專利名稱：濺射方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濺射方法及其裝置，特別是，涉及以磁控管濺射方式在處理襯底上成膜規(guī)定薄膜的濺射方法及其裝置。
背景技術(shù)：
就磁控管濺射方式來說，在靶的后方，配置由交替改變極性的多磁鐵構(gòu)成的磁鐵裝配體，用這個磁鐵裝配體在靶的前方形成隧道狀的磁通，捕捉靶前方由電離了的電子和濺射而產(chǎn)生的二次電子，提高靶前方的電子密度，提高這些電子和導(dǎo)入真空室內(nèi)的稀有氣體的氣體分子的撞擊機(jī)率而能提高等離子密度。為此，有能提高成膜速度等的優(yōu)點，很好地利用在處理襯底上邊形成規(guī)定的薄膜。
相反，就磁控管濺射方式來說，如果固定磁鐵裝配體的位置的話，就局部提高等離子密度，由濺射造成靶的侵蝕區(qū)域(腐蝕區(qū)域)，只集中在等離子密度很高的部分，不可能均一侵蝕靶，而產(chǎn)生非侵蝕區(qū)域。這種情況，靶的利用效率低，而且，非侵蝕區(qū)域成為粒子的原因。
作為解決這個問題的方法，可以考慮，例如在成膜期間，使矩形形成后的靶后方設(shè)置的磁鐵裝配體，與靶平行而且等速來回移動，同時通過控制加到靶上的電壓使得各處理襯底的成膜速度成為固定，均勻地侵蝕靶，提高其利用效率(例如，專利文獻(xiàn)1)。
特開平7-18435號公報(例如，專利要求范圍的記載)但是，成膜期間，使磁鐵裝配體連續(xù)移動的話，隨之，靶前方的等離子體搖擺，異常放電變得容易發(fā)生的這個問題產(chǎn)生。異常放電一產(chǎn)生，附著到襯底上的薄膜膜厚就不可能均勻，而且，用激活氣體使靶材料和氣體反應(yīng)形成化合物薄膜的濺射，膜質(zhì)也不可能均勻。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題，就是鑒于上述方面，在于提供一種使靶均勻侵蝕提高利用效率，也能抑制異常放電發(fā)生的濺射方法及其裝置。
為了解決上述課題，本發(fā)明的磁控管濺射方法，向在與真空室內(nèi)配置的靶對向位置順序搬運處理襯底，在該靶前方形成磁通，同時在靶與處理襯底之間形成電場，使等離子體發(fā)生對靶進(jìn)行濺射，在處理襯底上成膜的濺射方法方面，是以對處理襯底成膜結(jié)束，在向與靶對向的位置搬運下一個處理襯底的時候，保持上述磁通對靶平行移動，在這種狀態(tài)下成膜為特征。
按照本發(fā)明，對處理襯底成膜結(jié)束以后，把下一個處理襯底搬運到與靶對向位置的時候保持磁通對靶平行移動。然后，給靶施加電壓，在靶的前方發(fā)生等離子體對靶進(jìn)行濺射而在處理襯底上邊成膜。
這種情況，只有成膜期間固定磁通位置，靶前方的等離子體沒有搖動，能抑制發(fā)生異常放電。因此，均勻地形成附著于處理襯底上的薄膜膜厚，同時膜質(zhì)也能均勻。而且，對處理襯底形成薄膜結(jié)束后，由于把下一個處理襯底搬運到與靶對向位置的時候改變磁通位置，所以因濺射引起對靶的侵蝕區(qū)域變動，就能均勻地侵蝕靶提高利用效率。
還有，為了在整個上述靶的范圍內(nèi)得到同樣侵蝕區(qū)域，在至少2處位置之間間歇地進(jìn)行上述磁通平行移動就行。
而且，每次把處理襯底搬運到與上述靶對向的位置進(jìn)行上述磁通的平行移動是令人滿意的。
本發(fā)明的磁控管濺射裝置是，在真空室內(nèi)有靶，在靶的后方配置由多個磁鐵構(gòu)成的磁鐵裝配體，使其在靶的前方形成磁通，同時設(shè)置了向與靶對向的位置順序搬運處理襯底的襯底搬運裝置的濺射裝置方面，設(shè)置了驅(qū)動上述磁鐵裝配體的驅(qū)動裝置，以便對處理襯底成膜結(jié)束，在向與靶對向的位置搬運下一個處理襯底的時候，保持上述磁通對靶平行移動為特征。
