KR20080049135A - 시트상 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 성막 방법 및성막 장치 - Google Patents

시트상 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 성막 방법 및성막 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20080049135A
KR20080049135A KR1020087009644A KR20087009644A KR20080049135A KR 20080049135 A KR20080049135 A KR 20080049135A KR 1020087009644 A KR1020087009644 A KR 1020087009644A KR 20087009644 A KR20087009644 A KR 20087009644A KR 20080049135 A KR20080049135 A KR 20080049135A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sheet
plasma
magnet
plasma beam
portion corresponding
Prior art date
Application number
KR1020087009644A
Other languages
English (en)
Inventor
도모야스 사이토
다카유키 모리와키
Original Assignee
캐논 아네르바 가부시키가이샤
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 캐논 아네르바 가부시키가이샤 filed Critical 캐논 아네르바 가부시키가이샤
Publication of KR20080049135A publication Critical patent/KR20080049135A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266Magnetic control means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08Oxides
    • C23C14/081Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08Oxides
    • C23C14/086Oxides of zinc, germanium, cadmium, indium, tin, thallium or bismuth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/32Vacuum evaporation by explosion; by evaporation and subsequent ionisation of the vapours, e.g. ion-plating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32623Mechanical discharge control means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3293Tin oxides, stannates or oxide forming salts thereof, e.g. indium tin oxide [ITO]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

성막 면적의 확대를 가능하게 하면서, 막두께 분포를 보다 균일화할 수 있는 시트상 플라즈마 발생 장치와 이를 이용한 성막 장치를 제공한다. 플라즈마 건으로부터 집속 코일에 의해 인출한 플라즈마 빔을, 해당 플라즈마 빔의 진행 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되며, 대향하여 서로 평행하게 배치되어 쌍으로 되어 있는 영구 자석으로 이루어지는 시트화 마그넷에 의해 형성되는 자기장 내에 통과시켜 시트상으로 변형시키는 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서, 시트화 마그넷에는 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷이 적어도 하나 포함되어 있다.
Figure 112008028748113-PCT00001
성막, 플라즈마, 빔, 건, 시트상, 마그넷, 자기장.

Description

시트상 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 성막 방법 및 성막 장치{SHEET-LIKE PLASMA GENERATOR, AND FILM DEPOSITION METHOD AND EQUIPMENT EMPLOYING SUCH SHEET-LIKE PLASMA GENERATOR}
본 발명은 시트상 플라즈마 발생 장치와, 이 시트상 플라즈마 발생 장치를 이용한 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것으로서, 예컨대 플라즈마 디스플레이 패널의 제조 등 대면적의 기판에 성막하기에 적합한 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것이다.
액정 표시 장치(본 명세서에 있어서 "LCD"라고 표시할 수 있음)나 플라즈마 디스플레이 장치(본 명세서에 있어서 "PDP"라고 표시할 수 있음) 등 디스플레이용 대형 기판의 양산이 최근 강하게 요구되고 있다.
LCD나 PDP 등의 디스플레이용 대면적 기판에 투명 도전막 IT0나 전면판 전극 보호층인 MgO 등의 박막을 형성함에 있어서는, 생산량의 증가, 고정세(高精細) 패널화에 따라 EB 증착법이나 스파터링법을 대신하는 성막법으로서 이온 도금법이 주목받고 있다. 이온 도금법은 고성막 레이트, 고밀도 막질의 형성, 큰 프로세스 마진이라는 다양한 장점을 가지며, 또한 플라즈마 빔을 자기장에서 제어함으로써 대면적 기판에의 성막이 가능해지기 때문이다. 이 중에서 특히 홀로우 캐소 드(hollow-cathode)식 이온 도금법이 디스플레이용의 대면적 기판에의 성막용으로서 기대되고 있다.
이 홀로우 캐소드식 이온 도금법에서는 플라즈마원에 우라모토 죠신씨가 개발한 UR식 플라즈마 건을 사용하고 있는 것이 있다(일본 특허 제1755055호 공보). 이 UR식 플라즈마 건은 홀로우 캐소드와 복수의 전극으로 구성되어 있으며, Ar 가스를 도입하여 고밀도의 플라즈마를 생성하고, 서로 다른 4종류의 자기장에서 플라즈마 빔의 형상, 궤도를 변화시켜 성막실로 유도하고 있다. 즉, 플라즈마 건에서 생성된 플라즈마 빔을 해당 플라즈마 빔의 진행 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되며, 대향하여 서로 평행하게 배치되어 쌍으로 되어 있는 영구 자석으로 이루어지는 시트화 마그넷에 의해 형성되어 있는 자기장 내에 통과시킨다. 이에 따라 해당 플라즈마 빔을 시트상으로 변형시켜, 편평하게 퍼진 시트상의 플라즈마 빔으로 하는 것이다.
이 편평하게 퍼진 시트상의 플라즈마 빔을 증발 재료 받침 접시 상의 증발 재료에 광범위에 걸쳐 조사하는 기술도 개발된 바 있다(일본 특허 공개 평 9-78230호 공보). 이에 따르면, 시트화된 플라즈마 빔에 의해 플라즈마가 증발 재료 받침 접시 상의 증발 재료, 예컨대 MgO에 광범위하게 걸쳐 조사되기 때문에 증발원을 폭넓게 할 수 있고, 폭이 넓은 기판 상에 성막하는 것이 가능해진다고 되어 있다.
이러한 종래의 성막 장치(100)에 의한 성막 방법의 일례를 도 11, 도 12를 이용하여 설명한다. 도 11은 종래의 성막 장치의 일례를 설명하는 개략 측면도, 도 12는 이 개략 평면도이다. 도 11에서, 화살표(X) 방향에서 본 것이 도 12에 도 시한 상태이고, 도 12에서 화살표(Y) 방향에서 본 것이 도 11에 도시한 상태이다.
