JP5813874B2 - スパッタリング装置およびスパッタリング方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、基板上に堆積材料の層を形成する堆積装置および方法に関する。特に、本発明の実施形態は、マルチタイルターゲット支持体を有する堆積装置と、ターゲットを位置決めするための方法とに関する。

基板上に材料を堆積するための複数の方法が知られている。例えば、基板が、スパッタプロセスなどの物理的気相堆積（ＰＶＤ）プロセスにより被覆され得る。他の堆積プロセスには、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）等々が含まれる。典型的には、このプロセスは、被覆されるべき基板が配置されるプロセス装置またはプロセスチャンバにおいて実施される。堆積材料は、装置内に用意される。ＰＶＤプロセスが実施される場合には、堆積材料は、例えば気相であってもよい。基板上への堆積には複数の材料が使用されてもよく、中でもとりわけ、セラミックが使用され得る。典型的には、ＰＶＤプロセスは、薄膜被覆に適する。

被覆される材料は、複数の用途および複数の技術分野において使用され得る。例えば、一用途は、半導体デバイスの生成などのマイクロエレクトロニクス分野に存在する。また、ディスプレイ用の基板が、ＰＶＤプロセスによりしばしば被覆される。さらなる用途には、絶縁パネル、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）パネルが含まれるが、さらに、ハードディスク、ＣＤ、およびＤＶＤ等々も含まれ得る。

被覆プロセスを実施するためには、基板は、堆積チャンバ内に配置されるかまたは堆積チャンバを通して案内される。堆積チャンバは、基板上に堆積すべき材料が上に配置されたターゲットを備える。いくつかの用途においては、大型基板上に材料層を堆積することが必要となる。この場合には、堆積チャンバの対応する構成要素が、基板のサイズに対してさらに適合化される。例えば、ターゲットのサイズが、基板の全面積にわたる適切な堆積を提供するように、基板サイズにしたがって選択される。

基板中にわたり均一な層堆積を確保するために、大型基板に対しては単体ターゲットが使用される。しかし、大型基板に必要とされるサイズを有する単体ターゲットは、製造および取扱いが高額かつ困難である。さらに、単体ターゲットは、堆積材料の広さがターゲットの全長にわたることに起因するエラーを被りやすい。さらに、ターゲット上に複数の堆積材料タイルを有するターゲットを使用することが知られている。これらのマルチタイルターゲットは、単体ターゲットと同程度の非常に高コストなものではないが、ターゲット上のタイルのパターンが、基板の堆積層中にパターンをしばしば形成する。

上記を考慮して、本発明は、当技術の問題の少なくとも一部を解消する、堆積装置、特にマルチタイルターゲット用の堆積装置と、マルチタイルターゲットを用いて堆積層を形成する方法とを提供することを目的とする。

上記を鑑みて、独立請求項１に記載の堆積材料層を形成するための装置と、独立請求項１２に記載の層を堆積するための方法とが提供される。本発明のさらなる態様、利点、および特徴が、従属請求項、本説明、および添付の図面から明らかになる。

一実施形態によれば、基板上に層を堆積するための堆積装置が提供される。この堆積装置は、基板を保持するように構成された基板支持体と、ターゲット支持体とを備える。ターゲット支持体は、ターゲットアセンブリを保持するように適合される。ターゲットアセンブリは、バッキング要素と、相互に隣接してバッキング要素上に配置された少なくとも２つのターゲット要素とを備える。間隙が、少なくとも２つのターゲット要素の間に形成される。この間隙は、幅ｗを有するように適合され、基板支持体および／またはターゲット支持体は、間隙幅ｗに対する基板とターゲット要素との間の距離の比率が少なくとも約１５０になるように、相互に対して配置される。

別の実施形態によれば、堆積装置において基板上に層を形成するための方法が提供される。この方法は、被覆されるべき基板を用意することと、バッキング要素および相互に隣接してバッキング要素上の少なくとも２つのターゲット要素を備える、ターゲットアセンブリを用意することとを含む。間隙が、少なくとも２つのターゲット要素の間に形成され、この間隙は、幅ｗを有する。さらに、この方法は、間隙幅ｗに対する基板とターゲット要素との間の距離の比率が少なくとも約１５０になるように、ターゲットアセンブリに対して基板を位置決めすることを含む。

また、実施形態は、開示される方法を実施するための装置にも関し、説明される各方法ステップを実施するための装置パーツを含む。これらの方法ステップは、ハードウェアコンポーネントにより、適切なソフトフェアによりプログラミングされたコンピュータによって、これらの２つの任意の組合せによって、または任意の他の方法で、実施されてもよい。さらに、本発明による実施形態は、説明される装置を動作させる方法にも関する。これは、装置の各機能を実行させるための方法ステップを含む。

