JPH051377A - スパツタリング装置のタ−ゲツト真空封止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】真空槽１の大気開放時、タ―ゲット１０を機密
状態に保持し得る手段を講ずることにより、基板５の品
質及び生産性の向上を図ることにある。 【構成】ガス粒子を加速してタ―ゲット物質のスパッタ
リングによる被膜を基板５の表面に形成するようにした
スパッタリング装置Ａにおいて、真空槽１にタ―ゲット
支持部材５０の通過を許容する開口３を介して保守槽２
を連設し、真空槽１と保守槽２との間を出入手段５１に
より出入可能なタ―ゲット１０を保守槽１内において保
守した際、上記開口３を下方ゲ―ト弁３４で閉塞して保
守槽２内を真空状態に保つようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリングにより
タ―ゲット物質からなる被膜を基板に形成するようにし
たスパッタリング装置に係り、特にタ―ゲットの保守を
行うためのタ―ゲット真空封止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、真空槽内に、被膜形成用タ―
ゲットを配置するとともに、ワ―クとなる基板を上記タ
―ゲットに対向するよう配置し、ガス粒子を加速して上
記タ―ゲット物質のスパッタリングによる被膜を上記基
板の表面に形成するようにしたスパッタリング装置にお
いて、真空槽の清掃等の作業を行う際には、真空槽を大
気に開放してその真空状態を一旦破り、清掃作業の完了
後再び真空槽内を真空状態に戻して、スパッタリングを
継続するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば液晶
画面などに用いられる透明導電膜をスパッタリングによ
り形成するタ―ゲットとしては、酸化スズ（ＳｎＯ₂ ）
５〜１０重量％を酸化インジウム（Ｉｎ₂ Ｏ₃ ）に含有
した酸化物からなるＩｎ₂ Ｏ₃ 焼結体が広く用いられて
いる。その場合、タ―ゲットは酸化物からなるために密
度の限界が６０〜９０％の範囲に止どめられ、タ―ゲッ
ト内部には多数の空隙を有していることになる。このた
め、真空槽の清掃等の作業を行う真空槽の大気開放時、
真空槽内に侵入する大気中の水分や不純ガスなどがタ―
ゲット内部の空隙に入り込んで吸着するため、特にガス
の排気が確実に行われるよう，長時間に亘る予備排気を
行う必要がある。この場合、予備排気が不十分であれば
基板の成膜条件が不安定なものとなって膜質への欠陥の
生じる確率が高くなる一方、長時間に亘る予備排気によ
り生産性が著しく悪化することになる。

【０００４】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、真空槽の大気開放時、タ
―ゲットを機密状態に保持し得る手段を講ずることによ
り、基板の品質及び生産性の向上を図ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の解決手段は、真空槽とは隔離される保守槽を設
け、保守槽にタ―ゲットを収納する構成をとることにあ
る。

【０００６】具体的には、真空槽内に、被膜形成用タ―
ゲットを配置するとともに基板を上記タ―ゲットに対向
するよう配置し、ガス粒子を加速して上記タ―ゲット物
質のスパッタリングによる被膜を上記基板の表面に形成
するようにしたスパッタリング装置を前提とする。そし
て、上記タ―ゲットを支持するタ―ゲット支持部材と、
上記真空槽に上記タ―ゲット支持部材の通過を許容する
開口を介して連設され、タ―ゲットの保守を行うための
保守槽と、上記タ―ゲット支持部材を真空槽と保守槽と
の間で出し入れする出入手段と、上記保守槽内における
タ―ゲットの保守時、上記開口を閉塞して保守槽内を機
密状態に保つ閉塞弁とを備える構成としたものである。

【０００７】

【作用】上記の構成により、本発明では、スパッタリン
グ作業を行っている間、真空槽の清掃などの作業を行う
必要が生じたときには、出入手段により、タ―ゲット支
持部材全体を保守槽側に移動させて閉塞弁により開口を
閉じることにより、保守槽が真空槽と隔離される。そし
て、この状態で真空槽の真空を破ることで、真空槽内が
外気に通じた状態になり、その清掃等の作業が可能とな
る。

【０００８】その場合、閉塞弁により真空槽と保守槽が
機密状態に隔離され、保守槽の真空状態を維持したまま
で、真空槽の清掃作業を行うことが可能となる。したが
って、常に保守槽の雰囲気を良好に保持することができ
るので、タ―ゲットへの水分や不純ガス等の吸着に起因
する基板の成膜条件の悪化を招くことがなく、基板の成
膜条件が安定し、品質が向上することになる。

