JPH11269642A - 薄膜の形成方法および装置 - Google Patents

薄膜の形成方法および装置

Info

Publication number
JPH11269642A
JPH11269642A JP7464798A JP7464798A JPH11269642A JP H11269642 A JPH11269642 A JP H11269642A JP 7464798 A JP7464798 A JP 7464798A JP 7464798 A JP7464798 A JP 7464798A JP H11269642 A JPH11269642 A JP H11269642A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sputtering
pulse
target
voltage
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7464798A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Yamada
勝 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Display Inc
Original Assignee
Advanced Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advanced Display Inc filed Critical Advanced Display Inc
Priority to JP7464798A priority Critical patent/JPH11269642A/ja
Publication of JPH11269642A publication Critical patent/JPH11269642A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ターゲットクリーニングを目的としたプリス
パッタの効率を、異常放電を回避しつつ上げ、装置立上
げ所要時間およびダウンタイムを短縮することにより、
稼働率および生産性の向上を図ることのできるDCスパ
ッタ装置およびそのプロセスを提供する。 【解決手段】 本発明のスパッタ薄膜の形成方法は、ス
パッタリングを行う真空室内のターゲットに対してDC
電力を供給するDC電源の出力部に、前記DC電源と同
極性のパルスを重畳せしめるパルス発生回路を接続し、
前記同極性のパルスを印加することによりプリスパッタ
効率を向上させたのちスパッタリングして薄膜を形成す
るスパッタ薄膜の形成方法である。また、この形成方法
に基づくスパッタ薄膜の形成装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置、半
導体およびその他の電子デバイスの製造に用いるDCス
パッタ装置などにおける薄膜の形成および加工技術、な
らびにスパッタターゲットへのDC電力および電圧の印
加方法に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置、半導体およびその他の電
子デバイスの製造装置の中で、DCスパッタ装置は、タ
ーゲットに負の高電圧を印加するための大出力のDC電
源が用いられている。高電圧印加状態で連続運転を行う
と、真空室(チャンバー)内のスパッタターゲット近傍
に電弧が発生するばあいがある。この電弧の発生は、タ
ーゲットの材質や形状により程度は異なるが、スパッタ
ターゲットの異常なスパッタリングを引き起こし、薄膜
を形成する基板に不正規な膜を作るため、デバイスの製
造歩留まりが低下する原因となる。
【0003】とりわけ、メンテナンス、トラブルなどで
チャンバーを大気開放したばあい、あるいは大気開放し
なくても長期にわたりスパッタリングを行わなかったば
あいは、ターゲット表面に変質層が形成されたり、ガス
分子が吸着するため、プラズマを生成させたときに、前
記電弧が発生しやすい状態になりアークなどの異常放電
を引き起こす。たとえば、Al合金ターゲットのばあい
は、特にターゲット使用初期段階でスプラッシュと呼ば
れるAlの巨大塊が基板に飛来し、デバイスにおける配
線パターン不良の原因となることが知られている。
【0004】前述した不具合を避けるために、従来は事
前にプリスパッタを行い、ターゲット最表面の変質層や
ガス分子の吸着層をプリスパッタにより削りとり、異常
放電を回避しようとしていた。
【0005】このプリスパッタの効果は、ターゲットに
印加する電力と時間の積に比例する。印加電力が大き
く、プリスパッタ時間が長い方が効果が大きいのだが、
実際の産業装置では各々以下のような互いに相反する条
件の制約がある。
【0006】前者の印加電力に関しては、高電力・高電
圧を連続的に印加する程、アーキングは発生しやすい。
【0007】後者のプリスパッタ時間に関しては、装置
稼働率の点からみて長い方が不利な事は自明である。
【0008】したがって、従来の方法では、異常放電が
発生しないような低電力かつ低電圧で長時間プリスパッ
タを行っていた。または、図6の、従来のプリスパッタ
方法でのターゲットに印加されるDC電圧の時間推移を
示す説明図に示すように印加電力と電圧を経過時間とと
もに段階的に上げていく方法が行われていた。
【0009】また、電弧の発生を抑制するための手段と
しては、特開平9−71863号公報明細書に記載され
るように、ターゲットに印加されるDC電圧と逆極性の
パルスをターゲットに印加し、ターゲットの局所的なチ
