(57)【要約】      （修正有）【課題】構造が簡単で小型化が可能であり冷却パネルを容易に着脱可能な成膜装置の提供。【解決手段】成膜装置１は、基材Ｗに対向する対向面を有する少なくとも１つのターゲット４と、それぞれがターゲット４を着脱自在に保持する複数のターゲット保持部５と、複数のターゲット保持部５を冷却する冷却部６と、少なくとも１つの冷却パネル７とを備えており、少なくとも１つの冷却パネル７は、ターゲット保持部５に着脱自在に保持されることが可能な形状を有する被保持部と、被保持部がターゲット保持部５に保持された状態で基材Ｗに対向して基材Ｗから放出される輻射熱を受ける受熱面を有する受熱部とを有し、冷却パネル７は、受熱面が被保持部を介してターゲット保持部５に伝熱可能に構成されており複数のターゲット保持部５のそれぞれは、ターゲット４と冷却パネル７とを択一的に保持する成膜装置１。【選択図】図１
2018090886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜チャンバと、
成膜チャンバの内部において基材を支持する基材支持部と、
前記基材に対向する対向面を有する少なくとも１つのターゲットと、
それぞれが前記ターゲットを着脱自在に保持する複数のターゲット保持部と、
前記複数のターゲット保持部を冷却する冷却部と、
少なくとも１つの冷却パネルとを
備えており、
前記少なくとも１つの冷却パネルは、前記ターゲット保持部に着脱自在に保持されることが可能な形状を有する被保持部と、当該被保持部が前記ターゲット保持部に保持された状態で前記基材に対向して当該基材から放出される輻射熱を受ける受熱面を有する受熱部とを有し、当該受熱面が当該被保持部を介して前記ターゲット保持部に伝熱可能に構成され、
前記複数のターゲット保持部のそれぞれは、前記ターゲットと前記冷却パネルとを択一的に保持する、
ことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記受熱面の面積は、前記ターゲット保持部における前記基材に対向する部分の面積よりも大きい、
請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記冷却部は、前記ターゲット保持部を冷却する冷媒を当該ターゲット保持部に連続的に供給する構成を有し、
前記ターゲット保持部の内部には、前記冷媒が通る通路が形成されている、
請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記冷却パネルの前記被保持部は、前記受熱面の法線方向と異なる方向に突出する凸部を有し、
前記ターゲット保持部は、
前記通路が形成された本体部と、
前記凸部に係合して前記被保持部を前記本体部に押し当てた状態で固定する固定部と
を有する、
請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
ターゲットから放出された粒子により基材の表面を成膜することにより成膜物を製造する方法であって、
請求項１〜４に記載された成膜装置を用意する準備工程と、
前記複数のターゲット保持部において前記ターゲットが取り付けられる前記ターゲット保持部と前記冷却パネルが取り付けられる前記ターゲット保持部とを決定する決定工程と、
前記ターゲット保持部に取り付けられた前記ターゲットの前記対向面から放出される成膜材料の粒子によって前記基材の表面を成膜し、それとともに前記冷却パネルが前記ターゲット保持部に取り付けられた場合には、前記ターゲット保持部を介して前記冷却部によって当該冷却パネルを冷却しながら当該冷却パネルによって前記基材から放出される輻射熱を吸収して当該基材の冷却を行う成膜工程とを含む、
ことを特徴とする成膜物の製造方法。
【請求項６】
成膜チャンバと、
成膜チャンバの内部において基材を支持する基材支持部と、
前記基材に対向する対向面を有する少なくとも１つのターゲットと、
それぞれが前記ターゲットを着脱自在に保持する複数のターゲット保持部と、
前記複数のターゲット保持部を冷却する冷却部とを備えた成膜装置の前記ターゲット保持部に前記ターゲットと択一的に保持される冷却パネルであって、
