TW202336254A - 濺鍍裝置 - Google Patents

濺鍍裝置 Download PDF

Info

Publication number
TW202336254A
TW202336254A TW111145217A TW111145217A TW202336254A TW 202336254 A TW202336254 A TW 202336254A TW 111145217 A TW111145217 A TW 111145217A TW 111145217 A TW111145217 A TW 111145217A TW 202336254 A TW202336254 A TW 202336254A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
magnet
auxiliary
yoke
mentioned
peripheral
Prior art date
Application number
TW111145217A
Other languages
English (en)
Inventor
北沢僚也
石榑文昭
磯部辰徳
Original Assignee
日商愛發科股份有限公司
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 日商愛發科股份有限公司 filed Critical 日商愛發科股份有限公司
Publication of TW202336254A publication Critical patent/TW202336254A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02266—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by physical ablation of a target, e.g. sputtering, reactive sputtering, physical vapour deposition or pulsed laser deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本發明之濺鍍裝置具備朝向被成膜基板之被處理面發射濺鍍粒子之陰極單元。上述陰極單元具有靶、磁體單元、磁體掃描部及輔助磁體。輔助磁體沿著位於第1擺動端之磁體，使位於第1擺動端之磁體所形成之磁力線朝向第2擺動端傾斜。

Description

濺鍍裝置
本發明係關於一種濺鍍裝置，尤其是關於一種用於具有磁控陰極之成膜且較佳之技術。
關於具有磁控陰極之成膜裝置，已知一種以提高靶之利用效率等為目的，使磁體相對於靶移動之方式。
又，如專利文獻1所揭示之技術，亦已知一種為了提高藉由成膜法形成之膜之均勻性等目的，除了磁體之移動以外，亦使陰極及靶相對於被成膜基板擺動。
又，如專利文獻2所揭示之技術，已知一種為了防止所產生之粒子對濺鍍處理室內之成膜造成不良影響等目的，使磁體及陰極擺動。
進而，作為使被成膜基板相對於磁體及陰極擺動之技術，本申請人等公開了如專利文獻3般之技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-41115號公報 [專利文獻2]日本專利特開2012-158835號公報 [專利文獻3]日本專利第6579726號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，即便是如上所述使磁體相對於靶進行掃描(擺動)之技術，亦會產生非沖蝕區域。於靠近磁體之擺動區域之緣部的成膜區域之周緣部附近，非沖蝕區域有時會成為產生粒子之原因。存在欲解決此種非沖蝕區域之產生之要求。尤其是，已知與產生非沖蝕區域相比，於非沖蝕區域與沖蝕區域之交界模糊之情形時，更會導致產生成為問題之粒子，如再沈積膜(再附著膜、附著於靶之濺鍍膜)發生再次濺鍍等。 又，若於使磁體相對於靶進行掃描(擺動)之技術中產生非沖蝕區域，則於靠近磁體之擺動區域的成膜區域之周緣部附近，發生膜厚減小、膜厚分佈或膜質分佈不均。此種問題依然未得到解決。進而，因基板之大型化而對此種不良情況之改善要求變大。
本發明係鑒於上述情況而完成者，達成以下目的。 1.抑制非沖蝕產生區域周圍之模糊區域之產生，從而減少產生粒子之原因。 2.使所形成之電漿分佈穩定，不論磁體之擺動位置如何，皆提高膜厚分佈、膜厚特性分佈之均勻性。 [解決問題之技術手段]
本案發明人等進行銳意研究，結果成功抑制了因非沖蝕區域而產生之粒子，且成功抑制了膜厚分佈、膜質特性分佈之不均。
於濺鍍中，藉由所施加之電力而自磁體產生magnetic field(磁場、磁力線)。此時，有助於濺鍍之電漿或電子係沿著自磁體產生之磁力線移動。磁體所產生之磁力線中有助於產生電漿之磁力線一面自與靶平行地配置成同一面之磁體之兩極中之N極朝向靶形成圓弧，一面到達S極。此時，磁體所產生之磁力線從N極以自背面側朝向正面側之方式沿厚度方向貫穿靶，於電漿產生空間內形成為圓弧狀，以自正面側朝向背面側之方式沿厚度方向貫穿靶後向S極返回。
於靶之端部周邊配置有陽極等接地電位之部分。於該狀態下，當使磁體進行掃描(擺動)而使得磁體位於擺動端附近時，磁體位於靠近該陽極之位置。 如此一來，於磁體之擺動端附近，有時會發生如下現象：自N極產生之磁力線朝向靠近磁力線之陽極，而不返回至S極。如此一來，電子沿著磁力線追蹤(移動)，因此不返回至電漿形成空間，無助於電漿形成而流至陽極。將其稱為電子被吸收。
若電子被陽極吸收，則靶之正面側、即電漿產生空間中之電子密度下降。如此一來，有時會發生所形成之電漿密度下降、或不產生電漿之現象。將該情況稱為電漿被吸收。於發生了此種現象之情形時，由於靶未被電漿濺鍍，故存在產生非沖蝕區域，進而非沖蝕區域變大之情形。
此處，於電子被陽極吸收之情形時，因磁體之擺動及其他原因，而產生陽極附近之電漿之接通及斷開。藉此，產生電漿所引起之濺鍍之接通及斷開。如此一來，因再沈積膜之濺鍍而產生粒子之可能性增大。
即，存在因非沖蝕區域之產生，而導致於靠近磁體之擺動區域的成膜區域之周緣部附近產生粒子的情況。 此時，非沖蝕區域與沖蝕區域之交界不清晰，形成沖蝕-非沖蝕交界區域。
如此，已知與產生非沖蝕區域相比，於非沖蝕區域與沖蝕區域之交界模糊之情形時，更會導致產生成為問題之粒子，如再沈積膜發生再次濺鍍等。
如上所述，於電子被陽極吸收之情形時，來自磁體之磁力線為朝向陽極之狀態、即相對於靶之厚度方向更向靶之輪廓外傾斜之狀態。
因此，本案發明人等發現為了解決此種問題，藉由在磁體之擺動端使自磁體產生之磁力線不朝向陽極，能夠減少被吸收之電子之量。即，本案發明人等發現對於減少非沖蝕區域有效的是，在磁體之擺動端之一端使自磁體產生之磁力線相對於靶之厚度方向更向磁體之擺動端之另一端傾斜，即，相對於靶之厚度方向更向靶之輪廓內傾斜。
再者，於上述說明中，雖然按照通常之記法將磁力線記為自N極到達S極，但即便為相反之極性，亦不妨礙對現象之理解。
進而，於產生了非沖蝕區域之情形時，電漿產生會被抑制。因此，所施加之供給電力未因產生電漿而消耗，從而剩餘。該剩餘電力被再次分配至與原本之非沖蝕區域不同之區域、或作為整體之電壓(電力)變動被吸收。因此，如電壓變動般，電漿產生條件發生變動，結果成為膜厚分佈之不均、膜質特性分佈之不均擴大之原因。
即，於電子被陽極吸收之情形時，產生非沖蝕區域會導致膜厚分佈之不均、膜質特性分佈之不均擴大。
進而，於產生了非沖蝕區域之情形時，電壓變動等所引起之電漿產生條件之部分變動有時亦會導致產生與原本之非沖蝕區域不同之非沖蝕區域。於此情形時，粒子產生、及膜厚分佈、膜質特性分佈之不均等擴大。
因此，本案發明人等發現為了解決該問題，藉由在磁體之擺動端之一端使自磁體產生之磁力線不朝向陽極，能夠減少被吸收之電子之量。即，本案發明人等發現對於抑制膜厚分佈、膜質特性分佈之不均產生有效的是，於磁體之擺動端之一端，使自磁體產生之磁力線相對於靶之厚度方向更向磁體之擺動端之另一端傾斜，即，相對於靶之厚度方向更向靶之輪廓內傾斜。
鑒於該等情況，本案發明人等以如下方式完成了本案發明。 本發明之一形態之濺鍍裝置具備朝向被成膜基板之被處理面發射濺鍍粒子之陰極單元。上述陰極單元具有形成有沖蝕區域之靶、磁體單元、磁體掃描部及輔助磁體。磁體單元具有複數個磁體，該等磁體相對於上述靶配置於與上述被成膜基板相反之側，使上述靶上形成上述沖蝕區域。磁體掃描部能夠使上述磁體單元與上述被成膜基板於沿著上述被成膜基板之上述被處理面之擺動方向上之第1擺動端與第2擺動端之間，相對地往復動作。輔助磁體沿著上述複數個磁體中之位於上述第1擺動端之磁體，使位於上述第1擺動端之上述磁體所形成之磁力線朝向上述第2擺動端傾斜，上述複數個磁體沿著上述被成膜基板之上述被處理面且在與上述擺動方向交叉之交叉方向上延伸。 關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁體沿著位於上述第1擺動端之上述磁體相對於上述第1擺動端配置於與上述第2擺動端相反之側，上述輔助磁體能夠與上述磁體一體地擺動。 關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁體具有與位於上述第1擺動端之上述磁體相同之極性。 關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁體之磁強度等於或小於位於上述第1擺動端之上述磁體之磁強度。 關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁體具有沿著上述磁體朝向上述靶突出之突條。 關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁體相對於上述靶配置於上述被處理基板之相反側，且安裝固定於形成磁路之磁軛。 關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述陰極單元具有：平板狀之磁軛，其於表面具有包含磁性體之中央區域；輔助磁軛，其與上述磁軛相鄰；中央磁鐵部，其呈直線狀配置於上述磁軛之上述中央區域；周緣磁鐵部，其以包圍上述中央磁鐵部之方式沿其周邊設置；平行區域，其中上述中央磁鐵部與上述周緣磁鐵部相互平行；磁路，其設置於上述磁軛之上述表面；及背襯板，其與上述磁路重疊而配置；且構成上述磁體單元之上述複數個磁體之各者配置於上述磁軛，上述輔助磁體與上述周緣磁鐵部平行地配置，上述輔助磁體經由上述輔助磁軛固定於上述磁軛，上述輔助磁軛包含磁性體或介電體。 關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁軛及上述輔助磁體能夠自上述磁軛卸除。 關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述複數個磁體中之位於上述第1擺動端之上述磁體具有於上述交叉方向上分割而成之複數個磁場產生區域，上述磁場產生區域之各者具有分割磁軛、分割周緣磁鐵部、分割中央磁鐵部及分割輔助磁體，於上述交叉方向及上述磁軛之厚度方向上，上述磁場產生區域之各者之位置能夠調整，具有位置經調整過之上述複數個磁場產生區域之上述磁體能夠藉由上述磁體掃描部而擺動。
