KR20100030676A

KR20100030676A - Sputtering method

Info

Publication number: KR20100030676A
Application number: KR1020107002990A
Authority: KR
Inventors: 마코토 아라이; 준야 기요타; 유우지 이치하시; 타케시 코지마
Original assignee: 가부시키가이샤 알박
Priority date: 2007-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2010-03-18
Also published as: CN101784694B; JPWO2009025306A1; WO2009025306A1; JP5322235B2; CN101784694A; TWI518194B; TW200914640A

Abstract

Provided is a sputtering method by which a thin film forming speed is prevented from greatly increasing and an excellent thin film is formed on a large area substrate to be processed, while suppressing abnormal discharge due to charge-up of the substrate. A plurality of targets (41a-41h) face a substrate (S) to be processed and are arranged in parallel at prescribed intervals in a sputter chamber (12). Power is supplied to each pair of targets at a prescribed frequency by alternately changing the polarity, and each target is alternately switched to an anode electrode and a cathode electrode to generate glow discharge between the anode electrode and the cathode electrode and form plasma atmosphere. Then, sputtering is performed to each target. While sputtering is performed, power supply to each target is intermittently reduced.

Description

Sputtering Method {SPUTTERING METHOD}

본 발명은, 처리 기판 표면에 소정의 박막을 형성하기 위한 스퍼터링 방법에 관한 것으로, 특히, 교류 전원을 이용한 것에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the sputtering method for forming a predetermined | prescribed thin film on the process board | substrate. Specifically, It is related with using an AC power supply.

글래스나 실리콘 웨이퍼 등의 처리 기판 표면에 소정의 박막을 형성하는 방법의 하나로서 스퍼터링(이하, 「스퍼터」라고 한다) 법이 있다. 이 스퍼터법은, 플라즈마 분위기 중의 이온을 처리 기판 표면에 성막하고자 하는 박막의 조성에 대응하여 소정 형상으로 제작한 타겟을 향하여 가속시켜 충격하고, 스퍼터 입자(타겟 원자)를 비산시켜, 처리 기판 표면에 부착, 퇴적시켜 소정의 박막을 형성하는 것으로, 최근에는 플랫 패널 디스플레이(FPD)의 제조 공정에서 면적이 큰 처리 기판에 대해 ITO 등의 박막을 형성하는 데에 이용되고 있다.As one of the methods of forming a predetermined thin film on the surface of a processing substrate such as glass or a silicon wafer, there is a sputtering method (hereinafter referred to as "sputtering"). This sputtering method accelerates and impacts ions in a plasma atmosphere toward a target formed into a predetermined shape corresponding to the composition of a thin film to be deposited on the surface of the processing substrate, scatters sputter particles (target atoms), In order to form a predetermined thin film by depositing and depositing, it is used in recent years in forming a thin film, such as ITO, with respect to a process board with a large area in the manufacturing process of a flat panel display (FPD).

대면적의 처리 기판에 대해서 일정한 막 두께로 효율적으로 박막을 형성하는 것으로서 다음과 같은 스퍼터 장치가 알려져 있다. 즉, 이 스퍼터 장치는, 진공 챔버 내에서 처리 기판에 대향시켜 등간격으로 병설한 복수의 같은 모양의 타겟과, 병설한 타겟 중 각각 쌍을 이루는 타겟에 소정의 주파수로 교대로 극성을 바꾸어 교류 전압을 인가하는 교류 전원을 가진다. 그리고, 진공 중에서 소정의 스퍼터 가스를 도입하면서, 교류 전원을 통하여 쌍을 이루는 타겟에 전력을 투입하여, 각 타겟을 양극 전극, 음극 전극으로 교대로 변환하고, 양극 전극 및 음극 전극 간에 글로우 방전을 발생시켜 플라즈마 분위기를 형성하여, 각 타겟을 스퍼터링 한다(예를 들면, 특허 문헌 1). The following sputtering apparatuses are known for efficiently forming a thin film with a constant film thickness on a large-area processed substrate. In other words, the sputtering device alternately polarizes at a predetermined frequency to a plurality of targets having the same shape that are arranged at equal intervals in parallel to the processing substrate in the vacuum chamber, and the targets that are paired with each other in parallel with each other at a predetermined frequency. Has an AC power supply to apply. Then, while a predetermined sputter gas is introduced in a vacuum, electric power is supplied to a pair of targets through an AC power source, and each target is alternately converted into a positive electrode and a negative electrode, and a glow discharge is generated between the positive electrode and the negative electrode. To form a plasma atmosphere, and sputter | spatter each target (for example, patent document 1).

특허문헌1:일본특허공개제2005-290550호공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-290550

상기 교류 전원을 이용한 스퍼터 장치에서는, 스퍼터 중, 타겟 표면에 체류하는 충전된 전하가, 반대의 위상 전압이 인가되었을 때에 사라진다. 이 때문에, 산화물 등의 타겟을 이용하는 경우에도, 타겟의 충전에 기인한 이상 방전(아크 방전)의 발생은 억제된다. 한편, 스퍼터실 내에서 전위적으로 절연 또는 플로팅 상태의 처리 기판 또한 충전되지만, 통상 처리 기판 표면의 충전 전하는, 예를 들면 스퍼터 입자나 전리한 스퍼터 가스 이온에 의해 중화되어 소실되어 간다.In the sputtering apparatus using the said AC power supply, the charged electric charge which stays on the target surface among sputter | spatters disappears when the opposite phase voltage is applied. For this reason, even when using targets, such as an oxide, generation | occurrence | production of the abnormal discharge (arc discharge) resulting from charging of a target is suppressed. On the other hand, in the sputtering chamber, the processing substrate in a potentially insulated or floating state is also filled, but the charge on the surface of the processing substrate is usually neutralized and lost by, for example, sputter particles or ionized sputter gas ions.

그러나, 스퍼터 속도를 높이기 위해서 타겟으로의 투입 전력을 크게 하거나 타겟 표면의 자장 강도를 강하게 하여 타겟 표면 부근의 플라즈마 밀도를 올리거나 했을 경우, 단위시간당 처리 기판 표면으로의 충전 전하가 증가하여, 처리 기판 표면에 체류하기 쉬워진다. 또, 예를 들면 FPD 제조 공정에서 전극을 구성하는 금속막이나 절연막이 형성된 처리 기판 표면에 ITO 등의 투명 도전막을 형성하는 경우, 처리 기판 표면의 절연막에 충전 전하가 체류하기 쉬워진다.However, when the input power to the target is increased or the magnetic field strength of the target surface is increased to increase the plasma density in the vicinity of the target surface in order to increase the sputtering speed, the charge charge to the processing substrate surface per unit time increases, thereby increasing the processing substrate. It becomes easy to stay on the surface. For example, in the case of forming a transparent conductive film such as ITO on the surface of the processing substrate on which the metal film or insulating film constituting the electrode is formed in the FPD manufacturing process, charge charges tend to stay in the insulating film on the surface of the processing substrate.

처리 기판(또는 처리 기판 표면에 형성한 절연막)에 충전 전하가 체류하면, 예를 들면, 처리 기판과 이 처리 기판의 주변부에 배치된 어스 접지의 마스크 플레이트의 인접부에 있어서, 전위차에 의해 마스크 플레이트에 충전 전하가 순간적으로 옮겨지는 경우가 있으며, 이것에 기인해 이상 방전(아크 방전)이 발생한다. 이상 방전이 발생하면, 처리 기판 표면의 막이 손상을 받아 제품 불량을 일으키거나 파티클이 발생하는 등의 문제가 생겨 양호한 박막 형성이 저해된다.When the charge charges remain in the processing substrate (or the insulating film formed on the surface of the processing substrate), for example, in the vicinity of the processing substrate and the mask plate of the earth ground disposed at the periphery of the processing substrate, the mask plate is caused by the potential difference. The charging charge may be momentarily transferred, and abnormal discharge (arc discharge) occurs due to this. When an abnormal discharge occurs, the film on the surface of the processing substrate is damaged to cause a problem such as product defect or particle generation, and the formation of a good thin film is inhibited.

