JPH1025572A - Magnetron sputtering system - Google Patents

Magnetron sputtering system

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Publication number
JPH1025572A
JPH1025572A JP18187296A JP18187296A JPH1025572A JP H1025572 A JPH1025572 A JP H1025572A JP 18187296 A JP18187296 A JP 18187296A JP 18187296 A JP18187296 A JP 18187296A JP H1025572 A JPH1025572 A JP H1025572A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnet
target
magnetic field
magnetron sputtering
field generating
Prior art date
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Pending
Application number
JP18187296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Kiyono
和之 清野
Mitsuhiro Kamei
光浩 亀井
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1025572A publication Critical patent/JPH1025572A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
    • H01J37/3408Planar magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3455Movable magnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently form thin coating excellent in uniformity at a high speed even on a large substrate. SOLUTION: This system is provided with a substrate holding member 3 which is arranged in a vacuum vessel 1 and on which a substrate 2 to be used to form coating film is mounted, a target 4, arranged at a position opposite to the substrate holding member, plural magnetic field generating means 9, 9' arranged at the rear face of the target and a magnet controlling means for reciprocating the magnetic field generating means parallel to the target and furthermore controlling the movement of the magnetic field generating means. Then, the magnetic controlling means controls the movement of the plural magnetic field generating means independently.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はマグネトロンスパッ
タ装置に係り、例えばTFT(Thin-Film Tran-sistor)
を使用した液晶ディスプレイのように、特に広い面積を
有する基板の表面に均一な薄膜を形成するものに好適な
マグネトロンスパッタ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 a magnetron sputtering apparatus, for example, a TFT (Thin-Film Tran-sistor).
The present invention relates to a magnetron sputtering apparatus suitable for forming a uniform thin film on the surface of a substrate having a particularly large area, such as a liquid crystal display using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、基板の表面に薄膜を形成する場
合、成膜速度の大きいマグネトロンスパッタ装置が多く
用いられてきた。マグネトロンスパッタ装置の基本構成
は、例えば金原粲著「スパッタリング現象」(東大出版
会)161頁に記載されている。すなわち、真空容器内
に薄膜の母材であるターゲットを置き、ターゲット表面
にトンネル状の磁界を形成しておく。ターゲットに電圧
を印加すると、磁界のトンネル内に高密度のプラズマを
発生させることが可能で、ターゲット表面にリング状あ
るいはレーストラック状の高密度プラズマが形成され
る。そして、電界によりプラズマ中のイオンがターゲッ
トに衝突する。ターゲットへのイオンの衝突によりター
ゲットを構成する物質は原子レベルで飛散し、飛散した
粒子が基板に付着することにより、薄膜が形成される。
このマグネトロンスパッタ法は、リング状あるいはレー
ストラック状に局部的に高密度プラズマを発生できるの
で、高速成膜や基板温度上昇の抑制が可能という特徴を
もつ一方、プラズマが局部的になるので大面積の基板に
均一に成膜しにくい、ターゲットが局部的に消耗すると
いった短所も含んでいる。大面積基板に均一に成膜する
という点では、基板あるいは磁石を動かすといった方法
がとられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a thin film is formed on the surface of a substrate, a magnetron sputtering apparatus having a high film forming rate has been often used. The basic configuration of the magnetron sputtering apparatus is described in, for example, "Sputtering Phenomenon" (Todai Publishing Co., Ltd.), p. That is, a target which is a thin film base material is placed in a vacuum vessel, and a tunnel-like magnetic field is formed on the target surface. When a voltage is applied to the target, high-density plasma can be generated in the tunnel of the magnetic field, and a ring-shaped or race-track-shaped high-density plasma is formed on the target surface. Then, ions in the plasma collide with the target due to the electric field. Substances constituting the target are scattered at the atomic level due to collision of ions with the target, and the scattered particles adhere to the substrate, thereby forming a thin film.
This magnetron sputtering method has a feature that high-density plasma can be locally generated in a ring or a racetrack shape, thereby enabling high-speed film formation and suppressing a rise in substrate temperature. It also has disadvantages that it is difficult to form a film uniformly on the substrate and that the target is locally consumed. In order to form a uniform film on a large-area substrate, a method of moving a substrate or a magnet is used.

