JP2019183192A - Sputtering apparatus - Google Patents
Sputtering apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2019183192A JP2019183192A JP2018071518A JP2018071518A JP2019183192A JP 2019183192 A JP2019183192 A JP 2019183192A JP 2018071518 A JP2018071518 A JP 2018071518A JP 2018071518 A JP2018071518 A JP 2018071518A JP 2019183192 A JP2019183192 A JP 2019183192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- target
- magnet
- disposed
- distance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
- H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
- H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、スパッタリング技術にかかり、特に、金属薄膜の面内の特性分布を均一にするスパッタリング技術に関する。 The present invention relates to a sputtering technique, and more particularly, to a sputtering technique for uniforming the in-plane characteristic distribution of a metal thin film.
スパッタリング方法による薄膜形成は広く用いられている技術であり、近年では大型基板に薄膜を形成するために、大面積基板に特性分布が均一な薄膜を形成する技術が求められている。 Thin film formation by sputtering is a widely used technique, and in recent years, in order to form a thin film on a large substrate, a technique for forming a thin film having a uniform characteristic distribution on a large area substrate is required.
図6(平面図とE−E線、F−F線截断断面図)のプラズマ装置102は、カソード電極112の表面にターゲット113が配置され、裏面に外周磁石125と内側磁石126とがヨーク127に配置された複数の磁石装置1151〜1155が設けられており、ターゲット113がスパッタされると、ターゲット113と対面して基板配置部114上に配置された基板116の表面に薄膜が形成される。
In the
基板116の外周上には、アノード電極117が配置されており、ターゲット113表面に形成されるプラズマが均一になるようにされている。
しかしながら基板116が一層大型化し、それに連れてターゲット113や磁石装置1151〜1155が大型化してきたところ、基板116の短辺に近い領域と、その間の中央の部分とでは、形成される薄膜の特性の差が大きくなってきた。
An
However, when the
短辺部分の薄膜の抵抗値と中央部分の薄膜の抵抗値が大きく異なると、基板表面に形成される発光層の発光分布が異なってしまい、不均一な明るさの画面となる。 If the resistance value of the thin film in the short side portion and the resistance value of the thin film in the central portion are greatly different, the light emission distribution of the light emitting layer formed on the substrate surface is different, resulting in a non-uniform brightness screen.
下記特許文献には、移動可能なマグネトロンプラズマに連動した接地電位電極を配置して膜質や膜厚の均一化を図った大型基板対応のマグネトロンスパッタ装置が記載されている。 The following patent document describes a magnetron sputtering apparatus for a large-sized substrate in which a ground potential electrode interlocked with a movable magnetron plasma is arranged to achieve uniform film quality and film thickness.
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、薄膜の特性分布を均一にすることにあり、特に、細長のマグネトロン磁石の端部に近い基板の縁付近の領域の薄膜特性と、基板の中央付近の領域の薄膜特性との差を小さくすることにある。 The present invention was created to solve the disadvantages of the prior art described above, and its purpose is to make the characteristic distribution of the thin film uniform, and in particular, the edge of the substrate near the end of the elongated magnetron magnet. The purpose is to reduce the difference between the thin film characteristics in the vicinity of the area and the thin film characteristics in the area near the center of the substrate.
