TWI500792B - Control apparatus and a film forming method of a sputtering apparatus, a sputtering apparatus - Google Patents

Description

濺射裝置、濺射裝置的控制裝置及成膜方法

本發明是有關濺射裝置、濺射裝置的控制裝置及成膜方法，更詳細是有關應用於在基板堆積材料的濺射裝置、濺射裝置的控制裝置及成膜方法。

廣泛使用濺射法(以下也稱濺射)作為薄膜製造方法。濺射一般而言堆積在被處理基板的薄膜，在基板面內具有膜厚分佈。據知如以下方法作為改善該膜厚分佈的方法(參考專利文獻1)。

專利文獻1所揭示的方法，是使用面對基板的斜向配置的標靶來開始進行濺射。先算出對濺射中的旋轉基板的成膜速率，由該成膜速率及其目標的膜厚算出成膜時間。並且將基板的旋轉速度控制成基板以該成膜時間進行整數倍的旋轉(亦即使基板的成膜開始角度與成膜結束角度一致)。揭示一種藉由此種控制來抵消基板面內的膜厚的不均勻性，且改善膜厚分佈。

[先行技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開第2001-240965號公報

但一般濺射開始時，成膜速率產生一定量的變動，為了使成膜速率穩定必須耗費需要的時間因此，實際上即使進行如專利文獻1的方法，於成膜後的薄膜仍會在基板面內產生膜厚分佈。

本發明是有鑑於此種問題，其目的在於提供一種針對利用濺射的成膜，可得到良好的膜厚分佈的濺射裝置、濺射裝置的控制裝置及成膜方法。

為了達成此種目的，本發明之第1形態，為藉由對標靶夾具施加既定電壓使其產生電漿，對保持在前述標靶夾具的標靶進行濺射來成膜的濺射裝置，其具備：處理室；設於前述處理室內，且具有用來保持基板的基板保持面，使該基板保持面構成可相對於既定的旋轉軸旋轉的基板夾具；控制前述基板夾具旋轉的旋轉驅動手段；用來檢測前述基板夾具的旋轉角的基板旋轉角檢測手段；設在前述處理室內，構成可保持標靶，前述旋轉軸設成與通過標靶之中心點的垂線不一致的標靶夾具；用以對前述標靶夾具施加前述既定電壓的電壓供給手段；和用來控制前述旋轉驅動手段及前述電壓供給手段的控制手段；前述濺射裝置，構成可在有關對象的成膜為了形成目標的膜厚所需的成膜時間為T秒時，分割成X次(X為2以上的整數)進行該對象的成膜；前述控制手段，具有：將前述旋轉驅動手段控制成以一定的旋轉速度使前述基板夾具旋轉的手段；將 前述電壓供給手段控制成在以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉的期間，使前述既定電壓供給到前述標靶夾具，開始前述分割的成膜之第一次成膜的手段；將前述電壓供給手段控制成一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊自前述第一次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即停止對前述標靶夾具施加前述既定電壓的手段；將前述電壓供給手段控制成一旦根據一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊藉由前述基板旋轉角檢測手段的檢測結果，設定在前述基板夾具上的基準點，由開始前述對象的成膜之地點來到(n-1)×360/X度(n為2~X的整數)進行旋轉的位置，即使前述既定電壓供給到前述標靶夾具，開始前述分割的成膜之第n次成膜的手段；和將前述電壓供給手段控制成一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊由前述第n次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即停止對前述標靶夾具施加前述既定電壓的手段。

本發明之第2形態，為藉由對標靶夾具施加既定電壓使其產生電漿，對保持在前述標靶夾具的標靶進行濺射來成膜的濺射裝置，其具備：處理室；設於前述處理室內，且具有用來保持基板的基板保持面，使該基板保持面構成可相對於既定的旋轉軸旋轉的基板夾具；控制前述基板夾具旋轉的旋轉驅動手段；用來檢測前述基板夾具的旋轉角的基板旋轉角檢測手段；設在前述處理室內，構成可保持標靶，前述旋轉軸設成與通過標靶之中心點的垂線不一致的標靶夾具；用以對前述標靶夾具施加前述既定電壓的電 壓供給手段的濺射裝置的控制裝置；前述控制裝置，為將前述濺射裝置控制成在有關對象的成膜為了形成目標的膜厚所需的成膜時間為T秒時，前述濺射裝置分割成X次(X為2以上的整數)進行前述對象的成膜；前述控制裝置，具備：將前述旋轉驅動手段控制成以一定的旋轉速度使前述基板夾具旋轉的手段；將前述電壓供給手段控制成在以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉的期間，使前述既定電壓供給到前述標靶夾具，開始前述分割的成膜之第一次成膜的手段；將前述電壓供給手段控制成一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊自前述第一次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即停止對前述標靶夾具施加前述既定電壓的手段；將前述電壓供給手段控制成一旦根據一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊藉由前述基板旋轉角檢測手段的檢測結果，設定在前述基板夾具上的基準點，由開始前述對象的成膜之地點來到(n-1)×360/X度(n為2~X的整數)進行旋轉的位置，即使前述既定電壓供給到前述標靶夾具，開始前述分割的成膜之第n次成膜的手段；和將前述電壓供給手段控制成一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊自前述第n次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即停止對前述標靶夾具施加前述既定電壓的手段。

