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KR20130129859A - Sputtering method - Google Patents

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KR20130129859A
KR20130129859A KR1020130056979A KR20130056979A KR20130129859A KR 20130129859 A KR20130129859 A KR 20130129859A KR 1020130056979 A KR1020130056979 A KR 1020130056979A KR 20130056979 A KR20130056979 A KR 20130056979A KR 20130129859 A KR20130129859 A KR 20130129859A
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target
substrate
sputtering
targets
magnet
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유스케 오타니
마코토 아라이
타카오미 구라타
시게미츠 사토
Original Assignee
가부시키가이샤 알박
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Abstract

Provided is a sputtering method, which effectively suppresses a generation of a reverberating film thickness distribution or a thin film distribution when a target is sputtered and deposited. The opposite side with a substrate (W) of each target (31-34) is the top, and a leakage magnetic field (M1, M2) of a tunnel shape is formed on the upper direction of the each target by magnet units (41-44), which are arranged in the lower direction of the each target. While the each magnet units relatively are reciprocating toward the X direction about a predetermined stroke target by synchronizing the each magnet units in sputtering, the substrate relatively is reciprocating toward the X direction about the predetermined stroke target simultaneously. The each magnet units and the substrate are moved toward the directions, which are contrary to each other. Time till the each magnet units return to a position from a start point of a reciprocating motion is equal.

Description

스퍼터링 방법{SPUTTERING METHOD}Sputtering Method {SPUTTERING METHOD}

본 발명은 타겟이 설치된 진공 챔버 내에 기판을 대향 배치하고, 진공 챔버 내에 스퍼터 가스를 도입하고, 타겟에 소정의 전력을 투입하여 진공 챔버 내에 플라즈마를 형성하여 타겟을 스퍼터링 하고, 기판의 타겟과의 대향면에 소정의 박막을 성막하는 스퍼터링 방법에 관한 것이다.According to the present invention, a substrate is disposed in a vacuum chamber in which a target is installed, a sputter gas is introduced into the vacuum chamber, a predetermined power is supplied to the target to form a plasma in the vacuum chamber, and the target is sputtered, and the substrate is opposed to the target. A sputtering method for forming a predetermined thin film on a surface.

유리 등의 처리해야 할 기판 표면에 소정의 박막을 성막하는 방법의 하나로서 스퍼터링(이하, 「스퍼터」라고 한다) 법이 있고, 특히, 마그네트론 방식의 스퍼터 법은, 타겟의 후방(스퍼터면과 배향하는 측)에 배치한 자석 유니트로부터의 터널 모양의 자속에 의해, 타겟의 스퍼터면 전방에서 전리한 전자 및 스퍼터링에 의해 생긴 2차 전자를 포착함으로써, 그 전방에서의 전자 밀도를 높이고, 이들의 전자와 진공 챔버 내에 도입되는 희가스로 이루어진 스퍼터 가스의 가스 분자와의 충돌 확률을 높여서 플라즈마 밀도를 높게 할 수 있다. 이 때문에, 성막 속도를 향상시킬 수 있는 등의 이점이 있고, 근래에는, FPD 제조용의 유리 기판과 같이, 면적이 큰 기판에 대한 성막에도 많이 이용되고 있다.As one of the methods of forming a predetermined thin film on the surface of a substrate to be treated such as glass, there is a sputtering method (hereinafter referred to as a "sputtering") method. In particular, a magnetron type sputtering method is particularly suitable for the rear of the target (sputter surface and orientation). By the tunnel-shaped magnetic flux from the magnet unit disposed on the side of the target unit, electrons ionized in front of the sputtering surface of the target and secondary electrons generated by sputtering are captured, thereby increasing the electron density in front of the electrons And the plasma density can be increased by increasing the collision probability of the sputter gas consisting of the rare gas introduced into the vacuum chamber with the gas molecules. For this reason, there exists an advantage that the film-forming speed | rate can be improved, and in recent years, it is used for film-forming for the board | substrate with a large area similarly to the glass substrate for FPD manufacture.

여기서, 대면적의 기판에 대해서 막 두께 분포가 좋게 성막하는 스퍼터 장치로서, 진공 챔버 내에서 동일 형상의 타겟을 등간격으로 복수 매 나란히 설치한 것이 알려져 있다. 이것에서는, 타겟 상호 간의 영역으로부터 스퍼터 입자가 방출되지 않기 때문에, 기판 표면에 소정의 박막을 성막하면, 박막의 막 두께 분포나 반응성 스퍼터링 시의 막질 분포가 물결치는 것과 같이(예를 들어, 막 두께 분포의 경우, 동일한 주기로 얇은 두께의 두꺼운 부분과 얇은 부분이 반복하는 것과 같이) 불균일하게 되기 쉽다. 이와 같이 물결치는 막 두께 분포나 막질 분포가 있으면, 예를 들어, 유리 기판에 투명 전극(ITO)을 형성하고, 액정을 봉입하여 FPD를 제작하였을 때, 표시 면에 얼룩이 발생한다고 하는 불량이 있다.Here, as a sputtering apparatus which forms into a film with a favorable film thickness distribution with respect to a large area board | substrate, it is known that the several target of the same shape was provided in the vacuum chamber side by side at equal intervals. In this case, since sputter particles are not emitted from the areas between the targets, when a predetermined thin film is formed on the surface of the substrate, the film thickness distribution of the thin film and the film quality distribution during reactive sputtering are waved (for example, the film thickness). In the case of a distribution, it is likely to be non-uniform, such as repeated thick and thin portions of thin thickness at the same period. If there is a film thickness distribution or a film quality distribution that is waved in this way, for example, when a transparent electrode (ITO) is formed on a glass substrate, the liquid crystal is encapsulated, and the FPD is produced, there is a defect that a stain occurs on the display surface.

따라서, 스퍼터링 중에, 각 타겟을, 일체로 또한 기판에 대하여 평행하게 소정 스트로크로 상대적으로 왕복 운동시켜서 스퍼터 입자가 방출되지 않는 영역을 변화시킴으로써, 즉, 기판 전면에 걸쳐, 타겟으로부터 스퍼터 입자가 방출되는 영역과 대향시킴으로써, 상기 막 두께 분포나 막질 분포의 불균일을 개선하는 것이 알려져 있다. 이 경우, 막 두께 분포나 막질 분포의 균일성을 보다 높이기 위하여, 각 자석 유니트도 또한, 기판에 대해 평행하게 소정 스트로크로 상대적으로 왕복 운동시켜서, 스퍼터 레이트가 높아지는 터널 모양의 자속의 위치를 변화시키고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 그러나, 이 종래 예에서도, 기판 전면에 걸쳐 매우 작게 물결치는 막 두께 분포나 막질 분포를 충분히 개선할 수 없는, 바꾸어 말하면, 국소적으로 매우 작게 물결치는 막 두께 분포나 막질 분포가 남는 것이 판명되었다. 따라서, 본 발명자 등은 열심히 연구를 거듭하여 타겟(또는 기판)의 왕복 운동과 자석 유니트의 왕복 운동을 동기시키면, 물결치는 막 두께 분포나 막질 분포의 발생을 효과적으로 억제할 수 있는 것의 지식을 얻었다.Accordingly, during sputtering, each target is relatively reciprocated in a predetermined stroke, integrally and in parallel with the substrate, thereby changing the area where sputter particles are not emitted, i.e., sputter particles are released from the target over the entire substrate. It is known to improve the nonuniformity of the film thickness distribution and the film quality distribution by facing the region. In this case, in order to further increase the uniformity of the film thickness distribution and the film quality distribution, each magnet unit is also relatively reciprocated by a predetermined stroke in parallel with the substrate, thereby changing the position of the tunnel-shaped magnetic flux which increases the sputter rate. (For example, refer patent document 1). However, even in this conventional example, it has been found that the film thickness distribution and the film quality distribution which locally wave very small cannot be sufficiently improved in other words, which cannot sufficiently improve the film thickness distribution and the film quality distribution that wave very little over the entire substrate. Therefore, the inventors and the like have earned the knowledge that, by intensively studying and synchronizing the reciprocating motion of the target (or substrate) with the reciprocating motion of the magnetic unit, it is possible to effectively suppress the occurrence of waving film thickness distribution and film quality distribution.

