JP5978072B2 - 絶縁膜の形成方法 - Google Patents
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Description
絶縁膜の形成には、絶縁膜の抵抗値の膜面方向のばらつきをできるだけ小さくするために、希ガスの雰囲気中で酸化物、窒化物等の絶縁物ターゲットをスパッタする方法が採用されている。
また、絶縁物の密着性が悪い場合には、絶縁物が防着板115から剥離して、ダスト、パーティクルの原因となり、処理基板130の汚染を引き起こすという問題があった。
本発明は絶縁膜の形成方法であって、前記金属膜被覆工程の後、前記第二の絶縁膜成膜工程の前に、前記金属ターゲットに、前記金属膜被覆工程で前記金属ターゲットに供給する電力の1/5〜1/10の電力を供給して、前記希ガスのプラズマを維持するプラズマ維持工程をさらに行う絶縁膜の形成方法である。
本発明は絶縁膜の形成方法であって、前記プラズマ維持工程では、前記希ガスの雰囲気の圧力を、前記第一、第二の絶縁膜成膜工程での前記希ガスの雰囲気の圧力より高くする絶縁膜の形成方法である。
本発明は絶縁膜の形成方法であって、前記第一の絶縁膜成膜工程の後、前記第二の絶縁膜成膜工程の前に、前記金属膜被覆工程と前記プラズマ維持工程とを順に複数回繰り返す絶縁膜の形成方法である。
本発明は絶縁膜の形成方法であって、前記第一、第二の絶縁膜成膜工程では、前記真空槽内に配置された基板ステージの載置面に前記第一、第二の処理基板を配置しておき、前記金属膜被覆工程では、前記基板ステージの前記載置面に前記第一、第二の処理基板の代わりにダミー基板を配置しておく絶縁膜の形成方法である。
本発明は絶縁膜の形成方法であって、前記第一、第二の絶縁膜成膜工程では、前記真空槽内に配置された基板ステージの載置面に前記第一、第二の処理基板を配置しておき、前記金属膜被覆工程と前記プラズマ維持工程では、前記基板ステージの前記載置面に前記第一、第二の処理基板の代わりにダミー基板を配置しておく絶縁膜の形成方法である。
本発明は絶縁膜の形成方法であって、前記金属化合物は、金属酸化物と、金属窒化物と、金属酸窒化物のうちいずれか一種類の金属化合物である絶縁膜の形成方法である。
本発明は絶縁膜の形成方法であって、前記金属は、Mgと、Alと、Siと、Cuと、Tiのうちいずれか一種類の金属又は二種類以上の金属である絶縁膜の形成方法である。
防着板の表面が金属膜で被覆されるので、絶縁物の密着性が悪い場合でも、防着板からのダスト発生を抑えることができ、防着板を長寿命化できる。
金属ターゲットの金属は絶縁物ターゲットに含まれる金属と同じなので、真空槽内が異種金属で汚染されることはない。
防着板の表面には防着板と同電位の金属膜が露出しており、絶縁物ターゲットと防着板との間で安定した放電が発生し、安定した成膜レートで絶縁膜が成膜される。
(スパッタリング装置の構造)
図1は、本発明の絶縁膜の形成方法に用いるスパッタリング装置10の一例の内部構成図である。
金属ターゲット21bは、絶縁物ターゲット21aの金属化合物が含有する金属と同じ金属から成り、ここではMgと、Alと、Siと、Cuと、Tiのうちいずれか一種類の金属又は二種類以上の金属から成る。
絶縁物ターゲット21a、金属ターゲット21bのスパッタ面とは逆の裏面には第一、第二のカソード電極22a、22bが裏面に密着して設けられ、第一、第二のカソード電極22a、22bにはそれぞれ第一、第二の電源装置23a、23bが電気的に接続されている。第一、第二の電源装置23a、23bは第一、第二のカソード電極22a、22bにそれぞれ別個に電圧を印加できるようになっている。
真空排気部12により真空槽11内を真空排気し、真空雰囲気を形成する。以後、真空排気を継続して、真空槽11内の真空雰囲気を維持する。
スパッタガス供給部13から真空槽11内への希ガス(ここではArガス)の供給を開始し、真空槽11内に希ガスの雰囲気を形成する。
処理基板30は回転軸線Lを中心に回転されており、処理基板30の表面には、面内で均一な厚みの絶縁膜が形成される。
真空槽11内から処理基板30を搬出した後、図3を参照し、処理基板30と同じ形状のダミー基板40を真空槽11内に搬入し、基板ステージ16の載置面のうち、処理基板30が配置されていた位置と同じ位置に、処理基板30の代わりに配置する。
