[发明专利]旋转磁铁溅射装置

说明书

技术领域

本发明涉及在金属或绝缘物的成膜中广泛使用的溅射装置，特别是涉及使用了旋转磁铁的溅射装置。

背景技术

溅射装置在光盘的制造、液晶显示元件或半导体元件等电子装置的制造中，及其他一般性的金属薄膜或绝缘物薄膜的制作中被广泛地使用。溅射装置以薄膜形成用的原材料作为靶子，利用直流高电压或高频功率使氩气等等离子体化，利用该等离子体化气体使靶子活化而使之融解、飞散，覆盖在被处理基板上。

在溅射成膜法中，为了提高成膜速度，采用如下的磁控溅射装置的成膜法为主流，即，通过在靶子的背面侧配置磁铁，使磁力线与靶子正面平行，而将等离子体封闭在靶子的正面，得到高密度的等离子体。

为了提高靶子利用效率降低生产成本，或实现稳定的长期运转，发明人等提出了旋转磁铁溅射装置。它采用如下的构成，即，在柱状旋转轴上连续地配设多个板磁铁，通过使之旋转，靶子正面的磁场图案就会随时间变动，使靶子材料的使用效率大幅度提高并且消除了等离子体所致的充电损伤、离子照射损伤的划时代的溅射装置。(参照专利文献1)。

专利文献1：PCT国际公开编号WO2007/043476号公报

此外，专利文献1中记载的旋转磁铁溅射装置具备如下的优点，即，可以防止靶子的局部的磨损，从而可以长时间地使用靶子。

可以推测，提高了利用该旋转磁铁溅射装置成膜的薄膜的致密性、使溅射粒子到达细小孔的内部而提高填孔特性这也是今后所要求的。

发明内容

具体来说，本发明提供一种旋转磁铁溅射装置，其可以有效地抑制到达基板的离子照射能量，不产生污染或充电损伤地提高所形成的薄膜的致密性，此外还可以使溅射粒子到达细小孔的内部而提高填孔特性。

本发明人等为了增大在等离子体中生成的氩离子等的离子照射能量，在旋转磁铁溅射装置中，进行了对基板施加RF电力而在基板正面产生负的自偏压的实验。

在实验中，使用了专利文献1中记载的旋转磁铁溅射装置中的如下的旋转磁铁溅射装置，即，具备遮蔽构件，其按照覆盖靶子的端部的方式与靶子分离，并且相对于螺旋状板磁铁组在相反的一侧被电接地。在该形式的旋转磁铁溅射装置中，当对基板施加RF电力时，就会在设于靶子周边的遮蔽构件与基板之间产生并非所期的激发出等离子体的现象。其结果是，发现如下的现象，即，构成遮蔽构件的原子附着于基板上，从而无法避免基板的污染。此外，显而易见，由并非所期地激发出的等离子体引起的充电损伤也成为问题。

基于本发明人等对旋转磁铁溅射装置得到的如上所述的新的见解，本发明意欲解决该问题。

根据本发明的第一方式，提供一种旋转磁铁溅射装置，其特征在于，具备如下的构成，即，具有：载放被处理基板的被处理基板设置台、与该被处理基板相面对地设置靶子的机构、设置于相对于靶子被放置的部分与上述被处理基板设置台相反的一侧的磁铁，通过利用该磁铁在靶子正面形成磁场而将等离子体封闭在靶子正面，上述磁铁包括：将多个板磁铁连续地设于柱状旋转轴上的旋转磁铁组、在旋转磁铁组的周边与靶子面平行地设置并且在与靶子面垂直的方向磁化的磁铁或未被预先磁化的强磁性体构成的固定外周体，通过使上述旋转磁铁组与上述柱状旋转轴一起旋转，上述靶子正面的磁场图案就会随时间变动，此外，还具备遮蔽构件，其按照覆盖上述靶子的端部的方式与上述靶子分离，并且设置在相对于上述旋转磁铁组与上述靶子相反的一侧，在上述遮蔽构件中设有沿与上述柱状旋转轴的轴向相同的方向延伸，使上述靶子面对上述被处理基板进行而开口的狭缝，并且通过对上述靶子施加DC电力、具有第一频率的RF电力、以及具有第二频率的RF电力中的至少一种电力，而在靶子正面激发出等离子体，此外，在上述被处理基板设置台中设有RF施加电极，在溅射过程中，对上述RF施加电极施加基板RF电力，从而可以在载放于上述被处理基板设置台上的被处理基板中产生自偏压。

本发明的第二方式，根据第一方式中记载的旋转磁铁溅射装置，其特征在于，上述遮蔽构件与地之间的在上述基板RF电力的频率下的阻抗为1kΩ以上，并且上述靶子与地之间的在上述基板RF电力的频率下的阻抗为10Ω以下，此外，上述遮蔽构件与地之间的阻抗在由对上述靶子施加的一个或两个构成的RF电力的所有的频率下为10Ω以下。

本发明的第三方式，根据第一方式中记载的旋转磁铁溅射装置，其特征在于，上述遮蔽构件与地之间的在上述基板RF电力的频率下的阻抗为10kΩ以上，并且上述靶子与地之间的在上述基板RF电力的频率下的阻抗为1Ω以下，此外，上述遮蔽构件与地之间的阻抗在由对上述靶子施加的一个或两个构成的RF电力的所有的频率下为1Ω以下。