JP2002080963A - Sputtering system and thin film deposition process using the same - Google Patents

Sputtering system and thin film deposition process using the same

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JP2002080963A
JP2002080963A JP2000272017A JP2000272017A JP2002080963A JP 2002080963 A JP2002080963 A JP 2002080963A JP 2000272017 A JP2000272017 A JP 2000272017A JP 2000272017 A JP2000272017 A JP 2000272017A JP 2002080963 A JP2002080963 A JP 2002080963A
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target
partition plate
substrate
sputtering
plasma
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Masahiro Masuzawa
正弘 升澤
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering system and a process therefor by which the distribution of the film thickness and the distribution of the film quality in a sputter film are uniformized by making plasma and light generated in the process of sputtering hard to arrive at a substrate, and further, the film can be deposited on a photoresist without changing the properties of the photoresist. SOLUTION: 1. In this sputtering system, the space between a target and a substrate is provided with a diaphragm having plural opening holes, the diaphragm is grounded on a vacuum chamber, or an electric power feeding means for applying voltage on the diaphragm is provided. 2. In this sputtering process, plasma and light generated in the process of sputtering are cut off, and the amounts of plasma and light arriving at a substrate are controlled, or bias voltage with a potential reverse to the target is fed to the diaphragm, and the amount of plasma arriving at the substrate is controlled to deposit a film on a photoresist.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング装
置及びそれを用いた薄膜形成方法に関する。
The present invention relates to a sputtering apparatus and a method for forming a thin film using the same.

【0002】[0002]

【従来技術】通常のスパッタリング装置においては、放
電により形成されたプラズマがターゲットに衝突し、タ
ーゲットからたたき出された原子が基盤に堆積し膜が形
成される。このとき放電により形成されたプラズマや放
電による光がスパッタリング装置のチャンバ内に充満
し、ターゲットだけでなく基盤との相互作用が発生す
る。従来、基盤はプラズマや光に影響を受けないものと
してスパッタリングを行っているが、基盤上にプラズマ
や光の影響を受ける膜が形成されていて、その膜上にス
パッタリングを行う場合は問題となる。
2. Description of the Related Art In a conventional sputtering apparatus, plasma formed by discharge collides with a target, and atoms ejected from the target are deposited on a substrate to form a film. At this time, the plasma generated by the discharge or light generated by the discharge fills the chamber of the sputtering apparatus, and interacts not only with the target but also with the substrate. Conventionally, sputtering is performed assuming that the substrate is not affected by plasma or light.However, when a film that is affected by plasma or light is formed on the substrate and sputtering is performed on the film, there is a problem. .

【0003】この従来技術の問題点について図2を参照
しつつ説明する。図2に示したのは、従来から行われて
いる、フォトレジストを2層重ねて形成し、弱い光で上
層のフォトレジストのみの露光を行い、強い光で上下層
のフォトレジストの露光を行い、深さの異なる潜像すな
わち形状を作り分けるようなフォトレジストを用いたプ
ロセス技術であるが、この方法ではフォトレジストを2
層にするためにフォトレジストの間に光学的に透明な無
機膜が必要である。このような無機膜をスパッタリング
により形成した場合、下層のフォトレジストは無機膜の
スパッタリング中にプラズマや光の影響を受け、フォト
レジストの物性が変わる。
[0003] The problem of the prior art will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a conventional method in which two layers of photoresist are formed, and only the upper photoresist is exposed with weak light, and the upper and lower photoresists are exposed with strong light. This is a process technique using a photoresist to form latent images having different depths, that is, different shapes.
An optically transparent inorganic film is required between the photoresists to form a layer. When such an inorganic film is formed by sputtering, the underlying photoresist is affected by plasma or light during the sputtering of the inorganic film, and the physical properties of the photoresist change.

【0004】ターゲットとフォトレジストが形成された
基盤との間に何もない通常のスパッタリング装置で無機
膜を形成した場合、フォトレジストはプラズマによりダ
メージを受け、光を照射して現像を行っても形状が形成
されなくなってしまう。これはフォトレジストがスパッ
タリング中の光により露光され、フォトレジスト全体に
潜像が形成される影響もあるが、通常のスパッタリング
装置の場合、上記のプラズマによるダメージの影響の方
が大きい。このように、フォトレジストを2層用い、通
常のスパッタリング装置で無機膜を形成する方法の場
合、強い光で上下層のフォトレジストの露光を行って
も、下層のフォトレジストがダメージを受けているので
深い形状を形成することができない。
When an inorganic film is formed by a normal sputtering apparatus having nothing between a target and a substrate on which a photoresist is formed, the photoresist is damaged by plasma, and is developed even when irradiated with light. The shape will not be formed. This has the effect that the photoresist is exposed to light during sputtering and a latent image is formed on the entire photoresist, but in the case of a normal sputtering apparatus, the influence of the above plasma damage is greater. As described above, in the case where the inorganic film is formed by a normal sputtering apparatus using two layers of photoresist, even if the photoresist of the upper and lower layers is exposed to strong light, the photoresist of the lower layer is damaged. Therefore, a deep shape cannot be formed.