前記ターゲット保持部に着脱自在に保持されることが可能な形状を有する被保持部と、
当該被保持部が前記ターゲット保持部に保持された状態で前記基材に対向して当該基材から放出される輻射熱を受ける受熱面を有する受熱部と
を備えており、
当該受熱面が当該被保持部を介して前記ターゲット保持部に伝熱可能に構成されていることを特徴とする冷却パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却パネルを備えた成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スパッタリングやアーク放電によって基材表面における成膜を行う成膜装置では、成膜プロセスにおいて、アーク放電等によってターゲットが高温になるので、ターゲットが溶融するおそれがある。そこで、ターゲットを冷却手段で冷却しながら成膜を行っている。
【０００３】
一方、ターゲットから飛び出た高エネルギーの成膜材料の粒子が基材の表面に付着する際に当該粒子から熱エネルギーを受けることによって、基材も高温になる。このように基材の温度が高温になれば、成膜材料の種類（例えばカーボンなど）によっては、基材表面に形成された膜の硬度が低下するおそれがある。また、基材の温度上昇によって、当該基材の硬度の低下や歪みが生じるおそれがある。
【０００４】
そこで、従来では、ターゲットを冷却する冷却手段とは別に、成膜プロセス中に基材を冷却する専用の冷却手段を備えた成膜装置が種々提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の成膜装置では、水冷式の冷却パネルを真空チャンバ内に設けて、成膜プロセス中の真空チャンバ内部の基材から放射される輻射熱を当該冷却パネルで吸収するようにしている。
【０００６】
この冷却パネルは、冷却水が通る伝熱管と、当該伝熱管を両側から挟んだ金属製の一対の伝熱板とを有する。伝熱管は、真空チャンバの壁を貫通した連絡管を介して外部のポンプなどに接続されている。この冷却パネルは、真空チャンバの外部から連続的供給される冷却水によって冷やされることにより、基材の冷却を行うことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２９１３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の成膜装置は、ターゲットを冷却する冷却手段とは別に基材を冷却するための専用の冷却手段を備えている。そのため、成膜装置の構造が複雑であり、かつ、異なる２種の冷却手段を備えた成膜装置は大型にならざるを得ないという問題がある。また、基材を冷却するための水冷式の冷却パネルなどの冷却手段は、真空チャンバから容易に着脱することができない。そのため、当該冷却手段のクリーニングなどのメンテナンスが非常に困難である。
【０００９】
本発明はかかる問題を解消するためになされたものであり、構造が簡単で、かつ、小型化が可能であり、冷却パネルを容易に着脱することが可能な成膜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】
【００１０】
本発明者らは、前記課題を解決するための手段として、ターゲットを着脱可能に保持するとともにターゲットを冷却するターゲット保持部を利用し、これに当該ターゲットに代えて基材からの輻射熱を受け入れる受熱面を有する冷却パネルを装着することにより、当該輻射熱を受ける冷却パネルを冷却して基材を間接的に冷却することを想到した。
【００１１】
すなわち、本発明の成膜装置は、成膜チャンバと、成膜チャンバの内部において基材を支持する基材支持部と、前記基材に対向する対向面を有する少なくとも１つのターゲットと、それぞれが前記ターゲットを着脱自在に保持する複数のターゲット保持部と、前記複数のターゲット保持部を冷却する冷却部と、少なくとも１つの冷却パネルとを備えており、前記少なくとも１つの冷却パネルは、前記ターゲット保持部に着脱自在に保持されることが可能な形状を有する被保持部と、当該被保持部が前記ターゲット保持部に保持された状態で前記基材に対向して当該基材から放出される輻射熱を受ける受熱面を有する受熱部とを有し、当該受熱面が当該被保持部を介して前記ターゲット保持部に伝熱可能に構成され、前記複数のターゲット保持部のそれぞれは、前記ターゲットと前記冷却パネルとを択一的に保持することを特徴とする。
