KR100278190B1 - 박막형성장치및이를이용한박막형성방법 - Google Patents

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Abstract

평면 내의 균일한 박막 두께와, 광학 또는 전기 특성을 갖는 넓은 면적의 박막을 형성하기 위하여, 박막 형성 장치는 기판(2)을 지지하는 기판 지지 수단(7)과, 타겟(1)을 지지하는 타겟 지지 수단(12)과, 타겟을 스퍼터링하는 스퍼터 가스를 반응 챔버 내로 공급하는 스퍼터 가스 공급 수단(3)과, 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급 수단(4)과, 타겟과 기판 사이에서 발생할 방전을 생성하는 전력을 공급하는 전력 공급 수단(8)을 포함하며, 타겟과 기판 사이에는 복수개의 개구를 갖는 격벽 부재(6)가 마련되고, 스퍼터 가스용 공급 포트(10) 및 반응 가스용 공급 포트(11)는 스퍼터 가스가 타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간으로 공급되고 반응 가스가 기판과 격벽 부재 사이에 형성된 공간으로 공급되도록 서로로부터 이격되어 별개로 제공된다.

Description

박막 형성 장치 및 이를 이용한 박막 형성 방법{THIN FILM FORMING APPARATUS AND PROCESS FOR FORMING THIN FILM USING SAME}
본 발명은 박막 형성 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 장치들을 사용하여 반도체 소자용 전극 또는 보호막, 액정 장치용 전극 또는 보호막, 광자기 기록 매체용 보호막, 광학 장치용 반사 보호막 또는 반사 향상막 등을 형성하는 데 적합한 박막 형성 방법의 기술 분야에 관한 것이다.
박막 형성 방법 중 한가지는 스퍼터링이다.
종래의 반응성 스퍼터링은, 스퍼터 가스와 반응 가스의 혼합 가스를 반응 챔버 안으로 도입시켜서 반응 가스와 타겟 구성 원자의 화학 반응에 의해 금속 컴파운드 박막이 형성되도록 컴파운드 또는 금속 타겟을 스퍼터링하는 공정이다. 절연 컴파운드 타겟의 경우, 통상적으로 그 공정은 RF 또는 초음파와 같은 고주파 전력이 공급되어 적열 방전(glow discharge)을 야기하기 때문에 부착률은 낮다. 금속 타겟의 경우에 있어서는, DC 볼트가 공급되어 적열 방전이 야기되기 때문에 그 부착률이 향상된다.
타겟이 금속인 경우라 해도, 반응 가스는 타겟 표면 상의 금속 타겟과 반응할 수 있으므로 허용되지 않은 금속 화합물이 타겟 표면 상에 형성되게 된다. 통상적으로, 금속 화합물에 대한 스퍼터링 수율은 금속에 대한 스퍼터링 수율의 약 10%이므로, 반응성 스퍼터링에서의 부착률은 낮다.
컴파운드 타겟의 경우에 있어서도, 실제로 형성된 컴파운드(compound) 박막은 원자 함량을 화학 양론 비에 의해 결정된 함량보다 더 많이 함유하므로, 화학 양론 비에 근사한 조성을 갖는 막이 형성되기 위해서는 반응 가스가 추가되어야 한다. 금속 타겟의 경우에는 말할 것도 없이, 반응 가스가 저 유량으로 공급되는 경우, 금속 컴파운드 박막은 금속 원자를 높은 함량으로 함유하는 박막으로서 형성되고, 또한 화학 양론 비(stoichiometric ratio)를 만족하는 박막이 될 수 없으므로, 그 결과 광학 특성(굴절 지수 및 투과성과 같은 것) 등과 관련된 박막 특성들이 열악하다.
따라서, 이와 같은 기술적 문제점들을 해결하려는 시도가 제안되고 있다.
도10은 일본 특허 공개 제62-56570호에 개시되어 있는 반응성 스퍼터링 장치에 대한 개략도이다. 도면 부호 1은 타겟, 도면 부호2는 기판, 도면 부호 3은 스퍼터 가스 역할을 하는 아르곤(Ar) 공급 파이프, 도면 부호 4는 반응 가스 역할을 하는 산소(O2) 공급 파이프, 도면 부호 9는 반응 챔버, 도면 부호 12는 타겟 홀더, 그리고 도면 부호 7은 기판 홀더를 나타내는 것이다.
상기 공개 공보는 도10에 도시된 장치를 사용하면 스퍼터 가스와 반응 가스가 별도로 도입되고 또한 스퍼터링은 타겟의 주변에서 바람직하게 발생하고 또한 산화 반응은 기판의 주변에서 바람직하게 발생하기 때문에 스퍼터링 비가 커지고 산화물의 특성이 향상된다는 것을 설명하고 있다.
그러나 실제에 있어서는 스퍼터 가스와 반응 가스는 타겟과 기판 사이의 구역에서 혼합되어 상기 두 가스의 혼합 플라즈마를 형성한다. 특히 박막이 큰 면적의 기판 상에 형성될 때에는 기판과 타겟 사이의 방전 구역이 아주 커지게 되므로 스퍼터 가스와 반응 가스가 분리되어 존재하는 것은 어려워진다. 따라서, 막의 품질과 스퍼터링 속도가 기대하는 것만큼 크게 향상될 수가 없다.
한편, 도11은 일본 특허 공개 제6-41733호에 개시되어 있는 반응성 스퍼터링 장치의 개략도이다. 도면 부호 1은 타겟, 도면 부호2는 기판, 도면 부호 3은 스퍼터 가스 역할을 하는 아르곤(Ar) 공급 파이프, 도면 부호 4는 반응 가스 역할을 하는 산소(O2) 공급 파이프, 도면 부호 7은 기판 홀더, 도면 부호 8은 전원(power source), 도면 부호 9는 반응 챔버, 도면 부호 12는 타겟 홀더, 도면 부호 13은 차압판, 도면 부호 14는 고주파 전원, 도면 부호 15는 코일, 도면 부호 16은 자석, 도면 부호 17은 냉매 순환용 파이프, 그리고 도면 부호 18은 배기 펌프를 나타내는 것이다.
이 장치에서는, 진공 펌프와 연통하는 배기구가 반응 챔버(9)의 상부 부분에 설치되고, 스퍼터 가스와 반응 가스가 분리될 수 있도록 반응 챔버 상부 부분과 반응 챔버 하부 부분간의 압력차를 발생시키기 위해 차압판(13)이 사용된다. 그러나 도11의 장치에 있어서, 차압판(13)의 개구(13a)는 기판(2)의 크기보다 크므로, 실제에 있어서 스퍼터 가스는 차압판(13)의 개구(13a)를 바람직하지 않게 통과하여서 기판(2) 쪽으로 유동하게 되고, 이 결과 방전 영역이 커지게 된다. 따라서, 이와 같은 장치에 있어서도 역시 스퍼터링 속도와 막 품질이 기대하는 만큼 크게 향상되지 않는다. 또한, 산소의 예비 여기가 고주파 전원(14)에 의해 이루어져야 하므로 상기 장치는 그 구조가 복잡해지게 되고, 게다가 예비 여기 때문에 반응 가스 파이프(4)의 내벽이 스퍼터링되어서 오히려 일례로 반응 가스 파이프를 구성하는 철과 같은 물질을 형성되고 있는 막 안으로 결합시킨다는 더 큰 문제를 일으킨다.
또한, 스퍼터링에 의해 전이된 입자들은 기판 안으로 월경하게 되어서 기판 온도가 과도하게 상승하게 된다.
일본 특허 공개 제7-335553호는 상기 장치와는 다른 목적을 달성하기 위하여 제안된 반응성 스퍼터링 장치에 대하여 개시하고 있다. 이 장치에는 반도체 장치의 접촉 구멍을 채우기 위해 타겟과 기판 사이에 콜리메이터(collimator)가 설치된다.
콜리메이터를 구비하는 종래의 장치에서, 상기 콜리메이터는 아주 큰 종횡비(aspect ratio)를 가지므로 스퍼터링에 의해 파괴된 타겟 구성 원자는 기판 표면에 작은 각도로 입사되게 되어서 균일하고 면적이 넓은 연속 박막을 형성하기가 어려워진다. 또한, 콜리메이터의 표면도 스퍼터링되므로, 콜리메이터 원자(일례로 콜리메이터가 스테인리스강으로 제조되는 경우에 있어서는 철 원자)가 형성시킬 TiN 박막 안으로 포함된다.
