WO2015072046A1 - スパッタリング装置 - Google Patents

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rotary
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今中　誠二
孝啓 川島
英治 武田
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    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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    • C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
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    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345—Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3455—Movable magnets

Definitions

  • the present disclosure relates to a sputtering apparatus for forming a thin film on a substrate.
  • Patent Document 1 discloses a sputtering apparatus using a sputtering target that discharges while rotating a cylindrical target around a cylindrical axis.
  • This sputtering apparatus includes a rotary target formed in a cylindrical shape in a chamber. Inside the cylindrical shape of the rotary target, a long magnet is provided in the longitudinal direction of the rotary target. This sputtering apparatus forms a thin film on a substrate disposed opposite to a rotary target by introducing gas into the chamber and discharging the rotary target while rotating.
  • This configuration has an advantage that the use efficiency of the target is high because the cylindrical target is uniformly eroded (eroded).
  • the target surface may be oxidized by water or residual gas in the chamber, or an altered layer may be formed on the target surface. Therefore, when the film quality of the thin film formed on the substrate is evaluated by, for example, the microwave detection type photoconductive decay method, the in-plane uniformity of the film quality may be adversely affected.
  • an object of the present disclosure is to provide a sputtering apparatus that improves the in-plane uniformity of the film quality of a thin film to be formed.
  • a sputtering apparatus is a sputtering apparatus that forms a film on a substrate, and has a plurality of rotary targets having a cylindrical shape and arranged in parallel to each other, and each cylinder of the plurality of rotary targets. And a plurality of magnets arranged inside the shape of the mold, each of the plurality of magnets rotating independently of the rotary target on which the plurality of magnets are arranged.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sputtering apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the rotary target shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the operation of the rotary target and the magnet of the sputtering apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic view showing the operation of the rotary target and the magnet in the film forming process according to the prior art.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the rotary target and the magnet in the film forming process according to the first and second embodiments.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the operation of the rotary target and the magnet in the film forming process according to the first and second embodiments.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sputtering apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the rotary target shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the operation of the rotary target and the
  • FIG. 7 is a flowchart showing a film forming process by the sputtering apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 8A is a timing chart showing a film forming process by the sputtering apparatus according to Embodiment 1, and shows a relationship between time and a magnet angle.
  • FIG. 8B is a timing chart showing a film forming process by the sputtering apparatus according to Embodiment 1, and shows a relationship between time and the rotation direction of the rotary target (cathode).
  • FIG. 8C is a timing chart showing a film forming process by the sputtering apparatus according to Embodiment 1, and shows a relationship between time and ON / OFF of the DC power source.
  • FIG. 1A and 1B are schematic views showing the configuration of the sputtering apparatus 1, wherein FIG. 1A is a bottom view and FIG. 1B is a front view.
  • the sputtering apparatus 1 includes a substrate 12 for forming a thin film and a plurality of rotary targets 14 disposed so as to face the substrate 12 in a chamber 10.
  • the sputtering apparatus 1 deposits atoms ejected from the rotary target 14 on a substrate 12 made of glass, for example, by causing Ar ions generated by plasma to collide with the rotary target 14. Thereby, a thin film can be formed on the substrate 12.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the rotary target 14 shown in FIG.
  • the rotary target 14 is made of, for example, a compound semiconductor such as In or oxygen, and has a cylindrical shape with a diameter of about 160 mm and a length of about 2.7 m.
  • twelve rotary targets 14 are arranged.
  • the twelve rotary targets 14 are arranged in parallel to each other. Further, each rotary target 14 is arranged so that the outer side of the cylindrical shape faces the substrate 12.
  • the rotary target 14 functions as a cathode in the sputtering apparatus 1.
  • each of the rotary targets 14 includes a magnet 16 inside a cylindrical shape.
  • the magnet 16 is disposed along the longitudinal direction of the rotary target 14 inside the cylindrical shape of the rotary target 14.
  • the magnet 16 is provided in the sputtering apparatus 1 to adjust the generation position of plasma on the target.
  • the rotary target 14 near the position where the magnet 16 is disposed is the rotary target 14 at the position where the magnet 16 is not disposed. Compared with, the amount of sputtering can be increased.
  • the magnet 16 is indicated by an arrow.
  • the tip side of the arrow is an N pole and the root side is an S pole.
  • a backing tube (not shown) is disposed between the rotary target 14 and the magnet 16.
  • the rotary target 14 and the magnet 16 are each provided with a gear (not shown) so as to rotate around the cylindrical axis of the rotary target 14. Thereby, the rotary target 14 and the magnet 16 can rotate separately. In other words, the plurality of magnets 16 operate independently from the rotary targets 14 arranged respectively.
