JPH0448073A - スパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置Info
- Publication number
- JPH0448073A JPH0448073A JP2155976A JP15597690A JPH0448073A JP H0448073 A JPH0448073 A JP H0448073A JP 2155976 A JP2155976 A JP 2155976A JP 15597690 A JP15597690 A JP 15597690A JP H0448073 A JPH0448073 A JP H0448073A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- substrate holder
- electrode
- vacuum chamber
- sputtering
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- Pending
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- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Manufacturing Of Electric Cables (AREA)
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。
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（戴 低温で高速製膜が可能な特徴を持つスパッ
タリング装置に関するものであム従来の技術 マグネトロンスパッタリング法は低温で高速製膜するこ
とができる製膜法であム このマグネトロンスパッタリング法を用いた従来のスパ
ッタリング装置を第４図に示す。このスパッタリング装
置は 真空チャンバ１の下方に真空排気系２、上部にガ
ス導入系３がそれぞれ設けられており、内部には複数の
コロ２５を有する基板搬送装置２４が設けられていも
この基板搬送装置２４が有するコロ２５の上に基板４を
固定するための基板ホルダー６を有する基板トレー５が
配置されていも また放電状態を安定に保つために基板
ホルダー６と基板トレー５は接地されていも 真空チャンバ１の上部にはカソード部が設けられ 以下
のように構成されていも 真空チャンバ１とカソードホ
ルダー７は絶縁物８により電気的に絶縁されており、こ
のカソードホルダー７内に所定の極性配置をした永久磁
石９が取り付けられていも スパッタリングターゲット
ｌＯをボンディングした銅板等からなるバッキングプレ
ート１１力交 この永久磁石９にほぼ接するようにカッ
ドホルダー７に設置されていも また永久磁石９、スパ
ッタリングターゲット１０等を冷却するための冷却系１
２も設置されていも スパッタリングに必要な電力は電
源系１３から供給され 真空チャンバｌにはシールドリ
ング１４が取り付けられていも また真空チャンバｌに
は他の室と隔離するためのゲート弁１５が取り付けられ
ていもこの装置での製膜は以下のようになされも ガス
導入系３からアルゴン等の不活性ガスを主成分とするス
パッタガスが所定の流量で真空チャンバｌ内に導入され
真空チャンバ１内の真空度は真空排気系２により所定
の値に設定されていも この状態でスパッタリングター
ゲット１０に電源系１３から電圧を印加すると、マグネ
トロン放電によるプラズマが発生すム そして、このプ
ラズマ中のガスから電離したイオンがスパッタリングタ
ーゲット１０に衝突し スパッタ粒子がスパッタリング
ターゲット１０から飛散して、基板４上に薄膜を形成す
も 発明が解決しようとする課題 しかし このような従来のスパッタリング装置には以下
のような課題があった 課題（１） 絶縁物の基板４に製膜を行うと、放電により発生した電
子が基板４上に照射され 蓄積されａこの電子は接地さ
れている基板ホルダー６に流れも この時の様子を、第
５図に示す。基板ホルダー６には製作時に切削加工等に
よって微小な突起部１６ができる力（ここに蓄積された
電子１７は集中して流れ込むため基板ホルダー６近傍の