本發明之一形態之濺鍍裝置具備朝向被成膜基板之被處理面發射濺鍍粒子之陰極單元。上述陰極單元具有形成有沖蝕區域之靶、磁體單元、磁體掃描部及輔助磁體。磁體單元具有複數個磁體，該等磁體相對於上述靶配置於與上述被成膜基板相反之側，使上述靶上形成上述沖蝕區域。磁體掃描部能夠使上述磁體單元與上述被成膜基板在沿著上述被成膜基板之上述被處理面之擺動方向上之第1擺動端與第2擺動端之間，相對地往復動作。輔助磁體沿著上述複數個磁體中之位於上述第1擺動端之磁體，使位於上述第1擺動端之上述磁體所形成之磁力線朝向上述第2擺動端傾斜，上述複數個磁體沿著上述被成膜基板之上述被處理面且在與上述擺動方向交叉之交叉方向上延伸。 藉此，能夠使用由輔助磁體產生之磁場使複數個磁體中之位於第1擺動端之磁體所形成之磁力線傾斜。因此，能夠減少被陽極吸收之電子之量。因此，能夠抑制電漿被吸收，從而能夠抑制電漿密度減小。藉此，能夠有效地減少沖蝕-非沖蝕交界區域，從而減少因形成沖蝕-非沖蝕交界區域而產生之粒子。 同時，能夠抑制供給電壓之變動，而抑制根據磁體之擺動位置而產生之電漿密度之變動，使電漿產生狀態穩定，從而有效地進行對膜厚分佈、膜質特性分佈之不均產生之抑制。
關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁體沿著位於上述第1擺動端之上述磁體，相對於上述第1擺動端配置於與上述第2擺動端相反之側，上述輔助磁體能夠與上述磁體一體地擺動。 藉此，不論磁體之擺動位置如何，均能抑制來自磁體之磁力線減少。電漿產生狀態穩定，沖蝕-非沖蝕交界區域之形成得以抑制。能夠抑制粒子產生，並且抑制膜厚分佈、膜質特性分佈之不均產生。
關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁體具有與位於上述第1擺動端之上述磁體相同之極性。 藉此，來自產生電漿之磁體之磁力線被來自輔助磁體之磁力線排斥。藉此，能夠在維持所需磁強度(磁通密度)之狀態下向特定之方向傾斜。因此，不會產生電漿密度下降，能抑制形成沖蝕-非沖蝕交界區域。能夠抑制粒子產生，並且抑制膜厚分佈、膜質特性分佈之不均產生。
關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁體之磁強度等於或小於位於上述第1擺動端之上述磁體之磁強度。 藉此，能夠使來自產生電漿之磁體之磁力線不因來自輔助磁體之磁力線而過大地傾斜，而傾斜為特定之角度。因此，不會產生多餘之電漿密度之下降，不會產生多餘之非沖蝕交界區域，能夠抑制形成沖蝕-非沖蝕交界區域。能夠抑制粒子產生，並且抑制膜厚分佈、膜質特性分佈之不均產生。
關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁體具有沿著上述磁體朝向上述靶突出之突條。 藉此，能夠自突條集中地形成輔助磁體之磁力線。藉此，能夠不使輔助磁體之磁力線分散，而有效率地使來自產生電漿之磁體之磁力線傾斜。因此，能夠使輔助磁體小型化、輕量化，能夠不給磁體掃描部增加多餘之負擔地使磁體及輔助磁體擺動。藉此，不會產生電漿密度之下降，不會產生多餘之非沖蝕交界區域，能夠抑制形成沖蝕-非沖蝕交界區域。能夠抑制粒子產生，並且抑制膜厚分佈、膜質特性分佈之不均產生。
關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁體相對於上述靶配置於上述被處理基板之相反側，且安裝固定於形成磁路之磁軛。 藉此，輔助磁體能夠與磁體一體地擺動。進而，能夠不受擺動位置影響地，藉由輔助磁體將磁力線相對於位於第1擺動端之磁體之斜率保持為固定。又，能夠將輔助磁體之磁力亦併入至與磁軛一起形成之磁體之磁路中，從而更有效率地產生電漿。
關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述陰極單元具有：平板狀之磁軛，其於表面具有包含磁性體之中央區域；輔助磁軛，其與上述磁軛相鄰；中央磁鐵部，其呈直線狀配置於上述磁軛之上述中央區域；周緣磁鐵部，其以包圍上述中央磁鐵部之方式沿其周邊設置；平行區域，其中上述中央磁鐵部與上述周緣磁鐵部相互平行；磁路，其設置於上述磁軛之上述表面；及背襯板，其與上述磁路重疊而配置；且構成上述磁體單元之上述複數個磁體之各者配置於上述磁軛，上述輔助磁體與上述周緣磁鐵部平行地配置，上述輔助磁體經由上述輔助磁軛固定於上述磁軛，上述輔助磁軛包含磁性體或介電體。 藉此，沿著相對於被成膜基板平行之面配置周緣磁鐵部之磁極面。於擺動方向上位於第1擺動端之周緣磁鐵使較與磁極面正交之方向更遠離第2擺動端之方向之磁力線至少向較與磁極面正交之方向更朝向第2擺動端之方向傾斜。藉此，即便於磁體位於最靠近陽極之擺動位置之情形時，亦能減少被陽極吸收之電子之量。能夠防止擺動方向之周緣之電漿密度減少，而不產生多餘之非沖蝕交界區域，從而抑制形成沖蝕-非沖蝕交界區域。能夠抑制粒子產生，並且抑制膜厚分佈、膜質特性分佈之不均產生。
關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述輔助磁軛及上述輔助磁體能夠自上述磁軛卸除。 藉此，於在濺鍍裝置中利用不同之處理條件進行處理之情形時，需要形成與處理條件對應之磁力線。因此，需要使來自擺動端處之磁體之磁力線之傾斜角度不同。於此情形時，藉由更換輔助磁體，能夠容易地進行設定變更。
關於本發明之一形態之濺鍍裝置，亦可為，上述複數個磁體中之位於上述第1擺動端之上述磁體具有於上述交叉方向上被分割之複數個磁場產生區域，上述磁場產生區域之各者具有分割磁軛、分割周緣磁鐵部、分割中央磁鐵部及分割輔助磁體，於上述交叉方向及上述磁軛之厚度方向上，上述磁場產生區域之各者之位置能夠調整，具有位置經調整過之上述複數個磁場產生區域之上述磁體能夠藉由上述磁體掃描部而擺動。 為了對整個成膜區域控制成膜狀態，例如存在於交叉方向及磁軛之厚度方向上，調整與電漿產生相關之磁通密度之條件之情形。根據該構成，複數個磁場產生區域被分割，且能夠調整複數個磁場產生區域之各者之交叉方向及磁軛之厚度方向之位置。因此，能夠於複數個磁場產生區域之各者中調整磁通密度之條件。 藉由在交叉方向及磁軛之厚度方向上調整複數個磁場產生區域之各者，而於複數個磁場產生區域之各者中，能夠利用分割輔助磁體使位於第1擺動端之上述磁體中之周緣磁極之磁力線向所需方向傾斜。於複數個磁場產生區域之各者，能夠維持磁力線向所需方向傾斜之狀態。 [發明之效果]
根據本發明之一形態之濺鍍裝置，能夠維持所需之磁通密度，從而維持電漿密度。進而，能夠抑制非沖蝕產生區域周圍之模糊區域之產生，從而謀求削減粒子，且能夠使所形成之電漿分佈穩定。能夠發揮如下效果：不論磁體之擺動位置如何，均能謀求提高膜厚分佈、膜厚特性分佈之均勻性。
以下，基於圖式對本發明之實施方式之濺鍍裝置及濺鍍方法進行說明。 圖1係表示本實施方式之濺鍍裝置之模式俯視圖。於圖1中，符號1為濺鍍裝置。
＜濺鍍裝置1＞ 本實施方式之濺鍍裝置1係往復(Inter back)式真空處理裝置之一例。此種真空處理裝置例如可用於半導體元件之製造步驟、液晶顯示器、有機EL(Electroluminescence，電致發光)顯示器等FPD(flat panel display，平板顯示器)之製造步驟。具體而言，於此種真空處理裝置中，當在包含玻璃等之基板上形成TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)之情形時等，對包含玻璃或樹脂之被處理基板於真空環境下進行加熱處理、成膜處理、蝕刻處理等。
於本實施方式中，作為玻璃基板11(被成膜基板、透明基板)，能夠應用具有100 mm左右之長度之邊之基板、或具有2000 mm以上之長度之邊之矩形基板。進而，亦可將厚度1 mm以下之基板、厚度數mm之基板、或厚度10 mm以上之基板用於玻璃基板11。
如圖1所示，濺鍍裝置1具備裝載/卸載室2(真空腔室)、成膜室4(真空腔室)及搬送室3。裝載/卸載室2將大致矩形之玻璃基板11自外部搬入裝載/卸載室2、或將裝載/卸載室2搬出至外部。於成膜室4中，藉由濺鍍法於玻璃基板11上形成例如ZnO系或In 2O 3系透明導電膜等被膜、鋁或銀等金屬或氧化物之被膜、及其他被膜。成膜室4具有耐壓性。搬送室3位於成膜室4與裝載/卸載室2之間。 作為本實施方式之濺鍍裝置1，圖1表示側濺鍍式濺鍍裝置。亦可採用向下濺鍍(sputter-down)式濺鍍裝置、或向上濺鍍(sputter-up)式濺鍍裝置作為濺鍍裝置1。