  • the sputtering apparatus 1 includes an exhaust device such as a dry pump and a turbo pump for exhausting the inside of the chamber 10 to a vacuum state, and a supply device for supplying a process gas in the chamber 10. And a DC power source for generating plasma.
  • an exhaust device such as a dry pump and a turbo pump for exhausting the inside of the chamber 10 to a vacuum state
  • a supply device for supplying a process gas in the chamber 10.
  • a DC power source for generating plasma.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the operation of the rotary target 14 and the magnet 16 of the sputtering apparatus 1.
  • the magnet 16 rotates around the cylindrical axis of the rotary target 14.
  • the magnet 16 rotates by a predetermined angle in the CW (clockwise) direction, and rotates by a predetermined angle in the CCW (counterclockwise) direction after a predetermined period.
  • the rotary target 14 rotates around the axis of the rotary target 14 at a rotation speed determined in the CW direction.
  • the 12 rotary targets 14 and the magnet 16 perform the following operations.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the operation of the rotary target 14 and the magnet 16 in the sputtering apparatus 1 according to the prior art for comparison with the present embodiment.
  • 5 and 6 are schematic diagrams for explaining the operation of the rotary target 14 and the magnet 16 in the sputtering apparatus 1 according to the present embodiment. 4 to 6, the number of rotary targets 14 and magnets 16 is omitted to be eight.
  • the rotary target 14 and the magnet 16 in the conventional sputtering apparatus As shown in FIG. 4, the rotary target 14 and the magnet 16 rotate in the same direction, and the adjacent rotary target 14 rotates in the same direction. It swings at a predetermined angle. In the case of such a configuration, there arises a problem that the film thickness of the thin film formed on the substrate 12 is uneven.
  • the rotary target 14 and the magnet 16 in the sputtering apparatus 1 rotate in the same direction as shown in FIG. 16 rotates in the opposite direction.
  • the adjacent rotary target 14 and magnet 16 rotate in the direction opposite to the rotation direction shown in FIG.
  • the rotary target 14a and the magnet 16a rotate in the CW direction.
  • the rotary target 14b and the magnet 16b rotate in the CCW direction opposite to the rotary target 14a and the magnet 16a.
  • the rotary target 14a and the magnet 16a rotate in the CCW direction.
  • the rotary target 14b and the magnet 16b rotate in the CW direction opposite to the rotary target 14a and the magnet 16a.
  • the film thickness of the thin film formed on the substrate 12 can be made uniform.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a film forming process by the sputtering apparatus 1.
  • the position where the magnets 16a and 16b are closest to the substrate is defined as a rotation angle of 0 ° of the magnets 16a and 16b.
  • rotation in the CW direction is defined as + direction rotation
  • rotation in the CCW direction is defined as ⁇ direction rotation.
  • a substrate 12 on which a thin film is to be formed is disposed at a predetermined position in the chamber 10.
  • the chamber 10 is evacuated by a pump such as a cryopump and a turbo pump.
  • the pressure in the chamber 10 is, for example, not more than a predetermined pressure of 0.01 Pa or less.
  • argon (Ar) gas or the like is supplied into the chamber 10.
  • a DC power source (not shown) is turned on, and plasma is generated in the chamber 10. That is, plasma discharge is started.
  • sputtering of the rotary targets 14a and 14b is started. Adjustment may be performed so that only the rotary target 14a or only the rotary target 14b becomes a target by adjusting the power density of the rotary targets 14a and 14b of the DC power source.
  • the magnet 16a is rotationally moved in the CW direction from the position where the rotation angle is 0 ° by the gear provided on the magnet 16a (step S10).
  • step S11 When the magnet 16a is rotated by a predetermined angle, the rotation of the magnet 16a is stopped (step S11). For example, as shown in FIG. 8A, the magnet 16a is rotationally moved to a position of 40 ° in the CW direction, that is, a position of + 40 ° with respect to a position of a rotation angle of 0 °.
  • the magnet 16b adjacent to the magnet 16a is rotationally moved in the CCW direction which is the opposite direction to the magnet 16a.
  • the magnet 16b is moved relative to the position of the rotation angle 0 °. It is rotated to the position of -40 °.
  • step S12 DC power is applied to the rotary targets 14a and 14b, and a thin film is formed on the substrate 12 (step S12).
  • the magnet 16a is rotationally moved in the CCW direction while applying DC power (step S13).
  • the rotary target 14a is rotationally moved in the same CCW direction as the magnet 16a. That is, the rotary target 14a is rotated in the forward direction with respect to the swinging direction of the magnet 16a.
  • the rotation of the magnet 16a and the rotary target 14a is stopped (step S14).
  • the magnet 16a is rotationally moved to a position of ⁇ 40 ° with respect to a position of 80 ° in the CCW direction, that is, a rotation angle of 0 °.
