[go: up one dir, main page]

JP2010100880A - マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents

マグネトロンスパッタ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2010100880A
JP2010100880A JP2008271810A JP2008271810A JP2010100880A JP 2010100880 A JP2010100880 A JP 2010100880A JP 2008271810 A JP2008271810 A JP 2008271810A JP 2008271810 A JP2008271810 A JP 2008271810A JP 2010100880 A JP2010100880 A JP 2010100880A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
target holding
columnar
magnetron sputtering
magnet group
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2008271810A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5411481B2 (ja
Inventor
Tadahiro Omi
忠弘 大見
Tetsuya Goto
哲也 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku University NUC
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tohoku University NUC
Tokyo Electron Ltd
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 Tohoku University NUC, Tokyo Electron Ltd filed Critical Tohoku University NUC
Priority to JP2008271810A priority Critical patent/JP5411481B2/ja
Priority to US13/125,472 priority patent/US20110198219A1/en
Priority to PCT/JP2009/067601 priority patent/WO2010047235A1/ja
Publication of JP2010100880A publication Critical patent/JP2010100880A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5411481B2 publication Critical patent/JP5411481B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/568Transferring the substrates through a series of coating stations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/352Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431Constructional details of the reactor
    • H01J37/32733Means for moving the material to be treated
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/345Magnet arrangements in particular for cathodic sputtering apparatus
    • H01J37/3452Magnet distribution
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/17Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F10/00Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells
    • H10F10/10Individual photovoltaic cells, e.g. solar cells having potential barriers
    • H10F10/17Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers
    • H10F10/172Photovoltaic cells having only PIN junction potential barriers comprising multiple PIN junctions, e.g. tandem cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10FINORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F71/00Manufacture or treatment of devices covered by this subclass
    • H10F71/10Manufacture or treatment of devices covered by this subclass the devices comprising amorphous semiconductor material
    • H10F71/107Continuous treatment of the devices, e.g. roll-to roll processes or multi-chamber deposition
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/20Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning
    • H10K71/231Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by etching of existing layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/16Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548Amorphous silicon PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

