JPWO2012147228A1 - Cathode unit - Google Patents
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Abstract
このカソードユニット(220)は、成膜装置(200)に用いられ、第1主面(204a),第2主面(204b),第1側面(211),及び第2側面(212)を有するバッキングプレート(204)と、第一母材(205)と、第二母材(206)と、回転軸(207)とを有し、複数の回転軸(207)は、互いに平行に並ぶように同一面内に配置されており、成膜空間(50)内に設けられた複数のターゲット(C1,C2,C3)と、前記回転軸(207)を回転させ、前記ターゲット(C1,C2,C3)にスパッタリングに用いられる電圧を印加する複数の制御部(E1,E2,E3)と、前記成膜空間(50)に近い前記バッキングプレート(204)の面に特定の分布磁場が生成されるように、前記成膜空間(50)から離れた前記バッキングプレート(204)の面に近い位置に設けられた複数の磁場生成部(H1,H2,H3)とを含む。 The cathode unit (220) is used in the film forming apparatus (200) and has a first main surface (204a), a second main surface (204b), a first side surface (211), and a second side surface (212). It has a backing plate (204), a first base material (205), a second base material (206), and a rotation shaft (207), and the plurality of rotation shafts (207) are arranged in parallel to each other. A plurality of targets (C1, C2, C3) arranged in the same plane and provided in the film formation space (50) and the rotating shaft (207) are rotated, and the targets (C1, C2, C3) are rotated. ) And a plurality of controllers (E1, E2, E3) for applying a voltage used for sputtering, and a specific distributed magnetic field is generated on the surface of the backing plate (204) close to the film formation space (50). And the film formation space (50) It includes a plurality of magnetic field generation portion provided in a position close to the surface of the backing plate away al (204) and (H1, H2, H3).
Description
本発明は、スパッタリング法による成膜装置内に用いられるカソードユニットに関する。
本願は、2011年4月26日に出願された特願2011−098427号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a cathode unit used in a film forming apparatus using a sputtering method.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-098427 for which it applied on April 26, 2011, and uses the content here.
半導体デバイス分野又はフラットパネルディスプレイ(FPD)分野において、各種の薄膜を形成する装置として、スパッタリング装置が用いられている。
一般的なスパッタリング装置では、チャンバ内にスパッタリング用のカソードが設けられ、減圧したチャンバ内において、カソードに取り付けられたターゲットと所定の間隔を空けて対向するように被処理体が配置される。
次に、チャンバ内にArガス(不活性ガス)を導入し、被処理体をグラウンドに接続した状態でターゲットに負の電圧を印加することにより放電させ、放電によりArガスから電離したArイオンをターゲットに衝突させる。
そして、ターゲットから飛び出す粒子を被処理体に付着させることにより、成膜処理が行われる。In the semiconductor device field or the flat panel display (FPD) field, a sputtering apparatus is used as an apparatus for forming various thin films.
In a general sputtering apparatus, a cathode for sputtering is provided in a chamber, and an object to be processed is arranged so as to face a target attached to the cathode at a predetermined interval in a decompressed chamber.
Next, Ar gas (inert gas) is introduced into the chamber, and a negative voltage is applied to the target while the object to be processed is connected to the ground, and Ar ions ionized from the Ar gas by the discharge are discharged. Collide with the target.
And the film-forming process is performed by making the particle which jumps out of a target adhere to a to-be-processed object.
図10Aは、スパッタリング法を用いた、従来の成膜装置700の一例を示している(特許文献1)。
成膜装置700は、複数のカソード720を備えている。図10Bは、図10Aに示す複数のカソード720のうち一つを示す拡大断面図(特許文献2)。
図10Bに示すように、カソード720は、スパッタリング用のターゲットと、カソード本体710と、カソード取り付けフランジ701aと、絶縁板712と、電力供給部E1(E2、E3)と、接地部Gとで構成される。FIG. 10A shows an example of a conventional
The
As shown in FIG. 10B, the
ターゲットは、バッキングプレート704と、バッキングプレートの主面704aに配置された母材705で構成され、チャンバ701の内部に設けられ、カソード本体710に、複数本のボルト部材を用いて取り付けられる。
バッキングプレート704の内部には、母材705の表面上に漏洩磁束を生成する磁場生成部H1(H2、H3)が設けられている。
また、バッキングプレート704の内部には、ターゲットの温度を制御するために冷却水が導入される流路708aおよび冷却水が導出される流路708bで構成された循環流路が設けられている。The target is composed of a
Inside the
Further, inside the
カソード本体710は、チャンバ701の内部に設けられ、カソード取付けフランジ711に、絶縁板712を介して複数本のボルト部材を用いて取り付けられている。カソード取り付けフランジ711は、接地されている。
バッキングプレート704およびカソード本体710は、母材705をチャンバ内の空間(成膜空間)に露出させる開口が形成されたグラウンドシールド701aに覆われている。
グラウンドシールド701aは母材705以外の部分における放電を抑えるために設けられている。グラウンドシールド701aは、通常、接地された状態で、チャンバ(壁部)701に複数本のボルト部材を用いて取り付けられている。The
The
The
従来の成膜装置700の構成によれば、一つの成膜空間において、一つのバッキングプレートの一面に設けられた母材を用いて、母材に対向するように静止された被処理体702上にスパッタ膜(スパッタ法によって形成される膜)を均一に形成することができる。特に、被処理体702が多数の母材の総面積に相当する広さを有する場合であっても、スパッタ膜を被処理体702上に均一に形成することができる。
According to the configuration of the conventional
しかしながら、スパッタリング法による従来の成膜装置700では、各カソード720に備えられるスパッタリング用ターゲットの母材は、一種類のみである。すなわち、従来の成膜装置700は、一種類の母材を用いた成膜処理のみを行う構成を有している。
したがって、複数種類の成膜処理を連続して行う場合には、成膜の種類ごとに対応した別々のチャンバを用いる必要があり、チャンバが設置される複数のスペースを設けなければならない。
また、処理が終わるたびに、被処理体を、次の処理を行うチャンバへ搬送する必要がある。そのため、被処理体の搬送作業に要する時間、及び被処理体をチャンバ内に搬入したり搬出したりする工程に伴ってチャンバ内の気体を排気する作業(工程)に要する時間が生じ、一つの処理が終わってから次の処理が始まるまでの時間が長くなる。その結果として、成膜処理するために必要な時間が短くなる。However, in the conventional
Therefore, when performing a plurality of types of film forming processes continuously, it is necessary to use separate chambers corresponding to the types of film forming, and it is necessary to provide a plurality of spaces in which the chambers are installed.
In addition, every time processing is completed, it is necessary to transfer the object to be processed to a chamber for performing the next processing. Therefore, the time required for the work to transport the object to be processed and the time required for the work (process) to exhaust the gas in the chamber in accordance with the process of carrying the object in and out of the chamber occur. The time from the end of the process to the start of the next process becomes longer. As a result, the time required for the film forming process is shortened.
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、一つの成膜空間において、一つのバッキングプレートの一面に設けられた母材により形成される第一スパッタ膜と、一つのバッキングプレートの他面に設けられた母材により形成される第二スパッタ膜とを、多数の母材の面積に相当する広さを有すると共に母材に対向するように静止された被処理体上に、均一に形成することが可能なカソードユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such circumstances, and in one film formation space, a first sputtered film formed by a base material provided on one surface of one backing plate, and one backing plate. The second sputtered film formed by the base material provided on the other surface has a width corresponding to the area of a large number of base materials and is placed on the target object that is stationary so as to face the base material. An object is to provide a cathode unit that can be formed uniformly.
本発明の一態様のカソードユニットは、成膜装置に用いられ、このカソードユニットは、第1主面,前記第1主面とは反対側に位置する第2主面,第1側面(一方の側面),及び前記第1側面とは反対側に位置する第2側面(他方の側面)を有するバッキングプレートと、前記第1主面に配置された第一母材と、前記第2主面に配置された第二母材と、前記第1側面から前記第2側面に向けて前記バッキングプレートを貫通する回転軸とを有し、複数の回転軸は、互いに平行に並ぶように同一面内に配置されており、成膜空間内に設けられた複数のターゲットと、前記回転軸を回転させ、前記回転軸を介して前記ターゲットにスパッタリングに用いられる電圧を印加し、複数のターゲットの各々に対応するように設けられた複数の制御部と、前記成膜空間に近い前記バッキングプレートの面に特定の分布磁場が生成されるように、前記成膜空間から離れた前記バッキングプレートの面に近い位置(バッキングプレートの非スパッタリング処理面側)に設けられた複数の磁場生成部とを含む。 The cathode unit of one embodiment of the present invention is used in a film forming apparatus, and the cathode unit includes a first main surface, a second main surface located on the opposite side to the first main surface, and a first side surface (one of the first main surface). Side surface), and a backing plate having a second side surface (the other side surface) located on the opposite side of the first side surface, a first base material disposed on the first main surface, and a second main surface A second base material disposed, and a rotating shaft penetrating the backing plate from the first side surface toward the second side surface, wherein the plurality of rotating shafts are arranged in parallel to each other in the same plane. A plurality of targets provided in the film formation space and the rotation shaft are rotated, and a voltage used for sputtering is applied to the target via the rotation shaft, and each of the plurality of targets is supported. A plurality of control units provided to perform, Provided at a position (on the non-sputtering surface side of the backing plate) close to the surface of the backing plate away from the film forming space so that a specific distributed magnetic field is generated on the surface of the backing plate close to the film forming space. And a plurality of magnetic field generation units.