  • the magnet 16a and the rotary target 14b adjacent to the magnet 16a and the rotary target 14a are rotationally moved in the CW direction, which is the opposite direction to the magnet 16a and the rotary target 14a.
  • the magnet 16a when the magnet 16a is rotationally moved to the position of ⁇ 40 ° with respect to the position of the rotation angle 0 °, the magnet 16b is rotated to the position of + 40 ° with respect to the position of the rotation angle 0 °. Moved.
  • step S15 application of power to the rotary targets 14a and 14b is stopped.
  • step S16 while applying electric power to the rotary targets 14a and 14b again (step S16), the magnet 16a is rotationally moved in the CW direction to a position of 40 ° with respect to a rotation angle of 0 ° (step S17). At that time, the rotary target 14a is rotated in the same CW direction as the magnet 16a. When the magnet 16a is moved by a predetermined rotation, the rotation of the magnet 16a and the rotary target 14a is stopped (step S18).
  • step S19 when the application of DC power is stopped (step S19) and the film thickness of the thin film formed on the substrate 12 has reached a predetermined film thickness (Yes in step S20), the film forming process is terminated. . If the thickness of the thin film formed on the substrate 12 does not reach the predetermined thickness, the magnet 16a and the rotary target 14a are rotated again in the CW direction (step S10). Similarly, the magnet 16b and the rotary target 14b are rotated and moved again in the CCW direction. Steps S10 to S20 are repeated until the thin film formed on the substrate 12 reaches a predetermined film thickness.
  • the film thickness of the thin film formed on the substrate 12 is 100 nm, for example. Further, the thickness of the thin film is not limited to this, and may be several tens of nm.
  • FIG. 8A to FIG. 8C are timing charts showing a film forming process by the sputtering apparatus 1.
  • FIG. 8A is a diagram showing a relationship between time and a magnet angle.
  • FIG. 8B is a diagram showing time and rotary target (cathode).
  • FIG. 8C is a diagram showing the relationship between the rotation direction and
  • FIG. 8C is a diagram showing the relationship between time and DC power ON or OFF.
  • the magnet 16a and the rotary target 14a, and the magnet 16b and the rotary target 14b are rotated at a rotation angle width of 80 ° around the rotation angle of 0 °. Moved (magnet angle 80 °).
  • the cycle of the film forming process described above is, for example, 20 seconds. That is, after the magnet 16a and the rotary target 14a (or the magnet 16b and the rotary target 14b) move in the CW direction in 0.5 sec, DC power is applied to the target for a period of 19.5 sec (see FIGS. 8B and 8C). Thereafter, after the magnet 16a and the rotary target 14a (or the magnet 16b and the rotary target 14b) move in the CCW direction in 0.5 sec, DC power is applied to the target for a period of 19.5 sec (FIG. 8B and FIG. 8). 8C).
  • the magnets 16a and 16b are rotated and moved in the reverse direction at regular intervals, so that the rotary targets 14a and 14b are sputtered evenly and formed on the substrate 12. In-plane uniformity of the film quality of the thin film to be formed can be improved.
  • an EL display device is a sputtering apparatus that forms a film on a substrate, and has a plurality of rotary targets that have a cylindrical shape and are arranged in parallel to each other. And a plurality of magnets arranged inside the cylindrical shape of each of the rotary targets, each of the plurality of magnets rotating independently of the rotary target on which the plurality of magnets are arranged.
  • the magnet and the rotary target operate independently from each other, the rotary target is uniformly sputtered, and the in-plane uniformity of the film quality of the thin film formed on the substrate can be improved.
  • the plurality of magnets arranged in the plurality of adjacent rotary targets may rotate in different directions.
  • the adjacent magnets are rotated in the reverse direction at regular intervals, so that the rotary target is sputtered without unevenness and the in-plane uniformity of the film quality of the thin film formed on the substrate Can be improved.
  • each of the plurality of rotary targets may rotate in the same direction as the magnets arranged on the plurality of rotary targets.
  • the film quality of the thin film can be made more uniform by rotating the rotary target in the same direction as the magnet.
  • the plurality of magnets disposed on the end side of the substrate may have a smaller rotation angle than the plurality of magnets disposed on the center side of the substrate.
  • the rotation angle of the magnet becomes smaller as it is arranged on the end side of the substrate, the film quality of the thin film formed on the substrate can be further adjusted.
  • Embodiment 2 Next, the sputtering apparatus concerning Embodiment 2 is demonstrated.
  • the difference between the sputtering apparatus according to the present embodiment and the sputtering apparatus according to the first embodiment is that the rotation angles of a plurality of arranged magnets and rotary targets are individually set.
