説明

成膜装置及び成膜方法

【課題】界面拡散を抑えつつ基板上に薄膜を形成すること。
【解決手段】基板上に薄膜を形成する成膜装置であって、薄膜を構成する物質のスパッタ粒子を基板に向けて放出する放出部と、放出されたスパッタ粒子のうち少なくとも一部を帯電させる帯電部と、帯電した状態で基板に到達するスパッタ粒子の運動エネルギーの大きさを調整する調整部とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、成膜装置及び成膜方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体集積回路の製造方法として、高い処理速度が得られる縮小投影露光が広く利用されている。近年では、半導体集積回路素子の微細化の進展に伴い、光の回折限界によって制限される光学系の解像力を向上させるため、従来の紫外線に代わって、これより波長の短い波長11〜14nm程度の軟X線(Extreme UltraViolet:極紫外線)を使用したリソグラフィ技術(以下、EUVリソグラフィと表記する)が開発されている。EUVリソグラフィは、従来の光リソグラフィ(波長190nm程度以上)では実現不可能な、50nm以下の解像力を有する将来のリソグラフィ技術として期待されている。
【0003】
可視光あるいは紫外光を利用した縮小投影露光光学系では透過型の光学素子であるレンズが使用でき、高い解像度が求められる縮小投影光学系は数多くのレンズによって構成されている。これに対し、極紫外線はほとんどの物質に吸収されるため、EUVリソグラフィにおける光学系は反射鏡を用いる必要がある。反射鏡に設けられる光反射膜として、例えばMo/Si多層膜を用いた構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。従来、例えばスパッタ法によってMo/Si多層膜を製造する例が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2002−323599号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
スパッタ成膜によってMo/Si多層膜を形成する場合、Mo層とSi層との間の界面拡散を抑えることが必要である。スパッタ粒子は数〜数十電子ボルト(eV)のエネルギー、つまり、熱エネルギーに換算すると数万度に対応するエネルギーを有しており、このような高エネルギーのスパッタ粒子が成膜面に到達すると、既に成膜面に存在する原子との間でミキシングが生じる。ミキシングが生じると、Mo層とSi層との間に界面拡散層が形成されてしまい、光反射膜としての反射率を低下させる要因となる。
【0006】
以上のような事情に鑑み、本発明は、界面拡散を抑えつつ基板上に薄膜を形成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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第一の態様に従えば、基板上に薄膜を形成する成膜装置であって、薄膜を構成する物質のスパッタ粒子を基板に向けて放出する放出部と、放出されたスパッタ粒子のうち少なくとも一部を帯電させる帯電部と、帯電した状態で基板に到達するスパッタ粒子の運動エネルギーの大きさを調整する調整部とを備える成膜装置が提供される。
【0008】
本発明の第二の態様に従えば、基板上に薄膜を形成する成膜方法であって、薄膜を構成する物質のスパッタ粒子を基板に向けて放出する放出ステップと、放出されたスパッタ粒子のうち少なくとも一部を帯電させる帯電ステップと、帯電した状態で基板に到達するスパッタ粒子の運動エネルギーの大きさを調整する調整ステップとを含む成膜方法が提供される。
【発明の効果】
【0009】
本発明の態様によれば、界面拡散を抑えつつ基板上に薄膜を形成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ができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の第一実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図。
【図2】本実施形態に係る成膜装置の一動作を示す図。
【図3】本実施形態に係る成膜装置の一動作を示す図。
【図4】本発明の第二実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図。
【図5】本実施形態に係る成膜装置の他の構成を示す図。
【図6】本発明の第三実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図。