這種情況下，使得上述靶為多個，在各靶的后方配置至少1個磁鐵裝配體也行。
而且，要是上述驅(qū)動裝置作成氣缸或不需要控制的電機(jī)的話，能降低成本就好。
而且，本發(fā)明其他的濺射裝置，是以具備在真空室內(nèi)隔開規(guī)定間隔并列設(shè)置了的多個靶；在各靶的后方各自設(shè)置使其在各靶前方各自形成磁通，由多個磁鐵構(gòu)成的磁鐵裝配體；和給各靶交替施加負(fù)電位和接地電位或正電位的任一方的交流電源，設(shè)置了整體驅(qū)動上述磁鐵裝配體的驅(qū)動裝置以便保持上述磁通對靶平行移動為特征。
按此，經(jīng)過交流電源，對給并列設(shè)置的任一個靶施加負(fù)電位的情況下，施加了接地電位或正電位的靶起陽極的作用，施加了負(fù)電位的靶被濺射，根據(jù)交流電源的頻率，交替轉(zhuǎn)換靶的電位，就該濺射各靶。這種情況下，間歇地一邊保持磁通對靶平行移動一邊改變磁通的位置，變動由濺射造成靶的侵蝕區(qū)域，使靶均勻侵蝕能夠提高利用效率。
因此，不需要設(shè)置任何陽極和屏蔽等構(gòu)成部件，因而能盡可能地縮小不能發(fā)放濺射粒子的這個空間，在對處理襯底成膜的情況下，使處理襯底內(nèi)的膜厚分布能大致均勻，同時膜質(zhì)也能均勻。
這種情況下，具備順序搬運處理襯底到與上述各靶對向位置的襯底搬運裝置，對上述處理襯底成膜結(jié)束，搬運下一個處理襯底到與靶對向位置的時候，借助于該驅(qū)動裝置整體驅(qū)動各磁鐵裝配體的話，就只能成膜期間固定磁通的位置，沒有使靶前方的等離子體搖動，能抑制發(fā)生異常放電，隨著盡可能地縮小發(fā)放濺射粒子的這個空間，即使在大面積處理襯底成膜的情況下也能使處理襯底面內(nèi)膜厚分布大致均勻，同時膜質(zhì)也能均勻。
即使，如上述那樣，并設(shè)靶的話，磁鐵裝配體互相之間的間隔也將縮小，同方向同一極性磁鐵相互接近有時產(chǎn)生磁場相干。這種情況下，只有那個地方磁通密度提高破壞磁場均衡。因此，并設(shè)了上述多個磁鐵裝配體的時候，具備使沿著其并設(shè)方向由各磁鐵所形成的磁通密度大致均勻的磁通密度校正裝置就行。
這種情況，上述磁通密度校正裝置，是在并設(shè)的磁鐵裝配體兩側(cè)設(shè)置的輔助磁鐵，借助于上述驅(qū)動裝置使之與磁鐵裝配體整體平行移動的話，用簡單構(gòu)造沿著其并設(shè)方向形成大致均勻磁通密度就行。
如以上說過的一樣，本發(fā)明的濺射方法及其裝置，既均勻地侵蝕靶，提高利用效率，也取得能抑制發(fā)生異常放電的效果。


圖1是概略地說明本發(fā)明的濺射裝置圖。
圖2(a)和(b)是說明磁鐵裝配體的平行移動圖。
圖3說明有關(guān)第2實施例的濺射裝置結(jié)構(gòu)圖。
圖4(a)和(b)說明并設(shè)磁鐵裝配體時的磁通密度分布圖。
圖5表示投入功率和電弧放電次數(shù)的關(guān)系曲線圖。
圖6說明用有關(guān)第2實施例的濺射裝置成膜時的膜厚分布圖。
具體實施例方式
參照圖1，1是有關(guān)第1實施方案的磁控管方式濺射裝置(以下，稱作「濺射裝置」)。濺射裝置1是聯(lián)機(jī)式的裝置，有經(jīng)過旋轉(zhuǎn)泵、渦輪分子泵等真空排氣方法(圖未示出)保持規(guī)定真空度的濺射室11。在濺射室11的上部設(shè)置襯底搬運裝置2。該襯底搬運裝置2有公知的構(gòu)造，例如，有安裝處理襯底S的搬運器21，讓沒有圖示的驅(qū)動裝置間歇驅(qū)動，然后順序?qū)⑻幚硪r底S搬運到與后述的靶對向的位置上。
而且，在濺射室11內(nèi)設(shè)置氣體導(dǎo)入裝置3。氣體導(dǎo)入裝置3，經(jīng)過中介設(shè)置的質(zhì)量流量控制器31的氣管32和氣體源33連通，氬等濺射氣體和反應(yīng)性濺射時用的氧等反應(yīng)氣體就能以恒定的流量導(dǎo)入濺射室11內(nèi)。在濺射室11的下側(cè)配置陰極裝配體4。
