JPWO2019131010A1 - スパッタリング方法及びスパッタリング装置 - Google Patents
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Abstract
成膜直後の基板表面に付着する微細なパーティクルの数を可及的に抑制できるスパッタリング方法及びスパッタリング装置を提供する。真空チャンバ1内にカーボン製のターゲットTgと成膜対象物Wfとを設置し、真空ポンプVpにより真空チャンバ内を所定圧力に真空引きした後、真空チャンバ内にスパッタガスを導入し、ターゲットに電力投入してプラズマ雰囲気を形成し、プラズマ中のスパッタガスのイオンでターゲットをスパッタリングすることでターゲットから飛散するカーボン粒子を成膜対象物表面に付着、堆積させてカーボン膜を成膜する本発明のスパッタリング方法は、少なくともターゲットがプラズマからの輻射熱を受ける間、第1冷媒との熱交換でターゲットを冷却し、第1冷媒の温度を263K以下の温度に保持されるように前記第1冷媒の温度を制御する。
Description
本発明は、成膜対象物表面にカーボン膜を成膜するスパッタリング方法及びスパッタリング装置に関する。
従来、不揮発性メモリ等のデバイスの電極膜としてカーボン膜を用いることがある。このようなカーボン膜の成膜には、カーボン製のターゲットを用いるスパッタリング装置が一般に利用されている(例えば、特許文献1参照)。この種のスパッタリング装置は、通常、カーボン製のターゲットを有する真空チャンバと、真空チャンバ内でターゲットに対向配置される姿勢で成膜対象物としての基板を保持するステージと、ターゲットとステージとの間の空間を囲繞する防着板と、真空雰囲気中の真空チャンバ内に希ガスを含むスパッタガスを導入するガス導入手段と、ターゲットに電力投入する電源とを備える。
上記スパッタリング装置によりカーボン膜を成膜するのに際しては、ステージに基板をセットし、真空ポンプにより真空チャンバ内を所定圧力に真空引きした後、ガス導入手段によりスパッタガスを所定の流量で導入し、ターゲットに電力投入して真空チャンバ内にプラズマ雰囲気を形成し、プラズマ中のスパッタガスのイオンでターゲットをスパッタリングすることでターゲットから飛散するカーボン粒子を成膜対象物表面に付着、堆積させてカーボン膜が成膜される。ターゲットをスパッタリングする間、ターゲットがプラズマからの輻射熱で加熱されるため、少なくともターゲットに電力投入している間、冷媒との熱交換でターゲットを所定温度以下に冷却される。
ところで、カーボン製のターゲットをスパッタリングして基板表面に成膜すると、成膜直後の基板表面に微細なパーティクルが付着することがある。このようなパーティクルの付着は製品歩留まりを低下させる要因となることから、成膜対象物の表面へのパーティクルの付着を可及的に抑制する必要がある。
そこで、本発明者らは、鋭意研究を重ね、微細なパーティクルが真空チャンバ内に浮遊するカーボン粒子であり、このようなカーボン粒子(ターゲットのスパッタリングによりスパッタ面から飛散するものとは異なる)が、成膜中や成膜直後のターゲットの表面からも放出されて真空チャンバ内に浮遊することを知見するのに至った。即ち、カーボン製のターゲットとしては、パイロカーボンターゲットやアモルファスカーボンターゲットが利用されるが、特にパイロカーボンターゲットは積層構造を持つことから、積層方向の熱伝導は良いものの、この積層方向に直交するターゲットの面方向の熱伝導が極めて悪い。このため、例えばターゲットがプラズマからの輻射熱で加熱されて熱膨張したときの差でターゲットから放出されていると推測される。この場合、スパッタリング時の投入電力を低く(つまり、成膜中のターゲットの表面温度を低く)すればする程、成膜直後の成膜対象物表面に付着する微細なパーティクルの量が減少することが確認できたが、これでは、生産性が低下するという問題が生じる。
