專利名稱：濺射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及濺射裝置。
背景技術(shù)：
在基板上形成薄膜時，從成膜速度快等的優(yōu)點出發(fā)，大多利用磁控濺射方式。在磁控濺射方式中，通過在標靶的后方設(shè)置由交替改變極性的多個磁鐵構(gòu)成的磁鐵部件，用該磁鐵部件在標靶的前方形成磁束捕捉電子，由此提高在標靶前方的電子密度，提高這些電子和導入真空腔內(nèi)的氣體的沖撞概率，增加等離子密度進行濺射。 可是，近年隨著基板的大型化，磁控濺射裝置也大型化。因此，已知有通過并列設(shè)置多個標靶能夠?qū)Υ竺娣e的基板成膜的濺射裝置(例如，參照專利文獻I )。專利文獻I :特開2008-25031號公報(參照圖2等)但是，在專利文獻I中記載的濺射裝置中，在濺射時從標靶彈出的飛濺粒子未附著到基板上，而附著在標靶未侵蝕的區(qū)域，所謂的非侵蝕區(qū)域上。該附著的飛濺粒子容易因電弧放電等從標靶上脫落。而后，如果該脫落的飛濺粒子附著到基板上，則因為密合性低，所以在該部分上膜容易發(fā)生剝落，存在成膜特性降低的問題。因而，本發(fā)明的課題在于解決上述以往技術(shù)的問題點，要提供一種抑制飛濺粒子向非侵蝕區(qū)域的附著，成膜特性高的濺射裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的濺射裝置具備真空腔、在標靶上施加電壓的電源、在上述真空腔內(nèi)導入氣體的氣體導入單元，上述標靶設(shè)置于與設(shè)置在該真空腔內(nèi)的基板相對的位置，在上述標靶的端部具有覆蓋該端部的上表面的密封部件。本發(fā)明的濺射裝置由于具有密封部件，因而能夠覆蓋形成在標靶端部上的非侵蝕區(qū)域，能夠抑制飛濺粒子向非侵蝕區(qū)域的附著。在此，上述標靶隔開規(guī)定的間隔并列設(shè)置多個，上述密封部件覆蓋相鄰的上述標靶的相互相對的端部的上表面。由于具有覆蓋相鄰的標靶的相互相對的端部的上面的密封部件，因而能夠覆蓋形成在標靶端部上的非侵蝕區(qū)域的大部分，能夠進一步抑制飛濺粒子向非侵蝕區(qū)域的附著。另外，理想的是在相鄰的上述標靶的被上述密封部件覆蓋的區(qū)域上設(shè)置錐形。通過設(shè)置錐形，在標靶上難以形成非侵蝕區(qū)域，并且例如即使形成了非侵蝕區(qū)域，也因為形成錐形，所以與不形成錐形的情況相比飛濺粒子難以附著。另外，因為形成錐形，所以標靶和密封部件難以電連接。另外，理想的是進一步設(shè)置密封部件以覆蓋上述標靶的并列設(shè)置方向的兩端的標靶端部的上表面。通過進一步設(shè)置該部分，能夠進一步覆蓋非侵蝕區(qū)域，進一步抑制飛濺粒子向非侵蝕區(qū)域的附著。如果采用本發(fā)明的濺射裝置，則能夠抑制飛濺粒子向非侵蝕區(qū)域的附著，由此能夠起到可以提高成膜特性的優(yōu)異的效果。


圖I是實施方式I的濺射裝置的模式剖面圖。圖2是實施方式I的濺射裝置中的標靶附近的模式剖面圖。圖3是表示實施方式I的標靶以及密封部件的一部分的模式上面圖。圖4是實施方式2的濺射裝置中的標靶附近的模式剖面圖。圖5是表示參照例以及比較例的測定結(jié)果的圖表。圖6是實施方式3的濺射裝置中的標靶附近的模式剖面圖。符號說明 I :濺射裝置；11 :真空腔；12 :氣體導入單元；13 :標靶組合體；14 :磁鐵部件；20 密封部件；21 :密封主體；22 :凸緣部；23 :支撐部件；41a、41b :標靶；42 :密封部件；121a、121b :質(zhì)量流量控制器；122 :氣體導入管；123a :氣源;131a 131d :襯板；132a 132d :標靶；133a 133d :交流電源；141 :支撐部；142 :中央磁鐵；143 :周邊磁鐵；231 :板形部；232 :突起部；233 :締結(jié)材料;A1 :侵蝕區(qū)域;A2 :非侵蝕區(qū)域；S基板。
