(57)【要約】【課題】従来のスパッタ装置よりも、さらに成膜分布及びカバレージ分布を向上させたスパッタ装置を提供する。【解決手段】基板と、該基板を保持する基板ホルダと、前記基板に薄膜を形成するためのターゲットと、該ターゲットが搭載されるスパッタカソードと、前記ターゲットの背面に配されるマグネットとによって少なくとも構成されるスパッタ装置において、前記ターゲットの軸を、前記スパッタカソードの軸に対して傾斜させると共に、前記スパッタカソードを自転させ、前記ターゲットを前記基板に対して揺動運動させる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板を保持する基板ホルダと、前記基板に薄膜を形成するためのターゲットと、該ターゲットが搭載されるスパッタカソードと、前記ターゲットの背面に配されるマグネットとによって少なくとも構成されるスパッタ装置において、
前記ターゲットの軸を、前記スパッタカソードの軸に対して傾斜させると共に、前記スパッタカソードを自転させ、前記ターゲットを前記基板に対して揺動運動させることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
前記マグネットは、さらに自転することを特徴とする請求項１記載のスパッタ装置。
【請求項３】
前記スパッタカソードは、前記基板の軸に対して傾斜することを特徴とする請求項１又は２記載のスパッタ装置。
【請求項４】
前記スパッタカソードは、前記基板に対して複数配置されることを特徴とする請求項１，２又は３に記載のスパッタ装置。
【請求項５】
前記スパッタカソードと前記基板との間には、シャッターが配置され、前記複数配置されたスパッタカソードを選択的に開閉することを特徴とする請求項４記載のスパッタ装置。
【請求項６】
前記複数のスパッタカソードは、前記基板の中心を軸として回転可能であることを特徴とする請求項４又は５記載のスパッタ装置。
【請求項７】
前記基板ホルダを自転させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のスパッタ装置。
【請求項８】
前記基板ホルダの周縁には、前記基板ホルダの周囲及び側面に付着膜が形成されることを防止するための保護シールドが設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のスパッタ装置。
【請求項９】
前記保護シールドは、前記基板ホルダ周縁に沿って回動可能であることを特徴とする請求項８記載のスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、基板に薄膜を形成するためのターゲットを有し、このターゲットに対してイオン化した気体を衝突させてターゲットの原子又は分子をたたき出し、これらの原子又は分子を前記基板に付着させて基板上に薄膜を形成するスパッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１に開示されるスパッタ膜の形成方法は、スパッタ室内において基板を所定速度で移動させると共に、この基板の移動方向に対して直角方向に沿って左右に一対のターゲットを配し、これら一対のターゲットを互いに基板面に向き合う状態でそれぞれ基板面に対して傾斜して配置させることを特徴とするものである。
【０００３】
特許文献２に開示される反応性スパッタリング装置は、３個のマグネトロンカソードのうち、両側のカソードを内側に傾斜させ、スパッタリングすることを開示する。
【０００４】
特許文献３に開示される磁性薄膜用のスパッタリング装置は、基板に対してスパッタ粒子が斜めに入射するように基板とターゲットを配置し、且つ基板を自転させることにより異方性比率の高い磁性薄膜を均一性良く形成するようにしたものである。具体的には、三つの円形ターゲットと、一つの円形基板との間に、同一形状の三つの分布修正板を配置すると共に、自転する基板の回転中心とターゲットの中心を所定距離だけオフセットさせて、ターゲットから基板に向かうスパッタ粒子を斜めに入射させるようにしたものである。
【０００５】
特許文献４に開示される成膜装置は、金属膜を形成するためのスパッタカソードと酸化処理するためのプラズマ源の基板との相対的位置関係を保持した状態で、スパッタカソードによる成膜処理とプラズマ源による参加処理を所定の周期で間欠的に行うために、所定の周期で開閉可能なシャッターを具備するものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３０３１７２号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０７２２８号公報
【特許文献３】
特開２００２−２０８６４号公報
【特許文献４】
特開２００３−１３２１７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献に記載されたスパッタ装置においては、基板に対するターゲットから放出される原子又は分子の入射角度が一定であるため、基板の成膜分布及びカバレージ分布に一定の特性が生じてしまうため、さらに高精度の均一性が要求された場合に、その要求に十分答えられないという問題点があった。
【０００８】
このため、この発明の目的は、従来のスパッタ装置よりも、さらに成膜分布及びカバレージ分布を向上させたスパッタ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
したがって、この発明は、基板と、該基板を保持する基板ホルダと、前記基板に薄膜を形成するためのターゲットと、該ターゲットが搭載されるスパッタカソードと、前記ターゲットの背面に配されるマグネットとによって少なくとも構成されるスパッタ装置において、前記ターゲットの軸を、前記スパッタカソードの軸に対して傾斜させると共に、前記スパッタカソードを自転させ、前記ターゲットを前記基板に対して揺動運動させることにある。
【００１０】
また、前記マグネットは、ターゲットに対して自転することが望ましい。
【００１１】
さらに、前記スパッタカソードは、前記基板の軸に対して傾斜することが望ましい。
【００１２】
また、前記スパッタカソードは、前記基板に対して複数配置されることが望ましい。
【００１３】
さらに、前記スパッタカソードと前記基板との間には、シャッターが配置され、前記複数配置されたスパッタカソードを選択的に開閉することが望ましい。
【００１４】
さらにまた、前記複数のスパッタカソードは、前記基板の中心を軸として回転可能とすることが望ましい。また、前記基板ホルダを、自転するようにしても良い。
【００１５】
また、前記基板ホルダの周縁には、前記基板ホルダの周囲及び側面を膜の付着から保護する保護シールドが設けられ、この保護シールドは、前記基板ホルダ周縁に沿って回動可能であることが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面により説明する。
【００１７】
本願発明の実施の形態に係るスパッタ装置１の一例を、図１に示す。この図１において、スパッタ装置１は、真空室３０を画成するケース部５及び上面ケース部２０と、前記真空室３０内に基板８を保持する基板ホルダ６と、前記基板８に対してスパッタを行うと共に、基板ホルダ６の中心軸５５に対して傾斜する中心軸５４を有する複数のスパッタカソード部２とによって少なくとも構成される。
【００１８】
また、スパッタカソード部２と前記基板８との間には、それぞれのスパッタカソード２の前面を開閉し、またプリスパッタを行うためのシャッター９を設けても良いものである。このシャッター９は、前記基板ホルダ６の中心軸５５上に位置する回転軸１０によって回転運動を行うことが望ましく、前記スパッタ装置１には、この回転軸１０を回転自在の保持するホルダ部３と、前記回転軸１０を回転させるための駆動部４が設けられることが望ましい。
【００１９】
また、前記スパッタカソード部２は、ベアリング２１を介して前記ケース部５及び前記上面ケース部２０の間で回動自在に保持され、中心軸５４を軸として自転可能になっている。さらに、前記基板ホルダ６は基板用駆動部７によって自転可能になっているものである。
【００２０】
さらにまた、前記基板ホルダ６の周縁部には、基板ホルダ６に囲設される環状の保護シールド１１が設けられ、基板ホルダ６の周縁部及びケース部５との間の隙間へ付着膜が形成されるのを防止し、基板ホルダ６の自転が円滑に行われるようにするものである。また、保護シールド１１は、この保護シールド１１上に形成されたスパッタ皮膜の剥がれを防止するために、例えば回動ギア１２等の駆動手段によって回転され、膜が均一に付着される。さらに、この保護シールド１１には、温度変化によるスパッタ皮膜の剥がれを防止するために、温度調整手段が具備される。この温度調整手段としては、ヒータによる熱の供給、冷却水による冷却等を用いるものである。
【００２１】
前記スパッタカソード部２は、図２に示すように、このスパッタカソード部２の中心軸５４に対して所定の角度（約５°〜１７．５°の範囲、特にこの実施の形態では１１．２５°）傾斜した中心軸５３を有するターゲット４０と、このターゲット４０の背面に形成され、このターゲット４０の表面に回転磁界を発生させるマグネット４２とを有する。また、前記スパッタカソード部２の前記ターゲッド４０には、ノズル状にシールド部４１が形成される。
【００２２】
前記中心軸５３に沿って配設された軸部５０は、前記ターゲット４０を保持する支持軸５１と、前記マグネット４２を回転させる駆動軸５２とによって構成され、前記支持軸５１の中及び前記支持軸５１と前記駆動軸５２の間の空間には、冷却水供給部４６から冷却水が供給され前記ターゲット４０を冷却するものである。前記駆動軸５２は、前記マグネット４２の自転用駆動装置４７によってギア４８，４９を介して回転され、前記マグネット４２を中心軸５３を中心として回転させるものである。また、スパッタカソード部２は、スパッタカソード用駆動装置６０によって回転するギア６２がスパッタカソード部２の周囲に形成されたギア６１を回転させることによって、中心軸５４を中心として自転するものである。尚、７ａは、基板ホルダ６の回転軸を示す。
【００２３】
以上の構成のスパッタ装置１において、図３で示すように、基板８に対してターゲット４０の中心から垂直に延出する中心軸５３が、スパッタカソード部２の中心軸５４に対して所定角度傾斜した状態で回転するため、ターゲッド４０は、前記基板８に対して立体的な揺動運動を行うこととなる。具体的には、前記ターゲッド４０は、基板８に対して傾斜の少ない位置から、基板８に対して傾斜の大きい位置まで、また基板８の自転方向後方に面する位置から自転方向前方に面する位置まで、規則的に揺動運動を行う。
【００２４】
このため、ターゲット４０から放出される原子又は分子は、異なる入射角度で前記基板８に降り注ぐため、基板８上にまんべんなく行き渡るものである。さらに、基板８が、細かい孔を有する場合などには、孔に対していろいろな角度からスパッタされることから、孔の内周面に均一に膜を形成できるものである。さらにまた、基板８上に凹凸がある場合にも、均一に薄膜を形成することが可能となるものである。
【００２５】
また、この実施の形態では、基板ホルダ６を回転させるようにしたが、スパッタカソード２を公転させるようにしても良いものである。
【００２６】
以上のように、この発明においては、基板８とスパッタカソード部２が相対的に移動し、ターゲット４０が前記基板８に対して傾斜して配置されると共に、基板８に対して揺動運動を行うことを特徴とするものである、
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明よれば、ターゲットが基板に対して揺動運動を行うことから、基板に対するターゲットの傾斜角度を立体的に可変することが可能となり、成膜性能をさらに改善することができるものである。具体的には、従来の分布±３％に対して、±１％に分布を改善することが可能となった。このように、成膜分布、カバレージ分布を改善することが可能となるものである。
【００２８】
さらに、ターゲットのエロージョン形状の経時変化を補正することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態に係るスパッタ装置の全体図である。
【図２】本願発明の実施の形態に係るスパッタカソードの構成説明図である。
【図３】本願発明の概略を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  スパッタ装置
２  スパッタカソード部
５  ケース部
６  基板ホルダ
８  基板
２０  上ケース部
４０  ターゲット
４２  マグネット
【図１】
2004339547.tif 000003
【図２】
2004339547.tif 000004
【図３】
2004339547.tif 000005