JP3514488B2 - Magnetron sputtering method and apparatus - Google Patents
Magnetron sputtering method and apparatusInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタ室内に配置し
たターゲットに対向した位置を通って連続的に搬送され
る基板上に連続的に薄膜を形成するインライン式のマグ
ネトロンスパッタ方法及び装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-line type magnetron sputtering method and apparatus for continuously forming a thin film on a substrate which is continuously conveyed through a position facing a target placed in a sputtering chamber. Is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、薄膜をスパッタ法で形成する場
合、柝出速度が高く生産性に優れたマグネトロンカソー
ドが広く用いられている。一般的なマグネトロンカソー
ドでは、相反する磁極をもつ中央磁石とこの中央磁石を
取り囲む外周磁石とで構成された磁気回路がターゲット
背面に固定されている。このようなマグネトロンスパッ
タカソードにおいては中央磁石と外周磁石とによってタ
ーゲット表面に閉ループ状の磁場が形成され、この磁場
によって電子が閉込められてこの部分に高密度プラズマ
が発生され、高柝出速度のスパッタが可能となる。2. Description of the Related Art Conventionally, when a thin film is formed by a sputtering method, a magnetron cathode having a high extrusion rate and excellent productivity has been widely used. In a general magnetron cathode, a magnetic circuit composed of a central magnet having opposite magnetic poles and an outer peripheral magnet surrounding the central magnet is fixed to the back surface of the target. In such a magnetron sputtering cathode, a closed loop magnetic field is formed on the target surface by the central magnet and the peripheral magnet, electrons are confined by this magnetic field and high density plasma is generated in this part, and a high ejection speed is obtained. Sputtering is possible.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固定磁気回路を用いたマグネトロンスパッタでは、プラ
ズマの集中した部分において最もスパッタされ、部分的
にエロードされることになり、その結果深いＶ字状のタ
ーゲットエロージョンが進行するため、ターゲットの利
用効率が低いという問題があった。However, in the conventional magnetron sputtering using the fixed magnetic circuit, the plasma is most sputtered in the portion where plasma is concentrated, and the plasma is partially eroded. As a result, the deep V-shaped portion is formed. Since the target erosion progresses, there is a problem that the utilization efficiency of the target is low.
【０００４】ところで、単にターゲットの利用効率を向
上させるだけであれば、ターゲット背面に設置したマグ
ネトロン磁気回路を基板搬送方向に対して前後方向に等
速往復運動させて放電プラズマの集中する部位を経時的
に移動させてやればよいが、インライン式のスパッタ装
置のように、連続して移動していく基板に成膜を行なう
場合、磁気回路の移動方向に応じて、ターゲット上でプ
ラズマが集中しスパッタが生じている部分に対する相対
的な基板の移動速度が異なってくる。例えば基板の搬送
速度が100 mm／分であり、磁気回路の移動速度が50mm／
分であると仮定すると、磁気回路が基板搬送方向と同方
向のときは、実質的な基板の移動速度は50mm／分とな
る。一方、磁気回路が基板搬送方向と逆方向に移動して
いるときは、実質的な基板の移動速度は150 mm／分とな
る。従って放電パワーが一定であれば、基板上に形成さ
れる薄膜の膜厚が３倍程度異なることになる。このよう
に、ターゲットに対し単に磁気回路を移動させただけで
は、基板通過成膜に対しては磁気回路の移動方向や移動
速度に応じて膜形成速度が異ってしまうことになる。ま
た、In−Sn−Ｏ系透明導電膜（以下単にITO 膜と記載す
る）をＡr とＯ2 ガスを用いてスパッタ形成する場合の
ように、導入する反応ガス量に対して膜特性が最適値を
とるような薄膜を形成する場合には、上記のように磁気
回路の移動方向や相対移動速度が変化すると、膜厚と共
に膜特性についても均一な薄膜を得ることができなくな
る。By the way, if the utilization efficiency of the target is simply improved, the magnetron magnetic circuit installed on the back surface of the target is moved back and forth at a constant speed in the front-rear direction with respect to the substrate transfer direction, so that the portion where the discharge plasma is concentrated is aged. However, when depositing a film on a continuously moving substrate such as an in-line type sputtering device, plasma is concentrated on the target depending on the moving direction of the magnetic circuit. The moving speed of the substrate relative to the portion where the spatter is generated is different. For example, the substrate transfer speed is 100 mm / min, and the magnetic circuit moving speed is 50 mm / min.
