JP2004091890A - Sputtering system and film forming method - Google Patents

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JP2004091890A
JP2004091890A JP2002256887A JP2002256887A JP2004091890A JP 2004091890 A JP2004091890 A JP 2004091890A JP 2002256887 A JP2002256887 A JP 2002256887A JP 2002256887 A JP2002256887 A JP 2002256887A JP 2004091890 A JP2004091890 A JP 2004091890A
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Japan
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collimator
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target
sputtering
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Withdrawn
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JP2002256887A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiko Ueda
上田 安彦
Kenji Hashimoto
橋本 健司
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering system capable of efficiently forming films having a uniform film thickness distribution without the need for preparing a fresh collimator every time the erosion form of a target changes, and to provide a film forming method. <P>SOLUTION: A collimator 6 is disposed between the target 2 and a substrate 4, and sputtering is performed by shielding the prescribed one or more apertures 7a among a plurality of the apertures 7, thereby regulating the amount of sputter particles SP arriving at the prescribed region of the substrate 4 and controlling the film thickness distribution. Also, the deviation in the film thickness direction in a circumferential direction is suppressed while rotating the substrate 4 relatively with the target 2. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【特許請求の範囲】
【請求項1】スパッタ法により基板上に薄膜を形成するための成膜方法であって、
ターゲットと基板の間に、複数の開口部を有するコリメータを配設し、
前記コリメータの複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、基板の所定の領域に到達するスパッタ粒子の量を調整して、基板上に形成される膜の厚みを制御すること
を特徴とする成膜方法。
【請求項2】前記基板を、ターゲットに対して相対的に回転させながらスパッタを行うことを特徴とする請求項2記載の成膜方法。
【請求項3】前記コリメータの複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、前記基板上に厚みが均一な膜を形成することを特徴とする請求項1又は2記載の成膜方法。
【請求項4】ターゲットと基板の間に配設されるコリメータであって、複数の開口部を有し、かつ、該複数の開口部のうちの任意の開口部を遮蔽することができるように構成されたコリメータを具備し、
前記コリメータの複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、基板の所定の領域に到達するスパッタ粒子の量を調整することができるように構成されていること
を特徴とするスパッタ装置。
【請求項5】前記基板を、ターゲットに対して相対的に回転させる駆動手段を備えていることを特徴とする請求項4記載のスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、スパッタ装置及びスパッタ装置を用いた成膜方法に関し、詳しくは、ターゲットと基板の間に配設されるコリメータを有するスパッタ装置及び成膜方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、スパッタ装置を用いて基板上に薄膜を形成する場合、粒子の垂直入射性を高めるために、複数の開口部を備えたコリメータをターゲットと基板の間に配設して、本来の方向からはずれたスパッタ粒子を取り除きながらスパッタを行う方法が用いられるに至っている。
【0003】
ところで、コリメータを備えたスパッタ装置を用いてスパッタを行う場合、ターゲットのエロージョン形態(浸食状態)が不均一になると、基板上に膜厚分布が均一な膜を形成することが困難になる。
【0004】
この問題に対し、ターゲットのエロージョン形態(浸食状態)に合わせて、形状の異なるコリメータを用いてスパッタを行うことにより、基板内膜厚の均一化を図る方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)
例えば、ターゲット周辺部位でエロージョン浸食が激しい場合、基板上に形成される膜の厚みは、中央部では薄く、周辺部では厚くなる。このような場合、コリメータの周辺になるほど開口部(開孔)の径が小さく、かつ開口部の長さが長いコリメータを用いてスパッタを行い、コリメータ周辺部位を通過するスパッタ粒子の量を少なくすることにより、基板内膜厚分布を均一化することが可能になる。
【0005】
【特許文献1】
特開平7−307288号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ただし、特許文献1の方法ではターゲットのエロージョン形態が変わるたびに、エロージョン形態に応じた形状の新しいコリメータを用意することが必要となり、しかも、コリメータの形状が複雑であって製作が容易でないため、コストの増大を招くという問題点がある。
