溅射装置的制作方法

本发明涉及一种溅射装置(sputteringdevice)，其利用等离子体(plasma)对靶材进行溅射而在基板成膜。

背景技术：

作为这种溅射装置，已经知道磁控溅射装置(magnetronsputteringdevice)。所述磁控溅射装置以如下的方式构成：通过利用设置于靶材的背面的磁铁，在靶材的表面形成磁场而生成等离子体，使所述等离子体中的离子碰撞至靶材，来使得溅射粒子从靶材飞出。

在现有的磁控溅射装置中，在靶材的表面附近生成的等离子体会产生疏密，与此相应地，会使靶材消耗得不均匀，从而靶材的利用率降低。另外，由于使靶材消耗得不均匀，因而所生成的膜厚也变得不均匀。

另一方面，如专利文献1所示，已想到如下的溅射装置：通过在靶材的附近配置天线(antenna)，使高频电流流入至所述天线来生成溅射用的等离子体。利用天线而生成等离子体的装置与利用磁铁而生成等离子体的构成相比，等离子体的疏密更小。借由等离子体的疏密变小，可期待靶材的使用效率提高，并且成膜的均匀性也提高。

然而，如果为了应对近年来的基板的大型化等而使天线延长，那么所述天线的阻抗(impedance)会增大，由此在天线的两端间产生大的电位差。其结果为，受到所述大的电位差的影响，等离子体的密度分布、电位分布、电子温度分布等的等离子体的均匀性会变差，甚至从靶材出来的溅射粒子的分布出现浓淡，所生成的膜厚变得不均匀。

为了解决如上所述的问题等，如专利文献2所示，想到如下的装置：使中空绝缘体介于邻接的金属管之间而将多个金属管加以连接，并且在中空绝缘体的外周部配置有电容元件即电容器(condenser)。所述电容器与中空绝缘体的两侧的金属管电串联连接，并且包括：第一电极，与中空绝缘体的一侧的金属管电连接；第二电极，与中空绝缘体的另一侧的金属管电连接，并且与第一电极重合；以及电介质片材，配置于第一电极与第二电极之间。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2016-65299号公报

专利文献2：日本专利特开2016-72168号公报

技术实现要素：

[发明所要解决的问题]

但是，所述电容器是第一电极、电介质片材及第二电极的层叠结构，因此有可能够在电极与电介质之间产生间隙。这样一来，有可能因为所述间隙而使得等离子体的均匀性变差，甚至从靶材出来的溅射粒子的分布出现浓淡，所生成的膜厚变得不均匀。

因此，本发明是为了解决所述问题而完成的，且其主要课题在于利用天线来高效率地产生溅射用的等离子体，并且使等离子体的均匀性提高而使成膜的均匀性提高。

[解决问题的技术手段]

即，本发明的溅射装置是利用等离子体对靶材进行溅射而在基板成膜的溅射装置，其特征在于包括：真空容器，被真空排气，并且被导入气体；基板保持部，在所述真空容器内保持所述基板；靶材保持部，在所述真空容器内与所述基板相向而保持所述靶材；以及多个天线，产生所述等离子体，且在内部具有冷却液所流通的流路；并且所述天线包括：导体部件，至少两个，且呈管状；绝缘部件，设置于相互邻接的所述导体部件之间，使所述导体部件绝缘，且呈管状；以及电容元件，设置于所述流路，与相互邻接的所述导体部件电串联连接；所述电容元件包括：第一电极，与相互邻接的所述导体部件中的一者电连接；第二电极，与相互邻接的所述导体部件中的另一者电连接，并且与所述第一电极相向而配置；以及电介质，填充所述第一电极与所述第二电极之间的空间；并且所述电介质为所述冷却液。

如果是如上所述的溅射装置，则在经由绝缘部件而相互邻接的导体部件电串联连接着电容元件，因此简而言之，天线的合成电抗(reactance)成为从感应性电抗减去电容性电抗的形式，从而能够减少天线的阻抗。其结果为，即使在延长天线的情况下，也能够抑制其阻抗的增大，高频电流容易流入至天线，从而能够高效率地产生等离子体。由此，能够提高等离子体的密度，也能够提高成膜速度。

特别是根据本发明，利用冷却液填满第一电极与第二电极之间的空间而形成为电介质，因此能够消除构成电容元件的电极与电介质之间所产生的间隙。其结果为，能够提高等离子体的均匀性，能够提高成膜的均匀性。另外，通过将冷却液用作电介质，不需要准备与冷却液另外的液体的电介质，另外，能够使第一电极及第二电极冷却。通常，冷却液通过温度调节机构而调整成固定温度，通过将所述冷却液用作电介质，能够抑制由温度变化引起的比介电常数的变化，抑制电容值(capacitancevalue)的变化，由此也能够使等离子体的均匀性提高。此外，当使用水作为冷却液时，水的比介电常数为约80(20℃)，大于树脂制的电介质片材，因此能够构成可承受高电压的电容元件。

