JP2003183823A - Sputtering apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、スパッタ装置に
関し、特に、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal D
isplay）、半導体装置などの電子デバイスを製造する際
に使用される成膜装置としてのスパッタ装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering device, and more particularly to a liquid crystal display device (LCD).
and a sputtering apparatus as a film forming apparatus used when manufacturing an electronic device such as a semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin
Film Transistor）を駆動素子としたアクティブマトリ
ックス液晶表示装置としてのＴＦＴ−ＬＣＤは、従来の
ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）と比較して、同等以上の品
質表示を有する。さらに、薄型、軽量、高精彩、低消費
電力、大画面化が可能という特徴を備えている。そのた
め、ＣＲＴに代わる次世代表示装置として、現在あらゆ
る分野で使用されている。2. Description of the Related Art Semiconductor thin film transistors (TFT: Thin)
A TFT-LCD as an active matrix liquid crystal display device using a film transistor as a driving element has a quality display equivalent to or higher than that of a conventional CRT (Cathode Ray Tube). Furthermore, it has the features of thinness, light weight, high definition, low power consumption, and large screen. Therefore, it is currently used in all fields as a next-generation display device replacing the CRT.
【０００３】しかしながら、ＴＦＴ−ＬＣＤを大画面化
する際に挙げられる問題の１つとして、配線抵抗があ
る。配線抵抗が高いと信号伝達に遅れが生じるため、表
示品質が低下するという問題がある。ＴＦＴ−ＬＣＤが
大画面化すると、配線が長くなり配線抵抗が増加する。
この配線抵抗の増加を抑えるには、より低抵抗の金属を
配線材料に使用することが最も有効である。そのため、
低抵抗金属の研究が盛んに行なわれている。However, wiring resistance is one of the problems raised when a TFT-LCD has a large screen. If the wiring resistance is high, there is a delay in signal transmission, so that there is a problem that the display quality is degraded. When the TFT-LCD has a large screen, the wiring becomes long and the wiring resistance increases.
In order to suppress the increase in the wiring resistance, it is most effective to use a metal having a lower resistance as the wiring material. for that reason,
Research on low-resistance metals is being actively conducted.
【０００４】特に、アルミニウム（Ａｌ）または銀（Ａ
ｇ）などに他の元素を混入したＡｌ合金およびＡｇ合金
は、他のプロセスとの整合性がよい低抵抗材料として研
究されている。現在のところ、これらの金属膜の成膜に
はスパッタ法が使用されている。ターゲット自体にそれ
らの合金を使用することにより、基板上に合金の薄膜を
形成することが可能である。In particular, aluminum (Al) or silver (A
Al alloys and Ag alloys in which other elements such as g) are mixed have been studied as low resistance materials having good compatibility with other processes. At present, a sputtering method is used for forming these metal films. By using these alloys for the target itself, it is possible to form a thin film of alloy on the substrate.
【０００５】スパッタ装置としては、従来、たとえば特
開昭６３−２６６０６１号公報に記載されたものが知ら
れている。図８は、上記公報に記載された、従来のスパ
ッタ装置の模式図である。図８を参照して、従来のスパ
ッタ装置は、ロータ駆動用モータ２１２によって回転す
るターゲットロータ２１１と、ターゲットロータ２１１
の周面に交互に配置された異種の元素からなる単体ター
ゲット２１３および２１４と、アノード２１５と、アノ
ード２１５に固定された基板２１６とを備える。As a sputtering apparatus, the one described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-266061 is conventionally known. FIG. 8 is a schematic diagram of a conventional sputtering apparatus described in the above publication. Referring to FIG. 8, the conventional sputtering apparatus includes a target rotor 211 rotated by a rotor driving motor 212 and a target rotor 211.
The single targets 213 and 214 made of different elements are alternately arranged on the peripheral surface of the anode, the anode 215, and the substrate 216 fixed to the anode 215.
【０００６】単体ターゲット２１３および２１４は、タ
ーゲットロータ２１１と共に回転ターゲットを構成して
いる。ターゲットロータ２１１はカソードである。スリ
ット２１７は、ターゲットロータ２１１と基板２１６と
の間においてターゲットロータ２１１側に近接して配置
される。スリット２１７の間隔は単体ターゲット２１３
および２１４の幅よりも狭く設定されている。ロータ駆
動用モータ２１２、ターゲットロータ２１１およびアノ
ード２１５には制御回路２１８が接続されている。制御
回路２１８は、ロータ駆動用モータ２１２の回転速度お
よびカソードであるターゲットロータ２１１とアノード
２１５との間のスパッタリング加速電圧を制御する。The single targets 213 and 214 constitute a rotary target together with the target rotor 211. The target rotor 211 is a cathode. The slit 217 is arranged close to the target rotor 211 side between the target rotor 211 and the substrate 216. The slits 217 are separated by a single target 213.
It is set to be narrower than the widths of and 214. A control circuit 218 is connected to the rotor driving motor 212, the target rotor 211 and the anode 215. The control circuit 218 controls the rotation speed of the rotor driving motor 212 and the sputtering acceleration voltage between the target rotor 211, which is the cathode, and the anode 215.
【０００７】このような装置では、単体ターゲット２１
３および２１４と、基板２１６との間に電位差が与えら
れる。回転する単体ターゲット２１３および２１４は、
たとえばアルゴンプラズマによりスパッタされる。単体
ターゲット２１３および２１４が配置された回転ターゲ
ットの回転速度を変化可能にするとともに、回転ターゲ
ットの回転に同期してスパッタリング加速電圧を変動さ
せるようにして、さまざまな組成の合金膜を製造するこ
とができる。In such an apparatus, the single target 21
A potential difference is provided between 3 and 214 and the substrate 216. The rotating single targets 213 and 214 are
For example, it is sputtered by argon plasma. It is possible to manufacture alloy films having various compositions by making it possible to change the rotation speed of the rotating target on which the single targets 213 and 214 are arranged and changing the sputtering acceleration voltage in synchronization with the rotation of the rotating target. it can.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなスパッタ装置では以下のような問題があった。However, the above-described sputtering apparatus has the following problems.
【０００９】スパッタ中に、回転ターゲットは回転し続
ける。その結果、回転中に回転機構からパーティクルな
どが発生する。このパーティクルは、成膜された膜内に
混入し、歩留まりを低下させるという問題があった。さ
らに、膜剥がれが生じるという問題があった。その結
果、高品質な膜を提供することができなかった。During sputtering, the rotating target continues to rotate. As a result, particles and the like are generated from the rotating mechanism during rotation. There is a problem that the particles are mixed in the formed film and the yield is reduced. Further, there is a problem that film peeling occurs. As a result, a high quality film could not be provided.
