KR20230094149A - 스퍼터 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 성막면에 요철을 갖는 기판의 막두께 균일화를 도모한다.
[해결 수단] 스퍼터 장치는, 기판을 이동시키는 이동 수단과, 상기 기판을 향해 스퍼터 입자를 비산하는 타겟과, 상기 타겟으로부터의 스퍼터 입자의 주 비산 방향이 상기 기판의 법선 방향으로부터 경사진 경사 입사 방향이 되도록 배치되어, 상기 타겟의 표면에 자장을 형성하는 자석과, 상기 이동 수단에 의한 상기 기판의 이동 방향이 변경됨에 따라, 상기 주 비산 방향이 제1 경사 입사 방향으로부터 상기 제1 경사 입사 방향과 다른 제2 경사 입사 방향으로 변경되도록, 상기 자석의 방향을 전환하는 전환 수단을 구비한다.

Description

스퍼터 장치{SPUTTERING APPARATUS}

본 발명은, 스퍼터 장치에 관한 것이다.

유기 EL 디스플레이 등의 제조에 있어서, 스퍼터 장치에 의해 기판에 성막을 행하는 기술이 알려져 있다. 이러한 스퍼터 장치로서, 막두께의 균일화나 기판의 하지층으로의 손상 저감 등을 행하기 위해, 기판에 대한 스퍼터 입자의 주 비산 방향을 경사지게 하거나, 타겟과 기판의 사이에 차폐 부재를 설치한 스퍼터 장치가 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1).

특허문헌 1: 일본특허공개 2019-090083호 공보

성막면에 요철을 갖는 기판에서는, 요철의 측면으로의 스퍼터 입자의 퇴적량이 적게 되는 경향이 있어, 막두께의 균일화 관점에서 개선의 여지가 있다.

본 발명은, 막두께의 균일화를 도모하는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면,

기판을 이동시키는 이동 수단과,

상기 기판을 향해 스퍼터 입자를 비산하는 타겟과,

상기 타겟으로부터의 스퍼터 입자의 주 비산 방향이 상기 기판의 법선 방향으로부터 경사진 경사 입사 방향이 되도록 배치되어, 상기 타겟의 표면에 자장을 형성하는 자석과,

상기 이동 수단에 의한 상기 기판의 이동 방향이 변경됨에 따라, 상기 주 비산 방향이 제1 경사 입사 방향으로부터 상기 제1 경사 입사 방향과 다른 제2 경사 입사 방향으로 변경되도록, 상기 자석의 방향을 전환하는 전환 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치가 제공된다.

본 발명에 의하면, 막두께의 균일화를 도모하는 기술을 제공할 수 있다.

도 1의 (A) 및 도 1의 (B)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스퍼터 장치의 모식도이다.
도 2의 (A) 및 도 2의 (B)는 성막 동작의 설명도이다.
도 3의 (A) 및 도 3의 (B)는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 스퍼터 장치의 모식도이다.
도 4의 (A) 및 도 4의 (B)는 성막 동작의 설명도이다.
도 5의 (A) 및 도 5의 (B)는 또 다른 실시형태에 따른 스퍼터 장치의 성막 동작의 설명도이다.
도 6의 (A) ∼ 도 6의 (C)는 평판 형상 타겟의 예를 나타내는 도면이고, 도 6의 (D)는 기판과, 타겟의 상대 이동의 다른 예를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태를 상세하게 설명한다. 한편, 이하의 실시형태는 특허청구의 범위에 따른 발명을 한정하는 것은 아니다. 실시형태에는 복수의 특징이 기재되어 있지만, 이들 복수의 특징 모두가 발명에 반드시 필수적인 것은 아니고, 또한, 복수의 특징은 임의로 조합되어도 된다. 나아가, 첨부 도면에 있어서는, 동일 또는 유사한 구성에 동일한 참조 번호를 붙여, 중복 설명은 생략한다.

<제1 실시형태>

<스퍼터 장치의 구성>

도 1의 (A) 및 도 1의 (B)는 본 발명의 일 실시형태에 따른 스퍼터 장치(1)의 모식도이고, 도 1의 (A)는 스퍼터 장치(1)를 측방으로부터 본 도면, 도 1의 (B)는 스퍼터 장치(1)를 상방으로부터 본 도면이다. 각 도면에 있어서 화살표(Z)는 상하 방향(중력 방향)을 나타내고, 화살표(X) 및 화살표(Y)는 서로 직교하는 수평 방향을 나타낸다.

