KR101964487B1 - 스퍼터링 장치 - Google Patents

Abstract

스퍼터링 장치 (1) 는, 진공 챔버 (11) 와, 이 진공 챔버 내에 설치된 기판에 대향하는 위치에, 소정의 간격을 두고 병설된 복수의 타겟 (132a∼132d) 과, 타겟에 전압을 인가하는 전원과, 진공 챔버 내에 가스를 도입하는 가스 도입 수단 (12) 을 구비한 스퍼터링 장치로서, 타겟의 단부에는, 그 단부의 상면을 덮는 실드 부재 (20) 를 갖는다.

Description

스퍼터링 장치{SPUTTERING DEVICE}

본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것이다.

기판 상에 박막을 형성하는 경우, 성막 속도가 빠른 것 등의 이점에서, 마그네트론 스퍼터링 방식이 자주 이용되고 있다. 마그네트론 스퍼터링 방식에서는, 타겟의 후방에 교대로 극성을 바꾼 복수의 자석으로 구성되는 자석 부재를 설치하고, 이 자석 부재에 의해 타겟의 전방에 자속을 형성하여 전자를 포착함으로써 타겟 전방에서의 전자 밀도를 높이고, 이들 전자와 진공 챔버 내에 도입되는 가스의 충돌 확률을 높여 플라즈마 밀도를 높게 하여 스퍼터링한다.

그런데, 최근, 기판이 커짐에 따라서 마그네트론 스퍼터링 장치도 대형화되고 있다. 이 때문에, 복수의 타겟을 병설함으로써 대면적의 기판에 대하여 성막할 수 있는 스퍼터링 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 공개특허공보 2008-25031호 (도 2 등 참조)

그러나, 특허문헌 1 에 기재된 스퍼터링 장치에서는, 스퍼터링 시에 타겟으로부터 튕겨 나온 스퍼터 입자가, 기판에 부착되지 않고, 타겟의 침식되지 않은 영역, 이른바 비이로전 (non-erosion) 영역에 부착되는 경우가 있다. 이 부착된 스퍼터 입자는, 타겟으로부터 아크 방전 등에 의해 벗겨지기 쉽다. 그리고, 이 벗겨진 스퍼터 입자가 기판에 부착되면, 밀착성이 낮으므로, 이 부분에서 막 박리가 발생하기 쉬워 성막 특성이 저하된다는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명의 과제는, 상기 종래 기술의 문제점을 해결하는 것에 있으며, 비이로전 영역에 대한 스퍼터 입자의 부착을 억제하고, 성막 특성이 높은 스퍼터링 장치를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 스퍼터링 장치는, 진공 챔버와, 이 진공 챔버 내에 설치된 기판에 대향하는 위치에 형성된 타겟에 전압을 인가하는 전원과, 상기 진공 챔버 내에 가스를 도입하는 가스 도입 수단을 구비한 스퍼터링 장치로서, 상기 타겟의 단부에는, 그 단부의 상면을 덮는 실드 부재를 갖는다. 본 발명의 스퍼터링 장치는 실드 부재를 가짐으로써, 타겟의 단부에 형성된 비이로전 영역을 덮을 수 있고, 스퍼터 입자의 비이로전 영역에 대한 부착을 억제할 수 있다.

여기서, 상기 타겟은, 소정의 간격을 두고 복수 병설되어 있고, 상기 실드 부재는, 인접하는 상기 타겟의 서로 대향하는 단부의 상면을 덮는 것이 바람직하다. 인접하는 타겟의, 서로 대향하는 단부의 상면을 덮는 실드 부재를 가짐으로써, 타겟의 단부에 형성된 비이로전 영역의 대부분을 덮을 수 있고, 스퍼터 입자의 비이로전 영역에 대한 부착을 보다 억제할 수 있다.

또한, 인접하는 상기 타겟의, 실드 부재에 덮여 있는 영역에는 테이퍼가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 테이퍼가 형성되어 있음으로써, 타겟에 비이로전 영역이 형성되기 어렵고, 또한 설령 비이로전 영역이 형성되었다고 해도, 테이퍼가 형성되어 있으므로, 테이퍼가 형성되어 있지 않은 경우와 비교하여 스퍼터 입자가 부착되기 어렵다. 또한, 테이퍼가 형성되어 있으므로, 타겟과 실드 부재가 전기적으로 접속되기 어렵다.

