CN103764868B - 溅射薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够使制膜速度较快，并能够形成品质较高的薄膜的溅射薄膜形成装置。溅射装置（10）包括：靶座（14），其设置于真空容器（11）内；基板座（15），其设置成与靶座（14）相对；部件（19），其用于向真空容器（11）内导入等离子体产生气体；部件（161），其用于在包括靶（T）的表面在内的区域产生溅射用电场；高频天线配置室（182），其设置于真空容器（11）的壁的内表面与外表面之间，并且其与真空容器（11）的内部之间被介电体窗（183）隔开；以及高频天线（13），其配置于高频天线配置室（182）内，用于在包括被靶保持部件所保持的靶的表面在内的区域产生高频感应电场。

Description

溅射薄膜形成装置

技术领域

本发明涉及一种溅射薄膜形成装置，该溅射薄膜形成装置利用等离子体对靶进行溅射，从而将规定的薄膜形成在基板的表面。

背景技术

以往，常用一种在真空容器内将金属溅射靶（阴极）与基板相对配置而成的平行平板式溅射薄膜形成装置。在该装置中，向真空容器内导入氩气等惰性气体，并对靶施加直流电压或高频电压，从而在靶的表面产生垂直的电场，由此，在该靶的附近产生放电等离子体。利用以该方式产生的等离子体中的离子对靶进行溅射，而将所需要的薄膜形成于基板的表面。

但是，在该平行平板式溅射薄膜形成装置中，无法使溅射速度达到足够快。虽然使垂直于靶表面的方向的电场变强时，溅射速度上升而能够谋求以某种程度提高制膜速度，但是由高能量的离子碰撞到靶后反弹并射入基板所造成的基板侧的损害（等离子体损害）也变大。

作为能够高速制膜的溅射薄膜形成装置的一个例子，例举磁控溅射薄膜形成装置。在磁控溅射薄膜形成装置中，利用设置于靶的背面的电磁体或永磁体在靶的表面附近的空间产生与该表面平行的磁场，而且对靶施加直流电压或高频电压，从而产生与该表面垂直的电场。利用以上的磁场与电场，在靶的表面附近局部性地产生等离子体，提高在那里的等离子体密度，由此，从等离子体对靶照射正离子，从而高效地溅射靶。与在磁控溅射装置中不使用磁场的情况相比，制膜速度较快，等离子体局部性地部位于靶的表面附近，由此，具有以下的特点，即，基板的温度上升变小，并且易于抑制基板的损害等。

但是，在这种磁控溅射薄膜形成装置中，与等离子体CVD装置等相比 时，还说不上其制膜速度足够快。

另外，在形成氧化物薄膜时所进行的反应性溅射中，靶的表面与氧气发生反应而被氧化物覆盖，因此，靶的表面被充电，靶的表面的电场被缓和。其结果，等离子体密度降低，在基板上的制膜速度显著降低。因此，在以往的平行平板式溅射薄膜形成装置或磁控溅射薄膜形成装置中，难以高速地形成氧化物薄膜。

在专利文献1中，公开了一种在上述的磁控溅射薄膜形成装置的结构的基础上，还在制膜室内将高频线圈设置于靶与基板之间的溅射薄膜形成装置。另外，在专利文献2中，公开了一种将高频线圈设置于制膜室外的磁控溅射薄膜形成装置。在以上的装置中，除了与通常的磁控溅射薄膜形成装置一样地产生磁场及电场以外，还利用高频线圈在靶的表面附近产生高频感应电场。因此，对靶进行溅射的离子增加，制膜速度加快。另外，由于以该方式使对靶进行溅射的离子增加，因此，在产生氧化物或氮化物等薄膜的情况下，在靶的表面所产生的氧化物、氮化物等的反应生成物立即被溅射，从而靶的表面不会被化合物所覆盖。因此，即使在反应性溅射的情况下，也能够防止制膜速度降低。

专利文献1：日本特开2000-273629号公报（[0007]-[0009]、图2、图4）

专利文献2：日本特表2002-513862号公报（[0020]-[0021]、[0028]、图2、图5）

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1所记载的溅射薄膜形成装置中，由于高频线圈配置于制膜室内，因此，高频线圈也暴露于等离子体而被溅射。其结果，高频线圈的材料作为杂质混入到薄膜中，可能导致薄膜的品质降低。另外，由于高频线圈配置于基板与靶之间，因此，与没有高频线圈的情况相比，靶与基板之间的 距离不得不变长。其结果，溅射粒子扩散，到达基板的溅射粒子减少，从而导致制膜速度降低。