스퍼터 장치(1)는, 기판(100)에 대해 막을 형성하는 성막 장치이며, 예를 들면 표시 장치(플랫 패널 디스플레이 등)나 박막 태양 전지, 유기 광전 변환 소자(유기 박막 촬상 소자) 등의 전자 디바이스, 광학 부재 등을 제조하는 제조 장치에 적용 가능하고, 특히, 유기 EL 패널을 제조하는 제조 장치에 적용 가능하다. 유기 EL 패널의 제조에 적용되는 경우, 예를 들면, 기판(100)의 하면에는 미리 유기막이 성막되고, 스퍼터 장치(1)는 유기막 상에 전극막을 스퍼터링에 의해 성막한다.

스퍼터 장치(1)는, 상자형의 진공 챔버(2)를 갖는다. 진공 챔버(2)는 도시하지 않은 진공 펌프에 접속되며, 진공 펌프에 의한 배기에 의해 내부 공간이 감압 가능하다. 진공 챔버(2)의 내부 공간에는 아르곤 등의 불활성 가스가 가스 공급 유닛(3)에 의해 공급된다.

스퍼터 장치(1)는, 진공 챔버(2) 내에서 기판을 반송하는 이동 유닛(4)을 구비한다. 이동 유닛(4)은 한 쌍의 가이드 레일(4a)과, 한 쌍의 가이드 레일(4a)에 지지되어 이동하는 캐리어(5)를 구비한다. 각 가이드 레일(4a)은 X방향으로 연장 설치되고, 한 쌍의 가이드 레일(4a)은 Y방향으로 이격되어 있다. 이동 유닛(4)은, 리니어 모터나, 볼나사 기구 등의 구동 기구를 갖고 있고, 그 구동력에 의해 한 쌍의 가이드 레일(4a)을 따라 캐리어(5)를 도 1의 (B)에서 실선과 파선으로 나타낸 바와 같이 X방향으로 왕복시킨다. 실선의 위치로부터 파선의 위치로 향하는 이동 경로를 왕로라고 부르고, 그 반대로 파선의 위치로부터 실선의 위치를 향하는 이동 경로를 귀로라고 부른다.

캐리어(5)는 기판(100)을 보유지지하는 보유지지부(5a)를 갖고 있다. 기판(100)은 게이트(2a)로부터 진공 챔버(2) 내로 반송되어, 캐리어(5)에 보유지지된다. 캐리어(5)의 이동에 의해 기판(100)은, 그 폭 방향을 Y방향으로 하여 진공 챔버(2) 내를 수평 자세로 X방향으로 왕복한다. 왕복의 과정에서, 기판(100)의 하면에는 타겟(6)으로부터 비산하는 스퍼터 입자가 퇴적되어, 성막된다. 성막 완료의 기판(100)은 게이트(2a)로부터 진공 챔버(2) 밖으로 반출된다.

타겟(6)은, 본 실시형태의 경우, Y방향의 회전 중심선(C1) 주위로 회전 가능한 회전 타겟이다. 타겟(6)은 한 쌍의 지지대(10)에 지지되어 있다. 일방의 지지대(10)에는 모터(11)가 설치되어 있고, 타겟(6)은 모터(11)를 구동원으로 하여 모터(11)의 구동력에 의해 회전한다.

타겟(6)은 원통 형상을 갖고 있고, 그 내주면에는 캐소드 전극(7)이 설치되어 있으며, 전압 인가 유닛(8)에 의해 전압이 인가되어 캐소드 전위로 유지되고, 방전한다. 또한, 본 실시형태의 스퍼터 장치(1)는 마그네트론 스퍼터 장치이며, 타겟(6)의 내부 공간의 상부에는, 타겟(6)의 표면에 자장을 형성하는 자석(9)이 배치되어 있다.

자석(9)은, Y방향으로 연장하는 중심 자석(9a)과, 중심 자석(9a)을 둘러싸는 주변 자석(9b)과, 요크(9c)를 구비한다. 주변 자석(9b)은, 중심 자석(9a)과 평행하게 Y방향으로 연장하는 한 쌍의 직선부와, 한 쌍의 직선부의 Y방향의 양단부를 각각 접속하는 접속부를 가진 환상(環狀)의 자석이며, 도 1의 (A) 등에서는 주변 자석(9b)의 한 쌍의 직선부의 단면이 도시되고, 도 1의 (B)에는 자석(9)의 평면에서 보았을 때의 형상이 도시되어 있다.

