JPH06207269A - 薄膜の形成方法およびスパッタリング装置 - Google Patents
薄膜の形成方法およびスパッタリング装置Info
- Publication number
- JPH06207269A JPH06207269A JP233593A JP233593A JPH06207269A JP H06207269 A JPH06207269 A JP H06207269A JP 233593 A JP233593 A JP 233593A JP 233593 A JP233593 A JP 233593A JP H06207269 A JPH06207269 A JP H06207269A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- target
- thin film
- substrate holder
- sputtering
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- Pending
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- Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】薄膜形成に用いられているスパッタリング装置
において、膜厚分布の均一な成膜領域を拡大し大型基板
に対して良好な膜厚分布を持つ薄膜を容易に成膜するこ
と。 【構成】スパッタリング装置の基板ホルダーを取り外し
可能な構造とし、この基板ホルダーをターゲット面に対
して平行ではなく、ホルダー上下をターゲットに近付
け、また中央部をターゲットから遠ざけ基板ホルダーに
傾斜（傾斜角がターゲット面に対して４５°以下）を持
たせた形状にする。 【効果】コスト低減が出来る。また、複数の基板の膜厚
の均一化が図れるためスループット向上につながる。
において、膜厚分布の均一な成膜領域を拡大し大型基板
に対して良好な膜厚分布を持つ薄膜を容易に成膜するこ
と。 【構成】スパッタリング装置の基板ホルダーを取り外し
可能な構造とし、この基板ホルダーをターゲット面に対
して平行ではなく、ホルダー上下をターゲットに近付
け、また中央部をターゲットから遠ざけ基板ホルダーに
傾斜（傾斜角がターゲット面に対して４５°以下）を持
たせた形状にする。 【効果】コスト低減が出来る。また、複数の基板の膜厚
の均一化が図れるためスループット向上につながる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は各種の薄膜の形成方法に
係り、特に、大面積形成及び同時形成基板の基板間バラ
ツキ低減に好適な薄膜の形成方法に関する。
係り、特に、大面積形成及び同時形成基板の基板間バラ
ツキ低減に好適な薄膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＳＩ（Large Scale Intergrate
d circuit）や薄膜回路基板の配線、抵抗等の薄膜の形
成にはその制御性からスパッタリング法が用いられてお
り、特に、高速成膜が可能であるプレーナマグネトロン
方式が採用されてきた。これらの方法としてシンフィル
ム プロセッセズの１３１頁から１７３頁（Thin FilmP
rocesses(1978) pp131〜173)に記載されている。スパ
ツタリング法による成膜では、スループツトを上げるた
めターゲットの前を基板を移動させながら成膜する方法
をとることが多い。その例を図７から 図１０に示す。
図７はカルーセル型（サイドスパッタリング）のスパッ
タリング装置を模式的に示した図であり、図８は図７に
示したスパッタリング装置におけるターゲツトと基板の
位置関係を示した図である。図において、１は基板ホル
ダーを、２は基板を、７は真空槽を、８はスパツタリン
グカソードを、９はスパツタリングターゲツトを、１０
は高周波電源を、１１は基板ホルダの回転軸を、１００
は基板ホルダの回転方向を示す。この装置はスパッタリ
ング中に基板を取り付けた基板ホルダが回転し、多数の
基板を処理する方法である。また、図９は縦型搬送方式
のスパッタリング装置を模式的に示した図であり、図１
０は図９に示したスパッタリング装置におけるターゲツ
トと基板の位置関係を示した図である。図において、１
は基板ホルダーを、２は基板を、７は真空槽を、８はス
パツタリングカソードを、９はスパツタリングターゲツ
トを、１０は高周波電源を、２００は基板ホルダの移動
方向を示す。この装置はスパッタリング中に基板を取り
付けた基板ホルダが横切り、多数の基板を処理する方法
である。。
d circuit）や薄膜回路基板の配線、抵抗等の薄膜の形
成にはその制御性からスパッタリング法が用いられてお
