JP2015214715A - Sputtering apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sputtering apparatus which allows easily changing a control method to improve a film thickness distribution.SOLUTION: A sputtering apparatus 100 according to the invention includes: three or more of cathode partition walls 9 arranged in a substrate transportation direction to hold a target 4 for sequentially depositing a film to a substrate transported on a transportation roller 3; and a control selection unit 25 which selects and executes a control method which provides a most uniform film thickness distribution among multiple control methods for controlling a magnet driving unit 11 according to a transportation speed and the number of the target 4 used for deposition treatment.

Description

本発明はスパッタリング装置に関する。特に、複数のスパッタユニットを含む基板搬送式の連続スパッタ成膜装置で実施され、各スパッタユニットでマグネットを往復移動させながらスパッタリング作用で基板に順次成膜を行うスパッタリング装置に関する。   The present invention relates to a sputtering apparatus. In particular, the present invention relates to a sputtering apparatus that is implemented by a substrate transfer type continuous sputtering film forming apparatus including a plurality of sputtering units and that sequentially forms films on a substrate by a sputtering action while reciprocating a magnet in each sputtering unit.

大量の基板に効率よく成膜する装置として複数のスパッタユニットを並べて配置した基板搬送式のインライン型連続スパッタ成膜装置が知られている。基板は連続的に真空室に搬送され一定速度でスパッタユニットの設置されたスパッタ室を通過する。基板にはスパッタ室通過中にスパッタユニットに設けられたターゲットから放出された成膜物質が堆積し膜となる。このときの膜厚はカソードに供給された電力と基板の搬送速度により決まる。1つのスパッタユニットによる成膜で必要な膜厚が得られないときは複数のスパッタユニットを使って成膜を複数回に分けて積層させる。   As an apparatus for efficiently forming a film on a large number of substrates, an in-line continuous sputtering film forming apparatus of a substrate transport type in which a plurality of sputter units are arranged side by side is known. The substrate is continuously transferred to the vacuum chamber and passes through the sputtering chamber in which the sputtering unit is installed at a constant speed. A film forming material released from a target provided in the sputtering unit while passing through the sputtering chamber is deposited on the substrate to form a film. The film thickness at this time is determined by the power supplied to the cathode and the transport speed of the substrate. When the required film thickness cannot be obtained by film formation using one sputter unit, the film formation is performed in a plurality of times using a plurality of sputter units.

一方、スパッタリング作用は、ターゲット表面側に生じた磁場の近傍で生じる。マグネトロンスパッタ装置ではターゲット裏面側にマグネット(磁気回路)が配置されるため、マグネットの位置に対応する領域からスパッタ原子が放出されることになる。マグネットはターゲット利用率向上やターゲット表面へのスパッタ膜再付着領域低減のため往復移動させている。マグネットを基板の搬送速度Vtに近い速度で基板搬送方向に往復移動させると、基板上の膜厚は搬送方向に厚い領域と薄い領域が交互に生じることになり、搬送方向の膜厚分布が悪くなる。   On the other hand, the sputtering action occurs in the vicinity of the magnetic field generated on the target surface side. In the magnetron sputtering apparatus, since a magnet (magnetic circuit) is disposed on the back side of the target, sputtered atoms are emitted from a region corresponding to the position of the magnet. The magnet is reciprocated to improve the target utilization rate and reduce the reattachment area of the sputtered film to the target surface. If the magnet is reciprocated in the substrate transport direction at a speed close to the substrate transport speed Vt, the film thickness on the substrate will be alternately thick and thin in the transport direction, resulting in poor film thickness distribution in the transport direction. Become.

膜厚分布を改善する方法の一つとして、マグネットを基板の搬送速度Vtに対して高速に動作させる方法がある。この方法は、マグネットを、基板の搬送速度に対して十分速く動作させることで、それぞれのスパッタユニットでの成膜分布を均一にするものである。なお、本明細書ではこの方法で膜厚分布の均一化を図る制御方法を「単純揺動制御」と呼ぶ。   One method for improving the film thickness distribution is to operate the magnet at a high speed with respect to the substrate transport speed Vt. In this method, the magnets are operated sufficiently fast with respect to the substrate transfer speed to make the film formation distribution uniform in each sputtering unit. In this specification, a control method for making the film thickness distribution uniform by this method is referred to as “simple oscillation control”.

膜厚分布を改善する他の方法として、2つのスパッタユニットを用いて搬送方向の膜厚を均一にする方法が知られている(例えば特許文献1参照)。この方法は、基板搬送速度に併せて、それぞれのスパッタユニットのマグネット揺動を制御するものである。すなわち、一方のスパッタユニットで基板上に成膜された膜厚の厚い領域の上に、他方のスパッタユニットで薄い膜を重ねて成膜し、一方のスパッタユニットで基板上に成膜された膜厚の薄い領域の上には、他方のスパッタユニットで厚い膜を重ねて成膜することで、搬送方向の膜厚分布を平均化して改善する方法である。特に、基板の搬送速度は速いときにはこの方法が有効である。この方法は「単純揺動制御」に比べてマグネットの揺動速度を低速にできる。なお、本明細書中ではこの方法で膜厚分布の均一化を図る制御方法を「2マグネット揺動制御」と呼ぶ。   As another method for improving the film thickness distribution, a method of making the film thickness in the transport direction uniform using two sputtering units is known (see, for example, Patent Document 1). In this method, the magnet swing of each sputtering unit is controlled in accordance with the substrate transport speed. That is, a film formed on the substrate by one sputtering unit is formed on the thick region formed on the substrate by one sputtering unit, and a thin film is formed by the other sputtering unit. This is a method of averaging and improving the film thickness distribution in the transport direction by depositing a thick film on the thin region with the other sputtering unit. This method is particularly effective when the substrate transport speed is high. This method can lower the swing speed of the magnet as compared with “simple swing control”. In the present specification, a control method for making the film thickness distribution uniform by this method is referred to as “two-magnet swing control”.

従来の基板搬送式のインライン型連続スパッタ成膜装置では同一製品の量産のため同一の成膜プロセスを長年にわたって使用することが多かった。そのため、上述の「単純揺動制御」若しくは「2マグネット揺動制御」のいずれか一方の制御方法のみを採用したスパッタリング装置が市場に供給されてきた。   Conventional substrate transfer type in-line continuous sputtering film forming apparatuses often use the same film forming process for many years for mass production of the same product. Therefore, sputtering apparatuses that employ only one of the above-described “simple swing control” and “two-magnet swing control” have been supplied to the market.

特開2002−146528号公報JP 2002-146528 A 国際公開第2009/093598International Publication No. 2009/093598

しかしながら、量産する製品の多様化によって近年の基板搬送式のインライン型連続スパッタ成膜装置では短期間で成膜プロセスが変更されるようになりつつある。成膜プロセスの変更に伴い搬送速度が変更されると膜厚分布を改善する制御方法を変更する必要が生じると予想される。   However, with the diversification of products to be mass-produced, the film forming process is being changed in a short period of time in recent substrate transport type in-line continuous sputter film forming apparatuses. If the conveyance speed is changed with the change of the film forming process, it is expected that the control method for improving the film thickness distribution needs to be changed.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、膜厚分布を改善する制御方法を簡便に変更できるスパッタリング装置を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the said subject, Comprising: It aims at providing the sputtering device which can change the control method which improves film thickness distribution simply.

本発明のスパッタリング装置は、真空容器と、前記真空容器内で基板を搬送するための基板搬送部と、前記基板搬送部によって搬送される前記基板に対して順次成膜するためのターゲットを保持するべく、前記基板の搬送方向に配列された少なくとも3つのターゲット保持部と、それぞれの前記ターゲット保持部の裏側に配置されたマグネット部と、前記マグネット部を駆動するマグネット駆動部と、前記ターゲット保持部に前記ターゲットを保持させ成膜処理する際、前記基板の搬送速度及び使用される前記ターゲットの数に応じて、前記マグネット駆動部を制御する複数の方法の中から、より均一な膜厚分布が得られる方法を選択する選択部と、を備えることを特徴とする。   The sputtering apparatus of the present invention holds a vacuum container, a substrate transport unit for transporting a substrate in the vacuum container, and a target for sequentially forming a film on the substrate transported by the substrate transport unit. Therefore, at least three target holding units arranged in the substrate transport direction, a magnet unit disposed on the back side of each target holding unit, a magnet driving unit that drives the magnet unit, and the target holding unit When the film is formed while holding the target, a more uniform film thickness distribution can be obtained from a plurality of methods for controlling the magnet driving unit according to the substrate transport speed and the number of the targets used. And a selection unit that selects a method to be obtained.

本発明により、膜厚分布を改善する制御方法を簡便に変更できるスパッタリング装置を提供することができる。特に、複数の種類の成膜を同じスパッタリング装置で行う場合には、その成膜プロセスの搬送速度と使用するターゲット数で最も均一な膜厚を得ることができる制御方法に簡便に変更できることから、多品種の製品を製造することに適したスパッタリング装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a sputtering apparatus that can easily change the control method for improving the film thickness distribution. In particular, when performing multiple types of film formation with the same sputtering apparatus, it can be easily changed to a control method that can obtain the most uniform film thickness at the transport speed of the film formation process and the number of targets used, A sputtering apparatus suitable for manufacturing a wide variety of products can be provided.

本発明の第1の実施形態に係るスパッタリング装置の成膜室の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the film-forming chamber of the sputtering device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 単純揺動制御でのマグネットの基板搬送方向の動きの模式図である。It is a schematic diagram of the movement of the magnet in the substrate transport direction in simple swing control. 図2のマグネットの動きの1周期分の速度変化を表した速度線図である。FIG. 3 is a velocity diagram showing a velocity change for one cycle of movement of the magnet of FIG. 2. 単純揺動制御での成膜条件と膜厚分布の関係図である。FIG. 6 is a relationship diagram between a film forming condition and a film thickness distribution in simple swing control. 2マグネット揺動制御でのマグネットの基板搬送方向の動きの模式図である。It is a schematic diagram of the movement of the magnet in the substrate transport direction in the two-magnet swing control. 図5のマグネットの動きの1周期分の速度変化を表した速度線図である。FIG. 6 is a velocity diagram showing a velocity change for one cycle of movement of the magnet of FIG. 5. 2マグネット揺動制御での2つのマグネットの動きを表した速度線図である。It is a velocity diagram showing movement of two magnets in 2 magnet swing control. 2マグネット揺動制御の任意の1つのスパッタユニットについて、搬送される基板を基準とするマグネットの相対速度と膜厚を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the relative speed and film thickness of the magnet with respect to the substrate to be transported for any one sputter unit of 2-magnet swing control. 2マグネット揺動制御のそれぞれのマグネットについて、基板に対する相対速度Vmsと膜厚の関係の模式図である。It is a schematic diagram of the relationship between relative speed Vms with respect to a board | substrate and a film thickness about each magnet of 2 magnet rocking | fluctuation control. 2マグネット揺動制御で成膜した基板上の膜厚の模式図である。It is a schematic diagram of the film thickness on the board | substrate formed into a film by 2 magnet rocking | fluctuation control. 単純揺動制御と2マグネット揺動制御のそれぞれで、基板搬送速度Vtに対して選択できる周期Tの範囲を示す模式図である。It is a schematic diagram showing a range of a cycle T that can be selected with respect to the substrate transport speed Vt in each of simple swing control and two-magnet swing control. 単純揺動制御と2マグネット揺動制御のそれぞれで、基板搬送速度Vtに対して選択できる周期Tの範囲を示す模式図である。It is a schematic diagram showing a range of a cycle T that can be selected with respect to the substrate transport speed Vt in each of simple swing control and two-magnet swing control. マグネットの動作の制御方法を選択するプログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the program which selects the control method of operation | movement of a magnet. 本発明の第2の実施形態に係るスパッタリング装置の成膜室の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the film-forming chamber of the sputtering device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 2マグネット揺動制御でのマグネットの基板搬送方向の動きの模式図である。It is a schematic diagram of the movement of the magnet in the substrate transport direction in the two-magnet swing control. 図15のマグネットの動きの1周期分の速度変化を表した速度線図である。FIG. 16 is a velocity diagram showing a velocity change for one cycle of movement of the magnet of FIG. 15. 本発明の第2実施形態に係る3つのマグネットと基板の位置関係の説明図である。It is explanatory drawing of the positional relationship of three magnets and a board | substrate which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 3マグネット揺動制御での3つのマグネットの動きを表した速度線図である。It is a velocity diagram showing the movement of three magnets in the three-magnet swing control. 3マグネット揺動制御の任意の1つのスパッタユニットについて、搬送される基板を基準とするマグネットの相対速度と膜厚を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the relative speed and film thickness of the magnet with respect to the substrate to be transported, for any one sputter unit of 3 magnet swing control. 3マグネット揺動制御のそれぞれのマグネットについて、基板に対する相対速度Vmsと膜厚の関係の模式図である。It is a schematic diagram of the relationship between the relative speed V ms with respect to the substrate and the film thickness for each magnet of the three-magnet swing control. 単純揺動制御と3マグネット揺動制御のそれぞれで、基板搬送速度Vtに対して選択できる周期Tの範囲を示す模式図である。It is a schematic diagram showing a range of a cycle T that can be selected with respect to the substrate transport speed Vt in each of simple swing control and 3-magnet swing control. 単純揺動制御と3マグネット揺動制御のそれぞれで、基板搬送速度Vtに対して選択できる周期Tの範囲を示す模式図である。It is a schematic diagram showing a range of a cycle T that can be selected with respect to the substrate transport speed Vt in each of simple swing control and 3-magnet swing control. マグネットの動作の制御方法を選択するプログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the program which selects the control method of operation | movement of a magnet. 任意の数のスパッタユニットを使用するときのグループ分けを行うプログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the program which performs grouping when using an arbitrary number of sputtering units.

以下に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。実施形態においてスパッタリング装置として1つの成膜チャンバー内に2つ又は3つのマグネトロンスパッタユニットを備えた装置を例にとって説明するが、本発明はスパッタリング装置の基板搬送経路に沿って2つ以上のマグネトロンスパッタユニットを備えた装置に好適に適用できる。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the members, arrangements, and the like described below are examples embodying the present invention and do not limit the present invention, and it goes without saying that various modifications can be made in accordance with the spirit of the present invention. In the embodiment, an example of an apparatus having two or three magnetron sputtering units in one film forming chamber will be described as a sputtering apparatus. The present invention can be suitably applied to an apparatus including a unit.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態である2つのスパッタユニットの制御方法を自動的に切り替えるスパッタリング装置について図を参照して説明する。
図1は、本発明に適用可能な基板搬送式のインライン型連続スパッタ成膜装置(スパッタリング装置)100の成膜室構成を説明するための概略断面図である。通常、ロードロック室やバッファー室、アンロードロック室など複数のチャンバーがゲートバルブを介して連結されて、一つの基板搬送式のインライン型連続スパッタ成膜装置を形成するが、図1ではそのうちの成膜室のみを示している。
(First embodiment)
A sputtering apparatus that automatically switches the control method of two sputtering units according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the configuration of a film forming chamber of a substrate transfer type in-line continuous sputter film forming apparatus (sputtering apparatus) 100 applicable to the present invention. Normally, a plurality of chambers such as a load lock chamber, a buffer chamber, and an unload lock chamber are connected via a gate valve to form a single substrate transfer type in-line continuous sputter deposition apparatus. Only the deposition chamber is shown.