本發明之第3態樣，藉由對標靶夾具施加既定電壓使其產生電漿，進行保持在前述標靶夾具的標靶濺射來成膜的成膜方法，其特徵為：在有關對象的成膜為了形成目標 之膜厚所需的成膜時間為T秒時，具有：以一定的旋轉速度使前述基板夾具旋轉的工程；和一邊以一定的旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊分割成X次(X為2以上的整數)進行前述對象的成膜的工程；進行前述成膜的工程，具有：在以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉的期間，開始前述分割的成膜的第一次成膜之工程；一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊自前述第一次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即停止該第一次分割的成膜之工程；一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊設定在前述基板夾具上的基準點由開始前述對象之成膜的地點來到(n-1)×360/X度(n為2~X的整數)進行旋轉的位置的話，即開始前述分割的成膜的第n次成膜之工程；和一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊自前述第n次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即停止該第n次分割的成膜之工程。

若藉由本發明，有關利用濺射的成膜就可得到良好的膜厚分佈。

以下參照圖面，說明本發明之實施形態，但本發明並不限於本實施形態。再者，在以下說明的圖面，具有相同功能者附上相同符號，其重複的說明省略。

參照第1圖，針對有關本發明之一實施形態的濺射裝置(以下也稱「成膜裝置」)的全體構成做說明。第1圖是有關本發明之一實施形態的成膜裝置1的概略圖。成膜裝置1具備：作為處理室的真空容器2、通過排氣埠8在真空容器2內進行排氣的渦輪分子幫浦48與乾式幫浦49的真空排氣裝置；和可對真空容器2內導入氣體的氣體導入系統15。

排氣埠8是例如矩形狀斷面的導管，連繫真空容器2與渦輪分子幫浦48之間。在排氣埠8與渦輪分子幫浦48之間設有主閥47。

氣體導入系統15，具有：用來供給既定氣體的氣體供給裝置(氣體鋼瓶)15a；用來控制氣體流量的質流控制器15b；用以遮斷或開始氣體供給的閥15c；和連接各個構成組件，將氣體導入到真空容器2內的氣體導入口15d。氣體導入系統15的各個構成組件是藉由配管連接，既定氣體是由氣體供給裝置15a，經由質流控制器15b、閥15c、及氣體導入口15d，從標靶4附近導入到真空容器內。氣體導入系統15，也可以配合需求具有減壓閥、過濾器等。此種氣體導入系統15，為可穩定流動藉由後述的控制裝置1000所指定的氣體流量的構成。

再者，通常進行濺射的情形，只要是使用氬的惰性氣體就可作為上述既定氣體。而反應性濺射的情形，只要是使用惰性氣體與反應性氣體的混合氣體就可作為上述既定氣體。反應性濺射的情形，當然可以個別供給惰性氣體和 反應性氣體。

在真空容器2內(處理室內)設有構成可保持標靶的標靶夾具，露出被濺射面的標靶4是隔著背板5保持著標靶夾具6。設有面對標靶夾具6來保持基板10的基板夾具7。該基板夾具7具有用來保持基板10的基板保持面7a，該基板保持面7a藉由作為後述的旋轉驅動手段的基板夾具驅動機構31構成可對旋轉軸A旋轉。

真空容器2的內面接地。在標靶夾具6與基板夾具7之間的真空容器2的內面設有接地的筒狀遮蔽物40(防污構件)。遮蔽物40(防污構件)，會防止或減低濺射粒子直接附著到真空容器2的內面。

在由濺射面觀看的標靶4的背後，配設著用來實現磁控濺射的磁鐵13。磁鐵13被保持在磁鐵夾3。該磁鐵夾3，被連接在磁鐵夾旋轉機構35，構成可藉由該磁鐵夾旋轉機構35的驅動旋轉。

標靶4是設置在相對於基板10朝斜上方配置的位置(偏移位置)。標靶4的濺射面的中心點，是在相對於基板10的中心點的法線偏移既定尺寸的位置。亦即，標靶夾具6是設成基板夾具7的旋轉軸A與通過上述標靶4的中心點的垂線不一致。在標靶夾具6連接作為施加濺射放電用電力的電壓供給手段的電源12。第1圖所示的成膜裝置1具備DC電源，但並不限於此，例如也可以具備RF電源。在使用RF電源的情形下，必須在電源12與標靶夾具6之間設置整合器。標靶夾具6是藉由絕緣體34與真 空容器2絕緣，且為Cu(銅)等金屬製，因此在施加DC或RF的電力時成為電極。對標靶夾具6供給電力(既定電壓)，在標靶附近產生電漿，施行利用濺射法的成膜。

在標靶夾具6的附近，使標靶閘門14設置成覆蓋標靶夾具6。標靶閘門14，具有可各自獨立開閉閘門構件的雙層旋轉閘門構造。但閘門的片數未特別限制。可藉由標靶閘門14，來切換遮蔽基板夾具7與標靶夾具6之間的閉合狀態，或打開基板夾具7與標靶夾具6之間的打開狀態。而且在標靶閘門14，標靶閘門驅動機構33被設成可各別開閉雙層閘門。

