KR102194949B1

KR102194949B1 - 반응성 스패터 장치 및 이를 이용한 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법

Info

Publication number: KR102194949B1
Application number: KR1020187036337A
Authority: KR
Inventors: 신이치로 사이쇼
Original assignee: 신크론 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2020-12-24
Also published as: EP3575437A4; CN110637103A; JPWO2019202729A1; KR20190122536A; EP3575437B1; WO2019202729A1; JP6423572B1; TWI682045B; US20200040440A1; EP3575437A1; CN110637103B; US11021783B2; TW201943873A

Abstract

성막실(11)과, 상기 성막실에 설치되고, 성막되는 기판 S를 유지하는 기판 홀더(12)와, 상기 성막실을 소정 압력으로 감압하는 감압기(13)와, 상기 성막실에 방전 가스를 도입하는 방전 가스 도입기(15)와, 성막 재료가 되는 타깃(T1,T2)을 각각 구비하고, 하나의 상기 기판에 대해서 대향하는 복수의 스패터 전극(18,19)과, 상기 복수의 스패터 전극에 전력을 공급하는 직류 전원(20)과, 상기 직류 전원과 상기 복수의 스패터 전극과의 사이에 접속되고, 각각의 스패터 전극에 인가하는 직류 전압을 펄스파 전압으로 변환하는 복수의 펄스파 변환 스위치(22,23)와, 상기 복수의 스패터 전극에 공급하는 각각의 전력에 따른 펄스 발생 제어 신호 패턴이 프로그램 가능하게 되고, 당해 프로그램에 따라서 상기 복수의 펄스파 변환 스위치의 각각을 제어하는 프로그래머블 발신기(24)와, 상기 전력 제어기로부터의 펄스 발생 제어 신호 패턴에 근거하여 상기 반응 가스 도입기로부터 상기 성막실로의 반응 가스의 도입을 제어하는 펄스 반응 가스 도입기(17)를 구비한다.

Description

반응성 스패터 장치 및 이를 이용한 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법

본 발명은, 반응성 스패터 장치 및 이를 이용한 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법에 관한 것이다.

이런 종류의 반응성 스패터 장치로서, 적어도 2종 이상의 이종 금속으로 이루어지는 각 타겟을 스패터하여, 기판 상에, 금속 또는 금속의 불완전 반응물로 이루어지는 초박막을 형성하는 성막 프로세스실과, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생 수단과, 그 플라즈마 발생 수단과 상기 초박막을 금속 화합물로 변환시키는 반응 프로세스실과의 사이에 배설된 멀티·개구(aperture)·그리드 또는 멀티·슬릿·그리드와, 상기 성막 프로세스실에서 형성된 초박막에, 상기 그리드를 통과하고 선택적으로 도입된 반응성 가스의 활성종을 조사(照射)하고, 상기 초박막과 반응성 가스의 활성종을 반응시켜 금속 화합물로 변환하는 반응 프로세스실과, 그 반응 프로세스실과 상기 성막 프로세스실을 차폐판에 의해서 공간적, 압력적으로 분리하는 분리 수단을 구비한 복합 금속 화합물의 박막 형성 장치가 공지되어 있다(특허문헌 1). 이 RAS(Radical Assisted Sputter)형 반응성 스패터 장치에 의하면, 원하는 막 두께의 복합 금속의 화합물 박막을 기판에 형성하고, 복합 금속의 화합물 박막을 구성하는 각각의 금속의 단독 화합물이 본래 갖는 광학적인 굴절률의 범위 내에서, 임의의 굴절률을 얻을 수 있다.

특허문헌 1: 일본특허공보 제3735461호

그러나, 2종 이상의 이종 금속으로 이루어지는 타깃을 이용하여 복합 금속 화합물막을 생성하는 상기 종래의 성막 장치는, 원통상의 기판 홀더에 복수의 기판을 유지한 상태로 당해 기판 홀더를 회전시키는 구성이기 때문에, 스패터 영역의 통과 시간이나 플라즈마 영역의 통과 시간은, 성막 장치의 구조에 의해 일의적으로 정해지며, 이들을 독립적으로 제어할 수는 없다. 그러므로, 복합 금속 화합물막의 조성을 임의로 설정하려면, 복수의 스패터 전극에 공급하는 전력 등을 독립하여 제어할 필요가 있기 때문에, 스패터 전극마다에 스패터 전원이 필요하게 된다.

또한, 상기 종래의 성막 장치는, 원통상의 기판 홀더에 기판을 유지한 상태로 당해 기판 홀더를 일 방향으로 회전시키는 구성이기 때문에, 초박막의 적층 순서도 성막 장치 구조에 의해서 일의적으로 정해지며, 용이하게 변경할 수 없다. 나아가, 초박막의 두께를 유지하기 위해서 회전체의 회전수를 높이는 것이 유리하지만, 큰 정격의 구동 모터를 필요로 한다. 나아가, 원통상의 기판 홀더에 기판을 유지하는 구성이기 때문에, 원통상의 기판 홀더의 내부가 쓸데없는 공간이 되고, 성막실이 커질 뿐 아니라, 큰 정격의 진공 펌프가 필요해진다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 복합 금속 화합물막 또는 혼합막의 조성을 임의로 설정할 수 있는 반응성 스패터 장치 및 이를 이용한 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, 직류 전원과 복수의 스패터 전극과의 사이에, 직류 전압을 펄스파 전압으로 변환하는 펄스파 변환 스위치를 복수의 스패터 전극에 대응하여 설치하고, 임의로 작성한 프로그램에 의해 방형파를 발생하는 신호 발생기에 의해 동작하는 펄스파 변환 스위치와 반응 가스 도입 스위치와 반응에 필요한 시간을 제어함으로써, 각 스패터 전극에 공급하는 전력과 반응 가스 도입 타이밍을 적당하게 설정함으로써, 상기 과제를 해결한다.

