JP2020152968A - Sputtering device - Google Patents

Sputtering device Download PDF

Info

Publication number
JP2020152968A
JP2020152968A JP2019053427A JP2019053427A JP2020152968A JP 2020152968 A JP2020152968 A JP 2020152968A JP 2019053427 A JP2019053427 A JP 2019053427A JP 2019053427 A JP2019053427 A JP 2019053427A JP 2020152968 A JP2020152968 A JP 2020152968A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target
magnetic
magnetic body
sputtering apparatus
substrate
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
Application number
JP2019053427A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
靖典 安東
Yasunori Ando
靖典 安東
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP2019053427A priority Critical patent/JP2020152968A/en
Publication of JP2020152968A publication Critical patent/JP2020152968A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

To maintain a film deposition rate, while lowering a voltage to be applied to a target; to suppress temperature rise of a substrate following film deposition; and to improve utilization efficiency of the target.SOLUTION: A vacuum vessel (2) of a sputtering device (1) includes a target holder (32), first magnetic substance (52a)-second magnetic substance (52b), and an antenna (20). The first magnetic substance-second magnetic substance form a parallel magnetic field less than the strength at which magnetron discharge occurs, on a position facing to the whole surface of a target (30).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、スパッタリング装置に関する。 The present invention relates to a sputtering apparatus.

従来から、種々のスパッタリング装置が提案されている。当該スパッタリング装置の一例として、例えば特許文献1及び2が挙げられる。特許文献1には、ターゲットの下部に配された少なくとも2個の磁石と、ターゲットの側上部に配された少なくとも2個の磁石とからなるスパッタリング装置が開示されている。また、特許文献2には、磁性体とターゲット上部磁石とを有する放電電極を備えたスパッタリング装置が開示されている。磁性体は、ターゲットの表面側の両側縁に沿うように設けられ、ターゲットを隔てて対向しており、ターゲット上部磁石は、磁性体を隔ててターゲットの反対側に磁性体と接して組み合わせて設けられ、ターゲットを隔てて異極性の関係である。 Conventionally, various sputtering devices have been proposed. Examples of the sputtering apparatus include Patent Documents 1 and 2. Patent Document 1 discloses a sputtering apparatus including at least two magnets arranged at the lower part of the target and at least two magnets arranged at the upper side of the target. Further, Patent Document 2 discloses a sputtering apparatus including a discharge electrode having a magnetic material and a target upper magnet. The magnetic material is provided along both side edges on the surface side of the target and faces each other across the target, and the magnet on the top of the target is provided in combination with the magnetic material on the opposite side of the target across the magnetic material. It is a relationship of different polarities across the target.

特開昭61−124567号公報(1986年6月12日公開)Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-124567 (published on June 12, 1986) 特許第5853487号公報(2016年2月9日発行)Japanese Patent No. 5853487 (issued on February 9, 2016)

しかしながら、特許文献1及び2の技術では、ターゲットに印加する電圧の低電圧化を図ることについては想定されていない。 However, in the techniques of Patent Documents 1 and 2, it is not assumed that the voltage applied to the target is lowered.

本発明の一態様は、ターゲットに印加する電圧の低電圧化を図りつつ、成膜速度を維持すると共に、成膜に伴う基板の温度上昇を抑制し、かつターゲットの利用効率を向上させることが可能なスパッタリング装置を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention is to maintain the film formation rate while reducing the voltage applied to the target, suppress the temperature rise of the substrate due to the film formation, and improve the utilization efficiency of the target. The purpose is to realize a possible sputtering apparatus.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るスパッタリング装置は、スパッタ用のガスが導入される真空容器内でターゲットをスパッタさせて基板上に成膜するスパッタリング装置であって、前記真空容器には、前記ターゲットが保持される保持部と、極性が互いに異なる磁性体と、前記ターゲットへの電力供給とは独立して電力が供給されることによりプラズマを発生させるアンテナと、が備えられており、前記磁性体は、前記保持部に保持されたターゲットの表面全体と対向する位置に、マグネトロン放電が生じる強度未満の平行磁場を形成する。 In order to solve the above problems, the sputtering apparatus according to one aspect of the present invention is a sputtering apparatus that sputters a target in a vacuum vessel into which a gas for sputtering is introduced to form a film on a substrate. The vacuum vessel is provided with a holding portion for holding the target, magnetic materials having different polarities, and an antenna that generates plasma by supplying power independently of the power supply to the target. The magnetic material forms a parallel magnetic field having a strength lower than the strength at which magnetron discharge occurs at a position facing the entire surface of the target held by the holding portion.

本発明の一態様によれば、ターゲットに印加する電圧の低電圧化を図りつつ、成膜速度を維持すると共に、成膜に伴う基板の温度上昇を抑制し、かつターゲットの利用効率を向上させることができる。 According to one aspect of the present invention, the voltage applied to the target is reduced, the film formation rate is maintained, the temperature rise of the substrate due to the film formation is suppressed, and the utilization efficiency of the target is improved. be able to.

実施形態1に係るスパッタリング装置における真空容器の上面部付近の構成例を示す概略図であり、(a)は上面部付近の断面図であり、(b)は上面部付近を下方向から見たときの平面図である。It is the schematic which shows the structural example near the upper surface part of the vacuum vessel in the sputtering apparatus which concerns on Embodiment 1, (a) is the sectional view near the upper surface part, and (b) is seen from the lower side around the upper surface part. It is a plan view of time. 上記スパッタリング装置の全体的な構成例を示す図である。It is a figure which shows the overall configuration example of the said sputtering apparatus. 比較例に係るスパッタリング装置について説明するための図であり、(a)は、真空容器の上面部付近の構成例を示す概略図であり、(b)は、比較例のスパッタリング装置によりスパッタされたターゲットの一例を示す図である。It is a figure for demonstrating the sputtering apparatus which concerns on a comparative example, (a) is a schematic diagram which shows the structural example near the upper surface part of a vacuum vessel, (b) is sputtered by the sputtering apparatus of a comparative example. It is a figure which shows an example of a target. 別の比較例に係るスパッタリング装置について説明するための図であり、真空容器内部の構成例を示す概略図である。It is a figure for demonstrating the sputtering apparatus which concerns on another comparative example, and is the schematic diagram which shows the structural example inside the vacuum container. 本実施例のスパッタリング装置と、別の比較例に係るスパッタリング装置とにおける基板の経時的な温度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change with time of the substrate in the sputtering apparatus of this Example, and the sputtering apparatus which concerns on another comparative example. 変形例に係るスパッタリング装置の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the sputtering apparatus which concerns on the modification. 実施形態2に係るスパッタリング装置の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the sputtering apparatus which concerns on Embodiment 2.

〔実施形態1〕
以下、本発明の一実施形態について、図1〜図6を用いて詳細に説明する。
[Embodiment 1]
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 6.

<スパッタリング装置の全体構成>
まず、図2を用いて、本実施形態に係るスパッタリング装置1の全体構成について説明する。図2は、スパッタリング装置1の全体的な構成例を示す図である。
<Overall configuration of sputtering equipment>
First, the overall configuration of the sputtering apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration example of the sputtering apparatus 1.

図2に示すように、スパッタリング装置1は、スパッタ用のガス10が導入される真空容器2内でターゲット30をスパッタさせて基板12上に成膜する装置である。 As shown in FIG. 2, the sputtering apparatus 1 is an apparatus in which the target 30 is sputtered in the vacuum vessel 2 into which the gas 10 for sputtering is introduced to form a film on the substrate 12.

具体的には、スパッタリング装置1は、真空排気装置4によって真空排気される真空容器2を備えている。真空容器2は、電気的に接地されており、その内部にスパッタリング用のガス10が導入される。ガス10は、流量調節器8でその流量を調整されながら、ガス源6から真空容器2へと導入される。ガス10は、例えば、アルゴンガスである。反応性スパッタリングを行う場合、ガス10は、アルゴンガスと活性ガス(例えば酸素ガス、窒素ガス等)との混合ガスでもあっても構わない。 Specifically, the sputtering device 1 includes a vacuum container 2 that is evacuated by the vacuum exhaust device 4. The vacuum vessel 2 is electrically grounded, and a gas 10 for sputtering is introduced into the vacuum vessel 2. The gas 10 is introduced from the gas source 6 into the vacuum vessel 2 while the flow rate is adjusted by the flow rate controller 8. The gas 10 is, for example, argon gas. When performing reactive sputtering, the gas 10 may be a mixed gas of an argon gas and an active gas (for example, oxygen gas, nitrogen gas, etc.).

真空容器2内には、基板12を保持する基板ホルダ14が設けられている。本実施形態では、基板バイアス電源16を備え、基板ホルダ14に基板バイアス電圧Vを印加している。基板バイアス電圧Vは、負の直流電圧であっても構わないし、負のパルス電圧、交流電圧等でもあっても構わない。また、基板ホルダ14は、電気的に接地されていても構わない。なお、40は、真空シール機能を有する絶縁部である。また、基板12は、ターゲット30から放出されたスパッタ粒子により薄膜が形成される被処理物である。基板12としては、ガラス基板、半導体基板等が用いられるが、これに限られるものではない。 A substrate holder 14 for holding the substrate 12 is provided in the vacuum container 2. In the present embodiment includes a substrate bias power supply 16, and applying a substrate bias voltage V S to the substrate holder 14. Substrate bias voltage V S is to may be a negative DC voltage, a negative pulse voltage, may also be a AC voltage or the like. Further, the substrate holder 14 may be electrically grounded. Reference numeral 40 denotes an insulating portion having a vacuum sealing function. Further, the substrate 12 is an object to be processed in which a thin film is formed by the sputtered particles emitted from the target 30. As the substrate 12, a glass substrate, a semiconductor substrate, or the like is used, but the substrate 12 is not limited thereto.

