成膜装置 技术领域 本发明涉及用于在被处理体的表面形成覆膜的成膜装置， 特别是涉及使用了溅射 法的 DC 磁控方式的成膜装置， 该溅射法是薄膜形成方法的一种。
本申请基于 2009 年 7 月 17 日申请的特愿 2009-169448 号主张优先权， 在此援用 其内容。
背景技术 以往， 在例如半导体设备的制作过程中的成膜工序中， 利用使用了溅射法的成膜 装置 ( 以下称为 “溅射装置” )。
在这种用途的溅射装置中， 伴随着近年来布线图案的微细化， 强烈要求在应处理 的基板的整个面上， 对于那种深度与宽度之比超过 3 的高深宽比的微细孔， 能够以良好的 被覆性形成覆膜， 即强烈要求覆盖程度 ( カバレツジ ) 的提高。
一般而言， 在上述的溅射装置中， 例如在靶的后方 ( 在靶上与溅射面相反的一侧 ) 配置有磁铁组合体， 该磁铁组合体由极性交互不同的多个磁铁构成。由该磁铁组合体在靶 的前方 ( 露出溅射面的空间 ) 产生隧道状的磁场， 通过在靶的前方捕捉电离的电子以及因 溅射而产生的二次电子， 从而提高靶的前方的电子密度， 以使等离子体密度提高。
在这种溅射装置中， 靶中受到上述磁场影响的区域被优先溅射。 因此， 从提高放电 的稳定性或者靶的使用效率等观点来看， 当上述区域位于例如靶的中央附近时， 溅射时靶 的侵蚀量在靶的中央附近处增多。
在这种情况下， 从靶中溅射出的靶材粒子 ( 例如金属粒子， 以下称为 “溅射粒子” ) 以相对于基板的垂直方向倾斜的角度入射， 并附着在基板的外周部。
其结果是， 在将溅射装置用于上述用途的成膜工序时， 特别是在基板的外周部中 形成非对称的覆盖程度， 这个问题历来已为人所知。即， 存在如下问题 ： 在基板的外周部形 成的微细孔的截面中， 在微细孔的底部和一侧的侧壁之间形成的覆膜的形状与在该底部和 另一侧的侧壁之间形成的覆膜的形状不同。
为了解决这种问题， 例如在专利文献 1 中已知一种溅射装置， 也就是具有多个阴 极单元的装置， 该溅射装置的真空腔室内， 在载置基板的工作台的上方， 与工作台的表面大 致平行地配置有第一溅射靶， 进而在工作台的斜上方， 配置有朝向相对于工作台表面倾斜 的方向的第二溅射靶。
然而， 如果像上述专利文献 1 所记载的那样在真空腔室内配置多个阴极单元， 则 装置结构变得复杂， 而且会需要与靶的数量相应的溅射电源或磁铁组合体 ...... 等等， 存 在部件件数增加从而成本增加的问题。更进一步地， 还存在靶的使用效率也变得低劣从而 制造成本增加的问题。
专利文献 1 ： 日本特开 2008-47661 号公报
发明内容本发明是为了解决上述问题而产生的， 目的在于提供一种对于在基板上形成的高 深宽比的孔、 槽或者微细图案， 能够以高被覆性形成覆膜， 并且即使在基板外周部中也能够 确保与基板的中央部相同水平的被覆性的成膜装置。
本发明的第一方式的成膜装置包括 ： 腔室， 具有内部空间， 在所述内部空间中， 以 具有成膜面的被处理体与具有溅射面的靶 ( 覆膜的母材 ) 相对置的方式配置 ( 收纳 ) 有所 述被处理体与所述靶这两者 ； 排气部， 对所述腔室内进行减压 ； 第一磁场产生部， 在露出所 述溅射面的所述内部空间 ( 溅射面的前方 ) 中产生磁场 ； 直流电源， 向所述靶施加负的直流 电压 ； 气体导入部， 向所述腔室内导入溅射气体 ； 第二磁场产生部， 产生垂直磁场而使垂直 的磁力线在所述溅射面的整个面与所述被处理体的所述成膜面的整个面之间通过 ； 以及第 三磁场产生部， 从所述第二磁场产生部来看， 相比于所述靶被配置在上游侧。
