(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-13
(45)【発行日】2024-11-21
(54)【発明の名称】導電膜の形成方法、および、成膜装置
(51)【国際特許分類】
C23C 14/58 20060101AFI20241114BHJP
C23C 14/34 20060101ALI20241114BHJP
H01L 21/285 20060101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
C23C14/58 C
C23C14/34 J
H01L21/285 S
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020134899
(22)【出願日】2020-08-07
(65)【公開番号】P2022030713
(43)【公開日】2022-02-18
【審査請求日】2023-06-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000231464
【氏名又は名称】株式会社アルバック
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】竹内 将人
(72)【発明者】
【氏名】小林 大士
(72)【発明者】
【氏名】半那 拓
(72)【発明者】
【氏名】赤松 泰彦
(72)【発明者】
【氏名】青柳 利哉
【審査官】安齋 美佐子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１２－０６７３９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－０７４５２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／０５４５８７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００８－２８３１４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０７２０８８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８
Ｈ０１Ｌ ２１／２８５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電膜の形成の開始を含む第１工程と、前記第１工程の後に行われ、前記導電膜の形成の終了を含む第２工程と、を含み、
前記第１工程は、複数の凹部を有した成膜面を備え、ターゲットに対して相対移動する成膜対象にスパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングすること、を含み、
前記第２工程は、前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、単位時間当たりのエッチング量を０よりも大きく、かつ、前記第１工程よりも小さくして前記導電膜をエッチングすること、を含み、
前記第１工程は、前記導電膜を形成することと、前記導電膜をエッチングすることとを交互に行うことを含む
導電膜の形成方法。
【請求項2】
前記第１工程において前記導電膜を形成することと前記導電膜をエッチングすることとを交互に行うことは、単位時間当たりに第１エッチング量で前記導電膜をエッチングすることと、単位時間当たりに前記第１エッチング量よりも大きい第２エッチング量で前記導電膜をエッチングすることとを交互に行うことを含む
請求項１に記載の導電膜の形成方法。
【請求項3】
導電膜の形成の開始を含む第１工程と、前記第１工程の後に行われ、前記導電膜の形成の終了を含む第２工程と、を含み、
前記第１工程は、複数の凹部を有した成膜面を備え、ターゲットに対して相対移動する成膜対象にスパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングすること、を含み、
前記第２工程は、前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、単位時間当たりのエッチング量を０よりも大きく、かつ、前記第１工程よりも小さくして前記導電膜をエッチングすること、を含み、
前記スパッタ成膜は、コサイン則に従ってスパッタ粒子を放出することを含み、
前記第１工程における前記導電膜をエッチングすること、および、前記第２工程における前記導電膜をエッチングすることは、イオンビームの照射によって前記導電膜をエッチングすることを含み、
前記第２工程における前記導電膜をエッチングすることは、前記第１工程の入射角度よりも小さい入射角度で前記イオンビームを前記成膜対象に照射することを含む
導電膜の形成方法。
【請求項4】
前記第１工程において前記導電膜をエッチングすることは、第１イオン源から前記イオンビームを照射することを含み、前記第２工程において前記導電膜をエッチングすることは、前記第１イオン源の入射角度よりも小さい入射角度で前記イオンビームを照射する第２イオン源を用いて前記イオンビームを照射することを含む
請求項３に記載の導電膜の形成方法。
【請求項5】
前記第１工程において前記導電膜をエッチングすることは、イオン源から前記イオンビームを照射することを含み、前記第２工程において前記導電膜をエッチングすることは、前記第１工程と同一の前記イオン源を用い、前記第１工程において照射した前記イオンビームの前記入射角度よりも小さい前記入射角度で前記イオンビームを照射することを含む
請求項３に記載の導電膜の形成方法。
【請求項6】
複数の凹部を有した成膜面を備えた成膜対象にターゲットを用いたスパッタ成膜によって導電膜を形成する成膜部と、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングするエッチング部と、
前記ターゲットに対して前記成膜対象を相対移動させる搬送部と、
前記成膜部、前記エッチング部、および、前記搬送部の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記成膜部、前記エッチング部、および、前記搬送部の駆動を制御することによって、前記導電膜の形成の開始を含む第１工程と、前記第１工程の後に行われ、前記導電膜の形成の終了を含む第２工程とを実行させ、
前記第１工程は、前記ターゲットに対して相対移動する前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングすることを含み、
前記第２工程は、前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、単位時間当たりのエッチング量を０よりも大きく、かつ、前記第１工程よりも小さくして前記導電膜をエッチングすること、を含み、
前記第１工程は、前記導電膜を形成することと、前記導電膜をエッチングすることとを交互に行うことを含む
成膜装置。
【請求項7】
複数の凹部を有した成膜面を備えた成膜対象にターゲットを用いたスパッタ成膜によって導電膜を形成する成膜部と、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングするエッチング部と、
前記ターゲットに対して前記成膜対象を相対移動させる搬送部と、
前記成膜部、前記エッチング部、および、前記搬送部の駆動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記成膜部、前記エッチング部、および、前記搬送部の駆動を制御することによって、前記導電膜の形成の開始を含む第１工程と、前記第１工程の後に行われ、前記導電膜の形成の終了を含む第２工程とを実行させ、
前記第１工程は、前記ターゲットに対して相対移動する前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングすることを含み、
前記第２工程は、前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、単位時間当たりのエッチング量を０よりも大きく、かつ、前記第１工程よりも小さくして前記導電膜をエッチングすること、を含み、