また真空容器2の上面部3には、基板ホルダ14に対向する位置に、ターゲット30が保持されるターゲットホルダ(バッキングプレート)32(保持部)が設けられている。これにより、ターゲット30は、真空容器2の内部において基板12に対向する位置に保持される。ターゲット30の平面形状は、例えば矩形状であるが(図1の(b)参照)、これに限らず、円形状等であっても構わない。ターゲットホルダ32は、冷却水を流す通水路36を備えることで、ターゲット30を水冷する。ターゲットホルダ32と真空容器2(具体的には上面部3)との間には、真空シール機能を有する絶縁部42が設けられている。 Further, the upper surface portion 3 of the vacuum vessel 2 is provided with a target holder (backing plate) 32 (holding portion) for holding the target 30 at a position facing the substrate holder 14. As a result, the target 30 is held inside the vacuum vessel 2 at a position facing the substrate 12. The planar shape of the target 30 is, for example, a rectangular shape (see (b) of FIG. 1), but is not limited to this, and may be a circular shape or the like. The target holder 32 is provided with a water passage 36 through which cooling water flows to cool the target 30 with water. An insulating portion 42 having a vacuum sealing function is provided between the target holder 32 and the vacuum container 2 (specifically, the upper surface portion 3).

ターゲット30の材質は、基板12上に形成する膜に応じたものにすれば良い。一例を示せば、基板12上に酸化物半導体薄膜を形成する場合には、ターゲット30は、例えば、In−Ga−Zn−O(インジウム−ガリウム−亜鉛−酸素)、又はIn−Sn−Zn−O(インジウム−スズ−亜鉛−酸素)等から構成される酸化物半導体であるが、ターゲット30の材質はこれに限られるものではない。 The material of the target 30 may be one suitable for the film formed on the substrate 12. For example, when forming an oxide semiconductor thin film on the substrate 12, the target 30 is, for example, In-Ga-Zn-O (indium-gallium-zinc-oxygen) or In-Sn-Zn-. Although it is an oxide semiconductor composed of O (indium-tin-zinc-oxygen) and the like, the material of the target 30 is not limited to this.

ターゲット30には、ターゲットホルダ32を介してターゲットバイアス電源34が接続されている。ターゲットバイアス電源34は、ターゲット30にターゲットバイアス電圧Vを供給(印加)するものである。ターゲットバイアス電圧Vは、プラズマ22中のイオン(本出願では正イオンを意味する)をターゲット30に引き込んでスパッタさせる電圧であり、例えば、(a)負の直流電圧、(b)正負交互のパルス電圧(又は負の直流パルス電圧)、(c)交流電圧である。交流電圧は、例えば、13.56MHzのようなMHzオーダーの高周波電圧であっても構わないし、高周波電源24の出力(例えば13.56MHz)よりも低い周波数(例えば10kHz〜100kHz程度)の低周波電圧であっても構わない。低周波電圧にすると、高周波電源24を用いたプラズマ生成動作との干渉を避けることが容易になる。 A target bias power supply 34 is connected to the target 30 via a target holder 32. Target bias power source 34 is for supplying a target bias voltage V T to the target 30 (applied). The target bias voltage V T, the ions in the plasma 22 (in the present application means a positive ion) is a voltage for sputtering by drawing the target 30, for example, (a) a negative DC voltage, (b) positive and negative alternating Pulse voltage (or negative DC pulse voltage), (c) AC voltage. The AC voltage may be a high frequency voltage on the order of MHz such as 13.56 MHz, or a low frequency voltage having a frequency lower than the output of the high frequency power supply 24 (for example, 13.56 MHz) (for example, about 10 kHz to 100 kHz). It doesn't matter. When the low frequency voltage is set, it becomes easy to avoid interference with the plasma generation operation using the high frequency power supply 24.

ターゲットバイアス電源34から出力されるターゲットバイアス電圧Vは、例えば、ターゲット30の材質等に応じて決定される。ターゲットバイアス電圧Vは、例えば、ターゲット30が導電性の場合には、上記(a)〜(c)に示したいずれの電圧であっても構わない。一方、ターゲット30が絶縁物の場合には、上記(b)又は(c)に示した電圧とすることで、絶縁物の表面が流入イオンの正電荷で覆われることによりスパッタが停止することを防止できる。 Target bias voltage V T output from the target bias power source 34 is determined, for example, according to the material of the target 30 or the like. Target bias voltage V T, for example, if the target 30 is electrically conductive, may be any voltage shown in the above (a) ~ (c). On the other hand, when the target 30 is an insulator, by setting the voltage shown in (b) or (c) above, the surface of the insulator is covered with the positive charge of the inflowing ions, so that the sputtering is stopped. Can be prevented.

ターゲットバイアス電源34は、ターゲットバイアス電圧Vとして、上記(a)〜(c)の電圧のうちの一種類の電圧を出力しても構わないし、複数種類の電圧を切り換えて出力しても構わない。 Target bias power source 34, as a target bias voltage V T, to may be output one type of voltage among the voltage of the (a) ~ (c), may be outputted by switching a plurality of types of voltages Absent.

さらに、真空容器2の内部には、アンテナ20が配置されている。本実施形態では、2本のアンテナ20が、ターゲットホルダ32に保持されたターゲット30を両側から挟むように対向して配置されている。2本のアンテナ20が上面部3を貫通する貫通部には、真空シール機能を有する絶縁部41がそれぞれ設けられている。 Further, an antenna 20 is arranged inside the vacuum container 2. In the present embodiment, the two antennas 20 are arranged so as to face each other so as to sandwich the target 30 held by the target holder 32 from both sides. Insulating portions 41 having a vacuum sealing function are provided in the penetrating portions through which the two antennas 20 penetrate the upper surface portion 3.

各アンテナ20には、整合回路26を介して高周波電源24が接続されている。具体的には、各アンテナ20の一端部に整合回路26が接続され、各アンテナ20の他端部は電気的に接地されている。高周波電源24の一端も電気的に接地されている。なお、各アンテナ20用に高周波電源24及び整合回路26をそれぞれ設けても構わない。 A high frequency power supply 24 is connected to each antenna 20 via a matching circuit 26. Specifically, a matching circuit 26 is connected to one end of each antenna 20, and the other end of each antenna 20 is electrically grounded. One end of the high frequency power supply 24 is also electrically grounded. A high frequency power supply 24 and a matching circuit 26 may be provided for each antenna 20.

高周波電源24は、高周波電力Pを各アンテナ20に供給するものである。具体的には、各アンテナ20に高周波電力Pが並列に供給されることで、ターゲット30の表面近傍に、誘導結合型のプラズマ22を発生させる。高周波電源24から出力される高周波電力Pの周波数は、例えば、一般的な13.56MHzであるが、これに限られるものではない。 High-frequency power source 24 is for supplying a high frequency power P R to each antenna 20. Specifically, by the high frequency power P R is supplied in parallel to each antenna 20, in the vicinity of the surface of the target 30 to generate an inductively coupled plasma 22. Frequency of the high frequency power P R outputted from the high frequency power source 24 is, for example, is a common 13.56 MHz, the invention is not limited thereto.

また、スパッタリング装置1は、制御装置46を備えている。制御装置46は、スパッタリング装置1の各部を統括して制御するものであり、特に高周波電源24及びターゲットバイアス電源34からの電力供給を制御する。 Further, the sputtering device 1 includes a control device 46. The control device 46 controls each part of the sputtering device 1 in an integrated manner, and particularly controls the power supply from the high frequency power supply 24 and the target bias power supply 34.

また、真空容器2には、極性が互いに異なる第1磁性体52a(磁性体)及び第2磁性体52b(磁性体)が設けられている。 Further, the vacuum vessel 2 is provided with a first magnetic body 52a (magnetic material) and a second magnetic body 52b (magnetic material) having different polarities.

<真空容器の上面部付近の構成>
次に、図1を用いて、真空容器2の上面部3付近の具体的構成について詳細に説明する。図1は、真空容器2の上面部3付近の構成例を示す概略図であり、(a)は上面部3付近の断面図であり、(b)は上面部3付近を下方向から見たときの平面図である。
<Structure near the upper surface of the vacuum vessel>
Next, with reference to FIG. 1, a specific configuration in the vicinity of the upper surface portion 3 of the vacuum container 2 will be described in detail. 1A and 1B are schematic views showing a configuration example near the upper surface portion 3 of the vacuum vessel 2, FIG. 1A is a cross-sectional view of the vicinity of the upper surface portion 3, and FIG. 1B is a view of the vicinity of the upper surface portion 3 from below. It is a plan view of time.

上面部3付近には、主として、
・ターゲット30を保持するターゲットホルダ32、
・ターゲットホルダ32と真空容器2と絶縁する絶縁部42、
・ターゲットホルダ32に保持されたターゲット30の表面全体と対向する位置に、平行磁場を形成する第1磁性体52a及び第2磁性体52b、及び、
・ターゲット30の表面近傍においてプラズマ22を発生させるアンテナ20
が設けられている。
In the vicinity of the upper surface portion 3, mainly
-Target holder 32 for holding the target 30,
Insulating portion 42 that insulates the target holder 32 and the vacuum vessel 2.
The first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b that form a parallel magnetic field at positions facing the entire surface of the target 30 held by the target holder 32, and
Antenna 20 that generates plasma 22 near the surface of the target 30
Is provided.

(アンテナ)
図1の(a)に示すように、アンテナ20は、真空容器2内部の、ターゲットホルダ32の近傍に(具体的には、ターゲットホルダ32に保持されたターゲット30の表面近傍に)配置されている。本実施形態では、図1の(b)に示すように、2本のアンテナ20は、ターゲットホルダ32に保持されたターゲット30を両側から挟むように、かつ、略矩形状のターゲット30の辺に沿うように配置されている。
(antenna)
As shown in FIG. 1A, the antenna 20 is arranged inside the vacuum vessel 2 in the vicinity of the target holder 32 (specifically, in the vicinity of the surface of the target 30 held by the target holder 32). There is. In the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the two antennas 20 sandwich the target 30 held by the target holder 32 from both sides and are located on the sides of the substantially rectangular target 30. It is arranged along the line.

