手
段と、原料を保持する為の原料保持手段と、該原料をス
パッタリングする為のスパッタガスを供給する為のガス
供給手段と、該原料と該基板間に放電を起こす為の電力
を供給する電力供給手段とを備えた薄膜形成装置におい
て、該原料と該基板との間に複数の開孔を有する仕切り
部材が設けられ、該仕切り部材は少なくとも該原料側の
表面が該原料と同じ材料で被覆され、バイアス電圧が印
加される導電体を有することを特徴とする。

【００３１】又、本発明は、基板を保持する為の基板保
持手段と、原料を保持する為の原料保持手段と、該原料
をスパッタリングする為のスパッタガスを供給する為の
ガス供給手段と、該原料と該基板間に放電を起こす為の
電力を供給する電力供給手段とを備えた装置を用いて化
合物薄膜を形成する薄膜形成法において、複数の開孔を
有する仕切り部材を挟んで、基板と、該仕切り部材の表
面と同じ材料の原料と、を配置し、原料と仕切り部材と
の間の空間にスパッタガスを供給し、少なくとも原料と
仕切り部材との間に放電を起こして、該基板上に該原料
の構成原子を含む、膜を形成することを特徴とする。

【００３２】本発明によれば、仕切り部材の存在によ
り、スパッタガスのプラズマが基板表面から離れるので
形成する薄膜への悪影響が防止できる。又、仕切り部材
がスパッタされてもそれは形成すべき薄膜に影響を与え
ない物質なので、望ましくない不純物の含有が抑制され
る。

【００３３】更には、スパッタされた多量のターゲット
構成原子の一部を仕切り部材が捕獲するので、基板に飛
び込むターゲット構成原子による基板温度の過度の上昇
を防止出来る。また、仕切り部材に直流バイアスが印加
されると、ターゲット側から基板表面へのイオンの侵入
が阻止される。

【００３４】こうして、薄膜の厚さ及び光学的特性或い
は電気的特性が面内において均一な化合物薄膜を形成で
きる。又、本発明においては、比較的成膜が難しいとさ
れるフッ化マグネシウムのような化合物薄膜を容易に形
成できる。

【００３５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の好適な実施の形
態による反応性スパッタリングを利用した薄膜形成装置
の模式的断面図である。

【００３６】（薄膜形成装置）図１の装置は、基板２を
保持する為の基板保持手段としての基板ホルダー７と、
ターゲット１を保持する為のターゲット保持手段として
のターゲットホルダー１２と、ターゲット１をスパッタ
リングする為のスパッタガスＧＡを反応室９内に供給す
るスパッタガス供給手段としてのガスシャワーヘッド３
と、反応ガスＧＢを供給する為の反応ガス供給手段とし
てのガスシャワーヘッド４と、ターゲット１と基板２間
に放電によるプラズマ５を起こす為の電力を供給する電
力供給手段としての電源８とを備えている。そして、タ
ーゲット１と基板２との間に複数の開孔６ａを有する仕
切り部材としてのグリッド板６が設けられ、ターゲット
１とグリッド板６との間の空間にスパッタガスＧＡを供
給し、基板２とグリッド板６との間に反応ガスＧＢを供
給するように、スパッタガスＧＡの供給口１０及び反応
ガスＧＢの供給口１１が互いに離間して設けられてい
る。更に、グリッド板６はスイッチＳＷを含む電位設定
手段によりスパッタリング中所定電位に保持されてい
る。

【００３７】図２は、本発明に好適に用いられるメッシ
ュや開孔付プレート等からなる仕切り部材６の一例を示
す平面図、図３は仕切り部材６の断面図である。該仕切
り部材としてのグリッド板６の少なくとも表面の材料
は、スパッタすべきターゲット１の構成材料に応じて選
択される。換言すれば成膜すべき膜の構成材料に応じて
グリッド板６の材料を選ぶべきである。例えば酸化シリ
コン膜を成膜する場合にはシリコン（Ｓｉ）からなる部
材を用い、酸化タンタル膜を成膜する場合にはタンタル
（Ｔａ）からなる部材を用い、酸化アルミニウム膜を成
膜する場合にはアルミニウム（Ａｌ）からなる部材を用
いる。このようにグリッド板はシリコン（Ｓｉ）、タン
タル（Ｔａ）、アルミニウム、マグネシウム（Ｍｇ）、
インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、タ
ングステン（Ｗ）等の材料から選ばれる。グリッド板は
その基材としてターゲット材料とは無関係に選択した導
電性又は絶縁性或いは半導体性の材料を用い、少なくと
もターゲット１側を向いた基材の表面にターゲットと同
じ材料からなる被膜が形成された板状部材であってもよ
い。

【００３８】グリッド板６に設けられた複数の開孔６ａ
のアスペクト比は、１．０未満、より好ましくは、０．
６未満であることが望ましく。これにより、ガスの相互
拡散が抑制され、又、適切な堆積速度で成膜ができ、且
つ膜厚が全面に亘って均一な膜が得られる。

【００３９】グリッド板の上面から見た開孔の３次元形
状は円筒形、角柱等でよく、該開孔の平面形状すなわち
開口形状（２次元形状）は円、楕円、四角、三角、等い
ずれの形状でもよい。

【００４０】開孔６ａのアスペクト比ＡＲは、開孔の深
さ（板の厚み）Ｄを、開口の面積と同じ面積をもつ真円
の直径Ｌで除した値（Ｄ／Ｌ）で定義される。更に基板
の表面が円形の場合、直径Ｌは基板２の直径の１％乃至
１５％、より好ましくは４％乃至１０％とすること
が望ましい。

【００４１】更に、均質な膜を形成する為には、グリッ
ド板６の複数の開孔６ａは規則的に分布している方が良
い。そして、開口率は均一大面積の薄膜を適当な堆積速
度で得るには５％乃至９０％、より好ましくは２０％
乃至７０％が望ましい。

