WO2015015775A1 - スパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲット - Google Patents

スパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲット Download PDF

Info

Publication number
WO2015015775A1
WO2015015775A1 PCT/JP2014/003909 JP2014003909W WO2015015775A1 WO 2015015775 A1 WO2015015775 A1 WO 2015015775A1 JP 2014003909 W JP2014003909 W JP 2014003909W WO 2015015775 A1 WO2015015775 A1 WO 2015015775A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
target
magnet
holding
substrate
disposed
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/003909
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
晋 狩野
雅弘 芝本
Original Assignee
キヤノンアネルバ株式会社
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 キヤノンアネルバ株式会社 filed Critical キヤノンアネルバ株式会社
Priority to TW103126399A priority Critical patent/TW201522686A/zh
Publication of WO2015015775A1 publication Critical patent/WO2015015775A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/851—Coating a support with a magnetic layer by sputtering
    • 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
    • C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one 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
    • C23C14/56—Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/568—Transferring the substrates through a series of coating stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405—Magnetron sputtering
    • H01J37/3408—Planar magnetron sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a sputtering apparatus and a sputtering target.
  • Patent Document 1 describes a box-type counter target type sputtering apparatus including a pair of targets arranged so as to face each other so as to sandwich a space where one surface of a substrate to be processed faces.
  • a permanent magnet is disposed on the back side of each target, and a cooling jacket is disposed between the target and the permanent magnet.
  • Each target is assembled together with a portion constituting a cooling jacket, a permanent magnet, and the like to constitute a target portion.
  • Each target part is fixed to a frame, respectively.
  • each target portion is large because it includes a portion constituting a cooling jacket, a permanent magnet, and the like in addition to the target. Therefore, it is considered that the box type opposed target sputtering apparatus described in Patent Document 1 requires a considerable amount of time for maintenance such as target replacement. Further, in the configuration in which the cooling jacket is arranged between the permanent magnet and the target, the magnetic field generated by the permanent magnet is attenuated by the refrigerant in the cooling jacket, etc., so that it is necessary to enlarge the permanent magnet.
  • An object of the present invention is to provide a sputtering apparatus and a sputtering target having a new and useful structure.
  • One aspect of the present invention relates to a sputtering apparatus that forms a film on a substrate by sputtering in a chamber, and the sputtering apparatus includes a holding unit that holds a target, and a potential is applied to the target via the holding unit.
  • a first magnet and a first magnet disposed so as to sandwich a space between the electrode to be provided, a substrate placement surface on which the substrate is to be placed, and the holding unit, and in a direction along the substrate placement surface;
  • Two magnets, and a shield disposed between the first magnet and the second magnet and between the substrate placement surface and the holding portion, and the target includes the first magnet and the A flat plate-shaped first portion to be disposed between the space and a flat plate-shaped second portion to be disposed between the second magnet and the space; It said second portion and the first portion, wherein so as to sandwich the space, and is provided in parallel with each other.
  • a sputtering target which includes a flat plate-like first portion and second portion facing each other, and a connecting portion that connects the first portion and the second portion.
  • the potential is applied to the first portion and the second portion by applying a potential to the connecting portion.
  • a sputtering apparatus and a sputtering target having a new and useful structure are provided.
  • the top view which shows roughly the structure of the processing system of one Embodiment of this invention.
  • the figure which shows the structure of the film-forming apparatus The figure which shows the structure of the film-forming apparatus.
  • the figure which shows the structure of the film-forming apparatus The figure which shows one structural example of a target.
  • the figure which shows one structural example of a target The figure which shows one structural example of a target.
  • the figure which shows the other structural example of a target The figure which shows the other structural example of a target.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing the configuration of a processing system 100 according to one embodiment of the present invention.
  • the processing system 100 is configured as an inline processing apparatus.
  • the in-line method refers to a method of processing a substrate while transporting the substrate through a plurality of connected chambers.
  • a plurality of chambers 111 to 130 are connected endlessly so as to form a square layout.
  • Each of the chambers 111 to 130 is provided with a transfer device for transferring the substrate 1 held by the carrier 10.
  • the chambers 111 to 130 adjacent to each other are connected to each other through a gate valve.
  • the chamber 111 is a load lock chamber in which processing for attaching the substrate 1 to the carrier 10 is performed.
  • the chamber 116 is an unload lock chamber in which processing for removing the substrate 1 from the carrier 10 is performed.
  • the substrate 1 can be, for example, a metal or glass disk-like member having a hole in the center portion.
  • the carrier 10 can be configured to hold two substrates.
  • two unprocessed substrates 1 in the chamber 111 are attached to the top carrier 10.
  • the carrier 10 moves to the chamber 117 for forming the adhesion layer, and the adhesion layer is formed on the substrate 1.
  • two unprocessed substrates 1 are attached to the second carrier 10.
  • the soft magnetic layer is formed on the substrate 1 while the leading carrier 10 sequentially moves to the chambers 118, 119, and 120 for forming the soft magnetic layer.