另一方面，在专利文献2所记载的溅射薄膜形成装置中，将高频线圈配置于制膜室之外，虽然不会产生溅射粒子扩散的问题，但是存在以下的问题，即，与将高频线圈设置于制膜室内的情况相比，制膜室内的高频感应电场的强度变弱。

本发明所要解决的课题是提供一种能够高速地形成高品质的薄膜的溅射薄膜形成装置。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题而做成的本发明的溅射薄膜形成装置，其特征在于，该溅射薄膜形成装置包括：

a）真空容器；

b）靶保持部件，其设置于上述真空容器内；

c）基板保持部件，其设置成与上述靶保持部件相对；

d）等离子体产生气体导入部件，其用于向上述真空容器内导入等离子体产生气体；

e）电场产生部件，其用于在包括被上述靶保持部件所保持的靶的表面在内的区域产生溅射用的直流电场或高频电场；

f）天线配置部，其设置于上述真空容器的壁的内表面与外表面之间，并且其与真空容器的内部之间被介电体制的分隔构件隔开；以及

g）高频天线，其配置于上述天线配置部内，用于在包括被上述靶保持部件所保持的靶的表面在内的区域产生高频感应电场。

在本发明的溅射薄膜形成装置中，利用由电场产生部件所产生的电场，在靶的表面附近产生等离子体，该等离子体来自于电离后的等离子体产生气体的分子。除此之外，在包括靶的表面在内的区域，利用高频天线产生等离子体，并与在靶的表面附近的溅射放电重叠，由此，能够高密度地保持靶的表面附近的等离子体。因此，能够更高速地进行溅射。另外，在反应性溅射制膜处理中，即使氧化物、氮化物等生成物附着于靶的表面，也能够利用由高频天线所产生的等离子体，高密度地维持靶的表面附近的等离子体，因此，能够去除那样的生成物。因此，这种生成物不会覆盖靶的表面，由此，能够防止制膜速度降低。

并且，由于天线配置部与真空容器的内部之间被介电体制的分隔构件隔开，因此，高频天线不会暴露于真空容器内的等离子体，因而不会被溅射。因而，高频天线的材料不会混入到形成于基板上的薄膜中。

另外，由于高频天线配置于在真空容器的壁的内表面与外表面之间设置的天线配置部内，因此，与将高频天线设置于真空容器之外的情况相比，能够在真空容器的内部产生较高的高频感应电场，并且能够使靶保持部件与基板保持部件之间的距离变短。因此，能够提高制膜速度。

本发明的溅射薄膜形成装置优选的是，其包括磁场产生部件，该磁场产生部件用于在包括上述靶的表面在内的区域产生具有与上述直流电场或高频电场正交的成分的磁场。通过使用这样的磁场产生部件，利用磁场产生部件与高频天线所产生的等离子体在上述磁场的作用下局部性地处在靶的表面附近，因此，等离子体密度得到进一步提高，能够高效地对靶进行溅射。另一方面，本发明也能够应用于例如像将基板保持部件与靶保持部件这2个电极作为电场产生部件的二极溅射装置那样的、不具有磁场产生部件的溅射薄膜形成装置。

本发明的溅射薄膜形成装置能够包括基板活化用高频天线，该基板活化用高频天线用于在包括被上述基板保持部件所保持的基板的表面在内的区域产生高频感应电场。因此，基板的表面被活化，与在基板的表面的薄膜形成处理相关的反应得到促进。虽然基板活化用高频天线也能够设置于真空容器内，但是基于与在靶的附近产生高频感应电场的高频天线相同的理由，优选的是，配置于在真空容器的壁的内表面与外表面之间设置的基板活化用高频天线配置部内。

本发明的溅射薄膜形成装置优选的是：

形成由上述真空容器的壁中的用于设置上述天线配置部的部分向该真空容器内突出而成的突出部；

该突出部的侧部中从顶端开始至少一部分是由介电体构成的；以及

在该突出部的侧方设有上述靶保持部件。利用该结构，在突出部中的由介电体构成的部分，由于利用高频天线所产生的高频感应电场不会被屏蔽，因此，能够在被靶保持部件所保持的靶的表面附近高效地产生高频感应电场。