【課題】短冊形ターゲットを用いるマグネトロンスパッタ法においてスパッタ処理効率ないし生産効率の向上を実現する。
【解決手段】このマグネトロンスパッタ装置10は、被処理基板PL,PRを垂直に立てて移動(通過)させながらスパッタ成膜処理を行う縦型通過式のスパッタ装置であって、単一または共通の磁界発生機構42と、左右対称の双子ターゲット12L,12Rとを備える二枚同時処理型のスパッタ装置として構成されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、スパッタプロセスにマグネトロン放電を利用するマグネトロンスパッタ法に係り、特に短冊形のターゲットを用いるマグネトロンスパッタ装置に関する。
半導体デバイスやフラットパネルディスプレイ(FPD:Flat Panel Display)の製造では、被処理基板(半導体ウエハ、ガラス基板等)上に所定の薄膜を形成する工程とその薄膜をリソグラフィでパターニングしてエッチング加工する工程とが数多く繰り返される。スパッタ法は、ターゲット(薄膜母材)をイオン衝撃でスパッタしてターゲット材料原子を基板上に堆積させる物理的気相成長法(PVD: Physical Vapor Deposition)の薄膜形成技術であり、半導体プロセスで広く用いられている。中でも、マグネトロンスパッタ法が最も実用的でスパッタ法の主流になっている。
マグネトロンスパッタ法は、一般に平行平板型の2極スパッタ装置において、カソード側のターゲットの裏側に磁石を配置して、ターゲットの表側に漏れる磁界を形成する。ここで、漏れ磁界がターゲット表面と平行になる成分を有し、その平行磁界成分がターゲット表面と平行でかつ磁力線と直交する方向でループ状に分布するように、両極性(N極/S極)の磁石を配置する。そうすると、イオンの入射によってターゲット表面からたたき出された二次電子がローレンツ力を受けて上記ループに沿ってサイクロイドの閉じた軌跡を描いて運動しながらターゲット表面付近に束縛され、マグネトロン放電によりスパッタガスのプラズマ化ないしイオン化を促進する。この技法によれば、低い圧力でも大きな電流密度が得られ、低温・高速のスパッタ成膜が可能である。
マグネトロンスパッタ法において、典型的な平行平板型2極スパッタの形態を採る場合は円板形または角板形のターゲットが用いられている。この場合、ターゲット表面に形成される漏れ磁界が静止していると、上記ループつまりプラズマリングと対向する部分でのみ局所的にターゲット表面が侵食されてしまい、ターゲットの有効利用率が低いばかりか、スパッタ成膜の均一性の面でも望ましくない。そこで、プラズマリングがターゲット表面を出来るだけ広い範囲に亘ってなぞるように、ターゲットの裏側で磁石を適宜移動(回転・直進・揺動等)させる機構を設けている。
特許文献1には、比較的細長い角板形つまり短冊形のターゲットを使用し、ターゲット表面の侵食領域をターゲット長手方向で移動させて、ターゲットの利用率および消耗均一性ならびにスパッタ成膜の均一性を向上させたマグネトロンスパッタ装置が開示されている。
このマグネトロンスパッタ装置においては、ターゲットの背後で、ターゲット長手方向と平行に延びる柱状回転軸の外周にN極の板磁石およびS極の板磁石を軸方向に一定の間隔を空けてそれぞれ螺旋状に貼り付けてなる回転磁石群を構成するとともに、ターゲットと略同等の外郭寸法(幅寸法・長さ寸法)を有し、ターゲットの背面に近接した位置でそれら回転磁石群の周囲を取り囲む矩形の枠状固定外周板磁石を設ける。かかる磁界発生機構によれば、ターゲットのおもて面上に螺旋のピッチに略等しい短軸とターゲットの幅寸法に略等しい長軸とを有する略楕円形のプラズマリングを軸方向に並べて多数形成することができる。そして、回転磁石群を柱状回転軸と一体に回転させることにより、それら多数のプラズマリングをターゲット長手方向で移動させるようにしている。
国際公開WO2007/043476
特許文献1で開示されたマグネトロンスパッタ装置においては、上記のような柱状回転軸に取り付けられる回転磁石群とその周囲に配置される固定外周板磁石との磁気的結合の構造上、原理的には、短冊形ターゲットのサイズが、軸方向では特に限界はないが、幅方向では120〜130mm位が限界であるとされている。したがって、一般のFPD用基板はもちろん大口径(たとえば300mm)の半導体ウエハでも、1つの短冊形ターゲットを用いて基板の全面にスパッタ膜を形成するには、ターゲットおよび基板の両者を静止させる方式は使えず、両者を一方向で相対的に移動させて基板の一端から他端までスパッタ成膜の走査を行う方式が採られる。通常は、ターゲット側を固定し、ターゲット正面のスパッタ空間を基板が横切って通過するように基板を移動させるようにしている。
このような走査方式を採ることによって、装置を連続的に動作させ、稼動率を最大限に上げることはできる。しかしながら、FPD製造ラインあるいは半導体製造ラインにおいて、様々な減圧処理装置からなるインラインシステムにマグネトロンスパッタ装置を組み込む場合は、稼動率だけでなく装置1台当たりの生産効率が装置採用の重要な要件になる。すなわち、生産効率が低ければ、それを補うために装置台数を増やす結果、装置コストはもちろんフットプリントが増大するという不利点があり、装置性能の評価は下がる。
本発明は、上記のような従来技術の実状および問題点に鑑みてなされたものであって、マグネトロンスパッタ法におけるスパッタ処理効率ないし生産効率の飛躍的な向上を実現するマグネトロンスパッタ装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の第1の観点におけるマグネトロンスパッタ装置は、1本の柱状回転軸の外周面に所定の配列パターンで取り付けられた複数の板状磁石からなる回転磁石群を含み、前記回転磁石群を前記柱状回転軸と一体に回転駆動する磁界発生機構と、各々が前記回転磁石群に背を向けて前記柱状回転軸と平行に延び、前記柱状回転軸の半径方向で相互に重なり合わないように前記回転磁石群の周囲に設けられる複数のターゲット保持機構と、前記複数のターゲット保持機構のおもて面に対向させて被処理基板をそれぞれ個別に出し入れ可能に収容する減圧可能な複数の処理室と、各々の前記処理室内にスパッタガスを供給するためのガス供給機構と、各々の前記処理室内で前記スパッタガスのプラズマを生成するために、各々前記ターゲットに放電用の電力を供給する電力供給機構とを有し、前記磁界発生機構により前記スパッタガスのプラズマを閉じ込めるための磁界を形成し、前記複数の処理室内でスパッタ処理を可能とする。
上記第1の観点におけるマグネトロンスパッタ装置においては、上記の構成により、単一または共通の磁界発生機構を用いて複数の処理室で複数のターゲットにより複数の基板に同一材質あるいは異種材質の薄膜を同時形成することが可能であり、コンパクトな装置一台で装置二台分のスループットないし生産効率を実現することができる。また、マグネトロン放電特性に最も影響する磁界発生機構が複数の処理室に対して共通であるため、処理室間の機差をなくすことも可能である。
柱状回転軸の周囲に設けられるターゲット保持機構が2つの場合は、それら2つのターゲット保持機構は柱状回転軸を挟んで互いに平行に配置されてよい。
本発明の好適な一態様においては、磁界発生機構が、複数のターゲット保持機構に保持されるターゲットのおもて面上において、柱状回転軸の軸方向に対して交わる方向に延びる円形または楕円形のプラズマリングを形成し、回転磁石群を回転させることによりプラズマリングを柱状回転軸の軸方向と平行に移動させる。
別の好適な一態様においては、磁界発生機構が、回転磁石群の各々を取り囲むようにそれぞれ配置された複数の固定外周板磁石または強磁性体を有する。この場合、好ましくは、回転磁石群を構成する板状磁石が、表面がN極およびS極の一方に磁化されており、表面がN極およびS極の他方に磁化された他の板状磁石または強磁性体と前記柱状回転軸の外周面に沿って帯状に並進しながら巻かれるような配列パターンで前記柱状回転軸に取り付けられる。また、好ましくは、固定外周板磁石は、板厚方向で磁化されており、そのN極またはS極のいずれか一方の磁極がターゲット保持機構と対向するように配置されてよい。
好適な一態様において、回転磁石群を構成する板状磁石は、板厚方向で磁化されており、N極とS極とがそれぞれ帯状に柱状回転軸の外周面に沿って柱状回転軸の軸方向の位置を変化させながら一周するかまたは螺旋状に巻かれるような磁極リングが柱状回転軸の軸方向に一定のピッチで1つまたは複数形成される配列パターンで前記柱状回転軸に取り付けられる。そして、固定外周板磁石は、板厚方向で磁化されており、そのN極またはS極のいずれか一方の磁極が前記ターゲット保持機構と対向するように配置される。
別の好適な一態様においては、電力供給機構が、複数のターゲット保持機構にそれぞれ個別的に電気的に接続される複数の直流電源および/または複数の高周波電源を有する。この場合、好ましくは、電力供給機構より複数のターゲット保持機構にそれぞれ与えられる高周波を相互に隔離するために、複数のターゲット保持機構の背面側の高周波給電部をそれぞれ個別的に覆う電気的に接地された導電体カバーが設けられる。そして、複数のターゲット保持機構がターゲットを背面側から支持する複数の導電性バッキングプレートをそれぞれ有し、各々のターゲットは各対応するバッキングプレートを介して電力供給機構に電気的に接続される。
別の好適な一態様においては、磁界発生機構より複数のターゲット保持機構にそれぞれ与えられる磁界を相互に隔離するために、複数のターゲット保持機構の背面側の磁界空間をそれぞれ個別的に覆う複数の磁性体カバーが設けられる。
別の好適な一態様においては、各々の処理室内で、ターゲット保持機構の正面に設けられるスパッタ空間を基板が横切って通過するように、ターゲット保持機構と平行でかつ柱状回転軸の軸方向と直交する方向に基板を移動させる基板移動機構が備えられる。好ましくは、基板移動機構が基板を重力の方向に略平行な姿勢で移動させるように、装置各部が縦型に配置されてよい。典型的には、柱状回転軸の軸方向が重力の方向に略一致するように、装置各部が配置されてよい。
また、本発明のマグネトロンスパッタ装置は、複数の処理室の間に基板を減圧下で搬送するための搬送室を設けて、搬送室を介して各々の基板を複数の処理室の間で転送し、各々の基板に対して各処理室毎の成膜処理をインラインで連続的に施す構成を採ることができる。