  • the second carrier 10 moves to the chamber 117 for forming the adhesion layer, the adhesion layer is formed on the substrate 1, and the substrate 1 is attached to the third carrier 10 in the chamber 111. .
  • the substrate 1 is attached to the subsequent carrier 10 in the chamber 111.
  • the leading carrier 10 holding the substrate 1 on which the soft magnetic layer is formed moves to the chamber 121 for forming the seed layer, and the seed layer is formed on the substrate 1. Thereafter, the leading carrier 10 sequentially moves to chambers 123 and 124 for forming an intermediate layer, chambers 126 and 127 for forming a magnetic film, and a chamber 129 for forming a protective film.
  • Chambers 112, 113, 114, and 115 are arranged at the four corners in the rectangular layout.
  • the chambers 112, 113, 114, and 115 are chambers including a direction changing device that changes the transport direction of the carrier 10 (substrate 1) by 90 degrees.
  • the chambers 117 to 130 are components of the film forming apparatus.
  • 2 and 3 are diagrams showing a configuration of one film forming apparatus, and each of the chambers 117 to 130 (excluding 112 to 114) corresponds to the chamber 201 of FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the film forming apparatus 200 taken along a plane (plane along the transport direction) orthogonal to the transport direction of the carrier 10 (substrate 1).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG.
  • FIG. 4 shows the configuration of the peripheral portion of the target (sputtering target) 50.
  • the film forming apparatus 200 is configured as a sputtering apparatus.
  • the film forming apparatus (sputtering apparatus) 200 includes a chamber 201, a transport apparatus 230 that transports the carrier 10, and gate valves 220 disposed on the upstream side and the downstream side of the transport path of the carrier 10 by the transport apparatus 230.
  • the chamber 201 is connected to an adjacent chamber through a gate valve 220.
  • the film forming apparatus 200 includes a gas supply unit 290 and an exhaust device 202. Gas is supplied to the chamber 201 by the gas supply unit 290, and the gas in the chamber 201 is exhausted by the exhaust device 202, whereby the pressure in the chamber 201 is controlled to the target pressure.
  • films are simultaneously formed on the two surfaces of the two substrates 1 by sputtering.
  • Four targets 50 are disposed in the chamber 201. Specifically, the first target 50 opposes one surface of the first substrate, the second target 50 opposes the other surface of the first substrate, and the one surface of the second substrate. The third target 50 faces and the fourth target 50 faces the other surface of the second substrate.
  • the film forming apparatus 200 may be configured such that a film is formed only on one substrate 1 at a time in one chamber 201.
  • the film forming apparatus 200 includes an electrode (cathode) 310 as a backing plate, a first magnet 331, a second magnet 332, and a shield 340.
  • the electrode 310 includes a holding unit 311 that holds the target 50, and is configured to apply a potential to the target 50 via the holding unit 311.
  • a potential can be applied to the electrode 310 from a power source 371 via the base member 320.
  • the power source 371 can be, for example, a pulse DC power source, but may be another power source.
  • the first magnet 331 and the second magnet 332 can be composed of permanent magnets, for example.
  • the first magnet 331 and the second magnet 332 sandwich each other in the direction along the substrate placement surface SS so as to sandwich the discharge space SP between the substrate placement surface SS where the substrate 1 is to be placed and the holding unit 311. They are spaced apart.
  • the shield 340 is arranged at a position between the first magnet 331 and the second magnet 332 and between the substrate arrangement surface SS and the holding unit 311.
  • the shield 340 can be made of a nonmagnetic metal so as not to affect the magnetic field in the discharge space SP.
  • the shield 340 may be made of aluminum, which is a nonmagnetic metal, or may be made of nonmagnetic stainless steel.
  • the target 50 includes a first portion 51 to be disposed between the first magnet 331 and the discharge space SP, a second magnet 332, and the discharge space. It includes a second portion 52 to be disposed between the SP and a connecting portion 53 that connects the first portion 51 and the second portion 52.
  • the connecting portion 53 is fixed to the holding portion 311.
  • the holding part 311 has an engaging part 312 with which a fixing member 315 for fixing the target 50 is engaged.
  • the engaging portion 312 is a screw hole
  • the fixing member 315 is a screw.
  • the fixing member 315 passes through the hole 55 provided in the connecting portion 53 of the target 50 and is screwed into the engaging portion 312. A potential is applied to the first portion 51 and the second portion 52 from the electrode 310 via the connecting portion 53.
  • the structure in which the target 50 is supported by the holding portion 311 of the electrode 310 holding the connecting portion 53 among the first portion 51, the second portion 52, and the connecting portion 53 of the target 50 is that the target 50 is mounted on the electrode 310. And it is advantageous for facilitating the work of removing the target 50 from the electrode 310.
  • FIGS. 5A and 5B show one configuration example of the target 50.
  • FIG. The first portion 51 and the second portion 52 of the target 50 can be parallel to each other, as illustrated in FIGS. 5A and 5B.
  • the first portion 51 and the second portion 52 of the target 50 can both have a flat plate shape.
  • a magnetic field having a direction from the first part 51 to the second part 52 or from the second part 52 to the first part 51 is formed.
  • FIG. 4 illustrates the magnetic poles of the first magnet 331 and the second magnet 332.
  • the first magnet 331 is arranged so that the south pole faces the discharge space SP
  • the second magnet 332 is arranged so that the north pole faces the discharge space SP. That is, in the example shown in FIG.
  • the S pole of the first magnet 331 and the N pole of the second magnet 332 are arranged to face each other, and the first part 51 and the second part 52 face each other ( A magnetic field whose direction coincides with a direction perpendicular to the surface on the discharge space SP side) is formed.