특허 문헌 1 : 일본 특허출원 공개 제2004-346388호 공보(예를 들어, 특허 청구 범위의 기재 참조)Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-346388 (See, for example, the description of the claims)

본 발명은 이상의 점에 비추어 보아, 타겟을 스퍼터링하여 성막할 때에, 특히, 복수 매의 타겟을 소정 간격으로 나란히 설치한 것을 스퍼터링 하여 성막할 때에, 물결치는 막 두께 분포나 막질 분포가 생기는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 스퍼터링 법을 제공하는 것을 그 과제로 하는 것이다.In view of the above, the present invention effectively suppresses the occurrence of a film thickness distribution or a film quality distribution when sputtering targets and forming a film, especially when sputtering a film having a plurality of targets installed side by side at a predetermined interval. It is an object of the present invention to provide a sputtering method.

상기 과제를 해결하기 위하여, 타겟이 설치된 진공 챔버 내에 기판을 대향 배치하고, 진공 챔버 내에 스퍼터 가스를 도입하고, 타겟으로 전력 투입하여 진공 챔버 내에 플라즈마를 형성하여 타겟을 스퍼터링하고, 기판의 타겟과의 대향면에 성막하는 스퍼터링 방법에 있어서, 타겟의 기판과의 대향면 측을 위(上)로 하여, 타겟 하방에서 이 타겟의 일 방향인 X 방향으로 복수의 자석 유니트를 소정 간격으로 나란히 설치하여 각 자석 유니트에 의해 타겟의 상방에 터널 모양의 누설 자기장을 형성하고, 스퍼터링 중에, 각 자석 유니트를, 동기시켜서 X 방향으로 소정의 스트로크로 타겟에 대하여 상대적으로 왕복 운동시킴과 동시에, 기판을 X 방향으로 소정의 스토로크로 타겟에 대하여 상대적으로 왕복 운동시키고, 각 자석 유니트와 기판을 상반되는 방향으로 상대 이동시킴과 동시에, 각 자석 유니트와 기판이 왕복 운동의 기점으로부터 반환 위치에 도달할 때까지의 시간을 동등하게 한 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, a substrate is disposed in a vacuum chamber in which a target is installed, a sputter gas is introduced into the vacuum chamber, power is supplied to the target to form a plasma in the vacuum chamber, and the target is sputtered to form a plasma. In the sputtering method of forming a film on the opposing surface, a plurality of magnet units are arranged side by side at a predetermined interval in the X direction, which is one direction of the target, below the target, with the opposing surface side of the target facing up. The magnet unit forms a tunnel-shaped leaking magnetic field above the target, and during sputtering, the respective magnet units are synchronously reciprocated relative to the target with a predetermined stroke in the X direction while synchronizing, and the substrate is moved in the X direction. Reciprocating relative to the target with a predetermined stroke, and opposite directions of the respective magnetic units and the substrate A relative movement Sikkim and at the same time, characterized in that equally the respective magnet unit and the time until the substrate reaches the return position from the starting point of the reciprocation motion.

본 발명에 의하면, 각 자석 유니트와 기판을 상반되는 방향으로 상대 이동시킴과 동시에, 각 자석 유니트와 기판이 왕복 운동의 기점으로부터 반환 위치에 도달할 때까지의 시간을 동등하게 하였기 때문에, 기판 전면에 걸쳐, 타겟으로부터 스퍼터 입자가 방출되는 영역과 대향하게 되어, 그 결과, 국소적으로 매우 작게 물결치는 막 두께 분포나 막질 분포가 남는 일이 없고, 막 두께 분포나 막질 분포의 불균일을 효과적으로 억제할 수가 있다.According to the present invention, the time between each magnet unit and the substrate is moved relative to the opposite direction, and the time until the magnet unit and the substrate reach the return position from the starting point of the reciprocating motion is equalized. As a result, it is opposed to the region where the sputter particles are released from the target, and as a result, the film thickness distribution and the film quality distribution which are waved locally very small are not left, and the variation in the film thickness distribution and the film quality distribution can be effectively suppressed. have.

본 발명에 있어서, 상기 타겟이 동일 형상의 타겟 재료의 복수 매를 X 방향으로 등간격으로 나란히 설치하여 구성되고, 각 타겟 재료에 각각 대응시켜서 자석 유니트를 설치한 것에 있어서, 인접하는 타겟의 중심간 거리를, 자석 유니트의 스트로크와 기판의 스트로크의 합과 동등하게 하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 타겟으로부터 스퍼터 입자가 방출되는 영역이, 기판 전면에 걸쳐 더욱 한층 균등하게 대향하게 되어, 막 두께 분포나 막질 분포의 불균일을 한층 효과적으로 억제할 수가 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 동일 형상을 가지는 타겟이란 평면시(平面視)에서의 타겟 형상이 동일한 것을 말하는 것으로 하고, 각 타겟의 두께가 서로 상이하여도 좋다.In the present invention, the target is configured by arranging a plurality of target materials of the same shape side by side at equal intervals in the X direction, and having a magnetic unit corresponding to each target material, respectively, between the centers of adjacent targets. It is preferable to make the distance equal to the sum of the stroke of the magnet unit and the stroke of the substrate. According to this, the area | region in which sputtering particle | grains are discharged | emitted from a target becomes more uniformly opposed over the whole board | substrate, and it can suppress the nonuniformity of a film thickness distribution and a film quality distribution more effectively. In addition, in this invention, the target which has the same shape shall mean that the target shape in plan view is the same, and the thickness of each target may mutually differ.

본 발명에 따르면, 타겟을 스퍼터링하여 성막할 때에, 특히, 복수 매의 타겟을 소정 간격으로 나란히 설치한 것을 스퍼터링 하여 성막할 때에, 물결치는 막 두께 분포나 막질 분포가 생기는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.According to the present invention, when sputtering a target and forming a film, in particular, when sputtering and forming a film having a plurality of targets installed side by side at a predetermined interval, it is possible to effectively suppress the occurrence of a waving film thickness distribution or a film quality distribution.

