CN113330138B - 靶、成膜装置和成膜对象物的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是谋求靶构件的长寿命化。通过将靶(TA2)的构造形成为对称构造，实现能够翻转的结构。由此，即使在等离子体密度较高的等离子体生成部侧的靶构件(71)的消耗增大，也能够通过使靶(TA2)翻转而将位于等离子体密度较低的成膜对象物侧的消耗较少的靶构件(71)的部位再配置于等离子体密度较高的等离子体生成部侧。
Description
技术领域
本发明涉及一种靶、成膜装置和成膜对象物的制造技术，例如涉及利用等离子体在成膜对象物上形成膜的技术。
背景技术
在日本特开昭59-47728号公报(专利文献1)中记载了如下技术：通过使利用电子回旋共振现象(Electron Cyclotron Resonance：ECR)产生的等离子体所包含的离子碰撞在靶构件上，使从靶构件飞出的靶粒子粘附于成膜对象物从而在成膜对象物上形成膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭59-47728号公报
发明内容
发明要解决的课题
在溅射技术中，使等离子体所包含的离子碰撞在靶构件上而使从靶构件飞出的靶粒子粘附于成膜对象物，从而在成膜对象物上形成膜。因此，如果反复实施在成膜对象物上形成膜的工序，则消耗靶构件。特别是，由于靶构件经由结合材料而固定于支撑构件，如果靶构件耗尽而使结合材料、支撑构件露出，则离子碰撞在结合材料、支撑构件上而使构成结合材料、支撑构件的粒子飞出，该粒子附着于成膜对象物。这意味着，在形成在成膜对象物上的膜中会导入杂质。因此，需要在靶构件耗尽而露出结合材料、支撑构件之前更换靶构件。关于这点，如果靶构件的更换频率升高，则成膜装置的运行成本上升。由此，从抑制运行成本的观点出发，期望尽量谋求靶构件的长寿命化。
其他课题和新特征根据本说明书的记载及附图而变得清楚。
用于解决课题的技术方案
一个实施方式中的靶具备形成为筒形状的靶构件和支撑靶构件的支撑构件。该支撑构件具有经由粘接构件与靶构件相接的壁部。而且，壁部具有以第一厚度形成的第一部位、以比第一厚度厚的第二厚度形成的第二部位和以第一厚度形成的第三部位，第二部位被第一部位和第三部位夹在中间。在此，第一部位和第三部位相对于与筒形状的中心线正交且将靶构件二等分的假想面呈对称配置。
一个实施方式中的成膜装置具备保持成膜对象物的保持部、生成等离子体的等离子体生成部、设置在保持部与等离子体生成部之间的靶以及固定靶的固定部。此时，固定部包括主体部和按压靶的按压部。而且，成膜装置具有与靶的第一部位、靶的第二部位和固定部的按压部接触的第一密封构件；与靶的第二部位、靶的第三部位和固定部的主体部接触的第二密封构件；以及与固定部的主体部和固定部的按压部接触的第三密封构件。
一个实施方式中的成膜对象物的制造方法具备如下工序：使用设置在保持第一成膜对象物的保持部与生成等离子体的等离子体生成部之间且由固定部固定的筒形状的靶，在第一成膜对象物上形成膜(工序(a))；以及在工序(a)之后，从保持部卸除第一成膜对象物(工序(b))。接着，一个实施方式中的成膜对象物的制造方法具备如下工序：在工序(b)之后将靶从固定部卸除((c)工序)；以及在工序(c)之后，使靶翻转，并将靶安装到固定部(工序(d))。接下来，一个实施方式中的成膜对象物的制造方法具备如下工序：在工序(d)之后，利用保持部来保持第二成膜对象物(工序(e))；以及在工序(e)之后，使用靶，在第二成膜对象物上形成膜(工序(f))。
发明效果
根据一个实施方式，能够谋求靶构件的长寿命化。其结果是，根据一个实施方式，能够降低成膜装置的运行成本。
附图说明
图1是表示成膜装置的示意性的结构的图。
图2是对成膜动作的流程进行说明的流程图。
图3是表示在成膜装置中使用的靶的外观结构的示意图。
图4是示意性地说明在使用圆盘形状的靶的情况下容易对成膜对象物造成损害的图。
图5是说明在使用圆筒形状的靶的情况下能够降低对成膜对象物造成的损害的图。
图6是表示关联技术中的靶的示意性的结构的剖视图。
图7是示意性地表示将关联技术中的靶安装于成膜装置的固定部的状态的图。
图8是放大表示图7所示的一部分区域的图。
图9是示意性地表示关联技术中的靶中的靶构件的消耗状态的图。
图10是表示实施方式中的靶的示意性结构的图。
图11(a)～(c)是对实施方式中的基本思想进行说明的图。
图12是示意性地表示将实施方式中的靶安装于成膜装置的固定部的状态的图。
图13是放大表示图12所示的一部分区域的图。
图14是示意性地表示变形例中的靶的构造的图。