미국 특허 제5,415,753호의 명세서 및 도면과, "스퍼터링과 플라즈마 공정에 대한 2차 세계 심포지움(1993년)"의 간행물(제269면부터 제274면)에도 타겟과 기판 사이에 천공 판이 마련되고 또한 스퍼터 가스와 반응 가스가 분리되게 공급될 수 있도록 구성된 반응성 스퍼터링 장치에 대하여 개시되어 있다.
그러나 이와 같은 반응성 스퍼터링 장치에 있어서는, 천공판의 전기적 특성과 물질에 대한 연구가 충분하게 이루어지지 않았고, 막 특성이 기대하는 만큼 크게 향상되지 않았다.
박막용 물질 중에서 플루오르화 마그네슘(MgF2)은 낮은 굴절 지수(1.38)를 갖는 물질로서 관심을 끌고 있지만, 이 물질는 종종 스퍼터링에 의해 막이 형성될 때에 빛을 흡수해버린다. 또한, 스퍼터링에 의해 플루오르화 마그네슘 막을 형성시키는 경우, 막 형성 속도는 진공 부착에 의한 속도보다 낮은 것으로 알려져 있다.
이러한 문제점에 대처하기 위해, 일본 특허 공개 제9-41132호 및 제9-41134호에는 타겟이 고온으로 유지될 수 있도록 단열 패킹 판을 통해서 타겟을 지지하는 방법과 MgF2로 이루어지는 입자형 타겟을 사용하는 방법에 대하여 개시되어 있다.
그러나 이들 방법은 모두가 필름의 질 향상을 만족할만 하게 달성시킴은 없이 스퍼터링 속도를 향상시키거나 혹은 막 형성 속도를 향상시키는 데에만 주안점을 두고 있다. 따라서, 결국은 양호한 광학 특성 또는 전기적 특성을 갖는 컴파운드 박막은 얻을 수 없다.
본 발명의 목적은, 평면에서의 두께 균일성을 가지며 광학적 및 전기적 특성을 갖는 박막을 형성할 수 있는 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판을 지지하기 위한 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하기 위해서 스퍼터 가스를 반응 챔버 내로 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단과, 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치에 있어서, 다수의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 제공되고, 스퍼터 가스가 타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 공급되며 반응 가스가 기판과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 공급되도록 스퍼터 가스 공급 포트와 반응 가스 공급 포트가 이격되어 별개로 제공되고, 격벽 부재의 전위를 설정하는 전위 설정 수단이 제공되는 박막 형성 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 미리 설정된 전위를 가지는 격벽 부재의 존재 때문에, 스퍼터 가스의 플라즈마는 기판 표면으로부터 떨어져 형성되고, 따라서 형성된 박막은 부작용으로부터 방지된다. 또한, 기판 표면 상에서, 반응 가스는 스퍼터링에 의해 타겟으로부터 떨어져 나온 원자와 우선적으로 결합하고, 따라서 화학량론적 비율에 매우 근접한 양호한 품질을 갖는 박막이 형성될 수 있다.
격벽 부재는 또한 스퍼터링에 의해 큰 양으로 떨어져 나온 타겟 구성 원자의 일부는 포획하고, 따라서 기판 온도의 어떠한 과도한 상승이 기판으로 점핑하는 타겟 구성 원자에 의해 야기되는 것으로부터 방지된다.
본 발명의 다른 목적은 고속 증착으로 균일하고 큰 영역에 양호한 품질의 박막을 형성할 수 있는 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판을 지지하기 위한 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하기 위해서 스퍼터 가스를 반응 챔버 내로 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단과, 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치에 있어서, 다수의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 제공되고, 스퍼터 가스가 타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 공급되고, 반응 가스가 기판과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 공급되도록 스퍼터 가스 공급 포트와 반응 가스 공급 포트가 서로 이격되어 별개로 제공되고, 격벽 부재의 적어도 한 표면이 타겟과 동일한 물질로 구성되는 박막 형성 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 격벽 부재의 존재 때문에, 스퍼터 가스의 플라즈마는 기판 표면으로부터 떨어져 형성되고, 따라서 형성된 박막은 불리한 영향을 받지 않는다. 또한, 기판 표면 상에서, 반응 가스는 스퍼터링에 의해 타겟으로부터 떨어져 나온 원자와 우선적으로 결합하고, 따라서 화학량론적 비율에 매우 근접한 양호한 품질을 갖는 박막이 형성될 수 있다. 격벽 부재가 스퍼터링될지라도, 이 격벽 부재는 형성하고자 하는 박막에 영향을 미치지 않는 물질로 제작되기 때문에 원하지 않는 불순물이 포함되는 것이 방지된다.
격벽 부재는 또한 스퍼터링에 의해 큰 양으로 떨어져 나온 타겟 구성 원자의 일부를 포획하고, 따라서 기판으로 점핑하는 타겟 구성 원자에 의해 기판 온도가 과도하게 상승하는 것이 방지된다.
본 발명의 또 다른 목적은 양호한 광학 특성을 달성하는 것이 상당히 어려운 것으로 인식되어 왔던 불화 마그네슘 등의 복합 박막의 형성에도 적용될 수 있는 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 기판을 지지하기 위한 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하기 위해서 스퍼터 가스를 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치에 있어서, 다수의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 구비되고, 상기 격벽 부재는 적어도 타겟 측의 표면에서 타겟과 동일한 물질로 피복되고 바이어스 전압이 가해지는 도체를 갖는 박막 형성 장치를 제공한다.
본 발명은, 기판을 지지하기 위한 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하기 위해서 스퍼터 가스를 반응 챔버 내로 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단과, 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치를 사용하여 박막을 형성하는 박막 형성 방법에 있어서, 다수의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 개재되도록 하는 방식으로 기판과 타겟을 위치시키는 단계와, 타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 스퍼터 가스를 공급하고, 기판과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 반응 가스를 공급하는 단계와, 타겟의 구성 원자 및 반응 가스의 구성 원자를 함유하는 막을 기판 상에 형성하기 위해서 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키는 단계를 포함하며; 상기 타겟은 격벽 부재의 표면과 동일한 물질로 구성되는 박막 형성 방법도 제공한다.
본 발명에 따르면, 격벽 부재의 존재 때문에, 스퍼터 가스의 플라즈마는 기판 표면으로부터 떨어져 형성되고, 따라서 형성된 박막은 불리한 영향을 받지 않는다. 또한, 격벽 부재가 스퍼터링될지라도, 이 격벽 부재는 형성하고자 하는 박막에 영향을 미치지 않는 물질로 제작되기 때문에, 원하지 않는 불순물이 포함되는 것이 방지된다.
격벽 부재는 또한 스퍼터링에 의해 큰 양으로 떨어져 나온 타겟 구성 원자의 일부를 포획하고, 따라서 기판으로 점핑하는 타겟 구성 원자에 의해 기판 온도가 과도하게 상승되는 것이 방지된다. 격벽 부재에 DC 바이어스를 인가시킴으로써, 이온들은 타겟 측면으로부터 기판 표면으로 유입되는 것이 방지된다.
따라서, 평면상에서 균일한 박막 두께 및 광학 또는 전기 특성을 갖는 복합 박막이 형성될 수 있다. 또한, 본 발명에서, 형성하기에 상당히 어렵다고 생각되어 왔던 불화 마그네슘 등의 복합 박막이 용이하게 형성될 수 있다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막 형성 장치의 개략도.
도2는 본 발명의 박막 형성 장치에 형성된 격벽 부재의 평면도.
도3은 본 발명의 박막 형성 장치에 사용된 격벽 부재의 단면도.
도4는 개구 부근 내 부분에서 본 발명에 사용된 다른 격벽 부재의 부분 단면도.
도5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 형성 장치의 개략도.
도6은 본 발명의 박막 형성 장치에 사용된 다른 격벽 부재의 단면도.
도7은 본 발명에 사용된 다른 격벽 부재의 부분 단면도.
도8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 형성 장치의 개략도.
도9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 박막 형성 장치의 개략도.
도10은 종래 반응성 스퍼터링 장치의 예를 도시한 개략도.
