JP3937272B2 - スパッタ装置及びスパッタ方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスパッタ装置及びスパッタ方法に関し、例えば所定の皮膜を成膜するスパッタ装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スパッタ装置においては通常１０-7〜１０-9[Torr]台の高真空に排気された真空チャンバ内に円盤形状の金属塊（この場合はシリコン塊）でなるターゲットと、成膜対象である基板とを所定の距離を介して互いに平行になるように配置し、真空チャンバ内にＡｒの不活性ガスを供給し、ターゲットを陰極、基板を陽極としてターゲット及び基板間に約1000[V] 程度の電位差を生じさせることによりプラズマを発生させる。
【０００３】
そしてスパッタ装置は、ターゲット及び基板間に発生させたプラズマによって真空チャンバ内でイオン化したＡｒ+ イオンをターゲットに衝突させ、当該ターゲット表面からＳｉ原子を飛び出させた後に、Ｏ2 やＮ2 等の反応ガスを真空チャンバ内に供給して化学反応させることによりＳｉＯ2 膜やＳｉＮ2 膜を基板に成膜するようになされている。
【０００４】
このようにして皮膜の成膜された基板は、当該皮膜を通過する気体分子の通過量が少ない程、その膜質性能が高く評価される。このような膜質性能の評価試験は、スパッタ装置によって成膜処理が終了した後に基板がスパッタ装置から取り外されて専用の評価装置によって大気中で行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで膜質性能の評価試験が大気中で行われた場合、基板の表面に成膜された皮膜は序々に酸化してしまう。従って、酸化された皮膜を用いて気体バリア性能の評価試験が行われた場合には、正確に膜質の評価を行うことができなかった。
【０００６】
また、例え膜質性能の評価試験によって正確に膜質の評価を行うことができたとしても、所望の膜質性能を持つ皮膜が成膜されていなかった場合には、成膜処理を再度し直さなければならず処理工程が煩雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、所望の膜質性能を有する皮膜を簡易な構成及び方法で効率良く成膜し得るスパッタ装置及びスパッタ方法を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、所定の気体が供給された容器内の所定間隔離れた位置に互いに対向するように配置された成膜対象及びターゲット間にプラズマを発生させることにより成膜対象の表面に皮膜を成膜する成膜手段と、成膜対象の表面に成膜された皮膜に対して所定の観測対象を通過させる通過手段と、成膜対象の表面に成膜された皮膜を通過する観測対象の通過量を監視することにより皮膜の膜質を検出する検出手段とを具えたスパッタ装置であって、通過手段は、成膜対象の背面側から当該成膜対象を介して容器内を真空排気することにより、気体の気体分子を観測対象として皮膜を通過させるようにする。
【０００９】
この場合、皮膜の堆積された成膜対象を容器内の気体分子が真空排気によって通過することにより、成膜対象の表面近傍における圧力状態をターゲット近傍における圧力状態よりも低圧に設定することができるので、プラズマ中に存在するイオンの成膜対象への衝突を減少させた状態で成膜処理を実行し、かつ当該成膜対象に対する損傷を低減させることができる。
【００１０】
また本発明においては、所定の気体が供給された容器内の所定間隔離れた位置に互いに対向するように配置された成膜対象及びターゲット間にプラズマを発生させることにより成膜対象の表面に皮膜を成膜し、成膜対象の表面に成膜された皮膜に対して所定の観測対象を通過させ、成膜対象の表面に成膜された皮膜を通過する観測対象の通過量を監視することにより皮膜の膜質を検出するスパッタ方法であって、当該スパッタ方法は、成膜対象の背面側から当該成膜対象を介して容器内を真空排気することにより、気体の気体分子を観測対象として皮膜を通過させるようにする。
【００１１】
この場合、皮膜の堆積された成膜対象を容器内の気体分子が真空排気によって通過することにより、成膜対象の表面近傍における圧力状態をターゲット近傍における圧力状態よりも低圧に設定することができるので、プラズマ中に存在するイオンの成膜対象への衝突を減少させた状態で成膜処理を実行し、かつ当該成膜対象に対する損傷を低減させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１３】
図１において、１は全体として本発明のスパッタ装置を示し、真空チャンバ２の筐体部分に固定された基板ホルダ３を介して成膜対象としての液晶パネル用のガラス基板４が取り付けられると共に、当該ガラス基板４と対向する所定間隔離れた位置にシリコンでなるターゲット５が固定されており、真空チャンバ２の外部に設けられたターボ分子ポンプ６及びメカニカルポンプ７によって真空引きすることにより真空チャンバ２内を例えば１０-8[Torr]の高真空状態に設定する。
【００１４】
このターゲット５は全体がほぼ円筒形状でなり、当該ターゲット５の下部に同一形状のバッキングプレート８が固着され、当該バッキングプレート８が絶縁リング９を介して真空チャンバ２の筐体部分と電気的に絶縁された状態で取り付けられている。
【００１５】
またターゲット５は、バッキングプレート８を介して可変陰極電源１０及び13.56[MHz]のＲＦ(Radio Frequency) 電源１１に接続され、さらに可変陰極電源１０には電圧計１２が取り付けられている。電圧計１２は、ターゲット５に印加されている電圧値を検出し、その検出結果をアナログディジタル変換及びディジタルアナログ変換回路（以下、これをＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路と呼ぶ）１３に送出する。
【００１６】
Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３は、電圧計１２の検出結果をディジタルデータに変換し、これを検出データとしてＣＰＵ(Central Processing Unit) でなる制御部１４に送出する。制御部１４は、検出データに基づいて現在ターゲット５に印加されている実際の電圧値を認識した後、目標の電圧値との差分を表す差分データを生成し、これをＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３に送出する。
【００１７】
Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３は、差分データをアナログ信号に変換し、これを差分信号として可変陰極電源１０に供給することにより、当該可変陰極電源１０を介してターゲット５に目標値の電圧を印加し得るようになされている。