본 발명에 의하면, 직류 전원에 의해 복합 금속 화합물막 또는 혼합막의 조성을 임의로 설정할 수 있는 반응성 스패터 장치 및 이를 이용한 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법을 제공할 수 있다.

[도 1] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치의 일 실시형태를 나타내는 블록도이다.
[도 2a] 도 1의 프로그래머블(programmable) 발신기(24), 제1 펄스파 변환 스위치(22) 또는 제2 펄스파 변환 스위치(23)에 의해 생성되는 전압 펄스파의 일 예를 나타내는 전압-시간의 그래프이다.
[도 2b] 바이어스 직류 전원(21)을 설치한 경우에 있어서의, 도 1의 프로그래머블 발신기(24), 제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23)에 의해 생성되는 전압 펄스파의 다른 예를 나타내는 전압-시간의 그래프이다.
[도 3a] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치의 다른 실시형태를 나타내는 요부 블록도이다.
[도 3b] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치의 또 다른 실시형태를 나타내는 요부 블록도이다.
[도 4a] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제1 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 4b] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제2 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 4c] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제3 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 4d] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제4 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 4e] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제5 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 4f] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제6 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 5] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제7 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 6a] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제8 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 6b] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제9 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 6c] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제10 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 6d] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법의 제11 예를 나타내는 타임 차트이다.
[도 7a] 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치의 다른 실시형태를 나타내는 요부 블록도이다.
[도 7b] 도 7a의 반응성 스패터 장치의 전기계통을 나타내는 블록도이다.

《반응성 스패터 장치》

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초해서 설명한다. 도 1은, 본 발명의 반응성 스패터 장치의 일 실시형태를 나타내는 블록도이다. 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)는, 실질적으로 밀폐 공간을 형성하는 성막실(11)을 구비하고, 당해 성막실(11)에, 성막되는 기판 S를 유지하는 기판 홀더(12)와, 성막 재료가 되는 타깃(본 예에서는 제1 타깃(T1)과 제2 타깃(T2))을 각각 구비하고, 1개의 기판 S에 대해서 대향하는 복수의 스패터 전극(본 예에서는 제1 스패터 전극(18)과, 제2 스패터 전극(19))이 설치되어 있다. 또한, 성막실(11)에는, 당해 성막실(11)을 소정 압력으로 감압하는 감압기(13)와, 감압기(13)에 의해 감압되는 성막실(11)의 압력을 제어하는 컨덕턴스 밸브(14)와, 성막실(11)에 방전 가스를 도입하는 방전 가스 도입기(15)와, 성막실(11)에 반응 가스를 도입하는 반응 가스 도입기(16)와, 반응 가스 도입기(16)에 의한 반응 가스량을 제어하는 펄스 반응 가스 도입기(17)가 설치되어 있다.

본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)는, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 전력을 공급하는 1개의 직류 전원(20)을 구비한다. 또한, 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)는, 직류 전원(20)과, 제1 스패터 전극(18) 및 제2 스패터 전극(19)의 사이에 병렬로 접속되고, 제1 스패터 전극(18) 및 제2 스패터 전극(19)에 인가하는 직류 전압을 펄스파 전압으로 변환하는 복수의 펄스파 변환 스위치(본 예에서는 제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23))를 구비한다. 나아가, 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)는, 제1 스패터 전극(18) 및 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 각각의 전력에 따른 펄스 발생 제어신호 패턴이 프로그램가능하게 되고, 당해 프로그램에 따라서 제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23)의 각각을 제어하는 동시에, 펄스 반응 가스 도입기(17)를 제어하는 프로그래머블 발신기(24)와, 감압기(13), 컨덕턴스 밸브(14), 방전 가스 도입기(15) 및 반응 가스 도입기(16)를 제어하는 장치 제어기(25)와, 반응성 스패터 장치(1)의 전체 제어를 총괄하는 성막 제어기(26)를 구비한다. 이하, 각 구성 부재를 설명한다.

기판 홀더(12)는, 평판상으로 형성되어, 성막실(11)에 설치되고, 그 상면에는, 성막 대상이 되는 기판 S가 놓인다. 또한 성막시에 기판 S를 가열할 필요가 있는 경우에 대응해서, 기판 홀더(12)에 기판 S를 가열하는 가열기를 설치하여도 된다. 도 1에 있어서는 도시를 생략하지만, 성막실(11)의 일 측벽에는, 로드 록(load lock)실이 게이트 밸브를 통해서 연설되고, 기판 S는 당해 로드 록실로부터 게이트 밸브를 열어서 로드 기구 등에 의해 투입되고, 기판 홀더(12)의 상면에 놓인다. 또한, 성막을 종료한 기판 S는, 로드 기구를 이용하여 기판 홀더(12)로부터 로드 록실로 반출된다. 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)는, 1매의 기판 S에 대해서 스패터 성막을 행하는, 소위 매엽식 반응성 스패터 장치이다. 단, 본 발명의 반응성 스패터 장치(1)는, 매엽식에 한정되지 않고, 성막실(11)에 복수의 기판 S를 투입하여 처리하는 것이어도 된다. 또한, 본 예의 기판 홀더(12)는, 기판 S에 대한 성막 품질(막 두께나 조성비)의 균일성을 높이기 위한 회전 기구나 상하 기구, 로드 록실과의 사이에 기판 S를 출입하는 때의 작업성을 높이기 위한 승강 기구를 구비하여도 된다.