前記スパッタ成膜は、コサイン則に従ってスパッタ粒子を放出することを含み、
前記第１工程における前記導電膜をエッチングすること、および、前記第２工程における前記導電膜をエッチングすることは、イオンビームの照射によって前記導電膜をエッチングすることを含み、
前記第２工程における前記導電膜をエッチングすることは、前記第１工程の入射角度よりも小さい入射角度で前記イオンビームを前記成膜対象に照射することを含む
成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、導電膜の形成方法、および、成膜装置に関する。
【背景技術】
【0002】
成膜対象に形成された凹部の内面に金属膜を被覆する技術が知られている。当該技術では、成膜対象に金属膜を形成することと、成膜対象に形成された金属膜のオーバーハング部をエッチングすることとを交互に繰り返す。これにより、金属膜のオーバーハング部によって凹部の開口が塞がれることを抑えて、凹部の内面に金属膜を被覆する（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００８－２８３１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、配線として機能する金属膜に覆われる凹部は、凹部の底面、凹部の内側面、および、凹部の開口を囲む頂面によって形成されている。近年では、こうした成膜対象を用いて製造されるデバイスの要請に応じて、底面と内側面とにおいて均一な厚さを有する一方で、頂面においては底面や内側面よりも十分に厚いという導電膜の形成が新たに求められている。
【0005】
本発明は、導電膜において、成膜対象の凹部の開口を囲む頂面に形成される部分の厚さを確保しつつ、凹部を区画する底面および内側面に形成される部分の厚さにおけるばらつきを抑えることを可能とした導電膜の形成方法、および、成膜装置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】
【0006】
上記課題を解決するための導電膜の形成方法は、導電膜の形成の開始を含む第１工程と、前記第１工程の後に行われ、前記導電膜の形成の終了を含む第２工程とを含む。前記第１工程は、複数の凹部を有した成膜面を備え、ターゲットに対して相対移動する成膜対象にスパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングすること、を含む。前記第２工程は、前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、単位時間当たりのエッチング量を前記第１工程よりも小さくして前記導電膜をエッチングすること、を含む。
【0007】
上記課題を解決するための成膜装置は、複数の凹部を有した成膜面を備えた成膜対象にターゲットを用いたスパッタ成膜によって導電膜を形成する成膜部と、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングするエッチング部と、前記ターゲットに対して前記成膜対象を相対移動させる搬送部と、前記成膜部、前記エッチング部、および、前記搬送部の駆動を制御する制御部と、を備える。前記制御部は、前記成膜部、前記エッチング部、および、前記搬送部の駆動を制御することによって、前記導電膜の形成の開始を含む第１工程と、前記第１工程の後に行われ、前記導電膜の形成の終了を含む第２工程とを実行させる。前記第１工程は、前記ターゲットに対して相対移動する前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、前記成膜対象に形成された前記導電膜をエッチングすることを含む。前記第２工程は、前記成膜対象に前記スパッタ成膜によって前記導電膜を形成すること、単位時間当たりのエッチング量を前記第１工程よりも小さくして前記導電膜をエッチングすること、を含む。
【0008】
凹部を有する成膜面に対してスパッタ成膜を行った場合には、凹部の開口を囲む頂面にスパッタ粒子が到達しやすく、凹部の底面、凹部の内側面の順にスパッタ粒子が到達しにくくなる。そのため、スパッタ成膜を行うのみによって導電膜を形成した場合には、凹部を区画する面での膜厚のばらつきが大きくなる。この点で、上記構成によれば、第１工程において成膜対象に形成された導電膜をエッチングするから、導電膜のうち、凹部の開口付近を覆う角部、および、底面に形成された部分から導電粒子を放出させ、これによって、凹部の内側面に導電粒子を付着させることが可能である。結果として、導電膜のうち、凹部の内側面に位置する部分の厚さを厚くすることが可能である。また、第２工程では、第１工程よりもエッチング量を小さくしてスパッタ成膜を行うから、凹部の開口を囲む頂面、および、底面に優先的にスパッタ粒子を到達させることが可能である。結果として、導電膜のうちで、凹部の開口を囲む頂面での厚さを厚くしつつ、凹部を区画する底面と内側面との間での厚さにおけるばらつきを抑えることが可能である。
【0009】
上記導電膜の形成方法において、前記第１工程は、前記導電膜を形成することと、前記導電膜をエッチングすることとを交互に行うことを含んでもよい。この構成によれば、導電膜の形成と導電膜のエッチングとの各々を１度のみ行う場合に比べて、凹部を区画する面における膜厚のばらつきを抑えることが可能である。
【0010】
上記導電膜の形成方法において、前記第１工程において前記導電膜を形成することと前記導電膜をエッチングすることとを交互に行うことは、単位時間当たりに第１エッチング量で前記導電膜をエッチングすることと、単位時間当たりに前記第１エッチング量よりも大きい第２エッチング量で前記導電膜をエッチングすることとを交互に行うことを含んでもよい。
【0011】
上記構成によれば、第１工程において、凹部の開口を囲む頂面および凹部を区画する底面にスパッタ粒子が付着することを優先する工程と、凹部を区画する内側面に導電膜から放出された導電粒子が付着することを優先する工程とを交互に行うことが可能である。そのため、凹部を区画する面における厚さのばらつきをより抑えることができる。
【0012】
上記導電膜の形成方法において、前記スパッタ成膜は、コサイン則に従ってスパッタ粒子を放出することを含み、前記第１工程における前記導電膜をエッチングすること、および、前記第２工程における前記導電膜をエッチングすることは、イオンビームの照射によって前記導電膜をエッチングすることを含み、前記第２工程における前記導電膜をエッチングすることは、前記第１工程の入射角度よりも小さい入射角度で前記イオンビームを前記成膜対象に照射することを含んでもよい。
【0013】
上記構成によれば、第２工程では、スパッタ成膜によってターゲットから放出されたスパッタ粒子のうち、成膜対象に対して斜め方向から入射したスパッタ粒子が優先的にエッチングされる。そのため、導電膜のうちで、内側面と底面との間における厚さのばらつきが大きくなることを抑えながら、導電膜のうちで、頂面に形成される部分の厚さを厚くすることが可能である。
【0014】
上記導電膜の形成方法において、前記第１工程において前記導電膜をエッチングすることは、第１イオン源から前記イオンビームを照射することを含み、前記第２工程において前記導電膜をエッチングすることは、前記第１イオン源の入射角度よりも小さい入射角度で前記イオンビームを照射する第２イオン源を用いて前記イオンビームを照射することを含んでもよい。
【0015】
上記構成によれば、互いに異なる入射角度でイオンビームを照射する２つのイオン源を備えることから、１つのイオン源のみを備える場合に比べて、各イオン源を簡素化すること、および、イオン源の処理における負荷を軽減することが可能である。
【0016】
上記導電膜の形成方法において、前記第１工程において前記導電膜をエッチングすることは、イオン源から前記イオンビームを照射することを含み、前記第２工程において前記導電膜をエッチングすることは、前記第１工程と同一の前記イオン源を用い、前記第１工程において照射した前記イオンビームの前記入射角度よりも小さい前記入射角度で前記イオンビームを照射することを含んでもよい。
【0017】