【０００９】また、上記の如く閉塞弁により真空槽と保
守槽が機密状態に隔離されて保守槽の真空状態を維持し
たままで真空槽の清掃作業を行うことが可能となること
から、大気中の不純ガスがタ―ゲット内部の空隙に入り
込んで吸着することが確実に防止され、長時間に亘って
予備排気を行う必要はない。

【００１０】

【発明の効果】以上の如く、本発明におけるスパッタリ
ング装置のタ―ゲット真空封止装置によれば、真空槽内
に、ガス粒子を加速してタ―ゲット物質のスパッタリン
グによる被膜を基板の表面に形成するようにしたスパッ
タリング装置において、真空槽にタ―ゲット支持部材の
通過を許容する開口を介して保守槽を連設し、保守槽内
におけるタ―ゲットの保守時に開口を閉塞弁で閉塞して
保守槽内を真空状態に保つので、保守槽の真空状態を維
持したまま真空槽の清掃等の作業を行うことにより、基
板の成膜条件を安定させることができ、よって品質の向
上を図ることができる。しかも、タ―ゲットへの不純ガ
スの吸着を確実に防止して長時間に亘る予備排気を不要
とし、よって生産性の大幅な向上を図ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】図１および図２は本発明の一実施例に係る
インライン式スパッタリング装置Ａの構成を示し、該ス
パッタリング装置Ａ内には、真空ポンプＶｐにより真空
状態に維持される真空槽１と、該真空槽１のケ―シング
１ａ下側に開口３を介して連設される保守槽２とが設け
られている。

【００１３】上記真空槽１内において、磁気ディスク用
基板５，…を取付けた基板ホルダ４，…が、前処理槽
８，スパッタ槽７，後処理槽９，…と連続的に流れ、該
基板５，…の両面に連続的に磁性膜を形成するようにな
されている。上記各基板ホルダ４は、所定の数の基板
５，…を取付けたブロックに分割されており、送り機構
（図示せず）により図中左方から右方に連続的に送り込
まれるようになされている。尚、図中６は真空槽１内の
各室の境界に設けられた側方ゲ―ト弁である。また、上
記真空槽１には、図示しないアルゴンガス導入装置が設
けられていて、真空槽１内を所定のスパッタリング雰囲
気に維持するようになされている。

【００１４】一方、上記基板ホルダ４，…の下方には、
酸化スズ（ＳｎＯ₂）５〜１０重量％を酸化インジウム
（Ｉｎ₂ Ｏ₃ ）に含有したＩｎ₂ Ｏ₃ 焼結体からなる酸
化物の被膜形成用タ―ゲット１０が各基板５，…に対向
するよう配置されている。そして、５０は該タ―ゲット
１０を支持するタ―ゲット支持部材であって、該タ―ゲ
ット支持部材５０は、タ―ゲット１０を載置する銅製の
バッキングプレ―ト１２と、該バッキングプレ―ト１２
を外周縁で支持するボックス１３と、該ボックス１３及
び上記バッキングプレ―ト１２により形成される直方体
状空間内に配置され、イオン化されたアルゴン粒子を加
速するための電極であるマグネット１４と、該マグネッ
ト１４を支持するヨ―ク１５と、上記ボックス１３を支
持し、下方の保守槽２まで延びる１対の支持管１６ａ，
１６ｂと、該各支持管１６ａ，１６ｂの内方にそれぞれ
絶縁体１７ａ，１７ｂを介して設けられた１対の配管部
材１８ａ，１８ｂと、上記１対の支持管１６ａ，１６ｂ
の下端部を接続する接続板１９と、該接続板１９の下面
中央に取付けられ、後述のシャフト２４を挿通自在に支
持するナット部材２０と、上記タ―ゲット１０を囲むよ
うに設けられ、上記マグネット１４によって加速したア
ルゴン粒子の当接によりタ―ゲット１０から叩き出され
るタ―ゲット物質の周囲への飛散を防止する防着板２１
とで構成されている。ここで、上記接続板１９及び各支
持管１６ａ，１６ｂはア―ス側とされており、さらに上
記防着板２１の下方は各支持管１６ａ，１６ｂに取付け
られていて、防着板２１はア―ス側となっている。ま
た、上記配管部材１８ａ，１８ｂのうち一方１８ｂは、
冷却水Ｗの供給側に、他方１８ａは冷却水の排出側に接
続されており、上記マグネット１４周囲の空間に冷却水
Ｗを循環させるようになされている。

