JP2022030713A - 導電膜の形成方法、および、成膜装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1から図10を参照して、第1実施形態の導電膜の形成方法、および、成膜装置を説明する。以下では、成膜装置、導電膜の形成方法、および、実施例を順に説明する。
図1から図3を参照して、成膜装置を説明する。図1は、成膜装置を側面視した構成を模式的に示している。
図4から図6を参照して、導電膜の形成方法を説明する。なお、以下に参照する図4、図6、および、図7は、成膜対象Sが広がる平面に直交し、かつ、成膜対象Sが備える凹部SHが延びる方向に直交する平面に沿う成膜対象Sの断面構造を示している。
図4が示すように、成膜対象Sは、複数の凹部SHを備えている。各凹部SHは、頂面ST、底面SHb、および、内側面SHsによって形成されている。第1搬送の間には、ターゲット15Tがスパッタされることによって、複数のスパッタ粒子SPが成膜対象Sに向けて飛行する。これにより、成膜対象Sには、底面SHbおよび内側面SHsと、成膜対象Sの頂面STとを覆う導電膜CFが形成される。頂面STは、成膜対象Sにおいて凹部SHの開口SHaを囲む面である。
図5が示すように、極座標上の所定の点と、被スパッタ面15Taのエロージョン点15TEとの間の距離である動径が放出頻度Fである。また、極座標上の所定の点とエロージョン点15TEとを結ぶ直線と、被スパッタ面15Taとが形成する角度である偏角が放出角度θである。なお、図5が示す放出角度分布は、成膜対象S上における膜厚分布の実測値から得ることが可能である。放出角度分布は、例えば、互いに異なるTS間距離に配置された成膜対象Sの各々における膜厚の分布から得ることが可能である。
図8から図10を参照して、実施例および比較例を説明する。
[実施例1]
成膜対象として成膜面に複数の凹部を有したガラス基板を準備した。成膜面には、成膜対象が広がる平面に直交し、かつ、凹部の延びる方向に対して直交する断面において、650nmの深さを有し、500nmの幅を有した凹部を1μmのピッチで形成した。成膜対象の搬送方向に対して成膜対象が有する凹部が延びる方向が直交する状態で成膜対象を搬送した。そして、成膜対象を搬送している間に、以下の条件で第1工程と第2工程とを行うことにより、導電膜のうち、凹部の開口を囲む頂面に形成された部分の厚さが600nm以上となるように導電膜を形成した。
[成膜条件]
・ターゲット NiCuターゲット
・供給電力 5.8kW
・成膜圧力 0.45Pa
・スパッタガス Arガス
・ガス流量 150sccm
・搬送速度 857mm/分
・搬送回数 4回
・供給ガス Arガス
・印加電圧 2500V
・チャンバー内圧力 0.06Pa(第1エッチング量)
・ガス流量 20sccm(第1エッチング量)
・チャンバー内圧力 0.04Pa(第2エッチング量)
・ガス流量 25sccm(第2エッチング量)
・搬送速度 100mm/分
・搬送回数 4回
・ターゲット NiCuターゲット
・供給電力 5.8kW
・チャンバー内圧力 0.45Pa
・スパッタガス Arガス
・ガス流量 150sccm
・搬送速度 857mm/分
・搬送回数 3回
実施例1の成膜対象と同じ成膜対象を準備した。そして、第1搬送での成膜と、第2搬送でのエッチングとを8回ずつ以下の条件で行うことによって、成膜対象の成膜面に導電膜を形成した。なお、第2搬送では、実施例1と同様に、第1エッチング量でのエッチングを行う搬送と、第2エッチング量でのエッチングを行う搬送とを交互に行った。
・ターゲット NiCuターゲット
・供給電力 5.8kW
・成膜圧力 0.45Pa
・スパッタガス Arガス
・ガス流量 150sccm
・搬送速度 857mm/分
・搬送回数 8回
・供給ガス Arガス
・印加電圧 2500V
・チャンバー内圧力 0.06Pa(第1エッチング量)
・ガス流量 20sccm(第1エッチング量)
・チャンバー内圧力 0.04Pa(第2エッチング量)
・ガス流量 25sccm(第2エッチング量)
・搬送速度 100mm/分
・搬送回数 8回
実施例1の成膜対象と同じ成膜対象を準備した。第1搬送と第2搬送との両方において以下の条件でスパッタ成膜を行うことによって、成膜対象の成膜面に導電膜を形成した。