2本のアンテナ20をこのように配置することにより、ターゲット30の表面全体と対向するようにプラズマ22を発生させることが可能となる。これにより、ターゲット30の表面全体をスパッタリングすることが可能となり、ターゲット30の利用効率を向上させることが可能となる。但し、この点を考慮しなければ、例えば1本のアンテナ20をターゲット30の片側の辺に沿うように配置しても構わない。 By arranging the two antennas 20 in this way, it is possible to generate the plasma 22 so as to face the entire surface of the target 30. As a result, the entire surface of the target 30 can be sputtered, and the utilization efficiency of the target 30 can be improved. However, if this point is not taken into consideration, for example, one antenna 20 may be arranged along one side of the target 30.

また、各アンテナ20は、両端部以外が棒状の導体(アンテナ導体)であり、その両端部において上面部3側へと屈曲している。各アンテナ20の両端部は、上面部3を貫通して上面部3から上方に突出し、整合回路26に接続されている。 Further, each antenna 20 is a rod-shaped conductor (antenna conductor) except for both end portions, and is bent toward the upper surface portion 3 side at both end portions. Both ends of each antenna 20 penetrate the upper surface portion 3 and project upward from the upper surface portion 3 and are connected to the matching circuit 26.

各アンテナ20は、中が詰まった中実構造であっても構わないし、中空構造(例:管状又は筒状)であっても構わない。中空構造の場合、その内部に冷却水路を設け、冷却水を流すことで各アンテナ20を冷却する水冷構造としても構わない。また、各アンテナ20は、アンテナ導体の途中にコンデンサを挿入した構造であっても構わない。 Each antenna 20 may have a solid structure in which the inside is clogged, or may have a hollow structure (eg, tubular or tubular). In the case of a hollow structure, a water cooling structure may be provided in which a cooling water channel is provided and cooling water is allowed to flow to cool each antenna 20. Further, each antenna 20 may have a structure in which a capacitor is inserted in the middle of the antenna conductor.

なお、アンテナ20の形状は、上述した形状に限らず、全体が棒状でもあっても構わないし、U字状、C字状、コイル状等であっても構わない。また、アンテナ20の形状は、ターゲット30の平面形状に応じた形状としても構わない。例えば、ターゲット30の平面形状が円形状の場合には、アンテナ20の平面形状を円形状にしても構わない。 The shape of the antenna 20 is not limited to the shape described above, and the entire antenna 20 may be rod-shaped, U-shaped, C-shaped, coil-shaped, or the like. Further, the shape of the antenna 20 may be a shape corresponding to the planar shape of the target 30. For example, when the planar shape of the target 30 is circular, the planar shape of the antenna 20 may be circular.

また、アンテナ20は、その構造又は形状に依らず、アンテナ導体が絶縁性部材の内側に収納された構造となっている。 Further, the antenna 20 has a structure in which the antenna conductor is housed inside the insulating member regardless of its structure or shape.

上述したアンテナ20の構造又は形状はあくまで一例であって、アンテナ20は、プラズマ22を発生させることが可能な構造又は形状であればよい。 The structure or shape of the antenna 20 described above is merely an example, and the antenna 20 may have a structure or shape capable of generating plasma 22.

また、アンテナ20には、ターゲット30へのターゲットバイアス電圧Vの供給とは独立して高周波電力Pが供給される。具体的には、制御装置46(図2参照)が、ターゲット30にターゲットバイアス電圧Vを供給するターゲットバイアス電源34と、アンテナ20に高周波電力Pを供給する高周波電源24とを独立に制御する。 Further, the antenna 20, the RF power P R is supplied independently of the supply of the target bias voltage V T of the target 30. Specifically, the control device 46 (see FIG. 2), and control target bias power source 34 for supplying a target bias voltage V T to the target 30, independently and high-frequency power source 24 supplies high frequency power P R to the antenna 20 To do.

一般に、成膜速度を向上させるためには、イオンの数(本実施形態ではアルゴンイオンの数)を増加させるか、ターゲット30に入射するイオンのエネルギーを高める必要がある。ターゲットバイアス電圧Vを低くした場合、ターゲット30に入射するイオンのエネルギーを低下させることができるため、ターゲット30から飛び出すスパッタ粒子のエネルギーを抑制できる。従って、基板12にスパッタ粒子が衝突するときに生じるエネルギーを抑制できるので、基板12の温度上昇を抑制できる。しかし一方で、上記イオンのエネルギーが低くなるため成膜速度は低下する。 Generally, in order to improve the film formation rate, it is necessary to increase the number of ions (the number of argon ions in this embodiment) or increase the energy of the ions incident on the target 30. When the target bias voltage VT is lowered, the energy of the ions incident on the target 30 can be reduced, so that the energy of the sputtered particles ejected from the target 30 can be suppressed. Therefore, the energy generated when the sputtered particles collide with the substrate 12 can be suppressed, so that the temperature rise of the substrate 12 can be suppressed. However, on the other hand, since the energy of the ions becomes low, the film forming speed decreases.

スパッタリング装置1では、ターゲットバイアス電源34と高周波電源24とを独立制御できるため、ターゲットバイアス電圧Vを低くした場合に、アンテナ20に供給する高周波電力Pを高めることができる。この場合、プラズマ22中のイオンの数を多くすることができる。そのため、ターゲットバイアス電圧Vの低下に伴う上記イオンのエネルギーの低下によるスパッタ率の低下を、プラズマ22中のイオンの数を多くすることで補うことができる。 In the sputtering apparatus 1, since it is possible to independently control the target bias power source 34 and the high frequency power source 24, when lower target bias voltage V T, it is possible to enhance the high frequency power P R is supplied to the antenna 20. In this case, the number of ions in the plasma 22 can be increased. Therefore, it is possible to compensate by a decrease in sputtering rate due to the decrease of the energy of the ions due to decrease of the target bias voltage V T, to increase the number of ions in the plasma 22.

このように、アンテナ20を備え、制御装置46がターゲットバイアス電圧V及び高周波電力Pの供給を独立に制御することで、スパッタリング装置1では、ターゲットバイアス電圧Vの低電圧化を図りつつ、成膜速度(高速成膜)を維持できる。また、ターゲットバイアス電圧Vの低電圧化により、基板12にスパッタ粒子が衝突するときに生じるエネルギーを抑制できるので、基板12に形成される膜の高品質化を図ることができる。 Thus, an antenna 20, the control unit 46 by independently controlling the supply of the target bias voltage V T and the high-frequency power P R, the sputtering apparatus 1, while achieving lower voltage of the target bias voltage V T , The film formation rate (high-speed film formation) can be maintained. Moreover, the low voltage of the target bias voltage V T, so the energy that occurs when the sputtered particles to the substrate 12 collide can be suppressed, it is possible to improve the quality of the film formed on the substrate 12.

(第1磁性体・第2磁性体)
図1の(a)に示すように、第1磁性体52a及び第2磁性体52bは、真空容器2内部の、ターゲットホルダ32の近傍に(具体的には、ターゲットホルダ32に保持されたターゲット30の表面近傍に)配置されている。本実施形態では、図1の(b)に示すように、第1磁性体52a及び第2磁性体52bは、ターゲットホルダ32に保持されたターゲット30を両側から挟むように、かつ、略矩形状のターゲット30の辺に沿うように配置されている。
(1st magnetic material, 2nd magnetic material)
As shown in FIG. 1A, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are located in the vicinity of the target holder 32 inside the vacuum vessel 2 (specifically, the target held by the target holder 32). (Near the surface of 30). In the present embodiment, as shown in FIG. 1B, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b have a substantially rectangular shape so as to sandwich the target 30 held by the target holder 32 from both sides. It is arranged along the side of the target 30 of.

換言すれば、第1磁性体52a及び第2磁性体52bは、ターゲット30の表面側(スパッタされる側)であって、ターゲットホルダ32を平面視したときに、ターゲット30を挟んで対向する位置に配置されている。つまり本実施形態では、当該位置に、極性が互いに異なる第1磁極MPa(磁極)及び第2磁極MPb(磁極)が形成される。また、第1磁性体52a及び第2磁性体52b(つまり第1磁極MPa及び第2磁極MPb)は、上記辺に沿って延伸するように配置されている。 In other words, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are on the surface side (sputtered side) of the target 30, and when the target holder 32 is viewed in a plan view, the positions facing each other with the target 30 in between. Is located in. That is, in the present embodiment, the first magnetic pole MPa (magnetic pole) and the second magnetic pole MPb (magnetic pole) having different polarities are formed at the positions. Further, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b (that is, the first magnetic pole MPa and the second magnetic pole MPb) are arranged so as to extend along the above-mentioned sides.

このような配置により、少なくともターゲット30の表面全体と対向する位置に、当該表面に略平行な磁力線MLの成分を有する磁場分布(平行磁場)を形成できる。そのため、ターゲット30でのイオンの衝突により発生する電子(2次電子)を効率良く捕捉することができる。その結果、基板12に向かう電子の移動を抑制できるため、電子の基板12への衝突により生じるエネルギーが基板12に流入することを抑制できる。従って、当該エネルギーによる基板12の温度上昇を抑制できる。 With such an arrangement, a magnetic field distribution (parallel magnetic field) having a component of magnetic field lines ML substantially parallel to the surface can be formed at least at a position facing the entire surface of the target 30. Therefore, electrons (secondary electrons) generated by the collision of ions at the target 30 can be efficiently captured. As a result, the movement of electrons toward the substrate 12 can be suppressed, so that the energy generated by the collision of the electrons with the substrate 12 can be suppressed from flowing into the substrate 12. Therefore, the temperature rise of the substrate 12 due to the energy can be suppressed.