【００１８】
因みにスパッタ装置１は、制御部１４の制御によってターゲット５に印加する電圧値を変化させることにより、ターゲット５の表面がプラズマ中に発生しているＡｒ+ イオンによって削られる領域（以下、これをエロージョン領域と呼ぶ）を変動させることができ、かくしてスパッタリング時におけるターゲット５の表面における使用効率を向上し得るようになされている。
【００１９】
またスパッタ装置１は、ターゲット５及びバッキングプレート８の外周を覆うように当該ターゲット５及びバッキングプレート８と僅かな隙間を介してダークスペースシールド１５が真空チャンバ２の筐体部分に取り付けられており、これによりスパッタリング粒子が周囲に飛び散ることを防止している。
【００２０】
ダークスペースシールド１５の周囲には、表面にガス供給用の孔が複数設けられた中空の円筒形状でなるガスリング２１がダークスペースシールド１５の周端面から僅かな空隙を介して配設されている。さらにガスリング２１の周囲には、ガス分散板２２が取り付けられており、ガスリング２１から供給される各種ガスをターゲット５の表面近傍に分散するようになされている。
【００２１】
制御部１４は、マスフローコントローラ１６を介して開閉バルブ１７、開閉バルブ１８〜２０の開閉及び開閉量を調整することによりガスリング２１から供給されるＡｒの不活性ガスやＯ2 、Ｎ2 の反応ガスのガス供給量を制御するようになされている。
【００２２】
ところでガスリング２１は、一端が接地されると共に、他端が可変陰極電源２３及び13.56[MHz]のＲＦ電源２４に接続されている。またガスリング２１には、供給される電圧値及び電流量を検出する電圧計２５及び電流計２６が取り付けられており、当該電圧計２５及び電流計２６によって検出された検出結果をＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３に送出する。Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３は、検出結果をディジタルデータに変換し、これを検出データとして制御部１４に送出する。
【００２３】
制御部１４は、検出データに基づいてＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３を介して可変陰極電源２３を制御し、当該可変陰極電源２３から高周波の交流電流をガスリング２１に流すことにより、当該ガスリング２１によって生じる磁界をターゲット５の表面に発生させることができ、かくしてターゲット５の表面のプラズマ密度を高めるようになされている。
【００２４】
またガス分散板２２には、ターゲット５の表面上のプラズマの発光状態を検出し得る所定位置にフォトセンサ２７が取り付けられ、当該フォトセンサ２７によって検出されたプラズマの発光を光ファイバ２８を介してモノクロメータ２９に送出する。モノクロメータ２９は、プラズマの発光を波長ごとに分光し、波長ごとの発光ピーク値を制御部１４にそれぞれ送出する。
【００２５】
制御部１４は、プラズマにおける所定波長の発光が所望の発光ピーク値になるようにＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３を介して可変陰極電源２３を制御することにより、ガスリング２１によって生じる磁界の強さを調整してターゲット５の表面のプラズマ密度を制御するようになされている。
【００２６】
またスパッタ装置１は、ガラス基板４とターゲット５との間の所定位置に螺旋状に形成された皮膜除去手段としてのコイル３０が絶縁ホルダ３１を介して真空チャンバ２の筐体部分に取り付けられている。コイル３０は、一端が接地されると共に他端が可変陰極電源３２及び13.56[MHz]のＲＦ電源３３に接続されている。
【００２７】
またコイル３０には、供給される電圧値及び電流量を検出する電圧計３４及び電流計３５が取り付けられ、当該電圧計３４及び電流計３５によって検出された検出結果をＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３に送出する。Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３は、検出結果をディジタルデータに変換し、これを検出データとして制御部１４に送出する。
【００２８】
制御部１４は、検出データに基づいて可変陰極電源３２を制御することによりコイル３０に流す交流電流を調整し得るようになされている。この場合、スパッタ装置１は制御部１４の制御によってターゲット５に電圧を印加しない状態で、コイル３０に高周波の交流電流を流すことにより、交流電流によって生じる高調波成分によってイオンの発生し易い状態を作り出し、コイル３０と真空チャンバ２の壁面との間でプラズマを発生させ、当該プラズマ中のプラスイオンをガラス基板４に衝突させてガラス基板４の表面に堆積された皮膜をエッチングによって削り取るようになされている。
【００２９】
従ってスパッタ装置１は、成膜処理によって皮膜が必要以上の膜厚になってしまった場合には、ガラス基板４の表面に堆積された皮膜をエッチングすることにより、膜厚を薄く平坦化して所望の膜厚の皮膜を生成し得るようになされている。
【００３０】
またスパッタ装置１は、基板ホルダ３におけるガラス基板４の背面側に当該ガラス基板４の外径よりも僅かに小さな貫通孔４０が設けられていると共に、当該貫通孔４０に真空チャンバ２内を真空排気するための排気管４２が当該真空チャンバ２の筐体部分を介して取り付けられ、その排気管４２にはターボ分子ポンプ４３及びメカニカルポンプ７が接続されている。
【００３１】
従ってスパッタ装置１は、成膜中に通過手段としての貫通孔４０、排気管４２、ターボ分子ポンプ４３及びメカニカルポンプ７によってガラス基板４を介して真空チャンバ２内を真空排気することにより、ガラス基板４の表面近傍における圧力状態をターゲット５近傍における圧力状態よりも低圧に設定し得るようになされている。このことは、皮膜の堆積されたガラス基板４を真空チャンバ内の気体分子が真空排気によって通過するために生じる現象であり、皮膜が堆積されるに連れて気体分子が通過し難くなる。
【００３２】
この場合スパッタ装置１は、ガラス基板４の表面近傍における圧力状態がターゲット５近傍における圧力状態よりも低くなってプラズマが発生し難くなることにより、プラズマ中に存在するイオンのガラス基板４への衝突を減少させて基板に対する損傷を低減させることができる。
【００３３】
このときターゲット５近傍に設けられた圧力センサ４４及びガラス基板４近傍に設けられた圧力センサ４５は、それぞれターゲット５近傍の真空状態における圧力値及びガラス基板４近傍の真空状態における圧力値を検出し、その検出結果をＡ／Ｄ変換回路４９に送出する。Ａ／Ｄ変換回路４９は、検出結果をディジタルデータに変換し、これを検出データとして制御部１４に送出する。