성막 장치(100)의 진공 배기 가능한 성막실(30) 내의 하부에 증발 재료(예컨대 MgO)(31)를 수용한 증발 재료 받침 접시(32)가 배치되어 구비되어 있다. 성막 처리되는 기판(33)(예컨대 디스플레이용 대형 기판)은 성막실(30) 내의 상부에 증발 재료 받침 접시(32)와 대향하도록 배치된다. 그리고, 기판(33)에 연속적으로 투명 도전성 막 IT0나 MgO막을 성막할 때, 기판(33)은 도시하지 않은 기판 홀더에 의해 소정의 거리를 두고 화살표(43)와 같이 연속적으로 반송된다.
도 11, 도 12에 도시한 실시 형태에서는, 성막실(30)의 외측에 배치되어 있는 플라즈마 건(20)은 홀로우 캐소드(21)와, 전극 마그넷(22) 및 전극 코일(23)로 구성되고, 이들이 도 11에 도시한 바와 같이 대략 수평의 축을 따라 동축으로 배치되어 있다. 또한, 플라즈마 건(20)이 성막실(30) 내에 설치되어 있는 경우도 있다.
플라즈마 빔(25)을 성막실(30) 내로 인출하기 위한 집속 코일(26)이 전극 코일(23)보다 하류측(플라즈마 빔이 진행하는 방향)에 설치되어 있다.
집속 코일(26)의 더 하류측에는 플라즈마 빔(25)의 진행 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되며, 대향하여 서로 평행하게 배치되어 쌍으로 되어 있는 영구 자석으로 이루어지는 시트화 마그넷이 배치되어 있다. 상기와 같이 성막실(30) 쪽으로 진행하는 플라즈마 빔(25)은 이 시트화 마그넷에 의해 형성되는 자기장 내를 통과하고, 여기를 통과하는 동안에 편평한 시트화된 시트상 플라즈마 빔(28)이 된다. 시트화 마그넷은 1벌 또는 복수 벌 배치된다. 도 11, 도 12에 도시한 종래 예에서는 2벌의 시트화 마그넷(29, 29)이 배치되어 있다.
또한, 도 11, 도 12에 도시한 종래 예에서는 시트화 마그넷(29)이 성막실(30)의 내부에 배치되어 있는데, 시트화 마그넷(29)이 성막실(30)의 외부에 배치될 수도 있다.
기판(33)에의 성막을 행하는 경우에는, 증발 재료 받침 접시(32)에 증발 재료(31)를 배치한다. 또한 성막 처리되는 기판(33)을 도시하지 않은 기판 홀더에 유지한다. 진공실(30) 내부를 화살표(42)와 같이 배기하여 소정의 진공도로 함과 아울러 화살표(41)와 같이 반응 가스를 진공실(30) 내에 공급한다.
이 상태에서, 아르곤(Ar) 등의 플라즈마용 가스를 화살표(40)와 같이 플라즈마 건(20)에 도입한다. 플라즈마 건(20)에서 생성된 플라즈마 빔(25)은 집속 코일(26)에 의해 형성되는 자계에 의해 집속되고, 특정한 범위에서 퍼짐을 가지면서, 예컨대 도 4(a), 도 5(a)에 도시한 바와 같이 특정한 지름을 갖는 원기둥 모양으로 퍼지면서 진공실(30) 내에 인출된다. 그리고, 2벌의 시트화 마그넷(29, 29)에 의해 각각 형성되어 있는 자기장 내를 각각 통과한다. 각 벌의 시트화 마그넷(29, 29)을 통과할 때 각각 변형되어 편평한 시트화된 시트상 플라즈마 빔(28)이 된다.
이 시트상 플라즈마 빔(28)은 증발 재료 받침 접시(32)의 하방의 애노드 마그넷(34)이 만드는 자계에 의해 편향되어 증발 재료(31) 상에 인입되어 증발 재료(31)를 가열한다. 그 결과, 가열된 부분의 증발 재료(31)는 증발하고, 도시하지 않은 기판 홀더에 유지되어 화살표(43) 방향으로 이동하고 있는 기판(33)에 도달하여 기판(33)의 표면에 막을 형성한다.
특허 문헌 1: 일본 특허 제1755055호 공보
특허 문헌 2: 일본 특허 공개 평 9-78230호 공보
(발명이 해결하고자 하는 과제)
도 11, 도 12에 도시하고 전술한 구성으로 이루어지는 종래의 성막 장치(100)는, 전술한 바와 같이, 플라즈마 건에서 생성되는 플라즈마 빔을 시트화 마그넷에 의해 형성되어 있는 자기장 내에 통과시킴으로써 시트상으로 변형시키고, 편평하게 퍼진 시트상의 플라즈마 빔을 형성하는 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치를 이용하고 있는 것이다.
이러한 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치, 성막 장치(100)를 이용한 종래의 방법에 따르면, 성막 면적을 넓히는 것은 가능해졌으나, 막두께의 균일성에 관해서는 개선할 점이 남아 있었다.
즉, 발명자들의 실험에 의하면, 상기와 같은 종래의 방법에서는 증발 재료 표면에서의 플라즈마 빔의 분산 정도를 나타내는 이온 플럭스 분포가 도 10에 도시한 바와 같이 되어 있음이 확인되었다. 또한, 도 10에 있어서, 세로축은 이온 강도(임의 평균)를 나타내고, 가로축은 시트상 플라즈마 빔(28)의 중심을 원점(0)으로 하였을 때의 플라즈마 빔의 시트화 (퍼짐) 방향(도 12에서 화살표(x) 방향)의 거리(mm)를 나타낸다.