  • the rotation angle of the magnet 16 and the rotary target 14 is, for example, the magnet 16 closest to the end portion side of the substrate 12. Further, the angle is 55 ° for the rotary target 14, 70 ° for the magnet 16 and the rotary target 14 closest to the end of the substrate 12, and 80 ° for the other magnets 16 and the rotary target 14. That is, the rotation angle of the magnet and the rotary target is reduced as the end of the substrate 12 is approached.
  • the thin film formed on the substrate 12 becomes thinner as it approaches the end side of the substrate 12, but according to the configuration described above, even a thin film formed near the end of the substrate 12 is formed thin.
  • the film quality of the thin film formed on the substrate 12 can be made uniform.
  • the rotation angles of the magnet 16 and the rotary target 14 are set to 55 °, 70 °, and 80 ° from the side closest to the end side of the substrate 12, but the rotation of the magnet 16 and the rotary target 14 is performed.
  • the angle is not limited to these and may be changed as appropriate.
  • the film quality of the thin film formed on the substrate 12 can be made uniform.
  • the rotation angles of the magnet 16 and the rotary target 14 are set to 55 °, 70 °, and 80 ° from the side closest to the end side of the substrate 12, but the rotation of the magnet 16 and the rotary target 14 is performed.
  • the angle is not limited to these and may be changed as appropriate.
  • the thickness of the thin film formed on the substrate 12 is about 100 nm.
  • the thickness of the thin film is not limited to this, and may be changed as appropriate.
  • the present disclosure can be used for a thin film forming apparatus for forming a semiconductor element constituting an EL display device.

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Abstract

　スパッタリング装置（１）であって、筒型の形状を有し、互いに平行に配置された複数のロータリーターゲット（１４ａおよび１４ｂ）と、複数のロータリーターゲット（１４ａおよび１４ｂ）のそれぞれの筒型の形状の内部に配置された、複数のマグネット（１６ａおよび１６ｂ）とを備え、複数のマグネット（１６ａおよび１６ｂ）のそれぞれは、各複数のマグネット（１６ａおよび１６ｂ）が配置されたロータリーターゲット（１４ａおよび１４ｂ）と独立に回転する。

Description

スパッタリング装置
　本開示は、基板上に薄膜を形成するためのスパッタリング装置に関する。
　特許文献１は、筒型のターゲットを円筒軸の周りに回転させながら放電を行うスパッタターゲットを用いたスパッタリング装置について開示されている。
　このスパッタリング装置は、チャンバ内に、筒型に形成されたロータリーターゲットを備えている。ロータリーターゲットの筒型の形状の内部には、ロータリーターゲットの長尺方向に長尺なマグネットが設けられている。このスパッタリング装置は、チャンバ内にガスを導入してロータリーターゲットを回転しながら放電させることにより、ロータリーターゲットに対向して配置された基板上に薄膜を形成するものである。