【００１２】
本発明は、ターゲット保持部を冷却する冷却部の機能を用いて、ターゲットだけでなく基材の冷却を行うことを可能にして、成膜装置の構造を簡単にし、当該成膜装置の小型化を達成するものである。
【００１３】
すなわち、複数のターゲット保持部のそれぞれは、ターゲットと冷却パネルとを択一的に保持する。ターゲット保持部は冷却部によって冷却されるので、ターゲットがターゲット保持部に保持された状態では、ターゲットはターゲット保持部を介して冷却される。一方、冷却パネルの被保持部がターゲット保持部に保持された状態では、冷却パネルの受熱面は基材に対向して当該基材から放出される輻射熱を受ける。当該冷却パネルが受けた輻射熱は、上記の冷却部によって冷却されたターゲット保持部へ伝達されるので、その結果、ターゲット保持部を冷却する冷却部は、冷却パネルを介して基材の冷却を行うことが可能になる。したがって、ターゲットを冷却する冷却手段とは別に基材を冷却するための専用の冷却手段を設ける必要が無いので、成膜装置の構造は簡単になり、当該成膜装置の小型化が可能になる。また、上記の構成では、冷却パネルは、当該冷却パネルの被保持部がターゲット保持部に着脱自在に保持されるので、冷却パネルを容易に着脱することが可能である。
【００１４】
前記受熱面の面積は、前記ターゲット保持部における前記基材に対向する部分の面積よりも大きいのが好ましい。
【００１５】
かかる構成では、ターゲット保持部における前記基材に対向する部分よりも大きい面積を有する冷却パネルの受熱面によって、基材から放出される輻射熱を効率よく吸収することが可能である。また、大きい面積の受熱面は、成膜プロセス中において、ターゲット保持部への成膜材料の粒子の付着を低減することが可能である。
【００１６】
前記冷却部は、前記ターゲット保持部を冷却する冷媒を当該ターゲット保持部に連続的に供給する構成を有し、前記ターゲット保持部の内部には、前記冷媒が通る通路が形成されているのが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、冷却部からターゲット保持部へ連続的に供給される冷媒がターゲット保持部の内部の通路を通ることによって、成膜プロセス中においてターゲット保持部およびそれに保持される冷却パネルの冷却状態を安定して維持することが可能である。また、上記の構成は、基材からの輻射熱を受ける冷却パネルを冷媒によって冷却されるターゲット保持部を介して冷却する構造であるので、冷却パネルをターゲット保持部に容易に着脱することが可能である。
【００１８】
前記冷却パネルの前記被保持部は、前記受熱面の法線方向と異なる方向に突出する凸部を有し、前記ターゲット保持部は、前記通路が形成された本体部と、前記凸部に係合して前記被保持部を前記本体部に押し当てた状態で固定する固定部とを有するのが好ましい。
【００１９】
かかる構成では、ターゲット保持部の本体部は、当該本体部に形成された通路を通る冷媒によって冷却される。ターゲット保持部の固定部は、冷却パネルの被保持部の凸部に係合し、当該被保持部を上記の冷却された本体部に押し当てて固定することが可能である。これにより、基材からの輻射熱を冷却パネルの受熱面からターゲット保持部へ効率よく伝達することが可能である。
【００２０】
本発明の成膜物の製造方法は、ターゲットから放出された粒子により基材の表面を成膜することにより成膜物を製造する方法であって、上記の成膜装置を用意する準備工程と、  前記複数のターゲット保持部において前記ターゲットが取り付けられる前記ターゲット保持部と前記冷却パネルが取り付けられる前記ターゲット保持部とを決定する決定工程と、  前記ターゲット保持部に取り付けられた前記ターゲットの前記対向面から放出される成膜材料の粒子によって前記基材の表面を成膜し、それとともに前記冷却パネルが前記ターゲット保持部に取り付けられた場合には、前記ターゲット保持部を介して前記冷却部によって当該冷却パネルを冷却しながら当該冷却パネルによって前記基材から放出される輻射熱を吸収して当該基材の冷却を行う成膜工程とを含むことを特徴とする。
