JP2011144439A

JP2011144439A - Sputtering apparatus

Info

Publication number: JP2011144439A
Application number: JP2010007874A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Fukada; 晋一深田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2011-07-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a sputtering apparatus which can suppress reduction in the quality of a film formed on a film deposition object. <P>SOLUTION: The non-erosion region produced in the vicinity of center magnets 32a and 32b of a plurality of first small-sized magnetron cathodes 31a and second small-sized magnetron cathodes 31b is divided and independently present. Therefore, the non-erosion region can be made smaller than that produced by the magnetron cathode comprising a continuous integral center magnet. Since each non-erosion region is small, the stress generated in a thick film formed in the non-erosion region can be relieved to reduce the peeling due to the film stress or the like, this can suppress occurrence of a particle. Therefore, the particle incorporated into a film formed on a substrate can be decreased, thus providing a sputtering apparatus in which reduction in the quality of a film is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、マグネトロンカソードを対向配置した対向ターゲットスパッタリング装置に関する。 The present invention relates to an opposed target sputtering apparatus in which magnetron cathodes are arranged to face each other.

乾式の成膜方法として、蒸着法、スパッタリング法等が知られている。例えば、液晶表示体等には、信頼性の向上のために無機物の配向膜が検討されており、蒸着法、スパッタリング法等が用いられる。ここで、蒸着法では、大型基板に低欠陥密度の膜を形成することが困難で、スパッタリング法による成膜が行なわれている。
対向する面が長方形の２つのターゲットと各ターゲットに対応した磁石を用い、成膜対象物を、ターゲットの長手方向に直交する方向から対向したターゲットの側方を通過させて、成膜するスキャン方式のスパッタリング装置が知られている。ここで、磁石は外周磁石としてのリング磁石とリング磁石の内側に配置された中央磁石とからなり、対向する面が長方形のターゲットに合わせて、リング磁石は四角リング形状、中央磁石は細長の長方形状を有している（例えば、特許文献１参照）。 As a dry film forming method, an evaporation method, a sputtering method, and the like are known. For example, for liquid crystal displays and the like, inorganic alignment films have been studied for improving reliability, and vapor deposition, sputtering, and the like are used. Here, in the vapor deposition method, it is difficult to form a film having a low defect density on a large substrate, and a film is formed by a sputtering method.
A scanning method in which two opposing targets with a rectangular surface and a magnet corresponding to each target are used, and a film formation target is passed through the side of the target facing from the direction orthogonal to the longitudinal direction of the target to form a film. There is known a sputtering apparatus. Here, the magnet is composed of a ring magnet as an outer peripheral magnet and a central magnet arranged inside the ring magnet, the opposing surface is matched to a rectangular target, the ring magnet is a square ring shape, and the central magnet is an elongated rectangle (For example, refer to Patent Document 1).

特開２００７−３９７１２号公報JP 2007-39712 A

しかしながら、長尺のターゲットに合わせた長尺の外周磁石および長尺の中央磁石を使用すると、中央磁石に沿ってターゲット中央で長手方向に長く非エロージョン領域が発生し、ターゲットの使用効率が低下する。
また、非エロージョン領域では、対向するターゲットから大量のスパッタリング粒子が飛来、堆積して厚膜が形成される。厚膜化した膜は、膜応力等により容易に剥がれ、発塵源となる。発生した塵は、成膜対象物に形成される膜に取り込まれ膜質が低下する。 However, when a long outer peripheral magnet and a long central magnet adapted to a long target are used, a non-erosion region is generated in the longitudinal direction in the center of the target along the central magnet, and the use efficiency of the target is reduced. .
In the non-erosion region, a large amount of sputtered particles fly from the opposing target and deposit to form a thick film. The thickened film easily peels off due to film stress or the like and becomes a dust generation source. The generated dust is taken into the film formed on the film formation target and the film quality is lowered.

本発明は、上述の課題のうち少なくとも一つを解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least one of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

［適用例１］
第１ターゲットおよび前記第１ターゲットに対向配置されている第２ターゲットから生じるスパッタリング粒子を、前記第１ターゲットと前記第２ターゲットとの間から放出させるスパッタリング装置であって、第１ターゲット長尺方向に長い前記第１ターゲットと、第２ターゲット長尺方向に長い前記第２ターゲットと、前記第１ターゲットに配置され、前記第１ターゲット長尺方向と直交する第１ターゲット幅方向の長さ以下の第１幅方向の長さを有する複数の第１小型マグネトロンカソードが、前記第１幅方向を前記第１ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べられて構成されている第１マグネトロンカソードと、前記第２ターゲットに配置され、前記第２ターゲット長尺方向と直交する第２ターゲット幅方向の長さ以下の第２幅方向の長さを有する複数の第２小型マグネトロンカソードが、前記第２幅方向を前記第２ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べられて構成されている第２マグネトロンカソードとを備えたことを特徴とするスパッタリング装置。
ここで、マグネトロンカソードとは、中央磁石と中央磁石を取り囲む外周磁石を備えている。また、「第１幅方向を第１ターゲット長尺方向にほぼ向けて」および「第２幅方向を第２ターゲット長尺方向にほぼ向けて」の「ほぼ向けて」とは、第１，第２ターゲット長尺方向に対して±４５°の範囲の方向をいう。 [Application Example 1]
A sputtering apparatus that emits sputtered particles generated from a first target and a second target disposed opposite to the first target from between the first target and the second target, the first target being in the longitudinal direction The first target that is long, the second target that is long in the second target length direction, and the length of the first target that is disposed on the first target and that is orthogonal to the first target length direction is equal to or less than the length in the first target width direction. A plurality of first small magnetron cathodes having a length in the first width direction, wherein the first magnetron cathode is configured with the first width direction substantially aligned in the first target length direction without gaps; Second below the length in the second target width direction that is arranged on the second target and is orthogonal to the second target length direction. A plurality of second small magnetron cathodes having a length in the direction includes a second magnetron cathode configured such that the second width direction is substantially aligned in the second target long direction without gaps. A sputtering apparatus characterized by the above.
Here, the magnetron cathode includes a central magnet and an outer peripheral magnet surrounding the central magnet. In addition, “substantially facing the first width direction in the first target length direction” and “substantially pointing the second width direction in the second target length direction” are “substantially facing”. 2 A direction in a range of ± 45 ° with respect to the target longitudinal direction.

この適用例によれば、第１マグネトロンカソードを複数の第１小型マグネトロンカソードを用いて構成し、第２マグネトロンカソードを複数の第２小型マグネトロンカソードを用いて構成している。第１マグネトロンカソードおよび第２マグネトロンカソードにおけるエロージョン領域は、複数の第１小型マグネトロンカソードおよび複数の第２小型マグネトロンカソードの外周磁石に沿って生じるエロージョン領域を加えたものになるので、連続した一つの外周磁石で構成されたマグネトロンカソードのエロージョン領域と比較して長くて広い。エロージョン領域が広くなることで、相対的に非エロージョン領域が狭くなり、非エロージョン領域に形成された厚膜に発生する応力が緩和し、膜応力等による剥がれが減少することで、パーティクルの発生が抑えられる。したがって、成膜対象物に形成される膜に取り込まれるパーティクルが減少し、膜質の低下が抑えられるスパッタリング装置が得られる。 According to this application example, the first magnetron cathode is configured using a plurality of first small magnetron cathodes, and the second magnetron cathode is configured using a plurality of second small magnetron cathodes. The erosion region in the first magnetron cathode and the second magnetron cathode is obtained by adding the erosion regions generated along the peripheral magnets of the plurality of first small magnetron cathodes and the plurality of second small magnetron cathodes. It is long and wide compared to the erosion region of the magnetron cathode composed of outer magnets. As the erosion area becomes wider, the non-erosion area becomes relatively narrower, the stress generated in the thick film formed in the non-erosion area is relaxed, and peeling due to film stress etc. is reduced, thereby generating particles. It can be suppressed. Therefore, the particles taken into the film formed on the film formation target object are reduced, and a sputtering apparatus in which deterioration in film quality is suppressed can be obtained.