上記課題を解決するために本発明は、真空槽と、前記真空槽の内部に配置されたターゲットと、前記ターゲットの裏面側に配置されスパッタ電源に接続されるカソード電極と、前記カソード電極の裏面側に配置された複数の磁石装置と、基板が配置される基板配置部と、接地電位に接続され前記基板の外周上を覆うリング形形状のアノード電極と、を有し、各前記磁石装置には細長のリング形形状の外周磁石とその内側に配置された内側磁石とが設けられ、前記ターゲットの表面には前記外周磁石とその内側の前記内側磁石との間で形成される磁束が漏洩され、前記ターゲットがスパッタリングされて前記基板表面に薄膜が形成されるスパッタリング装置であって、前記外周磁石とその内側の前記内側磁石とは離間され、前記外周磁石とその内側の前記内側磁石との間の領域であるプラズマ領域は細長のリング形形状にされ、前記プラズマ領域の両端と前記基板の表面が位置する平面との間には、前記アノード電極よりも厚みが厚く接地電位に接続されたブロック電極が配置され、前記アノード電極の表面と前記ターゲットの表面との間のTA距離よりも、前記ブロック電極の表面と前記ターゲットの表面との間のTB距離の方が短くされたスパッタリング装置である。
本発明は、前記TB距離は、前記ターゲットの表面と前記基板配置部に配置された前記基板の表面との間のTS距離の10%より大きく、90%より小さくされたスパッタリング装置である。
本発明は、前記ターゲットは平板状の金属モリブデン板であり、前記薄膜は金属モリブデン薄膜であるスパッタリング装置である。
In order to solve the above problems, the present invention provides a vacuum chamber, a target disposed inside the vacuum chamber, a cathode electrode disposed on the back side of the target and connected to a sputtering power source, and a back surface of the cathode electrode A plurality of magnet devices disposed on the side, a substrate placement portion on which a substrate is disposed, and a ring-shaped anode electrode that is connected to a ground potential and covers the outer periphery of the substrate. Is provided with an elongated ring-shaped outer peripheral magnet and an inner magnet disposed on the inner side thereof, and magnetic flux formed between the outer peripheral magnet and the inner magnet on the inner side is leaked to the surface of the target. A sputtering apparatus in which the target is sputtered to form a thin film on the substrate surface, wherein the outer peripheral magnet and the inner magnet inside thereof are separated from each other, and the outer peripheral magnet and the outer magnet A plasma region, which is a region between the inner magnet on the side, is formed in an elongated ring shape, and the thickness between the both ends of the plasma region and the plane on which the surface of the substrate is located is larger than that of the anode electrode. A block electrode thickly connected to the ground potential is disposed, and a TB distance between the surface of the block electrode and the surface of the target is larger than a TA distance between the surface of the anode electrode and the surface of the target. Is a shortened sputtering apparatus.
The present invention is the sputtering apparatus in which the TB distance is larger than 10% and smaller than 90% of the TS distance between the surface of the target and the surface of the substrate disposed in the substrate placement portion.
The present invention is the sputtering apparatus, wherein the target is a flat metal molybdenum plate, and the thin film is a metal molybdenum thin film.
基板表面のうち、細長のマグネトロン磁石の端部に近い場所と基板の中央の場所との薄膜特性の差が小さくなる。
その結果、長方形基板に形成する薄膜の特性について、短辺付近の領域の特性と、その領域で挟まれる中央付近の領域の特性とが均一になる。