【００１０】そこで、この発明は上述のような問題点を
解決するためになされたものであり、高品質な膜を製造
することが可能なスパッタ装置を提供することを目的と
する。Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a sputtering apparatus capable of producing a high quality film.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明に従ったスパッ
タ装置は、内部空間を有するチャンバと、第１の組成の
第１領域と第１の組成と異なる第２の組成の第２領域と
を含み、第１領域と第２領域とをチャンバの内部空間に
露出させる割合を変化させることができるようにチャン
バ内に設けられたターゲットと、チャンバ内での第１領
域と第２領域との露出割合を変化させることが可能であ
り、スパッタ中は第１領域と第２領域との露出割合が一
定となるようにターゲットを制御する制御手段とを備え
る。A sputtering apparatus according to the present invention comprises a chamber having an internal space, a first region having a first composition and a second region having a second composition different from the first composition. And a target provided in the chamber so that a ratio of exposing the first region and the second region to the internal space of the chamber can be changed, and exposing the first region and the second region in the chamber. It is possible to change the ratio, and a control means for controlling the target so that the exposure ratio of the first region and the second region during sputtering is constant.
【００１２】このように構成された、この発明に従った
スパッタ装置では、制御手段は、スパッタ中には、第１
領域と第２領域との露出割合が一定となるようにターゲ
ットを制御する。すなわち、スパッタ中は第１領域と第
２領域の露出割合を一定としてターゲットを停止させる
ため、従来のように、回転機構からパーティクルが発生
することがない。その結果、高品質の膜を製造すること
ができるスパッタ装置を提供することができる。In the sputtering apparatus according to the present invention having the above-mentioned structure, the control means controls the first
The target is controlled so that the exposure ratio between the area and the second area is constant. That is, since the target is stopped while the exposure ratio of the first region and the second region is kept constant during sputtering, particles are not generated from the rotating mechanism as in the conventional case. As a result, it is possible to provide a sputtering apparatus capable of producing a high quality film.
【００１３】また、第１の領域と第２領域との露出割合
をさまざまに設定させることで、さまざまな組成の膜を
製造することができる。By setting the exposure ratios of the first region and the second region to various values, films having various compositions can be manufactured.
【００１４】また好ましくは、スパッタ装置は、チャン
バ内でプラズマを発生させるプラズマ発生手段をさらに
備える。Further preferably, the sputtering apparatus further comprises plasma generating means for generating plasma in the chamber.
【００１５】また好ましくは、スパッタ装置は、ターゲ
ットに磁界を印加する磁界印加手段をさらに備える。こ
の場合、磁界が印加されたターゲットでは、多くのプラ
ズマが引き寄せられてスパッタされるため、効率よくス
パッタを行なうことができる。Preferably, the sputtering apparatus further comprises magnetic field applying means for applying a magnetic field to the target. In this case, since a large amount of plasma is attracted to the target to which the magnetic field is applied to be sputtered, the sputtering can be efficiently performed.
【００１６】また好ましくは、スパッタ装置は、ターゲ
ットの一部分を覆う被覆部材をさらに備える。被覆部材
で覆われていないターゲットの部分がチャンバの内部空
間に露出する。Further preferably, the sputtering apparatus further comprises a coating member which covers a part of the target. The part of the target that is not covered by the covering member is exposed to the internal space of the chamber.
【００１７】また好ましくは、ターゲットはチャンバ内
で回転可能に設けられる。ターゲットの回転角度により
被覆部材で覆われていないターゲットの部分での第１領
域と第２領域との露出割合を調整することが可能であ
る。この場合、ターゲットの回転角度を適切に制御する
ことで、第１領域と第２領域との露出割合を調整するこ
とができるため、さまざまな組成比の膜を製造すること
ができる。Further preferably, the target is rotatably provided in the chamber. It is possible to adjust the exposure ratio of the first region and the second region in the portion of the target that is not covered with the covering member by adjusting the rotation angle of the target. In this case, since the exposure ratio of the first region and the second region can be adjusted by appropriately controlling the rotation angle of the target, films having various composition ratios can be manufactured.
【００１８】また好ましくは、スパッタ装置は、被処理
体を載置する主表面を含み、チャンバ内に設けられた支
持部材をさらに備える。Preferably, the sputtering apparatus further includes a supporting member provided in the chamber, which includes a main surface on which the object to be processed is placed.
【００１９】また好ましくは、スパッタ装置は、主表面
に沿った方向にターゲットを移動させる移動手段をさら
に備える。この場合、ターゲットを移動させることがで
きるので、膜の厚みにばらつきがない膜を製造すること
ができる。Further preferably, the sputtering apparatus further comprises moving means for moving the target in a direction along the main surface. In this case, since the target can be moved, it is possible to manufacture a film having a uniform film thickness.
【００２０】また好ましくは、チャンバ内には所定の面
上に複数個のターゲットが設けられている。支持部材の
端部では主表面と所定の面との距離が相対的に小さく、
支持部材の中央部では主表面と所定の面との距離が相対
的に大きい。この場合、支持部材の端部および中央部の
いずれにおいても、膜厚および組成が一定の膜を得るこ
とができる。Further, preferably, a plurality of targets are provided on a predetermined surface in the chamber. At the end of the support member, the distance between the main surface and the predetermined surface is relatively small,
In the central portion of the support member, the distance between the main surface and the predetermined surface is relatively large. In this case, a film having a constant film thickness and composition can be obtained at both the end and the center of the support member.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２２】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１に従ったスパッタ装置の模式的な断面図であ
る。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った
スパッタ装置１００ａは、内部空間４ｉを有するチャン
バ４と、第１の組成の第１領域９１と第１の組成と異な
る第２の組成の第２領域９２とを含み、第１領域９１と
第２領域９２とをチャンバ４内の内部空間４ｉに露出さ
せる割合を変化させることができるようにチャンバ４内
に設けられたターゲット９ａ〜９ｈと、チャンバ４内で
の第１領域９１と第２領域９２との露出割合を変化させ
ることが可能であり、スパッタ中は第１領域９１と第２
領域９２との露出割合が一定となるようにターゲット９
ａ〜９ｈを制御する制御手段６０とを備える。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, a sputtering device 100a according to the first embodiment of the present invention includes a chamber 4 having an internal space 4i, a first region 91 of a first composition, and a second region 91 different from the first composition. A target 9a provided in the chamber 4 such that the ratio of exposing the first region 91 and the second region 92 to the internal space 4i in the chamber 4 can be changed. 9h, the exposure ratio of the first region 91 and the second region 92 in the chamber 4 can be changed, and during the sputtering, the first region 91 and the second region 92 can be changed.
The target 9 so that the exposure ratio with the area 92 is constant
The control means 60 which controls a-9h is provided.
【００２３】スパッタ装置１００ａは、チャンバ４内で
プラズマを発生させるプラズマ発生手段としての出力電
源５をを有する。スパッタ装置１００ａは、ターゲット
９ａ〜９ｈに磁界を印加するための磁界印加手段として
のマグネット１をさらに備える。スパッタ装置１００ａ
は、ターゲット９ａ〜９ｈの一部分を覆う被覆部材８を
さらに備える。被覆部材８で覆われていないターゲット
９ａ〜９ｈの部分がチャンバ４の内部空間４ｉに露出す
る。The sputtering apparatus 100a has an output power source 5 as a plasma generating means for generating plasma in the chamber 4. The sputtering apparatus 100a further includes a magnet 1 as a magnetic field applying unit for applying a magnetic field to the targets 9a to 9h. Sputtering device 100a
Further includes a covering member 8 that covers a part of the targets 9a to 9h. The portions of the targets 9a to 9h that are not covered with the covering member 8 are exposed to the internal space 4i of the chamber 4.