［適用例２］
上記スパッタリング装置において、前記第１マグネトロンカソードと前記第２マグネトロンカソードとで対向する磁石は、反対極が向き合っていることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、不完全なマグネトロン磁場において、一部の電子は第１ターゲットおよび第２ターゲットの表面近傍に拘束されず、第１ターゲットと第２ターゲットとの間の空間に漏れ出ることになる。ここで、対向する磁石で、反対極が向き合っているので、ターゲット間に生じる磁力線により、こうした電子をターゲット間で拘束し、スパッタリングガスとの衝突を増やし、スパッタリングガスイオンの発生量を増やす。このスパッタリングガスイオンは、第１ターゲットおよび第２ターゲットの表面付近の磁場に関係なく電界によりターゲットに引き寄せられるため、非エロージョン領域に降り注ぐスパッタリングガスイオンが増える。増えたスパッタリングガスイオンにより、非エロージョン領域をスパッタリングクリーニングしたり、堆積した膜の表面を改質したりし、重ねて形成される膜との密着性が高まり、膜剥がれが減少する。したがって、成膜対象物に形成される膜に取り込まれるパーティクルがより減少し、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置が得られる。 [Application Example 2]
In the sputtering apparatus, the magnets facing each other between the first magnetron cathode and the second magnetron cathode have opposite poles facing each other.
In this application example, in an incomplete magnetron magnetic field, some electrons are not constrained near the surfaces of the first target and the second target, but leak into the space between the first target and the second target. . Here, since the opposite poles are opposed to each other by the opposing magnets, the magnetic lines of force generated between the targets restrain such electrons between the targets, increase the collision with the sputtering gas, and increase the generation amount of the sputtering gas ions. Since the sputtering gas ions are attracted to the target by the electric field regardless of the magnetic field in the vicinity of the surfaces of the first target and the second target, the sputtering gas ions that pour into the non-erosion region increase. By increasing the sputtering gas ions, the non-erosion region is subjected to sputtering cleaning, the surface of the deposited film is modified, the adhesion with the stacked film is increased, and film peeling is reduced. Therefore, a sputtering apparatus can be obtained in which particles taken into the film formed on the film formation target are further reduced and deterioration in film quality is further suppressed.

［適用例３］
上記スパッタリング装置において、前記第１マグネトロンカソードと前記第２マグネトロンカソードとで対向する磁石は、同極が向き合っていることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、不完全なマグネトロン磁場において、対向する磁石で、同極が向き合っているので、反対極が向き合っている場合と比較して、磁力線は第１ターゲットおよび第２ターゲットの表面に集まる。そのため、不完全なマグネトロン磁場に起因する非拘束電子は、より第１ターゲットおよび第２ターゲット表面近傍に近い位置で拘束されることになり、少なくとも磁力線の存在しない第１ターゲットと第２ターゲットとの中間領域で電子が拘束されることは少ない。その結果、第１ターゲットと第２ターゲットとの中間領域でスパッタリングガスイオンが発生することが少なくなり、第１ターゲットと第２ターゲットとの間の空間から成膜対象物方向へ漏れ出て来るスパッタリングイオンの量が減少する。したがって、成膜中に成膜対象物が受けるスパッタリングイオン衝撃が、対向する磁石で反対極が向き合っている場合と比較して低減したスパッタリング装置が得られる。 [Application Example 3]
In the above sputtering apparatus, the magnets facing each other in the first magnetron cathode and the second magnetron cathode have the same polarity facing each other.
In this application example, in the incomplete magnetron magnetic field, the opposite poles face each other in the same magnet, so that the magnetic field lines gather on the surfaces of the first target and the second target as compared to the case where the opposite poles face each other. . Therefore, unconstrained electrons resulting from an incomplete magnetron magnetic field are restrained at a position closer to the vicinity of the surface of the first target and the second target, and at least the first target and the second target having no magnetic field lines exist. Electrons are rarely restrained in the intermediate region. As a result, sputtering gas ions are less likely to be generated in the intermediate region between the first target and the second target, and sputtering that leaks out from the space between the first target and the second target toward the film formation target. The amount of ions is reduced. Therefore, it is possible to obtain a sputtering apparatus in which the sputtering ion bombardment received by the film formation target during film formation is reduced as compared with the case where the opposite poles face each other with the opposing magnets.

［適用例４］
上記スパッタリング装置において、前記第１小型マグネトロンカソードおよび前記第２小型マグネトロンカソードの外周磁石の一部が不連続に配置されていることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、第１小型マグネトロンカソードおよび第２小型マグネトロンカソードの外周磁石の一部が不連続に配置されることにより、不完全なマグネトロン磁場となる。マグネトロン磁場の拘束が緩くなることで、本来であればスパッタリングガスイオンの到達しない非エロージョン領域にも少量ながらスパッタリングガスイオンが到達する。スパッタリングガスイオンは、ターゲット表面をスパッタリングクリーニングしたり、堆積した膜の表面を改質したりし、重ねて形成される膜との密着性が高まり、膜剥がれが減少する。したがって、成膜対象物に形成される膜に取り込まれるパーティクルがより減少し、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置が得られる。 [Application Example 4]
In the sputtering apparatus, a part of outer peripheral magnets of the first small magnetron cathode and the second small magnetron cathode are discontinuously arranged.
In this application example, a part of the outer peripheral magnets of the first small magnetron cathode and the second small magnetron cathode are discontinuously arranged, resulting in an incomplete magnetron magnetic field. Since the restriction of the magnetron magnetic field is relaxed, sputtering gas ions reach a non-erosion region where sputtering gas ions do not reach by a small amount. Sputtering gas ions perform sputtering cleaning on the surface of the target or modify the surface of the deposited film, thereby improving the adhesion with the film formed in an overlapping manner and reducing film peeling. Therefore, a sputtering apparatus can be obtained in which particles taken into the film formed on the film formation target are further reduced and deterioration in film quality is further suppressed.

［適用例５］
上記スパッタリング装置において、前記第１ターゲット長尺方向および前記第２ターゲット長尺方向に配置された前記外周磁石に、一箇所もしくは複数箇所で分岐もしくは折れ曲がりが設けられていることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、第１ターゲット長尺方向および第２ターゲット長尺方向に配置された外周磁石の設置距離が、一箇所もしくは複数箇所の分岐もしくは折れ曲がりで長くなる。外周磁石の設置距離が長くなることにより、外周磁石に沿ったエロージョン領域が長くなる。したがって、第１ターゲットおよび第２ターゲットの使用効率がより向上したスパッタリング装置が得られる。また、パーティクルの発生源である非エロージョン領域の面積が相対的に減少し、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置が得られる。 [Application Example 5]
In the sputtering apparatus, the outer peripheral magnet arranged in the first target length direction and the second target length direction is provided with a branch or bend at one place or a plurality of places. .
In this application example, the installation distance of the outer peripheral magnets arranged in the first target length direction and the second target length direction becomes longer due to one or more branches or bends. As the installation distance of the outer peripheral magnet becomes longer, the erosion region along the outer peripheral magnet becomes longer. Therefore, a sputtering apparatus with improved use efficiency of the first target and the second target can be obtained. Moreover, the area of the non-erosion region which is a generation source of particles is relatively reduced, and a sputtering apparatus in which deterioration of film quality is further suppressed can be obtained.

［適用例６］
上記スパッタリング装置において、前記第１マグネトロンカソードおよび前記第２マグネトロンカソードの近傍に設けられた、不活性ガスよりなるスパッタリングガスの第１のガス導入手段と、前記第１マグネトロンカソードおよび前記第２マグネトロンカソードから、前記第１のガス導入手段と比較して遠方に設けられた、前記第１ターゲットおよび前記第２ターゲットのスパッタリング成分と反応して反応生成物を生成するための反応性ガスの第２のガス導入手段とを少なくとも備えていることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、第１マグネトロンカソードおよび第２マグネトロンカソードの近傍をスパッタリングガス雰囲気にして、第１ターゲットおよび第２ターゲット上に、対向するターゲットのスパッタリング成分によって形成される膜を未反応のターゲット成分にとどめる。一方、成膜対象物上に形成されるスパッタリング成分には反応性ガスを供給し、反応生成物を生成させるスパッタリング装置が得られる。 [Application Example 6]
In the sputtering apparatus, a first gas introduction means for sputtering gas made of an inert gas, provided near the first magnetron cathode and the second magnetron cathode, the first magnetron cathode, and the second magnetron cathode. The second reactive gas for reacting with the sputtering components of the first target and the second target, which is provided farther than the first gas introduction means, generates a reaction product. A sputtering apparatus comprising at least gas introduction means.
In this application example, the vicinity of the first magnetron cathode and the second magnetron cathode is set to a sputtering gas atmosphere, and a film formed by the sputtering component of the opposing target is formed on the first target and the second target as an unreacted target component. Stay on. On the other hand, a sputtering apparatus for supplying a reactive gas to the sputtering component formed on the film formation target and generating a reaction product is obtained.

