KR20030038384A - 스퍼터링 장치 - Google Patents

Abstract

동일한 스퍼터링실 내에 복수의 지지체를 설치한다. 지지체에는 다른 종류의 타겟들을 설치한다. 지지체들에서는 동일 순서로 동일 종류의 타겟이 탑재된다. 각 지지체를 회전하고, 성막에 필요한 동일 종류의 타겟을 선정해서 기판에 대해서 대향 시킨다. 복수장의 동종의 타겟을 동시에 사용해서 1개의 막을 성막한다. 다음으로, 각 지지체를 회전 시키고, 다음의 타겟을 선택하여 다음의 막을 앞의 막 위에 적층시킨다. 이 성막의 사이에 클리닝 장치에서 성막시에 사용되지 않는 타겟의 클리능이 가능하다.

이와 같이 하여 공간 생략화와 높은 처리량을 도모한다.

Description

스퍼터링 장치 {Sputtering Device}

본 발명은 스퍼터링 장치, 특히 복수 타겟의 동시 스퍼터링에 의해 한장의 기판에 대해 성막 가능한 구조로 된 것에 의해 공간 생략화와 높은 처리량을 도모한 스퍼터링 장치에 관계된다.

종래의 일반적인 스퍼터링 장치에서는, 기판에의 성막은 기판의 피성막면에 성막할 수 있는 사이즈의 한개의 타켓에 대한 스퍼터링에 의해 행해지고 있다.

도 1은 종래의 스퍼터링 장치의 스퍼터링 진행 챔버(스퍼터링실 이라고 칭한다)내의 주요부를 설명하기 위한 개략도이며, 기판면에 평행한 위쪽으로부터 본 평면도이다. 이 도 1에 나타나는 종래예는 양면 성막의 예이다. 100은 트레이, 102는 게이트 밸브, 104는 각각 트레이에 탑재된 기판이다. 주지되어 있는 바 대로, 이들 기판(104)은 스퍼터링실에 대해 게이트 밸브(102)를 경유해서 화살표(a)의 방향으로부터 반입 반출된다.

110은 각각 기판 면에 대해 평행한 음극 탑재면을 가진 음극이고, 112는 이 음극 탑재면 상에 탑재된 타켓이다.

통상, 이 타겟(112)은 기판의 사이즈 보다도 대형 사이즈이다. 종래의 스퍼터링실에는 1장의 기판에 대해 1개의 타겟의 관계이고, 타겟을 성막에 적절한 위치에 대향 배치시켜 성막을 행하고 있다. 따라서, 다른 종류의 타겟을 이용해서 1장의 기판 상에 순차적으로 적층시키는 경우에는 통상 타겟의 종류와 같은 수의 전용의 스퍼터링실을 갖추고, 각각의 스퍼터링실에서 순차적으로 성막을 행하고 있다.

그 때문에, 종래의 스퍼터링 장치에서는 종류가 다른 타겟 마다에 전용의 스퍼터링실이 필요하기 때문에 장치의 대형화를 피할 수 없고, 게다가 각 스퍼터링실에 대한 기판의 반입반출 작업이나 그 밖의 부대 작업을 행할 필요가 있어서, 처리량의 저감을 초래하고 있다.

게다가, 종래 장치에서는 기판 사이즈의 대형화에 수반해서 타겟도 대형화 되어 있고, 따라서 큰 면적의 피성막면 상에 균일한 두께로 성막하는 것이 어렵다. 그 때문에, 종래의 스퍼터링 장치에서는 성막 장치에서 요구되고 있는 막의 두께 분포 기준을 달성하는 것은 용이하지 않다.

일본 특개평 8-26453호 공보에는 복수의 타겟을 설치해서 합금 박막을 성막하는 스퍼터링 장치가 개시되어 있다. 이 스퍼터링 장치에 의하면, 1개의 스퍼터링실 내에 3개의 음극을 설치하고, 중앙의 음극에는 어떤 종류의 타겟을 1장 설치하고, 양측의 음극에서는 각각 중앙과는 다른 종류이지만 서로 같은 종류의 타겟을 1장씩 설치한 구성으로 되어 있다. 이 종래 예에 의하면 기판의 피성막면에 대해, 중앙의 타겟은 평행으로 배치되어 설치되고, 양측의 타겟은 경사지게 설치됨과 동시에, 각각의 타겟의 피성막면과의 거리와 양측의 타겟의 경사각을 조절할 수 있는것이 개시되어 있다.

그러나, 일본 특개평 8-26453호 공보에 개시된 장치는 각각의 타겟 성분, 즉 합금성분으로부터 구성되는 조성의 1개의 합금막을 성막하는 장치이기 때문에, 이 합금막 상에, 게다가 연속해서 다른 종류의 막을 성막하는 데에는 별도의 스퍼터링실에 대한 기판의 반입 반출을 행할 필요가 있다. 그 때문에, 이 장치에 의해서도 여전히 상술한 본원의 공간 생략화 및 높은 처리량의 과제의 해결이 도모되지 않고 있다.

게다가, 일본 특개평 6-122971호 공보에는 복수의 타겟을 설치해서 복수의 구성요소로부터 구성되는 막을 성막하는 스퍼터링 장치가 개시되어 있다. 이 스퍼터링 장치에 의하면, 복수의 타겟을 순차적으로 스퍼터링 위치에 통과하도록 구성해 놓아서, 성막분 마다의 성막시에는 1장의 타겟이 기판에 대향하도록 형성되어 있다.

그러나, 일본 특개평 6-122971호 공보에 개시된 장치의 경우에도 성막시에는 기판과 타겟과는 1 대 1의 관계로 대향 배치된 구조이기 때문에, 상술한 본원의 과제는 여전히 해소되지 않고 있다.

그래서, 본 발명의 목적은 복수 타겟의 동시 스퍼터링에 의해 1장의 기판에 대해 성막 가능한 구조로 한 것에 의해 공간 생략화와 높은 처리량을 도모한 스퍼터링 장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 종래의 스퍼터링 장치의 설명을 위한 요부의 개략적인 평면도,

도 2는 본 발명의 스퍼터링 장치의 설명을 위한 요부의 개략적인 평면도로서, 3개의 타겟을 사용해 1장의 기판에 동시에 성막하는 구성예를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 스퍼터링 장치에 사용하는 지지체의 음극과 기판과의 상대 위치 관계의 설명을 위한 개략적인 설명도,

도 4는 본 발명의 스퍼터링 장치의 다른 구성예의 설명을 위한 요부의 개략적인 평면도로서, 본 발명을 양면 성막 장치에 적용한 구성예를 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 스퍼터링 장치의 또 다른 구성예의 설명을 위한 요부의 개략적인 평면도로서, 본 발명을 양면 성막 장치에 적용한 구성예를 도시한 도면,

도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 스퍼터링 장치에 사용하는 지지체의 다른 구성예를 설명하기 위한 개략적인 평면도,

도 7은 본 발명의 스퍼터링 장치에 사용하는 타겟 위치 결정기구의 설명을 위한 설명도,

도 8은 본 발명의 스퍼터링 장치에 사용하는 거리 조정기구의 설명을 위한 설명도,

도 9는 본 발명의 스퍼터링 장치의 요부인 클리닝 장치의 설명을 위한 개략적인 설명도,

도 10은 본 발명의 스퍼터링 장치의 요부인 쉴드 구동기구의 설명을 위한 개략적인 설명도이다.