具體實施例方式(實施方式I) 以下說明本發(fā)明的濺射裝置。濺射裝置I具備真空腔11。在濺射裝置I上傳送基板S，基板S在真空腔11的頂面一側(cè)上用未圖示的基板保持部將成膜面保持在向著地面一側(cè)的狀態(tài)。在真空腔11的側(cè)壁面上設(shè)置氣體導入單元12。氣體導入單元12通過架設(shè)在質(zhì)量流量控制器121a、121b上的氣體導入管122分別與氣源123a、123b連接。在氣源123a、124b中封入氬氣等的濺射氣體、H20、02、N2等的反應(yīng)氣體，這些氣體用質(zhì)量流量控制器121a、121b能夠以一定的流量導入到真空腔11中。在和設(shè)置于真空腔11內(nèi)的基板S相對的位置上配置標靶組合體13。標靶組合體13具備在上面看大致長方形的4個襯板131a 131d、在設(shè)置于各襯板131a 131d的一面上的上面看形成大致正方形的標靶132a 132d。襯板131a 131d制作成比標靶132a 132d稍大。這種襯板131a 131d在用于支撐標靶132a 132d的同時，還具有作為電極板的功能，以能夠在相鄰的襯板之間施加電壓的方式，在相鄰的二塊襯板上設(shè)置配置在真空腔11外部上的一個交流電源。即，在本實施方式中，在襯板131a和襯板131b上連接有交流電源133a，在襯板131c和襯板131d上連接有交流電源133b。另外，在襯板131a 131d的內(nèi)部設(shè)置未圖示的液體循環(huán)路，其構(gòu)成是能夠冷卻標靶132a 132d。標靶132a 132d在IT0、Al合金、Mo等在基板上根據(jù)成膜的膜的組成用公知的方法制造。標靶132a 132d以和基板S位于平行的同一平面上的方式隔開間隙并列設(shè)置。在標靶組合體13的下側(cè)設(shè)置有4個磁鐵部件14。磁鐵部件14分別形成在同一構(gòu)造上。磁鐵部件14具有支持部141，在支撐部141上以交替改變極性配置的方式，設(shè)置有沿著標靶132a 132d的長方向的棒形的中央磁鐵142、以包圍中央磁鐵142的周圍的方式由多個磁鐵構(gòu)成的周邊磁鐵143。由此在標靶132a 132d的前方形成勻稱的閉環(huán)的隧道狀磁束，捕捉在標靶132a 132d的前方電離的電子以及在濺射產(chǎn)生的2次電子。能夠提高在作為負極的標靶前方形成的等離子的密度。而且，形成為在標靶132a 132d的寬度方向上磁鐵部件14可以移動，盡量少形成以后說明的非侵蝕區(qū)域。在這樣形成的真空腔11內(nèi)用氣體導入單元12導入濺射氣體，在用各交流電源133a、133b在各襯板131a 131d上施加電壓后，在標靶132a 132d和基板S之間的空間上形成等離子。而后，通過形成該等離子，標靶132a 132d被濺射，飛濺粒子附著在基板S上，在基板S上形成所希望的膜。在這種情況下，根據(jù)等離子的形成位置，標靶表面如圖3所示那樣，分為侵蝕區(qū)域Al，和作為非侵蝕區(qū)域的所謂非侵蝕區(qū)域A2。S卩，在標靶132a 132d的端部附近上因為難以形成等離子，所以標靶132a 132d未被侵蝕而作為非侵蝕區(qū)域A2留下，在作為其他區(qū)域的侵蝕區(qū)域Al上通過濺射進行侵蝕?？墒牵谝酝臑R射裝置中存在以下的問題。即，在濺射中，飛濺粒子附著在基板上形成膜，而根據(jù)飛濺粒子的彈出方向，還有些附著在非侵蝕區(qū)域上。以下，將在這種飛濺時沒有直接附著在基板上的粒子稱為非附著粒子。在這種情況下，因為附著在該非附著區(qū)域上的非附著粒子和非附著區(qū)域的密合性弱，所以因電弧放電等原因容易從非侵蝕區(qū)域脫·落而成為塵埃浮游在真空腔11內(nèi)。而后，該成為塵埃的非附著粒子有可能附著在基板S上。這樣，如果非附著粒子進入了所形成的膜的一部分，則該部分和構(gòu)成其他膜的部分密合性低，已形成的膜容易剝落。因而成膜特性劣化。即，在以往的濺射裝置中，因為存在由于來自非侵蝕區(qū)域的非附著粒子在膜中作為異物進入致使成膜特性惡化的問題，所以需要對其進行抑制。因而，在本實施方式中，要抑制非附著粒子向標靶132a 132d的非侵蝕區(qū)域A2的附著，在各標靶132a 132d之間分別設(shè)置密封部件20。以下，詳細說明密封部件20。