JPH01208459A - スパツタリング装置のターゲツト電極装置 - Google Patents
スパツタリング装置のターゲツト電極装置Info
- Publication number
- JPH01208459A JPH01208459A JP3096588A JP3096588A JPH01208459A JP H01208459 A JPH01208459 A JP H01208459A JP 3096588 A JP3096588 A JP 3096588A JP 3096588 A JP3096588 A JP 3096588A JP H01208459 A JPH01208459 A JP H01208459A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- target electrode
- plate
- dielectric
- sputtering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、スパッタリング装置のターゲット電極装置に
関する。
関する。
高周波スパッタリング装置は、金属などの導電材料のほ
かに絶縁材料もスパッタさせることができるので、広い
分野において利用され、多様なターゲット電極装置が提
案されている。
かに絶縁材料もスパッタさせることができるので、広い
分野において利用され、多様なターゲット電極装置が提
案されている。
第２図は従来のスパッタリング装置のターゲット電極装
置の一例を示すものである。成膜材料であるターゲット
板ｌは、導電性のバッキングプレート２の中央部に半田
付けなどにより固定されている。ターゲット電極３は、
真空容器４の底壁に縁縁物５を介して設けられ、このタ
ーゲット電極３には高周波電源６から高周波用インピー
ダンス整合器７を介してスパッタ用高周波電力が供給さ
れる。ターゲット電極３の上面には、ターゲット板１を
冷却するための冷却媒体を流したりマグネトロンスパッ
タのための磁石を収容するための空間８を形成する凹部
があり、この上面に前記バッキングプレート２が取付け
られている。この取付けは、バッキングプレート２上の
ターゲット板１のまわりの露出領域２ａを利用し、ねじ
１２でターゲット電極３上に固定する構成で、接合面に
はＯリング９を介在させて真空容器４内と空間８の間の
気密を高めている。アースシールド１０は、真空容器４
の底壁に取付けられターゲット電極３、バッキングプレ
ート２およびターゲット板１の周縁部１ａを間隙を介し
て覆うように伸びている。
置の一例を示すものである。成膜材料であるターゲット
板ｌは、導電性のバッキングプレート２の中央部に半田
付けなどにより固定されている。ターゲット電極３は、
真空容器４の底壁に縁縁物５を介して設けられ、このタ
ーゲット電極３には高周波電源６から高周波用インピー
ダンス整合器７を介してスパッタ用高周波電力が供給さ
れる。ターゲット電極３の上面には、ターゲット板１を
冷却するための冷却媒体を流したりマグネトロンスパッ
タのための磁石を収容するための空間８を形成する凹部
があり、この上面に前記バッキングプレート２が取付け
られている。この取付けは、バッキングプレート２上の
ターゲット板１のまわりの露出領域２ａを利用し、ねじ
１２でターゲット電極３上に固定する構成で、接合面に
はＯリング９を介在させて真空容器４内と空間８の間の
気密を高めている。アースシールド１０は、真空容器４
の底壁に取付けられターゲット電極３、バッキングプレ
ート２およびターゲット板１の周縁部１ａを間隙を介し
て覆うように伸びている。
このアースシールド１０は、バッキングプレート２の周
縁部（露出領域２ａ）がスパッタされるのを防ぐととも
に、ターゲット板１の周縁端部の異常スパッタ防止やマ
グネトロンスパッタ時にターゲット板１の側面部１ｂが
スパッタされるのを防ぐ機能をもっている。
縁部（露出領域２ａ）がスパッタされるのを防ぐととも
に、ターゲット板１の周縁端部の異常スパッタ防止やマ
グネトロンスパッタ時にターゲット板１の側面部１ｂが
スパッタされるのを防ぐ機能をもっている。
ところが、このようなターゲット電極装置では、ターゲ
ット板１として二酸化ケイ素（Ｓｉ０２）、酸化アルミ
ニウム（Ａ Ａ ｚ Ｏ：ｌ）および酸化タンタル（’
ｒａｚｏｓ）などの誘電体（絶縁物）材料を使用する場
合は、異常放電が発生し易い傾向があった。これは対向
する基板ホルダー上に堆積した絶縁物上にスパッタ中の
電子が異常に蓄積され易いことにもよるが、アースシー
ルド１０の近傍のターゲット板周縁部１ａや側面部１ｂ
でも発生し易い。
ット板１として二酸化ケイ素（Ｓｉ０２）、酸化アルミ
ニウム（Ａ Ａ ｚ Ｏ：ｌ）および酸化タンタル（’
ｒａｚｏｓ）などの誘電体（絶縁物）材料を使用する場
合は、異常放電が発生し易い傾向があった。これは対向
する基板ホルダー上に堆積した絶縁物上にスパッタ中の
電子が異常に蓄積され易いことにもよるが、アースシー