거기서, 본 발명의 과제는, 상기 점에 비추어 처리 기판의 충전에 기인한 이상 방전의 발생을 억제하고, 넓은 면적의 처리 기판에 대해 양호한 박막 형성을 가능케 하는 스퍼터링 방법을 제공하는 것이다.Then, the subject of this invention is providing the sputtering method which suppresses generation | occurrence | production of the abnormal discharge resulting from charge of a process board | substrate, and enables favorable thin film formation with respect to a process board | substrate of a large area in view of the said point.

상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1 기재의 스퍼터링 방법은, 스퍼터실 내에 공정 가스를 도입하면서, 스퍼터실 내에서 처리 기판에 대향하는 한편 소정의 간격을 두어 병설한 복수의 타겟 중 각각 쌍을 이루는 타겟에 소정의 주파수로 교대로 극성을 바꾸어 전력을 투입하여, 각 타겟을 양극 전극, 음극 전극으로 교대로 변환하고, 양극 전극 및 음극 전극 간에 글로우 방전을 일으키게 해 플라즈마 분위기를 형성하여 각 타겟을 스퍼터링 하여 처리 기판 표면에 소정의 박막을 형성하는 스퍼터링 방법에 있어서, 스퍼터링 중, 각 타겟으로의 투입 전력을 소정의 간격으로 감소시키는 것을 특징으로 한다.In order to solve the said subject, the sputtering method of Claim 1 pairs each of the several target which opposes a process board | substrate in a sputter | spatter chamber, and arrange | positioned at predetermined intervals in parallel, introducing a process gas into a sputter chamber, respectively. Power is supplied by alternating polarity alternately at a predetermined frequency, and each target is alternately converted into a positive electrode and a negative electrode, and a glow discharge is generated between the positive electrode and the negative electrode to form a plasma atmosphere to sputter each target. In the sputtering method of forming a predetermined thin film on the surface of a processing substrate, the input power to each target is reduced at predetermined intervals during sputtering.

본 발명에 의하면, 스퍼터링 중, 타겟 전방에서 전리한 전자나 스퍼터에 의해 발생한 2차 전자가 처리 기판 표면으로 이동하여 충전 전하가 체류해도, 각 타겟으로의 투입 전력을 소정의 간격으로 각각 감소시키기 때문에, 각 타겟으로의 투입 전력의 감소 상태에서는, 처리 기판을 향해 이동하는 전리 전자나 2차 전자 양이 감소하는 것과, 처리 기판(또는 처리 기판 표면에 형성한 절연막)의 충전 전하가 스퍼터 입자나 전리한 스퍼터 가스 이온에 의해 중화되는 등에 의해 소실하는 것이 서로 어우러져, 처리 기판 표면으로의 충전 전하의 체류가 현저하게 억제된다. 그 결과, 처리 기판의 충전에 수반하는 이상 방전의 발생이 방지되어 표면에 절연막이 형성된 처리 기판에 대해 또 다른 박막을 형성하는 경우에서도, 양호한 박막 형성이 가능하게 된다. 덧붙여 각 타겟으로의 투입 전력의 감소 상태에 있어서도, 스퍼터를 계속하여 박막 형성을 하고 있기 때문에, 소정의 막 두께로 박막을 형성하는데 그다지 스퍼터 시간이 길어지는 것은 아니다.According to the present invention, even when sputtering, electrons ionized in front of the target or secondary electrons generated by the sputter move to the processing substrate surface and charge charges remain, the input power to each target is reduced at predetermined intervals, respectively. In a state where the input power to each target is reduced, the amount of ionizing electrons and secondary electrons moving toward the processing substrate decreases, and the charge charge of the processing substrate (or the insulating film formed on the surface of the processing substrate) is reduced to sputter particles or ionization. Disappearances caused by neutralization by one sputter gas ion or the like are combined with each other, and retention of charge charges on the surface of the processing substrate is significantly suppressed. As a result, even in the case where an abnormal discharge accompanying charging of the processing substrate is prevented and another thin film is formed on the processing substrate on which the insulating film is formed on the surface, a favorable thin film can be formed. In addition, sputtering continues to form a thin film even in a state where the input power to each target is reduced, so that sputtering time is not very long for forming a thin film with a predetermined film thickness.

또, 상기 감소를, 병설한 모든 타겟에 대해 일정한 주기로 동시에 실시하도록 하면 좋다. 이것에 의해, 스퍼터에 의한 박막 형성 중 투입 전력을 감소시켜 처리 기판으로 향하는 전리 전자나 2차 전자의 양이 감소하는 상태를 정기적으로 만듦으로써 처리 기판 표면의 충전 전하의 체류를 확실히 저감할 수 있어 이상 방전의 발생을 확실히 방지할 수 있다.In addition, the said reduction may be performed simultaneously with a fixed period with respect to all the parallel targets. This makes it possible to reliably reduce the retention of charge charges on the surface of the processing substrate by periodically reducing the input power during thin film formation by sputtering and periodically creating a state in which the amount of ionizing or secondary electrons destined for the processing substrate is reduced. The occurrence of abnormal discharge can be reliably prevented.

본 발명에 있어서는, 스퍼터를 계속하여 박막 형성을 하는 상태를 유지하면서, 처리 기판 표면으로의 충전 전하의 체류를 효율적으로 억제하려면, 상기 감소시의 투입 전력을, 통상 전력 투입시의 5 ~ 50%의 범위로 하는 것이 바람직하다.In the present invention, in order to effectively suppress the retention of the charge charges on the surface of the processing substrate while maintaining the state of forming the thin film continuously by sputtering, the input power at the time of reduction is usually 5 to 50% at the time of power input. It is preferable to set it as the range of.

또, 상기 통상 전력 투입시의 스퍼터 시간에 대한 상기 투입 전력 감소시의 스퍼터 시간의 비를 2 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 비가 2를 넘으면 스퍼터 시간이 너무 길어질 우려가 있다.Moreover, it is preferable to set the ratio of the sputter | spatter time at the time of reducing said input electric power with respect to the sputter | spatter time at the time of the said normal electric power supply to 2 or less. When the said ratio exceeds 2, there exists a possibility that a sputter time may become too long.

또, 본 발명에 있어서는, 처리 기판 표면으로의 충전 전하의 체류를 효율적으로 억제하기 위해서, 상기 투입 전력 감소시의 스퍼터 시간을 0.5초 이상으로 하는 것이 좋다.Moreover, in this invention, in order to suppress the retention of the charge charge to the process board | substrate efficiently, it is good to make the sputter time at the time of said input power reduction into 0.5 second or more.

또, 상기 타겟으로서 인듐 및 주석의 산화물 타겟 또는 인듐 및 주석의 합금 타겟을 이용하고, 처리실 내에 도입하는 공정 가스로서 H₂O 가스 또는 H₂O 가스 및 O₂를 포함하여, 처리 기판 표면에, 인듐, 주석 및 산소로 구성된 투명 도전막을 형성하는 것이면, 예를 들면 FPD 제조 공정에서 전극을 구성하는 금속막이나 절연막이 형성된 처리 기판 표면에 ITO 등의 투명 도전막을 형성하는 경우에서도, 절연막의 충전에 기인한 이상 방전의 발생이 억제됨으로써, 제품 수율을 향상시킬 수 있다. 또, 각 타겟으로의 투입 전력의 간헐적인 감소시에, 처리실에 도입한 H₂O 가스(반응성 가스)가, 국소적으로 소비되지 않고 처리 기판 표면 전체에 걸쳐 공급됨으로써 투명 도전막이 국소적으로 미세 결정화하는 것이 방지되어 더욱 안정되게 비정질 투명 도전막을 얻을 수 있다.In addition, an oxide target of indium and tin or an alloy target of indium and tin is used as the target, and includes H ₂ O gas or H ₂ O gas and O ₂ as a process gas to be introduced into the processing chamber, If a transparent conductive film made of indium, tin, and oxygen is to be formed, for example, in the case of forming a transparent conductive film such as ITO on the surface of a processing substrate on which a metal film or insulating film constituting an electrode is formed in an FPD manufacturing process, By suppressing the occurrence of abnormal discharges caused, the product yield can be improved. In addition, in the intermittent reduction of the input power to each target, the H ₂ O gas (reactive gas) introduced into the processing chamber is supplied locally over the entire surface of the processing substrate without being consumed locally, so that the transparent conductive film is locally fine. Crystallization is prevented and an amorphous transparent conductive film can be obtained more stably.

