(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空維持が可能な反応室と、前記反応室内にあり、プラズマによって処理される基板を載置する基板ホルダーと、前記基板と対向して設置されたターゲットとバッキングプレートとから構成されるカソードと、前記カソードに電圧を印加する電源と、反応室内にガスを供給しつつ排気するガス供排気手段からなるスパッタリング装置において、ターゲット或いはバッキングプレートに接触するターゲット押さえの絶縁部分に切込みを設け、前記切込みは前記ターゲット側から水平方向に切込んだ切込みであり、かつ、深さの異なる２段以上の切込みであることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
切込みは略矩形断面形状であることを特徴とする請求項１記載のスパッタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜形成で用いられるスパッタリング装置において、ターゲット及びバッキングプレート部と、ターゲット押さえとの間で発生する異常放電を防止するスパッタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、スパッタリングは、半導体、液晶、光ディスク、電子部品デバイス等の薄膜形成工程で多く用いられている。特に光ディスク等のスパッタリング装置においては、設備の大幅な低コスト化と高スループットが要求されるため、シンプルでメンテナンスの容易な構造が必要となっている。そこで、アースシールドと防着板を一体化し、さらにターゲットのカソードへの固定が行えるターゲット押さえを用いた構造により、設備のシンプル化とメンテナンス向上を図っている。
【０００３】
以下、図５を参照しながら、従来のスパッタリング装置の一例について説明する。図５において、１は成膜材料であるスパッタリングターゲット、２はスパッタリングターゲット１を冷却するＣｕ等のバッキングプレートである。３はスパッタリングの反応室、４はスパッタリングターゲット１及びバッキングプレート２が設置されたカソードである。５はカソード４と対向して配置された基板ホルダーで、その上にスパッタにより膜を堆積する基板６が設置されている。７はカソード４に電圧を印加し、スパッタリングターゲット１表面でプラズマを発生させるための電源、８は反応室３内を減圧雰囲気にするための真空排気ポンプ、９は反応室３内にスパッタリングガスを供給するためのガス供給系である。１０は防着板であり、１１はバッキングプレート２と接触する絶縁部品である。防着板１０と、絶縁部品１１が一体となってターゲット押さえとなり、スパッタリングターゲット１をカソード４に固定する。
【０００４】
以上のように構成されたスパッタリング装置及びスパッタリングターゲットにおいて、以下その動作について説明する。まず、反応室３内部を真空排気ポンプ８で１０-5Ｐａ程度の真空度まで真空排気する。次に反応室３内部にＡｒガスをガス供給系９より導入し、０．６７Ｐａ程度の真空度に調圧し、電源７により直流電圧または高周波電圧を印加し、反応室３内部にプラズマを発生させることにより、基板６にスパッタリング膜が形成される。このとき、絶縁部品１１が防着板１０とスパッタリングターゲット１及びバッキングプレート２との絶縁を保ち、防着板１０が、アースシールドとなり、スパッタリングターゲット１の表面でプラズマが発生することとなる。また、基板６以外に飛散するスパッタリング粒子も、防着板１０に付着することとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成では、スパッタリングターゲットもしくはバッキングプレートと接触するターゲット押さえの絶縁部品の側面にも、図６のように膜１２が堆積することとなる。そのため、長時間成膜を行うとターゲット押さえとスパッタリングターゲット及びバッキングプレートとの絶縁抵抗が低下し、アーク放電等の異常放電や、放電しないという現象がおこり、基板に異物が付着したり、膜厚が不安定となる。従って設備の稼働率、製品の歩留まりを向上するには、放電を安定させることが課題となっている。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点に鑑み、薄膜形成で用いられるスパッタリング装置における、ターゲット及びバッキングプレート部とターゲット押さえとの間で発生する異常放電を抑制し、設備の稼働率及び、製品の歩留まりを向上することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のスパッタリング装置は、真空維持が可能な反応室と、前記反応室内にあり、プラズマによって処理される基板を載置する基板ホルダーと、前記基板と対向して設置されたターゲットとバッキングプレートとから構成されるカソードと、前記カソードに電圧を印加する電源と、反応室内にガスを供給しつつ排気するガス供排気手段からなるスパッタリング装置において、ターゲット或いはバッキングプレートに接触するターゲット押さえの絶縁部分に切込みを設け、前記切込みは前記ターゲット側から水平方向に切込んだ切込みであり、かつ、深さの異なる２段以上の切込みであることを特徴とし、この発明によれば、ターゲット及びバッキングプレート部とターゲット押さえとの間で発生する異常放電を抑制し、設備の稼働率及び、製品の歩留まりを向上することができる。
【０００８】
好適には、深さの異なる２段以上の切込みを設ける。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスパッタリング装置の実施形態について、図１、図２を参照して説明する。
【００１０】
図１は、薄膜形成に用いるスパッタリング装置、図２は、スパッタリング装置のターゲット押さえ部分の拡大断面図を示す。その構成は従来例で説明した通りであり、その説明を援用する。図２において、１は図１と同様にスパッタリングターゲット、２も図１と同様にバッキングプレート、１１も図１と同様にターゲット押さえの一部である絶縁部品である。
【００１１】
以上の構成において、その動作について説明する。まず、反応室３内部を真空排気ポンプ８で、１０-5Ｐａ程度の真空度まで真空排気する。次に反応室３内部にＡｒガスをガス供給系９より導入し、０．６７Ｐａ程度の真空度に調圧し、電源７により直流電圧または高周波電圧を印加し、反応室３内部にプラズマを発生させることにより、基板６にスパッタリング膜が形成される。このとき、絶縁部品１１が防着板１０とスパッタリングターゲット１及びバッキングプレート２との絶縁を保ち、防着板１０が、アースシールドとなり、スパッタリングターゲット１の表面でプラズマが発生することとなる。また、基板６以外に飛散するスパッタリング粒子も、防着板１０に付着することとなる。そこで、絶縁部品１１を図２に示す構造とする。図２において、スパッタリングターゲット１の端面と絶縁部品１１内側端面との距離ｅを、絶縁部品１１内側端面に金属膜が付着してもグロー放電、アーク放電しない距離としている。具体的には２．２ｍｍ±０．７ｍｍ程度とすることが望ましい。本発明の実施の形態では、防着板１０をバッキングプレート２と接触させないために１段目の切込みｂを設け、バッキングプレート２と対向する面との距離を、膜が進入し付着してもグロー放電、アーク放電しない距離としている。具体的には２．１±１．１ｍｍとすることが望ましい。しかしながら、スパッタリング圧力により膜の付着が激しい場合が発生するので、その場合は０．５ｍｍとしても良い。さらに、絶縁部品１１の一段目の切込みｂに膜が付着してもバッキングプレート２と短絡しないように深さの異なる２段目の切込みをａを設け、１段目の切込みからの距離を膜が付着しない０．５ｍｍ以上とすることが望ましい。また、絶縁部品１１の１段目の切込みのバッキングプレート２と対向する面の距離ｄは、２段目の切込みのバッキングプレートと対向する面ｃに膜が付着しない２ｍｍ以上とすることが望ましい。さらに、絶縁部品１１の２段目の切込みのバッキングプレートと対向する面の距離ｃは、膜が付着しないで完全に絶縁を維持できる０．５ｍｍ以上とすることが望ましい。
【００１２】
この構成により、長時間製スパッタリングを行った場合に、ターゲット押さえの絶縁部品１１に図３のように膜１２が付着しても、スパッタリングターゲット１及びバッキングプレート２との間に距離があるために接触し短絡することが無くなる。さらに、絶縁部品１１の２段目の切込み部にはほとんど膜１２が付着しないので完全に短絡することを防止できる。また、絶縁部品１１とスパッタリングターゲット１及びバッキングプレート２との距離をグロー放電、アーク放電しない距離としているために膜１２が付着しても異常放電が発生しなくなる。
【００１３】
なお、図４のように２段の切込みではなく、１段の切込みを設けている場合でも、絶縁を維持することができる。
【００１４】
また、本実施例では、バッキングプレートに接触するターゲット押さえの絶縁部分に切込みを設けていたが、ターゲットとバッキングプレートが一体となったもの（図示せず）の場合は、ターゲットと接触するターゲット押さえの絶縁部分に切込みを設けてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明のスパッタリング装置によれば、真空維持が可能な反応室と、前記反応室内にあり、プラズマによって処理される基板を載置する基板ホルダーと、前記基板と対向して設置されたターゲットとバッキングプレートとから構成されるカソードと、前記カソードに電圧を印加する電源と、反応室内にガスを供給しつつ排気するガス供排気手段からなるスパッタリング装置において、ターゲット或いはバッキングプレートに接触するターゲット押さえの絶縁部分に切込みを設け、前記切込みは前記ターゲット側から水平方向に切込んだ切込みであり、かつ、深さの異なる２段以上の切込みであることにより、ターゲット及びバッキングプレート部とターゲット押さえとの間での異常放電を抑制し、設備のメンテナンス頻度を減少し稼働率が向上する。また、ピンホールや異物付着等が減少し、放電が安定するため、膜圧も安定し、製品の歩留まりを向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスパッタリング装置の実施形態の概略断面図
【図２】本発明のスパッタリング装置のターゲット押さえ部分の拡大断面図
【図３】本発明のスパッタリング装置のターゲット押さえ部分に膜が付着した図
【図４】本発明のスパッタリング装置のターゲット押さえ部分に膜が付着した図
【図５】従来例のスパッタリング装置の概略断面図
【図６】従来のスパッタリング装置のターゲット押さえ部分に膜が付着した図
【符号の説明】
１    スパッタリングターゲット
２    バッキングプレート
１０  防着板
１１  絶縁部品
【図１】
0003972558.tif 000002
【図２】
0003972558.tif 000003
【図３】
0003972558.tif 000004
【図４】
0003972558.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003972558.tif 000007