DE112021003752T5

DE112021003752T5 - Target und filmbildungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112021003752T5
Application number: DE112021003752.8T
Authority: DE
Inventors: Hironori Torii
Original assignee: JSW AFTY Corp
Current assignee: JSW AFTY Corp
Priority date: 2020-09-25
Filing date: 2021-07-06
Publication date: 2023-04-27
Also published as: KR20230050435A; GB202301812D0; CN116194614A; GB2613711A; US20230369034A1; TW202214889A; JP7488166B2; WO2022064810A1; JP2022053772A

Abstract

Eine Filmbildungsvorrichtung 1 umfasst ein Target TA, ein ringförmiges Abschirmelement 30, das zwischen dem Target TA und einer Plasmaerzeugungseinheit vorgesehen ist, und ein ringförmiges Abschirmelement 40, das zwischen dem Target TA und einer Werkstückhalteeinheit vorgesehen ist. Das Target TA umfasst ein zylindrisches Targetelement 21 und ein Stützrohr (Tragelement) 20, das zum Stützen des Targetelements 21 dient. Das Abschirmelement 30, das Abschirmelement 40 und das Targetelement 21 sind jeweils in einer Z-Richtung um eine Achse VL1 als eine sich in der Z-Richtung erstreckende Zentralachse gestapelt, das Abschirmelement 30, das Targetelement 21 und das Abschirmelement 40 sind jeweils so angeordnet, dass sie in der Z-Richtung voneinander getrennt sind, und ein Innendurchmesser D1 des Abschirmelements 30 ist kleiner als ein Innendurchmesser D2 des Targetelements 21.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Target, eine Filmbildungsvorrichtung und eine Herstellungstechnologie für ein Filmbildungsobjekt und bezieht sich beispielsweise auf eine Technologie zur Bildung eines Films auf einem Filmbildungsobjekt durch die Verwendung von Plasma.
STAND DER TECHNIK
Die japanische ungeprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnr. S59-47728 A (Patentdokument 1) beschreibt eine Technologie zur Bildung eines Films auf einem Filmbildungsobjekt durch Ablagerung von Targetpartikeln auf dem Filmbildungsobjekt, die von einem Targetelement ausgestoßen werden, indem Ionen, die in dem durch das Elektronen-Zyklotron-Resonanz- (ECR-) Phänomen erzeugten Plasma enthalten sind, mit dem Targetelement kollidieren.
VERWANDTE DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. S59-47728 A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit der Erfindung zu lösende Probleme
Bei der Sputtertechnologie wird ein Film auf einem Filmbildungsobjekt gebildet, indem auf dem Filmbildungsobjekt Targetpartikel abgeschieden werden, die von einem Targetelement ausgestoßen werden, indem die im Plasma enthaltenen Ionen mit dem Targetelement kollidieren. Oberhalb und unterhalb des Targetelements sind Abschirmelemente angeordnet, die verhindern, dass das Plasma auf ein das Targetelement tragendes Stützelement aufgebracht wird. Die Abschirmelemente sind so angeordnet, dass sie von dem Targetelement separiert sind, um den Kurzschluss mit dem Targetelement zu unterdrücken. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass das Sputtern aufgrund der Ablagerungen instabil wird, wenn Ablagerungen, die auf dem Abschirmelement gebildet werden, durch die kontinuierliche Durchführung des Filmbildungsprozesses wachsen.
Weitere Probleme und neue Merkmale werden aus der Beschreibung dieser Anmeldung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
Mittel zum Lösen der Probleme
Eine Filmbildungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform umfasst eine Werkstückhalteeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie ein Filmbildungsobjekt hält, eine Plasmaerzeugungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie Plasma erzeugt, ein Target, das zwischen der Werkstückhalteeinheit und der Plasmaerzeugungseinheit vorgesehen ist, ein ringförmiges erstes Abschirmelement, das zwischen dem Target und der Plasmaerzeugungseinheit vorgesehen ist, und ein ringförmiges zweites Abschirmelement, das zwischen dem Target und der Werkstückhalteeinheit vorgesehen ist. Das Target umfasst ein zylindrisches Targetelement und ein Stützelement, das um das Targetelement herum angeordnet und so konfiguriert ist, dass es das Targetelement stützt. Das erste Abschirmelement, das zweite Abschirmelement und das Targetelement sind jeweils in einer ersten Richtung um eine erste Achse als eine sich in der ersten Richtung erstreckende Zentralachse gestapelt, das erste Abschirmelement, das Targetelement und das zweite Abschirmelement sind jeweils so angeordnet, dass sie in der ersten Richtung voneinander getrennt sind, und ein Innendurchmesser des ersten Abschirmelements ist kleiner als ein Innendurchmesser des Targetelements.
Bei einer Filmbildungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Innendurchmesser des ersten Abschirmelements kleiner als ein Innendurchmesser des zweiten Abschirmelements.
Das erste Abschirmelement, das in der Filmbildungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform vorgesehen ist, hat einen ersten Abschnitt, der das Stützelement des Targets in der ersten Richtung überlappt, und einen zweiten Abschnitt, der das Target in der ersten Richtung nicht überlappt. Eine Dicke des zweiten Abschnitts ist kleiner als die Dicke des ersten Abschnitts. Wenn eine Oberfläche des Targetelements, die eine dem ersten Abschirmelement zugewandte Oberfläche enthält, als eine Referenzfläche definiert ist, ist eine kürzeste Distanz von dem zweiten Abschnitt zu der Referenzfläche größer als eine kürzeste Distanz von dem ersten Abschnitt zu der Referenzfläche.
Bei einer Filmbildungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform hat das erste Abschirmelement einen gestuften Abschnitt zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt. Eine Dicke eines Abschnitts außerhalb des gestuften Abschnitts ist gleich der Dicke des ersten Abschnitts. Eine Dicke eines Abschnitts im Inneren des gestuften Abschnitts ist gleich der Dicke des zweiten Abschnitts.
Der in der Filmbildungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform vorgesehene gestufte Abschnitt überlappt das Targetelement in der ersten Richtung.
Eine Oberfläche des zweiten Abschnitts, die dem Target in der Filmbildungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform zugewandt ist, ist eine geneigte Oberfläche, die in Bezug auf eine zweite Richtung orthogonal zur ersten Richtung geneigt ist. Der Innendurchmesser des ersten Abschirmelements beträgt 90 % oder mehr des Innendurchmessers des Targetelements.