再者，濺鍍裝置1除了上述構成以外，還具有成膜室4A(真空腔室)及裝載/卸載室2a(真空腔室)。上述複數個真空腔室2、2a、4、4A以包圍搬送室3之周圍之方式配置。具備此種真空腔室之濺鍍裝置1例如具有彼此相鄰地形成之2個裝載/卸載室(真空腔室)及複數個處理室(真空腔室)而構成。例如，裝載/卸載室2、2a中之一者係將玻璃基板11自外部朝向濺鍍裝置1(真空處理裝置)之內部搬入之裝載室。裝載/卸載室2、2a中之另一者係將玻璃基板11自濺鍍裝置1之內部搬出至外部之卸載室。又，關於成膜室4及成膜室4A，亦可採用進行互不相同之成膜步驟之構成。
只要於此種各真空腔室2、2a、4、4A與搬送室3之間形成有間隔閥即可。
於裝載/卸載室2中亦可配置有定位構件，該定位構件能夠設定自濺鍍裝置1之外部搬入至內部之玻璃基板11之載置位置而進行對準。又，於裝載/卸載室2中設置有對裝載/卸載室2之內部進行粗抽真空之旋轉泵等粗抽排氣裝置(粗抽排氣裝置、低真空排氣裝置)。
如圖1所示，於搬送室3之內部配置有搬送裝置3a(搬送機器人)。於以下說明中，有時稱為搬送機器人3a。 搬送裝置3a具有旋轉軸、安裝於該旋轉軸之機械臂、形成於機械臂之一端之機械手、及使機械手上下移動之上下移動裝置。機械臂包含能夠相互轉向之第一主動臂、第二主動臂、第一從動臂、及第二從動臂。搬送裝置3a能夠使作為被搬送物之玻璃基板11於真空腔室2、2a、4、4A之各者與搬送室3之間移動。
如圖1所示，於成膜室4中設置有陰極裝置10、具有遮罩等之作為基板固持器之基板保持部13、氣體導入裝置、及高真空排氣裝置。 如圖1所示，成膜室4之內部包含於成膜時使玻璃基板11之表面露出之前側空間41、及位於玻璃基板11之背面側之背側空間42。於前側空間41內配置有陰極裝置10。
陰極裝置10於成膜室4之內部，豎立設置於距離與搬送室3連接之搬送口4a最遠之位置。 如圖1所示，基板保持部13(基板保持裝置)設置於背側空間42內部。 基板保持部13能夠支持自搬送口4a搬入之玻璃基板11。
基板保持部13以於成膜中使下述之靶23與玻璃基板11之被處理面11a(成膜面)對向之方式保持玻璃基板11。基板保持部13於成膜中，將玻璃基板11保持在與成膜口4b對應之位置。
基板保持部13亦可具備擺動軸及保持部。擺動軸例如於背側空間42之下側位置與搬送口4a及成膜口4b中之至少一者大致並行地延伸。保持部安裝於擺動軸，保持玻璃基板11之背面。 氣體導入裝置將氣體導入至成膜室4之內部。高真空排氣裝置係以使成膜室4之內部成為高真空狀態之方式進行減壓之渦輪分子泵等。
＜陰極裝置10＞ 圖2係表示本實施方式之濺鍍裝置1之陰極裝置10之立體圖。圖3係表示本實施方式之濺鍍裝置中之玻璃基板與陰極裝置之構成之位置關係的模式圖。
於圖2～圖6及圖8～圖11中，採用XYZ正交座標系統。 Z方向為鉛直方向(重力方向)。又，Z方向為玻璃基板11之縱向。Y方向為玻璃基板11之厚度方向。又，Y方向為磁軛之厚度方向。 X方向為玻璃基板11之寬度方向。於以下說明中，有時將與Z方向及X方向平行之面稱為ZX平面。 進而，X方向相當於擺動方向。於此情形時，與X方向交叉之Z方向相當於與擺動方向交叉之交叉方向。 陰極裝置10能夠使配置於成膜室4之內部之成膜位置(電漿處理位置)之玻璃基板11在X方向上擺動。
陰極裝置10具有陰極盒10A及1個陰極單元22。如圖2所示，陰極單元22配置於陰極盒10A。 再者，圖2中示出了玻璃基板11與靶23沿鉛直方向豎立之立式陰極裝置10。作為陰極裝置10，亦可使用下降沈積(down deposition)型陰極裝置。於下降沈積型陰極裝置中，以玻璃基板11朝向水平方向之方式，在靶23之下側配置玻璃基板11。於該狀態下，對玻璃基板11進行成膜。此處，水平方向係指與X方向及Y方向平行之方向。
＜陰極單元22＞ 如圖3所示，陰極單元22沿著與玻璃基板11之表面對向之ZX平面配置。 陰極單元22構成為朝向玻璃基板11之被處理面11a發射濺鍍粒子。於陰極單元22中，在自玻璃基板11朝向磁體掃描部29之方向(與圖3所示之Y方向相反之方向)上，依序配置有靶23、背襯板24、及磁體單元MU(磁路)。關於磁體掃描部29，將在下文中進行敍述。
＜靶23＞ 圖4係表示本實施方式之濺鍍裝置中之玻璃基板、靶及磁體單元之位置關係之前視圖。 靶23形成為和與玻璃基板11對向之ZX平面平行之平板狀。靶23以與玻璃基板11對向之方式配置。換言之，如圖3所示，靶23具有與玻璃基板11對向之表面23a。如圖2所示，靶23於陰極盒10A之表面露出於與玻璃基板11對向之位置。 如圖3及圖4所示，靶23於Z方向上具有較玻璃基板11大之寬度。又，靶23於X方向上具有較玻璃基板11大之寬度。於靶23之周圍設置有陽極28。陽極28覆蓋較X方向及Z方向之各者上之靶23之端部更向外側突出之背襯板24。換言之，於Y方向上，陽極28配置於玻璃基板11與背襯板24之間。陽極28配置於X方向及Z方向上之靶23之全周。
＜背襯板24＞ 背襯板24形成為沿著與玻璃基板11對向之ZX平面之平板狀。背襯板24接合於靶23之不與玻璃基板11相對之面、即靶23之與表面23a相反之側之面。於背襯板24連接有具有直流電源之控制部26。自直流電源供給之直流電力通過背襯板24被供給至靶23。作為陰極之電源，亦可代替直流電源而使用直流電源/脈衝電源/RF(Radio Frequency，射頻)電源。陰極單元22係沿著與玻璃基板11之被處理面11a對向之ZX平面而配置有靶23。
＜磁體單元MU＞ 陰極單元22具有磁體單元MU。磁體單元MU包含複數個磁體25及2根輔助磁體27。磁體單元MU相對於背襯板24，配置於與靶23相反之側。換言之，於靶23之正面側配置有玻璃基板11，相對於此，於靶23之背面側配置有磁體單元MU。
磁體單元MU為多連磁體。於磁體單元MU中，複數個磁體25相互平行地配置，於X方向上等間隔地排列。複數個磁體25以複數個磁體25之各者之長度方向與Z方向平行之方式沿Z方向豎立設置。 於本實施方式之磁體單元MU中，例如沿X方向排列有9根磁體25。具體而言，磁體單元MU具有第1磁體25F、第2磁體25S、第3磁體25T、第4磁體25Y、第5磁體25G、第6磁體25R、第7磁體25V、第8磁體25E及第9磁體25N。 於本實施方式中，磁體25之根數為9。磁體25之根數可根據玻璃基板11之面積、靶23之面積、或下述之磁體25之擺動區域等而設定。換言之，磁體單元MU具有N根(N為2以上之整數)磁體25。於此情形時，複數個磁體25中之安裝輔助磁體27之磁體為第(N－1)個磁體及第N個磁體。 再者，於本實施方式之陰極單元22中，靶23相對於玻璃基板11固定。陰極單元22固定於成膜室4。
9根磁體25之各者於與玻璃基板11相對之靶23之表面23a形成磁控磁場。9根磁體25之各者個別地連接於控制部26。控制部26能夠控制9根磁體25之各者所產生之磁場狀態。
＜磁場產生區域MG1、MG2、MG3＞ 9根磁體25之各者具有沿Z方向排列之3個磁場產生區域，即第1磁場產生區域MG1、複數個第2磁場產生區域MG2、及第3磁場產生區域MG3。第1磁場產生區域MG1係Z方向上之一側之區域。第3磁場產生區域MG3係Z方向上之另一側之區域。複數個第2磁場產生區域MG2係第1磁場產生區域MG1與第3磁場產生區域MG3之間之區域。於本實施方式中，複數個第2磁場產生區域MG2之數量為5個。複數個第2磁場產生區域MG2之數量並不限定於本實施方式，亦可未達5，亦可為6以上。 此種複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3可於Z方向上連續地相連，亦可於Z方向上被分割。於本實施方式中，對複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3相連之情形時之構造進行說明。
圖5係表示本實施方式之濺鍍裝置之磁體單元MU之端部的放大前視圖。圖6係表示本實施方式之濺鍍裝置之磁體單元MU之端部的放大剖視圖。又，圖5及圖6分別表示構成磁體單元MU之磁體及輔助磁體之構成。圖5中示出了第1磁體25F、第2磁體25S、及輔助磁體27。圖5中示出了第1磁體25F及輔助磁體27。圖5表示圖4所示之第1磁場產生區域MG1、及第2磁場產生區域MG2之一部分。 於以下說明中，對設置於第1磁體25F之輔助磁體進行說明，有時省略與設置於第9磁體25N之輔助磁體相關之說明。 當對第1磁體25F～第9磁體25N共通之構造進行說明時，有時將第1磁體25F～第9磁體25N簡稱為磁體25。
如圖4～圖6所示，第1磁體25F～第9磁體25N之各者具有磁軛31、輔助磁軛31d、周緣磁鐵部32及中央磁鐵部33。
＜磁軛31及輔助磁軛31d＞ 磁軛31係沿Y方向觀察時呈大致矩形平板狀之磁鐵基底(磁性體)。磁軛31於磁軛31之表面31S具有中央區域31C。 輔助磁軛31d係與磁軛31相鄰之部位。輔助磁軛31d包含磁性體或介電體。 構成磁體單元MU之複數個磁體25分別配置於磁軛31。
＜周緣磁鐵部32及中央磁鐵部33＞ 周緣磁鐵部32於磁軛31之平面內與中央磁鐵部33隔開。周緣磁鐵部32係以包圍該中央磁鐵部33之方式沿其周邊設置之大致長圓之環磁鐵。 中央磁鐵部33係具有直線形狀之複合磁鐵體。複合磁鐵體之長度方向對應於Z方向。中央磁鐵部33配置於磁軛31之中央區域31C之X方向上之中央位置31CP。
中央磁鐵部33及周緣磁鐵部32構成形成於磁軛31之表面31S的磁路。該磁路與背襯板24重疊而配置。 於磁體25之長度方向即Z方向之中央部分MP，中央磁鐵部33與周緣磁鐵部32相互平行。中央磁鐵部33與周緣磁鐵部32相互平行之區域為平行區域PR。