り、特に、高速成膜が可能であるプレーナマグネトロン
方式が採用されてきた。これらの方法としてシンフィル
ム プロセッセズの１３１頁から１７３頁（Thin FilmP
rocesses(1978) pp131〜173)に記載されている。スパ
ツタリング法による成膜では、スループツトを上げるた
めターゲットの前を基板を移動させながら成膜する方法
をとることが多い。その例を図７から 図１０に示す。
図７はカルーセル型（サイドスパッタリング）のスパッ
タリング装置を模式的に示した図であり、図８は図７に
示したスパッタリング装置におけるターゲツトと基板の
位置関係を示した図である。図において、１は基板ホル
ダーを、２は基板を、７は真空槽を、８はスパツタリン
グカソードを、９はスパツタリングターゲツトを、１０
は高周波電源を、１１は基板ホルダの回転軸を、１００
は基板ホルダの回転方向を示す。この装置はスパッタリ
ング中に基板を取り付けた基板ホルダが回転し、多数の
基板を処理する方法である。また、図９は縦型搬送方式
のスパッタリング装置を模式的に示した図であり、図１
０は図９に示したスパッタリング装置におけるターゲツ
トと基板の位置関係を示した図である。図において、１
は基板ホルダーを、２は基板を、７は真空槽を、８はス
パツタリングカソードを、９はスパツタリングターゲツ
トを、１０は高周波電源を、２００は基板ホルダの移動
方向を示す。この装置はスパッタリング中に基板を取り
付けた基板ホルダが横切り、多数の基板を処理する方法
である。。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、ＬＳＩを搭載し
た実装基板や液晶装置に用いるマトリクス基板の製造に
おいて、配線層や抵抗層にもちいる薄膜の大面積均一形
成と高スループット性が要求されている。
た実装基板や液晶装置に用いるマトリクス基板の製造に
おいて、配線層や抵抗層にもちいる薄膜の大面積均一形
成と高スループット性が要求されている。
【０００４】上記従来技術により形成した薄膜は、横方
向（移動方向）は基板ホルダーの回転により均一な分布
となっているが縦方向の膜厚分布は、図１１に示す膜厚
分布となっている。この図から分かるように（ａ）のよ
うに基板ホルダー内で上下が薄く中央付近が薄い分布に
なる場合と（ｂ）のように（ａ）と逆に中央部が薄くな
る場合がある。このため膜厚分布の良好な基板を得るた
めには基板の大きさ、すなわち成膜領域が小さくなり、
スループツトが上がらない問題がある。この問題を解決
する方法として、 スパッタリングターゲットを大き
くし、膜厚分布の良好領域を大きくする方法と マグ
ネトロン方式においてはマグネットの補正を行い、磁場
の強さを変え分布形状を変える方法がある。しかし、
の方法は現行装置を用いるには大がかりな装置改造が必
要となる。また、の方法では膜厚分布の再現性が非常
難しい。
向（移動方向）は基板ホルダーの回転により均一な分布
となっているが縦方向の膜厚分布は、図１１に示す膜厚
分布となっている。この図から分かるように（ａ）のよ
うに基板ホルダー内で上下が薄く中央付近が薄い分布に
なる場合と（ｂ）のように（ａ）と逆に中央部が薄くな
る場合がある。このため膜厚分布の良好な基板を得るた
めには基板の大きさ、すなわち成膜領域が小さくなり、
スループツトが上がらない問題がある。この問題を解決
する方法として、 スパッタリングターゲットを大き
くし、膜厚分布の良好領域を大きくする方法と マグ
ネトロン方式においてはマグネットの補正を行い、磁場
の強さを変え分布形状を変える方法がある。しかし、
の方法は現行装置を用いるには大がかりな装置改造が必
要となる。また、の方法では膜厚分布の再現性が非常
難しい。
【０００５】本発明は、上記のような問題点を解決し、
製造コスト低減およびスループット向上を可能とした薄
膜の形成方法を目的としている。
製造コスト低減およびスループット向上を可能とした薄
膜の形成方法を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】基板の移動方向がターゲ
ツトと平行になる場合に基板の移動方向に直角な面内で
基板をターゲットに対して傾斜させること。すなわち図
１１の（ａ）の分布を持つ装置の場合は、ホルダ内での
膜厚の厚い部分（中央付近）をターゲツトから遠ざけた
形に基板を取付けて成膜を行う。図１１の（ｂ）の分布
を持つ装置の場合は、ホルダ内で膜厚の薄い部分（中央
付近）をターゲットに近ずけた形に基板を取付けて成膜
を行う。更に効果を明確にするため基板ホルダー端部と
中央との高低差を付けることで著しい効果があるが、装
置構造等によりこの高低差の限界があるので、これを考
慮し、傾斜角がターゲット面に対して４５°以下にする
必要がある。
ツトと平行になる場合に基板の移動方向に直角な面内で
