JPH11323546A - Sputtering apparatus for large-sized substrate - Google Patents

Sputtering apparatus for large-sized substrate

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JPH11323546A
JPH11323546A JP13544898A JP13544898A JPH11323546A JP H11323546 A JPH11323546 A JP H11323546A JP 13544898 A JP13544898 A JP 13544898A JP 13544898 A JP13544898 A JP 13544898A JP H11323546 A JPH11323546 A JP H11323546A
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JP
Japan
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target
magnet device
scanning
substrate
backing plate
Prior art date
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Application number
JP13544898A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Tsukasaki
尚 塚崎
Takahisa Nagayama
貴久 永山
Toshiya Sakata
俊哉 坂田
Terushige Hino
輝重 日野
Toshio Araki
利夫 荒木
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Advanced Display Inc
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Advanced Display Inc
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH11323546A publication Critical patent/JPH11323546A/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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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the phenomenon of the local and deep erosion of a target for supplying thin film raw material of a sputtering apparatus for large-sized substrates for forming thin films on TFT array substrates, etc., of an active matrix type liquid crystal display device using thin-film transistors as switching elements. SOLUTION: A magnet device 32 for applying a magnetic field in a perpendicular direction to the surface of the target arranged in the upper part of a deposition chamber is freely turnably mounted in such a manner that the magnetic poles formed to a rectilinear shape face the target and the device turns within a plane parallel with the target surface. The magnet device is so constituted that the direction of the magnetic poles is a prescribed argument at which the left side end in the advance direction of scanning precedes in the intermediate part of scanning, turns according to the scanning near the terminal part of the target end and attains the direction perpendicular to the scanning direction at the target end. The magnet device scans back and forth in the space where the target is arranged.

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】この発明は、例えば薄膜トラ
ンジスタ(TFT)をスイッチング素子に用いたアクテ
ィブマトリックス形液晶表示装置(TFT−LCD)の
TFTアレイ基板等に薄膜を形成する大型基板用スパッ
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 sputtering apparatus for a large substrate for forming a thin film on a TFT array substrate of an active matrix liquid crystal display (TFT-LCD) using a thin film transistor (TFT) as a switching element. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の大型基板用スパッタ装置の主要部
の断面図を図9、全体の構成を図10に示す。図におい
て、1はスパッタリングを行う成膜室、2は成膜室架
台、3は基板が載置されるサセプタであり、下部にサセ
プタ支持部材3aとサセプタ駆動シリンダ3bが取り付
けられ、上下に高さが調整できるように支持されてい
る。4はマスクであり、マスク支持部材4aとマスク駆
動シリンダ4bが取り付けられ、上下に高さ調整ができ
るように支持されている。サセプタ支持部材3aとマス
ク支持部材4aは、ベローズ3c、ベローズ4cによ
り、上下に高さ調整が行われても密封構造が維持できる
ように構成されている。5は基板の出入口に取り付けら
れたゲートバルブ、6は成膜室1の上部を密閉するバッ
キングプレート、7は成膜室1内部のスパッタリングす
る部分の端部電界の歪みを抑制するシールド電極、8は
成膜室1の内部を真空引きする真空排気手段、9はスパ
ッタリングガスを供給するガス供給手段、10は薄膜が
施される基板、11はバッキングプレート6の下面に取
り付けられた成膜材の供給源となるターゲット、12は
ターゲット11の背面に配置され、ターゲット11の表
面に垂直磁界を与える磁石装置、13は磁石装置12の
支持部と螺合した駆動ねじ13aを回転することにより
磁石装置12を往復させて走査する磁石装置移動機構、
14はターゲット11およびシールド電極7に負の高電
圧を印加する電源、15は電圧印加ケーブルである。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a sectional view of a main part of a conventional sputtering apparatus for large substrates, and FIG. In the drawing, reference numeral 1 denotes a film forming chamber for performing sputtering, 2 denotes a film forming chamber base, 3 denotes a susceptor on which a substrate is mounted, and a susceptor support member 3a and a susceptor driving cylinder 3b are attached to a lower portion. It is supported so that it can be adjusted. Reference numeral 4 denotes a mask, to which a mask supporting member 4a and a mask driving cylinder 4b are attached and supported so that the height can be adjusted vertically. The susceptor support member 3a and the mask support member 4a are configured by the bellows 3c and the bellows 4c so that the sealed structure can be maintained even if the height is adjusted vertically. 5 is a gate valve attached to the entrance of the substrate, 6 is a backing plate that seals the upper part of the film forming chamber 1, 7 is a shield electrode that suppresses distortion of the electric field at the end of the sputtering portion inside the film forming chamber 1, 8 Is a vacuum evacuation unit for evacuating the inside of the film forming chamber 1, 9 is a gas supply unit for supplying a sputtering gas, 10 is a substrate on which a thin film is formed, 11 is a film forming material attached to the lower surface of the backing plate 6. A target 12 serving as a supply source is disposed on the back of the target 11, and a magnet device for applying a vertical magnetic field to the surface of the target 11. A magnet device 13 is formed by rotating a driving screw 13 a screwed to a support of the magnet device 12. A magnet device moving mechanism for scanning by reciprocating 12;
Reference numeral 14 denotes a power supply for applying a high negative voltage to the target 11 and the shield electrode 7, and reference numeral 15 denotes a voltage application cable.

【0003】全体構成は図10に示すように構成され、
中央部に基板10を搬送するロボット16aを収容した
ロボット室16を配置し、その周囲に複数の成膜室1
a、1b、1c、予備加熱室17および2つの予備排気
室18が配置され、ロボット室16と成膜室1a、1
b、1c、予備排気室18および予備加熱室17の間の
それぞれにゲートバルブ9a、9b、9c、9d、9
e、9fを設けてそれぞれ接続されている。19は基板
10を準備する準備テーブルである。基板10は20枚
程度をロット単位として予備排気室18にて真空状態で
待機させ、成膜室1a、1b、1cに搬入される前に1
ロット毎に予備加熱室17で予備加熱し、1枚ずつ順次
各成膜室1a、1b、1cに搬入してスパッタリングを
行う。
[0003] The overall configuration is configured as shown in FIG.
A robot chamber 16 accommodating a robot 16a for transporting the substrate 10 is disposed at the center, and a plurality of film forming chambers 1 are arranged around the robot chamber.
a, 1b, 1c, a pre-heating chamber 17 and two pre-evacuation chambers 18 are arranged, and the robot chamber 16 and the film forming chambers 1a, 1a,
b, 1c, gate valves 9a, 9b, 9c, 9d, 9 between the preliminary exhaust chamber 18 and the preliminary heating chamber 17, respectively.
e and 9f are provided and connected to each other. 19 is a preparation table for preparing the substrate 10. The substrate 10 is made to stand by in a vacuum state in the pre-evacuation chamber 18 in units of about 20 lots, and before being carried into the film formation chambers 1a, 1b, and 1c.
The preheating is performed in the preheating chamber 17 for each lot, and the wafers are sequentially loaded one by one into the film forming chambers 1a, 1b, and 1c to perform sputtering.

【0004】次に図9に示す大型基板用スパッタ装置の
成膜室1の内部の動作について説明する。図11は図9
に示す従来の大型基板用スパッタ装置の成膜室1内にお
けるスパッタ動作の状況を模式的に示した説明図であ
る。基板10はサセプタ3の上面に載置され、周辺部が
マスク4により固定され、中央部に薄膜が成膜されるよ
うに露出した状態でサセプタ3に支持されている。10
aは基板10表面に形成される薄膜である。上部のバッ
キングプレート6の下面に基板10に薄膜を成膜させる
成膜材の供給源となるターゲット11が取り付けられて
いる。両端部にはシールド電極7が配置され、サセプタ
3、マスク4、シールド電極7は電気的に接続されて接
地され、ターゲット11が取り付けられたバッキングプ
レート6には電源14より負の高電圧が印加され、成膜
室1内にはスパッタリングガスのアルゴンガスが適正圧
力、流量で流されている。図中eは電子、Aはアルゴン
ガスイオン、Kはスパッタされた粒子、Pの破線で囲っ
た部分がプラズマである。
Next, the operation inside the film forming chamber 1 of the sputtering apparatus for large substrates shown in FIG. 9 will be described. FIG. 11 shows FIG.
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing a state of a sputtering operation in a film forming chamber 1 of the conventional large substrate sputtering apparatus shown in FIG. The substrate 10 is placed on the upper surface of the susceptor 3, the peripheral portion is fixed by the mask 4, and the central portion is supported by the susceptor 3 in a state where the thin film is exposed so as to form a thin film. 10
a is a thin film formed on the surface of the substrate 10. On the lower surface of the upper backing plate 6, a target 11 serving as a supply source of a film forming material for forming a thin film on the substrate 10 is attached. Shield electrodes 7 are arranged at both ends, susceptor 3, mask 4, and shield electrode 7 are electrically connected and grounded, and a negative high voltage from power supply 14 is applied to backing plate 6 on which target 11 is attached. Argon gas as a sputtering gas is flowed at an appropriate pressure and flow rate in the film forming chamber 1. In the figure, e represents electrons, A represents argon gas ions, K represents sputtered particles, and the portion surrounded by a broken line of P represents plasma.

【0005】次に、例えばアクティブマトリックス形液
晶表示装置の基板の表面に、スパッタリングガスをアル
ゴンガスとして、クロム薄膜を形成する場合について説
明する。ターゲット11の外形寸法は縦750mm、横
600mm、厚さ8mmとし、基板の大きさは縦400
mm、横500mm、厚さ0.7mmの無アルカリガラ
ス板を用いた場合について説明する。
Next, a case where a chromium thin film is formed on a surface of a substrate of an active matrix type liquid crystal display device by using a sputtering gas as an argon gas will be described. The external dimensions of the target 11 are 750 mm in height, 600 mm in width, and 8 mm in thickness.
A case where a non-alkali glass plate having a thickness of 500 mm, a width of 500 mm and a thickness of 0.7 mm is used will be described.