薄膜表面（第５図中Ａ部）には単位面積当り非常に大き
い電流が流れることになり、その結果 発熱のために薄
膜の膜質劣化が生じてしまう。
タリング装置に関するものであム従来の技術 マグネトロンスパッタリング法は低温で高速製膜するこ
とができる製膜法であム このマグネトロンスパッタリング法を用いた従来のスパ
ッタリング装置を第４図に示す。このスパッタリング装
置は 真空チャンバ１の下方に真空排気系２、上部にガ
ス導入系３がそれぞれ設けられており、内部には複数の
コロ２５を有する基板搬送装置２４が設けられていも
この基板搬送装置２４が有するコロ２５の上に基板４を
固定するための基板ホルダー６を有する基板トレー５が
配置されていも また放電状態を安定に保つために基板
ホルダー６と基板トレー５は接地されていも 真空チャンバ１の上部にはカソード部が設けられ 以下
のように構成されていも 真空チャンバ１とカソードホ
ルダー７は絶縁物８により電気的に絶縁されており、こ
のカソードホルダー７内に所定の極性配置をした永久磁
石９が取り付けられていも スパッタリングターゲット
ｌＯをボンディングした銅板等からなるバッキングプレ
ート１１力交 この永久磁石９にほぼ接するようにカッ
ドホルダー７に設置されていも また永久磁石９、スパ
ッタリングターゲット１０等を冷却するための冷却系１
２も設置されていも スパッタリングに必要な電力は電
源系１３から供給され 真空チャンバｌにはシールドリ
ング１４が取り付けられていも また真空チャンバｌに
は他の室と隔離するためのゲート弁１５が取り付けられ
ていもこの装置での製膜は以下のようになされも ガス
導入系３からアルゴン等の不活性ガスを主成分とするス
パッタガスが所定の流量で真空チャンバｌ内に導入され
真空チャンバ１内の真空度は真空排気系２により所定
の値に設定されていも この状態でスパッタリングター
ゲット１０に電源系１３から電圧を印加すると、マグネ
トロン放電によるプラズマが発生すム そして、このプ
ラズマ中のガスから電離したイオンがスパッタリングタ
ーゲット１０に衝突し スパッタ粒子がスパッタリング
ターゲット１０から飛散して、基板４上に薄膜を形成す
も 発明が解決しようとする課題 しかし このような従来のスパッタリング装置には以下
のような課題があった 課題（１） 絶縁物の基板４に製膜を行うと、放電により発生した電
子が基板４上に照射され 蓄積されａこの電子は接地さ
れている基板ホルダー６に流れも この時の様子を、第
５図に示す。基板ホルダー６には製作時に切削加工等に
よって微小な突起部１６ができる力（ここに蓄積された
電子１７は集中して流れ込むため基板ホルダー６近傍の
薄膜表面（第５図中Ａ部）には単位面積当り非常に大き
い電流が流れることになり、その結果 発熱のために薄
膜の膜質劣化が生じてしまう。
課題（２）
また 基板トレー５、基板ホルダー６を繰り返し使用し
てスパッタリングを行うとこれらの上に膜が厚く堆積し
ていくバ この時、上記の課題（１）の現象が生じると
、電子が流れ込む基板ホルダー６の突起部１６ｉ；Ｌ、
局所的に温度が上昇すムそして突起部１６とその表
面に堆積している膜の熱膨張率の違いにより基板ホルダ
ー６の突起部１６に堆積していた膜が剥が扛 ダストと
なって真空チャンバｌ内を浮遊すム このダストが製膜
を行う基板上に付着することで、欠陥の原因となも以上
の（１）、 （２）の課題により薄膜の製造歩留りが低
下り、Ｒ膜の製造コストが高くなってしまうたム 製品
の低コスト化の障害となってい九 本発明は上記のような課題に鑑み製膜中の膜質劣化を生
じ慣 また欠陥の原因となるダストが発生しにくいスパ
ッタリング装置を提供するものであム 課題を解決するための手段 上記課題を解決するたべ 本発明は基板ホルダの周囲に
基板トレーおよび基板ホルダーとは絶縁状態にある電極
を備えたものである。
てスパッタリングを行うとこれらの上に膜が厚く堆積し
ていくバ この時、上記の課題（１）の現象が生じると
、電子が流れ込む基板ホルダー６の突起部１６ｉ；Ｌ、
局所的に温度が上昇すムそして突起部１６とその表
面に堆積している膜の熱膨張率の違いにより基板ホルダ
ー６の突起部１６に堆積していた膜が剥が扛 ダストと
なって真空チャンバｌ内を浮遊すム このダストが製膜
を行う基板上に付着することで、欠陥の原因となも以上