【００２１】
上記の製造方法では、ターゲット保持部に取り付けられるターゲットおよび冷却パネルの数を任意に変更することが可能である。したがって、一台の成膜装置を用いて、複数のターゲットと冷却パネルとを所望の割合で混在した状態で冷却パネルによって基材を冷却しながら基材の成膜を行う成膜工程だけでなく、複数のターゲットのみを用いて成膜を行う成膜工程も行うことが可能である。したがって、冷却パネルの数を変更して成膜を行う場合でも、それぞれの成膜のために専用の成膜装置が不要になる。
【００２２】
本発明の冷却パネルは、成膜チャンバと、成膜チャンバの内部において基材を支持する基材支持部と、前記基材に対向する対向面を有する少なくとも１つのターゲットと、それぞれが前記ターゲットを着脱自在に保持する複数のターゲット保持部と、前記複数のターゲット保持部を冷却する冷却部とを備えた成膜装置の前記ターゲット保持部に前記ターゲットと択一的に保持される冷却パネルであって、前記ターゲット保持部に着脱自在に保持されることが可能な形状を有する被保持部と、当該被保持部が前記ターゲット保持部に保持された状態で前記基材に対向して当該基材から放出される輻射熱を受ける受熱面を有する受熱部とを備えており、当該受熱面が当該被保持部を介して前記ターゲット保持部に伝熱可能に構成されていることを特徴とする。
【００２３】
上記の冷却パネルは、上記の被保持部を備えているので、複数のターゲット保持部および当該ターゲット保持部を冷却する冷却部を備えた成膜装置におけるターゲット保持部にターゲットと択一的に保持され得る。冷却パネルの被保持部がターゲット保持部に保持された状態では、冷却パネルの受熱面は基材に対向して当該基材から放出される輻射熱を受けることが可能である。当該冷却パネルが受けた輻射熱は、上記の冷却部によって冷却されたターゲット保持部へ伝達されるので、その結果、ターゲット保持部を冷却する冷却部は、冷却パネルを介して基材の冷却を行うことが可能になる。したがって、成膜装置にとっては、ターゲットを冷却する冷却手段とは別に基材を冷却するための専用の冷却手段を設ける必要が無くなる。その結果、冷却パネルが取り付けられる成膜装置の構造は簡単になり、当該成膜装置の小型化が可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明の成膜装置および冷却パネルによれば、成膜装置の構造が簡単になり、当該成膜装置の小型化を達成することができる。また、冷却パネルを容易に着脱することが可能であるので、冷却パネルの交換やメンテナンスが容易である。
【００２５】
本発明の成膜物の製造方法によれば、一台の成膜装置を用いて、冷却パネルの数を変えて成膜工程を行うことが可能であり、それぞれの成膜工程を行うための専用の成膜装置が不要になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態にかかる成膜装置を備えた成膜装置の全体構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の成膜装置の水平断面図である。
【図３】図１の成膜装置の縦断面図である。
【図４】図１のターゲット保持部に冷却パネルが取り付けられた状態を示す断面説明図である。
【図５】図１のターゲット保持部にターゲットが取り付けられた状態を示す断面説明図である。
【図６】図１の成膜装置の全てのターゲット保持部にターゲットが取り付けられた状態の成膜装置の水平断面図である。
【図７】図１の成膜装置の全てのターゲット保持部にターゲットが取り付けられた状態を示す成膜装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