图15是用于说明成膜对象物的制造方法的流程的流程图。
图16是表示实施方式中的成膜对象物的制造工序的图。
图17是接在图16之后表示成膜对象物的制造工序的图。
图18是接在图17之后表示成膜对象物的制造工序的图。
图19是接在图18之后表示成膜对象物的制造工序的图。
图20是接在图19之后表示成膜对象物的制造工序的图。
图21是接在图20之后表示成膜对象物的制造工序的图。
图22是接在图21之后表示成膜对象物的制造工序的图。
具体实施方式
在用于说明实施方式的全部附图中，原则上对相同的构件标注相同的标号，并省略其重复的说明。此外，为了易于理解附图，有时即使是平面图也标注阴影线。
＜成膜装置的结构＞
图1是表示成膜装置的示意性的结构的图。
在图1中，成膜装置1具有成膜室即腔室10。在该腔室10中配置有保持部11，通过该保持部11例如保持基板所代表的成膜对象物SUB。保持部11与相对于腔室10相邻配置的机构部12连接，且通过机构部12构成为能够动作。在该腔室10设置有气体导入口10a和气体排气口10b。
接着，在腔室10中，在与保持部11所保持的成膜对象物SUB相对的位置设置有等离子体生成部13。该等离子体生成部13构成为生成等离子体，在等离子体生成部13的周围配置有例如由线圈构成的磁场产生部14。另外，在等离子体生成部13连接有波导管15，沿波导管15传播的微波被导入到等离子体生成部13。进而，在保持部11与等离子体生成部13之间且靠近等离子体生成部13的位置配置有例如由圆筒形状构成的靶TA，该靶TA与高频电源16电连接。由此，靶TA构成为被施加来自高频电源16的高频电压。该靶TA由固定部17固定。
如上所述地构成成膜装置1。
＜成膜装置中的成膜动作＞
接下来，对成膜装置1的成膜动作进行说明。
图2是对成膜动作的流程进行说明的流程图。
首先，在图1中，对等离子体生成部13导入例如氩气所代表的气体。然后，在从配置在等离子体生成部13周围的磁场产生部14产生磁场时，导入到等离子体生成部13中的气体所包含的电子受到洛伦兹力而进行圆周运动。此时，在将具有与电子的圆周运动的周期(或频率)相同周期(或频率)的微波(电磁波)从波导管15导入到等离子体生成部13时，圆周运动的电子与微波发生共振，微波的能量高效地供给到圆周运动的电子(电子回旋共振现象)(图2的S101)。其结果是，气体所包含的电子的运动能量变大，气体与正离子和电子分离。由此，生成由正离子和电子构成的等离子体(图2的S102)。
接着，在图1中，从高频电源16对靶TA供给高频电压。在该情况下，在被供给高频电压的靶TA上交替地施加正电位和负电位。在此，构成等离子体的正离子和电子中的能够跟随施加于靶TA的高频电压的是质量较轻的电子，而质量较重的正离子无法跟随高频电压。其结果是，吸引跟随的电子的正电位由电子所具有的负电荷抵消，另一方面，由于负电位残留，高频电力的平均值从0V转换到负电位。这意味着，虽然对靶TA施加高频电压，但是好像能够视为对靶TA施加负电位。由此，正离子被视为平均性地施加负电位的靶TA吸引并碰撞在靶TA上(图2的S103)。
接下来，在正离子碰撞在靶TA上时，构成靶TA的靶粒子承受正离子的运动能量的一部分而从靶TA向腔室10的内部空间飞出(图2的S104)。其后，飞出到腔室10的内部空间的靶粒子的一部分附着在保持部11所保持的成膜对象物SUB的表面上(图2的S105)。然后，通过重复这样的现象，由于大量靶粒子附着在成膜对象物SUB的表面上而在成膜对象物SUB的表面上形成膜(图2的S106)。
如上所述地实现成膜装置1的成膜动作。
例如，在由铝构成靶TA的情况下，靶粒子为铝原子，形成在成膜对象物SUB上的膜成为铝膜。不过，如果在从图1所示的设置于成膜装置1的腔室10的气体导入口10a导入氧气、氮气的同时实施上述的成膜动作，则能够在成膜对象物SUB的表面上形成氧化铝膜、氮化铝膜。
同样地，例如在由硅构成靶TA的情况下，靶粒子为硅原子，形成在成膜对象物SUB上的膜成为硅膜。不过，如果在从图1所示的设置于成膜装置1的腔室10的气体导入口10a导入氧气、氮气的同时实施上述的成膜动作，则能够在成膜对象物SUB的表面上形成氧化硅膜、氮化硅膜。
＜成膜装置的优点＞
上述的成膜装置1是如下方法：通过将利用电子回旋共振现象(ECR)和发散磁场作成的等离子体流照射到成膜对象物SUB上且同时对靶TA与地面之间施加高频电压，使等离子体中的离子碰撞在靶TA上而在成膜对象物SUB上形成膜。如果将该成膜方法称为ECR溅射法，则该ECR溅射法有以下所示的优点。
