CN109154075B - 氧化铝膜的形成方法 - Google Patents

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Abstract

氧化铝膜的形成方法包括使用具备以氧化铝作为主成分的靶材的单个真空室对各基板逐一进行一系列的处理。一系列的处理包括由下述处理构成：基板向真空室中的搬入(步骤S11)；溅射气体向真空室中的供给；氧化铝膜在基板上的形成(步骤S13)，其由使用溅射气体的等离子体的生成和使用等离子体的靶材的溅射构成；等离子体的生成的停止；以及基板从真空室中的搬出(步骤S14)。将从上次的形成后到此次的形成前的处理作为成膜间处理，连续的多次成膜间处理中的至少1次中包括氧气向真空室中的供给和停止(步骤S12)。

Description

氧化铝膜的形成方法
技术领域
本发明涉及氧化铝膜的形成方法。
背景技术
氧化铝膜被用作各种半导体器件所具有的层结构的一部分。氧化铝膜是通过使用由溅射气体生成的等离子体对以氧化铝作为主成分的靶材进行溅射而形成在成膜对象上的(例如参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-91861号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，若在1个成膜空间中对于逐片的成膜对象连续重复地进行氧化铝膜的形成，则随着成膜空间的状态持续变化，例如随着成膜对象数目的增加，会产生氧化铝膜的成膜速度提高的现象。
本发明的目的在于提供一种氧化铝膜的形成方法，该方法能够抑制氧化铝膜的成膜速度随着形成了氧化铝膜的成膜对象数目的增加而提高的倾向。
解决课题的手段
用于解决上述课题的氧化铝膜的形成方法使用具备以氧化铝作为主成分的靶材的单个真空室对各成膜对象逐一进行一系列的处理。上述一系列的处理由下述处理构成：上述成膜对象向上述真空室中的搬入，将位于上述真空室的外部的上述成膜对象转移到上述真空室的内部；不含有氧的气体向上述真空室中的供给；氧化铝膜在上述成膜对象上的形成，其由使用上述气体的等离子体的生成和使用上述等离子体的上述靶材的溅射构成；上述等离子体的生成的停止；以及上述成膜对象从上述真空室中的搬出，将位于上述真空室的内部的上述成膜对象转移到上述真空室的外部。将从上次的所述形成后到此次的所述形成前的处理作为成膜间处理，连续的多次上述成膜间处理中的至少1次中包括含有氧的气体向上述真空室中的供给和停止。
本发明人对氧化铝膜的形成方法进行了深入研究，发现了以下的内容。即，对于多个成膜对象，在针对每个成膜对象形成氧化铝膜时，通过在上次的氧化铝膜的形成后与此次的氧化铝膜的形成前之间向真空室中供给含有氧的气体，可抑制氧化铝膜的成膜速度提高的倾向。
从这方面出发，利用上述构成，在上次的氧化铝膜的形成后与此次的氧化铝膜的形成前之间向真空室中供给含有氧的气体。因此，能够抑制氧化铝膜的成膜速度随着成膜对象数目的增加而提高的倾向。
在上述氧化铝膜的形成方法中，在上述成膜对象向上述真空室中的搬入之后可以进行上述含有氧的气体向上述真空室中的供给和停止。
根据上述构成，由于在含有氧的气体向真空室中的供给和停止与紧随其后进行的氧化铝膜的形成之间不进行成膜对象的搬入和搬出，因而在含有氧的气体刚供给之后直到氧化铝膜的形成为止，真空室的内部不向真空室的外部开放。由此，在紧随着含有氧的气体供给之后的氧化铝膜的形成中，容易得到由氧气的供给和停止所带来的效果。
在上述氧化铝膜的形成方法中，在全部的上述成膜间处理中可以包括上述含有氧的气体向上述真空室中的供给和停止。
根据上述构成，由于在每次成膜间处理时针对真空室供给含有氧的气体，因而能够对各氧化铝膜的形成带来因含有氧的气体的供给所致的影响。因此，与含有氧的气体的供给频率更低的情况相比，可进一步抑制氧化铝膜的成膜速度随着成膜对象数目的增加而提高的情况。
在上述氧化铝膜的形成方法中，上述含有氧的气体的供给和停止可以在上述不含氧的气体向上述真空室中的供给之间进行。
根据上述构成，由于将含有氧的气体与用于对靶材进行溅射的气体一起供给到真空室中，因而含有氧的气体容易遍布在整个真空室中。因此，供给含有氧的气体的效果容易反映在氧化铝膜的成膜速度上。