게다가 상기 타겟으로서 인듐 및 아연의 산화물 타겟 또는 인듐 및 아연의 합금 타겟을 이용하고, 처리실 내에 도입하는 공정 가스로서 O₂ 가스를 포함하여, 처리 기판 표면에 인듐, 아연 및 산소로 구성되는 투명 도전막을 형성하도록 해도 좋다.In addition, O ₂ is used as the process gas to be introduced into the treatment chamber using an oxide target of indium and zinc or an alloy target of indium and zinc as the target. Including a gas, a transparent conductive film made of indium, zinc and oxygen may be formed on the surface of the processing substrate.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 스퍼터링 방법에서는 교류 전원을 이용한 스퍼터링에 의해 대면적의 처리 기판에 대해서 박막을 형성하는 경우에 처리 기판의 충전에 기인한 이상 방전의 발생이 억제되어 양호한 박막 형성이 가능하게 되는 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the sputtering method of the present invention, in the case of forming a thin film on a large-area processed substrate by sputtering using an AC power source, abnormal discharge due to charging of the processed substrate is suppressed, and thus a favorable thin film can be formed. You can get the effect.

도 1은 본 발명의 스퍼터링 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 스퍼터링 장치의 교류 전원을 설명하는 도면이다.
도 3은 교류 전원으로부터 타겟에의 전력 투입의 제어를 설명하는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows typically the sputtering apparatus of this invention.
It is a figure explaining the AC power supply of the sputtering apparatus shown in FIG.
It is a figure explaining control of electric power input from an AC power supply to a target.

도 1을 참조하면, 1은 본 발명의 마그네트론 방식의 스퍼터링(이하, 「스퍼터」라 한다) 장치이다. 스퍼터 장치(1)는, 예를 들면 인라인식이며, 로터리 펌프, 터보 분자 펌프 등의 진공 배기 수단(도시하지 않음)을 개입시켜 소정의 진공압(예를 들면, 10^-5Pa)으로 유지할 수 있는 진공 챔버(11)을 가지며, 스퍼터실(처리실, 12)을 구성한다. 진공 챔버(11)의 상부에는 기판 반송 수단(2)이 설치되어 있다. 이 기판 반송 수단(2)은, 공지의 구조를 가지고, 예를 들면 전위적으로 플로팅 상태로 처리 기판(S)을 유지하는 캐리어(21)를 가지며, 도시하지 않은 구동 수단을 간헐적으로 구동시켜 후술하는 타겟에 대향하는 위치에 처리 기판(S)을 순차적으로 반송할 수 있다.Referring to Fig. 1, 1 is a magnetron sputtering apparatus (hereinafter referred to as "sputter") of the present invention. The sputter apparatus 1 is inline type, for example, and can be maintained at a predetermined vacuum pressure (for example, 10 ^-5 Pa) through a vacuum exhaust means (not shown) such as a rotary pump and a turbo molecular pump. It has a vacuum chamber 11 and comprises the sputter chamber (process chamber 12). The substrate conveying means 2 is provided in the upper part of the vacuum chamber 11. This board | substrate conveying means 2 has a well-known structure, for example, has the carrier 21 which hold | maintains the process board | substrate S in an electric potential floating state, and drives the drive means which is not shown intermittently and is mentioned later. The process board | substrate S can be conveyed sequentially in the position which opposes the target to be.

또, 스퍼터실(12)에는, 타겟에 대향하는 위치에 반송되어 온 처리 기판(S)에 대해 박막을 형성할 때에, 캐리어(21)의 표면 등에 스퍼터 입자가 부착하는 것을 방지하기 위해 기판 반송 수단(2)과 타겟 사이에 처리 기판(S)이 면하는 개구(13a)가 형성된 어스 접지의 마스크 플레이트(13)가 설치되어 있다. 진공 챔버(11)에는 또한 공정 가스를 스퍼터실(12) 내에 도입하는 가스 도입 수단(3)이 설치되어 있다.Moreover, when forming a thin film with respect to the process board | substrate S conveyed to the position which opposes the target in the sputter chamber 12, in order to prevent a sputter particle from adhering to the surface of the carrier 21 etc., a board | substrate conveying means An earth ground mask plate 13 is formed between the target substrate S and the opening 13a facing the target substrate 2. The vacuum chamber 11 is further provided with a gas introduction means 3 for introducing a process gas into the sputter chamber 12.

가스 도입 수단(3)은, 예를 들면 진공 챔버(11)의 측벽에 한쪽 끝이 설치된 가스관(31)을 가지며, 가스관(31)의 다른 쪽 끝은 매스 플로우 콘트롤러(32)를 통하여 가스원(33)에 연결되어 있다. 공정 가스로서는, Ar 등의 희가스로 이루어지는 스퍼터 가스와, 반응성 스퍼터에 의해 소정의 박막을 형성하는 경우에 처리 기판(S)표면에 형성하고자 하는 박막의 조성에 따라 적절히 선택되는 O₂, N₂나 H₂O 등의 반응성 가스를 포함한다. 나아가, 진공 챔버(11)의 아래쪽에는 음극 전극(C)이 배치되어 있다.The gas introduction means 3 has, for example, a gas pipe 31 provided with one end at a side wall of the vacuum chamber 11, and the other end of the gas pipe 31 is connected to a gas source (3) through a mass flow controller 32. 33). Examples of the process gas include O ₂ and N ₂ selected appropriately according to the composition of the sputtering gas made of rare gas such as Ar and the thin film to be formed on the surface of the processing substrate S when the predetermined thin film is formed by the reactive sputter. and a reactive gas such as H ₂ O. Further, the cathode electrode C is disposed below the vacuum chamber 11.

음극 전극(C)은, 대면적의 처리 기판(S)에 대해 효율적으로 박막 형성을 할 수 있도록 처리 기판(S)에 대향시켜 등간격으로 배치한 복수(본 실시의 형태에서는 8매)의 타겟(41a 내지 41h)을 가진다. 각 타겟(41a 내지 41h)은, Al, Ti, Mo, 인듐 및 주석의 산화물(ITO)이나 인듐 및 주석의 합금 등 처리 기판(S) 표면에 형성하고자 하는 박막의 조성에 따라 공지의 방법으로 제작되어 예를 들면 직육면체(위에서 보아 직사각형) 등의 같은 모양으로 형성되어 있다. 각 타겟(41a 내지 41h)은, 스퍼터링 중, 타겟(41a 내지 41h)을 냉각하는 배킹 플레이트(42)에 인듐이나 주석 등의 본딩재를 통하여 접합되어 있다. 각 타겟(41a 내지 41h)은, 사용하지 않았을 때의 스퍼터면(411)이 처리 기판(S)에 평행한 동일 평면상에 위치하도록 절연부재를 통하여 음극 전극(C)의 프레임(도시하지 않음)에 설치되고, 병설한 타겟(41a 내지 41h)의 주위에는 어스 접지의 쉴드(43)가 설치되어 있다.The cathode electrode C has a plurality of targets (8 sheets in this embodiment) arranged to face the processing substrate S at equal intervals so as to efficiently form a thin film with respect to the processing substrate S having a large area. (41a to 41h). Each target 41a to 41h is produced by a known method according to the composition of the thin film to be formed on the surface of the processing substrate S, such as Al, Ti, Mo, indium and tin oxides (ITO), and alloys of indium and tin. For example, it is formed in the same shape, such as a rectangular parallelepiped (rectangle seen from the top). Each target 41a-41h is joined to the backing plate 42 which cools the target 41a-41h through the bonding material, such as indium and tin, during sputtering. Each target 41a to 41h is a frame (not shown) of the cathode electrode C through the insulating member so that the sputter surface 411 when not in use is located on the same plane parallel to the processing substrate S. And an earth ground shield 43 is provided around the targets 41a to 41h.