【0003】一方、近年の携帯用パーソナルコンピュー
タ等の普及に伴い、液晶ディスプレイの需要が高まって
いる。液晶ディスプレイの画面サイズは視界性の点から
大型化が要求され、またコスト面からは一枚のガラスか
ら多数個の製品を製造する要求がある。この二つの要求
を満たすためには、必然的に成膜処理を施す基板サイズ
の大型化が必要となってくる。成膜を施す基板が大型化
してくると、スパッタリングを長時間行う必要がでてく
る。しかしながら、スパッタリングを長時間行った場
合、 (1)パーティクルの発生による膜厚の不均一 (2)生産効率の低下 といった問題が発生してくる。これら問題点を解決する
ためには、例えば特開平5−117851 号公報中に開示して
あるように、マグネット(磁石ユニット)を複数組隣接
させ、この隣接させた複数組のマグネットをターゲット
に対して平行に往復運動させる方法が考えられる。この
方法によれば、一度に行える成膜の範囲が広がるため、
一組のマグネットの場合と比較しても成膜時間が短くて
済み、結果、成膜時間の長時間化に伴う上述の問題点も
解決できる。
On the other hand, with the spread of portable personal computers and the like in recent years, demand for liquid crystal displays is increasing. The screen size of a liquid crystal display is required to be large in view of visibility, and in view of cost, there is a demand to manufacture a large number of products from a single piece of glass. In order to satisfy these two requirements, it is necessary to increase the size of the substrate on which the film forming process is performed. When a substrate on which a film is formed becomes large, it is necessary to perform sputtering for a long time. However, when sputtering is performed for a long time, problems such as (1) uneven film thickness due to generation of particles and (2) reduction in production efficiency occur. In order to solve these problems, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 5-117851, a plurality of sets of magnets (magnet units) are made adjacent to each other, and the plurality of sets of adjacent magnets are placed on a target. A method of reciprocating in parallel is considered. According to this method, the range of film formation that can be performed at one time is widened.
Compared with the case of a set of magnets, the film formation time can be shortened, and as a result, the above-described problem associated with the longer film formation time can be solved.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
知例のごとく、マグネットが複数組隣接して配置された
場合には、各マグネットにより形成されるトンネル状の
磁界から発生するプラズマがマグネット間において互い
に干渉しあい、プラズマの密度分布すなわち膜厚分布が
予想しにくくなってしまう。その結果、膜厚を均一に分
布することが困難になるという問題点が発生する。
However, when a plurality of magnets are arranged adjacent to each other as in the above-mentioned known example, plasma generated from a tunnel-shaped magnetic field formed by each magnet is generated between the magnets. The interference causes the plasma density distribution, that is, the film thickness distribution, to be difficult to predict. As a result, there arises a problem that it is difficult to uniformly distribute the film thickness.

【0005】本発明の目的は、基板サイズが大型化した
ものであっても、その膜厚の分布を均一に、かつ効率良
く膜形成が行えるマグネトロンスパッタ装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a magnetron sputtering apparatus capable of forming a film with a uniform thickness distribution and efficient film formation even if the substrate size is increased.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板と対向する位置に配置されるターゲッ
トの裏面に配置された複数の磁場発生手段を、ターゲッ
トに対して平行に往復運動させるようにしたマグネトロ
ンスパッタ装置において、前記複数の磁場発生手段の運
動を各々独立に制御することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method of reciprocating a plurality of magnetic field generating means arranged on a back surface of a target arranged at a position facing a substrate in parallel with the target. In a magnetron sputtering apparatus adapted to move, the movements of the plurality of magnetic field generating means are controlled independently of each other.