중심 자석(9a)과 주변 자석(9b)은 반대 극성이고, 중심 자석(9a)의 착자 방향은 중앙 기준선(N0)의 방향으로 되어 있다. 중앙 기준선(NO)은, 중심 자석(9a)의 자극 상의 폭 방향 중앙부(도 1의 (A)의 자세에서는 X방향 중앙부)를 지나, 타겟(6)의 표면에 대해 직교 방향(타겟(6)의 직경 방향)으로 연장하는 직선이다. 도 1의 (A)의 자세에서는, 중앙 기준선(NO)은 Z방향으로 연장하고, 타겟(6)의 회전 중심선(C1)을 지나는 선이며, 기판(100)의 반송면에 대해 직교하고 있다. 주변 자석(32)의 착자 방향은, 중심 자석(9a)과 평행하게 연장되어 있고, 중심 자석(9a)과 주변 자석(9b)의 안쪽단이, 요크(9c)에 의해 연결되어 있다. 이에 의해, 타겟(6)의 표면 근방의 자장은, 중심 자석(9a)의 자극으로부터, 주변 자석(9b)의 직선부를 향해 루프 형상으로 돌아가는 자력선을 갖는다. 이 자장에 의해, 전자가 포착되어, 타겟(6)의 표면 근방에 플라스마를 집중시켜, 스퍼터링의 효율을 높일 수 있다.

스퍼터 장치(1)는 전환 유닛(12)을 구비한다. 전환 유닛(12)은, 구동원인 모터(13)와, 회전축(14)을 포함한다. 모터(13)는 타방의 지지대(10)에 내장되어 있고, 도시하지 않은 전달 기구(예를 들면 기어 기구)를 통해 회전축(14)을 회전시킨다. 회전축(14)은, 타겟(6)의 회전 중심선(C1)과 동축 상에서 Y방향으로 연장 설치되고, 한 쌍의 지지대(10)에 회전 가능하도록 지지되어 있다. 자석(9)은 회전축(14)에 연결되어 있으며, 회전축(14)의 회전에 의해 회동하여 그 Z-X평면 상에서의 방향이 바뀐다.

스퍼터 장치(1)는 제어 유닛(15)을 구비하고 있다. 제어 유닛(15)은, 적어도 하나의 프로세서, 적어도 하나의 기억 디바이스, 및 센서나 액츄에이터와의 데이터의 입출력을 행하는 인터페이스를 포함하고, 스퍼터 장치(1)를 제어한다. 기억 디바이스는 예를 들면 RAM, ROM 등의 메모리이다. 프로세서는 기억 디바이스에 기억된 프로그램을 실행하고, 모터(11, 13)나 이동 유닛(4)의 구동 제어 등을 행한다.

<성막 동작>

도 2의 (A) 및 도 2의 (B)를 참조하여 스퍼터 장치(1)의 성막 동작에 대해 설명한다. 기판(100)을 이동 유닛(4)에 의해 연속적으로 이동시키면서, 타겟(6)으로부터 스퍼터 입자(P)를 기판(100)으로 비산시켜 기판(100)의 하면에 퇴적하여, 성막한다. 도 2의 (A)는 기판(100)의 왕로 이동 시의 성막 동작을 나타내고 있으며, 기판(100)은 X방향(M1방향)으로 이동된다. 도 2의 (B)는 기판(100)의 귀로 이동 시의 성막 동작을 나타내고 있으며, 기판(100)은 X방향에서 반대 방향(M2방향)으로 이동된다. 성막 중, 모터(11)가 구동되고, 타겟(6)은 예를 들면 화살표(R1) 방향(시계 방향)으로 연속적으로 회전(자전)한다.

도 2의 (A) 및 도 2의 (B)에 도시되어 있는 타겟(6)의 표면 근방의 타원 루프(L)는, 플라스마가 집중하는 부분을 모식적으로 나타낸다. 타겟(6)의 표면의 법선 방향의 자속 밀도 성분이 0인 점으로부터 스퍼터 입자가 집중적으로 비산하는 것이 알려져 있다. 이 점은, 중심 자석(31)과 주변 자석(32)의 직선부의 사이에 위치한다. 도 1의 (A)와 같이 중앙 기준선(N0)이 기판(100)의 법선 방향(Z1)(본 실시형태의 경우, Z방향)을 지향하고 있는 경우에서, 타겟(6)으로부터 방출되는 스퍼터 입자가 반송면에 퇴적된다고 하였을 경우의 단위 시간당의 퇴적량인 성막 레이트의 분포는, 중앙 기준선(N0) 부근을 피크로 하여, X방향의 일방측, 타방측으로 레이트가 저하되는 산 형상의 분포가 된다. 따라서, 중앙 기준선(N0)의 방향을 스퍼터 입자의 주 비산 방향이라고 부를 수 있다.

