成膜装置和成膜方法制造方法及图纸

本发明专利技术的成膜装置包括：处理容器；在处理容器内保持基片的基片保持部；配置于基片保持部的上方的阴极单元；和对处理容器内导入等离子体生成气体的气体导入机构。阴极单元包括：靶材；对靶材供给电功率的电源；设置于靶材的背面侧的磁体；和驱动磁体的磁体驱动部，磁体驱动部具有使磁体沿着靶材摆动的摆动驱动部和垂直驱动部，该垂直驱动部以独立于由摆动驱动部进行的驱动的方式在与靶材的主面垂直的方向上驱动磁体，通过磁控溅射使溅射颗粒沉积在基片上。在基片上。在基片上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成膜装置和成膜方法


[0001]本专利技术涉及成膜装置和成膜方法。

技术介绍

[0002]作为形成金属膜的技术之一，使用使来自靶材的溅射颗粒沉积在基片上的溅射成膜。在专利文献1中记载了一种磁控溅射装置，其作为进行溅射成膜的成膜装置，在靶材的背面侧设置磁体，利用由施加到靶材的电压产生的电场和由磁体产生的磁场高密度地进行等离子体化来进行溅射成膜。另外，在专利文献1中记载了一种技术，设置使磁体进行扫描的机构，控制溅射成膜时的靶材的腐蚀(erosion)。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2015
‑
86438号公报