［適用例７］
上記スパッタリング装置において、前記第１ターゲットおよび前記第２ターゲットは、シリコン、前記スパッタリングガスはアルゴン、前記反応性ガスは酸素であることを特徴とするスパッタリング装置。
この適用例では、シリコンと酸素との反応で酸化シリコン膜が得られる。得られた酸化シリコン膜は、高い応力を持ち、高抵抗もしくは絶縁性となる。第１ターゲットおよび第２ターゲット上に形成された酸化シリコン膜の表面改質により導電性が付与され、蓄積される電荷量が減少し、アーキングの発生が抑えられる。 [Application Example 7]
In the sputtering apparatus, the first target and the second target are silicon, the sputtering gas is argon, and the reactive gas is oxygen.
In this application example, a silicon oxide film is obtained by a reaction between silicon and oxygen. The obtained silicon oxide film has high stress and becomes high resistance or insulation. Conductivity is imparted by the surface modification of the silicon oxide film formed on the first target and the second target, the amount of accumulated charges is reduced, and the occurrence of arcing is suppressed.

第１実施形態に係るスパッタリング装置を備えた製造装置の概略斜視図。The schematic perspective view of the manufacturing apparatus provided with the sputtering device which concerns on 1st Embodiment. 図１における製造装置のＡ−Ａ概略断面構成図。The AA schematic cross-section block diagram of the manufacturing apparatus in FIG. （ａ）は、スパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図。（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ線概略断面図。(A) is the side block diagram which looked at the sputtering device from the Xa direction. (B) is a BB schematic sectional drawing in (a). 従来におけるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図。The side surface block diagram which looked at the sputtering device in the past from the Xa direction. 第１実施形態におけるターゲットのエロージョン領域を表す図。The figure showing the erosion area | region of the target in 1st Embodiment. 第２実施形態におけるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図。The side surface block diagram which looked at the sputtering device in 2nd Embodiment from the Xa direction. 変形例におけるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図。The side surface block diagram which looked at the sputtering device in a modification from the Xa direction. 第３実施形態におけるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図。The side surface block diagram which looked at the sputtering device in 3rd Embodiment from the Xa direction.

以下に、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は本実施形態に係るスパッタリング装置３を備えた液晶装置の製造装置１の概略斜視図である。図２は、図１における製造装置１のＡ−Ａ概略断面構成図である。ここで製造装置１では、例えば、成膜対象物である基板Ｗに成膜を行う。
図中には、高さ方向をＺ軸、奥行き方向をＹ軸、基板Ｗの搬送方向をＸ軸として示した。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic perspective view of a liquid crystal device manufacturing apparatus 1 including a sputtering apparatus 3 according to this embodiment. FIG. 2 is an AA schematic cross-sectional configuration diagram of the manufacturing apparatus 1 in FIG. 1. Here, in the manufacturing apparatus 1, for example, film formation is performed on the substrate W that is a film formation target.
In the drawing, the height direction is shown as the Z axis, the depth direction as the Y axis, and the transport direction of the substrate W as the X axis.

図１において、製造装置１は、箱型筐体からなる真空チャンバーである成膜室２とスパッタリング装置３とを備えている。
成膜室２の−Ｘ軸側には、成膜室２の真空度を保持した状態での基板Ｗの搬入、搬出を可能とするロードロックチャンバー２Ｌが配置されている。ロードロックチャンバー２Ｌには、ロードロックチャンバー２Ｌを独立して真空雰囲気に調整する図示しない排気制御装置が接続されている。
ロードロックチャンバー２Ｌと成膜室２とは、チャンバー間を気密に閉塞するゲートバルブ２Ｖを介して接続されている。したがって、成膜室２を大気に解放することなく基板Ｗの出し入れを行えるようになっている。 In FIG. 1, the manufacturing apparatus 1 includes a film forming chamber 2 and a sputtering apparatus 3 which are vacuum chambers formed of a box-shaped housing.
On the −X-axis side of the film forming chamber 2, a load lock chamber 2 </ b> L that allows the substrate W to be loaded and unloaded while maintaining the degree of vacuum of the film forming chamber 2 is disposed. An exhaust control device (not shown) that independently adjusts the load lock chamber 2L to a vacuum atmosphere is connected to the load lock chamber 2L.
The load lock chamber 2L and the film formation chamber 2 are connected via a gate valve 2V that hermetically closes the chambers. Therefore, the substrate W can be taken in and out without releasing the film formation chamber 2 to the atmosphere.

また、成膜室２の側方（−Ｙ軸側）には、スパッタリング装置３が配置されている。
スパッタリング装置３は、成膜室２内において液晶装置の構成部材となる基板Ｗに配向膜材料をスパッタリング法で成膜して無機配向膜を形成する装置である。スパッタリング装置３は、装置接続部２５を介して成膜室２に接続され、Ｙ方向に対して斜め方向であるＹａ方向に取り付けられている。
装置接続部２５は、例えばボルト等、図示しない締結部材により成膜室２に着脱可能に接続されている。また、装置接続部２５と成膜室２の外壁との間には、例えば図示しないガスケット等が配置され、装置接続部２５と成膜室２とが気密性を維持した状態で接続されるようになっている。 A sputtering apparatus 3 is disposed on the side of the film formation chamber 2 (−Y axis side).
The sputtering apparatus 3 is an apparatus for forming an inorganic alignment film by forming an alignment film material on a substrate W, which is a constituent member of a liquid crystal device, in the film formation chamber 2 by sputtering. The sputtering apparatus 3 is connected to the film forming chamber 2 through the apparatus connection portion 25 and is attached in the Ya direction that is oblique to the Y direction.
The apparatus connecting portion 25 is detachably connected to the film forming chamber 2 by a fastening member (not shown) such as a bolt. Further, for example, a gasket (not shown) is disposed between the apparatus connecting portion 25 and the outer wall of the film forming chamber 2 so that the apparatus connecting portion 25 and the film forming chamber 2 are connected in a state where airtightness is maintained. It has become.

図２において、スパッタリング装置３は、そのプラズマ生成領域に放電用のＡｒ（アルゴンガス）を供給する第１のガス導入手段２１を備えている。
一方、成膜室２は、内部に収容された基板Ｗ上に飛来する配向膜材料であるスパッタリング粒子５ｐと反応して無機配向膜を形成する反応性ガスとしてのＯ₂（酸素ガス）を供給する第２のガス導入手段２２を備えている。
成膜室２には、その内部圧力を制御し、所望の真空度を得るための排気制御装置２０が配管２０ａを介して接続されている。また、成膜室２の側方（−Ｙ軸側）の壁面から外側に突出するようにして、スパッタリング装置３が装置接続部２５を介して接続されている。 In FIG. 2, the sputtering apparatus 3 includes first gas introduction means 21 that supplies Ar (argon gas) for discharge to the plasma generation region.
On the other hand, the film formation chamber 2 supplies O ₂ (oxygen gas) as a reactive gas that forms an inorganic alignment film by reacting with the sputtered particles 5p that are the alignment film material flying on the substrate W accommodated therein. Second gas introducing means 22 is provided.
An exhaust controller 20 for controlling the internal pressure of the film forming chamber 2 and obtaining a desired degree of vacuum is connected to the film forming chamber 2 via a pipe 20a. In addition, the sputtering apparatus 3 is connected via the apparatus connecting portion 25 so as to protrude outward from the side wall (−Y axis side) of the film forming chamber 2.

装置接続部２５は、成膜室２内部に収容される基板Ｗの成膜面Ｗｓの法線方向（Ｙ方向）と所定の角度（θ１）を成して斜めＹａ方向に延びて形成されている。また、装置接続部２５は、その先端部に接続されるスパッタリング装置３を基板Ｗに対して所定の角度で斜めに向けて配置することができるようになっている。 The apparatus connecting portion 25 is formed to extend obliquely in the Ya direction at a predetermined angle (θ1) with the normal direction (Y direction) of the film forming surface Ws of the substrate W accommodated in the film forming chamber 2. Yes. In addition, the apparatus connecting portion 25 is configured such that the sputtering apparatus 3 connected to the tip end portion thereof can be disposed obliquely at a predetermined angle with respect to the substrate W.

