JP6425431B2 - Sputtering method - Google Patents
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本発明は、真空チャンバ内に処理すべき基板とターゲットとを配置し、スパッタガスを導入し、ターゲットに電力投入してターゲットをスパッタリングして基板表面に薄膜を成膜するスパッタリング方法に関し、より詳しくは、マグネトロン方式のものに関する。 The present invention relates to a sputtering method in which a substrate to be processed and a target are disposed in a vacuum chamber, a sputtering gas is introduced, power is supplied to the target, and the target is sputtered to deposit a thin film on the substrate surface. Relates to the magnetron type.
この種のマグネトロン方式のスパッタリング法は、ターゲットのスパッタリングされる面をスパッタ面、スパッタ面側を下とし、ターゲットの上方に配置された磁石ユニットによりスパッタ面に局所的にトンネル状の磁場を作用させ、ターゲットの下方で電離した電子及びスパッタリングによって生じた二次電子を捕捉することで、ターゲットの下方空間での電子密度、ひいては、プラズマ密度を高くし、例えば、成膜レートの向上が図れる等の利点がある。この場合、磁場が作用するターゲットの領域(即ち、高密度のプラズマと対向する領域)は、局所的にスパッタリングされるため、このターゲットに対向する基板の部分の膜厚が比較的に厚くなる。このため、成膜中、スパッタ面に沿う同一軌道上で磁石ユニットを等速で回転させたり、往復動させたりすることが一般である(例えば、特許文献1参照)。そして、磁石ユニットを構成する各磁石の配置、磁石ユニットの軌道や速度を事前に最適化しておくことで、基板に対して略均一な膜厚での成膜を可能としている。 Sputtering of such magnetron method, sputtering surface a surface to be sputtered of the target, the sputtering surface side is lower, locally acting tunnel-like magnetic field on the sputter surface by a magnet unit disposed above the target By capturing ionized electrons below the target and secondary electrons generated by sputtering, the electron density in the space below the target, and hence the plasma density, can be increased, for example, the film formation rate can be improved, etc. There are advantages of In this case, the target areas magnetic field is applied (i.e., a region facing the high-density plasma), since a locally sputtering, the film thickness of the portion of the substrate facing the target is relatively thick . For this reason, it is general to rotate or reciprocate the magnet unit at the same speed on the same trajectory along the sputtering surface during film formation (see, for example, Patent Document 1). And, by optimizing the arrangement of the magnets constituting the magnet unit and the orbit and speed of the magnet unit in advance, it is possible to form a film with a substantially uniform film thickness on the substrate.
然し、ターゲットを同一または異種のものに交換すると、膜厚分布が変わることがある。これは、金属製のターゲットを作製する場合、一般に圧延工程があるが、ターゲットを圧延すると、その圧延方向と圧延方向に直交する方向とで結晶方位が異なることでターゲットをスパッタリングしたときのスパッタ粒子の飛散分布が変わることや、一旦、スパッタリング装置の真空チャンバを大気開放したことで、スパッタガスの分布(スパッタガスの流れ)が変わる等に起因している。このことから、真空チャンバを大気開放することなく、膜厚分布の再調整ができるようにすることが望まれている。 However, if the target is replaced with the same or different one, the film thickness distribution may change. In general, there is a rolling process when producing a target made of metal, but when the target is rolled, sputtered particles when sputtering the target due to the difference in crystal orientation between the rolling direction and the direction orthogonal to the rolling direction This is because the distribution of scattering (sputtering gas flow) changes due to a change in the scattering distribution, and once the vacuum chamber of the sputtering apparatus is opened to the atmosphere. From this, it is desirable to be able to readjust the film thickness distribution without opening the vacuum chamber to the atmosphere.
本発明は、以上の点に鑑み、真空チャンバを大気開放することなく、膜厚分布の再調整を行うことができるスパッタリング方法を提供することをその課題とするものである。 An object of the present invention is to provide a sputtering method capable of readjustment of a film thickness distribution without exposing the vacuum chamber to the atmosphere, in view of the above points.
