KR20090020638A

KR20090020638A - 성막 장치 및 성막 방법

Info

Publication number: KR20090020638A
Application number: KR1020087031251A
Authority: KR
Inventors: 요시오 가와마타
Original assignee: 시바우라 메카트로닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2009-02-26
Also published as: KR101019529B1; CN101611164A; JP4321785B2; WO2007148536A1; US8137511B2; US20100230273A1; TW200815617A; TWI386504B; JPWO2007148536A1; CN101611164B

Abstract

성막 장치 및 성막 방법은, 진공실; 막이 형성되는 대상물을 유지하기 위해 상기 진공실 내에서 회전 가능하게 설치된 성막 대상물의 유지부; 및 복수의 타겟을 유지 가능하며, 상기 성막 대상물에 대한 상기 타겟의 대향 면적을 가변시키기 위해 자전 가능하게 설치된 스퍼터 소스를 포함한다. 간단한 구성에 의해 대상물의 크기에 따라, 오염의 가능성이 적고 유지보수성 양호하면서 균일하고 효과적인 성막이 수행될 수 있다.

Description

성막 장치 및 성막 방법{FILM FORMING APPARATUS AND FILM FORMING METHOD}

본 발명은, 성막 장치 및 성막 방법에 관한 것이며, 상세하게는 성막 대상물이 스퍼터 타겟에 대향하는 위치를 이동 통과하면서 성막되는 성막 장치 및 이 장치를 사용한 성막 방법에 관한 것이다.

성막 대상물이 스퍼터용 타겟에 대향하는 위치를 이동 통과하면서 성막되는 성막 장치에 있어서, 타겟에 대하여 성막 대상물의 사이즈가 커지면 외주측에 막이 붙지 않게 되어 막두께 분포가 악화한다. 또한, 타겟에 대하여 성막 대상물의 사이즈가 작아지면, 진공실 내에 있어서 성막 대상물 이외의 부분에 부착되는 막의 양이 증가하므로 성막 효율이 저하되거나, 또한 진공실 내의 부착물이 박리되면, 성막 대상물을 오염시키고, 또한 이것을 방지하기 위해 진공실 내를 크리닝할 필요가 있어 그 시간과 노력이 소요된다.

특허 문헌 1에는, 타겟을 유지한 스퍼터 음극을 기판에 대하여 선회 운동시키면서 스퍼터를 행하거나, 또는 스퍼터 음극을 소정의 위치에서 정지시켜, 소정 시간 기판에 대하여 스퍼터 성막을 행한 후, 스퍼터 음극을 회동시켜 위치를 변경하여 기판에 대하여 재차 스퍼터 성막을 행하는 것이 개시되어 있다.

그러나 특허 문헌 1에서는, 그 도 2에 도시된 바와 같이, 스퍼터 음극에는 하나의 원형 타겟이 유지되고, 그 타겟은, 모든 성막 대상 영역(2개 기판의 전체면)을 동시에 커버하는 구성으로 되어 있지 않다. 2개 기판의 모든 면이 타겟에 대향하도록, 타겟을 중심으로부터 편심된 축의 주위에 회전시키면서 기판에 대하여 스퍼터 성막을 행하는 경우에는, 성막 중에 항상 스퍼터 음극을 회전시킴으로써, 전원 라인이나, 타겟에 대한 냉각용 냉매 공급 라인도 회전시키지 않으면 안 되므로, 이들 회전에 의한 비틀림 및 파손을 방지하기 위한 특별한 구성을 필요로 한다.

특허 문헌 1: 일본 특허출원 공개번호 2005-187830호 공보

발명이 해결하려고 하는 과제

본 발명은, 구성이 간단하며, 성막 대상물의 사이즈에 맞추어 균일하며 효율이 양호한 성막을 행하고, 또 오염의 가능성이 적고, 유지보수성도 양호한 성막 장치 및 성막 방법을 제공한다.

