专利名称：溅射装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及溅射装置。
背景技术：
在基板上形成薄膜时，从成膜速度快等的优点出发，大多利用磁控溅射方式。在磁控溅射方式中，通过在标靶的后方设置由交替改变极性的多个磁铁构成的磁铁部件，用该磁铁部件在标靶的前方形成磁束捕捉电子，由此提高在标靶前方的电子密度，提高这些电子和导入真空腔内的气体的冲撞概率，增加等离子密度进行溅射。 可是，近年随着基板的大型化，磁控溅射装置也大型化。因此，已知有通过并列设置多个标靶能够对大面积的基板成膜的溅射装置(例如，参照专利文献I )。专利文献I :特开2008-25031号公报(参照图2等)但是，在专利文献I中记载的溅射装置中，在溅射时从标靶弹出的飞溅粒子未附着到基板上，而附着在标靶未侵蚀的区域，所谓的非侵蚀区域上。该附着的飞溅粒子容易因电弧放电等从标靶上脱落。而后，如果该脱落的飞溅粒子附着到基板上，则因为密合性低，所以在该部分上膜容易发生剥落，存在成膜特性降低的问题。因而，本发明的课题在于解决上述以往技术的问题点，要提供一种抑制飞溅粒子向非侵蚀区域的附着，成膜特性高的溅射装置。
发明内容
本发明的溅射装置具备真空腔、在标靶上施加电压的电源、在上述真空腔内导入气体的气体导入单元，上述标靶设置于与设置在该真空腔内的基板相对的位置，在上述标靶的端部具有覆盖该端部的上表面的密封部件。本发明的溅射装置由于具有密封部件，因而能够覆盖形成在标靶端部上的非侵蚀区域，能够抑制飞溅粒子向非侵蚀区域的附着。在此，上述标靶隔开规定的间隔并列设置多个，上述密封部件覆盖相邻的上述标靶的相互相对的端部的上表面。由于具有覆盖相邻的标靶的相互相对的端部的上面的密封部件，因而能够覆盖形成在标靶端部上的非侵蚀区域的大部分，能够进一步抑制飞溅粒子向非侵蚀区域的附着。另外，理想的是在相邻的上述标靶的被上述密封部件覆盖的区域上设置锥形。通过设置锥形，在标靶上难以形成非侵蚀区域，并且例如即使形成了非侵蚀区域，也因为形成锥形，所以与不形成锥形的情况相比飞溅粒子难以附着。另外，因为形成锥形，所以标靶和密封部件难以电连接。另外，理想的是进一步设置密封部件以覆盖上述标靶的并列设置方向的两端的标靶端部的上表面。通过进一步设置该部分，能够进一步覆盖非侵蚀区域，进一步抑制飞溅粒子向非侵蚀区域的附着。如果采用本发明的溅射装置，则能够抑制飞溅粒子向非侵蚀区域的附着，由此能够起到可以提高成膜特性的优异的效果。
图I是实施方式I的溅射装置的模式剖面图。图2是实施方式I的溅射装置中的标靶附近的模式剖面图。图3是表示实施方式I的标靶以及密封部件的一部分的模式上面图。图4是实施方式2的溅射装置中的标靶附近的模式剖面图。图5是表示参照例以及比较例的测定结果的图表。图6是实施方式3的溅射装置中的标靶附近的模式剖面图。符号说明 I :溅射装置；11 :真空腔；12 :气体导入单元；13 :标靶组合体；14 :磁铁部件；20 密封部件；21 :密封主体；22 :凸缘部；23 :支撑部件；41a、41b :标靶；42 :密封部件；121a、121b :质量流量控制器；122 :气体导入管；123a :气源;131a 131d :衬板；132a 132d :标靶；133a 133d :交流电源；141 :支撑部；142 :中央磁铁；143 :周边磁铁；231 :板形部；232 :突起部；233 :缔结材料;A1 :侵蚀区域;A2 :非侵蚀区域；S基板。
