JP2002363742A - 成膜方法および成膜のためのスパッタ装置 - Google Patents
成膜方法および成膜のためのスパッタ装置Info
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Abstract
する際、必要とする膜厚分布を得る。 【解決手段】 排気手段およびガス供給手段を有する真
空容器1内に、光ディスク基板4が対向してセットされ
るようにターゲット3が配置されている。ターゲットの
背部に、それぞれ移動可能な中心部ヨーク7および外周
部ヨーク8を有する電磁石と、その中心部ヨーク7を移
動させる第1の駆動手段13および外周部ヨーク8を移
動させる第2の駆動手段18とを備えている。第1の駆
動手段13および第2の駆動手段18により中心部ヨー
ク7と外周部ヨーク8のターゲット3の背面からの距離
を個別に変化させ、電磁石が形成する磁力線の形状を変
化させてプラズマの状態を調節し、光ディスク基板上の
膜厚分布を制御する。
Description
ィスク基板への成膜時における膜厚分布制御に関し、さ
らに詳しくは、成膜方法および成膜のためのスパッタ装
置に関するものである。
タリング法が用いられている。ここで、成膜を行うスパ
ッタリング装置の概要について、図6を参照して説明す
る。1は真空容器であり、図示しない真空ポンプに接続
された排気部およびスパッタガス導入部を有している。
2はカソード電極、3は成膜材料であるターゲット、4
は被成膜材料である光ディスク基板(以下単に基板とい
う)で、ターゲット3に対向してセットされる。5はコ
イルであり、中心部ヨーク7および外周部ヨーク8とと
もに電磁石を構成している。
スパッタガスとしてのアルゴンガスを導入し、電極であ
るターゲット3に直流または高周波電圧を印加すること
で電子をターゲット3表面付近に閉じ込め、基板4とカ
ソード電極2との間に高密度のプラズマを発生させる。
プラズマ内のアルゴンイオンは磁力線6による磁場によ
って加速され、ターゲット3に衝突して、ターゲット物
質が原子状態で真空中に飛び出す。そして、この原子が
基板4に付着して、薄膜を形成する。
ット3の背部の大気中に設置され、磁力線6の形状はコ
イル5の形状、中心部ヨーク7および外周部ヨーク8の
形状によって制御されてきた。
ターゲットを用いて成膜を継続すると、スパッタリング
によってターゲット表面が侵蝕され、形状が変化する。
その結果、ターゲット使用初期時からターゲット寿命時
において、そのターゲット形状の変化に伴い、基板に成
膜される膜厚分布が変化し、外周膜厚が内周膜厚に対し
厚くなる。
好であった膜厚均一性が、ターゲット使用による経時変
化に伴って変化するという問題を有している。
とするもので、ディスク基板に成膜する際、膜厚の分布
に影響を与えるターゲット側磁場の形状を経時変化とと
もに制御し、必要とする膜厚分布および膜厚均一性を得
るようにした成膜方法および成膜のためのスパッタ装置
を提供することを目的とする。
に、請求項1に記載の発明は、基板とスパッタ用ターゲ
ットとを対向させた真空容器内にスパッタガスを導入
し、前記ターゲットの背部の大気中に配置した電磁石に
より前記真空容器内にプラズマを発生させて、スパッタ
リングにより前記基板に成膜する成膜方法であって、前
記電磁石が形成する磁力線の形状を変化させてプラズマ
の状態を調節し、前記基板上の膜厚分布を制御すること
を特徴とするものである。
記載の成膜方法において、磁力線の形状を変化させる方
法として、ターゲットの背部に設置した電磁石の中心部
ヨークと外周部ヨークの前記ターゲットの背面からの距
離をそれぞれ独立して調節することを特徴とするもので
ある。
または請求項2記載の成膜方法において、同一ターゲッ
トを繰り返し使用して、基板上の膜厚分布が経時変化し
た場合、ターゲット背部に設置した電磁石が形成する磁
力線の形状を変化させることを特徴とするものである。
または請求項2記載の成膜方法において、スパッタリン
グによる侵蝕で、ターゲット表面に部分的な凹凸が生じ
た場合、プリスパッタの際に磁力線の形状を変化させて
プラズマの状態を調節し、前記凸部分をより大きく侵蝕
させて、ターゲット表面を平坦に補正することを特徴と
するものである。
ためのスパッタ装置であって、排気手段およびガス供給
手段を有する真空容器と、前記真空容器内において、被