【0005】本発明者の知る限り、上記の問題に関する
解決策が開示された文献はない。もちろんスパッタリン
グに際し仕切り板のようなものを設けることは本出願前
公知であって、例えば特表平11−509049号公報
には、基板のコンタクトホールに均一な成膜が行われる
ようにスパッタ粒子のうち所定の入射角を有するものの
基板表面への到達を遮るコリメータを用いた発明が開示
されているが、この発明は本発明とは目的効果が相違し
ており、コリメータも本発明の仕切り板とはアスペクト
比等の構造を異にするものである。また、特開平11−
286777号にも、仕切り部材を用いた発明が開示さ
れているが、この発明も反応性スパッタリングにおける
負イオンの制御を目的とするものであって、本発明とは
目的効果が相違している上に、仕切り部材以外に、仕切
り部材と基板の間にイオンアシスト効果(基板表面に負
イオンを積極的に引き込む効果)を有する導電性部材を
設けており、装置の構成が本発明とは異なるものであ
る。
[0005] As far as the inventor is aware, there is no document that discloses a solution to the above problem. Of course, it is known prior to the present application to provide such a partition plate during sputtering. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-509049 discloses that sputtered particles are formed so that a uniform film is formed in a contact hole of a substrate. Among them, an invention using a collimator that has a predetermined incident angle and blocks arrival at the substrate surface is disclosed, but the present invention has a different effect from the present invention, and the collimator also has a partition plate of the present invention. Have different structures such as the aspect ratio. Further, Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 286777 also discloses an invention using a partition member, but this invention also aims at controlling negative ions in reactive sputtering, and has a different effect from the present invention. In addition to the partition member, a conductive member having an ion assist effect (an effect of positively attracting negative ions to the substrate surface) is provided between the partition member and the substrate, and the configuration of the device is different from that of the present invention. It is.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】請求項1の発明では、
スパッタリング中に発生するプラズマおよび光を基盤に
到達しにくくするスパッタリング装置の提供を目的とす
る。請求項2の発明では、請求項1のスパッタリング装
置よりもさらに、スパッタリング中に発生するプラズマ
を基盤に到達しにくくするスパッタリング装置の提供を
目的とする。請求項3〜5の発明では、スパッタレート
を確保しながらスパッタリング中に発生するプラズマを
基盤に到達しにくくするスパッタリング装置の提供を目
的とする。請求項6〜8の発明では、スパッタ膜の膜厚
分布を均一にできるスパッタリング装置の提供を目的と
する。請求項9の発明では、スパッタレートが大きいス
パッタリング装置の提供を目的とする。請求項10の発
明では、スパッタ膜の膜質分布を均一にすることのでき
るスパッタリング装置の提供を目的とする。請求項11
〜12の発明では、フォトレジストの性質を変えること
なくフォトレジスト上に膜を形成することができるスパ
ッタリング方法の提供を目的とする。
According to the first aspect of the present invention,
It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus that makes it difficult for plasma and light generated during sputtering to reach a substrate. A second object of the present invention is to provide a sputtering apparatus that makes it difficult for plasma generated during sputtering to reach a substrate, further than the sputtering apparatus of the first embodiment. It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus that makes it difficult for plasma generated during sputtering to reach a base while securing a sputtering rate. It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus capable of making the film thickness distribution of a sputtered film uniform. It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus having a high sputtering rate. It is an object of the present invention to provide a sputtering apparatus capable of making the film quality distribution of a sputtered film uniform. Claim 11
An object of the present invention is to provide a sputtering method capable of forming a film on a photoresist without changing the properties of the photoresist.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題は、次の1)〜
12)の発明(以下、本発明1〜12という)によって
解決される。 1) 真空チャンバ内に、基盤を保持するための基盤保
持手段と、ターゲットを保持するためのターゲット保持
手段と、ターゲットをスパッタリングするためのスパッ
タガスを反応室内に供給するスパッタガス供給手段と、
ターゲットと基盤間に放電を起こすための電力を供給す
る電力供給手段とを備えたスパッタリング装置におい
て、ターゲットと基盤との間に複数の開孔を有する仕切
り板が設けられ、仕切り板が導電性を有する材料から成
り、仕切り板が真空チャンバに接地されていることを特
徴とするスパッタリング装置。 2) 真空チャンバ内に、基盤を保持するための基盤保
持手段と、ターゲットを保持するためのターゲット保持
手段と、ターゲットをスパッタリングするためのスパッ
タガスを反応室内に供給するスパッタガス供給手段と、
ターゲットと基盤間に放電を起こすための電力を供給す
る電力供給手段とを備えたスパッタリング装置におい
て、ターゲットと基盤との間に複数の開孔を有する仕切
り板が設けられ、仕切り板が導電性を有する材料から成
り、仕切り板が真空チャンバと電気的に絶縁状態に設け
られ、仕切り板に電圧をかけるための電力供給手段を有
することを特徴とするスパッタリング装置。 3) 仕切り板の開孔のアスペクト比(深さ/開孔径)
が0.3未満であることを特徴とする1)又は2)記載
のスパッタリング装置。 4) 仕切り板のターゲットと対向する領域のみに開孔
が設けられ、仕切り板によりターゲットと基盤とが空間
的に完全に分離されていることを特徴とする1)〜3)
のいずれかに記載のスパッタリング装置。 5) 開孔の開孔率が50%未満であることを特徴とす
る1)〜4)記載のスパッタリング装置。 6) 基盤上に堆積する膜の膜厚分布が一定になり、基
盤が受けるプラズマの影響も一定になるように、ターゲ
ットのエロージョンセンターに対向する領域にある仕切
り板の開孔率は小さく、ターゲットのエロージョンセン
ターに対向する領域から離れるほど仕切り板の開孔率が
大きく設定されていることを特徴とする1)〜5)記載
のスパッタリング装置。 7) 基盤を保持するための基盤保持手段が回転可能に
設けられていることを特徴とする1)〜6)のいずれか
に記載のスパッタリング装置。 8) 複数の開孔を有する仕切り板が回転可能に設けら
れていることを特徴とする1)〜7)のいずれかに記載
のスパッタリング装置。 9) スパッタガス供給口がターゲットの周囲に複数個
配置されていることを特徴とする1)〜8)のいずれか
に記載のスパッタリング装置。 10)反応ガスを供給するための反応ガス供給手段を有
し、反応ガス供給口が基盤の周囲に複数個配置されてい
ることを特徴とする1)〜9)のいずれかに記載のスパ
ッタリング装置。 11) 1)及び3)〜10)のいずれかに記載の装置
を用い、スパッタリング中に発生するプラズマおよび光
を遮蔽して、基盤へ到達するプラズマおよび光の量を制
御しつつ、基盤上に形成されたフォトレジストの上に膜
を形成することを特徴とするスパッタリング方法。 12) 2)〜10)のいずれかに記載の装置を用い、
ターゲットに供給する電圧に対し逆電位のバイアス電圧
を仕切り板に供給し、スパッタリング中に発生するプラ
ズマの速度を減少させ、基盤へ到達するプラズマの量を
制御しつつ、基盤上に形成されたフォトレジストの上に
膜を形成することを特徴とするスパッタリング方法。
Means for Solving the Problems The above problems are as follows:
The invention 12) (hereinafter referred to as Inventions 1 to 12) is solved. 1) In a vacuum chamber, a substrate holding unit for holding a substrate, a target holding unit for holding a target, a sputtering gas supply unit for supplying a sputtering gas for sputtering the target into a reaction chamber,
In a sputtering apparatus provided with power supply means for supplying electric power for causing a discharge between a target and a substrate, a partition plate having a plurality of openings is provided between the target and the substrate, and the partition plate has conductivity. And a partition plate is grounded to a vacuum chamber. 2) a substrate holding means for holding a substrate, a target holding means for holding a target, a sputtering gas supply means for supplying a sputtering gas for sputtering the target into the reaction chamber, in a vacuum chamber;
In a sputtering apparatus provided with power supply means for supplying electric power for causing a discharge between a target and a substrate, a partition plate having a plurality of openings is provided between the target and the substrate, and the partition plate has conductivity. A partition plate provided in a state of being electrically insulated from the vacuum chamber, and having a power supply means for applying a voltage to the partition plate. 3) Aspect ratio of opening of partition plate (depth / opening diameter)
Is less than 0.3, the sputtering apparatus according to 1) or 2). 4) An opening is provided only in a region of the partition plate facing the target, and the target and the base are completely spatially separated by the partition plate. 1) to 3)
The sputtering apparatus according to any one of the above. 5) The sputtering apparatus according to any one of 1) to 4), wherein the opening ratio of the openings is less than 50%. 6) The aperture ratio of the partition plate in the region facing the erosion center of the target is small so that the film thickness distribution of the film deposited on the substrate is constant and the influence of the plasma on the substrate is constant. The opening ratio of the partition plate is set to increase as the distance from the region facing the erosion center increases. 7) The sputtering apparatus according to any one of 1) to 6), wherein a base holding means for holding the base is rotatably provided. 8) The sputtering apparatus according to any one of 1) to 7), wherein a partition plate having a plurality of openings is rotatably provided. 9) The sputtering apparatus according to any one of 1) to 8), wherein a plurality of sputter gas supply ports are arranged around the target. 10) The sputtering apparatus according to any one of 1) to 9), further comprising a reaction gas supply unit for supplying a reaction gas, wherein a plurality of reaction gas supply ports are arranged around the base. . 11) The apparatus according to any one of 1) and 3) to 10), wherein plasma and light generated during sputtering are shielded, and the amount of plasma and light reaching the substrate is controlled. A sputtering method comprising forming a film on the formed photoresist. 12) The apparatus according to any of 2) to 10),
By supplying a bias voltage having a potential opposite to that of the voltage supplied to the target to the partition plate, reducing the speed of plasma generated during sputtering and controlling the amount of plasma reaching the substrate, a photo formed on the substrate. A sputtering method comprising forming a film on a resist.

