JP4931013B2 - パルススパッタ装置およびパルススパッタ方法 - Google Patents
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Description
(1) バイアス電源のみを停止しても、スパッタ電源が動作したままであると、スパッタによる成膜は継続される。このため、バイアス電圧が印加されていない状態で成膜され、バイアスが不十分な状態で成膜された膜が堆積し、成膜品質が劣化する。
(2) また、基板側のアーク放電を検出することによってバイアス電源を停止したときもスパッタ電源が停止していないので、プラズマやイオンが基板側に供給され続ける。このため、バイアス電圧の印加を再開させて給電を始めたとき、アーク放電が再発するおそれがある。
図1は第1実施形態に係るパルススパッタ装置を示しており、真空チャンバ1と、該真空チャンバ1内に設けられたターゲット2と、前記ターゲット2にパルス状のパッタ電力を供給するスパッタ電源3と、前記真空チャンバ1内に設けられた基材ホルダ4と、前記基材ホルダ4に保持される基材(成膜対象)Wに負電位のバイアス電圧を印加するバイアス電源5と、基材Wあるいは基材ホルダ4などの周辺部材にアーク放電が発生したときにこれを検出するアーク放電検出部6を備える。
2 ターゲット
3 スパッタ電源
4 基材ホルダ
5、5A バイアス電源
6 アーク放電検出部
51 (バイアス用)直流電源
52 スイッチング回路
53 スイッチング制御回路
54 パルス発生回路
55 パルス制御回路
56 コンデンサ
W 基材
Claims (11)
- 真空チャンバと、前記真空チャンバ内に設けたターゲットと、前記ターゲットをカソードとしてパルス状のスパッタ電力を供給するスパッタ電源と、成膜対象である基材を負電位としてバイアス電力を供給するバイアス電源を設け、前記ターゲットにスパッタ電力を供給して真空チャンバ内に供給されたスパッタガスのプラズマを形成し、前記スパッタガスのイオンを前記ターゲットに衝突させてスパッタ粒子を放出させ、このスパッタ粒子をイオン化して前記基材に堆積させるパルススパッタ装置であって、
前記基材およびその周辺部材にアーク放電が発生したことを検出し、アーク放電を検出したときにアーク放電検出信号を出力するアーク放電検出部を設け、
前記アーク放電検出部から出力されたアーク放電検出信号に基づいて、スパッタ電力の供給を停止するスパッタ電源制御部を前記スパッタ電源に設けると共にバイアス電力の供給を停止するバイアス電源制御部を前記バイアス電源に設けた、パルススパッタ装置。 - 前記アーク放電検出部は、バイアス電圧あるいはバイアス電流の時間的変化からアーク放電の発生を検出する、請求項1に記載したパルススパッタ装置。
- 前記スパッタ電源制御部およびバイアス電源制御部は、それぞれ前記アーク放電検出信号を受信してから1ms〜1000msの停止時間が経過した後にスパッタ電力およびバイアス電力の供給を再開する、請求項1または2に記載したパルススパッタ装置。
- 前記バイアス電源制御部は、前記アーク放電検出信号を受信してから1ms〜1000msの停止時間が経過した後にバイアス電力の供給を再開し、前記スパッタ電源制御部はバイアス電力の供給が再開された後、アーク放電検出信号を受信しないときにスパッタ電力の供給を再開する、請求項1または2に記載したパルススパッタ装置。
- 前記バイアス電源制御部は、直流電源からの出力電圧をパルス化するスイッチング素子を有し、パルス化したバイアス電圧を前記スパッタ電源から出力されるパルス状のスパッタ電圧に同期させて前記基材に印加する、請求項1から4のいずれか1項に記載したパルススパッタ装置。
- 前記バイアス電源制御部は、前記直流電源によって充電されるコンデンサが設けられ、前記コンデンサに充電された電荷によって生じた電圧を前記スイッチング素子によってパルス化して前記基材に印加する、請求項5に記載したパルススパッタ装置。
- 真空チャンバ内にカソードを構成するターゲットと負の電位にバイアスされた基材を設け、前記ターゲットにパルス状のスパッタ電力を供給して真空チャンバ内に供給されたスパッタガスのプラズマを形成し、前記スパッタガスのイオンを前記ターゲットに衝突させてスパッタ粒子を放出させ、このスパッタ粒子をイオン化して前記基材に堆積させるパルススパッタ方法であって、
前記基材およびその周辺にアーク放電が発生したときにこれを検出してスパッタ電力及びバイアス電力の供給を両方とも停止する、パルススパッタ方法。 - パイアス電圧あるいはバイアス電流の時間的変化からアーク放電の発生を検出する、請求項7に記載したパルススパッタ方法。
- スパッタ電力及びバイアス電力の供給を停止してから1ms〜1000msの停止時間が経過した後、スパッタ電力及びバイアス電力の供給を再開する、請求項7または8に記載したパルススパッタ方法。
- スパッタ電力及びバイアス電力の供給を停止してから1ms〜1000msの停止時間が経過した後、バイアス電力の供給を再開し、その後アーク放電が検出されないときにスパッタ電力の供給を再開する、請求項7または8に記載したパルススパッタ方法。
- 直流電源からの出力電圧をスイッチング素子によりパルス化し、パルス化したバイアス電圧をパルス状のスパッタ電圧に同期させて前記基材に印加する、請求項7から10のいずれか1項に記載したパルススパッタ方法。
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