【0006】成膜室1の内部は真空状態を維持して、予
備加熱室17から搬入された基板10をセプタム3上に
載置し、マスク4により基板10の中央部を解放状態で
固定し、基板10の温度を200℃に保ち、成膜室1の
内部は高真空にした状態でスパッタリングガスをガス供
給手段9から所定の圧力、流量で供給し、ターゲット1
1が取り付けられたバッキングプレート6に電源14に
より負の高電圧を印加し、磁石装置12を横方向に往復
させて走査すると、磁石装置12が作る磁界により、タ
ーゲット11の表面に、高密度のプラズマPが発生し、
磁石装置12を移動することにより、発生したプラズマ
Pも移動してターゲット11の表面の全域がスパッタさ
れ、基板10の表面にスパッタされた粒子Kが付着し均
一なクロム薄膜10aが形成される。スパッタリングガ
スとしてのアルゴンガスの圧力を10mtorr程度で
流量100cc/minで流し、電源からの供給電力を
16kWに保ち、磁石装置12を8m/secの速度で
横方向に10往復させると、基板10表面に厚さ400
nmのクロム薄膜10aが形成される。このときの1枚
の基板10の処理に消費される電力は約160Whであ
る。
The inside of the film forming chamber 1 is maintained in a vacuum state, the substrate 10 carried in from the preheating chamber 17 is placed on the septum 3, and the center of the substrate 10 is fixed by the mask 4 in an open state. In a state where the temperature of the substrate 10 is maintained at 200 ° C. and the inside of the film formation chamber 1 is kept at a high vacuum, a sputtering gas is supplied from the gas supply means 9 at a predetermined pressure and flow rate.
When a negative high voltage is applied from the power supply 14 to the backing plate 6 on which the magnet unit 12 is attached, and the magnet device 12 is reciprocated in the horizontal direction and scanned, the magnetic field generated by the magnet device 12 causes the surface of the target 11 to have a high density. Plasma P is generated,
By moving the magnet device 12, the generated plasma P also moves, and the entire surface of the target 11 is sputtered, and the sputtered particles K adhere to the surface of the substrate 10 to form a uniform chromium thin film 10a. When the pressure of an argon gas as a sputtering gas is flowed at a flow rate of 100 cc / min at a pressure of about 10 mtorr, the power supplied from a power source is maintained at 16 kW, and the magnet device 12 is reciprocated 10 times in the horizontal direction at a speed of 8 m / sec, the surface of the substrate 10 400 thick
The chromium thin film 10a of nm is formed. At this time, the power consumed for processing one substrate 10 is about 160 Wh.

【0007】上記の条件で運転した場合にターゲット1
1がスパッタされて浸食された浸食深さの分布を図12
に示す。図12は浸食の深さを等高線で表現して浸食の
状況を示し、新品時の状態を0mmとし、浸食の深さを
mmで表示したものである。ターゲット11の浸食は、
中央部はほぼ均一に浸食しているが、長手方向の端部の
片側が深く浸食した状態になっている。
When operating under the above conditions, the target 1
FIG. 12 shows the distribution of erosion depth eroded by sputtering
Shown in FIG. 12 shows the state of erosion by expressing the depth of erosion by contour lines, where the state of a new article is 0 mm and the depth of erosion is expressed in mm. The erosion of target 11
The central portion is almost uniformly eroded, but one of the longitudinal ends is deeply eroded.

【0008】この現象を図13、図14によって説明す
る。図中Eは電界の方向、Bは磁界の方向を表わし、点
線は磁力線の状況を表す。図13に示すように磁石装置
12がターゲット11の中央部にあるときは、磁石装置
12の中央部は、ターゲット11の表面の磁界の方向B
と電界の方向Eがほぼ平行であり、プラズマ中のアルゴ
ンイオンA、電子e等の荷電粒子は殆ど偏りが発生しな
い。
This phenomenon will be described with reference to FIGS. In the figure, E indicates the direction of the electric field, B indicates the direction of the magnetic field, and the dotted line indicates the state of the lines of magnetic force. As shown in FIG. 13, when the magnet device 12 is located at the center of the target 11, the center of the magnet device 12 is directed to the direction B of the magnetic field on the surface of the target 11.
And the direction E of the electric field are substantially parallel to each other, and the charged particles such as argon ions A and electrons e in the plasma are hardly biased.

【0009】しかし、図14のように磁石装置12がタ
ーゲット11の端部に近づくと、ターゲット11表面の
磁界の方向Bは中央部にあるときと同じようにほぼ垂直
方向であるが、電界の方向Eは端部に配置されたシール
ド電極7が近くにあるため端部側に広がり、ターゲット
11表面に対して水平方向の成分を含む斜め方向にな
る。したがって、ターゲット11の端部においては、フ
レミングの法則により、いわゆるE×Bドリフトが発生
し、荷電粒子が磁石の長手方向の特定方向に力を受けて
移動するため、片側に深い浸食部が発生する。このよう
な条件においては、ターゲット11に加えられた積算電
力が700kWhで浸食の最深部が6mm程度に達し、
他の部分が十分残っているのに、ターゲット11を交換
することが必要になる。この状態におけるターゲット1
1の利用率は約20%であり、また、基板10のターゲ
ット11の浸食部に対向する部分の膜厚が他の部分より
厚く形成され、膜圧の均一性が悪くなる。
However, when the magnet device 12 approaches the end of the target 11 as shown in FIG. 14, the direction B of the magnetic field on the surface of the target 11 is almost vertical as in the case of the central portion, but the direction B of the electric field is small. The direction E extends to the end side because the shield electrode 7 disposed at the end is near, and is oblique to the horizontal direction with respect to the surface of the target 11. Therefore, at the end of the target 11, a so-called E × B drift occurs due to Fleming's law, and the charged particles move by receiving a force in a specific direction in the longitudinal direction of the magnet, so that a deep erosion occurs on one side. I do. Under such conditions, the integrated power applied to the target 11 is 700 kWh, and the deepest part of the erosion reaches about 6 mm,
The target 11 needs to be replaced while other parts remain sufficiently. Target 1 in this state
The utilization rate of 1 is about 20%, and the thickness of the portion of the substrate 10 facing the eroded portion of the target 11 is formed to be thicker than other portions, and the uniformity of the film pressure is deteriorated.

【0010】また、従来の装置で、例えば液晶ディスプ
レイ用のTFT基板で製品構造として図15に示すよう
に、絶縁膜を介して2層の薄膜パターンが形成される場
合、すなわち、基板10上にクロム薄膜の補助靜電容量
配線21が形成され、窒化シリコンの絶縁膜22を介し
てITO(Indum tin oxide)膜の画素パターン23が
形成されており、絶縁膜22に設けられたコンタクトホ
ール24から補助靜電容量配線21が露出しているよう
な構成の基板に対して、配線のためのクロム薄膜を形成
する場合は、次のように行われる。
In a conventional apparatus, for example, when a two-layer thin film pattern is formed via an insulating film as shown in FIG. 15 as a product structure on a TFT substrate for a liquid crystal display, An auxiliary capacitance wiring 21 of a chromium thin film is formed, and a pixel pattern 23 of an ITO (Indum tin oxide) film is formed via an insulating film 22 of silicon nitride. When a chromium thin film for wiring is formed on a substrate having a configuration in which the capacitance wiring 21 is exposed, the following is performed.

【0011】従来の装置は、磁石装置12の走査方向の
ターゲット11の寸法が750mmに対し、成膜領域の
寸法は500mm、また磁石装置12の走査範囲は、タ
ーゲット11の未浸食部に堆積した膜の剥離による異物
の発生を抑制し、均一に浸食するようにターゲット11
の寸法は約700mmに設定され、走査の両端ではスパ
ッタ用のプラズマが成膜すべき基板10の上を越えて、
マスク4の上まで走査されるが、走査の端部においては
電界がシールド電極に影響されて水平成分を含む状態と
なり、プラズマP中の荷電粒子はマスク4やシールド電
極7の方向に拡散してプラズマP中の荷電粒子密度が低
下する条件になっていた。
In the conventional apparatus, the size of the film formation region is 500 mm while the size of the target 11 in the scanning direction of the magnet device 12 is 750 mm, and the scanning range of the magnet device 12 is deposited on the uneroded portion of the target 11. The generation of foreign matter due to the peeling of the film is suppressed, and the target 11 is eroded uniformly.
Is set to about 700 mm, and at both ends of the scan, the plasma for sputtering exceeds the substrate 10 on which the film is to be formed.
Scanning is performed up to the mask 4, but at the end of the scan, the electric field is affected by the shield electrode, and a state including a horizontal component is caused. The charged particles in the plasma P diffuse in the direction of the mask 4 and the shield electrode 7. The condition was such that the density of charged particles in the plasma P was reduced.

【0012】従来装置のスパッタリング時は、図15に
示すとおり、画素パターン23の表面電位はプラズマP
の中央付近の平均電位(プラズマポテンシャル)に近い
電位までチャージアップされており、例えばターゲット
11に−750Vの電圧を印加した場合、プラズマポテ
ンシャルは陰極降下を考慮すると約−600Vとなる。
したがって画素パターン23の電位は約−600Vとな
っている。一方、補助靜電容量配線21の電位はコンタ
クトホール24から露出している部分が接しているプラ
ズマPに大きく依存する。このためコンタクトホール2
4がマスク4の近傍にある場合の導電体であるプラズマ
Pを介してマスク4と補助靜電容量配線21が低抵抗で
接続される形となり、補助靜電容量配線21の電位は接
地電位に近い電位となり、絶縁膜22に大きな電位差が
加わることとなる。
At the time of sputtering of the conventional apparatus, as shown in FIG.
Is charged up to a potential close to the average potential (plasma potential) near the center of the target 11. For example, when a voltage of -750 V is applied to the target 11, the plasma potential becomes about -600 V in consideration of the cathode drop.
Therefore, the potential of the pixel pattern 23 is about -600V. On the other hand, the potential of the auxiliary capacitance wiring 21 largely depends on the plasma P in contact with the portion exposed from the contact hole 24. Therefore, contact hole 2
When the mask 4 is in the vicinity of the mask 4, the mask 4 and the auxiliary capacitance wiring 21 are connected with low resistance via the plasma P which is a conductor, and the potential of the auxiliary capacitance wiring 21 is close to the ground potential. Thus, a large potential difference is applied to the insulating film 22.