제1 스패터 전극(18)은, 선단면에 성막 재료가 되는 제1 타깃 T1이 유지되고, 제1 타깃 T1의 표면이, 기판 홀더(12)에 놓여진 기판 S에 대면하도록 설치되어 있다. 마찬가지로, 제2 스패터 전극(19)은, 선단면에 성막 재료가 되는 제2 타깃 T2가 유지되고, 제2 타깃 T2의 표면이, 기판 홀더(12)에 놓여진 기판 S에 대면하도록 설치되어 있다. 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)에서는, 기판 S의 1개의 면에 대해서 2개의 스패터 전극(18,19)을 설치하고 있지만, 본 발명의 반응성 스패터 장치는, 2개의 스패터 전극(18,19)에만 한정되지 않고, 기판 S의 1개의 면에 대해서 3개 이상의 스패터 전극을 설치해도 된다.

또한, 복수의 스패터 전극을 기판 S에 대면하여 설치하는 경우, 모든 타깃의 표면과 기판 S의 표면은 평행이 되지 않지만, 성막 제어의 용이성을 고려하여, 각 스패터 전극이, 기판 S의 표면에 대하여 등배(等配) 또는 대칭의 배치가 되도록 설치하는 것이 바람직하다. 도 1에 나타내는 2개의 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에서는, 제1 스패터 전극(18)의 중심축 C1과, 제2 스패터 전극(19)의 중심축 C2가, 기판 S의 중심 O를 향해, 각각이 이루는 각도 θ1, θ2가 같아지게 되도록 설치되어 있다.

감압기(13)는, 스패터 처리시에는, 성막실(11)을 스패터가 가능한 압력으로 하기 위한 배기구, 배기관 및 배기 펌프(진공 펌프)를 포함한다. 스패터 처리는, 예를 들어 수 Pa~수10 Pa의 감압(진공) 분위기에서 행하기 위해, 감압기(13)는 성막실(11)이 이 정도의 감압(진공) 상태가 되도록 배기한다. 또한, 성막을 종료하면 감압기(13)를 정지시키고, 당해 감압기(13)에 설치된 밸브를 열어서 성막실(11)을 상압으로 되돌릴 수 있다.

방전 가스 도입기(15)는, 방전 가스(스패터 처리에 있어서 타깃에 충돌하는 전자를 방출하는 가스)를 성막실(11)에 공급하기 위한, 도입구, 도입관, 유량 조절 밸브 및 펌프를 포함한다. 방전 가스로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 아르곤 가스 등의 불활성 가스가 사용된다.

반응 가스 도입기(16)는, 반응성 스패터 처리를 행할 경우에 이용되어, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하기 위한, 도입구, 도입관, 유량 조절 밸브 및 펌프를 포함한다. 또한, 펄스 반응 가스 도입기(17)는, 반응 가스 도입기(16)의 유량 조절 밸브를 ON/OFF 제어함으로써, 성막실(11)로 도입되는 반응 가스의 도입 타이밍과 도입량을 제어한다. 성막 물질로서 금속 산화막이나 금속 질화막을 스패터하는 경우에는, 산소 가스나 질소 가스가 반응 가스 도입기(16)로부터 성막실(11)로 도입된다. 또, 반응성 스패터를 행하지 않는 경우에는, 펄스 반응 가스 도입기(17)를 제어하고, 반응 가스 도입기(16)에 의한 반응 가스의 도입을 정지하면 된다.

직류 전원(20)은, 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)에서는 1개만 설치되어 있다. 직류 전원(20)은, 접지된 기판 S에 대해서 타깃에 -500V~-수 kV의 직류 전압을 인가하고 방전시키는 것이며, 이에 의해 전자를 방출하고 양 이온화된 아르곤 가스(방전 가스)의 일부가, 타깃에 충돌해서 당해 타깃 원자를 때려 내보내고, 이것이 기판 S에 퇴적한다.

특히 본 실시형태의 직류 전원(20)과 제1 스패터 전극(18)과의 사이의 전력 공급선에는, 제1 펄스파 변환 스위치(22)가 설치되고, 직류 전원(20)과 제2 스패터 전극(19)과의 사이의 전력 공급선에는, 제2 펄스파 변환 스위치(23)가 설치되어 있다. 이들 제1 펄스파 변환 스위치(22)와 제2 펄스파 변환 스위치(23)는, 직류 전원(20)에 대해서 병렬로 접속되어 있으므로, 각각 직류 전원(20)과 같은 전압이 인가된다. 제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23)는, 직류 전원(20)으로부터의 직류 전압을 펄스파 전압으로 변환하는 스위칭 소자 등으로 이루어지며, 수 kV의 고전압에 견딜 수 있는 스위칭 소자, 예를 들어 MOSFET, IGBT 등의 파워 트랜지스터 등을 이용할 수 있다.