  • the first magnet 331 and the second magnet 332 may be arranged so that the N pole of the first magnet 331 and the S pole of the second magnet 332 are opposed to each other.
  • a uniform magnetic field can be formed in the discharge space SP by forming a magnetic field whose direction coincides with a direction perpendicular to the first portion 51 and the second portion 52 (the surface of the target 50 on the discharge space SP side). it can.
  • a uniform magnetic field in the discharge space SP has an effect of suppressing redeposition to the target 50.
  • FIGS. 6A and 6B show other configuration examples of the target 50.
  • the first portion 51 and the second portion 52 of the target 50 may be portions facing each other in the cylindrical portion 54 as illustrated in FIGS. 6A and 6B.
  • first portion 51, the second portion 52, and the connecting portion 53 are integrally formed of the same material.
  • first portion 51 and the second portion 52 may be made of the same material (target material, for example, carbon), and the connecting portion 53 may be made of a material different from the material of the first portion 51 and the second portion 52. .
  • target material for example, carbon
  • the connecting portion 53 should be formed of a superior material.
  • first portion 51 and the second portion 52 may be made of different materials.
  • a film made of different materials is formed on the substrate 1, that is, simultaneous sputtering is realized.
  • the shield 340 can be provided with a potential that can prevent the connection portion 53 of the target 50 from being sputtered, for example, a ground potential.
  • the shield 340 is disposed away from the connecting portion 53 so as not to short-circuit with the connecting portion 53.
  • the holding unit 311 has a first surface S1 for holding the target and a second surface S2 opposite to the first surface S1, and the film forming apparatus 200 is on the second surface S2 side of the holding unit 311.
  • a cooling channel 370 for cooling the electrode 310 may be provided.
  • the cooling channel 370 may be formed between the electrode 310 (holding unit 311) and the base member 320.
  • the first portion 51 and the second portion 52 of the target 50 are cooled by cooling the connection portion 53 of the target 50 via the holding unit 311 by the cooling medium flowing through the cooling channel 370.
  • the cooling medium Between the first magnet 331 and the position where the first portion 51 of the target 50 is to be disposed, and between the second magnet 332 and the position where the second portion 52 of the target 50 is to be disposed, the cooling medium. It is preferable that no cooling channel is provided for flowing the water. Cooling channels are disposed between the first magnet 331 and the position where the first portion 51 of the target 50 is to be disposed, and between the second magnet 332 and the position where the second portion 52 of the target 50 is to be disposed. By not, the magnetic field generated by the first magnet 331 and the second magnet 332 can be guided to the space SP with little attenuation. This is advantageous in reducing the size of the first magnet 331 and the second magnet 332.
  • the film forming apparatus 200 further includes a second shield 361 between the position where the first magnet 331 and the second magnet 332 are disposed and the substrate arrangement surface SS.
  • a block 351 may be disposed outside the first magnet 331 and the second magnet 332.
  • the block 351 can be made of aluminum, for example.
  • a third shield 352 may be disposed outside the block 351 so as to surround the block 351, the electrode 310, and the base member 320.
  • the third shield 352 can be electrically connected to the second shield 361.
  • the second shield 361 and the third shield 352 can be grounded.
  • the exhaust device 202 While supplying the gas from the gas supply unit 290 to the chamber 201, the exhaust device 202 exhausts the gas in the chamber 201 to control the pressure in the chamber 201 to the target pressure, while the target is supplied from the power source 371 through the electrode 310.
  • a potential to the 50 first portion 51 and the second portion 52 By applying a potential to the 50 first portion 51 and the second portion 52, a discharge occurs in the space SP.
  • the first portion 51 and the second portion 52 of the target 50 are sputtered by the ions generated thereby. As a result, a film is formed on the substrate 1 by the particles protruding from the first portion 51 and the second portion 52 of the target 50.
  • FIG. 7 shows the configuration of the peripheral portion of the target (sputtering target) 50 in the second embodiment of the present invention.
  • a positive potential is applied from the power source 372 to the shield 340. Matters not mentioned in the second embodiment can follow the described embodiment.
  • a positive potential By applying a positive potential to the shield 340, positive potential ions between the first portion 51 and the second portion 52 can be pushed out toward the substrate 1.
  • the neutral particles are not affected by the potential of the shield 340.
  • the target 50 is made of carbon
  • film formation using carbon ions can be performed more efficiently. That is, neutral carbon can be prevented from adhering to the substrate 1 and the amount of carbon ions can be relatively increased on the substrate. Therefore, a carbon film with higher hardness can be formed.
  • the magnitude of the positive potential applied from the power source 372 to the shield 340 can be adjusted.
  • the substrate during film formation can be at a floating potential.
  • the first portion 51 and the second portion 52 of the target 50 can both have a flat plate shape.
  • the first portion 51 and the second portion 52 of the target 50 may be parallel to each other.
  • the first magnet 331 and the second magnet 332 may be arranged such that a magnetic field whose direction is perpendicular to the first portion 51 and the second portion 52 (the surface on the discharge space SP side) is formed.
  • a uniform magnetic field can be formed in the discharge space SP by forming a magnetic field whose direction coincides with a direction perpendicular to the first portion 51 and the second portion 52 (surfaces on the discharge space SP side) of the 50. .
  • a uniform magnetic field in the discharge space SP has an effect of suppressing redeposition to the target 50.