【0013】この対策としてコンタクトホール24とプ
ラズマPの接触抵抗を大きく設定することが必要であ
り、コンタクトホール24を補助靜電容量配線21の1
本当たり20μm角1個とすることが行われている。と
ころが磁石装置12の走査範囲が上記のように、成膜領
域を越えている場合は、走査の折り返し端ではプラズマ
Pとマスク4およびシールド電極7との距離が小さいた
めに、プラズマP中の荷電粒子がマスク4やシールド電
極7の方向へ拡散してプラズマ密度が低下する。このこ
とはスパッタ電流密度の減少であり、電源が定電力制御
されているので、スパッタ電圧の上昇が起こり、プラズ
マポテンシャルが高くなって、画素パターン23と補助
靜電容量配線21の電位差が高くなり、この点からも補
助靜電容量配線21と画素パターン23との間の窒化シ
リコンの絶縁膜22の図中x印で示す部分の絶縁が脅か
されることとなる。
As a countermeasure against this, it is necessary to set a large contact resistance between the contact hole 24 and the plasma P.
One 20 μm square is used per book. However, when the scanning range of the magnet device 12 exceeds the film formation region as described above, the distance between the plasma P and the mask 4 and the shield electrode 7 is small at the turning end of the scanning. The particles are diffused in the direction of the mask 4 and the shield electrode 7 to lower the plasma density. This is a decrease in the sputter current density. Since the power supply is controlled at a constant power, the sputter voltage increases, the plasma potential increases, and the potential difference between the pixel pattern 23 and the auxiliary capacitance wiring 21 increases. This also threatens the insulation of the portion of the insulating film 22 made of silicon nitride between the auxiliary capacitance wiring 21 and the pixel pattern 23 indicated by the mark x in the drawing.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の大
型基板用スパッタ装置では、ターゲット11の端部に局
部的に深い浸食部が発生し、この浸食部の深さがターゲ
ット11の寿命を支配し、他の部分が十分な厚さがある
にもかかわらず交換する必要が生じるターゲットの利用
率が低くなる問題点があった。また、基板10のターゲ
ット11の浸食部に対向する部分の膜厚が他の部分より
厚く形成され、膜圧の均一性が悪くなる問題点もあっ
た。さらに、基板10の成膜領域に対してターゲット1
1の寸法が大きく設定されているので、基板の縁部の構
造が、絶縁膜を介して2層の薄膜パターンが形成される
製品においては、成膜領域の端の部分の2層の薄膜パタ
ーンの間の絶縁膜22が絶縁破壊することがある問題点
もあった。
As described above, in the conventional sputtering apparatus for a large substrate, a deep erosion is locally generated at the end of the target 11, and the depth of the erosion increases the life of the target 11. There is a problem that the utilization rate of the target, which is dominant and needs to be replaced even though the other parts have sufficient thickness, is low. Further, the thickness of the portion of the substrate 10 facing the eroded portion of the target 11 is formed to be thicker than other portions, and there is a problem that the uniformity of the film pressure is deteriorated. Further, the target 1
Since the dimension of the substrate 1 is set to be large, the structure of the edge portion of the substrate is a two-layer thin film pattern at the end of the film formation region in a product in which a two-layer thin film pattern is formed via an insulating film. There is also a problem that the insulating film 22 between them may be broken down.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る大型基板用スパッタ装置は、ターゲットの表面に垂直
方向の磁界を与える磁石装置を、直線状に形成された磁
極がターゲットに対向し、ターゲット表面に対して平行
な平面内で回動するように回動自在に取り付け、磁極の
方向が走査の中間部では所定の偏角であり、ターゲット
端近傍では走査にしたがって回動し、ターゲット端にお
いて走査方向に対して直角方向になるように構成し、タ
ーゲットが配置された間を往復走査するようにしたもの
である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, comprising a magnet device for applying a magnetic field in a vertical direction to the surface of the target, wherein a magnetic pole formed linearly faces the target. The magnetic pole direction is fixed at a predetermined angle in the middle of scanning, and rotates in accordance with the scanning near the end of the target, so that the target rotates in a plane parallel to the target surface. The end is configured to be perpendicular to the scanning direction, and reciprocating scanning is performed while the target is arranged.

【0016】この発明の請求項2に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、請求項1の構成の磁石装置の磁極の回動方
向はばねで支持したものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein the rotating direction of the magnetic poles of the magnet device according to the first aspect is supported by a spring.

【0017】この発明の請求項3に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、請求項1の構成の磁石装置の磁極をステッ
プモータにより回動するように構成したものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein the magnetic pole of the magnet device according to the first aspect is rotated by a step motor.

【0018】この発明の請求項4に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、ターゲット表面に垂直方向の磁界を与える
磁石装置は、直線状に形成された磁極が走査方向に対し
て直角方向であり、バッキングプレートの背面にターゲ
ットに対向して配置し、ターゲットの端部間を往復走査
する構成とし、成膜室の両端部の走査方向に対して直角
方向に配置し、ターゲットに印加される負の高電圧と対
地電位の間の任意の電圧を与えた制御電極を配置した構
成としたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein the magnet device for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the surface of the target has a linearly formed magnetic pole perpendicular to the scanning direction. It is arranged opposite to the target on the back side of the plate and reciprocates between the ends of the target. It is arranged at right angles to the scanning direction of both ends of the film forming chamber, and the negative height applied to the target is reduced. In this configuration, a control electrode to which an arbitrary voltage between a voltage and a ground potential is applied is arranged.

【0019】この発明の請求項5に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、請求項4の構成の磁石装置の走査方向の両
端部に配置された制御電極には、バッキングプレートに
印加された負の高電圧を抵抗分圧により所定の電圧に分
圧して印加する構成としたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large-sized substrate, wherein the control electrodes disposed at both ends in the scanning direction of the magnet device according to the fourth aspect have a negative high voltage applied to the backing plate. In this configuration, the voltage is divided into a predetermined voltage by resistance division and applied.

【0020】この発明の請求項6に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、ターゲット表面に垂直方向の磁界を与える
磁石装置は、直線状に形成された磁極が走査方向に対し
て直角方向であり、バッキングプレートの背面にターゲ
ットに対向して配置し、ターゲットの端部間を往復走査
する構成として基板の成膜領域の全領域にわたって垂直
方向の磁界が与えられる範囲を走査範囲とし、ターゲッ
トの長さは、磁石装置の走査範囲の両端部において電界
の水平方向成分が生じない位置に配置されたシールド電
極間をカバーする長さとしたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein the magnet device for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the target surface has a magnetic pole formed in a straight line perpendicular to the scanning direction. It is arranged opposite to the target on the back of the plate, and as a configuration for reciprocating scanning between the ends of the target, the range where a vertical magnetic field is applied over the entire film formation area of the substrate is set as the scanning range, and the length of the target is And a length covering the shield electrodes disposed at positions where horizontal components of the electric field do not occur at both ends of the scanning range of the magnet device.

【0021】この発明の請求項7に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、請求項6の構成のターゲットの磁石装置の
走査範囲を超える部分にブラスト加工を施した構成とし
たものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein a portion of the target magnet device of the sixth aspect which exceeds the scanning range of the magnet apparatus is blasted.

【0022】この発明の請求項8に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、請求項6の構成のターゲットの寸法を、磁
石装置の走査範囲とし、走査範囲を超えるシールド電極
との間にはターゲットと同じ材質で表面にブラスト加工
を施したダミーターゲットをバッキングプレートに取り
付けた構成としたものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the sputtering apparatus for a large substrate, the size of the target in the configuration of the sixth aspect is set to the scanning range of the magnet device, and the distance between the target and the shield electrode exceeding the scanning range is the same as that of the target. A dummy target whose surface is blasted with a material is attached to a backing plate.

【0023】この発明の請求項9に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、ターゲット表面に垂直方向の磁界を与える
磁石装置は、直線状に形成された磁極が走査方向に対し
て直角方向であり、バッキングプレートの背面にターゲ
ットに対向して配置し、ターゲットの端部間を往復走査
する構成とし、磁石装置を走査するときにバッキングプ
レートに印加する負の高電圧は、磁石装置の走査位置が
基板の成膜領域の中間部のときは供給電力が一定となる
ように定電力制御を行い、基板の成膜領域の絶縁膜を介
して2層の薄膜が形成された製品の端部を走査するとき
は中間部の定電力制御の部分の印加電圧の平均値を超え
ない一定電圧を印加する定電圧制御を行う構成としたも
のである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein the magnet device for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the target surface has a linearly formed magnetic pole perpendicular to the scanning direction. It is arranged opposite to the target on the back of the plate, and reciprocating scanning is performed between the ends of the target.When scanning the magnet device, the negative high voltage applied to the backing plate causes the scanning position of the magnet device to When the constant power control is performed so that the supplied power is constant in the middle part of the film formation region, and the end of the product on which the two thin films are formed is scanned through the insulating film in the film formation region of the substrate. Is a configuration in which constant voltage control is performed to apply a constant voltage that does not exceed the average value of the applied voltages in the constant power control part in the middle part.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】実施の形態1.実施の形態1は、
大型基板用スパッタ装置のターゲットの端部の片方に生
じる局部的に深く浸食する部分が発生する問題点の解消
を図るものであり、実施の形態1の成膜室の上部に配置
する磁石装置の構成の平面図を図1に示す。図2は図1
の磁石装置の走査状況を説明する説明図、図3は図1の
磁石装置の両端部および中央部の走査速度を示したグラ
フである。磁石装置以外の部分は従来の構成の図9と同
一の構成である。図1の磁石装置は、従来装置の図9に
示す構成のバッキングプレート6の上部に取り付けられ
る。図において、31は磁石装置支持枠、31a、31
b、31c、31dは支持枠31の両側の内側に設けら
れたストッパである。32は直線状に磁極が形成され、
図9に示した構成の成膜室1の上部のバッキングプレー
ト6の下面に取り付けられたターゲット11の表面に垂
直方向の磁界が形成されるように配置される磁石装置で
あり、32aは一端部、32bは他端部である。33は
磁石装置32を回動自在に支持する磁石支持機構、34
は磁石装置32が磁石装置支持枠31の中央部では所定
の偏角を与え、端部では走査方向に対して直角方向にな
るように磁石装置の回動方向を支持するばね、35は磁
石装置の偏角を設定するストッパである。36は磁石装
置32を往復走査する走査駆動機構であり、駆動部36
aと駆動ねじ36b、磁石装置32をターゲット11の
表面と平行な平面を走査するようにガイドするガイド棒
36cで構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 Embodiment 1
In order to solve the problem that a locally deeply eroded portion occurs at one of the ends of a target of a large substrate sputtering apparatus, a magnet apparatus disposed in the upper part of a film forming chamber according to the first embodiment is used. FIG. 1 shows a plan view of the configuration. FIG. 2 shows FIG.
FIG. 3 is a graph showing the scanning speed of both ends and the center of the magnet device of FIG. 1. Portions other than the magnet device have the same configuration as that of the conventional configuration shown in FIG. The magnet device of FIG. 1 is mounted on the backing plate 6 of the conventional device having the configuration shown in FIG. In the figure, 31 is a magnet device support frame, 31a, 31
Reference numerals b, 31c, and 31d denote stoppers provided inside the support frame 31 on both sides. 32 has magnetic poles formed linearly,
A magnet device arranged so that a magnetic field in the vertical direction is formed on the surface of the target 11 attached to the lower surface of the backing plate 6 in the upper part of the film forming chamber 1 having the configuration shown in FIG. , 32b are the other ends. 33 is a magnet support mechanism for rotatably supporting the magnet device 32, 34
Is a spring that supports the rotation direction of the magnet device so that the magnet device 32 gives a predetermined declination at the center of the magnet device support frame 31 and ends at a right angle to the scanning direction. Is a stopper for setting the angle of deviation. A scanning drive mechanism 36 reciprocally scans the magnet device 32.
a, a driving screw 36b, and a guide rod 36c for guiding the magnet device 32 to scan a plane parallel to the surface of the target 11.