在基板夾具7，設有用以使基板夾具7上下動作，或以既定速度旋轉的基板夾具驅動機構31。亦即，藉由具有該基板夾具驅動機構31的馬達驅動，使基板保持面10以旋轉軸A為中心旋轉，藉此使基板10相對於該旋轉軸A進行旋轉。而且在基板夾具7，設有作為基板旋轉角檢測手段的感測器31a，可檢測基板10的旋轉角(旋轉位置)。在本發明之一實施形態，使用旋轉編碼器作為感測器31a。再者，在本發明之一實施形態，只要是能夠檢測出基板保持面7a(亦即載置在基板保持面7a上的基板10)的旋轉角，使用任一種構成例如：如上述的旋轉編碼器都可作為感測器31a。後述的控制裝置1000，可控制基板夾具驅動機構31的動作，構成由旋轉編碼器的感測器31a，來接收具有作為感測器31a之檢測結果的基板夾具驅動機構31的馬達的旋轉資訊。

而在基板10的附近，在基板夾具7與標靶夾具6之間，配置著基板閘門19。基板閘門19，被支撐成藉由基板閘門支撐構件20覆蓋基板10的表面。基板閘門驅動機構32，藉由使基板閘門支撐構件20旋轉，在基板的表面附近的位置，在標靶4與基板10之間插入基板閘門19(閉合狀態)。藉由基板閘門19插入到標靶4與基板之間，使標靶4與基板10之間被遮蔽。而一旦藉由基板閘門驅動機構32的動作使基板閘門19由標靶夾具6(標靶4)與基板夾具7(基板10)之間退避，標靶夾具6(標靶4)與基板夾具7(基板10)之間被打開(打開狀態)。

施加濺射放電電力的電源12、氣體導入系統15、基板夾具驅動機構31、基板閘門驅動機構32、標靶閘門驅動機構33、磁鐵夾旋轉機構35、及各閘閥，分別電性連接在控制裝置1000，該控制裝置1000，構成可控制各構成零件。

第2圖是表示本發明之一實施形態的濺射裝置1的控制系統的概略構成的方塊圖。

於第2圖，控制裝置1000是作為控制濺射裝置1之全體的控制手段的控制部。該控制裝置1000具有：實行各種演算、控制、判別等處理動作的CPU1001、和儲存藉由該CPU1001所實行之在第4圖所後述的處理等的控制程式等的ROM1002。而且控制裝置1000，具有暫存CPU1001之處理動作中的資料、輸入資料等的RAM1003、及非揮發性記憶體1004等。而在控制裝置 1000，連接著包含輸入所定之指令或資料等的鍵盤或各種開關等的輸入操作部1005、實行以濺射裝置1之輸入/設定狀態等為優先的各種顯示的顯示部1006。而且在控制裝置1000，連接著檢測出被保持在基板夾具7的基板10的旋轉角的感測器31a。更在控制裝置1000，經由各個驅動電路1007~1012連接著電源12、氣體導入系統15、基板夾具驅動機構31、基板閘門驅動機構32、標靶閘門驅動機構33、及磁鐵夾旋轉機構35等。

在此針對有關本發明之一實施形態的成膜方法做說明。

在本發明之一實施形態，有關欲形成之膜的成膜(對象的成膜)，由該對象的成膜開始到獲得所希望的膜厚(目標的膜厚)的時間稱為成膜時間T(T秒)。亦即，成膜時間T，是指藉由利用既定的成膜速率的成膜，將形成對象的膜以目標的膜厚來形成時所需要的時間，實際上就是在基板上形成既定膜的時間。因而，各分割的成膜之間的時間並不包含成膜時間T。該成膜時間T，可由成膜速率與上述目標的膜厚算出，或使用者輸入作為參數。

在本實施之一實施形態，有關對象的成膜，將成膜時間T分割成X(X為2以上的整數)，且X次進行分割的成膜。因而，在X次進行分割的成膜之後，實行成膜時間T的成膜，形成目標之膜厚的膜為結果。

具體上有關上述對象的成膜，仍以一定的旋轉速度使基板夾具7旋轉，實行各自分割的成膜。

亦即，以一定的旋轉速度使基板保持面7a(基板10)旋轉的狀態，實行第一次分割的成膜，僅成膜T/X秒的話，即暫時結束該第一次分割的成膜。自針對設定在基板保持面7a的基準點(與設定在基板10上的基準點同義)的第一次分割之成膜的開始時(亦即，對象的成膜之開始時)之旋轉角為θ的話，有關第一次分割的成膜之開始時，旋轉角θ=0度。然後，自針對設定在基板保持面7a上的基準點的對象之成膜的開始時之旋轉角θ為360/X度之時，開始再度成膜(開始第二次分割的成膜)，再次僅T/X秒成膜的話，即結束該第二次分割的成膜。X為3以上時，之後自針對設定在基板保持面7a上的基準點的對象之成膜的開始時之旋轉角θ為2×360/X度之時，開始再度成膜(開始第三次分割的成膜)，再次僅T/X秒成膜的話，即結束該第三次分割的成膜。亦即，有關第二次以後的分割之成膜，一邊以一定的旋轉速度使基板夾具7旋轉、一邊在自針對設定在基板保持面7a上的基準點的對象之成膜的開始時之旋轉角θ為(n-1)×360/X(n為2~X的整數)度之時，開始第n次分割的成膜，且進行僅T/X秒成膜的話，即結束該第n次分割的成膜。像這樣，在本發明之一實施形態，一邊以一定的旋轉速度使基板夾具7(亦即，基板保持面7a及基板10)旋轉、一邊自開始設定在基板夾具上的基準點(基板保持面7a上的基準點)為對象的成膜之地點，到僅(n-1)×360/X度旋轉的位置的話，即實行僅T/X秒成膜(第n次分割的成膜)。