Der Innendurchmesser des ersten Abschirmelements in der Filmbildungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform beträgt 99 % oder weniger des Innendurchmessers des Targetelements.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß einer Ausführungsform ist es möglich, das Sputtern auch dann zu stabilisieren, wenn Ablagerungen auf dem Abschirmelement gebildet werden.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung zeigt;
2 ist ein Flussdiagramm, das einzelne Schritte eines Filmbildungsverfahrens zeigt, das unter Verwendung der in 1 gezeigten Filmbildungsvorrichtung durchgeführt wird;
3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine äußere Konfiguration eines Targets zeigt, das in der Filmbildungsvorrichtung in 1 verwendet wird;
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine äußere Konfiguration von Abschirmelementen zeigt, die in der Filmbildungsvorrichtung in 1 verwendet werden;
5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen den Abschirmelementen und dem Target in der Filmbildungsvorrichtung zeigt;
6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen Abschirmelementen und einem Target in einer Filmbildungsvorrichtung zeigt, die ein untersuchtes Beispiel in Bezug auf 5 ist;
7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Targetelement in einem Teil des Targets und der in 6 gezeigten Abschirmelemente gesputtert wird;
8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Targetelement in einem Teil des Targets und der in 5 gezeigten Abschirmelemente gesputtert wird;
9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Modifikation in Bezug auf die in 8 gezeigte Filmbildungsvorrichtung zeigt; und
10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Modifikation in Bezug auf die in 9 gezeigte Filmbildungsvorrichtung zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
In allen Zeichnungen, die der Beschreibung der Ausführungsform dienen, sind dieselben Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen, und wiederholte Beschreibungen werden im Prinzip weggelassen. Es ist zu beachten, dass in manchen Fällen in einer Draufsicht eine Schraffur vorgesehen sein kann, um die Zeichnungen übersichtlich zu gestalten.
<Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung>
1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration einer Filmbildungsvorrichtung zeigt. In 1 weist eine Filmbildungsvorrichtung 1 eine Kammer 10 auf, die eine Filmbildungskammer ist. In dieser Kammer 10 ist eine Werkstückhalteeinheit 11 vorgesehen, und ein Filmbildungsobjekt SUB, das durch ein Substrat verkörpert wird, wird von dieser Werkstückhalteeinheit 11 gehalten. Diese Kammer 10 ist mit einer Gaseinlassöffnung 10a und einer Gasauslassöffnung 10b versehen.
Anschließend wird in der Kammer 10 eine Plasmaerzeugungseinheit 13 an einer Position bereitgestellt, die dem von der Werkstückhalteeinheit 11 gehaltenen Filmbildungsobjekt SUB zugewandt ist. Die Plasmaerzeugungseinheit 13 ist so konfiguriert, dass sie Plasma erzeugt, und eine Magnetfelderzeugungseinheit 14, die beispielsweise aus einer Spule besteht, ist um die Plasmaerzeugungseinheit 13 herum angeordnet. Außerdem ist ein Wellenleiter 15 mit der Plasmaerzeugungseinheit 13 verbunden, und Mikrowellen, die sich durch den Wellenleiter 15 ausbreiten, werden in die Plasmaerzeugungseinheit 13 eingeleitet. Ferner ist ein Target TA mit einer zylindrischen Form oder ähnlichem an einer Position zwischen der Werkstückhalteeinheit 11 und der Plasmaerzeugungseinheit 13 und nahe der Plasmaerzeugungseinheit 13 angeordnet, und das Target TA ist elektrisch mit einer Energiequelle 16 verbunden, die in der Lage ist, eine Hochfrequenzleistung, eine Gleichstromleistung und eine Impulsleistung zu liefern. Folglich ist das Target TA so konfiguriert, dass die Hochfrequenzspannung von der Stromquelle 16 angelegt wird. Dieses Target TA wird durch eine Befestigungseinheit 17 fixiert.
Ferner umfasst die Filmbildungsvorrichtung 1 ein ringförmiges Abschirmelement (erstes Abschirmelement) 30 und ein ringförmiges Abschirmelement (zweites Abschirmelement) 40. Unter der Annahme, dass die Richtung von der Plasmaerzeugungseinheit 13 zur Werkstückhalteeinheit 11 die Z-Richtung ist, ist das Abschirmelement 30 zwischen dem Target TA und der Plasmaerzeugungseinheit 13 in der Z-Richtung vorgesehen. Außerdem befindet sich das Abschirmelement 40 zwischen dem Target TA und der Werkstückhalteeinheit 11.
<Filmbildungsverfahren>
Als nächstes ist ein Verfahren zur Bildung von Filmen unter Verwendung der Filmbildungsvorrichtung 1 beschrieben. 2 ist ein Flussdiagramm, das die einzelnen Schritte eines Filmbildungsverfahrens zeigt, das unter Verwendung der in 1 gezeigten Filmbildungsvorrichtung durchgeführt wird.
In 1 wird zunächst ein Gas, das z. B. durch Argongas dargestellt ist, in die Plasmaerzeugungseinheit 13 eingeleitet. Wenn dann von der Magnetfelderzeugungseinheit 14, die um die Plasmaerzeugungseinheit 13 herum angeordnet ist, ein Magnetfeld erzeugt wird, erhalten die Elektronen, die in dem in die Plasmaerzeugungseinheit 13 eingeführten Gas enthalten sind, eine Lorentz-Kraft, die sie in eine Kreisbewegung versetzt. Wenn zu diesem Zeitpunkt Mikrowellen (elektromagnetische Wellen) mit der gleichen Periode (oder Frequenz) wie die Periode (oder Frequenz) der Kreisbewegung der Elektronen vom Wellenleiter 15 in die Plasmaerzeugungseinheit 13 eingeleitet werden, treten die Elektronen, die die Kreisbewegung ausführen, und die Mikrowellen in Resonanz, so dass die Energie der Mikrowellen den Elektronen, die die Kreisbewegung ausführen, effizient zugeführt wird (Elektronen-Zyklotron-Resonanz-Phänomen) (Schritt S101 in 2). Dadurch erhöht sich die kinetische Energie der im Gas enthaltenen Elektronen, und das Gas trennt sich in positive Ionen und Elektronen. Auf diese Weise wird ein aus positiven Ionen und Elektronen bestehendes Plasma erzeugt (Schritt S102 in 2).
Als nächstes wird in 1 eine Hochfrequenzspannung von der Stromquelle 16 an das Target TA angelegt. In diesem Fall werden abwechselnd das positive Potential und das negative Potential an das Target TA angelegt, an das die Hochfrequenzspannung angelegt ist. In diesem Fall können von den positiven Ionen und Elektronen, die das Plasma bilden, die Elektronen mit einer leichten Masse der an das Target TA angelegten Hochfrequenzspannung folgen, während die positiven Ionen mit einer schweren Masse der Hochfrequenzspannung nicht folgen können. Infolgedessen ist das positive Potential, das die nachfolgenden Elektronen anzieht, durch die negative Ladung der Elektronen aufgehoben, während sich der Durchschnittswert der Hochfrequenzspannung von 0 V zum negativen Potential verschiebt, da das negative Potential bestehen bleibt. Dies bedeutet, dass es möglich ist, so zu tun, als ob ein negatives Potential an das Target TA angelegt wird, obwohl eine Hochfrequenzspannung an das Target TA angelegt wird. Infolgedessen werden die positiven Ionen von der Target TA angezogen, an die im Durchschnitt ein negatives Potential angelegt ist, und stoßen mit dem Target TA zusammen (Schritt S103 in 2).
