JP2006097072A - Sputtering film deposition method - Google Patents

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JP2006097072A JP2004283477A JP2004283477A JP2006097072A JP 2006097072 A JP2006097072 A JP 2006097072A JP 2004283477 A JP2004283477 A JP 2004283477A JP 2004283477 A JP2004283477 A JP 2004283477A JP 2006097072 A JP2006097072 A JP 2006097072A
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Yosuke Koyanagi
洋介 小柳
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering film deposition method by which a film thickness distribution in a substrate face can be uniformized. <P>SOLUTION: In the sputtering film deposition method, a plurality of substrates 16 are arranged at the outer circumference of a rotary drum along the direction of the rotary axis of the rotary drum, a target 14 is arranged at the outer part of the rotary drum and also parallel to the rotary axis oppositely to the substrates, and sputtering film deposition is performed while rotating the rotary drum, the substrates 16a, 16b at both the edges among the plurality of substrates 16 are tilted to the target face, and the outward edge parts of the substrates 16a, 16b at both the edge parts 16a, 16b are made closest to the face of the target 14. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はスパッタ成膜方法に関し、特に詳しくはカルーセル型スパッタ装置を用いたスパッタ成膜方法に関する。   The present invention relates to a sputtering film forming method, and more particularly to a sputter film forming method using a carousel type sputtering apparatus.

液晶表示装置や有機EL(ElectroLuminescence)表示装置などの製造工程において、基板上に光学薄膜や金属薄膜を形成する方法としてスパッタ成膜方法が用いられている。スパッタ成膜方法に用いられるスパッタ成膜装置では、真空チャンバー内に基板と対向配置されたターゲットが設けられている。そして、真空チャンバー内にスパッタガスを流入し、陰極となるターゲットに電圧を印加して、基板とターゲットの間にプラズマを生成させる。そして、プラズマ中のイオンがターゲット表面に衝突し、はじき出されたターゲット原子が基板上に付着することにより、基板に所望の薄膜が形成される。   In a manufacturing process of a liquid crystal display device, an organic EL (Electro Luminescence) display device, or the like, a sputter film forming method is used as a method of forming an optical thin film or a metal thin film on a substrate. In a sputter film forming apparatus used for a sputter film forming method, a target disposed opposite to a substrate is provided in a vacuum chamber. Then, sputtering gas is flowed into the vacuum chamber, and a voltage is applied to the target serving as the cathode to generate plasma between the substrate and the target. Then, ions in the plasma collide with the target surface and the ejected target atoms adhere to the substrate, whereby a desired thin film is formed on the substrate.

さらに、スパッタ成膜装置には基板を回転ドラムに取り付け、回転ドラムを回転させながらスパッタ成膜を行うカルーセル型スパッタ成膜装置が利用されている(例えば、特許文献1参照。)。このカルーセル型スパッタ成膜装置では、一度に複数の基板に対して成膜することができるため、生産性に優れているという利点がある。   Furthermore, a carousel-type sputter film forming apparatus is used as the sputter film forming apparatus, in which a substrate is attached to a rotating drum and sputter film forming is performed while rotating the rotating drum (for example, see Patent Document 1). This carousel-type sputter film forming apparatus has an advantage of excellent productivity because it can form a film on a plurality of substrates at a time.