上述旋轉角θ，為在基板保持面7a，以旋轉軸A為中心使該基板保持面7a僅旋轉某角度時的該角度(相位旋轉)。第3圖是用以說明有關本發明之一實施形態的旋轉角θ之圖。於第3圖中，在基板保持面7a設有基準點301，在基板10設有基準點302。該基準點301、302分別為例如：刻痕(notch)等物理式的構造，或假想點。有關第一次分割的成膜之開始時(亦即，對象之膜的開始時)，假設基準點301、302分別位在地點303、304的話，基板保持面7a會以一定的旋轉速度進行旋轉，因此自地點303、304的該旋轉之基準點301、302的相位旋轉為旋轉角θ(0度≦θ<360度)。

(第1實施形態)

在本實施形態，由作為電壓供給手段的電源12，藉由為了對作為陰極的標靶夾具6的電漿生成，供給既定電壓的控制，施行各分割的成膜控制(開始及結束)。因而，控制裝置1000，是構成一邊控制基板夾具驅動機構31並以一定的旋轉速度使基板夾具7(基板保持面7a)旋轉、一邊電源12控制成在分割X次的成膜的各次中，將施行僅T/X秒成膜的既定電壓供給到標靶夾具6。亦即，控制裝置1000，是將電源12控制成於第一次分割的成膜時，該第一次分割的成膜的開始時(亦即，對象的成膜的開始時)之基板夾具7的旋轉角θ=0度，上述既定的電壓僅對標靶夾具6施加T/X秒，構成僅施行T/X秒成膜。再 者，控制裝置1000，是將電源12控制成於第n次(n為2~X的整數)分割的成膜時，在自對象的成膜的開始時的基板夾具7的旋轉角θ為(n-1)×360/X度時，上述既定的電壓僅對標靶夾具6施加T/X秒，構成在分割的成膜的第二次以後的各次，僅施行T/X秒成膜。

以下其中一例，表示成膜時間T=4.0秒、基板夾具7的旋轉速度60rpm進行成膜時之例而第3圖的基準點302為形成在基板10的刻痕(以後也稱為刻痕302)，基準點302(亦即，基準點301)是以最接近作為陰極的標靶夾具6的點作為基準角度(旋轉角θ=0度)。刻痕302是來到此點時開始對象的成膜(分割的成膜之第一次)，因此此點為第3圖的地點304(地點303)。在本實施形態，例如在基板夾具7停止旋轉的狀態下，將基板10在基板保持面7a上配置成刻痕302位在最接近標靶夾具6的位置。在此狀態下，使基板保持面7a旋轉的話，控制裝置1000，可根據感測器31a的檢測結果來檢測基板保持面7a的旋轉角，因此可檢測出自地點304的刻痕302的旋轉角，亦即旋轉角θ。

再者，在本實施形態，本質上並非以刻痕302為旋轉角檢測的基準。在本實施形態，重要的是檢測出對象之成膜的開始時(第一次分割之成膜的開始時)以後的既定計時之自上述對象的成膜之開始時的旋轉角。因而，控制裝置1000，只要是構成根據來自感測器31a的旋轉資訊，以既定計時檢測出自對象的成膜之開始時的旋轉角即可。

第4圖是表示分割X次進行本實施形態之對象的成膜之成膜方法的處理順序的流程圖。以下參照該流程圖說明有關成膜方法的各工程。亦即，一旦開始有關本實施形態的成膜方法，控制裝置1000，即根據第4圖所示的流程圖來實行以下的成膜動作順序。

再者，有關對應成膜之分割數的X(2以上的整數)之值，是使濺射裝置1具有每次更新對象的成膜，或作為內定值。無論何者，有關X值只要儲存在非揮發性記憶體1004等即可。

在步驟S41，控制裝置1000，是接受有關對象的成膜之成膜速率及目標的膜厚(以後簡稱“目標膜厚”)的使用者輸入。亦即，使用者經由輸入操作部1005輸入所希望的成膜速率及目標膜厚的話，控制裝置1000，會將經由使用者輸入的成膜速率及目標膜厚儲存在RAM1003。

在步驟S42，控制裝置1000，在步驟S41讀出儲存在RAM1003的成膜速率及目標膜厚，由該讀出的成膜速率與目標膜厚，算出上述對象的成膜之成膜時間T，儲存在RAM1003。再者，也可在RAM1003儲存預定的既定之成膜時間T。