도 1은 본 발명의 스퍼터 장치의 구성을 설명하는 전형적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 II-II 선에 따른 단면도이다.
도 3의 (a) 내지 (c)는 상반되는 방향으로 이동하는 기판(W)과 자석 유니트를 전형적으로 도시하는 도면이다.
도 4의 (a)는 발명 실험의 측정 결과, (b)는 비교 실험 1의 측정 결과, (c)는 비교 실험 2의 측정 결과를 각각 도시하는 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is typical sectional drawing explaining the structure of the sputter apparatus of this invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1.
3 (a) to 3 (c) are diagrams typically showing the substrate W and the magnet unit moving in opposite directions.
(A) is a graph of the measurement result of the invention experiment, (b) the measurement result of the comparative experiment 1, and (c) the measurement result of the comparative experiment 2.

이하, 도면을 참조하여, 동일 형상을 가지는 타겟의 복수 매를 스퍼터실 내에 소정 간격으로 나란히 설치하고, 이 나란히 설치된 타겟 중에서, 쌍을 이루는 것에 교류 전력을 투입하여 각 타겟을 스퍼터 함과 동시에 스퍼터실 내에 산소 가스를 도입하여, 유리 기판 등의 처리해야 할 기판에, 타겟 재료로 이루어진 금속막이나 반응성 스퍼터에 의해 금속 산화물막을 성막하는 것을 예로 본 발명의 실시 형태의 스퍼터 장치(SM)를 설명한다.Hereinafter, referring to the drawings, a plurality of targets having the same shape are installed side by side at a predetermined interval in the sputter chamber, and among the targets installed side by side, AC power is applied to the pairs to sputter each target and at the same time, the sputter chamber The sputter apparatus SM of embodiment of this invention is demonstrated to an example which introduce | transduces an oxygen gas and forms a metal oxide film into the board | substrate which should be processed, such as a glass substrate, by the metal film which consists of a target material, or a reactive sputter.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 마그네트론 방식의 스퍼터 장치(SM)는 스퍼터실(1a)의 경계를 정하는 진공 챔버(1)를 구비한다. 진공 챔버(1)의 벽면에, 배기구(11)가 개설되고, 이 배기구(11)에는, 로터리 펌프, 터보 분자 펌프 등의 진공 배기 수단(P)으로 통하는 배기관(12)이 접속되고, 스퍼터실(1a) 내부를 진공흡입하여 소정의 진공도로 유지할 수 있다. 진공 챔버(1)의 벽면에, 가스 도입 수단(2)이 설치되어 있다. 가스 도입 수단(2)은, 매스 플로우 제어기(21a, 21b)를 각각 개설한 가스관(22a, 22b)을 통하여 도시하지 않은 가스원에 연달아 통하고, 아르곤 등의 희가스로 이루어진 스퍼터 가스나 반응성 스퍼터 시에 이용하는 반응 가스를 일정한 유량으로 도입할 수가 있다. 또한, 반응 가스로서는, 기판(W)상에 성막하고자 하는 박막의 조성에 따라서, 산소, 질소, 탄소, 수소를 포함하는 가스, 오존, 물 혹은 과산화 수소 또는 이들의 혼합 가스 등이 이용된다. 이하에서는, 스퍼터실(1a)에서 후술하는 타겟과 기판(W)이 대향하고, 타겟으로부터 기판으로 향하는 방향을 할 방향을 「상」, 기판(W)으로부터 타겟으로 향할 방향을 「하」, 타겟 및 자석 유니트의 나란히 설치하는 방향을 X 방향(도 1 중, 좌우 방향), 이것에 직교하는 방향을 Y 방향으로 하여 설명한다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the magnetron type sputter apparatus SM is provided with the vacuum chamber 1 which delimits the sputter chamber 1a. The exhaust port 11 is provided in the wall surface of the vacuum chamber 1, and the exhaust port 11 is connected to the exhaust pipe 12 which connects to the vacuum exhaust means P, such as a rotary pump and a turbo molecular pump, and a sputter chamber (1a) The inside can be vacuum sucked to maintain a predetermined degree of vacuum. The gas introduction means 2 is provided in the wall surface of the vacuum chamber 1. The gas introduction means 2 continuously connects to a gas source (not shown) through the gas pipes 22a and 22b in which the mass flow controllers 21a and 21b are opened, respectively, and when sputtering gas or reactive sputtering made of rare gas such as argon Can be introduced at a constant flow rate. As the reaction gas, a gas containing oxygen, nitrogen, carbon, or hydrogen, ozone, water or hydrogen peroxide, or a mixed gas thereof is used depending on the composition of the thin film to be formed on the substrate W. Hereinafter, the target mentioned later in the sputtering chamber 1a and the board | substrate W oppose, "upper" the direction which will make the direction from a target to a board | substrate, and "bottom" the direction which will go from a board | substrate W to a target. And a direction in which the magnet units are installed side by side in the X direction (left and right directions in FIG. 1), and a direction orthogonal to this is described as the Y direction.

스퍼터실(1a)의 저부에는, 마그네트론 스퍼터 전극(C)이 배치되어 있다. 마그네트론 스퍼터 전극(C)은, 스퍼터실(1a)을 임하도록 설치된 대략 직방체(평면시 직사각형)의 4매의 타겟(31 ~ 34)과, 각 타겟(31 ~ 34)의 하방에 각각 설치된 자석 유니트(41 ~ 44)를 구비한다. 또한, 타겟을 나란히 설치하는 개수는 상기한 것으로 한정되는 것은 아니고, 또한, 타겟으로서는, Si, Al 및 그 합금, Mo나 ITO 등 기판(W) 상에 성막하고자 하는 박막의 조성에 따라 공지의 방법으로 제작한 것을 이용할 수가 있다. 또한, 각 타겟(31 ~ 34)은 평면시에서 동일한 형상을 가지고 있으면 좋고, 두께가 각각 상이하여도 좋다.The magnetron sputter electrode C is arrange | positioned at the bottom of the sputter chamber 1a. The magnetron sputter electrode C is located below the four targets 3 1 to 3 4 of the substantially rectangular parallelepiped (flat rectangle) installed so as to face the sputter chamber 1a, and below each of the targets 3 1 to 3 4 . Each of the magnetic units 4 1 to 4 4 is provided. The number of targets placed side by side is not limited to the above, and the target is a known method depending on the composition of the thin film to be deposited on the substrate W such as Si, Al and its alloys, Mo, or ITO. You can use the one produced by. Further, good and if each target (31-34) have the same shape in a plan view, or may be respectively different in thickness.