また、ターゲットバイアス電圧Vを低く設定することにより、基板12に電子が衝突するときのエネルギーを低くすることはできるが、基板12に衝突する電子の数を大きく変えることはできない。上記のように平行磁場を形成することにより、基板12に衝突する電子の数を低下させることができるため、基板12の温度上昇を更に抑制できる。 Further, by setting a low target bias voltage V T, although it is possible to lower the energy when colliding electrons to the substrate 12, it can not significantly alter the number of electrons impinging on the substrate 12. By forming the parallel magnetic field as described above, the number of electrons colliding with the substrate 12 can be reduced, so that the temperature rise of the substrate 12 can be further suppressed.

また、ターゲット30の表面全体と対向する位置に平行磁場を形成することにより、ターゲット30の表面全体に亘り一様に電子を捕捉することが可能となる。上述のように2本のアンテナ20を配置することで、ターゲット30の表面全体と対向するようにプラズマ22を発生させることは可能である。しかしこの場合であっても、ターゲット30の表面においてプラズマ22の密度が局在化してしまう可能性はある。上記平行磁場の形成による電子の捕捉により、上記プラズマ22の密度の局在化を抑制できる。そのため、ターゲット30の表面全体を一様にスパッタリングすることが可能となり、ターゲット30の利用効率を更に向上させることができる。 Further, by forming a parallel magnetic field at a position facing the entire surface of the target 30, it is possible to uniformly capture electrons over the entire surface of the target 30. By arranging the two antennas 20 as described above, it is possible to generate the plasma 22 so as to face the entire surface of the target 30. However, even in this case, the density of the plasma 22 may be localized on the surface of the target 30. By capturing electrons by forming the parallel magnetic field, localization of the density of the plasma 22 can be suppressed. Therefore, the entire surface of the target 30 can be uniformly sputtered, and the utilization efficiency of the target 30 can be further improved.

また、ターゲット30の裏側に磁石を設けて、ターゲット30の表面に磁場を形成しようとする場合(図3参照)、ターゲット30が強磁性材料で構成される場合には、ターゲット30の表面に所定強度の磁場を形成することが困難となる可能性がある。磁石が発生した磁力がターゲット30側へと引き込まれてしまいやすいためである。 Further, when a magnet is provided on the back side of the target 30 to form a magnetic field on the surface of the target 30 (see FIG. 3), when the target 30 is made of a ferromagnetic material, the surface of the target 30 is predetermined. It can be difficult to form a strong magnetic field. This is because the magnetic force generated by the magnet is likely to be drawn toward the target 30 side.

一方、ターゲット30の表面側に第1磁性体52a及び第2磁性体52bを配置することで、発生した磁力がターゲット30側へ引き込まれにくくすることができる。そのため、強磁性材料のターゲット30が保持された場合でも、ターゲット30の表面に所定強度の磁場を形成しやすい。そのため、強磁性材料のターゲット30であっても、それ以外の材料のターゲット30と同様にスパッタリングを行うことが可能となる。なお、本実施形態では、ターゲット30の側面近傍に、第1磁性体52a及び第2磁性体52bが設けられている。 On the other hand, by arranging the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b on the surface side of the target 30, it is possible to make it difficult for the generated magnetic force to be drawn into the target 30 side. Therefore, even when the target 30 of the ferromagnetic material is held, a magnetic field having a predetermined strength is likely to be formed on the surface of the target 30. Therefore, even if the target 30 is made of a ferromagnetic material, it is possible to perform sputtering in the same manner as the target 30 made of other materials. In this embodiment, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided in the vicinity of the side surface of the target 30.

また、本実施形態では、第1磁性体52aがN極として、第2磁性体52bがS極として機能する。そのため、図1の(b)に示すように、第1磁性体52a(第1磁極MPa)から第2磁性体52b(第2磁極MPb)に向けて、少なくともターゲット30の表面上においては平行な磁力線MLが形成される。また、図1の(a)に示すように、ターゲット30の表面近傍に磁力線MLが形成される。なお、第1磁性体52aがS極として、第2磁性体52bがN極として機能した場合でも、磁力線MLの向きが逆となるだけで、同様の分布を有する磁場が形成される。 Further, in the present embodiment, the first magnetic body 52a functions as an N pole and the second magnetic body 52b functions as an S pole. Therefore, as shown in FIG. 1 (b), the first magnetic body 52a (first magnetic pole MPa) is parallel to the second magnetic body 52b (second magnetic pole MPb) at least on the surface of the target 30. The magnetic field lines ML are formed. Further, as shown in FIG. 1A, a magnetic field line ML is formed near the surface of the target 30. Even when the first magnetic body 52a functions as the S pole and the second magnetic body 52b functions as the N pole, a magnetic field having the same distribution is formed only by reversing the directions of the magnetic field lines ML.

また、図1の(a)に示すように、第1磁性体52a及び第2磁性体52bは、高さ方向において、アンテナ20よりもターゲット30の表面に近い位置に設けられている。つまり、第1磁性体52a及び第2磁性体52bは、ターゲット30の表面近傍(具体的には、ターゲット30の表面直上)に平行磁場を形成するように設けられている。本実施形態では上述のように、ターゲット30の側面近傍(上側面)に、第1磁性体52a及び第2磁性体52bが設けられている。 Further, as shown in FIG. 1A, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided at positions closer to the surface of the target 30 than the antenna 20 in the height direction. That is, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided so as to form a parallel magnetic field near the surface of the target 30 (specifically, directly above the surface of the target 30). In the present embodiment, as described above, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided in the vicinity of the side surface (upper side surface) of the target 30.

電子は、広範囲に亘りターゲット30から飛び出すため、第1磁性体52a及び第2磁性体52bがターゲット30の表面から離れるほど、当該電子を捕捉する確率(捕捉率、収率)は低下すると共に、スパッタリング装置1の構成が大きくなる。第1磁性体52a及び第2磁性体52bを上記位置に設けることで、電子の収率を向上させつつ、第1磁性体52a及び第2磁性体52bを設けたときのスパッタリング装置1の小型化を図ることができる。 Since the electrons are ejected from the target 30 over a wide range, the probability (capture rate, yield) of capturing the electrons decreases as the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b move away from the surface of the target 30. The configuration of the sputtering apparatus 1 becomes large. By providing the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b at the above positions, the yield of electrons is improved, and the sputtering apparatus 1 is downsized when the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided. Can be planned.

また、第1磁性体52a及び第2磁性体52bが形成する磁場強度(磁束密度)は、マグネトロン放電が生じる強度未満である。スパッタリング装置1では、上述のようにアンテナ20によるプラズマ22を発生させるため、マグネトロン放電を生じさせるような高い強度の磁場を発生させる必要が無い。 Further, the magnetic flux strength (magnetic flux density) formed by the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b is less than the strength at which magnetron discharge occurs. In the sputtering apparatus 1, since the plasma 22 is generated by the antenna 20 as described above, it is not necessary to generate a high-intensity magnetic field that causes magnetron discharge.

また、アンテナ20によるプラズマ22の発生とは別に、マグネトロン放電を生じさせる(電子を磁場に絡みつけて長距離移動させる)ことでガス分子をプラズマ化した場合、プラズマの片寄りが生じてしまう。磁場強度をマグネトロン放電が生じる強度未満とすることで、このようなプラズマの片寄りの発生を防止できる。 Further, when the gas molecules are converted into plasma by generating magnetron discharge (moving electrons by entwining them with a magnetic field for a long distance) separately from the generation of plasma 22 by the antenna 20, the plasma is biased. By setting the magnetic field strength to less than the strength at which magnetron discharge occurs, it is possible to prevent the occurrence of such a biased plasma.

具体的には、第1磁性体52a及び第2磁性体52bが形成する平行磁場の強度は、その何れの位置においても100ガウス未満である。一般に、磁場の強度が100ガウス以上である場合、マグネトロン放電が生じる。従って、ターゲット30の表面に対向して形成される平行磁場の強度が100ガウス未満であれば、マグネトロン放電を生じさせないようにすることが可能である。 Specifically, the strength of the parallel magnetic field formed by the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b is less than 100 gauss at any of the positions. Generally, when the strength of the magnetic field is 100 gauss or more, magnetron discharge occurs. Therefore, if the strength of the parallel magnetic field formed facing the surface of the target 30 is less than 100 gauss, it is possible to prevent the magnetron discharge from occurring.

また、第1磁性体52a及び第2磁性体52bは、平行磁場として、ターゲット30から放出される電子のラーマー半径Rが、ターゲット30と基板12との距離よりも小さくなるような強度の磁場を形成する。これにより、電子の基板12への衝突を防止できるため、電子による基板12の温度上昇を確実に防止できる。 Further, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are magnetic fields having a strength such that the rammer radius RL of the electrons emitted from the target 30 becomes smaller than the distance between the target 30 and the substrate 12 as parallel magnetic fields. To form. As a result, the collision of electrons with the substrate 12 can be prevented, so that the temperature rise of the substrate 12 due to electrons can be reliably prevented.

ラーマー半径Rは、R=mv/|q|B(m:電子の質量、v:電子の速度、q:電子の電荷、B:磁場強度)で定義される。つまり、磁場強度が小さくなるほど、ラーマー半径Rは大きくなる。また、磁場強度が小さくなりすぎると、ターゲット30から放出される電子を捕捉できなくなる。そのため、第1磁性体52a及び第2磁性体52bは、ラーマー半径Rが、ターゲット30と基板12との距離よりも小さくなるような強度であって、かつ、ターゲット30から放出される電子を捕捉可能な強度の平行磁場を形成すればよい。 The rammer radius RL is defined by RL = mv / | q | B (m: electron mass, v: electron velocity, q: electron charge, B: magnetic field strength). That is, the smaller the magnetic field strength, the larger the Ramer radius RL . Further, if the magnetic field strength becomes too small, the electrons emitted from the target 30 cannot be captured. Therefore, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b have an intensity such that the rammer radius RL is smaller than the distance between the target 30 and the substrate 12, and the electrons emitted from the target 30 are emitted. A parallel magnetic field with a captureable strength may be formed.

