JPH0342035Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、基板に対向するターゲツト表面の周
辺に枠状のシールド部材を備えたマグネトロンス
パツタリング装置に関するものである。

〔従来技術〕

マグネトロンスパツタリング装置は、電界と直
交する磁界を形成し真空中で発生するプラズマを
ターゲツト近傍の空間に閉じ込めるようにしたも
ので、真空蒸着に比べ粒径が大きく均一なものが
得られること、ターゲツト材料の選択により各種
組成のものが安定して得られること、シリサイ
ド、リフラクトリ金属などの膜形成が可能である
こと、電子がターゲツト近傍に閉じ込められてい
るので基板への衝撃がないことおよびターゲツト
面積が大きくスパツタ原子のもつエネルギーが大
きいため表面付着後高いモビリテイをもちステツ
プカバレージがすぐれていることなどの利点を有
し、各種量産装置が開発されて広く使用されるよ
うになつている。

ところで、このようなマグネトロンスパツタリ
ング装置において、従来基板に対向するターゲツ
ト表面の周辺に枠状のシールド部材を設け、基板
以外の部分にスパツタ原子が付着堆積するのを防
ぐことが行なわれている。このシールド部材は、
通常表面が平滑なステンレスによつて構成され、
その端部がターゲツト表面の外縁部を覆うように
配置される。ところが、このような構成において
スパツタリングを継続して行なつていると、上記
ターゲツト表面に近接するシールド部材の垂直な
平滑の端面にスパツタ原子が堆積し、さらにそれ
が剥離してターゲツト表面に落ち、これが原因と
なつて不純物が混入したりスパツタリングが不安
定となつたり、また飛散した剥片が基板上に被着
して基板上に生成される膜にピンホールが生じた
りすることがあつた。

〔考案の概要〕

本考案はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、シールド部材端部に生ずる付着
堆積物が剥落飛散することに起因する成膜上の欠
陥の発生を防止すること、及び基板上に形成され
る膜の特性を安定化することが可能なマグネトロ
ンスパツタリング装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、本考案は、
シールド部材のターゲツト表面に近接する端部の
表面を粗面状にすると共にこの端部をテーパ状に
形成し、さらにターゲツト表面の外縁部の非エロ
ージヨン領域がシールド部材により覆われるよう
にこのシールド部材の内側輪郭部を形成したもの
である。

以下、図示する実施例を用いて本考案を詳細に
説明する。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例を示す要部断面図で
ある。本実施例は、いわゆるプレーナ形の直流マ
グネトロンスパツタリング装置の場合で、真空チ
ヤンバ１内の中央部に例えばクロムからなるター
ゲツト２が配置される。図示の例ではターゲツト
２は銅からなる母材３の上に載置されているが、
ターゲツトが十分な面積の場合はこの母材３はな
くてもよい。このターゲツト２の裏面に、柱状の
磁石４ａおよびそれを囲む環状の磁石４ｂが、タ
ーゲツト２の側をそれぞれＳ極、Ｎ極として配置
されている。またターゲツト２の表面側周辺に枠
状のシールド部材５が配置されている。シールド
部材５は、その端部がターゲツト２の外縁を覆う
ように配置されており、スパツタ原子がターゲツ
ト表面に対向して配置される基板（図示せず）以
外に付着するのを防ぐが、本実施例では電極を兼
ねており、このシールド部材５側を正、ターゲツ
ト２側を負として直流電圧が印加される。

ターゲツト２は、第２図に示すような矩形平板
状であり、その表面の外側には、裏面に配置され
た環状磁極から出て中心の柱状磁極に入る磁力線
１１が弧状を描く。この結果、１対の磁石の中間
の空間にはこの磁力線と上記直流電圧による電気
力線とが直交する直交電磁界空間ができ、真空中
で発生するプラズマを弧状磁力線が作るドーナツ
状の領域１２に閉じ込める。電子はその軌跡を１
３で示すようにこのプラズマ領域１２内部をサイ
クロイド運動し、アルゴンイオンの発生を増進さ
せるため、プラズマの密度が高まりスパツタ効率
が向上する。したがつてターゲツト２には、第３
図に示すようにスパツタ領域に相当するエロージ
ヨン領域２１と、中央部および外縁部の非エロー
ジヨン領域２２，２３とができる。

