JP7229016B2 - Film forming apparatus, film forming method, and electronic device manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、成膜装置、成膜方法、および電子デバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus, a film forming method, and an electronic device manufacturing method.
基板や基板上に形成された積層体などの成膜対象物に、金属や金属酸化物などの材料からなる薄膜を形成する方法として、スパッタ法が広く知られている。スパッタ法によって成膜を行う成膜装置は、真空チャンバ内において、成膜材料からなるターゲットと成膜対象物とを対向させて配置した構成を有している。ターゲットに電圧を印加するとターゲットの近傍にプラズマが発生し、電離した不活性ガス元素がターゲット表面に衝突することでターゲット表面からスパッタ粒子が放出され、放出されたスパッタ粒子が成膜対象物に堆積して成膜される。また、ターゲットの背面(円筒形のターゲットの場合にはターゲットの内側)にマグネットを配置し、発生する磁場によってカソード近傍の電子密度を高くして効率的にスパッタする、マグネトロンスパッタ法も知られている。 A sputtering method is widely known as a method for forming a thin film made of a material such as a metal or a metal oxide on a film-forming object such as a substrate or a laminate formed on the substrate. 2. Description of the Related Art A film forming apparatus that forms a film by a sputtering method has a configuration in which a target made of a film forming material and an object to be film formed face each other in a vacuum chamber. When a voltage is applied to the target, plasma is generated in the vicinity of the target, and the ionized inert gas elements collide with the target surface. Then, a film is formed. Also known is the magnetron sputtering method, in which a magnet is placed behind the target (inside the target in the case of a cylindrical target) and the generated magnetic field increases the electron density near the cathode for efficient sputtering. there is
従来のこの種の成膜装置としては、例えば、特許文献1に記載のようなものが知られている。特許文献1の成膜装置は、ターゲットを成膜対象物の成膜面に対して平行移動させて成膜する。
As a conventional film forming apparatus of this type, for example, the apparatus described in
ここで、成膜装置のチャンバ内の圧力は均一ではない場合がある。すなわち、スパッタガスを導入するガス導入口の付近では圧力が高く、真空ポンプに接続される排気口の付近では圧力が低い、というように、チャンバ内の圧力分布が不均一となる場合がある。特許文献1のようにチャンバ内でカソードを移動させながらスパッタリングを行うと、ターゲットの表面からスパッタ粒子が放出されるスパッタリング領域もチャンバに対して移動する。そのため、上述のようにチャンバ内の圧力分布が不均一な条件下でスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行うと、スパッタリング領域の周辺の圧力がスパッタリングプロセスの間に変化する。スパッタ粒子の平均自由行程は圧力に反比例し、分子密度が低く圧力が低い領域では長く、分子密度が高く圧力が高い領域では短いため、圧力が異なると成膜レートが変化してしまう。その結果、成膜の品質低下、例えば膜厚や膜質のムラなどが生じるおそれがある。しかし、特許文献1には、チャンバ内のスパッタガスの圧力分布に応じた成膜の制御については記載されていない。
Here, the pressure inside the chamber of the film forming apparatus may not be uniform. That is, the pressure distribution in the chamber may become non-uniform such that the pressure is high near the gas inlet for introducing the sputtering gas and low near the exhaust port connected to the vacuum pump. When sputtering is performed while moving the cathode within the chamber as in
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、不均一な圧力分布を有するチャンバ内においてスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行う場合でも、スパッタリングの品質低下を抑制することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress quality deterioration of sputtering even when sputtering is performed while moving the sputtering region in a chamber having a non-uniform pressure distribution. .
本発明の一側面としての成膜装置は、成膜対象物およびターゲットが内部に配置されるチャンバと、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、を有し、前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、前記移動手段は、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が高いほど前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
また、本発明の一側面としての成膜装置は、成膜対象物およびターゲットが内部に配置されるチャンバと、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、を有し、前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、前記移動手段は、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が第1の圧力であるときに前記スパッタリング領域を第1の速度で移動させ、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が前記第1の圧力よりも高い第2の圧力であるときに前記スパッタリング領域を前記第1の速度よりも小さい第2の速度で移動させるように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
A film forming apparatus as one aspect of the present invention includes a chamber in which a film forming object and a target are arranged, and a moving means for moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber. and depositing the sputtered particles on the film-forming object while moving the sputtering area by the moving means, wherein the moving means has a high pressure in the vicinity of the sputtering area. The moving speed of the sputtering region is changed according to the pressure in the vicinity of the sputtering region so that the moving speed of the sputtering region decreases as much as possible.
In addition, a film forming apparatus as one aspect of the present invention includes a chamber in which a film forming object and a target are arranged, a moving means for moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber, and depositing the sputtered particles on the film-forming target object while moving the sputtering area by the moving means, wherein the moving means is a pressure in the vicinity of the sputtering area is a first pressure, moving the sputtering region at a first velocity when the pressure proximate the sputtering region is a second pressure higher than the first pressure, moving the sputtering region to the The moving speed of the sputtering region is changed according to the pressure in the vicinity of the sputtering region so as to move at a second speed that is smaller than the first speed.
本発明の一側面としての成膜装置は、成膜対象物およびターゲットが内部に配置されるチャンバであって、気体を前記チャンバから排出する排気口を備えるチャンバと、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、を有し、前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、前記移動手段は、前記スパッタリング領域と前記排気口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を大きくするように、前記スパッタリング領域と前記排気口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
また、本発明の一側面としての成膜装置は、成膜対象物およびターゲットが内部に配置されるチャンバであって、気体を前記チャンバから排出する排気口と前記気体を前記チャンバ内に導入する導入口とを備えるチャンバと、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、を有し、前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、前記移動手段は、前記スパッタリング領域と前記導入口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域と前記導入口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
A film formation apparatus as one aspect of the present invention is a chamber in which a film formation object and a target are arranged, the chamber having an exhaust port for discharging gas from the chamber, and sputtering particles generated from the target. and a moving means for moving the sputtering area within the chamber, wherein the moving means moves the sputtering area while depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film. The moving means adjusts the moving speed of the sputtering region according to the positional relationship between the sputtering region and the exhaust port so that the closer the sputtering region and the exhaust port are, the faster the moving speed of the sputtering region is. is characterized by changing
Further, a film forming apparatus as one aspect of the present invention is a chamber in which an object to be film-formed and a target are arranged, and an exhaust port for discharging a gas from the chamber and an exhaust port for introducing the gas into the chamber. and moving means for moving within the chamber a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target, wherein the moving means moves the sputtering region while the sputtered particles are formed. A film forming apparatus for depositing a film on a film target, wherein the moving means moves the sputtering region and the sputtering region so that the moving speed of the sputtering region decreases as the introduction port is closer to the sputtering region. The moving speed of the sputtering region is changed according to the positional relationship of the inlets.