이에 대응하여, 기판 표면에 성막되는 막의 프로파일도 동일한 형상이 되며, 중앙측에서 두꺼워 하나의 산의 피크를 형성하고, 외측 가장자리측(양 사이드측) 쪽으로 갈수록 막두께가 점차 얇아지는 형상이 되어, 넓은 면적의 기판에 성막한 경우의 막두께 분포의 균일화에 있어서 불충분하다고 판단되었다.
이는, 플라즈마 건에서 생성된, 특정한 범위에서 퍼짐을 가지면서, 예컨대 특정한 지름을 갖는 원기둥 모양과 같이 되어 성막실 방향으로 진행하는 플라즈마 빔에 있어서, 플라즈마가 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 비하여 플라즈마 빔의 중심측에 집중하기 때문으로 생각된다. 이에 따라, 시트상의 플라즈마 빔의 중심측 부분이 조사된 증발 재료의 증발 레이트가, 해당 중심측 부분의 양측에 해당하는 외측 가장자리측 부분에 비하여 높아지는 것으로 생각된다. 이 결과, 막두께 분포가 중앙측에서 두껍고 외측 가장자리측(양 사이드측)에서 얇아져, 넓은 면적의 기판에의 균일한 막두께 분포의 성막이 불충분해진 것으로 생각되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 성막 면적의 확대를 가능하게 하고, 또한 성막된 막의 막두께 분포를 보다 균일화할 수 있는 시트상 플라즈마 발생 장치와, 이를 이용한 성막 장치 및 성막 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 플라즈마 건으로부터 집속 코일에 의해 인출되며, 특정한 범위에서 퍼짐을 가지면서, 예컨대 특정한 지름을 갖는 원기둥 모양과 같이 되어 진행하는 플라즈마 빔을, 해당 플라즈마 빔의 진행 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되며, 대향하여 서로 평행하게 배치되어 쌍으로 되어 있는 영구 자석으로 이루어지는 시트화 마그넷에 의해 형성되어 있는 자기장 내를 통과시켜 시트상으로 변형시키는 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서, 이하의 제안을 행하는 것이다.
즉 본 발명은, 상기와 같은 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서, 상기한 시트화 마그넷에는 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷이 적어도 하나 포함되는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기에 있어서, 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷은 플라즈마 빔에 대하여 직교하는 방향에 있어서 복수 개로 분할되어 있는 것으로 할 수 있다.
그리고 이 경우, 복수 개로 분할되어 있는 시트화 마그넷은 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석이 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석보다 플라즈마 빔에 대하여 근접하여 배치되고, 상기 중심측에 대응하는 부분에서 서로 대향하는 영구 자석끼리의 간격의 쪽이 상기 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서 서로 대향하는 영구 자석끼리의 간격보다 좁아지도록 할 수 있다.
혹은, 복수 개로 분할되어 있는 시트화 마그넷은 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석의 잔류 자속 밀도의 쪽이 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석의 잔류 자속 밀도보다 크고, 상기 중심측에 대응하는 부분에서 서로 대향하는 영구 자석끼리에 의한 반발 자기장 강도의 쪽이 상기 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서 서로 대향하는 영구 자석끼리에 의한 반발 자기장 강도보다 세지도록 할 수 있다.
다음 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명이 제안하는 성막 장치는, 진공 배기 가능한 성막실 내에 배치되어 있는 증발 재료 받침 접시에 수용되어 있는 증발 재료에 대하여, 전술한 본 발명의 어느 하나의 시트상 플라즈마 발생 장치에서 생성된 시트상 플라즈마를 입사시켜 증발 재료를 증발시키고, 상기 성막실 내에서 상기 증발 재료 받침 접시에 대하여 소정의 간격을 두고 상기 증발 재료 받침 접시에 대향하는 위치에 배치되어 있는 기판에 성막하는 것이다.
이 경우, 성막되는 기판은 상기 증발 재료 받침 접시에 병행하여 상기 성막실 내를 이동하도록 할 수 있다. 이에 따라 이동하고 있는 기판에 연속적으로 성막하는 것이다.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명이 제안하는 성막 방법은, 진공 배기 가능한 성막실 내에 배치되어 있는 증발 재료 받침 접시에 수용되어 있는 증발 재료에 대하여, 전술한 본 발명의 어느 하나의 시트상 플라즈마 발생 장치에서 생성된 시트상 플라즈마를 입사시켜 증발 재료를 증발시키고, 상기 성막실 내에서 상기 증발 재료 받침 접시에 대하여 소정의 간격을 두고 상기 증발 재료 받침 접시에 대향하는 위치에 배치되어 있는 기판에 성막하는 것이다.
이 경우, 성막되는 기판은 상기 증발 재료 받침 접시에 병행하여 상기 성막실 내를 이동하고, 해당 이동하는 기판에 연속적으로 성막하도록 할 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 성막 장치, 성막 방법에 있어서 사용되는 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에서는 플라즈마 건이 성막 실의 외부에 배치되고, 시트화 마그넷이 성막실의 내부에 배치되어 있는 형태, 플라즈마 건 및 시트화 마그넷이 모두 성막실의 외부에 배치되어 있는 형태의 어느 것도 채용할 수 있다.
(발명의 효과)
본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 따르면, 플라즈마 건으로부터 집속 코일에 의해 인출한 플라즈마 빔을 시트화 마그넷에 의해 형성되어 있는 자기장 내에 통과시켜 시트상으로 변형시킴에 있어서, 상기 시트화 마그넷 중에 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷이 적어도 하나 포함되어 있다.
이에 따라, 특정한 범위에서 퍼짐을 가지면서, 예컨대 특정한 지름을 갖는 원기둥 모양과 같이 되어 성막실의 증발 재료를 향하여 진행하는 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 세진다.
