JP4467836B2

JP4467836B2 - Deposition method

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Publication number: JP4467836B2
Application number: JP2001173899A
Authority: JP
Inventors: 耕不破; 謙前平
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2021-06-08
Also published as: JP2002368070A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜方法に関し、特に、絶縁性基板を静電吸着しながらその絶縁性基板表面に成膜する際の技術の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４の符号１０１に、従来のスパッタリング装置を示す。このスパッタリング装置１０１は、図示しない真空排気系に接続され、真空排気可能に構成された真空槽１０２を有し、この真空槽１０２の内部天井側には例えば金属からなるターゲット１０３が配設されている。
【０００３】
このターゲット１０３は、接地された真空槽１０２とは絶縁され、かつ真空槽１０２の外部に設けられた電源１０４に接続されており、電源１０４を起動すると、電源１０４から電力が供給されるように構成されている。
【０００４】
一方、真空槽１０２の内部底面側には、静電吸着装置１２０が配置されている。
この静電吸着装置１２０は、静電チャックプレート１２１と台座１２３とを有している。
【０００５】
静電チャックプレート１２１の構成を図５(ａ)、(ｂ)に示す。この静電チャックプレート１２１は、金属板１２４と、該金属板１２４上に配置された誘電体層１２５を有している。この誘電体層１２５はＡｌ₂Ｏ₃を主成分とするセラミックス製であり、その表面に、導電性のカーボンからなる第１、第２の電極１２７₁、１２７₂が形成されている。
【０００６】
第１、第２の電極１２７₁、１２７₂の平面図を同図(ｂ)に示す。第１、第２の電極１２７₁、１２７₂は櫛状に成形されており、その歯の部分が互いに噛み合うように配置されている。同図(ａ)は同図(ｂ)のＸ−Ｘ線断面図に相当する。
【０００７】
第１、第２の電極１２７₁、１２７₂はそれぞれ真空槽１０２外に設けられた静電チャック電源１２２に接続されており、その静電チャック電源１２２を駆動すると、第１、第２の電極１２７₁、１２７₂の間に直流電圧を印加することができるように構成されている。
第１、第２の電極１２７₁、１２７₂上には、第１、第２の電極１２７₁、１２７₂と誘電体層１２５表面とを被覆するように保護膜１３０が形成されている。
【０００８】
かかる構成の静電チャックプレート１２１は、台座１２３上に配置されている。台座１２３は、真空槽１０２の内部底面に固定されている。台座１２３の内部には通水管１３１が配置されている。この通水管１３１は、真空槽１０２外部に配置された冷却水循環装置１３２に接続されており、冷却水循環装置１３２を起動して冷却水を通水管１３１に通すと、台座１２３を冷却し、静電チャックプレート１２１を冷却させることができるように構成されている。
【０００９】
上述のスパッタリング装置１０１を用いて、絶縁性基板の表面に薄膜を成膜するには、まず、真空槽１０２を真空排気して予め真空状態にした状態で、真空槽１０２内に基板を搬入し、静電チャックプレート１２１上の所定の位置に載置する。静電チャックプレート１２１の表面に載置された状態の基板を図４の符号１０５に示す。
【００１０】
次に、静電チャック電源１２２を起動し、第１、第２の電極１２７₁、１２７₂に対してそれぞれ正負の電圧を印加する。
一般に、不均一な電場Ｅ中に分極率αの誘電体を置いたとき、その誘電体には、単位面積当たり次式で表されるグラディエント力が働く。
【００１１】
ｆ＝１／２・α・ｇｒａｄ(Ｅ²)
静電チャックプレート１２１は、上述したように、第１、第２の電極１２７₁、１２７₂がともに櫛状に成形され、その歯の部分が互いに噛み合うように配置されており、互いに隣接する第１、第２の電極１２７₁、１２７₂の間の距離が非常に小さくなっている。その結果、誘電体からなる基板がその表面に載置されたときに、上式のｇｒａｄ(Ｅ²)が大きくなっている。
【００１２】
絶縁性基板１０５が、静電チャックプレート１２１の表面方向に上述したグラディエント力を受け、絶縁性基板１０５の裏面全面が静電チャックプレート１２１表面に吸着される。図６は、その状態を模式的に示した図である。図６において符号Ｅは電場を示している。また、符号ｆは絶縁性基板１０５に働くグラディエント力の方向を示している。
【００１３】
かかるグラディエント力により、絶縁性基板１０５が静電チャックプレート１２１の表面に吸着されたら、冷却水循環装置１３２を起動して、冷却水を通水管１３１に通して、台座１２３を冷却し、静電チャックプレート１２１を冷却させる。静電チャックプレート１２１表面には絶縁性基板１０５が静電吸着されているので、静電チャックプレート１２１が冷却されると絶縁性基板１０５が冷却される。
【００１４】
次いで、真空槽１０２内に例えばアルゴンガス等のスパッタリングガスを一定量導入しながら、電源１０４を起動してターゲット１０３に低電力を供給すると、放電が生じる。放電が生じると、ターゲット１０３がスパッタリングされる。スパッタリングされたターゲット材料は、絶縁性基板１０５の表面に付着し、絶縁性基板１０５表面には、ターゲット材料からなる薄膜が成膜されはじめる。
【００１５】
絶縁性基板１０５の表面に所定の厚さの薄膜が形成されたら電源１０４を停止させ、プラズマを消滅させ、成膜を終了させる。以上のようにして、スパッタリング装置１０１で絶縁性基板１０５の表面に薄膜を成膜することができる。
【００１６】
上述した成膜方法では、絶縁性基板１０５の表面にターゲットの構成材料がスパッタリングされ、その構成材料が基板表面に入射して基板に熱が加えられるが、ターゲット１０３に低電力を供給しているので、絶縁性基板１０５の温度が上昇しても、その温度上昇は小さく、絶縁性基板１０５の温度が過度に上昇することはない。
【００１７】
このように、低電力をターゲット１０３に供給した場合には、成長速度が低くなるので、成膜時間が長時間になってしまう。成膜時間を短縮するためには、ターゲット１０３に高い電力を供給すればよいが、その場合には、絶縁性基板１０５には加えられる熱が大きくなる。絶縁性基板１０５は、弱いグラディエント力で静電チャックプレート１２１の表面に吸着されているので、静電チャックプレート１２１が冷却されていても、絶縁性基板１０５は十分には冷却されない。
【００１８】