【００３４】
これにより制御部１４は、ターゲット５近傍における圧力値とガラス基板４近傍における圧力値との圧力差を算出し、当該圧力差に基づいてスロットルバルブ４６の開閉量を制御することにより、真空チャンバ２内を真空排気する際にターゲット５近傍でプラズマが最低限発生し得るように真空チャンバ２内の真空状態を調整するようになされている。かくしてスパッタ装置１は、プラズマを発生して成膜処理を行うと共にガラス基板４に対する損傷を低減させ得るようになされている。
【００３５】
一方でスパッタ装置１は、排気管４２に接続されている検出手段としての４重極質量分析計４５によってガラス基板４を通過してきた気体分子の質量を気体の種類毎に検出し、例えば観測対象としてのＯ2 分子の通過量を検出結果として制御部１４に送出する。同時にスパッタ装置１は、貫通孔４０に真空チャンバ２の筐体部分を介して接続された検出手段としてのフォトセンサ４７によってガラス基板４を透過した観測対象としてのプラズマ発光の光透過率を検出し、その検出結果を制御部１４に送出する。
【００３６】
因みに、ガラス基板４は気体分子が通過する程度の約１Å（１０-4 [μm]）〜100[μm]の穴が形成されている密度の粗いガラスでなり、成膜途中の状態では膜厚が薄いと共に、皮膜を形成している結晶の結晶サイズが小さいことにより、ガラス基板４を通過するＯ2 分子の通過量が多いと共に光透過率が高い。ところが、皮膜が序々に成膜されるに従って膜厚が厚くなると共に結晶サイズが大きくなって膜質性能が高くなるので、ガラス基板４を通過するＯ2 分子の通過量が次第に減少すると共に光透過率が低くなる。
【００３７】
制御部１４は、ガラス基板４を通過してきたＯ2 分子の通過量における減少の変化及びガラス基板４を透過した光透過率における減少の変化を監視しており、Ｏ2 分子の通過量及び光透過率が所定の目標値に到達したときに所望の膜質性能に到達したものとしてプラズマの発生を停止するようになされている。
【００３８】
なおスパッタ装置１は、制御部１４の制御に基づいて駆動される駆動回路５０によって電子ビーム照射器５１から電子ビームをガラス基板４の表面に照射し、反射した散乱光をＣＣＤ(Charge Coupled Device) カメラでなる検出器５２によって検出し、その検出結果を画像データＤ１として制御部１４に送出する。
【００３９】
制御部１４は、画像データＤ１から得られる輝度変化に基づいてガラス基板４の表面に堆積された皮膜の結晶サイズを評価し、所望の結晶サイズになるようにガスリング２１によって発生する磁界強度を調整するようになされている。因みに制御部１４は、磁界の強さに応じてプラズマ密度を高めた場合、ガラス基板４に成膜される皮膜の結晶化を促進して結晶サイズを大きくし、当該結晶サイズの大型化に伴って結晶粒間の境界面である結晶粒界間に存在する粒子を結晶化するので、気体分子をさらに通過し難くして膜質性能を向上させることができる。
【００４０】
続いて、スパッタ装置１における本発明の成膜処理手順を図２に示すフローチャートを用いて説明する。スパッタ装置１において制御部１４は、ＲＴ１の開始ステップから入ってステップＳＰ１に移る。
【００４１】
ステップＳＰ１において制御部１４は、メカニカルポンプ７によって粗引きした後にターボ分子ポンプ６によって真空引きすることにより、真空チャンバ２内を高真空状態に設定し、次のステップＳＰ２に移る。
【００４２】
ステップＳＰ２において制御部１４は、マスフローコントローラ１６を介して開閉バルブ１７〜２０を制御することにより、Ａｒの不活性ガス及び又はＯ2 やＮ2 の反応ガスを真空チャンバ２内に供給し、次のステップＳＰ３に移る。
【００４３】
ステップＳＰ３において制御部１４は、可変陰極電源２３を制御してガスリング２１に高周波の交流電流を流すことにより、ターゲット５の表面に磁界を発生させて、次のステップＳＰ４に移る。
【００４４】
ステップＳＰ４において制御部１４は、可変陰極電源１０を制御してターゲット５に所定の電圧を印加することにより、ガラス基板４とターゲット５との間にプラズマを発生させると共に、ガスリング２１で発生した磁界によってプラズマ密度を高め、次のステップＳＰ５に移る。
【００４５】
ステップＳＰ５において制御部１４は、発生したプラズマによって皮膜を成膜中に、ガラス基板４の背面側からターボ分子ポンプ４３及びメカニカルポンプ７によって真空チャンバ２内を真空排気し、次のステップＳＰ６に移る。
【００４６】
ステップＳＰ６において制御部１４は、成膜過程の段階で４重極質量分析計４５によってガラス基板４を通過してきたＯ2 分子の通過量を検出すると共に、フォトセンサ４７によってガラス基板４を透過したプラズマにおける発光の光透過率を検出し、次のステップＳＰ７に移る。
【００４７】
ステップＳＰ７において制御部１４は、所望の膜質性能に到達したときのＯ2 分子の通過量及びプラズマ発光の光透過率が目標値に到達したか否かを４重極質量分析計４５及びフォトセンサ４７を介して検出する。ここで否定結果が得られると、このことはＯ2 分子の通過量及びプラズマ発光の光透過率が目標値に到達していない、すなわち所望の膜質性能が得られていないことを表しており、このとき制御部１４はステップＳＰ７に戻って所定時間後の膜質を再度検出する。
【００４８】
これに対してステップＳＰ７において肯定結果が得られると、このことは既に所望の膜質性能が得られたことを表しており、このとき制御部１４は次のステップＳＰ８に移る。ステップＳＰ８において制御部１４は、所望の膜質性能が得られたのでプラズマの発生を停止し、次のステップＳＰ９に移って成膜処理を終了する。
【００４９】
以上の構成において、スパッタ装置１は成膜手段としての真空チャンバ２、基板４、ターゲット５、可変陰極電源１０及びＲＦ電源１１による皮膜の成膜過程の段階でガラス基板４を通過する所定の気体分子の通過量及びガラス基板４を透過する光透過率に基づいて膜質性能の評価を行う。すなわちスパッタ装置１は、通過量及び光透過率が低下して目標値に到達したときに、皮膜の結晶サイズが大型化して所望の膜質性能が得られたものと判断することができるので、このとき所望の膜質及び膜厚の皮膜を生成し得たとして成膜処理を停止する。
【００５０】
従ってスパッタ装置１は、従来のように成膜処理が終了した後に大気中で膜質性能の評価を行い、所望の膜質性能が得られていない場合には再度成膜処理を行う場合に比べて、所望の膜質及び膜厚の皮膜を短時間で効率良く生成することができる。
【００５１】
またスパッタ装置１は、膜質性能の評価を真空チャンバ２内の真空状態の中で行うことによりガラス基板４を酸化させずに済み、これにより正確な膜質性能の評価を常に安定して行うことができる。
【００５２】