具体实施例方式(实施方式I) 以下说明本发明的溅射装置。溅射装置I具备真空腔11。在溅射装置I上传送基板S，基板S在真空腔11的顶面一侧上用未图示的基板保持部将成膜面保持在向着地面一侧的状态。在真空腔11的侧壁面上设置气体导入单元12。气体导入单元12通过架设在质量流量控制器121a、121b上的气体导入管122分别与气源123a、123b连接。在气源123a、124b中封入氩气等的溅射气体、H20、02、N2等的反应气体，这些气体用质量流量控制器121a、121b能够以一定的流量导入到真空腔11中。在和设置于真空腔11内的基板S相对的位置上配置标靶组合体13。标靶组合体13具备在上面看大致长方形的4个衬板131a 131d、在设置于各衬板131a 131d的一面上的上面看形成大致正方形的标靶132a 132d。衬板131a 131d制作成比标靶132a 132d稍大。这种衬板131a 131d在用于支撑标靶132a 132d的同时，还具有作为电极板的功能，以能够在相邻的衬板之间施加电压的方式，在相邻的二块衬板上设置配置在真空腔11外部上的一个交流电源。即，在本实施方式中，在衬板131a和衬板131b上连接有交流电源133a，在衬板131c和衬板131d上连接有交流电源133b。另外，在衬板131a 131d的内部设置未图示的液体循环路，其构成是能够冷却标靶132a 132d。标靶132a 132d在IT0、Al合金、Mo等在基板上根据成膜的膜的组成用公知的方法制造。标靶132a 132d以和基板S位于平行的同一平面上的方式隔开间隙并列设置。在标靶组合体13的下侧设置有4个磁铁部件14。磁铁部件14分别形成在同一构造上。磁铁部件14具有支持部141，在支撑部141上以交替改变极性配置的方式，设置有沿着标靶132a 132d的长方向的棒形的中央磁铁142、以包围中央磁铁142的周围的方式由多个磁铁构成的周边磁铁143。由此在标靶132a 132d的前方形成匀称的闭环的隧道状磁束，捕捉在标靶132a 132d的前方电离的电子以及在溅射产生的2次电子。能够提高在作为负极的标靶前方形成的等离子的密度。而且，形成为在标靶132a 132d的宽度方向上磁铁部件14可以移动，尽量少形成以后说明的非侵蚀区域。在这样形成的真空腔11内用气体导入单元12导入溅射气体，在用各交流电源133a、133b在各衬板131a 131d上施加电压后，在标靶132a 132d和基板S之间的空间上形成等离子。而后，通过形成该等离子，标靶132a 132d被溅射，飞溅粒子附着在基板S上，在基板S上形成所希望的膜。在这种情况下，根据等离子的形成位置，标靶表面如图3所示那样，分为侵蚀区域Al，和作为非侵蚀区域的所谓非侵蚀区域A2。S卩，在标靶132a 132d的端部附近上因为难以形成等离子，所以标靶132a 132d未被侵蚀而作为非侵蚀区域A2留下，在作为其他区域的侵蚀区域Al上通过溅射进行侵蚀。可是，在以往的溅射装置中存在以下的问题。即，在溅射中，飞溅粒子附着在基板上形成膜，而根据飞溅粒子的弹出方向，还有些附着在非侵蚀区域上。以下，将在这种飞溅时没有直接附着在基板上的粒子称为非附着粒子。在这种情况下，因为附着在该非附着区域上的非附着粒子和非附着区域的密合性弱，所以因电弧放电等原因容易从非侵蚀区域脱·落而成为尘埃浮游在真空腔11内。而后，该成为尘埃的非附着粒子有可能附着在基板S上。这样，如果非附着粒子进入了所形成的膜的一部分，则该部分和构成其他膜的部分密合性低，已形成的膜容易剥落。因而成膜特性劣化。即，在以往的溅射装置中，因为存在由于来自非侵蚀区域的非附着粒子在膜中作为异物进入致使成膜特性恶化的问题，所以需要对其进行抑制。因而，在本实施方式中，要抑制非附着粒子向标靶132a 132d的非侵蚀区域A2的附着，在各标靶132a 132d之间分别设置密封部件20。