【0025】図1の磁石装置の動作について、図2、図
3によって説明する。磁石装置32が図の左端にあると
きは、図2(a)のように、磁石装置32の側部がスト
ッパ31a、31bに当接し、駆動ねじ36bの方向
(走査方向)に対して直角方向にある。磁石装置32の
走査が始まると、ばね34が伸びて磁石装置32の一端
部32aはストッパ31aを離れ、他端部32bは一定
の間ストッパ31bに当接のままとなって磁石装置32
に偏角が与えられ、図2(b)のように斜め状態にな
り、走査の中間部では偏角が与えられた状態で走査し、
右端に来ると図2(d)のように磁石装置32の一端部
32aがストッパ31cに当接し、さらに走査が進むと
ばね34が圧縮されて、図2(e)のように磁石装置3
2の両端部32a、32bの側面にストッパ31c、3
1dが当接し、磁石装置32が駆動軸36bに対して直
角方向になる。磁石装置が右端から左端に向かって走査
するときの磁石装置の状態は、図2の(f)から(c)
(b)(a)の状態になって左端に戻る走査となり、左
端と右端の間を往復走査が繰り返される。
The operation of the magnet device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. When the magnet device 32 is at the left end in the figure, as shown in FIG. 2A, the side of the magnet device 32 contacts the stoppers 31a and 31b, and is perpendicular to the direction of the drive screw 36b (scanning direction). It is in. When the scanning of the magnet device 32 starts, the spring 34 expands, and one end 32a of the magnet device 32 leaves the stopper 31a, and the other end 32b remains in contact with the stopper 31b for a certain period of time.
Is deflected, and becomes inclined as shown in FIG. 2 (b). In the middle part of the scan, scanning is performed with declination applied,
At the right end, the one end 32a of the magnet device 32 comes into contact with the stopper 31c as shown in FIG. 2D, and when the scanning further proceeds, the spring 34 is compressed, and the magnet device 3 as shown in FIG.
Stoppers 31c, 3 on the side surfaces of both end portions 32a, 32b
1d abuts and the magnet device 32 is oriented perpendicular to the drive shaft 36b. The state of the magnet device when the magnet device scans from the right end to the left end is shown in FIGS.
(B) In the state of (a), the scan returns to the left end, and the reciprocating scan is repeated between the left end and the right end.

【0026】磁石装置32の一端部32aと他端部32
bの各端部の走査速度は図2に示すようになる。磁石装
置32の中央部は一定の速度で往復し、磁石装置支持枠
31の左端から右端に向かって走査するとき、磁石装置
32の一端部32aが磁石装置支持枠31の左端を離れ
るときは中央部の2倍の速度で離れ、他端部32bは停
止状態にあり、磁石装置32が偏角になると磁石装置3
2の全体が傾斜状態のまま一定の速度で右端に移動す
る。磁石装置32が右端に達すると一端部32aがスト
ッパ31cに当接して停止し、走査の進行にしたがって
他端部32bは中央部の速度の2倍の速度で右端に達す
る。右端から左端に向かって走査するときは、他端部3
2bは磁石装置支持枠31の右端を離れるときは、中央
部の2倍の速度で離れ、一端部32aは停止状態にあ
り、磁石装置32が偏角になると磁石装置32の全体が
偏角を維持したまま一定の速度で右端に移動する。磁石
装置32が左端に達すると他端部32bが停止し、走査
の進行にしたがって一端部32aは中央部の速度の2倍
の速度で左端に達する。
One end 32a and the other end 32 of the magnet device 32
The scanning speed at each end of b is as shown in FIG. The central portion of the magnet device 32 reciprocates at a constant speed, and when scanning from the left end to the right end of the magnet device support frame 31, when one end 32 a of the magnet device 32 leaves the left end of the magnet device support frame 31, the center is at the center. The other end 32b is in a stopped state, and when the magnet device 32 is deflected, the magnet device 3
2 moves to the right end at a constant speed while the entirety is tilted. When the magnet device 32 reaches the right end, the one end 32a comes into contact with the stopper 31c and stops, and as the scanning proceeds, the other end 32b reaches the right end at twice the speed of the central portion. When scanning from the right end to the left end, the other end 3
When leaving the right end of the magnet device support frame 31, the speed of the magnet device support frame 31 is twice as fast as that of the center portion, and the one end portion 32a is in a stopped state. Move to the right end at a constant speed while maintaining it. When the magnet device 32 reaches the left end, the other end 32b stops, and as the scanning progresses, the one end 32a reaches the left end at twice the speed of the central portion.

【0027】磁石装置32をこのように構成すると、磁
石装置32の一端部32aが磁石装置支持枠31の端部
に近づいても磁石装置32はシールド電極7とは平行で
なく、磁石装置32の他端部32bはシールド電極7よ
り離れており、ExBドリフトによる移動する荷電粒子
数が従来より少なくなり、イオンが移動した方向に深い
浸食部が発生する現象が抑制される。また、荷電粒子が
移動するのとは反対方向の磁石装置32の一端部32a
が停止しているので、この付近のターゲットは長時間プ
ラズマにさらされ、スパッタが行われることになる。し
たがって、荷電粒子密度が低くても他端部32bと同様
に浸食し、基板10の膜厚も均一な分布となる。なお、
上記では磁石の走査進行方向が左側端部が先行する構成
で示したが、磁極の極性を反転させた場合には右側端部
が先行する走査となる。
When the magnet device 32 is configured in this manner, the magnet device 32 is not parallel to the shield electrode 7 even when the one end 32a of the magnet device 32 approaches the end of the magnet device support frame 31, and The other end 32b is farther from the shield electrode 7, and the number of charged particles moving due to the ExB drift is smaller than in the related art, thereby suppressing the phenomenon that a deep erosion occurs in the direction in which ions have moved. Also, one end 32a of the magnet device 32 in the direction opposite to the direction in which the charged particles move.
Is stopped, the target in the vicinity is exposed to plasma for a long time, and sputtering is performed. Therefore, even if the charged particle density is low, it erodes in the same manner as the other end portion 32b, and the film thickness of the substrate 10 also has a uniform distribution. In addition,
In the above description, the scanning direction of the magnet is shown in the configuration in which the left end precedes, but when the polarity of the magnetic pole is reversed, the right end precedes the scanning.

【0028】実施の形態2.実施の形態1では、磁石装
置32はばね34により偏角が得られるように構成した
が、この実施の形態2では磁石装置32の偏角をステッ
プモータにより磁石装置32の往復運動と同期させて偏
角を制御する構成としたものである。
Embodiment 2 In the first embodiment, the magnet device 32 is configured such that the deflection angle can be obtained by the spring 34. In the second embodiment, the deflection angle of the magnet device 32 is synchronized with the reciprocating motion of the magnet device 32 by the stepping motor. The configuration is such that the deflection angle is controlled.

【0029】磁石装置32の偏角をステップモータを往
復運動に同期させて制御する構成とすると、磁石装置3
2の偏角が走査位置と偏角の関係を自由に選択すること
ができる利点がある。
If the deflection angle of the magnet device 32 is controlled by synchronizing the stepping motor with the reciprocating motion, the magnet device 3
The second argument has the advantage that the relationship between the scanning position and the argument can be freely selected.

