JP2011137205A - Sputtering film deposition apparatus and method for manufacturing film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ターゲットを取り付けたマグネトロンカソードを備える真空装置内で当該ターゲットに対向させて基板を搬送し、当該基板の表面にスパッタ成膜を行うスパッタ成膜装置および膜の製造方法に関する。 The present invention relates to a sputtering film forming apparatus and a film manufacturing method for transporting a substrate to face the target in a vacuum apparatus including a magnetron cathode to which the target is attached, and performing sputtering film formation on the surface of the substrate.
スパッタ法を利用した従来の成膜装置では、成膜速度の大きいマグネトロンスパッタ法が主に用いられてきた。そしてスパッタされるターゲットの利用効率を上げる目的で、ターゲットよりも小面積のマグネットをターゲットに対して2軸方向に揺動させる手法が一般的に使用されるようになってきている(特許文献1参照)。 In a conventional film forming apparatus using a sputtering method, a magnetron sputtering method having a high film forming speed has been mainly used. In order to increase the utilization efficiency of the target to be sputtered, a technique of swinging a magnet having a smaller area than the target in two axial directions with respect to the target has been generally used (Patent Document 1). reference).
例えばカソードボディー等基板側以外に向かってターゲットから電流が流れることは異常放電等安全上の観点から好ましくない。その為ターゲットへの給電ラインはターゲット以外の箇所に対しては電気的絶縁を保つ必要がある。よってターゲット近傍に存在するマグネットに対しても同様にターゲットとは電気的に絶縁されていることが望ましい。そこで一般的には、ターゲット裏板と同形状の絶縁性部材を、裏板とカソードボディー等のアース電位となっている部材との間に挟む手法をとっている。 For example, it is not preferable that a current flows from the target toward the side other than the substrate side such as the cathode body from the viewpoint of safety such as abnormal discharge. For this reason, the power supply line to the target must be kept electrically insulated from the part other than the target. Therefore, it is desirable that the magnet existing in the vicinity of the target is also electrically insulated from the target. Therefore, in general, an insulating member having the same shape as the target back plate is sandwiched between a back plate and a member having a ground potential such as a cathode body.
一方マグネトロンカソードにおいて、そのマグネットがターゲット近傍に存在する理由として、ターゲット表面上に磁場を形成して、イオン化された導入ガスをターゲット表面付近に閉じ込めることで、より低圧力なガスにて放電可能とする効果が挙げられる。従って、その磁場形成の為のマグネットはターゲットに近ければ近いほど望ましい。しかし前述の電気的絶縁の手法では、絶縁部材を挟む分必然的にターゲットとマグネットとの距離が遠ざかることになり望ましくない。 On the other hand, in the magnetron cathode, the reason why the magnet exists in the vicinity of the target is that a magnetic field is formed on the target surface and the ionized introduced gas is confined in the vicinity of the target surface, so that it can be discharged with a lower pressure gas. Effect. Accordingly, it is desirable that the magnet for forming the magnetic field is closer to the target. However, the above-described electrical insulation method is not desirable because the distance between the target and the magnet is inevitably increased by the amount of the insulating member sandwiched therebetween.
この問題を解決する手段として、マグネット自身をカソードボディー等のアース電位箇所から絶縁させる手法がある。この手法によるとターゲットとマグネットとの間の絶縁部材が排除可能となる為、その分マグネットをターゲットに近づけることが可能となる。しかしこの手法では、あまりマグネットターゲットを近づけすぎると、運用中にゴミ等によってターゲットとマグネットが物理的に繋がる可能性が高くなり、結果異常放電を招くこととなり、装置安定稼動化に不利な面がある。 As a means for solving this problem, there is a method of insulating the magnet itself from a ground potential location such as a cathode body. According to this method, since the insulating member between the target and the magnet can be eliminated, the magnet can be brought closer to the target accordingly. However, with this method, if the magnet target is too close, there is a high possibility that the target and the magnet will be physically connected by dust during operation, resulting in abnormal discharge, which is disadvantageous for stable operation of the device. is there.
特に前述の特許文献1に開示の技術のようにマグネットを揺動させるカソードにおいては、揺動中の擦動部からの発塵は必ず存在する。従って、前述のようにゴミ等によって電気的にターゲットとマグネットとが繋がらないようにするためには、ターゲットとマグネットとをある程度の距離を離す必要がある。このようにターゲットとマグネットとの間の距離を離すと、ターゲット表面上の磁場が不十分であったり、必要磁場を出す為にマグネットサイズの肥大化を招くことにある。 In particular, in the cathode that swings the magnet as in the technique disclosed in Patent Document 1 described above, dust generation from the swinging rubbing portion always exists. Accordingly, in order to prevent the target and the magnet from being electrically connected by dust or the like as described above, it is necessary to separate the target and the magnet from each other to some extent. If the distance between the target and the magnet is increased in this way, the magnetic field on the target surface is insufficient, or the magnet size is enlarged to generate the necessary magnetic field.
このように、マグネトロンカソードを有する成膜装置においては、ターゲットの利用効率を向上するためにマグネットをターゲットに対して移動させる方式は有力であるが、このようにマグネットを移動させる方式であっても、さらに利便性を向上して成膜するにはまだ課題が残されている。特に、特許文献1に開示された技術では、ターゲットの有効利用と、ターゲット表面に良好な磁場を形成するためターゲットとマグネットとを異常放電を起こさずに近接に配置可能にすることとを両立することは、従来では実現されておらず、この実現は切望されている。 As described above, in a film forming apparatus having a magnetron cathode, a method of moving a magnet with respect to a target is effective in order to improve the utilization efficiency of the target. However, there are still problems in improving the convenience and forming the film. In particular, the technique disclosed in Patent Document 1 achieves both effective use of the target and enabling the target and the magnet to be disposed close to each other without causing abnormal discharge in order to form a good magnetic field on the target surface. This has not been realized in the past, and this realization is eagerly desired.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ターゲットの利用効率を向上し、ターゲットとマグネットとを近接に配置しても異常放電の発生を低減可能なスパッタ成膜装置および膜の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to improve the utilization efficiency of the target and reduce the occurrence of abnormal discharge even if the target and the magnet are arranged close to each other. It is an object of the present invention to provide a sputtering film forming apparatus and a film manufacturing method.
このような目的を達成するために、本発明は、ターゲットを放電でスパッタし、該ターゲットの表面に対向して配置される基板の上にスパッタ成膜を行うためのスパッタ成膜装置であって、スパッタ成膜チャンバーを形成する真空容器と、前記真空容器内に配置されたマグネトロンカソードとを備え、前記マグネトロンカソードは、前記ターゲットを支持するためのターゲット支持面を有するターゲット支持部と、前記ターゲット支持面と対向する側に位置するマグネトロン磁気回路と、前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲット支持面の面内の第1の方向に揺動させる第1揺動機構と、前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲット支持面の前記面内の、前記第1の方向とは異なる第2の方向に揺動させる第2揺動機構とを有し、前記マグネトロン磁気回路と前記ターゲット支持面とを電気的に同電位としたことを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention is a sputter film forming apparatus for performing sputtering film formation on a substrate arranged to face a surface of a target by sputtering a target. A vacuum vessel for forming a sputter deposition chamber, and a magnetron cathode disposed in the vacuum vessel, the magnetron cathode having a target support surface for supporting the target, and the target A magnetron magnetic circuit located on the side facing the support surface; a first swing mechanism for swinging the magnetron magnetic circuit in a first direction within the surface of the target support surface; and the magnetron magnetic circuit supported by the target A second oscillating mechanism for oscillating in a second direction different from the first direction in the plane of the surface, Wherein the electrically it has the same potential and the TRON magnetic circuit the target support surface.
