JPH01316456A - スパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 梁上の１　　− 本発明は、汚染防止材を配設したスパッタリング装置に
関するものである。

１（７）ｕｕ 従来より、集積回路の電極や拡散バリヤ等用の薄膜、磁
気記録媒体用磁性薄膜、液晶表示装置のＩＴ○透明導電
膜などの多くの薄膜形成にスパッタリング技術が使用さ
れている。スパッタリングは、陽極と陰極との間に高電
圧を印加して放電を生じさせ、陰極に配置されたターゲ
ットからその構成物質をイオン衝撃によって叩出し、こ
れを対向する基板上に堆積させることにより薄膜を形成
する技術である。

現在、このようなスパッタリングプロセスは大量生産技
術として確立されているが、同様な成膜プロセスである
ＣＶＤプロセスと比較すると、形成された膜上に一般に
パーティクルと言われている粗大粒子が堆積するという
問題がクローズアップされている。

このパーティクルとは、ターゲットをスパッタリングし
た場合、クラスター化した微粒子が基板上に堆積したも
のを言うのであるが、この微粒子は直径が数μｍ程度に
まで大きくなるものが多いので、これが基板上に堆積す
ると、例えばＬＳＩの場合は配線の短絡あるいは逆に断
線を引き起こすなどの問題を生じ不良率増大の原因とな
る。そしてこれらのパーティクルは、ターゲット自体に
起因するものや、スパッタリング装置に起因するもの等
の種々の要因があって、その原因究明と低減のための各
種工夫がなされているのが現状である。

（来　　とその＋１ スパッタリング装置に起因するパーティクルとしては、
基板周辺やチャンバー内壁（炉壁）等に付着したスパッ
タリング薄膜が剥離し、それが飛散して基板に堆積して
汚染源となることも１つの大きな要因である。このよう
な付着物質の再剥離に起因するパーティクルを防止する
ため、スパッタリング装置の内壁を常に清浄にしておく
必要がある。

このような内壁を常にクリーンに保つのは実際には非常
に難しく、完全にクリーンにするには大変な時間を必要
とし、また内壁の部位によってはクリーン化が実際には
できないところもある。そのために考えだされたのが、
ＡＩ箔や電解Ｆｅ箔のディスポーザブル（使い捨て）箔
による汚染防止材である。前記の箔をあがらしめ内壁に
はりつけておき、スパッタリング終了後これを除去すれ
ば、−塔内壁をクリーンな状態に保つことが可能と考え
られた。

しかし、これらの使い捨て箔には致命的な欠陥が見出さ
れた。それは、設置された箔に堆積したスパッタリング
飛散物質膜が剥離し易く、基板上への堆積膜上でのパー
ティクル発生が依然として起ったからである。この使い
捨て箔（フォイル）を用いた場合の剥離現象は飛散物質
の膜厚が厚いほど発生が顕著となり、また生成物がシリ
サイドやＩＴ○（インジウム−錫酸化物）のようなセラ
ミックの場合はど生じ易いことが分った。この剥離を防
止するためには頻繁に箔を交換しなければならず、スパ
ッタリングの操業性が著しく悪化した。このようなこと
から画期的な内壁をおおう箔層汚染防止材の出現が熱望
されていた。

（間　点を解決するための手段） 上記の問題を解決するためスパッタリングチャンバー内
の汚染を防止する材料としての箔を種々検討した結果、
トリート電解銅箔が汚染防止材として最適である、との
知見を得た。すなわち１本願発明は、（イ）電解銅箔の
マット面に銅めっきによる銅又は及び銅酸化物微細粒子
薄層を形成した電解銅箔からなるスパッタリングチャン
バー内汚染防止材を内部に配設したスパッタリング装置
及び（ロ）電解銅箔のマット面側の表面粗さＲｚが５μ
ｍ〜１０μｍである前記（イ）のスパッタリング装置及
び（ハ）微細粒子薄層形成面をスパッタリング飛散粒子
捕獲面とした前記（イ）及び（ロ）のスパッタリング装
置並びに（ニ）使い捨て用電解銅箔である前記（イ）、
（ロ）、（ハ）のスパッタリング装置を提供するもので
ある。

■の　　的看■ 本発明の電解銅箔を使用することによりスパッタリング
装置内（炉）壁の汚染がなく、かつこの内壁からの飛散
生成物の剥離に起因するパーティクル発生が著しく減少
し良好なスパッタリングを実施することが可能となった
。

電解銅箔のマット面に形成する微細粒子薄層はアメリカ
特許第３，２２０，８９７号あるいはアメリカ特許第３
，２９３，１０９号などの電気めっき処理によって行う
ことができる。

この処理自体は公知であるが１本願発明においては、従
来のＡ１箔や鉄箔でしか考えられなかった箔にかえて本
願発明の汚染防止材を用いることにより、著大な効果を
もたらすことが可能となった。

微細粒子薄層は電解銅箔（主苗）のマット面に形成され
るが、これを形成する電気めっきの条件の一例を下記に
示す。

水゛　　酸塩めっき浴 Ｃｕ５Ｏ，・５１１□Ｏ，ｇ／Ｑ　　（ａｓＣｕ）　　
・−・・・・・２３ＮａＣ１、ｐ、ｐ、ｍ＋（ａｓｃｌ
）　　−・−＝　３２ＨｚＳＯｎ　　＋　　ｇ／Ｑ　　
　　　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・　７０にかわ＋ｇ／Ｑ　　　　　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・０．７５純水　　　　・・・・
・・・・・・・・・・・・・・Ｂａｔ。

