WO2016152089A1 - 高周波スパッタリング装置及びスパッタリング方法 - Google Patents

高周波スパッタリング装置及びスパッタリング方法 Download PDF

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    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Definitions

  • the present invention relates to a high frequency sputtering apparatus and a sputtering method.
  • Patent Document 1 This type of high-frequency sputtering apparatus is known from Patent Document 1, for example.
  • This includes a stage that holds a processing substrate in a vacuum chamber in a state where one side of the processing substrate is opened and electrically insulated. Then, a rare gas such as argon gas is introduced into a vacuum chamber evacuated to a predetermined pressure, high frequency power is applied to the target, the target is sputtered, and sputtered particles generated thereby are deposited and deposited on one side of the processing substrate. Then, a predetermined thin film is formed.
  • argon gas argon gas
  • the high-frequency sputtering apparatus of the present invention that applies high-frequency power to a target in vacuum and forms a film on one side of the processing substrate is open and electrically insulated on one side of the processing substrate.
  • a movable body connected to the ground that is movable in the proximity direction or the separation direction with respect to the processing substrate is provided.
  • the movable body provided on the stage when the movable body provided on the stage is moved so as to approach from the position separated from the processing substrate, the distance between the other surface of the processing substrate and the movable body is reduced, and the processing substrate and the movable body are reduced. Accordingly, the self-bias potential applied to the processing substrate when sputtering the target by applying high-frequency power can be lowered accordingly. As a result, it is possible to efficiently form a film while suppressing as much as possible the reverse sputtering amount on the processing substrate.
  • a circuit having a predetermined or variable impedance between the movable body and the ground.
  • a circuit having a variable impedance a matching box capable of adjusting the impedance can be used.
  • the movable body has a first movable portion having a facing surface facing a central region of the processing substrate. According to this, by moving the first movable part in the proximity direction or the separation direction with respect to the processing substrate and controlling the distance between the first movable part and the processing substrate, the central region of the processing substrate is obtained. Since the reverse sputtering amount can be controlled by locally changing the applied self-bias potential, it is advantageous when adjusting the in-plane film thickness distribution. In this case, the measurement means for measuring the capacitance between the facing surface and the processing substrate is provided, and if the movement amount of the first movable part is obtained based on the measurement result, the in-plane distribution of the film thickness is adjusted with high accuracy. can do.
  • the facing surface includes not only a flat surface but also a curved surface.
  • At least one second movable part having a ring-shaped surface of a predetermined area that is concentrically arranged around the first movable part and faces a region excluding the central region of the processing substrate is further provided. It is preferable that both the first and second movable parts are driven by driving means. According to this, the distance between each movable part and the processing substrate is controlled by moving the second movable part in the proximity direction or the separation direction with respect to the processing substrate independently from the first movable part. Therefore, it is advantageous that the in-plane film thickness distribution can be controlled more finely.
  • the movable body is moved in the proximity direction or the separation direction with respect to the processing substrate, and the position of the movable body is adjusted, and the position of the movable body is adjusted. Thereafter, a high-frequency power is applied to the target for sputtering, and a film forming step for forming a film by depositing and depositing sputtered particles on one surface of the processing substrate is included.
  • the adjusting step includes a step of measuring a capacitance between the facing surface and the processing substrate, and obtaining a moving amount of the movable body based on the measurement result.
  • a high-frequency sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention will be described by taking as an example a case where a processing substrate W is a silicon substrate and an alumina film as an insulating film is formed on the surface of the silicon substrate. explain.
  • SM is a magnetron type sputtering apparatus, and this sputtering apparatus SM includes a vacuum chamber 1 that defines a processing chamber 1a.
  • a gas pipe 11 for introducing a sputtering gas which is a rare gas such as argon is connected to the side wall of the vacuum chamber 1.
  • a mass flow controller 12 is interposed in the gas pipe 11 and communicates with a gas source (not shown).
  • the sputter gas whose flow rate is controlled can be introduced into the processing chamber 1a that is evacuated at a constant pumping speed by the vacuum pumping means P, which will be described later, and the pressure in the processing chamber 1a becomes substantially constant during the film forming process. It is to be retained.
  • an exhaust pipe 12 communicating with a vacuum exhaust means P such as a turbo molecular pump or a rotary pump.