【0007】上記の構成によれば、複数の磁場発生手段
の運動が各々独立に制御されるため、比較的大型な基板
に対しても薄膜形成のむらがなくなり、均一な薄膜を高
速に形成することができるようになる。
According to the above arrangement, since the movements of the plurality of magnetic field generating means are controlled independently of each other, the uniformity of thin film formation is eliminated even on a relatively large substrate, and a uniform thin film can be formed at high speed. Will be able to

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図1は本発明の一実施例であるマグネトロ
ンスパッタ装置を示す。該図において、真空容器1は上
部に開口部をもって形成され、この真空容器1内には成
膜を施す基板2および基板2を保持し、かつ基板2を温
めるためのヒータ機能を有する基板保持部材3が配置さ
れている。基板2の対向する位置にはターゲット4が裏
面をバッキングプレート5に支持される形で配置され、
このバッキングプレート5が真空容器1の上部開口部を
覆い、真空容器1内を真空状態に保っている。ターゲッ
ト4の端部廻りには、アースシールド6がターゲット4
の端部と間隙を保ちながらターゲット4の端部を取り囲
むようにして配置されており、隙間にプラズマが流入し
ないようにしている。基板2の端部上方にはその端部を
覆うように第1の防着板7が水平に設置され、さらにア
ースシールド6,第1の防着板7を取り囲むようにL字
状の第2の防着板8が設置されており、これら第1,第
2の防着板7,8にて、スパッタリング現象により飛散
したスパッタ粒子が基板保持部材3の表面および真空容
器1の内壁に付着するのを防いでいる。
FIG. 1 shows a magnetron sputtering apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure, a vacuum vessel 1 is formed with an opening at an upper part, and a substrate 2 on which a film is to be formed and a substrate holding member having a heater function for heating the substrate 2 and for holding the substrate 2 in the vacuum vessel 1. 3 are arranged. A target 4 is disposed at a position facing the substrate 2 with the back surface supported by the backing plate 5.
This backing plate 5 covers the upper opening of the vacuum vessel 1 and maintains the inside of the vacuum vessel 1 in a vacuum state. Around the end of the target 4, an earth shield 6 is
It is arranged so as to surround the end of the target 4 while maintaining the gap with the end of the target 4, so that plasma does not flow into the gap. A first protection plate 7 is horizontally installed above the end of the substrate 2 so as to cover the end, and furthermore, an earth shield 6, and an L-shaped second protection plate 7 surrounds the first protection plate 7. The sputter particles scattered by the sputtering phenomenon adhere to the surface of the substrate holding member 3 and the inner wall of the vacuum vessel 1 with the first and second anti-plates 7 and 8. Is preventing.

【0010】一方、ターゲット4の裏面側にはマグネッ
ト9,9′が設置してある。このマグネット9,9′は
図3に示すように、S極の周辺磁石にN極の中心磁石を
配置したもの、またはその逆にN極の周辺磁石にS極の
中心磁石を配置したものが用いられている。なお、本実
施例ではマグネット9とマグネット9′において極性の
異なるものを使用する。
On the other hand, magnets 9 and 9 'are provided on the back side of the target 4. As shown in FIG. 3, the magnets 9 and 9 'each have an S-pole peripheral magnet and an N-pole central magnet, or vice versa. Used. In this embodiment, the magnets 9 and 9 'having different polarities are used.

【0011】マグネット9,9′は図1に示すように、
それぞれマグネット駆動装置10,10′に取り付けら
れており、各々ターゲット4に対して平行にかつ図2に
示すY軸方向に沿って運動可能となっている。マグネッ
ト駆動装置10は図4に示すように、モータ11と、こ
のモータ11により回転駆動する駆動シャフト12と、
この駆動シャフト12の回転運動を直線運動に変換し、
マグネット9が駆動シャフト12上を運動するようにす
るブラケット13とから構成される。モータ11には、
モータ11の回転角を抵抗に変換し、モータ11の回転
位置すなわちマグネット9の位置を検出するロータリエ
ンコーダ14が設けられており、このロータリエンコー
ダ14にはモータ11の回転方向および回転数を制御す
るコントローラ15が接続されている。
As shown in FIG. 1, the magnets 9, 9 '
They are respectively attached to the magnet driving devices 10 and 10 ', and can move in parallel with the target 4 and along the Y-axis direction shown in FIG. As shown in FIG. 4, the magnet driving device 10 includes a motor 11, a driving shaft 12 that is rotationally driven by the motor 11,
The rotational motion of the drive shaft 12 is converted into a linear motion,
And a bracket 13 for allowing the magnet 9 to move on the drive shaft 12. The motor 11 has
A rotary encoder 14 that converts the rotation angle of the motor 11 into a resistance and detects the rotation position of the motor 11, that is, the position of the magnet 9, is provided. The rotary encoder 14 controls the rotation direction and the number of rotations of the motor 11. The controller 15 is connected.

