JPH0280564A

JPH0280564A - スパッタリング装置

Info

Publication number: JPH0280564A
Application number: JP23232788A
Authority: JP
Inventors: Tomoyoshi Aida; 合田　倫佳; Yoshinori Honda; 好範本田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-09-19
Filing date: 1988-09-19
Publication date: 1990-03-20

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。

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に係り、特にプレーナマグ
ネトロンカソードを有するスパッタリング装置を用いて
基板に成膜するためのシールドマスクの構造に関する。

〔従来の技術〕

従来より、スパッタ法で薄膜を形成する技術の中には、
高速で基板温度上昇の少ないプレーナマグネトロン方式
のスパッタリング法がある。プレーナマグネトロン方式
は、ターゲット後方に磁場印加機構を設け、ターゲット
表面のプラズマ密度を局部的に高めて、効率良くスパッ
タリングを行う方式である。しかし、この方法はスパッ
タリング速度及び効率は高いが、円形、楕円形の局部的
な部分でのみスパッタリングが行われるため、ターゲッ
トと基板の位置関係より、基板上に膜厚の分布を生じや
すく、基板の有効面積に制限を受けやすい、これを改善
するために、特開昭６０−１９７８６号公報に記載され
ているようにターゲットと基体との間にシールドマスク
を挿入したり、特開昭６０−１９４０７号公報に記載の
ように膜厚を一様化するようなシールドマスク形状を特
定したりしている。また、特開昭６０−２０２５４３号
公報に記載のように二ロージＪン領域に変更をかけたり
、特開昭６０−２００９６２号公報に記載のように成膜
速度をターゲット形状を変えることにより変化させ、−
様な膜を付けることを行ってきている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術において、シールドマスク、ターゲットの
一定形状選定による方法では、経時変化つまりターゲッ
トの寿命範囲内経時侵食によって生ずる膜厚分布が成膜
速度の変化に追従できないため、−様な膜厚の成膜が困
難になることについて、考慮されていなかった。

そこで、本発明の目的は、上記問題点をなくし−様なタ
ーゲット寿命範囲において可能なシールドマスクの構造
を有するスパッタリング装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明のスパッタリング装
置では形状可変型シールドマスクを適用する。つまり、
上下左右の４点から構成されるシールドマスクにより、
開口部のサイズを任意に４系統の駆動系により制御する
ことで、ターゲット寿命内における成膜速度、膜厚分布
の変動を解消するものである。

〔作　用〕形状可変型マスクは１通常の定形型シールドマスクの形
状を基本とし、膜形成初期時には１例えば膜厚分布を均
一にするようなマスク形状を持つ。

これは、ターゲット中央部では膜厚が厚く、外周部では
薄いために外側の領域を大きく取った形状になっている
。この場合において、マスクは薄膜を均一にするために
最適な形状となっている。膜形状により、ターゲットに
経時変化が起こり二ロージョンが進行すると、外周部の
成膜速度は落ちる。この場合、マスク形状をその外周部
領域を広げたものとし、成膜の相対速度を経時変化に伴
なわないように変化させる。これにより、膜厚の均一性
、成膜速度は最適な状態に保持される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面により説明する。

第１図は本発明のシールドマスクの構成図の一例である
。第１図に示すように、シールドマスクは上部シールド
板１．下部シールド板２、横シールド板（右）３、横シ
ールド板（左）４で構成される。上下、左右のシールド
板で構成されるシールドマスク開口部形状は、直線また
は曲線または直線と曲線により定められる。本実施例は
、直線構成の開口部形状を持つシールドマスクである。

上下のシールド板は縦方向に可動し、左右シールド板は
横方向に可動する。また、シールド板は可動部の収納領
域確保のために、一部シャッター構造となっている。ま
た、それぞれのシールド板はガイドレール３を持ち、シ
ールド板を円滑に直線的に動くように導びく、また、各
シールド板シャッター巻部には駆動モータが組合わされ
、各シールド板はそれぞれ独立に動くようチャンバー外
のコントローラにつながっている。コントローラはシー
ルド板の位置決めを行えるようになっている。

シールドマスクは第２図に示すように、ターゲットと基
体との間に位置する。

成膜初期状態では、膜厚を設定値±２％以下になるよう
にマスク形状を定める。その後、ターゲット使用状況に
より膜厚±２％をはずれないようにシールド板をコント
ローラにて動かすことにより、ターゲット使用限界まで
良品を生産することができる。

基本シールドマスク開口形状及びシールドマスク構成板
枚数は、スパッタリング装置及び使用するターゲツト材
に応じて最適化することにより、膜厚の均一化をねらう
、第３図に各種シールド開口形状及び構成枚数の例を示
す。シールド板の構成枚数は任意であるが、その−例と
して４枚板で構成されている場合と、６枚板で構成され
ている場合を示す。ターゲット形状によりシールドマス
ク関口形状は異なるが、ターゲット形状が長方形の場合
、シールドマスク開口形状は外周部に大きなスパッタリ
ング領域をもうけるのが良い。

また、ターゲットの二ローション領域とシールドマスク
の位置関係により、上下、左右方向のシールド板形状は
非対称ともなる。

本装置を使用することにより、ターゲットの磁石は強磁
性体ターゲットに使用するＳ、−Ｃ０などや非磁性体タ
ーゲットに使用する一般永久磁石についても膜厚の均一
化に有効な結果を得る。

また、スパッタ電源はＲＦ、ＤＣ共に使用可能である。

以下に示す実施例においては、第１図に示した開口形状
のシールドマスクを用い、長方形型ターゲツト材につい
て成膜を行った。スパッタリング条件は、ＤＣＮ源を用
い、チャンバー内真空圧力Ｉ　Ｘ　１０’Ｔｏｒｒ以下
にて、メタルターゲットではＡｒガス圧Ｉ　Ｑ　ｍ　Ｔ
ｏｒｒ、カーボンターゲットではＡｒガス圧１．５ｍＴ
ｏｒｒで各種ターゲットに表に示す投入電力にて成膜を
行った。

膜厚分布は平均膜厚に対するばらづき量をパーセントで
表示した。

尚、比較のために、従来技術の固定開口シールドマスク
で同一条件により評価を行い、比較例として第１表に示
した。

第１表より１本発明による膜厚分布は、ターゲットの使
用開始直後の状態で約２％、ターゲット寿命終了直前で
２〜３％と、安定した膜厚分布を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、膜厚分布は従来の経時変化によるばら
つきで±１０％であったものが約２％以下にでき、性能
及び歩留りを大幅に向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスパッタリング用形状可変
型シールドマスクの構成図、第２図はそのシールドマス
クの構成配置図、第３図はシールドマスクの各種開口部
形状及びシールド板４枚と６枚とで構成されるシールド
マスクの一例の説明図である。１・・・上シールド板、　２・・・下シールド板。３・・・横シールド板（右）。４・・・横シールド板（左）、　５・・・ガイドレール
、６・・・駆動モータ、　　７・・・コントローラ。第　　　１　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）真空排気系、真空チャンバ、スパッタリングカソ
ード、シールドマスク、スパッタ電源、イナートガス供
給装置及び基板からなるスパッタリング装置において、
該シールドマスクが２点以上の品目から構成され、かつ
それぞれが横または縦方向に動作する機構及び駆動系を
有し、基板上の膜厚分布を真空中で制御できる機構とな
っていることを特徴とするスパッタリング装置。