KR20080002978A - 스퍼터링 장치 - Google Patents

스퍼터링 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080002978A
KR20080002978A KR1020077026831A KR20077026831A KR20080002978A KR 20080002978 A KR20080002978 A KR 20080002978A KR 1020077026831 A KR1020077026831 A KR 1020077026831A KR 20077026831 A KR20077026831 A KR 20077026831A KR 20080002978 A KR20080002978 A KR 20080002978A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ring
target
targets
magnet
magnetic pole
Prior art date
Application number
KR1020077026831A
Other languages
English (en)
Inventor
사토루 타카사와
사다유키 우키시마
노리아키 타니
사토루 이시바시
Original Assignee
울박, 인크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울박, 인크 filed Critical 울박, 인크
Publication of KR20080002978A publication Critical patent/KR20080002978A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414—Targets
    • H01J37/3417—Arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3452—Magnet distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3464—Operating strategies
    • H01J37/347—Thickness uniformity of coated layers or desired profile of target erosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3476—Testing and control
    • H01J37/3482—Detecting or avoiding eroding through
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass

Abstract

타겟의 사용 효율이 높은 스퍼터링 장치를 제공한다. 본 발명의 스퍼터링 장치(1)는 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)과, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링 내측에 배치된 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)를 가지고 있으며, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)과 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)는 같은 자성의 자극이 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b) 이면을 향하고 있다. 따라서, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 이면에는 같은 극성의 자극이 인접 배치됨으로써, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 표면에 형성되는 수평 자기장 성분의 강도는 절대값이 작은 동시에 그 강도 분포가 좁아, 수직 자기장 성분의 강도는 균일하게 되기 때문에, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)에 비침식 부분이 생기지 않는다.
스퍼터링 장치, 타겟, 링자석, 자석부재, 진공조

Description

스퍼터링 장치{SPUTTERING APPARATUS}
본 발명은 스퍼터링 장치에 관한 것이다.
유기 EL 소자는 표시 소자로서 최근 주목받고 있다.
도 12는 유기 EL 소자(201)의 구조를 설명하기 위한 모식적인 단면도이다.
이 유기 EL 소자(201)는 기판(211) 상에 하부 전극(214)과, 유기층(217, 218)과 상부 전극(219)이 이 순서대로 적층되어 있으며, 상부 전극(219)과 하부 전극(214) 사이에 전압을 인가하면, 유기층(217, 218)의 내부 또는 계면에서 발광한다. 상부 전극(219)을 ITO막(인듐주석산화물막) 등의 투명 도전막으로 구성시키면, 발광광은 상부 전극(219)을 투과하여 외부로 방출된다.
상기와 같은 상부 전극(219)의 형성 방법은 주로 증착법이 이용되고 있다.
증착법에서는, 증착원으로부터 승화 또는 증발에 의해 방출되는 입자는 중성의 저에너지(수 eV 정도) 입자이기 때문에, 상부 전극(219)이나 유기 EL 소자의 보호막을 형성하는 경우에는 유기막(217, 218)에 손상을 주지 않고, 양호한 계면을 형성할 수 있다는 이점가 있다.
그러나, 증착법으로 형성되는 막은 유기막과의 밀착성이 나쁘기 때문에, 다크스폿이 발생하거나 장기 구동에 의해 전극이 박리되어 버린다는 문제가 발생하고 있다. 또한, 생산성의 관점에서는 점증발원 때문에 대면적에서는 막두께 분포를 취하기 어렵다는 문제나, 증발 보트의 열화나 증발 재료의 연속 공급이 곤란하기 때문에 유지관리 사이클이 짧다는 등의 문제가 있다.
상기의 문제를 해결하는 방법으로서 스퍼터법을 생각할 수 있다. 그러나, 성막 대상물을 타겟의 표면에 대향시키는 평행 평판형의 스퍼터법에서는 유기층 상에 알루미늄의 상부 전극을 형성한 경우, 유기 EL 디바이스의 구동 테스트에서 발광 개시 전압이 현저하게 높아지거나, 발광하지 않는다는 문제가 생기고 있다. 이것은 스퍼터법에서는 플라즈마 중의 하전 입자(Ar 이온, 2차 전자, 반도(反跳) Ar)나 높은 운동 에너지를 가진 스퍼터 입자가 유기막 상에 입사하기 때문에, 유기막의 계면을 파괴하여, 전자의 주입이 잘 이루어지지 않기 때문이다.
그런 점에서 종래 기술에서도 대책이 모색되고 있으며, 도 13에 나타내는 바와 같은 스퍼터링 장치(110)가 제안되어 있다.
이 스퍼터링 장치(110)는 진공조(111)를 가지고 있으며, 이 진공조(111) 내에는 두 대의 타겟(121a, 121b)이 이면이 백킹 플레이트(122a, 122b)에 장착되고, 표면은 서로 일정 거리만큼 이간하여 평행하게 대향 배치되어 있다.
백킹 플레이트(122a, 122b)의 이면에는 자계 형성 수단(115a, 115b)이 배치되어 있다. 자계 형성 수단(115a, 115b)은 요크(129a, 129b)에 링 형상의 자석(123a, 123b)이 장착되어 구성되어 있다.
각 자석(123a, 123b)은 각각 한 쪽 자극이 타겟(121a, 121b)을 향하고, 다른 쪽 자극이 타겟과는 반대 방향을 향하게 배치되어 있는 동시에, 두 개의 자석(123a, 123b)은 서로 다른 극성의 자극이 타겟(121a, 121b)을 향하고 있다.
즉, 한 쪽 자석(123a)이 타겟(121a)에 N극을 향하고 있는 경우, 다른 쪽의 자석(123b)은 타겟(121b)에 S극을 향하고 있기 때문에, 두 개의 자석(123a, 123b) 사이에 자력선(131)이 생긴다. 자석(123a, 123b)은 링 형상이기 때문에, 자석(123a, 123b) 사이에 생기는 자력선(131)은 통 형상이 된다(도14).
진공 배기계(116)에 의해 진공조(111) 내를 진공 배기하여, 가스 도입계(117)로부터 스퍼터 가스를 도입하고, 타겟(121a, 121b)에 전압을 인가하면, 타겟(121a, 121b) 사이의 공간에 스퍼터 가스의 플라즈마가 발생하여, 타겟(121a, 121b)의 표면이 스퍼터된다.