도 2의 (A) 및 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이 성막면인 기판(100)의 하면이 요철을 갖는 경우, 만일 도 1의 (A)와 같이 주 비산 방향이 기판(100)의 법선 방향을 지향하고 있으면, 요철의 하면의 막두께가 두껍게 되고, 요철의 측면의 막두께가 얇게 되는 경향이 있다. 본 실시형태에서는, 자석(9)의 방향에 의해, 주 비산 방향을 기판(100)의 법선 방향(Z1)에 대해 경사진 경사 입사 방향으로 함으로써, 요철의 측면으로의 스퍼터 입자(P)의 퇴적을 촉진시키고, 막두께의 균일화를 도모한다.

도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 기판(100)이 M1방향으로 이동하는 동안, 주 비산 방향이 법선 방향(Z1)에 대해 X방향으로 +θ만큼 경사진 경사 입사 방향(D1)이 되도록 전환 유닛(12)에 의해 자석(9)의 방향을 설정한다. 이에 의해, 기판(100)의 요철의 측면 중, M1방향에서 전방측(도면에서 우측에 상당함)의 측면으로의 성막이 촉진된다.

기판(100)이 왕로로부터 귀로로의 전환 지점에 도달하면, 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이, 기판(100)의 이동 방향이 M1방향으로부터 반대인 M2방향으로 전환된다. 또한, 주 비산 방향이 법선 방향(Z1)에 대해 X방향으로 -θ만큼 경사진 경사 입사 방향(D2)이 되도록 전환 유닛(12)에 의해 자석(9)의 방향을 전환한다. 도 2의 (A)와 도 2의 (B)는 경사 입사 방향(D1, D2)이 Z1방향에 대해 반대의 관계에 있다. 기판(100)이 M2방향으로 이동하는 동안, 주 비산 방향이 법선 방향(Z1)에 대해 X방향으로 -θ만큼 경사져 있음으로써, 기판(100)의 요철 측면 중, M2방향에서 전방측(도면에서 좌측에 상당함)의 측면으로의 성막이 촉진된다. 기판(100)의 왕복에 의해, 기판(100)의 요철에 대해 보다 균일한 막두께를 형성할 수 있다

이와 같이 하여, 본 실시형태에서는 기판(100)에 대한 스퍼터 입자(P)의 주 비산 방향을 경사 입사 방향(D1, D2)으로 하고, 또한, 기판(100)의 이동 방향의 변경에 따라 다른 경사 입사 방향(D1, D2)으로 함으로써, 요철에 대해 보다 균일한 막두께를 형성할 수 있다. 한편, 본 실시형태에서는, 왕로의 경우 경사 각도 +θ과, 귀로의 경우 경사 각도-θ로 각도(θ)를 공통으로 하였으나, 달라도 되며, 환언하면, 경사 입사 방향(D1과 D2)이 법선 방향(Z1)에 대해 대칭이 아니어도 된다.

<제2 실시형태>

도 3의 (A) 및 도 3의 (B)는 본 발명이 다른 실시형태에 따른 스퍼터 장치(1)의 모식도이고, 도 3의 (A)는 스퍼터 장치(1)를 측방으로부터 본 도면, 도 3의 (B)는 스퍼터 장치(1)를 상방으로부터 본 도면이다. 제2 실시형태의 스퍼터 장치(1)에 대해서, 제1 실시형태의 스퍼터 장치(1)와 다른 구성에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 스퍼터 장치(1)는 차폐 유닛(16)을 구비한다. 차폐 유닛(16)은, 성막 시에 기판(100)에 대한 스퍼터 입자의 비산 범위를 구조적으로 규제하는 방착 유닛이다. 차폐 유닛(16)은 타겟(6)을 둘러싸도록 배치된 고정 차폐 부재(17)와, 가동 차폐 부재(18)를 구비한다. 고정 차폐 부재(17)는 천정부에 개구부(17a)가 형성된 상자 형상의 부재이고, 가동 차폐 부재(18)는 개구부(17a)를 부분적으로 개폐하는 평판 형상의 부재이다.