図1に示すように、成膜室は、チャンバー2(真空容器)と、チャンバー2内(真空容器内)に設けられた基板1を搬送するための基板搬送部とチャンバー2上部に設置された2つのマグネトロンスパッタユニット(スパッタユニット)10で構成されている。基板搬送部は搬送ローラー3と搬送ローラー3を制御する搬送制御装置21とを有している。本実施形態では基板1は水平状態で搬送ローラー3に載っており図中右方向に一定速度で搬送される。チャンバー2は図示しない排気ポンプにより真空に排気され、図示しないガス配管によりプロセスガス(例えばArガス)が所定の圧力になるように供給される。スパッタユニット10は基板搬送方向の上流側から第1、第2のスパッタユニット10a,10bが配列されている。各スパッタユニット10a,10bは同じ構成となっている。なお、スパッタリング装置100は、スパッタユニットを2つ備えた構成として描かれているが、3つ以上のスパッタユニットを備えていてもかまわない。スパッタリング装置100が3つ以上のスパッタユニットを備える場合は、そのなかで任意の2つのスパッタユニット10a,10bを使用するものとする。   As shown in FIG. 1, the film forming chamber is installed on a chamber 2 (vacuum container), a substrate transport unit for transporting the substrate 1 provided in the chamber 2 (vacuum container), and an upper portion of the chamber 2. It consists of two magnetron sputtering units (sputtering units) 10. The substrate transport unit includes a transport roller 3 and a transport control device 21 that controls the transport roller 3. In this embodiment, the substrate 1 is placed on the transport roller 3 in a horizontal state and is transported at a constant speed in the right direction in the drawing. The chamber 2 is evacuated to vacuum by an exhaust pump (not shown), and a process gas (for example, Ar gas) is supplied to a predetermined pressure by a gas pipe (not shown). In the sputtering unit 10, first and second sputtering units 10a and 10b are arranged from the upstream side in the substrate transport direction. Each sputter unit 10a, 10b has the same configuration. In addition, although the sputtering apparatus 100 is drawn as a structure provided with two sputtering units, you may provide three or more sputtering units. When the sputtering apparatus 100 includes three or more sputter units, any two sputter units 10a and 10b are used.

本実施形態では、2つのスパッタユニット10a,10bが備えるターゲット4a,4bは同じ材料である。スパッタユニット10a,10bのカソード隔壁(ターゲット保持部)9a,9bはチャンバー2の天井壁にカソード絶縁部8a,8bを介して設置されている。カソード隔壁9a,9bには図示しない電力供給装置により電力が供給されるカソード6a,6bが設けられている。ここではカソード6a,6bにDC電力を供給している。ターゲット4a,4bはボンディングなどの方法でカソード6a,6bに接着されていて、カソード6a,6bとターゲット4a,4bは一体の状態でカソード隔壁9a,9b壁に固定される。カソード6a,6bはターゲット裏板やバッキングプレートと呼ばれることがある。カソード内部には、ターゲット4a,4bを冷却する冷媒を流すための不図示の水路が設けられている。   In the present embodiment, the targets 4a and 4b included in the two sputter units 10a and 10b are made of the same material. The cathode partition walls (target holding portions) 9a and 9b of the sputter units 10a and 10b are installed on the ceiling wall of the chamber 2 via the cathode insulating portions 8a and 8b. Cathode partition walls 9a and 9b are provided with cathodes 6a and 6b to which power is supplied by a power supply device (not shown). Here, DC power is supplied to the cathodes 6a and 6b. The targets 4a and 4b are bonded to the cathodes 6a and 6b by a method such as bonding, and the cathodes 6a and 6b and the targets 4a and 4b are fixed to the cathode partition walls 9a and 9b in an integrated state. The cathodes 6a and 6b are sometimes called target back plates or backing plates. A water channel (not shown) is provided inside the cathode for flowing a coolant for cooling the targets 4a and 4b.

ターゲット4a,4bの表面以外のスパッタを防止するためにターゲット側面、カソード6a,6b、カソード隔壁9a,9bの露出している面に対して2〜3mmの隙間をあけて覆うようにターゲットシールド5a,5bが設けられている。カソード隔壁9a,9bのカソード6a,6bとは反対側(大気側、又は裏側)にはマグネット7a,7b(マグネット部)がそれぞれ設置されている。マグネット7a,7bは平板状のヨークと永久磁石からなり、カソード側をS極とした中心極と、カソード側をN極とした外周極により構成されている。マグネット7a,7bが作る磁力線はターゲット表面付近では二つのトンネル状ループを形成する。放電した場合はターゲット表面付近の磁力線ループの場所で高密度のプラズマが生じることとなる。   In order to prevent sputtering other than the surfaces of the targets 4a and 4b, the target shield 5a is covered so as to cover the target side surface, the cathodes 6a and 6b, and the exposed surfaces of the cathode partition walls 9a and 9b with a gap of 2 to 3 mm. , 5b are provided. Magnets 7a and 7b (magnet portions) are respectively installed on the opposite sides (atmosphere side or back side) of the cathode partition walls 9a and 9b from the cathodes 6a and 6b. The magnets 7a and 7b are composed of a flat yoke and a permanent magnet, and are composed of a central pole with the cathode side as the S pole and an outer peripheral pole with the cathode side as the N pole. Magnetic field lines created by the magnets 7a and 7b form two tunnel-like loops near the target surface. When discharged, a high density plasma is generated at the location of the magnetic field lines near the target surface.

ターゲット表面にはマグネット位置により決まる高密度プラズマに対応した場所にエロージョン(ターゲットの侵食)が生じる。マグネット7a,7bをターゲット4a,4bに対して移動しながらスパッタ成膜することでターゲット表面に均一な深さのエロージョンを作ることによりターゲット利用率を向上させることができる。   On the target surface, erosion (erosion of the target) occurs at a location corresponding to the high-density plasma determined by the magnet position. Sputter deposition is performed while moving the magnets 7a and 7b with respect to the targets 4a and 4b, thereby making it possible to improve target utilization by creating erosion with a uniform depth on the target surface.

マグネット7a,7bはマグネット駆動装置11a,11b(マグネット駆動部)により基板1の搬送方向に往復移動することができる。マグネット駆動装置11a,11bは図示しないモーターやボールネジなどの動力伝達機構により構成されている。マグネット7を駆動するモーター(マグネット駆動装置11a,11b)はマグネット制御装置22により制御され、マグネット7a,7bを指定した速度で指定した位置に移動させることができる。マグネット7a,7bの速度制御は加速、等速、減速からなる台形駆動とした。   The magnets 7a and 7b can be reciprocated in the conveying direction of the substrate 1 by magnet driving devices 11a and 11b (magnet driving units). The magnet driving devices 11a and 11b are constituted by a power transmission mechanism such as a motor or a ball screw (not shown). The motors (magnet drive devices 11a and 11b) for driving the magnet 7 are controlled by the magnet control device 22, and can move the magnets 7a and 7b to a designated position at a designated speed. The speed control of the magnets 7a and 7b was a trapezoidal drive consisting of acceleration, constant speed, and deceleration.

マグネット7a,7bは停止状態から一定の加速度による加速移動、続いて等速移動、続いて一定の加速度による減速移動により再び停止する。この間に移動する距離は縦軸速度、横軸時間として描いた速度線図の台形部分の面積となる。マグネット7a,7bを動作させる制御方法(方法)には、単純揺動制御と2マグネット揺動制御の2つの制御方法があり、制御選択ユニット25(選択部)でどちらかを選択する。それぞれの制御方法については後述する。制御選択ユニット25は、後述の制御方法を選択するプログラムが格納されたRAMとマグネット制御装置22を有し、マグネット駆動部を制御する複数の方法を記憶した記憶部27と搬送制御装置21に接続されている。   The magnets 7a and 7b are stopped again from the stopped state by an acceleration movement with a constant acceleration, followed by a constant speed movement, and subsequently a deceleration movement with a constant acceleration. The distance moved during this time is the area of the trapezoidal portion of the velocity diagram drawn as the vertical axis velocity and the horizontal axis time. There are two control methods (methods) for operating the magnets 7a and 7b: simple swing control and two-magnet swing control, and one of them is selected by the control selection unit 25 (selection unit). Each control method will be described later. The control selection unit 25 includes a RAM in which a program for selecting a control method to be described later and a magnet control device 22 are stored, and is connected to a storage unit 27 and a transport control device 21 that store a plurality of methods for controlling the magnet drive unit. Has been.

スパッタリング装置100を用いたスパッタ成膜方法について説明する。
真空に排気したチャンバー2に所定の圧力になるようにプロセスガス(例えばArガス)を導入し、基板1を一定の搬送速度で搬送(定速搬送)する。カソード6a,6bの水路にはあらかじめ冷却水を供給する。マグネットの制御方法の制御選択ユニット25では、単純揺動制御か、2マグネット揺動制御のいずれかを予め選択しておく。制御方法の選択は、主に基板搬送速度によって決定されるが、その選択方法については後述する。単純揺動制御、あるいは2マグネット揺動制御の制御方法のどちらかによりマグネット駆動装置を制御しマグネット7a,7bを基板1の搬送方向に往復移動させる。カソード6a,6bに一定のDC電力を印加しマグネトロンスパッタ成膜を実施する。このようにスパッタ成膜すると基板上には搬送方向に均一な膜が堆積する。
A sputtering film forming method using the sputtering apparatus 100 will be described.
A process gas (for example, Ar gas) is introduced into the chamber 2 that is evacuated to a predetermined pressure, and the substrate 1 is transported at a constant transport speed (constant speed transport). Cooling water is supplied in advance to the water channels of the cathodes 6a and 6b. In the control selection unit 25 of the magnet control method, either simple swing control or two-magnet swing control is selected in advance. The selection of the control method is mainly determined by the substrate conveyance speed, and the selection method will be described later. The magnet drive device is controlled by either the simple swing control or the control method of the two-magnet swing control to reciprocate the magnets 7a and 7b in the transport direction of the substrate 1. A constant DC power is applied to the cathodes 6a and 6b to perform magnetron sputtering film formation. When sputter deposition is performed in this manner, a uniform film is deposited on the substrate in the transport direction.

ここで、単純揺動制御でのマグネットの動作について説明する。
図2に単純揺動制御でのマグネット7(7a又は7b)の動きの例を示す。グラフの横軸は時間、縦軸はカソード6(6a又は6b)に対する基板搬送方向のマグネット位置でカソード中心位置を0mmとして基板搬送方向である順方向を正に、逆方向を負に表している。なお、マグネット7の往復移動の片道の距離をストロークと呼ぶことにする。ここではストロークは100mmの場合を示す。最初マグネットは順方向のストローク端である+50mm位置にある。ここから出発してマグネット7は逆方向に移動し逆方向のストローク端である−50mmまで移動して一定時間停止する。次にマグネット7は反対方向の順方向に移動し順方向のストローク端である+50mm位置まで移動して一定時間停止する。ここまでが1周期であり、この後はこの動作を繰り返す。
Here, the operation of the magnet in the simple swing control will be described.
FIG. 2 shows an example of the movement of the magnet 7 (7a or 7b) in the simple swing control. The horizontal axis of the graph represents time, the vertical axis represents the magnet position in the substrate transport direction with respect to the cathode 6 (6a or 6b), the cathode center position is 0 mm, the forward direction being the substrate transport direction is positive, and the reverse direction is negative. . The one-way distance of the reciprocating movement of the magnet 7 is called a stroke. Here, the stroke is 100 mm. Initially, the magnet is at the +50 mm position, which is the forward stroke end. Starting from here, the magnet 7 moves in the reverse direction, moves to −50 mm which is the stroke end in the reverse direction, and stops for a certain time. Next, the magnet 7 moves in the forward direction in the opposite direction, moves to the +50 mm position which is the stroke end in the forward direction, and stops for a certain time. This is one cycle, and thereafter this operation is repeated.

図3は図2のマグネット7の動きの1周期分の速度変化を表した速度線図である。横軸は時間、縦軸はマグネット7のカソード6に対する速度Vmcを表し、速度の向きは基板搬送方向である順方向を正に逆方向を負にとっている。マグネット7は最初逆方向に速度Vbになるまで時間Tacc1の間等加速度で加速する。その後逆方向に一定速度Vb(図3では逆方向が負なので−Vbとした)で移動し、次に逆方向に時間Tacc2の間等加速度で減速し速度はゼロとなる。ここまでの速度線図の形は台形を示している。本実施形態では一般に台形駆動(台形制御いう場合もある)といわれる速度制御を採用している。モーター駆動の制御方法として一般的な方法である。   FIG. 3 is a velocity diagram showing the velocity change for one cycle of the movement of the magnet 7 in FIG. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the velocity Vmc of the magnet 7 with respect to the cathode 6, and the direction of the velocity is positive in the forward direction, which is the substrate transport direction, and negative in the reverse direction. The magnet 7 is accelerated at a constant acceleration for the time Tacc1 until the speed 7 reaches the speed Vb in the first reverse direction. After that, it moves in the reverse direction at a constant speed Vb (in FIG. 3, since the reverse direction is negative, it is set to −Vb), and then decelerates in the reverse direction at a constant acceleration for a time Tacc2, and the speed becomes zero. The shape of the velocity diagram so far shows a trapezoid. In this embodiment, speed control generally referred to as trapezoidal driving (also referred to as trapezoidal control) is employed. This is a general method for controlling motor drive.

ここまでの速度制御によってマグネットは図2に示す初期位置の順方向のストローク端の+50mm位置から逆方向のストローク端の−50mm位置まで移動したことになる。この後一定時間Tsew停止するため速度は0mm/sが保たれる。次に順方向(図3では正の速度として記載した)に加速、等速(+Vf)、減速の台形駆動と一定時間Tsew停止を行う。順方向は逆方向と向きを逆にして同じ動きをする。   By the speed control so far, the magnet has moved from the +50 mm position at the forward stroke end of the initial position shown in FIG. 2 to the −50 mm position at the reverse stroke end. After that, the speed is maintained at 0 mm / s because Tsew stops for a certain time. Next, a trapezoidal drive of acceleration, constant speed (+ Vf), and deceleration is performed in a forward direction (indicated as a positive speed in FIG. 3), and Tsew stop is performed for a fixed time. The forward direction is the same as the reverse direction.