此外，根据本发明，能够独立地进行供给至天线的高频电压与靶材的偏置电压的设定，所以能够将偏置电压设定为如下程度的低电压，即，与等离子体的生成独立地将等离子体中的离子引入并溅射至靶材。其结果为，可在低电压下进行靶材的溅射，因此能够减小靶材的材料组成与形成于基板的膜的组成的变化。另外，利用天线而生成溅射用的等离子体，所以能够与磁控溅射装置相比，一样地消耗靶材，能够使靶材的使用效率提高。此外，在本发明中，在靶材表面附近不具有直流磁场的构成，从而容易应用于磁性材料。

此外，能够消除可能产生于电极与电介质之间的间隙的电弧放电，消除由电弧放电引起的电容元件的破损。另外，能够不考虑间隙，而利用第一电极与第二电极的距离、相向面积及冷却液的比介电常数高精度地设定电容值。此外，也可以不需要用于填埋间隙的按压电极及电介质的结构，能够防止由所述按压结构导致的天线周边的结构的复杂化及由此产生的等离子体的均匀性变差。

在所述靶材为例如铟镓锌氧化物(ingazno)等氧化物半导体材料的情况下，根据本发明的构成的效果显著。当将氧化物半导体材料设为靶材时，如果偏置电压增大，则容易生成氧脱离的溅射粒子，其结果为，靶材的材料组成与形成于基板的膜的组成不同，膜质变差。另一方面，在本发明的溅射装置中，能够使施加至靶材的偏置电压小于现有技术(例如-1kv～-2kv)，能够抑制氧脱离的溅射粒子的生成。其结果为，在基板，可形成维持着与靶材材料同样的氧化物状态的膜，能够形成高质量的膜。

溅射装置包括溅射用气体供给机构，所述溅射用气体供给机构对真空容器供给用于对靶材进行溅射的溅射气体。在本发明中，能够减小施加至靶材的偏置电压，因此氧未脱离的溅射粒子会抵达至基板。其结果为，所述溅射用气体供给机构对所述真空容器只供给氩气即可。如上所述，只供给氩气即可，所以与除了氩气以外还供给氧气的情况相比，能够加快成膜速度。

作为各电极的具体实施形态，所述各电极理想的是包括：凸缘(flange)部，与所述导体部件的所述绝缘部件侧的端部电接触；以及延伸部，从所述凸缘部延伸至所述绝缘部件侧。

如果是所述构成，则能够一方面通过凸缘部来增大与导体部件的接触面积，一方面通过延伸部来设定电极间的相向面积。

所述各电极的延伸部理想的是呈管状，且相互配置于同轴上。

如果是所述构成，则能够一方面增大电极间的相向面积，一方面使流入至导体部件的高频电流的分布在圆周方向上变得均匀，而产生均匀性良好的等离子体。

然而，当相互大致平行地设置的多个长条状的靶材配置于从基板的表面起大致相同的高度时，在基板的表面成膜的膜厚分布(由各靶材导致的使膜厚重叠的膜厚分布)在靶材的排列方向外侧分别变薄。

为了抑制沿靶材的排列方向的膜厚的不均，例如可举出如下的方法，即，在向基板的成膜中主要使用的靶材的排列方向外侧，分别设置用于补偿排列方向两侧的膜厚的副(sub)的靶材，但是这样一来，会产生靶材t的需要数量变多的问题。

因此，为了不需要增加靶材，而抑制沿排列方向的膜厚的不均，优选的是，所述靶材保持部以相互大致平行的状态沿所述基板的表面保持着多个长条状的所述靶材，所述多个靶材之中分别位于排列方向外侧的所述靶材比位于排列方向内侧的所述靶材更靠近所述基板的表面。

如果是如上所述的构成，则分别位于排列方向外侧的靶材比位于排列方向内侧的靶材更靠近基板的表面，所以能够增加排列方向外侧各自的膜厚。

由此，能够不在成膜中主要使用的靶材的两侧设置更进一步的靶材，而抑制沿排列方向的膜厚的不均。

作为用于不在成膜中主要使用的靶材的两侧设置更进一步的靶材，而抑制沿排列方向的膜厚的不均的其它实施形态，可举出如下的构成：所述靶材保持部以相互大致平行的状态沿所述基板的表面保持着多个长条状的所述靶材，所述多个靶材之中分别位于排列方向外侧的所述靶材的施加电压高于位于排列方向内侧的所述靶材的施加电压。