  • a cathode unit C is attached to the ceiling of the vacuum chamber 1.
  • the direction facing the ceiling portion side of the vacuum chamber 1 is referred to as “up” and the direction facing the bottom portion side is described as “down”.
  • the cathode unit C includes a target assembly 2 and a magnet unit 3 disposed above the target assembly 2.
  • the target assembly 2 includes a target 21 made of aluminum oxide formed into a circular plate shape in plan view according to the contour of the substrate W, and a bonding material (not shown) such as indium on the upper surface of the target 21.
  • the backing plate 22 is joined to the base plate 21.
  • the target 21 can be cooled by flowing a coolant (cooling water) through the inside of the backing plate 22 during film formation by sputtering. With the target 21 mounted, the peripheral edge of the lower surface of the backing plate 22 is attached to the upper part of the side wall of the vacuum chamber 1 via the insulator I.
  • An output from the high frequency power source E is connected to the target 21, and high frequency power is input to the target 21 during the film forming process.
  • the magnet unit 3 generates a magnetic field in a lower space below the sputtering surface of the target 21, captures electrons etc. ionized below the sputtering surface during sputtering, and efficiently ionizes the sputtered particles scattered from the target 21. Since it has a structure, detailed description is omitted here.
  • a metal stage 4 is disposed at the bottom of the vacuum chamber 1 so as to face the target 21 so that the substrate W is positioned and held in a state where the upper surface, which is the film formation surface, is opened.
  • the distance between the target 21 and the substrate W is set in a range of 25 to 80 mm in consideration of productivity, the number of scattering times, and the like.
  • the stage 4 may be constituted by a known electrostatic chuck.
  • the stage 4 has a recess 42 in the holding surface 41 of the processing substrate W, and the other surface Wb of the processing substrate W when the processing substrate W is held such that the outer peripheral edge of the processing substrate W comes into contact with the holding surface 41.
  • a space 43 is defined by the contour of the recess 42.
  • a movable body 44 connected to the ground is provided in this space 43.
  • a drive shaft 45a of a known drive means 45 is connected to the movable body 44, and the movable body 44 is moved relative to the processing substrate W by driving the drive shaft 45a in the vertical direction using a control means described later. It is configured to move forward and backward.
  • a circuit 46 having a predetermined or variable impedance is interposed between the movable body 44 and the ground.
  • circuit 46 a known circuit having elements such as a resistor, a coil, and a capacitor (not shown) can be used.
  • circuit 46 having a variable impedance a known matching box capable of adjusting the impedance can be used.
  • the movable body 44 may be connected to the ground without the circuit 46 (see FIG. 2).
  • a known vacuum sealing means such as a vacuum bellows (not shown) is provided.
  • the sputtering apparatus SM has known control means including a microcomputer, a sequencer, and the like, and the control means operates the high-frequency power source E, the mass flow controller 12, and the vacuum exhaust means P. The operation of the means 45 is integrated and managed.
  • the sputtering method of this embodiment will be described with reference to FIG. 3 as an example in which an aluminum oxide film is formed on the surface of the silicon substrate W using the sputtering apparatus SM.
  • the driving unit 45 is driven to move the movable body 44 provided on the stage 4 so as to approach the position away from the processing substrate W to adjust the position of the movable body 44, the other surface Wb of the processing substrate W and The distance g between the movable body 44 is shortened, and the capacitance between the processing substrate W and the movable body 44 is increased (adjustment process).
  • the mass flow controller 12 is controlled to introduce argon gas at a predetermined flow rate (for example, 100 sccm) (at this time, the pressure in the processing chamber 1a becomes 1.3 Pa).
  • the first movable portion which is the movable body 44 has an opposing surface 44f facing the central region Rc of the processing substrate W
  • the first movable portion 44 is in the proximity direction or the separation direction with respect to the processing substrate W.
  • the self-bias potential applied to the central region Rc of the processing substrate W can be locally changed, and the reverse sputtering amount in the central region Rc can be controlled. Can be adjusted.
  • the facing surface 44f of the movable body 44 includes not only a flat surface as shown in FIG. 1 but also a curved surface as shown in FIG. If the opposing surface 44f is formed of a curved surface, the reverse sputtering amount can be finely controlled in accordance with the curvature in the central region Rc of the processing substrate W, and consequently the in-plane film thickness distribution can be finely controlled.