Wenn die positiven Ionen dann mit dem Target TA kollidieren, erhalten die Targetpartikel, aus denen das Target TA besteht, einen Teil der kinetischen Energie der positiven Ionen und werden vom Target TA in den Innenraum der Kammer 10 geschleudert (Schritt S104 in 2). Danach haften einige der Targetpartikel, die in den Innenraum der Kammer 10 geschleudert wurden, an der Oberfläche des Filmbildungsobjekts SUB, das von der Werkstückhalteeinheit 11 gehalten wird (Schritt S105 in 2). Durch Wiederholung eines solchen Phänomens haftet dann eine große Anzahl von Targetpartikeln an der Oberfläche des Filmbildungsobjekts SUB, so dass sich ein Film auf der Oberfläche des Filmbildungsobjekts SUB bildet (Schritt S106 in 2).
Wenn das Target TA beispielsweise aus Aluminium besteht, sind die Targetpartikel Aluminiumatome, und der auf dem Filmbildungsobjekt SUB gebildete Film ist ein Aluminiumfilm. Wenn jedoch der oben erwähnte Filmbildungsvorgang durchgeführt wird, während Sauerstoffgas oder Stickstoffgas durch die Gaseinlassöffnung 10a, die in der Kammer 10 der in 1 gezeigten Filmbildungsvorrichtung 1 vorgesehen ist, eingeleitet wird, kann ein Aluminiumoxidfilm oder ein Aluminiumnitridfilm auf der Oberfläche des Filmbildungsobjekts SUB gebildet werden.
Wenn das Target TA beispielsweise aus Silizium besteht, sind die Targetpartikel Siliziumatome, und der auf dem Filmbildungsobjekt SUB gebildete Film ist ein Siliziumfilm. Wenn jedoch der oben erwähnte Filmbildungsvorgang durchgeführt wird, während Sauerstoffgas oder Stickstoffgas durch die Gaseinlassöffnung 10a eingeleitet wird, die in der Kammer 10 der in 1 gezeigten Filmbildungsvorrichtung 1 vorgesehen ist, kann ein Siliziumoxidfilm oder ein Siliziumnitridfilm auf der Oberfläche des Filmbildungsobjekts SUB gebildet werden.
<Vorteile der Filmbildungsvorrichtung>
In der oben beschriebenen Filmbildungsvorrichtung 1 wird das Filmbildungsobjekt SUB mit einem Plasmastrom bestrahlt, der durch Ausnutzung des Elektronen-Zyklotron-Resonanz-Phänomens (ECR) und des divergenten Magnetfeldes erzeugt wird, und gleichzeitig wird eine Hochfrequenzspannung zwischen dem Target TA und der Masse angelegt, wodurch Ionen im Plasma veranlasst werden, mit dem Target TA zu kollidieren und einen Film auf dem Filmbildungsobjekt SUB zu bilden. Da dieses Filmbildungsverfahren als ECR-Sputterverfahren bezeichnet ist, hat dieses ECR-Sputterverfahren die folgenden Vorteile.
Beim Magnetron-Sputterverfahren beispielsweise ist die Größenordnung von 10^-3 Torr (10^-3 × 133,32 Pa) oder mehr erforderlich, um das stabile Plasma zu erhalten. Bei dem ECR-Sputterverfahren hingegen kann das stabile ECR-Plasma bei einem Druck in der Größenordnung von 10^-4 Torr (10^-4 × 133,32 Pa) erhalten werden. Da bei dem ECR-Sputterverfahren das Sputtern durch Aufbringen der Partikel (positive Ionen) im Plasma durch eine Hochfrequenzspannung auf das Target TA durchgeführt wird, kann auf dem Filmbildungsobjekt SUB ein Film bei niedrigem Druck gebildet werden.
Beim ECR-Sputterverfahren wird das Filmbildungsobjekt SUB mit dem ECR-Plasmastrom und den gesputterten Partikeln bestrahlt. Da die Ionen des ECR-Plasmastroms eine Energie von 10 eV bis einigen zehn eV haben und der Druck niedrig ist, kann die lonenstromdichte der Ionen, die das Filmbildungsobjekt SUB erreichen, erhöht werden. Daher geben die Ionen des ECR-Plasmastroms Energie an die Rohmaterialpartikel ab, die gesputtert werden und auf das Filmbildungsobjekt SUB fliegen, und fördern die Bindungsreaktion zwischen den Rohmaterialpartikeln und dem Sauerstoff, so dass die Qualität des auf dem Filmbildungsobjekt SUB durch das ECR-Sputterverfahren abgeschiedenen Films verbessert wird. Bei dem oben erwähnten ECR-Sputterverfahren ist es besonders vorteilhaft, dass auf dem Filmbildungsobjekt bei einer niedrigen Substrattemperatur (Temperatur des Filmbildungsobjekts SUB) ein Film mit hoher Qualität gebildet werden kann.
Aus den obigen Ausführungen ergibt sich, dass die Filmbildungsvorrichtung 1 insofern überlegen ist, als sie einen hochwertigen Film bilden kann. Insbesondere kann gesagt werden, dass sich die Filmbildungsvorrichtung 1 dadurch auszeichnet, dass ein Film mit hoher Qualität auf der Oberfläche des Filmbildungsobjekts gebildet werden kann, ohne dass das Filmbildungsobjekt SUB einer hohen Temperatur ausgesetzt wird. Man kann also sagen, dass sich die Filmbildungsvorrichtung (1) dadurch auszeichnet, dass ein Film mit hoher Qualität auf der Oberfläche des Filmbildungsobjekts SUB gebildet werden kann, während die Beschädigung reduziert wird, die an dem Filmbildungsobjekt SUB entstehen kann.
<Target>
3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine äußere Konfiguration des in der Filmbildungsvorrichtung in 1 verwendeten Targets zeigt. Wie in 3 dargestellt, hat das Target TA eine zylindrische Form. Das Target TA umfasst ein zylindrisches Stützrohr (Tragelement) 20, das z. B. aus einem Kupfermaterial besteht, wobei ein zylindrisches Targetelement 21, das z. B. aus Aluminium besteht, mit einem Klebematerial (Klebstoff) (nicht dargestellt) an einer Innenwand des Stützrohrs 20 befestigt ist.