在上述氧化铝膜的形成方法中，在上述含有氧的气体向上述真空室中的供给中，每单位体积的上述含有氧的气体的供给量可以为7.31×10-5mol/m3以上且2.90×10-4mol/m3以下。
在上述氧化铝膜的形成方法中，在上述含有氧的气体向上述真空室中的供给中，每单位体积的上述含有氧的气体的供给量可以为7.31×10-5mol/m3以上且4.54×10-4mol/m3以下，并且在此次的形成时上述真空室内的含有氧的气体的分压可以小于1.29×10-4Pa。
本发明人对于氧化铝膜的形成方法进行了深入研究，结果发现，通过使含有氧的气体向真空室中的供给满足以下的条件，可抑制氧化铝膜的成膜速度在多个基板间产生偏差。
即，本发明人发现，通过使每单位体积的含有氧的气体的供给量为7.31×10-5mol/m3以上且2.90×10-4mol/m3以下，可抑制氧化铝膜的成膜速度在多个基板间产生偏差。
另外，本发明人发现，通过使每单位体积的含有氧的气体的供给量为7.31×10- 5mol/m3以上且4.54×10-4mol/m3以下、且在等离子体生成时真空室内的含有氧的气体的分压小于1.29×10-4Pa，也可得到与上述等同的效果。
从这方面出发，根据上述构成，能够抑制氧化铝膜的成膜速度在多个基板间产生偏差。
附图说明
图1是示出进行氧化铝膜的形成方法的溅射装置的示意性构成的框图。
图2是用于说明一个实施方式中的氧化铝膜的形成方法的过程的流程图。
图3是用于说明氧化铝膜的形成方法中的排气部、溅射气体供给部、氧气供给部和高频电源的驱动的时序图。
图4是示出实施例1中的形成了氧化铝膜的基板的片数与各基板上所形成的氧化铝膜的厚度的关系的曲线图。
图5是示出实施例2中的形成了氧化铝膜的基板的片数与各基板上所形成的氧化铝膜的厚度的关系的曲线图。
图6是示出实施例3中的形成了氧化铝膜的基板的片数与各基板上所形成的氧化铝膜的厚度的关系的曲线图。
图7是示出实施例4中的形成了氧化铝膜的基板的片数与各基板上所形成的氧化铝膜的厚度的关系的曲线图。
图8是示出实施例5中的形成了氧化铝膜的基板的片数与各基板上所形成的氧化铝膜的厚度的关系的曲线图。
图9是示出实施例6中的形成了氧化铝膜的基板的片数与各基板上所形成的氧化铝膜的厚度的关系的曲线图。
图10是示出比较例1中的形成了氧化铝膜的基板的片数与各基板上所形成的氧化铝膜的厚度的关系的曲线图。
具体实施方式
参照图1至图10对于将氧化铝膜的形成方法具体化的一个实施方式进行说明。在下文中，依照实施氧化铝膜的形成方法的溅射装置的构成、氧化铝膜的形成方法和实施例的顺序进行说明。
[溅射装置]
参照图1对溅射装置的构成进行说明。
如图1所示，溅射装置10具备具有分隔出成膜空间11S的箱状的真空室11，用于支承作为成膜对象的一例的基板S的支承部12位于真空室11的内部。支承部12例如为工作台。
在真空室11中，在与支承部12相对的部位固定有背板13，在背板13的与支承部12相对的面固定有靶材14。靶材14的主成分为氧化铝，靶材14中的95质量％以上为Al2O3，优选99质量％以上为Al2O3。
磁路15位于真空室11的外部、且相对于背板13位于靶材14所在侧的相反侧。磁路15在靶材14中的与支承部12相对的面形成漏泄磁场。磁路15可以包含以沿着靶材14和支承部12所相对的方向延伸的轴为中心旋转的机构。利用这样的机构，磁路15可以改变靶材14中的与磁路15相对的部位。
真空室11具有贯穿真空室11的壁部的一部分的搬出入口11a。通过搬出入口11a进行基板S相对于真空室11的搬入和搬出。需要说明的是，溅射装置10也可以为例如在具备多个真空室的多腔室型成膜装置中包含1个真空室作为上述真空室11的构成。
这种情况下，真空室11藉由门阀与例如用于搬运基板S的其他真空室连接，基板S利用位于其他真空室内部的搬运机器人被搬运至真空室11。
在真空室11连接有用于对真空室11的内部进行排气的排气部16，排气部16包含例如各种泵、阀。在真空室11进一步连接有溅射气体供给部17和氧气供给部18。溅射气体供给部17例如为将作为不含氧的气体的一例的溅射气体以规定的流量供给到真空室11的内部的质量流量控制器。溅射气体例如为氩(Ar)气体。氧气供给部18例如为将作为含有氧的气体的一例的氧气以规定的流量供给到真空室11的内部的质量流量控制器。