【0012】前記コントローラ15はロータリエンコー
ダ14からの信号を読み取る入力手段151,マグネッ
ト9の往復運動回数を設定する回数設定手段152,マ
グネット9の運動を制御するためのマップ等を備えた記
憶手段153,入力手段151で読み込んだ値と記憶手段
153内のマップを比較しマグネット9の運動速度を演
算したり、マグネット9の往復運動回数をカウントする
比較演算手段154,比較演算手段154で得られた値
に基づきモータ11に制御信号を転送する出力手段15
5から構成される。
The controller 15 has input means 151 for reading a signal from the rotary encoder 14, number-of-times setting means 152 for setting the number of reciprocating movements of the magnet 9, and storage means 153 having a map for controlling the movement of the magnet 9. The value read by the input means 151 is compared with the map in the storage means 153 to calculate the movement speed of the magnet 9, and the comparison calculation means 154 for counting the number of reciprocating movements of the magnet 9, and the values obtained by the comparison calculation means 154. Output means 15 for transferring a control signal to the motor 11 based on the value
5 is comprised.

【0013】なお、本実施例においては、マグネット駆
動装置10と、ロータリエンコーダ14,コントローラ
15を合わせてマグネット制御装置を構成している。ま
た、図1にあるマグネット駆動装置10′と、マグネッ
ト9′の運動を制御するマグネット制御装置は、マグネ
ット駆動装置10,マグネット9の運動を制御するマグ
ネット制御装置とほぼ同様な構成・動作のため、その説
明を省略する(マグネット制御装置16,16′中のコ
ントローラ15は共通である)。
In this embodiment, the magnet control device is constituted by combining the magnet drive device 10, the rotary encoder 14, and the controller 15. The magnet drive device 10 'and the magnet control device for controlling the movement of the magnet 9' shown in FIG. 1 have almost the same configuration and operation as the magnet drive device 10 and the magnet control device for controlling the movement of the magnet 9. The description is omitted (the controller 15 in the magnet control devices 16 and 16 'is common).

【0014】次に、図5を用いて、本実施例の作用につ
いて説明する。図5は本実施の形態の制御手順を示すフ
ローチャートである。該図において、まず、s101に
てマグネトロンスパッタ装置の電源を入れ、装置を起動
させる。するとコントローラ15が、マグネット9を予
め設定されている(記憶手段153内に格納されてい
る)初期設定位置に配置するような指令をモータ11に
送る。モータ11は、コントローラ15の指令に基づく
回転を行い、この回転がブラケット13により直線運動
に変換されることによりマグネット9が初期設定位置に
配置されることになる。このとき、マグネット9′も同
時にマグネット9と周期差1/2の初期設定位置に配置
されるが、ここまでの制御はマグネット9と同様なので
説明は省略し、これ以降もマグネット9,9′の制御が
同様な場合は、マグネット9の説明をもってマグネット
9′の説明とする。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure according to the present embodiment. In the figure, first, in s101, the power of the magnetron sputtering apparatus is turned on, and the apparatus is started. Then, the controller 15 sends a command to the motor 11 to dispose the magnet 9 at a preset position (stored in the storage means 153) set in advance. The motor 11 rotates based on a command from the controller 15, and the rotation is converted into linear motion by the bracket 13, so that the magnet 9 is arranged at the initial setting position. At this time, the magnet 9 'is also arranged at the same initial setting position as the magnet 9 at a period difference of 1/2. When the control is the same, the description of the magnet 9 will be referred to as the description of the magnet 9 '.