基板をターゲットに対して傾斜させること。すなわち図
１１の（ａ）の分布を持つ装置の場合は、ホルダ内での
膜厚の厚い部分（中央付近）をターゲツトから遠ざけた
形に基板を取付けて成膜を行う。図１１の（ｂ）の分布
を持つ装置の場合は、ホルダ内で膜厚の薄い部分（中央
付近）をターゲットに近ずけた形に基板を取付けて成膜
を行う。更に効果を明確にするため基板ホルダー端部と
中央との高低差を付けることで著しい効果があるが、装
置構造等によりこの高低差の限界があるので、これを考
慮し、傾斜角がターゲット面に対して４５°以下にする
必要がある。
【０００７】
【作用】上記手段により膜厚の薄い部分はターゲット面
に近ずけることにより膜厚が厚くなり、膜厚の厚い部分
はターゲツトから遠ざける事により膜厚を薄くなる。こ
のことから基板を傾斜させることでターゲツトと基板と
距離が基板面内で変えることができ膜厚を均一にするこ
とが出来る。
に近ずけることにより膜厚が厚くなり、膜厚の厚い部分
はターゲツトから遠ざける事により膜厚を薄くなる。こ
のことから基板を傾斜させることでターゲツトと基板と
距離が基板面内で変えることができ膜厚を均一にするこ
とが出来る。
【０００８】
（実施例１）図１に示す様に従来のカルーセル型（サイ
ドスパッタリング）のスパッタリング装置内において、
スパッタリングターゲットに平行に回転する基板ホルダ
ーの１部を取外せる構造とし、その取外した基板ホルダ
ーを図２のように上下端部と中央部との高低差を１０ｍ
ｍつけ、基板ホルダー断面を見ると中央から折れＶ字型
となる構造とした。この基板ホルダーに５インチ角以上
の基板を図１のように取付け成膜を行ったところ、図５
のｂ線で示したような膜厚分布が得られた。また、従来
方法による膜厚分布は図５のａ線で示す。この図から分
かるようにホルダー下端部と中央部との膜厚差が少なく
なり、良好な分布が得られた。
ドスパッタリング）のスパッタリング装置内において、
スパッタリングターゲットに平行に回転する基板ホルダ
ーの１部を取外せる構造とし、その取外した基板ホルダ
ーを図２のように上下端部と中央部との高低差を１０ｍ
ｍつけ、基板ホルダー断面を見ると中央から折れＶ字型
となる構造とした。この基板ホルダーに５インチ角以上
の基板を図１のように取付け成膜を行ったところ、図５
のｂ線で示したような膜厚分布が得られた。また、従来
方法による膜厚分布は図５のａ線で示す。この図から分
かるようにホルダー下端部と中央部との膜厚差が少なく
なり、良好な分布が得られた。
【０００９】本実施例によればスパッタリング装置特有
の基板ホルダー上下端部の膜厚減少特性を防止し出来
る。
の基板ホルダー上下端部の膜厚減少特性を防止し出来
る。
【００１０】（実施例２）図３に示す様に従来のカルー
セル型（サイドスパッタリング）のスパッタリング装置
内において、スパッタリングターゲットに平行に回転す
る基板ホルダーの１部を取外せる構造とし、その取外し
た基板ホルダーを図４のように３分割した構造とした。
そのホルダー内に３インチ角の基板３枚を図３のように
取付け成膜を行った。その結果、図５のｃ線で示したよ
うな膜厚分布が得られた。この図から分かるように３枚
の基板の上下と中央部の膜厚差が少なくなり、良好な分
布が得られた。
セル型（サイドスパッタリング）のスパッタリング装置
内において、スパッタリングターゲットに平行に回転す
る基板ホルダーの１部を取外せる構造とし、その取外し
た基板ホルダーを図４のように３分割した構造とした。
そのホルダー内に３インチ角の基板３枚を図３のように
取付け成膜を行った。その結果、図５のｃ線で示したよ
うな膜厚分布が得られた。この図から分かるように３枚
の基板の上下と中央部の膜厚差が少なくなり、良好な分
布が得られた。
【００１１】すなわち、この基板ホルダーの形状にする
ことにより、複数個の基板に成膜することが出来、スル
ープツト向上がはかれる。
ことにより、複数個の基板に成膜することが出来、スル
ープツト向上がはかれる。
【００１２】本実施例１，２によればスパッタリング装
置特有の基板ホルダー上下端部の膜厚減少特性を防止し
出来る。これにより、少なくとも使用したターゲツトの
上下方向の半分の長さの大きさを用する基板まで大型化
が可能となる。また、同一成膜基板間での膜厚分布バラ
ツキの問題を解決し、スループツトを向上することが出
来る。
置特有の基板ホルダー上下端部の膜厚減少特性を防止し
出来る。これにより、少なくとも使用したターゲツトの
上下方向の半分の長さの大きさを用する基板まで大型化
が可能となる。また、同一成膜基板間での膜厚分布バラ
ツキの問題を解決し、スループツトを向上することが出
来る。
【００１３】また、上記の基板ホルダーを稼働式の構造
とし、すなわち基板ホルダーの上下端部と中央部の高低
差を調整出来る構造とした場合の基板ホルダーの構造を