従って、高い電力をターゲット１０３に供給して短時間で成膜処理をしようとすると絶縁性基板１０５の温度が過度に上昇してしまい、特に、樹脂等からなる基板に成膜処理をする際には、基板が高温によりゆがんでしまうなどという問題があった。この場合、グラディエント力を大きくすれば、絶縁性基板１０５の温度が過度に上昇しないようにすることができるが、そのためには電源を大きくして電極に印加する電圧を大きくしなければならないので、装置が大きくなってしまうという問題が生じていた。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来技術の要求に応じるために創作されたものであり、その目的は、静電チャックプレート表面に絶縁性基板を静電吸着させた状態で、基板表面に薄膜を成膜する場合に、基板の冷却効率を高める技術を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、電極を備えた静電チャックプレート上に絶縁性基板を載置し、導電性薄膜を前記絶縁性基板上に成膜する成膜方法であって、前記絶縁性基板を前記静電チャックプレート上に載置した後、第１の成長速度で前記絶縁性基板上に前記導電性薄膜を成長させる第１の成膜工程と、前記導電性薄膜の膜厚が予め定められた設定値に達した後、第２の成長速度で前記絶縁性薄膜上に前記導電性薄膜を成長させる第２の成膜工程とを有し、少なくとも前記第２の成膜工程では、前記電極に電圧を印加して前記静電チャックプレートと前記絶縁性基板との間に静電吸着力を生じさせ、該静電吸着力で前記絶縁性基板を前記静電チャックプレート上に吸着させながら、前記絶縁性基板上に前記導電性薄膜を成長させ、前記第２の成長速度を、前記第１の成長速度より高くすることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の成膜方法であって、少なくとも前記第２の成膜工程では、前記静電チャックプレートを冷却することを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の成膜方法であって、前記第２の成膜工程における前記静電チャックプレートと前記絶縁性基板との間の熱抵抗を、前記第１の成膜工程に比して小さくすることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の成膜方法であって、前記絶縁性基板表面に対向してターゲットを配置し、前記ターゲットに電力を供給し、前記ターゲットの構成材料を前記絶縁性基板上にスパッタリングさせて、前記絶縁性基板表面に前記構成材料からなる導電性薄膜を成長させる。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の成膜方法であって、前記第１の成膜工程では、前記ターゲットに第１の電力を供給し、前記第２の成膜工程では、前記ターゲットに、前記第１の電力より大きい第２の電力を供給することを特徴とする。
請求項６記載の発明は、電極を備えた静電チャックプレートの表面に絶縁性基板を載置し、前記電極に電圧を印加して前記静電チャックプレートと前記絶縁性基板との間に吸着力を生じさせ、該吸着力で前記絶縁性基板を前記静電チャックプレートに吸着させながら、前記絶縁性基板上に導電性薄膜を成膜する成膜方法であって、前記絶縁性基板を前記静電チャックプレートの表面に載置した後、第１の成長速度で前記絶縁性基板の表面に前記導電性薄膜を成長させる第１の成膜工程と、前記吸着力の大きさが、予め定められた設定値以上になった後に、前記第１の成長速度より高い第２の成長速度で前記絶縁性基板表面に前記導電性薄膜を成長させる第２の成膜工程とを有することを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項６記載の成膜方法であって、前記第２の成膜工程における前記静電チャックプレートと前記絶縁性基板との間の熱抵抗を、前記第１の成膜工程に比して小さくすることを特徴とする。
【００２１】
本発明の成膜方法によれば、第１の成長速度で絶縁性基板の表面に導電性薄膜を成膜する第１の成膜工程と、導電性薄膜の膜厚が予め定められた設定値に達した後、静電吸着力で絶縁性基板を静電チャックプレートの表面に吸着させながら、第１の成長速度より高い第２の成長速度で成膜する第２の成膜工程とを有している。
【００２２】
導電性薄膜が絶縁性基板表面に成膜されると、導電性薄膜と電極との間には、グラディエント力より強い静電吸着力が生じ、この静電吸着力により絶縁性基板は静電チャックプレート表面に強く吸着される。このような強い静電吸着力が生じはじめる膜厚は予めわかっており、導電性薄膜の膜厚がその値以上になった状態で、第２の成長速度で成膜する第２の成膜工程に切り換える。この第２の成膜工程では絶縁性基板と静電チャックプレートとの間の吸着力は、グラディエント力だけが作用する第１の成膜工程に比して大幅に大きくなり、絶縁性基板と静電チャックプレートとの間の熱抵抗は第１の成膜工程よりも大幅に小さくなる。
【００２３】
このため、第２の成膜工程で静電チャックプレートを冷却すると、絶縁性基板は静電チャックプレートで十分に冷却されるので、例えば、高い成長速度で成膜すると、絶縁性基板が過度に加熱される成膜処理を行っても、絶縁性基板を十分に冷却しながら成膜することができ。従って絶縁性基板の温度は過度に上昇せず、例えば熱により絶縁性基板が変形してしまう等の不都合が生じることはない。
【００２４】
なお、本発明の成膜方法においてターゲットに電力を供給し、ターゲットの構成材料を絶縁性基板表面にスパッタリングさせて、絶縁性基板表面にターゲットの構成材料からなる導電性薄膜を成膜するように構成してもよい。
【００２５】
このように構成し、成長速度を高くするためにターゲットに供給される電力を高くすると、絶縁性基板表面へのターゲット材料の入射エネルギーが大きくなり、絶縁性基板に加えられる熱は大きくなるが、上述したように、本発明では、成長速度が高い第２の成膜工程では絶縁性基板を静電チャックプレート表面に強く吸着させて熱抵抗を小さくしており、静電チャックプレートを冷却すれば基板を十分に冷却しながら成膜することができるので、絶縁性基板の温度が過度に上昇することはない。
【００２６】
また、上述した成膜方法では、第１の成長速度で成膜し、導電性薄膜の膜厚が所定値以上になった後に、第１の成長速度より高い第２の成長速度で成膜しているが、絶縁性基板と静電チャックプレートとの間に生じる吸着力を検出しておき、その吸着力が所定値以上になった後に、第２の成長速度で成膜するように構成してもよい。
【００２７】
このように構成しても、第２の成長速度で成膜する第２の成膜工程では、絶縁性基板と静電チャックプレートとの間の熱抵抗は減少するので、成長速度が高く、絶縁性基板に過大な熱が加えられても、静電チャックプレートを冷却すれば絶縁性基板を充分に冷却することができるので、絶縁性基板の温度が過度に上昇しないようにすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下で図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１の符号１に、本発明の一実施形態のスパッタリング装置を示す。このスパッタリング装置１は、図示しない真空排気系に接続され、内部が真空排気可能に構成された真空槽２を有している。真空槽２の内部天井側には、金属からなるターゲット３が配設されている。ここでは、ターゲット３はチタンで構成されているものとする。このターゲット３は、接地された真空槽２と絶縁され、真空槽２の外部に設けられた電源４に接続されており、電源４を起動すると直流電圧が印加されて電力が供給されるように構成されている。
【００２９】
他方、真空槽２の内部底面側には、静電吸着装置２０が配置されている。
この静電吸着装置２０は、静電チャックプレート２１と台座２３とを有している。
【００３０】
静電チャックプレート２１の構成を図２(ａ)、(ｂ)に示す。この静電チャックプレート２１は、金属板２４と、該金属板２４上に配置された誘電体層２５を有している。この誘電体層２５はＡｌ₂Ｏ₃を主成分とするセラミックス製であり、その表面に、導電性のカーボンからなる第１、第２の電極２７₁、２７₂が、スクリーン印刷等により形成されている。
【００３１】
第１、第２の電極２７₁、２７₂の平面図を同図(ｂ)に示す。第１、第２の電極２７₁、２７₂は櫛状に成形されており、その歯の部分が互いに噛み合うように配置されている。同図(ａ)は同図(ｂ)のＡ−Ａ線断面図に相当する。
【００３２】
第１、第２の電極２７₁、２７₂は、ともに接地された真空槽２とは絶縁され、かつ真空槽２の外部に設けられた静電チャック電源２２に接続されており、静電チャック電源２２を駆動すると、第１、第２の電極２７₁、２７₂の間に直流電圧を印加することができるように構成されている。
第１、第２の電極２７₁、２７₂上には、第１、第２の電極２７₁、２７₂と誘電体層２５表面とを被覆するように保護膜３０が形成されている。
【００３３】
