JPH028367A

JPH028367A - 薄膜形成方法と薄膜形成装置とスパッタ装置用シールド部材

Info

Publication number: JPH028367A
Application number: JP63158569A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Yoshioka; 吉岡　一己; Isamu Inoue; 勇井上; Masami Uchida; 内田　正美; Mikio Kitamoto; 北本　幹男
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1990-01-11

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】産業上の利用分野この発明は薄膜形成方法と薄膜形成装置とスパッタ装置
シールド部材に関するものである。

従来の技術金属や絶縁物の成膜方法として、パワーによるＲａｔＣ
制御が比較的簡単なりＣスパッタ・ＲＦスパンタ法が広
く用いられている。（例えば早用茂他、「薄膜化技術」
Ｓ５７・１２・１共立出版Ｐ１８）発明が解決しようと
する課題従来技術の問題点を第４図を用いて説明する。

第４図は公知のロードロック式スパッタ装置である。１
は未成膜基板２の入側ロードロンク室、３はスパッタ室
、４は成膜済基板５の出側ローＦ’ｌコック室である。

６，７，８．９は前記基板を通すための公知のゲートバ
ルブである。１０はターゲットでターゲット本体１１と
ハシキングプレーｉ・１２より構成されている。１３は
基板１４に向いあっていない部分での不必要な放電とス
パッタリングを防ぐためのシールド板で固定板３２を介
してスパッタ室３に固定されている。１５はターゲット
１０に負の直流電圧を与えるための可変電圧電源である
。１６は基板１４を保持して図示しない手段により回転
させる回転軸である。１７．１８はそれぞれ基板１４，
５に形成された膜である。

１９はＡｒガスをスパッタ室３に供給する管である。な
お、本図においてスパッタ装置に通常必要な公知の排気
、リーク手段、基板移送手段、膜厚計等は省略しである
。

次に動作について説明する。ターゲン）１０への電力（
電圧）印加は第５図に示すように矩形波状となる。例え
ば基板１４への成膜が終了した時点をＢとすると次のＡ
までの間に「基板１４が回転軸１６から外されてゲート
バルブ８を通って出側ロードロック室４に移送され基板
２がゲートバルブ７を通ってスパッタ室３に移送され回
転軸１６に保持されて回転する。Ｊという動作が行われ
る。

以トの動作中に基板５及び２に膜がつかず、しかも放電
が停止しない低パワーレベルに前記可変電圧電源１５の
出力が図示しない公知の手段で制御される。八からＢの
間は前記可変電圧電源の出力は基板に成膜を行うに十分
な高バワーレベルに前記と同様に制御される。以上の様
なサイクルで成膜を行うと、第６図に示すようにシール
ド板の温度はスバノクパワーレベルの高低に対応する小
きざみな変動をイ１′いつつ上界する。成膜を繰返すに
つれて、シールド板の開孔近傍の表面も膜が徐々に堆積
し最終的には、はがれてしまう。そしてその膜がターゲ
ット表面に落下し、落下した膜片に電力が望申して異常
放電が発生し成膜が困難となる。このはがれの原因は、
第６図に示す成膜の時間経過に伴うシールド板の温度の
上昇（Ｃ）のためにシールド板と膜の熱膨張率の差が両
者の伸び縮みの量の差、すなわち歪を生じさせるためで
ある。膜の堆積量が多くなるにつれて歪も大きくなり、
はがれが生じやすくなる。また所定の一すイクルの成膜
が完了しパワーをオフにした場合シルト板の栄、速な温
度降下に伴なって歪も栄、激に大きくなるので膜はすく
にはがれてしまう。従っていづれの場合もはがれが発生
し長時間安定した成膜ができないという問題があった。

そこで本発明では上記課題に対して、（ａ）、シールド
部材からの膜のはがれを防止する。（ｂ）、シールド部
材に限らず薄膜形成材料と基板の間の構造物の膜のはが
れを防止する。

以上によって課題を解決し長時間安定な薄膜形成装置を
得ることを目的とする。

課題を解決するための手段そして上記課題を解決するための本発明の技術的手段は（１）　　シールド部材の温度を検出し、シールド部月
の温度が略同一になるようにシールド部材を温調手段に
より温度制御ずろものである。