发明的效果

采用本发明的溅射薄膜形成装置，通过将高频天线配置于在真空容器的壁的内表面与外表面之间设置的天线配置部内，而能够在包括靶的表面在内的区域产生较强的高频感应电场。因此，能够提高等离子体的密度，能够提高制膜速度。另外，利用介电体制的分隔构件将高频天线与真空容器内之间分开，从而高频天线不会被等离子体溅射。因此，能够防止高频天线的材料作为杂质混入到薄膜中，从而能够形成高品质的薄膜。

附图说明

图1是表示本发明的溅射薄膜形成装置的第1实施例的纵剖面图。

图2是表示高频天线的例子的侧视图。

图3是表示本发明的溅射薄膜形成装置的第2实施例中的真空容器的底面的图。

图4是表示第2实施例的溅射薄膜形成装置的变形例中的真空容器的底面的图。

图5是表示本发明的溅射薄膜形成装置的第3实施例的纵剖面图。

图6是表示本发明的溅射薄膜形成装置的第4实施例的纵剖面图。

图7是表示第4实施例的溅射薄膜形成装置的变形例的纵剖面图。

图8是表示本发明的溅射薄膜形成装置的第5实施例的纵剖面图。

图9是表示本发明的溅射薄膜形成装置的第6实施例的纵剖面图（a）及其局部放大图（b）。

图10是表示高频天线的变形例的纵剖面图（a）及主要部分俯视图（b）。

具体实施方式

使用图1～图10，说明本发明的溅射薄膜形成装置的实施例。

（实施例1）

使用图1及图2，说明第1实施例的溅射薄膜形成装置10。该溅射薄膜形成装置10是利用等离子体对长方形的板状的靶T进行溅射，而将规定的薄膜形成于基板S的表面的装置。

溅射薄膜形成装置10具有真空容器11，其能够利用真空泵（未图示）使内部变成真空；等离子体产生气体导入部件19，其用于向真空容器内导入等离子体产生气体；磁控溅射用磁体12，其如后述所示设置于真空容器11的底部；高频天线13，其一样如后述所示设置于真空容器11的底部；靶座14，其设置于磁控溅射用磁体12的上表面；以及基板座15，其设置成与靶座14相对。能够将板状的靶T安装于靶座14的上表面，并将基板S安装于基板座15的下表面。另外，在该溅射薄膜形成装置10中设有：高频电源161，其用于向高频天线13供给高频电力；以及直流电源162，其用于在靶座14与基板座15之间施加以靶座14侧为负的直流电压。高频电源161经由阻抗匹配器163与高频天线13连接。

在真空容器11的底部的构件111，设有开口112，并且以从下侧塞住该开口112的方式安装有靶、天线配置部18，该靶、天线配置部18用于收容靶座14、磁控溅射用磁体12以及高频天线13。靶、天线配置部18与真空容器11的底部构件111之间的连接部利用密封构件确保气密性。因此，靶、天线配置部18的壁具有作为真空容器11的壁的一部分的作用。在靶、天线配置部18上，在基板座15的正下方的位置设有靶配置室（靶配置部）181。并且，在靶、天线配置部18的壁内侧（即，真空容器11的壁内侧），在靶配置室181的侧方，以隔着靶配置室181的方式设置有一对高频天线配置室182。

靶配置室181在上端与真空容器11的内部空间113连通。磁控溅射用磁体12配置于靶配置室181的室内。磁控溅射用磁体12的上下方向的位置被调整为将载置于靶座14的靶T的上表面配置在靶、天线配置部18的上端附近（不必是与上端相同的位置），而该靶座14设置于磁控溅射用磁体12之上。通过这样设置磁控溅射用磁体12及靶座14，从而将靶T配置于与真空容器11的内部空间113相连通的空间内。

另外，在靶配置室181的上端与内部空间113之间的交界处，以从靶配置室181的侧壁向内侧延伸，并从上方覆盖靶T的4边的边缘附近（包括边缘的部分）的方式设置遮檐189。

