JPH05759U - スパツタリング装置のタ−ゲツト取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】Ｏリング２８のバッキングプレ―ト２４に対す
るシ―ル面の変更により、装置の大型化及び高価格化を
招くことなく、脆い材料からなるタ―ゲット８の割れを
効果的に防止して、良質の膜質を得ることを可能にす
る。 【構成】表面側を裏面側に凹ませた凹部２２を有するタ
―ゲット支持部材２１の表面側の周縁部に、表面側にタ
―ゲット８を直付けしかつ裏面側に中央部より外方に突
出する突出部２５を有するバッキングプレ―ト２４の裏
面側の周縁部を第２ボルト２６締結する。そして、上記
タ―ゲット支持部材２１の凹部２２内周の内側縦壁面２
２ａと、上記バッキングプレ―ト２４の突出部２５外周
の外側縦壁面２５ａとの間に、該両縦壁面２２ａ，２５
ａ間をシ―ルするＯリング２８を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、スパッタリングによりタ―ゲット物質からなる被膜を基板に形成す るようにしたスパッタリング装置に係り、特にタ―ゲットの保守を行うためのタ ―ゲット取付構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、真空槽のケ―シング内に、被膜形成用タ―ゲットを配置するととも に、ワ―クとなる基板を上記タ―ゲットに対向するよう配置し、ガス粒子を加速 して上記タ―ゲット物質のスパッタリングによる被膜を上記基板表面に形成する ようにしたスパッタリング装置において、真空槽のケ―シングにタ―ゲットを取 付ける場合には、真空槽のケ―シングに対してタ―ゲットを支持するためのタ― ゲット支持部材を設け、該タ―ゲット支持部材に、その表面側中央部を裏面側に 凹ませてガス粒子の加速用電極を収納するための凹部を設けるとともに、上記タ ―ゲット支持部材の表面側における周縁部に、その表面側にタ―ゲットを直付け した銅製のバッキングプレ―トの裏面側における周縁部をボルト締結している。

【０００３】 そして、この場合、ボルト締結部よりも内方側における，タ―ゲット支持部材 の周縁部と、バッキングプレ―トの周縁部との間には、該両周縁部間をシ―ルす るＯリングを設けている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記Ｏリングは、タ―ゲット支持部材の周縁部と、バッキングプレ ―トの周縁部との間においてボルトによるボルト締結部からの圧縮力によりその 直径が約３０％縮むように塑性変形してシ―ルが確実になされるようにしている 。その場合、ボルト締結部に作用するボルトからの下向きの圧縮力に対し、ボル ト締結部からの圧縮力により塑性変形するＯリングからの反発力は、ボルト締結 部よりも内方側において、バッキングプレ―トの周縁部を上方に押し上げるよう ，上向きに作用することになる。これにより、バッキングプレ―トには、その中 央部を上方に反り返らせるような曲げ力が作用して、このバッキングプレ―トに 直付けされたタ―ゲットも同様に中央部を上方に反り返らせる。このため、特に タ―ゲットが酸化物などを焼結した脆い材料からなる場合には、真空槽のケ―シ ング内においてイオン化されたスパッタガス粒子が電極から発する磁力線により 加速されタ―ゲットに引き寄せられて当接するとタ―ゲットが割れる確率が非常 に高くなり、電極への高電力投与が自ずと控えられて所望する成膜速度が得られ ずに膜の分子構造が変わる恐れがあり、膜質への影響が危惧される。

【０００５】 そこで、バッキングプレ―トの厚みを増加させて該バッキングプレ―トの剛性 強度を高めることにより、ボルトからの圧縮力がボルト締結部に作用してもバッ キングプレ―トの中央部を上方に反り返らせるような曲げ力が作用しないように することが考えられる。

【０００６】 しかしながら、上記の如きものでは、電極から発する磁力線が厚みを増加させ たバッキングプレ―トを通過するように電極自体を大型化しなければならず、装 置が大型化するとともに高価なものになる。

【０００７】 本考案はかかる諸点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、Ｏリ ングのバッキングプレ―トに対するシ―ル面の変更により、装置の大型化及び高 価格化を招くことなく、脆い材料からなるタ―ゲットの割れを効果的に防止して 、良質の膜質が得られるようにしようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案の解決手段は、ボルト締結部に作用するボル トからの下向きの圧縮力に対し、ボルト締結部からの圧縮力により塑性変形する Ｏリングからの反発力を略直交する方向に作用させるようにすることにある。