即使是如上所述的构成，由于分别位于排列方向外侧的靶材的施加电压高于位于排列方向内侧的靶材的施加电压，所以也能够增加排列方向外侧各自的膜厚。

不但靶材的排列方向，而且靶材的长度方向两侧也膜厚变薄时，为了抑制长度方向两侧的薄膜化，优选的是，所述靶材保持部以相互大致平行的状态沿所述基板的表面保持多个长条状的所述靶材，并且保持一对第二靶材，所述一对第二靶材设置于所述靶材的长度方向两侧，沿所述靶材的排列方向延伸。

如果是如上所述的构成，则在靶材的长度方向两侧设置有一对第二靶材，因此能够通过对所述第二靶材进行溅射而在所述长度方向两侧成膜，能够抑制长度方向两侧的薄膜化。

[发明的效果]

根据如上所述构成的本发明，能够利用天线而高效率地产生溅射用的等离子体，并且使等离子体的均匀性提高而使成膜的均匀性提高。

附图说明

图1是示意性地表示本实施方式的溅射装置的构成的与天线的长度方向正交的纵剖面图。

图2是示意性地表示所述实施方式的溅射装置的构成的沿天线的长度方向的纵剖面图。

图3是表示所述实施方式的天线的电容器部分的局部放大剖面图。

图4是表示靶材偏置电压与成膜速度的关系的曲线图。

图5是表示氧气的浓度与成膜速度的关系的曲线图。

图6是表示根据本发明的铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide，igzo)膜及根据现有例的igzo膜的ga2p3/2的x射线光电子能谱(x-rayphotoelectronspectroscopy，xps)光谱的曲线图。

图7是表示根据本发明的igzo膜及根据现有例的igzo膜的各成分的比例的曲线图。

图8是表示变形实施方式的天线的电容器部分的局部放大剖面图。

图9是表示变形实施方式的天线的电容器部分的局部放大剖面图。

图10是用于说明靶材的排列方向及长度方向上的膜厚分布的图。

图11是用于说明变形实施方式的靶材的配置的溅射装置的示意图。

图12是用于说明变形实施方式的靶材的配置的溅射装置的示意图。

图13是用于说明变形实施方式的靶材的配置的溅射装置的示意图。

[符号的说明]

100：溅射装置

w：基板

p：等离子体

t：靶材

2：真空容器

3：基板保持部

4：靶材保持部

5：天线

51：导体部件

52：绝缘部件

53：电容元件

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的溅射装置的一实施方式进行说明。

＜装置构成＞

本实施方式的溅射装置100是利用感应耦合型的等离子体p对靶材t进行溅射而在基板w成膜的装置。此处，基板w例如是液晶显示器或有机电致发光(electroluminescence，el)显示器等平板显示器(flatpaneldisplay，fpd)用的基板、柔性显示器(flexibledisplay)用的柔性基板等。

具体地说如图1及图2所示，溅射装置100包括：真空容器2，被真空排气，并且被导入气体；基板保持部3，在真空容器2内保持基板w；靶材保持部4，在真空容器2内保持靶材t；多个天线5，配置于真空容器2内，且呈直线状；以及高频电源6，将高频施加至多个天线5，所述高频用于在真空容器2内生成感应耦合型的等离子体p。另外，通过从高频电源6对多个天线5施加高频，而使得高频电流ir流入至多个天线5，在真空容器2内产生感应电场而生成感应耦合型的等离子体p。

真空容器2例如是金属制的容器，其内部通过真空排气装置7而真空排气。真空容器2在所述示例中电接地。

在真空容器2内，经由例如包括流量调整器(图略)等的溅射用气体供给机构8及气体导入口21，导入溅射用气体9。溅射用气体9例如是氩(ar)等惰性气体。本实施方式的溅镀用气体供给机构8对真空容器2内只供给氩气。

基板保持部3是固持器(holder)，在真空容器2内以例如呈水平状态的方式保持呈平板状的基板w。所述固持器在所述示例中电接地。

靶材保持部4是与由基板保持部3保持的基板w相向地保持靶材t的构件。本实施方式的靶材t是俯视时呈矩形状的平板状的物体，例如是ingazno等氧化物半导体材料。所述靶材保持部4设置于形成真空容器2的侧壁2a(例如上侧壁)。另外，在靶材保持部4与真空容器2的上侧壁2a之间，设置有具有真空密封功能的绝缘部10。在靶材t，在所述示例中经由靶材保持部4连接着靶材偏置电源11，所述靶材偏置电源11对所述靶材t施加靶材偏置电压。靶材偏置电压是将等离子体p中的离子(ar⁺)引入并溅射至靶材t的电压。本实施方式的靶材偏置电压是-1kv以上的负电压，优选的是-200v～-600v。

在本实施方式中，设置有多个靶材保持部4。多个靶材保持部4在真空容器2内的基板w的表面侧，以沿基板w的表面的方式(例如，与基板w的背面实质上平行地)并列配置于同一平面上。多个靶材保持部4等间隔地配置成其长度方向为相互平行。由此，如图1所示，配置于真空容器2内的多个靶材t与基板w的表面实质上平行，并且等间隔地配置成长度方向为相互平行。另外，各靶材保持部4为相同构成。