本発明の一態様のカソードユニットにおいては、前記第1側面及び前記第2側面は、前記バッキングプレートの長手方向に垂直であり、前記第1側面及び前記第2側面の形状は、長方形であることが好ましい。 In the cathode unit of one aspect of the present invention, the first side surface and the second side surface are perpendicular to the longitudinal direction of the backing plate, and the shapes of the first side surface and the second side surface are rectangular. Is preferred.
本発明の一態様のカソードユニットにおいては、各々の前記バッキングプレートは、前記バッキングプレートの長手方向に平行な側部を有し、前記側部には、絶縁部材を介して、防着板が配置されていることが好ましい。また、互いに隣り合う前記防着板には、凸部が設けられていることが好ましい。 In the cathode unit of one aspect of the present invention, each backing plate has a side portion parallel to the longitudinal direction of the backing plate, and an adhesion preventing plate is disposed on the side portion via an insulating member. It is preferable that Moreover, it is preferable that the said adhesion prevention board adjacent to each other is provided with the convex part.
本発明の一態様のカソードユニットにおいては、前記第1側面及び前記第2側面は、前記バッキングプレートの長手方向に垂直であり、前記第1側面及び前記第2側面の形状は、台形であることが好ましい。 In the cathode unit of one aspect of the present invention, the first side surface and the second side surface are perpendicular to the longitudinal direction of the backing plate, and the shapes of the first side surface and the second side surface are trapezoids. Is preferred.
本発明の一態様のカソードユニットにおいては、前記第1側面及び前記第2側面は、前記バッキングプレートの長手方向に垂直であり、前記第1側面及び前記第2側面の形状は、平行四辺形であることが好ましい。 In the cathode unit of one aspect of the present invention, the first side surface and the second side surface are perpendicular to the longitudinal direction of the backing plate, and the shape of the first side surface and the second side surface is a parallelogram. Preferably there is.
本発明の一態様のカソードユニットにおいては、各々の前記バッキングプレートは、前記バッキングプレートの長手方向に平行な側部を有し、前記側部は、階段状に形成されていることが好ましい。 In the cathode unit of one aspect of the present invention, each backing plate preferably has side portions parallel to the longitudinal direction of the backing plate, and the side portions are preferably formed in a stepped shape.
本発明の一態様のカソードユニットにおいては、各々の前記バッキングプレートは、前記バッキングプレートの長手方向に平行な側部を有し、前記側部は、波状に形成されていることが好ましい。 In the cathode unit of one aspect of the present invention, it is preferable that each backing plate has a side portion parallel to the longitudinal direction of the backing plate, and the side portion is formed in a wave shape.
本発明の一態様のカソードユニットにおいては、各々の前記バッキングプレートは、前記バッキングプレートの長手方向に平行な側部を有し、互いに隣り合う前記側部のうち、一方の側部は凸部を有し、他方の側部は凹部を有することが好ましい。即ち、一方の側部は凸状に形成され、他方の側部は凹状に形成されていることが好ましい。 In the cathode unit of one aspect of the present invention, each of the backing plates has side portions parallel to the longitudinal direction of the backing plate, and one of the side portions adjacent to each other has a convex portion. And the other side part preferably has a recess. That is, it is preferable that one side is formed in a convex shape and the other side is formed in a concave shape.
本発明に係るカソードユニットは複数のカソードで構成され、複数のカソードにおける成膜空間に露出している母材の合計面積(合計のスパッタリング処理面の面積)を、被処理体の被処理面積と同程度にすることができる。
そして、各々のカソードにおいては、カソードの二つの主面の各々に、母材が個別に配置されたスパッタリング用ターゲットを備えている。
また、各々のターゲットは、その側面を貫通させた回転軸(第1側面から第2側面に向けてバッキングプレートを貫通するように設けられた回転軸)により、回転させることが可能な構成を備えている。
このような構成において、ターゲットを回転させることにより、同一チャンバ内において、被処理体と対向する主面と被処理体と対向してない主面とを変更することができる。
すなわち、各々のターゲットが有する二つの主面の両方をスパッタリング処理面として用いることができ、二つの主面に配置された母材の両方を、スパッタリング処理に適用することができる。The cathode unit according to the present invention includes a plurality of cathodes, and the total area of the base material exposed to the film formation space in the plurality of cathodes (the total area of the sputtering surface) is defined as the area to be processed of the object to be processed. It can be the same level.
Each cathode includes a sputtering target in which a base material is individually arranged on each of the two main surfaces of the cathode.
Each target has a configuration that can be rotated by a rotation shaft that penetrates the side surface (a rotation shaft that is provided so as to penetrate the backing plate from the first side surface toward the second side surface). ing.
In such a configuration, by rotating the target, the main surface facing the object to be processed and the main surface not facing the object to be processed can be changed in the same chamber.
That is, both of the two main surfaces of each target can be used as the sputtering processing surface, and both of the base materials arranged on the two main surfaces can be applied to the sputtering processing.
したがって、一つの成膜空間において、一つのバッキングプレートの一面(第1主面)に設けられた母材により形成される第一スパッタ膜と、一つのバッキングプレートの他面(第2主面)に設けられた母材により形成される第二スパッタ膜とを、被処理体上に均一に形成することができる。特に、多数の母材の総面積に相当する広さを有するとともに母材に対向するように静止して配置された被処理体上に、このような第一スパッタ膜及び第二スパッタ膜を均一に形成することができる。 Therefore, in one film-forming space, the first sputtered film formed from the base material provided on one surface (first main surface) of one backing plate and the other surface (second main surface) of one backing plate. The second sputtered film formed of the base material provided on the substrate can be uniformly formed on the object to be processed. In particular, such a first sputtered film and a second sputtered film are uniformly formed on an object to be processed that has a width corresponding to the total area of a large number of base materials and is placed stationary so as to face the base material. Can be formed.
また、二種類の成膜工程を一つの成膜空間で行うことにより、一種類の成膜工程ごとに別々の成膜空間を用いる従来技術に比べて、成膜工程に必要なチャンバが設置されるスペースを減らすことができる。 In addition, by performing two types of film forming processes in one film forming space, a chamber necessary for the film forming process is installed, compared to the conventional technique using a separate film forming space for each type of film forming process. Space can be reduced.
また、第1成膜処理(一種類目の成膜処理)を行った後に、被処理体を、第2成膜処理(二種類目の成膜処理)を行う成膜空間へ搬送する必要がない。このため、従来技術のように、被処理体の搬送作業に要する時間が生じることがなく、被処理体をチャンバ内に搬入したり搬出したりする工程に伴ってチャンバ内の気体を排気する作業(工程)に要する時間が生じない。
したがって、第1成膜処理の成膜処理が終わってから第2成膜処理が始まるまでの時間を短縮することができ、成膜処理するために必要な時間を、従来技術を用いる場合に比べて長く設けることができる。In addition, after performing the first film formation process (first type film formation process), the object to be processed needs to be transported to the film formation space where the second film formation process (second type film formation process) is performed. Absent. Therefore, unlike the prior art, there is no time required for transporting the object to be processed, and the process of exhausting the gas in the chamber in accordance with the process of carrying the object in and out of the chamber Time required for (process) does not occur.
Therefore, it is possible to shorten the time from the end of the first film forming process to the start of the second film forming process, and the time required for the film forming process is shorter than that in the case of using the conventional technique. Can be long.
以下、好適な実施形態に基づき、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、各図においては、各構成要素を図面上で認識し得る程度の大きさとするため、各構成要素の寸法及び比率を実際のものとは適宜に異ならせてある。 Hereinafter, based on a preferred embodiment, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the dimensions and ratios of the components are appropriately changed from the actual ones in order to make the components large enough to be recognized on the drawings.