以下，详细说明密封部件20。而且，用标靶组合体13和密封部件20构成标靶单元。3个密封部件20是相同构造，分别从上面看是大致长方形。密封部件20包含配置在标靶132a 132d之间的密封主体21、以从密封主体21覆盖标靶132a 132d的宽度方向的端部上面的方式延伸设置的板形的凸缘部22。密封部件20的凸缘部22设置成在未设置密封部件20的情况下将形成在标靶132a 132d上的非侵蚀区域在标靶132a 132d的宽度方向上刚好覆盖。即，在未设置密封部件20的情况下，在成为形成于标靶132a 132d上的基准的基准非侵蚀区域中，将凸缘部22形成为和在宽度方向上的基准非侵蚀区域的宽度相同，以便至少覆盖形成在标靶132a 132d的宽度方向上的基准非侵蚀区域。而且，对于该基准非侵蚀区域，预先通过实验等可以知道区域的大小成为怎样的程度。另外，密封部件20和标靶132a 132d以及衬板131a 131d隔开距离以便在电压施加时不短路。密封部件20是附着粒子容易附着的材料，并且由高熔点材料组成。作为这种密封部件20的材料，例如，可以列举钛、铝、SUS、陶瓷等，在本实施方式中由钛构成。另外，对密封部件20的表面进行喷砂处理(加工)，形成未图示的细小的凹凸(表面粗糙度是100 u nTl50 u m)。通过喷砂处理，非附着粒子和密封部件20的密合性提高，由此抑制了一旦附着到密封部件42上的粒子再次脱落释放到真空腔11内的现象。由于具备这种密封部件20，因为能够用凸缘部22覆盖比基准非侵蚀区域还窄的标靶132a 132d端部的非侵蚀区域A2，所以抑制非附着粒子附着到非侵蚀区域A2的现象。即，通过设置密封部件20，因为非侵蚀区域A2变得比基准非侵蚀区域还窄，所以能够使非附着粒子不附着在非侵蚀区域A2上而附着在密封部件20上。由此，能够抑制非附着粒子附着到非侵蚀区域A2上的现象。在这种情况下，附着在密封部件20上的非侵蚀粒子与附着在非侵蚀区域A2上相比更难以从密封部件20脱落，不会作为尘埃再次在真空腔11内飞舞。另外，通过设置密封部件20，因为非侵蚀区域A2比基准非侵蚀区域还窄，所以附着在非侵蚀区域A2上的非附着粒子数减少。即，非附着粒子难以附着在非侵蚀区域上。因而，能够抑制在已成膜的膜中包含该非附着粒子的现象，能够抑制膜脱落。即，在本实施方式中，在密封部件20上附着从标靶132a 132d飞溅，弹到真空腔11内但不能附着在基板上的非附着粒子，通过与密封部件20密合，抑制非附着粒子附着到非侵蚀区域A2上的现象，由此提高溅射装置I的成膜特性。另外，由于这样在标靶132a 132d之间设置密封部件20，因而能够同时防止非附着粒子在整个标靶132a 132d之间附着，在标靶132a 132d之间引起短路的现象。而且，例如，如果以仅在标靶132a 132d之间进行埋设的方式设置密封部件，则如上所述不能抑制 非附着粒子附着到非侵蚀区域A2的现象，不能作为抑制膜剥离的成膜特性好的溅射装置。并且，在本实施方式中，因为覆盖标靶132a 132d的宽度方向的端部，所以与以仅在标靶132a 132d之间进行埋设的方式设置密封部件的情况相比，因为表面积大，所以能够附着更多的非附着粒子，能够进一步抑制非附着粒子对基板S的再附着。这种密封部件20的凸缘部22如上所述以能够覆盖标靶132a 132d的端部的非侵蚀区域A的方式形成，分别覆盖标靶132a 132d的宽度方向的各端部3 7mm。这是因为，如果小于3mm，则不能覆盖标靶132a 132d的非侵蚀区域A2，另一方面如果大于7mm，则变得比标靶132a 132d的基准非侵蚀区域还大，覆盖到标靶132a 132d的侵蚀区域，不仅标靶132a 132d的使用效率低，而且不能得到所希望的成膜特性的缘故。