Abstract

　スパッタリング装置は、ターゲット５０を保持する保持部３１１を有し保持部３１１を介してターゲット５０に電位を与える電極３１０と、基板が配置されるべき基板配置面ＳＳと保持部３１１との間の空間ＳＰを挟むように、かつ、基板配置面ＳＳに沿った方向に互いに離隔して配置された第１マグネット３３１および第２マグネット３３２と、第１マグネット３３１と第２マグネット３３２との間かつ基板配置面ＳＳと保持部３１１との間の位置に配置されるシールド３４０と、を備える。ターゲット５０は、第１マグネット３３１と空間ＳＰとの間に配置されるべき平板状の第１部分５１と、第２マグネット３３２と空間ＳＰとの間に配置されるべき平板状の第２部分５２とを含み、第１部分５１と第２部分５２は、空間ＳＰを挟むように、かつ互いに平行に設けられる。

Description

スパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲット
　本発明は、スパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲットに関する。
　特許文献１には、処理対象の基板の１つの面が対面する空間を挟むように対向して配置された一対のターゲットを備える箱型対向ターゲット式スパッタ装置が記載されている。各ターゲットの背面側には永久磁石が配置され、ターゲットと永久磁石との間には冷却ジャケットが配置されている。各ターゲットは、冷却ジャケットを構成する部分や永久磁石などとともに組み上げられてターゲット部を構成している。各ターゲット部は、それぞれ枠体に固定される。
特開２００５－４８２２７号公報
　特許文献１に記載された箱型対向ターゲット式スパッタ装置では、一対のターゲット部のそれぞれを枠体に取り付ける必要がある。しかも、各ターゲット部は、ターゲットの他に冷却ジャケットを構成する部分や永久磁石などを含むので大型である。したがって、特許文献１に記載された箱型対向ターゲット式スパッタ装置では、ターゲットの交換などのメンテナンスにかなりの時間を要すると考えられる。また、永久磁石とターゲットとの間に冷却ジャケットを配置した構成では、永久磁石が発生する磁界が冷却ジャケット中の冷媒などによって減衰するので永久磁石を大型化する必要がある。
　本発明は、新規且つ有用な構造を有するスパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲットを提供することを目的とする。
　本発明の１つの側面は、チャンバの中でスパッタリングによって基板に膜を形成するスパッタリング装置に係り、前記スパッタリング装置は、ターゲットを保持する保持部を有し前記保持部を介して前記ターゲットに電位を与える電極と、基板が配置されるべき基板配置面と前記保持部との間の空間を挟むように、かつ、前記基板配置面に沿った方向に互いに離隔して配置された第１マグネットおよび第２マグネットと、前記第１マグネットと前記第２マグネットとの間かつ前記基板配置面と前記保持部との間の位置に配置されるシールドと、を備え、前記ターゲットは、前記第１マグネットと前記空間との間に配置されるべき平板状の第１部分と、前記第２マグネットと前記空間との間に配置されるべき平板状の第２部分と、を含み、前記第１部分と前記第２部分は、前記空間を挟むように、かつ互いに平行に設けられる。
　本発明の他の側面は、スパッタリング用ターゲットに係り、前記スパッタリング用ターゲットは、互いに対向する平板状の第１部分および第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを連結する連結部分とを含み、前記連結部分に電位が与えられることによって前記第１部分および前記第２部分に電位が与えられる。
　本発明によれば、新規且つ有用な構造を有するスパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲットが提供される。
本発明の１つの実施形態の処理システムの構成を概略的に示す平面図。 成膜装置の構成を示す図。 成膜装置の構成を示す図。 成膜装置の構成を示す図。 ターゲットの１つの構成例を示す図。 ターゲットの１つの構成例を示す図。 ターゲットの他の構成例を示す図。 ターゲットの他の構成例を示す図。 第２実施形態の成膜装置の構成を示す図。
　以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。
　図１は、本発明の１つの実施形態の処理システム１００の構成を概略的に示す平面図である。処理システム１００は、インライン式の処理装置として構成されている。インライン式とは、連結された複数のチャンバを経由して基板を搬送しながら基板を処理する方式をいう。図１に示す成膜装置２００では、複数のチャンバ１１１～１３０が方形のレイアウトを構成するように無端状に連結されている。チャンバ１１１～１３０の各々には、キャリア１０によって保持された基板１を搬送する搬送装置が備えられている。チャンバ１１１～１３０における互いに隣接するチャンバは、ゲートバルブを介して連結されている。チャンバ１１１は、キャリア１０に基板１を取り付ける処理が行われるロードロック室である。チャンバ１１６は、キャリア１０から基板１を取り外す処理が行われるアンロードロック室である。
　より具体的な例を提示するために、処理システム１００がハードディスクを製造するための処理装置に適用された例を説明する。基板１は、例えば、中心部分に孔を有する金属製若しくはガラス製の円板状部材でありうる。キャリア１０は、２枚の基板を保持するように構成されうる。
　まず、チャンバ１１１内で未処理の２枚の基板１が先頭のキャリア１０に取り付けられる。キャリア１０は、密着層を形成するためのチャンバ１１７に移動して、基板１に密着層が形成される。この間に、２番目のキャリア１０に対して２枚の未処理の基板１が取り付けられる。
　次いで、先頭のキャリア１０が軟磁性層を形成するためのチャンバ１１８、１１９、１２０に順に移動しながら基板１に軟磁性層が形成される。この間、２番目のキャリア１０が密着層を形成するためのチャンバ１１７に移動し、基板１に密着層が形成され、更に、チャンバ１１１内では、３番目のキャリア１０に対して基板１が取り付けられる。このようにして、先頭のキャリア１０およびそれに続くキャリア１０が移動する度に、チャンバ１１１内において後続のキャリア１０に対して基板１が取り付けられる。