本発明の第2の観点におけるマグネトロンスパッタ装置は、第1の柱状回転軸の外周面に所定の配列パターンで取り付けられた複数の板状磁石からなる第1の回転磁石群を含み、前記第1の回転磁石群を前記第1の柱状回転軸と一体に回転駆動する第1の磁界発生機構と、前記第1の回転磁石群に背を向けて前記第1の柱状回転軸と平行に延び、前記第1の回転磁石群の片側に配置される第1のターゲット保持機構と、前記第1の回転磁石群に背を向けて前記第1の柱状回転軸と平行に延び、前記第1のターゲット保持機構と平行に向かい合って前記第1の回転磁石群の反対側に配置される第2のターゲット保持機構と、前記第1の柱状回転軸から離間してそれと平行に延びる第2の柱状回転軸の外周面に所定の配列パターンで取り付けられた複数の板状磁石からなる第2の回転磁石群を含み、前記第2の回転磁石群を前記第2の柱状回転軸と一体に回転駆動する第2の磁界発生機構と、前記第2の回転磁石群に背を向けて前記第2の柱状回転軸と平行に延び、前記第1のターゲット保持機構と略面一で前記第2の回転磁石群の片側に配置される第3のターゲット保持機構と、前記第2の回転磁石群に背を向けて前記第2の柱状回転軸と平行に延び、前記第3のターゲット保持機構と平行に向かい合い、かつ前記第2のターゲット保持機構と略面一で前記第2の回転磁石群の反対側に配置される第4のターゲット保持機構と、前記第1、第2、第3および第4のターゲット保持機構のおもて面に対向させて被処理基板を出し入れ可能にそれぞれ収容する減圧可能な第1、第2、第3および第4の処理室と、前記第1、第2、第3および第4の処理室内にスパッタガスを供給するためのガス供給機構と、前記第1、第2、第3および第4の処理室内で前記スパッタガスのプラズマを生成するために、前記第1、第2、第3および第4のターゲット保持機構に放電用の電力を供給する電力供給機構とを有し、前記第1の磁界発生機構により第1および第2のターゲット保持機構に対して前記スパッタガスのプラズマを閉じ込めるための磁界を形成して、前記第1および第2の処理室内でスパッタ処理を可能とし、前記第2の磁界発生機構により第3および第4のターゲット保持機構に対して前記スパッタガスのプラズマを閉じ込めるための磁界を形成して、前記第3および第4の処理室内でスパッタ処理を可能とする。
上記第2の観点におけるマグネトロンスパッタ装置においては、第1の磁界発生機構に対する第1および第2の処理室の並列配置と第2の磁界発生機構に対する第3および第4の処理室の並列配置とにより、4つの処理室で4つのターゲットを用いて4枚の基板に同一材質あるいは異種材質の薄膜を同時形成することが可能であるとともに、第1および第3の処理室の直列配置と第2および第4の処理室の直列配置とにより同一基板に対する同種または異種の薄膜の積層形成をスムースに効率よく行うことができる。
本発明の好適な一態様によれば、第1および第3の処理室内で、第1および第3のターゲット保持機構の正面にそれぞれ設けられる第1および第3のスパッタ空間を第1の被処理基板が横切って順次通過するように、第1および第3のターゲット保持機構と平行でかつ第1および第2の柱状回転軸の軸方向と直交する方向に第1の被処理基板を移動させる第1の基板移動機構と、第2および第4の処理室内で、第2および第4のターゲット保持機構の正面にそれぞれ設けられる第2および第4のスパッタ空間を第2の被処理基板が横切って順次通過するように、第2および第4のターゲット保持機構と平行でかつ第1および第2の柱状回転軸の軸方向と直交する方向に第2の被処理基板を移動させる第2の基板移動機構とが設けられる。
本発明の第3の観点におけるマグネトロンスパッタ装置は、1本の柱状回転軸の外周面に所定の配列パターンで取り付けられた複数の板磁石からなる回転磁石群を含み、前記回転磁石群を前記柱状回転軸と一体に回転駆動する磁界発生機構と、各々が前記回転磁石群に背を向けて前記柱状回転軸と平行に延び、前記柱状回転軸の半径方向で相互に重なり合わないように前記回転磁石群の周囲に設けられる複数のターゲット保持機構と、前記複数のターゲット保持機構を一括収容し、被処理基板を出し入れ可能に収容する減圧可能な処理室と、前記複数のターゲット保持機構の中の所望の一つを稼動ターゲット保持機構として前記処理室内に設定された正規スパッタ空間と対向する所定の稼動位置に位置合わせするために、前記複数のターゲット保持機構を前記柱状回転軸の周囲で周回方向に一体的に移動させるインデックス送り機構と、前記処理室内にスパッタガスを供給するためのガス供給機構と、前記正規スパッタ空間で前記スパッタガスを放電させるために、前記処理室内で前記稼動ターゲット保持機構に放電用の電力を供給する電力供給機構とを有し、前記磁界発生機構により前記稼動ターゲット保持機構に対して前記スパッタガスのプラズマを閉じ込めるための磁界を形成し、前記正規スパッタ空間でスパッタ処理を可能とする。
上記第3の観点におけるマグネトロンスパッタ装置においては、複数のターゲット保持機構の中からスパッタ成膜処理に供される稼動ターゲット保持機構をインデックス送り機構により任意に選択ないし切り替えることにより、1つの基板上に異種材質または同種材質の薄膜を連続的にスパッタ成膜することができる。
本発明の好適な一態様においては、処理室内で、複数のターゲット保持機構の中の稼動ターゲット保持機構以外の1つまたは複数のターゲット保持機構と対向する位置にダミースパッタ空間を設け、電力供給機構が、ダミースパッタ空間でスパッタガスを放電させるために、非稼動ターゲット保持機構にも放電用の電力を供給し、磁界発生機構により非稼動ターゲット保持機構に対して前記スパッタガスのプラズマを閉じ込めるための磁界を形成し、ダミースパッタ空間でダミースパッタを可能とする。
好適には、非稼動ターゲット保持機構に保持されるターゲットよりダミースパッタ空間に放出されたスパッタ粒子を受け止めて堆積させるダミースパッタ防着部を設けてよい。
本発明のマグネトロンスパッタ装置によれば、上記のような構成および作用により、マグネトロンスパッタ法におけるスパッタ処理効率ないし生産効率を大幅に向上させることができる。
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。
[第1の実施形態]
図1〜図6につき、本発明の第1の実施形態におけるマグネトロンスパッタ装置を説明する。
図1に、この実施形態におけるマグネトロンスパッタ装置10の構成を示す。 このマグネトロンスパッタ装置10は、被処理基板Pを垂直に立てて(つまり重力の方向に略平行な基板姿勢にして)移動(通過)させながらスパッタ成膜処理を行う縦型通過式のスパッタ装置であって、左右(図1では上下)対称の双子ターゲット12L,12Rを備える二枚同時処理型のスパッタ装置として構成されている。
ここで、図2Aおよび図2Bに、このマグネトロンスパッタ装置10に装着される双頭型スパッタガンの外観構成(特に左右対称性)を模式的に示す。図示のように、1つのスパッタガン・ユニット14の左側面14Lおよび右側面14Rに、短冊形の細長い矩形平板型ターゲット12L,12Rがバッキングプレート16L,16Rに貼り付けられた状態でそれぞれ取り付けられる。両ターゲット12L,12Rは薄膜原料となる任意の材質(金属、絶縁物等)からなり、両者の材質・サイズは同一であっても異なっていてもよい。バッキングプレート16L,16Rは、任意の導電体からなり、通常は銅系の金属を用いる。スパッタガン・ユニット14の内側には、後述するマグネトロン放電用の可動磁石(回転磁石群48)を含む磁界発生機構42(図1)が設けられる。
図1において、スパッタガン・ユニット14の左右両側に減圧可能な真空チャンバ18L,18Rが結合される。これらのチャンバ18L,18Rは、たとえばアルミニウムからなり、電気的に保安接地されており、ターゲット12L,12Rの板面と平行な水平方向(X方向)にまっすぐ延びる廊下状の処理室20L,20Rをそれぞれ形成している。
チャンバ18L,18R内には、模式的に点線で示すように、被処理基板PL,PRをX方向で移動させるための基板搬送路22L,22Rがそれぞれ敷設されている。たとえば、基板PL,PRを垂直姿勢に保持する縦型のトレイ24L,24Rを基板搬送路22L,22R上で移動可能とし、リニアモータ(図示せず)等からなる搬送駆動部が縦型トレイ24L,24Rを基板PL,PRと一体に搬送駆動するようになっている。
両チャンバ18L,18Rの側壁、底壁あるいは天井壁には、スパッタガス供給部26L,26Rからのガス供給管28L,28Rとそれぞれ接続するガス供給口30L,30Rや、排気装置32L,32Rに通じる排気管34L,34Rとそれぞれ接続する排気口36L,36R等が設けられている。また、図示省略するが、両チャンバ18L,18Rの長手方向(X方向)の両端には基板Pを出し入れするための開閉可能な搬入出口が設けられている。
スパッタガン・ユニット14の左右両側面に配置されるバッキングプレート16L,16Rは、矩形枠状の絶縁体38L,38Rを介してチャンバ18L,18Rの内側壁の矩形開口40L,40Rを閉塞するようにそれぞれ取り付けられる。両バッキングプレート16L,16Rには、図示省略するが、チラー装置等より循環供給される冷却媒体を流すための通路が形成されている。
両バッキングプレート16L,16Rの裏側スペース、つまり両者(16L,16R)の間のスペースに、両ターゲット12L,12Rのおもて面上にマグネトロン放電用の漏れ磁界を形成するための磁界発生機構42が設けられている。この磁界発生機構42は、1本の柱状回転軸44の外周面に所定の配列パターンで取り付けられた複数の板状磁石46からなる回転磁石群48と、この回転磁石群48を柱状回転軸44と一体に回転駆動する回転駆動部(図示せず)と、回転磁石群48の中の一部の磁石との間で両ターゲット12L,12Rのおもて面上に漏れ磁界の一部を形成するための固定外周板磁石50L,50Rとを有する。磁界発生機構42の各部の構成および作用は後に詳述する。
バッキングプレート16L,16Rの裏面には、ターゲット12L,12Rの背面側の磁界空間をそれぞれ個別的に覆う筒状の磁性体カバー52L,52Rが取り付けられている。これらの磁性体カバー52L,52Rは、磁界発生機構42より両ターゲット12L,12Rにそれぞれ与えられる磁界を内側に閉じ込めて相互に隔離するとともに、周囲の外部磁界からの影響を防止(遮断)するための磁気シールドとして機能する。
さらに、磁界発生機構42からみて磁性体カバー52L,52Rの外側で、放電用の電力を導入するための給電路または伝送路を構成するたとえばアルミニウムからなる筒状の給電体54L,54Rがバッキングプレート16L,16Rの裏面にそれぞれ取り付けられている。
放電用の電力を供給する電力供給機構56は、左右の両ターゲット12L,12Rに対してそれぞれ専用の高周波/直流電源を備えている。
第1の高周波電源58Lは、整合器60L、給電線62Lおよび給電体54Lを介して左側のバッキングプレート16Lに電気的に接続されている。第1の直流電源64Lも、給電線62Lおよび給電体54Lを介して左側バッキングプレート16Lに電気的に接続されている。ターゲット16Lが誘電体であるときは、高周波電源58Lのみが使用される。ターゲット16Lが金属であるときは、直流電源64Lのみが使用され、あるいは直流電源64Lと高周波電源58Lが併用される。
第2の高周波電源58Rは、整合器60R、給電線62Rおよび給電体54Rを介して右側のバッキングプレート16Rに電気的に接続されている。第2の直流電源64Rも、給電線62Rおよび給電体54Rを介して右側のバッキングプレート16Rに電気的に接続されている。ターゲット16Rが誘電体であるときは、高周波電源58Rのみが使用される。ターゲット16Rが金属であるときは、直流電源64Rのみが使用され、あるいは直流電源64Rと高周波電源58Rが併用される。
また、磁界発生機構42からみて筒状給電体54L,54Rの外側でチャンバ18L,18Rに導電体カバー66が取り付けられている。この導電体カバー66は、左右の筒状給電体54L,54Rの間に、さらには左右の磁性体カバー52L,52Rの間に割り込むように延びている。この導電体カバー66は、たとえばアルミニウムからなり、チャンバ18L,18Rを介して電気的に接地されており、電力供給機構56より両ターゲット12L,12Rにそれぞれ与えられる高周波を相互に隔離するように機能する。