【0007】
本願発明は、上記問題点を解決するものであり、ターゲットのエロージョン形態が変わるたびに、新しいコリメータを用意することを必要とせずに、膜厚分布の均一な膜を効率よく形成することが可能なスパッタ装置及び成膜方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明(請求項1)の成膜方法は、
スパッタ法により基板上に薄膜を形成するための成膜方法であって、
ターゲットと基板の間に、複数の開口部を有するコリメータを配設し、
前記コリメータの複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、基板の所定の領域に到達するスパッタ粒子の量を調整して、基板上に形成される膜の厚みを制御すること
を特徴としている。
【0009】
ターゲットと基板の間に、コリメータを配設し、その複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、基板の所定の領域に到達するスパッタ粒子の量を調整して、膜厚分布を制御することが可能になる。
【0010】
また、請求項2の成膜方法は、前記基板を、ターゲットに対して相対的に回転させながらスパッタを行うことを特徴としている。
【0011】
基板を、ターゲットに対して相対的に回転させながらスパッタを行うことにより、周方向における膜厚分布の偏りを抑制して、膜厚分布の均一化を図ることが可能になる。
【0012】
また、請求項3の成膜方法は、前記コリメータの複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、前記基板上に厚みが均一な膜を形成することを特徴としている。
【0013】
コリメータが有する複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽して、膜厚分布の均一な成膜を行うことにより、ターゲットのエロージョン形態が変わるたびに、新しいコリメータを用意することを必要とせずに、膜厚分布の均一な膜を効率よく形成することが可能になる。
【0014】
また、本願発明(請求項4)のスパッタ装置は、
ターゲットと基板の間に配設されるコリメータであって、複数の開口部を有し、かつ、該複数の開口部のうちの任意の開口部を遮蔽することができるように構成されたコリメータを具備し、
前記コリメータの複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、基板の所定の領域に到達するスパッタ粒子の量を調整することができるように構成されていること
を特徴としている。
【0015】
ターゲットと基板の間に、複数の開口部を有し、該複数の開口部のうちの任意の開口部を遮蔽することができるように構成されたコリメータを配設し、複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行えるような構成とすることにより、基板の所定の領域に到達するスパッタ粒子の量を調整して、膜厚分布を制御することが可能なスパッタ装置を提供することが可能になる。
【0016】
また、請求項5のスパッタ装置は、前記基板を、ターゲットに対して相対的に回転させる駆動手段を備えていることを特徴としている。
【0017】
基板をターゲットに対して相対的に回転させる駆動手段を備えた構成とすることにより、基板をターゲットに対して相対的に回転させて、周方向における膜厚分布の偏りを抑制することが可能になり、さらに効率よく膜厚分布の均一な成膜を行うことが可能なスパッタ装置を提供することが可能になる。
【0018】
なお、基板を、ターゲットに対して相対的に回転させるとは、基板を自転させる場合、ターゲットを自転させる場合、基板とターゲットの両者を自転させる場合を含む広い概念である。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【0020】
図1は本願発明のスパッタ装置の概略構成を示す図、図2は要部構成を示す正面断面図、図3はコリメータを示す平面図である。
この平行平板型のスパッタ装置は、成膜チャンバ(真空槽)1、成膜チャンバ1の内部に配設されたターゲット2、スパッタ用電源(たとえばDC電源)3、基板4が配設される電極5などを備えているとともに、ターゲット2と基板4の間に配設されるコリメータ6を備えている。
【0021】
この実施形態において用いられているコリメータ6は、図1,2,3に示すように、平面形状が正六角形で、長さLが同じ開口部7が複数集合した構造を有しており、複数の開口部7のうち、任意の1以上の開口部7を遮蔽することができるように構成されている。
また、コリメータ6は、ターゲット2、基板4、及びコリメータ6の中心が同一軸上に位置するように配設されている。
【0022】
また、この実施形態のスパッタ装置は、基板4を回転させるための駆動手段8を備えており、基板4をターゲット2に対して相対的に回転させながらスパッタを行うことができるように構成されている。
【0023】
なお、この実施形態では、コリメータ6として、径Dが220mm、開口部7の長さLが80mm、開口部7の半径wが10mm(直径2w=20mm)のものを用いた。
また、基板4としては直径が100mmのものを用いた。さらに、基板4とターゲット2の間の距離hは315mmとした。
【0024】
上記のように構成されたスパッタ装置を用いてスパッタを行うにあたっては、まず、ターゲット2のエロージョン形態を調べる。
それから、ターゲット2のエロージョン形態に応じて、コリメータ6の複数の開口部7のうち、所定の開口部7(この実施形態では一つの開口部7a)(図2,3)を遮蔽して、開口部7aからスパッタ粒子SP(図2)が通過しない状態で基板4を回転(自転)させ、遮蔽効果を基板4の全周に及ぼしながらスパッタを行い、基板4上に膜を形成する。
なお、この実施形態において遮蔽された開口部7aは、その中心から、コリメータ6の中心までの距離Aが40mmの位置にある開口部7である。
【0025】
このような条件で成膜を行うことにより、遮蔽なしの場合には基板4の中央部の膜厚が薄く、周辺部が厚い分布となるような場合にも、基板4の全域で均一な膜厚を有する膜を形成することが可能になる。
これは、コリメータ6の開口部7aを遮蔽せずにスパッタを行うと、基板4の中央部よりも周辺部に多くのスパッタ粒子が到達するような場合において、開口部7aを遮蔽することにより、基板4の周辺部に到達するスパッタ粒子を減少させることが可能になることによる。
【0026】
