KR20210016036A - 성막 방법 - Google Patents

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타카히로 토비이시
노리후미 야마무라
히로아키 타카기리
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Abstract

목표 막 두께에 따라 피처리 기판의 공전 각속도와 자전 각속도의 최적 값을 간단하게 설정할 수 있는 성막 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다. 진공 챔버(1) 내에서, 동일 평면 내에서 공전축(22) 방향으로 피처리 기판(Sw)을 공전시키면서, 피처리 기판 중심(Sc)을 회전 중심으로 하여 피처리 기판을 자전시키고, 자전 및 공전되는 피처리 기판에 대향하는 진공 챔버 내부의 소정 위치에 배치되는 성막원(31, 32)으로부터 성막 재료를 공급하여 피처리 기판 표면에 소정의 박막을 성막하는 본 발명의 성막 방법은, 성막하는 박막의 목표 막 두께를 T, 1 공전주기에서 기판에 성막되는 박막의 두께를 D로 하여, 기판의 공전 각속도(Ωrev)에 대한 자전 각속도(Ωrot)의 비(α)를, 아래 식(1)을 충족하는 값(단, 정수배 및 반정수배가 되는 경우를 제외)으로 설정하는 설정 단계를 포함한다. α ≥ 6 / log10 (T / D) ...(1)

Description

성막 방법
본 발명은 진공 챔버 내에서 동일 평면 내에서 공전축 방향으로 피처리 기판을 공전시키면서, 피처리 기판 중심을 회전 중심으로 하여 피처리 기판을 자전시키고, 자전 및 공전되는 피처리 기판에 대향하는 진공 챔버 내부의 소정 위치에 배치되는 성막원으로부터 성막 재료를 공급하여, 피처리 기판 표면에 소정의 박막을 성막하는 성막 방법에 관한 것이다.
이런 종류의 성막 방법을 실시할 수 있는 것으로는, 다음의 스퍼터링 장치가 예를 들면, 특허문헌 1에 알려져 있다. 이 장치는, 진공 분위기를 형성할 수 있는 진공 챔버를 갖추었으며, 진공 챔버 내에는 피처리 기판을 유지하는 스테이지가 설치되었다. 스테이지는 피처리 기판 중심 방향으로 피처리 기판을 회전(자전)시키는 자전축과 이 자전축에 평행한 공전축을 구비하며, 공전축 방향으로 스테이지를 회전(나아가서는 피처리 기판을 공전)시킬 수 있도록 구성되었다. 그리고 자전 및 공전되는 피처리 기판에 대향하는 진공 챔버 내부의 소정 위치에 성막원으로서 타겟을 배치하고, 이 타겟을 스퍼터링하여 자전 및 공전되는 피처리 기판의 표면에 균일한 막 두께 분포를 가지도록 소정의 박막을 성막할 수 있게 되어있다.
그런데, 근래 들어서는 성막하고자 하는 박막의 용도(예를 들면, 광학 기기 또는 광학 부품에 사용되는 광학 박막)에 따라서, ±1 % 이하의 막 두께 분포로 성막하도록 요구되는 경우가 많으며, 이때의 박막의 두께(이하, ‘목표 막 두께’)도 또한 수십 nm ~ 수천 nm의 광범위한 경우가 많다. 이러한 경우, 목표 막 두께에서 원하는 막 두께 분포를 획득할 수 있도록, 피처리 기판의 공전 각속도나 자전 각속도의 최적 값을 적절히 구하게 되나, 이 최적 값을 매번 목표 막 두께에 맞춰 구하게 되면, 생산의 사전 준비에 많은 시간이 들게 된다. 이 때문에 목표 막 두께에 따라 피처리 기판의 공전 각속도나 자전 각속도의 최적 값을 간단하게 설정할 수 있는 방법이 개발될 필요가 있다.