【0030】実施の形態3.実施の形態3は、大型基板
用スパッタ装置の成膜室内の上面に配置されたターゲッ
トの局部的な深い浸食部の発生を抑制するために、成膜
室の両端部にバッキングプレートに印加される電圧と対
地電位の中間の電圧を印加した制御電極を設けた実施の
形態である。図4、図5にその構成を示す。図4は成膜
室部分の構成を示す断面図、図5は図4の成膜室の端部
の電界分布図である。図において、サセプタ3、マスク
4、バッキングプレート6、シールド電極7、基板1
0、バッキングプレート6の下面に取り付けられたター
ゲット11、電源14は従来の図9示した成膜室部分と
同一の部材を示す。41は成膜室の両端部のシールド電
極7の内側に配置された制御電極であり、マスク4に絶
縁部材42を介して固定ボルト43a、43bにより固
定されている。47は磁極が走査方向に対して直角方向
に形成された磁石装置である。
Embodiment 3 Embodiment 3 is applied to the backing plate at both ends of the film formation chamber in order to suppress the occurrence of a locally deep erosion portion of the target disposed on the upper surface in the film formation chamber of the large substrate sputtering apparatus. This is an embodiment in which a control electrode to which an intermediate voltage between a voltage and a ground potential is applied is provided. 4 and 5 show the configuration. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the film forming chamber, and FIG. 5 is an electric field distribution diagram at the end of the film forming chamber in FIG. In the figure, a susceptor 3, a mask 4, a backing plate 6, a shield electrode 7, a substrate 1
Reference numeral 0, a target 11 attached to the lower surface of the backing plate 6, and a power source 14 are the same members as those of the conventional film forming chamber shown in FIG. Reference numeral 41 denotes a control electrode disposed inside the shield electrode 7 at both ends of the film forming chamber, and is fixed to the mask 4 by fixing bolts 43a and 43b via an insulating member 42. Reference numeral 47 denotes a magnet device having magnetic poles formed in a direction perpendicular to the scanning direction.

【0031】大型基板用スパッタ装置の成膜室を図4の
ように構成し、例えば、制御電極41にはバッキングプ
レート6に印加された電圧−700Vと対地電位との中
間の電圧の−400Vを印加すると、図5のような電位
分布となり、ターゲット11の端部に磁石装置12が移
動してきたときにも磁界の方向Bと電界の方向Eが概ね
平行であり、ExBドリフトによる荷電粒子の偏りが抑
制され、ターゲット端部の局部的な浸食が抑制できる。
The film forming chamber of the large substrate sputtering apparatus is constructed as shown in FIG. 4. For example, the control electrode 41 is supplied with a voltage of -700 V applied to the backing plate 6 and -400 V which is an intermediate voltage between ground potential and ground potential. When applied, the potential distribution becomes as shown in FIG. 5, and even when the magnet device 12 moves to the end of the target 11, the direction B of the magnetic field and the direction E of the electric field are substantially parallel, and the bias of the charged particles due to the ExB drift Is suppressed, and local erosion at the end of the target can be suppressed.

【0032】実施の形態4.実施の形態3では、制御電
極41の制御電圧は別電源44を備えた構成としたが、
実施の形態4では、図は省略するが、制御電極に印加す
る制御電圧をバッキングプレートに印加する電圧を抵抗
分圧して印加する構成としたものである。
Embodiment 4 FIG. In the third embodiment, the control voltage of the control electrode 41 is configured to include the separate power supply 44.
In the fourth embodiment, although not shown, the control voltage applied to the control electrode is applied by dividing the voltage applied to the backing plate by resistance.

【0033】制御電極に印加する制御電圧をバッキング
プレートに印加する電圧を抵抗分圧して印加する構成に
すると、制御電圧電源が不要であり、装置の構成が簡単
になる。
When the control voltage applied to the control electrode is applied by dividing the voltage applied to the backing plate by resistance, a control voltage power supply is not required, and the configuration of the device is simplified.

【0034】実施の形態5.実施の形態5の構成は、基
板の成膜領域の長さに対して、成膜室の長さおよびター
ゲットの長さを長くし、磁石装置の走査の折返し端にお
ける荷電粒子のシールド電極側への拡散を抑制し、基板
の構造が、成膜領域の端の部分で絶縁膜を介して2層の
薄膜パターンが形成される場合に2層のパターンの間の
絶縁膜が絶縁破壊することがある問題点に対して対処す
る実施の形態である。その成膜室部分の構成を図6に示
す。図において、サセプタ3、マスク4、バッキングプ
レート6、シールド電極7、基板10は従来の構成の図
9と同一である。磁石装置47は実施の形態3の図4に
示すものと同一である。51は基板の成膜領域に対向し
てバッキングプレート6の下面に取り付けられたターゲ
ットであり、その長さは基板10の成膜領域よりも長く
し、両端の磁石装置47の走査領域を超える部分51a
は、その表面に#46のSiC等のブラスト材を用いて
ブラスト加工が施されている。図中Xは基板の成膜領
域、Yは磁石装置47の走査範囲を表す。この構成で
は、磁石装置47の走査範囲Yを基板10の成膜領域X
の端部においてもExBドリフトが生じない走査の中間
部と同様のプラズマ状態が得られる長さとし、さらにシ
ールド電極7の位置を磁石装置47の走査端において荷
電粒子がシールド電極7の影響を受けない距離とした構
成である。
Embodiment 5 In the configuration of the fifth embodiment, the length of the film formation chamber and the length of the target are made longer than the length of the film formation region of the substrate, and the charged particles are turned to the shield electrode side at the turning end of the scan of the magnet device. In the case where a two-layered thin film pattern is formed via an insulating film at the end of the film formation region, the insulating film between the two-layered pattern may cause dielectric breakdown. This is an embodiment which addresses a certain problem. FIG. 6 shows the structure of the film forming chamber. In the figure, a susceptor 3, a mask 4, a backing plate 6, a shield electrode 7, and a substrate 10 are the same as those of the conventional configuration shown in FIG. The magnet device 47 is the same as that shown in FIG. 4 of the third embodiment. Reference numeral 51 denotes a target attached to the lower surface of the backing plate 6 so as to face the film formation region of the substrate. The target is longer than the film formation region of the substrate 10 and extends beyond the scanning region of the magnet device 47 at both ends. 51a
Is blasted on its surface using a blast material such as # 46 SiC. In the figure, X represents the film formation region of the substrate, and Y represents the scanning range of the magnet device 47. In this configuration, the scanning range Y of the magnet device 47 is set to the film formation area X of the substrate 10.
At the end of the scan, the same plasma state as in the middle part of the scan where no ExB drift occurs is obtained, and the position of the shield electrode 7 is set such that charged particles are not affected by the shield electrode 7 at the scan end of the magnet device 47. The configuration is a distance.

【0035】図6の成膜室の構成で、例えば、成膜領域
Xが縦400mm、横(磁石装置の走査方向)500m
mの基板に薄膜を形成する場合の具体的寸法を示すと、
磁石装置47の走査範囲Yを基板10の成膜領域Xの
1.2倍程度の580mm、磁石装置47の走査方向の
ターゲット51の寸法を820mmに設定してスパッタ
を行った場合、磁石装置47の走査の折返し端に達した
ときにプラズマPとシールド電極7の距離は大きく離れ
ているので、プラズマP内の荷電粒子のシールド電極7
側への拡散は少なく、プラズマP内の荷電粒子密度はあ
まり低下せずスパッタ電圧の上昇が殆ど起こらなくな
る。このことにより、基板10の表面とマスク4間の電
位差の増大が抑制され、基板10上の製品パターンの絶
縁膜の絶縁破壊が防止できる。また、磁石装置47の走
査の折返し端に達したときにプラズマPとシールド電極
7の距離は大きく離れていることは、磁界の方向Bと電
界の方向Eが概ね平行であり、ExBドリフトによる荷
電粒子の偏りが抑制され、ターゲット51の端部におけ
る局所的な浸食の増大も抑制される。
In the configuration of the film forming chamber shown in FIG. 6, for example, the film forming area X is 400 mm long and 500 m wide (scanning direction of the magnet device).
The specific dimensions for forming a thin film on a substrate of m
When sputtering is performed by setting the scanning range Y of the magnet device 47 to 580 mm, which is about 1.2 times the film forming area X of the substrate 10, and setting the size of the target 51 in the scanning direction of the magnet device 47 to 820 mm, Since the distance between the plasma P and the shield electrode 7 at the turn-around end of the scan of FIG.
The diffusion to the side is small, and the charged particle density in the plasma P does not decrease so much that the sputtering voltage hardly increases. Thus, an increase in the potential difference between the surface of the substrate 10 and the mask 4 is suppressed, and dielectric breakdown of the insulating film of the product pattern on the substrate 10 can be prevented. Further, the fact that the distance between the plasma P and the shield electrode 7 is large at the time of reaching the turning end of the scanning of the magnet device 47 means that the direction B of the magnetic field and the direction E of the electric field are substantially parallel, and the charge due to the ExB drift The bias of the particles is suppressed, and an increase in local erosion at the end of the target 51 is also suppressed.

【0036】図5の構成では、ターゲット51の端部5
1aの部分がスパッタされないので浸食しないが、この
部分へスパッタされた荷電粒子が付着して膜を形成し、
これが剥離して基板の成膜部分に影響することがある。
ターゲット51の端部51aの表面に付着した膜の剥離
を防止するために、ターゲット51の端部51aの表面
への良好な付着物の密着性が得られる#46のSiCブ
ラスト材等によりブラスト加工を施すことにより、付着
物の密着性をよくして付着物の剥離が防止できる。
In the configuration shown in FIG.
1a is not eroded because it is not sputtered, but the sputtered charged particles adhere to this portion to form a film,
This may peel off and affect the film formation portion of the substrate.
In order to prevent the film adhering to the surface of the end portion 51a of the target 51 from peeling off, blasting is performed with a # 46 SiC blast material or the like that provides good adhesion of the adhered matter to the surface of the end portion 51a of the target 51. By applying the method, the adhesion of the deposit can be improved and the detachment of the deposit can be prevented.

【0037】実施の形態6.実施の形態5では、横寸法
を長くしたターゲット51の端部51aをブラスト加工
を施したものとしたが、ターゲット51の端部51aは
浸食しないので消耗することはなく、ターゲット51の
寸法は大きなものが必要である。実施の形態6は、図6
の構成のターゲットの利用率の向上を図る構成としたも
のである。図7にその構成を示す。図7は図6のターゲ
ットをプラズマ発生に必要な部分と磁石装置が走査され
ない部分に分割した構成である。61はターゲット、6
2はターゲットの両端部に配置され、ボルト63により
バッキングプレート6に固定されたターゲット61と同
様の材質のダミーターゲットであり、表面は図5のター
ゲット51の端部51aと同様に#46のSiCブラス
ト材によりブラスト加工されている。
Embodiment 6 FIG. In the fifth embodiment, the end portion 51a of the target 51 having a longer lateral dimension is subjected to blast processing. However, the end portion 51a of the target 51 does not erode, so that it is not consumed, and the size of the target 51 is large. Things are needed. Embodiment 6 is different from FIG.
In this configuration, the target utilization rate is improved. FIG. 7 shows the configuration. FIG. 7 shows a configuration in which the target of FIG. 6 is divided into a portion necessary for plasma generation and a portion not scanned by the magnet device. 61 is the target, 6
Numerals 2 are dummy targets of the same material as the target 61 which are arranged at both ends of the target and are fixed to the backing plate 6 by bolts 63. The surface of the dummy target is # 46 SiC similarly to the end 51a of the target 51 in FIG. Blasted with blast material.