ここで、シールド部材５はアルミニウムからな
り、その表面は粗面状に加工してある。このた
め、従来ステンレスの平滑面だつたものに比較し
てスパツタ原子は強固に付着し、容易に剥離して
ターゲツト上に落ちたり、飛散して基板に被着し
たりするようなことがなくなる。特に、図示の例
ではシールド部材５のターゲツト２の表面に近接
する端部５ａがテーパー状に形成してあるため、
付着堆積物はさらに剥落しにくい構成となつてい
る。すなわち、従来第１図に破線で示すようにタ
ーゲツト面に垂直な端面を有するものでは、この
端面にスパツタ原子が大量に付着してそれが剥落
しやすかつたのに対し、本実施例のようにこの端
面を傾斜させた場合にはこの斜面に平均して付着
し、剥落しにくくなる。

さらに、本実施例では第４図に示すように枠状
のシールド部材５の内側輪郭を長円状とし、ター
ゲツト２の外縁部の非エロージヨン領域２３を完
全に覆う形としてある。従来非エロージヨン領域
２３とエロージヨン領域２１との境界が長円状で
あるのに対し第４図に破線で示すような矩形状の
輪郭を有するシールド部材５を用いていたため
に、同図中斜線で示すようなシールド部材５によ
つてカバーされない非エロージヨン領域２３ａが
残つたが、このような非エロージヨン領域２３ａ
に付着したスパツタ原子は、いつたんシールド部
材５に付着したものと同様に、それがエロージヨ
ン領域２１に落ちて再度スパツタされ、あるいは
飛散して基板に被着する場合には、本来エロージ
ヨン領域２１から直接スパツタされた原子のみで
生成されるべき基板上の膜の特性を劣化させる。
したがつて、本実施例では上述したように外縁部
の非エロージヨン領域２３を完全に覆うことで非
エロージヨン領域からのスパツタを減少させ、膜
の特性を安定化させている。

以上、プレーナ形直流マグネトロンスパツタリ
ング装置を例に説明したが、本考案はこれに限定
されるものではなく、基板に対向するターゲツト
表面の周辺に枠状のシールド部材を備えた構造を
有するものであれば、他の方式のマグネトロンス
パツタリング装置にも同様に適用できることはい
うまでもない。

なお、アルミニウム表面を粗面化するには、例
えば、サンドブラスト、化学エツチング又はシヨ
ツトピーニイング法等があり、本例ではサンドブ
ラスト法が用いられ、表面粗さは、数十μm〜数
百μmの範囲内が好ましく、本例では50μm〜
500μm程度のものが混在している。また、アルミ
ニウム以外にも、粗面化手段としてサンドブラス
ト法を使用する場合は銅、黄銅のような比較的軟
質金属が使用でき、化学エツチング法を使用する
場合は上記金属の他に、鉄、ステンレス、又はク
ロム、銅、鉄などを混合したニツケル合金のよう
な比較的硬質金属が使用できる。

粗面化加工およびテーパー加工等を行なうのに
は軟質金属が一般的には好ましく、特に本例で用
いたアルミニウムは導電性もよく、コストも安い
ため、シールド部材として実用的な材料である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案によれば、少なく
ともシールド部材のターゲツト表面に近接する端
部の表面を粗面状にすると共にこの端部をテーパ
状に形成したことにより、当該表面に付着したス
パツタ原子が容易に剥落しなくなるため、剥落し
た付着堆積物が直接または再度スパツタされて基
板に付着することにより生じる膜特性の劣化を防
ぐことができる。

さらに、ターゲツト表面の外縁部の非エロージ
ヨン領域がシールド部材により覆われるようにこ
のシールド部材の内側輪郭部を形成したことによ
り、非エロージヨン領域からのスパツタを減少さ
せ、基板上に形成される膜の特性を安定化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す要部断面図、
第２図はスパツタリングの原理を説明するための
図、第３図はターゲツトに生ずるエロージヨン領
域と非エロージヨン領域とを説明するための図、
第４図はシールド部材の輪郭形状を説明するため
の図である。 １……チヤンバ、２……ターゲツト、４ａ，４
ｂ……磁石、５……シールド部材、５ａ……端
部、１１……磁力線、１２……プラズマ領域、２
１……エロージヨン領域、２２，２３，２３ａ…
…非エロージヨン領域。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 基板に対向するターゲツト表面の周辺に枠状の
   シールド部材を備えたマグネトロンスパツタリン
   グ装置において、上記シールド部材の少なくとも
   ターゲツト表面に近接する端部の表面を粗面に構
   成すると共にこの端部をテーパ状に形成し、さら
   にターゲツト表面の外縁部の非エロージヨン領域
   が上記シールド部材により覆われるようにこのシ
   ールド部材の内側輪郭部を形成したことを特徴と
   するマグネトロンスパツタリング装置。