また、本発明は、マグネトロン磁気回路を備え、ターゲットが配置されたマグネトロンカソードにより基板上に膜を形成する膜の製造方法であって、前記ターゲットに対向する位置に前記基板を配置する工程と、前記ターゲットを放電でスパッタし、前記基板の上にスパッタ成膜により膜を形成する工程とを有し、前記膜を形成する工程は、前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲットの表面に対して2次元的に移動させながら、前記マグネトロン磁気回路と前記ターゲットとを同電位にすることを特徴とする。 Further, the present invention is a film manufacturing method comprising a magnetron magnetic circuit and forming a film on a substrate by a magnetron cathode on which a target is disposed, the step of disposing the substrate at a position facing the target; Sputtering the target by discharge and forming a film on the substrate by sputter deposition, and forming the film includes two-dimensionally arranging the magnetron magnetic circuit with respect to the surface of the target. The magnetron magnetic circuit and the target are set to the same potential while being moved to.
本発明によれば、マグネトロンカソードを利用するスパッタ成膜装置において、ターゲット支持部の裏側に配置されるマグネトロン磁気回路を、ターゲット支持部のターゲット支持面の面内方向において2方向(例えば、基板搬送方向に対して平行な方向および該方向に垂直な方向)に揺動できるように構成したため、ターゲット支持面に支持されるターゲットの利用効率を向上できると共に、スパッタ成膜した基板上の薄膜の膜厚分布と膜質分布を改善できる。 According to the present invention, in the sputter deposition apparatus using the magnetron cathode, the magnetron magnetic circuit disposed on the back side of the target support portion is arranged in two directions (for example, substrate transfer) in the in-plane direction of the target support surface of the target support portion. Since it can be swung in a direction parallel to the direction and a direction perpendicular to the direction), the use efficiency of the target supported on the target support surface can be improved, and a thin film on the sputtered substrate can be formed. Thickness distribution and film quality distribution can be improved.
さらにマグネトロン磁気回路とターゲット支持面(すなわち、ターゲット)とが同電位となることで、マグネットとターゲットとを近接に配置しても異常放電の発生を抑えることができる。従って、制約なくマグネトロン磁気回路をターゲットに近づけることができるため、磁場形成のためのマグネットとして磁場強度の低いものの使用が可能となり、マグネトロンカソードユニットの小型化及びコスト低減を図ることができる。磁場強度の低い磁石となることで組み付け等においても扱いやすいものとなり装置の運用も簡易化可能となる。 Furthermore, since the magnetron magnetic circuit and the target support surface (that is, the target) have the same potential, the occurrence of abnormal discharge can be suppressed even when the magnet and the target are arranged close to each other. Accordingly, since the magnetron magnetic circuit can be brought close to the target without restriction, a magnet having a low magnetic field strength can be used as a magnet for forming a magnetic field, and the magnetron cathode unit can be reduced in size and cost. By using a magnet having a low magnetic field strength, it is easy to handle in assembly and the like, and the operation of the apparatus can be simplified.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
本発明の一実施形態に係るスパッタリング成膜装置(以下、単に“スパッタ成膜装置”とも呼ぶ)は、基本的構成として、スパッタ成膜チャンバーを形成する真空容器と、当該真空容器内を真空排気する排気機構と、真空容器の内部に臨む、ターゲットを取り付け可能なマグネトロンカソードと、真空容器内にプロセスガスを導入するガス導入機構と、真空容器内で基板を搬送する基板搬送機構とを備える。このような構成により、真空容器内のターゲットの近傍の空間では投入された電力に基づき放電が生成され、これによりマグネトロンカソードのターゲットがスパッタされ、ターゲットの表面に対向して通過する基板、あるいは上記ターゲットに対向して配置された基板の上にスパッタ成膜が行われる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings described below, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
A sputtering film formation apparatus according to an embodiment of the present invention (hereinafter, also simply referred to as “sputter film formation apparatus”) has, as a basic configuration, a vacuum container for forming a sputter film formation chamber, and a vacuum exhaust in the vacuum container. And a magnetron cathode that can be attached to a target facing the inside of the vacuum container, a gas introduction mechanism that introduces a process gas into the vacuum container, and a substrate transport mechanism that transports the substrate within the vacuum container. With such a configuration, a discharge is generated based on the input electric power in the space near the target in the vacuum vessel, whereby the target of the magnetron cathode is sputtered, and the substrate passing through the surface of the target, or the above-mentioned Sputter film formation is performed on a substrate disposed opposite to the target.
マグネトロンカソードは、ターゲット支持面を有するターゲット支持部と、該ターゲット支持部の背面側(ターゲット支持面と対向する側)に配置された、マグネットを有するマグネトロン磁気回路とを備え、該マグネトロン磁気回路は2軸方向(2次元的)に移動可能な状態である。さらに、マグネトロンカソードは、マグネトロン磁気回路を、ターゲット支持面(すなわち、ターゲット)の面内の第1の方向(ターゲット支持面(ターゲット)の表面と平行な方向;例えば、ターゲットの表面に平行であって基板搬送方向)に揺動させる第1揺動機構(奥手前方向揺動部)と、マグネトロン磁気回路を上記ターゲットの支持面の面内の、第1の方向とは異なる第2の方向(例えば、ターゲットの表面に平行であって基板搬送方向に対して垂直な方向)に揺動させる第2揺動機構(左右方向揺動部)とを備える。 The magnetron cathode includes a target support portion having a target support surface, and a magnetron magnetic circuit having a magnet disposed on a back side of the target support portion (a side facing the target support surface). It is in a state where it can move in two axial directions (two-dimensional). Furthermore, the magnetron cathode causes the magnetron magnetic circuit to move in a first direction in the plane of the target support surface (ie, target) (a direction parallel to the surface of the target support surface (target); for example, parallel to the surface of the target. And a second direction different from the first direction in the plane of the support surface of the target (the first swing mechanism (backward direction swinging portion)) swinging in the substrate transport direction). For example, a second swinging mechanism (left-right swinging unit) that swings in a direction parallel to the surface of the target and perpendicular to the substrate transport direction is provided.