在本发明的第一方式的成膜装置中， 优选地， 所述第二磁场产生部具有第一产生 部和第二产生部， 所述第一产生部被施加用 I(2u) 定义的电流值并被配置在离所述靶近的 位置 ( 靶附近 )， 所述第二产生部被施加用 I(2d) 定义的电流值并被配置在离所述被处理体 近的位置 ( 被处理体附近 ) ； 在所述第三磁场产生部中， 被施加用 I(3) 定义的电流 ；
满足关系式 I(2u) ＝ I(2d)......(A1) ；
满足关系式 I(2u) ＜ I(3) 或关系式 I(2d) ＜ I(3)......(A2)。
在本发明的第一方式的成膜装置中， 优选地， 所述第二磁场产生部具有第一产生 部和第二产生部， 所述第一产生部被施加用 I(2u) 定义的电流值并被配置在离所述靶近的 位置 ( 靶附近 )， 所述第二产生部被施加用 I(2d) 定义的电流值并被配置在离所述被处理体 近的位置 ( 被处理体附近 ) ； 在所述第三磁场产生部中， 被施加用 I(3) 定义的电流 ；
满足关系式 I(2d) ＝ I(3)......(B1) ；
满足关系式 I(2u) ＝ 0......(B2)。
本发明的第二方式的成膜装置包括 ： 腔室， 具有内部空间， 在所述内部空间中， 以 具有成膜面的被处理体与具有溅射面的靶 ( 覆膜的母材 ) 相对置的方式配置 ( 收纳 ) 有所 述被处理体与所述靶这两者 ； 排气部， 对所述腔室内进行减压 ； 第一磁场产生部， 在露出所 述溅射面的所述内部空间 ( 溅射面的前方 ) 中产生磁场 ； 直流电源， 向所述靶施加负的直流 电压 ； 气体导入部， 向所述腔室内导入溅射气体 ； 第二磁场产生部， 产生垂直磁场而使垂直 的磁力线在所述溅射面的整个面与所述被处理体的所述成膜面的整个面之间通过 ； 以及第 四磁场产生部， 从所述第二磁场产生部来看， 相比于所述被处理体被配置在下游侧。
本发明的成膜装置包括 ： 第一磁场产生部， 在露出靶的溅射面的所述内部空间中 产生磁场 ； 以及第二磁场产生部， 产生垂直磁场而使垂直的磁力线在靶的溅射面的整个面 与所述被处理体的被成膜面的整个面之间以规定的间隔通过。更进一步地， 本发明的成膜 装置具有第三磁场产生部， 从第二磁场产生部来看， 所述第三磁场产生部相比于靶被设置 在上游侧。据此， 垂直的磁力线在靶中通过， 从而在离靶近的位置飞散 ( 靶附近 ) 的溅射粒 子被有效地向被处理体诱导。
因此， 对于在被处理体上形成的高深宽比的孔、 槽或者微细图案， 能够以高被覆性 形成覆膜。 进而， 能够以与被处理体的中央部中的被覆性相同水平的被覆性， 在被处理体的 外周部形成覆膜。而且， 在处理体的外周部中形成非对称的覆盖程度的问题得以解决。即， 在基板的外周部形成的微细孔的截面中， 在微细孔的底部和一侧的侧壁之间形成的覆膜的形状与在该底部和另一侧的侧壁之间形成的覆膜的形状不同的问题得以解决。 附图说明
图 1 是示意性地示出本发明所涉及的成膜装置的结构的剖视图。 图 2A 是示出在本发明所涉及的成膜装置中产生垂直磁场后的状态的示意图。 图 2B 是示出在本发明所涉及的成膜装置中产生垂直磁场后的状态的示意图。 图 3 是示意性地示出在基板上成膜的高深宽比的微细孔及槽的结构的剖视图。具体实施方式
下面， 根据附图对本发明所涉及的成膜装置的实施方式进行说明。
另外， 在以下说明所使用的各附图中， 为了将各结构要素设为可在附图上识别的 程度的大小， 适当使各结构要素的尺寸和比率与实际有所不同。