而且，用標靶組合體13和密封部件20構(gòu)成標靶單元。3個密封部件20是相同構(gòu)造，分別從上面看是大致長方形。密封部件20包含配置在標靶132a 132d之間的密封主體21、以從密封主體21覆蓋標靶132a 132d的寬度方向的端部上面的方式延伸設(shè)置的板形的凸緣部22。密封部件20的凸緣部22設(shè)置成在未設(shè)置密封部件20的情況下將形成在標靶132a 132d上的非侵蝕區(qū)域在標靶132a 132d的寬度方向上剛好覆蓋。即，在未設(shè)置密封部件20的情況下，在成為形成于標靶132a 132d上的基準的基準非侵蝕區(qū)域中，將凸緣部22形成為和在寬度方向上的基準非侵蝕區(qū)域的寬度相同，以便至少覆蓋形成在標靶132a 132d的寬度方向上的基準非侵蝕區(qū)域。而且，對于該基準非侵蝕區(qū)域，預(yù)先通過實驗等可以知道區(qū)域的大小成為怎樣的程度。另外，密封部件20和標靶132a 132d以及襯板131a 131d隔開距離以便在電壓施加時不短路。密封部件20是附著粒子容易附著的材料，并且由高熔點材料組成。作為這種密封部件20的材料，例如，可以列舉鈦、鋁、SUS、陶瓷等，在本實施方式中由鈦構(gòu)成。另外，對密封部件20的表面進行噴砂處理(加工)，形成未圖示的細小的凹凸(表面粗糙度是100 u nTl50 u m)。通過噴砂處理，非附著粒子和密封部件20的密合性提高，由此抑制了一旦附著到密封部件42上的粒子再次脫落釋放到真空腔11內(nèi)的現(xiàn)象。由于具備這種密封部件20，因為能夠用凸緣部22覆蓋比基準非侵蝕區(qū)域還窄的標靶132a 132d端部的非侵蝕區(qū)域A2，所以抑制非附著粒子附著到非侵蝕區(qū)域A2的現(xiàn)象。即，通過設(shè)置密封部件20，因為非侵蝕區(qū)域A2變得比基準非侵蝕區(qū)域還窄，所以能夠使非附著粒子不附著在非侵蝕區(qū)域A2上而附著在密封部件20上。由此，能夠抑制非附著粒子附著到非侵蝕區(qū)域A2上的現(xiàn)象。在這種情況下，附著在密封部件20上的非侵蝕粒子與附著在非侵蝕區(qū)域A2上相比更難以從密封部件20脫落，不會作為塵埃再次在真空腔11內(nèi)飛舞。另外，通過設(shè)置密封部件20，因為非侵蝕區(qū)域A2比基準非侵蝕區(qū)域還窄，所以附著在非侵蝕區(qū)域A2上的非附著粒子數(shù)減少。即，非附著粒子難以附著在非侵蝕區(qū)域上。因而，能夠抑制在已成膜的膜中包含該非附著粒子的現(xiàn)象，能夠抑制膜脫落。即，在本實施方式中，在密封部件20上附著從標靶132a 132d飛濺，彈到真空腔11內(nèi)但不能附著在基板上的非附著粒子，通過與密封部件20密合，抑制非附著粒子附著到非侵蝕區(qū)域A2上的現(xiàn)象，由此提高濺射裝置I的成膜特性。另外，由于這樣在標靶132a 132d之間設(shè)置密封部件20，因而能夠同時防止非附著粒子在整個標靶132a 132d之間附著，在標靶132a 132d之間引起短路的現(xiàn)象。而且，例如，如果以僅在標靶132a 132d之間進行埋設(shè)的方式設(shè)置密封部件，則如上所述不能抑制 非附著粒子附著到非侵蝕區(qū)域A2的現(xiàn)象，不能作為抑制膜剝離的成膜特性好的濺射裝置。并且，在本實施方式中，因為覆蓋標靶132a 132d的寬度方向的端部，所以與以僅在標靶132a 132d之間進行埋設(shè)的方式設(shè)置密封部件的情況相比，因為表面積大，所以能夠附著更多的非附著粒子，能夠進一步抑制非附著粒子對基板S的再附著。這種密封部件20的凸緣部22如上所述以能夠覆蓋標靶132a 132d的端部的非侵蝕區(qū)域A的方式形成，分別覆蓋標靶132a 132d的寬度方向的各端部3 7mm。這是因為，如果小于3mm，則不能覆蓋標靶132a 132d的非侵蝕區(qū)域A2，另一方面如果大于7mm，則變得比標靶132a 132d的基準非侵蝕區(qū)域還大，覆蓋到標靶132a 132d的侵蝕區(qū)域，不僅標靶132a 132d的使用效率低，而且不能得到所希望的成膜特性的緣故。