Assuming that the magnetic circuit is in the same direction as the substrate transport direction, the substantial moving speed of the substrate is 50 mm / min. On the other hand, when the magnetic circuit is moving in the direction opposite to the substrate transport direction, the actual substrate moving speed is 150 mm / min. Therefore, if the discharge power is constant, the film thickness of the thin film formed on the substrate is about three times different. As described above, merely moving the magnetic circuit with respect to the target causes the film forming speed to vary depending on the moving direction and moving speed of the magnetic circuit for film formation through the substrate. Also, as in the case of forming an In-Sn-O-based transparent conductive film (hereinafter simply referred to as an ITO film) by sputtering using Ar and O2 gas, the film characteristics have optimum values with respect to the reaction gas amount to be introduced. In the case of forming such a thin film, if the moving direction or relative moving speed of the magnetic circuit changes as described above, it becomes impossible to obtain a thin film having uniform film characteristics as well as film thickness.
【０００５】そこで、本発明は、上記の問題点を解決し
てターゲットの利用効率を向上させることができると同
時に、成膜速度及び膜特性を一定に維持できるようにし
たインライン式のマグネトロンスパッタ方法及び装置を
提供することを目的としている。Therefore, the present invention can solve the above problems and improve the utilization efficiency of the target, and at the same time, can maintain the film forming rate and the film characteristics at a constant level. And to provide a device.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１の発明によれば、スパッタ室内に配
置したターゲットに対向した位置を通って連続的に搬送
される基板上に連続的に薄膜を形成するインライン式の
マグネトロンスパッタ方法において、反応性ガスを導入
しながら反応性スパッタを行い、ターゲットの背面に設
けられた永久磁石から成るマグネトロン磁気回路を基板
の搬送方向に沿って前後方向に等速で往復動させると共
に、各基板上に形成される薄膜の析出速度及び膜特性が
一定となるようにマグネトロン磁気回路の移動方向及び
移動速度並びに基板の搬送速度に基いて、ターゲットへ
印加する放電パワーの出力を制御すると共に制御された
放電パワーに応じて反応性ガスの導入量を制御すること
を特徴としている。また、本発明の第２の発明によれ
ば、スパッタ室内に処理すべき基板を連続して搬送する
搬送系上の基板に対向してターゲットを位置決めし、こ
のターゲットに電源から放電パワーを印加して連続的に
搬送される基板上に連続的に薄膜を形成するインライン
式のマグネトロンスパッタ装置において、反応性ガスを
導入する装置と、ターゲットの背面に配置されたマグネ
トロン磁気回路を基板の搬送軸線に沿って前後に等速で
往復動させる移動装置と、基板上に形成される薄膜の析
出速度及び膜特性が一定となるようにするためマグネト
ロン磁気回路の移動方向及び移動速度並びに基板の搬送
速度に基いて、ターゲットへ印加する放電パワーの出力
を制御すると共に制御された放電パワーに応じて反応性
ガスの導入量を制御する制御装置とを有することを特徴
としている。In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, on a substrate continuously conveyed through a position facing a target placed in a sputtering chamber. In the in-line magnetron sputtering method that continuously forms a thin film on the substrate, reactive sputtering is performed while introducing a reactive gas, and a magnetron magnetic circuit consisting of a permanent magnet provided on the back surface of the target is installed along the substrate transport direction. Based on the moving direction and moving speed of the magnetron magnetic circuit and the transfer speed of the substrate so that the deposition rate and the film characteristics of the thin film formed on each substrate become constant, while reciprocating at a constant speed in the front-back direction. It is characterized by controlling the output of the discharge power applied to the target and controlling the amount of reactive gas introduced according to the controlled discharge power. According to the second aspect of the present invention, the target is positioned so as to face the substrate on the transfer system that continuously transfers the substrate to be processed into the sputtering chamber, and the discharge power is applied to the target from the power supply. In the in-line type magnetron sputtering system that continuously forms a thin film on the substrate that is continuously transported, the device that introduces the reactive gas and the magnetron magnetic circuit arranged on the back surface of the target are used as the substrate transport axis. Along with a moving device that reciprocates back and forth at a constant speed, and the moving direction and moving speed of the magnetron magnetic circuit and the transfer speed of the substrate in order to keep the deposition rate and film characteristics of the thin film formed on the substrate constant. Based on this, a control device for controlling the output of the discharge power applied to the target and controlling the introduction amount of the reactive gas according to the controlled discharge power is provided. It is characterized in Rukoto.