또, 음극 전극(C)은, 타겟(41a 내지 41h)의 후방(스퍼터면(411)과 배향하는 측)에 각각 위치하는 자석 조립체(5)를 가진다. 동일 구조의 각 자석 조립체(5)는 각 타겟(41a 내지 41h)에 평행하게 설치된 지지판(요크, 51)을 가진다. 타겟(41a 내지 41h)이 정면에서 보아 직사각형일 경우, 지지판(51)은, 각 타겟(41a 내지 41h)의 가로폭보다 작고, 타겟(41a 내지 41h)의 긴 방향을 따라 그 양측으로 연장 하도록 형성한 직사각형의 평판으로부터 구성되고, 자석의 흡착력을 증폭하는 자성 재료제이다. 지지판(51) 상에는, 그 중앙부에서 긴 방향을 따라 선상으로 배치한 중앙 자석(52)과 중앙 자석(52)의 주위를 둘러싸도록 지지판(51)의 외주를 따라 배치한 주변 자석(53)이 스퍼터면(411) 측의 극성을 바꾸어 설치되어 있다.Moreover, the cathode electrode C has the magnet assembly 5 located in the back (side which orients with the sputter surface 411) of the target 41a-41h, respectively. Each magnet assembly 5 of the same structure has a supporting plate (yoke) 51 provided in parallel to each of the targets 41a to 41h. When the targets 41a to 41h are rectangular from the front, the support plate 51 is smaller than the width of each of the targets 41a to 41h, and is formed to extend in both sides along the long direction of the targets 41a to 41h. It consists of a rectangular flat plate and is made of magnetic material which amplifies the attraction force of the magnet. On the support plate 51, the sputter | spatter is arrange | positioned along the outer periphery of the support plate 51 so that the center magnet 52 arrange | positioned linearly along the longitudinal direction in the center part and the periphery of the center magnet 52 may be sputtered. The polarity on the side of the surface 411 is changed and provided.

중앙 자석(52)의 동자화로 환산했을 때의 체적은, 예를 들면 주변 자석(53)을 동자화로 환산했을 때의 체적의 합(주변 자석:중심 자석:주변 자석=1:2:1)에 동일해지도록 설계되어, 각 타겟(41a 내지 41h)의 스퍼터면(411)의 전방에, 균형 잡힌 폐루프의 터널 모양의 자속이 각각 형성된다. 이것에 의해, 각 타겟(41a 내지 41h)의 전방(스퍼터면(411)) 측에서 전리된 전자 및 스퍼터링에 의해 생긴 2차 전자를 포착함으로써 각 타겟(41a 내지 41h) 전방에서의 전자 밀도를 높여 플라즈마 밀도가 높아지고, 스퍼터율을 높일 수 있다. 각 자석 조립체(5)는, 모터나 에어 실린더 등으로 구성되는 구동 수단(D)의 구동축(D1)에 각각 연결되어, 타겟(41a 내지 41h)의 병설 방향에 따른 2개의 위치 사이에서 평행하게 등속으로 일체로 왕복 이동할 수 있다. 이것에 의해, 스퍼터율이 높아지는 영역을 바꾸어 각 타겟(41a 내지 41h)의 전면에 걸쳐 균등하게 침식 영역을 얻을 수 있다.The volume when converting the central magnet 52 into the same magnetization is, for example, the sum of the volumes when the peripheral magnet 53 is converted into the same magnetization (peripheral magnet: center magnet: peripheral magnet = 1: 2: 1). Designed to be the same, in front of the sputter surface 411 of each target 41a-41h, the balanced closed-loop tunnel-shaped magnetic flux is formed, respectively. This increases the electron density in front of each target 41a to 41h by capturing electrons ionized at the front (sputter surface 411) side of each target 41a to 41h and secondary electrons generated by sputtering. The plasma density can be increased and the sputter rate can be increased. Each magnet assembly 5 is connected to the drive shaft D1 of the drive means D which consists of a motor, an air cylinder, etc., respectively, and it is a constant velocity in parallel between two positions along the parallel direction of the target 41a-41h. It can move reciprocally integrally. Thereby, the area | region in which sputtering rate becomes high can be changed, and the erosion area | region can be obtained evenly over the whole surface of each target 41a-41h.

각 타겟(41a 내지 41h)은, 서로 이웃하는 2매로 한 쌍의 타겟(41a와 41b, 41c와 41d, 41e와 41f, 41g와 41h)을 구성하고, 한 쌍의 타겟마다 할당하여 교류 전원(E1 내지 E4)이 설치되고, 교류 전원(E1 내지 E4)으로부터의 출력 케이블(K1, K2)이 한 쌍의 타겟(41a, 41b, 41c 및 41 d, 41 e 및 41 f, 41 g 및 41h)에 접속되어 있다(도 2 참조). 이것에 의해, 교류 전원(E1 내지 E4)에 의해, 각 한 쌍의 타겟(41a 내지 41h)에 대해 교대로 극성을 바꾸어 교류 전압을 인가할 수 있다.Each of the targets 41a to 41h constitutes a pair of targets 41a and 41b, 41c and 41d, 41e and 41f, 41g and 41h in two neighboring sheets, and is assigned to each pair of targets for the AC power supply E1. To E4), and output cables K1 and K2 from AC power supplies E1 to E4 are connected to a pair of targets 41a, 41b, 41c and 41d, 41e and 41f, 41g and 41h. It is connected (refer FIG. 2). Thereby, alternating current polarity can be applied to the pair of targets 41a to 41h alternately by the AC power supplies E1 to E4.

교류 전원(E1 내지 E4)은 동일 구조이며, 전력의 공급을 가능케 하는 전력 공급부(6)와, 소정의 주파수로 교대로 극성을 바꾸어 교류 전압을 한 쌍의 타겟(41a, 41b, 41c 및 41d, 41e 및 41f, 41g 및 41h)으로 출력하는 발진부(7)로 구성된다. 각 타겟(41a 내지 41h)에의 출력전압의 파형에 대해서는, 거의 정현파이지만 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 방형파라도 무방하다. 이하에, 교류 전원(E1)의 구성에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.The AC power supplies E1 to E4 have the same structure, and a pair of targets 41a, 41b, 41c, 41d, which alternately change their polarity at a predetermined frequency with the power supply unit 6 that enables the supply of electric power. 41e and 41f, 41g and 41h). The waveform of the output voltage to each of the targets 41a to 41h is substantially a sine wave, but is not limited thereto. For example, a square wave may be used. Below, the structure of AC power supply E1 is demonstrated with reference to FIG.

전력 공급부(6)는, 그 작동을 제어하는 제1의 CPU 회로(61)와, 상용의 교류 전력(3상 AC200V 또는 400V)이 입력되는 입력부(62)와, 입력된 교류 전력을 정류하여 직류 전력으로 변환하는 6개의 다이오드(63)를 가지고, 직류 전력 라인(64a, 64b)을 개입시켜 직류 전력을 발진부(7)로 출력한다.The power supply unit 6 rectifies the DC power by rectifying the first CPU circuit 61 for controlling its operation, the input unit 62 to which commercial AC power (three-phase AC200V or 400V) is input, and the input AC power. It has six diodes 63 which convert to electric power, and outputs DC power to the oscillation part 7 via DC power lines 64a and 64b.