本発明の一実施形態では、第1揺動機構と第2揺動機構とを設けマグネトロン磁気回路を第1の方向および該第1の方向とは異なる第2の方向(好ましくは、第1の方向に垂直な方向)に揺動自在にすることによって、ターゲットにおいて、マグネトロン磁気回路と対向する領域を増加させることができる。ターゲットの、マグネトロン磁気回路と対向する領域がマグネトロン磁気回路が有する磁石の配置に応じてエロードされてエロージョンが形成されるが、上述のように、マグネトロン磁気回路と対向するターゲットの領域を増加させることによって、上記エロージョンが形成される領域が増えるので、該増加させた分だけターゲットを有効に利用することができる。 In one embodiment of the present invention, a first oscillating mechanism and a second oscillating mechanism are provided to move the magnetron magnetic circuit in a first direction and a second direction different from the first direction (preferably, the first direction By making it swingable in a direction (perpendicular to the direction), the area facing the magnetron magnetic circuit can be increased in the target. The area of the target facing the magnetron magnetic circuit is eroded according to the arrangement of the magnets in the magnetron magnetic circuit to form an erosion. As described above, the area of the target facing the magnetron magnetic circuit is increased. As a result, the area where the erosion is formed increases, so that the target can be effectively used by the increased amount.
このとき、第1の方向と第2の方向とを垂直に設定すると、ターゲットのエロージョンが形成される面の至る所で、マグネトロン磁気回路を対向させることができるので、ターゲットの利用効率をさらに向上することができる。従って、第1の方向と第2の方向とを垂直に設定することは好ましい。 At this time, if the first direction and the second direction are set to be vertical, the magnetron magnetic circuit can be made to face everywhere on the surface where the erosion of the target is formed, so that the target utilization efficiency is further improved. can do. Therefore, it is preferable to set the first direction and the second direction to be vertical.
例えば、第1の方向と第2の方向とを垂直に設定する場合において、第1の方向をターゲット支持面(すなわち、ターゲット)の表面と平行な基板搬送方向とし、第2の方向をターゲット支持面(すなわち、ターゲット)の表面と平行であって上記基板搬送方向に対して垂直な方向とする。これにより、ターゲットにおいて、マグネトロン磁気回路の中央部に対応する部分のみならず、マグネトロン磁気回路の基板搬送方向に平行な両端部分(例えば、マグネトロン磁気回路が有する外周磁石の短辺部)に対応するターゲット部分のエロージョンの深さも、ターゲット中央部と同等またはそれ以下にすることができる。よって、ターゲットの全面を均一にエロードできる。従って、ターゲット利用効率を著しく向上できる。 For example, when the first direction and the second direction are set to be perpendicular, the first direction is the substrate transport direction parallel to the surface of the target support surface (that is, the target), and the second direction is the target support. The direction is parallel to the surface of the surface (that is, the target) and is perpendicular to the substrate transport direction. Thereby, in the target, not only the portion corresponding to the central portion of the magnetron magnetic circuit but also both end portions parallel to the substrate transport direction of the magnetron magnetic circuit (for example, the short side portion of the outer peripheral magnet included in the magnetron magnetic circuit). The erosion depth of the target portion can also be equal to or less than that of the target central portion. Therefore, the entire surface of the target can be uniformly loaded. Therefore, the target utilization efficiency can be significantly improved.
このように本発明において、ターゲットの利用効率向上のために重要なことは、マグネトロン磁気回路をターゲットに対して二次元的に移動させて、ターゲット上においてエロージョン形成領域をずらすことにより、エロージョン形成領域を増加させることである。 As described above, in the present invention, what is important for improving the utilization efficiency of the target is to move the magnetron magnetic circuit two-dimensionally with respect to the target and shift the erosion forming region on the target, thereby erosion forming region. Is to increase.
通常、マグネトロン磁気回路は、S極の磁石およびN極の磁石を備え、該2つの極性の磁石をそれぞれ、一方の極性の磁石を他方の極性の磁石で囲むように配置している。これにより、それら磁石の間に磁場が形成され、該磁場のターゲット支持面に対する垂直成分が0になる領域に対応するターゲット部分がエロードされる。このとき、マグネトロン磁気回路から発生する磁場のターゲットに対する垂直成分が0になる領域の集合体を、ターゲット上において二次元的に走査させれば、上記ターゲットのエロードされる領域をずらすことができる。よって、上記エロードされる領域を、ターゲット上のエロードされていない領域や、エロードの程度が低い領域に移動させることができるので、ターゲットの利用効率を向上することができるのである。 Usually, the magnetron magnetic circuit includes an S-pole magnet and an N-pole magnet, and each of the two polar magnets is arranged so that one polar magnet is surrounded by the other polar magnet. As a result, a magnetic field is formed between the magnets, and the target portion corresponding to the region where the perpendicular component of the magnetic field to the target support surface is zero is loaded. At this time, if an aggregate of regions in which the perpendicular component of the magnetic field generated from the magnetron magnetic circuit is zero is scanned two-dimensionally on the target, the region where the target is loaded can be shifted. Therefore, since the area to be loaded can be moved to a non-loaded area on the target or an area where the degree of erosion is low, the utilization efficiency of the target can be improved.
すなわち、本発明では、マグネトロン磁気回路を第1の方向および第2の方向に2次元的に移動させることが重要であり、この移動により上記エロージョン形成領域をずらすことができる。そして、第1の方向と第2の方向とを互いに垂直関係に設定することは、ターゲット表面のいずれに対してもマグネトロン磁気回路を対向させることができ、ターゲットの全面にエロージョンを形成することができるので、より好ましいのである。 That is, in the present invention, it is important to move the magnetron magnetic circuit two-dimensionally in the first direction and the second direction, and the erosion formation region can be shifted by this movement. Setting the first direction and the second direction to be perpendicular to each other allows the magnetron magnetic circuit to be opposed to any of the target surfaces, thereby forming erosion on the entire surface of the target. It is more preferable because it is possible.
また、本発明の一実施形態では、マグネトロンカソードが上記第1揺動機構と第2揺動機構とを備え、マグネトロン磁気回路を2軸方向で移動可能な構成において、該マグネトロン磁気回路とターゲットとを電気的に同電位としている。すなわち、マグネトロン磁気回路とターゲットを支持するためのターゲット支持面とを同電位にしている。 In one embodiment of the present invention, the magnetron cathode includes the first oscillating mechanism and the second oscillating mechanism, and the magnetron magnetic circuit can be moved in two axial directions. Are at the same electrical potential. That is, the magnetron magnetic circuit and the target support surface for supporting the target are set to the same potential.
本発明では、ターゲットの有効利用のために、第1揺動機構および第2揺動機構を設けているが、上記各揺動機構の揺動部からは発塵が発生する。従って、ターゲットとマグネトロン磁気回路とを近接に設けると、上記発塵により異常放電が起こることがある。 In the present invention, the first swing mechanism and the second swing mechanism are provided for effective use of the target. However, dust is generated from the swing portion of each swing mechanism. Therefore, if the target and the magnetron magnetic circuit are provided close to each other, abnormal discharge may occur due to the dust generation.