　この構成によれば、筒状のターゲットが均一にエロージョン（浸食）されるため、ターゲットの利用効率が高いという利点がある。
特開平５－２６３２２５号公報
　一方、特許文献１に記載されたスパッタリング装置では、チャンバ内の水又は残留ガス等によってターゲット表面が酸化する、または、ターゲット表面に変質層が形成されることがある。したがって、基板上に成膜された薄膜の膜質を、例えば、マイクロ波検出型光導電減衰法によって評価した場合、膜質の面内均一性に悪影響を及ぼすおそれがある。
　上記課題に鑑み、本開示は、成膜される薄膜の膜質の面内均一性を向上するスパッタリング装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係るスパッタリング装置は、基板に成膜するスパッタリング装置であって、筒型の形状を有し、互いに平行に配置された複数のロータリーターゲットと、前記複数のロータリーターゲットそれぞれの筒型の形状の内部に配置された、複数のマグネットとを備え、前記複数のマグネットのそれぞれは、各前記複数のマグネットが配置された前記ロータリーターゲットと独立に回転する。
　本開示によれば、成膜される薄膜の膜質の面内均一性を向上するスパッタリング装置を提供することができる。
図１は、実施の形態１に係るスパッタリング装置の概略構成図である。 図２は、図１に示したロータリーターゲットの概略構成図である。 図３は、実施の形態１に係るスパッタリング装置のロータリーターゲット及びマグネットの動作を示す概略図である。 図４は、従来技術に係る成膜工程におけるロータリーターゲット及びマグネットの動作を示す概略図である。 図５は、実施の形態１および２に係る成膜の工程におけるロータリーターゲット及びマグネットの動作を説明するための概略図である。 図６は、実施の形態１および２に係る成膜の工程におけるロータリーターゲット及びマグネットの動作を説明するための概略図である。 図７は、実施の形態１に係るスパッタリング装置による成膜の工程を示すフローチャートである。 図８Ａは、実施の形態１に係るスパッタリング装置による成膜の工程を示すタイミングチャートであり、時間とマグネット角度との関係を示した図である。 図８Ｂは、実施の形態１に係るスパッタリング装置による成膜の工程を示すタイミングチャートであり、時間とロータリーターゲット（カソード）の回転方向との関係を示した図である。 図８Ｃは、実施の形態１に係るスパッタリング装置による成膜の工程を示すタイミングチャートであり、時間とＤＣ電源のＯＮまたはＯＦＦとの関係を示した図である。
　以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するものであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
　（実施の形態１）
　以下、図１～図８Ｃを用いて、本開示の実施の形態に係るスパッタリング装置１について説明する。
　［スパッタリング装置の構成］
　図１は、スパッタリング装置１の構成を示す概略図であり、（ａ）は下面図、（ｂ）は正面図である。
　図１に示すように、スパッタリング装置１は、チャンバ１０内に、薄膜を形成するための基板１２と、基板１２と対向するように配置された複数のロータリーターゲット１４とを備えている。
　スパッタリング装置１は、プラズマにより発生したＡｒイオンをロータリーターゲット１４に衝突させることによりロータリーターゲット１４から弾き出された原子を、例えばガラスで構成される基板１２に堆積する。これにより、基板１２の上に薄膜を形成することができる。
　図２は、図１に示したロータリーターゲット１４の概略構成図である。
　図２に示すように、ロータリーターゲット１４は、例えば、化合物半導体であるＩｎ、酸素などで構成され、直径１６０ｍｍ程度、長さが２．７ｍ程度の筒型の形状を有している。ロータリーターゲット１４は、たとえば１２本配置されている。１２本のロータリーターゲット１４は、互いに平行に配置されている。また、各ロータリーターゲット１４は、筒型の形状の外側が基板１２と対向するように配置されている。ロータリーターゲット１４は、スパッタリング装置１においてカソードとして機能する。
　また、ロータリーターゲット１４のそれぞれは、筒型の形状の内部に、マグネット１６を備えている。
　マグネット１６は、ロータリーターゲット１４の筒型の形状の内側に、ロータリーターゲット１４の長尺方向に沿って配置されている。マグネット１６は、スパッタリング装置１において、ターゲット上でのプラズマの発生位置を調整するために設けられている。
　詳細には、スパッタリング装置１において、マグネット１６の近傍にはＡｒイオンが多く存在するため、マグネット１６が配置された位置近傍のロータリーターゲット１４は、マグネット１６が配置されていない位置でのロータリーターゲット１４と比較して、スパッタリング量を増加することができる。
　なお、図１において、マグネット１６は矢印で示しているが、例えば矢印の先端側をＮ極、根元側をＳ極とする。
