KR20210045340A - Sputtering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 타겟이 배치되는 진공 챔버와, 타겟에 소정의 전력을 투입하는 스퍼터 전원을 구비하고, 타겟에 전력을 투입하여 진공 챔버 내에 플라즈마 분위기를 형성한 다음, 타겟을 스퍼터링하여 진공 챔버 내에 존재하는 기판 표면에 유전체 막을 성막하는 스퍼터링 장치에 관한 것이다.The present invention includes a vacuum chamber in which a target is placed, and a sputter power supply for inputting a predetermined power to the target, and a plasma atmosphere is formed in the vacuum chamber by supplying power to the target, and then the target is sputtered to exist in the vacuum chamber. It relates to a sputtering apparatus for forming a dielectric film on a surface of a substrate.
반도체 장치의 제조 공정에는 기판의 표면에 산화 알루미늄 막이나 산화 실리콘 막과 같은 유전체 막을 성막하는 공정이 있는데, 이러한 유전체 막을 성막하는데 스퍼터링 장치가 이용되기도 한다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조). 이러한 스퍼터링 장치에는 예를 들면 방전 안정성의 문제로 타겟의 주위를 둘러싸듯이, 양극으로서 기능하는 링 모양의 부재(어스 쉴드(earth shield))가 일반적으로 설치된다. 여기서 타겟을 스퍼터링하면 타겟에서 비산된 스퍼터 입자나 이것과 반응 가스의 반응 생성물이 기판 표면 뿐만 아니라 플라즈마 분위기를 마주하는 링 모양 부재의 표면에도 부착, 퇴적된다. 그리고 링 모양 부재의 표면이 유전체 막(절연성 막)으로 덮이면, 이른바 양극 소실(anode disappearance)이 발생하여 방전이 불안정해지므로, 이것으로는 유전체 막을 양호하게 성막할 수 없다.In the manufacturing process of a semiconductor device, there is a process of forming a dielectric film such as an aluminum oxide film or a silicon oxide film on the surface of a substrate, and a sputtering device is sometimes used to form such a dielectric film (see, for example, Patent Document 1). In such a sputtering apparatus, for example, a ring-shaped member (earth shield) that functions as an anode is generally provided as surrounding the target due to the problem of discharge stability. Here, when the target is sputtered, sputter particles scattered from the target or reaction products of the reaction gas and the sputter particles are adhered and deposited on the surface of the ring-shaped member facing the plasma atmosphere as well as the substrate surface. And when the surface of the ring-shaped member is covered with a dielectric film (insulating film), so-called anode disappearance occurs and the discharge becomes unstable, so that a dielectric film cannot be formed satisfactorily with this.
상기 기존 예에서는 링 모양 부재의 표면에 오목한 홈을 내어, 홈 내면(특히 바닥면)에 스퍼터 입자 또는 반응 생성물이 부착, 퇴적되는 것을 가급적 억제하고 있다. 그러나, 링 모양 부재의 표면이 유전체 막(절연성 막)으로 덮였을 때 양극으로서 기능하는 면적이 작으므로, 결국 장시간에 걸쳐(예를 들면 타겟 수명이 다할 때까지) 양극 소실을 효과적으로 방지할 수 없다는 문제가 있다.In the above example, concave grooves are formed on the surface of the ring-shaped member to prevent sputter particles or reaction products from adhering and depositing on the inner surface of the groove (especially the bottom surface). However, when the surface of the ring-shaped member is covered with a dielectric film (insulating film), the area that functions as an anode is small, so it is not possible to effectively prevent the loss of the anode over a long period of time (for example, until the end of the target life). there is a problem.
본 발명은 이상의 점을 감안하여, 타겟을 스퍼터링하여 유전체 막을 성막하는 경우, 장시간에 걸쳐 양극 소실을 효과적으로 억제할 수 있는 스퍼터링 장치를 제공하는 것을 그 과제로 한다.In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a sputtering device capable of effectively suppressing loss of an anode over a long period of time when a target is sputtered to form a dielectric film.