高频电源19与背板13连接，高频电源19通过对背板13施加高频电压而对靶材14施加高频电压。
溅射装置10具备控制部10C，控制部10C与排气部16、溅射气体供给部17、氧气供给部18和高频电源19电气连接，控制排气部16、溅射气体供给部17、氧气供给部18和高频电源19的驱动。
需要说明的是，在溅射装置10包含于上述多腔室型成膜装置中的情况下，控制部10C与门阀和搬运机器人电气连接，可以通过控制门阀的驱动和搬运机器人的驱动来控制基板S向真空室11的搬运。
在这样的溅射装置10中，控制部10C驱动排气部16，从而将真空室11减压至规定的压力。接下来，在将基板S搬入到真空室11的内部后，控制部10C使溅射气体供给部17向真空室11供给溅射气体。并且，控制部10C驱动高频电源19向背板13施加电压。由此，通过在靶材14的周围生成等离子体而对靶材14进行溅射。作为结果，在基板S的表面形成氧化铝膜。
[氧化铝膜的形成方法]
参照图2和图3对氧化铝膜的形成方法进行说明。
在氧化铝膜的形成方法中，使用具备以氧化铝作为主成分的靶材14的单个真空室11对多个基板S中的各基板S逐一进行一系列的处理。一系列的处理由基板S的搬入、溅射气体向真空室11中的供给、氧化铝膜的形成、等离子体的生成的停止以及基板S的搬出构成。
在基板S的搬入中，将位于真空室11的外部的基板S转移到真空室11的内部。在溅射气体向真空室11中的供给中，向真空室11中供给作为用于在真空室11内生成等离子体的气体的溅射气体。氧化铝膜的形成由使用溅射气体的等离子体的生成和使用等离子体的靶材14的溅射构成。在等离子体的生成的停止中，停止用于形成氧化铝膜的等离子体的生成。在基板S的搬出中，将位于真空室11的内部的基板S转移到真空室11的外部。
在这样的一系列的处理中，从上次的氧化铝膜的形成后到此次的氧化铝膜的形成前的处理为成膜间处理。即，上述的处理之中，在上次的氧化铝膜的形成之后将形成了氧化铝膜的基板S搬出的处理以及将用于形成此次的氧化铝膜的基板S搬入到真空室11中的处理分别包含在成膜间处理中。
氧化铝膜的形成方法中，在连续的多次成膜间处理中的至少1次中包括氧气向真空室11中的供给和停止。
根据这样的氧化铝膜的形成方法，由于在上次的氧化铝膜的形成后与此次的氧化铝膜的形成前之间向真空室11中供给氧气，因而能够抑制氧化铝膜的成膜速度随着基板S数目的增加而提高的倾向。
而且，在氧化铝膜的形成方法中，在基板S向真空室11中的搬入之后进行氧气向真空室11中的供给和停止。
由于在含有氧的气体向真空室11中的供给和停止与紧随其后进行的氧化铝膜的形成之间不进行成膜对象的搬入和搬出，因而在氧气刚供给之后直到氧化铝膜的形成为止，真空室11的内部不向真空室11的外部开放。由此，在紧随着氧气供给之后的氧化铝膜的形成中，容易得到由氧气的供给和停止所带来的效果。
另外，在氧化铝膜的形成方法中，在全部的成膜间处理中包含氧气向真空室11中的供给和停止。
在氧化铝膜的形成方法中，由于在每次成膜间处理时针对真空室11供给氧气，因而能够对各氧化铝膜的形成带来因氧气的供给所致的影响。因此，与氧气的供给频率更低的情况相比，可进一步抑制氧化铝膜的成膜速度随着基板S数目的增加而提高的情况。
在氧化铝膜的形成方法中，氧气的供给和停止在溅射气体向真空室11中的供给之间进行。由此，由于将氧气与溅射气体一起供给到真空室11中，因而氧气容易遍布在整个真空室11中。因此，供给氧气的效果容易反映在氧化铝膜的成膜速度上。
在一个实施方式中，如图2所示，氧化铝膜的形成方法包括搬入工序(步骤S11)、供给工序(步骤S12)、形成工序(步骤S13)和搬出工序(步骤S14)。
在搬入工序中，将位于真空室11的外部的成膜前的基板S搬入到真空室11的内部、并且将基板S配置在支承部12。基板S的搬入包括从基板S位于真空室11的外部的时刻起到基板S位于真空室11的内部的时刻为止的期间。