本発明の上記特徴を詳細に理解することが可能となるように、上記では簡潔な要約として示した本発明のさらに具体的な説明を、実施形態を参照して行う。添付の図面は、本発明の実施形態に関し、以下に説明される。

本明細書に記載される実施形態による堆積チャンバの概略図である。 本明細書に記載される実施形態による堆積材料分散の概略図である。 本明細書に記載される実施形態による堆積材料分散の概略図である。 本明細書に記載される実施形態による堆積チャンバにおいて使用されるようなマルチタイルターゲットの概略図である。 本明細書に記載される実施形態による堆積チャンバにおいて使用されるようなマルチタイルターゲットの概略図である。 本明細書に記載される実施形態による基板上に層を堆積するための方法の概略流れ図である。

以下、本発明の様々な実施形態を詳細に参照するが、それらの実施形態の１つまたは複数の例が、図面に示される。図面の以下の説明の中において、同一の参照番号は、同一の構成要素を指す。一般的には、個々の実施形態に関して異なる点だけを説明する。各例は、本発明の例示として提示され、本発明を限定するようには意図されない。さらに、ある実施形態の一部として図示または説明される特徴を、他の実施形態においてまたは他の実施形態との組合せにおいて使用することにより、さらなる実施形態を生み出すことが可能である。本説明にはかかる変更および変形が含まれることが、意図される。

図１は、実施形態による堆積チャンバ１００の概略図を示す。堆積チャンバ１００は、ＰＶＤプロセスなどの堆積プロセス向けに適合される。基板１１０が、基板支持体１２０上に置かれている状態が示される。いくつかの実施形態によれば、基板支持体は、チャンバ１００内において基板１１０の位置を調節可能にするように可動であってもよい。典型的には、基板支持体１２０は、例えば回転により、均一な層堆積を可能にするように可動であってもよい。ターゲット支持体１２５が、チャンバ１００内に用意される。ターゲット支持体１２５は、ターゲットアセンブリ１３０を保持するように適合される。典型的には、ターゲットアセンブリ１３０は、基板１１０上に堆積されることとなる材料を提供する。

いくつかの実施形態によれば、ターゲットアセンブリ１３０は、図１においてわかるように、バッキング要素１３１を備えてもよい。典型的には、バッキング要素１３１は、ターゲット要素１３２および１３３を担持するように適合される。ターゲット要素は、堆積されることとなる材料を提供し得る。また、２つ以上のターゲット要素を有するターゲットアセンブリが、マルチタイルターゲットアセンブリと呼ばれる。

いくつかの実施形態によれば、大面積基板は、典型的には約１．４ｍ^２〜約８ｍ^２の、より典型的には約２ｍ^２〜約９ｍ^２の、またはさらには最大で１２ｍ^２までのサイズを有してもよい。典型的には、本明細書に記載される実施形態によりマスク構造体、装置、および方法を提供するための矩形基板は、本明細書に記載されるような大面積基板である。例えば、大面積基板は、約１．４ｍ^２基板（１．１ｍ×１．２５ｍ）に相当するＧＥＮ５、約４．２９ｍ^２基板（１．９５ｍ×２．２ｍ）に相当するＧＥＮ７．５、約５．７ｍ^２基板（２．２ｍ×２．５ｍ）に相当するＧＥＮ８．５、またはさらには約８．７ｍ^２基板（２．８５ｍ×３．０５ｍ）に相当するＧＥＮ１０であることが可能である。ＧＥＮ１１およびＧＥＮ１２などのさらに大型世代およびそれらに相当する基板面積も、同様に実装可能である。

典型的には、基板は、材料堆積に適した任意の材料から作製されてもよい。例えば、基板は、ガラス（例えばソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、等々）、金属、ポリマー、セラミック、複合材料、炭素繊維材料、または堆積プロセスによる被覆が可能な任意の他の材料もしくは材料の組合せからなる群より選択される材料から作製されてもよい。

近年では、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製する場合には、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）などの金属酸化物が、堆積材料としての一般的な候補になっている。金属酸化物は、主にその高い移動性および透明度により、次世代ディスプレイ技術に適用するための薄膜トランジスタの活性層としてアモルファスシリコンに代わり得るものである。かかる金属酸化物層を作製するための典型的な一方法は、大面積被覆装置に結合されたセラミックターゲットによる部分反応性ＰＶＤプロセスである。例示的には、本明細書に記載される実施形態の堆積装置は、結合されたセラミックターゲットによる部分反応性ＰＶＤプロセスを実施するように適合され得る。

堆積材料としてセラミックを提供するターゲットの製造（例えばセラミックを焼結することによる製造）が、長尺のシリンダおよびプレートについては特に困難であるため、複数のシリンダまたはプレートを共に置いて、スパッタターゲットになり得る１つの大型サイズのターゲットにすることが、一般的である。