本発明の一側面としての成膜方法は、成膜対象物とターゲットが配置されたチャンバを用いた成膜方法であって、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が高いほど前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
また、本発明の一側面としての成膜方法は、成膜対象物とターゲットが配置されたチャンバを用いた成膜方法であって、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が第1の圧力であるときに前記スパッタリング領域を第1の速度で移動させ、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が前記第1の圧力よりも高い第2の圧力であるときに前記スパッタリング領域を前記第1の速度よりも小さい第2の速度で移動させるように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
A film formation method as one aspect of the present invention is a film formation method using a chamber in which a film formation object and a target are arranged, wherein a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target is moved within the chamber. and a film forming step of depositing the sputtered particles on the film forming object to form a film, and in the film forming step , the higher the pressure in the vicinity of the sputtering region, the lower the moving speed of the sputtering region. Secondly, the moving speed of the sputtering area is changed according to the pressure in the vicinity of the sputtering area.
A film formation method as one aspect of the present invention is a film formation method using a chamber in which a film formation object and a target are arranged, wherein a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target is formed in the chamber. a film-forming step of depositing the sputtered particles on the object to be film-formed while moving the film-forming object, wherein in the film-forming step, the sputtering is performed when the pressure in the vicinity of the sputtering region is a first pressure; moving the region at a first velocity and moving the sputtering region at a second velocity less than the first velocity when the pressure proximate the sputtering zone is a second pressure greater than the first pressure; The moving speed of the sputtering area is changed according to the pressure in the vicinity of the sputtering area so that the moving speed of the sputtering area is changed.
本発明の一側面としての成膜方法は、成膜対象物とターゲットが配置されたチャンバであって、気体を前記チャンバから排出する排気口を備える前記チャンバを用いた成膜方法であって、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記スパッタリング領域と前記排気口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を大きくするように、前記スパッタリング領域と前記排気口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
また、本発明の一側面としての成膜方法は、成膜対象物とターゲットが配置されたチャンバであって、気体を前記チャンバから排出する排気口と前記気体を前記チャンバ内に導入する導入口とを備える前記チャンバを用いた成膜方法であって、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記スパッタリング領域と前記導入口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域と前記導入口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
A film formation method as one aspect of the present invention is a film formation method using a chamber in which an object to be film-formed and a target are arranged and which is provided with an exhaust port for discharging gas from the chamber, a film forming step of depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber; The moving speed of the sputtering region is changed according to the positional relationship between the sputtering region and the exhaust port so that the moving speed of the sputtering region increases as the exhaust port is closer to the exhaust port .
In addition, a film forming method as one aspect of the present invention is a chamber in which a film-forming object and a target are arranged, an exhaust port for discharging a gas from the chamber and an introduction port for introducing the gas into the chamber. wherein a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target is moved within the chamber, and the sputtered particles are deposited on the film-forming object to form a film. In the film forming step, the moving speed of the sputtering region is decreased as the sputtering region and the introduction port are closer to each other, according to the positional relationship between the sputtering region and the introduction port. It is characterized by changing the moving speed of the sputtering region.
本発明の一側面としての電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの製造方法であって、成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するようにチャンバ内に配置する工程と、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が高いほど前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
また、本発明の一側面としての電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの製造方法であって、成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するようにチャンバ内に配置する工程と、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が第1の圧力であるときに前記スパッタリング領域を第1の速度で移動させ、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が前記第1の圧力よりも高い第2の圧力であるときに前記スパッタリング領域を前記第1の速度よりも小さい第2の速度で移動させるように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
A method of manufacturing an electronic device according to one aspect of the present invention is a method of manufacturing an electronic device, comprising the steps of arranging an object to be film-formed and a target in a chamber so as to face the object to be film-formed; a film forming step of depositing the sputtered particles on the object to be film-formed to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from a target within the chamber; The moving speed of the sputtering region is changed according to the pressure near the sputtering region so that the moving speed of the sputtering region decreases as the pressure in the vicinity increases .
Further, a method of manufacturing an electronic device as one aspect of the present invention is a method of manufacturing an electronic device, comprising the step of arranging an object to be film-formed and a target in a chamber so as to face the object to be film-formed. forming a film by depositing the sputtered particles on the film-forming object while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber; moving the sputtering region at a first velocity when the pressure proximate the region is a first pressure, and when the pressure proximate the sputtering region is a second pressure higher than the first pressure; The moving speed of the sputtering region is changed according to the pressure in the vicinity of the sputtering region so that the sputtering region is moved at a second speed that is smaller than the first speed.
本発明の一側面としての電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの製造方法であって、成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するように、気体を排出する排気口を備えるチャンバ内に配置する工程と、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記スパッタリング領域と前記排気口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を大きくするように、前記スパッタリング領域と前記排気口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
また、本発明の一側面としての電子デバイスの製造方法は、電子デバイスの製造方法であって、成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するように、気体をチャンバから排出する排気口と前記気体を前記チャンバ内に導入する導入口とを備える前記チャンバ内に配置する工程と、前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、前記成膜工程では、前記スパッタリング領域と前記導入口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域と前記導入口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させることを特徴とする。
A method of manufacturing an electronic device as one aspect of the present invention is a method of manufacturing an electronic device, comprising a film-forming object and an exhaust port for discharging a gas so that a target faces the film-forming object. and a film forming step of depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber, In the film forming step, the moving speed of the sputtering region is changed according to the positional relationship between the sputtering region and the exhaust port so that the moving speed of the sputtering region increases as the sputtering region and the exhaust port are closer. It is characterized by
Further, a method for manufacturing an electronic device as one aspect of the present invention is a method for manufacturing an electronic device, wherein gas is discharged from a chamber so that a film-forming object and a target face the film-forming object. disposing in the chamber having an exhaust port and an inlet for introducing the gas into the chamber; a film forming step of depositing on a film-forming object to form a film, wherein in the film forming step, the closer the sputtering region and the introduction port, the smaller the moving speed of the sputtering region and the sputtering region. The moving speed of the sputtering area is changed according to the positional relationship of the inlets.
本発明によれば、不均一な圧力分布を有するチャンバ内においてスパッタリング領域を移動させながらスパッタリングを行う場合でも、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。 According to the present invention, deterioration of sputtering quality can be suppressed even when sputtering is performed while moving the sputtering region in a chamber having a non-uniform pressure distribution.
以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲はそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成およびソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Embodiments of the present invention are described in detail below. However, the following embodiments merely exemplify preferred configurations of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to those configurations. In addition, unless otherwise specified, the scope of the present invention is limited only to the hardware configuration and software configuration of the device, processing flow, manufacturing conditions, dimensions, materials, shapes, etc., in the following description. It's not intended.