陰極裝配體4，有例如大致長方體狀靶41。靶41由Al合金和Mo等按照想要在處理襯底S上成膜的薄膜組成以公知的方法制造。靶41在濺射時和冷卻該靶41的支撐板42接合，支撐板42經(jīng)過絕緣板43安裝到陰極裝配體4的支架44上。
在陰極裝配體4還有，位于靶41的后方設(shè)置磁鐵裝配體45。磁鐵裝配體45有與靶41平行配置的支持部45a，在該支持部45a上邊，設(shè)置交替改變極性而且隔開規(guī)定間隔3塊磁45b、45c。因此，在靶41的前方，形成閉環(huán)隧道狀磁通M，捕捉靶41前方由電離的電子和濺射而產(chǎn)生的二次電子，能提高靶41前方的電子密度并提高等離子密度。
一般地說，靶41的外形尺寸因為設(shè)置得比處理襯底S的外形尺寸還大，處理襯底S增大的話，靶41的外形尺寸也要增大。在這樣的情況下，靶41后方，就隔開規(guī)定間隔并設(shè)多個磁鐵裝配體45。而且，處理襯底S的外形尺寸很大的情況下，在濺射室11內(nèi)配置多個陰極裝配體4。
借助于驅(qū)動裝置間歇驅(qū)動搬運器21，然后順序搬運到與靶41對向處理襯底S的位置，經(jīng)過氣體導(dǎo)入裝置3導(dǎo)入規(guī)定濺射氣體。經(jīng)過濺射電源E給靶41施加負(fù)直流電壓或高頻電壓時，在處理襯底S和靶41間就形成垂直電場，在靶41的前方發(fā)生等離子體，靶41受濺射，在處理襯底S上邊成膜。
在這里，如圖1、圖2(a)和圖2(b)所示，把交替改變極性而且隔開規(guī)定間隔構(gòu)成了3個磁鐵45b、45c的磁鐵裝配體45位置為固定的話，為了在各磁鐵45b、45c互相之間形成隧道狀的磁通M，中央部磁鐵45b上方的等離子密度將降低。此時，因濺射造成的靶侵蝕區(qū)域，只集中在由于形成隧道狀磁通M而等離子密度提高部分，位于等離子密度降低的中央部磁45b的上方部分留作非侵蝕區(qū)域U。
這種情況下，靶41的利用效率降低，而且，非侵蝕區(qū)域U成為粒子的來源。因此，如果在A點和B點之間使磁鐵裝配體45平行移動改變隧道狀磁通M位置的話，雖然能使靶41均勻侵蝕提高其利用效率，但是這種情況下，需要抑制發(fā)生異常放電。
因此，本實施方案中，在磁鐵裝配體45，要設(shè)置作為驅(qū)動裝置的氣缸46，在沿著靶41的水平方向2處位置(A點、B點)之間使磁鐵裝配體45c平行移動，并且能保持在各個位置。
而且，給裝到搬運器21上的處理襯底5成膜結(jié)束，停止給靶41施加負(fù)直流電壓或高頻電壓，一旦停止了放電之后，把下一個搬運器21上邊的處理襯底S搬運到與靶41對向的位置時，驅(qū)動氣缸46從A點到B點平行移動并保持磁鐵裝配體45，即，平行移動保持隧道狀磁通M。這種情況下，至少在給裝到下一個搬運器上的處理襯底S成膜前，要從A點到B點平行移動磁鐵裝配體45就行。
將裝到下一個搬運器21上的處理襯底5搬運到與靶41對向位置的話，就再次給靶41施加負(fù)直流電壓或高頻電壓，在靶41前方發(fā)生等離子體對靶41濺射進(jìn)行成膜。還有，在將裝到下一個搬運器21上的處理襯底5搬運到與靶41對向位置的時候，46從B點到A點驅(qū)動氣缸再次平行移動保持磁鐵裝配體45，然后按上述順序進(jìn)行成膜。通過重復(fù)該操作，在順序搬運的處理襯底S上順序成膜。
這種情況下，由氣缸產(chǎn)生的磁鐵裝配體41平行移動，借助于襯底搬運裝置2每次把裝到搬運器21上的處理襯底5搬運到與靶41對向位置來進(jìn)行是令人滿意的。