上記課題を解決するために、真空チャンバ内に処理すべき基板とこの基板より一回り大きい外形を持つターゲットとを静止対向させて配置し、スパッタガスを導入し、ターゲットに電力投入してターゲットをスパッタリングして基板表面に薄膜を成膜する本発明のスパッタリング方法は、ターゲットのスパッタリングされる面をスパッタ面、スパッタ面側を下、スパッタ面に沿う直交2方向をX方向及びY方向とし、成膜中、ターゲットの上方に配置された磁石ユニットによりスパッタ面に局所的に磁場を作用させると共に、磁石ユニットを回転軸回りに回転させることで磁場が作用する領域が起点からスパッタ面の中心を内包する同一円周上を移動して当該起点に戻るサイクルを少なくとも1回以上行うものにおいて、1サイクルの間、磁石ユニットを所定の基準速度で等速移動させて基板表面に薄膜を成膜し、基板面内における膜厚分布に関する情報を取得する情報取得工程と、1サイクルにて、磁場が作用する領域が移動する円周を複数のゾーンに周方向に区画し、少なくとも一つのゾーンを基準ゾーンとし、この基準ゾーン以外のゾーン毎に、上記取得情報に基づいて基準速度からの加速量または減速量を決定する速度決定工程とを有し、速度決定工程で決定した1サイクル中のゾーン毎の速度でターゲットに対して磁石ユニットを移動させて成膜することを特徴とする。本発明において、膜厚に関連する情報とは、実際に基板に成膜されたものの膜厚だけでなく、例えばターゲットに印加される出力電圧を含むものとする。 In order to solve the above problems, a substrate to be processed and a target having an outer size slightly larger than the substrate are placed in static opposition in the vacuum chamber, a sputtering gas is introduced, and the target is powered on. In the sputtering method of the present invention for forming a thin film on a substrate surface by sputtering, the sputtering surface of the target is the sputtering surface, the sputtering surface side is the bottom, and two orthogonal directions along the sputtering surface are the X direction and the Y direction. in the film, together with the action of locally magnetic field on the sputter surface by a magnet unit disposed above the target, acting region is magnetic field by rotating the magnet unit to the rotation axis of the sputtering surface from the origin moving on the same circumference enclosing the center in which performs at least once a cycle back to the starting point, for one cycle, magnetic The unit is moved at a constant rate over a predetermined reference speed thin film is deposited on the substrate surface, and the information acquisition step of acquiring information about the film thickness distribution in the substrate plane, boiled 1 cycle, the area that acts magnetic field The moving circumference is divided into a plurality of zones in the circumferential direction, and at least one zone is used as a reference zone, and the acceleration amount or the deceleration amount from the reference speed is determined based on the acquired information for each zone other than the reference zone. and a speed determination step of the magnet unit is moved to the target at a velocity of each zone in one cycle determined by the rate determining step, characterized in that a film is formed. In the present invention, the information related to the film thickness includes not only the film thickness of the film actually formed on the substrate but also, for example, the output voltage applied to the target.
本発明によれば、情報取得工程で取得した情報を基に、基準ゾーンより膜厚の厚いゾー
ンでは、磁石ユニットの移動速度を基準速度から所定値だけ増速させることで、磁石ユニ
ットの滞在時間、ひいては、高密度のプラズマが滞在する時間が短くなってターゲットが
スパッタリングされる量(スパッタレート)が低下する一方で、基準ゾーンより膜厚の薄
いゾーンでは、磁石ユニットの移動速度を基準速度から所定値だけ減速されることで、磁
石ユニットの滞在時間、ひいては、高密度のプラズマが滞在する時間を長くなってターゲ
ットがスパッタリングされる量(スパッタレート)が増加される。このように本発明では
、予め取得した情報から、1サイクルおける磁場が作用する領域の滞在時間をゾーン毎に
変化させて膜厚分布の再調整を行うことができる。この場合、真空チャンバを殊更大気開
放する必要はない。また、本発明において、基準ゾーンにおける磁石ユニットの速度を基準速度に設定してこれを中速、中速より所定量増速した速度を高速、中速より所定量減速した速度を低速とし、磁場が作用する領域が移動する円周上における平均膜厚を求め、速度決定工程にて、平均膜厚より膜厚が薄くなるゾーンを低速、平均膜厚より膜厚が厚くなるゾーンを高速に設定することが好ましい。
According to the present invention, based on the information acquired in the information acquiring step, in the zone thicker than the reference zone, the moving speed of the magnet unit is accelerated from the reference speed by a predetermined value to maintain the residence time of the magnet unit. Therefore, while the time for high density plasma to stay is shortened and the amount of sputtering target is reduced (sputtering rate), in the zone thinner than the reference zone, the moving speed of the magnet unit is calculated from the reference speed By being decelerated by a predetermined value, the residence time of the magnet unit, and hence the time for which the high density plasma stays, is extended and the amount of sputtering of the target (sputtering rate) is increased. Thus in the present invention can be carried out from a previously acquired information, by changing the residence time in the region where one cycle definitive magnetic field is applied to each zone readjustment film thickness distribution. In this case, it is not necessary to open the vacuum chamber to the atmosphere. In the present invention, the speed of the magnet unit in the reference zone is set as the reference speed, and the speed obtained by increasing the speed by a predetermined amount from medium speed or medium speed is reduced to a high speed, and the speed reduced by a predetermined amount Determine the average film thickness on the circumference where the region where it works moves, and set the zone where the film thickness becomes thinner than the average film thickness at low speed and the zone where the film thickness becomes thicker than the average film speed at high speed It is preferable to do.