（２）　　シールド部材に限らず薄膜形成材料と基板の
間の構造物、例えばシャッターやクーゲット周囲を覆い
基板側に伸張した成膜規制板等の温度を検出し、それら
の温度が略同一となるように温度制御するものである。

（３）主体が導電性材料で構成されたシールド部材の、
スパッタされたクーゲット材料が付着する面をクーゲラ
１−と生成分を同一とする材料で覆うものである。

作用この技術的手段による作用は次の様になる。

（１）膜が付着するシールド部材の温度を一定にするこ
とにより、シールド部材あるいは構造物と付着膜間の熱
膨張率の差による伸縮量の差、すなわち歪の発生を極め
て小さくすることができるので膜のはがれを防止でき異
常放電の発生をなくし長時間安定な成膜が可能となる。

（２）　　スパッタされたターゲット材料が膜として付
着するシールド部材の面をクーゲットと主成分を同一す
る材料で覆うことにより、シールド部材への膜の付着力
を強化すると共に、膜とシールド部材の見かけの熱膨張
率を一致させることにより膜のはがれを防止するもので
ある。

実施例以下本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図で、従来例を示す第
４図と同一構成要素は同一番号で示す。

従来例と異なるところを以下に説明する。

２０はシールド部材加熱用のユニットで、シーズヒータ
２１とシーズヒータ固定板２２より構成されている。２
３は電流調整器である。２４はシールド板の温度を測定
する感温素子、例えば熱電対である。２５は熱電対２４
が検出する温度が設定された値となる様に、電流調整器
２３を制御してシールド板の温度を常に一定に保つ温度
制御器である。

次に動作について説明する。

例えば前記温度制御器２５の設定温度を第６図のシール
ｉ板の飽和温度よりも少し高目に設定しておくと、スパ
ッタパワーの高低による温度変動は少し残るが、シール
ド板と付着膜の熱膨張差をｋＪとス、と゛発η二さｌな
いようにすることができる。

従ってイ：Ｊ着寿命を大幅に伸ばすことができる。また
スパッタ終了後、ずなわらスパッタパワーをＯＦＦ後も
継続してシールド板を設定温度に保つことができるので
更に膜の付着寿命を伸ばすことができる。

次に第２の一実施例について説明する。

本発明はスパッタのみならず他の成膜方法においても構
造物からのＢりのはがれを防止するごとに適用可能であ
り、例えば、蒸着に適用した例を第３図を用いて説明す
る。第３図において、２６はへルシャー、２７は蒸着材
料２８を収納ずろルツボで、電子ヒーム等で蒸着（４料
２８を加熱し蒸発させ基板２９に膜を形成する。３０は
ツヤツタ、３１はルツボ２７から整光した芸着材料２８
の蒸着範囲を規制してヘルジャ−２６の内壁に膜がつか
ないように設けた成膜規制板である。本図において、蒸
着装置に通常必要な公知の排気及びリフ手段、膜厚計等
は省略しである。

この様な構成において、蒸着材料と基板間にある構造物
であるシャッター３０．成膜規制板３１の温度を実施例
１と同様に熱電対等で検出し、その信号を温度制御器に
入力し温度制御器からの信号によりヒータを制御して温
調するものである。

従って成膜パワー変化による、温度変化、すなわち構造
物と膜の熱膨張率の差による膜のはがれはなくなり長時
間安定した成膜が可能となる。

次に第３の一実施例について説明する。

本発明は主体が導電性材料で構成されたシールド部材の
、スパッタされた材料が付着する面を、ターゲットと主
成分を同一とする材料で覆うものである。

その構成を第２図を用いて説明する。第２図において、
同一構成要素は同一番号で示す。シールド部材１３は、
導電性の材料で構成した主体をなす部材１３ａに、スパ
ッタされたクーゲットの膜が付着するターゲット材料と
主成分を同一とする部材１３ｂより構成されている。し
たがって付着強度は、主成分が同一材料のため非常に強
く、また熱膨張率に差がないので剥離しにくい、また膜
が厚く付着する１３ｂを、＋３ａより着脱自在にしてお
くと交換が容易になり、作業性が向上する。