なお、コリメータ6の複数の開口部7のうち、いずれの開口部7を遮蔽するか(すなわち遮蔽位置)については、基板4上の任意の点からターゲット2の表面のうちコリメータ6越しにターゲット2を見渡すことのできる領域(視野範囲)9(図4)から決定することができる。すなわち、図4に示すように、基板4の周辺部に入射するスパッタ粒子SPについて考えると、これらのスパッタ粒子SPは、ターゲット2の表面の各視野範囲9から発生し、太線で強調して示した開口部7bを通過して基板4に到達することになる。よって、これらの開口部7bのうちのいずれか(図2,3の開孔部7a)を遮蔽することにより、基板4の周辺部へ到達するスパッタ粒子SPの量を減少させることが可能になり、基板4の周辺部の膜厚を薄くして、全体としての膜厚分布を均一化することが可能になる。
【0027】
この実施形態にかかる方法でコリメータ6の所定の開口部7aを遮蔽して成膜した場合と、遮蔽を行わない従来例の方法(比較例)で成膜した場合の基板内膜厚分布の測定結果を図5に示す。
図5に示すように、この実施形態にかかる方法で成膜した場合には、従来の方法(比較例)で成膜した場合よりも基板内膜厚分布が均一な膜が得られることがわかる。
【0028】
なお、ターゲット2のエロージョン形態とも関係するが、コリメータ6の複数の開口部7のうち、視野範囲9が大きくなる開口部7(すなわち基板4の表面の、任意の点の真下付近の開口部)を遮蔽するほど、基板4の表面の任意の点での遮蔽効果が強く現れる。
【0029】
また、基板4の周辺部の膜厚をさらに薄くしたい場合には、図4において太線で強調して示した開口部7bを複数個同時に遮蔽すればよく、基板4の中央部の膜厚を薄くしたい時は、コリメータ6の中央付近の開口部を遮蔽すればよい。
【0030】
このように、コリメータ6の複数の開口部7のうち、遮蔽する開口部を適宜選択する(遮蔽位置を変える)ことにより、基板4に形成される膜の任意の位置の膜厚を操作することが可能になる。よって、遮蔽前の基板内膜厚分布から遮蔽すべき開口部を決定し、所定の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、基板内膜厚分布を容易に均一化することが可能になる。
【0031】
また、ターゲット2のエロージョン形態が変わった場合にも、新たにコリメータを作製する必要がなく、遮蔽する開口部を変更することにより、膜厚分布の均一化に対応することが可能になる。
【0032】
なお、本願発明においては、成膜に用いられるスパッタ装置の型式に特別の制約はなく、種々の型式のスパッタ装置を用いて成膜を行う場合に、本願発明を広く適用することが可能である。
【0033】
また、上記実施形態では、平面形状が正六角形の筒状の開口部を複数備えたコリメータを用いているが、平面形状が正六角形以外の多角形、平行四辺形、円形、楕円形など種々の形状の開口部を備えたコリメータを用いることが可能である。
【0034】
本願発明は、さらにその他の点においても上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【0035】
【発明の効果】
上述のように、本願発明(請求項1)の成膜方法は、ターゲットと基板の間に、コリメータを配設し、その複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うようにしているので、基板の所定の領域に到達するスパッタ粒子の量を調整して、膜厚分布を制御することが可能になる。
【0036】
また、請求項2の成膜方法のように、基板を、ターゲットに対して相対的に回転させながらスパッタを行うようにした場合、周方向における膜厚分布の偏りを抑制して、膜厚分布の均一化を図ることが可能になる。
【0037】
また、請求項3の成膜方法のように、コリメータが有する複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽して、膜厚分布の均一な成膜を行うことにより、ターゲットのエロージョン形態が変わるたびに、新しいコリメータを用意することを必要とせずに、膜厚分布の均一な膜を効率よく形成することが可能になる。
【0038】
また、本願発明(請求項4)のスパッタ装置は、ターゲットと基板の間に、複数の開口部を有し、該複数の開口部のうちの任意の開口部を遮蔽することができるように構成されたコリメータを配設し、複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行えるようにしているので、基板の所定の領域に到達するスパッタ粒子の量を調整して、膜厚分布を制御することが可能なスパッタ装置を提供することが可能になる。
【0039】
また、請求項5のスパッタ装置のように、基板をターゲットに対して相対的に回転させる駆動手段を備えた構成とすることにより、基板をターゲットに対して相対的に回転させて、周方向における膜厚分布の偏りを抑制することが可能になり、さらに効率よく膜厚分布の均一な成膜を行うことが可能なスパッタ装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明の一実施形態にかかるスパッタ装置の概略構成を示す図である。
【図2】本願発明の一実施形態にかかるスパッタ装置の要部構成を示す正面断面図である。
【図3】本願発明の一実施形態にかかるスパッタ装置において用いられているコリメータを示す平面図である。
【図4】本願発明の成膜方法を実施するにあたって、コリメータの複数の開口部のうちの遮蔽すべき開口部を決定する方法を説明するための図である。
【図5】本願発明の実施形態にかかる方法でコリメータの所定の開口部を遮蔽して成膜した場合と遮蔽を行わない比較例の方法で成膜した場合の基板内膜厚分布の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
1    成膜チャンバ
2    ターゲット
3    スパッタ用電源
4    基板
5    電極
6    コリメータ
7    開口部
7a   遮蔽された開口部
7b   所定の開口部
8    駆動手段
9    視野範囲
A    遮蔽された開口部の中心からコリメータの中心までの距離
D    コリメータの径
w    開口部の半径
h    基板とターゲットの間の距離
L    開口部の長さ
SP   スパッタ粒子
[Claims]
1. A film forming method for forming a thin film on a substrate by a sputtering method,
Arrange a collimator having a plurality of openings between the target and the substrate,
Of the plurality of openings of the collimator, one or more predetermined openings are shielded and sputtering is performed, so that the amount of sputter particles reaching a predetermined region of the substrate is adjusted and formed on the substrate. A film forming method characterized by controlling the thickness of a film.
