CN104024471B - 溅射装置 - Google Patents
溅射装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104024471B CN104024471B CN201280065186.8A CN201280065186A CN104024471B CN 104024471 B CN104024471 B CN 104024471B CN 201280065186 A CN201280065186 A CN 201280065186A CN 104024471 B CN104024471 B CN 104024471B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- base plate
- target
- belt base
- abschirmblech
- chamber
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0623—Sulfides, selenides or tellurides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
- C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
- C23C14/562—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明提供一种能够在对带状基板进行磁控溅射时,提高靶材利用率的溅射装置。本发明的一个实施方式所涉及的溅射装置为在腔室内连续输送被接地的金属的带状基板且对带状基板实施溅射的溅射装置。该溅射装置具备:靶材保持件,与腔室内的带状基板相对设置且用于保持靶材;电压施加部件,通过对靶材保持件供给电力从而在腔室内产生等离子体;磁铁单元,具有配置于靶材保持件的背面侧的长条状的第1磁铁与以围着该第1磁铁的方式配置的第2磁铁;及浮动电势的第1屏蔽件,设于带状基板与腔室的存在于从磁铁单元朝向带状基板的方向上的壁面之间,用于屏蔽壁面以免受到等离子体的影响。
Description
技术领域
本发明涉及溅射装置,尤其涉及一种在带状基板上实施溅射成膜的溅射装置。
背景技术
以往,在制造薄膜太阳能电池时,一片一片地输送玻璃基板,利用磁控溅射法对该玻璃基板形成所希望的薄膜。但是,近年来,出于提高生产效率、降低制造成本的目的,逐渐采用使用带状基板的所谓的卷对卷方式。在专利文献1中公开有通过使带状基板在其长度方向上连续通过成膜室,从而在带状基板上形成膜的装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-150635号公报
专利文献2:日本特开平6-136511号公报
专利文献3:日本特开平9-7949号公报
专利文献4:日本特开2000-144407号公报
专利文献5:日本特开2007-321226号公报
专利文献6:日本特开平11-350130号公报
发明内容
近年来,在CIGS系薄膜太阳能电池等的制造工序中,作为带状基板使用金属,以能够承受500℃以上的退火工序。再者,出于简化装置结构的目的,带状基板多为接地电势。例如,当欲使基板为浮动电势时,则需要对整个基板输送系统实施绝缘处理。而且,由于金属基板容易通电,因此也需要充分考虑基板通过的附近的装置结构物与基板之间的间隙。如此,与使基板为接地电势相比,使基板为浮动电势需要时间与成本,因此为了简化装置结构,多使带状基板为接地电势。
另外,在磁控溅射法中,对于利用配置于靶材背面的矩形磁铁形成的等离子体环而言,等离子体密度在靶材的长度方向的两端部变高,其结果,与靶材的中央部相比,在靶材的长度方向的两端部刻蚀形成得较深。这样由于在靶材的两端部形成刻蚀的最深部,从而会导致降低靶材整体的利用率。虽然目前为止也正在对改善靶材利用率进行诸多尝试,但是幸运的是很多情况下都在使用低电阻(主要是金属)的靶材,结果并未发现多么明显地降低靶材利用率。因此,很少特别提出这些问题。
但是,在CIGS系薄膜太阳能电池等中开始使用高电阻的靶材时,确认到与低电阻的靶材相比靶材利用率明显降低的现象,因此尤其是在磁控溅射中越来越进一步要求对靶材利用率进行改善。
本发明的目的在于提供一种溅射装置,其能够在对带状基板进行磁控溅射时,提高靶材利用率。
为了解决在带状基板中靶材利用率降低的问题,本发明人们主要对配置于靶材背面的矩形磁铁尝试实施各种各样的改进,但是没有得到足够满意的结果。
因此,经过本发明人们认真探讨的结果,发现了改善靶材利用率的方法。
为了达成上述目的,本发明的一方式为在腔室内连续输送被接地的金属的带状基板且对该带状基板实施溅射的溅射装置,其特征在于,该溅射装置具备:靶材保持件,与在所述腔室内输送的所述带状基板相对地设置且用于保持靶材;电压施加部件,对所述靶材保持件施加电压从而在所述腔室内产生等离子体;磁铁单元,具有长条状的第1磁铁和以围着该第1磁铁的方式配置的第2磁铁,该第1磁铁配置于所述靶材保持件的与用于保持所述靶材的面相反的一侧;及第1屏蔽件,设于所述带状基板与所述腔室的存在于从所述磁铁单元朝向所述带状基板的方向上的壁面之间,用于屏蔽所述壁面以免受到所述等离子体的影响,所述第1屏蔽件成为浮动电势。