  • the movable body 44 is concentrically disposed around the first movable portion 44a and has at least a ring-shaped surface having a predetermined area facing the region excluding the central region Rc of the processing substrate W. It further has one (two in the case shown in FIG. 3) second movable parts 44b, 44c, and each of the first and second movable parts 44a, 44b, 44c is driven by a driving means. It is preferable. Since the driving means is known, it is not shown in FIG.
  • each movable part 44a, 44b, 44c is moved and each distance between the processing substrates W is controlled, the number of places for adjusting the reverse sputtering amount increases in the radial direction, so that the film is made more finely.
  • the distribution in the thickness plane can be controlled.
  • the capacitance between each movable portion 44a, 44b, 44c and the portion of the processing substrate W facing it is measured using a measuring means (not shown).
  • each driving means is driven according to the obtained amount of movement.
  • the distance between each movable part 44a, 44b, 44c and the processing substrate W may be controlled.
  • the measuring means obtains the capacitance from the distance to the processing substrate W like a laser displacement meter, or applies an alternating voltage (AC) to a pole to be measured in a state where one pole is in contact with the measuring means. Since a known device such as a device for obtaining a capacitance from a flowing current can be used, detailed description thereof is omitted here.
  • the following experiment was performed using the sputtering apparatus SM.
  • a silicon substrate having a diameter of 300 mm is used as the processing substrate W, and after setting the processing substrate W on the stage 4 in the vacuum chamber 1, the movable body 44 is moved up to move the other surface Wb of the processing substrate W and the movable body 44. The distance between was adjusted to 0.4 mm.
  • Argon gas was introduced into the processing chamber 1a at a flow rate of 100 sccm (the pressure in the processing chamber 1a at this time was about 1.3 Pa), and 600 W of 13.56 MHz high-frequency power was supplied to the stage 4.