　また、ロータリーターゲット１４とマグネット１６との間には、バッキングチューブ（図示せず）が配置されている。ロータリーターゲット１４とマグネット１６とは、ロータリーターゲット１４の円筒軸を中心に回転動作をするように、それぞれギア（図示せず）が設けられている。これにより、ロータリーターゲット１４とマグネット１６とは、別々に回転動作をすることができる。すなわち、複数のマグネット１６は、それぞれ配置されたロータリーターゲット１４から独立して動作する。
　さらに、図示を省略するが、スパッタリング装置１は、チャンバ１０内を真空状態まで排気するためのドライポンプおよびターボポンプ等の排気装置と、チャンバ１０内にあるプロセスガスを供給するための供給装置と、プラズマを発生させるためのＤＣ電源等とを備えている。
　［スパッタリング装置の動作］
　ここで、スパッタリング装置１の動作について、図３～図８Ｃを用いて説明する。
　図３は、スパッタリング装置１のロータリーターゲット１４およびマグネット１６の動作を示す概略図である。
　図３に示すように、マグネット１６は、ロータリーターゲット１４の円筒軸を中心として回転動作をする。マグネット１６は、ＣＷ（Ｃｌｏｃｋｗｉｓｅ：時計周り）方向に所定角度回転し、所定期間経過後にＣＣＷ（Ｃｏｕｎｔｅｒｃｌｏｃｋｗｉｓｅ：反時計回り）方向に所定角度回転する。
　このとき、ロータリーターゲット１４は、ロータリーターゲット１４の軸を中心として、ＣＷ方向に定められた回転数で回転する。
　スパッタリング装置１においては、１２本のロータリーターゲット１４およびマグネット１６は、以下のような動作を行う。
　図４は、本実施の形態との比較のための、従来技術に係るスパッタリング装置１におけるロータリーターゲット１４及びマグネット１６の動作を示す概略図である。図５および図６は、本実施の形態に係るスパッタリング装置１におけるロータリーターゲット１４およびマグネット１６の動作を説明するための概略図である。なお、図４～図６では、ロータリーターゲット１４およびマグネット１６の数を８本に省略して示している。
　従来のスパッタリング装置におけるロータリーターゲット１４およびマグネット１６では、図４に示すように、ロータリーターゲット１４およびマグネット１６が同一方向に回転し、かつ、隣接するロータリーターゲット１４が同一方向に回転し、マグネット１６が定められた角度で揺動運動するものである。このような構成の場合、基板１２の上に形成された薄膜の膜厚にムラが生じるという問題が生じる。
　これに対し、本実施の形態に係るスパッタリング装置１におけるロータリーターゲット１４およびマグネット１６では、図５に示すように、ロータリーターゲット１４およびマグネット１６は同一方向に回転するが、隣接するロータリーターゲット１４およびマグネット１６は、逆方向に回転する。また、図５に示す状態で所定の期間が経過した後、図６に示すように、隣接するロータリーターゲット１４およびマグネット１６は、それぞれ図５に示した回転方向と逆方向に回転する。
　例えば、図５に示すように、ロータリーターゲット１４ａおよびマグネット１６ａは、ＣＷ方向に回転する。このとき、ロータリーターゲット１４ｂおよびマグネット１６ｂは、ロータリーターゲット１４ａおよびマグネット１６ａと逆方向のＣＣＷ方向に回転する。
　所定の期間が経過した後、図６に示すように、ロータリーターゲット１４ａおよびマグネット１６ａは、ＣＣＷ方向に回転する。このとき、ロータリーターゲット１４ｂおよびマグネット１６ｂは、ロータリーターゲット１４ａおよびマグネット１６ａと逆方向のＣＷ方向に回転する。
　このような動作とすることにより、基板１２の上に形成される薄膜の膜厚を均一にすることができる。
　次に、スパッタリング装置１を用いた成膜の工程について説明する。
　図７は、スパッタリング装置１による成膜の工程を示すフローチャートである。なお、基板に対してマグネット１６ａおよび１６ｂが最も近接した位置を、マグネット１６ａおよび１６ｂの回転角度０°とする。また、ＣＷ方向の回転を＋方向の回転、ＣＣＷ方向の回転を－方向の回転とする。
　成膜の工程の前段階として、はじめに、チャンバ１０内の所定の位置に、薄膜を形成しようとする基板１２が配置される。その後、例えばクライオポンプおよびターボポンプなどのポンプにより、チャンバ１０内の排気が行われる。チャンバ１０内の圧力は、例えば０．０１Ｐａ以下の定められた圧力以下とする。チャンバ１０内が前述の真空度となるまでチャンバ１０内の排気が行われた後、チャンバ１０内にはアルゴン（Ａｒ）ガスなどが供給される。
　その後、ＤＣ電源（図示せず）がＯＮ状態にされ、チャンバ１０内にプラズマが発生する。すなわち、プラズマ放電が開始される。
　チャンバ１０内においてプラズマ放電が開始されると、ロータリーターゲット１４ａおよび１４ｂのスパッタリングが開始される。なお、ＤＣ電源のロータリーターゲット１４ａおよび１４ｂに対する電力密度を調整することにより、ロータリーターゲット１４ａのみ、又は、ロータリーターゲット１４ｂのみがターゲットとなるように調整が行われてもよい。
　そして、図７に示すように、マグネット１６ａに設けられたギアにより、マグネット１６ａが回転角度０°の位置からＣＷ方向に回転移動される（ステップＳ１０）。
　マグネット１６ａが所定の角度回転移動されたところで、マグネット１６ａの回転が停止される（ステップＳ１１）。マグネット１６ａは、例えば、図８Ａに示すように、ＣＷ方向へ４０°、すなわち、回転角度０°の位置に対して＋４０°の位置まで回転移動される。