特開平15−27226号公報Japanese Patent Laid-Open No. 15-27226

従来のカルーセル型スパッタ成膜装置を用いたスパッタ成膜方法についての問題点について図5を用いて説明する。カルーセル型のスパッタ成膜装置では、通常、図5に示すように回転軸に沿って複数の基板16を回転ドラムの基板ホルダ12に基板取付具17を用いて取り付ける。そして、基板16がターゲット14と対向するように回転ドラムを回転させ、スパッタ成膜を行う。このとき、従来のスパッタ成膜方法では、上端の基板16のと下端の基板16との膜厚分布が悪くなってしまうという問題点があった。すなわち、図5に示すようにターゲット14の両端ではプラズマ23の密度が薄くなるため、上端の基板16の上側及び下端の基板16の下側で膜厚が薄くなってしまう。よって、両端の基板において基板面内の膜厚分布が悪くなってしまう。このように基板面内で膜厚分布が悪くなってしまうと、その基板を用いて製造された表示装置の表示特性が劣化するという問題点があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、膜厚分布を均一にすることができるスパッタ成膜方法及びスパッタ成膜装置を提供することを目的とする。
Problems with the sputtering film forming method using the conventional carousel type sputtering film forming apparatus will be described with reference to FIG. In a carousel type sputter deposition apparatus, a plurality of substrates 16 are usually attached to a substrate holder 12 of a rotating drum using a substrate fixture 17 along a rotation axis as shown in FIG. Then, the rotating drum is rotated so that the substrate 16 faces the target 14 to perform sputter deposition. At this time, the conventional sputter deposition method has a problem that the film thickness distribution between the upper end substrate 16 and the lower end substrate 16 is deteriorated. That is, as shown in FIG. 5, since the density of the plasma 23 is reduced at both ends of the target 14, the film thickness is reduced above the upper substrate 16 and below the lower substrate 16. Therefore, the film thickness distribution in the substrate surface is deteriorated in the substrates at both ends. Thus, when the film thickness distribution is deteriorated in the substrate surface, there is a problem that display characteristics of a display device manufactured using the substrate deteriorates.
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a sputter film forming method and a sputter film forming apparatus that can make the film thickness distribution uniform.

本発明の第1の態様にかかるスパッタ成膜方法は、チャンバー内でターゲットを用いて複数の基板にスパッタ成膜するスパッタ成膜方法であって、前記複数の基板は回転ドラムの外周に前記回転ドラムの回転軸の方向に沿って配列され、前記ターゲットは前記回転ドラムの外方で前記基板に対向し前記回転軸に平行に配列され、前記回転ドラムを回転させながらスパッタ成膜するスパッタ成膜方法において、前記複数の基板のうち、両端の基板を前記ターゲットの面に対して傾け、前記両端の基板の外側端部を前記ターゲットの面に最も近づけたものである。これにより、両端の基板の基板面内の膜厚分布を均一にすることができる。   A sputter film forming method according to a first aspect of the present invention is a sputter film forming method for forming a sputter film on a plurality of substrates using a target in a chamber, wherein the plurality of substrates are rotated on an outer periphery of a rotating drum. Sputter deposition is arranged along the direction of the rotation axis of the drum, and the target is arranged outside the rotation drum, facing the substrate and parallel to the rotation axis, and performing sputter deposition while rotating the rotation drum. In the method, among the plurality of substrates, substrates at both ends are inclined with respect to the surface of the target, and outer end portions of the substrates at both ends are closest to the surface of the target. Thereby, the film thickness distribution in the substrate surface of the substrates at both ends can be made uniform.

本発明の第2の態様にかかるスパッタ成膜方法は、上述のスパッタ成膜方法において、前記両端の基板の外側端部を前記ターゲット面に同等に近づけたものである。これにより、基板の配設位置の設定を統一化でき、両端の基板間の膜厚ばらつきを抑えることができる。   The sputter deposition method according to the second aspect of the present invention is the sputter deposition method described above, wherein the outer end portions of the substrates at both ends are brought close to the target surface. Thereby, the setting of the arrangement | positioning position of a board | substrate can be unified and the film thickness dispersion | variation between the board | substrates of both ends can be suppressed.

本発明の第3の態様にかかるスパッタ成膜方法は、上述のスパッタ成膜方法において、前記複数の基板は基板ホルダを介して回転ドラムの外周に配列されているものである。   A sputter film forming method according to a third aspect of the present invention is the sputter film forming method described above, wherein the plurality of substrates are arranged on an outer periphery of a rotating drum via a substrate holder.

本発明によれば、膜厚分布を均一にすることができるスパッタ成膜装置及びスパッタ成膜方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sputter film-forming apparatus and sputter film-forming method which can make film thickness distribution uniform can be provided.

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能であろう。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略される。   Hereinafter, embodiments to which the present invention can be applied will be described. The following description is to describe the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. For clarity of explanation, the following description is omitted and simplified as appropriate. Further, those skilled in the art will be able to easily change, add, and convert each element of the following embodiments within the scope of the present invention. In addition, what attached | subjected the same code | symbol in each figure has shown the same element, and abbreviate | omits description suitably.