根据本发明,能够提供一种能够在对带状基板进行磁控溅射时,提高靶材利用率的溅射装置。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式所涉及的连续成膜装置的概略侧剖视图。
图2是本发明的第1实施方式所涉及的连续成膜装置的透视俯视图。
图3是本发明的第1实施方式的矩形磁铁单元10的详细说明图。
图4是本发明的第1实施方式的成膜室3的主视剖视图。
图5是比较例1的成膜室3的主视剖视图。
图6是本发明的第2实施方式所涉及的连续成膜装置的概略侧剖视图。
图7是本发明的第2实施方式所涉及的连续成膜装置的透视俯视图。
图8A是详细说明位于本发明的第2实施方式所涉及的旋转阴极40(RotatableCathode)内部的磁铁单元10的俯视图。
图8B是详细说明位于本发明的第2实施方式所涉及的旋转阴极40内部的磁铁单元10的剖视图。
图9是比较例2的装置的主视图。
图10是比较例3的装置的结构图。
图11是比较例4的装置的剖视图。
图12是比较例5的装置的剖视图。
图13是比较例6的装置的剖视图。
图14是表示比较例6的装置的概略配置的立体图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外,本发明并不限定于本实施方式,能够在不脱离其宗旨的范围内适当进行变更。而且,在以下说明的附图中,对具有相同功能的部件标注相同的附图标记,有时也省略其重复的说明。
(第1实施方式)
下面,根据附图对本发明的代表性的实施方式进行说明。
图1是本发明的第1实施方式所涉及的连续成膜装置的概略侧剖视图。
连续成膜装置为所谓的被称为卷对卷方式的装置。连续成膜装置具备:基板供给室2,具有用于将带状基板1卷绕成卷状的放卷辊30;成膜室3,用于在从该放卷辊30放出的带状基板1上形成薄膜;及基板收卷室4,具有接地的收卷辊31,该收卷辊31用于卷取形成有薄膜的带状基板1。在本实施方式中,因为收卷辊31接地,所以从放卷辊30供给而收卷于收卷辊31的带状基板1呈接地状态。另外,也可以使放卷辊30接地。即,将放卷辊30及收卷辊31中的至少任意一方接地即可。
通过放卷辊30及收卷辊31旋转,将带状基板1从图1的右侧连续输送到左侧。在成膜室3的放卷辊30侧的侧面上设有用于将从该放卷辊30供给来的带状基板1导入成膜室3内的导入口,在成膜室3的收卷辊31侧的侧面上设有用于将通过成膜室3内的带状基板1导出至收卷辊31的导出口。
在成膜室3的顶壁上,被靶材保持件12保持的靶材19与被其他的靶材保持件保持的靶材19与带状基板1的表面相对,且沿着带状基板1的长度方向排列设置。在各靶材保持件12上设有用于对靶材保持件12施加电压的电压施加部11。电压施加部11通过对靶材19施加DC电压,从而在靶材19与接地的具有导电性的表面的带状基板1之间产生等离子体22,电压施加部11也可以施加高频电压。而且,在成膜室3设有用于导入工艺气体的气体导入部(未图示)与将成膜室3里的气体排出的排气部(未图示),其中,该工艺气体为氩气等不活性气体、氧气等反应性气体等。靶材保持件12也称为背板,为金属制的板。
再者,在成膜室3的外部,在各靶材19的背面侧(与靶材保持件12的靶材保持面相反的一侧,即与放电空间(等离子体产生区域)相反的一侧)分别配置有矩形磁铁单元10。这些矩形磁铁单元10能够利用未图示的摇动部沿着带状基板1的长度方向往返移动。
作为带状基板1的材质,优选能够进行500℃左右的退火处理的具有耐热性的导电性构件,使用铝等比较便宜的金属。在本例中,通过使用金属的带状基板1并使收卷辊31接地,从而使带状基板1接地。通过这样,能够利用在被施加电压的靶材19与接地的带状基板1之间产生的电势差来将供给至成膜室3内的工艺气体等离子体化。
另外,在本例中,作为成膜室3,虽然使用了一个溅射装置,但是也可以具备多个成膜室。
构成成膜室3的腔室接地。而且,靶材屏蔽件14接地。另一方面,用于屏蔽成膜室3的内壁以免受到在该成膜室3内产生的等离子体的影响的屏蔽件15为浮动电势。浮动电势的屏蔽件15具备:底面屏蔽件(第1屏蔽件)15a,屏蔽腔室3的底壁以免受到等离子体22的影响;侧面屏蔽件(第2屏蔽件)15b,构成为从靶材保持件12朝向带状基板1(成膜室3的底面)延伸,至少围着靶材保持件12与带状基板1之间的区域,屏蔽腔室3的侧壁以免受到等离子体22的影响;及顶部屏蔽件15c,屏蔽腔室3的顶壁(除靶材19)以免受到等离子体22的作用。底面屏蔽件15a由绝缘物16支承。侧面屏蔽件15b连接于底面屏蔽件15a,顶部屏蔽件15c连接于侧面屏蔽件15b。上述底面屏蔽件15a为设于成膜室3的底面3a(成膜室3的存在于从矩形磁铁单元10朝向带状基板1的方向上的壁面)与带状基板1之间的屏蔽件。另外,上述侧面屏蔽件15b为从矩形磁铁单元10朝向带状基板1(成膜室3的底面)延伸,且至少围着靶材保持件12与带状基板1之间的区域的屏蔽件。顶部屏蔽件15c为覆盖靶材19的周围的屏蔽件,具有用于将靶材19暴露于产生等离子体22的空间即放电空间的开口15d。顶部屏蔽件15c为以覆盖顶部的方式配置的板状的屏蔽件,是以形成开口15d的方式将板状的屏蔽件相接而形成的。另外,顶部屏蔽件15c只要是能够一面屏蔽顶部以免受到等离子体22的影响一面使靶材19暴露于等离子体22中即可,也可以为环状屏蔽件等闭合状屏蔽件。
