CN1670243A - 溅射方法及其装置 - Google Patents

溅射方法及其装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1670243A
CN1670243A CNA2005100563642A CN200510056364A CN1670243A CN 1670243 A CN1670243 A CN 1670243A CN A2005100563642 A CNA2005100563642 A CN A2005100563642A CN 200510056364 A CN200510056364 A CN 200510056364A CN 1670243 A CN1670243 A CN 1670243A
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
substrate
mentioned
magnet
magnet assembly
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.)
Granted
Application number
CNA2005100563642A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100535178C (zh
Inventor
新井真
石桥晓
小松孝
谷典明
清田淳也
太田淳
中村久三
中村肇
田口信一郎
大石祐一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
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 Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Publication of CN1670243A publication Critical patent/CN1670243A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100535178C publication Critical patent/CN100535178C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/70Door leaves
    • E06B3/72Door leaves consisting of frame and panels, e.g. of raised panel type
    • E06B3/76Door leaves consisting of frame and panels, e.g. of raised panel type with metal panels
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E05LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13Type of wing
    • E05Y2900/132Doors
    • E05Y2900/134Fire doors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

现有的磁控管溅射装置中,在成膜期间,使磁铁装配体连续移动,使靶前方的等离子体摇动,变得容易发生异常放电。为克服上述问题,本发明溅射方法及其装置,对最初处理衬底S成膜结束,把下一个衬底搬运到与靶对向位置的时候,使靶前方形成的磁通相对靶平行移动并保持,在这种状态下成膜。

Description

溅射方法及其装置
技术领域
本发明涉及溅射方法及其装置,特别是,涉及以磁控管溅射方式在处理衬底上成膜规定薄膜的溅射方法及其装置。
背景技术
就磁控管溅射方式来说,在靶的后方,配置由交替改变极性的多磁铁构成的磁铁装配体,用这个磁铁装配体在靶的前方形成隧道状的磁通,捕捉靶前方由电离了的电子和溅射而产生的二次电子,提高靶前方的电子密度,提高这些电子和导入真空室内的稀有气体的气体分子的撞击机率而能提高等离子密度。为此,有能提高成膜速度等的优点,很好地利用在处理衬底上边形成规定的薄膜。
相反,就磁控管溅射方式来说,如果固定磁铁装配体的位置的话,就局部提高等离子密度,由溅射造成靶的侵蚀区域(腐蚀区域),只集中在等离子密度很高的部分,不可能均一侵蚀靶,而产生非侵蚀区域。这种情况,靶的利用效率低,而且,非侵蚀区域成为粒子的原因。
作为解决这个问题的方法,可以考虑,例如在成膜期间,使矩形形成后的靶后方设置的磁铁装配体,与靶平行而且等速来回移动,同时通过控制加到靶上的电压使得各处理衬底的成膜速度成为固定,均匀地侵蚀靶,提高其利用效率(例如,专利文献1)。