Bei dem Filmbildungsverfahren mit dem so konfigurierten zylindrischen Target TA ist es möglich, die Beschädigung des in 1 gezeigten Filmbildungsobjekts SUB im Vergleich zur Verwendung eines allgemein verwendeten scheibenförmigen Targets zu verringern. Bei der Bildung eines Films unter Verwendung des zylindrischen Targets TA ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Ionen (z. B. Argon-Ionen), die nach dem Aufprall auf das Targetelement 21 zurückgeprallt sind, mit dem Filmbildungsobjekt SUB kollidieren, im Vergleich zu der Bildung eines Films unter Verwendung eines scheibenförmigen Targets reduziert. Daher ist in der Filmbildungsvorrichtung mit der Konfiguration, in der das zylindrische Target TA verwendet wird, um einen Film auf der Oberfläche des Filmbildungsobjekts SUB zu bilden, die Wahrscheinlichkeit, dass die zurückgeprallten Argon-Ionen mit dem Filmbildungsobjekt SUB kollidieren, reduziert, so dass es möglich ist, die Beschädigung des Filmbildungsobjekts SUB aufgrund der Kollision der zurückgeprallten Argon-Ionen mit dem Filmbildungsobjekt SUB zu reduzieren.
<Abschirmelement>
4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine äußere Konfiguration von Abschirmelementen zeigt, die in der Filmbildungsvorrichtung in 1 verwendet werden. 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen den Abschirmelementen und dem Target in der Filmbildungsvorrichtung zeigt. Wie in 4 dargestellt, haben sowohl das Abschirmelement 30 als auch das Abschirmelement 40 eine Ringform.
Wie in den 4 und 5 dargestellt, sind das Abschirmelement 30, das Abschirmelement 40 und das Targetelement 21 jeweils in Z-Richtung um eine Achse (virtuelle Linie) VL1 als zentrale Achse, die sich in Z-Richtung erstreckt, gestapelt. Genauer gesagt sind das Abschirmelement 30, das Targetelement 21 und das Abschirmelement 40 in dieser Reihenfolge von der Seite der Plasmaerzeugungseinheit 13 aus gesehen (siehe 1) gestapelt, so dass sie voneinander getrennt sind.
Die Abschirmelemente 30 und 40 sind Schutzelemente, die den Zusammenstoß des Plasmas mit dem Stützrohr 20, das das Targetelement 21 hält, unterdrücken. Durch die Anordnung der Abschirmelemente 30 und 40 an Positionen, die das Targetelement 21 in Z-Richtung überlappen, ist es möglich, die Häufigkeit der Kollision des Plasmas mit dem außerhalb des Targetelements 21 angeordneten Stützrohrs 20 zu verringern. Dadurch ist es möglich, das Sputtern des Plasmas auf das Stützrohr 20 zu unterdrücken.
Außerdem sind die Abschirmelemente 30 und 40 so angeordnet, dass sie einander gegenzugewandt sind, wobei das Targetelement 21 in Z-Richtung dazwischen angeordnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, eine Ausbreitung der Hochfrequenzspannung, die dem Target TA zugeführt wird, um das Targetelement 21 herum zu unterdrücken. Mit anderen Worten, die Abschirmelemente 30 und 40 fungieren als Diffusionsverhinderungselemente, die die Diffusion der Hochfrequenzspannung, die dem Target TA zugeführt wird, verhindern.
Unter dem Gesichtspunkt der effektiven Ausübung der Funktion als Schutzelement und der Funktion als Diffusionsverhinderungselement ist jedes der Abschirmelemente 30 und 40 vorzugsweise aus einem Metallmaterial hergestellt. Als Metallmaterial, das die Abschirmelemente 30 und 40 bildet, kann beispielsweise rostfreier Stahl verwendet werden. Um einen Kurzschluss zwischen den Abschirmelementen 30 und 40, die aus Metall bestehen, und dem Targetelement 21 zu verhindern, ist jedes der Abschirmelemente 30 und 40 so angeordnet, dass es vom Targetelement 21 getrennt ist. Mit anderen Worten, jedes der Abschirmelemente 30 und 40 ist elektrisch von dem Targetelement 21 isoliert. Wenn jedoch die Trennabstände zwischen dem Targetelement 21 und jedem der Abschirmelemente 30 und 40 extrem groß werden, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass das Plasma durch die Lücken zwischen dem Targetelement 21 und jedem der Abschirmelemente 30 und 40 eindringt, und es ist daher vorzuziehen, dass die Trennabstände klein sind. Gemäß den Untersuchungen des Erfinders dieser Anmeldung beträgt jeder Trennungsabstand G1 zwischen dem Targetelement 21 und dem Abschirmelement 30 und ein Trennungsabstand G2 zwischen dem Targetelement 21 und dem Abschirmelement 40 jeweils vorzugsweise 5 mm oder weniger, besonders bevorzugt 3 mm oder weniger. Die Trennabstände G1 und G2 müssen jedoch jeweils größer als 0 mm sein.
Das von der Plasmaerzeugungseinheit 13 (siehe 1) erzeugte Plasma tritt durch eine Öffnung 30H des ringförmigen Abschirmelements 30 und prallt auf das Targetelement 21. Daher wurde berücksichtigt, dass der Innendurchmesser D1 der Öffnung 30H des Abschirmelements 30 vorzugsweise gleich einem Innendurchmesser D2 des zylindrischen Targetelements 21 ist, damit die Plasmaionen effizient mit dem Targetelement 21 kollidieren können.
Gemäß den Untersuchungen des Erfinders dieser Anmeldung wurde festgestellt, dass ein weiteres Problem auftritt, wenn der Innendurchmesser D1 der Öffnung 30H des Abschirmelements 30 gleich dem Innendurchmesser D2 des zylindrischen Targetelements 21 ist. Nachfolgend wird eine in 6 gezeigte Filmbildungsvorrichtung 100 als untersuchtes Beispiel mit Bezug auf 5 beschrieben. 6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen Abschirmelementen und einem Target in einer Filmbildungsvorrichtung zeigt, die ein untersuchtes Beispiel in Bezug auf 5 ist. 7 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Targetelement in einem Teil des Targets und der in 6 gezeigten Abschirmelemente gesputtert wird. Es ist zu beachten, dass der Innendurchmesser D2 des Targetelements 21, der in dieser Beschreibung beschrieben ist, den Innendurchmesser D2 des Targetelements 21 im fabrikneuen Zustand vor dem Plasmabestrahlungsprozess bedeutet, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben. Da die Dicke des Targetelements 21 allmählich abnimmt, wenn die Ionen des Plasmas mit dem Targetelement 21 kollidieren, ändert sich auch der Wert des Innendurchmessers D2. Daher wird in dieser Beschreibung der Wert des Innendurchmessers D2 des fabrikneuen Targetelements 21 grundsätzlich als Index verwendet.