通常使用不锈钢作为屏蔽件15a、15b、15c的材质。即,在本实施方式中,利用分别为浮动电势的底面屏蔽件15a、侧面屏蔽件15b、具有用于将靶材19暴露于等离子体22中的开口15d的顶部屏蔽件15c包围至少包括产生等离子体22的放电空间的区域,在开口15d中,使靶材19暴露于等离子体22中。由此,可以说实质上成为等离子体22在由靶材19(靶材保持件12)、底面屏蔽件15a、侧面屏蔽件15b及顶部屏蔽件15c划分的区域内产生。另外,因为接地且具有导电性的表面的带状基板1通过该区域内,所以在侧面屏蔽件15b的、放卷辊30侧及收卷辊31侧的区域分别设有用于使带状基板1通过的开口。
带状基板1为厚度2mm以下、更优选1mm以下的薄的金属,利用放卷辊30、收卷辊31、未图示的辊等支承构件对带状基板1施加规定的张力并边收卷边输送。因为带状基板1暴露于等离子体空间时,有可能因为热而扩展,所以当由支承构件对带状基板1施加过大的张力时,存在产生褶皱、热变形的危险。因此,只能够对带状基板1施加一定程度的张力,通常带状基板1由于自重而向下挠曲。因此,为了避免接地的带状基板1与浮动电势的底面屏蔽件15a接触,将支承带状基板1的支承构件与底面屏蔽件15a之间的距离设计为20mm以上。而且,为了确保等离子体产生区域,期望靶材保持件12与带状基板1之间的距离为30mm以上,更优选50mm以上。另外,在本例中,靶材保持件12与带状基板1之间的距离D1为70mm,靶材保持件12与底面屏蔽件15a的距离D2为120mm。
图2是本发明的第1实施方式所涉及的连续成膜装置的透视俯视图。
如图2所示,在矩形的靶材19的上方配置有矩形的磁铁单元10。矩形的靶材19的长度方向的刻蚀设计为比带状基板1的幅宽长。也就是说,矩形磁铁单元10长于带状基板1的幅宽。矩形磁铁单元10能够利用未图示的摇动部沿着带状基板1的长度方向往返移动。
图3是本发明的第1实施方式的矩形磁铁单元10的详细说明图。
如图3所示,矩形磁铁单元10具有:中央磁铁20b;周围磁铁20a,配置于中央磁铁20b的周围;及轭板21。中央磁铁20b与周围磁铁20a的靶材侧的面的极性相互各异。另外,磁铁单元10并不限定于如图3所示的矩形,只要为具有长条状的第1磁铁和以围着该第1磁铁的方式配置的第2磁铁的磁铁单元,那么周围磁铁20a也可以为椭圆状。
图4是本发明的第1实施方式的成膜室3的主视剖视图。
在图4中,带状基板1从纸面的进深侧向跟前侧输送,矩形磁铁单元10沿着从纸面的进深侧向跟前侧的方向往返移动。如图4所示,靶材19的长度方向的宽度形成得比带状基板1的幅宽长,以能够在基板整体上形成均匀膜厚的薄膜。用于屏蔽腔室3的内壁的屏蔽件15通过其与接地的腔室3之间隔着绝缘物16而成为浮动电势。在本实施方式中,作为屏蔽件15的支承部且用于维持屏蔽件15的浮动电势状态的绝缘物16被底面屏蔽件15a屏蔽以免受到等离子体22的影响。即,由于绝缘物16以不与等离子体22相面对的方式支承底面屏蔽件15a,因此在靶材19为导电性构件的情况下,溅射粒子不会附着于绝缘物16。即,能够防止或降低溅射粒子附着于用于确保屏蔽件15的浮动电势状态的绝缘物16,即使进行长时间溅射,也能够良好地保持屏蔽件15的浮动电势。
在本实施方式中,屏蔽件15构成为不仅屏蔽腔室3的底壁(底面3a),还能够屏蔽两侧的侧壁及除靶材19之外的顶壁。在这样的结构的情况下,由自矩形磁铁单元10形成于靶材19的等离子体面的漏磁通产生等离子体密度高的部分即等离子体环。这些等离子体中的电子并不流入浮动电势的屏蔽件15,而只流入接地的带状基板1,因此能够在靶材19与带状基板1之间集中等离子体22。其结果,形成于靶材的长度方向的两端部的刻蚀减轻,能够提高靶材的利用率。
在本实施方式中,重要的是在矩形磁铁单元10的长轴方向的两端部(图4中的左右端)上尽可能使等离子体的密度不升高。为了达成所述目的,通过以包围等离子体22的方式设置浮动电势的屏蔽件15,从而能够降低电子向等离子体22的长度方向的两端部侧扩散。即,因为能够通过浮动电势的屏蔽件15来降低电子的扩散,所以能够缓和在矩形磁铁单元10的长轴方向的两端部处的高密度的等离子体分布。当考虑这些时,可以说,能够通过至少将底面屏蔽件15a形成为浮动电势来获得上述本实施方式的效果。这是因为,通过底面屏蔽件15a为浮动电势,能够起到将准备扩散的电子赶至靶材19与接地且具有导电性表面的带状基板1之间的区域的作用。
(比较例1)
图5是比较例1的成膜室3的主视剖视图。
