(57)【要約】【課題】基板上に均一な薄膜が得られると共にターゲットの使用効率の良いスパッタリング装置を提供する。【解決手段】真空チャンバ２内にターゲット３を固定するカソード電極４と、この真空チャンバ２の内部に固定され、カソード電極４の一部を露出させる第１開口部７Ａ、７Ａを有するシールド板７と、シールド板７と対向配置され、基板５を載置する基板電極６と、シールド板７と基板電極６との間に配置され、第２開口部８Ａを有する膜厚補正板８とを備えており、第１開口部７Ａ、７Ａは、シールド板７の中心軸に対して点対称で、同形状であり、第２開口部８は、膜厚補正板８の中央部から外周部に向って広がっており、シールド板７と膜厚補正板８とは、中心軸を共通にして配置されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内にターゲットを固定するカソード電極と、前記真空チャンバの内部に固定され、前記カソード電極の一部を露出させる第１開口部を有するシールド板と、前記シールド板と対向配置され、基板を載置する基板電極と、前記シールド板と前記基板電極との間に配置され、前記シールド板に平行な第２開口部を有する膜厚補正板とを備えたスパッタリング装置において、
前記第１開口部は、前記シールド板の中心軸に対して点対称で、同形状の２つの開口部からなり、前記第２開口部は、前記膜厚補正板の中央部から外周部に向って広がった開口部からなり、前記シールド板と前記膜厚補正板とは、中心軸を共通にして配置されていることを特徴とするスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
スパッタリング装置に関し、特にターゲットの使用効率を向上させるスパッタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板上に薄膜を形成する手段としてスパッタリング装置がある。
基板上に形成される薄膜の厚さは、均一であることが求められるが、特許文献１には、均一な薄膜を形成するスパッタリング装置について記載されている。
即ち、特許文献１には、真空チャンバ内にターゲット保持部に保持されたターゲットと、パレット上に載置された基板とが互いに対向配置され、ターゲットと基板との間には、ターゲットをスパッタした時に飛び出すスパッタ粒子の放出分布に対応した開口部を有したスパッタ粒子制御板が設けられ、パレットをターゲットと平行する方向に一定速度で移動させながらターゲットをスパッタすることにより、基板上に均一な薄膜を形成することが記載されている。
【特許文献１】特開平２００６−３７２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、基板上に均一な薄膜が得られるものの、スパッタされたターゲット部分から放出されるスパッタ粒子の大部分は、開口部以外のスパッタ粒子制御板部分に付着してしまうため、ターゲットの使用効率が悪かった。
【０００４】
そこで、本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、基板上に均一な薄膜が得られると共にターゲットの使用効率の良いスパッタリング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】
【０００５】
本願発明は、真空チャンバ内にターゲットを固定するカソード電極と、前記真空チャンバの内部に固定され、前記カソード電極の一部を露出させる第１開口部を有するシールド板と、前記シールド板と対向配置され、基板を載置する基板電極と、前記シールド板と前記基板電極との間に配置され、前記シールド板に平行な第２開口部を有する膜厚補正板とを備えたスパッタリング装置において、前記第１開口部は、前記シールド板の中心軸に対して点対称で、同形状の２つの開口部からなり、前記第２開口部は、前記膜厚補正板の中央部から外周部に向って広がった開口部からなり、前記シールド板と前記膜厚補正板とは、中心軸を共通にして配置されていることを特徴とするスパッタリング装置を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、第１開口部は、シールド板の中心軸に対して点対称で、同形状の２つの開口部からなり、第２開口部は、膜厚補正板の中央部から外周部に向って広がった開口部からなり、前記シールド板と前記膜厚補正板とは、中心軸を共通にして配置されているので、基板上に均一な薄膜が得られると共にターゲットの使用効率の良いスパッタを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係るスパッタリング装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るスパッタリング装置を示す断面図である。
図２は、膜厚補正板とシールド板との開口部の関係を示す斜視図である。
図３は、シールド板の他の例を示す平面図である。
【０００８】
本発明の実施の形態に係るスパッタリング装置１は、以下の構成を有する。
図１に示すように、真空チャンバ２内の上部には、ターゲット３を保持するカソード電極４が設けられ、下部には、このカソード電極４に対向配置された基板５を載置する基板電極６が配置されている。この基板電極６は、接地され、矢印方向に移動できるようになっている。カソード電極４は、中央部が凸状になっており、この凸状の部分４Ａの先端が真空チャンバ２の上部から突き出ている。
カソード電極４の中央部を露出させる開口部７Ａ、７Ａを有するシールド板７がカソード電極４を取り囲むように真空チャンバ２の上部に固定されている。シールド板７は、ステンレス等の導電性材料からなり、カソード電極４全体がスパッタされてしまうことを防止するために、カソード電極４と３〜５ｍｍの間隔を有している。そして、シールド板７は、接地電位に保たれている。