本発明は、基板等の成膜対象物に薄膜、特に無機薄膜を形成するために好適である。本発明は、成膜装置およびその制御方法、成膜方法としても捉えられる。本発明はまた、電子デバイスの製造装置や電子デバイスの製造方法としても捉えられる。本発明はまた、制御方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitable for forming a thin film, particularly an inorganic thin film, on a film-forming object such as a substrate. The present invention can also be regarded as a film forming apparatus, its control method, and a film forming method. The present invention can also be regarded as an electronic device manufacturing apparatus and an electronic device manufacturing method. The present invention can also be regarded as a program that causes a computer to execute the control method, and a storage medium that stores the program. The storage medium may be a non-transitory computer-readable storage medium.
[実施形態1]
図面を参照して、実施形態1の成膜装置1の基本的な構成について説明する。成膜装置1は、半導体デバイス、磁気デバイス、電子部品などの各種電子デバイスや、光学部品などの製造において基板(基板上に積層体が形成されているものも含む)上に薄膜を堆積形成するために用いられる。より具体的には、成膜装置1は、発光素子や光電変換素子、タッチパネルなどの電子デバイスの製造において好ましく用いられる。中でも、本実施形態に係る成膜装置1は、有機EL(ErectroLuminescence)素子などの有機発光素子や、有機薄膜太陽電池などの有機光電変換素子の製造において特に好ましく用いられる。本発明における電子デバイスは、発光素子を備えた表示装置(例えば有機EL表示装置)や照明装置(例えば有機EL照明装置)、光電変換素子を備えたセンサ(例えば有機CMOSイメージセンサ)も含むものである。
[Embodiment 1]
A basic configuration of the
<有機EL素子>
図7は、有機EL素子の一般的な層構成を模式的に示している。図7に示す一般的な有機EL素子は、基板(成膜対象物6)に陽極601、正孔注入層602、正孔輸送層603、有機発光層604、電子輸送層605、電子注入層606、陰極607がこの順番に成膜された構成である。本実施形態に係る成膜装置1は、有機膜上に、スパッタリングによって、電子注入層や電極(陰極)に用いられる金属や金属酸化物等の積層被膜を成膜する際に好適に用いられる。また、有機膜上への成膜に限定されず、金属材料や酸化物材料等のスパッタで成膜可能な材料の組み合わせであれば、多様な面に積層成膜が可能である。さらに、本発明は金属材料や酸化物材料による成膜に限定されず、有機材料による成膜にも適用可能である。成膜の際に所望のマスクパターンを有するマスクを用いることにより、成膜される各層を任意に構成できる。
<Organic EL element>
FIG. 7 schematically shows a general layer structure of an organic EL element. A general organic EL element shown in FIG. , and the
<装置構成>
図1(a)は、本実施形態の成膜装置1の構成を示す模式図である。成膜装置1は、基板である成膜対象物6を内部に収容可能である。成膜装置1は、ターゲット2が内部に配置されるチャンバ10と、チャンバ10内の、ターゲット2を介して成膜対象物6と対向する位置に配置される磁石ユニット3と、を有している。この実施形態では、ターゲット2は円筒形状であり、内部に配置される磁石ユニット3と共に、成膜源として機能する回転カソードユニット8(以下、単に「カソードユニット8」と称することがある)を構成
している。なお、ここで言う「円筒形」とは、数学的に厳密な円筒形のみを意味するのではなく、母線が直線ではなく曲線であるものや、中心軸に垂直な断面が数学的に厳密な「円」ではないものも含む。すなわち、本発明におけるターゲット2は、中心軸を軸に回転可能な略円筒形状であればよい。
<Device configuration>
FIG. 1(a) is a schematic diagram showing the configuration of a
成膜が行われる前に、成膜対象物6がマスク6bとアライメントされホルダ6aにより保持される。ホルダ6aは、成膜対象物6を静電気力によって吸着保持するための静電チャックを備えていてもよく、成膜対象物6を挟持するクランプ機構を備えていてもよい。また、ホルダ6aは、成膜対象物6の背面からマスク6bを引き寄せるためのマグネット板を備えていてもよい。成膜工程においては、カソードユニット8のターゲット2が、その回転中心軸を中心に回転しながら、回転中心軸に対して直交方向に移動する。一方、磁石ユニット3は、ターゲット2と異なり回転せず、常にターゲット2の成膜対象物6と対向する表面側に漏洩磁場を生成し、ターゲット2の近傍の電子密度を高くしてスパッタする。この漏洩磁場が生成される領域が、スパッタ粒子が発生するスパッタリング領域A1である。ターゲット2のスパッタリング領域A1が、カソードユニット8の移動と共にチャンバ10に対して移動することで、成膜対象物6の全体に順次成膜が行われる。ここでは磁石ユニット3は回転しないものとしたが、これに限定はされず、磁石ユニット3も回転または揺動してもよい。
Before film formation is performed, the
ホルダ6aに保持された成膜対象物6は、チャンバ10の天井壁10d側に水平に配置されている。成膜対象物6は、例えば、チャンバ10の側壁に設けられた一方のゲートバルブ17から搬入されて成膜され、成膜後、チャンバ10の他方の側壁に設けられたゲートバルブ18から搬出される。図では、成膜対象物6の成膜面が重力方向下方を向いた状態で成膜が行われるデポアップの構成となっている。しかし、成膜対象物6がチャンバ10の底面側に配置されてその上方にカソードユニット8が配置され、成膜対象物6の成膜面が重力方向上方を向いた状態で成膜が行われる、デポダウンの構成であってもよい。あるいは、成膜対象物6が垂直に立てられた状態、すなわち、成膜対象物6の成膜面が重力方向と平行な状態で成膜が行われる構成であってもよい。また、成膜対象物6は、ゲートバルブ17および18のいずれか一方からチャンバ10に搬入されて成膜され、成膜後、搬入の際に通過したゲートバルブから搬出されてもよい。
The film-forming
図1(a)で示したように、本実施形態では、チャンバ10のX軸方向の両端部にガス導入手段16(後述)と接続される導入口41,42が配置され、中央部に排気手段15(後述)と接続される排気口5が配置されている。
As shown in FIG. 1(a), in this embodiment,
図1(b)は、図1(a)の成膜装置1を別の方向から見た側面図である。カソードユニット8は、両端が移動台230上に固定されたサポートブロック210とエンドブロック220によって支持されている。カソードユニット8の円筒形状のターゲット2は回転可能であり、その内部の磁石ユニット3は固定状態で支持されている。
FIG. 1(b) is a side view of the
移動台230は、リニアベアリング等の搬送ガイド240を介して、一対の案内レール250に沿って移動可能に支持されている。カソードユニット8は、その回転軸NをY軸方向に延伸した状態で、回転軸を中心に回転しながら、成膜対象物6に対向する移動領域内を、案内レール250に沿って移動する(図1(a)の白抜き矢印)。
The moving table 230 is movably supported along a pair of
ターゲット2は、回転手段であるターゲット駆動装置11によって回転駆動される。ターゲット駆動装置11としては、モータ等の駆動源を有し、動力伝達機構を介してターゲット2に動力を伝達する一般的な駆動機構を利用できる。ターゲット駆動装置11は、サポートブロック210またはエンドブロック220に搭載されていてもよい。
The