また、本発明において、前記膜厚分布に関する情報を、1サイクルの間ターゲットに一定電力を投入したときにターゲットに印加される出力電圧値とすることが好ましい。これによれば、基板に成膜された膜の膜厚を測定機器により実測することなく、情報が取得でき、有利である。 Further, in the present invention, preferably, the information on the film thickness distribution is an output voltage value applied to the target when constant power is supplied to the target for one cycle. According to this, information can be acquired without measuring the film thickness of the film formed on the substrate by the measuring device, which is advantageous.
以下、図面を参照して、シリコンウエハを処理すべき基板W、スパッタリング装置に固定配置された平面視円形のターゲットに対して磁石ユニットが同一円周上を相対移動する場合を例に本発明のスパッタリング方法の実施形態を説明する。以下においては、図1を基準とし、真空チャンバ1の天井部側を「上」、その底部側を「下」として説明することとする。 Hereinafter, with reference to the drawings, the case where the magnet unit moves relative to the same circumference on the same circumference with respect to a substrate W to be treated with a silicon wafer and a circular target in plan view circularly arranged fixed to a sputtering apparatus is taken as an example. Embodiments of the sputtering method will be described. In the following, with reference to FIG. 1, the ceiling side of the vacuum chamber 1 will be described as “upper” and the bottom side as “lower”.
図1に示すように、本発明のスパッタリング方法を実施し得るスパッタリング装置SMは、処理室1aを画成する真空チャンバ1を備える。真空チャンバ1の壁面には、図示省略の排気管を介して真空ポンプが接続され、所定圧力(例えば10−5Pa)まで真空引きできるようにしている。真空チャンバ1の側壁には、ガス源11に連通し、マスフローコントローラ12が介設されたガス管13が接続され、Arなどの希ガスからなるスパッタガス(ターゲット2を反応性スパッタする場合には反応性ガスも含む)を処理室1a内に所定の流量で導入できるようになっている。真空チャンバ1の天井部には、カソードユニットCが設けられている。
As shown in FIG. 1, a sputtering apparatus SM capable of carrying out the sputtering method of the present invention includes a vacuum chamber 1 defining a
カソードユニットCは、処理室1aを臨むように配置され、基板Wの外形より一回り大きい外形を持つターゲット2と、このターゲット2の上方に配置された磁石ユニット3とを有する。ターゲット2としては、基板W表面に成膜しようとする薄膜の組成に応じて適宜選択され、Cu、Ti、Co、Ni、Al、WまたはTaの単体金属、またはこれらの中から選択された二種以上の合金、または、アルミナ等の絶縁物製のもので構成することができる。そして、ターゲット2は、成膜時にターゲット2を冷却する銅製のバッキングプレート21にインジウムやスズなどのボンディング材を介して接合された状態で絶縁板I1を介して真空チャンバ1に装着される。ターゲット2には、スパッタ電源Eとしての公知の構造のDC電源からの出力が接続され、スパッタリング時、負の電位を持った直流電力(例えば、1〜30kW)が投入されるようにしている。なお、スパッタ電源Eは、ターゲット2が絶縁体であるような場合、高周波電力を投入する高周波電源が用いられる。
The cathode unit C is disposed to face the