【0008】以下、上記本発明1〜12の構成要件につ
いて詳しく説明する。図1に本発明1の構成図を示す。
ターゲットと基盤との間に開孔のある仕切り板を設け
る。その仕切り板は導電性の材料から成り、真空チャン
バに接地されている。真空チャンバにスパッタガスを導
入し、ターゲットに電力を供給し、プラズマを発生させ
る。また、必要によっては反応性ガスを真空チャンバに
導入する。このとき図1においては、スパッタガスにA
r(アルゴン)を使用し、ターゲットに直流電源を使用
し、反応性ガスにO(酸素)を使用しているが、本発
明はこの例に限られるものではない。発生したプラズマ
のうちの一部は、真空チャンバに接地された仕切り板に
よりプラズマが持つ電荷を奪われ、基盤に到達するプラ
ズマ量は減少する。またプラズマにより発生した光も、
仕切り板により遮蔽され、基盤に到達する光量は減少す
る。
Hereinafter, the components of the present invention 1 to 12 will be described in detail. FIG. 1 shows a configuration diagram of the present invention 1.
A partition plate with an opening is provided between the target and the base. The partition plate is made of a conductive material and is grounded to the vacuum chamber. A sputtering gas is introduced into the vacuum chamber, power is supplied to the target, and plasma is generated. If necessary, a reactive gas is introduced into the vacuum chamber. At this time, in FIG.
Although r (argon) is used, a DC power supply is used for the target, and O 2 (oxygen) is used for the reactive gas, the present invention is not limited to this example. A part of the generated plasma is deprived of the electric charge of the plasma by the partition plate grounded to the vacuum chamber, and the amount of the plasma reaching the base is reduced. The light generated by the plasma also
The amount of light that reaches the base by being blocked by the partition plate is reduced.

【0009】フォトレジストの特性はそれぞれ異なって
いて、本発明1の構成により減少したプラズマではダメ
ージを受けず、かつ本発明1の構成により減少した光で
は露光されないフォトレジストの場合には、本発明1の
構成で充分である。しかし、フォトレジストの種類によ
ってはプラズマのダメージや光の露光の影響を受ける場
合がある。プラズマのダメージが大きい場合には、従来
例のように下層のフォトレジストがダメージを受けてい
るので深い形状を形成することができない。また光の露
光が強い場合には、下層のフォトレジストが露光されて
いるので浅い形状を形成することができない。
The characteristics of the photoresist are different from each other. In the case of a photoresist which is not damaged by the plasma reduced by the structure of the present invention 1 and is not exposed by the light reduced by the structure of the present invention 1, the present invention The configuration of 1 is sufficient. However, depending on the type of photoresist, it may be affected by plasma damage or light exposure. When the plasma damage is large, the lower layer photoresist is damaged as in the conventional example, so that a deep shape cannot be formed. When the light exposure is strong, a shallow shape cannot be formed because the underlying photoresist is exposed.

【0010】本発明2は、上記のような本発明1では問
題のあるフォトレジストにも適用できる、本発明1より
もさらに基盤に到達するプラズマの量を減少させること
が可能なスパッタリング装置である。本発明1の場合は
仕切り板にプラズマが衝突したときには電荷が中和され
るが、開孔を通過したプラズマは基盤に到達する。これ
に対し本発明2では、仕切り板が真空チャンバと接地し
ておらず、仕切り板の電位を変えることができるように
電源につながれている。そして仕切り板に電位をかける
ことにより、仕切り板の周辺の空間に仕切り板と同電位
の電場が形成され、その電場までプラズマが到達する
と、電場と逆の電荷のプラズマは中和され、電場と同じ
電荷のプラズマは反発される。その結果、見掛け上、仕
切り板の開孔の深さは電場が形成された厚さだけ深くな
り、開孔のアスペクト比は大きくなり、プラズマが通過
しにくくなる(ただし、仕切り板の開孔を通過するプラ
ズマもある程度は存在する。)。しかし、スパッタリン
グされたターゲットの粒子は、電場の影響を受けないの
で本発明1と同じ量だけ開孔を通過する。従って、本発
明2は本発明1と同じスパッタレートを有しながら、遮
蔽するプラズマの量は多いことになる。
The second aspect of the present invention is a sputtering apparatus which can be applied to a photoresist having a problem in the first aspect of the invention and can reduce the amount of plasma reaching the substrate more than the first aspect of the invention. . In the case of the present invention 1, when the plasma collides with the partition plate, the charge is neutralized, but the plasma that has passed through the aperture reaches the base. On the other hand, in the present invention 2, the partition plate is not grounded to the vacuum chamber, but is connected to a power supply so that the potential of the partition plate can be changed. Then, by applying an electric potential to the partition plate, an electric field having the same potential as the partition plate is formed in the space around the partition plate, and when the plasma reaches the electric field, the plasma of the electric charge opposite to the electric field is neutralized, and the electric field is Plasma of the same charge is repelled. As a result, apparently, the depth of the aperture of the partition plate becomes deeper by the thickness of the electric field, the aspect ratio of the aperture becomes larger, and the plasma becomes difficult to pass through (however, the aperture of the partition plate becomes smaller). There is also some passing plasma.) However, the particles of the sputtered target are not affected by the electric field and therefore pass through the aperture by the same amount as in the present invention 1. Therefore, the second invention has the same sputtering rate as the first invention, but has a large amount of shielded plasma.

【0011】次に、本発明1〜2のスパッタリング装置
においては、仕切り板がターゲットと基盤との間にある
ため、スパッタリングされたターゲットの粒子やプラズ
マは開孔に対して垂直に入射したときは開孔を通過でき
るが、斜めに入射したときは開孔の側面に衝突して通過
することができず、スパッタレートの低下が必ず発生す
る。斜め入射した場合の通過量は開孔のアスペクト比
(深さ/開孔径)により決定される。プラズマの通過量
は、アスペクト比以外に本発明2の仕切り板の電位によ
って制御することもできる。しかし、スパッタリングさ
れたターゲットの粒子の通過量は、アスペクト比に大き
く依存する。そこで本発明3では、開孔のアスペクト比
を0.3未満にすることにより、開孔に対し73度斜め
に入射したターゲット粒子も通過できるようにする。ア
スペクト比は小さければ小さい程さらに大きく斜めに入
射したターゲット粒子も通過できるのでより好ましい
([実施例]の項の表1参照)。
Next, in the sputtering apparatus of the present invention 1 or 2, since the partition plate is located between the target and the base, the particles and plasma of the sputtered target enter the opening perpendicularly to the opening. Although it can pass through the aperture, when it enters obliquely, it cannot collide with the side surface of the aperture and pass through, and the sputtering rate always drops. The amount of light passing at an oblique incidence is determined by the aspect ratio (depth / opening diameter) of the opening. The amount of plasma passing can also be controlled by the potential of the partition plate of the present invention 2 other than the aspect ratio. However, the amount of particles passing through the sputtered target greatly depends on the aspect ratio. Therefore, in the present invention 3, by setting the aspect ratio of the aperture to less than 0.3, it is possible to pass the target particles which are obliquely incident on the aperture by 73 degrees. The smaller the aspect ratio is, the more preferable it is because the larger the obliquely incident target particles can pass, the more preferable the aspect ratio is (see Table 1 in [Example]).

【0012】次に、本発明1〜2によれば、プラズマは
仕切り板で充分に減少させることができるものの、光は
仕切り板の両側の壁からの反射があるため、どうしても
かなりの量が基盤に到達してしまう。そして、フォトレ
ジストには、反射光によって露光されるものと露光され
ないものがあるので、露光されるフォトレジストを下層
に用いて2層のフォトレジストを形成した場合、下層の
フォトレジストが露光されているため浅い形状を形成す
ることができない。そこで本発明4では、仕切り板の大
きさをターゲットと基盤が真空チャンバ内で空間的に完
全に分離される位にし、ターゲットに対向する領域のみ
に開孔を設け、それ以外の部分は開孔を設けず、本発明
1のように反射光が基盤に到達しないようにする。
Next, according to the first and second aspects of the present invention, although the plasma can be sufficiently reduced by the partition plate, the light is reflected from the walls on both sides of the partition plate. Will be reached. Some photoresists are exposed by reflected light and others are not exposed. Therefore, when a two-layer photoresist is formed using the exposed photoresist as a lower layer, the lower photoresist is exposed. Therefore, a shallow shape cannot be formed. Therefore, in the present invention 4, the size of the partition plate is set to such a size that the target and the base are completely spatially separated in the vacuum chamber, an opening is provided only in a region facing the target, and the other portions are opened Is provided, so that the reflected light does not reach the substrate as in the first aspect of the invention.