각 타겟(31 ~ 34)은 스퍼터링에 의한 성막 중에, 이 타겟(31 ~ 34)을 냉각하는 구리로 만들어진 백킹 플레이트(31)에 인듐이나 주석 등의 본딩재를 통하여 접합되어 있다. 그리고, 백킹 플레이트(31)에 타겟(31 ~ 34)을 접합하고, 타겟(31 ~ 34)을 상측으로 한 상태에서 진공 밀봉 겸용의 절연체(32)를 통하여 스퍼터실(1a) 내에 설치된다. 이 경우, 타겟(31 ~ 34)의 상면이, 성막 시에 후술하는 스퍼터 가스의 이온으로 스퍼터링되는 스퍼터면(3a)을 구성한다. 또한, 각 타겟(31 ~ 34)은, 스퍼터실(1a) 내에서 Y 방향으로 등간격으로, 한편, 미사용시의 스퍼터면(3a)이, 기판(W)에 평행한 동일 평면 내에 위치하도록 배치되고(도 2 참조), 나란히 설치한 각 스퍼터면(3a)의 총 면적이 기판(W)의 외형 치수보다 커지도록 각 타겟의 형상이 설계되어 있다.Each of the targets 3 1 to 3 4 is joined to the backing plate 31 made of copper for cooling the targets 3 1 to 3 4 via a bonding material such as indium or tin during sputtering. Then, the targets 3 1 to 3 4 are bonded to the backing plate 31, and in the sputter chamber 1a through the insulator 32 for both vacuum sealing in a state where the targets 3 1 to 3 4 are placed upward. Is installed. In this case, the upper surfaces of the targets 3 1 to 3 4 constitute the sputter surface 3a which is sputtered with ions of the sputter gas described later during film formation. The targets 3 1 to 3 4 are equally spaced in the Y direction in the sputter chamber 1a, while the sputter surface 3a when not in use is located in the same plane parallel to the substrate W. 2, and the shape of each target is designed so that the total area of each sputter surface 3a provided side by side may become larger than the external dimension of the board | substrate W. As shown in FIG.

스퍼터실(1a) 내에 타겟(31 ~ 34)을 배치한 후, 각 타겟(31 ~ 34)의 주위에는, 타겟(31 ~ 34)이 향하는 개구(51)를 구비한 판 모양의 차폐재(shield)(5)가 각각 배치된다. 각 차폐재(5)는 예를 들어 알루미늄으로 만들어진 것으로 구성된다. 또한, 나란히 설치한 타겟(31 ~ 34) 중 서로 인접하는 2매의 타겟(31 과 32) 및 (33 과 34)를 각각 쌍으로 하고, 쌍을 이루는 타겟(31 ~ 34)에는, 교류 전원(E)으로부터의 출력(Eo)이 각각 접속되어 있다. 그리고, 성막 시에, 교류 전원(E)으로부터 소정 주파수(예를 들어, 1 Hz ~ 100 kHz)의 교류 전력이 쌍을 이루는 타겟(31 ~ 34)에 각각 투입된다.After arranging the targets 3 1 to 3 4 in the sputtering chamber 1a, a plate having an opening 51 facing the targets 3 1 to 3 4 around each of the targets 3 1 to 3 4 . Shaped shields 5 are disposed respectively. Each shield 5 is made of aluminum, for example. In addition, two targets 3 1 and 3 2 and 3 3 and 3 4 adjacent to each other among the targets 3 1 to 3 4 installed side by side are paired, respectively, and paired targets 3 1 to 3 4 . The output Eo from the AC power supply E is respectively connected to 3 4 ). At the time of film formation, AC power at a predetermined frequency (for example, 1 Hz to 100 kHz) is input from the AC power supply E to the pairs 3 1 to 3 4 of each pair.

각 백킹 플레이트(31)의 하방(스퍼터실(1a)의 외측)에 각각 배치된 자석 유니트(41 ~ 44)는 동일 형태를 가지고, 하나의 자석 유니트(41)를 예로 설명하면, 자석 유니트(41)는, 백킹 플레이트(31)에 평행하게 설치되고, 자석의 흡착력을 증폭하는 자성 재료로 만들어진 평판으로 구성되는 지지판(41)(요크)을 구비한다. 지지판(41) 상에는, 이 지지판(41)의 길이 방향으로 연장되는 중심선 상에 위치시켜서 배치한 중앙 자석(42)과, 이 중앙 자석(42)의 주위를 둘러싸도록, 지지판(41)의 상면 외주를 따라 고리 모양으로 배치한 주변 자석(43)이 타겟 측의 극성을 바꾸어 설치되어 있다. 이 경우, 예를 들어, 중앙 자석(42)의 동일 자화로 환산하였을 때의 체적을 그 주위를 둘러싸는 주변 자석(43)의 동일 자화로 환산하였을 때의 체적의 합(주변 자석 : 중심 자석 : 주변 자석 = 1:2:1(도 1 참조)) 정도가 되도록 설계된다. 이것에 의해, 각 타겟(31 ~ 34)의 상방에서 균형을 이룬 터널 모양의 누설 자기장(M1, M2)가 각각 형성된다. 또한, 중앙 자석(42) 및 주변 자석(43)은 네오디뮴 자석 등의 공지의 것이며, 이들의 중앙 자석 및 주변 자석은 일체의 것이어도 좋고, 또는, 소정 체적의 자석편을 복수 줄지어 설치하여 구성하여도 좋다.The magnet units 4 1 to 4 4 disposed below each backing plate 31 (outside of the sputter chamber 1a) have the same shape, and one magnet unit 4 1 will be described as an example. The unit 4 1 is provided in parallel with the backing plate 31 and has a supporting plate 41 (yoke) made of a flat plate made of a magnetic material that amplifies the attraction force of the magnet. On the support plate 41, an upper surface outer periphery of the support plate 41 so as to surround the center magnet 42 disposed and positioned on a centerline extending in the longitudinal direction of the support plate 41 and the center magnet 42. Peripheral magnets 43 arranged in a ring shape along the surface of the target side are provided with different polarities. In this case, for example, the sum of the volumes when converting the same magnetization of the central magnet 42 into the same magnetization of the peripheral magnet 43 surrounding the periphery (peripheral magnet: center magnet: Peripheral magnet = 1: 2: 1 (see Figure 1)). As a result, the tunnel-shaped leaky magnetic fields M1 and M2 are balanced, respectively, above the targets 3 1 to 3 4 . In addition, the center magnet 42 and the peripheral magnet 43 are well-known things, such as a neodymium magnet, These center magnet and the peripheral magnet may be integral, or it is comprised by providing a plurality of magnet pieces of predetermined volume in a row. You may also do it.