の（１）、 （２）の課題により薄膜の製造歩留りが低
下り、Ｒ膜の製造コストが高くなってしまうたム 製品
の低コスト化の障害となってい九 本発明は上記のような課題に鑑み製膜中の膜質劣化を生
じ慣 また欠陥の原因となるダストが発生しにくいスパ
ッタリング装置を提供するものであム 課題を解決するための手段 上記課題を解決するたべ 本発明は基板ホルダの周囲に
基板トレーおよび基板ホルダーとは絶縁状態にある電極
を備えたものである。
作用
本発明は上記構成をとることにより、電極に接地もしく
は正の電圧が印加された場合、放電により基板等に蓄積
された電子は基板ホルダーへ集中して流れ込むことなく
、接地もしくは正の電圧が印加された電極へ流れ込むた
め基板上での電流密度が大きくなることはなｌ、Ｘ。
は正の電圧が印加された場合、放電により基板等に蓄積
された電子は基板ホルダーへ集中して流れ込むことなく
、接地もしくは正の電圧が印加された電極へ流れ込むた
め基板上での電流密度が大きくなることはなｌ、Ｘ。
また 基板ホルダーおよび電極に負の電圧が印加された
場合に（よ 基板ホルダーおよび一電極がスバッタリン
グされるので、基板ホルダー及び電極に堆積した薄膜を
除去することができも実施例 以下、本発明の実施例を第１図〜第３図に基づいテ説明
すも 第１図はスパッタリング装置全体の構成を示し
第２図及び第３図は基板近傍の構成を示す。
場合に（よ 基板ホルダーおよび一電極がスバッタリン
グされるので、基板ホルダー及び電極に堆積した薄膜を
除去することができも実施例 以下、本発明の実施例を第１図〜第３図に基づいテ説明
すも 第１図はスパッタリング装置全体の構成を示し
第２図及び第３図は基板近傍の構成を示す。
第１図は本発明のスパッタリング装置の一実施例におけ
る構成を示す。なお従来例と同一の構成部分については
第４図と同一の符号を付して説明を省略す４ 本実施例
が従来例と特に異なるのは基板４近傍の構成であ４ こ
の基板４近傍の構成を第２図に示す。第１＠ 第２図に
おいて、基板トレー１８には 基板４を固定するための
基板ホルダー２０が設けられ 絶縁物１９により基板ホ
ルダー２０と基板トレー１８とは絶縁されていもまた
基板ホルダー２０の周囲に環状電極２１を設置上 環状
電極２１は絶縁物１９により基板トレ１８、基板ホルダ
ー２０とは絶縁状態になっている。そして基板ホルダー
２０および環状電極２１に任意の電圧を印加できる電圧
印加装置２３を備えていも 次艮 本実施例のスパッタリング装置の動作を説明す
ム 製膜を行う啄 まず電圧印加装置２３により基板ホ
ルダー２０に電圧は印加せず周囲とは絶縁状態にして、
環状電極２１を接地 もしくは正の電圧を印加すム 次
にスパッタリングターゲラ）１０に電源系１３から電圧
を印加し プラズマを発生させ、スパッタリングを開始
すム 基板ホルダー２０、基板４及び絶縁物１９は周囲
とは絶縁状態であるた八 照射された電子がこれらの部
材に蓄積されも そして第３図に示すように基板４、基
板ホルダー２０、絶縁物１９に蓄積された電子１７（表
接地あるいは正の電圧を印加された環状電極２１へ流
れ込ａ この除 電子１７は環状電極２１の切削加工等
で生じた突起部２２と環状電極２１の突起のない部分と
の電位差により突起部２２に集中して流れ込払 このよ
うに電子１７は基板ホルダー２０の突起部２６に集中す
ることはなく基板ホルダー２０の更に外周にある環状電
極２１の突起部２２に流れ込ａ このた数基板上に形成
された薄膜には単位面積当りあまり大きい電流は流れな
くなり、薄膜の膜質劣化を防ぐことができも 次に基板ホルダー２０および環状電極２１に堆積した薄
膜をスパッタリングによって除去する場合について説明
する。第１図において、アルゴン系の不活性ガスを主成
分とするスパッタガスを所定の圧力になるように導入し
基板ホルダー２０および環状電極２１に電圧印加装置
２３により負の電圧を印加し グロー放電を行う。この
結果基板ホルダー２０および環状電極２１に堆積した＊
ｇはスパッタリングされ減少すム よって、例えば 製
膜終了時のような非製膜時に 上記の工程を行うことに
より、繰り返し基板ホルダー２０等を用いても基板ホル
ダー２０および環状電極２１に堆積した膜はダストとな
ることがなくなるため薄膜の製造歩留りを非常に高くす
