JP3941453B2

JP3941453B2 - Sputtering method and apparatus

Info

Publication number: JP3941453B2
Application number: JP2001322997A
Authority: JP
Inventors: 勇青倉; 昌裕山本; 貴志末▲吉▼; 崇文大熊; 誠二中嶋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2007-07-04
Anticipated expiration: 2021-10-22
Also published as: JP2003129233A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体部品や液晶部品、光ディスク部品や電子部品デバイスなどの製造に利用されるスパッタリング方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体などの電子デバイスは、急速に細密化が進んでおり、高精度の加工処理が求められている。このような微細加工技術のうち、特に薄膜形成工程では、スパッタリング法を用いた成膜方法が一般的となっている。
【０００３】
スパッタリング法とは、低真空雰囲気で気体放電を引き起こすことによりプラズマを発生させ、このプラズマの陽イオンをスパッタリング電極と呼ばれる負極に設置されたターゲットに衝突させ、その衝突によりスパッタされた粒子が被処理基板に付着して薄膜形成させる方法である。このように、スパッタリング法は、組成の制御や装置の操作性が比較的容易であることから、成膜過程で広く利用されているのが現状である。
【０００４】
以下、図９を参照しながら、従来のスパッタリング法を説明する。
【０００５】
まず、可動バルブ１とメインバルブ２を調節し、ガス排気装置３を起動させることで、真空容器４内を１０^-5Ｐａ程度まで排気する。次にバルブ５を調節し、ガス導入装置６を起動させることで、真空容器４に放電ガスを導入し、真空容器４内の圧力を０．２〜数Ｐａ程度に保つ。
【０００６】
このとき、ターゲット７が載置されるスパッタリング電極８に直流或いは高周波の放電用電源９から電力を供給することで電場を発生させ、ターゲット７の裏面に設置された磁石１０による磁場の作用効果で、ターゲット７表面付近にプラズマが発生し、ターゲット７から放出されたスパッタ粒子により基板ホルダ１１に載置された基板１２の表面に薄膜が形成される。このとき、真空容器４とスパッタリング電極８は絶縁体１３を介して電気的に絶縁されている。
【０００７】
なお、放電用電源９から電力を供給した際、ターゲット８の表面にプラズマが発生しない場合は、スパッタリング電極８に電力を供給するタイミングとほぼ同時に、バルブ１４を調節し、トリガガス導入装置１５からトリガガスを真空容器４に導入し、真空容器４の圧力を一時的に数十Ｐａ程度に高めることでプラズマ放電を開始させる。
【０００８】
以上のような方法で、基板１２への成膜処理が行われるが、近年の薄膜デバイスの飛躍的な高機能化に対応するため、一層の膜厚及び膜質の均一性向上が求められている。また、同時に薄膜デバイスのコスト削減が求められており、この対策の一つとして、近年では基板とターゲットとの距離を小さく抑えた狭ギャップ成膜技術が盛んに行われている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述する従来技術では、図１０に示すように、ターゲット７の浸食度合いに応じて、基板１２は膜厚分布を生じることになる。つまり、薄膜形成の初期段階（ターゲット７の浸食度合いが低い場合）では、比較的均一に膜厚及び膜質分布となるのに対し、薄膜形成が進行した段階（ターゲット７がある程度使用された場合）では、基板１２表面で均一に膜厚及び膜質分布が得られなくなることを意味する。
【００１０】
特に、ターゲット７と基板１２との距離が狭い場合（狭ギャップ）での薄膜形成を必要とする場合には、その影響が顕著に現れ、本来得られるべき膜の機能が得られなくなることが多い。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、ターゲットの浸食度合いに因らず、均一に高品質な薄膜形成を行うことが可能なスパッタリング方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載されたスパッタリング方法は、真空容器内にガスを供給しつつ排気し、所定の圧力に制御しながら、ターゲットを載置するスパッタリング電極に高周波或いは直流電力を印加することで真空容器内にプラズマを発生させ、前記ターゲットに対向して設けられた防着板を移動させながら、前記ターゲットに対向して配設された基板を処理するスパッタリング方法であって、前記