Die in 6 gezeigte Filmbildungsvorrichtung 100 unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Filmbildungsvorrichtung 100 dadurch, dass der Innendurchmesser D2 des Targetelements 21 und der Innendurchmesser D1 des Abschirmelements 30 gleich sind. Die anderen sind die gleichen wie diejenigen der in 5 gezeigten Filmbildungsvorrichtung 1. Das Targetelement 21 und das Abschirmelement 30 sind jeweils um die Achse VL1 als zentrale Achse angeordnet. Daher sind eine Innenwandfläche 21a des Targetelements 21 und eine Innenwandfläche 30a des Abschirmelements 30 so angeordnet, dass sie in Z-Richtung bündig miteinander sind (mit anderen Worten, in derselben Ebene liegen). In einer solchen Konfiguration ist es möglich, die Kollision von Plasmaionen mit dem Stützrohr 20 zu unterdrücken, indem der Wert des Trennungsabstands G1 auf 5 mm oder weniger eingestellt wird. Da das gesamte Targetelement 21 das Abschirmelement 30 in Z-Richtung überlappt, ist es außerdem möglich, die an das Targetelement TA gelieferte Hochfrequenzspannung daran zu hindern, um das Targetelement 21 herum zu streuen.
Gemäß den Untersuchungen des Erfinders dieser Anmeldung wurde jedoch festgestellt, dass die Filmbildungsvorrichtung 100 die folgenden Probleme aufweist, die durch eine auf dem Abschirmelement 30 abgelagerte Ablagerung 50 (siehe 7) verursacht werden. Wenn das Targetelement 21 beispielsweise aus einem leitenden Material wie Metall besteht, hat die Ablagerung 50 leitende Eigenschaften. Wenn die Ablagerung 50 wächst und der Abstand zwischen dem Targetelement 21 oder dem Stützrohr 20 und der Ablagerung 50 enger wird, verursachen die während der Entladung des Targetelements 21 erzeugte Vorspannung und die von der Stromquelle gelieferte Leistung eine anormale Entladung zwischen dem Abschirmelement 30 und der Ablagerung 50, was in einigen Fällen zu einer instabilen Filmbildung führt. Selbst wenn die Ablagerung 50 aus einem isolierenden Material oder einem halbleitenden Material besteht, wird die Ablagerung 50 zur Ursache für die anormale Entladung, wenn sich Ladung in der gewachsenen Ablagerung 50 ansammelt. Wenn die Ablagerung 50 weiter wächst und das Targetelement 21 oder das Stützrohr 20 und die Ablagerung 50 miteinander in Kontakt kommen, können das Target TA und das Abschirmelement 30 kurzgeschlossen werden. Um das Auftreten einer instabilen Filmbildung und eines Kurzschlusses des Abschirmelements 30 zu verhindern, ist es notwendig, den Filmbildungsprozess zu stoppen und das Abschirmelement 30 zu ersetzen, wenn die Ablagerung 50 bis zu einem gewissen Grad gewachsen ist. Infolgedessen sinkt die Effizienz des Filmbildungsprozesses. Bei den in 7 dargestellten Ablagerungen 50 und 51 handelt es sich um Substanzen, die von einem Abschnitt der Targetpartikel gebildet werden, die an den Abschirmelementen 30 bzw. 40 haften. Daher wachsen die Ablagerungen 50 und 51, wenn der Filmbildungsprozess durchgeführt wird.
Daher untersuchte der Erfinder dieser Anmeldung ein Verfahren zur Verringerung der Wachstumsrate der Ablagerung 50 und ein Verfahren zur Verhinderung des Auftretens einer instabilen Filmbildung und des Kurzschlusses, selbst wenn die Ablagerung wuchs, als ein Verfahren zur Verbesserung der Effizienz des Filmbildungsprozesses. 8 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das Targetelement in einem Teil des Targets und der in 5 gezeigten Abschirmelemente gesputtert wird.
Bei der in 5 dargestellten Filmbildungsvorrichtung 1 ist der Innendurchmesser D1 der Öffnung 30H des Abschirmelements 30 kleiner als der Innendurchmesser D2 des zylindrischen Targetelements 21 (Innendurchmesser D2 des Targetelements 21 im fabrikneuen Zustand vor Durchführung des Filmbildungsprozesses wie oben beschrieben). Mit dieser Konfiguration ist es möglich, den Anstieg der Plasmadichte in der Nähe des Targets TA auf der Seite des Abschirmelements 30 zu unterdrücken.
Genauer gesagt ist das zylindrische Target TA zwischen der Plasmaerzeugungseinheit 13 und dem Filmbildungsobjekt SUB angeordnet, wie mit Bezug auf 1 beschrieben. In diesem Fall ist die Plasmadichte in der Nähe des Targets TA auf der Seite der Plasmaerzeugungseinheit 13 höher als die Plasmadichte in der Nähe des Targets TA auf der Seite des Filmbildungsobjekts SUB. Mit anderen Worten: Die Plasmadichte in der Nähe des Targets TA auf der Seite des Filmbildungsobjekts SUB ist kleiner als die Plasmadichte in der Nähe des Targets TA auf der Seite der Plasmaerzeugungseinheit 13. Wenn es auf diese Weise einen Unterschied in der Verteilung der Plasmadichte in der Nähe des Targets TA gibt, steigt die Häufigkeit des Sputterphänomens durch Argon-Ionen in dem Teil, der eine relativ hohe Plasmadichte aufweist.
Da bei der in 7 dargestellten Filmbildungsvorrichtung die Plasmadichteverteilung in Z-Richtung in der Nähe des Targetelements 21 auf der Seite des Abschirmelements 30 höher ist als auf der Seite des Abschirmelements 40, ist die Frequenz des Sputterphänomens in der Nähe des Targetelements 21 auf der Seite des Abschirmelements 30 höher als in der Nähe des Targetelements 21 auf der Seite des Abschirmelements 40. Wenn man den Grad des Verbrauchs des Targetelements 21 vergleicht, wird der Verbrauch des Targetelements 21 im Target TA auf der Seite des Abschirmelements 30 größer als im Target TA auf der Seite des Abschirmelements 40.
Da die Ablagerungen 50 und 51 aus Targetpartikeln bestehen, die durch das Sputtern des Targetelements 21 ausgestoßen werden, hat die auf dem Abschirmelement 30 gebildete Ablagerung 50, die eine relativ höhere Frequenz des Sputterphänomens aufweist, eine höhere Wachstumsrate als die auf dem Abschirmelement 40 gebildete Ablagerung 51.