上記構成によれば、同一のイオン源を用いて第１工程でのエッチングと第２工程でのエッチングとが可能であるから、２つのイオン源を用いる場合に比べて、成膜装置を簡素化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１実施形態における成膜装置の構成を示す装置構成図。
【図2】成膜装置の動作における一例を説明するための模式図。
【図3】成膜装置の動作における他の例を説明するための模式図。
【図4】第１実施形態における導電膜の形成方法を説明するための模式図。
【図5】ターゲットから放出されるスパッタ粒子の分布曲線を示す模式図。
【図6】同実施形態における導電膜の形成方法を説明するための模式図。
【図7】同実施形態における導電膜の形成方法を説明するための模式図。
【図8】実施例１の試験片における断面構造を撮像したＳＥＭ画像。
【図9】比較例１の試験片における断面構造を撮像したＳＥＭ画像。
【図10】比較例２の試験片における断面構造を撮像したＳＥＭ画像。
【図11】第２実施形態における導電膜の形成方法を説明するための模式図。
【図12】第２実施形態における成膜チャンバーの構成を示す装置構成図。
【図13】同実施形態における成膜チャンバーの構成を示す装置構成図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
【0020】
【0021】
図１が示すように、成膜装置１０は、成膜チャンバー１１と搬出入チャンバー１２とを備えている。成膜チャンバー１１と搬出入チャンバー１２との間には、ゲートバルブ１３が位置している。成膜チャンバー１１および搬出入チャンバー１２には、排気部１４が接続されている。
【0022】
成膜チャンバー１１は、カソード１５、イオン源１６、搬送部１７、ガス供給部１８、および、ターゲット電源１９を備えている。カソード１５は、ターゲット１５Ｔを備えている。ターゲット１５Ｔは、所定の金属から形成されている。ターゲット１５Ｔは、単一の金属から形成されてもよいし、合金から形成されてもよい。ターゲット１５Ｔの形成材料は、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｍｇ、Ｃｏ、および、Ｎｉから構成される群から選択される少なくとも１つであってよい。
【0023】
ターゲット１５Ｔは、図１の奥行き方向に沿って延びる形状を有している。ターゲット１５Ｔの被スパッタ面は、成膜チャンバー１１が区画する空間内に露出している。被スパッタ面は、搬送部１７と対向している。そのため、被スパッタ面は、搬送部１７によって成膜対象Ｓが搬送されている場合に、成膜対象Ｓと対向する。
【0024】
イオン源１６は、イオンビームを照射する照射口を備えている。照射口は、成膜チャンバー１１が区画する空間内に露出している。照射口は、図１の奥行き方向に沿って延びる形状を有している。照射口は、搬送部１７と対向している。そのため、照射口は、搬送部１７によって成膜対象Ｓが搬送されている場合に、成膜対象Ｓと対向する。イオン源１６は、所定のガスからイオンビームを生成する。イオンビームの生成に用いられるガスは、例えば希ガスであってよい。希ガスは、例えばＡｒであってよい。イオン源１６は、成膜対象Ｓに形成された導電膜をエッチングするエッチング部の一例である。イオン源１６は、導電膜に対してイオンビームを照射することによって、導電膜をエッチングする。
【0025】
搬送部１７は、ターゲット１５Ｔに対して成膜対象Ｓを相対移動させる。本実施形態では、搬送部１７は、成膜チャンバー１１における位置が固定されたターゲット１５Ｔに対して成膜対象Ｓを移動させることによって、ターゲット１５Ｔに対して成膜対象Ｓを相対移動させる。搬送部１７は、成膜対象Ｓの搬送方向に沿って延びる形状を有している。
【0026】
搬送部１７は、成膜対象Ｓがターゲット１５Ｔの被スパッタ面、および、イオン源１６の照射口と対向する状態を維持するように、搬送方向に沿って成膜対象Ｓを搬送する。搬送部１７は、成膜対象Ｓの搬送において、第１搬送と第２搬送とを交互に繰り返す。第１搬送は、搬出入チャンバー１２から成膜チャンバー１１に向かう成膜対象Ｓの搬送である。これに対して、第２搬送は、成膜チャンバー１１から搬出入チャンバー１２に向かう方向に沿う成膜対象Ｓの搬送である。
【0027】
ガス供給部１８は、成膜チャンバー１１が区画する空間内に所定のスパッタガスを供給する。ガス供給部１８は、スパッタガスを所定の流量で供給することによって、排気部１４とともに成膜チャンバー１１が区画する空間内を所定の圧力に維持する。スパッタガスは、例えば希ガスであってよい。希ガスは、例えばＡｒであってよい。
【0028】
ターゲット電源１９は、カソード１５に接続されている。ターゲット電源１９は、ターゲット１５Ｔに電圧を印加する。ターゲット電源１９は、直流電源であってもよいし、交流電源であってもよい。
【0029】
本実施形態の成膜装置１０において、成膜部は、カソード１５、ターゲット電源１９、および、ガス供給部１８を含む。成膜部は、成膜対象Ｓにターゲット１５Ｔを用いたスパッタ成膜によって導電膜を形成する。
【0030】
成膜対象Ｓは、例えば四角形状を有している。成膜対象Ｓにおいて、一辺の長さが例えば１５００ｍｍ以上２２００ｍｍ以下である。成膜対象Ｓは、例えばガラス基板であってよい。成膜対象Ｓは、導電膜が形成される成膜面を備えている。成膜面は、複数の凹部を有している。例えば、成膜面は、ターゲット１５Ｔが延びる方向と直交する方向に沿って延びる複数の溝を有し、当該複数の溝は、ターゲット１５Ｔが延びる方向において間隔を空けて並んでいる。また例えば、成膜面は、ターゲット１５Ｔが延びる方向に沿って延びる複数の溝を有し、当該複数の溝は、ターゲット１５Ｔが延びる方向と直交する方向において間隔を空けて並んでいる。
【0031】
搬出入チャンバー１２は、成膜前の成膜対象Ｓを成膜チャンバー１１に搬入し、成膜後の成膜対象Ｓを成膜チャンバー１１から搬出する。成膜前の成膜対象Ｓを成膜チャンバー１１に搬入する際には、まず、大気に暴露された搬出入チャンバー１２に成膜前の成膜対象Ｓが搬入される。次いで、搬出入チャンバー１２が区画する空間内が排気部１４によって排気されることによって、成膜チャンバー１１と同程度に減圧される。その後、ゲートバルブ１３が開放されることによって、搬出入チャンバー１２の区画する空間が、成膜チャンバー１１が区画する空間に連通される。そして、搬出入チャンバー１２が、成膜前の成膜対象Ｓを成膜チャンバー１１に搬入する。
【0032】
これに対して、成膜後の成膜対象Ｓが搬出される際には、ゲートバルブ１３が開放されることによって、搬出入チャンバー１２の区画する空間が、成膜チャンバー１１が区画する空間に連通される。次いで、搬出入チャンバー１２が、成膜後の成膜対象Ｓを成膜チャンバー１１から搬出する。そして、ゲートバルブ１３が閉鎖された後に、搬出入チャンバー１２が大気に暴露される。その後、成膜後の成膜対象Ｓが搬出入チャンバー１２の外部に搬出される。
【0033】
成膜装置１０は、制御部１０Ｃを備えている。制御部１０Ｃは、成膜部、イオン源１６、および、搬送部１７の駆動を制御する。なお、制御部１０Ｃは、成膜部、イオン源１６、および、搬送部１７に加えて、ゲートバルブ１３、および、排気部１４の駆動も制御する。
【0034】
図２が示すように、制御部１０Ｃは、例えば、搬送部１７に第１搬送を実行させている間に、成膜部を駆動することによって、成膜対象Ｓの成膜面に導電膜を形成させる。この際に、制御部１０Ｃは、ガス供給部１８に所定の流量でスパッタガスを供給させ、かつ、ターゲット電源１９にターゲット１５Ｔに対して所定の電圧を印加させる。これにより、ターゲット１５Ｔの近傍においてプラズマが生成され、ターゲット１５Ｔがスパッタされる。これによって、ターゲット１５Ｔからスパッタ粒子ＳＰが放出される。
【0035】
図３が示すように、制御部１０Ｃは、例えば、搬送部１７に第２搬送を実行させている間に、イオン源１６を駆動することによって、成膜対象Ｓに形成された導電膜をエッチングさせる。この際に、制御部１０Ｃは、イオン源１６を駆動することによって、イオン源１６に照射口からイオンビームＩＢを照射させる。
【0036】
なお、制御部１０Ｃは、搬送部１７に第２搬送を実行させている間に、成膜部を駆動することによって、導電膜を形成させてもよい。また、制御部１０Ｃは、搬送部１７に第１搬送を実行させている間に、イオン源１６を駆動することによって、導電膜をエッチングさせてもよい。
