JP3874574B2 - スパッタ方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体、光ディスク、電子部品等の薄膜形成に用いられるスパッタ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスパッタ装置について、図３、図４を参照して説明する。図３、図４において、１０は成膜室、１１は搬送室であり、１２はロードロック室やその他成膜室１０とは別の処理を基板５に施す処理室である。以下、以上の３室構成の例で説明するが、一般には処理室１２は複数配設されている。各室１０〜１２はそれぞれ真空状態を保持できる部屋であり、排気ライン１４、１６、１８とガス供給ライン１３、１５、１７を備えている。
【０００３】
搬送室１１には基板５を成膜室１０と処理室１２の間で搬送する搬送機構２０が備わっている。成膜室１０は中心軸７に対して対称である。成膜室１０にはターゲット６１が基板５と対向するように配置されている。ターゲット６１には直流又は交流の高圧電源６３が接続されている。また、ターゲット６１の裏には磁気回路３０が配置されてターゲット６１上に磁力線８を発生させている。
【０００４】
次に、動作を説明する。成膜室１０での成膜が済んでいない基板５は、図４に示すように搬送機構２０によって搬送室１１内を通り、成膜室１０に搬送される。搬送中、排気ライン１４、１６、１８を使ってガスを排気しながら、供給ライン１３、１５、１７を使ってＡｒなどのガスを導入し、成膜室１０と搬送室１１の圧力を成膜時の圧力に保つ。搬送中、高圧電源６３によりターゲット６１に電力を供給し、ターゲット６１上に放電６２を維持する。高圧電源６３の電力は放電６２が維持できる最小の値に設定されている。搬送が完了した状態では、図３の如く、成膜室１０と搬送室１１が分離された状態となる。このように成膜室１０と搬送室１１を分離することで、成膜に最適な大電力を供給した状態での放電領域を限定し、放電の安定化を図っている。
【０００５】
この状態において、成膜が次のように行われる。成膜室１０は引続き、排気ライン１４を使ってガスを排気しながら、供給ライン１３を使ってＡｒなどのガスを導入し、成膜に最適な圧力を保つ。次に、高圧電源６３によりターゲット６１に供給している電力を成膜に最適な電力まで大きくする。大きな電力を投入された放電４１のプラズマ中にはＡｒが電離したイオンと電子が多量に存在する。イオンは負にバイアスされたターゲット６１に衝突し、ターゲット原子を叩き出す（スパッタ）。そのとき、スパッタされたターゲット原子（スパッタ粒子）が基板５に付着し、基板５上に薄膜が形成される。その際、一般にスパッタ装置では磁力線８がターゲット６１上でトンネル形状を作るように構成されており、磁場によりプラズマを閉じ込めることでプラズマ密度を上げ、成膜速度を向上している。
【０００６】
所望の成膜が完了した時点で、放電の電力は搬送中のレベルに下げ、成膜済みの基板５は搬送室１１を通って次の処理を行う処理室１２に搬送される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のスパッタ装置では、搬送中放電を維持し続けているので、放電によるスパッタ粒子が基板導入口２１から搬送室１１に流入してダストとなり、定期的にメンテナンスが必要となり、稼働率が低下するという問題があった。
【０００８】
一方、成膜中のみ放電し、搬送中は放電を切る方式を採用することもできるが、その場合には放電着火時の成膜速度のロスが生じ、生産性が低くなるという問題があり、上記のような方法がとられている。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、基板搬送中においても放電を維持しながら搬送室に流入するスパッタ粒子を極力抑え、生産性が高くかつ稼働率の高いスパッタ方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のスパッタ方法は、真空中で基板を成膜室に搬送する搬送室と、成膜中には搬送室と分離される成膜室を備え、搬送室と成膜室との境界部に形成された基板導入口に対向するターゲット面を有する第１のターゲットと、前記基板導入口に対向しないターゲット面を有する第２のターゲットとを成膜室内に配したスパッタ装置におけるスパッタ方法であって、基板搬送中は第２のターゲットのみ電力を印加し、前記基板導入口に基板が搬送され成膜室と搬送室とが分離された状態になった時点で、所望の膜厚が成膜できるまで第１のターゲットに電力を印加するものである。