而且，在本实施方式中，密封部件20的凸缘部22以变成和标靶132a 132d的基准非侵蚀区域的宽度大致相同的方式，覆盖标祀132a 132d的宽度方向的各端部约5mm。另外，凸缘22和标靶132a 132d的间隔只要使用前的标靶132a 132d的最上面和凸缘部22的下面的间隔是2 15_左右即可。如果不足2_则过于接近使非附着粒子堆积，有可能凸缘部22和标靶132a 132d连接产生短路。另一方面，如果超过15_，则凸缘部22的下面和标靶132a 132d的距离过大，非附着粒子不能附着在密封部件20上，而附着在标靶132a 132d的非侵蚀区域A2上。在本实施方式中是10mm。另外，在衬板131a 131d的后方设置有应保持该密封部件20的支撑部件23。支撑部件23具备板形部231、在板形部231的宽度方向的中央部以配置在衬板131a 131d之间的方式延伸设置的突起部232。突起部232、凸缘部22由在凸缘部22的宽度方向中央部隔开距离设置的缔结部件233固定。该支撑部件23在接地板上接地变成接地电位。由此，密封部件20分别变成接地电位，通过设置密封部件20在标靶之间不会短路。以下说明本发明的另一实施方式。(实施方式2)用图4说明实施方式2的溅射装置。在实施方式2中，因为除了使用剖面形状与图广图3所示的实施方式I的标靶132a 132d不同的标靶这一点外和实施方式I所示的溅射装置相同，所以省略说明。本实施方式的溅射装置中的标靶41a以及41b在其宽度方向的端部上设置锥形。这样由于标靶41a以及41b的宽度方向的端部倾斜，因而使密封部件20和凸缘部22的下面的距离比实施方式I的溅射装置I还大。而且，在此为了说明只示出标靶41a以及41b附近。这样通过在标靶41a以及41b的端部上设置锥形，与在标靶41a以及41b的端部上没有设置锥形的情况(即，实施方式I的标靶132a 132d的情况)相比，非附着粒子难以附着在非侵蚀区域A2 (参照图3)上。这是因为由于非附着粒子容易附着的端部变成圆锥面，等离子还蔓延至凸缘部22的下面一侧，所以能够形成非侵蚀区域A2比实施方式I进一步窄，由此能够进一步减少非附着粒子附着到非侵蚀区域A2上的数量。即，通过这样构成，非附着粒子难以附着到非侵蚀区域A2上。另外，因为在溅射装置2上的标靶41a以及41b和密封部件20的凸缘部22的距离变宽，所以能够抑制非附着粒子形成膜，标靶41a以及41b和密封部件20的凸缘部22电连接而短路的现象。而且，为了增大防止短路的标靶41a以及41b和密封部件20的凸缘部22的距离，如果提高密封部件20的高度，则不能抑制非附着粒子附着到非侵蚀区域A2上的现象。因而，如本实施方式所示，理想的是在标靶41a以及41b的宽度方向的两端部上设置锥形。 另外，通过在标靶41a以及41b的端部上设置锥形，因为标靶41a以及41b和凸缘部22的距离宽，所以等离子也容易蔓延至凸缘部22的下面一侧，能够稳定地连续形成等离子。并且，因为等离子也容易蔓延至凸缘部22的下面一侧，所以涉及本实施方式的溅射装置的情况与溅射装置I相比难以形成非侵蚀区域A2，在能够高效率地使用标靶41a以及41b的同时，因为非侵蚀区域A2少，所以还能够进一步抑制在该区域上非附着粒子附着的现象。作为参考例子用实施方式2的溅射装置进行成膜。作为成膜条件是，压力