타겟(121a, 121b) 사이의 공간의 측방에는 성막 대상물(113)이 배치되어 있고, 타겟(121a, 121b)으로부터 비스듬하게 튀어 나가 진공조(111) 내로 방출된 스퍼터 입자에 의해 성막 대상물(113) 표면에 박막이 형성된다.
이 스퍼터링 장치(110)에서는 두 개의 자석(123a, 123b) 사이에 형성되는 통 형상의 자력선(131)에 의해, 타겟(121a, 121b)이 서로 마주보는 공간이 둘러싸여 있고, 플라즈마는 그 자력선(131)에 의해 갇히기 때문에, 성막 대상물(113)측으로 플라즈마가 새어나오지 않는다. 따라서, 성막 대상물(113)은 플라즈마 중의 하전 입자에 노출되지 않아, 성막 대상물(113) 표면에 노출된 유기 박막이 손상을 입지 않는다.
그러나, 상기 스퍼터링 장치(110)에서는 스퍼터에 의해 타겟(121a, 121b)의 중앙 부분이 가장자리 부분보다도 깊게 파이는 현상이 생긴다.
이면측의 백킹 플레이트(122a, 122b)가 노출할 정도로 타겟(121a, 121b)이 깊게 파이면 이상 방전이 일어나기 때문에, 타겟(121a, 121b)은 백킹 플레이트(122a, 122b)가 노출되기 전에 교환된다.
타겟(121a, 121b)의 일부분만이 깊게 파이면, 다른 부분의 막두께 감소량이 적어도 타겟(121a, 121b)을 교환해야만 하므로, 종래의 스퍼터링 장치(110)에서는 타겟의 사용 효율이 좋지 않았다.
특허 문헌 1: 일본 특허공개 평 11-162652호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허공개 2005-032618호 공보
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 그 목적은 타겟의 사용 효율을 높이는 것이다.
본 발명자들이 타겟의 사용 효율을 높이기 위하여 검토를 수행한 결과, 타겟 표면에 형성되는 자기장의 강도 중, 타겟 표면에 대하여 수평인 성분의 강도가 -100가우스 이상 +100가우스 이하이거나, 타겟 표면에 대하여 수직인 성분의 강도의 상한치와 하한치의 차가 100가우스 이하이면, 타겟이 균일하게 스퍼터되는 것을 발견하였다.
이러한 사실에 기초하여 이루어진 본 발명은, 진공조와, 판 형상의 제 1, 제 2 타겟과, 링 형상이며, 그 링의 두께 방향으로 자화된 제 1, 제 2 링자석을 가지며, 상기 제 1, 제 2 타겟은 표면이 서로 평행하게 되도록 향해진 상태로 상기 진공조 내에 소정 간격을 두고 배치되고, 상기 제 1, 제 2 링자석은 상기 제 1, 제 2 타겟의 이면 위치에 배치되며, S극과 N극 중 어느 한 쪽을 제 1 자극, 다른 쪽을 제 2 자극이라 하면, 상기 제 1 링자석은 제 1 자극이 제 1 타겟의 이면측을 향하고, 상기 제 2 링자석은 제 2 자극이 상기 제 2 타겟의 이면측을 향하며, 상기 제 1, 제 2 타겟 간의 공간의 개구로부터 성막 대상물의 표면을 향해 스퍼터 입자가 방출되도록 구성된 스퍼터링 장치로서, 상기 제 1 링자석의 링의 내측에는 상기 제 1 타겟의 이면에 상기 제 1 자극이 향해진 제 1 자석 부재가 배치되고, 상기 제 2 링자석의 링의 내측에는 상기 제 2 타겟의 이면에 상기 제 2 자극이 향해진 제 2 자석 부재가 배치되며, 상기 제 1, 제 2 타겟 표면에 형성되는 자기장의 강도 중, 상기 제 1, 제 2 타겟 표면에 대하여 평행한 수평 자기장 성분의 강도는 절대값이 100가우스 이하로 된 스퍼터링 장치이다.
본 발명은, 진공조와, 판 형상의 제 1, 제 2 타겟과, 링 형상이며, 그 링의 두께 방향으로 자화된 제 1, 제 2 링자석을 가지며, 상기 제 1, 제 2 타겟은 표면이 서로 평행하게 되도록 향해진 상태로 상기 진공조 내에 소정 간격을 두고 배치되고, 상기 제 1, 제 2 링자석은 상기 제 1, 제 2 타겟의 이면 위치에 배치되며, S극과 N극 중 어느 한 쪽을 제 1 자극, 다른 쪽을 제 2 자극이라 하면, 상기 제 1 링자석은 제 1 자극이 제 1 타겟의 이면측을 향하고, 상기 제 2 링자석은 제 2 자극이 상기 제 2 타겟의 이면측을 향하며, 상기 제 1, 제 2 타겟 간의 공간의 개구로부터 성막 대상물의 표면을 향해 스퍼터 입자가 방출되도록 구성된 스퍼터링 장치로서, 상기 제 1 링자석의 링의 내측에는 상기 제 1 타겟의 이면에 상기 제 1 자극이 향해진 제 1 자석 부재가 배치되고, 상기 제 2 링자석의 링의 내측에는 상기 제 2 타겟의 이면에 상기 제 2 자극이 향해진 제 2 자석 부재가 배치되며, 상기 제 1, 제 2 타겟 표면에 형성되는 자기장의 강도 중, 상기 제 1, 제 2 타겟 표면에 대하여 수직인 수직 자기장 성분의 강도는, 상한값과 하한값의 차가 100가우스 이하로 된 스퍼터링 장치이다.
본 발명은 청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 기재된 스퍼터링 장치로서, 상기 제 1, 제 2 링자석과 상기 제 1, 제 2 자석부재는 상기 제 1, 제 2 타겟에 대하여 상대적으로 고정된 스퍼터링 장치이다.
본 발명은 상기와 같이 구성되어 있으며, 제 1, 제 2 타겟 표면에 형성되는 수평 자기장 강도는 절대값이 100가우스 이하로 되어 있기 때문에, 제 1, 제 2 타겟의 각 부분이 균일하게 스퍼터된다. 따라서, 제 1, 제 2 자석부재를 제 1, 제 2 타겟에 대하여 정지시킨 상태라도 침식 영역이 넓어진다.