문제점을 해결하기 위한 수단

본 발명의 한 양태에 의하면, 진공실; 상기 진공실 내에서 회전 가능하게 설치된 성막 대상물의 유지부; 및 복수의 타겟을 유지 가능하며, 상기 성막 대상물에 대한 상기 타겟의 대향 면적을 가변시키기 위해 자전 가능하게 설치된 스퍼터 소스를 포함하는 성막 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 한 양태에 의하면, 진공실; 상기 진공실 내에서 회전 가능하게 설치된 성막 대상물의 유지부; 타원 형상 또는 길이가 상이한 변을 가지는 다각형 형상의 타겟을 유지 가능하며, 상기 성막 대상물에 대한 상기 타겟의 대향 면적을 가변시키기 위해 자전 가능하게 설치된 스퍼터 소스를 포함하는 성막 장치가 제공된다.

또한, 본 발명의 또다른 한 양태에 의하면, 성막 대상물의 유지부를 가지고 진공실 내에 회전 가능하게 설치된 회전 테이블을 준비하는 단계; 상기 회전 테이블의 회전에 의해 이동되는 상기 유지부의 이동 경로에 대향하는 위치에 자전 가능하게 설치되어 적어도 2개의 타겟이 유지된 스퍼터 소스를 준비하는 단계; 상기 유지부에 탑재되는 성막 대상물이 상기 타겟에 대하여 상대적으로 작은 경우에는, 상기 2개의 타겟의 중심을 연결하는 선을 상기 성막 대상물의 이동 방향에 대하여 상대적으로 평행에 가까운 상태로 하는 단계; 및 상기 유지부에 탑재되는 성막 대상물이 상기 타겟에 대하여 상대적으로 큰 경우에는, 상기 2개의 타겟의 중심을 연결하는 선을 상기 유지부에 탑재된 상기 성막 대상물의 이동 방향에 대하여 상대적으로 직교에 가까운 상태로 하는 단계를 포함하는 성막 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 또다른 한 양태에 의하면, 성막 대상물의 유지부를 가지고 진공실 내에 회전 가능하게 설치된 회전 테이블을 준비하는 단계; 상기 회전 테이블의 회전에 의해 이동되는 상기 유지부의 이동 경로에 대향하는 위치에 자전 가능하게 설치되어 타원 형상 또는 길이가 상이한 변을 가지는 다각형 형상의 타겟이 유지된 스퍼터 소스를 준비하는 단계; 상기 유지부에 탑재되는 성막 대상물이 상기 타겟에 대하여 상대적으로 작은 경우에는, 상기 타겟의 길이 방향을 상기 유지부에 탑재된 상기 성막 대상물의 이동 방향에 대하여 상대적으로 평행에 가까운 상태로 하는 단계; 및 상기 유지부에 탑재되는 성막 대상물이 상기 타겟에 대하여 상대적으로 큰 경우에는, 상기 타겟의 길이 방향을 상기 유지부에 탑재된 상기 성막 대상물의 이동 방향에 대하여 상대적으로 직교에 가까운 상태로 하는 단계를 포함하는 성막 방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 성막 장치의 모식 단면도이다.

도 2는 동일한 성막 장치에서의 회전 테이블과 스퍼터 소스와의 평면적인 위치 관계를 나타낸 모식도이다.

도 3은 도 1보다 사이즈(직경)가 작은 성막 대상물에 성막을 행하는 경우의 도 1에 대응하는 도면이다.

도 4는 도 2보다 사이즈(직경)가 작은 성막 대상물에 성막을 행하는 경우의 도 2에 대응하는 도면이다.

도 5는 타겟의 사이즈(평면 치수)에 대하여, 성막 대상물의 사이즈(평면 치수)가 큰 경우의 막두께 분포(굵은 실선)를 나타낸 모식도이다.

도 6은 타겟의 사이즈(평면 치수)에 대하여, 성막 대상물의 사이즈(평면 치수)가 작은 경우의 막두께 분포(굵은 실선)를 나타낸 모식도이다.

도 7은 스퍼터 소스에 유지된 복수의 타겟 중, 성막 대상물의 외주측에 대향하는 타겟을, 성막 대상물의 내주측에 대향하는 타겟보다, 성막 대상물에 대하여 접근한 구체예를 나타낸 모식도이다.

도 8은 직사각형상의 타겟을 사용한 경우에서의 회전 테이블과 스퍼터 소스 와의 평면적인 위치 관계를 나타낸 모식도이다.

도 9는 도 8보다 사이즈(직경)가 작은 성막 대상물에 성막을 행하는 경우의 도 8에 대응하는 도면이다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 성막 장치에서의 주요부 구성의 모식도이다.