제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23)는, 프로그래머블 발신기(24)에 의해 각각 독립하여 제어된다. 즉, 프로그래머블 발신기(24)는, 제1 스패터 전극(18) 및 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 각각의 전력값에 따른 펄스 발생 제어 신호의 패턴을, 제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23)의 각각에 출력하고, ON/OFF 제어한다. 도 2a는, 도 1의 프로그래머블 발신기(24), 제1 펄스파 변환 스위치(22) 또는 제2 펄스파 변환 스위치(23)에 의해 생성되는 전압 펄스파의 일 예를 나타내는 전압-시간의 그래프이다. 예를 들어, 도 2a의 전압-시간의 그래프에서 나타내듯이, 프로그래머블 발신기(24)는, 제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23)의 각각을 ON/OFF하는 주파수 1/T 및 충격 계수(duty ratio) t/T를 포함하는 제어 신호의 패턴이 임의로 프로그램을 가능하게 되어 있다. 또한, 반복 파형에 의하지 않고 시간축 상에서의 파형 작성이 가능할 수 있어, 단발 현상에서의 프로그램이 가능하게 된다. 또한, 프로그래머블 발신기(24)는, 유닛의 내부 주기의 개시 타이밍을 조정하는 기능을 구비하고, 제1 펄스파 변환 스위치(22)로 출력하는 제어 신호 패턴과, 제2 펄스파 변환 스위치(23)로 출력하는 제어 신호 패턴과는, 동일한 클락(clock)으로 생성되기 때문에, 고정밀도의 동기성이 유지되고 있다.

또한, 도 1에서 나타내듯이, 제1 펄스파 변환 스위치(22)의 제1 스패터 전극(18) 측의 회로 및 제2 펄스파 변환 스위치(23)의 제2 스패터 전극(19) 측의 회로에, +50V 정도(+100V 이하인 것이 바람직하다)의 바이어스 직류 전원(21)을 접속해도 된다. 도 2b는, 바이어스 직류 전원(21)을 설치한 경우에 있어서의, 도 1의 프로그래머블 발신기(24), 제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23)에 의해 생성되는 전압 펄스파의 다른 예를 나타내는 전압-시간의 그래프이다. 양의 바이어스 직류 전원(21)을 설치함으로써, 도 2b의 전압-시간의 그래프에서 나타내듯이, 제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23)의 OFF시에는, 제1 스패터 전극(18) 및 제2 스패터 전극(19)에 반전 전압(+)이 인가되게 된다. 스패터 처리에 있어서는, 타깃 내부의 함유물 또는 표면에 부착하는 불순물에 국소적으로 +전위가 대전하고, -전위에 인가된 타깃 또는 스패터 전극과의 사이에 아크가 발생하는 경우가 있다. 그러므로, 도 2b에 나타내듯이, 제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23)의 OFF시에, 반전 전압 펄스파를 발생시킴으로써, 이러한 +전위의 대전을 능동적으로 제거(중화)할 수 있고, 아크 발생을 억제할 수 있다.

장치 제어기(25)는, 성막 제어기(26)로부터의 제어 신호에 기초하여, 감압기(13)와, 컨덕턴트 밸브(14)와, 방전 가스 도입기(15)와, 반응 가스 도입기(16)를 제어하고, 프로그래머블 발신기(24)에 의한 펄스 반응 가스 도입기(17)의 제어와 어울려서, 성막실(11)의 감압, 성막실(11)로의 방전 가스 및 반응 가스의 도입 타이밍을 제어한다. 구체적인 사용예는 후술하고, 일 예로서, 제1 스패터 전극(18) 및/또는 제2 스패터 전극(19)에 전력을 공급하고 있는 동안에는, 방전 가스 도입기(15)로부터 성막실(11)로 아르곤 가스 등의 불활성 가스가 도입되도록 방전 가스 도입기(15)를 제어하는 한편, 제1 스패터 전극(18) 및 제2 스패터 전극(19)에 전력을 공급하지 않은 동안에는, 펄스 반응 가스 도입기(17)로부터 성막실(11)로 산소나 질소 등의 반응 가스가 도입되도록 반응 가스 도입기(16)를 제어한다.

또, 도 1에 나타내는 실시형태에서는, 기판 S의 편면만에 대해서 2개의 스패터 전극(18,19)을 설치했으나, 도 7a 및 도 7b에 나타내듯이, 기판 홀더(12)에, 기판 S의 표리 양면의 성막 부분이 노출되도록 당해 기판 S를 유지하고, 기판 홀더(12)의 하측에도, 선단면에 성막 재료가 되는 제3 타깃 T3가 유지된 제3 스패터 전극(27)과, 선단면에 성막 재료가 되는 제4 타깃 T4가 유지된 제4 스패터 전극(28)을, 제3 타깃 T3 및 제4 타깃 T4의 각각의 표면이, 기판 홀더(12)에 유지된 기판 S의 이면에 대면하도록 설치해도 된다. 이 경우, 특별히 한정되지 않지만, 도 7b에 나타내듯이, 제1 직류 전원(201)과, 제1 스패터 전극(18) 및 제2 스패터 전극(19)과의 사이의 전력 공급선에 제1 펄스파 변환 스위치(22)를 설치하고, 제2 직류 전원(202)과 제3 스패터 전극(27) 및 제4 스패터 전극(28)과의 사이의 전력 공급선에, 제2 펄스파 변환 스위치(23)를 설치한다. 그리고, 프로그래머블 발신기(24)는, 제1 스패터 전극(18) 및 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력에 따른 펄스 발생 제어 신호의 패턴을, 제1 펄스파 변환 스위치(22)로 출력하고, 제3 스패터 전극(27) 및 제4 스패터 전극(28)에 공급하는 전력값에 따른 펄스 발생 제어 신호의 패턴을, 제2 펄스파 변환 스위치(23)에 출력하고, ON/OFF를 제어하도록 구성해도 된다.