개구부(17a) 및 가동 차폐 부재(18)는, 기판(100)과 타겟(6)의 사이에 위치하고, 타겟(6)으로부터 방출되는 스퍼터 입자는 개구부(17a)를 통과하여 기판(100)에 도달한다. 따라서, 개구부(17a) 중, 가동 차폐 부재(18)에 폐쇄되지 않은 부분은 비산 허용 범위이고, 가동 차폐 부재(18)에 폐쇄되어 있는 부분은 비산 규제 범위이다.

가동 차폐 부재(18)는, X방향으로 슬라이드 가능하게 설치되고, 그 구동원인 모터(13’)의 구동력에 의해 이동한다. 모터(13’)의 구동력은, 도시하지 않은 전달 기구를 통해 가동 차폐 부재(18)로 전달된다. 전달 기구는 예를 들면 볼나사 기구, 랙-피니언 기구이다. 모터(13’)은 전환 유닛(12)의 구동원을 겸한다. 모터(13’)의 구동력은 도시하지 않은 전달 기구를 통해 회전축(14)으로 전달된다. 전달 기구는 예를 들면 기어 기구이다.

본 실시형태에서는, 전환 유닛(12)과 차폐 유닛(16)은, 모터(13’)를 구동원으로서 공용하고 있다. 공용함으로써, 코스트 다운을 도모함과 함께, 자석(9)의 방향 전환과, 가동 차폐 부재(18)의 이동을 연동할 수 있다. 그러나, 전환 유닛(12)과 차폐 유닛(16)에서 개별로 구동원을 설치하고, 이들이 독립적으로 작동하는 구성이어도 된다.

가동 차폐 부재(18)는, 애노드 전위로 유지된다. 캐소드 전극(7)의 캐소드 전위는 예를 들면, 200V∼400V 정도이다. 가동 차폐 부재(18)를 애노드 전위(예를 들면 어스 전위. 진공 챔버(2)의 벽부와 동일 전위)로 유지함으로써, 스퍼터 입자가 가동 차폐 부재(18)에 부착되기 쉽게 되어, 가동 차폐 부재(18)에 의한 기판(100)에 대한 비산 범위의 규제 효과를 향상시킬 수 있다.

도 4의 (A) 및 도 4의 (B)를 참조하여 본 실시형태의 스퍼터 장치(1)의 성막 동작에 대해서 설명한다.

도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 기판(100)이 M1방향으로 이동하는 동안, 제1 실시형태와 마찬가지로 주 비산 방향이 경사 입사 방향(D1)이 되도록 전환 유닛(12)에 의해 자석(9)의 방향을 설정한다. 차폐 유닛(16)의 가동 차폐 부재(18)는, 개구부(17)의 일부를 덮고, 비산 허용 범위(17a’)를 형성한다. 비산 허용 범위(17a’)는, 개구부(17)와 경사 입사 방향(D1)이 교차하는 부위를 포함하는 범위이며, 중앙 기준선(N0)에 대해 M1방향에서 전방측의 범위를 좁게, 후방측의 범위를 넓게 한 범위이다. 이에 의해, 기판(100)에 대해 그 법선 방향에 가까운 방향으로 비산하는 스퍼터 입자가 가동 차폐 부재(18)에 부착되어, 기판(100)으로의 도달을 방해할 수 있다. 또한, 기판(100)의 요철 측면으로의 스퍼터 입자의 퇴적율을 늘릴 수 있다.

기판(100)이 왕로로부터 귀로로의 전환 지점에 도달하면, 도 4의 (B)에 나타낸 바와 같이, 기판(100)의 이동 방향이 M1방향으로부터 반대인 M2방향으로 전환된다. 제1 실시형태와 마찬가지로, 주 비산 방향이 경사 입사 방향(D2)이 되도록 전환 유닛(12)에 의해 자석(9)의 방향을 전환한다. 차폐 유닛(16)은, 가동 차폐 부재(18)를 이동함으로써 스퍼터 입자의 비산 허용 범위(17a’)를 전환한다. 전환 유닛(12)과 차폐 유닛(16)은 구동원인 모터(13’)를 공용하고 있기 때문에, 모터(13’)를 구동함으로써, 전환 유닛(12)에 의한 자석(9)의 방향 전환과 차폐 유닛(16)에 의한 비산 허용 범위(17a’)의 전환을 연동시켜 동시에 행할 수 있다.