かかる構成の静電チャックプレート２１は、台座２３上に配置されている。台座２３は、真空槽２の内部底面に固定されている。台座２３の内部上方には通水管３１が配置されている。この通水管３１は、真空槽２外部に配置された冷却水循環装置３２に接続されており、冷却水循環装置３２を起動して冷却水を通水管３１に通すと、台座２３の上部が冷却され、台座２３上に配置された静電チャックプレート２１を冷却させることができるように構成されている。
【００３４】
上述した構成のスパッタリング装置１を用いて、樹脂から成る絶縁性基板の表面に薄膜を成膜する方法について以下で説明する。ここではポリプロビレンからなる絶縁性基板を用いている。
【００３５】
予め真空槽２内部を真空排気しておき、真空槽２内部の真空状態を維持しながら真空槽２内に絶縁性基板を搬入し、静電チャックプレート２１上の所定の位置に載置する。静電チャックプレート２１の表面に載置された状態の絶縁性基板を図１の符号５に示す。
【００３６】
次に、静電チャック電源２２を起動して第１、第２の電極２７₁、２７₂の間に直流電圧を印加する。上述したように第１、第２の電極２７₁、２７₂は、接地された真空槽２とは絶縁されており、直流電圧が印加されると、第１、第２の電極２７₁、２７₂のいずれか一方に正電圧が印加され、他方に負電圧が印加される。すると、絶縁性基板５は、静電チャックプレート２１の表面方向に上述したグラディエント力を受け、そのグラディエント力により絶縁性基板５の裏面全面が静電チャックプレート２１表面に吸着される。
【００３７】
次いで、冷却水循環装置３２を起動して、冷却水を通水管３１に通して台座２３を冷却し、静電チャックプレート２１を冷却させる。
次に、真空槽２内に例えばアルゴンガス等のスパッタリングガスを一定量導入しながら、電源４を起動してターゲット３に、低電力である第１の電力を供給する。
【００３８】
こうして第１の電力をターゲット３に供給すると、放電が生じる。放電が生じると、ターゲット３がスパッタリングされる。スパッタリングされたターゲット３の構成材料であるチタンは、絶縁性基板５の表面に付着し、絶縁性基板５表面にチタンからなる導電性薄膜が成長しはじめる。その状態を図３(ａ)に示す。図中で符号５５は導電性薄膜を示している。
【００３９】
このとき絶縁性基板５はグラディエント力により静電チャックプレート２１表面に吸着されているが、グラディエント力による吸着力は小さいため、絶縁性基板５は静電チャックプレート２１の表面には十分に密着せず、絶縁性基板５と静電チャックプレート２１との間の熱抵抗は高い。このため静電チャックプレート２１が冷却されていても、絶縁性基板５は十分には冷却されない。そこで、電源４は低電力である第１の電力をターゲット３に供給することで、絶縁性基板５の温度が過度に上昇しないようにしている。
【００４０】
導電性薄膜５５が絶縁性基板５の表面に成長すると、成長した導電性薄膜５５と第１、第２の電極２７₁、２７₂との間に静電吸着力が生じる。この静電吸着力は、グラディエント力に比して非常に大きく、第１、第２の電極２７₁、２７₂間に同じ大きさの電圧を印加した状態でグラディエント力と比較すると、数百倍程度の大きさになっている。
【００４１】
真空槽２内部の、絶縁性基板５の表面近傍には、水晶発振子等からなる膜厚センサ６１が配置されており、絶縁性基板５の表面に成膜された導電性薄膜５５の膜厚を検出できるようになっている。膜厚センサ６１は、真空槽２の外部に配置された電力制御装置６２に接続されている。この電力制御装置６２は、膜厚センサ６１で検出された膜厚が、予め定められた設定値以上になったら、電源４からターゲット３に供給される電力を、上述した第１の電力より高い第２の電力に切り換えさせている。ここで設定値とは、上述した静電吸着力が生じはじめる導電性薄膜の膜厚である。ここでは導電性薄膜としてチタン薄膜を成膜しており、チタン薄膜の場合には３０Å程度で静電吸着力が生じはじめるので、設定値を３０Åとしている。
【００４２】
こうして導電性薄膜５５の膜厚が、予め定められた設定値(ここでは３０Å)に達し、導電性薄膜５５と第１、第２の電極２７₁、２７₂との間に、グラディエント力よりも強い静電吸着力が生じると、絶縁性基板５は静電チャックプレート２１に強く吸着される。すると、絶縁性基板５と静電チャックプレート２１との間の熱抵抗が大幅に減少し、冷却された静電チャックプレート２１により、絶縁性基板５は十分に冷却される。
【００４３】
従って、導電性薄膜の膜厚が上述した設定値以上になった後に、第１の電力よりも高い第２の電力をターゲット３に供給し、過大な熱が絶縁性基板５に加えられても、絶縁性基板５は十分に冷却されるので、絶縁性基板５の温度が過度に上昇することはなく、過度に温度上昇することで樹脂製の絶縁性基板５が変形することもない。
【００４４】
こうして導電性薄膜の成長を続け、絶縁性基板５の表面に目標とする厚さの導電性薄膜が形成されたら電源４を停止させてプラズマを消滅させ、成長を終了させる。その状態を図３(ｂ)に示す。以上のようにして、スパッタリング装置１で絶縁性基板５の表面に、チタンからなる導電性薄膜５５が成膜される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態では、低電力である第１の電力をターゲット３に供給して低い成長速度(本発明の第１の成長速度)で導電性薄膜を成膜させた後、導電性薄膜の膜厚が予め定められた設定値以上になり、静電吸着力が生じて絶縁性基板５が十分に冷却されるようになったら、高電力である第２の電力をターゲット３に供給し、高い成長速度(本発明の第２の成長速度)で導電性薄膜を成膜させており、高電力をターゲットに供給しても絶縁性基板５の温度が過度に上昇してゆがむことはない。
【００４６】
従来、樹脂製の基板表面に導電性薄膜を成膜する際には、温度が過度に上昇しないように低電力をターゲットに供給して、低い成長速度で成膜しなければならなかったため、目標とする膜厚を得るまでに長時間を要していたが、本発明では、強い静電吸着力で絶縁性基板５を十分に冷却した後に、高電力である第２の電力をターゲット３に供給し、高い成長速度(本発明の第２の成長速度)で導電性薄膜を成膜させているので、一貫して低電力を供給し続けて成膜していた従来に比して、短時間で成膜することができる。
【００４７】
なお、上述した実施形態では、絶縁性基板５を静電チャックプレート２１表面に載置してから、成膜された導電性薄膜が所定の膜厚に達するまで、グラディエント力で絶縁性基板５を静電チャックプレート２１表面に静電吸着しているが、本発明はこれに限られるものではなく、導電性薄膜が所定の膜厚に達するまで絶縁性基板５を静電チャックプレート２１表面に静電吸着させず、導電性薄膜が所定の膜厚に達した後に静電吸着力を生じさせ、絶縁性基板５を静電チャックプレート２１表面に静電吸着させるように構成してもよい。この場合には、グラディエント力による吸着をしなくてよいので、静電チャックプレートが有する電極は１個でもよく、この１個の電極に、正又は負のいずれか一方の電圧を印加するようにすればよい。
【００４８】
また、絶縁性基板５の材料はポリプロビレンであるが、本発明の絶縁性基板５の材料はこれに限られるものではなく、例えばポリカーボネイトなどの樹脂を用いてもよいし、さらに樹脂に限られるものでもなく、例えばガラス等を絶縁性基板として用いてもよい。
【００４９】
また、予め定められた導電性薄膜の膜厚の設定値を(３０Å)としているが、この設定値は、絶縁性基板５と静電チャックプレート２１との間の静電吸着力が大きくなった結果、絶縁性基板５と静電チャックプレート２１との間の熱抵抗が十分に小さくなる程度の膜厚であればよく、例えば５Å以上の膜厚に設定されていればよい。
【００５０】
また、導電性薄膜の材料としてチタンを用いているが、導電性薄膜の材料はこれに限らず、導電性を有する材料であればよく、他の金属、例えばアルミニウム等でもよいし、また金属に限られるものではなく、例えばポリシリコン等を用いてもよい。