例如，在磁控溅射法中，如果不是10-3Torr(10-3×133.32Pa)量级以上则无法获得稳定的等离子体。与此相对地，在ECR溅射法中，能够以10-4Torr(10-4×133.32Pa)量级的压力获得稳定的ECR等离子体。另外，在ECR溅射法中，通过高频电压使等离子体中的粒子(正离子)撞到靶TA上来进行溅射，因此能够以较低的压力在成膜对象物SUB上形成膜。
在ECR溅射法中，在成膜对象物SUB上照射ECR等离子体流和溅射的粒子。ECR等离子体流的离子具有10eV～数十eV的能量，由于较低的压力，到达成膜对象物SUB的离子的离子电流密度也变大。因此，ECR等离子体流的离子对溅射而飞来到成膜对象物SUB上的原料粒子提供能量，并且促进原料粒子与氧之间的化合反应，改进在ECR溅射法中堆积在成膜对象物SUB上的膜的膜质。在这样的ECR溅射法中，特别是能够以较低的基板温度(成膜对象物SUB的温度)在成膜对象物上成膜高质量的膜，这是优点。
根据以上内容，成膜装置1在能够形成高质量的膜这点上优异。特别是，在成膜装置1中，可以说在能够不使成膜对象物SUB暴露于高温中的情况下在成膜对象物的表面上形成高质量的膜这点上非常优异。即，在成膜装置1中，可以说在能够降低对成膜对象物SUB造成的损害且在成膜对象物SUB的表面上形成高质量的膜这点上非常优异。
＜筒形状的靶的优点＞
图3是表示在成膜装置1中使用的靶TA的外观结构的示意图。
如图3所示，靶TA形成为圆筒形状。具体地说，靶TA具有例如由铜材构成的圆筒形状的支撑管(支撑构件)20，在该支撑管20的内壁通过未图示的结合材料(粘接材料)粘接有例如由铝构成的圆筒形状的靶构件21。
根据这样构成的圆筒形状的靶TA，与使用通常使用的圆盘形状的靶的情况相比，能够降低对成膜对象物SUB造成的损害。以下对该优点进行说明。
图4是示意性地说明在使用圆盘形状的靶的情况下容易对成膜对象物造成损害的图。
在图4中，以与成膜对象物SUB相对的方式配置有圆盘形状的靶100。该圆盘形状的靶100具有支撑构件30和配置在支撑构件30上的靶构件31。在此，例如，如图4所示，通过使具有运动能量的氩离子碰撞在靶构件31上，靶粒子50从靶构件31飞出而附着在成膜对象物SUB的表面上。由此，在成膜对象物SUB的表面上形成由靶粒子构成的膜。不过，此时，碰撞在靶构件31上的氩离子40也弹回，但如图4所示，在使用圆盘形状的靶100的情况下，在与圆盘形状的靶100相对的位置配置成膜对象物SUB。因此，如图4所示，弹回的氩离子40也容易碰撞在成膜对象物SUB上。即，在使用圆盘形状的靶100而在与靶100相对配置的成膜对象物SUB的表面上形成膜的情况下，不仅是作为膜的构成要素的靶粒子50，而且弹回的氩离子40也容易碰撞在成膜对象物SUB的表面上。由此，在使用圆盘形状的靶100而在与靶100相对配置的成膜对象物SUB的表面上形成膜的结构的成膜装置中，由于弹回的氩离子碰撞在成膜对象物SUB上的概率升高，容易由弹回的氩离子引起对成膜对象物SUB造成损害。
与此相对地，图5是说明在使用圆筒形状的靶的情况下能够降低对成膜对象物造成的损害的图。
在图5中，在与成膜对象物SUB相对的位置配置有圆筒形状的靶TA。而且，在圆筒形状的靶TA中，在圆筒形状的支撑管20的内壁配置有圆筒形状的靶构件21。因此，在图5所示的靶TA中，相对于成膜对象物SUB，靶构件21未相对配置。此时，如图5所示，在圆筒形状的靶TA中，也通过具有运动能量的氩离子40碰撞在靶构件21上而使靶粒子50从靶构件21飞出并使靶粒子50附着在成膜对象物SUB的表面上。其结果是，在使用圆筒形状的靶TA的情况下也能够在成膜对象物SUB的表面上形成由靶粒子50构成的膜。另一方面，在图5所示的圆筒形状的靶TA中，与图4所示的圆盘形状的靶100不同，靶构件21自身未与成膜对象物SUB相对配置。由此，如图5所示，在圆筒形状的靶TA中，碰撞在靶构件21上之后弹回的氩离子40碰撞在成膜对象物SUB上的概率减少。因此，在使用圆筒形状的靶TA在成膜对象物SUB的表面上形成膜的结构的成膜装置中，由于弹回的氩离子碰撞在成膜对象物SUB上的概率减少，能够减少由于弹回的氩离子碰撞在成膜对象物SUB上而对成膜对象物SUB造成损害的情况。
根据以上内容，根据图5所示的圆筒形状的靶TA，与使用通常使用的圆盘形状的靶100(参照图4)的情况相比，可以获得能够降低对成膜对象物SUB造成的损害这样的优点。
不过，本发明人研究之后，新发现了如下内容：在使用圆筒形状的靶TA的成膜装置中，存在能够降低对成膜对象物SUB造成的损害这样的优点，另一方面，从谋求圆筒形状的靶TA的长寿命化的观点出发还存在改进的余地。
以下，首先，对于本发明人新发现的圆筒形状的靶TA所存在的改进的余地，使用关联技术来进行说明。
＜圆筒形状的靶所特有的改进的余地＞