또, 상기 타겟의 병설 방향의 양단의 타겟의 단부의 상면을 덮도록 추가로 실드 부재를 형성한 것이 바람직하다. 이 부분을 추가로 덮음으로써, 보다 비이로전 영역을 덮을 수 있고, 보다 스퍼터 입자의 비이로전 영역에 대한 부착을 억제할 수 있다.

본 발명의 스퍼터링 장치에 의하면, 스퍼터 입자의 비이로전 영역에 대한 부착을 억제할 수 있고, 이것에 의해 성막 특성을 향상시킬 수 있다는 우수한 효과를 나타낼 수 있다.

도 1 은 실시형태 1 에 관련된 스퍼터링 장치의 모식적 단면도이다.
도 2 는 실시형태 1 에 관련된 스퍼터링 장치에 있어서의 타겟 근방의 모식적 단면 사시도이다.
도 3 은 실시형태 1 에 관련된 타겟 및 실드 부재의 일부를 나타내는 모식적 상면도이다.
도 4 는 실시형태 2 에 관련된 스퍼터링 장치에 있어서의 타겟 근방의 모식적 단면도이다.
도 5 는 참고예 및 비교예에 관련된 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6 은 실시형태 3 에 관련된 스퍼터링 장치에 있어서의 타겟 근방의 모식적 단면도이다.

(실시형태 1)

본 발명의 스퍼터링 장치에 관해서 이하 설명한다.

스퍼터링 장치 (1) 는, 진공 챔버 (11) 를 구비한다. 스퍼터링 장치 (1) 에는 기판 (S) 이 반송되고, 기판 (S) 은, 진공 챔버 (11) 의 천정면측에, 도시되지 않은 기판 유지부에 의해, 성막면을 바닥면측에 향한 상태로 유지된다.

진공 챔버 (11) 의 측벽면에는, 가스 도입 수단 (12) 이 형성되어 있다. 가스 도입 수단 (12) 은, 매스플로우 컨트롤러 (121a, 121b) 를 개재 설치한 가스 도입관 (122) 을 개재하여 가스원 (123a, 123b) 에 각각 접속되어 있다. 가스원 (123a, 123b) 에는 아르곤 등의 스퍼터링 가스나, H₂O, O₂, N₂ 등의 반응 가스가 봉입되어 있고, 이들 가스는, 매스플로우 컨트롤러 (121a, 121b) 에 의해 진공 챔버 (11) 에 일정한 유량으로 도입할 수 있다.

진공 챔버 (11) 내에 설치된 기판 (S) 과 대향하는 위치에는, 타겟 조립체 (13) 가 배치된다. 타겟 조립체 (13) 는, 상면에서 보아 대략 장방형의 4 개의 배킹 플레이트 (backing plate; 131a∼131d) 와, 각 배킹 플레이트 (131a∼131d) 의 일방면에 설치된 상면에서 보아 대략 장방형으로 형성된 타겟 (132a∼132d) 을 구비한다.

배킹 플레이트 (131a∼131d) 는, 타겟 (132a∼132d) 보다 약간 커지도록 제조되어 있다. 이러한 배킹 플레이트 (131a∼131d) 는, 타겟 (132a∼132d) 을 지지하기 위한 것임과 함께, 전극판으로도 기능하는 것이고, 인접하는 배킹 플레이트 사이에 전압을 인가할 수 있도록, 인접하는 2 개의 배킹 플레이트에 진공 챔버 (11) 외부에 배치한 하나의 교류 전원이 형성되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 배킹 플레이트 (131a) 와 배킹 플레이트 (131b) 에는 교류 전원 (133a) 이, 배킹 플레이트 (131c) 와 배킹 플레이트 (131d) 에는 교류 전원 (133b) 이 접속되어 있다. 또한, 배킹 플레이트 (131a∼131d) 의 내부에는 도시되지 않은 액체 순환로가 형성되어 있고, 타겟 (132a∼132d) 을 냉각시킬 수 있도록 구성되어 있다.