특허문헌 1: 일본특허공개 2013-147677 공보
본 발명은 이상의 점을 감안하여 목표 막 두께에 따라 피처리 기판의 공전 각속도나 자전 각속도의 최적 값을 간단하게 설정할 수 있는 성막 방법을 제공하는 것을 그 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 진공 챔버 내에서, 동일 평면 내에서 공전축 방향으로 피처리 기판을 공전시키면서, 피처리 기판 중심을 회전 중심으로 하여 피처리 기판을 자전시키고, 자전 및 공전되는 피처리 기판에 대향하는 진공 챔버 내부의 소정 위치에 배치되는 성막원으로부터 성막 재료를 공급하여 피처리 기판 표면에 소정의 박막을 성막하는 본 발명의 성막 방법은, 성막하는 박막의 목표 막 두께를 T, 1 공전주기에서 피처리 기판에 성막되는 박막의 두께를 D로 하여, 피처리 기판의 공전 각속도에 대한 자전 각속도의 비 α가, 아래 식(1)을 충족하는 값(단, 정수배 및 반정수배가 되는 경우는 제외)으로 설정되는 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
α ≥ 6 / log10 (T / D) ...(1)
여기서, 원하는 막 두께가 될 때까지 성막하는데 필요한 피처리 기판의 공전 횟수 N은, 목표 막 두께 T를 1 공전주기에서 피처리 기판에 성막되는 박막의 두께 D로 나눠서 산출할 수 있으나, 본원 발명자는 이 산출된 공전 횟수 N(= T / D)와 피처리 기판의 공전 각속도에 대한 자전 각속도의 비(자전 및 공전의 비(自公轉比)) α의 관계에 주목하여 열심히 연구를 거듭한 결과, 기판 전면에 걸쳐 소정의 막 두께 분포(예를 들면, ±1 % 이하)를 획득할 수 있을 때는 상기 관계식(1)을 만족시키는 것을 발견했다. 그러면 원하는 목표 막 두께 T와, 예를 들어 장치 사양에서 공전 각속도(기판의 공전 회전수) 또는 자전 각속도(기판의 자전 회전수) 중 하나를 설정하면, 공전 각속도(기판의 공전 회전수) 또는 자전 각속도(기판의 자전 회전수) 중 어느 하나를 상기 관계식(1)으로부터 간단하게 설정할 수 있다. 이와 같이 본 발명은 목표 막 두께에 따라 기판의 공전 각속도나 자전 각속도의 최적 값을 설정하면, 기판 전면에 걸쳐 소정의 막 두께 분포(예를 들면, ±1 % 이하)로 소정의 박막을 성막할 수 있다. 덧붙여, 비 α가 정수배 및 반정수배가 되는(획득하고자 하는 막 두께 분포에 따라서는 정수배 및 반정수배 근방의 값을 포함) 경우, 자전 및 공전하는 기판의 일부 영역만이 타겟에 대향하는 영역을 가로지르게 되어 국소적으로 막 두께가 두꺼워지는 영역이 생기게 되므로, 막 두께 분포가 나빠지지 않도록 이들을 제외하면 된다.
그런데, 성막원으로 타겟을 이용하여 진공 챔버 내에 스퍼터 가스를 도입함과 동시에 타겟에 전력을 투입하여 타겟을 스퍼터링하고, 타겟으로부터 비산된 스퍼터 입자를 피처리 기판 표면에 부착, 퇴적시켜 성막하는 경우, 상기 비 α가 소정 값을 초과하여 커지면, 플라즈마 방전이 불안정해질(예를 들면, 이상 방전을 유발할) 수 있다. 그래서, 본원 발명자는 열심히 연구를 거듭하여 그 결과 자전 및 공전하는 피처리 기판의 최대 속도 Vs[m / s]가, 스퍼터 가스의 제곱 평균 속도 Vg보다 빨라지면, 플라즈마 방전이 불안정하기 쉽다는 것을 발견했다. 따라서 본 발명에서는, 피처리 기판의 반지름을 Rr, 피처리 기판의 공전 반지름을 Rs, 피처리 기판의 공전 각속도를 Ωrev, 피처리 기판의 자전 각속도를 Ωrot, (Rs + Rr)×(Ωrev + Ωrot)로 구해지는 피처리 기판의 최대 속도를 Vs로 하여, 상기 설정 단계에서, 상기 비 α를 아래 식(2)를 추가로 충족하는 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
α < (1 / Ωrev)×(Vg / (Rs + Rr)) - 1 ...(2)
도 1은 본 발명의 실시형태에 따라 성막하는 스퍼터링 장치를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 스퍼터링 장치의 모식 평면도이다.