本実施形態の成膜装置１は、アークイオンプレーティングなどの成膜技術により、基材Ｗをターゲット４から放出される成膜材料の粒子によって成膜する装置である。成膜装置１は、図１〜３に示されるように、ターゲット保持部５がターゲット４および冷却パネル７を択一的に保持することが可能な構成を有している。
【００２９】
具体的には、図１〜３に示される成膜装置１は、基材Ｗを収容する成膜チャンバ２と、基材Ｗを支持する基材支持部３と、少なくとも１つ（本実施形態では２つ）のターゲット４と、少なくとも１つ（本実施形態では２つ）の冷却パネル７と、これらターゲット４および冷却パネル７を択一的に着脱自在に保持することが可能な複数（本実施形態では４つ）のターゲット保持部５と、複数のターゲット保持部５を冷却する冷却部６とを備えている。
【００３０】
成膜チャンバ２は、基材Ｗを収容可能な空間部２ａを囲む中空箱体である。成膜チャンバ２は、複数の側壁２ｂを有している。複数の側壁２ｂのうち対向する一対の側壁２ｂにはそれぞれ、前記ターゲット保持部５が取り付けられている。本実施形態では、各側壁２ｂにそれぞれ２個のターゲット保持部５が上下に並んで取り付けられているが、本発明はこのようなターゲット保持部５の配置に限定されるものではない。ターゲット保持部５の個数は、成膜チャンバ２や成膜される基材Ｗの寸法等を考慮して適宜設定される。
【００３１】
基材支持部３は、基材Ｗを支持する構成を有している。例えば、図１〜３に示される基材支持部３は、成膜チャンバ２の内部に回転自在に取り付けられた回転テーブルであり、基材Ｗを垂直軸を回転中心として自転または公転可能に支持する。
【００３２】
成膜される基材Ｗの形状、寸法については当該基材Ｗの表面に成膜可能であればとくに限定されない。したがって、基材Ｗは、棒状、板状、その他の種々の形状でもよい。また、基材Ｗの材質についても本発明ではとくに限定されず、鉄鋼材料や樹脂材料その他成膜可能な材質であればよい。
【００３３】
それぞれのターゲット４は、基材Ｗの表面に形成される膜の材料を含んでおり、例えば、アルミニウム、チタン、またはカーボンなどの材料を含む。本発明では、ターゲット４の材料については特に限定されない。
【００３４】
本実施形態のターゲット４は、図５に示されるように、ターゲット保持部５に保持される被保持部４ｂと、被保持部４ｂがターゲット保持部５に保持された状態で基材Ｗを向く基材対向面４ｃとを有する。被保持部４ｂは、ターゲット４の周面から基材対向面４ｃに沿った方向に突出する環状の凸部４ａを有する。本実施形態のターゲット４は、図１に示されるように略円板形状を有しているが、他の形状、例えば矩形平板状などでもよい。
【００３５】
それぞれの冷却パネル７は、図４に示されるように、ターゲット保持部５に保持される被保持部７ｄと、基材Ｗからの輻射熱を受ける受熱面７ｅを有する受熱部７ｂと、当該被保持部７ｄと受熱部７ｂとを連結する連結部７ｃとを有する。冷却パネル７は、熱伝導性の良い材料、例えば、アルミニウムや銅などの材料で製造されている。
【００３６】
被保持部７ｄは、上記のターゲット４の被保持部４ｂ（図５参照）と同様に、ターゲット保持部５に着脱自在に保持されることが可能な形状を有する。具体的には、被保持部７ｄは、連結部７ｃの周面から受熱面７ｅの法線方向Ｘと異なる方向（本実施形態では受熱面７ｅに沿った方向）に突出する環状の凸部７ａを有している。
【００３７】
受熱部７ｂは、受熱部７ｂの基材Ｗに対向する受熱面７ｅを有する。受熱面７ｅは、被保持部７ｄがターゲット保持部５に保持された状態で基材Ｗに対向して当該基材Ｗから放出される輻射熱を受けることが可能である面であり、本実施形態では平面である。なお、受熱面７ｅは、その法線方向Ｘが基材Ｗに向くように湾曲した面であってもよい。  
【００３８】
上記の冷却パネル７では、受熱面７ｂを有する受熱部７ｂと被保持部７ｄとが連結部７ｃによって連結されているので、当該受熱面７ｅが当該被保持部７ｄを介してターゲット保持部５に伝熱することが可能である。
【００３９】