또, 상술한 각 실시형태에 있어서, 각각의 스패터 전극에 설치되는 각 타깃(제1 타깃 T1, 제2 타깃 T2, 제3 타깃 T3 및 제4 타깃 T4)은, 각각 다른 성막용 재료여도 되고, 일부가 다른 성막 재료여도 되고, 모두가 같은 성막 재료여도 된다.

또한, 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치(1)는, 도 1에 나타내는 1개의 직류 전원(20)에 한정되지 않고, 복수의 직류 전원(20)을 설치해도 된다. 도 3a는, 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치의 다른 실시형태를 나타내는 요부 블록도, 도 3b는, 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치의 또 다른 실시형태를 나타내는 요부 블록도이다. 도 3a에 나타내는 실시형태는, 2개의 스패터 전극(제1 스패터 전극(18) 및 제2 스패터 전극(19))의 각각에 대해서 제1 직류 전원(201) 및 제2 직류 전원(202)을 설치하는 동시에, 2개의 펄스파 변환 스위치(제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23))의 각각에 대해서 제1 바이어스 직류 전원(211) 및 제2 바이어스 직류 전원(212)을 설치한 예이다. 또한, 도 3b에 나타내는 실시형태는, 2개의 스패터 전극(제1 스패터 전극(18) 및 제2 스패터 전극(19))의 각각에 대해서 제1 직류 전원(201) 및 제2 직류 전원(202)을 설치하는 한편, 2개의 펄스파 변환 스위치(제1 펄스파 변환 스위치(22) 및 제2 펄스파 변환 스위치(23))에 대해서는, 1개의 바이어스 직류 전원(21)을 설치한 예이다.

《반응성 스패터 장치를 이용한 성막 방법》

이러한 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)를 이용하면, 다양한 성막 형태로 스패터 처리가 가능하게 된다. 도 4a~도 6d는, 본 발명에 관한 반응성 스패터 장치(1)를 이용한 성막 방법의 예를 나타내는 타임 차트이고, 성막 공정의 단위가 되는 1 주기(1 사이클)을 나타낸다. 도면은, 프로그래머블 발신기(24)에 프로그램된 펄스 발생 제어 신호 패턴(도면의 세로축은 ON/OFF를 나타내고, 가로축은 시간을 나타낸다)이고, 상부 도면은 제1 스패터 전극(18)에 대한 인가 펄스, 중간 도면은 제2 스패터 전극(19)에 대한 인가 펄스, 하부 도면은 펄스 반응 가스 도입기(17)에 대한 인가 펄스를 각각 나타낸다. 어느 성막 방법도, 원하는 반응 가스를 반응 가스 도입기(16)로부터 성막실(11)에 도입함으로써, 금속 산화막이나 금속 질화막 등의 복합 금속 화합물막 또는 혼합막을 형성하는 예이다.

《제1 예》

도 4a에 나타내는 성막 방법은, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성한 후, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 형성하고, 이어서 시간 t1 후에, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 소정 시간 Pt3만큼 반응시킨다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지, 이 사이클을 반복한다. 이 경우, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 같은 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다.

《제2 예》

도 4b에 나타내는 성막 방법은, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 형성한 후, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성하고, 이어서 시간 t1 후에, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 소정 시간 Pt3만큼 반응시킨다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지, 이 사이클을 반복한다. 상술한 제1 예의 제1 타깃 T1과 제2 타깃 T2의 적층 순서를 역으로 한 예이다. 이 경우, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 같은 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다.

《제3 예》

도 4c에 나타내는 성막 방법은, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성한 후, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 형성하고, 이어서 시간 t2(>t1) 후에, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 소정 시간 Pt3만큼 반응시킨다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지, 이 사이클을 반복한다. 상술한 제1 예에 비해, 제2 타깃 T2의 초박막을 형성하고나서부터 반응 가스를 도입할 때까지의 시간 t2를 길게 한 예이다. 이 경우, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 같은 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다. 또한, 상술한 제1 예에 비해, 제2 타깃 T2의 초박막을 형성하고나서부터 반응 가스를 도입할 때까지의 시간을 짧게 해도 된다.

《제4 예》

도 4d에 나타내는 성막 방법은, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성하는 도중에, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 형성하고, 이어서 시간 t1 후에, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 소정 시간 Pt3만큼 반응시킨다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지, 이 사이클을 반복한다. 상술한 제1 예에 비해, 제1 타깃 T1의 초박막의 형성이 끝나기 전에 제2 타깃 T2의 초박막의 형성을 개시하고, 제1 타깃의 초박막과 제2 타깃 T2의 초박막을 일부 중첩시키는 예이다. 이 경우, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 같은 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다. 또한, 제2 타깃 T2의 초박막을 형성하고나서부터 반응 가스를 도입할 때까지의 시간 t1은, 제1 예나, 제3 예와 같이 적당한 시간으로 설정해도 된다.

《제5 예》

도 4e에 나타내는 성막 방법은, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성하기 시작하는 동시에, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 형성하기 시작하고, 제1 타깃 T1에 의한 초박막의 형성이 끝나기 전에 제2 타깃 T2에 의한 초박막의 형성을 종료한다. 이어서 시간 t1 후에, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 소정 시간 Pt3만큼 반응시킨다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지, 이 사이클을 반복한다. 상술한 제4 예에 비해, 제1 타깃 T1의 초박막의 형성 중에 제2 타깃 T2의 초박막의 형성을 개시 및 종료하고, 제1 타깃의 초박막과 제2 타깃 T2의 초박막을 전부 중첩시키는 예이다. 이 경우, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 같은 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다. 또한, 제2 타깃 T2의 초박막을 형성하고나서부터 반응 가스 도입까지의 시간 t1은, 제1 예나 제3 예와 같이 적당한 시간으로 설정해도 된다.