本発明にかかるスパッタ成膜方法について図1を用いて説明する。図1は本発明にかかるスパッタ成膜方法に用いるスパッタ成膜装置の構成を模式的に示す断面図である。なお、図1はスパッタ成膜装置を上から見た平面図である。10はスパッタ成膜装置、11は真空チャンバー、12は基板ホルダ、13は回転ドラム、14はターゲット、15はマグネトロン部、16は基板、18はスパッタ電源、21は回転ドラムの回転軸を示している。   A sputter film forming method according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a sputter film forming apparatus used in the sputter film forming method according to the present invention. FIG. 1 is a plan view of the sputter deposition apparatus as viewed from above. 10 is a sputter deposition apparatus, 11 is a vacuum chamber, 12 is a substrate holder, 13 is a rotating drum, 14 is a target, 15 is a magnetron section, 16 is a substrate, 18 is a sputtering power supply, and 21 is a rotating shaft of the rotating drum. Yes.

スパッタ成膜装置10は真空チャンバー11と真空チャンバー11内に設けられたターゲット14とを備えている。真空チャンバー11は断面が略円形状に設けられ、ターゲット14を配置するための箇所が外側に突出している。すなわち、真空チャンバー11はターゲット14を配設するための箇所を除いて断面が円形となっている。この真空チャンバー11がスパッタ成膜を行うための反応室となる。図1に示すスパッタ成膜装置では2つのターゲット14が真空チャンバーの対向する位置に設けられている。もちろん、ターゲットの数は1つでもよく、3以上であってもよい。なお、スパッタ成膜装置10は真空チャンバー11を排気するための真空ポンプ(図示せず)や真空チャンバー11内にArなどのスパッタガスを導入するためのガスライン(図示せず)を備えている。   The sputter film forming apparatus 10 includes a vacuum chamber 11 and a target 14 provided in the vacuum chamber 11. The vacuum chamber 11 has a substantially circular cross section, and a portion for placing the target 14 projects outward. In other words, the vacuum chamber 11 has a circular cross section except for a portion where the target 14 is disposed. This vacuum chamber 11 becomes a reaction chamber for performing sputtering film formation. In the sputter deposition apparatus shown in FIG. 1, two targets 14 are provided at positions facing the vacuum chamber. Of course, the number of targets may be one or three or more. The sputter deposition apparatus 10 includes a vacuum pump (not shown) for exhausting the vacuum chamber 11 and a gas line (not shown) for introducing a sputtering gas such as Ar into the vacuum chamber 11. .

スパッタ成膜装置10はカルーセル型のスパッタ成膜装置であり、一度の処理で複数の基板に対して成膜することができるバッチ方式の装置である。スパッタ成膜装置10は、円筒状の回転ドラム13と回転ドラム13の外周に設けられた基板ホルダ12とを備えている。回転ドラム13は真空チャンバー11の中心に設けられた回転軸21を中心に回転可能に設けられている。この回転軸21は鉛直方向に沿って設けられた円筒状の回転ドラム13の中心線と一致する。回転ドラム13の外側には例えば、正12角柱の基板ホルダ12が取り付けられている。この基板ホルダ12の中心線と回転ドラム13の中心線とは一致している。さらに基板ホルダ12のそれぞれの外周面には基板16が取り付けられている。この基板16は後述する基板取付具により基板ホルダ12に取り付けられる。基板16が基板ホルダ12に保持された状態で矢印の方向に回転ドラムを回転させると、各々の外周面に設けられた基板16が順次、ターゲット14の前面を通過する。ターゲット14は矩形状の平板であり、その表面が回転軸21と平行に配置されている。   The sputter film forming apparatus 10 is a carousel type sputter film forming apparatus, and is a batch type apparatus capable of forming a film on a plurality of substrates in a single process. The sputter film forming apparatus 10 includes a cylindrical rotating drum 13 and a substrate holder 12 provided on the outer periphery of the rotating drum 13. The rotary drum 13 is provided so as to be rotatable about a rotary shaft 21 provided at the center of the vacuum chamber 11. The rotating shaft 21 coincides with the center line of the cylindrical rotating drum 13 provided along the vertical direction. For example, a regular decagonal substrate holder 12 is attached to the outside of the rotating drum 13. The center line of the substrate holder 12 coincides with the center line of the rotary drum 13. Further, a substrate 16 is attached to each outer peripheral surface of the substrate holder 12. This board | substrate 16 is attached to the board | substrate holder 12 with the board | substrate fixture mentioned later. When the rotating drum is rotated in the direction of the arrow while the substrate 16 is held by the substrate holder 12, the substrates 16 provided on the outer peripheral surfaces sequentially pass through the front surface of the target 14. The target 14 is a rectangular flat plate, and the surface thereof is arranged in parallel with the rotation shaft 21.