도 3은 (a) ~ (c)는 본 발명의 실험 결과를 각각 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실험에서 구한 자전 및 공전의 비 α의 범위를 나타내는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 피처리 기판을 유리 기판이나 실리콘 웨이퍼(이하, ‘기판(Sw)’)으로 하여, 기판(Sw)의 표면에 스퍼터링 법으로 소정의 박막을 성막하는 경우를 예로 들어, 본 발명의 성막 방법에 따른 실시형태에 대해 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하여, SM은 본 발명의 성막 방법을 실시할 수 있는 스퍼터링 장치이며, 스퍼터링 장치(SM)는 진공 챔버(1)를 포함한다. 이하에서 ‘위’, ‘아래’와 같이 방향을 나타내는 용어는 스퍼터링 장치(SM)의 설치 자세를 나타내는 도 1을 기준으로 한다.
진공 챔버(1)에는, 따로 도시하여 설명하지는 않으나 터보 분자 펌프나 로터리 펌프로 구성된 진공 펌프 유닛(P)으로부터 배기관(11)이 연결되어, 진공 챔버(1) 내를 소정의 압력까지 진공 배기할 수 있도록 되어 있다. 진공 챔버(1)에는, 진공 챔버(1) 내로 스퍼터 가스를 도입하는 가스 도입관(12)이 연결되며, 가스 도입관(12)은 질량 유량 제어기(13)를 통해 도시 생략한 가스원에 연통된다. 스퍼터 가스로는 아르곤과 같은 불활성 기체 외에도, 반응성 스퍼터링을 실시하는 경우에는 산소 가스나 수증기 가스와 같은 반응성 가스를 포함한다. 진공 챔버(1) 내를 소정의 압력으로 진공 배기한 후 질량 유량 제어기(13)에 의해 유량이 제어된 스퍼터 가스를 진공 챔버(1) 내로 도입할 수 있도록 되어 있다.
진공 챔버(1) 내에는 기판(Sw)을 자전 및 공전시키는 스테이지(2)가 배치된다. 스테이지(2)는 평면에서 봤을 때 원형지름인 회전판(21)을 가지며, 회전판(21)에는 진공 챔버(1)의 아래 벽(1a)을 관통하여 그 내부에 돌출된 공전축(22)이 연결된다. 그리고 진공 챔버(1) 외부에 설치된 모터(23)에 의해 공전축(22)을 회전 구동함으로써, 회전판(21)의 중심을 지나는 축선(Cl1) 방향으로 회전판(21), 나아가서는 기판(Sw)이 회전(공전)되도록 되어 있다. 또한 회전판(21) 상에는 금속으로 된 판 모양 베이스(24a) 상에 설치된 기판(Sw)과 동일한 윤곽을 갖는 척 플레이트(24b)가 구비된다. 따로 도시하여 설명하지 않으나, 척 플레이트(24b)에는 정전척용 전극이 매설되며, 이 전극에 척 전원으로부터 예를 들면, 비접촉으로 전기를 공급하여 척 플레이트(24b)의 윗면에 기판(Sw)을 정전 흡착할 수 있다. 베이스(24a)에는, 회전판(21)을 판 두께 방향으로 관통하는 자전축(25)이 연결된다. 그리고 척 플레이트(24b)의 중심을 지나는 축선(Cl2) 방향으로 자전축(25)을 회전 구동하여, 베이스(24a) 및 척 플레이트(24b), 나아가서 기판(Sw)이 기판 중심(Sc)을 회전 중심으로 하여 회전(자전)된다. 이 경우 자전축(25)은, 예를 들면, 벨트 방식이나 체인 방식 등의 공지의 구조를 갖는 무단 변속기(26)를 통해 공전축(22)에 연결되며, 모터(23)로 공전축(22)을 회전 구동할 때, 임의의 각속도로 자전축(25)을 회전 구동할 수 있다. 즉, 기판(Sw)의 공전 각속도(Ωrev)에 대한 자전 각속도(Ωrot)의 비(이하, ‘자전 및 공전의 비’) α를 변경할 수 있다.