如图 1 所示， 成膜装置 1 是 DC 磁控溅射方式的成膜装置， 包括能够生成真空气氛 的真空腔室 2( 腔室 )。
在真空腔室 2 的顶部， 安装有阴极单元 C。 此外， 在以下的说明中， 将离真空腔室 2 的顶部近的位置称为 “上” ， 将离真空腔室 2 的底部近的位置称为 “下” 。
阴极单元 C 包括靶 3， 靶 3 被安装于保持器 5。
进而， 阴极单元 C 包括第一磁场产生部 4， 该第一磁场产生部 4 在露出靶 3 的溅射 面 ( 下表面 )3a 的空间 ( 溅射面 3a 的前方 ) 中产生隧道状的磁场。
靶 3 由按照在应处理的基板 W( 被处理体 ) 上形成的薄膜的组成而适当选择的材 料， 例如 Cu、 Ti、 Al 或 Ta 构成。
靶 3 的形状是采用公知的方法被制作为规定的形状 ( 例如， 在俯视图中为圆形 )， 以与应处理的基板 W 的形状相对应， 且使溅射面 3a 的面积大于基板 W 的表面积。
另外， 靶 3 与具有公知结构的 DC 电源 9( 溅射电源、 直流电源 ) 电连接， 并被施加 规定的负电位。
第一磁场产生部 4 配置在与保持器 5 中配置有靶 3( 溅射面 3a) 的位置相反的位 置 ( 上侧， 靶 3 或者保持器 5 的背面侧 )。
第一磁场产生部 4 由与靶 3 平行配置的轭 4a 及在轭 4a 的下表面设置的磁铁 4b、 4c 构成。
磁铁 4b、 4c 被配置为， 使磁铁 4b、 4c 的被配置于离靶 3 近的位置的前端的极性交 互不同。
磁铁 4b、 4c 的形状或个数从提高放电的稳定性或靶的使用效率等观点出发， 按照 在露出溅射面 3a 的空间 ( 靶 3 的前方 ) 中形成的磁场 ( 磁场的形状或者分布 ) 来适当选 择。
作为磁铁 4b、 4c 的形状， 例如还可以采用薄片形状、 棒状或者适当组合了这些形 状之后的形状。
另外， 还可以在第一磁场产生部 4 设置移动机构， 通过移动机构， 第一磁场产生部 4 可在靶 3 的背面侧往复运动或者旋转运动。
在真空腔室 2 的底部， 以与靶 3 对置的方式配置有工作台 10。
在工作台 10 上搭载基板 W， 由工作台 10 来确定基板 W 的位置， 并保持基板 W。
另外， 在真空腔室 2 的侧壁， 连接有用于导入氩气等溅射气体的气体管 11( 气体导 入部 ) 的一端， 气体管 11 的另一端经由质量流量控制器 ( 未图示 ) 与气体源连通。
进而， 在真空腔室 2 中， 连接有在由涡轮分子泵或旋转泵等构成的真空排气部 12( 排气部 ) 中通过的排气管 12a。
图 3 是示出使用成膜装置 1 来形成覆膜的基板的一部分， 并示意性地示出在基板 上成膜的高深宽比的微细孔及槽的结构的剖视图。在图 3 中， 符号 H 是高深宽比的微细孔， 符号 L 是在基板上形成的薄膜。在应进行成膜处理的基板 W 中， 在 Si 晶片表面形成硅氧化 物膜 ( 绝缘膜 )I 之后， 在该硅氧化物膜中， 通过形成图案来形成高深宽比的微细孔 H。
可是， 在现有的成膜方法中， 当对靶 3 进行溅射时， 靶 3 之中受到由第一磁场产生 部 4 产生的磁场影响的区域被优先溅射， 通过该溅射， 作为靶材粒子的溅射粒子飞散。此 时， 在靶中， 在如上述那样受到磁场影响的区域中产生侵蚀。而且， 从靶中飞散出来的溅射 粒子以相对于基板 W 的垂直方向倾斜的角度入射到基板 W 的外周部， 并附着在基板 W 上。