与图4所示的成膜室不同,用于屏蔽腔室3的内壁的屏蔽件18通过在其与接地的腔室3之间隔着导电物17而成为接地电势。这样的情况下,形成于靶材19与带状基板1之间的等离子体中的大部分电子也流入接地的带状基板1。但是,如比较例1所示,在使用接地的屏蔽件18时,形成于靶材19与带状基板1之间的等离子体中的极少一部分电子流入接地的屏蔽件18,导致等离子体稍微扩散。本发明人认为,这是导致等离子体偏集于等离子体环的长度方向的两端部,结果降低靶材的利用率的原因。
(比较例2)
图9是比较例2的装置的主视图(专利文献2)。比较例2的装置为用于进行轰击处理的装置,该轰击处理是为了在溅射前除去吸附于金属带板102的表面的水分、碳氢化合物、氧化膜等而进行的前处理。即,在上述比较例2的装置中,使金属带板102在真空腔室101内连续移动,在真空腔室101内的阳极电极107与金属带板102之间产生辉光放电从而对金属带板102连续实施镀膜的前处理(轰击处理)。
专利文献2中以如下内容为课题,即,在进行轰击处理的处理腔室中,包括腔室本身在内保持为接地电势的零件较多,它们相对于阳极电极也相对地成为负极电势,因此导致在腔室内到处产生異常放电。在图9所记载的装置中,利用由相互靠近地设置的内侧屏蔽件105及外侧屏蔽件106形成的两层的金属屏蔽件来覆盖阳极电极107和位于处理区域的金属带板102,使其中的内侧屏蔽件105为阳极电势或浮动电势,使外侧屏蔽件106为接地电势从而产生辉光放电。由此,内侧屏蔽件105保持为阳极电势,放电空间被阳极电势的内侧屏蔽件105包围,存在于放电空间的阴极只为金属带板102。因此,能够在阳极电极107及内侧屏蔽件105与金属带板102之间形成稳定的辉光放电。另外,在例如通过真空蒸镀来进行镀膜的情况下,从设备角度考虑期望金属带板2为接地电势。
如此,专利文献2所公开的比较例2的装置在金属带板2为接地电势的方面及内侧屏蔽件105为浮动电势的方面与图4所示的本实施方式所涉及的成膜室3共通。但是,比较例2的装置与图4所示的成膜室3不同,并不具备矩形磁铁单元10、靶材19,因此并不以解决本申请的谋求提高靶材的利用效率的课题为目的。而且,比较例2的装置的、为浮动电势的内侧屏蔽件105如上所述地发挥将相对于放电等离子体成为阴极的构件限定于金属带板102的作用。
(比较例3)
图10是比较例3的装置的结构图(专利文献3)。比较例3的装置具备:RF电极230,具有配置于溅射成膜腔室224内部的准直器221;RF电源222,连接于该RF电极230;及屏蔽板215,设置于溅射成膜腔室224内壁,且与溅射成膜腔室224绝缘。并且,比较例3的装置构成为通过开关214使硅基板210能够接地。而且,比较例3的装置构成为靶材226接地,从而使屏蔽板215成为浮动电势的状态。在专利文献3中,以如下内容为课题,即,避免溅射的物质附着于准直器及腔室内壁等,且不需要因为检查而停止装置。在图10所示的装置中,通过设置屏蔽板215,能够防止溅射的物质附着于溅射成膜腔室224的内壁。再者,因为将屏蔽板215形成浮动电势的状态,所以产生与在准直器221上产生的自偏压相同程度的负偏压。因此,能够容易将附着于屏蔽板215的被溅射的物质进行溅射,能够清洁屏蔽板215。
如此,比较例3的装置在具备靶材226的方面、在屏蔽板215为浮动电势状态的方面、在基板接地的方面与图4所示的本实施方式所涉及的成膜室3共通。但是,由于比较例3的装置与图4所示的成膜室3不同,是意图对圆形的硅基板210进行溅射的装置,因此靶材226并不为矩形状而为圆形状。而且,在将磁铁单元设于图10所示的比较例3的装置时,该磁铁单元也呈圆形状。由此,专利文献3中并不存在本申请的如下所述的特有的课题,即,在靶材的长度方向的两端部等离子体密度变高,结果,与靶材的中央部相比,在靶材的长度方向的两端部刻蚀形成得较深。而且,如上所述,比较例3的为浮动电势状态的屏蔽板215具有如下作用,即,防止溅射的物质附着于溅射成膜腔室224的内壁,且清洁附着于本身的溅射的物质。
(比较例4)
图11是比较例4的装置的剖视图(专利文献4)。比较例4的装置具备:腔室302;阳极305及阴极303,在腔室302内相互相对配置;内侧防附着构件308,围绕腔室302内的阳极305与阴极303之间的放电区域配置,且为浮动电势;及外侧防附着构件7,配置于腔室302内的内侧防附着构件308的外侧,且与腔室302同电势。在专利文献4中,以如下内容为课题,即,能够防止由于溅射而飞散的粒子附着于腔室的内壁,同时能够防止堆积于防附着构件的粒子产生绝缘破坏,再者,防止在腔室内进行不需要的等离子体放电。在图11所示的装置中,因为设有内侧防附着构件308,所以能够防止溅射粒子附着于腔室的内壁。而且,因为使内侧防附着构件308为浮动电势,所以即使电荷转移到附着于该内侧防附着构件308的溅射粒子上,也不会产生绝缘破坏。由此,能够防止产生垃圾或微粒,同时能够防止在绝缘破坏时所产生的电弧放电等異常放电。
如此,比较例4的装置在具备浮动电势的内侧防附着构件308的方面、具备靶材303的方面与图4所示的本实施方式所涉及的成膜室3共通。但是,由于比较例4的装置与图4所示的成膜室3不同,不具备矩形磁铁单元10,因此不以解决本发明的谋求提高靶材的利用效率的课题为目的。而且,比较例4的装置的、为浮动电势的内侧防附着构件308能够如上所述地发挥如下作用,即,防止溅射粒子附着于腔室302的内壁,且防止本身的绝缘破坏以及在腔室内产生不需要的等离子体放电。