【００５１】
また、成膜する際にスパッタリング法で成膜しているが、本発明の成膜方法はこれに限られるものではなく、例えば蒸着法やＣＶＤ法等に適用してもよい。
一例として蒸着法で成膜する場合には、成膜された薄膜の膜厚が予め定められた設定値に達するまでは、蒸着材料に加える熱を少なくして成長速度が低い状態で成膜し、膜厚が設定値に達した後に、蒸着材料に加える熱を大きくして成長速度を高くして成膜すればよい。このように構成すると、膜厚が設定値に達した後は静電吸着力が生じ、絶縁性基板が充分冷却できる状態になるので、蒸着材料に加える熱を大きくしても、上述した実施形態と同様、絶縁性基板の温度は過度に上昇しない。
【００５２】
また、導電性薄膜の膜厚が予め定められた設定値に達した後に第２の電力の供給を開始しているが、本発明はこれに限られるものではなく、絶縁性基板５と静電チャックプレート２１との間の吸着力を検出して、その吸着力が、予め定められた設定値以上になったら、第２の電力の供給を開始するように構成してもよい。この場合、吸着力の設定値を、静電チャックプレート２１表面に絶縁性基板５が強く吸着され、冷却された静電チャックプレート２１により絶縁性基板５が十分に冷却できる程度に設定しておけばよい。
【００５３】
また、絶縁性基板の温度を検出し、その温度が予め設定された上限値以上にならないように、ターゲット３に供給する電力を制御するように構成してもよい。このように構成しても、絶縁性基板５の温度が過度に上昇することを防止することができるので、絶縁性基板５が過度に温度上昇して変形することを防止できる。
【００５４】
【発明の効果】
絶縁性基板の表面に薄膜を成膜する際に、基板の過度な温度上昇等を防止し、短時間で成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の真空処理装置の構成を説明する図
【図２】(ａ)：本発明の一実施形態の静電チャックプレートの一例を説明する断面図
(ｂ)：本発明の一実施形態の静電チャックプレートの一例を説明する平面図
【図３】(ａ)：本発明の一実施形態の成膜工程を説明する断面図
(ｂ)：その続きの工程を説明する断面図
【図４】従来の真空処理装置を説明する断面図
【図５】(ａ)：従来の静電チャックプレートの一例を説明する断面図
(ｂ)：従来の静電チャックプレートの一例を説明する平面図
【図６】絶縁性基板が静電吸着された状態を示す図
【符号の説明】
１……スパッタリング装置５……絶縁性基板２７₁……第１の電極(電極) ２７₂……第２の電極(電極)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a film forming method, and more particularly, to an improvement in a technique for forming a film on an insulating substrate surface while electrostatically attracting the insulating substrate.
[0002]
[Prior art]
Reference numeral 101 in FIG. 4 shows a conventional sputtering apparatus. The sputtering apparatus 101 includes a vacuum chamber 102 that is connected to an evacuation system (not shown) and configured to be evacuated. A target 103 made of, for example, metal is disposed on the inner ceiling side of the vacuum chamber 102. Yes.
[0003]
The target 103 is insulated from the grounded vacuum chamber 102 and is connected to a power source 104 provided outside the vacuum chamber 102, so that when the power source 104 is activated, power is supplied from the power source 104. It is configured.
[0004]
On the other hand, an electrostatic adsorption device 120 is disposed on the inner bottom side of the vacuum chamber 102.
The electrostatic adsorption device 120 includes an electrostatic chuck plate 121 and a pedestal 123.
[0005]
The configuration of the electrostatic chuck plate 121 is shown in FIGS. The electrostatic chuck plate 121 includes a metal plate 124 and a dielectric layer 125 disposed on the metal plate 124. This dielectric layer 125 is made of ceramics mainly composed of Al ₂ O ₃ , and first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ made of conductive carbon are formed on the surface thereof.
[0006]
A plan view of the first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ is shown in FIG. The first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ are formed in a comb shape, and are arranged so that their tooth portions mesh with each other. The figure (a) is equivalent to the XX sectional view of the figure (b).
[0007]
The first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ are respectively connected to an electrostatic chuck power source 122 provided outside the vacuum chamber 102. When the electrostatic chuck power source 122 is driven, the first and second electrodes A DC voltage can be applied between 127 ₁ and 127 ₂ .
First, to the second electrode 127 _1, 127 ₂ on the first protective film 130 so as to cover the second electrode 127 _1, 127 ₂ and the dielectric layer 125 are formed on the surface.