【図7】本実施形態に係る成膜装置の他の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
[第一実施形態]
図1は、本発明の第一実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図である。
図1に示すように、成膜装置1は、イオンビームIBを用いてターゲットTを励起させ、基板S上に薄膜を形成するスパッタリング装置である。
【0012】
以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内の所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向(鉛直方向)をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。
【0013】
成膜装置1は、チャンバー装置CBを有している。チャンバー装置CBは、例えば工場などの床面に載置されて用いられる。チャンバー装置CBは、圧力調整が可能な収容室RMを有している。収容室RMには、イオンビームIBを射出するイオン源2と、ターゲットTを保持するターゲットホルダ3と、基板Sを保持する基板ホルダ4と、スパッタ粒子Pに紫外線UVを照射して帯電させる紫外線照射部5と、帯電した状態のスパッタ粒子Pを選別する選別部6と、帯電した状態で基板Sに到達するスパッタ粒子Pの運動エネルギーの大きさを調整する調整部7と、が設けられている。また、成膜装置1は、上記各部を統括的に制御する制御装置CONTを有している。
【0014】
イオン源2は、ターゲットホルダ3に保持されたターゲットTに向けてイオンビームIBを射出する。ターゲットホルダ3は、板状に形成されたターゲット保持部材3aを有している。ターゲット保持部材3aの両面には、ターゲットTとして、それぞれモリブデンターゲットTmとシリコンターゲットTsとが保持されている。ターゲット保持部材3aは、θY方向に回転可能に設けられている。ターゲット保持部材3aがθY方向に180°ずつ回転することで、モリブデンターゲットTmとシリコンターゲットTsとがそれぞれ+Z方向に向けられるようになっている。
【0015】
基板ホルダ4は、基板Sを保持する基板保持部材4aを有している。基板保持部材4aは、基板移動部ACTに接続されている。基板保持部材4aは、基板移動部ACTにより、ターゲットホルダ3から+Z方向上の位置(位置A)と、ターゲットホルダ3の+Z方向上から−X側にずれた位置(位置B)との間を移動可能に設けられている。基板ホルダ4が位置Aに配置された状態では、基板保持部材4aに保持される基板SがターゲットTに向けられることになる。
【0016】
紫外線照射部5は、Z方向においてターゲットホルダ3と基板ホルダ4との間の位置であって、ターゲットホルダ3の+Z方向上から−X側に外れた位置に設けられている。紫外線照射部5は、光源5aを有している。光源5aとしては、例えば波長146nmの紫外線UVを照射するエキシマランプなどが挙げられる。光源5aは、ターゲットホルダ3と基板ホルダ4との放出されたスパッタ粒子Pが進行する経路に(すなわち+X側に)向けられている。このように紫外線照射部5は、ターゲットホルダ3から+Z方向へ向かって進行するスパッタ粒子Pに対して紫外線UVを照射可能となっている。
【0017】
選別部6は、Z方向においてターゲットホルダ3と基板ホルダ4との間の位置であって紫外線照射部5からの紫外線が照射される部分よりも+Z側に設けられている。選別部6は、紫外線照射部分の+Z側に磁場を発生させる磁場発生部6aを有している。磁場発生部6aは、例えば+Y方向に向けて磁場を発生させる。当該磁場発生部6aによって磁場を発生することで、電荷を帯びたスパッタ粒子Pの進行方向が変換されると共に、電荷を帯びていないスパッタ粒子Pの進行方向が変換されない(+Z方向に直進する)ようになっている。
【0018】
調整部7は、例えばグリッド状に形成された電極7a、及び、当該電極7aと位置Bに配置された基板保持部材4aとに接続された電場発生部7b、を有している。電場発生部7bは、電極7aと基板保持部材4aとの間の電位差を調整する電位調整部7cを有している。電場発生部7bは、電位調整部7cによって当該電位差を調整することで、基板S上の空間に電場を発生させる。
【0019】
次に、上記のように構成された成膜装置1の動作を説明する。本実施形態では、基板S上にモリブデンの薄膜とシリコンの薄膜とを積層する場合を例に挙げて説明する。
まず、ターゲット保持部材3aの一方の面にシリコンターゲットTsを保持させると共に、他方の面にモリブデンターゲットTmを保持させる。また、基板保持部材4aに基板Sを保持させる。
【0020】