【０００７】[0007]
【作用】このように構成された本発明の方法において
は、マグネトロン磁気回路を基板搬送方向に沿って前後
方向に等速往復運動させることにより、ターゲット上に
形成されるプラズマの集中する領域がターゲット上を移
動し、それによりエロージョン領域を拡げてターゲット
の利用効率を向上させることができる。また、磁気回路
の移動方向に応じてターゲットへの投入電力を制御する
ことにより、基板上での膜形成速度を一定に維持するこ
とができるようになる。さらに、基板上にITO 膜をＡr
とＯ2 ガスを用いてスパッタ形成する場合のように、導
入する反応ガス量に対して膜特性が最適値をとるような
薄膜を形成する場合には、放電パワーが変化すると反応
性ガスの最適導入量も変化するため、磁気回路の移動方
向や移動速度に応じて放電パワーと共に反応性ガスの導
入量も変えることにより、膜厚と共に膜質に関しても常
に一定の特性を得ることができるようになる。また、本
発明の装置においては、磁気回路の移動方向及び移動速
度並びに基板の搬送速度に応じてターゲットの電源を出
力を制御する制御装置により予め設定されたパラメータ
に従って放電パワーを制御することができるようにな
る。In the method of the present invention thus constructed, the magnetron magnetic circuit is reciprocally moved in the front-back direction at a constant velocity along the substrate transfer direction so that the region where the plasma is formed is concentrated on the target. It can be moved up, thereby expanding the erosion area and improving the utilization efficiency of the target. Further, by controlling the electric power applied to the target according to the moving direction of the magnetic circuit, the film forming rate on the substrate can be maintained constant. Furthermore, an ITO film is formed on the substrate by Ar.
In the case of forming a thin film whose film characteristics have an optimum value with respect to the amount of the reaction gas to be introduced, such as the case of forming a film by sputtering using O2 gas and O2 gas, the reactive gas is optimally introduced when the discharge power changes. Since the amount also changes, by changing the discharge power and the introduction amount of the reactive gas in accordance with the moving direction and moving speed of the magnetic circuit, it becomes possible to always obtain constant characteristics with respect to the film thickness and the film quality. Further, in the apparatus of the present invention, the discharge power can be controlled according to the parameter preset by the control device that controls the output of the power source of the target according to the moving direction and moving speed of the magnetic circuit and the transfer speed of the substrate. Like
【０００８】[0008]
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。 図１には本発明の実施例のマグネトロンスパッタ
装置の要部を成すマグネトロンカソードの周辺部示す。
この実施例による装置は量産用のインライン式のスパ
ッタ装置であり、等速駆動されるキャリア１上に基板２
が装着され、スパッタ室内を矢印方向に連続して順次搬
送される。キャリア１上の基板２の搬送軌道に対向した
位置にはカソード組立体３が配置され、このカソード組
立体３は、図示実施例ではIn2Ｏ3 に10重量％のSnＯ２
を混入したITO ターゲット４を有し、このターゲット４
は水冷されたバッキングプレート５にメタルボンディン
グされ、絶縁用のテフロン板６を介してスパッタ室の壁
７に取付けられている。バッキングプレート５の背面側
には磁気ヨーク８に接着されたマグネトロン磁気回路９
が設けられ、このマグネトロン磁気回路９は、スパイラ
ルギアを用いた移動機構10及びモータ11から成る移動装
置により、矢印で示すように基板２の搬送方向に沿って
前後方向に１次元の移動ができるようにされている。ま
た、12はターゲット４へ直流電界を印加する直流電源で
あり、13はスパッタ室内へ開口したガス導入ノズルで、
スパッタガス源を成すＡr ガスボンベ14及び反応性ガス
源を成す酸素ガスボンベ15にそれぞれマスフローコント
ローラ16、17を介して連結され、スパッタガスとしての
Ａr ガス及び酸素ガスをスパッタ室内へ導入するように
されている。 また、磁気回路移動用のモータ11、ター
ゲット４に対する直流電源12，及び反応性ガス用のマス
フローコントローラ17はマイクロコンピュータから成り
得る制御装置18に接続され、予め設定されたプログラム
に応じて、それぞれの動作すなわち磁気回路９の移動方
向及び移動速度、放電パワー並びに反応性ガスの導入流
量を制御できるように構成されている。 尚、本実施例
では図には示していないが、スパッタ室にはターボ分子
ポンプが設置され、ガスの導入流量及びコンダクタンス
バルブの開度を調整することによりスパッタ室内の圧力
を調整できるようになっている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a peripheral portion of a magnetron cathode which is a main part of a magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
The apparatus according to this embodiment is an in-line type sputtering apparatus for mass production, in which a substrate 1 is mounted on a carrier 1 driven at a constant speed.