中央磁鐵部33於中央磁鐵部33延伸之Z方向上被分割成複數個磁鐵。換言之，中央磁鐵部33包含分割之複數個磁鐵。藉由將分割之複數個磁鐵於Z方向上連續地配置，而形成中央磁鐵部33。 同樣地，周緣磁鐵部32於周緣磁鐵部32延伸之Z方向上被分割成複數個磁鐵。換言之，周緣磁鐵部32包含分割之複數個磁鐵。藉由將分割之複數個磁鐵於Z方向上連續地配置，而形成周緣磁鐵部32。 進而，如圖5及圖6所示，周緣磁鐵部32具有位於Z方向之端部之端部周緣磁鐵部32a。端部周緣磁鐵部32a沿X方向延伸。又，周緣磁鐵部32具有第1周緣磁鐵部32b。第1周緣磁鐵部32b於Z方向上與端部周緣磁鐵部32a相鄰。第1周緣磁鐵部32b沿作為長度方向之Z方向延伸。 端部周緣磁鐵部32a亦可在與第1周緣磁鐵部32b相鄰之位置具有沿Z方向延伸之部分。換言之，如圖5所示，於Z方向上之磁體25之一端，端部周緣磁鐵部32a亦可具有大致C字形狀。又，於Z方向上之磁體25之另一端，端部周緣磁鐵部32a亦可具有大致倒C字形狀。
周緣磁鐵部32具有沿Z方向延伸之第2周緣磁鐵部32c。第2周緣磁鐵部32c於長度方向上與第1周緣磁鐵部32b相鄰。第2周緣磁鐵部32c於Z方向上，相對於第1周緣磁鐵部32b位於與端部周緣磁鐵部32a相反之側。 周緣磁鐵部32具有沿Z方向延伸之第3周緣磁鐵部32d。第3周緣磁鐵部32d於長度方向上與第2周緣磁鐵部32c相鄰。第3周緣磁鐵部32d於Z方向上，相對於第2周緣磁鐵部32c位於與第1周緣磁鐵部32b相反之側。 周緣磁鐵部32具有沿Z方向延伸之第4周緣磁鐵部32e。第4周緣磁鐵部32e於長度方向上與第3周緣磁鐵部32d相鄰。第4周緣磁鐵部32e於Z方向上，相對於第3周緣磁鐵部32d位於與第2周緣磁鐵部32c相反之側。 周緣磁鐵部32具有沿Z方向延伸之第5周緣磁鐵部32f。第5周緣磁鐵部32f於長度方向上與第4周緣磁鐵部32e相鄰。第5周緣磁鐵部32f於Z方向上，相對於第4周緣磁鐵部32e位於與第3周緣磁鐵部32d相反之側。
進而，周緣磁鐵部32具有沿Z方向延伸之分割部分(參照圖4)。分割部分與第5周緣磁鐵部32f相鄰。周緣磁鐵部32之分割部分位於平行區域PR。 於周緣磁鐵部32中，端部周緣磁鐵部32a、第1周緣磁鐵部32b、第2周緣磁鐵部32c、第3周緣磁鐵部32d、及第4周緣磁鐵部32e之各者為永久磁鐵。 於周緣磁鐵部32中，端部周緣磁鐵部32a、第1周緣磁鐵部32b、第2周緣磁鐵部32c、第3周緣磁鐵部32d、及第4周緣磁鐵部32e之各者可構成為獨立地產生不同之磁場，亦可構成為產生強度相等之磁場。 於周緣磁鐵部32中，第5周緣磁鐵部32f及自第5周緣磁鐵部32f沿Z方向進一步延伸之分割部分為永久磁鐵。
如圖5及圖6所示，中央磁鐵部33具有第1線圈部35b。第1線圈部35b位於成為長度方向之Z方向上之端部。第1線圈部35b於Z方向上與端部周緣磁鐵部32a相鄰。第1線圈部35b由繞與圖5中之成為紙面垂直方向之Y方向平行之軸線捲繞而成之線圈線構成。具體而言，第1線圈部35b具有與Y方向平行之第1芯部34b，由繞第1芯部34b捲繞而成之線圈線構成。第1芯部34b位於線圈之中心。 第1芯部34b為永久磁鐵。第1線圈部35b於Z方向上，配置於與第1周緣磁鐵部32b一致之位置。第1芯部34b之中心於Z方向上，配置於與第1周緣磁鐵部32b之中央位置大致相同之位置。第1線圈部35b不與端部周緣磁鐵部32a及第1周緣磁鐵部32b接觸。
中央磁鐵部33具有與第1線圈部35b相鄰之第2線圈部35c。第2線圈部35c於Z方向上，相對於第1線圈部35b位於與端部周緣磁鐵部32a相反之側。第2線圈部35c具有位於第2線圈部35c之中心之第2芯部34c。第2芯部34c為永久磁鐵。第2線圈部35c於Z方向上，配置於與第2周緣磁鐵部32c一致之位置。第2芯部34c之中心於Z方向上，配置於與第2周緣磁鐵部32c之中央位置大致相同之位置。第2線圈部35c不與第1線圈部35b及第2周緣磁鐵部32c接觸。
中央磁鐵部33具有與第2線圈部35c相鄰之第3線圈部35d。第3線圈部35d於Z方向上，相對於第2線圈部35c位於與第1線圈部35b相反之側。第3線圈部35d具有位於第3線圈部35d之中心之第3芯部34d。第3芯部34d為永久磁鐵。第3線圈部35d於Z方向上，配置於與第3周緣磁鐵部32d一致之位置。第3芯部34d之中心於Z方向上，配置於與第3周緣磁鐵部32d之中央位置大致相同之位置。第3線圈部35d不與第2線圈部35c及第3周緣磁鐵部32d接觸。
中央磁鐵部33具有與第3線圈部35d相鄰之第4線圈部35e。第4線圈部35e於Z方向上，相對於第3線圈部35d位於與第2線圈部35c相反之側。第4線圈部35e具有位於第4線圈部35e之中心之第4芯部34e。第4芯部34e為永久磁鐵。第4線圈部35e於Z方向上，配置於與第4周緣磁鐵部32e一致之位置。第4芯部34e之中心於Z方向上，配置與第4周緣磁鐵部32e之中央位置大致相同之位置。第4線圈部35e不與第3線圈部35d及第4周緣磁鐵部32e接觸。
中央磁鐵部33具有與第4線圈部35e相鄰之第5磁鐵部37。第5磁鐵部37於Z方向上，相對於第4線圈部35e位於與第3線圈部35d相反之側。第5磁鐵部37為永久磁鐵。第5磁鐵部37於Z方向上，配置於與第5周緣磁鐵部32f一致之位置。第5磁鐵部37與第5周緣磁鐵部32f大致平行地配置。如圖5所示，第5磁鐵部37於X方向上，配置於與第1芯部34b～第4芯部34e大致相同之位置。換言之，第1芯部34b～第4芯部34e及第5磁鐵部37沿Z方向排列。第5磁鐵部37於Z方向上，具有與第5周緣磁鐵部32f大致相同之長度。第5磁鐵部37不與第4線圈部35e及第5周緣磁鐵部32f接觸。
進而，中央磁鐵部33具有沿Z方向延伸之分割部分。分割部分與第5磁鐵部37相鄰。中央磁鐵部33之分割部分位於平行區域PR。 於中央磁鐵部33中，第1線圈部35b、第2線圈部35c、第3線圈部35d、及第4線圈部35e之各者連接於具有電力供給功能之控制部26(參照圖3)。即，控制部26作為電源發揮功能。 於中央磁鐵部33中，對第1線圈部35b、第2線圈部35c、第3線圈部35d、及第4線圈部35e之各者獨立地供給電流。藉此，第1線圈部35b、第2線圈部35c、第3線圈部35d、及第4線圈部35e能夠產生互不相同之磁場。
進而，中央磁鐵部33具有沿Z方向延伸之長芯部36。 於中央磁鐵部33中，第1芯部34b、第2芯部34c、第3芯部34d、第4芯部34e之各者具有於Y方向上位於與磁軛31相反之側之端部。該4個端部與長芯部36相鄰。長芯部36配置於與第5磁鐵部37大致相同之X方向位置。換言之，長芯部36及第5磁鐵部37沿Z方向排列。長芯部36為永久磁鐵或磁性體。 於中央磁鐵部33中，長芯部36與周緣磁鐵部32之端部周緣磁鐵部32a、第1周緣磁鐵部32b、第2周緣磁鐵部32c、第3周緣磁鐵部32d、第4周緣磁鐵部32e構成磁路。 於中央磁鐵部33中，第1線圈部35b～第4線圈部35e之各者構成為被獨立地供給電流。藉此，能夠調整包含長芯部36及周緣磁鐵部32之磁路中之磁場強度及產生磁場之分佈。
再者，於上述例子中，構成中央磁鐵部33之第1線圈部35b～第4線圈部35e為電磁鐵，但中央磁鐵部33之構成並不限定於電磁鐵。作為中央磁鐵部33，亦可使用與長芯部36對應之永久磁鐵。圖5表示Z方向上之磁體25之一端，但關於磁體25之另一端，亦可採用與上述磁體25之一端相同之構成。
＜磁體掃描部29＞ 陰極裝置10具備磁體掃描部29。磁體掃描部29使磁體單元MU沿作為1個掃描方向之擺動方向移動。擺動方向係與複數個磁體單元MU豎立設置之Z方向正交之X方向。即，磁體掃描部29能夠使磁體單元MU與玻璃基板11相對地往復移動。 磁體掃描部29改變磁體單元MU相對於靶23之位置。磁體掃描部29能夠在不改變構成磁體單元MU之複數個磁體25之相對位置關係的情況下使磁體單元MU擺動。 即，磁體單元MU能夠相對於靶23，藉由磁體掃描部29而與靶23之粒子發射面平行地移動(擺動)。
磁體掃描部29例如包含軌道、輥及複數個馬達等。軌道沿掃描方向延伸。輥安裝於陰極單元22之X方向之2個端部之各者。馬達使輥之各者自轉。磁體掃描部29亦可包含具有沿掃描方向延伸之軌道之LM導軌(Linear Motion Guide，線性滑軌)等。 磁體掃描部29之軌道於掃描方向(X方向)上具有與靶23相同程度或大於靶23之寬度。再者，只要磁體掃描部29能夠使複數個磁體25一體地沿掃描方向移動，則磁體掃描部29之構成並不限定於上述構成。亦可將除了具有軌道、輥、及馬達之構成以外之構成應用於磁體掃描部29。
＜輔助磁體27＞ 如圖4所示，2根輔助磁體27配置於X方向上之磁體單元MU之兩端。換言之，於磁體單元MU之X方向上之一端(第1端)，配置有一輔助磁體27(第1輔助磁體)。於磁體單元MU之X方向上之另一端(第2端)，配置有另一輔助磁體27(第2輔助磁體)。 輔助磁體27相對於靶23配置於玻璃基板11之相反側。輔助磁體27安裝固定於在第1磁體25F及第9磁體25N之各者中形成磁路之磁軛31。
再者，於本實施方式中，磁體單元MU係由9根磁體25之排列構成。於磁體單元MU之X方向上之一端側(第1端側、第1排列端)配置有第1磁體25F。於磁體單元MU之X方向上之另一端側(第2端側、第2排列端)配置有第9磁體25N。 於該構成中，一輔助磁體27設置於X方向上之與第2磁體25S相反之側之第1磁體25F之端部(外緣)。另一輔助磁體27設置於X方向上之與第8磁體25E相反之側之第9磁體25N之端部(外緣)。 換言之，一輔助磁體27位於作為X方向上之磁體單元MU之一端部之擺動端。又，另一輔助磁體27位於作為X方向上之磁體單元MU之另一端部之擺動端。即，輔助磁體27配置於X方向上之端部之磁體單元MU中之位於第1擺動端之磁體之外緣、及位於第2擺動端之磁體之外緣。
即，輔助磁體27具有沿著複數個磁體25中之位於第1擺動端之磁體25，使位於第1擺動端之磁體25所形成之磁力線朝向第2擺動端傾斜之功能。輔助磁體27沿著位於第1擺動端之上述磁體27，相對於第1擺動端，配置於與第2擺動端相反之側。