<부호의 설명>

10a: 기판 홀더10b: 트레이

12,12': 기판(유리 기판)12a: 피성막면

14: 스퍼터링실16: 게이트 밸브

20,22,24,20',22',24',50,52,54,50',52',54',90,95: 지지체

20a,20b,22a,22b,24a,24b,20'a,20'b,22'a,22'b,24'a,50a,50b,50c,52a,52b,52c: 타겟 탑재면

28: 회전축

30a,30b,32a,32b,34a,34b,30'a,30'b,32'a,32'b,34'a,34'b,60a,60b,60c,62a,62b,62c,92,97: 음극

70a,70b,70c,72a,72b,72c,94,99: 타겟

36: 회전기구38: 제어부

40: 타겟 위치 결정기구42: 스테이지

44: 구동기구46: 거리 조정기구

86: 쉴드(방착치구)88: 직류 또는 고주파 전원

89: 가스 공급부91: 클리닝 장치

93: 차폐수단96: 쉴드 구동기구

C1,C2,C3,C'1,C'2,C'3,C50,C52,C90,C95: (지지체의) 중심축(회전축)

O1,O2,O3:(음극의) 중심축C96: 회전축

A,B,C,D,E,F: 톱니바퀴(동력 전달부)

본 목적의 달성을 도모하기 위해 본 발명의 스퍼터링 장치에 의하면 다음과같은 구성상의 특징을 구비하고 있다.

즉, 본 스퍼터링 장치는, 스퍼터링실과, 타겟용의 복수의 지지체와, 음극과, 타겟 위치 결정기구를 구비하고 있다.

복수의 지지체는 스퍼터링실 내에 상호 사이를 두고 떨어져서 설치되어 있다. 이들 지지체는 기판 홀더 또는 트레이에 탑재된 기판의 피성막면에 대향해서 각각의 타겟 탑재면이 배치되도록 설치되어 있다. 게다가, 이들 지지체의 각각은 그 중심축의 주위에 회전(또는 회동이라고도 한다)할 수 있도록 구성되어 있다.

각 지지체는 각각 음극을 구비하고 있다. 1개의 지지체에 설치되어 있는 복수의 음극은 상호 사이를 두고 떨어져서 설치되어 있고, 각 음극은 복수의 타겟 탑재면을 각각 가지고 있다.

타겟 위치 결정기구는 타겟 탑재면에 타겟을 각각 탑재한 각 지지체를 각각 회전 시켜 1개의 지지체가 가지는 복수의 타겟 중에서 1장의 타겟을 피성막면에 대항한 성막 위치에, 지지체 마다에 위치를 결정시키는 것이 가능하다.

이와 같이, 본 발명의 스퍼터링 장치의 구성에 의하면 각 지지체를 기판의 피성막면에 대향시켜 설치하고 있다. 이들 지지체에는 같은 수의 복수의 음극이 설치되어 있다. 1개의 지지체의 복수의 음극의 타겟 탑재면에는 서로 다른 종류의 타겟을 탑재할 수 있다. 각 지지체에 복수 종류의 타겟을 각각 탑재하는 경우에는 각 종류와도 동수의 장씩, 바람직하게는 동일한 순서로 탑재한다.

이와 같이, 각 지지체에는 동일 종류의 타겟을 탑재시킬 수 있기 때문에, 1장의 대형 사이즈의 타겟을 사용하는 대신에 복수장으로 나누어진 소형 사이즈로서, 동일 종류의 타겟을 탑재하는 것에 의해 1장의 공통의 기판에 보다 균일한 막 두께로 성막하는 것이 가능하다. 특히, 기판을 유리 기판으로 하는 경우에는 유리 기판이 대형 사이즈화 할수록 소형 사이즈의 유리 기판과 같은 정도의 면적의 타겟을 복수장 배치 설치해서 성막하는 것이 막 두께의 균일화의 관점으로부터 더욱 유리해진다.

게다가, 본 발명의 구성에 의하면, 상술한 대로 1개의 지지체에 복수의 타겟을 설치할 수가 있기 때문에, 각 지지체 마다에 설치한 타겟의 종류도 같아지도록 일치시켜 놓으면 먼저 성막한 막과는 다른 성분의 막을 성막하는 경우에는, 본 지지체를 타겟 위치 결정 기구에 의해 회전시켜, 다른 성분의 막을 성막하는 타겟을 선택하고 위치를 결정할 수 있다. 따라서, 동일한 스퍼터링 실 내에서 동일 기판 상에 2종류 이상의 다른 성분의 막을 연속적으로 성막할 수가 있다. 그 때문에, 종래에는 타겟의 종류 마다에 스퍼터링실을 설치할 필요가 있었지만, 본 발명에서는 1개의 스퍼터링실, 즉 성막실을 다른 타겟을 사용하는 복수의 성막에 겸용할 수 있다.

이 때문에, 막의 성분 마다에 다른 스퍼터링실에 대한 기판의 반입 반출 작업이나 그것에 부대하는 작업을 행하지 않고 끝나기 때문에, 종래 장치보다도 한층 공간 생략화와 높은 처리량을 달성할 수 있다.

또한, 대형 사이즈의 타겟이 아니라 소형 사이즈의 타겟을 사용하기 때문에, 타겟의 단가가 낮아지고, 전체적인 비용 저감이 도모된다.

게다가, 본 발명의 스퍼터링 장치에 의하면, 지지체 자체를 회전 가능한 지지체로서 구성한 것이기 때문에, 실제로 기판에 대향해 있지 않은 쪽인 음극이 되어 있는 쪽의 타겟에 대해서 적절한 타겟 표면의 예비적인 클리닝을 행하고, 비 침식 영역의 평탄화, 스프랏츠의 제거, 예를 들면 Ti 타겟등의 경우에 있어서 타겟 표면에 형성된 질화막의 제거 등이 가능하다.

본 발명의 실시에 있어서, 바람직하게는 피성막면의 중심측에서 대향하는 중심측 타겟 탑재면을 피성막면에 평행한 면으로 한다. 게다가, 바람직하게는 피성막면의 주변측에서 대향하는 주변측 타겟 탑재면을 중심측 타겟 탑재면으로부터 멀어지도록, 따라서 피성막면에 접근하도록 중심측 타겟 탑재면에 대해서 기울어지게 배치한다.

이와 같이, 중심측 타겟과 주변측 타겟에서는 피성막면에 대한 타겟면의 기울어진 각도를 변화시켜 놓는 것에 의해 막 두께를 보다 균일화한 막을 성막할 수 있다.