防着板は開口部を有すると共に前記基板の表面と平行かつ前記基板から外側に延びた底面と、前記ターゲットに向けて突出した側面とで構成され、前記開口部には前記基板が位置することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載されたスパッタリング装置は、真空を維持することが可能な真空容器と、真空容器内にあり、プラズマによって処理される基板を載置する基板ホルダと、前記基板と対向して設置されたターゲットを載置するスパッタリング電極と、このスパッタリング電極に高周波或いは直流電力を印加する高周波電源と、前記スパッタリング電極に対向して配置された移動可能な防着板と、真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供排気手段からなるスパッタリング装置において、前記防着板は開口部を有すると共に前記基板ホルダの表面と平行かつ前記基板ホルダから外側に延びた底面と、前記スパッタリング電極に向けて突出した側面とで構成され、前記開口部には前記基板ホルダが位置することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項３に記載されたスパッタリング装置は、請求項２のスパッタリング装置において、ターゲットの状態に応じて、前記ターゲットと防着板との距離を狭めることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項４に記載されたスパッタリング装置は、請求項２または３のスパッタリング装置において、少なくとも一方の防着板の外形の長さが、ターゲットの外形の長さと大略同一であることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスパッタリング方法及び装置に係る実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
（第１の実施形態）
図１に本願第１の実施形態に係るスパッタリング装置の概略図を示す。
【００２２】
従来技術で説明したスパッタリング装置とは、基板７の周囲に可動式の防着板１６が配置されており、更に、防着板１６はシリンダ１７に接続されており、シリンダ１７を動作させることで、防着板１６は上下方向に移動させることが可能となる点で異なる。なお、防着板１６とシリンダ１７は、真空容器４を介して接地されているものとする。
【００２３】
以上のように構成されたスパッタリング装置を利用した動作手順を説明する。
【００２４】
まず、真空容器４内に放電ガスとしてアルゴンガスを導入し、可動バルブ１とメインバルブ２を調節し、ガス排気装置３を起動させることで、真空容器４内の圧力を０．２Ｐａに調圧する。更に、スパッタリング電極８に直流の放電用電源９から電力を供給することで、基板１２の表面に薄膜を形成することができる。
【００２５】
一般に、薄膜形成が行われる回数に比例して、ターゲット７の浸食が進行するため、基板１２に形成される薄膜分布は、ターゲット７の浸食状況に応じて変化する。
【００２６】
図２は、積算の投入電力が１ｋＷｈと１００ｋＷｈとの場合の膜厚分布を示す。
【００２７】
同図は、成膜処理が開始されて間もない場合（例えば積算電力が１ｋＷｈの時）には、基板１２の中心から離れた場所でも、中心付近とそれほど膜厚が変わらず、成膜処理が行われるのに対し、成膜処理がある程度経過した場合（例えば積算電力が１００ｋＷｈの時）には、基板１２の中心から離れた場所では、中心付近との膜厚が顕著に異なるという膜厚特性を示すものである。
【００２８】
この特性を有効に活用する方法が、防着板１６を変動させる手法である。初期段階（成膜開始時）において、ターゲット７と基板１２との距離ｌをｌ＝３０ｍｍ、防着板１６のターゲット７に対向する面とターゲット７との距離ＬをＬ＝３０ｍｍとして成膜処理を開始する。積算電力が増加するに連れて、シリンダ１７を作動させ、防着板１６をターゲット７が配置される方向に移動させ、ターゲット１２との距離を２８ｍｍまで変動させる。
【００２９】
例えば、図３に示すように、１００ｋＷｈごとに防着板１６を変動させ、積算の投入電力が５００ｋＷｈになるまでの防着板１６を調整することで、基板１２の表面を均一に薄膜形成することができる。具体的には、積算の放電電力が１００ｋＷｈの時点でＬ＝２９ｍｍに、２００ｋＷｈの時点でＬ＝２８ｍｍに、３００ｋＷｈの時点でＬ＝２７ｍｍに、４００ｋＷｈの時点でＬ＝２６ｍｍに、５００ｋＷｈの時点でＬ＝２５ｍｍに変化させている。
【００３０】
以上のように、膜厚特性に応じて防着板の位置を変動させることにより、基板上に発生するプラズマを均一に発生することができ、その結果、ターゲットの浸食に伴う膜厚のバラツキを低減させることが可能となる。