如圖4～圖6所示，輔助磁體27係與周緣磁鐵部32平行之直線狀之磁體。輔助磁體27沿Z方向延伸。輔助磁體27具有與最靠近輔助磁體27之周緣磁鐵部32相同之極性。即，如圖6所示，若周緣磁鐵部32為N極，則輔助磁體27為與周緣磁鐵部32相同之極性，即N極。 輔助磁體27位於X方向上之磁體單元MU之兩端之最外側。即，輔助磁體27以與位於X方向上之第1磁體25F之最外側的周緣磁鐵部32相鄰之方式設置。又，輔助磁體27以與位於X方向上之第9磁體25N之最外側的周緣磁鐵部32相鄰之方式設置。換言之，輔助磁體27未設置於第2磁體25S～第8磁體25E。 即，輔助磁體27於X方向上僅設置於與靶23之端部對應之位置。
輔助磁體27具有與最靠近輔助磁體27之周緣磁鐵部32相同之長度。即，輔助磁體27之Z方向之尺寸與位於X方向上之磁體單元MU之兩端的第1磁體25F及第9磁體25N之各者之Z方向之尺寸大致相等。此處，輔助磁體27之Z方向之尺寸係相對於第1磁體25F及第9磁體25N之各者之Z方向之尺寸加減5 mm左右。
輔助磁體27係與最靠近輔助磁體27之周緣磁鐵部32同樣地，於俯視下具有矩形形狀之磁鐵。輔助磁體27於Z方向之全長具有與周緣磁鐵部32相同之剖面形狀。輔助磁體27相對於最靠近輔助磁體27之周緣磁鐵部32，於X方向上極為接近。具體而言，如圖6所示，輔助磁體27相對於最靠近輔助磁體27之周緣磁鐵部32，於X方向上極為接近地接觸；或者如下所述，亦可於X方向上隔開特定之距離。
輔助磁體27具有突條27a。於本實施方式中，突條27a係相對於由磁體25之周緣磁鐵部32之端面30(磁極平面)形成之ZX平面，朝向靶23突出之凸部於Z方向上連續而成之部位。換言之，突條27a沿Z方向延伸，並且自ZX平面朝向Y方向突出。於以下說明中，有時將端面30稱為磁極平面30。
再者，突條27a之前端可較磁極平面30朝向靶23突出。突條27a之前端亦可於Y方向上位於與磁極平面30相同之位置。突條27a之前端亦可較磁極平面30更遠離靶23。
輔助磁體27相對於磁極平面30傾斜。即，輔助磁體27亦可如圖6所示，成為磁極之端面相對於ZX平面以角度θ傾斜。此處，角度θ係相對於作為靶23之表面23a之法線的Y方向傾斜之角度。換言之，輔助磁體27繞與Z方向平行之軸線以角度θ旋轉。亦可將該角度θ稱為「磁體傾斜角」。
對「磁體傾斜角」更具體地進行說明。 輔助磁體27具有第1磁極面27F、及位於與第1磁極面27F相反之側之第2磁極面27S。第1磁極面27F面向背襯板24。換言之，第1磁極面27F於背襯板24與磁體25之間之空間SP露出。第2磁極面27S係與下述之輔助磁軛31d接觸之面。 以符號27Q表示第1磁極面27F之中央位置，即第1角部C1與第2角部C2之間之中央位置。以符號27R表示第2磁極面27S之中央位置，即第3角部C3與第4角部C4之間之中央位置。 於輔助磁體27中，與第1磁極面27F及第2磁極面27S垂直且通過中央位置27Q、27R之線為磁體傾斜線27D。換言之，通過中央位置27R且與第2磁極面27S垂直之線為磁體傾斜線27D。磁體傾斜線27D與作為靶23之表面23a之法線之Y方向之間的角度θ為磁體傾斜角。自第2磁極面27S朝向第1磁極面27F延伸之磁體傾斜線27D朝向磁體25之擺動區域SW。角度θ為0 deg至90 deg之範圍內，更佳為0 deg至60 deg之範圍內，進而較佳為0 deg至45 deg之範圍內、0 deg至30 deg之範圍內。
＜輔助磁體27之變化例＞ 圖27表示輔助磁體27之變化例。 圖27所示之輔助磁體27於俯視下具有五邊形形狀。輔助磁體27包含具有頂點之第1磁極面27F、及第2磁極面27S。第1磁極面27F具有2個面。連接2個面之頂點相當於中央位置27Q。第2磁極面27S具有中央位置27R。於輔助磁體27之第1磁極面27F之中央位置27Q形成有突條27a。突條27a具有凸狀形狀。 於圖27所示之輔助磁體27中，相對於第2磁極面27S垂直且通過中央位置27Q、27R之線為磁體傾斜線27D。磁體傾斜線27D與作為靶23之表面23a之法線之Y方向之間的角度θ為磁體傾斜角。自第2磁極面27S朝向第1磁極面27F延伸之磁體傾斜線27D朝向磁體25之擺動區域SW。
輔助磁體27之磁強度等於或小於最靠近輔助磁體27之周緣磁鐵部32之磁強度。具體而言，輔助磁體27之磁強度可設為最靠近輔助磁體27之周緣磁鐵部32之磁強度之1/2～3/4或1/2～1/3之範圍內。周緣磁鐵部32之磁強度可設為輔助磁體27之磁強度之1～1.5倍或1.1～1.4倍，例如1.39倍左右。
如圖6所示，輔助磁體27經由輔助磁軛31d固定於磁軛31。輔助磁軛31d與磁軛31之X方向上之端部相鄰。輔助磁軛31d亦可與磁軛31一體地形成。於此情形時，輔助磁軛31d由與磁軛31相同之材料形成。輔助磁軛31d包含磁性體或介電體。輔助磁軛31d及輔助磁體27能夠自磁軛31卸除。 輔助磁體27藉由固定構件27g以獲得上述之特定之角度θ之方式固定於輔助磁軛31d。藉此，輔助磁體27之第2磁極面27S抵接於輔助磁軛31d。藉此，獲得由中央磁鐵部33、周緣磁鐵部32及磁軛31形成之磁路、與由輔助磁體27及輔助磁軛31d形成之磁路組合而成之磁路。
於本實施方式之陰極單元22中，如圖3及圖4所示，自靶發射濺鍍粒子而於玻璃基板11上形成膜。此時，磁體掃描部29使磁體單元MU於擺動端Revers與擺動端Forward之間往復移動。此處，於本實施方式中，擺動端Forward為「第1擺動端」之一例。擺動端Revers為「第2擺動端」之一例。再者，於擺動端Forward為「第2擺動端」之情形時，擺動端Revers成為「第1擺動端」。
於陰極單元22中，磁體掃描部29使由複數個磁體25構成之多連磁體即磁體單元MU一起移動。具體而言，如圖3所示，首先，磁體掃描部29使磁體單元MU自擺動方向(X方向)上之中央位置center向右移動至擺動端Forward。其後，磁體掃描部29使磁體單元MU自擺動端Forward向左經由中央位置center移動至擺動端Revers。其後，磁體掃描部29使磁體單元MU自擺動端Revers移動至中央位置center。藉由此種一連串之移動動作，1次掃描結束。於陰極單元22中，反覆進行複數次該掃描。
同時，於構成磁體單元MU之第1磁體25F～第9磁體25N之各者中，自作為電源發揮功能之控制部26對Z方向之端部處之中央磁鐵部33之第1線圈部35b、第2線圈部35c、第3線圈部35d、及第4線圈部35e施加電流。藉此，磁體25形成磁場。此時，由中央磁鐵部33、周緣磁鐵部32及磁軛31形成磁路。進而，於第1磁體25F及第9磁體25N中，亦由輔助磁體27及輔助磁軛31d形成磁路。
其次，說明於本實施方式之濺鍍裝置1中對玻璃基板11進行之成膜。
首先，將玻璃基板11自濺鍍裝置1之外部搬入至內部。其次，將玻璃基板11載置於裝載/卸載室2內之定位構件。藉此，玻璃基板11以於定位構件上配置於特定位置之方式被對準(參照圖1)。
其次，載置於裝載/卸載室2之定位構件之玻璃基板11由搬送裝置3a之機械手支持。玻璃基板11自裝載/卸載室2被取出。然後，將玻璃基板11經由搬送室3向成膜室4搬送。
此時，於成膜室4內，藉由驅動部使基板保持部13之擺動軸旋轉，而將基板保持部13配置於水平載置位置。進而，藉由未圖示之頂起銷移動部，將頂起銷配置於自基板保持部13向上方突出之準備位置。 於該狀態下，到達成膜室4之玻璃基板11藉由搬送裝置3a而插入至基板保持部13之上側。
繼而，藉由搬送裝置3a之機械手靠近基板保持部13，而設為玻璃基板11被對準於基板保持部13之特定之面內位置之狀態，從而將玻璃基板11載置於頂起銷上。其後，搬送機器人3a之臂向搬送室3後退。然後，頂起銷下降，玻璃基板11被支持於基板保持部13上。
繼而，藉由擺動軸旋動，而於玻璃基板11被基板保持部13保持之狀態下，玻璃基板11以到達鉛直處理位置之方式豎立。藉此，由玻璃基板11將成膜口4b大致封閉，玻璃基板11被保持於成膜位置。於該狀態下，由磁體單元MU產生之磁場使得靶23之表面23a與玻璃基板11之間產生電漿。靶23被濺鍍，構成靶23之材料附著於玻璃基板11之表面。藉此，對玻璃基板11進行成膜處理。
於成膜處理結束時，藉由擺動軸旋動，而於玻璃基板11被基板保持部13保持之狀態下，玻璃基板11到達水平載置位置。 藉由搬送裝置3a將成膜處理結束後之玻璃基板11自成膜室4取出。然後，將玻璃基板11經由搬送室3自裝載/卸載室2取出。
以下，對本實施方式之輔助磁體27之作用進行說明。 圖7係用以對輔助磁體27之作用進行說明之靶表面之模式圖。圖8係用以對輔助磁體27之作用進行說明之圖，且為表示無輔助磁體27之情形時之電子追蹤狀態之模式圖。圖9係用以對輔助磁體27之作用進行說明之圖，且為表示無輔助磁體27之情形時之磁力線之朝向之模式圖。首先，對無輔助磁體27之情形進行說明。
如上所述，由具有複數個磁體25之磁體單元MU形成之磁場使得靶23之表面23a與玻璃基板11之間產生電漿。藉由在該狀態下，設為下述之濺鍍條件，而於玻璃基板11之表面進行成膜。
此處，於濺鍍中，如圖9所示，自N極之周緣磁鐵部32向S極之中央磁鐵部33形成磁力線。由中央磁鐵部33、周緣磁鐵部32及磁軛31形成磁路。 藉此，如圖8所示，電子沿磁力線追蹤。
此時，於靶23之擺動區域SW中之成為擺動端之位置，如圖9所示，自N極之周緣磁鐵部32產生之磁力線朝向靠近磁體25之陽極28延伸。於靶23之表面23a，磁力線密度下降。即，如圖8所示，追蹤之電子密度變得不充分，電漿密度變得不充分。其結果，如圖7所示，於X方向之兩端，未形成靶23之表面23a之沖蝕區域，而形成非沖蝕區域E1。 於圖9中，來自N極之周緣磁鐵部32之磁力線隨著朝向Y方向，於X方向上向左傾斜而朝向陽極28。