본 발명의 스퍼터링 장치는 제 1, 제 2 자석부재를 이동시키지 않고, 제 1, 제 2 타겟에 대하여 상대적으로 정지시킨 상태라도 침식 영역이 넓기 때문에, 제 1, 제 2 자석부재를 이동시키는 기구나 수단이 필요가 없어 장치의 구조가 간소해진다. 또한, 100가우스를 Si 단위인 T(테슬라)로 환산하면, 10mT가 된다.
또한, 본원에 이용하는 제 1, 제 2 타겟은 판 형상이며, 그 표면은 적어도 스퍼터링되기 전에는 평탄하게 되어 있다. 제 1, 제 2 타겟은 스퍼터링에 의해 침식된 부분에 요(凹)부가 형성되는데, 본 발명에서 타겟 표면이라 함은 스퍼터되기 전의 평탄한 표면이다. 따라서, 수평 자기장 성분이라 함은 스퍼터링되기 전의 평탄한 표면에 대하여 평행한 자기장 성분을 말하며, 수직 자기장 성분이라 함은 스퍼터링 전의 평탄한 표면에 대하여 수직인 자기장 성분을 말한다.
도 1은 본 발명의 스퍼터링 장치의 단면도.
도 2는 제 1, 제 2 링자석과, 제 1, 제 2 자석부재의 위치 관계를 설명하는 평면도.
도 3은 자기장 성분을 설명하기 위한 단면도.
도 4(a)~(c)는 제 1, 제 2 자석부재의 다른 예를 설명하는 평면도.
도 5는 실시예의 측정 위치를 나타내는 평면도.
도 6은 비교예의 측정 위치를 나타내는 평면도.
도 7(a)~(c)는 실시예의 자기장 강도의 분포를 나타내는 그래프.
도 8(a)~(c)는 비교예의 자기장 강도의 분포를 나타내는 그래프.
도 9(a)~(c)는 본원의 스퍼터링 장치로 타겟을 스퍼터한 후의 침식 분포.
도 10(a)~(c)는 비교예의 스퍼터링 장치로 타겟을 스퍼터한 후의 침식 분포.
도 11은 비교예의 스퍼터링 장치로 스퍼터한 후의 타겟을 나타내는 평면도.
도 12는 유기 EL 소자를 설명하는 단면도.
도 13은 종래 기술의 스퍼터링 장치를 설명하는 단면도.
도 14는 종래 기술의 스퍼터링 장치의 자기장 성분을 설명하는 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
1 스퍼터링 장치
5 성막 대상물
14 반송 경로
21a, 21b 제 1, 제 2 타겟
23a, 23b 제 1, 제 2 링자석
24a, 24b 제 1, 제 2 자석부재
도 1의 부호 1은 본 발명의 일예의 스퍼터링 장치를 나타내고 있다.
이 스퍼터링 장치(1)는 종(縱)형의 인터백식의 장치로서, 진공조(11)를 가지고 있다. 진공조(11)는 반송실(9)과 이 반송실(9)에 접속된 스퍼터실(16)을 가지고 있다.
스퍼터실(16)의 내부에는 2장의 백킹 플레이트(22a, 22b)가 서로 이간되어 배치되어 있으며, 그 표면에는 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)이 각각 장착되어 있다.
제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)은 각각 판 형상이며, 표면이 소정 간격을 두고 서로 평행하게 되어 있다.
제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)은 표면이 서로 마주보고 있으며, 제 1 타겟(21a)의 표면과 제 2 타겟(21b)의 표면 사이의 공간에서 스퍼터 공간이 구성된다.
진공조(11)에는 진공 배기계(19)와, 가스 공급계(18)가 접속되어 있으며, 진공 배기계(19)에서 진공조(11) 내를 배기하여 진공조(11) 내에 진공 분위기를 형성한 후, 가스 공급계(18)로부터 스퍼터 가스를 도입하여 스퍼터 공간에 소정 압력의 성막 분위기를 형성한다.
진공조(11)의 외부에는 전원(25)이 배치되어 있고, 전원(25)은 백킹 플레이트(22a, 22b)에 접속되어 있지만, 진공조(11)에는 접속되어 있지 않으며, 성막 분위기를 유지한 채로 진공조(11)를 접지 전위에 둔 상태에서, 전원(25)으로부터 백킹 플레이트(22a, 22b)에 전압 인가하면, 스퍼터 공간에 플라즈마가 생성되고, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)이 스퍼터되어 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b) 표면으로부터 스퍼터 공간으로 스퍼터 입자가 방출된다.
제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)은 직사각형이고, 그 두 개의 긴 변 중, 한 쪽 긴 변이 반송실(9)을 향하고, 다른 긴 변이 반송실(9)과는 반대측을 향하고 있으며, 반송실(9)측을 향하는 두 개의 긴 변은 같은 평면 내에 위치하고, 그 긴 변과 긴 변 사이의 부분에 스퍼터 공간의 개구(39)가 구성된다.
반송실(9)에는 직선 형상의 반송 경로(14)가 설치되어 있고, 게이트 밸브(41)를 열어, L/UL실(3)로부터 성막 대상물(5)을 반송실(9) 내에 반입하고, 캐리어(13)에 성막 대상물(5)을 지지시켜 반송 기구(12)로 캐리어(13)를 반송하면, 성막 대상물(5)이 반송 경로(14)를 따라 이동한다.
반송 경로(14)는 개구(39)와 평행하며, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b) 표면과는 수직 방향으로 연장 설치되어 있어, 개구(39)로부터는 반송 경로(14)의 하류측과 상류측에 균등하게 스퍼터 입자가 방출된다.
반송 경로(14)는 성막 대상물(5)이 개구(39)와 정면으로 대하는 위치를 개구(39)와 평행하게 통과하도록 연장 설치되어 있으며, 성막 대상물(5)이 반송 경로(14)를 따라 상류측에서 하류측으로 이동하면 개구(39)로부터 방출된 스퍼터 입자가 성막 대상물(5)에 균등하게 도달한다.
개구(39)를 구성하는 두 변의 간격은 좁아, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b) 표면과, 이 표면으로부터 튀어 나올 때의 방향이 이루는 각도를 튀어 나오는 각도라 하면, 튀어 나오는 각도가 작은 스퍼터 입자만이 개구(39)로부터 방출되어 성막 대상물(5)의 표면에 도달한다. 튀어 나오는 각도가 작은 스퍼터 입자는 에너지량이 작기 때문에, 성막 대상물(5) 표면에 노출하는 물질(예를 들면 유기막 등)이 스퍼터 입자에 의해 손상을 받지 않는다.