0.52Pa，施加电压40V，标靶材料氧化铟-氧化锌系透明电极材料，溅射气体-M、O2的混合气体，流量Ar=950sccm, 02=12sccm。作为比较例子，在实施方式I的溅射装置I中，除了没有设置凸缘部22，即设置了只用密封主体21组成的密封部件以外，用同一溅射装置在同一条件下进行成膜。对于参考例子以及比较例子的各情况，用图形检测器(奥宝科技公司，商品名FPI-6590)测定附着在成膜后的基板上的异物粒子，S卩非附着粒子的数量，并比较了其数量。图5表示结果。如图5所示，可知在参考例子的情况下，异物粒子数与比较例子相比减少，在实施方式2的溅射装置中成膜特性提高。(实施方式3)使用图6说明本实施方式的溅射装置。在实施方式3中，因为除了使用形状与实施方式2的密封部件不同的密封部件这一点以外和实施方式2所示的溅射装置相同，所以省略说明。在本实施方式中，密封部件42在其表面全体上设置凹部。由此，能够进一步加大密封部件42的表面积，能够附着更多的非附着粒子。当然，该密封部件42也进行上述的喷砂加工。如果采用上述的各实施方式f 3的溅射装置，则能够提高成膜特性。(其他的实施方式)本发明并不限于上述的实施方式广3。例如，标靶的设置个数在本实施方式中是4个，但并不限于此。例如，标靶也可以只由I个组成。密封部件20只要覆盖标靶的端部，即，在未设置密封部件20的情况下覆盖形成在标靶上的非侵蚀区域的至少一部分即可，例如，也可以只设置在长方向的端部上。另外，在实施方式2中，是在标靶41a、41b的端部上设置锥形形成斜面形，但并不限于此，也可以在密封部件20的下面一侧上设置锥形。这样也可以扩大密封部件20和标靶的距离。另外，作为密封部件20只要至少能够覆盖标靶上面的端部即可，例如也可以只由凸缘部22组成。另外，在上述的实施方式f 3中，在两端的标靶132a以及标靶132d的标靶132a^l32d的并列设置方向外侧上没有设置密封材料20，但在该并列设置方向外侧上也可以设置密封部件20。S卩，在实施方式I中，各标靶132a 132由密封部件20覆盖各自全部宽度方向的两端。通过这样构成，因为能够更可靠地覆盖非侵蚀区域A2，所以能够减少附着到非侵蚀区域A2上的非附着粒子。而且，如实施方式f 3所示，通过至少在与基板S相对的标靶之间设置密封部件20，因为能够在与基板S相对的区域上充分减少附着到非侵蚀区域 A2上的非附着粒子，所以能够充分减少在形成于基板上的膜中非附着粒子混入的可能性，由此可以充分提高成膜特性。本发明的溅射装置的成膜特性高。因而，可以在半导体元件制作领域以及太阳能电池元件制造领域中利用。
权利要求
1.一种溅射装置，具备真空腔、在标靶上施加电压的电源、在上述真空腔内导入气体的气体导入单元，上述标靶设置于与设置在该真空腔内的基板相对的位置，上述溅射装置的特征在于 在上述标靶的端部具有覆盖该端部的上表面的密封部件。
2.根据权利要求I所述的溅射装置，其特征在于 上述标靶隔开规定的间隔并列设置多个， 上述密封部件覆盖相邻的上述标靶的相互相对的端部的上表面。
3.根据权利要求I或者2所述的溅射装置，其特征在于在上述标靶的被上述密封部件覆盖的区域上设置锥形。
4.根据权利要求2或者3所述的溅射装置，其特征在于进一步设置密封部件以覆盖上述标靶的并列设置方向的两端的标靶端部的上表面。
全文摘要
本申请提供一种溅射装置(1)，具备真空腔(11)、在设置于与设置在该真空腔内的基板相对的位置上，隔着规定的间隔并列设置的多个标靶(132a~132d)、在标靶上施加电压的电源、在真空腔内导入气体的气体导入单元(12)，在标靶的端部具有覆盖该端部上表面的密封部件(20)。
文档编号C23C14/34GK102782182SQ20118001166
公开日2012年11月14日 申请日期2011年2月28日 优先权日2010年3月1日
发明者中岛铁兵, 李尚浩, 郑炳和, 金正健 申请人:株式会社爱发科