JPH07331428A - スパッタリング装置 - Google Patents
スパッタリング装置Info
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- JPH07331428A JPH07331428A JP14531394A JP14531394A JPH07331428A JP H07331428 A JPH07331428 A JP H07331428A JP 14531394 A JP14531394 A JP 14531394A JP 14531394 A JP14531394 A JP 14531394A JP H07331428 A JPH07331428 A JP H07331428A
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- film forming
- target
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ターゲットとバッキングプレートが大気圧に
より反るのをなくし、ターゲット表面での磁力線の減衰
を防ぎ、マグネトロン放電の効率を高め、異常放電の発
生を防止する。 【構成】 成膜室11側の表面にターゲット17を設け裏面
側に冷却媒体用流路24を形成するジャケット25を設けた
バッキングプレート16と、このバッキングプレートの裏
面に裏面全体を覆うように形成された裏面室29を備え、
さらに、裏面室と成膜室を接続するバイパス配管31と、
バイパス配管の途中に設けられたバルブ装置30と、成膜
室の排気時にバルブ装置を開いて成膜室と裏面室を連通
し成膜室の排気と同時に裏面室の排気を行う制御手段34
を備える。当該制御手段は成膜室を常圧にする時にバル
ブ装置を開いて成膜室と裏面室を連通することもでき
る。
より反るのをなくし、ターゲット表面での磁力線の減衰
を防ぎ、マグネトロン放電の効率を高め、異常放電の発
生を防止する。 【構成】 成膜室11側の表面にターゲット17を設け裏面
側に冷却媒体用流路24を形成するジャケット25を設けた
バッキングプレート16と、このバッキングプレートの裏
面に裏面全体を覆うように形成された裏面室29を備え、
さらに、裏面室と成膜室を接続するバイパス配管31と、
バイパス配管の途中に設けられたバルブ装置30と、成膜
室の排気時にバルブ装置を開いて成膜室と裏面室を連通
し成膜室の排気と同時に裏面室の排気を行う制御手段34
を備える。当該制御手段は成膜室を常圧にする時にバル
ブ装置を開いて成膜室と裏面室を連通することもでき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カソード電極に配置さ
れたターゲットとバッキングプレートの反りの発生を防
止したスパッタリング装置に関する。
れたターゲットとバッキングプレートの反りの発生を防
止したスパッタリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スパッタリング装置は、半導体デバイ
ス、電子部品、液晶パネル等の製造工程において基板上
に薄膜を形成する成膜装置である。スパッタリング装置
のカソード電極（陰極）では、平面状ターゲットを有す
るプレーナマグネトロン方式のカソード電極が工業的に
主流である。
ス、電子部品、液晶パネル等の製造工程において基板上
に薄膜を形成する成膜装置である。スパッタリング装置
のカソード電極（陰極）では、平面状ターゲットを有す
るプレーナマグネトロン方式のカソード電極が工業的に
主流である。
【０００３】図４は、従来のプレーナマグネトロン式カ
ソード電極の一例を示す。５１は搬入された基板５２に
対してスパッタリングによる成膜処理が施される成膜室
である。成膜時に成膜室５１の内部は所要レベルまで減
圧され、成膜室は真空室となる。ターゲット５３は、成
膜室５１内に配置された基板５２の被処理面に対向する
ように配置される。図４において、基板５２の搬送機
構、成膜室５１における基板出入れ口の構造、基板支持
装置、電圧印加機構等の図示は、説明の便宜上省略して
いる。ターゲット５３はバッキングプレート５４の表面
に固定される。バッキングプレート５４はＯリング５
５、カソード電極本体５６、絶縁体５７ａを介して成膜
室の例えば下壁部に取り付けられる。バッキングプレー
ト５４の裏面には絶縁体５７ｂを介してカバープレート
５８を設けることにより冷却水が流通する水路５９が形
成される。上記ターゲット５３は水路５９に流れる冷却
水によって冷却される。また水路５９の内部にマグネッ
ト６１が設けられる。
ソード電極の一例を示す。５１は搬入された基板５２に
対してスパッタリングによる成膜処理が施される成膜室
である。成膜時に成膜室５１の内部は所要レベルまで減
圧され、成膜室は真空室となる。ターゲット５３は、成
膜室５１内に配置された基板５２の被処理面に対向する
ように配置される。図４において、基板５２の搬送機
構、成膜室５１における基板出入れ口の構造、基板支持
装置、電圧印加機構等の図示は、説明の便宜上省略して