타겟 (132a∼132d) 은, ITO, Al 합금, Mo 등 기판 상에 성막하는 막의 조성에 따라 공지된 방법으로 제조된 것이다. 타겟 (132a∼132d) 은, 기판 (S) 과 평행한 동일 평면 상에 위치하도록, 간격을 두고 병설되어 있다.

타겟 조립체 (13) 의 하측에는, 4 개의 자석 부재 (14) 가 형성되어 있다. 자석 부재 (14) 는, 각각 동일 구조로 형성되어 있다. 자석 부재 (14) 는, 지지부 (141) 를 갖고, 지지부 (141) 상에는, 교대로 극성을 바꿔 배치하도록, 타겟 (132a∼132d) 의 길이 방향에 따른 봉상의 중앙 자석 (142) 과, 중앙 자석 (142) 의 주변을 둘러싸도록 복수의 자석으로 구성된 주변 자석 (143) 이 형성되어 있다. 이것에 의해 타겟 (132a∼132d) 의 전방에 균형잡힌 폐루프의 터널상 자속이 형성되고, 타겟 (132a∼132d) 의 전방에서 전리된 전자 및 스퍼터링으로 발생한 2 차 전자를 포착하여, 캐소드로서의 타겟의 전방에서 형성된 플라즈마의 밀도를 높게 할 수 있다. 또, 자석 부재 (14) 는, 타겟 (132a∼132d) 의 폭 방향에서 이동 가능하고, 후술하는 비이로전 영역을 되도록 적게 형성하도록 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 진공 챔버 (11) 내에, 가스 도입 수단 (12) 으로부터 스퍼터링 가스를 도입하고, 각 교류 전원 (133a, 133b) 에 의해 각 배킹 플레이트 (131a∼131d) 에 전압을 인가하면, 타겟 (132a∼132d) 과 기판 (S) 사이의 공간에는 플라즈마가 형성된다. 그리고, 이 플라즈마가 형성됨으로써, 타겟 (132a∼132d) 이 스퍼터링되고, 스퍼터 입자가 기판 (S) 에 부착되어 기판 (S) 에 원하는 막이 형성된다. 이 경우에, 플라즈마의 형성 위치에 따라, 타겟 표면은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 침식 영역 (A1) 과, 침식되지 않은 영역인 이른바 비이로전 영역 (A2) 으로 나누어진다. 즉, 타겟 (132a∼132d) 의 단부 근방에는, 플라즈마가 형성되기 어려우므로, 타겟 (132a∼132d) 이 침식되지 않고 비이로전 영역 (A2) 으로서 남고, 그 밖의 영역인 침식 영역 (A1) 에서는 스퍼터링에 의한 침식이 진행된다.

그런데, 종래의 스퍼터링 장치에서는 이하와 같은 문제가 있었다. 즉, 스퍼터링에 있어서는, 스퍼터 입자가 기판에 부착되어 막을 형성하는 것인데, 스퍼터 입자가 튀어 나가는 방향에 따라서는, 비이로전 영역에 부착되는 것도 있다. 이하, 이러한 스퍼터링 시에 있어서 직접 기판에 부착되지 않은 입자를 비부착 입자라고 한다. 이 경우에, 이 비이로전 영역에 부착된 비부착 입자는 비이로전 영역과의 밀착성이 약하므로, 아크 방전 등에 의해 비이로전 영역으로부터 벗겨지기 쉽고, 더스트가 되어 진공 챔버 (11) 내를 부유한다. 그리고, 이 더스트가 된 비부착 입자가 기판 (S) 에 부착되는 경우가 있다. 이와 같이, 비부착 입자가 형성된 막의 일부에 들어가면, 이 부분은 다른 막을 구성하는 부분과 밀착성이 낮아, 성막된 막이 벗겨지기 쉽다. 이것에 의해 성막 특성이 열화된다. 즉, 종래의 스퍼터링 장치에 있어서는, 비이로전 영역으로부터의 비부착 입자가 막 중에 이물질로서 들어감으로써 성막 특성이 악화된다는 문제가 있었기 때문에, 이것을 억제할 필요가 있다.