도 11은 도 10보다 사이즈(직경)가 작은 성막 대상물에 성막을 행하는 경우의 도 10에 대응하는 도면이다.

도 12는 제2 실시예에 따른 성막 장치에 있어서 다른 사용예를 나타낸 모식도이다.

도 13은 제2 실시예에 따른 성막 장치에 있어서 또다른 사용예를 나타낸 모식도이다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 성막 장치에서의 타겟과 성막 대상물과의 배치 관계를 나타낸 모식도이다.

도 15는 도 14와는 상이한 사이즈의 성막 대상물에 대한 타겟의 배치 관계를 나타낸 모식도이다.

도 16은 제1 실시예에 따른 성막 장치에 있어서, 타겟과 성막 대상물과의 배치 관계의 다른 구체예를 나타낸 모식도이다.

* 부호의 설명

2 진공실

3 기밀 용기

4a ~ 4c 성막 대상물

6 성막 대상물의 유지부

8 회전 테이블

9a ~ 9d 타겟

11 스퍼터 소스

18 회전 테이블

100 막두께 분포

110 성막 대상 영역

120 불필요한 막이 형성되는 영역

200 배기

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다. 도면에서, 동일한 구성 요소에 대하여는, 동일한 부호를 부여하고 있다.

[제1 실시예]

도 2는 동일한 성막 장치에서의 회전 테이블(8)과 스퍼터 소스(11)와의 평면적인 위치 관계를 나타낸 모식도이다.

본 실시예에 따른 성막 장치는, 내부에 진공실(2)이 형성된 기밀 용기(3)를 가진다. 기밀 용기(3)의 저부 중앙에는 배기구(17)가 형성되고, 이 배기구(17)에 접속된 도시하지 않은 진공 배기계(vaccum evacuation system)를 통하여, 배기(200)가 실행되는 것에 의해 진공실(2) 내의 압력이 감압된다.

진공실(2) 내의 저부에는, 회전 베어링(13)을 통하여, 회전 테이블(8)이 회전 가능하게 설치되어 있다. 회전 테이블(8)은 예를 들면, 도너츠 형태로 도시되어 있고, 그 중앙 구멍이 배기구(17)의 위쪽에 위치하고 있다. 회전 테이블(8)은, 모터(15)로부터의 회전 구동력을 받아, 중심 C1의 주위에서 회전한다.

회전 테이블(8)은, 원주 방향에 따라 설치된 복수의 성막 대상물의 유지부(6)를 가진다. 그 유지부(6)에는, 예를 들면, 반도체 웨이퍼, 유리 기판 등의 성막 대상물(4a, 4b)이 유지된다. 유지부(6)에 유지된 성막 대상물(4a, 4b)은, 회전 테이블(8)의 회전에 의해, 원을 그리는 궤적으로 진공실(2) 내를 이동한다.

기밀 용기(3) 상벽부(위 덮개)에는, 스퍼터 소스(11)가 설치되어 있다. 스퍼터 소스(11)에는, 복수의 타겟(9a, 9b)을 유지하는 백킹 플레이트(backing plate), 타겟(9a, 9b)에 전력을 인가하는 전극 등이 구비되고, 또한 필요에 따라 마그넷, 냉각 기구가 적당히 구비된다. 타겟(9a, 9b)은, 성막 대상물(4a, 4b) 위에 형성되는 성막 재료로 이루어지고, 예를 들면, 원판형을 이룬다.

스퍼터 소스(11)는, 회전 테이블(8)의 회전에 의해 이동하는 성막 대상물의 유지부(6)의 이동 경로에 대향하는 위치에 자전 가능하게 설치되어 있다. 즉, 스퍼터 소스(11)는, 자신의 중심축 C2의 주위에 회전 가능하게 되어 있다. 타겟(9a, 9b)은, 진공실(2) 내측과 마주하고, 유지부(6) 및 이에 유지된 성막 대상물(4a, 4b)의 이동 경로에 대향하고 있다. 각 타겟(9a, 9b)은, 스퍼터 소스(11)의 자전 중심 C2를 협지하여 배치되어 있다. 그리고 스퍼터 소스(11)의 자전 중심은, 자신의 중심 위치로부터 오프셋하고 있어도 되고, 또한 2개의 타겟(9a, 9b) 사이의 중심 위치에 위치하는 것에도 한정되지 않는다.