この状態から、例えば基板S上にシリコンの層(Si層)を成膜する場合、図2に示すように、制御装置CONTは、ターゲットホルダ3のうちシリコンターゲットTsを+Z側に向けた状態とする。また、基板ホルダ4の基板保持部材4aを位置Aに配置させた状態としておく。この状態で、制御装置CONTは、当該シリコンターゲットTsに対してイオンビームIBを照射させる。イオンビームIBが照射されたシリコンターゲットTsからは、シリコンのスパッタ粒子Pが+Z方向に放出される。当該スパッタ粒子Pは+Z方向に進行し、基板S上に堆積して、基板S上にSi層Fsが形成される。
【0021】
次に、基板SのうちSi層Fs上にモリブデンの層(Mo層)を成膜する場合、図3に示すように、制御装置CONTは、ターゲットホルダ3のうちモリブデンターゲットTmを+Z側に向けた状態とし、基板ホルダ4の基板保持部材4aを位置Bに配置させた状態としておく。
【0022】
また、制御装置CONTは、紫外線照射部5から紫外線UVを+X方向に照射させると共に、選別部6において磁場発生部6aによって+Y方向に向けた磁場を発生させておく。更に、制御装置CONTは、調整部7の電場発生部7bにより、電極7aと基板Sとの間に、基板S側が正、電極7a側が接地(アース)、となるように数V程度の電位差を形成する。この動作により、当該基板Sと電極7aとの間に、基板Sから電極7aに向けた電場が形成されることになる。
【0023】
この状態で、制御装置CONTは、当該モリブデンターゲットTmに対してイオンビームを照射させる(放出ステップ)。イオンビームIBが照射されたモリブデンターゲットTmからは、モリブデンのスパッタ粒子Pが+Z方向に放出され、+Z方向に進行する。紫外線照射部5から+X側に紫外線が照射された状態となっているため、当該スパッタ粒子Pは、紫外線照射部5の+X側に到達した際に、紫外線UVの照射を受ける。
【0024】
モリブデンのイオン化エネルギーは7.1eV程度であり、波長175nmの紫外光のエネルギーに相当する。このため、波長146nmの紫外線UVが照射されたスパッタ粒子Pは、光電効果により電子を放出し、正イオンとなる。このように、紫外線UVの照射を受けたスパッタ粒子Pは、正の電荷を帯びることになる(帯電ステップ)。
【0025】
紫外線UVを+Z方向に通過したスパッタ粒子Pは、選別部6によって磁場が発生している空間に到達する。この空間において、正の電荷を帯びて+Z方向に進行するスパッタ粒子Pは、+Y方向に向けた磁場の作用により、−X方向にローレンツ力を受けることになる。このため、正の電荷を帯びたスパッタ粒子Pの進行方向は、+Z方向に対して−X側に傾いた方向に変化する。一方、電荷を帯びていないスパッタ粒子Pについては、ローレンツ力を受けることなく、そのまま+Z方向に進行する。
【0026】
ローレンツ力を受けて進行方向が変化したスパッタ粒子Pは、調整部7に到達する。スパッタ粒子Pは、グリッド状に形成された電極7aを通過する。当該電極7aと基板Sとの間の空間には、基板Sから電極7aへ向けた電場が形成されているため、正の電荷を帯びた状態で電極7aを透過したスパッタ粒子Pは、当該電場によって進行方向とは反対方向の力を受ける。この力により、スパッタ粒子Pは減速され、放出時に比べて運動エネルギーが低下した状態で基板SのSi層Fs上に到達する(調整ステップ)。
【0027】
Si層Fs上に到達したスパッタ粒子Pは、放出時に比べて運動エネルギーが低下した状態となっているため、Si層Fsとの界面でのミキシングが抑制されることになる。このため、界面での拡散の形成が抑制された状態でSi層Fs上にMo層Fmが形成されることになる。
【0028】
以下、上記のSi層Fsの形成とMo層Fmの形成とを繰り返すことにより、基板S上にSi層FsとMo層Fmとが多層膜として形成されることになる。このようにモリブデンとシリコンを交互に積層したMo/Si多層膜は、例えばEUVリソグラフィ技術における光学系(光反射部)として用いられる。
【0029】
以上のように、本実施形態によれば、基板S上に薄膜(Fs、Fm)を形成する成膜装置1であって、薄膜を構成する物質のスパッタ粒子Pを基板Sに向けて放出する放出部(イオン源2、ターゲットホルダ3、ターゲットT)と、放出されたスパッタ粒子Pのうち少なくとも一部を帯電させる帯電部(紫外線照射部5)と、帯電した状態で基板Sに到達するスパッタ粒子Pの運動エネルギーの大きさを調整する調整部7とを備えることとしたので、放出時に比べて運動エネルギーが低下した状態でスパッタ粒子Pを基板Sに到達させることができる。これにより、界面でのミキシングが抑制されるため、界面拡散を抑えつつ基板S上に薄膜を形成することができる。
【0030】
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