ルド１０の近傍のターゲット板周縁部１ａや側面部１ｂ
でも発生し易い。
ターゲット板周縁部１ａや側面１ｂでの異常放電の原因
は、第４図に示すように、アースシールド１０の端部１
０ａとターゲット板１の端部１ｃの対向部分間に電界が
集中することによる。これは、ＡＩ！ｚＯｚのようなセ
ラミックス系誘電体のターゲット板１では誘電率（ε）
が８２１０であるのに対し、周囲の真空中ではεｚ１で
あるために電圧分布が異なり、特にターゲット板１０周
縁端部での変化が大きくなるために生じる。
は、第４図に示すように、アースシールド１０の端部１
０ａとターゲット板１の端部１ｃの対向部分間に電界が
集中することによる。これは、ＡＩ！ｚＯｚのようなセ
ラミックス系誘電体のターゲット板１では誘電率（ε）
が８２１０であるのに対し、周囲の真空中ではεｚ１で
あるために電圧分布が異なり、特にターゲット板１０周
縁端部での変化が大きくなるために生じる。
そして異常放電が発生すると、グロー放電が不安定にな
るばかりか異常放電によりスパッタされた粒子が基板上
の成膜に悪影響を及ぼすことになる。
るばかりか異常放電によりスパッタされた粒子が基板上
の成膜に悪影響を及ぼすことになる。
一方、ターゲット板とアースシールドの間の異常放電を
防止するために、特開昭５７−１９４２５４号公報に記
載された発明は、ターゲット板およびターゲット電極と
アースシールド間の間隙をターゲット板と同一材料の誘
電体で埋めている。しかしこの構成では、ターゲット電
極とアースシールド間の高周波電圧をこの誘電体がすべ
て分担することになるので誘導損失が大きくなるほか、
誘電体表面が汚損されると部面耐圧が低下して沿面放電
が発生する問題がある。
防止するために、特開昭５７−１９４２５４号公報に記
載された発明は、ターゲット板およびターゲット電極と
アースシールド間の間隙をターゲット板と同一材料の誘
電体で埋めている。しかしこの構成では、ターゲット電
極とアースシールド間の高周波電圧をこの誘電体がすべ
て分担することになるので誘導損失が大きくなるほか、
誘電体表面が汚損されると部面耐圧が低下して沿面放電
が発生する問題がある。
また、特開昭６０−２６２９６８号公報に記載されたタ
ーゲット電極装置は、バッキングプレートを金属の押え
具によってターゲット電極に取付けており、この押え具
によって電界集中は幾分緩和されることになる。しかし
ながら、押え具とアースシールド間の空間で全電圧を分
担することになるので平均電界密度が高くなること、ま
た、金属の押え具も放電プラズマにさらされて金属粒子
がスパッタ粒子中に混入し、良質の絶縁膜を形成するこ
とができない問題があった。
ーゲット電極装置は、バッキングプレートを金属の押え
具によってターゲット電極に取付けており、この押え具
によって電界集中は幾分緩和されることになる。しかし
ながら、押え具とアースシールド間の空間で全電圧を分
担することになるので平均電界密度が高くなること、ま
た、金属の押え具も放電プラズマにさらされて金属粒子
がスパッタ粒子中に混入し、良質の絶縁膜を形成するこ
とができない問題があった。
このほか、誘電体のスパッタでは、−旦異常放電が発生
すると継続的になって高周波電力の整合がとれず、回路
部品を損傷したり寿命を縮める恐れもある。
すると継続的になって高周波電力の整合がとれず、回路
部品を損傷したり寿命を縮める恐れもある。
以上のように従来のスパッタリング装置のターゲット電
極装置は、誘電体のスパッタにおいて、スパッタ粒子中
に金属粒子などの異物を混入させることなく、ターゲッ
ト板端部とアースシールド間の電界集中を緩和して異常
放電を防止することができない、という問題があった。
極装置は、誘電体のスパッタにおいて、スパッタ粒子中
に金属粒子などの異物を混入させることなく、ターゲッ
ト板端部とアースシールド間の電界集中を緩和して異常
放電を防止することができない、という問題があった。
従って本発明の目的は、スパッタ粒子中に異物を混入さ
せることなく、異常放電を防止して、良質の誘電体スパ
ッタを実現することにある。
せることなく、異常放電を防止して、良質の誘電体スパ
ッタを実現することにある。
この目的を達成するために、第１番目の発明は、高周波
電源に接続されたターゲット電極と、成膜材料となるタ
ーゲット板がその中央部に固定され、そのまわりの露出
領域を利用して前記ターゲット電極上に取付けられた導
電性のバッキングプレートと、これらの外周縁部を覆う
ように間隙を介して配置されたアースシールドとを備え
たスパッタリング装置のターゲット電極装置において、
前記バッキングプレート上のターゲット板のまわりの露
出領域をターゲット板と同等の厚さの誘電体で覆ったこ
とを特徴とする。
電源に接続されたターゲット電極と、成膜材料となるタ
ーゲット板がその中央部に固定され、そのまわりの露出
領域を利用して前記ターゲット電極上に取付けられた導
電性のバッキングプレートと、これらの外周縁部を覆う
ように間隙を介して配置されたアースシールドとを備え