그리고 스퍼터 소스는, 성막 대상물의 유지부(6)의 이동 경로를 따라 복수 설치해도 된다. 또한, 1개의 스퍼터 소스에 구비되는 타겟의 개수는 3개 이상이어도 된다. 또한, 복수의 타겟의 재료를 상이하게 하여, 성막 대상물에 복합막, 또는 상이한 재료의 다층막을 형성하는 구성이어도 된다.

회전 테이블(8)이 회전되면, 유지부(6)에 유지된 성막 대상물(4a, 4b)은 원을 그리는 궤적으로 이동된다. 성막 대상물이 스퍼터 소스(11)에 대향하는 위치를 통과할 때, 타겟(9a, 9b)으로부터 스퍼터된 입자가 부착되어 성막이 이루어진다. 그 막두께 분포(100)는 예시된 바와 같다.

도 5는, 타겟(9) 사이즈(평면 치수)에 대하여, 성막 대상물(4a) 사이즈(평면 치수), 또는 성막 대상 영역(110)이 큰 경우의 막두께 분포(굵은 실선)(100)를 나타내는 모식도이다.

타겟(9)에 대하여 성막 대상물(4a) 사이즈가 커지면, 성막 대상물(4a)에 있어서 타겟(9)에 대향하지 않는 외측 부분에 막이 붙지 않게 되어, 막두께의 면내 균일성(in-plane uniformity)이 악화된다.

도 6은, 타겟(9) 사이즈(평면 치수)에 대하여, 성막 대상물(4b) 사이즈(평면 치수), 또는 성막 대상 영역(110)이 작은 경우의 막두께 분포(굵은 실선)(100)를 나타내는 모식도이다.

타겟(9)에 대하여 성막 대상물(4b) 사이즈가 작아지면, 불필요한 막이 형성되는 영역(120)이 증가한다. 즉, 성막 대상물(4b) 이외의 부분에 부착되는 불필요한 막의 양이 증가하므로 타겟(9)의 이용 효율이 나쁘다. 또한, 진공실(2) 내의 부착물이 박리되면 성막 대상물을 오염시키고, 또한 이것을 방지하기 위해 진공실(2) 내를 크리닝할 필요가 있어 그 시간과 노력이 소요된다.

성막 대상물의 사이즈에 맞추어 복수 사이즈의 타겟을 준비하고, 이들 타겟을, 상이한 사이즈의 성막 대상물마다 교환하여 성막을 행하면, 시간과 노력이 소요되어 생산 효율이 저하되고 비용이 상승해 버린다.

그래서, 본 실시예에서는, 스퍼터 소스(11)를 회전(자전)시킴으로써, 성막 대상물과 마주하는 타겟 면적을 가변할 수 있도록 하고 있다.

비교적 사이즈가 큰 성막 대상물(4a)에 성막을 행하는 경우에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 스퍼터 소스(11) 아래를 통과하는 성막 대상물(4a)의 이동 방향 a에 대하여, 2개의 타겟(9a, 9b)의 중심을 연결하는 선 b가 교차(예를 들면, 도 2에서는 대략 직교)하도록 한다.

이로써, 성막 대상물(4a)의 외주측 부분에도 타겟(9a, 9b)이 대향한다. 그러므로 도 1에 있어서 점선에 의해 도시된 바와 같은 막두께 분포(100)를 얻을 수 있고, 성막 대상물(4a)에 있어서의 막두께의 면내 균일성이 향상된다.

한편, 비교적 사이즈가 작은 성막 대상물(4b)에 성막을 행하는 경우에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 스퍼터 소스(11) 아래를 통과하는 성막 대상물(4b)의 이동 방향 a에 대하여, 2개의 타겟(9a, 9b)의 중심을 연결하는 선 b가 대략 평행하게 되도록 한다.