移動台230は、移動台駆動装置12によって、案内レール250に沿って駆動される。本実施形態では、移動台230が移動することによってターゲット2を含むカソードユニット8がチャンバ10内で移動し、これに伴ってスパッタリング領域A1がチャンバ10内で移動する。したがって、本実施形態における移動台駆動装置12は、スパッタリング領域A1をチャンバ10内で移動させる移動手段であり、移動台230の移動速度はカソードユニット8の移動速度となる。また、磁石ユニットがカソードユニット8に対して固定されているときには、移動台230の移動速度はスパッタリング領域A1の移動速度となる。詳しくは後述するが、本実施形態では、移動手段が、スパッタリング領域A1の近傍の圧力に応じて、スパッタリング領域A1の移動速度を変化させる。移動台駆動装置12については、回転モータの回転運動を駆動力に変換するボールねじ等を用いたねじ送り機構、リニアモータ等、公知の種々の運動機構を用いることができる。図示例の移動台駆動装置12は、ターゲットの長手方向(Y軸方向)と交差する方向(X軸方向)にターゲットを移動させる。前記スパッタリング領域を移動させる移動台230のターゲット移動方向の前後に防着板261,262を設けてもよい。なお、案内レール250や移動台230、制御部14を移動手段に含めて考えてもよい。
The
ターゲット2は、成膜対象物6に成膜を行う成膜材料の供給源として機能する。ターゲット2の材質として例えば、Cu、Al、Ti、Mo、Cr、Ag、Au、Niなどの金属単体、あるいは、それらの金属元素を含む合金または化合物が挙げられる。あるいは、ITO、IZO、IWO、AZO、GZO、IGZOなどの透明導電酸化物であってもよい。これらの成膜材料が形成された層の内側には、別の材料からなるバッキングチューブ2aの層が形成されている。バッキングチューブ2aには、ターゲットホルダ(不図示)を介して電源13が接続される。このとき、ターゲットホルダ(不図示)およびバッキングチューブ2aは、電源13から印加されるバイアス電圧(例えば、負電圧)をターゲット2に印加するカソードとして機能する。ただし、バッキングチューブを設けずに、バイアス電圧をターゲットそのものに印加してもよい。なお、チャンバ10は接地されている。
The
磁石ユニット3は、成膜対象物6に向かう方向に磁場を形成する。図2に示すように、磁石ユニット3は、カソードユニット8の回転軸と平行方向に延びる中心磁石31と、中心磁石31を取り囲む中心磁石31とは異極の周辺磁石32と、ヨーク板33とを備えている。なお、中心磁石31は、カソードユニット8の移動方向と交差する方向に延びているということもできる。周辺磁石32は、中心磁石31と平行に延びる一対の直線部32a,32bと、直線部32a,32bの両端を連結する転回部32c,32dとによって構成されている。磁石ユニット3によって形成される磁場は、中心磁石31の磁極から、周辺磁石32の直線部32a,32bへ向けてループ状に戻る磁力線を有している。これにより、ターゲット2の表面近傍には、ターゲット2の長手方向に延びたトロイダル型の磁場のトンネルが形成される。この磁場によって、電子が捕捉され、ターゲット2の表面近傍にプラズマを集中させ、スパッタリングの効率が高められている。この磁石ユニットの磁場が漏れるターゲット2の表面の領域が、図1(a)においてスパッタ粒子が発生するスパッタリング領域A1として示される。スパッタリング領域A1の近傍のガス圧力がスパッタ粒子の飛翔距離に影響する。なお、スパッタリング領域A1の近傍の範囲は、必ずしも距離によって限定されるものではなく、求められる成膜の精度に与える影響に応じて適宜規定してよい。
The
チャンバ10には、ガス導入手段16および排気手段15が接続されている。ガス導入手段16および排気手段15は圧力調整手段として機能し、制御部14の制御を受けてスパッタガスの導入や排気を行うことで、チャンバ内部の圧力を調整したり、チャンバ内部を所定の圧力に維持したりする。スパッタガスは、例えば、アルゴン等の不活性ガスや酸素や窒素等の反応性ガスである。本実施形態のガス導入手段16は、チャンバ10の両側
部に設けられた導入口41,42を通じてスパッタガスを導入する。また、真空ポンプ等の排気手段15は、排気口5を通じてチャンバ10の内部から外部へ気体を排出して排気を行う。
Gas introduction means 16 and exhaust means 15 are connected to the
ガス導入手段16は、ガスボンベ等の供給源と、供給源と導入口41,42を接続する配管系と、配管系に設けられる各種真空バルブ、マスフローコントローラ等から構成されている。ガス導入手段16は、マスフローコントローラの流量制御弁によって、ガス導入量を調整可能となっている。流量制御弁は、電磁弁等の、電気的に制御可能な構成となっている。なお、導入口41,42を配置する位置は、チャンバの両側壁に限定されず、一方の側壁でもよいし、底壁や天井壁でもよい。また、配管がチャンバ内に延びて、導入口がチャンバ10内に開口していてもよい。また、各側壁の導入口41,42は、それぞれターゲット2の長手方向(Y軸方向)に複数配置されてもよい。
The gas introduction means 16 includes a supply source such as a gas cylinder, a piping system connecting the supply source and the
排気手段15は、真空ポンプと、真空ポンプと排気口5を接続する配管系と、配管系に設置されるコンダクタンスバルブ等の電気的に制御可能な流量制御弁を含み、制御弁によって排気量を調整可能な構成である。排気口5を配置する位置は、図示例のような底壁の中央部に限定されず、底壁の端部(側壁寄りの位置)でもよいし、側壁でもよいし、天井壁でもよい。また、配管がチャンバ内に延びて、排気口5がチャンバ10内に開口していてもよい。
The exhaust means 15 includes a vacuum pump, a piping system connecting the vacuum pump and the
図示例では、導入口41,42は、カソードユニット8が移動する移動領域の始端側の側壁10bと、終端側の側壁10aに設けられ、排気口5は移動台の移動領域の中央位置の底壁10c側に設けられている。成膜工程(スパッタ工程)においては、スパッタガスを導入口4から導入しつつ、かつ、排気口5から排気しながら、成膜を行う。
In the illustrated example, the
成膜装置1は、移動台230に設けられ、カソードユニット8の近傍の圧力を取得可能な圧力センサ7を有している。すなわち、成膜装置1は、カソードユニット8とともに移動可能な圧力センサ7を有している。換言すれば、圧力センサ7はスパッタリング領域A1とともに移動可能である。圧力センサ7を圧力取得手段だと考えてもよいし、圧力センサと制御部14を含めて圧力取得手段だと考えてもよい。圧力センサ7は取得した圧力値を制御部14に送信する。圧力センサ7としては、キャパシタンスマノメータ等の隔膜真空計、ピラニ真空計や熱電対真空計等の熱伝導式真空計、水晶摩擦真空計等の各種真空計が利用可能である。なお、圧力センサ7はスパッタリング領域近傍の圧力を測定できればよい。よって、圧力センサを防着板261,262に設置してもよい。また、チャンバ内部に複数の圧力センサを設置しておき、移動台230の位置情報に応じて最も近くにある圧力センサの測定値を取得してもよい。このとき、複数の圧力センサ7は、カソードユニット8の移動経路に沿って並んで配置されていることが好ましい。圧力センサ7をチャンバ内部に設置する場合、スパッタリング領域と略同一の高さに設置することが好ましい。
The
<成膜方法>
次に、成膜装置1を用いた成膜方法について説明する。本実施形態に係る成膜方法は、成膜工程(スパッタ工程)を含む。成膜工程では、制御部14にて、ターゲット駆動装置11を駆動させてターゲット2を回転させ、電源13からターゲット2にバイアス電圧を印加する。ターゲット2を回転させながらターゲット2にバイアス電圧を印加するとともに、移動台駆動装置12を駆動し、移動領域の始端から終端に向かってカソードユニット8を移動させる。ターゲット2にバイアス電圧が印加されると、成膜対象物6に対向するターゲット2の表面近傍にプラズマが集中して生成され、プラズマ中の陽イオン状態のガスイオンがターゲット2をスパッタし、飛散したスパッタ粒子が成膜対象物6に堆積する。カソードユニット8の移動に伴って、カソードユニット8の移動方向上流側から下流側に向けて順次、スパッタ粒子は堆積される。これにより成膜対象物上に成膜がなされる。
本実施形態では、成膜工程においてスパッタリング領域A1を移動させつつ、スパッタリング領域A1の近傍の圧力に応じてスパッタリング領域A1の移動速度を制御する。
<Deposition method>
Next, a film forming method using the
In this embodiment, while moving the sputtering area A1 in the film forming process, the moving speed of the sputtering area A1 is controlled according to the pressure in the vicinity of the sputtering area A1.
<移動速度制御>
次に、本実施形態に係る成膜装置1による成膜工程中の移動速度制御について図面を参照して説明する。図3は、移動速度変更の流れを示すフローチャートである。
<Movement speed control>
Next, movement speed control during the film forming process by the
成膜処理開始後、ステップS101において、制御部14は、圧力センサ7から圧力値を取得する。これにより、制御部14は、スパッタリング領域A1の近傍の圧力の情報を取得する。
