TW570995B - Sputtering device - Google Patents

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570995 ——- 五、發明說明（】） 枯·頜域 本勒=係關於濺鍍裝置，尤其是關於使用多個AC陰極電 源將電歷施加於設置於相同濺鏟室内的多個陰極上的濺鍍 裝置。 背景技術 真空中加速的離子衝撞於靶子上，使由該衝 赠Α ^妙壯靶原子，沉積於如晶圓等的成膜對象上進行成 膜的a Μ衣置，已眾所周知。 DCett置於;賤鑛至内備有裝著革巴子的陰極，陰極上連接 —t,ng current) ^ 加相反相位的電壓以抿消f 八有精由施 獲得穩定的放電的特徵4畜積於陰極表面的電荷，從而可 然而’為利用該濺鍍裝詈 ，己置於_室内的多個陰=同電=

；-gl〇wdlschargeU 這是因為由備於各AC陰極電源的各振盪器 率的微小差異及相位差異所引起者。也就“斤=頻 的所持固有頻率的微小差異及相位 成’各震盛器 尖峰值:從而造成了放電不穩定的晃的部分增大了 。亥放電的晃動現象在為同時成膜2 配置陰極的情況等，將多成膜對象而對向 竹夕個陰極配置於濺鍍装 第4頁 9l]H655.ptd )/0995 五、發明說明（2) 鍍室内的情況，尤其顯著 3(=各…持構件二以 =子保持構件2係將並設的2個作為— ^為位於挾持作為成膜對象的玻美、，，’ 2組對向配置 3c、3d)間（參照箭頭a)，以便使各^子3(3a、 3。 便谷自的表面面向靶子 賤鑛室1的外部設置2 a Α Γ ^-iiiator)6a .6b 〇 組靶子保持構件2的一側，另一 /'A a 1對向配置的2 保持構件2的另一側。從篇^的仏電源5b連接2組靶子 件2。 電源5施加電屋至該革巴子保持構 也就是說，連接AC電源5a 件2，及連接AC電源5b的極性反轉、反一^且的^组革巴子保持構 係配置於2片玻璃芙板4 & Λ ^ 、，靶子保持構件2， 向。 玻璃基板4的兩側，以便分別與玻璃基板4對 該滅鑛室1中，由於各^電源5a、5b μ 6a、6b的頻率具有微妙的差異， 々各振盛盗 持構件2的對向面兩者間的放電的相互干涉法避免各乾子保 ^堇使頻率越是不同，越是會產生 據此’因干

電的晃動。2個不同頻率合成的晃動的“產U 第5頁 91U7655.ptd 五、發明說明（3) 率-振盪器6b的頻率1 (次/秒） 且分目的在於，提供一種鄰接配置於同一錢#室内 電：ΐ不同的ac電源的多個陰極，即二ij: 放電不穩定的晃動的濺鑛裳置。… 象本室’’置為可移動成膜對 室内.上轉的2個作為1組設置於上述賤贫 至内，及多個AC陰極電源，分別夂上逑焱鍍 交流電虔使各組的陰極同時放電之際，為於施加 的，電，使各自輸出的頻率及相位Ϊ步為不干涉各組陰極 極ΐ U Ϊ ?使各自輸出的頻率及相位同步的多個AC陰 =放rf;r的ac陰極電源的多組陰極二= 。放電，仍無放電不穩定的晃動產生。 匿實施形熊 以下’參照圖式說明本發明之較佳實施形態。 圖2為顯示本發明之一實施形態的濺鍍裝置的濺鍍室的 ^明圖。如圖2所示，濺鍍裝置的濺鍍室1〇，其内部具備4 固保持革巴子用的襯板（backing pi ate)(陰極）11。各襯板 11上分別安裝固定有靶子12a、12b、12c、12d。 概板11係將並設的2個作為1組，2組對向配置成為位於 挟持作為成膜對象的玻璃基板1 3的兩側狀。玻璃基板1 3係 由安裝於移動平台（palet)(未圖示）的兩面的2片一組所配 置’其移動於對向的靶子12(1 2a、12b、12c、1 2d)間（參