【０００９】 具体的には、真空槽のケ―シング内に、被膜形成用タ―ゲットを配置するとと もに基板を上記タ―ゲットに対向するよう配置し、ガス粒子を加速して上記タ― ゲット物質のスパッタリングによる被膜を上記基板表面に形成するようにしたス パッタリング装置を前提とする。そして、上記真空槽のケ―シングに、そのケ― シングに対して上記タ―ゲットを支持するためのタ―ゲット支持部材を設け、該 タ―ゲット支持部材に、その表面側を裏面側に凹ませた，ガス粒子の加速用電極 を収納するための凹部を設けるとともに、上記タ―ゲット支持部材の表面側にお ける周縁部に、その表面側にタ―ゲットを直付けする一方裏面側中央部より外方 に突出する突出部を有するバッキングプレ―トをその周縁部によりボルト締結す る。さらに、上記タ―ゲット支持部材の凹部内周の内側縦壁面と、上記バッキン グプレ―トの突出部外周の外側縦壁面との間に、該両縦壁面間をシ―ルするＯリ ングを設ける構成としたものである。

【００１０】

【作用】

上記の構成により、本考案では、タ―ゲット支持部材の周縁部と、バッキング プレ―トの周縁部との間をシ―ルするＯリングは、タ―ゲット支持部材の凹部内 周の内側縦壁面と、バッキングプレ―トの突出部外周の外側縦壁面との間に設け られているので、ボルト締結部に作用するボルトからの下向きの圧縮力に対し、 ボルト締結部からの圧縮力により塑性変形するＯリングからの反発力は、ボルト 締結部よりも内方側における，タ―ゲット支持部材の凹部内周の内側縦壁面と、 バッキングプレ―トの突出部外周の外側縦壁面との間において略直交する水平方 向に作用することになり、従来のものの如くＯリングからの反発力が上向に作用 してバッキングプレ―トの中央部を上方に反り返らせる曲げ力によりタ―ゲット の中央部を上方に反り返らせることがない。このため、酸化物などを焼結した脆 い材料からなるタ―ゲットに対し、真空槽のケ―シング内においてイオン化され たスパッタガス粒子が電極から発する磁力線により引き寄せられて当接しても、 タ―ゲットの割れが効果的に防止できる。

【００１１】 しかも、上記の如くボルト締結部に作用するボルトからの下向きの圧縮力に対 するＯリングからの反発力が、タ―ゲット支持部材の凹部内周の内側縦壁面と、 バッキングプレ―トの突出部外周の外側縦壁面との間において略直交する水平方 向に作用してタ―ゲットの中央部を上方に反り返らせることがないことから、バ ッキングプレ―トの厚みを増加させて剛性強度を高めるもののように電極自体を 大型化する必要がなく、既存する電極を用いて装置を構成できる。

【００１２】

【考案の効果】

以上の如く、本考案におけるスパッタリング装置のタ―ゲット取付構造によれ ば、ボルト締結部に作用するボルトからの下向きの圧縮力に対し、ボルト締結部 よりも内方側における，タ―ゲット支持部材の凹部内周の内側縦壁面と、バッキ ングプレ―トの突出部外周の外側縦壁面との間において略直交する水平方向にＯ リングの反発力を作用させたので、バッキングプレ―トに作用する曲げ力によっ てタ―ゲットの中央部を上方に反り返らせることなく電極から発する磁力線によ りガス粒子を当接するガス粒子によるタ―ゲットの割れを効果的に防止し、電極 への高電力投与を可能にして所望する成膜速度により良質の膜質を得ることがで きる。しかも、バッキングプレ―トの厚みを増加により剛性強度を高めてタ―ゲ ットの中央部の上方への反り返りを防止する必要がなく、既存する電極を用いて 装置のコンパクト化及び低価格化を図ることができる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１４】 図３および図４は本考案の一実施例に係るタ―ゲット取付構造を用いたスパッ タリング装置を示し、１はスパッタガス導入ポート２，真空引き用の排気ポート ３及びスパッタガス用の排気ポート４を備えた真空槽であり、そのケ―シング１ ａの底部中央にターンテーブル５が軸心を垂直にして設けられている。そして、 このターンテーブル５の上に複数の基板取付面６ａを断面多角形（本例では８角 形）状に配設したカルーセル型治具６が立設され、このターンテーブル５は真空 槽１の下方に配設した駆動手段７にて駆動されるようになっている。また、上記 真空槽１内には、上記カルーセル型治具６の外周囲に、一対のターゲット８，８ がカルーセル型治具６を存して相対して配設されている。該各タ―ゲット８は、 酸化物などを焼結した脆い材料からなる。