상기 과제를 해결하기 위해, 타겟이 배치되는 진공 챔버와, 타겟에 소정의 전력을 투입하는 스퍼터 전원을 구비하며, 타겟에 전력을 투입하여 진공 챔버 내에 플라즈마 분위기를 형성하고, 타겟을 스퍼터링하여 진공 챔버 내에 존재하는 기판 표면에 유전체 막을 성막하는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는, 타겟 스퍼터링 시 양극으로서 기능하는 링 모양 부재를 타겟 주위를 둘러싸도록 설치하고, 타겟의 두께 방향을 따라서 타겟의 스퍼터면 쪽을 위로 했을 때, 링 모양 부재는 그 윗면이 타겟의 스퍼터 면보다 아래쪽에 위치하도록 배치됨과 동시에, 타겟의 주위에 설치되어 링 모양 부재의 윗면을 부분적으로 덮고 플로팅 전위를 갖는 방착판이 설치되고, 링 모양 부재를 양의 전위로 유지하는 양 전위 유지 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a vacuum chamber in which a target is placed, and a sputter power supply for supplying a predetermined power to the target are provided, and a plasma atmosphere is formed in the vacuum chamber by supplying power to the target, and the vacuum chamber is sputtered by the target. In the sputtering apparatus according to the present invention for depositing a dielectric film on the surface of a substrate present in the target, a ring-shaped member that functions as an anode during target sputtering is installed so as to surround the target, and the sputter surface side of the target is upward along the thickness direction of the target. At the same time, the ring-shaped member is disposed so that its upper surface is located below the sputtering surface of the target, and at the same time, an anti-rust plate is installed that partially covers the upper surface of the ring-shaped member and has a floating potential, and is installed around the target. It is characterized by further comprising a positive electric potential holding means for holding at a positive electric potential.
본 발명에 의하면, 타겟을 스퍼터링하면, 플라즈마 분위기를 마주하는 링 모양 부재를 향해 스퍼터링 입자나 이것과 반응 가스의 반응 생성물이 비산되나, 링 모양 부재의 윗면이 방착판에 의해 부분적으로 덮여 있기 때문에, 이 방착판으로 덮인 링 모양 부재의 윗면 부분으로 스퍼터 입자나 반응 생성물이 부착 및 퇴적되는 것이 가급적 억제된다. 이 밖에도 양 전위 유지 수단에 의해 링 모양 부재(나아가 방착판으로 덮여 스퍼터 입자나 반응 생성물이 부착 및 퇴적되지 않는 링 모양 부재의 윗면 부분)가 양의 전위로 유지됨으로써, 설령 링 모양 부재에 유전체 막이 성막되는 조건에서 진공 챔버 내에서 스퍼터링으로 성막이 실시되는 경우에도, 장시간에 걸쳐(예를 들면, 타겟 수명이 다할 때까지) 양극 소실을 효과적으로 방지할 수 있다. 이 때, 방착판을 플로팅 전위를 갖게 함으로써 양극의 선택성도 개선할 수 있다. 덧붙여 방착판으로는 고리 모양의 차폐판부를 갖는 구성을 채용할 수 있는데, 이 때 그 설치 상태에서는 링 모양 부재의 윗면에 플라즈마 분위기를 마주하는 고리 모양의 영역이 노출되게 된다.According to the present invention, when the target is sputtered, sputtering particles or reaction products of the reaction gas and the sputtering particles are scattered toward the ring-shaped member facing the plasma atmosphere, but the upper surface of the ring-shaped member is partially covered by the anti-deposition plate, Attachment and deposition of sputter particles and reaction products to the upper surface portion of the ring-shaped member covered with this anti-rust plate is suppressed as much as possible. In addition, the ring-shaped member (the portion of the upper surface of the ring-shaped member covered with an anti-rust plate and where sputter particles or reaction products do not adhere and deposit) is maintained at a positive potential, even if the dielectric film is formed on the ring-shaped member. Even when film formation is carried out by sputtering in a vacuum chamber under the film-forming condition, it is possible to effectively prevent the loss of the anode over a long period of time (for example, until the end of the target life). At this time, the selectivity of the positive electrode can also be improved by making the barrier plate have a floating potential. In addition, a configuration having an annular shielding plate may be employed as the anti-rust plate. In this case, in the installed state, an annular region facing the plasma atmosphere is exposed on the upper surface of the ring-shaped member.