전환 후의 비산 허용 범위(17a’)는, 개구부(17)와 경사 입사 방향(D2)이 교차하는 부위를 포함하는 범위이며, 중앙 기준선(N0)에 대해 M2방향에서 전방측의 범위를 좁게, 후방측의 범위를 넓게 한 범위이다. 이에 의해, 기판(100)에 대해 그 법선 방향에 가까운 방향으로 비산하는 스퍼터 입자가 가동 차폐 부재(18)에 부착되어, 기판(100)으로의 도달을 방해할 수 있다. 또한, 기판(100)의 요철 측면으로의 스퍼터 입자의 퇴적율을 늘릴 수 있다. 기판(100)의 왕복에 의해, 기판(100)의 요철에 대해 보다 균일한 막두께를 형성할 수 있다.

가동 차폐 부재(18)는, 그 이동의 전후에서 법선 방향(Z1)에 대해 대칭인 위치로 이동한다. 가동 차폐 부재(18)의 이동 전후에서 비산 허용 범위(17a’)는 위치가 다르지만 그 크기는 같다. 그러나, 가동 차폐 부재(18)의 이동 전후에서, 비산 허용 범위(17a’)의 크기가 달라도 되고, 법선 방향(Z1)에 대하여 비대칭인 위치이어도 된다.

이와 같이 하여, 본 실시형태에서는 기판(100)에 대한 스퍼터 입자(P)의 주 비산 방향을 경사 입사 방향(D1, D2)으로 하고 또한, 가동 차폐 부재(18)로 스퍼터 입자의 비산 범위를 규제하고, 또한, 기판(100)의 이동 방향의 변경에 따라 다른 경사 입사 방향(D1, D2)으로 하고 또한, 비산 허용 범위(17a’)를 전환함으로써, 요철에 대해 보다 균일한 막두께를 형성할 수 있다.

<제3 실시형태>

제2 실시형태에서는, 기판(100)의 이동 방향의 변경에 따라 자석(9)의 방향을 전환하고, 스퍼터 입자(P)의 주 비산 방향을 전환하였으나, 자석(9)의 방향을 고정하고 차폐 유닛(16)에 의한 비산 허용 범위(17a’)의 전환만을 행해도 된다. 도 5의 (A) 및 도 5의 (B)는 본 실시형태에 있어서의 성막 동작의 설명도이다.

본 실시형태에서는, 전환 유닛(12)을 설치하지 않고, 자석(9)의 중앙 기준선(N0)은 Z방향을 지향하고 있다. 스퍼터 입자의 주 비산 방향은 기판(100)의 법선 방향이지만, 비산 허용 범위(17a’)의 전환에 의해, 기판(100)에 대해 법선 방향으로 입사하는 스퍼터 입자를 차폐하고, 경사 입사하는 스퍼터 입자를 통과시킨다.

도 5의 (A)에 나타낸 바와 같이, 기판(100)이 M1방향으로 이동하는 동안, 차폐 유닛(16)의 가동 차폐 부재(18)는, 개구부(17)의 일부를 덮고, 비산 허용 범위(17a’)를 형성한다. 가동 차폐 부재(18)는, 중앙 기준선(N0) 상을 포함하는, 타겟(6)의 바로 위에서부터 M1방향 전방측의 범위를 덮고 있으며, 비산 허용 범위(17a’)는 중앙 기준선(N0)으로부터, M1방향 후방측으로 이격된 범위이다. 비산 허용 범위(17a’)로부터 경사 입사 방향(D1)으로 스퍼터 입자가 비산하고, 기판(100)의 하면에 퇴적한다. 이에 의해, 기판(100)의 요철 측면 중, M1방향에서 전방측(도면에서 우측에 상당)의 측면으로의 성막이 촉진된다.

기판(100)이 왕로로부터 귀로로의 전환 지점에 도달하면, 도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 기판(100)의 이동 방향이 M1방향으로부터 반대인 M2방향으로 전환된다. 차폐 유닛(16)은, 가동 차폐 부재(18)를 이동함으로써 스퍼터 입자의 비산 허용 범위(17a’)를 전환한다.

전환 후의 비산 허용 범위(17a’)는, 가동 차폐 부재(18)는, 중앙 기준선(N0) 상을 포함하는, 타겟(6)의 바로 위에서부터 M2방향 전방측의 범위를 덮고 있고, 비산 허용 범위(17a’)는 중앙 기준선(N0)으로부터, M2방향 후방측으로 이격된 범위이다. 비산 허용 범위(17a’)로부터 경사 입사 방향(D2)으로 스퍼터 입자가 비산하고, 기판(100)의 하면에 퇴적한다. 이에 의해, 기판(100)의 요철 측면 중, M2방향에서 전방측(도면에서 좌측에 상당)의 측면으로의 성막이 촉진된다.