【００４２】そして、グリッド板は、電気的にフローテ
ィングとされるか、より好ましくはターゲットとの間に
電位差を生じるように所定の電位にバイアスされた状態
でスパッタリングが行われる。ＳＷはグリッド板６のバ
イアス電位を設定する為の電位設定手段であり電位切り
換え手段でもあるスイッチである。グリッド板６と基板
２はともに同じ電位としてもよいし、異なるとしてもよ
い。又、グリッド板６とチャンバとは互いに異なる電位
とすることもできる。そして、グリッド板６はターゲッ
ト側に対して正又は負の電位にバイアスされることが、
好ましいものである。よりスパッタレートを上げる為に
は供給する電力を上げればよいが、こうするとスパッタ
された原子が基板に飛び込みすぎて、基板温度を過度に
上昇させてしまう。これでは、熱変形を嫌う基板上に膜
を形成出来ない。本例では、グリッド板がスパッタされ
た原子を捕獲するので、このような問題が解決出来る。

【００４３】スパッタガス供給口１０は、図１のよう
に、ターゲット１近傍に且つターゲット１を囲うように
複数配置されている方が望ましい。図１の装置ではスパ
ッタガス供給口１０は管の中心よりターゲット１側にあ
りターゲット１側に優先的にガスを吹き出すように構成
されている。スパッタガス供給口１０は環状の供給管で
あるガスシャワーヘッド３上にほぼ等間隔で配列されて
いる。換言すれば円周上に対称に複数の供給口が配され
ていると言える。

【００４４】同様に、反応ガス供給口１１も、基板２近
傍に且つ基板２を囲うように複数配置されていることが
望ましい。図１の装置では反応ガス供給口１１は管の中
心より基板２側にあり基板表面に優先的にガスを吹き出
すように構成されている。反応ガス供給口１１は環状の
供給管であるガスシャワーヘッド４上にほぼ等間隔で配
列されている。換言すれば円周上に対称に複数の供給口
が配されているといえる。

【００４５】基板保持手段７はスパッタリング中、１乃
至５０ｒｐｍでの自転が可能に構成されている。これに
よりより一層均一な膜ができる。

【００４６】ターゲットホルダー１２に磁石を配置し
て、反応性マグネトロンスパッタリングとしてもよい。
こうすれば、スパッタガスのプラズマはよりターゲット
近傍に閉じ込められる。

【００４７】又、電源８としてはＤＣ電源を図示した
が、これに代えてＡＣ電源を用いることもできる。ＡＣ
電源としては、例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦ電源があ
り、必要に応じてＤＣバイアスを重畳させてもよい。ス
パッタリングレートを向上させて、薄膜の堆積速度をよ
り一層向上させる場合にはＤＣ電源を用いたDＣスパッ
タリングを行うことが望ましい。

【００４８】反応室９の排気口は、不図示の排気ポンプ
に接続されている。排気ポンプは主排気用のターボ分子
ポンプやクライオポンプと粗排気用のロータリーポンプ
等を組み合わせて構成できる。

【００４９】又、図１はターゲット１を上方に、基板を
下方に配置した装置を示しているが、この関係を上下逆
にして上方に基板をその被成膜面が下を向くように配置
して、下方にターゲットをそのスパッタされる面が上を
向くように配置してもよい。或いは被成膜面及びスパッ
タされる面が非水平となるように平板上の基板やターゲ
ットを立てて配置してもよい。

【００５０】（成膜方法）以下、上述した反応性スパッ
タリング装置を用いて薄膜を形成する薄膜形成法につい
て説明する。

【００５１】まず、反応室９内にターゲット１と基板１
と仕切り部材６とを配置する。この時、ターゲット１と
仕切リ部材６は同じ材料からなるものを選ぶ。

【００５２】まず、複数の開孔を有する仕切り部材を配
置する。そして、ターゲット１をターゲットホルダー１
２上に配置する。続いて基板２を基板ホルダー７上に配
置する。

【００５３】反応室９内を排気し、必要に応じて基板２
を冷却又は加熱する。

【００５４】ガスシャワーヘッド３の供給口１０からタ
ーゲット１と仕切り部材６との間の空間に該スパッタガ
スＧＡを供給し、反応ガスシャワーヘッド４の供給口１
１から基板２と仕切り部材６との間に反応ガスＧＢを供
給する。

【００５５】反応室内の圧力を０．０５乃至１３パ
スカル、より好ましくは０．１乃至１．３パスカル程度
に維持した状態で、ターゲット１と基板２との間にＤＣ
電圧又はＲＦ電圧を印加して、ターゲット１とバイアス
された仕切り部材６との間に放電を起こして、スパッタ
ガスのプラズマ５を生成する。このプラズマ粒子にてス
パッタされたターゲットの構成原子はグリッド板６の開
孔６ａを通して基板２の表面に達する。ここで、グリッ
ド板６と基板２との間の空間にはターゲット構成原子と
反応する反応ガスが存在しているので、基板表面で反応
し、ターゲットの構成原子と該反応ガスの構成原子とを
含む膜を基板上に形成することができる。

【００５６】本実施形態によれば、グリッド板６がター
ゲット１と同じ材料で構成されているので、プラズマ粒
子がグリッド板６をスパッタしても、基板２上に形成さ
れる薄膜に影響はない。反応ガスのターゲット側への流
出をグリッド板によって防止できるので、反応ガスとス
パッタされたターゲット構成原子との反応は基板表面で
優先的に生じる。こうして、スパッタレートが低下する
ことはなく、高堆積速度で化学量論比にかなり近い薄膜
が形成できる。

【００５７】本発明に用いられるターゲット及び仕切り
部材の表面材料としては、Ｓｉ，Ａｌ，Ｔａ，Ｉｎ，錫
（Ｓｎ），Ｔｉ，Ｃｕ，亜鉛（Ｚｎ），Ｍｇ，Ｗ等の導
電性材料である。

【００５８】スパッタガスとしてはＨｅ，Ｎｅ，Ａｒ，
Ｋｒ，Ｘｅ，Ｒｎ等があげられる。

【００５９】反応ガスとしてはＯ₂、Ｎ₂、Ｆ₂、ＮＦ₃、
Ｏ₃等があげられる。

【００６０】基板としては、透光性のもの、非透光性の
ものいずれであってもよく、その材料としてはシリコ
ン、ＧａＡｓ等の半導体基板や、ガラス、石英、蛍石等
の絶縁性基板や、ステンレス、アルミ等の金属基板があ
げられる。

