DE112010002029T5

DE112010002029T5 - Filmbildungsverfahren und Filmbildungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112010002029T5
Application number: DE112010002029T
Authority: DE
Inventors: Junichi Hamaguchi; Kazumasa Horita; Naoki Morimoto; Naoki Takeda
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2010-05-20
Publication date: 2012-08-02
Also published as: TW201107511A; KR20120023035A; SG176182A1; KR101344085B1; JPWO2010134346A1; WO2010134346A1; US20120118725A1; TWI464285B; JP5417437B2; CN102428209A; DE112010002029T8

Abstract

Ein Filmbildungsverfahren zum Bilden einer Beschichtung auf einer Fläche eines zu bearbeitenden Objekts beinhaltet: Anordnen eines Targets, das ein Grundmaterial der Beschichtung bildet, und des zu bearbeitenden Objekts in einer Kammer, so dass sie sich gegenüberstehen, und Erzeugen eines Magnetfelds, durch das eine senkrechte Magnetkraftlinie lokal von einer Sputterfläche des Targets in Richtung einer Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft; Erzeugen von Plasma in einem Raum zwischen dem Target und dem zu bearbeitenden Objekt durch Einleiten eines Sputtergases in die Kammer, Regulieren eines Gasdrucks in der Kammer auf einen Bereich von 0.3 Pa bis 10.0 Pa, und Anlegen einer negativen Gleichspannung an das Target; und Induzieren und Ablagern von Sputterpartikeln auf dem zu bearbeitenden Objekt und Bilden der Beschichtung, während eine Flugrichtung der Sputterpartikel, die durch Sputtern des Targets erzeugt werden, kontrolliert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden einer Beschichtung auf einer Fläche eines zu bearbeitenden Objekts und eine Vorrichtung zu diesem Zweck. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bilden einer Beschichtung mittels eines Sputterverfahrens, was eine Art von Dünnfilmbildungsverfahren ist, und eine Filmbildungsvorrichtung vom DC-Magnetron-Typ.
Es wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-121894 , eingereicht am 20. Mai, 2009, beansprucht, deren Inhalt hier durch Referenz einbezogen wird.
STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik wird, zum Beispiel, in einem Filmbildungsvorgang in der Herstellung eines Halbleiterelements eine Filmbildungsvorrichtung verwendet, die ein Sputterverfahren verwendet (nachstehend als „Sputtervorrichtung” bezeichnet). In der Sputtervorrichtung einer solche Anwendung ist es, einhergehend mit einer Reduktion der Größe eines Verdrahtungsmusters vergangener Jahre, in Bezug auf ein Mikroloch eines hohen Aspektverhältnisses dringend erforderlich, einen Film über die gesamte Fläche des zu bearbeitenden Substrats mit guten Beschichtungseigenschaften zu bilden (Beschichtungsfähigkeit), das heißt, eine Verbesserung hinsichtlich der Bedeckung ist dringend erforderlich.
Im Allgemeinen ist, in der vorstehend erwähnten Sputtervorrichtung, zum Beispiel, an der Rückseite (eine Seite, die der Sputterfläche entgegengesetzt ist) eines Targets, eine Magnetanordnung angeordnet, in der eine Mehrzahl von Magneten so bereitgestellt sind, dass die Polaritäten abwechselnd vertauscht sind. Ein Tunnel-förmiges Magnetfeld wird an der Vorderseite (die Sputterflächenseite) des Targets durch die Magnetanordnung erzeugt. Dadurch können die Elektronen, die als ein Ergebnis einer Ionisierung an der Vorderseite des Targets produziert werden, und Sekundärelektronen, die durch das Sputtern erzeugt werden, gefangen werden. Als ein Ergebnis wird die Elektronendichte an der Vorderseite des Targets erhöht und die Plasmadichte wird erhöht.
Allerdings wird, in dieser Art von Sputtervorrichtung, unter den Targets, das Target bevorzugt in einem Bereich gesputtert, der von dem Magnetfeld beeinflusst wird. Aus diesem Grund wird, unter dem Gesichtspunkt einer Verbesserung der Stabilität der elektrischen Entladung, der Nutzungseffizienz des Targets oder dergleichen, zum Beispiel, wenn sich der Bereich in der Nähe des Zentrums des Targets befindet, eine Erosionsmenge des Targets während des Sputterns in der Nähe des Zentrums erhöht. In solch einem Fall treffen Partikel des Targetmaterials (zum Beispiel, metallische Partikel, nachstehend als „Sputterpartikel” bezeichnet), die von dem Target gesputtert werden, auf einen äußeren Randbereich des Substrats in einem schrägen Winkel auf und haften daran an. Aufgrund dessen ist es, insbesondere in dem Fall, dass die Sputtervorrichtung in der Filmbildung der vorstehend erwähnten Anwendung verwendet wird, aus der Vergangenheit bekannt, dass ein Problem einer Asymmetrie der Bedeckung an dem äußeren Randbereich des Substrats auftritt.
Weiterhin bestand, in der Sputtervorrichtung des Standes der Technik, da die Sputterpartikel, die während der Filmbildung von dem Target abgegeben werden, schräg sind und gestreut sind, ein Problem darin, dass die Sputterpartikel an, zum Beispiel, einer freiliegenden Fläche in einer Filmbildungskammer, wie etwa einer Anti-Anhaftplatte, sowie der Fläche des Substrats anhaften und sich darauf ablagern. Aus diesem Grund werden, wenn das Anhaften an und das Ablagern des Dünnfilms auf der ungeschützten Fläche wiederholt werden, die Partikel, wie etwa von dem Abpellen oder dem Reißen des Dünnfilms, aufgrund des inneren Stresses oder des Eigengewichts erzeugt. Zudem wird ein Formfehler oder ein Strukturfehler, wie etwa, dass ein Mikrovorsprung auf dem hergestellten Dünnfilm gebildet wird, erzeugt, wodurch eine Notwendigkeit besteht, die Filmbildungskammer regelmäßig zu warten.
Um das Problem zu lösen, offenbart, zum Beispiel, das Patentdokument 1 eine Sputtervorrichtung, die eine Mehrzahl von Kathodeneinheiten beinhaltet. In der Sputtervorrichtung gemäß dem Patentdokument 1 ist ein erstes Sputtertarget über einem Objekttisch so platziert, dass es im Wesentlichen parallel zu der Fläche des Objekttischs ist, wobei das Substrat auf dem Objekttisch in einer Vakuumkammer angebracht ist, und ein zweites Sputtertarget ist schräg über dem Objekttisch so platziert, dass es in Bezug auf die Fläche des Objekttischs gekippt ist.
Unterdessen werden, als eine Methode zum Warten des Innenbereichs der Vakuumkammer, Methoden wie nachstehend beschrieben vorgeschlagen.
Zum Beispiel offenbart das Patentdokument 2 eine Methode zum Ätzen eines Dünnfilms aus das Target bildenden Materialien, die an einer Innenwandfläche oder dergleichen der Vakuumkammer anhaften, durch Anbringen eines Dummy-Substrats an einer Fläche der elektrostatischen Einspannplatte, die das Substrat fixiert, Bringen des Dummy-Substrats in nahen Kontakt mit der Fläche durch die elektrostatische Absorption, und dann Einleiten eines Reinigungsgases, wie etwa Fluorgas, in ein Vakuumbad.
Weiterhin offenbart das Patentdokument 3 eine Methode zum Entfernen von Partikeln von der elektrostatischen Einspannplatte durch Durchführen einer Schwefelsäure-Hyperhydratations-Reinigung und einer Ammoniak-Hyperhydratations-Reinigung auf dem Halbleiterwafer.
Zudem offenbart, zum Beispiel, das Patentdokument 4 eine Filmbildungsvorrichtung, die einen Verschlussmechanismus beinhaltet, der ein Material von einer Filmbildungsmaterialversorgungsquelle (ein Target) blockiert, und die periodisch eine Verschlussplatte, die den Verschlussmechanismus bildet, reinigt oder wechselt.
Allerdings erfordert die in dem Patentdokument 1 offenbarte Vorrichtung, dass eine Mehrzahl von Kathodeneinheiten in der Vakuumkammer angeordnet sind. Demzufolge besteht, da die Gestaltung der Vorrichtung kompliziert ist und eine Notwendigkeit für eine Sputterspannungsquelle oder eine Magnetanordnung besteht, die von der Anzahl der Targets abhängig sind, ein Nachteil darin, dass sich die Anzahl von Komponenten erhöht, was hohe Kosten verursacht.
Weiterhin ist keine der in den Patentdokumenten 2 bis 4 offenbarten Methoden eine Methode zum Verringern der Wartungshäufigkeit der Filmbildungskammer.
Zudem besteht bei den in den Patentdokumenten 2 bis 4 offenbarten Methoden ein Nachteil darin, dass die Gestaltung der Vorrichtung kompliziert ist, was auch hohe Kosten verursacht.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK PATENTDOKUMENT

[Patentdokument 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2008-47661
[Patentdokument 2] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2003-158175
[Patentdokument 3] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2008-251579
[Patentdokument 4] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. H6-299355