両チャンバ18L,18R内において、両ターゲット12L,12Rの正面にスパッタ空間68L,68Rがそれぞれ設定されるとともに、スパッタ空間68L,68RをX方向に横切って通過する基板PL,PRの被処理面上のスパッタ領域を所望の形状・サイズに限定するためのスリット70L,70Rがそれぞれ設けられる。スリット70L,70Rを形成する板体72は、たとえばアルミニウム等の導体からなり、物理的かつ電気的にチャンバ18L,18Rに結合されており、基板PL,PRが電気的にフローティング状態にあってもプラズマを効率よく励起させるためのグランドプレートとしての機能も有している。
図3に、磁界発生機構42を構成する柱状回転軸44、回転磁石群48およびこれを構成する多数の板磁石46、固定外周板磁石50L(50R)、常磁性体74L(74R)について、その鳥瞰図とバッキングプレート16L(16R)側から除き見た状態の平面図を示す。
柱状回転軸44は、たとえばNi-Fe系高透磁率合金からなり、図示しない伝動機構を介してモータに接続され、所望の回転数(たとえば600rpm)で回転駆動されるようになっている。
柱状回転軸44の外周面は多角形たとえば正八角形となっており、八面体の各面に菱形の板磁石46が所定の配列で多数取り付けられている。これらの板磁石46には、残留磁束密度が1.1T程度のSm-Co系焼結磁石あるいは残留磁束密度が1.3T程度のNd-Fe-B系焼結磁石を好適に使用できる。板磁石46はその板面の垂直方向(板厚方向)に磁化されており、柱状回転軸44に螺旋状に貼り付けられて複数の螺旋を形成し、柱状回転軸44の軸方向に隣り合う螺旋同士が柱状回転軸44の径方向外側に互いに異なる磁極、すなわちN極とS極を形成している。いわば、帯状のN極と帯状のS極とが共通の柱状回転軸44の外周面に沿って並進しながら螺旋状に巻かれた構造になっている。
固定外周板磁石50L(50R)は、ターゲット12L(12R)に近接した位置で回転磁石群48を取り囲むように矩形の枠状に形成されており、ターゲット12L(12R)あるいはバッキングプレート16L(16R)と対向する側の面がS極で反対側の面がN極になっている。この固定外周板磁石50L(50R)も、たとえばNd-Fe-B系焼結磁石で構成されてよい。
上記のように柱状回転軸44に多数の板磁石46を螺旋状に配置した場合、図4の(a)に示すように、近似的にはターゲット12L(12R)側と対向する面で帯状に延びる板磁石46のN極の周りを付近の他の板磁石46および固定外周板磁石50L(50R)のS極が囲んでいる。これにより、板磁石46のN極から出た磁力線の一部は、曲線を描いて、バッキングプレート16L(16R)2を貫通してターゲット12L(12R)のおもて面上にいったん抜け出た後、そこから反対方向にバッキングプレート16L(16R)を通り抜けて付近のS極で終端する。ここで、ターゲット12L(12R)おもて面上の漏れ磁界の中の水平成分が二次電子をローレンツ力で補足するのに寄与する。
かかる構成の磁界発生機構42によれば、ターゲット12L(12R)のおもて面上に、図4の(a),(b)に点線で示すような楕円ループ状のパターン76に二次電子ないしプラズマを閉じ込めて、同形状のプラズマリング76を軸方向に並べて多数生成することができる。これらのプラズマリング76は、固定外周板磁石50L(50R)の幅寸法に応じた長軸と螺旋ピッチに応じた短軸とを有する。したがって、ターゲット12L(12R)の幅寸法に応じて固定外周板磁石50L(50R)の幅寸法を選定することで、プラズマリング76の長軸がターゲットの一端から他端までカバーするサイズに調整できる。そして、柱状回転軸44を回転駆動することにより、その回転方向および回転速度に応じた進行方向および進行速度で各プラズマリング76を軸方向つまりターゲット長手方向で移動させることができる。
なお、ターゲット12L(12R)側から見て固定外周板磁石50L(50R)の背面には同形の固定外周常磁性体74L(74R)が取り付けられ、この固定外周常磁性体74L,74Rは常磁性体からなる板状のジョイント78L,78Rを介してバッキングプレート16L(16R)ないし磁性体カバー52L(52R)に接続されている。固定外周板磁石50L(50R)の背面(N極)から出た磁力線は固定外周常磁性体74L(74R)に入り、外部に拡散しないようになっている。
図5に、回転磁石群48の別の構成例を示す。この構成例の回転磁石群48は、N極とS極とがそれぞれ帯状に柱状回転軸44の外周面に沿って柱状回転軸44の軸方向の位置を変化させながら一周するような磁極リング80が柱状回転軸44の軸方向に一定のピッチで多数形成される配列パターンで、多数の板磁石46を柱状回転軸44の外周面に貼り付けている。
より詳細には、柱状回転軸44の軸方向に隣り合う磁極リング(リング状板磁石群)80同士がおもて面側の磁極を逆極性(N極,S極)としており、柱状回転軸44の周回方向で一周する間に各磁極リング80の軸方向の位置が所定のパターンで変化している。
図5の(b)に、柱状回転軸44の表面および回転磁石群48の展開図を示す。図示のように、各々の磁極リング80は、柱状回転軸44の周回方向に沿って軸方向に変位し、180°で所定量(たとえば1ピッチ分)変位し、360°で元の位置に戻るパターンとなっている。
この構成例においては、回転磁石群48を柱状回転軸44と一緒に一方向(たとえば時計回り)に回転させると、ターゲット12L(12R)のおもて面上でプラズマリング76がターゲット長手方向に往復運動(揺動)する。
なお、この実施形態の磁界発生機構42において、回転磁石群48を構成するN極螺旋部(あるいはN極リング)とS極螺旋部(あるいはS極リング)との間で幅サイズやピッチを異ならせる構成も可能である。
なお、磁界発生機構42において、固定外周板磁石50L(50R)を強磁性体で構成することも可能であり、常磁性体74L(74R)を他の磁性体たとえば強磁性体に置き換える構成も可能である。
次に、このマグネトロンスパッタ装置の全体的な動作を説明する。このマグネトロンスパッタ装置を稼動させるときは、スパッタガス供給部26L,26Rよりスパッタガス(たとえばArガス)を所定の流量で気密状態のチャンバ18L,18R内に導入し、排気装置32L,32Rによりチャンバ18L,18R内の圧力を設定値にする。さらに、高周波電源58L,58Rおよび/または直流電源64L,64Rをオンにして、所定周波数(たとえば13.56MHz)の高周波および/または直流電圧を所定のパワーでカソードの両ターゲット12L,12Rにそれぞれ印加する。
また、スパッタガン・ユニット14内の磁界発生機構42をオンにして、ターゲット12L,12Rのおもて面付近にマグネトロン放電によって生成されるプラズマをリング状に閉じ込め、かつリング状のプラズマ(プラズマリング)を所定方向(ターゲット長手方向つまりZ方向)で移動させる。プラズマリングからのイオンの入射によってターゲット12L,12Rのおもて面からそれぞれスパッタ粒子が放出される。
一方、チャンバ18L,18R内では、縦型トレイ24L,24Rが基板PL,PRを垂直姿勢に保持して基板搬送路22L,22RをX方向に移動し、基板PL,PRがスパッタ空間68L,68RをX方向に横切って通過する。これにより、ターゲット12L,12Rから放出されてスリット70L,70Rを通り抜けたスパッタ粒子は、スパッタ空間68L,68Rを通過する基板PL,PRの被処理面に入射してそこに堆積する。
このような走査方式によりX方向で基板PL,PRの一端から他端までスパッタ成膜が同時に施され、基板PL,PRの被処理面全体に同時に薄膜が形成される。上記したようにターゲット12L,12Rの材質は各々独立に選定可能であり、一台の装置で2枚の基板PL,PR上に同一材質あるいは異種材質の薄膜を同時形成することができる。
また、マグネトロン放電特性に最も影響する磁界発生機構42が左右のチャンバ18L,18Rに対して共通であるため、チャンバ18L,18R間の機差をなくすことも可能である。
なお、左右のチャンバ18L,18R内の搬送路22L,22R上で基板PL,PRを移動させる向きを互いに逆にすることも可能である。
上述したように、この実施形態のマグネトロンスパッタ装置は、略直方体形状を有する単一のスパッタガン・ユニット14の相対向する2面(左側面/右側面)に双子ターゲット12L,12Rを備え、スパッタガン・ユニット14の左右両側で2枚の基板Pi,Pj上に同一材質あるいは異種材質の薄膜を同時形成することが可能であり、コンパクトな装置構造でありながら、装置一台で装置二台分のスループットないし生産効率を実現することができる。
この実施形態の一応用例として、図6に示すように、基板Pi,Pjの移動方向(X方向)に沿って複数台のスパッタガン・ユニット14(1),14(2),・・を一列または直列に配置する構成により、本発明による生産効率の倍増効果を一層高めることができる。
[第2の実施形態]
次に、図7〜図9につき、本実施形態のマグネトロンスパッタ装置10の好適な一適用例として有機ELディスプレイ製造用のインラインシステムを説明する。
図7に示すように、このインラインシステムは、一方向(X方向)に左右2列で、一対のローダ100L,100R、一対のクリーニング装置102L,102R、一対の多層式有機層蒸着装置104L,104R、一対のLi蒸着装置106L,106R、一対の第1横/縦姿勢変換装置108L(1),108R(1)、縦型の第1マグネトロンスパッタ装置10(1)、一対の第1縦/横姿勢変換装置110L(1),110R(1)、一対のエッチング装置112L,112R、一対の第1封止膜CVD(Chemical Vapor Deposition)装置114L(1),114R(1)、一対の第2横/縦姿勢変換装置108L(2),108R(2)、縦型の第2マグネトロンスパッタ装置10(2)、一対の第2縦/横姿勢変換装置110L(2),110R(2)、一対の第2封止膜CVD装置114L(2),114R(2)および一対のアンローダ116L,116Rをこの順に並べて配置している。
上記ライン上の装置群の中で、初段のローダ100L,100Rは、大気圧の下で未処理の基板PL,PRを導入し、室内を大気圧状態から減圧状態にしたうえで、基板PL,PRを後段のクリーニング装置102L,102Rへ送る。クリーニング装置102L,102Rから第2封止膜CVD装置114L(2),114R(2)までの装置は、いずれも減圧処理装置または減圧姿勢変換装置である。最後段のアンローダ116L,116Rは、減圧下で処理済の基板PL,PRを第2封止膜CVD装置114L(2),114R(2)から受け取り、室内を減圧状態から大気圧状態にしたうえで、基板PL,PRを大気圧下の外に搬出する。
なお、図7において、PLは左側のプロセスライン(100L〜116L)上で一連の処理を受ける基板を示し、PRは右側のプロセスライン(100R〜116R)上で一連の処理を受ける基板を示す。
図8および図9につき、このインラインシステムにおける有機ELディスプレイの製造工程を説明する。