本発明は、以上の知見を基になされたものであり、成膜直後の基板表面に付着する微細なパーティクルの数を可及的に抑制できるスパッタリング方法及びスパッタリング装置を提供することをその目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明は、真空チャンバ内にカーボン製のターゲットと成膜対象物とを設置し、真空ポンプにより真空チャンバ内を所定圧力に真空引きした後、真空チャンバ内にスパッタガスを導入し、ターゲットに電力投入してプラズマ雰囲気を形成し、プラズマ中のスパッタガスのイオンでターゲットをスパッタリングすることでターゲットから飛散するカーボン粒子を成膜対象物表面に付着、堆積させてカーボン膜を成膜するスパッタリング方法であって、少なくともターゲットがプラズマからの輻射熱を受ける間、第1冷媒との熱交換でターゲットを冷却するものにおいて、第1冷媒の温度を263K以下の温度に保持されるように前記第1冷媒の温度を制御することを特徴とする。
本発明によれば、少なくともターゲットがプラズマからの輻射熱を受ける間、第1冷媒の温度を263K以下の温度に保持すれば、ターゲットへの投入電力を殊更低下させることなく、成膜直後の成膜対象物としての基板の表面に付着する微細なパーティクルの数を可及的に抑制でき、カーボン製のターゲットとしてパイロカーボンターゲットを用いるときに特に有効となることが確認された。なお、第1冷媒の温度が263Kより高いと、成膜直後の基板表面に付着する微細なパーティクルの数を効果的に抑制できない。一方、第1冷媒の温度を263Kより低い温度にしても、成膜直後の基板表面に付着する微細なパーティクルの数は殆ど変化しないことが実験により確認された。
ここで、スパッタリング装置によっては、カーボン製のターゲットの裏面に冷媒を循環させ、スパッタリング時にターゲットを直接冷却するものや、カーボン製のターゲットを予めバッキングプレートに接合し、バッキングプレートに冷媒を循環させてターゲットを間接冷却するものがあるが、いずれの場合でも、スパッタリング時(プラズマからの輻射熱で加熱されるとき)以外は、ターゲットの表面温度が第1冷媒の温度と同等になる。そして、スパッタリング時(プラズマから輻射熱を受けたとき)には、ターゲットの表面温度が、第1冷媒の温度に略比例する所定温度に略維持されるため、前記第1冷媒の温度を制御すれば、プラズマからの輻射熱によるターゲットの熱膨張に起因したターゲット表面からのカーボン微粒子の真空チャンバ内への放出が可及的に抑制される。なお、スパッタリング時以外(特に、複数枚の基板に対して成膜処理する際の基板交換中)にも第1冷媒を供給してターゲットを冷却するようにしておけば、成膜直後(ターゲットへの電力投入を停止した直後)に、真空チャンバ内で浮遊するカーボン粒子をターゲットに吸着保持させることもでき、有利である。
ところで、カーボン製のターゲットをスパッタリングした場合、ターゲットから飛散するカーボン粒子は、成膜対象物だけでなく、真空チャンバ内に存するアノードリングや防着板といった各種の部品にも付着、堆積する。そして、この付着したカーボン粒子が何らかの原因で再離脱して真空チャンバ内に浮遊することがある。このようなカーボン粒子もまた、微細なパーティクルとなって成膜直後の基板表面に付着することがあるため、これを可及的に抑制する必要がある。そこで、真空チャンバ内に第2冷媒により冷却される冷却体を配置し、この冷却体で、真空チャンバ内で浮遊するカーボン粒子を吸着体に吸着させ、真空チャンバ内で浮遊するカーボン粒子の数を少なくすることが提案される。然し、上記の如く、第1冷媒との熱交換でターゲットを冷却する場合、冷却体の温度、ひいては第2冷媒の温度によっては、却って成膜直後の基板表面に付着する微細なパーティクルの数が多くなることが判明した。