なお、ラーマー半径Rは、磁場強度及びターゲットバイアス電圧Vによって調整される。 Incidentally, Larmor radius R L is adjusted by the magnetic field strength and the target bias voltage V T.

また、平行磁場の強度は、第1磁性体52a及び第2磁性体52bの磁気的な強さと、第1磁性体52a及び第2磁性体52b間の距離とによって調整される。第1磁性体52a及び第2磁性体52b間の距離が大きくなるほど平行磁場の強度は小さくなり、かつその分布は悪くなる。分布が悪くなった場合、ターゲット30の表面全体において平行磁場を形成できず、電子の捕捉にムラが生じてしまう可能性がある。従って、第1磁性体52a及び第2磁性体52b間の距離は、上記磁気的な強さを考慮して、ターゲット30の表面全体と対向する位置に平行磁場を形成できる程度の距離に設定される。本実施形態では、第1磁性体52a及び第2磁性体52bは、ターゲットホルダ32を平面視したときに、ターゲット30よりも外側で、かつターゲット30に近い位置に設けられている。 The strength of the parallel magnetic field is adjusted by the magnetic strength of the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b and the distance between the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b. As the distance between the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b increases, the strength of the parallel magnetic field decreases and the distribution thereof deteriorates. If the distribution is poor, a parallel magnetic field cannot be formed on the entire surface of the target 30, and there is a possibility that the capture of electrons will be uneven. Therefore, the distance between the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b is set to such a distance that a parallel magnetic field can be formed at a position facing the entire surface of the target 30 in consideration of the above magnetic strength. To. In the present embodiment, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided at positions outside the target 30 and close to the target 30 when the target holder 32 is viewed in a plan view.

また、本実施形態では、第1磁性体52a及び第2磁性体52bは、絶縁部42を介してターゲットホルダ32を支持する上面部3の、内側端部付近に設けられている。 Further, in the present embodiment, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided near the inner end portion of the upper surface portion 3 that supports the target holder 32 via the insulating portion 42.

上面部3は電気的に接地されており、かつ、絶縁部42を介してターゲットホルダ32を支持している。そのため、プラズマ22中のイオンが上面部3に引き込まれることを防止できるので、上面部3をスパッタすること、又は、上面部3にイオンが衝突することにより上面部3の温度が上昇することを防止できる。 The upper surface portion 3 is electrically grounded and supports the target holder 32 via the insulating portion 42. Therefore, it is possible to prevent the ions in the plasma 22 from being drawn into the upper surface portion 3, so that the temperature of the upper surface portion 3 rises due to the sputtering of the upper surface portion 3 or the collision of the ions with the upper surface portion 3. Can be prevented.

従って、第1磁性体52a及び第2磁性体52bが上面部3に設けられ電気的に接地されることで、上述したように、イオンが第1磁性体52a及び第2磁性体52bに引き込まれることを防止できる。そのため、第1磁性体52a及び第2磁性体52bのスパッタ、又は、第1磁性体52a及び第2磁性体52bの温度上昇を防止できる。なお、第1磁性体52a及び第2磁性体52bが上面部3に設けられていなくても電気的に接地されていれば、当該効果を奏することができる。 Therefore, when the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided on the upper surface portion 3 and are electrically grounded, the ions are attracted to the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b as described above. Can be prevented. Therefore, it is possible to prevent the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b from spattering or the temperature rise of the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b. Even if the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are not provided on the upper surface portion 3, the effect can be exhibited as long as they are electrically grounded.

上面部3、第1磁性体52a及び第2磁性体52bを電気的に接地したとしても、プラズマ22の電位と接地と電位差により、イオンを引き込んでしまう可能性はある。そのため、イオンが引き込まれることによる温度上昇を防止するために、上面部3の内部に冷却水路を設けても構わない。上面部3に第1磁性体52a及び第2磁性体52bが設けられる場合、第1磁性体52a及び第2磁性体52bの近傍に設けられることで、第1磁性体52a及び第2磁性体52bを効率良く冷却できる。 Even if the upper surface portion 3, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are electrically grounded, there is a possibility that ions will be drawn in due to the potential of the plasma 22 and the grounding and potential difference. Therefore, in order to prevent the temperature from rising due to the attraction of ions, a cooling water channel may be provided inside the upper surface portion 3. When the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided on the upper surface portion 3, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided in the vicinity of the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b. Can be cooled efficiently.

なお、本実施形態では、第1磁性体52a及び第2磁性体52bとしては、例えば永久磁石が用いられる。これにより、安価にかつ容易に、上述した平行磁場を形成できる。 In the present embodiment, for example, a permanent magnet is used as the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b. Thereby, the parallel magnetic field described above can be formed inexpensively and easily.

また、第1磁性体52a及び第2磁性体52bの形状は、上述した形状に限られず、ターゲット30の平面形状に応じた形状としても構わない。例えば、ターゲット30の平面形状が円形状の場合には、第1磁性体52a及び第2磁性体52bの平面形状を円弧形状にしても構わない。 Further, the shapes of the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are not limited to the above-mentioned shapes, and may be shapes according to the planar shape of the target 30. For example, when the planar shape of the target 30 is circular, the planar shapes of the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b may be arcuate.

(アンテナと第1磁性体・第2磁性体との配置関係)
図1の(a)及び(b)に示すように、アンテナ20は、ターゲットホルダ32を平面視したときに、第1磁性体52a及び第2磁性体52bよりも外側に配置されている。
(Arrangement relationship between the antenna and the first and second magnetic materials)
As shown in FIGS. 1A and 1B, the antenna 20 is arranged outside the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b when the target holder 32 is viewed in a plan view.

アンテナ20が第1磁性体52a及び第2磁性体52bよりも内側に設けられる場合、真空容器2におけるプラズマ22の発生領域が局所的となる。そのため、ターゲット30におけるイオンの衝突領域も局所的となる可能性がある。また、ターゲット30から放出されたスパッタ粒子がアンテナ20に衝突してしまう。そのため、ターゲット30の利用効率が低下する。また、スパッタ粒子の付着によりアンテナ20が汚れてしまう。これらの点を考慮し、アンテナ20が、ターゲットホルダ32を平面視したときに、第1磁性体52a及び第2磁性体52bよりも外側に配置されることで、ターゲット30の利用効率が低下し、アンテナ20が汚れてしまうことを防止できる。 When the antenna 20 is provided inside the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b, the generation region of the plasma 22 in the vacuum vessel 2 becomes local. Therefore, the collision region of ions at the target 30 may also be local. In addition, the sputtered particles emitted from the target 30 collide with the antenna 20. Therefore, the utilization efficiency of the target 30 is lowered. In addition, the antenna 20 becomes dirty due to the adhesion of sputtered particles. In consideration of these points, when the target holder 32 is viewed in a plan view, the antenna 20 is arranged outside the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b, so that the utilization efficiency of the target 30 is lowered. , It is possible to prevent the antenna 20 from becoming dirty.

なお、アンテナ20は、ターゲットホルダ32を平面視したときに、第1磁性体52a及び第2磁性体52bと同じ位置であっても構わないが、この場合、外側に配置された場合よりも、アンテナ20にスパッタ粒子が衝突又は付着する可能性が高くなる。この点からいえば、アンテナ20は、第1磁性体52a及び第2磁性体52bよりも外側に配置された方がよい。 The antenna 20 may be at the same position as the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b when the target holder 32 is viewed in a plan view, but in this case, the antenna 20 may be at the same position as when it is arranged outside. There is a high possibility that sputtered particles will collide or adhere to the antenna 20. From this point of view, the antenna 20 should be arranged outside the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b.

また、アンテナ20にスパッタ粒子が衝突又は付着しないように、高さ方向におけるターゲット30からの距離が調整されても構わない。 Further, the distance from the target 30 in the height direction may be adjusted so that the sputter particles do not collide with or adhere to the antenna 20.

<比較例との対比>
次に、図3〜図5を用いて、本実施形態のスパッタリング装置1の比較例について説明する。
<Comparison with comparative example>
Next, a comparative example of the sputtering apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

(比較例1との対比)
まず、図3を用いて、比較例1に係るスパッタリング装置101について説明する。図3は、スパッタリング装置101について説明するための図であり、(a)は、上面部3付近の構成例を示す概略図であり、(b)は、スパッタリング装置101によりスパッタされたターゲット30の一例を示す図である。
(Comparison with Comparative Example 1)
First, the sputtering apparatus 101 according to Comparative Example 1 will be described with reference to FIG. 3A and 3B are views for explaining the sputtering apparatus 101, FIG. 3A is a schematic view showing a configuration example in the vicinity of the upper surface portion 3, and FIG. 3B is a schematic view showing a configuration example of the vicinity of the upper surface portion 3; FIG. It is a figure which shows an example.

図3の(a)に示すように、スパッタリング装置101では、上面部3は、絶縁部42を介してターゲットホルダ132を支持している。ターゲットホルダ132は、通水路36を備えると共に、第1磁石151、第2磁石152及び第3磁石153を備えることにより形成される磁気回路150を有する。磁気回路150は、マグネトロン放電を生じさせる。 As shown in FIG. 3A, in the sputtering apparatus 101, the upper surface portion 3 supports the target holder 132 via the insulating portion 42. The target holder 132 includes a water passage 36 and a magnetic circuit 150 formed by including a first magnet 151, a second magnet 152, and a third magnet 153. The magnetic circuit 150 causes a magnetron discharge.