成膜材料である基板に対向するように配置された成膜材
料であるターゲットと、前記ターゲットの背部の大気中
に設置され、それぞれ移動可能な中心部ヨークおよび外
周部ヨークを有する電磁石と、前記中心部ヨークを移動
させる第1の駆動手段および前記外周部ヨークを移動さ
せる第2の駆動手段とを備え、前記電磁石により前記真
空容器内にプラズマを発生させて、スパッタリングによ
り前記基板に成膜する際、前記第1の駆動手段および第
2の駆動手段により前記中心部ヨークと外周部ヨークの
前記ターゲットの背面からの距離を個別に変化させ、前
記電磁石が形成する磁力線の形状を変化させてプラズマ
の状態を調節し、前記基板上の膜厚分布を制御すること
を特徴とするものである。
成膜基板を得ることができる。
て、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明の一
実施の形態における光ディスク成膜のためのスパッタ装
置を示したものである。図1において、1は真空容器で
あり、図示しない真空ポンプに接続された排気部および
スパッタガス導入部を有している。2はカソード電極、
3は成膜材料であるターゲット、4は被成膜材料である
光ディスク基板(以下単に基板という)で、ターゲット
3に対向してセットされる。5はコイルであり、中心部
ヨーク7および外周部ヨーク8とともに電磁石を構成し
ている。中心部ヨーク7および外周部ヨーク8は、それ
ぞれ個別に移動可能となっている。
れたボールネジであり、電磁石を保持するフランジ23
に取り付けたボールブッシュ15に噛合している。13
は駆動装置(例えばモータ)で、タイミングプーリ12
およびベルト14を介してボールネジ11を回転させ、
したがって、中心部ヨーク7を移動させてターゲット3
の背面からの距離を変化させる。
れたボールブッシュであり、フランジ23に回転自在に
取りつけたボールネジ21に噛合している。18は駆動
装置(例えばモータ)で、タイミングプーリ22および
ベルト19を介してボールネジ21を回転させ、したが
って、外周部ヨーク8を移動させてターゲット3の背面
からの距離を変化させる。
る。真空容器1内にスパッタガスとしてのアルゴンガス
を導入し、電極であるターゲット3に直流または高周波
電圧を印加することで電子をターゲット3表面付近に閉
じ込め、基板4とカソード電極2との間に高密度のプラ
ズマを発生させる。プラズマ内のアルゴンイオンは磁力
線による磁場によって加速され、ターゲット3に衝突し
て、ターゲット物質が原子状態で真空中に飛び出す。そ
して、この原子が基板4に付着して、薄膜を形成する。
14およびタイミングプーリ12を介してボールネジ1
1を回転させると中心部ヨーク7が矢印方向に移動し、
ターゲット3の背面からの距離が変化する。同様に、駆
動装置18を動作させ、ベルト19およびタイミングプ
ーリ22を介してボールネジ21を回転させると外周部
ヨーク8が矢印方向に移動し、ターゲット3の背面から
の距離が変化する。そして、中心部ヨーク7と外周部ヨ
ーク8とを別々に移動させることにより電磁石が形成す
る磁力線の形状を変化させることができる。
とをそれぞれ移動させたときの磁力線の形状を示したも
のである。中心部ヨーク7を前進させてターゲット3の
裏面に近づけ、外周部ヨーク8を後退させてターゲット
3の裏面より遠ざけるようにすると、磁力線のターゲッ
ト表面より高くなる部分が中心寄りに移動し、逆に、中
心部ヨーク7を後退させてターゲット3の裏面より遠ざ
け、外周部ヨーク8を前進させてターゲット3の裏面に
近づけるようにすると、磁力線のターゲット表面より高
くなる部分が外周寄りに移動する。
ト内周部にプラズマが集中し、基板の内周部分の膜厚が
厚くなり、外周寄りの磁力線が高くなると外周部分の膜
厚が厚くなる傾向がある。したがって、このように磁力
線分布を規制することにより、基板上に形成される膜厚
分布を制御することができる。
スパッタリングによってターゲット3の表面形状が変化
し、基板4の内周部膜厚が厚くなる傾向がある。そこ
で、膜厚の経時変化に伴い、電磁石の中心部ヨーク7を
後退させてターゲット3の裏面より遠ざけ、外周部ヨー
ク8を前進させてターゲット3の裏面に近づけることに
より、膜厚分布の経時変化に対応することができる。
厚分布、図3(b)は侵食時における膜厚分布をそれぞ
れ示したものである。
る、電磁石の中心ヨーク7および外周部ヨーク8の、タ