[0008]
The electrostatic chuck plate 121 having such a configuration is disposed on a pedestal 123. The pedestal 123 is fixed to the inner bottom surface of the vacuum chamber 102. A water pipe 131 is disposed inside the pedestal 123. The water pipe 131 is connected to a cooling water circulation device 132 disposed outside the vacuum chamber 102. When the cooling water circulation device 132 is activated and the cooling water is passed through the water pipe 131, the pedestal 123 is cooled, and The chuck plate 121 is configured to be cooled.
[0009]
In order to form a thin film on the surface of the insulating substrate using the sputtering apparatus 101 described above, first, the substrate is carried into the vacuum chamber 102 while the vacuum chamber 102 is evacuated to be in a vacuum state in advance. Then, it is placed at a predetermined position on the electrostatic chuck plate 121. The substrate placed on the surface of the electrostatic chuck plate 121 is indicated by reference numeral 105 in FIG.
[0010]
Next, the electrostatic chuck power supply 122 is activated to apply positive and negative voltages to the first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ , respectively.
In general, when a dielectric having a polarizability α is placed in a non-uniform electric field E, a gradient force expressed by the following equation per unit area acts on the dielectric.
[0011]
f = 1/2 · α · grad (E ² )
As described above, the electrostatic chuck plate 121 is formed such that the first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ are both formed in a comb shape, and the tooth portions thereof are meshed with each other. The distance between the _first and second electrodes 127 ₁ and 127 ₂ is very small. As a result, when the substrate made of a dielectric is placed on the surface, grad (E ² ) of the above equation is large.
[0012]
The insulating substrate 105 receives the above-described gradient force toward the surface of the electrostatic chuck plate 121, and the entire back surface of the insulating substrate 105 is attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 121. FIG. 6 is a diagram schematically showing this state. In FIG. 6, the symbol E indicates an electric field. Reference sign f indicates the direction of the gradient force acting on the insulating substrate 105.
[0013]
When the insulating substrate 105 is attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 121 by the gradient force, the cooling water circulation device 132 is activated, the cooling water is passed through the water pipe 131, the pedestal 123 is cooled, and the electrostatic chuck The plate 121 is cooled. Since the insulating substrate 105 is electrostatically attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 121, the insulating substrate 105 is cooled when the electrostatic chuck plate 121 is cooled.
[0014]
Next, when a certain amount of sputtering gas such as argon gas is introduced into the vacuum chamber 102 and the power supply 104 is activated to supply low power to the target 103, discharge occurs. When discharge occurs, the target 103 is sputtered. The sputtered target material adheres to the surface of the insulating substrate 105, and a thin film made of the target material starts to be formed on the surface of the insulating substrate 105.
[0015]
When a thin film having a predetermined thickness is formed on the surface of the insulating substrate 105, the power source 104 is stopped, the plasma is extinguished, and the film formation is completed. As described above, a thin film can be formed on the surface of the insulating substrate 105 with the sputtering apparatus 101.
[0016]
In the above-described film forming method, the constituent material of the target is sputtered on the surface of the insulating substrate 105, and the constituent material enters the substrate surface and heat is applied to the substrate, but low power is supplied to the target 103. Therefore, even if the temperature of the insulating substrate 105 rises, the temperature rise is small and the temperature of the insulating substrate 105 does not rise excessively.
[0017]
As described above, when low power is supplied to the target 103, the growth rate is low, so that the film formation time becomes long. In order to shorten the film formation time, high power may be supplied to the target 103, but in that case, heat applied to the insulating substrate 105 is increased. Since the insulating substrate 105 is attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 121 with a weak gradient force, the insulating substrate 105 is not sufficiently cooled even if the electrostatic chuck plate 121 is cooled.
[0018]
Therefore, if high power is supplied to the target 103 and a film formation process is performed in a short time, the temperature of the insulating substrate 105 rises excessively, particularly when a film formation process is performed on a substrate made of resin or the like. However, there is a problem that the substrate is distorted by high temperature. In this case, if the gradient force is increased, the temperature of the insulating substrate 105 can be prevented from excessively rising. However, for this purpose, the voltage applied to the electrode must be increased by increasing the power supply. There was a problem that the device would become large.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention was created to meet the above-described prior art requirements, and its purpose is to form a thin film on the surface of an electrostatic chuck plate with an insulating substrate electrostatically adsorbed on the surface. Another object is to provide a technique for increasing the cooling efficiency of the substrate.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a film forming method in which an insulating substrate is placed on an electrostatic chuck plate having electrodes, and a conductive thin film is formed on the insulating substrate. A first film forming step of growing the conductive thin film on the insulating substrate at a first growth rate after the insulating substrate is placed on the electrostatic chuck plate; And a second film forming step of growing the conductive thin film on the insulating thin film at a second growth rate after the film thickness of the conductive thin film reaches a predetermined set value. In the film forming step 2, a voltage is applied to the electrode to generate an electrostatic adsorption force between the electrostatic chuck plate and the insulating substrate, and the electrostatic substrate is used to move the insulating substrate to the static electricity. The conductive thin film on the insulating substrate while adsorbed on the electric chuck plate Grown, the second growth rate, wherein the higher than the first growth rate.
A second aspect of the present invention is the film forming method according to the first aspect, wherein the electrostatic chuck plate is cooled at least in the second film forming step.
A third aspect of the present invention is the film forming method according to the first aspect, wherein a thermal resistance between the electrostatic chuck plate and the insulating substrate in the second film forming step is determined by the first film forming method. It is characterized by being made smaller than the film forming process.
Invention of Claim 4 is the film-forming method of any one of Claim 1 thru | or 3, Comprising: A target is arrange | positioned facing the said insulating substrate surface, electric power is supplied to the said target, A target constituent material is sputtered onto the insulating substrate, and a conductive thin film made of the constituent material is grown on the surface of the insulating substrate.
Invention of Claim 5 is the film-forming method of Claim 4, Comprising: In the said 1st film-forming process, the 1st electric power is supplied to the said target, and the said 2nd film-forming process WHEREIN: A second power larger than the first power is supplied to the target.
According to a sixth aspect of the present invention, an insulating substrate is placed on the surface of an electrostatic chuck plate provided with electrodes, and a voltage is applied to the electrodes to attract between the electrostatic chuck plate and the insulating substrate. A film forming method for forming a conductive thin film on the insulating substrate while generating the force and adsorbing the insulating substrate to the electrostatic chuck plate by the adsorption force, wherein the insulating substrate is A first film forming step of growing the conductive thin film on the surface of the insulating substrate at a first growth rate after being placed on the surface of the electrostatic chuck plate, and the magnitude of the adsorption force are determined in advance. A second film forming step of growing the conductive thin film on the surface of the insulating substrate at a second growth rate higher than the first growth rate after the set value is exceeded. To do.
A seventh aspect of the present invention is the film forming method according to the sixth aspect, wherein a thermal resistance between the electrostatic chuck plate and the insulating substrate in the second film forming step is determined by the first film forming method. It is characterized by being made smaller than the film forming process.