第6頁 9Π17655.ptd 570995 五、發明說明（4) 照箭頭a )，以便使各自的表面面向靶子〗2。 濺鍍室10的外部設置2台AC陰極電源（AC電源）14a、

14b ’分別備有振盪器（osciiiator)15a、i5b。一側的AC 陰極電源1 4a連接對向配置的2組襯板11的一側，另一側的 A C陰極電源1 4 b連接2組觀板11的另一側。從a c陰極電源1 4 施加電壓至該襯板Π。 也就是說’連接AC陰極電源1 4a的極性反轉的一組襯板 11 ’及連接AC陰極電源14b的極性反轉的一組襯板丨〗，係 配置於挾持2片玻璃基板1 3的兩側，以便分別盘玻璃兵板 13對向。 ”土 藉由該濺鑛裝置進行濺鍍的情況，於真空狀態的濺鍍室 10内，注入例如氬（Ar)等的放電用氣體，施加電壓於電極 間。利用施加電壓發生輝光放電，電漿中的離子衝撞靶子 1 2 ’將靶原子彈出。 此時，若分別由不同的AC陰極電源（14a、14b)對對向配 置於濺鍍室10内的2組襯板11同時進行放電，放電波形成 為合成2台AC陰極電源i4a、14b的各振盪器15a、i5b輪出 的輸出波形者。 輪出 這是基於分別從2個振盪器（15a、15]3)輸出的頻率及相 位的差異者，2組襯板11並不限於濺鍍室1 0内對向配置的 2 :也可為並行配置的情％，襯板以以陰極電源“的 數里並不限於2個，也可為3個以上。 當觀察圖2所示2台AC陰極電源14 a 結果的輸出波形時，有如預想結果， 、：I 4b的電源頻率測定 可判明成為含有具備 570995 五、發明說明（5) 某一固定周期的歪斜的波形。 圖3 A為頻率不同的2個正弦波的一者的波形圖，圖3B為 頻率不同的2個正弦波的另一者的波形圖，圖3C為將圖3A 與圖3B的2個正弦波合成的形像的波形圖。 圖3A所示WaveA與圖3B所示WaveB係為同電壓、同相位的 正弦波’但是，其頻率卻有微妙的差異。當合成該2個正 弦波時，如圖3C所示Wave (A+ B)，可知電壓按一定的周期 性進行變化。 ' 圖4 A為具相位差的2個正弦波的一者的波形圖，圖為 具相位差的2個正弦波的另一者的波形圖，圖4C為將圖4 a 與圖4B的2個正弦波合成的形像的波形圖。 圖4A所不WaveC與圖4B所示WaveD係為同電壓、同頻率的 正=^，但是，其相位卻有微妙的差異。當合成該2個正 弦波時，如圖4C所示Wave(c + D)，可知 性進行變化。 心日j周期 士口众匕 複產生 源 14a ’ 電漿放 進行穩 在此 AC陰極 的同步 電源為 明：壓的變化與電聚放電的「晃動(在一定周期反 l/h /夂承一致，因而，可知此成為2台乩陰極電 電的「晃動= 相位差異的原因。此種 # & @ ί動」現象，會影響波及成膜率，具有鉦法 疋成膜的擔憂。 丁 〃、π…忒 ’作為針對「募备 , 電源14a、14b戶的對策，有必要取得2台 ，以消除頻Si 振盪器158、151)的原頻率 多個Cl差及相位差。簡言之，當AC陰極 月况右各振盪器的輸出頻率不同步，放電

570995 五、發明說明（7) 於圖2的濺鍍室内的同時放電實驗的2台AC陰極電源的另一 者的頻率測定波形的波形圖。該輸出電壓波形係為斷開對 向陰極’使用1 : 1 0 0 0電源探針（p r 〇 b e )所測定者。 如圖6A所示，連接保持2個靶子1 2a、1 2b的襯板11的AC 陰極電源1 4a的振盪頻率，為4 0 〇 〇 〇 Hz。如圖6B所示，連接 保持2個靶子12c、.1 2d的襯板1 1的AC陰極電源14b的振盡頻 率，為39998Hz。兩AC陰極電源14a、14b的振盪頻率差為 2Hz。