<カソードユニットを備えた成膜装置の実施形態>
図1Aは、本発明の実施形態に係るカソードユニット220を備えた、成膜装置200の構成について説明する図である。
成膜装置200は、スパッタリング用のチャンバ201および複数のカソード220で形成されたカソードユニット230とで構成されている。
チャンバ201の壁部には、チャンバ201内を排気する排気装置(排気部)Pが付設されている。
各々のカソード220は、スパッタリング用のターゲットC1,C2,C3と、ターゲットC1,C2,C3とそれぞれ接続された制御部E1,E2,E3と、磁場生成部H1,H2,H3とを有する。
なお、図1Aでは、ターゲットを三つ備えた構成を一例として示しているが、ターゲットの数は、本実施形態に限定されない。<Embodiment of film forming apparatus provided with cathode unit>
FIG. 1A is a diagram illustrating a configuration of a
The
An exhaust device (exhaust portion) P for exhausting the inside of the
Each
In addition, in FIG. 1A, although the structure provided with three targets is shown as an example, the number of targets is not limited to this embodiment.
図1Bは、図1Aの各カソード220を構成するターゲットC1,C2,C3を、それぞれ拡大して示した斜視図である。
ターゲットC1,C2,C3を構成するバッキングプレート204の各々は、その長手方向Lに垂直な回転軸207を有し、回転軸207は、第1側面211から第2側面212に向けてバッキングプレート204を貫通している。
回転軸207の各々は、制御部E1,E2,E3と電気的に接続され、制御部E1,E2,E3を用いて回転させることができる。
そして、各々の回転軸207の回転に連動して、バッキングプレート204が回転する。
安定した回転を実現するために、回転軸207はバッキングプレート204の重心を貫通していることが望ましい。FIG. 1B is an enlarged perspective view of the targets C1, C2, and C3 constituting each
Each of the
Each of the
Then, the
In order to achieve stable rotation, it is desirable that the
制御部E1,E2,E3の各々は、回転駆動部と、電力供給部と、冷却水循環部とを有する。回転駆動部は、ターゲットC1,C2,C3に備えられた回転軸207を回転させる。電力供給部は、スパッタリングに用いられる電圧(電力)をターゲットC1,C2,C3に印加する。冷却水循環部は、ターゲットC1,C2,C3の温度を制御するために用いられる冷却水をターゲットC1,C2,C3に供給したり、ターゲットC1,C2,C3から冷却水を排出したりする。
ターゲットC1,C2,C3の各々は、チャンバ201内において、被処理基板(被処理体)202を支持する台(支持台)203と対向する位置に配置される。支持台203は、接地部Gを通じて接地されている。Each of the control units E1, E2, E3 includes a rotation drive unit, a power supply unit, and a cooling water circulation unit. A rotation drive part rotates the
Each of the targets C 1, C 2, and C 3 is disposed at a position facing a table (support table) 203 that supports a substrate to be processed (object to be processed) 202 in the
ターゲットC1,C2,C3の各々は平坦な形状を有するバッキングプレート204と、バッキングプレート204の第1主面204a(一方の主面)に配置された第一母材205と、第2主面204b(他方の主面)に配置された第二母材206とで構成される。
Each of the targets C1, C2, and C3 includes a
各バッキングプレート204を構成する材料としては、高い導電性、熱伝導性、低ガス放出性を有する材料が望ましく用いられ、主に銅又はステンレスが用いられる。また、全てのバッキングプレート204の第1主面が一面を形成するように配置され、全てのバッキングプレート204の第2主面が一面を形成するように配置される。これによって、成膜空間50に露出している複数の母材の面が同一面に位置する。ここで、成膜空間50に露出している母材の面とは、スパッタ処理が行われている際にArガス等の不活性ガスが衝突される面である。
As a material constituting each
第一母材205および第二母材206としては、金属又は絶縁体等の、被処理基板202に形成される膜の材料が用いられる。
全てのバッキングプレート204の第1主面及び第2主面に配置される第一母材205及び第二母材206の種類(材料の種類)について、スパッタリング処理面であるバッキングプレート204の主面に配置される全ての母材の種類は同じである(統一されている)。また、後述するように、回転軸207の回転によってスパッタリング処理に使用される母材が変更されても、バッキングプレート204の主面(スパッタリング処理面)に配置される全ての母材の種類は同じである。なお、第一母材205と第二母材206とは、同じ材料で構成されていてもよいし、異なる材料で構成されていてもよい。As the
The main surface of the
磁場生成部H1,H2,H3の各々は、成膜空間50に近いバッキングプレート204の面に特定の分布磁場が生成されるように、成膜空間50(スパッタリングが行われる領域)から離れた位置であって、バッキングプレート204の面に近い位置(非スパッタリング処理面側)に配置される。
以下の説明において、バッキングプレート204の「非スパッタリング処理面」とは、第1主面204a又は第2主面204bであって、スパッタリングに用いられていない母材(第一母材205又は第二母材206)が載置されている主面を意味する。
また、バッキングプレート204の「スパッタリング処理面」とは、第1主面204a又は第2主面204bであって、スパッタリングに用いられる母材(第一母材205又は第二母材206)が載置され、成膜空間50に近い位置に配置される主面を意味する。
このような「非スパッタリング処理面」及び「スパッタリング処理面」は、バッキングプレート204の回転に伴って切り替わり、第1主面204aが非スパッタリング処理面である場合には、第2主面204bがスパッタリング処理面となり、第1主面204aがスパッタリング処理面である場合には、第2主面204bが非スパッタリング処理面となる。
磁場生成部H1,H2,H3により生成される磁束の一部の各々は、バッキングプレート204を非スパッタリング処理面からスパッタリング処理面に向けて貫通し、バッキングプレート204のスパッタリング処理面に配置された母材(図1では第一母材205)の表面に漏洩する。
磁束の漏洩した領域においては、プラズマが収束することにより、集中的に母材がスパッタリングされるため、高速での成膜することが可能となる。Each of the magnetic field generation units H1, H2, and H3 is located away from the film formation space 50 (a region where sputtering is performed) so that a specific distributed magnetic field is generated on the surface of the
In the following description, the “non-sputtering surface” of the
The “sputtering surface” of the
Such “non-sputtering surface” and “sputtering surface” are switched as the
Each of a part of the magnetic flux generated by the magnetic field generation units H1, H2, and H3 penetrates the
In the region where the magnetic flux leaks, the base material is sputtered in a concentrated manner by converging the plasma, so that the film can be formed at a high speed.
また、磁場生成部H1,H2,H3の各々は、第一母材205を用いてスパッタリング処理を行う場合には、第二母材206に近い位置であってターゲットCと離間するように配置され、漏洩磁束を第一母材205の表面に生成する。
また、磁場生成部H1,H2,H3の各々は、第二母材206を用いてスパッタリング処理を行う場合には、第一母材205に近い位置であってターゲットCと離間するように配置され、漏洩磁束を第二母材205の表面に生成する。In addition, each of the magnetic field generation units H1, H2, and H3 is disposed so as to be close to the
Further, each of the magnetic field generation units H1, H2, and H3 is disposed so as to be close to the
スパッタリング処理を行う際に、磁場生成部H1,H2,H3の各々は、ターゲットC1,C2,C3に近い位置に配置されていることが望ましいが、ターゲットC1,C2,C3を回転させるためには、その回転を妨げないように磁場生成部H1,H2,H3とバッキングプレート204との間に距離を空ける必要がある。
そこで、本発明の実施形態に係る磁場生成部H1,H2,H3の各々は、退避駆動部(H11,H21,H31)を備えている。退避駆動部(H11,H21,H31)は、磁場生成部H1,H2,H3の位置を制御する装置であり、通常、ターゲットC1,C2,C3に近い位置に磁場生成部H1,H2,H3を配置させる。また、ターゲットC1,C2,C3が回転する際には、退避駆動部(H11,H21,H31)は、ターゲットC1,C2,C3の回転半径よりも外側に磁場生成部H1,H2,H3を退避させる。退避駆動部(H11,H21,H31)は、ターゲットC1,C2,C3の回転が終了した後に、ターゲットC1,C2,C3を通常の位置(ターゲットC1,C2,C3に近い位置、ターゲットC1,C2,C3の回転半径よりも内側)に戻す。When performing the sputtering process, each of the magnetic field generation units H1, H2, and H3 is preferably disposed at a position close to the targets C1, C2, and C3. However, in order to rotate the targets C1, C2, and C3, It is necessary to provide a distance between the magnetic field generators H1, H2, H3 and the
Therefore, each of the magnetic field generation units H1, H2, and H3 according to the embodiment of the present invention includes a retreat drive unit (H11, H21, and H31). The evacuation drive units (H11, H21, H31) are devices for controlling the positions of the magnetic field generation units H1, H2, H3. Normally, the magnetic field generation units H1, H2, H3 are placed at positions close to the targets C1, C2, C3. Arrange. Further, when the targets C1, C2, and C3 rotate, the retracting drive units (H11, H21, and H31) retract the magnetic field generating units H1, H2, and H3 outside the rotational radius of the targets C1, C2, and C3. Let The retreat drive unit (H11, H21, H31) moves the targets C1, C2, C3 to normal positions (positions close to the targets C1, C2, C3, targets C1, C2) after the rotation of the targets C1, C2, C3 is completed. , C3).