[0021]
According to the film forming method of the present invention, the first film forming step of forming the conductive thin film on the surface of the insulating substrate at the first growth rate, and the set value in which the film thickness of the conductive thin film is predetermined. A second film forming step of forming a film at a second growth rate higher than the first growth rate while adsorbing the insulating substrate to the surface of the electrostatic chuck plate with an electrostatic attraction force. is doing.
[0022]
When the conductive thin film is formed on the surface of the insulating substrate, an electrostatic adsorption force stronger than the gradient force is generated between the conductive thin film and the electrode, and the electrostatic adsorption force causes the insulating substrate to electrostatic chuck. It is strongly adsorbed on the plate surface. The film thickness at which such a strong electrostatic attraction force begins to be known is known in advance, and the second film formation step of forming a film at the second growth rate in a state where the film thickness of the conductive thin film is equal to or greater than that value. Switch to. In this second film forming process, the attractive force between the insulating substrate and the electrostatic chuck plate is significantly larger than that in the first film forming process in which only the gradient force acts, and the insulating substrate and the electrostatic chuck plate are static. The thermal resistance between the electric chuck plate and the electric chuck plate is significantly smaller than that in the first film formation step.
[0023]
For this reason, when the electrostatic chuck plate is cooled in the second film forming step, the insulating substrate is sufficiently cooled by the electrostatic chuck plate. For example, when the film is formed at a high growth rate, the insulating substrate becomes excessively thick. Even when a heated film formation process is performed, a film can be formed while the insulating substrate is sufficiently cooled. Therefore, the temperature of the insulating substrate does not rise excessively, and there is no inconvenience that the insulating substrate is deformed by heat, for example.
[0024]
In the film forming method of the present invention, power is supplied to the target, the target constituent material is sputtered onto the surface of the insulating substrate, and a conductive thin film made of the target constituent material is formed on the surface of the insulating substrate. It may be configured.
[0025]
When configured in this way and increasing the power supplied to the target to increase the growth rate, the incident energy of the target material on the surface of the insulating substrate increases, and the heat applied to the insulating substrate increases, As described above, according to the present invention, in the second film forming step where the growth rate is high, the insulating substrate is strongly adsorbed on the surface of the electrostatic chuck plate to reduce the thermal resistance. Since the film can be formed while the substrate is sufficiently cooled, the temperature of the insulating substrate does not rise excessively.
[0026]
In addition, in the above-described film forming method, the film is formed at the first growth rate, and after the film thickness of the conductive thin film exceeds the predetermined value, the film is formed at the second growth rate higher than the first growth rate. However, the suction force generated between the insulating substrate and the electrostatic chuck plate is detected, and the film is formed at the second growth rate after the suction force exceeds a predetermined value. May be.
[0027]
Even in this configuration, in the second film formation step of forming the film at the second growth rate, the thermal resistance between the insulating substrate and the electrostatic chuck plate is reduced, so that the growth rate is high and the insulation is performed. Even if excessive heat is applied to the insulating substrate, the insulating substrate can be sufficiently cooled by cooling the electrostatic chuck plate, so that the temperature of the insulating substrate can be prevented from excessively rising.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Reference numeral 1 in FIG. 1 shows a sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention. The sputtering apparatus 1 includes a vacuum chamber 2 that is connected to an evacuation system (not shown) and that is configured to be evacuated inside. A target 3 made of metal is disposed on the inner ceiling side of the vacuum chamber 2. Here, it is assumed that the target 3 is made of titanium. The target 3 is insulated from the grounded vacuum chamber 2 and is connected to a power source 4 provided outside the vacuum chamber 2 so that when the power source 4 is activated, a DC voltage is applied and power is supplied. It is configured.
[0029]
On the other hand, an electrostatic adsorption device 20 is disposed on the inner bottom surface side of the vacuum chamber 2.
The electrostatic adsorption device 20 includes an electrostatic chuck plate 21 and a pedestal 23.
[0030]
The configuration of the electrostatic chuck plate 21 is shown in FIGS. The electrostatic chuck plate 21 includes a metal plate 24 and a dielectric layer 25 disposed on the metal plate 24. The dielectric layer 25 is made of ceramics mainly composed of Al ₂ O ₃ , and first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ made of conductive carbon are formed on the surface by screen printing or the like. ing.
[0031]
A plan view of the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ is shown in FIG. The first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are formed in a comb shape, and are arranged so that their tooth portions mesh with each other. FIG. 6A corresponds to a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
[0032]
The first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are both insulated from the grounded vacuum chamber 2 and connected to an electrostatic chuck power source 22 provided outside the vacuum chamber 2. When the power supply 22 is driven, a DC voltage can be applied between the _first and _second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ .
First, to the second electrode 27 _1, 27 ₂ on the first protective film 30 so as to cover the second electrode 27 _1, 27 ₂ and the dielectric layer 25 are formed on the surface.
[0033]
The electrostatic chuck plate 21 having such a configuration is disposed on the pedestal 23. The pedestal 23 is fixed to the inner bottom surface of the vacuum chamber 2. A water pipe 31 is disposed in the upper part of the pedestal 23. The water pipe 31 is connected to a cooling water circulation device 32 disposed outside the vacuum chamber 2. When the cooling water circulation device 32 is activated and the cooling water is passed through the water pipe 31, the upper portion of the pedestal 23 is cooled, The electrostatic chuck plate 21 disposed on the base 23 can be cooled.
[0034]
A method for forming a thin film on the surface of an insulating substrate made of resin using the sputtering apparatus 1 having the above-described configuration will be described below. Here, an insulating substrate made of polypropylene is used.
[0035]
The inside of the vacuum chamber 2 is evacuated in advance, and an insulating substrate is carried into the vacuum chamber 2 while maintaining the vacuum state inside the vacuum chamber 2 and placed at a predetermined position on the electrostatic chuck plate 21. An insulating substrate placed on the surface of the electrostatic chuck plate 21 is denoted by reference numeral 5 in FIG.
[0036]
Next, the electrostatic chuck power source 22 is activated to apply a DC voltage between the _first and _second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ . As described above, the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ are insulated from the grounded vacuum chamber 2, and the first and second electrodes 27 ₁ and 27 are applied when a DC voltage is applied. _A positive voltage is applied to one of the _two , and a negative voltage is applied to the other. Then, the insulating substrate 5 receives the above-described gradient force in the surface direction of the electrostatic chuck plate 21, and the entire back surface of the insulating substrate 5 is attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 21 by the gradient force.
[0037]
Next, the cooling water circulation device 32 is activated, the cooling water is passed through the water pipe 31, the pedestal 23 is cooled, and the electrostatic chuck plate 21 is cooled.
Next, while introducing a certain amount of sputtering gas such as argon gas into the vacuum chamber 2, the power supply 4 is activated to supply the target 3 with the first power which is low power.