그래서, 본 실시형태에서는, 비부착 입자의 타겟 (132a∼132d) 의 비이로전 영역 (A2) 에 대한 부착을 억제하기 위해, 각 타겟 (132a∼132d) 사이에, 각각 실드 부재 (20) 를 형성하고 있다. 이하, 실드 부재 (20) 에 관해서 상세히 설명한다. 또, 타겟 조립체 (13) 와 실드 부재 (20) 에 의해 타겟 유닛이 구성되어 있다.

3 개의 실드 부재 (20) 는 동일 구조이고, 각각 상면에서 보아 대략 장방형 상이다. 실드 부재 (20) 는, 타겟 (132a∼132d) 사이에 배치되는 실드 본체 (21) 와, 실드 본체 (21) 로부터 타겟 (132a∼132d) 의 폭 방향의 단부의 상면을 덮도록 연장 형성된 판상의 플랜지부 (22) 로 이루어진다. 실드 부재 (20) 의 플랜지부 (22) 는, 실드 부재 (20) 를 형성하지 않은 경우에 타겟 (132a∼132d) 에 형성되는 비이로전 영역을, 타겟 (132a∼132d) 의 폭 방향에서 정확히 덮도록 형성되어 있다. 즉, 실드 부재 (20) 를 형성하지 않은 경우에 타겟 (132a∼132d) 에 형성되는 기준이 되는 기준 비이로전 영역 중, 타겟 (132a∼132d) 의 폭 방향에 형성되는 기준 비이로전 영역을 적어도 덮도록, 플랜지부 (22) 는, 폭 방향에서의 기준 비이로전 영역의 폭과 동일해지도록 형성되어 있다. 또, 이 기준 비이로전 영역에 관해서는, 미리 실험 등으로 어느 정도의 크기의 영역이 되는지를 알 수 있다. 또한, 전압 인가시에 쇼트되지 않도록, 실드 부재 (20) 와 타겟 (132a∼132d) 및 배킹 플레이트 (131a∼131d) 는 이간되어 있다.

실드 부재 (20) 는, 부착 입자가 부착되기 쉬운 재료이고, 또한 고융점 재료로 이루어진다. 이러한 실드 부재 (20) 의 재료로는, 예를 들어 티탄, 알루미늄, SUS, 세라믹 등을 들 수 있고, 본 실시형태에서는 티탄으로 이루어진다.

또한, 실드 부재 (20) 의 표면은, 블라스트 처리 (가공) 되고, 도시되지 않지만 미세한 요철 (표면 조도가 100 ㎛∼150 ㎛) 이 형성되어 있다. 블라스트 처리됨으로써, 비부착 입자와 실드 부재 (20) 의 밀착성이 향상되고, 이것에 의해 한번 실드 부재 (42) 에 부착된 입자가 다시 벗겨져 진공 챔버 (11) 내에 방출되는 것을 억제하고 있다.

이러한 실드 부재 (20) 를 구비함으로써, 기준 비이로전 영역보다 좁은 타겟 (132a∼132d) 단부의 비이로전 영역 (A2) 을 플랜지부 (22) 로 덮을 수 있기 때문에, 비부착 입자가 비이로전 영역 (A2) 에 부착되는 것을 억제하고 있다. 즉, 실드 부재 (20) 를 형성함으로써, 기준 비이로전 영역보다 비이로전 영역 (A2) 이 좁아지기 때문에, 비부착 입자를 비이로전 영역 (A2) 에 부착시키지 않고 실드 부재 (20) 에 부착시킬 수 있다. 이것에 의해, 비부착 입자가 비이로전 영역 (A2) 에 부착되는 것을 억제할 수 있다. 이 경우에, 실드 부재 (20) 에 부착된 비부착 입자는, 비이로전 영역 (A2) 에 부착되는 것보다 실드 부재 (20) 로부터는 벗겨지기 어렵고, 더스트로서 다시 진공 챔버 (11) 내에 떠도는 일이 없다. 또한, 실드 부재 (20) 를 형성함으로써, 기준 비이로전 영역보다 비이로전 영역 (A2) 이 좁아지기 때문에, 비이로전 영역 (A2) 에 부착되는 비부착 입자 수가 적어진다. 즉, 비부착 입자가 비이로전 영역에 부착되기 어려워진다. 따라서, 이러한 비부착 입자를 성막한 막 중에 포함하는 것을 억제하고, 막 박리를 억제할 수 있다.