【００１５】 さらに、上記真空槽１のケ―シング１ａには、上記各ターゲット用のシャッタ ー９，９が真空槽１の天井板にモータ１０にて回転可能に支持して配設されてい るとともに、ハロゲンランプヒータ１１が配設されている。

【００１６】 上記駆動手段７は、ロータ１２，ステータ１３とを備え、ロータ１２の位置を 検出するエンコーダ１４の出力に基づいて制御手段１５にて駆動が制御されるよ うになっている。この場合、制御手段１５は、このエンコーダ１４の出力を受け てターンテーブル５つまり基板ａの回転速度を、基板ａにおけるスパッタ粒子の 堆積量が基板ａの全面にわたって略一定になるよう制御するものである。つまり 、上記制御手段１５は、基板ａがカルーセル型治具６の回転方向におけるターゲ ット８の略中央を向いた状態のときに速く、当該基板ａが上記回転方向における ターゲット８の両端を向いた状態のときに遅くなるサインカーブ状の振幅を与え て制御するようになっている。また、上記エンコーダ１４は、基板ａとターゲッ ト８とが平行になって正面で向い合う、つまり、基板ａがターゲット８の中央を 向く基準位置からの基板ａのずれ角度を検出して、その検出信号を制御手段１５ に与えることになる。

【００１７】 そして、図１及び図２にも示すように、上記真空槽１のケ―シング１ａの上下 端部には、そのケ―シング１ａに対して上記タ―ゲット８を支持するためのタ― ゲット支持部材２１がその周縁部に挿通された第１ボルト２０，２０（図では２ 箇所のみ示す）により締結されている。上記タ―ゲット支持部材２１には、その 表面側（基板ａ側）の中央部を裏面側（反基板ａ側）に凹ませた凹部２２が設け られており、この凹部２２内にはイオン化されたスパッタガス粒子を加速させる ための複数のマグネット２３，…が間隔をおいて配設（収納）されている。また 、上記タ―ゲット支持部材２１の表面側における周縁部には、裏面側中央部より 外方（反基板ａ側）に突出する突出部２５を有する銅製のバッキングプレ―ト２ ４が周縁部に挿通された第２ボルト２６，２６（図では２箇所のみ示す）により 締結されている。さらに、上記バッキングプレ―ト２４の表面側中央部には、上 記タ―ゲット８がハンダ付けされている。そして、上記拡大２ボルトによる第２ 締結部３０の内方側に位置するバッキングプレ―ト２４の突出部２５外周の外側 縦壁面２５ａには、断面略コ字状の環状溝２７が設けられ、該環状溝２７内には 、上記タ―ゲット支持部材２１の凹部２２内周の内側縦壁面２２ａと、バッキン グプレ―ト２４の突出部２５外周の外側縦壁面２５ａとの間をシ―ルするＯリン グ２８が設けられている。また、上記各マグネット２３間には、各マグネット２ ３を冷却するための冷却水通路２９，…が設けられている。この場合、Ｏリング ２８は、第２ボルト締結部３０よりも内方側において、各第２ボルト２６の締結 力によりその軸と直交する方向に直径が約３０％縮むよう圧縮されて塑性変形し ている。また、真空槽１のケ―シング１ａは、真空引き用とスパッタガス用との 両排気ポート３，４が設けられた固定壁３２ａに対して、可動壁３２ｂがヒンジ ３１で連結されてなり、この可動壁３２ｂにて真空槽１を開閉して基板ａを取り 付けたカルーセル型治具６の出し入れを行なうようになっている。

【００１８】 この場合、スパッタリング装置においては、真空槽１に基板ａを取り付けたカ ルーセル型治具６を入れてターンテーブル５に載置する。そして、大型の真空ポ ンプによる真空引き用の排気ポート３からの排気により真空槽１内の圧力を下げ 、次にスパッタガスを導入ポート２から導入し、且つスパッタガス用の排気ポー ト４から小型の真空ポンプにて真空槽１内が一定の真空圧になるように排気しな がら、ヒータ１１による一定温度下でスパッタリングを行なう。すなわち、各マ グネット２３への電力供給によりイオン化されたスパッタガス粒子を加速してタ ―ゲット８に当接させることによりタ―ゲット物質のスパッタリングによる被膜 を基板ａの表面に形成する。