진공 챔버(1)의 상부에는, 기판(Sw)과 대향하도록 성막원으로서의 타겟(3)이 적어도 하나가 배치된다. 본 실시형태에서는 동일 평면 내에서 서로 직교하는 두 방향을 X축 방향 및 Y축 방향으로 하여, 기판(Sw)과 동등한 윤곽을 가지며, 기판(Sw)보다 한층 작은 면적을 가지는 타겟(31, 32) 두 개가 X축 방향으로 간격을 두고 나란히 설치된다. 타겟(31, 32)으로는, 기판(Sw)과 동등한 윤곽을 가지며, 기판(Sw) 표면에 성막하고자 하는 박막의 조성에 따라 선택된 금속이나 절연물로 된 것을 사용할 수 있다. 기판(Sw)에서 타겟(31, 32)까지의 상하 방향 거리(T / S 거리)(d1)는, 예를 들면, 150 ~ 250 mm의 범위로 설정된다. 덧붙여 타겟(31, 32)의 스퍼터면과 배향하는 면(윗면)에는 백킹 플레이트(31)가 접합되어, 타겟(31, 32)의 스퍼터링 시 백킹 플레이트(31)에 냉매를 순환시켜 타겟(31, 32)을 냉각할 수 있다. 타겟(31, 32)에는 도시 생략한 직류 전원이나 교류 전원과 같은 스퍼터 전원으로부터의 출력이 연결되어, 타겟 종류에 따라 타겟(31, 32)에 대해 음의 전위를 갖는 직류 전력이나 소정 주파수의 교류 전력을 투입할 수 있다. 상기 스퍼터링 장치(SM)는, 따로 도시하지는 않으나 마이크로 컴퓨터나 시퀀서 등을 갖춘 알려진 제어 수단을 가지며, 이 제어 수단에 의해 진공 펌프 유닛(P)의 가동, 질량 유량 제어기(13)의 가동이나 스퍼터 전원의 가동 등을 통괄 제어한다. 또한, 자세한 내용은 후술하겠으나, 제어 수단은 박막의 목표 막 두께(T)에 따라 설정된 공전 각속도(Ωrev) 및 자전 각속도(Ωrot)가 되도록 모터(23) 및 무단 변속기(26)의 가동을 제어한다. 아래에서 상기 스퍼터링 장치(SM)을 이용하여 기판(Sw) 표면에 성막하는 경우를 예로 들어 본 실시형태에 따른 성막 방법을 설명한다.
스테이지(2)의 척 플레이트(24b)에 기판(Sw)을 정전 흡착시킨 후, 소정의 압력까지 진공 배기된 진공 챔버(1) 내에 스퍼터 가스로서 아르곤 가스를 소정 유량(이 때, 진공 챔버(1) 내의 압력은 1. 5Pa)으로 도입하고, 스퍼터 전원으로부터 타겟(31, 32)에 전력을 투입하면, 타겟(31, 32)과 기판(Sw) 사이에 플라즈마가 발생하며, 플라즈마에서 전리된 스퍼터 가스의 이온으로 타겟(31, 32)이 스퍼터링된다. 스퍼터링에 의해 타겟(31, 32)에서 비산된 스퍼터 입자가 기판(Sw) 표면에 부착, 퇴적함으로써 박막이 성막된다. 성막 중 모터(23) 및 무단 변속기(26)를 구동함으로써, 기판(Sw)이 자전 및 공전된다. 여기서 원하는 막 두께로 성막하는데 필요한 기판(Sw)의 공전 횟수(N)는, 목표 막 두께(T)를 1 공전주기에서 기판(Sw)에 성막되는 박막의 두께(D)로 나누어 미리 산출되며, 산출된 공전 횟수(N)에 도달하면, 스퍼터 가스의 도입과 타겟(31, 32)으로 전력을 투입하는 것을 중지하여 성막을 종료한다.