또, 전력 공급부(6)에는, 직류 전력 라인(64a, 64b) 사이에 설치된 스위칭 트랜지스터(65)와, 제1의 CPU 회로(61)에 통신 자유롭게 접속되어 스위칭 트랜지스터(65)의 작동을 제어하여 발진부(7)로의 출력 전압 또는 출력 전류를 제어하는 제1의 드라이버 회로(66a) 및 제1의 PMW 제어 회로(66b)가 설치되고, 그 출력 전압 또는 출력 전류에 의해 한 쌍의 타겟(41a, 41b) 간의 투입 전력이 결정된다. 이 경우, 전류 검출 센서 및 전압 검출 변압기를 가지고, 직류 전력 라인(64a, 64b) 사이의 전류, 전압을 검출하는 검출 회로(67a) 및 AD 변환 회로(67b)가 설치되어 검출 회로(67a) 및 AD 변환 회로(67b)를 개입시켜 CPU 회로(61)에 입력되도록 되어 있다.In addition, the power supply unit 6 is freely connected to the switching transistor 65 provided between the DC power lines 64a and 64b and the first CPU circuit 61 to control the operation of the switching transistor 65. The first driver circuit 66a and the first PMW control circuit 66b for controlling the output voltage or the output current to the oscillator 7 are provided, and the pair of targets 41a, The input power between 41b) is determined. In this case, with a current detecting sensor and a voltage detecting transformer, a detecting circuit 67a and an AD converting circuit 67b for detecting current and voltage between the DC power lines 64a and 64b are provided to detect the circuit 67a and It is input to the CPU circuit 61 via the AD conversion circuit 67b.

한편, 발진부(7)에는, 제1의 CPU 회로(61)에 통신 자유롭게 접속된 제2의 CPU 회로(71)와, 직류 전력 라인(64a, 64b) 사이에 설치된 발진용 스위치 회로(72)를 구성하는 4개의 제1 내지 제4의 스위칭 트랜지스터(72a, 72b, 72c, 72d)와, 제2의 CPU 회로(71)에 통신 자유롭게 접속되어 각 스위칭 트랜지스터(72a, 72b, 72c, 72d)의 작동을 제어하는 제2의 드라이버 회로(73a) 및 제2의 PMW 제어 회로(73b)가 설치되어 있다.On the other hand, the oscillation unit 7 includes a second CPU circuit 71 connected freely to the first CPU circuit 61 and an oscillation switch circuit 72 provided between the DC power lines 64a and 64b. Four first to fourth switching transistors 72a, 72b, 72c, and 72d to be configured and the second CPU circuit 71 are freely connected to each other to operate the switching transistors 72a, 72b, 72c, and 72d. The 2nd driver circuit 73a and the 2nd PMW control circuit 73b which control this is provided.

그리고, 제2의 드라이버 회로(73a) 및 제2의 PMW 제어 회로(73b)에 의해, 예를 들면 제1 및 제4의 스위칭 트랜지스터(72a, 72d)와, 제2 및 제3의 스위칭 트랜지스터(72b, 72c)의 온/오프의 타이밍이 반전하도록, 각 스위칭 트랜지스터(72a, 72b, 72c, 72d)의 작동을 제어하면, 발진용 스위치 회로(72)로부터의 교류 전력 라인(74a, 74b)을 개입시켜 정현파의 교류 전력을 출력할 수 있다. 발진 전압, 발진 전류를 검출하는 검출 회로(75a) 및 AD 변환 회로(75b)가 설치되어 검출 회로(75a) 및 AD 변환 회로(75b)를 개입시켜 제2의 CPU 회로(71)에 입력되도록 되어 있다.Then, for example, the first and fourth switching transistors 72a and 72d and the second and third switching transistors (by the second driver circuit 73a and the second PMW control circuit 73b). By controlling the operation of each switching transistor 72a, 72b, 72c, 72d so that the timing of on / off of 72b, 72c is inverted, the AC power lines 74a, 74b from the oscillation switch circuit 72 are disconnected. It can intervene and output sinusoidal AC power. A detection circuit 75a and an AD conversion circuit 75b for detecting the oscillation voltage and the oscillation current are provided to be input to the second CPU circuit 71 through the detection circuit 75a and the AD conversion circuit 75b. have.

교류 전력 라인(74a, 74b)은, 직렬 혹은 병렬, 또는 이것들을 조합한 공진용 LC 회로를 거쳐 공지의 구조를 가지는 출력 변압기(76)에 접속되고, 출력 변압기(76)로부터의 출력 케이블(K1, K2)이 한 쌍의 타겟(41a, 41b)에 각각 접속되어 있다. 이 경우, 전류 검출 센서 및 전압 검출 변압기를 가지고, 한 쌍의 타겟(41a, 41b)에의 출력 전압, 출력 전류를 검출하는 검출 회로(77a) 및 AD 변환 회로(77b)가 설치되어, 검출 회로(77a) 및 AD 변환 회로(77b)를 개입시켜 제2의 CPU 회로(71)에 입력되도록 되어 있다. 이것에 의해, 스퍼터링 중, 교류 전원(E1 내지 E4)을 개입시켜 일정한 주파수로 교대로 극성을 바꾸어 한 쌍의 타겟(41a, 41b)에 임의로 설정한 일정한 전력을 투입할 수 있다.The AC power lines 74a and 74b are connected to an output transformer 76 having a known structure through a resonance LC circuit in series or in parallel, or a combination thereof, and output cables K1 from the output transformer 76. , K2 are connected to a pair of targets 41a and 41b, respectively. In this case, with a current detection sensor and a voltage detection transformer, a detection circuit 77a for detecting the output voltage and the output current to the pair of targets 41a and 41b, and an AD conversion circuit 77b are provided. It is input to the 2nd CPU circuit 71 via 77a) and AD conversion circuit 77b. Thereby, during sputtering, it is possible to input constant power arbitrarily set to a pair of targets 41a and 41b by alternating polarities alternately at a constant frequency through the AC power supplies E1 to E4.

또한, 각 교류 전원(E1 내지 E4)의 제1의 CP 회로(61)는, 서로 통신 자유롭게 접속되어 있어, 어느 한 개의 CPU 회로(61)로부터의 출력 신호로, 각 교류 전원(E1 내지 E4)이 동기하여 운전된다.In addition, the first CP circuits 61 of the AC power supplies E1 to E4 are freely connected to each other, and are output signals from any one of the CPU circuits 61 and each of the AC power supplies E1 to E4. This is driven synchronously.

처리 기판(S) 표면에 소정의 박막을 형성하는 경우에는, 기판 반송 수단(2)에 의해 처리 기판(S)을 각 타겟(41a 내지 41h)과 대향하는 위치에 반송하고, 스퍼터실(12)이 소정의 진공압에 도달한 후, 가스 도입 수단(3)을 개입시켜 소정의 스퍼터 가스(및 반응성 가스)를 도입한다. 그 다음에, 교류 전원(E1 내지 E4)을 작동시켜, 각 한 쌍의 타겟(41a 내지 41h)에 교류 전압을 인가해, 각 타겟(41a 내지 41h)을 양극 전극, 음극 전극으로 교대로 변환하고, 양극 전극 및 음극 전극 사이에 글로우 방전을 일으켜 플라즈마 분위기를 형성한다. 이것에 의해, 플라즈마 분위기 중의 이온이 음극 전극이 된 한쪽의 타겟(41a 내지 41h)을 향해 가속되어 충격하고, 스퍼터 입자가 비산됨으로써, 처리 기판(S) 표면에 박막이 형성된다.In the case where a predetermined thin film is formed on the surface of the processing substrate S, the substrate transporting means 2 transports the processing substrate S to a position facing the targets 41a to 41h and the sputter chamber 12. After this predetermined vacuum pressure is reached, a predetermined sputter gas (and reactive gas) is introduced through the gas introduction means 3. Next, the AC power supplies E1 to E4 are operated to apply an AC voltage to each of the pairs of targets 41a to 41h to alternately convert each target 41a to 41h into a positive electrode and a negative electrode. The glow discharge is generated between the anode electrode and the cathode electrode to form a plasma atmosphere. As a result, ions in the plasma atmosphere are accelerated and impacted toward one of the targets 41a to 41h serving as cathode electrodes, and sputter particles are scattered, whereby a thin film is formed on the surface of the processing substrate S. FIG.