【0037】
［導電膜の形成方法］
図４から図６を参照して、導電膜の形成方法を説明する。なお、以下に参照する図４、図６、および、図７は、成膜対象Ｓが広がる平面に直交し、かつ、成膜対象Ｓが備える凹部ＳＨが延びる方向に直交する平面に沿う成膜対象Ｓの断面構造を示している。
図４から図６を参照して、導電膜の形成方法を説明する。なお、以下に参照する図４、図６、および、図７は、成膜対象Ｓが広がる平面に直交し、かつ、成膜対象Ｓが備える凹部ＳＨが延びる方向に直交する平面に沿う成膜対象Ｓの断面構造を示している。
【0038】
導電膜の形成方法は、導電膜の形成の開始を含む第１工程と、第１工程の後に行われ、導電膜の形成の終了を含む第２工程とを含む。第１工程は、ターゲットに対して相対移動する成膜対象Ｓにスパッタ成膜によって導電膜を形成すること、成膜対象Ｓに形成された導電膜をエッチングすることを含む。第２工程は、成膜対象Ｓにスパッタ成膜によって導電膜を形成すること、単位時間当たりのエッチング量を第１工程よりも小さくして導電膜をエッチングすること、を含む。以下、図面を参照して、導電膜の形成方法を詳しく説明する。
【0039】
本実施形態において、第１工程は、導電膜を形成することと、導電膜をエッチングすることとを交互に行う。第１工程は、導電膜を形成することと、導電膜をエッチングすることの組を複数回繰り返す。第１工程では、成膜対象Ｓの第１搬送において成膜対象Ｓに導電膜が形成され、成膜対象Ｓの第２搬送において導電膜がエッチングされる。
【0040】
図４は、第１搬送において成膜対象Ｓに向けて飛行するスパッタ粒子ＳＰ、および、スパッタ粒子ＳＰの堆積によって形成された導電膜を模式的に示している。
図４が示すように、成膜対象Ｓは、複数の凹部ＳＨを備えている。各凹部ＳＨは、頂面ＳＴ、底面ＳＨｂ、および、内側面ＳＨｓによって形成されている。第１搬送の間には、ターゲット１５Ｔがスパッタされることによって、複数のスパッタ粒子ＳＰが成膜対象Ｓに向けて飛行する。これにより、成膜対象Ｓには、底面ＳＨｂおよび内側面ＳＨｓと、成膜対象Ｓの頂面ＳＴとを覆う導電膜ＣＦが形成される。頂面ＳＴは、成膜対象Ｓにおいて凹部ＳＨの開口ＳＨａを囲む面である。
図４が示すように、成膜対象Ｓは、複数の凹部ＳＨを備えている。各凹部ＳＨは、頂面ＳＴ、底面ＳＨｂ、および、内側面ＳＨｓによって形成されている。第１搬送の間には、ターゲット１５Ｔがスパッタされることによって、複数のスパッタ粒子ＳＰが成膜対象Ｓに向けて飛行する。これにより、成膜対象Ｓには、底面ＳＨｂおよび内側面ＳＨｓと、成膜対象Ｓの頂面ＳＴとを覆う導電膜ＣＦが形成される。頂面ＳＴは、成膜対象Ｓにおいて凹部ＳＨの開口ＳＨａを囲む面である。
【0041】
図５は、金属製のターゲット１５Ｔにおいて被スパッタ面のエロージョン点から放出されるスパッタ粒子ＳＰの放出角度分布を極座標系で示す放出頻度分布図である。
図５が示すように、極座標上の所定の点と、被スパッタ面１５Ｔａのエロージョン点１５ＴＥとの間の距離である動径が放出頻度Ｆである。また、極座標上の所定の点とエロージョン点１５ＴＥとを結ぶ直線と、被スパッタ面１５Ｔａとが形成する角度である偏角が放出角度θである。なお、図５が示す放出角度分布は、成膜対象Ｓ上における膜厚分布の実測値から得ることが可能である。放出角度分布は、例えば、互いに異なるＴＳ間距離に配置された成膜対象Ｓの各々における膜厚の分布から得ることが可能である。
図５が示すように、極座標上の所定の点と、被スパッタ面１５Ｔａのエロージョン点１５ＴＥとの間の距離である動径が放出頻度Ｆである。また、極座標上の所定の点とエロージョン点１５ＴＥとを結ぶ直線と、被スパッタ面１５Ｔａとが形成する角度である偏角が放出角度θである。なお、図５が示す放出角度分布は、成膜対象Ｓ上における膜厚分布の実測値から得ることが可能である。放出角度分布は、例えば、互いに異なるＴＳ間距離に配置された成膜対象Ｓの各々における膜厚の分布から得ることが可能である。
【0042】
図５が示すように、スパッタ粒子ＳＰの放出頻度の分布を示す分布曲線ＤＣでは、放出頻度Ｆの最も高い放出角度θが９０°であって、放出頻度Ｆと放出角度θとの関係が、一般的なコサイン則、すなわちＦ＝ｃｏｓｎ（９０－θ）（ｎは１以上の整数）で与えられる。
【0043】
そのため、図４が示すように、成膜対象Ｓが広がる平面に直交し、かつ、成膜対象Ｓが備える凹部ＳＨが延びる方向に直交する平面に沿う断面において、導電膜ＣＦは以下のような形状を有する。すなわち、導電膜ＣＦにおいて、頂面ＳＴ上に位置する部分は、所定の厚さを有する。また、各凹部ＳＨの開口ＳＨａには、成膜対象Ｓが広がる平面に対して垂直な方向に向けて飛行するスパッタ粒子ＳＰだけでなく、当該平面に対して所定の角度で交差する方向に向けて飛行するスパッタ粒子ＳＰも到達する。そのため、頂面ＳＴには、開口ＳＨａが区画する領域内に張り出すようにスパッタ粒子ＳＰが堆積する。
【0044】
これに対して、凹部ＳＨを区画する面のうち、底面ＳＨｂには、底面ＳＨｂから離れる方向に向けた凸状を有するようにスパッタ粒子ＳＰが堆積する。一方で、内側面ＳＨｓには、スパッタ粒子ＳＰがほとんど到達しない。そのため、第１搬送が終了した時点においては、導電膜ＣＦのうちで、凹部ＳＨを区画する面に形成された部分において、厚さのばらつきが生じている。
【0045】
図６は、第２搬送において成膜対象Ｓに向けて飛行するイオンビームＩＢの粒子、および、イオンビームＩＢを用いたエッチングにより得られる導電膜ＣＦの形状を模式的に示している。
【0046】
図６が示すように、イオンビームＩＢはイオン源１６の照射口と搬送部１７とが対向する方向に沿って進むため、イオンビームＩＢに含まれる複数の粒子ＩＰも、照射口と搬送部１７とが対向する方向に沿って進む。そのため、各粒子ＩＰは、成膜対象Ｓが広がる平面に対してほぼ垂直な方向から成膜対象Ｓに入射する。これにより、粒子ＩＰの一部は、導電膜ＣＦのうちで、凹部ＳＨの底面ＳＨｂに形成された部分に衝突する。また、粒子ＩＰの他の一部は、導電膜ＣＦのうちで、頂面ＳＴ上に位置する部分に衝突する。これに対して、導電膜ＣＦのうちで凹部ＳＨの内側面ＳＨｓに位置する部分には、粒子ＩＰはほぼ衝突しない。
【0047】
導電膜ＣＦのうちで、粒子ＩＰが衝突した部分では、導電膜ＣＦから導電粒子ＣＰが放出される。導電膜ＣＦのうちで、底面ＳＨｂに形成された部分から放出された導電粒子ＣＰは、内側面ＳＨｓに向けて飛行し、導電膜ＣＦのうちで内側面ＳＨｓに形成された部分に付着する。開口ＳＨａと対向する視点から見て、導電膜ＣＦのうちで、開口ＳＨａが区画する領域に向けて張り出した部分から放出された導電粒子ＣＰも、内側面ＳＨｓに向けて飛行し、導電膜ＣＦのうちで、内側面ＳＨｓに形成された部分に付着する。これにより、導電膜ＣＦのうちで、導電粒子ＣＰが放出された部分における厚さが薄くなる一方で、導電粒子ＣＰが付着した部分における厚さが厚くなる。
【0048】
第１工程では、第１搬送での成膜と、第２搬送でのエッチングとが交互に行われるから、導電膜ＣＦの形成と導電膜ＣＦのエッチングとの各々を１度のみ行う場合に比べて、凹部ＳＨの底面ＳＨｂおよび内側面ＳＨｓにおける膜厚のばらつきを抑えることが可能である。第１搬送での成膜と第２搬送でのエッチングとを行う回数を重ねるごとに、凹部ＳＨの内側面ＳＨｓのうちで、導電膜ＣＦから放出された導電粒子ＣＰが付着する位置が変わる。詳細には、第１搬送での成膜を行う回数を重ねるごとに、導電膜ＣＦの厚さが厚くなるから、第２搬送でのエッチングを行う回数を重ねるごとに、導電膜ＣＦから放出された導電粒子ＣＰが付着する位置と底面ＳＨｂとの間の距離が大きくなる。そのため、凹部ＳＨの内側面ＳＨｓにおいて、膜厚のばらつきを抑えることが可能である。
【0049】
上述したように、第１工程において導電膜ＣＦを形成することと、導電膜ＣＦをエッチングすることとを交互に行う場合には、単位時間当たりに第１エッチング量で導電膜ＣＦをエッチングすることと、単位時間当たりに第２エッチング量で導電膜ＣＦをエッチングすることとを交互に行ってもよい。第２エッチング量は、第１エッチング量よりも大きい。
【0050】