【００３１】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、単数の防着板を上下に変動させることで、基板表面の膜厚のバラツキを低減させる方法を示したが、本実施形態では、複数の防着板を制御する方法を示す。
【００３２】
図４に本願第２の実施形態に係るスパッタリング装置の概略図を示す。
【００３３】
第１の実施形態と相違する点は以下の通りである。１６ａは１番目の防着板であり、ターゲット７の外形と大略同様である。１６ｂは第２番目の防着板であり、第１の防着板１６ａの周囲に配置されている。また、１７ａ及び１７ｂは第１のシリンダと第２のシリンダであり、第１の防着板１６ａと第２の防着板１６ｂをそれぞれ、上下方向に移動することができる。
【００３４】
以上のように構成されたスパッタリング装置を利用した動作手順を説明する。なお、第１の実施形態と同様の動作手順は省略し、図５を参照しながら相違点のみを説明する。
【００３５】
図５は、基板１２とターゲット７との距離ｌがｌ＝３０ｍｍであり、積算の放電電力に対する第１の防着板１６ａ及び第２の防着板１６ｂとターゲット７との距離を示したものである。つまり、ターゲット７の大きさと大略同一である第１の防着板１６ａはプラズマ密度変化の影響度が高く、第２の防着板１６ｂは第１の防着板１６ａと比べると、プラズマ密度変化の影響度は低いことから、微小にプラズマ密度を変化させることができ、ターゲットの浸食に伴う膜厚分布の変化を小さくできることを意味する。
【００３６】
具体的には、まず、第１の防着板１６ａは、積算の放電電力が２００ｋＷｈまでターゲット７との距離Ｌ₁をＬ₁＝３０ｍｍ（不変）にしておく。一方、第２の防着板１６ｂは、積算の放電電力がおおよそ１６７ｋＷｈの時点でターゲット７との距離Ｌ₂をＬ₂＝２８ｍｍから２７ｍｍに変化させる。第１の防着板１６ａは、２００ｋＷｈになった時点で、Ｌ₁＝３０ｍｍから２９ｍｍに変化させる。このように、積算の放電電力がおおよそ３３３ｋＷｈの時点で第２の防着板１６ｂを２６ｍｍに、４００ｋＷｈの時点で第１の防着板１６ａを２８ｍｍに、おおよそ４６７ｋＷｈの時点で第２の防着板１６ｂを２５ｍｍに、おおよそ５３３ｋＷｈの時点で第１の防着板１６ａを２７ｍｍに変化させる。
【００３７】
なお、本実施形態では、移動可能な防着板が二つの場合について説明したが、膜圧特性が既知であれば三つ以上の移動可能な防着板であってもよい。また、本実施形態では、第１の防着板１６ａの大きさをターゲット７の大きさと大略同一にする例を示したが、必ずしも大略同一である必要はなく、プラズマへの影響度の異なる複数の接地面があればよい。
【００３８】
以上のように、膜厚特性に応じて２つの防着板の位置を変動させることにより、基板上に発生するプラズマを均一に発生することができ、その結果、ターゲットの浸食に伴う膜厚のバラツキを低減させることが可能となる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図６〜８を参照しながら、本実施形態に係るスパッタリング方法及び装置を詳述する。なお、第１及び第２の実施形態で説明したものと同一の構成要素については同一参照番号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００４０】
図６は、ターゲット７と基板１２との距離が３０ｍｍであり、１枚の基板を処理する際の成膜時間に対する第１の防着板１６ａ及び第２の防着板１６ｂとターゲット７との距離を示したものである。また、図７は第１の防着板１６ａとターゲット７との距離、及び第２の防着板１６ｂのターゲット７との距離がそれぞれ３０ｍｍ、２８ｍｍ及び２７ｍｍ、２５ｍｍのときの膜厚分布を示したものである。
【００４１】
すなわち、１枚の基板１２の処理途中に第１の防着板１６ａとターゲット７との距離、及び第２の防着板１６ｂとターゲット７との距離を図６のように変化させることにより、基板１２に形成される薄膜の膜厚分布は図７に示す二つの膜厚分布の総和になり、図８に示すような膜厚分布を得ることができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、移動可能な防着板が二つの場合について説明したが、膜圧特性が既知であれば一つ若しくは三つ以上の移動可能な防着板であってもよい。また、本実施形態では、ターゲットと第１及び第２の防着板との距離が二段階とする例を示したが、必ずしも二段階とする必要はなく、多段階で制御してもよい。
【００４３】
以上のように、膜厚特性に応じて２つの防着板の位置を変動させることにより、基板上に発生するプラズマを均一に発生することができ、その結果、ターゲットの浸食に伴う膜厚のバラツキを低減させることが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