ターゲット14の裏面側にはマグネトロン部15が設けられている。マグネトロン部15はバッキングプレートや、例えば、永久磁石や電磁石などの磁石を備えている。すなわち、そして、スパッタ電源18からマグネトロン部15のバッキングプレートを介してターゲット14に電圧が印加される。これにより、ターゲット14の前面でマグネトロン放電が起こり、プラズマを発生させることができる。スパッタ電源18はAC電源でもDC電源でもよい。プラズマ中のイオンが陰極であるターゲット14に衝突することにより、ターゲット原子がはじき出される。これにより、ターゲット近傍の基板にターゲット原子を付着させることができ、所望の薄膜を基板16に形成することができる。このとき、回転ドラム13を一定の速度で回転させながらターゲット14に電圧を印加させる。これにより、基板ホルダ12の各外周面に取り付けられた基板16に対して、均一な薄膜を形成することができる。   A magnetron portion 15 is provided on the back side of the target 14. The magnetron unit 15 includes a backing plate and a magnet such as a permanent magnet or an electromagnet. That is, a voltage is applied from the sputtering power source 18 to the target 14 through the backing plate of the magnetron unit 15. Thereby, magnetron discharge occurs in front of the target 14 and plasma can be generated. The sputtering power source 18 may be an AC power source or a DC power source. When the ions in the plasma collide with the target 14 which is a cathode, target atoms are ejected. Thereby, target atoms can be attached to the substrate in the vicinity of the target, and a desired thin film can be formed on the substrate 16. At this time, a voltage is applied to the target 14 while rotating the rotary drum 13 at a constant speed. Thereby, a uniform thin film can be formed on the substrate 16 attached to each outer peripheral surface of the substrate holder 12.

次に、回転ドラム13及びそれに取り付けられる基板ホルダ12について図2を用いて説明する。図2は基板ホルダ12が取り付けられた回転ドラム13の構成を模式的に示す斜視図である。なお、図2は基板ホルダ12に基板16が保持されていない状態を示している。円筒状の回転ドラム13の外側には回転ドラムより少し大きい正12角柱状の基板ホルダ12が取り付けられている。基板ホルダ12の各外周面は鉛直方向が長手方向となる矩形状をしている。基板16は成膜面が鉛直方向と略平行になるように配置される。この回転ドラム13を回転させることにより、基板ホルダ12が回転する。   Next, the rotating drum 13 and the substrate holder 12 attached thereto will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the rotating drum 13 to which the substrate holder 12 is attached. FIG. 2 shows a state where the substrate 16 is not held by the substrate holder 12. A regular dodecagonal substrate holder 12 that is slightly larger than the rotating drum is attached to the outside of the cylindrical rotating drum 13. Each outer peripheral surface of the substrate holder 12 has a rectangular shape whose vertical direction is the longitudinal direction. The substrate 16 is disposed such that the film formation surface is substantially parallel to the vertical direction. By rotating the rotary drum 13, the substrate holder 12 rotates.

回転ドラム13の中心線と基板ホルダ12の中心線とは一致している。そして、この中心線が回転ドラム13及び基板ホルダ12の回転軸21となる。したがって、回転ドラム13の回転によって基板ホルダ12のいずれの外周面がターゲット表面と平行になっても、平行になった外周面とターゲット表面との間の距離が一定になる。したがって、異なる外周面に取り付けられた基板の膜厚を一定にすることができる。すなわち、ターゲット表面と基板16との間の距離(以下、T/S間距離とする)が長い場合、スパッタにより基板16に付着するターゲット原子が少なくなり成膜レートが低くなる。一方、T/S間距離が短い場合、スパッタにより基板16に付着するターゲット原子が多くなり成膜レートが高くなる。   The center line of the rotating drum 13 coincides with the center line of the substrate holder 12. The center line becomes the rotary drum 13 and the rotary shaft 21 of the substrate holder 12. Therefore, even if any outer peripheral surface of the substrate holder 12 becomes parallel to the target surface by the rotation of the rotating drum 13, the distance between the parallel outer peripheral surface and the target surface is constant. Therefore, the film thickness of the substrates attached to different outer peripheral surfaces can be made constant. That is, when the distance between the target surface and the substrate 16 (hereinafter referred to as the T / S distance) is long, the number of target atoms attached to the substrate 16 by sputtering decreases and the film formation rate decreases. On the other hand, when the T / S distance is short, the number of target atoms adhering to the substrate 16 by sputtering increases and the film formation rate increases.