在根据这种现有的成膜方法， 通过对靶 3 进行溅射从而在基板 W 上形成由 Al 或 Cu 构成的晶种层或者由 Ti 或 Ta 构成的势垒金属层等薄膜 L 时， 会产生在位于基板 W 外周部 的微细孔中形成非对称的覆盖程度的问题。即， 溅射粒子以相对于基板 W 的垂直方向倾斜 的角度入射并附着到基板 W 的外周部， 从而， 在基板的外周部形成的微细孔的截面中， 在微 细孔的底部和一侧的侧壁之间形成的覆膜的形状与在该底部和另一侧的侧壁之间形成的 覆膜的形状不同。
与此相对， 在本实施方式的成膜装置 1 中， 如图 2A 所示， 设置有第二磁场产生部 13 以及阴极线圈 18( 第三磁场产生部 )， 所述第二磁场产生部 13 在靶 3 的溅射面 3a 的整个面 与基板 W 的整个面之间产生垂直的磁力线 M。第二磁场产生部 13 包含在离靶 3 近的位置配 置的上线圈 13u( 第一产生部 ) 以及在离基板 W 近的位置配置的下线圈 13d( 第二产生部 )。 上线圈 13u 与下线圈 13d 围绕着连接靶 3 以及基板 W 的中心之间的基准轴 CL 而设置在真 空腔室 2 的外侧壁。上线圈 13u 与下线圈 13d 在真空腔室 2 的上下方向上以规定的间隔隔 开。
上线圈 13u 具有在真空腔室 2 的外侧壁设置的环状的线圈支撑体 14， 通过在线圈 支撑体 14 上卷绕导线 15 而构成。另外， 用于向上线圈 13u 供给电力 ( 通电 ) 的电源装置 16 与上线圈 13u 连接。下线圈 13d 具有在真空腔室 2 的外侧壁设置的环状的线圈支撑体 14， 通过在线圈支撑体 14 上卷绕导线 15、 20 而构成。 另外， 用于向下线圈 13d 供给电力 ( 通 电 ) 的电源装置 16 与下线圈 13d 连接。
第三磁场产生部围绕着连接靶 3 与基板 W 的中心之间的基准轴 CL 配置， 且根据规 定的设置方法设置在两个线圈支撑体 14 的上方。也就是说， 从第二磁场产生部 13 来看， 第 三磁场产生部相比于靶 3 被设置在垂直磁场的上游侧。 而且， 第三磁场产生部包括 ： 通过在 线圈支撑体 19 上卷绕导线 20 而构成的阴极线圈 18， 以及向阴极线圈 18 供给电力 ( 通电 ) 的电源装置 21( 参照图 1、 2A、 2B)。
此外， 如图 1 所示， 第三磁场产生部以包围第一磁场产生部 4 的方式配置在靶的上 方。线圈的个数、 导线 15、 20 的直径或导线 15、 20 的匝数例如按照靶 3 的尺寸、 靶3与 基板 W 之间的距离、 电源装置 16、 21 的额定电流值或欲产生的磁场的强度 ( 高斯 ) 来适当 设定。
电源装置 16、 21 具有包括控制电路 ( 未图示 ) 的公知结构， 该控制电路能够任意 地变更向上线圈 13u、 下线圈 13d 以及阴极线圈 18 各自供给的电流值以及电流方向。在本 实施方式中， 通过通电使上线圈 13u、 下线圈 13d 以及阴极线圈 18 各自产生垂直磁场， 向上 线圈 13u 及下线圈 13d 各自供给的电流值以及电流方向被选择为， 使合成这些磁场后的合 成磁场在真空腔室 2 的内部空间内形成垂直的磁场 ( 例如， 线圈电流为 15A， 内部空间中的 垂直磁场为 100 高斯 )。
