JPH08139024A - イオンビームスパッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不要なスパッタ粒子が被処理基板の表面上に
付着して堆積することを阻止しうる構成とされたスパッ
タ装置を提供する。 【構成】 本発明にかかるスパッタ装置は、被処理基板
１を保持したうえで中心軸線Ｏを揺動中心として揺動し
うる基板ホルダー２と、被処理基板１と対向しうる位置
に配設されたターゲット３と、イオンソース５，６とを
具備しているとともに、被処理基板１及び基板ホルダー
２を取り囲んだうえで同一の中心軸線Ｏを回転中心とし
て回転しうる円筒形のシャッタードラム１１を備えてお
り、このシャッタードラム１１は、基板ホルダー２とは
各別に駆動され、かつ、その周壁の被処理基板１と対応
しうる一箇所には被処理基板１の外形と略等しい大きさ
の開口部１２が形成されたものであることを特徴として
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイオンビームスパッタ装
置（以下、スパッタ装置という）にかかり、詳しくは、
このスパッタ装置におけるシャッター構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、半導体製造時の成膜処理プロ
セスにおいては、図６で示すような構成とされたスパッ
タ装置を用いることが行われている。すなわち、このス
パッタ装置は、被処理基板１を保持したうえで紙面と垂
直の方向に沿って設定された中心軸線Ｏを揺動中心とし
て揺動しうる基板ホルダー２と、被処理基板１と対向し
うる位置に配設されたターゲット３と、このターゲット
３を保持する水冷構造のターゲットホルダー４と、ター
ゲット３に向かってイオンビームを照射するスパッタ用
イオンソース５と、被処理基板１に向けてイオンビーム
を照射するアシスト用イオンソース６とを具備したもの
であり、これらの各種機器はベルジャー（真空容器）７
内に配置されている。そして、ここでの被処理基板１
は、処理内容に応じて行われる基板ホルダー２の揺動操
作に伴ってターゲット３と対向したり、アシスト用イオ
ンソース６と対向したりするようになっている。

【０００３】また、基板ホルダー２の一側部には回動可
能に支持された平板形のシャッター８が設けられてお
り、このシャッター８は回動操作されることによって被
処理基板１の表面側を遮蔽するものとなっている。すな
わち、このシャッター８は、ターゲット３のクリーニン
グスパッタやプリスパッタ時に弾き出されたスパッタ粒
子が被処理基板１の表面上に付着して堆積することを防
止する、あるいはまた、被処理基板１の表面上における
堆積膜の膜厚調整を行うなどの目的をもって設けられて
いるのである。さらにまた、スパッタ用及びアシスト用
イオンソース５，６それぞれの一側部にも皿形といわれ
る形状のシャッター９，１０が回動可能に設けられてお
り、これらの各々も回動操作に伴ってイオンソース５，
６それぞれの照射側を遮蔽するものとなっている。な
お、ここでのシャッター８，９，１０が回動操作される
ものに限られることはなく、二分割されたうえで開閉操
作される構造などとされたものも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のス
パッタ装置におけるシャッター８は、所要の成膜処理が
施される被処理基板１の表面を十分に遮蔽しうる大きさ
の外形を有している必要がある。しかしながら、このシ
ャッター８が各種機器の配置状況やベルジャー７の内容
積、あるいはまた、シャッター８自らが必要とする回動
スペースなどによる制限を受けることは避けられないた
め、シャッター８の外形をさほど大きくすることはでき
ないのが実情であった。

【０００５】その結果、従来例のスパッタ装置にあって
は、スパッタ用イオンソース５から照射されたイオンビ
ームがターゲット３の表面に衝突することによって弾き
出されたスパッタ粒子がシャッター８の周囲から回り込
んでくることを防止できず、また、回り込んできたスパ
ッタ粒子が被処理基板１の表面上に付着して堆積するこ
とを阻止できないという不都合が生じることになってい
た。また、従来構成のシャッター８は被処理基板１の表
面側のみを遮蔽しているものであるため、イオンビーム
の照射に伴ってベルジャー７の内面や他の機器などから
弾き出されてきたスパッタ粒子までもが被処理基板１の
表面に付着する結果、堆積膜の汚染が生じることも起こ
っていた。