ることができも な耘 本実施例では製膜終了時のような非製膜時番ヘ
真空チャンバ１内で基板ホルダー２０および環状電極
２１に負の電圧を印加したバ この真空チャンバ１内で
行うこ七に限定するものではな賎 例え（Ｌ 基板搬送
装置２４を用いてゲート弁１５から基板を取り出し 真
空チャンバｌ以外の不要な膜を取り除くための専用の真
空チャンバにおいてアルゴン系の不活性ガスを主成分と
するスパッタガスを所定の圧力になるように導入し 基
板ホルダー２０等をスパッタして製膜を行ってもよ（℃ な耘 本実施例では基板ホルダーの周囲に設けた電極を
環状にしている力（これに限るものではなく、いくつか
の電極を断続的に基板ホルダーの周囲に設けても良（ｔ また 本実施例では基板ホルダー２０は基板４を側面か
ら支持しているだけである力（メタルマスクのように基
板４上に搭載する形状のものでもよし℃ 発明の効果 本発明のスパッタリング装置（瓜 電極を接地又は正の
電圧を印加することにより、被処理基板上では電流密度
が高くならないため薄膜の膜質劣化を防ぐことができも また 電極に負の電圧を印加することにより、基板ホル
ダーや電極等に堆積した膜を取り除き、製膜中に生じる
薄膜の欠陥を低減することができも よって本発明は均一で良好な膜質の薄膜を歩留りよく作
製でき、製品の性能向上および低コスト化に多大な効果
を発揮するものであａ
る構成を示す。なお従来例と同一の構成部分については
第４図と同一の符号を付して説明を省略す４ 本実施例
が従来例と特に異なるのは基板４近傍の構成であ４ こ
の基板４近傍の構成を第２図に示す。第１＠ 第２図に
おいて、基板トレー１８には 基板４を固定するための
基板ホルダー２０が設けられ 絶縁物１９により基板ホ
ルダー２０と基板トレー１８とは絶縁されていもまた
基板ホルダー２０の周囲に環状電極２１を設置上 環状
電極２１は絶縁物１９により基板トレ１８、基板ホルダ
ー２０とは絶縁状態になっている。そして基板ホルダー
２０および環状電極２１に任意の電圧を印加できる電圧
印加装置２３を備えていも 次艮 本実施例のスパッタリング装置の動作を説明す
ム 製膜を行う啄 まず電圧印加装置２３により基板ホ
ルダー２０に電圧は印加せず周囲とは絶縁状態にして、
環状電極２１を接地 もしくは正の電圧を印加すム 次
にスパッタリングターゲラ）１０に電源系１３から電圧
を印加し プラズマを発生させ、スパッタリングを開始
すム 基板ホルダー２０、基板４及び絶縁物１９は周囲
とは絶縁状態であるた八 照射された電子がこれらの部
材に蓄積されも そして第３図に示すように基板４、基
板ホルダー２０、絶縁物１９に蓄積された電子１７（表
接地あるいは正の電圧を印加された環状電極２１へ流
れ込ａ この除 電子１７は環状電極２１の切削加工等
で生じた突起部２２と環状電極２１の突起のない部分と
の電位差により突起部２２に集中して流れ込払 このよ
うに電子１７は基板ホルダー２０の突起部２６に集中す
ることはなく基板ホルダー２０の更に外周にある環状電
極２１の突起部２２に流れ込ａ このた数基板上に形成
された薄膜には単位面積当りあまり大きい電流は流れな
くなり、薄膜の膜質劣化を防ぐことができも 次に基板ホルダー２０および環状電極２１に堆積した薄
膜をスパッタリングによって除去する場合について説明
する。第１図において、アルゴン系の不活性ガスを主成
分とするスパッタガスを所定の圧力になるように導入し
基板ホルダー２０および環状電極２１に電圧印加装置
２３により負の電圧を印加し グロー放電を行う。この
結果基板ホルダー２０および環状電極２１に堆積した＊
ｇはスパッタリングされ減少すム よって、例えば 製
膜終了時のような非製膜時に 上記の工程を行うことに
より、繰り返し基板ホルダー２０等を用いても基板ホル
ダー２０および環状電極２１に堆積した膜はダストとな
ることがなくなるため薄膜の製造歩留りを非常に高くす
ることができも な耘 本実施例では製膜終了時のような非製膜時番ヘ
真空チャンバ１内で基板ホルダー２０および環状電極
２１に負の電圧を印加したバ この真空チャンバ１内で
行うこ七に限定するものではな賎 例え（Ｌ 基板搬送
装置２４を用いてゲート弁１５から基板を取り出し 真
空チャンバｌ以外の不要な膜を取り除くための専用の真
