DE112005001299T5

DE112005001299T5 - Magnetron-Sputterverfahren und Magnetron-Sputtervorrichtung

Info

Publication number: DE112005001299T5
Application number: DE112005001299T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Ota; Shinichiro Taguchi; Isao Sugiura; Noriaki Tani; Makoto Arai; Junya Kiyota
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2025-06-08
Also published as: JP5171035B2; TW200604365A; CN1965101B; WO2005121394A1; US20070158180A1; KR20070021238A; TWI394856B; CN1965101A; RU2378415C2; KR101073420B1; RU2006143209A; DE112005001299B4; JPWO2005121394A1

Abstract

Magnetron-Sputterverfahren, umfassend:
Durchführen des Sputterns durch Erzeugen einer Magnetron-Entladung in der Nähe mehrerer Targets, wobei die Targets nahe aneinander angeordnet sind, um unmittelbar den benachbarten Targets gegenüberliegend angeordnet zu sein, worin jedes Target in einer Vakuumatmosphäre elektrisch unabhängig ist, und
Anlegen von Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad zu den benachbarten Targets in einer vorgegebenen zeitlichen Abstimmung während des Sputterns.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Magnetron-Sputterverfahren und Magnetron-Sputtervorrichtungen, und die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Magnetron-Sputterverfahren und Magnetron-Sputtervorrichtungen mit mehreren Targets in einer Vakuumkammer.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist eine Magnetron-Sputtervorrichtung, die in 6 gezeigt ist, als eine Art von Magnetron-Sputtervorrichtung bekannt. Wie in 6 gezeigt ist, weist eine Magnetron-Sputtervorrichtung 101 eine Vakuumkammer 102, die mit einem vorgegebenen Evakuierungssystem 103 und einem vorgeschriebenes Gaseinführrohr 104 verbunden ist, auf, und ein Substrat 106, auf welchem Filme auszubilden sind, ist in einem oberen Abschnitt im Innern der Vakuumkammer 102 angeordnet.
In einem unteren Abschnitt im Innern der Vakuumkammer 102 sind mehrere Targets 107 angeordnet, die die jeweils Magnetkreis bildenden Elemente 105 aufweisen. Jedes Target 107 ist so ausgestaltet, dass eine vorgegebene Spannung an das Target 107 von einer Energieversorgung 109 via eine Trägerplatte 108 angelegt wird.
Dann ist eine Schirmung 110, die auf Erdpotenzial gelegt ist, zwischen den Targets 107 angeordnet, um stabil ein Plasma auf jedem Target 107 zu erzeugen, um einen gleichförmigen Film auf dem Substrat 106 auszubilden.
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben
In einem solchen herkömmlichen System oder Verfahren wird jedoch das Plasma durch die Schirmung 110, die zwischen den Targets 107 angeordnet ist, während der Filmbildung absorbiert, so dass ein Nicht-Erosionsbereich, der nicht erodiert wird, in einem Bereich verbleibt, der sich in der Nähe der Schirmung 110 jedes Target 107 befindet.
Das Vorhandensein dieses Nicht-Erosionsbereichs verursacht eine anormale, elektrische Entladung auf der Oberfläche des Targets 107 oder stellt eine Einladung zur Verschlechterung der Filmqualität durch Ablagerung des Targetmaterials in dem Nicht-Erosionsbereich dar.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um solche Probleme des herkömmlichen Systems oder Verfahrens zu lösen, und die vorliegende Erfindung ist auf Magnetron-Sputterverfahren und Magnetron-Sputtervorrichtungen gerichtet, die in erheblichem Maße den Nicht-Erosionsbereich verringern können, um so eine anormale, elektrische Entladung, die durch den Nicht Erosionsbereich, der auf der Oberfläche des Targets vorhanden ist, verursacht ist, und die Ablagerung von Targetmaterial, die eine Verschlechterung der Filmqualität bewirkt, zu verhindern.