本願発明のスパッタリング方法によれば、ターゲット使用開始時はもとより、ターゲットがある程度使用された場合においても、安定的に高品質な膜を形成することができるスパッタリング方法及び装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るスパッタリング装置の概略構成図
【図２】本発明の第１の実施形態に係る膜厚分布の変化図
【図３】本発明の第１の実施形態に係るターゲットと防着板との距離の変化図
【図４】本発明の第２の実施形態に係るスパッタリング装置の概略構成図
【図５】本発明の第２の実施形態に係るターゲットと第１及び第２の防着板との距離の変化を示す図
【図６】本発明の第３の実施形態に係る成膜時間に対するターゲットと第１及び第２の防着板との距離の変化を示す図
【図７】本発明の第３の実施形態に係る第１及び第２の防着板とターゲットとの距離がそれぞれ３０ｍｍ、２８ｍｍ及び２７ｍｍ、２５ｍｍのときの膜厚分布を示す図
【図８】本発明の第３の実施形態に係る図７の配置を組み合わせたときの膜厚分布を示す図
【図９】従来例のスパッタリング装置の概略構成図
【図１０】従来例のターゲット浸食に伴う膜厚分布変化を示す図
【符号の説明】
３ガス排気装置
４真空容器
６ガス導入装置
７ターゲット
８スパッタリング電極
９放電用電源
１０磁石
１１基板ホルダ
１２基板
１６防着板
１７シリンダ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sputtering method and apparatus used for manufacturing semiconductor components, liquid crystal components, optical disk components, electronic component devices, and the like.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic devices such as semiconductors have been rapidly miniaturized, and high-precision processing is required. Among such microfabrication techniques, a film forming method using a sputtering method is generally used particularly in a thin film forming process.
[0003]
Sputtering is a method of generating plasma by causing gas discharge in a low-vacuum atmosphere, causing the cations of this plasma to collide with a target installed on a negative electrode called a sputtering electrode, and the particles sputtered by the collision are treated. This is a method of forming a thin film by attaching to a substrate. As described above, the sputtering method is widely used in the film formation process because the composition control and the operability of the apparatus are relatively easy.
[0004]
Hereinafter, a conventional sputtering method will be described with reference to FIG.
[0005]
First, the movable valve 1 and the main valve 2 are adjusted, and the gas exhaust device 3 is activated to evacuate the vacuum container 4 to about 10 ⁻⁵ Pa. Next, the valve 5 is adjusted and the gas introduction device 6 is activated to introduce a discharge gas into the vacuum vessel 4 and keep the pressure in the vacuum vessel 4 at about 0.2 to several Pa.