空チャンバにおいてアルゴン系の不活性ガスを主成分と
するスパッタガスを所定の圧力になるように導入し 基
板ホルダー２０等をスパッタして製膜を行ってもよ（℃ な耘 本実施例では基板ホルダーの周囲に設けた電極を
環状にしている力（これに限るものではなく、いくつか
の電極を断続的に基板ホルダーの周囲に設けても良（ｔ また 本実施例では基板ホルダー２０は基板４を側面か
ら支持しているだけである力（メタルマスクのように基
板４上に搭載する形状のものでもよし℃ 発明の効果 本発明のスパッタリング装置（瓜 電極を接地又は正の
電圧を印加することにより、被処理基板上では電流密度
が高くならないため薄膜の膜質劣化を防ぐことができも また 電極に負の電圧を印加することにより、基板ホル
ダーや電極等に堆積した膜を取り除き、製膜中に生じる
薄膜の欠陥を低減することができも よって本発明は均一で良好な膜質の薄膜を歩留りよく作
製でき、製品の性能向上および低コスト化に多大な効果
を発揮するものであａ
第１図は本発明の一実施例におけるスパッタリング装置
の概略文 第２図は同装置の基板トレー等を示す概略斜
視は 第３図は同実施例における電子が環状電極に流れ
込む様子を表わす概略要部斜視図 第４図は従来のスパ
ッタリング装置の概略医 第５図は同従来例における電
子が基板ホルダーに流れ込む様子を表わす概略要部斜視
図であム １０８．真空チャンベ ２１０．真空排気双３゜ガス導
入慕 ４０１．基板、 ５゜ レー ６０６．基板ホルダー ７゜ ホルダー ８１８．絶縁物８、９゜ ｌＯｌ、 スパッタリングターゲット、バッキング
プレート、 １２．、、冷却凰、電源慕 １４．、、
シールドリンク−１ゲート弁、 １６．、、突起ｉ！
１？。 １８、、、基板トレー １９．、、絶縁悦基板ホルダー
２１．、、環状電極 、突起眼 ２３０．電圧印加装置 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１塩基板ト カソード 、永久磁石 １１、、。 １３゜ ５０．。 電子、 ２０゜ ２２゜ 第 １ 口 ｔ１４ｎ水茅 ／３Ｎ濾爪 ／ 第 ２ 図 ２３電ｉｔｕ＊ａｓｔ 第 図 第 図 ＋２
の概略文 第２図は同装置の基板トレー等を示す概略斜
視は 第３図は同実施例における電子が環状電極に流れ
込む様子を表わす概略要部斜視図 第４図は従来のスパ
ッタリング装置の概略医 第５図は同従来例における電
子が基板ホルダーに流れ込む様子を表わす概略要部斜視
図であム １０８．真空チャンベ ２１０．真空排気双３゜ガス導
入慕 ４０１．基板、 ５゜ レー ６０６．基板ホルダー ７゜ ホルダー ８１８．絶縁物８、９゜ ｌＯｌ、 スパッタリングターゲット、バッキング
プレート、 １２．、、冷却凰、電源慕 １４．、、
シールドリンク−１ゲート弁、 １６．、、突起ｉ！
１？。 １８、、、基板トレー １９．、、絶縁悦基板ホルダー
２１．、、環状電極 、突起眼 ２３０．電圧印加装置 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１塩基板ト カソード 、永久磁石 １１、、。 １３゜ ５０．。 電子、 ２０゜ ２２゜ 第 １ 口 ｔ１４ｎ水茅 ／３Ｎ濾爪 ／ 第 ２ 図 ２３電ｉｔｕ＊ａｓｔ 第 図 第 図 ＋２
Claims (5)
- （１）真空チャンバと、前記真空チャンバに設けた真空
排気系、ガス導入系、カソード部、前記カソード部に電
圧を供給する電源系、基板トレー及び前記基板トレー上
に配された基板を保持する基板ホルダーを備え、前記カ
ソード部はスパッタリングターゲットと、前記スパッタ
リングターゲットに取り付けたバッキングプレートと、
前記スパッタリングターゲットの近傍に配した磁界発生
手段からなり、前記基板ホルダーの周囲に前記基板トレ
ー及び前記基板ホルダーとは絶縁状態にした電極を設け
たことを特徴とするスパッタリング装置。 - （２）電極を環状とした請求項１記載のスパッタリング
装置。 - （３）電極を接地する、若しくは前記電極に正の電圧を
印加することを特徴とする請求項１又は２記載のスパッ
タリング装置。 - （４）電極および基板ホルダーに負の電圧を印加するこ
とを特徴とする請求項１又は２記載のスパッタリング装
置。 - （５）真空チャンバに設けたゲート弁と、前記真空チャ