또한, 지지체 자체를 회전 시켜, 주변측 타겟의 위치 결정을 하는 데에 맞춰서 회전 각도를 선정하는 것에 의해 피성막면에 대한 타겟 탑재면, 따라서 타겟면의 기울어진 각도(경사각도라고 함)를 조정할 수 있다. 스퍼터링의 초기의 단계와 타겟의 수명 한계의 단계에서는 성막 조건이 다르기 때문에, 각각의 단계에 맞춘 적절한 성막이 행해지도록 주변측 타겟면의 기울어진 각도를 조정할 수 있다. 또, 필요하다면 지지체를 일정한 회전 각도의 범위내에서 회전시키는(회전 진동시킨다)것에 의해 이 기울어진 각도를 일정한 범위내에서 진동시켜가며 성막할 수 있다.

더욱이, 이 기울어진 각도는 미리 사용하는 타겟의 종류 마다에 실험실에서조건 산출을 행하여 놓으면, 소정의 조건 하에서는 그것에 적절한 일정 각도에 주변측 타겟의 기울어진 각도를 조정하면 좋다. 또, 경우에 따라서는 성막의 도중 단계에서 이들의 각도 조정을 행하여 가장 적합한 막의 성막을 행하는 것도 가능하다.

본 발명의 바람직한 스퍼터링 장치에 의하면, 지지체의 중심축을 이 지지체의 회전축으로하고, 각 회전축을 피성막면에 평행하게, 동시에 서로 평행하게 설치된 것이 좋고, 또는 복수의 지지체를 기판 홀더 또는 트레이의 반입 반출 방향에 배열시켜 놓는 것이 좋다. 이와 같이 하면 타겟 위치 결정 기구의 구성이 보다 간단해진다.

본 발명의 스퍼터링 장치에 의하면, 타겟 탑재면에 탑재된 타겟의 피스퍼터링면과 피성막면과의 사이의 대향 거리 및/또는 지지체의 각각의 중심축간의 거리를 조정하는 거리 조정 기구를 설치해 놓는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 성막 조건에 맞춰 막 두께의 균일화를 도모할 수 있다. 또, 타겟의 종류 마다에 이들의 거리 관계를 미리 실험실에서 조건 산출을 행하여 놓으면, 소정의 조건 하에서는 각각의 거리를 그들에 적합한 일정한 거리로 설정할 수 있다. 또, 경우에 따라서는 성막의 도중 단계에서 이들의 거리 조정을 행해, 가장 적합한 막 두께의 성막을 행하는 것도 가능해진다.

또한, 본 발명의 스퍼터링 장치는 바람직하게는, 스퍼터링실 내에 설치되어 있어 지지체의 주위의 일부분에 걸쳐서 이 지지체를 포위함과 동시에 성막시에 기판과 대향되는 타겟에 대해서는 포위하지 않는 쉴드(방착치구라고도 한다)를 지지체 마다에 구비하는 것이 좋다. 그 경우, 이 쉴드를 지지체에 대해 연동 및 비연동중 어느것을 선택해서 구동시키기 위한 쉴드 구동 기구를 설치하는 것이 바람직하다.

이와 같은 쉴드를 설치하는 것에 의해, 타겟의 위치 결정에 대응시켜 성막시에 스퍼터링되는 타겟의 피스퍼터링면을 확실하게 기판에 대면시킬 수 있음과 동시에, 스퍼터링되지 않는 타겟을 스퍼터링시에 발생하는 스퍼터 원자나 파티클의 비산으로부터 보호할 수 있다. 그 결과, 클리닝에 필요한 시간의 단축이 도모되는것은 물론, 클리닝 회수의 저감도 도모된다.

본 발명의 스퍼터링 장치는 양면 성막형 장치로 하는 것이 좋다. 또, 동일한 스퍼터링실 내에서 사용되고, 동시에 한개의 지지체에 탑재된 타겟의 매수에 맞춰서 지지체의 단면 형상을 삼각형, 사각형 및 오각형 이상의 다각형의 형상으로부터 선택된 한개의 형상으로 하는 것이 좋다. 이와 같이 하면, 1개의 지지체에 다른 종류의 타겟을, 최대 지지체가 가진 변(면)의 개수에 상당하는 매수만큼 탑재 가능하기 때문에, 1장의 기판상에 이 매수에 상당하는 수의 막, 또는 Ti막 반응성 스퍼터에 의한 TiN 막의 성막 등의 경우에는 그 이상의 수의 막을 적층할 수 있다.

게다가, 본 발명의 스퍼터링 장치에서 성막되는 기판을 유리 기판으로 하는 것이 바람직하고, 그 밖에도 바람직하게는 반도체용의 실리콘 웨이퍼(반도체 기판)보다도 대형의 유리 기판으로 하는 것이 좋다.

이하, 도면을 참조해서 본 발명의 스퍼터링 장치의 실시형태에 관해 설명하지만, 이들 도면에 있어서, 각 구성요건의 형상, 크기 및 배치관계에 관해서는 본 발명을 이해할 수 있는 정도로 개략적으로 도시한 것에 지나지 않는다. 또 이하, 본 발명의 바람직한 구성예로 설명하지만, 본 발명은 어떠한 이 바람직한 예로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈함 없이 많은 변형 및 변경이 가능하다.

도 2는 본 발명의 스퍼터링 장치의 스퍼터링실 내의 주요 구성요건인 기판과, 지지체와, 타겟 탑재면(따라서, 타겟)과의 배치관계를 주로해서 개략적으로 도시한 평면도이다. 더욱이, 도 2에는 타겟 탑재면에 탑재된 타겟의 도시를 생략하고 있다. 도 2에 도시한 구성예에서는 기판 홀더(10a)에 1장의 기판, 예를 들면 유리 기판(12)이 탑재되어 있다. 이 기판(12)은 도면의 지면과 직교하는 방향에 세워져 기판 홀더(10a)에 유지되어 있다. 기판의 피성막면(12a)은 통상 평탄면이다.

본 기판의 형상은 직사각형의 평행 평면판으로 한다. 이 기판 홀더(10a)는 화살표 a의 방향으로부터 기판(12)을 탑재한 상태로 스퍼터링실(14) 내에 게이트 밸브(16)를 개입하여 반입되어 위치가 결정되어 있다.

본 기판의 피성막면(12a)에 대향해서, 타겟 지지용의 복수개, 여기에서는 일례로서 3개의 지지체(20, 22, 24)가 배치되어 설치되어 있다. 본 구성예에서는 이 지지체를 단면형상이 사각형인 지지체, 예를들면 대향면이 평행 평면인 직사각형체로 해서, 따라서 그 단면은 일례로서 장방형이다. 이들 지지체(20, 22, 24)는 서로 동일한 형상인 외에도 동일한 사이즈로 하고, 기판 홀더의 반입 반출 방향에 순차적으로 배열되어 있다. 이들 지지체(20, 22, 24)는 각각 중심축을 회전축으로 해서회전(회동이라고도 함)하고, 동시에 적당한 회전 위치에서 정지되어, 그 정지 위치에 위치 결정할 수 있도록 형성되어 있다.