たスパッタリング装置のターゲット電極装置において、
前記バッキングプレート上のターゲット板のまわりの露
出領域をターゲット板と同等の厚さの誘電体で覆ったこ
とを特徴とする。
また、第２番目の発明は前記第１番目の発明における前
記誘電体の内周縁をターゲット板の外周縁に接して設け
たことを特徴とし、第３番目の発明は前記第１番目の発
明における前記バッキングプレートとターゲット電極の
間に冷媒通路を形成したことを特徴とし、第４番目の発
明は前記誘電体をターゲット板と同質材にて形成したこ
とを特徴とする。
記誘電体の内周縁をターゲット板の外周縁に接して設け
たことを特徴とし、第３番目の発明は前記第１番目の発
明における前記バッキングプレートとターゲット電極の
間に冷媒通路を形成したことを特徴とし、第４番目の発
明は前記誘電体をターゲット板と同質材にて形成したこ
とを特徴とする。
第１番目の発明によれば、誘電体はターゲット板周縁端
部での電圧分布の変化を緩和し、核部への電界集中によ
って異常放電が発生するのを防止する。
部での電圧分布の変化を緩和し、核部への電界集中によ
って異常放電が発生するのを防止する。
そして第２番目の発明は電圧分布をより緩やかな変化と
し、第３番目の発明はバッキングプレートを介してター
ゲット板を冷却することができ、更に第４の発明はスパ
ッタ粒子中への異物混入防止効果を高める。
し、第３番目の発明はバッキングプレートを介してター
ゲット板を冷却することができ、更に第４の発明はスパ
ッタ粒子中への異物混入防止効果を高める。
以下、本発明の一実施例を第１図および第３図を参照し
て説明するが、第２図を参照して説明した従来装置と同
一構成要素については同一参照符号を付して詳細な説明
を省略する。
て説明するが、第２図を参照して説明した従来装置と同
一構成要素については同一参照符号を付して詳細な説明
を省略する。
第１図において、誘電体リング１１はバッキングプレー
ト２上のターゲット板１のまわりの露出領域２ａを覆う
ようにこのバッキングプレート２上に配置される。この
誘電体リング１１の内周縁はターゲット板１の外周側面
部１ｂと接し、外周縁はバッキングプレート２の外周と
等しい位置まで伸び、その厚さはターゲット板１と同等
に形成され、ターゲット電極３、バッキングプレート２
、誘電体リング１１およびターゲット板１とアースシー
ルド１０の商の空隙力神様になるようにされる。誘電体
リング１１の材質は、ＳｉＯ２やガラス系の誘電体でも
よいが、セラミックス系が好ましい。特に高周波スパッ
タ時における誘電損失を軽減するためには、アルミナの
ように誘電正接の少ない材料がよいが、成膜上はターゲ
ット板１と同質材にした方が良い場合もある。
ト２上のターゲット板１のまわりの露出領域２ａを覆う
ようにこのバッキングプレート２上に配置される。この
誘電体リング１１の内周縁はターゲット板１の外周側面
部１ｂと接し、外周縁はバッキングプレート２の外周と
等しい位置まで伸び、その厚さはターゲット板１と同等
に形成され、ターゲット電極３、バッキングプレート２
、誘電体リング１１およびターゲット板１とアースシー
ルド１０の商の空隙力神様になるようにされる。誘電体
リング１１の材質は、ＳｉＯ２やガラス系の誘電体でも
よいが、セラミックス系が好ましい。特に高周波スパッ
タ時における誘電損失を軽減するためには、アルミナの
ように誘電正接の少ない材料がよいが、成膜上はターゲ
ット板１と同質材にした方が良い場合もある。
このようなターゲット電極装置によれば、ターゲット板
１周縁端部の電圧分布の変化は、第３図に示すように、
連続的で緩やかな変化となり、核部への電界集中が軽減
されて異常放電が発生しにくくなる。
１周縁端部の電圧分布の変化は、第３図に示すように、
連続的で緩やかな変化となり、核部への電界集中が軽減
されて異常放電が発生しにくくなる。
この作用は、誘電体リング１１の内周縁がターゲット板
１の外周側面部１ｂに近接していれば得られる。
１の外周側面部１ｂに近接していれば得られる。
以上のように本発明は、ターゲット板の周縁端部の電界
集中を誘電体の配置によって緩和して異常放電を防止す
るようにしたので、金属粒子などの異物を混入させるこ
となく、良質の誘電体スパッタを実現することができる
。
集中を誘電体の配置によって緩和して異常放電を防止す
るようにしたので、金属粒子などの異物を混入させるこ
となく、良質の誘電体スパッタを実現することができる
。
第１図は本発明になるスパッタリング装置のターゲット
電極装置の縦断側面図、第３図はその電位分布図、第２
図は従来のスパッタリング装置のターゲット電極装置の
縦断側面図、第４図はその電位分布図である。 １・・・・・・ターゲット板、２・・・・・・バッキン
グプレート、２ａ・・・・・・露出領域、３・・・・・
・ターゲット電極、４・・・・・・真空容器、６・・・
・・・高周波電源、１０・・・・・・アースシールド、
１１・・・・・・誘電体リング。 第１図 １１ ｔ＊七日ン「乍（す〉り・ 第２図 第３図 第４図