因此，只是成膜期間固定隧道狀磁通M的位置，靶41前方的等離子體不搖動，能抑制發(fā)生異常放電。因此，能均勻地形成附著于處理襯底S的薄膜膜厚，同時膜質(zhì)也能均勻。而且，給處理襯底S成膜結(jié)束以后，因為把下一個處理襯底S搬運到與靶41對向位置時改變隧道狀磁通M的位置，所以由于濺射造成對靶41的侵蝕區(qū)域變動，就能均勻地侵蝕靶41提高利用效率。
而且，通過用氣缸46，與一邊控制速度和位置等一邊用電機(jī)驅(qū)動磁鐵裝配體45比較，能降低成本。而且，要是適宜設(shè)置氣缸46的氣壓的話，就能瞬間移動磁鐵裝配體45。
還有，本第1實施方案中，雖然說明了有關(guān)在靶41的后方設(shè)置1個磁鐵裝配體45，但是即使隔開規(guī)定間隔并設(shè)多個磁鐵裝配體45的情況下，設(shè)法用1個氣缸驅(qū)動各磁鐵裝配體45也可以。因此，降低成本。
在本實施方案中，說明了有關(guān)用氣缸45，然而只要至少在2點位置能迅速變更位置磁鐵裝配體45，不應(yīng)限定與此，可以用例如不需要位置和速度等控制的電機(jī)。
而且，本實施方案中，說明了有關(guān)聯(lián)機(jī)式濺射裝置1，然而不應(yīng)限定于此，只要例如，由搬運室和與以搬運室聯(lián)結(jié)的濺射室構(gòu)成，借助于搬運室設(shè)置的搬運自動裝置搬運處理襯底的濺射裝置等，將處理襯底S順序搬運到與靶41對向的位置，就能應(yīng)用本發(fā)明的濺射方法。
參照圖3，10是有關(guān)第2實施方案的濺射裝置。濺射裝置10是，用了后述的多塊靶的聯(lián)機(jī)式的裝置，具有經(jīng)過旋轉(zhuǎn)泵、渦輪分子泵等真空排氣方法(圖未示出)保持規(guī)定的真空度的濺射室110。在濺射室110的上部配置處理襯底S，用與上述第1實施方案一樣的襯底搬運裝置(圖未示出)，就能順序搬運處理襯底S到與后述各靶對向的位置。
而且，在濺射室110設(shè)置氣體導(dǎo)入裝置30。氣體導(dǎo)入裝置30經(jīng)過中間設(shè)置的質(zhì)量流量控制器30a的氣管30b和氣體源30c連通，可將氬等濺射氣體和反應(yīng)性濺射時用的氧等反應(yīng)氣體以恒定流量導(dǎo)入濺射室110內(nèi)。在濺射室110下側(cè)，配置陰極裝配體40。
陰極裝配體40具有大致長方體等同一形狀形成的6塊靶410a～410f。各靶410a～410f，根據(jù)在Al合金、Mo和ITO等處理襯底S上邊成膜的薄膜組成用公知方法分別加以制造，并與冷卻用支撐板(圖未示出)接合。要并設(shè)各靶410a～410f，使得其未使用時的濺射面411位于與處理襯底S平行的同一平面上邊，在各靶410a～410f相對側(cè)面412互相之間，不設(shè)置什么陽極和屏蔽等構(gòu)件。這種情況下，將靶410a～410f的互相間隔，設(shè)置在側(cè)面412互相之間的空間發(fā)生等離子體而各側(cè)面412沒有濺射的范圍。而且，在并設(shè)置各靶410a～410f的時候，要設(shè)置各靶410a～410f的外形尺寸比處理襯底S的外形尺寸還大大。
在各靶410a～410f的背面，順序安裝與各靶410a～410f同一外形形成的電極420和絕緣板430，并安裝在陰極裝配體40規(guī)定的位置。電極420各自連接到濺射室11外部配置的3個交流電源E1，并能施加交流電壓。
這種情況下，對相互鄰接的2個靶(例如410a和410b)分配1個交流電源E1，對一方靶410a施加了負(fù)電位時，給其他的靶410b施加接地電位或正電位，同時由各交流電源E1施加電位時，相互鄰接的各靶410a～410f的電位使之相互不一致。