磁石ユニット3としては、バッキングプレート21の裏面に平行に設けられる磁性材料製の支持板(ヨーク)31を有し、支持板31の下面には、複数個の永久磁石32がその下側の極性を変えて所定のパターンで配置されている。そして、ターゲット2の下方空間にトンネル状の磁場(図示せず)を発生させ、成膜時、ターゲット2の下方で電離した電子等を捕捉してターゲット2のスパッタ面22から飛散したスパッタ粒子を効率よくイオン化する。なお、永久磁石32に代えて電磁石を用いることができ、また、各永久磁石32の配置については、ターゲット2の形状や面積等に応じて種々の形態を有する公知のものが利用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、支持板31にはモータ33が連結され、モータ33の回転軸34を回転中心として支持板31を所定速度で回転駆動することで、磁場が作用するターゲット2の領域(即ち、ターゲット2が高密度のプラズマと対向する領域)が同一円周(軌道)上で連続して変化するようにしている。
The magnet unit 3 has a support plate (yoke) 31 made of a magnetic material and provided parallel to the back surface of the
また、回転軸34には、回転板35が外挿され、この回転板35には、径方向外方に突出する突片36が取り付けられている。そして、突片36に対応させて光学式センサ37が設けられ、光学式センサ37が突片36を検出するときに、磁石ユニット3が起点位置にあると判断できるようにしている。この場合、起点位置と基板Wのノッチの位置とを相関させて後述の情報を取得するようにしている。
Further, a
真空チャンバ1の底部には、ターゲット2に対向した位置で基板Wを保持するステージ4が絶縁材料I2を介して設けられている。ステージ4の基板載置面たる上面には、図示省略の静電チャックが設けられ、この静電チャックにより基板Wが位置決めされた後、吸着保持される。なお、真空チャンバ1の側壁の内側には防着板5が設けられている。また、上記スパッタ装置Mは、公知のマイクロコンピュータやシーケンサ等を備えた制御手段6を有し、スパッタ電源Eの稼働、マスフローコントローラ12の稼働、モータ33の稼働、真空排気手段の稼働等を統括制御するようにしている。
At the bottom of the vacuum chamber 1,
制御手段6は、詳細は後述するが、情報取得部61と、速度決定部62とを備える。情報取得部61は、例えば、スパッタリング装置SMに基板Wをロード/アンロードするための図外のEFEM(Equipment Front End Module)に設けられた膜厚計と通信可能に構成され、この膜厚計で測定した基板面内における膜厚分布に関する情報を取得できるようにしている。速度決定部62は、取得情報に基づいてモータ34の基準速度からの加速量及び減速量を決定する。なお、膜厚計としては、公知の構造を有するものを用いることができ、例えば、抵抗値の低い金属膜を比較的厚い膜厚で成膜する場合には、渦電流式の膜厚を用いることができ、また、絶縁膜を比較的薄い膜厚で成膜する場合には、分光エリプソメータを用いることができる。他の膜厚計として、レーザ変位計を用いることができる。以下、上記スパッタリング装置SMを用いたスパッタリング方法について説明する。
The control means 6 includes an
先ず、真空チャンバ1内(処理室1a)を所定の真空度まで真空引きし、図外の搬送ロボットにより真空チャンバ1内に基板Wを搬送し、基板ステージ7に基板Wを受け渡し、基板ステージ7のチャックプレートの電極に電圧印加して基板Wを吸着保持する。次いで、スパッタガスたるアルゴンガスを所定流量(例えば、12sccm)で導入して(このときの圧力は0.1Pa)、スパッタ電源Eからターゲット2に例えば、30kWの直流電力を投入することにより、処理室1a内にプラズマ雰囲気を形成すると共に、磁石ユニット3を所定の基準速度(例えば、40rpm)で少なくとも1サイクル(1回転)回転させる。これにより、磁石ユニット3に対向するターゲット2がスパッタされ、これにより生じたスパッタ粒子が飛散して基板W表面に付着、堆積して薄膜が成膜される。成膜済みの基板Wを処理室1aから搬出し、EFEMに設けられた膜厚計により基板Wの周辺部における薄膜の膜厚を測定することで、基板面内における膜厚分布に関する情報が得られる。得られた情報は制御手段6の情報取得部61に送信され、情報取得部61は当該情報を取得する(情報取得工程)。
First, the inside of the vacuum chamber 1 (
次に、磁場が作用する領域が移動する円周を周方向に均等に分割し、夫々分割されたものをゾーンとすると共に、光学式センサ37が突片36を検出した位置を基準ゾーンとする。以下、磁石ユニット3の1回転(360°)の回転運動を15°毎に24個のゾーンに区画する場合を例に説明する。そして、この基準ゾーンでの移動速度を基準速度とし、基準ゾーン以外のゾーン毎に、上記取得情報に基づいて基準速度からの加速量または減速量を決定する(速度決定工程)。ここで、基準ゾーンより膜厚が薄いゾーンでは、磁石ユニット3の移動速度を基準速度から所定値だけ減速することで、磁石ユニット3の滞在時間、ひいては、高密度のプラズマが滞在する時間を長くしてターゲット2がスパッタリングされる量(スパッタレート)を増加させる。また、基準ゾーンより膜厚が厚いゾーンでは、磁石ユニット3の移動速度を基準速度から所定値だけ加速(増速)することで、磁石ユニット3の滞在時間、ひいては、高密度のプラズマが滞在する時間を短くしてターゲット2がスパッタリングされる量(スパッタレート)を減少させる。