도11은 종래 반응성 스퍼터링 장치의 다른 예를 도시한 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 타겟
2 : 기판
3, 4 : 가스 공급 수단
6 : 격벽 부재 (또는 그리드 판)
7 : 기판 지지 수단
10, 11 : 공급 포트
12 : 타겟 지지 수단
<제1 실시예>
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반응성 스퍼터링을 사용하는 박막 형성 장치의 개략 단면도이다.
<박막 형성 장치>
도1에 도시된 바와 같은 장치는 기판(2)을 지지하기 위한 기판 지지 수단으로서 기판 홀더(7)와, 타겟(1)을 지지하기 위한 타겟 지지 수단으로서 타겟 홀더(12)와, 타겟(1)을 스퍼터링하기 위한 스퍼터 가스(GA)를 반응 챔버(9)로 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단으로서 가스 샤워 헤드(3)와, 반응 가스(GB)를 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단으로서 가스 샤워 헤드(4)와, 타겟(1)과 기판(2) 사이의 방전에 의해 플라즈마(5)를 발생시키기 위한 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단으로서 전력원(8)로 구성된다.
다수의 개구(6a)를 갖는 격벽 부재로서 그리드 판(6)은 타겟(1)과 기판(2) 사이에 제공된다. 스퍼터 가스(GA)를 공급하기 위한 공급 포트(10)와 반응 가스(GB)를 공급하기 위한 공급 포트(11)는 스퍼터 가스(GA)가 타겟(1)과 그리드 판(6) 사이에 형성된 공간에 공급되고 반응 가스(GB)는 기판(2)과 그리드 판(6) 사이에 형성된 공간에 공급되도록 서로 이격되어 별개로 제공된다. 또한, 스퍼터링 동안에 그리드 판(6)은 스위치(SW)를 갖는 전위 세팅 수단에 의해 고정된 전위에 유지된다.
도2는 본 발명에 사용된 격벽 부재(6)의 예를 도시한 평면도이다. 도3은 도2에 도시된 격벽 부재(6)의 단면도이다. 격벽 부재로서 작용하는 그리드 판(6)의 적어도 표면은 스퍼터되고자 하는 타겟(1)의 구성 물질에 따라 선택된 물질로 바람직하게 제작될 수 있다. 달리 말하면, 그리드 판(6)용 물질은 형성되고자 하는 박막의 구성 물질에 따라 바람직하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 산화막이 형성된 경우에, 실리콘(Si)으로 구성된 부재가 사용되고, 탄탈륨 산화막이 형성된 경우에, 탄탈륨(Ta)으로 구성된 부재가 사용되고, 알루미늄 산화막이 사용된 경우에, 알루미늄(Al)으로 구성된 부재가 사용된다. 따라서, 그리드 판 물질은 실리콘(Si), 탄탈륨(Ta), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 인디움(In), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 텅스텐(W), 등으로부터 선택될 수 있다. 그리드 판은 타겟에 무관하게 선택된 도전성, 절연성 또는 반도체성 물질로 제작된 기부 부재로 구성되는 판형 부재일 수 있고, 적어도 타겟(1)과 대면하는 기부 부재의 표면 상에 타겟과 동일한 물질로 제작된 박막이 형성된다.
그리드 판(6)에 제공된 다수의 개구(6a)는 1.0 미만, 특히 0.6 미만의 종횡비(aspect ratio)를 바람직하게 구비할 수 있다. 이것은 가스의 상호 확산 억제와 적절한 증착 속도로 막 형성을 가능하게 하고, 막은 전체 영역 위에 균일한 두께로 얻어질 수 있다.
그리드 판의 상부로부터 보는 바와 같이, 개구는 실린더, 사각 기둥 등의 3차원 형상을 가질 수 있다. 평면 형상, 즉 개구 형상(2차원 형상)에 있어서는, 개구는 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등의 형상을 가질 수 있다.
개구(6a)의 종횡비(AR)는 개구 각각의 깊이(D)(판 두께)를 개구의 면적과 동일한 면적을 갖는 진원(true circle: 완전한 원형을 가진 원)의 직경(L)으로 나눔으로써 제공된 값(D/L)으로서 정의된다. 또한, 기판 표면이 원형을 가질 때, 직경(L)은 기판(2)의 직경의 1% 내지 15%, 바람직하게는 4% 내지 10%일 수 있다.
균일한 막을 형성하기 위하여, 그리드 판(6)의 다수의 개구(6a)들은 규칙적 형태로 바람직하게 분포될 수 있다. 적절한 증착 속도로 균일한 큰 면적의 박막을 얻기 위하여, 이들 개구 비율은 바람직하게는 5% 내지 90%이고, 더 바람직하게는 20% 내지 70%이다.
그리드 판(6)은 스퍼터링이 수행되고 있는 상태에서 양호하게는 전기적으로 부유할 수도 있고, 또는 상기 판과 타겟 사이의 전위차를 발생시키기 위해 소정의 전위로 바이어스될 수도 있다. 문자 부호 SW는 전위 세팅 수단과 그리드 판(6)의 바이어스 전위를 설정하는 전위 스위칭 수단으로 작용하는 스위치를 나타낸다. 그리드 판(6)과 기판(2)은 동일한 전위 또는 다른 전위를 가지도록 설정될 수 있다. 또한, 그리드 판(6)과 반응 챔버는 상호 다른 전위를 가지도록 설정될 수도 있다. 그리드 판(6)은 양호하게는 타겟에 대해 양전위로 바이어스될 수도 있다. 스퍼터링 율을 향상시키기 위해, 공급되는 전력이 높을 수도 있다. 그러나, 이와 같이 하면, 스퍼터링된 원자는 기판 온도의 과다 상승을 초래하기에 충분하도록 기판 상에 충돌할 수도 있다. 그렇다면, 열 변형을 받는 이들 기판 상에 막을 형성하는 것은 불가능하게 된다. 본 실시예에서는, 그리드 판이 부분적으로 스퍼터링된 원자를 포획하므로, 이러한 문제는 해결된다. 그리드 판이 타겟에 대해 음전위로 바이어스될 때, 막이 손상되는 것을 방지하기 위해 음 이온은 타겟 측면으로 재반사된다.
타겟(1)을 둘러싸기 위해 도1에 도시된 바와 같이 스퍼터 가스 공급 포트(10)가 타겟(1)의 주위에 다수 제공된다. 도1에 도시된 장치에 있어서, 스퍼터 가스 공급 포트(10)는 양호하게는 상기 가스를 타겟(1) 측면으로 우선적으로 취출하기 위해 파이프 중앙에 대해 타겟(1) 측면 상에 존재한다. 스퍼터 가스 공급 포트(10)는 순환 공급 파이프인 가스 샤워 헤드(3) 상에서 거의 동일한 간격으로 배치된다. 다시 말하면, 다수의 공급 포트는 원주 상에서 대칭적으로 제공된다.
유사하게는, 반응 가스 공급 포트(11)는 기판(2)을 둘러싸기 위해 기판(2)의 주위에 양호하게는 다수 구비될 수도 있다. 도1에 도시된 장치에 있어서, 반응 가스 공급 포트(11)는 상기 가스를 기판 측면으로 우선적으로 취출하기 위해 파이프의 중앙에 대해 기판(2) 측면 상에 존재한다. 반응 가스 공급 포트(11)는 순환 공급 파이프인 가스 샤워 헤드(4) 상에서 거의 동일한 간격으로 배치된다. 다시 말하면, 다수의 공급 포트는 원주 상에서 대칭적으로 제공된다.
기판 지지 수단으로서의 기판 홀더(7)는 스퍼터링 중에 1 내지 50 rpm으로 회전가능하도록 구성된다. 이는 보다 균일한 막의 형성을 가능하게 한다.
반응 마그네트론 스퍼터링을 달성하기 위해 자석이 타겟 홀더(12) 상에 제공될 수도 있다. 이와 같이 제공될 때, 스퍼터 가스 플라즈마는 상기 타겟의 주위에 잘 한정된다.
전원(8)으로서의 직류 전원이 도시되나, 대신에 교류 전원이 사용될 수도 있다. 교류 전원은 13.56 ㎒의 RF(radiofrequency) 전원에 의해 예시화되고 직류 바이어스가 거기에 선택적으로 중첩될 수도 있다. 스퍼터링 율이 증가되어 박막 증착 비율이 보다 향상될 때, 직류 전원을 이용한 직류 스퍼터링을 달성하는 것이 바람직하다.