따라서, 시트화 마그넷의 중심측 부분을 통과하는 플라즈마의 밀도를 해당 중심측 부분의 양측에 해당하는 외측 가장자리측에 분산시킬 수 있다. 이와 같이 하여 증발 재료에 조사되는 시트상의 플라즈마 빔의 플라즈마가 외측 가장자리측에 비하여 중심측에 집중하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 증발 재료 표면에서의 이온 플럭스 분포를 도 10에 도시한 바와 같이 하나의 피크밖에 없는 급준한 산형태에서 보다 평탄한 분포로 변화시킬 수 있다. 이에 따라, 기판 상에 성막되는 막의 프로파일을 평탄화시켜 넓은 면적에 걸쳐 균일한 막두께 분포의 성막을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 성막 장치 및 성막 방법에 따르면, 기판 상에 성막되는 막의 프로파일을 평탄화시켜, 넓은 면적에 걸쳐 균일한 막두께 분포의 성막을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 본 발명의 성막 장치의 일례를 설명하는 개략 측면도.
도 2는 도 1의 개략 평면도.
도 3의 (a)는 도 1, 도 2에 도시한 실시 형태에 있어서의 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서, 시트화 마그넷이 플라즈마 빔에 대하여 직교하는 방향에 있어서 3개로 분할되어 있는 예에 있어서의 시트화 마그넷 부분을 도시한 평면도, (b)는 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서의 시트화 마그넷 부분의 다른 형태를 도시한 평면도, (c)는 도 3(b)에 도시한 실시 형태에 있어서의 시트화 마그넷 부분의 다른 예를 도시한 평면도.
도 4는 시트화 마그넷을 설명하는 도면으로서, (a)는 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서의 시트화 마그넷의 배치도, (b)∼(e)는 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서의 시트화 마그넷의 배치예를 설명하는 도 4(a)에 대응하는 도면.
도 5는 시트화 마그넷을 설명하는 도면으로서, (a)는 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치의 시트화 마그넷의 구성예를 설명하는 도면, (b), (c)는 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치의 시트화 마그넷의 구성예를 설명하는 것으로서, 도 5(a)에 대응하는 도면.
도 6은 종래의 시트화 마그넷이 채용되던 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치에 의한 시트상 플라즈마 빔과, 도 4(b)에 도시한 형태의 시트화 마그넷이 채용되어 있는 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 의한 시트상 플라즈마 빔에 의해 증발 재료의 표면에 형성되는 이온 플럭스 분포를 도시한 도면.
도 7은 종래의 시트화 마그넷이 채용되던 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치에 의한 시트상 플라즈마 빔과, 도 5(b)에 도시한 형태의 시트화 마그넷이 채용되어 있는 본 발명 시트상 플라즈마 발생 장치에 의한 시트상 플라즈마 빔에 의한 증발 재료 표면의 이온 플럭스 분포를 도시한 도면.
도 8은 종래의 시트화 마그넷이 채용되던 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치에 의한 시트상 플라즈마 빔과, 도 5(b)에 도시한 형태의 시트화 마그넷이 채용되어 있는 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 의한 시트상 플라즈마 빔에 의한 증발 재료 표면의 이온 플럭스 분포의 다른 예를 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치, 성막 장치에 의해 성막을 행한 경우와 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치, 성막 장치에 의해 성막을 행한 경우의 막두께 분포를 도시한 도면.
도 10은 종래의 성막 장치의 증발 재료 표면의 이온 플럭스 분포를 도시한 도면.
도 11은 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 종래의 성막 장치의 일례를 설명하는 개략 측면도.
도 12는 도 11의 개략 평면도.
<부호의 설명>
10…성막 장치,
20…플라즈마 건,
21…홀로우 캐소드,
22…전극 마그넷,
23…전극 코일,
25…플라즈마 빔,
26…집속 코일,
27…본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 채용되는 시트화 마그넷,
27a, 27b…분할된 영구 자석,
28…시트상 플라즈마 빔,
29…종래의 시트상 플라즈마 발생 장치에 채용되는 시트화 마그넷,
30…성막실,
31…증발 재료,
32…증발 재료 받침 접시,
33…기판,
34…애노드 마그넷,
100…종래의 성막 장치
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 성막 장치(10)의 일례의 개략 구성을 도시한 측면도이다. 도 2는 도 1에 도시한 성막 장치(10)의 개략 구성을 도시한 평면도이다. 도 1에서 화살표(X) 방향에서 본 것이 도 2에 도시한 상태이고, 도 2에서 화살표(Y) 방향에서 본 것이 도 1에 도시한 상태이다.
본 발명의 특징은 후술하는 시트화 마그넷(27)의 형태에 있으며, 그 이외의 시트상 플라즈마 발생 장치, 성막 장치(10)의 구성은 도 11, 도 12를 이용하여 배경 기술의 난에서 설명한 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치, 성막 장치(100)와 동일하므로 도 11, 도 12를 이용하여 배경 기술의 난에서 설명한 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치, 성막 장치(100)와 공통되는 부분에는 공통되는 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.
플라즈마 건(20)으로부터 집속 코일(26)에 의해 플라즈마 빔(25)이 인출된다. 이 플라즈마 빔(25)은 이것이 성막실(30)을 향하여 진행하는 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되고, 대향하여 서로 평행하게 배치되어 쌍으로 되어 있는 영구 자석으로 이루어지는 시트화 마그넷(29, 27)에 의해 형성되어 있는 자기장 내를 통과한다. 이에 따라, 플라즈마 빔(25)은 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이 편평한 시트상 플라즈마 빔(28)이 된다.