在高频天线配置室182内，从下侧***高频天线13。高频天线13是将金属制的管状导体弯曲成U字形而成的（图2），在2个高频天线配置室182内以使该“U”字上下颠倒的状态各竖立配置一个高频天线13。这样的U字形的高频天线相当于圈数未满1圈的感应耦合天线，因为其电感值比圈数为1圈以上的感应耦合天线低，所以在高频天线的两端所产生的高频电压降低，伴随与产生的等离子体的静电耦合而产生的等离子体电位的高频摆动得到抑制。因此，伴随相对于对地电位的等离子体电位摆动而产生的过度的电子损失降低，等离子体电位降低。由此，能够进行基板之上的低离子损害的薄膜形成处理。高频天线13的管在使用溅射薄膜形成装置10时有水等冷却介质通过，从而具有冷却高频天线13的作用。高频天线13的高度方向的位置被调整为“U”字的底部与靶T的上表面成为大致相同的高度（不必完全相同）。

在高频天线配置室182与真空容器11的内部空间之间设有介电体制的窗（介电体窗）183。另外，在高频天线配置室182内，填充有用于填埋高频天线13以外的空间的块状的介电体填充构件184。通过以上那样设置高频天线13、介电体窗183以及介电体制填充构件184，从而高频天线13不会暴露于真空容器11的内部空间113所产生的等离子体。但是，介电体窗183自身暴露于 该等离子体。因此，优选的是，介电体窗183的材料使用石英等耐等离子体性高的材料。另一方面，由于介电体制填充构件184因介电体窗183的存在而未暴露于等离子体，因此，与其使用耐等离子体性优异的材料，不如优选使用加工性优异的材料。那样的加工性优异的材料，有聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚醚酮（PEEK）等树脂。也可以将氧化铝、二氧化硅以及陶瓷等，树脂以外的材料用作介电体制填充构件184的材料。

在高频天线13的2根腿上（相当于“U”字的2条纵线）经由馈通安装有盖185。盖185安装于高频天线配置室182的下部，利用真空密封，能够气密地封闭由高频天线配置室和真空容器11所构成的区域与外部之间的交界。另外，通过从高频天线配置室182的下部拆装盖185，而能够伴随该盖185容易从高频天线配置室182拆装高频天线13。

说明第1实施例的溅射薄膜形成装置10的工作。

首先，将靶T安装于靶座14，并将基板S安装于基板座15。接着，利用真空泵使真空容器11内成为真空后，利用等离子体产生气体导入部件19向真空容器11内导入等离子体产生气体，以使真空容器11内达到规定的压力。接着，通过使直流电流在磁控溅射用磁体12中流动，而从磁控溅射用磁体12向靶T的附近、即包括高频天线13的导体在内的区域内产生磁场。并且，将靶座14与基板座15作为电极，利用直流电源162对靶座14与基板座15之间施加直流电压，而在两电极之间产生直流电场。而且，通过从高频电源161向高频天线13输入高频电力，而在高频天线13的周围产生高频感应电场。

利用上述磁场、上述直流电场以及上述高频感应电场，将等离子体产生气体电离，而产生等离子体。然后，利用在上述磁场与上述电场所正交的区域的E×B漂移有效地封住由该等离子体所供给的电子，促进气体分子的电离，而产生大量的阳离子。通过这些阳离子与靶T的表面碰撞，而使溅射粒子从靶T的表面飞出。该溅射粒子从靶T的表面向基板S的表面输送，而附着于基板S的表面。通过这样在基板S的表面堆积溅射粒子，从而形成薄膜。

在本实施例的溅射薄膜形成装置10中，在与以往的磁控溅射装置一样的 结构（磁控溅射用磁体12及直流电源162）的基础上，还设置了高频天线13，从而与使用磁控溅射装置或高频天线任意一者的情况相比，能够在靶T的表面产生更高密度的等离子体。因此，促进靶T的溅射，从而制膜速度得到提高。

而且，因为高频天线13配置于利用介电体窗183来与真空容器11的内部空间113分开的空间内，所以高频天线13不会暴露于内部空间113内的等离子体，因而不会被溅射。因此，能够防止高频天线13的材料作为杂质混入到在基板S上产生的薄膜中。并且，也能够抑制高频天线13的温度上升。