さて、ターゲットとマグネトロン磁気回路との間を近接にすればするほど、磁場強度の低い磁石を用いることができ、さらには装置を小型化できる。よって、コスト面や装置の小型化を考慮すると、マグネトロンカソードを用いる成膜においては、ターゲットとマグネトロン磁気回路との間の距離を小さくすることが望まれている。一方、マグネトロン磁気回路を2軸方向で移動させる形態においては、上述のように発塵が生じるので、ターゲットとマグネトロン磁気回路とを近づけすぎると、上記発塵による異常放電を発生させてしまう。よって、該異常放電を考慮すると、ターゲットとマグネトロン磁気回路とを近接に配置したい要望に反して、ターゲットとマグネトロン磁気回路とをある程度距離を取って配置せざるをえない。このようにマグネトロン磁気回路とターゲットとの間の距離の設定にはトレードオフが存在する。 Now, the closer the target is to the magnetron magnetic circuit, the lower the magnetic field strength, and the smaller the device. Therefore, in consideration of cost and downsizing of the apparatus, it is desired to reduce the distance between the target and the magnetron magnetic circuit in the film formation using the magnetron cathode. On the other hand, in the embodiment in which the magnetron magnetic circuit is moved in the biaxial direction, dust is generated as described above. Therefore, if the target and the magnetron magnetic circuit are too close to each other, abnormal discharge due to the dust is generated. Therefore, in consideration of the abnormal discharge, the target and the magnetron magnetic circuit have to be arranged at a certain distance, contrary to the desire to arrange the target and the magnetron magnetic circuit close to each other. Thus, there is a trade-off in setting the distance between the magnetron magnetic circuit and the target.
これに対して、本発明の一実施形態では、マグネトロン磁気回路が2次元で移動する構成において、マグネトロン磁気回路とターゲットとが同電位になるように、マグネトロンカソードを構成している。従って、たとえマグネトロン磁気回路とターゲットとを近接に配置し、マグネトロン磁気回路の2次元移動の際に生じた発塵によりマグネトロン磁気回路とターゲットとが物理的に接続された状態となっても、該接続されたマグネトロン磁気回路とターゲットとが同電位であるので、異常放電の発生を抑制できる。 On the other hand, in one embodiment of the present invention, in the configuration in which the magnetron magnetic circuit moves in two dimensions, the magnetron cathode is configured so that the magnetron magnetic circuit and the target have the same potential. Therefore, even if the magnetron magnetic circuit and the target are arranged close to each other and the magnetron magnetic circuit and the target are physically connected by dust generated during two-dimensional movement of the magnetron magnetic circuit, Since the connected magnetron magnetic circuit and the target are at the same potential, the occurrence of abnormal discharge can be suppressed.
よって、本実施形態によれば、ターゲットの利用効率を向上させること、およびマグネトロン磁気回路とターゲットとを異常放電の発生を抑えながら近接に配置することの2つの要望を同時に実現することができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to simultaneously realize the two demands of improving the utilization efficiency of the target and arranging the magnetron magnetic circuit and the target close to each other while suppressing the occurrence of abnormal discharge.
このように、本発明の一実施形態は、ターゲットの有効利用のためにマグネトロン磁気回路を2次元的に移動させる構成において、マグネトロン磁気回路とターゲットとを異常放電の発生を抑えながら近接に配置する、という本発明に特有の課題を解決できるのである。すなわち、ターゲットの利用効率向上のためにマグネトロン磁気回路を2次元的に移動させる際にどうしても生じてしまう発塵が、マグネトロン磁気回路とターゲットとの近接配置を異常放電の点から阻害している。そこで、本発明の一実施形態では、マグネトロン磁気回路とターゲットとを近接配置しても上記どうしても生じてしまう発塵が異常放電の発生要因とならないようにするために、マグネトロン磁気回路とターゲットとを同電位にしているのである。 Thus, according to an embodiment of the present invention, in a configuration in which the magnetron magnetic circuit is moved two-dimensionally for effective use of the target, the magnetron magnetic circuit and the target are arranged close to each other while suppressing the occurrence of abnormal discharge. Thus, the problem specific to the present invention can be solved. That is, dust generation that is inevitably generated when the magnetron magnetic circuit is moved two-dimensionally to improve the utilization efficiency of the target obstructs the close arrangement of the magnetron magnetic circuit and the target from the point of abnormal discharge. Therefore, in one embodiment of the present invention, the magnetron magnetic circuit and the target are arranged in order to prevent the dust generation that is inevitably generated even if the magnetron magnetic circuit and the target are arranged close to each other from causing abnormal discharge. They are at the same potential.
すなわち、本発明において、マグネトロン磁気回路を2軸方向で移動させることと、マグネトロン磁気回路およびターゲットを電気的に同電位にすることとは、上記本発明に特有の課題を解決するために密接に関わっており、上記2つの要件を備える本発明の一実施形態では、ターゲットの利用効率を向上させると共に、マグネトロン磁気回路の2次元移動の際に生じる発塵による異常放電を抑えつつマグネトロン磁気回路とターゲットとを近接に配置できる、という従来から切望された効果を実現できる。 That is, in the present invention, moving the magnetron magnetic circuit in the biaxial direction and making the magnetron magnetic circuit and the target electrically the same potential are closely related to solve the above-mentioned problems peculiar to the present invention. In one embodiment of the present invention, which is related to the above two requirements, the efficiency of using the target is improved, and the magnetron magnetic circuit and the magnetron magnetic circuit are suppressed while preventing abnormal discharge caused by dust generation that occurs during two-dimensional movement of the magnetron magnetic circuit. It is possible to realize a conventionally desired effect that the target can be arranged close to the target.
さらに本発明の一実施形態では、マグネトロン磁気回路と、第1、第2揺動機構の駆動部の双方との間に絶縁性部材を挟むことで、該マグネトロン磁気回路を電気的に絶縁しても良い。また、第1揺動機構のうちマグネトロン磁気回路の直進性を保つ為に構成されるガイド部に対してのみターゲット支持面(すなわち、ターゲット)と同電位とし、かつそのガイド部の材質を導電性としても良い。そしてそのガイド部の一部を第2揺動機構に固定しかつ該ガイド部と第2揺動機構の駆動部との間に絶縁性部材を挟むことで電気的に絶縁させることができる。 Furthermore, in one embodiment of the present invention, an insulating member is sandwiched between the magnetron magnetic circuit and both the drive units of the first and second swing mechanisms to electrically insulate the magnetron magnetic circuit. Also good. Further, only the guide portion configured to maintain the straightness of the magnetron magnetic circuit in the first swing mechanism has the same potential as the target support surface (that is, the target), and the material of the guide portion is conductive. It is also good. Then, a part of the guide portion is fixed to the second swing mechanism, and an insulating member is sandwiched between the guide portion and the drive portion of the second swing mechanism, so that it can be electrically insulated.