第２のガス導入手段２２は、装置接続部２５に対して排気制御装置２０と反対側に接続されており、第２のガス導入手段２２から供給される酸素ガスは、矢印２２ｆで示すように、成膜室２の＋Ｘ軸側から基板Ｗの成膜面Ｗｓ上を経由して排気制御装置２０側へ図示−Ｘ方向に流れるようになっている。第２のガス導入手段２２は、第１マグネトロンカソード３０ａおよび第２マグネトロンカソード３０ｂから、第１のガス導入手段２１と比較して遠方に設けられている。 The second gas introduction means 22 is connected to the side opposite to the exhaust control device 20 with respect to the apparatus connection portion 25, and the oxygen gas supplied from the second gas introduction means 22 is indicated by an arrow 22f. The gas flows in the −X direction in the drawing from the + X axis side of the film forming chamber 2 to the exhaust control device 20 side via the film forming surface Ws of the substrate W. The second gas introduction means 22 is provided farther from the first magnetron cathode 30 a and the second magnetron cathode 30 b than the first gas introduction means 21.

図１および図２において、スパッタリング装置３は、第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとを対向配置してなる対向ターゲット型のスパッタリング装置である。第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂは、互いに対向する面がそれぞれ鉛直方向（Ｙａ−Ｚ平面）に略平行なるように立てた状態で配置されている。 1 and 2, the sputtering apparatus 3 is a counter target type sputtering apparatus in which a first target 5 a and a second target 5 b are arranged to face each other. The 1st target 5a and the 2nd target 5b are arranged in the state where it stood up so that the mutually opposing surface might be substantially parallel to the perpendicular direction (Ya-Z plane), respectively.

図２において、第１ターゲット５ａは略平板状の第１電極９ａに装着され、第２ターゲット５ｂは略平板状の第２電極９ｂに装着されている。第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂは、基板Ｗ上に形成する無機配向膜の構成物質を含む配向膜材料、例えばシリコンからなる。
また、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂは、Ｚ方向をそれぞれ第１ターゲット長尺方向および第２ターゲット長尺方向とする細長い板状のものが用いられており、互いの対向面がほぼ平行になるように対向配置されている。 In FIG. 2, the first target 5a is attached to the substantially flat plate-like first electrode 9a, and the second target 5b is attached to the substantially flat plate-like second electrode 9b. The first target 5a and the second target 5b are made of an alignment film material containing a constituent material of an inorganic alignment film formed on the substrate W, for example, silicon.
In addition, the first target 5a and the second target 5b are formed in a long and thin plate shape having the Z direction as the first target long direction and the second target long direction, respectively, and their opposing surfaces are substantially parallel to each other. Are arranged so as to face each other.

第１電極９ａには、直流電源または高周波電源からなる電源４ａが接続され、第２電極９ｂには、直流電源または高周波電源からなる電源４ｂが接続されている。そして、各電源４ａ，４ｂから供給される電力により第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとが対向する空間にプラズマＰｚを発生させるようになっている。 The first electrode 9a is connected to a power source 4a composed of a DC power source or a high frequency power source, and the second electrode 9b is connected to a power source 4b composed of a DC power source or a high frequency power source. The plasma Pz is generated in the space where the first target 5a and the second target 5b are opposed to each other by the electric power supplied from the power sources 4a and 4b.

また、第１マグネトロンカソード３０ａが第１ターゲット５ａの第２ターゲット５ｂと対向する側とは反対側に配置されている。一方、第２ターゲット５ｂの第１ターゲット５ａと対向する側とは反対側には、第２マグネトロンカソード３０ｂが配置されている。
したがって、第１マグネトロンカソード３０ａと第２マグネトロンカソード３０ｂとは、対向配置された第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂを挟んで、互いに対向して配置されている。そして、これらの第１マグネトロンカソード３０ａおよび第２マグネトロンカソード３０ｂが、第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとの間に、Ｘａ方向の磁界をスパッタリング装置３内に発生させ、かかる磁界によってプラズマＰｚに含まれる電子をプラズマ生成領域内に拘束する電子拘束手段を構成している。 The first magnetron cathode 30a is disposed on the side of the first target 5a opposite to the side facing the second target 5b. On the other hand, the second magnetron cathode 30b is disposed on the side of the second target 5b opposite to the side facing the first target 5a.
Therefore, the first magnetron cathode 30a and the second magnetron cathode 30b are arranged to face each other with the first target 5a and the second target 5b arranged to face each other. Then, the first magnetron cathode 30a and the second magnetron cathode 30b generate a magnetic field in the Xa direction in the sputtering apparatus 3 between the first target 5a and the second target 5b, and the magnetic field generates plasma Pz. Electron restraining means for restraining the contained electrons in the plasma generation region is configured.

図３（ａ）は、スパッタリング装置３をＸａ方向から見た側面構成図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ概略断面図である。
図２、図３（ａ）および図３（ｂ）において、第１マグネトロンカソード３０ａは、側面視矩形状の第１小型マグネトロンカソード３１ａを５個備えている。
第１小型マグネトロンカソード３１ａの幅方向であるＺ方向の第１幅方向の長さは、第１ターゲット長尺方向（Ｚ方向）と直交する第１ターゲット幅方向であるＹａ方向の長さ以下で、第１幅方向を第１ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べられている。
第１小型マグネトロンカソード３１ａの数は、複数であれば５個に限らない。また、第１小型マグネトロンカソード３１ａは、中央磁石３２ａを取り囲む矩形枠状の外周磁石３３ａを備えている。
ここで、隣り合う第１小型マグネトロンカソード３１ａの外周磁石３３ａは共有となっている。 FIG. 3A is a side configuration diagram of the sputtering apparatus 3 viewed from the Xa direction. FIG.3 (b) is BB schematic sectional drawing in Fig.3 (a).
2, FIG. 3A and FIG. 3B, the first magnetron cathode 30a includes five first small magnetron cathodes 31a that are rectangular in side view.
The length in the first width direction in the Z direction that is the width direction of the first small magnetron cathode 31a is equal to or less than the length in the Ya direction that is the first target width direction orthogonal to the first target length direction (Z direction). The first width direction is substantially aligned with the first target length direction without gaps.
The number of first small magnetron cathodes 31a is not limited to five as long as it is plural. The first small magnetron cathode 31a includes a rectangular frame-shaped outer peripheral magnet 33a surrounding the central magnet 32a.
Here, the outer peripheral magnets 33a of the adjacent first small magnetron cathodes 31a are shared.

同様に、図２に示した第２マグネトロンカソード３０ｂも、側面視矩形状の第２小型マグネトロンカソード３１ｂを５個備えている。
第２小型マグネトロンカソード３１ｂの幅方向であるＺ方向の第２幅方向の長さは、第２ターゲット長尺方向と直交する第２ターゲット幅方向であるＹａ方向の長さ以下で、第２幅方向を第２ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べられている。
第２小型マグネトロンカソード３１ｂの数は、複数であれば５個に限らない。また、第２小型マグネトロンカソード３１ｂは、中央磁石３２ｂを取り囲む矩形枠状の外周磁石３３ｂを備えている。
ここで、隣り合う第２小型マグネトロンカソード３１ｂの外周磁石３３ｂは共有となっている。 Similarly, the second magnetron cathode 30b shown in FIG. 2 also includes five second small magnetron cathodes 31b that are rectangular in side view.
The length in the second width direction in the Z direction, which is the width direction of the second small magnetron cathode 31b, is equal to or shorter than the length in the Ya direction, which is the second target width direction orthogonal to the second target length direction. They are arranged with no gaps with the direction substantially in the second target length direction.
The number of second small magnetron cathodes 31b is not limited to five as long as it is plural. The second small magnetron cathode 31b includes a rectangular frame-shaped outer peripheral magnet 33b surrounding the central magnet 32b.
Here, the outer peripheral magnets 33b of the adjacent second small magnetron cathodes 31b are shared.

対向する中央磁石３２ａと中央磁石３２ｂとは、反対極が向き合っている。また、対向する外周磁石３３ａと外周磁石３３ｂとは、反対極が向き合っている。
ここで、対向する中央磁石３２ａと中央磁石３２ｂとは、同極が向き合っていてもよい。また、対向する外周磁石３３ａと外周磁石３３ｂとは同極が向き合っていてもよい。
中央磁石３２ａ，３２ｂおよび外周磁石３３ａ，３３ｂは、永久磁石または電磁石、これらを組み合わせた磁石等で構成できる。
また、中央磁石３２ａ，３２ｂおよび外周磁石３３ａ，３３ｂは、小さな磁石を組み合わせえて構成してもよいし、一体型の磁石で構成してもよい。本実施形態では、小さな磁石を組み合わせて構成されている。 Opposing poles face each other between the opposing central magnet 32a and central magnet 32b. Further, the opposite outer magnets 33a and 33b are opposite to each other.
Here, the opposite poles of the central magnet 32a and the central magnet 32b facing each other may face each other. Further, the opposite outer peripheral magnet 33a and the outer peripheral magnet 33b may have the same polarity.
The central magnets 32a and 32b and the outer peripheral magnets 33a and 33b can be composed of permanent magnets or electromagnets, or a combination of these.
Further, the central magnets 32a and 32b and the outer peripheral magnets 33a and 33b may be configured by combining small magnets, or may be configured by an integral magnet. In the present embodiment, a small magnet is combined.

