Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7139167B2 - Deposition rate prediction device, deposition rate prediction method, and deposition rate prediction program - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7139167B2 - Deposition rate prediction device, deposition rate prediction method, and deposition rate prediction program - Google Patents

Deposition rate prediction device, deposition rate prediction method, and deposition rate prediction program Download PDF

Info

Publication number
JP7139167B2
JP7139167B2 JP2018127182A JP2018127182A JP7139167B2 JP 7139167 B2 JP7139167 B2 JP 7139167B2 JP 2018127182 A JP2018127182 A JP 2018127182A JP 2018127182 A JP2018127182 A JP 2018127182A JP 7139167 B2 JP7139167 B2 JP 7139167B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
substrate
film formation
formation rate
rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018127182A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020007581A (en
Inventor
邦裕 川嶋
Original Assignee
株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング filed Critical 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング
Priority to JP2018127182A priority Critical patent/JP7139167B2/en
Publication of JP2020007581A publication Critical patent/JP2020007581A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7139167B2 publication Critical patent/JP7139167B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

本発明は、成膜レートの予測装置、成膜レートの予測方法、および成膜レートの予測プログラムに関する。 The present invention relates to a film formation rate prediction device, a film formation rate prediction method, and a film formation rate prediction program.

従来、マグネトロンスパッタリングにおいて、基板上に成膜されたターゲット材料の膜厚を予測することにより、基板作成における試行錯誤を抑制し、無駄な試作を抑制することが求められている。 Conventionally, in magnetron sputtering, by predicting the film thickness of a target material deposited on a substrate, it is required to suppress trial and error in substrate fabrication and to suppress wasteful prototyping.

そこで、特許文献1には、エロージョン分布から求めたスパッタ粒子発生頻度係数と、スパッタ粒子の到達率と、を用いて膜厚を予測する方法が開示されている。 Therefore, Patent Literature 1 discloses a method of predicting the film thickness using the sputtered particle generation frequency coefficient obtained from the erosion distribution and the arrival rate of the sputtered particles.

特開2000-1777号公報JP-A-2000-1777

しかしながら、上記特許文献1に記載の膜厚の予測方法では、膜厚の予測値の精度に改善の余地があった。 However, in the film thickness prediction method described in Patent Document 1, there is room for improvement in the accuracy of the film thickness prediction value.

そこで、本発明は上記問題に鑑みて成されたものであり、従来よりも膜厚の予測値の精度を向上することができる成膜レートの予測装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a film formation rate prediction apparatus capable of improving the accuracy of a film thickness prediction value as compared with the conventional one.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る成膜レートの予測装置は、基板上に成膜する素材である平板状のターゲットと、前記ターゲットに対向させて配置された前記基板と、前記ターゲットの裏面に配置され、前記ターゲット側に正極を対向させた磁性体及び負極を対向させた磁性体をそれぞれ複数配置されたマグネットユニットと、を備え、前記ターゲットと前記基板との間に電圧を印加して、前記ターゲットの成分を前記基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置における前記ターゲットの成膜レートの予測装置であって、下記数式(1)に基づいて、成膜レートを算出する算出部を備えている。
R=α×∫T×S×[cosθ]dt×P/At…(1)
R:成膜レート(nm/min)、α:補正係数、t:ターゲットの面積(mm)、T:ターゲットのスパッタ量(-)、S:ターゲットのスパッタ率(原子/イオン又は分子/イオン)、[cos]:コサイン則、P:ターゲットと基板との間に印可される電力の強さ(W)、At:ターゲット原子の直径(mm)
In order to solve the above-described problems, a film formation rate prediction apparatus according to an aspect of the present invention includes a plate-shaped target that is a material for forming a film on a substrate, and the substrate arranged to face the target. , a magnet unit arranged on the back surface of the target, in which a plurality of magnetic bodies having positive electrodes facing the target and magnetic bodies having negative electrodes facing the target are arranged; A device for predicting the film formation rate of the target in a magnetron sputtering apparatus that applies a voltage to form a film of the component of the target on the substrate, the calculation for calculating the film formation rate based on the following formula (1) has a department.
R=α×∫T×S×[cos θ]dt×P/At (1)
R: deposition rate (nm/min), α: correction coefficient, t: target area (mm 2 ), T: target sputtering amount (−), S: target sputtering rate (atoms/ions or molecules/ions ), [cos]: cosine law, P: intensity of electric power applied between the target and substrate (W), At: diameter of target atoms (mm)

また、前記算出部は、数式(1)に基づいて前記成膜レートを算出する際に、前記マグネトロンスパッタ装置から入手した前記ターゲットのスパッタ量Tを用いてもよい。 Further, the calculation unit may use the sputtering amount T of the target obtained from the magnetron sputtering device when calculating the film formation rate based on the formula (1).

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る成膜レートの予測方法は、基板上に成膜する素材である平板状のターゲットと、前記ターゲットに対向させて配置された前記基板と、前記ターゲットの裏面に配置され、前記ターゲット側に正極を対向させた磁性体及び負極を対向させた磁性体をそれぞれ複数配置されたマグネットユニットと、を備え、前記ターゲットと前記基板との間に電圧を印加して、前記ターゲットの成分を前記基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置における前記ターゲットの成膜レートの予測方法であって、下記数式(1)に基づいて、成膜レートを算出する。
R=α×∫T×S×[cosθ]dt×P/At…(1)
R:成膜レート(nm/min)、α:補正係数、t:ターゲットの面積(mm)、T:ターゲットのスパッタ量(-)、S:ターゲットのスパッタ率(原子/イオン又は分子/イオン)、[cos]:コサイン則、P:ターゲットと基板との間に印可される電力の強さ(W)、At:ターゲット原子の直径(mm)
In order to solve the above problems, a method for predicting a film formation rate according to an aspect of the present invention comprises: a plate-like target that is a material for film formation on a substrate; , a magnet unit arranged on the back surface of the target, in which a plurality of magnetic bodies having positive electrodes facing the target and magnetic bodies having negative electrodes facing the target are arranged; A method for predicting a film formation rate of a target in a magnetron sputtering apparatus that applies a voltage to form a film of a component of the target on the substrate, wherein the film formation rate is calculated based on the following formula (1).
R=α×∫T×S×[cos θ]dt×P/At (1)
R: deposition rate (nm/min), α: correction coefficient, t: target area (mm 2 ), T: target sputtering amount (−), S: target sputtering rate (atoms/ions or molecules/ions ), [cos]: cosine law, P: intensity of electric power applied between the target and substrate (W), At: diameter of target atoms (mm)