例えば、１回目の第２搬送において第１エッチング量で導電膜ＣＦをエッチングし、かつ、２回目の第２搬送において第２エッチング量で導電膜ＣＦをエッチングしてよい。そして、３回目以降の第２搬送では、第１エッチング量での導電膜ＣＦのエッチングと、第２エッチング量での導電膜ＣＦのエッチングとをこの順に交互に繰り返してよい。また例えば、１回目の第２搬送において第２エッチング量で導電膜ＣＦをエッチングし、かつ、２回目の第２搬送において第１エッチング量で導電膜ＣＦをエッチングしてよい。そして、３回目以降の第２搬送では、第２エッチング量での導電膜ＣＦのエッチングと、第１エッチング量での導電膜ＣＦのエッチングとをこの順に交互に繰り返してよい。
【0051】
イオンビームＩＢによるエッチング量は、イオン源１６に供給されるガスの流量、および、成膜チャンバー１１が区画する空間内の圧力などによって調整される。例えば、エッチング量は、イオン源１６に供給されるガスの流量が大きいほど大きくなる傾向を有する。また、エッチング量は、成膜チャンバー１１が区画する空間内の圧力が小さいほど大きくなる傾向を有する。
【0052】
第１工程において、頂面ＳＴおよび底面ＳＨｂにスパッタ粒子ＳＰが付着することを優先する工程と、内側面ＳＨｓに導電膜ＣＦから放出された導電粒子ＣＰが付着することを優先する工程とを交互に行うことが可能である。そのため、底面ＳＨｂおよび内側面ＳＨｓにおける厚さのばらつきをより抑えることができる。
【0053】
第１搬送での成膜では、上述したように、頂面ＳＴと、底面ＳＨｂとにスパッタ粒子ＳＰが到達しやすい。ただし、頂面ＳＴに到達可能なスパッタ粒子ＳＰの数に比べて、底面ＳＨｂに到達可能なスパッタ粒子ＳＰの数は少ない。そのため、開口ＳＨａを囲む頂面ＳＴにおける膜厚が、底面ＳＨｂにおける膜厚よりも厚くなる。これにより、成膜対象Ｓが広がる平面と対向する視点から見て、導電膜ＣＦのうちで開口ＳＨａが区画する領域内に張り出した部分をエッチングすることを優先してエッチング量を定めた場合には、導電膜ＣＦのうち底面ＳＨｂに形成された部分が過剰にエッチングされる。一方で、導電膜ＣＦのうち、底面ＳＨｂに形成された部分のエッチングが過剰になることを抑えるようにエッチング量を定めた場合には、導電膜ＣＦのうちで開口ＳＨａが区画する領域内に張り出した部分のエッチングが十分でない。
【0054】
従って、第１エッチング量でのエッチングと、第２エッチング量でのエッチングとを交互に行うことによって、導電膜ＣＦのうちで開口ＳＨａが区画する領域内に張り出した部分のエッチングと、底面ＳＨｂに形成された部分のエッチングとにおいて過剰なエッチングまたはエッチングの不足が生じることが抑えられる。
【0055】
図７は、第２工程において成膜対象Ｓに飛行するスパッタ粒子ＳＰ、および、成膜対象Ｓに形成された導電膜ＣＦの形状を模式的に示している。なお、図７は、第１工程が終了し、第２工程が開始された時点における導電膜ＣＦの形状を模式的に示している。
【0056】
図７が示すように、第２工程では、第１工程よりもエッチング量を減らした状態で、成膜対象Ｓに対して導電膜ＣＦが形成される。本実施形態では、第２工程において、導電膜ＣＦのエッチングが行われないことによって、第１工程よりもエッチング量が減らされる。そのため、上述した第１搬送および第２搬送の両方において、ターゲット１５Ｔを用いたスパッタ成膜により導電膜ＣＦが形成される。
【0057】
第２工程が開始される時点では、導電膜ＣＦのうちで、凹部ＳＨの内側面ＳＨｓに形成された部分の厚さにおけるばらつきを抑える観点から、凹部ＳＨの底面ＳＨｂに形成された部分において、厚さにおけるばらつきが生じている。すなわち、成膜対象Ｓが広がる平面と直交し、凹部ＳＨが延びる方向と直交する断面において、導電膜ＣＦのうちで底面ＳＨｂに形成された部分は、底面ＳＨｂに近付く方向に向けた凹状を有している。
【0058】
上述したように、スパッタ粒子ＳＰはコサイン則に従ってターゲット１５Ｔの被スパッタ面１５Ｔａから放出されるから、底面ＳＨｂには、膜厚のばらつきを抑えるようにスパッタ粒子ＳＰが堆積する。これにより、第２工程が行われることによって、凹部ＳＨの内側面ＳＨｓにおける膜厚と、凹部ＳＨの底面ＳＨｂにおける膜厚とのばらつきを抑えることが可能である。
【0059】
一方で、頂面ＳＴには、成膜対象Ｓが広がる平面と対向する視点から見て、開口ＳＨａが区画する領域内への張り出しを抑えるように導電膜ＣＦの一部が形成されている。そのため、第２工程においてエッチングを行うことなく導電膜ＣＦを形成したとしても、第１工程を行わない場合に比べて、開口ＳＨａが区画する領域内への張り出しを抑えながら、頂面ＳＴに対してさらにスパッタ粒子ＳＰを堆積させることが可能である。
【0060】
凹部ＳＨを有する成膜面に対してスパッタ成膜を行った場合には、成膜対象Ｓの頂面ＳＴにスパッタ粒子が到達しやすく、凹部ＳＨの底面ＳＨｂ、凹部の内側面ＳＨｓの順にスパッタ粒子ＳＰが到達しにくくなる。そのため、スパッタ成膜を行うのみによって導電膜ＣＦを形成した場合には、凹部ＳＨを区画する面での膜厚のばらつきが大きくなる。
【0061】
この点で、本実施形態によれば、第１工程において成膜対象Ｓに形成された導電膜ＣＦをエッチングするから、導電膜ＣＦのうち、凹部ＳＨの開口ＳＨａ付近を覆う角部、および、底面ＳＨｂに形成された部分から導電粒子ＣＰを放出させ、これによって、凹部の内側面ＳＨｓに導電粒子ＣＰを付着させることが可能である。結果として、導電膜ＣＦのうち、凹部ＳＨの内側面ＳＨｓに位置する部分の厚さを厚くすることが可能である。
【0062】
また、第２工程では、第１工程よりもエッチング量を小さくしてスパッタ成膜を行うから、凹部ＳＨの開口ＳＨａを囲む頂面ＳＴ、および、底面ＳＨｂに優先的にスパッタ粒子ＳＰを到達させることが可能である。結果として、導電膜ＣＦのうちで、凹部ＳＨの開口ＳＨａを囲む頂面ＳＴでの厚さを厚くしつつ、凹部ＳＨを区画する底面ＳＨｂと内側面ＳＨｓとの間での厚さにおけるばらつきを抑えることが可能である。
【0063】
［実施例］
図８から図１０を参照して、実施例および比較例を説明する。
［実施例１］
成膜対象として成膜面に複数の凹部を有したガラス基板を準備した。成膜面には、成膜対象が広がる平面に直交し、かつ、凹部の延びる方向に対して直交する断面において、６５０ｎｍの深さを有し、５００ｎｍの幅を有した凹部を１μｍのピッチで形成した。成膜対象の搬送方向に対して成膜対象が有する凹部が延びる方向が直交する状態で成膜対象を搬送した。そして、成膜対象を搬送している間に、以下の条件で第１工程と第２工程とを行うことにより、導電膜のうち、凹部の開口を囲む頂面に形成された部分の厚さが６００ｎｍ以上となるように導電膜を形成した。
図８から図１０を参照して、実施例および比較例を説明する。
［実施例１］
成膜対象として成膜面に複数の凹部を有したガラス基板を準備した。成膜面には、成膜対象が広がる平面に直交し、かつ、凹部の延びる方向に対して直交する断面において、６５０ｎｍの深さを有し、５００ｎｍの幅を有した凹部を１μｍのピッチで形成した。成膜対象の搬送方向に対して成膜対象が有する凹部が延びる方向が直交する状態で成膜対象を搬送した。そして、成膜対象を搬送している間に、以下の条件で第１工程と第２工程とを行うことにより、導電膜のうち、凹部の開口を囲む頂面に形成された部分の厚さが６００ｎｍ以上となるように導電膜を形成した。
【0064】
なお、第１工程では、第１搬送において成膜を行い、第２搬送においてエッチングを行った。これに対して、第２工程では、第１搬送および第２搬送の両方において成膜を行った。また、第２搬送では、第１エッチング量でのエッチングを行う搬送と、第２エッチング量でのエッチングを行う搬送とを交互に行った。
【0065】
［第１工程］
［成膜条件］
・ターゲット ＮｉＣｕターゲット
・供給電力 ５．８ｋＷ
・成膜圧力 ０．４５Ｐａ
・スパッタガス Ａｒガス
・ガス流量 １５０ｓｃｃｍ
・搬送速度 ８５７ｍｍ／分
・搬送回数 ４回
［成膜条件］
・ターゲット ＮｉＣｕターゲット
・供給電力 ５．８ｋＷ
・成膜圧力 ０．４５Ｐａ
・スパッタガス Ａｒガス
・ガス流量 １５０ｓｃｃｍ
・搬送速度 ８５７ｍｍ／分
・搬送回数 ４回
【0066】
［エッチング条件］
・供給ガス Ａｒガス
・印加電圧 ２５００Ｖ
・チャンバー内圧力 ０．０６Ｐａ（第１エッチング量）