先ず、ローダ100L,100Rに搬入される基板PL,PRは、たとえばガラスなどの透明な板材またはシート等からなり、図8の(a)に示すように、その素子形成面120上に、ITO(Indium Tin Oxide)などの透明な導電性材料からなる陽電極122と、後の工程で形成される陰電極122の引き出し線124とを予め形成している。
基板PL,PRは、水平な姿勢でローダ装置100L,100Rに搬入され、水平姿勢を保ったまま隣室のクリーニング装置102L,102Rで被処理面をたとえばドライクリーニング法でクリーニングされる。
次に、基板PL,PRは多層式有機層蒸着装置104L,104Rの室内で水平姿勢を保ったままX方向に搬送され、その間に蒸着法により基板上に有機層が多層(たとえば6層)に重ねて形成される。すなわち、図8の(b)に示すように、陽電極122、引き出し線124および基板PL,PRの素子形成面120の露出部を覆うように、発光層(有機EL層)を含む6層の有機層126が形成される。なお、この蒸着処理にあたっては、マスクは用いず、実質的に基板の全面に有機層126を被着する。
また、この蒸着プロセスは、基板PL,PRの被処理面を上に向けて、つまりフェースアップで行われる。このフェースアップ方式の蒸着を行うために、多層式有機層蒸着装置104L,104Rは、気体からなる成膜原料ガスを先ず基板P上まで輸送し、基板PL,PR上からその成膜原料ガスを供給するように構成されている。
基板PL,PRは、有機層蒸着装置104L,104Rで多層構造の有機層126を全面被着された後、Li蒸着装置106L,106Rに移され、そこで有機層126の上に仕事関数調整層として機能するLi膜(図示せず)を蒸着法で被着される。その後、基板PL,PRは、第1横/縦姿勢変換装置108L(1),108R(1)内で水平姿勢から垂直姿勢に変わり、本実施形態による第1の縦型マグネトロンスパッタ装置10(1)へ送られる。
このマグネトロンスパッタ装置10(1)では、たとえばパターンマスクを用いたスパッタリング法により、図8の(c)に示すように、たとえばAg膜からなる陰電極128が基板PL,PR上に形成される。
次いで、基板PL,PRは、第1縦/横姿勢変換装置110L(1),110R(1)内で垂直姿勢から水平姿勢に変わり、水平姿勢でエッチング装置112L,112Rに搬入される。エッチング装置112L,112Rは、パターニングされている陰電極128をマスクにして、たとえばプラズマエッチング法により有機層126をエッチング加工して、図9の(d)に示すように、有機層126をパターニングする。このエッチング工程は、基板PL,PRの被処理面を上に向けてフェースアップで行われてよい。
次に、基板PL,PRは第1封止膜CVD装置114L(1),114R(1)に移され、そこでパターンマスクを用いたCVD法によりフェースアップで基板PL,PR上に保護膜が形成される。すなわち、図9の(e)に示すように、陽電極122の一部と、有機膜126および陰電極128を覆うように、たとえば窒化シリコン(SiN)からなる絶縁性の保護膜130がパターニング形成される。
次に、基板PL,PRは、第2横/縦姿勢変換装置108L(2),108R(2)内で水平姿勢から垂直姿勢に変わり、本実施形態による第2の縦型マグネトロンスパッタ装置10(2)に搬入される。
このマグネトロンスパッタ装置10(2)では、たとえばパターンマスクを用いたスパッタリング法により、図9の(f)に示すように、陰電極128と引き出し線124とを当該開口部を介して電気的に接続する接続線132がパターニング形成される。
次いで、基板PL,PRは、第2縦/横姿勢変換装置110L(2),110R(2)内で垂直姿勢から水平姿勢に変わり、水平姿勢で第2封止膜CVD装置114L(2),114R(2)に搬入される。第2封止膜CVD装置114L(2),114R(2)では、パターンマスクを用いたCVD法によりフェースアップで基板PL,PR上に保護膜が形成される。すなわち、図9の(g)に示すように、接続線132と引き出し線124の一部を覆うように、たとえば窒化シリコン(SiN)からなる絶縁性の保護膜134が形成される。
これで、このインラインシステムにおける一連の処理工程が終了し、処理済の基板PL,PRはアンローダ116L,116Rより搬出される。
上記のように、このインラインシステムでは、2台の縦型マグネトロンスパッタ装置10(1),10(2)がそれぞれ左右2列のプロセスライン上で同時に稼動し、各々一台で2台分の働きをしている。
また、たとえば、実施形態のマグネトロンスパッタ装置10の1台当たりのタクトタイムが他の処理装置の1台当たりのタクトタイムよりも著しく短い場合は、タクトタイムを揃えるようにプロセスラインのレイアウトを変形することができる。たとえば、有機層成膜処理部における基板P一枚分の有機層成膜処理に要する時間が6分であり、マグネトロンスパッタ装置10における基板P一枚分のスパッタ成膜処理に要する時間が3分であるとする。この場合は、有機層成膜処理部を並列に4ライン設け、それら4ラインに対してマグネトロンスパッタ装置10を1台で済ますことができる。
また、実施形態のマグネトロンスパッタ装置10は、基板Pを垂直(起立)姿勢にして成膜処理を行うため、この点でもフットプリントが小さくなっており、さらにはスパッタガン・ユニット14内部(特に磁界発生機構42)に容易にアクセス可能であり、メンテナンス性もすぐれている。さらに、大型基板の反り量の管理も容易であり、大型基板を用いる有機ELディスプレイの生産性が向上するという利点もある。
[第3の実施形態]
図10に、本実施形態のマグネトロンスパッタ装置10を含む有機ELディスプレイ製造用のインラインシステムの別のレイアウトを示す。
このシステムは、各一台のローダ100、クリーニング装置102、第1横/縦姿勢変換装置108(1)、縦型のマグネトロンスパッタ装置10(特に右側チャンバ18R)、第1縦/横姿勢変換装置110(1)、多層式有機層蒸着装置104をこの順にX方向の一方の向きに一列に並べて配置するとともに、矢印140で示すように折り返して、X方向の逆の向きにLi蒸着装置106、第2横/縦姿勢変換装置108(2)、マグネトロンスパッタ装置10(特に左側チャンバ18L)、第2縦/横姿勢変換装置110(2)、・・、アンローダ116をこの順に一列に並べて配置している。
このシステムにおいては、ITO膜の無い基板Pをローダ100に搬入し、マグネトロンスパッタ装置10の右側チャンバ18Rでパターンマスクを用いて基板P上にITO膜122を形成する。この場合、右側ターゲット12R(図1)の母材にはITOが用いられる。
次いで、第1縦/横姿勢変換装置110(1)で基板Pの姿勢を垂直から水平に変えて、多層式有機層蒸着装置104で多層構造の有機層を形成する。次いで、基板反転装置(図示せず)により矢印140で示すように基板Pの向きを反転してから、Li蒸着装置106で多層構造の有機層およびLi層を基板P上に順次形成する。そして、第2横/縦姿勢変換装置108(2)で基板Pの姿勢を水平から垂直に変え、マグネトロンスパッタ装置10の左側チャンバ18Lでパターンマスクを用いて基板P上にAg陰電極128を形成する。この場合、左側ターゲット12L(図1)の母材にはAgが用いられる。
このように、このシステムでは、1台のマグネトロンスパッタ装置10において、ITO膜形成のスパッタ処理とAg陰電極形成のスパッタ処理とを各基板Pに対しては異なる工程で、異なる基板P,Pに対しては並列的または同時的に施すことができる。
[第4の実施形態]
図11に、本実施形態のマグネトロンスパッタ装置10を含む有機ELディスプレイ製造用のインラインシステムの別のレイアウトを示す。
このシステムでは、縦型マグネトロンスパッタ装置10の右側チャンバ18Rで基板P上に陰電極128としてAg膜を形成し、次いで基板反転装置(図示せず)により矢印142で示すように基板Pの向きを反転してから、マグネトロンスパッタ装置10の左側チャンバ18Lで上記Ag膜上にAl膜を積層形成する。このように別々のスパッタ成膜室(18R,18L)でAg/Alの多層膜を形成するほうが、1つのスパッタ室で積層成膜するよりもはっきりと層の分かれた多層膜を形成することができる。
[第5の実施形態]
次に、図12および図13につき、本実施形態のマグネトロンスパッタ装置10を太陽電池製造用のインラインシステムに適用した実施形態について説明する。
図12に示すように、このインラインシステムは、一方向(X方向)に左右2列で、一対のローダ150L,150R、一対の第1横/縦姿勢変換装置152L(1),152R(1)、第1、第2および第3の縦型マグネトロンスパッタ装置10(1),10(2),10(3)、一対の第1縦/横姿勢変換装置154L(1),154R(1)、一対の第1エッチング装置156L(1),156R(1)、一対の第2横/縦姿勢変換装置152L(2),152R(2)、第4および第5の縦型マグネトロンスパッタ装置10(4),10(5)、一対の第2縦/横姿勢変換装置154L(2),154R(2)、一対の第2エッチング装置156L(2),156R(2)、一対の封止膜CVD装置158L,158Rおよび一対のアンローダ160L,160Rをこの順に並べて配置している。
上記ライン上の装置群の中で、第1横/縦姿勢変換装置152L(1),152R(1)から封止膜CVD装置158L,158Rまでの装置はいずれも減圧処理装置または減圧姿勢変換装置である。
図12において、PLは左側のプロセスライン(150L〜160L)上で一連の処理を受ける基板を示し、PRは右側のプロセスライン(150R〜160R)上で一連の処理を受ける基板を示す。
図13につき、このインラインシステムにおける太陽電池の製造工程を説明する。
先ず、ローダ150L,150Rに搬入される基板PL,PRは、たとえばガラスなどの透明な板材またはシートからなり、図13の(a)に示すように、ガラス基板162の素子形成面上に、たとえばGe添加のZnOからなる透明導電膜164を予め形成している。
基板PL,PRは、水平な姿勢でローダ装置150L,150Rに搬入された後、隣室の第1横/縦姿勢変換装置152L(1),152R(1)内で水平姿勢から垂直姿勢に変わり、次いで第1、第2および第3のマグネトロンスパッタ装置10(1),10(2),10(3)で立て続けにスパッタ成膜処理を受ける。図13の(b)に示すように、第1のマグネトロンスパッタ装置10(1)ではp型の非晶質シリコン層166pが形成され、第2のマグネトロンスパッタ装置10(2)では真性(i型)の非晶質シリコン層166iが形成され、第3のマグネトロンスパッタ装置10(3)ではn型の非晶質シリコン層166nが形成される。こうして積層形成されたpin構造の非晶質シリコン層(166p,166i,166n)は発電層を構成する。
次いで、基板PL,PRは、第1縦/横姿勢変換装置154L(1),154R(1)内で垂直姿勢から水平姿勢に変わり、水平姿勢で第1エッチング装置156L(1),156R(1)に搬入される。第1エッチング装置156L(1),156R(1)は、図13の(c)に示すように、たとえばレーザエッチングによって発電層(166p,166i,166n)にコンタクトホール168を開ける。