After starting the film forming process, the
ステップS102において、制御部14は、記憶部(不図示)に記憶されたテーブルや数式を参照し、ステップS101で取得した圧力値に基づいて、スパッタリング領域A1の好適な移動速度を決定する。
In step S102, the
ステップS103において、制御部14は、カソードユニット8の移動速度をステップS103において決定された移動速度に変更する。これにより、カソードユニット8の近傍の圧力に基づいて決定された適切な移動速度で、スパッタリングが行われる。
At step S103, the
ステップS104において、制御部14は、成膜対象物6の成膜が完了したか否かを判定する。判定の結果、成膜が完了していなければステップS106に進み、カソードユニット8の移動および移動速度制御を行いつつ、成膜が継続される。
In step S104, the
図4に、本実施形態の装置構成により規定される、チャンバ10内のターゲットの位置Xに応じて変化する圧力P(x)を示す。また、本実施形態で目標とする、スパッタリング領域A1の移動速度V(x)を示す。なお、本実施形態においてはスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域A1の位置はターゲット2の位置に応じて定まることから、スパッタリング領域A1の移動速度は、ターゲット2の移動速度と同様に考えることができる。
FIG. 4 shows the pressure P(x) that changes according to the position X of the target in the
図4に示されるように、チャンバ10内の圧力は不均一な分布を有し、導入口42に近い始端側位置x1および導入口41に近い終端側位置x3では相対的に高く、排気口5がある中央部の位置x2では相対的に低い。このようにチャンバ内の圧力分布が不均一な条件下でスパッタリング領域A1を移動させながらスパッタリングを行うと、スパッタリング領域A1の周辺の圧力がスパッタリングプロセスの間に変化する。スパッタリング領域A1から放出されたスパッタ粒子の平均自由行程は圧力に反比例し、圧力が低い領域では長く、圧力が高い領域では短い。そのため、スパッタリング領域A1の周囲の圧力が低いときには成膜対象物6まで到達するスパッタ粒子の量が相対的に多くなり、成膜レートは相対的に大きくなる。一方、スパッタリング領域A1の周囲の圧力が低いときには成膜対象物6まで到達する量が相対的に少なくなり、成膜レートは相対的に小さくなる。このように成膜レートが変動すると、成膜対象物6に成膜される膜の膜厚や膜質にムラが生じてしまう。
As shown in FIG. 4, the pressure in the
そこで本実施形態では、図4に示されるように、スパッタリング領域A1の移動速度Vを、カソードユニット8の移動経路の始端側x1および終端側x3で小さく、中央部x2で大きくなるように変化させる。すなわち、スパッタリング領域A1の近傍の圧力が第1の圧力P(x2)であるときにスパッタリング領域A1を第1の移動速度V(x2)で移動させる。そして、スパッタリング領域A1の近傍の圧力が第1の圧力P(x2)よりも高い第2の圧力P(x3)であるときにはスパッタリング領域A1を第1の移動速度V(x2)よりも小さい第2の移動速度V(x3)で移動させる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the moving speed V of the sputtering area A1 is changed so as to be small at the starting end side x1 and the terminal end side x3 of the moving path of the
これにより、スパッタリング領域A1の近傍の圧力が高くスパッタ粒子の平均自由行程が短くなるときには、成膜対象物6の所定の領域と対向する領域内にスパッタリング領域A1が滞在する時間が長くなる。したがって、スパッタ粒子の平均自由行程が短くなっても、成膜レートを略一定に保つことができる。また、スパッタリング領域A1の近傍の圧力が低くスパッタ粒子の平均自由行程が長くなるときには、成膜対象物6の所定の領域と対向する領域内にスパッタリング領域A1が滞在する時間が短くなる。したがって、スパッタ粒子の平均自由行程が長くなっても、成膜レートを略一定に保つことができる。このように、本実施形態によれば、チャンバ内部のガスの圧力分布が不均一であっても、成膜レートを略均一にすることができる。よって、成膜対象物6に成膜される膜の膜厚や膜質のムラを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。
As a result, when the pressure in the vicinity of the sputtering area A1 is high and the mean free path of the sputtered particles is short, the time that the sputtering area A1 stays in the area facing the predetermined area of the
なお、上記の例では圧力センサ7が逐次圧力値を取得し、制御部14が圧力値に基づいて好適な移動速度を決定し、移動手段である移動台駆動装置12の制御条件を決定していた。しかし、カソードユニット8のX軸方向の位置毎に適切な移動速度を予め決定しておけば、必ずしも圧力センサは必要ない。カソードユニット8のX軸方向における位置と移動速度とが対応付けられたテーブルまたは数式を記憶部(不図示)に予め記憶しておいてもよい。そして、図3のフローチャートのステップS101およびステップS102の代わりに、制御部14が、ターゲットのX軸方向の位置の情報と当該テーブルまたは数式とに基づいて移動速度を決定するようにしてもよい。上述のテーブルまたは数式は、チャンバ内の圧力分布を予め取得しておき、その圧力分布に基づいて生成することができる。あるいは、カソードユニット8のX軸方向における位置に基づいて予め取得されたチャンバ内の圧力分布に基づいてスパッタリング領域の近傍の圧力を取得し、スパッタリング領域の近傍の圧力に基づいて適切な移動速度を決定してもよい。チャンバ内の圧力分布は、排気手段15の能力や流量制御値、ガス導入手段16の能力や流量制御値、排気口と導入口の位置関係などに基づいて定まるため、予めシミュレーションや圧力センサを用いた測定により取得可能である。
In the above example, the
また、図示例では両側壁に導入口、底壁に排気口が配置されていた。しかし、導入口と排気口がどう配置されたとしても、制御部14が圧力センサの出力値に応じて移動台駆動装置12を制御したり、予め実測またはシミュレーションで取得した圧力分布に応じてX軸方向の位置に応じた移動台駆動装置12の制御値をプログラムしたりすることにより、適切に移動速度を決定できる。
Also, in the illustrated example, the inlets are arranged on both side walls, and the exhaust outlets are arranged on the bottom wall. However, no matter how the inlets and the exhaust ports are arranged, the
[実施形態2]
次に、本発明の実施形態2について説明する。以下、実施形態1との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。
[Embodiment 2]
Next,
図5(a)は、本実施形態の成膜装置1を示している。成膜装置1には、円筒状のターゲットを使用した回転カソードユニットではなく、平板形状のターゲット302を使用したプレーナカソードユニット308が用いられている。プレーナカソードユニット308は、成膜対象物6と平行に配置されたターゲット302を有し、このターゲット302の成膜対象物6と反対側に磁場発生手段である磁石ユニット3が配置されている。また、ターゲット302の成膜対象物6とは反対側の面には、電源13から電力が印加されるバッキングプレート302aが設けられている。バッキングプレート302aに電力が印加されることで、スパッタリング領域A1からスパッタ粒子が放出される。プレーナカソードユニット308は、移動台230の上面に設置されている。
FIG. 5A shows the
成膜工程においては、プレーナカソードユニット308が、成膜対象物6の成膜面に対向する移動領域上を、案内レール250に沿って、ターゲット302の長手方向に対して
直交方向(図中、X軸方向)に移動する。ターゲット302の成膜対象物6と対向する表面近傍が、磁石ユニット3によって生成される磁場によって電子密度を高められ、スパッタ粒子が発生するスパッタリング領域A1である。成膜工程においては、プレーナカソードユニット308の移動とともに、スパッタリング領域A1が成膜対象物6の成膜面に沿って移動し、成膜対象物6に順次成膜する。
In the film formation process, the