単純揺動制御でマグネット7を基板搬送方向に対して往復移動させながらスパッタ成膜したときの基板上の搬送方向の膜厚分布について説明する。単純揺動制御の制御方法を採用した成膜では、ある程度マグネットを速く動かして成膜すると膜厚は均一になることがわかっている。図4に、単純揺動制御の制御方法での成膜条件と膜厚分布について示す。図4のグラフの横軸は(搬送速度Vt)×(周期T)でマグネットが基板搬送方向に1往復する間に基板が進む距離を示している。図5の縦軸は基板搬送方向膜厚分布であり、Vt・Tについての膜圧分布を示したものである。膜厚計算には以下の計算式(膜厚分布計算式)を用いた。

膜厚分布(±%)=(最大値−最小値)/(最大値+最小値)×100

基板搬送方向の膜厚分布は、Vt・Tがおよそ70mmより小さい条件でほぼ0になる。したがって搬送速度Vtと周期Tが、以下の条件を満たせば、単純揺動制御で動作させてスパッタ成膜する方法においても膜厚は均一になる。

Vt・T<70mm (1)
The film thickness distribution in the transport direction on the substrate when the sputter film formation is performed while the magnet 7 is reciprocated in the substrate transport direction by simple swing control will be described. In film formation employing the control method of simple swing control, it is known that the film thickness becomes uniform when the film is moved by moving the magnet to some extent faster. FIG. 4 shows film forming conditions and film thickness distribution in the control method of simple oscillation control. The horizontal axis of the graph in FIG. 4 indicates the distance traveled by the substrate while the magnet reciprocates once in the substrate transport direction at (transport speed Vt) × (cycle T). The vertical axis in FIG. 5 is the film thickness distribution in the substrate transfer direction, and shows the film pressure distribution with respect to Vt · T. The following calculation formula (film thickness distribution calculation formula) was used for the film thickness calculation.

Film thickness distribution (±%) = (maximum value−minimum value) / (maximum value + minimum value) × 100

The film thickness distribution in the substrate transport direction becomes almost zero under the condition that Vt · T is smaller than about 70 mm. Therefore, if the transport speed Vt and the cycle T satisfy the following conditions, the film thickness becomes uniform even in the sputtering film formation method operated by the simple oscillation control.

Vt · T <70mm (1)

次に、2マグネット揺動制御でのマグネットの動作について以下に説明する。
2マグネット揺動制御は、一対のマグネット7a,7bの動作と基板1の搬送を連動させる制御方法である。2マグネット揺動制御でのマグネット7(7a又は7b)の基板搬送方向の動きの例を図5に、速度線図を図6に示す。この例ではマグネット7の往復移動のストロークL(片道)は100mm、往復移動の周期Tは9秒としている。本実施形態ではマグネット7の加速、減速を考慮した台形駆動を採用した。またストローク端での所定時間停止する。
Next, the operation of the magnet in the two-magnet swing control will be described below.
The two-magnet swing control is a control method in which the operation of the pair of magnets 7a and 7b and the conveyance of the substrate 1 are interlocked. FIG. 5 shows an example of the movement of the magnet 7 (7a or 7b) in the substrate transfer direction in the two-magnet swing control, and FIG. 6 shows the velocity diagram. In this example, the stroke L (one way) of the reciprocating movement of the magnet 7 is 100 mm, and the period T of the reciprocating movement is 9 seconds. In the present embodiment, trapezoidal driving considering acceleration and deceleration of the magnet 7 is adopted. Also, it stops for a predetermined time at the stroke end.

図5の縦軸はマグネット位置であり、カソード6(6a又は6b)の中心位置を0mmとして基板搬送方向である順方向を正に逆方向を負として表記した。最初マグネット7は順方向のストローク端である+50mm位置(初期位置)にある。マグネット7はここから出発して逆方向に移動し、逆方向のストローク端である−50mm位置で一旦停止する。次にマグネット7は反対方向の順方向に移動し順方向のストローク端である+50mm位置まで移動して同様に停止する。ここまでが9秒で1周期分になる。この後はこの動作を繰り返す。マグネット7は、逆方向への移動速度が速く、順方向への移動速度が遅くなるように制御されている。   The vertical axis in FIG. 5 is the magnet position, and the forward position, which is the substrate transport direction, is positive and the reverse direction is negative, with the center position of the cathode 6 (6a or 6b) being 0 mm. First, the magnet 7 is located at the +50 mm position (initial position) which is the stroke end in the forward direction. The magnet 7 starts from here and moves in the reverse direction, and temporarily stops at the −50 mm position which is the stroke end in the reverse direction. Next, the magnet 7 moves in the forward direction in the opposite direction, moves to the +50 mm position, which is the stroke end in the forward direction, and similarly stops. This is one cycle in 9 seconds. Thereafter, this operation is repeated. The magnet 7 is controlled so that the moving speed in the reverse direction is fast and the moving speed in the forward direction is slow.

図6では図5のマグネット7の動きの1周期分の速度変化を表した速度線図である。横軸は時間、縦軸はマグネット7のカソード6に対する速度Vmcを表し、速度の向きは基板搬送方向である順方向を正に逆方向を負にとっている。マグネット7は最初逆方向に一定時間等加速度で加速した後、逆方向に等速で移動し、逆方向に等加速度で減速して一旦停止する。本実施形態では一般に台形駆動といわれる速度制御を採用している。   FIG. 6 is a velocity diagram showing the velocity change for one cycle of the movement of the magnet 7 in FIG. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the velocity Vmc of the magnet 7 with respect to the cathode 6, and the direction of the velocity is positive in the forward direction, which is the substrate transport direction, and negative in the reverse direction. The magnet 7 first accelerates at a constant acceleration in the reverse direction for a certain time, then moves at a constant speed in the reverse direction, decelerates at the constant acceleration in the reverse direction, and temporarily stops. In this embodiment, speed control generally referred to as trapezoidal driving is employed.

ここまでの速度制御によってマグネットは図5に示す初期位置の順方向のストローク端の+50mm位置から逆方向のストローク端の−50mm位置まで移動したことになる。この後一定時間停止するため速度は0mm/sが保たれる。次にマグネットは順方向(図6では正の速度)に加速、等速、減速の台形駆動と停止をおこなう。ただし順方向の等速の速度や等速の時間は逆方向のマグネット7の動きと異なる。マグネット7の順方向の動きは、逆方向の動きと比べて、等速の速度の絶対値は小さく、等速の時間は長くなる。   By the speed control up to this point, the magnet has moved from the +50 mm position at the forward stroke end of the initial position shown in FIG. 5 to the −50 mm position at the reverse stroke end. After that, the speed is kept at 0 mm / s because the motor stops for a certain time. Next, the magnet performs trapezoidal driving and stopping of acceleration, constant speed, and deceleration in the forward direction (positive speed in FIG. 6). However, the forward constant velocity and the constant velocity time are different from the movement of the magnet 7 in the reverse direction. The forward movement of the magnet 7 is smaller in absolute value of the constant speed and longer in the constant speed than the backward movement.

ここまでは1つのスパッタユニット10(10a又は10b)のマグネット7(7a又は7b)の動きの例を示した。図7に2マグネット揺動制御に用いられる2つのスパッタユニット10a,10bのマグネット7a,7bの動きの例を示す。第1のスパッタユニット10aのマグネット7aが最初に動き出し、周期9秒で動き続ける。第2のスパッタユニット10bのマグネット7bはここでは5秒後に遅れて動き出し、周期9秒で同様に動き続ける。それぞれのスパッタユニット10a,10bのマグネット7a,7bはこのように時間をずらして動き続ける。ずらす時間は基板1の搬送速度に応じて決められる。時間のずれについては後述する。   Up to this point, an example of the movement of the magnet 7 (7a or 7b) of one sputter unit 10 (10a or 10b) has been shown. FIG. 7 shows an example of the movement of the magnets 7a and 7b of the two sputtering units 10a and 10b used for the two-magnet swing control. The magnet 7a of the first sputter unit 10a starts to move first and continues to move in a cycle of 9 seconds. Here, the magnet 7b of the second sputter unit 10b starts to move after 5 seconds, and continues to move in the same manner at a period of 9 seconds. Thus, the magnets 7a and 7b of the sputter units 10a and 10b continue to move at different times as described above. The time for shifting is determined according to the conveyance speed of the substrate 1. The time lag will be described later.

2マグネット揺動制御でのマグネット7の動きについてさらに説明する。はじめに本実施形態で基板上の搬送方向の膜厚を均一にするための考え方を説明する。
スパッタユニット10のマグネット7はカソード中心位置に対して往復移動し、基板は搬送方向に一定速度(定速)で移動している。しかし、基板上の膜厚とマグネット7の速度の関係を説明するために図8では基板を基準に表した。図8は、2マグネット揺動制御において、基板1を基準としたマグネット7の相対速度Vms(上側)と、マグネット7の相対速度Vmsと膜厚の関係(下側)の模式図である。図8の上側下側とも横軸は基板搬送方向の基板上の位置である。スパッタリング装置100では基板は、図8の紙面上の左から右方向に向けて一定速度で搬送されており、ここでは便宜上、基板1を固定して見ているためマグネット7は基板に対して常に左から右方向に速度を変えながら移動する。このマグネット7の基板1に対する相対速度Vmsは図8では右方向を正にとっている。
The movement of the magnet 7 in the two-magnet swing control will be further described. First, the concept for making the film thickness in the transport direction on the substrate uniform in this embodiment will be described.
The magnet 7 of the sputter unit 10 reciprocates with respect to the cathode center position, and the substrate moves at a constant speed (constant speed) in the transport direction. However, in order to explain the relationship between the film thickness on the substrate and the speed of the magnet 7, FIG. FIG. 8 is a schematic diagram of the relative speed Vms (upper side) of the magnet 7 relative to the substrate 1 and the relationship (lower side) between the relative speed Vms of the magnet 7 and the film thickness in the two-magnet swing control. In both the upper and lower sides of FIG. 8, the horizontal axis is the position on the substrate in the substrate transport direction. In the sputtering apparatus 100, the substrate is transported at a constant speed from the left to the right on the paper surface of FIG. Move while changing speed from left to right. The relative speed Vms of the magnet 7 with respect to the substrate 1 is positive in the right direction in FIG.

図8の領域Aはマグネット7がカソード6に対して負の方向に移動している範囲を表し、マグネット7の基板1に対する相対速度は比較的速い領域である。領域Bはマグネット7がカソード6に対して正の方向に移動している範囲であり、マグネット7の基板1に対する相対速度は比較的遅い領域である。また領域A’、B’はマグネット7が停止している範囲を示している。各範囲の和(A+A’+B+B’)はマグネット7が1周期の往復移動をする間に基板1がマグネット7に対して移動する距離を表している。   A region A in FIG. 8 represents a range in which the magnet 7 moves in the negative direction with respect to the cathode 6, and the relative speed of the magnet 7 with respect to the substrate 1 is a relatively fast region. Region B is a range in which the magnet 7 moves in the positive direction with respect to the cathode 6, and the relative speed of the magnet 7 with respect to the substrate 1 is a relatively slow region. Regions A ′ and B ′ indicate a range where the magnet 7 is stopped. The sum of each range (A + A ′ + B + B ′) represents the distance that the substrate 1 moves relative to the magnet 7 while the magnet 7 reciprocates in one cycle.

基板上にはマグネット7の相対速度の速い領域Aに対応する範囲に対しては比較的薄い膜が堆積し、マグネットの相対速度の遅い領域Bに対応する範囲に対しては比較的厚い膜が堆積する。これはカソード6に供給するDC電力が一定のためターゲット4(4a又は4b)から放出されるスパッタ原子の量が一定であり、またスパッタ原子の放出位置はマグネット7の位置に対応していることによる。従って基板上にはマグネット7の基板1に対する相対速度に反比例した膜厚が堆積することになる。   On the substrate, a relatively thin film is deposited for the range corresponding to the region A where the relative speed of the magnet 7 is fast, and a relatively thick film is deposited for the range corresponding to the region B where the relative speed of the magnet is slow. accumulate. This is because the amount of sputtered atoms emitted from the target 4 (4a or 4b) is constant because the DC power supplied to the cathode 6 is constant, and the sputtered atom emission position corresponds to the position of the magnet 7. by. Accordingly, a film thickness inversely proportional to the relative speed of the magnet 7 with respect to the substrate 1 is deposited on the substrate.

ただし、基板上の膜厚変化はマグネット7の基板1に対する相対速度の変化のように急激に変化することはなく図8の下側に図示したようになだらかに変化する。これはターゲット4から放出されるスパッタ原子の放出位置がマグネット7の幅程度の領域からあるなだらかな分布を持って放出されることと、ターゲット4と基板の間の距離をスパッタ原子が飛行する間にある程度広がるためである。ここで重要なことは領域A、Bで成膜される基板搬送方向の長さが基板上で同じになるようにマグネット7の移動速度を設定することである。また領域A’、B’で成膜される基板搬送方向の長さもそれぞれ同じである。基板上で成膜される長さを同じにすることで、他のスパッタユニット10の成膜により積層された膜と重ねることができる。後述するように、一対のスパッタユニット10a,10bでの成膜をいずれも終えた状態での膜厚分布を良くすることができる。   However, the film thickness change on the substrate does not change abruptly like the change in the relative speed of the magnet 7 with respect to the substrate 1, but changes gently as shown in the lower part of FIG. This is because the emission position of the sputtered atoms emitted from the target 4 is emitted with a gentle distribution from the region of the width of the magnet 7 and the sputtered atoms fly over the distance between the target 4 and the substrate. This is because it spreads to some extent. What is important here is that the moving speed of the magnet 7 is set so that the lengths in the substrate transport direction in which the films are formed in the regions A and B are the same on the substrate. Further, the lengths in the substrate transport direction in which the films are formed in the regions A ′ and B ′ are also the same. By making the length of the film formed on the substrate the same, it is possible to overlap the film stacked by the film formation of another sputtering unit 10. As will be described later, it is possible to improve the film thickness distribution in a state where both the film formation by the pair of sputter units 10a and 10b has been completed.

図9にはマグネット7a,7bのそれぞれについて、基板を基準にした相対速度Vmsを上下に分けて示した。横軸の基板上の位置は上下のグラフで揃えている。第1のスパッタユニット10aのマグネット7aの相対速度Vmsは図8と同じである。第2のスパッタユニット10bのマグネット7bは第1のスパッタユニット10aのマグネット7aの動きに対して基板上の位置でA+A’の距離だけずらして同じ動きを繰り返している。 FIG. 9 shows the relative speed V ms with respect to the substrate divided into upper and lower parts for each of the magnets 7a and 7b. The horizontal axis positions on the substrate are aligned in the upper and lower graphs. The relative speed Vms of the magnet 7a of the first sputter unit 10a is the same as in FIG. The magnet 7b of the second sputter unit 10b repeats the same movement while being shifted by a distance of A + A ′ at a position on the substrate with respect to the movement of the magnet 7a of the first sputter unit 10a.