在步驟S43，控制裝置1000，由非揮發性記憶體1004讀出X值，且由RAM1003讀出在步驟S42算出的成膜時間T，算出T/X。控制裝置1000，在RAM1003儲存對應於按此算出的分割之成膜的各次的成膜時間之T/X。

在步驟S44，控制裝置1000，控制基板夾具驅動機構 31，以既定的旋轉速度使基板夾具7旋轉。在本實施形態，基板夾具7的旋轉速度設為60rpm，因此控制裝置1000，將基板夾具驅動機構31控制成基板保持面7a以旋轉軸A為中心以60rpm旋轉。

在步驟S45，控制裝置1000，施行使對象之成膜分割成X次之成膜的第一次成膜開始的控制。在本實施形態，將分割的成膜之各次的成膜開始與結束的控制，藉著由作為電漿產生用之供給電壓的電壓供給機構的電源12，來對作為陰極的標靶夾具6控制既定電壓的ON/OFF來施行。因而，控制裝置1000，是控制電源12，使既定電壓供給到標靶6，開始分割的成膜之第一次。再者，在該第一次分割的成膜時，控制裝置1000，當然可將各條件設定成施行藉由在步驟S41輸入的成膜速率之成膜。此時，控制裝置1000，將有關分割的成膜之次數的計時1記憶在RAM1003。在本實施形態，“計時N”是指累積每次進行分割的成膜，且該累積的計時值記憶在RAM1003。

而且標靶閘門14及基板閘門19的至少一方為閉合狀態的情形下，控制裝置1000，是控制基板閘門驅動機構32及標靶閘門驅動機構33的至少一方，將閉合狀態的閘門形成打開狀態。

在步驟S46，控制裝置1000，從在步驟S45開始的分割之成膜的第一次成膜起，於T/X秒後，施行使該分割的成膜之第一次的成膜結束之控制。亦即，控制裝置1000，將電源12控制成由RAM1003讀出T/X，由步驟S45之第 一次分割的成膜開始僅經過T/X秒的話，即停止對標靶夾具6供給既定的電壓。藉由該控制，對基板10上施行僅T/X秒成膜。

在步驟S47，控制裝置1000，是當設定在基板上的基準點之刻痕302(亦即，設定在基板夾具上的基準點301)自開始對象的成膜之地點的地點304(地點303)來到(n-1)×360/X度(n為2~X的整數)的話，即開始分割的成膜之第n次成膜的控制。亦即，控制裝置1000，是根據由感測器31a接收到的旋轉資訊，在基準點的刻痕302自開始對象的成膜之地點的地點304的旋轉角θ為(n-1)×360/X度之時，即控制電源12，使既定電壓供給到標靶夾具6，開始分割的成膜之第n次。再者，在該第n次分割的成膜，控制裝置1000，當然可將各條件設定成施行藉由在步驟S41輸入的成膜速率之成膜。此時，控制裝置1000，有關分割的成膜之次數的計時累積1，且將該累積的計時值記憶在RAM1003。

在步驟S48，控制裝置1000，從在步驟S47開始的分割之成膜的第n次成膜起，於T/X秒後，施行使該分割的成膜之第n次的成膜結束之控制。亦即，控制裝置1000，將電源12控制成由RAM1003讀出T/X，自步驟S47之第n次分割的成膜開始起僅經過T/X秒的話，即停止對標靶夾具6供給既定的電壓。藉由該控制，對基板10上施行僅T/X秒成膜。

在步驟S49，控制裝置1000，參照有關記憶在 RAM1003之分割的成膜之次數的計時值，來判斷分割的成膜是否進行X次。計時值小於X的情形下，控制裝置1000，即判斷分割的成膜尚未進行X次，進入步驟S47，重複步驟S47~S49。另一方面，計時值等於X的情形下，控制裝置1000，即判斷分割的成膜進行X次，進入步驟S50。

在步驟S50，控制裝置1000，即控制基板夾具驅動機構31，使得在步驟S44~S49以一定的旋轉速度進行旋轉動作的基板夾具7停止旋轉。在步驟S50，一旦基板夾具7停止旋轉，即結束本成膜方法。

並且在成膜開始時，成膜速率產生一定的變動。例如，在低壓力環境中進行濺射的情形下，放電開始時必須暫時使壓力上昇。因此，成膜開始時與成膜速率穩定時相比，成膜速率暫時增大。基板夾具的旋轉速度為60rpm，成膜4秒時，成膜開始角與成膜結束角一致。但是如第5圖所示，最接近標靶夾具的點為旋轉角之0度時，該0度側(標靶夾具側)的膜厚變厚，180度側(與標靶夾具相反側)的膜厚變薄，產生膜厚分佈。