多个天线5在真空容器2内的基板w的表面侧，以沿基板w的表面的方式(例如，与基板w的表面实质上平行)并列配置于同一平面上。多个天线5等间隔地配置成其长度方向为相互平行。另外，各天线5在俯视时呈直线状，且为相同构成，其长度为数十厘米以上。

如图1所示，本实施方式的天线5分别配置于由各靶材保持部4保持的靶材t的两侧。即，天线5与靶材t交替地配置，一个靶材t成为由两根天线5夹持的构成。此处，各天线5的长度方向与保持于各靶材保持部4的靶材t的长度方向为相同方向。

另外，各天线5的材质例如是铜、铝、它们的合金、不锈钢等，但是并不限于此。另外，也可以设为使天线5为中空，在其中流入冷却水等冷媒，而使天线5冷却。

另外，如图2所示，天线5的两端部附近分别贯通着真空容器2的相对向的侧壁2b、侧壁2c。在使天线5的两端部贯通至真空容器2外的部分，分别设置有绝缘构件12。天线5的两端部贯通着所述各绝缘构件12，所述贯通部例如通过填料(packing)而真空密封。各绝缘构件12与真空容器2之间例如也通过填料而真空密封。另外，绝缘构件12的材质例如是氧化铝等的陶瓷、石英或聚苯硫醚(polyphenylenesulfide，pps)、聚醚醚酮(polyetheretherketone，peek)等工程塑料(engineeringplastics)等。

此外，在各天线5中，位于真空容器2内的部分由绝缘物制且直管状的绝缘包覆层(cover)13包覆着。所述绝缘包覆层13的两端部与真空容器2之间也可以不密封。其原因在于，即使气体9进入至绝缘包覆层13内的空间，由于所述空间小而电子的移动距离短，所以通常也不会在所述空间产生等离子体p。另外，绝缘包覆层13的材质例如是石英、氧化铝、氟树脂、氮化硅、碳化硅、硅等，但是并不限于这些。

在天线5的一端部即供电端部5a，经由整合电路61连接着高频电源6，另一端部即终端部5b直接接地。另外，也可以如下的方式构成：在供电端部5a或终端部5b，设置可变电容器或可变电抗器(variablereactor)等阻抗调整电路，对各天线5的阻抗进行调整。通过如上所述对各天线5的阻抗进行调整，能够使天线5的长度方向上的等离子体p的密度分布变得均匀，能够使天线5的长度方向上的膜厚变得均匀。

通过所述构成，能够使高频电流ir从高频电源6，经由整合电路61，流入至天线5。高频的频率例如为通常的13.56mhz，但是并不限于此。

然后，本实施方式的天线5是中空结构的天线，且在内部具有冷却液cl所流通的流路。具体地说，如图3所示，天线5包括：金属制的导体部件51(以下称为“金属管51”)，至少两个，且呈管状；管状的绝缘部件52(以下称为“绝缘管52”)，设置于相互邻接的金属管51之间，使所述金属管51绝缘；以及电容器53，其是与相互邻接的金属管51电串联连接的电容元件。

在本实施方式中，金属管51的数量为两个，绝缘管52及电容器53的数量为各一个。在以下的说明中，也将其中一个金属管51称为“第一金属管51a”，将另一个金属管称为“第二金属管51b”。另外，天线5也可以是包括三个以上的金属管51的构成，在此情况下，绝缘管52及电容器53的数量都可以比金属管51的数量少一个。

另外，冷却液cl通过设置于真空容器2的外部的循环流路14而在天线5内流通，在所述循环流路14，设置有：热交换器等温度调节机构141，用于将冷却液cl调整至固定温度；以及泵等循环机构142，用于使冷却液cl在循环流路14内循环。作为冷却液cl，从电气绝缘的角度来说，优选的是高阻力的水，例如优选的是纯水或与纯水相近的水。此外，也可以使用例如氟系惰性液体等水以外的液体冷媒。

金属管51呈直管状，且在内部形成有冷却液cl所流动的直线状的流路51x。而且，在金属管51的至少长度方向一端部的外周部，形成有凸螺纹部51a。本实施方式的金属管51对形成有凸螺纹部51a的端部与除此以外的构件，由不同的零件来形成，并将它们加以接合，但也可以由单一构件来形成。另外，为了实现与连接多个金属管51的构成的零件的共同化，理想的是预先在金属管51的长度方向两端部形成凸螺纹部51a而使其具有互换性。金属管51的材质例如是铜、铝、它们的合金、不锈钢等。