受熱面７ｅの面積は、ターゲット保持部５における基材Ｗに対向する部分の面積よりも大きくなるように設定されている。例えば、受熱面７ｅの上下方向の幅Ｄ１は、ターゲット保持部５のバッキングプレート１１における冷却パネル７の被保持部７ｄに当接する当接面１１ａの上下方向の幅Ｄ２よりも十分に大きく（例えば２倍以上に）なるように、設定されている。
【００４０】
ターゲット保持部５は、上記のターゲット４および冷却パネル７を択一的に着脱自在に取り付けることが可能な構成を有する。具体的には、ターゲット保持部５は、図４〜５に示されるように、本体部であるバッキングプレート１１と、ターゲット４または冷却パネル７をバッキングプレート１１に固定する固定部（具体的には、押し当て部材１２および複数のネジ１３）とを有する。
【００４１】
バッキングプレート１１は、基材Ｗに対向し、ターゲット４の被保持部４ｂまたは冷却プレート７の被保持部７ｄに当接可能な当接面１１ａと、その内部に形成された冷却水などの冷媒の流通を許容する通路１１ｂと、当接面１１ａの周縁に形成された複数のネジ穴１１ｃとを有する。バッキングプレート１１は、熱伝導性が良い材料、例えば銅などの材料で製造されている。
【００４２】
固定部は、押し当て部材１２と、バッキングプレート１１のネジ穴１１ｃに螺合することにより押し当て部材１２をバッキングプレート１１の周縁に固定するネジ１３とを備える。
【００４３】
押し当て部材１２は、例えば、円弧状の複数の部材（例えば、リングが２分割された一対の半円弧状の部材）で構成されている。なお、押し当て部材１２は、環状に連続した単一の部材でもよい。
【００４４】
押し当て部材１２の内径は、ターゲット４の基材対向面４ｃ（図５参照）の外径よりも大きく、環状の凸部４ａの外径よりも小さくなるように設定されている。
【００４５】
ターゲット４をターゲット保持部５に取り付ける場合には、図５に示されるように、ターゲット４を押し当て部材１２の内側に配置された状態で当該押し当て部材１２をターゲット４のネジ１３によってバッキングプレート１１の当接面１１ａの周縁に固定する。これにより、押し当て部材１２が図５に示されるターゲット４の凸部４ａに係合してターゲット４の被保持部４ｂをバッキングプレート１１の当接面１１ａに押し当てた状態で固定することが可能である。同様にして、冷却パネル７をターゲット保持部５に取り付ける場合には、図４に示されるように、押し当て部材１２が冷却パネル７の凸部７ａに係合して冷却パネル７の被保持部７ｄをバッキングプレート１１の当接面１１ａに押し当てた状態で固定することが可能である。
【００４６】
冷却部６は、ターゲット保持部５を冷却する冷却水などの冷媒を当該ターゲット保持部５に連続的に供給する構成を有する。例えば、冷却部６は、上記のバッキングプレート１１内部の通路１１ｂの上流側端部および下流側端部に連通し、当該通路１１ｂに冷却水などの冷媒を連続的に供給することにより、ターゲット保持部５を冷却できるようにしている。
【００４７】
上記のように構成された成膜装置１を用いて、基材Ｗの表面に膜を形成して成膜物を製造する場合、以下の手順で行われる。
【００４８】
まず、上記の構成を有する成膜装置１を用意する（準備工程）。
【００４９】
ついで、複数のターゲット保持部５においてターゲット４が取り付けられるターゲット保持部５と冷却パネル７が取り付けられるターゲット保持部５とを決定する（決定工程）。この決定工程においては、複数のターゲット保持部５のうち少なくとも１つのターゲット保持部５にターゲット４が取り付けられていればよく、他のターゲット保持部５については任意の数の冷却パネル７を取り付けることを決定することが可能である。すなわち、ターゲット保持部５の数がＮ個ある場合には、冷却パネル７の数は、０〜Ｎ−１個の範囲で決定することが可能である。
【００５０】
この決定工程では、基材Ｗの冷却を優先する場合には冷却パネル７の数を増やし、基材のＷの成膜効率を優先する場合には冷却パネル７の数を減らす、などの指針に基づいて、ターゲット４および冷却パネル７の数が決定される。例えば、基材Ｗの冷却を優先する場合には、図１〜３に示される４個のターゲット保持部５の場合には、決定工程において、成膜チャンバ２の対向する一対の側壁２ｂのうち一方の側壁２ｂに固定された２個のターゲット保持部５にそれぞれターゲット４が取り付けられ、他方の側壁２ｂに固定された２個のターゲット保持部５にそれぞれ冷却パネル７が取り付けられことが決定される。