본 발명에서, 상기 스퍼터 전원은 펄스 DC 전원으로 구성되며, 그 음의 출력이 상기 타겟에, 또한 그 양의 출력이 상기 링 모양 부재에 각각 연결되어 상기 스퍼터 전원이 양 전위 유지 수단을 겸용하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이를 통해 부품수를 줄여 비용 절감을 도모할 수 있다.In the present invention, the sputtering power source is composed of a pulsed DC power source, its negative output is connected to the target, and its positive output is connected to the ring-shaped member, so that the sputtering power source also serves as a positive potential holding means. It is desirable to do it. Through this, it is possible to reduce the number of parts and reduce the cost.
본 발명에서는, 링 모양 부재의 열 변형을 방지하기 위해, 상기 링 모양 부재를 냉각하는 냉각 수단을 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 링 모양 부재의 윗면을 제외한 부분에 스퍼터 가스를 도입할 수 있도록 가스 도입 수단이 부설되는 구성을 채용하여, 타겟 근방에 스퍼터 가스를 균일하게 공급할 수 있도록 구성할 수도 있다. 여기서, 가스 도입 수단이 부설된다는 것에는, 링 모양 부재의 내부에 가스 통로가 천공되는 것이 포함된다.In the present invention, in order to prevent thermal deformation of the ring-shaped member, it is preferable to further include a cooling means for cooling the ring-shaped member. Further, it is also possible to adopt a configuration in which a gas introduction means is provided so that sputter gas can be introduced to a portion other than the upper surface of the ring-shaped member, so that the sputter gas can be uniformly supplied to the vicinity of the target. Here, that the gas introduction means is provided includes that the gas passage is drilled inside the ring-shaped member.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 스퍼터링 장치를 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a sputtering device according to an embodiment of the present invention.
아래에서, 도면을 참조하여 기판을 원형의 윤곽을 가지는 실리콘 웨이퍼(이하, ‘기판(Sw)’), 타겟을 알루미늄으로 된 것으로 하여, 기판(Sw)의 표면에 산소 가스를 도입하는 반응성 스퍼터링 법으로 산화 알루미늄 막(이하, ‘알루미나 막’)을 성막하는 경우를 예로 들어 본 발명의 실시형태에 따른 스퍼터링 장치에 대해 설명한다. 아래에서는 ‘위’, ‘아래’와 같이 방향을 나타내는 용어는 도 1에 나타낸 스퍼터링 장치(SM)의 설치 모습을 기준으로 하여 설명한다.Below, referring to the drawings, a reactive sputtering method in which oxygen gas is introduced into the surface of the substrate Sw with the substrate as a silicon wafer having a circular outline (hereinafter,'substrate (Sw)') and the target made of aluminum. As an example, a case where an aluminum oxide film (hereinafter, "alumina film") is formed is taken as an example, and a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. In the following, terms indicating directions such as “up” and “down” will be described based on the installation state of the sputtering device SM shown in FIG. 1.
