JP2014095122A - マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マグネトロンスパッタ装置2の磁石装置22には、ヨーク23a、23bと、ヨークの中央を通る中心線の上に配置された中央磁石24a、24bと外側磁石25a、25bの磁石の強さが等しく、磁力線が外側磁石25a、25bよりも外側には広がらないようにされている。従って、発散磁力線が少ないので、シールド32がスパッタリングされず、また、荷電粒子が基板41に到着しないようになっている。
【選択図】図1
Description
リチウムイオン電池では、安全性の面や、小型化の面から、電解液を固体化する技術が研究されており、全固体薄膜リチウム二次電池の固体電解質膜には、窒素置換リン酸リチウム(LiPON)の固体電解質膜が実用化されている。
一方、生産性を向上させるには基板サイズを大型化するという方向性もあり、そのためには矩形ターゲットを使用したインライン装置の適用が考えられる。このような装置は、例えば、既にフラットパネルディスプレイ等の成膜に用いられ、ターゲットの材料等により適切な電源や磁石装置(磁気回路とも言う)が選定されている。
この磁石装置122では、中央磁石124と外側磁石125とでは、ヨーク123と接触する部分と、その反対側の部分に磁極が配置されており、中央磁石124と外側磁石125とは、異なる磁極が同方向に向けられている。
薄膜リチウム二次電池および装置については、次の参考文献に記載されている。
従来技術の磁石装置122では、中央磁石124と外側磁石125のヨーク123からの高さは同じであり、単位体積当たりの磁気強度も同じ磁石が使用されているが、この磁石装置122は、発散型磁石装置(アンバランスドマグネトロン)であり、中央磁石124の幅と、外側磁石125の幅は同じにされている。
不純物を取り込ませず、また、ダメージの無い良好なLiPONの膜質を得るためには、収束型の磁石装置で外部磁石よりも外側の磁束密度を従来技術よりも低下させた磁石装置を採用し、ターゲット表面の水平磁束密度が150G〜340Gの範囲に設定することがよいことが分かった。
また本発明は、前記中央磁石と前記外側磁石は、磁力が同じ単位磁石がそれぞれ同数個配置されて構成されたマグネトロンスパッタ装置である。
また本発明は、前記ターゲットの表面の磁束密度は、400G以下にされたマグネトロンスパッタ装置である。
また本発明は、前記ターゲットの外側では、磁束密度の、前記ターゲットの表面と平行な方向の水平成分が50G以下であるマグネトロンスパッタ装置である。
また、磁力線が基板まで伸びないようになっているので、荷電粒子の基板への入射は少なく、ダメージの小さいLi含有薄膜を、速い成膜速度で得ることができる。
また、このような磁石装置中の磁石の数を減らすことができるため、磁石装置にかかるコストを下げることもできる。
筺体31は、両端の開口のうち、一方の開口を、キャリア40が通過する経路に向けられて真空槽20の内部に配置されており、揺動機構28は、筺体31の内部の他方の開口付近に配置されている。
バッキングプレート35は、筺体31の内部に配置され、片面が、筺体31の開口に向けられてカソード電極34の上部に取り付けられている。
磁石装置22の例としては、図2(a)に示す第一例(第一の型)の磁石装置22aと図2(b)に示す第二例(第二の型)の磁石装置22bとが挙げられる。
各磁石装置22a、22bは、ヨーク23a、23bと、直線の上に配置された中央磁石24a、24bと、リングの上に配置された外側磁石25a、25bとをそれぞれ有している。
各単位磁石の二個の磁極のうち、一方はターゲット21に向けられ、他方はヨーク23aに向けられている。
また、各単位磁石26aは、磁石の強さも同じ大きさにされており、中央磁石24aを構成する単位磁石26aの個数と、外側磁石25aを構成する単位磁石26aの個数とは等しくなっており、従って、図2(a)の磁石装置22aの中央磁石24aの強さと外側磁石25aの強さは同じになっている。
中央磁石24a、24bと外側磁石25a、25bの上端は平面状であり、ターゲット21の表面と平行にされており、揺動機構28が動作すると、磁石装置22(22a、22b)は、その平行な状態を維持しながら、ターゲット21及び磁石装置22(22a、22b)の長手方向及び長手方向とは垂直な方向にそれぞれ往復移動し、磁力線29で形成されるリング状のドームが、ターゲット21の表面上で往復移動するようになっている。磁石装置22(22a、22b)は、ターゲット21と平行な状態を維持しながら、円形状に移動してもよい。
バッキングプレート35とカソード電極34とは電気的に接続されており、筺体31とシールド32とは電気的に接続されている。
バッキングプレート35及びカソード電極34と、筺体31及びシールド32との間は電気的に絶縁されており、カソード電極34は、スパッタ電源46に接続され、電極である筺体31は接地電位に接続されている。
真空排気を継続しながら、ガス導入装置43からスパッタリングガス(N2ガス)を導入し、揺動機構28によって磁石装置22(22a、22b)を移動させながら、スパッタ電源46を起動し、カソード電極34を介してバッキングプレート35に交流電圧を印加すると、ターゲット21の表面上にプラズマが形成される。
成膜対象の基板41は、キャリア40に配置され、真空槽20内の真空雰囲気を維持しながら真空槽20の内部に搬入され、ターゲット21と基板41表面とが平行な状態で、基板41がターゲット21と対面する位置を通過する。
ターゲット21と対面する位置を通過し、表面に固体電解質が形成された基板41は、真空槽20の外部に搬出され、キャリア40に配置された未成膜の基板表面への薄膜形成が開始される。
図3の“■”を結んだ曲線は、図2(a)の第一例の磁石装置22aのA−A線に沿った方向の水平磁場強度を示しており、“○”を結んだ曲線は、図2(b)の第二例の磁石装置22bのC−C線に沿った方向の水平磁場強度を示している。横軸で表されたA−A線上で、±50mm内の範囲が磁石装置22a、22b上の範囲の位置であり、±50mmを超える範囲が磁石装置22a、22bの外側の位置である。
図4では、横軸の負の値の位置が、磁石装置22a、22bの外側の範囲であり、第二例の磁石装置22bの方が、第一例の磁石装置22aよりも発散磁束が大きくなる。これは、端部では、外側磁石25bの方が、中央磁石24bに対して上部面積が大きく、その結果、端部では外側磁石25bの方が中央磁石24bよりも磁石の強さが大きくなっており、アンバランスに成っているからである。
ターゲット21は鉛直に配置されており、両端のうち、一方は上端部、他方は下端部にされている。
20……真空槽
21……ターゲット
22、22a、22b……磁石装置
24a、24b……中央磁石
25a、25b……外側磁石
Claims (4)
- 真空槽と、
前記真空槽内に配置され、Liを含有するターゲットと、
前記ターゲットの裏面に配置された磁石装置と、
を有し、