・ガス流量 ２０ｓｃｃｍ（第１エッチング量）
・チャンバー内圧力 ０．０４Ｐａ（第２エッチング量）
・ガス流量 ２５ｓｃｃｍ（第２エッチング量）
・搬送速度 １００ｍｍ／分
・搬送回数 ４回
・供給ガス Ａｒガス
・印加電圧 ２５００Ｖ
・チャンバー内圧力 ０．０６Ｐａ（第１エッチング量）
・ガス流量 ２０ｓｃｃｍ（第１エッチング量）
・チャンバー内圧力 ０．０４Ｐａ（第２エッチング量）
・ガス流量 ２５ｓｃｃｍ（第２エッチング量）
・搬送速度 １００ｍｍ／分
・搬送回数 ４回
【0067】
［第２工程］
・ターゲット ＮｉＣｕターゲット
・供給電力 ５．８ｋＷ
・チャンバー内圧力 ０．４５Ｐａ
・スパッタガス Ａｒガス
・ガス流量 １５０ｓｃｃｍ
・搬送速度 ８５７ｍｍ／分
・搬送回数 ３回
・ターゲット ＮｉＣｕターゲット
・供給電力 ５．８ｋＷ
・チャンバー内圧力 ０．４５Ｐａ
・スパッタガス Ａｒガス
・ガス流量 １５０ｓｃｃｍ
・搬送速度 ８５７ｍｍ／分
・搬送回数 ３回
【0068】
［比較例１］
実施例１の成膜対象と同じ成膜対象を準備した。そして、第１搬送での成膜と、第２搬送でのエッチングとを８回ずつ以下の条件で行うことによって、成膜対象の成膜面に導電膜を形成した。なお、第２搬送では、実施例１と同様に、第１エッチング量でのエッチングを行う搬送と、第２エッチング量でのエッチングを行う搬送とを交互に行った。
実施例１の成膜対象と同じ成膜対象を準備した。そして、第１搬送での成膜と、第２搬送でのエッチングとを８回ずつ以下の条件で行うことによって、成膜対象の成膜面に導電膜を形成した。なお、第２搬送では、実施例１と同様に、第１エッチング量でのエッチングを行う搬送と、第２エッチング量でのエッチングを行う搬送とを交互に行った。
【0069】
［成膜条件］
・ターゲット ＮｉＣｕターゲット
・供給電力 ５．８ｋＷ
・成膜圧力 ０．４５Ｐａ
・スパッタガス Ａｒガス
・ガス流量 １５０ｓｃｃｍ
・搬送速度 ８５７ｍｍ／分
・搬送回数 ８回
・ターゲット ＮｉＣｕターゲット
・供給電力 ５．８ｋＷ
・成膜圧力 ０．４５Ｐａ
・スパッタガス Ａｒガス
・ガス流量 １５０ｓｃｃｍ
・搬送速度 ８５７ｍｍ／分
・搬送回数 ８回
【0070】
［エッチング条件］
・供給ガス Ａｒガス
・印加電圧 ２５００Ｖ
・チャンバー内圧力 ０．０６Ｐａ（第１エッチング量）
・ガス流量 ２０ｓｃｃｍ（第１エッチング量）
・チャンバー内圧力 ０．０４Ｐａ（第２エッチング量）
・ガス流量 ２５ｓｃｃｍ（第２エッチング量）
・搬送速度 １００ｍｍ／分
・搬送回数 ８回
・供給ガス Ａｒガス
・印加電圧 ２５００Ｖ
・チャンバー内圧力 ０．０６Ｐａ（第１エッチング量）
・ガス流量 ２０ｓｃｃｍ（第１エッチング量）
・チャンバー内圧力 ０．０４Ｐａ（第２エッチング量）
・ガス流量 ２５ｓｃｃｍ（第２エッチング量）
・搬送速度 １００ｍｍ／分
・搬送回数 ８回
【0071】
［比較例２］
実施例１の成膜対象と同じ成膜対象を準備した。第１搬送と第２搬送との両方において以下の条件でスパッタ成膜を行うことによって、成膜対象の成膜面に導電膜を形成した。
実施例１の成膜対象と同じ成膜対象を準備した。第１搬送と第２搬送との両方において以下の条件でスパッタ成膜を行うことによって、成膜対象の成膜面に導電膜を形成した。
【0072】
［成膜条件］
・ターゲット ＮｉＣｕターゲット
・供給電力 ５．８ｋＷ
・成膜圧力 ０．４５Ｐａ
・スパッタガス Ａｒガス
・ガス流量 １５０ｓｃｃｍ
・搬送速度 ８５７ｍｍ／分
・搬送回数 ６回
・ターゲット ＮｉＣｕターゲット
・供給電力 ５．８ｋＷ
・成膜圧力 ０．４５Ｐａ
・スパッタガス Ａｒガス
・ガス流量 １５０ｓｃｃｍ
・搬送速度 ８５７ｍｍ／分
・搬送回数 ６回
【0073】
［観察結果］
実施例１、比較例１、および、比較例２の方法によって形成された導電膜を観察した結果は、図８から図１０に示す通りであった。なお、図８は実施例１の方法によって形成された導電膜を撮像したＳＥＭ画像であり、図９は比較例１の方法によって形成された導電膜を撮像したＳＥＭ画像であり、図１０は比較例２の方法によって形成された導電膜を撮像したＳＥＭ画像である。
実施例１、比較例１、および、比較例２の方法によって形成された導電膜を観察した結果は、図８から図１０に示す通りであった。なお、図８は実施例１の方法によって形成された導電膜を撮像したＳＥＭ画像であり、図９は比較例１の方法によって形成された導電膜を撮像したＳＥＭ画像であり、図１０は比較例２の方法によって形成された導電膜を撮像したＳＥＭ画像である。
【0074】
図８が示す導電膜では、頂面での厚さＴＴが６３５ｎｍであり、内側面での厚さＴＳが１０８ｎｍであり、底面での厚さＴＢが１２１ｎｍであることが認められた。また、厚さＴＴを有する部分間の距離Ｇが１００ｎｍであることが認められた。このように、実施例１の方法によって形成された導電膜では、内側面での厚さＴＳと底面での厚さＴＢとがほぼ同一であり、かつ、頂面での厚さＴＴが６００ｎｍ以上であることが認められた。さらには、頂面での厚さＴＴを有する部分間の距離Ｇも十分に維持されていることが認められた。
【0075】
図９が示す導電膜では、頂面での厚さＴＴが６４８ｎｍであり、内側面での厚さＴＳが１１９ｎｍであり、底面での厚さＴＢが８９ｎｍであることが認められた。また、厚さＴＴを有する部分間の距離Ｇが５８ｎｍであることが認められた。このように、比較例１の方法によって形成された導電膜では、内側面での厚さＴＳに対して底面での厚さＴＢが薄く、実施例１の方法によって形成された導電膜に比べて、内側面と底面との間での厚さのばらつきが大きいことが認められた。また、導電膜のうちで、底面に形成された部分が底面に向かう凹状を有することが認められた。さらに、比較例１の方法によって形成された導電膜では、厚さＴＴを有する部分間の距離Ｇが十分に維持されないことが認められた。
【0076】
図１０が示す導電膜では、頂面での厚さＴＴが５９７ｎｍであり、内側面での厚さＴＳが９２ｎｍであり、底面での厚さＴＢが１８５ｎｍであることが認められた。また、厚さＴＴを有する部分間の距離Ｇが１２９ｎｍであることが認められた。このように、比較例２の方法によって形成された導電膜では、底面での厚さＴＢが内側面での厚さＴＳのほぼ２倍であり、内側面と底面との間での厚さのばらつきが大きいことが認められた。また、導電膜のうちで、底面に形成された部分が底面から離れる方向に向けた凸状を有することが認められた。一方で、頂面での厚さＴＴが６００ｎｍに満たないことが認められた。厚さＴＴを有する部分間の距離は十分に維持されることが認められた。
【0077】
このように、実施例１の方法によれば、目標とする頂面での厚さＴＴを達成し、かつ、内側面と底面との間での厚さのばらつきが抑えられることが認められた。また、導電膜のうちで、底面に位置する部分での平坦性が高められること、および、厚さＴＴを有する部分間の距離Ｇも十分に維持されることが認められた。
【0078】
以上説明したように、導電膜の形成方法、および、成膜装置の第１実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）導電膜ＣＦのうちで、凹部ＳＨの開口ＳＨａを囲む頂面ＳＴに形成された部分の厚さを厚くしつつ、凹部ＳＨを区画する内側面ＳＨｓと底面ＳＨｂとの間での厚さにおけるばらつきを抑えることが可能である。
（１）導電膜ＣＦのうちで、凹部ＳＨの開口ＳＨａを囲む頂面ＳＴに形成された部分の厚さを厚くしつつ、凹部ＳＨを区画する内側面ＳＨｓと底面ＳＨｂとの間での厚さにおけるばらつきを抑えることが可能である。
【0079】
（２）導電膜ＣＦの形成と導電膜ＣＦのエッチングとの各々を１度のみ行う場合に比べて、凹部ＳＨを区画する内側面ＳＨｓと底面ＳＨｂとの間での厚さのばらつきを抑えることが可能である。
【0080】
（３）第１工程において、凹部ＳＨの開口ＳＨａを囲む頂面ＳＴおよび凹部ＳＨを区画する底面ＳＨｂにスパッタ粒子ＳＰが付着することを優先する工程と、凹部ＳＨを区画する内側面ＳＨｓに導電膜ＣＦから放出された導電粒子ＣＰが付着することを優先する工程とを交互に行うことが可能である。そのため、内側面ＳＨｓと底面ＳＨｂとの間での厚さのばらつきをより抑えることができる。
【0081】
［第２実施形態］