図9中の領域Aについてみると、第1のスパッタユニット10aのマグネット7aの相対速度は比較的速く、第2のスパッタユニット10bのマグネット7bの相対速度は比較的遅い。領域Bでは第2のスパッタユニット10bのマグネット7bの相対速度は比較的速く、第1のスパッタユニット10aのマグネット7aの相対速度は比較的遅い。このようなマグネット7a,7bの相対速度で成膜処理をすると各領域で比較的薄い膜が1回、比較的厚い膜が1回、順次成膜される。従って、領域A、Bそれぞれでは2つのスパッタユニット10a,10bにより積層された膜厚は同じとなる。   Looking at the region A in FIG. 9, the relative speed of the magnet 7a of the first sputter unit 10a is relatively fast, and the relative speed of the magnet 7b of the second sputter unit 10b is relatively slow. In the region B, the relative speed of the magnet 7b of the second sputter unit 10b is relatively fast, and the relative speed of the magnet 7a of the first sputter unit 10a is relatively slow. When the film forming process is performed at such a relative speed of the magnets 7a and 7b, a relatively thin film is formed once and a relatively thick film is formed once in each region. Accordingly, in each of the regions A and B, the film thickness laminated by the two sputter units 10a and 10b is the same.

マグネット7がカソード6に対して等速移動中で相対速度が一定の部分について上述したがA、B各領域にはマグネット7の加速領域と減速領域が各領域の両端に存在する。この部分も2つのスパッタユニット10a,10bで考えると1つの比較的相対速度の速い領域と1つの比較的相対速度の遅い領域が同じ基板上の位置で重なるように制御している。このためこの加速、減速の部分も含めてA、Bそれぞれの領域での2つのスパッタユニット10a,10bにより積層された膜厚は同じとなる。   As described above, the magnet 7 is moving at a constant speed with respect to the cathode 6 and the relative speed is constant. In each of the areas A and B, the acceleration area and the deceleration area of the magnet 7 exist at both ends of each area. When this part is also considered by the two sputter units 10a and 10b, one region having a relatively high relative speed and one region having a relatively low relative speed are controlled so as to overlap at a position on the same substrate. For this reason, the film thickness laminated | stacked by the two sputter | spatter units 10a and 10b in each area | region of A and B including this acceleration and deceleration part becomes the same.

さらに、マグネット7がカソード6に対して停止した状態で成膜する図9の領域A’、B’について説明する。ここでの膜厚は上述した領域A、Bで成膜される膜厚の中間の厚さになる。そして、領域A’、B’での膜厚は同じであるため、基板上で重ねると領域A、Bで積層した膜厚と同じになる。すなわち、領域A、B、A’、B’で積層される膜厚はすべて同じである。   Further, the regions A ′ and B ′ of FIG. 9 where the film is formed while the magnet 7 is stopped with respect to the cathode 6 will be described. The film thickness here is intermediate between the film thicknesses formed in the regions A and B described above. Since the film thicknesses in the regions A ′ and B ′ are the same, when they are stacked on the substrate, the film thicknesses are the same as those stacked in the regions A and B. That is, the film thicknesses stacked in the regions A, B, A ′, and B ′ are all the same.

2マグネット揺動制御のマグネット制御の考え方を簡単にまとめると、以下のようになる。
(a)領域A、Bで成膜される基板上の長さを同じにする。
(b)領域A’、B’で成膜される基板上の長さを同じにする。
(c)基板上で領域A+A’の長さだけ2つのスパッタユニット10a,10bのマグネット7a,7bの動きを基板搬送方向にずらす。
The following is a summary of the concept of magnet control in the two-magnet swing control.
(A) The length on the board | substrate formed into a film in area | region A and B is made the same.
(B) The lengths on the substrates formed in the regions A ′ and B ′ are made the same.
(C) The movements of the magnets 7a and 7b of the two sputtering units 10a and 10b are shifted in the substrate transport direction by the length of the region A + A ′ on the substrate.

これまでマグネット7の順方向の速度Vfは基板搬送速度Vtより小さい、つまりマグネット7は基板1を追い越さないことを前提としてきた。この条件を満たすときに2マグネット揺動制御のマグネット動作は適用できる。以上より、2マグネット揺動制御の成膜によって均一な膜厚分布を得るためには、以下の式を満たす成膜条件とする必要がある。

ここで、Tはマグネット7の往復移動の周期(単位は秒)、Tsewはマグネット7の停止時間、Taccは加速時間Tacc1と減速時間Tacc2の平均、Lはストローク(片道)、Vtは基板搬送速度である。
Until now, it has been assumed that the forward speed Vf of the magnet 7 is smaller than the substrate transport speed Vt, that is, the magnet 7 does not overtake the substrate 1. When this condition is satisfied, the magnet operation of the two-magnet swing control can be applied. As described above, in order to obtain a uniform film thickness distribution by film formation with two-magnet swing control, it is necessary to satisfy the following film formation conditions.

Here, T is the period of reciprocation of the magnet 7 (unit: second), Tsew is the stop time of the magnet 7, Tacc is the average of the acceleration time Tacc1 and the deceleration time Tacc2, L is the stroke (one way), and Vt is the substrate transfer speed. It is.

図10に2マグネット揺動制御で成膜した例を示す。図10には各スパッタユニット10a,10bによる基板上の膜厚が2本の線(破線と細い実線)で表されている。各膜厚は比較的厚い領域と薄い領域交互に現れている。それぞれの基板上での膜厚変化の周期はVt・T=300mmである。これらが基板上で150mmずつずれて膜として堆積している。上の方の太線は2つのスパッタユニット10a,10bにより積層された膜厚であり、下の2つの膜厚を合計したものである。積層した膜厚はほぼ均一となる。この例では膜厚分布は±0.03%となった。   FIG. 10 shows an example of film formation by 2-magnet swing control. In FIG. 10, the film thickness on the substrate by each of the sputter units 10a and 10b is represented by two lines (broken line and thin solid line). Each film thickness appears alternately in relatively thick regions and thin regions. The period of film thickness change on each substrate is Vt · T = 300 mm. These are deposited as a film with a shift of 150 mm on the substrate. The upper thick line is the film thickness laminated by the two sputter units 10a and 10b, and is the sum of the lower two film thicknesses. The laminated film thickness is almost uniform. In this example, the film thickness distribution was ± 0.03%.

ここで、制御方法を選択する方法について説明する。
図11に基板搬送速度Vtに対してとりうる周期Tの範囲を単純揺動制御と2マグネット揺動制御について示した。この周期Tのとりうる範囲とは、マグネット7の動作に理論的な不都合はなく、少なくとも基板搬送方向の膜厚が均一となることを満たす周期の範囲である。図11に示した2本の曲線のうち下側の曲線より下の範囲は、単純揺動制御で基板搬送方向の膜厚を均一にできる範囲である。この範囲では上述の(1)式を満たす。
Here, a method for selecting a control method will be described.
FIG. 11 shows the range of the period T that can be taken with respect to the substrate transfer speed Vt for the simple swing control and the two-magnet swing control. The range that can be taken by the period T is a range of a period that has no theoretical inconvenience in the operation of the magnet 7 and satisfies at least that the film thickness in the substrate transport direction is uniform. The range below the lower curve of the two curves shown in FIG. 11 is a range in which the film thickness in the substrate transport direction can be made uniform by simple swing control. In this range, the above formula (1) is satisfied.

周期Tのとりうる範囲は搬送速度Vtに反比例する曲線より下側となる。たとえば搬送速度Vtが33.33mm/sの場合周期Tは2.1秒より小さいことが必要である。図11に示した2本の曲線のうち上側の曲線より上の範囲は2マグネット揺動制御でマグネットの動作に理論的な不都合はなく搬送方向の膜厚を均一にできる範囲である。この範囲では上述の(2)式を満たす。   The range that the period T can take is below the curve that is inversely proportional to the conveyance speed Vt. For example, when the conveyance speed Vt is 33.33 mm / s, the period T needs to be smaller than 2.1 seconds. The range above the upper curve of the two curves shown in FIG. 11 is a range in which the film thickness in the transport direction can be made uniform without any theoretical inconvenience in the operation of the magnet by the two-magnet swing control. In this range, the above equation (2) is satisfied.

周期Tのとりうる範囲は、マグネット7の加減速時間Taccとストローク端でのマグネット停止時間Tsewが小さい場合、搬送速度Vtにほぼ反比例する曲線より上側となる。たとえば搬送速度Vtが33.33mm/s、Taccが0.3秒、Tsewが0.4秒では周期Tは8.0秒より大きいことが必要である。なお、2マグネット揺動制御で周期Tを曲線に近い値に設定するとマグネット7の速度が非常に速くなってしまうので実際には曲線よりやや上側、つまり少し大きめの周期を選択するとよい。たとえば周期T=8.0秒のとき、ストロークL=100mmでは逆方向の等速の速度Vbは333.3mm/sと大きくなるが、周期Tを9秒とするとVbは125mm/sと大幅に小さくできる。   When the acceleration / deceleration time Tacc of the magnet 7 and the magnet stop time Tsew at the stroke end are small, the range that the period T can take is above the curve that is almost inversely proportional to the conveyance speed Vt. For example, when the transport speed Vt is 33.33 mm / s, Tacc is 0.3 seconds, and Tsew is 0.4 seconds, the cycle T needs to be greater than 8.0 seconds. Note that if the period T is set to a value close to a curve in the two-magnet swing control, the speed of the magnet 7 becomes very fast, so it is actually preferable to select a period slightly above the curve, that is, a slightly larger period. For example, when the cycle T is 8.0 seconds, the constant velocity Vb in the reverse direction is as high as 333.3 mm / s at the stroke L = 100 mm, but when the cycle T is 9 seconds, Vb is significantly as 125 mm / s. Can be small.

上述のように基板搬送速度Vtが決まると周期Tのとりうる範囲が図11で示した範囲に決まってしまう。本実施形態の装置では周期Tの範囲は単純揺動制御と2マグネット揺動制御でお互いに重なる領域はない。従って、基板搬送速度Vtが決まると単純揺動制御と2マグネット揺動制御のどちらかを選択し、それぞれで設定可能な周期Tを決定することになる。   As described above, when the substrate transport speed Vt is determined, the possible range of the period T is determined to be the range shown in FIG. In the apparatus of the present embodiment, the range of the period T has no overlapping area between the simple swing control and the two-magnet swing control. Accordingly, when the substrate transport speed Vt is determined, either the simple swing control or the two-magnet swing control is selected, and the period T that can be set for each is determined.

なお、本実施形態のようにターゲット4にノジュールがほとんど発生しない金属ターゲットを用いるときは、周期Tにさらに制限を設けた方が良い場合がある。すなわち、図11からわかるように搬送速度Vtが遅いと、2マグネット揺動制御のマグネットの移動速度の周期Tは極端に大きくしなければならない。周期が大きいとマグネットの移動速度は遅いため、比較的長い時間スパッタされない領域がターゲット表面に生じることになる。スパッタされないターゲット表面には再付着膜が堆積し、その領域がスパッタされる際に再付着した物質も同時にスパッタされ基板に堆積する。そのため基板1に堆積した膜には不純物が多くなることがあるため、マグネット往復移動の周期Tはある程度以下にしない方が好ましい。一般的には周期Tは20秒以下であれば膜質に問題がない。また、マグネット駆動装置11の出力は有限であることから周期Tには下限値がある。一般的には周期Tは3秒以上に設定するとよい。   In addition, when using the metal target which hardly generates a nodule for the target 4 like this embodiment, it may be better to further limit the period T. That is, as can be seen from FIG. 11, when the transport speed Vt is slow, the period T of the moving speed of the two-magnet swing control magnet must be extremely increased. When the period is large, the moving speed of the magnet is slow, so that a region that is not sputtered for a relatively long time is generated on the target surface. A reattached film is deposited on the surface of the target that is not sputtered, and the material reattached when the region is sputtered is simultaneously sputtered and deposited on the substrate. For this reason, since the film deposited on the substrate 1 may have a large amount of impurities, it is preferable not to make the period T of the reciprocating magnet movement below a certain level. Generally, there is no problem in film quality if the period T is 20 seconds or less. Further, since the output of the magnet drive device 11 is finite, the cycle T has a lower limit value. In general, the period T is preferably set to 3 seconds or more.

基板搬送速度Vtは一般には装置構成と必要な膜厚によって決まる。どちらの制御方法を選択するかは以下のように決まる。図12に周期Tのとりうる範囲をまとめた模式図を示す。搬送速度Vtがおよそ11mm/s以下では、図12に示すように2マグネット揺動制御は選択できない。したがって単純揺動制御で適切な周期Tを図12に示された範囲の中から選択する。搬送速度Vtがおよそ23mm/s以上では、図12に示すように単純揺動制御は選択できない。したがって2マグネット揺動制御で適切な周期Tを図12に示された範囲の中から選択する。搬送速度Vtがおよそ11mm/sから23mm/sの間では、単純揺動制御でも2マグネット揺動制御でもどちらでも適切な周期Tを選択できる。この搬送速度の範囲でどちらの制御方法を選択するかはその他の要因で総合的に判断される。   The substrate transport speed Vt is generally determined by the apparatus configuration and the required film thickness. Which control method is selected is determined as follows. FIG. 12 is a schematic diagram summarizing the range that the period T can take. When the conveyance speed Vt is about 11 mm / s or less, the two-magnet swing control cannot be selected as shown in FIG. Therefore, an appropriate cycle T is selected from the range shown in FIG. When the transport speed Vt is about 23 mm / s or more, the simple swing control cannot be selected as shown in FIG. Therefore, an appropriate period T is selected from the range shown in FIG. When the conveyance speed Vt is between about 11 mm / s and 23 mm / s, an appropriate cycle T can be selected by either simple swing control or two-magnet swing control. Which control method is selected in the range of the conveyance speed is comprehensively determined by other factors.

以上のように基板搬送速度Vtが与えられた場合、図12から単純揺動制御、あるいは2マグネット揺動制御のうち適切なマグネット揺動方法を選択する。そして制御選択ユニット25で単純揺動制御の制御方法か2マグネット揺動制御の制御方法のどちらかを選択する。制御選択ユニット25には、制御方法を選択するためのデータを記憶した記憶部27が接続されている(図1参照)。制御選択ユニット25は、基板搬送速度と記憶部27内のデータを参照して、より均一な膜厚分布を得られる制御方法を選択するプログラムを有している。基板搬送速度は制御選択ユニット25に接続された搬送制御装置21から入力される。本実施形態の記憶部27には図12の内容のデータが格納されている。なお、記憶部27は制御選択ユニット25内に設けてもよいし、スパッタリング装置の外部に設けても良い。また、制御選択ユニット25内のプログラムは記憶部27内のデータを参照して最適な周期Tを決定する。   As described above, when the substrate transport speed Vt is given, an appropriate magnet swing method is selected from the simple swing control or the two-magnet swing control from FIG. The control selection unit 25 selects either a simple swing control method or a two-magnet swing control method. A storage unit 27 that stores data for selecting a control method is connected to the control selection unit 25 (see FIG. 1). The control selection unit 25 has a program for selecting a control method capable of obtaining a more uniform film thickness distribution with reference to the substrate conveyance speed and the data in the storage unit 27. The substrate transfer speed is input from the transfer control device 21 connected to the control selection unit 25. The storage unit 27 of the present embodiment stores data having the contents shown in FIG. Note that the storage unit 27 may be provided in the control selection unit 25 or may be provided outside the sputtering apparatus. The program in the control selection unit 25 determines the optimum period T with reference to the data in the storage unit 27.