另外， 在本实施方式中， 针对为了任意地变更向上线圈 13u、 下线圈 13d 以及阴极 线圈 18 各自供给的电流值以及电流方向， 而在上线圈 13u、 下线圈 13d 以及阴极线圈 18 各 自设置有单独的电源装置 16、 21 的结构进行了说明。本发明并不限定于该结构。当以相同 的电流值以及相同的电流方向， 向各线圈 13u、 13d、 18 供给电力时， 也可以采用由一个电源 装置向各线圈 13u、 13d、 18 供给电力的结构。
另外， 本实施方式的成膜装置 1 能够控制向线圈 13u、 13d、 18 所施加的电流， 以使 向上线圈 13u 施加的电流值、 向下线圈 13d 施加的电流值以及向阴极线圈 18 施加的电流值 不同。此外， 成膜装置 1 也可不向线圈 13u、 13d、 18 中的一个供给电流。 图 2A 及图 2B 是示出在靶 3 的整个面与基板 W 的整个面之间通过的垂直的磁力线 M(M1、 M2) 的图。
在图 2A 及图 2B 中， 磁力线 M、 M2 用箭头示出， 但该箭头是为了便于说明而示出的， 并不限定磁场的方向。即， 磁力线 M、 M2 包含从磁铁的 N 极朝向 S 极的方向以及从磁铁的 S 极朝向 N 极的方向这两者。
图 2A 示出仅向上线圈 13u 与下线圈 13d 施加了电流时的磁力线 M。通过仅向上线 圈 13u 与下线圈 13d 施加电流值， 从而使磁力线 M 以在靶 3 与基板 W 之间通过的方式产生。
另一方面， 图 2B 示出除了向上线圈 13u 及下线圈 13d， 还向阴极线圈 18 施加了电 流时的磁力线 M。
通过对阴极线圈 18 施加电流， 从而使磁力线 M 在靶 3 内通过。
此外， 为了产生这样的磁力线 M， 在本实施方式中， 如下述那样确定向上线圈 13u、 下线圈 13d 以及阴极线圈 18 供给的电流值。
即， 当用 I(2u) 来定义向上线圈 13u 供给的电流值， 用 I(2d) 来定义向下线圈 13d 供给的电流值， 用 I(3) 来定义向阴极线圈 18 供给的电流值时， 满足关系式 I(2u) ＝ I(2d)。 而且， 满足关系式 I(2u) ＜ I(3) 或关系式 I(2d) ＜ I(3)。
此外， 也可以以满足下述条件的方式来确定向上线圈 13u、 下线圈 13d 以及阴极线 圈 18 供给的电流值。
即， 满足关系式 I(2d) ＝ I(3)， 并且满足关系式 I(2u) ＝ 0。
在如上述那样构成的成膜装置 1 中， 当在对靶 3 进行溅射时从靶 3 中飞散出来的 溅射粒子具有正电荷时， 根据从靶 3 朝向基板 W 的垂直磁场， 溅射粒子飞散的方向发生变 化。据此， 在基板 W 的整个面上， 溅射粒子相对于基板 W 大致垂直地入射并附着。
其结果是， 在半导体设备的制作过程中的成膜工序中， 如果使用本实施方式的成
膜装置 1， 则在基板 W 的整个面上， 能够在高深宽比的微细孔及槽 H 处以良好的被覆性形成 规定的覆膜 L。而且， 在基板 W 的外周部中形成非对称的覆盖程度的问题得以解决。即， 在 基板 W 的外周部形成的微细孔的截面中， 在微细孔的底部和一侧的侧壁之间形成的覆膜的 形状与在该底部和另一侧的侧壁之间形成的覆膜的形状不同的问题得以解决。据此， 在微 细孔内的表面 ( 露出面 ) 形成的覆膜的厚度的均匀性 ( 面内均匀性 ) 得到提高。
在这种本实施方式的成膜装置 1 中， 用于确定靶 3 中优先被溅射的区域的第一磁 场产生部 4 保持不变， 由第二磁场产生部 13 的各线圈 13u、 13d 以及第三磁场产生部的阴极 线圈 18 所生成的磁场改变了溅射粒子飞散的方向。据此， 不会使靶 3 的利用效率降低， 而 且不采用像上述现有技术那样使用多个阴极单元的结构， 能够降低成膜装置的制作成本或 成膜装置的运行成本。