반응 챔버(9)의 배기구는 (도시되지 않은) 배출 펌프에 연결된다. 예를 들면, 배출 펌프는 주 배출을 위한 터보 분자 펌프 또는 크라이오펌프와 대략적인 배출을 위한 로터리 펌프의 조합체로 구성될 수도 있다.
도1에 있어서, 도시된 것은 타겟(1)이 상부에 구비되고 기판(2)이 하부에 구비된 장치이다. 이러한 상하 관계는 막 형성 측면이 하향하는 상태로 상부에 상기 기판이 구비되고 스퍼터링 측면이 상향하는 상태로 상기 타겟이 하부에 구비되도록 바뀔 수도 있다. 선택적으로는, 상기 기판과 타겟은 막 형성 표면과 스퍼터링 표면이 수평이 되지 않도록 평면 판 상에서 상향 상승할 수도 있다.
<막 형성 방법>
전술한 바와 같이 막 형성 장치를 이용하여 박막을 형성하는 박막 형성 방법을 이하 설명한다.
먼저, 타겟(1)과, 기판(2)과, 그리드 판(6)이 도1에 도시된 바와 같은 방법으로 반응 챔버(9) 내에 배치된다. 여기서, 타겟(1)과 그리드 판(6)으로는 동일한 물질을 선택하는 것이 바람직하다.
먼저 다수의 개구를 갖는 격벽 부재(6)가 배치된다. 이어서, 타겟(1)은 타겟 홀더(12) 상에서 설정된다. 결과적으로 기판(2)은 기판 홀더(7) 상에 설정된다.
반응 챔버(9)의 내부는 진공을 만들고, 기판(2)은 필요하다면 가열 또는 냉각된다.
스퍼터 가스(GA)는 가스 샤워 헤드(3)의 공급 포트(10)를 통해 타겟(1)과 격벽 부재(6) 사이의 공간으로 공급되고, 반응 가스(GB)는 가스 샤워 헤드(4)의 공급 포트(11)를 통해 기판(2)과 그리드 판(6) 사이의 공간으로 공급된다.
상기 반응 챔버의 내부의 압력은 대략 0.05 내지 13 ㎩, 양호하게는 0.1 내지 1.3 ㎩로 유지되고, 이 상태에서 직류 전압 또는 RF 전압이 타겟(1)과 기판(2) 사이에 인가되어 타겟(1)과 바이어스된 격벽 부재(6) 사이에서 스퍼터 가스의 플라즈마(5)를 형성하도록 방전을 일으킨다. 이러한 상태에서, 형성된 플라즈마(5)는 격벽 부재(6)와 기판(2) 사이의 공간으로 개구(6a)를 통해 연장될 수도 있다. 플라즈마 입자와 함께 스퍼터링된 타겟의 조성 원자는 그리드 판(6)의 개구(6a)를 통과하여 기판(2)의 표면에 도달한다. 여기서, 타겟 조성 원자와 반응할 수 있는 반응 가스가 그리드 판(6)과 기판(2) 사이의 공간 내에 존재하므로, 이들 모두는 기판 표면 상에서 상호 반응하고, 그 결과 타겟 조성 원자와 반응 가스 조성 원자를 함유한 막은 상기 기판 상에 형성될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 그리드 판(6)이 타겟(1)과 동일한 물질로 구성될 때, 기판(2) 상에 형성된 박막은 플라즈마 입자가 그리드 판(6)을 스퍼터링하였더라도 영향을 받지 않는다. 또한, 그리드 판이 반응 가스가 타겟 측으로 유동하는 것을 방지하므로, 반응 가스와 타겟의 스퍼터링된 조성 원자와의 반응이 기판 표면 상에 우선적으로 발생된다. 따라서, 스퍼터링 비율은 낮아지지 않고, 이론적 비율에 아주 근접한 조성을 갖는 박막이 아주 높은 증착 속도로 형성될 수 있다.
본 발명에 사용된 타겟과 격벽 부재용의 표면 물질로는 Si, Al, Ta, In, Sn, Ti, Cu, Zn, Mg 및 W와 같은 전도성 물질이 포함될 수도 있다.
스퍼터 가스는 He, Ne, Ar, Kr 또는 Xe 등으로부터 선택될 수도 있다.
반응 가스는 O2, N2, F2, NF3, O3둥으로부터 선택될 수도 있다.
상기 기판은 광 투과성 또는 광 불투과성일 수도 있고, 기판용 물질은 실리콘, GaAs 등과 같은 반도체 물질과, 유리, 수정, 플루오라이트 등과 같은 절연 물질과, 스테인레스 강, 알루미늄 등과 같은 금속 물질을 구비할 수도 있다.
본 발명에 의해 형성될 수 있는 박막은 실리콘 산화물 막, 탄탈륨 산화물 막, 인디움 산화물 막, 주석 산화물 막, 티타늄 질화물 막, 구리 산화물 막, 아연 산화물 막, 텅스텐 질화물 막, 마그네슘 불화물 막, 알루미늄 불화물 막 등과 같은 복합 박막이다.
본 발명에 의한 이러한 박막 형성 장치는 광학적 박막이 광 투과성 절연 기판의 볼록 또는 오목한 표면 상에 형성되는 때에 특히 효과적이다. 본 발명에 의한 박막 형성 방법에 의해 얻어진 광학적 박막은 반사 방지 막 또는 높은 에너지를 갖는 KrF 엑시머 레이저 및 ArF 엑시머 레이저 광학 시스템과 같이 우수한 특징을 나타낸다.
동일한 박막 형성 장치를 사용하여 상이한 조성의 필름을 형성하는 경우에는 격벽 부재를 교환가능하도록 이를 반응 챔버로부터 착탈 가능하게 마련할 수 있다.
스퍼터 원자가 그리드 판의 표면에 부착되는 경우가 있을 수 있으며, 특히 이들 원자는 타겟 측부의 개구들의 모서리들에 부착되어 개구들을 메우는 경우도 있다. 따라서, 개구들을 메우지 않도록 개구들의 모서리는 테이퍼 형상으로 경사진 것이 바람직하다. 도4는 그리드 판(6)의 테이퍼진 개구(6a)를 도시한 부분 단면도이다. 도3과 비교하면 명확한 것처럼, 모서리(6b)들은 경사져 있다. 이는 그리드 판의 교환 횟수를 최소로 해주고 장치를 장기간 동안 연속 사용할 수 있게 해준다.
<제2 실시예>
도5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박막 형성 장치를 도시한다.
도5에 도시된 박막 형성 장치는 기판(2)을 지지하는 기판 지지 수단으로서의 기판 홀더(7), 타겟(1)을 지지하는 타겟 지지 수단으로서의 타겟 홀더(12), 타겟(1)을 스퍼터링하기 위하여 스퍼터 가스(GA)를 반응 챔버(9) 안에 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단으로서의 가스 샤워 헤드(3)를 가지며, 선택적으로는 반응 가스(GA)를 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단으로서의 가스 샤워 헤드(4)도 갖고 있다. 또한, 타겟(1)과 기판(2) 사이에 플라즈마를 형성하도록 이들 사이에서 방전을 일으키기 위한 전력을 공급하는 전력 공급 수단으로서 전력원(8)도 갖고 있다. 복수개의 개구(6a)를 갖는 격벽 부재로서의 그리드 판(6)도 타겟(1)과 기판(2) 사이에 마련된다. 그리드 판은 타겟의 적어도 측면 상의 타겟 물질과 동일한 물질로 피복되고, 바이어스 전압원(42)으로부터 바이어스 전압이 인가되는 도체를 갖고 있다. 부호 41은 차단 커패시터이고 43은 기판 바이어스 전압원이다. 스퍼터 가스(GA)를 공급하기 위한 공급 포트(10)와 반응 가스(GB)를 공급하기 위한 공급 포트(11)는 스퍼터 가스(GA)가 타겟(1)과 그리드 판(6) 사이에 형성된 공간에 공급되고 반응 가스(GB)가 기판(2)과 그리드 판(6) 사이에 형성된 공간에 공급되도록 필요에 따라서는 서로 이격되어 별개로 마련되는 것이 바람직하다.