绝缘管52呈直管状，且在内部形成有冷却液cl所流动的直线状的流路52x。而且，在绝缘管52的轴方向两端部的侧周壁，形成有与金属管51的凸螺纹部51a螺合而连接的凹螺纹部52a。另外，在绝缘管52的轴方向两端部的侧周壁，在比凹螺纹部52a更靠轴方向中央侧的位置，遍及整个圆周方向形成有用于使电容器53的各电极53a、电极53b嵌合的凹部52b。本实施方式的绝缘管52由单一构件形成，但是并不限于此。另外，绝缘管52的材质例如是氧化铝、氟树脂、聚乙烯(polyethylene，pe)、工程塑料(例如聚苯硫醚(pps)、聚醚醚酮(peek)等)等。

电容器53设置于绝缘管52的内部，具体地说，设置于绝缘管52的冷却液cl所流动的流路52x。

具体地说，电容器53包括：第一电极53a，与相互邻接的金属管51中的一者(第一金属管51a)电连接；以及第二电极53b，与相互邻接的金属管51中的另一者(第二金属管51b)电连接，并且与第一电极53a相向而配置；并且以冷却液cl填满第一电极53a与第二电极53b之间的空间的方式而构成。即，在所述第一电极53a与第二电极53b之间的空间内流动的冷却液cl成为构成电容器53的电介质。

各电极53a、电极53b呈大致旋转体形状，并且沿其中心轴在中央部形成有主流路53x。具体地说，各电极53a、电极53b包括与金属管51的绝缘管52侧的端部电接触的凸缘部531、以及从所述凸缘部531延伸至绝缘管52侧的延伸部532。本实施方式的各电极53a、电极53b也可以由单一构件来形成凸缘部531及延伸部532，还可以利用不同的零件来形成，并将它们加以接合。电极53a、电极53b的材质例如是铝、铜、它们的合金等。

凸缘部531遍及整个圆周方向地与金属管51的绝缘管52侧的端部接触。具体地说，凸缘部531的轴方向端面遍及整个圆周方向，与形成于金属管51的端部的圆筒状的接触部511的前端面接触，并且经由设置于金属管51的接触部511的外周的环状多面接触件15，与金属管51的端面电接触。另外，凸缘部531也可以通过它们中的任一者，而与金属管51电接触。

另外，在凸缘部531，在厚度方向上形成有多个贯通孔531h。通过在所述凸缘部531设置贯通孔531h，能够减小由凸缘部531导致的冷却液cl的流路阻力，并且能够防止在绝缘管52内的冷却液cl的滞留、及气泡滞留于绝缘管52内。

延伸部532呈圆筒形状，在其内部形成有主流路53x。第一电极53a的延伸部532及第二电极53b的延伸部532相互配置于同轴上。即，以在第一电极53a的延伸部532的内部插入有第二电极53b的延伸部532的状态而设置。由此，在第一电极53a的延伸部532与第二电极53b的延伸部532之间，形成沿流路方向的圆筒状的空间。

如上所述而构成的各电极53a、电极53b与形成于绝缘管52的侧周壁的凹部52b相嵌合。具体地说，使第一电极53a嵌合至形成于绝缘管52的轴方向一端侧的凹部52b，并使第二电极53b嵌合至形成于绝缘管52的轴方向另一端侧的凹部52b。通过如上所述使各电极53a、电极53b嵌合至各凹部52b，而使得第一电极53a的延伸部532及第二电极53b的延伸部532相互配置于同轴上。另外，通过各电极53a、电极53b的凸缘部531的端面与各凹部52b的朝向轴方向外侧的面接触，来规定第二电极53b的延伸部532相对于第一电极53a的延伸部532的插入尺寸。

另外，通过使各电极53a、电极53b嵌合至绝缘管52的各凹部52b，并且使金属管51的凸螺纹部51a螺合于所述绝缘管52的凹螺纹部52a，而使得金属管51的接触部511的前端面与电极53a、电极53b的凸缘部531接触，而使各电极53a、电极53b夹于绝缘管52与金属管51之间而固定。如上所述，本实施方式的天线5成为如下的结构：金属管51、绝缘管52、第一电极53a及第二电极53b配置于同轴上。另外，金属管51及绝缘管52的连接部具有相对于真空及冷却液cl的密封结构。本实施方式的密封结构通过设置于凸螺纹部51a的基端部的填料等密封构件16而实现。另外，也可以使用管用锥形螺钉(taperscrew)结构。

如上所述，金属管51与绝缘管52之间的密封、及金属管51与各电极53a、电极53b的电接触与凸螺纹部51a及凹螺纹部52a的紧固一并进行，因此组装作业非常简便。

在所述构成中，当冷却液cl从第一金属管51a流入时，冷却液cl穿过第一电极53a的主流路53x及贯通孔531h，流入至第二电极53b侧。流入至第二电极53b侧的冷却液cl穿过第二电极53b的主流路53x及贯通孔531h而流入至第二金属管51b。此时，第一电极53a的延伸部532与第二电极53b的延伸部532之间的圆筒状的空间被冷却液cl填满，所述冷却液cl成为电介质而构成电容器53。