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る成膜レートの予測プログラムは、基板上に成膜する素材である平板状のターゲットと、前記ターゲットに対向させて配置された前記基板と、前記ターゲットの裏面に配置され、前記ターゲット側に正極を対向させた磁性体及び負極を対向させた磁性体をそれぞれ複数配置されたマグネットユニットと、を備え、前記ターゲットと前記基板との間に電圧を印加して、前記ターゲットの成分を前記基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置における前記ターゲットの成膜レートの予測方法プログラムであって、コンピュータに、下記数式(1)に基づいて、成膜レートを算出させる算出機能を実現させる。
R=α×∫T×S×[cosθ]dt×P/At…(1)
R:成膜レート(nm/min)、α:補正係数、t:ターゲットの面積(mm)、T:ターゲットのスパッタ量(-)、S:ターゲットのスパッタ率(原子/イオン又は分子/イオン)、[cos]:コサイン則、P:ターゲットと基板との間に印可される電力の強さ(W)、At:ターゲット原子の直径(mm)
In order to solve the above problems, a film formation rate prediction program according to an aspect of the present invention includes a plate-shaped target that is a material for forming a film on a substrate, and the substrate that is arranged to face the target. , a magnet unit arranged on the back surface of the target, in which a plurality of magnetic bodies having positive electrodes facing the target and magnetic bodies having negative electrodes facing the target are arranged; A program for predicting the film formation rate of the target in a magnetron sputtering apparatus that applies a voltage to form a film of the component of the target on the substrate, comprising: Realize a calculation function that calculates
R=α×∫T×S×[cos θ]dt×P/At (1)
R: deposition rate (nm/min), α: correction coefficient, t: target area (mm 2 ), T: target sputtering amount (−), S: target sputtering rate (atoms/ions or molecules/ions ), [cos]: cosine law, P: intensity of electric power applied between the target and substrate (W), At: diameter of target atoms (mm)

本発明の一態様に係る成膜レートの予想装置では、ターゲットのスパッタ率S、ターゲットと基板との間に印可される電力の強さP、およびターゲット原子の直径Atを用いて、算出部が成膜レートを算出する。このため、例えば前述したように、スパッタ粒子発生頻度係数と、スパッタ粒子の到達率と、を用いて膜厚を算出する従来の膜厚の予測方法と比較して、電子やターゲット原子の挙動に影響を与える因子を考慮することで、単位時間当たりに基板に堆積されるターゲット原子の膜厚を、正確に評価することができる。これにより、従来よりも膜厚の予測値の精度を向上することができる。 In the film formation rate prediction apparatus according to one aspect of the present invention, the calculation unit uses the target sputtering rate S, the power intensity P applied between the target and the substrate, and the target atom diameter At. Calculate the deposition rate. For this reason, for example, as described above, compared with the conventional film thickness prediction method of calculating the film thickness using the sputtered particle generation frequency coefficient and the sputtered particle arrival rate, the behavior of electrons and target atoms is different. By considering the influencing factors, the film thickness of the target atoms deposited on the substrate per unit time can be accurately estimated. As a result, the accuracy of the predicted value of the film thickness can be improved as compared with the conventional method.

マグネトロンスパッタ装置の構成例を示す断面図である。It is a cross-sectional view showing a configuration example of a magnetron sputtering apparatus. (a)~(f)は、マグネトロンスパッタリングの概念を説明するための説明図である。(a) to (f) are explanatory diagrams for explaining the concept of magnetron sputtering. 成膜レートの予測装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the prediction apparatus of a film-forming rate. コサイン則を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining a cosine law. 検証試験における(a)実施例における実測値と予測値との相関図、(b)比較例における実測値と予測値との相関図である。FIG. 4 is a correlation diagram between (a) an actual measurement value and a predicted value in an example in a verification test, and (b) a correlation diagram between an actual measurement value and a predicted value in a comparative example.

以下、本発明の一実施態様に係る成膜レートの予測装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。 A film forming rate prediction apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

<実施の形態>
<構成>
本実施の形態に係る成膜レートの予測装置は、マグネトロンスパッタリングによりスパッタリングを行うマグネトロンスパッタ装置において、基板上に成膜された薄膜における単位時間当たりの膜厚、すなわち成膜レートを予測する。まず、成膜レートの予測装置を構成するマグネトロンスパッタ装置100について説明する。
<Embodiment>
<Configuration>
A film formation rate prediction apparatus according to the present embodiment predicts the film thickness per unit time of a thin film formed on a substrate, that is, the film formation rate, in a magnetron sputtering apparatus that performs sputtering by magnetron sputtering. First, the magnetron sputtering apparatus 100 that constitutes a film forming rate prediction apparatus will be described.

図1は、マグネトロンスパッタ装置100の構成を示す断面図である。本実施の形態に係る成膜レートの予測装置500は、図1に示すマグネトロンスパッタ装置100に備えられた基板132に成膜される薄膜における成膜レートを予測する。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a magnetron sputtering apparatus 100. As shown in FIG. The film formation rate prediction apparatus 500 according to the present embodiment predicts the film formation rate of a thin film formed on the substrate 132 provided in the magnetron sputtering apparatus 100 shown in FIG.

図1に示すようにマグネトロンスパッタ装置100は、マグネットユニット110と、ターゲット取付部120と、ターゲット131と、基板132と、ステージ140と、チャンバー150と、防着板160aと、防着板160bとを備える。 As shown in FIG. 1, the magnetron sputtering apparatus 100 includes a magnet unit 110, a target mounting portion 120, a target 131, a substrate 132, a stage 140, a chamber 150, an anti-adhesion plate 160a, and an anti-adhesion plate 160b. Prepare.

図1に示すように、ターゲット131と、基板132と、ステージ140と、防着板160a、160bとは、チャンバー150内に設けられる。図示していないがチャンバー150は、開閉自在に構成されており、チャンバー150を開けた状態で、ターゲット131が固定されたターゲット取付部120を取り付けたり、基板132をステージ140上に載置することができる。 As shown in FIG. 1 , the target 131 , the substrate 132 , the stage 140 , and the attachment prevention plates 160 a and 160 b are provided inside the chamber 150 . Although not shown, the chamber 150 is configured to be openable and closable. With the chamber 150 open, the target mounting portion 120 to which the target 131 is fixed can be attached, and the substrate 132 can be placed on the stage 140. can be done.

マグネットユニット110は、ターゲット131に対して、N極を対向させた磁性体112a、112dと、S極を対向させた磁性体112b、112cと、を内部に含み、軸111を中心として回転する円盤状のユニットである。
なお、以降、本実施の形態において磁性体を総称する場合は、磁性体112と記載する。磁性体112の数量は、図面に記載された数量に限定されることなく、任意に変更可能である。また、磁性体112としては、ここでは、磁石を用いることとするが、磁場を発生するものであれば、磁石以外のもの(例えば、コイル)を用いることとしてもよい。
The magnet unit 110 is a disk that rotates around the shaft 111 and includes magnetic bodies 112a and 112d with N poles facing the target 131 and magnetic bodies 112b and 112c with S poles facing each other. unit.
In addition, hereinafter, when magnetic bodies are collectively referred to as magnetic bodies in the present embodiment, they are described as magnetic bodies 112 . The quantity of the magnetic bodies 112 can be arbitrarily changed without being limited to the quantity described in the drawing. Also, as the magnetic body 112, a magnet is used here, but anything other than a magnet (for example, a coil) may be used as long as it generates a magnetic field.

ターゲット取付部120は、ターゲット131を取り付けるための部材であり、導電性の素材からなる。
ターゲット131は、基板132上に薄膜を形成する素材である。ターゲット131には、例えば、アルミニウム、チタン、ニッケル、金など基板132上に成膜したい各種の金属を用いることができる。ターゲット131は、成膜前にターゲット取付部120に取り付けられる。ターゲット131は、成膜後にはターゲット取付部120から取り外すことができる。
The target attachment portion 120 is a member for attaching the target 131 and is made of a conductive material.
The target 131 is a material that forms a thin film on the substrate 132 . For the target 131, for example, various metals such as aluminum, titanium, nickel, and gold that are desired to be deposited on the substrate 132 can be used. The target 131 is attached to the target attachment portion 120 before film formation. The target 131 can be removed from the target mounting portion 120 after film formation.

