[发明专利]溅射方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在被处理基板上形成薄膜的溅射方法，特别是涉及一种并列设置多个靶、在大面积的被处理基板上形成薄膜的多阴极溅射方法。

背景技术

近年来，以液晶等显示器领域为中心，在大面积基板上形成薄膜的溅射技术日显发展。通过溅射在大面积的被处理基板上形成薄膜时，采用了在真空腔内与被处理基板相对、在同一平面上并列设置多个靶的方法。

但是，靶的表面全部与前述被处理基板平行配置，当在具有大于前述并列设置的全部靶的外形尺寸的被处理基板上成膜时，与被处理基板中央部相比，到达被处理基板两端部的溅射粒子不足，即产生膜层下垂、膜厚不均匀的缺陷。

为了解决这种问题，过去曾有人提出下述解决方法：在安装了前述各靶的溅射源中，通过使相对被处理基板的两端部的溅射源向被处理基板侧倾斜补充到达基板表面两端部的溅射粒子的数量，使前述膜厚分布变得均匀(例如参照专利文献1)。

现有技术中存在为了使两端溅射源倾斜而使机构变得复杂的问题，且具有倾斜角度调整麻烦的缺陷。

前述现有技术中采用了由溅射电源外加直流电压的DC溅射方式。DC溅射方式中靶分别配置在阴极电极上，阳极电极配置在相邻阴极电极之间。因此，阳极电极正下方的被处理基板因为与靶和靶的间隙相对，而产生该部分的膜厚不均一的缺陷。

为使用简单的构造消除该缺陷，近年，多采用了对多对靶分别连接交流电源的AC溅射方式。AC溅射方式中，因为使前述靶对交替成为阴极电位和阳极电位，因此不需在靶间设置阳极电极，不会产生前述缺陷。

但是，DC溅射方式中由于存在前述阳极电极，在一定程度上，等离子体扩散到靶的外周边，而AC溅射方式如前所述，由于交替改变电位，在被处理基板两端部上，与中央部相比电场强度下降，等离子体扩散不均，与被处理基板中央部相比溅射粒子的供给不足。

因此，不采用前述现有技术中的机构复杂的溅射源的溅射方法时，与使用交流电源的AC溅射方式相比，被处理基板两端部发生膜层下垂比较明显。

但是近年，为了更好地维持被处理基板上的等离子体密度，形成与在靶和前述被处理基板之间形成的电场垂直的闭环磁场的磁控管溅射方式成为主流。一般磁控管溅射方式中，在靶的后方平行配置磁回路，该磁回路由中央磁铁与包围该中央磁铁的具有与中央磁铁相反磁极的外周磁铁构成，与各靶对应地并列设置。

使用交流电源的磁控管溅射中，与形成前述电场的方向垂直方向的磁回路两端部上磁场强度变弱，因此，与由于电场强度下降的前述产生膜层下垂的被处理基板两端部不同的是，其他两端部上也产生了膜层下垂，结果在被处理基板外周全体上都产生了膜层下垂的缺陷。

专利文献

专利文献1：特开2004-346388(第8页、图4)

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种以简单的方法防止被处理基板外周部的膜层下垂，使膜厚分布均匀的溅射方法。

为解决前述问题，本发明提供的溅射方法，在真空腔内，与被处理基板相对、在同一平面上并列设置至少三个靶，在该靶的后方平行配置磁回路，由连接在前述各靶上的溅射电源供给电力在靶和前述被处理基板之间形成电场产生等离子体的同时，在与前述电场垂直的方向上形成磁场，对前述各靶进行溅射，通过前述方法在前述被处理基板上形成薄膜，其特征在于，由并列设置方向两端的靶上连接的溅射电源根据规定的电力比来供给电力，供给的电力大于被前述两端的靶夹持的靶上连接的溅射电源。

根据上述方法，可使当靶在同一平面上并列设置时，提高并列设置方向上两端部的靶表面的电场强度。

另外也可代替前述至少三个靶，在同一平面上并列设置至少三个靶对，对应各靶对成对地平行配置前述磁回路，对每个靶对连接交流电源作为前述溅射电源，由两端的靶对上连接的交流电源根据规定的电力来供给电力，该供给的电力大于被前述两端的靶对夹持的靶对上连接的交流电源。

由各交流电源外加交流电压时，构成各靶对的两个靶交替切换为阳极电极和阴极电极，通过在该阳极电极和阴极电极间产生辉光放电可产生前述等离子体。此时，根据前述规定的电力比，可设定为使并列设置方向两端的靶对上连接的交流电源的电力，大于被该两端的靶对夹持的靶对上连接的交流电源的电力。并且，可将前述交流电源的规定的电力比，设定为使被处理基板两端部不产生膜层下垂、两端部与中央部的不均膜厚得到矫正的值。