次いで、基板PL,PRは、第2横/縦姿勢変換装置152L(1),152R(1)内で水平姿勢から垂直姿勢に変わり、次いで第4および第5のマグネトロンスパッタ装置10(4),10(5)で立て続けにスパッタ成膜処理を受ける。図13の(d)に示すように、第4のマグネトロンスパッタ装置10(4)では低仕事関数金属として機能するMg膜170が形成され、第5のマグネトロンスパッタ装置10(5)ではAl電極172が形成される。その際、コンタクトホール168にAlが埋め込まれる。
次いで、基板PL,PRは、第2縦/横姿勢変換装置154L(2),154R(2)内で垂直姿勢から水平姿勢に変わり、水平姿勢で第2エッチング装置156L(2),156R(2)に搬入される。第2エッチング装置156L(2),156R(2)は、図13の(e)に示すように、たとえばレーザエッチングによって電極層(170,172)および発電層(166p,166i,166n)を貫通する素子分離およびパッシベーション用の溝174を形成する。
次いで、基板PL,PRは、水平姿勢のまま第2封止膜CVD装置114L(2),114R(2)に搬入される。第2封止膜CVD装置114L(2),114R(2)では、図13の(f)に示すように、基板PL,PRの表面を覆うように、たとえば窒化シリコン(SiN)からなる絶縁性の保護膜176が形成される。その際、溝174にも絶縁膜176が埋め込まれる。
これで、このインラインシステムにおける一連の処理工程が終了し、処理済の基板PL,PRはアンローダ160L,160Rより大気圧下の外へ搬出される。
上記のように、この太陽電池製造用のインラインシステムでも、5台の縦型マグネトロンスパッタ装置10(1)〜10(5)がいずれも左右2列のプロセスライン上で同時に稼動し、各々一台で2台分の働き(全体では5台で10台分の働き)をしており、スループットの大幅な向上が図られている。
上記の例はシングル接合型の太陽電池に係るものであったが、本発明は多接合型(タンデム)型の太陽電池にも適用可能である。
たとえば、図14に示すタンデム型太陽電池の発電層は、下から順に、それぞれpin構造の非晶質シリコン層180pin,微結晶シリコンゲルマニウム層182pinおよび微結晶ゲルマニウム層184pinを積層形成しており、計9層の半導体薄膜からなる。これら3種類のpin接合体180pin,182pin,184pinの禁制帯幅または光吸収スペクトルは異なり、太陽光のエネルギーをより無駄なく電力に変換することができる。
この場合、図12と同様のレイアウトを採るインラインシステムは、9層構造の発電層を形成するために9台の縦型マグネトロンスパッタ装置10(1)〜10(9)を直列配置して、各々に左右2列のプロセスライン上で同時に稼動させてよい。また、2層構造の上部電極層(170,172)を形成するために、上記の例と同様に2台の縦型マグネトロンスパッタ装置10(10)〜10(11)を直列配置して、各々に左右2列のプロセスライン上で同時に稼動させてよい。したがって、システム全体では、11台の縦型マグネトロンスパッタ装置10(1)〜10(11)に22台分の働きをさせることが可能であり、シングル接合型以上にスループットの大幅な向上が図れる。
[第6の実施形態]
図15に、上記シングル接合型太陽電池製造用のインラインシステム(図12)の一変形例を示す。
このインラインシステムは、ローダ150、第1横/縦姿勢変換装置152(1)、縦型の第1、第2および第3マグネトロンスパッタ装置10(1),10(2),10(3)(特にそれぞれの右側チャンバ18R)、第1縦/横姿勢変換装置154(1)、第1エッチング装置156(1)をこの順にX方向の一方の向きに一列に並べて配置するとともに、矢印186で示すように折り返して、X方向の逆の向きに第2縦/横姿勢変換装置154(2)、第1、第2および第3マグネトロンスパッタ装置10(1),10(2),10(3)(特にそれぞれの左側チャンバ18L)、第2エッチング装置156(2)、封止膜CVD装置158およびアンローダ160をこの順に一列に並べて配置している。
往路のプロセスラインでは、第1、第2および第3マグネトロンスパッタ装置10(1),10(2),10(3)のそれぞれの右側チャンバ18Rで、単一の発電層を構成するためのp型の非晶質シリコン層166p、真性(i型)の非晶質シリコン層166iおよびn型の非晶質シリコン層166nがそれぞれ形成される。
復路のプロセスラインでは、第3マグネトロンスパッタ装置10(3)の左側チャンバ18Lで低仕事関数金属のMg膜170が形成され。第2および第1マグネトロンスパッタ装置10(2),10(1)の左側チャンバ18L.18LでAl電極172が形成される。
なお、マグネトロンスパッタ装置10で形成されるべき一層分の膜厚が比較的大きくて薄膜形成に比較的長い時間を要する場合は、この実施形態あるいは図6のような直列接続のマルチユニット構造を採ることによって1台当たりのタクトタイムを短縮化することができる。
[第7の実施形態]
図16に、別の実施形態におけるマグネトロンスパッタ装置190の構成を示す。
このマグネトロンスパッタ装置190は、磁界発生機構42を取り囲むように複数個たとえば4個のターゲット12A,12B,12C,12Dを一体的な多面体(四面体)に組み立て、このターゲット組立体を磁界発生機構42の柱状回転軸44の回りに周回(θ)方向でインデックス送りできる構成を有している。
このマグネトロンスパッタ装置190においては、4個のターゲット12A,12B,12C,12Dの中のいずれか1つを任意に選択してスパッタ処理空間68に臨ませ(基板Pに対向させ)、スパッタ成膜に供することができるとともに、インデックス送りによって別のターゲットに任意に切り替えることもできる。したがって、たとえば、1枚の基板Pに対し、稼動ターゲットとして最初にAlターゲット12Aを選んでAl層を形成し、次いでインデックス送りによりTiターゲット12Bに切り替えて上記Al層の上にTi層を積層形成するといった使い方が可能である。このように稼動ターゲットをインデックス送りで切り替えることにより、異種材質または同種材質の薄膜を連続的にスパッタ成膜することができる。
ターゲット12A,12B,12C,12Dは、誘電体のフレーム材192を介して連結されているバッキングプレート16A,16B,16C,16Dにそれぞれ結合されている。バッキングプレート16A,16B,16C,16Dには、個別の電源(電力供給機構)56A,56B,56C,56Dがスイッチ194A,194B,194C,194Dを介して電気的に接続されている。
ハウジング196は、たとえばアルミニウムからなり、スパッタ処理空間68に臨む面(図の下面)が開口しており、電気的に接地されている。ハウジング196の室内およびスパッタ処理空間68は減圧状態に保たれており、スパッタガス供給部26よりスパッタガス(たとえばArガス)が供給される。
通常の使い方において、たとえばターゲット12Aが稼動ターゲットに選ばれているときは、スパッタ処理中にスイッチ194Aだけがオンして、他のスイッチ194B,194C,194Dはすべてオフ状態に置かれ、非稼動ターゲット12B,12C,12Dに電力は供給されない。
しかし、使い方の1つとして、非稼動ターゲット12B,12C,12Dのいずれかにも電力を投入して、ハウジング196の内壁196aに向けてダミーのスパッタをさせることも可能である。たとえば、部品交換されたばかりの新規ターゲットの表面が酸化している場合は、ダミースパッタによってその酸化膜を除去することが可能であり、このクリーニングの後にスパッタ成膜処理に正式使用してよい。
このように、ハウジング196の室内をダミースパッタ空間に利用することができる。ハウジング196の内壁196aは、ダミースパッタによって付着して膜が剥がれないように適度な粗面に形成されてよい。あるいは、ハウジング196の内壁196aに防着板(図示せず)を着脱可能に取り付けてもよい。
なお、スパッタ成膜処理中に、基板Pは固定式でスパッタ処理空間68内で静止していてもよく、あるいは走査式でスパッタ処理空間68を通過移動してもよい。
[他の実施形態]
以上好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
たとえば、上記した実施形態におけるマグネトロンスパッタ装置は基板を垂直に起てた姿勢でスパッタ処理を行う縦型装置であったが、基板を他の姿勢たとえば水平に寝かせた姿勢でスパッタ処理を行う横型装置に構成することも可能である。
また、ターゲットの侵食状態に依らずにターゲット表面の磁場強度が一定に維持されるように、ターゲットと磁界発生機構(特に回転磁石)との距離を一定に保つ機構(たとえば各ターゲット保持機構を独立に変位させる機構)を設けてもよい。
本発明の第1の実施形態におけるマグネトロンスパッタ装置の構成を示す略断面図である。 実施形態におけるマグネトロンスパッタ装置に組み込まれるスパッタガン・ユニットの(主に左側面の)概観構成を示す斜視図である。 実施形態におけるマグネトロンスパッタ装置に組み込まれるスパッタガン・ユニットの(主に右側面の)概観構成を示す斜視図である。 実施形態のマグネトロンスパッタ装置における磁界発生機構の主要部についてその鳥瞰図とターゲット側から矢視した図である。 実施形態のマグネトロンスパッタ装置におけるプラズマリング生成領域を示す斜視図である。 実施形態のマグネトロンスパッタ装置における回転磁石群の別の構成例を示す図である。 実施形態のマグネトロンスパッタ装置において複数のスパッタガン・ユニットを一列に並べる構成の一例を模式的に示す図である。 一実施形態における有機ELディスプレイ製造用インラインシステムのレイアウトを示す略平面図である。 有機ELディスプレイの製造工程を段階的に示す略断面図である。 有機ELディスプレイの製造工程を段階的に示す略断面図である。 別の実施形態における有機ELディスプレイ製造用インラインシステムのレイアウトを示す略平面図である。 別の実施形態における有機ELディスプレイ製造用インラインシステムの別のレイアウトを示す略平面図である。 一実施形態における太陽電池製造用インラインシステムのレイアウトを示す略平面図である。 太陽電池の製造工程を段階的に示す略断面図である。 タンデム型太陽電池の一例の構造を示す略断面図である。 別の実施形態における太陽電池製造用インラインシステムのレイアウトを示す略平面図である。 別の実施形態におけるマグネトロンスパッタ装置の構成を示す略断面図である。
符号の説明
10 マグネトロンスパッタ装置
12L,12R ターゲット
14 スパッタガン・ユニット
16L,16R バッキングプレート
18L,18R チャンバ
20L,20R 処理室
22L,22R 基板搬送路
24L,24R 縦型トレイ
26L,26R スパッタガス供給部
32L,32R 排気装置
42 磁界発生機構
44 回転駆動軸
46 板磁石
48 回転磁石群
50L,50R 固定外周磁石
52L,52R 磁性体カバー
54L,54R 給電体
56 電力供給機構
58L,58R 高周波電源
64L,64R 直流電源
68L,68R スパッタ空間
190 マグネトロンスパッタ装置
12A,12B,12C,12D ターゲット
16A,16B,16C,16D バッキングプレート