[专利文献1]特开平7-18435号公报(例如,专利要求范围的记载)
但是,成膜期间,使磁铁装配体连续移动的话,随之,靶前方的等离子体摇摆,异常放电变得容易发生的这个问题产生。异常放电一产生,附着到衬底上的薄膜膜厚就不可能均匀,而且,用激活气体使靶材料和气体反应形成化合物薄膜的溅射,膜质也不可能均匀。
发明内容
因此,本发明的课题,就是鉴于上述方面,在于提供一种使靶均匀侵蚀提高利用效率,也能抑制异常放电发生的溅射方法及其装置。
为了解决上述课题,本发明的磁控管溅射方法,向在与真空室内配置的靶对向位置顺序搬运处理衬底,在该靶前方形成磁通,同时在靶与处理衬底之间形成电场,使等离子体发生对靶进行溅射,在处理衬底上成膜的溅射方法方面,是以对处理衬底成膜结束,在向与靶对向的位置搬运下一个处理衬底的时候,保持上述磁通对靶平行移动,在这种状态下成膜为特征。
按照本发明,对处理衬底成膜结束以后,把下一个处理衬底搬运到与靶对向位置的时候保持磁通对靶平行移动。然后,给靶施加电压,在靶的前方发生等离子体对靶进行溅射而在处理衬底上边成膜。
这种情况,只有成膜期间固定磁通位置,靶前方的等离子体没有摇动,能抑制发生异常放电。因此,均匀地形成附着于处理衬底上的薄膜膜厚,同时膜质也能均匀。而且,对处理衬底形成薄膜结束后,由于把下一个处理衬底搬运到与靶对向位置的时候改变磁通位置,所以因溅射引起对靶的侵蚀区域变动,就能均匀地侵蚀靶提高利用效率。
还有,为了在整个上述靶的范围内得到同样侵蚀区域,在至少2处位置之间间歇地进行上述磁通平行移动就行。
而且,每次把处理衬底搬运到与上述靶对向的位置进行上述磁通的平行移动是令人满意的。
本发明的磁控管溅射装置是,在真空室内有靶,在靶的后方配置由多个磁铁构成的磁铁装配体,使其在靶的前方形成磁通,同时设置了向与靶对向的位置顺序搬运处理衬底的衬底搬运装置的溅射装置方面,设置了驱动上述磁铁装配体的驱动装置,以便对处理衬底成膜结束,在向与靶对向的位置搬运下一个处理衬底的时候,保持上述磁通对靶平行移动为特征。
这种情况下,使得上述靶为多个,在各靶的后方配置至少1个磁铁装配体也行。
而且,要是上述驱动装置作成气缸或不需要控制的电机的话,能降低成本就好。
而且,本发明其他的溅射装置,是以具备在真空室内隔开规定间隔并列设置了的多个靶;在各靶的后方各自设置使其在各靶前方各自形成磁通,由多个磁铁构成的磁铁装配体;和给各靶交替施加负电位和接地电位或正电位的任一方的交流电源,设置了整体驱动上述磁铁装配体的驱动装置以便保持上述磁通对靶平行移动为特征。
按此,经过交流电源,对给并列设置的任一个靶施加负电位的情况下,施加了接地电位或正电位的靶起阳极的作用,施加了负电位的靶被溅射,根据交流电源的频率,交替转换靶的电位,就该溅射各靶。这种情况下,间歇地一边保持磁通对靶平行移动一边改变磁通的位置,变动由溅射造成靶的侵蚀区域,使靶均匀侵蚀能够提高利用效率。
因此,不需要设置任何阳极和屏蔽等构成部件,因而能尽可能地缩小不能发放溅射粒子的这个空间,在对处理衬底成膜的情况下,使处理衬底内的膜厚分布能大致均匀,同时膜质也能均匀。
这种情况下,具备顺序搬运处理衬底到与上述各靶对向位置的衬底搬运装置,对上述处理衬底成膜结束,搬运下一个处理衬底到与靶对向位置的时候,借助于该驱动装置整体驱动各磁铁装配体的话,就只能成膜期间固定磁通的位置,没有使靶前方的等离子体摇动,能抑制发生异常放电,随着尽可能地缩小发放溅射粒子的这个空间,即使在大面积处理衬底成膜的情况下也能使处理衬底面内膜厚分布大致均匀,同时膜质也能均匀。
即使,如上述那样,并设靶的话,磁铁装配体互相之间的间隔也将缩小,同方向同一极性磁铁相互接近有时产生磁场相干。这种情况下,只有那个地方磁通密度提高破坏磁场均衡。因此,并设了上述多个磁铁装配体的时候,具备使沿着其并设方向由各磁铁所形成的磁通密度大致均匀的磁通密度校正装置就行。
这种情况,上述磁通密度校正装置,是在并设的磁铁装配体两侧设置的辅助磁铁,借助于上述驱动装置使之与磁铁装配体整体平行移动的话,用简单构造沿着其并设方向形成大致均匀磁通密度就行。
如以上说过的一样,本发明的溅射方法及其装置,既均匀地侵蚀靶,提高利用效率,也取得能抑制发生异常放电的效果。
附图说明
图1是概略地说明本发明的溅射装置图。
图2(a)和(b)是说明磁铁装配体的平行移动图。
图3说明有关第2实施例的溅射装置结构图。
图4(a)和(b)说明并设磁铁装配体时的磁通密度分布图。
图5表示投入功率和电弧放电次数的关系曲线图。
图6说明用有关第2实施例的溅射装置成膜时的膜厚分布图。
具体实施方式
参照图1,1是有关第1实施方案的磁控管方式溅射装置(以下,称作「溅射装置」)。溅射装置1是联机式的装置,有经过旋转泵、涡轮分子泵等真空排气方法(图未示出)保持规定真空度的溅射室11。在溅射室11的上部设置衬底搬运装置2。该衬底搬运装置2有公知的构造,例如,有安装处理衬底S的搬运器21,让没有图示的驱动装置间歇驱动,然后顺序将处理衬底S搬运到与后述的靶对向的位置上。