이 지지체(20, 22, 24)의 피성막면(12a)에 대향하는 쪽의 면(20a, 22a, 24a)과 그 반대쪽의 대향면(20b, 22b, 24b)이 각각 타겟 탑재면을 구성하고 있다. 이 경우에, 이 지지체(20, 22, 24) 자체의 면 위에 개별적으로 음극(30a, 30b, 32a, 32b, 34a, 34b)을 설치하고, 이들 음극의 외측면을 타겟 탑재면(20a, 22a, 24a, 20b, 22b, 24b)으로 한다. 본 구성예에서는 지지체와 음극을 별도의 것으로 한 구성으로 하고 있다.

이 지지체(20, 22, 24)의 장방형 단면의 중심을 중심축, 즉 이 구성예에서는 회전축(C1, C2, C3)으로 한다. 이들 회전축(C1, C2, C3)은 피성막면에 평행인것과 동시에 회전축들이 평행으로 되어 있다. 이 지지체(20, 22, 24)는 회전축(C1, C2, C3)의 주위에 화살표 b로 표시된 바대로, 정 반대의 양방향에 회전할수 있는 구성으로 되어 있다.

중심측 지지체(22)의 회전축(C2)은 기판(12)의 중심에 맞춰져 있고, 양측의 지지체(20)(24)의 회전축(C1)(C3)은 회전축(C2)으로부터 등거리의 장소에 위치 결정되어 있다. 게다가 회전축(C1)(C3)은 피성막면, 즉 기판면(12a)으로부터 등거리의 위치에 위치 결정되어 있고, 그 밖에도 중심측의 회전축(C2)보다도 기판면(12a)에 접근 시켜져 있다. 어느쪽으로 해도 이들 타겟은 피성막면과의 사이 및 상호의 타겟들 사이에서 성막에 가장 적합한 위치 관계로 되도록 위치결정된다.

이들 각 타겟 탑재면 상에 대응하는 타겟이 각각 탑재된다. 이들 타겟 중에한쪽의 음극(30a, 32a, 34a)에 탑재된 타겟은 동일한 종류의 타겟으로 한다. 또, 다른쪽의 음극(30b, 32b, 34b)에 탑재된 타겟은 한쪽의 타겟과는 다른 종류이고, 상호 동일한 종류인 타겟으로 한다.

중심측 지지체(22)는 타겟 탑재면(22a, 22b) 즉, 이들 타겟 탑재면에 탑재된 타겟의 피스퍼터링면이 피성막면(12a)과 평행해지도록 위치 결정된다. 유사하게, 이 중심측 지지체를 중심으로해서 양측의 주변측 지지체(20, 24)의 타겟 탑재면(20a, 20b, 24a, 24b), 즉, 이들 타겟 탑재면에 탑재된 타겟의 피스퍼터링 면이 피성막면(12a)과 대향하도록 위치결정된다.

이 경우, 예를 들면 주변측 지지체(20, 24)의 타겟 탑재면(20a, 24a)의 연장선과 피성막면(12a)의 연장선과의 교차각을 서로 동등한 α(각도)(0°<α<90°)로 한다. 이와 같이, 주변측 타겟 탑재면(30a, 30b, 34a, 34b)은 중심측 타겟 탑재면(32a, 32b)으로부터 떨어지도록, 따라서, 피성막면(12a)에 접근하도록 중심측 타겟 탑재면에 대해 기울여져 있다. 그 결과, 주변측 타겟의 피스퍼터링면과 피성막면이 각도 α로 경사(교차)된다.

상술한 지지체의 회전을 제어하는 타겟 위치 결정기구 및 지지체의 피성막면과의 거리 조정 및 지지체 간의 거리 조정을 위한 거리 조정 기구에 관해서는 후술한다.

도 3은 3개의 지지체를 이용한 구성예에 있어서, 유리 기판(12)과 각 지지체(20, 22, 24)가 구비되어 있는 음극(30a, 32a, 34a)과의 상대 위치관계를 설명하기 위한 개략도이다. 이들 음극(30a, 32a, 34a)은 전체적으로 사각형의 좁고긴 상의 형태를 하고 있다. 기판(12)은 반송 방향(x 방향으로 함)에 긴 변을 가지고, 그것에 직교하는 기판을 세우고 있는 방향(연직 방향으로 z방향으로 함)에 짧은 변을 가지고 있다. 음극의 각 중심축을 01, 02, 03으로 하면, 이들 음극을 각각의 중심축이 상호 평행하고, 동시에 기판(12)의 짧은 변 방향과 평행해 지도록 위치가 결정된다. 중앙의 음극(32a)의 중심축(02)은 기판(12)의 중심과 일치시키는 것이 바람직하다. 도 3에 도시된 구성예에서는 음극측으로부터 기판측을 평면적으로 보는 경우, 기판 주변측에 대향하는 음극(30a, 34a)은 중심측의 음극(32a)과는 떨어져 있는 쪽의 끝 가장자리측의 부분, 즉 x방향의 폭 영역의 일부분이 기판(12)으로부터 벗어나서 위치가 결정되어 있다. 음극의 기판에 대한 상대 위치는 지지체의 위치 결정에 의해 결정한다. 이들의 상대 위치는 탑재하는 타겟의 종류나 크기, 그 밖의 임의의 바람직한 조건에 맞춰서 적절한 막의 형상이 가능하도록 결정되면 좋다. 따라서, 음극측으로부터 기판측을 평면적으로 본 경우, 음극의 폭 영역이 기판면 내에 맞게 들어가도록 배치되어 설치되어도 좋다.

더욱이 당연하게, 이들 음극의 형상, 크기 및 기판에 동시에 대면하는 개수는 설계에 맞춰서 임의로 바람직하게 설정할 수 있다.

상술한 구성예에 있어서, 지지체에 설치된 1개의 타겟을 선택해서 성막을 행하고 있는 사이에 사용되지 않으므로 물러나 있는 남은 타겟에 대해 클리닝을 행해도 좋다. 이와 같이, 타겟을 성막시에 예비적으로 클리닝하는 것에 의해 본 성막에 해당하여 정식의 클리닝의 작업을 경감하기 때문에 전체적인 처리시간의 단축이 도모되고, 혹은 클리닝 회수의 저감이 도모된다.

도 4는 양면 성막 장치에 본 발명을 적용한 경우의 구성예를 개략적으로 나타낸 도 2와 유사한 평면도이다. 이 경우에는, 스퍼터링실 내에 대해서 트레이(10b)의 양측에 기판, 예를 들면 유리기판(12, 12')이 탑재되어 있고, 양 기판(12, 12')의 피성막면에 동시에 성막을 행한 구성예이다. 이 구성예에서는 도 2에 도시한 각 지지체 등의 외에 이들에 추가해서 별도의 지지체 등을 트레이(10b)에 대해 대칭적으로 트레이(10b)의 반대쪽에도 설치하고 있다. 이들 대칭적인 새롭게 설치되어 있는 지지체 그 밖의 필요로하는 바의 구성요건에는 도 2에 도시한 구성요건의 부호에 (')을 붙여서 각각 표시한다. 이들을 추가해서 설치된 지지체 등은 도 2에서 설명한 지지체 등과 동일한 구성 및 작용(또는 기능)을 가지기 때문에, 그 중복하는 상세한 설명은 생략한다. 본 구성예에 있어서도, 이 지지체(20, 22, 24, 20', 22' ,24')는 회전축(C1, C2, C3, C'1, C'2, C'3)의 주위에 화살표 b로서 표시된 바대로, 정 반대의 양방향으로 회전할 수 있는 구성으로 되어 있다. 더욱이, 도 4에는 타겟의 도시를 생략하고 있다.