가동 차폐 부재(18)는, 그 이동의 전후에서, 중앙 기준선(N0)에 대해 대칭인 위치로 이동한다. 가동 차폐 부재(18)의 이동 전후에서 비산 허용 범위(17a’)는 위치가 다르지만 그 크기는 같다. 그러나, 가동 차폐 부재(18)의 이동 전후에서, 비산 허용 범위(17a’)의 크기가 달라도 되고, 법선 방향(Z1)에 대하여 비대칭인 위치이어도 된다.

이와 같이 하여, 본 실시형태에서는, 가동 차폐 부재(18)로 스퍼터 입자의 비산 범위를 규제함으로써, 기판(100)에 대해 스퍼터 입자(P)를 경사 입사 방향(D1, D2)으로 비산시킨다. 기판(100)의 왕복에 의해, 기판(100)의 요철에 대해 보다 균일한 막두께를 형성할 수 있다.

<제4 실시형태>

제1 실시형태에서는, 타겟(6)으로서 회전 타겟(6)을 예시하였으나, 평판 타겟을 사용해도 된다. 도 6의 (A)는 그 일례를 나타낸다. 도시의 예에서는 회전 타겟(6)을 대신하여 평판 타겟(19)이 설치되어 있다. 자석(9)의 구성은 제1 실시형태와 기본적으로 같다. 도 6의 (B) 및 도 6의 (C)에 나타낸 바와 같이, 회전축(14)의 회전에 의해, 자석(6)과 함께 평판 타겟(19)의 방향을 전환함으로써 주 비산 방향을 전환할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 타겟의 상방의 기판에 스퍼터 입자를 방출하는 구성을 예시하였으나, 타겟의 하방의 기판에 스퍼터 입자를 방출하는 구성이어도 된다.

<제5 실시형태>

상기 각 실시형태에서는, 성막 시에, 기판(100)과 타겟(6)을 상대적으로 이동하는 유닛으로서, 기판(100)을 X방향으로 이동하는 이동 유닛(4)을 나타내었으나, 타겟(6)을 이동하여도 된다. 도 6(D)는 그 일례를 나타낸다.

도시의 이동 유닛(21)은, X방향으로 연장 설치된 가이드 레일(22)과, 가이드 레일(22)에 안내되어 X방향으로 이동 가능한 슬라이더(23)을 구비한다. 한 쌍의 지지대(10)는 슬라이더(23)에 탑재되어 있다. 이동 유닛(21)은, 리니어 모터나, 볼나사 기구 등의 구동 기구를 갖고 있고, 그 구동력에 의해 한 쌍의 가이드 레일(22)을 따라 슬라이더(23)를 실선 위치와 파선 위치의 사이에서 X방향으로 왕복시킨다. 기판(100)은 성막 중, 그 위치가 정지되어 있다. 슬라이더(23)를 이동시키면서, 타겟(6)으로부터 스퍼터 입자를 방출하여 기판(100)에 대한 성막을 행한다.

타겟(6)의 왕로 방향(M11)의 이동과, 귀로 방향(M12)의 이동에서 자석(9)의 방향을 전환하여 주 비산 방향을 전환할 수 있다.

제2 실시형태나 제3 실시형태와 같이 차폐 유닛(16)을 사용한 구성에 있어서도, 슬라이더(23)에 차폐 유닛(16)을 탑재함으로써, 성막 중, 기판(100)을 정지하고, 타겟(6) 및 차폐 유닛(16)을 이동하여 성막 동작을 행할 수 있다. 이 경우도 왕로 방향(M11)의 이동과, 귀로 방향(M12)의 이동에서 가동 차폐 부재(18)의 위치를 변경하여 비산 허용 범위(17a’)의 위치를 전환할 수 있다.

<다른 실시형태>

본 발명은, 상술한 실시형태의 1 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 통해 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 있어서의 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 판독하여 실행하는 처리로도 실현 가능하다. 또한, 1 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들면, ASIC)에 의해서도 실현 가능하다.

발명은 상기 실시형태에 제한되는 것은 아니며, 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 다양한 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 발명의 범위를 공표하기 위해 청구항을 첨부한다.