본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에서도, 도 11, 도 12를 이용하여 배경 기술의 난에서 설명한 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치와 동일하게 특정한 범위에서 퍼짐을 가지면서, 예컨대 특정한 지름을 갖는 원기둥 모양과 같이 되어 진행하는 플라즈마 빔(25)이 시트화 마그넷에 의해 편평한 시트상 플라즈마 빔(28)으로 변형된다.
본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서는, 이 시트화 마그넷 중에 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도가 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷(27)이 적어도 하나 포함되어 있다.
도 1∼도 3(c)에 도시한 실시 형태에 있어서는, 부호 27로 나타낸 시트화 마그넷이 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷으로 되어 있다. 한편, 도 1∼도 3(c)에 있어서, 부호 29로 나타낸 시트화 마그넷은 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도와 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도 사이에 차이가 없는, 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치에 채용되어 있는 시트화 마그넷이다.
또한, 도 1∼도 3(c)의 실시 형태에서는 플라즈마 빔(25)이 성막실(30)을 향하여 진행하는 방향으로 2벌의 시트화 마그넷(27, 29)이 배치되어 있는데, 본 발명은 이러한 형태에 한정되지 않는다. 2벌 이상의 복수의 시트화 마그넷이 배치되어 있는 경우에도, 그 안에 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도가 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷(27)이 적어도 하나 포함되어 있으면 된다. 또한 복수의 시트화 마그넷이 배치되어 있어, 그 중 적어도 하나가 전술한 시트화 마그넷(27)일 때 시트화 마그넷(27)은, 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 성막실(30)의 증발 재료(31)에 가까운 쪽에 배치되어 있는 형태, 도 3(b)에 도시한 바와 같이 성막실(30)의 증발 재료(31)에서 먼 쪽에 배치되어 있는 형태 모두 선택할 수 있다.
또한 도시하지는 않았으나, 플라즈마 빔(25)이 성막실(30)을 향하여 진행하는 방향으로 1벌의 시트화 마그넷(27)만이 배치되어 있어서, 이 시트화 마그넷(27)이 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도가 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도보다 센 것으로 되어 있는 형태로 할 수도 있다.
더욱이 도 1, 도 2에 도시한 실시 형태에서도 도 11, 도 12에 도시한 종래예의 경우와 동일하게, 시트화 마그넷(29, 27)이 성막실(30)의 내부에 배치되어 있는 구성으로 설명하고 있으나, 시트화 마그넷(27, 29)이 성막실(30)의 외부에 배치되는 형태로 하는 것도 가능하다.
결국, 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도가 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷(27)이 적어도 하나 포함되어 있음으로써 시트화 마그넷(27)의 중심측 부분을 통과하는 플라즈마의 밀도를 외측 가장자리측으로 분산시킬 수 있다. 이와 같이 하여, 시트상의 플라즈마 빔(28)이 성막실(30) 내에 배치되어 있는 증발 재 료(31)에 조사될 때, 외측 가장자리측에 비하여 중심측에 플라즈마가 집중하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 기판(33) 상에 성막되는 막의 프로파일을 평탄화시켜, 넓은 면적에 걸쳐 균일한 막두께 분포의 성막을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서, 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷(27)은 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 복수 개로 분할되어 있는 형태로 할 수 있다.
이와 같이 함으로써, 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도의 쪽을 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도보다 세게 하는 것이 이하에 설명하는 바와 같이 용이해진다.
도 3(a)는 도 1, 도 2에 도시한 실시 형태의 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서, 시트화 마그넷(27)이 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 3개로 분할되어 있는 예를 설명하는 것이다.
도 3(c)는 도 3(b)에 도시한 실시 형태의 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서, 시트화 마그넷(27)이 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 3개로 분할되어 있는 예를 설명하는 것이다.
이하, 시트화 마그넷(27)이 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 복수 개로 분할되어 있는 경우의 바람직한 배치예, 구성예를 도 4(a)∼도 4(e), 도 5(a)∼도 5(c)를 참조하여 설명한다.
도 4(a)∼도 4(e), 도 5(a)∼도 5(c) 모두 도 2의 화살표(Z) 방향에서 본 상태의 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치에 채용되어 있는 시트화 마그넷(29)과, 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 채용되어 있는 시트화 마그넷(27)의 배치 형태, 구성 형태를 설명하는 도면이다.
플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷(27)이 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 복수 개로 분할되어 있는 경우, 다음과 같은 형태를 채용할 수 있다. 예컨대 복수 개로 분할되어 있는 시트화 마그넷(27)은 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석이 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석보다 플라즈마 빔(25)에 대하여 근접하여 배치되어 있다. 그리고, 상기 중심측에 대응하는 부분에서 서로 대향하는 영구 자석끼리의 간격의 쪽이 상기 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서 서로 대향하는 영구 자석끼리의 간격보다 좁게 되어 있는 것이다.
시트화 마그넷(27)을 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 복수 개로 분할한 후에 이와 같이 하면, 이하에 설명하는 바와 같이, 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도의 쪽을 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 세게 하는 것을 용이하게 행할 수 있다.
도 4(b), (c)는 시트화 마그넷(27)을 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방 향에 있어서 3개로 분할한 후에, 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석(27a, 27a)이 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석(27b, 27b, 27c, 27c)보다 플라즈마 빔(25)에 대하여 근접하여 배치되어 있는 예를 설명하는 것이다. 이에 따라, 중심측에 대응하는 부분에서 서로 대향하는 영구 자석(27a, 27a)끼리의 간격(A)이 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서 서로 대향하는 영구 자석(27b, 27b)끼리의 간격(B), 영구 자석(27c, 27c)끼리의 간격(B)보다 좁게 되어 있다.