이와 같이 구성하면, 동일한 스퍼터링실 내에서 2장의 기판에 대해 각각 연속적으로 복수의 성분의 막을 순차적으로 성막시키는 것이 가능해진다. 그 경우, 한쪽의 기판(12)과 다른쪽의 기판(12')에 대한 동시 성막의 때에 지지체의 회전에 의해 각각의 성막에 적합한 타겟을 선정하고 위치를 결정시킨다. 그와 같이 하는 것에 의해, 각각의 기판에 상호 다른 성분의 막을 성막하는 것도 가능하다.

또한, 도 2 내지 도 4에 도시한 구성예에서는 1개의 지지체에 2종류의 타겟의 탑재가 가능하기 때문에, 동일한 스퍼터링실 내에서 1장의 기판의 피성막면 상에 2종류의 막을 적층할 수 있다. 또, 양면 성막 장치의 경우에 있어서도, 1장의 기판만을 탑재시켜 성막을 행해도 좋다.

도 5는 본 발명을 양면 성막 장치에 적용한 다른 구성예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 이 구성예에서는 기본적으로는 도 4의 구성예와 같은 구성이지만, 1개의 지지체에 3개의 타겟을 구비하고 있는 점이 다르다. 따라서, 이 구성예에서는 이 상이점에 주목해서 설명하고, 도 2 내지 도 4의 구성과 동일한 구성 부분에 관해서는 그 상세한 중복하는 설명을 생략한다.

도 5에 나타난 구성예에서는 동일 구성의 지지체를 트레이(10)의 각 측에 3개씩 구비하고 있다. 지지체(50, 52, 54, 50', 52', 54')는 각각 도 4에 도시한 지지체(20, 22, 24, 20', 22', 24')에 대응하고 있다. 이들 지지체는 각각 대략 6각기둥의 형상을 하고 있지만, 1개 걸러의 측면이 크게 형성되어 있고, 그들 측면에 음극이 설치되어 있다. 각 지지체는 각각 중심축(C50, C52, …)을 회전축으로 해서 화살표 c로 나타내는 바대로, 정 반대 방향에 회전(회동)하고, 동시에 적당한 회전 위치에서 정지해서 그 정지 부위에 타겟을 위치 결정할 수 있도록 형성되어 있다. 각 지지체의 중심축은 이미 설명한 지지체(20, 22, 24)의 중심축과 유사하게 피성막면에 평행함과 동시에 각각의 중심축과 평행하도록 되어 있다.

이들 6개의 지지체 가운데, 중심측 및 한쪽의 주변측 지지체 50 내지 52에 대해 대표에서 설명하고, 남은 지지체의 구성 및 작용등은 지지체 50 내지 52의 어느쪽과 유사하기 때문에 중복하는 설명은 생략한다.

지지체 50 내지 52의 각각의 회전축을 C50 내지 C52로 하고, 지지체의 3개의측면에 설치되어 있는 음극을 60a, 60b, 60c 내지 62a, 62b, 62c로 한다. 각 음극의 타겟 탑재면(50a, 50b, 50c, 52a, 52b, 52c)의 위에는 타겟(70a, 70b, 70c, 72a, 72b, 72c)이 각각 탑재되어 있다. 1개의 지지체에 대한 3개의 타겟은 다른 종류의 타겟으로 한다. 지지체들에서는 동일한 순번 위치에는 동일한 종류의 타겟을 탑재해 놓는다. 따라서, 기판에 대해 동시에 동일한 종류의 타겟이 대향한다.

이 도 5에 도시된 구성예에서는 각 지지체를 회전 시키고, 서로 동일한 종류의 제 1의 타겟을 기판에 대향시켜 위치를 결정하고 성막을 행한다. 2회째의 성막에 해당하여 각각의 지지체를 회전시키고, 제 1의 타겟과는 다른 종류이지만, 서로 동일한 종류의 제 2의 타겟이 기판에 대향하도록 위치를 결정하고 성막을 행한다. 3회째의 성막을 맞아서, 각각의 지지체을 더욱 회전 시켜, 제 1 내지 제 2의 타겟과는 다른 종류이지만, 서로 동일한 종류의 제 3의 타겟이 기판에 대향하도록 위치를 결정하고 성막을 행한다. 이와 같이 해서, 동일한 스퍼터링실 내에서 1장의 기판(12)에 3개의 다른 성분의 막을 성막할 수 있다.

이 도 5에 도시된 구성예에 있어서도, 도 2에 있어서 설명한 경우와 유사하게, 성막시에 기판의 피성막면에 대향하는 타겟의 피스퍼터링면, 따라서 지지체의 타겟 탑재면은 중심측 지지체(52)의 경우에는 피성막면(12a)과 평행하고, 한편 주변측 지지체(50)에서는 피성막면(12a)에 대해 각도 α로 경사되어 있다. 그러나, 성막시에 기판에 대면하는 모든 타겟의 피스퍼터링면을 이 기판면에 평행해지도록 하여도 좋다.

도 5에 도시한 구성예에서는, 게다가 각 지지체 마다에 이것을 덮는 쉴드(방착치구라고도 칭함) (80, 82, 84, 80', 82', 84')를 각각 설치하고 있다. 이들 쉴드, 즉 방착치구는 각각의 지지체의 중심축 방향에 연하여 상하 방향에 놓이고 음극이나 타겟의 전장을 실질적으로 덮도록 설치되어 있다. 그리하여, 이 쉴드(80, 82, 84, 80', 82', 84')는 지지체의 주위를 둘러싸도록, 그 밖에도 지지체의 회전의 방해가 되지 않도록 설치되어 있다. 게다가, 이 쉴드는 성막 때에 기판의 피성막면에 대향하는 타겟(70a, 72a)이 이 쉴드(80, 82)로부터 노출하도록, 즉 성막시에 스퍼터링되는 당해 타겟에 대해 포위되지 않도록 형성되어 있다.

도 5에 도시한 구성예에서는 이 쉴드의 횡단면은 대략 C자의 형상으로 되어 있다. 따라서, 이 C자 형상의 쉴드(80, 82, 84, 80', 82', 84')의 종으로 나누는 개구부(80a, 82a, 84a, 80'a, 82'a, 84'a)에 성막시에 필요한 타겟이 위치 결정된다.

이와 같이, 쉴드를 설치하는 것에 의해 성막시에 날아오는 스퍼터 원자나 원하지 않는 파티클이 성막시에 사용되고 있지 않고 물러나 있는 타겟이나 음극의 면에 피착되는 것을 방지할 수 있다.