《제6 예》

도 4f에 나타내는 성막 방법은, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성하는 동안에, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 형성하기 시작하고, 제1 타깃 T1에 의한 초박막의 형성이 끝나기 전에 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 형성하고 종료한다. 도시하는 예에서는, 소정 시간폭 Pt2의 펄스 인가를 2회 실시한다. 이어서 시간 t1 후에, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 소정 시간 Pt3만큼 반응시킨다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지, 이 사이클을 반복한다. 상술한 제4 예에 비해, 제1 타깃 T1의 초박막의 형성 중에 제2 타깃 T2의 초박막의 형성을 개시 및 종료하고, 제1 타깃의 초박막과 제2 타깃 T2의 초박막을 전부 중첩시키는 예이다. 이 경우, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 인가하는 소정 시간폭 t2에 대해서는, 1회째의 소정 시간폭과 2회째의 소정 시간 폭을 동일한 값으로 설정해도 되고, 다른 값으로 설정해도 된다. 또한, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 동일한 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다. 또한, 제2 타깃 T2의 초박막을 형성하고나서부터 반응 가스 도입까지의 시간 t1은, 제1 예나 제3 예와 같이 적당한 시간으로 설정해도 된다.

《제7 예》

도 5에 나타내는 성막 방법은, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성한 후, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 소정 시간 Pt3만큼 반응시킨다. 이어서, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 형성한 후, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 소정 시간 Pt4만큼 반응시킨다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지 이 사이클을 반복한다. 이 경우, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 같은 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다. 또한, 제1 타깃 T2의 초박막을 형성하고나서부터 1회째의 반응 가스를 도입할 때까지의 시간 t1이나, 제2 타깃 T2의 초박막을 형성한 것부터 2회째의 반응 가스를 도입할 때까지의 시간 t2는, 제1 예나 제3 예와 같이 적당한 시간으로 설정해도 된다. 나아가, 1회째의 반응 가스를 도입하는 소정 시간 Pt3와 2회째의 반응 가스를 도입하는 소정 시간 Pt4는, 같은 값이어도 되고, 다른 값이어도 된다.

《제8 예》

도 6a에 나타내는 성막 방법은, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성하기 시작하면 거의 동시에, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 형성하기 시작하고, 제1 타깃 T1에 의한 초박막의 형성이 끝나기 전에 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 형성하고 종료한다. 그 동안, 반응 가스를 간헐적으로 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 소정 시간 Pt3 및 Pt4만큼 반응시킨다. 이어서 시간 t1 후에, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 소정 시간 Pt5만큼 반응시킨다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지, 이 사이클을 반복한다. 상술한 제5 예에 비해, 제1 타깃 T1의 초박막의 형성 중에 제2 타깃 T2의 초박막의 형성을 개시 및 종료하고, 제1 타깃의 초박막과 제2 타깃 T2의 초박막을 전부 중첩시키는 동안에, 1회째 및 2회째의 반응 가스를 도입하고, 제1 타깃의 초박막과 제2 타깃 T2의 초박막을 반(半) 반응 상태(전이 모드)로 한 후에, 3회째의 반응 가스의 도입에 의해 완전 반응시키는 예이다. 이 경우, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 같은 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다. 또한, 제1 타깃 T1의 초박막을 형성하고나서부터 반응 가스를 도입할 때까지의 시간 t1은, 제1 예나 제3 예와 같이 적당한 시간으로 설정해도 된다.

《제9 예》

도 6b에 나타내는 성막 방법은, 성막 공정의 1 사이클의 모든 시간 Pt1에 있어서, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성하는 동시에, 마찬가지로 성막 공정의 1사이클의 모든 시간 Pt3에 있어서, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 반응시킨다. 그 동안에, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 복수회, 등간격으로 형성한다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지, 이 사이클을 반복한다. 상술한 각 예에 비해, 제1 타깃 T1의 초박막의 반응 중에 제2 타깃 T2의 초박막을 형성함으로써, 제1 타깃의 초박막과 제2 타깃 T2의 초박막을 반응시키는 예이다. 이 경우, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 같은 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다.

《제10 예》

도 6c에 나타내는 성막 방법은, 성막 공정의 1사이클의 전반의 시간 Pt1에 있어서, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성하는 동시에, 성막 공정의 1사이클의 모든 시간 Pt3에 있어서, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 반응시킨다. 이 동안에, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 복수회, 등간격으로 형성한다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지, 이 사이클을 반복한다. 상술한 제9 예에 비해, 제1 타깃 T1의 초박막의 반응을 1사이클의 전반으로 한정함으로써, 제1 타깃의 초박막에 대한 제2 타깃 T2의 초박막의 비율을 증가시키는 예이다. 이 경우, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 같은 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다