いる。ターゲット５３はバッキングプレート５４の表面
に固定される。バッキングプレート５４はＯリング５
５、カソード電極本体５６、絶縁体５７ａを介して成膜
室の例えば下壁部に取り付けられる。バッキングプレー
ト５４の裏面には絶縁体５７ｂを介してカバープレート
５８を設けることにより冷却水が流通する水路５９が形
成される。上記ターゲット５３は水路５９に流れる冷却
水によって冷却される。また水路５９の内部にマグネッ
ト６１が設けられる。
【０００４】成膜室５１において排気機構６０によって
排気を行い内部を所望の真空状態にすると、ターゲット
５３とバッキングプレート５４に裏面側（大気側）から
大気圧１kg/cm 2 が加わる。冷却水が水路５９に供給さ
れると、さらに冷却水の圧力がターゲット５３とバッキ
ングプレート５４に加わる。こうして大気圧と水圧によ
ってターゲット５３とバッキングプレート５４に反りが
生じる。水圧を１ kg/cm2 とした場合、発生する反りの
量は例えばターゲット５３のサイズが□６００mmである
とき、ターゲットの中心において約３〜４mmである。こ
の反り量は、ターゲットの面積が大きくなった場合（例
えは液晶ディスプレイ向けスパッタリング装置等）には
さらに増加する。反り量の増加はターゲット表面でのマ
グネットによる磁場分布の不均一性をもたらすので、形
成される薄膜の膜厚分布および膜質分布の不均一性の原
因となる。
排気を行い内部を所望の真空状態にすると、ターゲット
５３とバッキングプレート５４に裏面側（大気側）から
大気圧１kg/cm 2 が加わる。冷却水が水路５９に供給さ
れると、さらに冷却水の圧力がターゲット５３とバッキ
ングプレート５４に加わる。こうして大気圧と水圧によ
ってターゲット５３とバッキングプレート５４に反りが
生じる。水圧を１ kg/cm2 とした場合、発生する反りの
量は例えばターゲット５３のサイズが□６００mmである
とき、ターゲットの中心において約３〜４mmである。こ
の反り量は、ターゲットの面積が大きくなった場合（例
えは液晶ディスプレイ向けスパッタリング装置等）には
さらに増加する。反り量の増加はターゲット表面でのマ
グネットによる磁場分布の不均一性をもたらすので、形
成される薄膜の膜厚分布および膜質分布の不均一性の原
因となる。
【０００５】ターゲットとバッキングプレートの反りの
上記問題を解決する方式として、従来では、バッキング
プレートにおけるターゲット中央に相当する部分を大気
側からネジ等で引っ張る方式が一般的である。
上記問題を解決する方式として、従来では、バッキング
プレートにおけるターゲット中央に相当する部分を大気
側からネジ等で引っ張る方式が一般的である。
【０００６】また他の従来技術として、特開平５−１３
２７７４号公報に開示されるスパッタ装置がある。この
スパッタ装置では、ターゲットおよびバッキングプレー
トを備えるカソード電極の大気側の部分に気密で排気可
能な磁石室を設け、バッキングプレートの裏面に水冷用
ジャケットを彫り込み蓋を設けて冷却水通路を形成して
いる。当該冷却水通路によってバッキングプレートへの
水圧印加を除去し、その上磁石室内を減圧することによ
ってバッキングプレートへの大気圧印加を除去してい
る。
２７７４号公報に開示されるスパッタ装置がある。この
スパッタ装置では、ターゲットおよびバッキングプレー
トを備えるカソード電極の大気側の部分に気密で排気可
能な磁石室を設け、バッキングプレートの裏面に水冷用
ジャケットを彫り込み蓋を設けて冷却水通路を形成して
いる。当該冷却水通路によってバッキングプレートへの
水圧印加を除去し、その上磁石室内を減圧することによ
ってバッキングプレートへの大気圧印加を除去してい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ネジ等で引っ張る従来
方式では、バッキングプレートにおけるターゲット中央
に相当する部分を大気側に引っ張るので、ネジ等がマグ
ネットを貫通する構造となり、マグネットの回転や揺動
を行う場合に不利な構造となる。
方式では、バッキングプレートにおけるターゲット中央
に相当する部分を大気側に引っ張るので、ネジ等がマグ
ネットを貫通する構造となり、マグネットの回転や揺動
を行う場合に不利な構造となる。
【０００８】特開平５−１３２７７４号等に示される方
式では次のような問題が提起される。第１に成膜室の排
気と磁石室の排気が無関係に行われるように構成されて
いる。このため、成膜室と磁石室との間で圧力差が生じ
バッキングプレートが変形する場合が起こり得る。第２
にマグネットを真空の磁石室内に設けるのでマグネット
回転部に真空シール部を設ける必要があり、当該回転部
の真空シールは複雑な機構となってリークの可能性が高
くなる。第３にマグネトロン放電を行うための電力がマ
グネット、磁石室、マグネット回転用モータ等の大気側
の構造物のすべてに印加されるので操作上危険な場合が
あり、さらに、仮に磁石室やマグネットを陰極側から絶
縁した場合、磁石室内は減圧されているので異常放電を
起こすおそれがある。
式では次のような問題が提起される。第１に成膜室の排
