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Dokumentenidentifikation DE102005019456A1 24.11.2005
Titel Target für das Sputtern und ein Sputterverfahren unter Verwendung dieses Targets
Anmelder ULVAC, Inc., Chigasaki, Kanagawa, JP
Erfinder Arai, Makoto, Chiba, JP;
Ishibashi, Satoru, Chiba, JP;
Komatsu, Takashi, Chiba, JP;
Tani, Noriaki, Chiba, JP;
Kiyoto, Junya, Chiba, JP;
Ota, Atsushi, Chiba, JP;
Sugiura, Isao, Chiba, JP;
Nakamura, Kyuzo, Chigasaki, Kanagawa, JP
Vertreter Einsel und Kollegen, 38102 Braunschweig
DE-Anmeldedatum 25.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005019456
Offenlegungstag 24.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.11.2005
IPC-Hauptklasse C23C 14/34
Zusammenfassung Bei einem Aufbau eines Targets für das Sputtern nach dem Stand der Technik besteht eine Tendenz dazu, dass Strom von dem Target zu einem Erdungsschirm fließt, während Plasma erzeugt wird durch das Anliegen einer negativen Gleichspannung oder einer Hochfrequenzspannung am Target. Es ist daher ein Problem, dass nicht erodierbare Bereiche am Umfang des Targets verbleiben, ohne gesputtert zu werden, aufgrund der Nichterzeugung von Plasma an den Umfangsoberflächen des Targets. Dies induziert eine abnormale Entladung aufgrund der Aufladung, oder auch Teilchen könnten auf einer Oberfläche eines Subtrates durch erneut abgeschiedene Schichten auf dem nicht erodierbaren Bereich gebildet werden, was zu einem Einfluss auf die Reproduzierbarkeit der Schichtbildung führt und die Arbeitseffektivität des Targets reduziert. Ein derartiges Problem kann durch die vorliegende Erfindung gelöst werden, in welcher eine angeschrägte Oberfläche (T2) rund um den Körper des Targets (T) in einem Bereich ausgebildet wird, in welchem eine Sputteroberfläche (Ts) und eine Umfangsoberfläche (Tc) des Körpers des Targets (T) einander schneiden.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Target für das Sputtern und ein Sputterverfahren unter Verwendung dieses Targets, insbesondere auf ein Target, das für eine Sputtervorrichtung vom Magnetrontyp verwendet wird und ein Sputterverfahren, das dieses Target verwendet.

Beim Sputtern (auch als Zerstäuben bezeichnet) nach dem Magnetrontyp ist es möglich, die Plasmadichte durch das Anordnen einer Magnetzusammenstellung zu erhöhen, welche ein Feld aus Magneten mit abwechselnden magnetischen Polen hinter einem Target besitzt, durch das Ausbilden eines tunnelförmigen magnetischen Flusses vor einer Sputteroberfläche des Targets unter Verwendung der Magnetzusammenstellung und durch das Einfangen von ionisierten Elektronen vor der Sputteroberfläche und von sekundären Elektronen, die durch das Sputtern erzeugt werden, um die Elektronendichte auf der Sputteroberfläche zu erhöhen und die Kollisionswahrscheinlichkeit dieser Elektronen und der Gasmoleküle des Edelgases zu erhöhen. Dementsprechend besitzt das Sputtern vom Magnetrontyp Vorteile, beispielsweise durch die Verbesserung der Geschwindigkeit des Bildens von abgeschiedenen Schichten, und wird daher beim Bilden von vorbestimmten dünnen Schichten auf einem zu bearbeitenden Substrat verwendet.

Bisher ist beispielsweise ein Target aus zylindrischer oder quadratischer Prismaanordnung mit einer Verdickung lediglich in einem Bereich einer Sputteroberfläche bei hoher magnetischer Flussdichte als Target für die Sputtervorrichtungen vom Magnetron-Sputtertyp verwendet worden (siehe beispielsweise die 2 der japanischen Offenlegungsschrift JP 18435/1995).