  • the in-plane distribution of the film formation rate at this time is 1.27%, and it was found that the in-plane distribution of film thickness can be adjusted by changing the distance between the movable body 44 and the processing substrate W. This is presumably because the self-bias potential applied to the processing substrate W can be adjusted and the reverse sputtering amount can be adjusted. Further, the movable body 44 was further moved up and brought into contact with the processing substrate W (the distance between them was 0.0 mm), and sputtering was performed under the same conditions as described above, and the film formation rate at that time was measured. As shown by line L3 in FIG. 4, it was confirmed that the in-plane distribution of the film formation rate was 1.39%.
  • SM high frequency sputtering apparatus
  • W processing substrate
  • Wa one side of processing substrate W
  • Wb other surface of processing substrate W
  • Rc central region of processing substrate W
  • 4 stage, 41: holding surface
  • 42 depression , 43 ... space

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Abstract

　処理基板での逆スパッタリング量を可及的に抑制して効率よく成膜することができる高周波スパッタリング装置を提供する。　真空中でターゲット２１に高周波電力を投入し、処理基板Ｗの片面Ｗａに対し成膜処理する本発明の高周波スパッタリング装置ＳＭは、処理基板の片面を開放しかつ電気的に絶縁した状態で処理基板を保持するステージ４を備える。ステージは、その処理基板の保持面に窪み部４２を有し、処理基板の外周縁部がステージの保持面４１に当接するように処理基板を保持したときに処理基板他面と窪み部の輪郭とで区画される空間４３に、処理基板に対して近接方向または離間方向に移動自在なアースに接続される可動体４４を設ける。

Description

高周波スパッタリング装置及びスパッタリング方法
　本発明は、高周波スパッタリング装置及びスパッタリング方法に関する。
　この種の高周波スパッタリング装置は、例えば特許文献１で知られている。このものは、真空チャンバ内に処理基板の片面を開放しかつ電気的に絶縁した状態で処理基板を保持するステージを備える。そして、所定圧力に真空引きした真空チャンバ内にアルゴンガスなどの希ガスを導入し、ターゲットに高周波電力を投入してターゲットをスパッタリングし、これにより生じたスパッタ粒子を処理基板の片面に付着、堆積させて所定の薄膜の成膜を行う。
　ここで、高周波電力を投入してターゲットをスパッタリングすると、ステージで保持された処理基板には自己バイアス電位が印加される。このため、自己バイアス電位によりプラズマ中の希ガスのイオンなどが処理基板へと引き込まれ、処理基板に堆積したものがスパッタリングされるという所謂逆スパッタリングが発生することが一般に知られている。このような場合、逆スパッタリング量が多くなると、成膜レートが低下する（成膜時間が長くなる）ため、逆スパッタリング量を可及的に抑制することが重要になる。
特開２０１４－９１８６１号公報
　本発明は、以上に基づき、成膜処理中、処理基板での逆スパッタリング量を可及的に抑制して効率よく成膜することができる高周波スパッタリング装置及びスパッタリング方法を提供することをその課題とするものである。