なお、本発明の実施形態に係る磁場生成部H1,H2,H3の各々は、通常はターゲットC1,C2,C3の回転半径の外側に位置してもよい。スパッタリング処理中にのみ、退避駆動部(H11,H21,H31)がターゲットC1,C2,C3に近い位置に磁場生成部H1,H2,H3を移動させ、かつ、スパッタリング処理が終了した後に、退避駆動部(H11,H21,H31)が磁場生成部H1,H2,H3を通常の位置に戻してもよい。 Note that each of the magnetic field generation units H1, H2, and H3 according to the embodiment of the present invention may be normally positioned outside the rotation radius of the targets C1, C2, and C3. Only during the sputtering process, the retract drive unit (H11, H21, H31) moves the magnetic field generators H1, H2, H3 to positions close to the targets C1, C2, C3, and after the sputtering process is completed, the retract drive is performed. The units (H11, H21, H31) may return the magnetic field generation units H1, H2, H3 to the normal positions.
また、磁場生成部H1,H2,H3の各々は、揺動駆動部(H12,H22,H32)を備えている。揺動駆動部(H12,H22,H32)は、磁場生成部H1,H2,H3をバッキングプレート204の主面(204a、204b)に対して平行な方向に揺動させる。また、揺動駆動部(H12,H22,H32)は、ターゲットC1,C2,C3の長手方向Lに垂直な方向及びターゲットC1,C2,C3の長手方向Lに平行な方向の少なくとも一方向に、磁場生成部Hを揺動させる。
この揺動により、磁場生成部H1,H2,H3によって生成される磁束を、各ターゲットC1,C2,C3のスパッタリング処理面に近い位置に配置された母材の表面に、均一に漏洩させることができる。
漏洩磁束を均一に発生させることにより、母材の表面においてプラズマが収束する領域が一様に形成される。
そのため、スパッタリング処理によって母材表面に生じるエロージョンが均一化され、各ターゲットC1,C2,C3の利用効率を向上させることができる。
そして、被処理基板202の表面に対して、面内分布の均一性を高めた成膜処理を行うことができる。In addition, each of the magnetic field generation units H1, H2, and H3 includes a swing drive unit (H12, H22, and H32). The swing drive units (H12, H22, H32) swing the magnetic field generation units H1, H2, H3 in a direction parallel to the main surfaces (204a, 204b) of the
By this oscillation, the magnetic flux generated by the magnetic field generators H1, H2, and H3 can be evenly leaked to the surface of the base material disposed at a position close to the sputtering surface of each target C1, C2, and C3. it can.
By uniformly generating the leakage magnetic flux, a region where the plasma converges is uniformly formed on the surface of the base material.
Therefore, the erosion generated on the surface of the base material by the sputtering treatment is made uniform, and the utilization efficiency of each target C1, C2, C3 can be improved.
And the film-forming process which improved the uniformity of in-plane distribution can be performed with respect to the surface of the to-
図2は、図1Bに示す本発明の実施形態に係る各カソード220を構成するターゲットC1,C2,C3を示す図であって、その長手方向Lに垂直な面に対応する断面図である。
ターゲットC1,C2,C3の各々を構成するバッキングプレート204内において、第2主面204bに近い位置に形成され、流路208a及び208bで構成された循環流路(第1循環流路及び第2循環流路)が形成されている。循環流路には、冷却水が流動する。
冷却水は、流路208aおよび208bのうち、一方から導入され、他方から導出される。循環流路208aおよび208bに冷却水を流すことにより、スパッタリング処理中の第一母材205および第二母材206の温度上昇を抑えることができる。FIG. 2 is a view showing the targets C1, C2, and C3 constituting each
In the
The cooling water is introduced from one of the
図1B及び図2に示すように、各回転軸207の各々は、制御部E1,E2,E3と接続されている。
各バッキングプレート204に印加するスパッタリング電圧は、制御部E1,E2,E3から、各回転軸207内に設けられた電力供給ラインを介してバッキングプレート204に供給される。
また、循環流路208a、208bを流れる冷却水は、制御部E1,E2,E3から、各回転軸207内に設けられた冷却水の供給および排出用ラインを介して、循環流路に供給される。As shown in FIGS. 1B and 2, each of the
The sputtering voltage applied to each
In addition, the cooling water flowing through the
また、図1B、図2に示すように、バッキングプレート204の長手方向Lに平行な側部213に、防着板209が設けられている。
防着板209は、接地されており、スパッタリング処理中に発生した粒子がバッキングプレート204の側面に回り込むのを防ぐ。
また、防着板209とバッキングプレート204との間には絶縁部材209aが配置され、絶縁部材209aは、スパッタリング時に供給される電圧によって防着板109にダメージが発生することを防ぐ。Further, as shown in FIGS. 1B and 2, a
The
Further, an insulating
図3A及び図3Bは、図1Aのカソードユニット230を構成する複数のターゲットC(C1,C2,C3)を、回転軸207の一端側から見た図である。
ターゲットCは、全ての回転軸207が互いに平行となるように、一列に並んでいる。3A and 3B are views of a plurality of targets C (C1, C2, C3) constituting the
The targets C are arranged in a line so that all the rotation axes 207 are parallel to each other.
図3Aに示すように、回転軸207の一端側から見て、互いに隣り合うターゲットの防着板209は近づくように配置されている。換言すると、互いに隣り合うターゲットにおいて、一方の防着板(第1防着板)は、他方の防着板(第2防着板)に近づくように配置されている。防着板の両方が互いに対向している面は、防着板が互いに重ならない形状を有する。具体的には、図3Aの場合、互いに対向する防着板209の面(防着板209の外面)のほぼ中央域には、凸部(凸状の傾斜部)が設けられ、凸状の頂部が接近している。この構造により、互いに隣り合うターゲットの間の空間を通じて成膜空間50とは反対側に、スパッタリング粒子が回り込むことを防ぐ。
したがって、各ターゲットを、個別の回転方向および回転速度で回転(反転)させることができる。
ただし、スパッタリング処理中に発生した粒子を、非スパッタリング処理面側の空間に回り込みにくくするために、ターゲットの隣り合う防着板209は、各々のターゲットの回転を妨げないように、接近していることが望ましい。As shown in FIG. 3A, when viewed from one end side of the
Accordingly, each target can be rotated (reversed) in an individual rotation direction and rotation speed.