도 1을 참조하여, SM은 본 실시형태에 따른 스퍼터링 장치이며, 스퍼터링 장치(SM)는 진공 챔버(1)를 갖는다. 진공 챔버(1)에는 터보 분자 펌프나 로터리 펌프 등으로 구성된 진공 펌프 유닛(Pu)에 통하는 배기관(11)이 연결되어, 진공 챔버(1) 내를 소정의 압력(예를 들면 1 × 10-5 Pa)까지 진공 배기할 수 있다.Referring to FIG. 1, SM is a sputtering device according to the present embodiment, and the sputtering device SM has a
진공 챔버(1)에는 타겟(2)이 설치된다. 타겟(2)의 아랫면에는 도시 생략한 본딩 재료를 통해 예를 들면, 구리로 된 백킹 플레이트(21)가 접합되며, 절연체(Io1)를 통해 진공 챔버(1)의 아래 벽에 배치된다. 타겟(2)에는 또한 스퍼터 전원(Ps)으로서 펄스 DC 전원으로부터의 음의 출력이 연결되어, 타겟(2)에 대해 음의 전위를 갖는 소정의 전력을 소정의 주파수로 투입할 수 있다. 펄스 DC 전원(Ps)으로는 공지의 것을 이용할 수 있으므로 더 이상의 설명은 생략한다.A
진공 챔버(1) 내에는 타겟(2)의 주위를 둘러싸듯이 링 모양 부재(3)가 배치된다. 링 모양 부재(3)는, 타겟(2)의 스퍼터면(2a)과 평행하게 배치되는 고리 모양의 양극판부(31)와, 양극판부(31)의 아랫면에 일체로 설치된 원통형의 다리부(32)로 구성되며, 다리부(32)를 통해 진공 챔버(1)의 아래 벽에 배치된다. 이 경우에 다리부(32)와 진공 챔버(1) 사이에는 절연체(Io2)가 설치되어, 링 모양 부재(3)는 진공 챔버(1)와 전기적으로 절연된다. 진공 챔버(1)의 아래 벽으로부터 다리부(32)까지의 높이(h1)는, 후술하는 제 1 방착판(6)의 위치를 고려하여 그 설치 상태에서 양극판부(31)의 윗면(30)이 타겟(2)의 스퍼터면(2a)보다 아래쪽에 위치하도록 결정된다.In the
또한, 링 모양 부재(3)는, 양극판부(31)의 아랫면과 다리부(32)의 내주면에, 그 전면에 걸쳐 각각 당접하도록 설치한 고리 모양의 냉각 블록(4)를 구비하며, 도면 밖의 냉각기에 의해 냉각 블록(4) 내의 통로로 냉각수를 순환시킬 수 있다. 이 냉각 블록(4)이 본 발명의 냉각 수단의 실시형태를 구성한다. 냉각 블록(4)에는 또한 가스 분출구(51)가 소정의 간격으로 형성된 가스 도입관(5)이 부설되는데, 가스 도입관(5)에는 스퍼터 가스의 가스원과 연결되는 질량 유량 제어기(52) 등의 유량 제어 밸브가 삽입 설치된 가스관(53)이 연결되어, 후술하는 제 1 방착판(6)과 제 2 방착판(7) 사이의 간극을 통해 타겟(2) 근방에 스퍼터 가스를 소정의 유량으로 균일하게 도입할 수 있다. 이러한 가스 도입관(5) 및 질량 유량 제어기(52)가 본 발명의 가스 도입 수단의 실시형태를 구성한다. 스퍼터 가스에는, 방전용 불활성 가스로서의 아르곤 가스와, 반응 가스로서의 산소 가스가 포함된다. 덧붙여 다리부(32)에 냉각수를 순환시킬 수 있는 통로나 스퍼터 가스의 통로를 천공하여도 무방하다.In addition, the ring-
링 모양 부재(3)에는 또한 펄스 DC 전원(Ps)의 양의 출력이 연결되어 양의 전위가 소정 주파수로 인가됨으로써, 링 모양 부재(3)가 항상 양의 전위를 가지도록 구성되었다. 본 실시형태에서는 펄스 DC 전원(Ps)이 양 전위 유지 수단을 겸용하나 이로 한정되지 않으며, 별도의 DC 전원에 의해 스퍼터링 시 항상 양의 전위를 링 모양 부재(3)에 인가할 수도 있다.The ring-
진공 챔버(1) 내에는, 타겟(2)의 주위를 둘러싸듯이 제 1 방착판(6)이 설치된다. 제 1 방착판(6)은, 링 모양 부재(3)의 양극판부(31)를 부분적으로 덮는 차폐판부(61)와, 차폐판부(61)의 아랫면에 일체로 설치된 원통형의 다리부(62)로 구성되며, 백킹 플레이트(21)와 링 모양 부재(3) 사이의 공간을 통과하여 뻗어 있는 다리부(62)를 통해 진공 챔버(1) 내의 아래 벽에 배치된다. 이 경우, 다리부(62)와 진공 챔버(1) 사이에는 절연체(Io3)가 설치되어, 제 1 방착판(6)이 진공 챔버(1)와 전기적으로 절연되어 플로팅 전위가 된다. 진공 챔버(1)의 아래 벽으로부터 다리부(62)까지의 높이(h2)는, 소정의 두께를 갖는 차폐판부(61)의 윗면(6a)이 미 사용 시의 스퍼터면(2a)과 대략 동일 평면 상에 위치함과 동시에, 차폐판부(61)의 아랫면과 양극판부(31)의 윗면(30) 사이에 소정의 간극이 형성되도록 결정된다. 이 간극은 플라즈마가 돌아 들어가지 않도록 적절하게 설정된다. 