Of the substrate surface, the difference in thin film characteristics between the location near the end of the elongated magnetron magnet and the location in the center of the substrate is reduced.
As a result, regarding the characteristics of the thin film formed on the rectangular substrate, the characteristics of the area near the short side and the characteristics of the area near the center sandwiched between the areas are uniform.
図1の符号2は、本発明のスパッタリング装置であり、真空槽11を有している。図2は、後述するアノード電極17の外周よりも内側の部分の平面図と、そのA−A線截断断面図とB−B線截断断面図である。
真空槽11の内部には、長方形形状のターゲット13が配置されており、そのターゲット13の裏面側には、カソード電極12が配置されている。
カソード電極12の表面はターゲット13の裏面に接触されている。
A
The surface of the
カソード電極12の裏面側には、磁石ケース51が配置されており、磁石ケース51の内部には複数(ここでは5個)の磁石装置151〜155が配置されている。磁石装置151〜155はマグネトロン磁石と呼ばれている。
A
カソード電極12の裏面側に配置された磁石装置151〜155は、基本的に同じ形状、同じ大きさであり、図3に、1個の磁石装置151〜155の平面図と、そのC−C線截断断面図とD−D線截断断面図とを示す。
The magnet devices 15 1 to 15 5 arranged on the back surface side of the
磁石装置151〜155はリング形形状の外周磁石25と、外周磁石25の中に配置された直線形形状の内側磁石26とを有しており、外周磁石25と内側磁石26とはそれぞれ細長にされており、各磁石装置151〜155は細長になり長手方向を有している。
The magnet devices 15 1 to 15 5 each have a ring-shaped outer
ここでは、各磁石装置151〜155の外周磁石25とターゲット13の裏面との間の距離は等しくされており、また、各磁石装置151〜155の内側磁石26とターゲット13の裏面との間の距離も等しくされているが、本発明はそれに限定されるものではなく、膜厚の分布や膜質の分布を均一にするために、磁石装置151〜155とターゲット13の裏面との間の距離が異なっていたり、磁石装置151〜155とターゲット13の裏面との間が非平行に配置されていてもよい。
Here, the distance between the outer
また、ここでは、各磁石装置151〜155の外周磁石25とターゲット13の裏面との間の距離と、内側磁石26とターゲット13の裏面との間の距離とも等しくされているが、各磁石装置151〜155の中で、内側磁石26とターゲット13の裏面との間の距離が異なる磁石装置151〜155や、外周磁石25とターゲット13の裏面との間の距離が異なる磁石装置151〜155が含まれていてもよい。
Here, the distance between the outer
外周磁石25の二個の磁極のうち、一方の磁極がカソード電極12に向けて配置され、他方の磁極がカソード電極12とは反対側に向けられて、ヨーク27の表面と接触して配置されており、また、内側磁石26の二個の磁極のうち、一方の磁極がカソード電極12に向けて配置され、外周磁石25のカソード電極12に向けられた磁極と内側磁石26のカソード電極12に向けられた磁極との間に磁束が形成され、その磁束はターゲット13表面に漏洩され、アーチ形形状に湾曲される。
Of the two magnetic poles of the outer
外周磁石25と内側磁石26との他方の磁極はカソード電極12とは反対側に向けられて、外周磁石25の磁極が接触したヨーク27の表面と接触して配置されている。
The other magnetic pole of the
外周磁石25のカソード電極12に向けられた磁極と、内側磁石26のカソード電極12に向けられた磁極は一方がN極であり、他方がS極であり、カソード電極12に向けられた磁極間で形成される磁束はターゲット13の表面にアーチ形形状に漏洩し、ターゲット13表面の電子密度を増加させるようになっている。
One of the magnetic poles directed to the
真空槽11内のターゲット13と対面する位置には、基板配置部14が配置されている。
基板配置部14は長方形形状であり、基板配置部14の上には成膜対象である長方形の基板16が配置されている。
A
The
基板16はターゲット13よりも小さくなっており、以下、基板配置部14上の基板16の表面が位置する平面に投影した場合の位置関係で内側と外側を決めるものとすると、基板16の外周はターゲット13の外周よりも内側に配置されている。
The
ターゲット13と基板16とは、ターゲット13の長辺と基板16の長辺とは平行になるように配置されており、ターゲット13の表面と基板16の表面とも平行になるように配置されている。
The
磁石装置151〜155の長手方向の長さは、ターゲット13の長手方向の長さとほぼ同じ長さであり、基板16の長辺はターゲット13の長手方向の長さよりも短くされ、また、基板16の長辺は磁石装置151〜155の長手方向の長さよりも短くされている。
The length of the magnet devices 15 1 to 15 5 in the longitudinal direction is substantially the same as the length of the
各磁石装置151〜155は、ヨーク27の裏面側が移動板52に接触して移動板52上に配置されている。
各磁石装置151〜155は、長手方向が互いに平行にされて、ターゲット13と基板16の長辺と平行にされて、短辺が伸びる方向に一列に並べられている。
Each of the magnet devices 15 1 to 15 5 is arranged on the moving