즉, 본 실시형태에 있어서는, 실드 부재 (20) 에, 타겟 (132a∼132d) 으로부터 스퍼터링되고, 진공 챔버 (11) 내에 튀어 나갔지만 기판에 부착될 수 없었던 비부착 입자를 부착시키고, 실드 부재 (20) 에 밀착시킴으로써, 비이로전 영역 (A2) 에 비부착 입자가 부착되는 것을 억제하고, 이것에 의해 스퍼터링 장치 (1) 의 성막 특성을 향상시키고 있는 것이다.

또한, 이와 같이 실드 부재 (20) 를, 타겟 (132a∼132d) 사이에 형성함으로써, 비부착 입자가 타겟 (132a∼132d) 사이에 걸쳐 부착되어 타겟 (132a∼132d) 사이에서 쇼트를 일으키는 것도 동시에 방지할 수 있다. 또, 예를 들어 타겟 (132a∼132d) 사이에만 매설되도록 실드 부재를 형성한다고 하면, 상기 서술한 바와 같이 비이로전 영역 (A2) 에 비부착 입자가 부착되는 것을 억제할 수 없고, 막 박리를 억제한 성막 특성이 양호한 스퍼터링 장치로 할 수 없다. 또한, 본 실시형태에서는, 타겟 (132a∼132d) 의 폭 방향의 단부를 덮고 있으므로, 타겟 (132a∼132d) 사이에만 매설되도록 실드 부재를 형성하는 경우와 비교하여, 표면적이 크기 때문에, 보다 많은 비부착 입자를 부착할 수 있고, 보다 비부착 입자의 기판 (S) 에 대한 재부착을 억제할 수 있다.

이러한 실드 부재 (20) 의 플랜지부 (22) 는, 상기 서술한 바와 같이 타겟 (132a∼132d) 의 단부의 비이로전 영역 (A2) 을 덮을 수 있도록 형성되어 있고, 각각 타겟 (132a∼132d) 의 폭 방향의 각 단부를 3∼7 ㎜ 덮도록 하고 있다. 3 ㎜ 보다 작으면, 타겟 (132a∼132d) 의 비이로전 영역 (A2) 을 덮을 수 없고, 한편 7 ㎜ 보다 크면, 타겟 (132a∼132d) 의 기준 비이로전 영역보다 커져 타겟 (132a∼132d) 의 침식 영역까지 덮고, 타겟 (132a∼132d) 의 사용 효율이 낮을 뿐만 아니라, 원하는 성막 특성을 얻을 수 없기 때문이다. 또, 본 실시형태에서는, 실드 부재 (20) 의 플랜지부 (22) 는, 타겟 (132a∼132d) 의 기준 비이로전 영역의 폭과 대략 동일해지도록, 타겟 (132a∼132d) 의 폭 방향의 각 단부를 약 5 ㎜ 덮고 있다.

또, 플랜지부 (22) 와 타겟 (132a∼132d) 의 간격은, 사용 전의 타겟 (132a∼132d) 의 최상면과 플랜지부 (22) 의 하면의 간격이 2∼15 ㎜ 정도이면 된다. 2 ㎜ 미만이면 거리가 지나치게 가까워 비부착 입자가 퇴적되면 플랜지부 (22) 와 타겟 (132a∼132d) 을 접속하여, 쇼트될 가능성이 있다. 한편, 15 ㎜ 를 초과하면, 플랜지부 (22) 의 하면과 타겟 (132a∼132d) 의 거리가 지나치게 커서, 비부착 입자가 실드 부재 (20) 에 부착되지 않고, 타겟 (132a∼132d) 의 비이로전 영역 (A2) 에 부착된다. 본 실시형태에서는 10 ㎜ 이다.