なおスパッタ装置１は、ガスリング２１によって発生させる磁界によって気体分子のイオン化率を高めることにより、真空チャンバ２内を高真空状態に設定した場合でも密度の高いプラズマを発生させて成膜処理することができる。従ってスパッタ装置１は、密度の高いプラズマによってガラス基板４の表面にスパッタリング粒子を高速に堆積させることにより、不純物の少ない皮膜を成膜できる。
【００５３】
またスパッタ装置１は、所望の膜質性能が得られた皮膜が成膜できたとしても膜厚が厚すぎた場合には、ガラス基板４の表面をエッチングして平坦化することにより、所望の膜厚のガラス基板４を生成することができる。
【００５４】
さらにスパッタ装置１は、成膜処理の終了したガラス基板４を基板ホルダ３に取り付けた状態で真空チャンバ２を大気開放すれば、ガラス基板４が大気によって序々に酸化していく各過程における気体バリア性能の評価を行うことができる。
【００５５】
以上の構成によれば、スパッタ装置１は成膜過程の段階でガラス基板４の背面側から真空排気し、当該ガラス基板４を通過する所定の気体分子の通過量及びガラス基板４を透過する光透過率に基づいて膜質性能の評価を行うことにより、所望の膜質性能が得られたときに成膜処理を停止して所望の膜質及び膜厚の皮膜を効率良く生成することができる。
【００５６】
またスパッタ装置１は、皮膜の成膜過程においてガラス基板４の背面側から真空排気することにより、ガラス基板４近傍における真空状態の圧力値をターゲット５近傍における真空状態の圧力値よりも低圧にすることにより、ガラス基板４近傍でプラズマを発生し難くしてプラズマによる基板損傷を低減することができる。
【００５７】
なお上述の実施の形態においては、四重極質量分析計４５によって皮膜の成膜されたガラス基板４を通過する気体分子の通過量を検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、皮膜の成膜されたガラス基板４を通過する気体分子のエネルギーを電流に変換するファラデーカップ等の他の種々の検出手段を用いるようにしても良い。この場合にも、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また上述の実施の形態においては、可変陰極電源２３を制御することによりプラズマ密度を高めて粒子エネルギーを高くするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＲＦ電源２４の周波数を高くすることにより粒子エネルギーを高くするようにしても良い。
【００５９】
さらに上述の実施の形態においては、ガスリング２１を介してガラス基板４の表面に磁界を発生させると共に各種ガスを供給するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ガスリング２１によって各種ガスを供給し、ターゲット５の背面側にコイルを設けて磁界を発生させるようにしても良い。
【００６０】
さらに上述の実施の形態においては、スパッタ装置１によって皮膜を成膜する成膜対象として液晶パネル用のガラス基板４を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＰＤＰ(Plasma display panel)と呼ばれるプラズマ液晶パネル用のガラス基板やポリカーボネート等の高分子材料でなる高分子フィルム等を成膜対象として用いるようにしても良い。
【００６１】
さらに上述の実施の形態においては、真空チャンバ２内におけるＯ2 分子の通過量を基に膜質性能を評価するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、分子サイズの小さな例えばヘリウム（Ｈｅ）のガスをガスリング２１を介して真空チャンバ２内に供給し、Ｈｅ分子の通過量に基づいて膜質性能を評価するようにしても良い。この場合、膜質性能を一段と高精度に評価することができる。
【００６２】
さらに上述の実施の形態においては、コイル３０に高周波の交流電流を供給し、交流電流によって生じる高調波成分によってイオンの発生し易い状態を作り出してコイル３０とガラス基板４との間にプラズマを発生させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、高周波のパルス電流を供給することによりイオンの発生し易い状態を作り出すようにしても良い。
【００６３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、皮膜の堆積された成膜対象を容器内の気体分子が真空排気によって通過することにより、成膜対象の表面近傍における圧力状態をターゲット近傍における圧力状態よりも低圧に設定することができるので、プラズマ中に存在するイオンの成膜対象への衝突を減少させた状態で成膜処理を実行し、かつ当該成膜対象に対する損傷を低減させることができ、かくして所望の膜質性能を有する皮膜を簡易な構成で効率良く成膜し得るスパッタ装置を実現できる。
【００６４】
また本発明によれば、皮膜の堆積された成膜対象を容器内の気体分子が真空排気によって通過することにより、成膜対象の表面近傍における圧力状態をターゲット近傍における圧力状態よりも低圧に設定することができるので、プラズマ中に存在するイオンの成膜対象への衝突を減少させた状態で成膜処理を実行し、かつ当該成膜対象に対する損傷を低減させることができ、かくして所望の膜質性能を有する皮膜を簡易な構成で効率良く成膜し得るスパッタ方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスパッタ装置の構成を示す略線的概略図である。
【図２】本発明による成膜処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……スパッタ装置、２……真空チャンバ、４……ガラス基板、５……ターゲット、１４……制御部、２１……ガスリング、３０……コイル、４５……四重極質量分析計、４７……フォトセンサ。
【発明の属する技術分野】
本発明はスパッタ装置及びスパッタ方法に関し、例えば所定の皮膜を成膜するスパッタ装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スパッタ装置においては通常１０-7〜１０-9[Torr]台の高真空に排気された真空チャンバ内に円盤形状の金属塊（この場合はシリコン塊）でなるターゲットと、成膜対象である基板とを所定の距離を介して互いに平行になるように配置し、真空チャンバ内にＡｒの不活性ガスを供給し、ターゲットを陰極、基板を陽極としてターゲット及び基板間に約1000[V] 程度の電位差を生じさせることによりプラズマを発生させる。
【０００３】
そしてスパッタ装置は、ターゲット及び基板間に発生させたプラズマによって真空チャンバ内でイオン化したＡｒ+ イオンをターゲットに衝突させ、当該ターゲット表面からＳｉ原子を飛び出させた後に、Ｏ2 やＮ2 等の反応ガスを真空チャンバ内に供給して化学反応させることによりＳｉＯ2 膜やＳｉＮ2 膜を基板に成膜するようになされている。