【００６１】形成できる薄膜としては酸化シリコン、酸
化アルミニウム、フッ化アルミニウム、酸化タンタル、
酸化インジウム、酸化すず、窒化チタン、酸化銅、酸化
亜鉛、フッ化マグネシウム、窒化タングステン等の化合
物薄膜である。

【００６２】特に本発明の反応性スパッタリング装置
は、凹面又は凸面をもつ透光性絶縁性の基板表面上に光
学薄膜を形成する場合に有効であり、本発明の薄膜形成
法により得られた光学薄膜はエネルギーの高いＫｒＦエ
キシマレーザーやＡｒＦエキシマレーザー光学系物品の
反射防止膜又は増反射膜として優れた特性を示す。

【００６３】同じ反応性スパッタリング装置を用いて異
なる組成の膜を形成する場合には、仕切り部材を反応室
から脱着自在にして、仕切り部材を交換可能にすると良
い。

【００６４】又、スパッタされた原子がグリッド板上に
付着する。特にターゲット側の開孔の角部に付着して開
口を塞ぐことがある。よって、開孔を埋めないように、
開孔の角部を面取りしてテーパー状にすることが好まし
い。図４はこのようなグリッド板６のテーパー形状の開
孔６ａを示す部分的な断面図である。図３と比較すると
明白なように角部６ｂが面取りされている。これによ
り、グリッド板の交換頻度が減少し、装置の連続使用時
間が延びる。

【００６５】（実施例２）図５の反応性スパッタリング
装置は、基板２を保持する為の基板保持手段としての基
板ホルダー７と、原料としてのターゲット１を保持する
為のターゲット保持手段としてのターゲットホルダー１
２と、ターゲット１をスパッタリングする為のスパッタ
ガスＧＡを反応室９内に供給するスパッタガス供給手段
としてのガスシャワーヘッド３と、を有し、必要に応じ
て設けられる反応ガスＧＢを供給する為の反応ガス供給
手段としてのガスシャワーヘッド４を有している。更に
ターゲット１と基板２間に放電によるプラズマ５を起こ
す為の電力を供給する電力供給手段としての電源８とを
備えている。そして、ターゲット１と基板２との間に複
数の開孔６ａを有する仕切り部材としてのグリッド板６
が設けられている。そして、グリッド板は、少なくとも
ターゲット側がターゲットと同じ材料で被覆され、バイ
アス電圧源４２からバイアス電圧が印加される導電体を
有している。ターゲット１とグリッド板６との間の空間
にスパッタガスＧＡを供給し、基板２とグリッド板６と
の間に反応ガスＧＢを供給するように、必要に応じてス
パッタガスＧＡの供給口１０及び反応ガスＧＢの供給口
１１を互いに離間して設けることが好ましい。

【００６６】本例に用いられる仕切り部材６は図２に示
したものと同じ平面形状をもつ。図６は仕切り部材６の
断面図である。該仕切り部材としてのグリッド板６の少
なくとも表面６ｃの材料は、スパッタすべきターゲット
１の構成材料に応じて選択される。換言すれば成膜すべ
き膜の構成材料に応じてグリッド板６の表面の材料を選
ぶべきである。例えば、フッ化マグネシウム膜を形成す
る場合には、フッ化マグネシウムで被覆された導電性部
材を用いるとよい。その他酸化シリコン膜を成膜する場
合には酸化シリコンで被覆された導電性部材を用い、酸
化タンタル膜を成膜する場合には酸化タンタルで被覆さ
れた導電性部材を用い、酸化アルミニウム膜を成膜する
場合には酸化アルミニウムで被覆された導電性部材を用
いる。このようにグリッド板は酸化シリコン、酸化タン
タル、酸化アルミニウム、フッ化マグネシウム、酸化イ
ンジウム、窒化チタン、酸化銅等の材料から選ばれる。
グリッド板はその基材としてターゲット材料とは無関係
に選択した導電性或いは半導体性の材料を用いることも
でき、少なくともターゲット１側を向いた基材の表面に
ターゲットと同じ材料からなる化合物被膜が形成された
板状部材であってもよい。

【００６７】グリッド板６に設けられた複数の開孔６ａ
のアスペクト比は、１．０未満、より好ましくは、０．
６未満であることが望ましく。これにより、ガスの相互
拡散が抑制され、又、適切な堆積速度で成膜ができ、且
つ膜厚が全面に亘って均一な膜が得られる。

【００６８】グリッド板の上面から見た開孔の３次元形
状は円筒形、角柱等でよく、該開孔の平面形状すなわち
開口形状（２次元形状）は円、楕円、四角、三角、等い
ずれの形状でもよい。

【００６９】開孔６ａのアスペクト比ＡＲは、開孔の深
さ（板の厚み）Ｄを、開口の面積と同じ面積をもつ真円
の直径Ｌで除した値（Ｄ／Ｌ）で定義される。更に直径
Ｌは基板２の直径の１％乃至１５％、より好ましくは
４％乃至１０％が望ましい。

【００７０】更に、均質な膜を形成する為には、グリッ
ド板６の複数の開孔６ａは規則的に分布している方が良
い。そして、開口率は均一大面積の薄膜を適当な堆積速
度で得るには５％乃至９０％、より好ましくは２０％
乃至７０％が望ましい。

【００７１】そして、グリッド板は、ターゲットとの間
に電位差を生じるように正又は負の所定の電位に保持さ
れた状態でスパッタリングが行われる。４２はグリッド
板６の電位を設定する為の電位設定手段としてのバイア
ス電圧源である。図５の装置ではグリッド板６を基板２
より高電位にバイアスし又、グリッド板６をチャンバよ
り低電位にバイアスする方がよい。こうすることで、プ
ラズマから負イオンが基板側へ侵入し膜に与える衝撃を
抑制できる。よりスパッタレートを上げる為には供給す
る電力を上げればよいが、こうするとスパッタされた原
子が基板に飛び込みすぎて、基板温度を過度に上昇させ
てしまう。これでは、熱変形を嫌う基板上に膜を形成出
来ない。本例では、グリッド板がスパッタされた原子を
一部捕獲するので、このような問題が解決出来る。