発明の詳細な説明してきましたように本発明によれば次の様な効果
がある。

１つ、シールド部材や、ｅＪ膜形成材料と基板との間の
構造物の温度を検出してそれらの温度を制御することに
より成膜パワーの印加状態にかかわらず、それらの温度
を略一定に保つことができるので、温度変化による、上
記シールド部材や構造物からの膜のはがれを防止でき装
置の稼動率を上げることができ生産性が向上する。

２つ、シールド部材の主体を導電性材料で構成し、スパ
ックされたクーゲット材料が付着する面をターゲットと
主成分を同一とずろ材料で構成することにより、主成分
が同一のため付着強度は非常に強く、熱膨張率に差がな
いため剥離しにくい。

また導電体材料で構成した部材より、ターゲットと同一
材料で構成した部材を着脱自在に構成したことにより交
換が容易になり作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるヒーターを用いた温度
制御手段による概念図を示す正面図、第２図は第３の一
実施例を示す部分正面図、第３図は第２の一実施例の概
念を示す正面図、第４図は従来例を概念的に示す正面図
、第５図はクーゲットに印加される電力の変化状態説明
図、第６図は従来例の温度制御なしのシールド部材の温
度変化と、温調後の温度変化を示すグラフである。３・・・・・・スパッタ室、１０・・・・・・ターゲッ
ト、１１・・・・・・ターゲット本体、１２・・・・・
・ハンキングプレト、１５・・・・・・可変電圧電源、
１６・・・・・・回転軸、１４・・・・・・基板、１７
・・・・・・膜、２１・・・・・・シーズヒーター、１
３・・・・・・シールド板、３３・・・・・・電流調整
器、２４・・・・・・熱電対、２５・・・・・・温度制
御器、２６・・ヘルジャー、３１・・・・・・成膜規制
板、２７・・・・・・ルツボ、２８・・・・・・蒸発材
料。派ぺ球

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スパッタ成膜において、ターゲットのシールド部
材の温度を検出し、シールド部材の温度が略同一になる
ようにシールド部材を温度制御してなる薄膜形成方法。
（２）真空容器内に不活性ガスを供給する手段と真空容
器内に設けられたターゲットとそのシールド部材及び基
板と、シールド部材の温度を検出する温度検出手段と、
前記ターゲットから飛び出した粒子を、前記基板に膜と
して堆積させる手段と、前記シールド部材の温度を調整
する温調手段と、前記温度検出手段からの信号に基づき
、前記シールド部材の温度が略同一になる様に、前記温
調手段を制御する温度制御手段とから成る薄膜形成装置
。
（３）温調手段はシールド部材に設けた環状の凹溝に着
脱自在に設けられた温調部材から成る請求項（２）記載
の薄膜形成装置。
（４）温調部材がシーズヒータである請求項（３）記載
の薄膜形成装置。
（５）主体が導電性材料で構成されてあって、スパッタ
されたターゲット材料が付着する面を、ターゲットと主
成分を同一とする材料で構成して成るスパッタ装置用シ
ールド部材。
（６）スパッタされたターゲット材料が付着する前記主
体の面にターゲット材料と主成分を同一とする部材を着
脱自在に設けて成る請求項（６）記載のスパッタ装置用
シールド部材。
（７）薄膜形成において、薄膜材料と基板の間にある構
造物の温度を検出し、構成物の温度が略同一となるよう
に前記構造物を温度制御してなる薄膜形成方法。
（８）真空容器内に設けた基板、薄膜形成材料及び前記
基板と、薄膜材料間にある構造物と、前記薄膜材料を微
粒子化して前記基板に膜として堆積させる手段と、前記
構造物の温度を調整する温調手段と、前記温度検出手段
からの信号に基づき、前記構造物の温度が略同一になる
様に前記温調手段を制御する温度制御手段からなる薄膜
形成装置。
（９）構造物がシャッタである請求項（８）記載の薄膜
形成装置。
（１０）構造物が微粒子の飛ぶ方向を規制する成膜規制
板である請求項（８）記載の薄膜形成装置。