Then, the circumference region where magnetic field is applied to move equally divided in the circumferential direction, with the zone that are respectively divided, and the reference zone position
図2に示す例では、基準ゾーンから180°進んだゾーンにおいて、膜厚が厚くなっており、このゾーンの回転速度が最大(例えば、54rpm)になるように、ゾーン毎の加速度及び減速度が決定されている。より具体的には、基準ゾーンから90°進んだゾーンまでは基準速度(例えば、40rpm)で回転し、そこから28.5rpm/secの速度で加速し、基準ゾーンから180°進んだゾーンにて最大速度54rpmになるようにし、そこから28.5rpm/secの速度で減速し、基準ゾーンから270°進んだゾーンにて基準速度に戻るように、1サイクル中の速度が決定される。 In the example shown in FIG. 2, in the zone advanced 180 ° from the reference zone, the film thickness is thick, and the acceleration and deceleration for each zone are set so that the rotational speed of this zone is maximum (for example, 54 rpm). It has been decided. More specifically, it rotates at a reference speed (for example, 40 rpm) from a reference zone to a zone advanced by 90 °, accelerates at a speed of 28.5 rpm / sec from there, and is at a zone advanced 180 ° from a reference zone The speed during one cycle is determined such that the maximum speed is 54 rpm, then the speed is reduced at a speed of 28.5 rpm / sec, and the speed is returned to the reference speed at a zone advanced 270 ° from the reference zone.
尚、全ゾーンの膜厚の平均値(平均膜厚)を求め、この平均膜厚に対する各ゾーンの比率を求め、求めた比率が低いゾーン(すなわち、膜厚が平均膜厚より薄いゾーン)では、磁石ユニット3の速度を基準速度が所定値だけ減速する一方で、求めた比率が高いゾーン(すなわち、膜厚が平均膜厚より厚いゾーン)では、磁石ユニット3の速度を基準速度が所定値だけ加速(増速)するようにしてもよい。各ゾーンにおける速度は、例えば、下式(1)を用いて決定することができる。
各ゾーンの回転速度=基準速度+係数×(各ゾーンの膜厚−平均膜厚)/平均膜厚・・・(1)
In addition, the average value (average film thickness) of the film thickness of all the zones is determined, the ratio of each zone to the average film thickness is determined, and in the zone where the determined ratio is low (that is, the zone whose film thickness is thinner than the average film thickness) While the reference speed decelerates the speed of the magnet unit 3 by a predetermined value, the reference speed of the magnet unit 3 is a predetermined value in a zone where the calculated ratio is high (that is, a zone where the film thickness is thicker than the average film thickness) Only acceleration (acceleration) may be made. The velocity in each zone can be determined, for example, using the following equation (1).