[0038]
When the first power is supplied to the target 3 in this way, discharge occurs. When discharge occurs, the target 3 is sputtered. Titanium, which is a constituent material of the sputtered target 3, adheres to the surface of the insulating substrate 5, and a conductive thin film made of titanium begins to grow on the surface of the insulating substrate 5. The state is shown in FIG. In the figure, reference numeral 55 denotes a conductive thin film.
[0039]
At this time, the insulating substrate 5 is attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 21 by a gradient force. However, since the attracting force by the gradient force is small, the insulating substrate 5 is sufficiently adhered to the surface of the electrostatic chuck plate 21. The thermal resistance between the insulating substrate 5 and the electrostatic chuck plate 21 is high. For this reason, even if the electrostatic chuck plate 21 is cooled, the insulating substrate 5 is not sufficiently cooled. Therefore, the power source 4 supplies the first power, which is low power, to the target 3 so that the temperature of the insulating substrate 5 does not rise excessively.
[0040]
When the conductive thin film 55 grows on the surface of the insulating substrate 5, an electrostatic adsorption force is generated between the grown conductive thin film 55 and the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ . This electrostatic attraction force is very large compared to the gradient force, which is several hundred times as compared with the gradient force in the state where the same voltage is applied between the _first and _second electrodes 27 ₁ and 27 _2. It is about the size.
[0041]
A film thickness sensor 61 made of a crystal oscillator or the like is disposed in the vicinity of the surface of the insulating substrate 5 inside the vacuum chamber 2, and the film thickness of the conductive thin film 55 formed on the surface of the insulating substrate 5. Can be detected. The film thickness sensor 61 is connected to a power control device 62 disposed outside the vacuum chamber 2. When the film thickness detected by the film thickness sensor 61 is equal to or greater than a predetermined set value, the power control device 62 increases the power supplied from the power source 4 to the target 3 higher than the first power described above. Switching to the second power. Here, the set value is the film thickness of the conductive thin film at which the above-described electrostatic adsorption force starts to occur. Here, a titanium thin film is formed as the conductive thin film, and in the case of the titanium thin film, an electrostatic adsorption force starts to occur at about 30 mm, so the set value is set to 30 mm.
[0042]
Thus, the film thickness of the conductive thin film 55 reaches a predetermined set value (here, 30 mm), and the gradient force between the conductive thin film 55 and the first and second electrodes 27 ₁ and 27 ₂ is larger than the gradient force. When a strong electrostatic attraction force is generated, the insulating substrate 5 is strongly adsorbed to the electrostatic chuck plate 21. Then, the thermal resistance between the insulating substrate 5 and the electrostatic chuck plate 21 is greatly reduced, and the insulating substrate 5 is sufficiently cooled by the cooled electrostatic chuck plate 21.
[0043]
Therefore, even if the second electric power higher than the first electric power is supplied to the target 3 and the excessive heat is applied to the insulating substrate 5 after the thickness of the conductive thin film becomes equal to or more than the set value described above. Since the insulating substrate 5 is sufficiently cooled, the temperature of the insulating substrate 5 does not increase excessively, and the resin insulating substrate 5 is not deformed by excessively increasing the temperature.
[0044]
Thus, the growth of the conductive thin film is continued. When the conductive thin film having the target thickness is formed on the surface of the insulating substrate 5, the power source 4 is stopped to extinguish the plasma, thereby terminating the growth. The state is shown in FIG. As described above, the conductive thin film 55 made of titanium is formed on the surface of the insulating substrate 5 by the sputtering apparatus 1.
[0045]
As described above, in the present embodiment, after the first power, which is low power, is supplied to the target 3 and the conductive thin film is formed at a low growth rate (the first growth rate of the present invention), When the thickness of the conductive thin film becomes equal to or greater than a predetermined set value and an electrostatic attraction force is generated and the insulating substrate 5 is sufficiently cooled, the second power which is high power is supplied to the target 3. The conductive thin film is formed at a high growth rate (second growth rate of the present invention), and the temperature of the insulating substrate 5 rises excessively even when high power is supplied to the target. There is nothing.
[0046]
Conventionally, when forming a conductive thin film on the surface of a resin substrate, it has been necessary to supply a low power to the target so that the temperature does not increase excessively, and to form the film at a low growth rate. However, in the present invention, after the insulating substrate 5 is sufficiently cooled with a strong electrostatic adsorption force, the second power, which is high power, is applied to the target 3. Since the conductive thin film is formed at a high growth rate (the second growth rate of the present invention), it is shorter than the conventional case where the film is formed by continuously supplying low power. The film can be formed in time.
[0047]
In the above-described embodiment, after the insulating substrate 5 is placed on the surface of the electrostatic chuck plate 21, the insulating substrate 5 is moved with a gradient force until the formed conductive thin film reaches a predetermined thickness. The electrostatic chuck plate 21 is electrostatically adsorbed on the surface. However, the present invention is not limited to this, and the insulating substrate 5 is allowed to remain on the electrostatic chuck plate 21 surface until the conductive thin film reaches a predetermined thickness. Instead of electroadsorption, an electrostatic adsorption force may be generated after the conductive thin film reaches a predetermined thickness, and the insulating substrate 5 may be electrostatically adsorbed on the surface of the electrostatic chuck plate 21. In this case, since it is not necessary to perform adsorption by gradient force, the electrostatic chuck plate may have only one electrode, and either positive or negative voltage is applied to this one electrode. do it.
[0048]
Further, the material of the insulating substrate 5 is polypropylene, but the material of the insulating substrate 5 of the present invention is not limited to this. For example, a resin such as polycarbonate may be used, or the resin is limited to the resin. Instead, for example, glass or the like may be used as the insulating substrate.
[0049]
In addition, the predetermined set value of the film thickness of the conductive thin film is (30 mm), but this set value increases the electrostatic adsorption force between the insulating substrate 5 and the electrostatic chuck plate 21. As a result, it is sufficient that the film thickness is such that the thermal resistance between the insulating substrate 5 and the electrostatic chuck plate 21 is sufficiently small. For example, the film thickness may be set to 5 mm or more.
[0050]
Moreover, although titanium is used as the material for the conductive thin film, the material for the conductive thin film is not limited to this, and any material having conductivity may be used, and other metals such as aluminum may be used. For example, polysilicon or the like may be used.
[0051]
Further, although the film is formed by the sputtering method at the time of film formation, the film formation method of the present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, a vapor deposition method or a CVD method.
As an example, when forming a film by vapor deposition, the film is formed at a low growth rate with less heat applied to the vapor deposition material until the film thickness of the formed thin film reaches a predetermined set value. After the film thickness reaches the set value, the heat applied to the vapor deposition material may be increased to increase the growth rate and form the film. With this configuration, after the film thickness reaches the set value, an electrostatic adsorption force is generated, and the insulating substrate can be sufficiently cooled. Therefore, even if the heat applied to the vapor deposition material is increased, the embodiment described above is used. As with, the temperature of the insulating substrate does not rise excessively.
