JPH03170667A - スパッタリング装置 - Google Patents

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、基板とターゲットとの間でグロー放電を起こ
させ、ターゲットからスパッタされたターゲット原子を
基板上に付着させて膜形威を行うスパッタリング装置に
関する。

〔従来の技術〕

基板上にｙ４膜を形戒する装置として、従来よりスパッ
タリング装置が用いられている。このスパッタリング装
置では、一般に、真空容器内に例えばアルゴンガス等の
所定のガスを封入し、基板とターゲットとの間に、スパ
ッタ電源による電圧を印加してグロー放電を起こさせる
。そして、夕一ゲットにガスイオンを衝突させることに
よりスパッタされたスパッタリング粒子（ターゲット原
子）を基板表面に付着させ、基板上に薄膜を形威してい
る．また、通常、戒膜の前には、まず逆スパッタリング
（以下、単に「逆スパッタ」という）を行い、基板表面
のクリーニングを行う．さらにプレスパッタリング（以
下、単に「ブレスパッタ」という）を行い、ターゲット
表面のクリーニングを行って放電の安定化を図るように
し“Ｃいる． このようなスパッタリング装置の一例を第３図に示す。

図において、真空容器５０内には、基仮５１が保持され
る基板ホルダ５２が回転可能に設けられている。基板５
ｌに対向し得る位置に夕一ゲット５３が配置されている
。また、基板５１とターゲット５３との間には、シャッ
ター５４．５５がそれぞれ回転可能に設けられている。

シャンク−５４．５５には、第３図の■矢視図に相当す
る第４図に示すように、孔５４ａ，５５ａがそれぞれ形
成されている。また、基板ホルダ５２及びターゲット５
３にはスパッタ電源回路６０が接続されている。

逆スパッタ時には、基板ホルダ５２及びシャッター５４
．５５をそれぞれ回転させ、それぞれの位置関係を第３
図に示すような状態とする。即ち、ターゲット５３から
離れた位置に基仮５ｌを配許させるとともに、シャッタ
ー５４の孔５４ａを基Ｆｉ．５１に対向させ、シャッタ
ー５５の孔５５ａをターケ゛ット５３に対向させる。そ
して、スバック電源回路６０から基板ホルダ５２に高周
波電圧を印加して、基板５■とシャッター５５との間で
逆スパッタを行う。また、第３図に示す状態から、スパ
ッタ電源回路６０を切り換えてターゲッ１・５３に高周
波電圧を印加して、ターゲット５３とシャッター５４と
の間でプレスパッタを行う。

戒膜時には、シャッター５５の孔５５ａをターゲット５
３に対向させた状態で、シャッター５４及び基板ホルダ
５２を回転させて、シャッター５４の孔５４ａ及び基仮
５工をターゲット５３に対向させる。この状態から基板
ホルダ５２に高周波電圧を印加する。すると、基板５１
とターゲット５３との間でスパッタリングが行われ、凸
板５■上に薄膜が形威される。

〔発明が解決しようとする課題］ 前記従来の構戒では、逆スパッタ及びプレスパッタを行
うのに２枚のシャッター５４．５５及びその駆動機構が
必要となる。また、逆スパッタ，プレスパッタ，及びス
パッタリングの各々の場合について、各シャッター５４
．５５を回転させ、孔５４ａ．５５ａをそれぞれ所定位
置に移動させなければならない。このため、シャッター
５４，５５の？１雑な回転制御機構が必要となる。

この発明の目的は、構造を簡略化できるスパッタリング
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るスパッタリング装置は、基板とターゲット
との間でグロー放電を起こさせ、ターゲットからスパッ
タされたターゲット原子を基板上に付着させて膜形成を
行うスパッタリング装置であって、前記基板を保持する
ための回転自在な基板ホルダと、対向電極と、アースシ
ールド部材と、回転制！：ＩＩＩ手段とを備えている。

前記対向電極は、基板と対向し得る位置に設けられ、基
板との間で逆スパッタを行うためのものである。前記ア
ースシールド部材は、基板取付部を除く基板ホルダ周囲
に設けられた部材である。

前記回転制御手段は、逆スパッタ時に基板が前記対向電
極と対向し、プレスパッタ時にアースシールド部材がタ
ーゲットと対向するよう、基板ホルダを回転させる手段
である。