図６に示す。その構造としてホルダの折れ曲がっている
部分に角度を調整出来る治具を付けた。この基板ホルダ
ーを用いることにより膜厚分布を制御することが可能と
なり、薄膜の比抵抗を均一にすることが出来る。
とし、すなわち基板ホルダーの上下端部と中央部の高低
差を調整出来る構造とした場合の基板ホルダーの構造を
図６に示す。その構造としてホルダの折れ曲がっている
部分に角度を調整出来る治具を付けた。この基板ホルダ
ーを用いることにより膜厚分布を制御することが可能と
なり、薄膜の比抵抗を均一にすることが出来る。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、上述のようにスパッタリング
装置特有の膜厚分布を制御することが出来るため、成膜
有効エリア及び成膜基板を１．５〜２倍にすることが出
来る。また、上述以外のスパッタリング装置に対しても
同様の効果が得られる。
装置特有の膜厚分布を制御することが出来るため、成膜
有効エリア及び成膜基板を１．５〜２倍にすることが出
来る。また、上述以外のスパッタリング装置に対しても
同様の効果が得られる。
【図１】本発明の実施例１を上部から見た（ａ）と横か
ら見た（ｂ）の場合におけるターゲツトと基板との位置
関係を示す図である。
ら見た（ｂ）の場合におけるターゲツトと基板との位置
関係を示す図である。
【図２】本発明実施例１の基板ホルダーを示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の実施例２を上部から見た（ａ）と横か
ら見た（ｂ）の場合におけるターゲツトと基板との位置
関係を示す図である。
ら見た（ｂ）の場合におけるターゲツトと基板との位置
関係を示す図である。
【図４】本発明実施例２の基板ホルダーを示す図であ
る。
る。
【図５】本発明の実施例１，２及び従来例により成膜し
た薄膜の膜厚分布を示す図である。
た薄膜の膜厚分布を示す図である。
【図６】本発明の可動式基板ホルダーを示す図である。
【図７】スパッタリング装置の第１の従来例を示す図で
ある。
ある。
【図８】第１の従来例を上部から見た（ａ）と横から見
た（ｂ）の場合におけるターゲットと基板の位置関係を
示す図である。
た（ｂ）の場合におけるターゲットと基板の位置関係を
示す図である。
【図９】スパッタリング装置の第２の従来例を示す図で
ある。
ある。
【図１０】第２の従来例を上部から見た（ａ）と横から
見た（ｂ）の場合におけるターゲットと基板の位置関係
を示す図である。
見た（ｂ）の場合におけるターゲットと基板の位置関係
を示す図である。
【図１１】従来技術による膜厚分布を示す図である。
１…基板ホルダ、２…基板、３…基板ホルダ（トレイ
式）、４…基板押さえ治具、５…基板ホルダ押さえ治
具、６…折り曲げ治具、７…真空槽内、８…スパッタリ
ングカソード、９…スパッタリングターゲツト、１０…
高周波電源、１１…真空槽枠、１２…基板搬送治具、１
００…ホルダの回転方向、２００…ホルダ移動方向、３
００…拡大図（図２）、４００…拡大図（図４）。
式）、４…基板押さえ治具、５…基板ホルダ押さえ治
具、６…折り曲げ治具、７…真空槽内、８…スパッタリ
ングカソード、９…スパッタリングターゲツト、１０…
高周波電源、１１…真空槽枠、１２…基板搬送治具、１
００…ホルダの回転方向、２００…ホルダ移動方向、３
００…拡大図（図２）、４００…拡大図（図４）。
Claims (5)
- 【請求項１】基板をターゲツトに対向させ、かつ、移動
させながら、当該基板上に薄膜を形成するスパッタリン
グ法による薄膜の形成方法において、前記基板の移動方
向が前記ターゲツトと平行になる場合に前記基板の移動
方向に直角な面内で薄膜を形成する前記基板を前記ター
ゲットに対して傾斜させることを特徴とした薄膜の形成
方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記基板を傾斜させる
傾斜角をターゲット面に対して４５度以下であることを
特徴とする薄膜の形成方法。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載の薄膜の形成方法を
実現させるための基板支持機構（基板ホルダー）を備え
たことを特徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項４】請求項３において、同時に薄膜が形成され
る基板ホルダー面が少なくとも２つ以上の基板支持面か
らなり、当該基板支持面のそれぞれを独立に傾斜出来る
ようにしたことを特徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項５】請求項４において、同時に薄膜が形成され
る基板ホルダー面に前記ターゲツトと平行な基板支持面