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELLST WERDEN SOLLEN
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend erwähnten Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Filmbildungsverfahren und eine Filmbildungsvorrichtung bereitzustellen, die eine Bedeckungsrate von Mikrokerben oder Löchern eines hohen Aspektverhältnisses mit einer einfachen Gestaltung und zu geringen Kosten verbessern und die in der Lage sind, einen Wartungszyklus einer Filmbildungsvorrichtung zu verlängern.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Um das Problem zu lösen, setzt die vorliegende Erfindung die Gestaltung wie nachstehend beschrieben ein.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Filmbildungsverfahren zum Bilden einer Beschichtung auf einer Fläche eines zu bearbeitenden Objekts bereitgestellt, wobei das Verfahren beinhaltet: Anordnen eines Targets, das ein Grundmaterial der Beschichtung bildet, und des zu bearbeitenden Objekts in einer Kammer, so dass sie sich gegenüberstehen, und Erzeugen eines Magnetfelds, durch das eine senkrechte Magnetkraftlinie lokal von einer Sputterfläche des Targets in Richtung einer Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft; Erzeugen von Plasma in einem Raum zwischen dem Target und dem zu bearbeitenden Objekt durch Einleiten eines Sputtergases in die Kammer, Regulieren eines Gasdrucks in der Kammer auf einen Bereich von 0.3 Pa bis 10.0 Pa, und Anlegen einer negativen Gleichspannung an das Target; und Induzieren und Ablagern von Sputterpartikeln auf dem zu bearbeitenden Objekt und Bilden der Beschichtung, während eine Flugrichtung der Sputterpartikel, die durch Sputtern des Targets erzeugt werden, kontrolliert wird.
In dem Filmbildungsverfahren kann die Flugrichtung der Sputterpartikel durch Anpassen einer Intensität des Magnetfelds kontrolliert werden.
In dem Filmbildungsverfahren können die Abstände zwischen den senkrechten Magentkraftlinien in einem zentralen Bereich und einem Randbereich des zu bearbeitenden Objekts identisch sein.
In dem Filmbildungsverfahren können die Abstände zwischen den senkrechten Magentkraftlinien in einem zentralen Bereich und einem Randbereich des zu bearbeitenden Objekts verschieden sein.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Filmbildungsvorrichtung bereitgestellt, die eine Beschichtung auf einer Fläche eines zu bearbeitenden Objekts bildet, wobei die Filmbildungsvorrichtung beinhaltet: eine Kammer, in der ein Target, das ein Grundmaterial der Beschichtung bildet, und das zu bearbeitende Objekt so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberstehen, und die einen Innenraum aufweist, der das Target und das zu bearbeitende Objekt aufnimmt; einen Absaugmechanismus, der einen Innenbereich der Kammer dekomprimiert; einen ersten Magnetfelderzeugungsmechanismus, der ein Magnetfeld in einem vorderen Raum, von einer Sputterfläche des Targets aus gesehen, erzeugt; ein Gaseinleitungsmechanismus, der eine Funktion zum Anpassen einer Flussrate eines in die Kammer einzuleitenden Sputtergases aufweist; eine Gleichspannungsquelle, die eine negative Gleichspannung an das Target anlegt (oder die Gleichspannung anlegt, um die Sputterfläche des Targets auf ein negatives elektrisches Potential zu setzen); und ein zweiter Magnetfelderzeugungsmechanismus, der ein Magnetfeld erzeugt, durch das eine senkrechte Magnetkraftlinie lokal von der Sputterfläche des Targets in Richtung einer Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft.
Die Filmbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet des Weiteren: einen Halter, in dem ein oder mehrere konkave Abschnitte an einer seiner Flächen bereitgestellt sind, wobei das Target eine zylindrische Form mit einem Boden bildet und an dem konkaven Abschnitt des Halters von einer Bodenabschnittseite des Targets aus angebracht ist, und wobei der erste Magnetfelderzeugungsmechanismus an dem Halter so angeordnet ist, dass er das Magnetfeld in einem Inneraum des Targets erzeugt.
EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß dem Filmbildungsverfahren des Aspekts der vorliegenden Erfindung wird, während das Magnetfeld so erzeugt wird, dass die senkrechte Magnetkraftlinie lokal von der Sputterfläche des Targets in Richtung der Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft, das Sputtergas in die Kammer eingeleitet, und der Gasdruck in der Kammer wird auf einen Bereich von 0.3 Pa bis 10.0 Pa reguliert. Demzufolge sinkt eine mittlere freie Weglänge (im Folgenden auch MFP von ”mean free path”) der Sputterpartikel, die durch Sputtern des Targets erzeugt werden, in dem Kammerraum aufgrund des Hochdruckprozessgases des Bereichs von 0.3 Pa bis 10.0 Pa, eine Geradlinigkeit wird abgeschwächt, und die Flugrichtung der Sputterpartikel wird so kontrolliert, dass sie einer Richtung der senkrechten Magnetkraftlinie entsprechend der Magnetkraftlinie des zwischen des Sputterfläche des Targets und dem zu bearbeitenden Objekt erzeugten Magnetfelds folgt, wobei eine Richtcharakteristik so erhöht werden kann, dass ein Film selektiv nur in einem vorbestimmten Bereich gebildet wird, oder der Film nicht selektiv in einem vorbestimmten Bereich gebildet wird. Weiterhin werden die Sputterpartikel schräg gestreut, wodurch es, zum Beispiel, möglich ist, das Anhaften an oder das Ablagern auf einem anderen Bereich als der Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, wie etwa einer Anti-Anhaftplatte, deutlich zu reduzieren.
Demzufolge ist es möglich, eine Verbesserung der Bedeckungsrate einer Mikrokerbe oder eines Lochs eines hohen Aspektverhältnisses zu realisieren, und es ist möglich, eine Verlängerung des Wartungszyklus der Filmbildungsvorrichtung zu erzielen.
Gemäß der Filmbildungsvorrichtung, die einen anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft, beinhaltet die Filmbildungsvorrichtung zumindest einen Gaseinleitungsmechanismus, der eine Funktion zum Anpassen der Flussrate des in die Kammer einzuleitenden Sputtergases beinhaltet; und einen zweiten Magnetfelderzeugungsmechanismus, der das Magnetfeld so erzeugt, dass die senkrechte Magnetkraftlinie lokal von der Sputterfläche des Targets in Richtung der Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft. Somit sinkt, da die Magnetanordnung vorhanden ist, die einen Bereich bestimmt, in dem des Target bevorzugt gesputtert wird, die Nutzungseffizienz des Targets nicht. Weiterhin ist es, da in der Sputtervorrichtung nicht wie im Stand der Technik eine Mehrzahl von Kathodeneinheiten bereitgestellt sind, möglich, die Herstellungskosten der Vorrichtung oder die Betriebskosten zu reduzieren.
Demzufolge ist es möglich, eine Verbesserung der Bedeckungsrate der Mikrokerbe oder des Lochs eines hohen Aspektverhältnisses zu realisieren, und eine Filmbildungsvorrichtung bereitzustellen, die einen verbesserten Wartungszyklus mit einer einfachen Gestaltung und geringen Kosten aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Aufbau einer Filmbildungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt.
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau eines Halters (eine Kathodeneinheit) gemäß der ersten Ausführungsform beschreibt, der ein Target und einen ersten Magnetfelderzeugungsmechanismus beinhaltet.
3 ist eine querverlaufende Querschnittsansicht des in 2 gezeigten Halters.
4 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, die das Sputtern in einem Raum in einem Innenbereich des Targets beschreibt.
5 ist ein schematisches Diagramm, das eine senkrechte Magnetkraftlinie beschreibt, die von einem zweiten Magnetfelderzeugungsmechanismus erzeugt wird.
6 ist ein schematisches Diagramm, das eine andere senkrechte Magnetkraftlinie beschreibt, die von dem zweiten Magnetfelderzeugungsmechanismus erzeugt wird.
7 ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Aufbau einer Filmbildungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt.
8 ist eine Querschnittsansicht, die einen Aufbau eines Halters (eine Kathodeneinheit) gemäß der zweiten Ausführungsform beschreibt, der ein Target und einen ersten Magnetfelderzeugungsmechanismus beinhaltet.
9 ist eine querverlaufende Querschnittsansicht des in 8 gezeigten Halters.
10 ist ein Graph, der eine Filmbildungseigenschaft in Abhängigkeit des Prozessdrucks beschreibt.