即，基板S的搬入包括溅射装置10的下述待机期间，该期间是在确定作为溅射装置10的处理对象的多个基板S中的随后利用溅射装置10进行处理的基板S的状态下等待溅射装置10将该确定的基板S搬入的期间。另外，基板S的搬入包括为了将1个基板S从真空室11的外部转移到真空室11的内部而使基板S在真空室11的外部与真空室11的内部的边界处移动的期间。
在供给工序中，控制部10C使氧气供给部18进行向配置有基板S的成膜空间11S的内部供给氧气的开始和停止。此时，由于控制部10C没有使高频电源19对靶材14施加高频电压，因而真空室11的内部不会生成使用氧气的等离子体。此外，控制部10C使氧气供给部18开始氧气的供给、同时使溅射气体供给部17开始氩气向真空室11的内部的供给。
在形成工序中，控制部10C使溅射气体供给部17继续对真空室11供给氩气。接下来，控制部10C驱动高频电源19，藉由背板13对靶材14施加高频电压。由此，控制部10C在基板S的表面形成具有规定的厚度的氧化铝膜。
在搬出工序中，将位于真空室11的内部的成膜后的基板S搬出到真空室11的外部。基板S的搬出包括从基板S位于真空室11的内部的时刻起到基板S位于真空室11的外部的时刻为止的期间。
即，基板S的搬出包括溅射装置10在下述状态下待机的期间，该状态是通过将作为溅射装置10的处理对象的多个基板S中的完成了利用溅射装置10进行的处理的特定基板S转移到真空室11的外部而使基板S不位于真空室11的内部的状态。另外，基板S的搬出包括为了将1个基板S从真空室11的内部转移到真空室11的外部而使基板S在真空室11的内部与真空室11的外部的边界处移动的期间。
需要说明的是，基板S的搬出所包括的待机的期间与基板S的搬入所包括的待机的期间进行切换的时刻是溅射装置10中的处理对象从第m片(m≦1)基板S转移到第m+1片的时刻。
在氧化铝膜的形成方法中，在进行了从步骤S11到步骤S14的处理之后，控制部10C判断是否利用溅射装置10对第n片(n≦2)基板S进行了处理(步骤S15)。在控制部10C判断进行了n片基板S的处理时(步骤S15：是)，暂且结束氧化铝膜的形成。另一方面，在控制部10C判断未进行n片基板S的处理时(步骤S15：否)，重复从步骤S11到步骤S14的处理直到对n片基板进行了处理。
图3示出了利用溅射装置10在第1片基板S上形成氧化铝膜时的排气部16、溅射气体供给部17、氧气供给部18和高频电源19的驱动方式。需要说明的是，在溅射装置10中在第2片以后的基板S上形成氧化铝膜时，以规定的间隔重复以下说明的从定时t2到定时t6的处理。
如图3所示，在定时t1，控制部10C驱动排气部16，排气部16以规定的排气流量Fv对真空室11的内部进行排气。在定时t1之后接着定时t1且在定时t2之前将基板S搬入到真空室11的内部。即，在从定时t1到定时t2之间包括上述的搬入工序。
在定时t2，控制部10C开始向溅射气体供给部17和氧气供给部18进行气体的供给。由此，溅射气体供给部17以规定的流量Fa向真空室11的内部供给氩气。另外，氧气供给部18以规定的流量Fo向真空室11的内部供给氧气。
在定时t3，控制部10C停止向氧气供给部18供给氧气。此时，控制部10C以与在定时t2向溅射气体供给部17供给的流量Fa相同的流量Fa继续向溅射气体供给部17供给氩气。即，从定时t2到定时t3的期间为上述的供给工序。
在供给工序中，真空室11的压力在供给氩气和氧气的状态下优选为0.1Pa以上且2.5Pa以下。需要说明的是，供给氩气和氧气之前的真空槽的压力优选为1×10-6Pa以上且1×10-4Pa以下。氩气的流量Fa例如为35sccm以上且200sccm以下，另一方面，氧气的流量Fo为4sccm以上且10sccm以下。氩气的流量Fa优选明显大于氧气的流量Fo，例如优选大于10倍以上。在这样的条件下，氧气向真空室11中供给的时间优选为2秒以上且10秒以下。
另外，在供给工序中，每单位体积的氧气的供给量优选为7.31×10-5mol/m3以上且2.90×10-4mol/m3以下。或者，在等离子体的生成时、换言之在开始向靶材施加高频电压时的真空室11内的氧气的分压小于1.29×10-4Pa时，每单位体积的氧气的供给量可以为7.31×10-5mol/m3以上且4.54×10-4mol/m3以下。