지지판(41)은 그 외형 치수가 타겟의 윤곽보다 한 바퀴 작게 형성되고, 각 지지판(41)을 통하여 각 자석 유니트(41 ~ 44)가 제 1 이동 수단(6)에 연결되어 있다. 제 1 이동 수단(6)은, 각 지지판(41)의 하면에 각각 늘어뜨려 설치한 너트 부재(41a)에 나사결합하는 이송 나사(61)와, 이 이송 나사(61)를 정역 방향으로 회전 구동하는 모터(62)를 구비한다. 그리고, 이송 나사(61)를 회전 구동하면, 그 회전 방향에 따라 각 자석 유니트(41 ~ 44)가 일체로 X 방향으로 동일 평면 상을 소정 속도와 동시에, 일정한 스트로크(S1)로 왕복 운동한다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 이송 나사(61)를, 베이스판(63) 상에 설치되고, Y 방향으로 타겟(41)의 길이 방향 전체 길이에 걸쳐 수평으로 연장되는 좌우 한 쌍의 레일 부재(64R, 64L)에 슬라이딩 가능하게 계합시키고, 도시를 생략한 구동 모터를 구비한 슬라이더(65R, 65L)로 유지되어도 좋다. 그리고, 두 슬라이더(65R, 65L)를 동기하여 Y 방향으로 이동시키면, 각 자석 유니트(41 ~ 44)를 일체로 Y 방향으로 동일 평면 상을 소정 속도와 동시에, 일정한 스트로크로 왕복 운동시킬 수도 있다. 이것에 의해, 각 자석 유니트(41 ~ 44)가, 소정의 기점으로부터, 자석 유니트(41 ~ 44)가 그 바로 위에 위치하는 타겟(31 ~ 34)에 대하여 상대 이동되어 상기 기점으로 되돌려지는 것이 반복된다.The support plate 41 has an outer dimension that is made one round smaller than the outline of the target, and each magnet unit 4 1 to 4 4 is connected to the first moving means 6 via each support plate 41. The 1st moving means 6 rotates the feed screw 61 screwed to the nut member 41a provided by hanging in the lower surface of each support plate 41, and this feed screw 61 is rotated in the forward / backward direction. The motor 62 is provided. Then, when the feed screw 61 is rotated and driven, the magnetic units 4 1 to 4 4 integrally reciprocate in a constant stroke S1 simultaneously with a predetermined speed on the same plane in the X direction along the rotational direction thereof. do. In addition, as shown in FIG. 1, a pair of left and right rails having a feed screw 61 provided on the base plate 63 and extending horizontally over the entire length of the target 41 in the Y direction in the longitudinal direction. It may be slidably engaged with the members 64R and 64L and held by sliders 65R and 65L provided with a drive motor not shown. Then, when the two sliders 65R and 65L are moved in the Y direction in synchronism, the respective magnetic units 4 1 to 4 4 may be reciprocated in a constant stroke simultaneously with a predetermined speed on the same plane in the Y direction. have. As a result, each of the magnetic units 4 1 to 4 4 is moved relative to the targets 31 to 34 on which the magnetic units 4 1 to 4 4 are located immediately above the predetermined starting point. The return is repeated.

또한, 진공 챔버(1) 내의 상부에는, 나란히 설치한 타겟(31 ~ 34)에 대향하도록 기판(W)을 보호지지하는 홀더(7)가 설치되어 있다. 홀더(7)에는, 기판(W)의 윤곽에 대응하여 요입시킨 오목부(71)가 설치되고, 오목부(71의 하면에는, 기판(W)의 하면(성막면)이 타겟(31 ~ 34)을 향하는 중앙 개구(72)가 형성되어 있다. 또한, 홀더(7)에는, 제 2 이동 수단(8)이 연결되어 있다. 제 2 이동 수단(8)은, 홀더(7)의 하면에 설치한 너트 부재(73)에 나사결합하고, 진공 챔버(1)의 측벽을 관통하여 설치한 이송 나사(81)와, 이 이송 나사(81)를 정역 방향으로 회전 구동하는 모터(82)를 구비한다. 그리고, 이송 나사(81)를 회전 구동하면, 그 회전 방향에 따라 홀더(7), 나아가서는 기판(W)이 X 방향으로 동일 평면 위를 소정 속도와 동시에, 일정한 스트로크(S2)로 왕복 운동한다. 이 경우, 인접하는 타겟(31 ~ 34)의 중심간 거리(「음극 피치」라고도 한다) Dt를, 각 자석 유니트(41 ~ 44)의 스트로크(S1)와 기판(W)의 스트로크(S2)와의 합과 동등하게 하고 있다.Further, the upper portion in the vacuum chamber 1, a holder 7 that protects the substrate (W) supported so as to be opposed to side-by-side installed targets (31-34) is installed. The holder 7 is provided with a concave portion 71 recessed in correspondence with the outline of the substrate W. On the lower surface of the concave portion 71, the lower surface (film formation surface) of the substrate W is the target 3 1 to. A central opening 72 is formed facing the 3 4. In addition, a second moving means 8 is connected to the holder 7. The second moving means 8 has a lower surface of the holder 7. A screw screwed to the nut member 73 provided in the screw member 73, which is installed to penetrate the side wall of the vacuum chamber 1, and a motor 82 for rotationally driving the feed screw 81 in the forward and reverse directions. Then, when the feed screw 81 is driven to rotate, the holder 7 and the substrate W along the rotational direction thereof move on the same plane in the X direction at the same speed and at a constant stroke S2. In this case, the distance between the centers of the adjacent targets 3 1 to 3 4 (also referred to as the "cathode pitch") Dt is the stroke S1 of each of the magnetic units 4 1 to 4 4 and the substrate ( W) Straw It is equal to the sum with (S2).

다음으로, 도 3을 더욱 참조하여, 상기 스퍼터 장치(SM)를 이용한 스퍼터링 법에 의한 성막을 설명한다. 우선, 기판(W)을 홀더(7)에 세트한 후, 스퍼터실(1a) 내부를 소정 압력까지 진공흡입한다. 이때, 홀더(7)는, 도 1 및 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 왕복 운동의 우단의 기점 위치에 있고, 또한, 각 자석 유니트(41 ~ 44)는, 왕복 운동의 좌단의 기점 위치에 있다. 그리고, 가스 도입 수단(2)을 통하여 소정의 스퍼터 가스 및 반응 가스를 도입하고, 교류 전원(E)을 통하여 쌍을 이루는 각 타겟(31 ~ 34)에 교류 전력을 각각 투입한다. 이것에 의해, 쌍을 이루는 2매의 타겟(31과 32) 및 (33과 34)가 각각 양극과 음극의 역할을 완수하고, 각 타겟(31 ~ 34)의 상방에, 터널 모양의 누설 자기장이 형성되고, 이 누설 자기장의 수직 성분이 0으로 되는 위치를 지나는 레이트 트랙 모양으로 고밀도의 플라즈마가 발생한다. 도 3의 (a)에 도시하는 기점 위치에서는, 타겟(31 ~ 34) 좌측 부분의 상방에 누설 자기장이 형성되기 때문에, 타겟(31 ~ 34)의 좌측 부분이 각각 스퍼터 된다. 그리고, 각 타겟(31 ~ 34)으로부터 방출된 스퍼터 입자가, 대향하는 기판(W) 표면에 부착하여 퇴적한다.Next, with reference to FIG. 3 further, film-forming by the sputtering method using the said sputter apparatus SM is demonstrated. First, the board | substrate W is set to the holder 7, and the inside of the sputter chamber 1a is vacuum-blowed to predetermined pressure. At this time, the holder 7 is located at the starting point position of the right end of the reciprocating motion, as shown in Figs. 1 and 3A, and each of the magnetic units 4 1 to 4 4 has It is located at the starting point of the left end. Then, a predetermined sputter gas and a reaction gas are introduced through the gas introduction means 2, and AC power is input to each of the targets 3 1 to 3 4 which are paired via the AC power supply E, respectively. As a result, the two pairs of targets 3 1 and 3 2 and 3 3 and 3 4 fulfill the roles of the positive electrode and the negative electrode, respectively, and above each of the targets 3 1 to 3 4 , A tunnel-shaped leak magnetic field is formed, and high-density plasma is generated in the form of a rate track passing through a position where the vertical component of the leak magnetic field becomes zero. In the starting position shown in FIG. 3A, since the leakage magnetic field is formed above the left portions of the targets 3 1 to 3 4 , the left portions of the targets 3 1 to 3 4 are each sputtered. The sputter particles emitted from each of the targets 3 1 to 3 4 adhere to and deposit on the surface of the substrate W that faces each other.