더욱이, 이 쉴드는 후술하는 쉴드 구동 기구에 의해 지지체와 연동해서 구동시킬수 있음과 동시에, 지지체와의 연동을 해제할 수도 있다. 이 쉴드 구동 기구에 의해서, 자동적으로 또는 외부로부터의 지령에 의해 이 연동 구동 및 연동 해제의 선택을 행할 수 있다. 이 쉴드와 지지체와의 연동 구동은 타겟의 피스퍼터링면과 기판의 피성막면과의 교차각(경사각도) α의 조정을 행할 때, 혹은 일정의 경사각도(α)의 범위 내에서 경사각도를 주기적으로 변화시킬 때 등 지지체를 일정한 회전 각도 범위 내에서 회전 진동시키는 경우에 행해진다. 따라서, 성막시에 피스퍼터링을 행해야 할 타겟의 선택을 위한 지지체의 회전에 대해서는 쉴드와 지지체와의 연동을 해제해 놓기 때문에, 그 경우에는 쉴드는 정지하고 있다.

또한, 각 쉴드 내측에 클리닝 장치를 설치하는 것에 의해 각 지지체 마다에 예비적인 클리닝을 다른 지지체 및 기판에의 영향을 미치지 않고 실시할 수 있다. 더욱이, 이 클리닝 장치에 관해서는 후술한다.

도 6a 및 도 6b는 지지체의 변형예의 설명에 공여하는 개략적인 평면도이다. 도 6a에 도시한 구성예에서는, 지지체(90)는 삼각 기둥상의 구조이고 그 3개의 면 위에 각각 음극(92)이 형성되어 있어, 그 타겟 탑재면 위에 타겟(94)이 별개로 고정된다. 이 지지체(90)는 그 중심축(회전축) C90 주위로 회전 가능하게 한다.

도 6b에 도시한 구성예에서는 지지체(95)는 사각 기둥상의 구조로서 그 4개의 면 위에 각각 음극(97)이 형성되어 있고, 그 타겟 탑재면 위에 타겟(99)이 개별적으로 고정된다. 이 지지체(95)는 그 중심축(회전축) C95의 주위로 회전 가능하도록 한다.

이들 지지체(90 또는 95)를 도 2, 도 4 내지 도 5를 참조해서 이미 설명한 각 지지체 대신에 사용할 수 있다.

또한, 상술한 각 지지체의 구성예 외에 우산형의 지지체도 이용할 수 있다.

더욱이, 스퍼터링실 내에 설치하는 지지체의 개수 및 배치 관계는 임의로 적절한 개수 및 배치 관계로 할 수 있다. 예를 들면, 상술한 도 2, 도 4 및 도 5의 구성예에서는 기판의 모서리측에 3개의 지지체를 배치한 예를 도시하였지만, 4개이상으로 있어도 좋고, 또, 이들의 배열은 1열이어도, 그렇지 않아도 좋고, 바둑판 눈 형상으로 배열해도 좋고, 원형 상으로 배열해도 좋다.

다음으로, 타겟 위치 결정기구 및 거리 조정기구에 관해 도 7 내지 도 8을 참조해서 간단하게 설명한다.

도 7은 타겟 위치 결정기구를 설명하기 위한 도식적 설명도이다. 도 7중 26은 지지체, 28은 이 지지체에 설치된 회전축, 36은 이 회전축을 회동 구동시키기 위한 회동기구로, 예를 들면 모터나 동력 전달부를 포함한다. 38은 이 회동기구를 구동 제어하는 제어부이다. 이들 회전축(28), 회동기구(36), 제어부(38)가 타겟 위치 결정기구(40)를 구성하고 있다. 이 타겟 위치 결정기구(40)의 회동기구(36) 및 제어부(38)는 임의로 종래 주지의 적합한 수법을 사용해서 용이하게 구성할 수 있다. 단, 이 발명에서는 지지체(26)의 회전 구동은 정 반대 방향으로 360도의 각도 범위 내에서 회전할 수 있고, 그 사이의 적정한 회전 위치에서 회전 구동을 정지하고 지지체의 위치 결정을 행하면 좋다. 혹은, 필요에 따라 이 지지체(26)를 필요로 하는 바의 회전 각도 범위 내에 놓고 정 반대 방향에 상호 교차로 회전 시켜, 즉 회동 진동시키는 것도 가능하다.

이 회전 구동, 회전 정지 및 회동 진동 등의 필요로하는 바의 제어를 행하기 위해 미리 제어부(38)에 프로그램을 격납해 놓고, 외부로부터의 지령에 의해 혹은 당해 지령에 의하지 않고 자동적으로 그 프로그램에 따라 회전·회전진동·정지 등의 바라는 구동 제어를 행하면 좋다.

이 구성예와는 다르게, 회전축(28)에 직접 회동 기구를 결합시키는 대신에지지체(26) 자체를 그 중심축을 중심으로서 회전하는 회전판(도시되지 않음) 상에 탑재시켜 이 회전판을 회동 기구에서 회동 시키도록 구성하는 것도 가능하지만, 어떠한 수법을 사용하는가는 단순한 설계상의 문제이고, 본 발명의 본질적인 사항은 아니다.

또한, 이 타겟 위치 결정기구(40)는 스퍼터링실 내부 또는 외부에 설치할 수 있고, 어느쪽에 설치하는 가는 설계상의 문제에 지나지 않는다.

한편, 도 8은 거리 조정기구를 설명하기 위한 도식적인 설명도이다. 도 8 중, 42는 지지체(26) 및 상술한 회동기구(36)를 탑재해서 지지하는 스테이지이다. 이 스테이지(42)는 임의로 종래 주지의 적합한 수법을 사용해서 구성할 수 있다. 이 구성예에서는 2차원 또는 3차원 구동기구(44)와 이 구동기구(44)의 구동을 제어하는 제어부(38)로 스테이지(42)의 구동을 제어한다. 따라서, 거리 조정기구(46)는 스테이지(42)와, 구동기구(44)와 제어부(38)로 구성하고 있다. 구동기구(44)는 스테이지(42)를 수평방향의 x, y의 2방향과 경우에 의해서는 수직 방향, 즉 z방향에 제어부(38)의 프로그램에 따라서 구동을 할 수 있다.

또한, 이 거리 조정기구(46)는 스퍼터링실 내의 내부 또는 외부에 설치할 수 있고, 어느쪽에 설치하는가는 설계상의 문제에 지나지 않는다.

상술한 타겟 위치 결정기구(40) 내지 거리 조정기구(46)의 각각의 제어 구동에 필요한 데이타 및 구동 수단 등은, 미리 실험등에 의해 구해 놓은 데이타에 기초해서 프로그램하고, 미리 제어부(38)에 격납시켜 놓으면 좋다.

이들의 필요한 데이타로서, 예를 들면 지지체의 개수, 1개의 지지체에 설치하는 타겟의 매수, 기판 사이즈, 타겟 사이즈 내지 종류, 각 지지체의 중심 사이의 조정 가능한 거리 범위, 기판면과 각 지지체의 중심과의 사이의 조정 가능한 거리 범위, 주변측 지지체의 기판면과의 조정 가능한 기울어진 각도 범위, 그 밖의 적당한 데이타이다. 이들 데이타는 미리 실측에 의해 타겟의 종류 마다 설계 대로의 가장 적합한 막이 얻어질 수 있는 데이타의 조로서 입수해 놓는다. 얻어진 데이터에 기초해서 작성한 프로그램에서 상술한 각 제어 구동을 행하면 좋다.