[0006]
At this time, an electric field is generated by supplying power from a DC or high-frequency discharge power source 9 to the sputtering electrode 8 on which the target 7 is placed, and the effect of the magnetic field by the magnet 10 installed on the back surface of the target 7 is obtained. Plasma is generated near the surface of the target 7, and a thin film is formed on the surface of the substrate 12 placed on the substrate holder 11 by the sputtered particles emitted from the target 7. At this time, the vacuum vessel 4 and the sputtering electrode 8 are electrically insulated via the insulator 13.
[0007]
When plasma is not generated on the surface of the target 8 when power is supplied from the discharge power supply 9, the valve 14 is adjusted almost simultaneously with the timing of supplying power to the sputtering electrode 8, and the trigger gas is introduced from the trigger gas introduction device 15. Is introduced into the vacuum vessel 4 and the pressure in the vacuum vessel 4 is temporarily increased to about several tens of Pa to start plasma discharge.
[0008]
Although the film forming process on the substrate 12 is performed by the method as described above, in order to cope with the dramatic increase in functionality of thin film devices in recent years, further improvement in film thickness and film quality uniformity is required. . At the same time, there is a demand for cost reduction of thin film devices, and as one of the countermeasures, a narrow gap film forming technique in which the distance between the substrate and the target is kept small in recent years.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technique, as shown in FIG. 10, the substrate 12 has a film thickness distribution according to the degree of erosion of the target 7. That is, in the initial stage of thin film formation (when the degree of erosion of the target 7 is low), the film thickness and film quality distribution are relatively uniform, whereas the stage where thin film formation has progressed (when the target 7 is used to some extent). This means that the film thickness and film quality distribution cannot be obtained uniformly on the surface of the substrate 12.
[0010]
In particular, when it is necessary to form a thin film when the distance between the target 7 and the substrate 12 is narrow (narrow gap), the influence appears remarkably, and the function of the film that should originally be obtained cannot be obtained. .
[0011]
In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a sputtering method and apparatus capable of uniformly forming a high-quality thin film regardless of the degree of target erosion.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the sputtering method according to claim 1 is characterized in that a gas is supplied into a vacuum vessel and evacuated and controlled to a predetermined pressure while a high frequency or a high frequency is applied to a sputtering electrode on which a target is placed. to generate a plasma vacuum vessel by applying a DC power, the while facing moving the deposition preventing plate provided on the target, the sputtering method for processing a substrate disposed opposite to the target The anti-adhesion plate includes an opening, and includes a bottom surface that is parallel to the surface of the substrate and extends outward from the substrate, and a side surface that protrudes toward the target. The substrate is located .
[0015]
The sputtering apparatus according to claim 2 is a vacuum vessel capable of maintaining a vacuum, a substrate holder in the vacuum vessel, on which a substrate to be processed by plasma is placed, and opposed to the substrate. A sputtering electrode for placing a target placed on the surface, a high-frequency power source for applying a high-frequency or DC power to the sputtering electrode, a movable deposition plate disposed opposite to the sputtering electrode, and a vacuum vessel In the sputtering apparatus comprising gas supply / exhaust means for exhausting gas while supplying gas, the deposition preventing plate has an opening, is parallel to the surface of the substrate holder and extends outward from the substrate holder, and the sputtering electrode. And the substrate holder is located in the opening .
[0018]
Further, the sputtering apparatus according to claim 3, in the sputtering apparatus according to claim 2, depending on the state of the target, characterized in that narrowing the distance between the target and the deposition preventing plate.
[0019]
The sputtering apparatus according to claim 4 is characterized in that, in the sputtering apparatus according to claim 2 or 3 , the outer length of at least one of the deposition preventing plates is substantially the same as the outer length of the target. To do.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the sputtering method and apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0021]
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic view of a sputtering apparatus according to the first embodiment of the present application.
