스퍼터링 장치 및 스퍼터링 방법 document_id A220623061162

스퍼터링이란, 진공 속에 기판과 타겟(target)(스퍼터링 막의 원재료가 되는 부재)을 배치하고, 그 진공속에서 플라즈마를 발생시킴으로써 기판에 막을 형성하는 기술이다. 플라즈마를 이용한 스퍼터링에 의하면, 높은 에너지의 스퍼터링된 입자가 기판에 도달하기 때문에, 스퍼터링된 입자의 기판과의 부착력이 높아진다. 그 때문에, 플라즈마를 이용한 스퍼터링은, 치밀한 막을 형성할 수 있다는 이점이 있어, 전자 부품이나 광학 박막 등 많은 제품의 양산에 이용되고 있다. 또, 스퍼터링 가운데 마그네트론 스퍼터(magnetron sputter)에서는, 타겟의 이면(裏面)에 자기회로(磁氣回路)를 설치하고, 타겟 표면에 자기(磁氣) 터널을 형성한다. 이 자력선에 의해 전자를 포착함으로써, 전리(電離)확률이 높아져 고밀도 플라즈마를 발생시켜 성막속도를 높일 수 있다. 그 때문에, 마그네트론 스퍼터의 공업적 이용이 급속적으로 진행되었다. 그렇지만, 마그네트론 스퍼터에서는, 타겟상의 극히 일부에 자기 터널이 한정된 곳에 존재하기 때문에, 플라즈마가 한정된 곳에 존재하여 타겟의 극히 일부가 선택적으로 침식된다. 실제로는, 타겟 중 약 10~20% 밖에 스퍼터링에 의해 방출되지 않는다. 이 문제를 해결하기 위해, 예를 들면, 타겟의 이면에 배치한 자석을 회전시킴으로써 타겟의 이용효율을 높이려고 하는 방법이나, 타겟의 이면에 배치한 자석을 요동시킴으로써 플라즈마 생성 영역을 시간적으로 이동시키는 방법이나, 전자석 등에 의해 플라즈마를 이동시키는 방법 등이 제안되어 있다. 그렇지만, 이러한 방법은 스퍼터링 장치에 가동부를 추가할 필요가 있기 때문에, 장치의 기구가 복잡해져서 설비 코스트도 높아지기 십상이었다. 한편, 타겟의 이면에 배치한 자석을 고정한 채 타겟 표면의 넓은 영역에 플라즈마를 발생시키는 수단으로서, 타겟의 이면에 '타겟면에 대해서, 수직 방향으로 자화(磁化)된 자석과, 평행 방향으로 자화된 자석의 조합으로 된 자기회로'를 배치하는 방법(특허 문헌 1 내지 3을 참조)이 제안되어 있다. [특허 문헌 1] 일본 특허공표 평7-507360호 공보 [특허 문헌 2] 일본 특허공표 평11-500490호 공보 [특허 문헌 3] 미국 특허 제4964968호 명세서