Bei der in 8 gezeigten Filmbildungsvorrichtung 1 ist, wie aus dem Vergleich mit 7 hervorgeht, der Innendurchmesser des ringförmigen Abschirmelements 30 klein, so dass die Innenwandfläche 30a des Abschirmelements 30 weiter nach innen ragt als die Innenwandfläche 21 a des Targetelements 21. Mit anderen Worten, das Targetelement 21 ist mit einem Rinnenabschnitt (Blendenabschnitt) 31 innerhalb des Abschirmelements 30 in Z-Richtung abgedeckt. Da die Plasmaionen das Targetelement 21 über die innere Öffnung des Abschirmelements 30 erreichen, kann der Anstieg der Plasmadichte in der Nähe des Targetelements 21 in der Nähe des Abschirmelements 30 unterdrückt werden, wenn das Abschirmelement 30 den Rinnenabschnitt 31 aufweist.
Wie in 8 dargestellt ist es dadurch möglich, zu verhindern, dass der Abschnitt des Targetelements 21 auf der Seite des Abschirmelements 30 schneller verbraucht wird als die anderen Abschnitte. Da es also möglich ist, die Wachstumsrate der Ablagerung 50 zu verringern, kann die Häufigkeit des Austauschs des Abschirmelements 30 reduziert werden.
Außerdem bildet sich die Ablagerung 50 hauptsächlich in der Nähe der Grenze zwischen dem Abschirmelement 30 und der Öffnung 30H (siehe 5). Dementsprechend wird durch die Vergrößerung einer vorstehenden Länge L31 des Rinnenabschnitts 31 in der X-Richtung orthogonal zur Z-Richtung, wie in 8 gezeigt, der Trennungsabstand zwischen dem Targetelement 21 und der Ablagerung 50 weniger wahrscheinlich verringert, selbst wenn die Ablagerung 50 wächst. Daher kann das Auftreten einer instabilen Filmbildung durch die Anwendung auf das Targetelement 21 oder den Kurzschluss zwischen dem Targetelement 21 und dem Abschirmelement 30 verhindert werden. Mit anderen Worten ist es möglich, das Abschirmelement 30 zu verwenden, ohne es auszutauschen, bis das Targetelement 21 verbraucht ist, während das Auftreten einer instabilen Filmbildung und eines Kurzschlusses des Abschirmelements 30 unterdrückt wird. Mit anderen Worten kann das Sputtern stabilisiert werden, selbst wenn die Ablagerung 50 gebildet ist.
Es ist zu beachten, dass die überstehende Länge L31 des Rinnenabschnitts 31 in X-Richtung orthogonal zur Z-Richtung wie folgt definiert ist. Das heißt, eine dem Targetabschnitt 21 zugewandte Fläche des Stützrohrs 20 ist als Targethaltefläche 20a definiert. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Position, an der sich eine verlängerte Oberfläche der Targethaltefläche 20a und das Abschirmelement 30 schneiden, als Referenzposition definiert, und der Abstand von der Referenzposition zur Innenwandfläche 30a des Abschirmelements 30 ist als die Länge L31 definiert. Gemäß dieser Definition ist die Länge L31 zumindest größer als die Dicke des Targetelements 21 im Neuzustand.
Übrigens wurde bei den Untersuchungen des Erfinders dieser Anmeldung festgestellt, dass die Wachstumsrate der Ablagerung 50 verringert und die Abnahme der Häufigkeit des Auftretens des Sputterns unterdrückt werden kann, indem der Innendurchmesser D2 des in 5 gezeigten Abschirmelements 30 angepasst wird. Was den bevorzugten Bereich des Innendurchmessers D1 des Abschirmelements 30 auf der Grundlage des Innendurchmessers D2 des Targetelements 21, wie in 5 gezeigt, betrifft, so ist es möglich, die Abnahme der Häufigkeit des Sputterns zu unterdrücken, wenn der Innendurchmesser D1 90% oder mehr des Innendurchmessers D2 beträgt. Andererseits beträgt der Innendurchmesser D1 unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Wachstums der Ablagerung 50 durch die Wirkung des Rinnenabschnitts 31 vorzugsweise 99 % oder weniger des Innendurchmessers D2. Ferner beträgt vom Gesichtspunkt des Verhinderns des Kontakts zwischen der gewachsenen Ablagerung 50 und dem Targetelement 21 der Innendurchmesser D1 vorzugsweise 96 % oder weniger des Innendurchmessers D2.
In dem in 8 dargestellten Beispiel beträgt jeder der Trennungsabstände G1 und G2 z. B. 3 mm. Die Dicke des Targetelements 21 im Neuzustand (Abstand von einer dem Stützrohr 20 zugewandten Außenwandfläche zur Innenwandfläche 21 a) beträgt z. B. 3 mm. Der Innendurchmesser D2 (siehe 5) des Targetelements 21 beträgt z. B. 120 mm. Der Innendurchmesser D1 (siehe 5) des Abschirmelements 30 beträgt 114 mm. In diesem Fall beträgt der Innendurchmesser D1 96 % des Innendurchmessers D2. Die vorstehende Länge L31 des Rinnenabschnitts 31 in X-Richtung beträgt 3,0 mm. Die Dicke (Länge in Z-Richtung) des Abschirmelements 30 beträgt z. B. 2 mm.
Außerdem ist die Ablagerung 51, die sich auf dem in 5 gezeigten Abschirmelement 40 gebildet hat, kleiner als die Ablagerung 50. Daher sind die Innenwandfläche 21 a des Targetelements 21 und eine Innenwandfläche 40a des Abschirmelements 40 so angeordnet, dass sie in Z-Richtung bündig miteinander abschließen (mit anderen Worten: in derselben Ebene liegen). Wenn der Innendurchmesser D1 des Abschirmelements 30 und der Innendurchmesser D3 des Abschirmelements 40 verglichen werden, lassen sie sich daher wie folgt ausdrücken. Das heißt, der Innendurchmesser D1 des Abschirmelements 30 ist kleiner als der Innendurchmesser D3 des Abschirmelements 40.
Obwohl nicht dargestellt, gibt es eine Ausführungsform, bei der der Innendurchmesser D3 des Abschirmelements 40 kleiner ist als der Innendurchmesser D2 des Targetelements 21, was eine Abwandlung in Bezug auf 5 darstellt. Mit dieser Modifikation ist es möglich, das das Auftreten von instabilen Hochfrequenzspannungen unter dem Einfluss der Ablagerung 51 zu unterdrücken. Da jedoch die Ablagerung 51 im Vergleich zu der oben beschriebenen Ablagerung 50 weniger wahrscheinlich wächst, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Ablagerung 51 in dem Maße wächst, dass die Hochfrequenzspannung instabil wird, selbst bei der in 5 gezeigten Konfiguration gering. Andererseits ist es unter dem Gesichtspunkt eines effizienten Transports der vom Targetelement 21 ausgestoßenen Targetpartikel zum Filmbildungsobjekt SUB (siehe 1) vorteilhaft, dass die Öffnung 40H groß ist. Der Innendurchmesser D1 des Abschirmelements 30, der kleiner als der Innendurchmesser D3 des Abschirmelements 40 ist, wie in 8 dargestellt, ist vorteilhaft, da damit die Targetpartikel das Filmbildungsobjekt SUB effizient erreichen können.
