JPH04116160A - 皮膜形成装置 - 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、スパッタリング蒸着により皮膜を形成する装
置に関するもので、電子部品（プリント基板、半導体等
）、光学部品、センサー、！ｆｆ気記録媒体、超伝導部
品等の製造や２表面改質、新素材創製などに幅広く応用
できる。

〔従来の技術〕

代表的な物理的蒸着法としてスパッタリングと真空蒸着
が広く使われている。スバ・ツタリングは真空蒸着法に
比べて、膜質が強固、化合物や合金等の複雑な組成の薄
膜作成が容易、凹凸のある面にも均一に膜が形成される
、膜厚制御が容易、など多くの利点があるので、最近で
は物理的奈着の主力技術となりつつある。

このスパッタリング法の原理を次に説明する。

スパッタリング法では、１０−２〜１Ｏ−３Ｔｏｒｒの
アルゴンガス中で基板（被蒸着物）とターゲット（茎着
物質）とを所定の間隔（通常２０〜６０Ｍくらい）で対
向させ、基板とターゲットの間に直流（金属等の導電性
ターゲットの場合）あるいは高周波（導電性５非導電性
ターゲット共に適用可）を印加して、両者間にグロー放
電を生じさせる。そうすると、これによって発生したア
ルゴンイオン（Ａｒ’）がターゲットに衝突する。この
時のスパッタ作用によってターゲット表面からターゲッ
トの原子状微粒子が放出され、これが基板に衝突・堆積
して皮膜となる。

第２図は、スパッタリング法による従来の皮膜形成装置
の一例を示す図である。真空チャンバー（１）内は、１
０−２〜１Ｏ−３Ｔｏｒｒのアルゴンガス分圧に保持さ
れる。その中に基板（３）が基板支持装置（６）によっ
て固定され、水冷ジャケット（２）によって冷却される
。基板に対向してターゲット（５）がターゲット支持装
置（７）によって固定される。電源および制御装置（８
）によって基板（３）とターゲット（５）の間に直流ま
たは高周波が印加されるとグロー放電が発生し、基板（
３）上に皮膜（４）が形成される。なお直流を印加する
場合には、基板（３）をアノード、ターゲット（５）を
カソードとする。

従来のスパッタリングによる蒸着では、基板（３）の全
面に皮膜を形成させるために、ターゲット（５）と基板
（３）の寸法（対向部の形状、面積）を同じに揃えてい
た。すなわち、ターゲット（５）の寸法に相当する基板
（３）上の領域にのみ皮膜が形成されるので、基板（３
）上の限られた領域にのみ皮膜を形成する場合を除いて
、基板（３）とターゲット（５）は同一寸法にしておき
、かつ位置ずれかないように基板（３）とターゲット（
５）を正確に対向させていた。

基板（３）は蒸着中にターゲットの茎発粒子の衝突。

堆積によって温度が上昇する。したがって熱膨張によっ
て変形したり、あるいは蒸着状態が変化して膜質が変っ
たりする恐れがある。そこで通常は水冷ジャケット方式
によって冷却される。水冷ジャケット（２）は、汎用的
に各種サイズの基板をセントできるようになっている。

一方ターゲソト（５）も、アルゴンイオンの衝突によっ
て温度が上昇し、熱膨張によって変形したり割れたりす
る恐れがある。これを防止するためには金属でバックア
ップする必要がある。ターゲットとバンクアップ金属は
通常ろう付は等で接合される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の皮膜形成装置においては、ターゲットにバックア
ップ金属をろう付は等で接合するので、ターゲットは高
価なものとなり、材質にもよるが、直径５０ｍ＋ｎの円
板状で一最に３０〜５０万円と高価である。しかもター
ゲットは消耗品なので、真空蒸着法に比べてスパッタリ
ングでは材料費がかさむ。

また、大型のターゲットは製作困難なので、スパッタリ
ングによる薄着では基板サイズが制限される。

さらに、皮膜の厚さを基板上において変えることができ
ない。すなわち、厚さが均一な皮膜しか形成することが
できないので、基板上において皮膜の厚さを変化させね
ばならない用途には不向きである。

