JP2022014978A - Sputtering apparatus and film deposition method of metal compound film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スパッタリング装置及び金属化合物膜の成膜方法に関し、より詳しくは、被処理基板の面内での応力分布を改善できるものに関する。 The present invention relates to a sputtering apparatus and a method for forming a metal compound film, and more particularly to an apparatus capable of improving the stress distribution in the plane of the substrate to be treated.
例えば、高周波フィルタを製作する工程の中には、シリコンウエハなどの被処理基板の一方の面(成膜面)に、金属化合物膜としてのAlN(窒化アルミニウム)膜を成膜する工程があり、この成膜工程には、一般に、スパッタリング装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。この種のスパッタリング装置は、ターゲットが配置される真空チャンバを備え、真空チャンバ内に、アルゴンガスなどの希ガスと窒素含有ガスなどの反応ガスとを含むスパッタガスを導入するガス導入手段と、真空チャンバ内でその成膜面がターゲットに対向する姿勢で被処理基板を保持するステージとが設けられている。そして、成膜面をターゲット側に向けた姿勢で被処理基板をステージに保持させ、真空雰囲気の真空チャンバ内にスパッタガスを導入し、ターゲットに負の電位を持つ所定電力を投入する。すると、真空チャンバ内に発生するプラズマで電離された希ガスのイオンでターゲットがスパッタリングされ、ターゲットから飛散したスパッタ粒子が窒素分子と反応し、その反応生成物が被処理基板の成膜面に付着、堆積することでAlN膜が成膜される。 For example, in the process of manufacturing a high-frequency filter, there is a process of forming an AlN (aluminum nitride) film as a metal compound film on one surface (deposition surface) of a substrate to be processed such as a silicon wafer. A sputtering apparatus is generally used in this film forming step (see, for example, Patent Document 1). This type of sputtering apparatus includes a vacuum chamber in which a target is placed, and a gas introducing means for introducing a sputter gas containing a rare gas such as argon gas and a reaction gas such as a nitrogen-containing gas into the vacuum chamber, and a vacuum. A stage is provided in the chamber for holding the substrate to be processed in a posture in which the film forming surface faces the target. Then, the substrate to be processed is held on the stage with the film-forming surface facing the target side, spatter gas is introduced into the vacuum chamber in a vacuum atmosphere, and a predetermined electric power having a negative potential is applied to the target. Then, the target is sputtered by the ions of the rare gas ionized by the plasma generated in the vacuum chamber, the sputtered particles scattered from the target react with the nitrogen molecules, and the reaction product adheres to the film-forming surface of the substrate to be treated. , An AlN film is formed by depositing.
上記のようにして成膜面に成膜されるAlN膜は、通常、引張応力を有する。一方で、高周波フィルタの製作工程では、AlN膜の有する引張応力が可及的小さい、若しくは、AlN膜が圧縮応力を有することが望まれる場合がある。このような場合、ステージで保持された被処理基板にバイアス電位を印加するバイアス電源を設け、成膜中、被処理基板に所定のバイアス電位を印加することが考えられる。ここで、AlN膜の成膜時、バイアス電位を高くすればする程、引張応力が可及的に小さくなり、次第には圧縮応力を有するAlN膜が得られるが、被処理基板の外周領域にて、応力の変化量が局所的に大きくなり、却って、基板面内の応力分布が劣化することが判明した。これは、成膜時、プラズマ中で電離した反応ガスのイオンが被処理基板の外周領域に局所的に引き込まれ易くなり、このイオンで成膜されたAlN膜が過剰にスパッタされることに起因するものと考えられる。 The AlN film formed on the film-forming surface as described above usually has tensile stress. On the other hand, in the manufacturing process of the high frequency filter, it may be desired that the tensile stress of the AlN film is as small as possible, or that the AlN film has a compressive stress. In such a case, it is conceivable to provide a bias power supply that applies a bias potential to the substrate to be processed held on the stage, and to apply a predetermined bias potential to the substrate to be processed during film formation. Here, when the AlN film is formed, the higher the bias potential, the smaller the tensile stress becomes as much as possible, and gradually the AlN film having compressive stress is obtained, but in the outer peripheral region of the substrate to be treated. It was found that the amount of change in stress locally increased, and on the contrary, the stress distribution in the substrate surface deteriorated. This is because the ions of the reaction gas ionized in the plasma are likely to be locally drawn into the outer peripheral region of the substrate to be processed during film formation, and the AlN film formed by these ions is excessively sputtered. It is thought that it will be done.