< Modifikation >
Als Nächstes wird eine Modifikation der in 5 und 8 gezeigten Filmbildungsvorrichtung beschrieben. 9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine Änderung in Bezug auf die in 8 gezeigte Filmbildungsvorrichtung zeigt. Die in 9 gezeigte Filmbildungsvorrichtung 101 entspricht der in 1 gezeigten Filmbildungsvorrichtung 1 mit Ausnahme der unten beschriebenen Unterschiede. Im Folgenden werden die Unterschiede zur Filmbildungsvorrichtung 1 beschrieben, und redundante Beschreibungen werden grundsätzlich weggelassen. Außerdem hat ein Abschirmelement 30A der Filmbildungsvorrichtung 101 eine Ringform wie das in 4 gezeigte Abschirmelement 30. Das ringförmige Abschirmelement 30A hat über den gesamten Umfang einen ähnlichen Aufbau wie der in 9 dargestellte vergrößerte Querschnitt. Im Gegensatz zu 8 ist in 9 das Targetelement 21 in einem fabrikneuen Zustand vor dem Verbrauch dargestellt, um die Lagebeziehung zwischen dem Targetelement 21 in einem fabrikneuen Zustand und einem Abschnitt 34 zu verdeutlichen.
Die in 9 gezeigte Filmbildungsvorrichtung 101 unterscheidet sich von der in 8 gezeigten Filmbildungsvorrichtung 1 in den folgenden Punkten. Das heißt, das Abschirmelement 30A der Filmbildungsvorrichtung 101 hat einen Abschnitt (erster Abschnitt) 33, der das Stützrohr 20 des Targets TA in der Z-Richtung überlappt, und einen Abschnitt (zweiter Abschnitt) 34, der das Target TA in der Z-Richtung nicht überlappt. Es ist zu beachten, dass der Abschnitt 34 ein Abschnitt ist, der das Target TA nicht überlappt, auch wenn sich das Targetelement 21 vor dem Verbrauch in einem brandneuen Zustand befindet. Eine Dicke T2 des Abschnitts 34 ist kleiner als die Dicke T1 des Abschnitts 33. Wenn die dem Abschirmelement 30A zugewandte Oberfläche des Targetelements 21 als Referenzfläche 21 b definiert ist, ist die kürzeste Distanz von dem Abschnitt 34 zu der Referenzfläche 21b größer als die kürzeste Distanz von dem Abschnitt 33 zu der Referenzfläche 21b. Mit anderen Worten wird in dem Abschnitt 34, der das Target TA nicht überlappt, die dem Target TA zugewandte Oberfläche abgeschabt und ausgedünnt.
Beim Ausdünnen des Abschnitts 34 durch Abschaben der dem Target TA zugewandten Oberfläche kann der Raum zwischen dem Abschnitt 34 und dem Targetelement 21 vergrößert werden. Da die Ablagerung 50 auf dem Abschnitt 34 gebildet wird, kann der Abstand zwischen der Ablagerung 50 und dem Targetelement 21 vergrößert werden, wenn die Dicke des Abschnitts 34 verringert wird.
Bei dieser Modifikation ist es möglich, den Trennungsabstand zwischen der Ablagerung 50 und dem Targetelement 21 in Z-Richtung zu sichern. Daher ist es möglich, das Auftreten einer instabilen Hochfrequenzspannung oder eines Kurzschlusses zwischen dem Abschirmelement 30A und dem Targetelement 21 zu unterdrücken, selbst wenn die Länge L31 im Vergleich zum Fall der Filmbildungsvorrichtung 1, die mit Bezugnahme auf 8 beschrieben ist, verkürzt ist.
Die Dicke T2 des Abschnitts 34 muss dick genug sein, um eine Verformung des Abschnitts 34 zu verhindern, vorzugsweise ist sie jedoch so dünn wie möglich. In dem in 9 dargestellten Beispiel beträgt die Dicke T1 beispielsweise 2 mm und die Dicke T2 1 mm.
Im Falle der Filmbildungsvorrichtung 101 hat der Abschnitt 34 eine gleichmäßige Dicke. Das Abschirmelement 30A hat nämlich einen gestuften Abschnitt 35 zwischen dem Abschnitt 33 und dem Abschnitt 34. Die Dicke des Abschnitts außerhalb des gestuften Abschnitts 35 (an der äußeren Umfangsseite des Abschirmelements 30A) ist gleich der Dicke des Abschnitts 33, und die Dicke des Abschnitts innerhalb des gestuften Abschnitts 35 (an der Seite der Öffnung des Abschirmelements 30A) ist gleich der Dicke des Abschnitts 34. Auf diese Weise kann, wenn die Dicke T2 des Abschnitts 34 gleichmäßig ist, der Trennungsabstand zwischen dem Targetelement 21 und der Ablagerung 50 unabhängig von der Position der auf dem Abschnitt 34 gebildeten Ablagerung 50 sichergestellt werden.
Wie in 9 dargestellt, überlappt der gestufte Abschnitt 35 das Targetelement 21 in Z-Richtung. Als eine Modifikation in Bezug auf 9 kann die Position des gestuften Abschnitts 35 eine Position sein, die das Stützrohr 20 überlappt, oder eine Position sein, die die Befestigungseinheit 17 überlappt. In Anbetracht der Funktion, die Kollision von Ionen mit dem Stützrohr 20 zu verhindern, aus den Funktionen des Abschirmelements 30A ist es jedoch vorzuziehen, dass der Abstand zwischen dem Stützrohr 20 und dem Abschirmteil 30A kurz ist. Wenn der gestufte Abschnitt 35 an einer Position angeordnet ist, die das Targetelement 21 überlappt, kann der Trennungsabstand zwischen dem Stützrohr 20 und dem Abschirmelement 30A verringert werden und der Trennungsabstand zwischen dem Abschnitt 34 und dem Targetelement 21 vergrößert werden.
10 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die eine weitere Modifikation in Bezug auf 9 zeigt. Es ist zu beachten, dass die in 10 gezeigte Filmbildungsvorrichtung 102 mit der unter Bezugnahme auf 9 beschriebenen Filmbildungsvorrichtung 101 identisch ist, mit Ausnahme der unten beschriebenen Unterschiede. Im Folgenden werden die Unterschiede zur Filmbildungsvorrichtung 101 beschrieben, und redundante Beschreibungen werden im Prinzip weggelassen. Außerdem hat ein Abschirmelement 30B der Filmbildungsvorrichtung 102 eine Ringform wie das in 4 gezeigte Abschirmelement 30. Das ringförmige Abschirmelement 30B hat über den gesamten Umfang einen ähnlichen Aufbau wie der in 10 dargestellte vergrößerte Querschnitt. Im Gegensatz zu 8 ist in 10 das Targetelement 21 in einem fabrikneuen Zustand vor dem Verbrauch dargestellt, um die Lagebeziehung zwischen dem Targetelement 21 in einem fabrikneuen Zustand und einem Abschnitt 34 zu verdeutlichen.