Mittel zur Lösung der Aufgaben
Zur Lösung der zuvor beschriebenen Aufgaben stellt die vorliegende Erfindung ein Magnetron-Sputterverfahren bereit, welches umfasst: Durchführen des Sputterns durch Erzeugen von Magnetron-Entladungen in der Nähe mehrerer Targets, wobei die Targets nahe aneinander angeordnet sind, um unmittelbar den benachbarten Targets gegenüberliegend angeordnet zu sein und wobei jedes Target in einer Vakuumatmosphäre elektrisch unabhängig ist, und Anlegen von Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad zu den benachbarten Targets in einer vorgegebenen zeitlichen Abstimmung während des Sputterns.
In dem zuvor beschriebenen Magnetron-Sputterverfahren können die Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad periodisch und alternierend an die benachbarten Targets angelegt werden.
In dem zuvor beschriebenen Magnetron-Sputterverfahren können die Spannungen, die an die benachbarten Targets angelegt werden, gepulste Gleichstromspannungen sein.
In dem zuvor beschriebenen Magnetron-Sputterverfahren können die Frequenzen der Spannungen, die an die benachbarten Targets angelegt werden, gleich sein.
In dem zuvor beschriebenen Magnetron-Sputterverfahren sind die Spannungen, die an benachbarte Targets angelegt werden, immer exklusiv zu einander.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Magnetron-Sputtervorrichtung bereit, die mehrere Targets, die elektrisch unabhängig voneinander und in einer Vakuumkammer angeordnet sind, beinhaltet, worin benachbarte Targets nahe aneinander angeordnet sind, um so unmittelbar gegenüberliegend zueinander angeordnet zu sein, und ein Spannungsversorgungsabschnitt ist ferner vorgesehen, der ferner eine Energieversorgung aufweist, die in der Lage ist, an jedes Target ein Spannung mit einer jeweiligen Phasendifferenz von 180 Grad in einer vorgegebenen, zeitlichen Abstimmung anzulegen.
In der zuvor beschriebenen Magnetron-Sputtervorrichtung kann ein Raum zwischen den benachbarten Targets auf einen Abstand so eingestellt sein, dass eine anomale elektrische Entladung zwischen benachbarten Targets nicht auftritt; und auch ein Plasma zwischen den benachbarten Targets nicht erzeugt wird.
In dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird es durch das Anlegen von Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad zu den benachbarten Targets, die nahe aneinander angeordnet sind, in einer vorgegebenen, zeitlichen Abstimmung während des Sputterns möglich, ein gleichförmiges Plasma an jedem Target stabil zu erzeugen, selbst in einem Zustand, bei dem keine Schirmung zwischen den Targets vorgesehen ist.
Im Ergebnis kann gemäß der vorliegenden Erfindung der Nicht Erosionsbereich signifikant verringert werden und folglich ist es möglich, eine anomale, elektrische Entladung auf der Oberfläche des Targets zu verhindern, sowie eine Ablagerung der Targetmaterialien in dem Nicht-Erosionsbereich soweit wie möglich zu verhindern.
Des Weiteren kann mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung das zuvor beschriebene, erfindungsgemäße Verfahren leicht und mit guter Effizienz durchgeführt werden.
Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß ist es möglich, ein gleichförmiges Plasma an jedem Target stabil zu erzeugen, sogar in einem Zustand, bei dem keine Schirmung zwischen den Targets vorgesehen ist. Folglich ist es möglich, eine anomale, elektrische Entladung auf der Oberfläche des Targets zu verhindern sowie die Ablagerung der Targetmaterialien in dem Nicht-Erosionsbereich soweit wie möglich zu verhindern.
Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausgestaltung einer Magnetron-Sputtervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Diagramm der zeitlichen Abstimmung, das ein Beispiel der Schwingungsverläufe der Spannungen zeigt, die an die Targets der vorliegenden Erfindung angelegt werden.