스퍼터 중에, 제 1 이동 수단(6)에 의해 각 자석 유니트(41 ~ 44)는, 좌단의 기점 위치로부터 우단의 되돌아오는 위치를 향해 이동되고, 다른 한편으로, 제 2 이동 수단(8)에 의해 홀더(7), 나아가서는 기판(W)이 우단의 기점 위치로부터 좌단의 되돌아오는 위치를 향해 이동된다. 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 기판(W)이 좌단과 우단과의 중간 위치에 있을 때, 각 자석 유니트(41 ~ 44)도 우단과 좌단의 중간 위치에 있다. 이와 같이 기판(W) 및 각 자석 유니트(41 ~ 44)의 쌍방이 중간 위치에 있을 때, 각 타겟(31 ~ 34) 중앙 부분의 상방에 누설 자기장이 형성되므로, 타겟(31 ~ 34) 중앙 부분이 스퍼터 되고, 이 중앙 부분으로부터 방출된 스퍼터 입자가, 대향하는 기판(W) 표면에 부착한다. 그리고, 도 3의 (c)에 도시하는 바와 같이 기판(W)이 왕복 길의 되돌아오는 위치(좌단 위치)에 있을 때, 각 자석 유니트(41 ~ 44)도 왕복 운동의 되돌아오는 위치(우단 위치)에 있다. 이때, 각 타겟(31 ~ 34) 우측 부분의 상방에 누설 자기장이 형성되므로, 타겟(31 ~ 34) 우측 부분이 스퍼터 되고, 이 우측 부분으로부터 방출된 스퍼터 입자가, 대향하는 기판(W) 표면에 부착한다.During the sputtering, each of the magnetic units 4 1 to 4 4 is moved from the starting position of the left end to the returning position of the right end by the first moving means 6, and on the other hand, the second moving means 8. The holder 7 and further, the substrate W are moved toward the return position of the left end from the starting point position of the right end. As shown in Fig. 3B, when the substrate W is at an intermediate position between the left end and the right end, each of the magnetic units 4 1 to 4 4 is also at an intermediate position between the right end and the left end. When this way the two sides of the substrate (W) and each magnet unit (41-44) is in the intermediate position, since the respective target (31-34), the leakage magnetic field above the center of forming a target (31 2-3 4) and the center of the sputtering, the sputtering particles emitted from the central portion, is attached to the substrate (W) surface opposite. And, when the back coming position (left end position) of the reciprocating path of the substrate (W) as shown in (c) of Figure 3, each magnet unit (41-44) also returns coming position of the reciprocating movement ( Right side position). At this time, since a leakage magnetic field is formed above the right side of each of the targets 3 1 to 3 4 , the right side of the targets 3 1 to 3 4 is sputtered, and the sputtered particles emitted from the right side face the substrate ( W) Attach to the surface.

그 후, 각 자석 유니트(41 ~ 44)는 우단의 되돌아오는 위치로부터 좌단의 기점 위치를 향해 이동되고, 다른 한편으로, 기판(W)은 좌단의 되돌아오는 위치로부터 우단의 기점 위치를 향해 이동된다.Thereafter, each of the magnetic units 4 1 to 4 4 is moved from the return position of the right end to the starting point position of the left end, and on the other hand, the substrate W moves from the returning position of the left end to the starting point position of the right end. Is moved.

이와 같이 자석 유니트(41 ~ 44)와 기판(W)을 상반되는 방향으로 이동시키고, 이때, 왕복 운동의 기점으로부터 되돌아오는 위치에 도달할 때까지의 시간을 동등하게 되도록 이동 속도가 설정된다. 그리고, 이 조작을 반복하면서, 타겟(31 ~ 34)으로부터의 스퍼터 입자가(반응 가스와 반응하면서) 기판(W) 표면에 부착, 퇴적하여 소정 박막이 성막된다.In this way, the moving speed is set so that the magnet units 4 1 to 4 4 and the substrate W are moved in opposite directions, and at this time, the time until reaching the position returning from the starting point of the reciprocating motion is equal. . Then, while repeating this operation, the sputter particles from the targets 3 1 to 3 4 (react with the reaction gas) adhere to and deposit on the surface of the substrate W to form a predetermined thin film.

이상에 의하면, 자석 유니트(41 ~ 44)와 기판(W)을 상반되는 방향으로 이동시키고, 왕복 운동의 기점으로부터 되돌아오는 위치에 도달할 때까지의 시간을 동등하게 하였기 때문에, 기판(W) 전면에 걸쳐, 타겟(31 ~ 34)으로부터 스퍼터 입자가 방출되는 영역과 균등하게 대향하도록 되고(즉, 기판(W) 전면에 걸쳐, 플라즈마가 조사되도록 되고), 그 결과, 국소적으로 매우 작게 물결치는 막 두께 분포나 막질 분포가 남는 것이 없고, 막 두께 분포나 막질 분포의 불균일을 효과적으로 억제할 수가 있다.According to the above, the magnet units (41-44) and because it moves the substrate (W) to the opposite direction, equal to the time taken to reach the coming location back from the starting point of the reciprocating motion, the substrate (W ) Across the entire surface so as to be equally opposed to the area where the sputter particles are emitted from the targets 3 1 to 3 4 (i.e., the plasma is irradiated across the entire surface of the substrate W), and consequently, locally There is no film thickness distribution or film quality distribution which is waved very small, and the nonuniformity of film thickness distribution and film quality distribution can be suppressed effectively.

또한, 상기와 같이 타겟 중심간 거리 Dt를, 자석 유니트의 스트로크(S1)와 기판(W)의 스트로크(S2)와의 합과 동등하게 함으로써, 각 타겟(31 ~ 34)으로부터 스퍼터 입자가 방출되는 영역이, 기판(W) 표면의 전체에 걸쳐 더욱 한층 균등하게 대향하게 되고, 막 두께 분포나 막질 분포의 불균일을 한층 효과적으로 억제할 수 있다.Further, as described above, by making the distance Dt between the target centers equal to the sum of the stroke S1 of the magnet unit and the stroke S2 of the substrate W, sputter particles are emitted from each target 3 1 to 3 4 . The area | region to become becomes even more evenly across the whole surface of the board | substrate W, and the nonuniformity of a film thickness distribution and a film quality distribution can be suppressed more effectively.