Are mounted and continuously transported in the arrow direction in the sputter chamber. A cathode assembly 3 is arranged on the carrier 1 at a position facing the transport path of the substrate 2, and the cathode assembly 3 is made of In 2 O 3 and 10 wt% SnO 2 in the illustrated embodiment.
It has an ITO target 4 mixed with
Is metal-bonded to a water-cooled backing plate 5 and attached to a wall 7 of the sputtering chamber via a Teflon plate 6 for insulation. On the back side of the backing plate 5, a magnetron magnetic circuit 9 adhered to a magnetic yoke 8 is attached.
This magnetron magnetic circuit 9 can be moved one-dimensionally in the front-back direction along the transfer direction of the substrate 2 by a moving device including a moving mechanism 10 using a spiral gear and a motor 11. Is being done. Further, 12 is a DC power source for applying a DC electric field to the target 4, 13 is a gas introduction nozzle opened into the sputtering chamber,
It is connected to an Ar gas cylinder 14 forming a sputter gas source and an oxygen gas cylinder 15 forming a reactive gas source via mass flow controllers 16 and 17, respectively, so that Ar gas and oxygen gas as sputter gas are introduced into the sputter chamber. There is. Further, the motor 11 for moving the magnetic circuit, the DC power source 12 for the target 4, and the mass flow controller 17 for the reactive gas are connected to a control device 18 which can be composed of a microcomputer, and each of them is operated in accordance with a preset program. The operation, that is, the moving direction and moving speed of the magnetic circuit 9, the discharge power, and the introduction flow rate of the reactive gas can be controlled. Although not shown in the drawing in this embodiment, a turbo molecular pump is installed in the sputtering chamber, and the pressure in the sputtering chamber can be adjusted by adjusting the gas introduction flow rate and the conductance valve opening. ing.
【０００９】このように構成した図示装置を用いて本発
明の方法をITO 膜の形成に実施した場合について説明す
る。基板３としてはコーニング＃7059のガラス基板を用
い、膜成形中の基板３の搬送速度は150 mm／分とした。
また、マグネトロン磁気回路９の動きは、等速折り返し
運動とし、その移動速度は50mm／分とした。以下、マグ
ネトロン磁気回路９が基板３の搬送方向と同方向に動く
ときを順方向、逆方向に動くときを逆方向と記載するこ
とにする。Ａr の流量は500 SCCMとし、スパッタガス圧
は５ｍTorrとした。また、必要に応じて、少量の酸素ガ
スを導入した。A case in which the method of the present invention is applied to the formation of an ITO film by using the illustrated apparatus configured as described above will be described. A Corning # 7059 glass substrate was used as the substrate 3, and the transport speed of the substrate 3 during film formation was 150 mm / min.
Further, the magnetron magnetic circuit 9 was moved at a constant velocity folding motion, and its moving speed was 50 mm / min. Hereinafter, when the magnetron magnetic circuit 9 moves in the same direction as the transport direction of the substrate 3, it will be described as a forward direction, and when it moves in the opposite direction as a reverse direction. The flow rate of Ar was 500 SCCM and the sputtering gas pressure was 5 mTorr. Moreover, a small amount of oxygen gas was introduced as needed.