因此，例如，經(jīng)過各交流電源E1給靶410a、410c、410e施加負(fù)電位的情況下，經(jīng)過交流電源E1施加接地電位或正電位后的兩側(cè)各靶410b、4q10d、410f就起到陽極的作用(在位于兩端的靶外側(cè)，設(shè)置接地的防著板111，該防著板111在靶410a、410f受濺射的時候起陽極的作用)。然后，施加此負(fù)電位的各靶410a、410a～410f被濺射，按照交流電源的頻率，交替轉(zhuǎn)換各靶410a～410f的電位，對各靶410a～410f進(jìn)行濺射。
可是，如上述那樣并設(shè)靶410a～410f的情況下，從側(cè)面412互相之間的空間413雖然沒有發(fā)出濺射粒子，但是在該空間413不需要設(shè)置什么陽極和陰極等構(gòu)件，能盡可能縮小不能發(fā)出該濺射粒子的區(qū)域。其結(jié)果，大致均勻地形成處理襯底S面內(nèi)的膜厚分布。
在陰極裝配體40，在各靶410a～410f的后方使得各自位置設(shè)置6個磁鐵裝配體440a～440f。各磁鐵裝配體440a～440f按同一構(gòu)造形成，具有平行于靶410a～410f設(shè)置的磁性材料制支持部441，在支持部441上邊，交替改變與靶410a～410f對向面的極性，設(shè)置向中央磁鐵442及其兩側(cè)的2個外圍磁鐵443、444。
這種情況下，中央磁鐵442是沿著靶410a～410f長度方向細(xì)長環(huán)狀的，兩端的外圍磁鐵是443、444是棒狀的磁鐵，要把換算成中央磁鐵442的同磁化時的體積設(shè)計為，使其等于換算成各外圍磁鐵443的同磁化時的體積和(外圍磁鐵∶中心磁鐵∶外圍磁鐵＝1∶2∶1)。
因此，在各靶410a～410f的前方，各自形成均衡的閉環(huán)隧道狀的磁通，捕捉在靶410a～410f前方電離的電子和由濺射而產(chǎn)生了的二次電子，能提高靶410a～410f的前方的電子密度并提高等離子密度。
然后，把并設(shè)的各靶410a～410f搬運到與處理襯底S對向的位置，經(jīng)過氣體導(dǎo)入裝置30導(dǎo)入規(guī)定的濺射氣體，如果給各靶410a～410f的電極經(jīng)過3個交流電源E1各自施加電位，就在處理襯底S和靶410a～410f上形成垂直的電場，在靶410a～410f的前方發(fā)生等離子體交替濺射各靶410a～410f就在處理襯底S上邊成膜。
可是，使各磁鐵裝配體440a～440f的位置成為固定的話，因為在中央磁鐵442和兩外圍磁鐵443、444互相之間形成隧道狀磁通M，中央磁鐵440上方的等離子密度會降低。此時，因濺射耳造成各靶410a～410f的侵蝕區(qū)域，由于形成隧道狀磁通M而只集中在等離子密度提高的部分，位于等離子密度降低的中央磁鐵442上方的部分留下來作為非侵蝕區(qū)域。其結(jié)果，各靶410a～410f的利用效率降低，而且，非侵蝕區(qū)域成為粒子的原因。
在第2實施方案中，把支持部441的寬度尺寸縮小到比沿著各靶410a～410f的并設(shè)方向的寬度尺寸還小，在陰極裝配體40設(shè)置氣缸450，在該驅(qū)動軸451上安裝各磁鐵裝配體440a～440f，在沿著各靶410a～410f的并設(shè)方向水平的2個位置(A1點、B1點)使磁鐵裝配體440a～440f整體平行移動改變隧道狀磁通M的位置。
這種情況下，為了抑制發(fā)生異常放電，要在A1點或B1點保持磁鐵裝配體440a～440f，例如對處理襯底S成膜結(jié)束，停止給靶410a～410f施加交流電壓，放電一旦停止以后，在把下一個處理襯底S搬運到與靶41對向位置的時候，驅(qū)動氣缸450使磁鐵裝配體440a～440f，即，隧道狀的磁通M從A1點到B1點平行移動是令人滿意的。因此，就會擴(kuò)大侵蝕區(qū)域提高各靶410a～410f的利用效率。