而且,在溅射室11内设置气体导入装置3。气体导入装置3,经过中介设置的质量流量控制器31的气管32和气体源33连通,氩等溅射气体和反应性溅射时用的氧等反应气体就能以恒定的流量导入溅射室11内。在溅射室11的下侧配置阴极装配体4。
阴极装配体4,有例如大致长方体状靶41。靶41由Al合金和Mo等按照想要在处理衬底S上成膜的薄膜组成以公知的方法制造。靶41在溅射时和冷却该靶41的支撑板42接合,支撑板42经过绝缘板43安装到阴极装配体4的支架44上。
在阴极装配体4还有,位于靶41的后方设置磁铁装配体45。磁铁装配体45有与靶41平行配置的支持部45a,在该支持部45a上边,设置交替改变极性而且隔开规定间隔3块磁45b、45c。因此,在靶41的前方,形成闭环隧道状磁通M,捕捉靶41前方由电离的电子和溅射而产生的二次电子,能提高靶41前方的电子密度并提高等离子密度。
一般地说,靶41的外形尺寸因为设置得比处理衬底S的外形尺寸还大,处理衬底S增大的话,靶41的外形尺寸也要增大。在这样的情况下,靶41后方,就隔开规定间隔并设多个磁铁装配体45。而且,处理衬底S的外形尺寸很大的情况下,在溅射室11内配置多个阴极装配体4。
借助于驱动装置间歇驱动搬运器21,然后顺序搬运到与靶41对向处理衬底S的位置,经过气体导入装置3导入规定溅射气体。经过溅射电源E给靶41施加负直流电压或高频电压时,在处理衬底S和靶41间就形成垂直电场,在靶41的前方发生等离子体,靶41受溅射,在处理衬底S上边成膜。
在这里,如图1、图2(a)和图2(b)所示,把交替改变极性而且隔开规定间隔构成了3个磁铁45b、45c的磁铁装配体45位置为固定的话,为了在各磁铁45b、45c互相之间形成隧道状的磁通M,中央部磁铁45b上方的等离子密度将降低。此时,因溅射造成的靶侵蚀区域,只集中在由于形成隧道状磁通M而等离子密度提高部分,位于等离子密度降低的中央部磁45b的上方部分留作非侵蚀区域U。
这种情况下,靶41的利用效率降低,而且,非侵蚀区域U成为粒子的来源。因此,如果在A点和B点之间使磁铁装配体45平行移动改变隧道状磁通M位置的话,虽然能使靶41均匀侵蚀提高其利用效率,但是这种情况下,需要抑制发生异常放电。
因此,本实施方案中,在磁铁装配体45,要设置作为驱动装置的气缸46,在沿着靶41的水平方向2处位置(A点、B点)之间使磁铁装配体45c平行移动,并且能保持在各个位置。
而且,给装到搬运器21上的处理衬底5成膜结束,停止给靶41施加负直流电压或高频电压,一旦停止了放电之后,把下一个搬运器21上边的处理衬底S搬运到与靶41对向的位置时,驱动气缸46从A点到B点平行移动并保持磁铁装配体45,即,平行移动保持隧道状磁通M。这种情况下,至少在给装到下一个搬运器上的处理衬底S成膜前,要从A点到B点平行移动磁铁装配体45就行。
将装到下一个搬运器21上的处理衬底5搬运到与靶41对向位置的话,就再次给靶41施加负直流电压或高频电压,在靶41前方发生等离子体对靶41溅射进行成膜。还有,在将装到下一个搬运器21上的处理衬底5搬运到与靶41对向位置的时候,46从B点到A点驱动气缸再次平行移动保持磁铁装配体45,然后按上述顺序进行成膜。通过重复该操作,在顺序搬运的处理衬底S上顺序成膜。
这种情况下,由气缸产生的磁铁装配体41平行移动,借助于衬底搬运装置2每次把装到搬运器21上的处理衬底5搬运到与靶41对向位置来进行是令人满意的。
因此,只是成膜期间固定隧道状磁通M的位置,靶41前方的等离子体不摇动,能抑制发生异常放电。因此,能均匀地形成附着于处理衬底S的薄膜膜厚,同时膜质也能均匀。而且,给处理衬底S成膜结束以后,因为把下一个处理衬底S搬运到与靶41对向位置时改变隧道状磁通M的位置,所以由于溅射造成对靶41的侵蚀区域变动,就能均匀地侵蚀靶41提高利用效率。
而且,通过用气缸46,与一边控制速度和位置等一边用电机驱动磁铁装配体45比较,能降低成本。而且,要是适宜设置气缸46的气压的话,就能瞬间移动磁铁装配体45。
还有,本第1实施方案中,虽然说明了有关在靶41的后方设置1个磁铁装配体45,但是即使隔开规定间隔并设多个磁铁装配体45的情况下,设法用1个气缸驱动各磁铁装配体45也可以。因此,降低成本。
在本实施方案中,说明了有关用气缸45,然而只要至少在2点位置能迅速变更位置磁铁装配体45,不应限定与此,可以用例如不需要位置和速度等控制的电机。
而且,本实施方案中,说明了有关联机式溅射装置1,然而不应限定于此,只要例如,由搬运室和与以搬运室联结的溅射室构成,借助于搬运室设置的搬运自动装置搬运处理衬底的溅射装置等,将处理衬底S顺序搬运到与靶41对向的位置,就能应用本发明的溅射方法。