・ターゲット NiCuターゲット
・供給電力 5.8kW
・成膜圧力 0.45Pa
・スパッタガス Arガス
・ガス流量 150sccm
・搬送速度 857mm/分
・搬送回数 6回
実施例1、比較例1、および、比較例2の方法によって形成された導電膜を観察した結果は、図8から図10に示す通りであった。なお、図8は実施例1の方法によって形成された導電膜を撮像したSEM画像であり、図9は比較例1の方法によって形成された導電膜を撮像したSEM画像であり、図10は比較例2の方法によって形成された導電膜を撮像したSEM画像である。
(1)導電膜CFのうちで、凹部SHの開口SHaを囲む頂面STに形成された部分の厚さを厚くしつつ、凹部SHを区画する内側面SHsと底面SHbとの間での厚さにおけるばらつきを抑えることが可能である。
図11から図13を参照して、第2実施形態の導電膜の形成方法、および、成膜装置を説明する。第2実施形態は、第1実施形態と比べて、第2工程において導電膜がエッチングされる点が異なっている。そのため以下では、こうした相違点を詳しく説明する。また、以下では、導電膜の形成方法、および、成膜装置を順に説明する。
図11を参照して、導電膜の形成方法を説明する。なお、上述したように、本実施形態における導電膜の形成方法は、第1実施形態の導電膜の形成方法と比べて第2工程のみが異なるから、以下では第2工程について詳しく説明する一方で、第1工程についての説明を省略する。
図12および図13を参照して、成膜装置を説明する。なお、本実施形態の成膜装置は、第1実施形態の成膜装置と比べて、成膜チャンバーが備えるイオン源の構造が異なるのみであるから、成膜装置におけるそれ以外の構造についての説明を省略する。なお、以下に参照する図12は、本実施形態の成膜装置における第1例の構造を示す一方で、図13は、本実施形態の成膜装置における第2例の構造を示している。
(4)導電膜CFのうちで、凹部SHを区画する内側面SHsに形成された部分の厚さにおけるばらつきが大きくなることを抑えながら、導電膜CFのうちで、頂面STに形成される部分の厚さを厚くすることが可能である。
(6)同一のイオン源23を用いて第1工程でのエッチングと第2工程でのエッチングとが可能であるから、2つのイオン源を用いる場合に比べて、成膜装置を簡素化することが可能である。
[第1工程]
・第1工程では、第2搬送でのエッチング量が、全ての第2搬送において同一であってもよい。この場合であっても、第1搬送での成膜と第2搬送でのエッチングとを交互に繰り返せば、上述した(2)に準じた効果を得ることができる。
・第2実施形態の第2工程では、導電膜CFの成膜と導電膜CFのエッチングとを同時に行ってもよい。例えば、第1搬送および第2搬送の両方において、導電膜CFの成膜と導電膜CFのエッチングとを行ってもよい。この場合であっても、第2工程において、単位時間当たりのエッチング量を第1工程よりも小さくして導電膜CFをエッチングすれば、上述した(1)に準じた効果を得ることはできる。
・第2実施形態の成膜装置における第1例では、成膜チャンバー11は、第1傾斜イオン源21および第2傾斜イオン源22のいずれか一方のみを備えてもよい。この場合であっても、第1傾斜イオン源21または第2傾斜イオン源22が照射するイオンビームIBを備えることによって、上述した(4),(5)に準じた効果を少なからず得ることはできる。
・搬送部17は、成膜対象Sではなく、ターゲット15Tおよびイオン源16,21,22,23を搬送してもよい。この場合には、成膜チャンバー11は、成膜対象Sを支持する支持部を備えればよい。搬送部は、成膜チャンバー11における位置が固定された成膜対象Sに対して、ターゲット15Tおよびイオン源16,21,22,23の位置を変えてもよい。この場合であっても、第2工程において、単位時間当たりのエッチング量を第1工程よりも少なくして導電膜CFをエッチングすれば、上述した(1)に準じた効果を得ることはできる。
10C…制御部
11…成膜チャンバー
15…カソード
15T…ターゲット
16…イオン源
17…搬送部
21…第1傾斜イオン源
22…第2傾斜イオン源
CF…導電膜
IB…イオンビーム
S…成膜対象
SH…凹部
SHa…開口