図13に基づいて制御方法を選択するプログラムについて説明する。
2つのスパッタユニット10a,10bを用いる第1の実施形態では基板搬送速度Vtが与えられれば図12から適切な制御方法の選択とマグネット往復移動の周期Tを選択することができる。ただし、どちらの制御方法も選択可能な周期Tでは、一義的に周期Tを決定できない。そこで本実施形態では、いずれかを優先的に選択するものとした。例えば、マグネット7の動作が単純な単純揺動制御の制御方法を優先して選択するように設定できる。
A program for selecting a control method will be described with reference to FIG.
In the first embodiment using the two sputter units 10a and 10b, if the substrate transport speed Vt is given, the selection of an appropriate control method and the period T of the magnet reciprocation can be selected from FIG. However, the period T cannot be uniquely determined by the period T that can be selected by either control method. Therefore, in the present embodiment, any one is preferentially selected. For example, it can be set to preferentially select a control method of simple swing control in which the operation of the magnet 7 is simple.

単純揺動制御の制御方法を選択した場合、周期Tはできるだけ小さい方が基板搬送速度Vtの広い範囲で使用できる。単純揺動制御の制御方法の場合の周期Tは最小の値(例えばT=3秒)を使用することができる。2マグネット揺動制御の制御方法を選択した場合、周期Tはできるだけ大きい方が基板搬送速度Vtの広い範囲で使用できる。2マグネット揺動制御の制御方法での周期Tは最大の値(例えばT=20秒)とできる。   When the control method of the simple swing control is selected, the period T as small as possible can be used in a wide range of the substrate transport speed Vt. The minimum value (for example, T = 3 seconds) can be used as the period T in the control method of the simple oscillation control. When the control method of the two-magnet swing control is selected, the period T that is as large as possible can be used in a wide range of the substrate transport speed Vt. The period T in the control method of the two-magnet swing control can be a maximum value (for example, T = 20 seconds).

図13のフローチャートは上記の考え方に基づいている。マグネット制御方法の選択は、制御選択ユニット25で行われる。すなわち、制御選択ユニット25が基板搬送速度Vtを読み込む(ステップ1)。基板搬送速度Vtが23mm/s以下では単純揺動制御の制御方法を選択し、周期Tは3秒とする(ステップ2)。基板搬送速度Vtが23mm/sより大きいときは2マグネット揺動制御の制御方法を選択し、周期Tは20秒とする(ステップ3)。   The flowchart of FIG. 13 is based on the above-described concept. The selection of the magnet control method is performed by the control selection unit 25. That is, the control selection unit 25 reads the substrate transport speed Vt (step 1). When the substrate transport speed Vt is 23 mm / s or less, the control method of simple swing control is selected, and the period T is set to 3 seconds (step 2). When the substrate transport speed Vt is greater than 23 mm / s, the control method of 2-magnet swing control is selected, and the cycle T is set to 20 seconds (step 3).

なお、ここで使用した基板搬送速度Vtの23mm/sは(1)式と(2)式を連立させて解くことで得られる。このように制御選択ユニット25で演算して、適切な制御方法の選択とマグネット往復移動周期Tを決定できる。制御選択ユニット25により選択された制御方法が、マグネット駆動装置11、搬送制御装置21によって実行される。この結果、どのような基板搬送速度Vtに対しても適切なマグネット駆動装置11でマグネット7を制御してスパッタ成膜し、少なくとも基板の搬送方向に均一な膜厚の成膜が可能となる。   In addition, 23 mm / s of the board | substrate conveyance speed Vt used here is obtained by combining (1) Formula and (2) Formula. As described above, the control selection unit 25 can calculate and select an appropriate control method and determine the magnet reciprocation period T. The control method selected by the control selection unit 25 is executed by the magnet drive device 11 and the transport control device 21. As a result, sputter film formation is possible by controlling the magnet 7 with an appropriate magnet driving device 11 for any substrate transfer speed Vt, and film formation with a uniform film thickness at least in the substrate transfer direction is possible.

(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態である3つのスパッタユニットの制御方法を自動的に切り替えるスパッタリング装置について図を参照して説明する。上述の「2マグネット揺動制御」の制御方法では、成膜処理に用いるスパッタユニット10の数が奇数のときに搬送方向に均一な膜を作成することは難しい。そこで、「単純揺動制御」の制御方法を選択できない搬送速度で、スパッタユニット10を3つ使用する場合にも適用できる膜厚分布の改善方法について以下に説明する。
(Second Embodiment)
A sputtering apparatus that automatically switches the control method of the three sputtering units according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. With the control method of “2 magnet swing control” described above, it is difficult to form a uniform film in the transport direction when the number of sputtering units 10 used in the film forming process is an odd number. Therefore, a method for improving the film thickness distribution that can be applied to the case where three sputtering units 10 are used at a conveyance speed at which the control method of “simple swing control” cannot be selected will be described below.

図14は、第2の実施形態の基板搬送式のインライン型連続スパッタ成膜装置(スパッタリング装置101)の成膜室構成を説明するための概略断面図である。第1の実施形態では使用するスパッタユニット10の数が2つであったが、第2の実施形態では使用するスパッタユニット10の数は3つとなっている。3つのスパッタユニット10は基板搬送方向の上流側から順番に第1、第2、第3のスパッタユニット(10a,10b,10c)とする。各スパッタユニット10は、いずれも第1の実施形態と同じ構成である。本実施形態で選択しうるマグネット制御方法には、単純揺動制御と3マグネット揺動制御の2種類がある。制御選択ユニット25でどちらかが選択される構成は第1の実施形態と同様である。なお、スパッタリング装置101は、第1の実施形態のスパッタリング装置100にスパッタユニット10cを追加した構成として描かれているが、4つ以上のスパッタユニットを備えていてもかまわない。   FIG. 14 is a schematic cross-sectional view for explaining the film formation chamber configuration of the substrate transfer type in-line continuous sputter film forming apparatus (sputtering apparatus 101) of the second embodiment. In the first embodiment, the number of sputter units 10 used is two, but in the second embodiment, the number of sputter units 10 used is three. The three sputter units 10 are first, second, and third sputter units (10a, 10b, 10c) in order from the upstream side in the substrate transport direction. Each sputter unit 10 has the same configuration as that of the first embodiment. There are two types of magnet control methods that can be selected in this embodiment: simple swing control and three-magnet swing control. The configuration in which either one is selected by the control selection unit 25 is the same as in the first embodiment. In addition, although the sputtering apparatus 101 is drawn as the structure which added the sputtering unit 10c to the sputtering apparatus 100 of 1st Embodiment, you may provide four or more sputtering units.

単純揺動制御は、3つのマグネットをそれぞれ単純揺動制御するものであり、上述した第1の実施形態でのマグネット7の動きと同様であるためその詳細な説明は省略する。3マグネット揺動制御は上述の2マグネット制御方法とはマグネットの動きが異なるものである。3マグネット揺動制御の制御方法は3つのマグネットと基板搬送装置を連動させて動作させて、搬送方向の膜厚を均一にするものである。以下に、3マグネット揺動制御によるスパッタ成膜方法について説明する。   The simple swing control is to perform simple swing control of each of the three magnets, and since it is the same as the movement of the magnet 7 in the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted. The 3-magnet swing control is different from the above-described 2-magnet control method in that the magnet moves. The control method of the three-magnet swing control is to operate the three magnets and the substrate transport device in conjunction with each other to make the film thickness in the transport direction uniform. Hereinafter, a sputtering film forming method using three-magnet swing control will be described.

図15に3マグネット揺動制御でのマグネットの動きの例を、図16にそのときのマグネットの速度線図を示す。このときのマグネット7と基板の位置関係の模式図を図17(A)〜(C)に示す。この例ではマグネット7の往復移動のストロークL(片道)は100mm、往復移動の周期Tは9秒としている。図15のグラフの縦軸は基板搬送位置であり、マグネット7の中心位置がカソード6の中心位置と重なる位置を0mmとして、また、基板搬送方向である順方向を正に逆方向を負に表している。マグネット7の初期位置は順方向のストローク端である+50mm位置(図15−17中にP0で示す)である。ここから出発してマグネット7は逆方向に移動しストローク中心である0mm位置(第1所定位置)(図15−17中にP1で示す)で一旦停止する。ここまでの移動を第1の移動(図17(A)参照)と呼ぶ。成膜の際、第1の移動の間に基板に成膜される膜を第1の膜という。   FIG. 15 shows an example of the movement of the magnet in the three-magnet swing control, and FIG. 16 shows a velocity diagram of the magnet at that time. Schematic diagrams of the positional relationship between the magnet 7 and the substrate at this time are shown in FIGS. In this example, the stroke L (one way) of the reciprocating movement of the magnet 7 is 100 mm, and the period T of the reciprocating movement is 9 seconds. The vertical axis of the graph of FIG. 15 is the substrate transfer position, the position where the center position of the magnet 7 overlaps the center position of the cathode 6 is 0 mm, and the forward direction which is the substrate transfer direction is positive and the reverse direction is negative. ing. The initial position of the magnet 7 is a +50 mm position (indicated by P0 in FIGS. 15-17) which is the stroke end in the forward direction. Starting from here, the magnet 7 moves in the reverse direction and stops once at the 0 mm position (first predetermined position) (indicated by P1 in FIGS. 15-17) which is the center of the stroke. The movement so far is referred to as a first movement (see FIG. 17A). A film formed on the substrate during the first movement during film formation is referred to as a first film.

第1の移動後また逆方向に移動し逆方向のストローク端である−50mm(第2所定位置)(図15−17中にP2で示す)まで移動して再び停止する。この移動を第2の移動(図17(B)参照)とよぶ。成膜の際、第2の移動の間に基板に成膜される膜を第2の膜という。次にマグネット7は反対方向の順方向に移動し順方向のストローク端である+50mm位置(第3所定位置、図15−17中にP3で示す)まで移動して停止する。この移動を第3の移動(図17(C)参照)とよぶ。成膜の際、第3の移動の間に基板に成膜される膜を第3の膜という。ここまでが1周期分で9秒を要する。第3の移動が終了した後にマグネット7が停止する位置(P3)は第1の移動の開始位置(P0)である。マグネット7は、この第1から第3の移動を所定周期(本実施形態ではT=9秒)で繰り返す。第1、第2、第3の移動の際にそれぞれ停止する時間は等しい。   After the first movement, it moves again in the reverse direction, moves to the opposite stroke end of −50 mm (second predetermined position) (indicated by P2 in FIGS. 15-17) and stops again. This movement is referred to as a second movement (see FIG. 17B). A film formed on the substrate during the second movement at the time of film formation is referred to as a second film. Next, the magnet 7 moves in the forward direction in the opposite direction, and moves to the +50 mm position (third predetermined position, indicated by P3 in FIGS. 15-17), which is the stroke end in the forward direction, and stops. This movement is called a third movement (see FIG. 17C). During film formation, a film formed on the substrate during the third movement is referred to as a third film. Up to this point, 9 seconds are required for one cycle. The position (P3) where the magnet 7 stops after the third movement is the start position (P0) of the first movement. The magnet 7 repeats the first to third movements at a predetermined cycle (T = 9 seconds in this embodiment). The time for stopping during the first, second and third movements is equal.

図16は、図15のマグネットの動きの1周期分の速度変化を表した速度線図である。横軸は時間、縦軸はマグネットのカソードに対する速度Vmcを表し、速度の向きは基板搬送方向である順方向を正に逆方向を負にとっている。また、図16中でマグネット7が停止(速度がゼロ)する位置には、図15中の位置に対応する符号(P0〜P3)を記載した。マグネット7は初期位置(位置P0)から逆方向に一定時間等加速度で加速しその後逆方向に等速で移動し、次に逆方向に等加速度で減速し速度はゼロとなり、位置P1で停止する。ここまでの速度線図の形は台形を示している。本実施形態では一般に台形駆動(台形制御)といわれる速度制御を採用している。モーター駆動の制御方法として一般的な方法である。ここまでの速度制御によってマグネットは図15に示す初期位置(位置P0)の順方向のストローク端の+50mm位置からストローク中心の0mm位置(第1所定位置、位置P1)まで移動したことになる。この後一定時間停止するため速度は0mm/sが保たれる。ここまでが第1の移動である。 FIG. 16 is a velocity diagram showing a velocity change for one cycle of the movement of the magnet of FIG. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the velocity V mc of the magnet with respect to the cathode. The direction of the velocity is positive in the forward direction, which is the substrate transport direction, and negative in the reverse direction. Moreover, the code | symbol (P0-P3) corresponding to the position in FIG. 15 was described in the position where the magnet 7 stops (speed is zero) in FIG. The magnet 7 is accelerated at a constant acceleration in the reverse direction from the initial position (position P0), then moves at the constant speed in the reverse direction, then decelerates at the constant acceleration in the reverse direction, the speed becomes zero, and stops at the position P1. . The shape of the velocity diagram so far shows a trapezoid. In this embodiment, speed control generally referred to as trapezoidal drive (trapezoid control) is employed. This is a general method for controlling motor drive. By the speed control so far, the magnet has moved from the +50 mm position at the stroke end in the forward direction of the initial position (position P0) shown in FIG. 15 to the 0 mm position (first predetermined position, position P1) at the stroke center. After that, the speed is kept at 0 mm / s because the motor stops for a certain time. This is the first movement.

次にこれまでの速度変化と同様に逆方向の加速、等速、減速の台形駆動と停止を繰り返す。ここまでで図15に示す逆方向のストローク端から−50mm位置(第2所定位置、位置P2)まで移動したことになる。ストローク中心の0mm位置から−50mm位置までが第2の移動である。次に順方向(図16では正の速度)に加速、等速、減速の台形駆動と停止(第3所定位置、位置P3)を行う。ただし順方向の等速の速度や等速の時間は逆方向のものと異なる。等速の速度の絶対値は逆方向より小さくなり、等速の時間は長くなる。ストローク中心の−50mm位置から+50mm位置までが第3の移動である。なお本実施形態では、第3の移動を終了した位置(位置P3)は第1の移動の開始位置(位置P0)と一致する。   Next, the trapezoidal driving and stopping in the reverse direction, constant speed, and deceleration are repeated in the same manner as the speed change so far. Up to this point, it has moved from the stroke end in the reverse direction shown in FIG. 15 to the −50 mm position (second predetermined position, position P2). The second movement is from the 0 mm position to the −50 mm position at the center of the stroke. Next, trapezoidal drive and stop (third predetermined position, position P3) of acceleration, constant speed, and deceleration are performed in the forward direction (positive speed in FIG. 16). However, the forward speed and the constant speed are different from those in the reverse direction. The absolute value of the constant speed becomes smaller than the reverse direction, and the constant speed time becomes longer. The third movement is from the −50 mm position to the +50 mm position at the center of the stroke. In the present embodiment, the position (position P3) where the third movement is completed coincides with the start position (position P0) of the first movement.