图6是表示关联技术中的靶TA1的示意性的结构的剖视图。
在图6中，关联技术中的靶TA1形成为大致圆筒形状，且具有大致圆筒形状的支撑管60和经由由铟构成的结合材料(未图示)而粘接于支撑管60的内壁的靶构件61。此时，如图6所示，可知支撑靶构件61的支撑管60形成为上下非对称的构造。因此，包括上下非对称的支撑管60的靶TA1也形成为上下非对称的构造。换言之，如图6所示，关联技术中的靶TA1形成为相对于与筒形状的中心线CL正交且将靶构件61二等分的假想面VP呈非对称的构造。
接着，图7是示意性地表示将关联技术中的靶TA1安装于成膜装置的固定部FU的状态的图。在图7中，可知关联技术中的靶TA1由设置于成膜装置的固定部FU固定。
接下来，图8是放大表示图7所示的区域AR的图。
在图8中，作为靶TA1的构成要素的支撑管60具有第一厚度的第一部位60a和与该第一部位60a连接且比第一厚度薄的第二厚度的第二部位60b。进而，支撑管60具有与第二部位60b连接且比第一厚度薄而比第二厚度厚的第三部位60c和与第三部位60c连接且比第二厚度薄的第四部位60d。
另一方面，在图8中，固定靶TA1的固定部FU具有主体部200和配置在主体部200上的按压部201。进而，在关联技术中的固定部FU的主体部200形成有供冷却水流动的流路200a。
这样构成的关联技术中的靶TA1如以下说明地固定于在成膜装置中设置的固定部FU。即，如图8所示，作为靶TA1的构成要素的支撑管60与固定部FU连接。具体地说，如图8所示，形成在支撑管60的第一部位60a与第二部位60b之间的台阶部经由O形环300a与固定部FU的主体部200连接。同样地，形成在支撑管60的第三部位60c与第四部位60d之间的台阶部经由O形环300b与固定部FU的主体部200连接。而且，如图8所示，支撑管60的第一部位60a的上表面由固定部FU的按压部201按压。
由此，形成于固定部FU的主体部200的流路200a由夹设在主体部200与第一部位60a之间的O形环300a和夹设在主体部200与第三部位60c之间的O形环300b密闭(密封)。其结果是，即使流路200a中流过用于对靶TA1进行冷却的冷却水，也能够防止冷却水从流路200a泄漏。此时，密闭的流路200a沿支撑管60的圆周方向形成。其结果是，通过使冷却水流过沿靶TA1的圆周方向形成的流路200a，能够高效地冷却靶TA1整体。
此外，在靶TA1与固定部FU之间设置流路200a并使流路200a中流过冷却水的理由是因为由等离子体生成部生成的氩离子碰撞在构成靶TA1的靶构件61上。即，这是因为，氩离子碰撞在靶构件61上意味着氩离子所具有的运动能量的一部分作为热能量供给到靶构件61，由此，靶构件61的温度上升。而且，在靶构件61的温度上升时，将靶构件61粘接于支撑管60的结合材料(例如，铟)发生熔融，因此需要利用冷却水来冷却靶TA1。根据以上内容，如图8所示，关联技术中的靶TA1与形成有流路200a的固定部FU以通过O形环300a和O形环300b对流路200a进行密闭的方式配置。
在此，如图8所示，关联技术中的靶TA1形成为上下非对称的构造，但是可以说，从以最简单的结构实现对设置于固定部FU的主体部200的流路200a进行密闭的构造的观点出发，由该上下非对称的构造构成靶TA1是必然性的结构。这是由于，通过按压部201从上施加的压力、利用O形环(300a，300b)对将支撑管60与主体部200连接的两处连接部位进行密封的构造是为了密闭流路200a最简单的结构。而且，如图8所示，为了实现该最简单的结构，必须将O形环300a和O形环300b在横向(x方向)上错开配置。即，如果使O形环300a和O形环300b在横向(x方向)上一致地配置，则为了实现通过按压部201从上施加的压力使两个O形环(300a，300b)同时密封的构造，必须采用复杂的构造。
根据以上内容，从实现为了密闭流路200a最简单的结构的观点出发，关联技术中的靶TA1必然形成为上下非对称的构造。这样，根据关联技术中的靶TA1，通过采用上下非对称的构造，能够实现为了密闭流路200a最简单的结构，另一方面，根据本发明人的研究，从实现靶TA1的长寿命化的观点出发，新发现了上下非对称的构造是需要改进研究的结构。以下，对这点进行说明。
例如，如图1所示，圆筒形状的靶TA配置在等离子体生成部13与成膜对象物SUB之间。而且，等离子体从等离子体生成部13朝向被保持部11保持的成膜对象物SUB移动。由此，等离子体密度根据位置而不同。具体地说，靠近等离子体生成部13的位置的等离子体密度较高，另一方面，远离等离子体生成部13的位置的等离子体密度降低。
