[发明专利]成膜方法以及成膜装置

说明书

本发明使用各种靶体材料并通过等离子体溅射对基板进行高速且优质的成膜。在真空腔室(10)内将感应耦合天线(52)、(53)与具有靶体的溅射阴极(51)接近地配置，该感应耦合天线(52)、(53)具有由电介质层(522)、(532)覆盖匝数小于一圈的线状导体(521)、(531)的结构，向内部气压被调节成规定的成膜压力的真空腔室内供给溅射气体，并且分别向感应耦合天线施加高频电压、向溅射阴极施加负电压，使得在真空腔室内产生感应耦合等离子体，使由靶体被感应耦合等离子体溅射而产生的成膜粒子附着在基板(S)的表面上进行成膜。靶体中的面向基板的表面的静磁场在沿着该表面的方向上的最大磁通密度为15mT以下。

技术领域

本发明涉及一种使用等离子体溅射技术对基板表面进行成膜的技术。

背景技术

在通过利用等离子体对靶体进行溅射而在基板表面上形成薄膜的技术中，广泛使用在由永久磁铁形成的磁场中产生高密度等离子体的磁控管阴极方式。其原因在于成膜速度快且能够获得良好的膜质。其中，为了进一步提高等离子体密度，存在一种并用感应耦合等离子体和磁控管等离子体的技术，其中，感应耦合等离子体是通过向线圈施加高频电力而生成的。例如，有日本特开2007-277730号公报(专利文献1)、国际公开第2010/023878号说明书(专利文献2)等。

另外，作为其他的溅射成膜技术，还存在一种不将磁控管作为主要的等离子体产生源的溅射成膜技术。例如，存在一种利用感应耦合等离子体对靶体进行溅射的技术，其中，所述感应耦合等离子体是通过向高频线圈供给高频电力而在线圈内的空间中产生的。例如，日本特开2003-313662号公报(专利文献3)公开的技术与此对应。

发明内容

磁控管阴极方式的问题在于，靶体中被溅射并被消耗的区域集中在特定部分。这是因为，磁控管导致在沿着靶体附近的靶体表面的方向上的磁通不均匀分布，并由此导致在磁通密度高的部分等离子体密度变高，使更多的靶体被溅射的缘故。另外，随着靶体的局部消耗，该位置中的磁通进一步增强。结果，仅靶体的特定部分被集中溅射。其还导致靶体材料的利用效率的降低。

为了解决上述问题，例如存在一种使形成为圆筒状的靶体旋转的旋转阴极。该旋转阴极构成为，暴露在磁控管等离子体中的靶体的表面位置随时变化，以使靶体更不均匀地消耗。但是，有时很难将靶体材料成型为上述形状。

另外，特别是在靶体材料为强磁性体时，由于靶体作为磁屏蔽发挥作用，因此磁控管的效果被大幅减弱。因此，需要将磁控管的磁路设定为更强的磁路，从而导致装置成本的上升。另外，即使在该情况下，也不能消除靶体的局部消耗问题。

如专利文献3所记载，在实质上不依赖于磁控管的等离子体溅射技术中，能够避免上述问题。但是，有助于溅射的高密度等离子体，是在形成强磁场的高频线圈内的空间中产生的。由此，很难在能够以大面积且均匀的方式对靶体进行溅射的大范围内产生等离子体。由此，由于可成膜的面积受限，因此专利文献3公开的技术不适应于对大尺寸的基板进行成膜。

随着电子设备用基板的大尺寸化，例如，寻求一种使用可包括强磁性体的各种靶体材料，将膜质良好的被膜高速且控制性良好地在基板上成膜的技术。但是，如上所述，现有技术不能充分满足上述要求。

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够使用各种靶体材料在基板上进行高速且优质的成膜的技术。