【００１２】
本発明のスパッタ方法によれば、基板搬送中においても搬送室に流入するスパッタ粒子を極力抑えることができると共に、高い生産性と高い稼働率を確保することができる。すなわち基板搬送中においても第２のターゲットの電力を切ることがないので、放電着火時の成膜速度ロスがなく生産性を高めることができ、また放電維持は基板導入口と対向しないターゲット面を有する第２のターゲットで行われるので基板導入口から搬送室へ流入するスパッタ粒子が殆どないため搬送室のメンテナンスが殆ど必要なく、稼働率を高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスパッタ方法の実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００１４】
図１、図２において、１０は成膜室、１１は搬送室であり、１２はロードロック室やその他成膜室１０とは別の処理を基板５に施す処理室である。以下、以上の３室構成の例で説明するが、一般には処理室１２は搬送室１１の周囲に複数配設されている。各室１０〜１２はそれぞれ真空状態を保持できる部屋であり、排気ライン１４、１６、１８とガス供給ライン１３、１５、１７を備えている。
【００１５】
搬送室１１には、基板５を成膜室１０と処理室１２の間で搬送する搬送機構２０が備わっている。成膜室１０は中心軸７に対して対称である。また、成膜室１０には第１のターゲット１が基板５と対向するように配置され、第２のターゲット２が基板導入口２１と対向しないように配置されている。第１のターゲット１には直流又は交流の高圧電源５１が接続され、第２のターゲット２には第１のターゲット１とは独立に高圧電源５２が接続されている。また、第１のターゲット１の裏には磁気回路３０が配置されて第１のターゲット１上に磁力線８を発生させている。１９は、成膜室１０と第２のターゲット２間及び第１と第２のターゲット１、２間に配設された絶縁材である。２０は搬送室１１に配設された基板５の搬送機構である。
【００１６】
次に、動作を説明する。成膜室１０での成膜が済んでいない基板５は、図２に示すように搬送機構２０によって搬送室１１内を通り、成膜室１０に搬送される。搬送中、排気ライン１４、１６、１８を使ってガスを排気しながら、供給ライン１３、１５、１７を使ってＡｒなどのガスを導入し、成膜室１０と搬送室１１の圧力を成膜時の圧力に保つ。搬送中は、高圧電源５１の印加電力は０にして、高圧電源５２の電力のみ印加する。高圧電源５２の電力は放電４２が維持できる最小の値に設定されている。搬送が完了した状態では、図１の如く、成膜室１０と搬送室１１が分離された状態となる。このように成膜室１０と搬送室１１を分離することで、成膜に最適な大電力を供給した状態での放電領域を限定し、放電の安定化を図っている。
【００１７】
この状態において、成膜が次のように行われる。成膜室１０は引続き、排気ライン１４を使ってガスを排気しながら、供給ライン１３を使ってＡｒなどのガスを導入し、成膜に最適な圧力を保つ。次に、高圧電源５１により第１のターゲット１に電力を供給し、放電４１を発生させる。このときの放電４１のプラズマ中にはＡｒが電離したイオンと電子が多量に存在するが、イオンは負にバイアスされた第１のターゲット１に衝突し、ターゲット原子を叩き出す（スパッタ）。そのときスパッタされたターゲット原子（スパッタ粒子）が基板５に付着し、基板５上に薄膜が形成される。その際、一般にスパッタ装置では磁力線８が第１のターゲット１上でトンネル形状を作るように構成されており、磁場によりプラズマを閉じ込めることでプラズマ密度を上げ、成膜速度を向上している。
【００１８】
所望の成膜が完了した時点で、高圧電源５１の印加電力は０にして、高圧電源５２の電力のみ印加する。成膜済みの基板５は搬送室１１を通って次の処理を行う処理室１２に搬送される。
【００１９】
本実施形態によると、第２のターゲット２上の放電４２によって放電状態を維持して放電を切ることがないので、放電着火時の成膜速度ロスがなく、生産性を高めることができる。また、放電維持は基板導入口２１と対向しない第２のターゲット２で行われるので、基板導入口２１から搬送室１１へ流入するスパッタ粒子がほとんどないため、搬送室１１のメンテナンスは殆ど必要なく、稼働率を高めることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のスパッタ方法によれば、基板搬送中においても搬送室に流入するスパッタ粒子を極力抑えることができると共に、高い生産性と高い稼働率を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態としてのスパッタ方法の成膜中の概略構成図である。