在此，在图1中，由于圆筒形状的靶TA配置在等离子体生成部13与成膜对象物SUB之间，靶TA的等离子体生成部侧的等离子体密度比靶TA的成膜对象物侧的等离子体密度高。换言之，靶TA的成膜对象物侧的等离子体密度比靶TA的等离子体生成部侧的等离子体密度低。其结果是，靶TA的等离子体生成部侧处的氩离子的溅射现象的频率比靶TA的成膜对象物侧处的氩离子的溅射现象的频率高。这是由于，与等离子体密度较低的区域相比，等离子体密度较高的区域中引发溅射现象的氩离子的量较多。
具体地说，图9是示意性地表示关联技术中的靶TA1中的靶构件61的消耗状态的图。在该图9中示出关联技术中的靶TA1的一部分。在图9中，在靶TA1的上方配置有成膜对象物，另一方面，在靶TA1的下方配置有等离子体生成部。即，在图9中，靶TA1的上方侧表示成膜对象物侧，另一方面，靶TA1的下方侧表示等离子体生成部侧。因此，如图9所示，靶TA1的等离子体生成部侧的等离子体密度较高，另一方面，靶TA1的成膜对象物侧的等离子体密度降低。其结果是，在靶TA1的等离子体生成部侧，靶构件61的消耗增大，相对地，在靶TA1的成膜对象物侧，靶构件61的消耗减小。因此，如图9所示，即使在靶TA1的成膜对象物侧靶构件61充分地残留，如果在靶TA1的等离子体生成部侧靶构件61的残留量减少，则也必须更换关联技术中的靶TA1。在此，如果关联技术中的靶TA1形成为上下对称的构造，则通过使靶TA1的上下翻转，还能够继续使用靶TA1。对于这点，如上所述，关联技术中的靶TA1形成为上下非对称的构造。因此，例如在靶TA1的等离子体生成部侧靶构件61的残留量减少的情况下，无法使关联技术中的靶TA1翻转来使用。这意味着，即使是在靶TA1的成膜对象物侧靶构件61充分地残留的状态，如果在靶TA1的等离子体生成部侧靶构件61的残留量减少，则必须更换靶TA1。其结果是，在关联技术中，靶TA1的更换频率增多，由此，使用关联技术中的靶TA1的成膜装置的运行成本上升。
这样，由于关联技术中的靶TA1(1)由于形成为圆筒形状且配置在成膜对象物与等离子体生成部之间而使靶TA1的下方侧(等离子体生成部侧)比上方侧(成膜对象物侧)处的等离子体密度高这点与(2)由于形成为上下非对称的构造而无法翻转使用这点的协同因素，靶TA1的更换频率升高。由此，在关联技术中，成膜装置的运行成本上升。即，在关联技术中，从通过谋求靶TA1的长寿命化而降低成膜装置的运行成本的观点出发，存在改进的余地。因此，在本实施方式中，通过实施谋求靶的长寿命化的改进，降低成膜装置的运行成本。以下，对实施谋求靶的长寿命化的改进的本实施方式中的技术思想进行说明。
＜实施方式中的基本思想(特征)＞
本实施方式中的基本思想是通过将靶的构造形成为对称构造而实现能够翻转的结构的思想。根据该基本思想，即使在等离子体密度较高的等离子体生成部侧靶构件的消耗增大，也能够通过使靶翻转而将位于等离子体密度较低的成膜对象物侧的消耗较少的靶构件的部位再配置于等离子体密度较高的等离子体生成部侧。其结果是，能够在等离子体密度较高的等离子体生成部侧恢复靶构件的厚度。因此，根据本实施方式中的基本思想，能够谋求靶的长寿命化，由此，能够降低使用本实施方式中的靶的成膜装置的运行成本。
以下，参照附图对本实施方式中的基本思想进行说明。
图10是表示本实施方式中的靶TA2的示意性的结构的图。
在图10中，本实施方式中的靶TA2具有形成为圆筒形状的支撑管70和经由结合材料(未图示)粘接在该支撑管70的内壁的靶构件71。此时，如图10所示，构成靶TA2的一部分的支撑管70形成为上下对称的构造。换言之，本实施方式中的支撑管70相对于与圆筒形状的中心线CL正交且将靶构件71二等分的假想面VP呈对称配置。由此，具备对称构造的支撑管70的靶TA2构成为能够上下翻转。
图11是易于理解地说明本实施方式中的基本思想的图。
首先，在图11(a)中，使用安装有本实施方式中的靶TA2的成膜装置，实施对成膜对象物的成膜处理。这样，由于靶TA2的等离子体生成部侧(下方侧)的等离子体密度比靶TA2的成膜对象物侧(上方侧)的等离子体密度高，在靶TA2的等离子体生成部侧(下方侧)，靶构件71的消耗量增多。
此时，在使用非对称的构造的靶的情况下无法使靶翻转来使用，因此在图11(a)所示的状态下产生更换靶的需要。与此相对地，本实施方式中的靶TA2形成为上下对称构造。由此，如图11(b)所示，能够使靶TA2翻转。在该情况下，能够将位于等离子体密度较低的成膜对象物侧(上方侧)的消耗较少的靶构件的部位再配置于等离子体密度较高的等离子体生成部侧(下方侧)。因此，根据本实施方式，在图11(a)所示的状态之后继续使用翻转的靶TA2来继续进行对成膜对象物的成膜处理。其后，通过反复实施对成膜对象物的成膜处理，成为图11(c)的状态。在本实施方式中，成为该状态后首次更换靶TA2。这样，根据本实施方式中的基本思想，通过采用上下对称构造的靶TA2，能够谋求靶TA2的长寿命化。其结果是，能够降低使用本实施方式中的靶TA2的成膜装置的运行成本。