図１１から図１３を参照して、第２実施形態の導電膜の形成方法、および、成膜装置を説明する。第２実施形態は、第１実施形態と比べて、第２工程において導電膜がエッチングされる点が異なっている。そのため以下では、こうした相違点を詳しく説明する。また、以下では、導電膜の形成方法、および、成膜装置を順に説明する。
図１１から図１３を参照して、第２実施形態の導電膜の形成方法、および、成膜装置を説明する。第２実施形態は、第１実施形態と比べて、第２工程において導電膜がエッチングされる点が異なっている。そのため以下では、こうした相違点を詳しく説明する。また、以下では、導電膜の形成方法、および、成膜装置を順に説明する。
【0082】
［導電膜の形成方法］
図１１を参照して、導電膜の形成方法を説明する。なお、上述したように、本実施形態における導電膜の形成方法は、第１実施形態の導電膜の形成方法と比べて第２工程のみが異なるから、以下では第２工程について詳しく説明する一方で、第１工程についての説明を省略する。
図１１を参照して、導電膜の形成方法を説明する。なお、上述したように、本実施形態における導電膜の形成方法は、第１実施形態の導電膜の形成方法と比べて第２工程のみが異なるから、以下では第２工程について詳しく説明する一方で、第１工程についての説明を省略する。
【0083】
すなわち、本実施形態の第２工程は、第１実施形態の第２工程におけるスパッタ成膜に加えて、導電膜ＣＦのエッチングを含む。本実施形態の第２工程では、第１工程と同様に、第１搬送においてスパッタ成膜が行われ、第２搬送においてエッチングが行われる。このうち、第１搬送において行われるスパッタ成膜は、第１実施形態の第２工程において行われるスパッタ成膜と共通するから、以下では、第２工程において行われるエッチングについて詳しく説明する。
【0084】
図１１は、第２工程において成膜対象Ｓに飛行するスパッタ粒子ＳＰ、成膜対象Ｓに向けて飛行するイオンビームＩＢの粒子ＩＰ、および、導電膜ＣＦの形状を模式的に示している。
【0085】
図１１が示すように、第２工程における導電膜ＣＦのエッチングは、第１工程における導電膜ＣＦのエッチングと同様に、イオンビームＩＢの照射によって導電膜ＣＦをエッチングする。上述したように、第２工程の第２搬送では、成膜対象Ｓに向けてイオンビームＩＢが照射されるから、成膜対象ＳにはイオンビームＩＢが含む粒子ＩＰが到達する。この際に、第１工程の入射角度よりも小さい入射角度でイオンビームＩＢを成膜対象Ｓに照射する。
【0086】
成膜対象Ｓが広がる平面と、イオンビームＩＢの照射方向とが形成する角度が、イオンビームＩＢの入射角度である。上述したように、第１工程において、イオンビームＩＢは、イオン源１６の照射口と搬送部１７とが対向する方向に沿って照射されるから、第１工程におけるイオンビームＩＢの入射角度はほぼ９０°である。これに対して、第２工程では、イオンビームＩＢは、９０°よりも小さい入射角度で成膜対象Ｓに照射される。
【0087】
そのため、第２工程では、スパッタ成膜によってターゲット１５Ｔから放出されたスパッタ粒子ＳＰのうち、成膜対象Ｓに対して斜め方向から入射したスパッタ粒子ＳＰが優先的にエッチングされる。これにより、導電膜ＣＦのうちで、凹部ＳＨを区画する内側面ＳＨｓに形成された部分の厚さにおけるばらつきが大きくなることを抑えながら、導電膜ＣＦのうちで、成膜対象Ｓの頂面ＳＴに形成される部分の厚さを厚くすることが可能である。
【0088】
上述したように、ターゲット１５Ｔから放出されたスパッタ粒子ＳＰはコサイン則に従って被スパッタ面１５Ｔａのエロージョン点１５ＴＥから放出されるから、スパッタ粒子ＳＰには、成膜対象Ｓに向けて直進するスパッタ粒子ＳＰと、成膜対象Ｓに対して斜め方向から入射するスパッタ粒子ＳＰとが含まれる。第２工程においてイオン源１６から照射されたイオンビームＩＢは、９０°よりも小さい入射角度で成膜対象Ｓに入射するから、成膜対象Ｓに形成された導電膜ＣＦのうちで、成膜対象Ｓが広がる平面に対して斜め方向から入射したスパッタ粒子ＳＰの堆積によって形成された部分にイオンビームＩＢの粒子ＩＰが衝突する。これにより、導電膜ＣＦのうちで、成膜対象Ｓが広がる平面に対して斜め方向から入射したスパッタ粒子ＳＰの堆積によって形成された部分から導電粒子ＣＰが放出される。
【0089】
結果として、凹部ＳＨの開口ＳＨａを含む平面に形成された部分、および、底面ＳＨｂに形成された部分の厚さは維持され、かつ、成膜対象Ｓと対向する視点から見て、開口ＳＨａが区画する領域内に張り出す部分がイオンビームＩＢの粒子ＩＰによってエッチングされる。
【0090】
第２工程では、第１工程と同様に、第１搬送でのスパッタ成膜と第２搬送でのエッチングとが交互に繰り返されるから、第１搬送と第２搬送との組が繰り返されるごとに、導電膜ＣＦのうちで、頂面ＳＴに形成された部分と、底面ＳＨｂに形成された部分との厚さが厚くなる。
【0091】
［成膜装置］
図１２および図１３を参照して、成膜装置を説明する。なお、本実施形態の成膜装置は、第１実施形態の成膜装置と比べて、成膜チャンバーが備えるイオン源の構造が異なるのみであるから、成膜装置におけるそれ以外の構造についての説明を省略する。なお、以下に参照する図１２は、本実施形態の成膜装置における第１例の構造を示す一方で、図１３は、本実施形態の成膜装置における第２例の構造を示している。
図１２および図１３を参照して、成膜装置を説明する。なお、本実施形態の成膜装置は、第１実施形態の成膜装置と比べて、成膜チャンバーが備えるイオン源の構造が異なるのみであるから、成膜装置におけるそれ以外の構造についての説明を省略する。なお、以下に参照する図１２は、本実施形態の成膜装置における第１例の構造を示す一方で、図１３は、本実施形態の成膜装置における第２例の構造を示している。
【0092】
図１２が示すように、成膜チャンバー１１は、上述したイオン源１６に加えて、第１傾斜イオン源２１と、第２傾斜イオン源２２とを備えている。第１傾斜イオン源２１および第２傾斜イオン源２２の各々は、イオン源１６の入射角度よりも小さい入射角度で成膜対象Ｓに入射するイオンビームＩＢを照射する。成膜装置の側面と対向する視点から見て、第１傾斜イオン源２１が照射するイオンビームＩＢの方向と、第２傾斜イオン源２２が照射するイオンビームＩＢの方向とは、イオン源１６が照射するイオンビームＩＢの方向を対称軸とする線対称の関係を有する。
【0093】
成膜チャンバー１１は、第１工程の第２搬送において、イオン源１６を用いて導電膜ＣＦをエッチングする一方で、第２工程の第２搬送において、第１傾斜イオン源２１および第２傾斜イオン源２２を用いて導電膜ＣＦをエッチングする。これにより、成膜対象Ｓに形成された導電膜ＣＦのうちで、被スパッタ面１５Ｔａから成膜対象Ｓに向けて斜め方向から入射したスパッタ粒子ＳＰの堆積によって形成された部分が、イオンビームＩＢの粒子ＩＰによってエッチングされる。これにより、成膜対象Ｓが広がる方向と対向する視点から見て、凹部ＳＨの開口ＳＨａが区画する領域内に張り出すように導電膜ＣＦの一部が成長することを抑えつつ、導電膜ＣＦのうちで頂面ＳＴに形成された部分と、底面ＳＨｂに形成された部分の厚さとを厚くすることが可能である。
【0094】
本実施形態の成膜装置における第１例を用いることによって、第２工程において導電膜ＣＦをエッチングする際に、イオン源１６の入射角度よりも小さい入射角度でイオンビームＩＢを照射する傾斜イオン源２１，２２を用いてイオンビームＩＢを照射することができる。なお、イオン源１６が第１イオン源の一例であり、傾斜イオン源２１，２２が第２イオン源の一例である。
【0095】
このように、成膜装置が互いに異なる入射角度でイオンビームＩＢを照射するイオン源１６，２１，２２を備えることから、１つのイオン源のみを備える場合に比べて、各イオン源１６，２１，２２を簡素化すること、および、イオン源１６，２１，２２の処理における負荷を軽減することが可能である。
【0096】