【００５１】
上記の決定に基づいてターゲット保持部５にターゲット４および冷却パネル７が取り付けられた後、成膜工程が行われる。具体的には、以下のとおりである。
【００５２】
まず、成膜チャンバ２の内部を成膜チャンバ２の内部を真空状態に近い状態まで減圧し、ターゲット４が取り付けられたターゲット保持部５に電圧を印加し、ターゲット４の対向面４ｃから放出される成膜材料の粒子によって基材Ｗの表面を成膜する。このとき、ターゲット保持部５が冷却部６から供給される冷却水によって２５℃程度まで冷却されることにより、ターゲット４は、ターゲット保持部５を介して５０〜６０℃程度まで冷却されて、当該ターゲット４の溶融が回避される。
【００５３】
上記のターゲット４による成膜を行っている間、冷却パネル７が取り付けられたターゲット保持部５には電圧を印加しない状態で、ターゲット保持部５を介して冷却部６によって当該冷却パネル７を冷却しながら当該冷却パネル７によって基材Ｗから放出される輻射熱を吸収して当該基材Ｗの冷却を行う。これにより、基材Ｗの温度上昇が抑制され、基材Ｗの表面に形成されるカーボンなどの膜の硬度の低下などの不具合を抑制することが可能である。また、基材Ｗの温度上昇の抑制によって、当該温度上昇に起因する当該基材Ｗの硬度の低下や歪みも抑制することが可能である。
【００５４】
また、成膜材料の種類によっては成膜プロセス中に基材Ｗを冷却しなくても膜の硬度の低下などの不具合が無い場合には、図６〜７に示されるように、全てのターゲット保持部５にターゲット４を取り付けて成膜プロセスを行えばよい。この場合、多数のターゲット４を用いて成膜を行うことができるので、成膜時間の短縮が可能になる。
【００５５】
以上のように構成された本実施形態の成膜装置１は、ターゲット保持部５を冷却する冷却部６の機能を用いて、ターゲット４だけでなく基材Ｗの冷却を行うことを可能にして、成膜装置の構造を簡単にし、当該成膜装置の小型化を達成する。
【００５６】
すなわち、複数のターゲット保持部５のそれぞれは、ターゲット４と冷却パネル７とを択一的に保持する。ターゲット保持部５は冷却部６によって冷却されるので、ターゲット４がターゲット保持部５に保持された状態では、ターゲット４はターゲット保持部５を介して冷却される。一方、冷却パネル７の被保持部７ｄがターゲット保持部５に保持された状態では、冷却パネル７の受熱面７ｅは基材Ｗに対向して当該基材Ｗから放出される輻射熱を受ける。当該冷却パネル７が受けた輻射熱は、上記の冷却部６によって冷却されたターゲット保持部５へ伝達されるので、その結果、ターゲット保持部５を冷却する冷却部６は、冷却パネル７を介して基材Ｗの冷却を行うことが可能になる。したがって、ターゲット４を冷却する冷却手段とは別に基材Ｗを冷却するための専用の冷却手段を設ける必要が無いので、成膜装置１の構造は簡単になり、当該成膜装置１の小型化が可能になる。
【００５７】
また、ターゲット保持部５に着脱自在に取り付けられる冷却パネル７においては、冷却水循環用の配管などの冷却機構が不要になり、当該冷却パネル７の構造が簡単である。その結果、着脱がきわめて容易な冷却パネル７を成膜チャンバ２内の広範囲に設置することが可能になる。
【００５８】
なお、ターゲット保持部５は冷却部６によって冷却されるので、ターゲット４や冷却パネル７を取り付けない状態のターゲット保持部５そのものによって基材Ｗからの輻射熱を吸収することも可能である。しかし、その場合、ターゲット保持部５の本体部であるバッキングプレート１１（とくに当該プレート１１の当接面１１ａ）に成膜材料の粒子が付着しやすくなるので、好ましくない。バッキングプレート１１は、成膜チャンバ２に溶接などによって強固に密着されているので、冷却パネル７と比較して交換やメンテナンスが難しい。これに対して、上記の実施形態のようにターゲット保持部５に着脱可能な冷却パネル７を備えた成膜装置１では、当該冷却パネル７をターゲット保持部５から容易に取り外して交換やメンテナンス（例えば、成膜処理により付着した膜をショットブラストなどによって取り除くクリーニング作業など）をすることが可能である。