図１においては、例示的に、２つのターゲット要素１３２および１３３が示される。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わされ得るいくつかの実施形態によれば、ターゲット要素の個数は、４個、５個、１０個、またはさらには２０個など、典型的には３個以上となり得る。典型的には、ターゲット要素の個数は、プロセス、基板サイズ、堆積材料、ターゲット設計、および他のパラメータにより決定される。一例としては、チューブターゲットのターゲット要素の個数は、ＧＥＮ８．５のターゲットすなわち約５．７ｍ^２の基板サイズ向けのターゲットの場合には約１３〜１４個のターゲット要素となり得る。実施形態によれば、ＧＥＮ８．５の平面ターゲットのターゲット要素の個数は、約３〜４個のターゲット要素となり得る。ターゲット要素の個数は、プロセスパラメータにしたがって選択されてもよく、本明細書に例示的に記載される個数から逸脱してもよい。

一般的には、間隙が、ターゲット要素の間に形成される。典型的には、間隙は、動作中の熱膨張を可能にするために、ターゲット要素の間に設けられる。例えば、インジウムが、ターゲットアセンブリのバッキング要素に対してターゲット要素を結合するために使用される場合には、空間が、熱膨張を可能にするために、この間隙によって提供される。

堆積システムにおいては、マルチタイルターゲットアセンブリの構成が、基板上の堆積特徴に影響を及ぼす。マルチタイルターゲットアセンブリが使用される場合には、可視的なムラ（ｍｕｒａ）効果が、仕上がった製品中に現れる。このムラ効果は、基板上に堆積された層の中の少なくとも１つにおける異常を示す、ストライプの出現として説明することが可能である。典型的には、これらのストライプは、ディスプレイなどの仕上げられた製品中に現れる。金属酸化物ＴＦＴバックプレーンにより駆動されるＯＬＥＤパネルまたはＬＣＤパネルの作製中の場合には、ムラ効果は、パネルの一部のエリアにおいてＯＬＥＤパネルまたはＬＣＤパネルの機能の不全を引き起こし得る。

単体ターゲットを使用することによりマルチタイルターゲットの必要性を回避することが知られているが、単体ターゲットは、ターゲットの製造およびターゲットの取扱いに関してコストを増加させる。マルチタイルターゲットは、単体ターゲットと同程度の非常に高コストなものではないが、上述のムラ効果をしばしば引き起こす。

典型的には、ターゲット要素の間の間隙は、ムラ効果の発生に関与し得る。本明細書に記載される実施形態によれば、ムラパターン、すなわち堆積される材料における異常を示す基板上のストライプは、間隙の位置および形状寸法に原因を求めることができる。

したがって、公知のシステムにおいては、基板上の堆積材料の規則性は、ターゲット要素の間の間隙により影響を被る。本明細書に記載される実施形態によるシステムにおいては、基板上の堆積材料の規則性は、ターゲット要素の間の間隙とは実質的に無関係であり、すなわち、間隙は、基板上の堆積材料の層の規則性および均一性に対して実質的な影響を有さない。

「間隙とは実質的に無関係」という表現は、ターゲット要素の間の間隙に起因するムラ効果が、基板上に堆積された層において全く見られないこととして理解されたい。

図２は、バッキング要素４２０ならびに例示的には３個のターゲット要素４１０、４１１、および４１２を有する、プレートターゲットアセンブリまたはチューブターゲットアセンブリ４００を示す。いくつかの実施形態によれば、ターゲット要素の個数、ターゲットアセンブリに使用される材料、およびバッキング要素とターゲット要素との間の結合は、図１に関連して説明したものと同一であってもよい。図２に示す実施形態においては、ターゲットアセンブリ４００のバッキング要素に対してターゲット要素を結合する結合材料４１５を見ることができる。間隙４３０が、ターゲット要素の間に形成される。

図２においては、線４５０は、当技術において公知であるような堆積装置における基板表面の平面を示唆する。間隙の影響は、平面４５０内においては高い。これは、図２において破線４６０で見ることができる。

一般的には、線４６０は、間隙４３０から延在しており、ターゲット要素から放出される堆積材料に対する間隙の影響を概略的に示す。典型的には、間隙の影響は、ターゲット要素からの距離が大きくなることにより弱まり、このことが、破線４６０の退色によって示唆されている。さらに、破線４６０は、間隙影響の領域が、基板表面に対して実質的に平行な方向に広がることを示唆する。

典型的には、線４６０により示される間隙の影響は、ターゲット要素からの距離が大きくなることにより低下する。ターゲット要素から放出される粒子の相互作用の増加により、間隙の影響の低下が引き起こされ得る。いくつかの実施形態によれば、ターゲット要素と平面４５５中の基板表面との間の距離は、ターゲット要素と平面４５０中の基板表面との間の距離に比べて、ターゲット要素から放出されて基板に至る過程における粒子のさらなる広がり、衝突、および拡散を可能にする。