【０００６】本発明は、このような不都合に鑑みて創案
されたものであって、不要なスパッタ粒子が被処理基板
の表面上に付着して堆積することを阻止しうる構成とさ
れたスパッタ装置の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるスパッタ
装置は、上記目的を達成するため、被処理基板を保持し
たうえで中心軸線を揺動中心として揺動しうる基板ホル
ダーと、被処理基板と対向しうる位置に配設されたター
ゲットと、イオンソースとを具備しているとともに、被
処理基板及び基板ホルダーの周囲を取り囲んだうえで同
一の中心軸線を回転中心として回転しうる円筒形のシャ
ッタードラムを備えており、このシャッタードラムは、
基板ホルダーとは各別に駆動され、かつ、その周壁の被
処理基板と対応しうる一箇所には被処理基板の外形と略
等しい大きさの開口部が形成されたものであることを特
徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、シャッタードラムを回転操
作して被処理基板及びターゲット間に周壁の開口部を位
置させた場合には被処理基板とターゲットとが直接的に
対向することになり、また、シャッタードラムをさらに
回転操作した場合には開口部が移動して被処理基板及び
ターゲット間にシャッタードラムの周壁が位置すること
になる結果、被処理基板とターゲットとはシャッタード
ラムの周壁を介したうえで対向することになって直接的
には対向していないことになる。そして、被処理基板及
びターゲット間にシャッタードラムの周壁が位置してい
る状態下においては、被処理基板の表面がシャッタード
ラムによって完全に遮蔽されていることになり、スパッ
タ粒子が被処理基板の表面上にまで付着することは起こ
り得ないことになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】図１は成膜処理時におけるスパッタ装置の
全体構造を簡略化して示す断面図、図２は成膜処理時以
外、すなわち、非成膜処理時におけるスパッタ装置の全
体構造を簡略化して示す断面図であり、図３はスパッタ
装置の要部構造を簡略化して示す一部破断斜視図であ
る。なお、本実施例にかかるスパッタ装置の全体構造は
従来例と基本的に異ならないので、図１ないし図３にお
いて従来例を示す図６と互いに同一の機器や部品、部分
については同一符号を付している。

【００１１】本実施例にかかるスパッタ装置は、従来例
同様、所要の成膜処理が施される被処理基板１を保持
し、かつ、中心軸線Ｏを揺動中心として揺動しうる基板
ホルダー２と、被処理基板１と対向しうる位置に配設さ
れたターゲット３と、このターゲット３を保持するター
ゲットホルダー４と、斜め方向に傾斜した状態のターゲ
ット３に向けてイオンビームを照射するスパッタ用イオ
ンソース５と、被処理基板１の表面に向かってイオンビ
ームを照射するアシスト用イオンソース６とを具備して
おり、これらの各種機器はベルジャー７内の所定位置ご
とに位置決めしたうえで配置されている。なお、スパッ
タ用及びアシスト用イオンソース５，６それぞれの一側
部には回動可能に支持されたシャッター９，１０が設け
られており、これらのシャッター９，１０は回動操作さ
れることによってイオンソース５，６それぞれの照射側
を閉鎖するものとなっている。

【００１２】また、本実施例にかかるスパッタ装置は、
被処理基板１及び基板ホルダー２の双方を取り囲んだう
えで基板ホルダー２の揺動中心と同一の中心軸線Ｏを回
転中心として回転しうる構成とされた円筒形のシャッタ
ードラム１１を備えており、シャッタードラム１１の周
壁において被処理基板１と対応しうる一箇所には被処理
基板１の外形と略等しい程度の大きさとされた開口部１
２が形成されている。そして、図３で例示しているよう
に、このシャッタードラム１１は内側端面が閉塞される
とともに外側端面が開放されたうえ、ベルジャー７の内
面に近接した外側端部の外面上にはギヤ１３が取り付け
られたものとなっている。さらにまた、この際、シャッ
タードラム１１のギア１３に対してはピニオン１４が噛
み合っており、このピニオン１４の回転駆動軸１５はベ
ルジャー７を貫通したうえでベルジャー７の外面上に取
り付けられた電動機などの駆動手段１６と連結されてい
る。すなわち、本実施例における基板ホルダー２とシャ
ッタードラム１１とは相互に異なる駆動系によって駆動
されるものであり、シャッタードラム１１は基板ホルダ
ー２とは各別の状態で駆動されるようになっている。

【００１３】つぎに、本実施例にかかるスパッタ装置の
動作及び作用について説明する。

【００１４】まず、図１で示すように、成膜処理時にお
ける基板ホルダー２は被処理基板１の表面がターゲット
３と対向する位置まで揺動操作されたうえで位置決め固
定されており、また、シャッタードラム１１は自らの周
壁に形成された開口部１２が被処理基板１とターゲット
３との間に位置するまで回転操作されたうえで位置決め
固定されている。そこで、被処理基板１の表面とターゲ
ット３とは開口部１２を介したうえで直接的に対向して
いることになり、スパッタ用イオンソース５から照射さ
れたイオンビームによってターゲット３の表面から弾き
出されたスパッタ粒子はシャッタードラム１１の開口部
１２を通過したうえで被処理基板１の表面上に付着して
堆積することになる。