在供给工序中，通过使成膜空间11S的每单位体积的氧气的供给量包含在上述的范围中，可进一步抑制氧化铝膜的成膜速度随着形成有氧化铝膜的基板S数目的增加而提高的倾向。
在定时t4，控制部10C驱动高频电源19使高频电源19向靶材14施加规定的高频电压V。需要说明的是，从定时t3到定时t4的期间为供给到真空室11中的氧气利用排气部16排出到真空室11的外部的期间。在定时t5，控制部10C使高频电源19停止向靶材14施加高频电压。即，从定时t4到定时t5的期间为上述的形成工序。
在定时t6，控制部10C使溅射气体供给部17停止氩气的供给。控制部10C在从定时t2到定时t6之间的期间使溅射气体供给部17向真空室11的内部供给相同流量Fa的氩气。
因此，与在从定时t2到定时t4的期间不供给氩气的情况、或者在从定时t2到定时t4之间改变氩气的流量的情况相比，能够得到以下的效果。
即，从定时t2到定时t4的期间为从开始氩气的供给到由氩气生成等离子体的期间。由于在该期间氩气的流量保持一定，因而在从氩气生成等离子体时，氩气的流量稳定。因此容易由氩气生成等离子体。
另外，在从定时t2到定时t6之间，以明显大于氧气的流量Fo的流量Fa向真空室11供给氩气。因此，在定时t2到定时t3之间，即使进行氧气供给的开始和停止，也可抑制成膜空间11S的内部的压力变化。
[实施例]
参照图4至图10对实施例1至实施例6和比较例1进行说明。
在实施例1至实施例6和比较例1中，将上述的定时t2到定时t6的氩气的流量设定为200sccm，将定时t4到定时t5的高频电源的输出功率设定为4000W，并且将从定时t4到定时t5的时间设定为129秒。
在实施例1至实施例4，将定时t2到定时t3的氧气的流量设定为4sccm，在实施例5和实施例6，将定时t2到定时t3的氧气的流量设定为10sccm。另外，在定时t2到定时t3，将真空室的内部的压力设定为2.3Pa。
需要说明的是，在实施例1至实施例6，将从定时t2到定时t4的时间设定为15秒。另一方面，关于从定时t2到定时t3的时间也即供给氧气的时间，在实施例1和实施例5中设定为2秒、在实施例2和实施例6中设定为5秒、在实施例3中设定为8秒、在实施例4中设定为10秒。与之相对，在比较例1中不进行氧气的供给。
需要说明的是，在氧化铝膜的形成中所用的溅射装置中，真空室的容积为0.082m3。因此，在各实施例以及比较例中，在供给到真空室中的氧气的流量与供给氧气的时间的乘值为表1所示的各值时，供给到真空室中的氧气的摩尔数和每单位体积的摩尔数(mol/m3)(换言之每单位体积的供给量)如表1所示。
[表1]
流量(sccm×秒) 摩尔数(mol) 每单位体积的摩尔数(mol/m<sup>3</sup>)
8 0.60×10<sup>-5</sup> 7.31×10<sup>-5</sup>
20 1.49×10<sup>-5</sup> 1.81×10<sup>-4</sup>
32 2.38×10<sup>-5</sup> 2.90×10<sup>-4</sup>
40 2.98×10<sup>-5</sup> 3.63×10<sup>-4</sup>
50 3.72×10<sup>-5</sup> 4.54×10<sup>-4</sup>
如表1所示，实施例1中的摩尔数为0.60×10-5mol、每单位体积的摩尔数为7.31×10-5mol/m3。实施例2和实施例5中的摩尔数为1.49×10-5mol、每单位体积的摩尔数为1.81×10-4mol/m3。实施例3中的摩尔数为2.38×10-5mol、每单位体积的摩尔数为2.90×10-4mol/m3。
实施例4中的摩尔数为2.98×10-5mol、每单位体积的摩尔数为3.63×10-4mol/m3。实施例6中的摩尔数为3.72×10-5mol、每单位体积的摩尔数为4.54×10-4mol/m3。
在各实施例以及比较例1中，对于25片基板连续地形成氧化铝膜，对第1片、第5片、第10片、第15片、第16片、第20片和第25片的各基板上所形成的氧化铝膜的厚度进行测定。另外，在各实施例以及比较例1中，基于所测定的氧化铝膜的厚度制作线形近似曲线。