【０００４】
このようにして皮膜の成膜された基板は、当該皮膜を通過する気体分子の通過量が少ない程、その膜質性能が高く評価される。このような膜質性能の評価試験は、スパッタ装置によって成膜処理が終了した後に基板がスパッタ装置から取り外されて専用の評価装置によって大気中で行われていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで膜質性能の評価試験が大気中で行われた場合、基板の表面に成膜された皮膜は序々に酸化してしまう。従って、酸化された皮膜を用いて気体バリア性能の評価試験が行われた場合には、正確に膜質の評価を行うことができなかった。
【０００６】
また、例え膜質性能の評価試験によって正確に膜質の評価を行うことができたとしても、所望の膜質性能を持つ皮膜が成膜されていなかった場合には、成膜処理を再度し直さなければならず処理工程が煩雑になるという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、所望の膜質性能を有する皮膜を簡易な構成及び方法で効率良く成膜し得るスパッタ装置及びスパッタ方法を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、所定の気体が供給された容器内の所定間隔離れた位置に互いに対向するように配置された成膜対象及びターゲット間にプラズマを発生させることにより成膜対象の表面に皮膜を成膜する成膜手段と、成膜対象の表面に成膜された皮膜に対して所定の観測対象を通過させる通過手段と、成膜対象の表面に成膜された皮膜を通過する観測対象の通過量を監視することにより皮膜の膜質を検出する検出手段とを具えたスパッタ装置であって、通過手段は、成膜対象の背面側から当該成膜対象を介して容器内を真空排気することにより、気体の気体分子を観測対象として皮膜を通過させるようにする。
【０００９】
この場合、皮膜の堆積された成膜対象を容器内の気体分子が真空排気によって通過することにより、成膜対象の表面近傍における圧力状態をターゲット近傍における圧力状態よりも低圧に設定することができるので、プラズマ中に存在するイオンの成膜対象への衝突を減少させた状態で成膜処理を実行し、かつ当該成膜対象に対する損傷を低減させることができる。
【００１０】
また本発明においては、所定の気体が供給された容器内の所定間隔離れた位置に互いに対向するように配置された成膜対象及びターゲット間にプラズマを発生させることにより成膜対象の表面に皮膜を成膜し、成膜対象の表面に成膜された皮膜に対して所定の観測対象を通過させ、成膜対象の表面に成膜された皮膜を通過する観測対象の通過量を監視することにより皮膜の膜質を検出するスパッタ方法であって、当該スパッタ方法は、成膜対象の背面側から当該成膜対象を介して容器内を真空排気することにより、気体の気体分子を観測対象として皮膜を通過させるようにする。
【００１１】
この場合、皮膜の堆積された成膜対象を容器内の気体分子が真空排気によって通過することにより、成膜対象の表面近傍における圧力状態をターゲット近傍における圧力状態よりも低圧に設定することができるので、プラズマ中に存在するイオンの成膜対象への衝突を減少させた状態で成膜処理を実行し、かつ当該成膜対象に対する損傷を低減させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１３】
図１において、１は全体として本発明のスパッタ装置を示し、真空チャンバ２の筐体部分に固定された基板ホルダ３を介して成膜対象としての液晶パネル用のガラス基板４が取り付けられると共に、当該ガラス基板４と対向する所定間隔離れた位置にシリコンでなるターゲット５が固定されており、真空チャンバ２の外部に設けられたターボ分子ポンプ６及びメカニカルポンプ７によって真空引きすることにより真空チャンバ２内を例えば１０-8[Torr]の高真空状態に設定する。
【００１４】
このターゲット５は全体がほぼ円筒形状でなり、当該ターゲット５の下部に同一形状のバッキングプレート８が固着され、当該バッキングプレート８が絶縁リング９を介して真空チャンバ２の筐体部分と電気的に絶縁された状態で取り付けられている。
【００１５】
またターゲット５は、バッキングプレート８を介して可変陰極電源１０及び13.56[MHz]のＲＦ(Radio Frequency) 電源１１に接続され、さらに可変陰極電源１０には電圧計１２が取り付けられている。電圧計１２は、ターゲット５に印加されている電圧値を検出し、その検出結果をアナログディジタル変換及びディジタルアナログ変換回路（以下、これをＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路と呼ぶ）１３に送出する。
【００１６】
Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３は、電圧計１２の検出結果をディジタルデータに変換し、これを検出データとしてＣＰＵ(Central Processing Unit) でなる制御部１４に送出する。制御部１４は、検出データに基づいて現在ターゲット５に印加されている実際の電圧値を認識した後、目標の電圧値との差分を表す差分データを生成し、これをＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３に送出する。
【００１７】
Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３は、差分データをアナログ信号に変換し、これを差分信号として可変陰極電源１０に供給することにより、当該可変陰極電源１０を介してターゲット５に目標値の電圧を印加し得るようになされている。
【００１８】
因みにスパッタ装置１は、制御部１４の制御によってターゲット５に印加する電圧値を変化させることにより、ターゲット５の表面がプラズマ中に発生しているＡｒ+ イオンによって削られる領域（以下、これをエロージョン領域と呼ぶ）を変動させることができ、かくしてスパッタリング時におけるターゲット５の表面における使用効率を向上し得るようになされている。
【００１９】
またスパッタ装置１は、ターゲット５及びバッキングプレート８の外周を覆うように当該ターゲット５及びバッキングプレート８と僅かな隙間を介してダークスペースシールド１５が真空チャンバ２の筐体部分に取り付けられており、これによりスパッタリング粒子が周囲に飛び散ることを防止している。
【００２０】
ダークスペースシールド１５の周囲には、表面にガス供給用の孔が複数設けられた中空の円筒形状でなるガスリング２１がダークスペースシールド１５の周端面から僅かな空隙を介して配設されている。さらにガスリング２１の周囲には、ガス分散板２２が取り付けられており、ガスリング２１から供給される各種ガスをターゲット５の表面近傍に分散するようになされている。