めっき条件 電流密度　　６０〜１００　ａ、ｓ、ｆ時　　　　　　
間　　　　　　　１０〜６０　秒浴　　　　　　温　　
　　　　７０〜８０６　Ｆ電解銅箔（主情）のマット面
（無光沢面）は、該箔の製造工程におけるロール等の接
触面（光沢面）の反対側の面で、電子顕微鏡で観察する
と前記マット面は無数のノブ状（塊状の突出部）＠１面
を呈している。

さらにこの面に前記微細粒子薄層を形成すると銅又は及
び銅酸化物の微細粒（ノジュラー）がランダムに上記電
解銅箔（主情）のノブ状粗面に析出しているのが同様に
電子顕微鏡によりａｍされる。

（参考資料　電子技術、　１９８５年６月増刊号９７Ｐ
、〜１０５Ｐ、） 上記のような条件で形成した銅箔はさらに特公昭５４−
６７０１号に示すような耐熱特性をもたせるための黄銅
又は亜鉛のバリヤー層を形成したり、さらにこの上に銅
箔運搬又は保管中の酸化等を防止するための防錆処理を
施すこともできる。

本願発明は、これらの工程によって製造された電解銅箔
を全て包含するものである。電解銅箔の表面粗さはＲｚ
５．Ｏ〜１０．０μｍの範囲とするのが望ましい。この
粗さによる突起が存在するために、飛散物質が析出して
形成された生成物との密着性が改善され、剥離現象が生
じなくなる。

本願発明のスパッタリング装置における汚染防止材とし
て使用される材料は、厚さ１０μｍ”１００μｍが適し
、１５〜４０μｍが好適である。

薄すぎると炉壁ヘセットする時にしわが生じ易く、しわ
部ができると剥離の原因となるので避ける必要がある。

厚いとしわは生じにくくなるが、炉壁へのセット時の操
作性が悪くなり、また価格的にも不利である。

上記のように電解銅箔はにがわ質の電解浴中で製造され
るので、箔表面にはにかわが付着していることがある。

したがってにかわによるスパッタリング装置内の汚染を
防止するために、あらかじめアセトンやアルコール等の
有機溶媒または熱した超純水を用いて超音波洗浄をして
から使用することが望ましい。なお、にかわの除去や洗
浄後の乾燥を目的として真空加熱をしても良い。真空加
熱をする場合は、表面突起が成長現象によって変化しな
いよう最高４００℃までにおさえる必要がある。

次に実施例にもとづいて本願発明を説明する。

すａＩｕユ 透明導電膜用ＩＴＯターゲットを用いて第１表に示す各
種の箔をスパッタリング装置チャンバー内壁に取りつけ
スパッタリングを実施した。３９０１Ｎ−Ｈｒのスパッ
タリング終了後に箔を取り出した。前記の箔にも飛散し
たＩＴＯ膜が形成されていた。この膜をスコッチテープ
によるビールテストを行ったところ、本願発明の電解銅
箔と、電解鉄箔のみがビールテストの結果、ＩＴＯＩＩ
Ｊの剥離が起こらなかった。試験材料と結果を第１表に
示す。

第１表　試験材とスコッチテープによるビールテスト結
果シリサイドターゲットを用いて電解鉄箔と、本願発明
の電解銅箔とを同時にスパッタリング装置内壁にセット
してスパッタリングを実施した。スパッタリング終了後
には、どちらの箔にも厚さ約１μｍのシリサイド膜が形
成されていた。この試料をスコッチテープ及び粘着力の
強い両面テープ（Ｎａ５００）を用いてビールテストを
したところ、本願発明の電解銅箔だけが、いずれのテス
トにおいても剥離しなかった。その結果を第２表に示す
。

第２表　シリサイド膜のビールテスト結果ＩＴＯターゲ
ットをスパッタリング装置内にセットし、基板位置に電
解銅箔（微細粒子層を形成した本願発明の汚染防止材と
同形成しないものとの両方）と電解鉄箔、純Ａｌ箔の４
種を同時にセットし、ＩＴＯのスパッタリングを実施し
た。

１００ｗ・Ｈｒ毎にスパッタリングを中断し、試料の状
況を確認した。本願発明の微細粒子層を形成した電解銅
箔は８０ｏｗ・ｌ（ｒまでスパッタリングを実施しても
剥離は全く起こっていないが、他の３種の試料は４００
ｗ・Ｈｒスパッタリングを継続すると剥離が生じてきた
。

Ｕ１乱曵皇渭ひ 以上の実施例からも明らかなように本願発明の汚染防止
材を内部に配設したスパッタリング装置は、従来のＡｌ
箔や鉄箔などに比較してスパッタリング薄膜の汚染物質
となるパーティクルの発生を著しく抑制することができ
る。

また、電解銅箔は熱伝導性に富み、帯電することもない
ので、スパッタリングチャンバー内に設置する汚染防止
材として最適である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電解銅箔のマット面に銅めっきによる銅又は及び
   銅酸化物微細粒子薄層を形成した電解銅箔からなるスパ
   ッタリングチャンバー内汚染防止材を内部に配設したス
   パッタリング装置。
2. （２）電解銅箔のマット面側の表面粗さＲ＿ｚが５μｍ
   〜１０μｍである特許請求の範囲第１項記載のスパッタ
   リング装置。
3. （３）微細粒子薄層形成面をスパッタリング飛散粒子捕
   獲面とした特許請求の範囲第１項乃至第２項記載のスパ
   ッタリング装置。
4. （４）使い捨て用電解銅箔である特許請求の範囲第１項
   乃至第３項記載のスパッタリング装置。