另外， 在成膜装置 1 中， 由于只是在真空腔室 2 的外侧设置了上线圈 13u、 下线圈 13d 以及阴极线圈 18， 因此与诸如为了使用多个阴极单元而变更装置结构的情况相比， 本 实施方式的装置结构极为简单， 通过改造现有的装置， 能够实现本实施方式的装置。
下面， 对于使用了上述成膜装置 1 的成膜方法以及根据该方法形成的覆膜进行说 明。 首先， 作为欲形成覆膜的基板 W， 准备 Si 晶片。在该 Si 晶片的表面形成有硅氧化 物膜 I， 在该硅氧化物膜 I 上， 采用公知方法并通过形成图案而预先形成有布线用的微细孔 及槽 H。
其次， 对于通过使用成膜装置 1 来进行的溅射而在 Si 晶片上形成作为晶种层的 Cu 膜 L 的情况进行说明。
首先， 使真空排气部 12 动作以进行减压， 使得真空腔室 2 内的压力成为规定的真 -5 空度 ( 例如， 10 Pa 左右 )。
其次， 在工作台 10 上搭载基板 W(Si 晶片 )， 与此同时， 使电源装置 16、 21 动作以向 上线圈 13u、 下线圈 13d 以及阴极线圈 18 通电， 从而在靶 3 的整个面与基板 W 的整个面之间 产生垂直的磁力线 M。
然后， 当真空腔室 2 内的压力达到规定值以后， 向真空腔室 2 内以规定的流量导入 氩气等 ( 溅射气体 )， 同时由 DC 电源 9 向靶 3 施加 ( 功率输入 ) 规定的负电位。
据此， 在真空腔室 2 内生成等离子体气氛。
此时， 通过由第一磁场产生部 4 产生的磁场， 在露出溅射面 3a 的空间 ( 前方空间 ) 中捕捉电离的电子以及因溅射而产生的二次电子， 从而在露出溅射面 3a 的空间中产生等 离子体。
等离子体中的氩离子等稀有气体离子与溅射面 3a 碰撞， 据此， 溅射面 3a 被溅射， Cu 原子或 Cu 离子从溅射面 3a 朝向基板 W 飞散。
此时， 特别是， 具有正电荷的 Cu 飞散的方向因垂直磁场而被改变为沿基板 W 的垂 直方向， 从而在基板 W 的整个面上， 溅射粒子相对于基板 W 大致垂直地入射并附着。据此， 在基板 W 的整个面上， 以良好的被覆性在微细孔及槽 H 处形成覆膜。
此外， 在本实施方式中， 对于向上线圈 13u、 下线圈 13d 以及阴极线圈 18 通电以产 生垂直磁场的装置进行了说明， 但只要是能够在靶 3 的整个面与基板 W 的整个面之间产生 垂直的磁力线 M 的装置， 本发明就不限定装置结构。例如， 也可以通过在真空腔室的内侧或
外侧适当配置公知的烧结磁铁， 从而在真空腔室内形成垂直磁场。
此外， 在本实施方式中， 对于包括第三磁场产生部的成膜装置 1 进行了说明， 该第 三磁场产生部相比于靶 3 被设置在垂直磁场的上游侧。但在本发明中， 还可以从第二磁场 产生部 13 来看， 相比于基板 W 在下游侧设置第四磁场产生部。
实施例
下面， 对本发明的成膜装置的实施例进行说明。
在本实施例中， 使用如图 1 所示的成膜装置 1， 在基板 W 上形成了 Cu 膜。
具体而言， 准备了在 φ300mm 的 Si 晶片表面的整体上形成有硅氧化物膜， 且在该 硅氧化物膜上采用公知方法并通过形成图案而形成有微细槽 ( 宽度 40nm、 深度 140nm) 的 基板 W。另外， 作为靶， 使用了 Cu 的组成比为 99％且溅射面的直径被制作为 φ400mm 的靶。 将靶与基板之间的距离设定为 400mm， 并且将上线圈 13u 的下端和靶 3 之间的距离以及下线 圈 13d 的上端和基板 W 之间的距离分别设定为 50mm。此外， 将上线圈 13u 的上端和阴极线 圈 18 的下端之间的距离设定为 200mm。
