[发明专利]溅射装置及成膜方法

说明书

本发明提供一种在溅射烧结靶并成膜时，衬底面内薄膜厚度分布良好成膜的溅射装置。溅射装置(SM)具有：真空室(1)，其具有烧结原料粉末而成的靶(31)；磁铁单元(4)，靶不可旋转地安装在真空室中，所述磁铁单元具有配置在靶上方的同一平面内的磁铁(41，42)并使贯通靶的漏磁场多集中在溅射面上发挥作用；旋转轴(44)，其配置在穿过靶中心的中心线(CI)上并与磁铁单元连接；以及驱动电机(45)，其旋转驱动旋转轴，使磁铁单元旋转以便漏磁场对于溅射面的作用区域在以靶中心为中心的虚拟圆周上旋转；溅射装置还具有倾斜装置(5)，其使旋转轴相对于中心线倾斜以便根据原料粉末烧结时靶的密度分布使各磁铁相对于靶的上表面接近、远离。

技术领域

本发明涉及一种溅射装置及成膜方法，具体而言，涉及一种适用于通过烧结靶的溅射而成膜的方法。

背景技术

对于大容量的半导体器件，已知有纵向层积存储单元而成的3D(三维)-NAND闪存。在3D-NAND闪存的制造工序中，例如有形成氧化铝膜作为蚀刻阻挡层的工序(例如参照专利文献1)。通常，使用溅射装置形成这样的氧化铝膜，作为这样的溅射装置，使用的是使配置在朝向靶的溅射面一侧的磁铁单元以靶中心为旋转中心进行旋转的磁控管式装置。再有，一般使用烧结氧化铝粉末而成的靶作为溅射装置用靶。

此处，如上所述，当使用具有将原料粉末烧结而成的靶的溅射装置溅射该靶并在衬底表面成膜时，发现会在衬底面内局部产生薄膜厚度变薄的区域。由于这种薄膜厚度薄的区域的存在会妨碍提高薄膜厚度分布的均匀性，因此需要尽量抑制产生这样的区域。因此，本申请的发明人等经过反复深入研究，得知在烧结原料粉末制造了靶时，由于制造上的某些原因导致在靶面内局部产生密度低的区域，由此，导致在溅射靶时，在密度较低的区域上的溅射率(每单位时间内从靶表面飞散的溅射粒子的量)局部降低。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】专利公开2016－25141号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明是基于上述认识而创造的发明，其目的是提供一种在使用烧结靶并溅射该烧结靶成膜时，衬底面内的薄膜厚度分布可良好地成膜的溅射装置及成膜方法。

解决技术问题的手段

为解决上述技术问题，本发明的溅射装置，其具有：真空室，其具有烧结原料粉末而成的靶；磁铁单元，以因溅射而被侵蚀的靶面作为溅射面，以靶的厚度方向作为上下方向，以溅射面朝向下方的姿态将靶不可旋转地安装在真空室中，所述磁铁单元具有配置在靶上方的同一平面内的多个磁铁并使贯通靶的漏磁场集中在溅射面上发挥作用；旋转轴，其配置在穿过靶中心的中心线上并与磁铁单元连接；以及驱动电机，其旋转驱动旋转轴使磁铁单元旋转，以便漏磁场对于溅射面的作用区域在以靶中心为中心的虚拟圆周上旋转；所述溅射装置的特征在于：还具有倾斜装置，其使旋转轴相对于中心线倾斜以便根据原料粉末烧结时靶的密度分布使各磁铁相对于靶的上表面接近、远离。

采用本发明，即使由于制造上的某些原因在靶面内局部存在密度低的区域，也可通过使旋转轴相对于中心线倾斜，在磁铁通过密度低的区域上方时，使磁铁和靶之间的距离较短，在通过除此之外的区域上方时，使磁铁和靶之间的距离较长，根据靶的密度使作用在靶上的漏磁场的强度变化，从而使磁铁单元在虚拟圆周上旋转时，其在周方向整体上的溅射率大致均等。其结果是在溅射烧结靶并在衬底表面成膜时，可进一步提高其衬底面内的薄膜厚度分布的均匀性。此外，在局部改变作用在靶上的漏磁场的强度时，也可考虑适当设置所谓的磁分流器，但无法简单地通过目视等判断出靶中哪个区域是密度低的区域，因此是不现实的。