なお、図5(b)~図5(d)に示すように、プレーナカソードユニット308内において、磁石ユニット3が、ターゲット302に対して相対移動可能となっていてもよい。このようにすれば、スパッタリング領域A1をターゲット302に対して相対的にずらすことができ、ターゲット302の利用効率を高めることができる。
It should be noted that the
本実施形態でも実施形態1と同様に、スパッタリング領域A1の位置に応じて(本実施形態ではプレーナカソードユニット308の位置に応じて)、スパッタリング領域A1の移動速度を調整する。なお、スパッタリング領域A1の移動速度は、磁石ユニット3がターゲット302に対して固定されている場合には、プレーナカソードユニット308の移動速度と同様に考えることができる。また、磁石ユニット3がターゲット302に対して移動する場合には、スパッタリング領域A1の移動速度は、プレーナカソードユニット308の移動速度と磁石ユニット3の移動速度の合成速度と同様に考えることができる。
In this embodiment, as in the first embodiment, the moving speed of the sputtering area A1 is adjusted according to the position of the sputtering area A1 (in this embodiment, according to the position of the planar cathode unit 308). The moving speed of the sputtering area A1 can be considered to be the same as the moving speed of the
これにより、本実施形態においても、チャンバ内部のガスの圧力分布が不均一であっても、成膜レートを略一定に保つことができる。その結果、成膜対象物6に成膜される膜の膜厚や膜質のムラを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。
As a result, even in the present embodiment, even if the pressure distribution of the gas inside the chamber is uneven, the film formation rate can be kept substantially constant. As a result, it is possible to reduce unevenness in the film thickness and film quality of the film formed on the film-forming
[実施形態3]
次に、本発明の実施形態3について説明する。以下、上記各実施形態との相違点を中心として説明を行い、同一の構成要素については同一の符号を付して説明を簡略化する。
[Embodiment 3]
Next,
図6は、本実施形態の成膜装置1を示している。上述した図5(b)~図5(d)においては、プレーナカソードユニット内の磁石ユニット3が、ターゲット302に対して相対移動可能となっていた。本実施形態では、平板形状のターゲット402がX軸方向およびY軸方向の両方において成膜対象物6よりも大きく、チャンバ10に対して固定されて設けられている。また、磁場発生手段としての磁石ユニット3が、チャンバ10に固定されたターゲット402に対して(すなわち、チャンバ10に対して)移動する。これに伴い、ターゲット402のターゲット粒子が放出されるスパッタリング領域A1も成膜対象物6に対して移動する。
FIG. 6 shows the
ターゲット402は、真空領域と大気圧領域の境界部分に配置され、磁石ユニット3はチャンバ10外の大気中に置かれる。すなわち、図6に示すように、ターゲット402は、チャンバ10の底壁10cに設けられた開口部10c1を気密に塞ぐように配置される。ターゲット402はチャンバ10の内部空間に面し、成膜対象物6と対向している。ターゲット402の成膜対象物6とは反対側の面には、電源13から電力が印加されるバッキングプレート402aが設けられており、バッキングプレート402aは外部空間に面している。なお、ここではターゲット402が真空領域と大気圧領域の境界部分に配置されるものとしたが、これに限定はされず、ターゲット402と大気圧領域との間に別の部材を設けてもよく、ターゲット402をチャンバ10の底壁10cに配置してもよい。
The
磁石ユニット3は、チャンバ10の外に配置され、圧力センサ7はチャンバ10内に配置される。磁石ユニット3は、チャンバ10の外で、磁石ユニット移動装置430に支持され、ターゲット402に沿ってX軸方向に移動可能となっている。磁石ユニット3は、マグネット駆動装置121が磁石ユニット移動装置430を駆動することによって駆動さ
れる。磁石ユニット移動装置430は、磁石ユニット3をX軸方向に直線案内する装置であり、特に図示しないが、磁石ユニット3を支持する移動台と移動台を案内するレール等のガイド等によって構成される。この磁石ユニット3の移動によって、スパッタリング領域A1がX軸方向に移動していく。圧力センサ7は、チャンバ10内に配置したセンサ移動装置450に支持され、ターゲット402に沿って、X軸方向に移動可能となっている。センサ移動装置450についても、磁石ユニット移動装置430と同様に、圧力センサ7を支持する移動台と移動台を案内するレール等のガイド等によって構成される。磁石ユニット3および圧力センサ7は制御部14によって制御されて移動し、制御部14は、圧力センサ7が測定した圧力値を随時取得する。
The
本実施形態では、カソードユニット8が移動する移動領域の始端側の側壁10bに導入口42が配置され、終端側の側壁10aに排気口5が配置されている。したがって、チャンバ10内には、始端側の側壁10bの近傍で圧力が高く、終端側の側壁10aの近傍で圧力が低い圧力分布が存在している。なお、導入口41,42や排気口51,52の位置や数はこの例に限られない。
In this embodiment, the
本実施形態でも上記の各実施形態と同様に、スパッタリング領域A1の位置に応じて(本実施形態では磁石ユニット3の位置に応じて)、スパッタリング領域A1の移動速度を調整する。なお、スパッタリング領域A1の移動速度は、磁石ユニット3の移動速度と同様に考えることができる。
In this embodiment, as in each of the embodiments described above, the moving speed of the sputtering area A1 is adjusted according to the position of the sputtering area A1 (in this embodiment, according to the position of the magnet unit 3). Note that the moving speed of the sputtering area A1 can be considered similar to the moving speed of the
これにより、本実施形態においても、チャンバ内部のガスの圧力分布が不均一であっても、成膜レートを略一定に保つことができる。その結果、成膜対象物6に成膜される膜の膜厚や膜質のムラを低減し、スパッタリングの品質低下を抑制することができる。
As a result, even in the present embodiment, even if the pressure distribution of the gas inside the chamber is uneven, the film formation rate can be kept substantially constant. As a result, it is possible to reduce unevenness in the film thickness and film quality of the film formed on the film-forming
[他の実施形態]
上記各実施形態では、カソードユニット8や、プレーナカソードユニット308が1つの場合を示したが、これらのユニットがチャンバ内部に複数配置されていてもよい。あるいは、これらのユニットが1つであっても、ユニット内に複数のターゲットが配置されていてもよい。また、上述の各実施形態では、成膜工程においてスパッタリング領域A1の移動速度を調整する場合を示したが、これに加えて、スパッタリング領域A1のチャンバ10内における位置または近傍の圧力に応じて、チャンバ10内の圧力、ターゲット2に供給する電力、および、ターゲット2と成膜対象物6との間の距離(T-S距離)の少なくとも一つを調整してもよい。また、上記各実施形態で示した各構成要素は、上記各実施形態の例に限定されず、矛盾を生じない限りにおいて互いに任意に組み合わせて構わない。
[Other embodiments]
In each of the above embodiments, one
1 成膜装置
2 ターゲット
6 成膜対象物
10 チャンバ
12 移動台駆動装置(移動手段)
14 制御部
A1 スパッタリング領域
REFERENCE SIGNS