이로써, 성막 대상물(4b)로부터 벗어나 대향하는 타겟 면적의 축소가 도모된다. 도 3에 있어서 점선에 의해 도시되는 막두께 분포(100)와 같이, 성막 대상물(4b) 이외의 부분에 부착되는 불필요한 막을 줄일 수가 있어 타겟의 이용 효율이 향상된다. 또한, 성막 대상물(4b) 이외의 부분에 부착되는 막에 의한 진공실(2) 내의 오염도 억제할 수 있어 유지보수의 빈도나 수고를 경감할 수 있다. 또한, 성막 대상물(4b)이 타겟(9a, 9b) 아래를 이동하는 거리를 길게, 성막 대상물(4b)이 타겟(9a, 9b)에 대향하고 있는 시간을 길게 확보할 수 있으므로, 성막 속도를 빠르게 할 수 있다.

그리고 본 발명은, 도 2 및 도 4에 나타낸 상태에만 한정되지 않는다. 즉, 도 16에 도시된 바와 같이, 2개의 타겟(9a, 9b)의 중심을 연결하는 선이, 성막 대상물(4a)이 이동하는 방향에 대하여 대략 수직도 아니고 대략 평행도 아닌 경사진 상태로 된 경우도 본 발명의 범위에 포함된다. 성막 대상물의 이동 방향과, 2개의 타겟(9a, 9b)의 중심을 연결하는 선과의 각도는, 성막 대상물의 사이즈에 따라서, 적당히 결정할 수 있다. 성막 대상물의 사이즈가 클수록, 성막 대상물의 이동 방향과, 2개의 타겟(9a, 9b)의 중심을 연결하는 선과는 직교하는 상태에 가까워진다. 한편, 성막 대상물의 사이즈가 작아짐에 따라 성막 대상물의 이동 방향과, 2개의 타겟(9a, 9b)의 중심을 연결하는 선과는 평행한 상태에 접근할 수 있다. 즉, 성막 대상물의 사이즈가 중간적인 경우에는, 성막 대상물의 이동 방향과, 2개의 타겟(9a, 9b)의 중심을 연결하는 선과는 평행한 상태 아니고 직교하는 상태도 아닌 경우가 있다.

스퍼터 소스(11)의 회전은, 진공실(2) 내부가 대기압 하(under atmospheric pressure) 또는 감압 하(under reduced pressure) 중 어느 쪽의 상태에서도 행해도 되고, 또한 진공실(2) 내에 성막 대상물이 있는 상태로 행해도 되고, 없는 상태로 행해도 된다. 또한, 스퍼터 소스(11)의 회전은, 수동 조작, 자동 조작 중 어느 쪽으로 행해도 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 성막 대상물의 사이즈에 따라서, 복수의 타겟을 구비한 스퍼터 소스(11)를 회전(자전)시키는 간단한 구성에 의해, 성막 대상물과 마주하는 타겟 면적을 가변할 수 있도록 하고 있으므로, 성막 대상물의 사이즈에 맞추어 복수 사이즈의 타겟을 준비하거나, 이들 타겟을, 상이한 사이즈의 성막 대상물마다 교환하여 성막을 행할 필요가 없고, 생산 효율의 저하나 비용 상승을 억제할 수 있다.

한편, 회전 테이블(8)의 외주측은 내주측에 비해 주변 길이가 길기 때문에, 성막 대상물은 외주측 쪽이 내주측보다 빠르게 스퍼터 소스(11) 아래를 통과하여, 외주측 쪽이 내주측보다 성막 레이트가 저하된다. 즉, 외주측 쪽이 막두께가 얇아지기 쉽다.

이것을 방지하기 위해서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 스퍼터 소스(11)에 유지된 복수의 타겟 중, 성막 대상물(4a)의 외주측에 대향하는 타겟(9b)을, 성막 대상물(4a)의 내주측에 대향하는 타겟(9a)보다, 성막 대상물(4a)에 더 접근시키는 것이 유효하다.

이로써, 타겟(9b)으로부터 스퍼터된 입자가 성막 대상물(4a)의 외주측에 도달하는 레이트가 빨라져, 도 7에서 점선에 의해 도시된 바와 같이 막두께 분포(100)를 내주측과 외주측으로 균일하게 할 수 있다.

대안적으로, 각 타겟(9a, 9b)으로의 인가 전력을 각 타겟마다 제어 가능하게 하여, 성막 대상물(4a)의 외주측에 대향하는 타겟(9b)으로의 인가 전력을, 성막 대상물(4a)의 내주측에 대향하는 타겟(9a)으로의 인가 전력보다 크게 함으로써, 막두께의 면내 균일화를 도모해도 된다.