對此在本實施形態，成膜時間T為X分割，有關各個X分割的成膜，如第5圖，將產生起因於成膜開始時之成膜速率的變動之膜厚分佈的成膜，一旦將基板之圓周上的某一位置視為基準的話，即在該某一位置的旋轉位置，位在與其他成膜時相異的旋轉位置時，僅進行T/X秒，且X次進行該T/X秒的成膜(分割的成膜)。因而，在各分割 的成膜，可將上述膜厚分佈之方向(例如由膜厚分佈的膜厚之厚的一方朝向薄的一方的方向)沿著基板的圓周方向改變，一旦膜厚分佈之方向互不相同的各分割的成膜統合，即能使膜厚分佈全體取消。第6圖是表示使用本實施形態(X=2)時的膜厚分佈之様子的圖。首先當旋轉角θ=0度時，即開始第一次分割的成膜，經過2.0秒(成膜時間4.0秒/2)後，結束第一次分割的成膜(第一次分割的成膜結束)。其次，當旋轉角θ=180度(360/2度)時，再度開始成膜(第二次分割的成膜)，經過2.0秒後，結束第二次分割的成膜(第二次分割的成膜結束)。

在本實施形態，如第7圖(a)所示，有關藉由第一次分割的成膜形成的膜之膜厚分佈，最接近標靶夾具6的點為旋轉角θ之0度時，0度側變厚。另一方面，如第7圖(b)所示，有關藉由第二次分割的成膜形成的膜之膜厚分佈，180度側變厚。亦即，在第一次分割的成膜與第二次分割的成膜，膜厚分佈大致對稱，因此有關對象的成膜，第一次分割的成膜的膜厚分佈與第二次分割的成膜的膜厚分佈，全體取消。因而，即使成膜開始時的成膜速率產生變動，如第6圖所示，仍可形成減低膜厚分佈的膜。亦即，在本實施形態，當沿著基板之外周方向來到等間隔不同之X處，形成於基板保持面和基板的既定之點(例如基準點)時，即開始使膜厚產生分佈的成膜。因而，每次在藉由X分割的成膜形成的膜，使膜厚分佈的方向以等間隔進行旋轉，即可使各分割的成膜所形成的膜之膜厚分佈 的方向形成等向性。因而，若觀察對象的成膜之完成後的膜全體，藉由已X分割所施行的各分割的成膜形成的膜之膜厚分佈會取消。

而且在本實施形態，雖舉出成膜結束角與成膜開始角為計算上一致的情形，但本實施形態對於成膜結束角與成膜開始角為不一致的情形也很有效。在任一情形下，在第1分割的成膜與第2分割的成膜，各個厚的部分與薄的部分為對稱，或者對於基板的旋轉方向產生等間隔，因此膜厚分佈被取消。

(第2實施形態)

在本實施形態，各分割的成膜之控制(開始及結束)，藉由標靶閘門14及/或基板閘門19的打開狀態及閉合狀態的控制進行。

使用標靶閘門14及/或基板閘門19的情形下，仍維持標靶4上的放電，藉由對基板10的標靶4的露出及遮斷該露出來控制成膜。例如使用標靶閘門14及/或基板閘門19的情形下，在形成供濺射的電漿之狀態下，標靶閘門14及/或基板閘門19之兩方同時由閉合狀態的狀態形成打開狀態，藉此對基板10而言，標靶4露出，開始成膜。另一方面，在該成膜時，標靶閘門14及基板閘門19之兩方都為閉合狀態，藉此對基板10而言，標靶4的露出被遮斷，成膜停止。

但此情形也同樣的，於成膜開始時及結束時，成膜速 率因標靶閘門和基板閘門的開閉動作產生一定的變動。因而，如專利文獻1所揭示的技術，例如即使成膜開始角度與成膜結束角度一致，於成膜後的膜產生膜厚分佈。若藉由本實施形態，此種情形下也能取消成膜開始時及結束時的成膜速率變動部分。

在本實施形態，控制裝置1000，將標靶閘門驅動機構33及基板夾具驅動機構31控制成在生成電漿的狀態下，一邊控制基板夾具驅動機構31以一定的旋轉速度使基板夾具7(基板保持面7a)旋轉、一邊在X次分割的成膜之各次的開始時，標靶閘門14及基板閘門19之兩方成為打開狀態，且構成標靶閘門驅動機構33及基板夾具驅動機構31控制成標靶閘門14及基板閘門19之兩方成為閉合狀態。亦即，控制裝置1000，構成在第一次分割的成膜時，在生成電漿的狀態下，將標靶閘門驅動機構33及基板夾具驅動機構31控制成該第一次分割的成膜的開始時之基板夾具7的旋轉角θ=0度，標靶閘門14及基板閘門19之兩方成為打開狀態，且自第一次分割的成膜之開始時經過T/X秒後，標靶閘門14及基板閘門19之兩方成為閉合狀態。亦即，控制裝置1000，構成在第n次(n為2~X的整數)分割的成膜時，在生成電漿的狀態下，將標靶閘門驅動機構33及基板夾具驅動機構31控制成自對象之成膜的開始時的基板夾具7的旋轉角θ為(n-1)×360/X度時，標靶閘門14及基板閘門19之兩方成為打開狀態，且自第n次分割的成膜之開始時經過T/X秒後，標靶閘門 14及基板閘門19之兩方成為閉合狀態。