The magnet devices 15 1 to 15 5 are arranged in a line in a direction in which the long sides are parallel to each other, parallel to the long sides of the
真空槽11の外部には移動装置53が配置されており、移動装置53が動作すると移動板52はターゲット13の表面と平行な平面内で移動し、各磁石装置151〜155は移動板52と一緒に移動する。
ターゲット13の表面に漏洩した磁束は、磁石装置151〜155の移動と共に移動する。
A moving
The magnetic flux leaking to the surface of the
移動の際に各磁石装置151〜155は、外周磁石25とターゲット13の表面との間の距離及び裏面との間の距離に変化はなく一定距離が維持される。また、内側磁石26とターゲット13の表面との間の距離及び裏面との間の距離に変化はなく一定距離が維持される。
When moving, each of the magnet devices 15 1 to 15 5 does not change in the distance between the outer
従って、各磁石装置151〜155は移動板52の移動と共に、一緒にターゲット13の表面と平行な平面内を移動する。図4(a)は、各磁石装置151〜155のそれぞれが移動する範囲の中央に各磁石装置151〜155が位置する状態を示し、同図(b)は、図面右端に位置する状態、同図(c)は図面左端に位置する状態を示しており、同図(b)の状態と同図(c)の状態の間を繰り返し移動する。
Accordingly, each of the magnet devices 15 1 to 15 5 moves together in the plane parallel to the surface of the
次に、基板16とターゲット13との間には、接地電位に接続されたアノード電極17が配置されている。
アノード電極17は四角リング形形状であり、中央に開口19が形成されている。アノード電極17の外周と内周とは長方形形状であり、アノード電極17の外周は基板配置部14に配置された基板16の外周よりも外側に位置するようにされている。
Next, an
The
この例では、アノード電極17の内周は基板16の外周よりも内側に位置するようにされており、アノード電極17の四角リング形形状の二本の長辺部分は基板16の長辺上に配置され、二本の短辺部分は基板16の短辺上に配置され、基板配置部14上の基板16の外周はアノード電極17によって覆われて開口19の底面には、基板16の外周よりも内側の部分が露出されている。
In this example, the inner circumference of the
真空槽11には真空排気装置21とガス導入装置23とが接続されており、真空槽11は真空排気装置21によって真空排気され、真空槽11の内部には真空雰囲気が形成されている。
A
真空槽11の外部にはカソード電極12に接続されたスパッタ電源22が設けられており、真空雰囲気が形成された真空槽11の内部にガス導入装置23からスパッタリングガスを導入し、内部が所定圧力で安定したところでスパッタ電源22からスパッタリング電圧を出力し、カソード電極12に印加する。
A sputtering
ターゲット13は金属が板状に成形された平板状ターゲットであり、その表面近傍にスパッタリングガスのプラズマが形成され、プラズマ中の正イオンが加速され、スパッタリングガスの粒子がターゲット13に入射し、ターゲット13はスパッタリングされ、ターゲット13を構成する物質の粒子がスパッタリング粒子としてターゲット13の表面から放出され、基板16に向けて飛行し、基板16の表面に到着して薄膜を成長させる。
薄膜が所定膜厚に形成されると、基板16は真空槽11の外部に搬出される。
The
When the thin film is formed to a predetermined thickness, the
このように本発明によって基板16の表面に薄膜が形成されるが、大型の基板16表面に形成された金属薄膜の抵抗値は、基板16の位置によって異なることになる。
Thus, although a thin film is formed on the surface of the
抵抗値の分布はプラズマの強度分布と密接な関連があり、本スパッタリング装置2のプラズマを説明すると、先ず、各磁石装置151〜155の外周磁石25と内側磁石26との間に位置するターゲット13の表面に大きな強度のプラズマが形成される点にマグネトロンスパッタリングの特徴がある。
The distribution of the resistance value is closely related to the intensity distribution of the plasma. The plasma of the
各磁石装置151〜155の外周磁石25はスパッタリングされるターゲットの面積を大きくするために細長のリング形形状にされており、内側磁石26は直線形形状であるから、外周磁石25と内側磁石26との間は、細長のリング形形状になる。従って、形成される強度が大きいプラズマも、磁石装置151〜155毎に形成されるリング形形状になっている。
The outer
細長のリング形形状のプラズマは直線部分よりも端部の方がプラズマ強度が大きくなることが知られており、特に、複数の細長のリング形形状のプラズマが平行に並べられると、リング形形状のプラズマの端部が並べられた部分のプラズマ強度の方が、リング形形状のプラズマの長辺の部分のプラズマ強度よりも大きくなる。 It is known that the plasma intensity of elongated ring-shaped plasma is higher at the end than the straight part, especially when multiple elongated ring-shaped plasmas are arranged in parallel. The plasma intensity at the portion where the plasma ends are aligned is larger than the plasma intensity at the long side portion of the ring-shaped plasma.