14 control unit A1 sputtering area
Claims (23)
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、
を有し、
前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、
前記移動手段は、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が高いほど前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする成膜装置。 a chamber in which the object to be film-formed and the target are arranged;
moving means for moving within the chamber a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target;
has
A film forming apparatus for depositing the sputtered particles on the object to be film-formed while moving the sputtering area by the moving means to form a film,
The moving means changes the moving speed of the sputtering region according to the pressure near the sputtering region so that the moving speed of the sputtering region decreases as the pressure near the sputtering region increases. A film forming apparatus.
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、moving means for moving within the chamber a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target;
を有し、has
前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、A film forming apparatus for depositing the sputtered particles on the object to be film-formed while moving the sputtering region by the moving means to form a film,
前記移動手段は、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が第1の圧力であるときに前記スパッタリング領域を第1の速度で移動させ、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が前記第1の圧力よりも高い第2の圧力であるときに前記スパッタリング領域を前記第1の速度よりも小さい第2の速度で移動させるように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させるThe moving means moves the sputtering region at a first speed when the pressure in the vicinity of the sputtering region is a first pressure, and the pressure in the vicinity of the sputtering region is higher than the first pressure. Varying the speed of movement of the sputtering region in response to the pressure proximate the sputtering region such that the sputtering region moves at a second speed less than the first speed at a pressure of 2.
ことを特徴とする成膜装置。A film forming apparatus characterized by:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の成膜装置。 3. The film forming apparatus according to claim 1, further comprising pressure acquisition means for acquiring pressure in the vicinity of said sputtering area.
ことを特徴とする請求項3に記載の成膜装置。 4. The film forming apparatus according to claim 3 , wherein said pressure acquisition means is a pressure sensor.
ことを特徴とする請求項3または4に記載の成膜装置。 5. The film forming apparatus according to claim 3, wherein the pressure obtaining means obtains the pressure in the vicinity of the sputtering area based on the pressure distribution in the chamber obtained in advance.
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の成膜装置。 6. The film forming apparatus according to claim 1, wherein the moving means moves the sputtering region by moving the target within the chamber.
ことを特徴とする請求項6に記載の成膜装置。 7. The film forming apparatus according to claim 6 , wherein the moving means moves the sputtering region by moving the target in a direction crossing the longitudinal direction of the target.
ことを特徴とする請求項6または7に記載の成膜装置。 8. The moving device according to claim 6 , wherein the moving device moves the sputtering region by moving a magnetic field generating device arranged to face the object to be film-formed through the target. deposition equipment.
前記移動手段は、前記ターゲットを介して前記成膜対象物と対向するように配置された磁場発生手段を移動させることにより、前記スパッタリング領域を移動させる
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の成膜装置。 The target is fixed to the chamber so as to face the film formation object,
6. The moving means moves the sputtering region by moving a magnetic field generating means arranged to face the object to be film-formed through the target. 1. The film forming apparatus according to claim 1.
前記ターゲットを回転させる回転手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の成膜装置。 The target has a cylindrical shape,
9. The film forming apparatus according to claim 1, further comprising rotating means for rotating said target.
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の成膜装置。 10. The film forming apparatus according to any one of claims 1 to 9 , wherein the target has a flat plate shape.