本発明は、以上の点に鑑み、被処理基板にバイアス電位を印加した状態で金属化合物膜を成膜する際に、基板面内での応力分布の劣化を抑制することができるようにしたスパッタリング装置及び金属化合物膜の成膜方法を提供することをその課題とするものである。 In view of the above points, the present invention makes it possible to suppress deterioration of the stress distribution in the surface of the substrate when forming a metal compound film in a state where a bias potential is applied to the substrate to be processed. It is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for forming a metal compound film.
上記課題を解決するために、ターゲットが配置される真空チャンバと、真空チャンバ内にスパッタガスを導入するガス導入手段と、真空チャンバ内でその成膜面がターゲットに対向する姿勢で被処理基板を保持するステージと、ステージで保持された被処理基板にバイアス電位を印加するバイアス電源とを備える本発明のスパッタリング装置は、ステージの周囲に設けられる板状電極と、板状電極の表面電位を制御する電位制御電源とを更に備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the vacuum chamber in which the target is arranged, the gas introducing means for introducing the sputter gas into the vacuum chamber, and the substrate to be processed are placed in a posture in which the film forming surface faces the target in the vacuum chamber. The sputtering apparatus of the present invention including a stage to be held and a bias power supply for applying a bias potential to the substrate to be processed held by the stage controls the plate-shaped electrodes provided around the stage and the surface potentials of the plate-shaped electrodes. It is characterized by further including a potential control power supply.
本発明において、前記ターゲットが金属製であり、前記スパッタガスが反応ガスを含み、前記被処理基板の成膜面に反応性スパッタリングにより金属化合物膜を成膜する場合、板状電極が、間隔を存して前記被処理基板の周囲を囲う環状の輪郭を有し、前記ターゲット側を向く板状電極の上面が被処理基板の成膜面と面一となる姿勢で配置され、前記電位制御電源が、板状電極の表面電位を正電位に制御される。なお、板状電極は、被処理基板の周囲をその全周に亘って囲うように一体に形成されている必要はなく、例えば、円弧状の部分を周方向に所定間隔を置いて複数配列し、全体として環状の輪郭を有するように構成したものでもよい。また、板状電極は、成膜面と面一になるその上面が所定の面積を有していれば、板材で形成されたものに限定されず、例えばメッシュ材やパンチングメタルで形成することもできる。 In the present invention, when the target is made of metal, the sputter gas contains a reaction gas, and a metal compound film is formed on the film-forming surface of the substrate to be processed by reactive sputtering, the plate-shaped electrodes are spaced apart from each other. The potential control power supply has an annular contour that surrounds the substrate to be processed, and the upper surface of the plate-shaped electrode facing the target side is arranged so as to be flush with the film-forming surface of the substrate to be processed. However, the surface potential of the plate-shaped electrode is controlled to a positive potential. The plate-shaped electrodes do not need to be integrally formed so as to surround the periphery of the substrate to be processed so as to surround the entire circumference thereof. For example, a plurality of arcuate electrodes are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. , It may be configured to have an annular contour as a whole. Further, the plate-shaped electrode is not limited to the one formed of the plate material as long as the upper surface thereof flush with the film-forming surface has a predetermined area, and may be formed of, for example, a mesh material or a punching metal. can.