本明細書に記載される実施形態によれば、ターゲット要素４１０、４１１、および４１２と、基板表面の平面４５５との間の距離は、ムラ効果の解消および実質的な回避を可能にする。一例としては、約０．５ｍｍの間隙の場合には、少なくとも約７５ｍｍのターゲット−基板間距離４７０により、金属酸化物堆積プロセスにおけるムラ効果が解消される。

いくつかの実施形態によれば、ターゲット−基板間距離は、典型的には約７５ｍｍ〜約３５０ｍｍであり、より典型的には約１００ｍｍ〜約３００ｍｍであり、さらにより典型的には約２００ｍｍである。

一般的には、「ターゲット−基板間距離」という表現は、堆積プロセスが実施される前の、被覆されるべき基板の表面と少なくとも１つのターゲット要素の表面との間の距離として理解されたい。

典型的には、間隙幅に対する基板とターゲット要素との間の距離の比率は、約１５０以上であり、好ましくは約４００〜６００の間である。いくつかの実施形態によれば、この比率は、１４５または１４０など、１５０を若干下回ってもよい。他の実施形態によれば、この比率は、６１０またはさらには６３０など、６００超であってもよい。いくつかの実施形態によれば、少なくとも約１５０の比率で、間隙幅に応じてターゲット−基板間距離を設定することにより、コスト効率の高いマルチタイルターゲットアプローチによってムラのないパネルの金属酸化物層を作ることが可能となる。

図１を再び参照すると、ターゲット−基板間距離は、参照番号１７０で示される。本明細書における概略図は、本明細書に記載される実施形態による比率とは異なる比率を示す場合があるが、間隙幅に対する基板とターゲット要素との間の距離の比率は、特に別様のことが述べられない限り、少なくとも約１５０、好ましくは約４００〜６００の間であるものとして理解されたい。

図３は、放出された粒子の分散を矢印５８０として例示的に示す。明瞭化を目的として、２つの矢印のみを参照番号５８０で示す。バッキング要素５２０および複数のターゲット要素を有するターゲットアセンブリ５００の断面が、図３に示される。ターゲットアセンブリ５００のこの断面においては、２つのターゲット要素５１０および５１１が、例示的に示される。

典型的には、堆積材料の分散フィールドは、ターゲット要素から放出される実質的に全ての粒子を含むものとして理解することが可能である。図３においては、矢印５８０が、ターゲット要素の放出粒子の方向を表す。例えば、ターゲット要素５１０の堆積材料の分散フィールドは、ターゲット要素５１０から始まる全ての矢印５８０を含む。いくつかの実施形態によれば、この分散フィールドは、余弦関数の形状を実質的に有し得る。矢印５８０の長さは、矢印の方向に放出される粒子の個数を大まかに示唆する。例えば、上方に直線状に延びる矢印は、ある規定個数の放出粒子の方向を表す一方で、この直線矢印の左側または右側に延びる矢印は、より少数の粒子を表す。

いくつかの実施形態によれば、図３に示すような、ターゲット要素５１０および５１１から基板表面の平面５５５までのターゲット−基板間距離５７０は、間隙幅に対する基板とターゲット要素との間の距離の上記で論じた比率を満たし、すなわち少なくとも約１５０の比率を満たす。

典型的には、この比率を満たすことにより、図３で矢印５８０の延長部５８１によってわかるように、より多数の粒子衝突が可能となり、粒子分散が拡大される。さらに、明瞭化を目的として、２つのみの延長部を参照番号５８１で示す。矢印５８０の延長部５８１は、矢印５８０の方向に放出された粒子が進む方向を示す。ターゲット要素５１０の矢印５８０の延長部５８１は、ターゲット要素５１０の隣りのターゲット要素５１１の矢印の延長部５８１と、いくつかの点で重複する。

いくつかの実施形態によれば、延長部の重複は、放出された粒子の衝突、広がり、および分散が拡大し、ターゲット要素の間の間隙の影響が低下することを意味する。

図３においては、線５５５は、本明細書に記載される実施形態による、少なくとも約１５０の間隙幅に対する比率を有するターゲット−基板間距離を示す。矢印５８０のほぼ全ての延長部５８１が、線５５５に到達する前に交差する。すなわち、ターゲット要素の堆積材料の分散フィールドは、実質的に相互に対して重複する。

このコンテクストにおいては、「実質的に重複する」という表現は、分散フィールドの大部分が、基板表面すなわち被覆されるべき表面の平面に到達する前に、相互に交差および相互作用することとして理解されたい。例えば、ターゲット要素表面から９０°未満の角度に放出される粒子は、隣接するターゲット要素表面から９０°未満の角度に放出される粒子と相互作用する。一例としては、ターゲット要素表面に対して実質的に９０°となる矢印を除く、図３の全ての矢印が、隣接するターゲット要素の矢印と交差する。