【００２１】
制御部１４は、マスフローコントローラ１６を介して開閉バルブ１７、開閉バルブ１８〜２０の開閉及び開閉量を調整することによりガスリング２１から供給されるＡｒの不活性ガスやＯ2 、Ｎ2 の反応ガスのガス供給量を制御するようになされている。
【００２２】
ところでガスリング２１は、一端が接地されると共に、他端が可変陰極電源２３及び13.56[MHz]のＲＦ電源２４に接続されている。またガスリング２１には、供給される電圧値及び電流量を検出する電圧計２５及び電流計２６が取り付けられており、当該電圧計２５及び電流計２６によって検出された検出結果をＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３に送出する。Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３は、検出結果をディジタルデータに変換し、これを検出データとして制御部１４に送出する。
【００２３】
制御部１４は、検出データに基づいてＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３を介して可変陰極電源２３を制御し、当該可変陰極電源２３から高周波の交流電流をガスリング２１に流すことにより、当該ガスリング２１によって生じる磁界をターゲット５の表面に発生させることができ、かくしてターゲット５の表面のプラズマ密度を高めるようになされている。
【００２４】
またガス分散板２２には、ターゲット５の表面上のプラズマの発光状態を検出し得る所定位置にフォトセンサ２７が取り付けられ、当該フォトセンサ２７によって検出されたプラズマの発光を光ファイバ２８を介してモノクロメータ２９に送出する。モノクロメータ２９は、プラズマの発光を波長ごとに分光し、波長ごとの発光ピーク値を制御部１４にそれぞれ送出する。
【００２５】
制御部１４は、プラズマにおける所定波長の発光が所望の発光ピーク値になるようにＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３を介して可変陰極電源２３を制御することにより、ガスリング２１によって生じる磁界の強さを調整してターゲット５の表面のプラズマ密度を制御するようになされている。
【００２６】
またスパッタ装置１は、ガラス基板４とターゲット５との間の所定位置に螺旋状に形成された皮膜除去手段としてのコイル３０が絶縁ホルダ３１を介して真空チャンバ２の筐体部分に取り付けられている。コイル３０は、一端が接地されると共に他端が可変陰極電源３２及び13.56[MHz]のＲＦ電源３３に接続されている。
【００２７】
またコイル３０には、供給される電圧値及び電流量を検出する電圧計３４及び電流計３５が取り付けられ、当該電圧計３４及び電流計３５によって検出された検出結果をＡ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３に送出する。Ａ／Ｄ及びＤ／Ａ変換回路１３は、検出結果をディジタルデータに変換し、これを検出データとして制御部１４に送出する。
【００２８】
制御部１４は、検出データに基づいて可変陰極電源３２を制御することによりコイル３０に流す交流電流を調整し得るようになされている。この場合、スパッタ装置１は制御部１４の制御によってターゲット５に電圧を印加しない状態で、コイル３０に高周波の交流電流を流すことにより、交流電流によって生じる高調波成分によってイオンの発生し易い状態を作り出し、コイル３０と真空チャンバ２の壁面との間でプラズマを発生させ、当該プラズマ中のプラスイオンをガラス基板４に衝突させてガラス基板４の表面に堆積された皮膜をエッチングによって削り取るようになされている。
【００２９】
従ってスパッタ装置１は、成膜処理によって皮膜が必要以上の膜厚になってしまった場合には、ガラス基板４の表面に堆積された皮膜をエッチングすることにより、膜厚を薄く平坦化して所望の膜厚の皮膜を生成し得るようになされている。
【００３０】
またスパッタ装置１は、基板ホルダ３におけるガラス基板４の背面側に当該ガラス基板４の外径よりも僅かに小さな貫通孔４０が設けられていると共に、当該貫通孔４０に真空チャンバ２内を真空排気するための排気管４２が当該真空チャンバ２の筐体部分を介して取り付けられ、その排気管４２にはターボ分子ポンプ４３及びメカニカルポンプ７が接続されている。
【００３１】
従ってスパッタ装置１は、成膜中に通過手段としての貫通孔４０、排気管４２、ターボ分子ポンプ４３及びメカニカルポンプ７によってガラス基板４を介して真空チャンバ２内を真空排気することにより、ガラス基板４の表面近傍における圧力状態をターゲット５近傍における圧力状態よりも低圧に設定し得るようになされている。このことは、皮膜の堆積されたガラス基板４を真空チャンバ内の気体分子が真空排気によって通過するために生じる現象であり、皮膜が堆積されるに連れて気体分子が通過し難くなる。
【００３２】
この場合スパッタ装置１は、ガラス基板４の表面近傍における圧力状態がターゲット５近傍における圧力状態よりも低くなってプラズマが発生し難くなることにより、プラズマ中に存在するイオンのガラス基板４への衝突を減少させて基板に対する損傷を低減させることができる。
【００３３】
このときターゲット５近傍に設けられた圧力センサ４４及びガラス基板４近傍に設けられた圧力センサ４５は、それぞれターゲット５近傍の真空状態における圧力値及びガラス基板４近傍の真空状態における圧力値を検出し、その検出結果をＡ／Ｄ変換回路４９に送出する。Ａ／Ｄ変換回路４９は、検出結果をディジタルデータに変換し、これを検出データとして制御部１４に送出する。
【００３４】
これにより制御部１４は、ターゲット５近傍における圧力値とガラス基板４近傍における圧力値との圧力差を算出し、当該圧力差に基づいてスロットルバルブ４６の開閉量を制御することにより、真空チャンバ２内を真空排気する際にターゲット５近傍でプラズマが最低限発生し得るように真空チャンバ２内の真空状態を調整するようになされている。かくしてスパッタ装置１は、プラズマを発生して成膜処理を行うと共にガラス基板４に対する損傷を低減させ得るようになされている。
【００３５】
一方でスパッタ装置１は、排気管４２に接続されている検出手段としての４重極質量分析計４５によってガラス基板４を通過してきた気体分子の質量を気体の種類毎に検出し、例えば観測対象としてのＯ2 分子の通過量を検出結果として制御部１４に送出する。同時にスパッタ装置１は、貫通孔４０に真空チャンバ２の筐体部分を介して接続された検出手段としてのフォトセンサ４７によってガラス基板４を透過した観測対象としてのプラズマ発光の光透過率を検出し、その検出結果を制御部１４に送出する。