ターゲット14はこの基板ホルダ12の外周面と対向配置するように設けられる。すなわち、図2に示すように縦長の外周面の場合、矩形状のターゲット14は鉛直方向が長手方向となり、水平方向が短手方向となる。また、本発明では基板ホルダ12の各外周面に複数の基板が取り付けられる。すなわち、回転軸21に沿って、基板ホルダ12の一外周面に複数の基板が配置される。ここでは、例えば、各外周面に2枚の基板16を取り付けている。したがって、正12角柱の基板ホルダ12には24枚の基板16を取り付けることができる。そして、一外周面に設けられた2枚の基板16は鉛直方向に一列に配置される。   The target 14 is provided so as to face the outer peripheral surface of the substrate holder 12. That is, as shown in FIG. 2, in the case of a vertically long outer peripheral surface, the rectangular target 14 has a vertical direction as a long direction and a horizontal direction as a short direction. In the present invention, a plurality of substrates are attached to each outer peripheral surface of the substrate holder 12. That is, a plurality of substrates are arranged on one outer peripheral surface of the substrate holder 12 along the rotation axis 21. Here, for example, two substrates 16 are attached to each outer peripheral surface. Therefore, 24 substrates 16 can be attached to the regular dodecagonal column substrate holder 12. The two substrates 16 provided on one outer peripheral surface are arranged in a line in the vertical direction.

本発明では、1外周面に取り付けられた基板16における基板面内の膜厚分布を均一にするために、基板16をターゲット14の表面に対して傾斜させて基板ホルダ12に取り付けている。このターゲットに対して傾斜するよう取り付けられた基板16について図3を用いて詳細に説明する。図3は基板ホルダ12に取り付けられた基板16及びターゲット14の構成を模式的に示す側面図である。ここでは、基板ホルダ12の一外周面に取り付けられた2枚の基板16のうち、上側の基板を上基板16aとし、下側の基板を下基板16bとする。   In the present invention, the substrate 16 is attached to the substrate holder 12 while being inclined with respect to the surface of the target 14 in order to make the film thickness distribution in the substrate surface of the substrate 16 attached to one outer peripheral surface uniform. The board | substrate 16 attached so that it may incline with respect to this target is demonstrated in detail using FIG. FIG. 3 is a side view schematically showing the configuration of the substrate 16 and the target 14 attached to the substrate holder 12. Here, of the two substrates 16 attached to one outer peripheral surface of the substrate holder 12, the upper substrate is the upper substrate 16a, and the lower substrate is the lower substrate 16b.

基板ホルダ12の一外周面には上基板16aと下基板16bとが基板取付具17により取り付けられている。基板取付具17は例えば、1枚の基板16に対して2つ設けられ、基板16の上端及び下端を押さえるようにして、基板16を基板ホルダ12に取り付ける。このとき、上基板16aの上側の基板取付具17は上基板16aの下側の基板取付具17よりも高くなっている。したがって、上基板16aの上端とターゲットとの間の距離は上基板16aの下端とターゲットとの間の距離より短くなる。すなわち、上基板16aの上端がターゲット表面に最も近づいている。これにより、ターゲットの上端近傍でプラズマ23の密度が薄くなっていても、上基板16aの基板面内の膜厚分布を均一にすることができる。   An upper substrate 16 a and a lower substrate 16 b are attached to one outer peripheral surface of the substrate holder 12 by a substrate fixture 17. For example, two substrate fixtures 17 are provided for one substrate 16, and the substrate 16 is attached to the substrate holder 12 so as to hold the upper and lower ends of the substrate 16. At this time, the substrate fixture 17 on the upper side of the upper substrate 16a is higher than the substrate fixture 17 on the lower side of the upper substrate 16a. Therefore, the distance between the upper end of the upper substrate 16a and the target is shorter than the distance between the lower end of the upper substrate 16a and the target. That is, the upper end of the upper substrate 16a is closest to the target surface. Thereby, even if the density of the plasma 23 is thin in the vicinity of the upper end of the target, the film thickness distribution in the substrate surface of the upper substrate 16a can be made uniform.