電極装置の縦断側面図、第３図はその電位分布図、第２
図は従来のスパッタリング装置のターゲット電極装置の
縦断側面図、第４図はその電位分布図である。 １・・・・・・ターゲット板、２・・・・・・バッキン
グプレート、２ａ・・・・・・露出領域、３・・・・・
・ターゲット電極、４・・・・・・真空容器、６・・・
・・・高周波電源、１０・・・・・・アースシールド、
１１・・・・・・誘電体リング。 第１図 １１ ｔ＊七日ン「乍（す〉り・ 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高周波電源に接続されたターゲット電極と、成膜材
料となるターゲット板がその中央部に固定され、そのま
わりの露出領域を利用して前記ターゲット電極上に取付
けられた導電性のバッキングプレートと、これらの外周
縁部を覆うように間隙を介して配置されたアースシール
ドとを備えたスパッタリング装置のターゲット電極装置
において、前記バッキングプレート上のターゲット板の
まわりの露出領域をターゲット板と同等の厚さの誘電体
で覆つたことを特徴とするスパッタリング装置のターゲ
ット電極装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記誘電体はその
内周縁はターゲット板の外周縁に接触して設けられたこ
とを特徴とするスパッタリング装置のターゲット電極装
置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記バッキングプ
レートとターゲット電極の間に冷媒通路を形成したこと
を特徴とするスパッタリング装置のターゲット電極装置
。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記誘電体をター
ゲット板と同質材にて形成したことを特徴とするスパッ
タリング装置のターゲット電極装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3096588A JPH01208459A (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | スパツタリング装置のターゲツト電極装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3096588A JPH01208459A (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | スパツタリング装置のターゲツト電極装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01208459A true JPH01208459A (ja) | 1989-08-22 |
Family
ID=12318385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3096588A Pending JPH01208459A (ja) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | スパツタリング装置のターゲツト電極装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01208459A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6045670A (en) * | 1997-01-08 | 2000-04-04 | Applied Materials, Inc. | Back sputtering shield |
| JP2007238978A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Dainippon Printing Co Ltd | スパッタ装置およびスパッタ方法 |
-
1988
- 1988-02-15 JP JP3096588A patent/JPH01208459A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6045670A (en) * | 1997-01-08 | 2000-04-04 | Applied Materials, Inc. | Back sputtering shield |
| EP0853331A3 (en) * | 1997-01-08 | 2000-10-11 | Applied Materials, Inc. | Back sputtering shield |
| JP2007238978A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Dainippon Printing Co Ltd | スパッタ装置およびスパッタ方法 |
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