진공조(11) 외부의 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 이면 위치에는 제 1, 제 2 자계 형성 수단(15a, 15b)이 배치되어 있으며, 제 1, 제 2 자계 형성 수단(15a, 15b)은 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)과, 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)를 가지고 있다.
제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)은 얇은 판의 링 형상으로 되어 있고, 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)는 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)과 같은 정도의 두께의 얇은 판 형상으로 되어 있다.
진공조(11) 외부의 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b) 이면 위치에는 판 형상의 요크(29a, 29b)가 표면을 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)을 향하도록 하여 배치되어 있으 며, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)은 표면이 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 이면을 향하고, 이면을 요크(29a, 29b)의 표면에 밀착하여 배치되어 있다.
제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)는 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링 내주보다도 작게 되어 있고, 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)는 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링 내측에서, 표면이 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)을 향하고, 이면을 요크(29a, 29b)에 밀착하여 배치되어 있다.
제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)과 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)는 각각 두께 방향으로 자화되어 있고, 각 자석(23a, 23b, 24a, 24b)의 자극은 각각, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b) 이면을 향하는 표면과, 요크(29a, 29b)에 밀착한 이면에 형성되어 있다.
형성된 그 자극 중, 제 1, 제 2의 타겟(21a, 21b) 이면을 향하는 면에 위치하는 자극을 타겟측 자극이라 하면, 제 1 링자석(23a)과 제 1 자석부재(24a)의 타겟측 자극은 서로 같은 자성이고, 마찬가지로, 제 2 링자석(23b)과 제 2 자석부재(24b)의 타겟측 자극은 서로 같은 자성이지만, 제 1 링자석(23a)과 제 1 자석부재(24a)의 타겟측 자극의 자성과, 제 2 링자석(23b)과 제 2 자석부재(24b)의 타겟측 자극의 자성은 서로 다르다.
따라서, 제 1 자계 형성 수단(15a)과 제 2 자계 형성 수단(15b)의 내부에서는 동일한 자극이 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b) 이면을 향해 있지만, 제 1 자계 형성 수단(15a)의 타겟측 자극과, 제 2 자계 형성 수단(15b)의 타겟측 자극은 서로 다른 자극으로 되어 있다.
S극과 N극 중, 어느 한 쪽을 제 1 자극, 다른 쪽을 제 2 자극으로 했을 때, 제 1 자계 형성 수단(15a)의 타겟측 자극이 제 1 자극이면, 제 2 자계 형성 수단(15b)의 타겟측 자극은 제 2 자극이 된다.
제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)은 같은 형상이고, 그 크기는 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)보다도 커서, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)을 구성하는 변은 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 가장자리로부터 비어져 나와, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 외주로부터 일정 거리만큼 이간되어 있다(도 2).
따라서, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)은 진공조(11)의 벽을 사이에 두고 서로 마주보고 있으며, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b) 사이에는 통형상의 자력선(M)이형성되고, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)은 이 통형상의 자력선(M)의 내부에 위치한다(도 3).
상기 스퍼터 공간에 생성되는 플라즈마는 통형상의 자력선(M) 내에 갇히기 때문에, 성막 대상물(5)에는 플라즈마 중의 하전 입자가 도달하지 않는다. 따라서, 성막 대상물(5)의 표면에 노출되는 물질(예를 들면 유기막)이 손상을 받는 일 없이, 성막 대상물(5) 표면에 제 1 박막이 형성된다.
또한, 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)도 서로 같은 형상이고, 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)는 진공조(11)와 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)을 사이에 두고 서로 대향하도록 위치하고 있다.
제 1, 제 2 타겟(21a, 21b) 표면에 형성되는 자기장 성분 중, 상기 표면에 대하여 평행한 성분을 수평 자기장 성분이라 하고, 상기 표면에 대하여 수직인 성 분을 수직 자기장 성분이라 하면, 도 14에 나타낸 종래예와 같이, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링 내측에 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)를 배치하지 않는 경우, 후술하는 도 8과 같이 수평 자기장 성분의 강도는 불균일하게 될 뿐만 아니라, 수직 자기장 성분의 강도는 타겟의 중심 부근이 작고, 타겟의 단부에서 커져, 그 상한치와 하한치의 차가 크다.
이에 대하여, 본원 발명에서는 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링의 내측에 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)를 배치함으로써, 후술하는 도 7에 나타낸 바와 같이, 수평 자기장 성분의 강도가 제로에 가까운 값이 되어, 수직 자기장 성분의 강도의 상한치와 하한치의 차가 작아진다.
각 자석(23a, 23b, 24a, 24b)의 강도와, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링의 반경과, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링의 폭과, 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)의 폭과, 제 1, 제 2 자계 형성 수단(15a, 15b)의 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)측의 자극으로부터, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)까지의 거리는, 수평 자기장 성분의 자기장 강도가 -100가우스 이상 +100가우스 이하의 범위에 분포하고, 수직 자기장 성분의 상한치와 하한치의 차가 100가우스 이하가 되도록 설정되어 있어, 그 결과 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)이 균일하게 스퍼터된다.
반송실(9) 내의 스퍼터실(16)이 접속된 부분보다도 반송 경로(14)의 하류측에는 백킹 플레이트(22c)에 장착된 제 3 타겟(21c)이 배치되어 있다.
제 3 타겟(21c)의 이면측에는 제 3 자계 형성 수단(15c)이 배치되어 있고, 제 3 자계 형성 수단(15c)은 제 3 타겟(21c)의 표면에, 이 표면에 평행한 자력선을 형성하여, 진공조(11)를 접지 전위에 둔 상태로 전원(45)으로부터 제 3 타겟(21c)에 전압을 인가하면, 상기 평행한 자력선에 의해 제 3 타겟(21c)의 표면이 고효율로 스퍼터된다.
제 3 타겟(21c)의 표면은 반송 경로(14)를 향해 있고, 성막 대상물(5)이 제 3 타겟(21c)과 정면으로 대하는 위치를 통과하도록 구성되어 있어, 이로 인해, 제 3 타겟(21c)으로부터 수직으로 튀어 나온 스퍼터링 입자가 성막 대상물(5)에 도달한다.