《제11 예》

도 6d에 나타내는 성막 방법은, 성막 공정의 1사이클의 후반의 시간 Pt1에 있어서, 제1 스패터 전극(18)에 대해서 소정 시간폭 Pt1의 펄스를 인가하여 제1 타깃 T1에 의한 초박막을 형성하는 동시에, 성막 공정의 1사이클의 모든 시간 Pt3에 있어서, 반응 가스를 성막실(11)에 도입하는 것으로, 기판 S에 형성된 초박막을 반응시킨다. 이 동안에, 제2 스패터 전극(19)에 대해서 소정 시간폭 Pt2의 펄스를 인가하여 제2 타깃 T2에 의한 초박막을 복수회, 등간격으로 형성한다. 그리고, 목표로 하는 막 두께가 될 때까지, 이 사이클을 반복한다. 상술한 제9 예에 비해, 제1 타깃 T1의 초박막의 반응을 1사이클의 후반으로 한정함으로써, 제1 타깃의 초박막에 대한 제2 타깃 T2의 초박막의 비율을 감소시키는 예이다. 이 경우, 제1 스패터 전극(18)에 공급하는 전력과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 같은 값으로 설정해도 되고, 제1 스패터 전극(18)과 제2 스패터 전극(19)에 공급하는 전력을 다른 값으로 설정해도 된다.

이상과 같이, 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)에 의하면, 기판 S에 대해서 복수의 스패터 전극(18,19)의 타깃 T1, T2를 대향시키고, 또한 각 스패터 전극(18,19)에 공급하는 전력을, 각 펄스파 변환 스위치(22,23)로의 제어 신호 패턴에 의해 제어하므로, 복수의 타깃 T1, T2에 의한 성막을 독립하여 제어할 수 있다. 그리고, 이 독립 제어는, 프로그래머블 발신기(24)에 설정하는 제어 신호 패턴의 프로그램에 의해 임의의 독립 제어를 실현할 수 있다. 그러므로, 프로그램을 다시 짜는 것만으로, 목적으로 하는 복합 금속 화합물 박막의 막 두께, 조성, 적층 순서 등을 자유롭게 설정할 수 있다.

즉, 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)에 의하면, 직류 전원(20)으로부터의 전력을 펄스화함으로써, 아킹(arcing) 대책으로도 되지만, 프로그래머블 발신기(24)로부터의 "Hi" 신호로 스패터 전극에 전력이 인가된 경우에, 단위 시간당 프로그래머블 발신기(24)에서 출력되는 "Hi" 신호의 시간을 제어함으로써, 성막 속도를 제어할 수 있다. 프로그래머블 발신기(24)는, 스패터 순서, 스패터 속도(성막 속도), 및 휴지 시간을 임의로 설정 가능할 뿐만 아니라, 종래의 성막 장치에서 사용하던 원통상의 기판 홀더를 기계적으로 회전시키는 방식에서는, 수십 msec 단위로만 제어가능하던 것을, 수 μsec 오더로 제어할 수 있게 되어, 그 결과, 원자층 단위에서의 적층 등, 세세한 제어를 실현할 수 있다.

또한 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)에 의하면, 평판형의 기판 홀더(12)에 기판 S를 유지하고 있으므로, 종래 기술과 같이 성막실(11)에 쓸데없는 공간이 형성되지 않고, 반응성 스패터 장치(1)를 소형으로 구성할 수 있는 동시에, 감압기(13)의 정격을 줄일 수 있다. 또한, 방전 가스나 반응 가스의 사용량도 저감할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 반응성 스패터 장치(1)에 의하면, 종래 기술에 든 RAS형 반응성 스패터 장치와 마찬가지로, 불완전 금속 스패터와 반응 프로세스를 반복하거나, 반응 가스 분위기 중에서의 반응 스패터도 실현할 수 있을 뿐 아니라, 프로그래머블 발신기(24)를 이용한 복합 금속 화합물이나 혼합물의 성막을 실현할 수 있다.

나아가 본 실시형태의 반응 스패터 장치(1)에 의하면, 성막 속도를 제어하는 것이 가능한 외에, 성막 사이클의 프로그래머블 발신기(24)로부터의 "Hi" 신호"의 시간을 조정함으로써, 초박막의 막 두께를 제어할 수 있다. 프로그래머블 발신기(24)로부터의 "Hi" 신호 시간의 조정은, 프로그래머블 발신기(24)에서 충격 계수를 조정하거나, 성막 사이클 내에서 프로그래머블 발신기(24)의 펄스 스패터 시간을 조정하거나, 이들을 조합시켜 조정하거나 하는 것으로 실현할 수 있다.

1... 반응성 스패터 장치
11... 성막실
12... 기판 홀더
13... 감압기
14... 컨덕턴스 밸브
15... 방전 가스 도입기
16... 반응 가스 도입기
17... 펄스 반응 가스 도입기
18... 제1 스패터 전극
19... 제2 스패터 전극
20... 직류 전원
201... 제1 직류 전원
202... 제2 직류 전원
21... 바이어스 직류 전원
211... 제1 바이어스 직류 전원
212... 제2 바이어스 직류 전원
22... 제1 펄스파 변환 스위치
23... 제2 펄스파 변환 스위치
24... 프로그래머블 발신기
25... 장치 제어기
26... 성막 제어기
27... 제3 스패터 전극
28... 제4 스패터 전극
T1... 제1 타깃
T2... 제2 타깃
T3... 제3 타깃
T4... 제4 타깃
S... 기판