図２において、第１電極９ａおよび第２電極９ｂは、それらの一端部（−Ｙａ側端部）に接続された側壁部材１９と、第１電極９ａおよび第２電極９ｂとともにスパッタリング装置３の真空チャンバーとなる箱形筐体を構成している。ただし、箱形筐体を構成する第１電極９ａ、第２電極９ｂおよび側壁部材１９は互いに絶縁された構造である。
箱形筐体は、装置接続部２５を介して成膜室２に接続されている。箱形筐体は、第１電極９ａおよび第２電極９ｂの側壁部材１９と反対側の端部にスパッタリング粒子５ｐが排出される開口部３ａを有している。そして、開口部３ａを介して成膜室２に突出形成された装置接続部２５と接続され、かかる接続構造により前記箱形筐体の内部は成膜室２の内部と連通している。 In FIG. 2, the first electrode 9 a and the second electrode 9 b are made of the side wall member 19 connected to one end thereof (the end on the −Ya side) and the vacuum of the sputtering apparatus 3 together with the first electrode 9 a and the second electrode 9 b. It constitutes a box-shaped housing that becomes a chamber. However, the first electrode 9a, the second electrode 9b, and the side wall member 19 constituting the box-shaped housing are insulated from each other.
The box-shaped housing is connected to the film forming chamber 2 via the apparatus connection portion 25. The box-shaped housing has an opening 3a through which the sputtered particles 5p are discharged at the ends of the first electrode 9a and the second electrode 9b opposite to the side wall member 19. And it connects with the apparatus connection part 25 protrudingly formed in the film-forming chamber 2 through the opening part 3a, and the inside of the said box-shaped housing | casing is connected with the inside of the film-forming chamber 2 by this connection structure.

第１のガス導入手段２１から供給される不活性ガスからなるスパッタリングガスとしてのＡｒガスは、側壁部材１９側からプラズマ生成領域（ターゲット対向領域である第１マグネトロンカソード３０ａおよび第２マグネトロンカソード３０ｂの近傍）に流入し、装置接続部２５を介して成膜室２内に流入するようになっている。
そして、成膜室２に流入したＡｒガスは、矢印２１ｆで示すように、第２のガス導入手段２２から供給されて矢印２２ｆに沿って流通する反応性ガスとしてのＯ₂ガスと合流して排気制御装置２０側へ流れるようになっている。 Ar gas as a sputtering gas composed of an inert gas supplied from the first gas introduction means 21 is supplied from the side wall member 19 side to the plasma generation region (the first magnetron cathode 30a and the second magnetron cathode 30b which are target opposing regions). In the vicinity), and flows into the film forming chamber 2 through the apparatus connecting portion 25.
Then, the Ar gas flowing into the film forming chamber 2 merges with the O ₂ gas as the reactive gas supplied from the second gas introduction means 22 and circulated along the arrow 22f as indicated by the arrow 21f. It flows to the exhaust control device 20 side.

搬送トレイ６には、保持した基板Ｗを加熱するためのヒーター（加熱手段）７が設けられている。さらに、搬送トレイ６には、保持した基板Ｗを冷却するための冷却手段１８が設けられている。
ヒーター７は、電源等を具備した制御部７ａに接続されている。そして、ヒーター７は、制御部７ａを介した昇温動作により所望の温度に搬送トレイ６を加熱し、これによって基板Ｗを所望の温度に加熱できるように構成されている。
一方、冷却手段１８は、冷媒循環手段１８ａと配管等を介して接続されている。そして、冷却手段１８は、冷媒循環手段１８ａから供給される冷媒を循環させることにより所望の温度に搬送トレイ６を冷却し、これによって基板Ｗを所望の温度に冷却するように構成されている。 The transport tray 6 is provided with a heater (heating means) 7 for heating the held substrate W. Further, the transport tray 6 is provided with a cooling means 18 for cooling the held substrate W.
The heater 7 is connected to a control unit 7a equipped with a power source and the like. The heater 7 is configured to heat the transport tray 6 to a desired temperature by a temperature raising operation via the control unit 7a, thereby heating the substrate W to the desired temperature.
On the other hand, the cooling means 18 is connected to the refrigerant circulation means 18a via a pipe or the like. And the cooling means 18 is comprised so that the conveyance tray 6 may be cooled to desired temperature by circulating the refrigerant | coolant supplied from the refrigerant circulation means 18a, and this may cool the board | substrate W to desired temperature.

本実施形態の製造装置１では、Ａｒガスを図示Ｙａ方向に沿って成膜室２側へ流通させ、成膜室２内を−Ｘ方向に流通するＯ₂ガスと合流させ、その後−Ｘ方向に流通させるようになっている。また、Ｏ₂ガスの流通方向と前記Ａｒガスの流通方向との成す角度が鋭角になるようにしてスパッタリング粒子５ｐを円滑に流通させるようになっている。
これにより、Ｏ₂ガスとＡｒガスとの合流地点においてガス流が乱れるのを防止することができ、基板Ｗに対するスパッタリング成分としてのスパッタリング粒子５ｐの入射角度がばらつくのを防止することができる。また、成膜面ＷｓにおけるＯ₂ガスの濃度や圧力を均一にして、良好な配向膜を形成することができる。ここで、スパッタリング粒子５ｐはＯ₂ガスと反応して反応生成物である酸化シリコンを生成する。 In the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, Ar gas is circulated along the Ya direction in the drawing to the film forming chamber 2 side, and the inside of the film forming chamber 2 is merged with O ₂ gas flowing in the −X direction, and then the −X direction. It is supposed to be distributed to. Further, the sputtered particles 5p are smoothly circulated so that the angle formed by the flow direction of the O ₂ gas and the flow direction of the Ar gas becomes an acute angle.
Thereby, it is possible to prevent the gas flow from being disturbed at the joining point of the O ₂ gas and the Ar gas, and to prevent the incident angle of the sputtering particles 5p as the sputtering component with respect to the substrate W from varying. In addition, a good alignment film can be formed by making the O ₂ gas concentration and pressure uniform on the film formation surface Ws. Here, the sputtered particles 5p react with the O ₂ gas to generate silicon oxide as a reaction product.

（従来例）
図４（ａ）および（ｂ）に、従来例におけるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図を示した。ここでは、第１ターゲット５ａ側の第１マグネトロンカソード４０ａを示しているが、第２ターゲット５ｂ側の図示しない第２マグネトロンカソードも同じ構成であり、通常、対向する磁石が反対極を向け合うよう配置する。
図４（ａ）において、第１マグネトロンカソード４０ａは、中央磁石４２ａと外周磁石４３ａとを備えている。中央磁石４２ａは、第１ターゲット５ａの長尺方向であるＺ方向に向かって長い磁石で構成されている。また、外周磁石４３ａは、中央磁石４２ａを取り囲むように矩形状の第１電極９ａの外周に沿って設けられている。
図４（ａ）では、中央磁石４２ａと外周磁石４３ａとは小型の磁石を並べて形成されている。 (Conventional example)
FIGS. 4A and 4B are side configuration diagrams of the sputtering apparatus in the conventional example viewed from the Xa direction. Here, the first magnetron cathode 40a on the first target 5a side is shown, but a second magnetron cathode (not shown) on the second target 5b side has the same configuration, and usually the opposing magnets face the opposite poles. Deploy.
In FIG. 4A, the first magnetron cathode 40a includes a central magnet 42a and an outer peripheral magnet 43a. The central magnet 42a is composed of a magnet that is long in the Z direction, which is the long direction of the first target 5a. The outer peripheral magnet 43a is provided along the outer periphery of the rectangular first electrode 9a so as to surround the central magnet 42a.
In FIG. 4A, the central magnet 42a and the outer peripheral magnet 43a are formed by arranging small magnets side by side.