需要说明的是，在以下参考的图4至图10中，叠加示出了表示氧化铝膜的厚度与所处理的基板的片数的关系的曲线图和各曲线图的线形近似曲线。
如图4所示，确认到实施例1中的氧化铝膜的厚度从第1片起依次为525.23％、526.76％、525.57％、525.38％、528.28％、528.97％和527.92％。另外确认到线形近似曲线的斜率为正、即具有氧化铝膜的成膜速度随着反复形成氧化铝膜而提高的倾向。
如图5所示，确认到实施例2中的氧化铝膜的厚度从第1片起依次为525.76％、527.19％、526.48％、525.32％、526.32％、526.47％和525.51％。另外确认到线形近似曲线的斜率为负、即具有氧化铝膜的成膜速度随着反复形成氧化铝膜而降低的倾向。
如图6所示，确认到实施例3中的氧化铝膜的厚度从第1片起依次为542.56％、544.39％、543.42％、542.67％、545.04％、545.74％和544.18％。另外确认到线形近似曲线的斜率为正、即具有氧化铝膜的成膜速度随着反复形成氧化铝膜而提高的倾向。
如图7所示，确认到实施例4中的氧化铝膜的厚度从第1片起依次为520.45％、520.86％、518.19％、516.09％、517.59％、517.50％和516.19％。另外确认到线形近似曲线的斜率为负、即具有氧化铝膜的成膜速度随着反复形成氧化铝膜而降低的倾向。
如图8所示，确认到实施例5中的氧化铝膜的厚度从第1片起依次为546.27％、548.09％、546.90％、547.03％、547.73％、547.60％和547.73％。另外确认到线形近似曲线的斜率为正、即具有氧化铝膜的成膜速度随着反复形成氧化铝膜而提高的倾向。
如图9所示，确认到实施例6中的氧化铝膜的厚度从第1片起依次为544.65％、546.82％、544.91％、543.96％、546.69％、547.11％和546.59％。另外确认到线形近似曲线的斜率为正、即具有氧化铝膜的成膜速度随着反复形成氧化铝膜而提高的倾向。
如图10所示，确认到比较例1中的氧化铝膜的厚度从第1片起依次为553.23％、556.35％、555.27％、555.47％、555.58％、557.44％和556.80％。另外确认到线形近似曲线的斜率为正、即具有氧化铝膜的成膜速度随着反复形成氧化铝膜而提高的倾向。
在各实施例以及比较例1中分别计算出在第1片到第25片基板上形成的氧化铝膜的平均值。另外计算出从第25片氧化铝膜的厚度也即最终值减去平均值而得到的值，将其作为膜厚的增加量。这些计算结果如以下的表2所示。
[表2]
最终值 平均值 增加量
实施例1 527.92 526.87 1.05
实施例2 525.51 526.15 -0.64
实施例3 544.18 544.00 0.18
实施例4 516.19 518.12 -1.93
实施例5 547.60 547.34 0.26
实施例6 546.59 545.81 0.78
比较例1 556.80 555.73 1.07
如表2所示，确认到增加量在实施例1中为1.05％、在实施例2中为-0.64％、在实施例3中为0.18％、在实施例4中为-1.93％、在实施例5中为0.26％、在实施例6中为0.78％、在比较例1中为1.07％。
即，根据实施例1至实施例6确认到增加量减小、即抑制了氧化铝膜的成膜速度随着所处理的基板片数的增加而逐渐增大的倾向。与之相对，在比较例1中确认到增加量大于实施例1至实施例6中的全部增加量、即具有氧化铝膜的成膜速度随着所处理的基板片数的增加而逐渐提高的倾向。
在各实施例以及比较例1中分别计算出在第1片到第25片基板上形成的氧化铝膜中的最大膜厚减去最小膜厚的值、即膜厚差ΔT(％)。进行膜厚差ΔT的计算的结果如下述表3所示。
[表3]
膜厚差ΔT(％)
实施例1 3.74
实施例2 1.87
实施例3 3.18
实施例4 4.77
实施例5 1.82
实施例6 3.15
比较例1 4.21
如表3所示，确认到膜厚差ΔT在实施例1中为3.74％、在实施例2中为1.87％、在实施例3中为3.18％、在实施例4中为4.77％、在实施例5中为1.82％、在实施例6中为3.15％、在比较例1中为4.21％。
