(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタ室内にターゲットと試料とを対向配置し、その間を遮蔽するシャッタを開閉可能に設けたスパッタ装置において、
上記シャッタは、ターゲットと試料との対向方向に対して直交方向に延びる回転軸を中心として回転可能に配置されており、
上記シャッタは、開位置において試料の側部へ退避するよう、その回転軸が試料より反ターゲット側に位置していることを特徴とするスパッタ装置。
【請求項２】
上記シャッタは、それぞれ別の回転軸に支持された複数のシャッタ部材で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
【請求項３】
上記シャッタは、試料を取り囲む半球殻状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスパッタ装置、特にシャッタの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄膜形成装置としてスパッタ装置が広く用いられている。このスパッタ装置は、スパッタ室内にターゲットと試料（基板）とを対向して配置し、両者の間に高電圧を印加することによりターゲットから粒子をたたき出し、試料表面に薄膜を形成するものである。
【０００３】
ところで、ターゲットの取り替え初期や、スパッタ装置にターゲットを取り付けた状態での保管後、ターゲット表面に酸化層などの汚染層が形成されていることがある。このままで本スパッタを開始すると、ターゲット材料とともに汚染層もスパッタされ、試料に形成される膜は不純物を含んだものとなる。
【０００４】
そこで、ターゲット表面の汚染層を取り除くためにプリスパッタが行なわれる。このプリスパッタ時の粒子が試料に付着するのを防止するため、図１に示すように、ターゲット１と試料２との間を遮蔽するシャッタ３を開閉可能に設け、シャッタ３を閉鎖した状態でプリスパッタを行い、プリスパッタ終了後にシャッタ３を開いて本スパッタを行なうようにしたスパッタ装置が知られている。上記シャッタ３は、ターゲット１と試料２との対向方向と平行な回転軸４に取り付けられ、この回転軸４を回転させることにより、シャッタ３がターゲット１と試料２との間を出入りするようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のように回転軸４をターゲット１と試料２との対向方向と平行に配設すると、シャッタ３を開いた時に、シャッタ３が退避する空間６をスパッタ室５の側部に設ける必要があり、スパッタ室５の容積が大きくなってしまう。スパッタ室５はスパッタ処理のために所定の真空度に減圧されるが、上記のようにスパッタ室５が大きくなると、それだけ減圧工程に時間を要するという欠点がある。また、スパッタ室５が退避空間６のために複雑な形状となるため、製造コストが高くなるという欠点もある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、シャッタとスパッタ室との干渉を防止しながら、スパッタ室を小型で単純な形状にできるスパッタ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、スパッタ室内にターゲットと試料とを対向配置し、その間を遮蔽するシャッタを開閉可能に設けたスパッタ装置において、上記シャッタは、ターゲットと試料との対向方向に対して直交方向に延びる回転軸を中心として回転可能に配置されており、上記シャッタは、開位置において試料の側部へ退避するよう、その回転軸が試料より反ターゲット側に位置していることを特徴とするスパッタ装置を提供する。
【０００８】
本発明のスパッタ装置では、シャッタがターゲットと試料との対向方向に対して直交方向に延びる回転軸を中心として回転するので、シャッタを開いた時、シャッタは試料またはターゲットの側部へ回転することになる。そのため、スパッタ室の側部にシャッタの退避空間を設ける必要がなく、スパッタ室の容積を従来に比べて小さくできるとともに、スパッタ室の形状を単純化できる。また、シャッタの開位置において試料の側部へ退避するよう、シャッタの回転軸を試料より反ターゲット側に配置することで、試料の背後にある空間を有効利用できるので、スパッタ室を一層小型化できる。