도 4(a)는 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도와 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도 사이에 차이가 없는 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치에 채용되어 있는 시트화 마그넷(29)을 설명하는 것이다. 대향하여 쌍으로 되어 있는 영구 자석끼리의 간격은 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분에 있어서도 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서도 동일하며, 또한 어느 위치에 있어서도 서로 대향하는 영구 자석끼리에 의한 반발 자기장 강도가 동일하게 되어 있다.
도 6은 도 4(a)에 도시한 형태의 종래의 형태의 시트화 마그넷(29)만이 채용되던 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치와, 해당 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서 시트화 마그넷(29)을 도 4(b)에 도시한 형태의 시트화 마그넷(27)으로 변경한 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 대하여 설정 조건을 동일하게 하여, 생성된 시트상 플라즈마 빔(28)에 의해 증발 재료(31)의 표면에 형성되는 이온 플럭스 분포를 도시한 것이다.
발명자 등의 실험에 따르면, 도 4(a)에 도시한 형태의 종래의 시트화 마그넷(29)이 채용되던 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치의 경우, 도 6에 (1)로 나타낸 바와 같이, 하나의 높은 피크를 갖는 급준한 산형상을 이루는 이온 플럭스 분포가 되었다. 한편, 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 따르면, 도 6에 (2)로 나타낸 바와 같이 낮아진 피크가 복수 개 존재하는 완만한 산형상의 이온 플럭스 분포가 되었다.
이 결과, 증발 재료(31)를 증발시키는 플라즈마의 분포도 마찬가지로 완만한 산형상으로 개선할 수 있고, 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치를 사용하고 있는 본 발명의 성막 장치(10)에 따르면, 기판(33)의 표면에 성막되는 막의 막두께 분포를 평탄화하여 넓은 면적에 걸쳐 균일한 막두께 분포의 성막을 행할 수 있다.
또한, 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷(27)을 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 복수 개로 분할하는 경우, 복수 개로 분할하는 수는, 도 3(a), (c), 도 4(b), (c) 등에 예시되어 있는 바와 같이, 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 3개로 분할하는 것에 한정되지 않는다. 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도보다 세지도록 하면, 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 임의의 수로 분할할 수 있다.
도 4(d), (e)는 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도가 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷(27)이 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 27a∼27e의 5개로 분할되어 있는 예를 설명하는 것이다. 도 4(b), (c)의 실시 형태와 동일하게, 중심측에 대응하는 부분에서 서로 대향하는 영구 자석(27a, 27a)끼리의 간격보다 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서 서로 대향하는 영구 자석(27b, 27b)끼리의 간격, 영구 자석(27c, 27c)끼리의 간격이 넓고, 또한 외측 가장자리측에서 서로 대향하는 영구 자석(27d, 27d)끼리의 간격, 영구 자석(27e, 27e)끼리의 간격이 더 넓게 되어 있다.
또한 전술한 바와 같이, 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도가 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷(27)이 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 복수 개로 분할되어 있는 경우, 다음과 같은 형태도 채용할 수 있다. 예컨대 복수 개로 분할되어 있는 시트화 마그넷(27)은 플라즈마 빔(25)의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석의 잔류 자속 밀도가 플라즈마 빔(25)의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석의 잔류 자속 밀도보다 크게 되어 있다. 그리고, 상기 중심측에 대응하는 부분에서 서로 대향하는 영구 자석끼리에 의한 반발 자기장 강도가 상기 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서 서로 대향하는 영구 자석끼리에 의한 반발 자기장 강도보다 세지도록 되어 있는 것이다.
시트화 마그넷(27)의 이러한 형태를 설명하고 있는 것이 도 5(b), (c)이다.
본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치에 채용되어 있는 시트화 마그넷(27)에 있어서는, 예컨대 도 5(b), (c)에 도시한 바와 같이, 플라즈마 빔(25)에 대하여 직교하는 방향에 있어서 3개로 분할되어 있는 시트화 마그넷(27(27a, 27b, 27c)) 중 가운데의 영구 자석(27a)을, 예컨대 강자기장을 네오듐계 자석(Nd·Fe·B)으로 형성하거나, 사마륨·코발트계 자석(Sm·Co)으로 형성할 수 있다. 이에 따라, 중심측에 대응하는 부분에서 서로 대향하는 영구 자석(27a, 27a)끼리에 의한 반발 자기장 강도의 쪽을 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서 서로 대향하는 영구 자석(27b, 27b)끼리에 의한 반발 자기장 강도나 영구 자석(27c, 27c)끼리에 의한 반발 자기장 강도보다 세게 할 수 있다.
또한 도시하지는 않았으나, 가운데의 영구 자석(27a)의 플라즈마 빔(25)과 대향하는 면의 면적이나 그 체적을 외측의 영구 자석(27b, 27c)의 그것보다 크게 함으로써도 중심측에 대응하는 부분에서 서로 대향하는 영구 자석(27a, 27a)끼리에 의한 반발 자기장 강도의 쪽을 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서 서로 대향하는 영구 자석(27b, 27b)끼리에 의한 반발 자기장 강도나 영구 자석(27c, 27c)끼리에 의한 반발 자기장 강도보다 세게 할 수 있다.
도 7, 도 8은 3분할한 시트화 마그넷(27)의 영구 자석(27a, 27b, 27c)의 재질을 변화시킨 경우의 이온 플럭스 분포를 도시하고 있다.
도 7에 있어서, (3)은 도 6의 (1)과 동일하게 종래 기술의 이온 플럭스 분포이고, 도 7에 있어서의 (4), (5)가 가운데의 영구 자석(27a)을 네오듐계 자석으로 한 실시 형태의 이온 플럭스 분포이다. 도 7에서, (5)는 (4)에 비하여 가운데의 영구 자석(27a)의 길이를 길게 하였다. 따라서, (5)의 경우에 비하여 (4)에서는 외측의 영구 자석(27b, 27c)이 짧게 되어 있다.