具体的には、ターゲットホルダ132の中央付近に第2磁石152が設けられることで、磁極MP102が形成されている。また、ターゲットホルダ132の両端部付近にそれぞれ第1磁石151及び第3磁石153が設けられることで、磁極MP101及びMP103が形成されている。第1磁石151と第2磁石152とは互いに異なる極性を有し、第2磁石152と第3磁石153とは互いに異なる極性を有する。そのため、磁気回路150では、第1磁石151と第2磁石152との間で磁力線MLが形成されると共に、第2磁石152と第3磁石153との間で磁力線MLが形成される。 Specifically, the magnetic pole MP102 is formed by providing the second magnet 152 near the center of the target holder 132. Further, the magnetic poles MP101 and MP103 are formed by providing the first magnet 151 and the third magnet 153 near both ends of the target holder 132, respectively. The first magnet 151 and the second magnet 152 have different polarities from each other, and the second magnet 152 and the third magnet 153 have different polarities from each other. Therefore, in the magnetic circuit 150, the magnetic field line ML is formed between the first magnet 151 and the second magnet 152, and the magnetic field line ML is formed between the second magnet 152 and the third magnet 153.

図3の(a)に示すように、ターゲット30の表面の一方の領域において、磁極MP101及び磁極MP102の間に形成される磁力線MLによる高密度のプラズマが発生する。また、他方の領域において、磁極MP102及び磁極MP103の間に形成される磁力線MLによる高密度のプラズマが発生する。 As shown in FIG. 3A, high-density plasma generated by the magnetic field lines ML formed between the magnetic poles MP101 and the magnetic poles MP102 is generated in one region on the surface of the target 30. Further, in the other region, high-density plasma is generated by the magnetic field lines ML formed between the magnetic poles MP102 and the magnetic poles MP103.

そのため、ターゲット30の表面の2箇所において発生したプラズマにより、ターゲット30の表面がスパッタされる。その結果、図3の(b)に示すように、局所的にターゲット30がスパッタされたスパッタ領域(消耗部)P1及びP2が生じてしまう。 Therefore, the surface of the target 30 is sputtered by the plasma generated at the two locations on the surface of the target 30. As a result, as shown in FIG. 3B, sputtered regions (consumable portions) P1 and P2 in which the target 30 is locally sputtered are generated.

このように、スパッタリング装置101では、ターゲット30の表面の一部分に高密度のプラズマが局在化することによる局所的なスパッタ領域の形成により、ターゲット30の利用効率が低下する。その結果、材料費(ターゲット30にかかる費用)が上がってしまう。また、ターゲット30からのスパッタ粒子の飛び出し角度は、ターゲット30の材料及び飛び出し位置によって大きく変わる。そのため、局所的なスパッタ領域の形成により、ターゲット30の材料によっては、基板12に形成される膜の膜質が不均一になる可能性がある。 As described above, in the sputtering apparatus 101, the utilization efficiency of the target 30 is lowered due to the formation of a local sputtering region by localizing the high-density plasma on a part of the surface of the target 30. As a result, the material cost (cost for the target 30) increases. Further, the ejection angle of the sputtered particles from the target 30 varies greatly depending on the material of the target 30 and the ejection position. Therefore, due to the formation of the local sputtering region, the film quality of the film formed on the substrate 12 may become non-uniform depending on the material of the target 30.

本実施形態のスパッタリング装置1では、ターゲット30の表面全体と対向する位置に平行磁場を形成している。そのため、スパッタ領域P1及びP2のような局所的なスパッタ領域が形成されず、プラズマ22中のイオンをターゲット30の表面全体に一様に衝突させることができる。そのため、ターゲット30の利用効率を向上させることができる。 In the sputtering apparatus 1 of the present embodiment, a parallel magnetic field is formed at a position facing the entire surface of the target 30. Therefore, local sputtering regions such as the sputtering regions P1 and P2 are not formed, and the ions in the plasma 22 can be uniformly collided with the entire surface of the target 30. Therefore, the utilization efficiency of the target 30 can be improved.

また、スパッタリング装置101は、アンテナ20を備えず(制御装置は、アンテナ20への高周波電力Pの供給制御を行わず)、第1磁石151、第2磁石152及び第3磁石153によりプラズマを発生させている。一方、スパッタリング装置1では、アンテナ20に高周波電力Pを供給することによりプラズマ22を発生させるため、スパッタリング装置101のようにマグネトロン放電を生じさせる必要がない。そのため、マグネトロン放電によって生じ得るプラズマの片寄りの発生を防止できる。また、ターゲットバイアス電圧Vとは独立に高周波電力Pをアンテナ20に供給できるので、ターゲットバイアス電圧Vの低電圧化を図りつつ、成膜速度を維持できる。 Further, the sputtering apparatus 101 is not provided with an antenna 20 (controller does not perform the supply control of the high frequency power P R of the antenna 20), the first magnet 151, a plasma by the second magnet 152 and the third magnet 153 It is occurring. On the other hand, in the sputtering apparatus 1, to generate plasma 22 by supplying high-frequency power P R to the antenna 20, it is not necessary to produce a magnetron discharge as the sputtering apparatus 101. Therefore, it is possible to prevent the generation of plasma bias that may occur due to magnetron discharge. Further, since the target bias voltage V T can supply the high frequency power P R to the antenna 20 independently while achieving lower voltage of the target bias voltage V T, can maintain the deposition rate.

また、スパッタリング装置101では、ターゲット30の裏面に第1磁石151、第2磁石152及び第3磁石153が設けられている。そのため、強磁性材料のターゲット30の場合、これらの磁石が発生させた磁力がターゲット30側へと引き込まれてしまいやすい。一方、スパッタリング装置1では、ターゲット30の表面側に第1磁性体52a及び第2磁性体52bを設けているので、強磁性材料のターゲット30であっても、それ以外のターゲット30と同様にスパッタリングを行うことが可能となる。 Further, in the sputtering apparatus 101, a first magnet 151, a second magnet 152, and a third magnet 153 are provided on the back surface of the target 30. Therefore, in the case of the target 30 made of a ferromagnetic material, the magnetic force generated by these magnets is likely to be drawn toward the target 30 side. On the other hand, in the sputtering apparatus 1, since the first magnetic material 52a and the second magnetic material 52b are provided on the surface side of the target 30, even if the target 30 is made of a ferromagnetic material, it is sputtered in the same manner as the other targets 30. Can be done.

(比較例2との対比)
次に、図4を用いて、比較例2に係るスパッタリング装置102について説明する。図4は、スパッタリング装置102について説明するための図であり、真空容器2内部の構成例を示す概略図である。
(Comparison with Comparative Example 2)
Next, the sputtering apparatus 102 according to Comparative Example 2 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the sputtering apparatus 102, and is a schematic view showing a configuration example inside the vacuum vessel 2.

図4に示すように、スパッタリング装置102は、スパッタリング装置1と同様、アンテナ20を備えている。そのため、ターゲットバイアス電圧Vの低電圧化を図りつつ、成膜速度を維持できる。 As shown in FIG. 4, the sputtering device 102 includes an antenna 20 like the sputtering device 1. Therefore, while achieving lower voltage of the target bias voltage V T, it can maintain the deposition rate.

しかし、図4に示すように、スパッタリング装置102では、上面部3は、第1磁性体52a及び第2磁性体52bを備えていないため、イオンがターゲット30に引き込まれたときに放出される電子を磁場により捕捉できない。そのため、電子が基板12に衝突することにより、電子による不要なエネルギーが基板12に流入するため、基板12の温度が上昇してしまう。一方、スパッタリング装置1では、上面部3に第1磁性体52a及び第2磁性体52bを備え、ターゲット30の表面全体と対向する位置に平行磁場を形成することで、ターゲット30の表面全体において電子を捕捉できる。そのため、電子の基板12への衝突による温度上昇を抑制できる。 However, as shown in FIG. 4, in the sputtering apparatus 102, since the upper surface portion 3 does not include the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b, the electrons emitted when the ions are drawn into the target 30. Cannot be captured by the magnetic field. Therefore, when the electrons collide with the substrate 12, unnecessary energy due to the electrons flows into the substrate 12, so that the temperature of the substrate 12 rises. On the other hand, in the sputtering apparatus 1, the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are provided on the upper surface portion 3, and a parallel magnetic field is formed at a position facing the entire surface of the target 30, so that electrons can be generated on the entire surface of the target 30. Can be captured. Therefore, it is possible to suppress a temperature rise due to collision of electrons with the substrate 12.

(実施例と比較例2との比較結果)
次に、本実施例のスパッタリング装置1と、比較例2のスパッタリング装置102とにおける基板12の温度変化について、図5を用いて説明する。図5は、本実施例のスパッタリング装置1と、比較例2のスパッタリング装置102とにおける基板12の経時的な温度変化を示すグラフである。
(Comparison result between Example and Comparative Example 2)
Next, the temperature change of the substrate 12 between the sputtering apparatus 1 of this embodiment and the sputtering apparatus 102 of Comparative Example 2 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a graph showing the temperature change of the substrate 12 with time in the sputtering apparatus 1 of this embodiment and the sputtering apparatus 102 of Comparative Example 2.

本実験において、ターゲット30としては、6インチ径の円形状のAl−Si系合金(1wt%のSiを含む)を用いた。基板12(評価用基板)としては、0.5mm厚のシリコンウェハを用いた。ガス10としては、アルゴン(Ar)ガスを用いた。アンテナ20には2.0kwの高周波電力P(RFパワー)を供給し、ターゲット30には−400Vのターゲットバイアス電圧Vを供給した。 In this experiment, a 6-inch diameter circular Al—Si alloy (including 1 wt% Si) was used as the target 30. As the substrate 12 (evaluation substrate), a silicon wafer having a thickness of 0.5 mm was used. As the gas 10, argon (Ar) gas was used. The antenna 20 supplies a high-frequency power P R (RF power) of 2.0 kW, the target 30 was supplied with a target bias voltage V T of -400 V.