이 때, 성막 대상물(5)의 표면에는 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)에 의해 제 1 박막이 형성되어 있고, 제 3 타겟(21c)의 스퍼터링 입자는 제 1 박막의 표면에 입사하여, 제 1 박막의 하층의 박막에 손상을 주지 않고 제 2 박막이 형성된다.
제 2 박막을 형성하는 스퍼터링 입자는 제 3 타겟(21c)의 표면으로부터 수직으로 튀어 나온 입자로서, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)으로부터 입사하는 스퍼터링 입자의 양에 비해 다량이므로, 제 1 박막에 비하면 제 2 박막의 성막 속도는 빠르다.
예를 들면, 제 1~제 3 타겟(21a~21c)은 ITO와 같은 투명 도전 재료이고, 제 1, 제 2 박막은 각각 투명 도전 재료의 박막이므로, 성막 대상물(5) 표면에는 제 1, 제 2 박막으로 이루어지는 1층의 투명 도전막이 형성된다.
또한, 제 3 타겟(21c)의 구성 재료를 제 1, 제 2 타겟(21a, 21c)과 서로 다른 것으로 구성하면, 성막 대상물(5) 표면에는 2층 구조의 박막이 형성된다.
제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 형상이나 배치, 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)의 형상과 배치도 특별히 한정되지 않지만, 그 일예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링 형상은 가늘고 긴 타원 또는 긴 직사각형 형상이고, 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)는 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링의 폭과 같은 폭을 갖는 길고 가는 형상이며, 전 외주가 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 내주의 가장자리와 이간되도록 배치된다.
제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)를 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링의 길이 방향을 따라 배치하면, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 길이 방향을 따라 넓은 영역에서, 수평 자기장 성분의 강도를 제로에 가깝게 하여, 수직 자기장 성분의 강도 분포를 좁게 할 수 있다.
이상은 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)가 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)과 접촉하지 않는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 제 1, 제 2 자석부재(44a, 44b)의 길이 방향의 단부(여기에서는 양단부)를 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링 내주의 가장자리와 접촉시킬 수도 있다.
또한, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 제 1, 제 2 자석부재(54a, 54b)를 복수로 분할하고, 제 1, 제 2 자석부재(54a, 54b)의 분할된 부분을 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링의 길이 방향을 따라 배열할 수도 있다.
또한, 도 4(c)에 나타낸 바와 같이, 제 1, 제 2 자석부재(64a, 64b)의 배열 방향과 직교하는 방향의 폭을 배열 방향의 길이보다도 길게 할 수도 있다.
어떠한 경우라도, 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b, 44a, 44b, 54a, 54b, 64a, 64b)는 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링의 길이 방향과 평행하고, 그 길이 방향과 직교하는 방향의 단부는 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링 내주측 가장자리로부터 이간되어 있다.
본 발명에 의해 형성할 수 있는 투명 도전성 박막은 ITO 박막, SnO2 박막, ZnOx 박막, IZO 박막 등의 각종 투명 도전 재료의 박막이 포함된다.
또한, 타겟의 구성 재료는 투명 도전 재료에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면 금속 재료를 주성분으로 하는 타겟을 이용하여 성막 대상물(5)의 표면에 금속막을 형성하거나, 산화규소나 질화규소 등의 절연 재료를 주성분으로 하는 타겟을 이용하여 성막 대상물의 표면에 보호막을 형성할 수도 있다.
또한, 반응 가스에 타겟의 구성 재료와 반응성이 높은 물질, 예를 들면 산소 가스, 수소 가스, 물 등을 이용해 스퍼터하여, 성막 대상물(5) 표면에 타겟의 구성 재료와 반응 가스의 반응물의 막을 형성할 수도 있다. 스퍼터 가스의 종류도 특별히 한정되지 않으며, 일반적으로 이용되는 스퍼터 가스, 예를 들면 Ar, Ne, Kr 등을 이용할 수 있다.
제 1~제 3 타겟(21a~21c)은 같은 종류의 것을 이용할 수도 있고, 서로 다른 재료로 구성된 것을 이용할 수도 있다. 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)에 서로 다른 재료로 구성된 것을 이용하면, 제 1 박막은 2종류 이상의 재료로 구성된 복합막이 되고, 제 3 타겟(21c)에 제 1 스퍼터실(16)과 서로 다른 것을 이용하면, 제 1 박막 상에 제 1 박막과는 다른 조성의 제 2 박막이 형성된 적층막을 얻을 수 있다.
제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)에는 직류 전압을 인가할 수도 교류 전압을 인가할 수도, 그들을 중첩한 전압을 인가할 수도 있다. 또한, 제 1, 제 2 자계 형성 수단(15a, 15b)의 배치 장소도 특별히 한정되지 않으며, 상술한 바와 같이 진공조(11)의 외부에 배치하여도, 진공조(11)의 내부에 배치하여도 좋다. 제 1, 제 2 자계 형성 수단(15a, 15b)을 진공조(11) 외부에 배치하는 경우에는 진공조(11)의, 적어도 제 1, 제 2 자계 형성 수단(15a, 15b) 사이의 부분을 투자성 재료로 구성하는 것이 바람직하다.
(실시예)
상기 도 5에 나타낸 바와 같이, 링자석(23)의 내측에 자석부재(24)가 배치된 자계 형성 수단(15)을, 링자석(23)의 N극과 자석부재(24)의 N극이 타겟의 이면을 향하도록 배치하고, 타겟 표면에 형성되는 자기장 중, 타겟 표면에 대하여 수직인 수직 자기장 성분과, 타겟 표면에 대하여 평행한 수평 자기장 성분의 강도를 측정하였다.
수직 자기장 성분과 수평 자기장 성분의 측정 개소는 링자석(23)의 짧은 양변의 외주측의 가장자리로부터 각각 50㎜ 안쪽의 위치(A-A, C-C)와, 길이 방향의 중앙 위치(B-B), 이렇게 세 곳이며, 링자석(23)의 폭 방향을 따라 10㎜마다 측정하였다(도 5).
또한, 링자석(23)은 링의 외주가 가로 90㎜, 세로 340㎜인 직사각형이고, 링의 폭은 10㎜, 링의 두께는 20㎜였다. 자석부재(24)의 폭은 10㎜, 두께는 20㎜이고, 링자석(23)과 자석부재(24)가 발생시키는 자기장의 강도는 같았다. 타겟과 자 계 형성 수단(15) 사이의 거리는 30㎜였다.
그 측정 결과를 하기 표 1과 도 7(a)~(c)에 나타낸다.