【００１９】 したがって、上記実施例では、タ―ゲット支持部材２１の凹部２２内周の内側 縦壁面２２ａと、バッキングプレ―ト２４の突出部２５外周の外側縦壁面２５ａ との間をシ―ルするＯリング２８は、バッキングプレ―ト２４の突出部２５外周 の外側縦壁面２５ａの環状溝２７内に設けられているので、第２ボルト締結部３ ０に作用する第２ボルト２６からの下向きの圧縮力に対し、この圧縮力により塑 性変形するＯリング２８からの反発力は、第２ボルト締結部３０よりも内方側に おける，タ―ゲット支持部材２１の凹部２２内周の内側縦壁面２２ａと、バッキ ングプレ―ト２４の突出部２５外周の外側縦壁面２５ａとの間において略直交す る水平方向に作用することになり、従来のものの如くＯリングからの反発力が上 向きに作用してバッキングプレ―トの中央部を上方に反り返らせる曲げ力により タ―ゲットの中央部を上方に反り返らせることがない。このため、酸化物などを 焼結した脆い材料からなる各タ―ゲット８に対し、真空槽１のケ―シング１ａ内 においてイオン化されたスパッタガス粒子が電極から発する磁力線により引き寄 せられて当接しても、タ―ゲット８の割れが効果的に防止され、各マグネット２ ３への高電力投与を可能にして所望する成膜速度により良質の膜質を得ることが できる。

【００２０】 しかも、上記の如く第２ボルト２６からの下向きの圧縮力に対するＯリング２ ８からの反発力が、タ―ゲット支持部材２１の凹部２２内周の内側縦壁面２２ａ と、バッキングプレ―ト２４の突出部２５外周の外側縦壁面２５ａとの間におい て略直交する水平方向に作用してタ―ゲット８の中央部を上方に反り返らせるこ とがないことから、バッキングプレ―トの厚みを増加させて剛性強度を高めるも ののようにマグネット（電極）自体を大型化する必要がなく、既存するマグネッ ト２３を用いてスパッタリング装置のコンパクト化及び低価格化を図ることがで きる。

【００２１】 尚、本考案は上記実施例に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包 含するものである。例えば、上記実施例では、バッキングプレ―ト２４の突出部 ２５外周の外側縦壁面２５ａに設けた環状溝２７内にＯリング２８を設けたが、 タ―ゲット支持部材の凹部内周の内側縦壁面に断面略コ字状の環状溝を設け、こ の環状溝内にＯリングが設けられるようにしてもよい。

【００２２】 また、上記実施例では、断面８角形のカルーセル型治具を用いた例であるが、 他の多角形状のカルーセル型治具においても適用できるのはもちろんのこと、こ のほか、ド―ム型及びドラム型などの各種タイプのものに適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】タ―ゲット支持部材に対するバッキングプレ―
トの取付状態を示す断面図である。

【図２】バッキングプレ―トを下方よりみた斜視図であ
る。

【図３】スパッタリング装置の縱断面図である。

【図４】同装置を一部切り欠いて示す平面図である。

【符号の説明】

１ 真空槽 １ａ ケ―シング ８ ターゲット ２１ タ―ゲット支持部材 ２２ 凹部 ２２ａ 内側縦壁面 ２３ マグネット（加速用電極） ２４ バッキングプレ―ト ２５ 突出部 ２５ａ 外側縦壁面 ２６ 第２ボルト（ボルト） ２８ Ｏリング ａ 基板

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 真空槽のケ―シング内に、被膜形成用タ
   ―ゲットを配置するとともに基板を上記タ―ゲットに対
   向するよう配置し、ガス粒子を加速して上記タ―ゲット
   物質のスパッタリングによる被膜を上記基板表面に形成
   するようにしたスパッタリング装置において、上記真空
   槽のケ―シングには、そのケ―シングに対して上記タ―
   ゲットを支持するためのタ―ゲット支持部材が設けら
   れ、該タ―ゲット支持部材には、その表面側を裏面側に
   凹ませた，ガス粒子の加速用電極を収納するための凹部
   が設けられているとともに、上記タ―ゲット支持部材の
   表面側における周縁部には、その表面側にタ―ゲットを
   直付けする一方裏面側中央部より外方に突出する突出部
   を有するバッキングプレ―トがその周縁部によりボルト
   締結されており、上記タ―ゲット支持部材の凹部内周の
   内側縦壁面と、上記バッキングプレ―トの突出部外周の
   外側縦壁面との間には、該両縦壁面間をシ―ルするＯリ
   ングが設けられていることを特徴とするスパッタリング
   装置のタ―ゲット取付構造。