〔作用〕

本発明に係るスパッタリング装置では、逆スパッタ時に
は、回転制御手段により基板ホルダを回転させて、基板
ホルダに保持された基板を対向電極に対向させる。そし
て、基板と対向電極との問で逆スパッタが行われる．ま
た、プレスパッタ時には、基板ホルダ周囲のアースシー
ルド部材をターゲットに対向させて、ターゲットとアー
スシールド部材との間でプレスパッタが行われる。

このように、逆スパッタ時には対向電極が基板に対向し
、またプレスパッタ時にはアースシールド部材がターゲ
ットに対向する。従って、従来設けられていたシャッタ
ーやその回転機構が不要となる． なお、或膜時には、回転制御手段により基板ホルダを回
転させて、基板をターゲットに対向さセ、ターゲットと
基板との間でスパッタリングが行われる。スパッタされ
たターゲット原子は基板上に付着して戒膜処理が行われ
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例によるスパッタリング装置を
示している。

図において、真空容器１の上部には、基板ホルダ２が回
転自在に設けられている。基板ホルダ２には、クランプ
４により威膜ずべき基板３が保持されている．基板３の
保持部を除く基板ホルダ２周囲には、所定間隔Ｓを介し
てアースシールド部材５が取り付けられている。このア
ースシールド部材５は、基板ホルダ２と一体的に回転す
るように支持されている。また、その支持部５ａは、ブ
ラシ２０を介してアースに接続されている。なお、間隔
Ｓは、通常５ＩＩＩＩ！１程度に設定されている。また
、アースシールド′部材５の基板側部分５ｂの取付高さ
位置は、基板３と同程度になっている。これにより、プ
レスパッタからスパッタリングに移行した際に放電状態
が大きく変化しないようになっている。基板ホルダ２の
下方には、基板３と対向し得る位置に、基板３との間で
逆スパッタを行うための対向電極６が配置されている。

この対向電極６はアースに接続されている。また、対向
電極６から離れて基板３と対向し得る位置に、ターゲッ
ト７が配置されている。

ターゲット７としては、第１図の■矢視略図に相当する
第２図に示すように、３つのターゲット７ａ，７ｂ及び
７ｃが９０゜間隔で設けられている。各ターゲッ｝７ａ
，７ｂ及び７Ｃはそれぞれターゲットホルダ８に保持さ
れている。また、各ターゲット７ａ，７ｂ及び７ｃの周
囲には、上部に開口１０ａを有する円筒状の防着筒１０
が設けられている。

真空容器１の外部には、ブーり及びチェーンからなる駆
動機構１１を介して、基板ホルダ２を回転駆動するため
のモータ１２が設けられている。

このモータ１２には、モータ１２の回転量を制御するた
めの制御手段１３が接続されている。また、装置外部に
は、高周波電圧を印加するためのスパッタ電源回路ｌ４
が設けられている．このスパッタ電源回路１４は、スイ
ッチ１５を有している。

このスイッチ１５の接点１５ａ．１５ｂはそれぞれ基板
ホルダ２及びターゲット８に接続されている．なお、真
空容器ｌには、ガス導入系９及び排気系１６が接続され
ている。

次に、動作について説明する． 成膜前には、まず逆スパッタ及びプレスパッタを行う。

この場合には、制御手段ｌ３の制御により、モータｌ２
を駆動して基板ホルダ２を所定量回転させ、基板３を対
向電極６に対向させる。この時、各ターゲット７ａ，７
ｂ及び７ｃにはアースシールド部材５の基板側部分５ｂ
が対向している。次ニ、スパッタ電源回路１４のスイッ
ヂ１５を接点１５ａ側に切り換える。すると、基板ホル
ダ２を介して基仮３に高周波電圧が印加され、基板３と
対向電極６との間で逆スパッタが行われる．これにより
、基板３表面に付着していた不純物が除去され、基板ク
リーニングが行われる。また、各ターゲット７ａ，７ｂ
及び７ｃの周囲には防若筒ｌＯが設けられているため、
逆スパッタ時に除去された不純物が各ターゲット７ａ，
７ｂ及び７Ｃに付着するのを防止することができる。ま
た、基板ホルダ２の対向電極６対向面はアースシールド
部材５により覆われているので、逆スパッタ時の放電エ
ネルギーを基板３表面に集中させることができる。