이를 통해 기판(Sw)과 타겟(2) 사이에 위치한 진공 챔버(1) 내의 공간에 플라즈마 분위기를 형성할 때, 링 모양 부재(3)의 윗면(30)에 플라즈마 분위기를 마주하는 고리 모양의 영역(30a)이 노출되며, 영역(30a)보다도 안쪽에 있는 고리 모양 영역(30b)은, 차폐판부(61)에 의해 덮여 플라즈마 분위기로부터 차폐된다. 제 1 방착판(6)의 주위에는, 간격을 두고 예를 들면 금속으로 된 제 2 방착판(7)이 설치되어, 진공 챔버(1)의 내벽면에 막이 형성되는 것을 방지한다. 제 2 방착판(7)은, 고리 모양의 평판부(71)와, 평판부(71)의 아랫면에 일체로 설치된 원통형의 다리부(72)와, 평판부(71)의 외주에서 위쪽으로 기립한 원통형의 기립부(73)로 구성되며, 다리부(72)를 통해 진공 챔버(1)의 아래 벽에 배치된다. 이 경우, 제 2 방착판(7)은 진공 챔버(1)와 같은 접지 전위가 되나, 다리부(72)와 진공 챔버(1) 사이에 절연체를 두어 제 2 방착판(7)이 진공 챔버(1)와 전기적으로 절연되어 플로팅 전위가 되도록 할 수도 있다.In the
진공 챔버(1) 내의 상부에는, 기판(Sw)을 타겟(2)에 대향하는 위치로 반송할 수 있는 기판 반송 수단(8)이 설치된다. 기판 반송 수단(8)으로는 예를 들어, 기판(Sw)의 반송 방향(도 1에서, 좌우 방향)으로 뻗어 있는 레일 부재(81)와, 이 레일 부재(81)에 슬라이딩 가능하도록 결합된 슬라이더(82), 이 슬라이더(82)에 설치되어 기판(Sw)을 그 성막면이 아래쪽을 향하게 유지하는 홀더(83)를 갖는 알려진 것을 이용할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다. 덧붙여 상기 스퍼터링 장치(SM)는 따로 도시하지는 않으나, 마이크로 컴퓨터나 시퀀서 등을 구비한 알려진 제어 수단을 가지며, 이 제어 수단에 의해 진공 펌프 유닛(Pu)의 가동, 질량 유량 제어기(52)의 가동, 펄스 DC 전원(Ps)의 가동 등을 통괄하여 제어할 수 있다. 아래에서 상기 스퍼터링 장치(SM)을 이용하여 기판(Sw) 표면에 반응성 스퍼터링으로 알루미나 막을 성막하는 성막 방법을 설명한다.A substrate transfer means 8 capable of transferring the substrate Sw to a position opposite to the
먼저, 기판 반송 수단(8)을 이용하여 기판(Sw)을 타겟(2)에 대향하는 위치로 반송한 다음, 진공 펌프 유닛(Pu)을 작동시켜 진공 챔버(1) 내에 소정의 압력(예를 들면, 1 × 10-5 Pa)까지 진공 배기한 후, 스퍼터 가스로서 아르곤 가스와 산소 가스를 소정의 유량으로 도입함과 동시에, 펄스 DC 전원(Ps)으로부터 타겟(2)에 전력을 투입하여 플라즈마 분위기를 형성한다. 플라즈마 분위기에서 아르곤 이온에 의해 타겟(2)이 스퍼터링되면, 타겟(2)에서 비산된 스퍼터 입자가 산소 가스와 반응하고, 그 반응 생성물이 기판(Sw) 표면에 부착, 퇴적되어 알루미나 막이 성막된다.First, the substrate Sw is transferred to a position opposite to the
이때 플라즈마 분위기를 마주하는 링 모양 부재(3)를 향해서도 반응 생성물이 비산되나, 제 1 방착판(6)의 차폐판부(61)에 의해 링 모양 부재(3)의 윗면(30)이 부분적으로 덮여 있기 때문에, 차폐판부(61)로 덮여있지 않은 영역(30a)에는 반응 생성물이 부착, 퇴적되나(알루미나 막으로 덮이나), 차폐판부(61)로 덮인 링 모양 부재(3)의 영역(30b)에는 반응 생성물이 가급적 부착, 퇴적되지 않는다. 이 때문에 상기 기존 예와 같이 홈을 형성하는 경우와 비교하여, 양극으로서 기능하는 면적을 대폭 확대할 수 있다. 이밖에도 링 모양 부재(3) 나아가 제 1 방착판(6)으로 덮여 반응 생성물이 부착, 퇴적되지 않는 링 모양 부재(3)의 영역(30b)을 양의 전위로 유지함으로써, 설령 링 모양 부재(3)의 영역(30a)에 알루미나 막이 성막되는 조건에서 진공 챔버(1) 내에서 스퍼터링에 의해 성막이 실시되는 경우에도, 장시간에 걸쳐(예를 들면 타겟 수명이 다할 때까지) 양극 소실을 효과적으로 방지할 수 있다. 이 때, 제 1 방착판(6)을 플로팅 전위로 설정함으로써 양극의 선택성도 개선할 수 있다. 덧붙여 제 2 방착판(7)도 플로팅 전위로 함으로써, 양극 선택성을 더욱 개선할 수 있다.At this time, the reaction product is also scattered toward the ring-shaped