　軟磁性層が形成された基板１を保持している先頭のキャリア１０は、シード層を形成するためのチャンバ１２１に移動し、基板１にシード層が形成される。その後、先頭のキャリア１０は、中間層を形成するためのチャンバ１２３、１２４、磁性膜を形成するためのチャンバ１２６、１２７、保護膜を形成するためのチャンバ１２９に順に移動する。
　方形のレイアウトにおける四隅の部分には、チャンバ１１２、１１３、１１４、１１５が配置されている。チャンバ１１２、１１３、１１４、１１５は、キャリア１０（基板１）の搬送方向を９０度転換する方向転換装置を備えたチャンバである。
　チャンバ１１７～１３０（１１２～１１４を除く）は、それぞれ成膜装置の構成要素である。図２および図３は、１つの成膜装置の構成を示す図であり、チャンバ１１７～１３０（１１２～１１４を除く）の各々は、図２のチャンバ２０１に対応する。図２は、成膜装置２００をキャリア１０（基板１）の搬送方向に直交する面（搬送方向に沿った面）で切断した断面図である。図３には、図２のＡ－Ａ’線に沿った断面図が示されている。図４には、ターゲット（スパッタリング用ターゲット）５０の周辺部分の構成が示されている。成膜装置２００は、スパッタリング装置として構成されている。
　成膜装置（スパッタリング装置）２００は、チャンバ２０１と、キャリア１０を搬送する搬送装置２３０と、搬送装置２３０によるキャリア１０の搬送経路の上流側および下流側に配置されたゲートバルブ２２０を有する。チャンバ２０１は、ゲートバルブ２２０を介して隣接するチャンバと接続されている。
　成膜装置２００は、ガス供給部２９０および排気装置２０２を備える。チャンバ２０１には、ガス供給部２９０によってガスが供給され、チャンバ２０１内のガスは、排気装置２０２により排気され、これによってチャンバ２０１内の圧力が目標圧力に制御される。
　この実施形態では、チャンバ２０１の中では、２枚の基板１のそれぞれの２つの面に対して、同時に、スパッタリングによって膜が形成される。チャンバ２０１の中には、４つのターゲット５０が配置されている。具体的には、第１の基板の１つの面に第１のターゲット５０が対向し、第１の基板の他の面に第２のターゲット５０が対向し、第２の基板の１つの面に第３のターゲット５０が対向し、第２の基板の他の面に第４のターゲット５０が対向する。なお、成膜装置２００は、１つのチャンバ２０１の中で一度に１枚の基板１にのみ膜が形成されるように構成されてもよい。
　図４に例示されるように、成膜装置２００は、バッキングプレートとしての電極（カソード）３１０と、第１マグネット３３１と、第２マグネット３３２と、シールド３４０とを備えている。電極３１０は、ターゲット５０を保持する保持部３１１を有し、保持部３１１を介してターゲット５０に電位を与えるように構成されている。電極３１０には、例えば、ベース部材３２０を介して電源３７１から電位が与えられうる。電源３７１は、例えば、パルスＤＣ電源でありうるが、他の電源であってもよい。
　第１マグネット３３１および第２マグネット３３２は、例えば永久磁石で構成されうる。第１マグネット３３１および第２マグネット３３２は、基板１が配置されるべき基板配置面ＳＳと保持部３１１との間の放電空間ＳＰを挟むように、かつ、基板配置面ＳＳに沿った方向に互いに離隔して配置されている。シールド３４０は、第１マグネット３３１と第２マグネット３３２との間かつ基板配置面ＳＳと保持部３１１との間の位置に配置されている。
　シールド３４０は、放電空間ＳＰ内の磁場に影響を与えないように、非磁性の金属で構成されうる。例えば、シールド３４０は、非磁性の金属であるアルミニウムで構成されてもよいし、非磁性のステンレスで構成されてもよい。
　ターゲット５０は、図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂに例示的に示されるように、第１マグネット３３１と放電空間ＳＰとの間に配置されるべき第１部分５１と、第２マグネット３３２と放電空間ＳＰとの間に配置されるべき第２部分５２と、第１部分５１と第２部分５２とを連結する連結部分５３とを含む。ターゲット５０は、連結部分５３が保持部３１１に固定される。保持部３１１は、ターゲット５０を固定するための固定部材３１５が係合される係合部３１２を有する。一例において、係合部３１２は、ねじ穴であり、固定部材３１５は、ねじである。固定部材３１５は、ターゲット５０の連結部分５３に設けられた穴５５を貫通して係合部３１２に捩じ込まれる。第１部分５１および第２部分５２には、電極３１０から連結部分５３を介して電位が与えられる。
　電極３１０の保持部３１１がターゲット５０の第１部分５１、第２部分５２および連結部分５３のうち連結部分５３を保持することによってターゲット５０が支持される構造は、電極３１０へのターゲット５０の装着および電極３１０からのターゲット５０の取り外しの作業の容易化に有利である。
　図５Ａ、５Ｂには、ターゲット５０の１つの構成例が示されている。ターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２は、図５Ａ、５Ｂに例示されるように、互いに平行でありうる。
　ターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２は、いずれも平板状の形状を有しうる。第１部分５１と第２部分５２との間の空間では、第１部分５１から第２部分５２へ、もしくは、第２部分５２から第１部分５１へ向かう向きを有する磁場が形成される。図４には、第１マグネット３３１および第２マグネット３３２の磁極が例示されている。図４に示された例では、第１マグネット３３１は、Ｓ極が放電空間ＳＰに向くように配置され、第２マグネット３３２は、Ｎ極が放電空間ＳＰに向くように配置されている。すなわち、図４に示された例では、第１マグネット３３１のＳ極と第２マグネット３３２のＮ極とを対向して配置され、第１部分５１および第２部分５２が互いに対向する面（の放電空間ＳＰ側の面）に垂直な方向に向きが一致する磁場が形成される。なお、図４に示された例とは反対に、第１マグネット３３１のＮ極と第２マグネット３３２のＳ極とが対向するように第１マグネット３３１および第２マグネット３３２が配置されてもよい。ターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２（の放電空間ＳＰ側の面）に対して垂直な方向に向きが一致する磁場を形成することで放電空間ＳＰに均一な磁場を形成することができる。放電空間ＳＰに均一な磁場は、ターゲット５０へのリデポを抑える効果がある。
