特許ウォッチ

公開番号2025040023
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-24
出願番号2023146662
出願日2023-09-11
発明の名称スパッタリング装置
出願人株式会社SCREENホールディングス
代理人個人,個人
主分類C23C 14/34 20060101AFI20250314BHJP(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】基材に薄膜をより均一に形成できるスパッタリング装置を提供する。
【解決手段】スパッタリング装置1は第1カソード31と第1回転駆動部35と第1磁石部34と第2カソード41とスパッタガス供給部50と第1電源部36と第2電源部46とを備える。第1カソード31は、第1元素を含み、第1回転軸線Q1を中心軸とした円筒状の第1ターゲット32を含む。第1回転駆動部36は第1ターゲット32を回転させる。第1磁石部34は、第1ターゲット31の外周面側の空間に第1レーストラックRT1を形成する。第2カソード41は、第2元素を含む第2ターゲット42を含む。第2電源部46は第2カソード41にスパッタ電圧を印加して、第2元素の粒子を第1ターゲット32の外周面に積層させる。第1電源部36は、第1カソード31にスパッタ電圧を印加して、第1元素および第2元素の粒子を基材9の主面92に積層させる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１元素および第２元素を含む薄膜を基材の主面に形成するスパッタリング装置であって、
前記基材の前記主面と向かい合う位置に設けられ、前記第１元素を含み、第１回転軸線を中心軸とした円筒状の第１ターゲットを含む第１カソードと、
前記第１回転軸線のまわりで前記第１ターゲットを回転させる第１回転駆動部と、
前記第１ターゲットよりも前記第１回転軸線側に設けられ、前記第１ターゲットの外周面側の空間に、磁界である第１レーストラックを形成する第１磁石部と、
前記第２元素を含む第２ターゲットを含む第２カソードと
スパッタガスを供給する給気口を有するスパッタガス供給部と、
前記第２カソードにスパッタ電圧を印加して、前記スパッタガスをプラズマ化させ、前記第２ターゲットに対するスパッタによって前記第２元素の粒子を前記第１ターゲットの前記外周面に積層させる第２電源部と、
前記第１カソードにスパッタ電圧を印加して、前記スパッタガスをプラズマ化させ、前記第１ターゲットに対するスパッタによって、前記第１元素および前記第２元素の粒子を前記基材の前記主面に積層させる第１電源部と
を備える、スパッタリング装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載のスパッタリング装置であって、
前記第１ターゲットおよび前記第２ターゲットを囲むチムニーを備え、
前記第１ターゲットおよび前記第２ターゲットは、前記基材の前記主面に沿う第１方向において並んでおり、
前記チムニーは、
前記基材の前記主面と向かい合う庇部と、
前記庇部の周縁から延びる側壁と
を含み、
前記庇部は、前記基材の前記主面と前記第１ターゲットとの間で開口する開口を有し、
前記基材の前記主面に垂直な第２方向に沿って前記基材側から見て、前記庇部は前記第２ターゲットを覆っている、スパッタリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のスパッタリング装置であって、
前記第２ターゲットは、前記第１ターゲットに対して前記基材とは反対側に設けられている、スパッタリング装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
第２回転駆動部と、
第２磁石部と
をさらに備え、
前記第２ターゲットは、第２回転軸線を中心軸とした円筒状の形状を有し、
前記第２回転駆動部は、前記第２ターゲットを前記第２回転軸線のまわりで回転させ、
前記第２磁石部は、前記第２ターゲットよりも前記第２回転軸線側に設けられており、前記第２ターゲットの外周面に面する空間のうち前記第２ターゲットと前記第１ターゲットとの間の空間に、磁界である第２レーストラックを形成する、スパッタリング装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
第３元素を含む第３ターゲットを含む第３カソードと
第３電源部と
をさらに備え、
前記第３電源部は、前記第３カソードにスパッタ電圧を印加して、前記スパッタガスをプラズマ化させ、前記第３ターゲットに対するスパッタによって、前記第３元素の粒子を前記第１ターゲットの前記外周面に積層させる、スパッタリング装置。
【請求項６】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記薄膜における前記第１元素の組成比は、前記薄膜における前記第２元素の組成比よりも大きい、スパッタリング装置。