【００１０】図２には、マグネトロン磁気回路９が順方
向に動いているときと、逆方向に動いているときの放電
パワーと基板３上に形成されたITO 膜の膜厚との関係を
示している。例えば、放電パワーが1000Ｗで一定である
とすると、基板３上に形成されるITO 膜の膜厚は、マグ
ネトロン磁気回路９の移動方向が順方向のときには約12
00オングストロームであるのに対して、移動方向が逆方
向のときには、半分の約600 オングストロームまで膜厚
が低下してしまう。逆方向のときに同じ1200オングスト
ロームのITO 膜を形成するためには放電パワーを2000Ｗ
まで上げる必要があることが認められる。FIG. 2 shows the relationship between the discharge power and the film thickness of the ITO film formed on the substrate 3 when the magnetron magnetic circuit 9 is moving in the forward direction and when it is moving in the reverse direction. ing. For example, assuming that the discharge power is constant at 1000 W, the thickness of the ITO film formed on the substrate 3 is about 12 when the moving direction of the magnetron magnetic circuit 9 is the forward direction.
While the film thickness is 00 angstrom, when the moving direction is the opposite direction, the film thickness is reduced to about 600 angstrom, which is half of the film thickness. The discharge power is 2000 W to form the same 1200 angstrom ITO film in the reverse direction.
It is recognized that it is necessary to raise
【００１１】図３には、マグネトロン磁気回路９の移動
方向が順方向で放電パワーが1000Ｗのときと、逆方向で
放電パワーが2000Ｗのときで、それぞれ導入酸素ガスの
導入流量を変化させたときITO 膜の抵抗率がどのように
変化するかを示している。ITO 膜をスパッタ形成する場
合、一般にITO 膜の抵抗率は酸素ガスの導入量に応じて
変化する。従って酸素ガスの導入量を調節して、ITO 膜
の抵抗率が最適値となるようにする必要がある。図３に
示すように放電パワーが異なると、この最適酸素導入量
も違ってくる。マグネトロン磁気回路９の移動方向が順
方向で放電パワーが1000Ｗのときには、ITO 膜の抵抗率
が最小となる最適酸素導入量は、５SCCMであるのに対し
て逆方向で2000Ｗのときは８SCCMまでシフトした。 従
って、均質なITO 膜を得るためにはマグネトロン磁気回
路９の移動方向に応じて、放電パワーと酸素導入量を変
化させてやる必要があることがわかる。 以上の結果よ
り、マグネトロン磁気回路９の移動方向が順方向のとき
放電パワー1000Ｗ、酸素導入量５SCCM、逆方向のとき、
それぞれ2000Ｗ、８SCCMでITO 膜形成を行ったところ、
マグネトロン磁気回路９の移動方向に関係なくそれぞれ
膜厚1200オングストローム、抵抗率６×10-4Ωcmの均一
なITO 膜が得られた。 また、マグネトロン磁気回路９
を往復運動させながら上記の条件で長時間連続して放電
を行ったこところ、最終的にターゲット利用効率として
従来の固定磁気回路の約３倍に相当する55％の利用効率
が得られた。In FIG. 3, when the moving direction of the magnetron magnetic circuit 9 is forward and the discharge power is 1000 W, and when the discharge power is 2000 W in the reverse direction and when the introduced flow rate of the oxygen gas is changed, respectively. It shows how the resistivity of the ITO film changes. When an ITO film is formed by sputtering, the resistivity of the ITO film generally changes depending on the amount of oxygen gas introduced. Therefore, it is necessary to adjust the amount of oxygen gas introduced so that the resistivity of the ITO film becomes the optimum value. As shown in FIG. 3, when the discharge power is different, the optimum oxygen introduction amount is also different. When the magnetron magnetic circuit 9 moves in the forward direction and the discharge power is 1000 W, the optimum oxygen introduction amount that minimizes the resistivity of the ITO film is 5 SCCM, while in the reverse direction, it shifts to 8 SCCM when 2000 W. did. Therefore, in order to obtain a uniform ITO film, it is necessary to change the discharge power and the amount of oxygen introduced according to the moving direction of the magnetron magnetic circuit 9. From the above results, when the moving direction of the magnetron magnetic circuit 9 is in the forward direction, the discharge power is 1000 W, the oxygen introduction amount is 5 SCCM, and in the reverse direction,
When the ITO film was formed with 2000 W and 8 SCCM respectively,
Irrespective of the moving direction of the magnetron magnetic circuit 9, a uniform ITO film having a film thickness of 1200 Å and a resistivity of 6 × 10 −4 Ωcm was obtained. Also, the magnetron magnetic circuit 9
When the battery was reciprocated and continuously discharged under the above conditions for a long time, finally, the target utilization efficiency was 55%, which is about three times that of the conventional fixed magnetic circuit.