気と磁石室の排気が無関係に行われるように構成されて
いる。このため、成膜室と磁石室との間で圧力差が生じ
バッキングプレートが変形する場合が起こり得る。第２
にマグネットを真空の磁石室内に設けるのでマグネット
回転部に真空シール部を設ける必要があり、当該回転部
の真空シールは複雑な機構となってリークの可能性が高
くなる。第３にマグネトロン放電を行うための電力がマ
グネット、磁石室、マグネット回転用モータ等の大気側
の構造物のすべてに印加されるので操作上危険な場合が
あり、さらに、仮に磁石室やマグネットを陰極側から絶
縁した場合、磁石室内は減圧されているので異常放電を
起こすおそれがある。
【０００９】本発明の目的は、ターゲットとバッキング
プレートが大気圧により反る問題を確実に解決し、ター
ゲット表面での磁力線の減衰を防ぎ、マグネトロン放電
の効率を高め、異常放電の発生を防止し、これによって
良好な薄膜を形成できるスパッタリング装置を提供する
ことにある。
プレートが大気圧により反る問題を確実に解決し、ター
ゲット表面での磁力線の減衰を防ぎ、マグネトロン放電
の効率を高め、異常放電の発生を防止し、これによって
良好な薄膜を形成できるスパッタリング装置を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係るスパッタリ
ング装置は、成膜室側の表面にターゲットを設け裏面側
に冷却媒体用流路を形成するジャケットを設けたバッキ
ングプレートと、このバッキングプレートの裏面に裏面
全体を覆うように形成された裏面室を備え、さらに、裏
面室と成膜室を接続するバイパス配管と、バイパス配管
の途中に設けられたバルブ装置と、成膜室の排気時にバ
ルブ装置を開いて成膜室と裏面室を連通し成膜室の排気
と同時に裏面室の排気を行う制御手段を備える。当該制
御手段は成膜室を常圧にする時にバルブ装置を開いて成
膜室と裏面室を連通することもできる。
ング装置は、成膜室側の表面にターゲットを設け裏面側
に冷却媒体用流路を形成するジャケットを設けたバッキ
ングプレートと、このバッキングプレートの裏面に裏面
全体を覆うように形成された裏面室を備え、さらに、裏
面室と成膜室を接続するバイパス配管と、バイパス配管
の途中に設けられたバルブ装置と、成膜室の排気時にバ
ルブ装置を開いて成膜室と裏面室を連通し成膜室の排気
と同時に裏面室の排気を行う制御手段を備える。当該制
御手段は成膜室を常圧にする時にバルブ装置を開いて成
膜室と裏面室を連通することもできる。
【００１１】前記の構成において、裏面室の外側にマグ
ネットを配置し、マグネットから出た磁力線がターゲッ
トの表面で有効に生じるように裏面室は薄幅で形成され
ることが好ましい。
ネットを配置し、マグネットから出た磁力線がターゲッ
トの表面で有効に生じるように裏面室は薄幅で形成され
ることが好ましい。
【００１２】前記の構成において、成膜室にガスを導入
するとき、バルブ装置を閉じ裏面室の真空状態を保持す
ることが好ましい。
するとき、バルブ装置を閉じ裏面室の真空状態を保持す
ることが好ましい。
【００１３】前記の各構成において、冷却媒体用流路の
形状をジグザグ形状とし、水圧による反りを減らすこと
が好ましい。
形状をジグザグ形状とし、水圧による反りを減らすこと
が好ましい。
【００１４】
【作用】本発明では、スパッタリング用カソード電極に
おいてバッキングプレートとジャケットを覆う裏面室を
形成し、必要時に裏面室と成膜室を連通するバイパス配
管を設ける。これによって成膜室を排気する時に同時に
裏面室を排気し、カソード等に大気圧が印加されるのを
防ぐ。また成膜室を常圧に戻す時にも裏面室も同時にベ
ントされる。これによって圧力差に起因するターゲット
とバッキングプレートの反りの発生をなくすことができ
る。
おいてバッキングプレートとジャケットを覆う裏面室を
形成し、必要時に裏面室と成膜室を連通するバイパス配
管を設ける。これによって成膜室を排気する時に同時に
裏面室を排気し、カソード等に大気圧が印加されるのを
防ぐ。また成膜室を常圧に戻す時にも裏面室も同時にベ
ントされる。これによって圧力差に起因するターゲット
とバッキングプレートの反りの発生をなくすことができ
る。
【００１５】各バルブの開閉がバルブ制御機器で制御さ
れ、上記バイパス配管に設けられたバイパスバルブは、
排気バルブやベントバルブと同時に開閉し、またガス導
入バルブとは反対の動作を行う。これによりターゲット
等に大気圧が印加されるのを防ぐことができる。
れ、上記バイパス配管に設けられたバイパスバルブは、
排気バルブやベントバルブと同時に開閉し、またガス導
入バルブとは反対の動作を行う。これによりターゲット
等に大気圧が印加されるのを防ぐことができる。
【００１６】またマグネットは大気側に配置されている
ために、真空シール等の複雑な機構を設ける必要がな
い。これによりマグネット表面とターゲット表面までの
距離を可能な限り小さい値に保ち、ターゲット表面上で
の磁場分布にムラが生じるのを抑え、かつ所望の磁場強
度を作り、均一な膜厚と膜質をもつ薄膜を得ることがで