基板132は、ターゲット131を成分とする薄膜が形成される対象である。本実施形態では、基板132は円盤状をなしている。基板132は、成膜前にステージ140上に載置され、成膜後にステージ140から取り外される。なお、基板132は円盤状に限られず、例えば矩形状等であってもよい。
ステージ140は、基板132を載置するための装置である。
The substrate 132 is an object on which a thin film containing the target 131 is formed. In this embodiment, the substrate 132 is disc-shaped. The substrate 132 is placed on the stage 140 before film formation and removed from the stage 140 after film formation. It should be noted that the substrate 132 is not limited to a disc shape, and may be rectangular, for example.
The stage 140 is a device for placing the substrate 132 thereon.

チャンバー150は、不活性ガスを注入するための注入孔を有し、不活性ガス注入器180と接続される。ここで、不活性ガス注入器180は、不活性ガスをチャンバー150に注入する機器であり、チャンバー150と着脱自在に接続される。不活性ガスとしては、例えば、アルゴンを用いる。 The chamber 150 has an injection hole for injecting inert gas and is connected to an inert gas injector 180 . Here, the inert gas injector 180 is a device for injecting inert gas into the chamber 150 and is detachably connected to the chamber 150 . Argon, for example, is used as the inert gas.

また、チャンバー150は、内部の空気を排出する排出孔を有し、内部の空気を吸収して、真空状態にするための真空装置190と接続される。ここで、真空装置190は、チャンバー150内の空気を吸出して、チャンバー150内部を真空状態にすることができる。
不活性ガスは、真空装置190により、チャンバー150内が真空状態になってから注入される。
In addition, the chamber 150 has an exhaust hole for exhausting internal air, and is connected to a vacuum device 190 for absorbing internal air and creating a vacuum state. Here, the vacuum device 190 can vacuum the inside of the chamber 150 by sucking the air out of the chamber 150 .
The inert gas is injected after the chamber 150 is evacuated by the vacuum device 190 .

防着板160a、160bは、円筒状の導電性の板であり、ターゲットから飛散するターゲット原子が、チャンバー150内に付着するのを防止するために設けられている。 The anti-adhesion plates 160 a and 160 b are cylindrical conductive plates provided to prevent target atoms scattered from the target from adhering inside the chamber 150 .

ターゲット取付部120とステージ140とには、電源130が接続される。ターゲット取付部120には電源130の負極側が、ステージ140には電源130の正極側が接続される。したがって、ターゲット取付部120とターゲット131とで負極となり、ステージ140と基板132とで正極となって、ターゲット131と基板132との間に電圧が印加される。 A power source 130 is connected to the target mounting portion 120 and the stage 140 . A negative electrode side of the power source 130 is connected to the target mounting portion 120 , and a positive electrode side of the power source 130 is connected to the stage 140 . Therefore, a voltage is applied between the target mounting portion 120 and the target 131 as a negative electrode, and between the stage 140 and the substrate 132 as a positive electrode.

図1においては、負極として作用する場所を点線171で、正極として作用する場所を点線170で示している。電源130は、ターゲット取付部120とステージ140との間に電圧を印加する。なお、ここで、ターゲット取付部120とステージ140各々が電極として作用してもよいし、それぞれの表面に電極を設けて電圧を印加する構成としてもよい。 In FIG. 1, a dotted line 171 indicates a location acting as a negative electrode, and a dotted line 170 indicates a location acting as a positive electrode. Power supply 130 applies a voltage between target mount 120 and stage 140 . Here, each of the target mounting portion 120 and the stage 140 may act as an electrode, or an electrode may be provided on each surface to apply a voltage.

マグネトロンスパッタ装置100においては、真空装置190がチャンバー150内を真空状態にした後に、不活性ガス注入器180からアルゴンガスがチャンバー150内に注入される。チャンバー150内がアルゴンガスで充填されると、電源130からターゲット131と基板132との間に電圧が印加されるとともに、マグネットユニット110が軸111を中心として、モーター(図示せず)の駆動により回転する。 In the magnetron sputtering apparatus 100 , argon gas is injected into the chamber 150 from the inert gas injector 180 after the vacuum device 190 evacuates the chamber 150 . When the chamber 150 is filled with argon gas, a voltage is applied between the target 131 and the substrate 132 from the power supply 130, and the magnet unit 110 is driven around the shaft 111 by a motor (not shown). Rotate.

ここで、マグネトロンスパッタ装置100におけるマグネトロンスパッタリングの原理について簡単に説明する。図2(a)~(f)は、マグネトロンスパッタ装置100におけるマグネトロンスパッタリングの概念を説明するための概念図である。ここでは、一例として、チャンバー150内に封入される不活性ガスをアルゴンガスとし、ターゲット131はニッケルであるとする。 Here, the principle of magnetron sputtering in the magnetron sputtering apparatus 100 will be briefly described. 2A to 2F are conceptual diagrams for explaining the concept of magnetron sputtering in the magnetron sputtering apparatus 100. FIG. Here, as an example, it is assumed that the inert gas enclosed in the chamber 150 is argon gas and the target 131 is nickel.

図2(a)に示すように、マグネトロンスパッタ装置100に電源130から電圧が印加されると、ターゲット131と基板132との間に矢印401に示されるように電界が発生する。矢印401は、電子が運動する方向を示している。また、磁性体112により、図2(a)の矢印402に示されるように磁界が発生する。 As shown in FIG. 2A, when a voltage is applied to the magnetron sputtering apparatus 100 from the power supply 130, an electric field is generated between the target 131 and the substrate 132 as indicated by an arrow 401. As shown in FIG. Arrows 401 indicate the direction in which electrons move. A magnetic field is generated by the magnetic body 112 as indicated by an arrow 402 in FIG. 2(a).

ターゲット131と基板132との間に発生した電界中の電子411は、図2(b)に示すように、磁性体112により発生する磁界に補足される。上述の通り、チャンバー150内にはアルゴンガスが充填されており、補足された電子411は、図2(c)に示すように、チャンバー150内に充填されたアルゴンガスに基づくアルゴン分子431と衝突する。この衝突によって、アルゴン分子431は、アルゴンイオン432と電子433とに分離する。 Electrons 411 in the electric field generated between the target 131 and the substrate 132 are captured by the magnetic field generated by the magnetic material 112, as shown in FIG. 2(b). As described above, the chamber 150 is filled with argon gas, and the trapped electrons 411 collide with argon molecules 431 based on the argon gas filled in the chamber 150, as shown in FIG. do. Argon molecules 431 are separated into argon ions 432 and electrons 433 by this collision.