再者，在本實施形態，針對為了分割的成膜之各次的開始及結束的控制，設置標靶閘門14及基板閘門19之兩方的形態做說明，但本實施形態也適用於設置標靶閘門14及基板閘門19之一方。而且不限於標靶閘門14及基板閘門19，例如也可為設置在標靶夾具6與基板夾具7之間的中點和其附近等標靶夾具6與基板夾具7之間的既定位置的閘門。而且閘門的數量也未特別限定。亦即，在本實施形態，重要的是在生成電漿的狀態下，藉由基板與標靶之間的遮蔽及開放，來控制分割的成膜之各次的開始及結束。因而，為可形成使基板夾具7的基板保持面7a露出標靶夾具6(保持在標靶夾具6的標靶4)的第1狀態、及由標靶夾具6來遮蔽該基板保持面7a的第2狀態(未使基板保持面7a露出標靶夾具6的狀態)之兩方的閘門，只要是使用可切換第1狀態及第2狀態的閘門即可。

(其他實施形態)

上述控制裝置1000，可以組裝到成膜裝置1內，也可以與該成膜裝置1個別設置。此時只要組裝到PC(個人電腦)等即可。像這樣，個別設置控制裝置1000與成膜裝置1的情形下，只要將兩者經由使用LAN、WAN的網路、直接配線等的有線連接或紅外線等的無線連接進行連接即可。

而且為了實現前述的實施形態的控制裝置1000的功 能，使前述的實施形態的構成動作的程式記憶在記憶媒體，將記憶在該記憶媒體的程式解碼讀出，於個人電腦所實行的處理方法，也包含上述實施形態的範圍。亦即電腦可讀取的記憶媒體也包含實施例的範圍。

而且記憶著前述電腦程式的記憶媒體當然其電腦程式本身也包含在上述實施形態。

相關的記憶媒體例如可使用軟碟(註冊商標)、硬碟、光碟、光磁碟、CD-ROM、磁帶、非揮發性記憶卡、ROM。

並且不限於以記憶在前述記憶媒體的程式單元來實行處理，與其他的軟體、擴充板之功能共同一起在OS上執行動作來實行前述的實施形態的動作，也包含在前述的實施形態之範圍。

1‧‧‧成膜裝置

2‧‧‧真空容器

3‧‧‧磁鐵夾

4‧‧‧標靶

6‧‧‧標靶夾具

7‧‧‧基板夾具

7a‧‧‧基板保持面

10‧‧‧基板

12‧‧‧電源

14‧‧‧標靶閘門

19‧‧‧基板閘門

31‧‧‧基板夾具驅動機構

31a‧‧‧感測器

32‧‧‧基板閘門驅動機構

33‧‧‧標靶閘門驅動機構

1000‧‧‧控制裝置

1001‧‧‧CPU

1002‧‧‧ROM

1003‧‧‧RAM

1004‧‧‧非揮發性記憶體

1005‧‧‧輸入操作部

1006‧‧‧顯示部

第1圖是有關本發明之一實施形態的濺射裝置之構成的概略圖。

第2圖是表示有關本發明之一實施形態的濺射裝置的控制系統的概略構成的方塊圖。

第3圖是用以說明有關本發明之一實施形態的旋轉角之圖。

第4圖是表示有關本發明之一實施形態的成膜方法之順序的流程圖。

第5圖是表示使成膜開始角與成膜結束角一致進行成 膜時的膜厚分佈之圖。

第6圖是用以說明有關本發明之一實施形態的對象之成膜結束後的膜厚分佈之圖。

第7圖是用以說明有關本發明之一實施形態的對象之成膜結束後的膜厚分佈之圖，(a)是表示藉由第一次分割的成膜形成的膜之膜厚分佈的圖，(b)是表示藉由第二次分割的成膜形成的膜之膜厚分佈之圖。

1‧‧‧成膜裝置

2‧‧‧真空容器

3‧‧‧磁鐵夾

4‧‧‧標靶

5‧‧‧背板

6‧‧‧標靶夾具

7‧‧‧基板夾具

7a‧‧‧基板保持面

8‧‧‧排氣埠

10‧‧‧基板

12‧‧‧電源

13‧‧‧磁鐵

14‧‧‧標靶閘門

15‧‧‧氣體導入系統

15a‧‧‧氣體供給裝置

15b‧‧‧質流控制器

15c‧‧‧閥

15d‧‧‧氣體導入口

19‧‧‧基板閘門

20‧‧‧基板閘門支撐構件

31‧‧‧基板夾具驅動機構

31a‧‧‧感測器

32‧‧‧基板閘門驅動機構

33‧‧‧標靶閘門驅動機構

34‧‧‧絕緣體

35‧‧‧磁鐵夾旋轉機構

40‧‧‧遮蔽物

47‧‧‧主閥

48‧‧‧渦輪分子幫浦

49‧‧‧乾式幫浦

A‧‧‧旋轉軸

Claims (6)