即，根据实施例1至实施例3、实施例5和实施例6确认到因氧化铝膜的成膜速度随着所处理的基板片数的增加而逐渐增大所引起的氧化铝膜的成膜速度的偏差受到了抑制。即确认到，在每单位体积的氧气的供给量为7.31×10-5mol/m3以上且2.90×10-4mol/m3以下时，除了抑制氧化铝膜的成膜速度随着所处理的基板片数的增加而逐渐提高的倾向以外，还抑制了多个基板间的氧化铝膜的成膜速度的偏差。
需要说明的是，在实施例4中，在即将向靶材施加高频电压之前、即在紧靠上述的定时t4之前对真空室内的氧气分压进行测定，结果确认到为1.74×10-4Pa。与之相对，在实施例6中确认到，与实施例4相比，每单位时间的氧气的供给量大于实施例4，另一方面，氧气排出的期间比实施例4更长，因而在即将向靶材施加高频电压之前的氧气分压为4.66×10- 5Pa。
进而，在实施例6中改变排气时间进行了验证，结果确认到，在即将向靶材施加高频电压之前的氧气分压小于1.29×10-4时，多个基板间的氧化铝膜的成膜速度的偏差受到了抑制。即确认到，即使每单位体积的氧气的供给量为4.54×10-4mol/m3，只要等离子体生成时的氧气分压小于1.29×10-4Pa，即可抑制多个基板间的氧化铝膜的成膜速度的偏差。
另外确认到，在与实施例4相比每单位时间的氧气的供给量更小、且氧气的排气期间更长的实施例中，即将向靶材施加高频电压之前的氧气分压小于1.29×10-4Pa。具体地说，确认到实施例1中为3.03×10-5Pa、实施例2中为3.62×10-5Pa、实施例3中为5.61×10-5、实施例5中为3.43×10-5Pa。
如以上且所说明，根据氧化铝膜的形成方法的一个实施方式，能够得到以下列举的效果。
(1)由于在上次的氧化铝膜的形成后与此次的氧化铝膜的形成前之间向真空室11供给氧气，因而能够抑制氧化铝膜的成膜速度随着所处理的基板S数目的增加而提高的倾向。
(2)由于在氧气向真空室11中的供给和停止与紧随其后进行的氧化铝膜的形成之间不进行基板S的搬入和搬出，因而在氧气刚供给之后直到氧化铝膜的形成为止，真空室11的内部不向真空室11的外部开放。由此，在紧随着氧气供给之后的氧化铝膜的形成中，容易得到由氧气的供给和停止所带来的效果。
(3)由于在每次成膜间处理时针对真空室11供给氧气，因而能够对各氧化铝膜的形成带来因氧气的供给所致的影响。因此，与氧气的供给频率更低的情况相比，可进一步抑制氧化铝膜的成膜速度随着基板S数目的增加而提高的情况。
(4)由于将氧气与溅射气体一起供给到真空室11中，因而氧气容易遍布在整个真空室11中。因此，供给氧气的效果容易反映在氧化铝膜的成膜速度上。
(5)通过使每单位体积的氧气的供给量为7.31×10-5mol/m3以上且2.90×10-4mol/m3以下，能够抑制多个基板间的氧化铝膜的成膜速度的偏差。
(6)通过使每单位体积的氧气的供给量为7.31×10-5mol/m3以上且4.54×10-4mol/m3以下、并且使等离子体生成时的氧气分压小于1.29×10-4Pa，能够抑制多个基板间的氧化铝膜的成膜速度的偏差。
需要说明的是，上述的实施方式可以如下进行适宜变更来实施。
·即使每单位体积的氧气的供给量为7.31×10-5mol/m3以上且4.54×10-4mol/m3以下的范围，等离子体生成时的氧气分压也可以为1.29×10-4Pa以上且。即使为这样的构成，只要成膜间处理包括氧气的供给和停止，即能够得到与上述的(1)同等的效果。
·每单位体积的氧气的供给量可以小于7.31×10-5mol/m3、也可以大于2.90×10- 4mol/m3。即使为这样的构成，只要成膜间处理包括氧气的供给和停止，即能够得到与上述的(1)同等的效果。
·氧气也可以不与溅射气体一起供给到真空室11中。即，成膜间处理中的氧气的供给中，可以仅将氧气供给到真空室11中。即使为这样的构成，由于成膜间处理中包括向真空室11中供给氧气，因而也能够得到与上述的(1)同等的效果。
·各成膜间处理也可以不包括氧气的供给和停止，只要的连续的多次成膜间处理中的至少1次成膜间处理包括氧气的供给和停止即可。若为这样的构成，则每次进行氧气的供给和停止时能够抑制氧化铝膜的膜厚随着反复多次进行氧化铝膜的形成而逐渐增大的倾向。