【００１５】一方、非成膜処理時、例えば、ターゲット
３のクリーニングスパッタ時におけるシャッタードラム
１１は更に１８０度というように回転操作されることに
よって開口部１２が移動させられており、図２で示すよ
うに、この場合における被処理基板１及びターゲット３
間にはシャッタードラム１１の周壁が位置している。そ
こで、この場合における被処理基板１の表面はシャッタ
ードラム１１によってターゲット３から完全に遮蔽され
ていることになり、ターゲット３から弾き出されてきた
スパッタ粒子はシャッタードラム１１の周壁上に付着す
ることになる。すなわち、この際においては、ターゲッ
ト３から遠く離れた位置にあるシャッタードラム１１の
開口部１２をスパッタ粒子が通過したうえでシャッター
ドラム１１内にまで回り込むことは起こらず、また、ス
パッタ粒子が基板ホルダー２の裏面側から被処理基板１
の表面側にまで回り込んだうえで付着することも起こり
得ないことになる。そして、この際におけるシャッター
ドラム１１の開口部１２は被処理基板１の外形と略等し
い程度の大きさしかないのであるから、イオンビームの
照射に伴ってベルジャー７の内面や他の機器などから弾
き出されたスパッタ粒子が開口部１２を通って回り込ん
でくることも起こり難いこととなる。

【００１６】ところで、スパッタ用及びアシスト用イオ
ンソース５，６の双方を用いての同時処理を行う際のシ
ャッタードラム１１は回転操作されたうえで図４で示す
ような位置に固定されることになり、この際における被
処理基板１の表面に対してはターゲット３から弾き出さ
れたスパッタ粒子が付着すると同時に、アシスト用イオ
ンソース６からのイオンビームが照射されることにな
る。一方、アシスト用イオンソース６のみを用いての処
理を行う際におけるシャッタードラム１１は図５で示す
ような位置として固定されることになり、この際におけ
る被処理基板１の表面に対してはイオンビームが照射さ
れることになる。そして、これらの場合においても、ベ
ルジャー７の内面などから弾き出されたスパッタ粒子が
被処理基板１の外形と略等しい程度の大きさしかないシ
ャッタードラム１１の開口部１２を通って回り込んでく
ることは起こり得ず、純度の高い堆積膜を形成すること
が可能になる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるス
パッタ装置によれば、被処理基板及び基板ホルダーの周
囲を取り囲んだうえで基板ホルダーの揺動中心と共通す
る中心軸線を回転中心として回転しうる円筒形のシャッ
タードラムを設け、かつ、その周壁の被処理基板と対応
しうる一箇所にのみ被処理基板の外形と略等しい大きさ
の開口部を形成しているので、回転操作されたシャッタ
ードラムの周壁によって被処理基板の表面をターゲット
や他の機器から完全に遮断することが可能となるばかり
か、従来例のような平板形シャッターの回動操作に要す
るスペースに比べてシャッタードラムの回転操作に要す
るスペースが少なくて済むことになる。したがって、タ
ーゲットのクリーニングスパッタやプリスパッタなどの
非成膜処理時に弾き出された不要なスパッタ粒子が被処
理基板の表面上に付着して堆積することを確実に阻止で
きることになり、堆積膜の汚染などが生じることを有効
に防止することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】成膜処理時におけるスパッタ装置の全体構造を
簡略化して示す断面図である。

【図２】非成膜処理時におけるスパッタ装置の全体構造
を簡略化して示す断面図である。

【図３】スパッタ装置の要部構造を簡略化して示す一部
破断斜視図である。

【図４】他の成膜処理時におけるスパッタ装置の全体構
造を簡略化して示す断面図である。

【図５】他の成膜処理時におけるスパッタ装置の全体構
造を簡略化して示す断面図である。

【図６】従来例にかかるスパッタ装置の全体構造を簡略
化して示す断面図である。

【符号の説明】

１ 被処理基板 ２ 基板ホルダー ３ ターゲット ５ イオンソース ６ イオンソース １１ シャッタードラム １２ シャッタードラムの開口部 Ｏ 中心軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理基板（１）を保持したうえで中心
   軸線（Ｏ）を揺動中心として揺動しうる基板ホルダー
   （２）と、被処理基板（１）と対向しうる位置に配設さ
   れたターゲット（３）と、イオンソース（５，６）とを
   具備しているとともに、被処理基板（１）及び基板ホル
   ダー（２）を取り囲んだうえで同一の中心軸線（Ｏ）を
   回転中心として回転しうる円筒形のシャッタードラム
   （１１）を備えており、 このシャッタードラム（１１）は、基板ホルダー（２）
   とは各別に駆動され、かつ、その周壁の被処理基板
   （１）と対応しうる一箇所には被処理基板（１）の外形
   と略等しい大きさの開口部（１２）が形成されたもので
   あることを特徴とするイオンビームスパッタ装置。