【図２】 同実施形態としてのスパッタ方法の搬送中の概略構成図である。
【図３】 従来例のスパッタ装置の成膜中の概略構成図である。
【図４】 同従来例のスパッタ装置の搬送中の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 第１のターゲット
２ 第２のターゲット
３ ターゲット
１０ 成膜室
１１ 搬送室
２１ 基板導入口
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体、光ディスク、電子部品等の薄膜形成に用いられるスパッタ方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスパッタ装置について、図３、図４を参照して説明する。図３、図４において、１０は成膜室、１１は搬送室であり、１２はロードロック室やその他成膜室１０とは別の処理を基板５に施す処理室である。以下、以上の３室構成の例で説明するが、一般には処理室１２は複数配設されている。各室１０〜１２はそれぞれ真空状態を保持できる部屋であり、排気ライン１４、１６、１８とガス供給ライン１３、１５、１７を備えている。
【０００３】
搬送室１１には基板５を成膜室１０と処理室１２の間で搬送する搬送機構２０が備わっている。成膜室１０は中心軸７に対して対称である。成膜室１０にはターゲット６１が基板５と対向するように配置されている。ターゲット６１には直流又は交流の高圧電源６３が接続されている。また、ターゲット６１の裏には磁気回路３０が配置されてターゲット６１上に磁力線８を発生させている。
【０００４】
次に、動作を説明する。成膜室１０での成膜が済んでいない基板５は、図４に示すように搬送機構２０によって搬送室１１内を通り、成膜室１０に搬送される。搬送中、排気ライン１４、１６、１８を使ってガスを排気しながら、供給ライン１３、１５、１７を使ってＡｒなどのガスを導入し、成膜室１０と搬送室１１の圧力を成膜時の圧力に保つ。搬送中、高圧電源６３によりターゲット６１に電力を供給し、ターゲット６１上に放電６２を維持する。高圧電源６３の電力は放電６２が維持できる最小の値に設定されている。搬送が完了した状態では、図３の如く、成膜室１０と搬送室１１が分離された状態となる。このように成膜室１０と搬送室１１を分離することで、成膜に最適な大電力を供給した状態での放電領域を限定し、放電の安定化を図っている。
【０００５】
この状態において、成膜が次のように行われる。成膜室１０は引続き、排気ライン１４を使ってガスを排気しながら、供給ライン１３を使ってＡｒなどのガスを導入し、成膜に最適な圧力を保つ。次に、高圧電源６３によりターゲット６１に供給している電力を成膜に最適な電力まで大きくする。大きな電力を投入された放電４１のプラズマ中にはＡｒが電離したイオンと電子が多量に存在する。イオンは負にバイアスされたターゲット６１に衝突し、ターゲット原子を叩き出す（スパッタ）。そのとき、スパッタされたターゲット原子（スパッタ粒子）が基板５に付着し、基板５上に薄膜が形成される。その際、一般にスパッタ装置では磁力線８がターゲット６１上でトンネル形状を作るように構成されており、磁場によりプラズマを閉じ込めることでプラズマ密度を上げ、成膜速度を向上している。
【０００６】
所望の成膜が完了した時点で、放電の電力は搬送中のレベルに下げ、成膜済みの基板５は搬送室１１を通って次の処理を行う処理室１２に搬送される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のスパッタ装置では、搬送中放電を維持し続けているので、放電によるスパッタ粒子が基板導入口２１から搬送室１１に流入してダストとなり、定期的にメンテナンスが必要となり、稼働率が低下するという問題があった。
【０００８】