図4は、本実施形態に係る成膜装置201の構成を示す模式図である。本実施形態では第一実施形態の構成に加えて、第二電場形成部8が設けられた構成になっている。第二電場形成部8が設けられている点以外の構成は、第一実施形態の成膜装置1と同一構成となっている。以下、第一実施形態と共通する構成については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【0031】
図4に示すように、第二電場形成部8は、選別部6と位置Bとの間に設けられている。第二電場形成部8は、一対の電極8a及び8bと、当該電極8aと電極8bとの間に接続された電位調整部8cと、を有している。一対の電極8a及び8bは、選別部6によって進行方向が変化したスパッタ粒子Pの変化後の進行方向に対して交差する方向(図中矢印Cの方向)に対向して配置されている。
【0032】
電極8aと電極8bとの間に電圧を印加することにより、スパッタ粒子Pの運動方向を微調整することができる。このため、基板S上に堆積するスパッタ粒子Pの分布を変化させることができる。これにより、例えば基板S上にスパッタ粒子Pを均一に堆積させることができる。
【0033】
なお、本実施形態においては、例えばモリブデンターゲットTmからスパッタ粒子Pを放出させる場合も、シリコンターゲットTsからスパッタ粒子Pを放出させる場合も、当該スパッタ粒子Pに対して紫外線UVを照射させ、選別部6において進行方向を+X側に変化させるようにすることができる。この場合には、シリコンターゲットTsからスパッタ粒子Pを放出する際にも、基板ホルダ4を位置Bに配置させた状態とすれば良い。
【0034】
これにより、モリブデン及びシリコンのそれぞれのスパッタ粒子Pについての運動方向を変化させ、基板S上に到達するスパッタ粒子Pの面方向における分布を変えることができるため、基板S上に形成されるSi層Fs及びMo層Fmの膜厚を高精度に調整することができる。
【0035】
また、本実施形態においては、第二電場形成部8に代えて、例えば図5に示すように、第二磁場形成部9が設けられた構成(成膜装置202)であっても構わない。第二磁場形成部9は、一対の磁極9a及び9bを有している。一対の磁極9a及び9bとしては、例えば電磁石などを用いることができる。
【0036】
この構成においては、電荷を帯びたスパッタ粒子Pに対してローレンツ力を作用させることができる。例えば一対の磁極9a及び9bによって磁場の大きさや向きを調整することにより、当該ローレンツ力の方向を調整することができる。このため、スパッタ粒子Pの運動方向を微調整し、基板S上に堆積するスパッタ粒子Pの分布を変化させることができる。
【0037】
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態を説明する。
図6は、本実施形態に係る成膜装置301の構成を示す模式図である。
図6に示すように、成膜装置301は、チャンバー装置CBの収容室RMが、仕切り部10によって第一収容室RM1と第二収容室RM2とに仕切られている。
【0038】
また、ターゲットホルダ3のターゲット保持部材3aが平板状に形成されている。モリブデンターゲットTm及びシリコンターゲットTsは、ターゲット保持部材3aの一面(+Z側の面)に保持されている。モリブデンターゲットTmは第一収容室RM1に配置されており、シリコンターゲットTsは第二収容室RM2に配置されている。
【0039】
イオン源2は、第一イオン源2A及び第二イオン源2Bを有している。第一イオン源2Aは、第一収容室RM1に設けられており、モリブデンターゲットTmに向けられている。第二イオン源2Bは、第二収容室RM2に設けられており、シリコンターゲットTsに向けられている。
【0040】
基板ホルダ4は、3つの基板保持部材4a〜4cを有している。3つの基板保持部材4a〜4cは、個別に基板Sを保持可能である。3つの基板保持部材4a〜4cは、基板移動部ACTによって3つの位置401〜403と、不図示の待機位置との間を移動可能に設けられている。3つの位置401〜403のうち、位置401及び402は第一収容室RM1に設定されており、位置403は第二収容室RM2に設定されている。紫外線照射部5及び選別部6は、それぞれ第一収容室RM1に設けられている。
【0041】
本実施形態では、第一収容室RM1において第一イオン源2AからモリブデンターゲットTmにイオンビームIBが照射され、スパッタ粒子Pmが放出される構成となっている。また、放出されたスパッタ粒子Pmが紫外線照射部5からの紫外線UVの照射を受けて正に帯電(イオン化)し、選別部6において進行方向が−X側へ変換されるように構成されている。一方、紫外線UVの照射を受けたスパッタ粒子Pmのうち一部のスパッタ粒子Pmはイオン化しない場合もある。このようなイオン化しないスパッタ粒子Psは、選別部6の磁場を受けても運動の方向を変えることなく、+Z方向へ直進する。