자석부재를 설치한 경우의 수평 자기장
측정점 자기장 강도(G)
중앙 상부 하부
수평 수직 수평 수직 수평 수직
-40 -75.8 330.0 -59.9 310.0 -57.9 330.0
-30 -87.4 309.0 -77.7 308.0 -76.6 314.0
-20 -55.2 284.0 -45.5 284.0 -42.7 294.0
-10 -29.3 294.0 -24.0 289.0 -13.5 307.0
0 16.9 307.0 8.0 301.0 31.9 312.0
10 70.8 280.0 56.4 275.0 76.5 273.0
20 87.5 247.0 73.9 248.0 82.5 252.0
30 91.0 262.0 85.0 263.0 85.0 270.0
40 77.7 310.0 72.5 311.0 70.2 300.0
또한, 상기 도 7(a)~(c)와, 후술하는 도 8(a)~(c)의 가로축(측정점)은 타겟 표면의 폭 방향 중심으로부터의 거리를 나타낸다.
또한, 비교예로서, 도 6에 나타낸 바와 같이 링자석(23)의 내측에 자석부재를 배치하지 않고, 링자석(23)만을 타겟의 이면에 배치한 경우에 대해서도, 상기 실시예와 같은 위치에서 수평 자기장 성분과 수직 장기장 성분을 측정하였다.
그 측정 결과를 하기 표 2와 도 8(a)~(c)에 나타낸다.
링자석만 설치한 경우의 수평 자기장
측정점 자기장 강도(G)
중앙 상부 하부
수평 수직 수평 수직 수평 수직
-40 147.0 455.0 241.0 541.0 305.0 482.0
-30 -48.5 451.0 50.5 545.0 120.5 527.0
-20 -132.5 298.0 -50.8 433.0 -38.0 424.0
-10 -98.9 148.0 -68.0 313.0 -78.1 259.0
0 4.6 65.4 1.6 256.0 0.4 154.3
10 85.7 120.0 48.6 310.0 91.9 166.5
20 81.2 275.0 34.3 433.0 137.0 315.0
30 -27.9 451.0 -86.9 544.0 66.5 471.0
40 -188.6 495.0 -253.0 515.0 -124.3 559.0
상기 표 1, 2와, 도 7(a)~(c), 도 8(a)~(c)를 보면 알 수 있듯이, 링자석(23)의 링 내측에 자석부재(24)를 배치한 경우에는 수평 자기장 성분의 강도가 각 부분에서 -100가우스 이상 100가우스 이하의 범위에 있고, 또한 수직 자기장 성분은 최대값(330가우스)과, 최소값(247가우스)의 차가 100가우스 이하로 되었다.
이에 대하여, 자석부재를 설치하지 않은 링자석(23)에서는 수평 자기장, 수직 장기장 모두 강도의 편차가 커, 수평 자기장 성분의 강도의 절대값이 200가우스를 넘는 장소가 있었고, 또한 타겟의 폭 방향의 단부와 폭 방향의 중심에서는 수직 장기장 성분의 강도에 약 400가우스나 되는 차가 생겼다.
이상으로부터, 링자석(23)의 내측에 자석부재(24)를 배치하고, 링자석(23)과 자석부재(24)의 타겟측의 표면에 같은 자성의 자극을 배치함으로써, 수평 자기장 성분의 강도의 절대값을 100가우스 이하로 하고, 수직 자기장 성분의 강도의 최대값과 최소값의 차를 100가우스 이하로 할 수 있다는 것을 알 수 있다.
다음으로, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링 내측에 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)를 배치한 스퍼터링 장치(1)를 이용하여, 하기에 나타내는 성막 조건으로 성막 대상물(5)의 표면에 ITO막을 성막하였다.
성막 대상물은 유기 EL 소자의 중도품을 이용하고, 그 중도품의 제조 방법은, 먼저 유기 EL 제조 장치(ULVAC제 SATELLA)로, Ag/ITO 전극이 패터닝된 유리 기판의 표면을 O2 플라즈마 세척하고, 유기 EL의 각 층을 순차 증착법으로 형성하여 성막 대상물(5)로 하였다.
예를 들면, 4, 4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐(이하, NPB라 한다)을 정공(正孔) 수송층으로서 35nm의 두께로 형성하고, 예를 들어 8-옥시퀴놀리노알루미늄 착체(이하, Alq3이라 한다)를 포함하는 발광층을 50nm의 두께로 더 형성하고, 음극 버퍼층으로서 LiF를 증착에 의해 5nm의 두께로 더 형성하였다.
유기 EL 제조 장치에 장착되어 있는 질소 치환의 글로브 박스 내로 성막 대상물(5)을 반송하고, 밀폐 용기 내에 성막 대상물(5)을 넣어 밀폐 용기를 대기 중으로 취출하였다. 그 후, 상기 스퍼터링 장치(1)에 장착된 N2 글로브 박스 안에 밀폐 용기를 넣고, 그 안에서 밀폐 용기를 개봉하고 성막 대상물(5)을 취출하여, L/UL실(3)에 장착된 캐리어(13) 상에 성막 대상물(5)을 세트하였다.
또한, 그 성막 대상물(5)의 버퍼층이 형성된 면(성막면) 상에 ITO 전극을 형성하기 위한 마스크를 장착하고 진공 배기하였다. 소정의 압력이 되었을 때 게이트 밸브(41)를 열고, 성막 대상물(5)을 캐리어(13)와 함께 진공조(11) 내로 반송하였다.
제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 이면에 상술한 제 1, 제 2 자계 형성 수단(15a, 15b)를 배치하여 스퍼터링을 수행하고, 성막 대상물(5)을 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 측방을 통과시켜 막두께 20nm의 ITO막으로 이루어지는 제 1 박막을 성막하고, 제 3 타겟(21c) 위를 통과시켜 제 1 박막 상에 막두께 80nm의 ITO막을 형성하여, 성막 대상물(5)의 버퍼층 표면에 제 1, 제 2 박막으로 이루어지는 상부 전극이 형성된 유기 EL 소자를 얻었다.
제 1, 제 2 박막의 성막 조건은 대향 캐소드(제 1, 제 2 타겟(21a, 21b))가 성막 압력 0.67Pa, 스퍼터 가스(Ar 가스) 200SCCM이고, 평행 평판 캐소드(제 3 타겟(21c))가 성막 압력 0.67Pa, 스퍼터 가스(Ar 가스) 200SCCM, 반응 가스(산소) 2.0SCCM이다.