【００１５】そして、上記保守槽２のケ―シング２ａの
下面には断面略コの字状のフレ―ム２２がル―プ状に取
付けられている。また、該フレ―ム２２の下壁中央と保
守槽２のケ―シング２ａの下面中央との間にはシャフト
２４が挿通可能に立設されていて、該シャフト２４は上
記タ―ゲット支持部材５０のナット部材２０に対して挿
通自在に支持されるようになされている。さらに、フレ
―ム２２の下面側には、上記シャフト２４を上下移動可
能に昇降させるための昇降シリンダ２３が取付けられて
いて、該昇降シリンダ２３によるシャフト２４の昇降を
制御することにより、ナット部材２０を介して、タ―ゲ
ット支持部材５０全体を上下方向に往復移動させるよう
になされている。そして、上記フレ―ム２２，昇降シリ
ンダ２３及びシャフト２４により、タ―ゲット支持部材
５０を真空槽１と保守槽２との間で出入させる出入手段
５１が構成されている。

【００１６】また、上記保守槽２において、そのケ―シ
ング２ａの壁面には、上記タ―ゲット支持部材５０の各
支持管１６ａ，１６ｂの摺動可能に保守槽２をシ―ルす
るシ―ル部品２６ａ，２６ｂと、該シ―ル部品２６ａ，
２６ｂを保持する保持枠２７ａ，２７ｂ及び保持板２８
ａ，２８ｂとが設けられている。

【００１７】そして、上記真空槽１と保守槽２との境界
に位置する開口３には、略直方体状のシリンダ３１と、
該シリンダ３１内に配置され、空圧により水平方向に往
復移動する弁板３２と、該弁板３２による開口３の閉塞
時に弁板３２を開口３側に押し付けるリンク３３とを備
えた下方ゲ―ト弁３４が設けられている。該下方ゲ―ト
弁３（弁板３２）は、上記タ―ゲット支持部材５０が上
方に位置するとき、つまり真空槽１内に上部を臨ませて
いるときにはフレ―ム３１の奥方に収納されてタ―ゲッ
ト部材５０の通過を許容する一方、真空槽１の清掃等の
メンテナンスを行うべく、タ―ゲット支持部材５０が下
方に移動したとき（図中一点鎖線で示す位置）には、図
中左方に突出してシリンダ３１の先端部まで延び、ロ―
ラ（図示せず）と弁板３２の先端下面の斜面部との当接
により上方に付勢されて、シリンダ３１上壁の下面との
密着により、真空槽１と保守槽２との間を気体の流通不
能にシ―ルして保守槽２を機密状態に閉塞する閉塞弁と
しての機能を有している。

【００１８】また、上記真空槽１のケ―シング１ａに
は、図示しない真空槽用真空ポンプの配管が取付けられ
ているとともに大気に対して開閉可能に支持された扉
（図示せず）が設けられていて、真空槽１の清掃等のメ
インテナンスを行うべく、タ―ゲット支持部材５０が下
方に移動して保守槽２を機密状態に閉塞したときには、
上記真空槽用真空ポンプによる真空槽１の真空引きを遮
断させ、上記扉を開放して真空槽１内を大気に連通させ
て真空槽１の清掃等のメインテナンスを行うようにして
いる。また、上記下方ゲ―ト弁３４のシリンダ３１の先
端部の側壁には、保守槽２を真空ポンプＶｐに接続する
ためのコネクタ３５が取付けられていて、該コネクタ３
５に上記真空ポンプＶｐの配管３６が取付けられてい
る。そして、上記下方ゲ―ト弁３４の弁板３２が開いて
いるときには、真空槽用真空ポンプにより真空室１及び
保守槽２の真空引きを行って、両者を真空状態に維持す
ることができるとともに、上記タ―ゲット支持部材５０
全体が下方に移動して、下方ゲ―ト弁３４の弁板３２が
閉じているときには、真空ポンプＶｐにより保守槽２を
単独で真空引きしうるようになされている。

【００１９】この場合、保守槽２のケ―シング２ａは、
その一端で下方ゲ―ト弁３４のフレ―ム３１下面に取付
けられたヒンジ部材４０により回動可能に支持されてい
て、保守槽２のケ―シング２ａの下方（図中、二点鎖線
で示す位置）への回動に伴なう保守槽２の真空状態の破
壊時には、タ―ゲット支持部材５０を大気に露出させて
タ―ゲットの交換などのメインテナンス作業を可能にす
る一方、ケ―シング２ａが上方に回動したときにはケ―
シング２ａの外縁部に設けられたシ―ルリングを介して
保守槽２を外気からシ―ルするようになされている。