However, in order to make it difficult for the particles generated during the sputtering process to enter the space on the non-sputtering processing surface side, the
図3Bに示すように、回転軸207の一端側から見て、互いに隣り合うターゲットの防着板209は近づくように配置されている。換言すると、互いに隣り合うターゲットにおいて、一方の防着板(第1防着板)は、他方の防着板(第2防着板)に近づくように配置されている。防着板の両方が互いに対向している面は、防着板が互いに重ならない形状を有する。具体的には、図3Bの場合、互いに対向する防着板209の面(防着板209の外面)の中央を境として、一方の防着板209の面(半分の面)に平坦部が形成され、他方の防着板209の面(半分の面)に凸状傾斜部が形成されている。凸状傾斜部は、2つの傾斜面を有している。一方の傾斜面は平坦部から急峻な角度で立ち上がる面であって、ターゲットの中央に位置する急傾斜面である。他方の傾斜面は、凸状傾斜部の頂部から防着板209の外側に向けて延在する緩傾斜面である。また、互いに対向する防着板209においては、互いに隣り合う急傾斜面が噛み合うように接近している。この構造により、互いに隣り合うターゲットの間の空間を通じて、成膜空間50とは反対側に、スパッタリング粒子が回り込むことを防ぐ。
As shown in FIG. 3B, when viewed from one end side of the
図4A〜図4Cは、図3Bに示したターゲットの回転動作の一例を説明する図である。全ての回転軸207は、互いに平行にかつ同一面に配置されるように含まれるように、複数のターゲットが一列に並んでいる。
初めに、図4Aに示すように、第一母材205が配置された全てのバッキングプレート204の主面は、同一面上に位置し、かつ、スパッタリング処理面(不図示)において同一方向を向いている。
次に、図4Bに示すように、回転軸207を中心として、各ターゲットを回転させる。このとき、一対の隣り合うターゲットは、互いに反対方向に回転させる。また、ターゲットの回転速度が同じになるように、各ターゲットを回転させる。
そして、図4Cに示すように、第一母材205が配置された全てのバッキングプレート204の主面は、同一面上に位置し、かつ、スパッタリング処理面とは反対の面において同一方向を向いている。4A to 4C are diagrams illustrating an example of the rotation operation of the target illustrated in FIG. 3B. A plurality of targets are arranged in a line so that all the
First, as shown in FIG. 4A, the main surfaces of all the
Next, as shown in FIG. 4B, each target is rotated about the
Then, as shown in FIG. 4C, the main surfaces of all the
本発明の実施形態に係るカソードユニットは複数のカソードで構成されており、複数のカソードにおけるスパッタリング処理面の合計面積と、被処理体の被処理面積とを同程度にすることができる。
そして、各々のカソードにおいては、カソードの二つの主面の各々に、母材が個別に配置されたスパッタリング用ターゲットを備えている。
また、各々のターゲットは、その側面を貫通させた回転軸(第1側面211から第2側面212に向けてバッキングプレート204を貫通するように設けられた回転軸207)により、回転可能である。
これらの構成を用いて、ターゲットを回転させることにより、同一チャンバ内において、被処理体と対向する主面と被処理体と対向してない主面とを変更することができる。
すなわち、各々のターゲットが有する二つの主面の両方をスパッタリング処理面として用いることができ、二つの主面に配置された母材の両方を、スパッタリング処理に適用することができる。The cathode unit according to the embodiment of the present invention is composed of a plurality of cathodes, and the total area of the sputtering treatment surfaces of the plurality of cathodes and the area to be processed of the object to be processed can be made comparable.
Each cathode includes a sputtering target in which a base material is individually arranged on each of the two main surfaces of the cathode.
In addition, each target can be rotated by a rotation shaft that penetrates the side surface (a
By rotating the target using these configurations, the main surface facing the object to be processed and the main surface not facing the object to be processed can be changed in the same chamber.
That is, both of the two main surfaces of each target can be used as the sputtering processing surface, and both of the base materials arranged on the two main surfaces can be applied to the sputtering processing.
したがって、一つのチャンバ内において、一つのバッキングプレートの一面(第1主面)に設けられた母材により形成される第一スパッタ膜と、一つのバッキングプレートの他面(第2主面)に設けられた母材により形成される第二スパッタ膜とを、被処理体上に均一に形成することができる。特に、多数の母材の総面積に相当する広さを有するとともに母材に対向するように静止して配置された被処理体上に、このような第一スパッタ膜及び第二スパッタ膜を均一に形成することができる。 Accordingly, in one chamber, the first sputtered film formed by the base material provided on one surface (first main surface) of one backing plate and the other surface (second main surface) of one backing plate. The second sputtered film formed from the provided base material can be uniformly formed on the object to be processed. In particular, such a first sputtered film and a second sputtered film are uniformly formed on an object to be processed that has a width corresponding to the total area of a large number of base materials and is placed stationary so as to face the base material. Can be formed.
また、二種類の成膜工程を同一チャンバ内で行うことにより、一種類の成膜工程ごとに別々のチャンバを用いる従来技術に比べて、成膜工程に必要なチャンバが設置されるスペースを減らすことができる。 Further, by performing two types of film forming processes in the same chamber, the space for installing the chambers necessary for the film forming process is reduced as compared with the conventional technique using a separate chamber for each type of film forming process. be able to.
また、第1成膜処理(一種類目の成膜処理)を行った後に、被処理体を、第2成膜処理(二種類目の成膜処理)を行うチャンバへ搬送する必要がない。このため、従来技術のように、被処理体の搬送作業に要する時間、及び被処理体をチャンバ内に搬入したり搬出したりする工程に伴ってチャンバ内の気体を排気する作業(工程)に要する時間が生じない。
したがって、第1成膜処理の成膜処理が終わってから第2成膜処理が始まるまでの時間を短縮することができ、成膜処理するために必要な時間を、従来技術を用いる場合に比べて長く設けることができる。In addition, after the first film formation process (first type film formation process) is performed, it is not necessary to transfer the object to be processed to the chamber in which the second film formation process (second type film formation process) is performed. For this reason, as in the prior art, the time required for the transfer work of the object to be processed and the work (process) of exhausting the gas in the chamber with the process of carrying the object into and out of the chamber. No time is required.
Therefore, it is possible to shorten the time from the end of the first film forming process to the start of the second film forming process, and the time required for the film forming process is shorter than that in the case of using the conventional technique. Can be long.
また、本発明の実施形態の構成では、磁場生成部H1,H2,H3の各々が、バッキングプレート204内に設けられておらず、バッキングプレート204と離間した位置に配置されている。
したがって、各カソード220において、一つの磁場生成部のみを用いて、二つの母材の各々の表面に、漏洩磁束を生成することができる。Further, in the configuration of the embodiment of the present invention, each of the magnetic field generation units H1, H2, and H3 is not provided in the
Therefore, in each
また、第二母材206及び第一母材205が同一材料で構成される場合、従来のようにバッキングプレートの一つの主面にのみ配置された母材を用いる場合に比べて、ターゲット一つ当たりの使用期間を延ばすことができる。
これにより、母材の交換回数を減らすことができ、母材の交換にともなって生じるチャンバ201内の排気作業(チャンバ201の圧力が大気圧から真空になるように減圧する工程)の回数を減らすことができる。Further, when the
As a result, the number of times of replacement of the base material can be reduced, and the number of exhaust operations in the chamber 201 (step of reducing the pressure of the
また、第一母材205および第二母材206の各々が、被処理基板102上に形成される積層膜の下層および上層を形成する材料で構成される場合、一つのターゲットのみを用いて、二つの成膜処理を連続して行うことができる。
そして、連続する二つの成膜処理を同一チャンバ内で行うことにより、第一母材205による成膜工程と第二母材206による成膜工程との間に行う、チャンバ内の気体を排気する工程及び被処理基板の搬送等の作業(工程)が不要となり、このような作業(工程)に要する時間を短縮することができる。Further, when each of the
Then, by performing two successive film formation processes in the same chamber, the gas in the chamber is exhausted between the film formation process using the
<ターゲットの製造方法の実施形態>
上記実施形態の構成を備えたターゲットの製造方法について、図5A〜図5Fに示す工程図を用いて説明する。
まず、図5Aに示す第一工程において、第一母材205をバッキングプレート204の第1主面204aに対向するように配置し、第二母材206をバッキングプレート204の第2主面204bに対向するように配置する。<Embodiment of target manufacturing method>
A method for manufacturing a target having the configuration of the above embodiment will be described with reference to process diagrams shown in FIGS. 5A to 5F.
First, in the first step shown in FIG. 5A, the
次に、図5Bに示す第二工程において、第一接着部材(不図示)を用いて、第一母材205をバッキングプレート204の第1主面204aに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート204の第1主面204aに第一接着部材を塗布し、バッキングプレート204及び第一接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第一接着部材上に第一母材205を配置し、第一母材205とバッキングプレート204との間で融解した第一接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第一接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。Next, in the second step shown in FIG. 5B, the
More specifically, the first adhesive member is applied to the first
Then, the
The first adhesive member used in this step is preferably a low melting point metal, for example, indium.
第二工程では、バッキングプレート204と第一母材205とが、高温状態において接合され、接合した状態のまま室温まで冷却される。
そして、冷却にともなって、バッキングプレート204は圧縮される。
このとき、第1主面204aにのみ第一母材205が接合されているため、第1主面204aにおけるバッキングプレート204の圧縮率と、第2主面204におけるバッキングプレート204の圧縮率とは異なる。
したがって、バッキングプレート204は、第1主面204aあるいは第2主面204bにおいて、凸状に反りが生じた形状を有する。In the second step, the
And the
At this time, since the
Therefore, the
図5Bでは、バッキングプレート204が第1主面204aに凸状の反りが生じている例が示されているが、バッキングプレート204と第一母材205とを構成する材料の組合せによっては、第2主面204bに凸状の反りが生じる場合もある。
FIG. 5B shows an example in which the
次に、図5Cに示す第三工程において、第一母材205とバッキングプレート204との接合により反ったバッキングプレート204を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート204を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本実施形態では、バッキングプレート204の第2主面204bに対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。Next, in the third step shown in FIG. 5C, the
Although the method of shaping the
次に、図5Dに示す第四工程において、第二接着部材(不図示)を用いて、第二母材206をバッキングプレート204の第2主面204bに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート204の第2主面204bに第二接着部材を塗布し、バッキングプレート204及び第二接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第二接着部材上に第二母材206を配置し、第二母材206とバッキングプレート204との間に融解した第二接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第二接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。Next, in the fourth step shown in FIG. 5D, the
More specifically, the second adhesive member is applied to the second
Then, the
The second adhesive member used in this step is preferably a low melting point metal, for example, indium.