ここまでは任意の1つのスパッタユニット10のマグネット7の動きの例を示したが、図18に3つのスパッタユニット10a,10b,10cのマグネット7a,7b,7cの動きの例を示す。第1のスパッタユニット10aのマグネット7aが最初に動き出し、周期9秒で動き続ける。第2のスパッタユニット10bのマグネット7bがここでは5秒後に遅れて動き出し、周期9秒で同様に動き続ける。さらに第3のスパッタユニット10cのマグネット7cがここでは10秒後に遅れて動き出し、周期9秒で同様に動き続ける。それぞれのスパッタユニット10のマグネット7はこのように時間をずらして動き続ける。マグネット7b,7cが動き出す時間のずれについては後で説明する。   Up to this point, an example of the movement of the magnet 7 of any one sputter unit 10 has been shown, but FIG. 18 shows an example of the movement of the magnets 7a, 7b, 7c of the three sputter units 10a, 10b, 10c. The magnet 7a of the first sputter unit 10a starts to move first and continues to move in a cycle of 9 seconds. Here, the magnet 7b of the second sputter unit 10b starts to move with a delay of 5 seconds and continues to move in the same manner with a period of 9 seconds. Further, the magnet 7c of the third sputter unit 10c starts to move after 10 seconds and continues to move in the same manner at a cycle of 9 seconds. In this way, the magnets 7 of the respective sputter units 10 continue to move at different times. The time lag when the magnets 7b and 7c start moving will be described later.

次に3マグネット揺動制御のときのマグネット7の動きの制御について説明する。はじめに本実施形態で基板上の搬送方向の膜厚を均一にするための考え方を説明する。スパッタユニット10のマグネット7は、カソード6の搬送方向の中心位置の前後で往復移動を行う。一方、基板1もマグネット7の往復移動中、搬送方向に一定速度(定速)で移動している。図19は、任意の1つのスパッタユニット10について、搬送される基板を基準とするマグネット7の相対速度と膜厚を表す模式図である。   Next, the control of the movement of the magnet 7 during the three-magnet swing control will be described. First, the concept for making the film thickness in the transport direction on the substrate uniform in this embodiment will be described. The magnet 7 of the sputter unit 10 reciprocates around the center position of the cathode 6 in the transport direction. On the other hand, the substrate 1 is also moved at a constant speed (constant speed) in the transport direction while the magnet 7 is reciprocating. FIG. 19 is a schematic diagram showing the relative speed and film thickness of the magnet 7 with respect to the substrate to be transported for any one sputter unit 10.

図19は、基板上の膜厚とマグネット7の速度の関係を説明するための模式図であり、図19の上段に、基板を基準としてマグネット7の相対的な速度を、マグネット7の基板に対する相対速度Vmsとして表し、図19の下段には、上段の横軸に対応する基板上の位置に形成される膜厚を模式的に表した。図19の横軸は基板搬送方向の基板上の位置である。なお、実際のスパッタリング成膜装置では基板は、図19の紙面上の右から左方向に一定速度で搬送されており、ここでは便宜上、基板を固定して見ているためマグネット7は基板に対して常に左から右方向に速度を変えながら移動する。このマグネット7の基板に対する相対速度Vmsは図19では右方向を正にとってグラフにしている。 FIG. 19 is a schematic diagram for explaining the relationship between the film thickness on the substrate and the speed of the magnet 7. The upper part of FIG. 19 shows the relative speed of the magnet 7 with respect to the substrate of the magnet 7 with respect to the substrate. It is expressed as a relative speed V ms , and the lower part of FIG. 19 schematically shows the film thickness formed at a position on the substrate corresponding to the upper horizontal axis. The horizontal axis in FIG. 19 is the position on the substrate in the substrate transport direction. In the actual sputtering film forming apparatus, the substrate is conveyed at a constant speed from the right to the left on the paper surface of FIG. 19, and the magnet 7 is fixed to the substrate for convenience sake. Always move from left to right while changing speed. The relative speed V ms of the magnet 7 with respect to the substrate is graphed with the right direction being positive in FIG.

図19中に記載したAおよびBの範囲はマグネット7が基板搬送方向の逆方向に移動している範囲を表し、マグネット7の基板に対する相対速度は比較的速い領域である。Cの範囲はマグネット7が基板搬送方向(順方向)に移動している範囲を表し、マグネット7の基板に対する相対速度は比較的遅い領域である。またA’、B’、C’はマグネット7が停止している領域を示している。各範囲の和、A+A’+B+B’+C+C’が、マグネット7が1周期の往復移動をする間に基板1が進む距離を表している。   The range of A and B described in FIG. 19 represents the range in which the magnet 7 is moving in the direction opposite to the substrate transport direction, and the relative speed of the magnet 7 with respect to the substrate is a relatively fast region. A range C represents a range in which the magnet 7 is moving in the substrate transport direction (forward direction), and the relative speed of the magnet 7 to the substrate is a relatively slow region. A ′, B ′, and C ′ indicate areas where the magnet 7 is stopped. The sum of each range, A + A ′ + B + B ′ + C + C ′, represents the distance that the substrate 1 travels while the magnet 7 reciprocates for one cycle.

図19中のAおよびBに対応する基板上の範囲には比較的薄い膜が堆積し、図19中のCに対応する範囲に対しては比較的厚い膜が堆積する(図19下側参照)。これはカソード6に供給されるDC電力が一定のためターゲット4から放出されるスパッタ原子の密度が一定であり、またスパッタ原子の放出位置はマグネット7の位置に対応した位置であることによる。したがって基板上にはマグネット7の基板に対する相対速度に反比例した膜厚が堆積することになる。   A relatively thin film is deposited on the area corresponding to A and B in FIG. 19, and a relatively thick film is deposited on the area corresponding to C in FIG. 19 (see the lower side of FIG. 19). ). This is because the DC power supplied to the cathode 6 is constant, so that the density of sputtered atoms emitted from the target 4 is constant, and the sputtered atom emission position corresponds to the position of the magnet 7. Therefore, a film thickness inversely proportional to the relative speed of the magnet 7 with respect to the substrate is deposited on the substrate.

ただし、基板上の膜厚変化はマグネット7の基板に対する相対速度の変化のように急激に変化することはなく図19の下の図に示すようになだらかに変化する。これはターゲット4から放出されるスパッタ原子はマグネット7の幅程度の領域からスパッタされるので、放出されるスパッタ原子の分布はなだらかであることと、ターゲット4と基板の間の距離をスパッタ原子が飛来する間にある程度広がりを持つためである。   However, the film thickness change on the substrate does not change abruptly like the change in the relative speed of the magnet 7 with respect to the substrate, but changes gently as shown in the lower diagram of FIG. This is because the sputtered atoms emitted from the target 4 are sputtered from a region about the width of the magnet 7, so that the distribution of the sputtered atoms is gentle and the distance between the target 4 and the substrate is determined by the sputtered atoms. This is because it spreads to some extent while flying.

ここで重要なことは、A、B、C各範囲に対応して基板上に成膜される基板搬送方向の長さがそれぞれ同じになるようにマグネット7のカソードに対する移動速度と基板の搬送速度を調整されていることである。またA’、B’、C’各範囲に対応して基板上に成膜される基板搬送方向の距離もそれぞれ同じである。成膜される長さ(基板搬送方向の距離)を同じにすることでこの後説明する第2、第3のスパッタユニットによる成膜により積層された後の膜厚を搬送方向で均一にすることができる。   What is important here is that the moving speed of the magnet 7 with respect to the cathode and the transport speed of the substrate so that the lengths in the transport direction of the substrate formed on the substrate corresponding to the ranges A, B, and C are the same. Is being adjusted. Further, the distances in the substrate transport direction in which films are formed on the substrate corresponding to the ranges A ′, B ′, and C ′ are the same. By making the film formation length (distance in the substrate transfer direction) the same, the film thickness after being deposited by the film formation by the second and third sputtering units, which will be described later, is made uniform in the transfer direction. Can do.

図20には基板を基準にして3つのスパッタユニットのマグネット7を見たときのマグネット7の基板に対する相対速度Vmsをそれぞれ示す。横軸の基板上の位置は3つのグラフで揃えて示している。第1のスパッタユニット10aのマグネット7aの相対速度Vmsは図19と同じである。第2のスパッタユニット10bのマグネット7bは第1のスパッタユニット10aのマグネット7aに対して基板上の位置でA+A’の距離だけずらして同じ繰り返し移動をしている。第3のスパッタユニット10cのマグネット7cは第1のスパッタユニット10aのマグネット7aの動きに対して基板上の位置でA+A’+B+B’の距離だけずらして同じ繰り返し移動をしている。言い換えると、マグネット7は所定の周期の繰り返し移動をしており、基板を基準とすると、マグネット7bはマグネット7aに対して任意の一方向に1/3周期ずれており、マグネット7cはマグネット7aに対して一方向に2/3周期(又は逆方向に1/3周期)ずれている。 FIG. 20 shows the relative speed V ms of the magnet 7 with respect to the substrate when the magnets 7 of the three sputter units are viewed with respect to the substrate. The position on the substrate on the horizontal axis is shown in three graphs. The relative speed V ms of the magnet 7a of the first sputter unit 10a is the same as in FIG. The magnet 7b of the second sputter unit 10b is moved repeatedly in the same manner while being shifted from the magnet 7a of the first sputter unit 10a by a distance of A + A ′ at a position on the substrate. The magnet 7c of the third sputter unit 10c is repeatedly moved at the position on the substrate by a distance of A + A ′ + B + B ′ with respect to the movement of the magnet 7a of the first sputter unit 10a. In other words, the magnet 7 is repeatedly moved at a predetermined cycle. When the substrate is used as a reference, the magnet 7b is shifted by a third cycle in an arbitrary direction with respect to the magnet 7a, and the magnet 7c is moved to the magnet 7a. On the other hand, there is a shift of 2/3 period in one direction (or 1/3 period in the reverse direction).

このようにすると、図20中の領域Aに対応する基板上の領域(領域A)は、第1のスパッタユニット10aではマグネット7aと基板の相対速度が比較的速い状態で成膜され、第2のスパッタユニット10bではマグネット7bと基板の相対速度が比較的遅い状態で成膜され、第3のスパッタユニット10cではマグネット7cと基板の相対速度が比較的速い状態で成膜される。図20中のBとCの領域も同様に、3つのスパッタユニットのうち2つでマグネットとの相対速度は比較的速い状態で成膜され、1つでマグネットの相対速度は比較的遅い状態で成膜されることになる。このようなマグネット7の相対速度で成膜すると各領域には比較的薄い膜が2回、比較的厚い膜が1回成膜される。したがってA、B、Cそれぞれの領域では3つのスパッタユニットにより積層された膜厚は同じとなる。   In this way, the region (region A) on the substrate corresponding to region A in FIG. 20 is formed in the first sputtering unit 10a with the relative speed between the magnet 7a and the substrate being relatively high, and the second In the sputtering unit 10b, the film is formed with a relatively low relative speed between the magnet 7b and the substrate, and in the third sputtering unit 10c, the film is formed with a relatively high relative speed between the magnet 7c and the substrate. Similarly, in the regions B and C in FIG. 20, two of the three sputter units form a film with a relatively high relative speed with the magnet, and one with a relatively slow relative speed of the magnet. A film is to be formed. When the film is formed at such a relative speed of the magnet 7, a relatively thin film is formed twice and a relatively thick film is formed once in each region. Accordingly, in each of the regions A, B, and C, the film thickness laminated by the three sputter units is the same.

上記ではマグネット7がカソード6に対して等速移動中で相対速度が一定の部分について述べたがA、B、C各領域にはマグネットの加速領域と減速領域が各領域の両端に存在する。この部分も3つのスパッタユニットで考えると2つの比較的相対速度の速い領域と1つの比較的相対速度の遅い領域が同じ基板上の位置で重なるようになっている。このためこの加速領域、減速領域の部分も含めてA、B、Cそれぞれの領域での3つのスパッタユニットにより積層された膜厚は同じとなる。   In the above description, the magnet 7 is moving at a constant speed with respect to the cathode 6 and the relative speed is constant. In each of the areas A, B, and C, the acceleration area and the deceleration area of the magnet exist at both ends of each area. When this part is also considered with three sputter units, two regions having a relatively high relative speed and one region having a relatively low relative speed overlap at a position on the same substrate. For this reason, the film thickness laminated | stacked by the three sputter | spatter units in each area | region of A, B, and C also including the part of this acceleration area | region and a deceleration area | region becomes the same.

次にマグネット7がカソード6に対して停止した状態で成膜する図20の領域A’、B’、C’について説明する。領域A’、B’、C’での膜厚は、上述したA、B、Cの領域でのマグネット7が基板搬送方向に移動しているときに基板に成膜される膜厚(比較的厚い膜厚)と、マグネット7が逆方向に移動しているときに基板に成膜される膜厚(比較的薄い膜厚)との中間の膜厚になる。もちろん、領域A’、B’、C’で基板上に成膜される膜厚は同じとなる。3つのスパッタユニットでこの領域A’、B’、C’は同じ膜厚で基板上に3層の積層をされる。後に説明する計算式により得られるマグネット7の動きで制御することで、この領域A’、B’、C’を通って3層に積層された膜厚は、A、B、Cの領域を通って3層に積層された膜厚と同じになることがわかっている。   Next, the regions A ′, B ′, and C ′ of FIG. 20 where the film is formed while the magnet 7 is stopped with respect to the cathode 6 will be described. The film thickness in the regions A ′, B ′, and C ′ is the film thickness (relative to the film thickness formed on the substrate when the magnet 7 in the regions A, B, and C described above is moving in the substrate transport direction. The film thickness is intermediate between the thick film thickness) and the film thickness (relatively thin film thickness) formed on the substrate when the magnet 7 moves in the opposite direction. Of course, the film thicknesses formed on the substrate are the same in the regions A ′, B ′, and C ′. In the three sputter units, the regions A ′, B ′, and C ′ are laminated on the substrate with the same film thickness. By controlling with the movement of the magnet 7 obtained by the calculation formula described later, the film thickness laminated in three layers through the regions A ′, B ′, C ′ passes through the regions A, B, C. It is known that the film thickness is the same as the thickness of the three layers.

以上が本実施形態の成膜方法及び成膜装置の制御方法の考え方である。すなわちA、B、Cの領域で成膜される基板上の長さを同じにする。A’、B’、C’の領域で成膜される基板上の長さを同じにする。基板上でA+A’の領域で成膜される長さだけ、基板上での成膜位置が進むように、3つのスパッタユニットのマグネット7の動き(位相)をそれぞれずらす。   The above is the concept of the film forming method and the film forming apparatus control method of the present embodiment. That is, the lengths on the substrate on which films are formed in the regions A, B, and C are made the same. The lengths on the substrate on which films are formed in the regions A ′, B ′, and C ′ are made the same. The movements (phases) of the magnets 7 of the three sputtering units are shifted so that the film formation position on the substrate advances by the length of film formation in the region of A + A ′ on the substrate.