11A ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Zustand eines Mikrolochs eines hohen Aspektverhältnisses zeigt, bei dem der Gasdruck in der Kammer verändert wird und der Film gebildet wird.
11B ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Zustand eines Mikrolochs eines hohen Aspektverhältnisses zeigt, bei dem der Gasdruck in der Kammer verändert wird und der Film gebildet wird.
11C ist eine schematische Querschnittsansicht, die einen Zustand eines Mikrolochs eines hohen Aspektverhältnisses zeigt, bei dem der Gasdruck in der Kammer verändert wird und der Film gebildet wird.
12 ist ein Diagramm, das eine Filmbildungseigenschaft in Abhängigkeit der Anwesenheit oder der Abwesenheit des senkrechten Magnetfelds beschreibt.
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Als nächstes werden eine Filmbildungsvorrichtung und ein Filmbildungsverfahren gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung basierend auf den Zeichnungen beschrieben werden.
Eine Filmbildungsvorrichtung 1, die das Filmbildungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung durchführt, ist eine Vorrichtung, die eine Beschichtung auf einer Fläche eines Substrats W als ein zu bearbeitendes Objekt mittels eines Sputterverfahrens bildet. Wie in den 1 bis 3 gezeigt, beinhaltet die Filmbildungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zumindest eine Kammer 2, eine Kathodeneinheit C, einen ersten Magnetfelderzeugungsmechanismus 7, eine Gleichspannungsquelle 9, einen Gaseinleitungsmechanismus 11, einen Absaugmechanismus 12, und einen zweiten Magnetfelderzeugungsmechanismus 13.
Zudem wird, in der nachstehenden Beschreibung, eine Deckenabschnittseite der Kammer 2 als „Oberseite” und eine Bodenabschnittseite der Kammer 2 als „Unterseite” bezeichnet.
<Erste Ausführungsform>
Die Kammer 2 ist ein luftdichter Behälter, der in der Lage ist, eine Vakuumumgebung zu bilden. In der Kammer 2 sind ein Substrat W und ein Target 5 so angeordnet, dass sie einander gegenüberstehen, und die Kammer weist einen Innenraum auf, in dem das Substrat W und das Target 5 gelagert sind.
Weiterhin ist ein Objekttisch 10 in einem Bodenbereich der Kammer 2 so angeordnet, dass er dem Target 5 gegenübersteht, wodurch das Substrat W auf dem Objekttisch 10 positioniert und gehalten werden kann.
Zudem ist die Kammer 2 elektrisch mit einem elektrischen Massepotential verbunden. Hier bedeutet der Begriff „mit dem elektrischen Massepotential verbunden” einen Zustand eines elektrischen Massepotentials oder einen Erdungszustand.
Die Kathodeneinheit C beinhaltet einen scheibenförmigen Halter 3, der aus einem leitfähigen Material hergestellt ist. Der Halter 3 kann auch aus demselben Material hergestellt sein wie ein später beschriebenes Target 5. Das Target 5 ist ein Target vom Hohl-Typ (eine zylindrische Form mit einem Boden; ein Querschnitt einer auf dem Kopf stehenden U-Form).
Es wird am Fall beschrieben werden, bei dem die Kathodeneinheit C, die ein Target 5 vom Hohl-Typ (die auf dem Kopf stehende U-Form) gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet, an einem Deckenabschnitt der Kammer 2 befestigt ist.
Das Target 5 besteht aus einem Material, das in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des auf dem zu bearbeitenden Substrat W zu bildenden Dünnfilms geeignet ausgewählt ist, zum Beispiel, Cu, Ti oder Ta. Das Target 5 weist, zum Beispiel, eine zylindrische äußere Form mit einem Boden, in dessen Innenbereich ein Entladungsraum 5a gebildet ist, auf. Wie in 2 gezeigt, ist das Target 5 in einem in dem Halter 3 gebildeten konkaven Abschnitt 4 angebracht und ist an einer oberen Position (innerhalb der Dachseite) in dem Innenraum der Kammer 2 angeordnet. Das Target 5 ist mit einer Gleichspannungsquelle 9 verbunden, die außerhalb der Kammer 2 bereitgestellt ist. Der konkave Abschnitt 4 ist an einer unteren Fläche des Halters 3 gebildet und ist konzentrisch mit einem Zentrum Cp (siehe 3) des Halters 3, und der konkave Abschnitt 4 weist eine Kreisform, von der Ebene aus gesehen, auf.
Weiterhin ist das Target 5 an dem konkaven Abschnitt 4 von der Bodenseite aus in einer frei befestigbaren und lösbaren Weise angebracht. Das heißt, eine Öffnung des Targets 5 steht der Substratseite gegenüber. Wenn das Substrat 5 in dem konkaven Abschnitt 4 eingepasst ist, deckt sich die untere Fläche des Targets 5 mit der unteren Fläche des Halters 3 auf einer horizontalen Fläche (die Flächen sind zueinander identisch). Das heißt, die Länge des Targets 5 deckt sich mit der Länge des konkaves Abschnitts 4. Nachdem das Target 5 in den konkaven Teil 4 des Halters 3 eingepasst worden ist, wird eine Maskenplatte (nicht gezeigt), die eine Öffnung beinhaltet, die kleiner als eine Öffnungsfläche des Targets 5 ist, an der unteren Fläche des Halters 3 befestigt. Wenn die Kathodeneinheit C an den Deckenabschnitt der Kammer 2 angebracht wird, verhindert die Maskenplatte, dass das Target 5 von dem konkaven Abschnitt 4 gelöst wird. In diesem Fall kann die Maskenplatte, zum Beispiel, aus demselben Material hergestellt sein wie das Target 5.
Der erste Magnetfelderzeugungsmechanismus 7 ist, zum Beispiel, ein Magnet, der in einer Stabform, einer Zylinderform, oder einer prismatischen Form gebildet ist, und er erzeugt das Magnetfeld in einem vorderen Raum, von der Sputterfläche des Target 5 aus gesehen. Der erste Magnetfelderzeugungsmechanismus 7 ist an dem Halter 3 angebracht und erzeugt das Magnetfeld in dem Innenraum des Targets 5. Der erste Magnetfelderzeugungsmechanismus (der Magnet) 7 ist in ein Aufnahmeloch 6 eingebracht, das an einer oberen Fläche des Halters 3 gebildet ist. Das Aufnahmeloch 6 ist an der oberen Fläche des Halters 3 begründet und erstreckt sich in einer Dickenrichtung des Halters 3. Demzufolge ist das Aufnahmeloch 6 in einer Tiefenrichtung des konkaven Abschnitts 4 angeordnet, und das Aufnahmeloch 6, das in der Lage ist, den ersten Magnetfelderzeugungsmechanismus 7 aufzunehmen, ist auf einer Fläche (eine Fläche einer gegenüberstehenden Seite), die der Fläche, an der der konkave Abschnitt 4 gebildet ist, gegenübersteht, begründet, wodurch der erste Magnetfelderzeugungsmechanismus 7 einfach an den Halter 3 angeordnet werden kann. Das heißt, der konkave Abschnitt 4 ist an einer Fläche des Halters 3 gebildet und das Aufnahmeloch 6 ist auf einer anderen Seite des Halters 3 gebildet, wodurch der erste Magneffelderzeugungsmechanismus 7 leicht an dem Halter 3 angeordnet werden kann. In der nachstehenden Beschreibung ist, in einigen Fällen, der erste Magnetfelderzeugungsmechanismus 7 als ein Magnet 7 beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in 3 gezeigt, rund um einen konkaven Abschnitt 4 sechs Aufnahmelöcher 6 in einer Kreisumfangsrichtung des mit dem konkaven Abschnitt 4 konzentrischen Kreises in gleichmäßigen Abständen gebildet. Demzufolge sind sechs Magnete 7 um einen konkaven Abschnitt 4 herum in gleichmäßigen Abständen gebildet. Weiterhin ist, wie in 1 gezeigt, eine Tiefe des Aufnahmelochs 6 von der oberen Fläche des Halters 3 so gesetzt, dass die Magnete 7 bis zu der Tiefenposition von zumindest 1/3 von dem Bodenbereich des Targets 5 positioniert sind. Das heißt, die Aufnahmelöcher 6 sind bis zu der Position der Tiefe von ungefähr 1/3 des Targets 5 gebildet.
Die Magnete 7 sind so gestaltet, dass ein starkes Magnetfeld von 500 Gauß oder mehr in dem Innenraum 5a des Targets 5 erzeugt wird, wenn diese um den konkaven Abschnitt 4 herum angeordnet sind. Zudem sind die Magnete 7 so aufgestellt, dass ihre Polaritäten an vorbestimmten Positionen der scheibenförmigen Halteplatte 8 zueinander identisch sind (zum Beispiel ist die Polarität der Halteplatte 8 auf N-Pol setzt).
Zudem wird, wenn die Halteplatte 8 an die obere Fläche des Halters 3 angefügt wird, jeder Magnet 7 in ein entsprechendes Aufnahmeloch 6 eingebracht, wodurch jeder Magnet 7 um den konkaven Abschnitt 4 herum angeordnet wird (siehe 2). Die Halteplatte 8 ist auch aus einem leitfähigen Material gebildet, und nachdem die Halteplatte 8 und der Halter 3 aneinander angefügt worden sind, werden, zum Beispiel, beide miteinander mittels eines Befestigungsmechanismus wie etwa einem Schraubbolzen verbunden. Zudem ist ein Mechanismus, durch den das Kühlmittel zirkuliert wird, in dem Innenraum der Halteplatte 8 bereitgestellt, und kann als eine Hilfsplatte dienen, die den Halter 3 mit dem darin eingebrachten Target 5 während des Sputterns kühlt.