また、上記課題を解決するために、真空チャンバ内に金属製のターゲットと被処理基板とを対向配置し、真空チャンバ内に反応ガスを含むスパッタガスを導入し、ターゲットに電力投入してプラズマを形成し、反応性スパッタリングにより被処理基板の表面に金属化合物膜を成膜する成膜工程を含む本発明の金属化合物膜の成膜方法は、成膜工程中、被処理基板にバイアス電位が印加され、成膜工程は、被処理基板の周囲に設けられる板状電極の表面電位を制御する表面電位制御工程を含むことを特徴とする。 Further, in order to solve the above-mentioned problems, a metal target and a substrate to be processed are arranged to face each other in a vacuum chamber, a sputter gas containing a reaction gas is introduced into the vacuum chamber, and power is applied to the target to generate plasma. In the method for forming a metal compound film of the present invention, which comprises a film forming step of forming and forming a metal compound film on the surface of the substrate to be processed by reactive sputtering, a bias potential is applied to the substrate to be processed during the film forming process. The film forming step is characterized by including a surface potential control step of controlling the surface potential of the plate-shaped electrode provided around the substrate to be processed.
本発明において、前記金属化合物膜として窒化アルミニウム膜を成膜する際に、被処理基板に印加されるバイアス電位が-100~-10Vの範囲に設定される場合、前記表面電位制御工程にて、板状電極の表面電位を5~150Vの範囲の正電位に制御することが好ましい。 In the present invention, when the bias potential applied to the substrate to be processed is set in the range of -100 to -10V when the aluminum nitride film is formed as the metal compound film, in the surface potential control step. It is preferable to control the surface potential of the plate-shaped electrode to a positive potential in the range of 5 to 150 V.
以上によれば、金属製ターゲットをスパッタリングして反応性スパッタリングにより金属化合物膜を成膜する際に、ステージで保持された被処理基板にバイアス電位を印加した場合、バイアス電位を高くすればする程、引張応力が可及的に小さくなり、次第には圧縮応力を有する金属化合物膜が得られる。そして、被処理基板の周囲に板状電極を設け、成膜中、この板状電極の表面電位を正電位に制御する構成を採用すれば、被処理基板の外周領域での応力の変化量を抑制できることが確認され、その結果、基板面内での応力分布の劣化を抑制できることが確認された。これは、被処理基板の外周領域に向かう反応ガスのイオン(例えば窒素イオン)の一部が、正電位に制御された板状電極で反射されることで、当該外周領域に引き込まれる反応ガスのイオンが減少し、被処理基板の外周領域に成膜される金属化合物膜がこの反応ガスのイオンで過剰にスパッタされることが抑制されることによるものと考えられる。 Based on the above, when a bias potential is applied to the substrate to be processed held in the stage when a metal target is sputtering to form a metal compound film by reactive sputtering, the higher the bias potential, the higher the bias potential. , The tensile stress becomes as small as possible, and a metal compound film having a compressive stress is gradually obtained. Then, if a plate-shaped electrode is provided around the substrate to be processed and a configuration is adopted in which the surface potential of the plate-shaped electrode is controlled to a positive potential during film formation, the amount of change in stress in the outer peripheral region of the substrate to be processed can be increased. It was confirmed that it could be suppressed, and as a result, it was confirmed that the deterioration of the stress distribution in the substrate surface could be suppressed. This is because a part of the reaction gas ions (for example, nitrogen ions) toward the outer peripheral region of the substrate to be treated is reflected by the plate-shaped electrode controlled to a positive potential, so that the reaction gas is drawn into the outer peripheral region. It is considered that this is because the number of ions is reduced and the metal compound film formed on the outer peripheral region of the substrate to be treated is suppressed from being excessively sputtered by the ions of this reaction gas.
以下、図面を参照して、被処理基板をシリコンウエハ(以下「基板Sw」という)とし、基板Swの表面にAlN膜(窒化アルミニウム膜)を成膜する場合を例に、本発明のスパッタリング装置及び金属化合物膜の成膜方法の実施形態を説明する。以下において、上、下といった方向を示す用語は、図1に示すスパッタリング装置の設置姿勢を基準とする。 Hereinafter, referring to the drawings, the sputtering apparatus of the present invention takes as an example a case where the substrate to be processed is a silicon wafer (hereinafter referred to as “substrate Sw”) and an AlN film (aluminum nitride film) is formed on the surface of the substrate Sw. And an embodiment of a method for forming a metal compound film will be described. In the following, the terms indicating the directions such as up and down are based on the installation posture of the sputtering apparatus shown in FIG.