【００２４】ターゲット９ａ〜９ｈはチャンバ４内で回
転可能に設けられる。ターゲット９ａ〜９ｈの回転角度
により被覆部材８で覆われていないターゲット９ａ〜９
ｈの部分での第１領域９１と第２領域９２との露出割合
を調節することが可能である。The targets 9a-9h are rotatably provided in the chamber 4. Targets 9a to 9 not covered with the covering member 8 depending on the rotation angles of the targets 9a to 9h.
It is possible to adjust the exposure ratio of the first region 91 and the second region 92 at the portion h.
【００２５】スパッタ装置１００ａは、被処理体として
の基板６を載置する主表面７ｆを含み、チャンバ４内に
設けられた支持部材としてのステージ７をさらに備え
る。The sputtering apparatus 100a includes a main surface 7f on which a substrate 6 as an object to be processed is placed, and a stage 7 as a supporting member provided in the chamber 4 is further provided.
【００２６】チャンバ４内の容積（体積）は約０．１ｍ
3である。チャンバ４は、内部空間４ｉを取囲むように
形成される。The volume of the chamber 4 is about 0.1 m.
Is 3 . The chamber 4 is formed so as to surround the internal space 4i.
【００２７】チャンバ４内には、ガラス等の絶縁物から
なる、たとえば厚さが０．７ｍｍ、面積が４６５×３６
０ｍｍ2の基板６を載置するために、面積が６００×５
００ｍｍ2、厚みが２００ｍｍのステージ７が設けられ
る。The chamber 4 is made of an insulating material such as glass and has a thickness of 0.7 mm and an area of 465 × 36.
An area of 600 × 5 for mounting the substrate 6 of 0 mm 2.
A stage 7 having a thickness of 00 mm 2 and a thickness of 200 mm is provided.
【００２８】ステージ７の主表面７ｆと向かい合うよう
には、複数の回転可能なターゲット９ａ〜９ｈが設けら
れている。ターゲット９ａ〜９ｈの各々は、直径が２０
ｍｍで長さが５００ｍｍの円柱形状である。ターゲット
９ａ〜９ｈは、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなる絶縁体と
しての被覆部材８上に、各々が２ｍｍの間隔を隔てて、
互いに平行に並ぶように設けられている。また、ターゲ
ット９ａ〜９ｈと、主表面７ｆとの距離は５０ｍｍであ
る。A plurality of rotatable targets 9a to 9h are provided so as to face the main surface 7f of the stage 7. Each of the targets 9a-9h has a diameter of 20.
It has a cylindrical shape with a length of 500 mm and a length of 500 mm. The targets 9a to 9h are arranged on the coating member 8 made of alumina (Al 2 O 3 ) as an insulator with a distance of 2 mm between them.
It is provided so as to be parallel to each other. The distance between the targets 9a-9h and the main surface 7f is 50 mm.
【００２９】被覆部材８の面であって、ターゲット９ａ
〜９ｈが設けられる面と反対側の面には、永久磁石から
なるマグネット１が設けられている。マグネット１は矢
印１ａで示す方向に移動可能であり、移動の速さは約１
０ｍｍ／秒である。The surface of the covering member 8 and the target 9a
The magnet 1 made of a permanent magnet is provided on the surface opposite to the surface on which ~ 9h is provided. The magnet 1 can move in the direction indicated by the arrow 1a, and the moving speed is about 1
It is 0 mm / sec.
【００３０】被覆部材８は、絶縁体６２および６３を介
してチャンバ４に取付けられている。チャンバ４の内部
空間４ｉは真空ポンプ６１により接続されており、真空
ポンプ６１によって、チャンバ４の内部空間４ｉの圧力
を変動させることが可能である。チャンバ４の外部には
出力電源５が設けられている。出力電源５はターゲット
９ａ〜９ｈと、接地電極３とに電気的に接続され、ター
ゲット９ａ〜９ｈと接地電極３との間に電位差を与え
る。The covering member 8 is attached to the chamber 4 via insulators 62 and 63. The internal space 4i of the chamber 4 is connected by a vacuum pump 61, and the vacuum pump 61 can change the pressure of the internal space 4i of the chamber 4. An output power supply 5 is provided outside the chamber 4. The output power source 5 is electrically connected to the targets 9a to 9h and the ground electrode 3, and gives a potential difference between the targets 9a to 9h and the ground electrode 3.
【００３１】接地電極３とターゲット９ａ〜９ｈとの間
に電位差を加えるとプラズマが発生して、このプラズマ
がターゲットをスパッタする。マグネット１の近傍では
プラズマ集中領域９５ｐが形成される。これにより、タ
ーゲット９ａ〜９ｈの表面がプラズマにさらされ、第１
領域９１および第２領域９２を構成する材料がスパッタ
される。この材料が基板６上に堆積されることで成膜す
ることができる。When a potential difference is applied between the ground electrode 3 and the targets 9a to 9h, plasma is generated, and this plasma sputters the target. A plasma concentration region 95p is formed near the magnet 1. As a result, the surfaces of the targets 9a to 9h are exposed to the plasma, and the first
The material forming the region 91 and the second region 92 is sputtered. A film can be formed by depositing this material on the substrate 6.
【００３２】各々のターゲット９ａ〜９ｈには、ロータ
２０が設けられる。ロータ２０が回転することで、各々
のターゲット９ａ〜９ｈも回転する。成膜中（スパッタ
中）は、制御手段６０は、ターゲット９ａ〜９ｈを回転
させない。A rotor 20 is provided on each of the targets 9a-9h. As the rotor 20 rotates, each target 9a-9h also rotates. During film formation (during sputtering), the control unit 60 does not rotate the targets 9a to 9h.
【００３３】図２〜図５は、成膜方法を説明するために
示すターゲットの模式図である。図２を参照して、回転
式のターゲット９ａ〜９ｃは、半円状の薄膜形成材料で
あって組成が第１の組成としての組成Ｎの第１領域９１
と、半円状の薄膜形成材料であって、第２の組成として
の組成Ｍの第２領域９２と有する。第１領域９１および
第２領域９２は、直径が３ｍｍ、長さが５５０ｍｍのロ
ータ２０に貼り合せられる。さらに、そのターゲット９
ａ〜９ｃの一部分が内部空間４ｉに存在するプラズマに
さらされる。図２では、第２領域９２のみがプラズマ表
面にさらされている。なお、図１に示す他のターゲット
９ｄ〜９ｈも、図２で示すターゲット９ａ〜９ｃと同様
に構成されている。2 to 5 are schematic views of a target shown for explaining the film forming method. With reference to FIG. 2, the rotary targets 9a to 9c are semicircular thin-film forming materials and have a first region 91 of a composition N as a first composition.