絶縁物ターゲット21aのスパッタ面を不図示のシャッターで覆っておく。金属ターゲット21bのシャッターを外して、金属ターゲット21bのスパッタ面を成膜空間19に露出させる。
防着板15の表面と基板ステージ16の載置面には、絶縁膜成膜工程で既に絶縁物が付着しており、金属膜は絶縁物上に積層される。
防着板15の表面や基板ステージ16の載置面に所望の厚みの金属膜を形成した後、金属ターゲット21bに、金属膜被覆工程で金属ターゲット21bに供給した電力より小さい電力を供給して、希ガスのプラズマを維持する。
ここでは金属ターゲット21bに供給する電力を、金属膜被覆工程で金属ターゲット21bに供給した電力の1/5〜1/10にする。
防着板15の表面や基板ステージ16の載置面に形成された金属膜には希ガスのプラズマからエネルギーが付与され、金属膜は活性化し、金属膜と絶縁物との間の密着性が向上し、絶縁物は防着板15の表面や基板ステージ16の載置面からより剥離しづらくなる。
次いで、基板ステージ16の回転を停止し、真空槽11内からダミー基板40を搬出した後、図2を参照し、未成膜の処理基板30(第二の処理基板)を真空槽11内に搬入し、第一の絶縁膜成膜工程と同じ工程で絶縁膜の成膜を行う。
このようにして、絶縁膜の安定した成膜を長時間行うことができる。
15……防着板
16……基板ステージ
21a……絶縁物ターゲット
21b……金属ターゲット
30……処理基板(第一、第二の処理基板)
40……ダミー基板
Claims (8)
- 真空槽内を真空排気しながら、前記真空槽内に希ガスの雰囲気を形成し、絶縁性の金属化合物から成る絶縁物ターゲットをスパッタして、第一、第二の処理基板の表面に前記金属化合物から成る絶縁膜を形成する第一、第二の絶縁膜成膜工程を有する絶縁膜の形成方法であって、
前記第一の絶縁膜成膜工程の後、前記真空槽内に配置された防着板の少なくとも一部は前記絶縁膜で覆われておらず露出しており、
前記第一の絶縁膜成膜工程の後、前記第二の絶縁膜成膜工程の前に、前記真空槽内を真空排気しながら、前記真空槽内に、前記第一、第二の絶縁膜成膜工程での前記希ガスの雰囲気の圧力より高い圧力の前記希ガスの雰囲気を形成し、前記金属化合物が含有する金属と同じ金属から成る金属ターゲットをスパッタし、前記防着板の表面に形成された前記絶縁膜と前記防着板の露出された部分とに、前記金属から成り、前記防着板に電気的に接続され、前記防着板と同電位になる金属膜を形成する金属膜被覆工程を行う絶縁膜の形成方法。 - 前記金属膜被覆工程の後、前記第二の絶縁膜成膜工程の前に、前記金属ターゲットに、前記金属膜被覆工程で前記金属ターゲットに供給する電力の1/5〜1/10の電力を供給して、前記希ガスのプラズマを維持するプラズマ維持工程をさらに行う請求項1記載の絶縁膜の形成方法。
- 前記プラズマ維持工程では、前記希ガスの雰囲気の圧力を、前記第一、第二の絶縁膜成膜工程での前記希ガスの雰囲気の圧力より高くする請求項2記載の絶縁膜の形成方法。
- 前記第一の絶縁膜成膜工程の後、前記第二の絶縁膜成膜工程の前に、前記金属膜被覆工程と前記プラズマ維持工程とを順に複数回繰り返す請求項2又は請求項3のいずれか1項記載の絶縁膜の形成方法。
- 前記第一、第二の絶縁膜成膜工程では、前記真空槽内に配置された基板ステージの載置面に前記第一、第二の処理基板を配置しておき、
前記金属膜被覆工程では、前記基板ステージの前記載置面に前記第一、第二の処理基板の代わりにダミー基板を配置しておく請求項1記載の絶縁膜の形成方法。 - 前記第一、第二の絶縁膜成膜工程では、前記真空槽内に配置された基板ステージの載置面に前記第一、第二の処理基板を配置しておき、
前記金属膜被覆工程と前記プラズマ維持工程では、前記基板ステージの前記載置面に前記第一、第二の処理基板の代わりにダミー基板を配置しておく請求項2乃至請求項4のいずれか1項記載の絶縁膜の形成方法。 - 前記金属化合物は、金属酸化物と、金属窒化物と、金属酸窒化物のうちいずれか一種類の金属化合物である請求項1乃至請求項6のいずれか1項記載の絶縁膜の形成方法。
- 前記金属は、Mgと、Alと、Siと、Cuと、Tiのうちいずれか一種類の金属又は二種類以上の金属である請求項1乃至請求項7のいずれか1項記載の絶縁膜の形成方法。
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