又，自N極之周緣磁鐵部32向S極之中央磁鐵部33形成磁力線。藉由該磁力線，而使電子於靶23之表面23a環繞於由周緣磁鐵部32包圍之中央磁鐵部33之周圍。此時，於磁體25之長度方向上，沿著電子之移動方向之端部即中央磁鐵部33在Z方向上移動來之電子於沿著端部周緣磁鐵部32a在X方向上彎曲之區域附近，其移動速度變慢，密度上升。
其結果，電子於自端部周緣磁鐵部32a沿著周緣磁鐵部32從X方向朝Z方向彎曲之位置，密度減小。其結果，靶23之表面23a之沖蝕減少，形成非沖蝕區域E2。該現象因於相鄰之磁體25中環繞於中央磁鐵部33周圍之電子之方向相反而相互抵消從而相抵。因此，於成為X方向之兩端之2根磁體25中發現該現象。而且，於位於X方向上之磁體單元MU之兩端的磁體25之各者中，非沖蝕區域E2之形成位置於Z方向上為相反側。
其結果，於無輔助磁體27之情形時，如圖7所示，於靶23之四角中之成為對角之2個部位形成非沖蝕區域E2。於圖7中，在左下及右上角部附近形成非沖蝕區域。又，當如此形成非沖蝕區域E1、E2時，於除成為對角之2個部位以外之部位亦容易形成非沖蝕區域E3。其係由於當形成非沖蝕區域時，所施加之供給電力未因產生電漿而消耗，從而剩餘。該剩餘電力被再次分配至與成為對角之2處非沖蝕區域不同之區域、或作為整體之電壓(電力)變動被吸收。因此，可認為如電壓變動般電漿產生條件發生變動。
圖10係用以對輔助磁體27之作用進行說明之圖，且為表示有輔助磁體27之情形時之電子追蹤狀態之模式圖。圖11係用以對輔助磁體27之作用進行說明之圖，且為表示有輔助磁體27之情形時之磁力線之方向的模式圖。 其次，對有輔助磁體27之情形進行說明。
此處，於濺鍍中，如圖11所示，自N極之周緣磁鐵部32向S極之中央磁鐵部33形成磁力線。此時，除了包含中央磁鐵部33、周緣磁鐵部32及磁軛31以外，亦包含輔助磁體27及輔助磁軛31d而形成磁路。 藉此，如圖10所示，電子沿磁力線追蹤。
此時，於靶23之擺動區域中之成為擺動端之位置，如圖11所示，來自N極之周緣磁鐵部32之磁力線受來自輔助磁體27之磁力線之影響而以不朝向陽極28之方式在與磁極平面30正交之Y方向或在X方向上向右傾斜。 如此一來，於靶23之表面23a，不會發生磁力線密度下降之情況。即，如圖10所示，能夠充分地維持追蹤之電子密度，從而能夠充分地維持電漿密度。其結果，能夠抑制圖7所示之靶23之表面23a中之，針對位於X方向上之磁體單元MU之兩端之各磁體25所形成的非沖蝕區域E1。
又，於包含輔助磁體27之構造中，形成有包含中央磁鐵部33、周緣磁鐵部32、磁軛31、輔助磁體27及輔助磁軛31d之磁路。因此，藉由自N極之周緣磁鐵部32朝向S極之中央磁鐵部33之磁力線，而使電子於靶23之表面23a環繞於由周緣磁鐵部32包圍之中央磁鐵部33之周圍。於磁體25之長度方向上之電子之移動方向之端部，沿著中央磁鐵部33於Z方向上移動來之電子沿著端部周緣磁鐵部32a在X方向上彎曲，但不會發生電子之移動速度變慢之情況，密度上升得以抑制。
其結果，電子於自端部周緣磁鐵部32a沿著周緣磁鐵部32從X方向朝Z方向彎曲之位置，不會發生密度減少。其結果，於位於X方向上之磁體單元MU之兩端的2根磁體25中，如圖22所示能夠抑制靶23之表面23a之非沖蝕區域E2之形成。即，藉由在位於X方向上之磁體單元MU之兩端的2根磁體25鄰接有輔助磁體27，能夠抑制成為對角之2處非沖蝕區域E2之形成。藉此，電壓變動得到抑制，而非沖蝕區域E1、E2之形成得到抑制後，能夠抑制容易在除成為對角之2個部位以外之部位形成非沖蝕區域E3的情況。
根據本實施方式之濺鍍裝置1，藉由輔助磁體27，於磁體25之擺動端使自磁體25產生之磁力線不朝向陽極28。藉此，能夠減少陽極28所吸收之電子之量。即，能夠使自磁體25產生之磁力線為Y方向；或較Y方向更向圖10之右側傾斜，即較靶之厚度方向更向靶之輪廓內傾斜。藉此，能夠謀求非沖蝕區域E1、E2、E3之減少。
即，藉由減少非沖蝕區域E1、E2、E3之產生，能夠抑制粒子之產生。即，非沖蝕區域與沖蝕區域之交界變得不清晰，從而減少成為產生粒子之原因之沖蝕-非沖蝕交界區域之形成。
進而，藉由抑制非沖蝕區域E1～E3產生，能夠使供給功率不被再次分配，而抑制電壓變動等所引起之電漿產生條件部分變動，從而抑制粒子產生、及膜厚分佈、膜質特性分佈之不均等。
圖12係表示本實施方式之磁體25之擺動位置與來自電漿產生電源之供給電壓(放電電壓)之關係的曲線圖。 此處，使具有複數個磁體25之磁體單元MU進行2次往復(2次掃描)。即，磁體單元MU自圖12所示之擺動端Forward出發並移動至擺動端Reverse。繼而，磁體單元MU反向移動並返回至擺動端Forward。進而，磁體單元MU自擺動端Forward出發並移動至擺動端Reverse。繼而，磁體單元MU反向移動並返回至擺動端Forward。再者，於圖12中，以實線表示設置有輔助磁體27之情形，以虛線表示未設置輔助磁體27之情形。
如圖12所示，可知與無輔助磁體27之情形相比，藉由設置輔助磁體27，使擺動位置所引起之放電電壓之上下變動之變動幅度較小。 又，如圖12所示，可知與無輔助磁體27之情形相比，藉由設置輔助磁體27，放電電壓之尖峰(spike)變動得到抑制。
圖13中示出了於本實施方式之濺鍍裝置1中使用輔助磁體27藉由設為條件0之濺鍍而形成之膜之膜厚分佈。圖14中示出了於本實施方式之濺鍍裝置1中使用輔助磁體27藉由設為條件0之濺鍍而形成之膜之膜電阻值(薄片電阻值)Rs分佈。
如圖13所示，與無輔助磁體27之情形相比，藉由設置輔助磁體27，能夠使膜厚分佈處於±4.2%之範圍內。 如圖14所示，與無輔助磁體27之情形相比，藉由設置輔助磁體27，能夠使膜電阻值Rs分佈處於±12.5%之範圍內。
相對於此，於無輔助磁體27之情形時，將以3個條件改變濺鍍成膜條件之情形示於圖15～圖20中。圖15表示條件1之膜厚分佈。圖16表示條件1之膜電阻值分佈。圖17表示條件2之膜厚分佈。圖18表示條件2之膜電阻值分佈。圖19表示條件3之膜厚分佈。圖20表示條件3之膜電阻值分佈。
根據條件1～3之結果可知，膜厚分佈與膜電阻值分佈處於取捨關係，如圖21所示，先前無法實現較將3個條件連接之反比例之線更靠下側之分佈。相對於此，在使用輔助磁體27之與圖13及圖14對應之條件0下，與無輔助磁體27之情形相比，能夠同時降低膜厚分佈與膜電阻值分佈。
以下，對輔助磁體27與磁體25之配置及尺寸進行說明。
如圖6所示，設定輔助磁體27與最靠近輔助磁體27之周緣磁鐵部32之配置。此處，將Y方向與磁體傾斜線27D之傾斜角度設為θ。將X方向上之輔助磁體27與最靠近輔助磁體27之周緣磁鐵部32之距離設為Wx。將Y方向上之輔助磁體27與磁極平面30之距離設為Wy。
此處，角度θ係輔助磁體27之N極S極之軸向相對於Y方向之傾斜角度。將由N極形成之磁力線靠近最接近之周緣磁鐵部32之方向設為正向。換言之，自第2磁極面27S朝向第1磁極面27F延伸之磁體傾斜線27D朝向磁體25之擺動區域SW。使角度θ之值於0 deg至90 deg之範圍內變化。
又，距離Wx係輔助磁體27與最接近之周緣磁鐵部32於X方向上最靠近之距離。於輔助磁體27以角度θ傾斜之情形時，則指自輔助磁體27向X方向突出而成之突條27b至周緣磁鐵部32為止之距離。距離Wx於0 mm至30 mm之範圍內變化。
距離Wy係輔助磁體27之N極之磁極面朝向靶23最為突出之突條27a相對於磁極平面30於Y方向上之距離。當距離Wy為負值時，表示突條27a較磁極平面30更遠離靶23。距離Wy於0 mm至50 mm之範圍內變化。
圖23～圖26表示於使本實施方式之磁體25與輔助磁體27之配置變化時，靠近陽極28之靶23周緣之表面23a上之電漿密度。此處，圖23～圖26中示出了符號『×』、符號『△』、符號『〇』及符號『◎』。該等符號表示之電漿密度依序變大。即，符號『×』表示電漿密度最低。符號『◎』表示電漿密度最高，並且表示與離開陽極28之位置之電漿密度相等。符號『〇』表示符號『◎』之電漿密度之約80%。符號『△』表示符號『◎』之電漿密度之50%以下。
根據圖23～圖26所示之結果可知，若角度θ為90 deg，則電漿密度不變。又，可知，角度θ、距離Wx及距離Wy並非相互獨立之參數。關於角度θ、距離Wx及距離Wy，可知若能獲得如使最接近之周緣磁鐵部32之磁力線壓向擺動區域內側之斜率，則並非例如僅利用距離Wx設定其較佳範圍之值。
具體而言，可設為如下較佳之範圍： θ＝0 deg，-10 mm≦Wy≦10 mm，0 mm≦Wx≦20 mm， θ＝30 deg，-10 mm≦Wy≦10 mm，0 mm≦Wx≦30 mm， θ＝60 deg，0 mm≦Wy≦10 mm，20 mm≦Wx≦30 mm。
進而，亦可設為將(θ[deg]、Wx[mm]、Wy[mm])為 (0、0、-10)(0、0、0)(0、0、10)(0、10、0)(30、0、-10)(30、0、0)(30、0、10)(30、10、0)(30、10、10)(30、20、0)(30、20、10)(30、30、10)(60、30、0) 之各點連接而成之範圍。
＜磁場產生區域MG1、MG2、MG3之變化例＞ 於上述實施方式中，對構成9根磁體25之各者之複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3於Z方向上連續地連接之構造進行了說明。於本變化例中，對複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3於Z方向上被分割之分割構造進行說明。於分割構造中，例如亦可將複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3逐個進行分割。又，亦可由2個、3個、或4個磁場產生區域形成1個單位區域，並將複數個單位區域相互分割。