[0022]
In the sputtering apparatus described in the prior art, a movable protection plate 16 is disposed around the substrate 7, and the deposition plate 16 is connected to a cylinder 17, and the cylinder 17 is operated. The anti-adhesion plate 16 is different in that it can be moved in the vertical direction. It is assumed that the deposition preventing plate 16 and the cylinder 17 are grounded via the vacuum vessel 4.
[0023]
An operation procedure using the sputtering apparatus configured as described above will be described.
[0024]
First, argon gas is introduced into the vacuum vessel 4 as a discharge gas, the movable valve 1 and the main valve 2 are adjusted, and the gas exhaust device 3 is activated to adjust the pressure in the vacuum vessel 4 to 0.2 Pa. . Further, a thin film can be formed on the surface of the substrate 12 by supplying power to the sputtering electrode 8 from a DC discharge power supply 9.
[0025]
In general, since the erosion of the target 7 proceeds in proportion to the number of times the thin film is formed, the thin film distribution formed on the substrate 12 changes according to the erosion status of the target 7.
[0026]
FIG. 2 shows the film thickness distribution when the integrated input power is 1 kWh and 100 kWh.
[0027]
In the figure, when the film forming process is just started (for example, when the integrated power is 1 kWh), the film thickness does not change so much from the vicinity of the center even at a place away from the center of the substrate 12. On the other hand, when the film forming process has been performed to some extent (for example, when the integrated power is 100 kWh), the film thickness is significantly different from the vicinity of the center at a location away from the center of the substrate 12. It shows the characteristics.
[0028]
A method of effectively utilizing this characteristic is a method of changing the deposition preventing plate 16. In the initial stage (at the start of film formation), the distance 1 between the target 7 and the substrate 12 is 1 = 30 mm, and the distance L between the surface of the deposition preventing plate 16 facing the target 7 and the target 7 is L = 30 mm. To start. As the integrated power increases, the cylinder 17 is operated, the deposition preventing plate 16 is moved in the direction in which the target 7 is disposed, and the distance from the target 12 is changed to 28 mm.
[0029]
For example, as shown in FIG. 3, the surface of the substrate 12 is uniformly formed into a thin film by changing the surface of the deposition plate 16 every 100 kWh and adjusting the deposition plate 16 until the integrated input power reaches 500 kWh. be able to. Specifically, when the integrated discharge power is 100 kWh, L = 29 mm, when 200 kWh, L = 28 mm, when 300 kWh, L = 27 mm, when 400 kWh, L = 26 mm, when 500 kWh. L is changed to 25 mm.
[0030]
As described above, the plasma generated on the substrate can be generated uniformly by changing the position of the deposition preventing plate according to the film thickness characteristics. As a result, the film thickness variation caused by target erosion can be reduced. It can be reduced.
[0031]
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the method of reducing the variation in the film thickness of the substrate surface by changing the single deposition plate up and down has been described. However, in the present embodiment, the method of controlling a plurality of deposition plates Indicates.
[0032]
FIG. 4 shows a schematic diagram of a sputtering apparatus according to the second embodiment of the present application.
[0033]
Differences from the first embodiment are as follows. Reference numeral 16 a denotes a first deposition preventing plate, which is substantially the same as the outer shape of the target 7. Reference numeral 16b denotes a second protection plate, which is disposed around the first protection plate 16a. Moreover, 17a and 17b are a 1st cylinder and a 2nd cylinder, and can respectively move the 1st deposition board 16a and the 2nd deposition board 16b to an up-down direction.
[0034]
An operation procedure using the sputtering apparatus configured as described above will be described. Note that the operation procedure similar to that of the first embodiment is omitted, and only the differences will be described with reference to FIG.