【００５９】
また、本実施形態の冷却パネル７およびそれを備えた成膜装置１では、冷却パネル７の受熱面７ｅは、ターゲット保持部５における基材Ｗに対向する部分よりも大きい面積を有するので、当該受熱面７ｅによって、基材Ｗから放出される輻射熱を効率よく吸収することが可能である。その結果、基材Ｗから受熱面７ｅが受ける受熱量を増やすことが可能であり、基材Ｗの冷却効果が向上する。また、大きい面積の受熱面７ｅは、成膜プロセス中において、ターゲット保持部５への成膜材料の粒子の付着を低減することが可能である。
【００６０】
また、本実施形態の成膜装置１では、冷却部６は、ターゲット保持部５を冷却する冷却水などの冷媒を当該ターゲット保持部５に連続的に供給する構成を有している。ターゲット保持部５の内部には、冷媒が通る通路１１ｂが形成されている。この構成では、冷却部６からターゲット保持部５へ連続的に供給される冷却水などの冷媒がターゲット保持部５の内部の通路１１ｂを通ることによって、成膜プロセス中においてターゲット保持部５およびそれに保持される冷却パネル７の冷却状態を安定して維持することが可能である。また、上記の構成は、基材Ｗからの輻射熱を受ける冷却パネル７を冷媒によって冷却されるターゲット保持部５を介して冷却する構造であるので、冷却パネル７をターゲット保持部５に容易に着脱することが可能である。
【００６１】
さらに、本実施形態の成膜装置１では、冷却パネル７の被保持部７ｄは、受熱面７ｅの法線方向Ｘと異なる方向（図４では受熱面７ｅに沿った方向）に突出する凸部７ａを有する。ターゲット保持部５は、通路１１ｂが形成された本体部であるバッキングプレート１１と、凸部７ａに係合して被保持部７ｄをバッキングプレート１１に押し当てた状態で固定する固定部である押し当て部材１２およびネジ１３とを有する。この構成では、ターゲット保持部５のバッキングプレート１１は、当該バッキングプレート１１に形成された通路１１ｂを通る冷媒によって冷却される。ターゲット保持部５の押し当て部材１２（固定部）は、冷却パネル７の被保持部７ｄの凸部７ａに係合し、当該被保持部７ｄを上記の冷却されたバッキングプレート１１に押し当てて固定することが可能である。これにより、基材Ｗからの輻射熱を冷却パネル７の受熱面７ｅからターゲット保持部５へ効率よく伝達することが可能である。
【００６２】
なお、上記の構成では、冷却パネル７をバッキングプレート１１に押し当てるための固定部として押し当て部材１２およびネジ１３が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の構成を有する固定部であってもよい。例えば、他の固定部の例として、冷却パネル７をバッキングプレート１１に対して回転または水平移動することにより、冷却パネル７の凸部７ａに係合可能な形状の溝がバッキングプレート１１に形成されてもよい。
【００６３】
本実施形態の成膜物の製造方法は、ターゲット保持部５に取り付けられるターゲット４および冷却パネル７の数を任意に変更することが可能である。したがって、一台の成膜装置１を用いて、図１〜３に示されるように複数のターゲット４と冷却パネル７とを所望の割合で混在した状態で冷却パネル７によって基材Ｗを冷却しながら基材Ｗの成膜を行う成膜工程だけでなく、図６〜７に示されるように複数のターゲット４のみを用いて成膜を行う成膜工程も行うことが可能である。したがって、冷却パネル７の数を変更して成膜を行う場合でも、それぞれの成膜のために専用の成膜装置が不要になる。
【符号の説明】
【００６４】
１  成膜装置
２  チャンバ
３  基材支持部
４  ターゲット
４ｃ  基材対向面
５  ターゲット保持部
６  冷却部
７  冷却パネル
７ａ  被保持部
７ｃ  受熱部
７ｄ  受熱面
Ｗ  基材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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