그런데, 상기와 같이 스퍼터 장치(1)를 구성하면, 타겟(41a 내지 41h) 표면에 체류한 충전 전하는, 반대의 위상 전압이 인가되었을 때에 없어져 타겟(41a 내지 41h)의 충전에 기인한 이상 방전의 발생은 방지할 수 있다. 한편, 플로팅 상태의 처리 기판(S) 표면도 또한 충전됨으로써 특히, FPD 제조 공정에 있어서 전극을 구성하는 금속막이나 절연막이 형성된 처리 기판(S) 표면에 ITO나 IZO 등의 투명 도전막을 형성하는 경우, 이 절연막에 충전 전하가 체류하기 쉬워지기 때문에, 처리 기판(S)의 충전에 기인해 이상 방전이 발생하지 않게 할 필요가 있다.By the way, if the sputtering apparatus 1 is comprised as mentioned above, the charge charge which stayed on the surface of target 41a-41h will disappear when the opposite phase voltage is applied, and the abnormal discharge resulting from the charging of target 41a-41h will be carried out. Occurrence can be prevented. On the other hand, the surface of the processing substrate S in the floating state is also filled, particularly in the case of forming a transparent conductive film such as ITO or IZO on the surface of the processing substrate S on which the metal film or insulating film constituting the electrode is formed in the FPD manufacturing process. Since charge charges tend to stay in this insulating film, it is necessary to prevent abnormal discharge from occurring due to the charging of the processing substrate S. FIG.

본 실시의 형태에서는, 스퍼터링 중, 어느 1개의 제1 CPU 회로(61)로부터의 출력 신호에 의해 각 교류 전원(E1 내지 E4)의 PWM 제어 회로(66b)에 의해 스위칭 트랜지스터(65)를 제어하여, 스퍼터 개시부터 일정한 주기로 각 타겟(41a 내지 41h)에의 전력 투입을 동시에 감소시키도록 했다(도 3 참조). 여기서, 동시 감소란, 전 타겟(41a 내지 41h)에의 투입 전력이 일정시간 감소되어 있는 상태로 있는 것을 말하며, 투입 전력의 감소 개시 시기나 두 번째의 설정 전압에서의 전력 투입 개시 시기가, 각 교류 전원(E1 내지 E4)에 의해 서로 일치하는 것이 요구되는 것은 아니다(즉, 투입 전력의 감소 개시 시기나 두 번째의 설정 전압에서의 전력 투입 개시 시기가 각 교류 전원(E1 내지 E4)에서 불일치하여도 괜찮다).In the present embodiment, during the sputtering, the switching transistor 65 is controlled by the PWM control circuit 66b of each of the AC power supplies E1 to E4 by the output signal from any one of the first CPU circuits 61. Then, the power input to each target 41a to 41h is simultaneously reduced at regular intervals from the sputter start (see FIG. 3). Here, the simultaneous reduction means that the input power to all the targets 41a to 41h is in a state of decreasing for a certain time, and the start time of the decrease in the input power and the start time of the power input at the second set voltage are each alternating current. It is not required to coincide with each other by the power sources E1 to E4 (that is, even if the start time of reduction of the input power or the start time of power supply at the second set voltage is inconsistent in each of the AC power sources E1 to E4). Okay).

이것에 의해, 스퍼터링 중, 타겟(41a 내지 41h) 전방에서 전리한 전자나 스퍼터링에 의해 생긴 2차 전자가 공급되어 처리 기판(S)이 충전되어도, 정기적인 모든 타겟(41a 내지 41h)에의 투입 전력 감소 상태에서는, 처리 기판(S)을 향하는 전리 전자나 2차 전자가 감소하는 것과, 처리 기판(S) 표면의 충전 전하가, 예를 들면 스퍼터 입자나 전리한 스퍼터 가스 이온에 의해 중화되어 소실되는 것이 서로 어울려서, 처리 기판(S) 표면에서의 충전 전하의 체류가 현저하게 억제된다. 그 결과, 처리 기판(S)의 충전에 수반하는 이상 방전의 발생이 방지되어 양호한 박막 형성이 가능하게 된다.Thereby, even if the electrons ionized in front of the targets 41a to 41h and the secondary electrons generated by the sputtering are supplied during the sputtering and the processing substrate S is charged, the input power to all the targets 41a to 41h at regular intervals. In the reduced state, ionization electrons and secondary electrons toward the processing substrate S decrease, and charge charges on the surface of the processing substrate S are neutralized and lost by, for example, sputter particles or ionized sputter gas ions. The ones match with each other, and the retention of the charge charges on the surface of the processing substrate S is significantly suppressed. As a result, the occurrence of abnormal discharge accompanying the filling of the processing substrate S is prevented, and favorable thin film formation is possible.

여기서, 감소시의 투입 전력, 투입 전력을 감소시키고 있는 시간이나 주기(스퍼터링 중에 있어서의 투입 전력 감소의 회수)는, 타겟 종류나 처리 기판(S)의 종류에 따라 적당히 설정되지만, 타겟 전방에 발생시킨 플라즈마를 일단 소실시키지 않고, 한편으로, 처리 기판 표면에의 충전 전하의 체류를 효율적으로 억제하기 위해서, 투입 전력의 감소량을, 통상 전력 투입시의 5~50%의 범위로 하는 것이 바람직하다.Here, the input power at the time of reduction and the time and cycle (the number of times the input power decreases during sputtering) of reducing the input power are appropriately set according to the target type or the type of the processing substrate S, but are generated in front of the target. In order to suppress the retention of the charged electric charges on the surface of a process board | substrate efficiently, on the other hand, it is preferable to make the amount of reduction of input electric power into the range of 5 to 50% at the time of electric power supply normally.

한편, 투입 전기량을 감소시키고 있는 시간은, 0.5초 이상이며, 바람직하게는, 2.0초 이하로 하면 좋고, 또, 스퍼터 중에 있어서의 투입 전력의 감소의 주기는, 1.5~4.0초로 설정하면 좋다. 이 경우, 상기 통상 전력 투입시의 스퍼터 시간에 대한 상기 투입 전력 감소시의 스퍼터 시간의 비를 2 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 비가 2를 넘으면, 스퍼터 시간이 너무 길어질 우려가 있다.On the other hand, the time for reducing the input electricity amount is 0.5 seconds or more, preferably 2.0 seconds or less, and the period of reduction of the input power in the sputtering may be set to 1.5 to 4.0 seconds. In this case, it is preferable to set the ratio of the sputter time at the time of reducing the said input power to the sputter time at the time of the said normal power supply to 2 or less. When the said ratio exceeds 2, there exists a possibility that a sputter time may become too long.