きる。
ために、真空シール等の複雑な機構を設ける必要がな
い。これによりマグネット表面とターゲット表面までの
距離を可能な限り小さい値に保ち、ターゲット表面上で
の磁場分布にムラが生じるのを抑え、かつ所望の磁場強
度を作り、均一な膜厚と膜質をもつ薄膜を得ることがで
きる。
【００１７】
【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１８】図１は本発明に係るプレーナマグネトロン
方式のスパッタリング装置の内部構造を示す断面図であ
る。
方式のスパッタリング装置の内部構造を示す断面図であ
る。
【００１９】１１は成膜室（基板の表面処理を行うスパ
ッタリング室）であり、成膜室１１では搬入された基板
１２に対しスパッタリングによって成膜処理が行われ
る。成膜室１１は気密構造を有する。成膜処理を行うと
き成膜室１１の内部は排気機構１３（排気ポンプは図示
されず）によって排気され、成膜に必要なレベルまで減
圧される。排気機構１３の排気管には電磁バルブ１４
（以下排気バルブという）が設けられ、排気を行うとき
排気バルブ１４は開状態になる。成膜室１１において、
基板の搬送機構、基板の搬入・搬出を行う基板出入り口
部、基板支持装置、電圧印加機構等の図示は説明の便宜
上省略される。
ッタリング室）であり、成膜室１１では搬入された基板
１２に対しスパッタリングによって成膜処理が行われ
る。成膜室１１は気密構造を有する。成膜処理を行うと
き成膜室１１の内部は排気機構１３（排気ポンプは図示
されず）によって排気され、成膜に必要なレベルまで減
圧される。排気機構１３の排気管には電磁バルブ１４
（以下排気バルブという）が設けられ、排気を行うとき
排気バルブ１４は開状態になる。成膜室１１において、
基板の搬送機構、基板の搬入・搬出を行う基板出入り口
部、基板支持装置、電圧印加機構等の図示は説明の便宜
上省略される。
【００２０】成膜室１１の壁部には開口部の箇所にカソ
ード電極（陰極）１５が設けられる。カソード電極１５
は、バッキングプレート１６と、正面形状が例えば四角
形または円形のターゲット１７とを備える。バッキング
プレート１６は裏板部材である。ターゲット１７はバッ
キングプレート１６の成膜室側の表面に積層させて固定
される。ターゲット１７の表面は基板１２の被処理面に
対向している。またターゲット１７の周囲にはターゲッ
トシールド部材１８が配置される。
ード電極（陰極）１５が設けられる。カソード電極１５
は、バッキングプレート１６と、正面形状が例えば四角
形または円形のターゲット１７とを備える。バッキング
プレート１６は裏板部材である。ターゲット１７はバッ
キングプレート１６の成膜室側の表面に積層させて固定
される。ターゲット１７の表面は基板１２の被処理面に
対向している。またターゲット１７の周囲にはターゲッ
トシールド部材１８が配置される。
【００２１】上記バッキングプレート１６は例えばリン
グ状のカソード電極本体１９にシール部材（Ｏリング
等、以下同じ）２０を介して取り付けられる。カソード
電極本体１９は、成膜室１１の壁部に形成された開口部
に絶縁体２１およびシール部材２２，２３を介して取り
付けられる。
グ状のカソード電極本体１９にシール部材（Ｏリング
等、以下同じ）２０を介して取り付けられる。カソード
電極本体１９は、成膜室１１の壁部に形成された開口部
に絶縁体２１およびシール部材２２，２３を介して取り
付けられる。
【００２２】バッキングプレート１６の裏面側には例え
ば冷却水（水以外の冷却媒体もあり得る）を流通せしめ
る水路部２４を形成するジャケット２５が設けられる。
水路部２４は、幅狭の水路（裏面外側に大きく膨出しな
い水路）として形成される。２６は冷却水を導入・導出
するための導入・導出口部である。
ば冷却水（水以外の冷却媒体もあり得る）を流通せしめ
る水路部２４を形成するジャケット２５が設けられる。
水路部２４は、幅狭の水路（裏面外側に大きく膨出しな
い水路）として形成される。２６は冷却水を導入・導出
するための導入・導出口部である。
【００２３】上記水路部２４の構造の好ましい一例を、
図２に示す。図２はバッキングプレート１６の側から水
路を見たもので、この水路２４Ａは、例えば２つの部材
２４ａ，２４ｂによってジグザグの形状に作られてい
る。ジグザグ形状の水路２４Ａは、バッキングプレート
１６等に印加される水圧を緩和できるという効果を有す
る。また水路２４Ａはジャケット２５に彫り込むことに
よって作ることができる。また水路の他の例として、図
３に示すように部材２４ｃ，２４ｄを用いて直線的な形
状の水路２４Ｂを形成してもほぼ同様な冷却効果を達成
できる。
図２に示す。図２はバッキングプレート１６の側から水
路を見たもので、この水路２４Ａは、例えば２つの部材
２４ａ，２４ｂによってジグザグの形状に作られてい
る。ジグザグ形状の水路２４Ａは、バッキングプレート
１６等に印加される水圧を緩和できるという効果を有す
る。また水路２４Ａはジャケット２５に彫り込むことに
よって作ることができる。また水路の他の例として、図
３に示すように部材２４ｃ，２４ｄを用いて直線的な形
