JPH05255845A - スパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板を保持する治具の速度変化データの制御
手段への入力及び変更を容易にかつ迅速にする。 【構成】 真空槽１内で基板１１が保持された治具２
を、駆動手段４により、ターゲット３に対して相対移動
させる。この駆動手段を、治具の移動速度が移動方向で
変化するように制御手段５により制御する。そして、治
具の移動速度と、基板の各相対位置との関係を速度変化
曲線によって表示するＣＲＴ１８を制御手段に接続し、
このＣＲＴに速度変化曲線を作画入力するマウス１９を
接続する。制御手段は速度変化曲線を図形データとして
読み込む。また、制御手段は複数の速度変化曲線を記
憶、更新するメモリを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スパッタリングの対象
である基板を保持する治具がターゲットに対して相対移
動するとともに、その移動速度が上記ターゲット前を通
過する上記基板の各相対位置によって変化するスパッタ
リング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のスパッタリング装置
としては、カルーセル型などにおける治具の回転速度
を、その治具に保持された基板の回転位置に応じて変化
させるように制御手段により制御して、上記基板に成膜
される膜の厚みを可及的に均一にしようとするものが知
られている（例えば、特開平２−２７７７７０号公報参
照）。この制御は、例えば平坦な基板の場合、その基板
の各部位のターゲットに対する相対位置に応じて回転速
度の変化をサインカーブ状の振幅として与え、このサイ
ンカーブ状の振幅に関する速度変化データを制御手段に
予め入力して、上記振幅に相当する変化を上記治具の回
転速度に与えることにより行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記速度変
化データの制御手段への具体的な入力方法としては、例
えば、そのサインカーブ状の振幅に基づいて上記基板上
の回転移動方向に連なる複数のポイント（例えば５００
ポイント）ごとの速度変化量を計算し、これを数値デー
タとして入力することが考えられる。

【０００４】ところが、スパッタリング対象である基板
の形状が異なれば、上記サインカーブ状の振幅も変える
必要があるため、そのたびに上記速度変化データを計算
して上記制御手段に入力し直す必要があり、その作業に
手間を要するという問題がある。しかも、現実のスパッ
タリングにおいて上記速度変化データの変更の必要が生
じた場合であっても、上記入力作業と同様の手間を要し
容易に変更することはできないため、微妙な速度変更に
よる膜厚のより均一化を十分に図ることができない。

【０００５】さらに、上記サインカーブ状の振幅は平坦
な基板に対するものであり、基板の一部に曲面部分があ
る場合、上記速度変化データはかなり複雑なものにな
る。その上に、上記曲面部分で微妙な速度調節を行なう
場合、その基板上の多数のポイントで速度変化量の計算
を行なう必要があり、入力データ数もかなり大量にな
り、その入力は極めて手間のかかるものになる。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、基板を保持す
る治具の速度変化データの制御手段への入力及びその変
更の容易化を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、真空槽と、この真空槽内に
おいて基板を保持する治具と、この治具の基板取付面に
相対向するように配設されたターゲットと、このターゲ
ットに対して上記治具を相対移動させる駆動手段とを備
えている。この駆動手段の駆動を、上記治具の移動速度
が上記ターゲットに対する上記基板の各部位の相対位置
によって変化するように制御手段により制御するものを
前提とする。そして、上記治具の移動速度と、上記基板
の各部位の相対位置との関係を速度変化曲線によって表
示するディスプレイ手段と、このディスプレイ手段に上
記速度変化曲線を作画する図形入力手段とを備える。ま
た、上記制御手段において、この速度変化曲線を記憶保
持するとともに、この速度変化曲線に基づいて上記駆動
手段の駆動を制御するように構成するものである。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、上記請求項
１記載の発明において、上記制御手段が、複数の速度変
化曲線を記憶、更新するメモリを備えた構成とするもの
である。