並べられた端部のプラズマは基板16の短辺の近くに薄膜を成長させ、プラズマの長辺部分は基板16の長辺の近くに薄膜を成長させる場合は、基板16表面の中央と短辺部分と長辺部分とで薄膜の特性が異なってしまう。
In the case where the plasma at the arranged end portion grows a thin film near the short side of the
このスパッタリング装置2では、各磁石装置151〜155の端部が並べられた領域と平行して、アノード電極17の短辺がそれぞれ配置されており、アノード電極17の二個の短辺部分の表面上の、基板16の外周よりも外側であって、ターゲット13の外周よりも内側の位置に、厚みが一定のブロック電極18a、18bがそれぞれ配置されている。
In this
各磁石装置151〜155の外周磁石25とその内側に位置する内側磁石26との間の領域をプラズマ領域10とすると、各磁石装置151〜155の外周磁石25の両端は半円形に湾曲され、それに伴ってプラズマ領域10の両端も半円形に湾曲されて、外周磁石25とプラズマ領域10とはそれぞれトラック形形状になっている。
Assuming that the region between the
各磁石装置151〜155のプラズマ領域10の長手方向の長さは等しくされており、各プラズマ領域10のアノード電極17に対する距離が等しいものとすると、各プラズマ領域10の両端の湾曲した部分のうちの一方の端部の湾曲した部分は横一列に並び、反対側の端部の湾曲した部分も横一列に並ぶようにされている。
Assuming that the lengths of the
各プラズマ領域10の両端の湾曲した部分のうち、一方の端部であって横一列に並んだ湾曲した部分と基板16の表面が位置する平面との間には一本のブロック電極18aが配置され、反対側の端部であって横一列に並んだ湾曲した部分と基板16の表面が位置する平面との間には、他の一本のブロック電極18bが配置されている。
One
真空槽11の壁と、アノード電極17と、ブロック電極18a、18bとはそれぞれ接地電位に接続されており、ターゲット13の表面は、アノード電極17の長辺部分上ではアノード電極17の長辺部分と向き合っており、アノード電極17の短辺部分上ではブロック電極18a、18bの表面と向き合っている。
The wall of the
ターゲット13表面と基板16表面との間の距離をTS距離、ターゲット13表面とアノード電極17の長辺部分との間の距離をTA距離、ターゲット13表面とブロック電極18a、18bとの間の距離をTB距離とすると、次の三式がなりたつ。
The distance between the
TA<TS,TB<TS,TB<TA TA <TS, TB <TS, TB <TA
基板16の長辺の真横位置ではターゲット13に最も近い接地電位の部材はアノード電極17のターゲット13に対面する表面であり、基板16の長辺の真横位置ではターゲット13とターゲット13に最も近い接地電位の部材の表面との間はTA距離だけ離間されている。
The member having the ground potential closest to the
基板16の短辺の真横位置ではターゲット13に最も近い接地電位の部材はブロック電極18a、18bのターゲット13に対面する表面であり、基板16の短辺の真横位置ではターゲット13とターゲット13に最も近い接地電位の部材の表面との間はTB距離だけ離間されている。
The member having the ground potential closest to the
従って、ターゲット13とターゲット13に最も近い接地電位の部材の表面との間の距離は、基板16の長辺の真横位置よりも短辺の真横位置の方が短くなる。
Accordingly, the distance between the
ブロック電極18a、18bにより、基板16の外周よりも外側の位置で接地電位との距離が短くなり、基板16の外周よりも内側のプラズマを引きつけて、基板16の外側でブロック電極18a、18bが位置する部分のプラズマ強度が大きくなる。その結果、基板16上のプラズマ領域10の両端に近い部分のプラズマ強度は小さくなる。要するにブロック電極18a、18bにより、基板16上のプラズマ領域10の両端に近い部分のプラズマ強度が小さくなり基板16上のプラズマ強度が均一化されるから、形成される薄膜の特性分布が均一化される。
The
TB距離は、ターゲット13の表面と基板配置部14に配置された基板16の表面との間のTS距離の10%より大きくしないと却って特性分布が悪化し、90%より小さくしないと効果が薄い。
If the TB distance is not greater than 10% of the TS distance between the surface of the
図5は、ターゲット13に平板状の金属モリブデンターゲットを用い、電極として使用されるモリブデン薄膜を形成した場合のシート抵抗Rsの分布を示すグラフであり、横軸がシート抵抗Rs、縦軸が基板16上で長辺方向の位置(図2の上端がゼロ点であり、縦軸の上端と下端に基板の短辺が位置する。)である。
FIG. 5 is a graph showing the distribution of sheet resistance Rs when a flat metal molybdenum target is used as the
ブロック電極18a、18bが設けられていない場合のモリブデン薄膜のシート抵抗Rsの曲線aは、シート抵抗の最大値と最小値の差が大きいのに対し、このスパッタリング装置2(ブロック電極18a、18bが設けられた場合)の曲線bはシート抵抗の最大値と最小値の差が小さくなっている。
The curve a of the sheet resistance Rs of the molybdenum thin film when the
プラズマ領域10の両端である湾曲した部分の上にブロック電極18a、18bが設けられ、ブロック電極18a、18b上でターゲット13と接地電位との間の距離が短くなっていることにより、ブロック電極18a、18b上のプラズマ強度が増大する。ブロック電極18a、18bは基板16よりも外側に配置されており、基板16の外側のプラズマ強度が増大した結果、ブロック電極18a、18bが近接する基板16の縁付近の基板16上ではプラズマ強度が減少するため、基板16上のプラズマ強度が均一化され、基板16の表面内の抵抗値分布が均一になっている。
プラズマ領域10は、無端状、リング形形状であればよく、外周磁石25の両端が方形である場合や楕円形である場合も本発明に含まれる。
また、各磁石装置151〜155の端部を同一直線上に配置しない場合や、各磁石装置151〜155の端部とカソード電極12との距離を一定にしない場合も本発明に含まれる。
The
The present invention also applies to the case where the end portions of the magnet devices 15 1 to 15 5 are not arranged on the same straight line, or the distance between the end portions of the magnet devices 15 1 to 15 5 and the