状の水路２４Ｂを形成してもほぼ同様な冷却効果を達成
できる。
【００２４】２７はカバープレートであり、カバープレ
ート２７はカソード電極本体１９に絶縁体２８およびシ
ール部材（黒い点で示される部材）を介して気密に取り
付けられる。カソード電極本体１９にカバープレート２
７を取り付けることによって、バッキングプレート１６
とジャケット２５の裏面側に排気作用によって真空可能
な室２９（以下裏面室という）が形成される。裏面室２
９は、バッキングプレート１６またはジャケット２５を
覆い、これらの部材とカバープレート２９との間の距離
を可能な限り小さくすることにより可能な限り幅狭な空
間として形成される。上記の冷却水導入・導出口部２６
は、カバープレート２７の外側まで延設される。
ート２７はカソード電極本体１９に絶縁体２８およびシ
ール部材（黒い点で示される部材）を介して気密に取り
付けられる。カソード電極本体１９にカバープレート２
７を取り付けることによって、バッキングプレート１６
とジャケット２５の裏面側に排気作用によって真空可能
な室２９（以下裏面室という）が形成される。裏面室２
９は、バッキングプレート１６またはジャケット２５を
覆い、これらの部材とカバープレート２９との間の距離
を可能な限り小さくすることにより可能な限り幅狭な空
間として形成される。上記の冷却水導入・導出口部２６
は、カバープレート２７の外側まで延設される。
【００２５】上記裏面室２９と成膜室１１との間は、途
中に電磁バルブ３０（以下バイパスバルブという）を備
えたバイパス配管３１で接続される。バイパスバルブ３
０が開状態になると、裏面室２９と成膜室１１は連通状
態になる。バイパス配管３１の両端の各接続部は気密構
造を有する。
中に電磁バルブ３０（以下バイパスバルブという）を備
えたバイパス配管３１で接続される。バイパスバルブ３
０が開状態になると、裏面室２９と成膜室１１は連通状
態になる。バイパス配管３１の両端の各接続部は気密構
造を有する。
【００２６】成膜室１１に付設された３２はガス導入バ
ルブ、３３はベントバルブである。ガス導入バルブ３２
によってプラズマ放電を生成するために必要なプロセス
ガスが導入される。ガス導入バルブ３２とベントバルブ
３３は電磁駆動部を備えている。
ルブ、３３はベントバルブである。ガス導入バルブ３２
によってプラズマ放電を生成するために必要なプロセス
ガスが導入される。ガス導入バルブ３２とベントバルブ
３３は電磁駆動部を備えている。
【００２７】３４はバルブ制御機器であり、コンピュー
タ等によって構成される。バルブ制御機器３４は、排気
バルブ１４、バイパスバルブ３０、ガス導入バルブ３
２、ベントバルブ３３の各々の開閉動作を制御する機能
を有する。
タ等によって構成される。バルブ制御機器３４は、排気
バルブ１４、バイパスバルブ３０、ガス導入バルブ３
２、ベントバルブ３３の各々の開閉動作を制御する機能
を有する。
【００２８】カバープレート２７の外側スペースにはマ
グネット３５、およびこのマグネット３５を回転または
揺動させるためのマグネット駆動機構３６が設けられ
る。マグネット３５は永久磁石または電磁石で作られ、
ターゲット１７の表面において所望の磁力線分布を生成
するためにターゲット１７に対してできるだけ近付けて
配設される。前述のように、裏面室２９は可能な限り幅
狭な空間として形成されるので、すなわちバッキングプ
レート１６の裏面からカバープレート２７の裏面までの
距離はできる限り小さく設定されるので、上記の磁力線
の強度を望ましい状態にできる。
グネット３５、およびこのマグネット３５を回転または
揺動させるためのマグネット駆動機構３６が設けられ
る。マグネット３５は永久磁石または電磁石で作られ、
ターゲット１７の表面において所望の磁力線分布を生成
するためにターゲット１７に対してできるだけ近付けて
配設される。前述のように、裏面室２９は可能な限り幅
狭な空間として形成されるので、すなわちバッキングプ
レート１６の裏面からカバープレート２７の裏面までの
距離はできる限り小さく設定されるので、上記の磁力線
の強度を望ましい状態にできる。
【００２９】成膜室１１を減圧して真空にするとき、排
気バルブ１４とバイパスバルブ３０を同時に開け、成膜
室１１と裏面室２９を連通させて両室を同時に排気す
る。このとき、ガス導入バルブ３２とベントバルブ３３
は閉じられている。成膜室１１等が所望の真空度に達し
た後、スパッタリングを開始するために冷却水を水路部
２４に通水する。そしてガス導入バルブ３２を開けると
同時にバイパスバルブ３０を閉じ、成膜室１１内にガス
を導入してその内部を約数mTorr の圧力に保持した後、
電圧印加機構のスパッタリング用電源（図示せず）によ
ってバッキングプレート１６に高電圧を印加する。この
とき、ターゲット１７とバッキングプレート１６とジャ
ケット２５とカソード電極本体１９は同電位となる。
気バルブ１４とバイパスバルブ３０を同時に開け、成膜
室１１と裏面室２９を連通させて両室を同時に排気す
る。このとき、ガス導入バルブ３２とベントバルブ３３
は閉じられている。成膜室１１等が所望の真空度に達し