3 zeigt die Diagramme der zeitlichen Abstimmung, die die Verhältnisse zwischen den Frequenzen und Schwingungsverläufen der Spannungen zeigen, die an die Targets angelegt werden.
Die 4(a) und 4(b) sind Diagramme der zeitlichen Abstimmung, die ein anderes Beispiel der Schwingungsverläufe der Spannungen zeigen, die an die Targets angelegt werden.
5(a) ist ein erläuterndes Diagramm, welches einen Zustand der Targets eines Vergleichbeispiels zeigt.
5(b) ist ein erläuterndes Diagramm, welches einen Zustand der Targets eines Arbeitsbeispiels zeigt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausgestaltung einer Magnetron-Sputtervorrichtung gemäß herkömmlicher Technologien zeigt.

1: Magnetron-Sputtervorrichtung
2: Vakuumkammer
6: Substrat
8 (8A, 8B, 8C und 8D): Target
10: Spannungsversorgungsabschnitt
11A, 11B, 11C und 11D: Energieversorgung
12: Spannungssteuerabschnitt

Beste Ausführungsform der Erfindung
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Detail anhand der begleitenden Figuren beschrieben.
1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Ausgestaltung einer Magnetron-Sputtervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, weist eine Magnetron-Sputtervorrichtung 1 der vorliegenden Erfindung eine Vakuumkammer 2 auf, mit der ein vorgegebenes Evakuierungssystem 3 und ein vorgegebenes Gaseinführrohr 4 verbunden ist, an die auch ein Vakuummeter 5 angebracht ist.
In einem oberen Abschnitt im Innern der Vakuumkammer 2 ist ein Substrat 6 angeordnet, das mit einer Energieversorgung (nicht dargestellt) verbunden ist, während es von einem Substrathalter 7 gehalten wird.
In der vorliegenden Erfindung ist es, obwohl es möglich ist, das Substrat 6 an einer vorgegebenen Position in der Vakuumkammer 2 zu befestigen, im Hinblick auf die Gewährleistung eines gleichförmigen Filmdicke bevorzugt, eine Ausgestaltung so anzupassen, dass das Substrat 6 durch Schwingen, Drehen oder Verschieben bewegt wird.
In einem unteren Abschnitt im Innern der Vakuumkammer 2 sind mehrere Targets 8 (in der vorliegenden Ausführungsform 8A, 8B, 8C und 8D) jeweils auf Trägerplatten 9A, 9B, 9C und 9D platziert, die elektrisch unabhängig von einander sind.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Anzahl der Targets 8 nicht besonders eingeschränkt. Jedoch im Hinblick auf die Erreichung einer stabileren, elektrischen Entladung, ist es bevorzugt, eine gerade Anzahl von Targets 8 vorzusehen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Targets 8A, 8B, 8C und BD zum Beispiel in rechtwinkliger Form ausgebildet und sind auf derselben Höhe vorgesehen. Im Hinblick auf die Gewährleistung einer gleichförmigen Filmdicke (Qualität des Films) sind die Targets 8A, 8B, 8C und 8D nahe aneinander angeordnet, so dass Seitenflächenabschnitte in der Längsrichtung der betreffenden, benachbarten Targets 8A und 8B, 8B und 8C und BC und 8D sich unmittelbar gegenüber liegen.
In diesem Fall und hinsichtlich der Gewährleistung einer gleichförmigen Filmdicke (Qualität des Films) wird es bevorzugt, eine Ausgestaltung so anzupassen, dass ein Bereich zur Anordnung der Targets 8A, 8B, 8C und 8D größer als die Größe des Substrats 6 ist.