本発明は、上記のような従来の問題点を解消し、小型の
ターゲットで大面積の皮膜を形成でき、また基板上で皮
膜の厚さを変えることもでき、更にターゲット費用を削
減した皮膜形成装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記目的を達成するために、基板に対向して
設けられ、同対向部の面積が上記基板よりも小さいター
ゲット；上記基板と上記ターゲットとの距離を一定に保
持したまま上記基板と上記ターゲットとを相対移動させ
る手段；および上記基板と上記ターゲットとの間にグロ
ー放電を起こさせる手段を具備したことを特徴とする皮
膜形成装置を提案するものである。

〔作用〕

本発明においては、ターゲットの寸法を基板の寸法より
も小型にし、かつ基板を固定してターゲットを移動させ
るか、ターゲットを固定して基板を移動させるか、ある
いは基板とターゲットを同時に移動させるかのいずれか
の方法で、基板とターゲットとを相対移動させるととも
に、基板の全面（蒸着される側の面）にわたって均一に
ターゲットと基板の間にグロー放電を発生させることに
より、基板上に均一な蒸着膜を形成させる。また、移動
の速度、軌跡（方向）を制御することにより、基板上に
おいて任意の膜厚分布をつくることもできる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す図である。この図にお
いて、前記第２図により説明した従来のものと同様の部
分については、冗長になるのを避けるため、同一の符号
を付は詳しい説明を省く。

本実施例においては、ターゲ・ノド０５）が基板（３）
よりも小型化され、かつ駆動装置（９）によって基板に
対向して移動するようになっている。その他の構造は前
記第２図により説明した従来のものと同様である。

このような装置において、基板（３）とそれよりも小型
のターゲット０９との間にグロー放電を発生させると、
基板（３）上のターゲット０５）に相対する領域に、タ
ーゲット材料が蒸着する。この際にターゲット０ωを基
板（３）に対して一定距離を保ちつつ移動させてゆくと
、基板（３）全面（ターゲットと相対している側）にわ
たって均一に蒸着が行われ皮膜が形成される。本実施例
によれば、ターゲットθつが従来の場合に比べて小型化
できるので、コストが安くなる。

上記実施例においては、固定された基板（３）に対して
ターゲット０５）を移動させたが、ターゲットを固定し
ておいて基板の方を移動させても、上記と同じ作用によ
り、基板全面に皮膜が形成される。

また、基板とターゲットとを同時に移動させても、同様
に、基板全面に皮膜が形成される。

基板とターゲットとを相対移動させる方法としては、平
行移動、回転、ジグザグ移動など種々あるが、重複しな
いように均等に行なうことが茎着膜の厚さを均一にする
ためのポンイトとなる。また、逆に、移動の速度、軌跡
（方向）を制御することにより、基板上に形成される皮
ＩＱの厚さを、基板上の所定の位置において所定の値に
、調装することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、次の効果が得られる。

■　基板よりも小型のターゲ・ノドを用いることにより
ターゲットの費用を削成することができる。

■　小型のターゲットで大面積の皮膜形成が可能。

■　基板上において皮膜の厚さを変えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図はスパンタ
リング法による従来の皮膜形成装置の一例を示す図であ
る。 １　真空チ中ンハー ３・・・基板。 ５・・・ターゲット（固定） ７・・・ターゲット支持装置 Ｂ・・・電源および制御装置 ９・・・ターゲット駆動装置 １５・・・ターゲット（可動）。 ２・・・水冷ジャケット９ ４・・・皮膜。 ６・・・基板支持装置 第１図 代　理　人　　弁理士 板間　暁 （外２名） 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板に対向して設けられ、同対向部の面積が上記基板
   よりも小さいターゲット；上記基板と上記ターゲットと
   の距離を一定に保持したまま上記基板と上記ターゲット
   とを相対移動させる手段；および上記基板と上記ターゲ
   ットとの間にグロー放電を起こさせる手段を具備したこ
   とを特徴とする皮膜形成装置。