And a second region 92 having a composition M as a second composition, which is a semicircular thin film forming material. The first region 91 and the second region 92 are attached to the rotor 20 having a diameter of 3 mm and a length of 550 mm. Furthermore, its target 9
A part of a to 9c is exposed to the plasma existing in the internal space 4i. In FIG. 2, only the second region 92 is exposed to the plasma surface. The other targets 9d to 9h shown in FIG. 1 are also configured similarly to the targets 9a to 9c shown in FIG.
【００３４】接地電極３とターゲット９ａ〜９ｃとの間
に３００Ｖの電圧を印加する。このとき、ターゲット９
ａ〜９ｃの電圧が低くなるようにする。これによりプラ
ズマが発生する。アルゴンイオン１２により、ターゲッ
ト９ａ〜９ｃの表面がスパッタされる。図２では、第２
の組成Ｍの粒子１３がスパッタされる。これにより、粒
子１３は基板６上に堆積することにより島状となり、そ
れぞれの島状の領域が繋がることで薄膜１５を形成する
ことができる。A voltage of 300 V is applied between the ground electrode 3 and the targets 9a-9c. At this time, target 9
The voltage of a to 9c is set to be low. As a result, plasma is generated. The argon ions 12 sputter the surfaces of the targets 9a to 9c. In FIG. 2, the second
Particles 13 of composition M are sputtered. As a result, the particles 13 become island-shaped by being deposited on the substrate 6, and the thin film 15 can be formed by connecting the respective island-shaped regions.
【００３５】図３を参照して、スパッタがされていない
ときに制御手段６０を用いてターゲット９ａ〜９ｃを回
転させることにより第１領域９１を内部空間４ｉに露出
させれば、スパッタ中には第１の組成Ｎの粒子１６が基
板６上に堆積される。これにより組成がＮの薄膜１８を
形成することができる。With reference to FIG. 3, if the first region 91 is exposed to the internal space 4i by rotating the targets 9a to 9c by using the control means 60 when the sputtering is not performed, the sputtering is performed during the sputtering. Particles 16 of the first composition N are deposited on the substrate 6. Thereby, the thin film 18 having a composition of N can be formed.
【００３６】図４を参照して、スパッタがされていない
ときに制御手段６０を用いてターゲット９ａ〜９ｃを回
転させて第１領域９１と第２領域９２の両方が内部空間
４ｉに露出するようにする。これにより、スパッタ中で
は第１領域９１および第２領域９２の両方がプラズマに
さらされるため、プラズマにさらされている面積比に応
じた所望の薄膜１９を形成することができる。図４で
は、アルゴンイオン１２のスパッタにより、組成Ｍの粒
子１３と組成Ｎの粒子１６とがスパッタされて基板６上
に堆積される。これにより、基板６上では、組成がＭx
Ｎyで示される化合物からなる薄膜１９が形成される。Referring to FIG. 4, the targets 9a to 9c are rotated by using the control means 60 so that both the first region 91 and the second region 92 are exposed to the internal space 4i when the sputtering is not performed. To As a result, both the first region 91 and the second region 92 are exposed to the plasma during sputtering, so that the desired thin film 19 can be formed according to the area ratio exposed to the plasma. In FIG. 4, particles 13 of composition M and particles 16 of composition N are sputtered by the sputtering of argon ions 12 and deposited on the substrate 6. As a result, on the substrate 6, the composition is M x
A thin film 19 made of a compound represented by N y is formed.
【００３７】ここで、アルミニウムは低抵抗材料として
知られているが、半導体プロセスに適用するには、高温
プロセス時に発生するヒロックと呼ばれる膜の突起を防
ぐ必要がある。これは、ある一定量の不純物（ニオブな
ど）をアルミニウムに添加することで防ぐことができる
が、不純物の添加量が多過ぎる場合には抵抗が高くなっ
てしまう。そのため、添加量を精密に制御する必要があ
る。Here, aluminum is known as a low resistance material, but in order to apply it to a semiconductor process, it is necessary to prevent film projections called hillocks that occur during a high temperature process. This can be prevented by adding a certain amount of impurities (such as niobium) to aluminum, but if the amount of addition of impurities is too large, the resistance becomes high. Therefore, it is necessary to precisely control the addition amount.
【００３８】本発明は、このような場合に非常に有効で
ある。たとえば、２つの薄膜形成材料のうち、第１領域
９１を純粋なアルミニウムで形成し、第２領域９２を、
ニオブを２０質量％含んだアルミニウムの合金で形成す
る。ターゲット９ａ〜９ｈを回転させ、プラズマにさら
される部分の面積比を変えることにより、ニオブの含有
量を０〜２０質量％まで自由に変化させることが可能で
ある。The present invention is very effective in such a case. For example, of the two thin film forming materials, the first region 91 is made of pure aluminum and the second region 92 is
It is formed of an aluminum alloy containing 20% by mass of niobium. By rotating the targets 9a to 9h and changing the area ratio of the portion exposed to plasma, the niobium content can be freely changed to 0 to 20 mass%.
【００３９】理想的には、プラズマにさらされる部分の
面積比と組成比は等しくなるので、５質量％のニオブを
含んだアルミニウム膜を形成するには、純粋なアルミニ
ウムと上述のアルミニウム合金との露出面積比が３：１
となるようにすればよい。しかしながら実際の装置で
は、さまざまな要因により、ターゲット９ａ〜９ｈの表
面の面積比と膜の組成比が等しくならない場合もある。
その場合には、予め相関関係を調べておけばよい。Ideally, the area ratio and the composition ratio of the portion exposed to plasma are the same, so to form an aluminum film containing 5% by mass of niobium, pure aluminum and the above-mentioned aluminum alloy are used. 3: 1 exposed area ratio
It should be so. However, in an actual device, the surface area ratio of the targets 9a to 9h may not be equal to the film composition ratio due to various factors.
In that case, the correlation may be investigated in advance.
【００４０】なお、従来技術の中には、ターゲットの利
用効率を向上させる目的で円筒状ターゲットを高速で回
転させながら成膜する技術がある。しかしながら、本発
明ではプラズマ放電開始時にターゲットを所望の位置ま
で回転させればよく、成膜中にターゲット９ａ〜９ｈを
回転させる必要はない。Among the conventional techniques, there is a technique for forming a film while rotating a cylindrical target at a high speed for the purpose of improving the utilization efficiency of the target. However, in the present invention, the target may be rotated to a desired position at the start of plasma discharge, and it is not necessary to rotate the targets 9a to 9h during film formation.
【００４１】さらに、本発明は複数の異なる組成の膜を
積層した積層膜を形成する場合にも有効である。たとえ
ば、アルミニウムとチタンの積層膜を形成する場合、従
来のスパッタ装置では、２組の成膜チャンバとターゲッ
トとを必要としていた。本発明では、回転式ターゲット
を、成膜材料であるアルミニウムとチタンで構成するこ
とにより、１組の成膜チャンバとターゲット９ａ〜９ｈ
を用いてアルミニウムとチタンの積層膜の成膜が可能と
なる。Furthermore, the present invention is also effective when forming a laminated film in which a plurality of films having different compositions are laminated. For example, in the case of forming a laminated film of aluminum and titanium, the conventional sputtering apparatus requires two sets of film forming chambers and targets. In the present invention, the rotary target is made of aluminum and titanium which are film forming materials, so that one set of the film forming chamber and the targets 9a to 9h are formed.