而且，因为高频天线13不是配置于真空容器11之外，而是配置于在真空容器11的壁内侧设置的高频天线配置室182，所以相比于将高频天线配置于真空容器11之外的情况，能够在内部空间113产生更强的高频感应电场。而且，因为不必将高频天线等配置于靶座14与基板座15之间，所以能够使靶保持部件与基板保持部件之间的距离变短。因此，能够提高制膜速度。

另外，在本实施例中，通过以从上方覆盖靶T的4边的边缘附近的方式设置有遮檐189，而只溅射所需要的靶表面区域，从而能够防止溅射靶保持部件等、不需要的且会成为产生杂质的原因的构件。

（实施例2）

使用图3，说明第2实施例的溅射薄膜形成装置20。本实施例的溅射薄膜形成装置20是为了将薄膜形成于长方形的基板上，而用于对与该基板的形状相对应的长方形的靶进行溅射的装置。在该溅射薄膜形成装置20中，与长方形的靶相对应，磁控溅射用磁体12A的上表面及靶座14A也是长方形。高频天线配置室182A设置于磁控溅射用磁体12A的长边的两侧方，并具有沿其长边方向延伸的形状。在介电体窗183A中，使用与高频天线配置室182A的形状相对应的长方形。在高频天线配置室182A内，在高频天线配置室182A的长度方向排列多个（在本例中是每1室有4个）高频天线13。可以是全部的高频天线13并列地连接于高频电源，也可以是分组成每多个高频天线为一组而每组并列地连接于一个高频电源，还可以是每个高频天线13各连接一个高频电源。 除了以上所述的方面以外，溅射薄膜形成装置20整体的结构与第1实施例的溅射薄膜形成装置10的结构一样。

溅射薄膜形成装置20的工作也基本上与第1实施例的溅射薄膜形成装置10的工作一样。此外，在本实施例中，可以对在高频天线配置室182A的长度方向排列的多个高频天线13分别输入相同大小的电力，也可以对各个高频天线13输入不同大小的电力。

使用图4，说明作为第2实施例的变形例的溅射薄膜形成装置20A。在溅射薄膜形成装置20A中，在各高频天线配置室182A的长度方向各设置3个高频天线。这3个高频天线中设置于正中间的1个高频天线13A与比设置于两端的2个高频天线相比，具有“U”字的底部较长的形状。除此之外的方面，溅射薄膜形成装置20A具有与第2实施例的溅射薄膜形成装置20一样的结构。在该变形例中，因为在等离子体产生装置中，通常靠近真空容器的端部（壁）的位置的空间的密度梯度比靠近中心的位置的空间的密度梯度大，所以为了能够微细地控制真空容器11的端部附近的密度而使两端的2个高频天线13中的导体在高频天线配置室182A的长度方向上的长度较短，而在真空容器11的中央附近不需要那么微细的控制，因此使设置于正中间的1个高频天线13A的导体较长。

（实施例3）

使用图5，说明第3实施例的溅射薄膜形成装置30。本实施例的溅射薄膜形成装置30将用于使高频天线配置室182A内变成真空的排气管186设置于盖185A，来代替在第1实施例的溅射薄膜形成装置10中的介电体制填充材料184。因此，除了真空容器11的内部空间113以外，高频天线配置室182A也成为真空，因此，能够在内部空间113更高效地产生高频感应电场。另外，因为在介电体窗183的表里两侧没有压力差，所以介电体窗183的机械强度不会成为问题，就能够使其厚度变薄这一点而言，也能够提高对内部空间113产生高频感应电场的效率。溅射薄膜形成装置30的工作与第1实施例的溅射薄膜形成装置10的工作一样。

（实施例4）

使用图6，说明第4实施例的溅射薄膜形成装置40。本实施例的溅射薄膜形成装置40是在第1实施例的溅射薄膜形成装置10中的基板座15附近设置基板活化用高频天线41而成的装置。基板活化用高频天线41在安装于基板座15的基板S的表面附近产生高频感应电场，并利用该高频感应电场使基板S的表面的原子活化，以促进溅射粒子向基板S的表面附着。基板活化用高频天线41是与高频天线13一样地是将金属制的管状导体弯曲成U字形而成的。在基板活化用高频天线41的导体的周围，设置用于保护导体不受等离子体或溅射粒子的影响的介电体制的管411。除了使用这样的基板活化用高频天线41以外，溅射薄膜形成装置40的结构及工作与第1实施例的溅射薄膜形成装置10一样。

