[发明专利]溅射方法及溅射装置

说明书

本发明提供一种可尽量抑制在刚成膜后的基板表面上附着的细微粒子数的溅射方法及溅射装置。本发明的溅射方法，其在真空室(1)内设置碳材质的靶(Tg)和成膜对象物(Wf)，通过真空泵(Vp)将真空室内抽真空到规定压力后，向真空室内导入溅射气体，给靶施加电力并形成等离子体气氛，通过以等离子体中溅射气体的离子对靶进行溅射，从而使从靶飞散的碳粒子附着堆积在成膜对象物表面上，形成碳膜；至少在靶接收来自等离子体的辐射热期间，在通过与第一冷媒的热交换对靶进行冷却；控制所述第一冷媒的温度，使得第一冷媒的温度保持为263K以下的温度。

技术领域

本发明涉及一种在成膜对象物表面形成碳膜的溅射方法及溅射装置。

背景技术

以往，曾使用碳膜作为非易失性存储器等器件的电极膜。在这样的碳膜成膜中，通常会利用使用了碳材质的靶的溅射装置(例如参照专利文献1)。这种溅射装置通常具有：真空室，其具有碳材质的靶；台架，其以在真空室内与靶相对配置的姿态保持作为成膜对象物的基板；防护板，其围绕靶和台架之间的空间；气体导入单元，其向真空气氛中的真空室内导入含有稀有气体的溅射气体；以及电源，其对靶施加电力。

利用上述溅射装置形成碳膜时，将基板安装到台架上，在通过真空泵将真空室内抽真空到规定压力后，通过气体导入单元以规定的流量导入溅射气体，对靶施加电力并在真空室内形成等离子体气氛，通过以等离子体中溅射气体的离子对靶进行溅射，使从靶飞散的碳粒子附着堆积在成膜对象物表面，形成碳膜。对靶进行溅射期间，由于靶被来自等离子体的辐射热加热，所以至少在对靶施加电力期间，通过与冷媒的热交换使靶冷却到规定温度以下。

但是，在溅射碳材质的靶并在基板表面成膜时，有时会在刚成膜后的基板表面附着细微粒子。由于这样的粒子的附着会成为导致产品成品率下降的因素，因此需要尽量抑制粒子对成膜对象物的表面的附着。

因此，本申请的发明者们通过反复深入研究得知细微粒子是浮游在真空室内的碳粒子，这样的碳粒子(不同于通过靶的溅射而从溅射面飞散的粒子)是从成膜过程中和刚成膜后的靶表面释放出并浮游在真空室内的粒子。即作为碳材质的靶，使用热解炭靶(パイロカーボンターゲット)和无定形碳靶，而特别是由于热解炭靶具有积层结构，因此积层方向的热传导良好，但与该积层正交的靶面方向的热传导极差。因此，推测例如是靶被来自等离子体的辐射热加热并发生了热膨胀时的差导致被从靶释放出。此时，可确认越是降低溅射时的施加电力(即降低成膜过程中靶的表面温度)，刚成膜后的成膜对象物表面上附着的细微粒子的量越会减少，但这样会出现生产率下降的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/122159号。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明是在上述认知的基础上完成的，其目的是提供一种可尽量抑制在刚成膜后的基板表面上附着的细微粒子数的溅射方法及溅射装置。

解决技术问题的手段

为了解决上述技术问题，本发明的溅射方法，其在真空室内设置碳材质的靶和成膜对象物，通过真空泵将真空室内抽真空到规定压力后，向真空室内导入溅射气体，给靶施加电力并形成等离子体气氛，通过以等离子体中溅射气体的离子对靶进行溅射，从而使从靶飞散的碳粒子附着堆积在成膜对象物表面上，形成碳膜；其特征在于：至少在靶接收来自等离子体的辐射热期间，通过与第一冷媒的热交换对靶进行冷却；控制所述第一冷媒的温度，使得第一冷媒的温度保持为263K以下的温度。