本発明においては、第2冷媒の温度を123K〜325Kの温度に保持するか、または、ターゲットに供給する第1冷媒の冷媒温度と、冷却体に供給する第2冷媒の冷媒温度との和が370K〜590Kの範囲内の温度になるように制御することが好ましい。これにより、成膜直後の基板表面に付着する微細なパーティクルの数をより一層抑制することができる。なお、前記冷却体を、互いに対向配置された前記ターゲットと前記成膜対象物との間の空間を囲繞する防着板にその空間の外側から近接配置される冷却パネルとすればよい。なお、第1冷媒と第2冷媒との冷媒温度の和が370Kより低いか、または590Kより高くなると、却って成膜直後の基板表面に付着する微細なパーティクルの数が多くなることが実験により確認された。また、第2冷媒の温度が123Kより低いか、または325Kより高い場合も同様に、却って成膜直後の基板表面に付着する微細なパーティクルの数が多くなることが実験により確認された。
また、上記課題を解決するために、本発明は、カーボン製のターゲットを有する真空チャンバと、真空チャンバ内でターゲットに対向配置される姿勢で成膜対象物を保持するステージと、ターゲットとステージとの間の空間を囲繞する防着板と、真空雰囲気中の真空チャンバ内にスパッタガスを導入するガス導入手段と、ターゲットに電力投入する電源とを備えるスパッタリング装置であって、少なくともターゲットがプラズマからの輻射熱を受ける間、第1冷媒との熱交換でターゲットが所定温度に保持されるようにこの第1冷媒を供給する第1冷媒供給手段を更に備えるものにおいて、前記第1冷媒供給手段は263K以下の温度に保持されるように前記第1冷媒の温度を制御することを特徴とする。この場合、前記防着板に前記空間の外側から近接配置される冷却パネルと、この冷却パネルに第2冷媒を供給する第2冷媒供給手段とを更に備え、前記第2冷媒供給手段は123K〜325Kの範囲内の温度になるように前記第2冷媒の温度を制御することが好ましく、また、第1冷媒の冷媒温度と第2冷媒の冷媒温度との和が370K〜590Kの範囲内の温度になるように温度調整する温調手段を有することが好ましい。
以下、図面を参照し、成膜対象物をシリコンウエハ(以下、「基板Wf」という)、カーボン製のターゲットをパイロカーボンターゲット(以下、「ターゲットTg」という)とし、ターゲットTgがパッキンプレートBpに接合された状態で真空チャンバの上部に取り付ける場合を例に本発明のスパッタリング方法及びスパッタリング装置の実施形態を説明する。
図1を参照して、SMは、本実施形態のマグネトロン方式のスパッタリング装置である。スパッタリング装置SMは真空チャンバ1を備え、真空チャンバ1の上部にカソードユニットCuが着脱自在に取付けられている。カソードユニットCuは、ターゲットTgと、このターゲットTgの上方に配置されてターゲットTgを貫通する漏洩磁場を作用させる磁石ユニットMuとを有する。ターゲットTgは、公知の方法により積層構造で形成されたものであり、基板Wfの輪郭に応じて円形の輪郭を持つものである。また、ターゲットTgは、内部に冷媒循環通路Bp1が形成された銅等の熱伝導に優れた金属製のバッキングプレートBpの下面に公知のボンディング剤を介して接合され、この状態でスパッタ面Tg1を下方にして真空チャンバ1の上壁に設けた絶縁体11を介して真空チャンバ1の上部に取り付けられている。
バッキングプレートBpの冷媒循環通路Bp1の流入口及び流出口(図示せず)には、第1冷媒供給手段としての第1チラーユニットCr1からの配管12が接続され、ターゲットTgをスパッタリングして基板Wf表面に成膜するときや、ターゲットTgのスパッタリングを停止して成膜しようとする基板Wfを交換するときに、バッキングプレートBpの冷媒循環通路Bp1に冷媒を循環させてターゲットTgを所定温度に冷却できるようにしている。冷媒としては、大気圧で液相のものであれば、特に制限はなく、エチレングリコール等のアルコール類やフッ素系不活性液体が用いられる。チラーユニットCr1としては公知のものが利用でき、本実施形態では、冷媒循環通路Bp1の流入口にて263K以下に第1冷媒の温度が保持されるようにしている。この場合、第1冷媒の温度が263Kより高いと、成膜直後の基板表面に付着する微細なパーティクルの数を効果的に抑制できない虞がある一方、第1冷媒の温度を263Kより低い温度にしても、成膜直後の基板表面に付着する微細なパーティクルの数は殆ど変化しない。