【０００９】

【作用】上記の構成により、請求項１記載の発明では、
ディスプレイ手段による表示を見ながら図形入力手段に
よって基板の速度変化曲線を作画もしくは変更し、この
速度変化曲線自体を図形データとして制御手段に読み取
らせることにより、速度変化データの入力及び変更が行
われる。

【００１０】また、請求項２記載の発明では、上記請求
項１記載の発明による作用に加えて、基板形状が異なる
各品種ごとの速度変化曲線を制御手段のメモリに記憶さ
せておくことにより、他品種基板への変更が即座に可能
になる。

【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及び図２は、本発明の実施例に係るス
パッタリング装置をカルーセル型のものに適用した例を
示し、１は真空槽、２はスパッタリング対象である基板
１１を保持する治具、３，３はこの治具２を間に挟んで
相対向して上記真空槽１の内周面に配設された一対のタ
ーゲット、４は上記治具２を上記真空槽１の内で垂直軸
回りに回転させるサーボ駆動手段、５はこのサーボ駆動
手段の駆動を制御する制御手段である。

【００１３】上記真空槽１は、固定壁１ａと、この固定
壁１ａにヒンジ１ｂで連結された可動壁１ｃとからな
り、この可動壁１ｃの開閉によって上記真空槽１内の上
記治具２の出し入れを行なうようになっている。そし
て、これら固定壁１ａ及び可動壁１ｃにはスパッタガス
の導入ポート６、そのスパッタガスの排気ポート７及び
真空引き用の排気ポート８が設けられている。また、上
記真空槽１の内周面にはハロゲンランプヒータ９，９，
…が設けられ、上記真空槽１の底部中央にはターンテー
ブル１０が垂直軸Ｖの回りに回転可能に設けられてい
る。このターンテーブル１０は上記サーボ駆動手段４に
より回転駆動されるようになっている。

【００１４】上記治具２は、横断面形状が多角形状（図
例では８角形状）に形成されており、その外周囲に基板
１１を保持するための複数（図例では８）の基板取付面
２ａ，２ａ，…が形成されている。この治具２は上記タ
ーンテーブル１０の上に上記垂直軸Ｖと同軸に立設され
て、このターンテーブル１０の回転駆動に伴いその軸Ｖ
の回りに回転移動するようになっている。

【００１５】上記各ターゲット３は上記真空槽１の内周
壁に固定された支持部材１２に、ホルダー１３を介して
保持されるようになっており、この各ターゲット３の背
後に複数のマグネット１４，１４，…が所定の間隔をお
いて配設されている。また、上記各ターゲット３と治具
２との間にはシャッター１５が配置され、この各シャッ
ター１５は上記真空槽１の天井板に取付けたモータ１６
によって回転可能に支持されている。

【００１６】上記サーボ駆動手段４は、ロータ４ａと、
ステータ４ｂとを備えており、このロータ４ａの位置を
検出するエンコーダ１７の出力に基づいて制御手段５に
よってその駆動が制御されるようになっている。この制
御手段５にはディスプレイ手段であるＣＲＴ１８が接続
され、このＣＲＴ１８には図形入力手段であるマウス１
９が接続されている。そして、上記制御手段５は、この
マウス１９によってＣＲＴ１８に表示された速度変化曲
線に基づいて、上記ターンテーブル１０の回転速度、す
なわち、基板１１の回転速度をその回転位置により変化
させるように、上記サーボ駆動手段４の駆動を制御する
ようになっている。