【0038】このように構成すると、スパッタする毎に
浸食されて消耗するターゲット61の寸法は実施の形態
5の図6の場合に比較して小さなものでよく、端部のダ
ミーターゲット62は、消耗しないので長く使用でき、
ターゲットの利用効率がよくなる効果が得られる。な
お、ダミーターゲット62としては、導電性であって真
空中の高温に加熱されても脱ガスや変形、変質が起こら
ない材質であればターゲットと異なる材質であってもよ
い。
With this configuration, the size of the target 61 that is eroded and consumed each time sputtering is performed may be smaller than that in the case of FIG. 6 of the fifth embodiment. It can be used for a long time because it does not
The effect of improving the use efficiency of the target is obtained. The dummy target 62 may be made of a different material from the target as long as it is conductive and does not cause degassing, deformation, or deterioration even when heated to a high temperature in a vacuum.

【0039】実施の形態7.実施の形態7は、基板の構
造が、絶縁膜を介して2層の薄膜パターンが形成される
場合に、成膜領域の端の部分の2層のパターンの間の絶
縁膜が絶縁破壊することがある問題点に対応した実施の
形態である。その方法は磁石装置が走査される端部のと
きと中央部のときのターゲットに印加する印加電圧を区
別した構成である。スパッタする装置は実施の形態5の
図6または実施の形態6の図7の構成で行われるもので
ある。磁石装置47が基板10の成膜領域を走査すると
き、成膜領域の端部の絶縁膜を介して2層の薄膜パター
ンが形成される製品の縁部を走査するときと中央部のバ
ッキングプレート6に印加する負の高電圧を区別し、走
査中の中央部は電力が一定になるように停電力制御して
印加し、成膜領域の絶縁膜を介して2層の薄膜が形成さ
れる製品の端部には、中央部に印加した電圧の平均電圧
を超えない一定電圧を印加する定電圧制御を行うように
した電圧印加波形を従来装置の印加電圧波形と比較して
図8に示す。この電圧波形は、成膜領域の中央部の走査
では、ほぼ一定の電力となるように定電力制御され、走
査の折返し端近傍の走査では成膜領域の中央部の定電力
制御された印加電圧の平均値よりも低い電圧を印加する
ことを示している。
Embodiment 7 In the seventh embodiment, when a two-layer thin film pattern is formed with an insulating film interposed therebetween, the insulating film between the two-layer pattern at the end portion of the film formation region is broken down. This is an embodiment corresponding to a certain problem. The method has a configuration in which the applied voltage to be applied to the target at the time when the magnet device is scanned at the end portion and at the time when the magnet device is at the center portion is distinguished. The sputtering apparatus is performed by the configuration shown in FIG. 6 of the fifth embodiment or FIG. 7 of the sixth embodiment. The magnet device 47 scans the film formation region of the substrate 10, scans the edge of the product on which the two-layer thin film pattern is formed via the insulating film at the end of the film formation region, and scans the center backing plate. The negative high voltage applied to 6 is discriminated, the power is controlled at a central portion during scanning so as to keep the power constant, and the power is applied, and two thin films are formed via the insulating film in the film formation region. FIG. 8 shows a voltage application waveform in which a constant voltage control for applying a constant voltage not exceeding the average voltage of the voltage applied to the center portion at the end of the product is performed with the voltage application waveform of the conventional device. . This voltage waveform is controlled at a constant power so as to have a substantially constant power in the scan of the center of the film formation region, and is applied at a constant power control in the center of the film formation region in the scan near the turning end of the scan. Indicates that a voltage lower than the average value is applied.

【0040】このように基板の成膜領域の端部に印加す
る電圧を中央部に印加する電圧の平均値よりも低い電圧
を印加し定電圧制御することにより、磁石装置47が基
板10の成膜領域の端部にきたときに、シールド電極に
影響され、電界に水平成分が含まれたときに荷電粒子が
マスクおよびシールド電極部分に拡散する状態になって
もスパッタ電圧は変わらず、基板上の絶縁膜の絶縁破壊
が発生することがなくなる。この場合、定電圧制御する
区間のスパッタ電力は、中央部のスパッタ電力より小さ
いので、走査速度を中央部の走査速度よりも遅くして中
央部と同じ膜厚になるよう調整することは必要である。
As described above, the voltage applied to the end of the film formation region of the substrate is applied at a lower voltage than the average value of the voltage applied to the center, and the constant voltage control is performed. At the edge of the film region, the sputter voltage is not changed even if the charged particles are diffused to the mask and the shield electrode when the horizontal component is included in the electric field due to the influence of the shield electrode. No dielectric breakdown of the insulating film occurs. In this case, since the sputtering power in the section where the constant voltage control is performed is smaller than the sputtering power in the central portion, it is necessary to adjust the scanning speed to be lower than the scanning speed in the central portion so as to have the same film thickness as the central portion. is there.

【0041】[0041]

【発明の効果】この発明の請求項1に係る大型基板用ス
パッタ装置は、ターゲットの表面に垂直方向の磁界を与
える磁石装置を、直線状に形成された磁極がターゲット
に対向し、ターゲット表面に対して平行な平面内で回動
するように回動自在に取り付け、磁極の方向が走査の中
間部では所定の偏角であり、ターゲット端近傍では走査
にしたがって回動し、ターゲット端において走査方向に
対して直角方向になるように構成し、ターゲットが配置
された間を往復走査するようにしたので、磁石装置の一
端部が磁石装置支持枠の端部に近づいても磁石装置はシ
ールド電極とは平行でなく、磁石装置の他端部はシール
ド電極より離れており、ExBドリフトによる荷電粒子
数の移動が従来より少なくなり、ターゲット端部の浸食
が抑制される。また、荷電粒子が移動するのとは反対方
向の磁石装置の一端部が停止しているので、この付近の
ターゲットは長時間プラズマにさらされ、スパッタが行
われることになる。したがって、荷電粒子密度が低くて
も他端部と同様に浸食し、基板の膜厚も均一な分布とな
る。
According to a first aspect of the present invention, a sputtering apparatus for a large substrate includes a magnet device for applying a magnetic field in a vertical direction to the surface of the target, wherein a linearly formed magnetic pole faces the target, and The magnetic pole is rotated at a predetermined angle in the middle of scanning, rotates in accordance with scanning near the target end, and rotates in the scanning direction at the target end. The magnet device is configured so as to reciprocate while the target is placed, so that even if one end of the magnet device approaches the end of the magnet device support frame, the magnet device is Are not parallel, the other end of the magnet device is farther from the shield electrode, the movement of the number of charged particles due to ExB drift is smaller than before, and erosion of the target end is suppressed. In addition, since one end of the magnet device in the opposite direction to the movement of the charged particles is stopped, the target in the vicinity is exposed to the plasma for a long time, and the sputtering is performed. Therefore, even if the charged particle density is low, it erodes in the same manner as the other end, and the film thickness of the substrate also becomes a uniform distribution.

【0042】この発明の請求項2に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、請求項1の構成の磁石装置の磁極を回動方
向にばねで支持した構成としたので、磁石装置の走査位
置と偏角の関係を自由に選択することができる。
According to a second aspect of the present invention, a sputtering apparatus for a large substrate has a configuration in which the magnetic poles of the magnet device according to the first aspect are supported by springs in a rotating direction. Can be freely selected.

【0043】この発明の請求項3に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、請求項1の構成の磁石装置の磁極は、ステ
ップモータにより回動する構成としたので、ターゲット
の端部に磁石装置が移動してきたときにも磁界の方向B
と電界の方向Eが概ね平行になり、ExBドリフトによ
る荷電粒子の偏りが抑制され、ターゲット端部の局部的
な浸食が抑制できる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein the magnetic pole of the magnet device according to the first aspect is rotated by a step motor, so that the magnet device moves to the end of the target. Direction B of the magnetic field
And the direction E of the electric field become substantially parallel, the bias of the charged particles due to the ExB drift is suppressed, and the local erosion of the end of the target can be suppressed.

【0044】この発明の請求項4に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、ターゲット表面に垂直方向の磁界を与える
磁石装置は、直線状に形成された磁極が走査方向に対し
て直角方向であり、バッキングプレートの背面にターゲ
ットに対向して配置し、ターゲットの端部間を往復走査
する構成とし、成膜室の両端部の走査方向に対して直角
方向に配置し、ターゲットに印加される負の高電圧と対
地電位の間の任意の電圧を与えた制御電極を配置した構
成としたので、ターゲットの端部に磁石装置12が移動
してきたときにも磁界の方向Bと電界の方向Eが概ね平
行であり、ExBドリフトによる荷電粒子の偏りが抑制
され、ターゲット端部の局部的な浸食が抑制できる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein the magnet device for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the surface of the target has a magnetic pole formed in a straight line perpendicular to the scanning direction. It is arranged opposite to the target on the back side of the plate and reciprocates between the ends of the target. It is arranged at right angles to the scanning direction of both ends of the film forming chamber, and the negative height applied to the target is reduced. Since the control electrode to which an arbitrary voltage between the voltage and the ground potential is applied is arranged, the direction B of the magnetic field and the direction E of the electric field are substantially parallel even when the magnet device 12 moves to the end of the target. Therefore, the bias of the charged particles due to the ExB drift is suppressed, and the local erosion of the end of the target can be suppressed.