【００１２】なお、上記実施例ではITO 膜のスパッタの
例について説明してきたが、マグネトロン磁気回路の移
動方向に伴って膜形成速度が変化するのは他の全ての物
質についても言えるので本発明は他の物質のスパッタに
ついても有効である。また、上記実施例ではスパッタ電
源として直流電源を用いたが、代わりに高周波電源を用
いることもできる。In the above embodiment, the example of the sputtering of the ITO film has been described. However, the fact that the film forming rate changes with the moving direction of the magnetron magnetic circuit can be applied to all other substances, so that the present invention is applied. It is also effective for sputtering other materials. Further, in the above embodiment, the DC power source was used as the sputtering power source, but a high frequency power source may be used instead.
【００１３】[0013]
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、インライン式のマグネトロンスパッタにおいてマグ
ネトロン磁気回路を基板搬送方向に沿って前後方向に等
速往復動させることにより、従来の磁気回路固定方式に
比べて大幅にターゲットの利用効率を向上でき、その結
果、高価なターゲットの材料コストを大幅に避けること
ができる。また、マグネトロン磁気回路の移動方向、移
動速度に応じて放電パワーを制御することにより、マグ
ネトロン磁気回路の移動方向及び速度に関係なく一定の
膜形成速度を得ることができ、基板に対する薄膜形成処
理の生産性を大幅に向上させることができると共に膜厚
のばらつきが少なくなり、歩留りよく基板を連続処理す
ることができるようになる。さらに、反応性ガスを用い
て反応性スパッタを行う場合は、放電パワーと共に反応
性ガスの導入量も制御することにより一定の膜質を得る
ことが可能となる。As described above, according to the present invention, in the in-line magnetron sputtering, the magnetron magnetic circuit is reciprocally moved back and forth in the front-rear direction along the substrate transfer direction, thereby the conventional magnetic circuit fixing system is adopted. The use efficiency of the target can be greatly improved as compared with, and as a result, the material cost of the expensive target can be largely avoided. Further, by controlling the discharge power according to the moving direction and moving speed of the magnetron magnetic circuit, it is possible to obtain a constant film forming speed regardless of the moving direction and speed of the magnetron magnetic circuit. The productivity can be significantly improved, the variation in the film thickness is reduced, and the substrates can be continuously processed with high yield. Furthermore, when reactive sputtering is performed using a reactive gas, it is possible to obtain a constant film quality by controlling the amount of reactive gas introduced together with the discharge power.
【図１】 本発明の一実施例によるインライン式のマグ
ネトロンスパッタ装置の要部を示す概略断面図。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of an inline-type magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】 マグネトロン磁気回路の異なる移動方向にお
ける膜厚と放電パワーとの関係を示すグラフ。FIG. 2 is a graph showing the relationship between film thickness and discharge power in different moving directions of the magnetron magnetic circuit.
【図３】 マグネトロン磁気回路の異なる移動方向にお
けるITO 膜の抵抗率と酸素ガス導入流量との関係を示す
グラフ。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the resistivity of the ITO film and the oxygen gas introduction flow rate in different moving directions of the magnetron magnetic circuit.