ーゲット3の背面からの距離t1,t2の変化に対する基
板3の径方向における膜厚分布の変化を示したものであ
る。
ーゲット表面に部分的な凹凸が生じた場合の対応につい
て示したものである。図5の場合、ターゲット3の中心
部が侵蝕されて凹に、周辺部が残ってと凸になってい
る。そこで、中心部ヨーク7を後退させ、外周部ヨーク
8を前進させるように調節することにより、ターゲット
表面の凸部分における磁力線を高くして重点的に侵食さ
せると、ターゲット表面の形状を平坦に補正することが
でき、ターゲット侵食による膜厚分布の変化に対応する
ことができる。
えば、生産準備およびターゲットのメンテナンスが同時
に行え、コストを低減することができる。
ターゲットの背部に配置した電磁石の中心部ヨークと外
周部ヨークをそれぞれ個別に移動可能とし、中心部ヨー
クと外周部ヨークのターゲット背面からの距離をそれぞ
れ変えて、電磁石が形成する磁力線の形状を変化させ、
プラズマの状態を調節することにより、基板上のスパッ
タリングの膜厚分布を制御することができ、膜厚均一性
を得ることができる。
のためのスパッタ装置の構成図
の磁力線の形状を示す図
おけるスパッタリングの膜厚分布を示す図
からの距離の変化に対する基板の径方向における膜厚分
布の変化を示す図
に部分的な凹凸が生じた場合の対応について示す図
Claims (5)
- 【請求項1】 基板とスパッタ用ターゲットとを対向さ
せた真空容器内にスパッタガスを導入し、前記ターゲッ
トの背部の大気中に配置した電磁石により前記真空容器
内にプラズマを発生させて、スパッタリングにより前記
基板に成膜する成膜方法であって、 前記電磁石が形成する磁力線の形状を変化させてプラズ
マの状態を調節し、前記基板上の膜厚分布を制御するこ
とを特徴とする成膜方法。 - 【請求項2】 磁力線の形状を変化させる方法として、
ターゲットの背部に設置した電磁石の中心部ヨークと外
周部ヨークの前記ターゲットの背面からの距離をそれぞ
れ独立して調節することを特徴とする請求項1記載の成
膜方法。 - 【請求項3】 同一ターゲットを繰り返し使用して、基
板上の膜厚分布が経時変化した場合、ターゲット背部に
設置した電磁石が形成する磁力線の形状を変化させるこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載の成膜方
法。 - 【請求項4】 スパッタリングによる侵蝕で、ターゲッ
ト表面に部分的な凹凸が生じた場合、プリスパッタの際
に磁力線の形状を変化させてプラズマの状態を調節し、
前記凸部分をより大きく侵蝕させて、ターゲット表面を
平坦に補正することを特徴とする請求項1または請求項
2記載の成膜方法。 - 【請求項5】 排気手段およびガス供給手段を有する真
空容器と、前記真空容器内において、被成膜材料である
基板に対向するように配置された成膜材料であるターゲ
ットと、前記ターゲットの背部の大気中に設置され、そ
れぞれ移動可能な中心部ヨークおよび外周部ヨークを有
する電磁石と、前記中心部ヨークを移動させる第1の駆
動手段および前記外周部ヨークを移動させる第2の駆動
手段とを備え、 前記電磁石により前記真空容器内にプラズマを発生させ
て、スパッタリングにより前記基板に成膜する際、前記
第1の駆動手段および第2の駆動手段により前記中心部
ヨークと外周部ヨークの前記ターゲットの背面からの距
離を個別に変化させ、前記電磁石が形成する磁力線の形
状を変化させてプラズマの状態を調節し、前記基板上の
膜厚分布を制御することを特徴とする成膜のためのスパ
ッタ装置。
Priority Applications (1)
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JP2001177098A JP4312400B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | スパッタ装置 |
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- 2001-06-12 JP JP2001177098A patent/JP4312400B2/ja not_active Expired - Fee Related
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