이 실시예에 사용된 격벽 부재(그리드 판(6))는 도2에 도시된 것과 동일한 평면 형상을 취한다. 도6은 그리드 판(6)의 단면을 도시한다. 격벽 물질로서 작용하는 그리드 판(6)의 적어도 표면(6c)은 스퍼터링될 타겟(1)의 구성 물질에 따라 선택된 물질로 된다. 다시 말해서, 그리드 판(6)용 물질은 형성될 박막의 구성 물질에 따라 선택되어야 한다. 예를 들어, 불화 마그네슘 박막을 형성하려면 불화 마그네슘으로 피복된 전도성 부재를 사용할 수 있다. 또 다른 예로서, 산화 실리콘 박막을 형성하는 경우에는 산화 실리콘으로 피복된 전도성 부재를 사용할 수 있고, 산화 탄탈 박막을 형성하는 경우에는 산화 탄탈으로 피복된 전도성 부재를 사용할 수 있고, 산화 알루미늄 박막을 형성하는 경우에는 산화 알루미늄으로 피복된 전도성 부재를 사용할 수 있다. 따라서, 그리드 판은 산화 실리콘, 산화 탄탈, 산화 알루미늄, 불화 마그네슘, 산화 인듐, 질화 티탄 및 산화 구리로부터 선택할 수 있다. 그리드 판은 1) 타겟 물질과 무관하게 선택된 전도성 및 반도체성 물질로 된 기부 물질, 2) 타겟과 동일한 물질로 되고 적어도 타겟(1) 측에 면하는 표면에서 기부 상에 형성된 막을 포함하는 판형 부재로 될 수 있다.
그리드 판(6)에 복수개로 마련된 개구(6a)들은 1.0 미만, 바람직하게는 0.6 미만의 종횡비를 갖는다. 이는 가스들의 상호 확산을 억제하고, 필름이 적절한 증착 속도로 형성될 수 있게 해주고, 박막이 전체 영역에 걸쳐서 균일한 두께로 형성될 수 있게 해준다.
그리드 판의 상부에서 보았을 때 개구(6a)들은 3차원 형상의 실린더 또는 정방형 기둥 등을 가질 수 있다. 평면 형상, 즉 개구 형상(2차원 형상)에 있어서는, 개구(6a)들은 원형, 타원형, 정방형 및 삼각형 등의 형상 중에서 임의의 형상을 취할 수 있다.
개구(6a)의 종횡비(AR)는 각 개구의 깊이(판 두께)를 개구의 면적과 동일한 면적을 갖는 진원의 직경(L1)으로 나눈 소정의 값(D/L)으로서 정의된다. 또한, 기판의 표면이 원형을 취하면 직경(L)은 기판(2) 직경의 1 내지 5 %로 되는 것이 바람직하고, 4 내지 10 %로 되면 더욱 바람직하다.
균일한 박막을 형성하기 위하여, 그리드 판(6)에 복수개 마련된 개구(6a)들은 균일 형상으로 분포하는 것이 바람직하고, 적절한 증착 속도로 균일하고 큰 면적의 박막을 형성하기 위해서 이들 개구의 비율은 5 내지 90 %, 바람직하게는 20 내지 70 %로 된다.
그리드 판(6)은 스퍼터링이 수행되는 상태에서 그리드 판과 타겟 사이에 전위차를 생성하도록 고정된 전위로 바이어스 된다. 부호 42는 그리드 판(6)의 전위를 세팅하기 위한 전위 세팅 수단으로서 작용하는 바이어스 전압원이다. 도5에 도시된 장치에서, 그리드 판(6)은 기판(2)보다 높은 전위로 바이어스되고 반응 챔버보다 낮은 전위로 바이어스되는 것이 바람직하며, 이로써 음이온이 플라즈마로부터 기판에 도입될 때 박막에 충격이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 스퍼터링 속도를 증진시키기 위하여 공급된 전력을 높일 수도 있다. 그러나, 이렇게 되면 스퍼터링에 의해 떨어져 나온 원자들이 기판으로 점프하여 기판 온도의 과도한 상승을 일으키기도 한다. 그러면, 박막은 열 변형에 의해 쉽게 영향을 받을 수 있는 기판 상에 형성될 수 없다. 이 실시예에서, 그리드 판(6)은 스퍼터링에 의해 떨어져 나온 원자들의 일부를 부분적으로 포획하며, 이로써 상기 문제를 해결할 수 있다.
스퍼터 가스 공급 포트(10)는 도5에 도시된 것처럼 타겟(1)의 인접부에 그리고 개구들이 타겟(1)을 둘러싸는 방식으로 복수개로 마련될 수 있다. 도5에 도시된 장치에서, 스퍼터 가스 공급 포트(10)는 파이프 중심에 대하여 타겟(1) 측부에 마련되고, 가스를 타겟(1) 측부에 우선적으로 불어 내도록 되어 있다. 스퍼터 가스 공급 포트(10)는 순환 공급 파이프인 가스 샤워 헤드(3) 위에 실질적으로 동일 간격으로 배열된다. 다시 말해서, 복수개의 공급 포트들이 주연 상에 대칭 형상으로 마련된다.
마찬가지로, 반응 가스 공급 포트(11)는 기판(2) 인접부에 그리고 개구들이 기판(2)을 둘러싸는 방식으로 복수개로 마련되는 것이 바람직하다. 도5에 도시된 장치에서, 반응 가스 공급 포트(10)는 파이프 중심에 대하여 기판(2) 측부에 마련되고, 가스를 기판에 우선적으로 불어 내도록 되어 있다. 반응 가스 공급 포트(11)는 순환 공급 파이프인 가스 샤워 헤드(4) 위에 실질적으로 동일 간격으로 배열된다. 다시 말해서, 복수개의 공급 포트들이 주연 상에 대칭 형상으로 마련된다.
기판 홀더(기판 지지 수단(7))는 스퍼터링 중에 1 내지 50 rpm으로 회전하도록 구성되어 있다. 이 홀더는 그리드 판(6)보다 낮은 전위로 유지된다.
반응 마그네트론 스퍼터링을 수행하도록 자석이 타겟 홀더(12)에 마련될 수도 있다. 자석이 마련되면, 스퍼터 가스 플라즈마가 타겟 인접부에 더욱 양호하게 한정될 수 있다.
전력원(8)으로서는 AC 전력원이 사용된다. AC 전력원의 예로는 13.56 MHz의 RF 전력원이 있고, DC 바이어스가 그 위에 선택적으로 중첩될 수 있다.
반응 챔버(9)의 배출구는 진공 펌프(도시 생략)에 연결되어 있다. 진공 펌프는 배기용의 터보 분자 펌프 또는 크라이오 펌프(cryopump)와, 이 펌프와 조합되어 대략적인 배기를 위한 로터리 펌프로 구성된다.
도5에서, 상기 장치는 타겟(1)이 상부 부분에 마련되고 기판(2)이 하부 부분에 마련된 것으로 도시되어 있다. 이러한 상하 관계는 바뀔 수도 있어서, 기판이 필름 형성측을 하방에 갖는 상태로 상부 부분에 마련되고 타겟이 스퍼터링측을 상부에 갖는 상태로 하부 부분에 마련될 수도 있다. 이와 달리, 기판 및 타겟은 필름 형성 표면 및 스퍼터링 표면이 수평으로 있지 않도록 평면 상에 상방으로 상승될 수도 있다.
상기에 설명한 박막 형성 장치를 사용하여 박막을 형성하는 박막 형성 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 타겟(1), 기판(2) 및 그리드 판(6)을 도5에 도시된 방식으로 반응 챔버(9)에 위치시킨다. 여기서, 타겟(1) 및 격벽 부재(6)의 물질로는 유사한 물질을 선택한다.
복수의 개구를 갖는 격벽 부재가 처음에 배치된다. 그후 타겟(1)이 타겟 홀더(12)상에 위치된다. 이어서 기판(2)이 기판 홀더(7)에 놓인다.
반응 챔버(9)의 내부를 진공으로 만들고, 기판(2)이 필요하다면 가열된다.
스퍼터 가스(GA)는 가스 샤워 헤드(3)의 공급 포트(10)를 통해 타겟(1) 및 격벽 부재(6) 사이에 형성된 공간으로 공급되고, 반응 가스(GB)는 가스 샤워 헤드(4)의 공급 포트(11)를 통해 기판(2) 및 격벽 부재(6) 사이에 형성된 공간으로 공급된다.