＜靶材偏置电压与成膜速度的关系性评估＞

在本实施方式的溅射装置100中，评估了靶材偏置电压(v)与成膜速度(nm/min)的关系。另外，所使用的靶材t是igzo1114，尺寸是150mm×1000mm。天线间距离(间距宽度)是200mm。靶材-基板间距离是125mm。基板w的尺寸是320mm×400mm。

将真空容器2真空排气至3×10^-6托(torr)以下之后，一边导入100sccm的溅射用气体(ar气体)，一边将真空容器2内的压力调整成1.3pa。对多个天线5供给5kw、7kw或8kw的高频电力，而生成并维持感应耦合型的等离子体p。对靶材t施加直流电压脉冲(50khz、占空(duty)97％)，进行靶材t的溅射，而测定成膜速度。

将各高频电力下的各靶材偏置电压的成膜速度示于图4。例如当想要将成膜速度设为25nm/min时，只要设为如下即可：在高频电力为5kw的情况下，将靶材偏置电压设为-665v，在高频电力为7kw的情况下，将靶材偏置电压设为-440v，在高频电力为8kw的情况下，将靶材偏置电压设为-344v。

＜通过氧气的浓度而进行的成膜速度的评估＞

评估利用本实施方式的溅射装置100，将氧气与氩气一并供给至真空容器内时的成膜速度。另外，所使用的靶材t是igzo1114，尺寸为150mm×1000mm。天线间距离(间距宽度)为200mm。靶材-基板间距离为125mm。基板w的尺寸为320mm×400mm。

将真空容器2真空排气至3×10^-6torr以下之后，一边导入100sccm的混合气体(氩气+氧气)，一边将真空容器2内的压力调整成0.9pa。对多个天线5供给7kw或8kw的高频电力，生成并维持感应耦合型的等离子体p。对靶材t施加-400v的直流电压脉冲(50khz，占空(duty)97％)，进行靶材t的溅射，测定成膜速度。

将在各高频电力下改变了氧气的浓度时的成膜速度示于图5。如由所述图5表明，随着氧气的浓度增大，成膜速度变慢，从而可知只供给氩气而成膜时成膜速度最快。

＜igzo膜的氧结合状态的评估＞

利用x射线光电子分光分析装置(xps分析装置(岛津制作所股份有限公司制axisultra))，对使用本实施方式的溅射装置100而形成的igzo膜(根据本发明的igzo膜)的氧结合状态进行分析。另外，作为比较例，利用所述xps分析装置，对使用现有方式的射频(radiofrequency，rf)磁控溅射装置(荣工舍(eiko)股份有限公司制ess-300)而形成的igzo膜(根据现有例的igzo膜)的氧结合状态进行分析。

根据本发明的igzo膜：

将真空容器2真空排气至3×10^-6torr以下之后，一边导入100sccm的溅射用气体(只有ar气体)，一边将真空容器2内的压力调整成1.3pa。对多个天线5供给7kw的高频电力，生成并维持感应耦合型的等离子体p。对靶材t施加-400v的直流电压脉冲(50khz，占空(duty)97％)，对靶材t(igzo1114)进行溅射而成膜。

根据现有例的igzo膜：

将真空容器真空排气至3×10^-6torr以下之后，一边导入19.1sccm的溅镀用气体(ar气体)及0.9sccm的氧气(氧浓度4.5％的混合气体)，一边将真空容器内的压力调整成0.6pa。对阴极(cathode)供给100w的高频电力，对靶材t(igzo1114)进行溅射而成膜。

在图6中，表示通过xps分析装置而获得的ga2p3/2的xps光谱。另外，图7中，是表示对ga2p3/2的xps光谱、in3d5/2的xps光谱、zn2p3/2的xps光谱进行峰值分离而获得的各成分的比例的图。

如由所述图6及图7表明，通过利用本实施方式的溅射装置，即使不添加反应性气体(氧气)，也能够形成60％以上的金属元素与氧结合的膜。

＜本实施方式的效果＞

根据如上所述而构成的本实施方式的溅射装置100，在经由绝缘管52而相互邻接的金属管51电串联连接着电容器53，因此简而言之，天线5的合成电抗成为从感应性电抗减去电容性电抗的形式，从而能够减少天线5的阻抗。其结果为，即使在延长天线5的情况下，也能够抑制其阻抗的增大，高频电流容易流入至天线5，从而能够高效率地产生等离子体p。由此，能够提高等离子体p的密度，也能够提高成膜速度。