또한, 이 실드 부재 (20) 를 유지하기 위해, 배킹 플레이트 (131a∼131d) 의 후방에 지지 부재 (23) 가 형성되어 있다. 지지 부재 (23) 는, 판상부 (231) 와, 판상부 (231) 의 폭 방향의 중앙부에, 배킹 플레이트 (131a∼131d) 사이에 배치되도록 연장 형성된 돌기부 (232) 를 구비한다. 돌기부 (232) 와, 플랜지부 (22) 는, 플랜지부 (22) 의 폭 방향 중앙부에 이간되어 형성된 체결 부재 (233) 에 의해 고정되어 있다. 이 지지 부재 (23) 는, 어스에 접지되어 그라운드 전위로 되어 있다. 이것에 의해, 실드 부재 (20) 는 각각 그라운드 전위로 되어 있고, 실드 부재 (20) 를 형성함으로써 타겟 사이에서 쇼트되는 일은 없다.

이하, 본 발명의 다른 실시형태에 관해서 설명한다.

(실시형태 2)

도 4 를 사용하여 실시형태 2 에 관련된 스퍼터링 장치를 설명한다. 실시형태 2 에서는, 도 1∼3 에 나타내는 실시형태 1 의 타겟 (132a∼132d) 과는, 단면 형상이 상이한 타겟을 사용하고 있는 점 이외에는 실시형태 1 에 나타내는 스퍼터링 장치와 동일하기 때문에 설명은 생략한다.

본 실시형태의 스퍼터링 장치에 있어서의 타겟 (41a 및 41b) 은, 그 폭 방향의 단부에 테이퍼가 형성되어 있다. 이와 같이 타겟 (41a 및 41b) 의 폭 방향의 단부가 경사져 있음으로써, 실드 부재 (20) 의 플랜지부 (22) 의 하면과의 거리를, 실시형태 1 에 관련된 스퍼터링 장치 (1) 보다 크게 하고 있다. 또, 여기서는 설명을 위해 타겟 (41a 및 41b) 근방만을 나타내고 있다.

이와 같이 타겟 (41a 및 41b) 의 단부에 테이퍼를 형성함으로써, 타겟 (41a 및 41b) 의 단부에 테이퍼를 형성하고 있지 않은 경우 (즉 실시형태 1 의 타겟 (132a∼132d) 의 경우) 와 비교하여, 비부착 입자가 비이로전 영역 (A2) (도 3 참조) 에 부착되기 어렵다. 이것은, 비부착 입자가 부착되기 쉬운 단부가 테이퍼면으로 되어 있음으로써, 플랜지부 (22) 의 하면측에도 플라즈마가 돌아 들어가기 때문에, 비이로전 영역 (A2) 을 실시형태 1 보다 더욱 좁게 형성할 수 있음으로써, 비이로전 영역 (A2) 에 부착되는 비부착 입자 수를 보다 적게 할 수 있다. 즉, 이와 같이 구성함으로써, 비이로전 영역 (A2) 에 비부착 입자가 부착되기 어려워진다. 또한, 스퍼터링 장치 (2) 에 있어서의 타겟 (41a 및 41b) 과 실드 부재 (20) 의 플랜지부 (22) 의 거리가 넓어지기 때문에, 비부착 입자가 막형성하여 타겟 (41a 및 41b) 과 실드 부재 (20) 의 플랜지부 (22) 가 전기적으로 접속되어 쇼트되는 것을 억제할 수 있다. 또, 쇼트를 막기 위해, 타겟 (41a 및 41b) 과 실드 부재 (20) 의 플랜지부 (22) 의 거리를 크게 하기 위해, 실드 부재 (20) 의 높이를 높게 한다고 하면, 비이로전 영역 (A2) 에 비부착 입자가 부착되는 것을 억제할 수 없다. 따라서, 본 실시형태와 같이, 타겟 (41a 및 41b) 의 폭 방향의 양단부에 테이퍼면을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 타겟 (41a 및 41b) 의 단부에 테이퍼를 형성함으로써, 타겟 (41a 및 41b) 과 플랜지부 (22) 의 거리가 넓기 때문에, 플라즈마가 플랜지부 (22) 의 하면측에도 돌아 들어가기 쉽고, 안정적으로 플라즈마를 계속 형성할 수 있다. 또한, 플라즈마가 플랜지부 (22) 의 하면측에도 돌아 들어가기 쉬우므로, 본 실시형태에 관련된 스퍼터링 장치의 경우가, 스퍼터링 장치 (1) 와 비교하여 비이로전 영역 (A2) 이 형성되기 어렵고, 타겟 (41a 및 41b) 을 효율적으로 사용할 수 있음과 함께, 비이로전 영역 (A2) 이 적기 때문에 이 영역에 비부착 입자가 부착되는 것도 보다 억제할 수 있다.