更に、シールド板７側から基板電極６側に向って、シールド板７と平行して、順番に開口部８Ａを有する膜厚補正板８、シャッタ９が配置されている。
【０００９】
図２に示すように、ターゲット３が固定されるカソード電極４側のシールド板７には、シールド板７の中心軸に対して点対称で、かつ同形状の扇型の開口部７Ａ、７Ａが形成されている。この開口部７Ａ、７Ａは、ターゲット３の全体面積の１／２を露出させる。膜厚補正板８の開口部８Ａは、中央部と外周部で同等のスパッタ粒子量が得られるように、中央部から外周部に向って広がった構造とする。これによって、スパッタ膜は、基板２上に均一に形成できる。更に、膜厚補正板８の開口部８Ａとシールド板７の開口部７Ａ、７Ａとは、中心軸を共通にして配置されている。
【００１０】
真空チャンバ２の側部には、ガス供給口１０が形成され、このガス供給口１０には、Ａｒガスや真空チャンバ内をパージするためのＮ2ガスを供給するためのガス供給源１１がガス供給バルブ１２を介して接続され、ガス供給バルブ１２の開閉によりこれらのガスをガス供給口１０から真空チャンバ２内に導入したり、ガスの供給を停止したりできる。
真空チャンバ２の下部には、ガス排気口１２が形成され、このガス排気口１２には、真空ポンプ１３がガス排気バルブ１４を介して接続され、ガス排気バルブ１４の開にして、真空チャンバ２内を所定の真空度に保ったり、閉にして、ガスを真空チャンバ２内に導入して大気圧に戻したりできる。
【００１１】
更に、直流電源１５の負極側が図示しないスイッチを介して、カソード電極４の凸状の部分４Ａの先端に接続され、直流電源１５の正極側がシールド板７に接続されると共に接地されている。
【００１２】
次に、その動作について説明する。
真空ポンプ１３を稼働させた後、ガス排気バルブ１４を開にし、ガス排気口１２を介して真空チャンバ２内を所定の真空度に達するまで真空引きを行う。
次に、ガス供給バルブ１２を開にし、ガス供給源１１からＡｒガスをガス供給口１０を介して真空チャンバ２内に導入する。
そして、ガス供給バルブ１２を調節して真空チャンバ２内を所定のガス圧にする。
【００１３】
次に、図示しないスイッチをオンして、直流電源１５から直流電圧をカソード電極４に印加してプラズマを生じさせ、プリスパッタを所定の時間行う。この後、シャッタ９を開き、プラズマによって発生したＡｒイオンをターゲット３に衝突させ、スパッタを開始する。ターゲット３から飛び出したスパッタ粒子は、シールド板７の開口部７Ａ、７Ａを通過した後、膜厚補正板８の開口部８を通過し、基板５上に到達する。このとき、膜厚補正板８の開口部８Ａとシールド板７の開口部７Ａ、７Ａとは、中心軸を同じくして配置されているので、膜厚補正板８の開口部８Ａ以外の部分にスパッタ粒子が付着する割合を低減できる。
スパッタ中は、基板電極６をシールド板７と平行する矢印方向に移動させる。
こうして、基板５上にスパッタ膜を均一に成膜する。
【００１４】
次に、シャッタ９を閉じた後、図示しないスイッチをオフして、直流電源１５から直流電圧をカソード電極４に印加することを停止してプラズマの発生を停止する。
次に、ガス排気バルブ１４を閉じた後、真空ポンプ１３を停止する。
次に、ガス供給バルブ１２１を閉じた後、ガス供給源１１からＡｒがスの供給を停止する。
【００１５】
次に、ＡｒガスからＮ2に切り換えて、ガス供給バルブ１２を開いてガス供給口１０を介して真空チャンバ２内にガス供給源１１からＮ2ガスを導入しいて大気圧に戻す。
この後、真空チャンバ２内からスパッタ膜が形成された基板５を取り出す。
【００１６】
ここで、複数回のスタッパにより、ターゲット３がスパッタされる部分の厚さが数ｍｍ程度以下になった場合には、ターゲット３を１８０°回転させて、スパッタされていない部分を開口部７Ａ、７Ａから露出させるようにする。
【００１７】
以上のように、本発明の実施の形態によれば、中心軸に対して点対称な開口部７Ａ、７Ａを有するシールド板７と、この中心軸を共通させ、中央部と外周部で同等のスパッタ粒子量となる開口部８Ａを有する膜厚補正板８とを有するので、基板上に均一な薄膜が得られる。
また、開口部７Ａ、７Ａから露出してスパッタされるターゲット３部分が薄くなった場合でも、スパッタされていないターゲット３部分を開口部７Ａ、７Ａから露出させるようにして、ターゲット３をカソード電極４に取り付けて行うことにより、ターゲット３の寿命を２倍にでき、ターゲットの使用効率を向上させることができる。更に、シールド板７の開口部７Ａ、７Ａと膜厚補正板８の開口部８Ａとは、中心軸を共通にして配置されているので、スパッタ粒子は、膜厚補正板８の開口部８Ａをそのまま通過するため膜厚補正板８に付着するスパッタ粒子が低減されるため効率良くスパッタ膜を形成することができる。
【００１８】
なお、図３に示すように、シールド板７の開口部７Ａ、７Ａは、菱型形状であり、かつ中心軸に対して互いに点対称な関係にあるものを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る追記型光記録媒体を示す断面図である。
【図２】膜厚補正板とシールド板との開口部の関係を示す斜視図である。
【図３】シールド板の他の例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…スパッタリング装置、２…真空チャンバ、３…ターゲット、４…カソード電極、５…基板、６…基板電極、７…シールド板、７Ａ、８Ａ…開口部、８…膜厚補正板、９…シャッタ、１０…ガス供給部、１１…ガス供給源、１２…ガス供給バルブ、１３…真空ポンプ、１４…ガス排気バルブ、１５…直流電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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