【００７２】スパッタガス供給口１０は、図１のよう
に、ターゲット１近傍に且つターゲット１を囲うように
複数配置されている方が望ましい。図１の装置ではスパ
ッタガス供給口１０は管の中心よりターゲット１側にあ
りターゲット１側に優先的にガスを吹き出すように構成
されている。スパッタガス供給口１０は環状の供給管で
あるガスシャワーヘッド３上にほぼ等間隔で配列されて
いる。換言すれば円周上に対称に複数の供給口が配され
ていると言える。

【００７３】同様に、反応ガス供給口１１も、基板２近
傍に且つ基板２を囲うように複数配置されていることが
望ましい。図１の装置では反応ガス供給口１１は管の中
心より基板２側にあり基板表面に優先的にガスを吹き出
すように構成されている。反応ガス供給口１１は環状の
供給管であるガスシャワーヘッド４上にほぼ等間隔で配
列されている。換言すれば円周上に対称に複数の供給口
が配されているといえる。

【００７４】基板保持手段７はスパッタリング中、１乃
至５０ｒｐｍでの自転が可能に構成されている。これに
よりより一層均一な膜ができる。そして、グリッド板６
より低電位に保持される。

【００７５】ターゲットホルダー１２に磁石を配置し
て、反応性マグネトロンスパッタリングとしてもよい。
こうすれば、スパッタガスのプラズマはよりターゲット
近傍に閉じ込められる。

【００７６】又、電源８としてはＡＣ電源が用いられ
る。ＡＣ電源としては、例えば１３．５６ＭＨｚのＲＦ
電源があり、必要に応じてＤＣバイアスを重畳させても
よい。

【００７７】反応室９の排気口は、不図示の排気ポンプ
に接続されている。排気ポンプは主排気用のターボ分子
ポンプやクライオポンプと粗排気用のロータリーポンプ
等を組み合わせて構成できる。

【００７８】又、図１はターゲット１を上方に、基板を
下方に配置した装置を示しているが、この関係を上下逆
にして上方に基板をその被成膜面が下を向くように配置
して、下方にターゲットをそのスパッタされる面が上を
向くように配置してもよい。或いは被成膜面及びスパッ
タされる面が非水平となるように平板上の基板やターゲ
ットを立てて配置してもよい。

【００７９】以下、上述した反応性スパッタリング装置
を用いて薄膜を形成する薄膜形成法について説明する。

【００８０】まず、反応室９内にターゲット１と基板１
と仕切り部材６とを配置する。この時、ターゲット１と
仕切リ部材６のターゲット側表面は同じ材料からなるも
のを選ぶ。

【００８１】まず、複数の開孔を有する仕切り部材を配
置する。そして、ターゲット１をターゲットホルダー１
２上に配置する。続いて基板２を基板ホルダー７上に配
置する。

【００８２】反応室９内を排気し、必要に応じて基板２
を加熱する。

【００８３】ガスシャワーヘッド３の供給口１０からタ
ーゲット１と仕切り部材６との間の空間に該スパッタガ
スＧＡを供給し、反応ガスシャワーヘッド４の供給口１
１から基板２と仕切り部材６との間に反応ガスＧＢを供
給する。

【００８４】反応室内の圧力を０．０５乃至１３パ
スカル、より好ましくは０．１乃至１．３パスカル程度
に維持した状態で、ターゲット１と基板２との間にＤＣ
電圧又はＲＦ電圧を印加して、ターゲット１と仕切り部
材６との間に放電を起こして、スパッタガスのプラズマ
５を生成する。このプラズマ粒子にてスパッタされたタ
ーゲットの構成原子はグリッド板６の開孔６ａを通して
基板２の表面に達する。ここで、グリッド板６と基板２
との間の空間にはターゲット構成原子と反応する反応ガ
スが存在しているので、基板表面で反応し、ターゲット
の構成原子と該反応ガスの構成原子とを含む膜を基板上
に形成することができる。

【００８５】本実施形態によれば、グリッド板６がター
ゲット１と同じ材料で構成されているので、プラズマ粒
子がグリッド板６をスパッタしても、基板２上に形成さ
れる薄膜に影響はない。反応ガスのターゲット側への流
出をグリッド板によって防止できるので、反応ガスとス
パッタされたターゲット構成原子との反応は基板表面で
優先的に生じる。こうして、スパッタレートが低下する
ことはなく、高堆積速度で化学量論比にかなり近い薄膜
が形成できる。

【００８６】本発明に用いられるターゲットの構成材
料、及び仕切り部材表面の構成材料としては、Ｓｉ
Ｏ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，Ｔａ₂Ｏ₅，ＩｎＯ，ＳｎＯ₂，ＴｉＮ，
Ｃｕ₂Ｏ，ＺｎＯ，ＭｇＦ₂，ＷＮ等の化合物である。

【００８７】スパッタガスとしてはＨｅ，Ｎｅ，Ａｒ，
Ｋｒ，Ｘｅ等があげられる。

【００８８】反応ガスとしてはＯ₂、Ｎ₂、Ｆ₂、ＮＦ₃、
Ｏ₃等があげられる。

【００８９】基板としては、透光性のもの、非透光性の
ものいずれであってもよく、その材料としてはシリコ
ン、ＧａＡｓ等の半導体基板や、ガラス、石英、蛍石等
の絶縁性基板や、ステンレス、アルミ等の金属基板があ
げられる。

【００９０】形成できる薄膜としては酸化シリコン、窒
化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、フ
ッ化アルミニウム、酸化タンタル、窒化タンタル、酸化
インジウム、酸化すず、酸化チタン、窒化チタン、酸化
銅、酸化亜鉛、窒化タングステン、フッ化マグネシウム
等である。