참고예로서, 실시형태 2 에 관련된 스퍼터링 장치로 성막을 실시하였다. 성막 조건으로는, 압력 : 0.52 ㎩, 인가 전압 : 40 V, 타겟 재료 : 산화 인듐-산화 아연계 투명 전극 재료, 스퍼터링 가스 : Ar, O₂ 의 혼합 가스, 유량 : Ar=950 sccm, O₂=12 sccm 이었다.

비교예로서, 실시형태 1 에 관련된 스퍼터링 장치 (1) 에 있어서, 플랜지부 (22) 를 형성하고 있지 않은 것, 즉 실드 본체 (21) 만으로 이루어지는 실드 부재를 형성한 것 이외에는 동일한 스퍼터링 장치에 의해, 동일한 성막 조건으로 성막을 실시하였다.

참고예 및 비교예의 각 경우에 관해서, 성막 후의 기판에 부착된 이물질 파티클, 즉 비부착 입자의 수를 패턴 검사기 (오보텍사 제조, 상품명 FPI-6590) 로 측정하고, 그 수를 비교하였다. 결과를 도 5 에 나타낸다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 참고예의 경우, 이물질 파티클 수는 비교예와 비교하여 감소되어 있고, 실시형태 2 에 관련된 스퍼터링 장치에서는 성막 특성이 향상되어 있는 것을 알았다.

(실시형태 3)

도 6 을 사용하여, 본 실시형태의 스퍼터링 장치를 설명한다. 실시형태 3 에서는, 실시형태 2 의 실드 부재와는, 형상이 상이한 실드 부재를 사용하고 있는 점 이외에는 실시형태 2 에 나타내는 스퍼터링 장치와 동일하기 때문에 설명은 생략한다.

본 실시형태에서는, 실드 부재 (42) 는, 그 표면 전체에 오목부를 형성하고 있다. 이것에 의해, 더욱 실드 부재 (42) 의 표면적을 크게 할 수 있고, 보다 많은 비부착 입자를 부착시킬 수 있다. 물론, 이 실드 부재 (42) 도 상기 서술한 블라스트 가공이 되어 있다.

상기 서술한 각 실시형태 1∼3 에 관련된 스퍼터링 장치에 의하면, 성막 특성을 향상시킬 수 있다.

(다른 실시형태)

본 발명은, 상기 서술한 실시형태 1∼3 에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 타겟의 설치 매수는 본 실시형태에서는 4 장으로 하고 있는데, 물론 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 타겟은 1 장만으로 이루어지는 것으로 해도 된다.

실드 부재 (20) 는, 타겟의 단부, 즉, 실드 부재 (20) 를 형성하지 않은 경우에 타겟에 형성되는 비이로전 영역의 적어도 일부를 덮을 수 있으면 되고, 예를 들어 길이 방향의 단부에만 형성되어 있어도 된다.

또한, 실시형태 2 에 있어서는, 타겟 (41a, 41b) 의 단부에 테이퍼를 형성하여 사면상 (斜面狀) 으로 했는데, 이것에 한정되지 않고, 실드 부재 (20) 의 하면측에 테이퍼를 형성해도 된다. 이렇게 해도 실드 부재 (20) 와 타겟의 거리를 넓히는 것이 가능하다. 또한, 실드 부재 (20) 로는, 적어도 타겟 상면의 단부를 덮을 수 있는 것이면 되고, 예를 들어 플랜지부 (22) 만으로 이루어지는 것이어도 된다.