於第2磁體25S～第8磁體25E之各者中，複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3之各者具有分割磁軛、分割周緣磁鐵部及分割中央磁鐵部。 進而，於第1磁體25F及第9磁體25N之各者中，複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3之各者具有分割磁軛、分割周緣磁鐵部、分割中央磁鐵部及分割輔助磁體。 此處，分割磁軛對應於上述磁軛31。分割周緣磁鐵部對應於上述周緣磁鐵部32。分割中央磁鐵部對應於上述中央磁鐵部33。分割輔助磁體對應於上述輔助磁體27。
關於9根磁體25之各者，複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3之各者之位置能夠於Z方向及Y方向上進行調整。具有位置經調整過之複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3之磁體25能夠藉由磁體掃描部29而擺動。
為了對整個成膜區域控制成膜狀態，例如有時於Z方向及Y方向上，調整與電漿產生相關之磁通密度之條件。根據本變化例，複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3被分割，因此能夠調整複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3之Z方向及Y方向上之位置。因此，於複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3之各者中，能夠調整磁通密度之條件。 藉由在Z方向及Y方向上調整複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3之各者，而於複數個磁場產生區域之各者中，能夠利用分割輔助磁體使位於第1擺動端之磁體25中之周緣磁極之磁力線向所需方向傾斜。於複數個磁場產生區域MG1、MG2、MG3之各者中，能夠維持磁力線向所需方向傾斜之狀態。 [實施例]
以下，對本發明之實施例進行說明。
此處，對作為本發明之利用濺鍍進行之成膜之具體例所進行之確認試驗進行說明。此處，進行靶23之非沖蝕區域之確認、膜厚分佈測定、薄片電阻值分佈測定。
＜實驗例1＞ 使用實施方式所示之具有輔助磁體27之濺鍍裝置1，將擺動幅度設為自中心起82.5 mm。即，自擺動端Revers至擺動端Forward為止之X方向上之擺動距離之一半為82.5 mm。
此處，示出成膜中之參數。 ·條件0 靶組成：ITO(Indium Tin Oxide：氧化銦錫) 基板尺寸(X方向×Z方向)：1500 mm×1800 mm 膜組成：ITO 成膜厚度：80 nm 供給電力(電漿形成電力)：15 kW 偏壓電力：未使用 供給氣體及氣體流量：Ar 120 sccm 氣氛壓：0.2 Pa 成膜時間：53 sec
輔助磁體27之X方向上之寬度尺寸(磁極面之寬度)：185 mm 角度θ：30° Wx：17 mm Wy：20 mm 輔助磁軛31d：SUS430 其結果，如圖13、圖14、圖21所示，能夠獲得膜厚分佈為4.2%以內、薄片電阻分佈為12.5%以內之成膜特性。
＜實驗例2～4＞ 不使用輔助磁體27，以相同之方式成膜ITO膜。 ·條件1 靶組成：ITO 基板尺寸(X方向×Z方向)：1500 mm×1800 mm 膜組成：ITO 成膜厚度：80 nm 供給電力(電漿形成電力)：30 kW 偏壓電力：未使用 供給氣體及氣體流量：Ar 120 sccm 氣氛壓：0.2 Pa 成膜時間：65 sec
其結果，作為條件1，如圖15、圖16、圖21所示，能夠獲得膜厚分佈為7.9%、薄片電阻分佈為11.5%之成膜特性。
·條件2 靶組成：ITO 基板尺寸(X方向×Z方向)：1500 mm×1800 mm 膜組成：ITO 成膜厚度：80 nm 供給電力(電漿形成電力)：30 kW 偏壓電力：未使用 供給氣體及氣體流量：H 2O 0.5 sccm、Ar 120 sccm 氣氛壓：0.5 Pa 成膜時間：74 sec
其結果，作為條件2，如圖17、圖18、圖21所示，能夠獲得膜厚分佈為5.5%、薄片電阻分佈為21.3%之成膜特性。
·條件3 靶組成：ITO 基板尺寸(X方向×Z方向)：1500 mm×1800 mm 膜組成：ITO 成膜厚度：80 nm 供給電力(電漿形成電力)：60 kW 偏壓電力：未使用 供給氣體及氣體流量：H 2O 0.5 sccm、Ar 360 sccm 氣氛壓：0.3 Pa 成膜時間：86 sec
其結果，作為條件3，如圖19、圖20、圖21所示，能夠獲得膜厚分佈為4.2%、薄片電阻分佈為26.6%之成膜特性。
＜實驗例5＞ 於不設置輔助磁體27之情況下進行濺鍍，以目視觀察靶表面。 靶組成：鋁 基板尺寸(X方向×Z方向)：1500 mm×1800 mm
其結果，作為圖7所示之非沖蝕區域E1之尺寸，測出了11 mm、17 mm、8 mm、11 mm等。作為圖7所示之非沖蝕區域E2之尺寸，測出了19 mm、20 mm。作為圖7所示之非沖蝕區域E3之尺寸，測出了10 mm、5 mm、8 mm、10 mm等。 同時，對交界區域進行觀測，其尺寸測出了15 mm等。
＜實驗例6＞ 使用輔助磁體27進行濺鍍，以目視觀察靶表面。 靶組成：鋁 基板尺寸(X方向×Z方向)：1500 mm×1800 mm
輔助磁體27之X方向上之寬度尺寸(磁極面之寬度)：185 mm 角度θ：30° Wx：17 mm Wy：20 mm 輔助磁軛31d：SUS430 其結果，作為圖22所示之非沖蝕區域E1之尺寸，獲得22 mm。然而，未觀測到交界區域。
＜實驗例7＞ 使用輔助磁體27，使(θ[deg]、Wx[mm]、Wy[mm])如圖23～圖26所示般變化，測定電漿密度。將其結果示於圖23～圖26。藉此，如上所述，關於角度θ、距離Wx、距離Wy，已知需要滿足特定之關係。
進而，於使用輔助磁體27之實驗例6中，確認濺鍍處理結束後之靶23之表面。將此時之角部之圖像示於圖28中。根據該結果可知，非沖蝕區域之交界鮮明而不模糊，於處理中電漿在非沖蝕區域上未消失，未觀測到交界區域。
同樣地，於不使用輔助磁體27之實驗例5中，確認濺鍍處理結束後之靶23之表面。將此時之角部之圖像示於圖29中。根據該結果可知，非沖蝕區域之交界模糊，於處理中電漿在非沖蝕區域上消失，觀測到交界區域。
根據該等結果可知，藉由利用輔助磁體27將磁力線以離開陽極28之方式壓入，而減少沖蝕區域-非沖蝕區域之交界區域從而能夠削減粒子，並且能夠提高膜厚分佈及薄片電阻分佈。
1:濺鍍裝置 2:裝載/卸載室(真空腔室) 2a:裝載/卸載室(真空腔室) 3:搬送室 3a:搬送裝置(搬送機器人) 4:成膜室(真空腔室) 4A:成膜室(真空腔室) 4a:搬送口 4b:成膜口 10:陰極裝置 10A:陰極盒 11:玻璃基板(被成膜基板、透明基板) 13:基板保持部 22:陰極單元 23:靶 23a:表面 24:背襯板 25:磁體(磁路) 25E:第8磁體 25F:第1磁體 25G:第5磁體 25N:第9磁體 25R:第6磁體 25S:第2磁體 25T:第3磁體 25V:第7磁體 25Y:第4磁體 26:控制部 27:輔助磁體 27a:突條 27b:突條 27D:磁體傾斜線 27F:第1磁極面 27g:固定構件 27Q:中央位置 27R:中央位置 27S:第2磁極面 28:陽極 29:磁體掃描部 30:端面(磁極平面) 31:磁軛 31C:中央區域 31CP:中央位置 31d:輔助磁軛 31S:表面 32:周緣磁鐵部 32a:端部周緣磁鐵部 32b:第1周緣磁鐵部 32c:第2周緣磁鐵部 32d:第3周緣磁鐵部 32e:第4周緣磁鐵部 32f:第5周緣磁鐵部 33:中央磁鐵部 33a:端部磁鐵部 33b:第1線圈部 34b:第1芯部 34c:第2芯部 34d:第3芯部 34e:第4芯部 35b:第1線圈部 35c:第2線圈部 35d:第3線圈部 35e:第4線圈部 36:長芯部 37:第5磁鐵部 41:前側空間 42:背側空間 C1:第1角部 C2:第2角部 C3:第3角部 C4:第4角部 center:中央位置 E1:非沖蝕區域 E2:非沖蝕區域 E3:非沖蝕區域 Forward:擺動端 MG1:第1磁場產生區域 MG2:第2磁場產生區域 MG3:第3磁場產生區域 MU:磁體單元(磁路) PR:平行區域 Revers:擺動端 SP:空間
圖1係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置之模式俯視圖。 圖2係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置中之陰極單元的立體圖。 圖3係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置中之玻璃基板與陰極裝置之構成之位置關係的模式圖。 圖4係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置中之玻璃基板、靶及磁體單元之位置關係的前視圖。 圖5係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置之磁體單元之端部的圖，且為表示構成磁體單元之磁體及輔助磁體之構成之放大前視圖。 圖6係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置之磁體單元之端部的圖，且為表示構成磁體單元之磁體及輔助磁體之構成之放大剖視圖。 圖7係模式性地表示本發明之實施方式之濺鍍裝置之靶中之非沖蝕區域、沖蝕區域及交界區域之圖。 圖8係表示對本發明之實施方式之濺鍍裝置而言無輔助磁體之情形時之電子追蹤狀態的模式圖。 圖9係表示對本發明之實施方式之濺鍍裝置而言無輔助磁體之情形時之磁力線之方向的模式圖。 圖10係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置中之電子追蹤狀態的模式圖。 