Ein Erdungsschirm ist rund um den Umfang des Targets angeordnet, um dieses zu umgeben, wenn das Target auf einer Sputtervorrichtung befestigt wird, um stabil Plasma zu erzeugen. Der Erdungsschirm dient dazu, zu verhindern, dass Teile, wie beispielsweise Stützplatten und der Gleichen, die mit dem Target verbunden sind, auch gesputtert werden, indem ein Dunkelraum zwischen diesen Teilen und dem Erdungsschirm ausgebildet wird.

Allerdings entsteht mit einer derartigen Anordnung eine Tendenz zu einen Stromfluss von dem Target zu dem Erdungsschirm während des Erzeugens von Plasma durch das Anlegen einer negativen Gleichspannung (DC) oder einer Hochfrequenzspannung an dem Target. Dadurch wird dort ein Problem geschaffen, dass an dem Umfang des Targets auf Grund der Nichterzeugung von Plasma an den Umfangsoberflächen des Targets nicht erodierbare Bereiche verbleiben, ohne gesputtert zu werden.

Wenn in einem derartigen Fall die nicht erodierbaren Bereiche auf dem Umfang des Targets verbleiben, dann wird dort eine abnormale Entladung auf Grund der Aufladung induziert oder die erneut auf dem nicht erodierbaren Bereich abgeschiedenen Schichten verursachen Teilchen auf einer Oberfläche eines Substrats. Dies gibt einen Einfluss auf die Reproduzierbarkeit der Schichtausbildung und reduziert die Arbeitseffektivität des Targets.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Target zum Sputtern und ein Sputterverfahren unter Verwendung dieses Targets vorzuschlagen, welches es den peripheren Bereichen des Targets ermöglicht, als Sputterbereich verfügbar zu werden, wobei die Erzeugung von abnormaler Entladung und von Teilchen unterdrückt wird, und die außerdem eine hohe Arbeitseffektivität besitzen.

Zum Erreichen dieser Aufgabe zeichnet sich ein Target für das Sputtern mit einem vorbestimmten Außenumfang gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch aus, dass eine angeschrägte Oberfläche überall um den Körper des Targets herum in einem Bereich geschaffen wird, in welchem eine Sputteroberfläche und eine Umfangsoberfläche des Körpers des Targets einander schneiden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch das Vorsehen von einer angeschrägten Oberfläche rund um den Körper des Targets in einem Bereich, in dem die Sputteroberfläche und die Umfangsoberfläche des Körpers des Targets einander schneiden, es möglich gemacht, den Abstand zwischen der angeschrägten Oberfläche und einer hinter dem Target angeordneten Magnetzusammenstellung zu reduzieren und dadurch die Stärke des Magnetfeldes auf der angeschrägten Oberfläche des Targets zu steigern. Da die Elektronendichte an der angeschrägten Oberfläche ebenfalls ansteigt, wird dementsprechend das Plasma auch dann auch auf der angeschrägten Oberfläche des Targets erzeugt wenn eine negative Gleichspannung oder eine Hochfrequenzspannung an das Target angelegt wird. Dadurch steht der Umfangsbereich des Targets als sputtererodierbarer Bereich zur Verfügung.

Dementsprechend wird es möglich, das Induzieren von abnormalen Entladungen auf Grund der Aufladung zu vermeiden, und dass erneute Abscheiden von Folien oder Schichten zu vermeiden, die dazu führen können, das Teilchen auf der Oberfläche des Substrats sind. Da die Umfangsbereiche des Targets gesputtert werden können, wird es außerdem möglich, die Oberfläche des Targets gleichmäßig zu erodieren und somit die Arbeitseffektivität des Selben zu verbessern.