もう少し具体的にいうと、成膜の際、第1の移動の間に基板に成膜される第1の膜と、第2の移動の間に基板に成膜される第2の膜と、第3の移動の間に基板に成膜される第3の膜とはそれぞれ異なるマグネトロンスパッタユニット(ターゲット)によって行われる。このとき、基板搬送速度とマグネット7の移動タイミングを合わせることで、一つのターゲットから成膜された第1の膜と、他のターゲットから成膜された第2の膜と、残りのターゲットから成膜された第3の膜とが基板上で重なるように成膜する。そして、第1,第2,第3の移動のそれぞれでマグネット7が停止しているときに堆積された部分が基板上で重なるように制御される。このような成膜方法により、成膜室100の3つのターゲット4a,4b,4cの前面(下側)を通過した後の基板には均一な厚さの膜が形成されることになる。   More specifically, during film formation, a first film formed on the substrate during the first movement, and a second film formed on the substrate during the second movement; The third film formed on the substrate during the third movement is performed by a magnetron sputtering unit (target) different from the third film. At this time, by adjusting the substrate transport speed and the movement timing of the magnet 7, the first film formed from one target, the second film formed from another target, and the remaining target are formed. The film is formed so as to overlap with the formed third film. And it controls so that the deposited part may overlap on a board | substrate when the magnet 7 has stopped by each of the 1st, 2nd, 3rd movement. By such a film formation method, a film having a uniform thickness is formed on the substrate after passing through the front surfaces (lower sides) of the three targets 4a, 4b, and 4c in the film formation chamber 100.

3マグネット揺動制御も2マグネット揺動制御と同様にマグネットの順方向の速度Vfは基板搬送速度Vtより小さい、つまりマグネットは基板を追い越さないことを前提としている。この条件を満たすためには周期Tに対して以下の式が成り立つことが条件になる。
ここでTsewはマグネットの停止時間、Taccは加速時間Tacc1と減速時間Tacc2の平均、Lはマグネット往復移動のストロークである。
Similarly to the 2-magnet swing control, the 3-magnet swing control is based on the premise that the forward velocity Vf of the magnet is smaller than the substrate transport speed Vt, that is, the magnet does not overtake the substrate. In order to satisfy this condition, the following expression holds for the period T.
Here, Tsew is the magnet stop time, Tacc is the average of the acceleration time Tacc1 and the deceleration time Tacc2, and L is the stroke of the magnet reciprocation.

制御選択ユニット25での単純揺動制御と3マグネット揺動制御の制御方法の2つの方法の選択方法について説明する。図21に基板搬送速度Vtに対してとりうる周期Tの範囲を単純揺動制御と3マグネット揺動制御について示した。とりうる周期Tの範囲とは、マグネットの動作に理論的な不都合はなく、基板搬送方向の膜厚が均一にできる範囲である。図21中の2本の曲線のうち下側の曲線より下の範囲は単純揺動制御で基板搬送方向の膜厚を均一にできる。この範囲では(1)式を満たす。周期Tのとりうる範囲は搬送速度Vtに反比例する曲線より下側となる。   A selection method of two methods, that is, a control method of simple swing control and three magnet swing control in the control selection unit 25 will be described. FIG. 21 shows the range of the period T that can be taken with respect to the substrate transport speed Vt for simple swing control and three-magnet swing control. The range of the period T that can be taken is a range in which there is no theoretical inconvenience in the operation of the magnet and the film thickness in the substrate transport direction can be made uniform. In the range below the lower curve of the two curves in FIG. 21, the film thickness in the substrate transport direction can be made uniform by simple swing control. In this range, the expression (1) is satisfied. The range that the period T can take is below the curve that is inversely proportional to the conveyance speed Vt.

図21中の2本の曲線のうち上側の曲線より上の範囲は3マグネット揺動制御でマグネットの動作に理論的な不都合はなく、搬送方向の膜厚を均一にできる。3マグネット揺動制御で周期Tのとりうる範囲は、マグネット7の加減速時間Taccとマグネット停止時間Tsewが小さい場合、搬送速度Vtにほぼ反比例する曲線より上側となる。たとえば搬送速度Vtが33.33mm/s、Taccが0.3秒、Tsewが0.4秒では、周期Tは7.5秒より大きいことが必要である。   The range above the upper curve of the two curves in FIG. 21 has no theoretical inconvenience in the operation of the magnet by the three-magnet swing control, and the film thickness in the transport direction can be made uniform. The range that the period T can take in the three-magnet swing control is above the curve that is almost inversely proportional to the transport speed Vt when the acceleration / deceleration time Tacc of the magnet 7 and the magnet stop time Tsew are small. For example, when the conveyance speed Vt is 33.33 mm / s, Tacc is 0.3 seconds, and Tsew is 0.4 seconds, the period T needs to be greater than 7.5 seconds.

ただし、3マグネット揺動制御では、周期Tを曲線に近いところに設定するとマグネット7の速度が非常に速くなってしまうので実際には曲線よりやや上側、つまり少し大きめの周期を選択している。たとえば、搬送速度Vt=33.33mm/sでは周期7.5秒が下限であり、このとき、ストロークL=100mmでは逆方向の等速の速度Vbは166.7mm/sとなるが、周期Tを8.5秒とするとVbは78.95mm/sと大幅に小さくできる。   However, in the three-magnet swing control, if the period T is set near a curve, the speed of the magnet 7 becomes very fast, so in practice, a slightly higher period than the curve, that is, a slightly larger period is selected. For example, when the conveyance speed Vt = 33.33 mm / s, the period 7.5 seconds is the lower limit. At this time, when the stroke L = 100 mm, the constant speed Vb in the reverse direction is 166.7 mm / s, but the period T Is 8.5 seconds, Vb can be greatly reduced to 78.95 mm / s.

このように基板搬送速度Vtが決まると周期Tのとりうる範囲が図21で示した範囲に設定できる。本実施形態の装置では周期Tのとりうる範囲は、単純揺動制御と3マグネット揺動制御でお互いに重ならない。したがって、基板搬送速度Vtが決まると単純揺動制御と3マグネット揺動制御のどちらかを選択し、その中で許される周期Tを決定することになる。なお、第1の実施形態でも説明したように、周期Tは20秒以下、且つ3秒以上であると望ましい。   Thus, when the substrate transport speed Vt is determined, the range that the period T can take can be set to the range shown in FIG. In the apparatus of the present embodiment, the possible range of the period T does not overlap with each other in the simple swing control and the three-magnet swing control. Therefore, when the substrate transport speed Vt is determined, either the simple swing control or the 3-magnet swing control is selected, and the allowable period T is determined. As described in the first embodiment, the period T is preferably 20 seconds or less and 3 seconds or more.

基板搬送速度Vtは一般には装置構成と必要な成膜の膜厚によって決まる。どのマグネット揺動方法を選択するかは以下のように決まる。図22に周期Tのとりうる範囲をまとめた模式図を示す。搬送速度Vtがおよそ9mm/s以下では、図22に示すように3マグネット揺動制御は選択できない。したがって単純揺動制御で適切な周期Tを図22に示された範囲から選択する。搬送速度Vtがおよそ23mm/s以上では、図22に示すように単純揺動制御は選択できない。したがって3マグネット揺動制御で適切な周期Tを図22から選択する。搬送速度でVtがおよそ9mm/sから23mm/sの間では、単純揺動制御でも3マグネット揺動制御でもどちらでも適切な周期Tを選択できる。この搬送速度の範囲でどちらの制御方法を選択するかはその他の要因で総合的に判断される。   The substrate transport speed Vt is generally determined by the apparatus configuration and the required film thickness. Which magnet swing method is selected is determined as follows. FIG. 22 shows a schematic diagram summarizing the range that the period T can take. When the transport speed Vt is about 9 mm / s or less, the three-magnet swing control cannot be selected as shown in FIG. Therefore, an appropriate cycle T is selected from the range shown in FIG. When the conveyance speed Vt is about 23 mm / s or more, the simple swing control cannot be selected as shown in FIG. Accordingly, an appropriate period T is selected from FIG. When Vt is approximately 9 mm / s to 23 mm / s at the conveyance speed, an appropriate cycle T can be selected by either simple swing control or 3-magnet swing control. Which control method is selected in the range of the conveyance speed is comprehensively determined by other factors.

以上のように基板搬送速度Vtが与えられた場合、図22から単純揺動制御、あるいは3マグネット揺動制御のうち適切なマグネット揺動方法を選択する。予め定めた基板搬送速度以上(所定速度以上)のときに3マグネット揺動制御を選択する。このときのマグネット往復移動の周期Tは図22から適切な値を設定する。制御選択ユニット25には、制御方法を選択するためのデータを記憶した記憶部27が接続されている(図1参照)。制御選択ユニット25は、基板搬送速度と記憶部27内のデータを参照して、より均一な膜厚分布を得られる制御方法を選択するプログラムを有している。基板搬送速度は制御選択ユニット25に接続された搬送制御装置21から入力される。本実施形態の記憶部27には図22の内容のデータが格納されている。なお、記憶部27は制御選択ユニット25内に設けてもよいし、スパッタリング装置の外部に設けても良い。また、制御選択ユニット25内のプログラムは記憶部27内のデータを参照して最適な周期Tを決定する。   As described above, when the substrate transport speed Vt is given, an appropriate magnet swing method is selected from the simple swing control or the three-magnet swing control from FIG. The 3-magnet swing control is selected when the speed is equal to or higher than a predetermined substrate transfer speed (a predetermined speed or higher). The period T of the magnet reciprocation at this time is set to an appropriate value from FIG. A storage unit 27 that stores data for selecting a control method is connected to the control selection unit 25 (see FIG. 1). The control selection unit 25 has a program for selecting a control method capable of obtaining a more uniform film thickness distribution with reference to the substrate conveyance speed and the data in the storage unit 27. The substrate transfer speed is input from the transfer control device 21 connected to the control selection unit 25. The storage unit 27 of the present embodiment stores data having the contents shown in FIG. Note that the storage unit 27 may be provided in the control selection unit 25 or may be provided outside the sputtering apparatus. The program in the control selection unit 25 determines the optimum period T with reference to the data in the storage unit 27.

図23に基づいて、制御方法を選択するプログラムについて説明する。
3つのスパッタユニット10a,10b,10cを用いる第2の実施形態では基板搬送速度Vtが与えられれば図22から適切なマグネット制御方法の選択とマグネット往復移動の周期Tを選択することができる。ただし、どちらの制御方法も選択可能な周期Tでは、一義的に周期Tを決定できない。そこで本実施形態では、いずれかを優先的に選択するものとした。例えば、マグネット7の動作が単純な単純揺動制御の制御方法を優先して選択するように設定できる。
A program for selecting a control method will be described with reference to FIG.
In the second embodiment using three sputter units 10a, 10b, and 10c, selection of an appropriate magnet control method and period T of magnet reciprocation can be selected from FIG. However, the period T cannot be uniquely determined by the period T that can be selected by either control method. Therefore, in the present embodiment, any one is preferentially selected. For example, it can be set to preferentially select a control method of simple swing control in which the operation of the magnet 7 is simple.

単純揺動制御の制御方法を選択した場合、周期Tはできるだけ小さい方が基板搬送速度Vtの広い範囲で使用できる。単純揺動制御の制御方法の場合の周期Tは最小の値(例えばT=3秒)を使用することができる。3マグネット揺動制御の制御方法を選択した場合、周期Tはできるだけ大きい方が基板搬送速度Vtの広い範囲で使用できる。3マグネット揺動制御の制御方法の場合の周期Tは最大の値(例えばT=20秒)とできる。   When the control method of the simple swing control is selected, the period T as small as possible can be used in a wide range of the substrate transport speed Vt. The minimum value (for example, T = 3 seconds) can be used as the period T in the control method of the simple oscillation control. When the control method of the three-magnet swing control is selected, the period T that is as large as possible can be used in a wide range of the substrate transport speed Vt. The period T in the control method of the three-magnet swing control can be a maximum value (for example, T = 20 seconds).

図23のフローチャートは上記の考え方に基づいている。マグネット制御方法の選択は、制御選択ユニット25で行われる。すなわち、制御選択ユニット25が基板搬送速度Vtを読み込む(ステップ10)。基板搬送速度Vtが23mm/s以下では単純揺動制御の制御方法を選択し、周期Tは3秒とする(ステップ11)。基板搬送速度Vtが23mm/sより大きいときは3マグネット揺動制御の制御方法を選択し、周期Tは20秒とする(ステップ12)。   The flowchart in FIG. 23 is based on the above concept. The selection of the magnet control method is performed by the control selection unit 25. That is, the control selection unit 25 reads the substrate transport speed Vt (step 10). When the substrate transport speed Vt is 23 mm / s or less, the control method of simple swing control is selected, and the period T is set to 3 seconds (step 11). When the substrate transport speed Vt is greater than 23 mm / s, the control method of 3 magnet swing control is selected, and the cycle T is set to 20 seconds (step 12).

なお、ここで使用した基板搬送速度Vtの23mm/sは(1)式と(3)式を連立させて解くことで得られる。このように制御選択ユニット25で演算して、適切な制御方法の選択とマグネット往復移動周期Tを決定できる。制御選択ユニット25により選択された制御方法が、マグネット駆動装置11、搬送制御装置21によって実行される。この結果、どのような基板搬送速度Vtに対しても適切なマグネット制御装置22でマグネット7(マグネット駆動装置11)を制御してスパッタ成膜し、少なくとも基板の搬送方向に均一な膜厚の成膜が可能となる。   In addition, 23 mm / s of the board | substrate conveyance speed Vt used here is obtained by combining (1) Formula and (3) Formula. As described above, the control selection unit 25 can calculate and select an appropriate control method and determine the magnet reciprocation period T. The control method selected by the control selection unit 25 is executed by the magnet drive device 11 and the transport control device 21. As a result, the sputter film is formed by controlling the magnet 7 (magnet driving device 11) with the appropriate magnet controller 22 for any substrate transport speed Vt, and at least a uniform film thickness is formed in the substrate transport direction. A membrane is possible.

次に、5つ以上のスパッタユニットを使用する際の制御選択ユニット25での選択について説明する。特にスパッタユニットを5つ以上の奇数個、使用する場合は上述した2つの実施形態を組み合わせてマグネットの制御方法(方法)を選択する。具体例として、スパッタ成膜装置で7個のスパッタユニットを用いる場合を説明する。
この場合、7個のスパッタユニットは、2個のスパッタユニットを有するグループ(第2グループ)を2組と、3個のスパッタユニットを有するグループ(第1グループ)1組に分けて考える。すなわち、スパッタユニットを2個有するグループ(第2グループ)では、上述の第1の実施形態に基づいて、単純揺動制御と2マグネット揺動制御の2つの制御方法から適切なものを選択する。2個有するグループは2つあるが、それぞれで制御方法を決定できる。一方、スパッタユニットを3個有するグループ(第1グループ)では、上述の第2の実施形態に基づいて、単純揺動制御と3マグネット揺動制御の2つの制御方法から適切なものを選択する。この方法によれば、各グループで膜厚分布を均一にできる。
Next, selection by the control selection unit 25 when using five or more sputtering units will be described. In particular, when an odd number of five or more sputter units are used, the magnet control method (method) is selected by combining the two embodiments described above. As a specific example, a case where seven sputter units are used in a sputter deposition apparatus will be described.
In this case, the seven sputter units are divided into two groups (second group) having two sputter units and one group (first group) having three sputter units. That is, in the group having two sputter units (second group), an appropriate one is selected from the two control methods of simple swing control and 2-magnet swing control based on the first embodiment described above. There are two groups having two, but each can determine the control method. On the other hand, in a group (first group) having three sputter units, an appropriate one is selected from the two control methods of simple swing control and three-magnet swing control based on the second embodiment described above. According to this method, the film thickness distribution can be made uniform in each group.