図1を参照して、SMは、スパッタリング装置であり、スパッタリング装置SMは、真空雰囲気を形成可能な真空チャンバ1を備える。真空チャンバ1には、ターボ分子ポンプやロータリーポンプなどからなる真空ポンプユニットPuに通じる排気管11が接続され、真空チャンバ1内を所定圧力(例えば1×10-5Pa)まで真空排気できるようにしている。真空チャンバ1の側壁には、スパッタガスのガス源12a,12bに連通する、マスフローコントローラ13a,13b等で構成される流量制御弁が介設されたガス管14が接続され、流量制御されたスパッタガスを真空チャンバ1内に導入することができる。スパッタガスには、反応ガス(例えば窒素ガス等の窒素含有ガス)が含まれ、希ガス(例えばアルゴンガス)が更に含まれてもよい。なお、本実施形態では、マスフローコントローラ13a,13b及びガス管14がガス導入手段を構成する。
With reference to FIG. 1, the SM is a sputtering apparatus, and the sputtering apparatus SM includes a
真空チャンバ1の上部にはカソードユニットCが取付けられている。カソードユニットCは、Al製のターゲット2と、ターゲット2上方に配置され、基板Sw中心を回転中心として回転可能な磁石ユニット3とを有する。ターゲット2は、基板Swの輪郭に応じた形状(例えば平面視円形)を有し、スパッタ面2aを下方に向けた姿勢でバッキングプレート21に装着された状態で、絶縁体Io1を介して真空チャンバ1の上部に取り付けられている。ターゲット2には、スパッタ電源としてのDC電源Psからの出力が接続され、負の電位を持つ直流電力をターゲット2に投入することができる。磁石ユニット3として、ターゲット2のスパッタ面2aの下方空間に磁場を形成し、スパッタリング時にスパッタ面2aの下方で電離した電子等を捕捉してスパッタガスを効率よくイオン化する公知の構造を有するものを利用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。
A cathode unit C is attached to the upper part of the
真空チャンバ1の下部にターゲット2に対向させてステージ4が配置されている。ステージ4は、絶縁体Io2を介して真空チャンバ1下壁に設けられる、熱伝導性を有する金属製(例えばSUS製)の基台41と、基台41上に設けられるチャックプレート42とを備える。チャックプレート42は静電チャック用の電極を有し、外部のチャック用電源からの通電により基板Swが成膜面を上側にして静電吸着(保持)される(このときのターゲット2と基板Swとの間のTS距離は、例えば40mm~60mm)。また、基台41にはバイアス電源Pbとしての高周波電源からの出力が接続され、スパッタリング時、所定周波数(例えば13.56MHz)の高周波電力を基台41に投入することで、基板Swに所定のバイアス電位を印加することができる。なお、特に図示して説明しないが、基台41には、ヒータや冷媒循環路が組み付けられ、外部の電源からヒータに通電し、または、図外のチラーユニットから冷媒を冷媒循環路に循環させ、基台41からの熱伝導で基板Swを所定温度に制御することができる。ヒータは、チャックプレート42に組み付けられていてもよく、この場合、チャックプレート42がホットプレートも兼用する。
A
ステージ4の周囲には、基板Swを囲うようにして円環状の輪郭を有する板状電極5が配置されている。平坦な上面5aを持つ板状電極5は、比較的導電性の良い金属(例えばSUSやCu)の板材から加工形成され、板状電極5の下面には円筒状の支持体51が設けられている。そして、支持体51を下にして板状電極5が絶縁体Io3を介して真空チャンバ1下壁に設置される。この場合、板状電極5の上面5aが基板Swの上面(成膜面)と面一となるように支持体51の高さが定寸されている。