[發明專利]濺射裝置、濺射方法和電子器件制造方法

有效

• 申請號: 200980147190.7
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN102227514A
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 北田亨;渡邊直樹;長井基將
• 申請（專利權）人: 佳能安內華股份有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;H01F41/18;H01L43/08;H01L43/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 魏小薇

技術領域

本發明涉及用于通過向陰極施加高電壓以在陰極和基板保持器之間產生放電并且濺射連附到陰極的靶而在基板上沉積膜的濺射裝置和濺射方法，以及電子器件制造方法。更特別地，本發明涉及用于在沿基板的處理面旋轉基板的同時沉積膜的濺射裝置和濺射方法，以及電子器件制造方法。

背景技術

常規上已知在基板上沉積膜的濺射裝置。更特別地，在基板的斜上方偏移布置支撐靶的陰極。在沿基板的處理面旋轉基板的同時，通過斜入射濺射來濺射靶材料。

作為與此相關的技術，提出了一種濺射方法和裝置，在該濺射方法和裝置中，基板以適當的速度旋轉，并且，靶的中心軸關于基板的法線的角度θ保持在15°≤θ≤45°(參見專利文獻1)。即使靶直徑小于或等于基板直徑，該濺射裝置也可產生具有均勻的厚度和質量的膜。

引文列表

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開No.2000-265263

發明內容

技術問題

即使當使用常規的斜入射濺射技術以沉積磁性膜時，與使用另一材料的膜沉積相比，薄層電阻(sheet?resistance)分布也變得不均勻。但是，由于面內分布(1σ)小于1％，因此不發生嚴重的問題。

最近，隨著對更高濺射速率(sputtering?rate)的需求的增加，已嘗試增大放電功率。當通過使用高功率的斜入射濺射來沉積磁性膜時，薄層電阻分布變得非常地不均勻。當使用多個陰極來共濺射多個靶時，膜沉積分布的不均勻性導致各靶材料的分布的不均勻性。

為了解決以上的問題，做出了本發明，并且，本發明的目的是，提供能夠沉積具有均勻的面內分布的膜并且容易地制造高性能電子器件的濺射技術。

問題的解決方案

為了解決以上的問題，根據本發明的濺射裝置包括：基板保持器，保持基板以能夠沿基板的處理面的面方向旋轉基板；基板磁場形成裝置，被布置在基板周圍，用于在基板的處理面上形成磁場；陰極，被布置在與基板斜向對置的位置處，并且接收放電功率；位置檢測裝置，用于檢測基板的旋轉位置；和功率控制裝置，用于根據由位置檢測裝置檢測的旋轉位置來控制向陰極施加的功率。

根據本發明的濺射方法包括：通過在沿基板的處理面的面方向旋轉基板并且在該處理面上形成磁場的同時向被布置在與基板斜向對置的位置處的陰極施加根據通過位置檢測裝置檢測的基板的旋轉位置而調整的功率，執行膜沉積。

根據本發明的電子器件制造方法包括膜沉積步驟，通過在沿基板的處理面的面方向旋轉基板并且在該處理面上形成磁場的同時向被布置在與基板斜向對置的位置處的陰極施加根據通過位置檢測裝置檢測的基板的旋轉位置而調整的功率，通過濺射方法沉積膜。

本發明的有益效果

本發明可沉積具有膜厚和組分的均勻面內分布的膜，并且可制造高性能電子器件。

附圖說明

包含于說明書中并且構成說明書的一部分的附圖示出本發明的實施例，并且與描述一起用于說明本發明的原理。

圖1是示意性地示出根據第一實施例的濺射裝置的示意性截面圖；

圖2是示意性地示出由基板側磁體形成的磁場的例子的平面圖；

圖3是示出根據第一實施例的陰極單元和控制器的布置的框圖；

圖4是例示根據實施例的放電功率正弦波控制圖的示圖；

圖5是示出通過施加恒定放電功率沉積磁性材料的比較例的濺射裝置的視圖；

圖6A是例示根據實施例的基板上的薄層電阻分布(膜厚分布)的視圖；

圖6B是例示比較例中的基板上的薄層電阻分布(膜厚分布)的視圖；

圖7是示出根據第二實施例的控制器的布置的框圖；

圖8是例示限定靶材料和控制模式之間的對應關系的表的表；

圖9是用于說明圖8中的控制模式的視圖；

圖10是示意性地示出根據第三實施例的濺射裝置的示意性截面圖；

圖11是示意性地示出根據第三實施例的濺射裝置的平面圖；

圖12是示出根據第三實施例的陰極單元和控制器的布置的框圖；

圖13是示出根據第四實施例的控制器的布置的框圖；

圖14是例示限定陰極位置和控制模式之間的對應關系的表的表；

圖15是示出根據第五實施例的濺射裝置的布置的框圖；

圖16例示濺射裝置的另一布置；

圖17是示出作為可通過應用本發明的濺射方法制造的電子部件的例子的TMR元件的說明視圖。

具體實施方式

以下將參照附圖描述本發明的實施例。但是，本發明不限于以下的實施例。