Rotation speed of each zone = reference speed + coefficient × (film thickness of each zone−average film thickness) / average film thickness (1)
上式(1)では、1つの係数を用いているが、各ゾーンで係数を設けるようにしてもよい。この場合、磁石ユニット3の基準速度を2条件以上(例えば、低速、中速、高速の3条件)設定し、各ゾーンにおいて磁石ユニットの回転速度と膜厚との相関値を求めることで、係数の精度を高めることができる。 Although one coefficient is used in the above equation (1), the coefficient may be provided in each zone. In this case, the reference speed of the magnet unit 3 is set to two conditions or more (for example, three conditions of low speed, medium speed and high speed), and the correlation value between the rotation speed of the magnet unit and the film thickness is obtained in each zone. Accuracy can be increased.
このようにモータ33の速度を決定した後、次に処理する基板Wを真空チャンバ1内に搬送して基板ステージ4上に吸着保持し、上記と同様の条件で、アルゴンガスを導入し、ターゲット2に電力投入することにより、処理室1a内にプラズマ雰囲気を形成すると共に、上記決定された速度で磁石ユニット3を回転運動させる。
After the speed of the
以上説明した上記実施形態によれば、情報取得工程で取得した情報を基に、基準ゾーンより膜厚の厚いゾーンでは、磁石ユニット3の移動速度を基準速度から所定値だけ増速させることで、磁石ユニット3の滞在時間、ひいては、高密度のプラズマが滞在する時間が短くなってターゲット2がスパッタリングされる量(スパッタレート)が低下する一方で、基準ゾーンより膜厚の薄いゾーンでは、磁石ユニット3の移動速度を基準速度から所定値だけ減速されることで、磁石ユニット3の滞在時間、ひいては、高密度のプラズマが滞在する時間を長くなってターゲット2がスパッタリングされる量(スパッタレート)が増加される。従って、予め取得した情報から、1サイクルおける磁場が作用する領域の滞在時間をゾーン毎に変化させて膜厚分布の再調整を行うことができる。この場合、真空チャンバ1を殊更大気開放する必要はない。
According to the above-described embodiment, the moving speed of the magnet unit 3 is increased by a predetermined value from the reference speed in a zone thicker than the reference zone based on the information acquired in the information acquiring step. While the residence time of the magnet unit 3 and hence the time for which the high density plasma stays is shortened and the amount of sputtering of the target 2 (sputtering rate) decreases, in the zone thinner than the reference zone, the magnet unit By decelerating the moving speed of 3 by a predetermined value from the reference speed, the residence time of the magnet unit 3 and, consequently, the time for which the high density plasma stays is extended and the amount by which the
次に、上記スパッタリング装置SMを用い、本発明の効果を確認するために実験を行った。基板Wをφ300mmのシリコンウエハとし、処理室1a内のステージ処理室1a内にアルゴンガスを12sccm導入し(このときの圧力は0.1Pa)、アルミニウム製のターゲット2に対し直流電力を30kW投入してプラズマ雰囲気を形成し、磁石ユニット3を40rpmの等速で回転させながらターゲット2をスパッタして基板W表面にアルミニウム膜を成膜した。基板面内の周方向における膜厚分布を測定した結果を図3に示す(測定点はエッジから3mm)。これによれば、最大膜厚が41.3nmであり、最小膜厚が39.7nmであり、両膜厚差が1.6nmであった。この膜厚分布を基に、次のように24個のゾーン毎の速度を決定した。すなわち、突片36が検出される基準ゾーンから基準速度(40rpm)で回転し、突片36の検出から0.35秒後に28.5rpmの加速度で加速して53.7rpmまで加速し、その後、28.5rpmの減速度で基準速度まで減速するように決定した。このように決定した速度でモータ33を回転させながら成膜し、成膜したものを発明品とした。この発明品について、基板面内の周方向における膜厚分布を測定した結果を図4に示す。これによれば、膜厚が略均一となるように膜厚分布を再調整できることが判った。尚、突片36の検出から0.5秒後に28.5rpmの加速度で加速した(すなわち、意図的に加速タイミングをずらした)点を除き、上記発明品と同様の条件にて成膜したものを比較品とした。この比較品について、基板面内の周方向における膜厚分布を測定した結果を図5に示す。これによれば、異なる膜厚分布が得られるものの、発明品と比べて膜厚の面内分布が悪いことが確認された。
Next, experiments were conducted to confirm the effects of the present invention using the sputtering apparatus SM. A substrate W is a silicon wafer of 300 mm in diameter, 12 sccm of argon gas is introduced into the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではない。上記実施形態では、膜厚に基づいて磁石ユニット3の速度を決定する場合を例に説明したが、膜厚と相関のある情報に基づいて磁石ユニット3の速度を決定してもよい。例えば、ターゲット2へ一定の投入電力を投入したときにターゲット2に印加されるターゲット電圧をゾーン毎に測定し、測定したターゲット電圧に基づいて磁石ユニット3の速度を決定してもよい。この場合、ゾーン毎に対応するターゲット電圧を取得し、基準ゾーンを含む全ゾーンのターゲット電圧の平均値(平均電圧)を求め、各ゾーンに対応付けたターゲット電圧の平均電圧に対する比率を求めるように構成することができる。