【００３６】
因みに、ガラス基板４は気体分子が通過する程度の約１Å（１０-4 [μm]）〜100[μm]の穴が形成されている密度の粗いガラスでなり、成膜途中の状態では膜厚が薄いと共に、皮膜を形成している結晶の結晶サイズが小さいことにより、ガラス基板４を通過するＯ2 分子の通過量が多いと共に光透過率が高い。ところが、皮膜が序々に成膜されるに従って膜厚が厚くなると共に結晶サイズが大きくなって膜質性能が高くなるので、ガラス基板４を通過するＯ2 分子の通過量が次第に減少すると共に光透過率が低くなる。
【００３７】
制御部１４は、ガラス基板４を通過してきたＯ2 分子の通過量における減少の変化及びガラス基板４を透過した光透過率における減少の変化を監視しており、Ｏ2 分子の通過量及び光透過率が所定の目標値に到達したときに所望の膜質性能に到達したものとしてプラズマの発生を停止するようになされている。
【００３８】
なおスパッタ装置１は、制御部１４の制御に基づいて駆動される駆動回路５０によって電子ビーム照射器５１から電子ビームをガラス基板４の表面に照射し、反射した散乱光をＣＣＤ(Charge Coupled Device) カメラでなる検出器５２によって検出し、その検出結果を画像データＤ１として制御部１４に送出する。
【００３９】
制御部１４は、画像データＤ１から得られる輝度変化に基づいてガラス基板４の表面に堆積された皮膜の結晶サイズを評価し、所望の結晶サイズになるようにガスリング２１によって発生する磁界強度を調整するようになされている。因みに制御部１４は、磁界の強さに応じてプラズマ密度を高めた場合、ガラス基板４に成膜される皮膜の結晶化を促進して結晶サイズを大きくし、当該結晶サイズの大型化に伴って結晶粒間の境界面である結晶粒界間に存在する粒子を結晶化するので、気体分子をさらに通過し難くして膜質性能を向上させることができる。
【００４０】
続いて、スパッタ装置１における本発明の成膜処理手順を図２に示すフローチャートを用いて説明する。スパッタ装置１において制御部１４は、ＲＴ１の開始ステップから入ってステップＳＰ１に移る。
【００４１】
ステップＳＰ１において制御部１４は、メカニカルポンプ７によって粗引きした後にターボ分子ポンプ６によって真空引きすることにより、真空チャンバ２内を高真空状態に設定し、次のステップＳＰ２に移る。
【００４２】
ステップＳＰ２において制御部１４は、マスフローコントローラ１６を介して開閉バルブ１７〜２０を制御することにより、Ａｒの不活性ガス及び又はＯ2 やＮ2 の反応ガスを真空チャンバ２内に供給し、次のステップＳＰ３に移る。
【００４３】
ステップＳＰ３において制御部１４は、可変陰極電源２３を制御してガスリング２１に高周波の交流電流を流すことにより、ターゲット５の表面に磁界を発生させて、次のステップＳＰ４に移る。
【００４４】
ステップＳＰ４において制御部１４は、可変陰極電源１０を制御してターゲット５に所定の電圧を印加することにより、ガラス基板４とターゲット５との間にプラズマを発生させると共に、ガスリング２１で発生した磁界によってプラズマ密度を高め、次のステップＳＰ５に移る。
【００４５】
ステップＳＰ５において制御部１４は、発生したプラズマによって皮膜を成膜中に、ガラス基板４の背面側からターボ分子ポンプ４３及びメカニカルポンプ７によって真空チャンバ２内を真空排気し、次のステップＳＰ６に移る。
【００４６】
ステップＳＰ６において制御部１４は、成膜過程の段階で４重極質量分析計４５によってガラス基板４を通過してきたＯ2 分子の通過量を検出すると共に、フォトセンサ４７によってガラス基板４を透過したプラズマにおける発光の光透過率を検出し、次のステップＳＰ７に移る。
【００４７】
ステップＳＰ７において制御部１４は、所望の膜質性能に到達したときのＯ2 分子の通過量及びプラズマ発光の光透過率が目標値に到達したか否かを４重極質量分析計４５及びフォトセンサ４７を介して検出する。ここで否定結果が得られると、このことはＯ2 分子の通過量及びプラズマ発光の光透過率が目標値に到達していない、すなわち所望の膜質性能が得られていないことを表しており、このとき制御部１４はステップＳＰ７に戻って所定時間後の膜質を再度検出する。
【００４８】
これに対してステップＳＰ７において肯定結果が得られると、このことは既に所望の膜質性能が得られたことを表しており、このとき制御部１４は次のステップＳＰ８に移る。ステップＳＰ８において制御部１４は、所望の膜質性能が得られたのでプラズマの発生を停止し、次のステップＳＰ９に移って成膜処理を終了する。
【００４９】
以上の構成において、スパッタ装置１は成膜手段としての真空チャンバ２、基板４、ターゲット５、可変陰極電源１０及びＲＦ電源１１による皮膜の成膜過程の段階でガラス基板４を通過する所定の気体分子の通過量及びガラス基板４を透過する光透過率に基づいて膜質性能の評価を行う。すなわちスパッタ装置１は、通過量及び光透過率が低下して目標値に到達したときに、皮膜の結晶サイズが大型化して所望の膜質性能が得られたものと判断することができるので、このとき所望の膜質及び膜厚の皮膜を生成し得たとして成膜処理を停止する。
【００５０】
従ってスパッタ装置１は、従来のように成膜処理が終了した後に大気中で膜質性能の評価を行い、所望の膜質性能が得られていない場合には再度成膜処理を行う場合に比べて、所望の膜質及び膜厚の皮膜を短時間で効率良く生成することができる。
【００５１】
またスパッタ装置１は、膜質性能の評価を真空チャンバ２内の真空状態の中で行うことによりガラス基板４を酸化させずに済み、これにより正確な膜質性能の評価を常に安定して行うことができる。
【００５２】
なおスパッタ装置１は、ガスリング２１によって発生させる磁界によって気体分子のイオン化率を高めることにより、真空チャンバ２内を高真空状態に設定した場合でも密度の高いプラズマを発生させて成膜処理することができる。従ってスパッタ装置１は、密度の高いプラズマによってガラス基板４の表面にスパッタリング粒子を高速に堆積させることにより、不純物の少ない皮膜を成膜できる。
【００５３】
またスパッタ装置１は、所望の膜質性能が得られた皮膜が成膜できたとしても膜厚が厚すぎた場合には、ガラス基板４の表面をエッチングして平坦化することにより、所望の膜厚のガラス基板４を生成することができる。
【００５４】
さらにスパッタ装置１は、成膜処理の終了したガラス基板４を基板ホルダ３に取り付けた状態で真空チャンバ２を大気開放すれば、ガラス基板４が大気によって序々に酸化していく各過程における気体バリア性能の評価を行うことができる。
【００５５】
以上の構成によれば、スパッタ装置１は成膜過程の段階でガラス基板４の背面側から真空排気し、当該ガラス基板４を通過する所定の気体分子の通過量及びガラス基板４を透過する光透過率に基づいて膜質性能の評価を行うことにより、所望の膜質性能が得られたときに成膜処理を停止して所望の膜質及び膜厚の皮膜を効率良く生成することができる。