　上記課題を解決するために、真空中でターゲットに高周波電力を投入し、処理基板の片面に対し成膜処理する本発明の高周波スパッタリング装置は、処理基板の片面を開放しかつ電気的に絶縁した状態で処理基板を保持するステージを備え、ステージは、その処理基板の保持面に窪み部を有し、処理基板の外周縁部がステージの保持面に当接するように処理基板を保持したときに処理基板の他面と窪み部の輪郭とで区画される空間に、処理基板に対して近接方向または離間方向に移動自在なアースに接続される可動体を設けることを特徴とする。
　本発明によれば、ステージに設けた可動体を処理基板から離間した位置から近接するように移動させると、処理基板の他面と可動体との間の距離が短くなって処理基板と可動体との間の静電容量が増加するため、これに応じて、高周波電力を投入してターゲットをスパッタリングするときに処理基板に印加される自己バイアス電位を下げることができる。その結果、処理基板での逆スパッタリング量を可及的に抑制して効率よく成膜することができる。
　本発明において、可動体とアースとの間に、所定の又は可変のインピーダンスを有する回路を介在させることが好ましい。可変のインピーダンスを有する回路としては、インピーダンスを調整し得るマッチングボックスを用いることができる。
　本発明において、前記可動体は、処理基板の中央領域に対峙する対峙面を持つ第１の可動部分を有することが好ましい。これによれば、第１の可動部分を処理基板に対して近接方向または離間方向に移動させて第１の可動部分と処理基板との間の距離を制御することにより、処理基板の中央領域に印加される自己バイアス電位を局所的に変化させて逆スパッタリング量を制御できるため、膜厚面内分布を調整するときに有利である。この場合、前記対峙面と処理基板との間の静電容量を測定する測定手段を備え、その測定結果に基づき第１の可動部分の移動量を求めれば、膜厚面内分布を精度よく調整することができる。尚、対峙面は、平面で構成されるものだけでなく、湾曲面で構成されるものを含む。
　また、本発明において、前記第１の可動部分の周囲に同心で配置され、処理基板の中央領域を除く領域に対峙する所定面積のリング状面を持つ少なくとも１個の第２の可動部分を更に有し、第１及び第２の両可動部分は夫々が駆動手段で駆動されることが好ましい。これによれば、第１の可動部分から独立して第２の可動部分を処理基板に対して近接方向または離間方向に移動させて各可動部分と処理基板との間の距離を夫々制御することにより、より一層細やかに膜厚面内分布を制御することができて有利である。
　上記高周波スパッタリング装置を用いた本発明のスパッタリング方法は、前記可動体を処理基板に対して近接方向または離間方向に移動させて可動体の位置を調整する調整工程と、可動体の位置を調整した後、ターゲットに高周波電力を投入してスパッタリングし、スパッタ粒子を処理基板の片面に付着、堆積させて成膜する成膜工程とを含むことを特徴とする。
　本発明において、前記調整工程は、前記対峙面と処理基板との間の静電容量を測定する工程を有し、その測定結果に基づき可動体の移動量を求めることが好ましい。
本発明の実施形態の高周波スパッタリング装置を示す模式的断面図。 可動体の変形例を示す断面図。 （ａ）は可動体の変形例を示す断面図であり、（ｂ）は可動体の変形例を示す平面図。 本発明の効果を確認する実験結果を示すグラフ。
　以下、図面を参照して、処理基板Ｗをシリコン基板とし、このシリコン基板の表面に絶縁膜たるアルミナ膜を成膜する場合に用いられるものを例として、本発明の実施形態の高周波スパッタリング装置について説明する。
　図１を参照して、ＳＭは、マグネトロン方式のスパッタ装置であり、このスパッタ装置ＳＭは、処理室１ａを画成する真空チャンバ１を備える。真空チャンバ１の側壁には、アルゴン等の希ガスたるスパッタガスを導入するガス管１１が接続され、ガス管１１にはマスフローコントローラ１２が介設され、図示省略のガス源に連通している。これにより、流量制御されたスパッタガスが、後述する真空排気手段Ｐにより一定の排気速度で真空引きされている処理室１ａ内に導入でき、成膜処理中、処理室１ａの圧力が略一定に保持されるようにしている。真空チャンバ１の底部には、ターボ分子ポンプやロータリーポンプなどからなる真空排気手段Ｐに通じる排気管１２が接続されている。真空チャンバ１の天井部にはカソードユニットＣが取付けられている。以下においては、図１中、真空チャンバ１の天井部側を向く方向を「上」とし、その底部側を向く方向を「下」として説明する。
　カソードユニットＣは、ターゲットアッセンブリ２と、ターゲットアッセンブリ２の上方に配置された磁石ユニット３とから構成されている。ターゲットアッセンブリ２は、基板Ｗの輪郭に応じて、公知の方法で平面視円形の板状に形成された酸化アルミニウム製のターゲット２１と、ターゲット２１の上面にインジウム等のボンディング材（図示省略）を介して接合されるバッキングプレート２２とで構成され、スパッタリングによる成膜中、バッキングプレート２２の内部に冷媒（冷却水）を流すことでターゲット２１を冷却できるようになっている。ターゲット２１を装着した状態でバッキングプレート２２下面の周縁部が、絶縁体Ｉを介して真空チャンバ１の側壁上部に取り付けられる。ターゲット２１には高周波電源Ｅからの出力が接続され、成膜処理時、ターゲット２１に高周波電力が投入される。