【００１７】すなわち、上記ＣＲＴ１７には、図３に示
すように、上記基板１１の回転方向始端Ｓから終端Ｅま
での範囲の回転位置を横座標軸とし、上記基板１１の回
転速度を縦座標軸とするグラフが設定されており、この
グラフに操作者が上記回転位置に対する所定の速度変化
曲線Ａを上記マウス１８によって作画する。この速度変
化曲線Ａが作画された速度変化マップＭを図形データと
して上記制御手段５に予め読み込ませる。そして、上記
サーボ駆動手段４の駆動制御においては、上記エンコー
ダ１７からの上記基板１１の回転位置情報に基づき、そ
の基板１１の回転位置に応じた回転速度を上記速度変化
マップＭから求め、上記基板１１がこの回転速度になる
ように上記サーボ駆動手段４を駆動させる。なお、上記
速度変化マップＭは、上記治具２の垂直軸Ｖの回りの回
転に伴い、一つの基板１１の回転方向始端Ｓが上記ター
ゲット４の中央正面に位置する時点から、その基板１１
の回転方向終端Ｅが上記中央正面に位置する時点までの
範囲での上記基板１１の回転速度変化を表わしており、
図３の速度変化曲線Ａは平坦な基板についての一例であ
り、その速度変化曲線は基板形状によって変化するもの
である。また、複数の基板１１，１１，…が治具２の基
板取付面２ａ，２ａ，…に連続して取付けられている場
合、一つの基板１１の終端Ｅの速度が隣接する次の基板
１１の始端Ｓの速度になって連続する。

【００１８】次に、上記構成のスパッタリング装置によ
る基板１１への成膜手順について説明する。

【００１９】まず、準備段階として、真空槽１への所定
枚数の基板１１，１１，…のセットと、その基板形状に
対応する速度変化曲線の制御手段５への入力との作業を
行なう。上記各基板１１のセットは、可動壁１ｃを開い
て取り出した治具２の各基板取付面２ａに基板１１を取
付け、この基板１１，１１，…を取付けた治具２を再び
真空槽１内のターンテーブル１０上に立設させることに
より行なう。

【００２０】また、上記速度変化曲線Ａの入力作業は、
ＣＲＴ１８に表示された座標軸を見ながら基板形状に基
づいて予め理論計算や実験により定められた速度変化曲
線をマウス１９によって作画する。そして、作画し終え
た速度変化マップＭを制御手段５に読み込ませてそのメ
モリに記憶させることにより行なう。

【００２１】次に、図示しない大型真空ポンプを駆動さ
せて排気ポート８から排気させることにより真空槽１の
内の圧力を下げる。そして、導入ポート６からスパッタ
ガスを真空槽１内に導入しながら排気ポート７から図示
しない小型真空ポンプにより排気して上記真空槽１内が
所定の真空圧になるように保つとともに、ハロゲンヒー
タ９，９…により真空槽１内を所定温度に保った状態
で、スパッタリングを行なう。

【００２２】このスパッタリングは、治具２、すなわち
各基板１１を回転移動させながらターゲット３にイオン
を照射させ、そのスパッタ粒子を上記各基板１１に付着
させることにより行われる。そして、上記治具２の回転
に伴い、上記ターゲット４の正面中央を各基板１１の始
端Ｓから終端Ｅまでの範囲が通過するまでの間に、その
回転速度が上記速度変化マップＭに基づいて変化され
る。この速度変化マップＭの速度変化曲線が平坦な基板
形状についての一例である図３の速度変化曲線Ａである
場合、従来の定速回転ではスパッタリングによる成膜の
膜厚が上記始端Ｓ及び終端Ｅの近傍で比較的小さく、上
記始端Ｓ〜終端Ｅの中央部近傍で比較的大きくなってい
たのに対して、上記速度変化曲線Ａに基づく速度制御で
は上記始端Ｓ及び終端Ｅで回転が上記中央部より遅くさ
れてその分だけ付着量が増加するとともに、上記中央部
近傍で回転が上記端Ｓ，Ｅよりも速くされてその分だけ
上記付着量が低減する結果、端Ｓ，Ｅと中央部との間で
の膜厚差が小さくなり、膜厚の均一化を図ることができ
る。

【００２３】また、上記スパッタリングの結果、上記速
度変化曲線Ａの一部を変更した方がよいと判断された場
合には、その速度変化曲線ＡをＣＲＴ１８に表示させ、
このＣＲＴ１８を見ながら上記マウス１９によって所望
の部分を所望の曲線もしくは直線に変更し、上記制御手
段５のメモリに記憶、更新させればよい。このように、
マウス１９によって速度変化曲線Ａ自体の変更が容易に
行なえるため、膜厚のより均一化に向けての試行錯誤を
容易にかつ迅速に行うことができ、膜厚のより一層の均
一化を達成することができる。