参照图3,10是有关第2实施方案的溅射装置。溅射装置10是,用了后述的多块靶的联机式的装置,具有经过旋转泵、涡轮分子泵等真空排气方法(图未示出)保持规定的真空度的溅射室110。在溅射室110的上部配置处理衬底S,用与上述第1实施方案一样的衬底搬运装置(图未示出),就能顺序搬运处理衬底S到与后述各靶对向的位置。
而且,在溅射室110设置气体导入装置30。气体导入装置30经过中间设置的质量流量控制器30a的气管30b和气体源30c连通,可将氩等溅射气体和反应性溅射时用的氧等反应气体以恒定流量导入溅射室110内。在溅射室110下侧,配置阴极装配体40。
阴极装配体40具有大致长方体等同一形状形成的6块靶410a~410f。各靶410a~410f,根据在Al合金、Mo和ITO等处理衬底S上边成膜的薄膜组成用公知方法分别加以制造,并与冷却用支撑板(图未示出)接合。要并设各靶410a~410f,使得其未使用时的溅射面411位于与处理衬底S平行的同一平面上边,在各靶410a~410f相对侧面412互相之间,不设置什么阳极和屏蔽等构件。这种情况下,将靶410a~410f的互相间隔,设置在侧面412互相之间的空间发生等离子体而各侧面412没有溅射的范围。而且,在并设置各靶410a~410f的时候,要设置各靶410a~410f的外形尺寸比处理衬底S的外形尺寸还大大。
在各靶410a~410f的背面,顺序安装与各靶410a~410f同一外形形成的电极420和绝缘板430,并安装在阴极装配体40规定的位置。电极420各自连接到溅射室11外部配置的3个交流电源E1,并能施加交流电压。
这种情况下,对相互邻接的2个靶(例如410a和410b)分配1个交流电源E1,对一方靶410a施加了负电位时,给其他的靶410b施加接地电位或正电位,同时由各交流电源E1施加电位时,相互邻接的各靶410a~410f的电位使之相互不一致。
因此,例如,经过各交流电源E1给靶410a、410c、410e施加负电位的情况下,经过交流电源E1施加接地电位或正电位后的两侧各靶410b、4q10d、410f就起到阳极的作用(在位于两端的靶外侧,设置接地的防着板111,该防着板111在靶410a、410f受溅射的时候起阳极的作用)。然后,施加此负电位的各靶410a、410a~410f被溅射,按照交流电源的频率,交替转换各靶410a~410f的电位,对各靶410a~410f进行溅射。
可是,如上述那样并设靶410a~410f的情况下,从侧面412互相之间的空间413虽然没有发出溅射粒子,但是在该空间413不需要设置什么阳极和阴极等构件,能尽可能缩小不能发出该溅射粒子的区域。其结果,大致均匀地形成处理衬底S面内的膜厚分布。
在阴极装配体40,在各靶410a~410f的后方使得各自位置设置6个磁铁装配体440a~440f。各磁铁装配体440a~440f按同一构造形成,具有平行于靶410a~410f设置的磁性材料制支持部441,在支持部441上边,交替改变与靶410a~410f对向面的极性,设置向中央磁铁442及其两侧的2个外围磁铁443、444。
这种情况下,中央磁铁442是沿着靶410a~410f长度方向细长环状的,两端的外围磁铁是443、444是棒状的磁铁,要把换算成中央磁铁442的同磁化时的体积设计为,使其等于换算成各外围磁铁443的同磁化时的体积和(外围磁铁∶中心磁铁∶外围磁铁=1∶2∶1)。
因此,在各靶410a~410f的前方,各自形成均衡的闭环隧道状的磁通,捕捉在靶410a~410f前方电离的电子和由溅射而产生了的二次电子,能提高靶410a~410f的前方的电子密度并提高等离子密度。
然后,把并设的各靶410a~410f搬运到与处理衬底S对向的位置,经过气体导入装置30导入规定的溅射气体,如果给各靶410a~410f的电极经过3个交流电源E1各自施加电位,就在处理衬底S和靶410a~410f上形成垂直的电场,在靶410a~410f的前方发生等离子体交替溅射各靶410a~410f就在处理衬底S上边成膜。
可是,使各磁铁装配体440a~440f的位置成为固定的话,因为在中央磁铁442和两外围磁铁443、444互相之间形成隧道状磁通M,中央磁铁440上方的等离子密度会降低。此时,因溅射耳造成各靶410a~410f的侵蚀区域,由于形成隧道状磁通M而只集中在等离子密度提高的部分,位于等离子密度降低的中央磁铁442上方的部分留下来作为非侵蚀区域。其结果,各靶410a~410f的利用效率降低,而且,非侵蚀区域成为粒子的原因。
在第2实施方案中,把支持部441的宽度尺寸缩小到比沿着各靶410a~410f的并设方向的宽度尺寸还小,在阴极装配体40设置气缸450,在该驱动轴451上安装各磁铁装配体440a~440f,在沿着各靶410a~410f的并设方向水平的2个位置(A1点、B1点)使磁铁装配体440a~440f整体平行移动改变隧道状磁通M的位置。