また、電子のエネルギーとしてターゲットバイアス電圧V相当のエネルギーを想定した場合、第1磁性体52a及び第2磁性体52bが形成する第1磁極MPa及び第2磁極MPbを結ぶ線分の中央付近の磁場強度が100ガウスの場合、ラーマー半径Rは10mmと算出できる。また、当該中央付近の磁場強度が10ガウスの場合、ラーマー半径Rは100mmと算出できる。 Also, when assuming target bias voltage V T corresponding energy as the energy of the electrons, near the center of a line connecting the first pole MPa and the second magnetic pole MPb the first magnetic body 52a and the second magnetic member 52b is formed When the magnetic field strength is 100 gauss, the Ramer radius RL can be calculated as 10 mm. Further, when the magnetic field strength near the center is 10 gauss, the rammer radius RL can be calculated as 100 mm.

スパッタリング装置1では、ターゲット30の表面における平行磁場の強度は、ラーマー半径Rが、ターゲット30と基板12との距離よりも小さくなるような強度に設定される。この点を考慮し、基板12及びターゲット30間の距離を125mmに設定すると共に、ラーマー半径Rが125mm未満となるように、第1磁性体52a及び第2磁性体52bの特性(磁気的な強さ)と、第1磁性体52a及び第2磁性体52bの位置とが設定された。 In the sputtering apparatus 1, the intensity of the parallel magnetic field on the surface of the target 30 is set so that the rammer radius RL is smaller than the distance between the target 30 and the substrate 12. In consideration of this point, the distance between the substrate 12 and the target 30 is set to 125 mm, and the characteristics (magnetic) of the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are set so that the rammer radius RL is less than 125 mm. The strength) and the positions of the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b were set.

具体的には、ターゲット30の表面全体と対向する位置に平行磁場を形成すべく、図1に示すように、ターゲット30の表面側の側面近傍に、ターゲット30の辺に沿うように、棒状の第1磁性体52a及び第2磁性体52bが配置された。第1磁性体52a及び第2磁性体52bとしては、その表面近傍の磁場強度が約1000ガウスの永久磁石が用いられた。第1磁性体52a及び第2磁性体52b間の距離は、約200mmに設定された。このとき、上記中央付近で7ガウス、上記中央付近からターゲット30の方向に30mmの位置で4ガウス、上記中央付近から基板12の方向に30mmの位置で4ガウスの磁場強度が得られた。 Specifically, in order to form a parallel magnetic field at a position facing the entire surface of the target 30, as shown in FIG. 1, a rod-shaped rod is formed near the side surface of the target 30 on the surface side and along the side of the target 30. The first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b were arranged. As the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b, permanent magnets having a magnetic field strength near the surface thereof of about 1000 gauss were used. The distance between the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b was set to about 200 mm. At this time, a magnetic field strength of 7 gauss was obtained near the center, 4 gauss at a position 30 mm from the center to the target 30 and 4 gauss at a position 30 mm from the center to the substrate 12.

この条件において、サーモラベル(登録商標)を基板12に貼り付けて、基板12の温度を測定した。なお、成膜開始前の基板12の温度(真空容器2内部の温度)は、約25℃であった。 Under this condition, a thermolabel (registered trademark) was attached to the substrate 12 and the temperature of the substrate 12 was measured. The temperature of the substrate 12 (the temperature inside the vacuum vessel 2) before the start of film formation was about 25 ° C.

その結果、図5に示すように、磁場が形成されないスパッタリング装置102(図5における「磁場なし」のグラフ)では、基板12の温度上昇速度は、約2.8℃/秒であることが確認された。一方、平行磁場が形成されたスパッタリング装置1(図5における「磁場あり」のグラフ)では、約0.52℃/秒であることが確認された。 As a result, as shown in FIG. 5, it was confirmed that the temperature rise rate of the substrate 12 was about 2.8 ° C./sec in the sputtering apparatus 102 (graph of “no magnetic field” in FIG. 5) in which no magnetic field was formed. Was done. On the other hand, in the sputtering apparatus 1 in which the parallel magnetic field was formed (graph of “with magnetic field” in FIG. 5), it was confirmed that the temperature was about 0.52 ° C./sec.

このように、スパッタリング装置1によれば、ターゲット30の表面全体と対向する位置に平行磁場を形成することで、基板12の温度上昇を抑制できることがわかる。 As described above, according to the sputtering apparatus 1, it can be seen that the temperature rise of the substrate 12 can be suppressed by forming a parallel magnetic field at a position facing the entire surface of the target 30.

例えば、フレキシブルディスプレイの基板としては、一般に耐熱性が高い基板が用いられているが、耐熱性が高くなるほど基板の価格は高くなる。つまり、フレキシブルディスプレイを安価にするために比較的安い基板を用いた場合、基板の耐熱性が低くなってしまう。従って、耐熱性が低い基板に対して成膜を行う場合には特に、スパッタリング装置1を用いることで基板の温度上昇を抑制することは有用であるといえる。 For example, as a substrate for a flexible display, a substrate having high heat resistance is generally used, but the higher the heat resistance, the higher the price of the substrate. That is, when a relatively cheap substrate is used in order to make the flexible display inexpensive, the heat resistance of the substrate is lowered. Therefore, it can be said that it is useful to suppress the temperature rise of the substrate by using the sputtering apparatus 1, especially when the film is formed on the substrate having low heat resistance.

<変形例>
図6は、スパッタリング装置1の変形例に係るスパッタリング装置1Aの構成例を示す概略図である。図6に示すように、スパッタリング装置1Aでは、第1磁性体52a及び第2磁性体52bの配置位置が、スパッタリング装置1と異なる。
<Modification example>
FIG. 6 is a schematic view showing a configuration example of the sputtering device 1A according to a modified example of the sputtering device 1. As shown in FIG. 6, in the sputtering device 1A, the arrangement positions of the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are different from those in the sputtering device 1.

スパッタリング装置1Aは、第1磁性体52a及び第2磁性体52bを含む磁気回路54が、平行磁場を形成する磁性体として設けられた構成である。磁気回路54は、ターゲットホルダ32を平面視したときに、ターゲット30を挟んで対向する位置に、極性が互いに異なる第1磁極MPa及び第2磁極MPbを形成する。つまり、上記位置に第1磁極MPa及び第2磁極MPbが形成されれば、第1磁性体52a及び第2磁性体52bの配置位置は上記位置に限られない。 The sputtering apparatus 1A has a configuration in which a magnetic circuit 54 including a first magnetic body 52a and a second magnetic body 52b is provided as a magnetic body forming a parallel magnetic field. When the target holder 32 is viewed in a plan view, the magnetic circuit 54 forms a first magnetic pole MPa and a second magnetic pole MPb having different polarities at positions facing each other across the target 30. That is, if the first magnetic pole MPa and the second magnetic pole MPb are formed at the above positions, the arrangement positions of the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are not limited to the above positions.

具体的には、図6に示すように、磁気回路54は、第1磁性体52a、第1伝達部材53a、第2磁性体52b、及び第2伝達部材53bにより形成されている。第1磁性体52a及び第2磁性体52bは、例えば永久磁石である。第1伝達部材53aは、第1磁性体52aからの磁力を第1磁極MPaに伝達するものであり、第2伝達部材53bは、第1磁極MPaからの磁力を第2磁極MPbから第2磁性体52bに伝達するものである。 Specifically, as shown in FIG. 6, the magnetic circuit 54 is formed of a first magnetic body 52a, a first transmission member 53a, a second magnetic body 52b, and a second transmission member 53b. The first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b are, for example, permanent magnets. The first transmission member 53a transmits the magnetic force from the first magnetic body 52a to the first magnetic pole MPa, and the second transmission member 53b transmits the magnetic force from the first magnetic pole MPa from the second magnetic pole MPb to the second magnetic pole MPb. It is transmitted to the body 52b.

この構成によっても、第1磁極MPa及び第2磁極MPbとの間に、ターゲット30の表面全体と対向する位置に平行磁場を形成できる。 Also with this configuration, a parallel magnetic field can be formed between the first magnetic pole MPa and the second magnetic pole MPb at a position facing the entire surface of the target 30.

〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described below. For convenience of explanation, the same reference numerals will be added to the members having the same functions as the members described in the above embodiment, and the description will not be repeated.

図7は、本実施形態に係るスパッタリング装置1Bの構成例を示す概略図である。図7に示すように、スパッタリング装置1Bは、1つの基板ホルダ14に対して、ターゲットホルダ32a及び32bを備えている。ターゲットホルダ32a及び32bは、ターゲットホルダ32と同じ構成及び機能を有する。 FIG. 7 is a schematic view showing a configuration example of the sputtering apparatus 1B according to the present embodiment. As shown in FIG. 7, the sputtering apparatus 1B includes target holders 32a and 32b for one substrate holder 14. The target holders 32a and 32b have the same configuration and function as the target holder 32.

ターゲットホルダ32a及び32bのそれぞれに対して、2つのアンテナ20が対向配置されている。具体的には、ターゲットホルダ32a及び32bの間に存在するアンテナ20は、ターゲットホルダ32a及び32bに対して共通化されている。同様に、ターゲットホルダ32a及び32bの間に存在する上面部3についても、ターゲットホルダ32a及び32bに対して共通化されている。つまり、この上面部3は、ターゲットホルダ32a及び32bの両方を支持する。また、この上面部3には、ターゲットホルダ32a用の第2磁性体52bと、ターゲットホルダ32b用の第1磁性体52aとが設けられている。 Two antennas 20 are arranged to face each of the target holders 32a and 32b. Specifically, the antenna 20 existing between the target holders 32a and 32b is shared with respect to the target holders 32a and 32b. Similarly, the upper surface portion 3 existing between the target holders 32a and 32b is also common to the target holders 32a and 32b. That is, the upper surface portion 3 supports both the target holders 32a and 32b. Further, the upper surface portion 3 is provided with a second magnetic body 52b for the target holder 32a and a first magnetic body 52a for the target holder 32b.