【0045】この発明の請求項5に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、請求項4の構成の磁石装置の走査方向の両
端部に配置された制御電極には、バッキングプレートに
印加された負の高電圧を抵抗分圧により所定の電圧に分
圧して印加する構成としたので、制御電圧電源が不要で
あり、装置の構成が簡単になる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein the control electrodes disposed at both ends in the scanning direction of the magnet device according to the fourth aspect have a negative high voltage applied to the backing plate. Since the configuration is such that the voltage is divided into a predetermined voltage by resistance division and applied, a control voltage power supply is not required, and the configuration of the device is simplified.

【0046】この発明の請求項6に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、ターゲット表面に垂直方向の磁界を与える
磁石装置は、直線状に形成された磁極が走査方向に対し
て直角方向であり、バッキングプレートの背面にターゲ
ットに対向して配置し、ターゲットの端部間を往復走査
する構成として基板の成膜領域の全領域にわたって垂直
方向の磁界が与えられる範囲を走査範囲とし、ターゲッ
トの長さは、磁石装置の走査範囲の両端部において電界
の水平方向成分が生じない位置に配置されたシールド電
極間をカバーする長さとしたので、磁石装置が走査の折
返し端に達したときにプラズマPとシールド電極7の距
離は大きく離れているので、磁界の方向Bと電界の方向
Eが概ね平行であり、ExBドリフトによる荷電粒子の
偏りが抑制され、ターゲットの端部における局所的な浸
食の増大も抑制される。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein the magnet device for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the target surface has a linearly formed magnetic pole perpendicular to the scanning direction. It is arranged opposite to the target on the back of the plate, and as a configuration for reciprocating scanning between the ends of the target, the range where a vertical magnetic field is applied over the entire film formation area of the substrate is set as the scanning range, and the length of the target is Since the length of the magnet device is set to cover between the shield electrodes arranged at positions where horizontal components of the electric field do not occur at both ends of the scanning range, the plasma P and the shield are shielded when the magnet device reaches the turning end of scanning. Since the distance between the electrodes 7 is large, the direction B of the magnetic field and the direction E of the electric field are substantially parallel, and the bias of the charged particles due to the ExB drift is suppressed. Increase localized erosion at the ends of Getto is suppressed.

【0047】この発明の請求項7に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、請求項6の構成のターゲットの磁石装置の
走査範囲を超える部分にブラスト加工を施した構成とし
たので、付着物の密着性がよくなり付着物の剥離が防止
できる。
The sputtering apparatus for large substrates according to claim 7 of the present invention has a configuration in which blasting is performed on a portion of the target magnet device having the configuration according to claim 6 which is beyond the scanning range of the magnet device. And the peeling off of the deposits can be prevented.

【0048】この発明の請求項8に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、請求項6の構成のターゲットの寸法を、磁
石装置の走査範囲とし、走査範囲を超えるシールド電極
との間にはターゲットと同じ材質で表面にブラスト加工
を施したダミーターゲットをバッキングプレートに取り
付けた構成としたので、ターゲットの寸法は小さなもの
でよく、端部のダミーターゲットは、消耗しないので長
く使用でき、ターゲットの利用効率がよくなる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the sputtering apparatus for a large substrate, the size of the target according to the sixth aspect is set to the scanning range of the magnet device, and the distance between the target and the shield electrode exceeding the scanning range is the same as that of the target. A dummy target whose surface is blasted with a material is attached to the backing plate, so the target size can be small, and the dummy target at the end can be used for a long time because it does not wear out. Get better.

【0049】この発明の請求項9に係る大型基板用スパ
ッタ装置は、ターゲット表面に垂直方向の磁界を与える
磁石装置は、直線状に形成された磁極が走査方向に対し
て直角方向であり、バッキングプレートの背面にターゲ
ットに対向して配置し、ターゲットの端部間を往復走査
する構成とし、磁石装置を走査するときにバッキングプ
レートに印加する負の高電圧は、磁石装置の走査位置が
基板の成膜領域の中間部のときは供給電力が一定となる
ように定電力制御を行い、基板の成膜領域の絶縁膜を介
して2層の薄膜が形成された製品の端部を走査するとき
は中間部の定電力制御の部分の印加電圧の平均値を超え
ない一定電圧を印加する定電圧制御を行う構成としたの
で、磁石装置が成膜領域の端部にきたときに、シールド
電極に影響され、電界に水平成分が含まれたときに荷電
粒子がマスクおよびシールド電極部分に拡散する状態に
なってもスパッタ電圧は変わらず、基板上の絶縁膜の絶
縁破壊が発生することがなくなる。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a sputtering apparatus for a large substrate, wherein the magnet device for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the target surface has a linearly formed magnetic pole perpendicular to the scanning direction. It is arranged opposite to the target on the back of the plate, and reciprocating scanning is performed between the ends of the target.When scanning the magnet device, the negative high voltage applied to the backing plate causes the scanning position of the magnet device to When the constant power control is performed so that the supplied power is constant in the middle part of the film formation region, and the end of the product on which the two thin films are formed is scanned through the insulating film in the film formation region of the substrate. Has a constant voltage control that applies a constant voltage that does not exceed the average value of the applied voltage in the constant power control part in the middle part, so when the magnet device comes to the end of the film formation area, the shield electrode Affected, Sputtering voltage does not change even charged particle when it contains horizontal component ready to diffuse into the mask and the shield electrode portion to a field, thereby preventing dielectric breakdown of the insulating film on the substrate occurs.

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

【図1】 実施の形態1の成膜室の構成を示す平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view illustrating a configuration of a film formation chamber of Embodiment 1.

【図2】 図1の磁石装置の走査状況を説明する説明図
である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a scanning state of the magnet device of FIG. 1;

【図3】 図1の磁石装置の中央部および両端部の走査
速度を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing scanning speeds at the center and both ends of the magnet device of FIG. 1;

【図4】 実施の形態3の成膜室部分の構成を示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a film forming chamber portion according to a third embodiment.

【図5】 図4の成膜室の端部の電界分布図である。5 is an electric field distribution diagram at an end of the film forming chamber in FIG.

【図6】 実施の形態5の成膜室の構成を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a film formation chamber of Embodiment 5.

【図7】 実施の形態6の成膜室の構成を示す断面図で
ある。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a film formation chamber according to a sixth embodiment.

【図8】 実施の形態7のバッキングプレートに印加す
る電圧波形である。
FIG. 8 is a voltage waveform applied to the backing plate according to the seventh embodiment.

【図9】 従来の大型基板用スパッタ装置の主要部の構
成の断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a configuration of a main part of a conventional large-sized substrate sputtering apparatus.

【図10】 従来の大型基板用スパッタ装置の全体構成
図である。
FIG. 10 is an overall configuration diagram of a conventional large substrate sputtering apparatus.

【図11】 従来の大型基板用スパッタ装置の成膜室内
におけるスパッタ動作の状況を模式的に示した説明図で
ある。
FIG. 11 is an explanatory view schematically showing a state of a sputtering operation in a film forming chamber of a conventional large substrate sputtering apparatus.

【図12】 従来の大型基板用スパッタ装置に取り付け
られたターゲットのスパッタにようる浸食状態の説明図
である。
FIG. 12 is an explanatory view of an eroded state obtained by sputtering of a target attached to a conventional large substrate sputtering apparatus.

【図13】 従来の大型基板用スパッタ装置の磁石装置
が中央部にある時のスパッタ状況の説明図である。
FIG. 13 is an explanatory view of a sputtering state when a magnet device of a conventional large substrate sputtering device is located at a central portion.

【図14】 従来の大型基板用スパッタ装置の磁石装置
が端部にある時のスパッタ状況の説明図である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a sputtering state when a magnet device of a conventional large substrate sputtering device is at an end.

【図15】 従来の大型基板用スパッタ装置で、基板上
に絶縁膜を介して2層の薄膜パターンを形成する場合の
スパッタ状況の説明図である。
FIG. 15 is an explanatory view of a sputtering state in the case of forming a two-layer thin film pattern on a substrate with an insulating film interposed therebetween in a conventional large substrate sputtering apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 磁石装置支持枠、32 磁石装置、33 磁石支
持機構、34 ばね、35 ストッパ、36 創作動機
構、41 制御電極、42 固定ボルト、44 制御電
極電源、47 磁石装置、51 ターゲット、61 タ
ーゲット、62 ダミーターゲット、63 固定ボル
ト。
31 magnet device support frame, 32 magnet device, 33 magnet support mechanism, 34 spring, 35 stopper, 36 creation operation mechanism, 41 control electrode, 42 fixing bolt, 44 control electrode power supply, 47 magnet device, 51 target, 61 target, 62 Dummy target, 63 fixing bolt.