分離して発生したアルゴンイオン432は、正の極性を有するため、図2(d)に示すように、負極側、即ち、ターゲット131側に引き寄せられる。その結果、アルゴンイオン432は、ターゲット131と衝突する。
図2(e)に示すように、ターゲット131と衝突したアルゴンイオン432は、ターゲット131内に埋没するか、電子を受け取りアルゴン分子となる。その一方で、ターゲット131に対するアルゴンイオン432の衝突により、ターゲット原子、即ち、ニッケル原子435が放出される。放出されたニッケル原子435は、図2(f)に示すように基板132上に付着する。このようにして、基板132上にターゲット131の成分が成膜される。
The separated argon ions 432 have a positive polarity and are attracted to the negative electrode side, that is, the target 131 side, as shown in FIG. 2(d). As a result, argon ions 432 collide with target 131 .
As shown in FIG. 2E, the argon ions 432 that have collided with the target 131 are buried in the target 131 or receive electrons to become argon molecules. On the other hand, the bombardment of argon ions 432 against the target 131 releases target atoms, namely nickel atoms 435 . The ejected nickel atoms 435 are deposited on the substrate 132 as shown in FIG. 2(f). In this manner, the components of the target 131 are deposited on the substrate 132 .

そして本実施の形態に係る成膜レートの予測装置500は、図1に示すようなマグネトロンスパッタ装置100において、基板132上に成膜された薄膜における膜厚レートを予測する。以下、成膜レートの予測装置500について詳細に説明する。 The film formation rate prediction apparatus 500 according to the present embodiment predicts the film thickness rate of the thin film formed on the substrate 132 in the magnetron sputtering apparatus 100 as shown in FIG. The film formation rate prediction device 500 will be described in detail below.

図3は、成膜レートの予測装置500の機能構成例を示すブロック図である。図3に示すように、成膜レートの予測装置500は、通信部501と、記憶部502と、制御部503とを備える。
通信部501は、外部の装置と通信を実行する機能を有する。通信部501は、ターゲット131のスパッタ量をマグネトロンスパッタ装置100から入手する受付部として機能する。通信部501は、ターゲット131の面積、ターゲット131と基板132との間に印可される電力の強さを受け付ける。
また、通信部501は、算出部504が算出した成膜レートを出力する出力部として機能する。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the film formation rate prediction device 500. As shown in FIG. As shown in FIG. 3 , the deposition rate prediction device 500 includes a communication section 501 , a storage section 502 and a control section 503 .
The communication unit 501 has a function of executing communication with an external device. The communication unit 501 functions as a reception unit that obtains the sputtering amount of the target 131 from the magnetron sputtering apparatus 100 . The communication unit 501 receives the area of the target 131 and the intensity of power applied between the target 131 and the substrate 132 .
The communication unit 501 also functions as an output unit that outputs the film formation rate calculated by the calculation unit 504 .

通信部501は、外部の装置と通信を実行できれば、その通信形態は、有線、無線を問うものではない。また、通信に用いる通信プロトコルとしても、外部の装置との通信ができるものあれば、通信規格を問うものではない。
外部の装置としては、例えば、摩耗度情報や膜厚情報を表示するモニターや、それらの情報をプリントアウトするためのプリンター、成膜レートの予測装置500に情報を入力するためのマウスやキーボードなどの入力機器、配置情報や磁力強度情報を保持する記録媒体などが考えられる。
As long as the communication unit 501 can execute communication with an external device, the form of communication does not matter whether it is wired or wireless. Also, as a communication protocol used for communication, any communication standard can be used as long as it can communicate with an external device.
External devices include, for example, a monitor for displaying wear degree information and film thickness information, a printer for printing out such information, a mouse and keyboard for inputting information to the film formation rate prediction device 500, and the like. input device, and a recording medium for holding arrangement information and magnetic force intensity information.

通信部501は、ターゲット131のスパッタ量、ターゲット131の面積、ターゲット131と基板132との間に印可される電力の強さを受け付けると、制御部503に伝達する。また、通信部501は、制御部503からの指示にしたがって、伝達された成膜レートを外部の装置に送信する。 When the communication unit 501 receives the sputter amount of the target 131 , the area of the target 131 , and the intensity of electric power applied between the target 131 and the substrate 132 , the communication unit 501 transmits the information to the control unit 503 . Further, the communication unit 501 transmits the transmitted film formation rate to an external device according to an instruction from the control unit 503 .

記憶部502は、成膜レートの予測装置500が動作上必要とする各種プログラム及びデータを記憶する機能を有する記憶媒体である。記憶部502は、例えば、HDD(Hard Disc Drive)、SSD(Solid State Drive)、フラッシュメモリ等、各種の記録媒体により実現できる。
記憶部502は、成膜レートを算出するために用いる数値であり、後述する補正係数α、ターゲット131のスパッタ率、ターゲット131と基板132との間の距離情報、およびターゲット原子の直径(mm)、を記憶している。
The storage unit 502 is a storage medium having a function of storing various programs and data required for operation of the film formation rate prediction apparatus 500 . The storage unit 502 can be realized by various recording media such as an HDD (Hard Disc Drive), an SSD (Solid State Drive), and a flash memory.
The storage unit 502 stores numerical values used for calculating the deposition rate, including a correction coefficient α, the sputtering rate of the target 131, information on the distance between the target 131 and the substrate 132, and the diameter (mm) of the target atoms. , is remembered.

制御部503は、成膜レートの予測装置500の各部を制御する機能を有するプロセッサである。制御部503は、基板132に成膜された薄膜における膜厚レートを算出する算出部504を備えている。 The control unit 503 is a processor having a function of controlling each unit of the film formation rate prediction device 500 . The controller 503 includes a calculator 504 that calculates the film thickness rate of the thin film formed on the substrate 132 .

制御部503は、通信部501からターゲット131のスパッタ量、ターゲット131の面積、ターゲット131と基板132との間に印可される電力の強さが伝達されると、記憶部502に記憶する。
そして、本実施の形態に係る算出部504は、下記数式(1)に基づいて、成膜レートを算出する。算出部504は、記憶部502に記憶された成膜レート算出プログラムを用いて、成膜レートを算出する。
When the communication unit 501 transmits the sputtering amount of the target 131 , the area of the target 131 , and the intensity of the electric power applied between the target 131 and the substrate 132 , the control unit 503 stores them in the storage unit 502 .
Then, the calculation unit 504 according to this embodiment calculates the film formation rate based on the following formula (1). The calculation unit 504 calculates the film formation rate using the film formation rate calculation program stored in the storage unit 502 .

Figure 0007139167000001
ここで、Rは成膜レート(nm/min)、αは補正係数を示す。
補正係数αは、大きさの異なる複数の基板132における成膜レートの予測結果を、一律に評価するための係数であり、経験的に求められる値である。本実施形態では、基板132が、2インチに相当する大きさの場合には、α1=6832.67とし、基板132が、8インチに相当する大きさの場合には、α2=253.56とした。
Figure 0007139167000001
Here, R is a film forming rate (nm/min), and α is a correction coefficient.
The correction coefficient α is a coefficient for uniformly evaluating the prediction results of the film formation rates on a plurality of substrates 132 having different sizes, and is a value obtained empirically. In this embodiment, when the substrate 132 has a size equivalent to 2 inches, α1=6832.67, and when the substrate 132 has a size equivalent to 8 inches, α2=253.56. did.