반응 챔버 내부의 압력은 0.05 내지 13 Pa로 유지되고, 더 바람직하게는 0.1 내지 1.3 Pa로 유지되며, 이 상태에서 타겟(1)과 그리드 판(6) 사이에 방전을 발생시키는 DC 전압 또는 RF 전압이 타겟(1) 및 기판(2)을 가로질러 인가되어 스퍼터 가스의 플라즈마(5)를 형성한다. 이 상태에서, 형성된 플라즈마(5)는 격벽 부재(6)와 기판(2) 사이의 공간 내로 개구(6a)를 통해 연장될 수 있다. 플라즈마 입자들과 함께 스퍼터링된 타겟의 구성 원자들은 그리드 판(6)의 개구(6a)를 통과하여 기판(2)의 표면에 도달한다. 여기에서 타겟 구성 원자들과 반응할 수 있는 반응 가스가 그리드 판(6) 및 기판(2) 사이의 공간에 존재하므로 양자 모두는 기판 표면상에서 서로 반응하여 타겟 구성 원자 및 반응 가스 구성 원자를 포함하는 막이 기판 상에 형성될 수 있게 한다.
본 실시예에 의하면, 그리드 판(6)는 타겟(1)과 같은 물질로 구성되므로, 기판(2)상에 형성된 박막은 플라즈마 입자가 그리드 판(6)에 스퍼터링되더라도 영향을 받지 않는다. 또 그리드 판(6)는 반응 가스가 타겟 측으로 유출되는 것을 방지할 수 있으므로, 스퍼터링된 타겟의 구성 원자와 반응 가스의 반응은 기판 표면에서 우선적으로 일어난다. 그러므로 스퍼터링 수율은 낮아지지 않으며, 화학 양론비에 아주 근접한 조성을 갖는 박막이 높은 증착 속도로 형성될 수 있다.
본 발명에 사용되는 타겟의 구성 물질 및 격벽 부재의 표면 구성 물질은SiO2, Al2O3, Ta2O5, InO, SnO2, TiN, Cu2O, ZnO, MgF2, WN와 같은 전도성 물질을 포함할 수 있다.
스퍼터 가스는 He, Ne, Ar, Kr 및 Xe로부터 선택될 수 있다.
반응 가스는 O2, N2, F2, NF3및 O3로부터 선택될 수 있다.
기판으로서 투광성, 또는 비투광성 기판중 어느것이나 사용될 수 있으며, 실리콘 및 GaAs와 같은 반도체 물질(반도체 기판), 유리, 석영 및 플루오라이트와 같은 절연 물질(절연 기판) 및 스테인레스강 및 알루미늄과 같은 금속 물질(금속 기판)을 포함하는 물질로부터 만들어질 수 있다.
본 발명에 따라 형성될 수 있는 박막은 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 인듐 산화물, 주석 산화물, 마그네슘 플루라이드, 티타늄 나이트라이드, 동 산화물, 아연 산화물, 텅스텐 나이트라이드 등의 복합 박막이다.
본 발명의 박막 형성 장치는 특히 광학 박막이 오목 또는 볼록면을 갖는 투광성 절연 기판의 표면에 형성될 때 특히 효과적이다. 본 발명의 박막 형성 방법에 의해 얻어진 광학 박막은 고에너지를 갖는 KrF 엑시머 레이저 및 ArF 엑시머 레이저 광학 시스템을 위한 반사 방지막 또는 반사 향상막으로서 월등한 특성을 나타낸다.
상이한 조성을 갖는 막들이 동일한 박막 형성 장치를 사용하며 형성되는 경우에 격벽 부재는 교환가능하게 설정될 수 있다.
스퍼터링에 의해 떨어져 나온 원자는 그리드 판의 표면에 부착한다. 특히, 이들은 타겟측상의 개구의 모서리에 부착되어 개구를 메울 수 있다. 따라서 개구의 모서리는 바람직하게는 테이퍼 형상으로 경사지게 형성되어 개구가 메워지지 않도록 한다. 그후, 표면은 타겟과 동일한 물질로 코팅된다. 도7은 그리드 판(6)의 이같은 테이퍼형 개구(6a)를 부분 단면으로 도시한다. 도6에 도시된 것과 명확하게 비교되듯이 모서리(6b)는 경사지게 형성되어 있다(bevelled). 이는 그리드 판의 교환 횟수를 감소시키고 장치를 오랜 기간 동안 연속으로 사용가능하게 한다.
<제3 실시예>
본 발명의 다른 양호한 실시예가 이하에 설명된다.
도8은 도5에 도시된 상기 실시예의 수정예를 도시한다. 실린더형의 차폐부재(31)가 그리드 판(6)의 주위에 제공된다. 차폐 부재(31)는 스퍼터링된 타겟 구성 원자들이 반응 챔버의 내벽으로 증착되는 것을 방지하는 증착 방지 판으로서의 기능과, 스퍼터 가스를 제한하는 효과와 반응 가스를 제한하는 효과를 향상시키는 기능을 갖는다. 본 실시예에서 차폐 부재(31)의 상부 모서리와 타겟(1) 사이의 틈은 배기 부분(20)을 형성하고, 차페 부재(31) 및 가스 샤워 헤드(4) 사이 및 가스 샤워 헤드(4)와 기판(2) 사이의 틈은 배기 부분(21)을 형성한다. 스퍼터 가스(GA)는 화살표(22)에 의해 도시된 경로를 통해 연통 개구(24)를 향해 유동한다. 반응 가스(GB)는 화살표(23)에 의해 도시된 경로를 통해 연통 개구(24)를 향해 유동한다. 경로(22, 23)의 컨덕턴스가 그리드 판(6)의 개구(6a)의 컨덕턴스보다 충분히 크게 만들어지므로 막형성에 악영향을 미칠 수 있는 상호 확산은 억제될 수 있다.
차폐 부재(31)는 바람직하게는 그리드 판(6)과 같은 물질로 만들어질 수 있다. 즉 차폐 부재의 적어도 내면은 바람직하게는 타겟과 같은 물질로 코팅될 수 있다. 또한 그 전위는 바람직하게는 격벽 부재로서의 그리드 판(6)과 같은 전위 상태로 유지될 수 있다. 차폐 부재(31)는 반응 챔버의 바닥면에 제공된 절연 부재로서의 절연기(33)상에 설정된 지지 레그(32)에 의해 지지된다. 바이어스 전압원(42), 기판 바이어스 전압원(43) 및 차단 커패시터(41)는 도5의 장치와 같은 방식으로 구성된다. 도8에서 다른 참조부호들은 도5에 도시된 것과 같은 부재들을 지시한다.
<제4 실시예>
도9는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 개략도이다. 본 실시예는 타겟(1)과 그리드 판(6) 사이의 공간의 배기를 위해 스퍼터 가스를 배기시키는 데만 사용되는 연통 개구(25)와, 기판(2)과 그리드 판(6) 사이의 공간의 배기를 위해 반응 가스를 배기시키는 데만 사용되는 연통 개구(26)가 제공되는 것을 특징으로 한다.
그리드 판(6) 위의 차폐 부재(31)에는 배기 통로로서 연통 개구(25)를 형성하는 배기 파이프가 연결된다. 참조 부호(27)는 밸브를 나타내고, 이에 의해 배기 경로는 개폐될 수 있으며, 그 컨덕턴스는 조정될 수 있다.
그리드 판(6) 아래의 차폐 부재(31)에는 배기 통로로서 연통 개구(26)를 형성하는 다른 배기 파이프가 연결된다. 참조 부호(28)는 밸브를 나타내고, 이에 의해 배기 경로는 개폐될 수 있고, 그 컨덕턴스가 조정될 수 있다.
2개의 배기 경로는 절연 부재로서의 절연기(29)들의 중간쯤에 제공되어 반응 챔버가 차폐 부재로부터 절연될 수 있게 한다.
또한 반응 챔버(9)에는 도8에 도시된 장치와 같이 연통 개구(24)가 제공된다. 배기는 막형성 중 밸브(30)의 개방에 의해 실행될 수 있다.