また、基板Swの外周縁部と板状電極5の内周縁部との間の隙間Dwは、成膜時に真空チャンバ1内に発生させるプラズマの安定性が損なわれないように、可及的に小さく(例えば5mm~30mmの範囲内に)設定される。更に、板状電極5には、直流電源で構成される電位制御電源Pcからの出力が接続され、板状電極5の表面電位を0V~200Vの範囲内の正電位に制御することができる。なお、板状電極5は、基板Swを全周に亘って囲うように一体に形成されている必要はなく、例えば円弧状の部分を周方向に所定間隔を置いて複数配列し、全体として環状の輪郭を有するように構成してもよい。この場合、特に図示して説明しないが、ターゲット2と基板Swとの間にスパッタ粒子の飛散分布を調整する調整板が設けられるような場合には、それに応じて、円弧状の部分のいずれかを省略することもできる。更に、板状電極5は、金属の板材で形成することができるが、その上面5aが所定の面積を有するのであれば、メッシュ材やパンチングメタルで形成してもよい。
A plate-shaped
上記スパッタリング装置SMは、マイクロコンピュータやシーケンサ等を備えた公知の制御手段(図示省略)を有し、マスフローコントローラ13a,13bの稼働、真空ポンプユニットPuの稼働、DC電源Psの稼働、バイアス電源Pbの稼働、電位制御電源Pcの稼働等を統括制御するようにしている。以下に、上記スパッタリング装置SMを用い、基板Sw表面に反応性スパッタリングによりAlN膜を成膜する例を具体的に説明する。
The sputtering apparatus SM has known control means (not shown) equipped with a microcomputer, a sequencer, and the like, and operates
真空チャンバ1内に配置されたステージ4の上面に基板Swを設置し、真空チャンバ1内を所定圧力まで真空排気し、所定圧力に到達すると、真空チャンバ1内にアルゴンガスと窒素ガスとを夫々所定流量(例えば、アルゴンガス流量:0~100sccm、窒素ガス流量:20~100sccm)で導入し、DC電源Psからターゲット2に負の電位を持つパルス直流電力(周波数:29.4kHz)を投入すると、真空チャンバ1内にプラズマが形成される。プラズマ中で電離したアルゴンイオンと窒素イオンによりターゲット2がスパッタリングされ、ターゲット2から余弦側に従い飛散したスパッタ粒子が窒素分子と反応し、その反応生成物が基板Swの表面に付着、堆積することでAlN膜が成膜される。
The substrate Sw is placed on the upper surface of the
ところで、このようなAlN膜の成膜中、バイアス電源Pbから基板Swにバイアス電位を印加すると、バイアス電位を高くすればする程、AlN膜の有する引っ張りが可及的に小さくなり、次第には圧縮応力を有するようになるが、基板Swの外周領域にて、応力の変化量が局所的に大きくなり、却って、基板面内の応力分布が劣化することがある。 By the way, when a bias potential is applied from the bias power supply Pb to the substrate Sw during the film formation of such an AlN film, the higher the bias potential, the smaller the tension of the AlN film becomes as much as possible, and gradually compression. Although it becomes stressed, the amount of change in stress locally increases in the outer peripheral region of the substrate Sw, and on the contrary, the stress distribution in the substrate surface may deteriorate.