Weiterhin ist, wenn der Magnet (der erste Magnetfelderzeugungsmechanismus) 7 integral an der Halteplatte 8 angebracht ist, der Magnet 7 in das Aufnahmeloch 6 durch Anfügen der Halteplatte 8 an die obere Fläche des Halters 3 eingebracht, wodurch der Magnet 7 als der erste Magneffelderzeugungsmechanismus weiter einfach um den konkaven Abschnitt 4 herum angeordnet werden kann.
Die Gleichspannungsquelle 9 ist eine sogenannte Sputterspannungsquelle, die während des Sputterns eine negative Gleichspannung an das Target anlegt (oder eine Gleichspannung anlegt, um die Sputterfläche des Targets auf das negative elektrische Potential zu setzen), und weist einen bekannten Aufbau auf. Weiterhin ist die Gleichspannungsquelle 9 elektrisch mit der Kathodeneinheit C (dem Target 5) verbunden.
Der Gaseinleitungsmechanismus 11 passt die Flussrate (Zuflussvolumen) des in die Kammer 2 einzuleitenden Sputtergases an und leitet, zum Beispiel, das Sputtergas, wie etwa Argongas, über eine mit einer Seitenwand der Kammer 2 verbundene Gasleitung ein. Weiterhin steht das andere Ende der Gasleitung über einen Massendurchflussregler (nicht gezeigt) mit einer Gasquelle in Verbindung.
Der Absaugmechanismus 12 dekomprimiert den Innenbereich der Kammer 2; er ist, zum Beispiel, durch eine Turbo-Molekularpumpe, eine Drehpumpe oder dergleichen gebildet, und ist mit einem Absauganschluss, der an einer Bodenwand der Vakuumkammer 2 gebildet ist, verbunden. Wie in 1 gezeigt, wird, nachdem der Absaugmechanismus 12 gestartet worden ist, der Innenbereich der Kammer 2 der Vakuumabsaugung von dem Absauganschluss über die Absaugleitung 12a ausgesetzt.
Der zweite Magnetfelderzeugungsmechanismus 13 erzeugt das Magnetfeld so, dass die senkrechte Magnetkraftlinie M lokal von der Sputterfläche des Targets 5 in Richtung der Fläche des Substrats W, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft.
Der zweite Magnetfelderzeugungsmechanismus 13 beinhaltet eine Spule, die dadurch gebildet ist, dass ein Leiterkabel 15 um ein ringförmiges Joch 14 herumgewickelt ist, das an einer Außenwandseite der Kammer 2 um eine das Target 5 mit dem Substrat W verbindende Bezugsachse CL herum bereitgestellt ist, und ein Spannungsquellengerät 16, das bewirkt, dass der Strom in der Spule fließt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet die Spule eine obere Spule 13u, die an der Oberseite angeordnet ist, und eine untere Spule 13d, die an der Unterseite angeordnet ist.
Als ein Ergebnis wird bewirkt, dass der Strom in den Spulen 13u und 13d fließt, wodurch das senkrechte Magnetfeld so erzeugt werden kann, dass die senkrechte Magnetkraftlinie lokal zwischen dem Target 5 und dem Substrat W in vorbestimmten Abständen verläuft. Wenn der Film in diesem Zustand gebildet wird, werden die Sputterpartikel von dem Target 5 in ihrer Flugrichtung durch das senkrechte Magnetfeld kontrolliert, wodurch die Sputterpartikel näherungsweise senkrecht auf das Substrat W auftreffen können und daran anhaften können. Aufgrund dessen ist es, wenn die Filmbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in dem Filmbildungsvorgang in der Herstellung des Halbleiterelements verwendet wird, möglich, die Beschichtung auf der Fläche des Substrats W mit einer befriedigenden Richtcharakteristik zu bilden, selbst in einem Mikroloch eines großen Aspektverhältnisses.
Weiterhin kann, in dem zweiten Magnetfelderzeugungsmechanismus 13, durch Anpassen der Intensität des Magnetfelds die Flugrichtung der Sputterpartikel kontrolliert werden.
Hier kann die Anzahl der Spulen 13 und der Durchmesser oder die Anzahl der Wicklungen des Leiterkabels 15 in Abhängigkeit der Größe des Targets 5, des Abstands zwischen dem Target 5 und dem Substrat W, dem Nennstromwert des Spannungsquellengeräts 16, oder einer Intensität (Gauß) des zu erzeugenden Magnetfelds geeignet gesetzt sein (zum Beispiel beträgt der Durchmesser 14 mm und die Anzahl der Wicklungen ist 10).
Weiterhin ist es, in der vorliegenden Ausführungsform, wenn das senkrechte Magnetfeld in zwei oben und unten angeordneten Spulen 13u und 13d erzeugt wird, um die Filmdickenverteilung in der Ebene des Substrats W während der Filmbildung näherungsweise gleich zu machen (die Sputterrate in der Durchmesserrichtung des Substrats W näherungsweise gleich zu machen), wünschenswert, die Positionen der Spulen 13u und 13d in der senkrechten Richtung so zu setzen, dass der Abstand zwischen einem unteren Ende der oberen Spule 13u und dem Target 5 und der Abstand zwischen einem oberen Ende der unteren Spule 13d und dem Substrat W kleiner wird als der Abstand zu einem Mittelpunkt Cp der Bezugsachse. Weiterhin ist es, in diesem Fall, nicht notwendigerweise erforderlich, dass der Abstand zwischen dem unteren Ende der oberen Spule 13u und dem Target 5 mit dem Abstand zwischen dem oberen Ende der unteren Spule 13d und dem Substrat W übereinstimmt, und die oberen und unteren Spulen 13u und 13d können an der Rückseite des Targets 5 und des Substrats W bereitgestellt sein.
Das Spannungsquellengerät 16 hat einen bekannten Aufbau, der eine Steuerschaltung (nicht gezeigt) beinhaltet, die in der Lage ist, den Stromwert und die Richtung des Stroms zu jeder der oberen und unteren Spulen 13u und 13d beliebig zu verändern. Zudem zeigt 1, um den Stromwert und die Richtung des Stroms zu jeder der oberen und unteren Spulen 13u und 13d beliebig zu verändern, eine Gestaltung, die mit einem separaten Spannungsquellengerät 16 versehen ist, aber wenn bewirkt wird, dass der Strom in jeder der Spulen 13u und 13d mit demselben Stromwert und derselben Stromrichtung fließt, kann auch eine Gestaltung eingesetzt werden, in der durch nur ein Spannungsquellengerät bewirkt wird, dass der Strom fließt.
Durch Ausgestalten der Filmbildungsvorrichtung 1 wie vorstehend erwähnt, wird, in dem Fall des Sputterns des Targets 5, wenn die von dem Target 5 gestreuten Sputterpartikel eine positive Ladung aufweisen, ihre Flugrichtung durch das senkrechte Magnetfeld von dem Target 5 zu dem Substrat W kontrolliert, wodurch die Sputterpartikel über die gesamte Fläche des Substrats W näherungsweise senkrecht auf das Substrat W auftreffen und daran anhaften. Aufgrund dessen ist es, wenn die Filmbildungsvorrichtung 1 in dem Filmbildungsvorgang in der Herstellung des Halbleiterelements verwendet wird, möglich, eine Verbesserung der Mikrokerbe oder des Lochs eines hohen Aspektverhältnisses zu erzielen.
Als Nächstes wird, in Bezug auf die Filmbildung mittels der Filmbildungsvorrichtung 1, ein Beispiel beschrieben werden, in dem ein Cu-Film als ein Planfilm durch das Sputtern unter Verwendung eines Materials, das dadurch gebildet wird, dass ein Siliziumoxidfilm (Isolierungsfilm) auf einer Si-Waferfläche als das der Filmbildung unterworfene Substrat W gebildet wird und dann mittels eines bekannten Verfahrens ein Mikroloch zum Verdrahten in dem Siliziumoxidfilm gebildet wird.
Zunächst wird das Target an dem konkaven Abschnitt 4 der unteren Fläche des Halters 3 angebracht, und die Halteplatte 8 mit dem darin aufgestellten Magneten 7 wird an die obere Fläche des Halters 3 so angefügt, dass jeder Magnet 7 in das entsprechende Aufnahmeloch 6 eingeführt wird, und die Halteplatte 8 und der Halter 3 werden miteinander verbunden, zum Beispiel, mittels eines Schraubbolzens, wodurch die Kathodeneinheit C angeordnet wird. Ferner wird die Kathodeneinheit C an dem Deckenabschnitt der Kammer 2 angebracht.
Als Nächstes wird, nachdem das Substrat W auf dem der Kathodeneinheit C gegenüberstehenden Objekttisch 10 angebracht worden ist, der Absaugmechanismus (die Absaugpumpe) 12 betrieben, der Innenbereich der Kammer 2 wird der Evakuierung bis zu einem vorbestimmten Maß an Vakuum (zum Beispiel, 10^–5 Pa) unterworfen, und das Spannungsquellengerät 16 wird eingesetzt, um zu bewirken, dass der Strom in den Spulen 13u und 13d fließt, wodurch das Magnetfeld so erzeugt wird, dass die senkrechte Magnetkraftlinie M (5) lokal von der Sputterfläche des Targets 5 in Richtung der Fläche des Substrats W, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft. Zu diesem Zeitpunkt sind in einem zentralen Bereich und einem Randbereich des Substrats W, das das zu bearbeitende Objekt ist, die Abstände zwischen den senkrechten Magnetkraftlinien zueinander identisch.