第四工程では、バッキングプレート204と第二母材206とは、高温状態において接合され、接合した状態のまま室温まで冷却される。
そして、冷却にともなって、バッキングプレート204は圧縮される。
このとき、第1主面204aには第一母材205が接合され、第2主面204bには第二母材206が接合されているため、第1主面204aにおけるバッキングプレート204の圧縮率と、第2主面204bにおけるバッキングプレート204の圧縮率とは異なる。
したがって、バッキングプレート204は、第1主面204aあるいは第2主面204bにおいて、凸状に反りが生じた形状を有する。In the fourth step, the
And the
At this time, since the
Therefore, the
そこで、図5Eに示す第五工程において、第二母材206とバッキングプレート204との接合により反ったバッキングプレート204を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート204を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本実施形態では、バッキングプレート204に対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。Therefore, in the fifth step shown in FIG. 5E, the
The method of shaping the
そして、図5Fに示す第六工程において、バッキングプレート204の長手方向Lに平行な側面に、絶縁性の接着部材(絶縁部材)209aを用いて、防着板209を接合することにより、本発明の実施形態のターゲットが形成されている。
Then, in the sixth step shown in FIG. 5F, the
ここでは、バッキングプレート204に対して、第一母材205、第二母材206の順に接合する例を示したが、接合する順序を逆にしてもよい。
Here, an example in which the
上記本発明の実施形態のターゲットの製造方法によれば、ボルト又はクランプ等の固定部材を用いて、母材をバッキングプレートに固定する場合のように、母材に固定領域を設ける必要がない。
したがって、バッキングプレート204のそれぞれの主面に配置された第一母材205および第二母材206の全域をスパッタリングに用いることができる。According to the target manufacturing method of the embodiment of the present invention, it is not necessary to provide a fixing region in the base material as in the case of fixing the base material to the backing plate using a fixing member such as a bolt or a clamp.
Therefore, the entire area of the
また、本発明の実施形態のターゲットの製造方法では、バッキングプレートの第1主面204aあるいは第2主面204bに母材を接合させた後に、接合により反ったバッキングプレートが、平坦な形状になるように整形する。
したがって、バッキングプレートの二つの主面の各々に、個別に、表面が平坦な形状を有する母材が接合されたターゲットを製造することができる。
これにより、母材と被処理基板が平行に配置されるため、母材から飛び出すスパッタ粒子を被処理基板の処理面内に均一に付着させ、成膜することができる。In the target manufacturing method according to the embodiment of the present invention, after the base material is bonded to the first
Therefore, a target in which a base material having a flat surface is bonded to each of the two main surfaces of the backing plate can be manufactured.
Accordingly, since the base material and the substrate to be processed are arranged in parallel, the sputtered particles popping out from the base material can be uniformly attached to the processing surface of the substrate to be processed to form a film.
なお、図5A〜図5Fでは、接着部材を用いて、第一母材205および第二母材206を、バッキングプレート204のそれぞれの主面に接合する方法を例として示した。別の例として、クランプ等の固定用部材を用いて、第一母材205および第二母材206を、バッキングプレート204の各々の主面に固定する方法もある。
5A to 5F show an example of a method of bonding the
クランプ等の固定用部材を用いる場合には、第一母材205とバッキングプレートとの熱膨張率差あるいは第二母材206とバッキングプレートとの熱膨張率差に起因した反りが生じることはない。
したがって、上記第三工程および第五工程に相当する工程は不要となり、より簡略化したプロセスでターゲットを製造することができる。When a fixing member such as a clamp is used, there is no warping caused by a difference in thermal expansion coefficient between the
Therefore, the steps corresponding to the third step and the fifth step are not necessary, and the target can be manufactured by a simplified process.
<変形例1>
図6は、ターゲットの変形例を示す図であって、複数のターゲットCのうちの一つを、回転軸607の一端側から見た図である。
上記実施形態のバッキングプレート204は単板で形成されていたのに対し、変形例1のバッキングプレート614は、二枚の板(バッキングプレート)604および611が重ね合わされた合板で構成されている。
バッキングプレート614の内部には、バッキングプレートの最外面である第1主面614aに近い位置に形成され、冷却水が流動する循環流路608aおよび608bと、バッキングプレートの最外面である第2主面614bに近い位置に形成され、冷却水が流動する循環流路613aおよび613bとが設けられている。図6において、第1実施形態と同一部材には同一符号を付して、その説明は省略または簡略化する。<Modification 1>
FIG. 6 is a view showing a modification of the target, and is a view of one of the plurality of targets C as viewed from one end side of the
The
Inside the
本発明の実施形態の構成では、冷却水の循環流路608a、608bは、バッキングプレート604内において、第1主面604aあるいは第2主面604bのいずれか一方に近い位置に形成されている。
これに対し、変形例1の構成では、冷却水の循環流路608aおよび608bは、バッキングプレート614内において、第1主面214aおよび第2主面614bの両方に近い位置に形成される。
したがって、変形例1の構成によれば、第一母材605及び第二母材612の両方に対して高い冷却機能を有するターゲットを得ることができる。In the configuration of the embodiment of the present invention, the
On the other hand, in the configuration of the first modification, the
Therefore, according to the structure of the modification 1, the target which has a high cooling function with respect to both the
ターゲットの変形例1においては、バッキングプレートの最外面である二つの主面の各々に、スパッタリングに用いられる母材が配置されている。
そのため、チャンバ内において、第1主面614aに配置された第一母材605を用いてスパッタリング処理を行った後に、ターゲットを反転させて、第2主面614bに配置された第二母材612を用いてスパッタリング処理を行うことができる。In the first modification of the target, a base material used for sputtering is disposed on each of the two main surfaces which are the outermost surfaces of the backing plate.
Therefore, in the chamber, after performing the sputtering process using the
したがって、第二母材612が第一母材605と同一材料で構成される場合、従来のようにバッキングプレートの一つの主面にのみ配置された母材を用いる場合に比べて、ターゲット一つ当たりの使用期間を延ばすことができる。
これにより、母材の交換回数を減らすことができ、交換にともなって発生する、チャンバ内の気体を排気する作業(工程)の回数を減らすことができる。Therefore, when the
Thereby, the frequency | count of replacement | exchange of a base material can be reduced, and the frequency | count of the operation | work (process) which exhausts the gas in a chamber generated with replacement | exchange can be reduced.
また、第一母材605および第二母材612の各々が、被処理基板上に形成される積層膜の下層および上層を形成する材料で構成される場合、一つのターゲットのみを用いて、二つの成膜処理を連続して行うことができる。
そして、連続する二つの成膜処理を同一チャンバ内で行うことにより、第一母材605による成膜工程と第二母材612による成膜工程との間に行う、チャンバ内の気体を排気する工程及び被処理基板の搬送等の作業(工程)が不要となり、このような作業(工程)に要する時間を短縮することができる。Further, when each of the
Then, by performing two successive film forming processes in the same chamber, the gas in the chamber is exhausted between the film forming process using the
<ターゲットの製造方法の変形例>
上記変形例1の構成を備えたターゲットの製造方法の一例について説明する。<Modification of target manufacturing method>
An example of a method for manufacturing a target having the configuration of the first modification will be described.
まず、第一工程において、第一接着部材を用いて、第一母材605をバッキングプレート604の第1主面604aに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート604の第1主面604aに第一接着部材を塗布し、バッキングプレート604及び第一接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第一接着部材上に第一母材605を配置し、第一母材605とバッキングプレート604との間に融解した第一接着部材を挟んだ状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第一接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。First, in the first step, the
More specifically, the first adhesive member is applied to the first
Then, the
The first adhesive member used in this step is preferably a low melting point metal, for example, indium.