본 실시예에서, 스퍼터 가스가 연통 개구(25)로부터 배기되는 압력은 바람직하게는 반응 가스가 연통 개구(26)로부터 배기되는 압력보다 높게 되어 플라즈마 발생 공간의 압력이 기판측의 공간의 압력보다 높을 수 있게 한다. 이는 반응 가스가 플라즈마 발생 공간 내로 유동하는 것을 더 어렵게 한다. 자세히 말하면 밸브(27, 28)가 처음에 폐쇄되고, 그후 밸브(30)가 개방되어 반응 챔버의 내부를 진공으로 만든다. 다음에 밸브(30)는 폐쇄되고, 그후 밸브(27, 28)가 개방되어 배기 경로를 변경시키고, 동시에 스퍼터 가스와 반응 가스를 각각 가스 샤워 헤드(3, 4)를 통해 반응 챔버 내로 도입한다. 그러므로 스퍼터 가스는 공급 포트(10)를 통해 제1 공간으로 도입되고, 연통 개구(25)를 통해 제1 공간으로부터 배기된다. 반응 가스는 공급 포트(11)를 통해 제2 공간으로 도입되고, 연통 개구(26)를 통해 제2 공간으로부터 배기된다. 스위치(SW)로서, 도1에 도시된 스위치(SW)와 동등한 기능을 갖도록 구성된 또는 같은 방식으로 구성된 스위치가 사용될 수 있다. 도9에서 다른 참조 부호는 도8에 도시된 것과 같은 부재들을 지시한다.
본 실시예에 의하면 평면 내에서 균일한 박막 두께와 광학 또는 전기적 특성을 갖는 복합 박막이 형성될 수 있다. 또한 균일하고 큰 면적의 복합 박막이 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 평면에서의 두께 균일성을 가지며 광학적 및 전기적 특성을 갖는 박막을 형성할 수 있는 박막 형성 장치 및 박막 형성 방법이 제공된다.

Claims (86)

  1. 기판을 지지하기 위한 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하기 위해서 스퍼터 가스를 반응 챔버 내로 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단과, 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치에 있어서,
    경사진 모서리를 가진 다수의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 제공되고,
    스퍼터 가스가 타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 공급되며 반응 가스가 기판과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 공급되도록 스퍼터 가스 공급 포트와 반응 가스 공급 포트가 서로 이격되어 별개로 제공되고,
    격벽 부재의 전위를 설정하는 전위 설정 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 1.0 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 0.6 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 격벽 부재는 다수의 개구가 규칙적인 모양으로 분포된 판형 부재인 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 격벽 부재는 알루미늄, 탄탈륨 및 실리콘에서 선택된 물질로 구성된 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스퍼터 가스 공급 포트는 개구들이 타겟을 둘러싸는 방식으로 타겟의 근처에 복수로 제공되고, 상기 반응 가스 공급 포트는 개구들이 기판을 둘러싸는 방식으로 기판의 근처에 복수로 제공되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 격벽 부재는 스퍼터링 중에 상기 전위 설정 수단에 의해 고정된 전위로 유지되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 격벽 부재는 상기 전위 설정 수단에 의해 전기적으로 부유될 수 있는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지 수단은 평면 상에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  10. 기판을 지지하기 위한 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하기 위해서 스퍼터 가스를 반응 챔버 내로 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단과, 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치를 사용하여 박막을 형성하는 박막 형성 방법에 있어서,
    경사진 모서리를 가진 다수의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 개재되는 방식으로 기판과 타겟을 위치시키는 단계와,
    타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 스퍼터 가스를 공급하고 기판과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 반응 가스를 별도로 공급하는 단계와,
    타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키는 단계와,
    기판 상에 타겟의 구성 원자들과 반응 가스의 구성 원자들을 포함하는 막을 형성하도록 고정 전위로 격벽 부재를 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 1.0 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 0.6 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 격벽 부재는 다수의 개구가 규칙적인 모양으로 분포된 판형 부재인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 타겟은 알루미늅, 탄탈륨, 실리콘 및 마그네슘에서 선택된 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  15. 제10항에 있어서, 상기 스퍼터 가스는 개구들이 타겟을 둘러싸는 방식으로 타겟의 근처에 구비된 다수의 공급 포트로부터 공급되고 상기 반응 가스는 개구들이 기판을 둘러싸는 방식으로 기판의 근처에 구비된 다수의 공급 포트로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  16. 제10항에 있어서, 상기 격벽 부재가 타겟 측에 대해 음 전위로 유지되는 상태로 스퍼터링이 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  17. 제10항에 있어서, 평면 상에서 기판을 회전시키는 동안 스퍼터링이 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  18. 제10항에 있어서, 상기 기판은 투광성 절연 기판인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  19. 제10항에 있어서, 상기 스퍼터 가스는 He, Ar, Ne, Kr, Xe에서 선택된 적어도 하나의 가스인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  20. 제10항에 있어서, 상기 반응 가스는 산소 가스, 질소 가스 및 플루오르 가스 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  21. 제10항에 있어서, 상기 반응 가스는 NF3인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  22. 제10항에 있어서, 기판은 오목면 또는 볼록면을 갖는 투광성 절연 기판인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  23. 기판을 지지하기 위한 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하기 위해서 스퍼터 가스를 반응 챔버 내로 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단과, 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치에 있어서,
    경사진 모서리를 가진 다수의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 제공되고,
    스퍼터 가스가 타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 공급되고 반응 가스가 기판과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 공급되도록 스퍼터 가스 공급 포트와 반응 가스 공급 포트가 서로 이격되어 별개로 제공되고,
    격벽 부재의 적어도 한 표면이 타겟과 동일한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 1.0 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  25. 제23항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 0.6 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  26. 제23항에 있어서, 상기 격벽 부재는 다수의 개구가 규칙적인 모양으로 분포된 판형 부재인 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  27. 제23항에 있어서, 상기 격벽 부재는 알루미늄, 탄탈륨 및 실리콘에서 선택된물질로 구성된 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  28. 제23항에 있어서, 상기 스퍼터 가스 공급 포트는 개구들이 타겟을 둘러싸는 방식으로 타겟의 근처에 복수로 제공되고, 상기 반응 가스 공급 포트는 개구들이 기판을 둘러싸는 방식으로 기판의 근처에 복수로 제공되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  29. 제23항에 있어서, 상기 격벽 부재가 전기적으로 부유되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  30. 제23항에 있어서, 상기 격벽 부재가 고정된 전위에 유지되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  31. 제23항에 있어서, 상기 기판 지지 수단이 평면에서 회전가능한 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  32. 기판을 지지하기 위한 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하기 위해서 스퍼터 가스를 반응 챔버 내로 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단과, 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치를 사용하여 박막을 형성하는 박막 형성 방법에 있어서,
    경사진 모서리를 가진 다수의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 개재되도록 하는 방식으로 기판과 타겟을 위치시키는 단계와, 타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 스퍼터 가스를 공급하고, 기판과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 반응 가스를 공급하는 단계와, 타겟의 구성 원자 및 반응 가스의 구성 원자를 함유하는 막을 기판 상에 형성하기 위해서 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키는 단계를 포함하며;
    상기 타겟은 격벽 부재의 표면과 동일한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 1.0 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  34. 제32항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 0.6 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  35. 제32항에 있어서, 상기 격벽 부재는 다수의 개구가 규칙적인 모양으로 분포된 판형 부재인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  36. 제32항에 있어서, 상기 타겟은 알루미늄, 탄탈륨, 실리콘 및 마그네슘에서 선택된 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  37. 제32항에 있어서, 상기 스퍼터 가스는 개구들이 타겟을 둘러싸는 방식으로 타겟의 근처에 구비된 다수의 공급 포트로부터 공급되고 상기 반응 가스는 개구들이 기판을 둘러싸는 방식으로 기판의 근처에 구비된 다수의 공급 포트로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  38. 제32항에 있어서, 상기 격벽이 전기적으로 부유된 상태에서 스퍼터링이 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  39. 제10항에 있어서, 상기 격벽이 고정된 전위에 유지되는 상태에서 스퍼터링이 이루어지는 것을 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  40. 제32항에 있어서, 평면에서 기판을 회전시키는 동안 스퍼터링이 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  41. 제32항에 있어서, 상기 기판은 투광성 절연 기판인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  42. 제32항에 있어서, 상기 스퍼터 가스는 He, Ar, Ne, Kr, Xe에서 선택된 적어도 하나의 가스인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  43. 제32항에 있어서, 상기 반응 가스는 산소 가스, 질소 가스 및 플루오르 가스 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  44. 제32항에 있어서, 상기 반응 가스는 NF3인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  45. 제32항에 있어서, 상기 기판은 오목면 또는 볼록면을 갖는 투광성 절연 기판인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  46. 기판을 지지하기 위한 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하기 위해서 스퍼터 가스를 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치에 있어서,