【0013】次に、本発明1〜2のスパッタリング装置
において、開孔率(開孔の割合)が大きいほどプラズマ
や光は開孔を多く通過する。従って、プラズマや光の影
響を減少させるには、開孔率をある程度以下に抑える必
要がある。この観点から本発明5では、開孔率を50%
未満として、プラズマや光を充分減少させる。開孔率が
50%以上になるとプラズマや光が開孔を通過し易くな
り、基盤に影響を与えてしまうので好ましくない([実
施例]の項の表2参照)。
Next, in the sputtering apparatus according to the present invention 1 or 2, the larger the aperture ratio (the ratio of the apertures), the more plasma and light pass through the apertures. Therefore, in order to reduce the influence of plasma and light, it is necessary to suppress the aperture ratio to a certain level or less. From this viewpoint, in the present invention 5, the porosity is 50%.
If less than, plasma and light are sufficiently reduced. If the aperture ratio is 50% or more, plasma or light easily passes through the apertures, which undesirably affects the substrate (see Table 2 in the section of [Example]).

【0014】次に、プラズマの一番強い部分(エロージ
ョンセンター)のスパッタレートが大きく、エロージョ
ンセンターから離れるほどプラズマ強度が減少しスパッ
タレートが小さくなる。従って、仕切り板の開孔が一定
の割合の場合エロージョンセンターに対向する領域にあ
る開孔を通過するプラズマおよびスパッタリングされた
ターゲット粒子は多く、エロージョンセンターに対向す
る領域から離れた部分を通過するプラズマおよびスパッ
タリングされたターゲット粒子は少なくなり、基盤上に
堆積する膜厚に分布が発生し、基盤が受けるプラズマの
影響にも分布が発生する。そこで本発明6の仕切り板で
は、基盤上に堆積する膜の膜厚分布が一定になり、基盤
が受けるプラズマの影響も一定になるように、エロージ
ョンセンターに対向する領域の開孔の開孔率を小さく
し、エロージョンセンターから離れるほど開孔率を大き
くしている。開孔率をどの程度にするかは、スパッタリ
ング装置によっても異なるので、数値で示すことは難し
いが、通常、エロージョンセンターに対向する領域で2
0%未満、エロージョンセンターから最も離れた部分で
45〜50%程度になるようにすることが多い。
Next, the sputtering rate of the strongest part of the plasma (erosion center) is large, and the further away from the erosion center, the lower the plasma intensity and the lower the sputtering rate. Therefore, when the opening of the partition plate is at a certain ratio, the plasma passing through the opening in the region facing the erosion center and the sputtered target particles are large, and the plasma passing through the portion distant from the region facing the erosion center is large. In addition, the number of sputtered target particles is reduced, and a distribution occurs in the film thickness deposited on the substrate, and a distribution also occurs due to the influence of plasma on the substrate. Therefore, in the partition plate according to the sixth aspect of the present invention, the opening ratio of the opening in the region facing the erosion center is adjusted so that the film thickness distribution of the film deposited on the base is constant and the influence of the plasma on the base is constant. And the porosity increases as the distance from the erosion center increases. Since it is difficult to show the value of the porosity, since it depends on the sputtering apparatus, it is usually difficult to indicate the porosity in a region opposed to the erosion center.
In many cases, it is less than 0% and about 45 to 50% at the part farthest from the erosion center.

【0015】次に、スパッタリングされたターゲット粒
子は、仕切り板の開孔を通過して基盤に堆積するので、
基盤上の膜厚分布には開孔の分布が反映されることにな
る。そこで本発明7においては、基盤を固定している部
分を回転させることにより、本発明8においては、仕切
り板を回転させることにより、それぞれ基盤上に堆積す
る膜厚の分布が一定になるようにしている。
Next, the sputtered target particles pass through the openings of the partition plate and deposit on the base.
The distribution of apertures is reflected in the film thickness distribution on the substrate. Therefore, in the present invention 7, by rotating the portion where the substrate is fixed, and in the present invention 8, by rotating the partition plate, the distribution of the film thickness deposited on the respective substrates is made constant. ing.

【0016】次に、本発明1、2、4(特に本発明4)
では、仕切り板があるためスパッタガスを均一にターゲ
ットの周辺に導入することができない。その結果、プラ
ズマ密度の低下によるスパッタレートの低下やプラズマ
分布の不均一による膜厚分布の不均一が発生する。そこ
で本発明9においては、スパッタガスの供給口をターゲ
ットの周辺に複数個配置することにより、スパッタガス
の供給量が仕切り板の影響を受けないようにしている。
従って、プラズマ密度の低下やプラズマ分布の不均一が
発生しない。また本発明10においては、反応性ガスの
供給口を基盤の周辺に複数個配置することにより、反応
性ガスの供給量が仕切り板の影響を受けないようにして
いる。従って、反応性ガス分布の不均一が発生しない。
Next, the present inventions 1, 2, and 4 (especially the present invention 4)
In this case, the sputtering gas cannot be introduced uniformly around the target because of the partition plate. As a result, the sputter rate decreases due to the decrease in the plasma density, and the film thickness distribution becomes uneven due to the uneven plasma distribution. Therefore, in the ninth aspect of the invention, a plurality of sputter gas supply ports are arranged around the target so that the supply amount of the sputter gas is not affected by the partition plate.
Therefore, a decrease in plasma density and non-uniformity of plasma distribution do not occur. In the tenth aspect of the present invention, a plurality of reactive gas supply ports are arranged around the base so that the supply amount of the reactive gas is not affected by the partition plate. Therefore, non-uniformity of the reactive gas distribution does not occur.

【0017】次に、基盤上にフォトレジストを形成し、
その上にスパッタ膜を形成する場合、フォトレジストの
種類によってプラズマや光の減少量を変える必要があ
る。そこで本発明11では、仕切り板の形状(開孔のア
スペクト比、開孔率、仕切り板の大きさなど)により、
仕切り板で減少するプラズマや光の量を制御し、フォト
レジストがプラズマや光の影響を受けないようにする。
同じく本発明12では、仕切り板にかける電圧を変える
ことによりプラズマの速度を減少させ、仕切り板を通過
するプラズマの量を制御し、フォトレジストがプラズマ
の影響を受けないようにする。
Next, a photoresist is formed on the substrate,
When a sputtered film is formed thereon, it is necessary to change the amount of reduction in plasma or light depending on the type of photoresist. Therefore, in the present invention 11, depending on the shape of the partition plate (aspect ratio of aperture, aperture ratio, size of partition plate, etc.),
The amount of plasma or light reduced by the partition is controlled so that the photoresist is not affected by the plasma or light.
Similarly, in the twelfth aspect of the invention, the speed of the plasma is reduced by changing the voltage applied to the partition plate, and the amount of plasma passing through the partition plate is controlled so that the photoresist is not affected by the plasma.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定さ
れるものではない。
The present invention will be described below in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0019】実施例1 板厚が1mmの金属板に、図3に示した分布で直径が5
mmの開孔を均一に設ける。この場合、アスペクト比は
0.2になり、開孔率は39%になる。このような開孔
を有する仕切り板をターゲットの面積と同程度の大きさ
にし、真空チャンバに接地させて基盤とターゲットの間
に設ける。ターゲットにInを用いて、Oによ
る反応性DCマグネトロンスパッタリングを行う。基盤
上には低感度のフォトレジストAが所定の膜厚に形成さ
れていて、このフォトレジストA上にInを約1
00Å形成する。このとき基盤の回転あるいは仕切り板
の回転によりInの膜厚分布を一定にする。この
ようにスパッタリングされたIn上に再度低感度
のフォトレジストAを所定の膜厚に形成する。このフォ
トレジスト上に強い光と弱い光で潜像を形成した後、現
像を行い、深い矩形のパターンと浅い矩形のパターンを
形成する。
Example 1 A metal plate having a thickness of 1 mm and a diameter of 5 in the distribution shown in FIG.
mm holes are provided uniformly. In this case, the aspect ratio becomes 0.2 and the porosity becomes 39%. A partition plate having such an opening is made approximately the same size as the area of the target, and is grounded in a vacuum chamber and provided between the base and the target. Reactive DC magnetron sputtering with O 2 is performed using In 2 O 3 as a target. A low-sensitivity photoresist A having a predetermined thickness is formed on the substrate, and about 1 Å of In 2 O 3 is formed on the photoresist A.
00 ° is formed. At this time, the thickness distribution of In 2 O 3 is made constant by the rotation of the base or the rotation of the partition plate. On the thus sputtered In 2 O 3 , a low-sensitivity photoresist A is formed again to a predetermined thickness. After forming a latent image on the photoresist with strong light and weak light, development is performed to form a deep rectangular pattern and a shallow rectangular pattern.