そこで、本実施形態によれば、基板Swの周囲に板状電極5を設け、成膜中、この板状電極5の表面電位を正電位に制御する構成を採用することで、基板Swの外周領域での応力の変化量を抑制できることが確認され、その結果、基板面内での応力分布の劣化を抑制(改善)できることが確認された。これは、基板Swの外周領域に向かうアルゴンイオンまたは窒素イオンの一部が、正電位に制御された板状電極5で反射されることで、当該外周領域に引き込まれる窒素イオンが減少し、基板Swの外周領域にて窒素イオンでAlN膜が過剰にスパッタされることが抑制されることによるものと推測される。
Therefore, according to the present embodiment, by providing a plate-shaped
次に、上記効果を確認するために、上記スパッタリング装置SMを用いて、以下の実験を行った。発明実験では、ターゲット2をφ300mmのAl製とし、基板Swをφ200mmのシリコンウエハとし、この基板Swを真空チャンバ1内のステージ4で保持し(TS距離は50mm)、このステージ4の周囲に、上面5aが基板Swの成膜面と面一となるように板状電極5を配置した(このときの隙間Dwは12mm)。そして、真空雰囲気の真空チャンバ1内にアルゴンガスを流量0sccm、窒素ガスを流量35sccmで導入し(このときの真空チャンバ1内の圧力は約0.25Pa)、これと併せてDC電源Psからターゲット2にパルス直流電力(周波数:29.4kHz、オフタイム:34μs、Duty:70%)を4kW投入すると共に、ステージ4にバイアス電力として13.56MHzの高周波電力を30W投入することにより(このとき基板Swに印加されるバイアス電位は-23V)、反応性スパッタリングにより基板Sw表面にAlN膜を1150nmの膜厚で成膜した。成膜中、板状電極5の表面電位を40Vの正電位に制御した。尚、成膜中、基板Swの温度を350℃に制御した。成膜後、応力測定装置(東朋テクノロジー社製、商品名「FLX-2000-A」)を用い、基板面内の4点(基板中心から2mm、25mm、48mm、75mmの位置)でAlN膜の応力を測定した結果を、図2において実線で示す。なお、図2の各測定点でのAlN膜の応力は、後述する比較実験3の基板面内の4点で測定した応力の平均値で規格化されている。測定した4点の応力差Δを求めたところ、後述する比較実験3の応力差Δを1としたとき、0.515であった。
Next, in order to confirm the above effect, the following experiment was performed using the above sputtering apparatus SM. In the invention experiment, the
次に、上記発明実験に対する比較実験について説明する。先ず、比較実験1では、板状電極5の上面5aの高さを上記発明実験よりも7mm高くした点を除き、上記発明実験と同様の条件でAlN膜を成膜した。成膜後、上記発明実験と同様に基板面内の4点でAlN膜の応力を測定した結果を、図2において一点鎖線で示す。このときの応力差Δは、後述する比較実験3の応力差Δを1としたとき、0.799であった。次に、比較実験2では、板状電極5の上面5aの高さを上記発明実験よりも10mm低くした点を除き、上記発明実験と同様の条件でAlN膜を成膜した。成膜後、上記発明実験と同様に基板面内の4点でAlN膜の応力を測定した結果を、図2において二点鎖線で示す。このときの応力差Δは、後述する比較実験3の応力差Δを1としたとき、0.823であった。更に、比較実験3では、板状電極を設けない点を除き、上記発明実験と同様の条件でAlN膜を成膜した。成膜後、上記発明実験と同様に基板面内の4点でAlN膜の応力を測定した結果を、図2において破線で示す。このときの応力差Δは規格化されて1である。
Next, a comparative experiment with respect to the above-mentioned invention experiment will be described. First, in
上記発明実験によれば、板状電極を設けない上記比較実験3と比較して、基板Swの外周領域の応力変化量が抑制され、応力差を半分程度に抑制できることが確認され、その結果、基板面内での応力分布の劣化を抑制できることが確認された。これは、当該外周領域に引き込まれる窒素イオンが減少し、基板Swの外周領域に成膜されるAlN膜がこの窒素イオンで過剰にスパッタされることが抑制されることによるものと推測される。尚、上記比較実験1,2のように板状電極5の上面5aが基板Swの成膜面と面一でない場合には、上記比較実験3と比較して応力差を20%程度しか抑制できないことが確認された。
According to the above-mentioned invention experiment, it was confirmed that the amount of stress change in the outer peripheral region of the substrate Sw was suppressed and the stress difference could be suppressed to about half as compared with the above-mentioned
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。上記実施形態では、AlN膜を成膜する場合を例に説明したが、これに限定されず、例えばTiN膜やTaN等の金属化合物膜を成膜する場合のように、成膜中に基板にバイアス電位を印加することで基板外周領域での応力変化量が大きくなる場合に好適に適用することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications are possible as long as they do not deviate from the scope of the technical idea of the present invention. In the above embodiment, the case of forming an AlN film as an example has been described, but the present invention is not limited to this, and the substrate is formed during the film formation, for example, as in the case of forming a metal compound film such as a TiN film or TaN. It can be suitably applied when the amount of stress change in the outer peripheral region of the substrate becomes large by applying the bias potential.