このコンテクストにおいては、「実質的に」という表現は、「実質的に」と共に示される特徴から幾分かの逸脱があり得ることを意味する。例えば、「実質的に９０°」は、典型的には約１°〜１０°の、より典型的には約２°〜約８°の、およびさらにより典型的には約３°〜約７°の逸脱を含み得る。

いくつかの実施形態によれば、図３の線５５５は、間隙幅に対する少なくとも約１５０の比率を満たすターゲット−基板間距離を提供する。これとは対照的に、線５５０は、公知の堆積装置において使用されるターゲット−基板間距離を示し、これは、少なくとも１５０の比率を満たさない。したがって、概ね線５５０の領域に置かれる基板の堆積プロセスは、上述のムラ効果をもたらし、ターゲット要素の間の間隙の影響を示す場合がある。例えば、ターゲットと線５５０との間のこの距離は、当技術で公知であるように、６０ｍｍ以下となり得る。

典型的には、本明細書に記載される実施形態による比率を満たすターゲット−基板間距離５７０に位置する基板は、全基板表面積にわたり堆積材料の規則的な層を有し得る。

このコンテクストにおいては、「規則的な」堆積は、基板表面にわたって実質的に均一な堆積として理解されたい。特に、このコンテクストにおける「規則的な」は、ムラ効果がないことを、すなわち基板上にストライプがないことを意味する。いくつかの実施形態によれば、ムラ効果のストライプは、放出された粒子が基板に衝突するエネルギー、層密度、材料組成、局所層構造、および酸素含有量等々の、しかしそれらに限定されない、堆積特徴における異常を示唆し得る。

いくつかの実施形態によれば、堆積チャンバのターゲット支持体および基板支持体は、相互に対して可動に適合されてもよい。例えば、ターゲット支持体および／または基板支持体は、基板表面とターゲット要素との間の距離を調節するように適合されてもよい。典型的には、ターゲットアセンブリの基板表面とターゲット要素との間の距離は、堆積プロセスにおいてターゲットアセンブリが使用される前に、ターゲットアセンブリのターゲット要素の間の間隙に応じて調節され得る。

図４は、本明細書に記載される実施形態において使用し得るようなターゲットプレートアセンブリ２００を示す。ターゲットアセンブリ２００は、図４においては、バッキング要素２２０上に例示的に２つのターゲット要素２１０および２１１を有するターゲットプレートである。ターゲット要素の個数、ターゲット要素の材料、およびバッキング要素２２０に対するターゲット要素の結合は、図１に関連して上述したように選択されてもよい。

典型的には、ターゲット要素は、ターゲットタイルであってもよい。ターゲットタイルは、規定の形状寸法を有する堆積されることとなる材料の片であってもよい。いくつかの実施形態によれば、ターゲット要素は、はんだ金属などの結合金属によりバッキング要素に対して結合されてもよい。典型的には、はんだ金属は、インジウム等々を含み得る。

いくつかの実施形態によれば、堆積されることとなる材料は、堆積プロセスおよび被覆される基板の後の用途にしたがって選択されてもよい。例えば、ターゲットの堆積材料は、セラミックであってもよい。典型的には、ターゲット材料は、酸化セラミックであってもよく、より典型的には、材料は、インジウム含有セラミック、スズ含有セラミック、亜鉛含有セラミック、およびそれらの組合せからなる群より選択されるセラミックであってもよい。また、いくつかの実施形態によれば、堆積されることとなる材料は、インジウム含有酸化物、スズ含有酸化物、亜鉛含有酸化物、ガリウム含有酸化物、インジウム含有窒化物、スズ含有窒化物、亜鉛含有窒化物、ガリウム含有窒化物、インジウム含有酸窒化物、スズ含有酸窒化物、亜鉛含有酸窒化物、およびガリウム含有酸窒化物からなる群より選択されてもよい。典型的には、ターゲット要素の材料は、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、亜鉛スズ酸化物（ＺＴＯ）、またはインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等々であってもよい。

典型的には、間隙が、ターゲット要素の間に形成される。図４においては、ターゲット要素２１０と２１１との間の間隙は、参照番号２３０で示される。典型的には、間隙２３０は、図４においてわかるように幅ｗを有する。ターゲット要素の間の間隙は、一方のターゲット要素の１つのエッジから隣接するターゲット要素の１つの対面エッジにまで及ぶ。

図４においては、間隙２３０は、ターゲット要素２１０のエッジ２１２からターゲット要素２１１のエッジ２１３にまで及ぶ。典型的には、間隙を画成するために使用されるターゲット要素のエッジは、バッキング要素に対して結合される側のターゲット要素のエッジである。

