特許ウォッチ

公開番号2025119346
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-14
出願番号2024014199
出願日2024-02-01
発明の名称成膜装置及び成膜方法
出願人株式会社アルバック
代理人弁理士法人南青山国際特許事務所
主分類C23C 14/35 20060101AFI20250806BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】反応性ガスとの化学反応を伴うマグネトロンスパッタリングにおいて、所望の化学組成を有する膜を成膜することが可能な成膜装置及び成膜方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る成膜装置は、チャンバと、複数の磁石と、ガス供給部と、制御部とを具備する。前記複数の磁石は、ターゲット面に平行な第1方向に延伸され、前記ターゲット面に平行かつ前記第1方向に直交する第2方向に沿って配列されている。上記ガス供給部は、前記ターゲットの前記第2方向における両端側から前記成膜対象物と前記ターゲットの間に反応性ガスを供給する。上記制御部は、前記複数の磁石のうち少なくとも前記第2方向における中央部の磁石が磁場により閉じ込められたスパッタガスのプラズマを形成する第1状態と、前記複数の磁石のうち少なくとも前記第2方向における中央部の磁石が前記プラズマを形成しない第2状態とを切り替える。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバ内において成膜対象物に対向するターゲット面を有するターゲットの前記成膜対象物とは反対側に配置され、前記ターゲット面に平行な第１方向に延伸され、前記ターゲット面に平行かつ前記第１方向に直交する第２方向に沿って配列された複数の磁石と、
前記ターゲットの前記第２方向における両端側から前記成膜対象物と前記ターゲットの間に反応性ガスを供給するガス供給部と、
前記複数の磁石のうち少なくとも前記第２方向における中央部の磁石が磁場により閉じ込められたスパッタガスのプラズマを形成する第１状態と、前記複数の磁石のうち少なくとも前記第２方向における中央部の磁石が前記プラズマを形成しない第２状態とを切り替える制御部と
を具備する成膜装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の成膜装置であって、
前記制御部は、前記複数の磁石のうち全ての磁石が前記プラズマを形成する状態を前記第１状態とし、前記複数の磁石のうち全ての磁石が前記プラズマを形成しない状態を前記第２状態とする
成膜装置。
【請求項３】
請求項２に記載の成膜装置であって、
前記制御部は、前記第１状態において前記スパッタガスをプラズマ化させる放電電力を供給し、前記第２状態において前記放電電力を供給しない
成膜装置。
【請求項４】
請求項２に記載の成膜装置であって、
前記制御部は、前記第１状態において前記反応性ガスを供給し、又は供給せず、前記第２状態において前記反応性ガスを供給するように前記ガス供給部を制御する
成膜装置。
【請求項５】
請求項１に記載の成膜装置であって、
前記制御部は、前記複数の磁石のうち前記中央部の磁石が前記プラズマを形成し、前記両端部の磁石が前記プラズマを形成しない状態を前記第１状態とし、前記複数の磁石のうち前記両端部の磁石が前記プラズマを形成し、前記中央部の磁石が前記プラズマを形成しない状態を前記第２状態とする
成膜装置。
【請求項６】
請求項５に記載の成膜装置であって、
前記制御部は、前記第１状態及び前記第２状態において前記反応性ガスを供給するように前記ガス供給部を制御する
成膜装置。
【請求項７】
請求項５に記載の成膜装置であって、
前記制御部は、前記複数の磁石を前記第２方向に沿って移動させることにより、前記第１状態と前記第２状態を切り替える
成膜装置。
【請求項８】
請求項５に記載の成膜装置であって、
前記制御部は、前記複数の磁石を前記第1の方向及び前記第２の方向に直交する方向に沿って移動させることにより、前記第１状態と前記第２状態を切り替える
成膜装置。
【請求項９】
チャンバと、前記チャンバ内において成膜対象物に対向するターゲット面を有するターゲットの前記成膜対象物とは反対側に配置され、前記ターゲット面に平行な第１方向に延伸され、前記ターゲット面に平行かつ前記第１方向に直交する第２方向に沿って配列された複数の磁石と、前記ターゲットの前記第２方向における両端側から前記成膜対象物と前記ターゲットの間に反応性ガスを供給するガス供給部とを備える成膜装置を用いて成膜対象物にスパッタリング成膜を行う成膜方法であって、
前記複数の磁石のうち少なくとも前記第２方向における中央部の磁石が前記ターゲット面においてスパッタガスのプラズマを閉じ込める磁場を形成する第１状態と、前記複数の磁石のうち少なくとも前記第２方向における中央部の磁石が前記ターゲット面においてスパッタガスのプラズマを閉じ込める磁場を形成しない第２状態とを切り替える
成膜方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、マグネトロンスパッタリングによる成膜装置及び成膜方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
スパッタリングでは、真空中に導入したスパッタガスへ放電を行うことによりスパッタガスをプラズマ化し、生成したイオンをターゲットに衝突させてスパッタ粒子を発生させ、成膜対象物上にスパッタ粒子を堆積させる。マグネトロンスパッタリングは、ターゲット近傍に配置した磁石を用いて磁場の中に電子を囲い込むことでターゲット近傍に高密度プラズマ領域を作り、イオンをターゲットに効率的に衝突させることにより成膜の高速化が可能である（例えば特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－２００５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に記載のようなマグネトロンスパッタリング装置では、スパッタガスと共に反応性ガスを供給し、ターゲット材料に化学反応を生じさせながら成膜する場合もある。例えばターゲット材料がチタン（Ｔｉ）である場合に、反応性ガスとして（Ｎ
２
）を供給すると、窒化チタン（ＴｉＮ）の膜が成膜される。この際、反応性ガスの濃度が不足すると、所望の化学組成を有する膜が成膜できなくなる。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、反応性ガスとの化学反応を伴うマグネトロンスパッタリングにおいて、所望の化学組成を有する膜を成膜することが可能な成膜装置及び成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成膜装置は、チャンバと、複数の磁石と、ガス供給部と、制御部とを具備する。
前記複数の磁石は、前記チャンバ内において成膜対象物に対向するターゲット面を有するターゲットの前記成膜対象物とは反対側に配置され、前記ターゲット面に平行な第１方向に延伸され、前記ターゲット面に平行かつ前記第１方向に直交する第２方向に沿って配列されている。
上記ガス供給部は、前記ターゲットの前記第２方向における両端側から前記成膜対象物と前記ターゲットの間に反応性ガスを供給する。
上記制御部は、前記複数の磁石のうち少なくとも前記第２方向における中央部の磁石が磁場により閉じ込められたスパッタガスのプラズマを形成する第１状態と、前記複数の磁石のうち少なくとも前記第２方向における中央部の磁石が前記プラズマを形成しない第２状態とを切り替える。
【０００７】
前記制御部は、前記複数の磁石のうち全ての磁石が前記プラズマを形成する状態を前記第１状態とし、前記複数の磁石のうち全ての磁石が前記プラズマを形成しない状態を前記第２状態としてもよい。
【０００８】
前記制御部は、前記第１状態において前記スパッタガスをプラズマ化させる放電電力を供給し、前記第２状態において前記放電電力を供給しなくてもよい。
【０００９】
前記制御部は、前記第１状態において前記反応性ガスを供給し、又は供給せず、前記第２状態において前記反応性ガスを供給するように前記ガス供給部を制御してもよい。
【００１０】
前記制御部は、前記複数の磁石のうち前記中央部の磁石が前記プラズマを形成し、前記両端部の磁石が前記プラズマを形成しない状態を前記第１状態とし、前記複数の磁石のうち前記両端部の磁石が前記プラズマを形成し、前記中央部の磁石が前記プラズマを形成しない状態を前記第２状態としてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許