Vorzugsweise liegt die Höhe der angeschrägten Oberfläche der Sputteroberfläche in einem Bereich zwischen 20 % und 80 % von derjenigen eines im Wesentlichen mittleren Abschnitts des Targets, um so einen Umfangsbereich des Targets als sputtererodierbaren Bereich auszubilden.

Außerdem liegt der Winkel zwischen der Sputteroberfläche und der angeschrägten Oberfläche bevorzugt in einem Bereich zwischen 5° und 60°, um es dem Umfangsbereich des Targets zu ermöglichen, ein sputtererodierbarer Bereich zu werden.

Es ist bekannt, dass gelbes Pulver ein Grund für das Erzeugen von Teilchen ist, die auf einem nicht erodierbaren Bereich abgeschieden werden, wenn ein Target für das ITO-Sputtern einschließlich Indium, Zinn und Sauerstoff innerhalb einer Plasmaatmosphäre bei der Einführung eines vorbestimmten Sputtergases, wie beispielsweise Argon, gesputtert wird. Ein derartiges Problem kann vermieden werden, wenn das Target der vorliegenden Erfindung verwendet wird, von dem die Umfangsbereiche als sputtererodierbarer Bereich verfügbar werden, als Target für das ITO-Sputtern einschließlich von Indium, Zinn und Sauerstoff.

Vorzugsweise kann das Target ein Target zur Verwendung in einer Sputtervorrichtung von Magnetrontyp sein, welches ein Plasma zum Sputtern des Targets durch das Bilden eines Magnetflusses vor der Sputteroberfläche erzeugt und ein elektrisches Feld zwischen dem Target und einem zu bearbeitenden Substrat bildet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird außerdem ein Sputterverfahren vorgeschlagen, das ein Target nach einem der Ansprüche 1 bis 3 verwendet, in welchem ein Plasma durch das Bilden eines Magnetflusses vor der Sputteroberfläche eines Targets und durch das Bilden eines elektrischen Feldes zwischen dem Target und einem Substrat, das verarbeitet werden soll, erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Sputtern, durch das Einführen von Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff oder Wasserstoff oder einer Mischung aus einem dieser Gase durchgeführt wird.

Wie zuvor beschrieben, ermöglichen es das Target zum Sputtern und das Sputterverfahren unter Verwendung dieses Targets gemäß der vorliegenden Erfindung, den Umfangsbereich eines Targets als sputtererodierbarer Bereich zur Verfügung zu stellen. Dies macht es möglich, das Erzeugen von abnormalen Entladungen und Teilchen zu vermeiden, und dementsprechend eine überlegene Reproduzierbarkeit einer Schichtbildung und eine hohe Arbeitseffektivität des Targets zu erreichen.

Zusätzliche Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen deutlich werden, insbesondere in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen ist, beziehungsweise sind:

1 eine schematische Ansicht, die eine Sputtervorrichtung zeigt, in der ein Target gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist;

2(a) und 2(b) erläuternde Ansichten, die jeweils durch Sputtern erodierte Bereiche entsprechend dem Stand der Technik und entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigen;

3(a) bis 3(c) jeweils eine perspektivische Ansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht, die das Target gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen;

4(a) bis 4(c) Ansichten, die Targets gemäß modifizierten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen; und

5 ein Graph, der die Zahl am Bogenentladungen zeigt, wenn die angewandte elektrische Leistung bei einem Beispiel eines Targets nach der vorliegenden Erfindung verändert wird, verglichen mit derjenigen aus dem Stand der Technik.