　このとき、マグネット１６ａと隣接するマグネット１６ｂは、マグネット１６ａと逆方向であるＣＣＷ方向に回転移動される。例えば、図８Ａに示すように、上記したようにマグネット１６ａが回転角度０°の位置に対して＋４０°の位置まで回転移動される場合には、マグネット１６ｂは回転角度０°の位置に対して－４０°の位置まで回転移動される。
　その後、ロータリーターゲット１４ａおよび１４ｂにＤＣ電力が印加され、基板１２上に薄膜が形成される（ステップＳ１２）。
　さらに、ＤＣ電力を印加しながら、マグネット１６ａがＣＣＷ方向に回転移動される（ステップＳ１３）。このとき、ロータリーターゲット１４ａは、マグネット１６ａと同一のＣＣＷ方向に回転移動される。すなわち、ロータリーターゲット１４ａは、マグネット１６ａの揺動方向に対して順方向に回転される。
　マグネット１６ａが所定の角度回転移動されたところで、マグネット１６ａおよびロータリーターゲット１４ａの回転は停止される（ステップＳ１４）。マグネット１６ａは、例えば、ＣＣＷ方向へ８０°、すなわち、回転角度０°の位置に対して－４０°の位置まで回転移動される。このとき、マグネット１６ａおよびロータリーターゲット１４ａと隣接するマグネット１６ｂおよびロータリーターゲット１４ｂは、マグネット１６ａおよびロータリーターゲット１４ａと逆方向であるＣＷ方向に回転移動される。例えば、上記したようにマグネット１６ａが回転角度０°の位置に対して－４０°の位置まで回転移動される場合には、マグネット１６ｂは回転角度０°の位置に対して＋４０°の位置まで回転移動される。
　その後、ロータリーターゲット１４ａおよび１４ｂへの電力の印加が停止される（ステップＳ１５）。
　次に、再びロータリーターゲット１４ａおよび１４ｂに電力を印加しながら(ステップＳ１６)、マグネット１６ａは回転角度０°に対して４０°の位置までＣＷ方向で回転移動される(ステップＳ１７)。そのときロータリーターゲット１４ａは、マグネット１６ａと同一のＣＷ方向に回転される。マグネット１６ａが所定の回転移動されたところでマグネット１６ａおよびロータリーターゲット１４ａの回転は停止される(ステップＳ１８)。
　その後、ロータリーターゲット１４ａおよび１４ｂにＤＣ電力の印加が停止され、基板１２上に薄膜が形成される。
　さらに、ＤＣ電力の印加が停止され（ステップＳ１９）、基板１２上に形成された薄膜の膜厚が所定の膜厚に達していれば（ステップＳ２０においてＹｅｓ）、成膜の工程は終了される。また、基板１２上に形成された薄膜の膜厚が所定の膜厚に達していなければ、マグネット１６ａおよびロータリーターゲット１４ａは再びＣＷ方向に回転移動される（ステップＳ１０）。同様に、マグネット１６ｂおよびロータリーターゲット１４ｂは再びＣＣＷ方向に回転移動される。そして、基板１２上に形成された薄膜が所定の膜厚に達するまで、上記ステップＳ１０～ステップＳ２０が繰り返される。
　なお、基板１２上に形成される薄膜の膜厚は、例えば、１００ｎｍである。また、薄膜の膜厚はこれに限られず、数十ｎｍであってもよい。
　図８Ａ～図８Ｃは、スパッタリング装置１による成膜の工程を示すタイミングチャートであり、図８Ａは、時間とマグネット角度との関係を示した図、図８Ｂは、時間とロータリーターゲット（カソード）の回転方向との関係を示した図、図８Ｃは、時間とＤＣ電源のＯＮまたはＯＦＦとの関係を示した図である。
　上記した成膜の工程では、図８Ａに示すように、マグネット１６ａおよびロータリーターゲット１４ａと、マグネット１６ｂおよびロータリーターゲット１４ｂとは、回転角度０°の位置を中心に８０°の回転角度の幅で回転移動される（マグネット角度　８０°）。
　また、上記した成膜の工程の周期は、例えば２０ｓｅｃである。すなわち、マグネット１６ａおよびロータリーターゲット１４ａ（または、マグネット１６ｂおよびロータリーターゲット１４ｂ）はＣＷ方向に０．５ｓｅｃで移動した後、１９．５ｓｅｃの期間ターゲットにＤＣ電力が印加され（図８Ｂおよび図８Ｃ参照）、その後、マグネット１６ａおよびロータリーターゲット１４ａ（または、マグネット１６ｂおよびロータリーターゲット１４ｂ）はＣＣＷ方向に０．５ｓｅｃで移動した後、１９．５ｓｅｃの期間ターゲットにＤＣ電力の印加が行われる（図８Ｂおよび図８Ｃ参照）。
　以上、本実施の形態に係るスパッタリング装置１によれば、マグネット１６ａおよび１６ｂが一定の周期ごとに逆方向に回転移動されるので、ロータリーターゲット１４ａおよび１４ｂはムラなくスパッタリングされ、基板１２上に成膜される薄膜の膜質の面内均一性を向上することができる。
　［効果等］
　以上のように、本開示の一態様に係るＥＬ表示装置は、基板に成膜するスパッタリング装置であって、筒型の形状を有し、互いに平行に配置された複数のロータリーターゲットと、前記複数のロータリーターゲットそれぞれの筒型の形状の内部に配置された、複数のマグネットとを備え、前記複数のマグネットのそれぞれは、各前記複数のマグネットが配置された前記ロータリーターゲットと独立に回転する。
　この構成によれば、マグネットとロータリーターゲットとは、それぞれ独立して動作するため、ロータリーターゲットはムラなくスパッタリングされ、基板上に成膜される薄膜の膜質の面内均一性を向上することができる。
　また、隣接する前記複数のロータリーターゲットに配置された前記複数のマグネットは、互いに異なる方向に回転するとしてもよい。