투입 파워는 대향 캐소드가 DC 전원 1000W(2.1W/㎠/cathode)이고, 평행 평판 캐소드가 DC 전원 620W(1W/㎠)이다. 다이나믹 레이트는 대향 캐소드가 2nm/min, 평행 평판 캐소드가 8nm/min이었다. 성막 대상물(5)의 반송 속도는 0.1m/min이다.
제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)은 가로 70㎜, 세로 330㎜의 직사각형이었다. 제 1, 제 2 자계 형성 수단(15a, 15b)은 상기 자기장 강도의 측정과 같은 것을 이용하였다.
소정 시간 스퍼터링을 수행한 후 스퍼터링을 정지하고, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)을 취출하여, 도 5의 A-A, B-B, C-C 절단선으로 나타낸 개소에 대하여, 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 폭 방향 일단부터 타단까지의 침식 깊이를 측정하였다.
측정된 값을 하기 표 3에 기재하고, 그 측정 결과를 그래프화한 것을 도 9(a)~(c)에 각각 기재하였다. 또한, 도 9(a)~(c)와, 후술하는 도 10(a)~(c)의 가로축(측정점)은 타겟 표면의 폭 방향 중심으로부터의 거리를 나타내고, 세로축(침식 깊이)은 타겟의 막두께 감소량을 나타내고 있다.
침식 깊이의 측정
측정점( 링자석만 내측 동극 자석 설치
A-A B-B C-C A-A B-B C-C
35 0 0 0 -3.0 -3.0 -3.0
30 0 -0.5 -0.7 -3.0 -3.0 -3.0
25 0 -1.5 -2.0 -3.2 -3.2 -3.2
20 -0.5 -2.0 -3.0 -3.4 -3.4 -3.4
15 -1.0 -3.0 -4.0 -3.5 -3.5 -3.5
10 -1.5 -3.7 -4.2 -3.5 -3.5 -3.5
5 -2.5 -4.2 -4.0 -3.5 -3.5 -3.5
0 -3.5 -4.3 -3.5 -3.5 -3.5 -3.5
-5 -4.0 -4.2 -2.5 -3.5 -3.5 -3.5
-10 -4.3 -3.5 -1.5 -3.5 -3.5 -3.5
-15 -4.0 -3.0 -1.0 -3.5 -3.5 -3.5
-20 -3.0 -2.0 -0.5 -3.4 -3.4 -3.4
-25 -2.0 -1.5 0 -3.2 -3.2 -3.2
-30 -0.7 -0.5 0 -3.0 -3.0 -3.0
-35 0 0 0 -3.0 -3.0 -3.0
또한, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링의 내측에 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)를 배치하지 않은 것 이외에는 상기와 동일한 조건으로 스퍼터링을 수행하고, 스퍼터 후의 침식 깊이를 측정하였다. 그 값을 상기 표 3에 기재하고, 그래프화한 것을 도 10(a)~(c)에 나타낸다.
상기 표 3과, 도 9(a)~(c), 도 10(a)~(c)를 보면 알 수 있듯이, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)의 링 내측에 제 1, 제 2 자석부재(24a, 24b)를 배치한 본원의 스퍼터링 장치(1)에서는 침식 깊이가 균일하였다.
이에 대하여, 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)만을 배치했을 때에는 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 가장자리 부분에 비하여 중앙 부분의 침식 깊이가 깊고, 침식 깊이가 불균일하였다. 도 11은 제 1, 제 2 링자석(23a, 23b)만을 배치하여 스퍼터링을 수행한 후의 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 표면을 나타내고 있으며, 도 11의 부호 31은 침식 깊이가 깊은 부분을, 부호 32는 침식 깊이가 얕은 부분을 나타내고 있다. 이상의 결과로부터 본원의 스퍼터링 장치(1)는 제 1, 제 2 타겟(21a, 21b)의 사용 효율이 높다는 것을 알 수 있다.
제 1, 제 2 타겟 표면에 형성되는 수평 자기장 성분의 강도 분포는 절대값이 100가우스 이하로 좁기 때문에, 제 1, 제 2 타겟 표면이 균일하게 스퍼터된다. 따라서, 제 1, 제 2 타겟의 각 부분은 균일하게 막두께가 감소하므로 제 1, 제 2 타겟의 사용 효율이 높다.

Claims (4)

  1. 진공조와,
    판 형상의 제 1, 제 2 타겟과,
    링 형상이며, 그 링의 두께 방향으로 자화된 제 1, 제 2 링자석을 가지며,
    상기 제 1, 제 2 타겟은 표면이 서로 평행하게 되도록 향해진 상태로 상기 진공조 내에 소정 간격을 두고 배치되고,
    상기 제 1, 제 2 링자석은 상기 제 1, 제 2 타겟의 이면 위치에 배치되며,
    S극과 N극 중 어느 한 쪽을 제 1 자극, 다른 쪽을 제 2 자극이라 하면,
    상기 제 1 링자석은 제 1 자극이 제 1 타겟의 이면측을 향하고, 상기 제 2 링자석은 제 2 자극이 상기 제 2 타겟의 이면측을 향하며,
    상기 제 1, 제 2 타겟 간의 공간의 개구로부터 성막 대상물의 표면을 향해 스퍼터 입자가 방출되도록 구성된 스퍼터링 장치로서,
    상기 제 1 링자석의 링의 내측에는 상기 제 1 타겟의 이면에 상기 제 1 자극이 향해진 제 1 자석 부재가 배치되고,
    상기 제 2 링자석의 링의 내측에는 상기 제 2 타겟의 이면에 상기 제 2 자극이 향해진 제 2 자석 부재가 배치되며,
    상기 제 1, 제 2 타겟 표면에 형성되는 자기장의 강도 중, 상기 제 1, 제 2 타겟 표면에 대하여 평행한 수평 자기장 성분의 강도는 절대값이 100가우스 이하로 된 스퍼터링 장치.