而且，在本實施方式中，密封部件20的凸緣部22以變成和標靶132a 132d的基準非侵蝕區(qū)域的寬度大致相同的方式，覆蓋標祀132a 132d的寬度方向的各端部約5mm。另外，凸緣22和標靶132a 132d的間隔只要使用前的標靶132a 132d的最上面和凸緣部22的下面的間隔是2 15_左右即可。如果不足2_則過于接近使非附著粒子堆積，有可能凸緣部22和標靶132a 132d連接產(chǎn)生短路。另一方面，如果超過15_，則凸緣部22的下面和標靶132a 132d的距離過大，非附著粒子不能附著在密封部件20上，而附著在標靶132a 132d的非侵蝕區(qū)域A2上。在本實施方式中是10mm。另外，在襯板131a 131d的后方設(shè)置有應(yīng)保持該密封部件20的支撐部件23。支撐部件23具備板形部231、在板形部231的寬度方向的中央部以配置在襯板131a 131d之間的方式延伸設(shè)置的突起部232。突起部232、凸緣部22由在凸緣部22的寬度方向中央部隔開距離設(shè)置的締結(jié)部件233固定。該支撐部件23在接地板上接地變成接地電位。由此，密封部件20分別變成接地電位，通過設(shè)置密封部件20在標靶之間不會短路。以下說明本發(fā)明的另一實施方式。(實施方式2)用圖4說明實施方式2的濺射裝置。在實施方式2中，因為除了使用剖面形狀與圖廣圖3所示的實施方式I的標靶132a 132d不同的標靶這一點外和實施方式I所示的濺射裝置相同，所以省略說明。本實施方式的濺射裝置中的標靶41a以及41b在其寬度方向的端部上設(shè)置錐形。這樣由于標靶41a以及41b的寬度方向的端部傾斜，因而使密封部件20和凸緣部22的下面的距離比實施方式I的濺射裝置I還大。而且，在此為了說明只示出標靶41a以及41b附近。這樣通過在標靶41a以及41b的端部上設(shè)置錐形，與在標靶41a以及41b的端部上沒有設(shè)置錐形的情況(即，實施方式I的標靶132a 132d的情況)相比，非附著粒子難以附著在非侵蝕區(qū)域A2 (參照圖3)上。這是因為由于非附著粒子容易附著的端部變成圓錐面，等離子還蔓延至凸緣部22的下面一側(cè)，所以能夠形成非侵蝕區(qū)域A2比實施方式I進一步窄，由此能夠進一步減少非附著粒子附著到非侵蝕區(qū)域A2上的數(shù)量。即，通過這樣構(gòu)成，非附著粒子難以附著到非侵蝕區(qū)域A2上。另外，因為在濺射裝置2上的標靶41a以及41b和密封部件20的凸緣部22的距離變寬，所以能夠抑制非附著粒子形成膜，標靶41a以及41b和密封部件20的凸緣部22電連接而短路的現(xiàn)象。而且，為了增大防止短路的標靶41a以及41b和密封部件20的凸緣部22的距離，如果提高密封部件20的高度，則不能抑制非附著粒子附著到非侵蝕區(qū)域A2上的現(xiàn)象。因而，如本實施方式所示，理想的是在標靶41a以及41b的寬度方向的兩端部上設(shè)置錐形。 另外，通過在標靶41a以及41b的端部上設(shè)置錐形，因為標靶41a以及41b和凸緣部22的距離寬，所以等離子也容易蔓延至凸緣部22的下面一側(cè)，能夠穩(wěn)定地連續(xù)形成等離子。并且，因為等離子也容易蔓延至凸緣部22的下面一側(cè)，所以涉及本實施方式的濺射裝置的情況與濺射裝置I相比難以形成非侵蝕區(qū)域A2，在能夠高效率地使用標靶41a以及41b的同時，因為非侵蝕區(qū)域A2少，所以還能夠進一步抑制在該區(qū)域上非附著粒子附著的現(xiàn)象。作為參考例子用實施方式2的濺射裝置進行成膜。作為成膜條件是，壓力