또한 도 8에 있어서, (6)은 도 6의 (1)과 동일하게 종래 기술의 이온 플럭스 분포이고, 도 8에서 (7)이 가운데의 영구 자석(27a)을 사마륨·코발트계 자석으로 한 실시 형태의 이온 플럭스 분포이다.
가운데의 영구 자석(27a)을 잔류 자속 밀도가 센 재질로 한 어느 경우에도, 도 4(a), 도 5(a)에 도시한 형태의 종래의 시트화 마그넷(29)이 채용되던 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서의 도 6에 (1)로 나타낸 바와 같은 하나의 높은 피크를 갖는 급준한 산형상을 이루는 이온 플럭스 분포에 비하여 완만한 산형상의 이온 플럭스 분포가 되었다.
이 결과, 증발 재료(31)를 증발시키는 플라즈마의 분포도 마찬가지로 완만한 산형상으로 개선할 수 있고, 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치를 사용하고 있는 본 발명의 성막 장치(10)에 따르면, 기판(33)의 표면에 성막되는 막의 막두께 분포를 평탄화하여 넓은 면적에 걸쳐 균일한 막두께 분포의 성막을 행할 수 있다.
도 4(c)에 도시한 형태의 시트화 마그넷(27)이, 도 3(a)에 도시한 바와 같이, 도 4(a)에 도시한 종래의 시트화 마그넷(29)과 함께 사용되어 있는 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치가 채용되어 있는, 도 1, 도 2에 도시한 형태의 본 발명의 성막 장치(10)를 이용하여 성막하는 경우에 대하여 그 일례를 설명한다.
플라즈마용 가스로서 아르곤 가스를 화살표 40과 같이 플라즈마 건(20)에 도 입하고, 산소를 화살표 41과 같이 성막실(30)에 도입한 것 이외에는 도 11, 도 12를 이용하여 배경 기술의 난에서 설명한 종래의 시트상 플라즈마 발생 장치, 성막 장치(100)와 동일하게 하고, 이하의 조건으로 기판(33)에의 성막을 행하였다.
재질: 산화마그네슘(MgO)
막두께(목표): 12000Å
방전 압력: 0.1Pa
기판 온도: 200℃
Ar 유량: 30sccm(0.5ml/sec)
O2 유량: 400sccm(6.7ml/sec)
성막 속도: 175Å/sec
다음에 2벌의 시트화 마그넷을 모두 도 4(a)에 도시한 종래의 시트화 마그넷(29)으로 하고, 그 이외의 조건은 동일하게 하여 다른 기판(33)에 성막을 행하였다.
도 9는 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치, 성막 장치(10)에 의해 성막을 행한 경우와, 상기한 바와 같이 2벌의 시트화 마그넷을 모두 도 4(a)에 도시한 종래의 시트화 마그넷(29)으로 하여 성막을 행한 경우에 대하여 막두께 분포를 측정한 것이다. 또한, 도 9에 있어서, 세로축은 막두께(Å)를 나타내고, 가로축은 시트상 플라즈마 빔(28)의 중심을 원점(O)으로 하였을 때의 플라즈마 빔 시트화(퍼짐) 방향(도 2의 화살표(x) 방향)의 거리(mm)를 나타낸다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 시트상 플라즈마 발생 장치, 성막 장치(10)에 의해 성막을 행한 경우의 쪽이 막두께 분포가 평탄해져 있었다.
이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태, 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시 형태, 실시예에 한정되지 않으며, 특허 청구 범위의 기재로부터 파악되는 기술적 범위에 있어서 다양한 형태로 변경 가능하다.

Claims (8)

  1. 플라즈마 건으로부터 집속 코일에 의해 인출한 플라즈마 빔을, 해당 플라즈마 빔의 진행 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되며, 대향하여 서로 평행하게 배치되어 쌍으로 되어 있는 영구 자석으로 이루어지는 시트화 마그넷에 의해 형성되는 자기장 내에 통과시켜 시트상으로 변형시키는 시트상 플라즈마 발생 장치에 있어서,
    상기 시트화 마그넷에는 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷이 적어도 하나 포함되는 것을 특징으로 하는 시트상 플라즈마 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도의 쪽이 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 반발 자기장 강도보다 센 시트화 마그넷은 플라즈마 빔에 대하여 직교하는 방향에 있어서 복수 개로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 시트상 플라즈마 발생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 복수 개로 분할되어 있는 시트화 마그넷은 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석이, 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석보다 플라즈마 빔에 대하여 근접하여 배치 되고, 상기 중심측에 대응하는 부분에서 서로 대향하는 영구 자석끼리의 간격의 쪽이 상기 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서 서로 대향하는 영구 자석끼리의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 시트상 플라즈마 발생 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 복수 개로 분할되어 있는 시트화 마그넷은 플라즈마 빔의 중심측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석의 잔류 자속 밀도가, 플라즈마 빔의 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서의 영구 자석의 잔류 자속 밀도보다 크고, 상기 중심측에 대응하는 부분에서 서로 대향하는 영구 자석끼리에 의한 반발 자기장 강도가 상기 외측 가장자리측에 대응하는 부분에 있어서 서로 대향하는 영구 자석끼리에 의한 반발 자기장 강도보다 센 것을 특징으로 하는 시트상 플라즈마 발생 장치.