【００９１】特に本発明の反応性スパッタリング装置
は、凹面又は凸面をもつ透光性絶縁性の基板表面上に光
学薄膜を形成する場合に有効であり、本発明の薄膜形成
法により得られた光学薄膜はエネルギーの高いＫｒＦエ
キシマレーザーやＡｒＦエキシマレーザー光学系物品の
反射防止膜又は増反射膜として優れた特性を示す。

【００９２】同じ反応性スパッタリング装置を用いて異
なる組成の膜を形成する場合には、仕切り部材を交換可
能にすると良い。

【００９３】又、スパッタされた原子がグリッド板上に
付着する。特にターゲット側の開孔の角部に付着して開
口を塞ぐことがある。よって、開孔を埋めないように、
開孔の角部を面取りしてテーパー状にすることが好まし
い。そして、表面をターゲットと同じ材料でコーティン
グする。図７はこのようなグリッド板６のテーパー形状
の開孔６ａを示す部分的な断面図である。図６と比較す
ると明白なように角部６ｂが面取りされている。これに
より、グリッド板の交換頻度が減少し、装置の連続使用
時間が延びる。

【００９４】（実施例３）更に別の本発明の好適な実施
の形態について説明する。図８は上述した図５の実施例
を変形したものでグリッド板６の周囲に円筒形状のシー
ルド部材３１を設けたものである。シールド部材３１
は、スパッタされたターゲット構成原子が反応室の壁に
付着するのを防ぐ防着板の役目と、スパッタガスの閉じ
込め効果及び反応ガスの閉じ込め効果を向上させる役目
を担う。本例では、シールド部材３１の上端とターゲッ
ト１との隙間がスパッタガスＧＡの排気路２０となり、
シールド部材３１とガスシャワーヘッド４との隙間及び
ガスシャワーヘッド４と基板２との隙間が反応ガスＧＢ
の排気路２１となっている。スパッタガスＧＡは矢印２
２の経路で排気ポンプに連通する連通口２４に流れる。
反応ガスＧＢは矢印２３に示す経路で連通口２４に流れ
ていく。グリッド板６の開孔のコンダクタンスより排気
部２２、２３のコンダクタンスを大きくすれば、悪影響
をもたらすガスの相互拡散は防止できる。

【００９５】シールド部材３１はグリッド板と同じ材料
を用いて構成することが望ましい。つまり、シールド部
材３１の少なくとも内表面は、ターゲットと同じ材料で
コーティングすることが望ましい。又その電位をグリッ
ド板と同じ電位状態に保持することが望ましい。シール
ド部材３１は反応室底面上に設けられた絶縁部材として
の碍子３３にある支持脚３２によって支持されている。
バイアス電圧源４２、基板バイアス電圧源４３、ブロッ
キングコンデンサ４１は、図５の装置と同じように構成
されている。

【００９６】（実施例４）図９は、本発明の別の実施例
を示す模式図である。本例ではグリッド板６とターゲッ
ト１との間の空間を排気する為のスパッタガス排気専用
の連通口２５を設けるとともに、グリッド板６と基板と
の間の空間を排気する反応ガス排気専用の連通口２６が
設けられていることを特徴とする。

【００９７】グリッド板６上のシールド部材３１には排
気管が接続され排気部としての連通口２５が形成されて
いる。２７はバルブであり、排気経路の開閉乃至コンダ
クタンス調整ができる。

【００９８】グリッド板６下のシールド部材３１には排
気管が接続され排気部としての連通口２６が形成されて
いる。２８はバルブであり、排気経路の開閉乃至コンダ
クタンス調整ができる。

【００９９】２つの排気経路は途中には絶縁部材として
の碍子２９が設けられていて、反応室とシールド部材と
を絶縁している。

【０１００】又、反応室９にも図８の装置同様に連通口
２４が設けられている。成膜中にバルブ３０を開いて排
気することもできる。この時は、ターゲット１とシール
ド部材３１との隙間２０やシールド部材３１と基板２と
の隙間２１とは依然として多少なりとも排気路として作
用する。

【０１０１】本例の場合、連通口２５からのスパッタガ
ス排気側圧力を連通口２６からの反応ガス排気圧力より
高くして、プラズマが生じるプラズマ空間の圧力を基板
側の空間の圧力より高くすることが望ましい。これによ
り、反応ガスがプラズマ空間により一層流入し難いよう
になる。具体的には、まずバルブ２７、２８を閉めて、
バルブ３０を開いて、反応室内を排気する。次にバルブ
３０を閉めて、そして、バルブ２７、２８を開けて排気
経路を変えると同時にガスシャワーヘッド３、４から反
応室内にスパッタガス及び反応ガスを導入する。こうし
て、スパッタガスは供給口１０から第１の空間に導入さ
れ、第１の空間から連通口２５を通して排気される。反
応ガスは供給口１１から第２の空間に導入され第２の空
間から連通口２６を介して排気される。スイッチＳＷは
図１に示すものと同じ構成のものが用いられる。

【０１０２】

【発明の効果】本発明によれば、薄膜の厚さ及び光学的
特性或いは電気的特性が面内において均一な化合物薄膜
を形成できる。

【０１０３】又、均一大面積の化合物薄膜を形成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施形態による薄膜形成装置の
模式図である。