【0042】
また、本実施形態では、第二収容室RM2において第二イオン源2BからシリコンターゲットTsにイオンビームIBが照射され、スパッタ粒子Psが放出される構成となっている。また、放出されたスパッタ粒子Psがそのまま第二収容室RM2を+Z方向に直進するように構成されている。
【0043】
本実施形態では、Mo層の成膜の際に選別部6において進行方向が変換されたスパッタ粒子Psの経路上に位置401が設定されており、イオン化しなかったスパッタ粒子Psが直進する方向上に位置402が設定されている。また、Si層の成膜の際にスパッタ粒子Psが進行する方向上に位置403が設定されている。
【0044】
次に、上記のように構成された成膜装置301を用いて基板S上にSi層とMo層とを交互に積層してMo/Si多層膜を形成する場合の動作を説明する。以下、一例としてSi層を形成した後にMo層をSi層の上に積層させる動作を説明する。
まず、基板保持部材4aに基板Sを保持させた状態で、当該基板保持部材4aを位置403に配置させる。また、基板保持部材4b及び4cについては、基板Sを保持させた状態で待機位置に待機させておく。この状態で、制御装置CONTは、第二イオン源2BからシリコンターゲットTsにイオンビームIBを照射させてスパッタ粒子Psを放出させる。放出されたスパッタ粒子Psは、そのまま第二収容室RM2を+Z方向に直進し、位置403において保持された基板S上に積層される。この動作により、基板S上にSi層が形成される。
【0045】
Si層を形成した後、制御装置CONTは、位置403に配置されている基板保持部材4aを位置401に移動させる。また、制御装置CONTは、待機位置に配置されている基板保持部材4bを位置403に移動させる。なお、この段階においては、制御装置CONTは、基板保持部材4cを待機位置に待機させておく。
【0046】
基板保持部材4a及び4bを移動させた後、制御装置CONTは、第二イオン源2BからシリコンターゲットTsにイオンビームIBを照射させる。この動作により、上記の場合と同様に、位置403において基板保持部材4bに保持された基板S上にSi層が形成される。
【0047】
また、制御装置CONTは、第一イオン源2AからモリブデンターゲットTmにイオンビームIBを照射させてスパッタ粒子Pmを放出させる。放出されたスパッタ粒子Pmは、紫外線照射部5からの紫外線UVの照射を受けてイオン化し、選別部6において進行方向が−X側へ変換される。進行方向が変換されたスパッタ粒子Pmは、調整部7によって運動エネルギーが低減した状態で基板Sに形成されたSi層Fs上に堆積し、Mo層Fmが形成される。
【0048】
制御装置CONTは、位置401である程度の層厚のMo層Fmが形成された後、基板保持部材4aを位置402に移動させる。また、制御装置CONTは、Si層Fsが形成された基板保持部材4bを位置401に移動させる。更に、制御装置CONTは、待機位置に配置されていた基板保持部材4cを位置403に移動させる。
【0049】
この状態で、制御装置CONTは、第二イオン源2BからシリコンターゲットTsにイオンビームIBを照射させると共に、第一イオン源2AからモリブデンターゲットTmにイオンビームIBを照射させる。この動作により、位置403において基板保持部材4cに保持された基板S上にSi層Fsが形成され、位置402において基板保持部材4bに保持された基板SのSi層Fs上にMo層Fmが形成される。
【0050】
更に、位置402には、紫外線UVの照射を受けたスパッタ粒子Pmのうち一部のイオン化しないスパッタ粒子Pmが到達している。基板保持部材4aを位置402に移動させることにより、このようなイオン化しないスパッタ粒子Psについても成膜に寄与させることができる。
【0051】
イオン化しないスパッタ粒子Psは、放出されたときの運動エネルギーをほぼ維持した状態で基板Sに到達することになるが、Si層Fsの上にはある程度の層厚のMo層Fmが形成されているため、Si層Fsとの界面にはミキシングはほとんど発生しない状態となる。このように、イオン化、磁場による進行方向変換、電場による減速、を経た低エネルギーの成膜をまず行い、その後、イオン化されずに直接基板に到達するスパッタ粒子Psによる成膜を行うことで、スパッタ粒子Psの無駄を省くことができる。
【0052】
なお、位置401〜403の配置については、一直線上に設定させた例に限られず、例えば図7に示すように、円弧上に設定するようにしても構わない。この場合、図7に示すように、基板保持部材4a〜4cを支持する支持板404が設けられ、当該支持板404を回転させる回転駆動部ACT2が設けられた構成とすることができる。
【0053】