Tはターゲット131のスパッタ量(-)を指す。
ターゲット131のスパッタ量Tとは、実際にターゲット131から放出されたターゲット原子、即ち前述した説明では、ニッケル原子435の放出の程度を示す無次元量である。
スパッタ量Tは、マグネトロンスパッタ装置100から通信部501を介して算出部504に伝達される。
T indicates the sputtering amount (−) of the target 131 .
The sputter amount T of the target 131 is a dimensionless amount indicating the degree of emission of the target atoms actually emitted from the target 131, that is, the nickel atoms 435 in the above description.
The sputter amount T is transmitted from the magnetron sputtering apparatus 100 to the calculator 504 via the communication unit 501 .

Sはターゲット131のスパッタ率(原子/イオン又は分子/イオン)を示す。
スパッタ率とは、元素の種類によって決まる定数であり、アルゴンイオン432の衝突により、ターゲット131から放出されるターゲット原子、即ち前述した説明では、アルゴンイオンに対するニッケル原子435の数量の比率を指している。
S indicates the sputtering rate of the target 131 (atoms/ions or molecules/ions).
The sputtering rate is a constant determined by the type of element, and indicates the ratio of the number of target atoms 435 emitted from the target 131 by the collision of the argon ions 432, that is, the number of nickel atoms 435 to the argon ions in the above description. .

スパッタ率の代表値について例示する。
アルゴンイオン432の衝突エネルギーが500eVの場合、各元素におけるスパッタ率は、鉄:0.84、銅:2.55、鉛:2.08、銀:3.12、錫:1.40、金:2.40である。
A representative value of the sputtering rate is illustrated.
When the collision energy of the argon ions 432 is 500 eV, the sputtering rate for each element is iron: 0.84, copper: 2.55, lead: 2.08, silver: 3.12, tin: 1.40, gold: 2.40.

[cos]はコサイン則を示す。
すなわち、算出部504は、ターゲット131における薄膜の膜厚を、所謂コサイン則を用いて予測する。算出部504は、コサイン則に予測したターゲット131の摩耗度を適用して、基板132上に形成された薄膜の膜厚を予測する。コサイン則を用いた膜厚予測は広範に知られており、ターゲット131の蒸発分布に応じて、膜厚を予測する。
[cos] indicates the cosine rule.
That is, the calculator 504 predicts the film thickness of the thin film on the target 131 using the so-called cosine law. The calculator 504 predicts the film thickness of the thin film formed on the substrate 132 by applying the degree of wear of the target 131 predicted by the cosine law. Film thickness prediction using the cosine law is widely known, and the film thickness is predicted according to the evaporation distribution of the target 131 .

算出部504は、コサイン則として、下記数式(2)を用いる。 Calculation unit 504 uses the following formula (2) as the cosine rule.

Figure 0007139167000002
ここで、ターゲット131の蒸発分布がSpherical(球状)である場合は、算出部504は数式(2)においてn=3とする。
また、算出部504は、ターゲット131の蒸発分布がcos0.5θ分布に従う場合は、数式(2)においてn=3.5とする。本書面において、θは、蒸発源にたてた法線から基板132における膜厚予測点(図4の付着点602参照)までの開き角を示す(図4のθ参照)。
Figure 0007139167000002
Here, when the evaporation distribution of the target 131 is spherical, the calculation unit 504 sets n=3 in Equation (2).
Further, when the evaporation distribution of the target 131 follows the cos 0.5 θ distribution, the calculation unit 504 sets n=3.5 in Equation (2). In this document, θ indicates the divergence angle from the normal to the evaporation source to the film thickness prediction point on the substrate 132 (see attachment point 602 in FIG. 4) (see θ in FIG. 4).

また、算出部504は、ターゲット131の蒸発分布がcosθ分布に従う場合は、数式(2)においてn=4とし、ターゲット131の蒸発分布がcosθ分布に従う場合は、数式(2)においてn=5とする。さらに算出部504は、ターゲット131の蒸発分布がcosθ分布に従う場合は、数式(2)においてn=6とする。 Further, when the evaporation distribution of the target 131 follows the cos θ distribution, the calculation unit 504 sets n=4 in Equation (2), and when the evaporation distribution of the target 131 follows the cos 2 θ distribution, n= 5. Furthermore, when the evaporation distribution of the target 131 follows the cos 3 θ distribution, the calculation unit 504 sets n=6 in Equation (2).

ここでhは、ターゲット131と基板132との間の距離、即ち、蒸発源直上から基板132までの長さ(高さ)を示している。lは、ターゲット131からスパッタした箇所(蒸発源)から基板132に付着する箇所までの水平方向の距離を示している。図4には、hとlとの関係を分かりやすくするための関係図を示しているので、そちらも参照されたい。 Here, h indicates the distance between the target 131 and the substrate 132, that is, the length (height) from directly above the evaporation source to the substrate 132. FIG. 1 indicates the horizontal distance from the point (evaporation source) sputtered from the target 131 to the point adhered to the substrate 132 . FIG. 4 shows a relationship diagram for making the relationship between h and l easier to understand, so please refer to that as well.

図4に示すように、衝突点(蒸発源)600において、不活性ガスイオンがターゲット131に衝突した際に矢印601で示す方向にターゲット131の原子が飛散し、付着点602に付着したとする。このときの、衝突点600から基板132におろした垂線の長さがhであり、当該垂線と基板132との交点から付着点602までの距離がlである。 As shown in FIG. 4, when the inert gas ions collide with the target 131 at the collision point (evaporation source) 600, the atoms of the target 131 scatter in the direction indicated by the arrow 601 and adhere to the attachment point 602. . At this time, the length of the perpendicular drawn from the collision point 600 to the substrate 132 is h, and the distance from the intersection of the perpendicular and the substrate 132 to the attachment point 602 is l.

tはターゲット131の表面における面積(mm)を示す。
ここで、∫T×S×[cosθ]dtとは、前述したスパッタ量T、スパッタ率S、およびコサイン則[cosθ]の積を、ターゲット131の表面全体で積分することを表している。
t indicates the surface area (mm 2 ) of the target 131 .
Here, ∫T×S×[cos θ]dt represents integration of the product of the above-described sputtering amount T, sputtering rate S, and cosine law [cos θ] over the entire surface of the target 131 .

また、Pはターゲット131と基板132との間に印可される電力の強さ(W)を示す。
ターゲット131と基板132との間に印可される電力の強さが強くなることで、ターゲット131と基板132との間に位置する電子411が、アルゴン分子431に激しく衝突することとなる。これにより、アルゴン分子431からのアルゴンイオン432の分離が促され、アルゴンイオン432のターゲット131への衝突が増加することで、ターゲット原子が基板132上に成膜される量が増加する。
Also, P indicates the intensity (W) of power applied between the target 131 and the substrate 132 .
As the intensity of the electric power applied between the target 131 and the substrate 132 increases, the electrons 411 located between the target 131 and the substrate 132 collide with the argon molecules 431 violently. This promotes the separation of argon ions 432 from argon molecules 431 and increases the collisions of argon ions 432 with the target 131 , thereby increasing the amount of target atoms deposited on the substrate 132 .