这种情况下,为了抑制发生异常放电,要在A1点或B1点保持磁铁装配体440a~440f,例如对处理衬底S成膜结束,停止给靶410a~410f施加交流电压,放电一旦停止以后,在把下一个处理衬底S搬运到与靶41对向位置的时候,驱动气缸450使磁铁装配体440a~440f,即,隧道状的磁通M从A1点到B1点平行移动是令人满意的。因此,就会扩大侵蚀区域提高各靶410a~410f的利用效率。
可是,如上述那样使各靶410a~410f相互接近设置的情况下,也应该相互接近设置磁铁装配体440a~44nf。这时,如图4(a)所示,如果测量与沿着离开各磁铁装配体440a~440f的各磁铁442、443、444上面隔开规定间隔的位置的磁铁装配体440a~440f的并设方向相垂直方向的磁场强度Bs和水平方向的磁场强度Bp的话,由于该方向同一极性的外围磁铁443、444(例如,磁铁装配体440b的外围磁铁444和磁铁装配体440C的外围磁铁443)相互接近而产生磁场干扰,那个地方的磁通密度比位于两端部的磁铁装配体440a、440f外围磁铁443、444上方磁通密度提高,破坏磁场均衡。这个状态下成膜的话,处理衬底S面内的膜厚分布就不可能大致均匀。
在第2实施方案中,如图3所示,要在并设的磁铁装配体440a~440f的两侧,设置各自与邻接的磁铁装配体440a的外围磁铁443和磁铁装配体440f的外围磁铁444极性一致作为磁通密度校正装置的辅助磁铁460,在气缸460的驱动轴461上安装支持辅助磁铁460的支持部461,和磁铁装配体440a~440f整体移动。
这种情况下,辅助磁铁460构成和外围磁铁443、444同样,使该辅助磁铁460与外围磁铁443、444之间的间隔D1形成和相互接近的外围磁铁之间的间隔D2相同。因此,如图4(b)所示,磁铁装配体440a~440f的两端磁通密度也提高改善磁场均衡,以至膜厚分布处理衬底S面内能够大致均匀。
还有,在第2实施方案中,虽然说明了有关用辅助磁铁460作为磁通密度校正装置,但是只要并设磁铁装配体的情况能达到磁场均衡的话,就不应限定于此。例如,增大位于并设的磁铁装配体两外侧的外围磁铁宽度尺寸之类,更变磁铁产生磁通密度大的材料作为磁通密度校正装置也行。
[实施例1]
本实施例中,用图1中示出的溅射装置1,作为处理衬底S用玻璃衬底(1000mm×1200mm),顺序用衬底搬运装置21搬运该玻璃衬底到与靶41对向的位置。用Al作为靶41,按公知的方法制造Al,使其局有1200mm×2000mm的外形尺寸,并和支撑板42接合。而且,设定靶41与玻璃衬底之间的距离为160mm。这种情况下,因为靶41的外形尺寸很大,在靶41的后方,设置4个图1示出的磁铁装配体45,隔开规定间隔平行并设这些磁铁装配体45而构成阴极装配体4。
作为溅射条件,被真空排气的溅射室11内压力是控制质量流量控制器31将作为溅射气体的氩导入溅射室11内使其保持在0.3Pa。而且,投入靶41的功率为130KW,设溅射时间为60秒。
然后,在上述溅射条件下,顺序搬运3片玻璃衬底S1、S2、S3,在各玻璃衬底S1、S2、S3上形成Al膜。这种情况下,最初对玻璃衬底成膜结束,投入靶41的功率一旦停止以后,把下一个搬运器21上的玻璃衬底S2搬运到与靶41对向位置的时候,要驱动气缸46同时使4个磁铁装配体45平行移动保持,进行了一连串的成膜处理。
(比较例1)
作为比较例1,当作上述实施例1相同溅射条件,顺序把3片玻璃衬底S4、S5、S6搬运到与靶41对向位置并进行了对Al的成膜处理。这种情况下,作为磁铁装配体45的驱动装置变更为能控制位置和速度的电机,在成膜期间,在沿着靶A1的水平方向的2个位置之间以等速使4个磁铁装配体45平行连续地来回移动。
表1表示在3片玻璃衬底上边连续成膜MO膜时的,在沿着处理衬底S的XY方向规定位置的Al膜膜厚分布。据此,就比较例1来说,可以知道3片处理衬底S1、S5、S6的膜厚分布不均匀。相反,就实施例1来说,可以知道3片玻璃衬底S1、S2、S3都能得到±8左右稳定的Al膜厚分布,均匀形成的。
而且,表2是在3片玻璃衬底上边连续形成Al膜时的,计数异常放电(弧光放电)的次数。据此,就比较例1来说,对各玻璃衬底S4、S5、S6的溅射中异常放电次数各自超过了30次。相反,就实施例1来说,异常放电的次数和比较例1比较,可以知道大约降低一半。
[表1]
     实施例1     比较例1
第一片处理衬底(S1、S4)     ±8.5     ±12.2
第二片处理衬底(S2、S5)     ±7.9     ±6.7
第三片处理衬底(S3、S6)     ±7.9     ±8.5
[表2]
  实施例1 比较例1
第一片处理衬底(S1、S4)     13     83
第二片处理衬底(S2、S5)     17     30
第三片处理衬底(S3、S6)     15     30
[实施例2]
本实施例中,在上述实施例1的条件方面,在0~200KW的范围变化投入靶41的功率时的,计数放电(异常放电)的次数,将其结果表示在图3上。同时,作为比较例2,在上述比较例1的条件方面,在0~200KW的范围变化投入靶41的功率时的,计数放电(异常放电)的次数,并表示在图5上。这种情况下,线1是实施例2,线2是比较例2。