可是，如上述那樣使各靶410a～410f相互接近設(shè)置的情況下，也應(yīng)該相互接近設(shè)置磁鐵裝配體440a～44nf。這時，如圖4(a)所示，如果測量與沿著離開各磁鐵裝配體440a～440f的各磁鐵442、443、444上面隔開規(guī)定間隔的位置的磁鐵裝配體440a～440f的并設(shè)方向相垂直方向的磁場強(qiáng)度Bs和水平方向的磁場強(qiáng)度Bp的話，由于該方向同一極性的外圍磁鐵443、444(例如，磁鐵裝配體440b的外圍磁鐵444和磁鐵裝配體440C的外圍磁鐵443)相互接近而產(chǎn)生磁場干擾，那個地方的磁通密度比位于兩端部的磁鐵裝配體440a、440f外圍磁鐵443、444上方磁通密度提高，破壞磁場均衡。這個狀態(tài)下成膜的話，處理襯底S面內(nèi)的膜厚分布就不可能大致均勻。
在第2實施方案中，如圖3所示，要在并設(shè)的磁鐵裝配體440a～440f的兩側(cè)，設(shè)置各自與鄰接的磁鐵裝配體440a的外圍磁鐵443和磁鐵裝配體440f的外圍磁鐵444極性一致作為磁通密度校正裝置的輔助磁鐵460，在氣缸460的驅(qū)動軸461上安裝支持輔助磁鐵460的支持部461，和磁鐵裝配體440a～440f整體移動。
這種情況下，輔助磁鐵460構(gòu)成和外圍磁鐵443、444同樣，使該輔助磁鐵460與外圍磁鐵443、444之間的間隔D1形成和相互接近的外圍磁鐵之間的間隔D2相同。因此，如圖4(b)所示，磁鐵裝配體440a～440f的兩端磁通密度也提高改善磁場均衡，以至膜厚分布處理襯底S面內(nèi)能夠大致均勻。
還有，在第2實施方案中，雖然說明了有關(guān)用輔助磁鐵460作為磁通密度校正裝置，但是只要并設(shè)磁鐵裝配體的情況能達(dá)到磁場均衡的話，就不應(yīng)限定于此。例如，增大位于并設(shè)的磁鐵裝配體兩外側(cè)的外圍磁鐵寬度尺寸之類，更變磁鐵產(chǎn)生磁通密度大的材料作為磁通密度校正裝置也行。
本實施例中，用圖1中示出的濺射裝置1，作為處理襯底S用玻璃襯底(1000mm×1200mm)，順序用襯底搬運裝置21搬運該玻璃襯底到與靶41對向的位置。用Al作為靶41，按公知的方法制造Al，使其局有1200mm×2000mm的外形尺寸，并和支撐板42接合。而且，設(shè)定靶41與玻璃襯底之間的距離為160mm。這種情況下，因為靶41的外形尺寸很大，在靶41的后方，設(shè)置4個圖1示出的磁鐵裝配體45，隔開規(guī)定間隔平行并設(shè)這些磁鐵裝配體45而構(gòu)成陰極裝配體4。
作為濺射條件，被真空排氣的濺射室11內(nèi)壓力是控制質(zhì)量流量控制器31將作為濺射氣體的氬導(dǎo)入濺射室11內(nèi)使其保持在0.3Pa。而且，投入靶41的功率為130KW，設(shè)濺射時間為60秒。
然后，在上述濺射條件下，順序搬運3片玻璃襯底S1、S2、S3，在各玻璃襯底S1、S2、S3上形成Al膜。這種情況下，最初對玻璃襯底成膜結(jié)束，投入靶41的功率一旦停止以后，把下一個搬運器21上的玻璃襯底S2搬運到與靶41對向位置的時候，要驅(qū)動氣缸46同時使4個磁鐵裝配體45平行移動保持，進(jìn)行了一連串的成膜處理。
(比較例1)作為比較例1，當(dāng)作上述實施例1相同濺射條件，順序把3片玻璃襯底S4、S5、S6搬運到與靶41對向位置并進(jìn)行了對Al的成膜處理。這種情況下，作為磁鐵裝配體45的驅(qū)動裝置變更為能控制位置和速度的電機(jī)，在成膜期間，在沿著靶A1的水平方向的2個位置之間以等速使4個磁鐵裝配體45平行連續(xù)地來回移動。
表1表示在3片玻璃襯底上邊連續(xù)成膜MO膜時的，在沿著處理襯底S的XY方向規(guī)定位置的Al膜膜厚分布。據(jù)此，就比較例1來說，可以知道3片處理襯底S1、S5、S6的膜厚分布不均勻。相反，就實施例1來說，可以知道3片玻璃襯底S1、S2、S3都能得到±8左右穩(wěn)定的Al膜厚分布，均勻形成的。
