[发明专利]磁控溅射装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种作为用于对液晶显示基板或半导体基板等被处理体实施规定的表面处理的处理装置的磁控溅射装置。 

背景技术

在液晶显示元件或IC等半导体元件等的制造中，在其基板上形成金属或绝缘物等薄膜的薄膜形成工序必不可缺。在这些工序中采用了基于溅射装置的成膜方法，即，将薄膜形成用的原材料作为靶，利用直流高电压或高频电力，将氩气等等离子化，利用该等离子化气体使靶活性化而溶解飞散，附着到被处理基板上。 

在溅射成膜法中，为了使成膜速度高速化，通过在靶的后侧配置磁铁，使磁力线方向与靶表面平行，将等离子封闭在靶表面，来获得高密度的等离子，基于这样的磁控溅射装置的成膜法成为主流。 

图16是用于说明基于这样的现有技术的磁控溅射装置的主要构成部分的图，101是靶，102是形成薄膜的被处理基板，103是多个磁铁，104是磁力线，105是靶101溶解剥离的区域、即烧蚀区域。 

如图16所示，在靶101的后侧配置有多个磁铁103，并且使各自的N极和S极的方向朝向规定的方向，在靶101与被处理基板102之间施加高频电力(RF电力)106或直流高压电力107，在靶101上激励等离子。 

另一方面，在设置于靶101的背面的多个磁铁103中，从邻接的N极向S极产生磁力线104。靶表面上，在垂直磁场(与靶表面垂直的磁力线成分)为零的位置，水平磁场(与靶表面平行的磁力线成分)局部成为最大。在水平磁场成分多的区域中，由于电子被补充在靶表面附近，形成高密度的等离子，所以，以该位置为中心，形成烧蚀区域105。 

由于烧蚀区域105与其他区域相比，被曝露在高密度的等离子之下， 所以靶101的消耗大。当因连续进行成膜在该区域中靶材料耗尽时，必须更换靶整体。结果，靶101的利用效率低下，并且，与靶101对置设置的被处理基板102的薄膜的膜厚，还具有与烧蚀区域105对置的位置的膜厚变厚，被处理基板102整体的膜厚均匀性劣化的性质。 

因此，以往提出了一种将产生磁场的磁铁做成棒形磁铁，通过移动或旋转该棒形磁铁，使烧蚀区域随时间而移动，通过时间平均来实质上消除靶的局部消耗，进而提高被处理基板的膜厚的均匀性的方法(参照专利文献1～3)。 

在这些方法中，对棒形磁铁而言，N极和S极在其直径方向的对置表面上，与其长度方向平行地具有同磁极的各个排列，或者在其直径方向的对置表面上，具有相对其长度方向成为螺旋状的同磁极的各个排列。并且，在移动或旋转的棒形磁铁周围，为了使烧蚀区域在靶内形成封闭的回路，配置有固定的棒形磁铁。对该固定的棒形磁铁而言，N极和S极在其直径方向的对置表面上与其长度方向平行地具有同磁极的各个排列。而且，在将用于进行成膜的等离子点火的瞬间、和消去等离子的瞬间的非常态时，向被处理基板前面照射离子、电子。 

专利文献1：特开平5-148642号公报 

专利文献2：特开2000-309867号公报 

专利文献3：日本专利第3566327号公报 

但是，在上述的现有方法中，如果为了提高对被处理基板的成膜速度，而想要提高瞬时的烧蚀密度，即增加烧蚀区域相对整个靶区域的比例，则需要增强棒形磁铁的强度，并且使小型化的棒形磁铁彼此接近。但是，如果采用这样的结构，则存在着磁铁彼此的排斥力或吸引力使磁铁和固定的棒发生变形，或难以克服该力来进行移动或旋转的问题。 

而且，随着与固定在周围的棒形磁铁邻接的旋转磁铁的旋转，不可避免地产生旋转磁铁与固定在周围的棒形磁铁的磁极成为相同的相位，此时，存在着不能形成封闭的烧蚀的问题。并且，在将等离子点火的瞬间、和消去的瞬间的非常态时，对被处理基板照射等离子的离子、电子，使被处理基板带电，由此会产生绝缘膜破坏等充电损伤的问题。 

并且，还存在着被溅射的粒子附着在被处理基板以外的防护板或接地板等遮挡部件上，在长期运转后，附着膜从大量粒子到达的区域变厚而剥离，产生灰尘的问题。如果产生灰尘，则需要将处理室进行大气开放，更换大量附着了膜的遮挡部件等，因而不能进行高效率的成膜运转。 

发明内容

因此，本发明鉴于上述以往的问题而提出，其目的之一是提供一种提高靶上的瞬时烧蚀密度，从而提高了成膜速度的磁控溅射装置。 

而且，本发明的其他目的在于，提供一种通过使烧蚀区域随时间移动，来防止靶的局部消耗，实现均匀的消耗，从而延长靶寿命的磁控溅射装置。