그리고 내주측 상의 타겟과 성막 대상물과 외주측 상의 타겟과 성막 대상물의 거리를 다르게 하여, 막두께의 면내 균일화를 도모하는 경우에는, 2개의 타겟(9a, 9b)으로의 인가 전력을 각각 바꾸지 않아도 되고, 2개의 타겟(9a, 9b)으로의 인가 전력을 동일하게 한 조건 하에서 막두께의 면내 균일성을 향상시킬 수 있으므로, 제조상의 프로세스 설정을 통일할 수 있고, 타겟을 그 타겟 수명까지 다 사용하는 시간도 동일해지므로 생산 관리도 간단하게 되는 이점이 있다.

다음에, 도 8은, 예를 들면, 직사각형상의 타겟(9c)을 사용한 경우에서의 회전 테이블(8)과 스퍼터 소스(11)와의 평면적인 위치 관계를 나타낸 모식도이다.

도 9는, 도 8보다 사이즈(직경)가 작은 성막 대상물에 성막을 행하는 경우의 도 8에 대응하는 도면이다.

도 8 및 도 9에 나타내는 구체예에서는, 전술한 자전하는 스퍼터 소스(11)에 유지되는 타겟으로서 평면 형상이 예를 들면, 직사각형의 타겟(9c)을 사용하고 있다. 스퍼터 소스(11)에는, 그 직사각형의 타겟(9c)이 1개만 유지된다.

본 구체예에 있어서도, 스퍼터 소스(11)를 회전(자전)시킴으로써, 성막 대상물과 마주하는 타겟 면적을 가변할 수 있도록 하고 있다.

비교적 사이즈가 큰 성막 대상물(44)에 성막을 행하는 경우에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 스퍼터 소스(11) 아래를 통과하는 성막 대상물(4a)의 이동 방향 a에 대하여, 타겟(9c)의 길이 방향이 대략 직교하도록 한다. 이로써, 성막 대상물(4a)의 외주측 부분에도 타겟(9c)이 대향하고, 성막 대상물(4a)에서 막두께의 면내 균일성이 향상된다.

비교적 사이즈가 작은 성막 대상물(4b)에 성막을 행하는 경우에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 스퍼터 소스(11) 아래를 통과하는 성막 대상물(4b)의 이동 방향 a에 대하여, 타겟(9c)의 길이 방향이 대략 평행하게 되도록 한다. 이로써, 성막 대상물(4b)로부터 벗어나 대향하는 타겟 면적의 축소가 도모되고, 성막 대상물(4b) 이외의 부분에 부착되는 불필요한 막을 줄일 수가 있어 타겟의 이용 효율이 향상된다. 또한, 성막 대상물(4b) 이외의 부분에 부착되는 막에 의한 진공실(2) 내의 오염도 억제할 수 있어 유지보수의 빈도나 수고를 경감할 수 있다. 또한, 성막 대상물(4b)이 타겟(9a, 9b) 아래를 이동하는 거리를 길게 하고, 성막 대상물(4b)이 타겟(9a, 9b)에 대향하고 있는 시간을 길게 확보할 수 있으므로, 성막 속도를 빠르게 할 수 있다.

이 구체예에 있어서의 타겟의 평면 형상은, 직사각형에 한정되지 않는다. 길이가 상이한 변을 가지는 다각형, 또는 타원도, 스퍼터 소스(11)의 회전(자전)에 의해, 성막 대상물과 마주하는 타겟 면적을 가변할 수 있다.

또한, 본 구체예에 있어서도, 타겟(9c)의 길이 방향은, 도 8 및 도 9에 나타낸 상태에 한정되지 않는다. 즉, 타겟(9c)의 길이 방향이, 성막 대상물(4b)의 이동 방향 a에 대하여 대략 수직도 아니고 대략 평행도 아닌 경사진 상태로 한 경우도 본 발명의 범위에 포함된다. 타겟(9c)의 길이 방향과 선 a와의 각도는, 성막 대상물(4b) 사이즈에 따라 적당히 결정될 수 있다. 성막 대상물(4b) 사이즈가 클수록, 타겟(9c)의 길이 방향과 선 a와는 직교하는 상태에 가까워진다. 한편, 성막 대상물(4b) 사이즈가 작아짐에 따라 타겟(9c)의 길이 방향과 선 a와는 평행한 상태에 더 접근할 수 있다. 즉, 성막 대상물(4b) 사이즈가 중간적인 경우에는, 타겟(9c)의 길이 방향과 선 a와는 평행한 상태도 아니고 직교하는 상태도 아닌 경우가 있다. 또한, 스퍼터 소스(11)의 자전 중심은, 자신의 중심 위치로부터 오프셋하고 있어도 되고, 또한 타겟(9C)의 중심 위치인 것에도 한정되지 않는다.