据此,比较例2的情况,随着投入靶41的功率增大,成正比地增加放电次数,投入功率超过100KW时,放电的次数就超过了90次。相反,就实施例2来说,尽管增大投入靶41的功率,弧光放电的次数也没有极端地增加,一般地说在用于溅射Al的投入功率范围(50~130KW)内,与比较例2比较,放电次数大约能降低一半。
[实施例3]
本实施例中,用图3中示出的溅射装置10,用玻璃衬底(1000mm×1250mm)作为处理衬底S,借助于衬底搬运装置,把该玻璃衬底顺序搬运到与并设的靶410a~410f对向的位置。这种情况下,作为靶410a~410f,采用给In2O3添加10重量%的SnO2的材料,按公知的方法,制造各个靶,使其以200mm×1700mm的外形尺寸有10mm的厚度,各自与支撑板49接合以后,并设靶410a~410f互相之间的间隔为2mm。把靶410a~410f与玻璃衬底之间的距离设为160mm。辅助磁铁460、各外围磁铁443、444互相之间的间隔D1、D2设为170mm。
作为溅射条件,控制气体导入装置30的质量流量控制器把溅射气体的氩和作为反应气体的氢、氧导入溅射室11内,使得进行真空排气的溅射室11内压力保持在0.7Pa。而且,设交流电源E1投入靶41的功率为20KW,设频率为50Hz。然后,以50Hz的频率一边给并设的各靶410a~410f交替地施加负电位和正电位或接地电位任一种电位,一边从0KW到10KW徐徐上升投入功率,进行了30秒钟溅射。
图6是表示按上述条件在玻璃衬底上形成ITO膜时的膜厚分布图。按照本实施例3,测定了玻璃衬底面内的35点膜厚(图6里的单位是埃)以后,得到1000埃±8和良好的膜厚分布平面均匀性。而且,在上述条件下,敏次把处理衬底S搬运到与靶410a~410f对向的位置,一边使气缸460驱动一边连续长时间溅射以后,确认了靶410a~410f表面的结果,确认靶410a~410f表面上没有非侵蚀区域。
还有,作为比较例3,假设使用和上述实施例3同样构造的溅射装置10,按上述均实施例3同样条件在玻璃衬底S上进行成膜。但是,没有配置作为磁通密度校正装置的辅助磁铁460,而且,假设把汽缸450变更为完成位置和速度控制的电机,在成膜期间,在沿着靶410a~410f的水平方向2个位置之间以等速平行连续地来回移动(10mm/sec)各磁铁装配体440a~440f。
据此,就比较例3来说,从0KW徐徐上升到由交流电源E1投入功率直到10KW的时候,确认在各靶410a~410f的上方存在激烈的异常放电,不可能连续成膜。

Claims (10)

1.一种溅射方法,用于在与真空室内配置的靶对向位置顺序搬运处理衬底,在该靶前方形成磁通,同时在靶与处理衬底之间形成电场,产生等离子体对靶进行溅射,在处理衬底上成膜,其特征是对处理衬底成膜结束,在与靶对向的位置搬运下一个处理衬底的时候,使上述磁通相对于靶平行移动并保持,在这种状态下成膜。
2.根据权利要求1所述的溅射方法,其特征是为了在整个上述靶的范围内得到同样侵蚀区域,在至少2处位置之间间歇地进行上述磁通平行移动。
3.根据权利要求1或2所述的溅射方法,其特征是每次把处理衬底搬运到与上述靶对向的位置进行上述磁通的平行移动。
4.一种溅射装置,在真空室内有靶,靶的后方配置由多个磁铁构成的磁铁装配体,使靶的前方形成磁通,同时设置有向与靶对向的位置顺序搬运处理衬底的衬底搬运装置,其特征是设置有驱动上述磁铁装配体的驱动装置,以便对处理衬底成膜结束,在向与靶对向的位置搬运下一个处理衬底的时候,保持上述磁通对靶平行移动。
5.根据权利要求4所述的溅射装置,其特征是上述靶为多个,在各靶的后方配置至少1个磁铁装配体。
6.根据权利要求4所述的溅射装置,其特征是上述驱动装置是气缸或不需要控制的电机。
7.一种溅射装置,其特征是具备在真空室内隔开规定间隔并列设置的多个靶;在各靶的后方分别设置由多个磁铁构成的磁铁装配体,使各靶前方分别形成磁通;和给各靶交替施加负电位和接地电位或正电位的任一方的交流电源,设置了整体驱动上述各磁铁装配体的驱动装置以便保持上述磁通对靶平行移动。
8.根据权利要求7所述的溅射装置,其特征是具备顺序搬运处理衬底到与上述各靶对向位置的衬底搬运装置,在对上述处理衬底成膜结束,搬运下一个处理衬底到与靶对向位置的时候,借助于上述驱动装置整体驱动各磁铁装配体。
9.根据权利要求7或8所述的溅射装置,其特征是包括磁通密度校正装置,在并设了上述多个磁铁装配体的时候,使沿着其并设方向由各磁铁所形成的磁通密度大致均匀。
10.根据权利要求9所述的溅射装置,其特征是上述磁通密度校正装置是在并设的磁铁装配体两侧设置的辅助磁铁,由上述驱动装置使其与磁铁装配体整体平行移动。