Unter Bezugnahme auf 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Sputtervorrichtung vom Magnetrontyp, in der ein Target T zum Sputtern gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist. Die Sputtervorrichtung 1 ist vom sogenannten „Inlinetyp" und besitzt eine Sputterkammer 11, die mittels einer Evakuierungseinrichtung auf einem vorgegebenen Grad an Vakuum beziehungsweise Unterdruck gehalten wird, welche beispielsweise eine Kreiselpumpe, eine turbomolekulare Pumpe oder der Gleichen aufweist (nicht dargestellt). Eine Überführungseinrichtung 2 für ein Substrat ist oberhalb der Sputterkammer 11 angeordnet. Die Überführungs- oder Transfereinrichtung 2 für das Substrat besitzt eine bekannte Struktur und weist beispielsweise einen Träger 21 auf, auf welchem Substrate S, die verarbeitet werden sollen, befestigt sind, und welcher intermittierend durch eine Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) angetrieben wird, um nacheinander das Substrat S in eine Position gegenüber dem Target T zu überführen.

Eine Gaseinführungseinrichtung 3 ist ebenfalls innerhalb der Sputterkammer 11 angeordnet. Die Gaseinführungseinrichtung 3 steht in Verbindung mit mehreren Gasquellen 33 über Gasleitungen 32, zwischen denen ein Massenflusssteuerungsgerät 31 angeordnet ist, um bei einer konstanten Durchflussgeschwindigkeit ein Sputtergas, wie etwa Argon und im Falle es erforderlich ist ein Reaktionsgas, aufweisend Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff oder Wasserstoff oder eine Mischung von einem dieser Gase, das beim reaktiven Sputtern verwendet wird, in die Sputterkammer 11 einzuführen. Eine Kathodenanordnung 4 ist unter der Sputterkammer 11 angeordnet.

Die Kathodenanordnung 4 besitzt das Target T in einer länglichen kreisförmigen Konfiguration, die in Übereinstimmung mit der Zusammensetzung einer dünnen Schicht beziehungsweise eines dünnen Filmes hergestellt ist, der auf dem Substrat S abgeschieden werden soll, beispielsweise durch Silizium (Si), Tantal (Ta), Aluminium (Al), Kohlenstoff (C), Zinkoxyd (ZnO) oder ITO. In diesem Fall wird das Target T gebildet aus Rohmaterialien, wie beispielsweise Silizium (Si) und der Gleichen unter Verwendung von einem der bekannten Verfahren, wie beispielsweise einem Druckverfahren oder einem Gießverfahren. Im Falle eines ITO-Targets kann dieses nach einem der bekannten Verfahren hergestellt werden nach dem Mischen von vorbestimmten Pulvern unter Verwendung beispielsweise einer Kugelmühle.

Das auf diese Weise ausgebildete Target T wird mit einer Stützplatte 41 zum Kühlen des Target T während des Sputterns verbunden. Die Stützplatte 41 ist auf einem Rahmen 43 der Kathodenanordnung 43 über eine Isolationsplatte 42 befestigt.

Ein Erdungsschirm 44 ist um die Peripherie, beziehungsweise den Umfang des Targets T angeordnet, um stabiles Plasma zu erzeugen. Der Erdungsschirm 44 dient dazu, das vermieden wird, das mit dem Target T verbundene Teile, wie beispielsweise die Stützplatte 41 und weitere gesputtert werden, in dem ein Dunkelraum zwischen diesen Teilen, wie beispielsweise der Stützplatte 41 und dem Erdungsschirm 44, gebildet wird.

Eine Magnetzusammenstellung 45 wird hinter dem Tartget T angeordnet und auf der Kathodenanordnung 4 befestigt. Die Magnetzusammenstellung 45 besitzt einen Stützabschnitt 45a, auf welchem drei Magnete 45b und 45c in vorbestimmten Intervallen angeordnet sind, wobei sich die magnetischen Pole abwechseln. Eine derartige Anordnung kann die Plasmadichte durch das Erhöhen der Elektronendichte auf einer Ebene der Sputteroberfläche erhöhen durch das Bilden eines tunnelförmigen Magnetflusses M in einer geschlossenen Schleife vor der Sputteroberfläche des Targets T und durch das Einfangen von Elektronen, die ionisiert sind, vor der Sputteroberfläche und von sekundären Elektronen, die durch das Sputtern erzeugt werden.