前記磁石装置は、ヨークと、
前記ヨークの中央を通る中心線の上に配置された中央磁石と、前記中央磁石を取り囲み、前記ヨークの外周に沿って配置された外側磁石とを有し、
異なる磁極が前記ターゲットに向けられ、前記中央磁石と前記外側磁石によって前記ターゲットの表面に磁界が形成されたマグネトロンスパッタ装置であって、
前記中央磁石の磁力と、前記外側磁石の磁力は、強さが同じ大きさにされたマグネトロンスパッタ装置。 - 前記中央磁石と前記外側磁石は、磁力が同じ単位磁石がそれぞれ同数個配置されて構成された請求項1記載のマグネトロンスパッタ装置。
- 前記ターゲットの表面の磁束密度は、400G以下にされた請求項1又は請求項2のいずれか1項記載のマグネトロンスパッタ装置。
- 前記ターゲットの外側では、磁束密度の、前記ターゲットの表面と平行な方向の水平成分が50G以下である請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載のマグネトロンスパッタ装置。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108923019A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-30 | 宁波革创新材料科技有限公司 | 基于磁控溅射方法的锂离子电池正极材料的制备方法 |
| JP2021039271A (ja) * | 2019-09-04 | 2021-03-11 | Hoya株式会社 | 多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04501585A (ja) * | 1988-11-14 | 1992-03-19 | ハウザー インダストリーズ ビーヴイ | 改良されたマグネトロンスパッタリング陰極 |
| JP2007169705A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Kobe Steel Ltd | 非平衡マグネトロンスパッタ用カソード |
| JP2008121077A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Hitachi Metals Ltd | マグネトロンスパッタリング用磁気回路 |
| JP2009046714A (ja) * | 2007-08-16 | 2009-03-05 | Ulvac Japan Ltd | 成膜装置および成膜方法 |
| JP2009046340A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Ulvac Material Kk | リン酸リチウム焼結体の製造方法およびスパッタリングターゲット |
| JP2009179867A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Ulvac Japan Ltd | 平行平板型マグネトロンスパッタ装置、固体電解質薄膜の製造方法、及び薄膜固体リチウムイオン2次電池の製造方法 |
| JP2011523977A (ja) * | 2008-04-29 | 2011-08-25 | エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ | 無機傾斜バリア膜及びそれらの製造方法 |
-
2012
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04501585A (ja) * | 1988-11-14 | 1992-03-19 | ハウザー インダストリーズ ビーヴイ | 改良されたマグネトロンスパッタリング陰極 |
| JP2007169705A (ja) * | 2005-12-21 | 2007-07-05 | Kobe Steel Ltd | 非平衡マグネトロンスパッタ用カソード |
| JP2008121077A (ja) * | 2006-11-14 | 2008-05-29 | Hitachi Metals Ltd | マグネトロンスパッタリング用磁気回路 |
| JP2009046714A (ja) * | 2007-08-16 | 2009-03-05 | Ulvac Japan Ltd | 成膜装置および成膜方法 |
| JP2009046340A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Ulvac Material Kk | リン酸リチウム焼結体の製造方法およびスパッタリングターゲット |
| JP2009179867A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Ulvac Japan Ltd | 平行平板型マグネトロンスパッタ装置、固体電解質薄膜の製造方法、及び薄膜固体リチウムイオン2次電池の製造方法 |
| JP2011523977A (ja) * | 2008-04-29 | 2011-08-25 | エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ | 無機傾斜バリア膜及びそれらの製造方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108923019A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-30 | 宁波革创新材料科技有限公司 | 基于磁控溅射方法的锂离子电池正极材料的制备方法 |
| JP2021039271A (ja) * | 2019-09-04 | 2021-03-11 | Hoya株式会社 | 多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法 |
| WO2021044890A1 (ja) * | 2019-09-04 | 2021-03-11 | Hoya株式会社 | 多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法 |
| JP7379027B2 (ja) | 2019-09-04 | 2023-11-14 | Hoya株式会社 | 多層反射膜付き基板、反射型マスクブランク及び反射型マスク、並びに半導体装置の製造方法 |
| US12105411B2 (en) | 2019-09-04 | 2024-10-01 | Hoya Corporation | Substrate with multilayer reflective film, reflective mask blank, reflective mask, and method for manufacturing semiconductor device |
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