JP2006077277A - スパッタリング装置用スペーサ及びこれを用いたスパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スパッタリング処理を繰り返し行っても、バッキングプレートとグランドシールドとの間で、スパッタリング粒子の堆積による短絡が生じないようにする。
【解決手段】 ターゲット５を取り付けるバッキングプレート４と、平面視においてターゲット５から所定距離隔ててターゲット５を囲うように設けられるグランドシールド６との間に絶縁性のスペーサ１を介装する。このスペーサ１のグランドシールド６と接触する面及びバッキングプレートと接触する面のターゲット側の側部に段１２ａ，１２ｂを形成する。
【選択図】 図３

Description

本発明はスパッタリング装置用スペーサに関し、より詳細にはバッキングプレートとグランドシールドとの間に介装するスパッタリング装置用スペーサに関するものである。

スパッタリング装置は、液晶パネルや光ディスク、電子部品デバイス等の薄膜形成工程において広く用いられている。スパッタリング装置ではターゲット材料が装置内に飛散するため、成膜対象物以外の部分にもターゲット材料が不可避的に付着する。図６に、従来のスパッタリング装置の部分断面図を示す。

図６のスパッタリング装置は、セパレータ２の中央凹部２２にテフロンシート３を介してバッキングプレート４が取り付けられ、その上にターゲット５が取り付けられている。そして、絶縁性のスペーサ１’によって、バッキングプレート４の外周上方の離隔した位置にグランドシールド６が設けられている。このような従来のスパッタリング装置では、ターゲット５から飛び出したスパッタリング粒子（不図示）が、ターゲット５とグランドシールド６との隙間から、バッキングプレート４の表面およびスペーサ１’の側面に付着し堆積する。このためスパッタリング処理を繰り返し行うと、堆積物ｔがスペーサ１’の側面を伝わって上方に広がって行く。一方、バッキングプレート４には−５００Ｖ程度の電圧が印加されているため、この堆積物ｔがグランドシールド６にまで至ると、バッキングプレート４とグランドシールド６と間で短絡が生じる。

ターゲット材料のスペーサ１の側面への付着を防止するためには、ターゲット５とグランドシールド６との隙間を狭くすることやスペーサ１’のターゲット方向への延出部１１を短くすることなどが考えられる。しかし、ターゲット材料とグランドシールド６との間には電位差があるため、ターゲット５とグランドシールド６との隙間を狭くすると短絡が生じる。このため、前記隙間は少なくとも数ｍｍは必要である。またスペーサ１’のターゲット方向への延出部１１を短くすると、スパッタリング処理時の熱によってバッキングプレート４が変形したときに短絡が生じるおそれがある。このため、スペーサ１’の延出部１１は少なくとも数ｍｍは必要である。

そこでこのような不具合を防止するため、例えば特許文献１では、ターゲット押さえの絶縁部品に切込みを設けたスパッタリング装置が提案されている。
特開２００２−４０３９号公報（特許請求の範囲、（００１０）〜（００１４）、図２〜図４）

しかしながら提案された装置では、切込みの形成位置が、スペーサである絶縁部品の下端部であるため、スパッタリング処理が繰り返し行われると、スパッタリング粒子の付着・堆積層が厚くなり、やがてはこの堆積物がグランドシールドに至るおそれがある。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スパッタリング処理が繰り返し行われても、バッキングプレートとグランドシールドとの間で短絡が生じないスパッタリング装置を提供することにある。

また本発明の目的は、バッキングプレートとグランドシールドとの間で短絡を効果的に防止するスペーサを提供することにある。

本発明によれば、スパッタリング装置のターゲットを取り付けるバッキングプレートと、平面視においてターゲットから所定距離隔ててターゲットを囲うように設けられるグランドシールドとの間に介装される絶縁性のスペーサであって、グランドシールドと接触する面のターゲット側の側部が切り欠かれ、段が形成されたことを特徴とするスパッタリング装置用スペーサが提供される。

ここでバッキングプレートとグランドシールドとの短絡をより確実に防止する観点からは、ターゲット側の側面に切り込みを形成する、さらにはバッキングプレートと接触する面のターゲット側の側部を切り欠き、段を形成するのが好ましい。

また本発明によれば、ターゲットを取り付けるバッキングプレートと、平面視においてターゲットから所定距離隔ててターゲットを囲うように設けられるグランドシールドと、バッキングプレートとグランドシールドとの間に介装される絶縁性のスペーサとを備えたスパッタリング装置において、スペーサとして前記記載のものを使用することを特徴とするスパッタリング装置が提供される。

本発明のスパッタリング装置用スペーサ及びスパッタリング装置では、スペーサの、グランドシールドと接触する面のターゲット側の側部が切り欠かれ、段が形成されているので、スパッタリング処理が繰り返し行われ、スパッタリング粒子の堆積物がスペーサの側面を伝わって上方に広がって行ったとしても、前記段によって、スパッタリング粒子の堆積層がグランドシールドに接触することが阻止される。これによりバッキングプレートとグランドシールドとの間の短絡が防止される。

また、ターゲット側の側面に切り込みを形成する、さらにはバッキングプレートと接触する面のターゲット側の側部を切り欠いて段を形成すると、バッキングプレートとグランドシールドとの短絡をより確実に防止することができる。

以下、本発明のスパッタリング装置用スペーサ（以下、単に「スペーサ」と記すことがある）及びスパッタリング装置について図に基づいて説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明に係るスパッタリング装置の平面図であり、図２は、その垂直断面図である。直方体形状のセパレータ２の上面外周部にはＯ−リング７が取り付けられ、セパレータ２上に被せるシールド（不図示）とセパレータ２との密着性を上げ、セパレータ２とシールド（不図示）とによって形成される内部空間の気密性を高めている。また、セパレータ２の上面の中央部には、平面視において四角形の第１凹部２１（図２に図示）が形成され、第１凹部２１の底面にさらに第２凹部２２（図２に図示）が形成されている。第２凹部２２の底面にはテフロンシート（図２に図示）３が敷設され、その上に、第２凹部２２の周側壁から所定距離隔ててバッキングプレート４が設けられている。そしてバッキングプレート４上の中央に、バッキングプレート４よりも若干小さい略相似形のターゲット５が取り付けられている。

平面視においてバッキングプレート４の長手方向略中央部の両側部の、バッキングプレート４と第２凹部２２の側壁との間に、垂直断面が逆Ｌ字状のスペーサ１がそれぞれ２個挟入されている。スペーサ１の上面は、第１凹部２１の底面と面一となっており、第１凹部２１の底面とスペーサ１の上面に、枠状のグランドシールド６が取り付けられている。このグランドシールド６は、スパッタリング処理時に飛散したターゲット粒子が装置内周面に付着するのを防止する。

スパッタリング処理時には、バッキングプレート６を介してターゲット５にはマイナス数百ボルトの電圧が印加される一方、グランドシールド６及びセパレータ２は接地されている。スペーサ１は絶縁性を有し、バッキングプレート４とグランドシールド６との間に生じる数百ボルトの電圧差はスペーサ１によって保持される。

またスパッタリング処理時には、前述のように、ターゲット材料が装置内に飛散し、ターゲット５とグランドシールド６との隙間から、バッキングプレート４の表面およびスペーサ１の側面に付着し堆積するが、図３に示すように、本発明のスペーサ１の場合、グランドシールド６と接触する面およびバッキングプレート４と接触する面のターゲット側の側部に段１２ａと段１２ｂが形成されているため、ターゲット粒子の堆積物がスペーサ１の側面を伝わって上方に広がって行くことが効果的に防止される。

図３のスペーサの斜視図を図４に示す。スペーサ１に形成される段１２ａの深さｄは、装置の維持管理周期などを考慮すれば０．１ｍｍ以上とするのが好ましい。また段１２ａの長さＬは、グランドシールド６のスペーサ１からの突き出し長さにもよるが、一般に２ｍｍ以上とするのが好ましい。

スペーサの材質としては絶縁性のものであれば特に限定はなく、例えばポリアセタールやポリカーボネート、フッ素樹脂などのプラスチックが好適である。またスペーサはこれらのプラスチックによって一体成形するのが強度的に好ましい。なお、使用によりターゲット粒子が付着したスペーサは、洗浄によってターゲット粒子等を除去し再使用することができる。

図４のスペーサでは、グランドシールド６と接触する面およびバッキングプレート４と接触する面のターゲット側の側部に段１２ａと段１２ｂが形成されているが、ターゲット粒子の堆積物がスペーサの側面を伝わって上方に広がって行くことを防止するには、図５（ａ）に示すように、少なくともグランドシールド６と接触する面のターゲット側の側部に段１２ａが形成されていればよい。もっとも、ターゲット粒子の堆積物がスペーサの側面を伝わって上方に広がって行くことを一層効果的に防止する観点からは、図４に示すような、バッキングプレート４と接触する面のターゲット側の側部に段１２ｂを形成する他、スペーサのターゲット側の側面に切り込み１３を形成してもよい（図５（ｂ）、（ｃ））。切り込み１３の幅及び長さの好適範囲は、前述の段１２ａの深さｄ及び長さＬの好適範囲と同じである。このような種々のスペーサ形状の中でも、バッキングプレート４の熱変形を抑えることなどのスペーサの他の役割を考慮すると、図４に示す形状が最も好ましい。

ここで本発明に係るスペーサ及びスパッタリング装置の効果を確かめるため、次のような実験を行った。スペーサとして図４に示すものを使用して（ｄ＝０．５ｍｍ，Ｌ＝２ｍｍ）、図１に示すスパッタリング装置でガラス基板上に酸化チタン膜を形成し、短絡が発生することなく何枚までスパッタリング処理ができるか測定した。この結果、４３，０００枚のガラス基板をスパッタリング処理しても短絡は発生しなかった。

比較例

一方、スペーサとして、段および切り込みのないもの（図５に図示）を使用した以外は実施例と同様にしてスパッタリング処理によってガラス基板上に酸化チタン膜を形成し、何枚までスパッタリング処理ができるか測定した。この結果、１０，４００枚のガラス基板をスパッタリング処理したところで、ターゲット粒子の堆積による、バッキングプレートとグランドシールドとの間の短絡が発生した。

以上の実施例及び比較例から理解されるように、本発明のスペーサを用いることにより、従来の装置に比べて４倍以上のスパッタリング処理を行うことができるようになった。

本発明のスパッタリング装置の一例を示す平面図である。 図１のスパッタリング装置の垂直断面図である。 図１のスパッタリング装置の部分拡大断面図である。 本発明のスペーサの一例を示す斜視図である。 本発明のスペーサの他の例を示す垂直断面図である。 従来のスパッタリング装置を示す部分拡大断面図である。

符号の説明

１ ターゲット
２ セパレータ
３ テフロンシート
４ バッキングプレート
５ ターゲット
６ グランドシールド
７ Ｏ−リング
１２ａ，１２ｂ 段
１３ 切り込み

Claims (4)

1. スパッタリング装置のターゲットを取り付けるバッキングプレートと、平面視においてターゲットから所定距離隔ててターゲットを囲うように設けられるグランドシールドとの間に介装される絶縁性のスペーサであって、
   グランドシールドと接触する面のターゲット側の側部が切り欠かれ、段が形成されたことを特徴とするスパッタリング装置用スペーサ。
2. ターゲット側の側面に切り込みがさらに形成された請求項１記載のスパッタリング装置用スペーサ。
3. バッキングプレートと接触する面のターゲット側の側部が切り欠かれ、段が形成された請求項１又は２記載のスパッタリング装置用スペーサ。
4. ターゲットを取り付けるバッキングプレートと、平面視においてターゲットから所定距離隔ててターゲットを囲うように設けられるグランドシールドと、バッキングプレートとグランドシールドとの間に介装される絶縁性のスペーサとを備えたスパッタリング装置であって、
   前記スペーサとして請求項１〜３のいずれかに記載のものを使用したことを特徴とするスパッタリング装置。

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