【００２４】さらに、例えば曲面を有する基板など基板
形状が異なる他の種類の基板への変更に際しては、上記
の一部変更の場合と同様に、その基板形状に基づく所定
の速度変化曲線の作成及び入力作業を容易に行うことが
できるため、他品種基板への変更を容易にかつ迅速に行
うことができる。そして、各品種ごとの複数の速度変化
マップを上記制御手段５のメモリに予め記憶させておく
ことにより、該当する品種の速度変化マップを即座に取
り出すことができ、他品種基板への変更を即座に行うこ
とができる。

【００２５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の変形例を包含するものであ
る。すなわち、上記実施例では、ディスプレイ手段とし
てＣＲＴ１８を用いているが、これに限らず、他の画像
出力装置を用いてもよい。また、上記実施例では、図形
入力手段としてマウス１９を用いているが、これに限ら
ず、例えばライトペンやキーボードなどを用いてもよ
い。

【００２６】また、上記実施例では、治具が回転により
移動するカルーセル型に適用しているが、これに限ら
ず、例えば治具がターゲットに対して平行移動するよう
な、いわゆるインライン式のものに適用してもよい。

【００２７】さらに、上記実施例では、制御手段５内の
メモリのみを使用しているが、基板の品種数が上記メモ
リの容量を超える場合、その超えた分について、例えば
フロッピーディスクなどの外部記憶手段を用いて記憶さ
せるようにしてもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明におけるスパッタリング装置によれば、図形入力手段
によって基板の速度変化曲線自体を図形データとして制
御手段に入力することができ、速度変化データの入力及
び変更を容易にかつ迅速に行うことができる。このた
め、膜厚のより一層の均一化を容易にかつ迅速に達成す
ることができる。

【００２９】しかも、例えば曲面を有する基板など基板
形状が異なる他の種類の基板への変更に際しても、上記
図形入力手段によって速度変化曲線の作成及び入力作業
を容易に行うことができるため、他品種基板への変更を
容易にかつ迅速に行うことができる。

【００３０】また、請求項２記載の発明によれば、上記
請求項１記載の発明による効果に加えて、基板形状が異
なる各品種ごとの複数の速度変化曲線を制御手段のメモ
リに記憶させておくことができるため、他品種基板への
変更を即座に行うことができる。従って、多品種基板へ
のスパッタリング装置として好適なものを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】上記実施例の一部を切り欠いた拡大平面図であ
る。

【図３】速度変化曲線の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 真空槽 ２ 治具 ３ ターゲット ４ サーボ駆動手段 ５ 制御手段 １１ 基板 １８ ＣＲＴ（ディスプレイ手段） １９ マウス（図形入力手段） Ａ 速度変化曲線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空槽と、この真空槽内において基板を
   保持する治具と、この治具の基板取付面に相対向するよ
   うに配設されたターゲットと、このターゲットに対して
   上記治具を相対移動させる駆動手段と、この駆動手段の
   駆動を、上記治具の移動速度が上記ターゲットに対する
   上記基板の各部位の相対位置によって変化するように制
   御する制御手段とを有し、上記基板が保持された治具を
   移動させながら上記基板に対してスパッタリングを行な
   うようにしたスパッタリング装置において、 上記治具の移動速度と、上記基板の各部位の相対位置と
   の関係を速度変化曲線によって表示するディスプレイ手
   段と、 このディスプレイ手段に上記速度変化曲線を作画する図
   形入力手段とを備えており、 上記制御手段は、上記速度変化曲線を記憶保持するとと
   もに、この速度変化曲線に基づいて上記駆動手段の駆動
   を制御するように構成されていることを特徴とするスパ
   ッタリング装置。
2. 【請求項２】 制御手段は、複数の速度変化曲線を記
   憶、更新するメモリを備えている請求項１記載のスパッ
   タリング装置。