In der vorliegenden Erfindung ist eine Beabstandung zwischen den benachbarten Targets 8A und 8B, 8B und 8C, und 8C und 8D nicht auf einen besonderen Abstand beschränkt. Jedoch wird es bevorzugt, die Beabstandung auf einen Abstand festzulegen, bei dem keine anomale elektrische Entladung (Bogenentladung) zwischen den benachbarten Targets auftritt, und ferner kein Plasma zwischen den benachbarten Targets 8A und 8B, 8B und 8C, und 8C und 8D nach dem Paschenschen Gesetz erzeugt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde durch die vorliegenden Erfinder, bestätigt, dass wenn die Beabstandung zwischen den benachbarten Targets 8A und 8B, 8B und 8C, und 8C und 8D weniger als 1 mm beträgt, keine anomale, elektrische Entladung (Bogenentladung) zwischen den benachbarten Targets auftritt, wohingegen Plasma erzeugt wird, wenn die Beabstandung 60 mm übersteigt (Druck: 0,3 Pa, zugeführte Leistung: 10 W/cm²).
Wenn ferner der Nachteil, dass ein Film an dem Seitenstirnflächenabschnitt oder Ähnlichem in der Längsrichtung der Targets 8A bis 8D haftet, Berücksichtigung findet, wird es stärker bevorzugt, die Beabstandung auf 1 mm oder mehr und 3mm oder weniger festzulegen.
Andererseits ist ein Spannungsversorgungsabschnitt 10 zum Anlegen einer vorgegebenen Spannung an die Targets 8A, 8B, 8C und 8D auf der Außenseite der Vakuumkammer 2 vorgesehen.
Der Spannungsversorgungsabschnitt 10 der vorliegenden Ausführungsform weist Energieversorgungen 11A, 11B, 11C und 11D auf, die jeweils den Targets 8A, 8B, 8C und 8D entsprechen. Diese Energieversorgungen 11A, 11B, 11C und 11D sind mit einem Spannungsteuerabschnitt 12 verbunden, so dass die Stärke und die zeitliche Abstimmung der Ausgabespannungen gesteuert werden; und somit werden vorgegebene Spannungen, die nachfolgend beschrieben werden, jeweils an die Targets 8A, 8B, 8C und 8D über die Trägerplatten 9A, 9B, 9C und 9D angelegt.
Unter den Trägerplatten 9A, 9B, 9C und 9D, nämlich auf der Seite der Trägerplatten 9A, 9B, 9C und 9D und den Targets 8A, 8B, 8C und 8D gegenüberliegend, sind Magnetkreis bildende Elemente 13A, 13B, 13C und 13D vorgesehen, die zum Beispiel einen Permanentmagneten beinhalten.
In der vorliegenden Erfindung, obwohl es möglich ist, die Magnetkreis bildenden Elemente 13A, 13B, 13C und 13D an vorgegebenen Positionen zu befestigen, wird es im Hinblick darauf, eine Gleichförmigkeit in den ausgebildeten Magnetkreisen zu erreichen, bevorzugt, ein Ausgestaltung so zum Beispiel anzupassen, dass sich die Magnetkreis bildenden Elemente 13A, 13B, 13C und 13D in horizontaler Richtung hin- und herbewegen.
Es sollte deutlich werden, dass es bevorzugt wird, dass der Magnetkreis so ausgestaltet wird, dass der magnetische Feldverlust, der auf der Oberfläche jedes Targets 8A, 8B, 8C und 8D hervorgerufen werden, so ist, dass das horizontale, magnetische Feld 100 bis 2000 G an der Position beträgt mit einem senkrechten, magnetischen Feld von 0.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Magnetron-Sputterverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Sputtern unter einem vorgegebenen Druck durchgeführt wird, nachdem ein Sputtergas in das Innere der Vakuumkammer 2 eingebracht wurde, werden Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad in einer vorgegebenen, zeitlichen Abstimmung an die benachbarten Targets 8A und 8B, 8B und 8C, und 8C und 8D angelegt.
2 ist ein Diagramm der zeitlichen Abstimmung, welches ein Beispiel der Schwingungsverläufe der Spannungen zeigt, die an die Targets der vorliegenden Erfindung angelegt werden.