【0020】比較例1 板厚が1mmの金属板に図3に示した分布で直径が5m
mの開孔を均一に設ける。この場合、アスペクト比は
0.2になり、開孔率は39%になる。このような開孔
を有する仕切り板をターゲットの面積と同程度の大きさ
にし、真空チャンバに接地させて基盤とターゲットの間
に設ける。ターゲットにSiOを用いて、Oによる
反応性RFマグネトロンスパッタリングを行う。基盤上
には低感度のフォトレジストAが所定の膜厚に形成され
ていて、このフォトレジストA上にSiOを約100
Å形成する。このとき基盤の回転あるいは仕切り板の回
転によりSiOの膜厚分布を一定にする。このように
スパッタリングされたSiO上に再度低感度のフォト
レジストAを所定の膜厚に形成する。このフォトレジス
ト上に強い光と弱い光で潜像を形成した後、現像を行っ
ても、浅い矩形のパターンは形成できるが、深い矩形の
パターンを形成することはできない。この比較例で深い
矩形のパターンを形成できなかったのは、実施例1では
DCスパッタリングのためプラズマ密度が小さいのに対
し、本例はRFスパッタリングのためプラズマ密度が大
きく、仕切り板で充分にプラズマを減少させることがで
きず、フォトレジストAがプラズマによりダメージを受
けたためである。
Comparative Example 1 A metal plate having a thickness of 1 mm and a diameter of 5 m according to the distribution shown in FIG.
m holes are provided uniformly. In this case, the aspect ratio becomes 0.2 and the porosity becomes 39%. A partition plate having such an opening is made approximately the same size as the area of the target, and is grounded in a vacuum chamber and provided between the base and the target. Using SiO 2 as a target, performing reactive RF magnetron sputtering by O 2. The on a substrate have been formed to a thickness photoresist A is in a predetermined low sensitivity, the SiO 2 about on the photoresist A 100
Å Form. At this time, the rotation of the base or the rotation of the partition plate keeps the thickness distribution of SiO 2 constant. A low-sensitivity photoresist A is formed again on the sputtered SiO 2 to a predetermined thickness. Even if a latent image is formed on the photoresist with strong light and weak light and then development is performed, a shallow rectangular pattern can be formed, but a deep rectangular pattern cannot be formed. The reason why a deep rectangular pattern could not be formed in this comparative example is that in Example 1, the plasma density was low due to DC sputtering, whereas in the present example, the plasma density was high due to RF sputtering, and the plasma was sufficiently generated by the partition plate. Is not reduced, and the photoresist A is damaged by the plasma.

【0021】実施例2 板厚が1mmの金属板に、図3に示した分布で直径が5
mmの開孔を均一に設ける。この場合、アスペクト比は
0.2になり、開孔率は39%になる。このような開孔
を有する仕切り板をターゲットの面積と同程度の大きさ
にし、外部から電力を供給できるように真空チャンバと
分離して基盤とターゲットの間に設ける。ターゲットに
SiOを用いて、Oによる反応性RFマグネトロン
スパッタリングを行う。基盤上には低感度のフォトレジ
ストAが所定の膜厚に形成されていて、このフォトレジ
ストA上にSiOを約100Å形成する。このとき基
盤の回転あるいは仕切り板の回転によりSiOの膜厚
分布を一定にする。また、ターゲットにかかるRF電圧
の位相と逆位相の電圧を仕切り板にかけ、仕切り板を通
過するプラズマを比較例1よりも減少させる。このよう
にスパッタリングされたSiO上に再度低感度のフォ
トレジストAを所定の膜厚に形成する。このフォトレジ
スト上に強い光と弱い光で潜像を形成した後、現像を行
い、深い矩形のパターンと浅い矩形のパターンを形成す
る。
Example 2 A metal plate having a thickness of 1 mm and a diameter of 5 mm according to the distribution shown in FIG.
mm holes are provided uniformly. In this case, the aspect ratio becomes 0.2 and the porosity becomes 39%. A partition plate having such an opening is made approximately the same size as the area of the target, and is provided between the base and the target separately from the vacuum chamber so that power can be supplied from the outside. Using SiO 2 as a target, performing reactive RF magnetron sputtering by O 2. A low-sensitivity photoresist A having a predetermined thickness is formed on the substrate, and SiO 2 is formed on the photoresist A at about 100 °. At this time, the rotation of the base or the rotation of the partition plate keeps the thickness distribution of SiO 2 constant. Further, a voltage having a phase opposite to that of the RF voltage applied to the target is applied to the partition plate, and the amount of plasma passing through the partition plate is reduced as compared with Comparative Example 1. A low-sensitivity photoresist A is formed again on the sputtered SiO 2 to a predetermined thickness. After forming a latent image on the photoresist with strong light and weak light, development is performed to form a deep rectangular pattern and a shallow rectangular pattern.

【0022】比較例2 板厚が1mmの金属板に、図3に示した分布で直径が5
mmの開孔を均一に設ける。この場合、アスペクト比は
0.2になり、開孔率は39%になる。このような開孔
を有する仕切り板をターゲットの面積と同程度の大きさ
にし、真空チャンバに接地させて基盤とターゲットの間
に設ける。ターゲットにInを用いて、Oによ
る反応性DCマグネトロンスパッタリングを行う。基板
上には高感度のフォトレジストBが所定の膜厚に形成さ
れていて、このフォトレジストB上にInを約1
00Å形成する。このとき基盤の回転あるいは仕切り板
の回転によりInの膜厚分布を一定にする。この
ようにスパッタリングされたIn上に再度高感度
のフォトレジストBを所定の膜厚に形成する。このフォ
トレジスト上に強い光と弱い光で潜像を形成した後、現
像を行っても、深い矩形のパターンは形成できるが、浅
い矩形のパターンを形成することはできない。この比較
例で浅い矩形のパターンを形成できなかったのは、実施
例1では低感度のフォトレジストAのためスパッタリン
グ中の光により露光されることがなかったのに対し、本
例では高感度のフォトレジストBがスパッタリング中の
光により露光され、浅い矩形を形成しようとしても下層
のフォトレジストBが露光されているためフォトレジス
との間の面を平らに形成することができなかったからで
ある。
Comparative Example 2 A metal plate having a thickness of 1 mm and a diameter of 5 mm according to the distribution shown in FIG.
mm holes are provided uniformly. In this case, the aspect ratio becomes 0.2 and the porosity becomes 39%. A partition plate having such an opening is made approximately the same size as the area of the target, and is grounded in a vacuum chamber and provided between the base and the target. Reactive DC magnetron sputtering with O 2 is performed using In 2 O 3 as a target. A high-sensitivity photoresist B is formed to a predetermined thickness on the substrate, and about 1 Å of In 2 O 3 is formed on the photoresist B.
00 ° is formed. At this time, the thickness distribution of In 2 O 3 is made constant by the rotation of the base or the rotation of the partition plate. A photoresist B having a high sensitivity is formed again on the sputtered In 2 O 3 to a predetermined thickness. Even if a latent image is formed on the photoresist with strong light and weak light and then developed, a deep rectangular pattern can be formed, but a shallow rectangular pattern cannot be formed. The reason why a shallow rectangular pattern could not be formed in this comparative example is that the low-sensitivity photoresist A in Example 1 was not exposed to light during sputtering, whereas the high-sensitivity This is because the photoresist B was exposed to light during sputtering, and even if an attempt was made to form a shallow rectangle, the surface between the photoresist B and the photoresist could not be formed flat because the underlying photoresist B was exposed.