さて、本発明の一実施形態では、上述のように本発明に特有の課題を解決するために、マグネトロン磁気回路を2次元的に移動させ、かつ該マグネトロン磁気回路とターゲット支持面(ターゲット)とを同電位にしている。従って、2次元的に移動するマグネトロン磁気回路とターゲット支持面(ターゲット)とを電気的に並列にするべく、上記2次元的に移動するマグネトロン磁気回路に電力(電圧)を供給する必要がある。このマグネトロン磁気回路への電力供給経路がマグネトロン磁気回路の動きに応じて引き回されると、その物理的な強度によりマグネトロン磁気回路の動きに制限を与え該マグネトロン磁気回路の可動範囲を狭めたり、あるいは上記電力供給経路の破損に繋がってしまう場合がある。本発明では、例えマグネトロン磁気回路の2次元的な移動に制限があっても、マグネトロン磁気回路が2次元的に移動できれば、その移動した分だけターゲットを有効に活用できるので、本発明の効果は十分に発揮されている。しかしながら、電力供給経路を確立した状態でマグネトロン磁気回路の2次元的な可動範囲を拡げることができれば、ターゲットをさらに有効利用できるのでさらに好ましい。 In one embodiment of the present invention, in order to solve the problems specific to the present invention as described above, the magnetron magnetic circuit is moved two-dimensionally, and the magnetron magnetic circuit and the target support surface (target) Are at the same potential. Therefore, it is necessary to supply electric power (voltage) to the two-dimensionally moving magnetron magnetic circuit in order to electrically parallel the two-dimensionally moving magnetron magnetic circuit and the target support surface (target). When the power supply path to the magnetron magnetic circuit is routed according to the movement of the magnetron magnetic circuit, the movement of the magnetron magnetic circuit is limited by its physical strength, and the movable range of the magnetron magnetic circuit is narrowed. Alternatively, the power supply path may be damaged. In the present invention, even if there is a limitation on the two-dimensional movement of the magnetron magnetic circuit, if the magnetron magnetic circuit can move two-dimensionally, the target can be effectively utilized by the amount of the movement. It is fully demonstrated. However, if the two-dimensional movable range of the magnetron magnetic circuit can be expanded with the power supply path established, it is more preferable because the target can be used more effectively.
そこで、本発明の一実施形態では、マグネトロン磁気回路とターゲット支持面(ターゲット)とを同電位にするための電力供給経路の確立を維持しながらマグネトロン磁気回路の可動範囲の拡大のために、一方端を固定したときに、該一方端と反対側の他方端を所定の方向に沿って移動可能(揺動可能)な導電部材を設け、該他方端をマグネトロン磁気回路に電気的に接続すること(例えば、直接接続したり、導電性の材料を介して接続する等)は好ましい。すなわち、マグネトロンカソードのターゲットへの電力供給ラインと並列に、上記導電部材の一方端を接続し、他方端をマグネトロン磁気回路に電気的に接続して、上記導電部材を電力供給経路の一部となるようにする。このような構成の一例として、例えば、上記導電部材の他方端を前述の、第1揺動機構のガイド部に電気的に接続することで、マグネトロン磁気回路とターゲットとを同電位にすることができる。上記構成により、マグネトロン磁気回路が第1及び第2揺動機構により揺動した際にもターゲットへの電力供給ラインが引きずられることなくマグネトロン磁気回路を該ターゲットと同電位に保つことが可能となる。 Therefore, in one embodiment of the present invention, in order to expand the movable range of the magnetron magnetic circuit while maintaining the establishment of a power supply path for setting the magnetron magnetic circuit and the target support surface (target) to the same potential, When the end is fixed, the other end opposite to the one end is provided with a conductive member that can move (swing) along a predetermined direction, and the other end is electrically connected to the magnetron magnetic circuit. (For example, direct connection or connection via a conductive material) is preferable. That is, in parallel with the power supply line to the magnetron cathode target, one end of the conductive member is connected, the other end is electrically connected to the magnetron magnetic circuit, and the conductive member is connected to a part of the power supply path. To be. As an example of such a configuration, for example, by electrically connecting the other end of the conductive member to the guide portion of the first swing mechanism described above, the magnetron magnetic circuit and the target can be set to the same potential. it can. With the above configuration, even when the magnetron magnetic circuit is swung by the first and second rocking mechanisms, the magnetron magnetic circuit can be kept at the same potential as the target without being dragged by the power supply line to the target. .
なお、上記電力供給経路の一部となる導電部材の例としては、所定の方向にバネ性を有し、導電性を有する部材(例えば、導電性のバネ)等の、所定の方向に伸縮自在な導電性の部材が挙げられる。また、例えば、アルミニウムのような柔らかい金属を薄膜にしたものを用いても良い。このような薄膜によれば、上記ガイド部に電気的に接続した他方端側から、電力供給ラインに接続された一方端側に力を加えることによって、該薄膜が延びた状態から薄膜が曲り、マグネトロン磁気回路に電気的に接続された他方端を、上記所定の方向に移動させることができる。 In addition, as an example of the conductive member that becomes a part of the power supply path, the conductive member has a spring property in a predetermined direction and can be expanded and contracted in a predetermined direction such as a conductive member (for example, a conductive spring). An electrically conductive member can be used. Further, for example, a thin film made of a soft metal such as aluminum may be used. According to such a thin film, from the other end side electrically connected to the guide portion, by applying a force to one end side connected to the power supply line, the thin film bends from a state in which the thin film extends, The other end electrically connected to the magnetron magnetic circuit can be moved in the predetermined direction.
このように、上記電力供給経路の一部となる導電部材の機能は、外部電源からの電力供給ラインとマグネトロン磁気回路との間の電力供給経路の一部を担いつつ、マグネトロン磁気回路を移動させても上記電力供給経路を切断させないようにすることである。そのために、他方端において力が加えられても、上記他方端がその力の印加方向に移動可能となるように上記導電部材を構成することにより、上記他方端に電気的に接続されたマグネトロン磁気回路を上記印加方向に沿って移動させても、電力供給経路が切断されることは無い。 As described above, the function of the conductive member serving as a part of the power supply path moves the magnetron magnetic circuit while serving as a part of the power supply path between the power supply line from the external power source and the magnetron magnetic circuit. However, the power supply path is not cut off. Therefore, even if a force is applied at the other end, the magnetron magnet electrically connected to the other end is configured by configuring the conductive member so that the other end can move in the direction in which the force is applied. Even if the circuit is moved along the application direction, the power supply path is not cut.
本発明の一実施形態では、上記電力供給回路を維持しながらマグネトロン磁気回路の可動範囲を拡げることを考慮すると、マグネトロン磁気回路の移動に伴って上記電力供給経路の一部となる導電部材をマグネトロン磁気回路の移動に伴ってなるべく引き回されないようにすることが望ましい。 In one embodiment of the present invention, in consideration of expanding the movable range of the magnetron magnetic circuit while maintaining the power supply circuit, the conductive member that becomes a part of the power supply path along with the movement of the magnetron magnetic circuit is provided. It is desirable that the magnetic circuit is not routed as much as possible.