若由目視觀察該狀況的放電狀態，約於2次/秒的放電觀 察到晃動」現象。該狀態下測定成膜的玻璃基板1 3的膜 厚的結果，產生不同膜厚的面内分布，膜厚不均勻。 在此’作為取得放電頻率周期的方法，2台AC陰極電源 1 4a、1 4b内，將一側的電源丨4a作為主電源，將另一側的 電源14b作為副電源，藉由主電源丨4a的振盪器i5a使2台a 陰極電源1 4 a、1 4 b進行放電。經由同步示波器 (synchroscope)觀察取得同步之際的頻率，可確認2台虹 陰極電源14a、14b均以40 0 0 0Hz進行放電的事實。〇

電台二陰極電源14a、14b的同步後’“視觀察放 :匕牛„無「晃動」現象的良好放電狀態1 面内分布也消除，膜厚成為均句。 “同膜“ 圖7A為藉由顯示 同步後的膜厚變化 膜之際取得電源的 源的同步前與取得 為藉由顯示比較成 白勺膜厚變化的曲線 比較成膜之際取得電 的表的說明圖。圖7B 同步前與取得同步後

570995 五、發明說明（8) 說明圖。 * 成膜，對於圖5的玻璃基板〗3兩面同時進行成膜，力爭 將Si 〇2單膜形成為膜厚25nm。膜厚測定係藉由使用段差計 (表面粗糙度解析裝置）的2維測定來進行。 如圖7A及圖7B所示’膜厚係根據作為測定對象的晶片】6 的位置k晶片編號1至7的變&，各膜厚間有變化。膜厚變 在取得2台AC陰極電源Ua、Ub的同步前成為最大 27. 5nm〜最小23. 5nm，在取得電源的同步後成為最大 26jnm〜最小24.4nm。任一情況的平均值均為25.lnffl。 …结$ ’膜厚的標準偏差與膜厚的分布均獲得大幅改 :二，厚的標準偏差在取得2㈣陰極電源⑷、W的同 二=‘、、.5 4 8但在取得電源的同步後成為〇. 2 6，膜厚的 :取ί 台AC陰極電源143、14b的同步前為± 10%，但 在取付電源的同步後成為± 2 %。 如上所述，取得2台AC陰極電源143、14b的同步的方 的，=於對=配置一對靶子12a、12b與一對靶子12c、12d 2-對兩面成膜的情況（參照圖2)非常有效。又，並不限 兩面成膜的情況，對於相同.錢室1〇内橫向並排或 二向:接配置靶子12的情況的多個AC陰極也是 有效的。 圖圖2 =圖2的_室内的革巴配置的變形例1的說明 固。不圖2的濺鍍室内的靶配置的變形例2的說明 J :圖8C為顯示圖2的濺鍍室内的把配置的變形例3的說明