  2. 진공조와,
    판 형상의 제 1, 제 2 타겟과,
    링 형상이며, 그 링의 두께 방향으로 자화된 제 1, 제 2 링자석을 가지며,
    상기 제 1, 제 2 타겟은 표면이 서로 평행하게 되도록 향해진 상태로 상기 진공조 내에 소정 간격을 두고 배치되고,
    상기 제 1, 제 2 링자석은 상기 제 1, 제 2 타겟의 이면 위치에 배치되며,
    S극과 N극 중 어느 한 쪽을 제 1 자극, 다른 쪽을 제 2 자극이라 하면,
    상기 제 1 링자석은 제 1 자극이 제 1 타겟의 이면측을 향하고, 상기 제 2 링자석은 제 2 자극이 상기 제 2 타겟의 이면측을 향하며,
    상기 제 1, 제 2 타겟 간의 공간의 개구로부터 성막 대상물의 표면을 향해 스퍼터 입자가 방출되도록 구성된 스퍼터링 장치로서,
    상기 제 1 링자석의 링의 내측에는 상기 제 1 타겟의 이면에 상기 제 1 자극이 향해진 제 1 자석 부재가 배치되고,
    상기 제 2 링자석의 링의 내측에는 상기 제 2 타겟의 이면에 상기 제 2 자극이 향해진 제 2 자석 부재가 배치되며,
    상기 제 1, 제 2 타겟 표면에 형성되는 자기장의 강도 중, 상기 제 1, 제 2 타겟 표면에 대하여 수직인 수직 자기장 성분의 강도는, 상한값과 하한값의 차가 100가우스 이하로 된 스퍼터링 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 링자석과 상기 제 1, 제 2 자석부재는 상기 제 1, 제 2 타겟에 대하여 상대적으로 고정된 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 링자석과 상기 제 1, 제 2 자석부재는 상기 제 1, 제 2 타겟에 대하여 상대적으로 고정된 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
KR1020077026831A 2005-10-18 2006-10-05 스퍼터링 장치 KR20080002978A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2005-00303491 2005-10-18
JP2005303491 2005-10-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080002978A true KR20080002978A (ko) 2008-01-04

Family

ID=37962340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077026831A KR20080002978A (ko) 2005-10-18 2006-10-05 스퍼터링 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8679306B2 (ko)
EP (1) EP1939322A4 (ko)
JP (1) JP4717887B2 (ko)
KR (1) KR20080002978A (ko)
CN (1) CN101184864B (ko)
TW (1) TWI361840B (ko)
WO (1) WO2007046244A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8382966B2 (en) 2010-01-11 2013-02-26 Samsung Display Co., Ltd. Sputtering system

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5186297B2 (ja) * 2008-07-07 2013-04-17 株式会社アルバック スパッタリング装置
CN102234766A (zh) * 2010-04-30 2011-11-09 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 溅镀装置及溅镀洗靶方法
JP5527894B2 (ja) * 2010-09-01 2014-06-25 株式会社アルバック スパッタ装置
JP6050104B2 (ja) * 2012-11-30 2016-12-21 株式会社アルバック 無機酸化物膜の形成装置、及び、ｉｇｚｏ膜の形成方法
CN110055500A (zh) * 2019-04-10 2019-07-26 深圳市华星光电技术有限公司 磁控溅射装置及磁控溅射方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4666788A (en) * 1982-02-16 1987-05-19 Teijin Limited Perpendicular magnetic recording medium, method for producing the same, and sputtering device
JPS61183466A (ja) * 1985-02-12 1986-08-16 Teijin Ltd 対向タ−ゲツト式スパツタ装置
JPS61243168A (ja) * 1985-04-19 1986-10-29 Hitachi Ltd 対向タ−ゲツト方式スパツタ装置
JPS62211374A (ja) * 1986-03-12 1987-09-17 Fujitsu Ltd スパツタリング装置
JPS63277756A (ja) * 1987-05-09 1988-11-15 Canon Inc 対向タ−ゲット式スパッタ装置
JP2761875B2 (ja) * 1987-08-25 1998-06-04 キヤノン株式会社 バイアススパッタリング法による堆積膜形成装置
JPH04218905A (ja) * 1990-03-23 1992-08-10 Unitika Ltd 薄膜状磁性材料及びその製造方法
CN1067118C (zh) * 1994-07-08 2001-06-13 松下电器产业株式会社 磁控管溅射装置
JPH11162652A (ja) 1997-12-02 1999-06-18 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機ｅｌ素子およびその製造方法
JP3505459B2 (ja) * 2000-02-10 2004-03-08 豊明 平田 ミラートロンスパッタ装置
JP4396163B2 (ja) 2003-07-08 2010-01-13 株式会社デンソー 有機ｅｌ素子
JP2005179716A (ja) * 2003-12-17 2005-07-07 Sony Corp スパッタリング装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8382966B2 (en) 2010-01-11 2013-02-26 Samsung Display Co., Ltd. Sputtering system

Also Published As

Publication number Publication date
CN101184864B (zh) 2011-09-14
JPWO2007046244A1 (ja) 2009-04-23
TW200722548A (en) 2007-06-16
WO2007046244A1 (ja) 2007-04-26
JP4717887B2 (ja) 2011-07-06
US20080210556A1 (en) 2008-09-04
CN101184864A (zh) 2008-05-21
TWI361840B (en) 2012-04-11
EP1939322A4 (en) 2015-12-09
US8679306B2 (en) 2014-03-25
EP1939322A1 (en) 2008-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5026087B2 (ja) スパッタリング装置、透明導電膜の製造方法
KR100984965B1 (ko) 스퍼터링 장치 및 성막 방법
US7347919B2 (en) Sputter source, sputtering device, and sputtering method
JP4717887B2 (ja) スパッタリング装置
JP4717896B2 (ja) スパッタリング装置及び成膜方法
JP4789535B2 (ja) スパッタリング装置、成膜方法
KR100833769B1 (ko) 유기 박막 증착기의 마스크 얼라인먼트용 자석판 및자석판과 마스크의 얼라인먼트 구조
KR101305114B1 (ko) 스퍼터링 장치
JP2009193774A (ja) 有機ｅｌ素子及びその製造方法
JP2006089850A (ja) 対向ターゲット式スパッタリング装置及びこれを用いた有機電界発光表示装置の製造方法
JP5965686B2 (ja) スパッタリング装置
JP2008258085A (ja) 有機ｅｌ層などの有機層の封止膜の形成方法
KR100570980B1 (ko) 스퍼터링 장치
KR20080012657A (ko) 대향 타깃형 스퍼터링 장치
KR20140129576A (ko) 스퍼터링 장치 및 방법
KR20140126512A (ko) 스퍼터링 장치 및 이를 포함하는 증착장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application