Claims

성막실과,
상기 성막실에 설치되고, 성막되는 기판을 유지하는 평판상의 기판 홀더와,
상기 성막실을 소정 압력으로 감압하는 감압기와,
상기 성막실에 방전 가스를 도입하는 방전 가스 도입기와,
성막 재료가 되는 타깃을 각각 구비하고, 1개의 상기 기판에 대해서 대향하는 복수의 스패터 전극과,
상기 성막실에 반응 가스를 도입하는 반응 가스 도입기와,
상기 복수의 스패터 전극에 전력을 공급하는 직류 전원과,
상기 직류 전원과 상기 복수의 스패터 전극과의 사이에 접속되고, 각각의 스패터 전극에 인가하는 직류 전압을 펄스파 전압으로 변환하는 복수의 펄스파 변환 스위치와,
상기 복수의 스패터 전극에 공급하는 각각의 전력에 따른 펄스 발생 제어 신호 패턴이 프로그램 가능하게 되고, 프로그램된 펄스 발생 제어 신호 패턴에 따라서 상기 복수의 펄스파 변환 스위치의 각각을 제어하는 프로그래머블 발신기와,
상기 프로그래머블 발신기로부터의 펄스 발생 제어 신호 패턴에 근거하여, 상기 반응 가스 도입기로부터 상기 성막실로의 반응 가스의 도입을 제어하는 반응 가스 도입 스위치를 구비하는 반응성 스패터 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 직류 전원은, 1개만 설치되어 있는, 반응성 스패터 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 펄스파 변환 스위치의 스패터 전극 측에, 바이어스 전압을 인가하는 바이어스 직류 전원을 더 구비하는, 반응성 스패터 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기판 홀더는, 상기 기판을 소정 온도로 가열하는 가열기를 포함하는, 반응성 스패터 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 펄스파 변환 스위치의 각각은 상기 스패터 전극의 각각에 1 대 1로 접속되고,
상기 프로그래머블 발신기는, 프로그램된 펄스 발생 제어 신호 패턴에 따라 상기 복수의 펄스파 변환 스위치의 각각을 독립적으로 제어하는, 반응성 스패터 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 반응성 스패터 장치를 이용하여, 상기 기판에 성막 처리를 실시하는 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법으로서,
상기 성막실에 방전 가스를 도입한 상태에서, 상기 복수의 스패터 전극 중 하나의 스패터 전극에, 상기 프로그램에 의해 설정된 제1 스패터 전력을 공급하고, 상기 기판에 상기 하나의 스패터 전극의 타깃의 금속 박막을 형성하는 제1의 공정과,
상기 성막실에 방전 가스를 도입한 상태에서, 상기 복수의 스패터 전극 중 다른 스패터 전극에, 상기 프로그램에 의해 설정된 제2 스패터 전력을 공급하고, 상기 기판에 상기 다른 스패터 전극의 타깃의 금속 박막을 형성하는 제2의 공정과,
상기 복수의 스패터 전극에, 상기 프로그램에 의해 설정된 제1 스패터 전력을 공급하고 있는 상태, 상기 프로그램에 의해 설정된 제2 스패터 전력을 공급하고 있는 상태, 또는 상기 프로그램에 의해 설정된 스패터 전력을 공급하지 않는 상태 중 적어도 하나의 상태에 있어서, 상기 성막실에 반응 가스를 도입하는 제3의 공정을 적어도 구비하는 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법.
제 6 항에 있어서,
성막 공정의 1주기에 있어서,
상기 제1의 공정을 종료한 후에, 상기 제2의 공정을 실시하고,
상기 제2의 공정을 종료한 후에, 상기 제3의 공정을 실시하는, 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법.
제 6 항에 있어서,
성막 공정의 1주기에 있어서,
상기 제1의 공정을 개시한 후로서 상기 제1의 공정을 종료하기 전에, 상기 제2의 공정을 개시하고,
상기 제1의 공정을 종료한 후에, 상기 제2의 공정을 종료하고,
상기 제2의 공정을 종료한 후에, 상기 제3의 공정을 실시하는, 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법.
제 6 항에 있어서,
성막 공정의 1주기에 있어서,
상기 제1의 공정을 실시하고 있는 동안에, 하나 또는 복수의 제2의 공정을 실시하고,
상기 제1의 공정을 종료한 후에, 상기 제3의 공정을 실시하는, 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법.
제 6 항에 있어서,
성막 공정의 1주기에 있어서,
상기 제1의 공정을 종료한 후에, 상기 제3의 공정을 실시하고,
상기 제3의 공정을 종료한 후에, 상기 제2의 공정을 실시하고,
상기 제2의 공정을 종료한 후에, 상기 제3의 공정을 실시하는, 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법.
제 6 항에 있어서,
성막 공정의 1주기에 있어서,
상기 제1의 공정을 실시하고 있는 동안에, 상기 제2의 공정을 하나 또는 복수 실시하고,
상기 제1의 공정 또는 상기 제2의 공정을 실시하고 있는 동안에, 상기 제3의 공정을 하나 또는 복수 실시하고,
상기 제1의 공정 및 상기 제2의 공정을 종료한 후에, 상기 제3의 공정을 실시하는, 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법.
제 6 항에 있어서,
성막 공정의 1주기의 모든 시간에 있어서, 상기 제3의 공정을 실시하고,
상기 제3의 공정을 실시하고 있는 동안에,
상기 제1의 공정을 모두 또는 일부의 시간만큼 실시하는 동시에, 상기 제2의 공정을 복수 실시하는, 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 제3의 공정을 실시하고 있는 전반 또는 후반 사이의 어딘가에서, 상기 제1의 공정을 실시하는, 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 기판을 소정 온도로 가열한 상태에서, 성막 처리를 행하는, 복합 금속 화합물 또는 혼합막의 성막 방법.