이상의 효과를 확인하기 위하여, 도 1에 도시하는 스퍼터링 장치(SM)를 이용하여 다음의 실험을 행하였다. 본 실험에서는, 타겟(31 ~ 34)으로서 ITO로 만들어진 것을 이용하여, 동일한 평면시에서 대략 직사각형으로 성형하고, 백킹 플레이트(31)에 접합하였다. 또한, 자석 유니트(41 ~ 44)의 지지판(41)으로서, 130 mm × 1300 mm의 외형 치수를 가지는 것을 이용하여, 각 지지판(41) 상에, 타겟(31 ~ 34)의 길이 방향을 따른 막대 모양의 중앙 자석(42)과, 지지판(41)의 외주를 따라 주변 자석(43)을 설치하였다.In order to confirm the above effects, the following experiment was performed using the sputtering apparatus SM shown in FIG. In this experiment, the targets 3 1 to 3 4 were made of ITO, and formed into a substantially rectangular shape in the same plane, and bonded to the backing plate 31. In addition, the lengths of the targets 3 1 to 3 4 on each of the support plates 41 are used as the support plates 41 of the magnetic units 4 1 to 4 4 , each having an external dimension of 130 mm × 1300 mm. The rod-shaped central magnet 42 along the direction and the peripheral magnet 43 were provided along the outer periphery of the support plate 41.

그리고, 기판(W)으로서 소위 제 8.5 세대 플랫 패널 디스플레이용의 유리 기판을 이용하고, 또한, 스퍼터 조건으로서, 진공 배기되어 있는 스퍼터실(1a) 내의 압력이 0.3 Pa로 유지되도록, 매스 플로우 제어기(21a, 21b)를 제어하여 스퍼터 가스인 아르곤과 수증기 가스를 스퍼터실(1a) 내에 도입하고, 타겟(31 ~ 34)으로의 투입 전력(교류 전압)을 15 kW 투입함으로써, 스퍼터를 행하였다. 또한, 기판(W)과 타겟(31 ~ 34)과의 사이의 거리는 216 mm로 하였다.And as a board | substrate W, it uses the so-called glass substrate for 8.5th generation flat panel displays, and, as a sputter | spatter condition, the mass flow controller (A) so that the pressure in the sputter chamber 1a which is evacuated is maintained at 0.3 Pa. 21a and 21b were controlled to introduce sputter gas, argon and water vapor gas into the sputter chamber 1a, and sputtering was performed by introducing 15 kW of input power (AC voltage) to the targets 3 1 to 3 4 . . Further, the distance was set to 216 mm between the substrate (W) and the target (31-34).

발명의 실험에서는, 상기 스퍼터 중에, 자석 유니트(41 ~ 44)와 홀더(7), 나아가서는 기판(W)을 상반되는 방향으로 이동시키고, 왕복 운동의 기점으로부터 되돌아오는 위치에 도달할 때까지의 시간을 동등하게 하였다. 이때, 인접하는 타겟(31 ~ 34)의 중심간 거리 Dt(=250 mm)를, 자석 유니트(41 ~ 44)의 스트로크 S1(=84 mm)과 기판(W)의 스트로크 S2(=166 mm)와의 합과 동등하게 하고, 자석 유니트(41 ~ 44)의 이동 속도를 14.8 mm/sec로 하고, 홀더(7)(기판(W))의 이동 속도를 47.88 mm/sec로 하였다. 발명의 실험으로 성막된 ITO 박막에 대하여, 300~800 nm의 파장 영역의 광에 대한 반사율을 측정하고, 그 측정 결과를 도 4의 (a)에 도시한다. 측정 개소는, 기판(W)의 좌측(상기 왕복 운동의 기점측)의 단부를 제로(zero)로 하였을 때, 0 mm, 100 mm, 200 mm, 300 mm, 400 mm의 개소로 하였다. 측정한 반사율의 면내 균일성은 0.61 %이며, 물결치는 막 두께 분포나 막질 분포가 생기는 것을 효과적으로 억제할 수 있다는 것이 확인되었다.In the experiment of the invention, when the magnet units 4 1 to 4 4 and the holder 7 and further the substrate W are moved in opposite directions in the sputters and reach a position returning from the starting point of the reciprocating motion, The time until was equal. At this time, the distance Dt (= 250 mm) between the centers of the adjacent targets 3 1 to 3 4 is determined by the stroke S1 (= 84 mm) of the magnetic units 4 1 to 4 4 and the stroke S2 of the substrate W ( = 166 mm), the moving speed of the magnetic units 4 1 to 4 4 is 14.8 mm / sec, and the moving speed of the holder 7 (substrate W) is 47.88 mm / sec. It was. About the ITO thin film formed by the experiment of this invention, the reflectance with respect to the light of 300-800 nm wavelength range is measured, and the measurement result is shown to FIG. 4 (a). The measurement location was 0 mm, 100 mm, 200 mm, 300 mm, and 400 mm when the end of the left side of the substrate W (the starting point side of the reciprocating motion) was zero. The in-plane uniformity of the measured reflectance was 0.61%, and it was confirmed that the generation of waving film thickness distribution and film quality distribution can be effectively suppressed.

상기 발명의 실험에 대한 비교 실험 1에서는, 상기 스퍼터 중에, 기판(W)은 이동시키지 않고 고정하고, 자석 유니트(41 ~ 44)를 14.8 mm/sec의 속도로 왕복 운동시켰다. 상기 발명 실험과 마찬가지로, 본 비교 실험 1에서 성막된 ITO 박막의 반사율의 측정 결과를 도 4의 (b)에 도시한다. 반사율의 면내 균일성은 1.12 %로 낮고, 막 두께 분포나 막질 분포가 불균일하다는 것이 확인되었다.In Comparative Experiment 1 for the experiment of the invention, the substrate W was fixed without moving in the sputter, and the magnetic units 4 1 to 4 4 were reciprocated at a speed of 14.8 mm / sec. Similarly to the inventive experiment, the measurement result of the reflectance of the ITO thin film formed in Comparative Experiment 1 is shown in Fig. 4B. It was confirmed that the in-plane uniformity of the reflectance was as low as 1.12% and the film thickness distribution and the film quality distribution were nonuniform.

