JPH03232965A - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、基板上に磁気ギャップのスペーサのガラス膜
や金属酸化物膜、光学膜等の薄膜を形成するためのスパ
ッタリング装置に関するもので、特に回転スパッタを行
った場合の回転テーブルにおける直径方向の膜厚分布を
改善するための遮蔽板に関するものである。

「従来の技術」 第６図に示すようにスパッタリング装置とは、真空槽内
を油回転ポンプやクライオポンプ、ターボ分子ポンプ等
を用い一旦高真空（Ｉ　Ｘ　１０−　ｈＴｏｒｒ）に排
気した後アルゴンガス等のスパッタガスを封入して圧力
を調整する（Ｉ　Ｘ　１０−　’Ｔｏｒｒ）とともに、
スパッタ材料からなるターゲットを陰極とし薄膜を形成
する基板を陽極として対置し両極間に直流電圧又は高周
波をかけることにより真空槽内にグロー放電を発生させ
る。この放電によって形成するプラズマのアルゴンイオ
ンがターゲット表面に衝突すると、ターゲットを構成す
る物質はアルゴンイオンの衝撃により雰囲気中にスパッ
タ粒子として飛び出し、ターゲットに対向する位置に配
置した基板表面上に付着堆積しターゲットと同一物質の
薄膜を形成する。第６図に示す装置は実験装置規模であ
るが、工業的に有用なスパッタ装置としては第７図に示
すように複数のターゲットを有し、基板を載置する回転
テーブルがスパッタ中に回動し一度に大量の基板に薄膜
の形成が可能な構造とし、生産性の向上を図っている。

「発明が解決しようとする問題点」 ターゲットから発生するスパッタ粒子の堆積（成膜）速
度は基板表面のいずれの位置においても均等であること
が望ましいが、実際の堆積速度は余弦則に従うためター
ゲットと基板表面との距離及びターゲット上のスパッタ
粒子の飛び出し位置と基板の形成する角度により膜厚に
分布が生じ、均等になりえない。即ち第７図に示すよう
に、ターゲットに基板を向かい合わせてスパッタした場
合、第４図に示すごとく基板の中央部分の堆積量が最も
多く基板の端部に向かうに従い堆積量が減少していく傾
向がある。その結果、基板上に形成する薄膜の厚みが不
均一となり、これまでは−量的にはターゲラ１−の有効
面積の１／３程度の領域しか使用出来なかった。即ち、
ターゲットに向かい合う範囲のうちの１／３の領域に置
いた基板についてはスパッタにより形成される薄膜の厚
さがほぼ均一となるが、この領域の外に置いた基板の膜
厚は薄くなり実際の使用には適さない。従って従来のス
パッタリング装置では、膜厚分布の不均一性のためその
生産性が極めて低く効率が悪いという問題点がある。

スパッタリング装置の膜厚分布を改善する方法として、
特開昭６０−１９７８６９に、ターゲットと基板間にタ
ーゲットの長手方向に沿ってのびその中央部分よりもそ
の両端側が広幅のスリットを有する遮蔽板を設置してな
るスパッタリング装置が開示されている。しかし、上記
発明は長方形ターゲットを用い、基板がターゲットに対
し直線運動をする場合には有効であるのに対し、基板が
回転運動をする場合の膜厚分布の改善に関しては有効な
手段とはなり得ない。さらに、上記発明にはスリットの
詳細な形状及びスリット各部の寸法比率に関する記述が
成されておらず、膜厚分布改善の効果も疑問である。

［問題点を解決するための手段」 上記問題点を解決するため、本発明は回転するテーブル
に対面する遮蔽板を介してターゲットを設け、テーブル
に載置した基板が遮蔽板と対面しつつ回動するスパッタ
リング装置において、回動する基板が対面して通過する
遮蔽板の部位に円弧が欠如するスリットを設け、円弧の
欠如部分は一次曲線若しくは円弧が囲む部分から成り、
基板の通過方向に欠如部分が前後一対であることを特徴
とするスパッタリング装置を提供することにある。

「実施例」 以下、本発明の詳細を実施例にもとすいて説明する。

磁気ヘッドの磁気ギャップのスペーサであるＳｉＯ□を
形成するために、直径２００胴のＳｉＯ□ターゲットを
用い、基板としてフェライトの多結晶体を使用した。第
１図及び第２図に本実施例を用いたスパッタ装置の構造
を示す。ターゲット４の表面と平行になるように設けた
外径５２０ｍｍの回転テーブル８上にターゲット４の平
面に対向するように複数の基板６を載置し、回転軸１３
により回転テーブル８を回転しながらスパッタにより基
板６上に５ｉｎ２膜の成膜を行う。この時、ターゲット
４と基板６の間の空間に外径５３０　ｍｍの遮蔽板９を
回転テーブル８と同心に設け、遮蔽板９にターゲット４
の中心と同一位置を中心とする直径２１０ｍｍの円孔１
１を設ける。円孔１１の大きさはターゲット４の外形よ
りも大きくし、遮蔽板９がターゲット４から離れるほど
大きくする必要がある。