[0052]
Further, the second power supply is started after the film thickness of the conductive thin film reaches a predetermined set value. However, the present invention is not limited to this, and the insulating substrate 5 and the electrostatic It may be configured to detect the suction force between the chuck plate 21 and start the supply of the second power when the suction force exceeds a predetermined set value. In this case, the set value of the suction force should be set such that the insulating substrate 5 is strongly attracted to the surface of the electrostatic chuck plate 21 and the insulating substrate 5 can be sufficiently cooled by the cooled electrostatic chuck plate 21. That's fine.
[0053]
Further, the temperature of the insulating substrate may be detected, and the power supplied to the target 3 may be controlled so that the temperature does not exceed a preset upper limit value. Even if comprised in this way, since it can prevent that the temperature of the insulating substrate 5 rises excessively, it can prevent that the insulating substrate 5 rises excessively and deform | transforms.
[0054]
【The invention's effect】
When a thin film is formed on the surface of the insulating substrate, an excessive temperature rise of the substrate can be prevented and the film can be formed in a short time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a vacuum processing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating an example of an electrostatic chuck plate according to an embodiment of the present invention.
(b): Plan view for explaining an example of an electrostatic chuck plate according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 (a): A sectional view for explaining a film forming process according to an embodiment of the present invention.
(b): Cross-sectional view for explaining the subsequent steps [FIG. 4] Cross-sectional view for explaining a conventional vacuum processing apparatus [FIG. 5] (a): Cross-sectional view for explaining an example of a conventional electrostatic chuck plate
(b): Plan view for explaining an example of a conventional electrostatic chuck plate [FIG. 6] A diagram showing a state in which an insulating substrate is electrostatically adsorbed [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sputtering device 5 ... Insulating substrate 27 ₁ ...... First electrode (electrode) 27 ₂ ...... Second electrode (electrode)

Claims

電極を備えた静電チャックプレート上に絶縁性基板を載置し、導電性薄膜を前記絶縁性基板上に成膜する成膜方法であって、
前記絶縁性基板を前記静電チャックプレート上に載置した後、第１の成長速度で前記絶縁性基板上に前記導電性薄膜を成長させる第１の成膜工程と、
前記導電性薄膜の膜厚が予め定められた設定値に達した後、第２の成長速度で前記絶縁性薄膜上に前記導電性薄膜を成長させる第２の成膜工程とを有し、
少なくとも前記第２の成膜工程では、前記電極に電圧を印加して前記静電チャックプレートと前記絶縁性基板との間に静電吸着力を生じさせ、該静電吸着力で前記絶縁性基板を前記静電チャックプレート上に吸着させながら、前記絶縁性基板上に前記導電性薄膜を成長させ、
前記第２の成長速度を、前記第１の成長速度より高くすることを特徴とする成膜方法。A film forming method of placing an insulating substrate on an electrostatic chuck plate having electrodes and forming a conductive thin film on the insulating substrate,
A first film forming step of growing the conductive thin film on the insulating substrate at a first growth rate after placing the insulating substrate on the electrostatic chuck plate;
A second film forming step of growing the conductive thin film on the insulating thin film at a second growth rate after the film thickness of the conductive thin film reaches a predetermined set value;
At least in the second film forming step, a voltage is applied to the electrode to generate an electrostatic adsorption force between the electrostatic chuck plate and the insulating substrate, and the insulating substrate is generated by the electrostatic adsorption force. The conductive thin film is grown on the insulating substrate while adsorbing on the electrostatic chuck plate,
The film-forming method characterized by making said 2nd growth rate higher than said 1st growth rate.

少なくとも前記第２の成膜工程では、前記静電チャックプレートを冷却することを特徴とする請求項１記載の成膜方法。The film forming method according to claim 1, wherein the electrostatic chuck plate is cooled at least in the second film forming step.

前記第２の成膜工程における前記静電チャックプレートと前記絶縁性基板との間の熱抵抗を、前記第１の成膜工程に比して小さくすることを特徴とする請求項１記載の成膜方法。The thermal resistance between the electrostatic chuck plate and the insulating substrate in the second film formation step is made smaller than that in the first film formation step. Membrane method.

請求項１乃至３のいずれか１項記載の成膜方法であって、前記絶縁性基板表面に対向してターゲットを配置し、前記ターゲットに電力を供給し、前記ターゲットの構成材料を前記絶縁性基板上にスパッタリングさせて、前記絶縁性基板表面に前記構成材料からなる導電性薄膜を成長させる成膜方法。4. The film forming method according to claim 1, wherein a target is disposed facing the surface of the insulating substrate, power is supplied to the target, and a constituent material of the target is the insulating material. A film forming method in which a conductive thin film made of the constituent material is grown on the surface of the insulating substrate by sputtering on the substrate.

前記第１の成膜工程では、前記ターゲットに第１の電力を供給し、
前記第２の成膜工程では、前記ターゲットに、前記第１の電力より大きい第２の電力を供給することを特徴とする請求項４記載の成膜方法。In the first film formation step, a first power is supplied to the target,
5. The film forming method according to claim 4, wherein in the second film forming step, a second electric power larger than the first electric power is supplied to the target.

電極を備えた静電チャックプレートの表面に絶縁性基板を載置し、前記電極に電圧を印加して前記静電チャックプレートと前記絶縁性基板との間に吸着力を生じさせ、該吸着力で前記絶縁性基板を前記静電チャックプレートに吸着させながら、前記絶縁性基板上に導電性薄膜を成膜する成膜方法であって、
前記絶縁性基板を前記静電チャックプレートの表面に載置した後、第１の成長速度で前記絶縁性基板の表面に前記導電性薄膜を成長させる第１の成膜工程と、
前記吸着力の大きさが、予め定められた設定値以上になった後に、前記第１の成長速度より高い第２の成長速度で前記絶縁性基板表面に前記導電性薄膜を成長させる第２の成膜工程とを有することを特徴とする成膜方法。An insulating substrate is placed on the surface of an electrostatic chuck plate having electrodes, and a voltage is applied to the electrodes to generate an adsorption force between the electrostatic chuck plate and the insulating substrate. A method of forming a conductive thin film on the insulating substrate while adsorbing the insulating substrate to the electrostatic chuck plate,
A first film forming step of growing the conductive thin film on the surface of the insulating substrate at a first growth rate after placing the insulating substrate on the surface of the electrostatic chuck plate;
After the attraction force becomes equal to or larger than a predetermined set value, the second conductive film is grown on the surface of the insulating substrate at a second growth rate higher than the first growth rate. And a film forming process.

前記第２の成膜工程における前記静電チャックプレートと前記絶縁性基板との間の熱抵抗を、前記第１の成膜工程に比して小さくすることを特徴とする請求項６記載の成膜方法。The thermal resistance between the electrostatic chuck plate and the insulating substrate in the second film formation step is made smaller than that in the first film formation step. Membrane method.