求めた比率が高いゾーンでは、磁石ユニット3の速度が遅くなるように、また、求めた比率が低いゾーンでは、磁石ユニット3の速度の速度が速くなるように、基準速度からの加速量または減速量を決定すればよい(速度決定工程)。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said thing. Although the case where the velocity of the magnet unit 3 is determined based on the film thickness has been described as an example in the above embodiment, the velocity of the magnet unit 3 may be determined based on information correlated with the film thickness. For example, the target voltage applied to the
また、上記実施形態では、ターゲット2が平面視円形であり、磁石ユニット3を回転移動させる場合について説明したが、ターゲットが平面視矩形であり、ターゲットのスパッタ面に沿う方向をX方向及びY方向とし、磁石ユニットをX方向及びY方向の少なくとも一方に平行移動させる場合にも本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the
1…真空チャンバ、W…基板、2…ターゲット、22…スパッタ面、3…磁石ユニット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vacuum chamber, W ... Substrate, 2 ... Target, 22 ... Sputter surface, 3 ... Magnet unit.
Claims (3)
ターゲットのスパッタリングされる面をスパッタ面、スパッタ面側を下、スパッタ面に沿う直交2方向をX方向及びY方向とし、成膜中、ターゲットの上方に配置された磁石ユニットによりスパッタ面に局所的に磁場を作用させると共に、磁石ユニットを回転軸回りに回転させることで、磁場が作用する領域が起点からスパッタ面の中心を内包する同一円周上を移動して当該起点に戻るサイクルを少なくとも1回以上行うものにおいて、
1サイクルの間、磁石ユニットを所定の基準速度で等速移動させて基板表面に薄膜を成膜し、基板面内における膜厚分布に関する情報を取得する情報取得工程と、
1サイクルにて、磁場が作用する領域が移動する円周を複数のゾーンに周方向に区画し、少なくとも一つのゾーンを基準ゾーンとし、この基準ゾーン以外のゾーン毎に、上記取得情報に基づいて基準速度からの加速量または減速量を決定する速度決定工程とを有し、
速度決定工程で決定した1サイクル中のゾーン毎の速度でターゲットに対して磁石ユニットを移動させて成膜することを特徴とするスパッタリング方法。 A substrate to be processed and a target having an outer size slightly larger than the substrate are disposed in a vacuum chamber in a stationary opposing manner, a sputtering gas is introduced, power is supplied to the target, and the target is sputtered to deposit a thin film on the substrate surface. A sputtering method for forming a film;
The sputtered surface of the target is the sputtered surface, the sputtered surface side is downward, the two orthogonal directions along the sputtered surface are the X direction and the Y direction, and the film is locally deposited on the sputtered surface by the magnet unit disposed above the target. with the action of magnetic field, the flow returns to magnet unit is rotated around the rotation axis, to the origin by moving on the same circumference area magnetic field acts containing the center of the sputtering surface from the origin cycle For those who perform at least once
An information acquisition step of forming a thin film on a substrate surface by moving a magnet unit at a predetermined reference speed for one cycle, and acquiring information on film thickness distribution in the substrate surface;
Boiled one cycle, the circumference region where magnetic field is applied to move is divided into a plurality of zones in the circumferential direction, a reference zone at least one zone, each zone other than the reference zone, based on the obtained information And determining the amount of acceleration or deceleration from the reference speed.
Sputtering method characterized by forming a film of the magnet unit is moved to the target at a velocity of each zone in one cycle determined by the rate determining step.
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---|---|---|---|
JP2014133868A JP6425431B2 (en) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | Sputtering method |
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