Im Allgemeinen wird der äußere Umfang des Target T größer gewählt als der des zu verarbeitenden Substrates S. Dementsprechend wird je größer die Abmessung des Substrates ist, desto größer auch die Abmessung des Targets T. Falls die Abmessung des Substrates, wie auch die des Targets groß ist, werden mehrere der Magnetzusammenstellungen Seite an Seite hinter dem Target T in einem vorbestimmten Intervall angeordnet. Außerdem können mehrere der Kathodenanordnungen innerhalb der Sputterkammer 11 angeordnet werden, wenn die Außenumfangsgröße des Substrats groß ist.

Ein dünner Film beziehungsweise eine dünne Schicht wird auf dem Substrat S durch das Sputtern des Target T ausgebildet, indem der Träger 21 durch die Antriebseinrichtung angetrieben und anschließend das Substrat S in eine Position gegenüber dem Target T überführt und das Sputtergas und das Reaktionsgas durch die Gaseinführungseinrichtung 3 eingeführt wird, um ein elektrisches Feld senkrecht zu dem Substrat S und dem Target T zu bilden und ein Plasma vor dem Target T zu erzeugen.

Falls die Stellung der Magnetzusammenstellung fest ist, wird die Plasmadichte lokal erhöht und daher die Sputternde Erodierung des Targets T im Wesentlichen auf einen Bereich von hoher Plasmadichte konzentriert. Dieses reduziert die Arbeitseffektivität des Targets T. Dementsprechend wird die Magnetzusammenstellung 45 so angeordnet, das sie durch eine Antriebseinrichtung 46 angetrieben wird, die einen Motor 46a aufweist, um das Target T mit einer konstanten Geschwindigkeit zwischen zwei horizontalen Stellungen längs des Targets T hin- und her zu bewegen.

Bei der Struktur, in welcher der Erdungsschirm 44 rund um das Target angeordnet ist, neigt ein elektrischer Strom zum Strömen von dem Target zu dem Erdungsschirm 44, wenn Plasma durch das Anlegen einer negativen Gleichspannung oder einer hochfrequenten Spannung an dem Target erzeugt wird. Dementsprechend wird kein Plasma auf der Oberfläche des Umfangsabschnitts des Targets nach dem Stand der Technik ausgebildet, welcher eine Konfiguration, wie etwa ein Zylinder oder ein quadratisches Prisma hat.

Wenn ein Target „t" (2(a)) mit einem Aufbau gemäß dem Stand der Techik gesputtert wird, so verbleibt ein nicht erodierbarer Bereich „tu" auf seinem Umfang. Dieser nicht erodierbare Bereich „tu" verbleibt an seinem Umfang „t1" des Targets „T" und induziert eine abnormale Entladung auf Grund der Aufladung oder redeponierter (erneut abgeschiedener) Schichten auf den nicht erodierbarer Bereich, was Teilchen auf einer Oberfläche eines Substrats verursacht. Dieses führt zu einem Einfluss auf die Reproduzierbarkeit der Schicht oder Folienausbildung und reduziert die Arbeitseffektivität des Targets.

Wie am klarsten in den 2(b) und 3 gezeigt ist, wird das Target T einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleichmäßig ausgebildet mit einer angeschrägten Oberfläche T2 längs um den Körper des Targets T in einem Bereich, in welchem eine Sputteroberfläche Ts und Umfangsoberfläche Tc eines Körpers des Targets T miteinander schneiden. Das bedeutet, dass das Target T in seinem Umfangsbereich auf einer Seite der Sputteroberfläche Ts angeschrägt ist. In diesem Fall wird eine angeschrägte Oberfläche T2 so ausgebildet, dass sie in einer Stellung angeordnet ist, die in Richtung auf die Sputterkammer 11 wenigstens bis hinter den Erdungsschirm 44 vorspringt, wenn das Target T auf der Sputtervorrichtung 1 befestigt wird.