进而， 作为成膜条件， 使用 Ar 作为溅射气体， 以 15sccm 的流量将该气体导入到真 空腔室内。另外， 将向靶供给的输入功率设定为 18kW( 电流 30A)。作为向各线圈 13u、 13d、 18 供给的电流值， 施加了负极性的电流值以在真空腔室内产生朝下的垂直磁场。 另外， 对于 向线圈 13u、 13d、 18 供给的电流值中的每一个， 为了确认通过使电流值变化而引起的被覆 性的变化， 施加了如表 1 所示的三个条件的电流值。 下面， 对三个条件中的每一个进行具体说明。
条件 1 为不向阴极线圈 18 施加电流， 而分别向上线圈 13u 及下线圈 13d 施加 -15A。
条件 2 为不向上线圈 13u 施加电流， 而分别向阴极线圈 18 及下线圈 13d 施加 -15A。
条件 3 为向阴极线圈 18 施加 -25A， 且分别向上线圈 13u 及下线圈 13d 施加 -15A。
即， 当用 I(2u) 来定义向上线圈 13u 供给的电流值， 用 I(2d) 来定义向下线圈 13d 供给的电流值， 用 I(3) 来定义向阴极线圈 18 供给的电流值时， 条件 2 为满足关系式 I(2d) ＝ I(3) 且满足关系式 I(2u) ＝ 0 的条件。
此外， 条件 3 是满足关系式 I(2u) ＝ I(2d) 且满足关系式 I(2u) ＜ I(3) 或 I(2d) ＜ I(3) 的条件。
而且， 在条件 1 ～条件 3 的每一个中， 将溅射时间设定为 10 秒， 进行了 Cu 膜的成 膜。
表1
如上述那样使向各线圈 13u、 13d、 18 供给的电流值变化而在基板 W 上形成 Cu 膜， 并对形成的 Cu 膜进行了评价。
评价标准 ( 评价项目 ) 为在微细槽的侧壁和底面形成的 Cu 膜的形状， 即底部覆盖 程度与侧部覆盖程度。图 3 是示意性地示出形成 Cu 膜后的高深宽比的微细槽的剖视图。
首先， 根据按照上述各条件而形成的 Cu 膜的膜厚， 即根据在微细槽的底部形成的 Cu 膜的膜厚与在微细孔的周围的面上形成的 Cu 膜的膜厚， 计算底部覆盖程度， 并对各条件 下的底部覆盖程度进行了比较和评价。
分别对图 3 示出的在微细孔 H 的周围的面上形成的膜的厚度 Ta 与在微细孔的底 面形成的膜的厚度 Tb 进行测量， 计算出厚度 Tb 除以厚度 Ta 后的值， 即底部覆盖程度 (Tb/ Ta)。
在表 1 中示出计算底部覆盖程度的结果。
表 1 示出计算在基板 W 的中央部 ( 从基板中心部开始半径在 20mm 以内的区域 ) 以及外周部 ( 与基板中心相距 130mm 程度的基板的外侧区域 ( 外周部 )) 中的底部覆盖程 度的结果。在基板 W 的中央部， 测量了微细孔的底部中央部的底部覆盖程度 (Tb1/Ta)。
另一方面， 在基板 W 的外周部中， 考虑到溅射粒子以倾斜的角度入射并附着， 因此 测量了在微细孔的底部的两个端部中的底部覆盖程度 (Tb2/Ta、 Tb3/Ta)。
如果比较条件 1 与条件 2， 则获得如下结果， 即根据使用阴极线圈 18 来形成 Cu 膜 的条件 2 所得到的 Tb1/Ta、 Tb2/Ta、 Tb3/Ta 的值 ( 百分比 ) 高于条件 1 下的这些值。这表 示， 如图 2B 所示， 垂直的磁力线 M 在靶中通过， 对底部覆盖程度带来了良好的影响。