Claims (20)

  1. 1本の柱状回転軸の外周面に所定の配列パターンで取り付けられた複数の板状磁石からなる回転磁石群を含み、前記回転磁石群を前記柱状回転軸と一体に回転駆動する磁界発生機構と、
    各々が前記回転磁石群に背を向けて前記柱状回転軸と平行に延び、前記柱状回転軸の半径方向で相互に重なり合わないように前記回転磁石群の周囲に設けられる複数のターゲット保持機構と、
    前記複数のターゲット保持機構のおもて面に対向させて被処理基板をそれぞれ個別に出し入れ可能に収容する減圧可能な複数の処理室と、
    各々の前記処理室内にスパッタガスを供給するためのガス供給機構と、
    各々の前記処理室内で前記スパッタガスのプラズマを生成するために、各々前記ターゲットに放電用の電力を供給する電力供給機構と
    を有し、
    前記磁界発生機構により前記スパッタガスのプラズマを閉じ込めるための磁界を形成し、前記複数の処理室内でスパッタ処理を可能にした、
    マグネトロンスパッタ装置。
  2. 前記柱状回転軸の周囲に設けられる前記ターゲット保持機構は2つであり、それら2つのターゲット保持機構は前記柱状回転軸を挟んで互いに平行に配置される、請求項1に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  3. 前記磁界発生機構が、前記複数のターゲット保持機構に保持されるターゲットのそれぞれのおもて面上において、前記柱状回転軸の軸方向に対して交わる方向に延びる円形または楕円形のプラズマリングを形成し、前記回転磁石群を回転させることにより前記プラズマリングを前記柱状回転軸の軸方向と平行に移動させる、請求項1または請求項2に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  4. 前記磁界発生機構が、前記回転磁石群の各々を取り囲むようにそれぞれ配置された複数の固定外周板磁石または強磁性体を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  5. 前記回転磁石群を構成する板状磁石は、表面がN極およびS極の一方に磁化されており、表面がN極およびS極の他方に磁化された他の板状磁石または強磁性体と前記柱状回転軸の外周面に沿って帯状に並進しながら巻かれるような配列パターンで前記柱状回転軸に取り付けられる、請求項4に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  6. 前記回転磁石群を構成する板状磁石は、板厚方向で磁化されており、N極とS極とがそれぞれ帯状に前記柱状回転軸の外周面に沿って前記柱状回転軸の軸方向の位置を変化させながら一周するかまたは螺旋状に巻かれるような磁極リングが前記柱状回転軸の軸方向に一定のピッチで1つまたは複数形成される配列パターンで前記柱状回転軸に取り付けられ、
    前記固定外周板磁石は、板厚方向で磁化されており、そのN極またはS極のいずれか一方の磁極が前記ターゲット保持機構と対向するように配置される、
    請求項4に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  7. 前記電力供給機構が、前記複数のターゲット保持機構にそれぞれ個別的に電気的に接続される複数の直流電源を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  8. 前記電力供給機構が、前記複数のターゲット保持機構にそれぞれ個別的に電気的に接続される複数の高周波電源を有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  9. 前記電力供給機構より前記複数のターゲット保持機構にそれぞれ与えられる高周波を相互に隔離するために、前記複数のターゲット保持機構の背面側の高周波給電部をそれぞれ個別的に覆う電気的に接地された導電体カバーを有する、請求項8に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  10. 前記複数のターゲット保持機構が、ターゲットを背面側から支持するための複数の導電性バッキングプレートをそれぞれ有し、各々のターゲットを各対応するバッキングプレートを介して前記電力供給機構に電気的に接続する、請求項1〜9のいずれか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  11. 前記磁界発生機構より前記複数のターゲット保持機構にそれぞれ与えられる磁界を相互に隔離するために、前記複数のターゲット保持機構の背面側の磁界空間をそれぞれ個別的に覆う複数の磁性体カバーを有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  12. 各々の前記処理室内で、前記ターゲット保持機構の正面に設けられるスパッタ空間を前記基板が横切って通過するように、前記ターゲット保持機構と平行でかつ前記柱状回転軸の軸方向と交わる方向に前記基板を移動させる基板移動機構を有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  13. 前記基板移動機構が前記基板を重力の方向に略平行な姿勢で移動させるように、装置各部が配置される、請求項12に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  14. 前記柱状回転軸の軸方向が重力の方向に略一致するように、装置各部が配置される、請求項13に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  15. 前記複数の処理室の間に前記基板を減圧下で搬送するための搬送室を設けて、前記搬送室を介して各々の前記基板を前記複数の処理室の間で転送し、各々の前記基板に対して各処理室毎の成膜処理をインラインで連続的に施す、請求項1〜14のいずれか一項に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  16. 第1の柱状回転軸の外周面に所定の配列パターンで取り付けられた複数の板状磁石からなる第1の回転磁石群を含み、前記第1の回転磁石群を前記第1の柱状回転軸と一体に回転駆動する第1の磁界発生機構と、
    前記第1の回転磁石群に背を向けて前記第1の柱状回転軸と平行に延び、前記第1の回転磁石群の片側に配置される第1のターゲット保持機構と、
    前記第1の回転磁石群に背を向けて前記第1の柱状回転軸と平行に延び、前記第1のターゲット保持機構と平行に向かい合って前記第1の回転磁石群の反対側に配置される第2のターゲット保持機構と、
    前記第1の柱状回転軸から離間してそれと平行に延びる第2の柱状回転軸の外周面に所定の配列パターンで取り付けられた複数の板状磁石からなる第2の回転磁石群を含み、前記第2の回転磁石群を前記第2の柱状回転軸と一体に回転駆動する第2の磁界発生機構と、
    前記第2の回転磁石群に背を向けて前記第2の柱状回転軸と平行に延び、前記第1のターゲット保持機構と略面一で前記第2の回転磁石群の片側に配置される第3のターゲット保持機構と、
    前記第2の回転磁石群に背を向けて前記第2の柱状回転軸と平行に延び、前記第3のターゲット保持機構と平行に向かい合い、かつ前記第2のターゲット保持機構と略面一で前記第2の回転磁石群の反対側に配置される第4のターゲット保持機構と、
    前記第1、第2、第3および第4のターゲット保持機構のおもて面に対向させて被処理基板を出し入れ可能にそれぞれ収容する減圧可能な第1、第2、第3および第4の処理室と、
    前記第1、第2、第3および第4の処理室内にスパッタガスを供給するためのガス供給機構と、
    前記第1、第2、第3および第4の処理室内で前記スパッタガスのプラズマを生成するために、前記第1、第2、第3および第4のターゲット保持機構に放電用の電力を供給する電力供給機構と
    を有し、
    前記第1の磁界発生機構により第1および第2のターゲット保持機構に対して前記スパッタガスのプラズマを閉じ込めるための磁界を形成して、前記第1および第2の処理室内でスパッタ処理を可能にし、
    前記第2の磁界発生機構により第3および第4のターゲット保持機構に対して前記スパッタガスのプラズマを閉じ込めるための磁界を形成して、前記第3および第4の処理室内でスパッタ処理を可能にした、
    マグネトロンスパッタ装置。
  17. 前記第1および第3の処理室内で、前記第1および第3のターゲット保持機構の正面にそれぞれ設けられる第1および第3のスパッタ空間を前記第1の被処理基板が横切って順次通過するように、前記第1および第3のターゲット保持機構と平行でかつ前記第1および第2の柱状回転軸の軸方向と直交する方向に前記第1の被処理基板を移動させる第1の基板移動機構と、
    前記第2および第4の処理室内で、前記第2および第4のターゲット保持機構の正面にそれぞれ設けられる第2および第4のスパッタ空間を前記第2の被処理基板が横切って順次通過するように、前記第2および第4のターゲット保持機構と平行でかつ前記第1および第2の柱状回転軸の軸方向と直交する方向に前記第2の被処理基板を移動させる第2の基板移動機構と
    を有する、請求項16に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  18. 1本の柱状回転軸の外周面に所定の配列パターンで取り付けられた複数の板磁石からなる回転磁石群を含み、前記回転磁石群を前記柱状回転軸と一体に回転駆動する磁界発生機構と、
    各々が前記回転磁石群に背を向けて前記柱状回転軸と平行に延び、前記柱状回転軸の半径方向で相互に重なり合わないように前記回転磁石群の周囲に設けられる複数のターゲット保持機構と、
    前記複数のターゲット保持機構を一括収容し、被処理基板を出し入れ可能に収容する減圧可能な処理室と、
    前記複数のターゲット保持機構の中の所望の一つを稼動ターゲット保持機構として前記処理室内に設定された正規スパッタ空間と対向する所定の稼動位置に位置合わせするために、前記複数のターゲット保持機構を前記柱状回転軸の周囲で周回方向に一体的に移動させるインデックス送り機構と、
    前記処理室内にスパッタガスを供給するためのガス供給機構と、
    前記正規スパッタ空間で前記スパッタガスを放電させるために、前記処理室内で前記稼動ターゲット保持機構に放電用の電力を供給する電力供給機構と
    を有し、
    前記磁界発生機構により前記稼動ターゲット保持機構に対して前記スパッタガスのプラズマを閉じ込めるための磁界を形成し、前記正規スパッタ空間でスパッタ処理を可能にした、
    マグネトロンスパッタ装置。
  19. 前記処理室内で、前記複数のターゲット保持機構の中の前記稼動ターゲット保持機構以外の1つまたは複数のターゲット保持機構と対向する位置にダミースパッタ空間を設け、
    前記電力供給機構が、前記ダミースパッタ空間で前記スパッタガスを放電させるために、前記非稼動ターゲット保持機構にも放電用の電力を供給し、
    前記磁界発生機構により前記非稼動ターゲット保持機構に対して前記スパッタガスのプラズマを閉じ込めるための磁界を形成し、前記ダミースパッタ空間でダミースパッタを可能にした、
    請求項18に記載のマグネトロンスパッタ装置。
  20. 前記非稼動ターゲットに保持されるターゲットより前記ダミースパッタ空間に放出されたスパッタ粒子を受け止めて堆積させるダミースパッタ防着部を有する、請求項19に記載のマグネトロンスパッタ装置。
JP2008271810A 2008-10-22 2008-10-22 マグネトロンスパッタ装置 Expired - Fee Related JP5411481B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008271810A JP5411481B2 (ja) 2008-10-22 2008-10-22 マグネトロンスパッタ装置
US13/125,472 US20110198219A1 (en) 2008-10-22 2009-10-09 Magnetron sputtering device
PCT/JP2009/067601 WO2010047235A1 (ja) 2008-10-22 2009-10-09 マグネトロンスパッタ装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008271810A JP5411481B2 (ja) 2008-10-22 2008-10-22 マグネトロンスパッタ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010100880A true JP2010100880A (ja) 2010-05-06
JP5411481B2 JP5411481B2 (ja) 2014-02-12