성막(생산)의 사전 준비로, 원하는 막 두께 분포(예를 들어, ±1 % 이하)를 획득할 수 있도록 기판(Sw)의 공전 각속도(Ωrev)나 자전 각속도(Ωrot)의 최적 값을 적절히 구하게 되는데, 앞서 말한 것과 같이 박막의 목표 막 두께(T)는 광범위한 경우가 많으므로 최적 값을 그때마다 목표 막 두께(T)에 따라 구하는데 많은 시간이 걸린다.
그래서 본원 발명자는 상기 스퍼터링 장치(SM)를 이용하여 다음의 실험을 실시했다. 실험 1에서는, 기판(Sw)을 Φ300 mm의 실리콘 웨이퍼, 타겟(31, 32)을 Φ290 mm의 실리콘으로 하고, 기판(Sw)에서 타겟(31, 32)까지의 거리(T / S 거리)(d1)를 250 mm, 공전축(22)에서 타겟(31, 32)까지의 중심 거리(d2, d3)를 각각 450 mm, 800 mm, 기판(Sw)의 공전 반지름(Rs)을 600 mm(0.6 m)로 각각 설정하여, 다음의 성막 조건으로 실리콘 막을 성막했다. 즉, 스퍼터 가스인 아르곤 가스의 유량을 90 sccm(이 때의 진공 챔버(1) 내의 압력은 1.5Pa), 타겟(31, 32)에 투입하는 직류 전력을 각각 3kW, 9kW로 했다. 이 성막 조건에서, 1 공전주기에서 기판(Sw)에 성막되는 박막의 두께(D)는 0.35 nm/공전이었다. 따라서 본 실험 1에서는, 목표 막 두께(T)를 3.5 nm로 설정하면 그 성막에 필요한 공전 횟수(N)(= T/D)는 10 회전으로 산출된다. 자전 및 공전의 비(α)를 변화시켜 막 두께 분포(기판(Sw)면 내의 막 두께 측정점은 49점)를 구한 결과를 도 3(a)에 나타낸다. 도 3(a)에 나타낸 것처럼 막 두께 분포가 나빠지는 자전 및 공전의 비(α)가 정수배 및 반정수배가 되는 경우 및 그 근방의 값이 되는 경우(|α - round (α / 0.5) x 0.5| ≤ 0.05을 만족하는 경우. 여기서, round(A)는 A를 반올림하여 정수화하는 처리(후술할 실험 2 및 실험 3도 동일))를 제외하면, 자전 및 공전의 비(α)를 6보다 크게 설정하면, 막 두께 분포를 ±1 % 이하로 할 수 있는 것이 확인되었다.
다음으로, 실험 2에서는 목표 막 두께(T)를 10 nm로 설정하고 그 성막에 필요한 공전 횟수(N)(= T / D)가 30 회전으로 산출되는 점을 제외하고는, 상기 실험 1과 마찬가지로 자전 및 공전의 비(α)를 변화시켜 막 두께 분포를 구했다. 그 결과를 도 3(b)에 나타낸다. 이에 따르면, 자전 및 공전의 비(α)가 정수배 및 반정수배가 되는 경우 및 그 근방의 값이 되는 경우(|α - round (α / 0.5) x 0.5| ≤ 0.05을 충족하는 경우)를 제외하면, 자전 및 공전의 비(α)를 4보다 크게 설정하면, 막 두께 분포를 ±1 % 이하로 할 수 있는 것이 확인되었다.