(比较例5)
图12是比较例5的装置的剖视图(专利文献5)。比较例5的装置具备:第1防附着屏蔽件411,配置于靶材404的附近,且为接地电势;第2防附着屏蔽件412,配置于基板406的附近,且为浮动电势;及稳定放电用阳极414,用于在第1防附着屏蔽件411的外侧即等离子体放电空间的外侧始终稳定地持续提供接地电势面。在图12所示的装置中,因为使第2防附着屏蔽件412为浮动电势,所以避免由于聚集在膜表面上的电荷附着于该第2防附着屏蔽件412而造成绝缘破坏。
如此,比较例5的装置在于基板406附近以浮动电势配置第2防附着屏蔽件412的方面、具备靶材404的方面与图4所示的本实施方式所涉及的成膜室3共通。但是,比较例5的装置在靶材404附近以接地电势配置第1防附着屏蔽件411,且基板406为浮动电势,因此与图4所示的成膜室不同,无法在靶材404与基板406之间集中等离子体。再者,等离子体中的电子也流入配置为接地电势的第1防附着屏蔽件411,因此无法减轻形成于靶材404的长度方向的两端部的刻蚀。而且,比较例5的、为浮动电势的第2防附着屏蔽件412发挥防止本身绝缘破坏的作用。
(比较例6)
图13是比较例6的装置的剖视图,图14是表示比较例6的装置的概略配置的立体图(专利文献6)。比较例6的装置的目的在于,谋求均匀的成膜与提高材料的利用效率或膜的附着效率,实现降低材料成本、提高生产效率。比较例6的装置由于设想对作为绝缘体的玻璃基板进行溅射成膜,因此在玻璃基板区域难以进行放电。由此,产生这样的问题,即,等离子体环中的电子避开玻璃基板并流入接地电势的掩模构件,从而引起等离子体向端部集中,比较例6的装置是为了解决该问题而被提出的。即,对于比较例6的装置而言,并未设想将其用于对金属制基板进行成膜。在比较例6的装置中,为了达成上述目的,将与玻璃基板505邻接的掩模构件504之中的、与磁回路单元501的长度方向的两端部相对的区域以一定的宽度X从接地电势绝缘而作为浮动电势区域504a。而且,长方形的靶材502配置为一侧的面相向于玻璃基板505及掩模构件504,在靶材502的另一侧的面配置有5个磁回路单元501。
如此,比较例6的装置在配置有长方形的靶材502的方面、将与磁场回路单元501的长度方向的两端部相对的区域附近作为浮动电势区域504a的方面与图4所示的成膜室共通。但是,在比较例6的装置中,是利用浮动电势区域504a来使电子无法流入端部,其结果,能够抑制等离子体向端部集中的。由此,通过向浮动电势区域504a实施镀膜,浮动电势区域504a接地,电子变得容易流入端部,不能够抑制等离子体向端部集中,不适合长时间运用。
对此,由于图4所示的本实施方式所涉及的成膜装置3构成为将被接地的金属的带状基板1在腔室内连续输送,因此靶材19会不断地与未溅射成膜的被接地的金属的带状基板1相对。而且,对于图4所示的成膜装置3而言,即使向屏蔽件15实施镀膜,也能够通过在屏蔽件15与接地的腔室3之间隔有绝缘物16来将屏蔽件15始终维持为浮动电势。因此,对于图4所示的成膜装置而言,由于在腔室内连续输送基板的期间,能够使等离子体集中于靶材19与基板1之间,因此适合长时间运用。
(实施例1)
使用图4所示的本实施方式所涉及的装置与图5所示的比较例1所涉及的装置对金属靶材的刻蚀结果进行了对比。
成膜条件均为作为靶材使用铝(Al)、内部压力为1.0[Pa]、对靶材施加的功率为15[kw]、电压为390~410[V]、作为工艺气体使用Ar气体,分别长时间放电,并对刻蚀形状实际进行了测量及对比。使磁铁单元10按规定的周期摇动。在比较例1中,靶材利用率为40%,与之相对,在实施例1中,靶材利用率为44%。在实施例1中,磁铁端部附近的靶材的刻蚀的最深部浅于比较例。也就是说,在实施例1中,由于靶材的中央附近与靶材的端部附近的刻蚀的差小于比较例1,其结果,靶材利用率提高了约4%。由此认为,通过将接地的屏蔽件18变更为浮动电势的屏蔽件15,能够解决等离子体偏集于等离子体环的长度方向的两端部的情况,提高了金属靶材的利用率。
(实施例2)
使用图4所示的本实施方式所涉及的装置与图5所示的比较例1所涉及的装置对高电阻靶材的刻蚀结果进行了对比。成膜条件均为作为靶材使用氧化锌(ZnO)、内部压力为1.0[Pa]、对靶材施加的功率为15[kw]、电压为390~410[V]、作为工艺气体使用Ar气体,分别长时间放电,并对刻蚀形状实际进行了测量及对比。使磁铁单元10按规定的周期摇动。另外,在此所说的高电阻靶材是指,通过成膜而在接地的面(例如屏蔽件)上产生与地面(接地)之间的电势差的所有靶材。在比较例1中,靶材利用率为30%,与之相对,在实施例2中,靶材利用率为36%。也就是说,在本实施方式中,即使在高电阻的靶材中,磁铁端部附近的靶材的刻蚀深度也变浅。也就是说,由于靶材的中央附近与靶材的端部附近的刻蚀的差变小,结果靶材利用率改善了约6%。由此认为,通过将接地的屏蔽件18变更为浮动电势的屏蔽件15,能够解决等离子体偏集于等离子体环的长度方向的两端部的情况,提高了高电阻靶材的利用率。另外,本结构中,与现存的装置不同,未将腔室、屏蔽件作为主要的接地部来利用。也就是说,因为使带状基板1为接地而始终维持新的接地面,所以不会如至今为止那样由于绝缘膜的附着而遮蔽接地面从而使电势构成产生经时变化,能够长期维持稳定的电势构成。