また、下基板16bの下側の基板取付具17は下基板16bの上側の基板取付具17よりも高くなっている。したがって、下基板16bの下端とターゲット14との間の距離は下基板16bの上端とターゲット14との間の距離より短くなる。すなわち、下基板16bの下端がターゲット表面に最も近づいている。これにより、ターゲット14の下端近傍でプラズマ23の密度が薄くなっていても、下基板16bの基板面内の膜厚分布を均一にすることができる。   Further, the lower substrate fixture 17 on the lower substrate 16b is higher than the upper substrate fixture 17 on the lower substrate 16b. Therefore, the distance between the lower end of the lower substrate 16 b and the target 14 is shorter than the distance between the upper end of the lower substrate 16 b and the target 14. That is, the lower end of the lower substrate 16b is closest to the target surface. Thereby, even if the density of the plasma 23 is reduced in the vicinity of the lower end of the target 14, the film thickness distribution in the substrate surface of the lower substrate 16b can be made uniform.

このように、1外周面の上端及び下端の基板16において、基板16の外側端部とターゲット表面との間の距離をその基板16の内側端部とターゲット表面との間の距離よりも短くすることで、外側端部の成膜レートを向上することができる。これにより、ターゲット14の上端及び下端のプラズマ密度が薄い場合でも、基板面内の膜厚分布を均一にすることができる。すなわち、カルーセル型のスパッタ成膜装置において最も外側に配置された基板は、プラズマ密度の違いにより外側端部の膜厚が薄くなる傾向がある。このプラズマ密度の違いに起因する膜厚分布の劣化を防ぐために、本発明では1枚の基板においてターゲット表面との間の距離に差を設けている。これにより、基板ホルダ12の外周面の上端及び下端に配置された基板16、すなわちターゲット14の上端及び下端に対応する位置に配置された基板16の膜厚分布を向上することができる。   In this way, in the substrate 16 at the upper end and the lower end of one outer peripheral surface, the distance between the outer end portion of the substrate 16 and the target surface is made shorter than the distance between the inner end portion of the substrate 16 and the target surface. Thereby, the film-forming rate of an outer side edge part can be improved. Thereby, even when the plasma density of the upper end and the lower end of the target 14 is thin, the film thickness distribution in the substrate surface can be made uniform. That is, the substrate disposed on the outermost side in the carousel-type sputter deposition apparatus tends to have a thin film thickness at the outer edge due to the difference in plasma density. In order to prevent the deterioration of the film thickness distribution due to the difference in plasma density, in the present invention, a difference is provided in the distance from the target surface in one substrate. Thereby, the film thickness distribution of the substrate 16 disposed at the upper end and the lower end of the outer peripheral surface of the substrate holder 12, that is, the substrate 16 disposed at a position corresponding to the upper end and the lower end of the target 14 can be improved.