いくつかの実施形態によれば、本明細書に記載される間隙の幅は、堆積プロセスにおいてターゲット要素を使用する前の幅である。換言すれば、この間隙幅ｗは、バッキング板に対するターゲット要素の取付け後の、かつ堆積装置内へのターゲットアセンブリの取付け前または取付け直後の、ターゲット要素の間の間隙として定義される。例えば、間隙幅ｗは、例えばＩＳＯ５０１１の、温度および圧力の基準条件におけるターゲット要素の間の距離であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、ターゲットアセンブリのバッキング要素は、チューブであってもよく、またはシリンダ状形状を有してもよい。典型的には、ターゲット支持体およびターゲットアセンブリは、回転可能に適合されてもよい。

図５は、本明細書に記載される実施形態によるターゲットアセンブリ３００を示す。典型的には、バッキング要素３２０は、ターゲット要素３１０および３１１が結合されたチューブである。いくつかの実施形態によれば、ターゲット要素の個数、ターゲットアセンブリに使用される材料、およびバッキング要素とターゲット要素との間の結合は、図１に関連して説明したものと同一であってもよい。また、図５では、ターゲット要素３１０と３１１との間の間隙３３０は、幅ｗを有することがわかる。間隙は、一方のターゲット要素の１つのエッジから隣接するターゲット要素の対面エッジまでで測定される。典型的には、間隙幅ｗを判定するために使用されるターゲット要素のエッジは、バッキング要素に対して結合される側に位置する。

典型的には、間隙幅は、約０．２ｍｍ〜約０．７ｍｍ、より典型的には約０．３ｍｍ〜約０．６ｍｍ、およびさらにより典型的には約０．３ｍｍ〜約０．５ｍｍの間であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、基板上に堆積材料の層を形成するための方法が提供される。図６は、本明細書に記載される実施形態による一方法の流れ図６００を示す。基板上に層を生成するためのこの堆積プロセスは、堆積チャンバ内において実施されてもよく、このチャンバは、例示的には、図１に示し図１に関連して説明したような堆積チャンバであってもよい。

典型的には、ステップ６１０において、基板が用意される。基板は、図１に関連して説明したような基板であってもよく、ＰＶＤ等々の堆積プロセスに適したものであってもよい。いくつかの実施形態によれば、基板は、図１に関連してやはり説明したように、約１．４ｍ^２〜約８．７ｍ^２の、より典型的には約２ｍ^２〜約６ｍ^２の、およびさらにより典型的には約４．３ｍ^２〜５．７ｍ^２の面積を有する大面積基板であってもよい。典型的には、基板は、堆積チャンバ内に基板を案内することにより、または堆積チャンバ内の基板支持体を駆動すること等々により、用意されてもよい。

図６のステップ６２０においては、ターゲットアセンブリが、基板上に堆積されることとなる材料を供給するために用意される。本明細書に記載される実施形態によれば、ターゲットアセンブリは、ターゲット要素が上に配置されたバッキング要素を備える。典型的には、バッキング要素は、堆積プロセスに適した形状を有してもよく、被覆されるべき基板にしたがって選択され得る。いくつかの実施形態によれば、バッキング要素は、プレートまたはチューブの形状を有してもよい。ターゲット要素は、実質的には、堆積されることとなる材料から作製される。典型的には、ターゲット要素は、堆積材料のタイルであってもよい。ターゲット要素の間には、幅ｗを有する間隙が形成される。

ステップ６３０は、ターゲットアセンブリのターゲット要素の間隙に応じて、基板およびターゲットアセンブリを相互に対して位置決めすることを指す。ターゲットおよび／または基板は、間隙幅ｗに対する基板とターゲット要素との間の距離の比率が少なくとも約１５０になるように、位置決めされる。典型的には、この比率は、約４００〜約６００の間であってもよい。いくつかの実施形態によれば、この比率は、１４５または１４０など、１５０を若干下回ってもよい。他の実施形態によれば、この比率は、６２０またはさらには６３０など、６００超であってもよい。

典型的には、ターゲット要素の間の間隙の幅は、あるターゲット要素の１つのエッジから隣接するターゲット要素の対応するエッジにまで及ぶものとして定義される。幅ｗは、図４および図５ならびにそれらの説明を参照することにより理解されよう。

いくつかの実施形態によれば、基板および／またはターゲットは、基板表面とターゲット表面との間の距離が、典型的には約７５ｍｍ〜約３５０ｍｍ、より典型的には約１００ｍｍ〜約３００ｍｍ、およびさらにより典型的には約２００ｍｍになるように、位置決めされる。

一般的には、ターゲット要素は、堆積材料の分散フィールドを有する。分散フィールドは、ターゲット要素から放出される粒子の分散のある規定された特徴を有する。分散フィールドは、ターゲット要素の放出粒子が分散されるエリアまたは領域として理解されたい。典型的には、分散フィールドは、実質的に余弦形状を有し得る。