ャージアップを防ぎ、異常放電を回避するものがあっ
た。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】DCスパッタ装置およ
びそのプロセスにおけるターゲットクリーニングを目的
としたプリスパッタの効果を、異常放電を回避しつつ上
げ、装置立上げ所要時間およびダウンタイムを短縮する
ことにより、稼働率および生産性の向上を図る。
【0011】
【課題を解決するための手段】前述の課題の解決策とし
て、本発明は以下に説明する方法を提供する。
【0012】第一の方法は、プリスパッタ時にターゲッ
トに印加するDC電圧に対して、該電圧と同極性のパル
ス的な高電圧を重畳せしめる方法である。
【0013】通常の産業用スパッタ装置に使われている
DC電源は、最大出力電圧が800V〜1000V程度
である。ところが、ターゲットにスパッタガスの正イオ
ンを衝突させる時に放出させる原子および分子の平均の
個数を表わすスパッタリング率には、一般的にはターゲ
ットに印加するDC電圧に対する依存性がある。図7
は、スパッタ率のターゲット印加電圧依存性を表す説明
図である。図7において、横軸はターゲット印加電圧を
示し、縦軸はスパッタ率(atm/ion)を示してい
る。スパッタリング率は、一般的には図7に示されるよ
うに、10〜30kV程度で飽和する。したがって、プ
リスパッタ効率を上げるためには、この程度の高電圧を
印加するのが有効である。しかし、前述したように実際
の装置ではそのような高電圧を発生するDC電源を備え
ていない。そこで新たな高電圧電源を必要とせずに、そ
れに近い効果をえるために、通常のDC電源の出力にパ
ルス的に高電圧を発生する回路を追加で設ける。これ
が、本発明の第1の方法である。
【0014】第2の方法は、図2のDC電圧の時間推移
を記載した説明図に示すように、前記高電圧パルスを前
記DC電源出力と同極性、逆極性で交互にまたは任意の
インターバルと時間巾で重畳せしめる。同極性の高電圧
パルスは、プリスパッタ効率の向上を目的とし、逆極性
の高電圧パルスは、同極性の高電圧印加によるターゲッ
トの局所的なチャージアップを中和し、アーク放電の回
避を目的としている。
【0015】同極性、逆極性パルスの強度、インターバ
ル、時間巾は各々の目的のために最適化されるべきもの
である。
【0016】請求項1、2、3または4にかかる発明
は、ターゲットに継続的に印加される負の電圧に対して
それと同極性の負の高電圧パルスを重畳せしめるもので
ある。高電圧パルスの印加は、スパッタリング効率の向
上を目的とする。
【0017】請求項2または4にかかる発明は、ターゲ
ットに印加される負の電圧の絶対値を時間とともに段階
的に上昇させつつ、負の高電圧パルスも重畳させるもの
である。このとき、負の高電圧パルスのインターバル、
時間巾、強度も時間とともに段階的に変化させてもよい
し、固定しておいてもよい。
【0018】請求項5、6、7または8にかかる発明
は、ターゲットに継続的に印加される負の電圧に対し
て、同極性の高電圧パルスと、逆極性の高電圧パルスを
重畳せしめるものである。前記同極性のパルスは、スパ
ッタリング効率の向上を、前記逆極性のパルスは異常放
電の回避を各々目的として印加される。
【0019】請求項6または8にかかる発明は、ターゲ
ットに印加される負の電圧の絶対値を時間とともに段階
的に上昇させつつ、同極性パルス、逆極性パルスも重畳
させるものである。このとき、同極性パルス、逆極性パ
ルスのインターバル、時間巾、絶対値も時間とともに段
階的に変化させてもよいし、固定しておいてもよい。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図を参照して説明する。
【0021】図2は、本発明の請求項1〜8にかかわる
DCスパッタ装置の構成を示す説明図である。真空室1
の中に陽極2と、それに対向する陰極ターゲット3が配
置され、DC電力を供給するDC電源4の出力は、パル
スを重畳させるパルス発生回路5を介して両電極に接続
されている。6は、バッキングプレートであり、7は、
薄膜を形成する基板である。DC電源4は、段階的に出
力電力、電圧を制御することが可能であり、またパルス
発生回路は、任意の極性、電圧、インターバルおよび時
間巾のパルス状高電圧を発生することが可能である。パ
ルス発生回路は、高電圧パルスを発生させるための電源
回路を独自に有するものであってもよいし、またそのよ
うなパルス発生用の電源をもたず、DC電源4から供給
された電力の一部をその内部に蓄積し、周期的に高電圧
パルスに変換するものであってもよい。
【0022】図3は、請求項1または3にかかわる実施
の形態でのターゲットに印加されるDC電圧の波形を示
す説明図である。DC電源からの通常出力部31とパル
ス電圧重畳部32により構成される。パルス電圧重畳部
32では、通常出力印加部6よりも絶対値の大きい負電
圧がターゲットに印加されるため、ターゲットのスパッ
タ効率が上昇する。したがって、単位時間当たりのプリ
スパッタ効率は、通常出力のみを印加した場合に比べて
向上する。通常出力部31の電圧の絶対値は、前述のよ
うにDC電源4の出力の制約上、通常は1000Vより
小さい。また、パルス電圧重畳部32については、その
電圧絶対値が大きく、パルス幅33が長く、パルス周期
34が短かい程、スパッタ効率は向上する。しかし、同
時にアーキングも発生しやすくなるので、それを回避す
るために個々のケースにおいて上記のパラメーターは最
適化される。
【0023】図4は、請求項2または4にかかわる実施
