JPH05222524A - スパッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明はタ−ゲットの交換が容易であり、かつ
不純物汚染が発生しないスパッタ装置を提供することを
目的とする。 【構成】チャンバ−１１内の下方に配置されたマグネッ
ト電極１４上には、バッキングプレ−ト１５及びタ−ゲ
ット１７が載置されている。タ−ゲット１７の外周部は
タ−ゲット押え１８により固定されている。バッキング
プレ−ト１５の中央部はセンタ−ボルト１６によりマグ
ネット電極１４に固定され、タ−ゲット１７は裏面中央
から開けられた表面に貫通しないネジ穴とのセンタ−ボ
ルト１６との噛み合わせによりバッキングプレ−ト１５
の中央に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスパッタ装置に関し、特
にスパッタ装置におけるタ−ゲットの支持機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体装置の微細化、高集積化に
対応して、高品質な薄膜を形成することが重要となって
いる。半導体ウェハ上に薄膜を形成するには、多くの場
合スパッタ法が用いられている。そのため、高品質な薄
膜を形成するには、半導体ウェハに薄膜をスパッタリン
グする際に、スパッタ装置内を不純物汚染のない雰囲気
に保つことが必要である。

【０００３】従来のスパッタ装置の概略を説明する。チ
ャンバ−内には、被スパッタ材であるウェハ及び該ウェ
ハに対向するようにタ−ゲットが設置されている。上記
タ−ゲットはバッキングプレ−ト上に載置されている。
周知の如く、タ−ゲットは放電中イオンで表面を叩かれ
高温となるため、冷却されなければならない。通常、バ
ッキングプレ−トは熱伝導の高い材質で作られるため、
バッキングプレ−トを水冷することで、タ−ゲットを間
接的に冷却している。

【０００４】タ−ゲットの冷却効率を増すには、タ−ゲ
ットとバッキングプレ−トをより密着させると良い。従
って、Ｉｎやその他の接着剤にて、タ−ゲットとバッキ
ングプレ−トを接着したり、タ−ゲットとバッキングプ
レ−トとを一体で成型したりしている。しかし、これら
の方法では、以下に示すような問題がある。 １．タ−ゲット交換のたびにバッキングプレ−トごとに
取り外さなければならず、作業性が悪いこと。 ２．タ−ゲット及びバッキングプレ−トを設置する際
に、水及び不純物等がスパッタ装置内にリ−クする確率
が高くなること。 ３．接着剤等の蒸気がスパッタ膜中に混入し膜質低下の
原因となること。 ４．コストが高いこと。

【０００５】上述の問題点を解決する手段として、タ−
ゲットの中心をネジ止めすることにより、接着剤等を用
いたり一体成型することなく冷却効率を上げる方法（ワ
ンタッチ型）がある。図３にワンタッチ型の概略図を示
す。バッキングプレ−ト３１上にタ−ゲット３２を載置
し、タ−ゲット３２は、周囲をタ−ゲット押え３３によ
り固定されている。更に、タ−ゲット３２の中心をバッ
キングプレ−ト３１の中心にセンタ−ボルト３４により
合わせ、座金３５及びナット３６をセンタ−ボルト３４
に締め付けることにより、タ−ゲット３２とバッキング
プレ−ト３１を固定させている。

【０００６】同図のようなワンタッチ型は、バッキング
プレ−ト３１を固定したままタ−ゲット３２のみの取り
外しが可能である。しかし、スパッタ面の中央部分にセ
ンタ−ボルト３４等が露出したままでは、スパッタリン
グ中に不純物源となる。そのため、タ−ゲット３２と同
一材質のタ−ゲットキャップ３７によりセンタ−ボルト
３４等を覆っている。タ−ゲットキャップ３７の表面は
タ−ゲット３２の表面より突き出ている。従って、スパ
ッタリング中に徐々にがタ−ゲット３２の表面より突き
出たタ−ゲットキャップ３７の側壁部に、タ−ゲット３
２がスパッタされ付着物３８が付着する。該付着物３８
はスパッタリング中に突然剥がれるため、突発的にダス
トが、例えば６インチウェハ上に形成されたスパッタ膜
中に０．２μｍ以上のダストが１００〜２００個、発生
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、タ−ゲ
ットキャップの側壁部に付着した付着物が原因となり、
ウェハ上に形成されたスパッタ膜の膜質が低下する。ひ
いては、半導体装置の信頼性の低下につながるため、タ
−ゲットキャップに付着する付着物の発生が問題とな
る。それ故に、本発明はタ−ゲットの交換が容易であ
り、かつ不純物汚染が発生しないスパッタ装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるスパッタ装
置は、マグネット電極と、該マグネット電極上に設けら
れたバッキングプレ−トと、裏面中央より表面に貫通し
ないネジ穴を有しかつフラットな表面を有するタ−ゲッ
トと、上記バッキングプレ−トの中央部を上記マクネッ
ト電極に固定しかつ上記タ−ゲットの中央部を上記バッ
キングプレ−トに固定するため中央付近にストッパ−を
有するセンタ−ボルトと、上記タ−ゲットの外周部を上
記バッキングプレ−トに固定するためのリング状のタ−
ゲット押えとを有している。