また、例えば位置401の基板Sの成膜部分近傍にシャッターを設ける構成であっても構わない。この場合、所望の膜厚となったところで成膜粒子を遮り、成膜を終了させることができる。このため、Mo層Fmの前半(位置401)と、後半(位置402)との成膜時間が違う場合にも対応可能である。
【0054】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、電極7aに印加する電圧は成膜中一定である場合を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、たとえば成膜中に電圧を段階的に変化させるように印加しても良い。また、電圧を連続的に変化させるようにしても構わない。
【0055】
また、上記実施形態では、紫外線照射部5からの紫外線UVの波長が142nmである例を説明したが、これに限られず、他の波長の紫外線を照射する構成であっても構わない。また、上記実施形態では、紫外線UVを照射してスパッタ粒子Pをイオン化しているが、イオン化の手法はこれに限るものではなく、例えば、加速した電子を衝突させるなどしてイオン化させても良い。
【0056】
また、上記実施形態では、モリブデンのスパッタ粒子Pを減速するために、基板Sの上流側にグリッド状の電極7aを配置した構成を例に挙げているが、これに限られることは無い。例えば、基板Sの表面に電圧を印加できるようにしても良い。
【0057】
また、紫外線照射部5によって紫外線UVが照射される領域、選別部6によって磁場が発生する領域、については上記実施形態の位置に限られるものではなく、他の位置に紫外線UVが照射されたり、磁場が発生したりする構成であっても構わない。
【符号の説明】
【0058】
IB…イオンビーム T…ターゲット Tm…モリブデンターゲット Ts…シリコンターゲット S…基板 CB…チャンバー装置 P、Pm、Ps…スパッタ粒子 UV…紫外線 CONT…制御装置 ACT…基板移動部 Fs…Si層 Fm…Mo層 1、201、301…成膜装置 2…イオン源 3…ターゲットホルダ 4…基板ホルダ 5…紫外線照射部 6…選別部 6a…磁場発生部 7…調整部 7a…電極 7b…電場発生部 7c…電位調整部 8…第二電場形成部 8a…電極 8b…電極 8c…電位調整部 9…第二磁場形成部 9a…磁極

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に薄膜を形成する成膜装置であって、
前記薄膜を構成する物質のスパッタ粒子を前記基板に向けて放出する放出部と、
放出された前記スパッタ粒子のうち少なくとも一部を帯電させる帯電部と、
帯電した状態で前記基板に到達する前記スパッタ粒子の運動エネルギーの大きさを調整する調整部と
を備える成膜装置。
【請求項2】
前記帯電部は、前記スパッタ粒子に対して所定の波長を有する光を照射する光照射部を有する
請求項1に記載の成膜装置。
【請求項3】
前記帯電部は、前記スパッタ粒子に対して電子を照射する電子線照射部を有する
請求項1又は請求項2に記載の成膜装置。
【請求項4】
前記調整部は、前記基板上の空間に電場を発生させる電場発生部を有する
請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項5】
前記電場発生部は、前記基板の電位を調整する電位調整部を有する
請求項4に記載の成膜装置。
【請求項6】
前記電位調整部は、
前記基板に対して前記空間を挟んで配置されたグリッド電極と、
前記基板と前記グリッド電極との間に電圧を印加する電圧印加部と
を有する
請求項5に記載の成膜装置。
【請求項7】
前記調整部は、前記基板上の空間に磁場を発生させる磁場発生部を有する
請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項8】
放出された前記スパッタ粒子のうち帯電した状態の前記スパッタ粒子を選別する選別部
を更に備える請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項9】
前記選別部は、帯電した状態の前記スパッタ粒子の移動方向を、帯電した状態とは異なる状態の前記スパッタ粒子の移動方向とは異なる方向に変更する移動方向変更部を有し、
前記移動方向変更部によって変更された前記スパッタ粒子の前記移動方向上の第一位置に前記基板を移動させる基板移動部を更に備える
請求項8に記載の成膜装置。
【請求項10】
前記移動方向変更部は、帯電した状態の前記スパッタ粒子の移動経路に電場を発生させる第二電場発生部を有する
請求項9に記載の成膜装置。
【請求項11】
前記移動方向変更部は、帯電した状態の前記スパッタ粒子の移動経路に磁場を発生させる第二磁場発生部を有する
請求項9又は請求項10に記載の成膜装置。
【請求項12】