Ferner wird, wenn der Druck in der Kammer 2 einen vorbestimmten Wert erreicht, das Sputtergas, das, zum Beispiel, aus Ar-Gas (Argon) gebildet ist, in die Kamer 2 mit einer vorbestimmten Flussrate eingeleitet (das heißt, so, dass der Gasdruck in der Kammer 2 in dem Bereich von 0.3 Pa bis 10.0 Pa reguliert wird), die Gleichspannungsquelle 9 wird aktiviert, und ein negatives elektrisches Potential eines vorbestimmten Wertes wird an die Kathodeneinheit C angelegt (Einspeisung).
Wenn das negative elektrische Potential an die Kathodeneinheit C angelegt wird, wird eine Gasentladung in dem Raum der Vorderseite der Kathodeneinheit C von dem Raum 5a des Targets 5 in dem Halter 3 erzeugt, und, zu diesem Zeitpunkt, wird das Plasma in dem Raum 5a durch das von dem Magnet 7 erzeugten Magnetfeld eingegrenzt. Wenn die Einleitung des Sputtergases in diesem Zustand beendet wird, erfolgt die Selbstentladung in dem Raum 5a.
Ferner schlagen die Argon-Ionen oder dergleichen in dem Plasma in die Innenwandfläche des Targets 5 ein und werden gesputtert, die Cu-Atome werden gestreut, und die Cu-Atome oder die ionisierten Cu-Ionen werden aus der Öffnung der unteren Fläche des Targets 5 in die Kammer 2 zu dem Substrat W mit einem hohen Maß an Geradheit abgegeben, wie durch einen gestrichelten Pfeil in 4 angedeutet.
Wenn die ionisierten Cu-Ionen aus der Öffnung der unteren Fläche des Targets 5 abgegeben werden, wird die mittlere freie Weglänge (MFP) in dem Kammerraum durch das Hochdruckprozessgas verkürzt und die Geradheit wird geschwächt. Demzufolge wird, wie durch einen Pfeil in 5 gezeigt, entsprechend der Gestalt der senkrechten Magnetkraftlinie M, die lokal von der Sputterfläche des Targets 5 in Richtung des Substrats W in einem vorbestimmten Raum erzeugt wird, die Flugrichtung so kontrolliert, dass sie der Richtung der Magnetkraftlinie M folgt, wodurch, wie durch den gestrichelten Pfeil in 5 angedeutet, die Richtcharakteristik so verbessert wird, dass der Film selektiv nur in einem vorbestimmten Bereich gebildet wird (oder der Film nicht selektiv in dem vorbestimmten Bereich gebildet wird).
Aufgrund dessen wird, an einer Position (ein Bereich, der einen der Öffnung des Targets 5 gegenüberstehenden Bereich und dessen Umgebung beinhaltet) unmittelbar unter der Öffnung des Targets 5, der Film so gebildet, dass er eine extrem hohe Filmdickengleichmäßigkeit aufweist, wodurch der Film auch mit einer zufriedenstellenden Beschichtungseigenschaft gebildet werden kann, selbst in dem Mikroloch eines großen Aspektverhältnisses in einem vorbestimmten Bereich des Substrats W.
Zudem kann, zu diesem Zeitpunkt, durch Bereitstellen von Energie durch Wärme, Ionenbestrahlung oder dergleichen, das Aufwachsen des Dünnfilms befördert werden.
Auf diese Weise ist, in der vorliegenden Ausführungsform, das Substrat W so angeordnet, dass es dem Target 5, das das Grundmaterial der Beschichtung bildet, in der Kammer 2 gegenübersteht, während das Magnetfeld so erzeugt wird, dass die senkrechte Magnetkraftlinie lokal von der Sputterfläche des Targets 5 in Richtung der Fläche des Substrats W als das zu bearbeitende Objekt, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft. Das Sputtergas wird in die Kammer 2 eingeleitet, und, durch Regulieren des Gasdrucks in der Kammer in dem Bereich von 0.3 Pa bis 10.0 Pa, können die Sputterpartikel, die die Richtcharakteristik aufweisen, von der Sputterquelle in Richtung des Substrats transportiert werden. Demzufolge werden die Sputterpartikel von dem Target 5 durch das senkrechte Magnetfeld in ihrer Richtung verändert und treffen näherungsweise senkrecht auf das Substrat W auf und haften daran an. Aufgrund dessen kann, wenn die Filmbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Filmbildungsvorgang in der Herstellung des Halbleiterelements verwendet wird, in dem Mikroloch eines hohen Aspektverhältnisses, der Film auch über die gesamte Fläche des Substrats mit einer zufriedenstellenden Beschichtungseigenschaft gebildet werden, wodurch die Bedeckungsrate verbessert werden kann.
Demzufolge kann, wenn die Filmbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform in dem Filmbildungsvorgang in der Herstellung des Halbleiterelements verwendet wird, in dem Mikroloch eines großen Aspektverhältnisses, der Film auch mit einer zufriedenstellenden Beschichtungseigenschaft gebildet werden. Weiterhin kann, da der Transportpfad der Sputterpartikel kontrolliert werden kann, wenn die Sputterpartikel so kontrolliert werden, dass sie nur auf das Substrat begrenzt werden, die Ablagerungsmenge an einem von dem Substrat verschiedenen Bereich, wie etwa einer Anti-Anhaftplatte, deutlich reduziert werden, wodurch die Verlängerung des Wartungszyklus erzielt werden kann. Zudem ist, da die Mehrzahl von Kathoden nicht wie im Stand der Technik in der Filmbildungsvorrichtung selbst bereitgestellt sind, im Vergleich zu einen Fall, in dem die Vorrichtungsgestaltung geändert ist, die Gestaltung einfach und die Herstellungskosten der Vorrichtung können gesenkt werden.
Zudem wurde, in der vorliegenden Ausführungsform, eine Gestaltung als ein Beispiel beschrieben, in der eine Stabform für den Magnet 7 verwendet wird, aber, solange das starke Magnetfeld von 500 Gauß oder mehr in dem Raum 5a des Targets 5 gebildet wird, ist die Gestaltung nicht speziell beschränkt. Demzufolge kann der Raum 5a des Targets 5 so angeordnet sein, dass das Target 5 mittels des ringförmigen Magneten umgeben ist. In diesem Fall kann, an der oberen Fläche des Halters 3, eine ringförmige Aufnahmevertiefung begründet sein, die in der Lage ist, den ringförmigen Magneten aufzunehmen.
Weiterhin wurde, in der vorliegenden Ausführungsform, eine Gestaltung beschrieben, in der des Target 5 mit Rücksicht auf die Massenproduktion oder die Nutzungseffizienz des Targets in den Halter 3 in einer frei befestigbaren und lösbaren Weise eingebracht wurde, aber der Halter 3 selbst kann auch als das Target 5 dienen. Das heißt, es kann eine Gestaltung ein gesetzt werden, in der nur der konkave Abschnitt 4 an der unteren Fläche des Halters 3 gebildet ist, der Magnet 7 um den konkaven Abschnitt 4 herum angeordnet ist, und die Innenwandfläche des konkaven Abschnitts 4 gesputtert wird.
Weiterhin kann eine Anordnung verwendet werden, in der eine Hochfrequenz-Spannungsquelle (nicht gezeigt), die einem bekannten Aufbau aufweist, elektrisch mit dem Objekttisch verbunden ist, ein vorbestimmtes elektrisches Vorspannungspotential an den Objekttisch 10 und das Substrat W während des Sputterns angelegt ist, und in dem Fall des Bildens der Planschicht aus Cu, die Cu-Ionen positiv von dem Substrat angezogen werden, wodurch die Sputterrate erhöht wird.
Zudem wurde, in der vorstehend erwähnten Ausführungsform, ein Fall beschrieben, in dem die Abstände zwischen den vertikalen Magnetkraftlinien M in dem zentralen Bereich und dem Randbereich des Substrats W zueinander identisch sind. Allerdings kann, durch entsprechendes Anpassen des elektrischen Stromwarts, der an den oberen und unteren Spule 13u und 13d anzulegen ist, durch das Spannungsquellengerät 16, wie in 6 gezeigt, eine Gestaltung eingesetzt werden, in der der Abstand zwischen den vertikalen Magnetkraftlinien M in dem zentralen Bereich und dem Randbereich des Substrats W voneinander verschieden sind.
In diesem Fall wird die Intensität des Magnetfelds angepasst und die Flugrichtung der Sputterpartikel wird kontrolliert, wodurch der Film in einem gewünschten Bereich gebildet werden kann.
<Zweite Ausführungsform>
In der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform wurde eine Gestaltung beschrieben, die eine Kathodeneinheit mit nur einem Target (Material), das an einer Seite des Halters befestigt ist, beinhaltet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt.
Demzufolge wird, in der vorliegenden Ausführungsform, eine Filmbildungsvorrichtung beschrieben werden, die eine Kathodeneinheit mit einer Mehrzahl von Targets (Materialien), die an einer Seite des Halters befestigt sind, beinhaltet.
Wie in den 7 bis 9 gezeigt, ist die Filmbildungsvorrichtung 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die das Filmbildungsverfahren der vorliegenden Erfindung durchführt, eine Vorrichtung, die die Beschichtung auf der Fläche des Substrats W als das zu bearbeitende Objekt mittels des Sputterverfahrens bildet. Die Filmbildungsvorrichtung 21 beinhaltet zumindest die Kammer 2, die Kathodeneinheit C1, den ersten Magnetfelderzeugungsmechanismus 7, die Gleichspannungsquelle 9, den Gaseinleitungsmechanismus 11, den Absaugmechanismus 12, und den zweiten Magnetfelderzeugungsmechanismus 13.