[제2 실시예]

도 10 및 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 성막 장치에서의 주요부 구성의 모식도이다.

본 실시예에서는, 수직 방향에 대하여 대략 평행한 중심축 C1의 주위에 회전 가능하게 설치된 드럼 모양의 회전 테이블(18)을 사용하고 있다. 이 회전 테이 블(18)의 측면에, 성막 대상물(4, 4c)의 유지부가 설치되어 있다. 본 실시예에 있어서도, 회전 테이블(18)이 회전하면, 성막 대상물(4, 4c)은 원을 그리는 궤적으로 이동한다. 그 이동 경로에 대향하여, 평면 형상이 예를 들면, 직사각형인 타겟(9d)이 배치되어 있다. 타겟(9d)은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 성막 대상물의 이동 경로에 대향하는 위치에 자전 가능하게 설치된 스퍼터 소스(도시하지 않음)에 유지되어 있다. 그리고 회전 테이블(18)은, 다각형 드럼 모양에 한정되지 않고, 원형 드럼 모양이어도 된다.

본 구체예에 있어서도, 스퍼터 소스를 회전(자전)시킴으로써, 성막 대상물과 마주하는 타겟 면적을 가변할 수 있도록 하고 있다.

예를 들면, 도 10에 도시된 바와 같이, 회전 테이블(18)의 측면에 복수의 성막 대상물(4)을 세로 방향으로 배열하여 유지한 경우, 타겟(9d)의 길이 방향을, 성막 대상물(4)이 배열된 세로 방향으로 한다. 이로써, 세로 방향으로 배열된 복수의 성막 대상물(4)의 모두에게 타겟(9d)이 대향한다. 그러므로 회전 테이블 측면(유지부)이 타겟에 대향하는 위치를 통과할 때, 복수의 성막 대상물(4)에 동시에 성막을 행하여 효율이 향상된다.

한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 길이 방향을 가로로 하고, 폭 방향을 세로로 해서 회전 테이블 측면(유지부)에 유지된 직사각형의 성막 대상물(4c)에 성막을 행하는 경우에는, 타겟(9d)의 길이 방향 및 폭 방향을 각각 성막 대상물(4c)의 길이 방향 및 폭 방향에 맞춘다. 이로써, 성막 대상물(4c)의 모든 성막 대상 영역을 타겟(9d)에 대향시켜, 막두께의 면내 균일화를 도모할 수 있는 동시에, 성막 대상물(4c)로부터 벗어나 대향하는 타겟 면적의 축소가 도모되고, 성막 대상물(4c) 이외의 부분에 부착되는 불필요한 막을 줄일 수가 있어 타겟의 이용 효율이 향상된다.

그리고 드럼 모양 회전 테이블(18)을 사용한 본 실시예에 있어서, 성막 대상물의 이동 경로에 대향하여 복수의 스퍼터 소스를 배치하여도 된다. 또한, 1개의 스퍼터 소스에 복수의 타겟을 유지시켜도 된다.