また、Atはターゲット原子の直径(mm)を示す。ターゲット原子の大きさは既知の値として、あらかじめ記憶部502に記憶されている。ターゲット原子の大きさが大きいほど、基板132上に成膜される薄膜の厚みが大きくなる。 Also, At indicates the diameter (mm) of the target atom. The size of the target atom is stored in advance in the storage unit 502 as a known value. The larger the size of the target atoms, the thicker the thin film deposited on the substrate 132 .

<まとめ>
以上に説明したように、本実施の形態に係る成膜レートの予測装置500は、ターゲット131のスパッタ率S、ターゲット131と基板132との間に印可される電力の強さP、およびターゲット原子の直径Atを用いて、算出部504が成膜レートを算出する。
このため、例えば前述したように、スパッタ粒子発生頻度係数と、スパッタ粒子の到達率と、を用いて膜厚を算出する従来の膜厚の予測方法と比較して、電子やターゲット原子の挙動に影響を与える因子を考慮することで、単位時間当たりに基板に堆積されるターゲット原子の膜厚を、正確に評価することができる。これにより、従来よりも膜厚の予測値の精度を向上することができる。
<Summary>
As described above, the film formation rate prediction apparatus 500 according to the present embodiment uses the sputtering rate S of the target 131, the power intensity P applied between the target 131 and the substrate 132, and the target atoms The calculation unit 504 calculates the film formation rate using the diameter At.
For this reason, for example, as described above, compared with the conventional film thickness prediction method of calculating the film thickness using the sputtered particle generation frequency coefficient and the sputtered particle arrival rate, the behavior of electrons and target atoms is different. By considering the influencing factors, the film thickness of the target atoms deposited on the substrate per unit time can be accurately estimated. As a result, the accuracy of the predicted value of the film thickness can be improved as compared with the conventional method.

また、算出部504が、成膜レートを算出する際に、マグネトロンスパッタ装置100から入手したターゲット131のスパッタ量Tを用いるので、マグネトロンスパッタ装置100で実際に計測したスパッタ量Tを用いて成膜レートを計算することができる。このため、例えば予め予測されるスパッタ量を記憶して、その値を計算に用いるような方法と比較して、より一層正確に成膜レートを計算することができる。 In addition, since the calculation unit 504 uses the sputtering amount T of the target 131 obtained from the magnetron sputtering apparatus 100 when calculating the deposition rate, the sputtering amount T actually measured by the magnetron sputtering apparatus 100 is used to form the film. rate can be calculated. For this reason, the deposition rate can be calculated more accurately than, for example, a method in which the estimated sputter amount is stored in advance and the value is used for calculation.

<検証試験>
次に、本発明の効果を確認するための検証試験について説明する。
この検証試験では、実施例として本発明の一実施態様に係る成膜レートの予測装置を採用した。また比較例として、数式(1)からターゲットのスパッタ率S、ターゲットと基板との間に印可される電力の強さP、およびターゲット原子の直径Atを除いた数式により、成膜レートを算出した成膜レートの予測装置を採用した。
各予測装置において、ターゲット131の面積と、ターゲット原子の種類と、を変更して、一定数のサンプルを評価した。そして、算出した成膜レートの予測値と、実際の成膜レート(実測値)と、を比較した。その結果を図5に示す。
<Verification test>
Next, a verification test for confirming the effects of the present invention will be described.
In this verification test, a film formation rate prediction device according to an embodiment of the present invention was employed as an example. In addition, as a comparative example, the deposition rate was calculated by using a formula excluding the target sputtering rate S, the power intensity P applied between the target and the substrate, and the target atom diameter At from formula (1). A deposition rate prediction device was adopted.
In each prediction device, a certain number of samples were evaluated by changing the area of the target 131 and the type of target atoms. Then, the predicted value of the calculated film formation rate was compared with the actual film formation rate (measured value). The results are shown in FIG.

ここで、図5(a)および図5(b)において、ターゲット原子の違いと、基板132の面積の違いにより、●、▲、◇の各記号が区別されている。 Here, in FIGS. 5(a) and 5(b), symbols ●, ▴, and ◇ are distinguished according to the difference in the target atoms and the difference in the area of the substrate 132 .

図5(a)に示すように、実施例により算出した成膜レートでは、予測値が実測値に対して概ね±20%以内に収まっていることが確認された。また、予測値と実測値との相関の程度を示す指標(以下、相関値という)は0.93となっている。ここで、この相関値は、値が大きいほど、両者の相関が強いことを意味する。 As shown in FIG. 5( a ), it was confirmed that the predicted value of the film formation rate calculated according to the example was generally within ±20% of the measured value. An index indicating the degree of correlation between the predicted value and the measured value (hereinafter referred to as correlation value) is 0.93. Here, this correlation value means that the larger the value, the stronger the correlation between the two.

一方、図5(b)に示すように、比較例により算出した成膜レートでは、予測値が実測値に対して±20%以内に収まっていないことが確認された。また、予測値と実測値との相関値は-2.46となっている。すなわち、実施例により算出した成膜レートは、比較例により算出した成膜レートよりも実測値に近い値となっていることが確認された。 On the other hand, as shown in FIG. 5(b), it was confirmed that the film formation rate calculated by the comparative example did not fall within ±20% of the predicted value with respect to the measured value. Also, the correlation value between the predicted value and the measured value is -2.46. That is, it was confirmed that the film formation rate calculated according to the example is closer to the measured value than the film formation rate calculated according to the comparative example.

次に、各サンプルでの違いについて例示する。
図5(b)に示す比較例での701aのサンプルでは、予測値が実測値に対して-20%よりも大幅に小さい値となっている。一方、図5(a)に示す実施例での701bのサンプルでは、予測値が実測値に対して+20%以内となっている。
Next, the difference in each sample is illustrated.
In the sample 701a in the comparative example shown in FIG. 5(b), the predicted value is much smaller than -20% of the measured value. On the other hand, in the sample 701b in the example shown in FIG. 5A, the predicted value is within +20% of the measured value.

また、図5(b)に示す比較例での702aのサンプルでは、予測値が実測値に対して-20%よりも小さい値となっている。一方、図5(a)に示す実施例での702bのサンプルでは、予測値が実測値と近い値となっている。
以上のように、本発明の成膜レートの予測方法により、膜厚の予測値の精度を向上することができることが確認された。
In addition, in the sample 702a in the comparative example shown in FIG. 5B, the predicted value is smaller than -20% of the measured value. On the other hand, in the sample 702b in the example shown in FIG. 5A, the predicted value is close to the measured value.
As described above, it was confirmed that the accuracy of the film thickness prediction value can be improved by the film formation rate prediction method of the present invention.

<補足>
本実施の形態に係る成膜レートの予測装置500を実現するための手法は、上記実施の形態に示した態様に限定されるものではない。以下、各種の変形例について説明する。
<Supplement>
The method for realizing the film formation rate prediction apparatus 500 according to the present embodiment is not limited to the mode shown in the above embodiment. Various modifications will be described below.