다른 비교 실험 2에서는, 상기 스퍼터 중에, 기판(W)과 자석 유니트(41 ~ 44)의 쌍방을 이동시켰지만, 이들 기판(W)과 자석 유니트(41 ~ 44)와의 동기를 행하지 않도록 하였다. 즉, 양자를 상반되는 방향뿐만 아니라 동일 방향으로도 이동시켰다. 상기 발명의 실험과 마찬가지로, 본 비교 실험 2로 얻어진 ITO 박막의 반사율의 측정 결과를 도 4의 (c)에 도시한다. 반사율의 면내 균일성은 0.74 %이며, 비교 실험 1에 비해 면내 균일성이 향상하지만, 발명의 실험에 비해 면내 균일성이 낮은 것으로 판명되었다. 이 경우에도, 물결치는 막 두께 분포나 막질 분포가 생기게 된다.In another comparative experiment 2, so that during the sputter, sikyeotjiman move the two sides of the substrate (W) and magnet unit (41-44), performing the synchronization between the substrates (W) and magnet unit (41-44) It was. That is, both were moved in the same direction as well as in opposite directions. Similarly to the experiment of the present invention, the measurement result of the reflectance of the ITO thin film obtained in Comparative Experiment 2 is shown in Fig. 4C. The in-plane uniformity of the reflectance was 0.74%, and the in-plane uniformity was improved as compared with Comparative Experiment 1, but it was found that the in-plane uniformity was lower than the experiment of the invention. Also in this case, the waving film thickness distribution and the film quality distribution are generated.

이상, 본 발명의 실시 형태의 마그네트론 방식의 스퍼터 장치(SM)에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기의 형태의 것으로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태에서는, 진공 챔버(1) 내에 홀더(7)를 설치하여 기판(W)을 왕복 운동하는 것을 예로 설명하였지만, 예를 들어, 스퍼터링 장치(SM)가 인라인 방식의 것으로서 구성되고, 진공 챔버의 타겟과 대향한 위치에 캐리어를 이용하여 기판이 반송되어 오는 것과 같은 경우에는, 스퍼터링 중에, 이 캐리어를 왕복 운동시키도록 하여도 좋다.As mentioned above, although the magnetron type sputtering apparatus SM of embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the thing of the said aspect. In the above embodiment, the holder 7 is provided in the vacuum chamber 1 to reciprocate the substrate W. For example, the sputtering device SM is configured as an in-line type, and the vacuum chamber is, for example. In the case where the substrate is conveyed by using the carrier at a position facing the target of, the carrier may be reciprocated during sputtering.

또한, 상기 실시 형태에서는, 복수 매의 타겟을 나란하게 설치하고, 쌍을 이루는 것에 교류 전원에 의해 교류 전력을 투입하는 것을 예로 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 타겟을 1매로 구성하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 타겟이 1매인 경우, 상기 실시 형태와 같이 타겟 간의 간극이 존재하지 않는다. 이 때문에, 백킹 플레이트(31)가 스퍼터되어 이상 방전이 발생하는 것을 방지하도록, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 자석 유니트(41 ~ 44)를 이동시키지 않는 영역(Dm)을 설치할 필요가 없지만, 어떠한 이유에 의해 이 영역(Dm)이 존재하는 경우에는, 본 발명을 매우 적합하게 적용할 수가 있다.In the above embodiment, a plurality of targets are installed side by side, and AC power is supplied by AC power to a pair. However, the present invention is not limited thereto, and the target is composed of one target. The present invention can be applied. When there is only one target, there is no gap between the targets as in the above embodiment. Therefore, the backing plate 31 is sputtered so as to prevent the abnormal discharge occurs, the, the magnet unit (41-44) domain (Dm) which does not move as shown in Figure 3 (a) Although it is not necessary to provide it, when this area | region Dm exists for some reason, this invention can be applied suitably.

또한, DC 전원에서 직류 전력을 투입하는 것과 같은 경우에도, 본 발명은 적용할 수 있다. 또한, 원형의 타겟으로 자석 유니트가 타겟의 중심을 회전 중심으로서 회동하도록 한 것에도 본 발명은 적용할 수 있다.In addition, the present invention can also be applied to the case where DC power is supplied from a DC power supply. The present invention can also be applied to a circular target in which the magnet unit rotates around the center of the target as the center of rotation.

SM : 스퍼터링 장치 1a : 스퍼터실
31 ~ 34 : 타겟 41 ~ 44 : 자석 유니트
5 : 플로팅 차폐재 6 : 이동 수단
E : 교류 전원 M1, M2 : 누설 자기장
W : 기판
SM: Sputtering Device 1a: Sputtering Room
3 1 to 3 4 : Target 4 1 to 4 4 : Magnet unit
5: floating shielding material 6: moving means
E: AC power supply M1, M2: leakage magnetic field
W: substrate

Claims (2)

타겟이 설치된 진공 챔버 내에 기판을 대향 배치하고, 진공 챔버 내에 스퍼터 가스를 도입하고, 타겟으로 전력을 투입하여 진공 챔버 내에 플라즈마를 형성하여 타겟을 스퍼터링하고, 기판의 타겟과의 대향면에 성막하는 스퍼터링 방법에 있어서,
타겟의 기판과의 대향면 측을 위(上)로 하여, 타겟 하방에서 이 타겟의 일 방향인 X 방향으로 복수의 자석 유니트를 소정 간격으로 나란하게 설치하여 각 자석 유니트에 의해 타겟의 상방에 터널 모양의 누설 자기장을 형성하고,
스퍼터링 중에, 각 자석 유니트를, 동기시켜서 X 방향으로 소정의 스트로크로 타겟에 대하여 상대적으로 왕복 운동시킴과 동시에, 기판을 X 방향으로 소정의 스트로크로 타겟에 대하여 상대적으로 왕복 운동시키고,
각 자석 유니트와 기판을 상반되는 방향으로 상대 이동시킴과 동시에, 각 자석 유니트와 기판이 왕복 운동의 기점으로부터 되돌아오는 위치에 도달할 때까지의 시간을 동등하게 한 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
Sputtering which opposes a substrate in a vacuum chamber in which a target is installed, introduces a sputter gas into the vacuum chamber, injects electric power into the target, forms a plasma in the vacuum chamber, sputters the target, and forms a film on the opposite surface of the substrate. In the method,
On the opposite side of the target substrate to the upper side, a plurality of magnet units are arranged side by side at a predetermined interval in the X direction, which is one direction of the target, from below the target, and each magnet unit tunnels above the target. To form a leaky magnetic field,
During sputtering, each magnet unit is synchronously reciprocated relative to the target with a predetermined stroke in the X direction while synchronizing, and the substrate is reciprocated relative to the target with a predetermined stroke in the X direction,
A sputtering method comprising moving the respective magnetic units and the substrate in opposite directions and equalizing the time until the respective magnetic units and the substrate reach a position returning from the starting point of the reciprocating motion.
청구항 1에 있어서,
상기 타겟이 동일 형상의 타겟 재료의 복수 매를 X 방향으로 등간격으로 나란히 설치하여 구성되고, 각 타겟 재료에 각각 대응시켜서 자석 유니트를 설치한 것에 있어서,
인접하는 타겟의 중심간 거리를, 자석 유니트의 스트로크와 기판의 스트로크와의 합과 동등하게 한 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the target is configured by arranging a plurality of target materials of the same shape side by side at equal intervals in the X direction, the magnet unit is provided in correspondence with each target material, respectively,
A sputtering method, wherein the distance between the centers of adjacent targets is equal to the sum of the stroke of the magnet unit and the stroke of the substrate.
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