【0023】実施例3 板厚が1mmの金属板に、図3に示した分布で直径が5
mmの開孔をターゲットの面積と同程度の面積だけ設
け、ターゲットと基盤を空間的に完全に分離できる位の
大きさにする。この場合、アスペクト比は0.2にな
り、開孔率は39%になる。ターゲットと基盤が空間的
に完全に分離されているので、スパッタガスおよび反応
性ガスの流れが悪くなり、それぞれのガスが真空チャン
バ内に均一に広がらない。スパッタガスはターゲット周
辺、反応性ガスは基盤周辺に均一に広がれば良いので、
ターゲット周辺にスパッタガスの供給口を複数個、基盤
周辺に反応性ガスの供給口を複数個それぞれ設ける。こ
のようなスパッタリング装置で、ターゲットにIn
を用いて、Oによる反応性DCマグネトロンスパッ
タリングを行う。基盤上には高感度のフォトレジストB
が所定の膜厚に形成されていて、このフォトレジストB
上にInを約100Å形成する。このとき基盤の
回転あるいは仕切り板の回転によりInの膜厚分
布を一定にする。また、仕切り板がターゲットと基盤を
空間的に完全に分離しているので、開孔から漏れてくる
光以外はフォトレジストBを照射しない。このようにス
パッタリングされたIn上に再度高感度のフォト
レジストBを所定の膜厚に形成する。このフォトレジス
ト上に強い光と弱い光で潜像を形成した後、現像を行
い、深い矩形のパターンと浅い矩形のパターンを形成す
る。
Example 3 A metal plate having a thickness of 1 mm and a diameter of 5 mm according to the distribution shown in FIG.
An opening of mm is provided in an area of the same size as the area of the target so that the target and the base can be completely spatially separated. In this case, the aspect ratio becomes 0.2 and the porosity becomes 39%. Since the target and the substrate are completely spatially separated, the flow of the sputtering gas and the reactive gas is poor, and the respective gases do not spread evenly in the vacuum chamber. Since the sputtering gas should spread evenly around the target and the reactive gas around the substrate,
A plurality of sputter gas supply ports are provided around the target, and a plurality of reactive gas supply ports are provided around the substrate. With such a sputtering apparatus, In 2 O is used as a target.
3 to perform reactive DC magnetron sputtering with O 2 . High sensitivity photoresist B on the substrate
Is formed to a predetermined film thickness.
About 100 ° of In 2 O 3 is formed thereon. At this time, the thickness distribution of In 2 O 3 is made constant by the rotation of the base or the rotation of the partition plate. Since the partition plate completely spatially separates the target and the substrate, the photoresist B is not irradiated except for light leaking from the opening. A photoresist B having a high sensitivity is formed again on the sputtered In 2 O 3 to a predetermined thickness. After forming a latent image on the photoresist with strong light and weak light, development is performed to form a deep rectangular pattern and a shallow rectangular pattern.

【0024】実施例4 実施例1、2、3においては、仕切り板の開孔の大きさ
を全て同じにしている。しかし、スパッタリング中のプ
ラズマ密度はエロージョンセンターで大きいため、エロ
ージョンセンターに対向する領域の開孔を通過するター
ゲット粒子やプラズマは多くなる。実際に実施例1、
2、3で形成した深い矩形のパターンと浅い矩形のパタ
ーンにおいて、深い矩形のパターンの深さがエロージョ
ンセンターに対向する領域でわずかに浅くなっている。
例えば実施例3の場合、フォトレジストBをそれぞれ約
3000Å形成した場合、深い矩形の深さがエロージョ
ンセンターに対向する領域で約0.58μmになり、エ
ロージョンセンターに対向する領域から最も離れた領域
で約0.6μmとなる。この差は僅かであるが、精密な
パターンの深さを要求される場合は問題になる。
Embodiment 4 In Embodiments 1, 2, and 3, the sizes of the apertures in the partition plates are all the same. However, since the plasma density during sputtering is large at the erosion center, the amount of target particles and plasma passing through the opening in the region facing the erosion center increases. Example 1,
In the deep rectangular pattern and the shallow rectangular pattern formed in steps 2 and 3, the depth of the deep rectangular pattern is slightly shallower in the region facing the erosion center.
For example, in the case of the third embodiment, when the photoresist B is formed at about 3000 ° each, the depth of the deep rectangle becomes about 0.58 μm in the area facing the erosion center and in the area farthest from the area facing the erosion center. It is about 0.6 μm. Although this difference is small, it becomes a problem when a precise pattern depth is required.

【0025】そこで本実施例では、板厚が1mmの金属
板を仕切り板とし、エロージョンセンターに対向する領
域の開孔の径を3.5mmにし、エロージョンセンター
に対向する領域から離れる程開孔を大きくし、最終的に
開孔の径を5.5mmにする。このときのアスペクト比
は0.29〜0.18になり、開孔率は19%〜48%
になる。仕切り板はターゲットと基盤を空間的に完全に
分離する大きさにする。ターゲットと基盤が空間的に完
全に分離されているので、ターゲット周辺にスパッタガ
スの供給口を複数個、基盤周辺に反応性ガスの供給口を
複数個それぞれ設ける。このようなスパッタリング装置
で、ターゲットにInを用いて、Oによる反応
性DCマグネトロンスパッタリングを行う。基板上には
高感度のフォトレジストBが所定の膜厚に形成されてい
て、このフォトレジストB上にInを約100Å
形成する。このとき基盤の回転あるいは、仕切り板の回
転によりInの膜厚分布を一定にする。また、仕
切り板がターゲットと基盤を空間的に完全に分離してい
るので、開孔から漏れてくる光以外はフォトレジストB
を照射しない。このようにスパッタリングされたIn
上に再度高感度のフォトレジストBを所定の膜厚に
形成する。このフォトレジスト上に強い光と弱い光で潜
像を形成した後、現像を行い、深い矩形のパターンと浅
い矩形のパターンを形成する。このとき深い矩形のパタ
ーンの深さに分布は発生しない。
Therefore, in the present embodiment, a metal plate having a thickness of 1 mm is used as a partition plate, the diameter of the opening in the area facing the erosion center is set to 3.5 mm, and the opening is made farther from the area facing the erosion center. The diameter of the opening is finally set to 5.5 mm. At this time, the aspect ratio is 0.29 to 0.18, and the porosity is 19% to 48%.
become. The partition plate is sized to completely separate the target and the substrate spatially. Since the target and the substrate are completely spatially separated, a plurality of sputter gas supply ports are provided around the target and a plurality of reactive gas supply ports are provided around the substrate. In such a sputtering apparatus, reactive DC magnetron sputtering using O 2 is performed using In 2 O 3 as a target. The substrate photoresist B highly sensitive have been formed to a predetermined thickness, about 100Å of In 2 O 3 on the photoresist B
Form. At this time, the film thickness distribution of In 2 O 3 is made constant by the rotation of the base or the rotation of the partition plate. Further, since the partition plate completely spatially separates the target and the base, the photoresist B except for the light leaking from the opening is used.
Do not irradiate. In 2 thus sputtered
A high-sensitivity photoresist B is again formed on O 3 to a predetermined thickness. After a latent image is formed on the photoresist with strong light and weak light, development is performed to form a deep rectangular pattern and a shallow rectangular pattern. At this time, no distribution occurs at the depth of the deep rectangular pattern.