ンバの内部に配した基板搬送手段を備え、前記基板搬送
手段の上に基板トレー、基板ホルダー及び電極を設ける
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のスパ
ッタリング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2155976A JPH0448073A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2155976A JPH0448073A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | スパッタリング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0448073A true JPH0448073A (ja) | 1992-02-18 |
Family
ID=15617645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2155976A Pending JPH0448073A (ja) | 1990-06-14 | 1990-06-14 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0448073A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6521105B2 (en) * | 2000-07-25 | 2003-02-18 | Ulvac, Inc. | Sputtering apparatus |
| WO2004075233A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | プラズマディスプレイパネルの製造方法および基板保持具 |
| JP2015214751A (ja) * | 2007-03-22 | 2015-12-03 | サンパワー コーポレイション | 通過堆積システム |
-
1990
- 1990-06-14 JP JP2155976A patent/JPH0448073A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6521105B2 (en) * | 2000-07-25 | 2003-02-18 | Ulvac, Inc. | Sputtering apparatus |
| WO2004075233A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | プラズマディスプレイパネルの製造方法および基板保持具 |
| US7195532B2 (en) | 2003-02-18 | 2007-03-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Process for manufacturing plasma display panel and substrate holder |
| US7780491B2 (en) | 2003-02-18 | 2010-08-24 | Panasonic Corporation | Process for manufacturing plasma display panel and substrate holder |
| US7798880B2 (en) | 2003-02-18 | 2010-09-21 | Panasonic Corporation | Process for manufacturing plasma display panel and substrate holder |
| JP2015214751A (ja) * | 2007-03-22 | 2015-12-03 | サンパワー コーポレイション | 通過堆積システム |
| JP2017125258A (ja) * | 2007-03-22 | 2017-07-20 | サンパワー コーポレイション | 通過堆積システム |
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