一方、成膜中のみ放電し、搬送中は放電を切る方式を採用することもできるが、その場合には放電着火時の成膜速度のロスが生じ、生産性が低くなるという問題があり、上記のような方法がとられている。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、基板搬送中においても放電を維持しながら搬送室に流入するスパッタ粒子を極力抑え、生産性が高くかつ稼働率の高いスパッタ方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のスパッタ方法は、真空中で基板を成膜室に搬送する搬送室と、成膜中には搬送室と分離される成膜室を備え、搬送室と成膜室との境界部に形成された基板導入口に対向するターゲット面を有する第１のターゲットと、前記基板導入口に対向しないターゲット面を有する第２のターゲットとを成膜室内に配したスパッタ装置におけるスパッタ方法であって、基板搬送中は第２のターゲットのみ電力を印加し、前記基板導入口に基板が搬送され成膜室と搬送室とが分離された状態になった時点で、所望の膜厚が成膜できるまで第１のターゲットに電力を印加するものである。
【００１２】
本発明のスパッタ方法によれば、基板搬送中においても搬送室に流入するスパッタ粒子を極力抑えることができると共に、高い生産性と高い稼働率を確保することができる。すなわち基板搬送中においても第２のターゲットの電力を切ることがないので、放電着火時の成膜速度ロスがなく生産性を高めることができ、また放電維持は基板導入口と対向しないターゲット面を有する第２のターゲットで行われるので基板導入口から搬送室へ流入するスパッタ粒子が殆どないため搬送室のメンテナンスが殆ど必要なく、稼働率を高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスパッタ方法の実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００１４】
図１、図２において、１０は成膜室、１１は搬送室であり、１２はロードロック室やその他成膜室１０とは別の処理を基板５に施す処理室である。以下、以上の３室構成の例で説明するが、一般には処理室１２は搬送室１１の周囲に複数配設されている。各室１０〜１２はそれぞれ真空状態を保持できる部屋であり、排気ライン１４、１６、１８とガス供給ライン１３、１５、１７を備えている。
【００１５】
搬送室１１には、基板５を成膜室１０と処理室１２の間で搬送する搬送機構２０が備わっている。成膜室１０は中心軸７に対して対称である。また、成膜室１０には第１のターゲット１が基板５と対向するように配置され、第２のターゲット２が基板導入口２１と対向しないように配置されている。第１のターゲット１には直流又は交流の高圧電源５１が接続され、第２のターゲット２には第１のターゲット１とは独立に高圧電源５２が接続されている。また、第１のターゲット１の裏には磁気回路３０が配置されて第１のターゲット１上に磁力線８を発生させている。１９は、成膜室１０と第２のターゲット２間及び第１と第２のターゲット１、２間に配設された絶縁材である。２０は搬送室１１に配設された基板５の搬送機構である。
【００１６】
次に、動作を説明する。成膜室１０での成膜が済んでいない基板５は、図２に示すように搬送機構２０によって搬送室１１内を通り、成膜室１０に搬送される。搬送中、排気ライン１４、１６、１８を使ってガスを排気しながら、供給ライン１３、１５、１７を使ってＡｒなどのガスを導入し、成膜室１０と搬送室１１の圧力を成膜時の圧力に保つ。搬送中は、高圧電源５１の印加電力は０にして、高圧電源５２の電力のみ印加する。高圧電源５２の電力は放電４２が維持できる最小の値に設定されている。搬送が完了した状態では、図１の如く、成膜室１０と搬送室１１が分離された状態となる。このように成膜室１０と搬送室１１を分離することで、成膜に最適な大電力を供給した状態での放電領域を限定し、放電の安定化を図っている。
【００１７】
この状態において、成膜が次のように行われる。成膜室１０は引続き、排気ライン１４を使ってガスを排気しながら、供給ライン１３を使ってＡｒなどのガスを導入し、成膜に最適な圧力を保つ。次に、高圧電源５１により第１のターゲット１に電力を供給し、放電４１を発生させる。このときの放電４１のプラズマ中にはＡｒが電離したイオンと電子が多量に存在するが、イオンは負にバイアスされた第１のターゲット１に衝突し、ターゲット原子を叩き出す（スパッタ）。そのときスパッタされたターゲット原子（スパッタ粒子）が基板５に付着し、基板５上に薄膜が形成される。その際、一般にスパッタ装置では磁力線８が第１のターゲット１上でトンネル形状を作るように構成されており、磁場によりプラズマを閉じ込めることでプラズマ密度を上げ、成膜速度を向上している。