【図２】本発明の薄膜形成装置に用いられる仕切り部材
の平面図である。

【図３】本発明の薄膜装置に用いられる仕切り部材の断
面図である。

【図４】本発明に用いられる別の仕切り部材の開孔付近
の部分的な断面図である。

【図５】本発明の別の実施形態による薄膜形成装置の模
式図である。

【図６】本発明の薄膜形成装置に用いられる別の仕切り
部材の断面図である。

【図７】本発明に用いられる更に別の仕切り部材の部分
的な断面図である。

【図８】本発明の別の実施例による薄膜形成装置を示す
模式図である。

【図９】本発明のさらに別の実施例による薄膜形成装置
を示す模式図である。

【図１０】従来の反応性スパッタリング装置の１例を示
す模式図である。

【図１１】従来の反応性スパッタリング装置の別の例を
示す模式図である。

【符号の説明】

１ターゲット２基板３、４ガスシャワーヘッド５プラズマ６仕切り部材（グリッド板）７基板ホルダー８電源９反応室１０スパッタガス供給口１１反応ガス供給口１２ターゲットホルダー２０、２１排気路２５、２６連通口（排気路）３１シールド部材４１ブロッキングコンデンサ４２バイアス電圧源４３基板バイアス電圧源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を保持する為の基板保持手段と、タ
ーゲットを保持する為のターゲット保持手段と、該ター
ゲットをスパッタリングする為のスパッタガスを反応室
内に供給するスパッタガス供給手段と、反応ガスを供給
する為の反応ガス供給手段と、該ターゲットと該基板間
に放電を起こす為の電力を供給する電力供給手段とを備
えた薄膜形成装置において、該ターゲットと該基板との間に複数の開孔を有する仕切
り部材が設けられ、該ターゲットと該仕切り部材との間の空間に該スパッタ
ガスを供給し、該基板と該仕切り部材との間に該反応ガ
スを供給するように、該スパッタガスの供給口及び該反
応ガスの供給口が互いに離間して設けられ、該仕切り部材の電位を所定の電位に設定する為の電位設
定手段が設けられていることを特徴とする薄膜形成装
置。
【請求項２】該開孔のアスペクト比が１．０未満であ
る請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】該開孔のアスペクト比が０．６未満であ
る請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】該仕切り部材は、該複数の開孔が規則的
に分布した板状部材である請求項１に記載の薄膜形成装
置。
【請求項５】該仕切り部材は、アルミニウム、タンタ
ル、シリコンから選択される材料の表面を有している請
求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項６】該スパッタガス供給口は、該ターゲット
近傍に且つ該ターゲットを囲うように複数配置され、該
反応ガス供給口は、該基板近傍に且つ該基板を囲うよう
に複数配置されている請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項７】該仕切り部材は、該電位設定手段により
スパッタリング中所定の電位に保持される請求項１に記
載の薄膜形成装置。
【請求項８】該仕切り部材は、該電位設定手段により
電気的にフローティングとすることが可能である請求項
７に記載の薄膜形成装置。
【請求項９】該基板保持手段は面内自転可能である請
求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項１０】基板を保持する為の基板保持手段と、
ターゲットを保持する為のターゲット保持手段と、該タ
ーゲットをスパッタリングする為のスパッタガスを反応
室内に供給するスパッタガス供給手段と、反応ガスを供
給する為の反応ガス供給手段と、該ターゲットと該基板
間に放電を起こす為の電力を供給する電力供給手段とを
備えた反応性スパッタリング装置を用いて薄膜を形成す
る薄膜形成法において、複数の開孔を有する仕切り部材を挟んで、基板と、ター
ゲットと、を配置し、該ターゲットと該仕切り部材との間の空間に該スパッタ
ガスを供給し、該基板と該仕切り部材との間に該反応ガ
スを別々に供給し、該ターゲットと該基板との間に放電を起こして、該仕切り部材を所定の電位に保持して、該基板上に該ターゲットの構成原子と該反応ガスの構成
原子とを含む膜を形成することを特徴とする薄膜形成
法。
【請求項１１】該開孔のアスペクト比が１．０未満で
ある請求項１０に記載の薄膜形成法。
【請求項１２】該開孔のアスペクト比が０．６未満で
ある請求項１０に記載の薄膜形成法。
【請求項１３】該仕切り部材は、該複数の開孔が規則
的に分布した板状部材である請求項１０に記載の薄膜形
成法。
【請求項１４】該ターゲットは、アルミニウム、タン
タル、シリコン、マグネシウムから選択される材料であ
る請求項１０に記載の薄膜形成法。
【請求項１５】該スパッタガスは、該ターゲット近傍
に且つ該ターゲットを囲うように複数配置された供給口
から、該反応ガスは、該基板近傍に且つ該基板を囲うよ
うに複数配置された供給口からそれぞれ供給される請求
項１０に記載の薄膜形成法。
【請求項１６】該仕切り部材を、該ターゲット側に対
して負の電位に保持した状態でスパッタリングを行う請
求項１０に記載の薄膜形成法。
【請求項１７】該基板を面内自転させながらスパッタ
リングを行う請求項１０に記載の薄膜形成法。
【請求項１８】該基板は透光性絶縁基板である請求項
１０に記載の薄膜形成法。
【請求項１９】該スパッタガスはＨｅ，Ａｒ，Ｎｅ，
Ｋｒ，Ｘｅから選択される少なくとも一種のガスである
請求項１０に記載の薄膜形成法。
【請求項２０】該反応ガスは酸素、窒素、フッ素の少
なくともいずれか１つである請求項１０に記載の薄膜形
成法。
【請求項２１】該反応ガスはＮＦ₃である請求項１０
に記載の薄膜形成法。
【請求項２２】該基板は凹面又は凸面を有する透光性
絶縁基板である請求項１０に記載の薄膜形成法。
【請求項２３】基板を保持する為の基板保持手段と、
ターゲットを保持する為のターゲット保持手段と、該タ