第一工程では、バッキングプレート604と第一母材605とは、高温状態において接合され、接合した状態のまま室温まで冷却される。
そして、冷却にともなって、バッキングプレート604は圧縮される。
このとき、第1主面604aにのみ第一母材605が接合されているため、第1主面604aにおけるバッキングプレート604の圧縮率と、第2主面604bにおけるバッキングプレート604の圧縮率とは異なる。
したがって、バッキングプレート604は、第1主面604aあるいは第2主面604bにおいて、凸状に反りが生じた形状を有する。In the first step, the
And the
At this time, since the
Therefore, the
次に、第二工程において、第一母材605とバッキングプレート604との接合により反ったバッキングプレート604を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート604を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本変形例では、バッキングプレート604に対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。Next, in the second step, the
The method of shaping the
次に、第三工程において、第二接着部材を用いて、第二母材612をバッキングプレート611の第1主面611aに接合する。
より具体的には、接合面を形成するバッキングプレート611の第1主面611aに第二接着部材を塗布し、バッキングプレート611及び第二接着部材を融点以上の温度で加熱して融解させる。
そして、融解した第二接着部材上に第二母材612を配置し、第二母材612とバッキングプレート611との間に融解した第二接着部材が挟まれた状態で室温まで冷却する。
この工程で用いる第二接着部材としては、低融点金属であることが望ましく、例えば、インジウムが用いられる。Next, in the third step, the
More specifically, the second adhesive member is applied to the first
Then, the
The second adhesive member used in this step is preferably a low melting point metal, for example, indium.
次に、第四工程において、バッキングプレート611と第二母材612との接合により反ったバッキングプレート611を、平坦な形状となるように整形する。
バッキングプレート611を整形する方法は、特定の方法に限定されないが、本変形例では、バッキングプレート611に対し、反りが生じている方向とは逆の方向に圧力を加えて機械的に矯正する方法を用いる。Next, in the fourth step, the
The method of shaping the
次に、第五工程において、バッキングプレート604の第2主面604bとバッキングプレート611の第2主面611bとが、向かい合うように、バッキングプレート604とバッキングプレート611とを接着部材を用いて接合する。
Next, in the fifth step, the
次に、第六工程において、バッキングプレート614の長手方向に平行な側面に、絶縁性の接着部材(絶縁部材)609aを用いて、防着板609を接合することにより、ターゲットの変形例1が形成される。
Next, in the sixth step, the
なお、第一工程〜第二工程と、第三工程〜第四工程とは、順序を入れ替えて行ってもよいし、同時に行ってもよい。 In addition, a 1st process-a 2nd process and a 3rd process-a 4th process may be performed by changing order, and may be performed simultaneously.
また、ターゲットの変形例は、二枚の板604および611を重ね合わせることによってバッキングプレート614を予め形成し、その後、本発明の実施形態におけるバッキングプレート604と同様に、上述したターゲットの製造方法を用いることによっても形成される。
Further, in the modification of the target, the
上記ターゲットの製造方法の変形例によれば、ボルト又はクランプ等の固定部材を用いて、母材をバッキングプレートに固定する場合のように、母材に固定領域を設ける必要がない。
したがって、バッキングプレート614のそれぞれの主面に配置された第一母材605および第二母材612の全域をスパッタリングに用いることができる。According to the modification of the target manufacturing method, it is not necessary to provide a fixing region in the base material as in the case where the base material is fixed to the backing plate using a fixing member such as a bolt or a clamp.
Accordingly, the entire region of the
また、ターゲットの製造方法の変形例では、バッキングプレートの第1主面614aあるいは第2主面614bに母材を接合させた後に、接合により反ったバッキングプレートを、平坦な形状になるように整形する。
したがって、バッキングプレートの二つの主面の各々に、個別に、表面が平坦な形状を有する母材が接合されたターゲットを製造することができる。
これにより、母材と被処理基板が平行に配置されるため、母材から飛び出すスパッタ粒子を被処理基板の処理面内に均一に付着させ、成膜することができる。In a modification of the target manufacturing method, after the base material is bonded to the first
Therefore, a target in which a base material having a flat surface is bonded to each of the two main surfaces of the backing plate can be manufactured.
Accordingly, since the base material and the substrate to be processed are arranged in parallel, the sputtered particles popping out from the base material can be uniformly attached to the processing surface of the substrate to be processed to form a film.
<変形例2、3>
図7Aは、第一実施形態に係る複数のターゲットCを回転軸207の一端側から見た図である。
図7Bは、変形例2に係る複数のターゲットCを回転軸207の一端側から見た図である。
図7Cは、変形例3に係る複数のターゲットCを回転軸207の一端側から見た図である。
第一実施形態では、各々のターゲットを構成するバッキングプレートの回転軸207に垂直な断面は、長方形である。
これに対し、変形例2では、各々のターゲットを構成するバッキングプレートの回転軸207に垂直な断面(第1側面211及び前記第2側面212に対応する断面)は、台形である。また、変形例3では、各々のターゲットを構成するバッキングプレートの回転軸207に垂直な断面は、平行四辺形である。<Modifications 2 and 3>
FIG. 7A is a view of the plurality of targets C according to the first embodiment as viewed from one end side of the
FIG. 7B is a view of a plurality of targets C according to Modification 2 as viewed from one end side of the
FIG. 7C is a view of a plurality of targets C according to Modification 3 as viewed from one end side of the
In 1st embodiment, the cross section perpendicular | vertical to the
On the other hand, in Modification 2, the cross section (cross section corresponding to the
変形例2または変形例3に係る複数のターゲットCにおいては、各々のバッキングプレート304,404は、その長手方向に平行な側面(側部)を有する。複数のバッキングプレート304及び複数のバッキングプレート404においては、互いに隣接するバッキングプレートの一方の側面と他方の側面とが重なるように、バッキングプレートの側面が互いに覆われている。
すなわち、変形例2または変形例3においては、互いに隣接する各々のバッキングプレートは、バッキングプレートの防着板として機能する。
そのため、バッキングプレートの長手方向に平行な側面に、第一実施形態において用いられるような防着板を取り付ける作業が発生しないため、個々のターゲットを製造する方法(工程)を簡略化することができる。In the plurality of targets C according to Modification 2 or Modification 3, each of the
That is, in Modification 2 or Modification 3, each of the backing plates adjacent to each other functions as an adhesion preventing plate for the backing plate.
Therefore, since the operation | work which attaches the adhesion prevention board used in 1st embodiment to the side surface parallel to the longitudinal direction of a backing plate does not generate | occur | produce, the method (process) which manufactures each target can be simplified. .
<変形例4、5、6>
図8Aは、複数のターゲットCを回転軸207の一端側から見た図である。
図8B〜図8Dは、図8Aにおける、隣り合う二つのターゲットの間の領域F1を示す拡大断面図である。図8Bに示す変形例4は、第一実施形態の構造の変形例に相当する。図8Cに示す変形例5は、第一実施形態の構造の変形例に相当する。図8Dに示す変形例6は、第一実施形態の構造の変形例に相当する。
第一実施形態では、各々の前記バッキングプレートの長手方向に平行な側部(側面)が平面状に形成されている。
これに対し、図8Bに示す変形例4においては、各々のバッキングプレートの長手方向に平行な側部が、階段状に形成されている。
また、図8Cに示す変形例5においては、各々のバッキングプレートの長手方向に平行な側部が、波状に形成されている。
また、図8Dに示す変形例6においては、互いに隣り合うバッキングプレートの長手方向に平行に延在する側部のうち、一方の側部に凸部が形成され(一方の側部が凸状に形成され)、他方の側部に凹部が形成されている(他方の側部が凹状に形成されている)。<Modifications 4, 5, 6>
FIG. 8A is a view of a plurality of targets C as viewed from one end side of the
8B to 8D are enlarged cross-sectional views showing a region F1 between two adjacent targets in FIG. 8A. Modification 4 shown in FIG. 8B corresponds to a modification of the structure of the first embodiment. Modification 5 shown in FIG. 8C corresponds to a modification of the structure of the first embodiment. Modification 6 shown in FIG. 8D corresponds to a modification of the structure of the first embodiment.
In 1st embodiment, the side part (side surface) parallel to the longitudinal direction of each said backing plate is formed in planar shape.
On the other hand, in the modification 4 shown to FIG. 8B, the side part parallel to the longitudinal direction of each backing plate is formed in step shape.
Moreover, in the modification 5 shown to FIG. 8C, the side part parallel to the longitudinal direction of each backing plate is formed in the waveform.
Moreover, in the modified example 6 shown to FIG. 8D, a convex part is formed in one side part among the side parts extended in parallel with the longitudinal direction of a mutually adjacent backing plate (one side part is convex). Formed), and a recess is formed on the other side (the other side is formed in a concave shape).
変形例4、5、6に係る複数のターゲットCにおいては、各々のバッキングプレート214、224、234は、その長手方向に平行に延在する側面(側部)を有する。複数のバッキングプレート214,複数のバッキングプレート224,及び複数のバッキングプレート234においては、互いに隣接するバッキングプレート一方の側面と他方の側面とが重なるように、バッキングプレートの側面が互いに覆われている。
すなわち、変形例4、5、6においては、互いに隣接する各々のバッキングプレートは、バッキングプレートの防着板として機能する。
そのため、バッキングプレートの長手方向に平行な側面に、第一実施形態において用いられるような防着板を取り付ける作業が発生しないため、個々のターゲットを製造する方法(工程)を簡略化することができる。In the plurality of targets C according to Modifications 4, 5, and 6, each of the
That is, in the modified examples 4, 5, and 6, each backing plate adjacent to each other functions as an adhesion preventing plate for the backing plate.