そこで、本発明の一実施形態では、マグネトロンカソードに、第1および第2の方向の一方に対して移動しない(固定された)、導電性を有する固定領域を設け、上記電力供給経路の一部となる導電部材の移動方向である所定の方向(例えば、該導電部材が伸縮自在な導電性の部材である場合には、伸縮方向)が第1および第2の方向の他方と一致するように該導電部材の他方端を固定領域に接続すれば良い。このような一例として、例えば、上記ガイド部の一部(例えば、ガイド部がナットおよびレールである場合、マグネトロン磁気回路側に形成されない方の部材(ナットまたはレール))を第1の方向に対して固定すると共に、上記所定の方向(例えば、バネといった伸縮自在の導電性の部材であれば、伸縮方向)を第2揺動機構の第2の方向に一致させることで、マグネトロン磁気回路を第1および第2の方向に沿って移動させても、上記導電部材の存在により、マグネトロン磁気回路への給電を行うことができる。 Therefore, in one embodiment of the present invention, the magnetron cathode is provided with a conductive fixed region that does not move (fixed) in one of the first and second directions, and is a part of the power supply path. A predetermined direction that is a moving direction of the conductive member (for example, in a case where the conductive member is a conductive member that can be expanded and contracted), the predetermined direction is the same as the other of the first and second directions. What is necessary is just to connect the other end of this electrically-conductive member to a fixed area | region. As an example of this, for example, a part of the guide part (for example, when the guide part is a nut and a rail, a member (nut or rail) that is not formed on the magnetron magnetic circuit side) is moved in the first direction. And the predetermined direction (for example, the expansion / contraction direction for a stretchable conductive member such as a spring) is made to coincide with the second direction of the second swing mechanism, thereby making the magnetron magnetic circuit Even if it is moved along the first and second directions, power can be supplied to the magnetron magnetic circuit due to the presence of the conductive member.
すなわち、マグネトロン磁気回路を第1の方向に移動させても、上記導電部材に電気的に接続された上記ガイド部の一部は第1の方向に対して固定されているので、上記所定の方向が第1の方向に一致していなくても、上記導電部材に無理な応力はかからない。よって、マグネトロン磁気回路の第1の方向に沿った移動によって、マグネトロン磁気回路への給電経路は切断されない。また、マグネトロン磁気回路を第2の方向に移動させても、導電性部材の所定の方向(例えば、上記伸縮方向)と第2の方向とは一致しているので、導電性部材はマグネトロン磁気回路の移動に応じて変形する。よってこの場合も、マグネトロン磁気回路の第2の方向に沿った移動によって、マグネトロン磁気回路への給電経路は切断されない。 That is, even when the magnetron magnetic circuit is moved in the first direction, a part of the guide portion electrically connected to the conductive member is fixed with respect to the first direction. Even if they do not coincide with the first direction, excessive stress is not applied to the conductive member. Therefore, the power supply path to the magnetron magnetic circuit is not cut by the movement of the magnetron magnetic circuit along the first direction. Further, even if the magnetron magnetic circuit is moved in the second direction, the predetermined direction (for example, the expansion and contraction direction) of the conductive member coincides with the second direction, so that the conductive member is the magnetron magnetic circuit. Deforms in response to movement. Therefore, also in this case, the power supply path to the magnetron magnetic circuit is not cut by the movement of the magnetron magnetic circuit along the second direction.
このように、本発明の一実施形態では、上記導電部材(例えば、伸縮自在の導電性の部材)を、その移動方向(例えば、伸縮方向)を第2の方向と一致するように配置し、かつ電力供給ラインと接続された一方端と反対側の他方端をマグネトロン磁気回路と電気的に接続している。従って、マグネトロン磁気回路を、ターゲットの表面(面内)に対して2次元的に移動させても、上記導電部材の存在により、マグネトロン磁気回路に対して良好に給電することができ、マグネトロン磁気回路とターゲット(ターゲット支持面)とを電気的に同電位にすることができる。 Thus, in one embodiment of the present invention, the conductive member (for example, a stretchable conductive member) is disposed so that the moving direction (for example, the stretchable direction) coincides with the second direction, The other end opposite to the one end connected to the power supply line is electrically connected to the magnetron magnetic circuit. Therefore, even if the magnetron magnetic circuit is moved two-dimensionally with respect to the surface (in-plane) of the target, it is possible to supply power to the magnetron magnetic circuit satisfactorily due to the presence of the conductive member. And the target (target support surface) can be made to have the same electric potential.
図1に、本実施形態に係るスパッタ装置Sの断面図を示す。なお、図1はスパッタ装置Sを上方側から見た断面図であり、紙面に対して手前側が上方、奥側が下方を示している。スパッタ装置Sは、真空容器としてのチャンバー206の内側に基板ホルダー207とカソードユニットとを少なくとも備えている。基板ホルダー207に取り付けられた基板Wに対向する位置にカソードユニットが配設されている。ターゲットTはカソードユニットの基板側に接着されている。ターゲットTおよび基板とも床面(水平面)に対してほぼ垂直に起立した配置となっている。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a sputtering apparatus S according to this embodiment. FIG. 1 is a cross-sectional view of the sputtering apparatus S as viewed from above, with the front side being the upper side and the back side being the lower side with respect to the paper surface. The sputtering apparatus S includes at least a
カソードボディー205はチャンバー206の内壁に設置されている。基板ホルダー207は被成膜材である基板Wを保持するための部材であり、静電吸着等を用いて基板を保持することができる。また、本実施形態では基板ホルダー207はホルダー支持軸223を中心に回転可能に構成されている。図1では基板がターゲットTに対向する位置まで基板ホルダー207(ホルダー支持軸223)が回転した状態を示している。
The