Die in 10 gezeigte Filmbildungsvorrichtung 102 unterscheidet sich von der in 9 gezeigten Filmbildungsvorrichtung 101 dadurch, dass die Oberfläche des dem Target TA zugewandten Abschnitts 34 eine geneigte Oberfläche ist, die in Bezug auf die X-Richtung orthogonal zur Z-Richtung geneigt ist. Im Falle des Abschirmelements 30B der Filmbildungsvorrichtung 102 gibt es den in 9 gezeigten gestuften Abschnitt 35 nicht. Im Falle des Abschirmelements 30B wird die Dicke T2 des Abschnitts 34 kleiner, wenn man sich einer inneren Spitze des Abschirmelements 30B nähert. Wie in 10 dargestellt, befindet sich der Ausgangspunkt 36 der geneigten Fläche jedoch an einer Position, die das Targetelement 21 überlappt. Außerdem ist der Neigungswinkel der geneigten Fläche in Bezug auf die X-Richtung gleichmäßig. Daher ist selbst an der Position, an der die Dicke T2 des Abschnitts 34 am größten ist, die Dicke T2 kleiner als die Dicke T1 des Abschnitts 33.
Im Falle des Abschirmelements 30B kann die Festigkeit des Abschnitts 34 im Vergleich zu dem in 9 gezeigten Abschirmelement 30A verbessert werden, und daher kann die Dicke des Spitzenabschnitts (der Abschnitt nahe der in 5 gezeigten Öffnung 30H) kleiner als die des Abschirmelements 30A gemacht werden. Das in 10 gezeigte Abschirmelement 30B ist vorteilhafter als das in 9 gezeigte Abschirmelement 30A, wenn die Ablagerung 50 im Spitzenbereich des Abschirmelements 30B besonders dick ausgebildet ist.
In den vorstehenden Ausführungen wurde die Erfindung, die vom Erfinder dieser Anmeldung gemacht wurde, speziell anhand der Ausführungsformen beschrieben, aber es erübrigt sich zu sagen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und innerhalb des Bereichs vielfältig modifiziert werden kann, ohne von ihrem Schutzumfang abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1, 100, 101, 102: Filmbildungsvorrichtung
10: Kammer
10a: Gaseinlassöffnung
10b: Gasauslassöffnung
11: Werkstückhalteeinheit
13: Plasmaerzeugungseinheit
14: Magnetfelderzeugungseinheit
15: Wellenleiter
16: Leistungsquelle
17: Befestigungseinheit
20: Stützrohr (Tragelement)
20a: innere Wandfläche
20a: Targethaltefläche
21: Targetelement
21a: innere Wandfläche
21b: Referenzfläche
30, 30A, 30B: Abschirmelement (erstes Abschirmelement)
30a: innere Wandfläche
30H, 40H: Öffnung
31: Rinnenabschnitt (Blendenabschnitt)
33: Abschnitt (erster Abschnitt)
34: Abschnitt (zweiter Abschnitt)
35: gestufter Abschnitt
36: Startpunkt
40: Abschirmelement (zweites Abschirmelement)
40a: innere Wandfläche
50, 51: Ablagerung
D1, D2, D3: Innendurchmesser
G1, G2: Trennungsabstand
S101 bis S106: Schritt
SUB: Filmbildungsobjekt
TA: Target
VL1: Achse (virtuelle Linie)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP S5947728 A [0002, 0003]

Claims

Filmbildungsvorrichtung, umfassend: eine Werkstückhalteeinheit, die zum Halten eines Filmbildungsobjekts konfiguriert ist; eine Plasmaerzeugungseinheit, die zur Erzeugung von Plasma konfiguriert ist; ein Target, das sich zwischen der Werkstückhalteeinheit und der Plasmaerzeugungseinheit befindet; ein ringförmiges erstes Abschirmelement, das zwischen dem Target und der Plasmaerzeugungseinheit vorgesehen ist; und ein ringförmiges zweites Abschirmelement, das zwischen dem Target und der Werkstückhalteeinheit vorgesehen ist, wobei das Target umfasst: ein zylindrisches Targetelement; und ein Stützelement, das um das Targetelement herum angeordnet und so konfiguriert ist, dass es das Targetelement stützt, wobei jedes von dem ersten Abschirmelement, dem zweiten Abschirmelement und dem Targetelement in einer ersten Richtung um eine erste Achse als eine zentrale Achse, die sich in der ersten Richtung erstreckt, gestapelt ist, wobei das erste Abschirmelement, das Targetelement und das zweite Abschirmelement jeweils so angeordnet sind, dass sie in der ersten Richtung voneinander getrennt sind, und wobei ein Innendurchmesser des ersten Abschirmelements kleiner ist als ein Innendurchmesser des Targetelements.
Filmbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Innendurchmesser des ersten Abschirmelements kleiner ist als ein Innendurchmesser des zweiten Abschirmelements.
Filmbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Abschirmelement einen ersten Abschnitt aufweist, der das Stützelement des Targets in der ersten Richtung überlappt, und einen zweiten Abschnitt aufweist, der das Target in der ersten Richtung nicht überlappt, wobei die Dicke des zweiten Abschnitts kleiner ist als die Dicke des ersten Abschnitts, und wobei, wenn eine Oberfläche des Targetelements, die eine dem ersten Abschirmelement zugewandte Oberfläche einschließt, als Referenzoberfläche definiert ist, eine kürzeste Distanz von dem zweiten Abschnitt zu der Referenzoberfläche größer ist als eine kürzeste Distanz von dem ersten Abschnitt zu der Referenzoberfläche.
Filmbildungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das erste Abschirmelement einen gestuften Abschnitt zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt aufweist, wobei eine Dicke eines Abschnitts außerhalb des gestuften Abschnitts gleich der Dicke des ersten Abschnitts ist, und wobei die Dicke eines Abschnitts innerhalb des gestuften Abschnitts gleich der Dicke des zweiten Abschnitts ist.
Filmbildungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der gestufte Abschnitt das Targetelement in der ersten Richtung überlappt.
Filmbildungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Oberfläche des zweiten Abschnitts, die dem Target zugewandt ist, eine geneigte Oberfläche ist, die in Bezug auf eine zweite Richtung orthogonal zur ersten Richtung geneigt ist.
Filmbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Innendurchmesser des ersten Abschirmelements 90 % oder mehr des Innendurchmessers des Targetelements beträgt.
Filmbildungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Innendurchmesser des ersten Abschirmelements 99 % oder weniger des Innendurchmessers des Targetelements beträgt.