【0015】s102において、マグネット9,9′の
往復運動回数を設定し、スパッタ作業のスタートスイッ
チをONにする。すると、マグネット9,9′が図2の
Y軸方向に沿ってそれぞれ範囲A,範囲A′の往復運動
を開始するとともに、スパッタ作業が開始される。ここ
ではまず、マグネット9,9′の運動について説明す
る。
In s102, the number of reciprocating movements of the magnets 9, 9 'is set, and the start switch for the sputtering operation is turned on. Then, the magnets 9 and 9 'start reciprocating movements in the range A and the range A' along the Y-axis direction in FIG. 2, respectively, and the sputtering operation is started. Here, the movement of the magnets 9 and 9 'will be described first.

【0016】マグネット9の運動は、基板2の端部近傍
において速度制御が行われている。これは、ターゲット
4の大きさが有限であるため、基板2からターゲット4
への立体角が基板2上の位置により異なり、結果、成膜
密度が疎になりがちな基板2の端部近傍においては図6
に示すように速度を落して膜厚分布を均一にしようとす
るものである。記憶手段153には、マグネット9の速
度パターンとして図7に示す19,マグネット9′の速
度パターンとして同図に示す20がそれぞれ格納されて
おり、比較演算手段154は、この速度パターン19,
20に従った運動指令を出力手段155を介してモータ
11,11′に転送している。マグネット9とマグネッ
ト9′はモータ11,11′の回転によって運動開始地
点から周期差1/2を保ちながら、それぞれ範囲A,範
囲A′の往復運動をおこなう。このマグネット9,9′
の運動開始と同時にターゲット4に電圧が印加され、ス
パッタ作業が開始される。
The speed of the movement of the magnet 9 is controlled near the end of the substrate 2. This is because the size of the target 4 is finite,
The solid angle varies depending on the position on the substrate 2, and as a result, in the vicinity of the end of the substrate 2 where the film formation density tends to be low, FIG.
As shown in FIG. 7, the speed is reduced to make the film thickness distribution uniform. The storage means 153 stores 19 shown in FIG. 7 as the speed pattern of the magnet 9 and 20 shown in the figure as the speed pattern of the magnet 9 ', and the comparison operation means 154 stores the speed pattern 19,
The movement command according to 20 is transferred to the motors 11 and 11 'via the output means 155. The magnet 9 and the magnet 9 'reciprocate in the range A and the range A', respectively, while maintaining the period difference 1/2 from the movement start point by the rotation of the motors 11 and 11 '. This magnet 9, 9 '
A voltage is applied to the target 4 at the same time as the movement of the target starts, and a sputtering operation is started.

【0017】s103では、マグネット9の往復運動回
数をカウントし、s104においてこのマグネット9の
往復運動回数であるs103の値と、最初に設定した往
復運動回数152の値を比較している。s104におい
てNの場合、すなわち実際のマグネット9の往復運動回
数が設定した回数と一致しない場合はs103に戻り、
s104においてYになるまでこのルーチンを繰り返
す。
In s103, the number of reciprocating movements of the magnet 9 is counted, and in s104, the value of s103, which is the number of reciprocating movements of the magnet 9, is compared with the value of the initially set number of reciprocating movements 152. If N in s104, that is, if the actual number of reciprocating motions of the magnet 9 does not match the set number, the process returns to s103,
This routine is repeated until it becomes Y in s104.

【0018】s104においてYの場合、すなわちマグ
ネット9の往復運動回数が設定回数に達した場合、s1
05へ進み、マグネット9,9′の運動およびスパッタ
作業を停止させ、さらにs106に進み、マグネット
9,9′を初期設定位置に配置する。
If Y in s104, that is, if the number of reciprocating motions of the magnet 9 reaches the set number, s1
Proceeding to step 05, the movement of the magnets 9, 9 'and the sputtering operation are stopped, and further proceeding to s106, the magnets 9, 9' are arranged at the initial setting positions.