使用图7，说明作为第4实施例的变形例的溅射薄膜形成装置40A。在本例中，将基板活化用高频天线41A与高频天线13一样地设置于真空容器11A的壁内侧，具体而言，具有以下的结构。在该溅射薄膜形成装置40A中，在真空容器11A的上表面设有开口，以从上侧气密地塞住该开口的方式安装有基板、天线配置部42。在基板、天线配置部42，以与靶座14相对的方式设置有基板座15A，并且在基板座15A的两侧方设有基板活化用高频天线配置室43。在基板活化用高频天线配置室43中，从上侧***有基板活化用高频天线41A，而且在基板活化用高频天线41A的周围填充有介电体制的填充构件。在基板活化用高频天线配置室43与真空容器11A的内部空间113之间，设置有介电体制的窗（第2介电体窗）44。变形例的溅射薄膜形成装置40A的工作与第4实施例的溅射薄膜形成装置40的工作一样。

（实施例5）

虽然在以上所说明的各实施例中使用磁控溅射用磁体（磁场产生部件），但是本发明也能够应用于不使用磁控溅射用磁体的溅射薄膜形成装置。图8所示的溅射薄膜形成装置50将靶座14B作为第1电极，并将与其相对的基板座15作为第2电极，具有在这两个电极之间施加以靶座14B侧为负的电压的直流电源162A。另一方面，在溅射薄膜形成装置50中，未设置相当于磁控溅射用磁体12的构件。除了这些方面以外，与第1实施例的溅射薄膜形成装置10一样。该溅射薄膜形成装置50相当于在以往的二极溅射装置中设置高频天线13而成的装置，能够以比以往的二极溅射装置更高速地进行制膜。

（实施例6）

使用图9，说明第6实施例的溅射薄膜形成装置60。在该溅射薄膜形成装置60中，在真空容器11B的底部的构件111B上所设置的开口112B处，以从上侧塞住该开口112B的方式设置有靶、天线配置部18B。在靶、天线配置部18B上，设有2个向平板的上方（真空容器11B的内部空间113B侧）突出的突出部61。在这2个突出部61之间设置有与第1实施例～第4实施例一样的磁控溅射用磁体12及靶座14，在突出部61内设有天线配置部182B。在天线配置部182B内收容有与第1实施例～第5实施例一样的高频天线13，在高频天线13的周围填满介电体制填充构件184。此外，介电体制填充构件184中的一部分1841与其他部分分开。在从天线配置部182B拆下高频天线13时，该一部分1841与高频天线13一起从天线配置部182B被拔掉。靶、天线配置部18B基本上是金属制的，从突出部61的顶端（换言之上端，或内部空间113B侧的端部）往根侧（下侧）去，其一部分是由介电体制构件62形成的。其他的结构与第1实施例一样。

介电体制构件62不会屏蔽由天线配置室182B内的高频天线13所产生的高频感应电场。因此，能够在被位于高频天线配置室182B之外的靶保持部件所保持的靶T的表面附近高效地产生高频感应电场。

（其他的实施例）

本发明的溅射薄膜形成装置不限定于上述实施例1～实施例6。

例如，可以使用包围靶配置室181那样的、大致1圈（但是，由于不是完整的1圈，圈数是未满1圈）的高频天线13B（图10），以取代U字形的高频天线13。

另外，虽然在上述实施例中，将高频天线配置于相对于真空容器的壁独立的天线配置部（高频天线配置室）内，但是也可以使真空容器的壁与天线 配置部构成为一体。

虽然在上述实施例中，通过将介电体制填充构件设置于高频天线的周围或使高频天线配置室内变成真空，而高频天线不会与外界空气接触，但是两者相接触的情况也包括在本发明的范围内。但是，为了避免产生不必要的放电，优选如上述实施例那样不使两者相接触。

虽然在上述实施例中，对靶座与接地之间施加以靶座侧为负的直流电压，但也可以代之以对两者之间施加高频电压。

在真空容器11内，除了等离子体产生气体以外，还可以导入能与溅射粒子反应而成为膜的材料的反应性气体。特别是，在混入氧气或氮气等反应性气体后使用的情况，虽然在以往的反应性溅射薄膜形成装置中，因化合物（氧化物或氮化物等）层形成于处在靶座之上的靶的表面，而存在溅射速度降低的问题，但在本实施例的溅射薄膜形成装置中，即使在靶的表面被化合物层所覆盖的情况下，也由于使感应耦合等离子体与溅射放电重叠，而能够高密度地保持靶的表面附近的等离子体，因此，能够维持高速的溅射。

