JP4796549B2 - 成膜装置及び成膜方法 - Google Patents
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Description
一方、前記基材Aに配線B等を設けてアスペクト比が1程度の段差があるものに成膜Cを行う際に、図3に示すように段差の底側の周面に成膜されない部位Dがあることが問題となっていた。これは、スパッタされた粒子が基材に対して比較的狭い角度で入射することが原因である。
この問題に対して、特許文献2において開示されるように、基板ホルダを傾斜可能に構成して、基板へのスパッタ粒子の入射角度を広げるようにすることができる。
しかしながら、上述したように成膜速度を高めるために回転自在のドラムを採用した構成では、ドラム自体を傾斜可能に構成することは困難であり、装置構成が複雑で、且つ、コストがかかるという問題があった。
即ち、本発明の成膜装置は、請求項1に記載の通り、アスペクト比1〜10の段差部を備えた基材に対してマグネトロンスパッタリングにより成膜をするための成膜装置であって、チャンバ内に、その周面に前記基材を配置することができるように構成された回転可能な回転ドラムと、前記基材に対向して配置されるマグネトロン磁気回路を前記回転ドラムの回転方向に沿って2個設け、それぞれの前記マグネトロン磁気回路にカソード及びターゲットを設け、前記ターゲットと前記回転ドラムとの間に開閉自在のシャッターを設け、前記マグネトロン磁気回路は、前記回転ドラムの接線方向において、前記マグネトロン磁気回路の移動面と、前記回転ドラム上の1点とを結ぶ線が最短となるものを基準線として、それぞれの前記マグネトロン磁気回路を、前記基準線から±30°以上の範囲まで移動可能に構成されたことを特徴とする。
また、請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の成膜装置において、前記マグネトロン磁気回路は、前記回転ドラムの軸方向に移動可能に構成されたことを特徴とする。
また、請求項3に記載の本発明は、請求項1又は2に記載の成膜装置において、イオンビーム源を設けたことを特徴とする。
また、本発明の成膜方法は、請求項4に記載の通り、チャンバ内において、回転可能な回転ドラムの周面に配置されたアスペクト比1〜10の段差部を備えた基材に対して、マグネトロンスパッタにより前記基材に薄膜を形成する成膜方法であって、前記マグネトロンスパッタを行うためのマグネトロン磁気回路を前記回転ドラムの回転方向に沿って2個設け、それぞれの前記マグネトロン磁気回路にカソード及びターゲットを設け、前記ターゲットと前記回転ドラムとの間に開閉自在のシャッターを設け、前記マグネトロン磁気回路は、前記回転ドラムの接線方向において、前記マグネトロン磁気回路の移動面と、前記回転ドラム上の1点とを結ぶ線が最短となるものを基準線として、それぞれの前記マグネトロン磁気回路を、前記基準線から±30°以上の範囲まで移動させて成膜を行うことを特徴とする。
また、請求項5に記載の本発明は、請求項4に記載の成膜方法において、前記マグネトロン磁気回路は、前記回転ドラムの軸方向に移動させることを特徴とする。
図1に成膜装置の概略構成図を示す。
真空チャンバ1の略中央部には、基材支持手段を備えた回転ドラム2が配置され、その回転方向に順に、第1成膜ゾーン3、第2成膜ゾーン4及び酸化ゾーン5が配置される。
スパッタリングを行う第1成膜ゾーン3は、2台の電極からなるスパッタカソード6と、Ta、Nb、TiやAl等から構成され、前記スパッタカソード6の回転ドラム2側に配置されるターゲット7と、前記スパッタカソード6に交流電圧を印加するためのAC電源8と、Arガス等を導入するためのArガス導入系9から構成される。同様にスパッタリングを行う第2成膜ゾーン4は、2台の電極からなるスパッタカソード10と、Si等から構成されるターゲット11と、前記スパッタカソード10に交流電圧を印加するためのAC電源12と、第2成膜ゾーン4においてArガス等を導入するためのガス導入系13から構成される。尚、第1成膜ゾーン3と第2成膜ゾーン4において、ターゲット7,11と回転ドラム2との間には、開閉自在のシャッター17,18が設けられる。また、酸化ゾーン5を構成するために、酸化プラズマ源14が設置される。また、第1成膜ゾーン3と酸化ゾーン5の間には、アシスト源又はエッチング源として使用されるイオンビーム源15及びそのための電源16が配置される。
前記第1の成膜ゾーン3における成膜、或いは、第2の成膜ゾーン4における成膜の際に、マグネトロン磁気回路19,19を回転ドラム2の接線方向に移動させることにより、回転ドラム2に保持された基材17への原子の入射角を広げることが可能となるため段差形状基板に対して成膜のカバレッジ性を高めることが可能となる。また、ターゲット7や11を効率的に使用することができるため経済的となる。
また、マグネトロン磁気回路19の回転ドラム2の接線方向への移動速度については、回転ドラム2の回転速度よりも十分に遅いことがが好ましい。
また、本発明における成膜速度は、特に制限するものではないが、SiO2では3〜7Å/sec程度、Nb2O5では1〜5Å/sec程度とすることができる。
2 回転ドラム
3 第1成膜ゾーン
4 第2成膜ゾーン
5 酸化ゾーン
6 スパッタカソード
7 ターゲット
8 AC電源
9 ガス導入系
10 スパッタカソード
11 ターゲット
12 AC電源
13 ガス導入系
14 酸化プラズマ源
15 イオンビーム源
17 シャッター
18 シャッター
19 マグネトロン磁気回路
20 基材
Claims (5)
- アスペクト比1〜10の段差部を備えた基材に対してマグネトロンスパッタリングにより成膜をするための成膜装置であって、チャンバ内に、その周面に前記基材を配置することができるように構成された回転可能な回転ドラムと、前記基材に対向して配置されるマグネトロン磁気回路を前記回転ドラムの回転方向に沿って2個設け、それぞれの前記マグネトロン磁気回路にカソード及びターゲットを設け、前記ターゲットと前記回転ドラムとの間に開閉自在のシャッターを設け、前記マグネトロン磁気回路は、前記回転ドラムの接線方向において、前記マグネトロン磁気回路の移動面と、前記回転ドラム上の1点とを結ぶ線が最短となるものを基準線として、それぞれの前記マグネトロン磁気回路を、前記基準線から±30°以上の範囲まで移動可能に構成されたことを特徴とする成膜装置。
- 前記マグネトロン磁気回路は、前記回転ドラムの軸方向に移動可能に構成されたことを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。
- イオンビーム源を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載の成膜装置。
- チャンバ内において、回転可能な回転ドラムの周面に配置されたアスペクト比1〜10の段差部を備えた基材に対して、マグネトロンスパッタにより前記基材に薄膜を形成する成膜方法であって、前記マグネトロンスパッタを行うためのマグネトロン磁気回路を前記回転ドラムの回転方向に沿って2個設け、それぞれの前記マグネトロン磁気回路にカソード及びターゲットを設け、前記ターゲットと前記回転ドラムとの間に開閉自在のシャッターを設け、前記マグネトロン磁気回路は、前記回転ドラムの接線方向において、前記マグネトロン磁気回路の移動面と、前記回転ドラム上の1点とを結ぶ線が最短となるものを基準線として、それぞれの前記マグネトロン磁気回路を、前記基準線から±30°以上の範囲まで移動させて成膜を行うことを特徴とする成膜方法。
- 前記マグネトロン磁気回路は、前記回転ドラムの軸方向に移動させることを特徴とする請求項4に記載の成膜方法。
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