第11頁 570995 五、發明說明（9) 如圖8 A所示，靶子1 2係各2個並排一組，沿著背面相對 的2片玻璃基板1 3的行進方向（參照圖中的箭頭& )，多個對 向配置、且呈從兩側挾持2片玻璃基板1 3狀。藉由該配置 可同時成膜2片玻璃基板13。 保持如此多對兩面配置的靶子1 2的襯板11的各1組，分 別連接於多個（A】…An、B]…Bn)配置於濺鍵室1 〇的外側的a C 陰極電源1 4。多個AC陰極電源1 4使用主電源（A!)的振盛器 (未圖示），使副電源（A2…Αη、Βι…Bn )放電。 如圖8B所示，靶子1 2係各2個並排一組，沿著玻璃基板 1 3的行進方向（參照圖中的箭頭a )，多個配置於玻璃基板 1 3的一方側。藉由該配置可一片一片成膜玻璃基板J 3。 保持如此多對單面配置的靶子1 2的襯板11的各1組，分 別連接於多個（A!…An )配置於濺鑛室1 0的外側的AC陰極電 源1 4。多個AC陰極電源1 4使用主電源（A!)的振盪器（未圖 示），使副電源（A2…An)放電。 如圖8 C所示，靶子1 2係各2個並排一組，沿著玻璃基板 1 3的行進方向（參照圖中的箭頭a )，交錯於玻璃基板丨3的 一方側與另一方側，各不對向且錯開1個位置多個配置為 所謂的鋸齒狀。藉由該配置可同時成膜2片的玻璃基板 13 〇 保持如此兩面斜向配置的靶子1 2的襯板1 1的各1組，分 別連接於多個（A…B)配置於濺鍵室1 〇的外側的AC陰極電 源1 4。多個AC陰極電源1 4使用主電源（A)的振盪器（未圖 示），使副電源（B)放電。

第12頁 570995 五、發明說明（ίο) ^ ’靶子12的配置並非僅為單獨使用上述配置例，也可 任？組合上述各方式進行配置。此外，取得 源⑷、^的同步的情況，除將H固作為主電源、，將立餘電 的作為副電源的情況外，也可在連接橫向並排或對向鄰接 配置的陰極的2個電源内1 _方作為主電源另—方 副電源等，藉由1台的主電源14的振蘯器 副電源1 4放電。 口 A户〇的 如此，根據本發明，即使為於同一濺鍍室内 或對向鄰接配置的多個陰極同時放電的情可= 的陰極進行穩定的放電，對於成膜對象則可獲 f ^ 膜:其結果，即使為對向配置革巴子同時成膜成膜疋、 的情況，纟可獲得料的成膜，與―片 ^情況比車交，可將生產力提高約2倍，可大幅降低成製膜造對成象 這是因為，將多個AC陰極電源中j個作為主， 該電源備有的振蘯器使從副電源也進行輪 "可利用 使用多個AC陰極電源所備有的各振盪器的情況;斤：：除在 為各AC陰極電源的固有特性差異而因各 =的作 偏差及相位偏差。 盈的引I的頻率 產業上之可利用柯 如上述說明，本發明之濺鍍裝置，由於配 室内的多個陰極即使同時乂冋一濺鍍 ?產；，因而，對於成“以得穩2晃 疋使用連接有AG型陰極電源㈣鍍裝置進行成^情 91117655.ptd 第13頁 570995

、發明說明（11) 況更為適合。此外，對於對向配置靶子同時成膜2片成膜 對象的情況，也可獲得穩定的成膜，與一片一片' 對象的情況比較，可將生產力提高約2倍，、膜 造成本。 了大幅降低製 元件編號之說明 1 濺鍍室 2 乾子保持構件（陰極） 3a、3b、3c、3d 萆巴子 4 玻璃基板 5a、5b AC 電源

6a、6b 振盈器（oscillator) 10 濺鍍室 11 襯板（陰極） 12a、12b、12c、12d 靶子 1 3 玻璃基板 14a、14b AC陰極電源（AC電源） 15a、15b 振盈器（oscillator) 16 晶片

91117655.ptd 第14頁 570995 圖式簡單說明 圖1為顯示習知濺鍍裝置的濺鍍室的說明圖。 圖2為顯示本發明之一實施形態的濺鍍裝置的濺鍍室的 說明圖。 圖3 A為頻率不同的2個正弦波的一者的波形圖。 圖3B為頻率不同的2個正弦波的另一者的波形圖。 圖3C為將圖3 A與圖3B的2個正弦波合成的影像的波形 圖。 圖4 A為具相位差的2個正弦波的一者的波形圖。 圖4 B為具相位差的2個正弦波的另一者的波形圖。 圖4C為將圖4A與圖4β的2個正弦波合成的影像的波形 圖〇 眩^ 5争為ίΛ顯不用於圖2的賤錢室内的同時放電實驗的成為成 膑對象的測定基板的俯視圖。 陰Γ電Α ί :::::圖2的濺鍍室内的同時放電實驗的2台AC 圖6B為顯亍頻率測定波形的波形圖。 陰極電源的另二圖2的濺鍍室内的同時放電實驗的2台AC 圖7Α為藉由顯二的頻率測定波形的波形圖。 同步後的膜厚^不比較成膜之際取得電源的同步前與取得 圖π為藉說明圖。 同步後的膣戶以b較成膜之際取得電源的同步前與取得 隨為ΐ變化的曲線的說明圖。 ΕΙ δ Λ馬顯不圖2 圖。 〃我鍍室内的靶配置的變形例1的說明 圖8 B為顯示圖2 3機鍍室内的靶配置的變形例2的說明