Eine Höhe H1 der angeschrägten Oberfläche T2 von der Sputteroberfläche Ts des Targets T wird in einem Bereich innerhalb von 20 bis 80 % der Höhe HT eines im Wesentlichen zentralen Bereiches des Targets T gewählt und der Winkel a zwischen der Sputteroberfläche Ts und der angeschrägten Oberfläche T2 wird in einem Winkel zwischen 5 bis 60° gesetzt, um den Abstand zwischen der angeschrägten Oberfläche T2 und der Magnetzusammenstellung 45 zu reduzieren und somit die Stärke des Magnetfeldes an der angeschrägten Oberfläche T2 zu erhöhen. Vorzugsweise wird ein Abstand W1 von einer Umfangsseitenoberfläche Tc bis zu der Spitze der angeschrägten Oberfläche T2 gesetzt in einen Bereich zwischen 10 % und 50 % entsprechend der längeren Achse WL und der kürzeren Achse WT des Targets T.

Die angeschrägte Oberfläche T2 kann unter Verwendung von einem der bekannten Verfahren ausgebildet werden, wie beispielsweise dem Druckverfahren oder einem Gießverfahren während des Bildens des Targets T bis zu seiner vorbestimmten Aufbau, oder es kann ausgebildet werden durch einen Anschrägungsbearbeitungsmechanismus, der ein Schneidwerkzeug nach dem Bilden des Targets T bis zu seinem vorbestimmten Aufbau verwendet.

Da es möglich ist, den Abstand zwischen der angeschrägten Oberfläche T2 und der Magnetzusammenstellung 45 zu reduzieren und somit die Stärke des Magnetfeldes zu erhöhen kann gemäß der vorliegenden Erfindung, Plasma an der angeschrägten Oberfläche T2 gleichmäßig erzeugt werden, wenn eine negative Gleichspannung oder eine Hochfrequenzspannung an dem Target T zum Erzeugen von Plasma angelegt wird. Dementsprechend kann der Umfangsabschnitt T1 des Targets T gesputtert werden und einen sputtererodierbarer Bereich, wie in 2(b) gezeigt, bilden, beispielsweise, wenn das Sputtern unter Einführung oder ohne Einführung des Reaktionsgases wie oben erwähnt durchgeführt wird.

Es ist bekannt, dass gelbes Pulver ein Grund für das Erzeugen von Teilchen ist, die auf einem nicht erodierbaren Bereich abgeschieden werden, wenn ein Target für das ITO-Sputtern einschließlich Indium, Zinn und Sauerstoff innerhalb einer Plasmaatmosphäre unter Einführung eines vorbestimmten Sputtergases, wie etwa Argon gesputtert wird. Allerdings kann ein derartiges Problem beseitigt werden, wenn das Target der vorliegenden Erfindung verwendet wird, von dem der Umfang als sputtererodierbare Bereich ausgearbeitet wird und als Target für das ITO-Sputtern einschließlich Indium, Zinn und Sauerstoff verwendet wird.

Obwohl das Target T der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde im Hinblick darauf, dass es einen länglichen ovalen Aufbau hat, ist es nicht auf einen derartigen Aufbau beschränkt und viele andere Aufbauten, wie beispielsweise in den 4(a) bis 4(c) gezeigt können verwendet werden. Der sputtererodierbare Bereich werden am Umfang des Targets T mit einem solchen Aufbau durch das Anschrägen des Umfangs des Targets zum Bilden der angeschrägten Oberfläche T2 kann gebildet. Dies ist zutreffend, wenn mehrere Magnetzusammenstellung 45 hinter dem Target T angeordnet sind.