【０００９】
請求項２のように、シャッタをそれぞれ別の回転軸に支持された複数のシャッタ部材で構成した場合には、１枚のシャッタで構成した場合に比べてシャッタを閉じた時の遮蔽面積が大きく、逆に開いた時の退避空間が小さくて済むので、スペース効率が良好となるという利点がある。
【００１１】
さらに、請求項３のように、シャッタを試料を取り囲む半球殻状に形成した場合には、シャッタの遮蔽効果が高く、プリスパッタ時の粒子が試料に付着しにくいだけでなく、シャッタがスパッタ室の内壁や試料ホルダなどと干渉しにくい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２〜図５は本発明にかかるスパッタ装置の一例を示す。
１０は箱型のチャンバーであり、その内部にはスパッタ室１１が形成されている。チャンバー１０は直方体または立方体形状、円筒形状などいかなる形状であってもよい。また、この実施例のスパッタ室１１は円筒形状であるが、角形であてもよい。チャンバー１０の下面側は開口しており、この開口部１０ａはリング状の絶縁材１２を介して板状のターゲット１３によって閉じられている。ターゲット１３の背面にはバッキングプレート１４が配置され、バッキングプレート１４とターゲット１３とがネジ１５によってチャンバー１０に締結されている。絶縁材１２の材質としては、耐熱性に優れたセラミックや樹脂などが用いられる。なお、この絶縁材１２とチャンバー１０およびターゲット１３との間は、Ｏリング等のシール材（図示せず）でシールされている。
【００１３】
ターゲット１３と対向するスパッタ室１１の天井部には試料ホルダ１６が設けられ、この試料ホルダ１６の下面には基板などの試料１７が着脱可能に保持される。試料ホルダ１６は、スパッタ室１１の天井部から下方へ垂設するシャフト部１６ａと、シャフト部１６ａの下端に固定された試料１７を保持するための保持部１６ｂとを有している。
【００１４】
スパッタ室１１内は図示しない減圧ポンプによって排気され、例えば１０-4〜１０-3Ｐａ程度の真空度に保たれている。そして、スパッタ室１１内にはアルゴンガスなどの不活性ガスが導入され、例えば０．５〜２Ｐａ程度の圧力に設定されている。試料ホルダ１６とバッキングプレート１４との間には、陰極側をバッキングプレート１４側に向けて高圧電源１８が接続されている。なお、チャンバー１０自体はアースに接続されている。電源１８をＯＮすると、周知のように、陰極であるターゲット１３にプラズマ中のイオンが衝突し、ターゲット１３の原子がたたき出され、このスパッタ原子が試料１７に付着して膜を形成する。
【００１５】
スパッタ室１１には、ターゲット１３と試料１７との間を遮蔽するシャッタ２０が開閉可能に設けられている。このシャッタ２０は、左右一対のシャッタ部材２１，２２で構成されている。各シャッタ部材２１，２２は、チャンバー１の側壁１ｂに回転可能に取り付けられた回転軸２１ａ，２２ａを備えており、回転軸２１ａ，２２ａの内側端部には半径方向に延びるアーム部２１ｂ，２２ｂを介して遮蔽部２１ｃ，２２ｃがネジ２３等によって固定されている（図４参照）。回転軸２１ａ，２２ａの外周にはＯリング２４が装着され、チャンバー１の側壁１ｂとの間をシールしている。この実施例の遮蔽部２１ｃ，２２ｃは半円筒状に形成されており、その曲率中心に回転軸２１ａ，２２ａが配置されている。
【００１６】
上記回転軸２１ａ，２２ａは、ターゲット１３と試料１７との中心部を結ぶ対向軸方向に対して直交方向、すなわち図２の例では水平方向に延びている。この実施例では、回転軸２１ａ，２２ａは試料１７より上方（反ターゲット側）に位置している。そのため、図５のようにシャッタ２０を開いた時、遮蔽部２１ｃ，２２ｃが試料ホルダ１６の背後に回り込み、試料ホルダ１６の背後のデットスペースをシャッタ２０の退避空間として有効利用できる。
【００１７】
上記実施例では、シャッタを閉じた時（図２参照）、遮蔽部２１ｃ，２２ｃの端面が当たるようにしたが、遮蔽部２１ｃ，２２ｃに歪みや傾きがあると、端面が正確に密着せず、隙間が生じることがある。隙間があると、プリスパッタ時の粒子が試料１７に付着する可能性がある。そこで、図６のように、一方の遮蔽部２２ｃが他方の遮蔽部２１ｃの外側に重なるように構成すれば、シャッタを閉じた時に隙間が発生せず、良好な遮蔽効果を発揮できる。
【００１８】
上記実施例では、シャッタ部材２１，２２に略半円筒状の遮蔽部２１ｃ，２２ｃを設けたが、この場合には遮蔽部２１ｃ，２２ｃの軸方向両端がスパッタ室１１の内壁に近づき、最悪の場合には干渉することがある（図３参照）。その場合、遮蔽部２１ｃ，２２ｃの軸方向両端を切除してもよいが、遮蔽効果が低下する可能性がある。
【００１９】
そこで、図７のように遮蔽部２１ｃ，２２ｃを半球殻状としてもよい。この場合には、遮蔽部２１ｃ，２２ｃがスパッタ室１１の内壁や試料ホルダ１６に干渉する恐れが少なく、シャッタの閉鎖時に遮蔽部２１ｃ，２２ｃが試料１７の全周を均等に取り囲むことができるので、遮蔽効果が高く、プリスパッタ時の粒子が試料１７に付着しにくいという効果がある。特に、半球殻状の遮蔽部２１ｃ，２２ｃは、スパッタ室１１が円筒形で、試料ホルダ１６が円形の場合に有効である。
【００２０】
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
図２の実施例では、ターゲット１３自体がチャンバー１０の開口部１０ａを閉じるようにしたが、図１のように開口部１０ａより小型のターゲットを用いてもよいことは勿論である。したがって、ターゲット１３とチャンバー１０との取付方法も、ターゲット１３およびバッキングプレート１４を重ね合わせてチャンバー１０に対して締結する方法に限らない。
上記実施例ではシャッタを２個１組で構成したが、１個のシャッタのみで構成してもよいことは勿論である。また、シャッタの遮蔽部は円筒形状や球殻形状に限らず、平板状であってもよい。遮蔽部の形状は、試料ホルダやスパッタ室の形状に応じて任意に選択できるものである。
上記実施例では、シャッタが開位置において試料の側部へ退避するよう、その回転軸を試料より反ターゲット側に配置したが、シャッタが開位置においてターゲットの側部へ退避するよう、その回転軸をターゲットの背後に配置してもよい。この場合には、ターゲットの側部に退避空間を設ける必要がある。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明のスパッタ装置によれば、シャッタがターゲットと試料との対向方向に対して直交方向に延びる回転軸を中心として回転するので、シャッタを開いた時、シャッタは試料またはターゲットの側部へ退避し、スパッタ室の側部にシャッタの退避空間を設ける必要がない。そのため、スパッタ室の容積を従来に比べて小さくでき、減圧工程を短縮できるとともに、スパッタ室の形状を単純化できるので、チャンバーを安価に製造できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例のスパッタ装置の概略断面図である。
【図２】本発明にかかるスパッタ装置の第１実施例の縦断面図である。
【図３】図２に示されたスパッタ装置の横断面図である。
【図４】シャッタの取付部の拡大図である。
【図５】図２に示されたスパッタ装置のシャッタ開放時の概略断面図である。
【図６】本発明にかかるスパッタ装置の第２実施例の概略断面図である。
【図７】シャッタの他の例の斜視図である。
【符号の説明】
１０        チャンバー
１１        スパッタ室
１３        ターゲット
１６        試料ホルダ
１７        試料
２０        シャッタ
２１，２２  シャッタ部材
２１ａ，２２ａ  回転軸
２１ｃ，２２ｃ  遮蔽部
【図１】
0003994513.tif 000002
【図２】
0003994513.tif 000003
【図３】
0003994513.tif 000004
【図４】
0003994513.tif 000005
【図５】
0003994513.tif 000006
【図６】
0003994513.tif 000007
【図７】
0003994513.tif 000008