Wie in 2 gezeigt ist, werden in diesem Beispiel die Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad, wie nachfolgend beschrieben zum Beispiel periodisch und alternierend an den benachbarten Targets 8A und 8B, 8B und 8C, und 8C und 8D angelegt.
Insbesondere werden in diesem Beispiel gepulste Gleichstromspannungen an die Targets 8A bis 8D angelegt.
In diesem Fall ist es im Hinblick auf eine zuverlässige Erzeugung des Plasmas an den Targets BA bis 8D bevorzugt, dass die Spannungen, die an die benachbarten Targets 8A und 8B, 8B und 8C, und 8C und 8D angelegt werden, Schwingungsverläufe aufweisen, die exklusiv zueinander sind, was auch keine Zeitdauer beinhaltet, bei der die Spannungen, die an benachbarte Targets angelegt werden, sich auf demselben Potenzial befinden; d.h. Schwingungsverläufe, die sich nicht gegenseitig überlappen.
In der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, dass die Frequenz der Spannungen, die an die Targets 8A bis 8D angelegt werden, so niedrig wie möglich in einem Bereich ist, in dem geladene elektrische Ladungen entweichen (um genauer zu sein: z.B. 1 Hz oder höher).
Die obere Grenzfrequenz der Spannungen, die an die Targets 8A bis 8D angelegt werden, ist wie nachfolgend beschrieben festgelegt.
3 zeigt Diagramme der zeitlichen Abstimmung, die die Verhältnisse zwischen den Frequenzen und den Schwingungsverläufen der Spannungen zeigen, die an die Targets angelegt werden.
Ein Fall ist beschrieben, bei dem die zuvor beschriebenen, gepulsten Gleichstromspannungen an benachbarte Targets A und B angelegt werden, die die zuvor beschriebene Ausgestaltung aufweisen. Wie in 3 gezeigt ist, wurde durch diese Erfindung bestätigt, dass bis zu 10 kHz eine Wirkung der Kapazität des Target A und B und deren Schaltungen klein ist und folglich wird der Schwingungsverlauf (Rechteckform) nicht deformiert. Im Ergebnis kann durch exklusives Anliegen der Spannungen an die benachbarten Targets A und B Plasma zuverlässig an den Targets A und B erzeugt werden.
Andererseits wurde in der vorliegenden Erfindung bestätigt, dass wenn die Frequenz der angelegten Spannung 10 kHz (12 kHz in 3) übersteigt, kann eine Wirkung der Kapazität von Target A und B und deren Schaltungen nicht vernachlässigt werden, und daher ist die Schwingungsform so deformiert, dass sie ähnlich einer Sinusschwingung ist. Im Ergebnis tritt in den Schwingungsverläufen der Spannungen, die an die benachbarten Targets A und B angelegt werden, eine Zeitdauer auf, bei der Spannungen dasselbe Potenzial aufweisen und somit wird es unmöglich, zuverlässig Plasma an den Targets A und B zu erzeugen, wie es zuvor beschrieben wurde.
Folglich liegt in der vorliegenden Ausführungsform die Frequenz der Spannungen, die an die Targets 8A bis 8D angelegt werden, bevorzugt im Bereich von 1 Hz bis 10 kHz.
In der vorliegenden Erfindung ist es, obwohl an die benachbarten Targets 8A bis 8D Spannungen mit unterschiedlichen Frequenzen angelegt werden, im Hinblick auf die Gewährleistung einer gleichförmigen Filmdicke bevorzugt, Spannungen derselben Frequenz an benachbarte Targets 8A bis 8D anzulegen.
Die Stärke der Spannungen (elektrische Leistung), die an die benachbarten Targets 8A bis 8D angelegt werden, ist nicht besonders eingeschränkt. Jedoch im Hinblick auf die Gewährleistung einer gleichförmigen Filmdicke ist es bevorzugt, Spannungen derselben Stärke an die benachbarten Targets 8A bis 8D anzulegen.