　磁石ユニット３は、ターゲット２１のスパッタ面たる下面の下方空間に磁場を発生させ、スパッタ時にスパッタ面の下方で電離した電子等を捕捉してターゲット２１から飛散したスパッタ粒子を効率よくイオン化する公知の構造を有するものであり、ここでは詳細な説明を省略する。
　真空チャンバ１の底部には、ターゲット２１に対向させて例えば金属製のステージ４が配置され、基板Ｗがその成膜面たる上面を開放した状態で位置決め保持されるようにしている。この場合、ターゲット２１と基板Ｗとの間の間隔は、生産性や散乱回数等を考慮して２５～８０ｍｍの範囲に設定される。尚、ステージ４を公知の静電チャックで構成してもよい。
　ステージ４は、処理基板Ｗの保持面４１に窪み部４２を有し、処理基板Ｗの外周縁部が保持面４１に当接するように処理基板Ｗを保持したときに処理基板Ｗの他面Ｗｂと窪み部４２の輪郭とで空間４３が区画されるようにしている。この空間４３には、アースに接続される可動体４４が設けられている。可動体４４には、公知の駆動手段４５の駆動軸４５ａが接続されており、後述する制御手段を用いて駆動軸４５ａを上下方向に駆動することで、処理基板Ｗに対して可動体４４が進退自在に構成されている。可動体４４とアースとの間には、所定の又は可変のインピーダンスを有する回路４６を介在させている。回路４６としては、図示省略する抵抗、コイル、コンデンサ等の素子を有する公知のものを用いることができる。可変のインピーダンスを有する回路４６としては、インピーダンスを調整し得る公知のマッチングボックスを用いることができる。尚、回路４６を介在させずに、可動体４４をアースに接続してもよい（図２参照）。また、処理室１ａ内の真空状態を保持するために、図示省略の真空ベローズ等の公知の真空シール手段が設けられている。
　上記スパッタリング装置ＳＭは、特に図示しないが、マイクロコンピュータやシーケンサ等を備えた公知の制御手段を有し、制御手段により高周波電源Ｅの稼働、マスフローコントローラ１２の稼働、真空排気手段Ｐの稼働や駆動手段４５の稼働等を統括管理するようになっている。以下、図３も参照して、上記スパッタリング装置ＳＭを用いて、シリコン基板Ｗの表面に酸化アルミニウム膜を成膜する場合を例として、本実施形態のスパッタリング方法について説明する。
　先ず、駆動手段４５を駆動してステージ４に設けた可動体４４を処理基板Ｗから離間した位置から近接するように移動させて可動体４４の位置を調整すると、処理基板Ｗの他面Ｗｂと可動体４４との間の距離ｇが短くなって処理基板Ｗと可動体４４との間の静電容量が増加する（調整工程）。そして、マスフローコントローラ１２を制御してアルゴンガスを所定の流量（例えば、１００ｓｃｃｍ）で導入し（このとき、処理室１ａの圧力が１．３Ｐａとなる）、これと併せて、高周波電源Ｅからターゲット２１に例えば、周波数１３．５６ＭＨｚの高周波電力を５００～５０００Ｗ投入して真空チャンバ１内にプラズマを形成し、ターゲット２１をスパッタリングする。このとき、上記静電容量が増加することで、処理基板Ｗに印加される自己バイアス電位（Ｖｄｃ）を下げることができ、その結果として、処理基板Ｗでの逆スパッタリング量を可及的に抑制して効率よく酸化アルミニウム膜を成膜することができる（成膜工程）。
　ここで、可動体４４たる第１の可動部分は、処理基板Ｗの中央領域Ｒｃに対峙する対峙面４４ｆを持つため、この第１の可動部分４４を処理基板Ｗに対して近接方向または離間方向に移動させれば、処理基板Ｗの中央領域Ｒｃに印加される自己バイアス電位を局所的に変化させることができ、当該中央領域Ｒｃでの逆スパッタリング量を制御できるため、膜厚面内分布を調整することができる。
　尚、可動体４４の対峙面４４ｆは、図１に示すように平面で構成されるものだけでなく、図２に示すように湾曲面で構成されるものを含む。対峙面４４ｆを湾曲面で構成すれば、処理基板Ｗの中央領域Ｒｃにて逆スパッタリング量をその湾曲に応じて細やかに制御でき、ひいては、膜厚面内分布を細やかに制御できる。
　また、図３に示すように、可動体４４は、第１の可動部分４４ａの周囲に同心で配置され、処理基板Ｗの中央領域Ｒｃを除く領域に対峙する所定面積のリング状面を持つ少なくとも１個（図３に示したものでは２個）の第２の可動部分４４ｂ，４４ｃを更に有し、第１及び第２の両可動部分４４ａ，４４ｂ，４４ｃは夫々が駆動手段で駆動されることが好ましい。駆動手段は公知であるため、図３では図示を省略している。これによれば、各可動部分４４ａ，４４ｂ，４４ｃを移動させて処理基板Ｗとの間の距離を夫々制御することにより、逆スパッタリング量の調整箇所が径方向で増えるため、より一層細やかに膜厚面内分布を制御することができる。ここで、逆スパッタリング量の面内分布を制御するために、図示省略の測定手段を用いて各可動部分４４ａ，４４ｂ，４４ｃとそれに対峙する処理基板Ｗの部分との間の静電容量を測定し、測定した静電容量が所望の値となるように（例えば相互に一致するように）各可動部分４４ａ，４４ｂ，４４ｃの移動量を求め、求めた移動量に応じて各駆動手段を駆動し、各可動部分４４ａ，４４ｂ，４４ｃと処理基板Ｗとの間の距離を制御するようにしてもよい。測定手段は、例えば、レーザ変位計のように処理基板Ｗとの間の間隔から静電容量を求めるものや、１極を接触させた状態で測定する極に交流電圧（ＡＣ）を印加して流れる電流から静電容量を求めるものなど公知のものを用いることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。上記実施形態においては、アルミナのような絶縁物製のターゲットを用いて絶縁物膜を成膜する場合を例に説明したが、金属製のターゲットを用いて金属膜を成膜する場合にも当然に本発明を適用することができる。