2. The film forming method according to claim 2, wherein the sputtering is performed while rotating the substrate relative to a target.
3. A film having a uniform thickness is formed on said substrate by performing sputtering while shielding at least one of a plurality of openings of said collimator. Item 3. The film forming method according to item 1 or 2.
4. A collimator disposed between a target and a substrate, the collimator having a plurality of openings, and capable of shielding any of the plurality of openings. Equipped with a configured collimator,
By performing sputtering while shielding one or more predetermined openings among the plurality of openings of the collimator, the amount of sputter particles reaching a predetermined region of the substrate can be adjusted. A sputtering apparatus.
5. The sputtering apparatus according to claim 4, further comprising driving means for rotating said substrate relative to a target.
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sputtering apparatus and a film forming method using the sputtering apparatus, and more particularly, to a sputtering apparatus having a collimator disposed between a target and a substrate, and a film forming method.
[0002]
[Prior art]
In recent years, when a thin film is formed on a substrate using a sputtering device, a collimator having a plurality of openings is disposed between the target and the substrate in order to enhance the perpendicular incidence of the particles, and from the original direction. A method has been used in which sputtering is performed while removing detached sputter particles.
[0003]
By the way, when sputtering is performed using a sputtering apparatus provided with a collimator, if the erosion form (erosion state) of the target becomes non-uniform, it becomes difficult to form a film having a uniform film thickness distribution on the substrate.
[0004]
To solve this problem, a method has been disclosed in which sputtering is performed using collimators having different shapes in accordance with the erosion form (eroded state) of the target to make the film thickness inside the substrate uniform (for example, Patent Document 1). 1) .
For example, when erosion erosion is severe around the target, the thickness of the film formed on the substrate is thin at the center and thick at the periphery. In such a case, sputtering is performed using a collimator having a smaller diameter of the opening (opening) and a longer opening at the periphery of the collimator, thereby reducing the amount of sputtered particles passing around the collimator. This makes it possible to make the film thickness distribution in the substrate uniform.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-7-307288 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of Patent Document 1 , each time the erosion form of the target changes, it is necessary to prepare a new collimator having a shape corresponding to the erosion form, and since the shape of the collimator is complicated and manufacturing is not easy, There is a problem that the cost is increased.