本实施方式中的基本思想在于使用上下对称构造的靶TA2这点，但改变靶TA2的构造意味着需要设法改进将靶TA2安装于成膜装置的安装构造。特别是，在本实施方式中，由于采用冷却水来冷却靶TA2的构造，要求进一步的改进。因此，以下，参照附图对将上下对称构造的靶TA2安装于成膜装置的构造进行说明。
＜靶的安装构造＞
图12是示意性地表示将本实施方式中的靶TA2安装于成膜装置的固定部FU2的状态的图。在图12中，可知本实施方式中的靶TA2由设置于成膜装置的固定部FU2固定。
接下来，图13是放大表示图12所示的区域BR的图。
在图13中，本实施方式中的靶TA2具有作为支撑构件来发挥功能的圆筒形状的支撑管70。在此，支撑管70具有例如经由由铟构成的粘接构件(粘接材料)与靶构件71相接的壁部。而且，该壁部具有以第一厚度形成的第一部位70a、以比第一厚度厚的第二厚度形成的第二部位70b和以第一厚度形成的第三部位70c。此时，第二部位70b被第一部位70a和第三部位70c夹在中间。而且，第一部位70a和第三部位70c相对于第二部位70b呈对称配置。即，第一部位70a和第三部位70c相对于与圆筒形状的中心线正交且将靶构件71二等分的假想面呈对称配置。
接着，在图13中，固定部FU2包括主体部400和按压靶TA2的按压部401。而且，在实施方式中的固定部FU2的主体部400形成有流过冷却水的流路400a。该固定部FU2构成为能够卸除靶TA2。特别是，由于本实施方式中的靶TA2构成为能够上下翻转，固定部FU2构成为也能够安装翻转的靶TA2。
如以下说明地，本实施方式中的靶TA2固定于在成膜装置中设置的固定部FU2。即，如图13所示，作为靶TA2的构成要素的支撑管70与固定部FU2连接。具体地说，如图13所示，形成在支撑管70的第一部位70a与第二部位70b之间的台阶部经由O形环(密封构件)500a被固定部FU2的按压部401按压。即，O形环500a配置成与第一部位70a、第二部位70b和按压部401接触。另一方面，形成在支撑管70的第二部位70b与第三部位70c之间的台阶部经由O形环500b与固定部FU2的主体部400连接。即，O形环500b配置成与第二部位70b、第三部位70c和主体部400接触。进而，如图13所示，构成固定部FU2的主体部400和按压部401经由O形环500c连接。即，O形环500c配置成与主体部400和按压部401接触。
例如，O形环500a和O形环500b由相同尺寸构成。另一方面，O形环500c以比O形环500a大的尺寸构成。
形成于固定部FU2的主体部400的流路400a由夹设在按压部401与第二部位70b之间的O形环500a、夹设在主体部400与第二部位70b之间的O形环500b和夹设在主体部400与按压部401之间的O形环500c密闭(密封)。在此，主体部400具有与第二部位70b相对的侧面，在第二部位70b与侧面之间存在间隙。而且，该间隙由O形环500a、O形环500b和O形环500c密闭，构成流路400a的一部分。此时，在该间隙中也流过用于对靶TA2进行冷却的冷却水。
如上所述，即使在流路400a中流过用于对靶TA2进行冷却的冷却水，也能够防止冷却水从流路400a泄漏。此时，密闭的流路400a沿支撑管70的圆周方向形成。其结果是，通过使冷却水流过沿靶TA2的圆周方向形成的流路400a，能够高效地冷却靶TA2整体。
本实施方式中的靶TA2形成为对称构造。而且，如图13所示，形成为对称构造的靶TA2经由配置在沿x方向一致的位置上的两个O形环500a和O形环500b而固定于固定部FU2。不过，如图13所示，仅利用该结构无法完全地密闭形成于固定部FU2的主体部400的流路400a(也包括与支撑管70的壁部相接的间隙)。这是由于，在该结构中，按压部401与主体部400的边界未密闭。因此，如图13所示，在本实施方式中，在主体部400与按压部401之间夹设O形环500c而完全地密闭(密封)流路400a。这样，在本实施方式中，由于进行使靶TA2由对称构造构成的变更，靶TA2的安装构造例如与图8所示的靶TA1的安装构造不同。特别是，在本实施方式中的靶TA2的安装构造中，在为了对形成于主体部400的流路400a进行密闭(密封)而需要三个O形环这点上，与仅需要两个O形环的关联技术中的靶TA1的安装构造相比变得复杂。不过，与关联技术中的靶TA1不同，本实施方式中的靶TA2形成为对称构造。由此，在固定部FU2也能够安装翻转的靶TA2这点上比关联技术中的固定部FU优异。