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的技术问题
[0007]本专利技术提供能够有效地控制靶材的腐蚀的成膜装置和成膜方法。
[0008]用于解决技术问题的技术方案
[0009]本专利技术的一个方式的成膜装置包括：处理容器；在上述处理容器内保持基片的基片保持部；配置于上述基片保持部的上方的阴极单元；和对上述处理容器内导入等离子体生成气体的气体导入机构，上述阴极单元包括：用于对上述基片释放溅射颗粒的靶材；对上述靶材供给电功率的电源；对上述靶材施加漏磁场的磁体，其设置于上述靶材的背面侧；和对上述磁体进行驱动的磁体驱动部，上述磁体驱动部包括：使上述磁体沿着上述靶材摆动的摆动驱动部；和垂直驱动部，其独立于由上述摆动驱动部的进行驱动，在与上述靶材的主面垂直的方向上驱动上述磁体，在上述靶材附近形成磁控等离子体，通过磁控溅射使上述溅射颗粒沉积在上述基片上。
[0010]专利技术效果
[0011]依照本专利技术，可提供能够有效地控制靶材的腐蚀的成膜装置和成膜方法。
附图说明
[0012]图1是表示第一实施方式的成膜装置的剖视图。
[0013]图2是第一实施方式的成膜装置的概略俯视图。
[0014]图3是用于对第一实施方式的成膜装置的磁体驱动部详细地进行说明的剖视图。
[0015]图4是对第一实施方式的成膜装置中的控制部的控制磁体驱动部的部分进行说明的框图。
[0016]图5是表示在各种阴极磁体与靶材电极的距离下求取靶材寿命(电功率累计量)与放电失活的Ar流量的关系得到的结果的图。
[0017]图6是对专利文献1的使阴极磁体摆动的装置中的、初始靶材和腐蚀进展时的靶材的漏磁场强度进行说明的图。
[0018]图7是对在专利文献1的使阴极磁体摆动的装置中使阴极磁体的摆动高度位置变化的情况下的、初始靶材和腐蚀进展时的靶材的漏磁场强度进行说明的图。
[0019]图8是对第一实施方式的装置中的初始靶材和腐蚀进展时的靶材的漏磁场强度进行说明的图。
[0020]图9是表示现有技术中在等离子体点火时阴极磁体的X方向位置的概略俯视图。
[0021]图10是表示放电电压与阴极磁体的X方向位置的关系的图。
[0022]图11是表示第一实施方式的在等离子体点火时阴极磁体的X方向位置的概略俯视图。
[0023]图12是表示在等离子体点火时磁体的位置为左端和中央部的情况下的点火状态的图，(a)是使Ar气体流量为200sccm的情况，(b)是使Ar气体流量为11.5sccm的低流量(低压)的情况。
[0024]图13是表示当阴极磁体在等离子体点火时的X方向位置为靶材的一端部时，点火后阴极磁体移动的方向的图。
[0025]图14是表示当阴极磁体在等离子体点火时的X方向位置为靶材的中央部时，点火后阴极磁体移动的方向的图。
[0026]图15是第二实施方式的成膜装置的概略俯视图。
[0027]图16是用于对第二实施方式的成膜装置的磁体驱动部详细地进行说明的剖视图。
[0028]图17是用于说明由现有的成膜装置的磁体驱动部进行的阴极磁体的移动的图。
[0029]图18是用于说明由图17的磁体驱动部使阴极磁体移动时的靶材的腐蚀状态的图。
[0030]图19是表示第二实施方式中的阴极磁体的具体扫描方式的一例的示意图。
[0031]图20是用于说明如图19那样使阴极磁体进行扫描时的靶材的腐蚀状态的图。
[0032]图21是表示第二实施方式中的阴极磁体的具体扫描方式的另一例的示意图。
[0033]图22是用于说明如图21那样使阴极磁体进行扫描时的靶材的腐蚀状态的图。
[0034]图23是用于对第三实施方式的成膜装置的磁体驱动部详细地进行说明的剖视图。
[0035]图24是表示第三实施方式中的阴极磁体的具体扫描方式的一例的示意图。
[0036]图25是用于说明如图24那样使阴极磁体进行扫描时的靶材的腐蚀状态的图。
具体实施方式
[0037]以下，参照附图，对实施方式具体地进行说明。
[0038][第一实施方式][0039]图1是表示第一实施方式的成膜装置的剖视图，图2是其概略俯视图。本实施方式的成膜装置1通过溅射在基片W上形成金属、合金或化合物的膜。基片W没有特别限定，例如能够例举出具有Si等半导体基体的半导体晶片。
[0040]成膜装置1包括处理容器10、基片保持部20、阴极单元30、气体供给部40、开闭件50和控制部60。
[0041]处理容器10例如为铝制的，划分出进行基片W的处理的处理室。处理容器10与接地电位连接。处理容器10具有上部开口的容器主体10a和以封闭容器主体10a的上部开口的方
式设置的盖体10b。盖体10b呈大致圆锥台状。
[0042]在处理容器10的底部形成有排气口11，排气口11与排气装置12连接。排气装置12包括压力控制阀和真空泵，利用排气装置12将处理容器10内真空排气到规定的真空度。
[0043]在处理容器10的侧壁形成有用于在其与相邻的输送室(未图示)之间送入送出基片W的送入送出口13。送入送出口13由闸门14开闭。
[0044]基片保持部20呈大致圆板状，设置在处理容器10内的底部附近，将基片W水平地保持。基片保持部20具有基体部21和静电吸盘22。基体部21例如由铝构成。静电吸盘22由电介质构成，在内部设置有电极23。从直流电源(未图示)对电极23施加直流电压，利用由此产生的静电力将基片W静电吸附于静电吸盘22的表面。
[0045]另外，也可以在基片保持部20的内部设置有温度调节机构(未图示)。作为温度调节机构，例如能够使用使温度调节介质在基片保持部20中流动的机构、加热器。