上記実施形態では、板状電極5の表面電位を正の電位に制御する場合を例に説明したが、基板Swに印加するバイアス電位によっては基板外周領域に成膜される薄膜が陰イオンでスパッタされる場合があり、この場合、板状電極5の表面電位を負の電位に制御することもできる。
In the above embodiment, the case where the surface potential of the plate-shaped
Pb…バイアス電源、Pc…電位制御電源、SM…スパッタリング装置、Sw…基板(被処理基板)、1…真空チャンバ、2…ターゲット、4…ステージ、5…板状電極、5a…板状電極5の上面、13a,13b…マスフローコントローラ(ガス導入手段)、14…ガス管(ガス導入手段)。
Pb ... Bias power supply, Pc ... Potential control power supply, SM ... Sputtering device, Sw ... Substrate (processed substrate), 1 ... Vacuum chamber, 2 ... Target, 4 ... Stage, 5 ... Plate electrode, 5a ...
Claims (4)
ステージの周囲に設けられる板状電極と、板状電極の表面電位を制御する電位制御電源とを更に備えることを特徴とするスパッタリング装置。 A vacuum chamber in which a target is placed, a gas introducing means for introducing sputter gas into the vacuum chamber, a stage in which the film-forming surface faces the target in the vacuum chamber, and a stage for holding the substrate to be processed, and holding the stage. In a sputtering apparatus provided with a bias power supply that applies a bias potential to the surface to be processed.
A sputtering apparatus further comprising a plate-shaped electrode provided around the stage and a potential control power supply for controlling the surface potential of the plate-shaped electrode.
前記板状電極が、間隔を存して前記被処理基板の周囲を囲う環状の輪郭を有し、前記ターゲット側を向く板状電極の上面が被処理基板の成膜面と面一となる姿勢で配置され、前記電位制御電源が、板状電極の表面電位を正電位に制御することを特徴とするスパッタリング装置。 The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the target is made of metal, the sputtering gas contains a reaction gas, and a metal compound film is formed on the film forming surface of the substrate to be processed by reactive sputtering. ,
The plate-shaped electrode has an annular contour that surrounds the substrate to be processed at intervals, and the upper surface of the plate-shaped electrode facing the target side is flush with the film-forming surface of the substrate to be processed. A sputtering apparatus, wherein the potential control power supply controls the surface potential of the plate-shaped electrode to a positive potential.
成膜工程は、被処理基板の周囲に設けられる板状電極の表面電位を制御する表面電位制御工程を含むことを特徴とする金属化合物膜の成膜方法。 A metal target and a substrate to be processed are placed facing each other in a vacuum chamber, a sputter gas containing a reaction gas is introduced into the vacuum chamber, power is applied to the target to form a plasma, and the substrate to be processed is subjected to reactive sputtering. In a method for forming a metal compound film including a film forming step of forming a metal compound film on the surface of the above, in which a bias potential is applied to a substrate to be processed during the forming step.
The film forming step is a method for forming a metal compound film, which comprises a surface potential control step for controlling the surface potential of a plate-shaped electrode provided around the substrate to be processed.
前記表面電位制御工程にて、前記表面電位が5~150Vの範囲に制御されることを特徴とする金属化合物膜の成膜方法。 The method for forming a metal compound film according to claim 3, wherein the metal compound film is an aluminum nitride film and the bias potential is set in the range of -100 to -10 V.
A method for forming a metal compound film, wherein the surface potential is controlled in the range of 5 to 150 V in the surface potential control step.
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