It is possible to form a laminated film of aluminum and titanium by using.
【００４２】たとえば、ターゲット９ａ〜９ｈにおい
て、第１領域９１をアルミニウムで構成し、第２領域９
２をチタンで構成する。まず第１領域９１のアルミニウ
ムだけがプラズマに晒されるようにターゲット９ａ〜９
ｈの回転位置を調整し、成膜プロセスを行なう。次に、
ターゲット９ａ〜９ｈの回転角度を調整して、第２領域
９２のチタンのみがプラズマに晒される雰囲気とする。
これにより再度成膜プロセスを行なうことにより、アル
ミニウムとチタンの積層膜を形成することができる。For example, in the targets 9a-9h, the first region 91 is made of aluminum and the second region 9 is made of aluminum.
2 is composed of titanium. First, the targets 9a to 9 are formed so that only the aluminum in the first region 91 is exposed to the plasma.
The film forming process is performed by adjusting the rotational position of h. next,
The rotation angle of the targets 9a to 9h is adjusted so that only the titanium in the second region 92 is exposed to the plasma.
Thus, by performing the film forming process again, a laminated film of aluminum and titanium can be formed.
【００４３】ここで、アルミニウムを成膜した後、チタ
ンを成膜する前に、ターゲット９ａ〜９ｈのプラズマに
晒される領域のアルミニウムとチタンの面積比を調整
し、アルミニウムとチタンの混合膜を形成する。その上
にチタンの膜を成膜することで、アルミニウムとチタン
の密着力が飛躍的に向上する。Here, after forming the aluminum film and before forming the titanium film, the area ratio of aluminum and titanium in the regions of the targets 9a to 9h exposed to the plasma is adjusted to form a mixed film of aluminum and titanium. To do. By forming a titanium film on it, the adhesion between aluminum and titanium is dramatically improved.
【００４４】このように、この実施の形態においては、
アルミニウムとチタンの積層膜の間に、両金属の合金を
ターゲットの交換を行なうことなくアルミニウムとチタ
ンの混合膜を形成することができる。このため、相互密
着性の高い積層膜を容易に成膜することが可能となる。Thus, in this embodiment,
A mixed film of aluminum and titanium can be formed between the laminated films of aluminum and titanium without changing the target of the alloy of both metals. Therefore, it becomes possible to easily form a laminated film having high mutual adhesion.
【００４５】また、この実施の形態においては、アルミ
ニウムとチタンの積層膜を形成する例を示したが、これ
以外の積層膜、たとえば、タンタル、ニッケル、クロ
ム、タングステン、ＩＴＯ（酸化インジウム、酸化ス
ズ）などからなる積層膜であってもよい。また、これら
に限定されるものではない。Further, in this embodiment, an example of forming a laminated film of aluminum and titanium is shown, but other laminated films such as tantalum, nickel, chromium, tungsten, ITO (indium oxide, tin oxide). ) Or the like. Moreover, it is not limited to these.
【００４６】さらに、この実施の形態では、ターゲット
９ａ〜９ｈは円柱状の形状のものを用いたが、ターゲッ
ト９ａ〜９ｈの構造はこれに限定されるものではなく、
プラズマに晒される部分の面積比を変えることができる
構造であればよい。たとえば、ターゲットを球状とし、
この球の表面に第１領域および第２領域を設けてもよ
い。さらに、ターゲットを円盤状とし、それを覆う絶縁
体を設け、絶縁体に設けた開口部のみがプラズマに晒さ
れる構造とすることによって、所望の組成を有する薄膜
を形成することができる。Further, in this embodiment, the targets 9a to 9h have a cylindrical shape, but the structure of the targets 9a to 9h is not limited to this.
Any structure can be used as long as the area ratio of the portion exposed to plasma can be changed. For example, if the target is spherical,
A first region and a second region may be provided on the surface of this sphere. Further, a thin film having a desired composition can be formed by forming the target into a disk shape, providing an insulator covering the target, and having a structure in which only the opening provided in the insulator is exposed to plasma.
【００４７】これにより従来よりも高機能、高品質およ
び低価格のデバイスを実現することが可能となる。この
技術は液晶表示装置以外の半導体製造プロセス（ＩＣ
（Integrated circuit）または太陽電池など）や、超電
導材料などの複合材料の成膜プロセスへ適用することも
可能である。As a result, it is possible to realize a device with higher functionality, higher quality and lower cost than ever before. This technology is applied to semiconductor manufacturing processes (IC
(Integrated circuit) or a solar cell), or a composite material such as a superconducting material.
【００４８】以上のように、この発明に従えば、第１領
域９１および第２領域９２を有するターゲット９ａ〜９
ｈを回転させ、プラズマ中に晒される部分の面積比を制
御することにより、形成する膜の組成を自由に制御する
ことが可能となる。As described above, according to the present invention, the targets 9a-9 having the first region 91 and the second region 92 are provided.
By rotating h and controlling the area ratio of the portion exposed to plasma, the composition of the film to be formed can be freely controlled.
【００４９】また、本発明の装置では、従来のように、
ターゲットを成膜中に回転させる必要がないため、回転
系に起因したパーティクルなどが発生しない。Further, in the device of the present invention, as in the conventional case,
Since it is not necessary to rotate the target during film formation, particles due to the rotating system do not occur.
【００５０】さらに、ターゲット９ａ〜９ｃを負電位に
保つことができるため成膜速度が速い。従来技術では、
パルスＤＣ（Direct Current）またはＲＦ（Radio Freq
uency）スパッタリングしかできていない。そのため、
成膜時間の何割かは成膜に寄与しない時間であり、成膜
速度が遅い。また、高速で回転するターゲットの位相と
電源の位相を高精度に制御する必要がないため、装置が
安価であり、プロセスも安定している。Furthermore, since the targets 9a to 9c can be kept at a negative potential, the film forming speed is high. In the prior art,
Pulse DC (Direct Current) or RF (Radio Freq
uency) Only sputtering is possible. for that reason,
Some of the film formation time is a time that does not contribute to film formation, and the film formation rate is slow. Further, since it is not necessary to control the phase of the target rotating at high speed and the phase of the power source with high accuracy, the device is inexpensive and the process is stable.
【００５１】図５を参照して、３つの組成を有する薄膜
２４を形成することも可能である。ターゲット９ａおよ
び９ｃは、図４と同様に、第１領域９１と第２領域９２
を有するのに対し、ターゲット９ｂは、第２領域９２
と、第１領域９１の第１の成分および第２領域９２の第
２の成分と異なる第３成分を有する第３領域９３を有す
る。第３領域の組成はＬである。このようなターゲット
９ａ〜９ｃを用いれば、薄膜形成材料として組成Ｌ、Ｍ
およびＮからなる複合材料ＬxＭyＮzを基板６の上に成
膜することが可能である。With reference to FIG. 5, it is possible to form the thin film 24 having three compositions. The targets 9a and 9c are the same as in FIG.