CNB2005100563642A 2004-03-19 2005-03-18 溅射方法及其装置 Active CN100535178C (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004079750 2004-03-19
JP2004079750 2004-03-19
JP2005043618A JP4580781B2 (ja) 2004-03-19 2005-02-21 スパッタリング方法及びその装置
JP2005043618 2005-02-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1670243A true CN1670243A (zh) 2005-09-21
CN100535178C CN100535178C (zh) 2009-09-02

Family

ID=35041676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100563642A Active CN100535178C (zh) 2004-03-19 2005-03-18 溅射方法及其装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP4580781B2 (zh)
KR (1) KR101135389B1 (zh)
CN (1) CN100535178C (zh)
TW (1) TW200538569A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101657562B (zh) * 2007-05-01 2011-05-11 株式会社爱发科 溅镀装置及溅镀方法
CN102071403A (zh) * 2011-01-30 2011-05-25 东莞市汇成真空科技有限公司 一种高利用率的平面磁控溅射靶
CN101790598B (zh) * 2007-08-31 2011-10-05 株式会社爱发科 溅镀装置
CN101970713B (zh) * 2008-03-04 2012-08-29 国立大学法人东北大学 旋转磁铁溅射装置
US8460965B2 (en) 2008-10-17 2013-06-11 Ulvac, Inc. Manufacturing method for solar cell
CN110177898A (zh) * 2017-11-01 2019-08-27 株式会社爱发科 溅射装置及成膜方法
CN115058695A (zh) * 2022-08-11 2022-09-16 广州粤芯半导体技术有限公司 溅射方法及半导体器件的制造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8500975B2 (en) 2004-01-07 2013-08-06 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for sputtering onto large flat panels
JP4781964B2 (ja) * 2006-10-27 2011-09-28 信越化学工業株式会社 マグネトロンスパッタ装置
CN102191470A (zh) * 2010-03-09 2011-09-21 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种磁控溅射源及等离子体处理设备
US10106883B2 (en) 2011-11-04 2018-10-23 Intevac, Inc. Sputtering system and method using direction-dependent scan speed or power
KR20140071058A (ko) * 2012-12-03 2014-06-11 코닝정밀소재 주식회사 롤투롤 스퍼터링 장치
KR102376098B1 (ko) * 2018-03-16 2022-03-18 가부시키가이샤 알박 성막 방법

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0421775A (ja) * 1990-05-14 1992-01-24 Fujitsu Ltd スパッタリング装置のカソード
JP3514488B2 (ja) * 1993-06-30 2004-03-31 株式会社アルバック マグネトロンスパッタ方法及び装置
CN1157335A (zh) * 1996-02-13 1997-08-20 王福贞 新型永磁控平面阴极电弧源
JP3344318B2 (ja) * 1998-05-27 2002-11-11 日本電気株式会社 スパッタ装置
JP2003239069A (ja) * 2002-02-15 2003-08-27 Ulvac Japan Ltd 薄膜の製造方法及び装置