本発明では、高さの異なる2つの基板取付具17を用いて基板ホルダ12に基板16を取り付けている。この基板取付具17の高さをそれぞれ変えることにより、膜厚分布の調整を容易に行うことができる。この基板取付具17の高さの差は例えば、図4に示すように5mmとすることができる。具体的には、上基板16aを480mm×350mmとし、上基板16aの長辺を回転軸に沿って配置する。そして、480mmの長辺に対して5mmターゲット側に上基板16aの上端を押し出して基板ホルダ12に取り付けている。この時、上基板16aのターゲット表面に対する傾斜角θは約0.6°であった。この時のターゲット表面と上基板16aの上端との間の距離は80mmであった。なお、図4には上基板16aについて示したが、下基板16bについても同様に基板取付具17の高さを変えている。すなわち、上基板16aの上端とターゲット表面との距離と下基板16bの下端とターゲット表面との距離は等しい。ターゲット面に対して基板を平行に配置した場合、ターゲットの長手方向の膜厚分布は±10%程度であったが、上述のように両端の基板16をターゲット面に対して傾斜させて配置した場合、ターゲットの長手方向の膜厚分布を±5%に改善することができた。なお、上述の値は例示であり、基板サイズ、ターゲットサイズ、T/S間距離及びスパッタ成膜条件に応じて、好適な傾斜角を用いるようにすることができる。傾斜角θは例えば、0.3〜2°とすることにより、膜厚分布を改善することができる。このように、本発明では、基板取付具17の高さを調整することにより、膜厚分布を均一にすることができる。したがって、簡易な構成で均一な膜厚分布を得ることができる。さらに、基板ホルダ12と基板16との間に隙間が生じることで異常放電を抑制することも可能になる。   In the present invention, the substrate 16 is attached to the substrate holder 12 using two substrate fixtures 17 having different heights. By changing the height of the substrate fixture 17, the film thickness distribution can be easily adjusted. The difference in height of the substrate fixture 17 can be set to 5 mm as shown in FIG. 4, for example. Specifically, the upper substrate 16a is 480 mm × 350 mm, and the long side of the upper substrate 16a is arranged along the rotation axis. Then, the upper end of the upper substrate 16a is pushed out toward the 5 mm target side with respect to the long side of 480 mm and attached to the substrate holder 12. At this time, the inclination angle θ of the upper substrate 16a with respect to the target surface was about 0.6 °. The distance between the target surface at this time and the upper end of the upper substrate 16a was 80 mm. Although FIG. 4 shows the upper substrate 16a, the height of the substrate fixture 17 is similarly changed for the lower substrate 16b. That is, the distance between the upper end of the upper substrate 16a and the target surface is equal to the distance between the lower end of the lower substrate 16b and the target surface. When the substrate was arranged in parallel to the target surface, the film thickness distribution in the longitudinal direction of the target was about ± 10%, but the substrates 16 at both ends were inclined with respect to the target surface as described above. In this case, the film thickness distribution in the longitudinal direction of the target could be improved to ± 5%. In addition, the above-mentioned value is an exemplification, and a suitable inclination angle can be used according to the substrate size, the target size, the T / S distance, and the sputter film formation conditions. The film thickness distribution can be improved by setting the inclination angle θ to 0.3 to 2 °, for example. Thus, in the present invention, the film thickness distribution can be made uniform by adjusting the height of the substrate fixture 17. Therefore, a uniform film thickness distribution can be obtained with a simple configuration. Furthermore, abnormal discharge can be suppressed by generating a gap between the substrate holder 12 and the substrate 16.

なお、上述の説明では1外周面に2枚の基板16が取り付けられている例について説明したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明は、回転軸に沿って3枚以上の基板を基板ホルダ12に取り付けることができるスパッタ成膜装置に対しても利用することができる。この場合、上下の両端の基板を傾斜させて取り付ければよい。さらに、回転軸の方向に沿って配列された複数の基板を、その位置に応じて異なる傾斜角で取り付けるようにしてもよい。もちろん、上下両端以外の基板はターゲット表面に対して平行に配置してもよい。   In the above description, an example in which two substrates 16 are attached to one outer peripheral surface has been described, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention can also be used for a sputter deposition apparatus that can attach three or more substrates to the substrate holder 12 along the rotation axis. In this case, the upper and lower substrates may be attached to be inclined. Furthermore, you may make it attach the some board | substrate arranged along the direction of a rotating shaft with a different inclination | tilt angle according to the position. Of course, the substrates other than the upper and lower ends may be arranged parallel to the target surface.

上述の説明では、各外周面の上端及び下端に配置された基板について、基板面内の距離に差を設けたがこれに限るものではない。例えば、回転ドラム13及び基板ホルダ12が水平方向に配置された場合、左右両端の基板に傾斜を付けて基板ホルダに取り付けるようにする。すなわち、回転ドラム13及び基板ホルダ12が水平方向に配置された場合、水平方向が回転軸の方向となる。そのため、複数の基板16が水平方向に沿って配置される。このため、左右両端の基板に傾斜を付けて基板ホルダ12に取り付けるようにしてもよい。   In the above description, a difference is provided in the distance in the substrate surface for the substrates arranged at the upper and lower ends of each outer peripheral surface, but this is not restrictive. For example, when the rotating drum 13 and the substrate holder 12 are arranged in the horizontal direction, the substrates on both the left and right sides are inclined and attached to the substrate holder. That is, when the rotating drum 13 and the substrate holder 12 are arranged in the horizontal direction, the horizontal direction is the direction of the rotation axis. Therefore, a plurality of substrates 16 are arranged along the horizontal direction. Therefore, the left and right substrates may be attached to the substrate holder 12 with an inclination.