1. 一種濺射裝置，針對藉由對標靶夾具施加既定電壓使其產生電漿，對保持在前述標靶夾具的標靶進行濺射來成膜的濺射裝置，其特徵為：具備：處理室；設於前述處理室內，且具有用來保持基板的基板保持面，使該基板保持面構成可相對於既定的旋轉軸旋轉的基板夾具；控制前述基板夾具旋轉的旋轉驅動手段；用來檢測前述基板夾具的旋轉角的基板旋轉角檢測手段；設在前述處理室內，構成可保持標靶，前述旋轉軸設成與通過標靶之中心點的垂線不一致的標靶夾具；切換使前述基板保持面露出於前述標靶夾具的第1狀態與由前述標靶夾具遮蔽前述基板保持面的第2狀態的閘門；和控制前述旋轉驅動手段及前述閘門的控制手段；前述濺射裝置，構成可在有關對象的成膜為了形成目標的膜厚所需的成膜時間為T秒時，分割成X次(X為2以上的整數)進行該對象的成膜；前述控制手段，具有：將前述旋轉驅動手段控制成以一定的旋轉速度使前述基板夾具旋轉的手段； 將前述閘門控制成在生成前述電漿的狀態下，在以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉的期間，形成前述第1狀態開始前述分割的成膜之第一次成膜的手段；將前述閘門控制成在生成前述電漿的狀態下，一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊由前述第一次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即形成前述第2狀態的手段；將前述閘門控制成在生成前述電漿的狀態下，一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊根據前述基板旋轉角檢測手段的檢測結果，一旦設定在前述基板夾具上的基準點，由開始前述對象的成膜之地點來到旋轉(n-1)×360/X度(n為2~X的整數)的位置，即形成前述第1狀態開始前述分割的成膜之第n次成膜的手段；和將前述閘門控制成在生成前述電漿的狀態下，一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊由前述第n次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即形成前述第2狀態的手段。
2. 如申請專利範圍第1項所記載的濺射裝置，其中，前述閘門，是設成覆蓋前述標靶夾具，可切換前述第1狀態與第2狀態的標靶閘門、以及設成覆蓋前述基板保持面，可切換前述第1狀態與第2狀態的基板閘門之至少一方。
3. 一種濺射裝置之控制裝置，該濺射裝置係對標靶夾具施加既定電壓使其產生電漿，對保持在前述標靶夾具的 標靶進行濺射來成膜，其具備：處理室；設於前述處理室內，且具有用來保持基板的基板保持面，使該基板保持面構成可相對於既定的旋轉軸旋轉的基板夾具；控制前述基板夾具旋轉的旋轉驅動手段；用來檢測前述基板夾具的旋轉角的基板旋轉角檢測手段；設在前述處理室內，構成可保持標靶，前述旋轉軸設成與通過標靶之中心點的垂線不一致的標靶夾具；切換使前述基板保持面露出於前述標靶夾具的第1狀態與由前述標靶夾具遮蔽前述基板保持面的第2狀態的閘門，該濺射裝置之控制裝置，其特徵為：前述控制裝置，為將前述濺射裝置控制成為了使作為對象的成膜形成目標的膜厚所需的成膜時間為T秒時，前述濺射裝置進行分割成X次(X為2以上的整數)前述對象的成膜；前述控制裝置，具備：將前述旋轉驅動手段控制成以一定的旋轉速度使前述基板夾具旋轉的手段；將前述閘門控制成在生成前述電漿的狀態下，在以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉的期間，形成前述第1狀態開始前述分割的成膜之第一次成膜的手段；將前述閘門控制成在生成前述電漿的狀態下，一邊以 前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊自前述第一次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即形成前述第2狀態的手段；將前述閘門控制成在生成前述電漿的狀態下，一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊根據基板旋轉角檢測手段的檢測結果，一旦設定在前述基板夾具上的基準點，由開始前述對象的成膜之地點來到旋轉(n-1)×360/X度(n為2~X的整數)的位置，即形成前述第1狀態開始前述分割的成膜之第n次成膜的手段；和將前述閘門控制成在生成前述電漿的狀態下，一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊由前述第n次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即形成前述第2狀態的手段。
4. 一種成膜方法，有關藉由對標靶夾具施加既定電壓使其產生電漿，對保持在前述標靶夾具的標靶進行濺射來成膜的成膜方法，其特徵為：在有關對象的成膜為了形成目標之膜厚所需的成膜時間為T秒時，具有：以一定的旋轉速度使前述基板夾具旋轉的工程；和一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊分割成X次(X為2以上的整數)進行前述對象的成膜的工程，在前述分割的成膜之各次僅進行T/X秒成膜的工程；進行前述成膜的工程，具有：在以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉的期間，開始前述分割的成膜的第一次成膜之工程； 一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊自前述第一次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即停止該第一次分割的成膜之工程；一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊設定在前述基板夾具上的基準點由開始前述對象之成膜的地點來到旋轉(n-1)×360/X度(n為2~X的整數)的位置的話，即開始前述分割的成膜的第n次成膜之工程；和一邊以前述旋轉速度使前述基板夾具旋轉、一邊自前述第n次分割的成膜開始經過前述T/X秒的話，即停止該第n次分割的成膜之工程。
5. 一種電腦程式產品，其特徵為：使電腦發揮作為申請專利範圍第3項所記載的控制裝置的功能。
6. 一種記憶媒體，係儲存可藉由電腦讀出的程式的記憶媒體，其特徵為：儲存申請專利範圍第5項所記載的電腦程式產品。