In diesem Fall im Hinblick auf eine stabile Plasmaerzeugung an den Targets 8A bis 8D wird es bevorzugt, den Maximalwert in der positiven (+) Richtung der angelegten Spannung so festzulegen, dass er auf Erdpotenzial liegt.
Die 4(a) und 4(b) sind Diagramme der zeitlichen Abstimmung, die ein anderes Beispiel der Schwingungsverläufe der Spannungen zeigen, die an die Targets angelegt werden.
Wie in den 4(a) und 4(b) gezeigt ist, können erfindungsgemäß anstatt der zuvor beschriebenen, gepulsten Gleichstromspannung (alternierende) Wechselstromspannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad periodisch und alternierend an die benachbarten Targets angelegt werden.
In diesem Beispiel ist es ebenso im Hinblick auf eine zuverlässige Plasmaerzeugung an den Targets 8A bis 8D bevorzugt, dass die Spannungen, die an die benachbarten Targets 8A und 8B, 8B und 8C, und 8C und 8D angelegt werden, Schwingungsverläufe aufweisen, die exklusiv zueinander sind, was keine Zeitdauer beinhaltet, bei der die Spannungen, die an die benachbarten Targets angelegt werden, sich auf demselben Potenzial befinden, d.h. Schwingungsverläufe die nicht gegenseitig überlappen.
Ebenso wird es bevorzugt, dass die Frequenz der Spannungen, die an die Targets 8A bis 8D angelegt werden, so niedrig wie möglich in einem Bereich ist, bei dem geladene elektrische Ladungen austreten (um genauer zu sein: z.B. 1 Hz oder mehr).
Andererseits was die obere Grenzfrequenz der Spannungen, die an das Target 8A bis 8D angelegt werden, betrifft, wurde durch die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass der Umfang der Deformation des Schwingungsverlaufs aufgrund einer Zunahme der Frequenz im Vergleich mit dem Fall der zuvor beschriebenen, gepulsten Gleichstromspannung klein ist, und somit ist es möglich, eine Spannung mit einer Frequenz von bis zu etwa 60 kHz anzulegen.
Folglich liegt in diesem Beispiel die Frequenz der Spannungen, die an die Targets 8A bis 8D angelegt werden, bevorzugt im Bereich von 1 Hz bis 40 kHz.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurde, ist es durch Anlegen von Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad an die benachbarten Targets 8A und 8B, 8B und 8C, und 8C und 8D, die dicht aneinander während des Sputterns angeordnet werden, möglich, zuverlässig ein gleichförmiges Plasma an den Targets 8A bis 8D zu erzeugen, selbst in einem Zustand, bei dem keine Schirmungen zwischen den Targets 8A bis 8D vorgesehen ist. Im Ergebnis kann der Nicht Erosionsbereich in den Targets 8A bis 8D signifikant verringert werden; und folglich ist es möglich, eine anomale elektrische Entladung auf der Oberfläche der Targets 8A bis 8D zu verhindern sowie die Ablagerung von Targetmaterialien in dem Nicht-Erosionsbereich so weit reichend wie möglich zu verhindern.
Ebenso kann mit der Magnetron-Sputtervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren leicht mit guter Effizienz durchgeführt werden.
Die vorliegenden Erfindung kann bei einer unvorgegebenen Anzahl von diversen Arten von Targets zur Anwendung kommen; und es gibt keine Einschränkung betreffend der Art des Sputtergases, das eingebracht werden kann.
Arbeitsbeispiel
Ein Arbeitsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachfolgend beschrieben.
<Arbeitsbeispiel>
Die Magnetron-Sputtervorrichtung, die in 1 gezeigt ist, wurde verwendet, und sechs Folien der Targets, die durch Zugabe von 10 Gewichts-% SnO₂ zu In₂O₃ erhalten wurden, wurden in der Vakuumkammer angeordnet.