上述の説明では、上下両端の基板16のターゲット面に対する傾斜角を等しくして、同じようにターゲット面に近づけたが、上基板16aと下基板16bの位置に応じて異なる傾斜角にしてもよい。すなわち、上基板16aと下基板16bでターゲットの端からの距離が異なる場合、異なる傾斜角とすることにより、それぞれの基板16で膜厚分布を均一にすることができる。また、上基板16aと下基板16bがターゲット14の中心線に対して対称に配置された場合、傾斜角を等しくして、同じようにターゲット面に近づけることことが好ましい。   In the above description, the inclination angles of the upper and lower substrates 16 with respect to the target surface are made equal and approach the target surface in the same manner, but different inclination angles may be used depending on the positions of the upper substrate 16a and the lower substrate 16b. . That is, when the distance from the end of the target is different between the upper substrate 16a and the lower substrate 16b, the film thickness distribution can be made uniform on each substrate 16 by setting different inclination angles. Further, when the upper substrate 16a and the lower substrate 16b are arranged symmetrically with respect to the center line of the target 14, it is preferable that the inclination angles are made equal to approach the target surface in the same manner.

このように均一な膜厚分布を持つ薄膜を有する基板を用いて表示装置や半導体装置を製造することにより、表示特性を向上することができる。   Display characteristics can be improved by manufacturing a display device or a semiconductor device using a substrate having a thin film having a uniform film thickness distribution.

本発明にかかるスパッタ成膜装置の構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the structure of the sputter film deposition apparatus concerning this invention. 本発明にかかるスパッタ装置に用いられる回転ドラム及びそれに取り付ける基板ホルダの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the rotating drum used for the sputtering device concerning this invention, and the substrate holder attached to it. 本発明にかかるスパッタ装置における基板とターゲットとの構成を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the structure of the board | substrate and target in the sputtering device concerning this invention. 本発明にかかるスパッタ装置における基板とターゲットとの間の距離を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the distance between the board | substrate and target in the sputtering device concerning this invention. 従来のスパッタ成膜装置における基板とターゲットとの構成を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically the structure of the board | substrate and target in the conventional sputter deposition apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 スパッタ装置
11 真空チャンバー
12 基板ホルダ
13 回転ドラム
14 ターゲット
15 マグネトロン部
16 基板
17 基板支持具
21 回転軸
23 プラズマ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sputtering device 11 Vacuum chamber 12 Substrate holder 13 Rotating drum 14 Target 15 Magnetron part 16 Substrate 17 Substrate support 21 Rotating shaft 23 Plasma

Claims (3)

チャンバー内でターゲットを用いて複数の基板にスパッタ成膜するスパッタ成膜方法であって、
前記複数の基板は回転ドラムの外周に前記回転ドラムの回転軸の方向に沿って配列され、前記ターゲットは前記回転ドラムの外方で前記基板に対向し前記回転軸に平行に配列され、前記回転ドラムを回転させながらスパッタ成膜するスパッタ成膜方法において、
前記複数の基板のうち、両端の基板を前記ターゲットの面に対して傾け、前記両端の基板の外側端部を前記ターゲットの面に最も近づけたことを特徴とするスパッタ成膜方法。
A sputter deposition method for sputter deposition on a plurality of substrates using a target in a chamber,
The plurality of substrates are arranged on an outer periphery of a rotating drum along a direction of a rotating shaft of the rotating drum, and the target is arranged on the outer side of the rotating drum so as to face the substrate and be parallel to the rotating shaft. In the sputter film formation method of sputter film formation while rotating the drum,
A sputter deposition method characterized in that, among the plurality of substrates, substrates at both ends are inclined with respect to the surface of the target, and outer end portions of the substrates at both ends are closest to the surface of the target.
前記両端の基板の外側端部を前記ターゲットの面に同等に近づけた請求項1に記載のスパッタ成膜方法。   The sputter deposition method according to claim 1, wherein outer end portions of the substrates at both ends are brought close to the surface of the target. 前記複数の基板は基板ホルダを介して前記回転ドラムの外周に配列されている請求項1又は2に記載のスパッタ成膜方法。
The sputter deposition method according to claim 1, wherein the plurality of substrates are arranged on an outer periphery of the rotating drum via a substrate holder.
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