ーゲットをスパッタリングする為のスパッタガスを反応
室内に供給するスパッタガス供給手段と、反応ガスを供
給する為の反応ガス供給手段と、該ターゲットと該基板
間に放電を起こす為の電力を供給する電力供給手段とを
備えた薄膜形成装置において、該ターゲットと該基板との間に複数の開孔を有する仕切
り部材が設けられ、該ターゲットと該仕切り部材との間の空間に該スパッタ
ガスを供給し、該基板と該仕切り部材との間に該反応ガ
スを供給するように、該スパッタガスの供給口及び該反
応ガスの供給口が互いに離間して設けられ、該仕切り部材の少なくとも表面が該ターゲットと同じ材
料からなることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２４】該開孔のアスペクト比が１．０未満で
ある請求項２３に記載の薄膜形成装置。
【請求項２５】該開孔のアスペクト比が０．６未満で
ある請求項２３に記載の薄膜形成置。
【請求項２６】該仕切り部材は、該複数の開孔が規則
的に分布した板状部材である請求項２３に記載の薄膜形
成装置。
【請求項２７】該仕切り部材は、アルミニウム、タン
タル、シリコンから選択される材料の表面を有している
請求項２３に記載の薄膜形成装置。
【請求項２８】該スパッタガス供給口は、該ターゲッ
ト近傍に且つ該ターゲットを囲うように複数配置され、
該反応ガス供給口は、該基板近傍に且つ該基板を囲うよ
うに複数配置されている請求項２３に記載の薄膜形成装
置。
【請求項２９】該仕切り部材は、電気的にフローティ
ングとされる請求項２３に記載の薄膜形成装置。
【請求項３０】該仕切り部材は、所定の電位に保持さ
れる請求項２３に記載の薄膜形成装置。
【請求項３１】該基板保持手段は面内自転可能である
請求項２３に記載の薄膜形成装置。
【請求項３２】基板を保持する為の基板保持手段と、
ターゲットを保持する為のターゲット保持手段と、該タ
ーゲットをスパッタリングする為のスパッタガスを反応
室内に供給するスパッタガス供給手段と、反応ガスを供
給する為の反応ガス供給手段と、該ターゲットと該基板
間に放電を起こす為の電力を供給する電力供給手段とを
備えた反応性スパッタリング装置を用いて薄膜を形成す
る薄膜形成法において、複数の開孔を有する仕切り部材を挟んで、基板と、該仕
切り部材の表面と同じ材料の該ターゲットと、を配置
し、該ターゲットと該仕切り部材との間の空間に該スパッタ
ガスを供給し、該基板と該仕切り部材との間に該反応ガ
スを供給し、該ターゲットと該基板との間に放電を起こして、該基板上に該ターゲットの構成原子と該反応ガスの構成
原子とを含む膜を形成することを特徴とする薄膜形成
法。
【請求項３３】該開孔のアスペクト比が１．０未満で
ある請求項３２に記載の薄膜形成法。
【請求項３４】該開孔のアスペクト比が０．６未満で
ある請求項３２に記載の薄膜形成法。
【請求項３５】該仕切り部材は、該複数の開孔が規則
的に分布した板状部材である請求項３２に記載の薄膜形
成法。
【請求項３６】該ターゲットは、アルミニウム、タン
タル、シリコン、マグネシウムから選択される材料であ
る請求項３２に記載の薄膜形成法。
【請求項３７】該スパッタガスは、該ターゲット近傍
に且つ該ターゲットを囲うように複数配置された供給口
から、該反応ガスは、該基板近傍に且つ該基板を囲うよ
うに複数配置された供給口からそれぞれ供給される請求
項３２に記載の薄膜形成法。
【請求項３８】該仕切り部材を、電気的にフローティ
ングにしてスパッタリングを行う請求項３２に記載の薄
膜形成法。
【請求項３９】該仕切り部材を、所定の電位に保持し
た状態でスパッタリングを行う請求項３２に記載の薄膜
形成法。
【請求項４０】該基板を回転させながらスパッタリン
グを行う請求項３２に記載の薄膜形成法。
【請求項４１】該基板は透光性絶縁基板である請求項
３２に記載の薄膜形成法。
【請求項４２】該スパッタガスはＨｅ，Ａｒ，Ｎｅ，
Ｋｒ，Ｘｅから選択される少なくとも一種のガスである
請求項３２に記載の薄膜形成法。
【請求項４３】該反応ガスは酸素、窒素、フッ素の少
なくともいずれか１つである請求項３２に記載の薄膜形
成法。
【請求項４４】該反応ガスはＮＦ₃である請求項３２
に記載の薄膜形成法。
【請求項４５】該基板は凹面又は凸面を有する透光性
絶縁基板である請求項３２に記載の薄膜形成法。
【請求項４６】基板を保持する為の基板保持手段と、
原料を保持する為の原料保持手段と、該原料をスパッタ
リングする為のスパッタガスを供給する為のガス供給手
段と、該原料と該基板間に放電を起こす為の電力を供給
する電力供給手段とを備えた薄膜形成装置において、該原料と該基板との間に複数の開孔を有する仕切り部材
が設けられ、該仕切り部材は、少なくとも該原料側の表面が該原料と
同じ材料で被覆され、バイアス電圧が印加される導電体
を有することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項４７】該開孔のアスペクト比が１．０未満で
ある請求項４６に記載の薄膜形成装置。
【請求項４８】該開孔のアスペクト比が０．６未満で
ある請求項４６に記載の薄膜形成装置。
【請求項４９】該仕切り部材は、該複数の開孔が規則
的に分布した板状部材である請求項４６に記載の薄膜形
成装置。
【請求項５０】該仕切り部材は、フッ化マグネシウ
ム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化タンタルか
ら選択される材料の表面を有している請求項４６に記載
の薄膜形成装置。
【請求項５１】該スパッタガスの供給口は、該原料近
傍に且つ該原料を囲うように複数配置されている請求項
４６に記載の薄膜形成装置。
【請求項５２】該仕切り部材は、成膜中正又は負の所
定の電位に保持される請求項４６に記載の薄膜形成装
置。
【請求項５３】基板を保持する為の基板保持手段と、
原料を保持する為の原料保持手段と、該原料をスパッタ
リングする為のスパッタガスを反応室内に供給するスパ
ッタガス供給手段と、反応ガスを供給する為の反応ガス
供給手段と、該原料と該基板間に放電を起こす為の電力