Ausführungsbeispiel 1

Entsprechend einer Ausführungsform 1 wird ein Target T aus Silizium (Si) unter Verwendung eines bekannten Verfahrens als ein länglicher kreisfömiger (ovaler) Aufbau mit einer längeren Achse WL von 300 mm, einer kürzeren Achse WT von 125 mm und einer Höhe AT von 10 mm hergestellt. Dann wird das Target mit einer Anschrägung versehen, das heißt, einer angeschrägten Qberfläche T2 mit einer seitlichen Breite W1 von 20 mm und einer Höhe H1 von 5 mm und wird schließlich mit der Stützplatte 41 verbunden.

Das Target T wird auf der Sputtervorrichtung 1 befestigt und ein Glassubstrat S wird anschließend durch eine Vakuumübertragungseinrichtung 21 in eine Stellung gegenüber dem Target T transportiert.

Eine Folie beziehungsweise eine Schicht aus Siliziumnitrid wird anschließend auf dem Glassubstrat unter Sputterbedingungen abgeschieden. Der Druck innerhalb der Sputterkammer 11 wird unter Evakuierung bei 0,4 Pa unter Einführung von Argon als Sputtergas und Stickstoff als Reaktionsgas in die Sputterkammer 11 unter Steuerung einer Massenstromsteuerungseinheit 31 gehalten. In diesem Falle wird der Abstand zwischen dem Target T und dem Glassubstrats auf 90 mm gesetzt.

Eine Linie „A" in der 5 zeigt ein Ergebnis von einer Anzahl von Bogenentladungen (abnormale Entladung) pro Zeiteinheitsintervall (in Minuten) bei einer Veränderung der angelegten elektrischen Leistung (Gleichspannung) an dem Target innerhalb eines Bereiches von 0 bis 7 kW.

Nach rechts ist die angelegte elektrische Leistung in Kilowatt (kW) aufgetragen. Nach oben ist die Anzahl der Bogenentladungen pro Minute aufgetragen. Innerhalb der Zeichnung sind die Messwerte aus dem Ausführungsbeispiel 1 in Form kleiner Kreise eingetragen, die durch eine Linie A miteinander verbunden sind. Außerdem sind in der 5 die Messwerte aus einem Vergleichsbeispiel 1 in Form kleiner Dreiecke eingetragen, die durch eine gestrichelte Linie B miteinander verbunden sind.

Vergleichsbeispiel 1

In dem Vergleichsbeispiel 1 wird ein Target T aus Silizium (Si) hergestellt mit der gleichen Größe, wie der aus dem Ausführungsbeispiel 1, aber ohne eine Anschrägung ausgebildet in einem Bereich, in dem die Sputteroberfläche Ts die Umfangsseitenoberfläche Tc schneidet. Die Sputterbedingungen sind ebenfalls die gleichen, wie die bei dem Ausführungsbeispiel 1. Eine Schicht aus Siliziumnitrid wird auf dem in eine Stellung gegenüber dem Target T überführten Glassubstrat ausgebildet.

Ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel 1 zeigt eine Linie „B" in der 5 als Ergebnis eine Anzahl von Bogenentladungen (abnormale Entladung) pro Zeiteinheitsintervall (in Minuten) bei einer Veränderung der angelegten elektrischen Leistung (negative Gleichspannung) an dem Target innerhalb eines Bereiches von 0 und 7 kW.

Es ist eindeutig in 5 zu erkennen, dass die Zahl der Bogenentladungen des Vergleichsbeispiels 1 in bemerkenswerter Weise in Proportion zu der angelegten elektrischen Leistung am Target T ansteigt und 20fach überschreitet, wenn die angelegte elektrische Leistung über 6 kW ansteigt. Andererseits steigt die Zahl der Bogenentladungen im Ausführungsbeispiel nicht bemerkenswert an, obwohl die angelegte elektrische Leistung des Targets T gesteigert wird. Die Zahl der Bogenentladungen kann auf weniger als 1/6 von der des Vergleichsbeispiels 1 innerhalb eines Bereiches der angelegten elektrischen Leistung (ungefähr 7 kW) gedrückt werden, oder üblicherweise beim Silizium (Si)-Sputtern verwendet wird. Dies liegt daran, dass der Umfangsabschnitt T1 des Targets T der vorliegenden Erfindung vorteilhafter Weise gesputtert wird.