Zudem werden, in der nachstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform, hauptsächlich solche Teile beschrieben werden, die von der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform verschieden sind. Demzufolge werden dieselben Komponenten wie in der ersten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet werden und ihre Beschreibungen werden ausgelassen werden und nicht im Detail beschrieben werden.
Die Kathodeneinheit C1 beinhaltet einen scheibenförmigen Halter 23, von einer Ebene aus gesehen, der aus einem leitfähigen Material hergestellt ist. Der Halter 23 kann auch, zum Beispiel, aus demselben Material hergestellt sein, wie das später beschriebene Target. An der unteren Fläche des Halters 23 sind eine Mehrzahl von konkaven Abschnitten 4 einer kreisförmigen Form, von einer Ebene aus gesehen, die dieselbe Öffnungsfläche aufweisen, gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist, zunächst, wie in 9 gezeigt, ein konkaver Abschnitt 4 so gebildet, dass er mit dem Zentrum Cp des Halters 23 konzentrisch ist, und sechs konkave Abschnitte 4 sind um diesen konkaven Abschnitt 4 herum auf demselben imaginären Kreisumfang Vc, dessen Basis der konkave Abschnitt 4 ist, so gebildet, dass sie in gleichen Abständen angeordnet sind. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist ein konkaver Abschnitt 4 in dem Zentrum Cp des Halters 23 gebildet, und sechs konkave Abschnitte 4, die auf dem mit dem Zentrum Cp des Halters 23 als Kreiszentrum gesetzten Kreisumfang in gleichen Abständen gebildet sind, sind als ein Beispiel gezeigt.
In der vorliegenden Ausführungsform wurde eine Gestaltung beschrieben, in der sechs konkave Abschnitte 4 um den in dem Zentrum Cp des Halters gebildeten konkaven Abschnitts 4 herum gebildet sind, aber sechs konkave Abschnitte 4 können auch jeweils um jeden der konkaven Abschnitte 4 auf dem imaginären Kreisumfang Vc gebildet sein. Zudem können, in ähnlicher Weise, eine Mehrzahl von konkaven Abschnitten 4 außerhalb des Halters 23 in einer Durchmesserrichtung gebildet sein (bis die konkaven Abschnitte 4 nicht gebildet werden können), und die konkaven Abschnitte 4 können dicht über die gesamte untere Fläche des Halters 23 gebildet sein. Demzufolge ist der Bereich der unteren Fläche des Halters so gesetzt, dass das Zentrum des konkaven Abschnitts 4, der in dem äußersten Bereich des Halters in der Durchmesserrichtung gelegen ist, innerhalb des äußeren Rands des Substrats W in der Durchmesserrichtung gelegen ist. Zudem sind, in der in 9 gezeigten Gestaltung, die konkaven Abschnitte (sechs) eines Kreises um den in dem Zentrum Cp des Halters gebildeten konkaven Abschnitt 4 herum gebildet ist, aber die vorliegende Erfindung ist hierdurch nicht beschränkt. Die konkaven Abschnitte (zum Beispiel, zwölf oder mehr) von zwei Kreisen oder mehr können um diesen herum gebildet sein. Zudem können, zum Beispiel, vier oder acht konkave Abschnitte eingesetzt werden, ohne dass die vorliegende Erfindung auf sechs konkave Abschnitte in einem Kreis beschränkt wäre.
Weiterhin ist der Abstand zwischen den konkaven Abschnitten 4 in der Durchmesserrichtung größer als der Durchmesser eines später beschriebenen zylindrischen Magneten, und ist in dem Bereich gesetzt, der in der Lage ist, die Stärke des Halters 23 aufrecht zu erhalten. Ferner sind die Targets 5 in jeden der konkaven Abschnitte 4 eingebracht und die Targets 5 sind an jedem der konkaven Abschnitte 4 von ihren Bodenabschnittseiten aus in einer frei befestigbaren und lösbaren Weise angebracht.
Weiterhin sind, in der vorliegenden Ausführungsform, Aufnahmelöcher 6 so gebildet, dass sechs Magneten 7 um einen konkaven Abschnitt 4 herum in gleichen Abständen und auf einer Linie, die die Zentren jeweils benachbarter konkaver Abschnitte 4 verbindet, gelegen sind (siehe 9).
Jeder Magnet 7 ist so gestaltet, dass das starke Magnetfeld von 500 Gauß oder mehr in dem Innenraum 5a des Targets 5 erzeugt wird, wenn er um jeden konkaven Abschnitt 4 herum angeordnet ist.
Durch Gestalten der Filmbildungsvorrichtung 21 wie vorstehend erwähnt, wird, in einem Fall, in dem das Target 5 gesputtert wird, wenn die von dem Target 5 gestreuten Sputterpartikel die positive elektrische Ladung aufweisen, die Flugrichtung der Sputterpartikel durch das senkrechte Magnetfeld von dem Target 5 zu dem Substrat W kontrolliert, wodurch die Sputterpartikel über die gesamte Fläche des Substrats W näherungsweise senkrecht auf das Substrat W auftreten und daran anhaften. Das heißt, wie durch einen Pfeil in 7 angedeutet, wird, entsprechend der Gestalt der vertikalen Magnetkraftlinie M, die lokal von der Sputterfläche des Targets 5 in Richtung des Substrats W in vorbestimmten Abständen erzeugt wird, die Flugrichtung so kontrolliert, dass sie der Richtung der Magnetkraftlinie M folgt, wodurch die Richtcharakteristik so erhöht wird, dass die Beschichtung selektiv nur in einem vorbestimmten Bereich gebildet wird (oder die Beschichtung nicht selektiv in einem vorbestimmten Bereich gebildet wird), wie durch einen Pfeil in 7 angedeutet.
Aufgrund dessen ist es, wenn die Filmbildungsvorrichtung 21 in dem Filmbildungsvorgang in der Herstellung des Halbleiterelements verwendet wird, möglich, eine Verbesserung der Bedeckungsrate der Mikrokerbe oder des Lochs eines hohen Aspektverhältnisses zu realisieren. In 7 ist es, durch Bilden des Filmes so, dass er eine extrem hohe Filmdickengleichförmigkeit in einer Position, die in den Öffnungen der Targets 5, die zu mehreren platziert sind, gegenübersteht, aufweist, möglich, den Film selbst in dem Mikroloch eines hohen Aspektverhältnisses in einer Mehrzahl von gewünschten Bereichen auf dem Substrat W mit zufriedenstellenden Beschichtungseigenschaften zu bilden.
Beispiel 1
Zunächst wird, als Beispiel 1, um zu bestätigen, dass die Richtcharakteristik der Sputterpartikel dadurch erhöht werden kann, dass der Prozessdruck angepasst wird, während das Magnetfeld so erzeugt wird, dass die senkrechte Magnetkraftlinie lokal von der Sputterfläche des Targets in Richtung der Fläche des Substrats, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft, der Prozessdruck in der Kammer auf 0.12 Pa, 0.3 Pa, 0.6 Pa, 1.2 Pa, 1.6 Pa, 3.0 Pa und 10.0 Pa geändert und es wird die in 1 gezeigte Filmbildungsvorrichtung verwendet, wodurch der Cu-Film auf dem Substrat W gebildet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird, als das Substrat W, ein Material verwendet, in dem, nachdem der Siliziumoxidfilm über die gesamte Fläche des Si-Wafers eines Durchmessers von 300 mm gebildet worden ist, ein Mikroloch eines hohen Aspektverhältnisses (zum Beispiel beträgt die Breite W des Mikrolochs 45 nm und die Tiefe D beträgt 150 nm) in dem Siliziumoxidfilm durch das bekannte Verfahren gebildet.
Weiterhin wurde, wie in 2 gezeigt, als die Kathodeneinheit ein Halter verwendet, der aus Cu mit einem Mischungsverhältnis von 99% und einem Durchmesser von 600 mm hergestellt wurde. Weiterhin ist ein konkaver Abschnitt mit einem Öffnungsdurchmesser von 40 mm und einer Tiefe von 50 mm in dem Zentrum der unteren Fläche des Halters gebildet, und das Target aus dem Bodenabschnittzylinder, der aus demselben Material hergestellt war wie der Halter, wurde in den konkaven Abschnitt von der Bodenabschnittseite aus eingepasst. Weiterhin sind sechs Magneteinheiten um den konkaven Abschnitt herum auf einem Kreisumfang in gleichen Abständen angeordnet und werden als die Kathodeneinheit für Beispiel 1 verwendet. In diesem Fall erzeugt der Magnet das Magnetfeld in dem Raum des konkaven Abschnitts mit der Magnetfeldintensität von 500 Gauss. Ferner war die auf diese Weise hergestellte Kathodeneinheit an dem Deckenabschnitt der Vakuumkammer angebracht, und dann war das Maskenelement angebracht, das die untere Fläche des Halters mit Ausnahme der Öffnung des konkaven Abschnitts bedeckte.
Weiterhin war, als die Filmbildungsbedingung, ein Abstand zwischen der unteren Fläche des Halters und dem Substrat auf 300 mm gesetzt, Ar wurde als das Sputtergas verwendet, die eingespeiste elektrische Leistung an dem Target war in der elektrischen Konstantstromregelung auf 20 A gesetzt, die Sputterzeit war auf 20 Sekunden gesetzt, und die Filmbildung des Cu-Films wurde durchgeführt.