Dann wird ein Sputtergas, welches Ar und O₂ beinhaltet, wurde in das Innere der Vakuumkammer eingebracht. Unter einem Druck von 0,7 Pa werden Spannungen, die eine gepulsten rechteckigen Schwingungsverlauf mit entgegen gesetzten Phasen (Frequenz: 50 Hz, zugeführte Leistung: 6,0 kW), wie in 2 gezeigt ist, an die Targets angelegt, um das Sputtern durchzuführen.
<Vergleichsbeispiel>
Sputtern wird unter denselben Verfahrensbedingungen, wie beim Arbeitsbeispiel, unter Verwendung der Magnetron-Sputtervorrichtung der herkömmlichen Technologie, wie in 6 gezeigt, durchgeführt.
Wohingegen ein Nicht Erosionsbereich 80 mit einer Breite von etwa 10 mm am Randabschnitt des Targets 8 in Vergleichsbeispiel vorhanden ist, wie in 5(a) gezeigt ist, ist nahezu kein Nicht-Erosionsbereich am Randabschnitt des Targets 8 in Arbeitsbeispiel vorhanden, wie in 5(b) gezeigt ist.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Magnetron-Sputterverfahren und eine Magnetron-Sputtervorrichtung bereit, die signifikant einen Nicht-Erosionsbereich verringert, der eine anomale elektrische Entladung auf einer Oberfläche des Targets und die Ablagerung von Targetmaterialien verursacht. Mehrere Targets 8A, 8B, 8C und 8D sind in einer Vakuumatmosphäre angeordnet, während sie elektrisch unabhängig voneinander sind; und Sputtern wird durch Erzeugen einer Magnetron-Entladung in der Nachbarschaft der Targets 8A, 8B, 8C und 8D durchgeführt. Während des Sputterns werden Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad alternierend an die benachbarten Targets 8A, 8B, 8C und 8D in einer vorgegebenen, zeitlichen Abstimmung angelegt.

Claims

Magnetron-Sputterverfahren, umfassend: Durchführen des Sputterns durch Erzeugen einer Magnetron-Entladung in der Nähe mehrerer Targets, wobei die Targets nahe aneinander angeordnet sind, um unmittelbar den benachbarten Targets gegenüberliegend angeordnet zu sein, worin jedes Target in einer Vakuumatmosphäre elektrisch unabhängig ist, und Anlegen von Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad zu den benachbarten Targets in einer vorgegebenen zeitlichen Abstimmung während des Sputterns.
Magnetron-Sputterverfahren gemäß Anspruch 1, worin die Spannungen mit einer Phasendifferenz von 180 Grad periodisch und alternierend an die benachbarten Targets angelegt werden.
Magnetron-Sputterverfahren gemäß Anspruch 1, worin die Spannungen, die an die benachbarten Targets angelegt werden, gepulste Gleichstromspannungen sind.
Magnetron-Sputterverfahren gemäß Anspruch 1, worin die Frequenzen der Spannungen, die an die benachbarten Targets angelegt werden, gleich sind.
Magnetron-Sputterverfahren gemäß Anspruch 1, worin die Spannungen, die an benachbarte Targets angelegt werden, immer exklusiv zueinander sind.
Magnetron-Sputtervorrichtung, umfassend: mehrere Targets, die elektrisch unabhängig voneinander sind und in einer Vakuumkammer angeordnet sind, worin die Targets nahe aneinander angeordnet sind, um unmittelbar gegenüberliegend zu benachbarten Targets angeordnet zu sein, und eine Spannungsversorgungselement mit einer Energieversorgung, das in der Lage ist, an jedes Target ein Spannung mit jeweils einer Phasendifferenz von 180 Grad in einer vorgegen zeitlichen Abstimmung anzulegen.
Magnetron-Sputtervorrichtung gemäß Anspruch 6, worin ein Raum zwischen den benachbarten Targets auf einen Abstand so eingestellt ist, dass eine anomale elektrische Entladung zwischen benachbarten Targets nicht auftritt; und auch ein Plasma zwischen den benachbarten Targets nicht erzeugt wird.