Therefore, since the operation | work which attaches the adhesion prevention board used in 1st embodiment to the side surface parallel to the longitudinal direction of a backing plate does not generate | occur | produce, the method (process) which manufactures each target can be simplified. .
図9Aは、複数のターゲットCを回転軸307の一端側から見た図である。
図9B〜図9Dは、図9Aにおける、隣り合う二つのターゲットの間の領域F2を示す拡大断面図である。図9Bに示す変形例7は、上述の変形例2を更に変形させた例を示している。図9Cに示す変形例8は、上述の変形例2を更に変形させた例を示している。図9Dに示す変形例9は、上述の変形例2を更に変形させた例を示している。
変形例2では、各々のバッキングプレートの長手方向に平行な側部(側面)が平面状に形成されている。
これに対し、図9Bに示す変形例7においては、各々のバッキングプレートの長手方向に平行な側部が、階段状に形成されている。
また、図9Cに示す変形例8においては、各々のバッキングプレートの長手方向に平行な側部が、波状に形成されている。
また、図9Dに示す変形例9においては、互いに隣り合うバッキングプレートの長手方向に平行に延在する側部のうち、一方の側部に凸部が形成され(一方の側部が凸状に形成され)、他方の側部に凹部が形成されている(他方の側部が凹状に形成されている)。FIG. 9A is a view of a plurality of targets C as viewed from one end side of the
9B to 9D are enlarged sectional views showing a region F2 between two adjacent targets in FIG. 9A.
In the modification 2, the side part (side surface) parallel to the longitudinal direction of each backing plate is formed in a planar shape.
On the other hand, in the
Moreover, in the modification 8 shown to FIG. 9C, the side part parallel to the longitudinal direction of each backing plate is formed in the waveform.
Moreover, in the modification 9 shown to FIG. 9D, a convex part is formed in one side part among the side parts extended in parallel with the longitudinal direction of a mutually adjacent backing plate (one side part is convex). Formed), and a recess is formed on the other side (the other side is formed in a concave shape).
変形例7、8、9に係る複数のターゲットCにおいては、各々のバッキングプレート314、324、334は、その長手方向に平行に延在する側面(側部)を有する。複数のバッキングプレート314,複数のバッキングプレート324,及び複数のバッキングプレート334においては、互いに隣接するバッキングプレート一方の側面と他方の側面とが重なるように、バッキングプレートの側面が互いに覆われている。
すなわち、変形例7、8、9においては、互いに隣接する各々のバッキングプレートは、バッキングプレートの防着板として機能する。
そのため、バッキングプレートの長手方向に平行な側面に、第一実施形態において用いられるような防着板を取り付ける作業が発生しないため、個々のターゲットを製造する方法(工程)を簡略化することができる。In the plurality of targets C according to
That is, in the modified examples 7, 8, and 9, each backing plate adjacent to each other functions as an adhesion preventing plate for the backing plate.
Therefore, since the operation | work which attaches the adhesion prevention board used in 1st embodiment to the side surface parallel to the longitudinal direction of a backing plate does not generate | occur | produce, the method (process) which manufactures each target can be simplified. .
本発明は、被処理体にスパッタリング法による成膜工程を行う場合に対し、広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to a case where a film formation process by a sputtering method is performed on an object to be processed.
200・・・成膜装置、204・・・バッキングプレート、204a、204b・・・主面、205・・・第一母材、206・・・第二母材、207・・・回転軸、209・・・防着板、209a・・・絶縁部材・・・209a、230・・・カソードユニット、C1,C2,C3・・・ターゲット、E1,E2,E3・・・制御部、H1,H2,H3・・・磁場生成部。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
第1主面,前記第1主面とは反対側に位置する第2主面,第1側面,及び前記第1側面とは反対側に位置する第2側面を有するバッキングプレートと、前記第1主面に配置された第一母材と、前記第2主面に配置された第二母材と、前記第1側面から前記第2側面に向けて前記バッキングプレートを貫通する回転軸とを有し、複数の回転軸は、互いに平行に並ぶように同一面内に配置されており、成膜空間内に設けられた複数のターゲットと、
前記回転軸を回転させ、前記回転軸を介して前記ターゲットにスパッタリングに用いられる電圧を印加し、複数のターゲットの各々に対応するように設けられた複数の制御部と、
前記成膜空間に近い前記バッキングプレートの面に特定の分布磁場が生成されるように、前記成膜空間から離れた前記バッキングプレートの面に近い位置に設けられた複数の磁場生成部とを含む
ことを特徴とするカソードユニット。A cathode unit used in a film forming apparatus,
A backing plate having a first main surface, a second main surface located on the opposite side of the first main surface, a first side surface, and a second side surface located on the opposite side of the first side surface; A first base material disposed on the main surface; a second base material disposed on the second main surface; and a rotating shaft penetrating the backing plate from the first side surface toward the second side surface. The plurality of rotation axes are arranged in the same plane so as to be parallel to each other, and a plurality of targets provided in the film formation space;
A plurality of control units provided to correspond to each of a plurality of targets by rotating the rotating shaft, applying a voltage used for sputtering to the target via the rotating shaft;
A plurality of magnetic field generation units provided at positions close to the surface of the backing plate away from the film formation space so that a specific distributed magnetic field is generated on the surface of the backing plate close to the film formation space. A cathode unit characterized by that.
前記第1側面及び前記第2側面は、前記バッキングプレートの長手方向に垂直であり、前記第1側面及び前記第2側面の形状は、長方形である
ことを特徴とするカソードユニット。The cathode unit according to claim 1,
The cathode unit, wherein the first side surface and the second side surface are perpendicular to the longitudinal direction of the backing plate, and the shape of the first side surface and the second side surface is a rectangle.
各々の前記バッキングプレートは、前記バッキングプレートの長手方向に平行な側部を有し、
前記側部には、絶縁部材を介して、防着板が配置されている
ことを特徴とするカソードユニット。The cathode unit according to claim 1 or 2,
Each backing plate has sides parallel to the longitudinal direction of the backing plate;
A cathode unit, wherein an adhesion preventing plate is disposed on the side portion via an insulating member.
互いに隣り合う前記防着板には、凸部が設けられている
ことを特徴とするカソードユニット。The cathode unit according to claim 3, wherein
The cathode unit, wherein the adhering plates adjacent to each other are provided with convex portions.
前記第1側面及び前記第2側面は、前記バッキングプレートの長手方向に垂直であり、前記第1側面及び前記第2側面の形状は、台形である
ことを特徴とするカソードユニット。The cathode unit according to claim 1,
The first side surface and the second side surface are perpendicular to the longitudinal direction of the backing plate, and the shape of the first side surface and the second side surface is a trapezoid.
前記第1側面及び前記第2側面は、前記バッキングプレートの長手方向に垂直であり、前記第1側面及び前記第2側面の形状は、平行四辺形である
ことを特徴とするカソードユニット。The cathode unit according to claim 1,
The cathode unit, wherein the first side surface and the second side surface are perpendicular to the longitudinal direction of the backing plate, and the shape of the first side surface and the second side surface is a parallelogram.
各々の前記バッキングプレートは、前記バッキングプレートの長手方向に平行な側部を有し、
前記側部は、階段状に形成されている
ことを特徴とするカソードユニット。The cathode unit according to any one of claims 1, 2, 5, and 6,
Each backing plate has sides parallel to the longitudinal direction of the backing plate;
The side part is formed in a staircase shape.
各々の前記バッキングプレートは、前記バッキングプレートの長手方向に平行な側部を有し、
前記側部は、波状に形成されている
ことを特徴とするカソードユニット。The cathode unit according to any one of claims 1, 2, 5, and 6,
Each backing plate has sides parallel to the longitudinal direction of the backing plate;
The said side part is formed in the wave shape. The cathode unit characterized by the above-mentioned.
各々の前記バッキングプレートは、前記バッキングプレートの長手方向に平行な側部を有し、
互いに隣り合う前記側部のうち、一方の側部は凸部を有し、他方の側部は凹部を有する
ことを特徴とするカソードユニット。The cathode unit according to any one of claims 1, 2, 5, and 6,
Each backing plate has sides parallel to the longitudinal direction of the backing plate;
Among the side portions adjacent to each other, one side portion has a convex portion, and the other side portion has a concave portion.
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