チャンバー206は真空ポンプからなる不図示の排気装置に接続されており、内部を減圧状態にすることが可能となっている。また、チャンバー206はアルゴン等のガスを供給可能な不図示のガス供給装置も接続されている。すなわち、チャンバー206を減圧状態にした後にアルゴン等のガスをチャンバー206内に供給すると共にターゲットTに高電圧を印加することにより、基板ホルダー207に保持された基板Wに対してスパッタリングによる成膜処理を行うことができる。
The
基板Wはチャンバー206の側面に設けられた開口部から不図示の搬送装置によってチャンバー内に搬入される。その際、チャンバー206側面の開口部に配設されたゲートバルブ208が一時的に開放される。なお、基板Wをチャンバー206内部に搬入する際には、基板ホルダー207は、基板Wを取り付ける部分が上方に向いた配置(左右方向に平行な位置)となるようにホルダー支持軸223を中心に回転させた状態で行われる。基板の搬入が終了した後にバルブ208を閉じる動作をおこなうことでチャンバー206内を再び減圧状態に保つことが可能となる。
The substrate W is carried into the chamber by a transfer device (not shown) from an opening provided on the side surface of the
ターゲットTは、カソードユニットの基板側に配設された、ターゲット支持部としての裏板202にボンディングされている。該裏板202は、導電性を有し、かつターゲット支持面を有しており、該ターゲット支持面にターゲットTが支持される。裏板202の内部には、冷却水を流通させる水路として溝214a,214bが形成されており、溝214a、214bはそれぞれ、冷却水導入管213を介して冷却水源212a、212bに接続されている。このような構成により、ターゲットTを冷却可能な構造となっている。
The target T is bonded to a
裏板202は、導電性を有するベース板203を介してカソードユニット側のカソードボディー205に固定されている。また、このベース板203には高電圧を印加するための導電性部材211が接続できるようになっていて、導電性部材211の先には高電圧電源210が接続されている。
The
さらにベース板203は、絶縁材204をカソードボディー205との間に挟み込む形で固定されている。カソードボディー205の内側には、ターゲットT表面上に一定の磁場を形成するため、マグネトロン磁気回路としてのマグネットユニット209が配設されている。マグネットユニット209は、基板対向面がS極の中央磁石と、その周囲に囲むように配置され、基板対向面がN極である外周磁石と、これらの磁石を固定する長方形平板(ヨーク)とを備えている。
Further, the
次に、図2乃至4に従ってマグネットユニット209がターゲットと同電位でありかつ2軸方向(上下方向(第1の方向)および左右方向(第2の方向))に揺動可能となる機構の詳細について説明する。
マグネットユニット209は導電性のベース301に固定され、更に導電性のスペーサー302をそれらの間に挟んで固定できる。このスペーサー302はマグネットとターゲット支持面(すなわち、ターゲット)との距離の微調整を可能とする。すなわち、マグネットユニット209は、上記スペーサー302を配置可能に構成されている。
Next, the details of the mechanism in which the
The
マグネットユニット9が固定され、導電性を有するベース301を第2揺動機構に対して第1の方向(奥手前方向)にガイドするためのガイド部材303−1、303−2はそれぞれ、ナット303−1−a、303−2−a、およびレール303−1−b、303−2−bを有している。上記ナット303−1−a(303−2−a)とレール303−1−b(303−2−b)は非図示のベアリングによって摺動関係にあり図2の奥手前方向(第1の方向)に揺動可能である。ベース301はガイド部材303−1及び303−2のナット303−1−a及び303−2−aに固定されている。レール303−1−b及び303−2−bは、導電性部材304−1及び304−2に固定されている。
The guide members 303-1 and 303-2 for guiding the base 301 having the magnet unit 9 fixed thereto and the
導電性部材304−1および304−2はそれぞれ、絶縁性部材305−1及び305−2を介して筐体306−1及び306−2に固定されている。筐体306−1及び306−2にはベアリング307−1及び307−2が内蔵されており、シャフト308と摺動関係に構成されることで図2の左右方向(第2の方向)に揺動可能である。シャフト308は両端がカソードボディー205に固定されている。以上の構成によりマグネットユニット209は図2の奥手前方向(第1の方向)及び左右方向(第2の方向)の2軸方向に揺動可能となる。
なお、ガイド部303−1、303−2はそれぞれ、導電性を有する。すなわち、ナット303−1−a、303−2−a、およびレール303−1−b、303−2−bの各々は、導電性を有する。
Conductive members 304-1 and 304-2 are fixed to housings 306-1 and 306-2 via insulating members 305-1 and 305-2, respectively. The housings 306-1 and 306-2 have built-in bearings 307-1 and 307-2, and are configured in a sliding relationship with the
Each of the guide portions 303-1 and 303-2 has conductivity. That is, each of the nuts 303-1-a and 303-2-a and the rails 303-1-b and 303-2-b have conductivity.
次に、マグネットユニット209を自動で第1の方向(本実施形態では、図2の奥手前方向)及び第2の方向(本実施形態では、図2の左右方向)に揺動可能とする駆動機構について説明する。
ベース301には絶縁性部材311が固定されていて、同様にラック&ピニオン機構のうちのラック312が絶縁性部材311に固定されている。ピニオン313はラック312と適切にかみ合わさるように構成され、かつピニオン回転中心軸上あるシャフト314に固定されている。又このシャフト314は筐体306−1及び306−2内部に配置されるベアリング315−1及び315−2によって回転可能に保持されている。シャフト314は外部との接続継ぎ手316を介して回転駆動機構317に接続されている。回転駆動機構317は、本実施形態ではサーボモーターを駆動源としている。以上の構成により回転駆動機構317が正転、逆転交互に回転駆動することによってシャフト314も同様に正転、逆転交互に回転し、その結果、ラック312およびピニオン313によるラック&ピニオン機構によってマグネットユニット209は奥手前方向に揺動する。
Next, a drive that automatically swings the
An insulating
このように、本実施形態では、第1揺動機構は、ガイド部303−1、303−2、ラック312、ピニオン313、シャフト314、回転駆動機構317を少なくとも備えていると言える。該回転駆動機構317の駆動によりシャフト314を介してピニオン313が回転し、該ピニオン313の回転によりベース301と共にマグネットユニット209が奥手前方向(第1の方向)に移動する。このとき、ガイド部303−1、303−2が有するレール303−1−b、303−2−bは第1の方向である奥手前方向に対して固定され、かつ導電性部材304−1、304−2も第1の方向に対する固定領域となる。そして、該レール303−1−b、303−2−bに取り付けられているナット303−1−a、303−2−aの各々は、ベース301に固定されているので、上記ピニオン313の回転に応じて、奥手前方向に沿ってナット303−1−a、303−2−aがレール303−1−b、303−2−b中で揺動する。このような構成において、レール303−1−b、303−2−b、および導電性部材304−1、304−2はそれぞれ、奥手前方向に対して固定領域となっているので、奥手前方向に沿って移動しないが、後述するように第2の方向としての左右方向には移動可能である。
Thus, in this embodiment, it can be said that the first swing mechanism includes at least the guide portions 303-1 and 303-2, the
筐体306−1及び306−2と、シャフト314、ベアリング315−1、315−2との構成の詳細を図3、4に従って説明する。図3は、図2中の領域Aの詳細図でであり、図4は、図2中の領域Bの詳細図である。
Details of the structures of the housings 306-1 and 306-2, the
図3において、筐体306−1内部にベアリング315−1が配置されている。押さえ部材321がシャフト314に固定されることによってベアリング315−1内輪が、左右方向にずれないように固定されている。また、押さえ部材322が筐体306−1に固定されることによってベアリング315−1外輪が左右方向にずれないように固定されている。一方、筐体306−2内部にベアリング315−2が配置されている。図4に示すような位置にて押さえ部材327がシャフト314に固定されることによってベアリング315−2の内輪が左右方向にずれないように固定されている。また、図4に示すような位置にて押さえ部材326が筐体306−2に固定されることでベアリング315−2の外輪が左右方向にずれないように固定されている。さらに押さえ部材322にはシャフト323が固定され、外部との接続継ぎ手324を介して左右揺動駆動機構325に接続されている。左右揺動駆動機構325は、本実施形態ではサーボモーターを駆動源としボールネジを介することで回転動作を直動動作へ変換している。
In FIG. 3, a bearing 315-1 is disposed inside the housing 306-1. By fixing the
以上の構成により左右揺動駆動機構325が左右に揺動することで接続継ぎ手324、シャフト323、押さえ部材322、筐体306−1等を介してマグネットユニット209も左右方向(第2の方向)に揺動する。このように、本実施形態では、第2揺動機構は、左右揺動駆動機構325、シャフト323、押さえ部材322、および筐体306−1、306−2を少なくとも備えていると言える。
With the above configuration, the left and right