本装置においては、ターゲット４と基板６間の距離を１
２０ｍｍ、ターゲット４と遮蔽板９間の距離を６０ｍｍ
とした。

さらに第３図に示すように、円孔１１の両端に、円孔１
１の中心と回転テーブル８間の距離を半径とし回転テー
ブル８を中心とする円弧上の任意の点Ｐ、　　Ｐ’を頂
点とする一対のシャッタ１０を、回転テーブル８の中心
と円孔１１の中心を結ぶ軸に対し対称な位置に配置しス
リットを形成する。

シャック１０の形状は、Ｐ又はＰ′を頂点とする二次曲
線あるいはＰ又はＰ′を通過する円弧とし、シャッタ１
０の頂点を通過する軸が回転テーブル８と同心でかつ円
孔１１中心を通過する円弧の法線と一致するように配置
する。

シャッタ１０の先端部分は、本来基板６上に到達するス
パッタ粒子を遮蔽する作用を有するため、使用するに従
いスパッタ粒子が堆積し比較的厚い膜が形成されること
になる。その結果、シャッタ１０上の厚膜がスパッタ中
に厚膜の内部応力により剥離し基板上に落下し、健全な
薄膜の形成を阻害し製品不良を引き起こす可能性が極め
て高くなる。したがって、上記トラブルを防止するため
シャッタ１０は頻繁に取り外して堆積物の除去を行う必
要があるため、シャッタ１０はボルト等により遮蔽板９
に締結して固定することにより、交換が容易な構造とす
ることが望ましい。

上記の構成によるスパッタリング装置を用いて、真空槽
内を１．　Ｘｌ０−’Ｐａ　（Ｉ　Ｘｌ０−６Ｔｏｒｒ
）までクライオポンプやターボ分子ポンプを用いて真空
排気した後１０　Ｐａ　（Ｉ　Ｘｌ０−’Ｔｏｒｒ）に
なるようにアルゴンガスを真空槽１内に導入し、ターゲ
ット４と基板６間に直流電圧又は高周波を印荷する。こ
のときグロー放電を誘起してスパッタにより基板上にＳ
ｉＯ□薄膜の形成を行い、その結果形成した薄膜の膜厚
分布を測定した。第５図は、回転テーブル８の直径方向
の膜厚分布（膜厚比）の測定結果を示す。比較のため従
来装置での膜厚分布の測定結果を第４図に示す。その結
果、直径２００柵のターゲット４を用いた場合膜厚比０
．９〜１の範囲で比較すると、従来装置での膜厚均一領
域が約６０ｍｍであるのにだいし、本発明によれば約９
０ｍｍにも及ぶ膜厚均一領域を確保することが出来るよ
うになった。

「発明の効果」 以上詳述したように、本発明によれば回転テーブルの直
径方向の膜厚分布を均一にすることができ、従って基板
上の薄膜の厚みをほぼ等しくすることができるようにな
った結果、従来に比較しターゲット材料を有効に使用す
る事が出来るようになり、同時に生産性を向上させるこ
とが出来る等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１．２．３図に本発明の実施例を示し、第４図は従来
装置による膜厚分布を示し、第５図は本発明により得ら
れる膜厚分布を示す。第６．７図は従来のスパッタリン
グ装置を示す。 １・・・真空槽、２・・・真空ポンプ、３・・・アルゴ
ンガス、４・・・ターゲット、５・・・プラズマ、６・
・・基板、７・・・電源、８・・・回転テーブル、９・
・・遮蔽板、１０・・・シャッタ、１１・・・円孔、１
２・・・基板中心の回転軸跡、１３・・・回転軸。 第 図 第 図 第 ４ 図 第６ 図 第 図 ０ ４０ ２０ ０ ０ ０ タ ケ゛ノド中心からの距離（ｍｍ） 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転するテーブルに対面する遮蔽板を介してターゲ
   ットを設け、テーブルに載置した基板が遮蔽板と対面し
   つつ回動するスパッタリング装置において、回動する基
   板が対面して通過する遮蔽板の部位に円弧が欠如するス
   リットを設け、円弧の欠如部分は二次曲線若しくは円弧
   が囲む部分から成り、基板の通過方向に欠如部分が前後
   一対であることを特徴とするスパッタリング装置。 ２）遮蔽板の円弧は基板の外殻より大きいことを特徴と
   する請求項第１項記載のスパッタリング装置。 ３）遮蔽板のスリットは円弧状の空間とこの空間内を移
   動する欠如板から成ることを特徴とする請求項第１項の
   スパッタリング装置。