여기서, 타겟(41a 내지 41h)으로서 인듐 및 주석의 산화물을 이용해 전극을 구성하는 금속막이나 절연막이 형성된 처리 기판(S) 표면에 500Å의 막 두께로 ITO의 투명 도전막을 형성하는 경우를 예로 설명하면, 설정 투입 전력을 20~30kW, 감소시의 투입 전력을 2.5~10 kW, 투입 전기량을 감소시키고 있는 시간을 0.5~1.5초 및 주기를 1.5~3.5초로 설정하면, 타겟의 수명까지 처리 기판(S)에서의 아크 방전의 발생을 억제하고, 양호한 박막 형성을 할 수 있다.Here, a case in which the transparent conductive film of ITO is formed on the surface of the processing substrate S on which the metal film or insulating film constituting the electrode is formed using the oxides of indium and tin as the targets 41a to 41h is formed as an example. If the set input power is 20 to 30 kW, the input power at the time of reduction is 2.5 to 10 kW, and the time to decrease the input power is 0.5 to 1.5 seconds and the period is set to 1.5 to 3.5 seconds, the processing board (S It is possible to suppress the occurrence of the arc discharge at) and to form a favorable thin film.

그런데, 타겟(41a 내지 41h)으로서 인듐 및 주석의 산화물 타겟 또는 인듐 및 주석의 합금 타겟을 이용하고, 반응성 가스로서 H₂O 가스 또는 H₂O 가스 및 O₂가스를 포함한 혼합 가스를 이용해 반응성 스퍼터에 의해 ITO 막을 형성할 때, 스퍼터실(12)에 도입한 H₂O 가스가 국소적으로 소비되면 처리 기판 표면에 형성한 ITO막에 미세 결정화한 부분이 국소적으로 발생한다. ITO막에 미세 결정화한 부분이 국소적으로 발생하면, 도전성이 저하할 뿐만 아니라, 후속 공정으로 ITO막을 에칭했을 때에 단위시간 당의 에칭 속도가 처리 기판면 내에서 불균일하게 되는 경우가 있어, 이것으로는 생산성이 나쁘다.By the way, the reactive sputters are used as the targets 41a to 41h using an oxide target of indium and tin or an alloy target of indium and tin, and a mixed gas containing H ₂ O gas or H ₂ O gas and O ₂ gas as the reactive gas. In the formation of the ITO film, when the H ₂ O gas introduced into the sputter chamber 12 is locally consumed, a microcrystallized portion locally occurs in the ITO film formed on the surface of the processing substrate. If the microcrystallized portion locally occurs in the ITO film, not only the conductivity decreases but also the etching rate per unit time may become nonuniform within the processing substrate surface when the ITO film is etched in a subsequent step. Productivity is bad

이 경우, 각 타겟(41a 내지 41h)으로의 투입 전력을 간헐적으로 감소하면, 투입 전력의 감소시에 스퍼터실(12)에 도입한 H₂O 가스가 처리 기판(S) 표면의 전체에 걸쳐 공급되고, 그 결과, 투명 도전막이 국소적으로 미세 결정화하는 것이 방지되어 더욱 안정하게 비정질인 투명 도전막을 얻을 수 있음과 아울러, 후속 공정으로 ITO막을 에칭하는 경우에서도 단위시간 당의 에칭 속도를 처리 기판면 내에서 거의 균등하게 할 수 있다. 한편, 반응성 가스로서 O₂가스를 포함하는 가스를 이용해 IZO막을 형성하는 경우에도, 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.In this case, when the input power to each target 41a to 41h is intermittently reduced, the H ₂ O gas introduced into the sputter chamber 12 at the time of reducing the input power is supplied over the entire surface of the processing substrate S. As a result, the local microcrystallization of the transparent conductive film is prevented, thereby making it possible to obtain an amorphous transparent conductive film more stably, and in addition to the etching rate per unit time when the ITO film is etched in a subsequent step, You can do it almost evenly. On the other hand, even when the IZO film is formed using a gas containing O ₂ gas as the reactive gas, the same effects as described above can be obtained.

덧붙여, 본 실시의 형태에서는, 8매의 타겟을 이용해 서로 이웃하는 타겟마다 교류 전원을 할당하여 전력을 투입하는 것에 대해서 설명했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 타겟의 매수나 쌍을 이루는 타겟의 조합은 박막 형성 공정에 따라 적절히 설정할 수 있다.In addition, in this embodiment, although the AC power was allocated and the electric power was supplied for each neighboring target using eight targets, it is not limited to this, The number of targets and the combination of targets which form a pair are demonstrated. It can set suitably according to a silver thin film formation process.

(실시예 1)(Example 1)

본 실시예 1에서는, 도 1에 나타낸 스퍼터링 장치를 이용해 스퍼터에 의해 처리 기판(S)에 ITO막을 형성했다. 이 경우, 타겟(41a 내지 41h)으로서 ITO를 이용하고 처리 기판(S)으로서 글래스 기판을 이용하며 타겟 및 처리 기판의 사이의 거리를 150mm로 설정했다. 스퍼터 조건으로서, 진공 챔버(11) 내의 압력이 0.7Pa로 유지되도록 매스 플로우 콘트롤러를 제어하여 Ar을 도입하고 교류 전원(E1 내지 E4)으로부터 타겟으로의 투입 전력을 25kW로 설정했다.In the present Example 1, the ITO film | membrane was formed in the process board | substrate S with the sputter | spatter using the sputtering apparatus shown in FIG. In this case, ITO was used as the targets 41a to 41h, and a glass substrate was used as the processing substrate S, and the distance between the target and the processing substrate was set to 150 mm. As the sputtering condition, the mass flow controller was controlled so that the pressure in the vacuum chamber 11 was maintained at 0.7 Pa, Ar was introduced, and the input power from the AC power sources E1 to E4 to the target was set to 25 kW.

그리고, 처리 기판(S)을 타겟과 대향하는 위치에 순차적으로 반송하고, 각 글래스 기판마다 500Å 막 두께의 ITO막을 얻도록 했다(스퍼터 시간은 약 14초). 투입 전력을 1초 마다 1초 동안만 투입 전력을 설정 전압의 0~100%의 범위에서 10%씩 감소시켜, 타겟으로의 누적 투입 전력이 30 kWh에 이를 때까지 스퍼터 했다.And the process board | substrate S was conveyed to the position which opposes a target sequentially, and the ITO film | membrane of 500 micrometers film thickness was obtained for each glass substrate (sputter time is about 14 second). The input power was reduced by 10% in the range of 0 to 100% of the set voltage for 1 second every 1 second, and sputtered until the cumulative input power to the target reached 30 kWh.

상기 실시예 1에서는, 감소시 타겟으로의 투입 전력이 설정 투입 전력의 50%보다 높을 때(15kW 이상), 상기 막 두께의 ITO막을 얻기 위한 스퍼터 시간은, 4초 길어지는 것에 지나지 않았지만, 누적 투입 전력이 많아지면, 처리 기판 주변에서의 아크 방전의 발생이 많아지고, 경우에 따라서는 아크 방전에 의해 양호한 박막 형성을 할 수 없었다.In Example 1, when the input power to the target during reduction is higher than 50% of the set input power (15 kW or more), the sputtering time for obtaining the ITO film having the film thickness is only 4 seconds, but cumulative input When the power is increased, generation of arc discharge increases around the processing substrate, and in some cases, good thin film formation cannot be achieved by arc discharge.

그에 대해, 감소시 타겟으로의 투입 전력이 12.5kW(설정 투입 전력의 50%의 전력)일 때, 상기 막 두께의 ITO막을 얻기 위한 스퍼터 시간은 6초 길어지는 것에 지나지 않고, 누적 투입 전력이 30 kWh에 도달할 때까지 처리 기판 주변에서의 아크 방전은 대부분 발생하지 않고, 양호하게 박막을 형성할 수 있었다. 한편, 감소 시 타겟으로의 투입 전력이 1.2kW(설정 투입 전력의 5% 미만의 전력)일 때, 처리 기판 주변에서의 아크 방전이 대부분 발생하지 않았지만, 스퍼터 전원의 제어가 불안정하게 되어, ITO막의 두께 제어를 할 수 없었다.On the other hand, when the input power to the target at the time of reduction is 12.5 kW (50% of the set input power), the sputtering time for obtaining the ITO film having the film thickness is only 6 seconds long, and the cumulative input power is 30. Most of the arc discharge did not occur until the kWh was reached, and the thin film was satisfactorily formed. On the other hand, when the input power to the target at the time of reduction was 1.2 kW (power less than 5% of the set input power), the arc discharge did not occur mostly around the processing substrate, but the control of the sputter power became unstable, Thickness control was not possible.