バッキングプレートBpにはスパッタ電源Psが接続され、スパッタリングによる成膜時、バッキングプレートBpを介してターゲットTgに負の電位を持った直流電力が投入できるようにしている。また、ターゲットTgの上方に配置される磁石ユニットMuは、特に図示して説明しないが、ターゲットTgのスパッタ面Tg1側の磁極が異なる複数個の磁石片Mgを備えて、ターゲットTgの下方空間に漏洩磁場を作用させる閉鎖磁場若しくはカスプ磁場構造のものである。なお、磁石ユニットMu自体としては公知のものが利用できるため、その回転機構等を含め、これ以上の説明は省略する。
また、真空チャンバ1の底部中央には、ターゲットTgに対向させてステージ2が他の絶縁体13を介して配置されている。ステージ2は、特に図示して説明しないが、例えば筒状の輪郭を持つ金属製の基台と、この基台の上面に接着されるチャックプレートとで構成され、成膜中、基板Wfを吸着保持できるようにしている。なお、静電チャックの構造については、単極型や双極型等の公知のものが利用できるため、これ以上の詳細な説明は省略する。この場合、基台に、冷媒循環用の通路やヒータを内蔵し、成膜中、基板Wfを所定温度に制御することができるようにしてもよい。
真空チャンバ1内には、その内側壁から間隔を置いてターゲットTgとステージ2との間の成膜空間14を囲繞する防着板3が設けられている。防着板3は、ターゲットTgの周囲を囲繞し、かつ、そこから真空チャンバ1の下方にのびる筒状の上板部31と、ステージ2の周囲を囲繞し、かつ、そこから真空チャンバ1の上方にのびる筒状の下板部32とを有し、上板部31の下端と下板部32の上端とを周方向で隙間を存してオーバラップするようになっている。なお、上板部31及び下板部32は一体に形成されていてもよく、また、周方向に複数部分に分割して組み合わせるようにしてもよい。
真空チャンバ1には、アルゴンガス等の希ガス(必要に応じて適宜導入される酸素ガスや窒素ガスなどの反応ガスも含む)であるスパッタガスを導入するガス導入手段4が設けられている。ガス導入手段4は、上板部31の外周に設けられたガスリング41と、ガスリング41に接続された、真空チャンバ1の側壁を貫通するガス管42とを有し、ガス管42がマスフローコントローラ43を介して図示省略のガス源に連通している。ガスリング41には、周方向に等間隔で穿設されたガス噴射口41aから同等流量でスパッタガスが噴射されるようにしている。そして、ガス噴射口41aから噴射されたスパッタガスは、上板部31に形成したガス孔31aから、ターゲットTgとステージ2と防着板3とで区画される成膜空間14内に所定の流量で導入され、成膜中、成膜空間14内の圧力分布をその全体に亘って同等にできるようにしている。
真空チャンバ1には、ターゲットTg中心を通る中心線Clに対して直交する方向に局所的に膨出させた排気空間部5が設けられ、この排気空間部5を区画する底壁面には、排気口51が開設され、排気口51に、排気管Epを介してクライオポンプやターボ分子ポンプ等の真空ポンプVpが接続されている。そして、成膜時、成膜空間14に導入されたスパッタガスの一部は排気ガスとなって、防着板3の継ぎ目や、防着板3とターゲットTgやステージ2との隙間から、防着板3の外表面と真空チャンバ1の内壁面との間の隙間を通って、真空チャンバ1と排気空間部5との境界としての排気ガス流入口15から排気空間部5に流れ、排気口51を介して真空ポンプVpへと真空排気される。このとき、成膜空間14と排気空間部5との間には、数Pa程度の圧力差が生じる。