1: 스퍼터 장치
6: 타겟
9: 자석
16: 차폐 유닛
100: 기판

Claims (11)

1. 기판을 이동시키는 이동 수단과,
   상기 기판을 향해 스퍼터 입자를 비산하는 타겟과,
   상기 타겟으로부터의 스퍼터 입자의 주 비산 방향이 상기 기판의 법선 방향으로부터 경사진 경사 입사 방향이 되도록 배치되어, 상기 타겟의 표면에 자장을 형성하는 자석과,
   상기 이동 수단에 의한 상기 기판의 이동 방향이 변경됨에 따라, 상기 주 비산 방향이 제1 경사 입사 방향으로부터 상기 제1 경사 입사 방향과 다른 제2 경사 입사 방향으로 변경되도록, 상기 자석의 방향을 전환하는 전환 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 이동 수단은, 상기 기판을 왕로와 귀로로 왕복시키고,
   상기 왕로 시의 상기 주 비산 방향인 상기 제1 경사 입사 방향과, 상기 귀로 시의 상기 주 비산 방향인 상기 제2 경사 입사 방향은, 상기 법선 방향에 대해 반대의 방향인 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
3. 제1항에 있어서,
   성막 시에 상기 기판에 대한 스퍼터 입자의 비산 범위를 규제하는 차폐 수단을 구비하고,
   상기 차폐 수단은, 상기 이동 수단에 의한 상기 기판의 이동 방향이 변경됨에 따라, 스퍼터 입자의 비산 허용 범위를 전환하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 전환 수단과 상기 차폐 수단은, 공용의 구동원을 갖는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 차폐 수단은, 상기 기판과 상기 타겟의 사이에 위치하는 차폐 부재를 구비하고,
   상기 차폐 부재가 애노드 전위로, 상기 타겟이 캐소드 전위로 각각 유지되는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
6. 제3항에 있어서,
   상기 차폐 수단은, 상기 타겟으로부터 상기 기판에 대해 상기 법선 방향으로 입사하는 스퍼터 입자가 적게 되도록 상기 비산 범위를 규제하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 타겟은 원통 형상의 회전 타겟이고,
   상기 자석은, 상기 타겟의 내부 공간에 배치되고,
   상기 전환 수단은, 상기 자석을 상기 타겟의 회전 중심선 주위로 회동시키는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 자석은, 상기 기판의 폭 방향과 평행한 방향으로 연장하는 중심 자석과, 상기 중심 자석을 둘러싸는 주변 자석을 구비하고,
   상기 주 비산 방향은, 상기 중심 자석의 자극 상의 폭 방향 중앙을 지나고, 상기 타겟의 표면에 대해 직교하는 방향인 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
9. 기판을 이동시키는 이동 수단과,
   상기 기판을 향해 스퍼터 입자를 비산하는 타겟과,
   성막 시에 상기 기판에 대한 스퍼터 입자의 비산 범위를 규제하는 차폐 수단을 구비하고,
   상기 차폐 수단은, 상기 이동 수단에 의한 상기 기판의 이동 방향이 변경됨에 따라, 스퍼터 입자의 비산 허용 범위를 전환하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
10. 기판을 향해 스퍼터 입자를 비산하는 타겟과,
    상기 타겟으로부터의 스퍼터 입자의 주 비산 방향이 상기 기판의 법선 방향으로부터 경사진 경사 입사 방향이 되도록 배치되어, 상기 타겟의 표면에 자장을 형성하는 자석과,
    상기 타겟 및 상기 자석을 상기 기판에 대하여 이동시키는 이동 수단과,
    상기 이동 수단에 의한 상기 타겟 및 상기 자석의 이동 방향이 변경됨에 따라, 상기 주 비산 방향이 제1 경사 입사 방향으로부터 상기 제1 경사 입사 방향과 다른 제2 경사 입사 방향으로 변경되도록, 상기 자석의 방향을 전환하는 전환 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.
11. 기판을 향해 스퍼터 입자를 비산하는 타겟과,
    성막 시에 상기 기판에 대한 스퍼터 입자의 비산 범위를 규제하는 차폐 수단과,
    상기 타겟을 이동시키는 이동 수단을 구비하고,
    상기 차폐 수단은, 상기 이동 수단에 의한 상기 타겟의 이동 방향이 변경됨에 따라, 스퍼터 입자의 비산 허용 범위를 전환하는 것을 특징으로 하는 스퍼터 장치.

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