(1)上記実施の形態においては、マグネトロンスパッタ装置100において、マグネットユニット110を回転させる構成を示したが、マグネットユニット110は必ずしも回転させる必要はなく、円盤状に構成される必要もない。磁界が形成され、電子が移動し、不活性ガスの成分と衝突して、イオン分子が生成できるようになっていれば、マグネットユニット110は、その他の形状でもよく、例えば、矩形状に構成して、回転させないように構成してもよい。成膜レートの予測装置500は、マグネットユニットの形状に依らずに、基板132に成膜される薄膜における薄膜レートを算出することができる。 (1) In the above-described embodiment, the magnetron sputtering apparatus 100 has a configuration in which the magnet unit 110 is rotated, but the magnet unit 110 does not necessarily have to be rotated and does not have to be configured in a disc shape. The magnet unit 110 may have any other shape, for example, a rectangular configuration, as long as a magnetic field is formed, electrons can migrate, and collide with inert gas components to generate ion molecules. may be configured so as not to rotate. The deposition rate prediction device 500 can calculate the thin film rate of the thin film deposited on the substrate 132 regardless of the shape of the magnet unit.

(2)また、上記実施の形態においては、算出部504が成膜レート算出プログラムを実行することにより実現することとしているが、このような態様に限られない。
例えば、集積回路(IC(Integrated Circuit)チップ、LSI(Large Scale Integration))等に形成された論理回路(ハードウェア)や専用回路によって実現してもよい。また、これらの回路は、1または複数の集積回路により実現されてよく、上記実施の形態に示した複数の機能部の機能を1つの集積回路により実現されることとしてもよい。LSIは、集積度の違いにより、VLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIなどと呼称されることもある。
(2) In addition, in the above-described embodiment, the calculation unit 504 executes the film formation rate calculation program to realize the above, but the present invention is not limited to such a mode.
For example, it may be realized by a logic circuit (hardware) or a dedicated circuit formed in an integrated circuit (IC (Integrated Circuit) chip, LSI (Large Scale Integration)) or the like. Moreover, these circuits may be realized by one or more integrated circuits, and the functions of the plurality of functional units shown in the above embodiments may be realized by one integrated circuit. LSIs are sometimes called VLSIs, super LSIs, ultra LSIs, etc., depending on the degree of integration.

また、上記成膜レート算出プログラムは、プロセッサが読み取り可能な記録媒体に記録されていてよく、記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記成膜レート算出プログラムは、当該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記プロセッサに供給されてもよい。本発明は、上記摩耗予測プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In addition, the film formation rate calculation program may be recorded on a processor-readable recording medium, and the recording medium may be a "non-temporary tangible medium" such as a tape, disk, card, semiconductor memory, programmable A logic circuit or the like can be used. Further, the film formation rate calculation program may be supplied to the processor via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. The invention can also be implemented in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the wear prediction program is embodied by electronic transmission.

(3)上記実施の形態及び各補足に示した構成は、適宜組み合わせることとしてもよい。 (3) The configurations shown in the above embodiment and each supplement may be combined as appropriate.

100 マグネトロンスパッタ装置
131 ターゲット
132 基板
190 真空装置
500 成膜レートの予測装置
503 制御部
504 算出部
100 magnetron sputtering device 131 target 132 substrate 190 vacuum device 500 deposition rate prediction device 503 control unit 504 calculation unit

Claims (4)

基板上に成膜する素材である平板状のターゲットと、
前記ターゲットに対向させて配置された前記基板と、
前記ターゲットの裏面に配置され、前記ターゲット側に正極を対向させた磁性体及び負極を対向させた磁性体をそれぞれ複数配置されたマグネットユニットと、を備え、
前記ターゲットと前記基板との間に電圧を印加して、前記ターゲットの成分を前記基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置における前記ターゲットの成膜レートの予測装置であって、
下記数式(1)に基づいて、成膜レートを算出する算出部を備えている成膜レートの予測装置。
R=α×∫T×S×[cosθ]dt×P/At…(1)
R:成膜レート(nm/min)、α:補正係数(大きさの異なる複数の基板における成膜レートの予測結果を一律に評価するための係数)、t:ターゲットの面積(mm)、T:ターゲットのスパッタ量(-)、S:ターゲットのスパッタ率(不活性ガスイオンの衝突によりターゲットから放出されるターゲット原子の数量の比率であり、ターゲット原子/不活性ガスイオン又はターゲット分子/不活性ガスイオン)、[cos]:コサイン則、P:ターゲットと基板との間に印可される電力の強さ(W)、At:ターゲット原子の直径(mm)
A plate-shaped target, which is a material for forming a film on a substrate,
the substrate arranged to face the target;
a magnet unit arranged on the back surface of the target, in which a plurality of magnetic bodies each having a positive electrode facing the target and a magnetic body having a negative electrode facing the target are arranged;
An apparatus for predicting a deposition rate of the target in a magnetron sputtering apparatus for applying a voltage between the target and the substrate to deposit a component of the target on the substrate,
A film formation rate prediction apparatus comprising a calculation unit for calculating a film formation rate based on the following formula (1).
R=α×∫T×S×[cos θ]dt×P/At (1)
R: film formation rate (nm/min), α: correction coefficient (coefficient for uniform evaluation of film formation rate prediction results for a plurality of substrates with different sizes) , t: target area (mm 2 ), T: target sputtering amount (−), S: target sputtering rate ( the ratio of the number of target atoms emitted from the target due to collision of inert gas ions, target atoms/ inert gas ions or target molecules/ inert active gas ion), [cos]: cosine law, P: intensity of electric power applied between target and substrate (W), At: diameter of target atom (mm)
前記算出部は、数式(1)に基づいて前記成膜レートを算出する際に、前記マグネトロンスパッタ装置から入手した前記ターゲットのスパッタ量Tを用いることを特徴とする請求項1に記載の成膜レートの予測装置。 2. The film formation according to claim 1, wherein the calculation unit uses the sputtering amount T of the target obtained from the magnetron sputtering apparatus when calculating the film formation rate based on Equation (1). Rate predictor. 基板上に成膜する素材である平板状のターゲットと、
前記ターゲットに対向させて配置された前記基板と、
前記ターゲットの裏面に配置され、前記ターゲット側に正極を対向させた磁性体及び負極を対向させた磁性体をそれぞれ複数配置されたマグネットユニットと、を備え、
前記ターゲットと前記基板との間に電圧を印加して、前記ターゲットの成分を前記基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置における前記ターゲットの成膜レートの予測方法であって、
下記数式(1)に基づいて、成膜レートを算出する成膜レートの予測方法。
R=α×∫T×S×[cosθ]dt×P/At…(1)
R:成膜レート(nm/min)、α:補正係数(大きさの異なる複数の基板における成膜レートの予測結果を一律に評価するための係数)、t:ターゲットの面積(mm)、T:ターゲットのスパッタ量(-)、S:ターゲットのスパッタ率(不活性ガスイオンの衝突によりターゲットから放出されるターゲット原子の数量の比率であり、ターゲット原子/不活性ガスイオン又はターゲット分子/不活性ガスイオン)、[cos]:コサイン則、P:ターゲットと基板との間に印可される電力の強さ(W)、At:ターゲット原子の直径(mm)
A plate-shaped target, which is a material for forming a film on a substrate,
the substrate arranged to face the target;
a magnet unit arranged on the back surface of the target, in which a plurality of magnetic bodies each having a positive electrode facing the target and a magnetic body having a negative electrode facing the target are arranged;
A method for predicting a deposition rate of a target in a magnetron sputtering apparatus for applying a voltage between the target and the substrate to deposit a component of the target on the substrate, comprising:
A film formation rate prediction method for calculating the film formation rate based on the following formula (1).
R=α×∫T×S×[cos θ]dt×P/At (1)
R: film formation rate (nm/min), α: correction coefficient (coefficient for uniform evaluation of film formation rate prediction results for a plurality of substrates with different sizes) , t: target area (mm 2 ), T: target sputtering amount (−), S: target sputtering rate ( the ratio of the number of target atoms emitted from the target due to collision of inert gas ions, target atoms/ inert gas ions or target molecules/ inert active gas ion), [cos]: cosine law, P: intensity of electric power applied between target and substrate (W), At: diameter of target atom (mm)
基板上に成膜する素材である平板状のターゲットと、
前記ターゲットに対向させて配置された前記基板と、
前記ターゲットの裏面に配置され、前記ターゲット側に正極を対向させた磁性体及び負極を対向させた磁性体をそれぞれ複数配置されたマグネットユニットと、を備え、
前記ターゲットと前記基板との間に電圧を印加して、前記ターゲットの成分を前記基板に成膜するマグネトロンスパッタ装置における前記ターゲットの成膜レートの予測方法プログラムであって、
コンピュータに、下記数式(1)に基づいて、成膜レートを算出させる算出機能を実現させる成膜レートの予測プログラム。
R=α×∫T×S×[cosθ]dt×P/At…(1)
R:成膜レート(nm/min)、α:補正係数(大きさの異なる複数の基板における成膜レートの予測結果を一律に評価するための係数)、t:ターゲットの面積(mm)、T:ターゲットのスパッタ量(-)、S:ターゲットのスパッタ率(不活性ガスイオンの衝突によりターゲットから放出されるターゲット原子の数量の比率であり、ターゲット原子/不活性ガスイオン又はターゲット分子/不活性ガスイオン)、[cos]:コサイン則、P:ターゲットと基板との間に印可される電力の強さ(W)、At:ターゲット原子の直径(mm)
A plate-shaped target, which is a material for forming a film on a substrate,
the substrate arranged to face the target;
a magnet unit arranged on the back surface of the target, in which a plurality of magnetic bodies each having a positive electrode facing the target and a magnetic body having a negative electrode facing the target are arranged;
A method program for predicting a deposition rate of a target in a magnetron sputtering apparatus for applying a voltage between the target and the substrate to deposit a component of the target on the substrate,
A film formation rate prediction program that causes a computer to realize a calculation function for calculating a film formation rate based on the following formula (1).
R=α×∫T×S×[cos θ]dt×P/At (1)
R: film formation rate (nm/min), α: correction coefficient (coefficient for uniform evaluation of film formation rate prediction results for a plurality of substrates with different sizes) , t: target area (mm 2 ), T: target sputtering amount (−), S: target sputtering rate ( the ratio of the number of target atoms emitted from the target due to collision of inert gas ions, target atoms/ inert gas ions or target molecules/ inert active gas ion), [cos]: cosine law, P: intensity of electric power applied between target and substrate (W), At: diameter of target atom (mm)
JP2018127182A 2018-07-03 2018-07-03 Deposition rate prediction device, deposition rate prediction method, and deposition rate prediction program Active JP7139167B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018127182A JP7139167B2 (en) 2018-07-03 2018-07-03 Deposition rate prediction device, deposition rate prediction method, and deposition rate prediction program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018127182A JP7139167B2 (en) 2018-07-03 2018-07-03 Deposition rate prediction device, deposition rate prediction method, and deposition rate prediction program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020007581A JP2020007581A (en) 2020-01-16
JP7139167B2 true JP7139167B2 (en) 2022-09-20