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Claims (1)

1. 570995 ^9¾. %, 替援座心 Jgl9im655 Λ： 裝置，其特徵為··具有 灰錢至，配置為可移動成膜對象， 多組陰極，將極性反轉的2個 内；及 $為1、、且故置於上述濺鍍室 多個AC陰極電源，分別連接各 壓使各組的陰極同時放電之際，〕陰極，於施加交流電 電，使各自輸出的頻率及“同步各組陰極的放 上述多個AC陰極電源，係於各自且 用代表性的1個AC陰極電源以外的阶極、辰盛器内，不使 二而使用代表性的聰陰“所】;= 2.如申請專利範圍第！項之濺鍍 陰極 ，、中，上述多組 係沿著上述成膜對象的行進方向’ 對象的單面側。 仃配置於上述成权 3·如申請專利範圍第丨項之濺鍍裝置，其中， 行配置的多組陰極中i組的AC陰極電源’作為代表性的】個 AC陰極電源，將連接上述多組陰極中】組以外的ac陰2 源，作為代表性的1個AC陰極電源以外的虹陰極電源。 4 ·如申請專利範圍第1項之濺鍍裝置，其中，上述多組 陰極 分別對向並行配置於 置，其中，上述多組 係沿著上述成膜對象的行進方向 上述成模對象的兩面側。 5 ·如申請專利範圍第1項之濺鍍裳

   570995 修正

   案號 91117655 六、申請專利範圍 陰極 係沿著上述成膜對象的杆隹 位置配置於上述成膜對象的兩面側。’口不對向且錯開1個 6. 如申請專利範圍第】項之濺鍍裝置 置於上述成模對象兩面側的多 將連接配 源，作為代表性的！_陰極電源，將連接上 ^ 中1組以外的AC陰極電源，作為代表性則 極^ 外的AC陰極電源。 π位电源以 7. 如申請專利範圍第4項之濺鍍裝置，其中，上述 對象係2片配置為背面對向， 、 上述多組陰極係使安裝的靶子與上述成膜對象的各 呈對向狀配置於兩侧，用以挾持2片上述成膜對象。 '"面 8. 如申請專利範圍第5項之濺鍍裝置，其中，上述 對象係2片配置為背面對向， 、 上述多組陰極係使安裝的靶子與上述成膜對象的各表 呈對向狀配置於兩側，用以挾持2片上述成膜對象。

   C: \總檔\91\91117655\91 1 17655(替換）-1.ptc

   第18頁 570995 92. 7.修正 寻《 u ·石七 —替故盤ϋ 2/7 Wav e A

   Wave(A+B)

   570995 3/7

   Wav e C

   圖4 C Wav e(C+D)

   570995 7 \ 6

   躅 A 7 B 7 位置 膜厚（nm) 同步前 同步後 1 23.5 24.7 2 26.5 25.1 3 24.2 24.8 4 25.9 25.1 5 24 25 6 27.5 25.5 7 23.9 25.2 max 27.5 25.5 min 23.5 24.7 ave 25.1 25.1 標準偏差 1.548 0.26 分布 ±10% ±2% ♦ 同步則—Q—问步後 85756555 2 · 2 · 2 · 2 . 7 6 5 4 2 2 2 2 1S

   23.5

   3 4 5 測定晶片位置