なお、上記ブロック電極18a、18bは、アノード電極17の辺上に位置し、基板16の辺よりも外側であって、ターゲット13の辺よりも内側に位置している。
The
二個のブロック電極18a、18bはそれぞれ直線形形状であり、プラズマ領域10の両端のうち、プラズマ領域10の一方の端部の一列に並んだ湾曲した部分と基板16の表面が位置する平面との間に一個のブロック電極18aが配置され、プラズマ領域10の反対側の端部の一列に並んだ湾曲した部分と基板16の表面が位置する平面との間に他の一個のブロック電極18bが配置されており、プラズマ領域10の湾曲した部分の一部と基板16の表面が位置する平面との間にブロック電極18a、18bが位置している。
Each of the two
また、ブロック電極18a、18bは一部分がプラズマ領域10の湾曲した部分の外側にはみ出していてもよいし、内側にはみ出していてもよい。更にまた、両方からはみ出していてもよい。
Further, part of the
なお、上記ターゲット13は金属モリブデンであったが、本発明は金属モリブデンに限定されるものではなく、本発明のスパッタリング装置2は、金属チタン、モリブデン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、金属タングステン、純銅、銅合金、タンタル等の金属から成るターゲット13に対して本発明の効果を奏することができる。
In addition, although the said
2……スパッタリング装置
10……プラズマ領域
11……真空槽
13……ターゲット
14……基板配置部
151〜155……磁石装置
16……基板
17……アノード電極
18a、18b……ブロック電極
22……スパッタ電源
2 ... Sputtering
Claims (3)
前記真空槽の内部に配置されたターゲットと、
前記ターゲットの裏面側に配置されスパッタ電源に接続されるカソード電極と、
前記カソード電極の裏面側に配置された複数の磁石装置と、
基板が配置される基板配置部と、
接地電位に接続され前記基板の外周上を覆うリング形形状のアノード電極と、
を有し、
各前記磁石装置には細長のリング形形状の外周磁石とその内側に配置された内側磁石とが設けられ、
前記ターゲットの表面には前記外周磁石とその内側の前記内側磁石との間で形成される磁束が漏洩され、前記ターゲットがスパッタリングされて前記基板表面に薄膜が形成されるスパッタリング装置であって、
前記外周磁石とその内側の前記内側磁石とは離間され、前記外周磁石とその内側の前記内側磁石との間の領域であるプラズマ領域は細長のリング形形状にされ、
前記プラズマ領域の両端と前記基板の表面が位置する平面との間には、前記アノード電極よりも厚みが厚く接地電位に接続されたブロック電極が配置され、
前記アノード電極の表面と前記ターゲットの表面との間のTA距離よりも、前記ブロック電極の表面と前記ターゲットの表面との間のTB距離の方が短くされたスパッタリング装置。 A vacuum chamber;
A target disposed inside the vacuum chamber;
A cathode electrode disposed on the back side of the target and connected to a sputtering power source;
A plurality of magnet devices disposed on the back side of the cathode electrode;
A substrate placement section on which the substrate is placed;
A ring-shaped anode electrode connected to the ground potential and covering the outer periphery of the substrate;
Have
Each of the magnet devices is provided with an elongated ring-shaped outer peripheral magnet and an inner magnet disposed on the inner side thereof,
A sputtering apparatus in which a magnetic flux formed between the outer peripheral magnet and the inner magnet inside thereof is leaked to the surface of the target, and the target is sputtered to form a thin film on the substrate surface,
The outer peripheral magnet and the inner magnet inside thereof are separated from each other, and a plasma region which is a region between the outer peripheral magnet and the inner magnet inside thereof is formed into an elongated ring shape,
Between the both ends of the plasma region and the plane on which the surface of the substrate is located, a block electrode having a thickness thicker than the anode electrode and connected to a ground potential is disposed,
The sputtering apparatus in which the TB distance between the surface of the block electrode and the surface of the target is shorter than the TA distance between the surface of the anode electrode and the surface of the target.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018071518A JP2019183192A (en) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Sputtering apparatus |
TW108108633A TWI802660B (en) | 2018-04-03 | 2019-03-14 | Sputtering apparatus |
KR1020190037825A KR20190116078A (en) | 2018-04-03 | 2019-04-01 | Sputtering apparatus |