    경사진 모서리를 가진 다수의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 구비되고,
    상기 격벽 부재는 적어도 타겟 측의 표면이 타겟과 동일한 물질로 피복되고, 바이어스 전압이 가해지는 도체를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  47. 제46항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 1.0 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  48. 제46항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 0.6 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  49. 제46항에 있어서, 상기 격벽 부재는 다수의 개구가 규칙적인 모양으로 분포된 판형 부재인 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  50. 제46항에 있어서, 상기 격벽 부재는 플루오르화 마그네슘, 산화 알루미늄, 산화 실리콘, 및 산화 탄탈륨에서 선택된 물질로 된 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  51. 제46항에 있어서, 상기 스퍼터 가스 공급 포트는 개구들이 타겟을 둘러싸는 방식으로 타겟의 근처에 다수로 구비되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  52. 제46항에 있어서, 상기 격벽 부재는 박막 형성 동안에 양 또는 음의 전위에 유지되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  53. 기판을 지지하기 위한 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하기 위한 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하기 위해서 스퍼터 가스를 반응 챔버 내로 공급하기 위한 스퍼터 가스 공급 수단과, 반응 가스를 공급하기 위한 반응 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하기 위한 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치에 있어서,
    경사진 모서리를 가진 다수의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 제공되고,
    스퍼터 가스가 타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 공급되고 반응 가스가 기판과 격벽 부재 사이에 형성된 공간에 공급되도록 스퍼터 가스 공급 포트와 반응 가스 공급 포트가 서로 이격되어 별개로 제공되고,
    격벽 부재는 적어도 타겟 측의 표면이 타겟과 동일한 물질로 피복되고, 바이어스 전압이 가해지는 도체를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  54. 제53항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 1.0 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  55. 제53항에 있어서, 상기 격벽 부재의 개구들이 0.6 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  56. 제53항에 있어서, 상기 격벽 부재는 다수의 개구가 규칙적인 모양으로 분포된 판형 부재인 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  57. 제53항에 있어서, 상기 격벽 부재는 플루오르화 마그네슘, 산화 알루미늄, 산화 실리콘, 및 산화 탄탈륨에서 선택된 물질로 된 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  58. 제53항에 있어서, 상기 스퍼터 가스 공급 포트는 개구들이 타겟을 둘러싸는 방식으로 타겟의 근처에 다수로 공급되고 상기 반응 가스 공급 포트는 개구들이 기판을 둘러싸는 방식으로 기판의 근처에 다수로 공급되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  59. 제53항에 있어서, 상기 격벽 부재는 박막 형성 중에 양전위 또는 음전위에서 유지되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  60. 제46항 또는 제53항에 있어서, 상기 기판 지지 수단은 평면 내에서 회전 가능한 것을 특징으로 하는 박막 형성 장치.
  61. 기판을 지지하는 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하는 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하는 스퍼터 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에서 방전을 발생시키기 위하여 전력을 공급하는 전력 공급 수단을 포함하는 박막 형성 장치를 사용하여 컴파운드 박막을 형성하는 박막 형성 방법에 있어서,
    경사진 모서리를 가진 복수개의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 개재되는 방식으로 기판과 타겟을 위치시키는 단계와,
    타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간으로 스퍼터 가스를 공급하는 단계와,
    타겟의 구성 원자를 함유하는 박막을 기판 상에 형성하도록 적어도 타겟과 격벽 부재 사이에서 방전을 발생시키는 단계를 포함하며;
    상기 타겟은 격벽 부재의 표면과 동일한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  62. 제61항에 있어서, 상기 격벽 부재의 각각의 개구는 1.0 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  63. 제61항에 있어서, 상기 격벽 부재의 각각의 개구는 0.6 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  64. 제61항에 있어서, 상기 격벽 부재는 복수개의 개구가 규칙적으로 분포된 판형 부재인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  65. 제61항에 있어서, 상기 타겟은 마그네슘 플루오르화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물 및 탄탈 산화물로부터 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  66. 제61항에 있어서, 상기 스퍼터 가스는 개구가 타겟을 둘러싸는 방식으로 타겟 부근에 복수로 마련된 공급 포트로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  67. 제61항에 있어서, 상기 격벽 부재는 박막 형성 중에 양전위 또는 음전위에서 유지되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  68. 제61항에 있어서, 박막 형성은 기판을 평면 내에서 회전시키는 동안에 수행되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  69. 제61항에 있어서, 상기 기판은 투광성 절연 기판인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  70. 제61항에 있어서, 상기 스퍼터 가스는 He, Ar, Ne, Kr 및 Xe로부터 선택된 적어도 하나의 가스인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  71. 제61항에 있어서, 산소 가스, 질소 가스, 불소 가스 및 오존 가스 중 적어도 하나가 첨가되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  72. 제61항에 있어서, NF3또는 F2의 가스가 첨가되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  73. 제61항에 있어서, 상기 기판은 오목면 또는 볼록면을 갖는 투광성 절연 기판인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  74. 기판을 지지하는 기판 지지 수단과, 타겟을 지지하는 타겟 지지 수단과, 타겟을 스퍼터링하는 스퍼터 가스를 반응 챔버 내로 공급하는 스퍼터 가스 공급 수단과, 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급 수단과, 타겟과 기판 사이에서 방전을 발생시키기 위해 전력을 공급하는 전력 공급 수단을 포함하는 장치를 사용하여 컴파운드 박막을 형성하는 박막 형성 방법에 있어서,
    경사진 모서리를 가진 복수개의 개구를 갖는 격벽 부재가 타겟과 기판 사이에 개재되는 방식으로 기판과 타겟을 위치시키는 단계와,
    타겟과 격벽 부재 사이에 형성된 공간으로 스퍼터 가스를 공급하고 기판과 격벽 부재 사이에 형성된 공간으로 반응 가스를 공급하는 단계와,
    타겟의 구성 원자를 함유하는 박막을 기판 상에 형성하도록 적어도 타겟과 격벽 부재 사이에서 방전을 발생시키는 단계를 포함하며;
    상기 타겟은 격벽 부재의 표면과 동일한 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  75. 제74항에 있어서, 상기 격벽 부재의 각각의 개구는 1.0 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  76. 제74항에 있어서, 상기 격벽 부재의 각각의 개구는 0.6 미만의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  77. 제74항에 있어서, 상기 격벽 부재는 복수개의 개구가 규칙적으로 분포된 판형 부재인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  78. 제74항에 있어서, 상기 타겟은 마그네슘 플루오르화물, 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물 및 탄탈 산화물로부터 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  79. 제74항에 있어서, 상기 스퍼터 가스는 개구가 타겟을 둘러싸는 방식으로 타겟 부근에 복수로 마련된 공급 포트로부터 공급되며, 상기 반응 가스는 개구가 기판을 둘러싸는 방식으로 기판 부근에 복수로 마련된 공급 포트로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  80. 제74항에 있어서, 상기 격벽 부재가 박막 형성 중에 음전위 또는 양전위에서 유지되는 상태에서 스퍼터링이 수행되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  81. 제74항에 있어서, 스퍼터링은 기판을 평면 내에서 회전시키는 동안에 수행되는 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  82. 제74항에 있어서, 상기 기판은 투광성 절연 기판인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  83. 제74항에 있어서, 상기 스퍼터 가스는 He, Ar, Ne, Kr 및 Xe로부터 선택된 적어도 하나의 가스인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  84. 제74s항에 있어서, 상기 반응 가스는 산소 가스, 질소 가스, 불소 가스 및 오존 가스 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  85. 제74항에 있어서, 상기 반응 가스는 NF3또는 F2인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
  86. 제74항에 있어서, 상기 기판은 오목면 또는 볼록면을 갖는 투광성 절연 기판인 것을 특징으로 하는 박막 형성 방법.
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