図４（ｂ）において、第１マグネトロンカソード４４ａは、中央磁石４５ａと外周磁石４６ａとを備えている。中央磁石４５ａは、第１ターゲット５ａの長尺方向であるＺ方向に向かって長く一つの磁石で構成されている。また、外周磁石４６ａは矩形枠状で、中央磁石４５ａを取り囲むように矩形状の第１電極９ａの外周に沿って設けられている。
図４（ｂ）では、中央磁石４５ａと外周磁石４６ａとは一つの磁石で形成されている。 In FIG. 4B, the first magnetron cathode 44a includes a central magnet 45a and an outer peripheral magnet 46a. The central magnet 45a is composed of one magnet that is long in the Z direction, which is the long direction of the first target 5a. The outer peripheral magnet 46a has a rectangular frame shape, and is provided along the outer periphery of the rectangular first electrode 9a so as to surround the central magnet 45a.
In FIG.4 (b), the center magnet 45a and the outer periphery magnet 46a are formed with one magnet.

それぞれの従来例では、中央磁石４２ａまたは中央磁石４５ａが位置する第１ターゲット５ａの部分付近が非エロージョン領域となる。非エロージョン領域は、中央磁石４２ａまたは中央磁石４５ａに沿って、第１ターゲット５ａの長尺方向に向かって連続的に伸びて形成される。一方、エロージョン領域Ｅ₀は、中央磁石４２ａまたは中央磁石４５ａが位置する第１ターゲット５ａの部分を取り囲むように、破線で示した位置の狭い領域に形成される。 In each conventional example, the vicinity of the portion of the first target 5a where the central magnet 42a or the central magnet 45a is located is a non-erosion region. The non-erosion region is formed so as to continuously extend in the longitudinal direction of the first target 5a along the central magnet 42a or the central magnet 45a. Meanwhile, erosion region E ₀ is to surround the portion of the first target 5a of central magnet 42a or central magnet 45a is located, it is formed in the narrow region of the position indicated by broken lines.

図５には、本実施形態における第１ターゲット５ａのエロージョン領域を表す図を示した。図示しないが、第２マグネトロンカソード３０ｂにも同様のエロージョン領域が形成される。 In FIG. 5, the figure showing the erosion area | region of the 1st target 5a in this embodiment was shown. Although not shown, a similar erosion region is formed in the second magnetron cathode 30b.

以上に述べた実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）第１マグネトロンカソード３０ａを複数の第１小型マグネトロンカソード３１ａを用いて構成し、第２マグネトロンカソード３０ｂを複数の第２小型マグネトロンカソード３１ｂを用いて構成している。第１マグネトロンカソード３０ａおよび第２マグネトロンカソード３０ｂにおけるエロージョン領域は、外周磁石３３ａに沿って生じるエロージョン領域Ｅａを加えたものになるので、連続した一つの外周磁石４３ａ，４６ａで構成された第１マグネトロンカソード４０ａ，４４ａのエロージョン領域Ｅ₀と比較して長くて広い。エロージョン領域が広くなることで、相対的に非エロージョン領域が狭くなり、非エロージョン領域に形成された厚膜に発生する応力を緩和でき、膜応力等による剥がれが減少することで、パーティクルの発生を抑えることができる。したがって、基板Ｗに形成される膜に取り込まれるパーティクルを減少でき、膜質の低下が抑えられるスパッタリング装置３を得ることができる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The first magnetron cathode 30a is configured using a plurality of first small magnetron cathodes 31a, and the second magnetron cathode 30b is configured using a plurality of second small magnetron cathodes 31b. Since the erosion region in the first magnetron cathode 30a and the second magnetron cathode 30b is the sum of the erosion region Ea generated along the outer peripheral magnet 33a, the first magnetron constituted by one continuous outer peripheral magnet 43a, 46a. It is longer and wider than the erosion region E ₀ of the cathodes 40a and 44a. By expanding the erosion area, the non-erosion area becomes relatively narrow, the stress generated in the thick film formed in the non-erosion area can be relieved, and peeling due to film stress etc. is reduced, thereby reducing the generation of particles. Can be suppressed. Accordingly, it is possible to obtain the sputtering apparatus 3 that can reduce particles taken into the film formed on the substrate W and suppress deterioration in film quality.

（２）複数の第１小型マグネトロンカソード３１ａおよび第２小型マグネトロンカソード３１ｂの磁場を重畳して得られるマグネトロン磁界により、新たにより広いエロージョン領域Ｅａが発生することで、単体の大型マグネトロンカソードでは非エロージョン領域だった領域までエロージョン領域Ｅａに変わる。したがって、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの使用効率の向上したスパッタリング装置３を得ることができる。
また、第１小型マグネトロンカソード３１ａの第１幅方向を第１ターゲット長尺方向にほぼ向けて、第２小型マグネトロンカソード３１ｂの第２幅方向を第２ターゲット長尺方向にほぼ向けて隙間なく並べて構成されている。ここで、第１小型マグネトロンカソード３１ａの第１幅方向の長さは、第１ターゲット幅方向の長さ以下で、第２小型マグネトロンカソード３１ｂの第２幅方向の長さは、第２ターゲット幅方向の長さ以下なので、第１小型マグネトロンカソード３１ａの第１幅方向の長さが、第１ターゲット幅方向の長さ以上で、第２小型マグネトロンカソード３１ｂの第２幅方向の長さが、第２ターゲット幅方向の長さ以上の場合と比較して、第１小型マグネトロンカソード３１ａおよび第２小型マグネトロンカソード３１ｂを多く並べることができ、より広いエロージョン領域が発生する。したがって、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの使用効率がより向上したスパッタリング装置３を得ることができる。
さらに、第１ターゲット幅方向および第２ターゲット幅方向は、外周磁石３３ａ，３３ｂの磁束が二分されて弱まるので、第１小型マグネトロンカソード３１ａの第１幅方向および第２小型マグネトロンカソード３１ｂの第２幅方向を縮め、中央磁石３２ａと外周磁石３３ａとの間の距離および中央磁石３２ｂと外周磁石３３ｂとの間の距離を短くすることで、磁束のバランスを取ることができる。 (2) The magnetron magnetic field obtained by superimposing the magnetic fields of the plurality of first small magnetron cathodes 31a and second small magnetron cathodes 31b generates a new wider erosion region Ea. It changes to the erosion area | region Ea to the area | region which was the area | region. Therefore, it is possible to obtain the sputtering apparatus 3 with improved use efficiency of the first target 5a and the second target 5b.
Further, the first small magnetron cathode 31a is aligned with the first width direction substantially in the first target length direction, and the second small magnetron cathode 31b is substantially aligned with the second target length direction with no gap therebetween. It is configured. Here, the length in the first width direction of the first small magnetron cathode 31a is equal to or shorter than the length in the first target width direction, and the length in the second width direction of the second small magnetron cathode 31b is the second target width. Since the length in the first width direction of the first small magnetron cathode 31a is equal to or greater than the length in the first target width direction, the length in the second width direction of the second small magnetron cathode 31b is Compared to the case where the length is not less than the length in the second target width direction, a large number of first small magnetron cathodes 31a and second small magnetron cathodes 31b can be arranged, and a wider erosion region is generated. Therefore, it is possible to obtain the sputtering apparatus 3 in which the usage efficiency of the first target 5a and the second target 5b is further improved.
Further, in the first target width direction and the second target width direction, the magnetic flux of the outer peripheral magnets 33a and 33b is bisected and weakened, so the first width direction of the first small magnetron cathode 31a and the second width of the second small magnetron cathode 31b. By reducing the width direction and shortening the distance between the central magnet 32a and the outer peripheral magnet 33a and the distance between the central magnet 32b and the outer peripheral magnet 33b, the magnetic flux can be balanced.

（３）第１マグネトロンカソード３０ａおよび第２マグネトロンカソード３０ｂの近傍をスパッタリングガス雰囲気にして、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂ上に、対向するターゲットのスパッタリング粒子５ｐによって形成される膜を未反応のターゲット材成分にとどめることができる。一方、基板Ｗ上に形成されるスパッタリング粒子５ｐには反応性ガスを供給し、反応生成物を生成させるスパッタリング装置３を得ることができる。 (3) The vicinity of the first magnetron cathode 30a and the second magnetron cathode 30b is set to the sputtering gas atmosphere, and the film formed by the sputtering particles 5p of the opposing target is not reacted on the first target 5a and the second target 5b. The target material component can be limited. On the other hand, it is possible to obtain a sputtering apparatus 3 that supplies a reactive gas to the sputtered particles 5p formed on the substrate W to generate a reaction product.