0.52Pa，施加電壓40V，標靶材料氧化銦-氧化鋅系透明電極材料，濺射氣體-M、O2的混合氣體，流量Ar=950sccm, 02=12sccm。作為比較例子，在實施方式I的濺射裝置I中，除了沒有設(shè)置凸緣部22，即設(shè)置了只用密封主體21組成的密封部件以外，用同一濺射裝置在同一條件下進行成膜。對于參考例子以及比較例子的各情況，用圖形檢測器(奧寶科技公司，商品名FPI-6590)測定附著在成膜后的基板上的異物粒子，S卩非附著粒子的數(shù)量，并比較了其數(shù)量。圖5表示結(jié)果。如圖5所示，可知在參考例子的情況下，異物粒子數(shù)與比較例子相比減少，在實施方式2的濺射裝置中成膜特性提高。(實施方式3)使用圖6說明本實施方式的濺射裝置。在實施方式3中，因為除了使用形狀與實施方式2的密封部件不同的密封部件這一點以外和實施方式2所示的濺射裝置相同，所以省略說明。在本實施方式中，密封部件42在其表面全體上設(shè)置凹部。由此，能夠進一步加大密封部件42的表面積，能夠附著更多的非附著粒子。當然，該密封部件42也進行上述的噴砂加工。如果采用上述的各實施方式f 3的濺射裝置，則能夠提高成膜特性。(其他的實施方式)本發(fā)明并不限于上述的實施方式廣3。例如，標靶的設(shè)置個數(shù)在本實施方式中是4個，但并不限于此。例如，標靶也可以只由I個組成。密封部件20只要覆蓋標靶的端部，即，在未設(shè)置密封部件20的情況下覆蓋形成在標靶上的非侵蝕區(qū)域的至少一部分即可，例如，也可以只設(shè)置在長方向的端部上。另外，在實施方式2中，是在標靶41a、41b的端部上設(shè)置錐形形成斜面形，但并不限于此，也可以在密封部件20的下面一側(cè)上設(shè)置錐形。這樣也可以擴大密封部件20和標靶的距離。另外，作為密封部件20只要至少能夠覆蓋標靶上面的端部即可，例如也可以只由凸緣部22組成。另外，在上述的實施方式f 3中，在兩端的標靶132a以及標靶132d的標靶132a^l32d的并列設(shè)置方向外側(cè)上沒有設(shè)置密封材料20，但在該并列設(shè)置方向外側(cè)上也可以設(shè)置密封部件20。S卩，在實施方式I中，各標靶132a 132由密封部件20覆蓋各自全部寬度方向的兩端。通過這樣構(gòu)成，因為能夠更可靠地覆蓋非侵蝕區(qū)域A2，所以能夠減少附著到非侵蝕區(qū)域A2上的非附著粒子。而且，如實施方式f 3所示，通過至少在與基板S相對的標靶之間設(shè)置密封部件20，因為能夠在與基板S相對的區(qū)域上充分減少附著到非侵蝕區(qū)域 A2上的非附著粒子，所以能夠充分減少在形成于基板上的膜中非附著粒子混入的可能性，由此可以充分提高成膜特性。本發(fā)明的濺射裝置的成膜特性高。因而，可以在半導體元件制作領(lǐng)域以及太陽能電池元件制造領(lǐng)域中利用。
權(quán)利要求
1.一種濺射裝置，具備真空腔、在標靶上施加電壓的電源、在上述真空腔內(nèi)導入氣體的氣體導入單元，上述標靶設(shè)置于與設(shè)置在該真空腔內(nèi)的基板相對的位置，上述濺射裝置的特征在于 在上述標靶的端部具有覆蓋該端部的上表面的密封部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的濺射裝置，其特征在于 上述標靶隔開規(guī)定的間隔并列設(shè)置多個， 上述密封部件覆蓋相鄰的上述標靶的相互相對的端部的上表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或者2所述的濺射裝置，其特征在于在上述標靶的被上述密封部件覆蓋的區(qū)域上設(shè)置錐形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3所述的濺射裝置，其特征在于進一步設(shè)置密封部件以覆蓋上述標靶的并列設(shè)置方向的兩端的標靶端部的上表面。
全文摘要
本申請?zhí)峁┮环N濺射裝置(1)，具備真空腔(11)、在設(shè)置于與設(shè)置在該真空腔內(nèi)的基板相對的位置上，隔著規(guī)定的間隔并列設(shè)置的多個標靶(132a~132d)、在標靶上施加電壓的電源、在真空腔內(nèi)導入氣體的氣體導入單元(12)，在標靶的端部具有覆蓋該端部上表面的密封部件(20)。
文檔編號C23C14/34GK102782182SQ20118001166
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月1日
發(fā)明者中島鐵兵, 李尚浩, 鄭炳和, 金正健 申請人:株式會社愛發(fā)科