另外， 如果比较条件 2 与条件 3， 则获得如下结果， 即根据条件 3 所得到的 Tb1/Ta、 Tb2/Ta、 Tb3/Ta 的值 ( 百分比 ) 高于根据条件 2 所得到的 Tb1/Ta、 Tb2/Ta、 Tb3/Ta。在此， 条件 3 是这样一种条件， 即： 向上线圈 13u 及下线圈 13d 施加的电流值相同， 并且通过向阴 极线圈 18 施加比向上线圈 13u 及下线圈 13d 施加的电流值大的电流值来形成 Cu 膜。
这表示， 通过使向位于靶 3 的上游侧的阴极线圈 18 施加的电流值大于向上线圈 13u 及下线圈 13d 施加的电流值， 从而对底部覆盖程度带来了良好的影响。具体而言， 增大 靶 3 的前位置与后位置之间的磁场梯度， 即增大露出溅射面 3a 的离靶 3 近的位置与面对第 一磁场产生部 4 的离靶 3 近的位置之间的磁场梯度， 对底部覆盖程度带来了良好的影响。
其次， 根据按照上述各条件而形成的 Cu 膜， 计算侧部覆盖程度， 并对各条件下的
侧部覆盖程度进行了比较和评价。
对图 3 所示出的作为在微细孔 H 的侧面的上部的面形成的 Cu 膜的膜厚的两处位 置 (Tc1、 Td1) 的膜厚， 与作为在微细孔 H 的侧面的下部的面形成的 Cu 膜的膜厚的两处位置 (Tc2、 Td2) 的膜厚进行测量， 计算出侧部覆盖程度 (Td/Tc)。
在表 1 中示出计算侧部覆盖程度的结果。
如果比较条件 1 与条件 2， 则获得如下结果， 即根据使用阴极线圈 18 来形成 Cu 膜 的条件 2 所得到的 Td2/Tc2 的值 ( 百分比 ) 高于条件 1 下的 Td2/Tc2 的值。即， 可知在根 据条件 2 在微细孔 H 的侧面形成的 Cu 膜中， 侧面下部的侧部覆盖程度得到提高。
在根据条件 3 在微细孔 H 的侧面形成的 Cu 膜的膜厚中， 可知侧面下部的膜厚与侧 面上部的膜厚相比几乎没有变化， 即使在基板外周部中， 也能够实现与基板中央部的被覆 性同样的被覆性。
根据上述结果可知， 通过向阴极线圈施加电流值， 从而改善了覆盖程度。特别是， 在根据阴极线圈、 上线圈及下线圈的电流值分别为 25A、 15A、 15A 这一条件而形成的膜中， 底部覆盖程度及侧部覆盖程度的评价结果都为良好。因此， 在基板的外周部形成的微细孔 的截面中， 在微细孔的底部和一侧的侧壁之间形成的覆膜的形状与在该底部和另一侧的侧 壁之间形成的覆膜的形状不同这种覆盖程度非对称性的问题得以解决。 产业上的利用可能性
本发明能够广泛应用在用于在被处理体的表面形成覆膜的成膜装置中， 特别是， 能够应用在使用了作为薄膜形成方法中一种的溅射法的 DC 磁控方式的成膜装置中。
符号说明
C... 阴极单元， W... 基板 ( 被处理体 )， 1... 成膜装置， 2... 真空腔室， 3... 靶， 3a... 溅射面， 4... 第一磁场产生部， 4a... 轭， 4b、 4c... 磁铁， 9...DC 电源 ( 溅射电源 )， 10... 工作台， 11... 气体管， 12... 真空排气部， 12a... 排气管， 13... 第二磁场产生部， 13u... 上线圈 ( 第一产生部 )， 13d... 下线圈 ( 第二产生部 )， 14、 19... 线圈支撑体， 15、 20... 导线， 16、 21... 电源装置， 18... 第三磁场产生部 ( 阴极线圈 )。