【請求項７】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のスパッタリング装置であって、
前記第１電源部は、前記薄膜における前記第１元素の組成比に応じた第１電力を供給し、
前記第２電源部は、前記第２ターゲットに対して、前記薄膜における前記第２元素の組成比に応じた第２電力を供給する、スパッタリング装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、スパッタリング装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、基材の表面に薄膜を形成するスパッタリング装置が提案されている（例えば特許文献１）。特許文献１では、スパッタリング装置は、チャンバと、搬送機構と、２つのマグネトロン型のカソードと、スパッタガス供給部と、プラズマ処理部と、反応性ガス供給部とを含む。搬送機構はチャンバの内部において、基材を水平な搬送方向に沿って搬送する。２つのカソードは搬送方向において間隔を空けて配置される。カソードはターゲットを含む。ターゲットは、基材に形成する薄膜の成分を含む。スパッタガス供給部は、アルゴンガス等のスパッタガスをチャンバ内に供給する。反応性ガスは反応性ガスをチャンバに供給する。反応性ガスは、基材に形成する薄膜の成分を含む。
【０００３】
プラズマ処理部は、チャンバ内のスパッタガスをプラズマ化させる。プラズマ中のイオンがカソードのターゲットに衝突することにより、ターゲットから粒子が飛び出し、該粒子が反応性ガスと反応しつつ基材に積層される。これにより、基材に薄膜が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－２２９７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
２つのカソードのターゲットの材料として、互いに異なる材料を採用することが考えられる。例えば、基材に形成する薄膜が第１元素および第２元素を含む場合、第１ターゲットの材料には第１元素を含む材料を適用し、第２ターゲットには第２元素を含む材料を適用する。第１元素の粒子は第１ターゲットから飛び出して基材に積層され、第２元素の粒子は第２ターゲットから飛び出して基材に積層される。
【０００６】
しかしながら、第１元素の粒子および第２元素の粒子は互いに異なる第１ターゲットおよび第２ターゲットからそれぞれ飛び出すので、第１元素の粒子が移動する空間分布および第２元素の粒子が移動する空間分布は互いに相違する。このため、基材に積層された薄膜において、第１元素および第２元素の割合の分布がばらついてしまう。言い換えれば、薄膜の均一性が低下してしまう。
【０００７】
そこで、本開示は、基材に薄膜をより均一に形成できるスパッタリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様は、第１元素および第２元素を含む薄膜を基材の主面に形成するスパッタリング装置であって、前記基材の前記主面と向かい合う位置に設けられ、前記第１元素を含み、第１回転軸線を中心軸とした円筒状の第１ターゲットを含む第１カソードと、前記第１回転軸線のまわりで前記第１ターゲットを回転させる第１回転駆動部と、前記第１ターゲットよりも前記第１回転軸線側に設けられ、前記第１ターゲットの外周面側の空間に、磁界である第１レーストラックを形成する第１磁石部と、前記第２元素を含む第２ターゲットを含む第２カソードとスパッタガスを供給する給気口を有するスパッタガス供給部と、前記第２カソードにスパッタ電圧を印加して、前記スパッタガスをプラズマ化させ、前記第２ターゲットに対するスパッタによって前記第２元素の粒子を前記第１ターゲットの前記外周面に積層させる第２電源部と、前記第１カソードにスパッタ電圧を印加して、前記スパッタガスをプラズマ化させ、前記第１ターゲットに対するスパッタによって、前記第１元素および前記第２元素の粒子を前記基材の前記主面に積層させる第１電源部とを備える。
【０００９】
第２の態様は、第１の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記第１ターゲットおよび前記第２ターゲットを囲むチムニーを備え、前記第１ターゲットおよび前記第２ターゲットは、前記基材の前記主面に沿う第１方向において並んでおり、前記チムニーは、前記基材の前記主面と向かい合う庇部と、前記庇部の周縁から延びる側壁とを含み、前記庇部は、前記基材の前記主面と前記第１ターゲットとの間で開口する開口を有し、前記基材の前記主面に垂直な第２方向に沿って前記基材側から見て、前記庇部は前記第２ターゲットを覆っている。
【００１０】
第３の態様は、第１の態様にかかるスパッタリング装置であって、前記第２ターゲットは、前記第１ターゲットに対して前記基材とは反対側に設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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