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公開番号2025022565
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023127257
出願日2023-08-03
発明の名称成膜装置及び成膜方法
出願人株式会社アルバック
代理人弁理士法人南青山国際特許事務所
主分類C23C 14/35 20060101AFI20250206BHJP(金属質材料への被覆;金属質材料による材料への被覆;化学的表面処理;金属質材料の拡散処理;真空蒸着,スパッタリング,イオン注入法,または化学蒸着による被覆一般;金属質材料の防食または鉱皮の抑制一般)
要約【課題】マグネトロンスパッタリングにより成膜された膜の応力差を緩和することが可能な成膜装置及び成膜方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係る成膜装置は、チャンバと、複数のターゲット機構と、駆動制御部とを具備する。
複数のターゲット機構は、各ターゲット機構が中心軸の周りに円筒状のターゲット面を有するロータリターゲットと、中心軸の周りに回転可能であり、ターゲット面上に磁場を形成する磁石とを備え、中心軸が互いに平行かつ成膜対象面に対して平行である。
駆動制御部は、磁石が最も成膜対象面側となるように回転したときの回転角度を対向角度とし、磁石が対向角度よりも成膜対象面の中央側を向く回転角度を中央向き角度、磁石が対向角度よりも成膜対象面の端側を向く回転角度を端向き角度とすると、磁石を中央向き角度としてプラズマ生成のための放電を開始し、放電中に磁石を中央向き角度から端向き角度に回転させる。
【選択図】図14
特許請求の範囲【請求項１】
チャンバと、
複数のターゲット機構であって、各ターゲット機構は前記チャンバ内に配置され、中心軸の周りに円筒状のターゲット面を有するロータリターゲットと、前記中心軸の周りに回転可能であり、前記ターゲット面上に磁場を形成する磁石とを備え、前記中心軸が互いに平行かつ成膜対象面に対して平行である複数のターゲット機構と、
前記磁石が最も前記成膜対象面側となるように回転したときの回転角度を対向角度とし、前記磁石が前記対向角度よりも前記成膜対象面の中央側を向く回転角度を中央向き角度、前記磁石が前記対向角度よりも前記成膜対象面の端側を向く回転角度を端向き角度とすると、前記磁石を前記中央向き角度としてプラズマ生成のための放電を開始し、放電中に前記磁石を前記中央向き角度から前記端向き角度に回転させる駆動制御部と
を具備する成膜装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
請求項１に記載の成膜装置であって、
前記複数のターゲット機構のうち、前記成膜対象面の中央に最も接近する２本のターゲット機構をそれぞれ第１ターゲット機構及び第２ターゲット機構とし、前記第１ターゲット機構及び前記第１ターゲット機構より前記成膜対象面の中央から離隔された複数のターゲット機構を第１ターゲット群、前記第２ターゲット機構及び前記第２ターゲット機構より前記成膜対象面の中央から離隔された複数のターゲット機構を第２ターゲット群とすると、前記駆動制御部は放電の間、前記第１ターゲット群の前記磁石を互いに同一の回転角度とし、前記第２ターゲット群の前記磁石を互いに同一の回転角度とする
成膜装置。
【請求項３】
請求項２に記載の成膜装置であって、
前記駆動制御部は放電の間、前記第１ターゲット群の前記磁石の回転角度と、前記第２ターゲット群の前記磁石の回転角度を前記成膜対象面の中央に対して対称とする
成膜装置。
【請求項４】
請求項３に記載の成膜装置であって、
前記第１ターゲット群の前記磁石の中央向き角度は前記対向角度を０°として３０°より大きく６０°以下であり、
前記第１ターゲット群の前記磁石の端向き角度は前記対向角度を０°として－６０°以上－３０°未満であり、
前記第２ターゲット群の前記磁石の中央向き角度は前記対向角度を０°として－６０°以上－３０°未満であり、
前記第２ターゲット群の前記磁石の端向き角度は前記対向角度を０°として３０°より大きく６０°以下である
成膜装置。
【請求項５】
請求項１に記載の成膜装置であって、
前記駆動制御部は、前記磁石を前記中央向き角度としてプラズマ生成のための放電を開始し、放電中に前記磁石を前記中央向き角度から前記端向き角度に回転させ、放電を終了させる
成膜装置。
【請求項６】
請求項１に記載の成膜装置であって、
前記駆動制御部は、前記磁石を前記中央向き角度としてプラズマ生成のための放電を開始し、放電中に前記磁石を前記中央向き角度から前記端向き角度に回転させ、さらに前記磁石を前記端向き角度から前記中央向き角度に回転させ、放電を終了させる
成膜装置。
【請求項７】
請求項２に記載の成膜装置であって、
前記複数のターゲット機構のうち、前記成膜対象面の中央から最も離隔された２本のターゲット機構をそれぞれ第３ターゲット機構及び第４ターゲット機構とし、前記第３ターゲット機構が前記第１ターゲット機構側、前記第４ターゲット機構が前記第２ターゲット機構側とすると、前記第１ターゲット群は、前記第１ターゲット機構と前記第３ターゲット機構の間の前記ターゲット機構と前記第１ターゲット機構を含み、第２ターゲット群は、前記第２ターゲット機構と前記第４ターゲット機構の間の前記ターゲット機構と前記第２ターゲット機構を含む
成膜装置。
【請求項８】