而且，表2是在3片玻璃襯底上邊連續(xù)形成Al膜時的，計數(shù)異常放電(弧光放電)的次數(shù)。據(jù)此，就比較例1來說，對各玻璃襯底S4、S5、S6的濺射中異常放電次數(shù)各自超過了30次。相反，就實施例1來說，異常放電的次數(shù)和比較例1比較，可以知道大約降低一半。


本實施例中，在上述實施例1的條件方面，在0～200KW的范圍變化投入靶41的功率時的，計數(shù)放電(異常放電)的次數(shù)，將其結(jié)果表示在圖3上。同時，作為比較例2，在上述比較例1的條件方面，在0～200KW的范圍變化投入靶41的功率時的，計數(shù)放電(異常放電)的次數(shù)，并表示在圖5上。這種情況下，線1是實施例2，線2是比較例2。
據(jù)此，比較例2的情況，隨著投入靶41的功率增大，成正比地增加放電次數(shù)，投入功率超過100KW時，放電的次數(shù)就超過了90次。相反，就實施例2來說，盡管增大投入靶41的功率，弧光放電的次數(shù)也沒有極端地增加，一般地說在用于濺射Al的投入功率范圍(50～130KW)內(nèi)，與比較例2比較，放電次數(shù)大約能降低一半。
本實施例中，用圖3中示出的濺射裝置10，用玻璃襯底(1000mm×1250mm)作為處理襯底S，借助于襯底搬運裝置，把該玻璃襯底順序搬運到與并設(shè)的靶410a～410f對向的位置。這種情況下，作為靶410a～410f，采用給In2O3添加10重量％的SnO2的材料，按公知的方法，制造各個靶，使其以200mm×1700mm的外形尺寸有10mm的厚度，各自與支撐板49接合以后，并設(shè)靶410a～410f互相之間的間隔為2mm。把靶410a～410f與玻璃襯底之間的距離設(shè)為160mm。輔助磁鐵460、各外圍磁鐵443、444互相之間的間隔D1、D2設(shè)為170mm。
作為濺射條件，控制氣體導(dǎo)入裝置30的質(zhì)量流量控制器把濺射氣體的氬和作為反應(yīng)氣體的氫、氧導(dǎo)入濺射室11內(nèi)，使得進(jìn)行真空排氣的濺射室11內(nèi)壓力保持在0.7Pa。而且，設(shè)交流電源E1投入靶41的功率為20KW，設(shè)頻率為50Hz。然后，以50Hz的頻率一邊給并設(shè)的各靶410a～410f交替地施加負(fù)電位和正電位或接地電位任一種電位，一邊從0KW到10KW徐徐上升投入功率，進(jìn)行了30秒鐘濺射。
圖6是表示按上述條件在玻璃襯底上形成ITO膜時的膜厚分布圖。按照本實施例3，測定了玻璃襯底面內(nèi)的35點膜厚(圖6里的單位是埃)以后，得到1000?！?和良好的膜厚分布平面均勻性。而且，在上述條件下，敏次把處理襯底S搬運到與靶410a～410f對向的位置，一邊使氣缸460驅(qū)動一邊連續(xù)長時間濺射以后，確認(rèn)了靶410a～410f表面的結(jié)果，確認(rèn)靶410a～410f表面上沒有非侵蝕區(qū)域。
還有，作為比較例3，假設(shè)使用和上述實施例3同樣構(gòu)造的濺射裝置10，按上述均實施例3同樣條件在玻璃襯底S上進(jìn)行成膜。但是，沒有配置作為磁通密度校正裝置的輔助磁鐵460，而且，假設(shè)把汽缸450變更為完成位置和速度控制的電機(jī)，在成膜期間，在沿著靶410a～410f的水平方向2個位置之間以等速平行連續(xù)地來回移動(10mm/sec)各磁鐵裝配體440a～440f。
據(jù)此，就比較例3來說，從0KW徐徐上升到由交流電源E1投入功率直到10KW的時候，確認(rèn)在各靶410a～410f的上方存在激烈的異常放電，不可能連續(xù)成膜。
權(quán)利要求