Family

ID=69150748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018127182A Active JP7139167B2 (en) 2018-07-03 2018-07-03 Deposition rate prediction device, deposition rate prediction method, and deposition rate prediction program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7139167B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000001777A (en) 1998-06-17 2000-01-07 Murata Mfg Co Ltd Film thickness predicting method in sputtering
JP2000160336A (en) 1998-11-30 2000-06-13 Nec Corp Sputter-shape simulation, and computer-readable recording medium recording the program simulated
JP2003277927A (en) 2002-03-19 2003-10-02 Murata Mfg Co Ltd Method for estimating erosion shape or target, sputtering device, electrode forming method and electronic component
JP2011168825A (en) 2010-02-17 2011-09-01 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate treatment device and method for manufacturing semiconductor device
JP2017226905A (en) 2016-06-24 2017-12-28 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング Abrasion prediction device, abrasion prediction method and abrasion prediction program

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06280010A (en) * 1993-03-24 1994-10-04 Asahi Glass Co Ltd Magnetron sputtering simulation apparatus and method, and method of designing magnetron sputtering apparatus using the method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000001777A (en) 1998-06-17 2000-01-07 Murata Mfg Co Ltd Film thickness predicting method in sputtering
JP2000160336A (en) 1998-11-30 2000-06-13 Nec Corp Sputter-shape simulation, and computer-readable recording medium recording the program simulated
JP2003277927A (en) 2002-03-19 2003-10-02 Murata Mfg Co Ltd Method for estimating erosion shape or target, sputtering device, electrode forming method and electronic component
JP2011168825A (en) 2010-02-17 2011-09-01 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate treatment device and method for manufacturing semiconductor device
JP2017226905A (en) 2016-06-24 2017-12-28 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング Abrasion prediction device, abrasion prediction method and abrasion prediction program

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020007581A (en) 2020-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5842269B2 (en) sputtering method
US20250087536A1 (en) Deposition system and method
CN101641458A (en) Rotary magnet sputtering device
KR101976254B1 (en) Film forming apparatus and film forming method
JP7139167B2 (en) Deposition rate prediction device, deposition rate prediction method, and deposition rate prediction program
JP5464800B2 (en) Sputtering apparatus and film forming method
JP6875798B2 (en) Wear prediction device, wear prediction method, wear prediction program
JP7264703B2 (en) Operation simulation device and operation simulation method for magnetron sputtering device
JP2016011445A (en) Sputtering method
Hassan et al. Monte Carlo simulation model for magnetron sputtering deposition
JPH10204629A (en) Sputtering equipment
JP2011168825A (en) Substrate treatment device and method for manufacturing semiconductor device
TW417143B (en) Sputtering device and magnetron unit
US11705315B2 (en) Sputtering apparatus and sputtering method
US11894222B2 (en) Film forming apparatus and film forming method
TWI541371B (en) Sputtering method and manufacturing method of functional element
JP2003277927A (en) Method for estimating erosion shape or target, sputtering device, electrode forming method and electronic component
JP6330455B2 (en) Vacuum processing equipment
CN104213089B (en) Magnetron sputtering apparatus and magnetically controlled sputter method
JP2003239068A (en) Method for measuring transport factor of sputter particle, film deposition method, target, sputtering system, and film thickness simulation method
JP4013336B2 (en) Method for predicting film thickness in sputtering
US20160013032A1 (en) Cathode assembly, physical vapor deposition system, and method for physical vapor deposition
KR100567745B1 (en) Life Prediction Device and Life Prediction Method of Sputtering Target
JP5094557B2 (en) Sputtering apparatus and sputtering method
JP2003213410A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210611

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220310

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220419

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220607

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220830

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220907

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7139167

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150