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、
を有し、
前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、
前記移動手段は、前記スパッタリング領域と前記排気口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を大きくするように、前記スパッタリング領域と前記排気口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする成膜装置。 a chamber in which the object to be film-formed and the target are placed, the chamber comprising an exhaust port for exhausting gas from the chamber;
moving means for moving within the chamber a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target;
has
A film forming apparatus for depositing the sputtered particles on the object to be film-formed while moving the sputtering region by the moving means to form a film,
The moving means changes the moving speed of the sputtering region according to the positional relationship between the sputtering region and the exhaust port so that the moving speed of the sputtering region increases as the sputtering region and the exhaust port are closer. A film forming apparatus characterized by:
前記移動手段は、前記スパッタリング領域と前記導入口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする請求項12に記載の成膜装置。 The chamber further comprises an inlet for introducing the gas into the chamber,
13. The film forming apparatus according to claim 12 , wherein said moving means changes the moving speed of said sputtering area according to the positional relationship between said sputtering area and said inlet.
ことを特徴とする請求項13に記載の成膜装置。 14. The film forming apparatus according to claim 13 , wherein the moving means decreases the moving speed of the sputtering area as the sputtering area and the introduction port are closer to each other.
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させる移動手段と、moving means for moving within the chamber a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target;
を有し、has
前記移動手段によって前記スパッタリング領域を移動させつつ前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜装置であって、A film forming apparatus for depositing the sputtered particles on the object to be film-formed while moving the sputtering region by the moving means to form a film,
前記移動手段は、前記スパッタリング領域と前記導入口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域と前記導入口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させるThe moving means changes the moving speed of the sputtering region according to the positional relationship between the sputtering region and the inlet so that the closer the sputtering region and the inlet, the lower the moving speed of the sputtering region. let
ことを特徴とする成膜装置。A film forming apparatus characterized by:
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、
前記成膜工程では、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が高いほど前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする成膜方法。 A film formation method using a chamber in which a film formation object and a target are arranged,
A film forming step of depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber,
In the film forming step, the moving speed of the sputtering region is changed according to the pressure near the sputtering region so that the moving speed of the sputtering region decreases as the pressure near the sputtering region increases. A film forming method characterized by:
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、A film forming step of depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber,
前記成膜工程では、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が第1の圧力であるときに前記スパッタリング領域を第1の速度で移動させ、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が前記第1の圧力よりも高い第2の圧力であるときに前記スパッタリング領域を前記第1の速度よりも小さい第2の速度で移動させるように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させるIn the film forming step, the sputtering region is moved at a first speed when the pressure in the vicinity of the sputtering region is the first pressure, and the pressure in the vicinity of the sputtering region is higher than the first pressure. Varying the moving speed of the sputtering region in response to the pressure proximate the sputtering region such that when at a second pressure the sputtering region moves at a second speed less than the first speed.
ことを特徴とする成膜方法。A film forming method characterized by:
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、
前記成膜工程では、前記スパッタリング領域と前記排気口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を大きくするように、前記スパッタリング領域と前記排気口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする成膜方法。 A film formation method using a chamber in which a film formation object and a target are arranged, the chamber including an exhaust port for discharging gas from the chamber,
A film forming step of depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber,
In the film formation step, the moving speed of the sputtering region is increased according to the positional relationship between the sputtering region and the exhaust port so that the closer the sputtering region and the exhaust port are, the faster the moving speed of the sputtering region is. A film forming method characterized by changing.
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含みa film forming step of depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber;
、,
前記成膜工程では、前記スパッタリング領域と前記導入口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域と前記導入口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させるIn the film formation step, the moving speed of the sputtering region is adjusted according to the positional relationship between the sputtering region and the inlet so that the closer the sputtering region is to the inlet, the lower the moving speed of the sputtering region. change
ことを特徴とする成膜方法。A film forming method characterized by:
成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するようにチャンバ内に配置する工程と、
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、
前記成膜工程では、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が高いほど前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 A method for manufacturing an electronic device,
placing an object to be film-formed and a target in a chamber so as to face the object to be film-formed;
A film forming step of depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber,
In the film forming step, the moving speed of the sputtering region is changed according to the pressure near the sputtering region so that the moving speed of the sputtering region decreases as the pressure near the sputtering region increases. A method of manufacturing an electronic device characterized by:
成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するようにチャンバ内に配置する工程と、placing an object to be film-formed and a target in a chamber so as to face the object to be film-formed;
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、A film forming step of depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber,
前記成膜工程では、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が第1の圧力であるときに前記スパッタリング領域を第1の速度で移動させ、前記スパッタリング領域の近傍の圧力が前記第1の圧力よりも高い第2の圧力であるときに前記スパッタリング領域を前記第1の速度よりも小さい第2の速度で移動させるように、前記スパッタリング領域の近傍の圧力に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させるIn the film forming step, the sputtering region is moved at a first speed when the pressure in the vicinity of the sputtering region is the first pressure, and the pressure in the vicinity of the sputtering region is higher than the first pressure. Varying the moving speed of the sputtering region in response to the pressure proximate the sputtering region such that when at a second pressure the sputtering region moves at a second speed less than the first speed.
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。An electronic device manufacturing method characterized by:
成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するように、気体を排出する排気口を備えるチャンバ内に配置する工程と、
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、
前記成膜工程では、前記スパッタリング領域と前記排気口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を大きくするように、前記スパッタリング領域と前記排気口の位置関係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させる
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。 A method for manufacturing an electronic device,
A step of arranging an object to be film-formed and a target in a chamber provided with an exhaust port for exhausting gas so as to face the object to be film-formed;
A film forming step of depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber,
In the film formation step, the moving speed of the sputtering region is increased according to the positional relationship between the sputtering region and the exhaust port so that the closer the sputtering region and the exhaust port are, the faster the moving speed of the sputtering region is. A method of manufacturing an electronic device, characterized by changing.
成膜対象物と、ターゲットを前記成膜対象物に対向するように、気体をチャンバから排出する排気口と前記気体を前記チャンバ内に導入する導入口とを備える前記チャンバ内に配置する工程と、placing an object to be film-formed and a target in the chamber provided with an exhaust port for discharging gas from the chamber and an introduction port for introducing the gas into the chamber so as to face the object to be film-formed; ,
前記ターゲットからスパッタ粒子を発生させるスパッタリング領域を前記チャンバ内で移動させつつ、前記スパッタ粒子を前記成膜対象物に堆積させて成膜する成膜工程を含み、A film forming step of depositing the sputtered particles on the film-forming object to form a film while moving a sputtering region in which sputtered particles are generated from the target within the chamber,
前記成膜工程では、前記スパッタリング領域と前記導入口が近いほど、前記スパッタリング領域の移動速度を小さくするように、前記スパッタリング領域と前記導入口の位置関In the film formation step, the positional relationship between the sputtering region and the introduction port is such that the closer the sputtering region and the introduction port, the smaller the moving speed of the sputtering region.
係に応じて、前記スパッタリング領域の移動速度を変化させるchanging the moving speed of the sputtering region according to the
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。An electronic device manufacturing method characterized by:
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