フロントページの続き (72)発明者 坂田 俊哉 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (72)発明者 日野 輝重 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (72)発明者 荒木 利夫 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内Continued on the front page (72) Inventor Toshiya Sakata 997 Miyoshi, Nishigoshi-cho, Kikuchi-gun, Kumamoto Prefecture Inside Advanced Display Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Araki 997 Miyoshi, Nishigoshi-cho, Kikuchi-gun, Kumamoto Prefecture Inside Advanced Display Co., Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部が真空状態に維持できる成膜室と、
成膜室内部の下方に配置され、基板が載置されるサセプ
タと、成膜室の上方を密閉し、負の高電圧が印加される
バッキングプレートと、該バッキングプレートの下面に
取り付けられたターゲットと、直線状に形成された磁極
がターゲットに対向し、ターゲット表面に対して平行な
平面内で回動するように回動自在に取り付けられ、磁極
の方向は走査の中間部で、走査進行方向の片側端部が先
行するように所定の偏角で取り付けられ、ターゲット端
近傍では走査にしたがって回動し、ターゲット端におい
て走査方向に対して直角方向になるように構成されて上
記バッキングプレートの背面に配置され、ターゲットが
配置された範囲を往復走査する磁石装置と、磁石装置の
走査折返し端の双方にそれぞれ対向して配置されたシー
ルドとを備えたことを特徴とする大型基板用スパッタ装
置。
A film forming chamber capable of maintaining a vacuum state inside;
A susceptor that is disposed below the inside of the film formation chamber and on which the substrate is mounted; a backing plate that seals the upper part of the film formation chamber and to which a negative high voltage is applied; and a target attached to the lower surface of the backing plate The magnetic pole formed in a straight line faces the target and is attached to be rotatable so as to rotate in a plane parallel to the target surface. The one end of the backing plate is attached at a predetermined angle so as to precede it, rotates in accordance with scanning near the target end, and is configured to be at a right angle to the scanning direction at the target end. And a shield arranged opposite to both of the scanning turn-back ends of the magnet unit. Large substrate for a sputtering apparatus according to claim.
【請求項2】 磁石装置の磁極は、回動方向にばねで支
持されていることを特徴とする請求項1記載の大型基板
用スパッタ装置。
2. The sputtering apparatus according to claim 1, wherein the magnetic pole of the magnet device is supported by a spring in a rotating direction.
【請求項3】 磁石装置の磁極は、ステップモータによ
り回動するように構成したことを特徴とする請求項1記
載の大型基板用スパッタ装置。
3. The sputtering apparatus for a large substrate according to claim 1, wherein the magnetic pole of the magnet device is configured to be rotated by a step motor.
【請求項4】 内部が真空状態に維持できる成膜室と、
成膜室内部の下方に配置され、基板が載置されるサセプ
タと、成膜室の上方を密閉し、負の高電圧が印加される
バッキングプレートと、該バッキングプレートの下面に
取り付けられたターゲットと、直線状に形成された磁極
が走査方向に対して直角方向に配置され、バッキングプ
レートの背面にターゲットに対向して配置され、ターゲ
ットの端部間を往復走査する磁石装置と、該磁石装置の
双方の走査折返し端にそれぞれ対向して配置され、ター
ゲットに印加される負の高電圧と対地電位の間の任意の
電圧が与えられる制御電極を備えたことを特徴とする大
型基板用スパッタ装置。
4. A film forming chamber whose inside can be maintained in a vacuum state,
A susceptor that is disposed below the inside of the film formation chamber and on which the substrate is mounted; a backing plate that seals the upper part of the film formation chamber and to which a negative high voltage is applied; and a target attached to the lower surface of the backing plate A magnet device arranged in a direction perpendicular to the scanning direction, arranged on the back surface of the backing plate, facing the target, and reciprocally scanning between the ends of the target; and the magnet device. Characterized in that the sputtering device has a control electrode which is disposed opposite to each of the scanning turn-back ends and is provided with an arbitrary voltage between a negative high voltage applied to the target and a ground potential. .
【請求項5】 磁石装置の双方の走査折返し端に配置さ
れた制御電極には、バッキングプレートに印加された負
の高電圧を抵抗分圧により所定の電圧に分圧して印加す
ることを特徴とする請求項4記載の大型基板用スパッタ
装置。
5. A method according to claim 1, wherein a negative high voltage applied to the backing plate is divided into a predetermined voltage by a resistance voltage divider and applied to the control electrodes arranged at both of the scanning turning ends of the magnet device. The sputtering device for a large substrate according to claim 4.
【請求項6】 内部が真空状態に維持できる成膜室と、
成膜室内部の下方に配置され、基板が載置されるサセプ
タと、成膜室の上方を密閉し、負の高電圧が印加される
バッキングプレートと、該バッキングプレートの下面に
取り付けられたターゲットと、直線状に形成された磁極
が走査方向に対して直角方向でターゲットに対向するよ
うに配置され、ターゲットの端部間を往復走査する磁石
装置とを備え、磁石装置は、基板の成膜領域の全領域に
わたって垂直方向の磁界が与えられる範囲を走査範囲と
し、ターゲットの磁石装置の走査方向の長さは、磁石装
置の走査範囲の両端部において電界の水平方向成分が生
じない位置に配置されたシールド電極間をカバーする長
さとしたことを特徴とする大型基板用スパッタ装置。
6. A film forming chamber whose inside can be maintained in a vacuum state,
A susceptor that is disposed below the inside of the film formation chamber and on which the substrate is mounted; a backing plate that seals the upper part of the film formation chamber and to which a negative high voltage is applied; and a target attached to the lower surface of the backing plate And a magnet device arranged so that a magnetic pole formed in a straight line faces the target in a direction perpendicular to the scanning direction, and a magnet device that reciprocally scans between the ends of the target. The scanning range is the range in which the vertical magnetic field is applied over the entire region, and the length of the target magnet device in the scanning direction is set at a position where no horizontal component of the electric field occurs at both ends of the scanning range of the magnet device. A large-sized substrate sputtering apparatus having a length to cover between the shield electrodes.
【請求項7】 ターゲットの磁石装置の走査範囲を超え
る部分にブラスト加工を施したことを特徴とする請求項
6記載の大型基板用スパッタ装置。
7. The sputtering apparatus for a large substrate according to claim 6, wherein blast processing is performed on a portion of the target magnet device that exceeds a scanning range of the magnet device.
【請求項8】 ターゲットの寸法は、磁石装置の走査範
囲とし、走査範囲を超えるシールド電極との間にはター
ゲットと同じ材質で表面にブラスト加工を施したダミー
ターゲットをバッキングプレートに取り付けたことを特
徴とする請求項6記載の大型基板用スパッタ装置。
8. The size of the target is set to the scanning range of the magnet device, and a dummy target whose surface is blasted with the same material as the target is attached to the backing plate between the target and the shield electrode exceeding the scanning range. 7. The sputtering apparatus for a large substrate according to claim 6, wherein:
【請求項9】 内部が真空状態に維持できる成膜室と、
成膜室内部の下方に配置され基板が載置されるサセプタ
と、成膜室の上方を密閉し、負の高電圧が印加されるバ
ッキングプレートと、該バッキングプレートの下面に取
り付けられたターゲットと、直線状に形成された磁極が
ターゲットに対向して走査方向に対して直角方向に配置
され、基板の成膜領域を往復走査する磁石装置とを備
え、磁石装置を走査するときにバッキングプレートに印
加する負の高電圧は、磁石装置の走査位置が基板の成膜
領域の中間部のときは供給電力が一定となるように定電
力制御を行い、基板の成膜領域の絶縁膜を介して2層の
薄膜が形成された製品の端部を走査するときは、中間部
の定電力制御の印加電圧の平均値を超えない一定電圧を
印加して定電圧制御を行うことを特徴とする大型基板用
スパッタ装置。
9. A film forming chamber whose inside can be maintained in a vacuum state,
A susceptor on which a substrate is placed, which is disposed below the inside of the film formation chamber, a backing plate that seals the upper part of the film formation chamber and a negative high voltage is applied, and a target attached to the lower surface of the backing plate. A magnet device that is arranged in a direction perpendicular to the scanning direction with the magnetic pole formed in a straight line facing the target, and a magnet device that reciprocally scans the film formation region of the substrate, and a backing plate when scanning the magnet device. When the scanning position of the magnet device is in the middle of the film formation region of the substrate, the negative high voltage to be applied performs constant power control so that the supplied power is constant, and is applied via the insulating film in the film formation region of the substrate. When scanning the end of a product on which two layers of thin films are formed, a constant voltage is applied by applying a constant voltage that does not exceed the average value of the applied voltage of the constant power control in the middle part. Sputtering equipment for substrates.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007238978A (en) * 2006-03-06 2007-09-20 Dainippon Printing Co Ltd Sputtering apparatus and sputtering method
WO2007142265A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Shibaura Mechatronics Corporation Magnetron sputtering magnet assembly, magnetron sputtering device, and magnetron sputtering method
JP2008081805A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Ulvac Japan Ltd Sputtering apparatus and sputtering method
JP2010144194A (en) * 2008-12-16 2010-07-01 Ulvac Japan Ltd Sputtering system
JP2011001616A (en) * 2009-06-19 2011-01-06 Fujikura Ltd Laser vapor deposition device
US20110240461A1 (en) * 2008-07-21 2011-10-06 Guo George X Deposition system and methods having improved material utilization
WO2012053174A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 シャープ株式会社 Magnetron sputtering device, method for controlling magnetron sputtering device, and film forming method
CN102817005A (en) * 2011-06-07 2012-12-12 夏普株式会社 Film-forming device and light-emitting device
CN106086805A (en) * 2016-08-05 2016-11-09 湖南玉丰真空科学技术有限公司 A kind of compound scan magnetic field coater

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007238978A (en) * 2006-03-06 2007-09-20 Dainippon Printing Co Ltd Sputtering apparatus and sputtering method
JP5078889B2 (en) * 2006-06-08 2012-11-21 芝浦メカトロニクス株式会社 Magnet apparatus for magnetron sputtering, magnetron sputtering apparatus and magnetron sputtering method
WO2007142265A1 (en) * 2006-06-08 2007-12-13 Shibaura Mechatronics Corporation Magnetron sputtering magnet assembly, magnetron sputtering device, and magnetron sputtering method
JP2008081805A (en) * 2006-09-28 2008-04-10 Ulvac Japan Ltd Sputtering apparatus and sputtering method
JP4657183B2 (en) * 2006-09-28 2011-03-23 株式会社アルバック Sputtering apparatus and sputtering method
US8500962B2 (en) * 2008-07-21 2013-08-06 Ascentool Inc Deposition system and methods having improved material utilization
US20110240461A1 (en) * 2008-07-21 2011-10-06 Guo George X Deposition system and methods having improved material utilization
JP2010144194A (en) * 2008-12-16 2010-07-01 Ulvac Japan Ltd Sputtering system
JP2011001616A (en) * 2009-06-19 2011-01-06 Fujikura Ltd Laser vapor deposition device
WO2012053174A1 (en) * 2010-10-22 2012-04-26 シャープ株式会社 Magnetron sputtering device, method for controlling magnetron sputtering device, and film forming method
CN102817005A (en) * 2011-06-07 2012-12-12 夏普株式会社 Film-forming device and light-emitting device
JP2012251233A (en) * 2011-06-07 2012-12-20 Sharp Corp Film-forming device, and light-emitting device
CN106086805A (en) * 2016-08-05 2016-11-09 湖南玉丰真空科学技术有限公司 A kind of compound scan magnetic field coater

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