　図６Ａ、６Ｂには、ターゲット５０の他の構成例が示されている。ターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２は、図６Ａ、６Ｂに例示されるように、円筒部５４における互いに対向する部分でありうる。
　第１部分５１、第２部分５２および連結部分５３は、同一材料で一体的に構成されることが好ましい。しかしながら、第１部分５１および第２部分５２を同一材料（ターゲット材料、例えば炭素）で構成し、連結部分５３を第１部分５１および第２部分５２の材料とは異なる材料で構成してもよい。この場合は、第１部分５１および第２部分５２の効率的な冷却、並びに、第１部分５１および第２部分５２への効率的な電位の供給のために、電気伝導性および熱伝導性に優れた材料で連結部分５３を形成するべきである。
　更に、第１部分５１と第２部分５２とを互いに異なる材料で構成してもよく、この場合、互いに異なる材料からなる膜を基板１の上に形成すること、即ち同時スパッタリングが実現される。
　シールド３４０には、ターゲット５０の連結部分５３がスパッタリングされることを防止することができる電位、例えば接地電位が与えられうる。シールド３４０は、連結部分５３と短絡しないように、連結部分５３から離隔して配置される。
　保持部３１１は、ターゲットを保持するための第１面Ｓ１と、第１面Ｓ１の反対側の第２面Ｓ２とを有し、成膜装置２００は、保持部３１１の第２面Ｓ２の側に、電極３１０を冷却するための冷却チャネル３７０を備えうる。冷却チャネル３７０は、電極３１０（保持部３１１）とベース部材３２０との間に形成されうる。ターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２は、冷却チャネル３７０を流れる冷却媒体によって保持部３１１を介してターゲット５０の連結部分５３が冷却されることによって冷却される。
　第１マグネット３３１とターゲット５０の第１部分５１が配置されるべき位置との間、および、第２マグネット３３２とターゲット５０の第２部分５２が配置されるべき位置との間には、冷却媒体を流すための冷却チャネルが設けられていないことが好ましい。第１マグネット３３１とターゲット５０の第１部分５１が配置されるべき位置との間、および、第２マグネット３３２とターゲット５０の第２部分５２が配置されるべき位置との間に冷却チャネルを配置しないことによって、第１マグネット３３１および第２マグネット３３２が発生する磁界を少ない減衰で空間ＳＰに導くことができる。これは、第１マグネット３３１および第２マグネット３３２の小型化に有利である。
　成膜装置２００は、更に、第１マグネット３３１および第２マグネット３３２が配置された位置と基板配置面ＳＳとの間に第２シールド３６１を備えることが好ましい。第１マグネット３３１および第２マグネット３３２の外側には、ブロック３５１が配置されうる。ブロック３５１は、例えば、アルミニウムで構成されうる。ブロック３５１の外側には、ブロック３５１、電極３１０およびベース部材３２０を取り囲むように第３シールド３５２が配置されうる。第３シールド３５２は、第２シールド３６１と電気的に接続されうる。第２シールド３６１および第３シールド３５２は、接地されうる。
　ガス供給部２９０からチャンバ２０１内にガスを供給しつつ排気装置２０２によってチャンバ２０１内のガスを排気することによってチャンバ２０１内の圧力を目標圧力に制御しながら、電源３７１から電極３１０を介してターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２に電位を与えることによって空間ＳＰにおいて放電が生じる。これによって発生したイオンによってターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２がスパッタリングされる。これにより、ターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２から飛び出した粒子によって基板１の上に膜が形成される。
　図７には、本発明の第２実施形態におけるターゲット（スパッタリング用ターゲット）５０の周辺部分の構成が示されている。第２実施形態では、シールド３４０に対して電源３７２から正電位が与えられる。第２実施形態として言及しない事項は、記述の実施形態に従いうる。シールド３４０に正電位を与えることにより、第１部分５１と第２部分５２との間にある正電位のイオンを基板１に向けて押し出すことができる。一方、中性粒子は、シールド３４０の電位からの影響を受けない。ターゲット５０がカーボンで構成されている場合は、カーボンイオンによる成膜をより効率よく行うことができる。つまり、中性カーボンが基板１に付着することを減少させて、相対的にカーボンイオン量を基板上で増加させることができる。そのため、より硬度の高いカーボン膜を形成することができる。電源３７２からシールド３４０に印加する正電位の大きさは調整可能である。第２実施形態では、成膜時における基板は、フローティング電位とされうる。
　ターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２は、いずれも平板状の形状を有しうる。また、ターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２は互いに平行でありうる。第１マグネット３３１および第２マグネット３３２は、第１部分５１および第２部分５２（の放電空間ＳＰ側の面）に対して垂直方向に向きが一致する磁場が形成されるように配置されうるターゲット５０の第１部分５１および第２部分５２（の放電空間ＳＰ側の面）に対して垂直な方向に向きが一致する磁場を形成することで放電空間ＳＰに均一な磁場を形成することができる。放電空間ＳＰに均一な磁場は、ターゲット５０へのリデポを抑える効果がある。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
　本願は、２０１３年８月２日提出の日本国特許出願特願２０１３－１６１８４７を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (10)