【0026】以上に示した実施例においては、フォトレ
ジスト上にInやSiOといった透明膜をスパ
ッタリングで形成し、そのInやSiO上にフ
ォトレジストを形成し、深い矩形のパターンと浅い矩形
のパターンを形成する例を示した。しかしながら、本発
明はこれらの材料に限定されるものではなく、種々の金
属膜、酸化膜、窒化膜等についても同様に実施すること
ができ、フォトレジスト上に、フォトレジストの性質を
変えることなく各種スパッタ膜を形成することができ
る。
In the embodiment shown [0026] above, a transparent film such as In 2 O 3 and SiO 2 was formed by sputtering on the photoresist, a photoresist is formed thereon In 2 O 3 and SiO 2, deep rectangular An example of forming a shallow rectangular pattern with the above pattern is shown. However, the present invention is not limited to these materials, and can be similarly applied to various metal films, oxide films, nitride films, and the like, without changing the properties of the photoresist on the photoresist. Various sputtered films can be formed.

【0027】実施例5、実施例6、比較例3 板厚が1mmの金属板に、下記表1に示した開孔径およ
びアスペクト比の開孔を設け、基盤を回転させながら、
ターゲットにInを用いて、Oによる反応性D
Cマグネトロンスパッタリングを行い、基盤上での膜厚
分布を調べた。結果を表1に示す。
Example 5, Example 6, Comparative Example 3 An opening having an opening diameter and an aspect ratio shown in the following Table 1 was provided on a metal plate having a thickness of 1 mm, and the base was rotated while rotating.
Using In 2 O 3 as the target, the reactivity D by O 2
C magnetron sputtering was performed to examine the film thickness distribution on the substrate. Table 1 shows the results.

【表1】 表1から分かるように、アスペクト比が0.2または
0.28の実施例5または実施例6のときはターゲット
直上と基盤中心の膜厚に僅かに差がある程度であるが、
アスペクト比が0.33の比較例3になると明らかに差
が大きくなる。基盤中心の膜は仕切り板を斜めに通過し
てくるターゲット粒子で形成されるから、アスペクト比
が0.28程度まではターゲット粒子が仕切り板を通過
できるが、0.33程度になると通過しにくくなること
になる。従って、アスペクト比を0.3未満とすること
が好ましい。
[Table 1] As can be seen from Table 1, in Example 5 or Example 6 in which the aspect ratio was 0.2 or 0.28, there was a slight difference between the film thickness just above the target and the film thickness at the center of the substrate.
In Comparative Example 3 having an aspect ratio of 0.33, the difference is clearly larger. Since the film at the center of the substrate is formed of target particles passing obliquely through the partition plate, target particles can pass through the partition plate up to an aspect ratio of about 0.28, but hardly pass through the partition plate at about 0.33. Will be. Therefore, it is preferable that the aspect ratio be less than 0.3.

【0028】 実施例7、実施例8、比較例4板厚が1mmの金属板
に、図3に示した分布で開孔を設け、該開孔の開孔径お
よび開孔率を下記表2に示した通りとした仕切り板を用
い、図4に示した層構成のサンプルを使って、フォトレ
ジスト2のダメージを調べた。
Example 7, Example 8, Comparative Example 4 A metal plate having a thickness of 1 mm was provided with openings according to the distribution shown in FIG. 3, and the opening diameter and the opening ratio of the openings are shown in Table 2 below. The damage of the photoresist 2 was examined using the partition plate as shown and the sample having the layer configuration shown in FIG.

【表2】 表2から分かるように、開孔率が56%の比較例4で
は、パターン深さが約650Åであって、フォトレジス
ト2がIn膜のスパッタによるダメージを受ける
ため、基盤面までパターンが形成されない。これに対
し、開孔率が48%または39%の実施例7または実施
例8では、明らかにダメージが減少し、基盤面までパタ
ーンが形成される。従って、開孔率を50%未満とする
ことが好ましい。
[Table 2] As can be seen from Table 2, in Comparative Example 4 in which the porosity was 56%, the pattern depth was about 650 ° and the photoresist 2 was damaged by the sputtering of the In 2 O 3 film. Is not formed. On the other hand, in Example 7 or Example 8 in which the porosity is 48% or 39%, the damage is clearly reduced, and a pattern is formed up to the base surface. Therefore, it is preferable that the porosity is less than 50%.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明1においては、ターゲットと基盤
との間に開孔のある仕切り板を設けることにより、スパ
ッタリング中に発生するプラズマや光を遮蔽し、基盤へ
のダメージを少なくすることができる。本発明2におい
ては、ターゲットと基盤との間に開孔のある仕切り板に
電圧をかけることにより、スパッタリング中に発生する
プラズマの速度を減少させて、基盤へのダメージを少な
くすることができる。本発明3においては、仕切り板の
開孔のアスペクト比を0.3未満にすることにより、ス
パッタレートを低下させることなく、スパッタリング中
に発生するプラズマや光を遮蔽することができる。
According to the first aspect of the present invention, by providing a partition plate having an opening between the target and the substrate, it is possible to shield plasma and light generated during sputtering and reduce damage to the substrate. it can. In the second aspect of the present invention, by applying a voltage to the partition plate having an opening between the target and the substrate, the speed of plasma generated during sputtering can be reduced, and damage to the substrate can be reduced. In the third aspect of the present invention, by setting the aspect ratio of the opening of the partition plate to less than 0.3, it is possible to shield plasma and light generated during sputtering without lowering the sputtering rate.

【0030】本発明4においては、仕切り板によりター
ゲットと基盤を真空チャンバ内で空間的に完全に分離す
ると共に、開孔をターゲットに対向する領域のみに設け
ることにより、また、本発明5においては、仕切り板の
開孔の開孔率を50%未満にすることにより、いずれの
発明においても、スパッタリング中に発生するプラズマ
や光を遮蔽して基盤へのダメージを少なくすることがで
きる。本発明6においては、仕切り板の開孔率をエロー
ジョンセンターで小さくし、その他で大きくすることに
より、開孔を通過するプラズマおよびターゲット粒子の
分布が均一になり、基盤上でのプラズマによるダメージ
の分布、あるいはスパッタ膜の膜厚分布を一定にするこ
とができる。本発明7においては、基盤を保持する部分
を回転することにより、また、本発明8においては、仕
切り板を回転することにより、いずれの発明において
も、スパッタ膜の膜厚分布を一定にすることができる。
In the present invention 4, the target and the base are completely separated spatially in the vacuum chamber by the partition plate, and the opening is provided only in the region facing the target. By setting the opening ratio of the openings of the partition plate to less than 50%, plasma and light generated during sputtering can be shielded and damage to the base can be reduced in any of the inventions. According to the sixth aspect of the present invention, by reducing the porosity of the partition plate at the erosion center and increasing the porosity at other portions, the distribution of plasma and target particles passing through the holes becomes uniform, and damage to the plasma by the plasma on the substrate is reduced. The distribution or the thickness distribution of the sputtered film can be made constant. In the present invention 7, by rotating the part holding the base, and in the present invention 8, by rotating the partition plate, the thickness distribution of the sputtered film is kept constant in any of the inventions. Can be.