特别是根据本实施方式，利用冷却液cl填满第一电极53a与第二电极53b之间的空间而形成为电介质，所以能够消除构成电容器53的电极53a、电极53b与电介质之间所产生的间隙。其结果为，能够提高等离子体p的均匀性，能够提高成膜的均匀性。另外，通过将冷却液cl用作电介质，而不需要准备与冷却液cl另外的液体的电介质，另外能够使第一电极53a及第二电极53b冷却。冷却液cl通过温度调节机构而调整至固定温度，通过将所述冷却液cl用作电介质，能够抑制由温度变化引起的比介电常数的变化，而抑制电容值的变化，由此也能够提高等离子体p的均匀性。此外，当将水用作冷却液cl时，水的比介电常数为约80(20℃)，大于树脂制的电介质片材，所以能够构成可承受高电压的电容器53。

此外，根据本实施方式，能够独立地进行供给至天线5的高频电压及靶材t的偏置电压的设定，所以能够将偏置电压设定为如下程度的低电压，即，与等离子体p的生成独立地将等离子体p中的离子引入并溅射至靶材t。其结果为，能够在低电压下进行靶材t的溅射，所以能够减小靶材t的材料组成与形成于基板w的膜的组成的变化。另外，由于使用天线5而生成溅射用的等离子体p，所以能够与磁控溅射装置相比，一样地消耗靶材t，能够提高靶材t的使用效率。此外，在本实施方式中，是在靶材表面附近不具有直流磁场的构成，从而容易应用于磁性材料。

此外，能够消除可能产生于电极53a、电极53b与电介质之间的间隙的电弧放电，消除由电弧放电引起的电容器53的破损。另外，能够不考虑间隙，而利用第一电极53a及第二电极53b的距离、相向面积及冷却液cl的比介电常数来高精度地设定电容值。此外，也可以不需要用于填埋间隙的按压电极53a、电极53b及电介质的结构，能够防止由所述按压结构导致的天线周边的结构的复杂化及由此产生的等离子体p的均匀性变差。

＜其它变形实施方式＞

另外，本发明并不限于所述实施方式。

例如，在所述实施方式中，天线呈直线状，但也可以是弯曲或屈曲的形状。在此情况下，金属管也可以是弯曲或屈曲的形状，绝缘管也可以是弯曲或屈曲的形状。

在所述实施方式的电极中，延伸部呈圆筒状，但也可以是其它的方筒状，还可以是平板状或者弯曲或屈曲的板状。

在所述实施方式中，电容器53是包括两个圆筒状的延伸部的双筒结构，但是也可以如图8所示，将三个以上的圆筒状的延伸部532配置于同轴上。在此情况下，以如下的方式构成：将第一电极53a的延伸部532与第二电极53b的延伸部532交替地配置。在图8中，三个延伸部532之中，内侧及外侧的两个成为第一电极53a的延伸部532，中间的一个成为第二电极53b的延伸部532。如果是所述构成，则可以不增大电容器53的轴方向尺寸而增加相向面积。

此外，电极53a、电极53b与金属管51的接触除了所述端面彼此的接触以外，还可以如图9所示，在电极53a、电极53b设置接触端子533，以所述接触端子533与金属管51接触的方式而构成。图9的构成是如下的构成：设置从电极53a、电极53b的凸缘部531向轴方向外侧突出的接触端子533，所述接触端子533与金属管51的接触部511的外侧周面按压接触。在所述构成中，各电极53a、电极53b的相对位置通过绝缘管52的凹部52b的朝向轴方向外侧的面而规定。

此外，也可以将绝缘部件52的一侧的金属部件51的一部分设为第一电极53a。在此情况下，与绝缘部件52的另一侧的金属部件51电连接的第二电极53b可考虑设为如下的构成：穿过绝缘部件52的内部而延伸至绝缘部件52的一侧的金属部件51的内部。

此外，导体部件及绝缘部件呈管状，且具有一个内部流路，但也可以具有两个以上的内部流路，或者具有经分支的内部流路。

在所述实施方式中，是包括多个靶材保持部的构成，但也可以是包括一个靶材保持部的构成。在此情况下，理想的也是包括多个天线的构成，但也可以是包括一个天线的构成。

此外，如图10(a)所示，当沿基板w的表面设置的多个靶材t配置于从基板w的表面起大致相同的高度时，如图10(b)所示，在基板w的表面成膜的膜厚分布(由各靶材t导致的使膜厚重叠的膜厚分布)在靶材t的排列方向外侧分别变薄。

因此，为了抑制沿靶材t的排列方向的膜厚的不均，必须使靶材t的排列方向两侧的变薄的部分位于比基板w更靠外侧的位置。为此，例如会在向基板w的成膜中主要使用的靶材t(图10中的内侧三个靶材t)的排列方向外侧，分别设置用于补偿排列方向两侧的膜厚的副的靶材t(图10中的外侧两个靶材t)，从而产生靶材t的需要数量变多的问题。