(실시예 2)(Example 2)

본 실시예 2에서는, 상기 실시예 1과 같이 도 1에 나타낸 스퍼터링 장치를 이용해 같은 스퍼터 조건에서 상기 실시예 스퍼터에 의해 처리 기판(S)에 ITO막을 형성했다. 단, 교류 전원(E1 내지 E4)으로부터 타겟으로의 투입 전력을 25kW로 설정함과 아울러, 일정한 시간(0.1~4.0초) 마다 1초 동안만 투입 전력을 20%(5Kw)까지 감소시켜, 각 타겟의 누적 투입 전력이 30 kWh에 이를 때까지 스퍼터 했다.In the present Example 2, the ITO film | membrane was formed in the process board | substrate S by the said Example sputter | spatter in the same sputtering condition using the sputtering apparatus shown in FIG. 1 similarly to the said Example 1. However, while setting the input power from the AC power supply (E1 to E4) to the target at 25 kW, the input power is reduced to 20% (5 Kw) for only one second every fixed time (0.1 to 4.0 seconds). Sputtered until the cumulative input power of 30 kWh.

상기 실시예 2에서는, 상기 시간이 3.0초 이하일 때 처리 기판 주변에서의 아크 방전 발생 회수가 많아지고, 경우에 따라서는 아크 방전에 의해 양호한 박막을 형성할 수 없었다. 그에 대해, 상기 시간이 0.5초일 때 상기 막 두께의 ITO막을 얻기 위한 스퍼터 시간은 16초만 길어졌지만, 누적 투입 전력이 30 kWh에 도달할 때까지 아크 방전이 대부분 발생하지 않고, 양호하게 박막을 형성할 수 있었다. 한편, 상기 시간이 0.4초일 때, 상기 막 두께의 ITO막을 얻기 위한 스퍼터 시간이 21초 길어져, 생산성을 고려하면 상기 시간을 0.5초(전체의 스퍼터 시간이 30초)보다 짧게 하는 것은 바람직하지 않다.In the second embodiment, when the time is 3.0 seconds or less, the number of arc discharge generations around the processing substrate increases, and in some cases, a favorable thin film cannot be formed by arc discharge. On the other hand, when the time is 0.5 seconds, the sputtering time for obtaining the ITO film having the film thickness is only 16 seconds long, but most of the arc discharge does not occur until the cumulative input power reaches 30 kWh, and it is possible to form a thin film satisfactorily. Could. On the other hand, when the time is 0.4 seconds, the sputtering time for obtaining the ITO film having the film thickness is increased by 21 seconds, and considering the productivity, it is not preferable to make the time shorter than 0.5 seconds (the total sputtering time is 30 seconds).

(실시예 3)(Example 3)

본 실시예 3에서는, 상기 실시예 1과 같이, 도 1에 나타낸 스퍼터링 장치를 이용해 같은 스퍼터 조건으로 상기 실시예 스퍼터에 의해 처리 기판(S)에 ITO막을 형성했다. 단, 교류 전원(E1 내지 E4)으로부터 타겟으로의 투입 전력을 25kW로 설정함과 아울러 1초 마다 일정한 시간(0.1~2.0초) 동안 투입 전력을 20%(5Kw)까지 감소시키고, 각 타겟의 누적 투입 전력이 30 kWh에 이를 때까지 스퍼터 했다.In Example 3, the ITO film was formed in the process board | substrate S by the said Example sputter | spatter in the same sputtering condition similarly to the said Example 1 using the sputtering apparatus shown in FIG. However, the input power from the AC power sources E1 to E4 to the target is set to 25 kW, and the input power is reduced to 20% (5 Kw) for a predetermined time (0.1 to 2.0 seconds) every second, and the cumulative targets are accumulated. The input power was sputtered until it reached 30 kWh.

상기 실시예 3은, 상기 시간이 0.4초 이하일 때, 처리 기판 주변에서의 아크 방전 발생 회수가 많아지고, 경우에 따라서는 아크 방전에 의해 양호한 박막 형성을 할 수 없었다. 그에 대해, 상기 시간이 0.5초일 때, 상기 막 두께의 ITO막을 얻기 위한 스퍼터 시간은 3초만 길어졌지만, 누적 투입 전력이 30 kWh에 도달할 때까지 아크 방전이 대부분 발생하지 않고, 양호하게 박막을 형성할 수 있었다. 한편, 상기 시간이 2초일 때, 상기 막 두께의 ITO막을 얻기 위한 스퍼터 시간이 16초 길어져 생산성을 고려하면, 상기 시간이 2초(전체의 스퍼터 시간이 30초)를 넘게 길게 하는 것은 바람직하지 않다.In the said Example 3, when the said time is 0.4 second or less, the number of arc discharge generations around a process board | substrate increases, and in some cases, favorable thin film formation could not be performed by arc discharge. On the other hand, when the time is 0.5 seconds, the sputtering time for obtaining the ITO film having the film thickness was only 3 seconds long, but most of the arc discharge did not occur until the cumulative input power reached 30 kWh, and the film was satisfactorily formed. Could. On the other hand, when the time is 2 seconds, the sputtering time for obtaining the ITO film having the film thickness is increased by 16 seconds, and considering the productivity, it is not preferable to make the time longer than 2 seconds (total sputtering time is 30 seconds). .

1 스퍼터링 장치
12 스퍼터실
3 가스 도입 수단
41a 내지 41h 타겟
E1 내지 E4 교류 전원
65 스위칭 소자
S 처리 기판1 sputtering device
12 sputter room
3 gas introduction means
41a to 41h target
E1 to E4 AC Power
65 switching elements
S processed substrate

Claims

While introducing the process gas into the sputter chamber, power is supplied by alternately changing the polarity at a predetermined frequency to the pair of targets which are opposed to the processing substrate in the sputter chamber and arranged at a predetermined interval, respectively. In the sputtering method of converting each target into an anode electrode and a cathode electrode alternately, causing a glow discharge between the anode electrode and the cathode electrode to form a plasma atmosphere, sputtering each target to form a predetermined thin film on the surface of the processing substrate, A sputtering method, characterized in that during sputtering, the input power to each target is reduced at a predetermined interval.

The sputtering method according to claim 1, wherein the reduction is performed simultaneously on a predetermined cycle for all targets in parallel.

The sputtering method according to claim 1 or 2, wherein the input power at the time of reduction is in the range of 5 to 50% at the time of normal power input.

The sputtering method according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio of the sputtering time at the time of reducing the input power to the sputtering time at the time of normal power input is set to 2 or less.

The sputtering method according to claim 4, wherein the sputtering time at the time of reducing the input power is 0.5 seconds or more.

The process gas to be introduced into the process chamber using an oxide target of indium and tin or an alloy target of indium and tin as the target, wherein H ₂ O gas or H ₂ O gas and O _{2 are used.} A sputtering method comprising a gas, wherein a transparent conductive film made of indium, tin, and oxygen is formed on a surface of a processing substrate.

A method according to any one of claims 1 to 5, as the process gas using indium and zinc oxide target or indium and zinc alloy target as the target, is introduced into the treatment chamber ₂ O A sputtering method comprising a gas, wherein a transparent conductive film comprising indium, zinc, and oxygen is formed on a surface of a processing substrate.