いくつかの実施形態によれば、隣接し合うターゲット要素の分散フィールドは、基板表面の平面内において実質的に重複し得る。「実質的に重複する」という表現は、図３に関連して説明したように理解されたい。堆積材料の分散フィールドが重複することにより、基板上に規則的な堆積材料層をもたらすことが可能になる。本明細書に記載される実施形態にしたがって配置された基板およびターゲットは、より多くの粒子衝突および粒子相互作用を可能にし、それにより、基板上の堆積が均一になる。特に、層の均一性に対する間隙の影響が、少なくとも低下し、またはさらには実質的に回避される。

上記を考慮して、複数の実施形態を述べることが可能である。本明細書に記載される一態様によれば、基板上に堆積材料の層を堆積するための堆積装置が提供される。この装置は、基板を保持するように適合された基板支持体と、ターゲットアセンブリを保持するように適合されたターゲット支持体とを備える。ターゲットアセンブリは、バッキング要素と、少なくとも２つのターゲット要素の間に間隙を形成するように相互に隣接してバッキング要素上に配置された少なくとも２つのターゲット要素とを備える。ターゲット要素の間の間隙は、幅ｗを有するものとする。さらに、基板支持体およびターゲット支持体は、間隙幅ｗに対する基板とターゲット要素との間の距離の比率が少なくとも約１５０になるように、相互に対して配置される。典型的には、間隙幅ｗに対する基板とターゲット要素との間の距離（４７０、５７０）の比率は、約４００〜約６００の間であることが可能である。さらなる実施形態によれば、基板とターゲット要素との間の距離は、約７５ｍｍ以上であることが可能である。いくつかの実施形態によれば、少なくとも２つのターゲット要素の間の間隙幅は、第１のターゲット要素のエッジから第２のターゲット要素の対面エッジにまで及ぶものとして定義され得る。さらなる実施形態によれば、基板支持体とターゲット支持体との間の距離は、基板上に規則的な堆積を提供するため、個々のターゲット要素の堆積材料の分散フィールドが基板表面の平面内において実質的に重複することを可能にするように適合され得る。典型的には、基板上における堆積の規則性は、ターゲット要素の間の間隙とは実質的に無関係になり得る。いくつかの実施形態によれば、基板支持体とターゲット支持体との間の距離は、結合間隙ムラの生成が実質的に回避されるように適合され得る。典型的には、ターゲットアセンブリのバッキング要素は、プレートまたはチューブであることが可能である。いくつかの実施形態によれば、ターゲット要素は、酸化セラミックを含むことが可能である。本明細書に記載される実施形態の一態様によれば、基板支持体は、約１．５ｍ^２以上の基板を保持するように適合され得る。典型的には、ターゲット支持体は、回転ターゲットアセンブリを保持するように適合され得る。

さらなる一態様によれば、堆積装置において基板上に堆積材料の層を形成するための方法が提供される。この方法は、被覆されるべき基板を用意することと、少なくとも２つのターゲット要素の間に間隙を形成するように相互に隣接したバッキング要素上の少なくとも２つのターゲット要素を有するターゲットアセンブリを用意することとを含む。典型的には、この間隙は、幅ｗを有する。この方法は、間隙幅ｗに対する基板とターゲットとの間の距離の比率が少なくとも約１５０になるように、ターゲットアセンブリに対して基板を位置決めすることをさらに含む。いくつかの実施形態によれば、少なくとも２つのターゲット要素の間の間隙は、第１のターゲット要素のエッジから第２のターゲット要素の対面エッジにまで及ぶものとして定義され得る。典型的には、基板の位置決めは、ターゲットから約７５ｍｍ以上の距離に基板を位置決めすることを含み得る。いくつかの実施形態によれば、基板の位置決めは、基板上に規則的な堆積を提供するため、個々のターゲット要素の堆積材料の分散フィールドが基板表面の平面内において重複することを可能にするように、ターゲットアセンブリに対して基板を位置決めすることをさらに含み得る。

前述は、本発明の実施形態に関するが、本発明の他のおよびさらなる実施形態が、本発明の基本範囲から逸脱することなく考案されてもよく、その範囲は、添付の特許請求の範囲により規定される。

Claims (14)