　この構成によれば、隣接する複数のマグネットは、一定の周期ごとに逆方向に回転移動されるので、ロータリーターゲットはムラなくスパッタリングされ、基板上に成膜される薄膜の膜質の面内均一性を向上することができる。
　また、前記複数のロータリーターゲットのそれぞれは、前記複数のロータリーターゲットに配置された前記マグネットと同一の方向に回転するとしてもよい。
　この構成によれば、ロータリーターゲットがマグネットと同一方向に回転することにより、薄膜の膜質をより均一にすることができる。
　また、前記基板の端部側に配置された前記複数のマグネットは、前記基板の中央側に配置された前記複数のマグネットより回転角度が小さいとしてもよい。
　この構成によれば、基板の端部側に配置されるほどマグネットの回転角度が小さくなるため、基板上に形成される薄膜の膜質をより調整することができる。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２にかかるスパッタリング装置について説明する。
　本実施の形態に係るスパッタリング装置が実施の形態１に係るスパッタリング装置と異なる点は、複数配置されたマグネットおよびロータリーターゲットの回転角度が個々に設定される点である。
　図５及び図６に示したマグネット１６およびロータリーターゲット１４を用いて説明すると、本実施の形態に係るマグネット１６およびロータリーターゲット１４の回転角度は、例えば、基板１２の端部側に最も近いマグネット１６およびロータリーターゲット１４では５５°、基板１２の端部側に２番目に近いマグネット１６およびロータリーターゲット１４では７０°、その他のマグネット１６およびロータリーターゲット１４では８０°とする。すなわち、基板１２の端部側に近づくに連れてマグネットおよびロータリーターゲットの回転角度を小さくする。
　一般的に、基板１２上に形成された薄膜は、基板１２の端部側に近づくにつれて薄くなるが、前述した構成によると、基板１２の端部付近に形成される薄膜であっても薄く形成されることはなく、基板１２上に形成される薄膜の膜質を均一にすることができる。
　なお、前述した構成では、マグネット１６およびロータリーターゲット１４の回転角度を、基板１２の端部側に最も近いほうから５５°、７０°、８０°と設定したが、マグネット１６およびロータリーターゲット１４の回転角度はこれらに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
　（他の実施の形態）
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
　そこで、以下、他の実施の形態をまとめて説明する。
　例えば、前述した実施の形態に係るスパッタリング装置では、基板１２上に形成される薄膜の膜質を均一にすることができる。
　なお、前述した構成では、マグネット１６およびロータリーターゲット１４の回転角度を、基板１２の端部側に最も近いほうから５５°、７０°、８０°と設定したが、マグネット１６およびロータリーターゲット１４の回転角度はこれらに限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
　また、前述したスパッタリング装置では、基板１２上に形成される薄膜の膜厚は１００ｎｍ程度としたが、薄膜の膜厚はこれに限定されず、適宜変更してもよい。
　以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
　したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
　また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
　本開示は、ＥＬ表示装置を構成する半導体素子を形成するための薄膜の形成装置に利用することができる。
　　１　スパッタリング装置
　１０　チャンバ
　１２　基板
　１４、１４ａ、１４ｂ　ロータリーターゲット
　１６、１６ａ、１６ｂ　マグネット
 

Claims (4)

  1. 　基板に成膜するスパッタリング装置であって、
    　筒型の形状を有し、互いに平行に配置された複数のロータリーターゲットと、
    　前記複数のロータリーターゲットそれぞれの筒型の形状の内部に配置された、複数のマグネットとを備え、
    　前記複数のマグネットのそれぞれは、各前記複数のマグネットが配置された前記ロータリーターゲットと独立に回転する
    スパッタリング装置。
  2. 　隣接する前記複数のロータリーターゲットに配置された前記複数のマグネットは、互いに異なる方向に回転する
    請求項１に記載のスパッタリング装置。
  3. 　前記複数のロータリーターゲットのそれぞれは、前記複数のロータリーターゲットに配置された前記マグネットと同一の方向に回転する
    請求項１または２に記載のスパッタリング装置。
  4. 　前記基板の端部側に配置された前記複数のマグネットは、前記基板の中央側に配置された前記複数のマグネットより回転角度が小さい
    請求項１～３のいずれか１項に記載のスパッタリング装置。
     
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