成膜空間14と排気空間部5との境界に位置させて真空チャンバ1内には、冷却パネル6が設けられている。冷却パネル6は、銅等の熱伝導に優れた金属製で、その内部に冷媒循環通路61が形成されたものであり、そのパネル面62が下板部32と同等の曲率を持つように湾曲されて間隔を存して下板部32に対向するように設けられている。冷却パネル6の冷媒循環通路61の流入口及び流出口(図示せず)には、第2冷媒供給手段としての第2チラーユニットCr2からの配管16が接続され、ターゲットTgをスパッタリングして基板Wf表面に成膜するときや、ターゲットTgのスパッタリングを停止して成膜しようとする基板Wfを交換するときに、冷媒循環通路61に第2冷媒を循環させて冷却パネル6、ひいては、防着板3を所定温度に冷却できるようにしている。本実施形態では、冷却パネル6で冷却される防着板3が真空チャンバ1内に配置される冷却体を構成する。冷媒としては、上記同様、大気圧で液相のものであれば、特に制限はなく、エチレングリコール等のアルコール類やフッ素系不活性液体が用いられる。第2チラーユニットCr2としては公知のものが利用でき、本実施形態では、冷媒循環通路61の流入口にて50K〜350Kの範囲の温度に第2冷媒の温度が保持されるようにし、第1冷媒の温度を考慮して、第1冷媒と第2冷媒の温度の和が370K〜590Kの範囲の温度に制御されるようにしている。なお、本実施形態では、冷却パネル6が下板部32の部分に対向するように配置したものを例に説明したが、スパッタリング中やその前後において、防着板3をその全体に亘って所定温度に保持できるものであれば、その形態は問わない。
また、スパッタリング装置SMは、マイクロコンピュータ、記憶素子やシーケンサ等を備えた公知の構造の制御コントローラCoを備え、この制御コントローラCoが、真空ポンプVp、ガス導入手段4のマスフローコントローラ43やスパッタ電源Ps等のスパッタリングによる成膜時の各部品の制御などを統括して行う。本実施形態では、制御コントローラCoが、第1冷媒と第2冷媒の温度の和が370K〜590Kの範囲の温度に制御されるように第1及び第2の両チラーユニットCr1,Cr2の作動も制御する温調手段を兼用する。以下に、上記スパッタリング装置SMにより基板Wfに対してカーボン膜を成膜する場合を例に、本発明のスパッタリング方法を具体的に説明する。
先ず、図外の真空搬送ロボットによりステージ2上に基板Wfを搬送し、ステージ2のチャックプレートで基板Wfを吸着保持させて設置する(基板Wfの上面が成膜面となる)。このとき、制御コントローラCoが、ターゲットTgへの第1冷媒の供給温度が263K以下の所定温度で、かつ、第1冷媒と第2冷媒との温度の和が370K〜590Kの範囲の温度に制御されるように第1及び第2の両チラーユニットCr1,Cr2により第1冷媒と第2冷媒とを夫々循環させる。そして、真空チャンバ1内が所定圧力(例えば、1×10−5Pa)まで真空引きされると、ガス導入手段4を介してスパッタガス(アルゴンガス)を所定流量で導入し、スパッタ電源PsによりターゲットTgに対して負の電位を持つ所定電力(0.5〜10kW)を投入する。これにより、成膜空間14内にプラズマ雰囲気が形成させ、プラズマ中のスパッタガスのイオンでターゲットTgがスパッタリングされ、ターゲットTgからのスパッタ粒子が基板Wfの成膜面に付着、堆積してカーボン膜が成膜される。
ここで、スパッタリング開始前は、ターゲットTgの表面温度が第1冷媒の温度と同等になり、冷却パネル6のパネル面62が第2冷媒の温度と同等になる。そして、スパッタリング時(プラズマから輻射熱を受けたとき)には、プラズマからの輻射熱で加熱されるが、ターゲットTgの表面温度が第1冷媒の温度、防着板3の表面温度が第2冷媒の温度に夫々略比例する所定温度に維持されるようになる。基板Wfに対するカーボン膜の成膜が終了すると、スパッタガスの導入及びターゲットTgへの電力投入が一旦停止される。そして、ステージ2から成膜済みの基板Wfが回収され、次の基板Wfがステージ2に搬送され、上記手順により成膜が行われる。このような基板Wf交換時、制御コントローラCoは、第1及び第2の両チラーユニットCr1,Cr2による第1冷媒と第2冷媒との循環を停止させない。このため、次の基板Wfへのスパッタリング開始前は、ターゲットTgの表面温度が第1冷媒の温度と同等になり、冷却パネル6のパネル面62が第2冷媒の温度と同等になる。