·氧气的供给和停止可以包括在成膜间处理中的除了溅射气体的供给处理以外的基板S的搬入和基板S的搬出中的任一期间。需要说明的是，如上所述，由于基板S的搬入包括等待基板S的搬入的期间以及进行基板S的搬入的期间这两个期间，因而氧气的供给和停止可以在这两个期间中的任一期间进行。另外，由于基板S的搬出包括搬出基板S后的待机期间、以及进行基板S的搬出的期间这两个期间，因而氧气的供给和停止可以在这两个期间中的任一期间进行。即使为这样的构成，只要在成膜间处理中进行氧气的供给和停止，即能够得到与上述的(1)同等的效果。
·溅射气体并不限于氩气，也可以为例如其他的稀有气体等。总之，溅射气体只要为不含氧、并且能够通过以氧化铝作为主成分的靶材的溅射而在成膜对象上形成氧化铝膜的气体即可。
·成膜间处理时所供给的含有氧的气体并不限于上述的氧气，可以为例如臭氧、H2O，也可以为NO2、N2O、CO2等。即使在使用这些气体的情况下，只要在成膜间处理中供给到真空室11中的气体为含氧的气体，基能够得到与上述的(1)同等的效果。另外，也可以与含有氧的气体同时进行氮气的供给。
附图标记说明
10…溅射装置、10C…控制部、11…真空室、11a…搬出入口、11S…成膜空间、12…支承部、13…背板、14…靶材、15…磁路、16…排气部、17…溅射气体供给部、18…氧气供给部、19…高频电源、S…基板。

Claims (5)

1.一种氧化铝膜的形成方法，其中，该方法使用具备以氧化铝作为主成分的靶材的单个真空室对各成膜对象逐一进行一系列的处理，
所述一系列的处理由下述处理构成：
所述成膜对象向所述真空室中的搬入，将位于所述真空室的外部的所述成膜对象转移到所述真空室的内部；
不含有氧的气体向所述真空室中的供给；
氧化铝膜在所述成膜对象上的形成，其由使用所述气体的等离子体的生成和使用所述等离子体的所述靶材的溅射构成；
所述等离子体的生成的停止；以及
所述成膜对象从所述真空室中的搬出，将位于所述真空室的内部的所述成膜对象转移到所述真空室的外部，
将从上次的所述形成后到此次的所述形成前的处理作为成膜间处理，
连续的多次所述成膜间处理中的至少1次中包括含有氧的气体向所述真空室中的供给和停止，
在所述含有氧的气体向所述真空室中的供给中，每单位体积的所述含有氧的气体的供给量为7.31×10-5mol/m3以上且2.90×10-4mol/m3以下。
2.一种氧化铝膜的形成方法，其中，该方法使用具备以氧化铝作为主成分的靶材的单个真空室对各成膜对象逐一进行一系列的处理，
所述一系列的处理由下述处理构成：
所述成膜对象向所述真空室中的搬入，将位于所述真空室的外部的所述成膜对象转移到所述真空室的内部；
不含有氧的气体向所述真空室中的供给；
氧化铝膜在所述成膜对象上的形成，其由使用所述气体的等离子体的生成和使用所述等离子体的所述靶材的溅射构成；
所述等离子体的生成的停止；以及
所述成膜对象从所述真空室中的搬出，将位于所述真空室的内部的所述成膜对象转移到所述真空室的外部，
将从上次的所述形成后到此次的所述形成前的处理作为成膜间处理，
连续的多次所述成膜间处理中的至少1次中包括含有氧的气体向所述真空室中的供给和停止，
在所述含有氧的气体向所述真空室中的供给中，每单位体积的所述含有氧的气体的供给量为7.31×10-5mol/m3以上且4.54×10-4mol/m3以下，且在使用所述气体的等离子体的生成时所述真空室内的含有氧的气体的分压小于1.29×10-4Pa。
3.如权利要求1或2所述的氧化铝膜的形成方法，其中，在所述成膜对象向所述真空室中的搬入之后进行所述含有氧的气体向所述真空室中的供给和停止。
4.如权利要求1或2所述的氧化铝膜的形成方法，其中，全部的所述成膜间处理中包括所述含有氧的气体向所述真空室中的供给和停止。
5.如权利要求1或2所述的氧化铝膜的形成方法，其中，所述含有氧的气体的供给和停止在所述不含有氧的气体向所述真空室中的供给之间进行。
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