While the target 9b has a second region 92
And a third region 93 having a third component different from the first component of the first region 91 and the second component of the second region 92. The composition of the third region is L. If such targets 9a to 9c are used, the composition L, M as a thin film forming material is used.
And a composite material L x M y N z of N can be deposited on the substrate 6.
【００５２】具体的には、アルゴンイオン１２は、成膜
プロセスにおいて、第３領域９３に衝突する。これによ
り、第３領域からは組成がＬの粒子２２が飛び出す。ま
た、第１および第２領域９１および９２からも、組成Ｎ
およびＭの粒子が飛び出す。これによって、組成Ｍおよ
びＮとともに、組成Ｌを有する薄膜２４を形成すること
が可能となる。この実施の形態では、ｘ＝０〜０．５、
ｙ＝０〜１．０、ｚ＝０〜０．５の範囲で組成比を制御
することが可能となる。Specifically, the argon ions 12 collide with the third region 93 in the film forming process. As a result, the particles 22 having the composition L jump out from the third region. Further, from the first and second regions 91 and 92, the composition N
And M particles fly out. This makes it possible to form the thin film 24 having the composition L together with the compositions M and N. In this embodiment, x = 0 to 0.5,
It is possible to control the composition ratio in the range of y = 0 to 1.0 and z = 0 to 0.5.
【００５３】たとえば、アルミニウムとチタンとニオブ
を含む合金であって、それぞれの組成比が０．７：０．
２：０．１のものを製造する場合には、ターゲット９ａ
および９ｃでは、第１領域９１をアルミニウム（Ａｌ：
１００％）で構成し、第２領域９２をチタン（Ｔｉ：１
００％）で構成する。ターゲット９ｂにおいて、第２領
域９２をアルミニウムで構成し、第３領域９３をニオブ
（Ｎｂ：１００％）で構成する。成膜の際には、ターゲ
ット９ａおよび９ｃにおいて、第１領域９１を構成する
チタンと第２領域９２を構成するアルミニウムとの露出
面積比を７：４とする。ターゲット９ｂにおいて、第２
領域９２を構成するアルミニウムと第３領域９３を構成
するニオブとのプラズマへの露出面積比を７：２とす
る。これにより成膜すればアルミニウムとチタンとニオ
ブとの組成比が０．７：０．２：０．１の薄膜２４を形
成することができる。For example, it is an alloy containing aluminum, titanium and niobium, and their composition ratios are 0.7: 0.
In the case of manufacturing 2: 0.1, the target 9a
And 9c, the first region 91 is made of aluminum (Al:
The second region 92 is made of titanium (Ti: 1: 1).
00%). In the target 9b, the second region 92 is made of aluminum and the third region 93 is made of niobium (Nb: 100%). At the time of film formation, in the targets 9a and 9c, the exposed area ratio of titanium forming the first region 91 and aluminum forming the second region 92 is set to 7: 4. At the target 9b, the second
The exposed area ratio to plasma of aluminum forming the region 92 and niobium forming the third region 93 is set to 7: 2. With this film formation, a thin film 24 having a composition ratio of aluminum, titanium, and niobium of 0.7: 0.2: 0.1 can be formed.
【００５４】この実施の形態では、１つのターゲットに
２種類ずつの薄膜形成材料を用い、それを２組使用する
ことで３つの材料の複合膜を形成することを可能とした
が、３つのターゲット材料を用いて１つのターゲットを
構成してもよい。その場合には、ターゲット群をいくつ
かに分け、それぞれ別々に面積比を設定すれば、膜組成
の制御性を向上させることができる。In this embodiment, two kinds of thin film forming materials are used for one target, and it is possible to form a composite film of three materials by using two sets of the materials. The material may be used to construct a single target. In that case, the controllability of the film composition can be improved by dividing the target group into several groups and setting the area ratios separately.
【００５５】（実施の形態２）図６は、この発明の実施
の形態２に従ったスパッタ装置の模式的な断面図であ
る。図６を参照して、この発明の実施の形態２に従った
スパッタ装置１００ｂは、主表面７ｆに沿った方向にタ
ーゲット９ａおよび９ｂを移動させる移動手段７２をさ
らに備える。すなわち、移動手段７２は、異なる薄膜形
成材料を備えた回転式のターゲット９ａおよび９ｂとマ
グネット１を移動させる。基板６に対するこれらの移動
速度は１０〜５０ｍｍ／秒である。その他の構造は実施
の形態１と同様である。なお、接地電極１０も移動す
る。(Second Embodiment) FIG. 6 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, sputtering apparatus 100b according to the second embodiment of the present invention further includes moving means 72 for moving targets 9a and 9b in the direction along main surface 7f. That is, the moving means 72 moves the rotary targets 9a and 9b provided with different thin film forming materials and the magnet 1. These moving speeds with respect to the substrate 6 are 10 to 50 mm / sec. The other structure is similar to that of the first embodiment. The ground electrode 10 also moves.
【００５６】このような実施の形態２で示すスパッタ装
置１００ｂでは、実施の形態１に従ったスパッタ装置１
００ａと同様の効果がある。The sputtering apparatus 100b shown in the second embodiment has the sputtering apparatus 1 according to the first embodiment.
It has the same effect as 00a.
【００５７】また、回転式のターゲット９ａおよび９ｂ
とマグネット１を基板６に対して走査（移動）させるこ
とによって、装置の状態およびプロセス条件等によら
ず、成膜プロセスを均一にすることができる。これは、
カソード電極を兼ねたターゲット９ａおよび９ｂを、ア
ノード電極を兼ねたステージ７に対して移動させること
によって、アルゴンイオン（Ａｒ＋）がターゲット９ａ
および９ｂに入射する角度を徐々に変化させて基板６上
に薄膜を形成できるからである。Further, the rotary targets 9a and 9b
By scanning (moving) the magnet 1 with respect to the substrate 6, the film forming process can be made uniform irrespective of the state of the apparatus and the process conditions. this is,
By moving the targets 9a and 9b that also serve as cathode electrodes with respect to the stage 7 that also serves as an anode electrode, argon ions (Ar +) are generated in the target 9a.
This is because a thin film can be formed on the substrate 6 by gradually changing the angle of incidence on the substrate 9 and 9b.
【００５８】これにより、スパッタされる金属粒子の飛
散する方向がばらついたとしても、それらが基板６に付
着する際にそれらが均されるため、膜質（合金膜の組成
比）やデポレート（薄膜形成レート）が均一化する。こ
こでは、プラズマを高密度化するため、マグネット１を
用いてターゲットとともに移動させたが、十分大きなマ
グネットを使用できる場合には、ターゲット９ａおよび
９ｂのみを移動させてもよい。また、マグネット１は使
用しなくてもよい。As a result, even if the scattering directions of the sputtered metal particles are varied, they are leveled when they are attached to the substrate 6, so that the film quality (composition ratio of the alloy film) and the deposition rate (thin film formation). Rate) becomes uniform. Here, the magnet 1 is used to move the target together with the target in order to increase the density of the plasma. However, if a sufficiently large magnet can be used, only the targets 9a and 9b may be moved. Further, the magnet 1 may not be used.