[0007]
The present invention solves the above-described problems, and can efficiently form a film having a uniform film thickness distribution without having to prepare a new collimator each time the erosion form of the target changes. It is an object to provide a simple sputtering apparatus and a film forming method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a film forming method of the present invention (claim 1)
A film forming method for forming a thin film on a substrate by a sputtering method,
Arrange a collimator having a plurality of openings between the target and the substrate,
Of the plurality of openings of the collimator, one or more predetermined openings are shielded and sputtering is performed, so that the amount of sputter particles reaching a predetermined region of the substrate is adjusted and formed on the substrate. It is characterized in that the thickness of the film is controlled.
[0009]
A collimator is provided between the target and the substrate, and one or more of the plurality of openings are shielded to perform sputtering, thereby performing sputtering to reach a predetermined region of the substrate. Can be adjusted to control the film thickness distribution.
[0010]
Further, a film forming method according to a second aspect is characterized in that sputtering is performed while rotating the substrate relatively to a target.
[0011]
By performing the sputtering while rotating the substrate relatively to the target, it is possible to suppress the bias of the film thickness distribution in the circumferential direction and to achieve a uniform film thickness distribution.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, a film having a uniform thickness is formed on the substrate by performing sputtering while shielding at least one of the plurality of openings of the collimator. It is characterized by:
[0013]
A new collimator is prepared every time the erosion form of the target is changed by blocking one or more of the plurality of openings of the collimator and forming a film with a uniform film thickness distribution. It is possible to efficiently form a film having a uniform film thickness distribution without the need for a thin film.
[0014]
The sputtering apparatus of the present invention (claim 4)
A collimator disposed between a target and a substrate, the collimator having a plurality of openings, and configured to be able to shield any of the plurality of openings. Equipped,
By performing sputtering while shielding one or more predetermined openings among the plurality of openings of the collimator, the amount of sputter particles reaching a predetermined region of the substrate can be adjusted. It is characterized by having.
[0015]
A collimator having a plurality of openings between the target and the substrate, and arranged so as to be able to shield any of the plurality of openings, is provided. By employing a configuration in which sputtering can be performed while shielding one or more predetermined openings, it is possible to control the film thickness distribution by adjusting the amount of sputter particles reaching a predetermined region of the substrate. It is possible to provide a sputtering apparatus.
[0016]
Further, the sputtering apparatus according to claim 5 is provided with a driving unit for rotating the substrate relatively to a target.
[0017]
By providing a driving means for rotating the substrate relatively to the target, it is possible to rotate the substrate relatively to the target and to suppress the deviation of the film thickness distribution in the circumferential direction. Thus, it is possible to provide a sputtering apparatus capable of more efficiently forming a film having a uniform film thickness distribution.
[0018]
Note that rotating the substrate relative to the target is a broad concept including rotating the substrate, rotating the target, and rotating both the substrate and the target.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, and features thereof will be described in more detail.
[0020]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a sputtering apparatus of the present invention, FIG. 2 is a front sectional view showing a main part configuration, and FIG. 3 is a plan view showing a collimator.
This parallel plate type sputtering apparatus includes a film forming chamber (vacuum chamber) 1, a target 2 provided inside the film forming chamber 1, a power source for sputtering (for example, DC power source) 3, and an electrode on which a substrate 4 is provided. 5 and a collimator 6 disposed between the target 2 and the substrate 4.
[0021]
As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the collimator 6 used in this embodiment has a structure in which a planar shape is a regular hexagon and a plurality of openings 7 having the same length L are assembled. It is configured such that any one or more of the openings 7 can be shielded.
The collimator 6 is disposed so that the centers of the target 2, the substrate 4, and the collimator 6 are located on the same axis.
[0022]
Further, the sputtering apparatus of this embodiment includes a driving unit 8 for rotating the substrate 4, and is configured to perform sputtering while rotating the substrate 4 relative to the target 2. I have.
[0023]
In this embodiment, a collimator 6 having a diameter D of 220 mm, a length L of the opening 7 of 80 mm, and a radius w of the opening 7 of 10 mm (diameter 2w = 20 mm) was used.