　次に、上記効果を確認するために、上記スパッタリング装置ＳＭを用いて次の実験を行った。本実験では、処理基板Ｗとしてφ３００ｍｍのシリコン基板を用い、真空チャンバ１内のステージ４に処理基板Ｗをセットした後、可動体４４を上動させて処理基板Ｗの他面Ｗｂと可動体４４との間の距離を０．４ｍｍに調整した。そして、アルゴンガスを流量１００ｓｃｃｍで処理室１ａ内に導入し（このときの処理室１ａ内の圧力は約１．３Ｐａ）、ステージ４への１３．５６ＭＨｚの高周波電力を６００Ｗ投入した。これにより、処理室１内にプラズマが形成され、アルミナ製ターゲット２１をスパッタリングして、処理基板Ｗの片面Ｗａにアルミナ膜を成膜した。このときの成膜レートを測定し、その結果を図４に実線Ｌ１で示す。横軸は、処理基板Ｗの径方向での位置を示す。このときの成膜レートの面内分布は２．０４％であることが確認された。可動体４４を更に処理基板Ｗに近接させて両者間の距離を０．１ｍｍに調整し、上記と同様の条件でスパッタリングを行った。このときの成膜レートを測定し、その結果を図４に破線Ｌ２で示す。このときの成膜レートの面内分布は１．２７％であり、可動体４４と処理基板Ｗとの間の距離を変化させることで、膜厚面内分布を調整できることが判った。これは、処理基板Ｗに印加される自己バイアス電位が調整でき、逆スパッタリング量を調整できることによるものと推察される。また、可動体４４を更に上動させて処理基板Ｗに当接させ（両者間の距離は０．０ｍｍ）、上記と同様の条件でスパッタリングを行い、そのときの成膜レートを測定した。図４に線Ｌ３で示すように、成膜レートの面内分布は１．３９％であることが確認された。
　ＳＭ…高周波スパッタリング装置、Ｗ…処理基板、Ｗａ…処理基板Ｗの片面、Ｗｂ…処理基板Ｗの他面、Ｒｃ…処理基板Ｗの中央領域、４…ステージ、４１…保持面、４２…窪み部、４３…空間、４４…可動体，４４ａ…第１の可動部分、４４ｂ，４４ｃ…第２の可動部分、４４ｆ…対峙面、４５…駆動手段、４６…回路。

Claims (7)

  1. 　真空中でターゲットに高周波電力を投入し、処理基板の片面に対し成膜処理を施す高周波スパッタリング装置であって、処理基板の片面を開放しかつ電気的に絶縁した状態で処理基板を保持するステージを備えるものにおいて、
    　ステージは、その処理基板の保持面に窪み部を有し、処理基板の外周縁部がステージの保持面に当接するように処理基板を保持したときに処理基板他面と窪み部の輪郭とで区画される空間に、処理基板に対して近接方向または離間方向に移動自在なアースに接続される可動体を設けることを特徴とする高周波スパッタリング装置。
  2. 　可動体とアースとの間に、所定の又は可変のインピーダンスを有する回路を介在させることを特徴とする請求項１記載の高周波スパッタリング装置。
  3. 　前記可動体は、処理基板の中央領域に対峙する所定面積の対峙面を持つ第１の可動部分を有することを特徴とする請求項１又は２記載の高周波スパッタリング装置
  4. 　前記対峙面と処理基板との間の静電容量を測定する測定手段を備えることを特徴とする請求項３記載の高周波スパッタリング装置。
  5. 　前記可動体は、前記第１の可動部分の周囲に同心で配置され、処理基板の中央領域を除く領域に対峙する所定面積のリング状面を持つ少なくとも１個の第２の可動部分を更に有し、第１及び第２の両可動部分は夫々が駆動手段で駆動されることを特徴とする請求項３又は４記載の高周波スパッタリング装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項記載の高周波スパッタリング装置を用いたスパッタリング方法において、
    　前記可動体を処理基板に対して近接方向または離間方向に移動させて可動体の位置を調整する調整工程と、可動体の位置を調整した後、ターゲットに高周波電力を投入してスパッタリングし、スパッタ粒子を処理基板の片面に付着、堆積させて成膜する成膜工程とを含むことを特徴とするスパッタリング方法。
  7. 　前記調整工程は、前記対峙面と処理基板との間の静電容量を測定する工程を有し、その測定結果に基づき可動体の移動量を求めることを特徴とする請求項６記載のスパッタリング方法。
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