또한, 상술한 구성예에서는 거리 조정기구(46)는 스테이지(42)에 회동기구(36)를 탑재한 구성이지만, x방향, y방향 내지 z방향의 각 방향에 지지체를 이동 시킬수 있는 구성이면 그밖의 임의로 적합한 구성으로 하는 것도 가능하다.

더욱이, 이와 같은 구동 제어를 어떻게 행할 것인가는 본 발명의 본질적인 사항이 아니기 때문에 이 이상의 설명은 생략한다.

그런데, 도 2, 도 4 내지 도 5를 참조해서 앞에서 설명한 각 구성예에 있어서, 성막시에 스퍼터링에 사용되지 않고 있는 타겟에 대해서 클리닝을 행하는 클리닝 장치를 설치하는 것이 바람직하다. 이 클리닝 장치는 적어도 각 타겟을 탑재하는 음극 마다에 전용의 직류 또는 고주파 전원과, 클리닝에 사용하는 가스 공급부를 구비하고 있다. 게다가 필요하다면 스퍼터링실을 성막측의 영역과 클리닝측의 영역과의 사이에서 서로 원하지 않는 스퍼터 원자, 가스나 날아 오는 파티클이 교차 진행되지 않도록하는 차폐수단을 설치하는 것이 좋다. 이들의 클리닝 장치나 차폐수단은 임의로 설계에 맞춰서 적합한 구성으로서 얻는다.

도 9는 클리닝 장치의 일 구성예의 설명에 공여하는 도식적인 개략도이다. 일례로서, 도 6a에서 도시한 지지체(90)에 쉴드(86)를 설치하고 있는 경우에 관해 설명하면, 각 음극(92)에는 각각에 개별적으로 파워를 인가할 수 있는 직류 또는 고주파 전원(88)을 설치해 놓는다. 또, 클리닝에 필요한 가스를 외부로부터 도입해서 쉴드(86)와 지지체(90)에 탑재된 선택되지 않는 타겟과의 사이의 공간에 내뿜을 수 있는 가스 공급부(89)를 설치한다. 또, 차폐수단(93)은, 예를 들면 도면에 파선으로 도시된 바대로 쉴드(86)와 지지체(90)에서 대략 밀폐공간이 가능하도록 설치할 수 있다.

더욱이, 직류 또는 고주파 전원(88)의 각 음극(92)의 접속은 지지체(90)의 회전축 내를 통해서 행할 수 있다. 또, 가스 공급부(89)는 서로 연통시켜도 좋고, 혹은 개별적으로 독립시켜서 설치해도 좋다. 또, 가스 공급부(89)는 쉴드(86)와 일체로 결합시켜도 좋고, 혹은 쉴드(86)와는 독립시켜서 설계해도 좋다. 또, 클리닝 장치(91)의 제어는 성막처리와 연동시켜 자동적으로 행할 수 있도록 구성해도 좋고, 혹은 성막처리와 독립시켜서 수동으로의 지령에 의해 클리닝 장치(91)의 제어를 행하는 구성으로 해도 좋고, 설계상의 문제이다.

도 10은 쉴드 구동기구의 일례를 설명하기 위한 개략적인 도식적 설명도이다. 이 구성예에서는 도 6a에 도시한 지지체(90)에 쉴드(86)을 설치하고 있는 경우를 도시하고 있다. 쉴드 구동기구는 그 동력 전달기구를 톱니바퀴나 래크나 각종 벨트 그 밖의 동력 전달수단을 사용해서, 동시에 이 구동기구를 설치하는 환경이나 조작성을 고려해서 가장 적합한 조합으로서 구성할 수 있다.

도시한 쉴드 구동기구(96)는 톱니바퀴와 회전축의 조합으로 구성한 예이다. 지지체(90)의 회전축(C90)은 도 7에서 이미 설명한 대로인 회전기구(36)에서 구동시킨다. 이 회전축(C90)에 톱니바퀴(A)를 설치한다. 톱니바퀴(A)와의 결합 해제가 자유로와지도록 이 톱니바퀴(A)에 톱니바퀴(B)를 결합, 즉 이를 맞물리고, 게다가 이 톱니바퀴(B)에 톱니바퀴(C)를 결합시킨다. 톱니바퀴(C)에는 회전축(C96)이 설치되고, 이 회전축에 별도의 톱니바퀴(D)가 설치되어 있다. 이 톱니바퀴(D)에 톱니바퀴(E)를 결합시키고, 게다가 이 톱니바퀴(E)와 쉴드(86)의 외벽에 설치된 톱니바퀴(F)를 결합시킨다.

당연하지만, 쉴드(86)에는 쉴드의 회전을 지지하는 회전 지지부(도시되지 않음)가 설치되어 있다. 또, 각 톱니바퀴 관계를 이 쉴드(86)와 지지체(90)의 회전을 동시에 일어나게 할 수 있도록 설정해 놓는다. 게다가, 회전축(C90)의 회전 방향과 쉴드(86)의 회전 방향이 일치하도록 사용하는 톱니바퀴의 매수가 결정된다.

쉴드(86)와 지지체(90)의 회전을 연동시키기 위해서는 모든 톱니바퀴(A, B, C, D, E, F)를 순차적으로 이를 맞물리게 해 놓는다. 그러나, 쉴드(86)를 지지체(90)의 회전과 연동시키지 않고 정지시켜 놓는 경우에는, 예를 들면 톱니바퀴(B)를 양 이웃한 톱니바퀴(A 및 C)와의 맞물림을 해제하면 좋다.(도 10에 파선으로 나타냄) 이와 같은 연결 및/또는 해제의 제어는 제어부(38)로부터의 지령으로 자동적으로 행하면 좋다.

이미 설명한 대로, 쉴드 구동기구(96)의 구성은 도 10에 도시한 구성예의 어떤 것에 한정되지 않는다.

상술한 실시형태의 예에서는 유리 기판을 사용한 예에 관해 설명했지만, 유리 기판 대신에 반도체용 실리콘 기판, 그 밖의 사용해서도 본발명은 적용되고, 그 경우에도 유리기판의 경우와 유사하게 본 발명의 효과를 얻는다.

더욱이, 상술한 스퍼터링 장치에 있어서, 본 발명의 특징적인 부분에 관해 상술했지만, 당연하게도 스퍼터링 장치는, 예를 들면 진공 배기계, 스퍼터링용의 가스 공급계, 반송계, 로드/언로드실, 다른 처리실 등의 통상 필요한 구성 요소도 구비하고 있다. 그러나, 이들의 통상의 구성 요소는 본 발명의 본질적인 사항이 아니기 때문에 도시나 설명을 생략하고 있다.