＜变形例＞
图14是示意性地表示本变形例中的靶TA3的构造的图。
在图14中，本变形例中的靶TA3也形成为上下对称构造，但与实施方式中的靶TA2不同地，在支撑管70的第二部位形成有凹部72。即，在本变形例的靶TA3中，支撑管70的第二部位70b构成为包括比第一部位70a的第一厚度厚的凹部72。在这样构成的靶TA3中，由于在支撑管70的侧面形成有凹部72，与实施方式中的靶TA2相比，支撑管70的侧面的表面积增大(第一因素)。另外，在本变形例中的靶TA3中，由于形成有凹部72，与冷却水接触的支撑管70的厚度变薄(第二因素)。其结果是，根据本变形例，通过上述的第一因素与第二因素的协同效果，能够通过与靶TA3接触的冷却水高效地耗散由氩离子对设置于支撑管70的内壁的靶构件71的碰撞引起产生的热量。
＜成膜对象物的制造方法＞
接下来，对本实施方式中的成膜对象物的制造方法进行说明。
图15是用于说明成膜对象物的制造方法的流程的流程图。
首先，在图15中，将成膜对象物搬入到成膜装置的内部(S201)。其后，在成膜装置中，在成膜对象物的表面上形成膜(S202)。接着，将在表面上形成有膜的成膜对象物从成膜装置的内部搬出(S203)。
接下来，判断是否继续成膜装置中的成膜处理(S204)。例如，预先检查直到翻转靶为止在成膜装置中处理的成膜对象物的大致片数，确定作为是否继续成膜装置中的成膜处理的阈值的处理片数(规定值)。然后，在成膜装置中处理的成膜对象物的处理片数不满足规定值的情况下，继续成膜装置中的成膜处理。即，反复实施S201～S203的工序。另一方面，在成膜装置中处理的成膜对象物的处理片数满足规定值的情况下，从成膜装置卸除靶并在使其翻转之后安装于成膜装置(S205)。
接着，在使靶翻转的状态下将成膜对象物搬入到成膜装置的内部(S206)。其后，在成膜装置中，在成膜对象物的表面上形成膜(S207)。接着，将在表面上形成有膜的成膜对象物从成膜装置的内部搬出(S208)。
接下来，判断是否继续成膜装置中的成膜处理(S209)。例如，预先检查直到更换靶为止在成膜装置中处理的成膜对象物的大致片数，确定作为是否继续成膜装置中的成膜处理的阈值的处理片数(规定值)。然后，在成膜装置中处理的成膜对象物的处理片数不满足规定值的情况下继续成膜装置中的成膜处理。即，反复实施S206～S208的工序。另一方面，在成膜装置中处理的成膜对象物的处理片数满足规定值的情况下，判断为靶的寿命已尽，更换靶。
如上所述，实现本实施方式中的成膜对象物的制造方法。特别是，根据本实施方式，由于使靶翻转来再利用，能够谋求靶的长寿命化。其结果是，根据本实施方式中的成膜对象物的制造方法，能够降低成膜装置的运行成本。
接着，参照附图对本实施方式中的成膜对象物的制造方法的详情进行说明。首先，如图16所示，使用设置在保持成膜对象物(第一成膜对象物)SUB的保持部11与生成等离子体的等离子体生成部13之间且由固定部FU2固定的圆筒形状的靶TA2，进行在成膜对象物SUB上形成膜的准备。该靶TA具有上下翻转对称性。
接下来，如图17所示，通过使成膜装置动作，在成膜对象物SUB的表面上形成膜TF。例如，成膜对象物SUB具有解理面，膜TF形成于成膜对象物SUB的解理面。此时，靶TA2在由冷却水冷却的同时在成膜对象物SUB上形成膜TF。
在此，如图17所示，与保持部11相比更靠近等离子体生成部13的位置上的靶构件71的厚度小于与等离子体生成部13相比更靠近保持部11的位置上的靶构件71的厚度。
其后，如图18所示，从保持部11卸除成膜对象物SUB。
接着，如图19所示，在将靶TA2从固定部FU2卸除之后，使靶TA2翻转，并再次将靶TA2安装于固定部FU2。
在此，如图19所示，由于使靶TA2翻转，与保持部11相比更靠近等离子体生成部13的位置上的靶构件71的厚度大于与等离子体生成部13相比更靠近保持部11的位置上的靶构件71的厚度。
接下来，如图20所示，利用保持部11来保持成膜对象物(第二成膜对象物)SUB。然后，如图21所示，通过使成膜装置动作，在成膜对象物SUB的表面上形成膜TF2。例如，成膜对象物SUB具有解理面，膜TF2形成于成膜对象物SUB的解理面。此时，靶TA2在由冷却水冷却的同时在成膜对象物SUB上形成膜TF2。
其后，如图22所示，从保持部11卸除成膜对象物SUB。
如上所述，实现本实施方式中的成膜对象物的制造方法。
以上，针对由本发明人实现的发明，基于其实施方式具体地进行了说明，但本发明不限于所述实施方式，当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种变更。