図１３が示すように、成膜チャンバー１１は、１つのイオン源２３を備えている。本実施形態のイオン源２３は、上述した第１実施形態のイオン源１６とは異なり、イオン源２３が照射するイオンビームＩＢの照射方向を変更することが可能である。イオン源２３は、イオン源２３の照射口と搬送部１７とが対向する方向、すなわち、成膜対象Ｓが広がる平面に対して直交する方向に沿ってイオンビームＩＢを照射することが可能である。また、イオン源２３は、成膜チャンバー１１の側面と対向する視点から見て、搬送方向と交差する第１傾斜方向に沿ってイオンビームＩＢを照射することが可能である。さらに、イオン源２３は、成膜チャンバー１１の側面と対向する視点から見て、搬送方向と交差する第２傾斜方向に沿ってイオンビームＩＢを照射することが可能である。イオン源２３の照射口と搬送部１７とが対向する方向に対して、第１傾斜方向は、第２傾斜方向に対して線対称の関係を有する。
【0097】
成膜チャンバー１１は、第１工程の第２搬送において、成膜対象Ｓが広がる平面に対して直交する方向に沿ってイオンビームＩＢを照射する。これに対して、成膜チャンバー１１は、第２工程の第２搬送において、例えば、第１傾斜方向に沿ってイオンビームＩＢを照射しながら成膜対象Ｓを搬送する第２搬送と、第２傾斜方向に沿ってイオンビームＩＢを照射しながら成膜対象Ｓを搬送する第２搬送とを交互に行うことが可能である。
【0098】
本実施形態の成膜装置における第２例を用いることによって、第２工程において導電膜ＣＦをエッチングする際に、第１工程と同一のイオン源２３を用い、第１工程において照射したイオンビームＩＢの入射角度よりも小さい入射角度でイオンビームＩＢを照射することができる。
【0099】
このように、同一のイオン源２３を用いて第１工程でのエッチングと第２工程でのエッチングとが可能であるから、２つのイオン源を用いる場合に比べて、成膜装置を簡素化することが可能である。
【0100】
以上説明したように、導電膜の形成方法、および、成膜装置の第２実施形態によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（４）導電膜ＣＦのうちで、凹部ＳＨを区画する内側面ＳＨｓに形成された部分の厚さにおけるばらつきが大きくなることを抑えながら、導電膜ＣＦのうちで、頂面ＳＴに形成される部分の厚さを厚くすることが可能である。
（４）導電膜ＣＦのうちで、凹部ＳＨを区画する内側面ＳＨｓに形成された部分の厚さにおけるばらつきが大きくなることを抑えながら、導電膜ＣＦのうちで、頂面ＳＴに形成される部分の厚さを厚くすることが可能である。
【0101】
（５）各イオン源１６，２１，２２を簡素化すること、および、イオン源１６，２１，２２の処理における負荷を軽減することが可能である。
（６）同一のイオン源２３を用いて第１工程でのエッチングと第２工程でのエッチングとが可能であるから、２つのイオン源を用いる場合に比べて、成膜装置を簡素化することが可能である。
（６）同一のイオン源２３を用いて第１工程でのエッチングと第２工程でのエッチングとが可能であるから、２つのイオン源を用いる場合に比べて、成膜装置を簡素化することが可能である。
【0102】
なお、上述した各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
［第１工程］
・第１工程では、第２搬送でのエッチング量が、全ての第２搬送において同一であってもよい。この場合であっても、第１搬送での成膜と第２搬送でのエッチングとを交互に繰り返せば、上述した（２）に準じた効果を得ることができる。
［第１工程］
・第１工程では、第２搬送でのエッチング量が、全ての第２搬送において同一であってもよい。この場合であっても、第１搬送での成膜と第２搬送でのエッチングとを交互に繰り返せば、上述した（２）に準じた効果を得ることができる。
【0103】
・第１工程では、導電膜ＣＦの成膜と導電膜ＣＦのエッチングとを同時に行ってもよい。例えば、第１搬送および第２搬送の両方において、導電膜ＣＦの成膜と導電膜ＣＦのエッチングとを行ってもよい。この場合であっても、第２工程において、単位時間当たりのエッチング量を第１工程よりも小さくして導電膜ＣＦをエッチングすれば、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。
【0104】
［第２工程］
・第２実施形態の第２工程では、導電膜ＣＦの成膜と導電膜ＣＦのエッチングとを同時に行ってもよい。例えば、第１搬送および第２搬送の両方において、導電膜ＣＦの成膜と導電膜ＣＦのエッチングとを行ってもよい。この場合であっても、第２工程において、単位時間当たりのエッチング量を第１工程よりも小さくして導電膜ＣＦをエッチングすれば、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。
・第２実施形態の第２工程では、導電膜ＣＦの成膜と導電膜ＣＦのエッチングとを同時に行ってもよい。例えば、第１搬送および第２搬送の両方において、導電膜ＣＦの成膜と導電膜ＣＦのエッチングとを行ってもよい。この場合であっても、第２工程において、単位時間当たりのエッチング量を第１工程よりも小さくして導電膜ＣＦをエッチングすれば、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。
【0105】
［成膜チャンバー］
・第２実施形態の成膜装置における第１例では、成膜チャンバー１１は、第１傾斜イオン源２１および第２傾斜イオン源２２のいずれか一方のみを備えてもよい。この場合であっても、第１傾斜イオン源２１または第２傾斜イオン源２２が照射するイオンビームＩＢを備えることによって、上述した（４），（５）に準じた効果を少なからず得ることはできる。
・第２実施形態の成膜装置における第１例では、成膜チャンバー１１は、第１傾斜イオン源２１および第２傾斜イオン源２２のいずれか一方のみを備えてもよい。この場合であっても、第１傾斜イオン源２１または第２傾斜イオン源２２が照射するイオンビームＩＢを備えることによって、上述した（４），（５）に準じた効果を少なからず得ることはできる。
【0106】
・第２実施形態の成膜装置における第２例では、イオン源２３は、成膜対象Ｓが広がる平面に直交する方向に加えて、第１傾斜方向および第２傾斜方向のいずれか一方のみに沿ってイオンビームＩＢを照射することが可能であってもよい。この場合であっても、イオン源２３が、第１傾斜方向および第２傾斜方向のいずれかに沿ってイオンビームＩＢを照射可能であるため、上述した（４），（６）に準じた効果を少なからず得ることはできる。
【0107】
［搬送部］
・搬送部１７は、成膜対象Ｓではなく、ターゲット１５Ｔおよびイオン源１６，２１，２２，２３を搬送してもよい。この場合には、成膜チャンバー１１は、成膜対象Ｓを支持する支持部を備えればよい。搬送部は、成膜チャンバー１１における位置が固定された成膜対象Ｓに対して、ターゲット１５Ｔおよびイオン源１６，２１，２２，２３の位置を変えてもよい。この場合であっても、第２工程において、単位時間当たりのエッチング量を第１工程よりも少なくして導電膜ＣＦをエッチングすれば、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。
・搬送部１７は、成膜対象Ｓではなく、ターゲット１５Ｔおよびイオン源１６，２１，２２，２３を搬送してもよい。この場合には、成膜チャンバー１１は、成膜対象Ｓを支持する支持部を備えればよい。搬送部は、成膜チャンバー１１における位置が固定された成膜対象Ｓに対して、ターゲット１５Ｔおよびイオン源１６，２１，２２，２３の位置を変えてもよい。この場合であっても、第２工程において、単位時間当たりのエッチング量を第１工程よりも少なくして導電膜ＣＦをエッチングすれば、上述した（１）に準じた効果を得ることはできる。
【符号の説明】
【0108】
１０…成膜装置
１０Ｃ…制御部
１１…成膜チャンバー
１５…カソード
１５Ｔ…ターゲット
１６…イオン源
１７…搬送部
２１…第１傾斜イオン源
２２…第２傾斜イオン源
ＣＦ…導電膜
ＩＢ…イオンビーム
Ｓ…成膜対象
ＳＨ…凹部
ＳＨａ…開口
ＳＨｂ…底面
ＳＨｓ…内側面
ＳＴ…頂面
１０Ｃ…制御部
１１…成膜チャンバー
１５…カソード
１５Ｔ…ターゲット
１６…イオン源
１７…搬送部
２１…第１傾斜イオン源
２２…第２傾斜イオン源
ＣＦ…導電膜
ＩＢ…イオンビーム
Ｓ…成膜対象
ＳＨ…凹部
ＳＨａ…開口
ＳＨｂ…底面
ＳＨｓ…内側面
ＳＴ…頂面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