また、スパッタリング装置1Bでは、基板ホルダ14がターゲットホルダ32a及び32bに対して略水平方向(ターゲット30の並び方向)に移動する。この移動は、基板ホルダ14に接続された駆動機構(不図示)を制御装置46(図2参照)が制御することにより実行される。制御装置46は、基板ホルダ14を、例えばターゲットホルダ32a及び32bが並ぶ方向(図7に示す矢印方向)に移動させる。 Further, in the sputtering apparatus 1B, the substrate holder 14 moves in a substantially horizontal direction (arrangement direction of the targets 30) with respect to the target holders 32a and 32b. This movement is executed by the control device 46 (see FIG. 2) controlling the drive mechanism (not shown) connected to the substrate holder 14. The control device 46 moves the substrate holder 14 in, for example, the direction in which the target holders 32a and 32b are lined up (in the direction of the arrow shown in FIG. 7).

図7では、ターゲットホルダ32a及び32bが並設される構成について説明したが、これに限られない。3つ以上のターゲットホルダ32が1方向に延伸するように並設されても構わない。また、複数のターゲットホルダ32が2方向に延伸するように(つまりマトリクス状に)並設されても構わない。この場合、駆動機構は、基板ホルダ14を2方向のそれぞれに(つまり紙面奥行き方向にも)移動させることが可能なように設けられる。 In FIG. 7, the configuration in which the target holders 32a and 32b are arranged side by side has been described, but the present invention is not limited to this. Three or more target holders 32 may be arranged side by side so as to extend in one direction. Further, the plurality of target holders 32 may be arranged side by side so as to extend in two directions (that is, in a matrix). In this case, the drive mechanism is provided so that the substrate holder 14 can be moved in each of the two directions (that is, also in the depth direction of the paper surface).

このように、スパッタリング装置1Bでは、ターゲットホルダ32(つまりターゲット30)と、第1磁性体52a及び第2磁性体52bと、アンテナ20との組合せを複数配列した構成となっている。そのため、スパッタリング装置1Bは、比較的広い基板12に対して成膜を行うことができる。 As described above, the sputtering apparatus 1B has a configuration in which a plurality of combinations of the target holder 32 (that is, the target 30), the first magnetic body 52a and the second magnetic body 52b, and the antenna 20 are arranged. Therefore, the sputtering apparatus 1B can form a film on a relatively wide substrate 12.

また、スパッタリング装置1Bでは、基板ホルダ14をターゲットホルダ32に対して略水平方向に移動(揺動)させる。そのため、基板12に対して、より均一及び均質な成膜を行うことができる。 Further, in the sputtering apparatus 1B, the substrate holder 14 is moved (swinged) in a substantially horizontal direction with respect to the target holder 32. Therefore, a more uniform and homogeneous film can be formed on the substrate 12.

〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

1、1A、1B スパッタリング装置
2 真空容器
10 ガス
12 基板
20 アンテナ
22 プラズマ
30 ターゲット
32、32a、32b ターゲットホルダ(保持部)
52a 第1磁性体(磁性体)
52b 第2磁性体(磁性体)
54 磁気回路(磁性体)
MPa 第1磁極(磁極)
MPb 第2磁極(磁極)
ラーマー半径
1, 1A, 1B Sputtering device 2 Vacuum container 10 Gas 12 Board 20 Antenna 22 Plasma 30 Target 32, 32a, 32b Target holder (holding part)
52a First magnetic material (magnetic material)
52b Second magnetic material (magnetic material)
54 Magnetic circuit (magnetic material)
MPa 1st magnetic pole (magnetic pole)
MPb second magnetic pole (magnetic pole)
RL Ramer radius

Claims (8)

スパッタ用のガスが導入される真空容器内でターゲットをスパッタさせて基板上に成膜するスパッタリング装置であって、
前記真空容器には、
前記ターゲットが保持される保持部と、
極性が互いに異なる磁性体と、
前記ターゲットへの電力供給とは独立して電力が供給されることによりプラズマを発生させるアンテナと、が備えられており、
前記磁性体は、前記保持部に保持されたターゲットの表面全体と対向する位置に、マグネトロン放電が生じる強度未満の平行磁場を形成する、スパッタリング装置。
A sputtering device that sputters a target in a vacuum vessel into which a gas for sputtering is introduced to form a film on a substrate.
In the vacuum container
The holding part where the target is held and
Magnetic materials with different polarities and
An antenna that generates plasma by supplying electric power independently of the electric power supply to the target is provided.
A sputtering device in which the magnetic material forms a parallel magnetic field having a strength lower than the strength at which magnetron discharge occurs at a position facing the entire surface of the target held by the holding portion.
前記磁性体は、前記平行磁場として、前記ターゲットから放出される電子のラーマー半径が、前記ターゲットと前記基板との距離よりも小さくなるような強度の磁場を形成する、請求項1に記載のスパッタリング装置。 The sputtering according to claim 1, wherein the magnetic material forms a magnetic field having a strength such that the rammer radius of electrons emitted from the target becomes smaller than the distance between the target and the substrate as the parallel magnetic field. apparatus. 前記磁性体は、前記ターゲットの表面近傍に前記平行磁場を形成する、請求項1又は2に記載のスパッタリング装置。 The sputtering apparatus according to claim 1 or 2, wherein the magnetic material forms the parallel magnetic field in the vicinity of the surface of the target. 前記磁性体は、前記ターゲットの表面側であって、前記保持部を平面視したときに、前記ターゲットを挟んで対向する位置に、互いに極性が異なる磁極を形成する、請求項1から3の何れか1項に記載のスパッタリング装置。 Any of claims 1 to 3, wherein the magnetic material forms magnetic poles having different polarities from each other at positions facing each other across the target when the holding portion is viewed in a plan view on the surface side of the target. The sputtering apparatus according to item 1. 前記磁性体は、前記位置に配置される永久磁石である、請求項4に記載のスパッタリング装置。 The sputtering apparatus according to claim 4, wherein the magnetic material is a permanent magnet arranged at the position. 前記磁性体は、前記位置に前記磁極を形成する磁気回路である、請求項4に記載のスパッタリング装置。 The sputtering apparatus according to claim 4, wherein the magnetic material is a magnetic circuit that forms the magnetic pole at the position. 前記磁性体は接地されている、請求項1から6の何れか1項に記載のスパッタリング装置。 The sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the magnetic material is grounded. 前記アンテナは、前記保持部を平面視したときに、前記磁性体よりも外側に配置されている、請求項1から7のいずれか1項に記載のスパッタリング装置。 The sputtering apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the antenna is arranged outside the magnetic material when the holding portion is viewed in a plan view.
JP2019053427A 2019-03-20 2019-03-20 Sputtering device Pending JP2020152968A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019053427A JP2020152968A (en) 2019-03-20 2019-03-20 Sputtering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019053427A JP2020152968A (en) 2019-03-20 2019-03-20 Sputtering device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020152968A true JP2020152968A (en) 2020-09-24

Family

ID=72557990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019053427A Pending JP2020152968A (en) 2019-03-20 2019-03-20 Sputtering device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020152968A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023282150A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-12 日新電機株式会社 Sputtering device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0835064A (en) * 1994-07-20 1996-02-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sputtering device
JP2000313958A (en) * 1999-04-28 2000-11-14 Canon Inc Thin film deposition system and thin film deposition
JP2016065299A (en) * 2014-09-26 2016-04-28 日新電機株式会社 Film deposition method and sputtering apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0835064A (en) * 1994-07-20 1996-02-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Sputtering device
JP2000313958A (en) * 1999-04-28 2000-11-14 Canon Inc Thin film deposition system and thin film deposition
JP2016065299A (en) * 2014-09-26 2016-04-28 日新電機株式会社 Film deposition method and sputtering apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023282150A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-12 日新電機株式会社 Sputtering device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8382966B2 (en) Sputtering system
TWI287048B (en) Equipment for cathode-sputtering
US5865961A (en) Magnetron sputtering apparatus and method
US20090314206A1 (en) Sheet Plasma Film-Forming Apparatus
CN103374705A (en) Magnetron sputtering device
US8377269B2 (en) Sputtering apparatus
JP3919266B2 (en) Magnetron cathode electrode of sputtering equipment
US20100012033A1 (en) Sheet Plasma Film Forming Apparatus
JP4473852B2 (en) Sputtering apparatus and sputtering method
JP2020152968A (en) Sputtering device
US20090294281A1 (en) Plasma film forming apparatus and film manufacturing method
JP2010248576A (en) Magnetron sputtering apparatus
JP2009191340A (en) Film-forming apparatus and film-forming method
US9607813B2 (en) Magnetic field generation apparatus and sputtering apparatus
CN101646799B (en) Magnetron source for deposition on large substrates
JP4795174B2 (en) Sputtering equipment
JP5853487B2 (en) Discharge electrode and discharge method
WO2008035587A1 (en) Vacuum processing system
JPH0660393B2 (en) Plasma concentrated high-speed sputter device
CN114645255A (en) Magnetized electron series resonance method and device thereof
JPH07233473A (en) Magnetron sputtering device
JPH04276069A (en) Method and device for sputtering
JP2007291477A (en) Sputtering apparatus
KR102660076B1 (en) Facing rotatable cylindrical target type sputtering device
JPH0517869A (en) Sputtering method and device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230110

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230704