如上所述,在本实施方式中,通过设置屏蔽腔室的内壁的、浮动电势的屏蔽件,能够防止或者降低等离子体在等离子体环的长度方向的两端部扩散,并能够提高靶材利用率。另外,在本实施方式中,虽然使矩形的磁铁单元10按规定的周期往返移动,但是即使是保持固定矩形的磁铁单元10的状态,也能够提高靶材利用率。
(第2实施方式)
图6是本发明的第2实施方式所涉及的连续成膜装置的概略侧剖视图。
本实施方式的连续成膜装置基本上与图1所示的连续成膜装置为相同的结构,对于相同的结构构件标注相同的附图标记,从而省略其详细的说明。在本实施方式中,在成膜室3的顶壁上搭载圆筒状的靶材,能够旋转的旋转阴极40沿着带状基板1的长度方向排列设置。在各旋转阴极40上,设有电压施加部11。电压施加部11可以是施加DC电压的电压施加部,也可以是施加高频电压的电压施加部。另外,在本例中,旋转阴极40作为靶材保持件发挥作用。而且,在成膜室3中设有用于导入氩气等工艺气体的气体导入部(未图示)和将成膜室3内的气体排出的排气部(未图示)。再者,在旋转阴极40的内部分别配置有磁铁单元10。旋转阴极40构成为能够相对于与带状基板1的宽度方向平行的旋转轴线旋转。另一方面,磁铁单元10以磁力线朝向带状基板1的方向射出的方式固定。
图7是本发明的第2实施方式所涉及的连续成膜装置的透视俯视图。
如图7所示,旋转阴极40的长度设计成长于带状基板1的幅宽。
图8A、8B是位于本发明的第2实施方式所涉及的旋转阴极40内部的磁铁单元10的详细说明图。如图8A、8B所示,磁铁单元10具有:长条状的中央磁铁20b;周围磁铁20a,配置于中央磁铁20b的周围;及轭板21。中央磁铁20b和周围磁铁20a的位于靶材侧的面的极性相互各异。
以上,虽然参照附图对本申请优选的实施方式、实施例进行了说明,但本发明并不限定于所涉及的实施方式、实施例,能够在从权利要求书的记载充分理解的技术范围内实施各种各样的变更。
Claims (6)
1.一种溅射装置,其在腔室内连续输送被接地的金属的带状基板且对该带状基板实施溅射,其特征在于,
该溅射装置具备:
靶材保持件,与在所述腔室内输送的所述带状基板相对设置且用于保持靶材;
电压施加部件,对所述靶材保持件施加电压从而在所述腔室内产生等离子体;
磁铁单元,具有长条状的第1磁铁和以围着该第1磁铁的方式配置的第2磁铁,该磁铁单元配置于所述靶材保持件的与用于保持所述靶材的面相反的一侧;
第1屏蔽件,设于所述带状基板与所述腔室的存在于从所述磁铁单元朝向所述带状基板的方向上的壁面之间,用于屏蔽所述壁面以免受到所述等离子体的影响,
所述第1屏蔽件成为浮动电势。
2.根据权利要求1所述的溅射装置,其特征在于,
还具备第2屏蔽件,其从所述靶材保持件朝向所述带状基板延伸,该第2屏蔽件至少围着所述靶材保持件与所述带状基板之间的区域,
所述第2屏蔽件为浮动电势。
3.根据权利要求1所述的溅射装置,其特征在于,
还具备支承部,其在所述第1屏蔽件与所述壁面之间设于屏蔽了所述等离子体的位置,该支承部用于支承所述第1屏蔽件,
所述支承部为绝缘物。
4.根据权利要求1所述的溅射装置,其特征在于,
还具备用于使所述磁铁单元摇动的摇动部件。
5.根据权利要求1所述的溅射装置,其特征在于,
搭载于所述靶材保持件的靶材的刻蚀的长度方向的宽度大于所述带状基板的宽度。
6.根据权利要求1所述的溅射装置,其特征在于,
还具备:放卷辊,将所述带状基板卷绕成卷状;
及收卷辊,用于收卷所述带状基板,
所述放卷辊与所述收卷辊中的至少任意一方接地。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011-284675 | 2011-12-27 | ||
JP2011284675 | 2011-12-27 | ||
PCT/JP2012/005903 WO2013099061A1 (ja) | 2011-12-27 | 2012-09-14 | スパッタリング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104024471A CN104024471A (zh) | 2014-09-03 |
CN104024471B true CN104024471B (zh) | 2016-03-16 |
Family
ID=48696617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201280065186.8A Active CN104024471B (zh) | 2011-12-27 | 2012-09-14 | 溅射装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5824072B2 (zh) |
CN (1) | CN104024471B (zh) |
TW (1) | TWI500794B (zh) |