  1. 　チャンバの中でスパッタリングによって基板に膜を形成するスパッタリング装置であって、
    　ターゲットを保持する保持部を有し前記保持部を介して前記ターゲットに電位を与える電極と、
    　基板が配置されるべき基板配置面と前記保持部との間の空間を挟むように、かつ、前記基板配置面に沿った方向に互いに離隔して配置された第１マグネットおよび第２マグネットと、
    　前記第１マグネットと前記第２マグネットとの間かつ前記基板配置面と前記保持部との間の位置に配置されるシールドと、を備え、
    　前記ターゲットは、前記第１マグネットと前記空間との間に配置されるべき平板状の第１部分と、前記第２マグネットと前記空間との間に配置されるべき平板状の第２部分と、を含み、
    　前記第１部分と前記第２部分は、前記空間を挟むように、かつ互いに平行に設けられる、
    　ことを特徴とするスパッタリング装置。
  2. 　前記第１マグネットおよび前記第２マグネットは、前記第１部分および前記第２部分が互いに対向する面に垂直な方向の磁場を前記空間に形成することを特徴とする請求項１に記載のスパッタリング装置。
  3. 　前記ターゲットは、前記第１部分と前記第２部分とを連結する連結部分をさらに含み、
    　前記連結部分が前記保持部に固定される、
    　ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスパッタリング装置。
  4. 　前記保持部は、前記ターゲットを保持するための第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有し、
    　前記スパッタリング装置は、前記保持部の前記第２面の側に、前記電極を冷却するための冷却チャネルを備え、
    　前記ターゲットの前記第１部分および前記第２部分は、前記冷却チャネルを流れる冷却媒体によって前記保持部を介して前記連結部分が冷却されることによって冷却される、
    　ことを特徴とする請求項３に記載のスパッタリング装置。
  5. 　前記第１マグネットと前記ターゲットの前記第１部分が配置されるべき位置との間および前記第２マグネットと前記ターゲットの前記第２部分が配置されるべき位置との間には、冷却媒体を流すための冷却チャネルが設けられていない、
    　ことを特徴とする請求項３又は４に記載のスパッタリング装置。
  6. 　前記保持部は、前記ターゲットを固定するための固定部材が係合される係合部を有する、
    　ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
  7. 　前記第１マグネットおよび前記第２マグネットが配置された位置と前記基板配置面との間に第２シールドを備える、
    　ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
  8. 　互いに対向する平板状の第１部分および第２部分と、前記第１部分と前記第２部分とを連結する連結部分とを含み、前記連結部分に電位が与えられることによって前記第１部分および前記第２部分に電位が与えられることを特徴とするスパッタリング用ターゲット。
  9. 　前記第１部分と前記第２部分とは互いに平行である、
    　ことを特徴とする請求項８に記載のスパッタリング用ターゲット。
  10. 　前記第１部分、前記第２部分および前記連結部分が同一材料で一体的に形成されている、
    　ことを特徴とする請求項８又は９のいずれか１項に記載のスパッタリング用ターゲット。
PCT/JP2014/003909 2013-08-02 2014-07-24 スパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲット WO2015015775A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103126399A TW201522686A (zh) 2013-08-02 2014-08-01 濺鍍裝置及濺鍍用標靶