【００５９】（実施の形態３）図７は、この発明の実施
の形態３に従ったスパッタ装置の模式的な断面図であ
る。図７を参照して、この発明の実施の形態３に従った
スパッタ装置１００ｃでは、チャンバ４内において、所
定の面としての被覆部材８の主表面８ｆ上に複数個のタ
ーゲット９ａ〜９ｈが設けられている。ステージ７の端
部７ｅでは、主表面７ｆと主表面８ｆとの距離が相対的
に小さく、ステージ７の中央部７ｃでは、主表面７ｆと
主表面８ｆとの距離が相対的に大きい。(Third Embodiment) FIG. 7 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, in sputtering device 100c according to the third embodiment of the present invention, a plurality of targets 9a-9h are provided on main surface 8f of covering member 8 as a predetermined surface in chamber 4. Has been. At the end 7e of the stage 7, the distance between the main surface 7f and the main surface 8f is relatively small, and at the central portion 7c of the stage 7, the distance between the main surface 7f and the main surface 8f is relatively large.
【００６０】２種類の薄膜形成材料からなる円柱状の回
転式のターゲット９ａ〜９ｈは、基板６と対向配置され
た被覆部材８の曲面状の主表面８ｆに沿って複数配置さ
れる。装置の構成またはプロセスによっては、曲面状の
主表面８ｆにターゲット９ａ〜９ｈを配置した方が、膜
厚、組成の面内均一性を向上させることが可能となる。A plurality of columnar rotary targets 9a to 9h made of two kinds of thin film forming materials are arranged along the curved main surface 8f of the covering member 8 opposed to the substrate 6. Depending on the configuration or process of the apparatus, it is possible to improve the in-plane uniformity of the film thickness and composition by disposing the targets 9a to 9h on the curved main surface 8f.
【００６１】これは、円柱状の回転式のターゲット９ａ
〜９ｈを基板６の薄膜形成面と平行な被覆部材８上に配
置した場合、アルゴンイオン（Ａｒ＋）は基板６に対し
てほぼ垂直に伝搬するため、円柱状のターゲット９ａ〜
９ｈの縁にアルゴンイオンが衝突したとき、アルゴンイ
オンによって弾き飛ばされた金属粒子が基板６の方向に
飛散しにくいためである。このため、局所的にデポレー
トが異なり膜厚や合金膜の組成と面内均一性が得られな
いためである。This is a cylindrical rotary target 9a.
9h is arranged on the covering member 8 parallel to the thin film forming surface of the substrate 6, argon ions (Ar +) propagate almost perpendicularly to the substrate 6, so that the columnar target 9a.
This is because when the argon ions collide with the edge of 9h, the metal particles repelled by the argon ions are less likely to be scattered toward the substrate 6. For this reason, the deposition rate is locally different, and the film thickness, the composition of the alloy film, and the in-plane uniformity cannot be obtained.
【００６２】このため、複数のターゲット９ａ〜９ｈの
いずれからも同程度の立体角（アルゴンイオンが円柱状
のターゲット９ａ〜９ｈに衝突する角度）になるよう
に、曲面状の主表面８ｆに沿ってターゲット９ａ〜９ｈ
を複数配列する。これにより、各ターゲット９ａ〜９ｈ
から基板６へ向けて粒子９８が飛び出す。これが堆積し
て薄膜３２を形成することができる。Therefore, the curved main surface 8f is formed along the main surface 8f so that the solid angles (the angles at which the argon ions collide with the cylindrical targets 9a to 9h) are substantially the same from any of the plurality of targets 9a to 9h. Target 9a-9h
Array multiple. Thereby, each target 9a-9h
The particles 98 fly out from the substrate 6 toward the substrate 6. This can be deposited to form thin film 32.
【００６３】また、この主表面８ｆは、ステージ７の主
表面７ｆに対して角度をもったいくつかの平面の集合で
あってもよい。この場合、各平面に円柱状の回転式のタ
ーゲット９ａ〜９ｈを備えることで、同様の効果が得ら
れる。The main surface 8f may be a set of several planes having an angle with the main surface 7f of the stage 7. In this case, the same effect can be obtained by providing the cylindrical rotary targets 9a to 9h on each plane.
【００６４】すなわち、この発明の実施の形態３に従っ
たスパッタ装置１００ｃでは、まず、実施の形態１に従
ったスパッタ装置１００ａと同様の効果がある。さら
に、得られる膜の均一性が向上するという効果がある。That is, the sputtering apparatus 100c according to the third embodiment of the present invention has the same effect as the sputtering apparatus 100a according to the first embodiment. Further, there is an effect that the uniformity of the obtained film is improved.
【００６５】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
【００６６】[0066]
【発明の効果】この発明に従ったスパッタ装置では、回
転式のターゲット９ａ〜９ｈを回転させ、複数の薄膜形
成材料のプラズマに晒される部分（内部空間４ｉに晒さ
れる部分）の面積比をさまざまに設定することができ
る。これにより、複数の薄膜形成材料の各々を任意の割
合で含む薄膜を成膜することが可能となる。In the sputtering apparatus according to the present invention, the rotary targets 9a to 9h are rotated and the area ratio of the portions of the plurality of thin film forming materials exposed to plasma (the portions exposed to the internal space 4i) is varied. Can be set to. This makes it possible to form a thin film containing each of the plurality of thin film forming materials in an arbitrary ratio.
【００６７】また、本発明のスパッタ装置では、高速で
ターゲット９ａ〜９ｈを回転させる必要がないため、回
転系に起因したパーティクルが発生しない。Further, in the sputtering apparatus of the present invention, it is not necessary to rotate the targets 9a to 9h at high speed, so that particles due to the rotating system are not generated.
【００６８】また、常にターゲット９ａ〜９ｈを負電位
に保つことができるため、成膜速度が速い。これに対し
て従来技術では、パルスＤＣまたはＲＦスパッタリング
法を用い、複数種類のターゲットに対して、電圧を印加
する時間を変化させて膜組成を制御している。そのた
め、使用する電源装置によって膜組成を制御できる範囲
が制約されたり、成膜時間の一部の時間しか成膜に寄与
しないため、成膜速度が遅くなっていた。また、高速で
回転するターゲットの位相と電源の位相とを高精度で制
御する必要がないため、装置が安価であり、プロセスも
安定している。Further, since the targets 9a to 9h can always be kept at a negative potential, the film forming speed is high. On the other hand, in the related art, the pulse DC or RF sputtering method is used to control the film composition by changing the voltage application time for a plurality of types of targets. Therefore, the range in which the film composition can be controlled is restricted by the power supply device used, and the film formation rate is slowed because the film formation time contributes only part of the film formation time. Further, since it is not necessary to control the phase of the target rotating at a high speed and the phase of the power source with high accuracy, the device is inexpensive and the process is stable.
【００６９】さらに、プラズマに晒される箇所を、所望
の薄膜形成材料から構成されている部分、たとえば第１
領域９１だけとすることによって、単一の薄膜形成材料
からなる膜を形成することができる。Further, the portion exposed to the plasma is a portion composed of a desired thin film forming material, for example, the first portion.