WO (1) | WO2013099061A1 (zh) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107492478B (zh) * | 2016-06-12 | 2019-07-19 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 半导体设备的成膜方法以及半导体设备的氮化铝成膜方法 |
US10643843B2 (en) | 2016-06-12 | 2020-05-05 | Beijing Naura Microelectronics Equipment Co., Ltd. | Film forming method and aluminum nitride film forming method for semiconductor apparatus |
WO2019003309A1 (ja) | 2017-06-27 | 2019-01-03 | キヤノンアネルバ株式会社 | プラズマ処理装置 |
JP6458206B1 (ja) | 2017-06-27 | 2019-01-23 | キヤノンアネルバ株式会社 | プラズマ処理装置 |
KR20220031132A (ko) | 2017-06-27 | 2022-03-11 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 플라스마 처리 장치 |
TWI693860B (zh) | 2017-06-27 | 2020-05-11 | 日商佳能安內華股份有限公司 | 電漿處理裝置 |
JP6465948B1 (ja) * | 2017-11-01 | 2019-02-06 | キヤノントッキ株式会社 | 基板処理装置及び成膜装置 |
SG11202009122YA (en) | 2018-06-26 | 2020-10-29 | Canon Anelva Corp | Plasma processing apparatus, plasma processing method, program, and memory medium |
KR102351170B1 (ko) * | 2018-06-28 | 2022-01-14 | 가부시키가이샤 알박 | 스퍼터 성막 장치 |
JP7141989B2 (ja) * | 2018-09-28 | 2022-09-26 | 芝浦メカトロニクス株式会社 | 成膜装置 |
CN113025978A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-25 | 张鹏成 | 一种磁控溅射镀膜装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000144407A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-26 | Nec Corp | スパッタリング装置 |
US6093290A (en) * | 1997-05-14 | 2000-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of generating a reciprocating plurality of magnetic fluxes on a target |
JP2011225932A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Fuji Electric Co Ltd | パターン成膜のためのスパッタリング成膜装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06136511A (ja) * | 1992-10-23 | 1994-05-17 | Nkk Corp | 帯板の連続コーティング前処理方法及び装置 |
JPH097949A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-01-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体素子の製造装置 |
JPH1129867A (ja) * | 1997-05-14 | 1999-02-02 | Canon Inc | スパッタリング方法及びそれを用いた光起電力素子の製造方法 |
JP4720625B2 (ja) * | 2006-06-05 | 2011-07-13 | パナソニック株式会社 | スパッタリング装置 |
JP2010150635A (ja) * | 2008-12-26 | 2010-07-08 | Canon Anelva Corp | 連続成膜装置およびそれを用いた成膜方法 |
-
2012
- 2012-09-14 CN CN201280065186.8A patent/CN104024471B/zh active Active