  5. 진공 배기 가능한 성막실 내에 배치되어 있는 증발 재료 받침 접시에 수용되어 있는 증발 재료에 대하여, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 시트상 플라즈마 발생 장치에서 생성된 시트상 플라즈마를 입사시켜 증발 재료를 증발시키고, 상기 성막실 내에서 상기 증발 재료 받침 접시에 대하여 소정의 간격을 두고 상기 증발 재료 받침 접시에 대향하는 위치에 배치되어 있는 기판에 성막하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 성막되는 기판은 상기 증발 재료 받침 접시에 병행하여 상기 성막실 내를 이동하는 것을 특징으로 하는 성막 장치.
  7. 진공 배기 가능한 성막실 내에 배치되어 있는 증발 재료 받침 접시에 수용되어 있는 증발 재료에 대하여, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 시트상 플라즈마 발생 장치에서 생성된 시트상 플라즈마를 입사시켜 증발 재료를 증발시키고, 상기 성막실 내에서 상기 증발 재료 받침 접시에 대하여 소정의 간격을 두고 상기 증발 재료 받침 접시에 대향하는 위치에 배치되어 있는 기판에 성막하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 성막되는 기판은 상기 증발 재료 받침 접시에 병행하여 상기 성막실 내를 이동하고, 해당 이동하는 기판에 연속적으로 성막하는 것을 특징으로 하는 성막 방법.
KR1020087009644A 2005-10-25 2006-10-10 시트상 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 성막 방법 및성막 장치 KR20080049135A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005309810A JP4728089B2 (ja) 2005-10-25 2005-10-25 シート状プラズマ発生装置および成膜装置
JPJP-P-2005-00309810 2005-10-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080049135A true KR20080049135A (ko) 2008-06-03

Family

ID=37967570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087009644A KR20080049135A (ko) 2005-10-25 2006-10-10 시트상 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 성막 방법 및성막 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20090238995A1 (ko)
JP (1) JP4728089B2 (ko)
KR (1) KR20080049135A (ko)
CN (1) CN101297060B (ko)
TW (1) TW200746930A (ko)
WO (1) WO2007049454A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1296565C (zh) * 2004-03-16 2007-01-24 陈法根 框架式组合堤坝
WO2007066606A1 (ja) * 2005-12-06 2007-06-14 Shinmaywa Industries, Ltd. プラズマ成膜装置
WO2008136130A1 (ja) * 2007-04-24 2008-11-13 Canon Anelva Corporation プラズマ発生装置およびこれを用いた成膜方法並びに成膜装置
JP4660570B2 (ja) * 2008-04-15 2011-03-30 キヤノンアネルバ株式会社 真空成膜装置及び成膜方法
CN101530777B (zh) * 2009-03-06 2012-02-01 西安交通大学 一种等离子体化学反应装置
JP5819768B2 (ja) * 2012-04-10 2015-11-24 小島プレス工業株式会社 プラズマcvd装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02185966A (ja) * 1989-01-12 1990-07-20 Kawasaki Steel Corp 幅方向に均一なシートプラズマ流の発生方法
JPH0772341B2 (ja) * 1991-02-21 1995-08-02 中外炉工業株式会社 圧力勾配型プラズマガンによるプラズマ発生装置
US5400661A (en) * 1993-05-20 1995-03-28 Advanced Mechanical Technology, Inc. Multi-axis force platform
JP2909694B2 (ja) * 1993-06-07 1999-06-23 住友重機械工業株式会社 シートプラズマ生成方法及びその装置
JPH0978230A (ja) * 1995-09-19 1997-03-25 Chugai Ro Co Ltd シート状プラズマ発生装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN101297060A (zh) 2008-10-29
US20090238995A1 (en) 2009-09-24
TWI336217B (ko) 2011-01-11
WO2007049454A1 (ja) 2007-05-03
TW200746930A (en) 2007-12-16
CN101297060B (zh) 2011-08-17
JP2007119804A (ja) 2007-05-17
JP4728089B2 (ja) 2011-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100848851B1 (ko) 플라즈마 데미지 프리 스퍼터 건 및 이를 구비한 스퍼터장치와 이를 이용한 플라즈마 처리장치 및 성막 방법
KR20080049135A (ko) 시트상 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 성막 방법 및성막 장치
JP4660570B2 (ja) 真空成膜装置及び成膜方法
JP3386175B2 (ja) ガスクラスターイオン援用による化合物薄膜の形成方法
JP4368417B2 (ja) プラズマ発生装置およびこれを用いた成膜方法並びに成膜装置
JP4981046B2 (ja) プラズマ成膜装置及び膜の製造法
JP3100837B2 (ja) スパッタリング装置
WO2008035587A1 (fr) Système de traitement sous vide
JPS6350463A (ja) イオンプレ−テイング方法とその装置
JPS6112866A (ja) プラズマ集中型高速スパツタ装置
CN208151473U (zh) 一种磁场可调的磁控溅射装置
JPH0488165A (ja) スパッタ型イオン源
JPS6233764A (ja) スパツタリング装置
JPH02185966A (ja) 幅方向に均一なシートプラズマ流の発生方法
JP2000144390A (ja) 圧力勾配型ホローカソード型イオンプレーティング装置
CN113718219B (zh) 薄膜沉积方法及薄膜沉积设备
JPH0361364A (ja) シートプラズマを利用した薄膜形成方法
JPH07254315A (ja) 被膜の形成方法
JP2003027231A (ja) シートプラズマ先端利用高密度スパタリング
KR101094995B1 (ko) 스퍼터링 장치
WO2009075393A1 (en) Plasma damage free sputter gun, sputter, plasma process apparatus and film-forming method
JPH07258833A (ja) アーク放電プラズマによる被膜の形成方法
JPH0741939A (ja) 蒸着装置
JPH02133569A (ja) イオンプレーティング用ホローカソードガン
JPH09111443A (ja) 薄膜コーティング方法及び装置

Legal Events

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