の形態でのターゲットに印加されるDC電圧の波形を示
す説明図である。請求項1または3の実施の形態と異な
るのは、DC電源からの通常出力印加部の電圧絶対値が
時間とともに段階的に上昇していく点である。図4の
(b)のように重畳されるパルス電圧値、インターバル
およびパルス巾もこれに伴い変化させてもよいし、固定
でもよい。
【0024】図1は、請求項5または7にかかわる実施
の形態でのターゲットに印加されるDC電圧の波形を示
す説明図である。DC電源からの通常出力印加部11、
同極性パルス電圧重畳部12および逆極性パルス重畳部
13により構成される。同極性パルス電圧重畳部12で
は、通常出力印加部11よりも絶対値の大きい負電圧が
ターゲットに印加されるため、ターゲットのスパッタ効
率が上昇する。したがって、単位時間当たりのスパッタ
効率は、通常出力のみを印加した場合に比べて向上す
る。また、逆極性パルス重畳部10では、通常は負電位
のターゲットが正の電位になるため、ターゲットのチャ
ージアップが中和され、アーク放電の発生を防止するこ
とができる。図1の(b)での通常出力印加部11の電
圧V1、同極性パルス電圧重畳部12の電圧V2、逆極性
パルス電圧重畳部13の電圧V3は任意の値をとるもの
である。
【0025】図5は、請求項6または8にかかわる実施
の形態でのターゲットに印加されるDC電圧の波形を示
す説明図である。請求項5または7の実施の形態と異な
るのは、DC電源からの通常出力印加部の電圧絶対値が
時間とともに段階的に上昇していく点である。重畳され
るパルス電圧値、インターバルおよびパルス巾もこれに
伴い変化させてもよいし、固定でもよい。
【0026】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、DC
スパッタ装置およびそのプロセスにおけるターゲットク
リーニングを目的としたプリスパッタの効率を、異常放
電を回避しつつ上げ、装置立ち上げ所要時間およびダウ
ンタイムを短縮することにより、稼働率および生産性の
向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項5または7にかかわる実施の形
態において正または逆パルス使用時のターゲットに印加
されるDC電圧の時間推移を表す説明図である。
【図2】本発明の請求項1〜8にかかわる実施の形態に
おけるDCスパッタ装置の構成を示す説明図である。
【図3】請求項1、3にかかわる実施の形態でのDC電
圧波形を表す説明図である。
【図4】請求項2、4にかかわる実施の形態でのDC電
圧波形を表す説明図である。
【図5】請求項6、8にかかわる実施の形態でのDC電
圧波形を表す説明図である。
【図6】従来のプリスパッタ方法でのターゲットに印加
されるDC電圧および電力の時間推移を表す説明図であ
る。
【図7】スパッタ率のターゲット印加電圧依存性を示す
説明図である。
【符号の説明】
1 真空室 2 陽極 3 陰極ターゲット 4 DC電源 5 パルス発生回路 6 バッキングプレート 7 薄膜を形成する基板

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スパッタリングを行う真空室内のターゲ
    ットに対してDC電力を供給するDC電源の出力部に、
    前記DC電源と同極性のパルスを重畳せしめるパルス発
    生回路を接続し、前記同極性のパルスを印加することに
    よりプリスパッタ効率を向上させたのちスパッタリング
    して薄膜を形成するスパッタ薄膜の形成方法。
  2. 【請求項2】 プリスパッタ時のターゲット印加電圧お
    よび電力を時間とともに段階的に増大させていく請求項
    1記載のスパッタ薄膜の形成方法。
  3. 【請求項3】 スパッタリングを行う真空室、ターゲッ
    トに対してDC電力を供給するDC電源および該DC電
    源の出力部に接続され、かつ、前記DC電源と同極性の
    パルスがスパッタ出力に重畳せしめられてプリスパッタ
    効率が向上させられてなるパルス発生回路からなるスパ
    ッタ薄膜の形成装置。
  4. 【請求項4】 プリスパッタ時のターゲット印加電圧お
    よび電力が時間とともに段階的に増大させられたもので
    ある請求項3記載のスパッタ薄膜の形成装置。
  5. 【請求項5】 スパッタリングを行う真空室内のターゲ
    ットに対してDC電力を供給するDC電源の出力部に、
    前記DC電源と同極性および逆極性のパルスを任意のイ
    ンターバルで重畳せしめるパルス発生回路を接続し、前
    記同極性のパルスによりプリスパッタ効率を向上させ、
    かつ前記逆極性のパルスにより前記同極性パルス印加で
    発生したターゲットのチャージアップを中和させてプリ
    スパッタしたのちスパッタリングして薄膜を形成するス
    パッタ薄膜の形成方法。
  6. 【請求項6】 プリスパッタ時のターゲット印加電圧お
    よび電力が時間とともに段階的に増大させられたもので
    ある請求項5記載のスパッタリング薄膜の形成方法。
  7. 【請求項7】 スパッタリングを行う真空室、ターゲッ
    トに対してDC電力を供給するDC電源ならびに該DC
    電源の出力部に接続され、かつ、前記DC電源と同極性
    および逆極性のパルスを任意のインターバルでスパッタ
    出力に重畳せしめ、前記同極性のパルスによりプリスパ
    ッタ効率を向上させ、かつ前記逆極性のパルスにより前
    記同極性パルス印加で発生したターゲットのチャージア