（４）シリコンと酸素との反応で酸化シリコン膜が得られる。得られた酸化シリコン膜は、高い応力を持ち、高抵抗もしくは絶縁性となる。第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂ上に形成された酸化シリコン膜の表面改質により導電性が付与され、蓄積される電荷量を減少でき、アーキングの発生を抑えることができる。 (4) A silicon oxide film is obtained by the reaction between silicon and oxygen. The obtained silicon oxide film has high stress and becomes high resistance or insulation. Conductivity is imparted by surface modification of the silicon oxide film formed on the first target 5a and the second target 5b, the amount of accumulated charge can be reduced, and the occurrence of arcing can be suppressed.

（第２実施形態）
図６は、本実施形態にかかるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図を示した。磁石の配置および磁石の形状以外の構成は第１実施形態と同様の構成である。
図６において、第１マグネトロンカソード３４ａおよび第１小型マグネトロンカソード３１ａの外周磁石３５ａの構成が、第１実施形態とは異なる。具体的には、隣り合う第１小型マグネトロンカソード３１ａで共有している外周磁石３５ａの一部が、不連続に配置されている。
不連続に配置することによって、外周磁石３５ａの複数箇所で分岐３５０が設けられることになる。
第２ターゲット５ｂ側の図示しない第２マグネトロンカソードの外周磁石も同じ構造であり、第１マグネトロンカソード３４ａと対向する磁石の磁極を反対極または同極で配置する。 (Second Embodiment)
FIG. 6 shows a side view of the sputtering apparatus according to the present embodiment as viewed from the Xa direction. Configurations other than the arrangement of the magnets and the shape of the magnets are the same as those in the first embodiment.
In FIG. 6, the structure of the outer periphery magnet 35a of the 1st magnetron cathode 34a and the 1st small magnetron cathode 31a differs from 1st Embodiment. Specifically, a part of the outer peripheral magnet 35a shared by the adjacent first small magnetron cathodes 31a is discontinuously arranged.
By discontinuously disposing, branches 350 are provided at a plurality of locations of the outer peripheral magnet 35a.
The outer magnet of the second magnetron cathode (not shown) on the second target 5b side has the same structure, and the magnetic poles of the magnets facing the first magnetron cathode 34a are arranged with opposite or same polarity.

以上に述べた実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
（５）第１小型マグネトロンカソード３１ａの外周磁石３５ａの一部が不連続に配置されることにより、不完全なマグネトロン磁場となる。マグネトロン磁場の拘束が緩くなることで、本来であればスパッタリングガスイオンの到達しない非エロージョン領域にも少量ながらスパッタリングガスイオンが到達する。スパッタリングガスイオンは、ターゲット表面をスパッタリングクリーニングしたり、堆積した膜の表面を改質したりし、重ねて形成される膜との密着性が高まり、膜剥がれを減少できる。したがって、基板Ｗに形成される膜に取り込まれるパーティクルをより減少でき、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置３が得られる。
また、図示しない第２マグネトロンカソードの外周磁石についても同様の効果が得られる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first embodiment.
(5) A part of the outer peripheral magnet 35a of the first small magnetron cathode 31a is discontinuously arranged, resulting in an incomplete magnetron magnetic field. Since the restriction of the magnetron magnetic field is relaxed, sputtering gas ions reach a non-erosion region where sputtering gas ions do not reach by a small amount. Sputtering gas ions can sputter clean the target surface, modify the surface of the deposited film, improve adhesion with the film formed in an overlapping manner, and reduce film peeling. Therefore, it is possible to obtain the sputtering apparatus 3 that can further reduce the particles taken into the film formed on the substrate W and further suppress the deterioration of the film quality.
The same effect can be obtained for the outer magnet of the second magnetron cathode (not shown).

（６）分岐３５０によって、第１ターゲット長尺方向および第２ターゲット長尺方向に配置された外周磁石３５ａの設置距離が長くなる。外周磁石３５ａの設置距離が長くなることにより、外周磁石３５ａに沿ったエロージョン領域を長くできる。したがって、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの使用効率がより向上したスパッタリング装置３を得ることができる。また、パーティクルの発生源である非エロージョン領域の面積を減少でき、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置３を得ることができる。 (6) Due to the branch 350, the installation distance of the outer peripheral magnet 35a arranged in the first target length direction and the second target length direction becomes long. By increasing the installation distance of the outer peripheral magnet 35a, the erosion region along the outer peripheral magnet 35a can be increased. Therefore, it is possible to obtain the sputtering apparatus 3 in which the usage efficiency of the first target 5a and the second target 5b is further improved. Moreover, the area of the non-erosion area | region which is a generation source of a particle can be reduced, and the sputtering device 3 which can suppress the fall of film quality more can be obtained.

（７）不完全なマグネトロン磁場において、一部の電子は第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの表面近傍に拘束されず、第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとの間の空間に漏れ出ることになる。ここで、対向する磁石で、反対極が向き合っていると、ターゲット間に生じる磁力線により、こうした電子をターゲット間で拘束し、スパッタリングガスとの衝突を増やし、スパッタリングガスイオンの発生量を増やすことができる。このスパッタリングガスイオンは、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの表面付近の磁場に関係なく電界によりターゲットに引き寄せられるため、非エロージョン領域に降り注ぐスパッタリングガスイオンが増える。増えたスパッタリングガスイオンにより、非エロージョン領域をスパッタリングクリーニングしたり、堆積した膜の表面を改質したりし、重ねて形成される膜との密着性が高まり、膜剥がれを減少できる。したがって、基板Ｗに形成される膜に取り込まれるパーティクルをより減少でき、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置３を得ることができる。 (7) In an incomplete magnetron magnetic field, some electrons are not restrained in the vicinity of the surfaces of the first target 5a and the second target 5b, but leak into the space between the first target 5a and the second target 5b. become. Here, when the opposite poles are facing each other with the opposing magnets, the magnetic lines of force generated between the targets restrain these electrons between the targets, increase the collision with the sputtering gas, and increase the generation amount of sputtering gas ions. it can. Since the sputtering gas ions are attracted to the target by the electric field regardless of the magnetic field in the vicinity of the surfaces of the first target 5a and the second target 5b, the sputtering gas ions that pour into the non-erosion region increase. By increasing the sputtering gas ions, the non-erosion region can be sputter-cleaned, the surface of the deposited film can be modified, and the adhesion with the stacked film can be improved, and the film peeling can be reduced. Therefore, it is possible to obtain the sputtering apparatus 3 that can further reduce the particles taken into the film formed on the substrate W and further suppress the deterioration of the film quality.

（８）不完全なマグネトロン磁場において、対向する磁石で、同極が向き合っていると、反対極が向き合っている場合と比較して、磁力線は第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの表面に集まる。そのため、不完全なマグネトロン磁場に起因する非拘束電子は、より第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂ表面近傍に近い位置で拘束されることになり、少なくとも磁力線の存在しない第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとの中間領域で電子が拘束されることは少ない。その結果、第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとの中間領域でスパッタリングイオンが発生するのを少なくでき、第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとの間の空間から基板Ｗ方向へ漏れ出て来るスパッタリングイオンの量を減少できる。したがって、成膜中に基板Ｗが受けるスパッタリングイオン衝撃が、対向する磁石で反対極が向き合っている場合と比較して低減したスパッタリング装置３を得ることができる。 (8) In an incomplete magnetron magnetic field, when the same poles face each other with opposing magnets, the magnetic field lines gather on the surfaces of the first target 5a and the second target 5b as compared to the case where the opposite poles face each other. . Therefore, unconstrained electrons resulting from an incomplete magnetron magnetic field are restrained at positions closer to the vicinity of the surfaces of the first target 5a and the second target 5b, and at least the first target 5a and the second target having no magnetic field lines. Electrons are rarely restrained in the intermediate region with the target 5b. As a result, it is possible to reduce the generation of sputtering ions in the intermediate region between the first target 5a and the second target 5b, and leak out from the space between the first target 5a and the second target 5b in the direction of the substrate W. The amount of sputtering ions can be reduced. Therefore, it is possible to obtain the sputtering apparatus 3 in which the sputtering ion bombardment received by the substrate W during the film formation is reduced as compared with the case where the opposite poles face each other with the opposing magnets.