다음으로, 실험 3에서는, 목표 막 두께(T)를 31.5 nm로 설정하고, 그 성막에 필요한 공전 횟수(N)(= T / D)가 90 회전으로 산출되는 점을 제외하고는, 상기 실험 1과 동일하게 자전 및 공전의 비(α)를 변화시켜 막 두께 분포를 구했다. 그 결과를 도 3(c)에 나타낸다. 이에 따르면, 자전 및 공전의 비(α)가 정수배 및 반정수배가 되는 경우 및 그 근방의 값이 되는 경우(|α - round (α / 0.5) x 0.5| ≤ 0.05을 충족하는 경우)를 제외하면, 자전 및 공전의 비(α)를 3보다 크게 설정하면, 막 두께 분포를 ±1 % 이하로 할 수 있는 것이 확인되었다.
이상의 실험 1~3에 의하면, 기판(Sw) 전면에 걸쳐 소정의 막 두께 분포(±1 % 이하)를 획득하는 때에는 도 4와 같이 아래 관계식(1)을 충족하는 것을 알았다(단, 자전 및 공전의 비(α)가 정수배 및 반정수배가 되는 경우 및 그 근방의 값이 되는 경우(|α - floor (α)| ≤ 0.05을 충족하는 경우)를 제외한다).
α ≥ 6 / log10 (T / D) ...(1)
이를 통해, 원하는 목표 막 두께(T)와, 예를 들면, 스퍼터링 장치(SM)의 장비 사양에서 공전 각속도(Ωrev)(기판(Sw)의 공전 회전수) 또는 자전 각속도(Ωrot)(기판(Sw)의 자전 회전수) 중 하나를 설정하면, 공전 각속도(Ωrev)(기판(Sw)의 공전 회전수) 또는 자전 각속도(Ωrot)(기판(Sw)의 자전 회전수) 중 어느 하나가 상기 관계식(1)으로 간단하게 설정할 수 있다(설정 단계). 이처럼 본 실시형태에서는, 목표 막 두께(T)에 따라 기판(Sw)의 공전 각속도(Ωrev)나 자전 각속도(Ωrot)의 최적 값을 설정하면, 기판(Sw) 전면에 걸쳐 소정의 막 두께 분포(예를 들면, ±1 % 이하)로 소정의 박막을 성막할 수 있다. 덧붙여, 자전 및 공전의 비(α)가 정수배 및 반정수배가 되는(획득하고자 하는 막 두께 분포에 따라서는 정수배 및 반정수배 근방의 값을 포함하는) 경우, 자전 및 공전하는 기판(Sw)의 일부만이 타겟(31, 32)에 대향하는 영역을 가로지르게 되어 국소적으로 막 두께가 두꺼워지는 영역이 생겨, 막 두께 분포가 나빠지기 때문에 이들을 제외하는 것이 바람직하다.
그런데, 상기 자전 및 공전의 비(α)가 소정 값보다 커지면, 플라즈마 방전이 불안정해지는(예를 들면, 이상 방전을 유발하는) 경우가 있다. 본원 발명자가 열심히 연구를 거듭한 결과, 자기 공전하는 기판(Sw)의 최대 속도(Vs)[m/s]가, 스퍼터 가스의 제곱 평균 속도(Vg)보다 빨라지면 플라즈마 방전이 불안정하기 쉬운 것을 발견했다. 따라서, 본 실시형태에서는 기판(Sw)의 반지름을 Rr, 기판(Sw)의 공전 반지름을 Rs, 기판(Sw)의 공전 각속도를 Ωrev, 기판(Sw)의 자전 각속도를 Ωrot, (Rs + Rr) × (Ωrev + Ωrot)에서 구해지는 기판(Sw)의 최대 속도를 Vs로 하여, 상기 설정 단계에서 자전 및 공전의 비(α)를 아래 식(2)을 추가로 충족하는 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
α < (1 / Ωrev) × (Vg / (Rs + Rr)) - 1 ...(2)
상기 실험 1의 조건에 추가로, 공전 각속도 Ωrev = 100 rpm (= 10.5 rad/s) 및 제곱 평균 속도 Vg = 300 m/s를 위 식(2)에 대입하면, α < 37.2가 된다. 자전 및 공전의 비(α)를 이 범위로 설정하면, 플라즈마 방전이 불안정해지는 것을 방지할 수 있는 것으로 확인되었다.