Ferner wurde jeweils eine Filmdicke an der Zentrumsposition (0 mm) des Substrat W, auf dem der Film gebildet wurde, und an der von der Zentrumsposition 70 mm beabstandeten Position gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Weiterhin ist in 10 ein Verhältnis zwischen dem Prozessdruck und der Filmdicke gezeigt. [Tabelle 1]

Position (mm)	Prozessdruck (Pa)
Position (mm)	0.12	0.3	0.6	1.2	1.6	3.0	10.0
₀	40.0 nm	41.0 nm	57.0 nm	79.7 nm	95.1 nm	110.7 nm	Kein Ergebnis
70	22.2 nm	18.9 nm	15.2 nm	11.7 nm	3.0 nm	2.3 nm	Kein Ergebnis

Durch die Ergebnisse in Tabelle 1 und 10 wurde bestätigt, dass, wenn der Prozessdruck gleich oder größer als 0.3 Pa ist, sich die Filmdicke an der Zentrumsposition des Substrats graduell erhöht und der Film selektiv nur in einem vorbestimmten Bereich gebildet werden kann. Weiterhin wurde bestätigt, dass, zwischen den Prozessdrücken von 1.2 Pa und 1.6 Pa, ungefähr, von nahe 1.5 Pa an, sich die Filmdicke an der von der Zentrumsposition des Substrates 70 mm beabstandeten Position schlagartig reduziert und die Richtcharakteristik so erhöht werden kann, dass der Film nicht selektiv in einem vorbestimmten Bereich gebildet wird. Als Ursache hierfür wird angenommen, dass, durch Setzen des Prozessdrucks auf 1.5 Pa oder mehr, die Hohlentladungspannung konstant wird (Sättigung), die Sputterpartikel die Richtcharakteristik in der Höhlung verlieren, und die Sputterpartikel durch das Magnetfeld, das von der Sputterfläche des Targets in Richtung der Fläche des Substrats, auf der ein Film zu bilden ist, erzeugt wird, an dem Substrat induziert werden.
Als ein Ergebnis erkennt man, dass, durch Regulieren des Prozessdrucks in der Kammer auf 0.3 Pa oder mehr, vorzugsweise, 1.5 Pa oder mehr, die Richtcharakteristik verbessert werden kann.
Weiterhin sind, in der vorstehend erwähnten Ausführungsform, wenn der Gasdruck in der Kammer (A) 0.12 Pa beträgt, (B) 0.6 Pa beträgt, und (C) 1.6 Pa beträgt, die Filmbildungsbedingungen in dem Mikroloch in den 11A bis 11C jeweils als schematische Querschnittsansichten gezeigt, und es wurde jeweils eine Filmdicke Ta in Bezug auf die Fläche um das Mikroloch herum und eine Filmdicke Tb in Bezug auf die Bodenfläche des Mikrolochs gemessen, wodurch die Bodenbedeckung (Tb/Ta) berechnet wurde.
Aufgrund dessen betrug, in dem Fall, dass der Gasdruck (A) 0.12 Pa betrug, eine Filmdicke Tal in Bezug auf die Fläche um das Mikroloch herum 40 nm, eine Filmdicke Tb1 in Bezug auf die Bodenfläche des Mikrolochs betrug 24.3 nm, und die Bodenbedeckung betrug 60.8%. Weiterhin betrug, in dem Fall, dass der Gasdruck (B) 0.6 Pa betrug, eine Filmdicke Ta2 in Bezug auf die Fläche um das Mikroloch herum 40 nm, eine Filmdicke Tb2 in Bezug auf die Bodenfläche des Mikrolochs betrug 35.0 nm, und die Bodenbedeckung betrug 87.9%. Zudem betrug, in dem Fall, dass der Gasdruck (C) 1.6 Pa betrug, eine Filmdicke Ta3 in Bezug auf die Fläche um das Mikroloch herum 40 nm, eine Filmdicke Tb3 in Bezug auf die Bodenfläche des Mikrolochs betrug 42.4 nm, und die Bodenbedeckung betrug 106%.
Durch die 11A bis 11C und die vorstehend beschriebenen Ergebnisse kann bestätigt werden, dass durch Erhöhen der Flussrate des Gases in der Kammer, das heißt, durch Erhöhen des Gasdrucks in der Kammer, die Richtcharakteristik verbessert werden kann, wodurch der Film selektiv in einem vorbestimmten Bereich gebildet wird und die Bedeckungsrate verbessert wird. Weiterhin erkennt man durch die Ergebnisse, dass die Sputterpartikel schräg gestreut werden, wodurch es möglich ist, das Anhaften an und das Ablagern auf einem von der Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, verschiedenen Bereich, wie etwa der Anti-Anhaftplatte, deutlich zu reduzieren.
Als Nächstes wurden, in dem Beispiel 1, jeweils die Bodenbedeckung der Beschichtung, der Richtcharakteristik der Sputterpartikel, und die Konvergenz der Sputterpartikel bewertet, wenn der Druck während der Filmbildung bei Zone (A) auf gleich oder kleiner als 0.3 Pa gesetzt wurde, der Druck während der Filmbildung bei Zone (B) auf gleich oder größer als 0.3 Pa und auf kleiner oder gleich 1.5 Pa gesetzt wurde, der Druck während der Filmbildung bei Zone (C) auf gleich oder größer als 1.5 Pa und auf kleiner oder gleich 10.0 Pa gesetzt wurde, und der Druck während der Filmbildung bei Zone (D) auf größer oder gleich 10.0 Pa gesetzt wurde, und wenn der Film in jeder Zone gebildet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Zudem sind die Ergebnisse in jedem Bewertungsverfahren nachstehend angegeben.
Wenn die Bodenbedeckung gleich oder kleiner als 50% war, wurde ein NG-Zeichen angegeben, wenn die Bodenbedeckung 50% bis 80% betrug, wurde ein B-Zeichen angegeben, wenn die Bodenbedeckung 80% bis 100% betrug, wurde ein F-Zeichen angegeben, und wenn die Bodenbedeckung gleich oder größer als 100% war, wurde ein G-Zeichen angegeben.
Weiterhin wurde, wenn die Symmetrie der Bedeckung durch die Richtcharakteristik der Sputterpartikel deutlich erhöht war, das NG-Zeichen angegeben, wenn die Symmetrie hoch war, wurde das B-Zeichen angegeben, wenn die Symmetrie ungefähr in der Mitte war, wurde das F-Zeichen angegeben, und wenn die Symmetrie fast nicht bestätigt werden konnte, wurde das G-Zeichen angegeben.