【０００９】

【作用】本発明によれば、タ−ゲットをバッキングプレ
−トに固定するには、上記タ−ゲットの外周部をタ−ゲ
ット押えにより固定し、上記タ−ゲットの中央部をセン
タ−ボルトにより固定している。上記センタ−ボルトで
上記タ−ゲットを固定する際に、上記タ−ゲットの裏面
中央から上記タ−ゲットにネジ穴をあけ、上記センタ−
ボルトと噛み合わせて固定している。従って、上記タ−
ゲットの中央部を固定する際に、上記センタ−ボルトが
露出することなく、上記タ−ゲットはフラットな表面と
なる。そのため、スパッタ中にダスト原因となっていた
スパッタ膜がタ−ゲットに付着することがなく、不純物
汚染がない。

【００１０】また、上記タ−ゲットと上記バッキングプ
レ−トは接着剤等を用いたり、一体成型することなく、
上記センタ−ボルトにより固定しているため、容易にタ
−ゲットの交換を行うことができる。

【００１１】

【実施例】本発明による第一実施例を図１を参照して説
明する。同図によれば、チャンバ−１１内の上方には、
ウェハ１２を支持するためのウェハ支持具としてプラテ
ン１３が設置されており、チャンバ−１１内の下方に
は、マグネット電極１４がプラテン１３と対向するよう
に設置されている。マグネット電極１４上には、熱伝導
のよいＣｕ製からなるバッキングプレ−ト１５が固定さ
れており、バッキングプレ−ト１５上には、例えばＷ，
Ｔｉ，Ｍｏ等の高融点金属からなる厚さ１５ｍｍ程度の
タ−ゲット１７が載置されている。タ−ゲット１７の外
周部はリング状のタ−ゲット押え１８により固定されて
いる。マグネット電極１４内は水が供給され、バッキン
グプレ−ト１５を冷却している。

【００１２】また、バッキングプレ−ト１５の中央部を
φ１０ｍｍ程度のセンタ−ボルト１６によりマグネット
電極１４に固定すると共に、バッキングプレ−ト１５上
には裏面中央から貫通しないネジ穴を有するタ−ゲット
１７がセンタ−ボルト１６により中央を固定されてい
る。但し、センタ−ボルト１６は、中央付近にφ２０ｍ
ｍ程度のストッパ−を有している。センタ−ボルト１６
のストッパ−の上部の長さは１０ｍｍ程度でありピッチ
３とする。また、センタ−ボルト１６とタ−ゲット１７
が噛み合い固定された状態で、タ−ゲット１７とセンタ
−ボルト１６上部には０．５〜１．０ｍｍ程度の隙間が
できるようにタ−ゲット１７の裏面にネジ穴を開ける。
隙間があることで、確実にタ−ゲット１７は、バッキン
グプレ−ト１５に平行に接しかつ締め付けを行うことが
できる。また、ネジピッチはあまり細かくせず、３ピッ
チ程度あれば、タ−ゲット１７の交換が容易に行えとる
と同時にタ−ゲット１７をバッキングプレ−ト１５に平
行に固定することが可能である。

【００１３】タ−ゲット１７をバッキングプレ−ト１５
に固定するには、タ−ゲット１７の裏面からネジ穴を開
けることにより、タ−ゲット１７の表面は凹凸のないフ
ラットな面となる。従って、スパッタ中にダスト原因と
なる付着物は発生せず、不純物汚染のない雰囲気でウェ
ハ１２上にスパッタ膜を形成できる。該スパッタ膜中に
は、従来発生していたダストは発生せず、膜質の向上を
図ることができる。

【００１４】また、タ−ゲット１７の交換は、まず、タ
−ゲット押え１８を外し、次に、タ−ゲット１７をセン
タ−ボルト１６より外すだけで行われ、バッキングプレ
−ト１５は固定されたままである。