１：キャリア ２：基板 ３：カソード組立体 ４：ターゲット ５：バッキングプレート ６：絶縁用のテフロン板 ７：スパッタ室の壁 ８：磁気ヨーク ９：マグネトロン磁気回路 10：移動機構 11：モータ 12：直流電源 13：ガス導入ノズル 14：Arガスボンベ 15：酸素ガスボンベ 16：マスフローコントローラ 17：マスフローコントローラ 18：制御装置 1: Career 2: substrate 3: Cathode assembly 4: Target 5: Backing plate 6: Teflon plate for insulation 7: Sputtering chamber wall 8: Magnetic yoke 9: Magnetron magnetic circuit 10: Moving mechanism 11: Motor 12: DC power supply 13: Gas introduction nozzle 14: Ar gas cylinder 15: Oxygen gas cylinder 16: Mass flow controller 17: Mass flow controller 18: Control device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 功 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空 技術株式会社千葉超材料研究所内 (72)発明者 中村 久三 千葉県山武郡山武町横田523 日本真空 技術株式会社千葉超材料研究所内 (56)参考文献 特開 平５−106035（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−211378（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−2366（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−64009（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−156439（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−17671（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 14/35 C23C 14/54 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Isao Sugiura 523 Yokota, Yamatake-cho, Sanmu-gun, Chiba Japan Vacuum Technology Co., Ltd. Chiba Institute for Supermaterials (72) Inventor Hisami Nakamura 523 Yokota, Yamatake-cho, Sanmu-gun, Chiba Prefecture Chiba Institute of Super Materials (56) Reference JP-A-5-106035 (JP, A) JP-A-62-121378 (JP, A) JP-A-3-2366 (JP, A) JP-A-61 -64009 (JP, A) JP 5-156439 (JP, A) JP 4-17671 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 14/35 C23C 14/54
Claims (2)
向した位置を通って連続的に搬送される基板上に連続的
に薄膜を形成するインライン式のマグネトロンスパッタ
方法において、 反応性ガスを導入しながら反応性スパッタを行い、ター
ゲットの背面に設けられた永久磁石から成るマグネトロ
ン磁気回路を基板の搬送方向に沿って前後方向に等速で
往復動させると共に、各基板上に形成される薄膜の析出
速度及び膜特性が一定となるようにマグネトロン磁気回
路の移動方向及び移動速度並びに基板の搬送速度に基い
て、ターゲットへ印加する放電パワーの出力を制御する
と共に制御された放電パワーに応じて反応性ガスの導入
量を制御することを特徴とするマグネトロンスパッタ方
法。1. An in-line magnetron sputtering method in which a thin film is continuously formed on a substrate which is continuously transported through a position facing a target placed in a sputtering chamber, and a reaction is performed while introducing a reactive gas. Magnetic sputtering is performed to reciprocate the magnetron magnetic circuit consisting of a permanent magnet provided on the back surface of the target in the front-back direction along the transport direction of the substrate at a constant speed, and the deposition rate of the thin film formed on each substrate and Based on the moving direction and moving speed of the magnetron magnetic circuit and the transfer speed of the substrate, the film characteristics should be kept constant.
Control the discharge power output applied to the target.
A magnetron sputtering method, characterized in that the amount of reactive gas introduced is controlled in accordance with the controlled discharge power .
て搬送する搬送系上の基板に対向してターゲットを位置
決めし、このターゲットに電源から放電パワーを印加し
て連続的に搬送される基板上に連続的に薄膜を形成する
インライン式のマグネトロンスパッタ装置において、 反応性ガスを導入する装置と、 ターゲットの背面に配置されたマグネトロン磁気回路を
基板の搬送軸線に沿って前後に等速で往復動させる移動
装置と、 基板上に形成される薄膜の析出速度及び膜特性が一定と
なるようにするためマグネトロン磁気回路の移動方向及
び移動速度並びに基板の搬送速度に基いて、ターゲット
へ印加する放電パワーの出力を制御すると共に制御され
た放電パワーに応じて反応性ガスの導入量を制御する制
御装置とを有することを特徴とするインライン式のマグ
ネトロンスパッタ装置。2. A substrate that is continuously transported by positioning a target facing a substrate on a transport system that continuously transports a substrate to be processed into a sputtering chamber, and applying discharge power from a power source to the target. in the magnetron sputtering apparatus in-line to form a continuous film on top, a device for introducing a reactive gas, a magnetron magnetic circuit disposed on the rear surface of the target at a constant speed back and forth along the conveying axis of the substrate The moving device that reciprocates and the moving direction of the magnetron magnetic circuit in order to keep the deposition rate and film characteristics of the thin film formed on the substrate constant.
And control the output of the discharge power applied to the target based on the moving speed and the moving speed of the substrate.
And a control device for controlling the amount of reactive gas introduced according to the discharge power .
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