1. 基板（１１０）上に堆積材料の層を堆積するための堆積装置であって、
   前記基板を保持するように適合された基板支持体（１２０）と、
   マルチタイルターゲットアセンブリ（１３０；２００；３００；４００；５００）を保持するように適合されたターゲット支持体（１２５）であって、前記マルチタイルターゲットアセンブリは、シリンダ状形状のバッキング要素（１３１；２２０；３２０；４２０；５２０）、および、少なくとも２つのターゲット要素（１３２；１３３；２１０；２１１；３１０；３１１；４１０；４１１；４１２；５１０；５１１）の間に間隙（２３０；３３０；４３０；５３０）を形成するように相互に隣接して前記バッキング要素上に配置された前記少なくとも２つのターゲット要素を備え、前記間隙は、幅ｗを有するように適合された、ターゲット支持体（１２５）と
   を備え、
   前記基板支持体（１２０）および前記ターゲット支持体（１２５）は、前記間隙幅ｗに対する前記基板と前記ターゲット要素との間の距離（４７０；５７０）の比率が少なくとも１５０になるように、相互に対して配置される、堆積装置。
2. 前記間隙幅ｗに対する前記基板と前記ターゲット要素との間の前記距離（４７０，５７０）の前記比率は、４００から６００の間である、請求項１に記載の堆積装置。
3. 前記基板と前記ターゲット要素（１３２；１３３；２１０；２１１；３１０；３１１；４１０；４１１；４１２；５１０；５１１）との間の前記距離（４７０；５７０）は、７５ｍｍ以上である、請求項１または２に記載の堆積装置。
4. 前記少なくとも２つのターゲット要素（１３２；１３３；２１０；２１１；３１０；３１１；４１０；４１１；４１２；５１０；５１１）の間の前記間隙幅ｗは、第１のターゲット要素（２１０）のエッジ（２１２）から第２のターゲット要素（２１１）の対面エッジ（２１３）にまで及ぶものとして定義される、請求項１から３のいずれか一項に記載の堆積装置。
5. 前記基板支持体（１２０）と前記ターゲット支持体（１２５）との間の前記距離（４７０；５７０）は、前記基板上に規則的な堆積を提供するため、前記個々のターゲット要素（１３２；１３３；２１０；２１１；３１０；３１１；４１０；４１１；４１２；５１０；５１１）の堆積材料の分散フィールドが基板表面の平面（４５５；５５５）内において実質的に重複することを可能にするように適合される、請求項１から４のいずれか一項に記載の堆積装置。
6. 前記基板支持体（１２０）と前記ターゲット支持体（１２５）との間の前記距離（４７０；５７０）は、結合間隙ムラの生成が実質的に回避されるように適合される、請求項１から５のいずれか一項に記載の堆積装置。
7. 前記バッキング要素（１３１；２２０；３２０；４２０；５２０）は、チューブである、請求項１から６のいずれか一項に記載の堆積装置。
8. 前記ターゲット要素（１３２；１３３；２１０；２１１；３１０；３１１；４１０；４１１；４１２；５１０；５１１）は、インジウムガリウム亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ）、インジウムスズ酸化物 （ＩＴＯ）、亜鉛スズ酸化物（ＺＴＯ）、およびインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの、酸化セラミックおよび／またはインジウム含有セラミック、スズ含有セラミック、亜鉛含有セラミック、ならびに、それらの組合せからなる群より選択されるセラミックを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の堆積装置。
9. 前記基板支持体（１２０）は、１．５ｍ^２以上の基板を保持するように適合される、請求項１から８のいずれか一項に記載の堆積装置。
10. 前記ターゲット支持体（１２５）は、回転ターゲットアセンブリを保持するように適合される、請求項１から９のいずれか一項に記載の堆積装置。
11. 堆積装置において基板上に堆積材料の層を形成するための方法であって、
    被覆されるべき基板を用意することと、
    少なくとも２つのターゲット要素（１３２；１３３；２１０；２１１；３１０；３１１；４１０；４１１；４１２；５１０；５１１）の間に間隙（２３０；３３０；４３０；５３０）が形成されるように相互に隣接するシリンダ状形状のバッキング要素（１３１；２２０；３２０；４２０；５２０）上の前記少なくとも２つのターゲット要素を備えるマルチタイルターゲットアセンブリ（１３０；２００；３００；４００；５００）を用意することであって、前記間隙は、幅ｗを有する、用意することと、
    前記間隙幅ｗに対する前記基板と前記ターゲット要素との間の距離の比率が少なくとも１５０になるように、前記ターゲットアセンブリに対して前記基板を位置決めすることとと
    を含む、方法。
12. 前記少なくとも２つのターゲット要素（１３２；１３３；２１０；２１１；３１０；３１１；４１０；４１１；４１２；５１０；５１１）の間の前記間隙（２３０；３３０；４３０；５３０）は、第１のターゲット要素（２１０）のエッジ（２１２）から第２のターゲット要素（２１１）の対面エッジ（２１３）にまで及ぶものとして定義される、請求項１１に記載の方法。
13. 前記基板を位置決めすることは、前記ターゲット要素（１３２；１３３；２１０；２１１；３１０；３１１；４１０；４１１；４１２；５１０；５１１）から７５ｍｍ以上の距離（４７０；５７０）に前記基板を位置決めすることを含む、請求項１１または１２に記載の方法。
14. 前記基板を位置決めすることは、前記基板上に規則的な堆積を提供するため、前記個々のターゲット要素の堆積材料の分散フィールドが前記基板表面の平面（４５５；５５５）内において重複することを可能にするように、前記ターゲットアセンブリ（１３０；２００；３００；４００；５００）に対して前記基板を位置決めすることをさらに含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。

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