【0019】s107では作業の継続を問ており、継続
して行う場合はs102に戻りそれ以降のステップを繰
返し、作業を終了する場合にこの制御が終了する。な
お、本実施例のマグネトロンスパッタ装置は、継続して
作業を行う場合、特別な指示をしない限り前回設定した
往復運動回数をそのまま使用できるものである。
At s107, the continuation of the operation is inquired. If the operation is to be continued, the process returns to s102, and the subsequent steps are repeated. When the operation is to be ended, this control ends. The magnetron sputtering apparatus according to the present embodiment can use the previously set number of reciprocating motions without any special instructions when performing continuous operations.

【0020】本実施例のマグネトロンスパッタ装置を用
いて550mm×650mmの大きさの基板にスパッタパワ
ー25kWを投入してCr膜の形成を行った結果、成膜
時間36秒にて膜厚平均182nm,膜厚分布±4.2
% であった。これに対し、従来のマグネットを1組だ
け用いた装置の場合、スパッタパワーが20kW以上の
領域では異常放電確率が大きくなるため、これ以上パワ
ーを上げることが出来ない。スパッタパワーが20kW
でCr膜182nmを形成すると、50秒の時間を要し
た。すなわち本実施例のマグネトロンスパッタ装置で
は、Crの成膜時間が50秒から36秒に短縮し、生産
性を約4割向上することができた。
Using the magnetron sputtering apparatus of the present embodiment, a Cr film was formed by applying a sputtering power of 25 kW to a substrate having a size of 550 mm × 650 mm. Film thickness distribution ± 4.2
% Met. On the other hand, in the case of a conventional apparatus using only one set of magnets, the probability of abnormal discharge increases in a region where the sputter power is 20 kW or more, so that the power cannot be further increased. Sputter power is 20kW
It took 50 seconds to form a 182 nm Cr film. That is, in the magnetron sputtering apparatus of the present embodiment, the Cr film formation time was reduced from 50 seconds to 36 seconds, and the productivity was improved by about 40%.

【0021】上記のように本実施例のマグネトロンスパ
ッタ装置は、マグネット9とマグネット9′の2組のマ
グネットを用いているので、マグネットが1組の場合と
比較して成膜処理時間が短くて済み、さらにこの2組の
マグネットの運動を別個に、そして周期をずらして制御
しているのでマグネット間の相互干渉も防止できる。こ
のため、基板サイズが大型化したものであっても、均一
な膜厚でかつ効率良く薄膜の形成が行える。
As described above, the magnetron sputtering apparatus of the present embodiment uses two magnets, the magnet 9 and the magnet 9 ', so that the film forming process time is shorter than that of a single magnet. Since the movements of the two sets of magnets are controlled separately and at different periods, mutual interference between the magnets can be prevented. For this reason, even if the substrate size is large, a thin film can be efficiently formed with a uniform thickness.

【0022】また、ターゲット4の端部近傍において速
度制御を行っているので、基板端部においても均一な膜
厚の薄膜を形成できる。
Further, since the speed is controlled near the end of the target 4, a thin film having a uniform film thickness can be formed also at the end of the substrate.

【0023】また、マグネット9とマグネット9′を異
なる極性としたことから、マグネット間の相互作用すな
わちプラズマの干渉が小さくなり、マグネット間におい
ても均一な膜厚の薄膜を形成できる。
Since the magnets 9 and 9 'have different polarities, the interaction between the magnets, that is, the interference of plasma is reduced, and a thin film having a uniform thickness can be formed between the magnets.

【0024】なお、本実施例ではマグネット9とマグネ
ット9′の周期の差を1/2と設定したが、必ずしも1
/2でなくてもよく、マグネット間の相互干渉の関係か
ら1/4〜3/4の間でも適用可能である。
In the present embodiment, the period difference between the magnet 9 and the magnet 9 'is set to 1/2, but it is not necessarily 1
It is not necessary to be, and it is also possible to apply between 〜 and / from the relation of mutual interference between the magnets.