1.一種濺射方法，用于在與真空室內(nèi)配置的靶對向位置順序搬運處理襯底，在該靶前方形成磁通，同時在靶與處理襯底之間形成電場，產(chǎn)生等離子體對靶進(jìn)行濺射，在處理襯底上成膜，其特征是對處理襯底成膜結(jié)束，在與靶對向的位置搬運下一個處理襯底的時候，使上述磁通相對于靶平行移動并保持，在這種狀態(tài)下成膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射方法，其特征是為了在整個上述靶的范圍內(nèi)得到同樣侵蝕區(qū)域，在至少2處位置之間間歇地進(jìn)行上述磁通平行移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的濺射方法，其特征是每次把處理襯底搬運到與上述靶對向的位置進(jìn)行上述磁通的平行移動。
4.一種濺射裝置，在真空室內(nèi)有靶，靶的后方配置由多個磁鐵構(gòu)成的磁鐵裝配體，使靶的前方形成磁通，同時設(shè)置有向與靶對向的位置順序搬運處理襯底的襯底搬運裝置，其特征是設(shè)置有驅(qū)動上述磁鐵裝配體的驅(qū)動裝置，以便對處理襯底成膜結(jié)束，在向與靶對向的位置搬運下一個處理襯底的時候，保持上述磁通對靶平行移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濺射裝置，其特征是上述靶為多個，在各靶的后方配置至少1個磁鐵裝配體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濺射裝置，其特征是上述驅(qū)動裝置是氣缸或不需要控制的電機(jī)。
7.一種濺射裝置，其特征是具備在真空室內(nèi)隔開規(guī)定間隔并列設(shè)置的多個靶；在各靶的后方分別設(shè)置由多個磁鐵構(gòu)成的磁鐵裝配體，使各靶前方分別形成磁通；和給各靶交替施加負(fù)電位和接地電位或正電位的任一方的交流電源，設(shè)置了整體驅(qū)動上述各磁鐵裝配體的驅(qū)動裝置以便保持上述磁通對靶平行移動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的濺射裝置，其特征是具備順序搬運處理襯底到與上述各靶對向位置的襯底搬運裝置，在對上述處理襯底成膜結(jié)束，搬運下一個處理襯底到與靶對向位置的時候，借助于上述驅(qū)動裝置整體驅(qū)動各磁鐵裝配體。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的濺射裝置，其特征是包括磁通密度校正裝置，在并設(shè)了上述多個磁鐵裝配體的時候，使沿著其并設(shè)方向由各磁鐵所形成的磁通密度大致均勻。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的濺射裝置，其特征是上述磁通密度校正裝置是在并設(shè)的磁鐵裝配體兩側(cè)設(shè)置的輔助磁鐵，由上述驅(qū)動裝置使其與磁鐵裝配體整體平行移動。
全文摘要
現(xiàn)有的磁控管濺射裝置中，在成膜期間，使磁鐵裝配體連續(xù)移動，使靶前方的等離子體搖動，變得容易發(fā)生異常放電。為克服上述問題，本發(fā)明濺射方法及其裝置，對最初處理襯底S成膜結(jié)束，把下一個襯底搬運到與靶對向位置的時候，使靶前方形成的磁通相對靶平行移動并保持，在這種狀態(tài)下成膜。
文檔編號C23C14/35GK1670243SQ20051005636
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月19日
發(fā)明者新井真, 石橋曉, 小松孝, 谷典明, 清田淳也, 太田淳, 中村久三, 中村肇, 田口信一郎, 大石祐一 申請人:株式會社愛發(fā)科