前記基板移動部は、
前記第一位置と、帯電した状態の前記スパッタ粒子とは異なる前記スパッタ粒子の移動方向上の第二位置と、の間で前記基板を移動可能である
請求項9から請求項11のうちいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項13】
前記基板に形成された前記薄膜上に積層される第二薄膜を構成する物質の第二スパッタ粒子を前記基板に向けて放出する第二放出部を更に備え、
前記基板移動部は、前記第一位置と、前記第二位置と、前記第二スパッタ粒子の移動方向上の第三位置と、の間で前記基板を移動可能である
請求項12に記載の成膜装置。
【請求項14】
前記第二薄膜は、シリコンを含む
請求項13に記載の成膜装置。
【請求項15】
前記薄膜は、モリブデンを含む
請求項1から請求項14のうちいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項16】
基板上に薄膜を形成する成膜方法であって、
前記薄膜を構成する物質のスパッタ粒子を前記基板に向けて放出する放出ステップと、
放出された前記スパッタ粒子のうち少なくとも一部を帯電させる帯電ステップと、
帯電した状態で前記基板に到達する前記スパッタ粒子の運動エネルギーの大きさを調整する調整ステップと
を含む成膜方法。
【請求項17】
前記帯電ステップは、前記スパッタ粒子に対して所定の波長を有する光を照射することを含む
請求項16に記載の成膜方法。
【請求項18】
前記帯電ステップは、前記スパッタ粒子に対して電子を照射することを含む
請求項16又は請求項17に記載の成膜方法。
【請求項19】
前記調整ステップは、前記基板上の空間に電場を発生させる電場発生ステップを含む
請求項16から請求項18のうちいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項20】
前記電場発生ステップは、
前記基板の電位を調整することを含む
請求項4に記載の成膜方法。
【請求項21】
前記基板の電位を調整することは、
前記基板と、前記基板に対して前記空間を挟んで配置されたグリッド電極と、の間に電圧を印加することを含む
請求項20に記載の成膜方法。
【請求項22】
前記調整ステップは、前記基板上の空間に磁場を発生させることを含む
請求項16から請求項21のうちいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項23】
前記放出ステップで放出された前記スパッタ粒子のうち帯電した状態の前記スパッタ粒子を選別する選別ステップ
を更に含む請求項16から請求項22のうちいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項24】
前記選別ステップは、帯電した状態の前記スパッタ粒子の移動方向を、帯電した状態とは異なる状態の前記スパッタ粒子の移動方向とは異なる方向に変更する移動方向変更ステップを含み、
前記移動方向変更ステップにおいて変更された前記スパッタ粒子の前記移動方向上の第一位置に前記基板を移動させる基板移動ステップを更に含む
請求項23に記載の成膜方法。
【請求項25】
前記移動方向変更ステップは、帯電した状態の前記スパッタ粒子の移動経路に電場を発生させることを含む
請求項24に記載の成膜方法。
【請求項26】
前記移動方向変更ステップは、帯電した状態の前記スパッタ粒子の移動経路に磁場を発生させることを含む
請求項24又は請求項25に記載の成膜方法。
【請求項27】
前記基板移動ステップは、
前記第一位置と、帯電した状態の前記スパッタ粒子とは異なる前記スパッタ粒子の移動方向上の第二位置と、の間で前記基板を移動させることを含む
請求項24から請求項26のうちいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項28】
前記基板に形成された前記薄膜上に積層される第二薄膜を構成する物質の第二スパッタ粒子を前記基板に向けて放出する第二放出ステップを更に含み、
前記基板移動ステップは、前記第一位置と、前記第二位置と、前記第二スパッタ粒子の移動方向上の第三位置と、の間で前記基板を移動させることを含む
請求項27に記載の成膜方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate


【公開番号】特開2012−144751(P2012−144751A)
【公開日】平成24年8月2日(2012.8.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−1500(P2011−1500)
【出願日】平成23年1月6日(2011.1.6)
【出願人】(000004112)株式会社ニコン (12,601)
【Fターム(参考)】