【0025】また、本実施例ではターゲット端部近傍に
おいて速度制御を行っているが、もちろん特別な速度制
御を行わなくてもよいし、マグネット9とマグネット
9′に極性の異なるものを用いたが、同極性のものを用
いてもよい。
In this embodiment, the speed control is performed in the vicinity of the end of the target. Of course, no special speed control may be performed, and the magnets 9 and 9 'having different polarities are used. And the same polarity may be used.

【0026】さらに本実施の形態ではマグネットを2組
用いたが、それ以上の場合でも適用可能である。
Further, although two sets of magnets are used in this embodiment, the present invention can be applied to more than two sets of magnets.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明は、基板と対向する位置に配置さ
れるターゲットの裏面に配置された複数の磁場発生手段
を、ターゲットに対して平行に往復運動させるようにし
たマグネトロンスパッタ装置において、前記複数の磁場
発生手段の運動を各々独立に制御するようにしたので、
比較的大型な基板に対しても薄膜形成のむらがなくな
り、均一な薄膜を高速かつ効率的に形成することができ
る。
According to the present invention, there is provided a magnetron sputtering apparatus wherein a plurality of magnetic field generating means disposed on a back surface of a target disposed at a position facing a substrate are reciprocated in parallel with the target. Since the movements of a plurality of magnetic field generating means are controlled independently of each other,
Even for a relatively large substrate, the uniformity of the thin film formation is eliminated, and a uniform thin film can be formed quickly and efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るマグネトロンスパッタ装置の一実
施例を示した側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing one embodiment of a magnetron sputtering apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係るマグネトロンスパッタ装置の一実
施の形態を示した平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing one embodiment of a magnetron sputtering apparatus according to the present invention.

【図3】本発明に採用されるマグネットの構成を説明す
るための外観斜視図である。
FIG. 3 is an external perspective view for explaining a configuration of a magnet employed in the present invention.

【図4】本発明に採用されるマグネットの駆動装置を説
明する斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view illustrating a magnet driving device employed in the present invention.

【図5】本発明におけるマグネットの制御手順を示した
フローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure of a magnet in the present invention.

【図6】本発明におけるマグネットの位置と移動速度の
関係を示した特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a position of a magnet and a moving speed according to the present invention.

【図7】本発明における時刻に対する各マグネットの変
位および2組のマグネットの周期の差を示す特性図であ
る。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing displacement of each magnet with respect to time and a difference between periods of two sets of magnets in the present invention.