    ップを中和するパルス発生回路からなるスパッタ薄膜の
    形成装置。
  8. 【請求項8】 プリスパッタ時のターゲット印加電圧お
    よび電力が時間とともに段階的に増大させられたもので
    ある請求項7記載のスパッタ薄膜の形成装置。
JP7464798A 1998-03-23 1998-03-23 薄膜の形成方法および装置 Pending JPH11269642A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7464798A JPH11269642A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 薄膜の形成方法および装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7464798A JPH11269642A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 薄膜の形成方法および装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11269642A true JPH11269642A (ja) 1999-10-05

Family

ID=13553238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7464798A Pending JPH11269642A (ja) 1998-03-23 1998-03-23 薄膜の形成方法および装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11269642A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100855654B1 (ko) 2005-09-15 2008-09-03 어플라이드 매터리얼스 게엠베하 운트 컴퍼니 카게 도포기 및 도포기를 작동시키는 방법
JP2009007604A (ja) * 2007-06-26 2009-01-15 Ulvac Japan Ltd 成膜装置
KR20180010210A (ko) * 2016-06-12 2018-01-30 베이징 나우라 마이크로일렉트로닉스 이큅먼트 씨오., 엘티디. 박막 형성 방법 및 질화 알루미늄 박막 형성 방법
JP6348243B1 (ja) * 2018-02-23 2018-06-27 有限会社エイチ・エス・エレクトリック スパッタリング用パルス電源装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100855654B1 (ko) 2005-09-15 2008-09-03 어플라이드 매터리얼스 게엠베하 운트 컴퍼니 카게 도포기 및 도포기를 작동시키는 방법
JP2009007604A (ja) * 2007-06-26 2009-01-15 Ulvac Japan Ltd 成膜装置
KR20180010210A (ko) * 2016-06-12 2018-01-30 베이징 나우라 마이크로일렉트로닉스 이큅먼트 씨오., 엘티디. 박막 형성 방법 및 질화 알루미늄 박막 형성 방법
JP6348243B1 (ja) * 2018-02-23 2018-06-27 有限会社エイチ・エス・エレクトリック スパッタリング用パルス電源装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4120974B2 (ja) 薄膜作製方法および薄膜作製装置
JP2009284734A (ja) バイポーラパルス電源及びこのバイポーラパルス電源を複数台並列接続してなる電源装置
WO2010001723A1 (ja) 電源装置
KR100302280B1 (ko) 미세배선패턴의 형성방법
JP3269834B2 (ja) スパッタリング装置とスパッタリング方法
WO2012108150A1 (ja) マグネトロンスパッタリング装置、マグネトロンスパッタリング装置の制御方法、及び成膜方法
JP2007186725A (ja) スパッタリング方法及びスパッタリング装置
JP5500794B2 (ja) 電源装置
JPH11269642A (ja) 薄膜の形成方法および装置
JP4182535B2 (ja) セルフクリ−ニングイオンドーピング装置およびその方法
JPH0892765A (ja) エッチング方法
WO2015025823A1 (ja) スパッタリング成膜装置及びスパッタリング成膜方法
JP3684593B2 (ja) スパッタリング方法およびその装置
JP4922580B2 (ja) スパッタリング装置及びスパッタリング方法
JP3542475B2 (ja) 膜の製造法
JP5322235B2 (ja) スパッタリング方法
JP2004115841A (ja) マグネトロンスパッタ電極、成膜装置及び成膜方法
JPH0853761A (ja) 透明電導膜の製造方法
KR20060128550A (ko) 스퍼터링 장치
JP2005534803A (ja) 残留ストレス最適化被覆を形成するスパッタ方法及び装置
JP2006083459A (ja) スパッタリング装置及びスパッタリング方法
JPH07243039A (ja) 直流マグネトロン型反応性スパッタ法
JP2002261084A (ja) ドライエッチング方法及び装置
JPH0949077A (ja) Dcスパッタリング装置
JPH05331634A (ja) スパッタリング装置