【００５６】
またスパッタ装置１は、皮膜の成膜過程においてガラス基板４の背面側から真空排気することにより、ガラス基板４近傍における真空状態の圧力値をターゲット５近傍における真空状態の圧力値よりも低圧にすることにより、ガラス基板４近傍でプラズマを発生し難くしてプラズマによる基板損傷を低減することができる。
【００５７】
なお上述の実施の形態においては、四重極質量分析計４５によって皮膜の成膜されたガラス基板４を通過する気体分子の通過量を検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、皮膜の成膜されたガラス基板４を通過する気体分子のエネルギーを電流に変換するファラデーカップ等の他の種々の検出手段を用いるようにしても良い。この場合にも、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５８】
また上述の実施の形態においては、可変陰極電源２３を制御することによりプラズマ密度を高めて粒子エネルギーを高くするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＲＦ電源２４の周波数を高くすることにより粒子エネルギーを高くするようにしても良い。
【００５９】
さらに上述の実施の形態においては、ガスリング２１を介してガラス基板４の表面に磁界を発生させると共に各種ガスを供給するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ガスリング２１によって各種ガスを供給し、ターゲット５の背面側にコイルを設けて磁界を発生させるようにしても良い。
【００６０】
さらに上述の実施の形態においては、スパッタ装置１によって皮膜を成膜する成膜対象として液晶パネル用のガラス基板４を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ＰＤＰ(Plasma display panel)と呼ばれるプラズマ液晶パネル用のガラス基板やポリカーボネート等の高分子材料でなる高分子フィルム等を成膜対象として用いるようにしても良い。
【００６１】
さらに上述の実施の形態においては、真空チャンバ２内におけるＯ2 分子の通過量を基に膜質性能を評価するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、分子サイズの小さな例えばヘリウム（Ｈｅ）のガスをガスリング２１を介して真空チャンバ２内に供給し、Ｈｅ分子の通過量に基づいて膜質性能を評価するようにしても良い。この場合、膜質性能を一段と高精度に評価することができる。
【００６２】
さらに上述の実施の形態においては、コイル３０に高周波の交流電流を供給し、交流電流によって生じる高調波成分によってイオンの発生し易い状態を作り出してコイル３０とガラス基板４との間にプラズマを発生させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、高周波のパルス電流を供給することによりイオンの発生し易い状態を作り出すようにしても良い。
【００６３】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、皮膜の堆積された成膜対象を容器内の気体分子が真空排気によって通過することにより、成膜対象の表面近傍における圧力状態をターゲット近傍における圧力状態よりも低圧に設定することができるので、プラズマ中に存在するイオンの成膜対象への衝突を減少させた状態で成膜処理を実行し、かつ当該成膜対象に対する損傷を低減させることができ、かくして所望の膜質性能を有する皮膜を簡易な構成で効率良く成膜し得るスパッタ装置を実現できる。
【００６４】
また本発明によれば、皮膜の堆積された成膜対象を容器内の気体分子が真空排気によって通過することにより、成膜対象の表面近傍における圧力状態をターゲット近傍における圧力状態よりも低圧に設定することができるので、プラズマ中に存在するイオンの成膜対象への衝突を減少させた状態で成膜処理を実行し、かつ当該成膜対象に対する損傷を低減させることができ、かくして所望の膜質性能を有する皮膜を簡易な構成で効率良く成膜し得るスパッタ方法を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスパッタ装置の構成を示す略線的概略図である。
【図２】本発明による成膜処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１……スパッタ装置、２……真空チャンバ、４……ガラス基板、５……ターゲット、１４……制御部、２１……ガスリング、３０……コイル、４５……四重極質量分析計、４７……フォトセンサ。
Claims (4)
- 所定の気体が供給された容器内の所定間隔離れた位置に互いに対向するように配置された成膜対象及びターゲット間にプラズマを発生させることにより上記成膜対象の表面に皮膜を成膜する成膜手段と、
上記成膜対象の表面に成膜された上記皮膜に対して所定の観測対象を通過させる通過手段と、
上記成膜対象の表面に成膜された上記皮膜を通過する上記観測対象の通過量を監視することにより上記皮膜の膜質を検出する検出手段とを具えたスパッタ装置であって、
上記通過手段は、上記成膜対象の背面側から当該成膜対象を介して上記容器内を真空排気することにより、上記気体の気体分子を上記観測対象として上記皮膜を通過させる
ことを特徴とするスパッタ装置。 - 上記スパッタ装置は、
上記ターゲット及び上記成膜対象間の所定位置に、上記成膜対象の表面に成膜された上記皮膜を所定量ずつ除去して所望の膜厚に調整する皮膜除去手段
を具えることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。 - 所定の気体が供給された容器内の所定間隔離れた位置に互いに対向するように配置された成膜対象及びターゲット間にプラズマを発生させることにより上記成膜対象の表面に皮膜を成膜し、
上記成膜対象の表面に成膜された上記皮膜に対して所定の観測対象を通過させ、
上記成膜対象の表面に成膜された上記皮膜を通過する上記観測対象の通過量を監視することにより上記皮膜の膜質を検出するスパッタ方法であって、
上記スパッタ方法は、上記成膜対象の背面側から当該成膜対象を介して上記容器内を真空排気することにより、上記気体の気体分子を上記観測対象として上記皮膜を通過させる
ことを特徴とするスパッタ方法。 - 上記スパッタ方法は、
上記成膜対象の表面に成膜された上記皮膜が所定以上の膜厚であった場合、上記皮膜を所定量ずつ除去して所望の膜厚に調整する
ことを特徴とする請求項３に記載のスパッタ方法。
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