【符号の説明】 1…真空容器、2…基板、3…基板保持部材、4…ター
ゲット、5…バッキングプレート、9,9′…マグネッ
ト(磁場発生手段)、11…モータ、12…駆動シャフ
ト(回転駆動伝達部材)、13…ブラケット(運動方向
変換部材)、14…ロータリエンコーダ(マグネット運
動検出手段)、15…コントローラ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... vacuum container, 2 ... substrate, 3 ... substrate holding member, 4 ... target, 5 ... backing plate, 9, 9 '... magnet (magnetic field generating means), 11 ... motor, 12 ... drive shaft ( Rotational drive transmission member), 13: bracket (movement direction conversion member), 14: rotary encoder (magnet motion detection means), 15: controller.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】真空容器と、この真空容器内に配置され、
膜を付着させるべき基板を取り付けた基板保持部材と、
該基板保持部材と対向する位置に配置されたターゲット
と、該ターゲットの裏面に配置された複数の磁場発生手
段と、該磁場発生手段をターゲットに対して平行に往復
運動させ、さらに該磁場発生手段の運動を制御するマグ
ネット制御手段を備えたマグネトロンスパッタ装置にお
いて、 前記マグネット制御手段は、前記複数の磁場発生手段の
運動を各々独立に制御することを特徴とするマグネトロ
ンスパッタ装置。
Claims: 1. A vacuum vessel, and disposed in the vacuum vessel,
A substrate holding member on which a substrate to which a film is to be attached is attached,
A target disposed at a position facing the substrate holding member, a plurality of magnetic field generating means disposed on the back surface of the target, and reciprocating the magnetic field generating means in parallel with the target; A magnetron sputtering apparatus provided with magnet control means for controlling the movement of the magnetic field, wherein the magnet control means controls the movements of the plurality of magnetic field generation means independently of each other.
【請求項2】請求項1記載のマグネトロンスパッタ装置
において、前記マグネット制御手段は、ターゲット端部
における前記磁場発生手段の移動速度を、ターゲット中
心部における移動速度より遅くなるように制御するもの
であることを特徴とするマグネトロンスパッタ装置。
2. A magnetron sputtering apparatus according to claim 1, wherein said magnet control means controls a moving speed of said magnetic field generating means at a target end portion to be lower than a moving speed at a target central portion. A magnetron sputtering apparatus, characterized in that:
【請求項3】請求項1または2記載のマグネトロンスパ
ッタ装置において、前記複数の磁場発生手段のうち、す
くなくとも両端の磁場発生手段の移動周期の差が1/4
〜3/4周期の間にあることを特徴とするマグネトロン
スパッタ装置。
3. The magnetron sputtering apparatus according to claim 1, wherein at least one of the plurality of magnetic field generating means has a moving cycle difference of 1/4.
A magnetron sputtering apparatus characterized in that the period is between 3 and 周期.
【請求項4】請求項1記載のマグネトロンスパッタ装置
において、前記複数の磁場発生手段の極性は、それぞれ
相隣あう磁場発生手段の極性と異なることを特徴とする
マグネトロンスパッタ装置。
4. The magnetron sputtering apparatus according to claim 1, wherein said plurality of magnetic field generating means have different polarities from adjacent magnetic field generating means.
【請求項5】請求項1記載のマグネトロンスパッタ装置
において、前記ターゲットはその裏面がバッキングプレ
ートで支持されており、このバッキングプレートが前記
真空容器の一部を形成することを特徴とするマグネトロ
ンスパッタ装置。
5. The magnetron sputtering apparatus according to claim 1, wherein the back surface of the target is supported by a backing plate, and the backing plate forms a part of the vacuum vessel. .
【請求項6】真空容器と、この真空容器内に配置され、
膜を付着させるべき基板を取り付けた基板保持部材と、
該基板保持部材と対向する位置に配置されたターゲット
と、該ターゲットの裏面に配置された複数の磁場発生手
段と、該磁場発生手段をターゲットに対して平行に往復
運動させ、さらに該磁場発生手段の運動を制御するマグ
ネット制御手段を備えたマグネトロンスパッタ装置にお
いて、 前記マグネット制御手段は、モータと、該モータにより
回転駆動する回転駆動伝達部材と、該回転駆動伝達部材
の回転運動を直線運動に変換し、前記マグネットが該回
転駆動伝達部材に沿って運動するようにする運動方向変
換部材から構成される2つ以上のマグネット駆動装置
と、前記マグネットの位置や運動方向を検出するマグネ
ット運動検出手段と、前記マグネット駆動装置の運動を
制御するコントローラを有することを特徴とするマグネ
トロンスパッタ装置。
6. A vacuum vessel, and disposed in the vacuum vessel,
A substrate holding member on which a substrate to which a film is to be attached is attached,
A target disposed at a position facing the substrate holding member, a plurality of magnetic field generating means disposed on the back surface of the target, and reciprocating the magnetic field generating means in parallel with the target; A magnetron sputtering device provided with magnet control means for controlling the movement of the motor, the magnet control means comprising: a motor, a rotational drive transmitting member rotationally driven by the motor, and converting the rotational movement of the rotational drive transmission member into linear motion. And two or more magnet drive devices each including a movement direction conversion member that causes the magnet to move along the rotation drive transmission member; and a magnet movement detection unit that detects a position and a movement direction of the magnet. And a controller for controlling the motion of the magnet drive device. Data device.
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