逆スパッタ終了後、スパッタ電源回路ｌ４のスイッヂｌ
５を接点１５ｂ側に切り換える。すると、各ターゲッＩ
−７ａ，７ｂ及び７ｃに高周波電圧が印加されて、各タ
ーゲット１ａ，７ｂ及び７ｃとアースシールド部材５と
の間でプレスパッタが行われる．これにより、各ターゲ
ッ｝７ａ，７ｂ及び７０表面のクリーニングが行われる
．成膜時には、制御手段１３の制御により、モータ１２
を駆動して基板ホルダ２を回転させ、夕一ゲット７ａ，
７ｂ及び７ｃのうちスパッタすべきいずれかのターゲッ
トに基板３を対向させる．そして、スパッタすべきター
ゲットにスパッタ電源回路ｌ４から高周波電圧を印加す
る。すると、このターゲットと基板３との間でグロー放
電が発生し、ターゲットからスパッタされたスパッタ原
子が基板３上に付着して戒膜処理が行われる．このとき
、防着筒１０の開口１０ａは基板３近傍に位置している
ので、ターゲットからスバツタされたターゲット原子が
基板３以外の部分に付着するのを防止することができる
。次に、基板ホルダ２を回転させて基板３を残りのター
ゲットに対向さ〜仕、残りのターゲットに順に高周波電
圧を印加して威膜処理を行う。このようにして、基板３
上に多層膜が形１戊される． このような本実施例では、逆スバツタ時には、対向電極
６が基板３に対向し、またプレスバ・ノタ時にはアース
シールド部材５が各ターゲット７ａ，７ｂ及び７Ｃに対
向するので、従来設けられていたシャッターやその回転
機構が不要となり、これにより構造を簡略化することが
できる。

〔他の実施例〕

（ａ）　　前記実施例では、１つの基板に対して複数の
ターゲットが配置されたスパッタリング装置に本発明を
適用した場合について説明したが、戒膜処理すべき基板
は襟数個設けられていてもよい。なお、この場合には、
プレスパッタ時においてターゲットと対向しない位置に
基板を配置させる必要がある。

（ｂ）　　前記実施例では、基板ホルダ及び各ターゲッ
トが上下に配置された横置型の装置に本発明が適用され
た場合について説明したが、本発明は、これらが縦姿勢
で保持される縦置型の装置にも同様に適用することがで
きる。（Ｃ）　　対向電極６と各ターゲット７ａ，７ｂ
及び７Ｃが充分に離れている場合には、防着筒１０は省
略することができる。

〔発明の効果〕

本発明に係るスバックリング装置では、逆スパッタ時に
は対向電極が基板と対向し、またプレスパッタ時にはア
ースシールド部材がターゲットと対向するので、従来設
けられていたシャッターやその回転ｍｉＩ！が不要とな
り、これにより構造を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるスパッタリング装置の
縦断面概略図、第２図は第１図の■矢視略図、第３図は
従来装置の第１図に相当する図、第４図は第３図の■矢
視略図である。 ２・・・基板ホルダ、３・・・基板、５・・・アースシ
ールド部拐、６・・・対向電極、７ａ．７ｂ，７ｃ・・
・夕一ゲット、１２・・・モータ、１３・・・制御手段
、ｌ４・・・スパッタ電源回路．

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板とターゲットとの間でグロー放電を起こさせ
   、ターゲットからスパッタされたターゲット原子を基板
   上に付着させて膜形成を行うスパッタリング装置であっ
   て、 前記基板を保持するための回転自在な基板ホルダと、前
   記基板と対向し得る位置に設けられ基板との間で逆スパ
   ッタを行うための対向電極と、基板取付部を除く前記基
   板ホルダ周囲に設けられたアースシールド部材と、逆ス
   パッタ時に基板が前記対向電極と対向し、プレスパッタ
   時に前記アースシールド部材がターゲットと対向するよ
   う前記基板ホルダを回転させる回転制御手段とを備えた
   スパッタリング装置。