또한, 상기 서술한 실시형태 1∼3 에 있어서는, 양단의 타겟 (132a) 및 타겟 (132d) 의 타겟 (132a∼132d) 의 병설 방향 외측에는 실드 부재 (20) 를 형성하고 있지 않지만, 이 병설 방향 외측에도 실드 부재 (20) 를 형성해도 된다. 즉, 실시형태 1 에 있어서, 각 타겟 (132a∼132d) 은, 각각 모두 폭 방향의 양단측이 실드 부재 (20) 에 의해 덮여 있다. 이와 같이 구성함으로써, 보다 확실하게 비이로전 영역 (A2) 을 덮을 수 있기 때문에, 비이로전 영역 (A2) 에 부착되는 비부착 입자를 감소시킬 수 있다. 또, 실시형태 1∼3 에 나타낸 바와 같이, 적어도 기판 (S) 에 대향하는 타겟 사이에 실드 부재 (20) 를 형성함으로써, 기판 (S) 에 대향한 영역에서 비이로전 영역 (A2) 에 부착되는 비부착 입자를 충분히 감소시킬 수 있기 때문에, 기판에 형성된 막에 비부착 입자가 혼입될 가능성을 충분히 감소시킬 수 있고, 이것에 의해 성막 특성을 충분히 향상시키는 것이 가능하다.

산업상 이용가능성

본 발명의 스퍼터링 장치는 성막 특성이 높다. 따라서, 반도체 소자 제조 산업 및 태양 전지 소자 제조 산업에 있어서 이용 가능하다.

1 : 스퍼터링 장치
11 : 진공 챔버
12 : 가스 도입 수단
13 : 타겟 조립체
14 : 자석 부재
20 : 실드 부재
21 : 실드 본체
22 : 플랜지부
23 : 지지 부재
41a, 41b : 타겟
42 : 실드 부재
121a, 121b : 매스플로우 컨트롤러
122 : 가스 도입관
123a : 가스원
131a-131d : 배킹 플레이트
132a-132d : 타겟
133a-133b : 교류 전원
141 : 지지부
142 : 중앙 자석
143 : 주변 자석
231 : 판상부
232 : 돌기부
233 : 체결 부재
A1 : 침식 영역
A2 : 비이로전 영역
S : 기판

Claims (7)

1. 진공 챔버와, 이 진공 챔버 내에 설치된 기판에 대향하는 위치에 형성된 배킹 플레이트 및 타겟에 전압을 인가하는 전원과, 상기 진공 챔버 내에 가스를 도입하는 가스 도입 수단을 구비한 스퍼터링 장치를 사용하는 스퍼터링 방법으로서,
   상기 진공 챔버 내에, 상기 가스 도입 수단으로부터 스퍼터링 가스를 도입하고, 상기 배킹 플레이트 및 상기 타겟에 전압을 인가하며,
   소정의 간격을 두고 복수 병설되어 있는 상기 타겟으로서, 상기 타겟의 단부에, 인접하는 상기 타겟의 서로 대향하는 단부의 상면을 덮도록 연장 형성된 판상의 플랜지부를 갖는 실드 부재를 갖고 있는 상기 타겟과, 상기 기판 사이에 플라즈마를 형성하고,
   상기 실드 부재는 상기 배킹 플레이트에 접속되지 않고 그라운드 전위로 되어 있으며,
   상기 실드 부재의 상기 플랜지부는, 상기 인접하는 타겟의 서로 대향하는 단부의 3∼7 ㎜ 덮도록 구성되고, 상기 인접하는 타겟의 최상면으로부터 2∼15 ㎜ 로 이격되도록 구성되고,
   상기 실드 부재의 상기 실드 본체는, 상기 배킹 플레이트의 후방에 형성된 지지 부재에, 상기 플랜지부의 중앙부에 형성된 체결 부재에 의해 고정되어 있으며,
   스퍼터링 전에, 상기 실드 부재를 형성하고 있지 않은 상태에서 상기 타겟에 형성되는 비이로전 (non-erosion) 영역을 특정하고,
   상기 비이로전 영역을 특정한 이후, 특정된 비이로전 영역의 폭과 동일해지는 플랜지부를 갖는 상기 실드 부재를 형성하여, 상기 실드 부재의 상부의 플랜지부에서 상기 인접하는 타겟의 단부 상면을 덮어 스퍼터링하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 타겟의, 상기 실드 부재에 덮여 있는 영역에 테이퍼가 형성되어 있는 타겟을 사용하여 스퍼터링을 실시하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
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