CN201910266341.6A CN110344007A (en) | 2018-04-03 | 2019-04-03 | Sputtering equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018071518A JP2019183192A (en) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Sputtering apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019183192A true JP2019183192A (en) | 2019-10-24 |
Family
ID=68171791
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018071518A Pending JP2019183192A (en) | 2018-04-03 | 2018-04-03 | Sputtering apparatus |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2019183192A (en) |
KR (1) | KR20190116078A (en) |
CN (1) | CN110344007A (en) |
TW (1) | TWI802660B (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001335930A (en) * | 2000-05-25 | 2001-12-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thin film deposition system |
JP5265811B2 (en) * | 2010-06-03 | 2013-08-14 | 株式会社アルバック | Sputter deposition system |
KR20190003747A (en) * | 2016-06-21 | 2019-01-09 | 울박, 인크 | Target device, sputtering device |
-
2018
- 2018-04-03 JP JP2018071518A patent/JP2019183192A/en active Pending
-
2019
- 2019-03-14 TW TW108108633A patent/TWI802660B/en active
- 2019-04-01 KR KR1020190037825A patent/KR20190116078A/en not_active Application Discontinuation
- 2019-04-03 CN CN201910266341.6A patent/CN110344007A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110344007A (en) | 2019-10-18 |
TW201942404A (en) | 2019-11-01 |
KR20190116078A (en) | 2019-10-14 |
TWI802660B (en) | 2023-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5026087B2 (en) | Sputtering apparatus, transparent conductive film manufacturing method | |
JP4526582B2 (en) | Sputtering apparatus and sputtering method | |
JP4473852B2 (en) | Sputtering apparatus and sputtering method | |
WO2022019130A1 (en) | Ion gun and vacuum processing equipment | |
TWI762872B (en) | Sputtering apparatus | |
JP2019183192A (en) | Sputtering apparatus | |
JP7082552B2 (en) | Sputtering equipment, thin film manufacturing method | |
WO2017221821A1 (en) | Target device and sputtering apparatus | |
JP6959447B2 (en) | Sputter film forming equipment | |
TWI579880B (en) | Anode layer ion source and ion beam sputter deposition module utilizing anode layer ion source | |
JPS58141387A (en) | Sputtering device | |
JP2789251B2 (en) | Sputtering equipment using dipole ring type magnetic circuit | |
KR100658738B1 (en) | Large-sized flat panel display device having flat emission source and method of operation of the device | |
JP2789252B2 (en) | Sputtering equipment using dipole ring type magnetic circuit | |
JP4071861B2 (en) | Thin film forming equipment | |
JP2714826B2 (en) | Magnetron sputtering equipment | |
JPH03257159A (en) | Sputtering device formed by using dipole ring type magnetic circuit | |
WO2018123776A1 (en) | Sputtering device and electrode film manufacturing method | |
WO2012086229A1 (en) | Sputtering device | |
KR20050086233A (en) | Field emission display device | |
JP2008081807A (en) | Sputtering apparatus | |
JP2006118052A (en) | Magnetron sputtering apparatus | |
JPS61261476A (en) | Tripolar sputtering source |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181214 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191010 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191023 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200421 |