【0031】本発明9においては、ターゲット周辺に複
数個のスパッタガス供給口を設けることによってプラズ
マの分布が均一になり、また、本発明10においては、
基盤周辺に複数個の反応性ガス供給口を設けることによ
って、基盤上でターゲット粒子が反応性ガスと反応する
分布が均一になるので、いずれの発明においても、スパ
ッタ膜の膜厚分布を一定にすることができる。本発明1
1においては、仕切り板の形状(開孔のアスペクト比、
開孔率、大きさ等)を変えて基盤に到達するプラズマや
光の量を制御するので、基盤上のフォトレジストがプラ
ズマや光の影響を受けないようにできる。本発明12に
おいては、仕切り板にかける電圧をターゲットにかける
電圧に対して逆電位にすることにより、仕切り板にかけ
る電圧を変化させてプラズマの速度を制御できるので、
基盤上のフォトレジストがプラズマの影響を受けないよ
うにできる。
In the ninth aspect of the present invention, by providing a plurality of sputter gas supply ports around the target, the plasma distribution becomes uniform.
By providing a plurality of reactive gas supply ports around the substrate, the distribution in which the target particles react with the reactive gas on the substrate becomes uniform, so that in any invention, the thickness distribution of the sputtered film is kept constant. can do. Invention 1
In No. 1, the shape of the partition plate (the aspect ratio of the aperture,
Since the amount of plasma or light reaching the substrate is controlled by changing the aperture ratio, size, etc., the photoresist on the substrate can be prevented from being affected by the plasma or light. In the twelfth aspect of the invention, the voltage applied to the partition plate is set to a potential opposite to the voltage applied to the target, so that the voltage applied to the partition plate can be changed to control the plasma speed.
The photoresist on the substrate can be protected from plasma.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のスパッタリング装置の構成を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sputtering apparatus of the present invention.

【図2】フォトレジストを用いた薄膜形成法の説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a thin film forming method using a photoresist.

【図3】仕切り板に設ける開孔の配置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of apertures provided in a partition plate.

【図4】開孔率の影響を調べるためのサンプルを示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing a sample for examining the effect of the aperture ratio.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空チャンバ内に、基盤を保持するため
の基盤保持手段と、ターゲットを保持するためのターゲ
ット保持手段と、ターゲットをスパッタリングするため
のスパッタガスを反応室内に供給するスパッタガス供給
手段と、ターゲットと基盤間に放電を起こすための電力
を供給する電力供給手段とを備えたスパッタリング装置
において、ターゲットと基盤との間に複数の開孔を有す
る仕切り板が設けられ、仕切り板が導電性を有する材料
から成り、仕切り板が真空チャンバに接地されているこ
とを特徴とするスパッタリング装置。
1. A substrate holding means for holding a substrate in a vacuum chamber, a target holding means for holding a target, and a sputtering gas supply means for supplying a sputtering gas for sputtering a target into a reaction chamber. And a power supply means for supplying electric power for causing discharge between the target and the substrate, wherein a partition plate having a plurality of openings is provided between the target and the substrate, and the partition plate is electrically conductive. A sputtering apparatus comprising a material having a property and a partition plate grounded to a vacuum chamber.
【請求項2】 真空チャンバ内に、基盤を保持するため
の基盤保持手段と、ターゲットを保持するためのターゲ
ット保持手段と、ターゲットをスパッタリングするため
のスパッタガスを反応室内に供給するスパッタガス供給
手段と、ターゲットと基盤間に放電を起こすための電力
を供給する電力供給手段とを備えたスパッタリング装置
において、ターゲットと基盤との間に複数の開孔を有す
る仕切り板が設けられ、仕切り板が導電性を有する材料
から成り、仕切り板が真空チャンバと電気的に絶縁状態
に設けられ、仕切り板に電圧をかけるための電力供給手
段を有することを特徴とするスパッタリング装置。
2. A substrate holding means for holding a substrate in a vacuum chamber, a target holding means for holding a target, and a sputtering gas supply means for supplying a sputtering gas for sputtering a target into a reaction chamber. And a power supply means for supplying electric power for causing discharge between the target and the substrate, wherein a partition plate having a plurality of openings is provided between the target and the substrate, and the partition plate is electrically conductive. A partition plate made of a material having electrical properties, the partition plate being provided in an electrically insulated state from the vacuum chamber, and a power supply means for applying a voltage to the partition plate.
【請求項3】 仕切り板の開孔のアスペクト比(深さ/
開孔径)が0.3未満であることを特徴とする請求項1
又は2記載のスパッタリング装置。
3. An aspect ratio (depth / depth) of an opening of a partition plate.
2. An aperture diameter of less than 0.3.
Or the sputtering apparatus according to 2.
【請求項4】 仕切り板のターゲットと対向する領域の
みに開孔が設けられ、仕切り板によりターゲットと基盤
とが空間的に完全に分離されていることを特徴とする請
求項1〜3のいずれかに記載のスパッタリング装置。
4. The partition according to claim 1, wherein an opening is provided only in a region of the partition plate facing the target, and the target and the base are completely spatially separated by the partition plate. A sputtering apparatus according to any one of the above.
【請求項5】 開孔の開孔率が50%未満であることを
特徴とする請求項1〜4記載のスパッタリング装置。
5. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the porosity of the holes is less than 50%.
【請求項6】 基盤上に堆積する膜の膜厚分布が一定に
なり、基盤が受けるプラズマの影響も一定になるよう
に、ターゲットのエロージョンセンターに対向する領域
にある仕切り板の開孔率は小さく、ターゲットのエロー
ジョンセンターに対向する領域から離れるほど仕切り板
の開孔率が大きく設定されていることを特徴とする請求
項1〜5記載のスパッタリング装置。
6. The porosity of a partition plate in a region opposed to an erosion center of a target is set so that a film thickness distribution of a film deposited on a substrate becomes constant and an influence of plasma on the substrate becomes constant. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the opening ratio of the partition plate is set to be small, and the opening ratio of the partition plate is set to increase as the distance from the region facing the erosion center of the target increases.
【請求項7】 基盤を保持するための基盤保持手段が回
転可能に設けられていることを特徴とする請求項1〜6
のいずれかに記載のスパッタリング装置。
7. A base holding means for holding a base is rotatably provided.
The sputtering apparatus according to any one of the above.
【請求項8】 複数の開孔を有する仕切り板が回転可能
に設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいず
れかに記載のスパッタリング装置。
8. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein a partition plate having a plurality of openings is rotatably provided.
【請求項9】 スパッタガス供給口がターゲットの周囲
に複数個配置されていることを特徴とする請求項1〜8
のいずれかに記載のスパッタリング装置。
9. The apparatus according to claim 1, wherein a plurality of sputter gas supply ports are arranged around the target.
The sputtering apparatus according to any one of the above.
【請求項10】 反応ガスを供給するための反応ガス供
給手段を有し、反応ガス供給口が基盤の周囲に複数個配
置されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか
に記載のスパッタリング装置。
10. The apparatus according to claim 1, further comprising a reaction gas supply means for supplying a reaction gas, wherein a plurality of reaction gas supply ports are arranged around the base. Sputtering equipment.
【請求項11】 請求項1及び請求項3〜10のいずれ
かに記載の装置を用い、スパッタリング中に発生するプ
ラズマおよび光を遮蔽して、基盤へ到達するプラズマお
よび光の量を制御しつつ、基盤上に形成されたフォトレ
ジストの上に膜を形成することを特徴とするスパッタリ
ング方法。
11. The apparatus according to claim 1, wherein plasma and light generated during sputtering are shielded to control the amount of plasma and light reaching the substrate. Forming a film on a photoresist formed on a substrate.
【請求項12】 請求項2〜10のいずれかに記載の装
置を用い、ターゲットに供給する電圧に対して逆電位の
バイアス電圧を仕切り板に供給し、スパッタリング中に
発生するプラズマの速度を減少させ、基盤へ到達するプ
ラズマの量を制御しつつ、基盤上に形成されたフォトレ
ジストの上に膜を形成することを特徴とするスパッタリ
ング方法。
12. The apparatus according to claim 2, wherein a bias voltage having a potential opposite to the voltage supplied to the target is supplied to the partition plate to reduce the speed of plasma generated during sputtering. And forming a film on a photoresist formed on the substrate while controlling the amount of plasma reaching the substrate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007046124A (en) * 2005-08-11 2007-02-22 Hitachi Zosen Corp Magnetron sputtering system, and thin film deposition method
JP2010150639A (en) * 2008-12-26 2010-07-08 Ulvac Japan Ltd Film deposition system and film deposition method

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