또한, 드럼 측면에 유지되는 성막 대상물은 1개이어도 된다. 비교적 사이즈가 작은 성막 대상물(4b)의 경우에는, 도 12에 도시된 바와 같이, 직사각형 타겟(9d)의 길이 방향을 성막 대상물(4b)의 이동 방향에 대하여 대략 평행하게 하여 성막 속도의 향상을 도모할 수 있다. 비교적 사이즈가 큰 성막 대상물(4a)의 경우에는, 도 13에 도시된 바와 같이, 직사각형 타겟(9d)의 길이 방향을 성막 대상물(4b)의 이동 방향에 대하여 대략 직교하게 하여 막의 면내 균일성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 스퍼터 소스 하에서, 성막 대상물을 자전 가능하게 설치해도 된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 비교적 사이즈가 큰 성막 대상물(4d)의 경우에는, 2개의 타겟(9a, 9b)을 성막 대상물(4d)의 반경 방향으로 배열하여 대향시켜 막의 면내 균일성의 향상을 도모할 수 있고, 도 15에 도시된 바와 같이, 비교적 사이즈가 작은 성막 대상물(4e)의 경우에는, 2개의 타겟(9a, 9b)을 성막 대상물(4e)의 접선 방향으로 배열하여 성막 속도의 향상을 도모할 수 있다. 그리고 성막 대상물(4d, 4e)의 자전 중심은, 자신의 중심이어도 되고, 자신의 중심으로부터 오프셋한 위치 이어도 된다.

본 발명에 의하면, 구성이 간단하고, 성막 대상물의 사이즈에 맞추어 균일하며 효율이 양호한 성막을 행하며, 또한 오염의 가능성이 적고, 유지보수성도 양호한 성막 장치 및 성막 방법이 제공된다.

Claims

진공실;

상기 진공실 내에서 회전 가능하게 설치된 성막 대상물의 유지부; 및

복수의 타겟을 유지 가능하며, 상기 성막 대상물에 대한 상기 타겟의 대향 면적을 가변시키기 위해 자전 가능하게 설치된 스퍼터 소스

를 포함하는 성막 장치.
제1항에 있어서,

상기 스퍼터 소스에 유지되는 적어도 1개의 타겟으로부터 상기 유지부에 대한 거리가 가변인, 성막 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 스퍼터 소스에 유지되는 복수의 타겟으로의 인가 전력을 각 타겟마다 제어 가능한, 성막 장치.
진공실;

상기 진공실 내에서 회전 가능하게 설치된 성막 대상물의 유지부;

타원 형상 또는 길이가 상이한 변을 가지는 다각형 형상의 타겟을 유지 가능하며, 상기 성막 대상물에 대한 상기 타겟의 대향 면적을 가변시키기 위해 자전 가 능하게 설치된 스퍼터 소스

를 포함하는 성막 장치.
성막 대상물의 유지부를 가지고 진공실 내에 회전 가능하게 설치된 회전 테이블을 준비하는 단계;

상기 회전 테이블의 회전에 의해 이동되는 상기 유지부의 이동 경로에 대향하는 위치에 자전 가능하게 설치되어 적어도 2개의 타겟이 유지된 스퍼터 소스를 준비하는 단계;

상기 유지부에 탑재되는 성막 대상물이 상기 타겟에 대하여 상대적으로 작은 경우에는, 상기 2개의 타겟의 중심을 연결하는 선을 상기 성막 대상물의 이동 방향에 대하여 상대적으로 평행에 가까운 상태로 하는 단계; 및

상기 유지부에 탑재되는 성막 대상물이 상기 타겟에 대하여 상대적으로 큰 경우에는, 상기 2개의 타겟의 중심을 연결하는 선을 상기 유지부에 탑재된 상기 성막 대상물의 이동 방향에 대하여 상대적으로 직교에 가까운 상태로 하는 단계

를 포함하는 성막 방법.
성막 대상물의 유지부를 가지고 진공실 내에 회전 가능하게 설치된 회전 테이블을 준비하는 단계;

상기 회전 테이블의 회전에 의해 이동되는 상기 유지부의 이동 경로에 대향하는 위치에 자전 가능하게 설치되어 타원 형상 또는 길이가 상이한 변을 가지는 다각형 형상의 타겟이 유지된 스퍼터 소스를 준비하는 단계;

상기 유지부에 탑재되는 성막 대상물이 상기 타겟에 대하여 상대적으로 작은 경우에는, 상기 타겟의 길이 방향을 상기 유지부에 탑재된 상기 성막 대상물의 이동 방향에 대하여 상대적으로 평행에 가까운 상태로 하는 단계; 및

상기 유지부에 탑재되는 성막 대상물이 상기 타겟에 대하여 상대적으로 큰 경우에는, 상기 타겟의 길이 방향을 상기 유지부에 탑재된 상기 성막 대상물의 이동 방향에 대하여 상대적으로 직교에 가까운 상태로 하는 단계

를 포함하는 성막 방법.