虽然在上述实施例中，将靶配置室及天线配置部（室）设置于真空容器的内部空间的下部，并将基板座设置于内部空间的上部，但是也可以将靶配置室及天线配置部（室）设置于内部空间的上部，并将基板座设置于内部空间的下部。

附图标记说明

10、20、20A、30、40、40A、50、60、70 溅射薄膜形成装置

11、11A、11B 真空容器

111、111B 底部构件

112、112B 开口

113、113B 内部空间

12、12A 磁控溅射用磁体

13、13A、13B 高频天线

14、14A、14B 靶座

15、15A 基板座

161 高频电源

162、162A 直流电源

163 阻抗匹配器

18、18B 靶、天线配置部

181、181B 靶配置室

182、182A、182B 高频天线配置室（天线配置部）

183、183A 介电体窗（介电体制的分隔构件）

184 介电体制填充构件

185、185A 盖

186 排气管

189 遮檐

19 等离子体产生气体导入部件

41、41A 基板活化用高频天线

411 管

42 基板、天线配置部

43 基板活化用高频天线配置室

44 第2介电体窗

61 突出部

62 介电体制构件

Claims (11)

1.一种溅射薄膜形成装置，其特征在于，该溅射薄膜形成装置包括：

a)真空容器，其在底部或/和顶部具有开口；

b)靶、天线配置部，其包括靶配置室和天线配置室，该天线配置室设置在该靶配置室的侧壁中，该靶配置室通过上述真空容器的底部或顶部的开口与上述真空容器连通，该天线配置室与该真空容器的内部空间之间被介电体制的分隔构件隔开；

c)靶保持部件，其设置于上述靶配置室内；

d)基板保持部件，其设置成与上述靶保持部件相对；

e)等离子体产生气体导入部件，其用于向上述真空容器内导入等离子体产生气体；

f)电场产生部件，其用于在包括被上述靶保持部件所保持的靶的表面在内的区域产生溅射用的直流电场或高频电场；以及

g)高频天线，其配置于上述天线配置室内，用于在包括被上述靶保持部件所保持的靶的表面在内的区域产生高频感应电场。

2.根据权利要求1所述的溅射薄膜形成装置，其特征在于，

包括磁场产生部件，该磁场产生部件用于在包括上述靶的表面在内的区域产生具有与上述直流电场或高频电场正交的成分的磁场。

3.根据权利要求1所述的溅射薄膜形成装置，其特征在于，

在上述天线配置室内填充有介电体制的填充构件。

4.根据权利要求1所述的溅射薄膜形成装置，其特征在于，

上述天线配置室内是真空的。

5.根据权利要求1所述的溅射薄膜形成装置，其特征在于，

上述高频天线是圈数未满1圈的导体。

6.根据权利要求5所述的溅射薄膜形成装置，其特征在于，

上述高频天线是U字形。

7.根据权利要求1所述的溅射薄膜形成装置，其特征在于，

配置有多个上述高频天线。

8.根据权利要求7所述的溅射薄膜形成装置，其特征在于，

利用多个上述高频天线所产生的高频感应电场的强度能够设定成因各高频天线而异的值。

9.根据权利要求1所述的溅射薄膜形成装置，其特征在于，

包括基板活化用高频天线，该基板活化用高频天线用于在包括被上述基板保持部件所保持的基板的表面在内的区域产生高频感应电场。

10.根据权利要求9所述的溅射薄膜形成装置，其特征在于，

上述基板活化用高频天线配置于在上述真空容器的壁的内表面与外表面之间设置的基板活化用高频天线配置部内，并且在该基板活化用高频天线与上述真空容器的内部之间设置有介电体制的第2分隔构件。

11.根据权利要求1所述的溅射薄膜形成装置，其特征在于，

形成由上述真空容器的壁中的用于设置上述天线配置室的部分向该真空容器内突出而成的突出部；

该突出部的侧部中从顶端开始至少一部分是由介电体构成的；以及

在该突出部的侧方设有上述靶保持部件。