또한, 본 실시형태에서는 스퍼터 전원(Ps)을 펄스 DC 전원으로 구성하고, 그 음의 출력이 타겟(2)에, 그리고 그 양의 출력이 링 모양 부재(3)에 각각 연결되어 스퍼터 전원(Ps)이 양 전위 유지 수단을 겸용하도록 구성했기 때문에 부품수를 줄여 비용 절감을 도모할 수 있다.In addition, in this embodiment, the sputter power supply Ps is configured as a pulsed DC power supply, its negative output is connected to the
또한, 성막 중에 링 모양 부재(3)가 냉각 블록(4)에 의해 냉각됨으로써, 링 모양 부재(3)의 열 변형도 방지할 수 있다.Further, by cooling the ring-shaped
위와 같이 본 발명의 실시형태에 대해 설명했으나 본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 다양하게 변형할 수 있다. 예를 들어, 상기 실시형태에서는 알루미늄으로 된 타겟(2)을 이용하여 반응성 스퍼터링을 통해 알루미나 막을 성막하는 경우를 예로 들어 설명했으나 이로 한정되지 않으며, 알루미나로 된 타겟을 이용하여 알루미나 막을 성막하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 제 1 방착판(6)의 차폐판부(61)로 덮인 링 모양 부재(3)의 영역(30b)에 스퍼터 입자가 부착, 퇴적되는 것이 가급적 억제된다. 또한, 유전체 막은 알루미나 막으로 한정되지 않으며, 예를 들면 실리콘 산화막과 같은 다른 유전체 막을 성막하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다.As described above, the embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, a case where an alumina film is formed through reactive sputtering using an
상기 실시 형태에서는 가스 도입관(5)이 냉각 블록(4)의 내주면에 부설되는 경우를 예로 들어 설명했으나, 가스 도입관(5)은 링 모양 부재(3)의 윗면(30)을 제외한 부분에 설치하면 되며, 예를 들어 링 모양 부재(3)의 다리부(32)의 외주면에 부설할 수도 있다. 이 경우에도 제 1 방착판(6)과 제 2 방착판(7) 사이의 간극을 통해 타겟(2) 근방에 스퍼터 가스를 도입할 수 있다.In the above embodiment, the case where the
상기 실시형태에서는 타겟(2)이 진공 챔버(1) 내의 하부에 설치되는 이른바 상향 증착식(deposition up) 스퍼터링 장치(SM)를 예로 들어 설명했으나, 하향 증착식(deposition down)의 스퍼터링 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다. 이 경우, 진공 챔버 내의 하부에 스테이지를 마련해 스테이지 윗면에 기판을 유지하도록 구성할 수 있다.In the above embodiment, the so-called deposition up sputtering device SM, in which the
Ps ... 펄스 DC 전원(스퍼터 전원, 양 전위 유지 수단)
SM ... 스퍼터링 장치
Sw ... 기판
1 ... 진공 챔버
2 ... 타겟
2a ... 스퍼터면
3 ... 링 모양 부재
30 ... 링 모양 부재의 윗면
4 ... 냉각 블록(냉각 수단)
5 ... 가스 도입관(가스 도입 수단)
52 ... 질량 유량계(가스 도입 수단)
6 ... 제 1 방착판(방착판)Ps ... pulsed DC power supply (sputter power supply, positive potential holding means)
SM ... sputtering device
Sw... Substrate
1 ... vacuum chamber
2 ... target
2a ... sputter surface
3 ... ring-shaped member
30 ... top side of ring-shaped member
4 ... cooling block (cooling means)
5 ... gas introduction pipe (gas introduction means)
52 ... mass flow meter (means of gas introduction)
6 ... 1st anti-rust plate
Claims (4)
타겟 스퍼터링 시 양극(anode)으로서 기능하는 링 모양 부재를 타겟 주위를 둘러싸도록 설치하고,