請求項７に記載の成膜装置であって、
前記駆動制御部は放電の間、前記第３ターゲット機構と前記第４ターゲット機構の回転角度を一定とする
成膜装置。
【請求項９】
チャンバと、複数のターゲット機構であって、各ターゲット機構は前記チャンバ内に配置され、中心軸の周りに円筒状のターゲット面を有するロータリターゲットと、前記中心軸の周りに回転可能であり、前記ターゲット面上に磁場を形成する磁石とを備え、前記中心軸が互いに平行である複数のターゲット機構とを備える成膜装置を用いて成膜対象物にスパッタリング成膜を行う成膜方法であって、
前記磁石が最も成膜対象面側となるように回転したときの回転角度を対向角度とし、前記磁石が前記対向角度よりも前記成膜対象面の中央側を向く回転角度を中央向き角度、前記磁石が前記対向角度よりも前記成膜対象面の端側を向く回転角度を端向き角度とすると、前記磁石を前記中央向き角度としてプラズマ生成のための放電を開始し、放電中に前記磁石を前記中央向き角度から前記端向き角度に回転させる
成膜方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータリターゲットを用いたマグネトロンスパッタリングによる成膜装置及び成膜方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
スパッタリングでは、真空中に導入したスパッタガスへ放電を行うことによりスパッタガスをプラズマ化し、生成したイオンをターゲットに衝突させてスパッタ粒子を発生させ、成膜対象物上にスパッタ粒子を堆積させる。マグネトロンスパッタリングは、ターゲット近傍に配置した磁石を用いて磁場の中に電子を囲い込むことでターゲット近傍に高密度プラズマ領域を作り、イオンをターゲットに効率的に衝突させることにより成膜の高速化が可能である（例えば特許文献1参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－２００５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１に記載のようなマグネトロンスパッタリング装置では、成膜された膜の応力分布が問題となる。不均一な応力分布により成膜対象物に反り等の変形が生じると、後工程用マスクや後工程用装置と干渉したり、後工程時にアライメントずれが生じたりするおそれがある。これは例えば、ディスプレイパネルを製造する場合、パネルの信頼性にも影響を与える。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、マグネトロンスパッタリングにより成膜された膜の応力差を緩和することが可能な成膜装置及び成膜方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る成膜装置は、チャンバと、複数のターゲット機構と、駆動制御部とを具備する。
上記複数のターゲット機構は、各ターゲット機構が上記チャンバ内に配置され、中心軸の周りに円筒状のターゲット面を有するロータリターゲットと、上記中心軸の周りに回転可能であり、上記ターゲット面上に磁場を形成する磁石とを備え、上記中心軸が互いに平行かつ成膜対象面に対して平行である。
上記駆動制御部は、上記磁石が最も上記成膜対象面側となるように回転したときの回転角度を対向角度とし、上記磁石が上記対向角度よりも上記成膜対象面の中央側を向く回転角度を中央向き角度、上記磁石が上記対向角度よりも上記成膜対象面の端側を向く回転角度を端向き角度とすると、上記磁石を上記中央向き角度としてプラズマ生成のための放電を開始し、放電中に上記磁石を上記中央向き角度から上記端向き角度に回転させる。
【０００７】
上記複数のターゲット機構のうち、上記成膜対象面の中央に最も接近する２本のターゲット機構をそれぞれ第１ターゲット機構及び第２ターゲット機構とし、上記第１ターゲット機構及び上記第１ターゲット機構より上記成膜対象面の中央から離隔された複数のターゲット機構を第１ターゲット群、上記第２ターゲット機構及び上記第２ターゲット機構より上記成膜対象面の中央から離隔された複数のターゲット機構を第２ターゲット群とすると、上記駆動制御部は放電の間、上記第１ターゲット群の上記磁石を互いに同一の回転角度とし、上記第２ターゲット群の上記磁石を互いに同一の回転角度としてもよい。
【０００８】
上記駆動制御部は放電の間、上記第１ターゲット群の上記磁石の回転角度と、上記第２ターゲット群の上記磁石の回転角度を上記成膜対象面の中央に対して対称としてもよい。
【０００９】
上記第１ターゲット群の上記磁石の中央向き角度は上記対向角度を０°として３０°より大きく６０°以下であり、
上記第１ターゲット群の上記磁石の端向き角度は上記対向角度を０°として－６０°以上－３０°未満であり、
上記第２ターゲット群の上記磁石の中央向き角度は上記対向角度を０°として－６０°以上－３０°未満であり、
上記第２ターゲット群の上記磁石の端向き角度は上記対向角度を０°として３０°より大きく６０°以下であってもよい。
【００１０】
上記駆動制御部は、上記磁石を上記中央向き角度としてプラズマ生成のための放電を開始し、放電中に上記磁石を上記中央向き角度から上記端向き角度に回転させ、放電を終了させてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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