Die vorliegende Erfindung ist unter Bezugnahme auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben worden. Offensichtlich können Modifikationen und Änderungen auftreten, die für den Fachmann nach dem Lesen und Verstehen der vorstehenden detaillierten Beschreibung klar sein dürften. Es ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung so aufgebaut ist, dass sie alle derartige Änderungen und Modifikationen einschließt, soweit sich diese innerhalb des Umfanges der beigefügten Ansprüche oder von deren Äquivalenten befinden.

1Sputtervorrichtung 2Überführungseinrichtung für das Substrat 3Gaseinführungseinrichtung 4Kathodenanordnung 11Sputterkammer 21Träger 31Massenstromsteuereinheit 32Gasleitungen 33Gasquellen 41Stützplatte 42Isolationsplatte 43Rahmen 44Erdungsschirm 45Magnetzusammenstellung 45aTragabschnitt 45bMagnet 45cMagnet 46Antriebseinrichtung 46aMotor H1Höhe der angeschrägten Oberfläche T2 HTHöhe des mittleren Abschnitts des Targets T Mmagnetischer Fluss SSubstrat tTarget TTarget t1der Umfang des Targets t T2eine angeschrägte Oberfläche des Targets T TcUmfangsoberfläche des Targets T TsSputteroberfläche des Targets T tunicht erodierbarer Bereich auf dem Target t W1Abstand von der Umfangsseitenoberfläche Tc zur Spitze der angeschrägten Oberfläche T2 WLlängere Achse des Targets T WTkürzere Achse des Targets T

Anspruch[de]
  1. Target für das Sputtern mit einer vorbestimmten Außenkontur, wobei eine angeschrägte Oberfläche (T2) rund um den Körper des Targets (T) ausgebildet ist in einem Bereich, in welchem eine Sputteroberfläche (Ts) und eine Umfangsoberfläche (Tc) des Körpers des Targets (T) einander schneiden.
  2. Target für das Sputtern nach Anspruch 1, bei dem die Höhe (H1) der angeschrägten Oberfläche (T2) von der Sputteroberfläche (Ts) in einem Bereich zwischen 20 % bis 80 % von dem (HT) eines im Wesentlichen mittleren Abschnittes des Targets (T) liegt.
  3. Target für das Sputtern nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein Winkel (a) zwischen der Sputteroberfläche (Ts) und der angeschrägten Oberfläche (T2) in einem Bereich zwischen 5° und 60° liegt.
  4. Target für das Sputtern nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Target (T) ein Target für das ITO-Sputtern aufweisend Indium (In), Zinn (Sn) und Sauerstoff (O) ist.
  5. Target für das Sputtern nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Target (T) ein für eine Sputtervorrichtung von Magnetrontyp verwendetes Target ist, welches ein Plasma für das Sputtern des Targets (T) durch das Bilden eines Magnetflusses (M) vor der Sputteroberfläche (Ts) erzeugt und ein elektrisches Feld zwischen dem Target (T) und einem zu bearbeitenden Substrat (S) bildet.
  6. Sputterverfahren unter Verwendung eines Targets nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

    in welchem ein Plasma erzeugt wird durch das Bilden eines Magnetflusses (M) vor der Sputteroberfläche (Ts) eines Targets (T) und das Bilden eines elektrischen Feldes zwischen dem Target (T) und einem Substrat (S), das bearbeitet werden soll,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass das Sputtern durchgeführt wird durch das Einführen von Sauerstoff (O), Stickstoff (N), Kohlenstoff (C) oder Wasserstoff (H) oder einer Mischung aus einem dieser Gase.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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