Zudem wurde, wenn das Filmdickenverhältnis in der Position, die zu dem unteren Teil des erodierten Bereichs und dem unteren Teil des nicht-erodierten Bereichs korrespondiert, gleich oder kleiner als 1 war, die Konvergenz der Sputterpartikel durch das NG-Zeichen angegeben, wenn das Filmdickenverhältnis ungefähr 1 bis 2 betrug, wurde die Konvergenz durch das B-Zeichen angegeben, wenn das Filmdickenverhältnis ungefähr 2 bis 5 betrug, wurde die Konvergenz durch das F-Zeichen angegeben, und wenn das Filmdickenverhältnis gleich oder größer als 5 war, wurde die Konvergenz durch das G-Zeichen angegeben. [Tabelle 2]

Prozessdruck	Zone (A)	Zone (B)	Zone (C)	Zone (D)
Prozessdruck	0.3 Pa	0.3 bis 1.5 Pa	1.5 bis 10.0 Pa	10.0 Pa <
Bodenbedeckung	B	F	G	B bis NG
Richtcharakteristik der Sputterpartikel	B	F	G	F bis NG
Konvergenz der Sputterpartikel	B	B bis F	G	B bis NG

Durch die in Tabelle 2 angegebenen Ergebnisse kann bestätigt werden, dass, durch Regulieren des Gasdrucks in dem Bereich von 0.3 Pa bis 10.0 Pa, sowohl die Bodenbedeckung, die Richtcharakteristik der Sputterpartikel, und die Konvergenz der Sputterpartikel wie gewünscht bewertet wurde.
Demzufolge erkennt man, dass die Sputterpartikel auf die Fläche des Substrats, auf der ein Film zu bilden ist, induziert werden können und darauf abgelagert werden können, und dass der Film abgelagert werden kann, während die Flugrichtung der erzeugten Sputterpartikel durch Einleiten des Sputtergases in die Kammer, während das Magnetfeld so erzeugt wird, dass die senkrechte Magnetkraftlinie lokal von der Sputterfläche des Targets in Richtung der Fläche des Substrats, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft, und Regulieren des Gasdrucks in der Kammer in dem Bereich von 0.3 Pa bis 10.0 Pa, vorzugsweise, in dem Bereich von 1.5 Pa bis 10.0 Pa, um das Target zu sputtern, kontrolliert wird.
Beispiel 2
Als Nächstes wurde, um zu bestätigen, dass die Flugrichtung der Sputterpartikel durch Anpassen der Intensität des Magnetfelds kontrolliert werden kann, unter denselben Filmbildungsbedingungen wie in Beispiel 1, der Prozessdruck auf 1.6 Pa gesetzt (die Gasflussrate betrug 267 sccm), wobei ein bevorzugtes Ergebnis in Beispiel 1 erhalten werden konnte, und die Filmdicke des Substrats an der Position in der Durchmesserrichtung wurde gemessen, wenn der Film gebildet wurde, während das senkrechte Magnetfeld von der Sputterfläche des Targets in Richtung der Fläche des Substrats, auf der ein Film zu bilden ist, erzeugt wurde, und wenn der Film gebildet wurde, während das senkrechte Magnetfeld nicht erzeugt wurde. Ferner ist die Filmdickenverteilung, die jeweils das Verhältnis zwischen der Substratposition und der Filmdicke angibt, dieses Mal in 12 gezeigt.
Wie in 12 gezeigt, wurde bestätigt, dass, wenn der Film gebildet wird, während das senkrechte Magnetfeld erzeugt wird, der Film lokal in einem vorbestimmten Radiusbereich (ungefähr derselbe Bereich wie der erodierte Durchmesser des Targets) von dem Zentrum des Substrats gebildet wird. Allerdings wurde auch bestätigt, dass, wenn das senkrechte Magnetfeld nicht erzeugt wird, die Sputterpartikel gestreut werden und sich an dem Bereich, der gleich oder größer als der erodierte Durchmesser in dem Target ist, ablagern.
Demzufolge erkennt man, dass die Flugrichtung der Sputterpartikel durch Anpassen der Intensität des Magnetfelds kontrolliert werden kann.
Zudem wurde, in der vorliegenden Ausführungsform, ein Fall beschrieben, in dem ein Target vom Hohl-Typ verwendet wurde, aber die vorliegende Erfindung ist nicht hierauf beschränkt. Demzufolge kann, wenn das Sputtergas in die Kammer eingeleitet wird, während das Magnetfeld so erzeugt wird, dass die senkrechte Magnetkraftlinie lokal von der Sputterfläche des Targets in Richtnung der Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft, und der Gasdruck in der Kammer in dem Bereich von 0.3 Pa bis 10.0 Pa reguliert wird, die vorliegende Erfindung auch in dem Fall der Verwendung eines Targets vom Flächen-Typ durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird das Filmbildungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung schematisch beschrieben werden.
In dem Filmbildungsverfahren zum Bilden des Films auf der Fläche des zu bearbeitenden Objekts sind das zu bearbeitende Objekt W und das Target 5 in der Kammer 2 so angeordnet, dass sie sich gegenüberstehen. Die Kammer 2 weist einen Innenraum auf, der in der Lage ist, den Druck zu reduzieren, und das magnetische Feld wird so erzeugt, dass die senkrechte Magnetkraftlinie lokal von der Sputterfläche des Targets in Richtung der Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft. Als Nächstes wird das Sputtergas in die Kammer eingeleitet, der Gasdruck in der Kammer wird in dem Bereich von 0.3 Pa bis 10.0 Pa reguliert, und, durch Anlegen der negativen Gleichspannung an das Target wird Plasma in dem Raum zwischen dem Target und dem zu bearbeitenden Objekt erzeugt. Ferner werden die Sputterpartikel auf das zu bearbeitende Objekt induziert und darauf abgelagert, während die Flugrichtung der Sputterpartikel, die durch Sputtern des Targets erzeugt werden, kontrolliert werden, und der Film wird auf der Fläche des zu bearbeitenden Objekts gebildet.
Wie vorstehend beschrieben, kann, durch Anpassen der Intensität des Magnetfelds, die Flugrichtung der Sputterpartikel kontrolliert werden. Zudem können, in dem zentralen Bereich und dem Randbereich des zu bearbeitenden Objekts die Abstände zwischen den senkrechten Magnetkraftlinien zueinander identisch oder voneinander verschieden sein.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die Filmbildungsvorrichtung und das Filmbildungsverfahren der vorliegenden Erfindung können weithin in der Filmbildung bei Mikrokerben oder Löchern eines hohen Aspektverhältnisses verwendet werden. Zudem ist die Filmbildungsvorrichtung und das Filmbildungsverfahren der vorliegenden Erfindung in der Lage, die Bedeckungsrate zu verbessern und den Wartungszyklus der Filmbildungsvorrichtung zu verlängern.
Bezugszeichenliste

W: SUBSTRAT (ZU BEARBEITENDES OBJEKT)
1, 21: FILMBILDUNGSVORRICHTUNG
2: KAMMER
3, 23: HALTER
4: KONKAVER ABSCHNITT
5: TARGET
5A: ENTLADUNGSRAUM
6A: AUFNAHMELOCH
7: MAGNET (ERSTER MAGNETFELDERZEUGUNGSMECHANISMUS)
8: HALTEPLATTE
9: GLEICHSPANNUNGSQUELLE (DC-SPANNUNGSQUELLE)
10: OBJEKTTISCH
11: GASLEITUNG (GASEINLEITUNGSMECHANISMUS)
12: ABSAUGPUMPE (ABSAUGMECHANISMUS)
13U: OBERE SPULE (ZWEITER MAGNETFELDERZEUGUNGSMECHANISMUS)
13D: UNTERE SPULE (ZWEITER MAGNETFELDERZEUGUNGSMECHANISMUS)
14: JOCH
15: LEITERKABEL
16: SPANNUNGSQUELLENGERÄT

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009-121894 [0002]
JP 2008-47661 [0015]
JP 2003-158175 [0015]
JP 2008-251579 [0015]
JP 6-299355 [0015]

Claims

Filmbildungsverfahren zum Bilden einer Beschichtung auf einer Fläche eines zu bearbeitenden Objekts, umfassend: Anordnen eines Targets, das ein Grundmaterial der Beschichtung bildet, und des zu bearbeitenden Objekts in einer Kammer, so dass sie sich gegenüberstehen, und Erzeugen eines Magnetfelds, durch das eine senkrechte Magnetkraftlinie lokal von einer Sputterfläche des Targets in Richtung einer Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft; Erzeugen von Plasma in einem Raum zwischen dem Target und dem zu bearbeitenden Objekt durch Einleiten eines Sputtergases in die Kammer, Regulieren eines Gasdrucks in der Kammer auf einen Bereich von 0.3 Pa bis 10.0 Pa, und Anlegen einer negativen Gleichspannung an das Target; und Induzieren und Ablagern von Sputterpartikeln auf dem zu bearbeitenden Objekt und Bilden der Beschichtung, während Flugrichtungen der Sputterpartikel, die durch Sputtern des Targets erzeugt werden, kontrolliert werden.
Filmbildungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Flugrichtungen der Sputterpartikel durch Anpassen einer Intensität des Magnetfelds kontrolliert werden.
Filmbildungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abstände zwischen den senkrechten Magentkraftlinien in einem zentralen Bereich und einem Randbereich des zu bearbeitenden Objekts identisch sind.
Filmbildungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abstände zwischen den senkrechten Magentkraftlinien in einem zentralen Bereich und einem Randbereich des zu bearbeitenden Objekts verschieden sind.
Filmbildungsvorrichtung, die eine Beschichtung auf einer Fläche eines zu bearbeitenden Objekts bildet, umfassend: eine Kammer, in der ein Target, das ein Grundmaterial der Beschichtung bildet, und das zu bearbeitende Objekt so angeordnet sind, dass sie sich gegenüberstehen, und die einen Innenraum zum Aufnehmen des Targets und des zu bearbeitenden Objekts aufweist; einen Absaugmechanismus, der einen Innenbereich der Kammer dekomprimiert; einen ersten Magnetfelderzeugungsmechanismus, der ein Magnetfeld in einem vorderen Raum, von einer Sputterfläche des Targets aus gesehen, erzeugt; einen Gaseinleitungsmechanismus, der eine Funktion zum Anpassen einer Flussrate eines in die Kammer einzuleitenden Sputtergases beinhaltet; eine Gleichspannungsquelle, die eine negative Gleichspannung an das Target anlegt; und einen zweiten Magnetfelderzeugungsmechanismus, der ein Magnetfeld erzeugt, durch das eine senkrechte Magnetkraftlinie lokal von der Sputterfläche des Targets in Richtung einer Fläche des zu bearbeitenden Objekts, auf der ein Film zu bilden ist, in vorbestimmten Abständen verläuft.
Filmbildungsvorrichtung nach Anspruch 5, des Weiteren umfassend: einen Halter, in dem ein oder mehrere konkave Abschnitte an einer seiner Flächen bereitgestellt sind, wobei das Target eine zylindrische Form mit einem Boden bildet und an dem konkaven Abschnitt des Halters von einer Bodenabschnittseite des Targets aus angebracht ist, und der erste Magnetfelderzeugungsmechanismus an dem Halter so angeordnet ist, dass er das Magnetfeld in einem Innenraum des Targets erzeugt.