Family

ID=42119276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008271810A Expired - Fee Related JP5411481B2 (ja) 2008-10-22 2008-10-22 マグネトロンスパッタ装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110198219A1 (ja)
JP (1) JP5411481B2 (ja)
WO (1) WO2010047235A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103014641A (zh) * 2012-12-05 2013-04-03 广东志成冠军集团有限公司 用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101988189B (zh) * 2009-08-07 2012-10-10 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 磁控溅射靶及采用该磁控溅射靶的磁控溅射装置
US8741888B2 (en) * 2010-11-09 2014-06-03 Carl A. Forest Sleep aid composition and method
CN103103486A (zh) * 2011-11-11 2013-05-15 中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司 一种磁控溅射系统
US9957609B2 (en) 2011-11-30 2018-05-01 Corning Incorporated Process for making of glass articles with optical and easy-to-clean coatings
US10077207B2 (en) 2011-11-30 2018-09-18 Corning Incorporated Optical coating method, apparatus and product
CN114855118B (zh) * 2022-06-15 2025-07-01 沈阳爱科斯科技有限公司 真空镀膜系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4960046U (ja) * 1972-09-08 1974-05-27
JPS4964549U (ja) * 1972-09-19 1974-06-06
JPS62149869A (ja) * 1985-12-23 1987-07-03 Tdk Corp 強磁性体のスパツタリング方法
JPS6342368A (ja) * 1986-08-08 1988-02-23 Fujitsu Ltd スパツタリング装置
JPS644472A (en) * 1987-06-25 1989-01-09 Toshiba Corp Sputtering device
JP2000169962A (ja) * 1998-12-03 2000-06-20 Mitsubishi Shindoh Co Ltd スパッタリング装置および水冷カソード
JP2003147519A (ja) * 2001-11-05 2003-05-21 Anelva Corp スパッタリング装置
JP2004027272A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Fuji Electric Holdings Co Ltd 薄膜製造装置
JP2005213570A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Mitsubishi-Hitachi Metals Machinery Inc 真空蒸着機
JP2006134825A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Tokki Corp 有機el素子の製造装置
WO2007043476A1 (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Tohoku University マグネトロンスパッタ装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4331526A (en) * 1979-09-24 1982-05-25 Coulter Systems Corporation Continuous sputtering apparatus and method
US4508609A (en) * 1983-09-26 1985-04-02 Exxon Research & Engineering Co. Method for sputtering a PIN microcrystalline/amorphous silicon semiconductor device with the P and N-layers sputtered from boron and phosphorous heavily doped targets
DE19651378A1 (de) * 1996-12-11 1998-06-18 Leybold Systems Gmbh Vorrichtung zum Aufstäuben von dünnen Schichten auf flache Substrate
EP2101346A4 (en) * 2006-12-28 2015-11-18 Ulvac Inc METHOD FOR FORMING A WIRING FILM, TRANSISTOR AND ELECTRONIC COMPONENT

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4960046U (ja) * 1972-09-08 1974-05-27
JPS4964549U (ja) * 1972-09-19 1974-06-06
JPS62149869A (ja) * 1985-12-23 1987-07-03 Tdk Corp 強磁性体のスパツタリング方法
JPS6342368A (ja) * 1986-08-08 1988-02-23 Fujitsu Ltd スパツタリング装置
JPS644472A (en) * 1987-06-25 1989-01-09 Toshiba Corp Sputtering device
JP2000169962A (ja) * 1998-12-03 2000-06-20 Mitsubishi Shindoh Co Ltd スパッタリング装置および水冷カソード
JP2003147519A (ja) * 2001-11-05 2003-05-21 Anelva Corp スパッタリング装置
JP2004027272A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Fuji Electric Holdings Co Ltd 薄膜製造装置
JP2005213570A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Mitsubishi-Hitachi Metals Machinery Inc 真空蒸着機
JP2006134825A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Tokki Corp 有機el素子の製造装置
WO2007043476A1 (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Tohoku University マグネトロンスパッタ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103014641A (zh) * 2012-12-05 2013-04-03 广东志成冠军集团有限公司 用于柔性线材表面镀膜的磁控溅射装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20110198219A1 (en) 2011-08-18
WO2010047235A1 (ja) 2010-04-29
JP5411481B2 (ja) 2014-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5411481B2 (ja) マグネトロンスパッタ装置
US9812303B2 (en) Configurable variable position closed track magnetron
CN103545460B (zh) 有机发光显示装置、有机发光显示设备及其制造方法
US8382966B2 (en) Sputtering system
TWI524432B (zh) 沉積薄膜電晶體之方法與系統
US8092139B2 (en) Inline-type wafer conveyance device
CN103160789A (zh) 有机层沉积装置、有机发光显示装置及其制造方法
EP1905865A1 (en) Sputtering apparatus and method for manufacturing transparent conducting film
KR20160141802A (ko) 멀티-캐소드를 갖는 증착 시스템 및 그 제조 방법
US9966242B2 (en) High throughput vacuum deposition sources and system
WO2010055851A1 (ja) 基板処理システム
US10480062B2 (en) Sputtering apparatus and sputtering method using the same
US8585872B2 (en) Sputtering apparatus and film-forming processes
KR101188361B1 (ko) 원료 공급 유닛 및 스퍼터링 장치
JP2007103929A5 (ja)
KR101305114B1 (ko) 스퍼터링 장치
JP2020117787A (ja) マグネトロンスパッタ法による成膜装置および成膜方法
KR102691837B1 (ko) 스퍼터 장치 및 성막 방법
JP5478324B2 (ja) クリーニング装置、成膜装置、成膜方法
JP2011208197A (ja) インライン型プラズマ成膜装置およびこれを用いたプラズマ成膜方法
JP7246628B2 (ja) 成膜・イオン照射システム、及び成膜・イオン照射方法
JP2012243507A (ja) プラズマ処理装置および薄膜太陽電池の製造方法
TW202144602A (zh) 成膜裝置及電子裝置製造裝置
JPH07300674A (ja) 薄膜形成装置
JPH1161400A (ja) スパッタリング方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111021

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20111213

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130618

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130814

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131022

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131108

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5411481

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees