JPH0589446U - 薄膜形成装置用シャッター機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本考案は、シャッターの大きさ及び移動時間に
影響されることなく、基板の全面に均一な薄膜を形成す
ることができ、耐久性及び信頼性の向上を図る。 【構成】薄膜形成装置用シャッター機構であって、移動
自在なシャッター２０には成膜用開口部２２と、該成膜
用開口部２２に対してシャッター２０の移動方向の前後
部にそれぞれ位置する遮蔽部２３，２３ａとが設けられ
ている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えば、金属薄膜または誘電体薄膜を披着させるスパッタ装置等の 薄膜形成装置用シャッター機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、薄膜形成装置としてのスパッタ装置は、図６（イ）に示すように、真空 容器５０内に、ターゲット５１と、該ターゲット５１をスパッタさせることによ りその飛散原子が被着される基板５３と、薄膜を制御すべく該基板５３の被着面 側を開放可能に覆うように、ターゲット５１と基板５３との間を移動自在に設け られたシャッター５５とを備えたものがある。

【０００３】 このシャッター５５は、同図（ロ）〜（ニ）に示すように、基板５３の全面を 覆う大きさを呈し、回転軸５６を中心にして正逆回転させることにより、基板５ ３の被着面を開放または遮蔽するようにしたものである。 即ち、このシャッター５５は、遮蔽時において、基板５３の前面に位置し（ロ 参照）、開放の際には、回転軸５６を中心にして矢印Ａ１方向に回転する（ハ参 照）。このとき、基板５３は左端側から開放され、次第に全面が開放される（ニ 参照）。そして、このシャッター５５の移動と共に基板５３への成膜作業が行わ れ、作業終了時には、シャッター５５は反対方向に移動されるのである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記従来の装置におけるシャッター５５は開放時における基板 ５３の左側と右側との開放時間を比較した場合、基板５３の左側の方が右側より も開放時間が長くなる。さらに、遮蔽時においては、シャッター５５の回転方向 が反対となるため、基板５３の右側から遮蔽されることとなり、更に、基板５３ の左右の開放時間の差が増加する。

【０００５】 この基板５３の開放時間の相違は、基板５３の左右において膜の被着する成膜 時間が異なることとなり、この結果、基板５３上に均一な厚みの薄膜を形成でき ないという欠点があった。そこで、上記問題を解消すべくシャッター５５の移動 速度を速くすることも考えられるが、この場合、可及的にシャッター５５を高速 にする必要があるため、装置の耐久性及び信頼性に問題がある。

【０００６】 上記のような薄膜の不均一は、特に、基板５３の外径が大きくなる程その傾向 が顕著になる。そこで、大きな基板５３においては、図７（イ）〜（ハ）に示す ように、シャッター５５，５５ａを二分割し、両シャッター５５，５５ａを開閉 するようにしたものもある。

【０００７】 この分割されたシャッター５５，５５ａは、移動時間を短くできる点において 効果的であるが、基板５３の中央部と両端部との成膜時間に、上記のシャッター ５５と同様に差が生じることとなり、上記問題を解決するものではなかった。

【０００８】 本考案は、上記の如き従来の問題点に鑑みてなされたもので、シャッターの大 きさ及び移動時間に影響されることなく、基板の全面に均一な薄膜を形成するこ とができ、耐久性及び信頼性の向上を図ることのできる薄膜形成装置用シャッタ ー機構を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案が、上記課題を解決するために講じた技術的手段は、真空容器２内に、 ターゲット１，１ａと、該ターゲット１，１ａの飛散原子が被着される基板１３ と、該基板１３の被着面側を覆うように移動自在に設けられたシャッター２０と を備えた薄膜形成装置用シャッター機構において、前記シャッター２０には成膜 用開口部２２と、該成膜用開口郎２２に対してシャッター２０の移動方向の前後 部にそれぞれ位置する遮蔽部２３，２３ａとが設けられてなることにある。

【００１０】

【作用】 本考案の薄膜形成装置用シャッター機構においては、成膜作業の際に、シャッ ター２０の一方の遮蔽部２３を基板１３の前方に位置させると、該遮蔽部２３が 基板１３を遮蔽するため、基板１３に薄膜が形成されることはない。

【００１１】 次に、シャッター２０を移動させると、成膜用開口部２２が基板１３に次第に 対応し、基板１３は一端側から開放され、このシャッター２０の移動と共に、基 板１３に薄膜が形成される。成膜用開口部２２を基板１３に所定時間対応させて 成膜作業を行った後に、更に、シャッター２０を前記と同じ方向に移動させると 、他方の遮蔽部２３ａが基板１３を一端側から遮蔽する。

【００１２】

【実施例】

以上、本考案をスパッタ装置に採用した実施例を図面に従って説明する。 図１において、１，１ａは強磁性材料から成る一対のターゲットで、真空容器 ２内に間隔をおいて対向配置されている。 ３，３ａは前記各ターゲット１，１ａを支持するターゲットホルダーで、絶縁 板５，５ａを介して真空容器２側に取付けられている。尚、６，６ａはターゲッ ト用の電源である。

【００１３】 １０，１０ａは前記ターゲット１，１ａのスパッタ面に垂直方向の磁界を発生 させるための一対の永久磁石で、各ターゲット１，１ａの背面側に設けられてい る。そして、これら両永久磁石１０，１０ａによりターゲット１，１ａ間に磁界 空間１１が形成されるようになっている。 １３は円形状を呈した基板で、前記磁界空間１１に面するようにホルダー１４ を介して真空容器２に取付けられている。

【００１４】 ２０は前記基板１３の被着面に形成される薄膜の厚みを制御するためのシャッ ターで、前記ターゲット１，１ａと基板１３との間に設けられている。この基板 １３は、図２に示すように、矩形状板体からなり、その中央部には、基板１３よ りも大きな成膜用開口部（本実施例では、正方形状）２２が形成され、この成膜 用開口部２２の左右両側には、基板１３全体を覆うことができる遮蔽部２３，２ ３ａがそれぞれ設けられている。また、該シャッター２０の上下縁部は、前記真 空容器２側に固定されたガイド体２５の摺動溝２６に内嵌され、シャッター２０ は基板１３に対して左右方向に移動自在に設けられている。

【００１５】 ２８はシャッター２０の一側に固定されたブラケットで、このブラケット２８ は、シャッター２０を基板１３に対して各遮蔽部２３，２３ａまたは成膜用開口 部２２を対向させることができるようにシャッター２０を移動させる図外の移動 装置に連結されている。

【００１６】 次に、以上の構成におけるスパッタ装置の使用例について説明する。 スパッタ作業を行うには、先ず真空容器２内の真空排気後にアルゴンガスを導 入し、その後、ターゲット１，１ａにこのターゲット１，１ａを陰極とすべく電 圧を印加させると、アルゴンガス原子はイオン化して各ターゲット１，１ａをス パッタリングする。

【００１７】 一方、シャッター２０は、その一方の遮蔽部２３が基板１３の前面に位置する 閉じた位置にあり基板１３を遮蔽するため、スパッタされたターゲット金属原子 が基板１３に被着することはない（図３（イ）参照）。

【００１８】 次に、前記移動装置により、シャッター２０を図３（イ）に示す矢印Ａ方向（ 右方向）に移動させると、先ず、基板１３の左端側から成膜用開口部２２に対応 し、該シャッター２０の移動と共に、ターゲット金属原子は基板１３の左端側か ら被着面に装着する。そして、シャッター２０をその成膜用開口部２２が基板１ ３前方に位置する状態で停止させ、所定時間スパッタ作業を行った後に、シャッ ター２０を前記と同じ速度で且つ同方向に移動させる。

【００１９】 このシャッター２０の移動の際に、基板１３の左端側から他方の遮蔽部２３ａ に対応し、この左端側から次第に遮蔽されていく。 このため、基板１３はその任意の位置において、全て同じ時間だけターゲット 金属原子が被着されることとなる。この結果、基板１３の全面にわたって同じ条 件で成膜できることとなり、基板１３の両側は無論、その全面にわたって均一な 厚みの薄膜を形成することができ、基板１３全体に均質な磁気特性を持つ磁性膜 を形成することができるのである。 尚、スパッタ作業中においては、シャッター２０の両遮蔽部２３，２３ａはホ ールダ１４及び真空容器２等にターゲット金属原子が被着するのを好適に防止す る効果がある。

【００２０】 また、前記基板１３と異なる別の基板１３をスパッタする場合には、シャッタ ー２０を図３（ハ）の位置から前記とは反対方向に移動させれば良い。 尚、本考案は前記の実施例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例の シャッター２０は、矩形状を呈すると共に、成膜用開口部２２の両側にそれぞれ 遮蔽部２３，２３ａを有するものであったが、図４及び図５に示す如く、シャッ ター２０を円板体から構成することも可能である。

【００２１】 即ち、該シャッター２０は、その一部に円形の成膜用開口部２２が形成され、 中心部には回転軸３０が設けられ、この回転軸３０は前記真空容器２を貫通し、 正逆方向に回転制御可能な電動機３１に接続されている。そして、該電動部３１ により、シャツター２０は図５（イ）〜（ハ）に示す矢印Ａ方向に回転制御され る。尚、このシャッター２０における成膜用開口部２２に対する回転方向の前後 部が、遮蔽部２３，２３ａとなる。

【００２２】 尚、上記実施例では、基板１３として円形状のものを採用したが、基板１３の 形状はこれに限定されるものではなく、矩形状等の任意の形状のものが採用可能 である。 また、シャッター２０の形状及びその成膜用開口部２２の形状も基板１３に応 じて任意に設計変更自在であり、該成膜用開口部２２の個数も１個に限らず、図 ５（イ）に仮想線で示すように２個設あるいはそれ以上設けることも可能である 。

【００２３】 また、本考案はスパッタ装置を構成する他の部材の具体的な構成も決して上記 実施例に限定されず、例えば、ターゲット１，１ａは材質の異なる数種類のもの を採用して多層膜を形成可能な装置であっても良く、各部の具体的な構成は全て 本考案の意図する範囲内で設計変更自在であり、スパッタ装置以外に真空蒸着装 置等の成形装置に採用できることは無論である。

【００２４】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように前記シャッターには成膜用開口部と、該成膜用 開口部に対してシャッターの移動方向の前後部にそれぞれ位置する遮蔽部とが設 けられているので、該シャッターを同じ方向に移動させることにより、シャッタ ーの遮蔽及び開放を行うことができる。このため、基板の全面にわたって成膜時 間を均等に設定でき、シャッターの移動時間に影響されることなく、基板に均一 な薄膜を形成することが可能となる。このように均一な薄膜の形成は、特に、膜 が薄い程効果的である。

【００２５】 また、薄障を均一にすべくシャッターを可及的に高速に移動させる必要もなく なることから、装置の耐久性及び信頼性の向上を図ることができる。 更に、薄膜作業中には、シャッターの両遮蔽部で基板以外の構成部材を好適に 遮蔽することができるという利点がある。

【００２６】 また、特に、基板の外径が大きい場合であっても、基板の全面にわたって成膜 時間を均等に設定できることとなり、従来のようにシャッターを分割して移動さ せる構成のものに比し、構造も簡単にできるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案をスパッタ装置に採用した断面平面図。

【図２】基板及びシャッターを示す斜視図。

【図３】シャッターの基板に対する状態を示し、（イ）
はシャッターの一方の遮蔽部で基板を遮蔽した状態を示
す正面図、（ロ）は成膜状態を示す正面図、（ハ）はシ
ャッターの他方の遮蔽部で基板を遮蔽した状態を示す正
面図。

【図４】本考案の他の実施例を示す断面平面図。

【図５】同シャッターの基板に対する状態を示し、
（イ）はシャッターの一方の遮蔽部で基板を遮蔽した状
態を示す正面図、（ロ）は成膜状態を示す正面図、
（ハ）はシャッターの他方の遮蔽部で基板を遮蔽した状
態を示す正面図。

【図６】従来例を示し、（イ）は全体概略図、（ロ）は
シャッターで基板を遮蔽した図、（ハ）はシャッターの
開放状態を示す図、（ニ）は成膜状態を示す図。

【図７】シャッターを２分割した場合の他の従来例を示
し、（イ）は閉じた状態の正面図、（ロ）は開閉時の正
面図、（ハ）は開いた状態の正面図。

【符号の説明】

１，１ａ…ターゲット、２…真空容器、１３…基板、２
０…シャッター、２２…成膜用開口部、２３，２３ａ…
遮蔽部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】真空容器２内に、ターゲット１，１ａと、
   該ターゲット１，１ａの飛散原子が被着される基板１３
   と、該基板１３の被着面側を覆うように移動自在に設け
   られたシャッター２０とを備えた薄膜形成装置用シャッ
   ター機構において、前記シャッター２０には成膜用開口
   部２２と、該成膜用開口部２２に対してシャッター２０
   の移動方向の前後部にそれぞれ位置する遮蔽部２３，２
   ３ａとが設けられてなることを特徴とする薄膜形成装置
   用シャッター機構。