[0035]
FIG. 5 shows the distance between the first deposition preventing plate 16a and the second deposition preventing plate 16b and the target 7 with respect to the accumulated discharge power when the distance l between the substrate 12 and the target 7 is l = 30 mm. It is. That is, the first deposition plate 16a, which is substantially the same as the size of the target 7, has a high influence of the plasma density change, and the second deposition plate 16b has a plasma density variation compared to the first deposition plate 16a. This means that the plasma density can be changed minutely, and the change in film thickness distribution accompanying target erosion can be reduced.
[0036]
Specifically, first, the first deposition preventing plate 16a keeps the distance L ₁ from the target 7 to L ₁ = 30 mm (invariable) until the integrated discharge power is 200 kWh. On the other hand, the second deposition preventing plate 16b changes the distance L ₂ with the target 7 from L ₂ = 28 mm to 27 mm when the accumulated discharge power is approximately 167 kWh. The first deposition preventing plate 16a is changed from L ₁ = 30 mm to 29 mm when it reaches 200 kWh. Thus, when the integrated discharge power is approximately 333 kWh, the second deposition plate 16b is 26 mm, when the accumulated discharge power is 400 kWh, the first deposition plate 16a is 28 mm, and when the accumulated deposition power is approximately 467 kWh, the second deposition is performed. The plate 16b is changed to 25 mm, and the first deposition preventing plate 16a is changed to 27 mm at about 533 kWh.
[0037]
In addition, although this embodiment demonstrated the case where the two adhesion prevention plates were movable, if the film | membrane pressure characteristic is known, three or more movement adhesion prevention plates may be sufficient. Further, in the present embodiment, an example in which the size of the first deposition preventing plate 16a is substantially the same as the size of the target 7 is shown, but it is not always necessary to be substantially the same, and there are a plurality of different degrees of influence on plasma. There should be a ground plane.
[0038]
As described above, the plasma generated on the substrate can be generated uniformly by changing the positions of the two deposition preventive plates according to the film thickness characteristics. As a result, the film thickness associated with target erosion can be increased. Variations can be reduced.
[0039]
(Third embodiment)
The sputtering method and apparatus according to this embodiment will be described in detail with reference to FIGS. In addition, about the same component as what was demonstrated in 1st and 2nd embodiment, the same reference number is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and only a different point is demonstrated.
[0040]
In FIG. 6, the distance between the target 7 and the substrate 12 is 30 mm, and the first deposition plate 16 a and the second deposition plate 16 b with respect to the target 7 with respect to the film formation time when processing one substrate. It shows the distance. FIG. 7 shows the film thickness distribution when the distance between the first deposition preventing plate 16a and the target 7 and the distance between the second deposition preventing plate 16b and the target 7 are 30 mm, 28 mm, 27 mm, and 25 mm, respectively. It is a thing.
[0041]
That is, by changing the distance between the first deposition plate 16a and the target 7 and the distance between the second deposition plate 16b and the target 7 during the processing of one substrate 12, as shown in FIG. The film thickness distribution of the thin film formed on the substrate 12 is the sum of the two film thickness distributions shown in FIG. 7, and a film thickness distribution as shown in FIG. 8 can be obtained.
[0042]
In the present embodiment, the case where there are two movable protective plates has been described. However, one or three or more movable protective plates may be used as long as the film pressure characteristics are known. In the present embodiment, the example in which the distance between the target and the first and second deposition prevention plates is two steps is shown, but it is not always necessary to have two steps, and control may be performed in multiple steps.
[0043]
As described above, the plasma generated on the substrate can be generated uniformly by changing the positions of the two deposition preventive plates according to the film thickness characteristics. As a result, the film thickness associated with target erosion can be increased. Variations can be reduced.