With only the region 91, a film made of a single thin film forming material can be formed.
【００７０】さらに、本発明では、回転式のターゲット
９ａ〜９ｈを２種類の薄膜形成材料で形成することによ
り、１組の成膜チャンバとターゲットで一方の成膜形成
材料からなる下層膜と、その上に形成される他方の成膜
形成材料からなる上層膜とが積層された積層膜を成膜す
ることが可能である。Further, in the present invention, the rotary targets 9a to 9h are formed of two kinds of thin film forming materials, so that one set of film forming chambers and the target form the lower layer film made of one film forming material, It is possible to form a laminated film in which an upper layer film made of the other film formation material formed thereon is laminated.
【００７１】さらに、一方の薄膜形成材料からなる下層
膜と、その上に形成される他方の薄膜形成材料からなる
上層膜との間に、一方の薄膜形成材料と他方の薄膜形成
材料との複合材料からなる中間層を形成することができ
る。この中間層は、ターゲットの一方の薄膜形成材料と
他方の薄膜形成材料とがプラズマに晒される面積比を調
整することによって形成できる。このため、相互に密着
性の高い積層膜を容易に成膜することが可能となる。Further, a composite of one thin film forming material and the other thin film forming material is formed between the lower layer film made of one thin film forming material and the upper layer film made of the other thin film forming material formed thereon. An intermediate layer of material can be formed. This intermediate layer can be formed by adjusting the area ratio of one thin film forming material of the target and the other thin film forming material exposed to plasma. Therefore, it becomes possible to easily form a laminated film having high adhesion to each other.
【００７２】また、回転式のターゲット９ａ〜９ｈを基
板６に対して走査（移動）させることによって、装置の
状態やプロセス条件等によらず、膜の組成の面内均一性
を向上させることができる。Further, by scanning (moving) the rotary targets 9a to 9h with respect to the substrate 6, it is possible to improve the in-plane uniformity of the composition of the film, irrespective of the state of the apparatus and the process conditions. it can.
【００７３】また、円筒状の回転式のターゲット９ａ〜
９ｈを被覆部材８の曲面状の主表面８ｆに沿って配置す
ることによって、膜厚、膜の組成の面内均一性を向上さ
せることができる。Further, the cylindrical rotary targets 9a-
By arranging 9h along the curved main surface 8f of the covering member 8, the in-plane uniformity of the film thickness and the composition of the film can be improved.
【図１】 この発明の実施の形態１に従ったスパッタ装
置の模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sputtering device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 成膜方法を説明するために示すターゲットの
断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a target shown for explaining a film forming method.
【図３】 成膜方法を説明するために示すターゲットの
断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a target shown for explaining a film forming method.
【図４】 成膜方法を説明するために示すターゲットの
断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a target shown for explaining a film forming method.
【図５】 成膜方法を説明するために示すターゲットの
断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a target shown for explaining a film forming method.
【図６】 この発明の実施の形態２に従ったスパッタ装
置の模式的な断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図７】 この発明の実施の形態３に従ったスパッタ装
置の模式的な断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus according to a third embodiment of the present invention.
【図８】 従来のスパッタ装置の模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram of a conventional sputtering apparatus.
１ マグネット、３ 接地電極、４ チャンバ、４ｉ
内部空間、５ 出力電源、６ 基板、７ 支持手段、７
ｆ 主表面、８ 被覆部材、８ｆ 主表面、９ａ〜９ｈ
ターゲット、６０ 制御手段、７２ 移動手段、９１
第１領域、９２ 第２領域、１００ａ，１００ｂ，１
００ｃ スパッタ装置。1 magnet, 3 ground electrode, 4 chamber, 4i
Internal space, 5 output power supplies, 6 substrates, 7 support means, 7
f main surface, 8 covering member, 8f main surface, 9a to 9h
Target, 60 control means, 72 moving means, 91
First area, 92 Second area, 100a, 100b, 1
00c Sputtering device.
フロントページの続き (72)発明者 山田 公彦 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 BA23 CA05 DB03 DB04 DC13 DC15 DC16 DC45 DC46 Continued front page (72) Inventor Kimihiko Yamada 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside the company F-term (reference) 4K029 BA23 CA05 DB03 DB04 DC13 DC15 DC16 DC45 DC46
Claims (7)
組成の第２領域とを含み、前記第１領域と前記第２領域
とを前記チャンバの前記内部空間に露出させる割合を変
化させることができるように前記チャンバ内に設けられ
たターゲットと、 前記チャンバ内での前記第１領域と前記第２領域との露
出割合を変化させることが可能であり、スパッタ中は前
記第１領域と前記第２領域との露出割合が一定となるよ
うに前記ターゲットを制御する制御手段とを備えた、ス
パッタ装置。1. A chamber having an internal space, a first region of a first composition, and a second region of a second composition different from the first composition, the first region and the second region. A target provided in the chamber so as to change the exposure ratio of the target to the internal space of the chamber, and the exposure ratio of the first region and the second region in the chamber. The sputtering apparatus is provided with a control unit that controls the target so that the exposure ratio of the first region and the second region is constant during sputtering.
加手段をさらに備えた、請求項１に記載のスパッタ装
置。2. The sputtering apparatus according to claim 1, further comprising magnetic field applying means for applying a magnetic field to the target.
をさらに備え、前記被覆部材で覆われていない前記ター
ゲットの部分が前記チャンバの内部空間に露出する、請
求項１または２に記載のスパッタ装置。3. The sputtering apparatus according to claim 1, further comprising a coating member that covers a part of the target, and a portion of the target that is not covered with the coating member is exposed to an internal space of the chamber.
可能に設けられており、前記ターゲットの回転角度によ
り前記被覆部材で覆われていない前記ターゲットの部分
での前記第１領域と前記第２領域との露出割合を調整す
ることが可能である、請求項３に記載のスパッタ装置。4. The target is rotatably provided in the chamber, and the first region and the second region in a portion of the target which is not covered with the covering member depending on a rotation angle of the target. 4. The sputtering apparatus according to claim 3, wherein the exposure ratio of is adjustable.
チャンバ内に設けられた支持部材をさらに備えた、請求
項１から４のいずれか１項に記載のスパッタ装置。5. The sputtering apparatus according to claim 1, further comprising a support member that is provided in the chamber and that includes a main surface on which an object to be processed is placed.
トを移動させる移動手段をさらに備えた、請求項５に記
載のスパッタ装置。6. The sputtering apparatus according to claim 5, further comprising moving means for moving the target in a direction along the main surface.
の前記ターゲットが設けられており、前記支持部材の端
部では前記主表面と前記所定の面との距離が相対的に小
さく、前記支持部材の中央部では前記主表面と前記所定
の面との距離が相対的に大きい、請求項５に記載のスパ
ッタ装置。7. A plurality of targets are provided on a predetermined surface in the chamber, and a distance between the main surface and the predetermined surface is relatively small at an end portion of the support member, The sputtering apparatus according to claim 5, wherein a distance between the main surface and the predetermined surface is relatively large in a central portion of the supporting member.
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