圖11係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置中之磁力線之方向的模式圖。 圖12係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置中之擺動位置所對應之電壓變化的曲線圖。 圖13係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置所形成之膜厚分佈之一例的曲線圖。 圖14係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置所形成之膜電阻分佈之一例的曲線圖。 圖15係表示濺鍍裝置所形成之膜厚分佈之一例之曲線圖。 圖16係表示濺鍍裝置所形成之膜電阻分佈之一例之曲線圖。 圖17係表示濺鍍裝置所形成之膜厚分佈之一例之曲線圖。 圖18係表示濺鍍裝置所形成之膜電阻分佈之一例之曲線圖。 圖19係表示濺鍍裝置所形成之膜厚分佈之一例之曲線圖。 圖20係表示濺鍍裝置所形成之膜電阻分佈之一例之曲線圖。 圖21係表示本發明之濺鍍裝置之膜厚分佈與膜電阻分佈之關係的曲線圖。 圖22係表示本發明之濺鍍裝置中之使用輔助磁體之處理後之靶之表面的圖像。 圖23係表示本發明之濺鍍裝置中之輔助磁體之配置與電漿密度之關係的圖。 圖24係表示本發明之濺鍍裝置中之輔助磁體之配置與電漿密度之關係的圖。 圖25係表示本發明之濺鍍裝置中之輔助磁體之配置與電漿密度之關係的圖。 圖26係表示本發明之濺鍍裝置中之輔助磁體之配置與電漿密度之關係的圖。 圖27係表示本發明之實施方式之濺鍍裝置之輔助磁體之變化例的放大剖視圖。 圖28係表示本發明之濺鍍裝置中之使用輔助磁體之處理後之靶角部之表面的圖像。 圖29係表示濺鍍裝置中之不使用輔助磁體之處理後之靶角部之表面的圖像。
1:濺鍍裝置
2:裝載/卸載室(真空腔室)
2a:裝載/卸載室(真空腔室)
3:搬送室
3a:搬送裝置(搬送機器人)
4:成膜室(真空腔室)
4A:成膜室(真空腔室)
4a:搬送口
4b:成膜口
10:陰極裝置
11:玻璃基板(被成膜基板、透明基板)
13:基板保持部
41:前側空間
42:背側空間

Claims (9)

  1. 一種濺鍍裝置，其具備朝向被成膜基板之被處理面發射濺鍍粒子之陰極單元，且 上述陰極單元具有： 靶，其形成有沖蝕區域； 磁體單元，其具有複數個磁體，該等複數個磁體相對於上述靶配置於與上述被成膜基板相反之側，使上述靶上形成上述沖蝕區域； 磁體掃描部，其能夠使上述磁體單元與上述被成膜基板於沿著上述被成膜基板之上述被處理面之擺動方向上之第1擺動端與第2擺動端之間相對地往復動作；及 輔助磁體，其沿著上述複數個磁體中之位於上述第1擺動端之磁體，使位於上述第1擺動端之上述磁體所形成之磁力線朝向上述第2擺動端傾斜，上述複數個磁體沿著上述被成膜基板之上述被處理面且在與上述擺動方向交叉之交叉方向上延伸。
  2. 如請求項1之濺鍍裝置，其中 上述輔助磁體沿著位於上述第1擺動端之上述磁體相對於上述第1擺動端配置於與上述第2擺動端相反之側， 上述輔助磁體能夠與上述磁體一體地擺動。
  3. 如請求項2之濺鍍裝置，其中 上述輔助磁體具有與位於上述第1擺動端之上述磁體相同之極性。
  4. 如請求項3之濺鍍裝置，其中 上述輔助磁體之磁強度等於或小於位於上述第1擺動端之上述磁體之磁強度。
  5. 如請求項4之濺鍍裝置，其中 上述輔助磁體具有沿著上述磁體朝向上述靶突出之突條。
  6. 如請求項5之濺鍍裝置，其中 上述輔助磁體相對於上述靶配置於上述被處理基板之相反側，且安裝固定於形成磁路之磁軛。
  7. 如請求項1至6中任一項之濺鍍裝置，其中 上述陰極單元具有： 平板狀之磁軛，其於表面具有包含磁性體之中央區域； 輔助磁軛，其與上述磁軛相鄰； 中央磁鐵部，其呈直線狀配置於上述磁軛之上述中央區域； 周緣磁鐵部，其以包圍上述中央磁鐵部之方式沿其周邊設置； 平行區域，其中上述中央磁鐵部與上述周緣磁鐵部相互平行； 磁路，其設置於上述磁軛之上述表面；及 背襯板，其與上述磁路重疊而配置；且 構成上述磁體單元之上述複數個磁體之各者配置於上述磁軛， 上述輔助磁體與上述周緣磁鐵部平行地配置， 上述輔助磁體經由上述輔助磁軛固定於上述磁軛， 上述輔助磁軛包含磁性體或介電體。
  8. 如請求項7之濺鍍裝置，其中 上述輔助磁軛及上述輔助磁體能夠自上述磁軛卸除。
  9. 如請求項8之濺鍍裝置，其中 上述複數個磁體中之位於上述第1擺動端之上述磁體具有於上述交叉方向上被分割之複數個磁場產生區域， 上述磁場產生區域之各者具有分割磁軛、分割周緣磁鐵部、分割中央磁鐵部及分割輔助磁體， 於上述交叉方向及上述磁軛之厚度方向上，上述磁場產生區域之各者之位置能夠調整， 具有位置經調整過之上述複數個磁場產生區域之上述磁體能夠藉由上述磁體掃描部而擺動。
TW111145217A 2021-11-26 2022-11-25 濺鍍裝置 TW202336254A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021192171 2021-11-26
JP2021-192171 2021-11-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202336254A true TW202336254A (zh) 2023-09-16

Family

ID=86539623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW111145217A TW202336254A (zh) 2021-11-26 2022-11-25 濺鍍裝置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JPWO2023095872A1 (zh)
KR (1) KR20240004669A (zh)
CN (1) CN117413085A (zh)
TW (1) TW202336254A (zh)
WO (1) WO2023095872A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04346662A (ja) * 1991-05-22 1992-12-02 Ube Ind Ltd スパッタリング方法およびその装置
JP4592852B2 (ja) * 1999-11-12 2010-12-08 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置のマグネトロンカソード
JP5004931B2 (ja) 2008-11-25 2012-08-22 株式会社アルバック スパッタ源、スパッタリング装置、及びスパッタリング方法
JP5730888B2 (ja) * 2009-10-26 2015-06-10 ジェネラル・プラズマ・インコーポレーテッド ロータリーマグネトロンマグネットバー、およびこれを含む高いターゲット利用のための装置
JP2012158835A (ja) 2012-05-15 2012-08-23 Ulvac Japan Ltd スパッタ成膜装置
JP6579726B2 (ja) 2017-06-28 2019-09-25 株式会社アルバック スパッタ装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023095872A1 (ja) 2023-06-01
JPWO2023095872A1 (zh) 2023-06-01
KR20240004669A (ko) 2024-01-11
CN117413085A (zh) 2024-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101135389B1 (ko) 스퍼터링 방법 및 그 장치
JP2007023386A (ja) 大面積基板用の低電圧スパッタリング
JP6579726B2 (ja) スパッタ装置
US11479848B2 (en) Film forming apparatus and method
JP4213777B2 (ja) スパッタリング装置及び方法
TWI724435B (zh) 濺鍍方法、濺鍍裝置
JP2000248360A (ja) マグネトロンスパッタ装置
TW202336254A (zh) 濺鍍裝置
JP2019044216A (ja) 成膜装置および成膜方法
JPH11323546A (ja) 大型基板用スパッタ装置
CN110859041B (zh) 成膜方法及成膜装置
CN110965031B (zh) 成膜装置、成膜方法以及电子器件的制造方法
JP2019218604A (ja) 成膜装置及びスパッタリングターゲット機構
JP4111375B2 (ja) スパッタリング装置
JP2020200520A (ja) 成膜装置、スパッタリングターゲット機構及び成膜方法
KR20240068562A (ko) 스퍼터링 장치
CN118007077A (zh) 溅射装置
JP7066510B2 (ja) 成膜装置、成膜方法、及びスパッタリングターゲット機構
JP7389917B2 (ja) スパッタ装置
JP2022117719A (ja) スパッタリング装置、スパッタリング方法
US20240021423A1 (en) Film forming apparatus and method of controlling film forming apparatus
JP2022188450A (ja) 成膜装置
KR20230094149A (ko) 스퍼터 장치
JPH1121666A (ja) スパッタリング装置のマグネトロンカソード
JPH11350130A (ja) 薄膜形成装置