また、この方法によれば、成膜に使用するスパッタユニットの数が変化しても、制御選択ユニット25で制御方法を切り替えるだけで膜厚分布の均一性を確保することができる。そのため、成膜工程の変更に素早く対応することができる。なお、5つ以上のスパッタユニットを使用する際に制御方法を選択するプログラムは、上述の実施形態と同様、制御選択ユニット25に入力されている。使用するスパッタユニットの数は、成膜プロセスが作業者などから入力されるコントローラーから、若しくは、キーボードやプッシュボタンなどの外部入力装置から制御選択ユニット25に入力することができる。   Further, according to this method, even if the number of sputtering units used for film formation changes, it is possible to ensure the uniformity of the film thickness distribution by simply switching the control method with the control selection unit 25. Therefore, it is possible to quickly cope with a change in the film forming process. A program for selecting a control method when using five or more sputtering units is input to the control selection unit 25 as in the above-described embodiment. The number of sputtering units to be used can be input to the control selection unit 25 from a controller in which a film forming process is input from an operator or from an external input device such as a keyboard or a push button.

第1の実施形態の2つのスパッタユニットからなるスパッタリング方法と第2の実施形態の3つのスパッタユニットからなるスパッタリング方法を組み合わせることで、5個以上のスパッタユニットを使用するスパッタリング成膜においても搬送方向に均一な成膜が可能となる。任意の数N(Nは5以上)のスパッタユニットを使用する場合は、スパッタユニットを3個有するグループX組と、2個有するグループY組に分けて考え、それぞれのグループで膜厚分布の均一性を確保できる制御方法を選択することで最終的な成膜された膜厚分布にすることができる。例えば、上述のように7個のスパッタユニットを使用する場合、スパッタユニットを2個有するグループ2つと3個有するグループ1つの組み合わせで考え、それぞれのグループで膜厚の均一性を確保すれば全体の膜厚分布を均一にすることができる。   By combining the sputtering method consisting of two sputter units of the first embodiment and the sputtering method consisting of three sputter units of the second embodiment, the transport direction is also used in sputtering film formation using five or more sputter units. Uniform film formation. When using an arbitrary number N (N is 5 or more) of sputter units, the group X group having three sputter units and the group Y group having two sputter units are considered, and the film thickness distribution is uniform in each group. By selecting a control method that can secure the property, it is possible to obtain a final film thickness distribution. For example, in the case of using seven sputter units as described above, it is considered to be a combination of two groups having two sputter units and one group having three sputter units. The film thickness distribution can be made uniform.

図24に基づいて、任意の数のスパッタユニットを使用するときのグループ分けを行うプログラムについて説明する。
図24のフローチャートは上記の考え方に基づいている。すなわち、使用するN個のスパッタユニットを、3個のスパッタユニットを有するグループX個と、2個のスパッタユニットを有するグループY個に分けて、2個のスパッタユニットを有するグループは図13のフローチャートに従って制御方法を選択し、3個のスパッタユニットを有するグループは図23のフローチャートに従って制御方法を選択する。このとき、3X+2Y=Nの関係を満たす。
Based on FIG. 24, a program for grouping when using an arbitrary number of sputtering units will be described.
The flowchart of FIG. 24 is based on the above concept. That is, the N sputter units used are divided into X groups having three sputter units and Y groups having two sputter units, and the group having two sputter units is shown in the flowchart of FIG. The group having three sputter units selects the control method according to the flowchart of FIG. At this time, the relationship of 3X + 2Y = N is satisfied.

任意の数のスパッタユニットのグループ分けは、制御選択ユニット25で行われる。すなわち、制御選択ユニット25が使用するスパッタユニットの数Nを読み込む(ステップ20)。使用するスパッタユニットの数Nが偶数であれば、2個のスパッタユニットを有するグループがN/2セットあると判断する(ステップ21:Yes)。一方、使用するスパッタユニットの数Nが奇数であれば、3個のスパッタユニットを有するグループが1セットと、2個のスパッタユニットを有するグループが(N−3)/2セットあると判断する。その後、2個のスパッタユニットを有するグループについては、上述した図13のステップ1にジャンプして、それぞれ図13のフローチャートに従って制御方法を選択される。また、3個のスパッタユニットを有するグループについては、上述した図23のステップ10にジャンプして図23のフローチャートに従って制御方法を選択される。   The grouping of an arbitrary number of sputtering units is performed by the control selection unit 25. That is, the number N of sputter units used by the control selection unit 25 is read (step 20). If the number N of sputter units to be used is an even number, it is determined that there are N / 2 sets of groups having two sputter units (step 21: Yes). On the other hand, if the number N of sputter units to be used is an odd number, it is determined that there are one set of groups having three sputter units and (N−3) / 2 sets of groups having two sputter units. Thereafter, for the group having two sputter units, the process jumps to step 1 of FIG. 13 described above, and the control method is selected according to the flowchart of FIG. Further, for the group having three sputter units, the control method is selected in accordance with the flowchart of FIG. 23 by jumping to step 10 of FIG. 23 described above.

なお、本実施形態においては、使用するスパッタユニットの数が4つ以上の偶数の場合(ステップ21:Yes)は、第1の実施形態に基づいて選択された制御方法(方法)が複数の第2グループで実施される。しかし、使用するスパッタユニットの数が3の倍数の偶数であるときは、第2の実施形態に基づいて選択されたマグネットを制御する制御方法(方法)を複数の第1グループで実施するようにしてもよい。例えば、使用するスパッタユニットの数が10の場合は、2組の第2グループと2組の第1グループに分け、それぞれでマグネットを制御する制御方法(方法)を選択してもよいことはもちろんである。   In the present embodiment, when the number of sputtering units to be used is an even number of 4 or more (step 21: Yes), the control method (method) selected based on the first embodiment is a plurality of the first control methods. Implemented in two groups. However, when the number of sputter units used is an even number that is a multiple of 3, the control method (method) for controlling the magnet selected based on the second embodiment is implemented in the plurality of first groups. May be. For example, when the number of sputtering units used is 10, it is of course possible to select a control method (method) for controlling the magnets by dividing into two groups of the second group and two groups of the first group. It is.

本発明に係るスパッタリング装置は、良好な膜厚分布を得ることができる制御方法に簡便に変更できる。特に、複数の種類の成膜を同じスパッタリング装置で行う場合には、その成膜プロセスの搬送速度と使用するターゲット数で最も均一な膜厚を得ることができる制御方法に簡便に変更できることから、多品種の製品を製造することに適したスパッタリング装置を提供することができる。   The sputtering apparatus according to the present invention can be easily changed to a control method capable of obtaining a good film thickness distribution. In particular, when performing multiple types of film formation with the same sputtering apparatus, it can be easily changed to a control method that can obtain the most uniform film thickness at the transport speed of the film formation process and the number of targets used, A sputtering apparatus suitable for manufacturing a wide variety of products can be provided.

1 基板
2 チャンバー(真空容器)
3 基板搬送ローラー
4 ターゲット
5 ターゲットシールド
6 カソード
7 マグネット(マグネット部)
8 カソード絶縁部
9 カソード隔壁(ターゲット保持部)
10 スパッタユニット
11 マグネット駆動装置(マグネット駆動部)
21 搬送制御装置
22 マグネット制御装置
25 制御選択ユニット(選択部)
27 記憶部
100,101 スパッタリング装置
1 substrate 2 chamber (vacuum container)
3 Substrate transport roller 4 Target 5 Target shield 6 Cathode 7 Magnet (magnet part)
8 Cathode insulating part 9 Cathode partition (target holding part)
10 Sputter Unit 11 Magnet Drive Device (Magnet Drive Unit)
21 Transport control device 22 Magnet control device 25 Control selection unit (selection unit)
27 Storage unit 100, 101 Sputtering apparatus

Claims (8)

真空容器と、
前記真空容器内で基板を搬送するための基板搬送部と、
前記基板搬送部によって搬送される前記基板に対して順次成膜するためのターゲットを保持するべく、前記基板の搬送方向に配列された少なくとも3つのターゲット保持部と、
それぞれの前記ターゲット保持部の裏側に配置されたマグネット部と、
前記マグネット部を駆動するマグネット駆動部と、
前記ターゲット保持部に前記ターゲットを保持させ成膜処理する際、前記基板の搬送速度及び使用される前記ターゲットの数に応じて、前記マグネット駆動部を制御する複数の方法の中から、より均一な膜厚分布が得られる方法を選択する選択部と、を備えることを特徴とするスパッタリング装置。
A vacuum vessel;
A substrate transport unit for transporting the substrate in the vacuum container;
At least three target holding units arranged in the transfer direction of the substrate to hold targets for film formation sequentially on the substrate transferred by the substrate transfer unit;
A magnet portion disposed on the back side of each of the target holding portions;
A magnet drive unit for driving the magnet unit;
When performing the film forming process by holding the target in the target holding unit, the method is more uniform from among a plurality of methods for controlling the magnet driving unit according to the transport speed of the substrate and the number of targets used. And a selection unit that selects a method for obtaining a film thickness distribution.
前記選択部は、前記搬送速度が所定速度以上であり、且つ、使用される前記ターゲットが5以上の奇数であるN個であるとき、使用される前記ターゲットを、3つのターゲットからなる第1グループをX組と、2つのターゲットを有する第2グループをY組とに、式(3X+2Y=N)を満たすように分け、前記第1グループ及び前記第2グループのそれぞれで異なる前記方法を選択することを特徴とする請求項1に記載のスパッタリング装置。   The selection unit is configured such that when the transport speed is equal to or higher than a predetermined speed and the number of targets to be used is an odd number of 5 or more, the target to be used is a first group including three targets. Are divided into X groups and a second group having two targets into Y groups so as to satisfy the formula (3X + 2Y = N), and different methods are selected for each of the first group and the second group. The sputtering apparatus according to claim 1. 前記X=1であることを特徴とする請求項2に記載のスパッタリング装置。   The sputtering apparatus according to claim 2, wherein X = 1. 前記選択部に接続されるとともに、前記マグネット駆動部を制御する複数の方法を記憶した記憶部を有し、
前記記憶部に記憶された方法は、
前記第1グループに属するそれぞれの前記マグネット部を、前記搬送方向のストローク端から前記搬送方向とは逆方向に移動させて第1所定位置に停止させる第1の移動と、前記第1の移動後に第1所定位置から前記逆方向に移動させて第2所定位置に停止させる第2の移動と、前記逆方向のストローク端から前記搬送方向に移動させて前記搬送方向のストローク端に停止させる第3の移動とを所定周期で実行するとともに、前記第1、第2、第3の移動のそれぞれにおいて、前記基板が前記マグネット部に対して前記搬送方向に相対的に移動する距離が等しくなるもの、を少なくとも有することを特徴とする請求項2に記載のスパッタリング装置。
The storage unit is connected to the selection unit and stores a plurality of methods for controlling the magnet driving unit,
The method stored in the storage unit is:
A first movement for moving each magnet unit belonging to the first group from a stroke end in the conveyance direction in a direction opposite to the conveyance direction and stopping at a first predetermined position; and after the first movement A second movement to move in the reverse direction from the first predetermined position and stop at the second predetermined position; and a third movement to move from the stroke end in the reverse direction to the conveyance direction and stop at the stroke end in the conveyance direction. The movement of the substrate in a predetermined cycle, and in each of the first, second, and third movements, the distance that the substrate moves relative to the magnet portion in the transport direction becomes equal. The sputtering apparatus according to claim 2, further comprising:
前記記憶部に記憶された方法は、前記第1の移動、前記第2の移動、前記第3の移動のそれぞれにおいて、前記マグネット部が停止させている時間は等しいものであることを特徴とする請求項4に記載のスパッタリング装置。   The method stored in the storage unit is characterized in that the time during which the magnet unit is stopped is equal in each of the first movement, the second movement, and the third movement. The sputtering apparatus according to claim 4. 前記記憶部に記憶された方法は、前記第1の膜、前記第2の膜、前記第3の膜のうち、それぞれの前記マグネット部を停止させている間に堆積された部分が前記基板上で重なるものであることを特徴とする請求項5に記載のスパッタリング装置。   In the method stored in the storage unit, a portion of the first film, the second film, and the third film that is deposited while the magnet unit is stopped is on the substrate. The sputtering apparatus according to claim 5, which overlaps with each other. 前記記憶部に記憶された方法は、前記第2所定位置は前記逆方向のストローク端であることを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載のスパッタリング装置。   7. The sputtering apparatus according to claim 4, wherein in the method stored in the storage unit, the second predetermined position is the stroke end in the reverse direction. 前記記憶部はさらに、
前記第2グループに属するそれぞれの前記マグネット部を、前記搬送方向のストローク端から前記搬送方向とは逆方向のストローク端に移動させて停止させる移動と、前記逆方向のストローク端から前記搬送方向に移動させて前記搬送方向のストローク端に停止させる移動とを所定周期で実行する方法を、さらに記憶することを特徴とする請求項4に記載のスパッタリング装置。
The storage unit further includes
Each magnet unit belonging to the second group is moved from the stroke end in the transport direction to the stroke end opposite to the transport direction and stopped, and from the stroke end in the reverse direction to the transport direction. 5. The sputtering apparatus according to claim 4, further storing a method of executing movement at a predetermined cycle in order to move and stop at the stroke end in the transport direction. 6.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105803410B (en) * 2016-04-29 2018-07-17 京东方科技集团股份有限公司 The method of magnetic control sputtering device, magnetron sputtering apparatus and magnetron sputtering
CN112708867A (en) * 2020-12-31 2021-04-27 广东谛思纳为新材料科技有限公司 Reciprocating film coating equipment and film coating method
CN115558898A (en) * 2022-09-27 2023-01-03 信利(惠州)智能显示有限公司 Method for improving utilization rate of target material

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4290323B2 (en) * 2000-11-01 2009-07-01 キヤノンアネルバ株式会社 Sputter deposition method
JPWO2009093598A1 (en) * 2008-01-21 2011-05-26 株式会社アルバック Sputter deposition method and sputter deposition apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2019244786A1 (en) * 2018-06-19 2021-01-07 株式会社アルバック Sputtering method, sputtering equipment
JP7066841B2 (en) 2018-06-19 2022-05-13 株式会社アルバック Sputtering method, sputtering equipment

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