（変形例）
図７は、変形例にかかるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図である。磁石の配置および磁石の形状以外の構成は第２実施形態と同様の構成である。
図７において、第１マグネトロンカソード３４ａおよび第１小型マグネトロンカソード３１ａの外周磁石３６ａの構成が、第２実施形態とは異なる。具体的には、隣り合う第１小型マグネトロンカソード３１ａで共有している外周磁石３６ａの一部に加えて、領域Ｅｄで示すように、Ｚ方向の最外周の外周磁石３６ａも不連続に配置されている。
外周磁石３６ａの複数箇所で分岐３６０が設けられることになる。
以上に述べた変形例によれば、第２実施形態と同様の効果が得られる。 (Modification)
FIG. 7 is a side configuration diagram of the sputtering apparatus according to the modification viewed from the Xa direction. Configurations other than the arrangement of the magnets and the shape of the magnets are the same as those in the second embodiment.
In FIG. 7, the configuration of the outer peripheral magnet 36a of the first magnetron cathode 34a and the first small magnetron cathode 31a is different from that of the second embodiment. Specifically, in addition to a part of the outer peripheral magnet 36a shared by the adjacent first small magnetron cathodes 31a, the outermost peripheral outer magnet 36a in the Z direction is also discontinuously arranged as indicated by the region Ed. ing.
The branches 360 are provided at a plurality of locations on the outer peripheral magnet 36a.
According to the modification described above, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.

（第３実施形態）
図８は、第３実施形態にかかるスパッタリング装置をＸａ方向から見た側面構成図である。磁石の配置および磁石の形状以外の構成は第１実施形態と同様の構成である。
図８において、第１マグネトロンカソード３７ａでは、第１小型マグネトロンカソード３１ａが傾くように配置され、外周磁石３８ａの複数箇所で折れ曲がり３８０が設けられている。また、中央磁石３２ａも第１小型マグネトロンカソード３１ａの傾きに合わせて、傾いて配置されている。
第２ターゲット５ｂ側の図示しない第２マグネトロンカソードも同じ構造であり、第１マグネトロンカソード３７ａと対向する磁石の磁極を反対極または同極で配置する。 (Third embodiment)
FIG. 8 is a side configuration diagram of the sputtering apparatus according to the third embodiment viewed from the Xa direction. Configurations other than the arrangement of the magnets and the shape of the magnets are the same as those in the first embodiment.
In FIG. 8, in the 1st magnetron cathode 37a, it arrange | positions so that the 1st small magnetron cathode 31a may incline, and the bending 380 is provided in the several places of the outer periphery magnet 38a. Further, the central magnet 32a is also tilted in accordance with the tilt of the first small magnetron cathode 31a.
The second magnetron cathode (not shown) on the second target 5b side has the same structure, and the magnetic poles of the magnets facing the first magnetron cathode 37a are arranged with the opposite pole or the same pole.

以上に述べた実施形態によれば、第２実施形態および変形例の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（９）第１ターゲット長尺方向および第２ターゲット長尺方向に配置された外周磁石３８ａの設置距離が、複数箇所の折れ曲がり３８０で長くなる。外周磁石３８ａの設置距離が長くなることにより、外周磁石３８ａに沿ったエロージョン領域を長くできる。したがって、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの使用効率がより向上したスパッタリング装置３を得ることができる。また、パーティクルの発生源である非エロージョン領域の面積を減少でき、膜質の低下がより抑えられるスパッタリング装置３を得ることができる。 According to the embodiment described above, the following effects can be obtained in addition to the effects of the second embodiment and the modified example.
(9) The installation distance of the outer peripheral magnet 38a arranged in the first target length direction and the second target length direction becomes longer at the bending 380 at a plurality of places. By increasing the installation distance of the outer peripheral magnet 38a, the erosion region along the outer peripheral magnet 38a can be increased. Therefore, it is possible to obtain the sputtering apparatus 3 in which the usage efficiency of the first target 5a and the second target 5b is further improved. Moreover, the area of the non-erosion area | region which is a generation source of a particle can be reduced, and the sputtering device 3 which can suppress the fall of film quality more can be obtained.

実施形態および変形例以外にも、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、実施形態では、分岐の数および長さ、折れ曲がりの数、傾きの角度、小型マグネトロンカソードの数等は限定されない。 Various changes can be made in addition to the embodiment and the modification.
For example, in the embodiment, the number and length of branches, the number of folds, the angle of inclination, the number of small magnetron cathodes, and the like are not limited.

第１電極９ａおよび第２電極９ｂに、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂを冷却するための冷却手段を設けてもよい。
冷却手段は、例えば、その内部に冷媒を流通させる冷媒流路を備えており、かかる冷媒流路に対して冷媒循環手段から供給される冷媒を循環させることで第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの冷却を行う。
また、第１電極９ａ、第２電極９ｂの内部に冷媒流路を形成することで第１電極９ａ、第２電極９ｂが冷却手段を兼ねる構成としてもよい。 You may provide the cooling means for cooling the 1st target 5a and the 2nd target 5b in the 1st electrode 9a and the 2nd electrode 9b.
The cooling means includes, for example, a refrigerant flow path for circulating the refrigerant therein, and the first target 5a and the second target 5b are circulated by circulating the refrigerant supplied from the refrigerant circulation means through the refrigerant flow path. Cool down.
Moreover, it is good also as a structure by which the 1st electrode 9a and the 2nd electrode 9b serve as a cooling means by forming a refrigerant | coolant flow path inside the 1st electrode 9a and the 2nd electrode 9b.

３…スパッタリング装置、５ａ…第１ターゲット、５ｂ…第２ターゲット、５ｐ…スパッタリング粒子、２１…第１のガス導入手段、２２…第２のガス導入手段、３０ａ，３４ａ，３７ａ…第１マグネトロンカソード、３０ｂ…第２マグネトロンカソード、３１ａ…第１小型マグネトロンカソード、３１ｂ…第２小型マグネトロンカソード、３２ａ，３２ｂ…磁石としての中央磁石、３３ａ，３３ｂ，３５ａ，３６ａ，３８ａ…磁石としての外周磁石、３５０，３６０…分岐、３８０…折れ曲がり。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Sputtering apparatus, 5a ... 1st target, 5b ... 2nd target, 5p ... Sputtering particle | grains, 21 ... 1st gas introduction means, 22 ... 2nd gas introduction means, 30a, 34a, 37a ... 1st magnetron cathode 30b, second magnetron cathode, 31a, first small magnetron cathode, 31b, second small magnetron cathode, 32a, 32b, central magnet as magnet, 33a, 33b, 35a, 36a, 38a, outer peripheral magnet as magnet, 350, 360 ... Branch, 380 ... Bent.

Claims

A sputtering apparatus that emits sputtered particles generated from a first target and a second target disposed opposite to the first target from between the first target and the second target,
The first target long in the first target longitudinal direction;
The second target long in the second target longitudinal direction;
A plurality of first small magnetron cathodes disposed on the first target and having a length in a first width direction that is equal to or less than a length in a first target width direction orthogonal to the first target length direction is the first width. A first magnetron cathode having a direction substantially aligned with the first target longitudinal direction and arranged without gaps;
A plurality of second small magnetron cathodes disposed on the second target and having a length in a second width direction that is equal to or less than a length in a second target width direction orthogonal to the second target length direction is the second width. A sputtering apparatus comprising: a second magnetron cathode configured so that a direction thereof is substantially oriented in the second target longitudinal direction without gaps.

The sputtering apparatus according to claim 1,
The sputtering apparatus, wherein the opposite magnets face each other between the first magnetron cathode and the second magnetron cathode.

The sputtering apparatus according to claim 1,
The magnets facing each other between the first magnetron cathode and the second magnetron cathode have the same polarity facing each other.

In the sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 3,
Part of the outer peripheral magnets of the first small magnetron cathode and the second small magnetron cathode are discontinuously arranged.

In the sputtering apparatus according to any one of claims 2 to 4,
A sputtering apparatus, wherein the outer peripheral magnet arranged in the first target length direction and the second target length direction is provided with a branch or a bend at one place or a plurality of places.

In the sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 5,
First gas introduction means for sputtering gas made of an inert gas, provided in the vicinity of the first magnetron cathode and the second magnetron cathode;
The reaction product reacts with the sputtering components of the first target and the second target provided farther from the first magnetron cathode and the second magnetron cathode than the first gas introduction means. And a second gas introducing means for generating a reactive gas for generation.

The sputtering apparatus according to claim 6, wherein
The first target and the second target are silicon, the sputtering gas is argon, and the reactive gas is oxygen.