지금까지 본 발명의 실시형태에 대해 설명했으나, 본 발명의 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 변형할 수 있다. 상기 실시형태에서는 스퍼터링 법으로 성막하는 경우를 예로 들어 설명했으나, 진공 증착법으로 성막하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 성막원으로서 유기 재료와 같은 증착 물질을 수용하는 도가니(crucible)와 이 도가니를 가열하는 가열 수단을 이용할 수 있으며, 유기 재료를 수용한 도가니를 가열 수단으로 가열하여, 이로 인해 증발 또는 기화한 유기 재료를 도가니로부터 기판 표면에 부착시켜 박막이 성막된다.
또한, 상기 실시형태에서는 두 장의 타겟(31, 32)이 간격을 두고 나란히 설치되는 경우를 예로 들어 설명했으나, 기판(Sw)보다 큰 면적을 가지는 타겟(3)을 한 장만 배치할 수 있다. 또한 상기 실시형태에서는, 무단 변속기(26)를 이용하여 임의의 자전 각속도(Ωrot)로 자전축(25)을 회전 구동하고 있으나, 공전축(22)을 회전시키는 모터(23)와는 별개의 모터를 사용하여 자전축(25)을 임의의 자전 각속도(Ωrot)로 회전 구동하도록 구성할 수도 있다.
α ... 자전 및 공전의 비(自公轉比)(기판의 공전 각속도에 대한 자전 각속도의 비)
D ... 1 공전주기에서 기판에 성막되는 박막의 두께
Rr ... 기판의 반지름
Rs ... 기판의 공전 반지름
Ωrev ... 기판의 공전 각속도
Ωrot ... 기판의 자전 각속도
SM ... 스퍼터링 장치
Sw ... 기판(피처리 기판)
T ... 성막할 박막의 목표 막 두께
1 ... 진공 챔버
22 ... 공전축
31, 32 ... 타겟(성막원)

Claims (2)

  1. 진공 챔버 내에서, 동일 평면 내에서 공전축 방향으로 피처리 기판을 공전시키면서, 기판 중심을 회전 중심으로 하여 피처리 기판을 자전시키고, 자전 및 공전되는 피처리 기판에 대향하는 진공 챔버 내부의 소정 위치에 배치되는 성막원으로부터 성막 재료를 공급하여 피처리 기판 표면에 소정의 박막을 성막하는 성막 방법에 있어서,
    성막하는 박막의 목표 막 두께를 T, 1 공전주기에서 피처리 기판에 성막되는 박막의 두께를 D로 하여, 피처리 기판의 공전 각속도에 대한 자전 각속도의 비 α를 아래 식(1)을 충족하는 값(단, 정수배 및 반정수배가 되는 경우를 제외)으로 설정하는 설정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 성막 방법.
    α ≥ 6 / log10 (T / D) ...(1)
  2. 청구항 1의 성막 방법에 있어서, 성막원으로 타겟을 이용하여 진공 챔버 내에 스퍼터 가스를 도입함과 동시에 타겟에 전력을 투입해 타겟을 스퍼터링하고, 타겟으로부터 비산된 스퍼터 입자를 피처리 기판 표면에 부착, 퇴적시켜 성막하는 방법에 있어서,
    피처리 기판의 반지름을 Rr, 피처리 기판의 공전 반지름을 Rs, 피처리 기판의 공전 각속도를 Ωrev, 피처리 기판의 자전 각속도를 Ωrot, (Rs + Rr) × (Ωrev + Ωrot)로 구해지는 피처리 기판의 최대 속도를 Vs로 하여, 상기 설정 단계에서 상기 비(α)는 아래 식(2)를 추가로 충족하는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 성막 방법.
    α < (1 / Ωrev) × (Vg / (Rs + Rr)) - 1 ...(2)
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