[0044]
【The invention's effect】
According to the sputtering method of the present invention, it is possible to provide a sputtering method and apparatus capable of stably forming a high-quality film not only at the start of target use but also when the target is used to some extent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sputtering apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a variation diagram of a film thickness distribution according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a sputtering apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating a target according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a graph showing a change in the distance between the target and the first and second deposition prevention plates. FIG. FIG. 7 shows the film thickness distribution when the distances between the first and second deposition preventing plates and the target according to the third embodiment of the present invention are 30 mm, 28 mm, 27 mm, and 25 mm, respectively. FIG. 8 shows a combination of the arrangement of FIG. 7 according to the third embodiment of the present invention. Figure 9 is a diagram EXPLANATION OF REFERENCE NUMERALS showing the film thickness distribution changes associated with the prior art schematic diagram of a sputtering apparatus [10] of the conventional target erosion showing the thickness distribution
3 Gas Exhaust Device 4 Vacuum Container 6 Gas Introduction Device 7 Target 8 Sputtering Electrode 9 Discharge Power Supply 10 Magnet 11 Substrate Holder 12 Substrate 16 Attachment Plate 17 Cylinder

Claims

真空容器内にガスを供給しつつ排気し、所定の圧力に制御しながら、ターゲットを載置するスパッタリング電極に高周波或いは直流電力を印加することで真空容器内にプラズマを発生させ、前記ターゲットに対向して設けられた防着板を移動させながら、前記ターゲットに対向して配設された基板を処理するスパッタリング方法であって、
前記防着板は開口部を有すると共に前記基板の表面と平行かつ前記基板から外側に延びた底面と、前記ターゲットに向けて突出した側面とで構成され、前記開口部には前記基板が位置すること
を特徴とするスパッタリング方法。Was evacuated while supplying gas into the vacuum vessel, while controlling to a predetermined pressure, plasma is generated vacuum vessel by applying a high frequency or DC power to sputtering electrode for mounting a target, said target A sputtering method for processing a substrate disposed opposite to the target while moving an adhesion-preventing plate provided oppositely ,
The deposition preventing plate has an opening, and includes a bottom surface parallel to the surface of the substrate and extending outward from the substrate, and a side surface protruding toward the target, and the substrate is located in the opening. sputtering method, characterized in that.

真空を維持することが可能な真空容器と、真空容器内にあり、プラズマによって処理される基板を載置する基板ホルダと、前記基板と対向して設置されたターゲットを載置するスパッタリング電極と、このスパッタリング電極に高周波或いは直流電力を印加する高周波電源と、前記スパッタリング電極に対向して配置された移動可能な防着板と、真空容器内にガスを供給しつつ排気するガス供排気手段からなるスパッタリング装置において、
前記防着板は開口部を有すると共に前記基板ホルダの表面と平行かつ前記基板ホルダから外側に延びた底面と、前記スパッタリング電極に向けて突出した側面とで構成され、前記開口部には前記基板ホルダが位置すること
を特徴とするスパッタリング装置。A vacuum container capable of maintaining a vacuum, a substrate holder for placing a substrate to be processed by plasma in the vacuum container, a sputtering electrode for placing a target placed opposite to the substrate, A high-frequency power source for applying a high-frequency or DC power to the sputtering electrode, a movable deposition plate disposed opposite to the sputtering electrode, and a gas supply / exhaust means for exhausting gas while supplying gas into the vacuum vessel. In sputtering equipment,
The deposition preventing plate has an opening, and includes a bottom surface that is parallel to the surface of the substrate holder and extends outward from the substrate holder, and a side surface that protrudes toward the sputtering electrode, and the opening includes the substrate. A sputtering apparatus in which a holder is located .

ターゲットの状態に応じて、前記ターゲットと防着板との距離を狭めること
を特徴とする請求項２記載のスパッタリング装置。The sputtering apparatus according to claim 2 , wherein a distance between the target and the deposition preventing plate is narrowed according to a state of the target.

少なくとも一方の防着板の外形の長さが、ターゲットの外形の長さと大略同一であること
を特徴とする請求項２または３に記載のスパッタリング装置。The sputtering apparatus according to claim 2 or 3, wherein the length of the outer shape of at least one of the deposition preventing plates is substantially the same as the length of the outer shape of the target.