を供給する電力供給手段とを備えた薄膜形成装置におい
て、該原料と該基板との間に複数の開孔を有する仕切り部材
が設けられ、該原料と該仕切り部材との間の空間に該スパッタガスを
供給し、該基板と該仕切り部材との間に該反応ガスを供
給するように、該スパッタガスの供給口及び該反応ガス
の供給口が互いに離間して設けられ、該仕切り部材は少なくとも該原料側の表面が該原料と同
じ材料で被覆され、バイアス電圧が印加される導電体を
有することを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項５４】該開孔のアスペクト比が１．０未満で
ある請求項５３に記載の薄膜形成装置。
【請求項５５】該開孔のアスペクト比が０．６未満で
ある請求項５３に記載の薄膜形成装置。
【請求項５６】該仕切り部材は、該複数の開孔が規則
的に分布した板状部材である請求項５３に記載の薄膜形
成装置。
【請求項５７】該仕切り部材は、フッ化マグネシウ
ム、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化タンタルか
ら選択される材料の表面を有している請求項５３に記載
の薄膜形成装置。
【請求項５８】該スパッタガス供給口は、該ターゲッ
ト近傍に且つ該ターゲットを囲うように複数配置され、
該反応ガス供給口は、該基板近傍に且つ該基板を囲うよ
うに複数配置されている請求項５３に記載の薄膜形成装
置。
【請求項５９】該仕切り部材は、成膜中正又は負の所
定の電位に保持される請求項５３に記載の薄膜形成装
置。
【請求項６０】該基板保持手段は面内自転可能である
請求項４６又は５３に記載の薄膜形成装置。
【請求項６１】基板を保持する為の基板保持手段と、
原料を保持する為の原料保持手段と、該原料をスパッタ
リングする為のスパッタガスを供給する為のガス供給手
段と、該原料と該基板間に放電を起こす為の電力を供給
する電力供給手段とを備えた装置を用いて化合物薄膜を
形成する薄膜形成法において、複数の開孔を有する仕切り部材を挟んで、基板と、該仕
切り部材の表面と同じ材料の該原料と、を配置し、該原料と該仕切り部材との間の空間に該スパッタガスを
供給し、少なくとも該原料と該仕切り部材との間に放電を起こし
て、該基板上に該原料の構成原子を含む膜を形成することを
特徴とする薄膜形成法。
【請求項６２】該開孔のアスペクト比が１．０未満で
ある請求項６１に記載の薄膜形成法。
【請求項６３】該開孔のアスペクト比が０．６未満で
ある請求項６１に記載の薄膜形成法。
【請求項６４】該仕切り部材は、該複数の開孔が規則
的に分布した板状部材である請求項６１に記載の薄膜形
成法。
【請求項６５】該原料は、フッ化マグネシウム、酸化
アルミニウム、酸化シリコン、酸化タンタルから選択さ
れる材料である請求項６１に記載の薄膜形成法。
【請求項６６】該スパッタガスは、該ターゲット近傍
に且つ該ターゲットを囲うように複数配置された供給口
から、供給される請求項６１に記載の薄膜形成法。
【請求項６７】該仕切り部材を、成膜中正又は負の所
定の電位に保持した状態で成膜を行う請求項６１に記載
の薄膜形成法。
【請求項６８】該基板を回転させながら成膜を行う請
求項６１に記載の薄膜形成法。
【請求項６９】該基板は透光性絶縁基板である請求項
６１に記載の薄膜形成法。
【請求項７０】該スパッタガスはＨｅ，Ａｒ，Ｎｅ，
Ｋｒ，Ｘｅから選択される少なくとも一種のガスである
請求項６１に記載の薄膜形成法。
【請求項７１】酸素、窒素、フッ素、オゾンの少なく
ともいずれか１つを添加する請求項６１に記載の薄膜形
成法。
【請求項７２】ＮＦ₃又はＦ₂ガスを添加する請求項６
１に記載の薄膜形成法。
【請求項７３】該基板は凹面又は凸面を有する透光性
絶縁基板である請求項６１に記載の薄膜形成法。
【請求項７４】基板を保持する為の基板保持手段と、
原料を保持する為の原料保持手段と、該原料をスパッタ
リングする為のスパッタガスを反応室に供給するスパッ
タガス供給手段と、反応ガスを供給する為の反応ガス供
給手段と、該原料と該基板間に放電を起こす為の電力を
供給する電力供給手段とを備えた装置を用いて化合物薄
膜を形成する薄膜形成法において、複数の開孔を有する仕切り部材を挟んで、基板と、該仕
切り部材の表面と同じ材料の該原料と、を配置し、該原料と該仕切り部材との間の空間に該スパッタガスを
供給し、該基板と該仕切り部材との間に該反応ガスを供
給し、少なくとも該原料と該仕切り部材との間に放電を起こし
て、該基板上に該原料の構成原子を含む膜を形成することを
特徴とする薄膜形成法。
【請求項７５】該開孔のアスペクト比が１．０未満で
ある請求項７４に記載の薄膜形成法。
【請求項７６】該開孔のアスペクト比が０．６未満で
ある請求項７４に記載の薄膜形成法。
【請求項７７】該仕切り部材は、該複数の開孔が規則
的に分布した板状部材である請求項７４に記載の薄膜形
成法。
【請求項７８】該原料は、フッ化マグネシウム、酸化
アルミニウム、酸化シリコン、酸化タンタルから選択さ
れる材料である請求項７４に記載の薄膜形成法。
【請求項７９】該スパッタガスは、該ターゲット近傍
に且つ該ターゲットを囲うように複数配置された供給口
から、該反応ガスは、該基板近傍に且つ該基板を囲うよ
うに複数配置された供給口からそれぞれ供給される請求
項７４に記載の薄膜形成法。
【請求項８０】該仕切り部材を、成膜中正又は負の所
定の電位に保持した状態でスパッタリングを行う請求項
７４に記載の薄膜形成法。
【請求項８１】該基板を回転させながらスパッタリン
グを行う請求項７４に記載の薄膜形成法。
【請求項８２】該基板は透光性絶縁基板である請求項
７４に記載の薄膜形成法。
【請求項８３】該スパッタガスはＨｅ，Ａｒ，Ｎｅ，
Ｋｒ，Ｘｅから選択される少なくとも一種のガスである
請求項７４に記載の薄膜形成法。
【請求項８４】該反応ガスは酸素、窒素、フッ素、オ
ゾンの少なくともいずれか１つである請求項７４に記載
の薄膜形成法。
【請求項８５】該反応ガスはＮＦ₃又はＦ₂である請求
項７４に記載の薄膜形成法。
【請求項８６】該基板は凹面又は凸面を有する透光性
絶縁基板である請求項７４に記載の薄膜形成法。