上記実施形態によれば、少なくともターゲットTgがプラズマからの輻射熱を受ける間、第1冷媒の温度を263K以下の温度に保持すれば、ターゲットTgへの投入電力を殊更低下させることなく、成膜直後の基板Wf表面に付着する微細なパーティクルの数を可及的に抑制でき、カーボン製のターゲットTgとしてパイロカーボンターゲットを用いるときに特に有効となる。その上、ターゲットTgに供給する第1冷媒の冷媒温度と、冷却パネル6に供給する第2冷媒の冷媒温度との和が370K〜590Kの範囲内の温度になるように制御するため、成膜直後の基板Wf表面に付着する微細なパーティクルの数をより一層抑制することができる。
上記効果を確認するため、上記スパッタリング装置SMを用いて次の実験を行った。即ち、基板Wfを直径300mmのシリコンウエハ、ターゲット2をφ400mmのカーボン製のものとし、上記スパッタリング装置SMを用いて基板Wfにカーボン膜を成膜した。スパッタ条件として、ターゲットTgと基板Wfとの間の距離を60mm、スパッタ電源Psによる投入電力を2kW、スパッタ時間を60secに設定した。また、スパッタガスとしてアルゴンガスを用い、スパッタリング中、スパッタガスの分圧を0.1Paとした。そして、ターゲットに電力投入する間(即ち、ターゲットTgがプラズマからの輻射熱を受ける間)、バッキングプレートBpに供給する第1冷媒の温度を291K(一般のスパッタリング装置にてバッキングプレートに冷却水を供給する場合の温度:18℃)、273K、263K、253K及び243Kに夫々設定し、成膜後に基板Wfに付着しているパーティクル数を測定した。パーティクル数は、公知のパーティクルカウンターを用いて測定した。なお、本実験では、冷却パネル6への第2冷媒の供給を停止したままとしている。
図2は、第1冷媒の温度に対するパーティクル数の変化を示すグラフであり、図2中、−◆−が0.061μm以上、−■−が0.079μm以上、−▲−が0.200μm以上、及び、−×−が1.000μm以上のサイズを示す。これによれば、第1冷媒の温度を263K以下にすれば、サイズに関係なく、パーティクルの数を少なく抑制できることが判る。
次に、上記スパッタリング装置SMを用い、上記と同一のスパッタ条件でカーボン膜を成膜した。本実験では、第1冷媒の温度を263Kに固定し、第2冷媒の温度を50K〜350Kの範囲の所定温度で適宜変更した。なお、比較実験として、第1冷媒の温度を291Kに固定し、同様に、第2冷媒の温度を50K〜350Kの範囲の所定温度で適宜変更した。
図3(a)は、第2冷媒の温度に対する、0.79μm以上のパーティクル数の変化を示すグラフであり、図3(b)は、0.61μm以上のパーティクル数の変化を示すグラフである。図中、−○−が第1冷媒の温度を263Kとした場合、−●−が第1冷媒の温度を291Kとした場合である。これによれば、スパッタリング中、一般のスパッタリング装置で使用される冷却水の温度(291K)より極めて低い温度(263K)の冷媒を供給してターゲットTgを冷却する方がパーティクル数を少なくできることが判る。また、第1冷媒の温度が263K及び291Kのいずれの場合でも、第2冷媒の温度が所定範囲(120k〜325kの範囲)を外れると、成膜後の基板Wfに付着するパーティクル数が増加し、特に、サイズの小さいパーティクル数が極端に増加することが判る。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変形が可能である。上記実施形態では、排気ガスに含まれるカーボン粒子も吸着し得るように、排気空間部5の排気ガス流入口15に設けた冷却パネル6により冷却体を構成するものを例に説明したが、真空チャンバ1内に存して、第2冷媒で所定温度に冷却されることで、真空チャンバ内で浮遊するカーボン粒子を吸着体に吸着、保持できるものであれば、その形状(つまり、パネル状に形成されている必要はない)や配置位置は上記のものに限定されるものではない。なお、防着板3を冷却体とした場合、この防着板で基板Wfが放射冷却されないように、基板Wfと防着板3との間の間隔を10mm以上にすることが好ましい。