を設けたことを特徴とするスパッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP233593A JPH06207269A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 薄膜の形成方法およびスパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP233593A JPH06207269A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 薄膜の形成方法およびスパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207269A true JPH06207269A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11526442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP233593A Pending JPH06207269A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 薄膜の形成方法およびスパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06207269A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002063064A1 (en) * | 2001-02-07 | 2002-08-15 | Asahi Glass Company, Limited | Spatter device and spatter film forming method |
| US7749622B2 (en) | 2002-10-22 | 2010-07-06 | Asahi Glass Company, Limited | Multilayer film-coated substrate and process for its production |
| WO2021108194A1 (en) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | Corning Incorporated | Systems and methods for film deposition |
| JP2021109985A (ja) * | 2020-01-06 | 2021-08-02 | 株式会社アルバック | 基板ホルダ及び成膜装置 |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP233593A patent/JPH06207269A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002063064A1 (en) * | 2001-02-07 | 2002-08-15 | Asahi Glass Company, Limited | Spatter device and spatter film forming method |
| US6863785B2 (en) | 2001-02-07 | 2005-03-08 | Asahi Glass Company, Limited | Sputtering apparatus and sputter film deposition method |
| US7749622B2 (en) | 2002-10-22 | 2010-07-06 | Asahi Glass Company, Limited | Multilayer film-coated substrate and process for its production |
| WO2021108194A1 (en) * | 2019-11-27 | 2021-06-03 | Corning Incorporated | Systems and methods for film deposition |
| CN114761611A (zh) * | 2019-11-27 | 2022-07-15 | 康宁股份有限公司 | 用于膜沉积的系统和方法 |
| CN114761611B (zh) * | 2019-11-27 | 2024-02-02 | 康宁股份有限公司 | 用于膜沉积的系统和方法 |
| JP2021109985A (ja) * | 2020-01-06 | 2021-08-02 | 株式会社アルバック | 基板ホルダ及び成膜装置 |
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