Further, a substrate having a diameter of 100 mm was used as the substrate 4. Further, the distance h between the substrate 4 and the target 2 was 315 mm.
[0024]
In performing sputtering using the sputtering apparatus configured as described above, first, the erosion form of the target 2 is examined.
Then, according to the erosion form of the target 2, a predetermined opening 7 (one opening 7 a in this embodiment) (FIG. 2 and FIG. 3) among the plurality of openings 7 of the collimator 6 is shielded, The substrate 4 is rotated (rotated) in a state where the sputtered particles SP (FIG. 2) do not pass from the portion 7a, and sputtering is performed while exerting a shielding effect on the entire periphery of the substrate 4, thereby forming a film on the substrate 4.
In this embodiment, the shielded opening 7a is the opening 7 whose distance A from the center to the center of the collimator 6 is 40 mm.
[0025]
By forming a film under these conditions, even when the thickness of the central portion of the substrate 4 is small and the peripheral portion is thick without the shielding, a uniform film is formed over the entire region of the substrate 4. It is possible to form a thick film.
This is because, when sputtering is performed without blocking the opening 7a of the collimator 6, when more sputtered particles reach the peripheral portion than the central portion of the substrate 4, the opening 7a is blocked. This is because it becomes possible to reduce sputter particles reaching the peripheral portion of the substrate 4.
[0026]
It should be noted that which of the plurality of openings 7 of the collimator 6 is to be shielded (that is, the shielding position) is determined from an arbitrary point on the substrate 4 through the collimator 6 on the surface of the target 2. Can be determined from an area (viewing range) 9 (FIG. 4) over which the image can be seen. That is, as shown in FIG. 4, considering the sputtered particles SP incident on the peripheral portion of the substrate 4, these sputtered particles SP are generated from the respective visual field ranges 9 on the surface of the target 2 and are indicated by bold lines. It reaches the substrate 4 through the opening 7b. Therefore, by blocking any one of these openings 7b (opening 7a in FIGS. 2 and 3), it is possible to reduce the amount of sputtered particles SP reaching the periphery of the substrate 4. In addition, it is possible to make the thickness of the peripheral portion of the substrate 4 thin, thereby making the overall thickness distribution uniform.
[0027]
Measurement of the film thickness distribution in the substrate when the film is formed by shielding the predetermined opening 7a of the collimator 6 by the method according to this embodiment and when the film is formed by the conventional method (comparative example) without shielding. FIG. 5 shows the results.
As shown in FIG. 5, when the film is formed by the method according to this embodiment, a film having a more uniform film thickness distribution in the substrate can be obtained than when the film is formed by the conventional method (comparative example). .
[0028]
Although related to the erosion form of the target 2, of the plurality of openings 7 of the collimator 6, the opening 7 having a larger view range 9 (that is, the opening near the surface of the substrate 4 just below an arbitrary point). , The more the shielding effect at an arbitrary point on the surface of the substrate 4 appears.
[0029]
When it is desired to further reduce the film thickness at the peripheral portion of the substrate 4, a plurality of openings 7b highlighted by thick lines in FIG. To do so, the opening near the center of the collimator 6 may be shielded.
[0030]
As described above, the thickness of the film formed at the arbitrary position of the film formed on the substrate 4 can be manipulated by appropriately selecting the opening to be shielded from among the plurality of openings 7 of the collimator 6 (changing the shielding position). Becomes possible. Therefore, it is possible to easily uniform the thickness distribution in the substrate by determining the opening to be shielded from the thickness distribution in the substrate before shielding, and performing the sputtering while shielding the predetermined opening. .
[0031]
Further, even when the erosion form of the target 2 changes, it is not necessary to manufacture a new collimator, and it is possible to cope with a uniform film thickness distribution by changing the opening to be shielded.
[0032]
Note that, in the present invention, there is no particular limitation on the type of a sputtering apparatus used for film formation, and the present invention can be widely applied when film formation is performed using various types of sputtering apparatuses. .
[0033]
Further, in the above embodiment, the collimator provided with a plurality of cylindrical openings having a regular hexagonal planar shape is used, but various planar shapes other than a regular hexagon, such as a polygon, a parallelogram, a circle, and an ellipse are used. It is possible to use a collimator with a shaped opening.
[0034]
The present invention is not limited to the above embodiment in other respects, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the film forming method of the present invention (claim 1), a collimator is disposed between a target and a substrate, and at least one of the plurality of openings is shielded. Since the sputtering is performed, it is possible to control the film thickness distribution by adjusting the amount of sputter particles reaching a predetermined region of the substrate.