Co…制御コントローラ(温調手段)、Cr1…第1チラーユニット(第1冷媒供給手段)、Cr2…第2チラーユニット(第2冷媒供給手段)、SM…スパッタリング装置、Tg…ターゲット、Vp…真空ポンプ、Wf…基板(成膜対象物)、1…真空チャンバ、3…防着板、4…ガス導入手段、6…冷却パネル(冷却体)。
Claims (7)
- 真空チャンバ内にカーボン製のターゲットと成膜対象物とを設置し、真空ポンプにより真空チャンバ内を所定圧力に真空引きした後、真空チャンバ内にスパッタガスを導入し、ターゲットに電力投入してプラズマ雰囲気を形成し、プラズマ中のスパッタガスのイオンでターゲットをスパッタリングすることでターゲットから飛散するカーボン粒子を成膜対象物表面に付着、堆積させてカーボン膜を成膜するスパッタリング方法であって、少なくともターゲットがプラズマからの輻射熱を受ける間、第1冷媒との熱交換でターゲットを冷却するものにおいて、
第1冷媒の温度を263K以下の温度に保持されるように前記第1冷媒の温度を制御することを特徴とするスパッタリング方法。 - 請求項1記載のスパッタリング方法であって、真空チャンバ内に第2冷媒により冷却される冷却体が配置されるものにおいて、
第2冷媒の温度を123K〜325Kの温度に保持されるように前記第2冷媒の温度を制御することを特徴とするスパッタリング方法。 - 請求項1記載のスパッタリング方法であって、真空チャンバ内に第2冷媒により冷却される冷却体が配置されるものにおいて、
第1冷媒の冷媒温度と第2冷媒の冷媒温度との和が370K〜590Kの範囲内の温度になるように制御することを特徴とするスパッタリング方法。 - 請求項2又は3記載のスパッタリング方法であって、前記冷却体を、互いに対向配置された前記ターゲットと前記成膜対象物との間の空間を囲繞する防着板にその空間の外側から近接配置されてこの防着板を放射冷却させる冷却パネルとしたことを特徴とするスパッタリング方法。
- カーボン製のターゲットを有する真空チャンバと、真空チャンバ内でターゲットに対向配置される姿勢で成膜対象物を保持するステージと、ターゲットとステージとの間の空間を囲繞する防着板と、真空雰囲気中の真空チャンバ内にスパッタガスを導入するガス導入手段と、ターゲットに電力投入する電源とを備えるスパッタリング装置であって、少なくともターゲットがプラズマからの輻射熱を受ける間、第1冷媒との熱交換でターゲットが所定温度に保持されるようにこの第1冷媒を供給する第1冷媒供給手段を更に備えるものにおいて、
前記第1冷媒供給手段は263K以下の温度に保持されるように前記第1冷媒の温度を制御することを特徴とすることを特徴とするスパッタリング装置。 - 前記防着板に前記空間の外側から近接配置される冷却パネルと、この冷却パネルに第2冷媒を供給する第2冷媒供給手段とを更に備え、
前記第2冷媒供給手段は123K〜325Kの範囲内の温度になるように前記第2冷媒の温度を制御することを特徴とする請求項5記載のスパッタリング装置。 - 前記防着板に前記空間の外側から近接配置される冷却パネルと、この冷却パネルに第2冷媒を供給する第2冷媒供給手段とを更に備え、
第1冷媒の冷媒温度と第2冷媒の冷媒温度との和が370K〜590Kの範囲内の温度になるように温度調整する温調手段を有することを特徴とする請求項5記載のスパッタリング装置。
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