상술한 발명으로 부터 명확해 지듯이, 본 발명의 스퍼터링 장치의 구성에 의하면 동일한 스퍼터링실 내에 복수의 회전 가능한 지지체를 설치하고, 1개의 지지체에는 최대 동일 기판의 피성막면 상에 순차적으로 적층하는 막의 수에 대응한 개수의 서로 다른 타겟을 설치하고 있다. 각 지지체로부터, 동일 종류의 타겟의 선택은 지지체를 회전시켜 행한다.

따라서, 본 발명의 스퍼터링 장치에 의하면, 동일한 기판 위에 동일한 스퍼터링실 내에서 복수의 막을 순차적으로 적층할 수 있다. 이 때문에 종래의 스퍼터링 장치와 같이 성막하는 막 마다에 다른 스퍼터링실을 필요로 하는 것이 아니라는 장점이 있다. 이 때문에 장치 전체의 점유면적을 작게 할 수 있고, 따라서 장치의 공간 생략화를 달성할 수 있고, 게다가 성막 해야 할 막 마다에 스퍼터링 실 사이에서의 기판의 반송 반입을 필요로 하지 않기 때문에 성막에 요하는 기판의 처리시간을 대폭적으로 절약할 수 있고, 따라서 종래보다도 높은 처리량을 도모할 수 있다.

게다가, 본 발명의 스퍼터링 장치에 의하면, 1개의 스퍼터링실 내에 성막해야 할 성분을 가진 타겟을 복수장의 타겟으로 나누어서 기판에 대향 배치시킨다. 이 때문에 제조 비용이 낮은 소형 사이즈의 타겟을 사용할 수 있음과 동시에, 기판면의 국소 영역에 대응하여 결정해 섬세하게 성막 조건을 조정할 수 있기 때문에, 대형 기판의 경우에 있어서도 기판면 전체에 걸쳐 성막된 막의 막 두께를 균질화 할 수 있다. 따라서, 이 점으로부터도 본 발명의 스퍼터링 장치에 의하면 종래보다도 높은 처리량을 얻을 수 있다.

Claims (22)

1. 복수개의 타겟의 동시 스퍼터링에 의해 성막을 행하는 스퍼터링 장치에 있어서,

   스퍼터링실과;

   상기 스퍼터링실의 기판 홀더에 탑재된 기판의 피성막면에 대향해서 각각 설치되어 있고, 각각의 중심축의 주위에 회전 할 수 있는 타겟용의 복수개의 지지체와;

   상기 지지체에 상호 떨어져서 설치되어 있고 복수개의 타겟 탑재면을 각각 가지는 복수개의 음극과;

   상기 지지체를 각각 회전 시켜 상기 지지체의 각각의 1개의 타겟 탑재면에 탑재된 타겟을 상기 피성막면에 대향한 성막 위치에 설정 가능하도록 하는 타겟 위치 결정기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
2. 복수개의 타겟의 동시 스퍼터링에 의해 성막을 행하는 스퍼터링 장치에 있어서,

   스퍼터링실과;

   상기 스퍼터링실 내에 반입 반출이 자유롭게 설정된 트레이와;

   상기 스퍼터링실 내에, 상기 트레이에 탑재된 기판의 피성막면에 대향해서 각각 설치되어 있고, 각각의 중심축의 주위에 회전 가능한 타겟용의 복수개의 지지체와;

   상기 지지체에, 상호 떨어져서 설치되어 있고, 복수개의 타겟 탑재면을 각각 가지는 복수개의 음극과;

   상기 지지체를 각각 회전 시켜 상기 지지체의 각각의 1개의 타겟 탑재면에 탑재된 타겟을 상기 피성막면에 대향한 성막 위치에 설정 가능하도록 하는 타겟 위치 결정기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스퍼터링 장치를 양면 성막형 장치로 하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 피성막면에 중심측에서 대향하는 중심측 타겟 탑재면은, 상기 피성막면에 평행한 면으로 하고, 상기 피성막면에 주변측에서 대향하는 주변측 타겟 탑재면은 상기 중심측 타겟 탑재면으로부터 떨어지도록, 따라서 상기 피성막면에 접근하도록 상기 중심측 타겟 탑재면에 대해 기울여져 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지체의 중심축을 상기 지지체의 회전축으로 하고, 각 회전축은 상기피성막면에 평행하고, 동시에 서로 평행하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
6. 제 1 항 내지 제 5 항의 어느 한 항에 있어서,

   복수개의 상기 지지체는 상기 트레이의 반입 반출 방향에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 타겟 탑재면에 탑재된 타겟의 피 스퍼터링면과 상기 피성막면과의 사이의 대향 거리를 조정하는 거리 조정기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항의 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지체의 상호간 거리를 조정하는 거리 조정기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항에 있어서,

   상기 지지체의 단면 형상은, 삼각형, 사각형 및 오각형 이상의 다각형의 형상들로부터 선택된 1개의 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항에 있어서,

    상기 기판에 대향하고 있지 않은 쪽의 타겟을 클리닝 하는 클리닝 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
11. 제 4 항에 있어서,

    성막중에, 상기 타겟 위치 결정기구에 의해, 주변측의 상기 지지체를 각각 회전 시키고, 상기 지지체의 상기 주변측 타겟 탑재면의, 상기 기판의 피성막면에 대한 경사각을 조정하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
12. 제 4 항에 있어서,

    성막 중에, 상기 타겟 위치 결정기구에 의해, 주변측의 상기 지지체를 각각 일정 각도 범위 내에 두어서 정 반대 방향에 상호 교차하도록 회전 진동시키는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
13. 제 1 항 내지 제 12 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 스퍼터링실 내에 설치되어 있고, 상기 지지체의 주위의 일부분에 걸쳐서 상기 지지체를 포위함과 동시에, 성막시에 상기 기판과 대향되는 타겟에 대해서는 포위하지 않는 쉴드를, 상기 지지체 마다에 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 쉴드를 상기 지지체와 연동시켜 구동 가능하도록 하기 위한 쉴드 구동기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
15. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 지지체의 중심축을 상기 지지체의 회전 축으로 하고, 각 회전축은 상기 피성막면에 평행하고, 동시에 상호 평행하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
16. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    복수개의 상기 지지체는 상기 트레이의 반입 반출 방향에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
17. 제 11 항 또는 제 12 항에 잇어서,

    상기 타겟 탑재면에 탑재된 타겟의 피스퍼터링면과 상기 피성막면과의 사이의 대향 거리를 조정하는 거리 조정기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
18. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 지지체의 각각의 중심축 사이의 거리를 조정하는 거리 조정 기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
19. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 지지체의 단면 형상을 삼각형, 사각형 및 오각형 이상의 다각형의 형상들로 부터 선택된 1개의 형상으로 하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
20. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 기판에 대향하고 있지 않은 쪽의 타겟을 클리닝 하는 클리닝 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
21. 제 1 항 내지 제 20 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 지지체의 각각의 타겟 탑재면은 상기 기판의 피성막면과 평행함과 동시에, 상기 타겟 탑재면들 사이에서 평행한 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
22. 제 1 항 내지 제 21 항의 어느 한 항에 있어서,

    상기 기판을 유리 기판으로 하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.