SHb…底面
SHs…内側面
ST…頂面
Claims (7)
- 導電膜の形成の開始を含む第1工程と、
前記第1工程の後に行われ、前記導電膜の形成の終了を含む第2工程と、を含み、
前記第1工程は、複数の凹部を有した成膜面を備え、ターゲットに対して相対移動する成膜対象にスパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングすること、を含み、
前記第2工程は、前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、単位時間当たりのエッチング量を前記第1工程よりも小さくして前記導電膜をエッチングすること、を含む
導電膜の形成方法。 - 前記第1工程は、前記導電膜を形成することと、前記導電膜をエッチングすることとを交互に行うことを含む
請求項1に記載の導電膜の形成方法。 - 前記第1工程において前記導電膜を形成することと前記導電膜をエッチングすることとを交互に行うことは、
単位時間当たりに第1エッチング量で前記導電膜をエッチングすることと、単位時間当たりに前記第1エッチング量よりも大きい第2エッチング量で前記導電膜をエッチングすることとを交互に行うことを含む
請求項2に記載の導電膜の形成方法。 - 前記スパッタ成膜は、コサイン則に従ってスパッタ粒子を放出することを含み、
前記第1工程における前記導電膜をエッチングすること、および、前記第2工程における前記導電膜をエッチングすることは、イオンビームの照射によって前記導電膜をエッチングすることを含み、
前記第2工程における前記導電膜をエッチングすることは、前記第1工程の入射角度よりも小さい入射角度で前記イオンビームを前記成膜対象に照射することを含む
請求項1から3のいずれか一項に記載の導電膜の形成方法。 - 前記第1工程において前記導電膜をエッチングすることは、第1イオン源から前記イオンビームを照射することを含み、
前記第2工程において前記導電膜をエッチングすることは、前記第1イオン源の入射角度よりも小さい入射角度で前記イオンビームを照射する第2イオン源を用いて前記イオンビームを照射することを含む
請求項4に記載の導電膜の形成方法。 - 前記第1工程において前記導電膜をエッチングすることは、イオン源から前記イオンビームを照射することを含み、
前記第2工程において前記導電膜をエッチングすることは、前記第1工程と同一の前記イオン源を用い、前記第1工程において照射した前記イオンビームの前記入射角度よりも小さい前記入射角度で前記イオンビームを照射することを含む
請求項4に記載の導電膜の形成方法。 - 複数の凹部を有した成膜面を備えた成膜対象にターゲットを用いたスパッタ成膜によって導電膜を形成する成膜部と、
前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングするエッチング部と、
前記ターゲットに対して前記成膜対象を相対移動させる搬送部と、
前記成膜部、前記エッチング部、および、前記搬送部の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記成膜部、前記エッチング部、および、前記搬送部の駆動を制御することによって、前記導電膜の形成の開始を含む第1工程と、前記第1工程の後に行われ、前記導電膜の形成の終了を含む第2工程とを実行させ、
前記第1工程は、前記ターゲットに対して相対移動する前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングすることを含み、
前記第2工程は、前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、単位時間当たりのエッチング量を前記第1工程よりも小さくして前記導電膜をエッチングすること、を含む
成膜装置。
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JP2020134899A JP2022030713A (ja) | 2020-08-07 | 2020-08-07 | 導電膜の形成方法、および、成膜装置 |
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