[0046]基片保持部20经由支轴26与设置于处理容器10的下方的驱动装置25连接。支轴26从驱动装置25以贯通处理容器10的底壁的方式延伸，其前端与基片保持部20的底面中央连接。驱动装置25构成为能够经由支轴26使基片保持部20旋转和升降。支轴26与处理容器10的底壁之间被密封部件28密封。通过设置密封部件28，能够在将处理容器10内保持为真空状态的状态下支轴26进行旋转和升降动作。作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种成膜装置，其特征在于，包括：处理容器；在所述处理容器内保持基片的基片保持部；配置于所述基片保持部的上方的阴极单元；和对所述处理容器内导入等离子体生成气体的气体导入机构；所述阴极单元包括：用于对所述基片释放溅射颗粒的靶材；对所述靶材供给电功率的电源；对所述靶材施加漏磁场的磁体，其设置于所述靶材的背面侧；和驱动所述磁体的磁体驱动部，所述磁体驱动部包括：使所述磁体沿着所述靶材摆动的摆动驱动部；和垂直驱动部，其以独立于由所述摆动驱动部进行的驱动的方式，在与所述靶材的主面垂直的方向上驱动所述磁体，在所述靶材附近形成磁控等离子体，通过磁控溅射使所述溅射颗粒沉积在所述基片上。2.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于：所述靶材呈矩形。3.如权利要求2所述的成膜装置，其特征在于：所述摆动驱动部使所述磁体沿着所述靶材的长度方向摆动。4.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于：所述摆动驱动部具有第一移动部，所述第一移动部在所述磁体的摆动方向上延伸并使所述磁体在所述摆动方向上移动，所述垂直驱动部具有使所述第一移动部在与所述靶材的主面垂直的方向上移动的第二移动部。5.如权利要求4所述的成膜装置，其特征在于：所述摆动驱动部包括：作为所述第一移动部的第一滚珠丝杠机构部，其具有在所述摆动方向上延伸的第一滚珠丝杠；第一移动部件，其与所述第一滚珠丝杠螺合，在所述摆动方向上移动；使所述第一滚珠丝杠旋转的第一电机；和第一引导件，其在所述摆动方向上引导所述第一移动部件，所述垂直驱动部包括：作为所述第二移动部的第二滚珠丝杠机构部，其具有在与所述靶材的主面垂直的方向上延伸的第二滚珠丝杠；第二移动部件，其与所述第二滚珠丝杠螺合，在与所述靶材的主面垂直的方向上移动；使所述第二滚珠丝杠旋转的第二电机；和第二引导件，其在与所述靶材的主面垂直的方向上引导所述第二移动部件，所述第一滚珠丝杠机构部支承于所述第二移动部件，所述磁体支承于所述第一移动部件。6.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于：还包括控制所述磁体驱动部的控制部，在使所述磁体摆动时，所述控制部控制由所述磁体驱动部的所述垂直驱动部进行的所述磁体的驱动，以使得从所述磁体作用于所述靶材的漏磁场强度适当。
7.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于：所述控制部控制由述磁体驱动部的所述垂直驱动部进行的所述磁体的驱动，以使得在所述靶材的腐蚀较大的部分，使所述磁体远离所述靶材，在腐蚀较小的部分，使所述磁体靠近所述靶材。8.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于：所述控制部包括磁体数据存储部和磁体驱动控制器，在所述磁体数据存储部中存储有与基于靶材腐蚀的靶材形状对应的所述磁体的漏磁场强度，基于存储在所述磁体数据存储部中的数据，所述磁体驱动控制器控制由所述磁体驱动部的所述垂直驱动部进行的所述磁体的驱动。9.如权利要求6所述的成膜装置，其特征在于：所述控制部包括检测放电参数的传感器和磁体驱动控制器，利用所述传感器监视所述放电参数，所述磁体驱动控制器控制由所述磁体驱动部的所述垂直驱动部进行的所述磁体的驱动，以将所述放电参数保持为一定的。10.如权利要求1所述的成膜装置，其特征在于：还包括控制所述磁体驱动部的控制部，所述控制部控制所述磁体驱动部的所述摆动驱动部，以使得在所述磁控等离子体点火时所述磁体在沿着所述靶材的方向上的位置成为所述靶材的中央部。11.如权利要求10所述的成膜装置，其特征在于：所述控制部控制所述磁体驱动部的所述摆动驱动部，以使得在所述磁控等离子体点火后，所述磁体沿着所述靶材移动的方向对于一个基片为第一方向，对于下一个基片为与所述第一方向相反的第二方向，或者对于一个批次的基片为第一方向，对于下一个批次的基片为第二方向，以这样的方式按每个基片或按每个批次交替地改变。12.一种成膜装置，其特征在于，包括：处理容器；在所述处理容器内保持基片的基片保持部；配置于所述基片保持部的上方的阴极单元；和对所述处理容器内导入等离子体生成气体的气体导入机构，所述阴极单元包括：用于对所述基片释放溅射颗粒的靶材；对所述靶材供给电功率的电源；对所述靶材施加漏磁场的磁体，其设置于所述靶材的背面侧；和驱动所述磁体的磁体驱动部，所述磁体驱动部构成为能够使所述磁体沿着所述靶材的长边方向和短边方向移动，在所述靶材附近形成磁控等离子体，通过磁控溅射使所述溅射颗粒沉积在所述基片上。13.如权利要求12所述的成膜装置，其特征在于：所述磁体驱动部包括：使所述磁体沿着所述靶材的长边方向摆动的摆动驱动部；和使所述磁体沿着所述靶材的短边方向移动的短边方向驱动部。
14.如权利要求13所述的成膜装置，其特征在于：所述摆动驱动部具有第一移动部，所述第一移动部在所述磁体的摆动方向上延伸并使所述磁体在所述摆动方向上移动，所述短边方向驱动部具有使所述磁体在所述短边方向上移动的第二移动部。15.如权利要求14所述的成膜装置，其特征在于：所述摆动驱动部包括：作为所述第一移动部的第一滚珠...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田幸治，岛田笃史，及川克志，宫下哲也，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：