又図3でも明らかなように、左右揺動駆動機構325により左右方向へ筐体306−1やマグネットユニット209が揺動すると共にシャフト314も左右方向に揺動するが、シャフト314はベアリング315−1、315−2によって回転可能に保持されている為、回転駆動機構317の回転駆動力を同時にマグネットユニット209に伝達可能である。よってその結果マグネットユニット209はターゲット平面上で2次元的(2軸方向)に移動することができ、あらゆる方向に動作可能となる。その結果ターゲット表面上の磁場を最適に形成可能となりターゲット利用効率は向上する。
As is apparent from FIG. 3, the housing 306-1 and the
さらに図2において、導電性部材328が導電性部材304−1に接続されている。さらに導電性かつ左右方向(第2の方向)にバネ性を有する部材329が、外部電源からマグネットユニット209への電力供給経路の一部を形成するように配置されている。すなわち、部材329の一方端は電力供給ラインとしての導電性部材211に接続され、他方端は導電性部材328に接続され、かつ部材329の伸縮方向が第2の方向としての左右方向と一致するように配置されている。このような構成により、部材329はマグネットユニット209に電気的に接続され、外部電源としての高電圧電源210から供給された電力(電圧)は導電性部材211、部材329、導電性部材328、導電性部材304−1、ガイド部303−1、ベース301、スペーサー302を介してマグネットユニット209に供給される。本実施形態では、高電圧電源210から供給された電力(電圧)は、導電性部材211、ベース板203、ターゲット支持部としての裏板202を介して、ターゲットTにも供給される。従って、マグネットユニット209とターゲットT(ターゲット支持面)とは電気的に並列に接続されていることになり、マグネットユニット209は、電気的にターゲットTと同電位となる。
Further, in FIG. 2, a
従って、例えばターゲットT(ターゲット支持面である裏板301)とマグネットユニット209とを近接に配置しても、マグネットユニット209を奥手前方向(第1の方向)に沿って揺動させるときにガイド部303−1、303−2から発生した発塵が異常放電に寄与することを抑えることができる。すなわち、上記マグネットユニット209を第1の方向に移動させる際にどうしても生じてしまう発塵により、マグネットユニット209と裏面202とが物理的に接続されても、該接続対象のマグネットユニット209と裏面202とは同電位であるので、上記物理的な接続に起因する異常放電の発生を抑えることができる。よって、ターゲットの利用効率向上のためにマグネットユニットを2軸方向に移動させる形態において、裏面202(すなわち、ターゲットT)とマグネットユニット209とを限りなく近づけて配置しても異常放電に気にする必要が無くなるので、用いるマグネトロンユニットの幅を広げることができ、コスト面、および装置の大きさの面の双方で有利となる。すなわち、ターゲットに関するコストとマグネットユニットに用いるマグネットに関するコストとの双方を一挙に低減することができる。
Therefore, for example, even when the target T (the
さらに、本実施形態では、部材329は左右方向(第2の方向)にバネ性を有し、ガイド部303−1が間に介することで、マグネットユニット209が左右方向(第2の方向)、奥手前方向(第1の方向)に揺動しても給電ライン(電力供給経路)は引きずられることはない。すなわち、本実施形態では、給電ラインが接続された、ガイド部301−1の一部であるレール303−1−bは、奥手前方向(第1の方向)に対して固定され、かつ左右方向(第2の方向)に伸縮自在の部材329により、給電ラインの一部を形成している。従って、マグネットユニット209を第1の方向および第2の方向のいずれに対して移動させても、マグネットユニット209の移動範囲を拡大しつつ、給電ラインを切断することなくマグネットユニット209への良好な給電を実現することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
202 裏板
209 マグネットユニット
211 導電性部材
303−1、303−2 ガイド部
306−1、306−2 筐体
312 ラック
313 ピニオン
314 シャフト
317 回転駆動機構
322 押さえ部材
323 シャフト
325 左右揺動駆動機構
202
Claims (8)
スパッタ成膜チャンバーを形成する真空容器と、
前記真空容器内に配置されたマグネトロンカソードとを備え、
前記マグネトロンカソードは、
前記ターゲットを支持するためのターゲット支持面を有するターゲット支持部と、
前記ターゲット支持面と対向する側に位置するマグネトロン磁気回路と、
前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲット支持面の面内の第1の方向に揺動させる第1揺動機構と、
前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲット支持面の前記面内の、前記第1の方向とは異なる第2の方向に揺動させる第2揺動機構とを有し、
前記マグネトロン磁気回路と前記ターゲット支持面とを電気的に同電位としたことを特徴とするスパッタ成膜装置。 A sputtering film forming apparatus for performing sputtering film formation on a substrate disposed by facing a surface of a target by sputtering a target,
A vacuum vessel for forming a sputter deposition chamber;
A magnetron cathode disposed in the vacuum vessel,
The magnetron cathode is
A target support portion having a target support surface for supporting the target;
A magnetron magnetic circuit located on the side facing the target support surface;
A first swing mechanism for swinging the magnetron magnetic circuit in a first direction within the surface of the target support surface;
A second swing mechanism that swings the magnetron magnetic circuit in a second direction different from the first direction in the surface of the target support surface;
The sputter deposition apparatus characterized in that the magnetron magnetic circuit and the target support surface are at the same electrical potential.
前記電力供給経路の一部は、一方端を固定したときに、該一方端と反対側の他方端を所定の方向に沿って移動可能な導電部材であり、
前記他方端は、前記マグネトロン磁気回路と電気的に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載のスパッタ成膜装置。 A power supply path for electrically connecting the magnetron magnetic circuit and the target support surface in parallel;
A part of the power supply path is a conductive member capable of moving along the predetermined direction on the other end opposite to the one end when the one end is fixed,
The sputter deposition apparatus according to claim 1, wherein the other end is electrically connected to the magnetron magnetic circuit.
前記他方端は、前記領域に電気的に接続されていることを特徴とする請求項4に記載のスパッタ成膜装置。 The magnetron cathode further includes a conductive region that does not move with respect to the other of the first or second directions,
The sputter deposition apparatus according to claim 4, wherein the other end is electrically connected to the region.
前記ターゲットに対向する位置に前記基板を配置する工程と、
前記ターゲットを放電でスパッタし、前記基板の上にスパッタ成膜により膜を形成する工程とを有し、
前記膜を形成する工程は、前記マグネトロン磁気回路を前記ターゲットの表面に対して2次元的に移動させながら、前記マグネトロン磁気回路と前記ターゲットとを同電位にすることを特徴とする膜の製造方法。 A method for producing a film comprising a magnetron magnetic circuit and forming a film on a substrate by a magnetron cathode on which a target is disposed,
Disposing the substrate at a position facing the target;
Sputter the target by electric discharge, and forming a film by sputtering film formation on the substrate,
The step of forming the film is characterized in that the magnetron magnetic circuit and the target are set to the same potential while moving the magnetron magnetic circuit two-dimensionally with respect to the surface of the target. .
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