타겟의 두께 방향을 따라서 타겟의 스퍼터면 쪽을 위로 했을 때, 링 모양 부재는 그 윗면이 타겟의 스퍼터 면보다 아래쪽에 위치하도록 배치됨과 동시에, 타겟의 주위에 설치되어 링 모양 부재의 윗면을 부분적으로 덮고 플로팅 전위를 갖는 방착판이 설치되고, 링 모양 부재를 양의 전위로 유지하는 양 전위 유지 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.A vacuum chamber in which the target is placed, and a sputter power supply for applying predetermined power to the target are provided, and a plasma atmosphere is formed in the vacuum chamber by supplying power to the target, and a dielectric on the surface of the substrate existing in the vacuum chamber by sputtering the target In the sputtering apparatus for forming a film,
A ring-shaped member that functions as an anode during target sputtering is installed to surround the target,
When the sputter surface side of the target is placed upward along the thickness direction of the target, the ring-shaped member is arranged so that the top surface is located below the sputter surface of the target, and at the same time, it is installed around the target to partially cover the top surface of the ring-shaped member. A sputtering apparatus, further comprising: a barrier plate having a floating potential, and a positive potential holding means for holding the ring-shaped member at a positive potential.
상기 스퍼터 전원은 펄스 DC 전원으로 구성되며, 그 음의 출력이 상기 타겟에, 또한 그 양의 출력이 상기 링 모양 부재에 각각 연결되어 상기 스퍼터 전원이 양 전위 유지 수단을 겸용하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.The method of claim 1,
The sputter power source is composed of a pulsed DC power source, and the negative output is connected to the target and the positive output is connected to the ring-shaped member, respectively, so that the sputter power source is configured to both serve as a positive potential holding means. Sputtering device.
상기 링 모양 부재를 냉각하는 냉각 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.The method according to claim 1 or 2,
A sputtering apparatus further comprising cooling means for cooling the ring-shaped member.
상기 링 모양 부재의 윗면을 제외한 부분에, 스퍼터 가스를 도입할 수 있도록 가스 도입 수단이 부설되는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
A sputtering device, characterized in that a gas introduction means is provided so as to introduce sputter gas to portions other than the upper surface of the ring-shaped member.
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