JP4246547B2 (ja) * 2003-05-23 2009-04-02 株式会社アルバック スパッタリング装置、及びスパッタリング方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101657562B (zh) * 2007-05-01 2011-05-11 株式会社爱发科 溅镀装置及溅镀方法
CN101790598B (zh) * 2007-08-31 2011-10-05 株式会社爱发科 溅镀装置
CN101970713B (zh) * 2008-03-04 2012-08-29 国立大学法人东北大学 旋转磁铁溅射装置
US8460965B2 (en) 2008-10-17 2013-06-11 Ulvac, Inc. Manufacturing method for solar cell
CN102071403A (zh) * 2011-01-30 2011-05-25 东莞市汇成真空科技有限公司 一种高利用率的平面磁控溅射靶
CN102071403B (zh) * 2011-01-30 2012-09-05 东莞市汇成真空科技有限公司 一种平面磁控溅射靶
CN110177898A (zh) * 2017-11-01 2019-08-27 株式会社爱发科 溅射装置及成膜方法
CN110177898B (zh) * 2017-11-01 2021-01-01 株式会社爱发科 溅射装置及成膜方法
CN115058695A (zh) * 2022-08-11 2022-09-16 广州粤芯半导体技术有限公司 溅射方法及半导体器件的制造方法
CN115058695B (zh) * 2022-08-11 2022-11-04 广州粤芯半导体技术有限公司 溅射方法及半导体器件的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005298966A (ja) 2005-10-27
TW200538569A (en) 2005-12-01
CN100535178C (zh) 2009-09-02
KR101135389B1 (ko) 2012-04-17
JP4580781B2 (ja) 2010-11-17
TWI377263B (zh) 2012-11-21
KR20060044372A (ko) 2006-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1670243A (zh) 溅射方法及其装置
CN1904132A (zh) 溅射装置和溅射方法
US8460522B2 (en) Method of forming thin film and apparatus for forming thin film
JP5454976B2 (ja) 薄膜形成方法及び薄膜形成装置
TWI593819B (zh) Sputtering method
JP4707693B2 (ja) スパッタリング装置及びスパッタリング方法
TWI383061B (zh) Magnetron sputtering electrode and sputtering device using magnetron sputtering electrode
KR102163937B1 (ko) 성막 방법
JP5903217B2 (ja) マグネトロンスパッタ電極及びスパッタリング装置
CN1904133A (zh) 溅射装置和溅射方法
CN1916232A (zh) 靶组合体以及具有该靶组合体的溅射装置
TW201127978A (en) Magnetron sputtering electrode and sputtering device
CN1916231A (zh) 溅射电极以及具有溅射电极的溅射装置
TW201131004A (en) Magnet unit for magnetron sputtering electrode and sputtering device
JP4959175B2 (ja) マグネトロンスパッタ電極及びマグネトロンスパッタ電極を備えたスパッタリング装置
CN1701131A (zh) 成膜装置及成膜方法
JP7219140B2 (ja) 成膜方法
JP5025334B2 (ja) マグネトロンスパッタ電極及びマグネトロンスパッタ電極を備えたスパッタリング装置
JP7007457B2 (ja) 成膜方法
JP2020143356A (ja) スパッタリング装置及びスパッタリング方法
KR20070021919A (ko) 스퍼터 전극 및 스퍼터 전극을 구비한 스퍼터링 장치

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