【００１５】次に、本発明による第二実施例を図２によ
り説明する。但し、第一実施例と異なる部分のみを説明
する。センタ−ボルト１６によるバッキングプレ−ト１
５とマグネット電極１４の固定方法は第一実施例と同様
である。タ−ゲット１７の中央をバッキングプレ−ト１
５に固定するには、タ−ゲット１７の中央をセンタ−ボ
ルト１６とタ−ゲットキャップ１９とにより締め付け
る。タ−ゲットキャップ１９はタ−ゲット１７と同一材
質からなり、センタ−ボルト１６と噛み合うようにタ−
ゲットキャップ１９の裏面中央から表面に貫通しないネ
ジ穴が開けられている。一方、タ−ゲット１７の中央の
穴は貫通されており、貫通された穴の形状は上方の穴径
が下方の穴径より大きいように一段切り替えがなされて
いる。タ−ゲット１７の中央の穴形状に対応して、タ−
ゲットキャップ１９の外形は、スパッタ面を含む上部の
外径が下部の外径より大きいように一段切り替えがされ
ている。

【００１６】また、タ−ゲットキャップ１９には取り出
しのための出入れ用穴２０が対称に設けられている。タ
−ゲットキャップ１９をセンタ−ボルト１６にはめこむ
には、フォ−クのような二股の治具を出入れ用穴２０に
差し込んで締込むのが良い。その際、タ−ゲットキャッ
プ１９はタ−ゲット１７に接触するが、センタ−ボルト
１６のストッパ−部分の上面にタ−ゲットキャップ１９
の下面は接触せず、またセンタ−ボルト１６の上面にも
タ−ゲットキャップ１９のネジ穴端面は接触しない。タ
−ゲット１７のみと接触することで、タ−ゲットキャッ
プ１９はタ−ゲット１７をバッキングプレ−ト１５に固
定することができる。

【００１７】本実施例においても、固定された状態にお
いて、タ−ゲット１７の表面とタ−ゲットキャップ１９
の表面とが何の突起物のないフラットな面となってお
り、ダスト原因となる付着物は発生することはない。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、タ−ゲットまたはタ−
ゲットキャップは、各々裏面中心から表面に貫通しない
ネジ穴を有している。従って、ナット等を用いることな
く、タ−ゲットまたはタ−ゲットキャップはセンタ−ボ
ルトと直接噛み合い、タ−ゲットをバッキンブプレ−ト
に固定することができる。スパッタ面がフラットなため
不純物汚染となるダストが発生すること無く、しかも、
バッキングプレ−トとタ−ゲットは密着しており、十分
に冷却することができる。更に、タ−ゲットはセンタ−
ボルトにより固定されているため、タ−ゲット交換をス
ム−ズかつ迅速になし得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による第一実施例のスパッタ装置の概略
を表す断面図である。

【図２】本発明による第二実施例のスパッタ装置の要部
の概略を表す断面図である。

【図３】従来のスパッタ装置の要部の概略を表す断面図
である。

【符号の説明】

１１…チャンバ−、１２…ウェハ、１３…プラテン、１
４…マグネット電極、１５…バッキングプレ−ト、１６
…センタ−ボルト、１７…タ−ゲット、１８…タ−ゲッ
ト押え、１９…タ−ゲットキャップ、２０…出入れ用
穴。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャンバ−と、該チャンバ−内に設けら
   れたウェハ支持具と、上記チャンバ−内に上記ウェハー
   支持具と対向して設けられたマグネット電極と、該マグ
   ネット電極上に設けられたバッキングプレ−トと、該バ
   ッキングプレ−ト上に設けられかつ平坦な表面を有する
   タ−ゲットと、上記バッキングプレ−トの中央を上記マ
   グネット電極に固定しかつ上記タ−ゲットの中央を上記
   バッキングプレ−トに固定するためのセンタ−ボルト
   と、上記タ−ゲットの外周を固定するタ−ゲット押えと
   を具備するスパッタ装置。
2. 【請求項２】 上記タ−ゲットは裏面中央から形成され
   た表面まで貫通しないネジ穴を有することを特徴とする
   請求項１記載のスパッタ装置。
3. 【請求項３】 上記タ−ゲットが、表面まで貫通した穴
   を有する第一のタ−ゲットと、裏面中央から形成された
   表面まで貫通しないネジ穴を有しかつ上記第一のタ−ゲ
   ットの中心に位置しかつ第一のタ−ゲットを上記バッキ
   ングプレ−トに固定する第二のタ−ゲットとからなるこ
   とを特徴とする請求項１記載のスパッタ装置。
4. 【請求項４】 上記タ−ゲットが高融点金属からなるこ
   とを特徴とする請求項１記載のスパッタ装置。