【００１８】
所望の成膜が完了した時点で、高圧電源５１の印加電力は０にして、高圧電源５２の電力のみ印加する。成膜済みの基板５は搬送室１１を通って次の処理を行う処理室１２に搬送される。
【００１９】
本実施形態によると、第２のターゲット２上の放電４２によって放電状態を維持して放電を切ることがないので、放電着火時の成膜速度ロスがなく、生産性を高めることができる。また、放電維持は基板導入口２１と対向しない第２のターゲット２で行われるので、基板導入口２１から搬送室１１へ流入するスパッタ粒子がほとんどないため、搬送室１１のメンテナンスは殆ど必要なく、稼働率を高めることができる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明のスパッタ方法によれば、基板搬送中においても搬送室に流入するスパッタ粒子を極力抑えることができると共に、高い生産性と高い稼働率を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態としてのスパッタ方法の成膜中の概略構成図である。
【図２】 同実施形態としてのスパッタ方法の搬送中の概略構成図である。
【図３】 従来例のスパッタ装置の成膜中の概略構成図である。
【図４】 同従来例のスパッタ装置の搬送中の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 第１のターゲット
２ 第２のターゲット
３ ターゲット
１０ 成膜室
１１ 搬送室
２１ 基板導入口
Claims (1)
- 真空中で基板を成膜室に搬送する搬送室と、成膜中には搬送室と分離される成膜室を備え、搬送室と成膜室との境界部に形成された基板導入口に対向するターゲット面を有する第１のターゲットと、前記基板導入口に対向しないターゲット面を有する第２のターゲットとを成膜室内に配したスパッタ装置におけるスパッタ方法であって、基板搬送中は第２のターゲットのみ電力を印加し、前記基板導入口に基板が搬送され成膜室と搬送室とが分離された状態になった時点で、所望の膜厚が成膜できるまで第１のターゲットに電力を印加することを特徴とするスパッタ方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17998999A JP3874574B2 (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | スパッタ方法 |
| US09/550,999 US6620298B1 (en) | 1999-04-23 | 2000-04-18 | Magnetron sputtering method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17998999A JP3874574B2 (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | スパッタ方法 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001011618A JP2001011618A (ja) | 2001-01-16 |
| JP2001011618A5 JP2001011618A5 (ja) | 2004-08-19 |
| JP3874574B2 true JP3874574B2 (ja) | 2007-01-31 |
Family
ID=16075524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17998999A Expired - Fee Related JP3874574B2 (ja) | 1999-04-23 | 1999-06-25 | スパッタ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3874574B2 (ja) |
-
1999
- 1999-06-25 JP JP17998999A patent/JP3874574B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001011618A (ja) | 2001-01-16 |
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