标号说明
11 保持部
13 等离子体生成部
70 支撑管
70a 第一部位
70b 第二部位
70c 第三部位
71 靶构件
400 主体部
400a 流路
401 按压部
500a O形环
500b O形环
500c O形环
FU 固定部
FU2 固定部
TA 靶
TA1 靶
TA2 靶
Claims (18)
1.一种用于ECR溅射的靶，具备：
靶构件，形成为筒形状；以及
支撑构件，从所述靶构件的外侧支撑所述靶构件，其中，
所述支撑构件具有经由粘接构件与所述靶构件相接的壁部，
所述壁部具有以第一厚度形成的第一部位、以比所述第一厚度厚的第二厚度形成的第二部位和以所述第一厚度形成的第三部位，
所述第二部位被所述第一部位和所述第三部位夹在中间，
所述第一部位和所述第三部位相对于与所述筒形状的中心线正交且将所述靶构件二等分的假想面呈对称配置，
其中，所述第二部位包括比所述第一厚度厚且比所述第二厚度薄的凹部。
2.如权利要求1所述的用于ECR溅射的靶，其中，所述靶构件由圆筒形状构成。
3.一种成膜装置，具备：
保持部，保持成膜对象物；
等离子体生成部，生成等离子体；
靶，设置在所述保持部与所述等离子体生成部之间；以及
固定部，固定所述靶，其中，
所述靶具有形成为筒形状的靶构件和支撑所述靶构件的支撑构件，
所述支撑构件包括经由粘接构件与所述靶构件相接的壁部，
所述壁部具有以第一厚度形成的第一部位、以比所述第一厚度厚的第二厚度形成的第二部位和以所述第一厚度形成的第三部位，
所述第二部位被所述第一部位和所述第三部位夹在中间，
所述第一部位和所述第三部位相对于与所述筒形状的中心线正交且将所述靶构件二等分的假想面呈对称配置，
所述固定部包括主体部和按压所述靶的按压部，
所述成膜装置具有：
第一密封构件，与所述第一部位、所述第二部位和所述按压部接触；
第二密封构件，与所述第二部位、所述第三部位和所述主体部接触；以及
第三密封构件，与所述主体部和所述按压部接触。
4.如权利要求3所述的成膜装置，其中，
所述第一密封构件由O形环构成，
所述第二密封构件也由O形环构成，
所述第三密封构件也由O形环构成。
5.如权利要求4所述的成膜装置，其中，所述第一密封构件和所述第二密封构件由相同尺寸的O形环构成。
6.如权利要求3所述的成膜装置，其中，所述主体部具有与所述第二部位相对的侧面，
在所述第二部位与所述侧面之间存在间隙。
7.如权利要求6所述的成膜装置，其中，所述间隙由所述第一密封构件、所述第二密封构件和所述第三密封构件密闭。
8.如权利要求7所述的成膜装置，其中，在所述间隙中流过用于对所述靶进行冷却的冷却水。
9.如权利要求3所述的成膜装置，其中，所述固定部构成为能够卸除所述靶。
10.如权利要求9所述的成膜装置，其中，所述固定部构成为也能够安装翻转后的所述靶。
11.如权利要求3所述的成膜装置，其中，所述等离子体生成部利用电子回旋共振现象来生成等离子体。
12.如权利要求3所述的成膜装置，其中，所述成膜装置具有向所述靶施加高频电压的高频电源部。
13.如权利要求3所述的成膜装置，其中，所述成膜对象物具有解理面。
14.一种成膜对象物的制造方法，具备如下工序：
工序(a)，使用设置在保持第一成膜对象物的保持部与生成等离子体的等离子体生成部之间且由固定部固定的筒形状的靶，在所述第一成膜对象物上形成膜；
工序(b)，在所述工序(a)之后，从所述保持部卸除所述第一成膜对象物；
工序(c)，在所述工序(b)之后，将所述靶从所述固定部卸除；
工序(d)，在所述工序(c)之后，使所述靶翻转，并将所述靶安装到所述固定部；
工序(e)，在所述工序(d)之后，利用所述保持部来保持第二成膜对象物；以及
工序(f)，在所述工序(e)之后，使用所述靶，在所述第二成膜对象物上形成膜。
15.如权利要求14所述的成膜对象物的制造方法，其中，所述靶具有翻转对称性。
16.如权利要求14所述的成膜对象物的制造方法，其中，所述靶具有靶构件，
在所述工序(a)之后且在所述工序(c)之前，
所述靶构件的所述等离子体生成部侧的厚度比所述靶构件的所述保持部侧的厚度薄。
17.如权利要求14所述的成膜对象物的制造方法，其中，
所述靶具有靶构件，
在所述工序(d)之后且在所述工序(f)之前，
所述靶构件的所述等离子体生成部侧的厚度比所述靶构件的所述保持部侧的厚度厚。
18.如权利要求14所述的成膜对象物的制造方法，其中，
在所述工序(a)中对所述靶进行冷却，
在所述工序(f)中也对所述靶进行冷却。
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