【００２０】ここで、上記スパッタリング装置Ａの作動
について説明するが、スパッタリング作業時、各基板ホ
ルダ４，４，…が順次タ―ゲット１０の直上に来るよう
連続的に送られる一方、タ―ゲット１０に、マグネット
１４により加速されるイオン化したガス粒子が高速で衝
突し、タ―ゲット１０を構成する物質が外方に叩き出さ
れ、各基板５，…上に付着して所定の膜が形成される。
そして、このスパッタリング作業が進行し、真空槽１の
清掃時期が来たときには、上記出入手段５１により、タ
―ゲット支持部材５０全体を下方（図中、一点鎖線で示
す位置）に移動させ、下方ゲ―ト弁３４の弁板３１を閉
じる。この状態で真空槽用真空ポンプによる真空槽１の
真空引きを中止する一方、真空ポンプＶｐによる保守槽
２の真空引きを開始して保守槽２を真空状態に保つ。し
かる後、真空槽１の扉を開放して該真空槽１の真空を破
り、真空槽１の清掃作業を行う。そして、このメインテ
ナンス作業が終了すると、真空槽１の扉を閉塞して、真
空槽１を真空槽用真空ポンブで真空引きした後、下方ゲ
―ト弁３４を開き、タ―ゲット支持部材５０全体を上方
に移動させてから、通常のスパッタリング作業に戻るよ
うになされている。

【００２１】したがって、上記実施例では、スパッタリ
ング作業を行っている間、真空槽１の清掃等のメインテ
ナンス作業を行う必要が生じたときには、出入手段５１
により、タ―ゲット支持部材５０全体を下方に移動さ
せ、下方ゲ―ト弁３４により開口３を閉じることによ
り、保守槽２が真空槽１と隔離される。そして、この状
態で真空槽１の扉を開放することで、真空槽１の真空を
破って保守槽２が大気に通じた状態になり、その清掃等
のメインテナンス作業が可能となる。

【００２２】その場合、下方ゲ―ト弁３４により真空槽
１と保守槽３が隔離され、保守槽２の真空状態を維持し
たままで、真空槽１のメインテナンス作業を行うことが
できるので、保守槽２の雰囲気を真空ポンプＶｐによる
真空引き作用と相俟って良好に維持することができる。
すなわち、従来のように、真空槽の清掃作業時に真空槽
内にタ―ゲットを露呈した状態のままで真空槽の真空状
態をいったん破るものでは、真空槽内に浸入した大気中
の水分やガス等がタ―ゲットに付着し、その結果、基板
の成膜条件が悪化することになるが、本発明では、常に
保守槽２内においてタ―ゲット１周辺の真空状態を維持
することができるので、タ―ゲットの如何に拘らず基板
５の成膜条件が安定し、よって、品質の向上を図ること
ができる。

【００２３】また、上記の如く下方ゲ―ト弁３４により
真空槽１と保守槽２が機密状態に隔離されて保守槽２の
真空状態を維持したままで真空槽１の清掃作業を行うこ
とが可能となることから、酸化物を焼結したタ―ゲット
においても、基板５の成膜時に大気中の不純ガスなどの
吸着が確実に防止され、長時間に亘って予備排気を行う
必要がなく、よって生産性の大幅な向上を図ることがで
きる。

【００２４】尚、上記実施例では、スパッタリング装置
としてインライン式のものに本発明を適用したが、本発
明は係る実施例に限定されるものではなく、バッチ式の
もの（カル―セル型）などの各種タイプについても適用
しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】スパッタリング装置の一部を縦断面で示す正面
図である。

【図２】保守槽の一部を破断して示す側面図である。

【符号の説明】

１ 真空槽 ２ 保守槽 ３ 開口 ５ 基板 １０ タ―ゲット ３４ 下方ゲ―ト弁（閉塞弁） ５０ タ―ゲット支持部材 ５１ 出入手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 真空槽内に、被膜形成用タ―ゲットを配
   置するとともに基板を上記タ―ゲットに対向するよう配
   置し、ガス粒子を加速して上記タ―ゲット物質のスパッ
   タリングによる被膜を上記基板の表面に形成するように
   したスパッタリング装置において、上記タ―ゲットを支
   持するタ―ゲット支持部材と、上記真空槽に上記タ―ゲ
   ット支持部材の通過を許容する開口を介して連設され、
   タ―ゲットの保守を行うための保守槽と、上記タ―ゲッ
   ト支持部材を真空槽と保守槽との間で出し入れする出入
   手段と、上記保守槽内におけるタ―ゲットの保守時、上
   記開口を閉塞して保守槽内を機密状態に保つ閉塞弁とを
   備えたことを特徴とするスパッタリング装置のタ―ゲッ
   ト真空封止装置。