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-161847 2013-08-02
JP2013161847 2013-08-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015015775A1 true WO2015015775A1 (ja) 2015-02-05

Family

ID=52431235

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/000672 WO2015015669A1 (ja) 2013-08-02 2014-02-07 スパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲット
PCT/JP2014/003909 WO2015015775A1 (ja) 2013-08-02 2014-07-24 スパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲット

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/000672 WO2015015669A1 (ja) 2013-08-02 2014-02-07 スパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲット

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2015045087A (ja)
TW (1) TW201522686A (ja)
WO (2) WO2015015669A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016125278A1 (de) * 2016-12-14 2018-06-14 Schneider Gmbh & Co. Kg Vorrichtung, Verfahren und Verwendung zur Beschichtung von Linsen

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59220912A (ja) * 1983-05-31 1984-12-12 Fujitsu Ltd スパツタリング装置
JPH05182911A (ja) * 1991-12-27 1993-07-23 Hitachi Ltd スパッタ装置
JPH05222524A (ja) * 1992-02-07 1993-08-31 Toshiba Corp スパッタ装置
JPH09228038A (ja) * 1996-02-23 1997-09-02 Balzers Prozes Syst Gmbh 中空のターゲットを備えた、陰極スパッタによりサブストレートを被覆するための装置
JP2006169610A (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd スパッタリング装置
JP2007291477A (ja) * 2006-04-27 2007-11-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd スパッタリング装置
JP2011063823A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Promatic Kk スパッタ源およびスパッタ装置ならびにこれを用いた多層膜の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH659484A5 (de) * 1984-04-19 1987-01-30 Balzers Hochvakuum Anordnung zur beschichtung von substraten mittels kathodenzerstaeubung.
JPS61201773A (ja) * 1985-03-04 1986-09-06 Showa Denko Kk スパツタリング方法及びその装置
US5716505A (en) * 1996-02-23 1998-02-10 Balzers Prozess-Systems Gmbh Apparatus for coating substrates by cathode sputtering with a hollow target

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59220912A (ja) * 1983-05-31 1984-12-12 Fujitsu Ltd スパツタリング装置
JPH05182911A (ja) * 1991-12-27 1993-07-23 Hitachi Ltd スパッタ装置
JPH05222524A (ja) * 1992-02-07 1993-08-31 Toshiba Corp スパッタ装置
JPH09228038A (ja) * 1996-02-23 1997-09-02 Balzers Prozes Syst Gmbh 中空のターゲットを備えた、陰極スパッタによりサブストレートを被覆するための装置
JP2006169610A (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd スパッタリング装置
JP2007291477A (ja) * 2006-04-27 2007-11-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd スパッタリング装置
JP2011063823A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Promatic Kk スパッタ源およびスパッタ装置ならびにこれを用いた多層膜の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015045087A (ja) 2015-03-12
WO2015015669A1 (ja) 2015-02-05
TW201522686A (zh) 2015-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5454976B2 (ja) 薄膜形成方法及び薄膜形成装置
US7347919B2 (en) Sputter source, sputtering device, and sputtering method
KR101196650B1 (ko) 스퍼터링 장치
KR101473949B1 (ko) 스퍼터링 장치 및 스퍼터링 방법
US8016982B2 (en) Sputtering apparatus and sputtering method
WO2007010798A1 (ja) スパッタリング装置、透明導電膜の製造方法
JP5004931B2 (ja) 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
JP2009174061A (ja) マグネトロンスパッタリング装置
TW200504238A (en) Box-shaped facing-targets sputtering apparatus and method for producing compound thin film
JP2008274366A5 (ja)
TW201315828A (zh) 平面磁控濺射陰極
JP6416261B2 (ja) 基板処理装置及び基板処理方法
JP2010150668A (ja) 磁石ユニットおよびマグネトロンスパッタリング装置
JP2012234930A5 (ja)
WO2015015775A1 (ja) スパッタリング装置およびスパッタリング用ターゲット
TW201608044A (zh) 以旋轉靶材組件在兩個塗佈區域中塗佈基板之濺射沈積裝置及方法和其用途
JP2016141825A (ja) スパッタリング装置
US20160027624A1 (en) Sputtering apparatus
JP6022372B2 (ja) 薄型基板処理装置
KR100963413B1 (ko) 마그네트론 스퍼터링 장치
JP2004124171A (ja) プラズマ処理装置及び方法
JPH03243761A (ja) スパッタリング装置
JP5781408B2 (ja) マグネトロンスパッタカソード
JP2017115215A (ja) 有機ｅｌ表示装置の製造装置
JP5965686B2 (ja) スパッタリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14832596

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14832596

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP