JPH0641732A - スパッタリング方法 - Google Patents
スパッタリング方法Info
- Publication number
- JPH0641732A JPH0641732A JP19707392A JP19707392A JPH0641732A JP H0641732 A JPH0641732 A JP H0641732A JP 19707392 A JP19707392 A JP 19707392A JP 19707392 A JP19707392 A JP 19707392A JP H0641732 A JPH0641732 A JP H0641732A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sputtering
- tray
- power
- support
- film thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 通過式スパッタリング装置におけるトレーの
移動方向の肉厚分布を均一にする。 【構成】 トレーの肉厚分布を測定し、その測定結果に
従ってスパッタリング時の電力を変化させ、均一な肉厚
の薄膜を形成する。
移動方向の肉厚分布を均一にする。 【構成】 トレーの肉厚分布を測定し、その測定結果に
従ってスパッタリング時の電力を変化させ、均一な肉厚
の薄膜を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通過式スパッタリング
装置による薄膜形成を行う方法に関する。本発明は特に
高周波電源を用いたスパッタリング方法において、形成
される膜厚を均一にする方法に関する。
装置による薄膜形成を行う方法に関する。本発明は特に
高周波電源を用いたスパッタリング方法において、形成
される膜厚を均一にする方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通過式スパッタリング装置は、磁気ディ
スク・光ディスクの記録層製膜等、比較的低コストでの
製膜が要求される場合に用いられることが多い。トレー
（基板の支持体）には通常複数の基板がセットされ、一
括処理される。その際、形成される膜の厚さが均一にな
るように製膜する技術が要求される。スパッタリング方
式としては直流電源（ＤＣ）を用いる場合と、高周波電
源（ＲＦ）を用いる場合とがあり、前者は放電が比較的
安定していること、後者は絶縁物でもスパッタできるこ
と等の特徴がある。
スク・光ディスクの記録層製膜等、比較的低コストでの
製膜が要求される場合に用いられることが多い。トレー
（基板の支持体）には通常複数の基板がセットされ、一
括処理される。その際、形成される膜の厚さが均一にな
るように製膜する技術が要求される。スパッタリング方
式としては直流電源（ＤＣ）を用いる場合と、高周波電
源（ＲＦ）を用いる場合とがあり、前者は放電が比較的
安定していること、後者は絶縁物でもスパッタできるこ
と等の特徴がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】通過式スパッタリング
装置においては、トレーの通過により実質的に装置内部
構造が時間的に変化すると考えるべきである。放電が比
較的不安定な高周波電源を用いた場合、トレーの通過に
より放電状態が変化し、トレーの進行方向に膜厚分布が
生じる場合がある。この現象を防ぐためには、トレーの
通過による放電状態の変化を少なくすることが重要であ
る。そのためにトレーのすき間を覆う板の設置、あるい
はプラズマを特定の空間に閉じ込める構造等が考えられ
ている。
装置においては、トレーの通過により実質的に装置内部
構造が時間的に変化すると考えるべきである。放電が比
較的不安定な高周波電源を用いた場合、トレーの通過に
より放電状態が変化し、トレーの進行方向に膜厚分布が
生じる場合がある。この現象を防ぐためには、トレーの
通過による放電状態の変化を少なくすることが重要であ
る。そのためにトレーのすき間を覆う板の設置、あるい
はプラズマを特定の空間に閉じ込める構造等が考えられ
ている。
【０００４】通過式スパッタリング装置の場合、トレー
とトレーとの間のすき間を無くすることは、構造的に困
難である。このすき間を覆う板を設置した場合でも、空
いている空間からプラズマが回りこむことがある。特
に、高周波を用いたスパッタリングの場合、プラズマは
わずかなすき間からでも回りこみやすく、放電状態の変
化が発生し、トレーの進行方向の膜厚分布の発生が避け
られなくなる。
とトレーとの間のすき間を無くすることは、構造的に困
難である。このすき間を覆う板を設置した場合でも、空
いている空間からプラズマが回りこむことがある。特
に、高周波を用いたスパッタリングの場合、プラズマは
わずかなすき間からでも回りこみやすく、放電状態の変
化が発生し、トレーの進行方向の膜厚分布の発生が避け
られなくなる。
【０００５】
【問題を解決するための手段】本発明は以上の問題点を
解決するためになされたものであり、発生する膜厚分布
をあらかじめ予想して、それに応じて放電電力を変化さ
せるものである。本発明の要旨は、減圧槽内のターゲッ
トの前方を支持体に取り付けた基板を移動させつつスパ
ッタリングを行ない、基板表面に薄膜を堆積させる通過
式スパッタリング方法であって、支持体のターゲットに
対する位置に応じてスパッタリングの電力を変化させる
ことを特徴とするスパッタリング方法に存する。以下、
本発明につき詳細に説明する。
解決するためになされたものであり、発生する膜厚分布
をあらかじめ予想して、それに応じて放電電力を変化さ
せるものである。本発明の要旨は、減圧槽内のターゲッ
トの前方を支持体に取り付けた基板を移動させつつスパ
ッタリングを行ない、基板表面に薄膜を堆積させる通過
式スパッタリング方法であって、支持体のターゲットに
対する位置に応じてスパッタリングの電力を変化させる
ことを特徴とするスパッタリング方法に存する。以下、
本発明につき詳細に説明する。
【０００６】図−１は本発明の方法に用いる装置の一例
の概略説明図である。図中１は通過式スパッタリング装
置、２は基板の支持体（トレー）、３は基板、４は仕込
室、５はスパッタ室（減圧槽）、６はターゲット、７は
取り出し室、８，９，１０は吸引口、１１はガス供給口
をそれぞれ示す。通過式スパッタリング装置１を用いて
スパッタリングを行なうには、光ディスク用基板や半導
体用基板等の薄膜を表面に形成させるための基板３を複
数枚用意し、この基板３を支持体（トレー）２に取り付
け、仕込室４からスパッタリング装置１内に導入する。
スパッタリング装置１の仕込室４、スパッタ室（減圧
槽）５、取り出し室７は吸引口８，９，１０から空気を
吸引して減圧状態とし、通常アルゴンガスを所定量ガス
供給口１１から供給し、スパッタリングに適した状態と
されている。反応性スパッタリング等を行なう場合に
は、このガス供給口１１から窒素や酸素等のガスを供給
する場合もある。
の概略説明図である。図中１は通過式スパッタリング装
置、２は基板の支持体（トレー）、３は基板、４は仕込
室、５はスパッタ室（減圧槽）、６はターゲット、７は
取り出し室、８，９，１０は吸引口、１１はガス供給口
をそれぞれ示す。通過式スパッタリング装置１を用いて
スパッタリングを行なうには、光ディスク用基板や半導
体用基板等の薄膜を表面に形成させるための基板３を複
数枚用意し、この基板３を支持体（トレー）２に取り付
け、仕込室４からスパッタリング装置１内に導入する。
スパッタリング装置１の仕込室４、スパッタ室（減圧
槽）５、取り出し室７は吸引口８，９，１０から空気を
吸引して減圧状態とし、通常アルゴンガスを所定量ガス
供給口１１から供給し、スパッタリングに適した状態と
されている。反応性スパッタリング等を行なう場合に
は、このガス供給口１１から窒素や酸素等のガスを供給
する場合もある。
【０００７】仕込室４から導入された基板３が取り付け
られた支持体（トレー）２は所定速度で移動しつつター
ゲット６の前方を通過し、この際ターゲットからスパッ
タされた分子が基板３の表面に堆積し薄膜が形成され
る。スパッタリングが終われば取り出し室７から取り出
される。この薄膜形成工程において、本発明で用いる通
過式スパッタリング装置の場合には、ターゲットの前方
に支持体２の端部が位置するか、または中央部が位置す
るかで放電状態が変化する。これによって前述したよう
に膜厚に分布が生じてしまう。
られた支持体（トレー）２は所定速度で移動しつつター
ゲット６の前方を通過し、この際ターゲットからスパッ
タされた分子が基板３の表面に堆積し薄膜が形成され
る。スパッタリングが終われば取り出し室７から取り出
される。この薄膜形成工程において、本発明で用いる通
過式スパッタリング装置の場合には、ターゲットの前方
に支持体２の端部が位置するか、または中央部が位置す
るかで放電状態が変化する。これによって前述したよう
に膜厚に分布が生じてしまう。
【０００８】本発明においては、まず電源制御を行わな
い状態でのトレー２の進行方向の膜厚分布を測定する。
トレー２に設置された基板３の面内膜厚分布がなければ
良いのであるが、より好ましくは、分布の状態を明確に
知るため、基板３の設置されていない部分も含めてトレ
ー２内の堆積した薄膜の膜厚を一定間隔で測定する。複
数のトレー２について同様の測定を行い、分布の再現性
を確認するとともに、トレー２内の各位置について膜厚
の平均値を求めて、代表的なトレー２内膜厚分布を得
る。さらにトレー２の上下方向の平均値を求めトレー２
内の横方向（進行方向）膜厚分布ｄ（ｘ）を求める。
（ｘ：トレー横方向位置）次に制御の方法であるが、放
電のパワー（電力）とスパッタ速度の関係が直線近似で
きるとすると仮定すると（△ｄ／△ｐ＝一定）、制御式
は以下のようになる。
い状態でのトレー２の進行方向の膜厚分布を測定する。
トレー２に設置された基板３の面内膜厚分布がなければ
良いのであるが、より好ましくは、分布の状態を明確に
知るため、基板３の設置されていない部分も含めてトレ
ー２内の堆積した薄膜の膜厚を一定間隔で測定する。複
数のトレー２について同様の測定を行い、分布の再現性
を確認するとともに、トレー２内の各位置について膜厚
の平均値を求めて、代表的なトレー２内膜厚分布を得
る。さらにトレー２の上下方向の平均値を求めトレー２
内の横方向（進行方向）膜厚分布ｄ（ｘ）を求める。
（ｘ：トレー横方向位置）次に制御の方法であるが、放
電のパワー（電力）とスパッタ速度の関係が直線近似で
きるとすると仮定すると（△ｄ／△ｐ＝一定）、制御式
は以下のようになる。
【０００９】
【数２】 ｐ（ｘ）＝ｐｏ＋Ｃ・（ｄｍ−ｄ（ｘ）） 式（１） ここでｐ（ｘ）は支持体の位置ｘでの投入パワー、ｐｏ
は非制御時のパワー、ｄｍは非制御時の膜厚の平均値、
ｄ（ｘ）は非制御時の支持体の位置（ｘ）での膜厚、Ｃ
は係数（△ｐ／△ｄから求める。）である。Ｃの値は何
度かスパッタリングを行って最適化する必要がある。
は非制御時のパワー、ｄｍは非制御時の膜厚の平均値、
ｄ（ｘ）は非制御時の支持体の位置（ｘ）での膜厚、Ｃ
は係数（△ｐ／△ｄから求める。）である。Ｃの値は何
度かスパッタリングを行って最適化する必要がある。
【００１０】通常、膜厚分布は、トレー２の端部近くで
厚く、中央近傍で薄くなる。従って膜厚を均一にしよう
とすると、ターゲット３の前方にトレー２の端部近くが
位置する場合より、トレー２の中央部近傍が位置する場
合に供給電力を大きくするような制御を行なうこととな
る。次に上記電源制御を実現するためのハードウェアに
ついて説明する。これはあくまで一例である。
厚く、中央近傍で薄くなる。従って膜厚を均一にしよう
とすると、ターゲット３の前方にトレー２の端部近くが
位置する場合より、トレー２の中央部近傍が位置する場
合に供給電力を大きくするような制御を行なうこととな
る。次に上記電源制御を実現するためのハードウェアに
ついて説明する。これはあくまで一例である。
【００１１】まずトレー２の位置の検出であるが、通
常、通過式スパッタリング装置にはトレー２の位置検出
のためのビームセンサ等が設置されており、これを利用
する。センサがない場合は設置すれば良い。センサの投
光・遮光信号を計算機（パソコン等）に取り込み、内部
で演算処理を行う。まず実際のトレー２の位置である
が、センサ遮光（トレー先端通過）からの所定経過時間
にトレー２の移動速度を掛けることにより得られる。こ
れを式（１）に適応し、パワーｐ（ｘ）を求める。この
際ｄ（ｘ）はあらかじめデータとして計算機内部に持た
せておく。ｐ（ｘ）の値は電源のコントローラに送ら
れ、電源制御が行われる。
常、通過式スパッタリング装置にはトレー２の位置検出
のためのビームセンサ等が設置されており、これを利用
する。センサがない場合は設置すれば良い。センサの投
光・遮光信号を計算機（パソコン等）に取り込み、内部
で演算処理を行う。まず実際のトレー２の位置である
が、センサ遮光（トレー先端通過）からの所定経過時間
にトレー２の移動速度を掛けることにより得られる。こ
れを式（１）に適応し、パワーｐ（ｘ）を求める。この
際ｄ（ｘ）はあらかじめデータとして計算機内部に持た
せておく。ｐ（ｘ）の値は電源のコントローラに送ら
れ、電源制御が行われる。
【００１２】
【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に
よってその範囲を制約されるものではない。
が、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に
よってその範囲を制約されるものではない。
【００１３】実施例１ 図−１に概略を示した装置を用い、光ディスクの記録層
の成膜を行なった。スパッタリング装置は５．２５イン
チの光ディスク基板を１トレーあたり８枚装着できるも
のを使用した。ターゲットには組成比Ｔｅ85Ｓｅ15の矩
形ターゲットを用い、装置内を減圧し、ガス供給口から
アルゴンガスを１×１０-2Ｔｏｒｒまで導入し、２２０
Ｗの電力で高周波スパッタを行った。トレー搬送速度は
３３０ｍｍ／ｍｉｎとした。
の成膜を行なった。スパッタリング装置は５．２５イン
チの光ディスク基板を１トレーあたり８枚装着できるも
のを使用した。ターゲットには組成比Ｔｅ85Ｓｅ15の矩
形ターゲットを用い、装置内を減圧し、ガス供給口から
アルゴンガスを１×１０-2Ｔｏｒｒまで導入し、２２０
Ｗの電力で高周波スパッタを行った。トレー搬送速度は
３３０ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００１４】得られた膜の膜厚を５トレー分にわたって
蛍光Ｘ線分析装置で測定し、トレー内の横方向４箇所の
平均値を求めた。膜厚はトレー進行方向から順番に２８
５Å，２６０Å，２６５Å，２８５Åであり、±４．６
％の膜厚分布であった。（トレーの両端で厚くなりトレ
ーの中央部で薄くなっている）。４点の平均値は２７４
Åとなる。
蛍光Ｘ線分析装置で測定し、トレー内の横方向４箇所の
平均値を求めた。膜厚はトレー進行方向から順番に２８
５Å，２６０Å，２６５Å，２８５Åであり、±４．６
％の膜厚分布であった。（トレーの両端で厚くなりトレ
ーの中央部で薄くなっている）。４点の平均値は２７４
Åとなる。
【００１５】この系においてスパッタ電力とスパッタ速
度はほぼ比例関係にあるので、式（１）におけるＣは、
２２０／２７４＝０．８０３となる。式（１）により制
御パワーを計算するとトレー進行方向から順番に、２１
１Ｗ，２３１Ｗ，２２７Ｗ，２１１Ｗとなる。この結果
をもとに電力供給量を変化させてスパッタリングを行な
った。電力は折れ線グラフ状に変化させた。その他の条
件は制御前と全く同じである。
度はほぼ比例関係にあるので、式（１）におけるＣは、
２２０／２７４＝０．８０３となる。式（１）により制
御パワーを計算するとトレー進行方向から順番に、２１
１Ｗ，２３１Ｗ，２２７Ｗ，２１１Ｗとなる。この結果
をもとに電力供給量を変化させてスパッタリングを行な
った。電力は折れ線グラフ状に変化させた。その他の条
件は制御前と全く同じである。
【００１６】得られた膜の膜厚を５トレー分にわたって
蛍光Ｘ線分析装置で測定し、トレー内の横方向４箇所の
平均値を求めた。膜厚はトレー進行方向から順番に２７
５Å，２７０Å，２７５Å，２６５Åとなり、±１．９
％と云うほぼ均一な膜厚分布となった。
蛍光Ｘ線分析装置で測定し、トレー内の横方向４箇所の
平均値を求めた。膜厚はトレー進行方向から順番に２７
５Å，２７０Å，２７５Å，２６５Åとなり、±１．９
％と云うほぼ均一な膜厚分布となった。
【００１７】
【発明の効果】本発明の方法により、膜厚分布を確実に
軽減できる。従って、光ディスク、半導体装置等の作成
に実用上大変効果的である。
軽減できる。従って、光ディスク、半導体装置等の作成
に実用上大変効果的である。
【図１】本発明の方法に用いる装置の概略説明図
１ 通過式スパッタリング装置 ２ 基板の支持体（トレー） ３ 基板 ４ 仕込室 ５ スパッタ室（減圧槽） ６ ターゲット ７ 取り出し室
Claims (3)
- 【請求項１】 減圧槽内のターゲットの前方を支持体に
取り付けた基板を移動させつつスパッタリングを行な
い、基板表面に薄膜を堆積させる通過式スパッタリング
方法であって、支持体のターゲットに対する位置に応じ
てスパッタリングの電力を変化させることを特徴とする
スパッタリング方法。 - 【請求項２】 支持体の端部がターゲットの前方に位置
する場合より、支持体の中央部がターゲットの前方にあ
る場合に供給電力を大きくすることを特徴とする請求項
１に記載のスパッタリング方法。 - 【請求項３】 電力を変化させる指標を次式によって得
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスパ
ッタリング方法。 【数１】ｐ（ｘ）＝ｐｏ＋Ｃ・（ｄｍ−ｄ（ｘ）） 式中ｐ（ｘ）は支持体の位置（ｘ）での投入電力 ｐｏは非制御時の投入電力 ｄｍは非制御時の膜厚の平均値 ｄ（ｘ）は非制御時の支持体の位置（ｘ）での膜厚 Ｃは係数（電力変化量／膜厚変化量の関係から求める係
数） を表わす。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19707392A JPH0641732A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | スパッタリング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19707392A JPH0641732A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | スパッタリング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0641732A true JPH0641732A (ja) | 1994-02-15 |
Family
ID=16368271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19707392A Pending JPH0641732A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | スパッタリング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0641732A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000071774A1 (de) * | 1999-05-25 | 2000-11-30 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Vakuumbehandlungsanlage und verfahren zur herstellung von werkstücken |
| JP2014031558A (ja) * | 2012-08-06 | 2014-02-20 | Ulvac Japan Ltd | 基板処理装置、固体電解質膜の形成装置、及び、固体電解質膜の形成方法 |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP19707392A patent/JPH0641732A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000071774A1 (de) * | 1999-05-25 | 2000-11-30 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Vakuumbehandlungsanlage und verfahren zur herstellung von werkstücken |
| US6572738B1 (en) | 1999-05-25 | 2003-06-03 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Vacuum treatment system and process for manufacturing workpieces |
| US6783641B2 (en) | 1999-05-25 | 2004-08-31 | Unaxis Balzers Aktinegesellschaft | Vacuum treatment system and process for manufacturing workpieces |
| US7179352B2 (en) | 1999-05-25 | 2007-02-20 | Oc Oerlikon Balzers Ag | Vacuum treatment system and process for manufacturing workpieces |
| JP2014031558A (ja) * | 2012-08-06 | 2014-02-20 | Ulvac Japan Ltd | 基板処理装置、固体電解質膜の形成装置、及び、固体電解質膜の形成方法 |
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