因此，为了不需要增加靶材t，而抑制沿排列方向的膜厚的不均，优选的是如图11(a)所示，多个长条状的靶材t以呈大致平行的方式沿基板w的表面排列，所述靶材t之中分别位于排列方向外侧的靶材t比位于排列方向内侧的靶材t更靠近基板w的表面。

此处，设为将三根靶材t从上方观察等间隔地配置，与位于中央的靶材t相比，外侧两根靶材t的从基板w的表面算起的高度位置更低。

如果是如上所述的构成，则能够不在所述三根靶材t的两侧设置用于补偿排列方向两侧的膜厚的靶材，而如图11(b)所示，抑制沿排列方向的膜厚的不均。

另外，作为用于抑制沿靶材t的排列方向的膜厚的不均，并且减少靶材的数量的其它实施形态，优选的是如图12(a)所示，将多个长条状的靶材t以呈大致平行的方式沿基板w的表面排列，施加至所述靶材t之中分别位于排列方向外侧的靶材t的施加电压高于施加至位于排列方向内侧的靶材t的施加电压。

具体地说，使外侧靶材偏置电源11a与内侧靶材偏置电源11b分别开来，对各个靶材偏置电源11a、靶材偏置电源11b进行独立控制，所述外侧靶材偏置电源11a对分别位于排列方向外侧的靶材t施加电压，所述内侧靶材偏置电源11b对位于排列方向内侧的靶材t施加电压。此处，将三根靶材t从上方观察等间隔地配置，使外侧两根靶材t的施加电压高于中心的靶材t的施加电压。另外，从基板w的表面到各靶材t为止的高度位置相一致。

如果是如上所述的构成，则能够不在所述三根靶材t的两侧设置用于补偿排列方向两侧的膜厚的靶材，而如图12(b)所示，抑制沿靶材t的排列方向的膜厚的不均。

除了以上所述的构成以外，为了抑制沿靶材t的排列方向的膜厚的不均，也可以使图11的构成及图12的构成组合起来。即，也可以一方面使排列方向外侧的靶材t比排列方向内侧的靶材t更靠近基板w的表面，一方面使排列方向外侧的靶材t的施加电压高于排列方向内侧的靶材t的施加电压。

另外，在图11及图12中说明了设置有三根靶材的情况，但是也可以设置三根以上的靶材。

如果是例如设置有五根靶材的情况，则也可以使排列方向内侧三根靶材t的高度位置相一致，并使排列方向外侧的两根靶材t的高度位置降低。另外，也可以按排列方向中央的一根靶材t、其外侧的两根靶材、进而其外侧的两根靶材的顺序使高度位置降低。即，也可以随着从排列方向中央的靶材t朝向排列方向外侧的靶材t，分阶段地使高度位置降低。

另外，如图10(c)所示，与以上所述的沿靶材t的排列方向的膜厚的不均同样地，靶材t的长度方向两侧也膜厚变薄。

因此，为了防止靶材t的长度方向两侧的膜厚变薄，优选的是如图13(a)所示，多个长条状的第一靶材t1以长度方向为大致平行的方式沿基板w的表面排列，并配置有一对第二靶材t2，所述一对第二靶材t2分别设置于第一靶材t1的长度方向两侧，沿第一靶材t1的排列方向延伸。

此处设为将三根第一靶材t1从上方观察等间隔地配置，并且与图11同样地，与排列方向内侧的第一靶材t1相比，排列方向外侧的第一靶材t1的从基板w的表面算起的高度位置更低。另外，一对第二靶材t2与排列方向外侧的第一靶材t1的高度位置相一致。另外，此处，各第一靶材t1及第二靶材t2与共同的靶材偏置电源11连接。

如果是如上所述的构成，则在第一靶材t1的长度方向两侧分别设置有第二靶材t2，所以通过对第二靶材t2进行溅射，能够如图13(c)所示，增加第一靶材t1的长度方向两侧的膜厚。

另外，设为与排列方向内侧的第一靶材t1相比，排列方向外侧的第一靶材t1的从基板w的表面算起的高度位置更低，所以如图13(b)所示，能够抑制沿第一靶材t1的排列方向的膜厚分布的不均。

其结果为，能够在第一靶材t1的排列方向及长度方向上分别抑制在基板w成膜的膜厚分布的不均。

另外，为了抑制沿排列方向的膜厚分布的不均，也可以使用图12所示的构成。即，将排列方向外侧的第一靶材t1及一对第二靶材t2与共同的第一靶材偏置电源连接，并且将排列方向内侧的第一靶材t1与不同于第一靶材偏置电源的第二靶材偏置电源连接，使排列方向外侧的第一靶材t1及一对第二靶材t2的施加电压高于排列方向内侧的第一靶材t1的施加电压。

此外，毋庸置言，本发明并不限于所述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变形。

[产业上的可利用性]

根据本发明，能够利用天线高效率地产生溅射用的等离子体，并且使等离子体的均匀性提高而使成膜的均匀性提高。