- 2012-09-14 WO PCT/JP2012/005903 patent/WO2013099061A1/ja active Application Filing
- 2012-09-14 JP JP2013551185A patent/JP5824072B2/ja active Active
- 2012-12-26 TW TW101150099A patent/TWI500794B/zh active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6093290A (en) * | 1997-05-14 | 2000-07-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of generating a reciprocating plurality of magnetic fluxes on a target |
JP2000144407A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-26 | Nec Corp | スパッタリング装置 |
JP2011225932A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Fuji Electric Co Ltd | パターン成膜のためのスパッタリング成膜装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI500794B (zh) | 2015-09-21 |
CN104024471A (zh) | 2014-09-03 |
JPWO2013099061A1 (ja) | 2015-04-30 |
JP5824072B2 (ja) | 2015-11-25 |
TW201341562A (zh) | 2013-10-16 |
WO2013099061A1 (ja) | 2013-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104024471B (zh) | 溅射装置 | |
JP5751522B2 (ja) | プラズマの発生及びスパッタのためのコイル | |
US20110226617A1 (en) | Dielectric deposition using a remote plasma source | |
JP5059429B2 (ja) | スパッタ方法及びスパッタ装置 | |
US10283331B2 (en) | PVD plasma control using a magnet edge lift mechanism | |
JP4945566B2 (ja) | 容量結合型磁気中性線プラズマスパッタ装置 | |
WO2011111712A1 (ja) | スパッタ装置 | |
US8535494B2 (en) | Rotary magnet sputtering apparatus | |
KR101356918B1 (ko) | 마그네트론 스퍼터 장치 | |
US9028659B2 (en) | Magnetron design for extended target life in radio frequency (RF) plasmas | |
US6103070A (en) | Powered shield source for high density plasma | |
KR20140133513A (ko) | 스퍼터 장치 | |
JP4473852B2 (ja) | スパッタ装置及びスパッタ方法 | |
JP4933744B2 (ja) | 多重磁極マグネトロンスパッタリング成膜装置 | |
TW201346053A (zh) | 濺射裝置及使用其之沉積薄膜方法 | |
JP2004115841A (ja) | マグネトロンスパッタ電極、成膜装置及び成膜方法 | |
JP7102260B2 (ja) | 対向ターゲット式スパッタ成膜装置 | |
JP2009062568A (ja) | マグネトロンスパッタリング成膜装置 | |
JP2020152968A (ja) | スパッタリング装置 | |
JPH04276069A (ja) | スパッタリング方法およびその装置 | |
WO2012086229A1 (ja) | スパッタリング装置 | |
RU2402637C2 (ru) | Устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность трубы | |
JP2006137966A (ja) | スパッタリング装置およびスパッタリング方法 | |
JPS6353261B2 (zh) | ||
JP2011149043A (ja) | スパッタ成膜装置およびこれを用いたスパッタ膜の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |