JP4101524B2

JP4101524B2 - 成膜装置

Info

Publication number: JP4101524B2
Application number: JP2002028112A
Authority: JP
Inventors: 博司大塚; 八弥竹内
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Current assignee: Shibaura Mechatronics Corp
Priority date: 2002-02-05
Filing date: 2002-02-05
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2022-02-05
Also published as: JP2003226967A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スパッタリングによりターゲットから放出された粒子によって、基板表面に成膜処理を施すための成膜装置に係り、特に、ターゲットの変形防止効果に改良を施した成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程、液晶表示基板製造工程、ディスク製造工程などにおいては、成膜装置を使用して基板表面への成膜処理が実施される。例えば、デジタル化された音声信号や画像情報を大量に記録するのにコンパクトディスク（以下、ＣＤと称する。）やデジタルバーサタイルディスク若しくはデジタルビデオディスク（以下、ＤＶＤと称する。）などのディスクが広く使用されているが、これらのディスクは、ポリカーボネイト等の透明な合成樹脂をドーナツ状の円盤型とした基板の表面に、光反射率の高いアルミニウム等の薄膜を形成して記録面としたものである。
【０００３】
このような成膜を行なう装置の一つとして、スパッタリング装置があり、その代表例としては、プレーナ型マグネトロンスパッタリング装置が挙げられる。プレーナ型マグネトロンスパッタリング装置においては、真空状態下での放電により発生したイオン（例えばアルゴンイオン）を陰極であるターゲットに衝突させ、ターゲットを構成する粒子をスパッタリングによって放出させる。基板は、ターゲットに離間対向して配置されるとともに、陽極を構成しており、ターゲットから放出された粒子が基板の表面に堆積することにより、成膜処理が施される。
【０００４】
かかるスパッタリング装置を備えた真空処理装置の一例を、図７を参照して具体的に説明する。すなわち、装置本体１は、真空処理室としてのスパッタ室３と、このスパッタ室３へ基板２の出し入れを行なうロードロック室４とを有している。スパッタ室３は、支持部材６、外周マスク７、上蓋８、内周マスク９及びターゲット１０等を備えている。
【０００５】
支持部材６は、その上部に基板２が載置され、リフト５により上下動可能に設けられている。外周マスク７は、支持部材６の周縁部上方に配置され、基板２の外周をマスクする当接部７ａを有している。上蓋８は、装置本体１の上部を封止している。内周マスク９は、上蓋８の中心に対応する位置から下方に突出しており、その下端に基板２の内周をマスクする銅製の傘状部９ａを有している。ターゲット１０は、上蓋８の下部に絶縁材を介して配置されている。
【０００６】
一方、ロードロック室４は、大気側に配置された搬送装置２０，２１から搬送された基板２を受け取り、リフト１２により上下動する支持部材１３と、支持部材１３が受け取った基板２が載置され、これを支持部材６に渡すホルダ１４等により構成されている。
【０００７】
以上のような真空処理装置においては、ロードロック室４からスパッタ室３に搬送された基板２が、支持部材６上に載置されて押し上げられる。さらに押し上げが進むと、基板２の中央部が内周マスク９の傘状部９ａに当たるとともに、基板２の周縁部も外周マスク７の当接部７ａに当たる。この状態で、ロードロック室４内が所定の真空度に達したら、装置を作動してターゲット１０から微粒子を放出させ、基板２の表面に被膜を形成する。
【０００８】
また、使用中のターゲットは高温になるため、適当な冷却手段によってターゲットを冷却する必要がある。そこで、従来は、ターゲットの裏面側にバッキングプレートを配置し、このバッキングプレートを冷却水等によって冷却して低温とすることにより、ターゲットを裏面側から冷却するようにしていた。この場合のターゲットは、例えば、その裏面をバッキングプレート上にインジュームで全面接着することによって、ボンディングされている。
【０００９】
ところで、ＣＤ−ＲＷ（ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）やＤＶＤ−ＲＯＭ等の成膜装置においては、ターゲットの材質によっては、ターゲット交換を毎日行なう必要がある。しかし、上記のような全面接着によるボンディングは手間がかかるため、ターゲットのメーカーに依頼することが一般的であり、予備を持っていたとしても、頻繁にボンディングを依頼する必要が生じる。このため、生産現場においては、バッキングプレートへのターゲットの固定方法として、交換に手間のかからない方法が求められていた。
【００１０】
このようなターゲットの固定方法としては、ターゲットの中央とその周縁を、ねじによってバッキングプレートに固定することにより、ターゲットの交換をねじの取り外しによって容易に行なうことができるようにした方法が提案されている。さらに、ターゲットの周縁を押え部材によって押え付け、バッキングプレートに対してねじで固定することによって、ターゲットの周囲をバッキングプレートに対して均一に押え付ける方法も提案されている。
【００１１】
このような押え部材を用いたターゲットの固定方法の一例を、図８に示す。すなわち、ターゲット１０の中央は、センターねじ２３によって、バッキングプレート２２に固定されている。そして、ターゲット１０の周縁は、押え部材２４によって、バッキングプレート２２に押え付けられている。この押え部材２４は、断面が略Ｌ字形のリング状部材であり、バッキングプレート２２に対して、固定ねじ２４ａによって固定されている。また、押え部材２４の端部には、ターゲット１０に当接する突起２４ｂが形成されている。なお、図中、２５はアノード電極である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなねじによるターゲットの固定方法には、以下のような問題があった。すなわち、ターゲットの中央と周囲をねじによって固定する方法では、スパッタリング時の熱で、ターゲットが膨張した場合、膨張する力は、中央のねじと周囲のねじとの間で逃げ場がなくなり、ターゲットを弓なりに反らせる。その結果、ターゲットとバッキングプレートとの間に隙間が生じ、熱伝導が悪くなるので、ターゲットの冷却効果が低下する。すると、ターゲットの温度が上昇し、溶融破損に至る可能性がある。
【００１３】
また、図８に示すように、押え部材２４を用いる方法であっても、アルミニウムのような柔らかい材質のターゲット１０の場合、図９に示すように、押え部材２４の突起２４ｂがターゲット１０に食い込み、自由な膨張が阻害されるので、ターゲット１０が、センターねじ２３と押え部材２４との間で弓なりとなり、上記と同様の問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、ターゲットを、その膨張を許容しつつバッキングプレートに対して確実に固定でき、スパッタリング時のターゲットの溶融破損を防止できる成膜装置を提供することにある。
【００１５】
【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の発明は、成膜のための粒子を含むターゲットと、前記ターゲットの裏面側に配置された冷却面を有するバッキングプレートと、前記ターゲットの周縁を前記バッキングプレートに押え付けて固定する押え部材とを備えた成膜装置において、前記押え部材と前記ターゲットとの間に、前記ターゲットの膨張を許容する滑りが生じるように、滑り部材が配設され、前記滑り部材は、分割したプレートを等間隔で配置したものであることを特徴とする。
【００１６】
以上のような請求項１の発明では、ターゲットと滑り部材との間の滑りが、ターゲットの膨張を許容するので、ターゲットに反りが生じることがない。このため、バッキングプレートとの間に隙間が生じることがなく、ターゲットの熱はバッキングプレートに十分に伝わるので、ターゲットは確実に冷却され、溶融破損が発生しない。
また、滑り部材がターゲットの周縁に対応して設けられているので、ターゲットの周縁をバッキングプレートに対して均一に押え付けることができる。また、複数のプレートを等間隔で配設した場合、ターゲットに対して中心位置を考慮することなく固定することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の成膜装置において、前記滑り部材は、前記押え部材に支持されるとともに、ばねにより前記ターゲットの内周側に付勢されていることを特徴とする。
以上のような請求項２記載の発明では、滑り部材が押え部材に支持され、一体的に扱うことができるので、ターゲットの交換作業を、容易且つ速やかに行うことができる。
また、滑り部材は、ばねによって内周側へ付勢されているので、滑り部材の位置が一定となり、ターゲットを頻繁に交換する場合であっても、常に正確な位置に固定できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態（以下、実施形態と呼ぶ）について、図面を参照して具体的に説明する。
〔第１の実施形態〕
〔構成〕
まず、請求項１及び３記載の発明に対応する実施形態を、図１を参照して説明する。なお、上述の従来技術で示した部材に対応する部材は、同一の符号を付す。すなわち、本実施形態においては、例えば、アルミニウム製の円盤状のターゲット１０は、その裏面が銅製のバッキングプレート２２に当接している。ターゲット１０は、断面が略凸字形状となるように、その周縁に薄板部１０ａを有している。
【００１９】
ターゲット１０の外周には、例えば、ＢＣ６製の押え部材２６が配設されている。この押え部材２６は、断面が略Ｌ字形のリング状部材であり、固定ねじ２６ａによって、バッキングプレート２２に固定されている。押え部材２６の水平面とターゲット１０の薄板部１０ａとの間には、滑り部材２７が挟まれており、この滑り部材２７を介して、押え部材２６がターゲット１０をバッキングプレート２２に押え付けて固定している。滑り部材２７は、例えば、厚さ１ｍｍ程度のＳＵＳ製プレートであり、薄板部１０ａの全周に亘って均等に力が加わるように、等間隔で８枚配設されている。
【００２０】
〔作用〕
以上のような本実施形態の作用は、以下の通りである。すなわち、スパッタリング時の熱で、ターゲット１０が膨張した場合であっても、薄板部１０ａと滑り部材２７との間の滑りが膨張を許容するので、ターゲット１０の反りが生じることがない。また、薄板部１０ａと押え部材２６との間に滑り部材２７が介在しているので、押え部材２６の端部が、薄板部１０ａに食い込んで自由な膨張を妨げることもない。
【００２１】
〔効果〕
以上のような本実施形態によれば、ターゲット１０の反りが生じないので、バッキングプレート２２との間に隙間が生じることがなく、ターゲット１０の熱はバッキングプレート２２に十分に伝わる。従って、ターゲット１０は確実に冷却され、溶融破損は発生しない。また、溶融破損に至る場合に生じる放電電圧の上昇もなく、プロセスの安定化を実現できる。さらに、複数の滑り部材２７を、ターゲット１０の周縁に対応させて等間隔で配設しているので、ターゲット１０に対して、中心位置を考慮することなく固定することができるとともに、ターゲット１０の周縁をバッキングプレート２２に対して均一に押え付けることができる。
【００２２】
〔第２の実施形態〕
〔構成〕
次に、請求項２及び３記載の発明に対応する実施形態を説明する。なお、上記の第１の実施形態と同様の部材は同一の符号を付す。本実施形態は、図２及び図３に示すように、押え部材２８に、滑り部材２９が予め支持された構成を有している。すなわち、押え部材２８には、図４及び図５に示すように、滑り部材２９を固定するための収容溝２８ａが形成されている。この収容溝２８ａに、断面が略Ｌ字形のプレートである滑り部材２９の後端側が収容され、ホルダー３０を締結ねじ３０ａでねじ止め固定することによって、押え部材２８の内周に滑り部材２９の先端が放射状に突出した状態で支持されている。
【００２３】
なお、滑り部材２９の後端と、収容溝２８ａの内壁との間には、略Ｖ字形のばね３１が介在しており、滑り部材２９を内周側へ付勢している。さらに、以上のような押え部材２８は、図２及び図６に示すように、バッキングプレート２２上のターゲット１０の薄板部１０ａに対して、滑り部材２９が挟まるように被せられ、固定ねじ２８ｂによってバッキングプレート２２に固定されている。
【００２４】
〔作用効果〕
以上のような本実施形態によれば、上記の第１の実施形態と同様の作用効果が得られるとともに、滑り部材２９が押え部材２８側に予め装備され、一体的に扱うことができるので、ターゲット１０の交換作業を、容易且つ速やかに行なうことができる。特に、第１の実施形態と同様に、複数の滑り部材２９をターゲット１０の周縁に対応させて等間隔で配設しているので、中心位置を考慮することなく固定できるとともに、均一な押え付けが可能となる。また、滑り部材２９は、ばね３１によって内周側へ付勢されているので、滑り部材２９の位置が一定となり、ターゲット１０を頻繁に交換する場合であっても、常に正確な位置に固定できる。
【００２５】
〔他の実施形態〕
本発明は上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、
各部材の材質、大きさ、形状等については、上記の実施形態で例示したものには限定されない。例えば、滑り部材の数は、８枚より多くても、少なくてもよい。滑り部材の形状も自由であり、例えば、滑り部材をリング状のプレートとして一体化したものを用いることによって、バッキングプレートに対して、ターゲットの周囲をより一層均一に押え付けることもできる。また、本発明による成膜対象は、ＣＤやＤＶＤには限定されない。
【００２６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、ターゲットを、その膨張を許容しつつバッキングプレートに対して確実に固定でき、スパッタリング時のターゲットの溶融破損を防止可能な成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の成膜装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の成膜装置の第２の実施形態における押え部材を示す底面側斜視図である。
【図３】図２の押え部材を示す底面図である。
【図４】図２の実施形態における滑り部材の固定構造を示す分解斜視図である。
【図５】図２の実施形態を示す縦断面図であり、図３のＡ−Ａ´断面に対応する図である。
【図６】図２の実施形態を示す縦断面図であり、図３のＢ−Ｂ´断面に対応する図である。
【図７】従来の真空処理装置の一例を示す縦断面図である。
【図８】従来の成膜装置におけるターゲットの固定構造を示す縦断面図である。
【図９】従来の成膜装置におけるターゲットの膨張状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…装置本体
２…基板
３…スパッタ室
４…ロードロック室
５…リフト
６…支持部材
７…外周マスク
７ａ…当接部
８…上蓋
９…内周マスク
９ａ…傘状部
１０…ターゲット
１０ａ…薄板部
１２…リフト
１３…支持部材
１４…ホルダ
２０，２１…搬送装置
２２…バッキングプレート
２３…センターねじ
２４，２６，２８…押え部材
２４ａ，２６ａ，２８ｂ…固定ねじ
２５…アノード電極
２４ｂ…突起
２７，２９…滑り部材
２８ａ…収容溝
３０…ホルダー
３０ａ…締結ねじ
３１…ばね

Claims

成膜のための粒子を含むターゲットと、前記ターゲットの裏面側に配置された冷却面を有するバッキングプレートと、前記ターゲットの周縁を前記バッキングプレートに押え付けて固定する押え部材とを備えた成膜装置において、
前記押え部材と前記ターゲットとの間に、前記ターゲットの膨張を許容する滑りが生じるように、滑り部材が配設され、
前記滑り部材は、分割したプレートを等間隔で配置したものであることを特徴とする成膜装置。
前記滑り部材は、前記押え部材に支持されるとともに、ばねにより前記ターゲットの内周側に付勢されていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。