[0036]
Further, when the sputtering is performed while rotating the substrate relatively to the target as in the film forming method of claim 2, the bias of the film thickness distribution in the circumferential direction is suppressed, and the film thickness distribution is reduced. Can be made uniform.
[0037]
Further, as in the film forming method of claim 3, one or more predetermined openings among a plurality of openings of the collimator are shielded to form a film having a uniform film thickness distribution. Each time the erosion mode changes, it is possible to efficiently form a film having a uniform film thickness distribution without having to prepare a new collimator.
[0038]
Further, the sputtering apparatus of the present invention (claim 4) has a plurality of openings between the target and the substrate, and can be configured to shield an arbitrary one of the plurality of openings. The collimator is arranged so that one or more of the plurality of openings is shielded so that sputtering can be performed. Therefore, the amount of sputter particles reaching a predetermined region of the substrate is adjusted. Thus, it is possible to provide a sputtering apparatus capable of controlling the film thickness distribution.
[0039]
In addition, as in the sputter apparatus of claim 5, by providing a driving means for rotating the substrate relatively to the target, the substrate is rotated relatively to the target, and the rotation in the circumferential direction is achieved. It is possible to suppress a bias in the film thickness distribution, and to provide a sputtering apparatus capable of more efficiently forming a film with a uniform film thickness distribution.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view showing a configuration of a main part of a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view showing a collimator used in a sputtering apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of determining an opening to be shielded among a plurality of openings of a collimator when performing the film forming method of the present invention.
FIG. 5 shows a measurement result of a film thickness distribution in a substrate when a film is formed by shielding a predetermined opening of a collimator by a method according to an embodiment of the present invention and when a film is formed by a method of a comparative example without shielding. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Deposition chamber 2 Target 3 Sputtering power supply 4 Substrate 5 Electrode 6 Collimator 7 Opening 7a Shielded opening 7b Predetermined opening 8 Driving means 9 Viewing range A From the center of the shielded opening to the center of the collimator Distance D Collimator diameter w Radius of opening h Distance between substrate and target L Length of opening SP Sputtered particles

Claims (5)

スパッタ法により基板上に薄膜を形成するための成膜方法であって、
ターゲットと基板の間に、複数の開口部を有するコリメータを配設し、
前記コリメータの複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、基板の所定の領域に到達するスパッタ粒子の量を調整して、基板上に形成される膜の厚みを制御すること
を特徴とする成膜方法。
A film forming method for forming a thin film on a substrate by a sputtering method,
Arrange a collimator having a plurality of openings between the target and the substrate,
Of the plurality of openings of the collimator, one or more predetermined openings are shielded and sputtering is performed, so that the amount of sputter particles reaching a predetermined region of the substrate is adjusted and formed on the substrate. A film forming method characterized by controlling the thickness of a film.
前記基板を、ターゲットに対して相対的に回転させながらスパッタを行うことを特徴とする請求項2記載の成膜方法。3. The method according to claim 2, wherein the sputtering is performed while rotating the substrate relative to a target. 前記コリメータの複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、前記基板上に厚みが均一な膜を形成することを特徴とする請求項1又は2記載の成膜方法。The film having a uniform thickness is formed on the substrate by performing sputtering while shielding one or more predetermined openings among the plurality of openings of the collimator. Film formation method. ターゲットと基板の間に配設されるコリメータであって、複数の開口部を有し、かつ、該複数の開口部のうちの任意の開口部を遮蔽することができるように構成されたコリメータを具備し、
前記コリメータの複数の開口部のうち、所定の1以上の開口部を遮蔽してスパッタを行うことにより、基板の所定の領域に到達するスパッタ粒子の量を調整することができるように構成されていること
を特徴とするスパッタ装置。
A collimator disposed between a target and a substrate, the collimator having a plurality of openings, and configured to be able to shield any of the plurality of openings. Equipped,
By performing sputtering while shielding one or more predetermined openings among the plurality of openings of the collimator, the amount of sputter particles reaching a predetermined region of the substrate can be adjusted. A sputtering apparatus.
前記基板を、ターゲットに対して相対的に回転させる駆動手段を備えていることを特徴とする請求項4記載のスパッタ装置。The sputtering apparatus according to claim 4, further comprising a driving unit that rotates the substrate relative to a target.
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