た後、スパッタリングを開始するために冷却水を水路部
２４に通水する。そしてガス導入バルブ３２を開けると
同時にバイパスバルブ３０を閉じ、成膜室１１内にガス
を導入してその内部を約数mTorr の圧力に保持した後、
電圧印加機構のスパッタリング用電源（図示せず）によ
ってバッキングプレート１６に高電圧を印加する。この
とき、ターゲット１７とバッキングプレート１６とジャ
ケット２５とカソード電極本体１９は同電位となる。
【００３０】ガスを導入し成膜室１１を約数mTorr の圧
力に保持するときにバイパスバルブ３０を閉じるのは、
裏面室２９内にガスが導入されることによりその内部が
約数mTorr の圧力になると、カソード電極本体１９から
絶縁体２８で絶縁されることによりアース電位となって
いるカバープレート２７と、高電圧が印加されているジ
ャケット２５との間で異常放電の起こる可能性があるた
めである。かかる異常放電を防止するため、バイパスバ
ルブ３０を閉じて裏面室２９の真空状態を保持する。
力に保持するときにバイパスバルブ３０を閉じるのは、
裏面室２９内にガスが導入されることによりその内部が
約数mTorr の圧力になると、カソード電極本体１９から
絶縁体２８で絶縁されることによりアース電位となって
いるカバープレート２７と、高電圧が印加されているジ
ャケット２５との間で異常放電の起こる可能性があるた
めである。かかる異常放電を防止するため、バイパスバ
ルブ３０を閉じて裏面室２９の真空状態を保持する。
【００３１】所定時間スパッタリングを行った後、ガス
導入バルブ３２を閉じ、バイパスバルブ３０を開ける。
成膜処理が終了した基板１２を搬出するため、バイパス
バルブ３０は開けたまま排気バルブ１３を閉じ、ベント
バルブ３３を開いて窒素ガス等を成膜室１１に導入す
る。
導入バルブ３２を閉じ、バイパスバルブ３０を開ける。
成膜処理が終了した基板１２を搬出するため、バイパス
バルブ３０は開けたまま排気バルブ１３を閉じ、ベント
バルブ３３を開いて窒素ガス等を成膜室１１に導入す
る。
【００３２】上記の構成によってターゲット１７、バッ
キングプレート１６、ジャケット２５には裏面側から大
気圧が加わらなくなるため、ターゲット１７およびバッ
キングプレート１６は反りが生じない。またバッキング
プレート１６を薄くすることもできる。
キングプレート１６、ジャケット２５には裏面側から大
気圧が加わらなくなるため、ターゲット１７およびバッ
キングプレート１６は反りが生じない。またバッキング
プレート１６を薄くすることもできる。
【００３３】成膜室１１を大気圧状態から排気を行う場
合には、必ず裏面室２９と同時に真空引きしなくてはな
らない。なぜなら、成膜室１１を先に排気するとターゲ
ット１７は成膜室１１側に反るからであり、裏面室２９
を先に排気すると、ターゲット１７は裏面側に反るから
である。ただし、成膜室１１と裏面室２９が共に真空で
あり、この状態からさらに真空引きを行う場合は同時に
行う必要はない。これは、大気圧と真空の差圧による力
（大気圧）に比べ、真空同士の差圧による力の方が相当
に弱いためである。
合には、必ず裏面室２９と同時に真空引きしなくてはな
らない。なぜなら、成膜室１１を先に排気するとターゲ
ット１７は成膜室１１側に反るからであり、裏面室２９
を先に排気すると、ターゲット１７は裏面側に反るから
である。ただし、成膜室１１と裏面室２９が共に真空で
あり、この状態からさらに真空引きを行う場合は同時に
行う必要はない。これは、大気圧と真空の差圧による力
（大気圧）に比べ、真空同士の差圧による力の方が相当
に弱いためである。
【００３４】処理された基板１２を成膜室１１から搬出
するときにも搬入の場合と同様であり、成膜室１１と裏
面室６とはバイパスバルブ３０を開いて連通させること
により同時に大気圧にしなければならない。
するときにも搬入の場合と同様であり、成膜室１１と裏
面室６とはバイパスバルブ３０を開いて連通させること
により同時に大気圧にしなければならない。
【００３５】裏面室２９は、真空度が例えば１０-4Torr
以下になるよう排気される。この真空度は室内での異常
放電が起こらない真空度である。
以下になるよう排気される。この真空度は室内での異常
放電が起こらない真空度である。
【００３６】冷却水の導入・導出口部２６は、気密が保
たれ、かつターゲット１７、バッキングプレート１６、
ジャケット２５等の電力印加機構から絶縁される構造を
採っている限り、任意の位置に配置できる。
たれ、かつターゲット１７、バッキングプレート１６、
ジャケット２５等の電力印加機構から絶縁される構造を
採っている限り、任意の位置に配置できる。
【００３７】上記実施例ではマグネット３５は裏面室２
９の外側の大気中に配置したので、真空中に配置した場
合に起こり得るマグネットと構造物との間での異常放電
が起こらない。また真空シールを施す必要がなく、マグ
ネット３５の回転や揺動機構なども取付けが容易とな
る。
９の外側の大気中に配置したので、真空中に配置した場
合に起こり得るマグネットと構造物との間での異常放電
が起こらない。また真空シールを施す必要がなく、マグ
ネット３５の回転や揺動機構なども取付けが容易とな
る。
【００３８】ジャケット２５中の水路部２４を流れる冷
却水によってターゲット１７およびバッキングプレート
１６に水圧が加わり、ターゲット１７等が反ることも考
えられるが、ジャケット２５中の水路を形成する壁を梁
として利用することでこの問題は回避される。
却水によってターゲット１７およびバッキングプレート
１６に水圧が加わり、ターゲット１７等が反ることも考
えられるが、ジャケット２５中の水路を形成する壁を梁
として利用することでこの問題は回避される。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、ターゲットとバッキングプレートの裏面側に裏面
室を形成し、裏面室を成膜室と同時に真空にしたりある
いは常圧にして両側の空間で圧力差が生じないようにし
たため、ターゲットとバッキングプレートの反りの発生
を防止することができる。これによって裏面室の外側に
配置されたマグネットによってターゲット表面上に望ま
しい磁場強度および均一な磁場分布を得ることができる
ので、マグネトロン放電の効率を高め、良好な薄膜を形
成できる。さらにマグネットを裏面室の外側に配置しか
つスパッタリング時に裏面室の内部を所望の減圧状態に
保つようにしたため異常放電が生ぜず、良好な薄膜を形
成できる。水路をジグザグ形状にすることにより水圧の
印加を緩和することもできる。
れば、ターゲットとバッキングプレートの裏面側に裏面
室を形成し、裏面室を成膜室と同時に真空にしたりある
いは常圧にして両側の空間で圧力差が生じないようにし
たため、ターゲットとバッキングプレートの反りの発生
を防止することができる。これによって裏面室の外側に
配置されたマグネットによってターゲット表面上に望ま
しい磁場強度および均一な磁場分布を得ることができる
ので、マグネトロン放電の効率を高め、良好な薄膜を形
成できる。さらにマグネットを裏面室の外側に配置しか
つスパッタリング時に裏面室の内部を所望の減圧状態に
保つようにしたため異常放電が生ぜず、良好な薄膜を形
成できる。水路をジグザグ形状にすることにより水圧の
印加を緩和することもできる。
【図１】本発明のプレーナマグネトロン式スパッタリン
グ装置の実施例を示す断面図である。
グ装置の実施例を示す断面図である。
【図２】水路の好ましい形状の例を示す図である。
【図３】水路の他の形状の例を示す図である。
【図４】従来のプレーナマグネトロン式のスパッタリン
グ装置の断面図である。
グ装置の断面図である。
１１ 成膜室 １２ 基板 １３ 排気機構 １４ 排気バルブ １５ カソード電極 １６ バッキングプレート １７ ターゲット １９ カソード電極本体 ２４ 水路部 ２４Ａ，２４Ｂ 水路 ２５ ジャケット ２７ カバープレート ２９ 裏面室 ３０ バイパスバルブ ３１ バイパス配管 ３２ ガス導入バルブ ３３ ベントバルブ ３４ バルブ制御機器 ３５ マグネット
Claims (5)
- 【請求項１】 成膜室側の表面にターゲットを設け裏面
に冷却媒体用流路を形成するジャケットを設けたバッキ
ングプレートと、このバッキングプレートの裏面側に形
成された裏面室を備えるスパッタリング装置において、 前記裏面室と前記成膜室を接続するバイパス配管と、前
記バイパス配管の途中に設けられたバルブ装置と、前記
成膜室の排気時に前記バルブ装置を開いて前記成膜室と
前記裏面室を連通し前記成膜室の排気と同時に前記裏面
室の排気を行う制御手段を備えたことを特徴とするスパ
ッタリング装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のスパッタリング装置にお
いて、前記制御手段は、前記成膜室を常圧にする時に前
記バルブ装置を開いて前記成膜室と前記裏面室を連通す
ることを特徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載のスパッタリング
装置において、前記裏面室の外側にマグネットを配置
し、前記マグネットから出た磁力線が前記ターゲットの
表面で有効に生じるように前記裏面室は薄幅で形成され
ることを特徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項４】 請求項１または２記載のスパッタリング
装置において、前記成膜室にガスを導入するとき、前記
バルブ装置を閉じ前記裏面室を減圧状態を保持すること
を特徴とするスパッタリング装置。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項記載のスパ
ッタリング装置において、前記冷却媒体用流路はジグザ
グ形状の流路であることを特徴とするスパッタリング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14531394A JP3877230B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | スパッタリング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14531394A JP3877230B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | スパッタリング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07331428A true JPH07331428A (ja) | 1995-12-19 |
| JP3877230B2 JP3877230B2 (ja) | 2007-02-07 |
Family
ID=15382274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14531394A Expired - Fee Related JP3877230B2 (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | スパッタリング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3877230B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001279434A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Showa Shinku:Kk | エクスターナル・カソード電極搭載型スパッタ装置 |
| US20060118412A1 (en) * | 2003-05-23 | 2006-06-08 | Jorg Krempel-Hesse | Magnetron sputter cathode |
| JP2010163639A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Showa Denko Kk | スパッタリング装置及びそれを用いた磁気記録媒体の製造方法 |
| CN112985153A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-18 | 京浜乐梦金属科技（苏州）有限公司 | 用于液晶半导体成膜的高效率冷却背板装置 |
| KR20230062373A (ko) | 2021-10-29 | 2023-05-09 | 가부시키가이샤 알박 | 마그네트론 스퍼터링 장치용 캐소드 유닛 및 마그네트론 스퍼터링 장치 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP14531394A patent/JP3877230B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001279434A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Showa Shinku:Kk | エクスターナル・カソード電極搭載型スパッタ装置 |
| JP4521607B2 (ja) * | 2000-03-29 | 2010-08-11 | 株式会社昭和真空 | エクスターナル・カソード電極搭載型スパッタ装置 |
| US20060118412A1 (en) * | 2003-05-23 | 2006-06-08 | Jorg Krempel-Hesse | Magnetron sputter cathode |
| JP2006526073A (ja) * | 2003-05-23 | 2006-11-16 | アプライド フィルムス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | マグネトロンスパッタカソード電極 |
| US8715471B2 (en) * | 2003-05-23 | 2014-05-06 | Applied Materials Gmbh & Co Kg | Magnetron sputter cathode |
| JP2010163639A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Showa Denko Kk | スパッタリング装置及びそれを用いた磁気記録媒体の製造方法 |
| CN112985153A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-18 | 京浜乐梦金属科技（苏州）有限公司 | 用于液晶半导体成膜的高效率冷却背板装置 |
| KR20230062373A (ko) | 2021-10-29 | 2023-05-09 | 가부시키가이샤 알박 | 마그네트론 스퍼터링 장치용 캐소드 유닛 및 마그네트론 스퍼터링 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3877230B2 (ja) | 2007-02-07 |
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